JP2021164303A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池を有する電力供給システムの技術に関する。 The present invention relates to a technique for a power supply system having a storage battery.
従来、蓄電池を有する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
Conventionally, the technology of a power supply system having a storage battery has been known. For example, as described in
特許文献１には、自然エネルギーを利用して発電可能な太陽光発電部と、電力を充放電可能な蓄電池と、蓄電池の充放電を制御可能な制御部と、を具備する電力供給システムが記載されている。
当該電力供給システムにおいては、停電が発生することが予測された場合、深夜（電気代が割安になる時間帯）まで蓄電池を待機させると共に、深夜に蓄電池を満充電まで充電させる。その後、停電が発生するまで蓄電池を待機させ、停電が発生すると、蓄電池の放電を開始させる。このように蓄電池の動作を制御することにより、停電が発生した場合に、蓄電池に充電された電力を最大限利用することができる。 In the power supply system, when a power outage is predicted, the storage battery is kept on standby until midnight (the time when the electricity bill is cheap), and the storage battery is charged to full charge at midnight. After that, the storage battery is kept on standby until a power failure occurs, and when the power failure occurs, the storage battery is started to be discharged. By controlling the operation of the storage battery in this way, it is possible to make maximum use of the electric power charged in the storage battery in the event of a power failure.
このように従来の電力供給システムにおいては、蓄電池を用いて停電時の利便性を向上させることが可能であるが、経済性の観点から、さらなる改善の余地があった。 As described above, in the conventional power supply system, it is possible to improve the convenience in the event of a power failure by using a storage battery, but there is room for further improvement from the viewpoint of economy.
具体的には、特許文献１に記載の技術では、停電が発生すると予測された場合、電力を購入して蓄電池を満充電まで充電させている。しかし、停電が発生するまでに太陽光発電部で発電された電力が余剰する場合には、当該余剰する電力（余剰電力）を蓄電池に充電させることができるはずである。すなわち、特許文献１に記載の技術では、無駄に電力を購入し、蓄電池に充電させていることになり、経済性の観点から改善の余地がある。
Specifically, in the technique described in
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、停電時における利便性と経済性とを両立させることが可能な電力供給システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to provide a power supply system capable of achieving both convenience and economy in the event of a power failure.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem will be described.
即ち、請求項１においては、自然エネルギーを利用して発電可能な発電部と、前記発電部の発電電力を充放電可能な蓄電池と、前記蓄電池の充放電を制御可能な制御部と、を具備し、前記制御部は、停電の発生が予測された場合、前記発電部からの余剰電力に応じて決定される充電量だけ前記蓄電池を充電させる第一充電処理を行うものである。
That is,
請求項２においては、前記制御部は、前記第一充電処理において、停電の発生予想時刻以前の深夜時間帯に前記蓄電池を充電させるものである。
In
請求項３においては、前記制御部は、前記第一充電処理によって前記蓄電池を充電させた後、前記発電部からの余剰電力が発生する前に、前記発電部からの余剰電力に応じて決定される放電量だけ前記蓄電池を放電可能とする第一放電処理を行うものである。
In
請求項４においては、前記制御部は、前記発電部からの余剰電力が発生した場合、前記発電部からの余剰電力で前記蓄電池を満充電まで充電させる第二充電処理を行うものである。
In
請求項５においては、前記制御部は、前記第二充電処理によって前記蓄電池を満充電まで充電させた後、停電の発生予測時刻まで前記蓄電池の放電を禁止するものである。
In
請求項６においては、前記制御部は、停電の発生が予測され、停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯があり、かつ停電の発生予測時刻以前に前記発電部からの余剰電力が発生しない場合、当該深夜時間帯において前記蓄電池を充電させる第三充電処理を行うものである。
In
請求項７においては、前記制御部は、停電の発生が予測され、かつ停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯がない場合、前記発電部からの余剰電力を前記蓄電池に充電させる第四充電処理を行うものである。
In
請求項８においては、前記制御部は、停電の発生が予測され、停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯がなく、かつ停電の発生予測時刻以前に前記発電部からの余剰電力が発生しない場合、系統電源からの電力を前記蓄電池に充電させる第五充電処理を行うものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As the effect of the present invention, the following effects are exhibited.
