CN115004501A - 电力供给管理装置以及电力供给管理方法 - Google Patents

电力供给管理装置以及电力供给管理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115004501A
CN115004501A CN202080094153.0A CN202080094153A CN115004501A CN 115004501 A CN115004501 A CN 115004501A CN 202080094153 A CN202080094153 A CN 202080094153A CN 115004501 A CN115004501 A CN 115004501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
supply
voltage
power supply
storage device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080094153.0A
Other languages
English (en)
Inventor
西田义人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN115004501A publication Critical patent/CN115004501A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本公开的特征在于具备:电压变换器信息部(204),存储使用一个或者多个利用一台来变换为多个电压的电压变换器而从多个电力供给设备向多个电力负载设备(106)变换电压的变换效率;供给计划制作部(207),针对每个电力负载设备,根据需求电力、变换效率以及每个电力供给设备的供给电力来制作供给计划;以及电力源控制部(208),根据供给计划,发出从电力供给设备对电力负载设备分配电力的控制指令值。

Description

电力供给管理装置以及电力供给管理方法
技术领域
本公开涉及分配电力的技术。
背景技术
一般已知为了使从电力供给设备供给的电力的电压与电力负载设备的对应电压匹配而使电压升压或者降压的DC/DC变换器等电压变换器。
一般从一个电压变换器向一个电力负载设备进行变换电压后供给电力,但近年来研究一种从一个电压变换器变换为多个电压并对多个电压不同的电力负载设备供给电力的电压变换器。
另外,在引用文献1(日本特开2014-128062号公报)中,记载了从与DC/DC变换器(电压变换器)相连的分布式电源单元向负载L1~L4维持供给电力的方案。引用文献1的DC/DC变换器并非是对多个电压不同的电力负载设备供给电力的电压变换器,所以从分布式电源单元向负载L1~L4维持供给电力。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2014-128062号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
在通过从一个电压变换器对多个电压不同的电力负载设备供给电力的电压变换器而从多个电力供给设备对多个电力负载设备供给电力的系统中,如果随便决定电力的分配,则无法高效地供给电力。本公开的目的在于在这样的系统中高效地供给电力。
[用于解决课题的手段]
为了解决上述课题,本公开中的电力供给管理装置的特征在于,具备:电压变换器信息部,存储使用一个或者多个利用一台来变换为多个电压的电压变换器而从多个电力供给设备向多个电力负载设备变换电压的变换效率;供给计划制作部,针对每个电力负载设备,根据需求电力、变换效率以及每个电力供给设备的供给电力来制作供给计划;以及电力源控制部,根据供给计划,发出从电力供给设备对电力负载设备分配电力的控制指令值。
[发明的效果]
能够高效地供给电力。
附图说明
图1是示出实施方式1中的需求方设施的结构的图。
图2是在实施方式1中作为对象的电压变换器的结构的一个例子的图。
图3是实施方式1中的电力供给管理装置的框图。
图4是示出实施方式1中的契约信息中的契约电力的信息的例子的图。
图5是示出实施方式1中的契约信息中的电费单价的例子的图。
图6是示出实施方式1中的蓄电池的设备信息的例子的图。
图7是示出实施方式1中的蓄电池的当前蓄电量的例子的图。
图8是示出实施方式1中的EV的蓄电装置的蓄电池的设备信息的例子的图。
图9是示出实施方式1中的EV的蓄电装置的蓄电池的设备信息的例子的图。
图10是示出实施方式1中的EV的蓄电装置的蓄电池的设备信息的例子的图。
图11是示出实施方式1中的由再生能源装置信息部管理的太阳能发电机的设备信息的例子的图。
图12是示出实施方式1中的由再生能源装置信息部管理的风力发电机的设备信息的例子的图。
图13是示出实施方式1中的与电压变换器的输出电力对应的变换效率的变化的图。
图14是示出实施方式1中的电压变换器信息部所存储的电压变换器的管理信息的例子的图。
图15是示出实施方式1中的各电力设备的电力需求预测值的例子的图。
图16是示出实施方式1中的太阳能发电机的发电量的预测值的图。
图17是示出实施方式1中的风力发电机的发电量的预测值的图。
图18是示出实施方式1中的需求方设施的结构的例子的图。
图19是示出实施方式1中的针对需求方设施的结构的最优化问题的变量设置的图。
图20是实施方式1中的电力供给管理装置的处理的流程图。
图21是示出用于说明实施方式1中的流程图的受电点的契约电力的信息的图。
图22是示出用于说明实施方式1中的流程图的受电点的电费单价的图。
图23是示出用于说明实施方式1中的流程图的蓄电池的设备信息的图。
图24是示出用于说明实施方式1中的流程图的蓄电池的设备信息的图。
图25是示出用于说明实施方式1中的流程图的太阳能发电机的设备信息的图。
图26是示出用于说明实施方式1中的流程图的与受电点连接的AC/DC变换器的设备信息的图。
图27是示出用于说明实施方式1中的流程图的与蓄电池连接的DC/DC变换器的设备信息的图。
图28是示出用于说明实施方式1中的流程图的与太阳能发电机连接的DC/DC变换器的设备信息的图。
图29是示出用于说明实施方式1中的流程图的电力负载设备A(600V)的需求电力预测值的图。
图30是示出用于说明实施方式1中的流程图的电力负载设备B(200V)的需求电力预测值的图。
图31是示出用于说明实施方式1中的流程图的太阳能发电机的供给电力预测值的图。
图32是示出实施方式1中的所制作的受电点的供给计划的例子的图。
图33是示出实施方式1中的所制作的受电点的针对电力负载设备A(600V)的供给计划的例子的图。
图34是示出实施方式1中的所制作的受电点的针对电力负载设备B(200V)的供给计划的例子的图。
图35是示出实施方式1中的所制作的蓄电池的供给计划的例子的图。
图36是示出实施方式1中的所制作的蓄电池的针对电力负载设备A(600V)的供给计划的例子的图。
图37是示出实施方式1中的所制作的蓄电池的针对电力负载设备B(200V)的供给计划的例子的图。
图38是示出实施方式1中的所制作的太阳能发电机的针对电力负载设备A(600V)的供给计划的例子的图。
图39是示出实施方式1中的所制作的太阳能发电机的针对电力负载设备B(200V)的供给计划的例子的图。
图40是示出实施方式1中的电力供给管理装置的结构的硬件结构图。
(符号说明)
101:电力供给管理装置;102:蓄电装置;103:再生能源装置;104:AC/DC变换器;105:DC/DC变换器;106:电力负载设备;107:受电点;201:受电点信息部;202:蓄电装置信息部;203:再生能源装置信息部;204:电压变换器信息部;205:电力需求预测部;206:电力发生预测部;207:供给计划制作部;208:电力源控制部。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出需求方设施的结构的图。蓄电池及电动汽车(以下称为“EV”)等蓄电装置102、太阳能发电机及风力发电机等可再生能源装置(以下称为“再生能源装置103”)以及受电点107等电力供给设备向电压不同的电力负载设备A(600V)以及电力负载设备B(200V)等电力负载设备106供给电力。在蓄电装置102充电的情况下,再生能源装置103、受电点107向蓄电装置102供给电力。
