JP2012044745A - Energy management system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電源と負荷の間に直列に挿入して負荷電力を調整する電力管理装置と、電力管理装置を統括的に管理運用するエネルギーマネジメントシステムに関する。 The present invention relates to a power management device that is inserted in series between an AC power supply and a load to adjust load power, and an energy management system that comprehensively manages and operates the power management device.
従来、この種のエネルギーマネジメントは、交流電源供給装置として、トランスを備え、交流電源側に1次巻線を接続し、2次巻線側に補正電圧発生部を備え、トランスの2次巻線側の補正電圧を調整することで負荷に調整後の電圧を供給することを行なっているものがある(例えば特許文献1を参照)。 Conventionally, this type of energy management includes a transformer as an AC power supply device, a primary winding connected to the AC power supply side, a correction voltage generator on the secondary winding side, and a secondary winding of the transformer. In some cases, the adjusted voltage is supplied to the load by adjusting the correction voltage on the side (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、図10に示すように、トランス101の1次側主巻線101aに入力交流電源を供給し、補正電圧発生部102は、入力交流電源の電圧と目標交流出力電圧との偏差に対応した補正電圧を生成して出力する。供給された補正電圧はトランス101で入力交流電圧と合成され、出力交流電源として負荷側へ出力することができる。
In
しかしながら、特許文献1の例では、補正電圧により負荷側への出力交流電源電圧は所望の安定した電圧を出力できるため、電圧を低下させることによる負荷側の電力削減効果が得ることができるが、予め設定した所望の電圧に調整するのみであるため、所望の電力まで削減できるか否かは不定となる。よって、デマンド側からの要求の有無に関わらず、所定の節エネ効果に限定されるため、例えば契約電力以下となるように強制的な節エネには対応できないという課題がある。また、複数台の電力管理装置を統括的に監視、制御するシステムではなく、自律分散的な個別の設定値で電力削減のための電圧調整制御を行なうため、受電点での総合電力を抑制したい場合や工場設備における区画毎のエネルギー管理をしたい場合に対応することができないという課題がある。
However, in the example of
そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、所望の電力まで負荷電力を低減することができると共に、デマンド側からの要求があった際には、所望の電力以下となるように強制的な節エネに対応し、複数台の電力管理装置を統括的に監視、制御することができるため、受電点での総合電力の抑制に対応することができるエネルギーマネジメントシステムを提供することができる。 Therefore, the present invention solves the above-described problems, and can reduce the load power to a desired power, and when requested by the demand side, it is compulsorily set to a desired power or less. Since it is possible to monitor and control a plurality of power management apparatuses in an integrated manner, it is possible to provide an energy management system that can cope with the suppression of the total power at the power receiving point.
そして、この目的を達成するために、本発明のエネルギーマネジメントシステムは、複数の負荷と商用電源との間に接続され、前記複数の負荷への供給電圧を所望の電圧に制御し、複数の負荷への供給電力を制御する電力調整手段、前記複数の負荷への電力供給を遮断する第二電力調整手段、外部と通信する通信手段を備えた複数の電力管理装置と、通信手段により得られる前記負荷への供給電圧、供給電流、供給電力が示す負荷の状態信号から特定範囲の需給電力を管理する管理サーバー装置を備えたエネルギーマネジメントシステムであって、前記管理サーバー装置は、前記特定範囲の需給電力が第一供給レベルを超えた場合に、第一供給レベル以下となるまで、あるいは所定の管理電圧下限値となるまで前記電力調整手段の所望の電圧を低下させるよう指令する電圧低下指令手段と、電圧の低下により需給電力が第一供給レベル以下とならない場合に、複数の負荷を部分的に遮断するように前記第二電力調整手段に対して指令する遮断指令手段を備えたことを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the energy management system of the present invention is connected between a plurality of loads and a commercial power supply, and controls a supply voltage to the plurality of loads to a desired voltage. Power control means for controlling power supplied to the power supply, second power control means for cutting off power supply to the plurality of loads, a plurality of power management devices including communication means for communicating with the outside, and the communication power obtained by the communication means An energy management system including a management server device that manages supply and demand power in a specific range from a load status signal indicated by supply voltage, supply current, and supply power to the load, wherein the management server device supplies and supplies power in the specific range When the power exceeds the first supply level, the desired voltage of the power adjusting means until the power supply becomes lower than the first supply level or until the predetermined control voltage lower limit value is reached. A voltage drop command means for commanding to reduce, and a command to the second power adjustment means to partially cut off a plurality of loads when the supply and demand power does not fall below the first supply level due to a voltage drop. A shut-off command means is provided, thereby achieving the intended purpose.
