JP2013158081A - 分散型電力管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統の構成変化あるいは装置異常に速やかに対応可能な分散型電力管理システムを提供する。
【解決手段】商用系統に接続された複数の電力サブシステム３と、電力サブシステムごとに設けられその電力を制御する電力管理装置２と、電力管理装置間に配置されたデータフィールド１とを備え、複数の電力サブシステムの一部には商用系統から独立して電力供給可能な自立電源を含み、データフィールドに流通する情報フレームの一部には、共有データエリアＤ１が設定され、共有データエリアは電力管理装置を単位とする同一形式の自己エリアで構成され、電力管理装置は、共有データエリアを構成する複数の同一形式の自己エリアに記述されたデータの読み出しを行い、得られた複数の他の電力管理装置のデータと自己が管理する電力サブシステムの電力のデータから複数の電力サブシステム全体の電力状況を求めて自己の電力サブシステムを管理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、工場やその周辺地域の需要家を管理の対象とする電力管理システムに係り、工場やその周辺地域の需要家の電力運用を効率化するための分散型電力管理システムに関する。

これまでの電力系統においては、低炭素化と経済的電力運用の実現を目的とした実証型の技術開発が主流であった。

これに対し近年では、情報通信技術をとりいれたスマートグリッドや、マイクログリッドの研究開発が盛んである。また自然災害等による電力系統故障に対して、工場や自治体でのエネルギー確保における復旧支援機能が求められており、これまでも様々な方法が検討されている。

例えば、制御装置故障に対し、制御情報の伝達を確保する手段の一つとして、自律分散方式がある。自律分散方式では、非特許文献１に示されるように、部分システム（サブシステム）が自律的に稼働しながら、必要に応じて他のサブシステムと協調動作する。この結果、特定の制御装置が故障しても、システム全体の稼働が継続できる。

係る自律分散機能は、工場とその周辺地域を対象とする電力系統の運用にも求められる機能であり、特許文献１−３は、これらの一事例を紹介している。

電力系統故障では、自家発電設備を活用し、近在する他システムへの電力融通をする。例えば特許文献１では、高圧系統の異常時に、低圧系統の需要家がもつ分散型電源を活用し、電力が余剰する需要家の余剰電力を電力が不足する需要家に供給する。

例えば特許文献２では、商用系統が停電しても、蓄電池や太陽光により継続して電力供給を行うよう、検出電圧に応じて蓄電池の制御方式を切り替える。

例えば特許文献３では、負荷平準化と災害時の電力供給に対応するよう、蓄電池の蓄電モードと放電モードを制御し、負荷に供給する。

以上のように、工場とその周辺地域を対象とする電力運用において商用系統が故障した場合でも、電力供給を可能とする技術開発が進められている。

特開２００８−１２５２９０号公報 特開２０１１−１０４１２号公報 特開２０００−２２４７６９号公報

三巻達夫、桑原洋：制御用計算機におけるリアルタイム技術：コロナ社（１９８６）

工場やその周辺地域を管理対象とする電力管理においては、通常時は、電力会社からの供給電力と事業所内の再生可能エネルギーの活用を行い、災害時は、蓄電池、再生可能エネルギーを用いて一定期間の企業活動を維持する。このためのエネルギー管理機能の実現が求められる。

これらの点に関して特許文献１では、高圧系統の異常時に、低圧系統の需要家がもつ分散型電源を活用し、電力が余剰する需要家の余剰電力を電力が不足する需要家に供給するために、低圧系統用の系統管理装置を備えるが、各需要家を集中管理する機能となっている。このため、集中管理するこの系統管理装置が故障した場合は、エネルギー管理機能が失われることになる。

また特許文献２では、商用系統が停電しても、蓄電池や太陽光により継続して電力供給を行うよう、検出電圧に応じて蓄電池の制御方式を切り替えるための制御機能を提供している。このため、低圧系統下に太陽光発電と蓄電池の設備をもたない場合は、適用できない。