在此,受电点107是指从电力运营商购入的交流电力。受电点107的交流电流通过交流/直流变换器(AC/DC变换器104)而被变换为多个电压不同的直流电力。蓄电装置102和再生能源装置103的直流电力通过直流/直流变换器(DC/DC变换器105)而被变换为多个电压不同的直流电力。在本实施方式中,将交流/直流变换器(AC/DC变换器104)以及直流/直流变换器(DC/DC变换器105)总称为电压变换器(104、105)。
电力供给管理装置101制作决定从电力供给设备经由电压变换器(104、105)供给到电力负载设备106的电力的分配的供给计划,并根据供给计划向电力供给设备、电压变换器(104、105)等设备发出控制指令值。
图1中的实线表示所供给的电力的流动,虚线表示信息的流动。信息是指从电力供给管理装置101取得的与蓄电装置102、再生能源装置103、电力负载设备106、受电点107等各设备有关的信息、从电力供给管理装置101发出到各设备的控制指令值的信息等。
在此,将电力负载设备A设为600V并将电力负载设备B设为200V,但不限定于此,只要电压不同则可以是任意的电压。另外,电力负载设备106的数量也未被限定。在图1中,与蓄电装置102连接的DC/DC变换器105为充电用、放电用这2台,但不限定于此,也可以利用1台以充电、放电的双向方式交换电力,台数并未被限定。在蓄电装置102放电的情况下,从蓄电装置102对电力负载设备106供给电力,在蓄电装置102被充电的情况下,从受电点107、再生能源装置103对蓄电装置102供给电力。
电力供给管理装置101进行电压变换器(104、105)以及装置的状态的监视以及测量、电压变换器(104、105)以及装置的控制。此外,需求方设施无需是1个,也可以是由多个需求方设施构成的社区。在该情况下,既可以针对每个需求方设施而保持各设备,也可以保持为由社区共用的设备。
图2是电压变换器(AC/DC变换器104)的结构的一个例子的图。如图2所示,在本实施方式中使用的电压变换器(AC/DC变换器104)能够从一个电压变换器(AC/DC变换器104)变换为不同的多个电压的电力后对电力负载设备106供给电力。使用一个或者多个电压变换器(AC/DC变换器104)从多个电力供给设备向多个电力负载设备106变换电压。图2所示的电压变换器是AC/DC变换器104的一个例子。
图3是电力供给管理装置101的框图。电力供给管理装置101具有受电点信息部201、蓄电装置信息部202、再生能源装置信息部203、电压变换器信息部204、电力需求预测部205、电力发生预测部206、供给计划制作部207、电力源控制部208。
受电点信息部201管理与受电点107的电力零售运营商等销售电力的运营商之间的契约信息(契约电力、电费单价)。蓄电装置信息部202管理蓄电池、EV等蓄电装置102的状态。再生能源装置信息部203管理太阳能发电机、风力发电机等再生能源装置103的设备信息。电压变换器信息部204管理电压变换器(104、105)的变换效率等信息。关于详情,在后面叙述。
在此,变换效率是指由电压变换器(104、105)变换电压时的变换效率。本实施方式的电压变换器能够变换为多个电压,所以一台电压变换器(104、105)根据要变换的电压而具有多个变换效率。
电力需求预测部205预测电压不同的电力负载设备106的将来的使用电力。电力发生预测部206预测由太阳能发电机以及风力发电机等再生能源装置103等发生的将来的电力。
供给计划制作部207根据电力需求预测信息、电力发生预测信息、蓄电池以及EV等蓄电装置102的状态信息、电压变换器(104、105)的变换效率信息等,决定对1日等长期间中的效率的降低进行抑制那样的各时间的各电力供给设备的最优的电力的供给量。电力源控制部208根据供给计划制作部207制作的供给计划来计算控制指令值,控制各设备。
换言之,电力供给管理装置101具备对电力供给设备的供给电力预测值进行预测的电力发生预测部206、以及对电力负载设备106的需求电力预测值进行预测的电力需求预测部205,供给计划制作部207根据供给电力预测值以及需求电力预测值来制作供给计划。
首先,说明受电点信息部201的详情。受电点信息部201管理与电力零售运营商等销售电力的运营商之间的契约信息(契约电力、电费单价)。
图4是示出契约信息中的契约电力的信息的例子的图。作为契约电力的信息,管理契约电力的最小值和契约电力的最大值等。在图4的例子中,是契约电力的最小值为0kW且契约电力的最大值为200kW的例子。
图5是示出契约信息中的电费单价的例子的图。在图5的例子中是如下例子:按时间来管理电费单价,按照9时至21时是每1kWh为15日元、0时至8时和22时至24时是每1kwh为10日元来缔结契约。关于电费单价,根据契约而考虑各种情形,也可以并非是如图5那样的小时单位而是分钟单位,单位并未被限定。
接下来,说明蓄电装置信息部202的详情。蓄电装置信息部202管理蓄电池以及EV等蓄电装置102的设备信息(最大充电电力、最小充电电力、最大放电电力、最小放电电力、蓄电容量、可使用最大蓄电量、可使用最小蓄电量、当前蓄电量)等。蓄电容量是指蓄电装置102可蓄电的电力的容量,可使用最大蓄电量是指蓄电装置102实际上可利用的蓄电量的最大值,可使用最小蓄电量是指在从蓄电装置102使用电力的情况下最低限度剩余的蓄电量。
图6是示出蓄电池的设备信息的例子的图。在图6的例子中,是蓄电池的最大充电电力为100kWh、最小充电电力为0kWh、最大放电电力为100kWh、最小放电电力为0kWh、蓄电容量为200kWh、可使用最大蓄电量为180kWh、可使用最小蓄电量为20kWh的例子。在当前的蓄电量是蓄电容量充满的200kWh的情况下,可作为电力来使用的容量为20kWh~180kWh的160kWh。
图7是示出蓄电池的当前蓄电量的例子的图。在本实施方式中,将蓄电池的设备信息分成图6和图7这两个,但不限定于此,也可以是一个。在图7中对蓄电池的当前蓄电量进行管理,在图7的例子中当前蓄电量是120kWh。
在EV的蓄电装置102的情况下,除了上述设备信息以外,还管理抵达预定时刻、出发预定时刻、出发时要求蓄电量、向充电器的连接状态的信息。
图8是示出EV的蓄电装置102的蓄电池的设备信息的例子的图。在图8的例子中,是蓄电池的最大充电电力为6kWh、最小充电电力为0kWh、最大放电电力为6kWh、最小放电电力为0kWh、蓄电容量为32kWh、可使用最大蓄电量为28.8kWh、可使用最小蓄电量为12.8kWh的例子。
图9是示出EV的蓄电装置102的蓄电池的设备信息的例子的图。在图9的例子中,是管理EV的抵达预定时刻08:30、出发预定时刻17:30、作为EV在出发之前需要蓄电的蓄电量的出发时要求蓄电量24kWh的例子。
图10是示出EV的蓄电装置102的蓄电池的设备信息的例子的图。在图10的例子中,管理表示EV是否与充电站连接的连接状态1、当前蓄电量20.1kWh。关于连接状态,将连接中设为1并将未连接设为0,但只要是能够判断连接中、未连接的信息,则可以是任意的信息。
接下来,说明再生能源装置信息部203的详情。再生能源装置信息部203管理太阳能发电机、风力发电机等再生能源装置103的设备信息。作为太阳能发电机的设备信息,管理额定输出。另外,作为风力发电机的设备信息,管理额定输出、额定风速、切入风速(cut-in wind speed)、切出风速(cut-out wind speed)。
图11是示出由再生能源装置信息部203管理的太阳能发电机的设备信息的例子的图。在图11的例子中,管理额定输出20.0kW。
图12是示出由再生能源装置信息部203管理的风力发电机的设备信息的例子的图。在图12的例子中,管理额定输出5.0kW、额定风速12.0m/s、切入风速3.0m/s、切出风速17.0m/s。在此,额定风速、切入风速、切出风速的信息是在电力发生预测中使用的信息,根据风速的预测值,使用这些信息来预测发生电力。关于预测,存在已知的方法,在本实施方式中不说明详情。
接下来,说明电压变换器信息部204的详情。电压变换器信息部204管理AC/DC变换器104、DC/DC变换器105等电压变换器(104、105)的设备信息。在本实施方式中,如图2所示,将能够从1台供给多个不同的电压的电力的电压变换器(104、105)作为对象。作为设备信息,根据电压变换器(104、105)的最大输出电力、最小输出电力、输出电力而管理不同的变换效率。
图13是示出与电压变换器(104、105)的输出电力对应的变换效率的变化的图。如图13所示,电压变换器(104、105)的变换效率根据输出电力而不同,输出电力越大则变得越高。在该本实施方式中定义为非线性的模型。