本発明によれば、複数の負荷と商用電源との間に接続され、前記複数の負荷への供給電圧を所望の電圧に制御し、複数の負荷への供給電力を制御する電力調整手段、前記複数の負荷への電力供給を遮断する第二電力調整手段、外部と通信する通信手段を備えた複数の電力管理装置と、通信手段により得られる前記負荷への供給電圧、供給電流、供給電力が示す負荷の状態信号から特定範囲の需給電力を管理する管理サーバー装置を備えたエネルギーマネジメントシステムであって、前記管理サーバー装置は、前記特定範囲の需給電力が第一供給レベルを超えた場合に、第一供給レベル以下となるまで、あるいは所定の管理電圧下限値となるまで前記電力調整手段の所望の電圧を低下させるよう指令する電圧低下指令手段と、電圧の低下により需給電力が第一供給レベル以下とならない場合に、複数の負荷を部分的に遮断するように前記第二電力調整手段に対して指令する遮断指令手段を備えた構成にして、所望の電力まで負荷電力を低減することができると共に、デマンド側からの要求があった際には、所望の電力以下となるように強制的な節エネに対応し、複数台の電力管理装置を統括的に監視、制御することができるため、受電点での総合電力の抑制に対応することができるエネルギーマネジメントシステムを提供することができる。 According to the present invention, the power adjusting means is connected between a plurality of loads and a commercial power source, controls the supply voltage to the plurality of loads to a desired voltage, and controls the supply power to the plurality of loads, Second power adjustment means for cutting off power supply to a plurality of loads, a plurality of power management devices provided with communication means for communicating with the outside, and supply voltage, supply current, and supply power to the load obtained by the communication means An energy management system comprising a management server device that manages supply / demand power in a specific range from a load status signal, wherein the management server device, when supply / demand power in the specific range exceeds a first supply level, Voltage drop command means for commanding to reduce the desired voltage of the power adjusting means until the first supply level is lower than or below a predetermined management voltage lower limit value; When the power supply does not fall below the first supply level, a configuration is provided that includes a shut-off command means for commanding the second power adjusting means so as to partially shut off a plurality of loads. Power can be reduced, and when there is a demand from the demand side, it responds to compulsory energy savings so that it is less than the desired power, and monitors multiple power management devices in an integrated manner. Since it can control, the energy management system which can respond to suppression of the total electric power in a receiving point can be provided.
本発明の請求項1記載のエネルギーマネジメントシステムは、複数の負荷と商用電源との間に接続され、前記複数の負荷への供給電圧を所望の電圧に制御し、複数の負荷への供給電力を制御する電力調整手段、前記複数の負荷への電力供給を遮断する第二電力調整手段、外部と通信する通信手段を備えた複数の電力管理装置と、通信手段により得られる前記負荷への供給電圧、供給電流、供給電力が示す負荷の状態信号から特定範囲の需給電力を管理する管理サーバー装置を備えたエネルギーマネジメントシステムであって、前記管理サーバー装置は、前記特定範囲の需給電力が第一供給レベルを超えた場合に、第一供給レベル以下となるまで、あるいは所定の管理電圧下限値となるまで前記電力調整手段の所望の電圧を低下させるよう指令する電圧低下指令手段と、電圧の低下により需給電力が第一供給レベル以下とならない場合に、複数の負荷を部分的に遮断するように前記第二電力調整手段に対して指令する遮断指令手段を備えたものである。これにより、通常時には所望の電圧(例えば、100V系では100V、200V系では200V)に制御し、供給電力が所定の電力を超えるか否かに応じて、供給電圧を所定の管理電圧下限値(例えば、100V系では95V、200V系では180V)まで低下するように制御、あるいは負荷を遮断することができるため、デマンド側からの要求電力に応じて強制的な節エネを行なうことを可能とし、また、特定範囲(例えば、居住分野では集合住宅や住宅団地全体、非居住分野ではビル、工場の建屋単位など)の電力の需給状態、供給電圧と供給電流などを管理し、電源系統の異常使用などを監視することができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。
The energy management system according to
また、請求項2記載のエネルギーマネジメントシステムは、電圧低下指令手段は電力調整手段に備え、管理サーバー装置は電圧低下指令手段に対して第一供給レベルを指令として出力する構成としたものである。これにより、管理サーバー装置による特定範囲の需給電力を一括して制御することができ、電力調整手段に電力消費が第一供給レベルになるように電圧低下指令手段を備えて制御を分担させるため、より簡単かつ安価な構成で多数台の電力調整手段の管理、運用が可能な管理サーバー装置とでき、システム全体の処理時間とコストを軽減することができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。 According to a second aspect of the present invention, the voltage drop command means is provided in the power adjustment means, and the management server device outputs the first supply level as a command to the voltage drop command means. Thereby, supply and demand power in a specific range by the management server device can be collectively controlled, and the power adjustment means is provided with a voltage drop command means so that the power consumption becomes the first supply level, so that the control is shared. Provided is an energy management system that can be a management server device capable of managing and operating a large number of power adjustment means with a simpler and less expensive configuration, and can reduce the processing time and cost of the entire system.
