CN103283107A

CN103283107A - 电力控制装置

Info

Publication number: CN103283107A
Application number: CN2011800636312A
Authority: CN
Inventors: 马场朗; 竹原清隆; 小川刚
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: EP2660943A1; US9343926B2; US20130270911A1; JP5807201B2; CN103283107B; WO2012091113A1; JP2012152093A

Abstract

用电方配备有设置有太阳能电池的太阳能发电装置和设置有蓄电池的蓄电装置。从电源系统、发电装置和蓄电装置选择性地向用电方的电气负载供给电力。发电装置可以使电力逆流至电源系统。电力剩余判断部判断发电装置的发电电力和电气负载的需用电力之间的差(剩余发电电力)。在产生剩余发电电力的情况下，整体操作控制器使蓄电装置的蓄电电力充当电气负载的需用电力。在没有产生剩余发电电力的情况下，整体操作控制器使发电装置的发电电力储存在蓄电装置中而不使该电力充当电气负载的需用电力。

Description

电力控制装置

技术领域

本发明涉及一种电力控制装置，其中该电力控制装置是针对为了进行电网连接所构成的配备有设置在电力的用电方处的发电装置和蓄电装置的电源系统而设置的。

背景技术

传统上，提出了为了进行电网连接所构成的配备有设置在电力的用电方处的发电装置和蓄电装置的电源系统(例如，日本特许2002-369406(以下称为“文献1”))。文献1描述了用于储存来自太阳能电池(发电装置)的发电电力的蓄电部件(蓄电装置)，并且还描述了将来自电源系统的电力或来自太阳能电池的发电电力储存在该蓄电部件中。

来自太阳能电池的发电电力不仅被储存在蓄电部件中、还被供给至电气负载。文献1描述了供给至电气负载的电力小于来自太阳能电池的发电电力，作为将来自太阳能电池的发电电力出售至电源系统(电力的逆流)的条件。蓄电部件使所储存的电力放电，由此防止电源系统的电力超过预定电力。也就是说，在文献1所述的技术中，在来自发电装置的发电电力超过电气负载的需用电力由此产生剩余电力的情况下，允许电力逆流至电源系统。

诸如太阳能电池等的利用自然能源发电的发电装置由于其发电时没有排放二氧化碳因而被视为环境负荷少的设备。在现有的情况下，通过将逆流至电源系统的发电电力的单价、即售电电力的单价设置得高于从电源系统购入的购电单价由此通过售电带来收入，来促进这种发电装置的引入。

在文献1所述的技术中，在来自太阳能电池的发电电力超过电气负载的需用电力的情况下，认为产生剩余电力，并且允许该电力逆流至电源系统。然而，由于是否产生剩余电力是基于发电装置的发电电力和电气负载的需用电力之间的时间变化来定义的，因此在发电电力的变化图案与需用电力的变化图案相似并且发电电力和需用电力之间的差较小的情况下，难以产生剩余电力。也就是说，某些用电方由于剩余电力较少因而几乎无法通过电力的逆流来获得收入。

因而，剩余电力较少的用电方可能存在如下问题：收回伴随着发电装置的引入而产生的投资费用所需的年月较长。增加剩余电力以在短时间内收回这些投资费用需要改变生活节奏从而减少日间的需用电力，由此可能对日常生活产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力控制装置，其中该电力控制装置被配置为利用蓄电装置补偿电气负载的需用电力以减少发电装置的发电电力中的分配至需用电力的电力，由此增加发电装置的发电电力中的能够逆流的电力，因而通过售电来增加收入。

为了实现上述目的，本发明的一种电力控制装置(10)，其用于包括设置在用电方处的发电装置(30)和蓄电装置(41)的系统。所述发电装置(30)用于利用自然能源发电。所述蓄电装置(40)用于进行蓄电池(41)的充电和放电。该系统用于选择电源系统(21)、所述发电装置(30)和所述蓄电装置(40)(至少之一)以向电气负载(24)供给电力，并且还使得能够从所述发电装置(30)进行向着所述电源系统(21)的电力逆流。所述电力控制装置(10)包括第一电力获取部(101)、第二电力获取部(102)、电力剩余判断部(103)和整体操作控制器(106)。第一电力获取部(101)用于获取用电方处使用的所述电气负载(24)的需用电力；第二电力获取部(102)用于获取针对所述发电装置(30)测量到的发电电力；电力剩余判断部(103)用于按预定间隔对剩余发电电力进行条件判断，其中所述剩余发电电力是经由所述第一电力获取部(101)获取到的需用电力和经由所述第二电力获取部(102)获取到的发电电力之间的差；以及整体操作控制器(106)用于响应于所述电力剩余判断部(103)所进行的条件判断的结果，在所述蓄电装置(40)的蓄电和放电之间进行选择，其中，所述整体操作控制器(106)进行以下操作：在第一条件成立的情况下，不使所述发电装置(30)的发电电力充当需用电力而使发电电力储存在所述蓄电装置(40)中，其中所述第一条件与发电电力等于或小于需用电力和预定的判断阈值相加所得的值的情况相对应；以及在第二条件成立的情况下，使所述蓄电装置(40)的蓄电电力充当所述电气负载(24)的需用电力，其中所述第二条件与发电电力超过需用电力和所述判断阈值相加所得的值的情况相对应。

在一个实施例中，所述判断阈值为0。

在一个实施例中，在所述蓄电池(41)的剩余容量达到指定的上限值的情况下，即使所述电力剩余判断部(103)判断为所述第一条件成立，所述整体操作控制器(106)也使发电电力充当需用电力而不进行蓄电。

在一个实施例中，在预定时间段内所述蓄电装置(40)的蓄电和放电的次数超过指定值的情况下，在从所述电源系统(21)购入的电力的单价等于或大于预定值的时间段内，即使所述电力剩余判断部(103)判断为所述第一条件成立，所述整体操作控制器(106)也不进行蓄电。

在一个实施例中，在逆流至所述电源系统(21)的电力的单价等于或大于预定值的时间段内，即使所述电力剩余判断部(103)判断为所述第二条件成立，所述整体操作控制器(106)也不从所述蓄电装置(40)放电。

在一个实施例中，在从所述电源系统(21)购入的电力的单价等于或小于指定值的时间带内，在所述第一条件成立的情况下，所述整体操作控制器(106)使得容许从所述电源系统(21)向所述蓄电装置(40)进行蓄电。

在一个实施例中，所述电力剩余判断部(103)将所述判断阈值设置为可变阈值。

在一个实施例中，所述电力剩余判断部(103)还进行以下操作：在所述蓄电池(41)的剩余容量等于或小于指定的下限值的时间段内，将所述判断阈值设置为相对较大的阈值；以及在所述蓄电池(41)的剩余容量等于或大于指定的上限值的时间段内，将所述判断阈值设置为相对较小的阈值。

在一个实施例中，所述电力剩余判断部(103)还进行以下操作：在所述蓄电池(41)的剩余容量等于或小于指定的下限值、并且发电电力大于需用电力的时间段内，将所述判断阈值设置为正值；以及在所述蓄电池(41)的剩余容量超过所述下限值的情况下，将所述判断阈值设置为0。

在一个实施例中，所述电力剩余判断部(103)还进行以下操作：在所述蓄电池(41)的剩余容量等于或大于指定的上限值、并且需用电力大于发电电力的时间段内，将所述判断阈值设置为负值；以及在所述蓄电池(41)的剩余容量小于所述上限值的情况下，将所述判断阈值设置为0。

在一个实施例中，所述整体操作控制器(106)进行控制，以使得在从所述电源系统(21)购入的电力的单价等于或小于指定值的时间带开始之前，所述蓄电池(41)的剩余容量等于或小于下限值。

在一个实施例中，所述电力控制装置(10)还包括通知部件，所述通知部件用于给出如下建议的通知：在所述电力剩余判断部(103)判断为所述第二条件成立的时间段内，抑制电气负载(24)的使用。