图14是示出存储于电压变换器信息部204的电压变换器(104、105)的管理信息的例子的图。在图14的例子中,针对每个变换电压而存储最大输出电力、最小输出电力、变换效率(2次的项)、变换效率(1次的项)、变换效率(常数)。变换效率根据输出电力而不同,所以在此针对每个变换电压而存储变换效率。在本实施方式中,将能够从1台供给多个不同的电压的电力的电压变换器(104、105)作为对象,所以针对1台电压变换器,管理多个变换电压各自的信息。
在本实施方式中,将模型化的电压变换器(104、105)的变换效率定义为2次式,所以按2次的项、1次的项、常数来决定变换效率,但不限于此,也可以将变换效率定义为1次式,还可以并非是式子而是用系数来定义,变换效率的定义方法并未被限定。
在图14的例子中,在变换电压为电压A的情况下,管理为最大输出电压是100kW、最小输出电压是0kW、变换效率(2次的项)是0.001、变换效率(1次的项)是0.8、变换效率(常数)是0。在变换电压为电压B的情况下,管理为最大输出电压是80kW、最小输出电压是0kW、变换效率(2次的项)是0.002、变换效率(1次的项)是0.9、变换效率(常数)是0。
在本实施方式中,将变换电压分为电压A和电压B,但不限定于此,变换电压可以是任意个。在本实施方式中,电压A、电压B是电压600V、电压200V。
接下来,说明电力需求预测部205的详情。电力需求预测部205预测电压不同的各电力负载设备106的各时刻的电力消耗量。此外,关于电力需求的预测方法,根据各电力负载设备106的过去的电力消耗量进行推测。
图15是示出各电力设备的电力需求预测值的例子的图。关于具体的预测方法,使用公知的预测方法中的任意方法。在图15的例子中,是按小时来预测需要多少kW的例子,但也可以按分钟来预测,预测的期间的分辨率并未被限定。
接下来,说明电力发生预测部206的详情。电力发生预测部206预测太阳能发电机以及风力发电机等再生能源装置103的各时刻的发电量。此外,关于预测方法,根据气象信息(日照量、风速)和各设备的发电量的关系进行推测,但关于具体的预测方法,与电力需求预测同样地使用公知的预测方法中的任意方法。
图16是示出太阳能发电机的发电量的预测值的图。在图16中是按小时来示出发电多少kW的预想的图,但也可以按分钟来预测,预测的期间的分辨率并未被限定。关于太阳能发电,在日照量多的白天时发电量增加,所以如图16所示白天的发电量多,但并不限定于此,发电量根据气象条件而不同。
图17是示出风力发电机的发电量的预测值的图。在图17中是按小时来示出发电多少kW的预想的图,但也可以按分钟来预测,预测的期间的分辨率并未被限定。
接下来,说明供给计划制作部207的详情。供给计划制作部207根据受电点信息部201、蓄电装置信息部202、再生能源装置信息部203、电压变换器信息部204、电力需求预测部205、电力发生预测部206的信息,制作从电力供给设备以及电压变换器(104、105)向哪个电力负载设备106何时供给多少电力的供给计划。这样,供给计划制作部207根据电力负载设备106的需求电力、电压变换器(104、105)的变换效率、以及每个电力供给设备的供给电力,针对每个电力负载设备106而制作供给计划。
更具体而言,供给计划制作部207根据蓄电池等电力供给设备的设备信息、电压变换器(104、105)的设备信息、电力需求预测值、电力发生预测值来设定最优化问题的制约条件,制作使计划制作期间的电力购入成本成为最小那样的供给计划作为目标函数。
例如,如图18所示,蓄电池为1台,太阳能发电机为1台,DC/DC变换器105为2台(分别连接于蓄电池和太阳能发电机),设备结构包括低电压负载群(200V)和高电压负载群(600V),制作的供给计划是以1小时为单位,期间为1日(24小时),此时的最优化问题的制约条件成为如下那样。供给计划的制作的单位以及期间不限于此。
图18是示出需求方设施的结构的例子的图。在图18的例子中,包括1台蓄电池、1台太阳能发电机、3台电压变换器(DC/DC变换器105)(分别连接于蓄电池和太阳能发电机)、针对受电点107的1台电压变换器(AC/DC变换器104)、电力负载设备106(电力负载设备A(600V)和电力负载设备B(200V))。
在图18中,与蓄电装置102连接的DC/DC变换器105为充电用、放电用的2台,但不限定于此,也可以利用1台以充电、放电的双向方式交换电力,台数并未被限定。
图19是示出针对需求方设施的结构的最优化问题的变量设置的图。制作的供给计划是以1小时为单位、期间为1日(24小时)时的最优化问题的制约条件成为以下的式1、式2那样。
[式1]
Loadlow(t)=frec_low(Reclow(t))+fpv_low(Pvlow(t))+fbat_low(Batlow_discharge(t)-Batlow_charge(t))···(1)
[式2]
Loadhigh(t)=frec_high(Rechigh(t))+fpv_high(Pvhigh(t))+fbat_high(Bathigh_discharge(t)-Bathigh_charge(t))···(2)
式1、式2的式子是电力的供需平衡制约。式1示出关于电压低的电力负载设备B(200V)的电力的供需平衡制约。式2示出关于电压高的电力负载设备A(600V)的电力的供需平衡制约。
式1的Loadlow表示电力负载设备B(200V)的电力需求预测值,式2的Loadhigh表示电力负载设备A(600V)的电力需求预测值。式1的Reclow表示受电点107的对电力负载设备B(200V)供给的电力,式2的Rechigh表示受电点107的对电力负载设备A(600V)供给的电力。式1的frec_low以及式2的frec_high表示AC/DC变换器104的变换效率的模型式。
式1的Pvlow表示再生能源装置103(太阳能发电机)的发电量之中的对电力负载设备B(200V)供给的电力,式2的Pvhigh表示再生能源装置103(太阳能发电机)的发电量之中的对电力负载设备A(600V)供给的电力,式1的fpv_low以及式2的fpv_high表示DC/DC变换器105的变换效率的模型式。在此,将再生能源装置103设为太阳能发电机,但再生能源装置103也可以是风力发电机,还可以是其双方,并未被限定。
式1的Batlow_charge以及式2的Bathigh_discharge表示蓄电装置102(蓄电池)的充电电力,式1的Batlow_discharge、式2的Bathigh_discharge表示蓄电装置102(蓄电池)的放电电力,式1的fbat_low以及式2的fbat_high表示DC/DC变换器105的变换效率的模型式。在此,将蓄电装置102设为蓄电池,但蓄电装置102也可以是EV,还可以是其双方,并未被限定。
在蓄电装置102是EV的情况下,在EV未与充电站连接的情况下无法充放电,所以根据EV的设备信息来判定充电站的连接状况,求出充电电力、放电电力。
在图19中,虽然与蓄电装置102连接的DC/DC变换器105为充电用、放电用这2台,但设想相同的能力的DC/DC变换器105,所以式1的fbat_low以及式2的fbat_high关于充电、放电,使用相同的变换效率的模型式。然而,在充电用、放电用中使用能力不同的DC/DC变换器105的情况下,关于充电、放电,使用不同的变换效率的模型。
与蓄电装置102连接的DC/DC变换器105也可以利用1台以充电、放电的双向方式交换电力,台数并未被限定。在蓄电装置102放电的情况下,对电力负载设备106分配电力,在蓄电装置102被充电的情况下,从受电点107、再生能源装置103等电力供给设备接受电力。
这样,供给计划制作部207针对每个电力负载设备106,根据与电力负载设备106的需求电力对应的电压变换器(104、105)的变换效率以及每个电力供给设备的供给电力,制作供给计划。更具体而言,供给计划制作部207制作每个电力负载设备106的电力负载设备106的需求电力等于反映了对应的电压变换器(104、105)的变换效率的每个电力供给设备(蓄电装置102、再生能源装置103、受电点107)的从该电力供给设备分配的分配电力(要求的电力)的总和、并且满足每个供给电力的制约条件的供给计划。
换言之,供给计划制作部207制作需求电力等于反映了变换效率的每个电力供给设备的分配电力的总和、并且满足每个供给电力的制约条件的供给计划。另外,电力供给设备包括再生能源装置103、受电点107以及蓄电装置102中的至少任一个。