請求項１においては、停電時における利便性と経済性とを両立させることができる。
In
請求項２においては、経済性を向上させることができる。
In
請求項３においては、蓄電池に充電された電力の有効活用を図ることができる。
In
請求項４においては、余剰電力を利用して、停電の発生に備えて蓄電池に電力を充電することができる。
In
請求項５においては、蓄電池を満充電のまま停電が発生するまで待機させることができるため、十分に停電に備えることができる。
In
請求項６においては、余剰電力が発生しない場合であっても、比較的低コストで停電に備えることができる。
In
請求項７においては、深夜時間帯がない場合であっても、比較的低コストで停電に備えることができる。
In
請求項８においては、低コストで電力を確保できない場合であっても、停電に備えた蓄電池の充電を行うことができる。
In
以下では、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１について説明する。なお、本明細書においては、「上流側」及び「下流側」とは、系統電源Ｋからの電力供給方向を基準とするものとする。
Hereinafter, the
図１に示す電力供給システム１は、系統電源Ｋからの電力や、発電された電力を負荷Ｈへと供給するものである。電力供給システム１は、住宅に設けられ、当該住宅の負荷Ｈ（例えば、住宅の機器等）へと電力を供給する。電力供給システム１は、主として蓄電システム１０、分電盤２０、電力センサ４０及びＥＭＳ６０を具備する。
The
蓄電システム１０は、電力を蓄電したり、負荷Ｈへと供給するものである。蓄電システム１０は、系統電源Ｋと負荷Ｈとの間に設けられる。蓄電システム１０は、太陽光発電部１１、蓄電池１２及びハイブリッドパワコン１３を具備する。
The
太陽光発電部１１は、太陽光を利用して発電する装置である。太陽光発電部１１は、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部１１は、例えば、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。
The photovoltaic
蓄電池１２は、電力を充電可能に構成されるものである。蓄電池１２は、例えば、リチウムイオン電池により構成される。蓄電池１２は、後述するハイブリッドパワコン１３を介して太陽光発電部１１と接続される。
The
ハイブリッドパワコン１３は、電力を適宜変換するもの（ハイブリッドパワーコンディショナ）である。ハイブリッドパワコン１３は、太陽光発電部１１で発電された電力及び蓄電池１２から放電された電力を配電線Ｌ（負荷Ｈ）に出力可能であると共に、配電線Ｌを流れる電力（系統電源Ｋからの電力）を蓄電池１２に出力可能に構成される。また、ハイブリッドパワコン１３は、太陽光発電部１１及び蓄電池１２の性能や運転状態に関する情報を取得可能に構成される。ハイブリッドパワコン１３は、系統電源Ｋと負荷Ｈ（分電盤２０）とを繋ぐ配電線Ｌの中途部（接続点Ｐ）に対して、電路Ａ１を介して接続される。蓄電システム１０のハイブリッドパワコン１３は、後述する電力センサ４０の検出結果等に基づいて、放電（出力）する電力を調整する負荷追従運転を行うことができる。
The
分電盤２０は、負荷Ｈへと電力を分配するものである。分電盤２０は、蓄電システム１０（接続点Ｐ）よりも下流側に設けられ、負荷Ｈと接続される。なお、図１においては１つの負荷Ｈしか示していないが、分電盤２０は複数の負荷に接続され、各負荷に電力を分配する。分電盤２０は、系統電源Ｋからの電力及び蓄電池１２から放電された電力を負荷Ｈへと供給する。
The
電力センサ４０は、配電線Ｌの中途部に設けられる。より詳細には、電力センサ４０は、蓄電システム１０（接続点Ｐ）よりも上流側（接続点Ｐの直ぐ上流側）に設けられる。電力センサ４０は、当該電力センサ４０が設けられた箇所を流れる電力（上流側へと流れる電力及び下流側へと流れる電力）の電圧（供給電圧）及び電流（供給電流）を検出する。
The
ＥＭＳ６０は、電力供給システム１の動作を管理するエネルギーマネジメントシステム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＥＭＳ６０は、ＣＰＵ等の演算処理部、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部や、タッチパネル等の入出力部等を具備する。ＥＭＳ６０の記憶部には、電力供給システム１の動作を制御する際に用いられる種々の情報やプログラム等が予め記憶される。ＥＭＳ６０の演算処理部は、前記プログラムを実行して前記種々の情報を用いた所定の演算処理等を行うことで、電力供給システム１を動作させることができる。
The EMS 60 is an energy management system that manages the operation of the
ＥＭＳ６０は、ハイブリッドパワコン１３と電気的に接続される。ＥＭＳ６０は、所定の信号をハイブリッドパワコン１３に送信し、蓄電池１２の運転（例えば、蓄電池１２の充放電等）を制御することができる。また、ＥＭＳ６０は、ハイブリッドパワコン１３から所定の信号が入力可能に構成され、各種の情報（蓄電池１２の蓄電残量等）を取得することができる。
The
上述の如く構成された電力供給システム１において、系統電源Ｋから購入された電力や、太陽光発電部１１で発電された電力を、蓄電池１２に充電することができる。また、当該電力供給システム１において、系統電源Ｋから購入された電力、太陽光発電部１１で発電された電力、及び蓄電池１２に充電された電力を、住宅の負荷Ｈへと供給することができる。また、当該電力供給システム１において、太陽光発電部１１で発電された電力の余剰分（余剰電力）は、系統電源Ｋへと逆潮流させて売却することもできる。
In the
以下では、上述の如く構成された電力供給システム１における電力の流通の制御態様について説明する。具体的には、２種類の制御（「通常制御」及び「停電リスク対応制御」）について説明する。
Hereinafter, the control mode of the distribution of electric power in the electric
まず、通常制御の一例について説明する。通常制御は、通常時における電力供給システム１の制御である。なお、本実施形態において通常時とは、後述する「停電リスク対応制御」を実行していない場合を意味している。
First, an example of normal control will be described. The normal control is the control of the
通常制御においては、ハイブリッドパワコン１３は、太陽光発電部１１で発電が行われている場合に、当該太陽光発電部１１からの電力を負荷Ｈに供給する。またハイブリッドパワコン１３は、電力センサ４０の検出結果に基づいて蓄電池１２の放電電力を決定する負荷追従運転を行う。
In the normal control, the
例えば、太陽光発電部１１からの電力が負荷Ｈの消費電力に対して不足する場合には、蓄電池１２から電力が放電され、当該電力が負荷Ｈに供給される。一方、ハイブリッドパワコン１３は、太陽光発電部１１からの電力が負荷Ｈの消費電力に対して余剰すると、当該余剰電力を蓄電池１２に充電する。ハイブリッドパワコン１３は、蓄電池１２を最大充電電力（蓄電池１２が単位時間当たりに充電可能な最大の電力量）で充電しても太陽光発電部１１からの電力が依然として余剰する場合に、当該余剰電力を系統電源Ｓへと逆潮流させる。
For example, when the electric power from the photovoltaic
なお、上述したように、本実施形態の通常制御とは、後述する停電リスク対応制御を実行していない場合における電力供給システム１の制御態様である。通常制御の具体的な制御態様は上述した態様に限るものではなく、利用者の目的（経済性、省エネ、環境負荷低減等）に応じて任意に設定することが可能である。
As described above, the normal control of the present embodiment is a control mode of the
次に、停電リスク対応制御について説明する。停電リスク対応制御は、停電が発生することが予測された場合に、停電時の利便性と経済性との両立を図るための制御である。なお、本実施形態において「停電リスク」とは、将来的に停電が発生する可能性があることを意味する。 Next, power failure risk response control will be described. The power outage risk response control is a control for achieving both convenience and economy at the time of a power outage when a power outage is predicted to occur. In the present embodiment, the “power outage risk” means that a power outage may occur in the future.
