CN107077705B - 电力供给管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施方式所涉及的电力供给管理系统(10)具备:设定按时间段划分的电力费用单价(第一电力费用单价FP以及第二电力费用单价SP)的费用设定部(CEMS30);以及向需求方报告与所设定的电力费用单价有关的信息的报告部(CEMS30、PC及电子相框)。第一电力费用单价是针对住宅内电力负荷(43)的电力单价,第二电力费用单价是使用充放电装置(45)对车载蓄电池(46)充电的情况下的电力单价。费用设定部预测变压器(21)的负荷率,该预测负荷率越低则使第二电力费用单价的折扣率越高(降低第二电力费用单价)。根据第一电力费用单价和折扣率求出第二电力费用单价。
Description
技术领域
本发明涉及能够对电力的需求方至少提供与电价有关的信息的电力供给管理系统。
背景技术
以往,公知有从外部接收按时间段划分的电价(电力费用单价)的信息、并将所接收到的按时间段划分的电价的信息报告给需求方(用户)的装置(例如参照专利文献1)。
一般地,对于电价,为了实现使耗电量(需求电力量)相对于发电电力量(可供给电力量)的比例平均化的目的,在耗电量比发电电力量少的时间段(即、可供给电力量存在余裕的时间段)被设定为较低的费用。而且,需求方存在采取如下行动的倾向:一般在电价低的时间段使用电力负荷装置、且在电价高的时间段抑制电力负荷装置的使用。因而,根据上述现有的装置,能够适当引导需求方的电力消耗行动,因此可期待使耗电量平均化以使得耗电量不超过发电电力量。
专利文献1:日本特开2012-210132号公报
然而,在需求方的住宅内,存在家用电器(电视、微波炉、空调以及照明等)那样的功耗比较小的住宅内电力负荷。而且,在需求方的住宅内,很多情况下,存在例如对插电式混合动力车辆以及电动车等(以下称为“PHV/EV等”)的车载蓄电池进行充电的充放电装置那样与住宅内电力负荷相比功耗极大的负荷(以下称为“大功耗负荷”)。因而,需求方若在低电价的时间段例如进行车载蓄电池的充电,则能够将耗电量较多地从耗电量多的时间段移至耗电量少的时间段,因此能够更可靠地进行耗电量的平均化。
然而,很多情况下,需求方例如使用PHV/EV等大功耗负荷的时间段(例如使用汽车的时间段)在一定程度上由生活方式决定。换言之,很多情况下,在需求方的住宅中例如对车载蓄电池进行充电等使用大功耗负荷的时间段存在制约。因此,在如上述现有的装置那样向需求方报告按时间段划分的电价的信息的情况下,尽管需求方采取在低电价的时间段积极地使用住宅内电力负荷的行动的可能性提高,但是,例如,进行积极地对车载蓄电池充电(积极地使用大功耗负荷)那样的行动的可能性并不怎么提高。结果,存在不容易适当实现耗电量的平均化的问题。
发明内容
本发明是为了应对上述课题而完成的。即,本发明的目的之一在于提供一种能够很好地引导需求方的与电力消耗相关的行动从而使得能够以更高概率实现耗电量的平均化的电力供给管理系统。
用于实现上述目的的“本发明的电力供给管理系统(以下也简称为“本发明系统”)”都是用于从电力供给系统向在需求方的住宅中使用的第一电力负荷装置以及第二电力负荷装置供给电力的系统。上述第一电力负荷装置的功耗是第一值。上述第二电力负荷装置的功耗是与上述第一值不同的第二值。因此,第一电力负荷装置的耗电量与第二电力负荷装置的耗电量不同。
而且,本发明系统具备:费用设定部,设定按时间段划分的电力费用单价;以及报告部,向上述需求方报告与上述设定的电力费用单价有关的信息。
此外,上述费用设定部构成为:将针对上述第一电力负荷装置的电力费用单价即第一电力费用单价与针对上述第二电力负荷装置的电力费用单价即第二电力费用单价设定成互不相同。
因而,根据本发明系统,能够针对需求方分别独立地鼓励使用第一电力负荷装置的电力消耗行动和使用第二电力负荷装置的电力消耗行动。结果,能够容易地使某一时间段的耗电量的一部分移至其它时间段,因此能够以更高概率实现耗电量的平均化。
在本发明系统的一个方面,上述第二值比上述第一值大(即,第二电力负荷装置的功耗比第一电力负荷装置的功耗大),上述费用设定部构成为:将上述第二电力费用单价设定为比上述第一电力费用单价低的值。
由此,能够容易地对需求方的电力消耗行动进行引导,以使得在所希望的时间段使用功耗比第一电力负荷装置大的第二电力负荷装置。结果,能够更可靠地使某一时间段的耗电量的一部分移至其它时间段,因此能够以更高概率实现耗电量的平均化。
而且,在本发明系统的其它方面,上述第一电力负荷装置是住宅内电力负荷,上述第二电力负荷装置是在对汽车驱动用的车载蓄电池充电时使用的充放电装置。
由此,能够容易地将功耗大的“对车载蓄电池充电的电力消耗行动”引导至所希望的时间段。结果,能够更可靠地使某一时间段的耗电量的大部分移至其它时间段,因此能够以更高概率实现耗电量的平均化。
而且,在本发明系统的其它方面,上述费用设定部构成为:将上述第一电力费用单价设定为针对包含多个住宅的规定的地域共用的值,且上述费用设定部针对被组装于上述规定的地域的上述电力供给系统并对上述多个住宅中的两个以上的住宅供给电力的单一的变压器的每个设定上述第二电力费用单价。
由此,能够针对单一的变压器的每个设定第二电力费用单价,因此能够使经由该单一的变压器向两个以上的需求方的住宅供给的电力量的总和(以下也称为“总系统受电电力量”)针对每个变压器平均化。
在该情况下,上述费用设定部优选构成为:决定用于设定上述第二电力费用单价的、“相对于上述第一电力费用单价的折扣率”,基于上述决定出的折扣率和上述第一电力费用单价来设定上述第二电力费用单价。
由此,能够以使得第二电力费用单价不超过第一电力费用单价的方式简单地设定第二电力费用单价。
而且,在本发明系统的其它方面,上述费用设定部构成为:按照上述时间段取得“预测负荷率”,以在上述预测负荷率为第一负荷率的时间段中的上述第二电力费用单价比上述预测负荷率为大于上述第一负荷率的第二负荷率的时间段中的上述第二电力费用单价低的方式,设定上述第二电力费用单价,其中,上述“预测负荷率”是“用总系统受电电力量的预测值除以将上述单一的变压器的额定容量转换为与电力量相当的量所得的值而得的值,上述总系统受电电力量是从上述单一的变压器向与该单一的变压器连接的上述两个以上的住宅分别供给的电力量的总和”。
