服务器、电力管理方法与流程

1.本发明涉及一种使用多个能量储存资源实施能量管理的服务器以及电力管理方法。


背景技术：

2.在日本特开2020-089147号公报中，公开了一种向设施充电剩余电力(发电的电力中未被使用而剩余的电力)的电力管理方法。
3.在日本特开2020-089147号公报中记载的电力管理方法中，在通过dr(需求响应)而选择请求抑制充电电力的设施时，将可抑制量小的设施从选定的候补中排除。


技术实现要素：

4.然而，在将剩余电力储存在能量储存资源(例如，电池)的情况下，在电力储存中会产生能量损失。例如，在电池中蓄积电力的期间中，由于自放电，从电池逐渐地释放电力。以下，将能量储存资源储存能量时产生的能量损失也称为“储存损失”。
5.此外，在将能量输入到能量储存资源时、从能量储存资源输出能量时这两者中，都会产生能量损失。例如，在将电力转换为氢进行储存的情况下，在转换时产生能量损失。此外，在将氢转换为电力使用的情况下，也在转换时产生能量损失。以下，将向能量储存资源输入能量时产生的能量损失也称为“输入损失”。此外，将从能量储存资源输出能量时产生的能量损失也称为“输出损失”。而且，将输入损失和输出损失的总和称为“输入输出损失”。此外，将储存损失和输入输出损失的总和称为“整体损失”。
6.在日本特开2020-089147号公报中记载的电力管理方法中，在设施(能量储存资源)中储存剩余电力后，有可能该设施中的整体损失变大。
7.本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，以减少能量损失的方式储存剩余电力。
8.本发明的服务器被配置为使用多个能量储存资源实施电网的能量管理。该服务器具有损失取得部和选定部。损失取得部针对多个能量储存资源的每一个，取得在该能量储存资源中储存能量时产生的、包含储存损失以及输入输出损失的能量损失。选定部在电网中产生剩余电力时，使用在储存剩余电力时产生的能量损失，从多个能量储存资源中选定用于储存剩余电力的一个以上的能量储存资源。
9.所述服务器使用在储存剩余电力时产生的能量损失(包含储存损失和输入输出损失)，选定用于储存剩余电力的能量储存资源。根据所述服务器，能够以减少能量损失的方式储存剩余电力。
10.能量储存资源被配置为能够储存电力。储存方式是任意的。能量储存资源可以直接储存电力(电能)，也可以转换为其他能量(例如，作为能量源的液体燃料或气体燃料)进行储存。
11.所述损失取得部被配置为，在电网中产生了剩余电力时，针对多个能量储存资源
的每一个，在将剩余电力储存在该能量储存资源中的情况下预测储存期间(即，剩余电力储存在该能量储存资源中的期间)，并使用预测的储存期间取得储存损失。
12.关于储存损失(即，在能量储存资源储存能量时产生的能量损失)，储存期间越变长，则越变大。根据所述结构，容易以高精度计算储存损失。
13.所述多个能量储存资源可以包含固定式的蓄电装置和固定式的燃料电池中的至少一者。所述损失取得部预测供给充分期间(即，从在电网中产生剩余电力起到电网的需求电力超过电网的供给电力为止的期间)，并使用预测的供给充分期间，取得固定式的蓄电装置和固定式的燃料电池中的至少一者的储存期间。
14.在固定式的蓄电装置及固定式的燃料电池中分别储存的能量在电网的需求电力超过电网的供给电力时有可能被释放以满足需求。因此，关于固定式的蓄电装置和固定式的燃料电池各自的储存期间，可以认为所述供给充分期间越变长，则越变长。根据所述结构，容易以高精度计算固定式的蓄电装置和固定式的燃料电池中的至少一者的储存期间。
15.所述电网也可以被配置为向多个住宅供给电力。所述电网也可以被配置为从自然变动电源(即，发电输出根据气象条件而变动的电源)接受电力的供给。所述损失取得部也可以被配置为使用气象预测信息预测所述电网的需求电力及供给电力。
16.电网的需求电力根据住宅中的空调设备的工作状况而变动。所述损失取得部通过使用气象预测信息(例如，预测的气温信息)，容易以高精度预测电网的需求电力。此外，所述电网的供给电力根据气象条件而变动。所述损失取得部通过使用气象预测信息(例如，天气预报信息)，容易以高精度预测电网的供给电力。
17.作为自然变动电源的例子，举出太阳能发电设备、风力发电设备。在自然变动电源中，由于使用可再生能量进行发电，所以通过使用自然变动电源确保电网的至少一部分电力，能够削减二氧化碳的排放量。
18.所述多个能量储存资源可以包含具有能够与车辆外部的供电设备连接的蓄电装置的车辆。所述损失取得部也可以被配置为使用车辆的行驶计划预测车辆的储存期间。
19.在车辆具有的蓄电装置储存中的电力由于车辆开始行驶而有可能被释放用于行驶。根据所述结构，容易以高精度预测具有蓄电装置的车辆中的所述储存期间。作为具有所述蓄电装置的车辆的例子，举出bev(battery electric vehicle)、phev(plug-in hybrid electric vehicle)。
20.所述多个能量储存资源也可以包含氢站，所述氢站被配置为能够向燃料电池车辆供应氢。所述损失取得部也可以被配置为，使用燃料电池车的氢剩余量和行驶计划，预测燃料电池车的氢补给定时，使用预测的氢补给定时，预测氢站的储存期间。
21.fcev(fuel cell electric vehicle：燃料电池电子车辆)通过行驶而消耗氢，当氢剩余量变少时，在氢站补给氢。根据所述结构，容易以高精度预测氢站中的所述储存期间。
22.所述选定部也可以被配置为，从在储存剩余电力时产生的能量损失(包含储存损失和输入输出损失)小的能量储存资源起，依次选定用于储存剩余电力的一个以上的能量储存资源。根据这样的结构，以减少能量损失的方式储存剩余电力。
23.所述选定部在多个能量储存资源中存在能量剩余量不足的能量储存资源的情况下，作为用于储存剩余电力的能量储存资源而选定能量剩余量不足的能量储存资源，在多
个能量储存资源中不存在能量剩余量不足的能量储存资源的情况下，从储存剩余电力时产生的能量损失小的能量储存资源起，依次选定用于储存剩余电力的一个以上的能量储存资源。