まず、図２を用いて、停電リスク対応制御の概要について説明する。 First, the outline of the power failure risk response control will be described with reference to FIG.
図２には、比較のために、前述の特許文献１に記載の制御（従来制御）のイメージと、本実施形態に係る停電リスク対応制御のイメージを示している。従来制御においては、停電リスクが検知（予測）されると、その前の深夜時間帯に蓄電池を満充電まで充電させ、蓄電池を停電リスク発生時刻まで待機させている。これによって、もし実際に停電が発生した場合には、蓄電池に充電された電力を利用することができる。
For comparison, FIG. 2 shows an image of the control (conventional control) described in the above-mentioned
しかし、従来制御では、停電リスクの発生まで蓄電池を待機させることになるため、蓄電池を十分に活用できているとは言い難い。また、もし停電リスクの発生までに太陽光発電部の発電電力が余剰したとしても、余剰電力を蓄電池に充電させることができないため、経済性の観点からも改善の余地がある。 However, with conventional control, the storage battery is kept on standby until the risk of power failure occurs, so it cannot be said that the storage battery is fully utilized. Further, even if the generated power of the photovoltaic power generation unit is surplus before the risk of power failure occurs, the surplus power cannot be charged to the storage battery, so there is room for improvement from the economical point of view.
これに対して本実施形態の停電リスク対応制御では、（１）停電リスクが検知（予測）された場合、（２）停電リスクの発生までに余剰電力が生じるかどうかを予測する。そして、（３）余剰電力が生じると予測された場合には、深夜時間帯において所定の目標値（深夜充電目標）まで蓄電池１２を充電させる。図２の例では、蓄電池１２を７０％まで充電させている。すなわち、停電リスク対応制御では、蓄電池１２を必ずしも満充電まで充電させるものではない。
On the other hand, in the power failure risk response control of the present embodiment, (1) when the power failure risk is detected (predicted), (2) whether or not surplus power is generated before the occurrence of the power failure risk is predicted. Then, (3) when it is predicted that surplus power will be generated, the
次に、（４）蓄電池１２を所定の目標値（放電目標、図２の例では５０％）まで適宜放電させ、蓄電池１２に充電された電力を負荷で利用する。また、（５）余剰電力が発生した場合には、当該余剰電力を用いて蓄電池１２を満充電まで充電させる。その後、蓄電池１２を停電リスク発生時刻まで待機させる。
Next, (4) the
このように停電リスク対応制御では、予め余剰電力の発生が予測された場合には、当該余剰電力を蓄電池１２に充電させることを見越して、蓄電池１２を深夜時間帯に必要最低限だけ充電させるようにしている。これによって、系統電源Ｋからの買電量を抑制することができる。また停電リスク対応制御では、深夜時間帯における充電後から、停電リスク発生時刻までの間に、蓄電池１２を無理のない範囲（放電目標まで）で放電させるようにしている。これによって、蓄電池１２に充電された電力の活用を図ることができる。
In this way, in the power failure risk response control, when the generation of surplus power is predicted in advance, the
次に、図３及び図４を用いて、停電リスク対応制御の詳細な流れ（フローチャート）について説明する。なお、図３及び図４の処理はＥＭＳ６０によって所定時間ごとに繰り返し実行される。
Next, a detailed flow (flow chart) of power failure risk response control will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The processes of FIGS. 3 and 4 are repeatedly executed by the
ステップＳ１０において、ＥＭＳ６０は、停電リスク（停電が発生する可能性）の有無を判定する。ここで、停電リスクの有無は、各種の情報に基づいて判定することができる。例えば、ＥＭＳ６０は、任意の方法で取得した外部情報（例えば、予め計画されている停電の情報等）に基づいて、停電リスクの有無と、停電リスクが発生する時刻を判定することができる。またＥＭＳ６０は、天気予報等に基づいて、停電リスクの有無を判定することもできる。例えば、天気予報によって大型の台風が接近していることが分かった場合には、停電リスクがあると判定することができる。
In step S10, the
なお、停電リスクの有無を判定する対象となる期間（以下、「対象期間」と称する）は任意に設定することができる。例えばＥＭＳ６０は、現在時刻から２４時間以内の停電リスクの有無を判定することができる。
The period for determining the presence or absence of power failure risk (hereinafter referred to as “target period”) can be arbitrarily set. For example, the
ＥＭＳ６０は、停電リスクがないと判定した場合、ステップＳ１１に移行する。一方、ＥＭＳ６０は、停電リスクがあると判定した場合、ステップＳ１２に移行する。
If the
ステップＳ１１において、ＥＭＳ６０は、上述の通常制御を実行する。すなわち、停電リスクがない場合には、停電リスク対応制御を終了し、通常制御に移行する。
In step S11, the
一方、ステップＳ１０から移行したステップＳ１２において、ＥＭＳ６０は、対象期間における電力需要、発電量（発電電力）及び余剰電力（太陽光発電部１１からの電力を負荷Ｈに供給した場合に、余剰する電力）を予測する。この処理において、ＥＭＳ６０は、例えば外部から取得した天気予報等の情報、及び予め有していた各種の情報（過去の発電電力のデータや、過去の購入電力のデータ等）に基づいて当該予測を行う。またＥＭＳ６０は、各時刻（１時間ごと）における電力需要等を予測する。ＥＭＳ６０は、ステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ１３に移行する。
