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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-13
(45)【発行日】2024-09-25
(54)【発明の名称】蓄電設備用制御装置、電力供給システムおよびプログラム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/32 20060101AFI20240917BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20240917BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20240917BHJP
【ＦＩ】
H02J3/32
H02J3/38 150
H02J3/38 110
H02J7/35 K
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021045871
(22)【出願日】2021-03-19
(65)【公開番号】P2022144727
(43)【公開日】2022-10-03
【審査請求日】2023-04-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】李 佳澤
(72)【発明者】
【氏名】吉原 徹
(72)【発明者】
【氏名】大原 伸也
(72)【発明者】
【氏名】永山 祐一
(72)【発明者】
【氏名】中村 知治
【審査官】早川 卓哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１１８７３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６０９９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１５２９４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０８０３５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４３７３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００５８３４０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ３／００－５／００
Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２
Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６
Ｇ０６Ｑ５０／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力系統に発電設備出力電力を供給する発電設備と前記電力系統に正値または負値となる蓄電設備出力電力を供給する蓄電設備とを備える電力供給システムが、前記電力系統に供給するシステム出力電力と、前記システム出力電力の計画値との差分である電力差分値を出力する電力差分値出力部と、前記蓄電設備における残電量と前記残電量の目標値である残電量管理目標値との差分である残電量差分値を出力する残電量差分値出力部と、
前記電力差分値と前記残電量差分値とに基づいて、前記蓄電設備出力電力の指令値である出力指令値を前記蓄電設備に供給する蓄電設備制御部と、を備え、
前記蓄電設備制御部は、
前記残電量差分値が第１の範囲を上回る場合に、前記出力指令値を第１のレベルに設定する機能と、
前記残電量差分値が前記第１の範囲を下回る場合に、前記出力指令値を前記第１のレベルよりも低い第２のレベルに設定する機能と、を備える
ことを特徴とする蓄電設備用制御装置。
【請求項2】
前記蓄電設備制御部は、さらに、
前記残電量差分値が前記第１の範囲内であって前記電力差分値が第２の範囲を上回る場合に、前記出力指令値を前記第２のレベルに設定する機能と、
前記残電量差分値が前記第１の範囲内であって前記電力差分値が前記第２の範囲を下回る場合に、前記出力指令値を前記第１のレベルに設定する機能と、
前記残電量差分値が前記第１の範囲内であって、かつ、前記電力差分値が前記第２の範囲内である場合に、前記出力指令値を前記第１のレベルよりも低く、前記第２のレベルよりも高い第３のレベルに設定する機能と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電設備用制御装置。
【請求項3】
前記第１の範囲を設定する設定部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の蓄電設備用制御装置。
【請求項4】
前記設定部は、前記第２の範囲を設定する機能をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の蓄電設備用制御装置。
【請求項5】
前記蓄電設備制御部は、５分以下の周期で前記出力指令値を更新する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の蓄電設備用制御装置。
【請求項6】
電力系統に発電設備出力電力を供給する発電設備と、前記電力系統に正値または負値となる蓄電設備出力電力を供給する蓄電設備と、
前記電力系統に供給するシステム出力電力と、前記システム出力電力の計画値との差分である電力差分値を出力する電力差分値出力部と、
前記蓄電設備における残電量と前記残電量の目標値である残電量管理目標値との差分である残電量差分値を出力する残電量差分値出力部と、