在一个实施例中，在所述电气负载(24)配备有用于接收控制信号以控制该电气负载(24)的电力消耗的控制器的情况下，所述电力控制装置(10)被配置成：在所述电力剩余判断部(103)判断为所述第二条件成立的时间段内，从所述整体操作控制器(106)向所述电气负载(24)的控制器供给用于抑制电力消耗的控制信号。

在本发明的结构中，利用蓄电装置(40)来补偿电气负载(24)的需用电力，因而使发电装置(30)的发电电力中的分配至需用电力的电力减少，并且发电装置(30)的发电电力中的能够逆流的电力增加。结果，期望通过售电来增加收入。

附图说明

现在将进一步详细说明本发明的优选实施例。通过以下的详细说明以及附图将更好地理解本发明的其它特征和优点。

图1是示出实施例的框图。

图2是示出使用上述实施例的系统结构示例的示意图。

图3是示出图2所示的系统的结构示例中的主要部件的一个示例的结构图。

图4是示出图2所示的系统的结构示例中的主要部件的其它示例的结构图。

图5是该系统的操作的说明图。

图6是示出电力的条件示例的图。

图7是示出图6的条件下的比较操作的图。

图8是示出适用上述图6的条件的情况下的操作的图。

图9是示出适用上述图6的条件的情况下的收支的图。

图10是示出实施例2中的适用图6的条件的情况下的操作的图。

图11是示出实施例2中的适用图6的条件的情况下的收支的图。

图12是实施例3中的操作的说明图。

图13是上述实施例的操作的说明图。

图14是示出实施例3中的适用图6的条件的情况下的操作的图。

具体实施方式

在以下要说明的实施例中，例示出光伏发电装置作为用于利用自然能源发电的发电装置(30)，并且假定户建的住宅作为用电方。用电方设置有用于储存光伏发电装置发电得到的“发电电力”的蓄电装置(40)，并且被配置为能够将来自光伏发电装置的“发电电力”和储存在蓄电装置中的“蓄电电力”供给至住宅内的电气负载(24)。该系统还被配置为能够使光伏发电装置的发电电力逆流至电力供应方(即，电力公司)所管理的电源系统(21)。分别测量电气负载的操作所需的“需用电力”、光伏发电装置的发电电力和从电源系统购入的“购入电力”。

在以下说明中，“电力”意味着预定时间段内的“电力量”。该预定时间段是获取后面要说明的电力控制装置(10)进行计算所使用的数据的时间间隔。随着该时间间隔变短，在更大程度上抑制了控制的延迟，由此使得能够进行高精度的控制。然而，考虑到系统应答，通常将该时间间隔设置为约5分钟～1小时。要注意，也可以按约1秒～1分钟的时间间隔获取数据，从而监视电力的时间变化。

在本实施例中，将通过从发电电力中减去需用电力所获得的电力称为“剩余发电电力”，从而将其与要逆流至电源系统的“剩余电力”区别开。该剩余发电电力在发电电力超过需用电力的情况下为正值，并且在发电电力降到需用电力以下的情况下为负值。剩余发电电力、发电电力和需用电力各自是针对获取电力控制装置进行计算所使用的数据的时间间隔的电力量，并且实质与瞬时值相对应。

实施例1

将以下要说明的各实施例的共通结构作为实施例1来进行说明。如图2所示，从电力供应方所管理的电源系统21经由瓦特计22向用电方(住宅)20供给交流电力。用电方20处配置有用于向住宅内的电气负载24分配电力的配电板23。该系统还设置有需用电力测量部件25，其中该需用电力测量部件25被配置为测量经由配电板23供给至电气负载24的电力的总和作为需用电力。例如，采用电子式电力测量装置作为需用电力测量部件25，其中该电力测量装置被配置为经由诸如变流器等的电流传感器和用于测量供给电压的电压传感器来测量电力。

在该例示示例中，电气负载24的需用电力是在配电板23的外部测量的，但也可以在配电板23的内部测量。另外，各电气负载24可以设置有通信功能，由此通过通信从各电气负载24获取各电气负载24所需的电力(电力消耗或要消耗的电力)。可选地，被配置为测量电气负载24的电力消耗的测量装置可以设置有通信功能，由此通过通信从该测量装置获取电气负载24的电力消耗。

在用电方20处设置有发电装置30，并且在本实施例中该发电装置30是光伏发电装置。光伏发电装置30由以下构成：太阳能电池31，用于利用太阳光发电；以及功率调节器32，其具有被配置为对来自太阳能电池31的直流电力进行电力转换的功能。另外，在用电方20处配置有用于储存来自光伏发电装置30的发电电力的蓄电池41。蓄电池41连接至功率调节器32，其中该功率调节器32被配置为进行蓄电池41的充电和放电。因此，蓄电池41连同功率调节器32一起构成了蓄电装置40。

光伏发电装置30包括发电电力测量部件33，其中该发电电力测量部件33被配置为测量发电电力。在该例示示例中，发电电力测量部件33设置在太阳能电池31和功率调节器32之间。功率调节器32进行电力转换，因而发电电力测量部件33可被配置为考虑到转换效率来测量该电力转换之后的电力。例如，如需用电力测量部件25那样，采用电子式电力测量装置作为发电电力测量部件33，其中该电力测量装置被配置为经由电流传感器和电压传感器来测量电力。

图3示出功率调节器32的结构示例。图3所示的功率调节器32包括DC/DC转换器321，其中该DC/DC转换器321配备有从太阳能电池31输出的直流电力的最大电力点追踪装置(MPPT)的功能以及用于使直流电压稳定化的功能。功率调节器32还包括双向DC/DC转换器322，其中该双向DC/DC转换器322被配置为进行蓄电池41的充电和放电。双向DC/DC转换器322的输入端和输出端的其中一个以及DC/DC转换器321的输出端连接至DC总线324。功率调节器32包括DC/AC逆变器323，其中该DC/AC逆变器323被配置为将从DC总线324供给的直流电力转换成交流电力。也就是说，DC/AC逆变器323的输入端连接至DC总线324。因此，DC/AC逆变器323被配置为将来自DC/DC转换器321和双向DC/DC转换器322的各直流电力转换成交流电力。

DC/AC逆变器323的输出端连接至配电板23，其中在该配电板23的内部进行电源系统21与包括功率调节器32的分散电源(光伏发电装置30和蓄电装置40)的电网连接。配电板23被配置为选择用于使光伏发电装置30连接至电源系统21以进行电力的逆流的功能、用于从蓄电装置40向电气负载24供给电力的功能、以及用于从电源系统21向蓄电装置40供给电力的功能(中的至少一个功能)。

功率调节器32包括输出电力测量部件34，其中该输出电力测量部件34被配置为测量DC/AC逆变器323的输出电力。如需用电力测量部件25和发电电力测量部件33那样，采用电子式电力测量装置作为输出电力测量部件34。期望这些电子式电力测量装置应被配置为输出表示测量值的数字值。

除上述结构以外，功率调节器32还可以采用各种结构。例如，可以采用如下结构：如图4所示，省略了图3所示的DC/AC逆变器323，并且DC/DC转换器321和双向DC/DC转换器322分别被DC/AC逆变器325和双向DC/AC逆变器326替换。也就是说，来自太阳能电池31的直流电力经由DC/AC逆变器325被转换成交流电力，并且蓄电池41的充电和放电经由双向DC/AC逆变器326来进行。在图4所示的示例中，输出电力测量部件34设置在功率调节器32的外部。

在上述结构中，经由需用电力测量部件25来测量需用电力，但设置有输出电力测量部件34，因此对于需用电力，可以使用经由瓦特计22测量到的购入电力和经由输出电力测量部件34测量到的输出电力之间的差。相反，在设置有需用电力测量部件25的情况下，可以省略输出电力测量部件34。

在图3所示的结构中，来自电源系统21的购入电力无法储存在蓄电池41中，但在图4所示的结构中，来自电源系统21的购入电力可以储存在蓄电池41中。在图4中，DC/AC逆变器325和双向DC/AC逆变器326共通地连接至配电板23，但可以选择性地连接至电源系统21和电气负载24。

