JP2012165605A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統から分岐して負荷に繋がる分岐路に接続される分散電源装置と、この分散電源装置の充放電を制御する制御手段と、を備え、電力系統から受け取る電力を平準化する電源システムに関する。 The present invention includes a distributed power supply device that is connected to a branch path that branches from a power system and leads to a load, and a control unit that controls charging / discharging of the distributed power supply device, and leveles the power received from the power system. The power supply system.
電気事業者などが構築した電力系統には、その電力系統から電力を受け取る需要家の負荷が複数接続されている。ここで、多くの需要家において、一日を通じで電力使用量(以下、消費電力とする)が大きく変動することが一般的である。例えば、夏場の一般家庭においては、昼間の消費電力が非常に大きく、夜間(特に、就寝時間帯)には消費電力が小さくなる傾向にある。このように一日の消費電力が変動すると、電気事業者は、その変動に応じて発電機の稼働率を調整する非効率な発電をせざるを得ない。そこで、近年では、負荷側で電力系統から受け取る電力(即ち、消費電力)を、一日を通じて平準化する試みがなされている。 A power system constructed by an electric power company or the like is connected with a plurality of loads of consumers who receive power from the power system. Here, in many customers, the amount of power used (hereinafter referred to as power consumption) generally fluctuates greatly throughout the day. For example, in ordinary households in summer, the power consumption during the daytime is very large, and the power consumption tends to be small at night (especially during sleeping hours). When the power consumption of the day fluctuates in this way, the electric power company is forced to perform inefficient power generation that adjusts the operating rate of the generator according to the fluctuation. Therefore, in recent years, attempts have been made to level the power (that is, power consumption) received from the power system on the load side throughout the day.
負荷側で消費電力を平準化する代表的な技術として、電力系統から分岐して各負荷に繋がる分岐路に接続される分散電源装置と、その分散電源装置の動作を制御する制御手段と、を備える電源システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電源システムでは、消費電力が小さな時間帯に電力系統から分散電源装置に電力を充電し、その蓄えた電力を消費電力が大きい時間帯に分散電源装置から負荷に放電することで、消費電力を平準化している。このような電源システムが需要家に普及すれば電気事業者は効率的な発電計画を立てることができるため、電気事業者は消費電力が小さな時間帯の電気料金を割安にするなどして、上記電源システムの普及を促進している。 As a representative technique for leveling power consumption on the load side, a distributed power supply device branched from the power system and connected to a branch path connected to each load, and a control means for controlling the operation of the distributed power supply device, A power supply system provided has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this power supply system, the power is charged from the power system to the distributed power supply device during the time when the power consumption is low, and the stored power is discharged from the distributed power supply device to the load during the time when the power consumption is high. Leveling. If such a power supply system spreads to consumers, the electric utility can make an efficient power generation plan. Promoting the spread of power systems.
しかし、従来の電源システムでは、消費電力が小さいと考えられる時間帯には電力系統から分散電源装置に充電する、消費電力が大きいと考えられる時間帯には分散電源装置から負荷に放電する、といった予め決められたスケジュールに従って分散電源装置を制御していた。そのため、消費電力の平準化がなお十分とは言いがたかった。消費電力は、天候や気温などの影響を受けて、日によって大きく変動するし、場合によっては1日のうちでも突発的に上昇することもあるため、予め決められたスケジュールに則って分散電源装置を制御する場合、その変動に対応しきれないからである。 However, in the conventional power supply system, the distributed power supply device is charged from the power system during the time period in which the power consumption is considered to be low, and the load is discharged from the distributed power supply apparatus to the load in the time zone in which the power consumption is considered to be high. The distributed power supply device was controlled according to a predetermined schedule. For this reason, it was difficult to say that the leveling of power consumption was still sufficient. The power consumption varies greatly from day to day due to the influence of weather, temperature, etc., and in some cases it may rise suddenly even within a day, so a distributed power supply device according to a predetermined schedule This is because it is not possible to cope with the fluctuations when controlling.
また、需要家のなかには、特定の時間帯における使用する電力量(電力と時間の積算値)を契約電力量の範囲内に収めることで電気料金が割安となる契約を電気事業者と結んでいる者もいる。その場合、従来の電源システムでは、突発的な消費電力の増加に対応できず、使用した電力量が契約電力量を超えてしまう恐れがある。 In addition, some of the customers have contracts with electric power companies that make electricity charges cheaper by keeping the amount of power used in a specific time zone (the integrated value of power and time) within the contracted power amount range. Some people. In that case, the conventional power supply system cannot cope with the sudden increase in power consumption, and the amount of power used may exceed the contracted power amount.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a power supply system capable of leveling power consumption more than a conventional power supply system.