由此,预测出的变压器的负荷率(预测负荷率)越高则第二电力费用单价被设定为越低的值,因此能够容易地将使用了第二电力负荷装置的电力消耗行动(例如车载蓄电池的充电)从预测负荷率“更高的时间段”向“更低的时间段”引导。结果,能够以不超过单一的变压器的额定容量的方式从电力供给系统向多个需求方的住宅(从该单一的变压器被供给电力的住宅)供给电力。因此,其次,变更为额定容量更大的变压器的必要性降低,因此能够减少伴随变压器变更的设备投资所涉及的费用。
而且,在本发明系统的其它方面,上述费用设定部预测按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量,上述预测出的按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量越大,则使上述第二电力费用单价越低。
按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量是“与上述单一的变压器连接的上述两个以上的住宅各自的太阳光发电装置所产生的发电电力量的总和即上述总太阳光发电电力量”的按上述时间段划分的值与“与上述单一的变压器连接的上述两个以上的住宅各自的耗电量的总和即上述总耗电量”的按上述时间段划分的值之差。
由此,能够以更多地消耗在每个变压器中不同的“通过太阳光发电产生的剩余电力量”的方式,鼓励需求方进行使用第二电力负荷装置的电力消耗行动(例如车载蓄电池的充电)。结果,能够消耗通过太阳光发电发电而得的电力而使其不被浪费。
而且,在本发明系统的其它方面,上述费用设定部构成为:使针对上述单一的转换器的上述第二电力费用单价在规定的下限值(例如“0日元”)以上且上述第一电力费用单价以下的范围内变动,并且,
预测按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量,在上述预测出的按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量为基于上述单一的变压器的额定容量决定的逆向潮流抑制阈值电力量以上时,将上述第二电力费用单价设定为上述下限值。
若总太阳光发电剩余电力量过剩则逆向潮流的电力量过大,通过电力供给系统输送的电力变得不稳定,因此,一般地,抑制通过太阳光发电装置进行的发电,以便抑制逆向潮流的电力。结果,即便尚存进一步发电的余裕,太阳光发电装置也不进行上述发电。
因此,若如上述方面所述,在预测出的按时间段划分的总太阳光发电剩余电力量为“基于单一的变压器的额定容量决定的逆向潮流抑制阈值电力量”以上的情况下,将第二电力费用单价设定为下限值,则需求方采取使用了第二电力负荷装置的电力消耗行动(例如车载蓄电池的充电)的可能性提高。因此,能够使得总太阳光发电剩余电力量不超过逆向潮流抑制阈值电力量。结果,由太阳光发电装置进行的发电不被抑制,能够有效利用该太阳光发电装置的发电能力,而且,需求方能够得到例如代替汽油的廉价的电能。
根据以下的参照附图记述的本发明的实施方式的说明,能够容易地理解本发明的其它目的、其它特征以及所附的优点。而且,本发明当然也涵盖在本发明系统中使用的方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的电力供给管理系统的简要结构图。
图2是示出各种电力量的随时间的变化的图表。
图3是示出各种电力量的随时间的变化的图表。
图4中,图4的(A)是示出总系统受电电力量以及总系统受电电力等的随时间的变化的图表,图4中的(B)是示出总系统受电电力量与总系统受电电力之间的关系的图表。
图5是示出图1所示的CEMS所执行的程序的流程图。
图6是示出按时间段划分的总耗电量的一个例子的表。
具体实施方式
(系统的结构)
图1示出了本发明的实施方式所涉及的电力供给管理系统(以下也称为“本系统”)10的简要结构。本系统10是将与电力费用单价有关的信息报告给需求方的电价相关信息提供系统。本系统10构成为包含商用电源系统20、CEMS(Community Energy ManagementSystem:社区能源管理系统)30、多个需求方(电力的个人用户)的住宅40。此外,在图1中,实线表示电线,虚线表示数据通信线。
商用电源系统(电力供给系统)20是用于将由电力企业(电力公司)的发电厂(例如火力发电厂)发电而得的电力向“住宅40以及未图示的办公室等用户设备”输电的系统。商用电源系统20包含与高压配电线HL连接的杆上变压器(以下称为“变压器”)21。高压配电线HL与“来自发电厂的电力所被输送至的配电用变电站”连接,并被施加高电压(例如6600V)。变压器21将该高电压变更(变压)为能够在住宅40以及办公室等中使用的电压(例如100V)。通常,一个变压器21与多个(即两个以上)住宅40连接,经由这一个变压器21向上述多个住宅40供给电力。
CEMS30是进行从发电厂朝作为管理对象的地域供给的电力的供给量、作为管理对象的地域内的需求方所拥有的太阳光发电装置发电而得的电力的量、以及该作为管理对象的地域的耗电量(电力需求)等的管理的能量管理系统。CEMS30包含计算机(运算处理装置)以及数据存储装置。
住宅40具备配电盘41、太阳光发电装置42、住宅内电力负荷43、信息终端44、充放电装置45以及HEMS50等。
配电盘41与变压器21以及太阳光发电装置42连接,经由变压器21从商用电源系统20接受电力,并且从太阳光发电装置42接受太阳光发电装置42发电而得的电力。而且,配电盘41与住宅内电力负荷43、信息终端44以及充放电装置45等连接,向它们分配电力。
