【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機器、蓄電機器、蓄熱機器および水素貯蔵機器等とそれらを制御する制御装置を備え、最適なエネルギー運用を行う分散エネルギーシステムおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在世界にはいろいろな発電機器、蓄電機器、蓄熱機器、水素貯蔵機器が存在し使用されているが、それらは必ずしも適切なエネルギー運用がなされているとはいえない。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載されているカレンダータイマを内蔵した太陽電池のコントローラの場合、発電できる電力量は、その地域の日照量としてあらかじめ与えられたデータのみを用いて推定している。そのため、その推定値から算出される許容負荷量も、あらかじめ与えられたデータと関係しており、実際に、天候不順により日照量が予測を下回った場合は負荷量が正確に判明していても、許容できる負荷との誤差が大きくなってしまう。
【０００４】
また、太陽電池を一般家庭の電力源として使用した場合、負荷は常時変化しており、負荷量が増大したからといって、負荷を切り離すことはできない。そのため、負荷量が太陽電池の発電量を上回った場合には、商用電力系統より買電をする必要がある。
【０００５】
さらに、電気温水器などは、夜間の価格が安い電力をエネルギー源として使用し、温水を貯蔵しておく機器であるが、温水の需要がなくても、高い温度の温水を貯蔵タンクに満水になるまで生成するため、温水の使用がない場合には、放熱によってエネルギーのロスが発生する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１２３５６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
先述した太陽電池を電源とするシステムでは、天候の予想が外れる可能性が高く、天候が不順の場合には電気エネルギーの供給不足が発生する。また、電気温水器は夜間電力を利用した経済性の高い熱源供給システムであるが、熱源の利用が少ない場合には、放熱などにより、エネルギーロスが発生する。
【０００８】
そこで本発明は、種々の発電機器、蓄電機器、蓄熱機器および水素貯蔵機器等を統合制御し、最適なエネルギー運用を行うことのできる分散エネルギーシステムおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、少なくとも発電機器、蓄電機器、蓄熱機器および水素貯蔵機器からなる分散エネルギー機器と、エネルギー需要実績データベース、エネルギー需要予測手段、エネルギー供給実績データベースおよびエネルギー供給予測手段を備え前記エネルギー需要予測手段が出力するエネルギー需要予測値と前記エネルギー供給予測手段が出力するエネルギー供給予測値に基づいて前記分散エネルギー機器を制御する分散エネルギー制御装置とを備えている分散エネルギーシステムとする。
【００１０】
請求項２の発明は、前記エネルギー需要予測手段は、翌日の天候予測情報と月別または曜日別の過去のエネルギー需要実績を用いて翌日のエネルギー需要を予測する構成とする。
【００１１】
請求項３の発明は、前記エネルギー供給予測手段は、翌日の天候予測情報と過去のエネルギー供給実績を用いて前記発電機器にて発生する翌日の発電電力と前記蓄熱機器にて蓄熱する翌日の貯熱量を予測する構成とする。
【００１２】
請求項４の発明は、前記分散エネルギー機器の運転状態と翌日のエネルギー需要予測および当日のエネルギー需要量を配信する有線または無線の通信手段を備えている構成とする。
【００１３】
請求項５の発明は、前記分散エネルギー制御装置は、前記発電機器の発電電力と負荷の消費電力が均衡しており前記蓄電機器の充電深度が浅いときは、前記発電機器の発電電力を増加させ前記蓄電機器の充電を行って、突発的な負荷変動に対応する制御を行う構成とする。
【００１４】
請求項６の発明は、前記分散エネルギー制御装置は、前記エネルギー需要予測手段の出力に対して補正を行うエネルギー需要予測補正手段を備えている構成とする。
【００１５】
請求項７の発明は、温度計および湿度計および気圧計を備え、前記分散エネルギー制御装置は、前記温度計、湿度計および気圧計の測定値を用いて翌日の天候予測情報を出力する天気予報手段を備えている構成とする。
【００１６】
請求項８の発明は、前記分散エネルギー機器は、一般商用電源または単一電圧の直流電源で作動し、あるいは単一電圧の直流電圧出力が可能である構成とする。
請求項９の発明は、前記蓄電機器は、鉛蓄電池、銀・亜鉛蓄電池、リチウム・イオン蓄電池、ニッケル・金属水酸化物蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、電気２重層キャパシタおよびコンデンサの少なくとも１つである構成とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、前記蓄電機器は、電気自動車の蓄電池またはハイブリッド自動車の蓄電池である構成とする。
