DE112013006249B4

DE112013006249B4 - Leistungssteuervorrichtung, Leistungssteuerverfahren, Programm, sowie Energiemanagementsystem

Info

Publication number: DE112013006249B4
Application number: DE112013006249.6T
Authority: DE
Inventors: Takuya Nakai; Takeo Nishikawa; Makoto Ohashi; Junichiro Yamada; Wataru Okada
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2033-03-09
Also published as: DE112013006249T5; WO2014103352A1; JP6061135B2; JP2014131448A; CN104904093A; US20150333524A1; US9866028B2

Abstract

Leistungssteuervorrichtung (32), umfassend
eine erste Umwandlungsvorrichtung (41), die eine Gleichstromleistung von einer Stromerzeugungseinheit (35), die eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt, einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe vornimmt;
eine zweite Umwandlungsvorrichtung (43), die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und in einen Speicherteil (36) lädt oder die Leistung des Speicherteils (36) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie entlädt;
eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung (42), die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (41) und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (43) einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz (34) und an eine Wechselstromlast (38) vornimmt; und
eine Steuereinheit (47), die den Betrieb der ersten bis dritten Umwandlungsvorrichtung (41, 43, 42) steuert,
wobei die Steuereinheit (47) die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu bringt, das Entladen derart vorzunehmen, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung (42) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) wird,
wobei die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Laden vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) kleiner als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist, und
die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Entladen vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungssteuervorrichtung, ein Leistungssteuerverfahren, ein Programm, sowie ein Energiemanagementsystem, und betrifft insbesondere eine Leistungssteuervorrichtung, ein Leistungssteuerverfahren, ein Programm, sowie ein Energiemanagementsystem, wodurch geladene Leistung effizienter verwendet werden kann.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Um Leistung, die von mehreren Leistungsquellen bereitgestellt wird, so etwa nicht nur Leistung von einem Stromversorgungsnetz, das eine Netzstromversorgung bereitstellt, sondern auch Leistung, die durch photovoltaische Stromerzeugung erzeugt wurde, oder in einer Batterie gespeicherte Leistung und dergleichen effizient zu verwenden, erfolgt bereits eine Entwicklung von Energiemanagementsystemen, die eine ideale Leistungsverwaltung vornehmen.
Zum Beispiel ist in dem Patentliteraturbeispiel 1 der Aufbau eines Wechselrichters offenbart, der so ausgeführt ist, dass die erzeugte Leistung effizient verwendet wird, indem die erzeugte Leistung zur Zeit einer Steuerung, bei der die Ausgabe beschränkt wird, in eine Speicherbatterie geladen wird.
1 und 2 zeigen ein Aufbaubeispiel eines Energiemanagementsystems.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist das Energiemanagementsystem 11 so aufgebaut, dass eine Leistungssteuervorrichtung 12 über ein Amperemeter 13 an ein Stromversorgungsnetz 14 angeschlossen ist und eine PV (Photovoltaik) 15, eine Batterie 16 und eine Wechselstromlast 17 an die Leistungssteuervorrichtung 12 angeschlossen sind.
Die Leistungssteuervorrichtung 12 ist so ausgeführt, dass sie eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 21 für die PV, eine Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22, eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 23 für die Batterie und eine Steuereinheit 24 aufweist. Die wechselstromseitige Klemme der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 ist an das Stromversorgungsnetz 14 und die Wechselstromlast 17 angeschlossen. Die gleichstromseitige Klemme der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 ist über die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 21 für die PV an die PV 15 angeschlossen und über die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 23 für die Batterie an die Batterie 16 angeschlossen. Eine Leitung, die an die gleichstromseitige Klemme der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 angeschlossen ist und die Lieferung der Gleichstromleistung zwischen dieser Einheit und der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 21 für die PV und der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 23 für die Batterie vornimmt, wird nachstehend als Gleichstrom-Sammelschiene 25 bezeichnet.
Die Steuereinheit 24 nimmt je nach dem Zustand des Energiemanagementsystems 11 eine Steuerung der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 21 für die PV, der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 und der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 23 für die Batterie vor.
Bei dem Energiemanagementsystem 11 wird die von der PV 15 erzeugte Leistung wie mit dem Pfeil A in 1 gezeigt durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 21 für die PV einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen und über die Gleichstrom-Sammelschiene 25 zu der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 geliefert, durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzogen, und an die Wechselstromlast 17 geliefert, während überschüssige Leistung an das Stromversorgungsnetz 14 geliefert (rückgespeist) wird.
Wenn die von der PV 15 erzeugte Leistung über die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 21 für die PV, die Gleichstrom-Sammelschiene 25 und die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 23 für die Batterie in die Batterie 16 geladen ist, wird die in die Batterie 16 geladene Leistung wie mit dem Pfeil B in 2 gezeigt durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 23 für die Batterie einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen und über die Gleichstrom-Sammelschiene 25 an die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 geliefert, durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 22 einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzogen und an die Wechselstromlast 17 geliefert, während überschüssige Leistung an das Stromversorgungsnetz 14 geliefert (rückgespeist) wird.
Auf diese Weise wird durch das Rückspeisen der von der PV 15 erzeugten Leistung an das Stromversorgungsnetz 14 ein Stromverkauf vorgenommen und kann der Benutzer, der die Leistungssteuervorrichtung besitzt, durch den Stromverkauf einen Profit erzielen.
Weiterer Stand der Technik ist in den Dokumenten DE 10 2012 213 907 A1 , WO 2009/155 445 A2 , DE 11 2012 005 865 T5 , JP 2003-189 477 A und JP H11-46 458 A offenbart.