また、請求項3記載のエネルギーマネジメントシステムは、所定の負荷への遮断を実施した後、一定時間経過した後に前記所定の負荷以外の負荷を遮断するように所定の時間間隔で実行する構成としたものである。これにより、負荷を遮断した後に管理対象の安定した負荷電力値で需給電力を判断できるため、不要に新たな負荷遮断や負荷の入り切りが必要なく、システム全体の安定化を図ることができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。
In addition, the energy management system according to
また、請求項4記載のエネルギーマネジメントシステムは、電圧低下指令手段は、複数の負荷への供給電圧を低下するステップと、複数の負荷への供給電圧を保持し、複数の負荷への供給電力を検出するステップを有し、交互に第一供給レベル以下となるまで、あるいは所定の管理電圧下限値となるまで反復して制御する構成としたものである。これにより、負荷側の供給電圧に対する消費電力が安定するまでの時間を待機することができるため、不要かつ過剰な供給電圧低下の防止を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the energy management system, the voltage drop command means holds the supply voltage to the plurality of loads, the step of reducing the supply voltage to the plurality of loads, and the supply power to the plurality of loads. It has a step of detecting, and it is configured to repeatedly control until it becomes alternately below the first supply level or until a predetermined management voltage lower limit value is reached. Thereby, since it is possible to wait for the time until the power consumption with respect to the supply voltage on the load side is stabilized, an energy management system capable of preventing an unnecessary and excessive decrease in the supply voltage is provided.
また、請求項5記載のエネルギーマネジメントシステムは、電圧低下指令手段は管理サーバー装置に備え、複数の電力調整手段の内、供給電力の大きい電力調整手段から優先して供給電圧の設定値を電力調整手段に指令として出力する構成としたものである。これにより、特定範囲における電力消費をより効果的、かつ高速に低減することができるため、より短時間で節エネを行なうことができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。 Further, in the energy management system according to claim 5, the voltage drop command means is provided in the management server device, and the power adjustment of the set value of the supply voltage is prioritized from the power adjustment means having a large supply power among the plurality of power adjustment means. It is configured to output as a command to the means. Thereby, since the power consumption in a specific range can be reduced more effectively and at high speed, an energy management system capable of saving energy in a shorter time is provided.
また、請求項6記載のエネルギーマネジメントシステムは、遮断指令手段は、複数の電力調整手段の内、供給電力の大きい電力調整手段から優先して部分的に遮断する構成としたものである。これにより、電力調整手段の遮断機器の設定などを管理サーバー装置に備えて一括管理、制御するため、特定範囲における全電力消費を抑えることができ、より広範囲の電力調整を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供する。
Further, the energy management system according to
また、請求項7記載のエネルギーマネジメントシステムは、電圧低下指令手段と遮断指令手段は電力調整手段に備え、管理サーバー装置は、電力調整手段に対して供給電力が過多となっているか否かを示すビット情報を伝送し、供給電力の低減する方法は電力調整手段が決定する構成としたものである。これにより、管理、制御する特定範囲が広範囲となった際の管理サーバー装置のデータ収集、演算処理規模を軽減することができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。 According to a seventh aspect of the present invention, the voltage drop command means and the shut-off command means are provided in the power adjustment means, and the management server device indicates whether or not the supplied power is excessive for the power adjustment means. The method of transmitting bit information and reducing the supply power is configured to be determined by the power adjustment means. This provides an energy management system that can reduce the data collection and operation processing scale of the management server device when the specific range to be managed and controlled becomes wide.
また、請求項8記載のエネルギーマネジメントシステムは、電力調整手段、あるいは管理サーバー装置内に供給優先順位を設定する優先設定手段を備え、供給優先順位に応じて複数の電力調整手段に接続された複数の負荷への電力供給を制御する構成としたものである。これにより、連続運転により運転効率が高まる、あるいは連続運転の必要な負荷に対して電力削減、あるいは電源遮断を防止し、利便性を向上することができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。 In addition, the energy management system according to claim 8 includes power adjustment means or priority setting means for setting supply priority in the management server apparatus, and a plurality of power management means connected to the plurality of power adjustment means according to the supply priority. The power supply to the load is controlled. This provides an energy management system capable of improving convenience by improving operation efficiency by continuous operation, or by reducing power consumption or cutting off a power supply for a load that requires continuous operation.