本発明は、電力系統から負荷に繋がる分岐路に接続され、前記電力系統からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を前記負荷に放電する分散電源装置と、この分散電源装置の充放電を制御して、前記電力系統から受け取る電力を平準化する制御手段と、を備える電源システムに関する。この本発明電源システムは、さらに電力系統から負荷に入力される電力または電力量(電力と時間の積算値)の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段を備える。そして、本発明電源システムの制御手段は、上記入力値測定手段で測定した入力値に基づいて、分散電源装置の充放電を制御することを特徴とする。 The present invention relates to a distributed power supply device that is connected to a branch path that leads from an electric power system to a load, charges the electric power from the electric power system, or discharges the stored electric power to the load, and charge / discharge of the distributed power supply device. The present invention relates to a power supply system comprising: control means for controlling and leveling power received from the power system. The power supply system according to the present invention further includes an input value measuring unit that measures an input value that is a substantial value of electric power or electric power (integrated value of electric power and time) input from the electric power system to the load. And the control means of this invention power supply system controls charging / discharging of a distributed power supply device based on the input value measured by the said input value measurement means.
本発明電源システムによれば、電力系統から負荷への実質的な入力電力(あるいは入力電力量)に応じて、リアルタイムに分散電源装置を制御するため、従来の電源システムに比べて電力を平準化する能力に優れる。特に、負荷を使用する需要家が、電力系統の電気事業者と、時間帯に応じた『使用電力量』に関する契約を結んでいる場合、当該時間帯における負荷の使用電力量がその契約電力量を超えることを効果的に防止することができる。また、電気事業者と需要家とが『消費電力』に関する契約を結んでいる場合、負荷の消費電力がその契約電力を超えることを効果的に防止することができる。 According to the power supply system of the present invention, since the distributed power supply device is controlled in real time according to the substantial input power (or input power amount) from the power system to the load, the power is leveled compared to the conventional power supply system. Excellent ability to do. In particular, when a consumer who uses the load has a contract with the electric power utility of the power system regarding the “power consumption” according to the time zone, the power usage amount of the load during that time zone is the contracted power amount. Can be effectively prevented. Moreover, when the electric power company and the consumer have a contract regarding “power consumption”, it is possible to effectively prevent the power consumption of the load from exceeding the contract power.
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段は、電力系統から負荷に入力される電力または電力量の目標値を設定する目標値設定部と、入力値と目標値との差分に基づいて分散電源装置に行わせる動作を判断する動作判断部と、を備える。具体的には、『入力値>目標値』となった場合、動作判断部は『分散電源装置に放電を行わせる』という判断をし、『入力値<目標値』となった場合、動作判断部は『分散電源装置に充電を行わせる』という判断をする。また、『入力値=目標値』となった場合、動作判断部は分散電源装置に放電を行わせるという判断をしても良いし、充電を行わせるという判断をしても良いし、充電も放電も行わせないという判断をしても良い。そして、制御手段は、動作判断部の判断に基づいて分散電源装置を操作する。 As one form of the power supply system of the present invention, the control means provided in the power supply system includes a target value setting unit that sets a target value of power or electric energy input from the power system to the load, and a difference between the input value and the target value. And an operation determining unit that determines an operation to be performed by the distributed power supply device based on the operation. Specifically, when “input value> target value” is satisfied, the operation determination unit determines that “distributed power supply unit performs discharge”, and when “input value <target value” is satisfied, operation determination is performed. The unit determines that “the distributed power supply device is charged”. In addition, when “input value = target value”, the operation determination unit may determine that the distributed power supply device is discharged, may determine that charging is performed, and may be charged. It may be determined that no discharge is performed. And a control means operates a distributed power supply device based on the judgment of an operation judgment part.
なお、『入力値』が電力に関する値であれば、『目標値』も電力に関する値とすれば良い。また、『入力値』が電力量に関する値であれば、『目標値』は、電力量に関する値としても良いし、電力に関する値としても良い。『入力値』が電力量に関する値、『目標値』が電力に関する値である場合、入力値を測定時間で除して、入力電力を求め、その入力電力を目標値と比較すれば良い。 If the “input value” is a value related to power, the “target value” may be a value related to power. In addition, if the “input value” is a value related to the electric energy, the “target value” may be a value related to the electric energy or a value related to the electric power. When the “input value” is a value related to the electric energy and the “target value” is a value related to the power, the input value may be divided by the measurement time to obtain the input power, and the input power may be compared with the target value.
上記構成のように、目標値を設定し、その目標値に基づいて分散電源装置を制御することで、電力系統から受け取る電力をより平準化できる。 As in the above configuration, by setting a target value and controlling the distributed power supply device based on the target value, it is possible to further level the power received from the power system.
本発明電源システムの一形態として、電源システムの制御手段に備わる目標値設定部は、目標値を時間帯に応じて変更することが好ましい。 As one form of the power supply system of the present invention, it is preferable that the target value setting unit provided in the control means of the power supply system changes the target value according to the time zone.