また、特許文献３では、負荷平準化と災害時の電力供給に対応するよう、蓄電池の蓄電モードと放電モードを制御し、負荷に供給する構成となっているが、充電には商用系統との接続が必要な構成となっている。このため、災害時の活用ができない。

以上より、工場やその周辺地域を対象とする電力管理システムとして、解決するべき課題を整理して以下に示す。

工場とその周辺地域を対象とする電力管理システムは、通常時は電力会社からの供給電力と事業所内の再生可能エネルギーの活用を行い、災害時は蓄電池、再生可能エネルギーを用いて一定期間の企業活動を維持することを可能とすることが期待される。このため、第一の課題としては、通常時や災害時など外部環境が変化しても、それに応じて電源供給を継続できるような構成変化を実現することが望ましい。

第二の課題として、工場のような大規模施設において、故障したサブシステム（例えば制御装置）は、健全なサブシステムと速やかに機能補完したい。このためには、電力管理機能を集中管理型ではなく分散型として実現することが望ましい。

以上のことから本発明においては、電力系統の構成変化あるいは装置異常に速やかに対応可能な分散型電力管理システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するため、商用系統に接続された複数の電力サブシステムと、電力サブシステムごとに設けられその電力を制御する電力管理装置と、電力管理装置間に配置されたデータフィールドとを備え、複数の電力サブシステムの少なくとも一部には商用系統から独立して電力供給可能な自立電源を含み、データフィールドに流通する情報フレームの一部には、共有データエリアが設定されており、共有データエリアは電力管理装置を単位とする同一形式の自己エリアで構成されており、電力管理装置は、共有データエリアを構成する複数の同一形式の自己エリアに記述されたデータの読み出しを行い、自己が管理する電力サブシステムの電力のデータを自己に割り当てられた共有データエリアの自己エリアに記述し、データフィールドから得られた複数の他の電力管理装置のデータと自己が管理する電力サブシステムの電力のデータから複数の電力サブシステム全体の電力状況を求めて自己の電力サブシステムを管理することを特徴とする。

また、商用系統から独立して電力供給可能な自立電源として、太陽光発電設備あるいは蓄電設備が配置されていることを特徴とする。

また、共有データエリアに記述されるデータには、自立電源の発電容量、電力予測情報、自立電源の運用計画の情報を含むことを特徴とする。

また、共有データエリアに記述された自立電源の発電容量、電力予測情報、自立電源の運用計画の情報は、自己の電力サブシステムでの情報と、それぞれの合計値の情報を含むことを特徴とする。

また、自立電源が蓄電設備である場合に、この電力管理装置が該当する共有データエリアの自己エリアに記述する自立電源の発電容量は蓄電設備の残量であり、自立電源の運用計画は蓄電設備の状放電計画であることを特徴とする。

また、電力管理装置は、共有データエリアの自己エリアに目標電力と負荷制限可能量の情報を記述しており、商用系統の異常並びに商用系統からの解列を監視しており、商用系統の異常あるいは商用系統からの解列を検出したときに目標電力と負荷制限可能量を変更して運転継続することを特徴とする。

また、電力管理装置は、電力管理装置自身の異常を監視しており、自己の異常検知により共有データエリアの自己エリアに記述する情報のうち合計計算に使用される情報を出力しないことを特徴とする。

本発明のエネルギー管理方法により、通常時と災害時のような外部環境の変化に適応して電力供給機能を確保することができ、工場の生産のような企業活動が継続できる。また、商用系統が停電した場合でも、自立運転可能な電源を有するサブシステムと他のサブシステムが、協調して電力融通をすることで、広域での電力供給、および生産活動が可能となる。その結果として、工場、地域双方での復旧が進むこととなる。