太阳光发电装置42是使用太阳光进行发电的装置,具备均未图示的太阳光面板和电力控制器(power controller)。太阳光发电装置42也与变压器21连接,能够经由变压器21而将太阳光发电装置42发电而得的电力朝商用电源系统20供给。太阳光发电装置42的电力控制器能够调整太阳光面板进行发电的发电电力。
住宅内电力负荷43一般是在住宅40的室内使用的电力负荷,包含电视、空调、照明、微波炉以及洗衣机等家用电器。为方便起见,住宅内电力负荷43也被称为“第一电力负荷装置”。
信息终端44包括移动电话、PC(含显示器的个人计算机)、电子相框、家用电器用的控制器以及家用电器用的遥控器等。在信息终端44消耗电力的情况下,信息终端44被作为住宅内电力负荷43对待。
充放电装置45是用于对需求方的PHV/EV所搭载的“汽车驱动用的电池(以下有时也简称为“车载蓄电池”)46”进行充电的装置。而且,充放电装置45能够经由配电盘41而将来自车载蓄电池46的电力朝住宅内电力负荷43供给。充放电装置45设置在与住宅40的房屋邻接的室外。为方便起见,充放电装置45也被称为“第二电力负荷装置”。与住宅内电力负荷43(第一电力负荷装置)的功耗(kW)相比,充放电装置45(第二电力负荷装置)对车载蓄电池46进行充电时的功耗(kW)极大。因此,与住宅内电力负荷43的耗电量(kWh)相比,充放电装置45的耗电量(kWh)极大。
HEMS50(Home Energy Management System:家庭能源管理系统)包含计算机(运算处理装置)、数据存储装置以及显示器等。HEMS50与配电盘41、太阳光发电装置42的电力控制器、住宅内电力负荷43、信息终端44以及充放电装置45等以能够通信(能够进行无线通信以及/或者有线通信)的方式连接,从上述装置接收信息,并且向上述装置发送包含控制信号的信息。
而且,HEMS50通过网络NW而与CEMS30以能够通信的方式连接,向CEMS30发送信息,并且从CEMS30接收信息。
(电力费用单价设定的概要)
本系统10具有各种目的,其主要目的如下所述。
(1)使每个变压器21的电力(从单一的变压器21朝住宅40供给的电力)平均化为该变压器21的额定容量(例如20~30kVA)以下的规定值附近的值(避免用于提升变压器的额定容量的设备投资);
(2)减少需求方的能量使用所涉及的费用;以及
(3)实现太阳光发电装置的有效利用。
对于本系统10,为了实现上述目的,根据下述的考虑方法来设定电力费用单价(例如每1kWh的电价)。
上述目的(1)可通过如下方法实现:对需求方的电力消耗行动进行引导,以使得后述的变压器21的负荷率小于100%且稳定维持在“尽可能大的值”。
上述目的(2)以及(3)可通过如下方法实现:对需求方的电力消耗行动进行引导,以便以不浪费的方式使用由太阳光发电装置42发电而得的电力、且太阳光发电装置42所进行的发电不受限制。
因此,本系统10根据状况而将“使用充放电装置45对PHV/EV的车载蓄电池46进行充电的情况下的电力费用单价”设定为“使用住宅内电力负荷43的情况下的电力费用单价”以下的值。这是因为:相对于各个住宅内电力负荷43的耗电量,对车载蓄电池46进行充电时的充放电装置45的耗电量格外大,因此,如果将使用充放电装置45对车载蓄电池46进行充电的电力消耗行动引导至适当的时间段,则能够更容易地实现上述目的。
这里,记述在以下的说明中使用的主要用语的含义。
·第一电力费用单价:使用住宅内电力负荷43的情况下的电力费用单价(单位:日元/kWh)。第一电力费用单价在本实施方式中被设定为与电力企业出示的按时间段划分的电力费用单价相等的值。该电力企业出示的按时间段划分的电力费用单价也被称为“RTP单价(Real Time Pricing,即时电价)”,以规定时间(在本实施方式中为30分钟)为单位来设定。第一电力费用单价由电力企业根据发电厂的发电电力量与来自该发电厂的电力所被供给的地域的耗电量之间的平衡来设定。更具体而言,一般地,第一电力费用单价被设定成该地域的预测耗电量越接近发电厂的预测发电电力量则越高的值。
·第二电力费用单价:使用充放电装置45对车载蓄电池46进行充电的情况下的电力费用单价(单位:日元/kWh)。本系统10将该第二电力费用单价设定为第一电力费用单价以下的单价。
此外,在本说明书中,当在特定的电力量的开头附加有“总”的情况下,该电力量表示经由“单一的变压器21”进行电力的授受的多个住宅(需求方)的总和(合计值)。即,例如,“AA电力量”是指各住宅的AA电力量,“总AA电力量”是指与单一的变压器21连接的多个住宅的各AA电力量的总和(合计值)。
·太阳光发电电力量:由太阳光发电装置42发电而得的电力的量(单位:kWh)。太阳光发电电力量也被称为pv(photovolatic,光伏)发电量。
·耗电量:在住宅40中消耗的电力量(由住宅内电力负荷43以及充放电装置45消耗的电力的量)(单位:kWh)。
·系统受电电力量:从变压器21朝住宅40供给(引入住宅40)的电力的量(单位:kWh)。系统受电电力量也被称为“系统受电量”。
·负荷率:变压器21的负荷率(用从变压器21朝住宅40供给的电力除以该变压器21的额定容量所得的值)。在本例中,该负荷率通过用总系统受电电力量除以对与该总系统受电电力量对应的单一的变压器21的额定容量乘以1小时而得的值(以下也称为“额定容量对应值”)来计算。
·太阳光发电剩余电力量:从太阳光发电电力量减去耗电量而得的值(单位:kWh)。
·PHV充电电力量:为了对PHV/EV的车载蓄电池46充电而由充放电装置45消耗的电力的量(单位:kWh)。
图2是示出某单一的变压器21的各种电力量的图表。如图2的曲线C4所示,对应于该变压器21的需求方大多在不使用(不驾驶)PHV/EV的深夜的时间段(例如2:00~5:00)进行车载蓄电池46的充电。而且,该需求方在清晨大量使用住宅内电力负荷43。结果,如曲线C1所示,深夜~清晨的时间段(2:00~6:00)的总系统受电电力量非常大。
而且,对应于该变压器21的需求方在早晨的时间段(例如6:00~9:00)以及傍晚~深夜的时间段(例如16:00~1:30)较多地使用住宅内电力负荷43。结果,在上述时间段,总系统受电电力量比较大。换言之,在白天的时间段(9:00~16:00)住宅内电力负荷43几乎不被使用且车载蓄电池46的充电也很少进行,因此总系统受电电力量较小。