24.根据能量储存资源，当能量剩余量变为过少时，有时功能下降、促进劣化。在所述服务器中，能够优先在能量剩余量不足的能量储存资源中储存剩余电力。由此，能够抑制能量储存资源的能量剩余量变为过少。此外，在所述服务器中，在不存在能量剩余量不足的能量储存资源的情况下，能够优先将剩余电力储存在储存剩余电力时产生的能量损失(包含储存损失和输入输出损失)小的能量储存资源中。
25.所述选定部也可以被配置为取得每个区域的能量剩余量。所述选定部也可以被配置为，在存在能量剩余量不足的区域的情况下，将用于储存剩余电力的能量储存资源的候补限定为，在能量剩余量不足的区域中存在的能量储存资源。
26.为了紧急时(例如，灾害时)，备用的能量剩余量(即，一直预先储存的能量剩余量)有可能根据区域而确定。根据所述服务器，优先将剩余电力储存在能量剩余量不足的区域中存在的能量储存资源中。由此，能够抑制区域的能量剩余量变为过少。
27.上述任一个服务器还具有储存控制部，所述储存控制部以在由选定部选定的一个以上的能量储存资源中储存剩余电力的方式，对多个能量储存资源进行控制。具有这样的储存控制部的服务器，在电网上产生剩余电力时，选定能量储存资源，并在选定的能量储存资源中储存剩余电力。
28.本发明的电力管理方法是使用能够与电网电连接的多个能量储存资源实施电网的电力管理的方法，包含：在电网中产生剩余电力时，针对多个能量储存资源的每一个，取得在该能量储存资源中储存能量时产生的、包含储存损失以及输入输出损失的能量损失的步骤；使用取得的能量损失，从多个能量储存资源中选定用于储存剩余电力的一个以上的能量储存资源的步骤。
29.根据所述电力管理方法，与所述服务器同样地，也能够以减少能量损失的方式储存剩余电力。
30.本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点将根据结合附图理解的本发明的以下详细说明而变得显而易见。
附图说明
31.图1是表示本发明的实施方式的电力系统的概略结构的图。图2是根据功能表示本发明的实施方式的服务器的构成要素的功能框图。图3是用于说明本发明的实施方式的能量管理方法的图。图4是用于说明由图2所示的服务器执行的与能量管理相关的处理的流程图。图5是表示由图2所示的服务器执行的与能量储存资源的选定相关的处理的流程图。图6是用于说明由图2所示的服务器执行的预测储存期间的处理的图。图7是表示次日的天气为晴天时的各der的整体损失的一例的图。图8是表示次日的天气为阴天时的各der的整体损失的一例的图。图9是表示图5所示的处理的变形例的流程图。
图10是用于说明在图9所示的一系列处理中选定能量剩余量不足的能量储存资源的处理的图。图11是用于说明在图9所示的一系列处理中将选定的候补限定为能量剩余量不足的区域内的der的处理的图。
具体实施方式
32.参照附图，详细地说明本发明的实施方式。图中，对相同或相应的部分标示相同的符号，不重复其说明。以下，将能量管理系统(energy management system)记述为“ems”。此外，将分散型能量资源(distributed energy resource)记述为“der”。
33.图1是表示本发明的实施方式的电力系统的概略结构的图。参照图1，电力系统1包含电力系统pg、微电网mg、服务器100、200、der组500、接收变电设备501。
34.服务器100是管理微电网mg的供需的计算机。服务器100属于微电网mg的管理员。服务器100对应于cems(community ems)服务器。微电网mg是向整个城市(例如，智能城市)供给电力的电网。在微电网mg中用于使多个der网络化的电力线也可以是自营电力线。微电网mg被配置为，能够与电力系统pg并联以及解联。微电网mg对应于本发明的“电网”的示例。
35.接收变电设备501设置在微电网mg的联动点(受电点)，能够对电力系统pg与微电网mg的并联(连接)/断开(切断)进行切换。在微电网mg与电力系统pg连接的状态下进行联动运转时，接收变电设备501从电力系统pg接受交流电力，将接受的电力降压并供给至微电网mg。在微电网mg从电力系统pg被断开的状态下独立运转时，不实施从电力系统pg向微电网mg的电力供给。接收变电设备501包含高压侧(初级侧)的开闭装置(例如，区段开关、断路器、断路开关及负载开关)、变压器、保护继电器、测定设备及控制装置而构成。服务器100被配置为，从接收变电设备501接收与微电网mg相关的信息(例如，电力波形)，并且向接收变电设备501指示并列/解联。
36.服务器200是管理电力系统pg的供需的计算机。电力系统pg是由未图示的发电站和送配电设备构筑的电网。电力公司对应于通常的送配电企业，对电力系统pg(商用电源)进行维护和管理。电力公司对应于电力系统pg的管理者。服务器200属于电力公司。
37.服务器100被配置为能够与服务器200和der组500中的每一个进行通信。通信协议可以是openadr。der组500包含能够与微电网mg电连接的多个der。服务器100管理包含在der组500中的多个der。服务器100也可以在从服务器200请求电力系统pg的供需调节时，向der组500实施dr(需求响应)。此外，服务器100也可以根据供需调节市场的请求而向der组500实施dr。此外，服务器100为了进行微电网mg的供需调节，也可以向der组500实施dr。
38.在der组500包含中的多个der经由微电网mg相互电连接。der组500包含evse(electric vehicle supply equipment)20、住宅30、商业设施40、工厂50、ess(energy storage system)60、fcs(fuel cell system)70、氢站80、自然变动电源91、发电机92。其中的每一个可作为der发挥作用。
39.der组500进一步包含bev(battery electric vehicle)11和fcev(fuel cell electric vehicle)12。evse20在与车辆(例如bev11)电连接的状态下作为der发挥作用。例如，evse20的充电连接器插入(置入)到bev11的入口，由此evse20与bev11电连接。在图1中，仅示出了一辆bev11和一辆fcev12，但包含在der组500中的车辆的数量是任意的，可以是10