LITERATUR DER VORLÄUFERTECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteraturbeispiel 1: Patentoffenlegungsschrift JP 2012 - 139 019 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE, DIE DIE ERFINDUNG LÖSEN SOLL
Doch wenn in 1 die von der PV 15 erzeugte Leistung in Bezug auf den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 17 gering ist, wird diese erzeugte Leistung zur Gänze von der Wechselstromlast 17 verbraucht und es ist kein Stromverkauf möglich. Wenn die von der PV 15 erzeugte Leistung gering ist, nimmt außerdem die Umwandlungseffizienz in Wechselstrom ab und steigt der Umwandlungsverlust an.
Wenn in 2 die zum Beispiel zur Vermeidung einer Beschränkung der Ausgabe in die Batterie 16 geladene Leistung nicht mit einem passenden Timing entladen wird, wird sie zur Gänze von der Wechselstromlast 17 verbraucht und es ist kein Stromverkauf möglich.
Somit kann es sein, dass die von der PV erzeugte Leistung je nach dem Leistungsverbrauch der Last und dem Entladetiming nicht effizient verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung, welche in den Ansprüchen 1 bis 5 definiert ist, erfolgte angesichts dieser Umstände und macht es möglich, die erzeugte Leistung effizienter zu verwenden.
Eine Leistungssteuervorrichtung nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine erste Umwandlungsvorrichtung, die eine Gleichstromleistung von einer Stromerzeugungseinheit, die eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt, einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe vornimmt; eine zweite Umwandlungsvorrichtung, die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und in einen Speicherteil lädt oder die Leistung des Speicherteils einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht und sie entlädt; eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung, die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz und an eine Wechselstromlast vornimmt; und eine Steuereinheit, die den Betrieb der ersten bis dritten Umwandlungsvorrichtung steuert, wobei die Steuereinheit die zweite Umwandlungsvorrichtung dazu bringt, das Entladen vorzunehmen, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast wird.
Das Leistungssteuerverfahren bzw. das Programm nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist ein Leistungssteuerverfahren für eine Leistungssteuervorrichtung, die eine erste Umwandlungsvorrichtung, welche eine Gleichstromleistung von einer Stromerzeugungseinheit, die eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt, einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe vornimmt; eine zweite Umwandlungsvorrichtung, die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und in einen Speicherteil lädt oder die Leistung des Speicherteils einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie entlädt; eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung, die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz und an eine Wechselstromlast vornimmt, umfasst, oder ein Programm, das an einem Computer, der eine derartige Leistungssteuervorrichtung steuert, ausgeführt wird, und umfasst einen Schritt, bei dem das Entladen durch die zweite Umwandlungsvorrichtung so vorgenommen wird, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast wird.
Das Energiemanagementsystem nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Stromerzeugungseinheit, die eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt; eine Speichereinheit, die Leistung speichert; eine Gleichstrom-Sammelschiene, die einen Pfad zur Lieferung einer Gleichstromleistung bildet; eine erste Umwandlungsvorrichtung, die eine Gleichstromleistung von der Stromerzeugungseinheit einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht und eine Ausgabe vornimmt; eine zweite Umwandlungsvorrichtung, die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und in einen Speicherteil lädt oder die Leistung des Speicherteils einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie entlädt; eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung, die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz und an eine Wechselstromlast vornimmt; und eine Steuereinheit, die den Betrieb der ersten bis dritten Umwandlungsvorrichtung steuert, wobei die Steuereinheit die zweite Umwandlungsvorrichtung dazu bringt, das Entladen derart vorzunehmen, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast wird.
Bei einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird das Entladen durch die zweite Umwandlungsvorrichtung so vorgenommen, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast wird.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann die erzeugte Leistung effizienter verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die den Fluss der Leistung bei einem Energiemanagementsystem zeigt.
2 ist eine Ansicht, die den Fluss der Leistung bei einem Energiemanagementsystem zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für den Aufbau einer Ausführungsform eines Energiemanagementsystems, bei dem die vorliegende Technik angewendet wird, zeigt.

4 ist eine Ansicht, die ein vereinfachtes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens erklärt.
6 ist eine Ansicht, die den Fluss der Leistung beim Laden zeigt.
7 ist eine Ansicht, die den Fluss der Leistung beim Entladen zeigt.
8 ist eine Ansicht, die das Timing des Ladens und Entladens erklärt.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Beispiel für die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens erklärt.
10 ist eine Ansicht, die das Timing des Ladens und Entladens erklärt.
11 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Lernverarbeitung erklärt.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das noch ein anderes Beispiel für die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens erklärt.
14 ist eine Ansicht, die noch ein anderes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems zeigt.
15 ist eine Ansicht, die noch ein anderes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems zeigt.
16 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Aufbau eines Allzweck-Personalcomputers erklärt.

FORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden anhand der Zeichnungen konkrete Ausführungsformen, bei denen die vorliegende Technik angewendet wird, ausführlich erklärt.
Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für den Aufbau einer Ausführungsform eines Energiemanagementsystems, bei dem die vorliegende Technik angewendet wird, zeigt.
In 3 ist ein Energiemanagementsystem 31 als Photovoltaiksystem aufgebaut und so ausgeführt, dass eine Leistungssteuervorrichtung 32 über ein Amperemeter 33 an ein Stromversorgungsnetz 34 angeschlossen ist und eine PV 35, eine Batterie 36, ein EV (Elektrofahrzeug) 37, eine Wechselstromlast 38 sowie Gleichstromlasten 39-1 und 39-2 an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen sind.
