CN102668303A - 电力交换系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种在集合住宅的用电户之间互相交换发电装置的发电量的电力交换系统，各上述用电户利用上述发电装置进行发电，并且通过同一电力供给体系接受商用交流电力的供给，由电力管理装置对提供给各用电户的电量进行管理，上述电力管理装置对一个用电户所剩余的电量和其他用电户的请求电量进行管理，通过上述电力供给体系将一个用电户的剩余电量提供给其他用电户。

Description

电力交换系统

技术领域

本发明涉及一种在集合住宅的用电户之间互相交换发电装置发电所产生的电量的电力交换系统。

背景技术

近年来，利用太阳能电池、燃料电池等来进行自己发电的用电户渐渐增多。但是，有时自己发电所产生的电量会超过耗电量。在这种情况下，超过耗电量的电量会被舍弃。因此，提出了一种将超过耗电量的剩余电力在用电户之间进行互相交换的技术(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2006-288162号公报

但是，对于在用电户之间交换的电量，由于是通过传输商用交流电力的电线来传输的，因此存在以下的情况：在各用电户所使用的电量中，源自商用交流电力的电量和用电户之间互相交换的电量的使用比例不明确。

发明内容

本发明是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制用电户之间交换的电量与商用交流电量的比例不明确而进行电能交换的电力交换系统。

根据本发明的一个实施方式，提供一种电力交换系统，在集合住宅内的用电户之间互相交换发电装置的发电量，各上述用电户利用上述发电装置进行发电，并且通过同一电力供给体系接受商用交流电力的供给，由电力管理装置对提供给各上述用电户的电量进行管理，上述电力管理装置还对一个用电户的剩余电量和其他用电户的请求电量进行管理，通过上述电力供给体系将一个用电户的剩余电量提供给其他用电户。

根据该结构，电力管理装置在将一个用电户所剩余的电量的电力交换至其它用电户时，对一个用电户所剩余的电量和其他用电户的请求电量进行掌握。由此，能够抑制用电户之间所交换的电量与各用电户所使用的商用交流电量的使用比例不明确的情况。

在此，也能够是，将用电户要售出的电量设为售电量，将用电户对其他用电户请求的请求电量设为购电量，上述用电户具备：产生电力的上述发电装置；以及电力控制装置，其基于上述发电装置的发电量来计算售电量，并且与上述电力管理装置之间发送接收表示上述售电量的售电量信息和表示上述购电量的购电量信息，上述电力管理装置基于来自上述电力控制装置的上述售电量信息和上述购电量信息来使用电户之间的电力买卖成立，并且基于电力买卖的成立，对发送了上述售电量信息的用电户指示售电，并且，上述电力管理装置对从上述电力供给体系提供给上述集合住宅的商用交流电量、各上述用电户的售电量以及各上述用电户的购电量进行统计，并且针对每个用电户，基于上述商用交流电量、上述售电量以及上述购电量来计算电费。

在集合住宅的用电户之间交换电力的情况下，如果通过基于各用电户的耗电量按比例分配商用交流电量来求出电费，则会在售电的用电户、购电的用电户以及不进行电力买卖的用电户之间产生不公平。根据该结构，电力管理装置对商用交流电量、各用电户的售电量、各用电户的购电量进行统计，并针对每个用电户，基于商用交流电量、售电量以及购电量来计算电费。即，关于各用电户的电费，将商用交流电量、售电量以及购电量考虑在内来计算电费，因此能够抑制在电费上在用电户之间产生不公平。

另外，也可以是，在上述电力供给体系中，在上述集合住宅内的电力供给下游体系与上述集合住宅外的电力供给上游体系之间设置有测量上述商用交流电力的流向的电力方向传感器，上述电力管理装置将通过上述电力方向传感器判断为不存在从上述电力供给上游体系向上述电力供给下游体系的电力流动的情况设为未使用商用电力的状态，将通过上述电力方向传感器判断为存在从上述电力供给上游体系向上述电力供给下游体系的电力流动的情况设为使用商用电力的状态，将两个状态进行区分，在上述未使用商用电力的状态下针对各用电户的使用电量的电费与在上述使用商用电力的状态下针对各用电户的使用电量的电费之间存在差异。

通过在未使用商用电力的状态与使用商用电力的状态之间对电费设置差，能够使用电户有动机在未使用商用电力的状态和使用商用电力的状态中的某个状态时更多地消耗电力。

在上述电力交换系统中，也能够是，上述发电装置包括多种发电装置，上述电力管理装置区分上述售电量是由上述多种发电装置中的哪种发电装置发出的，来对该售电量进行管理。

根据该结构，区分来自用电户的售电量是由哪个发电装置发出的来对该售电量进行管理，因此能够根据产生售电量的发电装置来进行信息处理。例如，对购买售电量的用电户提供关于售电量的发电装置的种类信息，或者根据发电装置的种类来在电能的价格上设置差。

另外，也可以是，在针对每个上述用电户基于上述商用交流电量、上述售电量以及上述购电量来计算电费时，使上述电费与作为上述售电量的发电源的发电装置的种类对应地不同。

由此，根据售电量的发电源的种类的将电费设定为不同的值，因此能够使用电户积极地使用与其它发电源相比被设定为低价格的发电源的电量。

优选的是，上述用电户还具备显示装置，该显示装置示出商用交流电力的电费和电力买卖所产生的电费。

根据该结构，能够将商用交流电力的电费和电力买卖所产生的电费显示给用电户。用电户能够对商用交流电力的电费与电力买卖所产生的电费进行比较，来判断是使用商用交流电力还是进行电力买卖。

在上述电力交换系统中，也可以是，上述发电装置被设置为由上述用电户所共享的装置，上述用电户具备蓄电池和充电器，该蓄电池蓄积从上述发电装置分配的电量，该充电器用于充入来自上述发电装置的发电量并且将与充电控制有关的充电信息发送至上述电力管理装置，上述电力管理装置基于来自上述充电器的充电信息来管理从上述发电装置对各上述用电户的蓄电池分配的分配电量。

根据该结构，由电力管理装置对从发电装置向各用电户的蓄电池分配的分配电量进行管理，因此抑制了对各用电户分配的分配电量不明确的情况。因而，抑制了对各用电户分配的分配电量与各用电户所使用的商用交流电量的比例不明确的情况。

