CN103620903A - 电力供给系统 - Google Patents

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Abstract

在电力供给系统中，需用测量单元测量负载的需用电力，并且发电测量单元测量太阳能电池的发电电力。阈值存储单元存储针对蓄电池的剩余量(电力剩余量)的放电控制阈值，其中所述放电控制阈值用来判断是否进行蓄电池的放电。在需用电力大于发电电力的情况下，命令单元基于蓄电池的剩余量和放电控制阈值之间的比较结果来生成用于控制蓄电池的放电的控制命令，并且命令单元将这些控制命令发送至电力调节器的控制单元。此时，在蓄电池的剩余量大于放电控制阈值的情况下，命令单元发出用于进行蓄电池的放电的控制命令。阈值设置单元可变地设置放电控制阈值，并且每次值改变时，阈值设置单元更新阈值存储单元内的放电控制阈值。

Description

电力供给系统
技术领域
本发明涉及一种电力供给系统，其中该电力供给系统包括发电装置和蓄电池，并且从商用电源、发电装置和蓄电池至少之一向负载供给电力。
背景技术
迄今为止，提出了如下电力供给系统，其中该电力供给系统除了发电装置以外还包括蓄电池，并且将发电装置发电得到的电力(发电电力)和负载所消耗的电力(消耗电力)之间的差作为剩余电力储蓄在蓄电池(电池)中(例如，参见专利文献1)。
专利文献1的系统将需要供给至负载的电力(需用电力)和利用诸如太阳能电池等的发电装置发电得到的电力(发电电力)之间的差视为不足电力，并且通过从蓄电池(电池)放电来补充该不足电力。简言之，专利文献1中的蓄电池对通过“发电电力-消耗电力”所表示的剩余电力进行充电，并且进行放电以补充通过“需用电力-发电电力”所表示的不足电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-103740(第0047段)
发明内容
发明要解决的问题
然而，如专利文献1所述，用于简单地在需用电力超过发电电力的情况下(即，在“需用电力-发电电力”>0的情况下)进行蓄电池的放电的结构可能会使向着负载的电力供给相当不稳定。
具体地，在从商用电源供给至用电方的电力(购买电力)超过在用电方和电力公司之间预先确定的合约容量的情况下，断路器可能会跳闸而停止向着负载的电力供给。在这种情况下，例如，由于需用电力连续超过发电电力，因此在蓄电池中没有剩余电力。在这种状态下，如果不足电力(需用电力-发电电力)超过合约容量，则利用蓄电池的放电电力无法补充该不足电力。因而，不再能够维持向着负载的电力供给。
本发明是鉴于以上情形而作出的。本发明的目的是提供能够稳定地向负载供给电力的电力供给系统。
用于解决问题的方案
本发明的一种电力供给系统，其包括用于生成电力的发电装置和用于储蓄电力的蓄电池，并且用于从商用电源、所述发电装置和所述蓄电池至少之一向负载供给电力，所述电力供给系统还包括：需用测量单元，用于测量所述负载的需用电力；发电测量单元，用于测量所述发电装置的发电电力；阈值存储单元，用于存储用以判断是否进行所述蓄电池的放电的放电控制阈值；命令单元，用于在所述需用电力大于所述发电电力的情况下，基于所述蓄电池的剩余量和所述放电控制阈值之间的比较结果来给出用以控制所述蓄电池的放电的控制命令；控制单元，用于根据来自所述命令单元的所述控制命令来控制所述蓄电池的放电；以及阈值设置单元，用于可变地设置所述放电控制阈值，并且将所设置的放电控制阈值写入所述阈值存储单元。
在该电力供给系统的优选模式中，在所述蓄电池的剩余量大于所述放电控制阈值的情况下，所述命令单元可以给出用以进行所述蓄电池的放电的控制命令。
在该电力供给系统的另一优选模式中，在所述蓄电池的剩余量为所述放电控制阈值以下、并且所述需用电力和所述发电电力之间的差为预定的购电限制阈值以下的情况下，所述命令单元可以给出用以使所述蓄电池的放电停止的控制命令。
在该电力供给系统的另一优选模式中，在所述蓄电池的剩余量为所述放电控制阈值以下、并且所述需用电力和所述发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值的情况下，所述命令单元可以给出用以进行所述蓄电池的放电的控制命令。
在该电力供给系统的另一优选模式中，在所述蓄电池的剩余量为所述放电控制阈值以下、并且所述需用电力和所述发电电力之间的差大于所述购电限制阈值的情况下，所述命令单元可以利用所述控制命令对放电电力进行限制，使得仅进行与所述差超过所述购电限制阈值的超出量相对应的电力量的放电。
在该电力供给系统的另一优选模式中，该电力供给系统还可以包括：历史存储单元，用于将过去的测量时间段内所获得的所述需用电力和所述发电电力存储作为历史信息，其中，所述阈值设置单元可以根据所述历史信息来计算所述放电控制阈值，并且将所计算出的放电控制阈值写入所述阈值存储单元。
在该电力供给系统的另一优选模式中，该电力供给系统还可以包括：天气信息获取单元，用于获取将来的天气预报信息，其中，所述发电装置使用自然能源来生成电力，并且所述发电电力根据天气而改变，所述历史存储单元针对各天气类型来存储所述历史信息，所述阈值设置单元针对各天气类型、使用所述历史信息来计算所述放电控制阈值，并且将所计算出的放电控制阈值针对各天气类型写入所述阈值存储单元，以及所述命令单元从所述阈值存储单元内所存储的放电控制阈值中选择与所述天气预报信息相对应的放电控制阈值，并且使用所选择的放电控制阈值。
本发明的一种放电管理装置，其用在电力供给系统中，其中，所述电力供给系统包括发电装置、蓄电池和控制器，所述发电装置用于生成电力，所述蓄电池用于储蓄电力，所述控制器用于根据控制命令来控制所述蓄电池的放电，所述放电管理装置包括需用测量单元、发电测量单元、阈值存储单元、命令单元和阈值设置单元，所述需用测量单元用于测量负载的需用电力，所述发电测量单元用于测量所述发电装置的发电电力，所述阈值存储单元用于存储用以判断是否进行所述蓄电池的放电的放电控制阈值，所述命令单元用于在所述需用电力大于所述发电电力的情况下，基于所述蓄电池的剩余量和所述放电控制阈值之间的比较结果来给出用以控制所述蓄电池的放电的控制命令，由此所述控制器根据来自所述命令单元的所述控制命令来控制所述蓄电池的放电，以及所述阈值设置单元可变地设置所述放电控制阈值，并且将所设置的放电控制阈值写入所述阈值存储单元。
