CN108475930A - 供电装置以及控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种供电装置，具备：太阳能发电装置；蓄电池部；充电器，将太阳能发电装置的电力供给至上述蓄电池部；直流‑交流电力转换电路部，将蓄电池部的放电输出转换为交流电力；以及控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与太阳能发电装置的发电量，控制蓄电池部的充电，并且对于太阳能发电装置的发电量，基于蓄电池部的SOC，进行向蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。

Description

供电装置以及控制装置
技术领域
本技术涉及利用外部电力系统、太阳能电池的输出电力、以及蓄电装置的输出电力而进行供电的供电装置以及控制装置。
背景技术
最近，更大容量的家庭用的蓄电装置被投入实际使用。通过活用家庭用的蓄电装置，能够确保停电时的供电，减少外部电力系统的电力需求量、电力使用量。例如，可考虑减少来自外部电力系统的交流电力的供给而通过蓄电装置弥补短缺的电力。进而，恐发生家庭内的电力需求增加并超过与供电商之间协议的合同电力、从而断路器工作而切断电力的隐患。在这种情况下，通过供给蓄电装置的输出电力，能够避免超过合同电力那样的情况。而且，考虑了将太阳能电池输出与蓄电装置的输出电力混合地输出。
例如专利文献中1中记载有如下内容：通过蓄电池控制部，将利用发电部发出的电力储存于蓄电池，基于剩余容量值、推断出的负载使用电力模式以及发电预测模式，指定限制充电电流值的时间段，并对限制时间段中的充电电流值进行运算。设法防止蓄电池用过度的充电电流值充电。
专利文献2中记载有如下的能量管理系统：具备能够与多个客户端装置进行通信的服务器装置。服务器装置具备获取部、预测部、计算部、控制部，该能量管理系统基于预测出的能量需求量，计算能够使消费者的能量收支最优化的电气设备的工作计划表。控制部基于算出的工作计划表，将用于控制电气设备的控制信息向客户端装置发送。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2010-041883号公报
专利文献2：特开2013-222293号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在使用蓄电池时，希望能够使从蓄电池向负载的输出电力量恒定来进行。这是因为蓄电池输出的急剧变动会引发电池劣化的缘故。例如作为输出值不稳定的状态，突然紧跟最大输出值之后对蓄电池施加为0W输出那样的负载的情况下，在蓄电池中将会因大电流的输出而忽然引起发热，致使电池劣化。由于在电极内达到锂的均衡、平衡的状态将要花费几十分钟的时间，因此急速的充放电会使电池的电极内产生锂离子不均衡的状态，若保持原样地进行接下来的充放电，则不均衡会进一步加速。
如果能够进行电力预测，则能够以一定的值进行蓄电池的输出，能够只对脱离预期的电力量进行输出量的校正，减少施加于蓄电池的变动量，能够使电池的劣化变少来进行运行。能够防止蓄电池的容量急剧劣化，能够提高长时间运用时的可靠性。
在上述专利文献1以及专利文献2所记载的内容中，没有关于高精度地进行电力预测的记载。因此，担心因急剧的负载变化导致蓄电池部劣化。进而，专利文献1以及专利文献2也未公开关于将蓄电池部的SOC(StateOf Charge：荷电状态)保持在适当的范围、并且将蓄电池部的输出电力向家庭内使用的电力供给而减少购买电量来削减电费这一点。
因此，本技术的目的在于，提供如下供电装置以及控制装置：通过提高电力需求的精度，能够防止蓄电池部的输出的急剧变动而防止蓄电池部的劣化，进而，能够一面将蓄电池部的SOC保持在适当的范围，一面供给蓄电池部的输出电力。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述技术问题，本技术为一种供电装置，具备：太阳能发电装置；蓄电池部；充电器，将太阳能发电装置的电力供给到蓄电池部；直流-交流电力转换电路部，将蓄电池部的放电输出转换为交流电力；以及控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与太阳能发电装置的发电量，控制蓄电池部的充电，并且对于太阳能发电装置的发电量，基于蓄电池部的SOC，进行向蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。