另外，也可以是，将用电户要售出的电量设为售电量，将用电户对其他用电户请求的请求电量设为购电量，上述用电户还具备电力控制装置，该电力控制装置基于上述蓄电池的蓄电量来计算售电量，并且与上述电力管理装置之间发送接收表示上述售电量的售电量信息和表示上述购电量的购电量信息，上述电力管理装置对作为来自上述充电器的充电信息的充电水平以及来自上述电力控制装置的售电量和购电量进行管理。

由此，由电力管理装置对各用电户的充电器的充电水平、售电量以及购电量进行管理，因此能够基于这些信息来控制对各用电户的分配电量。

另外，也能够是，针对各上述用电户的蓄电池设定是否允许从上述发电装置进行充电的充电允许条件，上述电力管理装置在各上述用电户的蓄电池满足上述充电允许条件时允许对该蓄电池充电。

根据该结构，对于各用电户的蓄电池中满足充电允许条件的蓄电池，允许充电，对于各用电户的蓄电池中不满足充电允许条件的蓄电池，不允许充电。即，发电装置的发电量并非均等地分配给各用电户的蓄电池，而是对各用电户的蓄电池中满足充电允许条件的蓄电池分配其发电量，因此，与均等分配发电量的情况相比，能够抑制对不需要充电的蓄电池分配电量。

在上述电力交换系统中，也可以是，针对各上述用电户的蓄电池设定允许从蓄电池对上述电力供给体系售电的售电允许条件，上述电力管理装置在上述用电户的蓄电池满足上述售电允许条件时允许从该蓄电池售电。

由此，允许从各用电户的蓄电池中满足售电允许条件的蓄电池售电，不允许从不满足售电允许条件的蓄电池售电。这样，对各用电户的蓄电池的售电进行管理，因此适当地掌握各用电户的蓄电池的充电水平。

优选的是，要旨在于，上述电力管理装置对各上述用电户的蓄电池的充电次数和放电次数进行管理，并且基于上述充电次数和上述放电次数来计算各上述蓄电池的寿命。

蓄电池的消耗根据其使用度而不同。根据该结构，由电力管理装置对各用电户的蓄电池的充电次数和放电次数进行管理，并且计算各用电户的蓄电池的寿命，因此能够掌握各用电户的蓄电池的消耗程度。

另外，也可以是，上述电力管理装置基于上述售电量信息和上述购电量信息使用电户之间的电力买卖成立，并且基于电力买卖的成立，对发送了上述售电量信息的用电户发出售电的指示，上述电力管理装置对从上述电力供给体系提供给上述集合住宅的商用交流电量、各上述用电户的售电量以及各上述用电户的购电量进行统计，并且针对每个用电户，基于上述商用交流电量、上述售电量以及上述购电量来计算电费。

各用电户的蓄电池所蓄积的蓄电量会产生偏差。因此，存在即使从共享的发电装置均等地分配电力，电力也没有被有效使用的情况。但是，根据该结构，通过电力买卖，一个用电户的蓄电池所蓄积的电量被重新分配给其他用电户，因此有效利用了电力。另外，针对每个用电户，基于商用交流电量、售电量以及购电量来计算电费，因此能够为售电的用电户提供利益。由此，能够进一步使电力重新分配灵活化。

附图说明

通过之后参照以下附图对优选实施方式的说明，本发明的目的和特征变得明确。

图1是表示将本发明的电力交换系统具体化的第一实施方式的概要结构的框图。

图2是表示该实施方式的住宅的电力供给系统的概要结构的框图。

图3是表示该实施方式的各住宅的售电量、购电量以及买卖成立关系的表。

图4A和图4B示出该实施方式的电力交换系统的电力供给体系的电力收支，图4A是示意性地表示针对电力供给体系的电力输入输出状态的示意图，图4B是表示输入电量与输出电量之间的关系的图表。

图5是表示该实施方式的控制器所执行的“个体收费处理”的处理过程的流程图。

图6是表示该实施方式的发电装置与电力设定价格之间的关系的表。

图7是表示该实施方式的电力交换系统的源自太阳能电池的售电量、源自燃料电池的售电量、商用交流电量与购电价格之间的关系的图表。

图8是表示该实施方式的一个住宅的源自太阳能电池的售电量、源自燃料电池的售电量、购电量与个体收费之间的关系的图表。

图9是表示将本发明的电力交换系统具体化的第二实施方式的概要结构的框图。

图10是表示该实施方式的电力交换系统的太阳光发电量、住宅D的充电水平、住宅E的充电水平以及各住宅的分配电量之间的关系的图表。

具体实施方式

下面，参照形成本说明书的一部分的附图来更详细地说明本发明的实施方式。在所有附图中，对同一或类似的部分附加同一附图标记并省略说明。

(第一实施方式)

参照图1~图8来说明本发明的第一实施方式。

如图1所示，在公寓等集合住宅130中布置了电力供给体系120的布线，电力供给体系120与商用交流电源2相连接。

本实施方式的电力交换系统100由对各住宅131进行电力供给的电力供给体系120和管理对各住宅131的电力供给的电力管理装置101构成。电力供给体系120的基干部设置有共享蓄电池103。另外，在电力供给体系120中，在布线于集合住宅130内的电力供给下游体系122与布线于集合住宅130外的电力供给上游体系121之间且比设置有共享蓄电池103的部分更靠近上游的部分，设置有电流传感器102。电流传感器102检测电流的流向。在通过电流传感器102检测到电流从集合住宅130流向商用交流电源2的逆流时，从该时刻起将与逆流相当的电量蓄积在共享蓄电池103中。另外，例如在通过电流传感器102检测到电流从商用交流电源2向集合住宅130流动时，通过将这样蓄积的电力提供给电力供给体系120来对该电力进行放电。

另外，电力管理装置101、共享蓄电池103以及电流传感器102与信息网络110相连接。住宅131内设置有与信息网络110相连接的PC终端50以及对住宅131内的电力进行控制的电力供给系统1。电力供给系统1对各种设备(照明设备、空调、家电、音频以及视频设备等)进行电力供给，并且除了家庭用的商用交流电源(AC电源)2的电力以外，还将利用太阳光进行发电的太阳能电池3的电力、利用燃料进行发电的燃料电池4的电力提供给各种设备。