Die Leistungssteuervorrichtung 32 ist als sogenannter Wechselrichter aufgebaut und nimmt eine derartige Steuerung vor, dass eine Leistung, die von mehreren an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossenen Leistungsquellen (der PV 35, der Batterie 36 oder dem EV 37) geliefert wird, an mehrere Lasten (die Wechselstromlast 38 und die Gleichstromlasten 39-1 und 39-2), die an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen sind, geliefert wird.
Das Amperemeter 33 misst die Leistung, die von der Leistungssteuervorrichtung 32 an das Stromversorgungsnetz 34 geliefert (rückgespeist) wird. Das Energiemanagementsystem 31 liefert dem Stromversorgungsnetz 34 eine Wechselstromleistung.
Die PV 35 ist zum Beispiel durch Anschließen mehrerer Solarzellenmodule panelförmig ausgeführt und erzeugt je nach der Lichtmenge des erhaltenen Sonnenlichts Strom, wobei diese erzeugte Leistung an die Leistungssteuervorrichtung 32 geliefert wird. Die Batterie 36 speichert von der Leistungssteuervorrichtung 32 gelieferte Leistung und liefert die gespeicherte Leistung an die Leistungssteuervorrichtung 32. In das EV 37 ist eine Batterie eingebaut, die durch den Benutzer je nach der Verwendung des EV 37 nach Belieben an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen wird und eine von der Leistungssteuervorrichtung 32 gelieferte Leistung speichert.
Die Wechselstromlast 38 ist ein Gerät, das durch Verbrauchen einer Wechselstromleistung betrieben wird, und die Gleichstromlasten 39-1 und 39-2 sind Geräte, die durch Verbrauchen einer Gleichstromleistung betrieben werden. Bei dem Beispiel für den Aufbau von 3 sind zwei Gleichstromlasten 39-1 und 39-2 an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen, doch kann ihre Anzahl erhöht oder verringert werden.
Die Leistungssteuervorrichtung 32 ist so ausgeführt, dass eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV, eine Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42, eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie, eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 44 für das EV, Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheiten 45-1 und 45-2 für die Lasten, ein Verteilerkasten 46 und eine Systemsteuereinheit 47 bereitgestellt sind. In dem Verteilerkasten 46 sind Trennschalter 51-1 bis 51-6, Amperemeter 52-1 bis 52-4 und eine Gleichstrom-Sammelschiene 53 aufgenommen.
Bei der Leistungssteuervorrichtung 32 ist die wechselstromseitige Klemme der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 an die Stromleitung 40, die das Stromversorgungsnetz 34 und die Wechselstromlast 38 verbindet, angeschlossen, und ist die gleichstromseitige Klemme der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 über den Trennschalter 51-1 an die Gleichstrom-Sammelschiene 53, die den Pfad, der die Gleichstromleistung liefert, bildet, angeschlossen. Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV, an die die PV 35 angeschlossen ist, ist über den Trennschalter 51-2 an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 angeschlossen. Ebenso ist die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie, an die die Batterie 36 angeschlossen ist, über den Trennschalter 51-3 an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 angeschlossen, und ist die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 44 für das EV, an die das EV 37 angeschlossen ist, über den Trennschalter 51-4 und das Amperemeter 52-1 an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 angeschlossen.
Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 45-1, an die die Gleichstromlast 39-1 angeschlossen ist, ist über den Trennschalter 51-5 und das Amperemeter 52-2 an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 angeschlossen, und die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 45-2, an die die Gleichstromlast 39-2 angeschlossen ist, ist über den Trennschalter 51-6 und das Amperemeter 52-3 an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 angeschlossen. Die Wechselstromlast 38 ist über einen Trennschalter 51-7 und das Amperemeter 52-4 an die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 angeschlossen.
Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV nimmt eine derartige Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung (Spannungserhöhung/verringerung) vor, dass die in der PV 35 erzeugte Leistung eine bestimmte Spannung erreicht, und gibt sie an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 aus. Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV kann eine MPPT-Steuerung vornehmen, die den maximalen Leistungspunkt so sucht, dass von der PV die maximale Leistung entnommen wird.
Die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 nimmt eine Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung der über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 gelieferten Gleichstromleistung vor und liefert die erhaltene Wechselstromleistung über die Stromleitung 40 an die Wechselstromlast 38 bzw. nimmt eine Rückspeisung an das Stromversorgungsnetz 34 vor. Die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 nimmt keine Wechselstrom/Gleichstrom-Umwandlung der von dem Stromversorgungsnetz 34 gelieferten Wechselstromleistung und keine Ausgabe an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 vor.
Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie nimmt eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung (Spannungserhöhung) der in der Batterie 36 gespeicherten Leistung und eine Ausgabe (Entladung) an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 bzw. eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung der über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 gelieferten Leistung und ein Aufladen der Batterie 36 vor.
Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 44 für das EV nimmt dann, wenn das EV 37 an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen ist, eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung der in dem EV 37 gespeicherten Leistung und eine Ausgabe (ein Entladen) an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 bzw. eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung der über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 gelieferten Leistung und ein Aufladen des EV 37 vor.
Die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheiten 45-1 und 45-2 für die Last nehmen eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung der über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 gelieferten Leistung zu einer Spannung, die für den Betrieb der jeweils angeschlossenen Gleichstromlasten 39-1 und 39-2 erforderlich ist, vor und versorgen die Gleichstromlasten 39-1 und 39-2.