在这种情况下，图4所示的功率调节器32被配置为使DC/AC逆变器325选择性地连接至双向DC/AC逆变器326和配电板23的其中一个。功率调节器32还被配置为进行以下操作：在选择从DC/AC逆变器325向着双向DC/AC逆变器326的路径的情况下，从电源系统21向电气负载24供给电力；以及在允许电力从DC/AC逆变器325逆流至电源系统21的情况下，从双向DC/AC逆变器326向电气负载24供给电力。也就是说，禁止电力在电源系统21和双向DC/AC逆变器326之间来回流动。这种连接关系的选择由电力控制装置10来控制。

电力控制装置10通过利用计算机(微计算机)运行适当的程序来实现以下操作。也就是说，如图1所示，电力控制装置10包括：第一电力获取部101，用于获取需用电力；以及第二获取部102，用于经由发电电力测量部件33获取光伏发电装置30的发电电力。

以下假定说明第一电力获取部101从需用电力测量部件25获取需用电力的结构。然而，还可以采用如下结构：第一电力获取部101被配置为从瓦特计22获取购入电力，并且还从输出电力测量部件34获取输出电力，以计算需用电力。第二电力获取部102被配置为从发电电力测量部件33获取发电电力。

将经由第一电力获取部101获取到的需用电力和经由第二电力获取部102获取到的发电电力输入至电力剩余判断部103。电力剩余判断部103被配置为通过从发电电力中减去需用电力来计算剩余发电电力。

在图1中，简要例示出功率调节器32，并且三个开关327、328和329示意性示出用于选择相对于光伏发电装置30和蓄电装置40进行电力的供给和接收的路径的结构。

在该例示示例中，两个开关327和328连接至太阳能电池31。太阳能电池31经由一个(第一)开关327连接至蓄电池41，并且经由另一(第二)开关328连接至电源系统21(参见图2)。对开关327和328进行控制，以使得这两者的其中一个接通而另一个断开。因此，开关327的接通表示将光伏发电装置30的发电电力储存在蓄电装置40中，并且开关328的接通表示允许来自光伏发电装置30的发电电力逆流至电源系统21。(第三)开关329连接在蓄电池41和电气负载24(参见图2)之间。开关329的接通表示将蓄电装置40的蓄电电力供给至电气负载24。

将来自电源系统21的购入电力供给至电气负载24，并且因此进行电力分类(所谓的“区分(coloring)”)以使得禁止蓄电电力逆流。对电力进行分类设置有用于按小单位(按配电板23的分支电路或按电气负载24等)选择向电气负载24供给电力的路径的多个路径切换部件。需要经由上述部件来选择针对蓄电电力和购入电力的供给路径以使得这些供给路径满足需用电力。在这种情况下，对于需用电力，优先使用蓄电电力，并且购入电力补偿其不足。

电力控制装置10包括：发电电力控制器104，用于控制开关327和328的接通(ON)和断开(OFF)；以及充放电控制器105，用于控制开关329的接通和断开。发电电力控制器104和充放电控制器105被配置为根据从整体操作控制器106接收到的指示来控制开关327、328和329的接通和断开。整体操作控制器106被配置为接收电力剩余判断部103的判断结果，以响应于以下要说明的条件来确定开关327、328和329各自的接通和断开状态。

作为基本操作，在电力剩余判断部103判断为剩余发电电力为负(即，发电电力<需用电力)的情况下，整体操作控制器106经由发电电力控制器104使开关327接通并使开关328断开。整体操作控制器106还经由充放电控制器105使开关329断开。也就是说，在发电电力小于需用电力的情况下，将来自光伏发电装置30的电力储存在蓄电装置40中，而禁止从蓄电装置40向着电气负载24的电力供给。

另一方面，在电力剩余判断部103判断为剩余发电电力为正(即，发电电力>需用电力)的情况下，整体操作控制器106经由发电电力控制器104使开关327断开并使开关328接通。整体操作控制器106还经由充放电控制器105使开关329接通。也就是说，在发电电力大于需用电力的情况下，禁止蓄电装置40储存来自光伏发电装置30的电力，并且将蓄电装置40中的电力供给至电气负载24。

在这种情况下，考虑到从蓄电装置40能够供给的电力(由蓄电池41的剩余容量和DC/AC逆变器323的输出电力所确定)，在电气负载24的需用电力超过从蓄电装置40能够供给的电力的情况下，还将光伏发电装置30的发电电力供给至电气负载24。另外，在仍存在剩余电力的情况下(剩余电力=需用电力-(蓄电电力+发电电力)>0)，允许光伏发电装置30的剩余电力逆流至电源系统21。简言之，在蓄电电力超过需用电力的情况下，允许发电电力整体逆流。因此，通过出售剩余电力来获得收入。在没有产生剩余电力的情况下，从电源系统21来供给相对于电气负载24的需用电力的不足量。也就是说，产生购入电力。

在本实施例中，通过仅比较发电电力和需用电力的大小来判断剩余发电电力的有无，但期望通过比较发电电力与加上了预定判断阈值的需用电力来判断剩余发电电力的有无。理想地，在发电电力超过需用电力的情况下，发电电力可以补偿需用电力，但实际产生各种损失，因此优选应当将发电电力与加上了判断阈值的需用电力进行比较。然而，在本实施例中，为了说明简单，判断阈值为0。

通过上述操作，蓄电装置40的蓄电电力补偿电气负载24所要求的需用电力的一部分，由此从光伏发电装置30的发电电力容易地获得剩余电力。换句话说，将与蓄电电力相对应的电力加至允许逆流的剩余电力。也就是说，由于在发电电力储存在蓄电装置40中期间来自电源系统21的购入电力补充需用电力、并且在产生剩余发电电力的情况下将蓄电电力供给至电气负载24，因此使来自电源系统21的购入电力均衡。在产生剩余发电电力的情况下，按蓄电装置40的蓄电电力、光伏发电装置30的发电电力和来自电源系统21的购入电力的优先顺序向电气负载24供给电力。

在该操作中，仅将蓄电装置40的蓄电电力供给至电气负载24，并且禁止该蓄电电力逆流至电源系统21。也就是说，可以认为蓄电装置40进行相对于来自电源系统21的购入电力的时移。

上述操作与可以对蓄电装置40进行充电和放电的情况有关。然而，在蓄电池41的剩余容量达到被视为满充电的上限值的情况下，应禁止对蓄电池41进行充电。在这种情况下，即使发电电力小于需用电力，整体操作控制器106也使开关327断开并使开关329接通以从光伏发电装置30向电气负载24供给电力，并且还停止蓄电池41的充电并将蓄电装置40中的电力供给至电气负载24。在蓄电池41的剩余容量达到被视为0的下限值的情况下，由于无法从蓄电装置40供给蓄电电力，因此即使发电电力大于需用电力，整体操作控制器106也禁止从蓄电装置40向着电气负载24的电力供给。

使用图5来描述电力控制装置10的操作。在电力控制装置10中，第一电力获取部101获取利用需用电力测量部件25测量到的需用电力，并且第二电力获取部102获取利用发电电力测量部件33测量到的发电电力(S11)。然后，电力剩余判断部103判断剩余发电电力的有无(S12)，并且在产生剩余发电电力(S12中为“是”)且产生需用电力(S13中为“是”)的情况下，从蓄电装置40供给蓄电电力(S15)。

这里，在蓄电池41的剩余容量超过下限值的情况下(S14中为“否”)，从蓄电装置40供给蓄电电力，而在蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下(S14中为“是”)，禁止从蓄电装置40供给电力。在步骤S13中，在没有产生需用电力的情况下(S13中为“否”)，将发电电力储存在蓄电装置40中或者允许发电电力逆流至电源系统21(S17)。还产生了剩余发电电力，因而利用蓄电电力和发电电力来补偿需用电力。在仍产生剩余电力的情况下(S16中为“是”)，允许该剩余电力逆流至电源系统21(S17)。在步骤S16中，在没有产生剩余电力的情况下，从电源系统21向电气负载24供给电力，并且产生购入电力(S18)。

