極東極楽 ごくとうごくらく

豊饒なセカンドライフを求め大還暦までの旅日記

仮想発電所解体新書Ⅴ

2019年05月14日 | デジタル革命渦論

 

                    

                              

四、里 仁 りじん  

ことば---------------------------------------------------------------------------
「朝に道を聞かば、夕に死すとも可なり」(8) 「士、遜に志して、悪衣悪食を恥ずる者は、
いまだともに議るに足らざるなり」(9)
「君子は綸に喩り、小人は別に喩る」(16)
「父母の年は知らざるべからず。一はすなわちもって喜び二はすなわちもって懼れる」(21)
「徳、孤ならず、必ず隣あり」(25)   
----------------------------------------------------------------------------------
15 「参よ、わたしという人間は、ただひとつの原則だけで貫かれているのだよ」  この
孔子の言葉に、曽子はただ「ハイ」とうなずいただけであった。 孔子がその場を立ち去ると、
居合わせた門人が曽子にたずねた。 「何の意味かさっぱりわかりませんでしたが」「先生は、
良心をいつわらぬこと(忠)と、他人への思いやり(恕)とが人倫の根本だとおっしゃっ た
のだ」

子曰、參乎、吾道一以貫之哉、曾子曰、唯、子出、門人問曰、何謂也、曾子曰、夫子之道、忠
恕而已無。

Confucius said to Zeng Zi,
"My life gives importance to keep only one thing." Zeng Zi replied, "Yes, master." After
Confucius left, one pupil asked Zeng Zi, "What does master's word mean?" Zeng Zi
replied, "Master gives importance only to keep benevolence."


忠恕とは隣人愛、"Love"なり。精神の高揚様態というわけか。



 
【エネルギー通貨制時代 94】 

Anytime, anywhere ¥1/kWh  Era

 

 仮想発電所解体新書Ⅴ

電力供給システムの動作

(1)全体的動作

先ず、第1の発電所である電力会社2から発電事業者3に対して送出される制御指示を制御指示スケ
ジュールダウンロード部411によって取得する(S01)。この制御指示スケジュールダウンロー
ド部411による制御指示の取得は、アグリゲーションロジックに基づいて実行される。 この電力
会社2からの制御指示は、リアルタイムに解析部416のアグリゲーションロジック416aで解析
され(S02)、各需要単位の調整力ブロックを積み上げて、一定でより高い電力をより長く持続で
きる信頼性の高いリソースを確保し、この調整力ブロックを反映させた、発電事業者3及び各需要単
位5に対するスケジュールが生成される。生成された発電所用のスケジュールはスケジュール情報
414aに蓄積され、需要単位用のスケジュールはスケジュール情報DB414cに蓄積される。

ステップS03では、DB414aに蓄積された発電所用スケジュールは、スケジュール書換部412
によって、各発電所のフォーマットに合わせた制御指示d11に周期的(例えば6秒間隔)に変換さ
れ(S031)、各発電所の監視端末31に送信される(S04)。この制御指示の送信は、例えば
1分間隔といったように周期的に実行される。制御指示d11を受けた発電事業者3では、制御指示
に従ってリアルタイムに発電設備を制御し(S05)、発電された電力を電力系統60に供給する
(S06)。 詳述すると、発電事業者3では、監視端末31が、アグリゲーターシステム用サーバー
41から制御指示d11を取得してその制御指示スケジュールに従って、発電のオン・オフや発電量
を制御する。

この監視端末31による制御に従って、太陽光発電パネル32は、発電のオン・オフや発電量を調節
し、パワーコンディショナー33によって太陽光発電パネル32から流れる直流電流を交流電流に変
換し、キュービクル34によって電気を所定の電圧に変圧した後、電力系統60を通じて各需要単位
に供給する。この電力供給の実績は、監視端末31によって実績情報d12としてアグリゲーターシ
ステム用サーバー41に送信される、発電所実績DB414bに取り込まれる(S032)。