前記電力差分値と前記残電量差分値とに基づいて、前記蓄電設備出力電力の指令値である出力指令値を前記蓄電設備に供給する蓄電設備制御部と、を備え、
前記蓄電設備制御部は、
前記残電量差分値が第１の範囲を上回る場合に、前記出力指令値を第１のレベルに設定する機能と、
前記残電量差分値が前記第１の範囲を下回る場合に、前記出力指令値を前記第１のレベルよりも低い第２のレベルに設定する機能と、を備える
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項7】
コンピュータを、電力系統に発電設備出力電力を供給する発電設備と前記電力系統に正値または負値となる蓄電設備出力電力を供給する蓄電設備とを備える電力供給システムが、前記電力系統に供給するシステム出力電力と、前記システム出力電力の計画値との差分である電力差分値を出力する電力差分値出力手段、
前記蓄電設備における残電量と前記残電量の目標値である残電量管理目標値との差分である残電量差分値を出力する残電量差分値出力手段、
前記電力差分値と前記残電量差分値とに基づいて、前記蓄電設備出力電力の指令値である出力指令値を前記蓄電設備に供給する蓄電設備制御手段、
として機能させるためのプログラムであって、
前記蓄電設備制御手段は、
前記残電量差分値が第１の範囲を上回る場合に、前記出力指令値を第１のレベルに設定する機能と、
前記残電量差分値が前記第１の範囲を下回る場合に、前記出力指令値を前記第１のレベルよりも低い第２のレベルに設定する機能と、を備える
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電設備用制御装置、電力供給システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、再生エネルギー発電設備の普及に伴い、電力安定供給のために必要な、電力システム改革が世界中で行われている。日本においては、電力安定供給の確保、電気料金の最大限の抑制、電気利用の選択や企業の事業機会の拡大を目的に、広域的運営推進機関が設立されている。これにより、卸電力市場に加え、電力需給調整市場や容量市場の開設に向けて検討を進めている。欧米においては、米国の系統運用者であるＰＪＭ、英国の送電運用者であるNational Grid、ドイツの共通予備力市場であるRegelleistungにおいて、電力需給調整市場に関わる市場制度設計も存在している。
【0003】
様々な電力市場の参入には、売電計画に応じ要求される時間帯に約束した電力量を調達すること（同時同量）が求められ、売電計画の同時同量を遵守できないとペナルティが発生する。特に、再生エネルギー発電設備を適用する場合には天候によって発電量が左右されるため、様々な電力市場へ参入する際に、予測した発電量と実際の発電電力量の誤差が発生する懸念がある。電力市場の参入に伴う売電計画の同時同量を遵守し、売電電力の予測誤差で計画と実際の売電電力誤差によるペナルティ回避方法の一例は、例えば下記特許文献１に示されている。
【0004】
すなわち、下記特許文献１の要約には、「［課題］間欠的なタイミングで予測される需要電力の補正が適切に行われるようにする。［解決手段］１以上の需要家施設に応じて予測された予測需要電力の誤差を測定する誤差測定部と、所定数の区分期間が連続する補正単位期間において、区分期間に応じて測定された誤差を加算した加算誤差を求める誤差加算部と、区分期間ごとに予測需要電力を予測し、補正単位期間における最後の所定回の各区分期間において予測した予測需要電力のそれぞれについて、前回の区分期間までに対応して求められた加算誤差に基づいて補正を行う需要電力予測部とを備え、誤差加算部は、区分期間に応じて測定された誤差を保持し、需要電力予測部により補正が行われる際に、保持された前記誤差を合算して加算誤差を求めるように需要電力予測装置を構成する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－１４３７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上述した技術においては、蓄電設備の計画外の充放電が発生すると、蓄電設備のＳＯＣ（State of Charge：残電量）の管理誤差、すなわちＳＯＣの計画値に対する実際のＳＯＣの誤差が大きくなるという問題があった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、蓄電設備の残電量の管理誤差を抑制できる蓄電設備用制御装置、電力供給システムおよびプログラムを提供することを目的とする。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、蓄電設備の残電量の管理誤差を抑制できる蓄電設備用制御装置、電力供給システムおよびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため本発明の蓄電設備用制御装置は、電力系統に発電設備出力電力を供給する発電設備と前記電力系統に正値または負値となる蓄電設備出力電力を供給する蓄電設備とを備える電力供給システムが、前記電力系統に供給するシステム出力電力と、前記システム出力電力の計画値との差分である電力差分値を出力する電力差分値出力部と、前記蓄電設備における残電量と前記残電量の目標値である残電量管理目標値との差分である残電量差分値を出力する残電量差分値出力部と、前記電力差分値と前記残電量差分値とに基づいて、前記蓄電設備出力電力の指令値である出力指令値を前記蓄電設備に供給する蓄電設備制御部と、を備え、前記蓄電設備制御部は、前記残電量差分値が第１の範囲を上回る場合に、前記出力指令値を第１のレベルに設定する機能と、前記残電量差分値が前記第１の範囲を下回る場合に、前記出力指令値を前記第１のレベルよりも低い第２のレベルに設定する機能と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、蓄電設備の残電量の管理誤差を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】好適な実施形態による売電システムのブロック図である。