辆以上，也可以是100辆以上。der组500可以包含pov或maas车辆。pov是个人拥有的车辆。maas车辆是由maas(mobility as a service)运营商管理的车辆。
40.在der组500中包含的evse20、住宅30、商业设施40、工厂50、ess60、fcs70、氢站80、自然变动电源91以及发电机92的各自的数量也是任意的。在该实施方式中，在一个城市中分别设置多个evse20、住宅30、商业设施40、工厂50、ess60、fcs70、氢站80、自然变动电源91以及发电机92。
41.bev11具有蓄电装置b1。蓄电装置b1被配置为，能够与车辆外部的供电设备(例如evse20)连接。在蓄电装置b1中蓄积的电力用于驱动bev11的行驶用电机(未图示)、被搭载在bev11上的设备消耗。fcev12具有发电装置h2和蓄电装置b2。发电装置h2包含储存氢的氢罐、通过氢与氧的化学反应进行发电的燃料电池(均未图示)。燃料电池使用从氢罐供给的氢进行发电。由发电装置h2发电的电力用于驱动fcev12的行驶用电机(未图示)、被搭载在fcev12上的设备消耗、在蓄电装置b2中蓄积。fcev12的用户能够在设置在城市中的氢站80补给氢。此外，bev11及fcev12分别具有ecu(electronic control unit)11a及12a、用于与服务器100进行无线通信的通信装置11b及12b。
42.ess60是被配置为能够向微电网mg进行充放电的固定式的蓄电装置。作为ess60，可以采用锂离子电池、铅蓄电池、镍氢电池、氧化还原流动电池或nas(钠硫)电池。
43.fcs70包含通过氢和氧的化学反应进行发电的固定式的燃料电池71、氢罐72和氢生成装置73。燃料电池71与氢罐72连接，氢罐72与氢生成装置73连接。燃料电池71被配置为，使用从氢罐72供给的氢进行发电，并将发电的电力向微电网mg供给。氢生成装置73生成氢，并将生成的氢供给至氢罐72。作为氢生成方法，可以采用任意的方法。例如，在氢生成装置73中，采用副产氢法、水分解法、化石燃料改性法、生物量改性法或is(碘/硫)工艺这样的公知的方法。氢生成装置73被配置为使用从微电网mg供给的电力生成氢。
44.der组500包含多个evse20和多个氢站80，作为在城市中提供的基础设施。微电网mg和evse20以能够进行电力交换的方式连接。氢站80原则上具有与fcs70相同的结构。即，氢站80包含固定式的燃料电池、氢罐以及氢生成装置。而且，氢站80被配置为使用从微电网mg供给的电力生成氢。但是，氢站80能够向fcev12供给氢。
45.evse20及氢站80分别是车辆用户能够通过实施规定的认证进行使用的公共设备。认证的方式可以是充电卡方式，也可以是基于通信的认证(例如，plug and charge)。在bev11的用户经由电缆将bev11连接到evse20之后，通过操作bev11和evse20的至少一者，能够从evse20向bev11供给电力。在经由电缆将fcev12连接到氢站80之后，fcev12的用户能够通过操作fcev12和氢站80中的至少一个而从氢站80向fcev12供应氢。服务器100、evse20和氢站80能够相互通信。服务器100能够通过上述认证来识别使用evse20及氢站80的用户。
46.der组500包含多个住宅30(例如，居住在城市的人们的家)。微电网mg被配置为向多个住宅30供给电力。住宅30包含各种家用电气机械器具(例如，照明器具、空调设备、烹调器具、信息设备、电视机、冰箱以及洗衣机)。进一步地，住宅30也可以具有充放电器(例如，家庭用evse)、自然变动电源(例如，设置在屋顶上的太阳能板)、ess、fcs、热电联供系统(例如，使用了在自家发电时产生的热的供热水机或热泵供热水机)中的至少一个。住宅30中的能量供需例如由未图示的hems(home ems)管理。在该实施方式中，服务器100和各住宅30经由hems进行通信。微电网mg和与住宅30可电力交换地连接。
47.der组500包含商业设施40。商业设施40例如包含办公大楼和商店。商店的例子包含百货商店、购物中心、超市或便利店。在商业设施40中包含的各设施中的能量的供需例如由未图示的bems(building ems)管理。bems也可以根据每个设施分别管理能量的供需，也可以汇总管理多个设施中的能量供需。在本实施方式中，服务器100经由bems与商业设施40通信。在商业设施40中包含的各设施与微电网mg以可电力交换的方式连接。
48.der组500包含多个工厂50。工厂50例如可以是汽车制造工厂，也可以是其他工厂。工厂50包含例如生产线和空调用的集中热源。此外，工厂50也可以具有自然变动电源(例如，太阳能发电设备或风力发电设备)、发电机(例如，燃气轮机发电机或柴油发电机)、热电联供系统中的至少一个。工厂50中的能量供求例如由未图示的fems(factory ems)管理。在该实施方式中，服务器100和各工厂50通过fems进行通信。微电网mg和各工厂50可电力交换地连接。
49.der组500包含多个自然变动电源91。自然变动电源91是发电输出根据气象条件而变动的电源，并将发电的电力输出到微电网mg。微电网mg从自然变动电源91接受电力的供给。由自然变动电源91发电的电力对应于可变性再生能量(vre)。自然变动电源91例如包含太阳能发电设备和风力发电设备。
50.der组500包含多个发电机92。发电机92是使用化石燃料发电的固定式的发电机。发电机92例如可以是燃气轮机发电机或柴油发电机。发电机92可以用作应急电源。
51.服务器100包含处理器110、存储装置120、通信装置130。处理器110可以是cpu(central processing unit)。存储装置120被配置为可保存各种信息。在存储装置120中，除了由处理器110执行的程序之外，还存储了在程序中使用的信息(例如，映射、数学公式以及各种参数)。通信装置130包含各种通信i/f(接口)。服务器100被配置为，经由通信装置130与外部通信。