一方、ステップS03において、DB414cに蓄積された需要単位用スケジュールは、蓄電システ
ム用サーバー42に取得された後、スケジュール書換部412によって各需要単位のフォーマット(
ここではCSVファイル形式)に合わせた制御指示d21に変換される(S033)。このとき、解
析部416により、制御指示の内容に応じて、管理データベース414内の各データを参照して、所
定のグループ単位で、電力使用量の制限をかけたり、蓄電池の充電又は放電を制御したりするスケジ
ュールが作成され、各グループ単位での制御指示に変換される。作成された各制御指示は各需要単位
の制御装置に送信され(S04)、制御指示d21を受けた各需要単位5では、制御指示に従って、
電力使用量の上限を設定したり、各蓄電池の充電又は放電を制御する(S05及びS06)。

なお、このステップS03では、各データベース414a~g、及びデータベース423c~hに蓄
積されるデータを参照する。これらの各データベース内のスケジュール等のデータは、時間帯、居住
タイプ、過去の電力使用状況、現在の電力使用状況、天候、充電池の空き状況、充電速度などの条件
を考慮した予測及びリアルタイムでの補正により論理的にグループ分け及び優先度が付与されており
、これにより効率的なリソースの配分が可能となっている。また、これらのデータは、地域的なグル
ーピングに留まらず、個別の蓄電池及び個別の発電所を自由にかつ複数のグルーピングを行うことがで
き、地域に点在する複数の蓄電池をあたかも1つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなすとともに、
1つ乃至複数の巨大な蓄電池を複数の点在する小型蓄電池としてみなして群制御を行うなど、多様な
グルーピングが行われる。 このステップS05及びS06について詳述すると、一般住宅52では、
制御装置521が、通信ネットワーク62を通じて蓄電システム用サーバー42から指示制御を受信
し、制御信号をHUB52aを通じてEIG52bやPLC52cに送信し、家庭内の発電、蓄電及
び電力消費負荷を管理・制御する。



蓄電池523は、制御装置521の制御に従って、分電盤522に対する入出力が切替られ、充放
電が制御される。分電盤522は、PCS52d,52e、電力系統60などから供給される幹線を、
分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。また、一般住宅52内の太陽光パネル(PV:
Photovoltaic)52cでは、制御装置521による制御に基づいて、発電された電力は分電盤522を
通じて電力消費負荷524に供給される。 】 このとき、一般住宅52では、エネルギー計測表示ユ
ニット(EIG:Energy Intelligent Gateway)52bによって、施設全体の発電と消費状況が計測され
管理され、電力線通信(PLC:Power Line Communication)52cによって、電力線を通じて、パワー
コンディショナー52eや制御装置521との間で、データの送受信を行い、電力の使用量や発電量
が制御装置521を通じて、実績情報d22として蓄電システム用サーバー42に通知される。この
蓄電システム用サーバー42に通知された実績情報d22は、サイトマスタDB423e、蓄電池マ
スタDB423f及び製品マスタDB423hと対応付けられるとともに、所定のデータ形式に変換
され(S034)、蓄電池実績DB423gに蓄積される。なお、蓄電システム用サーバー42側の
データベースは、アグリゲーターシステム用サーバー41側のデータベースと同期されており、蓄電
システム用サーバー42側の各データベースに蓄積されたデータは、アグリゲーターシステム用サー
バー41側で対応する各データベースに反映される。 EVパワーステーション53では、制御装置
531が、通信ネットワーク62を通じて蓄電システム用サーバー42から蓄電システム用サーバー
42から指示制御を受信し、送受信ユニット53c及び中継ボックス53dを通じて給電装置53e
及び分電盤532が制御され、給電装置53eによる充放電及び分電盤522に対する入出力が切替
られ、車載された蓄電池の充放電が制御される。分電盤532は、給電装置53e及び電力系統60
などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、宅内の負荷に分配する。



このとき、制御装置531からの制御内容を室内リモコン53bにメッセージ等で表示し、ユーザー
自身よる遠隔操作を促すようにしてもよい。このとき、EVパワーステーション53では、制御装置
531によって、送受信ユニット53cを通じて中継ボックス53dからの情報を収集し、電気自動
車533の使用状況や蓄電状況、家庭での実績情報としてアグリゲーターシステム用サーバー41に
送信する。中規模施設51では、制御装置511が、通信ネットワーク62を通じて蓄電システム用
サーバー42から指示制御を受信し、制御信号を直接蓄電池513及び分電盤512に送信し、蓄電
池513による充放電を制御するとともに、分電盤512を切り替えることにより、蓄電池513及
び電力系統60などから供給される幹線を、分岐ブレーカーで細かく分け、施設内の負荷に分配する。