本発明の分散型電力管理システムの構成を示す図。 電力管理装置と電力サブシステムの具体事例を示す図。 データフィールドに流通するデータ構成を示す図。 電力管理装置における蓄電池残量計算の処理フロー図。 電力管理装置における一日分電力予測計算の処理フロー図。 電力管理装置における一日分充放電計画の処理フロー図。 状態変化に対応して電力制御を行うための処理フローを示す図。 非常用電源を備えるときの一日分充放電計画処理の処理フロー図。 分散電源を有する工場における動作例を示す図。 従来の外部システムとの接続手法の一例を示す図。 本発明による外部システムとの接続手法の一例を示す図。 図１１の電力管理装置２Ｆの詳細構成を示す図。

本発明の分散型電力管理システムの一実施例を、図を用いて以下に説明する。

図１は、本発明の一実施例にかかる分散型電力管理システムの構成を示す図である。

図１において、データフィールド１は自律分散ネットワークである。データフィールド１には、複数の電力管理装置２が接続されている。電力管理装置２による電力管理対象３は、工場、ビル、家庭などの電力設備であり、この電力設備のことを以下電力サブシステムと呼ぶことにする。図１の例では、６組の電力管理装置２（２Ａ−２Ｆ）がデータフィールド１に接続され、６組の電力管理装置２（２Ａ−２Ｆ）が夫々の電力サブシステム（３Ａ−３Ｆ）の電力を管理している。

データフィールド１には、各電力管理装置２の出力した情報を含む情報フレームＤが流通されている。流通する情報フレームＤの一部には、共有データエリアＤ１が設定されている。

図２は、電力管理装置２と電力サブシステム３の具体事例を示す図である。図２の電力サブシステム３Ａは太陽光発電などの発電設備Ｇ１、負荷Ｌ１、Ｌ２、蓄電設備Ｃ１、Ｃ２を備えた工場であり、工場内母線Ｂ２にこれらの設備を適宜の変圧器Ｔ１−Ｔ４や、遮断器ＣＢを介して接続している。工場内母線Ｂ２は、さらに送受電電力量計Ｗ、引き込み母線Ｂ１、変圧器Ｔ５を経由して商用系統に接続されている。なお、工場内母線Ｂ２からさらに降圧用変圧器Ｔ１を介して低圧系統に接続されることもある。

係る設備を備えることにより、電力サブシステム３Ａは自己の工場運用のために電力を送受電し、発電し、蓄電している。電力管理装置２Ａは自己の工場で使用する電力を、日ごと、週ごと、月ごとなどの電力計画に従って制御し、管理している。なお、他の電力サブシステム３でも電力の送受電、発電、蓄電のための設備の一部又は全てを備えている。さらに、各電力サブシステムは引き込み母線Ｂ１などを経由して電力的にも連系されている。

ここで、太陽光発電などの発電設備Ｇ１および蓄電設備Ｃ１、Ｃ２は、商用系統以外の電源であり、独立して電力供給可能な自立電源である。自立電源の活用により、データフィールド１を介して管理制御される電力サブシステム全体としての受電電力を最小化し、通常運転状態での電力過不足を解消し、かつ商用系統から切り離されたときの運転継続を可能とする。このためには自立電源は電力サブシステム内に多く存在し、かつ合計容量が大きいほど上記の各種運用が有効に行える。本発明では、電力サブシステム全体としての電力制御に自立電源を有効活用するためにデータフィールド１を用いている。

電力管理装置２は、上記のように自己の工場運用を図ると共に、データフィールド１を介して他の電力管理装置２と連係している。具体的にはデータフィールド１を流通する情報フレームＤの共有データエリアＤ１に記述された情報を入力して他の電力管理装置２の状態を把握する。また共有データエリアＤ１に設定された自己エリアに自己の工場の状態を示す情報を記述して送出する。

共有データエリアＤ１に設定された自己エリアに記述する情報は、商用系統との間の送受電電力量、商用系統との連系情報、発電電力、蓄電電力、電力計画などである。

図３に、データフィールド１に流通するデータの具体的な構成を示す。共有データエリアＤ１内は、電力管理装置２Ａ〜２Ｆが管理する６つの電力サブシステム３Ａ〜３ＦのためのサブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆで構成されている。