52.服务器100通过控制与微电网mg连接的der组500，使der组500作为vpp(虚拟发电站)发挥作用。更具体而言，服务器100通过使用了iot(物联网)的能量管理技术，对der组500进行远程综合控制，从而使其如同一个发电站那样地发挥作用。
53.图2是根据功能表示服务器100的构成要素的功能框图。参照图1和图2，服务器100包含损失取得部111、选定部112、储存控制部113和信息管理部114。例如，通过图1所示的处理器110和由处理器110执行的存储装置120内的程序，实现上述各部。但是不限于此，这些各部也可以由专用的硬件(电子电路)具体化。本实施方式的服务器100对应于本发明的“服务器”的示例。
54.服务器100被配置为，经由通信装置130与便携式终端10及各der进行通信。
55.各车辆(包含bev11和fcev12)的用户携带便携终端10。在图2中，仅示出了一个便携终端10，便携终端10由各车辆用户携带。在该实施方式中，作为便携终端10，采用具有触摸面板显示器的智能手机。但是不限于此，作为便携终端10，可以采用任意的便携终端，也可以采用平板终端、可穿戴设备(例如智能手表)或电子钥匙等。在便携终端10中安装了规定的应用软件(以下简称为“应用”)，便携终端10被配置为通过该应用与服务器100进行信息的交换。用户通过操作便携终端10，能够将车辆的行驶计划发送到服务器100。作为车辆的行驶计划的例子，举出pov的运行计划(例如出发时刻、目的地以及到达时刻)、或者maas车辆的运行计划。
56.在der组500中包含的各der大致分为发电型der、蓄电型der和负载型der。
57.在发电型der中，发电机使用自然能量(例如太阳能或风力)或燃料(例如轻油、天然气或氢)进行发电，发电的电力经过电力转换电路输出到微电网mg。在蓄电型der中，蓄电装置与微电网mg之间的电力交换经由电力转换电路进行。各der中的电力转换电路根据来自服务器100的控制信号进行动作，进行规定的电力转换。电力转换电路可以包含逆变器和转换器中的至少一个。此外，电力转换电路也可以包含切换der与微电网mg的连接/切断的继电器。
58.例如，在图1所示的der组500中，ess60作为蓄电型der发挥作用。此外，fcs70、自然变动电源91以及发电机92分别作为发电型der发挥作用。自然变动电源91的发电电力原则上由气象条件确定，但可以限制自然变动电源91的发电输出。
59.bev11作为蓄电型der发挥作用。bev11通过进行与微电网mg连接的蓄电装置b1的充放电而作为蓄电型der发挥作用。fcev12作为发电型der起作用。fcev12通过将由发电装置h2发电的电力向微电网mg输出而作为发电型der发挥作用。此外，fcev12也可以被配置为作为蓄电型der发挥作用。如果蓄电装置b2的容量和充放电性能充分，则fcev12也可以作为蓄电型der发挥作用。电力转换电路可以搭载在车辆(bev11、fcev12)上，也可以搭载在evse20上。例如，可以从车辆向dc方式的evse20输出直流电力，通过在evse20内置的逆变器进行dc/ac转换。此外，也可以车载逆变器对从车辆具有的蓄电装置释放的电力实施dc/ac转换，转换后的交流电力从车辆向ac方式的evse输出。
60.虽然在图2中未示出，但消耗微电网mg的电力的电气设备也可以作为der(负载型der)起作用。与微电网mg连接的电气设备的电力负荷越大，微电网mg的电力消耗量就越大。例如，图1所示的住宅30、商业设施40和工厂50各自的用户通过调节电气设备的电力负荷，可以进行微电网mg的供需调节。当与微电网mg连接的电气设备的电力消耗被抑制时，电气设备对微电网mg起到与发电机相同的作用。即，电气设备(负载型der)可以作为假想的发电机(电源)发挥作用。
61.信息管理部114管理服务器100中注册的各用户的信息(以下，也称为“用户信息”)、在服务器100中注册的各车辆的信息(以下，也称为“车辆信息”)、在服务器100中注册的各固定式der的信息(以下，也称为“资源信息”)。用户信息、车辆信息、资源信息分别根据每个用户、每个车辆、每个der，以识别信息(id)进行区分，并存储在存储装置120中。
62.车辆信息包含车辆规格、车辆的位置、输入输出电力、能量剩余量、行驶计划。bev11的能量剩余量包含蓄电装置b1的soc(state of charge)。fcev12的能量剩余量包含发电装置h2的氢罐内的氢剩余量。
63.在车辆信息中还包含用于计算能量损失的损失信息。bev11的损失信息包含蓄电装置b1的自放电率(即，表示从放置中的蓄电装置每单位时间释放的电量的信息)和蓄电装置b1的soc/温度/电阻映射图(即，表示soc、温度和电阻的关系的映射图)。详细情况后述，损失取得部111参照蓄电装置b1的soc/温度/电阻映射图，预测在bev11中储存剩余电力时产生的输入输出损失。此外，蓄电装置b1的自放电率用于计算bev11的储存损失。fcev12的损失信息包含fcev12的氢/电力转换效率(即，表示从氢生成电力时损失的能量的比例的信息)。在电力系统1包含多个不同车辆类型的fcev的情况下，各fcev的氢/电力转换效率可以是电力系统1中包含的多个fcev的平均氢/电力转换效率。详细情况后述，损失取得部111参
照fcev12的氢/电力转换效率，预测在氢站80中储存剩余电力时产生的输出损失。
64.车辆的位置和状态(例如，蓄电装置的温度、输入输出电力和能量剩余量)由在各车辆搭载的各种传感器取得，从各车辆向服务器100发送。各车辆也可以以规定周期依次发送最新的车辆的位置及状态，也可以在规定定时(例如行驶结束时)集中发送存储的数据。行驶计划从便携式终端10发送到服务器100。只是，服务器100也可以根据车辆的历史记录数据预测车辆的行驶计划。上述自放电率、soc/温度/电阻映射图、以及氢/电力转换效率也可以预先通过实验或模拟被计算并存储在存储装置120中。