これと併せて、中規模施設51では、制御装置511によって、送受信ユニット53cを通じて中継
ボックス53dからの情報を収集し、電気自動車533の使用状況や蓄電状況、家庭での実績情報と
してアグリゲーターシステム用サーバー41に送信する。需要単位54では、制御装置541が、通
信ネットワーク62を通じて蓄電システム用サーバー42から指示制御を受信し、HUB54aを通
じて制御信号をEMS54bやFBCS54cに送信する。この制御装置541からの制御を受けて、
EMS54bは当該施設内におけるエネルギー管理を行い、FBCS54cは蓄電池群とPCSとを
統括的に管理・制御する。蓄電池543は、EMS54b及びFBCS54Cによる制御に従って、
分電盤542に対する入出力が切替られ、充放電が制御され、分電盤542では、PCS54d、電
力系統60などから供給される幹線を分岐ブレーカーで細かく分け施設内の負荷に分配する。これと
併せて、需要単位54では、制御装置541によって、EMS54bやFBCS54cからの情報を
収集し、施設での実績情報としてアグリゲーターシステム用サーバー41に送信する。



(2)調整力ブロックの抽出処理

ここで、上述した解析部416のアグリゲーションロジック416aでの解析における調整力ブロッ
クの抽出処理について詳述する。上図8は本実施形態に係る調整力ブロックの抽出処理の手順を示し
図9は信頼度予測値の算出処理の手順を示す。

(2-1)調整ブロック抽出の全体処理

図8に示すように、先ず、過去の実績データに基づいて現在から所定の期間までのベースライン予測
値を算出する(S101)。次いで、過去の実績データに基づいてドット単位の信頼度予測値を算出
する(S102)この信頼度予測値の算出では、実績情報収集手段であるフィードバック収集部419a
が収集した実績情報を解析して、各時間帯における消費電力の単位計測期間毎の予測消費電力と、実
際の消費電力が予測消費電力となる単位計測期間毎の信頼度とを、各需要単位毎に算出する。 特に、
本実施形態では、実際の消費電力が予測消費電力となる単位計測期間毎の信頼度を、電力及び時間を
二軸とする平面上におけるドットとして算出し調整力ブロックの抽出は、下図6に示すような、ドッ
トに従って最適な消費電力量、時間帯及び時間長のブロッ
クを調整力ブロックとして画定する。


そして、算出したベースライン予測値に基づいて、信頼度予測値を調整する(S103)とともに、
エネルギーリソースの残容量、ベースライン及び信頼度予測値に基づいて調整力ブロックを抽出する(
S104)。この調整ブロックの抽出では、図6及び図7に示すように、同一の消費電力が継続する
間長に基づいて累積される電力量を消費電力及び時間長を一辺とする矩形状のブロックとして、それぞ
れの消費電力、時間帯及び時間長を変化させて定義し、定義されたブロックに含まれる単位計測期間毎
の予測消費電力及び信頼度とに基づいて、最適な消費電力量、時間帯及び時間長のブロックを調整力ブ
ロックB1及びB2として抽出する。

特に、この調整力ブロックの抽出では、蓄電装置に対する充放電制御が行われなかった場合の予測消費
電力の時経に従った変化を、電力及び時間を二軸とする平面上のベースラインL1及びL2として設定
し、設定されたベースラインL1及びL2に接しないように、調整力ブロックB1及びB2を、ベース
ラインL1及びL2の上方又は下方において画定する。また、調整力ブロックのベースライン側となる
上辺又は下辺に近接して,配列されたドットを時間軸方向に解析していき、配列されたドットの信頼度
に応じて調整力ブロックのベースライン側となる上辺又は下辺の値、長さ又は位置を変化させて、調整
力ブロックを調整することも可能である。

 (2-3)信頼度予測値の算出処理

図9に示すように、先ず、ベースライン予測値を算出する(S201)。本実施形態では、家庭内負荷
値を基準に契約電力を上限とした充放電可能電力値帯を、下図7に示すような信頼度ランクにそれぞれ
分類する。次いで、累積された過去データに基づいて機械学習によりモデルを構築する。そのモデルと
ベースライン予測値および天候など外部条件により機械学習を行い単位時間あたりの標準偏差を参照す
る(S202)。さらに、ベースライン予測値と標準偏差から信頼度のランクが設定される(S203
及びS204)。