On the other hand, in step S12 shifted from step S10, the
ステップＳ１３において、ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに深夜時間帯があるか否かを判定する。具体的には、ＥＭＳ６０は、現時点から停電リスクが発生すると予測される時刻までの間に、深夜電力（比較的安価な電力）の料金設定がされた時間帯（深夜時間帯）があるか否かを判定する。
In step S13, the
ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに深夜電力があると判定した場合（ステップＳ１３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４に移行する。一方、ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに深夜電力がないと判定した場合（ステップＳ１３で「ＮＯ」）、ステップＳ２０（図４参照）に移行する。
When the
ステップＳ１４において、ＥＭＳ６０は、深夜時間帯から停電リスクまでに余剰電力が発生するか否かを判定する。ＥＭＳ６０は、ステップＳ１０で判定された停電リスクと、ステップＳ１２で予測された余剰電力に基づいて、当該ステップＳ１４の処理を行うことができる。
In step S14, the
ＥＭＳ６０は、深夜時間帯から停電リスクまでに余剰電力が発生すると判定した場合（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１５に移行する。一方、ＥＭＳ６０は、深夜時間帯から停電リスクまでに余剰電力が発生しないと判定した場合（ステップＳ１４で「ＮＯ」）、ステップＳ１９に移行する。
When the
ステップＳ１５において、ＥＭＳ６０は、深夜時間帯において、蓄電池１２の充電量が深夜充電目標となるまで当該蓄電池１２を充電させる。この際、系統電源Ｋから購入（買電）された比較的安価な電力（深夜電力）が、蓄電池１２に充電される。ここで、「深夜充電目標」とは、当該ステップＳ１５の処理における蓄電池１２の充電の目標値（充電残量の目標値）である。深夜充電目標は、停電リスクが発生するまでに蓄電池１２が放電する放電電力と、停電リスクまでに発生する余剰電力と、を考慮して設定することができる。具体的には、深夜充電目標は、余剰電力が発生する時間帯が終了した時点（後述する放電終了時刻）の蓄電池１２を満充電とすることができるような適宜の値に設定される。
In step S15, the
一例として、深夜充電目標は、以下の式（１）、（２）を用いて設定することができる。
深夜充電目標＝１−（余剰電力量−放電量）÷蓄電容量 ・・・ （１）
深夜充電目標＝（放電量／蓄電容量）＋最低放電閾値 ・・・ （２）
As an example, the midnight charging target can be set using the following equations (1) and (2).
Midnight charge target = 1- (surplus power-discharge amount) ÷ storage capacity ・ ・ ・ (1)
Midnight charge target = (discharge amount / storage capacity) + minimum discharge threshold ... (2)
ここで、「余剰電力量」とは、深夜時間帯終了後から停電リスクまでに余剰する電力の累積（電力量）を意味する。また、「放電量」とは、蓄電池１２が放電を行わないと仮定した場合に、深夜時間帯終了後から余剰電力が発生する時間帯までの間に系統電源Ｋから購入することになる電力量である。また「蓄電容量」とは、蓄電池１２に充電可能な電力量（蓄電池１２の容量）である。また、「最低放電閾値」とは、蓄電池１２が非常時（例えば、停電時等）に備えて常時確保しておくべき電力量の最低値（例えば、０．３（３０％）等）である。なお、上記式（１）、（２）は深夜充電目標を割合で表すものであるが、算出された値を１００倍して百分率で表すことも可能である。
Here, the "surplus electric energy" means the cumulative (electric energy) of the surplus electric power from the end of the midnight time zone to the risk of power failure. The "discharge amount" is the amount of power to be purchased from the grid power supply K between the end of the midnight time zone and the time zone in which surplus power is generated, assuming that the
ＥＭＳ６０は、上記式（１）又は式（２）を用いて算出された値を深夜充電目標に設定することができる。特に上記式（１）は、余剰電力量が比較的少ない場合（具体的には、余剰電力量だけで蓄電池１２を満充電にできない（余剰電力量が蓄電池１２の容量よりも少ない）場合）に用いることが好ましい。また上記式（２）は、余剰電力量が比較的多い場合（具体的には、余剰電力量だけで蓄電池１２を満充電にできる（余剰電力量が蓄電池１２の容量よりも多い）場合）に用いることが好ましい。またＥＭＳ６０は、上記式（１）、（２）を算出し、両者を比較して大きい方の値を深夜充電目標に設定することもできる。ＥＭＳ６０は、深夜時間帯において、充電量が設定された深夜充電目標となるまで、蓄電池１２を充電させる。ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ１５の処理を行った後、ステップＳ１６に移行する。
The
ステップＳ１６において、ＥＭＳ６０は、深夜時間帯終了後に、放電終了時刻になるまで、又は、蓄電池１２の充電量が放電目標となるまで蓄電池１２を放電させる。ここで、「放電終了時刻」とは、余剰電力が発生し始める時刻を意味する。また、「放電目標」とは、当該ステップＳ１６の処理における蓄電池１２の放電の目標値（充電残量の目標値）である。放電目標は、停電リスクまでに発生する余剰電力を考慮して設定することができる。具体的には、放電目標は、余剰電力を用いて蓄電池１２を満充電まで充電させることができるように、蓄電池１２の残量を確保できる値に設定される。
In step S16, the
一例として、放電目標は、以下の式（３）を用いて設定することができる。
放電目標＝１−余剰電力量／蓄電容量 ・・・ （３）
As an example, the discharge target can be set using the following equation (3).