65.在服务器100中，作为固定式der注册了evse20、住宅30、商业设施40、工厂50、ess60、fcs70、氢站80、自然变动电源91、发电机92。资源信息包含各固定式der的位置、规格以及输入输出电力。evse20和氢站80的资源信息还包含车辆连接的有无。此外，在与bev11连接的evse20、ess60、fcs70、氢站80的各个资源信息中，还包含能量剩余量。与bev11连接的evse20的能量剩余量是蓄电装置b1的soc。ess60的能量剩余量是ess60的soc。fcs70和氢站80各自的能量剩余量是氢罐内的氢剩余量。服务器100通过与各固定式der的通信，能够取得各固定式der的状态(例如，输入输出电力以及能量剩余量)。
66.在ess60、fcs70、氢站80的各资源信息中，还包含用于计算能量损失的损失信息。ess60的损失信息包含ess60的自放电率、ess60的soc/温度/电阻映射图。此外，fcs70的损失信息包含氢罐72的氢泄漏率(即，将从放置中的氢罐每单位时间释放的氢的量换算为电量表示的信息)、氢生成装置73的电力/氢转换效率(即，表示从电力生成氢时损失的能量的比例的信息)、燃料电池71的氢/电力转换效率。氢站80的损失信息包含氢罐的氢泄漏率、氢生成装置的电力/氢转换效率。
67.在用户信息中，包含用户携带的便携式终端10的通信地址、属于用户的车辆的车辆id、属于用户的固定式der的资源id。
68.进一步地，信息管理部114管理与能量管理相关的信息(以下，也称为“em信息”)。em信息时间性地被区分，并存储在存储装置120中。在该实施方式中，em信息包含以下说明的气象数据及需求历史记录数据。
69.气象数据包含每个区域的气象信息的预测值和实测值。气象信息例如包含天气、气温、日照强度以及风力。天气分类为例如晴天/多云/雨/雪。信息管理部114也可以利用公知的气象服务(例如，由气象局、信息技术企业或通信公司等提供的服务)，取得气象信息的预测值和实测值。信息管理部114通过区分目标区域及时间(测量时间或预测时间)来管理气象数据。
70.需求历史记录数据可以包含过去测量的微电网mg的每日的需求电力曲线(需求电力的推移)。需求电力也可以与测定时刻及气象数据(例如气温)建立关联地存储在存储装置120中。信息管理部114也可以从接收变电设备501取得需求电力曲线。微电网mg的需求电力也可以由设置在接收变电设备501中的电力计(未图示)测定，并与测定时刻建立关联地存储在存储装置120中。需求电力曲线的数据间隔可以是10分钟以下，也可以是约30分钟，还可以是1～3小时。需求历史记录数据例如可以包含过去三年间的数据，也可以包含更长的年数的数据。
71.服务器100被配置为使用der组500进行微电网mg的能量管理。图1及图2和图3是用于说明该实施方式的能量管理方法的图。参照图3，服务器100例如在由于自然变动电源91
的发电而微电网mg中产生了剩余电力时，从与bev11连接的evse20、ess60、fcs70、氢站80中选定剩余电力的储存目的地。以下，有时将与bev11连接的evse20记载为“bev-evse”。在der组500中，bev-evse能够将evse20从微电网mg接收的电力储存在bev11的蓄电装置b1中。ess60能够储存从微电网mg供给的电力。fcs70及氢站80中的每一个都能够将从微电网mg供给的电力转换为氢，并储存在氢罐中。在该实施方式中，在der组500中包含的与bev11连接的evse20、ess60、fcs70、氢站80的每一个对应于本发明的“能量储存资源”的一个例子。
72.再次参照图1和图2，损失取得部111针对在der组500中包含的bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80的每一个，取得在该der中储存能量时产生的能量损失。由损失取得部111取得的能量损失是整体损失。当在der中储存能量时，在der储存能量时产生能量损失(即，储存损失)。此外，在der中储存的能量的输入输出时产生能量损失(即，输入输出损失)。整体损失是储存损失和输入输出损失的总和。
73.在该实施方式中，损失取得部111在微电网mg中产生了剩余电力时，针对在der组500中包含的bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80的每一个，预测储存期间。由损失取得部111预测的储存期间是在der中储存剩余电力的情况下剩余电力储存在该der中的期间。储存期间越变长，储存损失越变大。
74.损失取得部111使用预测的储存期间，取得bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的储存损失。损失取得部111使用存储装置120内的损失信息，取得bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的输入输出损失。而且，损失取得部111通过将储存损失和输入输出损失相加，计算bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的整体损失。
75.选定部112使用如上所述预测的整体损失，从der组500中选定用于储存剩余电力的der。更具体而言，选定部112从整体损失小的der起，依次选定用于储存剩余电力的der。
76.储存控制部113以将剩余电力储存在由选定部112选定的一个以上的der中的方式，控制der组500。储存控制部113以微电网mg的剩余电力仅储存在由选定部112选定的der中的方式，控制在der组500中包含的各der的电力转换电路。
77.图4是用于说明由服务器100执行的与能量管理相关的处理的流程图。该流程图所示的处理例如以规定周期反复执行。
78.参照图1和图2以及图4，在步骤(以下简称为“s”)11中，选定部112判断在微电网mg中是否产生了剩余电力。例如，当依赖于气象条件的自然变动电源91的发电输出变大时，微电网mg的供给电力有时会超过微电网mg的需求电力。在s11中判断为否(未产生剩余电力)的期间，重复s11的处理。另一方面，当在s11中判断为是时(产生了剩余电力)，处理进入下一步骤(s12)。