また、請求項9記載のエネルギーマネジメントシステムは、管理電圧下限値は、管理サーバー装置からの通信で書き換えを可能とする構成としたものである。これにより、一律の管理電圧下限値ではなく、個別の設定が可能となるため、電力制御装置から末端の負荷までの線路インピーダンスによる電圧低下で供給電圧低下が大きい場合、標準的な管理電圧下限値(例えば100V系で95V、200V系で180V)ではなく、電圧低下分を加算した設定電圧(例えば100V系で96V、200V系で182V)とすることができ、複数の負荷が低電圧による誤動作や能力の極端な低下(例えば照明器具のちらつきなど)のような動作上の不具合の防止を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供する。 The energy management system according to claim 9 is configured such that the management voltage lower limit value can be rewritten by communication from the management server device. As a result, individual setting is possible instead of a uniform management voltage lower limit value, so if the supply voltage drop is large due to voltage drop due to the line impedance from the power control device to the end load, the standard management voltage lower limit value (For example, 95V for the 100V system and 180V for the 200V system) Instead of the set voltage (for example, 96V for the 100V system, 182V for the 200V system), multiple loads may malfunction due to low voltage. Provided is an energy management system capable of preventing operational troubles such as extremely low performance (for example, flickering of lighting equipment).
また、請求項10記載のエネルギーマネジメントシステムは、電力調整手段あるいは管理サーバー装置からの指令は、複数の各負荷への供給電圧を検出し、複数の各負荷のうち、最も低い供給電圧が管理電圧下限値を下回らない範囲に調整する構成としたものである。これにより、例えば電力制御装置1台当たりの負荷の範囲が広く、末端負荷までの配電線の線路インピーダンスが大きい場合であっても、最低限の供給電圧を確保することができ、複数の負荷が低電圧による誤動作や能力の極端な低下(例えば照明器具のちらつきなど)のような動作上の不具合の防止を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供する。
Further, in the energy management system according to
また、請求項11記載のエネルギーマネジメントシステムは、遮断指令手段は、複数の各負荷のそれぞれを個別に遮断することを可能とする構成としたものである。これにより、複数の負荷が一斉に電源が遮断されることを防止することができるエネルギーマネジメントシステムを提供する。
The energy management system according to
また、請求項12記載のエネルギーマネジメントシステムは、複数の負荷への供給電圧が低下する前後の電力調整手段の入力電圧から商用電源のインピーダンスを判定するインピーダンス判定手段と、商用電源のインピーダンス判定値から供給電圧の低下指令幅、低下下限値を決定する低下条件設定手段を備える構成としたものである。これにより、電力調整手段に接続された負荷への供給電圧低下による上位側電圧への影響、すなわち他の系列負荷に対する影響を事前に推定することができると同時に、より早く目標とする供給電力への収束と、電力調整手段の出力側に接続された負荷に対して供給電圧が管理電圧下限値を下回ることを防止し、より安定した電力供給を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供する。 The energy management system according to claim 12 is an impedance determination unit that determines an impedance of a commercial power source from an input voltage of a power adjustment unit before and after a supply voltage to a plurality of loads is reduced, and an impedance determination value of the commercial power source. A reduction condition setting means for determining a supply voltage decrease command width and a decrease lower limit value is provided. As a result, it is possible to estimate in advance the influence on the higher-order voltage due to the drop in the supply voltage to the load connected to the power adjustment means, that is, the influence on other series loads, and at the same time, the target supply power can be quickly achieved. And an energy management system that prevents supply voltage from falling below the lower limit of the management voltage with respect to the load connected to the output side of the power adjustment means, and enables more stable power supply.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1について、図1〜3を参照しながらエネルギーマネジメントシステム1について説明する。図1はエネルギーマネジメントシステム1の構成を示す図であり、エネルギーマネジメントシステム1は、負荷2a〜2iと商用電源3との間に各々接続した電力管理装置4a〜4cと電力管理装置4a〜4cに備えた通信手段5a〜5cと通信して、負荷2a〜2iへの供給電圧、供給電流、供給電力といった負荷2a〜2iの状態信号を入力する管理サーバー装置6を備えている。また、管理サーバー装置6には、通信手段5a〜5cに対して電圧低下指令を送信する電圧低下指令手段7を備えている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the