电力供给系统包括放电管理装置。
发明的效果
本发明具有如下优点：由于在需用电力大于发电电力的情况下，基于蓄电池的剩余量和可变地设置的放电控制阈值之间的比较结果来控制蓄电池的放电，因此可以稳定地向负载供给电力。
附图说明
图1是示出根据实施例1的电力供给系统的示意结构的框图。
图2是示出根据实施例1的电力供给系统中的命令单元的操作的说明图。
图3是示出根据实施例1的电力供给系统中的命令单元的操作的说明图。
图4是示出根据实施例1的电力供给系统的操作的说明图。
图5是示出根据实施例1的电力供给系统的结构的框图。
图6是示出根据实施例1的电力供给系统中的阈值设置单元的操作的说明图。
图7是示出根据实施例2的电力供给系统的示意结构的框图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的电力供给系统是如下系统，其中该系统如图1所示包括太阳能电池1和蓄电池2，并且从商用电源(交流电源)3、太阳能电池1和蓄电池2至少之一向连接至AC(交流)配电板4的负载5供给电力。该电力供给系统还包括：电力调节器6，其连接在AC配电板4、太阳能电池1和蓄电池2之间；以及后面要说明的放电管理装置10。
这里，将电力供给系统由包括一般的单独住宅的用电方所使用的情况作为示例进行说明。然而，在不限于此的情况下，电力供给系统还可以用在集体住宅的各住户、设施和工厂等中。注意，在图1中，虚线表示进行电力的交换所经由的强电连接线，而实线表示进行信息(信号)的交换所经由的弱电连接线。
负载5包括安装在住宅内的各位置处的诸如电视接收机、音乐播放器和个人计算机等的电子装置、诸如插座和壁式开关等的布线装置、以及诸如空调(空调设备)和照明器具等的设备等。这里，负载5是通过接收AC(交流)电力的供给来进行工作的AC驱动型负载。然而，电力供给系统可以包括通过接收DC(直流)电力的供给来进行工作的DC驱动型负载作为电力供给的对象。
AC配电板4连接至商用电源3。商用电源3是单相3线系统，并且利用包括作为中性电极和一对电压电极的3线的引入线(未示出)而引入住宅。AC配电板4安装在住宅内，并且容纳主干断路器(未示出)和分支断路器(未示出)等。
太阳能电池1构成被配置为利用自然能源(太阳光)生成DC电力的发电装置。由于发电电力根据太阳辐射量而波动，因此太阳能电池1本质上在日间进行发电并且在夜间停止发电。另一方面，蓄电池2可以储蓄太阳能电池1所生成的电力。因此，例如，蓄电池2在日间储蓄太阳能电池1所生成的电力并且在夜间进行放电。这使得能够使根据太阳辐射量而波动的发电电力平滑化。
电力调节器6包括逆变器电路(未示出)，其中该逆变器电路被配置为将来自太阳能电池1或蓄电池2的DC电力转换成与商用电源3的相位同步的AC电力。电力调节器6的输出连接至AC配电板4，并且将来自太阳能电池1或蓄电池2的电力经由电力调节器6和AC配电板4供给至负载5。AC配电板4还连接至商用电源3。因而，在仅利用来自太阳能电池1和蓄电池2的输出无法补充负载5的总需用电力的情况下，从商用电源3向负载5供给电力。
电力调节器6还包括保护装置(未示出)，其中该保护装置被配置为在检测到商用电源3的停电时停止逆变器电路的工作，并且使插入在电力调节器6和AC配单板4之间的解列中继器(未示出)解列。因此，电力调节器6防止太阳能电池1和蓄电池2单独工作。注意，电力调节器6安装在AC配电板4的内部或周围。
另外，电力调节器6具有进行蓄电池2的充放电的功能、以及在太阳能电池1的发电电力中产生剩余(剩余电力)的情况下通过使该剩余电力逆流至商用电力系统来向电力公司售电的功能。此外，电力调节器6还包括控制单元61，其中该控制单元61被配置为控制这些功能。响应于来自放电管理装置10的控制命令，控制单元61在进行蓄电池2的充电的充电模式、进行蓄电池2的放电的放电模式、以及进行售电的售电模式之间进行切换。
放电管理装置10包括：需用测量单元11，用于测量负载5的需用电力；发电测量单元12，用于测量太阳能电池1的发电电力；阈值存储单元13，用于存储阈值；命令单元14，用于向控制单元61给出控制命令；以及后面要说明的阈值设置单元15。在本实施例中，放电管理装置10包括微计算机作为主要组件，并且通过执行存储在存储器(未示出)中的程序来实现上述各单元的功能。
需用测量单元11使用设置在从AC配电板4向着负载5的电力供给路径上的第一电流传感器111的输出以测量负载5实际消耗的电力(需用电力的实际值)的瞬时值。需用测量单元11定期地将测量结果发送至命令单元14。这里，注意，需用测量单元11被配置为测量多个负载5中的需用电力的总和(总需用电力)。然而，需用测量单元11不限于这种结构，而且可被配置为例如在将负载5划分成多个系统的情况下，针对各系统测量需用电力。
发电测量单元12使用设置在从太阳能电池1向着电力调节器6的电力供给路径上的第二电流传感器112的输出以测量太阳能电池1实际生成的电力(发电电力的实际值)的瞬时值。发电测量单元12定期地将测量结果发送至命令单元14。
阈值存储单元13至少存储放电控制阈值和购电限制阈值。放电控制阈值是针对判断是否进行蓄电池2的放电所使用的蓄电池2的剩余量(电力剩余量)的阈值。购电限制阈值是对购电电力进行限制从而防止在从商用电源3要供给至用电方的电力(购电电力)超过用电方和电力公司之间的预定合约容量(电流值)的情况下断路器跳闸所使用的阈值。