针对每个电力供给设备(蓄电装置102、再生能源装置103、受电点107)有制约条件,根据与系统连接的电力供给设备而变化。以下,详细说明制约条件。在本实施方式中,将电力供给设备设为蓄电装置102、再生能源装置103、受电点107,但并非限定于这个组合,也可以是受电点107和蓄电池的组合、蓄电装置102和再生能源装置103的组合等,并未被限制。说明与受电点107连接的电压变换器(AC/DC变换器104)的制约条件的式3、式4、式5。
[式3]
Rec(t)=Reclow(t)+Rechigh(t)···(3)
[式4]
Reclow Min≤Reclow(t)≤Reclow Max···(4)
[式5]
Rechigh Min≤Rechigh(t)≤≤Rechigh Max···(5)
式3、式4、式5的式子是与受电点107连接的电压变换器(AC/DC变换器104)的关系式,Rec表示受电点107的电力。另外,ReclowMin、RechighMin表示与受电点107连接的电压变换器(AC/DC变换器104)的每个电压的最小电力即最小输出电力。ReclowMax、RechighMax表示与受电点107连接的电压变换器(AC/DC变换器104)的每个电压的最大电力即最大输出电力。
式3示出从受电点107向电压低的电力负载设备B(200V)供给的电力Reclow(t)和从受电点107向电压高的电力负载设备A供给的电力Rechigh(t)的合计成为受电点107的电力Rec(t)。t表示时间,Rec(t)表示电力是按时间而变换的函数。
[式6]
Recmin(t)≤Rec(t)≤Recmax(t)···(6)
上述式是受电点107的上下限制约,Recmin表示下限值(契约电力(最小值)),Recmax表示上限值(契约电力(最大值))。在电力供给设备是受电点107的情况下,供给计划制作部207的制约条件成为从受电点107分配的电力不超过契约电力、并且电力购入成本变小的条件。关于电力购入成本变小的条件的详情,在后面叙述。接下来,说明与太阳能发电机连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的制约条件的式7、式8、式9。
[式7]
Pv(t)=Pvlow(t)+Pvhigh(t)···(7)
[式8]
Pvlow Min≤Pvlow(t)≤Pvlow Max···(8)
[式9]
Pvhigh Min≤Pvhigh(t)≤Pvhigh Max···(9)
上述式是与再生能源装置103(太阳能发电机)连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的关系式,Pv表示再生能源装置103(太阳能发电机)的发电电力。PvlowMin、PvhighMin表示与再生能源装置103连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的每个电压的最小电力即最小输出电力。PvlowMax、PvhighMax表示与再生能源装置103连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的每个电压的最大电力即最大输出电力。
在电力供给设备是再生能源装置103的情况下,供给计划制作部207的制约条件成为如下条件:从再生能源装置103针对每个电力负载设备106分配的电力之和是再生能源装置103的发电预测量,并且针对每个电力负载设备106分配的电力分别收敛于额定输出内。
式7示出从再生能源装置103(太阳能发电机)向电压低的电力负载设备B(200V)供给的电力Pvlow(t)和从再生能源装置103(太阳能发电机)向电压高的电力设备A供给的电力Pvhigh(t)的合计成为再生能源装置103(太阳能发电机)的发电电力Pv(t)。t表示时间,Pv(t)表示电力是按时间而变换的函数。在此,将再生能源装置103设为太阳能发电机进行说明,但即便是风力发电机,也成为同样的制约条件。
接下来,说明与蓄电池连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的制约条件的式10~15。在电力供给设备是蓄电装置102的情况下,供给计划制作部207的制约条件成为如下条件:从蓄电装置102针对每个电力负载设备106分配的电力之和是蓄电装置102的放电电力,从蓄电装置102以外的电力供给设备供给的与电力负载设备106对应的电压的充电电力之和是对蓄电装置102充电的充电电力,充电电力是每个电力负载设备106的最小电力至最大电力以内,放电电力是每个电力负载设备106的最小电力至最大电力以内,蓄电装置102不能同时进行充电和放电。
[式10]
Bakcharge(t)=Batlow_charge(t)+Bathigh_charge(t)···(10)
[式11]
Batdischarge(t)=Batlow_discharge(t)+Bathigh_discharge(t)···(11)
[式12]
Batlow_charge Min≤Batlow_charge(t)≤Batlow_charge Max···(12)
[式13]
Bathigh_charge Min≤Bathigh_charge(t)≤Bathigh_charge Max···(13)
[式14]
Batlow_discharge Min≤Batlow_discharge(t)≤Batlow_discharge Max···(14)
[式15]
Bathigh_discharge Min≤Bathigh_discharge(t)≤Bathigh_discharge Max···(15)
式10~15的式子是与蓄电装置102(蓄电池)连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的关系式,Batcharge表示蓄电装置102(蓄电池)的充电电力,Batdischarge表示蓄电装置102(蓄电池)的放电电力。
Batlow_chargeMin、Bathigh_chargeMin、Batlow_dichargeMin、Bathigh_dichargeMin表示与蓄电装置102(蓄电池)连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的每个变换电压的充放电的最小电力即最小输出电力。
Batlow_chargeMax、Bathigh_chargeMax、Batlow_dichargeMax、Bathigh_dichargeMax表示与蓄电装置102(蓄电池)连接的电压变换器(DC/DC变换器105)的每个变换电压的充放电的最大电力即最大输出电力。
式10示出从蓄电装置102(蓄电池)向电压低的电力负载设备B(200V)供给的放电电力Batlow_discharge(t)和从蓄电装置102(蓄电池)向电压高的电力设备A供给的放电电力Bathigh_discharget)的合计成为蓄电装置102(蓄电池)的放电电力Batdischarge(t)。
式11示出从蓄电装置102(蓄电池)以外的电力供给设备供给的电压B的充电电力Batlow_charge(t)和电压A的充电电力Bathigh_charge(t)的合计成为蓄电装置102(蓄电池)的充电电力Batcharge(t)。t表示时间,Batdischarge(t)、Batcharge(t)表示电力是按时间而变换的函数。在此,充电电力是指对蓄电装置102(蓄电池)充电的电力。
[式16]
Batlow_charge(t)×Batlow_discharge(t)=0···(16)
[式17]
Bathigt_charge(t)×Bathigh_discharge(t)=0···(17)
式16、式17的式子是蓄电装置102(蓄电池)的控制制约,表示在该时刻从蓄电装置102(蓄电池)只能进行充电或者放电的制约。
[式18]
Batstorage(t)=Batstorage(t-1)+fcharge(Batcharge(t))-fdischarge(Batdischarge(t))···(18)
[式19]
Batcharge(t)×Batdischarge(t)=0···(19)
[式20]
Batstorage Min≤Batstorage(t)≤Batstorage Max···(20)
式18~20的式子是蓄电装置102(蓄电池)的充电、放电的上下限制约,BatchargeMin表示充电电力的下限值即最小充电电力,BatchargeMax表示充电电力的上限值即最大充电电力,BatdischargeMin表示放电电力的下限值即最小放电电力,BatdischargeMax表示放电电力的上限值即最大放电电力。