另一方面,在从早晨到傍晚的时间段(7:00~18:00)日光照射太阳光发电装置42的太阳能电池板。由此,如曲线C2所示,该时间段中的总太阳光发电电力量大。结果,如曲线C3所示,总太阳光发电剩余电力量特别是在正午前后的时间段(10:00~14:00)非常大。因而,在该时间段,由太阳光发电装置42发电而得的电力中的剩余电力被供给至商用电源系统20(逆向潮流)。
图3是示出图2所示的曲线C1、C3以及C4、和作为第一电力费用单价的RTP单价(曲线C5)的一个例子的图表。由图3可知,该例的RTP单价在上午0时到清晨(0:00~6:30)比较低,在早晨的时间段(6:30~8:30)非常高。而且,RTP单价在白天的时间段(8:30~16:00为一天中的最低,在傍晚~深夜的时间段(16:00~0:00)比较高。
然而,即便如上所述对各需求方的电力消耗行动进行引导以使得在目标时间段更多地使用住宅内电力负荷43,由于各个住宅内电力负荷43的耗电量很小,因此无法期待总耗电量的在时间上的大幅移动。与此相对,对车载蓄电池46充电时的充放电装置45的耗电量非常大,因此,若对各需求方的电力消耗行动进行引导以使得在目标时间段进行使用充放电装置45进行的车载蓄电池46的充电,则能够实现总耗电量的在时间上的大幅移动。
更具体地说,在图3中,若能够使总系统受电电力量过大的“由虚线的圆R1包围的总系统受电电力量的一部分”向总系统受电电力量低的时间段(白天的时间段)移动,则能够实现变压器21的负荷率的平均化,且能够减小用于使变压器21的额定容量增加的设备投资的必要性。而且,若能够利用图3中由椭圆R2包围的太阳光发电剩余电力量充分供应该被移动到白天的时间段的总系统受电电力量的一部分,则能够有效利用太阳光发电装置42的发电能力。
而且,为了以上述方式消耗电力,如箭头A以及B所示,使“耗电量大且对总系统受电电力量的影响力大的车载蓄电池46的充电”并非在总系统受电电力量(即负荷率)大的深夜的时间段执行,而是在总系统受电电力量(即负荷率)小且总太阳光发电剩余电力量大的白天的时间段执行的做法会很有效。
另一方面,需求方需要考虑利用PHV/EV的外出计划来进行车载蓄电池46的充电,因此,能够对车载蓄电池46充电的时间段受到制约。因而,仅凭现有的RTP单价的设定以及对需求方的报告,并不容易使得在外出的可能性高的时间段(例如白天的时间段)进行车载蓄电池46的充电。因此,对于本系统10,在欲推荐进行车载蓄电池46的充电的时间段,将针对在车载蓄电池46的充电中使用的电力的第二电力费用单价设定为比第一电力费用单价(本例的RTP单价)低。
(第二电力费用单价的具体设定方法)
基于上述考虑,本系统10以下述方式设定(决定)第二电力费用单价。
1.变压器(杆上变压器)的负荷率的最大化
对于本系统10,为了实现上述目的(1),以使得在变压器21的负荷率不超过上限值即100%(=1)的范围内稳定地维持尽可能大的值的方式,决定第二电力费用单价。因此,对于本系统10,变压器21的负荷率的预测值(预测负荷率)越低,则将第二电力费用单价设定为越低的值。
更具体地说,对于本系统10,根据第一电力费用单价(FP)和折扣率(DR)决定第二电力费用单价(SP)(即,SP=(1-DR)·FP)。因而,对于本系统10,变压器21的负荷率的预测值越低,则将折扣率DR设定为越大的值。换言之,对于本系统10,以使得变压器21的负荷率的预测值越高则折扣率DR越小的方式来决定折扣率DR。
2.基于电力量的管理
另外,本系统10基于“电力量(kWh)”来进行电力的管理以及信息的提供。另一方面,变压器21的额定容量是电力(瞬时值,单位:kVA=kW)。因此,为了通过管理(控制)总系统受电电力量而使得在变压器21流动的电气的电力(即,总系统受电电力)不超过变压器21的额定容量,需要确认在总系统受电电力量与系统受电电力之间存在很强的相关性。因此,发明人研究了它们之间的关系。图4的(A)以及(B)示出了结果。
图4中的(A)是利用曲线L1以及L2分别示出针对单一的变压器21的总系统受电电力Y(即,引入与单一的变压器21连接的多个住宅的总电力,接入(IN-BOUND))、和总系统受电电力量X(即,引入与单一的变压器21连接的多个住宅的总电力量)的按时间段划分的变化的图表。图4中的(B)是基于图4的(A)所示的数据而示出Y与X之间的关系的图表。由图4中的(A)以及(B)可知,在总系统受电电力Y与总系统受电电力量X之间,大致有正比例关系(Y=a·X+b)成立。
因而,只要能够使总系统受电电力量X接近从根据变压器21的额定容量Yth和上述正比例关系决定的“与总系统受电电力量相当的值”减去余裕量而得的值(图4中的(A)中由线L4例示的平均化阈值Xth),则能够使总系统受电电力Y“在不超过变压器21的额定容量Yth的范围接近该额定容量Yth”。换言之,只要能够将总系统受电电力量X稳定地维持为接近平均化阈值Xth的值,就能够将变压器21的负荷率稳定地维持为小于上限值(100%)且接近上限值的值。
3.通过太阳光发电而得的剩余电力的利用和过大的逆向潮流的抑制
对于本系统10,通过对需求方的电力消耗行动进行引导以使得将太阳光发电装置42发电而得的剩余电力贡献于车载蓄电池46的充电来实现上述目的(2)。即,对需求方的电力消耗行动进行引导,以使得需求方代替获得用于使用汽油驱动汽车的能量,而将太阳光发电装置42发电而得的剩余电力作为用于驱动汽车的能量使用。结果,社会整体能够有效利用自然能源,能够将热源从汽油转换为太阳光。而且,在电力费用单价(第二电力费用单价)低时对车载蓄电池46充电的频率变高,因此,需求方能够减少用于驱动汽车的能量所需的开支。
而且,对于本系统10,通过对需求方的电力消耗行动进行引导以便将太阳光发电装置42发电而得的剩余电力贡献于车载蓄电池46的充电,能够抑制过大的逆向潮流且有效利用太阳光发电装置42。逆向潮流是指使由需求方的太阳光发电装置42产生的剩余电力经由变压器21返回至商用电源系统20的电力的流动。