共有データエリアＤ１では、電力管理装置２Ａの出力情報を格納するサブデータエリアＤ１Ａから、電力管理装置２Ｆの情報を格納するサブデータエリアＤ１Ｆが一元化されている。共有データエリアＤ１は、電力管理装置２ごとに同一形式で格納される。

サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆは、いずれも同じフィールド構成とされるが、この一例をサブデータエリアＤ１Ａで説明する。ここには、この電力管理装置２Ａが管理する電力サブシステム３である工場、ビル、家庭などの情報が記述されている。

記述されるデータは、例えば発電機容量Ｄ１Ａ１、蓄電池容量Ｄ１Ａ２、蓄電池残量Ｄ１Ａ３、負荷制限可能量Ｄ１Ａ４、一日分電力予測Ｄ１Ａ５、目標電力Ｄ１Ａ６、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７、次１時間充放電出力値Ｄ１Ａｎ−２、次１時間負荷制限出力値Ｄ１Ａｎ−１、系統連系情報Ｄ１Ａｎなどである。

これらの情報は、いずれも当該電力サブシステム３の情報（自己電力情報）であるが、蓄電池残量Ｄ１Ａ３、一日分電力予測Ｄ１Ａ５、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７については総合値を持つのがよい。総合値は、データフィールド１に接続された電力管理装置２により管理制御される電力サブシステム３の合計値である。

また、他のサブデータエリアＤ１Ｂ〜Ｄ１Ｆも同じデータエリア配置とされており、各電力管理装置２Ｂ〜２Ｆは自己のサブデータエリアＤ１Ｂ〜Ｄ１Ｆに、自己の管理する電力サブシステム３の情報（自己電力情報）を記載する。

さらに各電力管理装置２は、他のサブデータエリアＤ１にアクセスし、ここに記述された他の電力管理装置２による電力サブシステム３の情報（自己電力情報）を読み取ることができる。これにより、データフィールド１に接続された電力管理装置２は、お互いに他の電力管理装置２が管理する電力サブシステム３の情報を知ることができる。つまり、データの共有化が図られている。

データの共有化のために、各電力管理装置２は、一定周期ごとに電力サブシステム３の各部情報を検出器経由でして入手し、自己に割り当てられたサブデータエリアＤ１の所定箇所に当該データを記述して送信する。この場合に特に蓄電池残量Ｄ１Ａ３、一日分電力予測Ｄ１Ａ５、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７のデータを得るために、電力管理装置２内では図４乃至図６の処理が実施される。なお以下の説明は、電力管理装置２Ａの例で説明するが、同時に他の電力管理装置２Ａでも同様に実施されている。

まず蓄電池残量Ｄ１Ａ３について、図４の処理を行う。電力管理装置２Ａでは、共有データエリアＤ１にアクセスして、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆの情報を入手している。この状態において処理ステップＳ１０では、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆから、各電力サブシステム３が申告している蓄電池容量（Ｄ１Ａ２〜Ｄ１Ｆ２）と蓄電池残量（Ｄ１Ａ３〜Ｄ１Ｆ３）を読み込む。

処理ステップＳ１１では、自己の電力サブシステム３Ａが所有する蓄電設備Ｃの情報（電流、電圧）から充電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）の推定値を求める。処理ステップＳ１２では、自己の電力サブシステム３Ａが所有する蓄電設備Ｃについて、充電状態ＳＯＣから蓄電池残量を求める。

処理ステップＳ１３では、計算により求めた現時点での自己の蓄電池残量をサブデータエリアＤ１Ａの蓄電池残量Ｄ１Ａ３の欄に記述する。また、このときに現時点での自己の蓄電池残量を反映した全体残量も更新する。

