JP2003032890A - 負荷電力制御装置 - Google Patents

負荷電力制御装置

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JP2003032890A JP2001219534A JP2001219534A JP2003032890A JP 2003032890 A JP2003032890 A JP 2003032890A JP 2001219534 A JP2001219534 A JP 2001219534A JP 2001219534 A JP2001219534 A JP 2001219534A JP 2003032890 A JP2003032890 A JP 2003032890A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重要な負荷へ安定に電力を供給できるように
した負荷電力制御装置を提供する。 【解決手段】 複数の負荷に対して自然エネルギを利用
した発電装置より発電された電力の供給を制御する負荷
電力制御装置であって、前記複数の負荷に対する消費電
力および優先順位を記録した負荷特性記録部と、前記発
電装置で発電した電力量の経過を記録する発電量記録部
と、前記負荷特性記録部に記録されている消費電力より
負荷電力を算出する負荷電力算出部と、前記発電量記録
部に記録されている発電量より現時点以後の発電量を予
測する予測発電量算出部と、前記負荷電力算出部で算出
された負荷電力が前記予測発電量算出部で算出された発
電量以下であるか否かを判定し、以下になるように前記
負荷特性記録部に記録されている優先順位の低い負荷へ
の電力の供給を停止させる制御部と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の負荷に対して
自然エネルギを利用した発電装置より発電された電力の
供給を制御する負荷電力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】離島や無人中継所、リモートセンサ等の
電源として自然エネルギを利用した発電装置が使用され
ている。
【0003】このような自然エネルギを利用した発電シ
ステムにおいては、発電装置で発電された電力を負荷に
供給すると共に余剰電力を蓄電池に充電させ、発電電力
が不足したときは不足分を蓄電池より放電させて負荷へ
の電力を供給している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の自然エ
ネルギを利用した発電システムにおいては、発電が自然
エネルギを利用しているために負荷に安定に電力を供給
することができず、重要な負荷への電力の供給が停止す
ることがある。
【0005】本発明は重要な負荷へ安定に電力を供給で
きるようにした負荷電力制御装置を提供することを課題
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明において
は、複数の負荷に対して自然エネルギを利用した発電装
置より発電された電力の供給を制御する負荷電力制御装
置であって、前記複数の負荷に対する消費電力および優
先順位を記録した負荷特性記録部と、前記発電装置で発
電した電力量の経過を記録する発電量記録部と、前記負
荷特性記録部に記録されている消費電力より負荷電力を
算出する負荷電力算出部と、前記発電量記録部に記録さ
れている発電量より現時点以後の発電量を予測する予測
発電量算出部と、前記負荷電力算出部で算出された負荷
電力が前記予測発電量算出部で算出された発電量以下で
あるか否かを判定し、以下になるように前記負荷特性記
録部に記録されている優先順位の低い負荷への電力の供
給を停止させる制御部と、を備える。
【0007】請求項2の発明においては、前記自然エネ
ルギを利用した発電装置が複数種類の自然エネルギを利
用した複数の発電装置とする。
【0008】請求項3の発明においては、前記発電装置
で発電した余剰電力を蓄電する蓄電装置および前記蓄電
装置に蓄電されている蓄電量を記録する蓄電量記録部と
を設け、前記制御部が、前記負荷電力算出部が算出した
負荷電力が前記予測発電量算出部が算出した発電量に前
記蓄電量記録部に記録されている蓄電量の放出も加えた
発電量以下になるか否かを判定する。
【0009】請求項4の発明においては、自然エネルギ
を利用しない予備発電装置を設け、前記制御部が優先順
位の高い負荷への電力供給を停止しなければならないと
きは前記予備発電装置による発電を行わせる。
【0010】請求項5の発明においては、前記制御部
が、前記負荷電力が前記発電量以下であるか否かの判定
を現時点より所定時間の範囲に対して行う。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1を参照
して説明する。図1は本発明の実施例の構成図である。
図1において、1は風力を利用した風力発電装置、2は
太陽光を利用した太陽光発電装置(太陽電池)、3は海
の波を利用した波力発電装置である。
【0012】なお実施例では、風力、太陽光および波力
を利用するようにしているが、これ以外の自然エネルギ
を利用したものを使用してもよく、また風力、太陽光お
よび波力を常に利用するものではなく、効率的に良い自
然エネルギのみを選択して利用するようにしてもよい。
【0013】また、図1において、4はジーゼル発電機
等の予備発電装置、5は蓄電池、6〜9は発電電流検出
部、10は充放電電流検出部、11〜13は負荷、14
〜16はスイッチ、17はブスである。
【0014】また、20は負荷特性記録部、21はデー