目標値には時間帯に応じた最適な値が存在する。例えば、負荷の消費電力(電力量使用量)が小さな時間帯、例えば一般家庭における深夜の時間帯では、目標値を小さくすることが好ましい。負荷の消費電力(電力量使用量)が小さな時間帯では主として、分散電源装置に充電を行わせることになるが、分散電源装置には容量があり、その容量以上には分散電源装置に充電することができない。そのため、目標値を大きく設定しても、分散電源装置に充電できずに、目標値に近づけることができなくなる恐れがある。これに対して目標値を時間帯に応じて変更することで、電源システムを効率的に運用することができる。 The target value has an optimum value according to the time zone. For example, it is preferable to reduce the target value in a time zone in which the power consumption (power consumption) of the load is small, for example, in the late night time zone of a general household. In the time zone when the power consumption (power consumption) of the load is small, the distributed power supply device is charged. However, the distributed power supply device has a capacity, and the distributed power supply device is charged beyond that capacity. I can't. Therefore, even if the target value is set large, there is a possibility that the distributed power supply device cannot be charged and cannot be brought close to the target value. On the other hand, the power supply system can be efficiently operated by changing the target value according to the time zone.
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段において充電禁止時間帯が設定されても良い。充電禁止時間帯では、制御手段の動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』との判断をしても、制御手段はその判断に従わない。一方、動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』、あるいは『分散電源装置に充電も放電もさせない』、との判断をした場合は、制御装置はその判断に従って分散電源装置を制御する。あるいは、動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』と判断した場合にのみ、制御装置がその判断に従うように構成しても良い。 As one form of the power supply system of the present invention, a charging prohibition time zone may be set by a control means provided in the power supply system. Even when the operation determination unit of the control unit determines that “the distributed power supply apparatus is charged” in the charge prohibition time period, the control unit does not follow the determination. On the other hand, when the operation determination unit determines that “the distributed power supply device is discharged” or “the distributed power supply device is neither charged nor discharged”, the control device controls the distributed power supply device according to the determination. . Alternatively, the control device may be configured to follow the determination only when the operation determination unit determines that “the distributed power supply device performs discharge”.
一日のうち、負荷での消費電力が高い時間帯が存在する。例えば、夏場の一般家庭や工場などでは、昼間の消費電力が高い。そのようなもともと消費電力が高い時間帯に、さらに分散電源装置への充電を行うと、その後突発的に消費電力が上昇した際、電力系統への負担が大きい。また、需要家が電気事業者と夜間割引などの契約を結んでいる場合、電気料金が割高な昼間に分散電源装置への充電を行うことは非経済的である。このように消費電力がもともと高い時間帯に充電禁止時間帯を割り当てれば、需要者の消費電力が低く抑えられ、電気事業者は発電計画を立て易い。また、電気料金が割高な時間帯に充電禁止時間帯を割り当てれば、需要家に経済的なメリットが生じる。なお、消費電力が高い時間帯と電気料金が割高な時間帯とが重複する場合もある。 There are times during the day when power consumption at the load is high. For example, in summer homes and factories, daytime power consumption is high. If the distributed power supply device is further charged in such a time zone in which power consumption is originally high, the power system will be heavily burdened when power consumption suddenly increases thereafter. Further, when a consumer has a contract such as a night discount with an electric power company, it is uneconomical to charge the distributed power supply in the daytime when the electricity charge is expensive. Thus, if the charge prohibition time zone is assigned to a time zone during which the power consumption is originally high, the power consumption of the consumer can be kept low, and the electric utility can easily make a power generation plan. Moreover, if a charge prohibition time zone is allocated to a time zone when electricity charges are high, an economic merit is produced for the consumer. There may be a case where a time zone in which the power consumption is high overlaps with a time zone in which the electricity bill is expensive.
本発明電源システムの一形態として、放電禁止時間帯が制御手段に設定されていても良い。この放電禁止時間帯では、制御手段の動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』との判断をしても、制御手段はその判断に従わない。一方、動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』、あるいは『分散電源装置に充電も放電もさせない』、との判断をした場合は、制御装置はその判断に従って分散電源装置を制御する。あるいは、動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』との判断をした場合にのみ、制御装置はその判断に従うように構成しても良い。なお、電源システムの一日のタイムスケジュールを、充電禁止時間帯と放電禁止時間帯とで構成しても良いし、この2つの時間帯と、この2つの時間帯とは異なる制御を行う別の時間帯とで構成しても良い。 As one form of the power supply system of the present invention, a discharge prohibition time zone may be set in the control means. In this discharge inhibition time zone, even if the operation determination unit of the control means determines that “the distributed power supply apparatus performs discharge”, the control means does not follow the determination. On the other hand, when the operation determination unit determines that “the distributed power supply device is charged” or “the distributed power supply device is not charged or discharged”, the control device controls the distributed power supply device according to the determination. . Alternatively, the control device may be configured to follow the determination only when the operation determination unit determines that “the distributed power supply device is charged”. The daily time schedule of the power supply system may be constituted by a charge prohibition time zone and a discharge prohibition time zone, or these two time zones may be controlled separately from those two time zones. It may be configured with a time zone.