(2-4)信頼度予測値の調整処理

以上のように設定された信頼度予測値は、調整力ブロックの上辺又は下辺に近接して配列されたドッ
トを水平方向に解析していき、そこに配列されたドットについて、図7に示すように、信頼度が高い
ランクのドットの出現頻度の割合や連続性、或いは各ランクとその電力量とに基づく期待値を計算す
る。そしてこれらの割合や期待値がより高くなるように、調整力ブロックの上辺又は下辺の値(電力
量)を上下させるか、或いは上辺又は下辺の長さ(時間長)及び位置(時間帯)を変化させて、最適
な調整力ブロックを再画定する。

(3)学習処理

なお、本実施形態におけるベースライン予測値や信頼度予値の算出は、機械学習等の機械学習処理に
よって向上される。この機械学習認識処理では、各需要単位の実績情報や気候情報等との相関である
相関情報を算出し各情報の特徴点と合致する相関情報を抽出し、相関情報に紐付けられた蓄積情報を
参照して、ベースライン予測値や信頼度予測値を算出する。詳述すると、本実施形態では、各需要単
位から収集された実績情報のうち、充放電制御(ディマンドリスポンスの要請がなかった)が行われ
なかった(ディマンドリスポンスの要請がなかった)場合の実績情報、及び放電制御が行われた場合
の実績情報、及びこれらの差分を教師データとして、そのときの気象状況やその他の事象の特徴点を
階層的に複数抽出し、抽出された特徴点の階層的な組合せパターンを学習情報として学習情報データ
ベースである蓄積部419gに蓄積する。そして、ベースライン予測値や信頼度予測値を算出する際に
は、蓄積された実績情報について、学習情報データベースである蓄積部419gに蓄積された学習情
報を参照して、各予測値を算出する。

相関解析部419cは、非線形回帰分析器であり、複数種の予測値の特徴がパターンとして設定され
フィードバック収集部419aによって収集され、教師データ抽出部419bによって分類された実
績情報を解析し多数の実績情報の中から特定の特徴点を検出する。本実施形態に係る相関解析部41
9cは、入力ユニット(入力層)607、第1重み係数608、隠れユニット(隠れ層)609、第
2重み係数610、及び出力ユニット(出力層)611を有する。そして、類似検索部419eは、
相関解析部419cが蓄積した、実績情報毎の特徴点の階層的な組合せパターンを含む相関情報を参
照して、ドット毎の信頼度や、ベースライン予測値に対し、特徴点の組合せパターンとの合致度に応
じた識別確率を算出し、その算出結果に応じて予測値を抽出し、ドット毎の信頼度やベースラインや
調整力ブロックを算出し、検索結果出力部419fを通じて、予測部417c及びパラメータ設定部
418cに出力する。

電力供給プログラム

なお、上述した本発明に係る電力供給システムや電力供給方法は、所定の言語で記述された本発明の
電力供給プログラムをコンピューター上で実行することにより実現することができる。すなわち、本
発明の電力供給プログラムを、サーバーコンピューター等の汎用コンピューターのICチップ、メモ
リ装置にインストールし、CPU上で実行することにより、上述した各機能を有する電力供給システ
ムを構築し実行することによって、本発明に係る電力供給方法を実施することができる。 また、本発
明の電力供給プログラムは、例えば、通信回線を通じて配布することが可能であり、また、コンピュ
ーターで読み取り可能な記録媒体に記録することにより、スタンドアローンの計算機上で動作するパ
ッケージアプリケーションとして譲渡することができる。この記録媒体として、具体的には、フレキ
シブルディスクやカセットテープ等の磁気記録媒体、若しくはCD-ROMやDVD-ROM等の光デ
ィスクの他、RAMカードなど、種々の記録媒体に記録することができる。そして、この電力供給プ
ログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体によれば、汎用のコンピューターや専用
コンピューターを用いて、上述したシステム及び方法を簡便に実施することが可能となるとともに、
プログラムの保存、運搬及びインストールを容易に行うことができる。

作用・効果

以上説明した実施形態によれば、電力会社2から発電事業者3に対して送出される制御指示の内容に
応じて、アグリゲーター4で、電力の需要単位毎に設置された複数の蓄電装置を所定のグループ単位
で蓄電池の充電又は放電のスケジュールを作成し、スケジュールに従って遠隔的に制御を行うことが
できる。