进而，本技术为一种控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与太阳能发电装置的发电量，控制蓄电池部的充电，并且对于太阳能发电装置的发电量，基于蓄电池部的SOC，进行向蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。
发明效果
根据至少一个实施方式，本技术通过负载电力预测控制蓄电池部的输出，因此能够防止蓄电池部的输出的急剧变动而防止蓄电池部的劣化。另外，在本技术中，通过将外部电力系统与蓄电装置的输出电力混合，能够吸收房屋等内部(室内)负载的急剧变动而使外部电力系统的使用大致一定。其结果，能够降低合同电力，能够抑制电费增大。需要说明的是，此处记载的效果并非是限定，也可以是本技术中记载的任一效果。
附图说明
图1是根据本技术的供电装置的一实施方式的框图。
图2是用于说明本技术的一实施方式的控制处理的流程图。
图3是用于说明负载电力预测数据的图表。
图4是用于说明本技术的其它实施方式的控制处理的流程图。
图5是本技术的供电装置的应用例的第一例的框图。
图6是本技术的供电装置的应用例的第二例的框图。
具体实施方式
以下，对本技术的实施方式进行说明。需要注意的是，以下说明的实施方式是本技术的优选具体例，被施加了技术上优选的各种限定，但在以下的说明中，只要没有旨在特别限定本技术的记载，则本技术的范围并不限定于这些实施方式。
按照以下的顺序进行本技术的说明。
＜1.一实施方式＞
＜2.其它实施方式＞
＜3.应用例＞
＜4.变形例＞
＜1.一实施方式＞
“供电装置的构成”
参照图1对根据本技术的供电装置进行说明。在供电商的发电站发出的电力经由未图示的输电网、配电网向家庭的电量计供给，并从电量计向图1中的外部电力系统(商用电力)输入端子1供给交流电力。需要注意的是，虽然对家庭中的电力控制进行说明，但并不局限于家庭，多个家庭(社区)、高楼、工厂等只要是在供电方面划分出的区域，就能够应用本技术。
一般来说，从室外的配电线通过引入线向建筑物内导入电力线，电力线连接于功率计。在功率计的输出侧连接配电盘。电气设备与来自配电盘的室内布线连接。例如，根据本技术的供电装置设于功率计与配电盘之间。在一般性住宅的情况下，为单相三线式，使用中央的中性线与两条电压线共三条电线。利用中性线与一条电压线，能够利用100V的电压，利用两条电压线，能够利用200V的电压。需要注意的是，本技术也能够应用于二线式。
供给来自输入端子1的商用电力，商用电力经由开关SW1输入由虚线包围示出的UPS(Uninterruptible Power Supply：不间断电源装置)部8。UPS部8具有AC(交流)-DC(直流)转换器3及DC-AC逆变器4、开关SW2及开关SW3。商用电力P1供给至UPS部8。AC-DC转换器3从商用电力形成直流电力。AC-DC转换器3的输出直流电力供给至DC-AC逆变器4。DC-AC逆变器4形成与商用电力同样的电平及频率的交流电力。DC-AC逆变器4的输出交流电力经由开关SW3而被取出到交流供电端子2。开关SW1、SW2、SW3通过控制信号控制开/关。
商用电力经由开关SW1以及SW2供给到交流供电端子2。开关SW1有时是配电盘的断路器。室内电力网与交流供电端子2连接。虽然未图示，例如交流电力被供给到配电面板(包括配电盘)，通过从配电面板导出的电力线以及插座对电子设备组的各电子设备供给电力。电子设备组的例子有空调装置、冰箱、照明器具、洗衣机、电视接收机等。室内电力网的设备所使用的电力是负载电力。
在AC/DC转换器3的输出以及DC-AC逆变器4的输入的连接点与蓄电池部、例如电池模块5之间连接DC-DC转换器9。DC-DC转换器9具有双向性。即，利用AC/DC转换器3将由商用电力形成的直流电力P2作为充电电力经由DC-DC转换器9向电池模块5供给。另一方面，电池模块5的放电电力P3供给到DC-DC转换器9，DC-DC转换器9的输出供给到DC-AC逆变器4，从DC-AC逆变器4经由开关SW3向交流供电端子2取出交流电力。这些AC/DC转换器3、DC-AC逆变器4、DC-DC转换器9、开关SW2以及开关SW3的部分构成了UPS部8。
作为电池模块5，例如能够使用将8个圆筒状锂离子二次电池并联连接而构成电池块、并将16个电池块串联连接而收纳于共同的壳体内的构成。电池模块5的其它例子是双电层、大容量电容器等。需要注意的是，作为电池模块5，不限于固定型，也可以在电动车辆中使用。