以上の処理は、データフィールド１に接続された全ての電力管理装置２Ａ〜２Ｆで実行されており、蓄電池残量と全体残量が最新値に更新されている。このようにして、各電力管理装置２Ａ〜２Ｆは、蓄電池残量について自己の状況と共に、全体状況を把握している。

次に一日分電力予測Ｄ１Ａ５について、図５の処理を行う。まず処理ステップＳ２０では、電力負荷変動要因を得る。これらは外部機関から入手する気象情報や、予め自己内部に保有する操業計画などである。これらの情報を用いてまず処理ステップＳ２１では、自己の電力サブシステム３Ａの負荷Ｌが消費する当該日の１日分の電力を予測する。

処理ステップＳ２２では、共有データエリアＤ１にアクセスして、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆの情報から、各電力サブシステム３が申告している電力予測値（Ｄ１Ａ５〜Ｄ１Ｆ５）を読み込み、これを合計する。この場合に自己の電力予測値は処理ステップＳ２１で求めた最新値である。

処理ステップＳ２３では、処理ステップＳ２２で求めた最新の電力予測値と、共有データエリアＤ１に記述されている電力予測値とを比較する。なお共有データエリアＤ１に記述されている電力予測値は、自己の最新の電力予測値を反映していない。

処理ステップＳ２４では、比較結果に基づき全体の電力予測値を補正する。以上の処理は、データフィールド１に接続された全ての電力管理装置２Ａ〜２Ｆで実行されており、電力予測値と全体電力予測値が最新値に更新されている。このようにして、各電力管理装置２Ａ〜２Ｆは、電力予測値について自己の状況と共に、全体状況を把握している。

また一日分充放電計画Ｄ１Ａ７について、図６の処理を行う。電力管理装置２Ａでは、共有データエリアＤ１にアクセスして、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆの情報を入手している。この状態において処理ステップＳ３０では、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆから、各電力サブシステム３が申告している目標電力（Ｄ１Ａ６〜Ｄ１Ｆ６）と蓄電池容量（Ｄ１Ａ２〜Ｄ１Ｆ２）を読み込む。

同様に処理ステップＳ３１では、一日分電力予測（Ｄ１Ａ５〜Ｄ１Ｆ５）を読み込む。

処理ステップＳ３２では、蓄電設備Ｃを有する電力サブシステム３ごとに、充放電計画を立案する。このために目標電力（Ｄ１Ａ６〜Ｄ１Ｆ６）と蓄電池容量（Ｄ１Ａ２〜Ｄ１Ｆ２）と一日分電力予測（Ｄ１Ａ５〜Ｄ１Ｆ５）が参照される。

処理ステップＳ３３では、自己の最新の充放電計画を反映した全体計画を自己の一日分充放電計画Ｄ１Ａ７に記述し出力する。

以上の処理により、データフィールド１を介して運用される電力サブシステム３の全体としての電力の過不足を吸収する形での、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７が得られる。この一日分充放電計画Ｄ１Ａ７の更新により得られた結果が、依然として電力の過不足を生じるものである場合には、再度にわたり変更修正されることでよりよい電力供給の体制にできる。

以上の処理は、データフィールド１に接続された全ての蓄電設備Ｃを有する電力管理装置２で実行されており、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７が最新値に更新されている。このようにして、各電力管理装置２Ａ〜２Ｆは、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７について自己の状況と共に、全体状況を把握している。また、この結果が各電力管理装置２での電力制御に反映される。

図７は、各種の状態変化に対応して適切な電力制御を行うための本発明に係る電力制御処理フローを示している。この制御は、データフィールド１から得られたデータを元に、各電力管理装置２の自立的判断により実行される。

処理ステップＳ４０では、各電力管理装置２は点検、監視手法を用いて自己の電力管理装置の故障判定を実行する。仮に自己の電力管理装置２Ａが故障と判定された場合には、自己が共有データエリアＤ１に申告している各種合計計算への出力を停止する。