若逆向潮流的电力量过大,则商用电源系统20的动作变得不稳定。因此,一般地,若由于逆向潮流而导致变压器21的输出侧电压成为“基于变压器21的额定容量决定的逆向潮流抑制阈值电压Vth”以上,则变压器21以及/或者太阳光发电装置42的电力控制器使太阳光发电装置42的发电量降低。该太阳光发电装置42的发电量的抑制控制也被称为“逆向潮流抑制控制”。若进行逆向潮流抑制控制,则产生无法充分利用太阳光发电装置42的发电能力的状态,结果,导致原本可利用的电力(太阳光能量)未被利用的情况。
另一方面,根据发明人的研究,判明了:逆向潮流抑制阈值电压Vth和逆向潮流抑制控制开始时的总太阳光发电剩余电力量存在一定的关系。即、如果总太阳光发电剩余电力量超过基于变压器21的额定容量决定的逆向潮流抑制阈值电力量PVth,则开始逆向潮流抑制控制。
因此,对于本系统10,将折扣率DR设定成:若总太阳光发电剩余电力量超过“基于逆向潮流抑制阈值电力量PVth决定的暂定阈值(PVth-D)”,则折扣率DR急剧变大。由此,对于本系统10,能够通过车载蓄电池46的充电使总太阳光发电剩余电力量减少,由此能够避免逆向潮流抑制控制从而有效利用太阳光能量以及太阳光发电装置42的发电能力。
4.具体的动作
以下说明基于上述的电力费用单价设定的考虑方法的“本系统10的CEMS30的计算机(以下省略为“CEMS”)的具体动作”。CEMS针对单一的变压器21的每个进行电力量的管理。而且,电力量的管理在本例中以30分钟单位为1个节段(单位时间宽度)来进行。即,一天(24小时)被分为48个节段(节段0~节段47)。其中,1个节段的单位不限定于30分钟,例如,可以是20分钟,也可以是1小时。
若到达规定的时刻(例如,每天的20时30分),则CEMS从步骤500开始进行图5中的流程图所示的处理,依次进行下述的步骤505~步骤560的处理,然后,进入步骤595而结束该处理。此外,本例中,CEMS决定从今天的21时00分到明天的21时00分为止的期间(以下称为“预测期间”)的第二电力费用单价SP。
步骤505:CEMS以节段单位(30分钟单位)对预测期间的总太阳光发电电力量PVWH进行预测。此时,CEMS基于预先经由HEMS50取得的“与连接于所关注的变压器21的太阳光发电装置42有关的信息(例如相对于日照量的发电能力)和预测期间的天气预报,以节段单位预测连接于该变压器21的各个太阳光发电装置42的太阳光发电电力量。而且,CEMS以节段单位对与该变压器21连接的各个太阳光发电电力量进行合计,由此来预测每节段单位的总太阳光发电电力量PVWH。
步骤510:CEMS从数据存储装置读取针对所关注的变压器21的“过去的每节段单位的总耗电量”的数据,基于所读取到的数据而以节段单位对预测期间的总耗电量CCWH进行预测。例如,CEMS从过去10日中选择具有与预测期间的预测出的天气同等的天气的日期,对与该日期对应的“过去的每节段单位的总耗电量”进行平均,从而以节段单位对预测期间的总耗电量CCWH进行预测。图6示出预测出的总耗电量CCWH的一个例子。此外,各住宅40的耗电量是“在各住宅40的配电盘41中从配电盘41的上游(变压器21以及太阳光发电装置42)朝下游(住宅内电力负荷43以及充放电装置45)流动的电力的量”,该电力量被从HEMS50发送至CEMS。CEMS将该发送来的数据按照每日而以节段单位且按照每个需求方储存于数据存储装置,并且针对每个变压器21进行合计,将该合计值作为总耗电量的数据而按照每日并以节段单位且按照每个变压器21储存于数据存储装置。
步骤515:CEMS根据下述(1)式(即,从总耗电量CCWH减去总太阳光发电电力量PVWH)计算(取得)预测期间的每个节段的总系统受电电力量CRWH。CEMS在所计算出的总系统受电电力量CRWH为负值的情况下将总系统受电电力量CRWH设定为“0”。
CRWH=CCWH-PVWH (1)
总系统受电电力量CRWH
总耗电量CCWH
总太阳光发电电力量PVWH
步骤520:CEMS通过将总系统受电电力量CRWH以及额定容量RC应用于下述的(2)式来计算(取得)预测期间的每个节段的变压器21的负荷率的预测值(预测负荷率LF)。(2)式的右边的分母是上述的额定容量对应值。
LF=CRWH/(RC·1小时) (2)
预测负荷率LF
总系统受电电力量CRWH
额定容量RC
步骤525:CEMS通过将总太阳光发电电力量PVWH以及总耗电量CCWH应用于下述的(3)式而通过计算来取得预测期间的每个节段的太阳光发电剩余率PVRR。下述(3)式的右边的分子(PVWH-CCWH)是总太阳光发电剩余电力量。在该总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)为负值的情况下(即,太阳光发电剩余率PVRR为负值的情况下),CEMS将太阳光发电剩余率PVRR设定为“0”。
PVRR=(PVWH-CCWH)/PVWH (3)
太阳光发电剩余率PVRR
总耗电量CCWH
总太阳光发电电力量PVWH
步骤530:CEMS通过将总太阳光发电电力量PVWH、总耗电量CCWH以及逆向潮流抑制阈值电力量PVth应用于下述的(4)式来计算(取得)预测期间的每个节段的太阳光发电抑制指标值PVSI。
PVSI=(PVWH-CCWH)/PVth (4)
太阳光发电抑制指标值PVSI
总太阳光发电电力量PVWH
总耗电量CCWH
逆向潮流抑制阈值电力量(太阳光发电抑制阈值)PVth