これにより、点在する複数の蓄電池をあたかも1つ乃至複数の巨大な蓄電池としてみなし使うことが
でき、急激な電力需要の変動が生じる場合には、その変動分の電力需要を、このグループ単位での蓄
電池装置に充放電することで吸収し、発電事業者3に対する出力制御を回避することができる。特に
、本実施形態では、各需要単位に分散配置された複数の蓄電池をVPPのリソースとして最大限有効利用
するために個々の蓄電池及び積上げの充放電値を算出するアルゴリズムを構築することができる。す
なわち、本実施形態では、出力抑制回避、デマンド抑制、発電所運転予備力として各拠点に点在する
蓄電池をあたかも1つないし複数の巨大な蓄電池としてみなし利用することができるとともに、調整
力ブロックを抽出することによって、一定でより高い電力をより長く持続できる信頼性の高いリソー
スを確保でき、各需要単位の調整力ブロックを無駄なく積上げることができ、各拠点の電力負荷や契
約電力により変動する充放電値について的確に予測し、複数の蓄電池を束ねた時の充放電値を安定さ
せることができる。

また、本実施形態では、機械学習により予測値及び算出ロジックの精度を向上できるため、出力抑制
回避、デマンド抑制、発電所運転予備力として需要家毎に点在する蓄電池を効率的に割り当てて、最
大限に活用することができる。以上の結果、本実施形態によれば、発電所に接続された電力系統を通
じて電力を供給するとともに、複数の蓄電池を群制御する電力供給システムにおいて、蓄電池の充放
電値をより的確に予測し、一定でより高い電力をより長く持続できる信頼性の高い安定した蓄電リソ
ースを確保できる。



JP2019058007A Adjust force extraction system in the power supply, the program and methods :電力供給に
おける調整力抽出システム、プログラムおよび方法、SBエナジー株式会社の特許事例の考察は、ここ
までとして、次回は、「複数台の電力装置を管理する装置の処理負荷を 低減させることができるバー
チャルパワープラント」の事例考察を行う。
                                      この項つづく

  ● 今夜の一曲

 





吾が心のゴールデンフィフテイズ ドリスデイ逝く 享年97

ドリス・デイ(Doris Day, 1922年4月3日 - 2019年5月13日)は、女優・歌手。オハイオ州
シンシナティ出身。本名Doris Mary Ann Kappelhoff:ドリス・メアリー・アン・フォン・カッペルホフ:。
父はドイツ出身の音楽教師、両親は彼女が10歳の時に離婚。ドリスの名はサイレント映画
女優のドリス・ケニヨンから名付けられた。幼い頃から歌や踊りが好きで、バレリーナを
目指したが、15歳の時に列車事故に遭い、その夢を断念。歌の練習は続け、18歳の時にジ
ャズバンドのレス・ブラウン楽団に専属歌手として参加。バンドメンバーのアル・ジョー
ダンと結婚し、息子テリーを出産するも、1942年、20歳の時に離婚。2年後、このバンド
のリーダーだったレスター・ブラウンの提供した『センチメンタル・ジャーニー』を歌い
大ヒットする。1946年、24歳の時に2度目の結婚をするも、わずか8ヶ月で破局。離婚直後
にワーナー・ブラザースのオーディションを受け、同社と契約。1948年の『洋上のロマン
ス』で映画デビューする。評判はよく1949年に2本、1950年に主題歌もヒットした『二人
でお茶を』など3本、1951年には5本も出演。同年エージェントだったマーティン・メルチ
ャーと結婚。1953年の西部劇風ミュージカル映画『カラミティ・ジェーン』の大ヒットで
人気を不動にする。1956年のアルフレッド・ヒッチコック監督作品『知りすぎていた男』
の劇中で歌った『ケ・セラ・セラ』が大ヒットしアカデミー歌曲賞を受賞。1968年に夫が
亡くなり映画界を引退、テレビで活躍し『ドリス・デイ・ショー』(1968年-1973年)を
中心に活躍。1976年に4度目の結婚をするも1981年には離婚。その後は動物愛護に力を注
ぎ、カリフォルニア州のカーメルに設立「Doris Day Animal League」で、家庭内ペットの
世話などを指導。2019年5月13日、肺炎のためカリフォルニア州の自宅で死去。 

 

 

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