具体的には、蓄電池残量Ｄ１Ａ３、一日分電力予測Ｄ１Ａ５、一日分充放電計画Ｄ１Ａ７の各フレームに、自己データを出力することを停止する。この場合、他の電力管理装置２Ｂ〜２Ｆは、これら所量がゼロに変化したことに伴う新たな蓄電池残量、一日分電力予測、一日分充放電計画の合計値に基づいて図４から図６の処理を実行する。これにより新たな運転状態に速やかに移行することができる。

なお、電力管理装置２Ａの故障により電力サブシステム３Ａは商用系統あるいは引き込み母線Ｂ１との接続を解列するので、以後の他の電力管理装置２Ｂ〜２Ｆの運用に悪影響を及ぼすことはない。

故障でない場合には処理ステップＳ４２で通常の処理（図４から図６の合計計算を求める処理）を実行する。

次に商用系統異常発生を処理ステップＳ４３で判断し、異常発生の場合は処理ステップＳ４４を実行し、異常がなければ処理ステップＳ４５で引き続き通常の処理（図４から図６の合計計算を求める処理）を実行する。

ここで商用系統異常とは、電力動揺の発生、周波数不安定、電圧変動などであり、いずれの場合にも商用系統から安定な電力供給を受けられない状態になっている。このため、商用系統に連系した各電力管理装置２は、異常の状態に応じて自己の目標電力（Ｄ１Ａ６〜Ｄ１Ｆ６）を変更し、あるいは負荷制限可能量（Ｄ１Ａ４〜Ｄ１Ｆ４）を変更する。そのうえで共有データエリアＤ１に設定された自己エリアに自己の状態（目標電力あるいは負荷制限可能量）を記述して送出する。なおこの場合の変更内容が、電力系統の需給バランスを改善する方向の処理であることは言うまでもない。

次に、電力サブシステム３が商用系統から解列されたことを処理ステップＳ４６で判断する。解列の場合は処理ステップＳ４７を実行し、解列がなければ処理ステップＳ４９で引き続き通常の処理（図４から図６の合計計算を求める処理）を実行する。

解列となった場合各電力サブシステム３は、独立して電力供給可能な自立電源
（太陽光発電などの発電設備Ｇ１および蓄電設備Ｃ１、Ｃ２）の供給可能電力の範囲まで、目標電力あるいは負荷制限可能量を変更する。これらの制限操作は、電力サブシステム３ごとに実行されるが、この結果は電力管理装置２を介してデータ共有がされている。

処理ステップＳ４８では、共有化データによる自立運転が実行される。この解列後の安定運転状態においては、電力に余裕のある電力サブシステム３から余裕のない電力サブシステム３に対する電力供給が可能である。このことは、図４から図６の処理により実現される。

なお電力サブシステム３は、解列後の安定運転のために非常用電源を備える場合がある。図８は非常用電源を備えて、解列後に立ち上げた電力サブシステム３における一日分充放電計画処理を示している。この図８は、図６に対応しているので比較しながら説明する。

ここでも前提としては、電力管理装置２Ａでは、共有データエリアＤ１にアクセスして、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆの情報を入手している。この状態において処理ステップＳ３０では、サブデータエリアＤ１Ａ〜Ｄ１Ｆから、各電力サブシステム３が申告している目標電力（Ｄ１Ａ６〜Ｄ１Ｆ６）と蓄電池容量（Ｄ１Ａ２〜Ｄ１Ｆ２）を読み込む。

処理ステップＳ３１ａでは、一日分電力予測（Ｄ１Ａ５〜Ｄ１Ｆ５）を読み込む。また新たに非常用電源の出力を取り込み、以後の計算に利用する。

処理ステップＳ３２ａでは、蓄電設備Ｃを有する電力サブシステム３ごとに、充放電計画を立案する。この場合に、蓄電設備Ｃを有する電力サブシステム３として非常用電源を有する電力サブシステム３も勘案される。この処理のために目標電力（Ｄ１Ａ６〜Ｄ１Ｆ６）と蓄電池容量（Ｄ１Ａ２〜Ｄ１Ｆ２）と一日分電力予測（Ｄ１Ａ５〜Ｄ１Ｆ５）の他に、非常用電源からの供給電力が加味される。