参照图2来对电力供给系统1进行说明。

电力供给系统1除了对输入直流电源(DC电源)来进行动作的DC设备5进行电力供给以外，还对输入商用交流电源2来进行动作的AC设备6进行电力供给。电力供给系统1中设置有控制器7和DC配电盘(内置直流断路器)8。另外，电力供给系统1中设置有控制单元9和继电器单元10来作为对住宅内的DC设备5的动作进行控制的设备。

控制器7上经由交流体系电力线12连接有使交流电力分支的AC配电盘11。该控制器7经由AC配电盘11与商用交流电源2相连接，并且经由直流体系电力线13a与太阳能电池3相连接，经由直流体系电力线13b与燃料电池4相连接。该控制器7从AC配电盘11取入交流电力并转换为规定的直流电力。另外，该控制器7从太阳能电池3和燃料电池4取入直流电力并转换为规定的直流电力。然后，该控制器7将该转换后的直流电力经由直流体系电力线14输出至DC配电盘8，并且通过直流体系电力线15输出至蓄电池16。进一步，该控制器7利用系统协作逆变器将太阳能电池3、燃料电池4以及蓄电池16的直流电力转换为交流电力，经由AC配电盘11对AC设备6进行电力供给或对电力供给体系120放出电力。另外，该控制器7经由信号线17与DC配电盘8之间进行数据交换。

DC配电盘8是对应直流电力的一种断路器。DC配电盘8使从控制器7输入的直流电力分支，将该分支后的直流电力经由直流体系电力线18输出至控制单元9，或者经由直流体系电力线19输出至继电器单元10。另外，DC配电盘8经由信号线20与控制单元9之间进行数据交换，或者经由信号线21与继电器单元10之间进行数据交换。

控制单元9上连接有多个DC设备5。这些DC设备5经由输送直流电力和数据这两者的直流供给线路22与控制单元9相连接。直流供给线路22通过所谓的电力线载波通信来利用一对线将电力和数据这两者输送至DC设备5，在该电力线载波通信中将利用高频载波电传数据的通信信号叠加在成为DC设备5的电源的直流电压上。控制单元9经由直流体系电力线18获取DC设备5的直流电力，基于经由信号线20从DC配电盘8得到的动作指令来掌握DC设备5的动作控制方式。然后，控制单元9经由直流供给线路22对所指示的DC设备5输出直流电压和动作指令，对DC设备5的动作进行控制。

控制单元9上经由直流供给线路22连接有开关23，该开关23用于在对住宅内的DC设备5的动作进行切换时进行操作。另外，控制单元9上经由直流供给线路22连接有传感器24，该传感器24检测例如来自红外线遥控器的发送电波。因而，不仅根据来自DC配电盘8的动作指示，也可以根据开关23的操作、传感器24的检测来利用通过直流供给线路22发送的通信信号控制DC设备5。

多个DC设备5分别经由独立的直流体系电力线25连接至继电器单元10。继电器单元10经由直流体系电力线19获取DC设备5的直流电源，基于经由信号线21从DC配电盘8得到的动作指令来掌握使哪一个DC设备5进行动作。然后，针对所指示的DC设备5，继电器单元10利用内置的继电器接通或断开对直流体系电力线25的电源供给，由此控制DC设备5的动作。另外，继电器单元10上连接有用于手动操作DC设备5的多个开关26，根据开关26的操作来利用继电器接通或断开对直流体系电力线25的电源供给，由此对DC设备5进行控制。

DC配电盘8上经由直流体系电力线28连接有直流插座27，该直流插座27例如以墙插座或地板插座的方式安装在住宅中。如果将DC设备5的插头(省略图示)插入该直流插座27中，则能够对该设备直接提供直流电力。

另外，AC配电盘11上连接有电表29，该电表29例如能够远程检查商用交流电源2的使用量。电表29中不仅配备了远程检查商用电源使用量的功能，例如还配备了电力线载波通信、无线通信的功能。电表29通过电力线载波通信、无线通信等向电力公司等发送查表结果。

电力供给系统1中设置有网络系统30，该网络系统30能够通过网络通信来对住宅内的各种设备进行控制。在网络系统30中设置有住宅内服务器31以作为该系统30的控制器。住宅内服务器31经由因特网等网络N与住宅外的管理服务器32相连接，并且经由信号线33与住宅内设备34相连接。另外，住宅内服务器31利用经由直流体系电力线35从DC配电盘8获取的直流电力进行动作。

住宅内服务器31上经由信号线37连接有控制箱36，该控制箱36对通过网络通信进行的对住宅内各种设备的动作控制进行管理。控制箱36经由信号线17与控制器7和DC配电盘8相连接，并且经由直流供给线路38直接控制DC设备5。控制箱36上连接有煤气表/自来水表39，并且连接有网络系统30的操作面板40，其中，该煤气表/自来水表39例如能够远程检查使用的燃气量、自来水量。操作面板40上连接有监视设备41，该监视设备41例如由门电话室外机(ドアホン子器)、传感器或照相机构成。

在通过网络N输入对住宅内的各种设备的动作指令时，住宅内服务器31将指示通知给控制箱36，使控制箱36进行动作以使各种设备执行按照动作指令的动作。另外，住宅内服务器31能够通过网络N将从煤气表/自来水表39获取到的各种信息提供给管理服务器32，并且当从操作面板40接收到表示利用监视设备41检测到异常的信息时，也将该意思通过网络N提供给管理服务器32。

在此，对控制器7进一步进行说明。

控制器7对从交流体系电力线12提供的商用交流电量MC、太阳能电池3的太阳光发电量MA、燃料电池4的燃料发电量MB、蓄电池16所蓄积的充电水平CL进行管理。该控制器7基于商用交流电量MC、太阳光发电量MA、燃料发电量MB以及充电水平CL来变更对AC设备6或DC设备5进行电力供给的电力供给源。例如，控制器7如下那样控制电力。

在DC设备5和AC设备6所消耗的耗电量MR小于太阳光发电量MA而太阳光发电量MA有所剩余时，控制器7将太阳光发电量MA蓄积在蓄电池16中。在蓄电池16的充电水平CL变为充满电的水平时，控制器7禁止充电。在太阳光发电量MA小于耗电量MR时，控制器7使蓄电池16对AC设备6或DC设备5进行电力供给。在蓄电池16的充电水平CL降低到规定阈值时，控制器7禁止从蓄电池16对AC设备6或DC设备5进行电力供给。该阈值是为了在停电等非常时刻供应使用的电能而对蓄电池16设定的阈值。