式18是表示蓄电容量的Batstorage为将从对充电电力乘以变换效率fcharge得到的结果减去对放电电力乘以变换效率fdischarge得到的结果而求出的值与已经充电的容量进行相加得到的结果的式子。
另外,在蓄电装置102中,可输出电力的容量有限制,所以作为放电时的制约条件,也可以设置如无法分配蓄电装置102可分配的电力以上的电力那样的条件。在当前蓄电量为120kWh、蓄电容量为200kWh、可使用最大蓄电量为180kWh、可使用最小蓄电量为20kWh的情况下,可分配的电力成为从当前蓄电量120kWh减去可使用最小蓄电量20kWh而得到的100kWh。
在如当前蓄电量为190kWh那样可使用最大蓄电量超过180kWh的情况下,可分配的电力成为从可使用最大蓄电量180kWh减去可使用最小蓄电量20kWh而得到的160kWh。
而且,作为充电时的制约条件,也可以设置如无法对蓄电装置102分配蓄电装置102的蓄电容量以上的电力那样的条件。
在此,说明了蓄电装置102为蓄电池的情况,但在EV的情况下,在EV未与充电站连接时充电、放电都无法进行。因此,根据EV的设备信息的抵达预定时刻和出发预定时刻的信息,预测EV的充电站的连接,将未连接的时刻的充电电力、放电电力设为0。另外,以使EV的出发预定时刻下的蓄电力不低于时刻要求蓄电力的方式,设置制约条件。受电点107的最优化问题的目标函数成为如下那样。
[式21]
Figure BDA0003756658490000191
式21的式子表示对受电点电力乘以电费单价(unit)而得到的电力购入成本。通过使用最优化解算器来求解以上叙述的式1~式21的最优化问题,供给计划制作部207制作各电力供给设备的供给计划。此外,在最优化问题中,以使电力购入成本成为最小的方式制作各设备的供给计划(对各电力负载设备106分配的蓄电装置102的放电电力、受电点107的电力、再生能源装置103的电力、从各电力负载设备106分配的面向蓄电装置102的充电电力等)。供给计划是指经由电压变换器(104、105)从哪个电力供给设备对哪个电力负载设备106供给多少电力的计划。
接下来,说明电力源控制部208。电力源控制部208将供给计划制作部207制作的各电力供给设备的供给计划作为控制指令值来控制各设备。这样,电力源控制部208根据供给计划,发出从电力供给设备对电力负载设备106分配电力的控制指令值。
图20是电力供给管理装置101的处理的流程图。依照图20的流程图来说明电力供给管理装置101的处理。
首先,在步骤S101的数据取得步骤中,供给计划制作部207取得由受电点信息部201管理的契约信息(契约电力、电费单价)。供给计划制作部207在蓄电装置102是蓄电池的情况下,取得由蓄电装置信息部202管理的蓄电池的最大充电电力、最小充电电力、最大放电电力、最小放电电力、蓄电容量、当前蓄电量、可使用最大蓄电量、可使用最小蓄电量的信息。
供给计划制作部207在蓄电装置102是EV的情况下,取得EV的最大充电电力、最小充电电力、最大放电电力、最小放电电力、蓄电容量、当前蓄电量、可使用最大蓄电量、可使用最小蓄电量、利用计划(抵达预定时刻、出发预定时刻、出发时要求蓄电量)、连接状态的信息。
供给计划制作部207在再生能源装置103是太阳能发电机的情况下,取得由再生能源装置信息部203管理的太阳能发电机的额定输出,在是风力发电机的情况下,取得风力发电机的额定输出、额定风速、切入风速、切出风速。
供给计划制作部207取得由电压变换器信息部204管理的AC/DC变换器104、DC/DC变换器105的设备信息。以下,关于步骤S101中的供给计划制作部207的数据取得,一边在图21至图28中示出具体例一边进行说明。
图21是示出用于说明流程图的受电点107的契约电力的信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207从受电点信息部201取得契约电力的最小值0kW、契约电力的最大值200kW的信息。
图22是示出用于说明流程图的受电点107的电费单价的图。在步骤S101中,供给计划制作部207从受电点信息部201取得按时间的电费单价。
图23是示出用于说明流程图的蓄电装置102(蓄电池)的设备信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207从蓄电装置信息部202取得最大充电电力100kW、最小充电电力0kW、最大放电电力100kW、最小放电电力0kW、蓄电容量200kWh、效率0.9、可使用最大蓄电量180kWh、可使用最小蓄电量20kWh。
图24是示出用于说明流程图的蓄电装置102(蓄电池)的设备信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207从蓄电装置信息部202取得当前蓄电量120kWh。
图25是示出用于说明流程图的再生能源装置103(太阳能发电机)的设备信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207从再生能源装置信息部203取得太阳能发电机的额定输出20.0kWh。
图26是示出用于说明流程图的与受电点107连接的AC/DC变换器104的设备信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207在变换电压为600V的情况下,从电压变换器信息部204取得最大输出电压为200kW、最小输出电压为0kW、变换效率(2次的项)为0.001、变换效率(1次的项)为0.8、变换效率(常数)为0。
供给计划制作部207在变换电压为200V的情况下,从电压变换器信息部204取得最大输出电压为200kW、最小输出电压为0kW、变换效率(2次的项)为0.002、变换效率(1次的项)为0.9、变换效率(常数)为0。
图27是示出用于说明流程图的与蓄电装置102(蓄电池)连接的DC/DC变换器105的设备信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207在变换电压为600V的情况下,从电压变换器信息部204取得最大输出电压为100kW、最小输出电压为0kW、变换效率(2次的项)为0.001、变换效率(1次的项)为0.8、变换效率(常数)为0。
供给计划制作部207在变换电压为200V的情况下,从电压变换器信息部204取得最大输出电压为100kW、最小输出电压为0kW、变换效率(2次的项)为0.002、变换效率(1次的项)为0.9、变换效率(常数)为0。
图28是示出用于说明流程图的与再生能源装置103(太阳能发电机)连接的DC/DC变换器105的设备信息的图。在步骤S101中,供给计划制作部207在变换电压为600V的情况下,从电压变换器信息部204取得最大输出电压为20kW、最小输出电压为0kW、变换效率(2次的项)为0.001、变换效率(1次的项)为0.8、变换效率(常数)为0。
供给计划制作部207在变换电压为200V的情况下,从电压变换器信息部204取得最大输出电压为20kW、最小输出电压为0kW、变换效率(2次的项)为0.002、变换效率(1次的项)为0.9、变换效率(常数)为0。以下,关于步骤S102中的电力需求预测部205以及电力发生预测部206的预测值计算,一边在图29至图31中示出具体例一边进行说明。
接下来,在步骤S102的预测值计算步骤中,电力需求预测部205预测电压不同的各电力负载设备106的各时刻的电力消耗量的预测值即需求电力预测值,预测太阳能发电机以及风力发电机等再生能源装置103的各时刻的发电量的预测值即发电预测量。
图29是示出用于说明流程图的电力负载设备A(600V)的需求电力预测值的图。在步骤S102中,电力需求预测部205预测电力负载设备A(600V)的需求电力预测值。在需求电力的预测中,利用根据过去的实际数据来预测等的已知的方法进行预测。
图30是示出用于说明流程图的电力负载设备B(200V)的需求电力预测值的图。在步骤S102中,电力需求预测部205预测电力负载设备B(200V)的需求电力预测值。关于需求电力的预测,利用根据过去的实际数据来预测等的已知的方法进行预测。
图31是示出用于说明流程图的再生能源装置103(太阳能发电机)的供给电力预测值的图。在步骤S102中,电力发生预测部206预测太阳能发电机的供给电力。在供给电力的预测中,利用根据气象信息等观测数据来预想等的已知的方法进行预测。关于风力发电机,虽然未图示,但在风力发电机的情况下也利用根据气象信息等观测数据来预测等的已知的方法进行预测。使用额定风力、切入风速、切出风速等信息来预测。