79.在s12中，执行以下说明的图5所示的处理。图5是表示由服务器100执行的与der的选定相关的处理的流程图。参照图1和图2以及图5，损失取得部111通过s21～s24的处理，取得在der组500中包含的bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的整体损失。
80.在s21中，损失取得部111对在der组500中包含的bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80的各自的储存期间进行预测。图6是用于说明预测储存期间的处理(s21)的图。
81.参照图1和图2以及图6，损失取得部111使用bev11的行驶计划，预测bev-evse的储存期间。关于在bev11具有的蓄电装置b1中储存的电力，由于bev11开始行驶，为了行驶而释放的可能性较高。本实施方式的损失取得部111将从当前时刻(即，在微电网mg中产生了剩
余电力的定时)到bev11的行驶开始为止的期间作为bev-evse的储存期间。
82.损失取得部111使用fcev12的氢剩余量用行驶计划预测fcev12的氢补给定时，使用预测的氢补给定时预测氢站80的储存期间。fcev12由于行驶而消耗氢，当发电装置h2的氢罐内的氢剩余量变少时，在氢站80补给氢。因此，损失取得部111使用fcev12的氢剩余量及行驶计划，能够预测fcev12的氢补给定时(即，fcev12在氢站80补给氢的定时)。在氢站80中储存的氢被释放用于向fcev12供给氢。该实施方式的损失取得部111将从当前定时到fcev12的氢补给定时为止的期间作为氢站80的储存期间。
83.损失取得部111预测微电网mg的供给充分期间(即，从在微电网mg中产生剩余电力到微电网mg的需求电力超过供给电力的期间)，使用预测的供给充分期间取得ess60及fcs70各自的储存期间。在ess60和fcs70中储存的能量很可能在微电网mg的需求电力超过供给电力时为了满足需求而被释放。因此，关于ess60和fcs70各自的储存期间，认为上述供给充分期间越变长，则越变长。在该实施方式中，ess60、fcs70分别对应于本发明的“固定式的蓄电装置”、“固定式的燃料电池”的一例。
84.损失取得部111使用气象数据和需求历史记录数据，预测微电网mg的次日的需求电力曲线(需求电力的推移)。例如，损失取得部111能够使用需求历史记录数据(例如，上一年同时期的需求电力)，预测微电网mg的次日的需求电力曲线。进一步地，损失取得部111也可以使用气象数据(例如，气温的预测值)来预测空调设备的工作状况。而且，损失取得部111也可以根据预测的空调设备的工作状况，修正根据需求历史记录数据预测的微电网mg的次日的需求电力曲线。例如，在预计次日的气温比上一年同时期的气温高，运转空调设备的住宅30、商业设施40以及工厂50变多的情况下，损失取得部111也可以将微电网mg的次日的需求电力的预测值修正为较大的一侧。损失取得部111也可以使用一周单位的气象预测(例如，梅雨结束)和数月单位的气象预测(例如，冷夏)的至少一者，进行需求预测。
85.损失取得部111使用气象数据(例如，天气、日照强度以及风力)，预测自然变动电源91的次日的发电电力曲线(发电电力的推移)。例如，损失取得部111使用天气预报和日照强度的预测值，能够预测基于自然变动电源91的次日的太阳能发电电力曲线。此外，损失取得部111使用天气预报和风力的预测值，能够预测基于自然变动电源91的次日的风力发电电力曲线。
86.损失取得部111也可以使用上述那样预测的次日的需求电力曲线和发电电力曲线，预测微电网mg的需求电力超过供给电力的定时。在微电网mg的供给电力超过需求电力的状态持续至次日的情况下，损失取得部111也可以使用更未来的预测数据(例如，次日的需求电力曲线和发电电力曲线)，预测微电网mg的需求电力超过供给电力的定时。
87.损失取得部111将上述那样预测的微电网mg的供给充分期间作为ess60和fcs70各自的储存期间。
88.再次参照图1和图2以及图5，在s22中，损失取得部111使用在s21中预测的储存期间和存储装置120内的损失信息，取得bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的储存损失ra。在s23中，损失取得部111使用存储装置120内的损失信息，取得bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的输入输出损失rb。在s24中，损失取得部111通过将储存损失ra和输入输出损失rb相加，取得bev-evse、ess60、fcs70以及氢站80各自的整体损失rt。
89.更具体而言，损失取得部111从存储装置120取得损失信息(包含蓄电装置b1的自
放电率)，预测为蓄电装置b1的自放电率与bev11的储存期间的积为bev-evse的储存损失ra(s22)。损失取得部111从存储装置120取得损失信息(包含soc/温度/电阻映射图)，使用蓄电装置b1的soc/温度/电阻映射图，计算与蓄电装置b1的soc及温度对应的蓄电装置b1的电阻。损失取得部111根据式“输入损失＝i
in
×iin
×rin”(i
in
：输入电流，r
in
：输入时的电阻)，计算bev-evse的输入损失，并且根据式“输出损失i
out
×iout
×rout”(iout：输出电流，rout：输出时的电阻)，计算bev-evse的输出损失。i
in
和i
out
各自可以是规定值，也可以是过去的输入输出数据的平均值。损失取得部111预测为上述得到的输入损失与输出损失之和为bev-evse的输入输出损失rb(s23)。然后，损失取得部111预测为上述得到的bev-evse的储存损失ra和输入输出损失rb之和为bev-evse的整体损失rt(s24)。
