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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-04-14
(45)【発行日】2025-04-22
(54)【発明の名称】制御装置、制御方法、制御プログラム、及び分散電源システム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20250415BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20250415BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 110
H02J3/32
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2024574725
(86)(22)【出願日】2024-08-22
(86)【国際出願番号】 JP2024029734
【審査請求日】2024-12-19
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109612
【弁理士】
【氏名又は名称】倉谷 泰孝
(74)【代理人】
【識別番号】100116643
【弁理士】
【氏名又は名称】伊達 研郎
(74)【代理人】
【識別番号】100184022
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 美保
(72)【発明者】
【氏名】松本 航輝
(72)【発明者】
【氏名】井上 禎之
(72)【発明者】
【氏名】マノハル ルティカナンダン
(72)【発明者】
【氏名】松田 啓史
(72)【発明者】
【氏名】石山 柊斗
【審査官】佐藤 匡
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２３／１４８９１８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２２－１８８４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２４－０７０１０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１９５１６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２３－７９６４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１７３８６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／３８
Ｈ０２Ｊ ３／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電力系統への出力電力を増加又は減少させて前記電力系統の系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源を制御する制御装置であって、電力市場で約定した前記一次調整力と、前記分散電源が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、前記電力系統の基準周波数における前記分散電源の前記出力電力を指令値として決定する指令値決定部と、
前記指令値決定部が決定した前記指令値による前記出力電力を基準として、前記系統周波数の前記基準周波数からの低下に応じて前記分散電源の前記出力電力を増加させ、前記系統周波数の前記基準周波数からの上昇に応じて前記分散電源の前記出力電力を減少させる垂下特性を決定する垂下特性決定部と、
前記指令値決定部が決定した前記指令値及び前記垂下特性決定部が決定した前記垂下特性を前記分散電源に出力する出力部と、
を備える制御装置。
【請求項2】
前記指令値決定部は、前記分散電源が出力可能な電力の前記最大値から、前記一次調整力のうち前記出力電力を増加させる上げ調整に関する約定量を減算した値以下となるように、前記指令値を決定する、請求項１に記載の制御装置。【請求項3】
前記指令値決定部は、前記分散電源が出力可能な電力の前記最小値に、前記一次調整力のうち前記出力電力を減少させる下げ調整に関する約定量を加算した値以上となるように、前記指令値を決定する、請求項１に記載の制御装置。【請求項4】
前記垂下特性決定部は、前記電力市場で約定した前記一次調整力に基づいて、前記分散電源の前記出力電力の上限値及び下限値の少なくともいずれかを前記垂下特性に設定する、請求項１に記載の制御装置。【請求項5】
前記垂下特性決定部は、前記指令値に、前記電力市場で約定した前記一次調整力のうち前記出力電力の増加量である上げ調整力の約定量を加算した値を、前記上限値として設定する、請求項４に記載の制御装置。【請求項6】
前記垂下特性決定部は、前記指令値から、前記電力市場で約定した前記一次調整力のうち前記出力電力の減少量である下げ調整力の約定量を減算した値を、前記下限値として設定する、請求項４に記載の制御装置。【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置と、前記制御装置が出力する前記指令値に基づいて前記出力電力を変化させる前記分散電源と、
を備える分散電源システム。
【請求項8】
電力系統への出力電力を増加又は減少させて前記電力系統の系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源を制御する制御方法であって、電力市場で約定した前記一次調整力と、前記分散電源が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、前記電力系統の基準周波数における前記分散電源の前記出力電力を指令値として決定する工程と、
前記指令値による前記出力電力を基準として、前記系統周波数の前記基準周波数からの低下に応じて前記分散電源の前記出力電力を増加させ、前記系統周波数の前記基準周波数からの上昇に応じて前記分散電源の前記出力電力を減少させる前記分散電源の垂下特性を決定する工程と、
前記指令値及び前記垂下特性を前記分散電源に出力する工程と、
を備える制御方法。
【請求項9】
電力系統への出力電力を増加又は減少させて前記電力系統の系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源を制御する制御プログラムであって、電力市場で約定した前記一次調整力と、前記分散電源が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、前記電力系統の基準周波数における前記分散電源の前記出力電力を指令値として決定する工程と、
前記指令値による前記出力電力を基準として、前記系統周波数の前記基準周波数からの低下に応じて前記分散電源の前記出力電力を増加させ、前記系統周波数の前記基準周波数からの上昇に応じて前記分散電源の前記出力電力を減少させる前記分散電源の垂下特性を決定する工程と、
前記指令値及び前記垂下特性を前記分散電源に出力する工程と、
をコンピュータに実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、分散電源を制御する制御装置、制御方法、制御プログラム、及び分散電源を含む分散電源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電力系統における周波数変動を抑制する一次調整力の供給方法として、分散電源を電力系統に連系させるインバータに、系統周波数の低下に応じて出力電力を増加させ、系統周波数の上昇に応じて出力電力を減少させる垂下特性を持たせる方法がある。例えば蓄電池を用いた分散電源では、供給できる電力量に限度があることから、例えばＳｏＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）に基づく制御が行われる。
【0003】