另一方面，在步骤S12中，在没有产生剩余发电电力(S12中为“否”)、并且蓄电池41的剩余容量未达到上限值(S19中为“否”)的情况下，将发电电力储存在蓄电装置40中(S20)。在步骤S19中，在蓄电池41的剩余容量等于或大于上限值的情况下(S19中为“是”)，禁止将发电电力储存在蓄电装置40中并且该发电电力充当电气负载24的需用电力(S21)。在这种情况下，由于没有产生剩余发电电力，因此仅发电电力对于电气负载24的需用电力而言并不足够。因此，来自电源系统21的购入电力充当需用电力的其余量。该操作与没有配备蓄电装置40的情况下的操作相同。

蓄电池41的剩余容量达到上限值的情况的示例包括：没有产生剩余发电电力的状态持续了很长时间的情况；以及没有产生剩余发电电力的时间段内的发电电力与产生剩余发电电力的时间段内的发电电力为几乎相同程度、并且没有产生剩余发电电力的总时间段较长的情况；等等。

通过进行上述操作，不是与能否对蓄电池41充电无关地向蓄电装置40供给发电电力，由此可以防止发生不必要的电力损失以有效地使用发电电力。

在步骤S11中，按预定间隔重复获取发电电力和需用电力。例如，将各间隔设置为约5分钟～1小时。发电电力和需用电力时时刻刻变化，因此期望按短的时间间隔(约1秒～1分钟)获取发电电力和需用电力，并且在步骤S11中采用上述预定间隔的积分值。

以下说明使用上述电力控制装置10的情况的操作示例。图6示出用电方20中的发电电力(空白条形)和需用电力(阴影条形)的一天的推移示例。在该例示示例中，发电电力和需用电力是按1小时的间隔来获取的。由于发电装置是光伏发电装置30并且夜间没有产生发电电力，因此图6没有示出18:00～次日7:00的时间带。简言之，光伏发电装置30的发电电力从日出起产生，随着时间的经过增加，在日中达到最大值，不久之后减少，并且日落之后光伏发电装置30的发电电力停止。在该例示示例中，需用电力和发电电力以彼此相同的方式改变，在早晨和傍晚时小，并且在中午前后最大。

在该例示示例中，在08:00点钟、10:00点钟、12:00点钟、14:00点钟和16:00点钟的各时间带处，需用电力大于发电电力，因此产生从电源系统21的购入电力。在09:00点钟、11:00点钟、13:00点钟、15:00点钟和17:00点钟的各时间带处，发电电力大于需用电力，因此发生剩余发电电力。

在需用电力和发电电力如图6所示改变的情况下，如果没有使用蓄电装置40，则将剩余发电电力整体作为剩余电力来处理并且允许该剩余发电电力逆流至电源系统21。图7示出售电单价高于购电单价的情况下(例如，假定售电单价为48日元/kWh并且购电单价为20日元/kWh)的售电和购电的电力收支和报酬收支。

在图7中，阴影条形示出电力收支，并且空白条形示出报酬收支。图7还示出以收支为0的情况作为基准，并且相对于基准线(时刻轴)的上侧表示出售电力并且产生收益，并且相对于基准线的下侧表示购入电力并且产生损失。通过该图能理解，在需用电力和发电电力如图6所示改变的情况下，每天通过售电所得的收益较低。也就是说，即便通过售电所获得的月累积收益仍较低。

另一方面，根据利用蓄电装置40的上述控制，在发电电力和需用电力如图6所示改变的情况下，电力收支如图8所示改变。在图8中，横轴的上侧示出发电电力(空白条形)或需用电力(阴影条形)，并且横轴的下侧示出储存在蓄电装置40中的电力(利用垂直线示出的并且被描述为“充电电力(C)”的电力)和从蓄电装置40放出的电力(利用水平线示出的并且被描述为“放电电力(D)的电力”)。

在图8中，需用电力的一部分中跨越横轴上限的部分示出了蓄电装置40的蓄电电力补偿需用电力的一部分。也就是说，在没有产生剩余发电电力的时间段内储存在蓄电装置40中的电力充当产生剩余发电电力的时间段内需用电力的一部分(参见图8的箭头)，由此使其余的需用电力和发电电力之间的间隙变宽，结果增加了允许逆流的剩余电力。没有产生剩余电力的时间带表示从电源系统21购入电力。在图8中(参见“剩余”)，在从蓄电装置40放出的电力小于储存在蓄电装置40中的电力的时间带(12～13、14～15和16～17的时间带)内，保持蓄电装置40的电力。保持在蓄电装置40中的电力次日(在该例示示例中，次日的上午)被消耗。在夜间，由于没有产生剩余发电电力，因此蓄电装置40的蓄电电力不充当需用电力。

图9示出与图8所示的示例相对应的通过售电和购电的电力收支和报酬收支。图9是以与图7相同的方式进行例示的。通过图7和9之间的比较意识到：在图9的示例中，在早上不产生剩余发电电力的时间带内，由于不允许逆流因此电力收支和报酬收支暂时劣化，但电力收支和报酬收支在剩余发电电力增加时大幅改善。也就是说，与不使用蓄电装置40的情况相比，可以增加每天通过售电所得的收益，由此增加通过售电所获得的月累积收益。

在上述结构的示例中，假定仅发电电力储存在蓄电装置40中，并且蓄电装置40的蓄电电力仅用来补偿需用电力。在功率调节器32被配置成如图3所示的情况下，可以仅通过经由DC/AC逆变器323从DC总线324向着配电板23进行电力转换来确保该操作。根据该结构，可以以简单的硬件结构确定地防止来自电源系统21的购入电力储存在蓄电装置中。

在功率调节器32被配置成如图4所示的情况下，需要进行如上所述的电力分类(区分)以证明仅发电电力储存在蓄电装置40中。可选地，在来自电源系统21的购入电力储存在蓄电装置40中的情况下，需要证明来自电源系统21的购入电力仅充当需用电力。例如，在蓄电装置40的蓄电电力是来自电源系统21的购入电力的情况下，进行电力分类以使得在夜间仅充当需用电力，以证明禁止蓄电装置40的蓄电电力的逆流。

在上述操作中，仅基于剩余发电电力的信息来选择性地对蓄电装置40进行充电或放电。在这种情况下，存在如下情况下：在产生剩余电力并且使蓄电电力充当需用电力期间电气负载24增加的情况下，蓄电装置40的蓄电电力无法补偿需用电力。在这种情况下，使发电电力充当需用电力的不足量，结果减少了允许逆流至电源系统21的电力。此外，在使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力的情况下，由于发生伴随着充电和放电的损失，因此与使来自电源系统21的购入电力充当需用电力的情况相比，发生大的损失。

也就是说，代替在产生剩余发电电力并且使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力的时间段内增加电气负载24，可以通过在不存在剩余发电电力的情况下将发电电力储存在蓄电装置40中的时间段内增加电气负载24来减少电力损失。因此，期望应向用电方中的电气负载24的用户通知如下建议：在电力剩余判断部103中产生剩余发电电力并且使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力的时间段内，抑制电气负载24的使用。相反，可以通知如下建议：在不存在剩余发电电力的情况下将发电电力储存在蓄电装置40中的时间段内，可以增加电气负载24的使用。对于这种通知，优选电力控制装置10设置有用于向用户通知电力剩余判断部103的判断结果的通知部件(未示出)。

在电气负载24包括被配置为接收外部信号以控制其电力消耗的控制器的情况下，代替通知部件进行通知，可以将作为用于控制电力消耗的外部信号的控制信号供给至控制器。例如，诸如空调和热水器等的电气负载24可以包括符合日本电气制造者协会的标准的JEM-A端子(被称为HA端子)。具有JEM-A端子的电气负载24包括被配置为利用控制信号来指示其操作和停止的控制器，并且还使得能够利用监视信号来监视操作和停止的状态。与JEM-A端子兼容的控制器仅控制电气负载的操作和停止。然而，提供了具有被配置为监视和控制诸如温度调节或光量调节等的控制器的电气负载24。