命令单元14定期地从蓄电池2获取蓄电池2的剩余量、诸如过放电和过充电的有无等的异常信息、以及表示蓄电池2的状态的信息等(以下称为“蓄电池信息”)。蓄电池2定期地将这种蓄电池信息不仅发送至命令单元14而且还发送至电力调节器6。
命令单元14通过使用需用测量单元11所测量到的负载5的需用电力、发电测量单元12所测量到的发电电力、存储在阈值存储单元13中的各阈值、以及包括在蓄电池信息中的蓄电池2的剩余量来生成控制命令，然后将所生成的控制命令发送至电力调节器6的控制单元61。这里，该控制命令包括用以进行蓄电池2的放电的放电命令、用以使放电停止的放电停止命令、用以进行蓄电池2的充电的充电命令、用以使充电停止的充电停止命令和用以进行售电的售电命令。
在接收到控制命令时，控制单元61通过使用蓄电池信息来检查发电电力中的剩余电力的有无和蓄电池2的剩余量等。然后，在不存在异常的情况下，控制单元61根据该控制命令来进行蓄电池2的充放电的控制、售电的控制和向着负载5的电力供给的控制。
阈值设置单元15具有如下功能，其中该功能用于设置放电控制阈值和购电限制阈值，然后将这些阈值写入阈值存储单元13。在本实施例中，阈值设置单元15可变地(动态地)设置放电控制阈值的值，并且每当该值改变时更新阈值存储单元13内的放电控制阈值。后面详细说明阈值设置单元15如何设置放电控制阈值。
这里，在以下的表1中示出设置在阈值存储单元13中的放电控制阈值和购电限制阈值的初始值。然而，注意，放电控制阈值是可变地设置的值，因而没有固定为初始值。
表1
购电限制阈值 2kW
放电控制阈值 1kWh
接着，参考图2来说明命令单元14给出用以在蓄电池2的放电和放电停止之间进行切换的控制命令的操作。
在从需用测量单元11接收到负载5的需用电力的信息(图2的S1中为“是”)、从发电测量单元12接收到太阳能电池1的发电电力的信息(S2中为“是”)、并且从蓄电池2接收到蓄电池信息(S3中为“是”)时，命令单元14将需用电力与发电电力进行比较(S4)。
在“S4”中需用电力大于发电电力的情况下(S4中为“是”)，命令单元14检查蓄电池信息中所包括的蓄电池2的剩余量，然后将蓄电池2的剩余量与阈值存储单元13内的放电控制阈值进行比较(S5)。之后，在蓄电池2的剩余量大于放电控制阈值的情况下(S5中为“是”)，命令单元14检查蓄电池信息以判断是否存在过放电(S6)。然后，在不存在过放电的情况下(S6中为“否”)，命令单元14将用以进行蓄电池2的放电的控制命令(放电命令)发送至控制单元61(S7)。因此，可以进行蓄电池2的放电以补充发电电力相对于需用电力的不足(不足电力)。然而，在即使进行放电直至达到电力调节器6的性能极限、也无法完全补充不足电力的情况下，还进行从商用电源3向着负载2的电力供给。
另一方面，在“S4”中需用电力为发电电力以下的情况下(S4中为“否”)，命令单元14将用以使蓄电池2的放电停止的控制命令(放电停止命令)发送至控制单元61(S8)。
此外，在“S5”中蓄电池2的剩余量为放电控制阈值以下的情况下(S5中为“否”)，命令单元14将作为需用电力和发电电力之间的差的不足电力(需用电力-发电电力)与阈值存储单元13内的购电限制阈值进行比较(S9)。在不足电力大于购电限制阈值的情况下(S9中为“是”)，命令单元14检查蓄电池信息以判断是否存在过放电(S10)。然后，在不存在过放电的情况下(S10中为“否”)，命令单元14将放电命令发送至控制单元61(S11)。
然而，在这种情况下(在S10中为“否”的情况下)，命令单元14利用控制命令(放电命令)对放电电力进行限制，使得仅进行了与不足电力超过购电限制阈值的超出量相对应的电力的放电。换句话说，在这种情况下，蓄电池2没有补充所有的不足电力，而是仅补充了不足电力的一部分(超过购电限制阈值的部分)。然后，对于其余部分(购电限制阈值以下的部分)，商用电源3进行向着负载2的电力供给。换句话说，在蓄电池2的剩余量为放电控制阈值以下的情况下，蓄电池2保留电力剩余量以供以后用于需用电力超过发电电力的情形，而不是完全放电来完全辅助不足电力。
在“S9”中不足电力为购电限制阈值以下的情况下(S9中为“否”)，命令单元14将放电停止命令发送至控制单元61(S8)。同样，在“S6”或“S10”中存在过放电的情况下(S6中为“是”或S10中为“是”)，命令单元14将放电停止命令发送至控制单元61(S8)。
接着，参考图3来说明命令单元14给出用以在蓄电池2的充电和充电停止之间以及售电的有无之间进行切换的控制命令的操作。
在从需用测量单元11接收到负载5的需用电力的信息(图3的S21中为“是”)、从发电测量单元12接收到太阳能电池1的发电电力的信息(S22中为“是”)、并且从蓄电池2接收到蓄电池信息(S23中为“是”)时，命令单元14将需用电力与发电电力进行比较(S24)。
在“S24”中需用电力为发电电力以上的情况下(S24中为“否”)，命令单元14判断是否利用来自商用电源3的电力进行蓄电池2的充电(S25)。在使用商用电源3进行充电的情况下(S25中为“是”)，命令单元14检查蓄电池信息中所包括的蓄电池2的剩余量以判断蓄电池2是否满充电(S26)。在蓄电池2没有满充电的情况下(S26中为“否”)，命令单元14将用以进行蓄电池2的充电的控制命令(充电命令)发送至控制单元61(S27)。
另一方面，在蓄电池2满充电的情况下(S26中为“是”)，命令单元14将用以使蓄电池2的充电停止的控制命令(充电停止命令)发送至控制单元61(S28)。同样，在“S25”中判断为不进行使用商用电源3的充电的情况下(S25中为“否”)，命令单元14将该充电停止命令发送至控制单元61(S28)。