例えば特許文献１の制御装置では、蓄電池を含む電力貯蔵器の電力貯蔵状態に応じて垂下特性を調整することにより、電力貯蔵装置に蓄えられた電力を交流へ変換して電力系統に出力する電力出力装置の出力電力を調整している。これにより、電力貯蔵器の故障を防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０２２－１７３８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら従来の制御装置は、電力市場において一次調整力の取引が行われる点、及び当該取引により約定された一次調整力の量を考慮していなかった。このため、分散電源は、約定された量の一次調整力を発揮するために、制御装置により決定された垂下特性に基づいて出力を増加又は減少させた場合、その出力が例えば定格値などの出力の制限を超過し、機器の保護停止につながる可能性があった。
【0006】
本開示は、上記の課題を解決するためになされたもので、一次調整力の約定量を考慮して分散電源の出力電力の指令値を決定し、当該指令値に基づいて分散電源の垂下特性を決定することで、分散電源が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合に、分散電源の出力電力が出力の制限を超過することを防止できる制御装置、制御方法、制御プログラム、及び分散電源システ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】
本開示に係る制御装置は、電力系統への出力電力を増加又は減少させて電力系統の系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源を制御する制御装置であって、電力市場で約定した一次調整力と、分散電源が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、電力系統の基準周波数における分散電源の出力電力を指令値として決定する指令値決定部と、指令値決定部が決定した指令値による出力電力を基準として、系統周波数の基準周波数からの低下に応じて分散電源の出力電力を増加させ、系統周波数の基準周波数からの上昇に応じて分散電源の出力電力を減少させる垂下特性を決定する垂下特性決定部と、指令値決定部が決定した指令値及び垂下特性決定部が決定した垂下特性を分散電源に出力する出力部と、を備えるものである。また、本開示に係る分散電源システムは、上記の制御装置と、制御装置が出力する指令値に基づいて出力電力を変化させる分散電源と、を備えるものである。
【0008】
本開示に係る制御方法は、電力系統への出力電力を増加又は減少させて電力系統の系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源を制御する制御方法であって、電力市場で約定した一次調整力と、分散電源が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、電力系統の基準周波数における分散電源の出力電力を指令値として決定する工程と、指令値による出力電力を基準として、系統周波数の基準周波数からの低下に応じて分散電源の出力電力を増加させ、系統周波数の基準周波数からの上昇に応じて分散電源の出力電力を減少させる分散電源の垂下特性を決定する工程と、指令値及び垂下特性を分散電源に出力する工程と、を備えるものである。また、本開示に係る制御プログラムは、上記の各工程をコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、分散電源が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合に、分散電源の出力電力が出力の制限を超過することを防止できる制御装置、制御方法、制御プログラム、及び分散電源システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１における電力系統の構成例を示す図
【図2】実施の形態１における制御装置の構成例を示すブロック図
【図3】実施の形態１における制御装置を実現するコンピュータシステムの構成例を示すブロック図
【図4】実施の形態１における制御装置の動作を示すフローチャート
【図5】実施の形態１における指令値決定部指令値を決定する処理を示すフローチャート
【図6】実施の形態１における指令値決定部が決定した指令値の設定範囲を示す図
【図7】実施の形態１における垂下特性決定部が垂下特性を決定する処理を示すフローチャート
【図8】実施の形態１における垂下特性決定部が決定した垂下特性を示す図
【図9】実施の形態１の変形例１における垂下特性決定部が垂下特性に上限値及び下限値の少なくともいずれかを設定する処理を示す図
【図10】実施の形態１の変形例２における垂下特性決定部が垂下特性を決定する処理を示す図
【図11】実施の形態１の変形例３における垂下特性決定部が垂下特性を決定する処理を示す図
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態１
図１を用いて、実施の形態１における制御装置１０と、分散電源２０と、これらを備える分散電源システム２００とを説明する。図１は、実施の形態１における電力系統３０の構成例を示す図である。電力系統３０は、制御装置１０により出力が制御される分散電源２０と、電力を消費する設備である負荷３４とを有し、これらが送配電網３１により接続されている。また、電力系統３０は、例えば遮断器（図示せず）や系統用変圧器（図示せず）などを介して電力系統３０とは異なる電力系統３０ａに連系されており、電力系統３０と電力系統３０ａとの間で電力を融通することができる。以降、制御装置１０及び分散電源２０を合わせて分散電源システム２００と記載する
図１を用いて、実施の形態１における制御装置１０と、分散電源２０と、これらを備える分散電源システム２００とを説明する。図１は、実施の形態１における電力系統３０の構成例を示す図である。電力系統３０は、制御装置１０により出力が制御される分散電源２０と、電力を消費する設備である負荷３４とを有し、これらが送配電網３１により接続されている。また、電力系統３０は、例えば遮断器（図示せず）や系統用変圧器（図示せず）などを介して電力系統３０とは異なる電力系統３０ａに連系されており、電力系統３０と電力系統３０ａとの間で電力を融通することができる。以降、制御装置１０及び分散電源２０を合わせて分散電源システム２００と記載する
【0012】
分散電源２０は、電力変換装置２２及び蓄電池２３を有する。電力変換装置２２は、蓄電池２３が放電を行う場合、蓄電池２３が送配電網３１へ出力する直流電力を交流電力に変換し、蓄電池２３が充電を行う場合、蓄電池２３が送配電網３１から受電する交流電力を直流電力に変換する、交直流を相互に変換可能なインバータ装置である。
また、電力変換装置２２は、電力系統３０の電圧周波数（以降、系統周波数と記載）が低下した場合に出力電力を増加させ、系統周波数が増加した場合に出力電力を減少させるｆ－Ｐ垂下特性（以降、単に垂下特性と記載）に基づいて出力電力を変化させる。これにより、分散電源２０は、系統周波数の変動を抑制する電力系統３０の調整力であって、同期発電機における回転数を一定に保つ制御であるガバナフリー制御に相当する一次調整力を提供することができる。以降、系統周波数の基準値からの変動量を周波数偏差と記載する。
また、電力変換装置２２は、電力系統３０の電圧周波数（以降、系統周波数と記載）が低下した場合に出力電力を増加させ、系統周波数が増加した場合に出力電力を減少させるｆ－Ｐ垂下特性（以降、単に垂下特性と記載）に基づいて出力電力を変化させる。これにより、分散電源２０は、系統周波数の変動を抑制する電力系統３０の調整力であって、同期発電機における回転数を一定に保つ制御であるガバナフリー制御に相当する一次調整力を提供することができる。以降、系統周波数の基準値からの変動量を周波数偏差と記載する。
【0013】
電力変換装置２２は、例えば同軸ケーブルなどの信号線により、制御装置１０と接続される。また、電力変換装置２２は、通信装置（図示せず）を有し、当該通信装置により制御装置１０から出力される垂下特性を示す情報を含む制御指令を受信する。電力変換装置２２は、受信した制御指令に基づいて出力を変化させる。また、電力変換装置２２は、電力系統３０の電圧を計測するセンサ（図示せず）を有する。電力系統３０の系統周波数は、当該センサにより計測された電圧から算出できる。
【0014】