在电气负载24具有该控制器的情况下，期望应当响应于电力剩余判断部103中的剩余发电电力的有无来向电气负载24的控制器供给指示以使需用电力增减。具体地，期望整体操作控制器106应向该控制器供给控制信号，从而使得在电力剩余判断部103中用于选择蓄电装置40的放电的条件成立的时间段内抑制电气负载24的电力消耗。

如上所述，期望采用如下结构：通过响应于剩余发电电力的有无向用户通知来邀请用户增减电气负载24的需用电力；或者响应于剩余发电电力的有无来自动增减电气负载24的需用电力。在这种情况下，可以降低对蓄电装置40进行充电和放电的切换频率，此外可以降低整体操作中因蓄电装置40的充电和放电所引起的电力损失，由此期望增加通过售电所获得的收益。

实施例2

在实施例1中，仅根据剩余发电电力的有无的条件来选择性地进行蓄电装置40的充电和放电。因此，在光伏发电装置30产生发电电力的时间段重复进行充电和放电。现有可用的蓄电池41由于因重复充电和放电而劣化，因此在充电和放电的次数方面存在限制。也就是说，在重复充电和放电的情况下，蓄电池41的寿命有可能缩短。

用于通过售电来确定收益的因素包括来自电源系统21的购入电力的单价和逆流至电源系统21的电力的单价。这些单价可能按每天的时间带或每年的季节(汇率或燃料价格)而改变。在当前情况下，售电单价高于购电单价，因此通过在逆流至电源系统的电力的单价和购入电力的单价之间的差较大的时间带内使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力，可以利用售电来增加收益。相反，在售电单价和购电单价之间的差较小的时间带内，由于通过售电所得的收益较小，因此即使停止蓄电装置40的充电和放电，通过售电所得的收益也不会受到太大影响。

考虑到上述情形，本实施例经由未示出的结构(例如，用于经由因特网获取信息的结构)从电力供应方获取购入电力的单价信息，以基于该信息选择是否使蓄电装置40工作。通过将售电单价和购电单价之间的差额与指定阈值进行比较，整体操作控制器106判断是否使蓄电装置40工作，并且在该差额等于或小于阈值的时间带内使蓄电装置40停止工作。该操作在电力剩余判断部103中的条件判断之前进行，并且即使在电力剩余判断部103中用于选择对蓄电装置40进行充电的条件成立，也不对蓄电装置进行充电。

还期望该操作应仅在预定时间段(例如，一天、一周)内对蓄电装置40进行充电和放电的次数超过指定次数(例如，每天3～5次)的情况下进行。在这种情况下，需要在经过了预定时间段之后恢复为正常操作。

根据该操作，可以在确保通过售电所得的收益的同时，降低对蓄电池41进行充电和放电的频率由此保护蓄电池41的寿命。为了判断蓄电池41的寿命，上述微计算机被配置为对自开始使用蓄电池41起该蓄电池的充电和放电的次数进行计数，并且在该计数次数达到指定阈值(例如，300次)的情况下判断为蓄电池达到其寿命终结。在这种情况下，期望微计算机应配备有备用电源。在判断为蓄电池41达到其寿命终结的情况下，微计算机、即电力控制装置10被配置为停止用于对蓄电装置40进行充电和放电的操作以提示蓄电池41的更换等的警告。

参考图10和11来说明通过本实施例的操作所获得的效果。图10和11是以与图8和9相同的方式进行例示的。在图10中，利用虚线示出购入电力的单价。在该例示示例中，购入电力的单价在一天内被设置成三个阶段。也就是说，在光伏发电装置30不进行发电的夜间购入电力的单价最低，并且日间的11:00～14:00(11:00点钟、12:00点钟和13:00点钟)时购入电力的单价最高。假定售电电力的单价恒定。因此，在图10所示的操作中，在11:00～14:00内，购入电力的单价和售电电力的单价之间的差额变得较小。

将图8和10相比较，蓄电装置40分别在图8的操作中进行5次的充电和放电并且在图10的操作中进行4次的充电和放电，并且应理解蓄电池41的充电和放电的次数减少。由于在发电电力增加的日间前后购入电力的单价较高，因此除非蓄电装置40的操作受到限制，否则通过图9应认识到通过售电所得的收益因购入电力而减少。另一方面，在本实施例中，蓄电装置40的操作受到限制，因此如图11所示，在通过售电所得的收益较低的情况下可以选择性地停止蓄电装置40的操作。

存在如下可能性：由于伴随着功率调节器32的电力转换而产生损失，因此如果在售电电力的单价和购入电力的单价之间的差额较小的情况下使蓄电装置40工作，则收益进一步减少或者在某些情况下产生损失。因此，期望在可能得到较低收益的时间段内应停止蓄电装置40的操作。因此，响应于电力的单价来判断是否停止蓄电装置40的操作是有效的。

在本实施例中，考虑蓄电池41的充电和放电所造成的寿命并且仅在预测到通过售电所得的收益增加的情况下才使蓄电装置40工作，因而可以确保收益并且还可以延长蓄电池41的寿命以确保成本效益。此外，由于在没有预测到通过售电所得收益增加的情况下停止蓄电装置40的操作，因此可以在几乎不会对收益产生影响的情况下抑制蓄电池41的劣化。结果，可以在相对较短的时间段内收回伴随着配备有光伏发电装置30和蓄电装置40的设备的引入所造成的投资。

在上述操作的示例中，将一天内的各时间带的购入电力的单价设置成三个阶段，但本实施例的技术概念还可适用于将单价进一步设置为多个阶段的情况。在这种情况下，可以从购入电力的单价较高的时间带起顺次选择使蓄电装置40的操作停止的时间带。假定售电电力的单价恒定，因此实质在售电电力的单价较高的情况下进行上述操作。即使在售电电力的单价改变的情况下，也仅需根据单价之间的差额来进行同样的控制。其它的结构和操作与实施例1相同。

实施例3

作为一般原则，实施例1在产生剩余发电电力的情况下使蓄电装置40的中的蓄电电力充当电气负载24的需用电力，并且在没有产生剩余发电电力的情况下将光伏发电装置30的发电电力储存在蓄电装置40中。也就是说，蓄电装置40进行充电或放电的任意操作仅基于剩余发电电力来决定。

本实施例采用剩余发电电力和判断阈值之间的大小关系作为电力剩余判断部103中的用于选择蓄电装置40的充电或放电的任意操作的条件，并且被配置为响应于蓄电池41的剩余容量来调整该判断阈值。

实施例1的操作与将判断阈值设置为0相对应。因此，在实施例1中，即使蓄电池41处于满充电(剩余容量等于或大于上限值)，在没有产生剩余发电电力(剩余发电电力为负)的情况下，也不使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力。相反，即使蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值，在产生剩余发电电力(剩余发电电力为正)的情况下，也禁止将光伏发电装置30的发电电力储存在蓄电装置40中。也就是说，即使蓄电池41的蓄电电力剩余，也禁止在没有产生剩余发电电力的情况下使用蓄电池41的蓄电电力，并且即使蓄电池41的蓄电电力不足，在产生剩余发电电力量的情况下，也不对蓄电装置40进行充电。

蓄电池41的剩余容量达到上限值的情况包括连续在长时间内没有产生剩余发电电力的情况等。蓄电池41的剩余容量达到下限值的情况包括连续在长时间内产生剩余发电电力的情况等。需要在蓄电池41的剩余容量等于或大于上限值的情况下停止对蓄电装置40进行充电、并且在蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下停止来自蓄电装置40的放电。结果，无法期望根据蓄电池41的剩余容量来改善购电和售电之间的收支。

在本实施例中的电力剩余判断部103的条件判断中，在判断为剩余发电电力等于或小于判断阈值的情况下将发电电力储存在蓄电装置40中，并且在判断为剩余发电电力超过判断阈值的情况下使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力。条件判断所使用的剩余发电电力是指通过从发电电力中减去需用电力所获得的差。判断阈值在蓄电池41的剩余容量为上限值以上的情况下减小(负值)，并且在蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下增大(正值)。判断阈值在蓄电池41的剩余容量在下限值和上限值之间的情况下还为零。判断阈值为零的情况下的操作与实施例1的操作相同。