在屋顶、室外等设置有太阳能电池模块10。太阳能电池模块10将多个太阳能电池连接而成为面板状。也被称作太阳能板。通常，多张太阳能电池模块10并排设置，构成太阳能电池阵列。例如太阳能电池模块10能够进行2kW～4kW的发电。
太阳能电池模块10的输出电力P4经由DC-DC转换器11以及功率调节器12供给到外部电力系统的供电线。功率调节器12具有由DC-DC转换器部和DC-AC逆变器部构成的电力转换部。DC-DC转换器部使输入直流电压升压，并将其供给到DC-AC逆变器部。DC-AC逆变器部将来自DC-DC转换器部的直流电压转换为交流电力。进而，功率调节器12进行被称作最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking：MPPT)的控制。该控制是跟踪太阳能电池模块10的发电电力的变动而总是追赶最大的功率点的方式。
由于功率调节器12的输出连接于外部电力系统的供电线，因此在太阳能电池模块10的发电电力超过室内的功耗的情况下将多余电力出售。将出售多余电力称作逆向潮流。虽然未图示，但连接有测定逆向潮流的电力的仪表。需要注意的是，在UPS部8中，太阳能电池模块10的发电电力与电池模块5的输出电力混合供给到室内负载。
进而，太阳能电池模块10的输出电力供给到PV充电器13。PV充电器13具有被供给太阳能电池模块10的输出电力的DC-DC转换器14与充电控制部15。充电控制部15的输出电力P5供给到UPS部8，作为负载电力P8而使用。与其一道地，充电控制部15的输出电力P6供给到电池模块5。在电池模块5上连接有上述UPS部8的DC-DC转换器9，电池模块5通过经由充电控制部15后的太阳能电池模块10的输出和来自UPS部8的商用电力P7中任一方充电。
在以商用电力对电池模块5充电的情况下，额定电流成为充电电流。在从太阳能电池模块10充电时，充电控制部15形成与电池模块5的SOC相应的充电电流。例如在SOC为50％以下时，形成1C的充电电流，在SOC为80％～90％时，形成0.5C的充电电流，在SOC超过90％的情况下，形成0.2C的充电电流。
例如，电池模块5由锂离子二次电池构成，在充电时以CC(恒流)/CV(恒压)进行充电。即，起初电池模块通过规定的电流充电，若充电至规定的电压，则切换为恒压充电。PV充电器13的充电控制进行控制充电电流的值的处理。
对于电池模块5的充电控制由与BMU(Battery Management Unit：电池管理单元)6通信的EMU(Energy Management Unit：能量管理单元)7进行。BMU6监视电池模块5的状态(剩余容量、电池电压、电池温度等)，使得进行适当的充放电动作。BMU6获取到的电池模块5的剩余容量的信息传送到EMU7，被用于EMU7的动作模式的切换。EMU7控制UPS部8的开关，控制AC-DC转换器3以及DC-AC逆变器4。EMU7对太阳能电池模块10的输出电力进行监视。如果太阳能电池模块10的输出电力为规定以上，则通过PV充电器13的输出对电池模块5充电。因此，在白天那种情况下，通过太阳能电池模块10对电池模块5充电。需要注意的是，在本例中，BMU6以及EMU7被记载为独立的构成，但也可以由一个微型计算机等实现它们而进行一体化。
在连接于EMU7的存储器16中存储有预先获取的该室内的负载电力预测数据。负载电力、即室内的功耗的合计电力的预测数据被供给到EMU7，由EMU7控制系统整体。作为一个例子，负载电力预测数据以30分钟为单位对1天(24小时)进行划分，示出各时刻时的负载电力预测数据。
“供电装置的控制动作”
上述的一实施方式根据太阳能电池模块10的发电量、电池模块5的蓄电量、负载电力预测数据控制电力。进而，根据需要，混合输出各自的电力。将本技术的一实施方式中的控制动作的一个例子示于下述的表1中。
EMU7按照该表1，如图2的流程图所示那样控制系统。需要注意的是，虽然在表1以及图2中进行了省略，但在开关SW1以及SW2导通的情况下，输入商用电力保持原样地被取出到交流供电端子2。该旁路动作在检测出某异常时进行。电池模块的更换、风扇检查等维护用的维护旁路模式也同样被使之为可能。需要注意的是，在表1和图2以及以下的说明中，将电池模块5适当表述为蓄电池，将太阳能电池模块10适当表述为PV。
步骤ST0：确认时刻。
步骤ST1：确认最大PV发电量。
步骤ST2：参照负载电力预测数据确认室内负载预测值Pf。
步骤ST3：确认当前的家庭内的负载电力的值、即实际运行室内负载值Pr。