請求項１１の発明は、前記蓄熱機器は、太陽熱温水器、電気温水器および氷蓄熱装置の少なくとも１つである構成とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、前記水素貯蔵機器は、電気分解式水素発生装置と水素吸蔵合金、水素吸蔵カーボン、水素タンクの少なくとも１つである構成とする。
請求項１３の発明は、発電機器、蓄電機器、蓄熱機器および水素貯蔵機器を備えエネルギーを貯蔵し供給する分散エネルギーシステムにおいて、翌日のエネルギー需要予測とエネルギー供給予測に基づいて夜間電力を用いてエネルギー貯蓄を行い、エネルギー運用を最適化することを特徴とする分散エネルギーシステムの制御方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の分散エネルギーシステムを示し、分散エネルギー制御装置と各分散エネルギー機器との接続及び電力と制御情報の流れを示す図である。すなわち、分散エネルギー制御装置１は発電機器２、水素貯蔵機器３、蓄電機器４、蓄熱機器５、インバータコンバータ６、インバータ７と制御信号伝達手段８を介して接続されている。
【００２０】
制御信号伝達手段８をもちいて分散エネルギー制御装置１から各機器を制御するための情報が各機器へ伝達される。また、発電機器２、水素貯蔵機器３、蓄電機器４、蓄熱機器５、インバータコンバータ６、インバータ７の各機器からは運転状態の情報が分散エネルギー制御装置１へ伝達される。
【００２１】
発電機器２、水素貯蔵機器３、蓄電機器４、蓄熱機器５、インバータコンバータ６、インバータ７は相互に電気エネルギー需給を行うために直流の電気エネルギー需給手段９で相互に接続されている。分散エネルギー制御装置１には、外部から供給される天候予測情報を受信するための情報信号伝達手段１０が接続されている。
【００２２】
分散エネルギー制御装置１の内部には、過去のエネルギー種類別（電気エネルギー、熱エネルギーなど）消費量の実績が季節や月別、曜日別に格納されたエネルギー需要実績データベース１２が備えられ、エネルギー需要予測手段１１は、エネルギー需要実績データベース１２と情報信号伝達手段１０より得られる天候予測情報を用いて、翌日に消費されるエネルギー種類別消費量を予測する。
【００２３】
また、分散エネルギー制御装置１の内部には、過去の天候状態と生成されたエネルギー種類別の供給実績が格納されたエネルギー供給実績データベース１４が備えられ、エネルギー供給予測手段１３は、エネルギー供給実績データベース１４と情報信号伝達手段１０より得られる天候予測情報を用いて、翌日に供給できると予測されるエネルギー種類別の供給量を予測する。
【００２４】
分散エネルギー制御装置１の機器制御手段１５は、エネルギー供給予測手段１３とエネルギー需要予測手段１１の需給予測差に基づいて、商用電力系統１６より購入する必要のある電力量を算出し、インバータコンバータ６を制御して夜間電力の購入を行う。
【００２５】
また機器制御手段１５は、翌日に不足すると予測される熱エネルギーと電気エネルギーの各エネルギー量の算出を行い、前記購入した夜間電力を用いて、熱エネルギーの不足量を蓄熱機器５にて生成する。また、不足すると予想される電気エネルギーについては、蓄電機器４にて蓄電を行う。
【００２６】
さらに、蓄電機器４の総蓄電量と翌日に自然エネルギーを用いて生産される電気エネルギー総量が需要予測量を下回る場合には、水素貯蔵機器３にて夜間電力を用いて燃料電池用の水素ガス燃料を生成し貯蔵する。
【００２７】
制御信号伝達手段８が接続されたインバータ７は電気エネルギー需給手段９によって負荷１７にも接続されており、負荷１７の電気エネルギー需要に基づいて、直流電源である電気エネルギー需給手段９から供給される直流電力を一般民生機器が使用できる商用電圧、商用周波数の電力へと変換する。また、負荷１７には蓄熱機器５からも熱エネルギーが供給される。
【００２８】
前記のように、分散エネルギー制御装置１の機器制御手段１５では、エネルギー供給予測手段１３とエネルギー需要予測手段１１の需給予測差に基づいて、商用電力系統１６より購入する必要のある電力量を算出するが、需要量より供給量が大きいと予測された場合は、商用電力系統１６より夜間電力の購入を行わない。
【００２９】
もしも、需要量が予測を上回ったり、供給量が予想を下回ったりした場合は、インバータコンバータ６をコンバータとして運転して不足分を商用電力系統１６より負荷１７に供給する。また、需要量が予測を下回ったり、供給量が予想を上回ったりした場合は、余剰分を蓄電機器４に蓄電する。またさらに、水素貯蔵機器３にて水素ガスとして貯蔵も行うが、インバータコンバータ６をインバータとして運転し、系統連携を行って商用電力系統１６への売電も行う。
【００３０】