90.损失取得部111与上述bev-evse同样地，预测为ess60的自放电率与ess60的储存期间的积为ess60的储存损失ra(s22)。此外，损失取得部111通过与bev-evse同样的方法，计算ess60的输入损失及输出损失。损失取得部111预测为得到的输入损失与输出损失之和为ess60的输入输出损失rb(s23)。然后，损失取得部111预测为上述得到的ess60的储存损失ra和输入输出损失rb之和为ess60的整体损失rt(s24)。
91.损失取得部111从存储装置120取得损失信息(包含氢泄漏率)，并预测为氢罐72的氢泄漏率与fcs70的储存期间的积为fcs70的储存损失ra(s22)。此外，氢泄漏率比自放电率小。损失取得部111使用氢生成装置73的电力/氢转换效率，计算fcs70的输入损失。损失取得部111使用燃料电池71的氢/电力转换效率，计算fcs70的输出损失。损失取得部111预测为得到的输入损失与输出损失之和为fcs70的输入输出损失rb(s23)。然后，损失取得部111预测为上述得到的fcs70的储存损失ra与输入输出损失rb之和为fcs70的整体损失rt(s24)。此外，fcs70的输入输出损失rb比ess60的输入输出损失rb大。
92.损失取得部111与上述fcs70同样地，预测为氢站80的氢罐的氢泄漏率与氢站80的储存期间的积为氢站80的储存损失(s22)。损失取得部111使用氢站80的氢生成装置的电力/氢转换效率，计算氢站80的输入损失。损失取得部111使用fcev12的氢/电力转换效率，计算氢站80的输出损失。损失取得部111预测为得到的输入损失和输出损失之和为氢站80的输入输出损失rb(s23)。然后，损失取得部111预测为上述得到的氢站80的储存损失ra和输入输出损失rb之和为氢站80的整体损失rt(s24)。此外，氢站80的输入输出损失rb比bev-evse的输入输出损失rb大。
93.用于计算储存损失和输入输出损失各自的关系式不限于上述关系式。损失取得部111也可以根据过去的实际情况修正关系式。损失取得部111也可以通过机器学习，根据统计数据(例如，大数据)逐次地更新关系式。
94.在s25中，选定部112从在der组500中包含的bev-evse、ess60、fcs70和氢站80中，选定储存剩余电力所需的数量的der。选定部112从由s21～s24的处理预测的整体损失rt小的der起，依次选定。ess60和fcs70各自的整体损失rt受到次日天气的影响。以下，使用图7和图8说明der选定的处理。
95.图7是表示次日的天气为晴天时的各der的整体损失rt的一例的图。参照图7，在次日的天气为晴朗的情况下，由于自然变动电源91的太阳能发电，微电网mg的供给电力变大，ess60和fcs70各自的储存期间存在变长的倾向。由于ess60的自放电率大，所以当将剩余电力长期储存在ess60中时，存在由于储存中的ess60的自放电而产生大的能量损失的倾向。
另一方面，由于fcs70的氢泄漏率小，所以即使在fcs70中长期储存剩余电力，储存中的能量损失也不易变大。根据这样的倾向，在图7所示的例子中，ess60的整体损失rt比fcs70的整体损失rt大。
96.图8是表示次日的天气为阴天时的各der的整体损失rt的一例的图。在次日的天气为阴天的情况下，ess60和fcs70各自的储存期间存在比次日的天气为晴天的情况变短的倾向。因此，在ess60中储存剩余电力时产生的储存中的能量损失存在减小的倾向。另一方面，fcs70的输入输出损失rb比ess60的输入输出损失rb大。因此，在图8所示的例子中，fcs70的整体损失rt比ess60的整体损失rt大。
97.图7所示的各der的整体损失rt从小到大依次为，bev-evse、fcs70、氢站80、ess60。因此，在图7所示的例子中，s25中的选定的优先顺序从高到低依次为，bev-evse、fcs70、氢站80、ess60。由此，在s25中，bev-evse优先于fcs70被选定，fcs70优先于氢站80被选定，氢站80优先于ess60被选定。
98.图8所示的各der的整体损失rt从小到大依次为，ess60、bev-evse、fcs70、氢站80。因此，在图8所示的例子中，s25中的选定的优先顺序也从高到低依次为，ess60、bev-evse、fcs70、氢站80。因此，在s25中，ess60优先于bev-evse被选定，bev-evse优先于fcs70被选定，fcs70优先于氢站80被选定。
99.图7和图8分别仅示出了一个bev-evse的整体损失rt，但在电力系统1中包含多个bev-evse。整体损失rt根据每个bev-evse而不同。整体损失rt小的bev-evse在s25中的选定优先顺序变高，整体损失rt大的bev-evse在s25中的选定优先顺序变低。
100.当执行s25的处理时，图5所示的一系列处理(图4的s12)结束。然后，处理进入图4的s13。再次参照图1和图2以及图4，在s13中，储存控制部113以在s12中选定的der储存剩余电力的方式(更具体地，在s11中判断为“产生”的剩余电力)，对der组500进行控制。储存控制部113例如控制各der的电力转换电路，将选定的der连接到微电网mg，将未选定的der从微电网mg断开。由此，仅在s12中选定的der中储存微电网mg的剩余电力。针对选定的各der的储存量可以是均等的，也可以是不同的。储存控制部113可以将电力优先地储存在选定的优先顺序高的der(即，整体损失rt小的der)中。为了抑制在一个der中过度地储存电力，也可以针对储存量设定上限值。当执行s13的处理时，处理返回到最初的步骤(s11)。
101.如上所述，本实施方式的电力管理方法是使用能够与微电网mg电连接的多个der来管理微电网mg的电力的方法，并且包含图5所示的s21～s25。在s21～s24中，在微电网mg中产生剩余电力时，服务器100针对多个der的每一个，取得在该der中储存能量时产生的整体损失rt(即，包含储存损失和输入输出损失的能量损失)。在s25中，服务器100使用取得的整体损失rt，从上述多个der中选定用于储存剩余电力的一个以上的der。
102.在上述s25中，服务器100使用在储存剩余电力时产生的能量损失(包含储存损失和输入输出损失)，选定用于储存剩余电力的能量储存资源。因此，根据上述电力管理方法，能够以减少能量损失的方式储存剩余电力。