此外，在“S24”中需用电力小于发电电力的情况下(S24中为“是”)、即在太阳能电池1的发电电力中存在剩余(剩余电力)的情况下，命令单元14判断是否进行售电(S29)。在要进行售电的情况下(S29中为“是”)，命令单元14将用以开始售电的控制命令(售电命令)发送至控制单元61(S30)。另一方面，在不进行售电的情况下(S29中为“否”)，命令单元14进入蓄电池2是否满充电的判断(S26)。在这种情况下，在蓄电池2没有满充电的情况下(S26中为“否”)，命令单元14将用以利用太阳能电池1的剩余电力进行蓄电池2的充电的控制命令(充电命令)发送至控制单元61(S27)。
参考图4，以下说明具有上述结构的电力供给系统的操作的具体示例。
在图4中，以横轴作为时间轴，(a)示出发电电力P1和需用电力P2，(b)示出在利用蓄电池2进行辅助的情况下的来自商用电源3的供给电力，(c)示出在没有利用蓄电池2进行辅助的情况下的来自商用电源3的供给电力，并且(d)示出蓄电池2的剩余量。注意，图4(d)中的“Th1”表示放电控制阈值，而图4(b)和(c)中的“Th2”表示购电限制阈值。此外，在图4中，假定时间段t3～t13是应用正常电费的时间带，而时间段t1～t3是应用比较便宜的电费(夜间费用)的时间带。
在时刻t1，尽管发电电力P1小于需用电力P2，但蓄电池2的剩余量小于放电控制阈值Th1，因而应用夜间费用。因此，在时间段t1～t2内，电力调节器6通过使用来自商用电源3的电力来对蓄电池2进行充电。在时间段t2～t3内，尽管蓄电池2的剩余量超过放电控制阈值Th1，但也应用夜间费用。因而，电力调节器6积极地将来自商用电源3的电力供给至负载。
然后，在经过时刻t3之后应用正常电费，并且在时间段t3～t4内，发电电力P1小于需用电力P2而且蓄电池2的剩余量大于放电控制阈值Th1。因而，电力调节器6通过使蓄电池2完全放电来完全辅助不足电力。更具体地，例如，在发电电力P1为0.8kW、需用电力P2为2.9kW、并且蓄电池2的剩余量为1.5kWh(大于放电控制阈值Th1(=1kWh))的情况下，电力调节器6使蓄电池2完全放电以尽可能地补充不足电力。由于时间段t7～t9也满足与时间段t3～t4内所满足的条件相同的条件，因此电力调节器6通过使蓄电池2完全放电来完全辅助不足电力。注意，图4(b)中的斜线区域表示在与利用蓄电池2进行辅助的情况(图4(c))相比较时来自商用电源3的供给电力的增加、即来自商用电源3的供给电力中的通过利用蓄电池2进行辅助可缩减的部分。
此外，在时间段t4～t5内，发电电力P1大于需用电力P2，并且可以进行售电。因而，电力调节器6出售太阳能电池1的所有剩余电力。然后，在时间段t5～t6内，尽管发电电力P1大于需用电力P2，但该时间段落在售电抑制的时间带内。因而，电力调节器6使用太阳能电池1的所有剩余电力来进行蓄电池2的充电。
在时间段t9～t10内，尽管蓄电池2的剩余量小于放电控制阈值Th1，但不足电力(需用电力P2-发电电力P1)大于购电限制阈值Th2。因而，电力调节器6通过使蓄电池2放电来辅助不足电力。在这种情况下，电力调节器6通过使蓄电池2放电来仅辅助不足电力超过购电限制阈值Th2的超出量，并且针对其余部分从商用电源3供给电力。由于时间段t11～t12也满足与时间段t9～t10内所满足的条件相同的条件，因此电力调节器6通过蓄电池2的放电来辅助不足电力的一部分。
简言之，在假定发电电力P1为0.8kW并且需用电力P2为2.9kW的情况下，不足电力为2.1(=2.9-0.8)kW，由此大于购电限制阈值Th2的2kW。在这种情况下，尽管蓄电池2的剩余量为0.8kW并且小于放电控制阈值Th1，但电力调节器6从蓄电池2供给不足电力超过购电限制阈值Th2的0.1(2.1-2.0)kW并且从商用电源3供给其余的2.0kW。
在时间段t9～t10内电力调节器6使蓄电池2完全放电的情况下，存在下次不足电力超过购电限制阈值Th2时(时间段t11～t12)、蓄电池2的剩余量不足的可能性。由于该原因，在时间段t11～t12内，存在如下可能性：电力调节器6无法通过使蓄电池2放电来进行辅助、并且购电电力超过合约容量，从而导致断路器跳闸并且停止向着负载5的电力供给。另一方面，在本实施例中，电力调节器6通过使蓄电池2放电仅辅助不足电力超过购电限制阈值Th2的超出量。因而，可以保留蓄电池2的电力剩余量以供以后用于需用电力为发电电力以上的情形。
在时间段t10～t11和时间段t12～t13内，发电电力P1小于需用电力P2，蓄电池2的剩余量小于放电控制阈值Th1，并且不足电力为购电限制阈值Th2以下。因而，电力调节器6停止蓄电池2的充放电。更具体地，在例如假定发电电力P1为1.2kW并且需用电力P2为2.9kW的情况下，不足电力为1.7(=2.9-1.2)kW，由此小于购电限制阈值Th2的2kW。因而，电力调节器6停止蓄电池2的放电。
顺便提及，在本实施例的电力供给系统中，阈值设置单元15不是以固定方式而是可变地(动态地)设置放电控制阈值，并且根据需要将所设置的阈值写入阈值存储单元13。以下说明阈值设置单元15如何具体设置放电控制阈值。
具体地，除以上结构以外，如图5所示，放电管理装置10还包括历史存储单元16，其中该历史存储单元16被配置为将过去的需用电力和发电电力的信息存储作为历史信息。
历史存储单元16定期地从需用测量单元11接收表示需用电力的信息，并且如以下的表2所示，针对各日期/时间(日期和时间带)将该信息存储作为历史表。同样，历史存储单元16定期地从发电测量单元12接收表示发电电力的信息，并且如以下的表2所示，针对各日期和时间将该信息存储作为历史表。这里，历史存储单元16以1小时的间隔来获取需用电力和发电电力这两者的信息，并且将各时间带的平均电力(每小时对电力的瞬时值求取平均所得的值)存储在历史表中。在至少过去的特定时间段(例如，一周)作为测量时间段的情况下，历史存储单元16始终存储该测量时间段内所获得的需用电力和发电电力的信息(历史信息)，并且按从最早信息开始的时间顺序删除信息。
表2
Figure BDA0000435867610000141