【図2】発電設備の一例を示すブロック図である。
【図3】蓄電設備の一例を示すブロック図である。
【図4】制御装置の一例を示すブロック図である。
【図5】出力調整部の一例を示すブロック図である。
【図6】出力調整量算出プログラムのフローチャートである。
【図7】第１比較例における各部の波形図の一例である。
【図8】第２比較例における各部の波形図の一例である。
【図9】本実施形態における各部の波形図の一例である。
【図10】同時同量判定期間と、計算周期と、計算頻度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
［実施形態の構成］
図１は、好適な実施形態による売電システム１０（電力供給システム）のブロック図である。
売電システム１０は、電力需要部１２と、発電設備１３と、蓄電設備１４と、制御装置４０（蓄電設備用制御装置、コンピュータ）と、を備えている。電力需要部１２、発電設備１３および蓄電設備１４は、責任分岐点８２を介して、例えば三相交流電力系統である電力系統８０に接続されている。売電システム１０は電力系統８０に電力を売電するシステムであり、売電システム１０が電力系統８０に出力する有効電力を売電電力ＰS（システム出力電力）と呼ぶ。
図１は、好適な実施形態による売電システム１０（電力供給システム）のブロック図である。
売電システム１０は、電力需要部１２と、発電設備１３と、蓄電設備１４と、制御装置４０（蓄電設備用制御装置、コンピュータ）と、を備えている。電力需要部１２、発電設備１３および蓄電設備１４は、責任分岐点８２を介して、例えば三相交流電力系統である電力系統８０に接続されている。売電システム１０は電力系統８０に電力を売電するシステムであり、売電システム１０が電力系統８０に出力する有効電力を売電電力ＰS（システム出力電力）と呼ぶ。
【0011】
電力需要部１２は、責任分岐点８２から電力を受電する。電力需要部１２が受電する有効電力を受電電力ＰLと呼ぶ。発電設備１３から出力される有効電力を出力電力ＰGEN（発電設備出力電力）と呼び、蓄電設備１４から出力される有効電力を出力電力ＰBAT（蓄電設備出力電力）と呼ぶ。なお、責任分岐点８２を介して蓄電設備１４に有効電力が入力される場合は出力電力ＰBATが負値になる。制御装置４０は、発電設備１３および蓄電設備１４を制御する。すなわち、制御装置４０は、蓄電設備１４から出力される出力電力ＰBATを調整することにより、売電電力ＰSの目標値と実際値との差分値を補償する。
【0012】
図２は、発電設備１３の一例を示すブロック図である。
図２において、発電設備１３は、太陽光アレイ１３２と、電力変換器１３４と、電力制御器１３６と、ＭＰＰＴ制御器１３８と、を備えている。太陽光アレイ１３２は、複数の太陽電池モジュール（図示せず）によって直流電力を出力する。電力変換器１３４は、太陽光アレイ１３２からの直流電力を交流電力に変換し、電力系統８０に出力する。
図２において、発電設備１３は、太陽光アレイ１３２と、電力変換器１３４と、電力制御器１３６と、ＭＰＰＴ制御器１３８と、を備えている。太陽光アレイ１３２は、複数の太陽電池モジュール（図示せず）によって直流電力を出力する。電力変換器１３４は、太陽光アレイ１３２からの直流電力を交流電力に変換し、電力系統８０に出力する。
【0013】
電力制御器１３６は、電力変換器１３４の入出力電力を制御する。このため、発電設備１３には、電力変換器１３４の入出力の電気情報を収集するインターフェースとして、電圧センサ、電流センサ（符号なし）等を備える。ＭＰＰＴ制御器１３８は、太陽光アレイ１３２の出力電力を最大にさせるため、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking : 最大電力追従制御）を実行する。すなわち、ＭＰＰＴ制御器１３８は、電力変換器１３４に対して、太陽光アレイ１３２からの入力電流を指令する。
【0014】
図３は、蓄電設備１４の一例を示すブロック図である。
図３において、蓄電設備１４は、蓄電池１４２と、電力変換器１４４と、電力制御器１４６と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）１４８と、を備えている。電力変換器１４４は、蓄電池１４２に対して入出力される直流電力と、電力系統８０に対して入出力される交流電力とを双方向に変換する。電力制御器１４６は、制御装置４０（図１参照）から供給される出力指令値ＰBATrefに基づいて、電力変換器１４４の出力電力ＰBATを制御する。
図３において、蓄電設備１４は、蓄電池１４２と、電力変換器１４４と、電力制御器１４６と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）１４８と、を備えている。電力変換器１４４は、蓄電池１４２に対して入出力される直流電力と、電力系統８０に対して入出力される交流電力とを双方向に変換する。電力制御器１４６は、制御装置４０（図１参照）から供給される出力指令値ＰBATrefに基づいて、電力変換器１４４の出力電力ＰBATを制御する。