電力変換装置２２の出力を制御する制御装置１０は、例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブルなどの信号線又は無線通信により、エネルギー管理装置３２とさらに接続される。
エネルギー管理装置３２は、例えばＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＡＥＭＳ（Ａｒｉａ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）など、電力系統３０における電力の需給を管理する装置である。具体的には、エネルギー管理装置３２は、電力系統３０における電力需要の予測結果に基づいて、例えば３０分単位で区切られた時間帯ごとの電力の需給計画を作成し、作成した需給計画に基づいて、複数の分散電源２０が出力すべき合計の出力電力（以降、必要出力と記載）を時間帯ごとに決定する。さらにエネルギー管理装置３２は、決定した時間帯ごとの必要出力を示す情報を、対象の時間帯を示す情報に関連付けて制御装置１０へ送信する。ここで、出力電力は、有効電力を示しており、以降に記載する出力電力も同様である。
エネルギー管理装置３２は、例えばＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＡＥＭＳ（Ａｒｉａ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）など、電力系統３０における電力の需給を管理する装置である。具体的には、エネルギー管理装置３２は、電力系統３０における電力需要の予測結果に基づいて、例えば３０分単位で区切られた時間帯ごとの電力の需給計画を作成し、作成した需給計画に基づいて、複数の分散電源２０が出力すべき合計の出力電力（以降、必要出力と記載）を時間帯ごとに決定する。さらにエネルギー管理装置３２は、決定した時間帯ごとの必要出力を示す情報を、対象の時間帯を示す情報に関連付けて制御装置１０へ送信する。ここで、出力電力は、有効電力を示しており、以降に記載する出力電力も同様である。
【0015】
また、エネルギー管理装置３２は、制御装置１０により制御される分散電源２０が供給する電力のうち、例えば系統周波数の制御や需要と供給とのバランス調整などに関する調整力として機能する電力に関して、需給調整市場３３で取引を行う。エネルギー管理装置３２は、需給調整市場３３を運営するＥＰＲＸ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅｒｖｅ ｅＸｃｈａｎｇｅ：電力需給調整力取引所）のサーバとネットワークを介して接続される。ここで、需給調整市場３３は、電力に関する取引を行う市場（以降、電力市場と記載）のうちの１つである。需給調整市場３３で取引される調整力は、調整力が果たす機能に基づいて複数の種類に分類されている。
【0016】
エネルギー管理装置３２は、需給調整市場３３における取引で約定した調整力に関する電力のうち、同期発電機におけるガバナフリー制御に相当し、系統周波数の変動を抑制する一次調整力に関する電力（以降、一次調整力の約定量と記載）を示す情報を、約定した対象の分散電源２０を示す情報及び約定した対象の時間帯を示す情報に関連付けて制御装置１０に送信する。
ここで、一次調整力は、出力電力を増加させること（以降、上げ調整と記載）により発揮する一次調整力及び出力電力を減少させること（以降、下げ調整と記載）により発揮する一次調整力の２つにさらに区別される。このため、エネルギー管理装置３２は、上げ調整及び下げ調整の少なくともいずれかに関する一次調整力の約定量を示す情報を、約定した対象の分散電源２０を示す情報及び約定した対象の時間帯を示す情報に関連付けて制御装置１０へ送信する。
ここで、一次調整力は、出力電力を増加させること（以降、上げ調整と記載）により発揮する一次調整力及び出力電力を減少させること（以降、下げ調整と記載）により発揮する一次調整力の２つにさらに区別される。このため、エネルギー管理装置３２は、上げ調整及び下げ調整の少なくともいずれかに関する一次調整力の約定量を示す情報を、約定した対象の分散電源２０を示す情報及び約定した対象の時間帯を示す情報に関連付けて制御装置１０へ送信する。
【0017】
制御装置１０は、必要出力を示す情報と、一次調整力の約定量を示す情報とを、エネルギー管理装置３２から受信して、これらの情報に基づいて、複数の分散電源２０が需給調整市場３３で約定した量の一次調整力を発揮するように、分散電源２０の電力変換装置２２による出力電力を制御する。すなわち、制御装置１０は、電力系統３０への出力電力を増加又は減少させて系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源２０を制御する。
【0018】
次に、図２及び図３を用いて、制御装置１０の機能構成及びハードウェア構成について説明する。図２は、制御装置１０の構成例を示すブロック図、図３は、制御装置１０を実現するコンピュータシステムの構成例を示すブロック図である。
制御装置１０は、図２に示すとおり、エネルギー管理装置３２から情報を取得する取得部１０１と、各種の情報を記憶する記憶部１１１と、分散電源２０の出力電力に関する指令値（以降、単に指令値と記載）を決定する指令値決定部１０２と、系統周波数に応じて分散電源２０の出力電力を変化させる垂下特性を決定する垂下特性決定部１０３と、指令値及び垂下特性を制御指令として分散電源２０に出力する出力部１０４と、を備える。
制御装置１０は、図２に示すとおり、エネルギー管理装置３２から情報を取得する取得部１０１と、各種の情報を記憶する記憶部１１１と、分散電源２０の出力電力に関する指令値（以降、単に指令値と記載）を決定する指令値決定部１０２と、系統周波数に応じて分散電源２０の出力電力を変化させる垂下特性を決定する垂下特性決定部１０３と、指令値及び垂下特性を制御指令として分散電源２０に出力する出力部１０４と、を備える。
【0019】
制御装置１０は、図３に構成例を示すコンピュータシステムにおいて、制御装置１０が行う処理が記述されたプログラム（以降、制御プログラムと記載）が実行されることにより実現される。このコンピュータシステムは、演算装置３０１、記憶装置３０２、通信装置３０３、及びデバイスコントローラ３０４を備え、これらはシステムバス３１１を介して接続される。ここで、図３は一例であり、制御装置１０を実現するコンピュータシステムの構成は図３の例に限定されない。
【0020】
ここで、演算装置３０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサであり、制御プログラムを実行する。記憶装置３０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの各種メモリ及びハードディスクなどのストレージデバイスを含み、演算装置３０１が実行する制御プログラムや処理の過程で得られた必要なデータなどを記憶するとともに、プログラムの一時的な記憶領域として使用される。通信装置３０３は、通信処理を実施する受信機及び送信機である。デバイスコントローラ３０４は、各種の設定値入力に係る入力装置（図示せず）からの操作信号を取得して、演算装置３０１が実行する制御プログラムに伝達する。
【0021】
図２に示す制御装置１０の各機能構成のうち記憶部１１１は、図３の記憶装置３０２により実現される。また、図２の取得部１０１が例えばエネルギー管理装置３２から情報を取得する処理及び取得した情報を記憶部１１１へ記憶させる処理、指令値決定部１０２が指令値を決定する処理、垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理、及び出力部１０４が指令値及び垂下特性を電力変換装置２２へ出力する処理は、図３の演算装置３０１が実行する制御プログラムにより実現される。また、図２に示す取得部１０１が例えばエネルギー管理装置３２から情報を取得する通信動作、及び出力部１０４が電力変換装置２２へ指令値又は垂下特性を出力するための通信動作は、図３の通信装置３０３により実現される。
【0022】
次に、図２及び図４を用いて、制御装置１０の各機能構成について詳細に説明する。図４は、実施の形態１における制御装置１０の動作を示すフローチャートである。ここで、図４に示すステップＳ０１からＳ０４の一連の動作は、一次調整力が約定された対象の時間帯ごとに行われる。
【0023】