上記構成のように、専ら充電を行う放電禁止時間帯を設けておくことで、分散電源装置に十分な電力を蓄積しておくことができる。その結果、消費電力が増す昼間などの時間帯において、消費電力の増大を確実に抑制することができる。 By providing a discharge prohibition time zone in which charging is performed exclusively as in the above configuration, sufficient power can be accumulated in the distributed power supply device. As a result, an increase in power consumption can be reliably suppressed in a time zone such as daytime when power consumption increases.
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段は、放電禁止時間帯では、予め定められたスケジュールに従って分散電源装置を制御するように構成しても良い。もちろん、このスケジュールは、放電禁止時間帯におけるスケジュールであるので、このスケジュールに放電指令は含まれない。 As an embodiment of the power supply system of the present invention, the control means provided in the power supply system may be configured to control the distributed power supply device according to a predetermined schedule in the discharge inhibition time zone. Of course, since this schedule is a schedule in the discharge prohibited time zone, the discharge command is not included in this schedule.
放電禁止時間帯では、消費電力が変動することはあっても、基本的に消費電力が大きくなり過ぎる可能性が少ないと考えられる。そのため、放電禁止時間帯において定められたスケジュールに従って分散電源装置を制御すれば、入力値測定手段や分散電源装置を常時作動させておく必要がなくなり、効率的かつ経済的に電源システムを運転させることができる。 In the discharge inhibition time zone, even though the power consumption may fluctuate, it is basically considered that there is little possibility that the power consumption becomes too large. Therefore, if the distributed power supply is controlled according to the schedule determined in the discharge prohibition time zone, it is not necessary to always operate the input value measuring means and the distributed power supply, and the power supply system can be operated efficiently and economically. Can do.
本発明電源システムの一形態として、動作停止時間帯が制御手段に設定されていても良い。この動作停止時間帯では、電源システムに備わる制御手段は分散電源装置の制御を行わない。 As one embodiment of the power supply system of the present invention, an operation stop time zone may be set in the control means. In this operation stop time zone, the control means provided in the power supply system does not control the distributed power supply apparatus.
一日のうち、消費電力が増えも減りもしない時間帯が存在することがある。例えば、一般家庭の就寝時間帯などがそれに相当する。このような消費電力の増減が殆どない時間帯に、上記動作停止時間帯を設定すれば、その分だけ分散電源装置の動作に必要な電力の消費をなくすことができる。その結果、一日を通じた需要家の使用電力量を低減することができる。 There may be times during the day when power consumption does not increase or decrease. For example, it corresponds to a sleeping time zone of a general household. If the operation stop time period is set in such a time period where there is almost no increase or decrease in power consumption, it is possible to eliminate the power consumption necessary for the operation of the distributed power supply apparatus. As a result, it is possible to reduce the amount of power consumed by consumers throughout the day.
本発明電源システムの一形態として、電源システムの制御手段に備わる目標値設定部は、過去の一定期間に得られた複数の入力値に基づいて目標値を設定するように構成しても良い。その入力値を得る一定期間は、短時間での効率的な運転を狙う場合は5秒間〜1日間、1日を通じて消費電力をほぼ一定にするような運転を狙う場合は1日間〜7日間とすることが好ましい。 As one form of the power supply system of the present invention, the target value setting unit provided in the control means of the power supply system may be configured to set the target value based on a plurality of input values obtained during a past fixed period. The fixed period for obtaining the input value is 5 seconds to 1 day when aiming for efficient operation in a short time, and 1 day to 7 days when aiming for operation that makes power consumption almost constant throughout the day. It is preferable to do.
5秒〜1日間という短期間での消費電力の動向から目標値を設定すれば、時間帯に応じた効率的な電源システムの運転を行うことができる。一方、1日〜7日間という長期間での消費電力の動向から目標値を設定する上記構成によれば、一日を通じて消費電力をほぼ一定にできる目標値を設定することができる。 If the target value is set from the trend of power consumption in a short period of 5 seconds to 1 day, it is possible to operate the power supply system efficiently according to the time zone. On the other hand, according to the above configuration in which the target value is set from the trend of power consumption over a long period of 1 day to 7 days, it is possible to set a target value that can make the power consumption almost constant throughout the day.
本発明電源システムによれば、従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる。 According to the power supply system of the present invention, the power consumption can be leveled as compared with the conventional power supply system.