【0015】
このため、蓄電設備１４には、電力変換器１４４の入出力の電気情報を収集するインターフェースとして、電圧センサ、電流センサ（符号なし）等を備える。ＢＭＵ１４８は、蓄電池１４２の内部状態をモニタリングし、蓄電池の残電量ＳＯＣmを外部に送信する。
【0016】
図４は、制御装置４０の一例を示すブロック図である。
制御装置４０は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ＳＳＤには、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、各種データ等が格納されている。ＯＳおよびアプリケーションプログラムは、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行される。図４において、制御装置４０の内部は、アプリケーションプログラム等によって実現される機能を、ブロックとして示している。
制御装置４０は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ＳＳＤには、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、各種データ等が格納されている。ＯＳおよびアプリケーションプログラムは、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行される。図４において、制御装置４０の内部は、アプリケーションプログラム等によって実現される機能を、ブロックとして示している。
【0017】
すなわち、制御装置４０は、売電計画算出部４３と、ＳＯＣ管理計画部４４と、出力調整部４５と、設定部４６と、を備えている。両者には、発電予測情報ＤＧと、電力需要予測情報ＤＤと、が供給される。発電予測情報ＤＧは、天候予測等に基づいて発電設備１３の出力電力ＰGEN（図１参照）の推移を予測した情報である。また、電力需要予測情報ＤＤは、電力需要部１２の運転計画等に基づいて受電電力ＰL（図１参照）の推移を予測した情報である。
【0018】
売電計画算出部４３は、発電予測情報ＤＧと電力需要予測情報ＤＤとに基づいて、時系列データである売電目標値ＰSrefを算出する。ＳＯＣ管理計画部４４は、発電予測情報ＤＧと電力需要予測情報ＤＤとに基づいて、時系列データである残電量管理目標値ＳＯＣrefを算出する。
【0019】
設定部４６は、ＳＯＣ管理誤差許容値Ｘと売電誤差許容値Ｙとを設定する。ここで、ＳＯＣ管理誤差許容値Ｘとは、残電量管理目標値ＳＯＣrefに対する残電量ＳＯＣmの許容誤差（％）である。すなわち、ＳＯＣ管理誤差許容値Ｘは、ＳＯＣmがＳＯＣrefの±Ｘ％以内に収まることが望ましいことを表す。
【0020】
また、売電誤差許容値Ｙとは、所定の同時同量判定期間ＴＤ（図１０参照）における、売電目標値ＰSrefに対する売電電力ＰSの平均値の許容誤差（％）である。ここで、同時同量判定期間ＴＤは、例えば３０分である。仮に、この平均値が売電目標値ＰSrefの±Ｙ％の範囲から外れると、ペナルティが発生する。このように、ユーザは、設定部４６を操作することにより、売電電力商品の規制や、売電目標値に応じて売電誤差許容値Ｙを調整できる。さらに、ユーザは、設定部４６を操作することにより、蓄電設備１４のＳＯＣ管理目標精度に応じて、ＳＯＣ管理誤差許容値Ｘを調整できる。
【0021】
出力調整部４５には、上述した売電目標値ＰSrefと、残電量管理目標値ＳＯＣrefと、ＳＯＣ管理誤差許容値Ｘと、売電誤差許容値Ｙと、に加えて、売電電力ＰS（図１参照）と、残電量ＳＯＣm（図３参照）と、蓄電池指令ＰBATref0と、がパラメータとして入力される。出力調整部４５は、これら入力されたパラメータに基づいて、蓄電設備１４（図３参照）に対する出力指令値ＰBATrefを出力する。すなわち、出力調整部４５は、売電計画の同時同量の要請を満たすように蓄電設備１４の出力電力ＰBATを制御する。ここで、蓄電池指令ＰBATref0とは、出力指令値ＰBATrefのデフォルト値であり、特段の事情が無ければ「０」でよい。
【0022】
図５は、出力調整部４５の一例を示すブロック図である。
図５において、出力調整部４５は、差分検出処理部４５１（電力差分値出力部、電力差分値出力手段）と、差分検出処理部４５２（残電量差分値出力部、残電量差分値出力手段）と、フラグ算出部４５３，４５４（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）と、出力調整量算出部４５５（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）と、を備えている。差分検出処理部４５１は売電電力ＰSから売電目標値ＰSrefを減算し、減算結果を売電差分値ΔＰとして出力する。また、差分検出処理部４５２は、残電量ＳＯＣmから残電量管理目標値ＳＯＣrefを減算し、減算結果を残電量差分値ΔＳＯＣとして出力する。
図５において、出力調整部４５は、差分検出処理部４５１（電力差分値出力部、電力差分値出力手段）と、差分検出処理部４５２（残電量差分値出力部、残電量差分値出力手段）と、フラグ算出部４５３，４５４（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）と、出力調整量算出部４５５（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）と、を備えている。差分検出処理部４５１は売電電力ＰSから売電目標値ＰSrefを減算し、減算結果を売電差分値ΔＰとして出力する。また、差分検出処理部４５２は、残電量ＳＯＣmから残電量管理目標値ＳＯＣrefを減算し、減算結果を残電量差分値ΔＳＯＣとして出力する。