Discharge target = 1-surplus electric energy / storage capacity ... (3)
ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ１６の処理を行った後、ステップＳ１７に移行する。
The
ステップＳ１７において、ＥＭＳ６０は、余剰電力が発生した場合、満充電となるまで当該余剰電力を蓄電池１２に充電させる。ＥＭＳ６０は、蓄電池１２が満充電になると、当該蓄電池１２を停電リスクまで待機させる。
In step S17, when surplus power is generated, the
また、ＥＭＳ６０は、停電リスクの発生時刻になった場合（停電が発生した場合）には、蓄電池１２を放電させる。これによって、停電時においても負荷Ｈで電力を利用することができる。
Further, the
ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ１７の処理を行った後、ステップＳ１８に移行する。
The
ステップＳ１８において、ＥＭＳ６０は、停電リスクが解消された後（例えば、計画されていた停電が中止となった旨の情報を取得した場合や、実際に発生した停電から復帰（復電）した場合などに）、上述の通常制御を実行する。すなわち、停電リスクが解消された場合には、停電リスク対応制御を終了し、通常制御に移行する。
In step S18, the
一方、ステップＳ１４から移行したステップＳ１９において、ＥＭＳ６０は、深夜時間帯において、蓄電池１２を満充電まで充電させる。ＥＭＳ６０は、蓄電池１２が満充電になると、当該蓄電池１２を停電リスクまで待機させる。また、ＥＭＳ６０は、停電リスクの発生時刻になった場合（停電が発生した場合）には、蓄電池１２を放電させる。ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ１９の処理を行った後、ステップＳ１８に移行する。
On the other hand, in step S19 shifted from step S14, the
一方、ステップＳ１３から移行したステップＳ２０（図４参照）において、ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに余剰電力が発生するか否かを判定する。ＥＭＳ６０は、ステップＳ１０で判定された停電リスクと、ステップＳ１２で予測された余剰電力に基づいて、当該ステップＳ２０の処理を行うことができる。
On the other hand, in step S20 (see FIG. 4) shifted from step S13, the
ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに余剰電力が発生すると判定した場合（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２１に移行する。一方、ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに余剰電力が発生しないと判定した場合（ステップＳ２０で「ＮＯ」）、ステップＳ２５に移行する。
When the
ステップＳ２１において、ＥＭＳ６０は、余剰電力量が蓄電池１２を満充電まで充電させるのに必要な電力（必要充電量＝蓄電容量−充電残量）よりも多いか否かを判定する。なお、「充電残量」とは、蓄電池１２に充電されている電力量（残量）である。ステップＳ２１における「充電残量」は、余剰電力が発生し始める時刻における蓄電池１２の残量で判断される。
In step S21, the
ＥＭＳ６０は、余剰電力量が必要充電量よりも多いと判定した場合（ステップＳ２１で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２２に移行する。一方、ＥＭＳ６０は、余剰電力量が必要充電量以下であると判定した場合（ステップＳ２１で「ＮＯ」）、ステップＳ２４に移行する。
When the
ステップＳ２２において、ＥＭＳ６０は、余剰電力が発生した場合、満充電となるまで当該余剰電力を蓄電池１２に充電させる。この際、蓄電池１２は、系統電源Ｋからの電力を充電することはなく、余剰電力のみを充電する。
In step S22, when surplus power is generated, the
なお、この際、余剰電力で蓄電池１２を十分満充電まで充電できる場合（すなわち、蓄電池１２の充電に必要な電力より、余剰電力が大きい場合）には、事前に蓄電池１２を放電させることも可能である。この場合に放電させることが可能な電力量（放電可能量）は、以下の式（４）で決定することができる。
放電可能量＝余剰電力量−蓄電容量＋充電残量 ・・・ （４）
At this time, if the
Dischargeable amount = surplus power amount-storage capacity + remaining charge ... (4)
また、ＥＭＳ６０は、停電リスクの発生時刻になった場合（停電が発生した場合）には、蓄電池１２を放電させる。これによって、停電時においても負荷Ｈで電力を利用することができる。
Further, the
ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ２２の処理を行った後、ステップＳ２３に移行する。
The
ステップＳ２３において、ＥＭＳ６０は、停電リスクが解消された後、上述の通常制御を実行する。すなわち、停電リスクが解消された場合には、停電リスク対応制御を終了し、通常制御に移行する。
In step S23, the
一方、ステップＳ２１から移行したステップＳ２４において、ＥＭＳ６０は、余剰電力が発生した場合、満充電となるまで当該余剰電力を蓄電池１２に充電させる。この際、余剰電力だけでは電力が不足するため、不足分を系統電源Ｋから購入（買電）して充電する。ＥＭＳ６０は、蓄電池１２が満充電になると、当該蓄電池１２を停電リスクまで待機させる。
On the other hand, in step S24 shifted from step S21, when surplus power is generated, the
また、ＥＭＳ６０は、停電リスクの発生時刻になった場合（停電が発生した場合）には、蓄電池１２を放電させる。これによって、停電時においても負荷Ｈで電力を利用することができる。
Further, the
ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ２４の処理を行った後、ステップＳ２３に移行する。
The
一方、ステップＳ２０から移行したステップＳ２５において、ＥＭＳ６０は、満充電となるまで蓄電池１２を即時に充電させる。この際、系統電源Ｋから購入（買電）された電力が、蓄電池１２に充電される。ＥＭＳ６０は、蓄電池１２が満充電になると、当該蓄電池１２を停電リスクまで待機させる。
On the other hand, in step S25, which is a transition from step S20, the
また、ＥＭＳ６０は、停電リスクの発生時刻になった場合（停電が発生した場合）には、蓄電池１２を放電させる。具体的には、蓄電池１２は負荷追従運転を行うことで、負荷Ｈに応じて電力を放電する。これによって、停電時においても負荷Ｈで電力を利用することができる。
Further, the
ＥＭＳ６０は、当該ステップＳ２５の処理を行った後、ステップＳ２３に移行する。
The