另外，控制器7在AC设备6的耗电量MR的总值超过被规定为最大耗电量的值时，利用AC配电盘11切断交流电力的供给。同样地，在DC设备5的耗电量MR的总值超过被规定为最大耗电量的值时，利用DC配电盘8切断直流电力的供给。

进一步，控制器7对耗电量MR、来自商用交流电源2的商用交流电量MC、燃料发电量MB、太阳光发电量MA以及蓄电池16的充电水平CL进行管理。然后，控制器7基于这些电量来计算可售电量(以下称为售电量MS)。例如，基于燃料发电量MB和太阳光发电量MA与负载设备5、6的耗电量MR之差，将售电量MS设为该差的百分之几十的值而求出。该控制器7计算买卖请求电量(以下成为购电量MT)。另外，该控制器7将表示售电量MS的信息(以下称为售电量信息)和表示购电量MT的信息(以下称为购电量信息)发送至电力管理装置101。该控制器7在发送售电量信息和购电量信息的同时，还发送与产生售电量MS的发电装置的种类有关的信息。例如，将太阳光发电量MA设为源自太阳能电池的售电量MSX而进行发送。将燃料发电量MB设为源自燃料电池的售电量MSY而进行发送。

参照图3，对由电力管理装置101执行的电力买卖控制进行说明。在此，对住宅A、B、C的买卖电量进行说明。住宅A是剩余太阳光发电量MA或燃料发电量MB的住宅，将住宅B和住宅C设为是用尽了太阳光发电量MA和燃料发电量MB而从商用交流电源2接受电力供给的住宅。该图的表示出规定时刻的各住宅131的发电量MU、耗电量MR、买卖电量以及买卖成立关系之间的关系。此外，发电量MU表示太阳光发电量MA与燃料发电量MB的总和。售电量MS在该买卖电量一列中以正号示出，购电量MT在该买卖电量一列中以负号示出。

电力管理装置101基于该图的表所示的信息来对电力买卖的对象进行匹配。例如，该电力管理装置101使所有卖家侧与所有买家侧之间成立电力买卖，来将卖家侧的售电量MS分配给买家侧。每隔规定周期进行这种电力买卖处理。

在该图所示的表的状态时，电力管理装置101使住宅A与住宅B之间的电力买卖和住宅A与住宅C之间的电力买卖成立。在电力买卖成立时，对售电一方输出表示放电这种意思的指令。在住宅A中，对电力供给体系120放出售电量MS。此时，使售电量MS流入与电力供给体系120连接的各住宅131。这样，虽然无法确定售电量MS的去向，但是在电力管理装置101的各住宅131的电量管理历史记录上会被记录为来自住宅A的售电量MS被分配给住宅B和住宅C。此外，住宅B和住宅C即使接受了来自住宅A的售电量MS的分配也会产生电量不足。通过购买来自商用交流电源2的电力来供应该不足电量。

参照图4来说明电力供给体系120的电力输入输出的关系。

如该图4A所示，流入电力供给体系120的输入电量MPin为来自各住宅131的售电量MS的总和与从商用交流电源2提供至电力供给体系120的商用交流电量MC之和。从电力供给体系120输出的输出电量MPout为各住宅131购入的购电量MT的总和。如该图4B所示，在电力供给体系120中通过使输入电量MPin与输出电量MPout相等来使电力收支一致。因此，通过对输入至电力供给体系120和从电力供给体系120输出的电量、电力买卖的卖家和买家、买卖电量进行管理，商用交流电量MC与买卖电量不会混淆，而能够使住宅之间的电力买卖成立。

售电量MS是由太阳能电池3或燃料电池4产生的，与商用交流电力相比，存在有利于环境等的附加价值，因此设定与商用交流电力不同的价格。

参照图5来说明电力管理装置101所执行的个体收费处理的具体处理过程。此外，该处理是每隔规定期间执行一次的。

首先，在步骤S110中，从各住宅131获取源自太阳能电池的售电量MSX。在步骤S120中，从各住宅131获取源自燃料电池的售电量MSY。进一步，在步骤S130中，获取流入电力供给体系120的商用交流电量MC。

接着，在步骤S140中，基于源自太阳能电池的售电量MSX、源自燃料电池的售电量MSY以及商用交流电量MC来设定购电价格Ct。在步骤S150中，将购电价格Ct发送至各住宅131，显示在各住宅131的PC终端50上。进一步，在步骤S160中计算各住宅131的个体收费。

图6示出针对各发电装置的电力设定价格。

源自太阳能电池的售电量MSX的电力设定价格被设定为低于源自燃料电池的售电量MSY的电力设定价格。源自燃料电池的售电量MSY的电力设定价格被设定为低于源自商用交流电源的电力设定价格。即，从购电一方来看，将源自太阳能电池的售电量MSX和源自燃料电池的售电量MSY与商用交流电量MC相比，有动机更多地购入源自太阳能电池或源自燃料电池的售电量MSX、MSY。另外，如果将源自太阳能电池的售电量MSX与源自燃料电池的售电量MSY相比，则有动机更多地购入源自太阳能电池的售电量MSX。

另外，也可以如下那样设定针对各发电装置的电力设定价格。

对集合住宅130内供应电力的未使用商用电力的状态和集合住宅130内供应电力的使用商用电力的状态进行区分，在各状态下将电力设定价格设定为不同的值。例如，与使用商用电力的状态相比，在未使用商用电力的状态下，将源自太阳能电池和源自燃料电池的电力设定价格设定得低。此外，将未使用商用电力的状态设为通过电流传感器102判断为不存在从电力供给上游体系121向电力供给下游体系122的电力流动时的状态。将使用商用电力的状态设为通过电流传感器102判断为存在从电力供给上游体系121向电力供给下游体系122的电力流动时的状态。

参照图7来说明购电价格Ct的计算方法。该图的图表示出流入电力供给体系120的源自太阳能电池的售电量MSX、源自燃料电池的售电量MSY以及来自商用交流电源2的商用交流电量MC。该图的源自太阳能电池的售电量MSX表示来自各住宅的源自太阳能电池的售电量MSX的总和。源自燃料电池的售电量MSY表示来自各住宅的源自燃料电池的售电量MSY的总和。商用交流电量MC表示从商用交流电源2提供至集合住宅130的电量。