図４のステップＳ０１において、取得部１０１は、必要出力を示す情報と、一次調整力の約定量を示す情報とを、エネルギー管理装置３２から取得して、記憶部１１１に記憶させる。取得部１０１は、必要出力を示す情報を、対象の時間帯を示す情報が関連付けられた状態で、一次調整力の約定量を示す情報を、対象の分散電源２０を示す情報及び対象の時間帯を示す情報が関連付けられた状態で取得し、記憶部１１１に記憶させる。
ここで、取得部１０１が取得する一次調整力の約定量を示す情報は、詳細には、上げ調整に関する約定量及び下げ調整に関する約定量の少なくともいずれかを示す情報である。また、取得部１０１は、例えば毎週火曜日の１５時などのように定期的にエネルギー管理装置３２から情報を取得するが、情報を取得するタイミング及び時間間隔はこの例に限定されない。
ここで、取得部１０１が取得する一次調整力の約定量を示す情報は、詳細には、上げ調整に関する約定量及び下げ調整に関する約定量の少なくともいずれかを示す情報である。また、取得部１０１は、例えば毎週火曜日の１５時などのように定期的にエネルギー管理装置３２から情報を取得するが、情報を取得するタイミング及び時間間隔はこの例に限定されない。
【0024】
記憶部１１１は、取得部１０１により取得された必要出力を示す情報及び一次調整力の約定量を示す情報に加えて、分散電源２０の制御に必要となる各種の定数を記憶する。
【0025】
詳細には、記憶部１１１は、各分散電源２０の電力変換装置２２が出力可能な電力の最大値（以降、最大出力と記載）及び出力可能な電力の最小値（以降、最小出力と記載）を記憶する。ここで、最大出力及び最小出力は、電力変換装置２２の定格値として定められた出力電力（以降、定格電力と記載）でもよく、例えば蓄電池２３に関して、例えば劣化度などの状態を考慮して定格電力とは別に設定した制限値でもよい。
さらに記憶部１１１は、電力系統３０の系統周波数の基準値（以降、基準周波数と記載）と、例えば需給調整市場３３の取引規程により定められ、一次調整力を供給する分散電源２０が遵守しなければならない速度調定率とを記憶する。ここで、基準周波数は、例えば日本では、東日本地域で５０Ｈｚ、西日本地域で６０Ｈｚと定められた系統周波数である。また、速度調定率は、基準周波数に対する周波数偏差の比率と、分散電源２０が変化させるべき出力電力の定格電力に対する比率との関係を示す値（単位は％）である。一例として、速度調定率が５％と定められた例においては、分散電源２０は、基準周波数に対して５％の周波数偏差が生じた場合に出力電力を定格電力の１００％変化させるような変化率で出力電力を変化させる必要がある。ただし、上げ調整又は下げ調整に関する一次調整力の約定量以上に出力を変化させる必要はない。
さらに記憶部１１１は、電力系統３０の系統周波数の基準値（以降、基準周波数と記載）と、例えば需給調整市場３３の取引規程により定められ、一次調整力を供給する分散電源２０が遵守しなければならない速度調定率とを記憶する。ここで、基準周波数は、例えば日本では、東日本地域で５０Ｈｚ、西日本地域で６０Ｈｚと定められた系統周波数である。また、速度調定率は、基準周波数に対する周波数偏差の比率と、分散電源２０が変化させるべき出力電力の定格電力に対する比率との関係を示す値（単位は％）である。一例として、速度調定率が５％と定められた例においては、分散電源２０は、基準周波数に対して５％の周波数偏差が生じた場合に出力電力を定格電力の１００％変化させるような変化率で出力電力を変化させる必要がある。ただし、上げ調整又は下げ調整に関する一次調整力の約定量以上に出力を変化させる必要はない。
【0026】
記憶部１１１が記憶するこれらの定数は、デバイスコントローラ３０４を介して例えばキーボードなどの入力装置（図示せず）により入力されてもよく、通信装置３０３を介して例えば電力変換装置２２から取得してもよい。
【0027】
図４のステップＳ０２において、指令値決定部１０２は、系統周波数が基準周波数と一致している場合に分散電源２０が出力すべき電力を指令値として決定し、垂下特性決定部１０３及び出力部１０４へ出力する。
以降、指令値決定部１０２が指令値を決定する処理について、図５及び図６を用いて詳細に説明する。図５は、指令値決定部１０２がｎ番目の分散電源２０に関する指令値Ｐref(n)（単位はｋＷ）を決定する処理を示すフローチャートである。図６は、指令値決定部１０２が決定するｎ番目の分散電源２０に関する指令値Ｐref(n)（単位はｋＷ）の設定範囲を示す図であり、横軸を周波数偏差Δｆ（単位はＨｚ）、縦軸をｎ番目の分散電源２０の出力電力Ｐout(n)（単位はｋＷ）とする二次元座標上に、指令値Ｐref(n)を点αとして描いたものである。図６では、点αの例として、点α1と点α2の２つを同一座標平面上に記載している。ここで、指令値Ｐref(n)は、基準周波数（すなわち、周波数偏差Δｆ＝０）における分散電源２０の出力電力Ｐout(n)であるから、図６における点αの横軸座標は常に０となる。したがって、点αの座標は常に（０，Ｐref(n)）となる。
以降、指令値決定部１０２が指令値を決定する処理について、図５及び図６を用いて詳細に説明する。図５は、指令値決定部１０２がｎ番目の分散電源２０に関する指令値Ｐref(n)（単位はｋＷ）を決定する処理を示すフローチャートである。図６は、指令値決定部１０２が決定するｎ番目の分散電源２０に関する指令値Ｐref(n)（単位はｋＷ）の設定範囲を示す図であり、横軸を周波数偏差Δｆ（単位はＨｚ）、縦軸をｎ番目の分散電源２０の出力電力Ｐout(n)（単位はｋＷ）とする二次元座標上に、指令値Ｐref(n)を点αとして描いたものである。図６では、点αの例として、点α1と点α2の２つを同一座標平面上に記載している。ここで、指令値Ｐref(n)は、基準周波数（すなわち、周波数偏差Δｆ＝０）における分散電源２０の出力電力Ｐout(n)であるから、図６における点αの横軸座標は常に０となる。したがって、点αの座標は常に（０，Ｐref(n)）となる。
【0028】
図５のステップＳ１１において、指令値決定部１０２は、指令値Ｐref(n)を決定する処理に必要な情報を記憶部１１１から読み出す。
詳細には、指令値決定部１０２は、必要出力Ｐtotalを読み出す。さらに指令値決定部１０２は、各分散電源２０の上げ調整に関する約定量ΔＰinc（単位はｋＷ）及び下げ調整に関する約定量ΔＰdec（単位はｋＷ）を読み出す。さらに指令値決定部１０２は、各分散電源２０の最大出力Ｐmax（単位はｋＷ）及び最小出力Ｐmin（単位はｋＷ）を読み出す。ここで、図６において、ΔＰinc(n)はｎ番目の分散電源２０の上げ調整に関する約定量、ΔＰdec(n)はｎ番目の分散電源２０の下げ調整に関する約定量、Ｐmax(n)はｎ番目の分散電源２０の最大出力、Ｐmin(n)はｎ番目の分散電源２０の最小出力を表す。また、各分散電源２０に関して、上げ調整に関する一次調整力が約定されていない場合、上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)の読み出しを省略してよい。同様に、各分散電源２０に関して、下げ調整に関する一次調整力が約定されていない場合、下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)の読み出しを省略してよい。
詳細には、指令値決定部１０２は、必要出力Ｐtotalを読み出す。さらに指令値決定部１０２は、各分散電源２０の上げ調整に関する約定量ΔＰinc（単位はｋＷ）及び下げ調整に関する約定量ΔＰdec（単位はｋＷ）を読み出す。さらに指令値決定部１０２は、各分散電源２０の最大出力Ｐmax（単位はｋＷ）及び最小出力Ｐmin（単位はｋＷ）を読み出す。ここで、図６において、ΔＰinc(n)はｎ番目の分散電源２０の上げ調整に関する約定量、ΔＰdec(n)はｎ番目の分散電源２０の下げ調整に関する約定量、Ｐmax(n)はｎ番目の分散電源２０の最大出力、Ｐmin(n)はｎ番目の分散電源２０の最小出力を表す。また、各分散電源２０に関して、上げ調整に関する一次調整力が約定されていない場合、上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)の読み出しを省略してよい。同様に、各分散電源２０に関して、下げ調整に関する一次調整力が約定されていない場合、下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)の読み出しを省略してよい。