为了提高蓄电装置40的充电和放电的频率以改善通过售电所得的收益，本实施例采用如以下所述的用于改变判断阈值的技术。也就是说，本实施例被配置为：在蓄电池41的剩余容量等于或大于上限值的情况下，将判断阈值设置为较高的阈值，由此从蓄电装置40放电的频率变高；以及在蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下，将判断阈值设置为较低的阈值，由此对蓄电装置40充电的频率变高。

通过使用将购电单价设置成多个阶段的示例来说明本实施例中的将判断阈值设置为可变阈值的操作。假定将购电单价(即，电费的单价)针对一天内的各时间带设置成三个阶段。假定的收费体系是针对“夜间”(23:00～次日07:00)、“日间”(10:00～17:00)和“其它”(07:00～10:00和17:00～23:00)这三个时间带来设置电费的单价。还假定电费的单价在“夜间”为10日元/kWh，在“日间”为30日元/kWh，并且在“其它”为20日元/kWh。另一方面，将售电电力的单价设置为高于当前情况下的电费的单价，因此以与实施例1相同的方式，假定售电电力的单价为48日元/kWh。

在如上所述的“日间”和“其它”的购电单价中，“日间”的购电单价较高。在这种情况下，优选应在“其它”的时间带中进行充电并且在“日间”的时间带中进行放电，从而提高正常操作的收支。然而，优选地，在蓄电池41的剩余容量达到上限值的情况下，应与购电单价无关地进行放电，并且在蓄电池41的剩余容量达到下限值的情况下，应与购电单价无关地进行充电。使判断阈值改变从而使得能够进行该操作。

在发电装置是光伏发电装置30(参见图2)的情况下，由于可视为在“夜间”实质没有获得发电电力，因此需要考虑“日间”和“其它”。在“日间”和“其它”中，后者的相对于售电电力的单价的差额较大。在上述示例中，“日间”的差额为18日元/kWh，而“其它”的差额为28日元/kWh。

如上所述，在设置有蓄电装置40的结构中，将光伏发电装置30的发电电力充电至蓄电装置40中，由此使得允许电力逆流至电源系统21的时间带相对于产生发电电力的时间带发生了时移。然而，将允许电力的逆流的时间带限制为产生剩余发电电力的时间带，并且电力无法在“夜间”逆流。

在上述收费体系中，在可以使时间带发生时移以使得允许来自电源系统21的购电单价较低的“其它”时间带的发电电力在“日间”时间带内逆流的情况下，用电方可以获得较大的收益。简言之，在假定“日间”中售电的总电力量与“其它”中售电的总电力量相同的情况下，用电方可以通过增大“日间”中售电的电力量的比率而不是增大“其它”中售电的电力量的比率来获得较大的收益。因此，优选用电方应对蓄电装置40的充电和放电进行控制，以使得与“其它”相比，在“日间”进行售电的比率增大。

如上所述，在蓄电池41的剩余容量等于或大于上限值的情况下，需要提高其放电的频率。在蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下，需要提高其充电的频率。在产生剩余发电电力时对蓄电装置40进行充电的情况下，蓄电池41的剩余容量减小并且购电电力可能增加，由此导致用电方的电费增加。另外，在没有产生剩余发电电力时从蓄电装置40放电的情况下，蓄电池41的剩余容量增加并且逆流的电力可能增加，由此使得用电方的收益增加。

以下考虑通过使向着蓄电装置40的蓄电电力增加所引起的电费的增加以及通过使来自蓄电装置40的放电量增加所引起的售电收益的增加。

如图12所示，假定发电电力PV大于需用电力DEM并且作为发电电力PV和需用电力DEM之间的差的剩余发电电力Cp为正。还假定C是发电电力PV中的能够储存在蓄电装置40中的电力，并且Cd是发电电力PV中的通过从电力C减去剩余发电电力Cp所获得的电力。也就是说，电力Cd是发电电力PV中的储存在蓄电装置40中而没有充当需用电力DEM的电力，并且与要充当需用电力DEM的来自电源系统21的购入电力相对应。因此，发电电力PV中的充当需用电力DEM的电力是PV-C=PV-(Cp+Cd)。以下还假定S是剩余发电电力Cp的售电的单价，并且B是在剩余发电电力储存在蓄电装置40中的时间带内来自电源系统21的购电单价。

在将发电电力PV内的电力Cd和剩余发电电力Cp储存在蓄电装置40中的情况下，可以通过X=(CP×S+Cd×B)/C来表示电费的增加量X。例如，在C=1kWh、Cp=0.3kWh、Cd=0.7kWh、S=48日元/kWh并且B=20日元/kWh的情况下，X=28.4日元/kWh。

假定在相同的时间带内，将发电电力PV储存在蓄电装置40中而没有充当需用电力DEM。在这种情况下，电费的增加量X是X={(PV-DEM)×S+DEM×B)}/PV=S+(B-S)×(DEM/PV)，其中满足PV-C=0、Cd=DEM并且Cp=PV-DEM的等式。

另一方面，如图13所示，在发电电力PV小于需用电力DEM、并且作为发电电力PV和需用电力DEM之间的差的剩余发电电力Cp为负的情况下，使蓄电装置40的蓄电电力充当电气负载24的需用电力。这里，D是从蓄电装置40能够放电的蓄电电力，Dd表示发电电力PV相对于需用电力DEM的不足量，并且Dp表示通过从蓄电电力D中减去电力Dd所获得的剩余电力。也就是说，D=Dp+Dd。

在该操作中，不是来自电源系统21的电力而是蓄电电力D中的电力Dd充当发电电力PV相对于需用电力DEM的不足量。结果，在用电方中，可以获得与从电源系统21充当电力Dd的情况下的电费相对应的收益。将蓄电电力D中的电力Dp分配至需用电力DEM，因此作为需用电力DEM和蓄电电力D的总和的实质需用电力是DEM-D，这意味着相对于发电电力PV产生了与PV-Dp相对应的剩余发电电力。也就是说，在用电方中，允许与PV-Dp相对应的电力逆流，由此获得收益。

除了作为发电电力PV的不足量的电力Dd以外，蓄电装置40还使剩余蓄电电力Dp充当需用电力DEM，然后可以通过Y=(Dp×S+Dd×B)/D来表示售电收益的增加量Y。例如，在D=1kWh、Dp=0.7kWh、Dd=0.3kWh、S=48日元/kWh并且B=30日元/kWh的情况下，Y=42.6日元/kWh。

这里，假定不是来自电源系统21的电力而是蓄电装置40的蓄电电力D能够充当需用电力DEM。在这种情况下，通过Y={PV×S+(DEM-PV)×B)}/DEM=B+(S-B)×(PV/DEM)给出售电收益的增加量Y，其中满足DEM-D=0、Dp=PV和Dd=DEM-PV的等式。

如上所述，在发电电力大于需用电力的情况下，在不允许剩余发电电力的逆流的情况下进行充电的情况与允许该电力逆流的情况之间的收支导致每1kWh合计X日元的损失。另一方面，在发电电力小于需用电力的情况下，使蓄电电力充当需用电力的情况和不使用蓄电电力的情况之间的收支得到每1kWh合计Y日元的收益。

在产生剩余发电电力的状态下对蓄电装置40充电的情况下，由于如上所述购入电力增加，因此电费增加。如上所述通过X=(Cp×S+Cd×B)/C给出每1kWh的增加量X，并且该增加量的最大值是作为购电单价的上限值的30日元/kWh。因此，为了便于说明，假定能够储存在蓄电装置40中的电力是1kWh，则30≥Cp×48+Cd×20，其中S=48日元/kWh并且B=20日元/kWh。由于Cp+Cd=1并且Cp=PV-DEM，因此PV≤(10+DEM×28)/28≈DEM+0.36。通过该关系应理解，在需用电力DEM为1.3kW的情况下，如果发电电力PV小于1.66kW，则可以将1kWh以上的电力储存在蓄电装置40中。也就是说，在上述条件下，可以将判断阈值设置为0.36。