【0023】
フラグ算出部４５３は、売電差分値ΔＰと売電誤差許容値Ｙとに基づいて、フラグＦＬＧBを出力する。すなわち、フラグ算出部４５３は、「ΔＰ＜－Ｙ・ＰSref／１００」である場合にフラグＦＬＧBを“－１”とし、「ΔＰ＞Ｙ・ＰSref／１００」である場合にフラグＦＬＧBを“１”とし、それ以外の場合はフラグＦＬＧBを“０”とする。
【0024】
フラグ算出部４５４は、残電量差分値ΔＳＯＣとＳＯＣ管理誤差許容値Ｘとに基づいて、フラグＦＬＧAを出力する。すなわち、フラグ算出部４５４は、「ΔＳＯＣ＜－Ｘ・ＳＯＣref／１００」である場合にフラグＦＬＧAを“－１”とし、「ΔＳＯＣ＞Ｘ・ＳＯＣref／１００」である場合にフラグＦＬＧAを“１”とし、それ以外の場合はフラグＦＬＧAを“０”とする。
【0025】
出力調整量算出部４５５は、フラグＦＬＧA，ＦＬＧBに基づいて出力調整量ＰBATcomを算出する。蓄電池出力計算部４５６は、出力調整量ＰBATcomと蓄電池指令ＰBATref0とに基づいて（例えば両者を加算して）、出力指令値ＰBATrefを出力する。
【0026】
図６は、出力調整量算出部４５５が実行する出力調整量算出プログラムのフローチャートである。
本プログラムは、所定の計算周期ＴＰ（図１０参照）毎に実行される。計算周期ＴＰは同時同量判定期間ＴＤよりも短い時間であり、「ｎ＝ＴＤ／ＴＰ」を計算頻度ｎと呼ぶ。なお、計算頻度ｎは「２」以上の自然数であることが好ましい。例えば同時同量判定期間ＴＤが例えば３０分である場合、計算頻度ｎを「３０」とし、計算周期ＴＰを１分とすることが考えられる。
本プログラムは、所定の計算周期ＴＰ（図１０参照）毎に実行される。計算周期ＴＰは同時同量判定期間ＴＤよりも短い時間であり、「ｎ＝ＴＤ／ＴＰ」を計算頻度ｎと呼ぶ。なお、計算頻度ｎは「２」以上の自然数であることが好ましい。例えば同時同量判定期間ＴＤが例えば３０分である場合、計算頻度ｎを「３０」とし、計算周期ＴＰを１分とすることが考えられる。
【0027】
図６において処理がステップＳ２に進むと、出力調整量算出部４５５は、フラグ算出部４５３，４５４からフラグＦＬＧA，ＦＬＧBを取得する。次に、処理がステップＳ４に進むと、出力調整量算出部４５５は、フラグＦＬＧAは“１”であるか否か、すなわち、残電量ＳＯＣmが過大であるか否かを判定する。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１２に進み、出力調整量算出部４５５は、出力調整量ＰBATcomを「Ｙ・ΔＰ／１００」に設定する。すなわち、蓄電設備１４の出力電力ＰBATをなるべく大きくすることによって、残電量ＳＯＣmを減少させようとする。このステップＳ１２の状態を「モードＡ」と呼ぶ。
【0028】
一方、ステップＳ４において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ６に進み、出力調整量算出部４５５はフラグＦＬＧAが“－１”であるか否か、すなわち、残電量ＳＯＣmが過小であるか否かを判定する。ここで「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はステップＳ１４に進み、出力調整量算出部４５５は、出力調整量ＰBATcomを「－Ｙ・ΔＰ／１００」に設定する。すなわち、蓄電設備１４の出力電力ＰBATをなるべく小さくする（なるべく充電電力を大きくする）ことによって、残電量ＳＯＣmを増加させようとする。このステップＳ１４の状態を「モードＢ」と呼ぶ。
【0029】
また、フラグＦＬＧAが“０”である場合、すなわち残電量ＳＯＣmが許容範囲内である場合、ステップＳ６において「Ｎｏ」と判定され、処理はステップＳ８に進む。ステップＳ８において、出力調整量算出部４５５はフラグＦＬＧBが“－１”であるか否か、すなわち売電電力ＰSが過小であるか否かを判定する。ここで、「Ｙｅｓ」と判定されると、処理は上述したステップＳ１２に進み、出力調整量算出部４５５は、出力調整量ＰBATcomを「Ｙ・ΔＰ／１００」（モードＡ）に設定する。すなわち、蓄電設備１４の出力電力ＰBATをなるべく大きくすることによって、売電電力ＰSを増加させようとする。
【0030】
一方、ステップＳ８において「Ｎｏ」と判定されると、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、出力調整量算出部４５５は、フラグＦＬＧBが“１”であるか否か、すなわち売電電力ＰSが過大であるか否かを判定する。ここで、「Ｙｅｓ」と判定されると、処理は上述したステップＳ１４に進み、出力調整量算出部４５５は、出力調整量ＰBATcomを「－Ｙ・ΔＰ／１００」（モードＢ）に設定する。すなわち、蓄電設備１４の出力電力ＰBATをなるべく小さくする（蓄電設備１４が吸収する電力を大きくする）ことによって、売電電力ＰSを減少させようとする。
【0031】
一方、フラグＦＬＧA，ＦＬＧBが共に“０”である場合、すなわち、残電量ＳＯＣmおよび売電電力ＰSが共に許容範囲内である場合、ステップＳ１０において「Ｎｏ」と判定され、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、出力調整量算出部４５５は、出力調整量ＰBATcomを「０」に設定する。すなわち、蓄電池指令ＰBATref0（図５参照）が、そのまま出力指令値ＰBATrefとして出力される。このステップＳ１６の状態を「モードＣ」と呼ぶ。以上により、本ルーチンの処理が終了する。
【0032】
［比較例］
〈第１比較例〉
次に、本実施形態の動作および効果を明確にするため、各種比較例について説明する。
まず、第１比較例は、上述した実施形態と同様のハードウエア構成を備えるが、蓄電設備１４による出力調整を行わないものとする。具体的には、出力調整量ＰBATcom（図５参照）を常に「０」とし、出力指令値ＰBATrefが蓄電池指令ＰBATref0に常に等しくなるようにしたものである。
〈第１比較例〉
次に、本実施形態の動作および効果を明確にするため、各種比較例について説明する。
まず、第１比較例は、上述した実施形態と同様のハードウエア構成を備えるが、蓄電設備１４による出力調整を行わないものとする。具体的には、出力調整量ＰBATcom（図５参照）を常に「０」とし、出力指令値ＰBATrefが蓄電池指令ＰBATref0に常に等しくなるようにしたものである。
【0033】
図７は、第１比較例における各部の波形図の一例である。
上述のように、本比較例において出力調整量ＰBATcomは常に「０」である。また、出力調整量ＰBATcomが常に「０」であるため、残電量差分値ΔＳＯＣも常に「０」になる。本比較例においては、発電設備１３の出力電力ＰGENの予測値と実際値の差、あるいは受電電力ＰLの予測値と実際値の差が、売電差分値ΔＰに直接的に反映される。これにより、同時同量判定期間ＴＤにおける売電差分値ΔＰの平均値が、売電目標値ＰSrefの±Ｙパーセントの範囲を逸脱する場合が頻発し、ペナルティが発生する。
上述のように、本比較例において出力調整量ＰBATcomは常に「０」である。また、出力調整量ＰBATcomが常に「０」であるため、残電量差分値ΔＳＯＣも常に「０」になる。本比較例においては、発電設備１３の出力電力ＰGENの予測値と実際値の差、あるいは受電電力ＰLの予測値と実際値の差が、売電差分値ΔＰに直接的に反映される。これにより、同時同量判定期間ＴＤにおける売電差分値ΔＰの平均値が、売電目標値ＰSrefの±Ｙパーセントの範囲を逸脱する場合が頻発し、ペナルティが発生する。
【0034】
〈第２比較例〉
次に、第２比較例について説明する。
第２比較例も、上述した実施形態と同様のハードウエア構成を備えるが、売電差分値ΔＰを常に「０」にするように蓄電設備１４の出力電力ＰBATを設定するものである。
図８は、第２比較例における各部の波形図の一例である。なお、図８に示した破線は、図７に示した第１比較例における波形である。
次に、第２比較例について説明する。
第２比較例も、上述した実施形態と同様のハードウエア構成を備えるが、売電差分値ΔＰを常に「０」にするように蓄電設備１４の出力電力ＰBATを設定するものである。
図８は、第２比較例における各部の波形図の一例である。なお、図８に示した破線は、図７に示した第１比較例における波形である。
【0035】
上述のように、本比較例において売電差分値ΔＰは常に「０」である。本比較例においては、発電設備１３の出力電力ＰGENの予測値と実際値の差、あるいは受電電力ＰLの予測値と実際値の差が、出力調整量ＰBATcomに直接的に反映されるため、売電差分値ΔＰに直接的に反映される。この結果、残電量差分値ΔＳＯＣの変動が大きくなる。残電量差分値ΔＳＯＣの変動が大きくなるということは、それに対応できる蓄電設備１４が必要になるということであり、蓄電設備１４が大型化し高価になるという問題を生じさせる。
【0036】
［実施形態の動作］
図９は、本実施形態における各部の波形図の一例である。なお、図９において実線は本実施形態による波形であり、破線は図７に示した第１比較例による波形である。
図９において時刻ｔ1以前は、売電差分値ΔＰは±Ｙパーセント以内であり、残電量差分値ΔＳＯＣは±Ｘパーセント以内であり、これによってフラグＦＬＧA，ＦＬＧBは共に“０”になる。すると、出力調整量算出プログラム（図６）においては、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０を介して、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６においてはモードＣが選択され、出力調整量算出部４５５は出力調整量ＰBATcomを「０」に設定する。
図９は、本実施形態における各部の波形図の一例である。なお、図９において実線は本実施形態による波形であり、破線は図７に示した第１比較例による波形である。
図９において時刻ｔ1以前は、売電差分値ΔＰは±Ｙパーセント以内であり、残電量差分値ΔＳＯＣは±Ｘパーセント以内であり、これによってフラグＦＬＧA，ＦＬＧBは共に“０”になる。すると、出力調整量算出プログラム（図６）においては、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０を介して、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６においてはモードＣが選択され、出力調整量算出部４５５は出力調整量ＰBATcomを「０」に設定する。
【0037】
次に、時刻ｔ1において、売電差分値ΔＰがＹパーセントを超えると、フラグＦＬＧBが“１”になる。これにより、出力調整量算出プログラム（図６）においては、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８を介して、処理はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２においてはモードＡが選択され、出力調整量算出部４５５は出力調整量ＰBATcomを「Ｙ・ΔＰ／１００」に設定する。
【0038】
次に、時刻ｔ2において、残電量差分値ΔＳＯＣがＸパーセントを超えると、フラグＦＬＧAが“１”になる。これにより、出力調整量算出プログラム（図６）においては、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８を介して、処理はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２においては、引き続きモードＡが選択され、出力調整量算出部４５５は出力調整量ＰBATcomを「Ｙ・ΔＰ／１００」に設定する。
【0039】
図９の例においては、時刻ｔ2～ｔ20の期間において残電量差分値ΔＳＯＣはＸパーセントを超えているため、同期間においてフラグＦＬＧAは“１”のまま継続する。すると、売電差分値ΔＰの値（すなわちフラグＦＬＧBの値）に関わらず、モードＡが選択され続け、出力調整量算出部４５５は出力調整量ＰBATcomを「Ｙ・ΔＰ／１００」に設定し続ける。
【0040】
時刻ｔ20において残電量差分値ΔＳＯＣが再び±Ｘパーセントの範囲内になると、フラグＦＬＧAが“０”になる。フラグＦＬＧAが“０”であれば、出力調整量算出部４５５は、出力調整量算出プログラム（図６）のステップＳ８，Ｓ１０により、フラグＦＬＧBの値に基づいて、モードを選択する。図示の例においては、時刻ｔ20～ｔ22、時刻ｔ24以降においてフラグＦＬＧBは“０”であるため、出力調整量算出部４５５はモードＣを選択し、出力調整量ＰBATcomを「０」に設定する。また、時刻ｔ22～ｔ24においてフラグＦＬＧBは“－１”であるため、出力調整量算出部４５５はモードＢを選択し、出力調整量ＰBATcomを「－Ｙ・ΔＰ／１００」に設定する。
【0041】
図１０は、同時同量判定期間ＴＤと計算周期ＴＰと、計算頻度ｎとの関係を示す図である。
図１０において期間ＴＤ１～ＴＤｍは、何れも同時同量判定期間ＴＤであり、図示のように同時同量判定期間ＴＤは連続的に設定される。各々の同時同量判定期間ＴＤは、ｎ個の計算周期ＴＰに分割されている。例えば、期間ＴＤ１は、計算周期ＴＰ１～ＴＰｎに分割されている。ここで、例えば同時同量判定期間ＴＤが３０分である場合は、計算頻度ｎ＞６とし、計算周期ＴＰは５分以下にすることが好ましい。また、各計算周期ＴＰは、誤差検出期間ＴＥと、出力調整量計算期間ＴＦと、制御期間ＴＧと、を有している。
図１０において期間ＴＤ１～ＴＤｍは、何れも同時同量判定期間ＴＤであり、図示のように同時同量判定期間ＴＤは連続的に設定される。各々の同時同量判定期間ＴＤは、ｎ個の計算周期ＴＰに分割されている。例えば、期間ＴＤ１は、計算周期ＴＰ１～ＴＰｎに分割されている。ここで、例えば同時同量判定期間ＴＤが３０分である場合は、計算頻度ｎ＞６とし、計算周期ＴＰは５分以下にすることが好ましい。また、各計算周期ＴＰは、誤差検出期間ＴＥと、出力調整量計算期間ＴＦと、制御期間ＴＧと、を有している。
【0042】
誤差検出期間ＴＥは、差分検出処理部４５１，４５２（図５参照）が売電差分値ΔＰおよび残電量差分値ΔＳＯＣを計算し出力する期間である。出力調整量計算期間ＴＦは、フラグ算出部４５３，４５４、出力調整量算出部４５５および蓄電池出力計算部４５６が出力指令値ＰBATrefを計算し出力する期間である。また、制御期間ＴＧは、蓄電設備１４（図１参照）が出力指令値ＰBATrefに追従するように出力電力ＰBATを制御する期間である。このように、同時同量判定期間ＴＤよりも短い周期で計算周期ＴＰを繰り返すことにより、売電電力ＰSの同時同量の要請を満たすことができる。
【0043】
［実施形態の効果］
以上のように好適な実施形態によれば、蓄電設備用制御装置（４０）は、電力系統８０に発電設備出力電力（ＰGEN）を供給する発電設備１３と電力系統８０に正値または負値となる蓄電設備出力電力（ＰBAT）を供給する蓄電設備１４とを備える電力供給システム（１０）が、電力系統８０に供給するシステム出力電力（ＰS）と、システム出力電力（ＰS）の計画値（ＰSref）との差分である電力差分値（ΔＰ）を出力する電力差分値出力部（４５１）と、蓄電設備１４における残電量ＳＯＣmと残電量ＳＯＣmの目標値である残電量管理目標値（ＳＯＣref）との差分である残電量差分値ΔＳＯＣを出力する残電量差分値出力部（４５２）と、電力差分値（ΔＰ）と残電量差分値ΔＳＯＣとに基づいて、蓄電設備出力電力（ＰBAT）の指令値である出力指令値ＰBATrefを蓄電設備１４に供給する蓄電設備制御部（４５３，４５４，４５５）と、を備える。
以上のように好適な実施形態によれば、蓄電設備用制御装置（４０）は、電力系統８０に発電設備出力電力（ＰGEN）を供給する発電設備１３と電力系統８０に正値または負値となる蓄電設備出力電力（ＰBAT）を供給する蓄電設備１４とを備える電力供給システム（１０）が、電力系統８０に供給するシステム出力電力（ＰS）と、システム出力電力（ＰS）の計画値（ＰSref）との差分である電力差分値（ΔＰ）を出力する電力差分値出力部（４５１）と、蓄電設備１４における残電量ＳＯＣmと残電量ＳＯＣmの目標値である残電量管理目標値（ＳＯＣref）との差分である残電量差分値ΔＳＯＣを出力する残電量差分値出力部（４５２）と、電力差分値（ΔＰ）と残電量差分値ΔＳＯＣとに基づいて、蓄電設備出力電力（ＰBAT）の指令値である出力指令値ＰBATrefを蓄電設備１４に供給する蓄電設備制御部（４５３，４５４，４５５）と、を備える。
【0044】
このように、蓄電設備制御部（４５３，４５４，４５５）が電力差分値（ΔＰ）と残電量差分値ΔＳＯＣとに基づいて、蓄電設備出力電力（ＰBAT）の指令値である出力指令値ＰBATrefを蓄電設備１４に供給するため、蓄電設備１４の残電量の管理誤差を抑制できる。
【0045】
また、蓄電設備制御部（４５３，４５４，４５５）は、残電量差分値ΔＳＯＣが第１の範囲（±Ｘパーセント）を上回る場合に、出力指令値ＰBATrefを第１のレベル（Ｙ・ΔＰ／１００）に設定する機能（Ｓ４，Ｓ１２）と、残電量差分値ΔＳＯＣが第１の範囲（±Ｘパーセント）を下回る場合に、出力指令値ＰBATrefを第１のレベル（Ｙ・ΔＰ／１００）よりも低い第２のレベル（－Ｙ・ΔＰ／１００）に設定する機能（Ｓ６，Ｓ１４）と、残電量差分値ΔＳＯＣが第１の範囲（±Ｘパーセント）内であって電力差分値（ΔＰ）が第２の範囲（±Ｙパーセント）を上回る場合に、出力指令値ＰBATrefを第２のレベル（－Ｙ・ΔＰ／１００）に設定する機能（Ｓ１０，Ｓ１４）と、残電量差分値ΔＳＯＣが第１の範囲（±Ｘパーセント）内であって電力差分値（ΔＰ）が第２の範囲（±Ｙパーセント）を下回る場合に、出力指令値ＰBATrefを第１のレベル（Ｙ・ΔＰ／１００）に設定する機能（Ｓ８，Ｓ１２）と、残電量差分値ΔＳＯＣが第１の範囲（±Ｘパーセント）内であって、かつ、電力差分値（ΔＰ）が第２の範囲（±Ｙパーセント）内である場合に、出力指令値ＰBATrefを第１のレベル（Ｙ・ΔＰ／１００）よりも低く、第２のレベル（－Ｙ・ΔＰ／１００）よりも高い第３のレベル（０）に設定する機能（Ｓ１０，Ｓ１６）と、を備えると一層好ましい。
【0046】
これにより、残電量差分値ΔＳＯＣが第１の範囲（±Ｘパーセント）内であるか否か、および電力差分値（ΔＰ）が第２の範囲（±Ｙパーセント）内であるか否かに応じて、出力指令値ＰBATrefを適切に設定することができる。
【0047】
また、蓄電設備用制御装置（４０）は、第１の範囲（±Ｘパーセント）を設定する設定部４６をさらに備えると一層好ましい。これにより、蓄電設備１４のＳＯＣ管理目標精度に応じて、適切な第１の範囲（±Ｘパーセント）を設定することができる。
【0048】
また、設定部４６は、第２の範囲（±Ｙパーセント）を設定する機能をさらに備えると一層好ましい。これにより、売電電力商品の規制や、売電目標値に応じて、適切な第２の範囲（±Ｙパーセント）を設定することができる。
【0049】
また、蓄電設備制御部（４５３，４５４，４５５）は、５分以下の周期で出力指令値ＰBATrefを更新する機能を有すると一層好ましい。これにより、一般的な同時同量判定期間ＴＤに対して、充分な頻度で出力指令値ＰBATrefを更新することができる。
【0050】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
【0051】
（１）上記実施形態において、売電システム１０は売電を行うものであったが、必ずしも電力を売買するものに限られず、電力系統８０に電力を供給するシステムであれば、本発明を適用することができる。
【0052】
（２）上記実施形態において、蓄電設備１４には蓄電池１４２を適用したが、蓄電池１４２に代えてフライホイール等を蓄電設備１４に適用してもよい。
【0053】
（３）上記実施形態における制御装置４０のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、図６に示したフローチャート、その他上述した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。
【0054】
（４）図６に示した処理、その他上述した各処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ)、あるいはＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。
【0055】
（５）上記実施形態において実行される各種処理は、図示せぬネットワーク経由でサーバコンピュータが実行してもよく、上記実施形態において記憶される各種データも該サーバコンピュータに記憶させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0056】
１０ 売電システム（電力供給システム）
１３ 発電設備
１４ 蓄電設備
４０ 制御装置（コンピュータ、蓄電設備用制御装置）
４６ 設定部
８０ 電力系統
４５１ 差分検出処理部（電力差分値出力部、電力差分値出力手段）
４５２ 差分検出処理部（残電量差分値出力部、残電量差分値出力手段）
４５３，４５４ フラグ算出部（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）
４５５ 出力調整量算出部（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）
ＰS 売電電力（システム出力電力）
ΔＳＯＣ 残電量差分値
ＰBAT 出力電力（蓄電設備出力電力）
ＰGEN 出力電力（発電設備出力電力）
ＳＯＣm 残電量
ＰBATref 出力指令値
１３ 発電設備
１４ 蓄電設備
４０ 制御装置（コンピュータ、蓄電設備用制御装置）
４６ 設定部
８０ 電力系統
４５１ 差分検出処理部（電力差分値出力部、電力差分値出力手段）
４５２ 差分検出処理部（残電量差分値出力部、残電量差分値出力手段）
４５３，４５４ フラグ算出部（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）
４５５ 出力調整量算出部（蓄電設備制御部、蓄電設備制御手段）
ＰS 売電電力（システム出力電力）
ΔＳＯＣ 残電量差分値
ＰBAT 出力電力（蓄電設備出力電力）
ＰGEN 出力電力（発電設備出力電力）
ＳＯＣm 残電量
ＰBATref 出力指令値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】