上述(4)式的右边的分子(PVWH-CCWH)是总太阳光发电剩余电力量。而且,上述(4)式中的逆向潮流抑制阈值电力量PVth是基于所关注的变压器21的额定容量RC决定的值。若总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)变为逆向潮流抑制阈值电力量PVth以上,则开始上述的逆向潮流抑制控制,结果,使太阳光发电装置42的发电量降低。逆向潮流抑制阈值电力量PVth被预先设定为额定容量RC越大则越大的值。此外,在总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)变为负值的情况下(即,太阳光发电抑制指标值PVSI变为负值的情况下),CEMS将太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)设定为“0”、并且将太阳光发电抑制指标值PVSI设定为“0”。
步骤535:CEMS通过将在步骤520中求出的每个节段的预测负荷率LF应用于检查表MapA(LF)来取得预测期间的每个节段的基本折扣率A。根据表格MapA(LF),基本折扣率A被决定为下述的值(参照图5的方块B4内的图表)。
基本折扣率A是0以上且1以下的值。
基本折扣率A随着预测负荷率LF越接近“1”(即,越向“1”变大)而逐渐向“0”减少。
基本折扣率A在预测负荷率LF为“1”(或者比“1”小规定值的值LFa)以上时变为“0”。
步骤540:CEMS通过将在步骤525中求出的每个节段的太阳光发电剩余率PVRR应用于检查表Mapα(PVRR)来取得预测期间的每个节段的第一辅助折扣率α。根据表格Mapα(PVRR),第一辅助折扣率α被决定为下述的值(参照图5的方块B5内的图表)。
第一辅助折扣率α是0以上的值。
第一辅助折扣率α随着太阳光发电剩余率PVRR越接近“1”(即,越向“1”变大)而逐渐增大。
步骤545:CEMS通过将在步骤530中求出的每个节段的太阳光发电抑制指标值PVSI应用于检查表Mapβ(PVSI)来取得预测期间的每个节段的第二辅助折扣率β。根据表格Mapβ(PVSI),第二辅助折扣率β被决定为下述的值(参照图5的方块B6内的图表)。
第二辅助折扣率β是0以上的值。
随着太阳光发电抑制指标值PVSI从“0”朝暂定逆向潮流抑制比率Zth增大,第二辅助折扣率β以第一增加率逐渐增大。第一增加率也可以是“0”。即,在太阳光发电抑制指标值PVSI为“0”以上且小于暂定逆向潮流抑制比率Zth时,第二辅助折扣率β也可以是“0”。
随着太阳光发电抑制指标值PVSI从暂定逆向潮流抑制比率Zth朝“1”增大,第二辅助折扣率β在超过暂定逆向潮流抑制比率Zth后立刻以比第一增加率大的第二增加率急剧增大,然后,逐渐增大到值((1/A)-1)=(1-A)/A。此外,第二辅助折扣率β也可以形成为随着太阳光发电抑制指标值PVSI从暂定逆向潮流抑制比率Zth朝“1”增大而以比第一增加率大的恒定的增加率增大到值((1/A)-1)=(1-A)/A。在太阳光发电抑制指标值PVSI为“1”时,第二辅助折扣率β成为值((1/A)-1)。通过将上述的逆向潮流抑制阈值电力量PVth以及正的规定值D应用于下述的(5)式来决定暂定逆向潮流抑制比率Zth。
Zth=(PVth-D)/PVth (5)
暂定逆向潮流抑制比率Zth
逆向潮流抑制阈值电力量PVth
正的规定值D
步骤550:CEMS通过将在步骤535中取得的每个节段的基本折扣率A、在步骤540中取得的每个节段的第一辅助折扣率α以及在步骤545中取得的每个节段的第二辅助折扣率β应用于下述的(6)式来计算(取得)预测期间的每个节段的折扣率DR。此外,CEMS在所计算出的折扣率DR比“1”大的情况下将折扣率DR设定为“1”。
DR=A·(1+α)·(1+β) (6)
折扣率DR
基本折扣率A
第一辅助折扣率α
第二辅助折扣率β
此外,如上所述,在太阳光发电抑制指标值PVSI为“1”时,第二辅助折扣率β成为值((1/A)-1)。因而,在太阳光发电抑制指标值PVSI为“1”时,根据上述(6)式,折扣率DR成为值(1+α)。因而,在太阳光发电抑制指标值PVSI是“1”以上的值时(换言之,在总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)为逆向潮流抑制阈值电力量PVth以上时),折扣率DR成为“1”。结果,由后述的(7)式可知,第二电力费用单价SP成为“0(日元)”(即,第二电力费用单价SP的变动范围的下限值)。
步骤555:CEMS通过将每个节段的第一电力费用单价FP以及在步骤550中取得的每个节段的折扣率DR应用于下述的(7)式来计算(取得)预测期间的每个节段的第二电力费用单价SP。此外,如上所述,在本例中,第一电力费用单价FP被设定为与RTP单价相等的值。
SP=FP·(1-DR) (7)
第二电力费用单价SP
第一电力费用单价FP
折扣率DR
步骤560:CEMS通过与所关注的变压器21连接的住宅40(需求方)的HEMS50,将预测期间的每个节段的第一电力费用单价FP以及第二电力费用单价SP显示于该住宅40的PC以及/或者电子相框。此时,CEMS明示:第二电力费用单价是“使用充放电装置45对PHV/EV的车载蓄电池46充电的情况下的费用”。CEMS也可以除了第二电力费用单价SP之外还显示折扣率DR、或代替第二电力费用单价SP而显示折扣率DR,也可以根据情况而显示折扣率越大则越强调折扣率的标志(形状、颜色)。
而且,CEMS也可以在步骤560中进行如下的追加动作。
CEMS基于变压器21的预测负荷率LF小于规定阈值负荷率LFth的时间段(节段)中的个别需求方(住宅40)的耗电量来推定该需求方的功耗。
CEMS在该推定出的功耗为该需求方的合约电力(需求方与电力企业约定的电力)的规定比例以上的情况下,不显示第二电力费用单价或者将折扣率DR设定为“0”,由此,将第二电力费用单价设定为与第一电力费用单价相等的费用。
由此,能够避免在由扣除了折扣后的第二电力费用单价SP的显示引导而需求方使用充放电装置45进行车载蓄电池46的充电的情况下,将超过该需求方的合约电力的电力引入该需求方的住宅40的情况。
如以上说明了的那样,本系统10具备:
设定按时间段划分的电力费用单价(第一以及第二电力费用单价)的费用设定部(参照CEMS30以及图5的步骤505~步骤555);以及
向需求方报告与上述设定的电力费用单价有关的信息的报告部(参照CEMS30、PC、电子相框以及图5的步骤560)。