接下来,在步骤S103的制约条件制作步骤中,供给计划制作部207根据在步骤S101中取得的信息、在步骤S102中计算出的预测值,制作供需平衡制约、最优化问题中的各设备的制约条件(电压变换器(104、105)的关系式、上下限制约、状态变化、动作制约等)。例如,针对由上述供给计划制作部207定义的最优化问题的制约条件,在对各条件设定了值的情况下,当前时刻(=计划制作时刻)为12时(t=0)的时间点的供需平衡制约、制约条件成为如下那样。
首先,是电力的供需平衡制约,在供需平衡制约中,关于电力负载设备A(600V)的需求电力预测值(Loadlow)和电力负载设备B(200V)的需求电力预测值(Loadhigh),分别针对每个电力供给设备,根据电压变换器(104、105)的变换电压来设定变换效率。其以外成为通过最优化计算来计算的决定变量。
[式22]
Figure BDA0003756658490000231
[式23]
Figure BDA0003756658490000232
下面是与受电点107连接的AC/DC变换器104的关系式,图26的值如以下那样设定,受电点107的电力(Rec)、受电点107的对电力负载设备B(200V)供给的电力(Reclow)、受电点107的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Rechigh)成为通过最优化计算来计算的决定变量。
[式24]
Rec(0)=Reclow(0)+Rechigh(0)···(24)
[式25]
0≤Reclow(0)≤200···(25)
[式26]
0≤Rechigh(0)≤200···(26)
[式27]
0≤Rec(0)≤200···(27)
下面是与太阳能发电机连接的DC/DC变换器105的关系式,图28以及图31的值如以下那样设定,太阳能发电机的发电量之中的对电力负载设备B(200V)供给的电力(Pvlow)、太阳能发电机的发电量之中的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Pvhigh)成为通过最优化计算来计算的决定变量。
[式28]
19=Pvlow(0)+Pvhigh(0)···(28)
[式29]
0≤Pvlow(0)≤20···(29)
[式30]
0≤Pvhigh(0)≤20···(30)
下面是与蓄电装置102(蓄电池)连接的DC/DC变换器105的关系式,图27的值如以下那样设定,蓄电装置102(蓄电池)的充电电力之中的对电力负载设备B(200V)供给的电力(Batlow_charge)、蓄电装置102(蓄电池)的放电电力之中的对电力负载设备B(200V)供给的电力(Batlow_discharge)、蓄电装置102(蓄电池)的充电电力之中的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Bathigh_charge)、蓄电装置102(蓄电池)的放电电力之中的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Bathigh_discharge)成为通过最优化计算来计算的决定变量。
[式31]
Batcharge(0)=Batlow_charge(0)+Bathigh_charge(0)···(31)
[式32]
Batdischarge(0)=Batlow_discharge(0)+Bathigh_discharge(0)···(32)
[式33]
0≤Batlow_charge(0)≤100···(33)
[式34]
0≤Bathigh_charge(0)≤100···(34)
[式35]
0≤Batlow_discharge(0)≤100···(35)
[式36]
0≤Bathigh_discharge(0)≤100···(36)
下面是蓄电装置102(蓄电池)的控制制约,全部成为通过最优化计算来计算的决定变量。
[式37]
Batlow_charge(0)×Batlow_discharge(0)=0···(37)
[式38]
Bathigt_charge(0)×Bathigh_discharge(0)=0···(38)
下面是蓄电装置102(蓄电池)的状态变化以及动作制约,图23的值如以下那样设定,蓄电装置102(蓄电池)的蓄电量(Batstorage)、蓄电装置102(蓄电池)的充电电力(Batcharge)、蓄电装置102(蓄电池)的放电电力(Batdischarge)成为通过最优化计算来计算的决定变量。
[式39]
Batstorage(0)=120+0.9·Batstorage(0)+(1.0+(1.0-0.9))·Batdischarge(0)···(39)
[式40]
Batcharge(0)×Batdischarge(0)=0···(40)
[式41]
0≤Batcharge(0)≤100···(41)
[式42]
0≤Batdischarge(0)≤100···(42)
接下来,在步骤S104的目标函数制作步骤中,供给计划制作部207制作最优化问题中的目标函数。此外,针对由上述供给计划制作部207定义的最优化问题的目标函数,将图5的各时刻的电费单价的值设定为unit。
接下来,在步骤S105的最优化计算步骤中,供给计划制作部207使用最优化解算器来求解在步骤S103、步骤S104中制作的最优化问题,计算作为决定变量的受电点107的电力(Rec)、受电点107的对电力负载设备B(200V)供给的电力(Reclow)、受电点107的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Rechigh)。
另外,供给计划制作部207计算再生能源装置103(太阳能发电机)的发电量之中的对电力负载设备B(200V)供给的电力(Pvlow)、再生能源装置103(太阳能发电机)的发电量之中的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Pvhigh)。
供给计划制作部207计算从电力供给设备向蓄电装置102(蓄电池)供给的电压200V的充电电力(Batlow_charge)、从电力供给设备向蓄电装置102(蓄电池)供给的电压600V的充电电力(Bathigh_charge)。
在此,充电电力成为电压200V的理由在于,电压变换器(104、105)以与电力负载设备B(200V)对应的电压200V进行电压变换。另外,充电电力成为电压400V的理由在于,电压变换器(104、105)以与电力负载设备A(600V)对应的电压600V进行电压变换。
供给计划制作部207计算蓄电装置102(蓄电池)的放电电力之中的对电力负载设备A(200V)供给的电力(Batlow_discharge)、蓄电装置102(蓄电池)的放电电力之中的对电力负载设备A(600V)供给的电力(Bathigh_discharge)。
供给计划制作部207计算蓄电装置102(蓄电池)的蓄电量(Batstorage)、蓄电装置102(蓄电池)的充电电力(Batcharge)、蓄电装置102(蓄电池)的放电电力(Batdischarge)的各时刻的值。
接下来,在步骤S106的供给计划设定步骤中,供给计划制作部207根据在步骤S105中计算出的结果来制作各设备的供给计划。
图32是示出所制作的受电点107的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作受电点107的供给计划。受电点107的供给计划是指配合按小时从受电点107向电力负载设备106的供给、向蓄电装置102的充电而要流通多少电力才可以的计划。
图33是示出所制作的受电点107的针对电力负载设备A(600V)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作受电点107的针对电力负载设备A(600V)的供给计划。受电点107的针对电力负载设备A(600V)的供给计划是指按小时从受电点107要将多少电力利用AC/DC变换器104变换为600V而供给到电力负载设备A(600V)的计划。
图34是示出所制作的受电点107的针对电力负载设备B(200V)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作受电点107的针对电力负载设备B(200V)的供给计划。受电点107的针对电力负载设备B(200V)的供给计划是指按小时从受电点107要将多少电力利用AC/DC变换器104变换为200V而供给到电力负载设备B(200V)的计划。