本実施の形態は、発電機器２、水素貯蔵機器３、蓄電機器４、蓄熱機器５を複数組み合わせた分散エネルギーシステムにおいて、翌日のエネルギー需要予測と翌日のエネルギー供給予測を、有線または無線の情報信号伝達手段１０から取り込んでくる精度の高い天候予測情報を基幹とし、月別または曜日別の過去の需要実績や過去の供給実績を利用することで、精度の高い予測を行い、その予測に基づいて夜間電力を用いてエネルギー貯蓄を行い、エネルギー運用コストを最適化することができる。
【００３１】
また、有線または無線を利用して、分散エネルギー制御装置１が制御している分散エネルギー機器の運転状態や運転データ、および、制御装置１が予測したエネルギーの需給予測情報などを配信することで、遠隔地でも分散エネルギー機器の運転状態を把握することができ、制御装置１や分散エネルギー機器の診断や状態変化を監視することができる。
【００３２】
このように本実施の形態の分散エネルギーシステムは、価格の安価な夜間電力を利用するにあたり、発電機器２や熱源機器などで翌日に生成される供給エネルギーの総量を機器の地理的な設置環境、年間の天候情報、翌日の天気予報などから推定し、また、一般家庭であれば、家電機器や浴室などの負荷で消費されるエネルギーの総量を家族の構成、翌日の在宅人員数、季節や曜日、翌日の天気予報などから推定する。
【００３３】
推定した消費エネルギーの総量と、供給エネルギーの総量から不足分を算出し、その不足量を夜間電力を購入して蓄電機器４に蓄電したり、電気温水器等の蓄熱機器５を用いて温水として貯蓄したり、水素を発生して燃料電池の燃料源として水素貯蔵機器３に貯蔵することにより、不足すると予想される必要最小限のエネルギー量を夜間電力を用いて補充しておくことによって、電気エネルギー購入コストを最小限にすることができる。
【００３４】
なお、発電機器２は、太陽光発電装置、熱電変換装置、風力発電装置、波力発電装置、水力発電装置、ガスタービン発電装置、蒸気タービン発電装置、ディーゼル発電装置、燃料電池等であり、蓄電機器４は、鉛蓄電池、銀・亜鉛蓄電池、リチウム・イオン蓄電池、ニッケル・金属水酸化物蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、電気２重層キャパシタあるいはコンデンサ等であり、蓄熱機器５は、太陽熱温水器、電気温水器および氷蓄熱装置等であり、水素貯蔵機器３は、電気分解式水素発生装置と水素吸蔵合金、水素吸蔵カーボン、水素タンク等である。
【００３５】
蓄電機器４として、電気自動車の蓄電池またはハイブリッド自動車の蓄電池を用いると、蓄電機器４のコストを抑制するとともに、電気自動車やハイブリッド自動車が具備する蓄電池の充電の制御も実現できる。
【００３６】
また、蓄熱機器５と水素貯蔵機器３は、一般商用電源または単一電圧の直流電源で作動し、発電機器２と蓄電機器４は単一電圧の直流電圧を出力する構成にすると、各機器にインバータやコンバータを具備する必要がなく、各機器のコストを削減することができる。さらに、交直変換ロスがなくなるため、効率のよいエネルギー運用が可能となる。
【００３７】
さらに、分散エネルギー制御装置１は、発電機器２の発電電力と負荷の消費電力が均衡しており蓄電機器４の充電深度が浅いときは、発電機器２の発電電力を増加させ蓄電機器４の充電を行って、突発的な負荷変動に対応する制御を行う構成としてもよい。こうすることによって、突発的な負荷変動に耐えうるエネルギー供給を行うことができ、蓄電機器４の蓄電容量に過剰なマージンを設定する必要がなくなり、蓄電機器４の容量の最適化を行うことができ、機器コストの低減を実現することができる。
【００３８】
つぎに図２および図３を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
図２は本実施の形態の分散エネルギーシステムの要部を示す図である。符号１８はヒューマンインターフェイスを備える補正情報入力手段で、エネルギー需要予測に対して補正を行う情報を入力する。補正情報入力手段１８にて入力された情報はエネルギー需要予測補正手段１９に入力される。
【００３９】
エネルギー需要予測手段１１では、エネルギー需要実績データベース１２と情報信号伝達手段１０より得られる天候予測情報を用いて、翌日に消費されるエネルギー種類別（電気エネルギー、熱エネルギーなど）消費量が予測されているが、エネルギー需要予測補正手段１９では、エネルギー需要予測手段１１で予測されたエネルギー消費量に対して、補正情報入力手段１８にて入力された情報を用いて、翌日のエネルギー消費量の補正を行い、機器制御手段１５に伝送する。
【００４０】
また、機器制御手段１５には情報表示手段２０が接続されており、分散エネルギー制御装置１が制御している発電機器２、水素貯蔵機器３等の分散エネルギー機器の運転情報や運用状態、翌日のエネルギー需要予測値、翌日のエネルギー供給予測値、商用電力系統１６からの買電予定電力量などが表示されるとともに、補正情報入力手段１８にて入力された情報やその情報による翌日のエネルギー需要予測値補正結果も表示される。補正情報入力手段１８と情報表示手段２０はタッチパネル式表示器のように、同一の入出力デバイスとして実現することもできる。