为了延长电池寿命，期望在采用锂离子电池作为蓄电池41的情况下，分别将蓄电池41的剩余容量的下限值和上限值设置为30%和80%。在蓄电池41的剩余容量为30%以下的情况下，需要改变判断阈值以使得优先对蓄电装置40充电，并且在剩余容量为80%以上的情况下，需要改变判断阈值以使得优先从蓄电装置40放电。电力剩余判断部103还被配置为在蓄电池41的剩余容量在上限值和下限值之间的情况下，通过改变判断阈值使该判断阈值恢复为0。

在上述示例中，对判断阈值进行设置，以使得蓄电池41的剩余容量达到下限值、然后增加对蓄电装置40充电的频率。在蓄电池41的剩余容量达到上限值、然后增加蓄电装置40放电的频率的情况下，仅需按照如下设置判断阈值。假定售电单价恒定且为48日元/kWh，则可以根据下降了约10%的售电单价(在这种情况下为43.2日元/kWh)来确定判断阈值。也就是说，因充电所引起的每1kWh的售电收益的减少通过Y=(Dp×S+Dd×B)/D来表示，并且因此通过使用与充电相同的条件变为18PV≥18DEM-4.8。根据该关系，获得了PV≥(18DEM-4.8)/18≈DEM-0.27，因此在上述条件下可以将判断阈值设置为-0.27。

如上所述，通过采用设置与剩余发电电力进行比较的判断阈值、并且响应于蓄电池41的剩余容量是为上限值以上还是下限值以下来调整该判断阈值的结构，可以进行以下操作。也就是说，在蓄电池41的剩余容量等于或大于上限值的情况下将用于判断是否使蓄电装置40工作的判断阈值设置为负。在剩余发电电力等于或小于判断阈值之前发电装置40使蓄电电力充当需用电力，因而尽管没有产生剩余发电电力但也使蓄电池41放电并且其剩余容量减少。这里，期望在剩余容量下降至针对蓄电池41的剩余容量所设置的停止阈值(上限值和下限值之间)的时间点处停止蓄电装置40的放电。

在上述操作中，充当从剩余发电电力为0到判断阈值的电力的蓄电电力是通过在蓄电池41的剩余容量在上限值和下限值之间的情况下储存发电电力所获得的电力。也就是说，该蓄电电力是通过在对蓄电池41进行充电的时间带中从电源系统21购买与蓄电电力相对应的购入电力所获得的。因此，代替从电源系统21购买购入电力，即使使蓄电电力充当需用电力，相减也为0，并且既没有产生收益也没有产生损失。

然而，蓄电装置40存在因电力转换所引起的电力损失和因蓄电池41的自然放电所引起的电力损失等，因而在蓄电装置40进行充电或放电的情况下，这些电力损失造成收益下降。因此，基于因蓄电装置40所引起的电力损失和通过使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力所获得的售电收益来设置判断阈值。

在蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下，将用于判断是否使蓄电装置40工作的判断阈值设置为正。由于在剩余发电电力超过判断阈值之前对蓄电装置40进行充电，因此即使产生了剩余发电电力，也对蓄电装置40进行充电。在这种情况下，期望在该剩余容量增加至针对蓄电池41的剩余容量所设置的停止阈值(可能不同于上述停止阈值)的时间点处停止蓄电装置40的充电。

因而，由于相对于剩余发电电力的判断阈值响应于蓄电池41的剩余容量而改变，因此与实施例1的操作相比，可以在更大程度上提高蓄电装置40的充电和放电的频率以在短时间段内大幅改善伴随着售电的收支。由于可以抑制蓄电池41的过充电或过放电的可能性，因此可以防止蓄电池41因过充电或过放电而劣化。

根据本实施例的操作，通过图14应理解，伴随着从13:00起蓄电池41的剩余容量增加，从蓄电装置40放电以使蓄电电力充当需用电力的频率提高。图14示出本实施例在图8所示的条件下的操作。在图14中，采用14:00点钟的充电电力(C)作为15:00点钟以及16:00点钟的放电电力(D)。

如实施例2所述，在购电和售电至少之一的单价响应于时间带或季节而改变的情况下，判断阈值也可以响应于时间带或季节而改变。本实施例的其它结构和操作与上述各实施例相同。

实施例4

期望应使用图3所示的功率调节器32，从而如实施例1所述确保使发电电力充当需用电力。然而，还可以使用图4所示的功率调节器32。也就是说，即使在从电源系统21将电力储存在蓄电装置40中的情况下，如果禁止使蓄电电力逆流，则可以使得利用来自电源系统21的购入电力对蓄电装置40充电后的蓄电电力充当需用电力。

通过使用来自电源系统21的购入电力来对蓄电装置40进行充电、并且在光伏发电装置30的发电电力超过需用电力的时间带内使蓄电电力充当需用电力，通过售电所得的收益预期增加。为了基于该操作来增加通过售电所得的收益，期望应在购电电力的金额最低的时间带内对蓄电装置40进行蓄电。

在作为这种操作等的应用操作中，在购电电力的金额最低的时间带(通常为午夜)中对蓄电装置40进行蓄电，由此蓄电池41被充电至上限值以上，并且在产生发电电力(发电电力变为适当阈值以上)之前禁止从蓄电装置40放电。在产生发电电力之后的操作中，以与上述各实施例相同的方式仅需基于剩余发电电力来选择性地进行蓄电装置40的充电和放电。

紧挨在产生发电电力之后并未基于剩余发电电力来选择性地进行蓄电装置40的充电和放电，而是在产生发电电力之后产生需用电力的情况下，可以尽可能使蓄电装置40的蓄电电力充当需用电力。在这种情况下，需要在蓄电池41的剩余容量下降至预先设置的预定值之后，如上述各实施例那样，基于剩余发电电力来选择性地进行蓄电装置40的充电和放电。

在本实施例的操作中，使与日间相比购电单价变低的购入电力充当需用电力，结果售电单价和购电单价之间的差额增大，并且售电所得的收益预期进一步增加。其它结构和操作与上述各实施例相同。

由于本实施例将来自电源系统21的购入电力储存在蓄电装置40中，因此可以通过在购电单价最低的时间带内对蓄电装置40进行充电而不是通过在购电单价较高的其它时间带内对蓄电装置40进行充电来增加售电所得的收益。在售电单价最低的时间带开始之前，在蓄电装置40的蓄电电力被用光由此蓄电池41的剩余容量等于或小于下限值的情况下，蓄电电力仅与购电单价最低的时间带内的电力相对应。也就是说，通过增大售电单价和购电单价之间的差额，预料到售电所得的收益的增加。在光伏发电装置30停止发电的状态下没有从蓄电装置40放电，因而在利用光伏发电装置30的发电结束之前需要使蓄电池41的剩余容量保持为下限值。

为了使得能够进行该操作，整体操作控制器106被配置为进行需用电力、发电电力和光伏发电装置30所进行的发电的结束时刻的预测，并且基于与进行上述实施例中的任一操作的情况有关的预测来预测光伏发电装置30所进行的发电的结束时刻之前蓄电池41的剩余容量。在蓄电池41的剩余容量高于下限值的情况下，使与相对于下限值的差相对应的发电电力(考虑到功率调节器32的损失)充当需用电力而没有应用于蓄电池41的充电。根据该操作，在光伏发电装置30所进行的发电的结束时刻之前，蓄电池41的剩余容量可能下降至下限值。

为了使蓄电池41的剩余容量在发电结束时刻之前达到下限值，可以设置如实施例3那样的用于对充电和放电的时刻进行切换的阈值，由此延长蓄电装置40的放电持续时间。其它结构和操作与上述各实施例相同。