次に、同一構成のため、電力管理装置4a〜4cのうち、代表として電力管理装置4aの構成について、図2を参照しながら説明する。図2に示すように、電力管理装置4aは、負荷2a〜2cと商用電源3との間に接続している。電力管理装置4aは、負荷2a〜2cへの供給電圧を所望の電圧(例えば100V系では100V、200V系では200V)に制御し、かつ負荷2a〜2cへの供給電力が所定の第一供給レベル(例えば4kW)を超えたことにより、電圧低下指令手段7からの電圧低下指令(例えば100V系では98V、200V系では190V)を通信手段5aにより受信し、所望の電圧よりも低い電圧に制御して負荷2a〜2cへの供給電力を制御する電力調整手段8aと、負荷2a〜2cへの供給電力が所定の第二供給レベル(例えば5kW)を超えた場合、あるいは電力調整手段8aによる電力削減の上限、すなわち管理電圧下限値(例えば100V系では95V、200V系では180V)に達した場合に、負荷2a〜2cへの電力供給を遮断する第二電力調整手段9aを備えている。ここで、電力調整手段8aは、負荷2a〜2cが抵抗負荷であれば、供給電圧の2乗に比例して供給電力は増加するため、逆に供給電圧を所望の電圧よりも低い電圧に制御することで、電力は減少することとなり、電力を制御することができることを利用している。また、管理電圧下限値は、管理サーバー装置6から通信手段5aを介して書換えを可能とし、例えば、末端の負荷2cまでの線路インピーダンスによる電圧低下で供給電圧低下が大きい場合、標準的な管理電圧下限値(例えば100V系で95V、200V系で180V)ではなく、電圧低下分を加算した設定電圧(例えば100V系で96V、200V系で182V)と書き換える。さらに、電力調整手段8aは、負荷2a〜2cへの供給電圧を制御するための構成として、双方向電力制御部10aと直列変圧器11aを有しており、第二電力調整手段9aは、供給遮断用のリレー12aと供給遮断の信号を生成する遮断信号生成部13aを備えている。また、負荷2a〜2cへの供給電力調整をする際に、電力調整手段8aによる調整を優先して実行する第一ステップと、第二電力調整手段9aの実行による第二ステップを順に実行するためのステップ実行部14aを備えており、ステップ実行部14aは、第一ステップを実行するための閾値レベルとして第一供給レベル(例えば2kW)と、第二ステップを実行するための閾値レベルとして第二供給レベル(例えば3kW)のそれぞれと比較した結果に応じて、ステップが実行されるように相異なる供給レベルに設定している。また、電力調整手段8aは、管理電圧下限値を下回らない範囲に調整するように下限値を設定しており、電力調整手段8aによる負荷2a〜2cへの供給電圧を調整する目標値が管理電圧下限値に達した場合、ステップ実行部14aは、第二電力調整手段9aが第二ステップを実行するように構成している。さらに、第二電力調整手段9aは、負荷2a〜2cのそれぞれを個別に遮断するように構成しており、負荷2a〜2cに対して、各優先順位を設定可能とし、優先順位の低い負荷から遮断する選択遮断手段15aを備えている。さらに、通信手段5aは、負荷2a〜2cへの供給条件を外部に伝送、および負荷2a〜2cの電力調整に関するパラメータを外部から書き換えることを可能とする。また、第二電力調整手段9aは、供給遮断用のリレー12aと供給遮断の信号を生成する遮断信号生成部13a、リレー12aを接続、遮断する信号を入力する信号入力部16aを有している。負荷2a〜2cの複数負荷の合計負荷量が第二供給レベルを超えた場合、信号入力部16aに遮断信号が入力される。その際に、遮断指令手段17aに入力された負荷2a〜2cの各遮断の可否情報と、選択遮断手段15aにより設定された優先順位に従って優先順位の低い負荷から順に複数負荷の一部を遮断する。優先順位の低位の負荷(例えば負荷2a)を遮断し、所定時間経過の後に合計負荷量と第二供給レベルを比較して、第二供給レベル以下とならなければ、次に優先順位の低い負荷(例えば負荷2b)を遮断する。本処理を第二供給レベル以下となるまで反復することで、第二電力調整手段9aは供給電力を低減する。
Next, because of the same configuration, the configuration of the
次に、電力調整手段8aの実行フローチャートについて、図3を参照しながら説明する。図3に示すように、電力調整手段8aは、負荷2a〜2cへの供給電圧を低下するステップと、負荷2a〜2cへの供給電圧を保持し、負荷2a〜2cへの供給電力を検出するステップを有し、交互に所定の時間間隔(例えば10秒間隔)で実行するように構成している。電力調整手段8aは、負荷2a〜2cへの供給電力の検出値と第一供給レベルを比較して、検出値が第一供給レベルを下回る場合に負荷2a〜2cへの供給電圧の低下を中止し、その時の供給電圧を保持するように構成している。電力調整手段8aは、負荷2a〜2cへの供給電圧を検出し、負荷2a〜2cのうち、最も低い供給電圧が管理電圧下限値を下回らない範囲に調整する。
Next, an execution flowchart of the
以上のようなエネルギーマネジメントシステムとすることで、通常時には所望の電圧(例えば、100V系では100V、200V系では200V)に制御し、供給電力が所定の電力を超えるか否かに応じて、供給電圧を所定の管理電圧下限値まで低下するように制御、あるいは負荷を遮断することができるため、デマンド側からの要求電力に応じて強制的な節エネを行なうことを可能とし、また、特定範囲(例えば、居住分野では集合住宅や住宅団地全体、非居住分野ではビル、工場の建屋単位など)の電力の需給状態、供給電圧と供給電流などを管理し、電源系統の異常使用などを監視することができるエネルギーマネジメントシステムを提供できる。また、所定の負荷への遮断を実施した後、一定時間経過した後に前記所定の負荷以外の負荷を遮断するように所定の時間間隔で実行することから、負荷を遮断した後に管理対象の安定した負荷電力値で需給電力を判断できるため、不要に新たな負荷遮断や負荷の入り切りが必要なく、システム全体の安定化を図ることができるエネルギーマネジメントシステムを提供できる。また、電圧低下指令手段は、複数の負荷への供給電圧を低下するステップと、複数の負荷への供給電圧を保持し、複数の負荷への供給電力を検出するステップを有し、交互に第一供給レベル以下となるまで、あるいは所定の管理電圧下限値となるまで反復して制御する構成としたことより、負荷側の供給電圧に対する消費電力が安定するまでの時間を待機することができるため、不要かつ過剰な供給電圧低下の防止を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供できる。また、複数の各負荷への供給電圧のうち、最も低い供給電圧が管理電圧下限値を下回らない範囲に調整するため、例えば電力制御装置1台当たりの負荷の範囲が広く、末端負荷までの配電線の線路インピーダンスが大きい場合であっても、最低限の供給電圧を確保することができ、複数の負荷が低電圧による誤動作や能力の極端な低下(例えば照明器具のちらつきなど)のような動作上の不具合の防止を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供できる。また、遮断指令手段は、複数の各負荷のそれぞれを個別に遮断するため、複数の負荷が一斉に電源が遮断されることを防止することができるエネルギーマネジメントシステムを提供できる。 