【0029】
図５のステップＳ１２において、指令値決定部１０２は、各分散電源２０の最大出力Ｐmax(n)及び最小出力Ｐmin(n)の少なくともいずれかに基づいて、各分散電源２０の指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定する。
詳細には、指令値決定部１０２は、上げ調整に関して一次調整力が約定されている場合、式（１－１ａ）を満たすように指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定し、下げ調整に関して一次調整力が約定されている場合、式（１－１ｂ）を満たすように指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定する。すなわち、上げ調整及び下げ調整の両方に関して一次調整力が約定されている場合、指令値決定部１０２は、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）の両方を満たすように指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定する。
ここで、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）における≧及び≦のそれぞれは、＞及び＜に変更してもよい。
詳細には、指令値決定部１０２は、上げ調整に関して一次調整力が約定されている場合、式（１－１ａ）を満たすように指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定し、下げ調整に関して一次調整力が約定されている場合、式（１－１ｂ）を満たすように指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定する。すなわち、上げ調整及び下げ調整の両方に関して一次調整力が約定されている場合、指令値決定部１０２は、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）の両方を満たすように指令値Ｐref(n)の設定範囲を決定する。
ここで、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）における≧及び≦のそれぞれは、＞及び＜に変更してもよい。
【0030】
【数1】
【0031】
図５のステップＳ１３において、指令値決定部１０２は、必要出力Ｐtotal及び各分散電源２０に関する指令値Ｐref(n)の設定範囲に基づいて、各分散電源２０の指令値Ｐref(n)を決定する。
詳細には、指令値決定部１０２は、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）の少なくともいずれかに示される指令値Ｐref(n)の設定範囲と、式（１－２）とを満たすように、必要出力Ｐtotalを各分散電源２０に指令値Ｐref(n)として分配する。これにより、図６における点αの座標が決定される。
ここで、式（１－２）において、Ｎは分散電源２０の数である。また、必要出力Ｐtotalの分配方法は、何ら限定されるものでなく、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）の少なくともいずれかに示される指令値Ｐref(n)の設定範囲内で均等に分配してもよく、例えば重み付けの係数を導入して分配の割合を分散電源２０ごとに変更してもよい。
詳細には、指令値決定部１０２は、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）の少なくともいずれかに示される指令値Ｐref(n)の設定範囲と、式（１－２）とを満たすように、必要出力Ｐtotalを各分散電源２０に指令値Ｐref(n)として分配する。これにより、図６における点αの座標が決定される。
ここで、式（１－２）において、Ｎは分散電源２０の数である。また、必要出力Ｐtotalの分配方法は、何ら限定されるものでなく、式（１－１ａ）及び式（１－１ｂ）の少なくともいずれかに示される指令値Ｐref(n)の設定範囲内で均等に分配してもよく、例えば重み付けの係数を導入して分配の割合を分散電源２０ごとに変更してもよい。
【0032】
【数2】
【0033】
図４に戻って、ステップＳ０３において、垂下特性決定部１０３は、系統周波数の基準周波数からの変動量に応じて、指令値決定部１０２が出力した指令値Ｐref(n)から分散電源２０の出力電力を変化させる垂下特性を決定し、出力部１０４へ出力する。
以降、垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理について、図７及び図８を用いて詳細に説明する。図７は、垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理を示すフローチャート、図８は、垂下特性決定部１０３が決定した垂下特性を示す図である。ここで、図８は、速度調定率Δｆregの定義に合わせて、横軸座標及び縦軸座標の単位を図６から変更している。具体的には、横軸座標は、基準周波数ｆrefに対する周波数偏差Δｆの比率（単位は％）を示しており、座標値に基準周波数ｆrefを乗算することで図６と同じ単位へ変換することができる。縦軸座標は、最大出力Ｐmax(n)に対する分散電源２０の出力電力Ｐout(n)の比率を示しており、座標値に最大出力Ｐmax(n)を乗算することで図６と同じ単位へ変換することができる。また、図８において、Ｐref-%(n)は、最大出力Ｐmax(n)に対する指令値Ｐref(n)の比率である。
以降、垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理について、図７及び図８を用いて詳細に説明する。図７は、垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理を示すフローチャート、図８は、垂下特性決定部１０３が決定した垂下特性を示す図である。ここで、図８は、速度調定率Δｆregの定義に合わせて、横軸座標及び縦軸座標の単位を図６から変更している。具体的には、横軸座標は、基準周波数ｆrefに対する周波数偏差Δｆの比率（単位は％）を示しており、座標値に基準周波数ｆrefを乗算することで図６と同じ単位へ変換することができる。縦軸座標は、最大出力Ｐmax(n)に対する分散電源２０の出力電力Ｐout(n)の比率を示しており、座標値に最大出力Ｐmax(n)を乗算することで図６と同じ単位へ変換することができる。また、図８において、Ｐref-%(n)は、最大出力Ｐmax(n)に対する指令値Ｐref(n)の比率である。
【0034】
図７のステップＳ２１において、垂下特性決定部１０３は、垂下特性を決定する処理に必要な情報を記憶部１１１から読み出す。詳細には、垂下特性決定部１０３は、速度調定率Δｆregを記憶部１１１から読み出す。
【0035】
図７のステップＳ２２において、垂下特性決定部１０３は、速度調定率Δｆregに基づき図８における点βを決定する。
詳細には、垂下特性決定部１０３は、図８の（Ａ）に示すとおり、横軸座標が－Δｆreg、縦軸座標がＰref-%(n)＋１００である点を、点βとして決定する。
詳細には、垂下特性決定部１０３は、図８の（Ａ）に示すとおり、横軸座標が－Δｆreg、縦軸座標がＰref-%(n)＋１００である点を、点βとして決定する。
【0036】
図７のステップＳ２３において、垂下特性決定部１０３は、点α及び点βを通る直線５０１を垂下特性として決定し、決定した垂下特性を出力部１０４へ出力する。
【0037】
図４に戻って、ステップＳ０４において、出力部１０４は、指令値決定部１０２が出力した指令値Ｐref(n)及び垂下特性決定部１０３が出力した垂下特性を分散電源２０の電力変換装置２２へ出力する。電力変換装置２２は、制御装置１０の出力部１０４から受け取った指令値Ｐref(n)及び垂下特性に基づいて出力電力を変化させる。
【0038】