<実施形態1>
≪全体構成≫
図1に示すように、電気事業者が供給する電力系統2からは、各需要者の負荷3に向けて伸びる複数の分岐路2A〜2Dが設けられている。以降、それら分岐路2A〜2Dのうち、分岐路2Aに設けられる電源システム1について説明する。
<Embodiment 1>
≪Overall structure≫
As shown in FIG. 1, a plurality of
電源システム1は、電力系統2から負荷3に繋がる分岐路2Aに接続される分散電源装置10と、この分散電源装置10の充放電を制御する制御手段20と、電力系統2から負荷3に入力される電力の実質的な値(入力値)を測定する入力値測定手段30と、を備える。分散電源装置10は、電力系統2からの電力を充電することができ、その蓄えた電力を負荷3に放電することができる。また、制御手段20は、入力値測定手段30で測定した入力値に基づいて、分散電源装置10の充放電を制御する。以下、分散電源装置10、入力値測定手段30、制御手段20の順に各構成を説明し、最後に電源システム1の運転方法について説明する。
The power supply system 1 includes a distributed
[分散電源装置]
分散電源装置10は、電力を蓄え、必要に応じて蓄えた電力を放出することができれば構成であれば良く、特に限定されない。例えば、分散電源装置10として、Ni−H電池やLiイオン電池、NaS電池、レドックスフロー電池などの二次電池を利用できる。その他、電力を電気化学的な形態とは異なる形態で貯蔵する構成としても良い。例えば、水素製造装置と、水素貯留タンクと、燃料電池とで分散電源装置10を構成する。その場合、電力を用いて水素製造装置で水素を作製し、水素貯蔵タンクに貯蔵しておくことで電力を蓄え、電力を放出する際は、タンクの水素を使って燃料電池で発電する。以上、例示したこれらの構成の中でも、レドックスフロー電池は、大容量のものを容易に構築することができるので、好ましい。レドックスフロー電池としては、電解液としてV、Fe、Cr、Br、Mn、Tiイオン等を用いたものが好適である。
[Distributed power supply]
The distributed
上記分散電源装置10は、交流遮断機61、電源出力測定手段50、トランス62、交直変換器40、直流遮断機63を介して、分岐路2Aに接続されている。これら61,50,40,62のうち、交直変換器40は、交流を直流に変換する、あるいは直流を交流に変換する機器である。この交直変換器40を制御することで、電力系統2の分岐路2Aから分散電源装置10に電力を充電させるか、それとも分散電源装置10から負荷3に電力を放電させるかを制御することができる。また、電源出力測定手段50は、分散電源装置10に充電する際はその充電時の電力を測定し、分散電源装置10から放電する際はその放電時の電力を測定する。測定結果は、後述する制御手段20に入力され、充電電力あるいは放電電力を変化させるかの目安として利用される。測定結果の使用例は後述する。なお、この電源出力測定手段50には、ごく一般的な電力測定器を用いることができる。
The distributed
[入力値測定手段]
入力値測定手段30は、分散電源装置10と分岐路2Aとの接合点11よりも電力系統2側に設けられ、電力系統2から負荷3に入力される実質的な電力(入力値)を測定する手段である。この入力値測定手段30としては、ごく一般的な電力測定器を使用できる。
[Input value measuring means]
The input value measuring means 30 is provided on the
なお、入力値測定手段30と電力系統2との間で分岐路2Aに設けられる交流遮断機31は、電源システム1や負荷3のメンテナンス等の際に使用するためのものである。
The
[制御手段]
制御手段20は、上記入力値測定手段30からの情報に基づいて分散電源装置10に電力系統2から電力を充電させるのか、それとも分散電源装置10から負荷3に電力を放電させるのか、あるいは分散電源装置10を動かさないのかを判断する。そして、その判断に基づいて交直変換器40を操作し、実際に分散電源装置10を動作させる。この制御手段20はコンピューターなどで構成することができる。
[Control means]
Based on the information from the input value measuring means 30, the control means 20 charges the distributed
上記制御手段20には、分散電源装置10をどのように動作させるかを判断する動作判断部21と、その動作を判断する指標となる電力の値である目標値を判断する目標値設定部22と、が設けられている。これら動作判断部21と目標値設定部22の機能、目標値の意義については、次の『電源システムの運転方法』に詳しく説明する。
The control means 20 includes an
≪分散電源装置の運転方法≫
[基本制御]
上記電源システム1の基本的な制御を、図1、図2を参照しつつ説明する。始めに、電源システム1は、分岐路2Aに設けられる入力値測定手段30により、電力系統2から負荷3に入力される入力電力(入力値)PLを測定する(図2のS1)。入力電力PLは消費電力と同義である。この入力電力PLは、制御手段20に一時保持しておく。
≪Distributed power supply operation method≫
[Basic control]
The basic control of the power supply system 1 will be described with reference to FIGS. First, the power supply system 1, the input value measuring means 30 provided in the
次に、制御手段20の動作判断部21は、目標値設定部22から入力電力の目標値PSを呼び出し(図2のS2)、入力電力PLと目標値PSとから分散電源装置10に行わせる動作を判断する(図2のS3)。動作判断部21における分散電源装置10に行わせる動作の判断は、図2のS3に示すように、入力電力PLが目標値PSよりも大きいか、即ち、現在の消費電力(PL)が目標とする消費電力(PS)よりも大きいかを基準とすれば良い。ここで、上記目標値PSは、以下の4パターンに分けることができる。
Next, the
(1)終日一定の固定値
ここでいう固定値とは、予め目標値設定部22に入力しておいた目標値PSのことである。終日一定の目標値PSであれば、消費電力を平準化することができる。なお、電気事業者と消費電力の上限を定めた契約を結んでいる場合、固定値(目標値PS)は、その契約電力の90〜99%となるように設定することが好ましい。目標値PSが契約電力と同じ場合、突発的な消費電力の増加に対応できず、消費電力が契約電力をオーバーする可能性がある。以下の(2)〜(4)においても目標値PSは、契約電力の90〜99%に収まるように設定する。
(1) it is a fixed value referred day here a constant fixed value, is that the target value P S which has been input in advance to the target