【００４１】
図３は補正情報入力手段１８が具備するヒューマンインターフェイス画面の一部で、補正情報入力手段１８により、在宅人員情報の補正が行われ、それにともない、予想消費電力の補正が行われた例である。分散エネルギー制御装置１ではこの補正情報を用いて翌日の予想消費電力を決定し、夜間電力の購入量を決定する。この例のように、「旅行」の情報には、在宅人員の減少による消費電力の減少、消費熱源の減少、電気自動車への充電などの関連情報がエネルギー需要実績データベース１２に格納されており、それらの情報を用いてエネルギー需要予測補正手段１９では需要予測を補正する。
【００４２】
本実施の形態によれば、分散エネルギー機器の運転状態が可視化でき、運転状態の容易な把握と、最適な運転状態の管理が実現するとともに、人員の変動や天候の変化によるエネルギーの需要と供給のバランスを補正することができることによって、余分な昼間電力の購入を抑制することができ、エネルギー運用コストを低減することができる。
【００４３】
図４は本発明の第３の実施の形態の分散エネルギーシステムの要部を示す図である。符号２１は、温度計２３、湿度計２４、気圧計２５の情報を用いて簡易的に天候予測情報を作成する天候予測手段である。また、符号２２は、天候予測手段２１が温度計２３、湿度計２４、気圧計２５の情報を用いて天候情報を予測するためのデータベースで、分散エネルギー制御装置１が設置されている場所の年平均気温や季節や月別の気温情報、湿度情報等の過去の天候情報が格納されている。天候予測手段２１では天候情報データベース２２のデータと温度計２３、湿度計２４、気圧計２５の情報を用いて、エネルギー需要予測手段１１とエネルギー供給予測手段１３が必要とする天候予測情報を生成する。
【００４４】
この実施の形態によれば、天候情報を簡易に推定することができ、前記第２の実施の形態（図２）のような情報信号伝達手段１０がない場合や、情報信号伝達手段１０より天候情報が得られない場合でも、エネルギーの需給予測を行うことができ、機器制御手段１５にて最適なエネルギー運用を行うことができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、種々の発電機器、蓄電機器、蓄熱機器および水素貯蔵機器等を統合制御し、最適なエネルギー運用を行うことのできる分散エネルギーシステムおよびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の分散エネルギーシステムの機器構成および制御情報とエネルギーの流れを示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の分散エネルギーシステムの要部を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の分散エネルギーシステムにおける補正情報入力手段の一画面を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の分散エネルギーシステムの要部を示す図。
【符号の説明】
１…分散エネルギー制御装置、２…発電機器、３…水素貯蔵機器、４…蓄電機器、５…蓄熱機器、６…インバータコンバータ、７…インバータ、８…制御信号伝達手段、９…電気エネルギー需給手段、１０…情報信号伝達手段、１１…エネルギー需要予測手段、１２…エネルギー需要実績データベース、１３…エネルギー供給予測手段、１４…エネルギー供給実績データベース、１５…機器制御手段、１６…商用電力系統、１７…負荷、１８…補正情報入力手段、１９…エネルギー需要予測補正手段、２０…情報表示手段、２１…天候予測手段、２２…天候情報データベース、２３…温度計、２４…湿度計、２５…気圧計。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed energy system that includes a power generation device, a power storage device, a heat storage device, a hydrogen storage device, and a control device for controlling the devices, and performs optimal energy operation, and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
At present, various types of power generation equipment, power storage equipment, heat storage equipment, and hydrogen storage equipment exist and are used in the world, but they cannot always be said to be operated properly.