このように、指令値決定部１０２により、電力市場で約定した一次調整力と、分散電源２０が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、電力系統３０の基準周波数における分散電源２０の出力電力を指令値として決定し、垂下特性決定部１０３により、指令値を基準として、系統周波数の基準周波数からの低下に応じて分散電源２０の出力電力を増加させ、系統周波数の基準周波数からの上昇に応じて分散電源２０の出力電力を減少させる垂下特性を決定し、出力部１０４により、指令値及び垂下特性を分散電源２０に出力するように構成したため、分散電源２０が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合において、分散電源２０の出力電力が最大出力及び最小出力を超過することを防止することが可能な制御装置１０を提供することができる。
【0039】
ここで、実施の形態１において、電力系統３０及び分散電源システム２００は、複数の分散電源２０を有する例を図１により示したが、この例に限られず、分散電源２０は１つでもよい。また、電力系統３０は、１つの負荷３４を有する例を図１により示したが、この例に限られず、負荷３４は複数あってもよい。
【0040】
また、実施の形態１において、分散電源２０として蓄電池２３を用いる例を示したが、蓄電池２３は、充電及び放電の両方が可能なものに限られず、放電のみが可能なものを含んでいてもよい。また、出力電力Ｐout(n)は負の値であってもよく、蓄電池２３は、充電のみが可能なものを含んでいてもよい。また、分散電源２０は、蓄電池２３に限られず、周波数偏差Δｆに応じて出力電力Ｐout(n)を変化させる制御が可能な電源設備であればよく、例えば太陽光発電設備や風力発電設備などを用いたものでもよい。
【0041】
また、実施の形態１において、分散電源２０の電力変換装置２２は、電圧を計測するセンサを有し、当該センサにより計測された電圧から系統周波数を算出する例を示したが、系統周波数の計測方法はこの例に限られず、例えば電力系統３０にトランスデューサを接続し、当該トランスデューサにより系統周波数を計測してもよい。この場合、電力変換装置２２は、トランスデューサと例えば同軸ケーブルなどの信号線により接続されてよい。
【0042】
また、実施の形態１において、分散電源２０は、交直流を相互に変換可能なインバータ装置であって、垂下特性に基づいて出力電力を変化させる電力変換装置２２を有する例を示したが、この例に限られず、電源（実施の形態１における蓄電池２３）が電力変換装置２２の機能を有してもよい。この場合、分散電源２０は、電力変換装置２２を有していなくてもよい。
【0043】
また、実施の形態１において、エネルギー管理装置３２は、ＥＰＲＸと接続され、ＥＰＲＸにより運営される需給調整市場３３において調整力の取引を行う例を示したが、調整力の取引を行う市場は需給調整市場３３に限られず、他の電力市場であってもよい。
【0044】
また、実施の形態１において、エネルギー管理装置３２は、ＥＰＲＸと接続される例を示したが、この例に限られず、エネルギー管理装置３２は、例えば、翌日に供給する電力量を取引する場であるスポット市場などを運営するＪＥＰＸ（Ｊａｐａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ ｅＸｃｈａｎｇｅ：日本卸電力取引所）、電気事業者各社の電力の需給状況を管理して電気事業者間の電力の融通を指示するＯＣＣＴＯ（Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｒｏｓｓ－ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｅｒａｔｏｒｓ：電力広域的運用推進機関）、一般送配電事業者、及び小売電気事業者と接続されてもよい。
【0045】
また、実施の形態１において、制御装置１０及びエネルギー管理装置３２が個別に存在する例を示したが、この例に限らず、例えば制御装置１０がエネルギー管理装置３２の一部として構成されていてもよい。
【0046】
また、実施の形態１において、制御装置１０は、信号線を介して分散電源２０及びエネルギー管理装置３２と接続される例を示したが、この例に限られず、無線通信により接続されてもよく、インターネットやイントラネットを介して接続されてもよい。
【0047】
また、実施の形態１において、図３に一例を示すコンピュータシステムにより制御装置１０を実現する例を示したが、この例に限られず、制御装置１０は、複数のコンピュータシステムやクラウドシステムにより実現されてもよい。これにより、例えば制御対象の分散電源２０の数などの計算負荷に応じて好適なハードウェア構成を適宜選択することができる。
【0048】
また、実施の形態１において、制御装置１０の取得部１０１は、定期的にエネルギー管理装置３２から情報を取得する例を示したが、この例に限られず、取得部１０１は、情報を取得する指令を受け取った場合に情報を取得してもよい。具体的には、取得部１０１は、デバイスコントローラ３０４を介して入力装置から情報を取得する指令が入力された場合に、エネルギー管理装置３２から情報を取得してもよい。
【0049】
また、実施の形態１において、制御装置１０の指令値決定部１０２は、指令値Ｐref(n)を正の値として決定する例を図６により示したが、この例に限られず、指令値決定部１０２は、指令値Ｐref(n)を負の値として決定してもよい。これにより、分散電源２０による発電量又は放電量だけでなく、分散電源２０の電力消費量又は充電量に関する制御も行うことができる。
【0050】
また、実施の形態１において、制御装置１０の垂下特性決定部１０３は、図８の（Ａ）に示すとおり、横軸座標が－Δｆreg、縦軸座標がＰref-%(n)＋１００である点を点βとして決定する例を示したが、この例に限らず、垂下特性決定部１０３は、図８の（Ｂ）に示すとおり、横軸座標がΔｆreg、縦軸座標がＰref-%(n)－１００である点を、点βとして決定してもよい。
【0051】
また、実施の形態１において、制御装置１０の垂下特性決定部１０３は、速度調定率Δｆregを用いて図８における点βの横軸座標を決定する例を示したが、点βの決定方法はこの例に限られない。例えば、速度調定率Δｆregが値の範囲として定められている場合、当該範囲内で点βの横軸座標を任意に決定してもよい。具体的には、速度調定率Δｆregが５％以下と定められている場合、垂下特性決定部１０３は、図８の（Ａ）における点βの横軸座標を例えば－４％（例えば基準周波数が５０Ｈｚの場合は－２Ｈｚ）としてもよく、同様に図８の（Ｂ）における点βの横軸座標を４％としてもよい。
【0052】
また、実施の形態１において、分散電源２０は、制御装置１０が出力する指令値Ｐref(n)及び垂下特性に基づいて出力電力を変化させる例を示したが、この例に限られず、例えば速度調定率Δｆregを満たす垂下特性を予め分散電源２０に設定しておき、分散電源２０は、指令値Ｐref(n)のみを制御装置１０の出力部１０４から受信し、受信した指令値Ｐref(n)に基づいて出力電力を変化させてもよい。
【0053】
実施の形態１の変形例１
実施の形態１の変形例１について説明する。本変形例において、制御装置１０の構成は、図２に示す実施の形態１と同様である。本変形例の制御装置１０は、垂下特性決定部１０３により垂下特性に分散電源２０の出力電力Ｐout(n)に関する上限値及び下限値の少なくともいずれかを設定する点で、実施の形態１と異なっている。
実施の形態１の変形例１について説明する。本変形例において、制御装置１０の構成は、図２に示す実施の形態１と同様である。本変形例の制御装置１０は、垂下特性決定部１０３により垂下特性に分散電源２０の出力電力Ｐout(n)に関する上限値及び下限値の少なくともいずれかを設定する点で、実施の形態１と異なっている。
【0054】
本変形例において、垂下特性決定部１０３は、実施の形態１と同様にして垂下特性を決定する。さらに垂下特性決定部１０３は、決定した垂下特性に対して、分散電源２０の出力電力Ｐout(n)に関する上限値及び下限値の少なくともいずれかを設定する。
以降、本変形例の垂下特性決定部１０３が、垂下特性に上限値を設定する処理及び下限値を設定する処理について、図９を用いて詳細に説明する。図９は、垂下特性決定部１０３が垂下特性に上限値及び下限値の少なくともいずれかを設定する処理を示す図である。
以降、本変形例の垂下特性決定部１０３が、垂下特性に上限値を設定する処理及び下限値を設定する処理について、図９を用いて詳細に説明する。図９は、垂下特性決定部１０３が垂下特性に上限値及び下限値の少なくともいずれかを設定する処理を示す図である。