By using the energy management system as described above, it is normally controlled to a desired voltage (for example, 100V for the 100V system, 200V for the 200V system), and supplied depending on whether or not the supplied power exceeds the predetermined power. Since the voltage can be controlled to drop to the specified lower limit of the management voltage or the load can be cut off, it is possible to perform forced energy saving according to the required power from the demand side, and a specific range Manage the power supply and demand status, supply voltage and supply current, etc. (for example, in residential areas, collective housing and entire housing estates, and in non-residential areas, buildings, factory buildings, etc.) and monitor abnormal use of the power system Can provide an energy management system. In addition, after executing a shut-off to a predetermined load, since a predetermined time interval is performed so that a load other than the predetermined load is shut off after a predetermined time has elapsed, the management target is stabilized after the load is shut off. Since the supply and demand power can be determined from the load power value, it is possible to provide an energy management system capable of stabilizing the entire system without needing a new load interruption or turning on / off the load unnecessarily. The voltage reduction command means includes a step of reducing the supply voltage to the plurality of loads, a step of holding the supply voltage to the plurality of loads, and detecting the supply power to the plurality of loads. Since it is configured to repeatedly control until the supply voltage becomes one supply level or less, or until the predetermined management voltage lower limit value is reached, it is possible to wait for the time until the power consumption for the supply voltage on the load side is stabilized. It is possible to provide an energy management system that can prevent unnecessary and excessive supply voltage drop. Also, in order to adjust the supply voltage to a plurality of loads so that the lowest supply voltage does not fall below the lower limit of the management voltage, for example, the load range per power control device is wide, and the distribution to the end load is wide. Even when the line impedance of the electric wire is large, the minimum supply voltage can be secured, and multiple loads operate like malfunctions due to low voltage or extreme decline in performance (for example, flickering of lighting fixtures) An energy management system that can prevent the above problems can be provided. Further, since the shutoff command means shuts off each of the plurality of loads individually, it is possible to provide an energy management system that can prevent the power from being shut off at the same time for the plurality of loads.
(実施の形態2)
以下、実施の形態2におけるエネルギーマネジメントシステム1Bの構成について、図4を参照しながら説明する。なお、実施の形態1と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the structure of the
図4に示すように、エネルギーマネジメントシステム1Bは、電力調整手段8a〜8cに電圧低下指令手段7A〜7Cを備えている。電圧低下指令手段7A〜7Cは管理サーバー装置6から通信手段5a〜5cを介して、第一供給レベル(例えば2kW)を指令として入力する。電力調整手段8a〜8cは、電圧低下手段7A〜7Cより入力された第一供給レベルに応じて、電圧調整を実行し、所定の管理電圧下限値となるまで反復して制御する。
As shown in FIG. 4, the
以上のようなエネルギーマネジメントシステムとすることで、管理サーバー装置による特定範囲の需給電力を一括して制御することができ、電力調整手段に電力消費が第一供給レベルになるように電圧低下指令手段を備えて制御を分担させ、管理サーバー装置の構成を簡略化することができ、システム全体の処理時間とコストを軽減することができるエネルギーマネジメントシステムを提供できる。 By using the energy management system as described above, it is possible to collectively control the supply and demand power in a specific range by the management server device, and the voltage reduction command means so that the power consumption is at the first supply level. It is possible to provide an energy management system capable of sharing the control, simplifying the configuration of the management server device, and reducing the processing time and cost of the entire system.