历史存储单元16定期地将针对测量时间段所存储的历史信息发送至阈值设置单元15。在本实施例中，在每天的固定时刻(例如，在23点钟)，历史存储单元16将自该时间点起回溯的一周的历史信息发送至阈值设置单元15。
阈值设置单元15包括阈值计算单元151，其中该阈值计算单元151被配置为在每次从历史存储单元16获取历史信息时，通过使用该历史信息来计算放电控制阈值。然后，阈值设置单元15将阈值计算单元151所计算出的放电控制阈值写入阈值存储单元13。因而，阈值设置单元15动态地设置放电控制阈值而不是将该值固定为其初始值。注意，关于购电限制阈值，用户基于用电方和电力公司之间的预定合约容量通过在任意定时操作阈值设置单元15的操作构件(未示出)来设置值，然后将该值写入阈值存储单元13。阈值设置单元15的操作构件可以是调节开关、键盘和触摸面板显示器等，并且可以是语音输入型。
接着，参考图6来说明阈值设置单元15设置放电控制阈值的操作。在每天的预设时刻，阈值设置单元15根据图6的流程图来设置从次日起要使用的放电控制阈值。这里，说明如下情况作为示例：在表2的示例中，在3月23日23点钟，阈值设置单元15设置次日(3月24日)的放电控制阈值。
在固定时刻(23点钟)，阈值设置单元15首先从历史存储单元16获取测量时间段(过去一周)内的需用电力和发电电力的信息(历史信息)(图6的S41)。这里，在当前日期和时间为3月23日23点钟的情况下，过去一周的数据是3月16日23:00点钟～3月23日22:00点钟的数据。然后，阈值设置单元15使阈值计算单元151通过使用所获取到的历史信息来针对各时间带计算需用电力和发电电力各自的数据在过去一周内的平均值(S42)。在表2的示例中，例如，在3月16日23:00点钟～3月23日22:00点钟的一周内的11:00～12:00的平均值对于需用电力为0.37kW并且对于发电电力为0.2kW。
之后，阈值设置单元15针对各时间带，计算阈值计算单元151所获得的需用电力的平均值和发电电力的平均值之间的差(即，不足电力的平均值)(S43)。在表2的示例中，该差在11:00～12:00内为0.17kW，在12:00～13:00内为2.1kW，在13:00～14:00内为2.1kW，并且在1400～15:00内为0.14kW。然后，阈值设置单元15使阈值计算单元151在一天(24小时)期间对如此获得的针对各时间带的差(不足电力的平均值)超过购电限制阈值的超出量进行累加(S44)。
随后，阈值设置单元15将作为“S44”的累加结果的电力量(kWh)作为放电控制阈值发送至阈值存储单元13(S45)。在表2的示例中，在购电限制阈值为2kW的情况下，不足电力的平均值相对于购电限制阈值在12:00～13:00内超过了0.1kW并且在13:00～14:00内超过了0.1kW。因而，将24小时的总和作为新的放电控制阈值存储在阈值存储单元13中。
注意，测量时间段不限于1周，而且例如任意设置为3天或1个月等。此外，历史存储单元16不限于以小时为单位来获取并存储需用电力和发电电力的结构，而且例如可被配置为诸如以1分钟为单位或以10分钟为单位等的以任意时间为单位来进行获取和存储。
根据以上所述的本实施例的电力供给系统，在需用电力超过发电电力的情况下(即，在产生不足电力的情况下)，基于蓄电池2的剩余量和动态的放电控制阈值之间的比较结果来控制蓄电池2的放电。因而，可以稳定地向负载5供给电力。
更具体地，利用在需用电力超过发电电力的情况下始终使蓄电池2放电的结构，电力供给系统可能陷入如下情形：在需用电力继续超过发电电力之后在蓄电池2中不再剩余电力的状态下，不足电力超过合约电力。在这种情况下，电力供给系统无法利用蓄电池2来补充不足电力，并且由于购电电力超过合约容量，因此不再能够维持向着负载5的电力供给，结果导致断路器跳闸。另一方面，在本实施例的电力供给系统中，即使在需用电力超过发电电力的情况下，命令单元14也考虑到蓄电池2的剩余量和可变地设置的放电控制阈值之间的比较结果来决定是否进行放电，而不是无条件进行蓄电池2的放电。因此，本实施例的电力供给系统可以根据时刻来避免蓄电池2的剩余量不足，并且可以在防止购电电力超过合约容量的情况下维持向着负载5的稳定电力供给。
更具体地，在蓄电池2的剩余量大于放电控制阈值的情况下，命令单元14进行蓄电池2的放电。因而，在蓄电池2的剩余量充足的情况下，可以通过进行蓄电池2的放电来使购电电力最小。
此外，在蓄电池2的剩余量为放电控制阈值以下并且不足电力为购电限制阈值以下的情况下，命令单元14使蓄电池2的放电停止。因而，可以保留蓄电池2的剩余电力以供以后用来应对诸如不足电力超过合约电力的情形。
另外，即使蓄电池2的剩余量为放电控制阈值以下，在不足电力大于购电限制阈值的情况下，命令单元14也进行蓄电池2的放电。这使得可以即使在蓄电池2的剩余量不多的情况下也优先避免购电电力超过合约电力的情形。因此，电力供给系统可以防止在购电电力超过合约容量的情况下断路器发生跳闸，由此可以稳定地向负载5供给电力。
此外，在这种情况下(在不足电力大于购电限制阈值的情况下)，命令单元14对蓄电池2的放电电力进行限制，使得蓄电池2仅补充不足电力超过购电限制阈值的超出量。因而，与完全放电的情况相比，可以保留蓄电池2的剩余量。因此，电力供给系统稍后可以更加容易地应对诸如不足电力超过合约电量等的情形。该系统还具有可以防止蓄电池2的电力逆流至商用电源3的优点。
此外，阈值设置单元15通过使用过去的测量时间段内所获取到的历史信息(需用电力和发电电力)来计算放电控制阈值。因而，可以基于需用电力和发电电力的实际趋势(走向)来动态地改变放电控制阈值。因此，与使用预定的放电控制阈值来控制蓄电池2的放电的结构相比，电力供给系统可以在适当地将蓄电池2的剩余量维持为适量的同时利用该蓄电池2。结果，电力供给系统可以高效地向负载供给电力。
注意，在本实施例中，例示了发电装置是太阳能电池1的情况。然而，本发明不限于该示例，而且发电装置例如可以是风力发电机或燃料电池等。
实施例2