(2)時間帯に応じて変化する固定値
例えば、昼間は目標値PSを100とし、夜間は目標値PSを90とするといったように、時間帯に応じた固定値を予め目標値設定部22に入力しておく。この場合、消費電力を平準化する効果は、上記(1)に劣るものの、各時間帯の消費電力の実態に沿った効率的な電源システム1の運転を行うことができる。
(2) a fixed value varies depending on the time of day for example, daytime and the target value P S and 100 at night the target value P S as such and 90, advance a target value set a fixed value corresponding to the time zone Input to the
(3)日に応じて変化する変動値
ここでいう変動値とは、過去の一定期間における入力電力PLを参照して目標値設定部22が適宜決定する目標値PSである。例えば、数日間にわたっての入力電力PLを記録し、その平均値を目標値PSとして終日使用する。そして、次の日には、終日使用する目標値PSを新たに設定する。詳しくは、後述する追加制御5で説明する。
(3) The variation values here fluctuation value that changes depending on the day, the target
(4)時間帯に応じて変化する変動値
一日のうちで何度も変動値を求め、その都度、目標値PSを求めた変動値に再設定する。詳しくは後述する追加制御6で説明する。
(4) several times calculated variation value of the change value day changes according to time zones, each time resetting the variation value calculated target value P S. Details will be described in the additional control 6 described later.
最後に、動作判断部21の判断結果に基づいて、制御手段20は交直変換器40を制御することで分散電源装置10を動作させる。具体的には、入力電力PL≧目標値PSとなった場合、動作判断部21は、『分散電源装置10から負荷3に放電させるべきである』と判断し、制御手段20は、その判断に従って分散電源装置10から負荷3に放電させる(図2のS4)。一方、入力電力PL<目標値PSとなった場合、動作判断部21は、『電力系統2から分散電源装置10に充電させるべき』と判断し、制御手段20は、その判断に従って電力系統2から分散電源装置10に充電させる(図2のS5)。ここで、入力電力PL=目標値PSのとき、分散電源装置10を動作させないようにしても良い。
Finally, based on the determination result of the
ここで、分散電源装置10にどの程度の電力を充電すれば良いか、あるいは分散電源装置10からどの程度の電力を放電すれば良いかは、電源出力測定手段50の測定結果を参照して決定すれば良い。例えば、現時点で、入力電力PL>目標値PSとなっており、分散電源装置10からP0の電力が放電されている場合を考える。その状態から所定時間経過したとき、再び入力値測定手段30での測定結果が、入力電力PL>目標値PSとなった場合、制御手段20は、現在の電力P0では分散電源装置10からの放電電力が足りないと判断し、分散電源装置10の出力を高くする(分散電源装置10からの放電量を増加させる)。例えば、分散電源装置10の出力を、『現在の電力P0』+『足りない電力(PL−PS)』に変更する。
Here, it is determined by referring to the measurement result of the power supply output measuring means 50 how much power should be charged to the distributed
以上説明したフローチャートに従って電源システム1を運転すれば、負荷3の要求に従って入力電力PLが大きくなれば、分散電源装置10から電力が補われて入力電力PLが小さくなるし、入力電力PLが小さくなれば、電力系統2から分散電源装置10に電力が充電され、入力電力PLが大きくなる。その結果、終日、入力電力PLを目標値PSに近づけることができる、即ち、消費電力を平準化することができる。
If you are operating a power supply system 1 according to the flowchart described above, the larger the input power P L is in accordance with the requirements of the load 3, to the input power P L is supplemented with power from distributed
以下、より効率的な電源システム1の運転を行うための分散電源装置10の制御方法を説明する。なお、以下に示す追加制御1〜6は、制御内容が互いに矛盾しない限り組み合わせることができる。
Hereinafter, a method for controlling the distributed
[追加制御1]
一般的な需要者における消費電力は、時間帯によって大きく変動する。例えば、夏場の一般家庭などでは、昼間の時間帯で消費電力が大きくなる傾向にある。そこで、昼間の時間帯を、分散電源装置10への充電を禁止する充電禁止時間帯とすることが好ましい。この充電禁止時間帯では、図2のS3で入力電力PL<目標値PSとなり、動作判断部21が『電力系統2から分散電源装置10に充電するべき』と判断しても、制御手段20はその判断を無視する。
[Additional control 1]
The power consumption of general consumers varies greatly depending on the time of day. For example, in ordinary households in summer, power consumption tends to increase during the daytime. Therefore, it is preferable that the daytime time zone is a charging prohibition time zone in which charging to the distributed
上記充電禁止時間帯を設けることで、消費電力が総じて高い充電禁止時間帯において、不意に消費電力が減少した後、突発的に消費電力が増加しても、電力系統2への負担が大きくなりすぎることがない。これは、不意に消費電力が減少しても、その際、電力系統2から分散電源装置10に電力を充電させないからである。