(実施の形態3)
以下、実施の形態3におけるエネルギーマネジメントシステム1Cの構成について、図5を参照しながら説明する。なお、実施の形態1乃至2と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the configuration of the energy management system 1C according to
図5に示すように、エネルギーマネジメントシステム1Cは、電圧低下指令手段7を管理サーバー装置6に備え、電力調整手段8a〜8cの内、供給電力の大きい、例えば電力調整手段8cから優先して供給電圧の設定値を低くして、通信手段5cを介して、電力調整手段8cに指令として出力するように構成している。例えば、電力調整手段8a、8bに対しては98V、電力調整手段8cに対しては96Vとする。供給電力の大小は、管理サーバー装置6が電力調整手段8a〜8cより通信手段5a〜5cを介して、電力調整手段8a〜8cの供給電圧、供給電流、供給電力を入力しているため、供給電力の大きい電力調整手段8cを特定することができる。
As shown in FIG. 5, the
以上のようなエネルギーマネジメントシステムとすることで、特定範囲における電力消費をより効果的、かつ高速に低減することができるため、より短時間で節エネを行なうことができるエネルギーマネジメントシステムを提供できる。 By setting it as the above energy management systems, since the power consumption in a specific range can be reduced more effectively and at high speed, the energy management system which can perform energy saving in a short time can be provided.
(実施の形態4)
以下、実施の形態4におけるエネルギーマネジメントシステム1Dの構成について、図6を参照しながら説明する。なお、実施の形態1〜3と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the configuration of the
図6に示すように、エネルギーマネジメントシステム1Dでは、電圧低下指令手段7a〜7cと遮断指令手段17a〜17cは電力調整手段8a〜8cに備え、管理サーバー装置6は、優先設定手段18を備えており、負荷2a〜2iの優先順位を設定できるように構成している。管理サーバー装置6は、電力調整手段8a〜8cに対して供給電力が過多となっているか否かを示すビット情報と同時に負荷2a〜2iの優先順位を伝送し、供給電力の低減する方法は、電力調整手段8a〜8cが決定するように構成している。また、複数の電力調整手段8a〜8cの内、供給電力の大きい、例えば電力調整手段8aから優先して、管理サーバー装置6から供給電力過多を示すビット情報と、供給電力過多となった時点での負荷2a〜2cの優先順位を伝送し、供給電力過多を示すビット情報が入力された電力調整手段8aは、電圧低下指令手段7aより供給電圧を所定の管理電圧下限値まで適宜低下するように指令を出力する。管理電圧下限値に到達した場合は、遮断指令手段17aから負荷2a〜2cの内、優先順位の低い、例えば負荷2aから順に部分的に遮断する。
As shown in FIG. 6, in the
以上のようなエネルギーマネジメントシステムとすることで、電力調整手段の遮断対象となる負荷の設定などを管理サーバー装置に備えて一括管理、制御するため、特定範囲における全電力消費を抑えることができ、より広範囲の電力調整を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供できる。また、電圧低下指令手段と遮断指令手段は電力調整手段に備え、管理サーバー装置は、電力調整手段に対して供給電力が過多となっているか否かを示すビット情報を伝送し、供給電力の低減する方法は電力調整手段が決定するため、管理、制御する特定範囲が広範囲となった際の管理サーバー装置のデータ収集、演算処理規模を軽減することができるエネルギーマネジメントシステムを提供できる。 By using the energy management system as described above, the setting of the load to be blocked by the power adjustment means is collectively managed and controlled in the management server device, so the total power consumption in a specific range can be suppressed, It is possible to provide an energy management system that enables a wider range of power adjustment. The voltage drop command means and the shutoff command means are provided in the power adjustment means, and the management server device transmits bit information indicating whether or not the supply power is excessive to the power adjustment means, thereby reducing the supply power. Since the power adjustment means determines the method to do this, it is possible to provide an energy management system that can reduce the data collection and operation processing scale of the management server device when the specific range to be managed and controlled becomes wide.