以上のように、ＥＭＳ６０は、停電リスクがあることが分かった場合には（図３のステップＳ１０で「ＹＥＳ」）、各種の予測値を用いて、停電リスクまでに深夜時間帯や余剰電力があるかどうかを判定する（ステップＳ１２〜ステップＳ１４）。そして、停電リスクまでに深夜時間帯や余剰電力がある場合には、蓄電池１２を深夜時間帯に最低限の量だけ充電させる（ステップＳ１５）。これによって、系統電源Ｋからの無駄な電力の購入（買電）を抑制することができる。
As described above, when the EMS60 is found to have a power failure risk (“YES” in step S10 in FIG. 3), the midnight time zone and surplus power are set before the power failure risk by using various predicted values. It is determined whether or not there is (step S12 to step S14). Then, if there is a midnight time zone or surplus power before the risk of power failure, the
またＥＭＳ６０は、蓄電池１２に充電した電力を放電して負荷Ｈで活用した後に、余剰電力を用いて蓄電池１２を満充電まで充電させる（ステップＳ１６、ステップＳ１７）。このようにして、蓄電池１２に充電された電力を有効活用しながらも、停電リスクまでに蓄電池１２を満充電まで充電させ、停電リスクに備えることができる。
Further, the
一方、ＥＭＳ６０は、停電リスクまでに深夜時間帯があるものの、余剰電力が発生しないと判定した場合には（ステップＳ１３で「ＹＥＳ」、ステップＳ１４で「ＮＯ」）、比較的安価な深夜電力を充電することで（ステップＳ１９）、低コストで停電リスクに備えることができる。
On the other hand, when it is determined that surplus power is not generated (“YES” in step S13, “NO” in step S14), the
またＥＭＳ６０は、停電リスクまでに深夜時間帯がないものの、余剰電力が発生すると判定した場合には（ステップＳ１３で「ＮＯ」、図４のステップＳ２０で「ＹＥＳ」）、当該余剰電力を蓄電池１２に充電させる。この際、余剰電力だけで蓄電池１２を満充電まで充電させることができる場合には、系統電源Ｋから電力を購入することなく、蓄電池１２を充電させる（ステップＳ２１で「ＹＥＳ」、ステップＳ２２）。一方、余剰電力だけでは蓄電池１２を満充電まで充電させることができない場合には、不足分を系統電源Ｋから購入して、蓄電池１２を充電させる（ステップＳ２１で「ＮＯ」、ステップＳ２３）。このようにして、極力余剰電力を用いて蓄電池１２を充電させることで、低コストで停電リスクに備えることができる。
Further, when the
またＥＭＳ６０は、停電リスクまでに深夜時間帯も余剰電力もないと判定した場合には（図３のステップＳ１３で「ＮＯ」、図４のステップＳ２０で「ＮＯ」）、即時に蓄電池１２を満充電まで充電させる。このように、低コストで電力を確保できない場合（深夜電力も余剰電力も確保できない場合）には、即時に蓄電池１２を満充電にさせることで、速やかに停電リスクへの準備を行うことができる。
Further, when the
以下、実際に停電リスク対応制御を行った場合の具体例を示す。なお、図５においては、各時刻における、蓄電池１２の充電電力、系統電源Ｋからの購入電力、放電電力、負荷Ｈによる太陽光発電電力の消費電力（自家消費）、負荷Ｈの電力需要、太陽光発電部１１の発電電力（ＰＶ）及び蓄電残量（ＳＯＣ）を示している。
Hereinafter, a specific example will be shown when the power failure risk response control is actually performed. In FIG. 5, at each time, the charging power of the
なお、図例において、深夜時間帯は０時〜７時であるものとする。図例では、２１時以降に停電リスクが予測されており、停電リスクまでに深夜時間帯や余剰電力があるものとする（図３のステップＳ１０〜ステップＳ１４）。そこで、ＥＭＳ６０は、深夜充電目標を算出し、蓄電池１２を充電させている（ステップＳ１５）。
In the illustrated example, the midnight time zone is assumed to be from 0:00 to 7:00. In the illustrated example, it is assumed that the risk of power failure is predicted after 21:00, and there is a midnight time zone and surplus power before the risk of power failure (steps S10 to S14 in FIG. 3). Therefore, the
ここで、図例では、余剰電力量が３．７ｋＷｈであり、深夜時間帯から余剰電力が発生するまで（７時〜９時）に購入することになる電力量（放電量）が２．２ｋＷｈであり、蓄電容量が５．４ｋＷｈであるものとする。この場合、例えば上記式（１）を用いて深夜充電目標を算出すると、深夜充電目標＝１−（３．７−２．２）÷５．４＝０．７２（７２％）となる。このためＥＭＳ６０は、深夜時間帯に、蓄電池１２の充電量（ＳＯＣ）が７２％になるまで充電を行う。
Here, in the figure example, the amount of surplus power is 3.7 kWh, and the amount of power (discharge amount) to be purchased from the midnight time zone until the surplus power is generated (7:00 to 9:00) is 2.2 kWh. It is assumed that the storage capacity is 5.4 kWh. In this case, for example, when the midnight charging target is calculated using the above formula (1), the midnight charging target = 1- (3.7-2.2) ÷ 5.4 = 0.72 (72%). Therefore, the
次に、ＥＭＳ６０は、放電目標まで蓄電池１２を放電させる（ステップＳ１６）。ここで、上記式（３）を用いて放電目標を算出すると、放電目標＝１−３．７÷５．４＝０．３１（３１％）となる。このためＥＭＳ６０は、７時以降に、蓄電池１２の充電量（ＳＯＣ）が３１％になるまで放電を行う。
Next, the
最後に、ＥＭＳ６０は、余剰電力を用いて蓄電池１２を満充電まで充電させる（ステップＳ１７）ことで、停電リスクが予測される時刻（２１時）の時点で、蓄電池１２の満充電を維持することができる。
Finally, the
以上のように、本実施形態に係る電力供給システム１では、停電リスクが発生する場合に、深夜電力を蓄電池１２に必要最低限だけ充電させる。そして、蓄電池１２を放電させて電力を活用すると共に、余剰電力を充電することで、停電リスクまでに蓄電池１２を満充電にすることができる。これによって、停電時に利用可能な蓄電池１２の充電電力を確保しながらも、無駄な充電（系統電源Ｋからの電力の購入）を抑制することで経済性を向上させることができる。
As described above, in the