如图7所示，本实施例的电力供给系统与实施例1的电力供给系统的不同之处在于：放电管理装置10包括天气信息获取单元17，其中该天气信息获取单元17被配置为获取天气信息。在下文，利用相同的附图标记来表示与实施例1相同的构成组件，并且适当省略了针对这些构成组件的说明。
天气信息获取单元17例如连接至因特网，并且定期地从因特网上的服务器来获取天气信息(表示当前实际天气的信息)和天气预报信息(预测将来的天气的信息)。这里，天气信息获取单元17可以预先设置作为对象的区域，并且获取与所设置的区域有关的天气信息和天气预报信息。注意，天气信息和天气预报信息至少包括“晴”、“多云”和“雨”，并且还可以包括温度和风的条件等。
天气信息获取单元17定期地将所获取到的天气信息发送至历史存储单元16。历史存储单元16定期地(这里，以1天为间隔)从天气信息获取单元17接收天气信息，并且如以下的表3所示，以1天为间隔将所接收到的天气信息连同历史信息一起存储作为历史表。换句话说，历史存储单元16针对“晴”、“多云”和“雨”的各天气类型，存储历史信息(需用电力和发电电力)。
表3
历史存储单元16定期地将所存储的历史信息针对各天气类型发送至阈值设置单元15。在本实施例中，在每天的固定时刻(例如，23点钟)，历史存储单元16针对各天气类型将从该时间点起回溯的7天(1周)的历史信息发送至阈值设置单元15。
阈值设置单元15在每次从历史存储单元16获取历史信息时，使阈值计算单元151针对各天气类型使用该历史信息来计算放电控制阈值。然后，阈值设置单元15针对各天气类型将所计算出的放电控制阈值写入阈值存储单元13。因此，阈值存储单元13存储针对各天气类型所设置的多个放电控制阈值。
另一方面，天气信息获取单元17在每天的固定时刻(例如，23点钟)将所获取到的将来的天气预报信息发送至命令单元14。命令单元14定期地从天气信息获取单元17接收天气预报信息，然后从存储在阈值存储单元13内的放电控制阈值中选择与所接收到的次日的天气预报信息相对应的放电控制阈值，并且使用所选择的放电控制阈值。更具体地，在次日的天气预报为“雨”的情况下，命令单元14从存储在阈值存储单元13内的放电控制阈值中选择与“雨”(雨天)相对应的放电控制阈值，并且通过使用所选择的次日的放电控制阈值来确定控制命令的内容。
接着，通过采用具体示例来说明阈值设置单元15设置放电控制阈值的操作。阈值设置单元15的操作与实施例1所述的图6的操作基本相同。这里，说明以下情况作为示例：在表3的示例中，在3月23日23点钟，阈值设置单元15设置雨天所用的放电控制阈值。
在固定时刻(23点钟)，阈值设置单元15首先从历史存储单元16针对各天气类型来获取过去7天的需用电力和发电电力的信息(历史信息)。这里，在当前日期和时间为3月23日23点钟的情况下，过去7天的雨天数据是3月9日、10日、11日、12日、18日、19日和22日各自的0:00点钟～23:00点钟的数据。然后，阈值设置单元15使阈值计算单元151通过使用针对各天气类型所获取到的历史信息，针对各时间带来计算过去7天的需用电力和发电电力各自的平均值。在表3的示例中，例如过去7天的雨天的11:00～12:00的平均值对于需用电力为0.27kW并且对于发电电力为0kW。
之后，阈值设置单元15针对各时间带来计算阈值计算单元151针对各天气类型所获得的需用电力的平均值和发电电力的平均值之间的差。在表3的示例中，在雨天的情况下，该差在11:00～12:00内为0.27kW，在12:00～13:00内为3.3kW，在13:00～14:00内为1.7kW，并且在14:00～15:00内为0.47kW。然后，阈值设置单元15使阈值计算单元151在24小时期间对针对各天气类型如此获得的各时间带的差超过购电限制阈值的超出量进行累加。随后，阈值设置单元15将作为该累加结果的电力量(kWh)作为针对各天气类型的放电控制阈值发送至阈值存储单元13。在表3的示例中，在购电限制阈值为2kW的情况下，雨天时的不足电力的平均值在12:00～13:00内相对于购电限制阈值超过了1.3kW。因而，将24小时的总和作为雨天时的新的放电控制阈值存储在阈值存储单元13中。
根据以上所述的本实施例的电力供给系统，阈值设置单元15通过不仅使用过去所获取到的历史信息(需用电力和发电电力)、而且还使用天气信息来计算放电控制阈值。因而，可以基于更加正确的趋势来动态地改变放电控制阈值。换句话说，在诸如太阳能电池1等的通过使用自然能源(太阳光)来生成电力并且发电电力根据天气而改变的发电装置中，需用电力和发电电力的趋势受天气大幅影响。因此，如上所述，阈值设置单元15针对各天气类型设置放电控制阈值，并且命令单元14选择并使用与天气预报信息相对应的放电控制阈值。因而，电力供给系统可以更加适当地利用蓄电池2，并且可以更加高效地向负载供给电力。
注意，例如在发电装置不是太阳能电池1而是风力发电机的情况下，优选天气信息和天气预报信息包括风向和风速，并且阈值设置单元15针对各风向和各风速设置放电控制阈值。在这种情况下，阈值设置单元15将风向和风速分类成几个等级，并且针对各等级设置放电控制阈值。这样，根据发电装置来适当设置天气信息(天气预报信息)中所包括的信息。
其它的结构和功能与实施例1的结构和功能相同。
如上所述，实施例1和2的电力供给系统各自包括发电装置和蓄电池。发电装置被配置为生成电力，而蓄电池被配置为储蓄电力。
电力供给系统包括需用测量单元、发电测量单元、阈值存储单元、命令单元、控制单元和阈值设置单元。需用测量单元被配置为测量负载的需用电力。发电测量单元测量发电装置的发电电力。阈值存储单元存储用以判断是否进行蓄电池的放电的放电控制阈值。在需用电力大于发电电力的情况下，命令单元输出用以基于蓄电池的剩余量和放电控制阈值之间的比较结果来控制蓄电池的放电的控制命令。控制单元响应于来自命令单元的控制命令来控制蓄电池的放电。阈值设置单元可变地设置放电控制阈值，并且将所设置的阈值写入阈值存储单元。