[0003]
For example, in the case of a solar battery controller having a built-in calendar timer described in Patent Literature 1 below, the amount of power that can be generated is estimated using only data given in advance as the amount of sunlight in the area. Therefore, the permissible load calculated from the estimated value is also related to the data given in advance, and even if the amount of sunshine is actually lower than expected due to irregular weather, even if the load is accurately known. However, an error from an allowable load increases.
[0004]
In addition, when a solar cell is used as a power source for ordinary households, the load is constantly changing, and the load cannot be separated just because the load amount has increased. Therefore, when the load exceeds the power generation of the solar cell, it is necessary to purchase power from the commercial power system.
[0005]
Furthermore, electric water heaters and other devices are devices that use low-cost electricity at night as an energy source and store hot water.However, even if there is no demand for hot water, high-temperature hot water can be filled in the storage tank. If the hot water is not used, energy is lost due to heat radiation.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-123562
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described system using a solar cell as a power source, there is a high possibility that the weather is unexpected, and if the weather is irregular, a shortage of electric energy supply occurs. Further, the electric water heater is a highly economical heat source supply system using nighttime electric power. However, when the use of the heat source is small, energy loss occurs due to heat radiation or the like.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a distributed energy system capable of performing integrated energy control of various power generation devices, power storage devices, heat storage devices, hydrogen storage devices, and the like and performing optimal energy operation, and a control method thereof.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a distributed energy device including at least a power generation device, a power storage device, a heat storage device, and a hydrogen storage device, an energy demand result database, an energy demand prediction unit, an energy supply result database, and an energy supply device. A distributed energy control device that includes supply prediction means and controls the distributed energy device based on the energy demand prediction value output by the energy demand prediction means and the energy supply prediction value output by the energy supply prediction means. Energy system.
[0010]
The invention of claim 2 is configured such that the energy demand prediction means predicts the energy demand of the next day using the weather forecast information of the next day and the past energy demand results by month or day.
[0011]
The invention according to claim 3 is characterized in that the energy supply predicting means uses the next day's weather prediction information and the past energy supply results to generate the next day's generated power and the next day's stored heat in the heat storage device. It is configured to predict the amount of heat.
[0012]
The invention according to claim 4 is configured to include a wired or wireless communication unit that distributes an operation state of the distributed energy device, an energy demand prediction of the next day, and an energy demand amount of the day.
[0013]
The invention according to claim 5 is characterized in that the distributed energy control device increases the generated power of the power generation device when the power generation of the power generation device and the power consumption of the load are balanced and the charging depth of the power storage device is shallow. The power storage device is charged to perform control corresponding to a sudden load change.
[0014]
The invention according to claim 6 is configured such that the distributed energy control device includes an energy demand prediction correction means for correcting an output of the energy demand prediction means.
[0015]
The invention of claim 7 includes a thermometer, a hygrometer, and a barometer, and the distributed energy control device outputs weather prediction information of the next day using the measured values of the thermometer, the hygrometer, and the barometer. Means.