Die Systemsteuereinheit 47 nimmt auf Basis der durch das Amperemeter 33 und die Amperemeter 52-1 bis 52-4 gemessenen Ströme, des Stromerzeugungszustands der PV 35, des Ladezustands der Batterie 36, des Zustands der Wechselstromlast 38 usw. eine Steuerung der einzelnen Blöcke, die die Leistungssteuervorrichtung 32 bilden, vor und steuert dadurch das gesamte Energiemanagementsystem 31.
Außerdem steuert die Systemsteuereinheit 47 zum Beispiel die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie je nach dem Zustand der Wechselstromlast 38 so, dass ein Laden oder Entladen der Batterie 36 vorgenommen wird.
In 3 wurde auf eine Darstellung der Leitungen, die die Systemsteuereinheit 47 und die einzelnen Blöcke verbinden, verzichtet.
Nachstehend erfolgt zur Vereinfachung der Erklärung eine Erklärung unter Verwendung des Beispiel für den Aufbaus eines wie in 4 gezeigten Energiemanagementsystems 31. Bei dem Energiemanagementsystem 31 von 4 sind Abschnitte, die dem Aufbau des Energiemanagementsystems 31 von 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens der Batterie
Als nächstes wird anhand des Ablaufdiagramms von 5 die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens der Batterie bei dem Energiemanagementsystem 31 erklärt. Diese Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens wird ausgeführt, wenn die von der PV 35 erzeugte Leistung durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen und an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 ausgegeben wird.
In Schritt S11 beurteilt die Systemsteuereinheit 47, ob die Ausgangsleistung der PV 35 (die von der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 ausgegebene Leistung) den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 übersteigt oder nicht.
Wenn in Schritt S11 beurteilt wird, dass die Ausgangsleistung der PV 35 den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 nicht übersteigt, wird zu Schritt S12 übergegangen und hält die Systemsteuereinheit 47 die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 an.
In Schritt S13 lädt die Systemsteuereinheit 47 die von der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 ausgegebene Leistung durch Betreiben der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie in der Laderichtung nach einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung in die Batterie 36.
Das heißt, wenn die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV geringer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 ist, wird die von der PV 35 erzeugte Leistung in dem Energiemanagementsystem 31 wie mit dem Pfeil C in 6 gezeigt durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen, und über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 an die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie geliefert, durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen, und in die Batterie 36 geladen.
Wenn in Schritt S11 beurteilt wird, dass die Ausgangsleistung der PV 35 den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 übersteigt, wird zu Schritt S14 übergegangen, und die Systemsteuereinheit 42 betreibt die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42.
Dann nimmt die Systemsteuereinheit 47 in Schritt S15 durch Betreiben der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie in der Entladerichtung eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung der in der Batterie 36 gespeicherten Leistung, und ein Entladen an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 vor.
Das heißt, wenn die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 ist, wird in dem Energiemanagementsystem 31 wie durch den Pfeil D in 7 gezeigt die von der Batterie 36 entladene Leistung durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen, und über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 an die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 geliefert, und durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzogen. Wie durch den Pfeil E in 7 gezeigt wird auch die von der PV 35 erzeugte Leistung durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzogen, und über die Gleichstrom-Sammelschiene 53 an die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 geliefert, und durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzogen.
Dabei steuert die Systemsteuereinheit 47 das Entladen der Batterie 36 durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie so, dass die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 wird.
Da die in der Batterie 36 gespeicherte Leistung durch die oben beschriebene Vorgangsweise so entladen wird, dass die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 ist, wird nicht die gesamte entladene Leistung durch die Wechselstromlast 38 verbraucht, und die restliche Leistung wird als überschüssige Leistung an das Stromversorgungsnetz 34 geliefert. Dadurch kommt es dazu, dass wenigstens ein Teil der von der PV 35 erzeugten und in der Batterie 36 gespeicherten Leistung verkauft werden kann, es möglich wird, die von der PV 35 erzeugte Leistung effizient zu verwenden, und der Benutzer zudem durch den Verkauf einen Profit erzielen kann.
Bisher wird in Haushalten und dergleichen wie in 8 oben gezeigt dann, wenn die erzeugte Leistung der PV wie in dem Zeitband bis zu dem Zeitpunkt t11 in Bezug auf den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast gering ist, die gesamte erzeugte Leistung der PV durch die Wechselstromlast verbraucht, und dann, wenn die erzeugte Leistung der PV wie in dem Zeitband von dem Zeitpunkt t11 bis zu dem Zeitpunkt t12 in Bezug auf den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast groß ist, ein Teil der erzeugten Leistung der PV durch die Wechselstromlast verbraucht, und der Rest als überschüssige Leistung Ps an das Stromversorgungsnetz geliefert.
Durch die oben beschriebene Verarbeitung wird wie in 8 unten gezeigt dann, wenn die erzeugte Leistung der PV wie in dem Zeitband bis zu dem Zeitpunkt t11 in Bezug auf den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 gering ist, die erzeugte Leistung der PV als Ladeleistung Pc in die Batterie geladen und dann, wenn die erzeugte Leistung der PV wie in dem Zeitband von dem Zeitpunkt t11 bis zu dem Zeitpunkt t12 in Bezug auf den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast groß ist, ein Teil der erzeugten Leistung der PV durch die Wechselstromlast verbraucht, und der Rest als überschüssige Leistung Ps an das Stromversorgungsnetz geliefert und überdies die Ladeleistung Pc als Entladeleistung Pd an das Stromversorgungsnetz geliefert. Dadurch kommt es dazu, dass zusätzlich zu einem Teil der von der PV 35 erzeugten Leistung die in der Batterie 36 gespeicherte Leistung verlässlich an das Stromversorgungsnetz verkauft werden kann, es möglich wird, die von der PV 35 erzeugte Leistung effizient zu verwenden, und der Benutzer durch den Verkauf einen noch größeren Profit erzielen kann.