(実施の形態5)
以下、実施の形態5におけるエネルギーマネジメントシステム1Eの構成について、図7を参照しながら説明する。なお、実施の形態1〜4と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 5)
Hereinafter, the configuration of the
図7に示すように、エネルギーマネジメントシステム1Eでは、管理サーバー装置6Bには、負荷2a〜2iへの供給電圧が低下する前後の電力調整手段8a〜8cの入力電圧から商用電源3のインピーダンスを判定するインピーダンス判定手段19と、商用電源3のインピーダンス判定値から供給電圧の低下指令幅、低下下限値を決定する低下条件設定手段20を備えている。
As shown in FIG. 7, in the
次に、インピーダンス判定手段19の判定フローチャートについて、電力調整手段8aを代表として図8を参照しながら説明する。図に示すように、インピーダンス判定手段19は、電力調整手段8aから負荷2a〜2cへの出力電流が最大Iwとなるように、双方向電力制御部10aに電圧指令を出力する。すなわち、直列変圧器11aの一次巻線側の電圧ベクトルが商用電源3と同位相となるように制御する。但し、この際に所定の管理電圧上限値(例えば、100V系では107V、200V系では220V)となるように昇電圧する。この時の商用電源3の電源電圧V1を検出、記憶する。次にインピーダンス判定手段19は、双方向電力制御部10aに出力電流の力率を0.85まで変動させ、有効電流はIwで、かつ無効電流Iqを同時に出力するように指令する。この時の変動した商用電源3の電源電圧V2を検出する。次に電力調整手段8aに接続された負荷2a〜2cを遮断、すなわち潮流のない状態とし、その時の商用電源3の電源電圧Voを検出する。この時、Vo、V1、V2、Iw、Iqの関係は、商用電源3のインピーダンスをRs+jXsとすると、数式1にて連立方程式が成立し、Rs、Xsについて解くことができる。
Next, a determination flowchart of the
さらに、求めたRs、Xsと商用電源3の許容できる最大電圧Vmaxと、双方向電力制御部10aから負荷2a〜2cへの出力がゼロの時の商用電源3の電源電圧Voから、双方向電力制御部10aが負荷2a〜2cへ供給する電圧を増減した際に、電力調整手段8aの電圧調整幅△Vに対する入力電圧の感度Sを数式2により演算する。この演算した感度は、低下条件設定手段20へ入力する。
Furthermore, the bidirectional power is calculated from the obtained Rs, Xs and the maximum allowable voltage Vmax of the
次に、低下条件設定手段20のフローチャートについて、低下条件設定手段20aを代表として図9を参照しながら説明する。図に示すように、低下条件設定手段20aは、入力した感度Sと、収束目標値である供給電力目標値Wrefより、数式3の演算を行なうことで低下指令幅Vredを演算する。
Next, a flowchart of the lowering
次に、入力した感度と商用電源3の検出した電圧Vgridから、数式4の演算を行なうことで低下下限値(△Vmax)を演算する。さらに、演算した低下指令幅と低下下限値を比較し、低下下限値よりも低下指令幅が大きい場合は、低下指令幅を低下下限値で更新して制限する。
Next, from the input sensitivity and the voltage Vgrid detected by the
以上により、低下指令幅を決定して、更に低下指令幅から負荷2a〜2cへの供給電力削減期待値Wredを数式5により演算する。
As described above, the reduction command width is determined, and the supply power reduction expectation value Wred to the
次に、演算した供給電力削減期待値を現在の供給電力から減算して、削減後の供給電力見込値(Wadd)を演算して、供給電力目標値と比較し、目標値を下回る電力であれば、電力調整手段8aにより電圧低下を実行し、目標値を上回る電力であれば、優先順位に従って負荷2a〜2cの遮断を順次実行する。
Next, subtract the calculated supply power reduction expected value from the current supply power, calculate the supply power expected value (Wadd) after reduction, and compare it with the supply power target value. For example, the voltage is lowered by the
以上のようなエネルギーマネジメントシステムとすることで、電力調整手段に接続された負荷への供給電圧低下による上位側電圧への影響、すなわち他の系列負荷に対する影響を事前に推定することができると同時に、より早く目標とする供給電力への収束と、電力調整手段の出力側に接続された負荷に対して供給電圧が管理電圧下限値を下回ることを防止し、より安定した電力供給を可能としたエネルギーマネジメントシステムを提供する。 By using the energy management system as described above, it is possible to estimate in advance the influence on the higher-order voltage due to the supply voltage drop to the load connected to the power adjustment means, that is, the influence on other series loads. Convergence to the target supply power earlier and prevent the supply voltage from falling below the lower limit of the management voltage for the load connected to the output side of the power adjustment means, enabling more stable power supply Provide energy management system.
本発明にかかるエネルギーマネジメントシステムは、システムの対象範囲における負荷の消費電力を一括して管理、制御するため、負荷に対する電力供給を遮断する前に、負荷電力の節電を実施させることから、負荷の使用者に違和感無く、最適制御することができるので、一般家庭をはじめ、工場設備、ビル設備を問わずトータル的な電力管理を行なうことができるマネジメントシステムを提供することができ有用である。 Since the energy management system according to the present invention collectively manages and controls the power consumption of the load in the target range of the system, the load power is saved before the power supply to the load is cut off. It is possible to provide a management system that can perform total power management regardless of general households, factory facilities, and building facilities since it can be optimally controlled without causing a sense of incongruity to the user.
1 エネルギーマネジメントシステム
1B〜1E エネルギーマネジメントシステム
2a〜2i 負荷
3 商用電源
4a〜4c 電力管理装置
5a〜5c 通信手段
6 管理サーバー装置
7 電圧低下指令手段
7A〜7C 電圧低下指令手段
8a〜8c 電力調整手段
9a〜9c 第二電力調整手段
10a〜10c 双方向電力制御部
11a〜11c 直列変圧器
12a〜12c リレー
13a〜13c 遮断信号生成部
14a〜14c ステップ実行部
15a〜15c 選択遮断手段
16a〜16c 信号入力部
17 遮断指令手段
17a〜17c 遮断指令手段
18 優先設定手段
19 インピーダンス判定手段
20 低下条件設定手段
DESCRIPTION OF
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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