[0016]
The invention of claim 8 is configured such that the distributed energy device operates on a general commercial power supply or a single-voltage DC power supply, or is capable of outputting a single-voltage DC voltage.
In a ninth aspect of the present invention, the power storage device is at least one of a lead storage battery, a silver-zinc storage battery, a lithium-ion storage battery, a nickel-metal hydroxide storage battery, a nickel-zinc storage battery, an electric double layer capacitor, and a capacitor. Configuration.
[0017]
The invention according to claim 10 is configured such that the power storage device is a storage battery of an electric vehicle or a storage battery of a hybrid vehicle.
The invention according to claim 11 is configured such that the heat storage device is at least one of a solar water heater, an electric water heater, and an ice heat storage device.
[0018]
In a twelfth aspect of the present invention, the hydrogen storage device is configured to include at least one of an electrolytic hydrogen generator, a hydrogen storage alloy, hydrogen storage carbon, and a hydrogen tank.
An invention according to claim 13 is a distributed energy system comprising a power generation device, a power storage device, a heat storage device, and a hydrogen storage device for storing and supplying energy, wherein the nighttime power is used based on the energy demand prediction and the energy supply prediction on the next day. A method for controlling a distributed energy system, characterized by saving and optimizing energy operation.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a distributed energy system according to a first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a connection between a distributed energy control device and each distributed energy device, and a flow of power and control information. That is, the distributed energy control device 1 is connected to the power generation device 2, the hydrogen storage device 3, the power storage device 4, the heat storage device 5, the inverter converter 6, the inverter 7, and the control signal transmitting means 8.
[0020]
Information for controlling each device is transmitted from the distributed energy control device 1 to each device using the control signal transmitting unit 8. Operating state information is transmitted to the distributed energy control device 1 from each of the power generation device 2, the hydrogen storage device 3, the power storage device 4, the heat storage device 5, the inverter converter 6, and the inverter 7.
[0021]
The power generation device 2, the hydrogen storage device 3, the power storage device 4, the heat storage device 5, the inverter converter 6, and the inverter 7 are connected to each other by a DC electric energy supply and demand means 9 for mutually supplying and supplying electric energy. The distributed energy control device 1 is connected to an information signal transmitting unit 10 for receiving weather forecast information supplied from the outside.
[0022]
Inside the distributed energy control device 1, there is provided an energy demand record database 12 in which past records of consumption amounts by energy type (electric energy, heat energy, etc.) are stored by season, month, and day of the week. Numeral 11 predicts the amount of energy consumed by the next day by using the weather demand information database 12 and the weather prediction information obtained from the information signal transmission means 10.
[0023]
Further, inside the distributed energy control device 1, an energy supply result database 14 in which past weather conditions and generated supply results for each energy type are stored, and the energy supply prediction unit 13 includes an energy supply result database Using the weather prediction information 14 and the weather prediction information obtained from the information signal transmitting means 10, the supply amount for each energy type which is predicted to be supplied on the next day is predicted.
[0024]
The device control means 15 of the distributed energy control device 1 calculates the amount of power that needs to be purchased from the commercial power system 16 based on the supply and demand prediction difference between the energy supply prediction means 13 and the energy demand prediction means 11, and To purchase power at night.
[0025]
In addition, the device control unit 15 calculates the amounts of heat energy and electric energy that are predicted to be short on the next day, and generates the shortage of heat energy in the heat storage device 5 using the purchased nighttime power. . In addition, the electrical energy that is expected to be insufficient is stored in the power storage device 4.
[0026]
Further, when the total amount of power stored in the power storage device 4 and the total amount of electric energy produced using natural energy on the next day are less than the predicted amount of demand, the hydrogen storage device 3 uses nighttime power to generate hydrogen gas for the fuel cell. Generate and store fuel.
[0027]
The inverter 7 to which the control signal transmission means 8 is connected is also connected to the load 17 by the electric energy supply and demand means 9, and is supplied from the electric energy supply and demand means 9 which is a DC power supply based on the electric energy demand of the load 17. It converts DC power into commercial voltage and commercial frequency power that can be used by general consumer equipment. The load 17 is also supplied with heat energy from the heat storage device 5.