タ記録部、22は電池残量記録部、23は時計部、24
は負荷電力算出部、25は予測発電量算出部、26は制
御部、27はデータ転送部、28〜30はインタフェー
ス(I/O)、31は処理を行うプロセッサ(CPU)
である。
【0015】各発電装置1〜4内には蓄電池5の電圧に
整合するようコンバータが設けられており、ブス17を
介して蓄電池5と接続されていると共に負荷11〜13
にスイッチ14〜16を介して接続されている。
【0016】負荷特性記録部20には、図2に示される
ように、負荷A11、負荷B12および負荷C13の優
先度および消費電力、また連続動作負荷でない場合は動
作時間帯が予め記録されている。
【0017】つぎに、図3を参照して、電池残量記録部
22の動作を説明する。ステップS1では、時計部23
が計時する時間が、例えば1分間経過したか否かを判定
し、1分間経過したときはステップS2に移って充放電
電流検出部10が検出した充放電電流ID を読込む。
【0018】なおID が正の場合は蓄電池5は充電状態
であり、ID が負の場合は放電状態を示している。ステ
ップS3では、充電量(AH:アンペア時間)に変換す
るためにID =I D /60なる演算を行う。
【0019】ステップS4では、図示しない電池残量メ
モリに記録されている充電量Iを読出し、ステップS5
に移って、ステップS3で算出されたID をIに加算
し、図示しない電池残量メモリに記録する。
【0020】ステップS6では、Iが蓄電池5の充電完
了容量Imax より大であるか否かを判定し、判定がNO
の場合はステップS1に移り、また判定がYESの場合
はステップS7に移り、図示しない電池残量メモリの記
録をImax に変更しステップS1に移り、ステップS1
〜S7が繰返される。
【0021】したがって、電池残量メモリの記録がI
max のときは蓄電池5は充電が完了しており、Imax
ンペア時間負荷に電力を供給することができ、I=0の
ときは負荷への電力の供給を行うことができなくなる。
【0022】つぎに、図4〜図6を参照して、本発明の
実施例の動作を説明する。ステップS10では、制御部
26は、時計部23が計時する時間が、例えば10分間
経過したか否かを判定し、経過したときステップS11
に移る。
【0023】ステップS11では、制御部26は、発電
電流検出部6〜9より風力発電装置1、太陽光発電装置
2、波力発電装置3および予備発電装置4が現在発電し
ている発電電流IW ,IS ,IF およびIE を読取ると
共に前述した電池残量メモリに記録されている充電量I
を読出し、ステップS12に移ってデータ記録部21に
現在時刻と共に記録する。
【0024】ステップS13では、負荷電力算出部24
は、負荷特性記録部20に記録される負荷A11、負荷
B12および負荷C13の消費電力IA ,IB およびI
C と動作時間帯を読出し、現在より所定時間T1 (例え
ば3時間)の間の時間に対する消費電力を算出する。
【0025】ステップS14は、予測発電量算出部25
は、データ記録部21に記録されている過去のデータよ
り、現在より所定時間T1 の間の時間に対する発電量の
予測値を算出する。
【0026】データ記録部21にはステップS12で記
録した過去の発電量が記録されている。そこで、風力発
電、太陽光発電および波力発電のそれぞれについて、図
7に示すように、例えば2時間前から現在時刻までの発
電量を本日の分と例えば過去1週間の分とを比較し、最
も時間的経過が似ている日付の分を選択し、選択した日
付の現在時刻より所定時間T1 (3時間)の発電量の時
間経過に対応させて現在の発電量を延長して予測発電量
を求める。
【0027】このようにして求められた風力、太陽光お
よび波力発電の予測発電量を加えることによって発電量
の予測値が算出される。なお以上説明した予測値の算出
は一例であって、この他の方法で過去の記録より予測値
を算出するようにしてもよい。
【0028】ステップS15では、制御部26は、ステ
ップS14で算出した発電量の予測値に電池残量記録部
22に記録されている充電量を加えた電力供給可能量が
ステップS13で算出した負荷電力以上であるか否かを
判定し、負荷A,BおよびCに電力供給が可能と判定さ
れた場合はステップS16に、不可能と判定された場合
はステップS19に移る。
【0029】図8はステップS13で算出された負荷電
力およびステップS14で算出された発電量予測値の一
例を示す。発電量予測値が負荷電力より大のときは蓄電
池5に充電が行われ、小さいときは放電が行われる。
【0030】ステップS15での負荷への電力の供給が
可能か否かの判定は、図8の充電区間の充電量を電池残
量記録部22に記録されている充電量に加え、また放電
区間の放電量を充電量より減算し、充電量が0以下にな
るか否かによって判定する。
【0031】ステップS15で現在よりT1 時間負荷へ
の電力の供給が可能と判定された場合はステップS16
に移り、ステップS16では、制御部26は、現在スイ
ッチ14,15および16がオフになっているスイッチ
が有るか否かをデータ記録部21の記録より読出して判
定し、オフになっているスイッチが無い場合はステップ
S10に移り、オフになっているスイッチが有る場合は
ステップS17に移る。
【0032】ステップS17では、制御部26は、オフ
になっているスイッチをI/O29を介してオンにし、
ステップS18に移ってデータ記録部21にスイッチを
オンにしたことを記録し、ステップS10に移る。
【0033】またステップS15で電力供給不可能と判
定されたときはステップS19に移り、制御部は、優先