以上の如く、本実施形態に係る電力供給システム１は、
自然エネルギーを利用して発電可能な太陽光発電部１１（発電部）と、
前記太陽光発電部１１の発電電力を充放電可能な蓄電池１２と、
前記蓄電池１２の充放電を制御可能なＥＭＳ６０（制御部）と、
を具備し、
前記ＥＭＳ６０は、
停電の発生が予測された場合、前記太陽光発電部１１からの余剰電力に応じて決定される充電量だけ前記蓄電池１２を充電させる第一充電処理（ステップＳ１５）を行うものである。
As described above, the
Solar power generation unit 11 (power generation unit) that can generate electricity using natural energy,
A
An EMS60 (control unit) capable of controlling charging / discharging of the
Equipped with
The EMS60 is
When the occurrence of a power outage is predicted, the first charging process (step S15) is performed to charge the
このように構成することにより、停電時における利便性と経済性とを両立させることができる。すなわち、余剰電力に応じた充電量だけを充電することができるため、無駄な充電（買電）を抑制しつつ、停電に備えた充電を行うことができる。 With such a configuration, it is possible to achieve both convenience and economy in the event of a power failure. That is, since it is possible to charge only the amount of charge corresponding to the surplus power, it is possible to perform charging in preparation for a power failure while suppressing unnecessary charging (purchasing power).
また、前記ＥＭＳ６０は、
前記第一充電処理において、停電の発生予想時刻以前の深夜時間帯に前記蓄電池１２を充電させるものである。
In addition, the EMS60 is
In the first charging process, the
このように構成することにより、経済性を向上させることができる。すなわち、比較的料金の安い深夜時間帯において、蓄電池１２を充電させることができる。
With such a configuration, economic efficiency can be improved. That is, the
また、前記ＥＭＳ６０は、
前記第一充電処理によって前記蓄電池１２を充電させた後、前記太陽光発電部１１からの余剰電力が発生する前に、前記太陽光発電部１１からの余剰電力に応じて決定される放電量だけ前記蓄電池１２を放電可能とする第一放電処理（ステップＳ１６）を行うものである。
In addition, the EMS60 is
After charging the
このように構成することにより、蓄電池１２に充電された電力の有効活用を図ることができる。すなわち、余剰電力が発生すれば蓄電池１２への充電が可能となるため、余剰電力発生までに電力を放電し、有効活用を図ることができる。
With such a configuration, the electric power charged in the
また、前記ＥＭＳ６０は、
前記太陽光発電部１１からの余剰電力が発生した場合、前記太陽光発電部１１からの余剰電力で前記蓄電池１２を満充電まで充電させる第二充電処理（ステップＳ１７）を行うものである。
In addition, the EMS60 is
When the surplus electric power from the solar
このように構成することにより、余剰電力を利用して、停電の発生に備えて蓄電池１２に電力を充電することができる。これによって、電力を系統電源Ｋから購入する必要がないため、経済性を向上させることができる。
With this configuration, the
また、前記ＥＭＳ６０は、
前記第二充電処理によって前記蓄電池１２を満充電まで充電させた後、停電の発生予測時刻まで前記蓄電池１２の放電を禁止する（ステップＳ１７）ものである。
In addition, the EMS60 is
After charging the
このように構成することにより、蓄電池１２を満充電のまま停電が発生するまで待機させることができるため、十分に停電に備えることができる。
With this configuration, the
また、前記ＥＭＳ６０は、
停電の発生が予測され、停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯があり、かつ停電の発生予測時刻以前に前記太陽光発電部１１からの余剰電力が発生しない場合、当該深夜時間帯において前記蓄電池１２を充電させる第三充電処理（ステップＳ１９）を行うものである。
In addition, the EMS60 is
If a power outage is predicted, there is a midnight time zone before the predicted power outage time, and no surplus power is generated from the photovoltaic
このように構成することにより、余剰電力が発生しない場合であっても、比較的低コストで停電に備えることができる。すなわち、余剰電力が発生しない場合には、比較的安価な深夜電力で蓄電池１２を充電させることで、低コストで停電に備えることができる。
With this configuration, even when surplus power is not generated, it is possible to prepare for a power outage at a relatively low cost. That is, when surplus power is not generated, the
また、前記ＥＭＳ６０は、
停電の発生が予測され、かつ停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯がない場合、前記太陽光発電部１１からの余剰電力を前記蓄電池１２に充電させる第四充電処理（ステップＳ２２、ステップＳ２４）を行うものである。
In addition, the EMS60 is
When the occurrence of a power failure is predicted and there is no midnight time zone before the predicted time of the power failure, the fourth charging process (step S22, step S24) for charging the
このように構成することにより、深夜時間帯がない場合であっても、比較的低コストで停電に備えることができる。 With this configuration, it is possible to prepare for a power outage at a relatively low cost even when there is no midnight time zone.
また、前記ＥＭＳ６０は、
停電の発生が予測され、停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯がなく、かつ停電の発生予測時刻以前に前記太陽光発電部１１からの余剰電力が発生しない場合、系統電源Ｋからの電力を前記蓄電池１２に充電させる第五充電処理（ステップＳ２５）を行うものである。
In addition, the EMS60 is
If a power outage is predicted, there is no midnight time zone before the predicted power outage time, and no surplus power is generated from the photovoltaic
このように構成することにより、低コストで電力を確保できない場合であっても、停電に備えた蓄電池１２の充電を行うことができる。すなわち、深夜時間帯の充電や、余剰電力の充電ができない場合には、系統電源Ｋからの電力を蓄電池１２に充電し、停電に備えることができる。
With this configuration, the
なお、本実施形態に係る太陽光発電部１１は、本発明に係る発電部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るＥＭＳ６０は、本発明に係る制御部の実施の一形態である。
The solar
Further, the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.
本実施形態において用いた数式や数値は一例であり、任意の数式や数値を用いることが可能である。例えば、ステップＳ１５で用いた式（１）、（２）、ステップＳ１６で用いた式（３）、ステップＳ２２で用いた式（４）等は、任意に変更することができる。 The mathematical formulas and numerical values used in this embodiment are examples, and any mathematical formulas and numerical values can be used. For example, the equations (1) and (2) used in step S15, the equation (3) used in step S16, the equation (4) used in step S22, and the like can be arbitrarily changed.
また、本実施形態で例示した停電リスク対応制御のフローチャートは一例であり、その処理内容や順序は任意に変更することができる。 Further, the flowchart of the power failure risk response control illustrated in this embodiment is an example, and the processing content and order thereof can be arbitrarily changed.
また、本実施形態において発電部は、太陽光を利用して発電する太陽光発電部１１であるものとしたが、他の自然エネルギー（例えば、水力や風力）を利用して発電するものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the power generation unit is a photovoltaic
また、本実施形態においては、電力供給システム１は住宅に設けられるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、オフィス等に設けられるものであってもよい。
Further, in the present embodiment, the
１ 電力供給システム
１０ 蓄電システム
１１ 太陽光発電部
１２ 蓄電池
１３ ハイブリッドパワコン
６０ ＥＭＳ
1
Claims (8)
前記発電部の発電電力を充放電可能な蓄電池と、
前記蓄電池の充放電を制御可能な制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
停電の発生が予測された場合、前記発電部からの余剰電力に応じて決定される充電量だけ前記蓄電池を充電させる第一充電処理を行う、
電力供給システム。 A power generation unit that can generate electricity using natural energy,
A storage battery that can charge and discharge the generated power of the power generation unit,
A control unit that can control the charging and discharging of the storage battery,
Equipped with
The control unit
When the occurrence of a power failure is predicted, the first charging process for charging the storage battery by the amount of charge determined according to the surplus power from the power generation unit is performed.
Power supply system.
前記第一充電処理において、停電の発生予想時刻以前の深夜時間帯に前記蓄電池を充電させる、
請求項１に記載の電力供給システム。 The control unit
In the first charging process, the storage battery is charged in the midnight time zone before the expected time of power failure.
The power supply system according to claim 1.
前記第一充電処理によって前記蓄電池を充電させた後、前記発電部からの余剰電力が発生する前に、前記発電部からの余剰電力に応じて決定される放電量だけ前記蓄電池を放電可能とする第一放電処理を行う、
請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。 The control unit
After charging the storage battery by the first charging process, the storage battery can be discharged by a discharge amount determined according to the surplus power from the power generation unit before the surplus power is generated from the power generation unit. Perform the first discharge process,
The power supply system according to claim 1 or 2.
前記発電部からの余剰電力が発生した場合、前記発電部からの余剰電力で前記蓄電池を満充電まで充電させる第二充電処理を行う、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電力供給システム。 The control unit
When surplus power is generated from the power generation unit, a second charging process is performed in which the storage battery is charged to full charge with the surplus power from the power generation unit.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3.
前記第二充電処理によって前記蓄電池を満充電まで充電させた後、停電の発生予測時刻まで前記蓄電池の放電を禁止する、
請求項４に記載の電力供給システム。 The control unit
After charging the storage battery to full charge by the second charging process, discharging of the storage battery is prohibited until the predicted time of power failure.
The power supply system according to claim 4.
停電の発生が予測され、停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯があり、かつ停電の発生予測時刻以前に前記発電部からの余剰電力が発生しない場合、当該深夜時間帯において前記蓄電池を充電させる第三充電処理を行う、
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電力供給システム。 The control unit
If a power outage is predicted, there is a midnight time zone before the predicted power outage time, and no surplus power is generated from the power generation unit before the predicted power outage time, the storage battery is charged in the midnight time zone. Perform the third charging process,
The power supply system according to any one of claims 1 to 5.
停電の発生が予測され、かつ停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯がない場合、前記発電部からの余剰電力を前記蓄電池に充電させる第四充電処理を行う、
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電力供給システム。 The control unit
If the occurrence of a power outage is predicted and there is no midnight time zone before the predicted time of the power outage, a fourth charging process is performed to charge the storage battery with surplus power from the power generation unit.
The power supply system according to any one of claims 1 to 6.
停電の発生が予測され、停電の発生予測時刻以前に深夜時間帯がなく、かつ停電の発生予測時刻以前に前記発電部からの余剰電力が発生しない場合、系統電源からの電力を前記蓄電池に充電させる第五充電処理を行う、
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の電力供給システム。 The control unit
If a power outage is predicted, there is no midnight time zone before the predicted power outage time, and no surplus power is generated from the power generation unit before the predicted power outage time, the power from the grid power supply is charged to the storage battery. Perform the fifth charging process,
The power supply system according to any one of claims 1 to 7.
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