処理ステップＳ３３では、自己の最新の充放電計画を反映した全体計画を自己の一日分充放電計画Ｄ１Ａ７に記述し出力する。これにより、電力供給能力に非常用電源からの供給電力が加味され低後の全体管理に反映される。

図９は、エネルギー分散型管理システムを、太陽光発電のような分散電源を有する工場に適用した場合の動作例を示した図である。図４では、横軸に時間、縦軸に発電出力を示している。この図では、分散電源出力（太陽光発電と蓄電池）と非常用電源出力により場内負荷が必要とする電力需要を賄っているものとする。

図９の上には、本発明の自律分散データフィールド１を適用していない場合を示している。従って、発生電力の合計と負荷が必要とする電力需要間の過不足量は当該工場内で需給バランスを保つ必要がある。このため、工場電力需要に対し、分散電源出力が多い昼間の時間帯は、パワーコンディショナーにより非常用電源出力の出力調整を行い、需給バランスを保つ必要がある。

一方、図９の下のグラフは、本発明の自律分散データフィールド１を適用し、他の工場設備との電源融通を可能にした場合の一例を示している。この場合、分散電源出力が電力需要を超えた分に対しては、当該電力管理装置２から、蓄電可能量として共有データエリアに情報送信し、自律分散データフィールド１で、他電力サブシステムである工場に情報発信を行う。蓄電池残量と比較し、充電必要と判断された電力サブシステムに、電力を提供することで、当該工場電源出力を一定に保つことが可能となる。

次に、本発明の別の実施例である、エネルギー分散型管理システムの、外部システムとの接続手法について説明する。ここで外部システムから得る情報の処理の例としては、図５の１日分電力予測計算の処理ステップＳ２０における、気象状況の取り込み処理がある。

図１０は、従来の外部システムとの接続手法の一例を示す図である。従来例では例えば気象情報提供システム１９と、電力管理装置２との間をインターネット接続する。なお、１８は気象情報を使用するアプリケーション（例えば１日分電力予測計算プログラム）である。しかるにこの構成では、気象情報提供システム１９と各電力管理装置２は各々接続する必要があり、コストがかかる可能性がある。

図１１は、本発明による外部システムとの接続手法の一例を示す図である。この場合のエネルギー分散型管理システムでは、自律分散データフィールド１には、気象情報提供システム１９の情報ＤＡを含む共有データフレームＤ１が流通し、各電力管理装置２は各々これを受信して電力需要予測に用いる。

但し、電力管理装置２の中には電力需要予測機能を有しない電力管理装置２がある。このようなケースでは前記共有データエリアが照合できないため、実質的に自律分散データフィールド１に接続できない。

本発明では係る電力管理装置２（例えば２Ｆ）について、ゲートウェイ１６１を介して自律分散データフィールド１に接続する。これにより自律分散データフィールド１と共有データエリアＤ１との整合性をもつことで、電力管理装置２Ｆの接続を可能としている。

図１２は、図１１における電力管理装置２Ｆの詳細を説明する図である。ここで、電力管理装置２は、さらにエネルギー管理サブシステム１７Ａとエネルギー管理サブシステム１７Ｂを内包するものとし、いずれか一方は、電力需要予測機能をもたない。そのため、従来の方法では、自律分散データフィールド１に接続することはできないが、図１２の共通サーバー１７１を経由することで、気象情報の受信を含めて、間接的に自律分散データフィールドに接続することができる。

ここで、データＤＡは、電力管理装置２Ｆの共通サーバー１７１がインターネットを経由して気象情報提供システム１９から入手する気象情報である。
データＤＡは、電力管理装置２Ｆ内の２つのエネルギー管理サブシステム１７Ａと１７Ｂに送出される。２つのエネルギー管理サブシステム１７Ａと１７Ｂからは共有データエリアに提供すべきデータＤ１Ｆが共通サーバー１７１経由で気象情報を使用するアプリケーション１８に送られる。