[0028]
As described above, the device control unit 15 of the distributed energy control device 1 calculates the amount of power that needs to be purchased from the commercial power system 16 based on the supply and demand prediction difference between the energy supply prediction unit 13 and the energy demand prediction unit 11. However, when it is predicted that the supply amount is larger than the demand amount, the purchase of the night power from the commercial power system 16 is not performed.
[0029]
If the demand exceeds the forecast or the supply falls below the forecast, the inverter converter 6 is operated as a converter to supply the shortage from the commercial power system 16 to the load 17. When the demand amount falls below the forecast or the supply amount exceeds the forecast, the surplus is stored in the power storage device 4. Further, the hydrogen storage device 3 also stores the hydrogen gas, but the inverter converter 6 is operated as an inverter, and the power is sold to the commercial power system 16 through system cooperation.
[0030]
In the present embodiment, in a distributed energy system in which a plurality of power generation devices 2, hydrogen storage devices 3, power storage devices 4, and heat storage devices 5 are combined, a next day's energy demand prediction and a next day's energy supply prediction are transmitted by a wired or wireless information signal. Based on the highly accurate weather forecast information fetched from the transmission means 10 and using past demand records and past supply records by month or day of the week, highly accurate forecasts are performed. Energy can be saved using electricity to optimize energy operation costs.
[0031]
In addition, by distributing the operation state and operation data of the distributed energy device controlled by the distributed energy control device 1 and the energy supply and demand prediction information predicted by the control device 1 using wired or wireless communication, The operation state of the distributed energy device can be grasped even in a remote place, and the control device 1 and the distributed energy device can be diagnosed and the state change can be monitored.
[0032]
As described above, the distributed energy system according to the present embodiment uses the inexpensive nighttime electric power to calculate the total amount of supplied energy generated by the power generation device 2 or the heat source device on the next day by the geographical installation environment of the device, Estimated from yearly weather information, the next day's weather forecast, etc., and for general households, the total amount of energy consumed by loads such as home appliances and bathrooms is calculated as the composition of the family, the number of people at home on the next day, season and day of the week. , From the next day's weather forecast.
[0033]
A shortage is calculated from the estimated total amount of consumed energy and the total amount of supplied energy, and the shortage is purchased as nighttime power and stored in the power storage device 4 or as hot water using the heat storage device 5 such as an electric water heater. By storing or generating hydrogen and storing it in the hydrogen storage device 3 as a fuel source of the fuel cell, the necessary minimum amount of energy expected to be in short supply is replenished using nighttime electricity, thereby Energy purchase costs can be minimized.
[0034]
The power generator 2 is a solar power generator, a thermoelectric converter, a wind power generator, a wave power generator, a hydraulic power generator, a gas turbine power generator, a steam turbine power generator, a diesel power generator, a fuel cell, or the like. The equipment 4 is a lead storage battery, a silver-zinc storage battery, a lithium-ion storage battery, a nickel-metal hydroxide storage battery, a nickel-zinc storage battery, an electric double-layer capacitor or a capacitor, and the heat storage equipment 5 is a solar water heater, The hydrogen storage device 3 is a water heater, an ice heat storage device, and the like, and the hydrogen storage device 3 is an electrolytic hydrogen generator, a hydrogen storage alloy, hydrogen storage carbon, a hydrogen tank, and the like.
[0035]
When a battery of an electric vehicle or a battery of a hybrid vehicle is used as the power storage device 4, the cost of the power storage device 4 can be reduced and control of charging of the storage battery included in the electric vehicle or the hybrid vehicle can be realized.
[0036]
Further, when the heat storage device 5 and the hydrogen storage device 3 are operated by a general commercial power supply or a single-voltage DC power supply, and the power generation device 2 and the power storage device 4 are configured to output a single-voltage DC voltage, There is no need to provide an inverter or a converter, and the cost of each device can be reduced. Furthermore, since there is no AC / DC conversion loss, efficient energy operation becomes possible.
[0037]
Furthermore, when the power generated by the power generator 2 and the power consumption of the load are balanced and the charging depth of the power storage device 4 is shallow, the distributed energy control device 1 increases the power generated by the power generator 2 and charges the power storage device 4. To perform control corresponding to sudden load fluctuation. By doing so, it is possible to supply energy that can withstand sudden load fluctuations, and it is not necessary to set an excessive margin for the storage capacity of the power storage device 4, and the capacity of the power storage device 4 can be optimized. As a result, a reduction in equipment cost can be realized.