在这种情况下，在需用电力大于发电电力的情况下，基于蓄电池的剩余量和可变地设置的放电控制阈值之间的比较结果来控制蓄电池的放电。因此，可以稳定地向负载供给电力。
此外，命令单元被配置为将蓄电池的剩余量与放电控制阈值进行比较。
在蓄电池的剩余量大于放电控制阈值的情况下，命令单元给出用以进行蓄电池的放电的控制命令。
换句话说，在蓄电池的剩余量大于放电控制阈值的情况下，命令单元具有被配置为给出用以进行蓄电池的放电的控制命令的控制单元。
此外，在需用电力大于发电电力、并且蓄电池的剩余量大于放电控制阈值的情况下，命令单元具有被配置为给出用以进行蓄电池的放电的控制命令的控制单元。
此外，命令单元具有被配置为识别蓄电池是否处于过放电状态的判断单元。在蓄电池处于过放电状态的情况下，命令单元具有被配置为给出用以使蓄电池的放电停止的控制命令的控制单元。
此外，命令单元具有被配置为识别蓄电池是否处于过放电状态的判断单元。在蓄电池未处于过放电状态的情况下，命令单元具有被配置为给出用以进行蓄电池的放电的控制命令的控制单元。
此外，命令单元具有判断单元，其中该判断单元被配置为基于表示蓄电池是否处于过放电状态的蓄电池信息来判断蓄电池是否处于过放电状态。
此外，蓄电池具有蓄电池信息。该蓄电池信息表示蓄电池是否处于过放电状态。
此外，在满足以下条件的情况下，命令单元输出用以使蓄电池的放电停止的控制命令。
第一条件是蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下。
第二条件是需用电力和发电电力之间的差为预定的购电限制阈值以下。
换句话说，在满足以下条件的情况下，命令单元具有被配置为输出用以使蓄电池的放电停止的控制命令的控制单元。
第一条件是蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下。
第二条件是需用电力和发电电力之间的差为预定的购电限制阈值以下。
此外，在满足以下条件的情况下，命令单元输出用以进行蓄电池的放电的控制命令。
第一条件是蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下。
第二条件是需用电力和发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值。
换句话说，在满足以下条件的情况下，命令单元具有被配置为输出用以进行蓄电池的放电的控制命令的控制单元。
第一条件是蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下。
第二条件是需用电力和发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值。
此外，在满足以下条件的情况下，命令单元利用控制命令对放电电力进行限制，使得仅放电了与该差超过购电限制阈值的超出量相对应的电力。
第一条件是蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下。
第二条件是需用电力和发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值。
换句话说，在满足以下条件的情况下，命令单元具有限制单元，其中该限制单元被配置为利用控制命令对放电电力进行限制，使得仅放电了与该差超过购电限制阈值的超出量相对应的电力。
第一条件是蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下。
第二条件是需用电力和发电电力之间的差大于购电限制阈值。
注意，需用电力和发电电力之间的差与通过从需用电力中减去发电电力所获得的差相对应。
另外，电力供给系统还包括历史存储单元。该历史存储单元将过去的测量时间段内所获得的需用电力和发电电力存储作为历史信息。阈值设置单元通过使用该历史信息来计算放电控制阈值。阈值设置单元将该放电控制阈值写入阈值存储单元。
此外，实施例2的电力供给系统还包括天气信息获取单元。该天气信息获取单元被配置为获取将来的天气预报信息。发电装置通过使用自然能源来生成电力。因此，发电装置的发电电力根据天气而改变。历史存储单元针对各天气类型来存储历史信息。阈值设置单元针对各天气类型使用历史信息来计算放电控制阈值。阈值设置单元针对各天气将该放电控制阈值写入阈值存储单元。命令单元从阈值存储单元内所存储的放电控制阈值中选择与天气预报信息相对应的放电控制阈值，并且使用所选择的放电控制阈值。
此外，实施例1和2各自公开了放电管理装置。该放电管理装置用在电力供给系统中。该电力供给系统包括发电装置、蓄电池和控制器。该发电装置生成电力。该蓄电池储蓄电力。该控制器根据控制命令来控制蓄电池的放电。该放电管理装置包括需用测量单元、发电测量单元、阈值存储单元、命令单元和阈值设置单元。该需用测量单元测量负载的需用电力。该发电测量单元测量发电装置的发电电力。该阈值存储单元存储用以判断是否进行蓄电池的放电的放电控制阈值。在需用电力大于发电电力的情况下，该命令单元给出用以基于蓄电池的剩余量和放电控制阈值之间的比较结果来控制蓄电池的放电的控制命令。因而，控制器响应于来自命令单元的控制命令来控制蓄电池的放电。阈值设置单元可变地设置放电控制阈值，并且将所设置的阈值写入阈值存储单元。
在这种情况下，在需用电力大于发电电力的情况下，基于蓄电池的剩余量和可变地设置的放电控制阈值之间的比较结果来控制蓄电池的放电。因此，可以稳定地向负载供给电力。
在蓄电池的剩余量大于放电控制阈值的情况下，放电管理装置中的命令单元给出用以进行蓄电池的放电的控制命令。
在蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下、并且需用电力和发电电力之间的差为预定的购电限制阈值以下的情况下，放电管理装置中的命令单元给出用以使蓄电池的放电停止的控制命令。
在蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下、并且需用电力和发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值的情况下，放电管理装置中的命令单元给出用以进行蓄电池的放电的控制命令。
在蓄电池的剩余量为放电控制阈值以下、并且需用电力和发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值的情况下，放电管理装置中的命令单元利用控制命令对放电电力进行限制，使得仅放电了与该差超过购电限制阈值的超出量相对应的电力。
放电管理装置还包括历史存储单元，其中该历史存储单元被配置为将过去的测量时间段内所获得的需用电力和发电电力存储作为历史信息。阈值设置单元通过使用该历史信息来计算放电控制阈值，并且将该放电控制阈值写入阈值存储单元。
此外，如实施例2所示，放电管理装置还包括天气信息获取单元，其中该天气信息获取单元被配置为获取将来的天气预报信息。发电装置通过使用自然能源来生成电力。因此，发电装置的发电电力根据天气而改变。历史存储单元针对各天气类型来存储历史信息。阈值设置单元针对各天气类型使用该历史信息来计算放电控制阈值。阈值设置单元针对各天气将该放电控制阈值写入阈值存储单元。命令单元从阈值存储单元内所存储的放电控制阈值中选择与天气预报信息相对应的放电控制阈值，并且使用所选择的放电控制阈值。
附图标记说明
1   太阳能电池(发电装置)
2   蓄电池
3   商用电源
5   负载
11  需用测量单元
12  发电测量单元
13  阈值存储单元
14  命令单元
15  阈值设置单元
16  历史存储单元
17  天气信息获取单元
6   电力调节器
61  控制单元

Claims (9)

1.一种电力供给系统，其包括用于生成电力的发电装置和用于储蓄电力的蓄电池，并且用于从商用电源、所述发电装置和所述蓄电池至少之一向负载供给电力，所述电力供给系统还包括：
需用测量单元，用于测量所述负载的需用电力；
发电测量单元，用于测量所述发电装置的发电电力；
阈值存储单元，用于存储用以判断是否进行所述蓄电池的放电的放电控制阈值；
命令单元，用于在所述需用电力大于所述发电电力的情况下，基于所述蓄电池的剩余量和所述放电控制阈值之间的比较结果来给出用以控制所述蓄电池的放电的控制命令；
控制单元，用于根据来自所述命令单元的所述控制命令来控制所述蓄电池的放电；以及
阈值设置单元，用于可变地设置所述放电控制阈值，并且将所设置的放电控制阈值写入所述阈值存储单元。
2.根据权利要求1所述的电力供给系统，其中，
在所述蓄电池的剩余量大于所述放电控制阈值的情况下，所述命令单元给出用以进行所述蓄电池的放电的控制命令。
3.根据权利要求1或2所述的电力供给系统，其中，
在所述蓄电池的剩余量为所述放电控制阈值以下、并且所述需用电力和所述发电电力之间的差为预定的购电限制阈值以下的情况下，所述命令单元给出用以使所述蓄电池的放电停止的控制命令。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力供给系统，其中，
在所述蓄电池的剩余量为所述放电控制阈值以下、并且所述需用电力和所述发电电力之间的差大于预定的购电限制阈值的情况下，所述命令单元给出用以进行所述蓄电池的放电的控制命令。
5.根据权利要求4所述的电力供给系统，其中，
在所述蓄电池的剩余量为所述放电控制阈值以下、并且所述需用电力和所述发电电力之间的差大于所述购电限制阈值的情况下，所述命令单元利用所述控制命令对放电电力进行限制，使得仅进行与所述差超过所述购电限制阈值的超出量相对应的电力量的放电。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力供给系统，其中，还包括：
历史存储单元，用于将过去的测量时间段内所获得的所述需用电力和所述发电电力存储作为历史信息，
其中，所述阈值设置单元根据所述历史信息来计算所述放电控制阈值，并且将所计算出的放电控制阈值写入所述阈值存储单元。
7.根据权利要求6所述的电力供给系统，其中，还包括：
天气信息获取单元，用于获取将来的天气预报信息，
其中，所述发电装置使用自然能源来生成电力，并且所述发电电力根据天气而改变，
所述历史存储单元针对各天气类型来存储所述历史信息，
所述阈值设置单元针对各天气类型、使用所述历史信息来计算所述放电控制阈值，并且将所计算出的放电控制阈值针对各天气类型写入所述阈值存储单元，以及
所述命令单元从所述阈值存储单元内所存储的放电控制阈值中选择与所述天气预报信息相对应的放电控制阈值，并且使用所选择的放电控制阈值。
8.一种放电管理装置，其用在电力供给系统中，
其中，所述电力供给系统包括发电装置、蓄电池和控制器，
所述发电装置用于生成电力，
所述蓄电池用于储蓄电力，
所述控制器用于根据控制命令来控制所述蓄电池的放电，
所述放电管理装置包括需用测量单元、发电测量单元、阈值存储单元、命令单元和阈值设置单元，
所述需用测量单元用于测量负载的需用电力，
所述发电测量单元用于测量所述发电装置的发电电力，
所述阈值存储单元用于存储用以判断是否进行所述蓄电池的放电的放电控制阈值，
所述命令单元用于在所述需用电力大于所述发电电力的情况下，基于所述蓄电池的剩余量和所述放电控制阈值之间的比较结果来给出用以控制所述蓄电池的放电的控制命令，由此所述控制器根据来自所述命令单元的所述控制命令来控制所述蓄电池的放电，以及
所述阈值设置单元可变地设置所述放电控制阈值，并且将所设置的放电控制阈值写入所述阈值存储单元。
9.一种电力供给系统，其包括根据权利要求8所述的放电管理装置。
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