By providing the charging prohibition time zone, even if the power consumption suddenly increases in the charging prohibition time zone where the power consumption is generally high and then suddenly increases, the burden on the
また、需要家が電気事業者と夜間割引の契約を結んでいる場合、電気料金の割高な昼間に分散電源装置10に充電するのは非経済的であるが、昼間に充電禁止時間帯を割り当てることで、その問題を解決することができる。
In addition, when a consumer has a night discount contract with an electric power company, it is uneconomical to charge the distributed
[追加制御2]
上記充電禁止時間帯に加え、放電禁止時間帯を設けることも好ましい。放電禁止時間帯は、総じて消費電力が昼間よりも小さい夜間に設定すると良い。この放電禁止時間帯では、図2のS3で入力電力PL≧目標値PSとなり、動作判断部21が分散電源装置10から負荷3に放電するべきと判断しても、制御手段20はその判断を無視する。
[Additional control 2]
It is also preferable to provide a discharge inhibition time zone in addition to the charge inhibition time zone. The discharge prohibited time zone is preferably set at night when the power consumption is generally smaller than the daytime. In this discharge inhibition time zone, even if the input power P L ≧ target value P S in S3 of FIG. 2 and the
放電禁止時間帯を設けておくことで、消費電力がピークを迎える昼間(充電禁止時間帯)に備えて分散電源装置10に十分な電力を蓄えておくことができる。夜間はそもそも昼間よりも消費電力が小さく、仮に瞬間的に消費電力が大きくなったとしても、長時間にわたって消費電力が大きいまま維持されることは少ない。
By providing the discharge prohibition time zone, sufficient power can be stored in the distributed
なお、消費電力が総じて小さな夜間などの時間帯であっても、瞬間的な消費電力が契約した値を超えてしまう場合もある。そのような問題を確実に回避するのであれば、夜間でも図2のフローチャートに示す制御を行う。 Even when the power consumption is generally small, such as at night, the instantaneous power consumption may exceed the contracted value. If such a problem is reliably avoided, the control shown in the flowchart of FIG. 2 is performed even at night.
[追加制御3]
追加制御2で示した放電禁止時間帯において、予め決定されたスケジュールに従って分散電源装置10を制御しても良い。夜間は、消費電力が変動することはあっても、消費電力が大きくなりすぎることは殆どない。そのため、放電禁止時間帯において定められたスケジュールに従って分散電源装置10を制御すれば、入力値測定手段30や、電源出力測定手段50、分散電源装置10を常時作動させておく必要がなく、効率的かつ経済的に電源システム1を運転させることができる。
[Additional control 3]
In the discharge inhibition time zone indicated by the
[追加制御4]
追加制御2で示した充電禁止時間帯と放電禁止時間帯に加えて、分散電源装置10による充電も放電も行わない動作停止時間帯を設けても良い。例えば、一般家庭における就寝時間帯では、消費電力が増加することも減少することも稀である。そのような就寝時間帯に入力値測定手段30や分散電源装置10などの作動させておくことは非効率的である。そこで、就寝時間帯に動作停止時間帯を割り当てることで、入力値測定手段30や分散電源装置10を動作させる電力を節約することができる。
[Additional control 4]
In addition to the charge inhibition time zone and the discharge inhibition time zone shown in the
[追加制御5]
この項目では、長めのスパンで過去の一定期間における入力電力PLを参照して目標値PSを決定し、その決定した目標値PSを終日使用する制御を説明する。例えば、1日間〜7日間の総電力量から計算した平均電力を目標値PSとして終日使用する。そして、次の日には、前日を含む1日間〜7日間の総電力量から計算した平均電力を目標値PSとして再設定することを繰り返す。このような制御を行えば、一日の消費電力を平準化できるし、時期(季節や、需要家の繁忙期など)に応じた消費電力の平準化を達成することもできる。
[Additional control 5]
This item, with reference to the input power P L in a certain period in the past in longer span determines a target value P S, illustrating the control for all-day use target value P S of the decision. For example, using day average power calculated from the total amount of power 1 to 7 days as the target value P S. Then, the next day, it repeated resetting the average power calculated from the total amount of power 1 to 7 days including the day before as the target value P S. By performing such control, the daily power consumption can be leveled, and the power consumption leveling according to the time (season, busy season of customers, etc.) can be achieved.