【0055】
上げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、垂下特性決定部１０３は、図９の（Ａ）に示すとおり、指令値Ｐref(n)に上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を加算した値を、上限値５２１として垂下特性に設定する。
また、下げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、垂下特性決定部１０３は、図９の（Ｂ）に示すとおり、指令値Ｐref(n)から下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を減算した値を、下限値５２２として垂下特性に設定する。
また、上げ調整及び下げ調整の両方に関して一次調整力が約定されている場合、図９の（Ｃ）に示すとおり、指令値Ｐref(n)に上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を加算した上限値５２１と、指令値Ｐref(n)から下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を減算した下限値５２２とを、垂下特性に設定する。
また、下げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、垂下特性決定部１０３は、図９の（Ｂ）に示すとおり、指令値Ｐref(n)から下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を減算した値を、下限値５２２として垂下特性に設定する。
また、上げ調整及び下げ調整の両方に関して一次調整力が約定されている場合、図９の（Ｃ）に示すとおり、指令値Ｐref(n)に上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を加算した上限値５２１と、指令値Ｐref(n)から下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を減算した下限値５２２とを、垂下特性に設定する。
【0056】
このように構成した制御装置１０も同様に、分散電源２０が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合において、分散電源２０の出力電力が最大出力及び最小出力を超過することを防止することが可能な制御装置１０を提供することができる。さらに、垂下特性決定部１０３は、分散電源２０の出力電力Ｐout(n)に関する上限値５２１及び下限値５２２の少なくともいずれかを垂下特性に設定するように構成したため、約定量より大きな一次調整力を分散電源２０が供給してしまうことを防止することができる。
【0057】
実施の形態１の変形例２
実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例において、制御装置１０の構成は、図２に示す実施の形態１と同様である。本変形例の制御装置１０は、垂下特性決定部１０３における垂下特性の決定方法が実施の形態１及び実施の形態１の変形例１と異なっている。
実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例において、制御装置１０の構成は、図２に示す実施の形態１と同様である。本変形例の制御装置１０は、垂下特性決定部１０３における垂下特性の決定方法が実施の形態１及び実施の形態１の変形例１と異なっている。
【0058】
本変形例において、記憶部１１１は、例えば電力系統３０の運用規程などにより定められた系統周波数の変動下限値又は変動上限値を記憶する。記憶部１１１が記憶するこれらの情報は、デバイスコントローラ３０４を介して例えばキーボードなどの入力装置（図示せず）により入力されてもよく、通信装置３０３を介して例えばエネルギー管理装置３２から取得してもよい。
【0059】
本変形例において、垂下特性決定部１０３は、系統周波数の変動下限値又は変動上限値に基づいて垂下特性を決定する。
以降、本変形例の垂下特性決定部１０３が、系統周波数の変動下限値又は変動上限値に基づいて垂下特性を決定する処理について、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、本変形例において垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理のうち、上げ調整又は下げ調整のいずれか一方に関して一次調整力が約定されている場合に垂下特性を決定する処理を示す図である。
以降、本変形例の垂下特性決定部１０３が、系統周波数の変動下限値又は変動上限値に基づいて垂下特性を決定する処理について、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、本変形例において垂下特性決定部１０３が垂下特性を決定する処理のうち、上げ調整又は下げ調整のいずれか一方に関して一次調整力が約定されている場合に垂下特性を決定する処理を示す図である。
【0060】
垂下特性決定部１０３は、上げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、系統周波数の変動下限値Δｆminを記憶部１１１から読み出し、下げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、系統周波数の変動上限値Δｆmaxを記憶部１１１から読み出す。
【0061】
続いて、垂下特性決定部１０３は、上げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、図１０の（Ａ）に示すとおり、横軸座標が系統周波数の変動下限値Δｆmin、縦軸座標が指令値Ｐref(n)に上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を加算した値である点を、点γとして決定する。他方、下げ調整に関する一次調整力が約定されている場合、垂下特性決定部１０３は、図１０の（Ｂ）に示すとおり、横軸座標が系統周波数の変動上限値Δｆmax、縦軸座標が指令値Ｐref(n)から下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を減算した値である点を、点γとして決定する。
さらに垂下特性決定部１０３は、点α及び点γを通る直線５３１を垂下特性として決定する。
さらに垂下特性決定部１０３は、点α及び点γを通る直線５３１を垂下特性として決定する。
【0062】
このように構成した制御装置１０も同様に、分散電源２０が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合において、分散電源２０の出力電力が最大出力及び最小出力を超過することを防止することが可能な制御装置１０を提供することができる。さらに、垂下特性決定部１０３は、系統周波数の変動下限値Δｆminにおいて分散電源２０が上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を発揮し、系統周波数の変動上限値Δｆmaxにおいて分散電源２０が下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を発揮するような垂下特性を決定するように構成したため、約定量より大きな一次調整力を分散電源２０が供給してしまうことを防止することができる。
【0063】
なお、実施の形態１の変形例２において、垂下特性決定部１０３は、点α及び点γを通る直線を垂下特性として決定する例を示したが、垂下特性の決定方法はこの例に限られない。例えば、速度調定率の要件を満たすように垂下特性を決定するため、垂下特性決定部１０３は、点α及び点γを通る直線５３１に加えて、実施の形態１と同様にして点α及び点βを通る直線５０１を描き、直線５３１及び５０１のうち傾きが大きい直線を垂下特性として決定してもよい。この場合、垂下特性決定部１０３は、実施の形態１の変形例１と同様に、出力電力の上限値５２１及び下限値５２２の少なくともいずれかを垂下特性に設定してもよい。これにより、分散電源２０が速度調定率の要件を満たしつつ、約定量より大きな一次調整力を供給してしまうことを防止することができる。