源自太阳能电池的售电量MSX在白天增大。源自燃料电池的售电量MSY从白天到夜间都是大致固定的量。商用交流电量MC在早上和夜间增大。像这样，来自各种发电装置的电量根据时间而变动。

流入电力供给体系120的电量被分配给各住宅131。因此，如该图的(1)式那样，将购电价格Ct设为流入电力供给体系120的源自各种发电装置的电量的加权平均来进行计算。

参照图8来说明各住宅131的个体收费的计算方法。此外，该图示出一个住宅一天中的源自太阳能电池的售电量MSX、源自燃料电池的售电量MSY、来自电力供给体系120的购电量MT。

在该图所示的住宅131中，将太阳能电池3或燃料电池4的发电量中未被消耗而剩余的电量作为售电量MS而卖出。在该图中，源自太阳能电池的售电量MSX在白天变大。源自燃料电池的售电量MSY到傍晚变大。来自电力供给体系120的购电量MT在早上和夜间变大。

售电量MS在被其他住宅131购买时成为卖家的利益，因此针对个体收费是要扣除的要素。购电量MT是在产生电力不足时所购买的，因此针对个体收费是要增加的要素。即，如该图的(2)式那样求出平均每天的个体收费。

根据本实施方式的电力交换系统100，能够起到以下的效果。

(1)在本实施方式中，由电力管理装置101对提供给各住宅131的电量进行管理。电力管理装置101对与一个住宅131所剩余的电量对应的售电量MS和其他住宅131的购电量MT进行管理，通过电力供给体系120将一个住宅131的售电量MS卖给其他住宅131。

根据该结构，电力管理装置101对一个住宅131中的售电量MS以及其他住宅131的购电量MT进行管理，将一个住宅131的售电量MS的电力交换至其他用户。由此，能够抑制在住宅131之间交换的买卖电量与各住宅131所使用的商用交流电量MC的比例不明确。

(2)控制器7基于发电装置的发电量求出售电量MS，并且与电力管理装置101之间发送接收表示售电量MS的售电量信息和表示购电量MT的购电量信息。电力管理装置101基于来自控制器7的售电量信息和购电量信息使住宅131之间的电力买卖成立，并且基于电力买卖的成立对卖家的住宅131指示售电。进一步，该电力管理装置101对从电力供给体系120提供至集合住宅130内的商用交流电量MC、各住宅131的售电量MS、各住宅131的购电量MT进行统计，并且针对每个住宅131，基于商用交流电量MC、售电量MS以及购电量MT计算电费。

在住宅131之间交换电力的情况下，如果基于各住宅131的耗电量按比例分配商用交流电量MC来求出电费，则会在售电的住宅131、购电的住宅131以及不进行电力买卖的住宅131之间产生不公平。在这一点上，根据该结构，电力管理装置101对商用交流电量MC、各住宅131的售电量MS以及各住宅的购电量MT进行统计，并且针对每个住宅131，基于商用交流电量MC、售电量MS以及购电量MT来计算电费。即，关于各住宅131的电费，将商用交流电量MC、售电量MS以及购电量MT考虑在内来计算电费，因此能够抑制在电费上在住宅131之间产生不公平。

(3)在本实施方式中，在电力供给体系120中，在集合住宅130内的电力供给下游体系122与集合住宅130外的电力供给上游体系121之间设置有测量商用交流电力的流向的电流传感器102。电力管理装置101对未使用商用电力的状态和使用商用电力的状态进行区分，在针对未使用商用电力的状态下的各住宅131的使用电量的电费与针对使用商用电力的状态下的各住宅131的使用电量的电费之间设置差。

根据本发明，通过在未使用商用电力的状态与使用商用电力的状态之间对电费设置差，能够使住宅131有动机要在未使用商用电力的状态和使用商用电力的状态的某个状态时更多地消耗电力。

(4)在本实施方式中，发电装置由两种发电装置，即太阳能电池3和燃料电池4构成。电力管理装置101将售电量MS区分为是由太阳能电池3和燃料电池4中的哪个发电装置发出的来进行管理。

根据本结构，将来自住宅131的售电量MS区分为是由太阳能电池3和燃料电池4中的哪个发电装置发出的来进行管理，因此能够基于产生售电量MS的发电装置的种类来进行信息处理。例如，对购买售电量MS的住宅131提供关于售电量MS的发电装置的种类的信息，或者根据发电装置的种类来对电能价格设置差。

(5)在本实施方式中，在基于商用交流电量、售电量MS以及购电量MT来计算电费时，使电费与作为售电量MS的发电源的发电装置对应地不同。

根据本结构，根据售电量MS的发电源的种类将电费设定为不同的值，因此能够使住宅131积极地使用与其它发电源相比被设定为低价格的发电源的电能。

(6)在本实施方式中，住宅131具备作为显示装置的PC终端50，该显示装置示出商用交流电力的电费和电力买卖所产生的电费。根据该结构，能够在各住宅131中显示商用交流电力的电费和电力买卖所产生的电费。各住宅131能够对商用交流电力的电费与电力买卖所产生的电费进行比较，来判断是使用商用交流电力还是进行电力买卖。

(第二实施方式)

参照图9和图10来说明本发明的第二实施方式。

本实施方式的电力交换系统100相对于第一实施方式的结构，施加了下面的变更。即，在第一实施方式中，各住宅131利用太阳能电池3和燃料电池4进行发电，而在本实施方式中是将设置于集合住宅130的共享的共享太阳能电池104的发电量分配给各住宅131。下面，对随着该变更产生的上述第一实施方式的结构的详细变更进行说明。此外，对与上述第一实施方式共同的结构附加同一附图标记并省略其说明。

如图9所示，在公寓等集合住宅130中布置了电力供给体系120的布线，该电力供给体系120与商用交流电源2相连接。公寓内的各住宅131通过电力供给体系120接受电力供给。蓄电池16中设置有充电器51，该充电器51用于充入来自共享太阳能电池104的电力。

各住宅131的蓄电池16经由充电器51与共享太阳能电池104相连接。各充电器51通过信息网络110与电力管理装置101相连接。该充电器51将与充电有关的充电信息发送给电力管理装置101，并且接收来自电力管理装置101的与充电有关的指令。由电力管理装置101对从共享太阳能电池104提供的电量向各蓄电池16的充电进行控制。基于电力管理装置101的充电开始指令来开始对特定的住宅131的蓄电池16充电，基于充电停止指令来停止对蓄电池16充电。各住宅131的蓄电池16的充电水平CL由电力管理装置101进行管理。