103.服务器100也可以代替图5所示的处理而执行图9所示的处理。图9是表示图5所示的处理的变形例的流程图。图9中的s21～s25与图5中的s21～s25相同。
104.参照图1及图2和图9，在s31中，选定部112判断在der组500中是否存在能量剩余量不足的der。选定部112例如根据各der的能量剩余量是否比规定的下限值少，判断各der的
能量剩余量是否不足。各der的规定的下限值可以不同。
105.在s31中判断为是(存在)的情况下，在s32中，选定部112选定能量剩余量不足的der，作为用于储存剩余电力的der。在存在多个能量剩余量不足的der的情况下，选定这些der的全部。图10是用于说明选定能量剩余量不足的der的处理(s32)的图。参照图10，在该例中，在bev-evse、ess60、fcs70和氢站80中，ess60的能量剩余量低于规定的下限值。因此，在图9的s32中，选定ess60。
106.再次参照图1和图2以及图9，在s32之后，处理进入s33。在s33中，选定部112判断用于储存剩余电力的der的选定是否完成。在仅通过能量剩余量不足的der就能够储存剩余电力的情况下，在s33中判断为是，图9所示的一系列的处理(图4的s12)结束。然后，在图4的s13中，针对能量剩余量不足的der均等地储存剩余电力。
107.另一方面，在仅通过能量剩余量不足的der不能够储存剩余电力的情况下，在s33中判断为否，处理进入到s34。此外，在s31中判断为否(不存在)的情况下，处理也进入s34。
108.在s34中，选定部112判断在从微电网mg接受电力供给的城市中是否存在能量剩余量不足的区域。在s34中判断为是(存在)的情况下，在s35中，选定部112将用于储存剩余电力的der的候补限定为，在能量剩余量不足的区域中存在的der。然后，处理进入s21。
109.图11是用于说明将选定的候补限定为能量剩余量不足的区域内的der的处理(s34以及s35)的图。参照图1和图2以及图11，在该例中，从微电网mg接受电力供给的城市被划分为四个地域a～d。然后，信息管理部114管理每个区域的能量剩余量。在该例中，一个区域的能量剩余量意味着在该区域存在的全部der的能量剩余量的总和。选定部112在图9的s34中，根据各区域的能量剩余量是否比规定的下限值少，判断各区域的能量剩余量是否不足。规定的下限值也可以根据每个区域而不同。在图11所示的例子中，在区域a～d中区域b和d各自的能量剩余量低于规定的下限值。因此，在图9的s34中判断为是(存在)，在图9的s35中，选定的候补(即，用于储存剩余电力的der的候补)被限定为，在区域b和d中存在的der。即，在区域a和c中存在的der被从候补选定中排除。由此，在图9的s21～s25中，从在地域b和d中存在的bev-evse、ess60、fcs70和氢站80中，选定用于储存剩余电力的der。
110.此外，在区域a～d的全部能量剩余量为规定的下限值以上的情况下，在s34中判断为否(不存在)。在该情况下，不限定选定的候补，处理进入s21。
111.上述变形例的选定部112，在der组500中存在能量剩余量不足的der的情况下(图9的s31中是)，选定能量剩余量不足的der作为用于储存剩余电力的der(图9的s32)，在der组500中不存在能量剩余量不足的der的情况下(图9的s31中否)，从在储存剩余电力时产生的整体损失rt(即，包含储存损失和输入输出损失的能量损失)小的der起，依次选定用于储存剩余电力的一个以上的der(图9的s21～s25)。根据这样的结构，能够抑制der的能量剩余量过少。
112.上述变形例的选定部112取得每个区域的能量剩余量。然后，在能量剩余量不足的区域存在的情况下(在图9的s34中为是)，选定部112将用于储存剩余电力的der的候补限定为，在能量剩余量不足的区域中存在的der(图9的s35)。根据这样的结构，能够优先地将剩余电力储存在能量剩余量不足的区域中存在的der。由此，能够抑制区域的能量剩余量过少。
113.在上述实施方式中，在车辆的行驶中使用了储存在车辆中的剩余电力的情况下，
也将在行驶中损失的能量作为能量损失进行处理。但是不限于此，在车辆的行驶中损失的能量也可以不是能量损失，而是作为有效使用的能量来处理。即，能量损失也可以去除在车辆的行驶中损失的能量的方式计算。
114.在上述实施方式中，考虑车辆的个体差异，在服务器100中准备了每个车辆的损失信息，但这样的结构不是必须的。例如，也可以将每个车种的平均数据作为与该车种相应的车辆的损失信息来使用。服务器100也可以通过机器学习，根据统计数据(例如，大数据)逐次更新每个车种的平均数据。
115.服务器100可以与其他服务器协作地控制der组500。也可以将在der组500中包含的der分组，每个组地设置服务器(例如，管理组内的der的服务器)。例如，可以针对每个ems设置控制ems的服务器。然后，服务器100可以经由每个组的服务器来控制der组500。
116.作为能量储存资源而采用的车辆的结构不限于上述实施方式所示的结构。例如，车辆不需要具有用于与服务器100进行无线通信的通信装置。此外，也可以采用phev(plug-in hybrid electric vehicle)作为能量储存资源。车辆也可以被配置为能够非接触地充电。车辆不限于轿车，也可以是公共汽车或卡车。车辆可以被配置为能够自动驾驶，也可以具有飞行功能。车辆可以是能够无人行驶的车辆(例如，无人运输车(agv)或农业机械)。
117.在上述实施方式中，服务器和电力管理方法适用于ac(交流)电网的能量管理，但上述服务器和电力管理方法也可以适用于dc(直流)电网的能量管理。虽然对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本发明的实施方式在全部方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，包含与权利要求书均等的意思和范围内的全部改变。