此外,上述费用设定部设定成使得针对第一电力负荷装置(住宅内电力负荷43)的电力费用单价即第一电力费用单价FP、和针对第二电力负荷装置(充放电装置45)的电力费用单价即第二电力费用单价SP互不相同(参照图5的步骤555)。
而且,上述费用设定部将第二电力费用单价SP设定为比第一电力费用单价FP低的值(参照图5的步骤535~步骤555)。
而且,上述费用设定部将第一电力费用单价FP设定为针对包含多个住宅的规定的地域共用的值(RTP单价),且针对被组装于该规定的地域的商用电源系统(电力供给系统)20并对上述多个住宅中的两个以上的住宅40供给电力的单一的变压器21中的每个来设定第二电力费用单价SP(参照图5的各步骤)。
而且,上述费用设定部决定用于设定第二电力费用单价SP的“相对于第一电力费用单价的折扣率DR”(参照图5的步骤505~步骤550),并基于所决定出的折扣率DR和第一电力费用单价FP来设定第二电力费用单价SP(参照图5的步骤555)。
而且,上述费用设定部按时间段取得“用从单一的变压器21向与该单一的变压器21连接的两个以上的住宅40分别供给的电力量的总和即总系统受电电力量的预测值CRWH除以将单一的变压器21的额定容量RC转换为与电力量相当的量而得的值(RC·1h)所得的值即预测负荷率LF”(参照图5的步骤520),
以使得预测负荷率LF为第一负荷率的时间段中的第二电力费用单价SP比预测负荷率LF为大于第一负荷率的第二负荷率的时间段中的第二电力费用单价SP低的方式,设定第二电力费用单价(参照图5的步骤535、方块B4、步骤550以及步骤555)。
而且,上述费用设定部预测按时间段划分的总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH),所预测出的按时间段划分的总太阳光发电剩余电力量越大,则使第二电力费用单价SP越低(参照图5的步骤525、步骤540、方块B5、步骤550以及步骤555)。
而且,上述费用设定部构成为:使针对单一的变压器21的第二电力费用单价SP在规定的下限值(例如折扣率DR=1时的“0日元”)以上且第一电力费用单价FP以下的范围内变动(0≤DR≤1,参照图5的步骤535~步骤555、方块B4~方块B6),
对按时间段划分的总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)进行预测,在所预测出的按时间段划分的总太阳光发电剩余电力量为基于单一的变压器21的额定容量RC决定的逆向潮流抑制阈值电力量PVth以上时,将第二电力费用单价SP设定为上述下限值(折扣率DR=1)(图5的步骤545以及方块B6的PVSI=1时的β,参照步骤550以及步骤555)。
因而,本系统10能够对需求方的电力消耗行动进行引导,以使得在适当的时间段(预测负荷率LF小的时间段、总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)大的时间段以及执行逆向潮流抑制控制的可能性高的时间段)进行车载蓄电池46的借助充放电装置45进行的充电。因而,本系统10能够实现上述目的(1)~(3)等。
本发明并不限定于上述实施方式,能够在本发明的范围内采用各种变形例。例如,本系统10也可以通过计算来取得预测期间中的“预测负荷率LF的平均值以及标准偏差”,并仅在下述的两个条件均成立时进行图5的步骤560中的第二电力费用单价的出示。作为代替方案,本系统10也可以仅在下述的两个条件均成立时遵照图5所示的程序计算第二电力费用单价SP且出示给需求方,而在下述的两个条件中的至少任一方不成立的情况下将第二电力费用单价SP设定为与第一电力费用单价FP相等的值并出示给需求方(即,可以将折扣率DR设定为“0”)。
(条件1)该预测负荷率LF的平均值小于“基于对应的变压器21的额定容量RC决定的规定阈值负荷率LFth(例如,LFth=γ·RC·1h,γ是0到1的规定的常量,例如为0.8)”。即,当进行引导以使得在某一时间段进行电力消耗行动的情况下,不存在该时间段中总系统受电电力量过大而系统受电电力超过变压器21的额定容量的可能性。
(条件2)该预测负荷率LF的标准偏差为阈值标准偏差以上。即,预测负荷率LF的按时间段划分的变化(变动)大。
而且,本系统10可以利用HEMS50以及CEMS30监视在第二电力费用单价低的时间段(折扣率DR大的时间段)中是否实际进行了车载蓄电池46的使用充放电装置45进行的充电,在进行了这种充电的情况下对需求方发放奖励点。在该情况下,需求方能够将奖励点用于商品或电力费用的支付。
而且,本系统10使用折扣率DR来决定第二电力费用单价SP,但也可以求出折扣价DY本身,将从第一电力费用单价FP减去折扣价DY而得的值设定为第二电力费用单价SP。
而且,本系统10基于太阳光发电剩余率PVRR以及检查表Mapα(PVRR)取得第一辅助折扣率α。然而,本系统10也可以基于总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)以及检查表Mapα(PVWH-CCWH)取得第一辅助折扣率α。根据该表格Mapα(PVWH-CCWH),以总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)越大则第一辅助折扣率α越大的方式决定第一辅助折扣率α。
而且,本系统10基于太阳光发电抑制指标值PVSI以及检查表Mapβ(PVSI)取得第二辅助折扣率β。然而,本系统10也可以基于“逆向潮流抑制阈值电力量PVth与总太阳光发电剩余电力量(PVWH-CCWH)之差DF(DF=PVth-(PVWH-CCWH))”以及检查表Mapβ(DF)取得第二辅助折扣率β。根据该表格Mapβ(DF),以差DF越小则使第二辅助折扣率β越大的方式决定第二辅助折扣率β。
而且,本系统10针对每个变压器21设定第二电力费用单价SP。然而,本系统10也可以针对每个住宅40设定第二电力费用单价SP,并在适当的时间段引导各需求方的电力消耗行动。