Anderes Beispiel für die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens
Anschließend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 9 ein anderes Beispiel für die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens bei dem Energiemanagementsystem 31 erklärt.
Da die Verarbeitung der Schritte S21 bis S23, S25 und S26 des Ablaufdiagramms von 9 der Verarbeitung der Schritte S11 bis S15 von 5 im Grunde gleich ist, wird auf eine Erklärung verzichtet.
Das heißt, wenn in Schritt S21 beurteilt wird, dass die Ausgangsleistung der PV 35 den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 übersteigt, die Verarbeitung zu Schritt S24 übergeht, und die Systemsteuereinheit 47 beurteilt, ob die Summe der Ausgangsleistung der PV 35 (der Ausgangsleistung der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV) und der durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 von der Batterie 36 entladbaren Leistung größer als ein bestimmter Ausgang P1 ist oder nicht.
Der bestimmte Ausgang P1 ist wie in 10 an der linken Seite gezeigt eine Leistung, die nötig ist, um in der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 eine Umwandlungseffizienz mit einer gewissen Höhe zu erhalten, das heißt, eine Leistung, bei der die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit etwa den Standard erreicht; wenn von der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 eine Leistung, die geringer als diese Leistung ist, einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzogen wird, wird der Umwandlungsverlust der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung groß, und die Umwandlungseffizienz wird äußerst niedrig. Es ist auch möglich, in Schritt S24 zu beurteilen, ob der Umwandlungsverlust der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 kleiner als der Verlust beim Laden der Batterie 36 durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie ist oder nicht.
Wenn in Schritt S24 beurteilt wird, dass die Summe der Ausgangsleistung der PV 35 und der von der Batterie 36 entladbaren Leistung nicht größer als der bestimmte Ausgang P1 ist, oder wenn der Umwandlungsverlust der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 nicht kleiner (größer) als der Verlust beim Laden der Batterie 36 durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie ist, wird zu Schritt S22 übergegangen, und danach das Laden der Batterie 36 vorgenommen.
Wenn in Schritt S21 beurteilt wird, dass die Summe des Ausgangs der PV 35 und der entladbaren Leistung der Batterie 36 größer als der bestimmte Ausgang P1 ist, oder wenn beurteilt wird, dass der Umwandlungsverlust der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung durch die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 kleiner als der Verlust beim Laden der Batterie 36 durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie ist, wird zu Schritt S25 übergegangen, und danach das Entladen von der Batterie 36 vorgenommen.
In Schritt S26 steuert die Systemsteuereinheit 47 das Entladen der Batterie 36 durch die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie so, dass die Summe des Ausgangs der PV 35 und der entladbaren Leistung der Batterie 36 die bestimmte Leistung P1 wird.
Wie in 10 rechts oben gezeigt wird dann, wenn die erzeugte Leistung der PV mit der Zeit größer wird, auch der Wechselstromausgang der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit in Verbindung mit der erzeugten Leistung der PV groß, doch insbesondere dann, wenn die erzeugte Leistung der PV klein ist, nimmt die Effizienz der Umwandlung in die Wechselstromleistung ab, und der Umwandlungsverlust steigt an.
Durch die oben beschriebene Verarbeitung wird wie in 10 rechts unten gezeigt dann, wenn die erzeugte Leistung der PV wie in dem Zeitband bis zu dem Zeitpunkt t21 gering ist, die erzeugte Leistung der PV als Ladeleistung Pc in die Batterie geladen, und die Ladeleistung Pc dann, wenn zu dem Zeitpunkt t21 die Summe der erzeugten Leistung der PV und der Ladeleistung Pc eine Leistung wird, bei der die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit ungefähr den Standard erreicht, als Entladeleistung Pd entladen. Dadurch kann die Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit eine Leistung ausgeben, die ungefähr den Standard aufweist, und kann als Folge die von der PV erzeugte Leistung effizienter verwendet werden.
In der obigen Beschreibung wurde eine Verarbeitung erklärt, die das Laden/Entladen der Batterie 36 gemäß dem Zustand der Wechselstromlast 38 steuert, doch kommt es häufig vor, dass der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 während des Tages in festgelegten Zeitbändern größer und kleiner wird.
Folglich könnte die von der Batterie 36 entladene Leistung noch verlässlicher verkauft werden, wenn bei der Vornahme des Entladens der Batterie 36 das Zeitband, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 klein wird, bekannt wäre.
Nachstehend wird ein Beispiel erklärt, bei dem das Zeitband, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 klein wird, erlernt wird und das Entladen der Batterie 36 in diesem Zeitband vorgenommen wird.
Anderes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems
11 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems zeigt.
Bei dem Energiemanagementsystem 31 von 11 sind Abschnitte, die dem Aufbau des Energiemanagementsystems 31 von 4 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und es wird entsprechend auf eine Erklärung verzichtet.
Das heißt, das Energiemanagementsystem 31 von 11 unterscheidet sich von dem Energiemanagementsystem 31 von 4 darin, dass anstelle der Systemsteuereinheit 47 eine Systemsteuereinheit 101 ausgebildet ist.
Die Systemsteuereinheit 101 ist mit den gleichen Funktionen wie die Systemsteuereinheit 47 bei dem Energiemanagementsystem 31 von 4 versehen, und weist überdies eine Lerneinheit 101a auf.