步骤ST4：判定蓄电池的SOC。即，判定是SOC小的情况、例如(SOC＜20％)的情况、SOC为适当的范围的情况、例如(20％＜SOC＜80％)的情况、以及SOC大的情况、例如(SOC＞80％)的情况中哪一种情况。
步骤ST5：在(SOC＜20％)的情况下，进行使蓄电池的充电最优先的控制。然后，返回至步骤ST0进行(步骤ST1～步骤ST4)的处理。
具体而言，如表1的(SOC＝0～20％)的项目所示，基本上蓄电池只可以充电。在表1中，输出/充电的意思是PV发电电力输出到供电线，并用于蓄电池的充电。
步骤ST6：在(SOC＜80％)的情况下，进行使蓄电池的放电最优先的控制。然后，返回至步骤ST0进行(步骤ST1～步骤ST4)的处理。
具体而言，如表1的(SOC＝80～100％)的项目所示，以来自蓄电池的放电为主进行运行。不过，作为例外，日落(evening；傍晚)进行将蓄电池提升至SOC100％附近的动作。这是夜晚运用蓄电池的电力而将电力供给至室内负载的情况。此时，为了仅在日落进行PV发电的情况下对蓄电池充电，进行限制PV充电器13的输出而将蓄电池充电至SOC100％附近的动作。即，设定遏制充电电流而蓄电池容易充满电的条件。这是因为避免在通常的MPPT动作中蓄电池充电以接通-断开动作花费2小时左右。进而，在PV发电量比负载电力少的状态下将来自蓄电池的输出向负载电力供给。
步骤ST7：在(20％＜SOC＜80％)的情况下，判定室内负载预测值Pf与实际运行室内负载值Pr是否大致相等。即，判定实际的室内功耗是否接近预测的值。
步骤ST8：在Pf与Pr大致相等的情况下，按照表1进行电力控制。然后，返回至步骤ST0进行(步骤ST1～步骤ST4)的处理。如表1的SOC为(20％～80％)的栏所示，在(最大PV发电量＞负载电力量)的情况下，进行向负载的供电，并且蓄电池充电。例如是在晴天时进行的控制。
另外，在(最大PV发电量≈负载电力量)的情况下，进行向负载的供电，并进行蓄电池的充电或者放电。例如在阴天时，频繁发生向蓄电池充电与从蓄电池放电的切换。进而，在(最大PV发电量＜负载电力量)的情况下，将蓄电池从充电动作切换为放电动作。例如在雨天时，PV发电不足，所以蓄电池进行放电。需要注意的是，蓄电池的放电(输出)进行至SOC为20％。
步骤ST9：在步骤ST7中判定为室内负载预测值Pf大幅度超过实际运行室内负载值Pr的情况下，即、在大幅度偏离预测值而为轻负载的情况下，进行停止系统电力的购电、限制PV输出、以及蓄电池输出。能够仅以蓄电池进行供电，并停止系统商用电力的购电。
步骤ST10：在步骤ST7中判定为实际运行室内负载值Pr大幅度超过室内负载预测值Pf的情况下，即、在大幅度偏离预测值而为重负载的情况下，判定实际运行室内负载值Pr是否超过蓄电池的最大输出Pmax。
步骤ST11：在步骤ST10中判定为实际运行室内负载值Pr超过蓄电池的最大输出Pmax时，增加系统商用电力的购电量而向负载进行供给。然后，返回步骤ST0进行(步骤ST1～步骤ST4)的处理。
步骤ST12：在步骤ST10中判定为实际运行室内负载值Pr未超过蓄电池的最大输出Pmax时，增大蓄电池的输出电力的比例。然后，返回步骤ST0进行(步骤ST1～步骤ST4)的处理。
“负载功耗的预测”
电池模块最适合使用SOC为(20％～80％)的范围，能够供给至家庭内使用的电力而减少购电量，减少电费。SOC的该范围外被用作紧急用。在使用蓄电池时，希望能使从蓄电池向负载的输出电力量为一定来进行。这是因为蓄电池输出的急剧变动会引起电池劣化的缘故。例如，作为输出值不稳定的状态，突然紧跟最大输出值之后变为0W输出这样的负载施加于蓄电池的情况下，在蓄电池中将会因大电流的输出而忽然引起发热，致使电池劣化。由于在电极内达到锂的均衡、平衡的状态将要花费几十分钟的时间，因此急速的充放电会使电池的电极内产生锂离子不均衡的状态，若保持原样地进行接下来的充放电，则不均衡会进一步加速。
在本技术中，通过进行电力预测，能够使蓄电池的输出为一定的值，仅对脱离预期的电力量进行输出量的校正，能够减少施加于蓄电池的变动量，能够使电池的劣化少地进行运行。能够防止蓄电池的容量急剧劣化，能够提高长时间运用时的可靠性。
对上述负载电力预测数据的创建进行说明。作为功耗量的预测方法，为了进一步提高精度而使用移动平均。移动平均主要有简单移动平均、加权移动平均、指数移动平均这三种。作为一个例子，使用无数据的加权的简单移动平均(Simple Moving Average：SMA)作为功耗量的预测方法。
移动平均的期间例如使用2周(14天)。下式表示某时间段(30分钟)的最近14天的累计电力的简单移动平均。为了求出次日的简单移动平均，去掉最老的累计电力即可。