共享太阳能电池104的发电量(以下称为共享太阳光发电量MAA)通过直流体系电力线105分配给各住宅131。根据对各住宅131设定的充电允许条件来开始共享太阳光发电量MAA对各住宅131的电力供给，根据充电停止条件来停止充电。

充电允许条件用于判断蓄电池16的充电水平CL是否处于允许充电的充电允许水平。充电停止条件用于判断蓄电池16的充电水平CL是否处于充电停止水平。此外，充电允许水平和充电停止水平被设定为按照每个住宅131而不同的值。

在共享太阳能电池104开始发电时，掌握各住宅131的蓄电池16的状态，根据充电允许条件来判断能否进行充电。对于充电水平CL为充电允许水平的住宅131，开始对蓄电池16充电。对于充电水平CL未达到充电允许水平的住宅131，不对蓄电池16充电。在根据充电停止条件判断为应停止充电时，停止对该蓄电池16充电。

各住宅131的蓄电池16的充电时间和共享太阳光发电量MAA由电力管理装置101进行管理。电力管理装置101计算来自共享太阳能电池104的电量的对各住宅131的分配电量和分配比率。

蓄电池16的充电水平CL根据各住宅131的负载设备5、6的耗电量MR不同而不同。耗电量MR小的住宅131中充电水平CL维持为高水准的时间长。耗电量MR大的住宅131中充电水平CL维持为高水准的时间短。在没有来自蓄电池16的电力供给而电力不足时，住宅131从商用交流电源2接受电力供给。另一方面，在其他住宅131中，有时蓄电池16的蓄电量未被使用而有剩余。因此，为了有效利用蓄积在蓄电池16中的电能，在住宅131之间互相交换蓄电池16的蓄电量。

根据是否满足对各住宅131设定的交换条件来进行住宅131之间的蓄电池16所蓄积的蓄电量的交换。交换条件包括以下两个条件：蓄电池16的充电水平CL处于可放电水平，以及在其他住宅131的蓄电池16中充电水平CL处于充电允许水平。在两个条件成立时，从充电水平处于可放电水平的蓄电池16对电力供给体系120放出电力。此外，交换条件中的可放电水平被设定为按每个住宅131而不同的值。

参照图10来说明一天内的住宅131之间的电能交换。在此，对住宅D与住宅E之间的电能交换进行说明。住宅D是剩余有共享太阳光发电量MAA的住宅。将住宅E设为用尽共享太阳光发电量MAA而从商用交流电源2接受电力供给的住宅。另外，在住宅D和住宅E中，蓄电池16的可放电水平被设定为大于等于阈值CL2，蓄电池16的允许充电水平被设定为小于阈值CL2。

共享太阳光发电量MAA在白天变大。住宅D基于充电允许条件的成立，在时刻t21到时刻t22的期间A从共享太阳能电池104接受共享太阳光发电量MAA的分配。在时刻t22，蓄电池16的充电水平CL达到充满电的水平CL1，基于充电停止条件的成立，停止从共享太阳能电池104分配共享太阳光发电量MAA。

此时，由于充电水平超过了阈值CL2，因此被判断为处于可放电水平，搜索交换条件成立的其他住宅131。即，搜索其他住宅131中蓄电池16的充电水平CL为充电允许水平的住宅。在存在该住宅时，交换条件成立，因此从住宅D的蓄电池16对电力供给体系120放出放电电量MD。

住宅E基于充电允许条件的成立，在时刻t21到时刻t23的期间A和期间B从共享太阳能电池104接受共享太阳光发电量MAA的分配。由于住宅E的耗电量MR大于住宅D的耗电量，因此充电水平CL的上升率低。在时刻t22蓄电池16的充电水平CL也未达到阈值CL2。此时，住宅E处于充电允许水平。在其他住宅131中存在处于可放电水平的住宅131时，接受来自该住宅131的电力供给。在该图中，住宅D符合处于可放电水平的住宅131，因此，住宅E通过住宅D的蓄电池16的放电而接受电力供给。

针对住宅D和住宅E的共享太阳光发电量MAA的分配量如下。

如该图的(3)式所示，住宅D的共享太阳光发电量MAA的分配电量为在期间A从共享太阳能电池104分配的电量与在时刻t22放出的放电电量MD之差。此外，在期间A从共享太阳能电池104分配的电量被设为共享太阳光发电量MAA除以在该期间A接受该发电量的分配的住宅131的个数N而得到的值。个数N根据时刻而变动，因此为时间t的函数。

如该图的(4)式所示，住宅E的共享太阳光发电量MAA的分配电量为在期间A和期间B从共享太阳能电池104分配的电量与从住宅D提供的电量之和。从住宅D提供的电量为根据在该时刻接受来自住宅D的电力供给的住宅131的个数Nx来按比例分配的值。

根据共享太阳光发电量MAA的分配电量与共享太阳光发电量MAA的电力设定价格之积来针对使用共享太阳光发电量MAA的各住宅131计算电费。

在住宅131之间执行电力交换时，执行电力买卖处理。即，各住宅131基于蓄电池16的蓄电量来求出售电量MS，并且与电力管理装置101之间发送接收表示售电量MS的售电量信息和表示购电量MT的购电量信息。在电力管理装置101中，基于售电量信息和购电量信息使买卖成立，并且记录售电量MS、购电量MT、电力的卖家以及买家。

共享太阳光发电量MAA的电力设定价格与来自商用交流电源2的电力价格之间设置有差。例如，将共享太阳光发电量MAA的电力设定价格设定为低于来自商用交流电源2的电力价格。由此，促使利用共享太阳光发电量MAA。

但是，当以蓄电池16为媒介来互相交换电能的频率变高时，存在蓄电池16的寿命由于蓄电池16的充电和放电而变短的情况。电力管理装置101对各蓄电池16的放电次数、放电量和放电时间、充电次数、充电量和充电时间、充电速度以及充电速度的变化等进行管理。该电力管理装置101基于这些信息来计算各住宅131的蓄电池16的估计寿命。蓄电池16的估计寿命通过信息网络110显示在PC终端50上。