[0038]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of the distributed energy system according to the present embodiment. Reference numeral 18 denotes correction information input means having a human interface, which inputs information for correcting energy demand prediction. The information input by the correction information input unit 18 is input to the energy demand prediction correction unit 19.
[0039]
The energy demand forecasting means 11 uses the energy demand actual database 12 and the weather forecast information obtained from the information signal transmitting means 10 to predict the amount of energy consumption (electric energy, heat energy, etc.) to be consumed the next day. However, the energy demand prediction correcting means 19 corrects the energy consumption predicted by the energy demand predicting means 11 by using the information input by the correction information input means 18 for the next day. Then, it transmits to the device control means 15.
[0040]
The information display means 20 is connected to the equipment control means 15, and the operation information and operation state of the distributed energy equipment such as the power generation equipment 2 and the hydrogen storage equipment 3 controlled by the distributed energy control device 1, and the next day, The energy demand forecast value, the next day's energy supply forecast value, the scheduled power purchase amount from the commercial power system 16 and the like are displayed, and the information input by the correction information input means 18 and the next day's energy demand forecast based on the information are displayed. The result of the value correction is also displayed. The correction information input unit 18 and the information display unit 20 can be realized as the same input / output device like a touch panel display.
[0041]
FIG. 3 is a part of a human interface screen provided in the correction information input unit 18 and shows an example in which at-home personnel information is corrected by the correction information input unit 18 and, accordingly, expected power consumption is corrected. . The distributed energy control device 1 determines the expected power consumption of the next day using this correction information, and determines the purchase amount of the nighttime power. As in this example, in the information of “travel”, related information such as a decrease in power consumption due to a decrease in the number of people at home, a decrease in heat consumption, and charging of an electric vehicle are stored in the energy demand database 12. Using such information, the energy demand prediction correction means 19 corrects the demand prediction.
[0042]
According to the present embodiment, the operation state of the distributed energy device can be visualized, the operation state can be easily grasped, and the optimal operation state can be managed. Can be corrected, the purchase of extra daytime power can be suppressed, and the energy operation cost can be reduced.
[0043]
FIG. 4 is a diagram showing a main part of the distributed energy system according to the third embodiment of the present invention. Reference numeral 21 denotes a weather prediction unit that simply creates weather prediction information using information of the thermometer 23, the hygrometer 24, and the barometer 25. Reference numeral 22 denotes a database for the weather prediction means 21 to predict the weather information using the information of the thermometer 23, the hygrometer 24, and the barometer 25, and the year of the place where the distributed energy control device 1 is installed. Past weather information such as average temperature, seasonal and monthly temperature information, and humidity information is stored. The weather prediction means 21 uses the data of the weather information database 22 and the information of the thermometer 23, the hygrometer 24, and the barometer 25 to generate weather prediction information required by the energy demand prediction means 11 and the energy supply prediction means 13. .
[0044]
According to this embodiment, it is possible to easily estimate the weather information, and when there is no information signal transmitting means 10 as in the second embodiment (FIG. 2), or when the information signal transmitting means 10 Even when information cannot be obtained, the supply and demand of energy can be predicted, and the equipment control unit 15 can perform optimal energy operation.
[0045]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a distributed energy system capable of performing integrated energy control of various power generation devices, power storage devices, heat storage devices, hydrogen storage devices, and the like and performing optimal energy operation, and a control method thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a device configuration, control information, and an energy flow of a distributed energy system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of a distributed energy system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing one screen of a correction information input unit in the distributed energy system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a main part of a distributed energy system according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dispersion energy control apparatus, 2 ... Power generation equipment, 3 ... Hydrogen storage equipment, 4 ... Power storage equipment, 5 ... Heat storage equipment, 6 ... Inverter converter, 7 ... Inverter, 8 ... Control signal transmission means, 9 ... Electrical energy supply and demand means 10, information signal transmitting means, 11: energy demand predicting means, 12: energy demand result database, 13: energy supply predicting means, 14: energy supply result database, 15: equipment control means, 16: commercial power system, 17 ... Load: 18 correction information input means, 19: energy demand prediction correction means, 20: information display means, 21: weather prediction means, 22: weather information database, 23: thermometer, 24: hygrometer, 25: barometer.