而且,本系统10使用第一辅助折扣率α以及第二辅助折扣率β双方来修正基本折扣率A,但也可以使用第一辅助折扣率α以及第二辅助折扣率β中的仅一方来修正基本折扣率A。作为代替方案,本系统10也可以将基本折扣率A自身设定为最终的折扣率DR。
Claims (6)
1.一种电力供给管理系统,从电力供给系统向第一电力负荷装置和第二电力负荷装置供给电力,上述第一电力负荷装置是在需求方的住宅中使用且功耗为第一值的电力负荷装置,上述第二电力负荷装置是在上述需求方的住宅中使用且功耗为与上述第一值不同的第二值的电力负荷装置,
上述电力供给管理系统具备:
费用设定部,设定按时间段划分的电力费用单价;以及
报告部,向上述需求方报告与上述设定的电力费用单价有关的信息,
其中,
上述费用设定部构成为:将针对上述第一电力负荷装置的电力费用单价即第一电力费用单价与针对上述第二电力负荷装置的电力费用单价即第二电力费用单价设定成互不相同,
上述费用设定部构成为:将上述第一电力费用单价设定为针对包含多个住宅的规定的地域共用的值,且上述费用设定部针对被组装于上述规定的地域的上述电力供给系统并对上述多个住宅中的两个以上的住宅供给电力的单一的变压器的每个设定上述第二电力费用单价,
上述费用设定部构成为:按照上述时间段取得预测负荷率,以在上述预测负荷率为第一负荷率的时间段中的上述第二电力费用单价比上述预测负荷率为大于上述第一负荷率的第二负荷率的时间段中的上述第二电力费用单价低的方式,设定上述第二电力费用单价,其中,上述预测负荷率是用总系统受电电力量的预测值除以将上述单一的变压器的额定容量转换为与电力量相当的量所得的值而得的值,上述总系统受电电力量是从上述单一的变压器向与该单一的变压器连接的上述两个以上的住宅分别供给的电力量的总和。
2.根据权利要求1所述的电力供给管理系统,其中,
上述第二值比上述第一值大,
上述费用设定部构成为:将上述第二电力费用单价设定为比上述第一电力费用单价低的值。
3.根据权利要求2所述的电力供给管理系统,其中,
上述第一电力负荷装置是住宅内电力负荷,
上述第二电力负荷装置是在对汽车驱动用的车载蓄电池充电时使用的充放电装置。
4.根据权利要求1所述的电力供给管理系统,其中,
上述费用设定部构成为:决定用于设定上述第二电力费用单价的、相对于上述第一电力费用单价的折扣率,基于上述决定出的折扣率和上述第一电力费用单价来设定上述第二电力费用单价。
5.一种电力供给管理系统,从电力供给系统向第一电力负荷装置和第二电力负荷装置供给电力,上述第一电力负荷装置是在需求方的住宅中使用且功耗为第一值的电力负荷装置,上述第二电力负荷装置是在上述需求方的住宅中使用且功耗为与上述第一值不同的第二值的电力负荷装置,
上述电力供给管理系统具备:
费用设定部,设定按时间段划分的电力费用单价;以及
报告部,向上述需求方报告与上述设定的电力费用单价有关的信息,
其中,
上述费用设定部构成为:将针对上述第一电力负荷装置的电力费用单价即第一电力费用单价与针对上述第二电力负荷装置的电力费用单价即第二电力费用单价设定成互不相同,
上述费用设定部构成为:将上述第一电力费用单价设定为针对包含多个住宅的规定的地域共用的值,且上述费用设定部针对被组装于上述规定的地域的上述电力供给系统并对上述多个住宅中的两个以上的住宅供给电力的单一的变压器的每个设定上述第二电力费用单价,
上述费用设定部构成为:预测总太阳光发电电力量的按上述时间段划分的值与总耗电量的按上述时间段划分的值之差即按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量,上述预测出的按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量越大,则使上述第二电力费用单价越低,其中,上述总太阳光发电电力量是与上述单一的变压器连接的上述两个以上的住宅各自的太阳光发电装置所产生的发电电力量的总和,上述总耗电量是与上述单一的变压器连接的上述两个以上的住宅各自的耗电量的总和。
6.一种电力供给管理系统,从电力供给系统向第一电力负荷装置和第二电力负荷装置供给电力,上述第一电力负荷装置是在需求方的住宅中使用且功耗为第一值的电力负荷装置,上述第二电力负荷装置是在上述需求方的住宅中使用且功耗为与上述第一值不同的第二值的电力负荷装置,
上述电力供给管理系统具备:
费用设定部,设定按时间段划分的电力费用单价;以及
报告部,向上述需求方报告与上述设定的电力费用单价有关的信息,
其中,
上述费用设定部构成为:将针对上述第一电力负荷装置的电力费用单价即第一电力费用单价与针对上述第二电力负荷装置的电力费用单价即第二电力费用单价设定成互不相同,
上述费用设定部构成为:将上述第一电力费用单价设定为针对包含多个住宅的规定的地域共用的值,且上述费用设定部针对被组装于上述规定的地域的上述电力供给系统并对上述多个住宅中的两个以上的住宅供给电力的单一的变压器的每个设定上述第二电力费用单价,
上述费用设定部构成为:使针对上述单一的变压器的上述第二电力费用单价在规定的下限值以上且上述第一电力费用单价以下的范围内变动,并且,
预测总太阳光发电电力量的按上述时间段划分的值与总耗电量的按上述时间段划分的值之差即按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量,在上述预测出的按上述时间段划分的总太阳光发电剩余电力量为基于上述单一的变压器的额定容量决定的逆向潮流抑制阈值电力量以上时,将上述第二电力费用单价设定为上述下限值,其中,上述总太阳光发电电力量为与上述单一的变压器连接的上述两个以上的住宅各自的太阳光发电装置所产生的发电电力量的总和,上述总耗电量是与上述单一的变压器连接的上述两个以上的住宅各自的耗电量的总和。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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