图35是示出所制作的蓄电装置102(蓄电池)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,是供给计划制作部207配合蓄电装置102(蓄电池)按小时要向电力负载设备106供给多少电力、按小时要对蓄电装置102(蓄电池)充电多少电力而制作的充放电的电力的计划。
图36是示出所制作的蓄电装置102(蓄电池)的针对电力负载设备A(600V)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作蓄电装置102(蓄电池)的针对电力负载设备A(600V)的供给计划。蓄电装置102(蓄电池)的针对电力负载设备A(600V)的供给计划是指按小时从蓄电装置102(蓄电池)要将多少电力利用DC/DC变换器105变换为600V而供给到电力负载设备A(600V)的计划。
图37是示出所制作的蓄电装置102(蓄电池)的针对电力负载设备B(200V)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作蓄电装置102(蓄电池)的针对电力负载设备B(200V)的供给计划。蓄电装置102(蓄电池)的针对电力负载设备B(200V)的供给计划是指按小时从蓄电装置102(蓄电池)要将多少电力利用DC/DC变换器105变换为200V而供给到电力负载设备B(200V)的计划。
图38是示出所制作的再生能源装置103(太阳能发电机)的针对电力负载设备A(600V)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作再生能源装置103(太阳能发电机)的针对电力负载设备A(600V)的供给计划。针对电力负载设备A(600V)的供给计划是指按小时从再生能源装置103(太阳能发电机)要将多少电力利用DC/DC变换器105变换为600V而供给到电力负载设备A(600V)的计划。
图39是示出所制作的再生能源装置103(太阳能发电机)的针对电力负载设备B(200V)的供给计划的例子的图。在步骤S106中,供给计划制作部207制作再生能源装置103(太阳能发电机)的针对电力负载设备B(200V)的供给计划。PV的针对电力负载设备B(200V)的供给计划是指按小时从再生能源装置103(太阳能发电机)要将多少电力利用DC/DC变换器105变换为200V而供给到电力负载设备B(200V)的计划。
虽然未图示,供给计划制作部207在作为电力供给设备而连接有风力发电机等其它设备的情况下,制作针对各个设备的对于电力负载设备A(600V)、电力负载设备B(200V)的电力的供给计划。在本实施方式中,作为电力供给设备而设定了受电点107、蓄电池、太阳能发电机,但不限定于此,也可以是受电点107和蓄电池的组合,关于电力供给设备的模式,考虑各种模式。蓄电装置102也可以是EV,再生能源装置103也可以是风力发电机。
另外,在本实施方式中,将电力负载设备106设为电力负载设备A(600V)、电力负载设备B(200V),但电力负载设备106的台数以及伏特数并未被限定。
接下来,在步骤S107的电力源控制步骤中,电力源控制部208根据在步骤S106中设定的各设备的供给计划来发出控制指令值,控制蓄电装置102、再生能源装置103、电力负载设备106等各设备。
接下来,在步骤S108的供给计划更新步骤中,供给计划制作部207判定是否为供给计划的更新的定时。如果判断为是供给计划的更新的定时则返回到步骤S103,再次制作供给计划并更新。在更新的定时的判断中,考虑如根据预先决定的日期以及期间来判断那样的既存的方法。如果判断为并非是供给计划的更新的定时则进入到步骤S109。
接下来,在步骤S109的预测值更新步骤中,电力发生预测部206判定需求电力预测值以及供给电力预测值等预测值是否处于更新的定时。在判定为处于更新定时的情况下,返回到步骤S102,再次计算预测值并更新预测值。在预测值的更新的定时的判断中,考虑如根据预先决定的日期以及期间来判断那样的既存的方法。如果判断为并非是预测值更新的定时则进入到步骤S110。
接下来,在步骤S110的系统结束步骤中,供给计划制作部207判定是否结束处理。在是否结束的判定中,既可以将来自用户的输入判定为受理结束,也可以根据预先决定的日期以及期间来判定,可以考虑既存的方法。
图40是示出电力供给管理装置101的结构的硬件结构图。电力供给管理装置101包括输入接口301、CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)302、存储装置303、输出接口304。以下将接口记载为IF。
经由输入IF301而取得受电点信息部201、蓄电装置信息部202、再生能源装置信息部203、电压变换器信息部204等中存储的信息。所取得的数据被存储于存储装置303,电力需求预测部205、电力发生预测部206、供给计划制作部207等的功能通过由CPU302执行程序来实现。
也可以经由输入IF301而从外部取得需求电力预测值以及供给电力预测值。关于制作出的供给计划,由电力源控制部208根据供给计划来计算控制指令值并从输出IF304输出。也可以从输出IF304输出供给计划自身,由外部的装置发出控制指令值。
此外,IF是电缆用端口等有线端口、USB端口、直接连接的端口、无线网络的端口。存储装置303是HDD以及SSD、闪存存储器等存储介质。
根据如上所述的电力供给管理装置101,针对电压不同的电力负载设备106,根据电力量而考虑不同的电压变换器(104、105)的变换效率,将多个电力源控制为最优来供给电力,从而能够实现电力使用的高效化。
如以上那样,提供一种电力供给管理装置101,具备:电压变换器信息部204,存储使用一个或者多个利用一台电压变换器(104、105)变换为多个电压的电压变换器(104、105)而从多个电力供给设备向多个电力负载设备106变换电压的变换效率;供给计划制作部207,针对每个电力负载设备106,根据需求电力、变换效率以及每个电力供给设备的供给电力来制作供给计划;以及电力源控制部208,根据供给计划,发出从电力供给设备对电力负载设备分配电力的控制指令值,因此能够高效地供给电力。

Claims (8)

1.一种电力供给管理装置,具备:
电压变换器信息部,存储使用一个或者多个利用一台来变换为多个电压的电压变换器而从多个电力供给设备向多个电力负载设备变换电压的变换效率;
供给计划制作部,针对每个所述电力负载设备,根据需求电力、所述变换效率以及每个所述电力供给设备的供给电力来制作供给计划;以及
电力源控制部,根据所述供给计划,发出从所述电力供给设备对所述电力负载设备分配电力的控制指令值。
2.根据权利要求1所述的电力供给管理装置,其特征在于,
所述供给计划制作部制作所述需求电力等于反映了所述变换效率的每个所述电力供给设备的分配电力的总和、并且满足每个所述供给电力的制约条件的所述供给计划。
3.根据权利要求1或者2所述的电力供给管理装置,其特征在于,
所述电力供给管理装置具备:
电力发生预测部,预测所述电力供给设备的供给电力预测值;以及
电力需求预测部,预测所述电力负载设备的需求电力预测值,
所述供给计划制作部根据所述供给电力预测值以及所述需求电力预测值来制作所述供给计划。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力供给管理装置,其特征在于,
所述电力供给设备包括可再生能源装置、受电点以及蓄电装置中的至少任一个。
5.根据从属于权利要求2的权利要求4所述的电力供给管理装置,其特征在于,
在所述电力供给设备是所述受电点的情况下,
所述供给计划制作部的所述制约条件是从所述受电点分配的电力不超过契约电力、并且电力购入成本变小的条件。
6.根据权利要求5或者从属于权利要求2的权利要求4所述的电力供给管理装置,其特征在于,
在所述电力供给设备是所述可再生能源装置的情况下,
所述供给计划制作部的所述制约条件是如下条件:从所述可再生能源装置针对每个所述电力负载设备分配的电力之和是所述可再生能源装置的发电预测量,并且针对每个所述电力负载设备分配的电力分别收敛于额定输出内。
7.根据权利要求5、6以及从属于权利要求2的权利要求4中的任意一项所述的电力供给管理装置,其特征在于,
在所述电力供给设备是所述蓄电装置的情况下,