度の一番上位の負荷A11のみに対して電力供給が可能
か否かを判定する。
【0034】ステップS19での判定がNOの場合はス
テップS20に移り、制御部26は優先順位の低い負荷
B12および負荷C13に対するスイッチ15および1
6をオフにさせ、負荷B12および負荷C13への電力
の供給を停止させ、ステップS21に移って予備発電装
置4を起動させ、ステップS22に移ってデータ記録部
21にスイッチ15および16をオフにしたことを記録
すると共に予備発電装置を起動したことを記録し、ステ
ップS10に移る。
【0035】またステップS19で負荷Aに対して電力
供給が可能と判定されたときはステップS23に移り、
制御部26は負荷A11および負荷B12に対して電力
供給が可能か否かを判定する。
【0036】ステップS23での判定がNOの場合はス
テップS24に移り、負荷B12および負荷Cに対する
スイッチ15および16をオフにし、ステップS25に
移ってデータ記録部21にスイッチ15および16をオ
フにしたことを記録し、ステップS10に移る。
【0037】またステップS23での判定がYES、す
なわち負荷A11および負荷B12に電力供給が可能と
判定されたときはステップS26に移り、負荷C13に
対するスイッチ16をオフにし、ステップS27に移
り、データ記録部21にスイッチ16をオフにしたこと
を記録し、ステップS10に移り、ステップS10〜S
27が繰返される。
【0038】また制御部26はシステムに障害が発生し
たときは障害情報をI/O30を介してデータ転送部2
7より管理事務所に転送すると共に、定期的にデータ記
録部21に記録されているデータを転送する。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、発電装置で発電し
た電力量の経過を記録し、記録された過去の発電量より
現時点以後の発電量を予測し、予測した発電量が負荷電
力より小さい場合は優先順位の低い負荷への電力の供給
を停止するようにしたので、重要な負荷へ安定に電力を
供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】同実施例の負荷特性記録部の記録例を示す図で
ある。
【図3】同実施例の電池残量記録部の動作フローチャー
トである。
【図4】同実施例の動作フローチャートである。
【図5】同実施例の動作フローチャートである。
【図6】同実施例の動作フローチャートである。
【図7】発電量の予測を説明するための図である。
【図8】負荷電力と発電量予測値および蓄電池の充放電
の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
1 風力発電装置 2 太陽光発電装置 3 波力発電装置 4 予備発電装置 5 蓄電池 6,7,8,9 発電電流検出部 10 充放電電流検出部 11,12,13 負荷 14,15,16 スイッチ 20 負荷特性記録部 21 データ記録部 22 電池残量記録部 23 時計部 24 負荷電力算出部 25 予測発電量算出部 26 制御部 27 データ転送部 28,29,30 インタフェース(I/O) 31 プロセッサ(CPU)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の負荷に対して自然エネルギを利用
    した発電装置より発電された電力の供給を制御する負荷
    電力制御装置であって、 前記複数の負荷に対する消費電力および優先順位を記録
    した負荷特性記録部と、 前記発電装置で発電した電力量の経過を記録する発電量
    記録部と、 前記負荷特性記録部に記録されている消費電力より負荷
    電力を算出する負荷電力算出部と、 前記発電量記録部に記録されている発電量より現時点以
    後の発電量を予測する予測発電量算出部と、 前記負荷電力算出部で算出された負荷電力が前記予測発
    電量算出部で算出された発電量以下であるか否かを判定
    し、以下になるように前記負荷特性記録部に記録されて
    いる優先順位の低い負荷への電力の供給を停止させる制
    御部と、を備えたことを特徴とする負荷電力制御装置。
  2. 【請求項2】 前記自然エネルギを利用した発電装置が
    複数種類の自然エネルギを利用した複数の発電装置であ
    ることを特徴とする請求項1記載の負荷電力制御装置。
  3. 【請求項3】 前記発電装置で発電した余剰電力を蓄電
    する蓄電装置および前記蓄電装置に蓄電されている蓄電
    量を記録する蓄電量記録部とを設け、前記制御部が、前
    記負荷電力算出部が算出した負荷電力が前記予測発電量
    算出部が算出した発電量に前記蓄電量記録部に記録され
    ている蓄電量の放出も加えた発電量以下になるか否かを
    判定するようにしたことを特徴とする請求項1または2
    記載の負荷電力制御装置。
  4. 【請求項4】 自然エネルギを利用しない予備発電装置
    を設け、前記制御部が優先順位の高い負荷への電力供給
    を停止しなければならないときは前記予備発電装置によ
    る発電を行わせるようにしたことを特徴とする請求項
    1,2または3記載の負荷電力制御装置。
  5. 【請求項5】 前記制御部が、前記負荷電力が前記発電
    量以下であるか否かの判定を現時点より所定時間の範囲
    に対して行うようにしたことを特徴とする請求項1,
    2,3または4記載の負荷電力制御装置。
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