实施例5

在上述各实施例中，说明了用电方20的单独操作，但本实施例提供通过使多个用电方20的操作彼此相关联来减少从电源系统21的配电网观看到的负荷变化的技术。

可以通过使用如实施例3所述的用于调节相对于剩余发电电力的阈值以调节蓄电装置40的充电和放电的操作时刻的技术，在一定程度上调整各用电方20的售电和购电的时刻。因此，可以通过使共用配电网的多个用电方20中的电力控制装置10连动，在这些用电方20之间相互进行电力需求供给。也就是说，抑制了逆流至电源系统21的电力的波动。这并非是使相对于各用电方20的电力的需求和供给平衡的情况，而是在所有的用电方20中，抑制了相对于电源系统21的负荷波动。

为了使多个用电方20中的电力控制装置10连动，可以利用用于经由通信针对控制系统收集诸如电力控制装置10所获取到的发电电力、需用电力和电池41的剩余容量等的电力信息的结构。可选地，可以采用各用电方20的电力控制装置10进行分散处理以进行相互调整的结构。可以使用诸如因特网等的广域网来进行通信。为了使得能够进行该操作，需要向电力控制装置10添加未示出的通信功能。其它结构和操作与上述各实施例相同。

在上述各实施例中，存在如下可能性：发生因蓄电装置40的电力转换所引起的电力损失，并且与不使用蓄电装置40的情况相比，该电力损失使电力消耗量增加。然而，售电带来的收益预期增加，因而认为诸如光伏发电装置30等的可再生能源(清洁能源或绿色能源)的发电装置的普及加速。结果，电力供应方中的化石颜料的使用量减少并且伴随着输电的能量损失减少，并且可以预期整个社会的节能。

即使将来售电单价下降或上网电价制度(Feed-in tariff)被废止，也可以通过使蓄电装置40与光伏发电装置30连动来管理用电方20的需用电力。也就是说，预先将蓄电装置40引入用电方20，因此用电方20可以在不会极端损坏收益的情况下应对上网电价制度的变化。期望电力控制装置10的操作针对这些情况可以相对容易地改变。基本上，仅需改变用于使电力控制装置10工作的程序。

在上述各实施例中，存在用于在蓄电装置40的充电和放电之间进行选择的条件在短时间内波动的可能性。然而，可以通过如上述操作示例那样以诸如约1小时等的相对较长的时间为单位判断该条件，来防止不稳定操作。在比较短的时间内在充电和放电之间进行选择的情况下，在选择了这两者的其中一个之后，在经过预定时间之前可以禁止选择另一个。

参考蓄电装置40的充电和放电之间的选择，假定剩余发电电力的条件(剩余发电电力的有无或相对于判断阈值的大小关系)在下一次选择之前不改变。由于基于发电电力和需用电力来确定剩余发电电力，因此在选择蓄电装置40的充电和放电的时间点处可以预测发电电力和需用电力的情况下，可以适当地进行充电和放电的选择。

在光伏发电装置30中，由于发电电力受日照的影响大，因此可以通过获取诸如天气预报等的与日照有关的信息来在一定程度上预测发电电力的时间变化。另外，仅需基于与日期和时间相对应的过去数据来估计需用电力。还可以估计出：过去紧前的剩余发电电力的条件在选择了蓄电装置40的充电和放电之后继续。

在按预定的时间间隔判断剩余发电电力的条件的情况下，如果估计为紧前的条件继续，则认为在存在需用电力周期性地波动的电气负载24的情况下，判断周期与需用电力的波动周期一致。在这种情况下，基于误估计的控制有可能继续。为了避免这种问题的发生，需要在判断剩余发电电力的条件的时间点处，在比判断周期充分长的时间内判断需用电力的周期性的有无，由此改变该判断周期以使得该判断周期与需用电力的波动周期不一致。

尽管已经参考特定优选实施例说明了本发明，但本领域技术人员可以在没有背离本发明的真实精神和范围、即权利要求书的情况下进行多种修改和变形。

Claims

1.一种电力控制装置，其用于如下系统，其中该系统包括设置在用电方处的、用于利用自然能源发电的发电装置和用于进行蓄电池的充电和放电的蓄电装置，并且该系统用于选择电源系统、所述发电装置和所述蓄电装置以向电气负载供给电力，并且还使得能够从所述发电装置进行向着所述电源系统的电力逆流，

所述电力控制装置包括：

第一电力获取部，用于获取用电方处使用的所述电气负载的需用电力；

第二电力获取部，用于获取针对所述发电装置测量到的发电电力；

电力剩余判断部，用于按预定间隔对剩余发电电力进行条件判断，其中所述剩余发电电力是经由所述第一电力获取部获取到的需用电力和经由所述第二电力获取部获取到的发电电力之间的差；以及

整体操作控制器，用于响应于所述电力剩余判断部所进行的条件判断的结果，在所述蓄电装置的蓄电和放电之间进行选择，

其中，所述整体操作控制器进行以下操作：

在第一条件成立的情况下，不使所述发电装置的发电电力充当需用电力而使发电电力储存在所述蓄电装置中，其中所述第一条件与发电电力等于或小于需用电力和预定的判断阈值相加所得的值的情况相对应；以及

在第二条件成立的情况下，使所述蓄电装置的蓄电电力充当所述电气负载的需用电力，其中所述第二条件与发电电力超过需用电力和所述判断阈值相加所得的值的情况相对应。

2.根据权利要求1所述的电力控制装置，其中，所述判断阈值为0。

3.根据权利要求1或2所述的电力控制装置，其中，在所述蓄电池的剩余容量达到指定的上限值的情况下，即使所述电力剩余判断部判断为所述第一条件成立，所述整体操作控制器也使发电电力充当需用电力而不进行蓄电。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力控制装置，其中，在预定时间段内所述蓄电装置的蓄电和放电的次数超过指定值的情况下，在从所述电源系统购入的电力的单价等于或大于预定值的时间段内，即使所述电力剩余判断部判断为所述第一条件成立，所述整体操作控制器也不进行蓄电。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电力控制装置，其中，在逆流至所述电源系统的电力的单价等于或大于预定值的时间段内，即使所述电力剩余判断部判断为所述第二条件成立，所述整体操作控制器也不从所述蓄电装置放电。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力控制装置，其中，在从所述电源系统购入的电力的单价等于或小于指定值的时间带内，在所述第一条件成立的情况下，所述整体操作控制器使得容许从所述电源系统向所述蓄电装置进行蓄电。

7.根据权利要求6所述的电力控制装置，其中，所述电力剩余判断部将所述判断阈值设置为可变阈值。

8.根据权利要求7所述的电力控制装置，其中，所述电力剩余判断部还进行以下操作：

在所述蓄电池的剩余容量等于或小于指定的下限值的时间段内，将所述判断阈值设置为相对较大的阈值；以及

在所述蓄电池的剩余容量等于或大于指定的上限值的时间段内，将所述判断阈值设置为相对较小的阈值。

9.根据权利要求7所述的电力控制装置，其中，所述电力剩余判断部还进行以下操作：

在所述蓄电池的剩余容量等于或小于指定的下限值、并且发电电力大于需用电力的时间段内，将所述判断阈值设置为正值；以及

在所述蓄电池的剩余容量超过所述下限值的情况下，将所述判断阈值设置为0。

10.根据权利要求7所述的电力控制装置，其中，所述电力剩余判断部还进行以下操作：

在所述蓄电池的剩余容量等于或大于指定的上限值、并且需用电力大于发电电力的时间段内，将所述判断阈值设置为负值；以及

在所述蓄电池的剩余容量小于所述上限值的情况下，将所述判断阈值设置为0。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的电力控制装置，其中，所述整体操作控制器进行控制，以使得在从所述电源系统购入的电力的单价等于或小于指定值的时间带开始之前，所述蓄电池的剩余容量等于或小于下限值。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电力控制装置，其中，还包括通知部件，所述通知部件用于给出如下建议的通知：在所述电力剩余判断部判断为所述第二条件成立的时间段内，抑制电气负载的使用。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的电力控制装置，其中，在所述电气负载配备有用于接收控制信号以控制该电气负载的电力消耗的控制器的情况下，所述电力控制装置被配置成：在所述电力剩余判断部判断为所述第二条件成立的时间段内，从所述整体操作控制器向所述电气负载的控制器供给用于抑制电力消耗的控制信号。