Die Lerneinheit 101a speichert Zeitpunkte, zu denen die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie die von der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 ausgegebene Leistung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie in die Batterie 36 lädt, und Zeitpunkte, zu denen die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie die in der Batterie 36 gespeicherte Leistung einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 ausgibt, in einem Speicher oder dergleichen in der Systemsteuereinheit 101.
Die Lernverarbeitung
Als nächstes wird anhand des Ablaufdiagramms von 12 die Lernverarbeitung bei dem Energiemanagementsystem 31 von 11 erklärt.
Da die Verarbeitung der Schritte S31 bis S33, S35 und S36 des Ablaufdiagramms von 12 der Verarbeitung der Schritte S11 bis S15 von 5 im Grunde gleich ist, wird auf eine Erklärung verzichtet.
Das heißt, nach dem Schritt S33 speichert die Lerneinheit 101a in Schritt S34 den aktuellen Zeitpunkt als Zeit, zu der die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie das Laden der Batterie 36 vornimmt. Diese Verarbeitung wird vorgenommen, wenn die Ausgangsleistung der PV 35 (die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV) den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 nicht übersteigt. Folglich erlernt die Lerneinheit 101a durch Speichern des Zeitpunkts, zu dem das Laden erfolgt, das Zeitband, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 größer als die Ausgangsleistung der PV 35 wird.
Nach dem Schritt S36 speichert die Lerneinheit 101a in Schritt S37 den aktuellen Zeitpunkt als Zeit, zu der die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie die in der Batterie 36 gespeicherte Leistung entlädt. Diese Verarbeitung wird vorgenommen, wenn die Ausgangsleistung der PV 35 (die Ausgangsleistung der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV) den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 übersteigt. Folglich erlernt die Lerneinheit 101a durch Speichern des Zeitpunkts, zu dem das Entladen erfolgt, das Zeitband, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 kleiner als die Ausgangsleistung der PV 35 wird.
Durch die oben beschriebene Verarbeitung können das Zeitband, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 klein wird, und das Zeitband, in dem er groß wird, erlernt werden.
Beispiel für die Verarbeitung der Steuerung des Ladens/Entladens
Als nächstes wird anhand des Ablaufdiagramms von 13 eine Verarbeitung zur Steuerung des Ladens/Entladens erklärt, bei der das Lernergebnis durch die Lernverarbeitung verwendet wird.
Da die Verarbeitung der Schritte S51 bis S53, S55 und S56 des Ablaufdiagramms von 13 der Verarbeitung der Schritte S11 bis S15 von 5 im Grunde gleich ist, wird auf eine Erklärung verzichtet.
Das heißt, wenn in Schritt S51 beurteilt wird, dass die Ausgangsleistung der PV 35 den Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 übersteigt, geht die Verarbeitung zu Schritt S54 über und beurteilt die Systemsteuereinheit 47, ob es sich bei dem gegenwärtigen Zeitband um ein Zeitband handelt, für das durch die Lerneinheit 101a eine Zeit des Entladens gespeichert wurde, das heißt, um ein Zeitband handelt, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 klein wird oder nicht.
Wenn in Schritt S54 beurteilt wird, dass es sich nicht um ein Zeitband handelt, für das ein Zeitpunkt des Entladens gespeichert wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt S52 über, und das Laden in die Batterie 36 wird vorgenommen.
Wenn in Schritt S54 beurteilt wird, dass es sich um ein Zeitband handelt, für das ein Zeitpunkt des Entladens gespeichert wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt S55 über, und danach wird das Entladen von der Batterie 36 vorgenommen.
Da durch die oben beschriebene Verarbeitung in dem Zeitband, in dem der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast 38 klein wird, das Entladen von der Batterie 36 vorgenommen wird, kommt es dazu, dass die von der Batterie 36 entladene Leistung noch verlässlicher verkauft werden kann.
Da durch die Lerneinheit 101a auch das Zeitband gespeichert wird, in dem die Batterie 36 geladen wird, wird es möglich, zu beweisen, dass die in die Batterie 36 geladene Leistung kein von dem Stromversorgungsnetz 34 gelieferter billiger „Nachtstrom“ ist.
Wenn bei dem oben erklärten Energiemanagementsystem 31 die Menge der verkauften Leistung größer als die Menge der von der PV 15 erzeugten Leistung geworden ist, wird die verkaufte Leistung, die über die von der PV 15 erzeugte Leistung hinausgeht, als von dem Stromversorgungsnetz 34 gelieferte (gekaufte) Leistung angesehen. Das heißt, die von dem Stromversorgungsnetz 34 gelieferte Leistung wird als unrechtmäßig verkauft angesehen.
Nun hält die Systemsteuereinheit 47 die Lieferung von Wechselstromleistung von der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 an das Stromversorgungsnetz 34 an, wenn die Menge der Ausgangsleistung, die von der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit 42 an das Stromversorgungsnetz 34 geliefert wird, größer als die Menge der Ausgangsleistung von der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 geworden ist. Dadurch kommt es dazu, dass der Fall, dass die von dem Stromversorgungsnetz 34 gelieferte Leistung als unrechtmäßig verkauft angesehen wird, beseitigt wird.
Die Systemsteuereinheit 47 kann auch so ausgeführt werden, dass die Leistungsmenge, die durch eine Beschränkung der Ausgabe nicht verkauft werden konnte, addiert wird und die durch Entladen der Batterie 36 verkaufte Leistungsmenge so gesteuert wird, dass sie die addierte Menge nicht übersteigt. Dadurch wird es möglich, die Entladeleistung von der Batterie 36 in einem solchen Umfang zu verkaufen, dass sie nicht als unrechtmäßig verkauft angesehen wird.