根据本实施方式的电力交换系统100，除了之前的第一实施方式的上述(1)的效果以外，还能够起到下面示出的效果。

(7)在本实施方式中，共享太阳能电池104被设置为由住宅131共享。住宅131具备蓄电池16和充电器51，该蓄电池16蓄积从共享太阳能电池104分配的电量，该充电器51对来自共享太阳能电池104的发电量的充电进行控制并且发送与充电控制有关的充电信息。电力管理装置101基于来自充电器51的充电信息来管理从共享太阳能电池104分配的对各住宅131的蓄电池16的分配电量。

根据该结构，由电力管理装置101对从共享太阳能电池104向各住宅131的蓄电池16分配的分配电量进行管理，因此抑制了对各住宅131的分配电量不明确的情况。因而，抑制了对各住宅131的分配电量与各住宅131所使用的商用交流电量MC的比例不明确的情况。

(8)在本实施方式中，住宅131具备控制器7，该控制器7基于蓄电池16的蓄电量求出售电量MS，并且与电力管理装置101之间发送接收表示售电量MS的售电量信息和表示购电量MT的购电量信息。电力管理装置101对来自充电器51的作为充电信息的充电水平CL以及来自控制器7的售电量MS和购电量MT进行管理。

根据该结构，由电力管理装置101对各住宅131的充电器51的充电水平CL、售电量MS以及购电量MT进行管理，因此能够基于这些信息来控制对各住宅131的分配电量。

(9)在本实施方式中，针对各住宅131的蓄电池16设定是否允许从共享太阳能电池104进行充电的充电允许条件。电力管理装置101在各住宅131的蓄电池16满足充电允许条件时允许对蓄电池16充电。

根据该结构，共享太阳能电池104的发电量并非均等地分配给各住宅131的蓄电池16，而是对各住宅131的蓄电池16中满足充电允许条件的蓄电池16分配其发电量。由此，与均等分配发电量的情况相比，能够抑制对不允许充电的蓄电池16分配电量这样的浪费。

(10)在本实施方式中，针对各住宅131的蓄电池16设定允许从蓄电池16对电力供给体系120售电的售电允许条件。电力管理装置101在住宅131的蓄电池16满足售电允许条件时允许从该蓄电池16售电。

根据该结构，允许从各住宅131的蓄电池16中满足售电允许条件的蓄电池16售电，不允许从不满足售电允许条件的蓄电池16售电。这样，对各住宅131的蓄电池16的售电进行管理，因此适当地掌握各住宅131的蓄电池16的充电水平CL。

(11)在本实施方式中，电力管理装置101对各住宅131的蓄电池16的充电次数和放电次数进行管理，并且基于充电次数和放电次数来计算各蓄电池16的寿命。

蓄电池16的消耗根据其使用度而不同。关于这一点，根据上述结构，由电力管理装置101对各住宅131的蓄电池16的充电次数和放电次数进行管理，并且计算各住宅131的蓄电池16的寿命，因此能够掌握各住宅131的蓄电池16的消耗程度。

(其它实施方式)

此外，本发明的实施方式并不限于上述各实施方式所例示的方式，也能够例如如下那样对其进行变更来实施。另外，也能够将第一实施方式和第二实施方式组合来实施。进一步，以下的变形例并非只适用于上述各实施方式，也能够将不同的变形例之间相互组合来实施。

·在上述第一实施方式中，各住宅131的PC终端50与信息网络110相连接，但是也可以代之在控制器7上连接PC终端50，将购电价格Ct的信息和售电量信息以及购电量信息等显示在PC终端50上。

·在上述第一实施方式中，各住宅131的PC终端50、控制器7、共享蓄电池103以及电力管理装置101是通过信息网络110相连接的，但是也可以代之构成为这些装置能够经由因特网相互交换信息。

·在上述第一实施方式中，来自商用交流电源2的电力设定价格被设为固定值，但是在来自商用交流电源2的电力的市场价格有种类分别时，也可以与其对应地设置电力设定价格。例如，在来自商用交流电源2的电力的市场价格在白天和夜间不同时，也可以与其对应地计算购电价格Ct和个体收费。

·在上述第一实施方式中，源自太阳能电池的售电量MSX的电力设定价格被设为低于来自其它发电装置的电力设定价格，但是也可以使两者的价格关系相反来代替这种设定。在对源自太阳能电池的电力的需求高时，即使将源自太阳能电池的售电量MSX的电力设定价格设定为高于源自其它发电装置的电力设定价格，电力买卖也成立。在进行这种设定时可以尽早清偿太阳能电池3的设备投资。

·在上述第一实施方式中，在售电时从太阳能电池3对电力供给体系120放出电力，但是也可以代之经由蓄电池16放出该售电量MS。根据这种结构，蓄电池16发挥作为缓冲器的功能，因此与从太阳能电池3直接放电的情况相比，能够转换成输出变动小的电力提供给售电量MS的买家。

·在上述第一实施方式中，在每次产生售电和购电时都使电力买卖成立，但是也可以仅在规定时刻执行电力买卖来代替这种处理。例如，也可以在太阳能电池3的发电量最大的时间带执行电力买卖。

·在上述第一实施方式中，在各住宅131中设置有太阳能电池3和燃料电池4，但是也可以使集合住宅130中存在具备这些发电装置之一的住宅131，或存在不具备发电装置的住宅131。不具备发电装置的住宅131无法作为电力卖家参加电力买卖，但是能够成为电力的买家。

·在上述第一实施方式中，各住宅131不具有共享使用的发电装置，但是也可以对各住宅131设置共享的太阳能电池3或共享的燃料电池4。从共享的太阳能电池3或燃料电池4流入电力供给体系120的电量(以下称为共享电量)与图4的输入电量MPin相当。即，共享电量也能够作为售电量MS来进行处理。

·在上述第二实施方式中，利用共享太阳光发电量MAA的分配电量与共享太阳光发电量MAA的电力设定价格之积来计算各住宅的电费，但是也可以如第一实施方式那样求出电费。即，电力管理装置101对从电力供给体系120提供至集合住宅131内的商用交流电量、各住宅131的售电量MS以及各住宅131的购电量MT进行统计，并且针对每个住宅131，基于商用交流电量MC、售电量MS以及购电量MT来计算电费。

根据本发明，通过电力买卖，将一个住宅131的蓄电池16所蓄积的电量重新分配给其它住宅131，因此有效利用了电力。另外，针对每个住宅131，基于商用交流电量MC、售电量MS以及购电量MT来计算电费，因此能够为售电的住宅131提供利益。由此，能够进一步使电力重新分配灵活化。