SMA30＝(PM+PM-1+……+PM-13)/14
SMA30：30分钟的累计电力平均，单位：Wh
PM：前一天的某时间段的30分钟的累计电力
PM-1：两天前的某时间段的30分钟的累计电力
PM-13：两周前的某时间段的30分钟的累计电力
图3示出了负载电力的测定例。例如示出2014年4月1日的室内功耗的实测值(实线)、前一年度4月的电力平均值(点线)、以及4月1日的前面的两周的移动平均值(虚线)。如图3的图表所示，示出了与前一年度4月平均值相比，移动平均值更接近实测值的值。这样，能够提高室内负载电力的预测精度。即，这样的室内负载电力预测能够视作家庭内的耗电量的时间平均，能够大致近似于人类活动。没有连续休假、气象骤变时的预测准确度高。进而，太阳能发电量能够基于前一天的天气预报而获得准确度较高的预计量，因此能够大致近似于预测。
上述本技术能够以简易、而且小的控制装置管理蓄电池容量、室内负载电力量、PV发电量以及系统电力购电量。即使在突然的变动时，也能够根据SOC进行输出的校正。
“具体控制的例子”
在晴天、阴天时，例如在11点～13点将PV发电电力向商用电力售电，在除此以外的时间段，边使PV发电容量最大限度地储存于蓄电池，边基于以移动平均式求出的预测量使室内负载电力进行运行供给，从而能够大致准确地预测室内的功耗，能够准确地求出向蓄电池的充电、电池的SOC值。以蓄电池、PV发电以及室内负载的合计预测设定在白天时间段向系统电力的售电时间段，能够使购电量最小化。
＜2.其它实施方式＞
对本技术的其它实施方式进行说明。关于与电力公司的电费的支付，确定了合同电力。作为合同电力的确定方式之一，有将包含当月在内的过去1年的最大需求电力作为合同电力的方式。作为确定合同电力的其它方法，有基于协议的方法。在该情况下，也是若最大需求电力比预先设定的合同电力高，则除了需要支付超过费用以外，而且下次(来年等)的合同电力可能会变高。
由于合同电力上升则电费会提高，因此需要注意避免最大需求电力超过已确定的合同电力。在蓄电系统的运行方式中，当负载电力急增时，增加从商用电力的购电量而进行供电。然而，若在合同电力的上限值附近进行，则会发生最大需求电力超过合同电力，导致下次的合同电力增大，不再获得原本引入蓄电池系统所带来的电力均衡化的减少效果。
因此，在其它实施方式中，在合同电力上限值附近发生负载电力的急增时，能够以电池模块的上限输出供给来自蓄电池的供给电力量。参照图4对其它实施方式进行说明。其它实施方式是与上述一实施方式相组合的例子，在图2的流程图的步骤ST3与步骤ST4之间插入图4的流程图的处理。
步骤ST0：确认时刻。
步骤ST1：确认最大PV发电量。
步骤ST2：参照负载电力预测数据而确认室内负载预测值Pf。
步骤ST3：确认当前的家庭内的负载电力的值、即实际运行室内负载值Pr。
到此为止的处理与一实施方式中的步骤ST0～ST3相同。
步骤ST21：判定是否为(Pf＞Pcont)或者(Pr＞Pcont)。Pcont是比合同电力的上限值稍低的电力值。例如设定为(Pcont＝合同电力的上限值-合同电力的5％)。
步骤ST22：在步骤ST21的判定结果为肯定的情况下，将电池最大输出值变更为更大的值。即，即使在通常的电力均衡化运行中，在预测为30分钟累计电力预计量超过合同电力值的情况下，也会发出紧急时电池输出的指令，蓄电池输出值解除系统限制值(通常0.5～1ItA)，变更为以电池模块最大输出(2～3ItA)的输出值。
步骤ST23：判定是否为(SOC＜10％)。设想的SOC为30％～50％。也可以将判定处理的阈值设为例如30％。
步骤ST24：在步骤ST23的结果为肯定的情况下，进行使蓄电池的放电最优先的控制。然后，处理返回至步骤ST0。
步骤ST25：在不是(SOC＜10％)的情况下，增大购电量。然后，处理返回至步骤ST0。
步骤ST26：在步骤ST21的判定结果为否定的情况下，即、在预测为30分钟累计电力预计量不超过合同电力值的情况下，蓄电池输出值维持系统限制值(通常0.5～1ItA)。然后，处理返回至步骤ST4(图2参照)。上述以外的处理与一实施方式相同。
以往，未设想实施超过蓄电系统的设定上限值的输出电力量，也未在控制装置中进行设定。在上述本技术的其它实施方式中，通过设定紧急输出功能，从而能使短时间内的电池模块上限值输出成为可能。由于释放剩余容量，因此蓄电池系统的温度上升相对于通常运行被抑制在约1～2℃的上升，因此能够在不影响系统寿命的范围内进行运用。特别是在办公地、工厂中，通过严守合同电力量，能够在不被处以来自电力公司的罚金的情况下接受供电。由此，能够享受蓄电系统的引入所带来的电力均衡化与费用优点两者。
＜3.应用例＞
“作为应用例的住宅中的蓄电系统”
参照图5，对将本技术应用于住宅用的蓄电系统的例子进行说明。例如在住宅101用的蓄电系统100中，从火力发电102a、原子能发电102b、水力发电102c等集中型电力系统102经由电力网109、信息网112、智能表107、集线器108等向蓄电装置103供给电力。与此同时，从家庭内发电装置104等独立电源向蓄电装置103供给电力。在蓄电装置103中储存被供给的电力。使用蓄电装置103供给住宅101所使用的电力。不限于住宅101，关于楼宇也能够使用同样的蓄电系统。
住宅101中设置有：发电装置104、耗电装置105、蓄电装置103、控制各装置的控制装置110、智能表107、获取各种信息的传感器111。各装置通过电力网109及信息网112连接。作为发电装置104，利用太阳能电池、燃料电池等，所发的电力供给至耗电装置105及/或蓄电装置103。耗电装置105为冰箱105a、空调装置105b、电视接收机105c、浴缸105d等。进而，耗电装置105包括电动车辆106。电动车辆106为电动汽车106a、混合动力车106b、电动摩托车106c。
蓄电装置103由二次电池或电容器构成。例如由锂离子电池构成。锂离子电池既可以是固定式的，也可以是在电动车辆106中使用。智能表107具有测量商用电力的使用量并将测得的使用量发送到电力公司的功能。电力网109也可以为直流供电、交流供电、非接触供电中任一种或者多种的组合。本技术能够应用于包括蓄电装置103及控制装置110的供电装置。
各种传感器111例如为人体传感器、照度传感器、物体检测传感器、功耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。由各种传感器111获取的信息被发送至控制装置110。通过来自传感器111的信息，能够掌握气象的状态、人的状态等而自动地控制耗电装置105来使能耗最小。进一步地，控制装置110能够将关于住宅101的信息经由互联网向外部的电力公司等发送。
通过集线器108进行电力线的分支、直流交流转换等处理。作为与控制装置110相连接的信息网112的通信方式，存在使用UART(通用异步收发器(Universal AsynchronousReceiver-Transmitter)，异步串行通信用发送/接收电路)等通信接口的方法、利用基于Bluetooth(注册商标)、ZigBee、Wi-Fi等无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信，能够进行一对多连接的通信。ZigBee使用IEEE(电气和电子工程师协会，Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4的物理层。IEEE 802.15.4为被称为PAN(个人局域网，Personal AreaNetwork)或者W(无线，Wireless)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置110与外部的服务器113相连接。该服务器113也可以由住宅101、电力公司、服务提供商中任一方管理。服务器113所发送/接收的信息例如是功耗信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾害信息、关于电力交易的信息。这些信息既可以由家庭内的耗电装置(例如电视接收机)发送/接收，也可以由家庭外的装置(例如，手机等)发送/接收。这些信息也可以显示于具有显示功能的设备、例如电视接收机、手机、PDA(个人数字助理，Personal Digital Assistants)等。
控制各部的控制装置110由CPU(中央处理器，Central ProcessingUnit)、RAM(随机存取存储器，Random Access Memory)、ROM(只读存储器，Read Only Memory)等构成，在该例中，容纳在蓄电装置103中。控制装置110通过信息网112与蓄电装置103、家庭内发电装置104、耗电装置105、各种传感器111、服务器113连接，例如具有调整商用电力的使用量和发电量的功能。需要注意的是，除此之外，还可以具有在电力市场上进行电力交易的功能等。
如上所述，蓄电装置103不仅可以储存来自火力发电102a、原子能发电102b、水力发电102c等集中型电力系统102的发电电力，而且还可以储存家庭内发电装置104(太阳能发电、风力发电)的发电电力。因此，即使家庭内发电装置104的发电电力发生了变动，也能够进行使向外部送出的电力量为一定、或仅进行所需的放电等控制。例如，以下的使用方法等也是可能的：将通过太阳能发电得到的电力储存于蓄电装置103，并将夜间费用低的深夜电力储存于蓄电装置103，在白天费用高的时间段进行由蓄电装置103储存的电力的放电来加以利用。
需要注意的是，在该例中说明了控制装置110容纳于蓄电装置103内的示例，但其既可以容纳于智能表107内，也可以单独地构成。进而，对于蓄电系统100，既可以以集中住宅中的多个家庭为对象进行使用，也可以以多个独立式住宅为对象进行使用。
“作为应用例的车辆中的蓄电系统”
参照图6说明将本技术应用于车辆用的蓄电系统的例子。图6中概略示出采用应用本技术的串联式混合动力系统的混合车辆的构成的一个例子。串联式混合动力系统是使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或将该电力暂时存储于电池而获得的电力并通过电力驱动力转换装置行驶的车。
在该混合动力车辆200中搭载有发动机201、发电机202、电力驱动力转换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、车轮205a、车轮205b、电池208、车辆控制装置209、各种传感器210、充电口211。作为上述本技术的供电装置中的电池模块，使用电池208。即，电动车辆的电池208被用作家庭等的供电装置。
混合动力车辆200以电力驱动力转换装置203为动力源进行行驶。电力驱动力转换装置203的一例为电机。电力驱动力转换装置203通过电池208的电力而进行动作，该电力驱动力转换装置203的旋转力传递至驱动轮204a、204b。需要注意的是，通过在必要的部位使用直流-交流(DC-AC)或逆转换(AC-DC转换)，电力驱动力转换装置203不管是交流电机还是直流电机均能够应用。各种传感器210经由车辆控制装置209控制发动机转速、或控制未图示的节气门的开度(节气门开度)。各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。
发动机201的旋转力传递至发电机202，可将借助该旋转力而由发电机202生成的电力储存于电池208。
当混合动力车辆通过未图示的制动机构减速时，该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置203，通过该旋转力而由电力驱动力转换装置203生成的再生电力储存于电池208。
电池208通过连接于混合动力车辆的外部的电源，从而将充电口211作为输入口从该外部电源接受电力供给，并也能储存所接收的电力。
虽未图示，但还可以包括基于有关二次电池的信息进行有关车辆控制的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置，例如有基于有关电池余量的信息进行电池余量显示的信息处理装置等。
需要注意的是，上面以使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或将该电力暂时存储于电池而获得的电力并通过电机行驶的串联式混合动力车为例进行了说明。但是，本技术也能够有效应用于发动机和电机的输出均作为驱动源并通过适当切换仅通过发动机行驶、仅通过电机行驶、发动机和电机行驶这三种方式来进行使用的并联式混合动力车。进而，本技术还能够有效应用于不使用发动机而仅通过驱动电机的驱动来进行行驶的所谓的电动车辆。
＜4.变形例＞
以上，具体说明了本技术的一实施方式，但本技术并不限定于上述的一实施方式，可进行基于本技术的技术思想的各种变形。
需要注意的是，本技术也能够采取如下构成。
(1)
一种供电装置，具备：
太阳能发电装置；
蓄电池部；
充电器，将上述太阳能发电装置的电力供给到上述蓄电池部；
直流-交流电力转换电路部，将上述蓄电池部的放电输出转换为交流电力；以及
控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与上述太阳能发电装置的发电量，控制上述蓄电池部的充电，并且对于上述太阳能发电装置的发电量，基于上述蓄电池部的SOC，进行向上述蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。
(2)
根据技术方案1所述的供电装置，其中，
上述控制装置在上述蓄电池部的SOC未完全放电、且未充满电的范围内进行控制。
(3)
根据(1)所述的供电装置，其中，
上述移动平均每隔规定时间进行计算。
(4)
根据(1)、(2)或(3)所述的供电装置，其中，
在负载电力增大而大幅偏离负载电力预测的情况下，上述供电装置增大蓄电池的输出电力比例。
(5)
根据(4)所述的供电装置，其中，
在负载电力进一步为蓄电池部的最大输出值以上时，上述供电装置增加系统商用电力的购电量而向负载进行供给。
(6)
根据(4)所述的供电装置，其中，
在负载电力急剧减少而大幅偏离预测值的情况下，上述供电装置进行仅以蓄电池部进行供电的控制，并停止从系统商用电力购电。
(7)
根据(1)、(2)、(3)或(4)所述的供电装置，其中，
上述控制装置进行控制，以使上述蓄电池部充满电是在日落后。
(8)
根据(1)所述的供电装置，其中，
上述控制装置将负载电力预测值或者负载电力与比合同电力稍小的阈值进行比较，在负载电力预测值或者负载电力超过上述阈值、且上述蓄电池部的剩余容量为规定量以上的情况下，上述控制装置进行控制，以将上述蓄电池部的输出变更为最大输出值。
(9)
一种控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与太阳能发电装置的发电量，控制蓄电池部的充电，并且对于上述太阳能发电装置的发电量，基于上述蓄电池部的SOC，进行向上述蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。
(10)
根据技术方案9所述的控制装置，其中，
上述控制装置在上述蓄电池部的SOC未完全放电、且未充满电的范围内进行控制。
附图标记说明
1…外部交流电力(商用电力)输入端子
2…交流电源供给端子
3…AC-DC转换器
4…DC-AC逆变器
5…电池模块
6…BMU
7…EMU
8…UPS部
9…DC-DC转换器
10…太阳能电池模块
12…功率调节器
13…PV充电器
16…存储器

Claims (10)

1.一种供电装置，具备：
太阳能发电装置；
蓄电池部；
充电器，将所述太阳能发电装置的电力供给到所述蓄电池部；
直流-交流电力转换电路部，将所述蓄电池部的放电输出转换为交流电力；以及
控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与所述太阳能发电装置的发电量，控制所述蓄电池部的充电，并且对于所述太阳能发电装置的发电量，基于所述蓄电池部的SOC，进行向所述蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其中，
所述控制装置在所述蓄电池部的SOC未完全放电、且未充满电的范围内进行控制。
3.根据权利要求1所述的供电装置，其中，
所述移动平均每隔规定时间进行计算。
4.根据权利要求1所述的供电装置，其中，
在负载电力增大而大幅偏离负载电力预测的情况下，所述供电装置增大蓄电池的输出电力比例。
5.根据权利要求4所述的供电装置，其中，
在负载电力进一步为蓄电池部的最大输出值以上时，所述供电装置增加系统商用电力的购电量而向负载进行供给。
6.根据权利要求4所述的供电装置，其中，
在负载电力急剧减少而大幅偏离预测值的情况下，所述供电装置进行仅以蓄电池部进行供电的控制，并停止从系统商用电力购电。
7.根据权利要求1所述的供电装置，其中，
所述控制装置进行控制，以使所述蓄电池部充满电是在日落后。
8.根据权利要求1所述的供电装置，其中，
所述控制装置将负载电力预测值或者负载电力与比合同电力稍小的阈值进行比较，在负载电力预测值或者负载电力超过所述阈值、且所述蓄电池部的剩余容量为规定量以上的情况下，所述控制装置进行控制，以将所述蓄电池部的输出变更为最大输出值。
9.一种控制装置，基于对使用电力进行移动平均而求出的负载电力预测与太阳能发电装置的发电量，控制蓄电池部的充电，并且对于所述太阳能发电装置的发电量，基于所述蓄电池部的SOC，进行向所述蓄电池部或商用系统电力切换输出的控制。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其中，
所述控制装置在所述蓄电池部的SOC未完全放电、且未充满电的范围内进行控制。
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GR01 Patent grant
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