Noch ein anderes Beispiel für den Aufbau eines Energiemanagementsystems
Im Vorhergehenden wurde so vorgegangen, dass die von der PV 35 erzeugte Leistung über die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 41 für die PV, die Gleichstrom-Sammelschiene 53 und die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie in die Batterie 36 geladen wird, doch wie in 14 gezeigt ist es auch möglich, die von der PV 35 erzeugte Leistung durch Verbinden der PV 35 und der Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie durch eine Leitung 111 über die Leitung 111 und die Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 43 für die Batterie in die Batterie 36 zu laden.
Durch einen solchen Aufbau wird es möglich, verlässlich zu beweisen, dass es sich bei der in die Batterie 36 geladenen Leistung nicht um Leistung handelt, die von dem Stromversorgungsnetz 34 geliefert wurde.
Im Vorhergehenden wurde angenommen, dass eine PV 35, die je nach der Lichtmenge des erhaltenen Sonnenlichts Strom erzeugt, an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen ist, doch kann zum Beispiel wie in 15 gezeigt anstelle der PV 35 eine Einheit 131 zur Erzeugung von Strom durch Windkraft, die unter Verwendung der Windkraft Strom erzeugt, an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen sein. In diesem Fall nimmt eine Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit 141 eine derartige Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung, dass die durch die Einheit 131 zur Erzeugung von Strom durch Windkraft erzeugte Leistung eine bestimmte Spannung erreicht, und eine Ausgabe an die Gleichstrom-Sammelschiene 53 vor.
Es besteht keine Beschränkung auf eine Einheit 131 zur Erzeugung von Strom durch Windkraft, sondern es kann auch eine Stromerzeugungseinheit, die unter Verwendung von Biomasse oder von anderer natürlicher Energie Strom erzeugt, eine Brennstoffbatterie oder dergleichen an die Leistungssteuervorrichtung 32 angeschlossen sein.
Übrigens können die oben beschriebenen Reihen von Verarbeitungen durch Hardware ausgeführt werden, aber auch durch Software ausgeführt werden. Wenn die Reihen von Verarbeitungen durch Software ausgeführt werden, wird das Programm, das diese Software bildet, von einem Aufzeichnungsmedium in einem Computer, der in spezielle Hardware aufgenommen ist, oder zum Beispiel in einem Allzweck-Personalcomputer, der durch Installieren verschiedener Programme verschiedene Funktionen ausführen kann, installiert.
Beispiel für den Aufbau eines Allzweck-Personalcomputers
16 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Allzweck-Personalcomputers. Dieser Personalcomputer ist mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 1001 ausgestattet. Eine Ein/Ausgabeschnittstelle 1005 ist über einen Bus 1004 an die CPU 1001 angeschlossen. Ein ROM (Nurlesespeicher) 1002 und ein RAM (Direktzugriffsspeicher) 1003 sind an den Bus 1004 angeschlossen.
An die Ein/Ausgabeschnittstelle 1005 sind eine Eingabeeinheit 1006 aus einer Eingabevorrichtung wie etwa einer Tastatur oder einer Maus, durch die ein Benutzer Bedienungsbefehle eingibt, eine Ausgabeeinheit 1007, die Verarbeitungs/Bedienungsanzeigen und Darstellungen von Verarbeitungsergebnissen an eine Anzeigevorrichtung ausgibt, ein Speicher 1008 aus einem Festplattenlaufwerk oder dergleichen, der Programme und verschiedene Arten von Daten speichert, und ein Kommunikationsteil 1009, der aus einem LAN(lokales Netzwerk)-Adapter oder dergleichen besteht und über ein Netzwerk, für das das Internet stellvertretend ist, eine Kommunikationsverarbeitung vornimmt, angeschlossen. Außerdem ist ein Laufwerk 1010 angeschlossen, das Daten von einem Wechseldatenträger 1011 wie etwa einer Magnetplatte (einschließlich einer Floppy-Disk), einer optischen Platte (einschließlich einer CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) und einer DVD (Digital Versatile Disc)), einer magneto-optischen Platte (einschließlich einer MD (Mini Disc)) oder einem Halbleiterspeicher usw. lesen und darauf schreiben kann.
Die CPU 1001 führt gemäß einem Programm, das in dem ROM 1002 gespeichert ist, oder einem Programm, das von einem Wechseldatenträger 1011 wie einer Magnetplatte, einer optischen Platte, einer magneto-optischen Platte oder einem Halbleiterspeicher oder dergleichen gelesen und in dem Speicher 1008 installiert wurde, und in den RAM 1003 geladen wurde, verschiedene Verarbeitungen aus. In dem RAM 1003 sind auch passend Daten oder dergleichen, die die CPU 1001 bei der Ausführung der verschiedenen Verarbeitungen benötigt, gespeichert.
Durch den wie oben beschrieben aufgebauten Personalcomputer werden die oben beschriebenen Reihen von Verarbeitungen vorgenommen, indem die CPU 1001 zum Beispiel ein in dem Speicher 1008 gespeichertes Programm über die Ein/Ausgabeschnittstelle 1005 und den Bus 1004 in den RAM 1003 lädt und ausführt.
Das Programm, das der Computer (die CPU 1001) ausführt, kann zum Beispiel auf dem Wechseldatenträger 1011 als Paketmedium oder dergleichen aufgezeichnet bereitgestellt werden. Oder das Programm kann über drahtgebundene oder drahtlose Übertragungsmedien wie lokale Netzwerke, das Internet oder den digitalen Satellitenfunk bereitgestellt werden.