所述供给计划制作部的所述制约条件是如下条件:从所述蓄电装置针对每个所述电力负载设备分配的电力之和是所述蓄电装置的放电电力,从所述蓄电装置以外的所述电力供给设备供给的与所述电力负载设备对应的电压的充电电力之和是对所述蓄电装置充电的充电电力,所述充电电力是每个所述电力负载设备的最小电力至最大电力以内,所述放电电力是每个所述电力负载设备的最小电力至最大电力以内,所述蓄电装置不能同时进行充电和放电。
8.一种电力供给管理方法,具备:
存储使用一个或者多个利用一台来变换为多个电压的电压变换器而从多个电力供给设备向多个电力负载设备变换电压的变换效率的步骤;
针对每个所述电力负载设备,根据需求电力、所述变换效率以及每个所述电力供给设备的供给电力来制作供给计划的步骤;以及
根据所述供给计划,发出从所述电力供给设备对所述电力负载设备分配电力的控制指令值的步骤。
CN202080094153.0A 2020-01-27 2020-01-27 电力供给管理装置以及电力供给管理方法 Pending CN115004501A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/002796 WO2021152667A1 (ja) 2020-01-27 2020-01-27 電力供給管理装置及び電力供給管理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115004501A true CN115004501A (zh) 2022-09-02

Family

ID=74879302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080094153.0A Pending CN115004501A (zh) 2020-01-27 2020-01-27 电力供给管理装置以及电力供给管理方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6849154B1 (zh)
CN (1) CN115004501A (zh)
WO (1) WO2021152667A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6124852B2 (ja) * 2014-09-24 2017-05-10 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 携帯型情報処理装置、そのバッテリ制御方法、及びコンピュータが実行可能なプログラム
JP6520517B2 (ja) * 2015-07-22 2019-05-29 富士電機株式会社 需給計画作成装置、プログラム
EP3340456B1 (en) * 2016-12-21 2021-04-14 Danfoss Mobile Electrification Oy An electric system for an electromechanical power transmission chain
JP2018121486A (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 三菱電機株式会社 エネルギーマネジメントシステム
JP6779177B2 (ja) * 2017-06-09 2020-11-04 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 需要家電力管理システム及びアグリゲータシステム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6849154B1 (ja) 2021-03-24
JPWO2021152667A1 (zh) 2021-08-05
WO2021152667A1 (ja) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tran et al. An efficient energy management approach for a solar-powered EV battery charging facility to support distribution grids
EP3469685B1 (en) Method and apparatus for controlling power flow in a hybrid power system
KR102346944B1 (ko) 태양광 발전량 및 부하량 예측을 통한 전기 에너지 충/방전 관리 시스템 및 방법
Abdelaziz et al. A multistage centralized control scheme for islanded microgrids with PEVs
EP2568561B1 (en) Controller and method of controlling a power system
US9944194B1 (en) Smarter charging of plug-in vehicles
US11390186B2 (en) Power reception control method for power reception element and power reception control device
US11843271B2 (en) Power reception control method for power storage element and power reception control device
KR102359149B1 (ko) V2g 및 v2b를 연계하여 전력을 관리하는 v2g-v2b 시스템 및 그 운영 방법
Zhang et al. Battery energy storage scheduling for optimal load variance minimization
JP2023138478A (ja) 高い動的負荷を有する電力システムのバッテリエネルギー貯蔵システムを制御する方法
KR20200037550A (ko) 독립형 마이크로 그리드 운영장치 및 그 운영방법
Wang et al. Hierarchically coordinated optimization of power distribution systems with soft open points and electric vehicles
EP3920356A1 (en) Electric vehicle charging station
JP7047224B2 (ja) 集中管理装置
CN115004501A (zh) 电力供给管理装置以及电力供给管理方法
JP7252116B2 (ja) 再生可能エネルギー発電システム
Hamidi et al. A distributed control system for enhancing smart-grid resiliency using electric vehicles
Shaaban et al. Optimal coordination for electric vehicles in smart grids with high penetration of PV generation
JP2021005985A (ja) 直流電力網
Yang et al. Daily economic optimal dispatch of energy router considering the voltage of distribution network
Kumar et al. Electric Vehicles as Energy Storage: V2G Capacity Estimation
JP7512916B2 (ja) 電力管理システム、サーバおよび電力需給の調整方法
Nguyen et al. Hierarchical control for electric vehicles in smart grid with renewables
RU2809238C1 (ru) Способ управления фотоэлектрической зарядной станцией

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination