JP2008043147A - Power supply system, control method of power supply system and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自然エネルギーから電力を発電する発電装置と、前記発電装置の電力を貯蔵して必要に応じて負荷装置に電力を供給する蓄電装置と、前記発電装置からの前記蓄電装置の充電および前記負荷装置への前記蓄電装置の放電を制御する制御装置とを有する電源システム、かかる電源システムの制御方法、および前記電源システムの制御方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。 The present invention relates to a power generation device that generates power from natural energy, a power storage device that stores the power of the power generation device and supplies power to a load device as necessary, charging the power storage device from the power generation device, and The present invention relates to a power supply system including a control device that controls discharge of the power storage device to the load device, a control method for the power supply system, and a program that causes a computer to execute the control method for the power supply system.
近年、蓄電装置は、例えば太陽電池などの発電装置と組み合わされ、電源システムとして利用されることがある。発電装置は、太陽光、風力、水力といった自然エネルギーを用いて電力を発電する。このような蓄電装置を組み合わせた電源システムは、余剰な電力を蓄電装置に蓄積し、負荷装置が必要な時に蓄電装置から電力を供給することによって、エネルギー効率の向上を図っている。 In recent years, a power storage device is sometimes combined with a power generation device such as a solar battery and used as a power supply system. The power generation device generates electric power using natural energy such as sunlight, wind power, and hydropower. A power supply system that combines such power storage devices is designed to improve energy efficiency by storing surplus power in the power storage device and supplying power from the power storage device when a load device is required.
かかる電源システムの一例としては、太陽光発電システムが挙げられる。太陽光発電システムでは、太陽光による発電量が負荷装置の消費電力量よりも多い場合には、余剰電力で蓄電装置に充電が行われ、逆に、発電量が負荷装置の消費電力量よりも少ない場合には、不足の電力を補うために蓄電装置から放電された電力が負荷装置に供給される。 An example of such a power supply system is a solar power generation system. In a solar power generation system, when the amount of power generated by sunlight is greater than the amount of power consumed by the load device, the power storage device is charged with surplus power, and conversely, the amount of power generated is greater than the amount of power consumed by the load device. When the amount is small, the electric power discharged from the power storage device is supplied to the load device in order to compensate for the insufficient electric power.
このように、太陽光発電システムにおいては、従来利用されていなかった余剰電力を蓄電装置に蓄積できるため、従来の電源システムに比べてエネルギー効率を高めることができる。 As described above, in the photovoltaic power generation system, surplus power that has not been conventionally used can be stored in the power storage device, so that energy efficiency can be improved as compared with the conventional power supply system.
また、太陽光発電システムにおいては、余剰電力を効率良く蓄電装置に充電するため、蓄電装置の充電状態(State of Charge)を示す残存容量(以下、SOCという)が100%にまで増大しないように、また、必要な時に負荷装置に電力を供給するため、SOCが0(ゼロ)にまで低下しないように、充放電制御が行われている。具体的には、通常、蓄電装置においては、SOCが20%〜80%の範囲で推移するように制御が行われている。 In the photovoltaic power generation system, in order to efficiently charge the power storage device with surplus power, the remaining capacity (hereinafter referred to as SOC) indicating the state of charge of the power storage device is not increased to 100%. Moreover, in order to supply electric power to the load device when necessary, charge / discharge control is performed so that the SOC does not decrease to 0 (zero). Specifically, in the power storage device, control is normally performed so that the SOC changes in the range of 20% to 80%.
ところで、電源システムに搭載される蓄電装置は、複数の蓄電素子(単電池、単位電池等)を直列に接続することによって構成されている。このような蓄電素子では、個々の蓄電素子の容量バラツキにより、大きな電流で深い放電が行われると、容量の小さい蓄電素子がより過放電されて劣化し、蓄電装置全体の寿命を低下させることとなる。 By the way, the power storage device mounted in the power supply system is configured by connecting a plurality of power storage elements (unit cells, unit cells, etc.) in series. In such a power storage element, due to the variation in capacity of each power storage element, if a deep discharge is performed with a large current, the power storage element with a small capacity is further overdischarged and deteriorates, reducing the life of the entire power storage device. Become.
このような蓄電装置の寿命の低下を抑制するため、太陽光発電を用いた電源システムにおいては、蓄電装置の充電状態の低下が発生した場合、負荷装置への供給電力を通常レベルよりも下げることにより、蓄電装置の劣化を抑制していた。また、この操作により、蓄電装置を一定時間長く使用することを可能にし、負荷装置が使用できずに電源システム全体へ影響が及ぶことを抑制していた。 In order to suppress such a decrease in the life of the power storage device, in a power supply system using solar power generation, when a decrease in the state of charge of the power storage device occurs, the power supplied to the load device is reduced below the normal level. Thus, deterioration of the power storage device was suppressed. In addition, this operation enables the power storage device to be used for a certain period of time, thereby preventing the load device from being used and affecting the entire power supply system.
特に、特許文献1には、電源システム全体へ影響が及ぶことを抑制するために、蓄電装置の容量の低下を検出した場合、負荷装置への送信電力を通常レベルよりも下げることで、蓄電装置を長時間使用するシステムが開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されているような、蓄電装置の現在の残存容量の低下しか検出しない方法では、今後、発電装置により蓄電装置が充電され、蓄電装置の残存容量が所定値以上になることが予測され、負荷装置への送信電力を通常レベルに戻しても問題がない場合でも、蓄電装置の残存容量の低下を検出すると常に、負荷装置の機能を一部停止して、送信電力を通常レベルよりも下げるため、負荷装置の利便性が低下するという問題があった。
However, in the method that only detects a decrease in the current remaining capacity of the power storage device as disclosed in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷装置の利便性を向上させた電源システム、かかる電源システムの制御方法、および前記電源システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply system that improves the convenience of a load device, a control method for the power supply system, and a control method for the power supply system in a computer. It is to provide a program for executing the program.
前記の目的を達成するため、本発明に係る電源システムは、自然エネルギーから電力を発電する発電装置と、前記発電装置により発電された電力を貯蔵して負荷装置に電力を供給する蓄電装置と、前記発電装置からの前記蓄電装置の充電および前記負荷装置への前記蓄電装置の放電を制御する制御装置とを有する電源システムであって、前記制御装置は、少なくとも気象情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部により取得された気象情報に基づいて将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶する第1の演算記憶部と、前記蓄電装置の端子電圧および充放電電流を測定する測定部と、前記測定部により測定された端子電圧と充放電電流とを乗算して第1の所定期間にわたって積算することにより、前記第1の所定期間内における前記蓄電装置の充放電電力量を算出し、算出された充放電電力量を第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶する第2の演算記憶部と、前記測定部により測定された充放電電流の、前記第1の所定期間にわたった積算により算出した積算容量を用いて前記蓄電装置の現在の残存容量を推定して記憶する第3の演算記憶部と、前記将来の予測発電量に前記蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量により、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 To achieve the above object, a power supply system according to the present invention includes a power generation device that generates power from natural energy, a power storage device that stores power generated by the power generation device and supplies power to a load device, A power supply system having a control device that controls charging of the power storage device from the power generation device and discharging of the power storage device to the load device, wherein the control device includes an information acquisition unit that acquires at least weather information; , A first calculation storage unit that predicts a future power generation amount based on weather information acquired by the information acquisition unit and stores it as a predicted power generation amount, and a measurement that measures a terminal voltage and a charge / discharge current of the power storage device And multiplying the terminal voltage measured by the measuring unit and the charge / discharge current and accumulating over a first predetermined period, the first predetermined period A second calculation storage unit that calculates a charge / discharge power amount of the electric device, and stores the calculated charge / discharge power amount in a time series for each of the first predetermined period over a second predetermined period; and the measurement unit A third calculation storage unit for estimating and storing a current remaining capacity of the power storage device using an accumulated capacity calculated by integrating the measured charge / discharge current over the first predetermined period; and the future And a control unit that controls the amount of electric power that can be supplied by adding the amount of stored electricity corresponding to the current remaining capacity of the power storage device to the predicted power generation amount of the power storage device. Features.
この構成によれば、取得した気象情報に対する発電量から、将来、現在の発電量が増加するのか、または減少するのかを把握することにより、将来の発電量が予測される。また、記憶されている過去の充放電電力量(充電電力量または放電電力量)と、現在の充放電電力量とを比較して、現在の充放電電力が充電方向にあるのか、または放電方向にあるのか、また、現在の充放電電力が放電方向にある場合、将来、現在の放電電力量が増加するのか、または減少するのかを把握することにより、将来の充放電電力量が予測される。そして、予測された将来の発電量に蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量と、予測された将来の充放電電力量、特に放電電力量との大小比較を行った結果に基づき、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が制御される。 According to this configuration, the future power generation amount is predicted by grasping whether the current power generation amount will increase or decrease in the future from the power generation amount for the acquired weather information. Moreover, the past charge / discharge power amount (charge power amount or discharge power amount) stored is compared with the current charge / discharge power amount, and whether the current charge / discharge power is in the charge direction or the discharge direction. If the current charge / discharge power is in the discharge direction, the future charge / discharge energy can be predicted by grasping whether the current discharge power will increase or decrease in the future. . Then, a comparison is made of the amount of power that can be supplied by adding the amount of electricity stored corresponding to the current remaining capacity of the power storage device to the amount of predicted future power generation, and the amount of predicted future charge / discharge power, particularly the amount of discharge power. Based on the result, the amount of electric power discharged from the power storage device to the load device is controlled.
これにより、蓄電装置の現在の残存容量だけでなく、発電装置の将来の発電量も考慮にいれて、将来、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が増加するかどうかを予測して、負荷装置への蓄電装置の放電電力量を制御するので、負荷装置にとって、供給電力が下げられるために機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができる。 As a result, not only the current remaining capacity of the power storage device but also the future power generation amount of the power generation device is taken into account, and it is predicted whether the discharge power amount of the power storage device to the load device will increase in the future. Since the amount of power discharged from the power storage device to the device is controlled, the load device has a reduced chance of having to stop a part of its function because the supplied power is reduced, thereby improving the convenience of the load device Can do.
本発明に係る電源システムにおいて、前記第1の演算記憶部は、前記情報取得部により取得された過去の気象情報を初期情報として記憶しておき、記憶している前記初期情報に対応する発電量から将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶することが好ましい。 In the power supply system according to the present invention, the first calculation storage unit stores past weather information acquired by the information acquisition unit as initial information, and the power generation amount corresponding to the stored initial information Therefore, it is preferable to predict the future power generation amount and store it as the predicted power generation amount.
この構成によれば、過去の気象情報を予め取得することが可能な環境にある場合、予め取得した気象情報を初期情報として記憶し、前記初期情報から将来の発電量を予測することができる。 According to this configuration, when there is an environment in which past weather information can be acquired in advance, the weather information acquired in advance can be stored as initial information, and the future power generation amount can be predicted from the initial information.
本発明に係る電源システムにおいて、前記第1の演算記憶部は、前記情報取得部により取得された気象情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶しておき、記憶している過去の、前記第1の所定期間よりも長く前記第2の所定期間よりも短い第3の所定期間における前記第1の所定期間毎の気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較することにより、将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶することが好ましい。 In the power supply system according to the present invention, the first calculation storage unit associates the power generation amount of the power generation device with the first predetermined period in association with the weather information acquired by the information acquisition unit. Each time period is stored in chronological order and stored in the third predetermined period that is longer than the first predetermined period and shorter than the second predetermined period. It is preferable to predict the future power generation amount by comparing the power generation amount corresponding to the weather information with the power generation amount corresponding to the current weather information, and store it as the predicted power generation amount.
この構成によれば、過去の気象情報を予め取得することが不可能な環境にある場合、取得した気象情報に対応する発電量を第2の所定期間にわたって第1の所定期間毎に時系列に記憶しておき、記憶している過去の第3の所定期間における気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、過去の第3の所定期間における発電量の推移から、将来、現在の発電量が増加するのか、または減少するのかを把握して、将来の発電量を予測することができる。 According to this configuration, when there is an environment in which past weather information cannot be acquired in advance, the power generation amount corresponding to the acquired weather information is time-sequentially for each first predetermined period over the second predetermined period. The power generation amount corresponding to the stored weather information in the past third predetermined period is compared with the power generation amount corresponding to the current weather information, and the power generation amount in the past third predetermined period is stored. From this transition, it is possible to predict whether the current power generation amount will increase or decrease in the future, and predict the future power generation amount.
本発明に係る電源システムにおいて、前記情報取得部は、前記気象情報に加えてカレンダー情報を取得し、前記第1の演算記憶部は、前記情報取得部により取得された気象情報およびカレンダー情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶しておき、現在の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量を参照することにより、過去の日付と同じ前記将来の日付の前記第1の所定期間内における発電量を予測し、予測発電量として記憶することが好ましい。 In the power supply system according to the present invention, the information acquisition unit acquires calendar information in addition to the weather information, and the first calculation storage unit corresponds to the weather information and calendar information acquired by the information acquisition unit. In addition, the power generation amount of the power generation device is stored in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period, and corresponds to the weather information stored on the same past date as the current date. By comparing the power generation amount with the power generation amount corresponding to the current weather information and referring to the power generation amount corresponding to the weather information stored in the past date that is the same as the future date, the same as the past date It is preferable that the power generation amount in the first predetermined period on a future date is predicted and stored as the predicted power generation amount.
この構成によれば、まず、現在の日付と同じ過去の日付の気象情報に対する発電量と、現在の発電量とを比較して、現在の発電量が増加傾向にあるのか、または減少傾向にあるのかを把握し、次に、将来の日付と同じ過去の日付の気象情報に対する発電量を参照して、将来の発電量を予測することができる。 According to this configuration, first, the current power generation amount tends to increase or decrease by comparing the power generation amount for the weather information of the same past date as the current date with the current power generation amount. Next, the future power generation amount can be predicted by referring to the power generation amount with respect to the weather information of the past date that is the same as the future date.
本発明に係る電源システムにおいて、前記制御部は、前記予測充放電電力量が放電電力量であり、該放電電力量が前記供給電力量よりも大きいと判断した場合、前記負荷装置に対する前記蓄電装置の放電電力量が通常時よりも少なくなるよう制御することが好ましい。 In the power supply system according to the present invention, when the control unit determines that the predicted charge / discharge power amount is a discharge power amount and the discharge power amount is larger than the supply power amount, the power storage device for the load device It is preferable to control so that the amount of electric power discharged becomes smaller than normal.
この構成によれば、発電装置の将来の発電量と蓄電装置の現在の残存容量とを加算した供給可能電力量よりも、蓄電装置の将来の放電電力量が大きくなると判断された場合にのみ、蓄電装置の放電電力、すなわち負荷装置への供給電力が下げられるので、負荷装置の機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができる。 According to this configuration, only when it is determined that the future discharge power amount of the power storage device is larger than the suppliable power amount obtained by adding the future power generation amount of the power generation device and the current remaining capacity of the power storage device, Since the discharge power of the power storage device, that is, the power supplied to the load device is reduced, the chance that a part of the function of the load device has to be stopped is reduced, and the convenience of the load device can be improved.
本発明に係る電源システムにおいて、前記第1の所定期間は1日以下の期間であり、前記第2の所定期間は少なくとも1年間であることが好ましい。 In the power supply system according to the present invention, it is preferable that the first predetermined period is one day or less and the second predetermined period is at least one year.
この構成によれば、過去最低でも1年間にわたって1日以下の期間毎に発電量と充放電電力量とを記憶しているので、将来の任意の月、任意の日(または、任意の日の任意の時間)の発電量と充放電電力量も予測することができる。 According to this configuration, since the power generation amount and the charge / discharge power amount are stored for each period of one day or less for at least one year in the past, any future month, any day (or any day) It is also possible to predict the power generation amount and charge / discharge power amount at any time.
本発明に係る電源システムの制御方法は、自然エネルギーから電力を発電する発電装置と、前記発電装置により発電された電力を貯蔵して負荷装置に電力を供給する蓄電装置と、前記発電装置からの前記蓄電装置の充電および前記負荷装置への前記蓄電装置の放電を制御する制御装置とを有する電源システムの制御方法であって、(a)少なくとも気象情報を取得し、(b)前記気象情報に基づいて将来の発電量を予測して予測発電量として記憶し、(c)前記蓄電装置の端子電圧および充放電電流を測定し、(d)前記端子電圧と充放電電流とを乗算して前記第1の所定期間にわたって積算することにより、前記第1の所定期間内における前記蓄電装置の充放電電力量を算出し、(e)算出された充放電電力量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶し、(f)前記充放電電流の、前記第1の所定期間にわたった積算により算出した積算容量を用いて前記蓄電装置の現在の残存容量を推定し、(g)前記将来の予測発電量に前記蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量により、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量を制御する工程を含むことを特徴とする。 A power supply system control method according to the present invention includes a power generation device that generates power from natural energy, a power storage device that stores power generated by the power generation device and supplies power to a load device, and A control method of a power supply system having a control device for controlling charging of the power storage device and discharging of the power storage device to the load device, wherein (a) at least weather information is acquired, and (b) the weather information is Predicting the future power generation amount based on this and storing it as the predicted power generation amount, (c) measuring the terminal voltage and charge / discharge current of the power storage device, (d) multiplying the terminal voltage by the charge / discharge current, and By integrating over the first predetermined period, the charge / discharge power amount of the power storage device within the first predetermined period is calculated, and (e) the calculated charge / discharge power amount is passed over the second predetermined period. (F) storing the current remaining capacity of the power storage device using the integrated capacity calculated by integrating the charge / discharge current over the first predetermined period. And (g) controlling the discharge power amount of the power storage device to the load device based on the suppliable power amount obtained by adding the power storage amount corresponding to the current remaining capacity of the power storage device to the future predicted power generation amount Including the step of:
この構成によれば、取得した気象情報に対する発電量から、将来、現在の発電量が増加するのか、または減少するのかを把握することにより、将来の発電量が予測される。また、記憶されている過去の充放電電力量(充電電力量または放電電力量)と、現在の充放電電力量とを比較して、現在の充放電電力が充電方向にあるのか、または放電方向にあるのか、また、現在の充放電電力が放電方向にある場合、将来、現在の放電電力量が増加するのか、または減少するのかを把握することにより、将来の充放電電力量が予測される。そして、予測された将来の発電量に蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量と、予測された将来の充放電電力量、特に放電電力量との大小比較を行った結果に基づき、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が制御される。 According to this configuration, the future power generation amount is predicted by grasping whether the current power generation amount will increase or decrease in the future from the power generation amount for the acquired weather information. Moreover, the past charge / discharge power amount (charge power amount or discharge power amount) stored is compared with the current charge / discharge power amount, and whether the current charge / discharge power is in the charge direction or the discharge direction. If the current charge / discharge power is in the discharge direction, the future charge / discharge energy can be predicted by grasping whether the current discharge power will increase or decrease in the future. . Then, a comparison is made of the amount of power that can be supplied by adding the amount of electricity stored corresponding to the current remaining capacity of the power storage device to the amount of predicted future power generation, and the amount of predicted future charge / discharge power, particularly the amount of discharge power. Based on the result, the amount of electric power discharged from the power storage device to the load device is controlled.
これにより、蓄電装置の現在の残存容量だけでなく、発電装置の将来の発電量も考慮にいれて、将来、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が増加するかどうかを予測して、負荷装置への蓄電装置の放電電力量を制御するので、負荷装置にとって、供給電力が下げられるために機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができる。 As a result, not only the current remaining capacity of the power storage device but also the future power generation amount of the power generation device is taken into account, and it is predicted whether the discharge power amount of the power storage device to the load device will increase in the future. Since the amount of power discharged from the power storage device to the device is controlled, the load device has a reduced chance of having to stop a part of its function because the supplied power is reduced, thereby improving the convenience of the load device Can do.
本発明に係る電源システムの制御方法において、前記工程(b)は、(b1)取得した過去の気象情報を初期情報として記憶し、(b2)記憶している前記初期情報に対応する発電量から将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶する工程を含むことが好ましい。 In the method for controlling a power supply system according to the present invention, the step (b) includes (b1) storing the acquired past weather information as initial information, and (b2) from the power generation amount corresponding to the stored initial information. It is preferable to include a step of predicting the future power generation amount and storing it as the predicted power generation amount.
この構成によれば、過去の気象情報を予め取得することが可能な環境にある場合、予め取得した気象情報を初期情報として記憶し、前記初期情報から将来の発電量を予測することができる。 According to this configuration, when there is an environment in which past weather information can be acquired in advance, the weather information acquired in advance can be stored as initial information, and the future power generation amount can be predicted from the initial information.
本発明に係る電源システムの制御方法において、前記工程(b)は、(b1)取得した気象情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶し、(b2)記憶している過去の、前記第1の所定期間よりも長く前記第2の所定期間よりも短い第3の所定期間における前記第1の所定期間毎の気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較することにより、将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶する工程を含むことが好ましい。 In the method for controlling a power supply system according to the present invention, the step (b) includes: (b1) associating with the acquired weather information, the power generation amount of the power generator for each of the first predetermined periods over the second predetermined period. (B2) stored weather in the third predetermined period that is longer than the first predetermined period and shorter than the second predetermined period. It is preferable to include a step of predicting the future power generation amount by comparing the power generation amount corresponding to the information with the power generation amount corresponding to the current weather information and storing it as the predicted power generation amount.
この構成によれば、過去の気象情報を予め取得することが不可能な環境にある場合、取得した気象情報に対応する発電量を第2の所定期間にわたって第1の所定期間毎に時系列に記憶しておき、記憶している過去の第3の所定期間における気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、過去の第3の所定期間における発電量の推移から、将来、現在の発電量が増加するのか、または減少するのかを把握して、将来の発電量を予測することができる。 According to this configuration, when there is an environment in which past weather information cannot be acquired in advance, the power generation amount corresponding to the acquired weather information is time-sequentially for each first predetermined period over the second predetermined period. The power generation amount corresponding to the stored weather information in the past third predetermined period is compared with the power generation amount corresponding to the current weather information, and the power generation amount in the past third predetermined period is stored. From this transition, it is possible to predict whether the current power generation amount will increase or decrease in the future, and predict the future power generation amount.
本発明に係る電源システムの制御方法において、前記工程(a)は、カレンダー情報を取得する工程を含み、前記工程(b)は、(b1)取得した前記気象情報および前記カレンダー情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶し、(b2)現在の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量を参照することにより、過去の日付と同じ前記将来の日付の前記第1の所定期間内における発電量を予測し、予測発電量として記憶する工程を含むことが好ましい。 In the method of controlling a power supply system according to the present invention, the step (a) includes a step of acquiring calendar information, and the step (b) is associated with the acquired weather information and calendar information (b1). The power generation amount of the power generator is stored in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period, and (b2) power generation corresponding to weather information stored on the same past date as the current date Compare the amount of power generation with the current weather information, and refer to the power generation amount corresponding to the weather information stored on the past date that is the same as the future date. Preferably, the method includes a step of predicting a power generation amount within the first predetermined period on the date of and storing it as a predicted power generation amount.
この構成によれば、まず、現在の日付と同じ過去の日付の気象情報に対する発電量と、現在の発電量とを比較して、現在の発電量が増加傾向にあるのか、または減少傾向にあるのかを把握し、次に、将来の日付と同じ過去の日付の気象情報に対する発電量を参照して、将来の発電量を予測することができる。 According to this configuration, first, the current power generation amount tends to increase or decrease by comparing the power generation amount for the weather information of the same past date as the current date with the current power generation amount. Next, the future power generation amount can be predicted by referring to the power generation amount with respect to the weather information of the past date that is the same as the future date.
本発明に係る電源システムの制御方法において、前記工程(g)は、(g1)前記予測充放電電力量が放電電力量であるか否かを判定し、(g2)前記予測充放電電力量が放電電力量である場合、前記放電電力量が前記供給電力量よりも大きいか否かを判定し、(g3)前記放電電力量が前記供給電力量よりも大きいと判断した場合、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量が通常時よりも少なくなるよう制御する工程を含むことが好ましい。 In the control method of the power supply system according to the present invention, the step (g) determines whether (g1) the predicted charge / discharge power amount is a discharge power amount, and (g2) the predicted charge / discharge power amount is If it is a discharge power amount, it is determined whether or not the discharge power amount is larger than the supply power amount, and (g3) when it is determined that the discharge power amount is larger than the supply power amount, to the load device It is preferable to include a step of controlling the amount of discharge power of the power storage device to be smaller than normal.
この構成によれば、発電装置の将来の発電量と蓄電装置の現在の残存容量とを加算した供給可能電力量よりも、蓄電装置の将来の放電電力量が大きくなると判断された場合にのみ、蓄電装置の放電電力、すなわち負荷装置への供給電力が下げられるので、負荷装置の機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができる。 According to this configuration, only when it is determined that the future discharge power amount of the power storage device is larger than the suppliable power amount obtained by adding the future power generation amount of the power generation device and the current remaining capacity of the power storage device, Since the discharge power of the power storage device, that is, the power supplied to the load device is reduced, the chance that a part of the function of the load device has to be stopped is reduced, and the convenience of the load device can be improved.
本発明に係る電源システムの制御方法において、前記第1の所定期間は1日以下の期間であり、前記第2の所定期間は少なくとも1年間であることが好ましい。 In the control method of the power supply system according to the present invention, it is preferable that the first predetermined period is a period of one day or less and the second predetermined period is at least one year.
この構成によれば、過去最低でも1年間にわたって1日以下の期間毎に発電量と充放電電力量とを記憶しているので、将来の任意の月、任意の日(または、任意の日の任意の時間)の発電量と充放電電力量も予測することができる。 According to this configuration, since the power generation amount and the charge / discharge power amount are stored for each period of one day or less for at least one year in the past, any future month, any day (or any day) It is also possible to predict the power generation amount and charge / discharge power amount at any time.
本発明に係るプログラムは、自然エネルギーから電力を発電する発電装置と、前記発電装置により発電された電力を貯蔵して負荷装置に電力を供給する蓄電装置と、前記発電装置からの前記蓄電装置の充電および前記負荷装置への前記蓄電装置の放電を制御する制御装置とを有する電源システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、(a)少なくとも気象情報を取得するステップと、(b)前記気象情報に基づいて将来の発電量を予測して予測発電量として記憶するステップと、(c)前記蓄電装置の端子電圧および充放電電流を測定するステップと、(d)前記端子電圧と充放電電流とを乗算して前記第1の所定期間にわたって積算することにより、前記第1の所定期間内における前記蓄電装置の充放電電力量を算出するステップと、(e)算出された充放電電力量を前記カレンダー情報と対応付けて前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶するステップと、(f)前記充放電電流の、前記第1の所定期間にわたった積算により算出した積算容量を用いて前記蓄電装置の現在の残存容量を推定するステップと、(g)前記将来の予測発電量に前記蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量により、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量を制御するステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 A program according to the present invention includes a power generation device that generates electric power from natural energy, a power storage device that stores power generated by the power generation device and supplies power to a load device, and a power storage device from the power generation device. A program for causing a computer to execute a control method of a power supply system having a control device that controls charging and discharging of the power storage device to the load device, (a) acquiring at least weather information; b) predicting a future power generation amount based on the weather information and storing it as a predicted power generation amount; (c) measuring a terminal voltage and a charge / discharge current of the power storage device; and (d) the terminal voltage. And the charge / discharge current of the power storage device within the first predetermined period by multiplying the charge / discharge current and multiplying the charge / discharge current over the first predetermined period (E) storing the calculated charge / discharge energy in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period in association with the calendar information; and (f) Estimating a current remaining capacity of the power storage device using an integrated capacity calculated by integrating the charge / discharge current over the first predetermined period; and (g) storing the power storage capacity in the future predicted power generation amount. Controlling a discharge power amount of the power storage device to the load device based on a suppliable power amount that includes a power storage amount corresponding to a current remaining capacity of the device. .
この構成によれば、取得した気象情報に対する発電量から、将来、現在の発電量が増加するのか、または減少するのかを把握することにより、将来の発電量が予測される。また、記憶されている過去の充放電電力量(充電電力量または放電電力量)と、現在の充放電電力量とを比較して、現在の充放電電力が充電方向にあるのか、または放電方向にあるのか、また、現在の充放電電力が放電方向にある場合、将来、現在の放電電力量が増加するのか、または減少するのかを把握することにより、将来の充放電電力量が予測される。そして、予測された将来の発電量に蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量と、予測された将来の充放電電力量、特に放電電力量との大小比較を行った結果に基づき、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が制御される。 According to this configuration, the future power generation amount is predicted by grasping whether the current power generation amount will increase or decrease in the future from the power generation amount for the acquired weather information. Moreover, the past charge / discharge power amount (charge power amount or discharge power amount) stored is compared with the current charge / discharge power amount, and whether the current charge / discharge power is in the charge direction or the discharge direction. If the current charge / discharge power is in the discharge direction, the future charge / discharge energy can be predicted by grasping whether the current discharge power will increase or decrease in the future. . Then, a comparison is made of the amount of power that can be supplied by adding the amount of electricity stored corresponding to the current remaining capacity of the power storage device to the amount of predicted future power generation, and the amount of predicted future charge / discharge power, particularly the amount of discharge power. Based on the result, the amount of electric power discharged from the power storage device to the load device is controlled.
これにより、蓄電装置の現在の残存容量だけでなく、発電装置の将来の発電量も考慮にいれて、将来、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が増加するかどうかを予測して、負荷装置への蓄電装置の放電電力量を制御するので、負荷装置にとって、供給電力が下げられるために機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができる。 As a result, not only the current remaining capacity of the power storage device but also the future power generation amount of the power generation device is taken into account, and it is predicted whether the discharge power amount of the power storage device to the load device will increase in the future. Since the amount of power discharged from the power storage device to the device is controlled, the load device has a reduced chance of having to stop a part of its function because the supplied power is reduced, thereby improving the convenience of the load device Can do.
本発明によれば、蓄電装置の現在の残存容量だけでなく、発電装置の将来の発電量も考慮にいれて、将来の発電量に蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加算した供給可能電力量を超えて、将来、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が増加するかどうかを予測して、放電電力量の増加が予測される場合にのみ、負荷装置への蓄電装置の放電電力量を少なくするので、負荷装置にとって、供給電力が下げられるために機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができる。 According to the present invention, not only the current remaining capacity of the power storage device but also the future power generation amount of the power generation device is taken into consideration, and the power storage amount corresponding to the current remaining capacity of the power storage device is added to the future power generation amount. It is predicted whether or not the discharge power amount of the power storage device to the load device will increase in the future beyond the suppliable power amount, and only when the increase of the discharge power amount is predicted, the storage device power to the load device Since the amount of discharge power is reduced, the load device has a reduced chance of having to stop a part of its function because the supplied power is reduced, and the convenience of the load device can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る電源システムの概略構成を示す機能ブロック図である。図1において、電源システムは、発電装置1と、蓄電装置3と、制御装置4とから構成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the power supply system according to
発電装置1は、太陽光、風力、水力などの自然エネルギーから電力を発電する。
The
負荷装置2は、本実施の形態1の電源システムに接続され、電力の供給により駆動される各種の負荷を含み、周知の装置以外にも自然エネルギーと発電機(例えば、燃料電池)での発電を利用した水素ステーションなども考えられる。 The load device 2 is connected to the power supply system of the first embodiment and includes various loads driven by the supply of electric power. In addition to the well-known devices, the load device 2 generates power using natural energy and a generator (for example, a fuel cell). A hydrogen station that uses the system is also conceivable.
蓄電装置3は、N個の蓄電素子ブロックB1、B2、…、BNを直列に接続して構成されている。また、蓄電素子ブロックB1、B2、…、BNのそれぞれは、複数個の蓄電素子31を電気的に直列に接続して構成されている。各蓄電素子31としては、ニッケル水素電池などのアルカリ蓄電池、リチウムイオン電池などの有機電池、および電気二重層キャパシタを用いることができる。なお、蓄電素子ブロックの数、蓄電素子31の数は、本実施の形態に特に限定されるものではない。また、蓄電装置3の構成も上記に限定されるものではない。
The power storage device 3 is configured by connecting N power storage element blocks B1, B2, ..., BN in series. Each of the storage element blocks B1, B2,..., BN is configured by electrically connecting a plurality of
制御装置4は、発電装置1が出力した電力のうち負荷装置2に対して余剰となる分で蓄電装置3を充電する制御を行う。また、制御装置4は、負荷装置2の消費電流が急激に増大する、または、発電装置1の発電量が低下して、負荷装置2により要求される電力が発電装置1の発電量を超えた場合に、蓄電装置3から不足の電力を放電させ負荷装置2へと供給する制御を行う。この場合、制御装置4は、蓄電装置3のSOCが通常20〜80%程度の範囲内に入るように充放電制御を行う。
The control device 4 performs control to charge the power storage device 3 with the excess of the power output from the
次に、制御装置4の内部構成について説明する。制御装置4は、情報取得部41と、第1の演算記憶部42と、測定部43と、第2の演算記憶部44と、第3の演算記憶部45と、制御部46とから構成されている。
Next, the internal configuration of the control device 4 will be described. The control device 4 includes an
情報取得部41は、例えばeメール送受信機能を利用して、気象情報Weおよびカレンダー情報Caを取得する。ここで、気象情報Weには、日照量、日照時間、外気温、気圧、風速などが含まれる。
The
第1の演算記憶部42は、情報取得部41により取得された気象情報Weおよびカレンダー情報Caと対応付けて発電装置1の発電量を第2の所定期間(例えば、少なくとも1年間)にわたって第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)毎に時系列に記憶しておき、現在の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報We(pre1)に対応する発電量Pge(pre1)と、現在の気象情報We(now)に対応する発電量Pge(now)とを比較して、現在の発電量Pge(now)が増加傾向にあるのか、または減少傾向にあるのかを把握し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報We(pre2)に対応する発電量Pge(pre2)を参照することにより、過去の日付と同じ将来の日付の第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)内における発電量を予測し、予測発電量Pge(post)として記憶する。
The first
測定部43は、電圧検出部431と、電流検出部432と、記憶部433とから構成される。
The
電圧検出部431は、蓄電装置3のN個の蓄電素子ブロックB1、B2、…、BNのそれぞれの端子電圧V0、V1、V2、…、VN−1、VNを所定のサンプリング周期で時系列に検出し、検出したブロック毎の端子電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ブロック毎の電圧データを加算して蓄電装置3の端子電圧データVDとして出力する。この蓄電素子ブロック毎の端子電圧を時系列に検出する方法としては、例えばフライングキャパシタ方式が知られている。
The
電流検出部432は、電流センサ32により検出された蓄電装置3の充放電電流Iを所定のサンプリング周期で検出し、検出した充放電電流をアナログ信号からデジタル信号に変換して、充電方向(+)と放電方向(−)を示す符号C/Dとともに充放電電流データIDとして出力する。ここで、電流センサ32は、抵抗素子、電流変成器などで構成される。
The
記憶部433は、電圧検出部431から出力された端子電圧データVDと、電流検出部432から出力された充放電電流データIDとを、ペアデータとして記憶する。
The
第2の演算記憶部44は、測定部43の記憶部433から読み出した電圧データVDと電流データIDとのペアデータの積算により第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)内の充放電電力量Qcdを算出し、算出された充放電電力量Qcdをカレンダー情報Caと対応付けて第2の所定期間(例えば、少なくとも1年間)にわたって第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)毎に時系列に記憶する。
The second
第3の演算記憶部45は、まず、測定部43から出力された充放電電流データIDの積算を第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)にわたって行い積算容量Qを算出するが、このとき、充放電電流データIDとともに受け取った符号C/Dが充電方向(+)を示す場合、充放電電流データIDに充電効率(1よりも小さい係数、例えば0.8)を乗算して電流積算が行われる。第3の演算記憶部45は、積算容量Qを用いて残存容量SOCを推定して記憶する。
First, the third
なお、本実施の形態では、積算容量Qを用いてSOCを求めたが、本発明はこれに限定されず、例えば、電圧データVDと電流データIDとの複数のペアデータを充電方向(+)と放電方向(−)について取得し、これらペアデータを直線(VD−ID直線)近似した際の電圧切片である無負荷電圧Voを求め、蓄電装置3の内部抵抗および分極成分による電圧降下を無負荷電圧Voから減算して得られた起電力Vemfを索引として、予め実験により求められている起電力−SOC特性テーブルを参照してSOCを求めることもできる。 In the present embodiment, the SOC is obtained using the integrated capacity Q. However, the present invention is not limited to this, and for example, a plurality of pair data of the voltage data VD and the current data ID are charged in the charging direction (+). And the discharge direction (−), the no-load voltage Vo which is a voltage intercept when these pair data are approximated by a straight line (VD-ID straight line) is obtained, and the voltage drop due to the internal resistance and polarization component of the power storage device 3 is eliminated. Using the electromotive force Vemf obtained by subtracting from the load voltage Vo as an index, the SOC can also be obtained by referring to an electromotive force-SOC characteristic table obtained in advance by experiments.
なお、この場合、蓄電装置3の温度が大きく変化するような用途では、温度センサを蓄電装置3に設けて、温度センサにより検出された蓄電装置3の温度を測定部43に送り、測定部43から出力された温度データを上記起電力−SOC特性テーブルの補正パラメータとすることもできる。
In this case, in an application where the temperature of the power storage device 3 changes greatly, a temperature sensor is provided in the power storage device 3, and the temperature of the power storage device 3 detected by the temperature sensor is sent to the
制御部46は、現在の日付と同じ過去の日付で第2の演算記憶部44に記憶されている充放電電力量Qcd(pre1)と、現在の充放電電力量Qcd(now)とを比較して、現在の充放電電力が充電方向にあるのか、または放電方向にあるのか、また、現在の充放電電力が放電方向にある場合、放電電力量Qd(now)が増加傾向にあるのか、または減少傾向にあるのかを把握し、将来の日付と同じ過去の日付で第2の演算記憶部44に記憶されている充放電電力量Qcd(pre2)を参照することにより、過去の日付と同じ将来の日付の第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)内における充放電電力量Qcd(post)を予測する。
The
次に、制御部46は、予測した充放電電力が放電電力である場合、過去の日付と同じ将来の日付の第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)内における予測放電電力量Qd(post)と、将来の日付の第1の所定期間(例えば、1日以下の期間)内における予測発電量Pge(post)に蓄電装置3の現在の残存容量SOCに対応する蓄電量を加えた供給可能電力量SPとを比較する。この比較の結果、制御部46は、予測した将来の放電電力量Qd(post)が予測した供給可能電力量SPよりも大きいと判断した場合、負荷装置2への蓄電装置3の放電電力量が通常時よりも少なくなるよう制御する。
Next, when the predicted charge / discharge power is the discharge power, the
すなわち、制御部46は、発電装置1の将来の発電量Pge(post)と蓄電装置3の現在の残存容量に対応する蓄電量とを加算した供給可能電力量SPよりも、蓄電装置3の将来の放電電力量Qd(post)が大きくなると判断した場合にのみ、蓄電装置3の放電電力、すなわち負荷装置2への供給電力を下げるので、負荷装置2の機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置2の利便性を向上させることができる。
That is, the
(実施の形態2)
実施の形態1では、電源システムの制御装置4の機能を専用ハードウェアで実現した場合における負荷装置2への蓄電装置3の放電制御について説明したが、本発明の実施の形態2では、制御装置4をコンピュータで構成し、負荷装置2への蓄電装置3の放電制御をソフトウェアによりコンピュータ上で実行する場合について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the discharge control of the power storage device 3 to the load device 2 when the function of the control device 4 of the power supply system is realized by dedicated hardware has been described. However, in the second embodiment of the present invention, the control device A case where 4 is configured by a computer and discharge control of the power storage device 3 to the load device 2 is executed on the computer by software will be described.
図2Aおよび図2Bは、本発明の実施の形態2に係る電源システムの制御方法における処理ステップを示すフローチャートである。なお、図2Aおよび図2Bに示す処理ステップは、半導体メモリ、光ディスクなどの記憶媒体に格納されている制御プログラムによりコンピュータ上で実行される。 2A and 2B are flowcharts showing processing steps in the method for controlling the power supply system according to Embodiment 2 of the present invention. 2A and 2B are executed on a computer by a control program stored in a storage medium such as a semiconductor memory or an optical disk.
図2Aにおいて、まず、気象情報Weとカレンダー情報Caを取得する(ステップS201)。次に、取得した気象情報Weおよびカレンダー情報Caと対応付けて発電装置1の発電量を第2の所定期間D2(例えば、少なくとも1年間)にわたって第1の所定期間D1(例えば、1日以下の期間)毎に時系列に記憶する(ステップS202)。
In FIG. 2A, first, weather information We and calendar information Ca are acquired (step S201). Next, in association with the acquired weather information We and calendar information Ca, the power generation amount of the
次に、現在の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報We(pre1)に対応する発電量Pge(pre1)と、現在の気象情報We(now)に対応する発電量Pge(now)とを比較して、現在の発電量Pge(now)が増加傾向にあるのか、または減少傾向にあるのかを把握し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報We(pre2)に対応する発電量Pge(pre2)を参照することにより、過去の日付と同じ将来の日付の第1の所定期間D1(例えば、1日以下の期間)内における発電量を予測し、予測発電量Pge(post)として記憶する(ステップS203)。 Next, the power generation amount Pge (pre1) corresponding to the weather information We (pre1) stored on the same past date as the current date, and the power generation amount Pge (now) corresponding to the current weather information We (now) To determine whether the current power generation amount Pge (now) is increasing or decreasing, and memorizing weather information We (pre2) stored in the same past date as the future date By referring to the power generation amount Pge (pre2) corresponding to the power generation amount within a first predetermined period D1 (for example, a period of one day or less) on the same future date as the past date, and the predicted power generation amount It is stored as Pge (post) (step S203).
次に、蓄電装置3の端子電圧と充放電電流を測定し、端子電圧データVDと充放電電流データID(充電方向であるのか、放電方向であるのかを示す符号C/Dを付した)とをペアデータとして記憶する(ステップS204)。記憶されている端子電圧データVDと充放電電流データIDとのペアデータの積算により第1の所定期間D1(例えば、1日以下の期間)内の充放電電力量Qcdを算出し(ステップS205)、算出された充放電電力量Qcdをカレンダー情報Caと対応付けて第2の所定期間D2(例えば、少なくとも1年間)にわたって第2の所定期間D2(例えば、1日以下の期間)毎に時系列に記憶する(ステップS206)。 Next, the terminal voltage and charging / discharging current of the power storage device 3 are measured, and the terminal voltage data VD and charging / discharging current data ID (the code C / D indicating whether the charging direction or the discharging direction is attached) and Is stored as pair data (step S204). A charge / discharge power amount Qcd within a first predetermined period D1 (for example, a period of one day or less) is calculated by integrating pair data of the stored terminal voltage data VD and charge / discharge current data ID (step S205). The calculated charge / discharge power amount Qcd is associated with the calendar information Ca and is time-sequentially for each second predetermined period D2 (for example, a period of one day or less) over a second predetermined period D2 (for example, at least one year). (Step S206).
次に、現在の日付と同じ過去の日付で記憶されている充放電電力量Qcd(pre1)と、現在の充放電電力量Qcd(now)とを比較して、現在の充放電電力が充電方向にあるのか、または放電方向にあるのか、また、現在の充放電電力が放電方向にある場合、放電電力量Qd(now)が増加傾向にあるのか、または減少傾向にあるのかを把握し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶されている充放電電力量Qcd(pre2)を参照することにより、過去の日付と同じ将来の日付の第1の所定期間D1(例えば、1日以下の期間)内における充放電電力量Qcd(post)を予測する(ステップS207)。 Next, the current charge / discharge power amount Qcd (pre1) stored on the same past date as the current date is compared with the current charge / discharge power amount Qcd (now), and the current charge / discharge power is determined as the charge direction. If the current charge / discharge power is in the discharge direction, or if the discharge power amount Qd (now) is increasing or decreasing, the current charge / discharge power is in the discharge direction. By referring to the charge / discharge power amount Qcd (pre2) stored on the same past date as that of the previous date, the first predetermined period D1 of the same future date as the past date (for example, a period of one day or less) The charge / discharge power amount Qcd (post) is predicted (step S207).
次に、充放電電流データIDの、第1の所定期間D1(例えば、1日以下の期間)にわたった積算により算出した積算容量Qを用いて蓄電装置3の現在の残存容量SOCを推定する(ステップS208)。 Next, the current remaining capacity SOC of the power storage device 3 is estimated using the accumulated capacity Q calculated by integrating the charge / discharge current data ID over a first predetermined period D1 (for example, a period of one day or less). (Step S208).
次に、図2Bに示すように、予測した将来の充放電電力量Qcd(post)が放電電力量Qd(post)であるか否かを判定し(ステップS209)、放電電力量Qd(post)でない、すなわち充電電力量Qc(post)である場合(ステップS209の判断でNO)、処理を終了する。一方、ステップS209の判断で、予測した将来の充放電電力量Qcd(post)が放電電力量Qd(post)である場合(YES)、予測した将来の放電電力量Qd(post)が、発電装置1の将来の予測発電量Pge(post)に蓄電装置3の現在のSOCに対応する蓄電量を加算した供給可能電力量SPよりも大きいか否かを判定する(ステップS210)。 Next, as shown in FIG. 2B, it is determined whether the predicted future charge / discharge power amount Qcd (post) is the discharge power amount Qd (post) (step S209), and the discharge power amount Qd (post). If it is not, that is, it is the charging power amount Qc (post) (NO in step S209), the process is terminated. On the other hand, if it is determined in step S209 that the predicted future charge / discharge power amount Qcd (post) is the discharge power amount Qd (post) (YES), the predicted future discharge power amount Qd (post) It is determined whether or not it is larger than the suppliable power amount SP obtained by adding the power storage amount corresponding to the current SOC of the power storage device 3 to the one future predicted power generation amount Pge (post) (step S210).
ステップS210の判断で、予測した将来の放電電力量Qd(post)が供給可能電力量SP以下である場合(NO)、処理を終了する。一方、ステップS210の判断で、予測した将来の放電電力量Qd(post)が供給可能電力量SPよりも大きい場合(YES)、負荷装置2への蓄電装置3の放電電力量を下げる旨を負荷装置2に通知して(ステップS211)、処理を終了する。 If it is determined in step S210 that the predicted future discharge power amount Qd (post) is less than or equal to the suppliable power amount SP (NO), the process is terminated. On the other hand, if it is determined in step S210 that the predicted future discharge power amount Qd (post) is larger than the suppliable power amount SP (YES), the load is to reduce the discharge power amount of the power storage device 3 to the load device 2. The device 2 is notified (step S211), and the process is terminated.
なお、本実施の形態においては、過去の気象情報を予め取得することが不可能な環境にある場合を例に挙げて、気象情報に対応する発電量を、過去最低でも1年間にわたって1日以下の期間毎に時系列に記憶しておき、現在から少なくとも1年前の過去の気象情報に対応する発電量と現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、将来の日付と同じ過去の日付の気象情報に対応する発電量を参照して、将来の発電量を予測する構成について説明した。 In the present embodiment, taking as an example a case where it is impossible to obtain past weather information in advance, the power generation amount corresponding to the weather information is less than one day for at least one year in the past. Are stored in chronological order for each period, and the power generation amount corresponding to the past weather information at least one year before the present is compared with the power generation amount corresponding to the current weather information, The configuration for predicting the future power generation amount by referring to the power generation amount corresponding to the date weather information has been described.
しかし、現在から、少なくとも1年前の過去の気象情報に対応する発電量ではなく、例えば1週間(第3の所定期間)前までの気象情報に対応する発電量と現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、過去1週間における発電量の推移から、将来の発電量を予測することもできる。 However, it does not correspond to the power generation amount corresponding to the past weather information at least one year ago from now, but corresponds to the power generation amount corresponding to the weather information up to one week (third predetermined period) and the current weather information, for example. It is also possible to compare the power generation amount and predict the future power generation amount from the transition of the power generation amount over the past week.
また、過去最低でも1年間にわたる気象情報を予め取得することが可能な環境にある場合には、予め取得した過去の気象情報を初期情報として記憶して、この初期情報から将来の発電量を予測することもできる。 In addition, when the weather information can be acquired in advance for at least one year in the past, the past weather information acquired in advance is stored as initial information, and the future power generation amount is predicted from this initial information. You can also
なお、本実施の形態においては、測定部43と、情報取得部41と、第1の演算記憶部42と、第2の演算記憶部44と、第3の演算記憶部45と、制御部46というように、機能手段別に制御装置4の構成を分けているが、これらは、メモリを具備したマイクロコンピュータなどのように実構成上は一つであってもかまわない。また、各演算記憶部は、演算部と記憶部とに分かれていても良い。
In the present embodiment, the
例えば、制御装置4は、図2Aおよび図2Bに示す各種処理ステップを具現化させるプログラムをマイクロコンピュータにインストールし、このプログラムを実行することによって実現することができる。この場合、マイクロコンピュータのCPU(Central Processing Unit)が前記演算部として機能する。また、蓄電装置3の各蓄電ブロックの端子への接続回路とCPUとが電圧検出部431として機能し、電流センサ32への接続回路とCPUとが電流検出部432として機能し、更に、マイクロコンピュータが備える各種メモリが測定部43の記憶部431と各演算記憶部の記憶部として機能する。
For example, the control device 4 can be realized by installing a program for implementing various processing steps shown in FIGS. 2A and 2B in a microcomputer and executing the program. In this case, a CPU (Central Processing Unit) of the microcomputer functions as the calculation unit. In addition, a connection circuit to the terminals of each power storage block of the power storage device 3 and the CPU function as the
更に、制御部46を、蓄電装置3の将来の充放電電力量Qcd(post)が発電装置1の将来の発電量Pge(post)に蓄電装置3の現在のSOCに対応する蓄電量を加算した供給可能電力量よりも大きいか否かを判定する第1の制御部と、第1の制御部からの判定結果を受けて、負荷装置2への蓄電装置3の放電電力量を制御する第2の制御部とに分けた構成とすることもできる。
Further, the
なお、気象情報を取得する方法としては、eメール送受信機能を利用する以外に、Ethernet(登録商標)やCAN(Controller Area Network:登録商標)通信などのような手段であってもよい。 As a method for obtaining weather information, means such as Ethernet (registered trademark) or CAN (Controller Area Network: registered trademark) communication may be used in addition to using the e-mail transmission / reception function.
なお、カレンダー情報は、本実施の形態のように気象情報と同じタイミングで取得してもよく、電源システム内のカレンダー情報を活用してもよい。 The calendar information may be acquired at the same timing as the weather information as in the present embodiment, or the calendar information in the power supply system may be utilized.
本発明にかかる電源システムは、蓄電装置の現在の残存容量だけでなく、発電装置の将来の発電量も考慮にいれて、将来の発電量に蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加算した供給可能電力量を超えて、将来、負荷装置への蓄電装置の放電電力量が増加するかどうかを予測して、放電電力量の増加が予測される場合にのみ、負荷装置への蓄電装置の放電電力量を少なくするので、負荷装置にとって、供給電力が下げられるために機能の一部を停止せざるをえないという機会が減り、負荷装置の利便性を向上させることができるという利点を有し、太陽電池などの、自然エネルギーから電力を発電する発電装置を有する電源システムとして有用である。 The power supply system according to the present invention takes into account not only the current remaining capacity of the power storage device but also the future power generation amount of the power generation device, and sets the future power generation amount to the power storage amount corresponding to the current remaining capacity of the power storage device. It is predicted whether or not the discharge power amount of the power storage device to the load device will increase in the future beyond the added suppliable power amount, and only when the increase of the discharge power amount is predicted, Since the amount of discharge power of the device is reduced, the load device has the advantage that the supply power can be reduced, so that the opportunity to stop part of the function has to be reduced and the convenience of the load device can be improved. And is useful as a power supply system having a power generation device that generates electric power from natural energy, such as a solar battery.
1 発電装置
2 負荷装置
3 蓄電装置
4 制御装置
31 蓄電素子
32 電流センサ
41 情報取得部
42 第1の演算記憶部
43 測定部
44 第2の演算記憶部
45 第3の演算記憶部
46 制御部
431 電圧検出部
432 電流検出部
433 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
少なくとも気象情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された気象情報に基づいて将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶する第1の演算記憶部と、
前記蓄電装置の端子電圧および充放電電流を測定する測定部と、
前記測定部により測定された端子電圧と充放電電流とを乗算して第1の所定期間にわたって積算することにより、前記第1の所定期間内における前記蓄電装置の充放電電力量を算出し、算出された充放電電力量を前記カレンダー情報と対応付けて第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶する第2の演算記憶部と、
前記測定部により測定された充放電電流の、前記第1の所定期間にわたった積算により算出した積算容量を用いて前記蓄電装置の現在の残存容量を推定して記憶する第3の演算記憶部と、
前記将来の予測発電量に前記蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量により、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量を制御する制御部とを備えたことを特徴とする電源システム。 A power generation device that generates power from natural energy, a power storage device that stores the power generated by the power generation device and supplies power to the load device, charging of the power storage device from the power generation device and the load device A power supply system having a control device for controlling discharge of the power storage device, wherein the control device comprises:
An information acquisition unit that acquires at least weather information;
A first calculation storage unit that predicts a future power generation amount based on weather information acquired by the information acquisition unit, and stores it as a predicted power generation amount;
A measurement unit for measuring a terminal voltage and a charge / discharge current of the power storage device;
Multiplying the terminal voltage measured by the measurement unit and the charge / discharge current and accumulating it over a first predetermined period, thereby calculating the charge / discharge power amount of the power storage device within the first predetermined period, and calculating A second calculation storage unit that stores the charged / discharged electric energy in time series for each of the first predetermined periods over a second predetermined period in association with the calendar information;
A third arithmetic storage unit that estimates and stores the current remaining capacity of the power storage device using the accumulated capacity calculated by integrating the charge / discharge current measured by the measuring unit over the first predetermined period. When,
A control unit that controls the amount of electric power that can be supplied by adding the amount of stored electricity corresponding to the current remaining capacity of the power storage device to the predicted power generation amount in the future, and controlling the amount of discharged power of the power storage device to the load device. A power supply system characterized by that.
前記第1の演算記憶部は、前記情報取得部により取得された気象情報およびカレンダー情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶しておき、現在の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量を参照することにより、過去の日付と同じ前記将来の日付の前記第1の所定期間内における発電量を予測し、予測発電量として記憶する請求項1記載の電源システム。 The information acquisition unit acquires calendar information in addition to the weather information,
The first calculation storage unit associates the power generation amount of the power generation device with the weather information and calendar information acquired by the information acquisition unit over time for the first predetermined period over the second predetermined period. The power generation amount corresponding to the weather information stored on the same past date as the current date is compared with the power generation amount corresponding to the current weather information, and the past date that is the same as the future date. A power generation amount in the first predetermined period of the future date that is the same as a past date is predicted by referring to the power generation amount corresponding to the weather information stored in the step, and is stored as a predicted power generation amount. The power supply system according to 1.
(a)少なくとも気象情報を取得し、
(b)前記気象情報に基づいて将来の発電量を予測して予測発電量として記憶し、
(c)前記蓄電装置の端子電圧および充放電電流を測定し、
(d)前記端子電圧と充放電電流とを乗算して前記第1の所定期間にわたって積算することにより、前記第1の所定期間内における前記蓄電装置の充放電電力量を算出し、
(e)算出された充放電電力量を前記カレンダー情報と対応付けて前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶し、
(f)前記充放電電流の、前記第1の所定期間にわたった積算により算出した積算容量を用いて前記蓄電装置の現在の残存容量を推定し、
(g)前記将来の予測発電量に前記蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量により、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量を制御する工程を含むことを特徴とする電源システムの制御方法。 A power generation device that generates power from natural energy, a power storage device that stores the power generated by the power generation device and supplies power to the load device, charging of the power storage device from the power generation device and the load device A control method of a power supply system having a control device for controlling discharge of the power storage device,
(A) obtain at least weather information;
(B) predicting a future power generation amount based on the weather information and storing it as a predicted power generation amount,
(C) measuring the terminal voltage and charge / discharge current of the power storage device;
(D) by multiplying the terminal voltage by the charge / discharge current and accumulating it over the first predetermined period, to calculate the charge / discharge power amount of the power storage device in the first predetermined period;
(E) storing the calculated charge / discharge power amount in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period in association with the calendar information;
(F) estimating a current remaining capacity of the power storage device using an accumulated capacity calculated by integrating the charge / discharge current over the first predetermined period;
(G) including a step of controlling a discharge power amount of the power storage device to the load device based on a suppliable power amount obtained by adding a power storage amount corresponding to a current remaining capacity of the power storage device to the predicted future power generation amount. A control method for a power supply system.
(b1)取得した過去の気象情報を初期情報として記憶し、
(b2)記憶している前記初期情報に対応する発電量から将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶する工程を含む請求項7記載の電源システムの制御方法。 The step (b)
(B1) storing the acquired past weather information as initial information;
The method of controlling a power supply system according to claim 7, further comprising: (b2) predicting a future power generation amount from the stored power generation amount corresponding to the initial information and storing the predicted power generation amount.
(b1)取得した気象情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶し、
(b2)記憶している過去の、前記第1の所定期間よりも長く前記第2の所定期間よりも短い第3の所定期間における前記第1の所定期間毎の気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較することにより、将来の発電量を予測し、予測発電量として記憶する工程を含む請求項7記載の電源システムの制御方法。 The step (b)
(B1) storing the power generation amount of the power generation device in association with the acquired weather information in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period;
(B2) a stored power generation amount corresponding to weather information for each first predetermined period in a third predetermined period that is longer than the first predetermined period and shorter than the second predetermined period; The method for controlling the power supply system according to claim 7, further comprising a step of predicting a future power generation amount by comparing with a power generation amount corresponding to the current weather information and storing it as a predicted power generation amount.
前記工程(b)は、
(b1)取得した前記気象情報および前記カレンダー情報と対応付けて前記発電装置の発電量を前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶し、
(b2)現在の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量と、現在の気象情報に対応する発電量とを比較し、将来の日付と同じ過去の日付で記憶している気象情報に対応する発電量を参照することにより、過去の日付と同じ前記将来の日付の前記第1の所定期間内における発電量を予測し、予測発電量として記憶する工程を含む請求項7記載の電源システムの制御方法。 The step (a) includes a step of acquiring calendar information,
The step (b)
(B1) storing the power generation amount of the power generation device in association with the acquired weather information and the calendar information in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period;
(B2) The amount of power generation corresponding to the weather information stored on the same past date as the current date is compared with the amount of power generation corresponding to the current weather information and stored on the same past date as the future date. A step of predicting a power generation amount in the first predetermined period on the future date that is the same as a past date by referring to a power generation amount corresponding to the weather information being stored, and storing the predicted power generation amount as a predicted power generation amount. 8. A method for controlling the power supply system according to 7.
(g1)前記予測充放電電力量が放電電力量であるか否かを判定し、
(g2)前記予測充放電電力量が放電電力量である場合、前記放電電力量が前記供給可能電力量よりも大きいか否かを判定し、
(g3)前記放電電力量が前記供給可能電力量よりも大きいと判断した場合、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量が通常時よりも少なくなるよう制御する工程を含む請求項7から10のいずれか一項記載の電源システムの制御方法。 The step (g)
(G1) It is determined whether the predicted charge / discharge power amount is a discharge power amount,
(G2) When the predicted charge / discharge power amount is a discharge power amount, it is determined whether the discharge power amount is larger than the suppliable power amount,
(G3) When it is determined that the discharge power amount is larger than the suppliable power amount, the method includes a step of controlling the discharge power amount of the power storage device to the load device to be smaller than normal. The power supply system control method according to claim 10.
(a)少なくとも気象情報を取得するステップと、
(b)前記気象情報に基づいて将来の発電量を予測して予測発電量として記憶するステップと、
(c)前記蓄電装置の端子電圧および充放電電流を測定するステップと、
(d)前記端子電圧と充放電電流とを乗算して前記第1の所定期間にわたって積算することにより、前記第1の所定期間内における前記蓄電装置の充放電電力量を算出するステップと、
(e)算出された充放電電力量を前記カレンダー情報と対応付けて前記第2の所定期間にわたって前記第1の所定期間毎に時系列に記憶するステップと、
(f)前記充放電電流の、前記第1の所定期間にわたった積算により算出した積算容量を用いて前記蓄電装置の現在の残存容量を推定するステップと、
(g)前記将来の予測発電量に前記蓄電装置の現在の残存容量に対応する蓄電量を加えた供給可能電力量により、前記負荷装置への前記蓄電装置の放電電力量を制御するステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A power generation device that generates power from natural energy, a power storage device that stores the power generated by the power generation device and supplies power to the load device, charging of the power storage device from the power generation device and the load device A program for causing a computer to execute a control method of a power supply system having a control device for controlling discharge of the power storage device,
(A) obtaining at least weather information;
(B) predicting a future power generation amount based on the weather information and storing it as a predicted power generation amount;
(C) measuring a terminal voltage and a charge / discharge current of the power storage device;
(D) calculating the charge / discharge power amount of the power storage device within the first predetermined period by multiplying the terminal voltage and the charge / discharge current and accumulating it over the first predetermined period;
(E) storing the calculated charge / discharge power amount in time series for each of the first predetermined periods over the second predetermined period in association with the calendar information;
(F) estimating a current remaining capacity of the power storage device using an accumulated capacity calculated by integrating the charge / discharge current over the first predetermined period;
(G) controlling a discharge power amount of the power storage device to the load device by a supplyable power amount obtained by adding a power storage amount corresponding to a current remaining capacity of the power storage device to the future predicted power generation amount. A program that causes a computer to execute a process including the program.
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