In dem Computer kann das Programm durch Anbringen des Wechseldatenträgers 1011 in dem Laufwerk 1010 über die Ein/Ausgabeschnittstelle 1005 in dem Speicherteil 1008 installiert werden. Oder das Programm kann über ein drahtgebundenes oder drahtloses Übertragungsmedium durch den Kommunikationsteil 1009 empfangen und in dem Speicher 1008 installiert werden. Außerdem kann das Programm auch im Voraus auf dem ROM 1002 oder in dem Speicher 1008 installiert werden.
Das Programm, das der Computer ausführt, kann ein Programm sein, dessen Verarbeitung gemäß der Reihenfolge, die in der vorliegenden Beschreibung erklärt ist, in der Zeitreihe vorgenommen wird, aber auch ein Programm sein, dessen Verarbeitung parallel oder mit einem erforderlichen Timing wie etwa bei Vornahme eines Abrufs vorgenommen wird. Das Programm kann durch eine einzelne CPU verarbeitet werden, aber auch durch mehrere CPUs verteilt verarbeitet werden. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet System eine durch mehrere Vorrichtungen aufgebaute Vorrichtung als Ganzes.
Die vorliegende Ausführungsweise ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb eines Umfangs, der nicht von dem Hauptinhalt der vorliegenden Offenbarung abweicht, verschiedenartig verändert werden.
Bezugszeichenliste
31 Energiemanagementsystem, 32 Leistungssteuervorrichtung, 33 Amperemeter, 34 Stromversorgungsnetz, 35 PV, 36 Batterie, 37 EV, 38 Wechselstromlast, 39 Gleichstromlast, 40 Leitung, 41 Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit für die PV, 42 Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungseinheit, 43 Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit für die Batterie, 44 Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit für das EV, 45 Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungseinheit für die Last, 46 Verteilerkasten, 47 Systemsteuereinheit, 51 Trennschalter, 52 Amperemeter, 53 Gleichstrom-Sammelschiene, 101 Systemsteuereinheit, 101a Lerneinheit

Claims

Leistungssteuervorrichtung (32), umfassend eine erste Umwandlungsvorrichtung (41), die eine Gleichstromleistung von einer Stromerzeugungseinheit (35), die eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt, einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe vornimmt; eine zweite Umwandlungsvorrichtung (43), die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und in einen Speicherteil (36) lädt oder die Leistung des Speicherteils (36) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie entlädt; eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung (42), die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (41) und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (43) einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz (34) und an eine Wechselstromlast (38) vornimmt; und eine Steuereinheit (47), die den Betrieb der ersten bis dritten Umwandlungsvorrichtung (41, 43, 42) steuert, wobei die Steuereinheit (47) die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu bringt, das Entladen derart vorzunehmen, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung (42) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) wird, wobei die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Laden vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) kleiner als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist, und die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Entladen vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist.
Leistungssteuervorrichtung (32) nach Anspruch 1, wobei die dritte Umwandlungsvorrichtung (42) keine Wechselstrom/Gleichstrom-Umwandlung von Wechselstromleistung von dem Stromversorgungsnetz (34) vornimmt.
Leistungssteuerverfahren für eine Leistungssteuervorrichtung (32), die eine erste Umwandlungsvorrichtung (41), die eine Gleichstromleistung von einer Stromerzeugungseinheit (35), welche eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt, einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe vornimmt; eine zweite Umwandlungsvorrichtung (43), die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht und in einen Speicherteil (36) lädt oder die Leistung des Speicherteils (36) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie entlädt; und eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung (42), die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (41) und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (43) einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz (34) und an eine Wechselstromlast (38) vornimmt, umfasst, umfassend einen Schritt, bei dem das Entladen durch die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) so vorgenommen wird, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung (42) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) wird, wobei die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Laden vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) kleiner als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist, und die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Entladen vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist.
Programm, das an einem Computer ausgeführt wird, der eine Leistungssteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2 steuert, und bei Ausführung den Computer dazu veranlasst, dass die Leistungssteuervorrichtung das Verfahren nach Anspruch 3 ausführt.
Energiemanagementsystem (31), umfassend eine Stromerzeugungseinheit (35), die eine Stromerzeugung unter Verwendung von natürlicher Energie vornimmt; eine Speichereinheit (36), die Leistung speichert; eine Gleichstrom-Sammelschiene (53), die einen Pfad zur Lieferung einer Gleichstromleistung bildet; eine erste Umwandlungsvorrichtung (41), die eine Gleichstromleistung von der Stromerzeugungseinheit (35) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe vornimmt; eine zweite Umwandlungsvorrichtung (43), die die Ausgangsleistung von der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und in die Speichereinheit (36)lädt oder die Leistung der Speichereinheit (36)einer Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlung unterzieht, und sie entlädt; eine dritte Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungsvorrichtung (42), die eines oder beides von der Ausgangsleistung der ersten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (41) und der Entladeleistung der zweiten Gleichstrom/Gleichstrom-Umwandlungsvorrichtung (43) einer Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlung unterzieht, und eine Ausgabe an ein Stromversorgungsnetz (34) und an eine Wechselstromlast (38) vornimmt; und eine Steuereinheit (47), die den Betrieb der ersten bis dritten Umwandlungsvorrichtung (41, 43, 42) steuert, wobei die Steuereinheit (47) die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu bringt, das Entladen derart vorzunehmen, dass die Ausgangsleistung der dritten Umwandlungsvorrichtung (42) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) wird, wobei die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Laden vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) kleiner als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist, und die zweite Umwandlungsvorrichtung (43) dazu gebracht wird, ein Entladen vorzunehmen, wenn die Ausgangsleistung der ersten Umwandlungsvorrichtung (41) größer als der Leistungsverbrauch der Wechselstromlast (38) ist.