·在上述第二实施方式中，各住宅131共享太阳能电池3，但是也可以代之而各住宅131共享燃料电池4。此外，各住宅131所共享的发电装置并不限于太阳能装置3、燃料装置4。

·在上述第二实施方式中，各住宅131中设置有蓄电池16，但是也可以将这些蓄电池16设为由集合住宅130的管理者来进行管理。在这种情况下，与各住宅131对应的蓄电池16被设置于集合住宅的管理室。

·在上述各实施方式中，电力管理装置101基于该图的表所示的信息来对电力买卖的对象进行匹配以执行电力买卖，但是也可以在电力管理装置101中预先设定卖家和买家以及买卖条件，基于该条件自动执行电力买卖。

·在上述各实施方式中，作为本发明的应用对象，举出了作为集合住宅130的公寓。即，本发明适用于如公寓那样从同一电力供给体系120接受商用交流电力的供给的用电户的集合。例如，也能够将本发明应用于租赁楼、工业区等。

以上，说明了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限定于这些特定实施方式，能够在不超出前述的权利要求书的范畴内进行多种变更和修正，可以说这也属于本发明的范畴。

Claims (12)

1.一种电力交换系统，在集合住宅内的用电户之间互相交换发电装置的发电量，

各上述用电户利用上述发电装置进行发电，并且通过同一电力供给体系接受商用交流电力的供给，

由电力管理装置对提供给各上述用电户的电量进行管理，

上述电力管理装置还对一个用电户的剩余电量和其他用电户的请求电量进行管理，通过上述电力供给体系将一个用电户的剩余电量提供给其他用电户。

2.根据权利要求1所述的电力交换系统，其特征在于，

将用电户要售出的电量设为售电量，将用电户对其他用电户请求的请求电量设为购电量，

上述用电户具备：

产生电力的上述发电装置；以及

电力控制装置，其基于上述发电装置的发电量来计算售电量，并且与上述电力管理装置之间发送接收表示上述售电量的售电量信息和表示上述购电量的购电量信息，

上述电力管理装置基于来自上述电力控制装置的上述售电量信息和上述购电量信息来使用电户之间的电力买卖成立，并且基于电力买卖的成立，对发送了上述售电量信息的用电户指示售电，并且，

上述电力管理装置对从上述电力供给体系提供给上述集合住宅的商用交流电量、各上述用电户的售电量以及各上述用电户的购电量进行统计，并且针对每个用电户，基于上述商用交流电量、上述售电量以及上述购电量来计算电费。

3.根据权利要求2所述的电力交换系统，其特征在于，

在上述电力供给体系中，在上述集合住宅内的电力供给下游体系与上述集合住宅外的电力供给上游体系之间设置有测量上述商用交流电力的流向的电力方向传感器，上述电力管理装置将通过上述电力方向传感器判断为不存在从上述电力供给上游体系向上述电力供给下游体系的电力流动的情况设为未使用商用电力的状态，将通过上述电力方向传感器判断为存在从上述电力供给上游体系向上述电力供给下游体系的电力流动的情况设为使用商用电力的状态，将两个状态进行区分，

在上述未使用商用电力的状态下针对各用电户的使用电量的电费与在上述使用商用电力的状态下针对各用电户的使用电量的电费之间存在差异。

4.根据权利要求2或3所述的电力交换系统，其特征在于，

上述发电装置包括多种发电装置，

上述电力管理装置区分上述售电量是由上述多种发电装置中的哪种发电装置发出的，来对该售电量进行管理。

5.根据权利要求4所述的电力交换系统，其特征在于，

在针对每个上述用电户基于上述商用交流电量、上述售电量以及上述购电量来计算电费时，使上述电费与作为上述售电量的发电源的发电装置的种类对应地不同。

6.根据权利要求2~5中的任一项所述的电力交换系统，其特征在于，

上述用电户还具备显示装置，该显示装置示出商用交流电力的电费和电力买卖所产生的电费。

7.根据权利要求1所述的电力交换系统，其特征在于，

上述发电装置被设置为由上述用电户所共享的装置，

上述用电户具备蓄电池和充电器，该蓄电池蓄积从上述发电装置分配的电量，该充电器用于充入来自上述发电装置的发电量并且将与充电控制有关的充电信息发送至上述电力管理装置，

上述电力管理装置基于来自上述充电器的充电信息来管理从上述发电装置对各上述用电户的蓄电池分配的分配电量。

8.根据权利要求7所述的电力交换系统，其特征在于，

将用电户要售出的电量设为售电量，将用电户对其他用电户请求的请求电量设为购电量，

上述用电户还具备电力控制装置，该电力控制装置基于上述蓄电池的蓄电量来计算售电量，并且与上述电力管理装置之间发送接收表示上述售电量的售电量信息和表示上述购电量的购电量信息，

上述电力管理装置对作为来自上述充电器的充电信息的充电水平以及来自上述电力控制装置的售电量和购电量进行管理。

9.根据权利要求7或8所述的电力交换系统，其特征在于，

针对各上述用电户的蓄电池设定是否允许从上述发电装置进行充电的充电允许条件，

上述电力管理装置在各上述用电户的蓄电池满足上述充电允许条件时允许对该蓄电池充电。

10.根据权利要求9所述的电力交换系统，其特征在于，

针对各上述用电户的蓄电池设定允许从蓄电池对上述电力供给体系售电的售电允许条件，

上述电力管理装置在上述用电户的蓄电池满足上述售电允许条件时允许从该蓄电池售电。

11.根据权利要求7~10中的任一项所述的电力交换系统，其特征在于，

上述电力管理装置对各上述用电户的蓄电池的充电次数和放电次数进行管理，并且基于上述充电次数和上述放电次数来计算各上述蓄电池的寿命。

12.根据权利要求8~11中的任一项所述的电力交换系统，其特征在于，

上述电力管理装置基于上述售电量信息和上述购电量信息使用电户之间的电力买卖成立，并且基于电力买卖的成立，对发送了上述售电量信息的用电户发出售电的指示，

上述电力管理装置对从上述电力供给体系提供给上述集合住宅的商用交流电量、各上述用电户的售电量以及各上述用电户的购电量进行统计，并且针对每个用电户，基于上述商用交流电量、上述售电量以及上述购电量来计算电费。

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