【0064】
実施の形態１の変形例３
実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例において、制御装置１０の構成は、図２に示す実施の形態１と同様である。本変形例の制御装置１０において、垂下特性決定部１０３は、変動下限値Δｆmin及び変動上限値Δｆmaxの少なくともいずれかに基づいて垂下特性を決定する点で実施の形態１の変形例２と類似するものの、本変形例では周波数偏差Δｆによらず分散電源２０の出力電力Ｐout(n)が変化しない不感帯を設定する点で、実施の形態１、実施の形態１の変形例１、及び実施の形態１の変形例２と異なっている。
実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例において、制御装置１０の構成は、図２に示す実施の形態１と同様である。本変形例の制御装置１０において、垂下特性決定部１０３は、変動下限値Δｆmin及び変動上限値Δｆmaxの少なくともいずれかに基づいて垂下特性を決定する点で実施の形態１の変形例２と類似するものの、本変形例では周波数偏差Δｆによらず分散電源２０の出力電力Ｐout(n)が変化しない不感帯を設定する点で、実施の形態１、実施の形態１の変形例１、及び実施の形態１の変形例２と異なっている。
【0065】
本変形例において、記憶部１１１は、不感帯とする周波数の範囲を記憶する。詳細には、記憶部１１１は、不感帯に関する周波数偏差の下限値Δｆdb-min及び不感帯に関する周波数偏差の上限値Δｆdb-maxを記憶する。記憶部１１１が記憶するこれらの情報は、デバイスコントローラ３０４を介して例えばキーボードなどの入力装置（図示せず）により入力されてもよく、通信装置３０３を介して分散電源２０から取得してもよい。
【0066】
本変形例において、垂下特性決定部１０３は、記憶部１１１から、不感帯に関する周波数偏差の下限値Δｆdb-min、不感帯に関する周波数偏差の上限値Δｆdb-max、系統周波数の変動下限値Δｆmin、及び系統周波数の変動上限値Δｆmaxを読み出す。さらに垂下特性決定部１０３は、指令値決定部１０２が出力する指令値Ｐref(n)と、記憶部１１１から読み出した不感帯に関する周波数偏差の下限値Δｆdb-min、不感帯に関する周波数偏差の上限値Δｆdb-max、系統周波数の変動下限値Δｆmin、及び系統周波数の変動上限値Δｆmaxとに基づいて不感帯を有する垂下特性を決定する。
以降、本変形例の垂下特性決定部１０３が不感帯を有する垂下特性決定する処理について、図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、本変形例において垂下特性決定部１０３が不感帯５４１を有する垂下特性を決定する処理を示す図である。
以降、本変形例の垂下特性決定部１０３が不感帯を有する垂下特性決定する処理について、図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、本変形例において垂下特性決定部１０３が不感帯５４１を有する垂下特性を決定する処理を示す図である。
【0067】
垂下特性決定部１０３は、図１１の（Ａ）に示すとおり、横軸座標が系統周波数の変動下限値Δｆmin、縦軸座標が指令値Ｐref(n)に上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を加算した値である点を、点γ1として決定するとともに、横軸座標が系統周波数の変動上限値Δｆmax、縦軸座標が指令値Ｐref(n)から下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を減算した値である点を、点γ2として決定する。
さらに垂下特性決定部１０３は、不感帯５４１の端部にあたる点α1及びα2を決定する。詳細には、垂下特性決定部１０３は、横軸座標が不感帯５４１の周波数偏差下限値Δｆdb-min、縦軸座標が指令値Ｐref(n)である点を、点α1として決定するとともに、横軸座標が不感帯５４１の周波数偏差上限値Δｆdb-max、縦軸座標が指令値Ｐref(n)である点を、点α2として決定する。
さらに垂下特性決定部１０３は、点α1と点γ1とをつなぐ直線５４２、点α1と点α2とをつなぐ直線である不感帯５４１、及び点α2と点γ2とをつなぐ直線５４３の３つの直線を垂下特性として決定する。
さらに垂下特性決定部１０３は、不感帯５４１の端部にあたる点α1及びα2を決定する。詳細には、垂下特性決定部１０３は、横軸座標が不感帯５４１の周波数偏差下限値Δｆdb-min、縦軸座標が指令値Ｐref(n)である点を、点α1として決定するとともに、横軸座標が不感帯５４１の周波数偏差上限値Δｆdb-max、縦軸座標が指令値Ｐref(n)である点を、点α2として決定する。
さらに垂下特性決定部１０３は、点α1と点γ1とをつなぐ直線５４２、点α1と点α2とをつなぐ直線である不感帯５４１、及び点α2と点γ2とをつなぐ直線５４３の３つの直線を垂下特性として決定する。
【0068】
このように構成した制御装置１０も同様に、分散電源２０が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合において、分散電源２０の出力電力が最大出力及び最小出力を超過することを防止することが可能な制御装置１０を提供することができる。さらに、垂下特性決定部１０３は、系統周波数の変動下限値Δｆminにおいて分散電源２０が上げ調整に関する約定量ΔＰinc(n)を発揮し、系統周波数の変動上限値Δｆmaxにおいて分散電源２０が下げ調整に関する約定量ΔＰdec(n)を発揮するような垂下特性を決定するように構成したため、約定量より大きな一次調整力を分散電源２０が供給してしまうことを防止することができる。さらに、垂下特性決定部１０３は、不感帯５４１を有する垂下特性を決定するように構成したため、例えば図１１の（Ｂ）に示すように、不感帯５４１を設定せずに変曲点を有する垂下特性を決定する場合に比べて、周波数偏差Δｆ＝０を境に分散電源の出力が急変することを防止することができる。
【0069】
なお、実施の形態１の変形例４において、図１１の（Ａ）を用いて、垂下特性決定部１０３は、不感帯５４１が周波数偏差Δｆ≧０の範囲及び周波数偏差Δｆ≦０の範囲の両方を含むように垂下特性を設定する例を示したが、この例に限られず、垂下特性決定部１０３は、不感帯５４１を周波数偏差Δｆ≧０の範囲又は周波数偏差Δｆ≦０の範囲のいずれかを含むように垂下特性を設定してもよい。
【0070】
また、実施の形態に関する複数の変形例を説明したが、上記の開示内容以外にも、実施の形態及びこれらの変形例に記載された特徴が矛盾しない限り、各変形例の自由な組み合わせ、各変形例の任意の構成要素のさらなる変形、置き換え、又は省略が可能である。
【符号の説明】
【0071】
１０ 制御装置、２０ 分散電源、２２ 電力変換装置、２３蓄電池、３０、３０ａ 電力系統、３１ 送配電網、３２ エネルギー管理装置、３３ 需給調整市場、３４ 負荷、１０１ 取得部、１０２ 指令値決定部、１０３ 垂下特性決定部、１０４ 出力部、１１１ 記憶部、２００ 分散電源システム、３０１ 演算装置、３０２ 記憶装置、３０３ 通信装置、３０４ デバイスコントローラ、３１１ システムバス
【要約】
分散電源が電力市場で約定した一次調整力を発揮した場合に、分散電源の出力電力が出力の制限を超過することを防止できる制御装置を提供する。電力系統への出力電力を増加又は減少させて電力系統の系統周波数の変動を抑制する一次調整力を供給する分散電源（２０）を制御する制御装置（１０）であって、電力市場で約定した一次調整力と、分散電源が出力可能な電力の最大値及び最小値の少なくともいずれかとに基づいて、電力系統の基準周波数における分散電源（２０）の出力電力を指令値として決定する指令値決定部（１０２）と、指令値による出力電力を基準として、系統周波数の基準周波数からの低下に応じて出力電力を増加させ、系統周波数の基準周波数からの上昇に応じて出力電力を減少させる垂下特性を決定する垂下特性決定部（１０３）と、指令値及び垂下特性を分散電源（２０）に出力する出力部（１０４）と、を備える制御装置（１０）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】