以上により、エネルギー分散型管理システムにより、通常時と災害時のような外部環境の変化に適応して電力供給機能を確保することができ、工場の生産のような企業活動が継続できる。

また、商用系統が停電した場合でも、自立運転可能な電源を有する電力サブシステムと他の電力サブシステムが、協調して電力融通をすることで、広域での電力供給、および生産活動が可能となる。その結果として、工場、地域双方での復旧が進むこととなる。

１：データフィールド
２：電力管理装置
３：電力管理対象（電力サブシステム）
Ｂ１：引き込み母線
Ｂ２：工場内母線
Ｃ：蓄電設備
ＣＢ：遮断器
Ｄ：情報フレーム
Ｄ１：共有データエリア
Ｇ：発電設備
Ｌ：負荷
Ｔ：変圧器
Ｗ：送受電電力量計

Claims (7)

1. 商用系統に接続された複数の電力サブシステムと、該電力サブシステムごとに設けられその電力を制御する電力管理装置と、該電力管理装置間に配置されたデータフィールドとを備え、
   前記複数の電力サブシステムの少なくとも一部には前記商用系統から独立して電力供給可能な自立電源を含み、
   前記データフィールドに流通する情報フレームの一部には、共有データエリアが設定されており、該共有データエリアは前記電力管理装置を単位とする同一形式の自己エリアで構成されており、
   前記電力管理装置は、前記共有データエリアを構成する複数の同一形式の自己エリアに記述されたデータの読み出しを行い、自己が管理する電力サブシステムの電力のデータを自己に割り当てられた前記共有データエリアの自己エリアに記述し、前記データフィールドから得られた複数の他の電力管理装置のデータと自己が管理する電力サブシステムの電力のデータから前記複数の電力サブシステム全体の電力状況を求めて自己の電力サブシステムを管理することを特徴とする分散型電力管理システム。
2. 請求項１に記載の分散型電力管理システムにおいて、
   前記商用系統から独立して電力供給可能な自立電源として、太陽光発電設備あるいは蓄電設備が配置されていることを特徴とする分散型電力管理システム。
3. 請求項１に記載の分散型電力管理システムにおいて、
   前記共有データエリアに記述されるデータには、前記自立電源の発電容量、電力予測情報、前記自立電源の運用計画の情報を含むことを特徴とする分散型電力管理システム。
4. 請求項３に記載の分散型電力管理システムにおいて、
   前記共有データエリアに記述された前記自立電源の発電容量、電力予測情報、前記自立電源の運用計画の情報は、自己の電力サブシステムでの情報と、それぞれの合計値の情報を含むことを特徴とする分散型電力管理システム。
5. 請求項４に記載の分散型電力管理システムにおいて、
   前記自立電源が蓄電設備である場合に、この電力管理装置が該当する共有データエリアの自己エリアに記述する前記自立電源の発電容量は蓄電設備の残量であり、前記自立電源の運用計画は蓄電設備の状放電計画であることを特徴とする分散型電力管理システム。
6. 請求項１に記載の分散型電力管理システムにおいて、
   前記電力管理装置は、前記共有データエリアの自己エリアに目標電力と負荷制限可能量の情報を記述しており、前記商用系統の異常並びに商用系統からの解列を監視しており、前記商用系統の異常あるいは商用系統からの解列を検出したときに目標電力と負荷制限可能量を変更して運転継続することを特徴とする分散型電力管理システム。
7. 請求項１に記載の分散型電力管理システムにおいて、
   前記電力管理装置は、電力管理装置自身の異常を監視しており、自己の異常検知により前記共有データエリアの自己エリアに記述する情報のうち合計計算に使用される情報を出力しないことを特徴とする分散型電力管理システム。

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