[追加制御6]
この項目では、短めのスパンで過去の一定期間における入力電力PLを参照して目標値PSを決定し、その都度、目標値PSを再設定する例を説明する。例えば、5秒間〜1日間の総電力量から平均電力を求めると共に、測定した時間帯に応じた補正値をその平均電力に足して目標値PSを決定する。そして、古い目標値PSを、新たに求めた目標値PSに更新する。このような制御を行えば、上記追加制御5に比べて消費電力を平準化する効果は小さいものの、時間帯に応じた効率的な電源システム1の運転を行うことができる。例えば、消費電力が非常に小さな時間帯に、分散電源装置10に過大に充電を行うといった無駄をなくすことができる。ここで、時間帯に応じたより効率的な電源システム1の運転を行うのであれば、測定する期間を1分〜1日間とすることが好ましく、1分〜3時間とすることがより好ましく、5分〜1時間とすることが最も好ましい。
[Additional control 6]
In this article, with reference to the input power P L during a certain period in the past in short span determines a target value P S, each time, an example of resetting the target value P S. For example, the determining an average power from the total power of 5 seconds to 1 day, by adding a correction value corresponding to the measured time period to the average power to determine the target value P S. Then, to update the old target value P S, the target value P S, which was newly obtained. If such control is performed, although the effect of leveling the power consumption is small as compared with the additional control 5, the operation of the power supply system 1 can be performed efficiently according to the time zone. For example, it is possible to eliminate the waste of excessively charging the distributed
なお、本発明の実施形態は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施形態では、入力値と目標値を共に電力の値としたが、電力量の値としても良い。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the input value and the target value are both the power value, but may be the power amount value.
本発明電源システムは、電源系統に接続される各負荷の消費電力を平準化することに好適に利用可能である。 The power supply system of the present invention can be suitably used for leveling the power consumption of each load connected to the power supply system.
1 電源システム
10 分散電源装置
20 制御手段 21 動作判断部 22 目標値設定部
30 入力値測定手段
2 電力系統
2A〜2D 分岐路
3 負荷
11 接合点
31,61 交流遮断機
40 交直変換器
50 電源出力測定手段
62 トランス
63 直流遮断機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
この分散電源装置の充放電を制御して、前記電力系統から受け取る電力を平準化する制御手段と、
を備える電源システムであって、
電力系統から負荷に入力される電力または電力量の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段を備え、
前記制御手段は、前記入力値測定手段で測定した入力値に基づいて、前記分散電源装置の充放電を制御することを特徴とする電源システム。 A distributed power supply device connected to a branch path connected to a load from the power system, charging power from the power system, or discharging the stored power to the load,
Control means for controlling the charge and discharge of this distributed power supply device, and leveling the power received from the power system,
A power supply system comprising:
Comprising an input value measuring means for measuring an input value that is a substantial value of electric power or electric energy input to the load from the electric power system;
The power supply system, wherein the control means controls charging / discharging of the distributed power supply apparatus based on an input value measured by the input value measuring means.
電力系統から負荷に入力される電力または電力量の目標値を設定する目標値設定部と、
前記入力値と目標値との差分に基づいて前記分散電源装置に行わせる動作を判断する動作判断部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電源システム。 The control means includes
A target value setting unit for setting a target value of electric power or electric energy input to the load from the electric power system;
An operation determining unit that determines an operation to be performed by the distributed power supply device based on a difference between the input value and a target value;
The power supply system according to claim 1, further comprising:
前記制御手段は、前記充電禁止時間帯では、前記動作判断部の判断に拘らず前記分散電源装置に充電を行わせないことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電源システム。 A charging prohibition time zone is set in the control means,
4. The power supply according to claim 1, wherein the control unit does not cause the distributed power supply device to charge in the charge prohibition time period regardless of the determination of the operation determination unit. 5. system.
前記制御手段は、前記放電禁止時間帯では、前記動作判断部の判断に拘らず前記分散電源装置に放電を行わせないことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電源システム。 A discharge inhibition time zone is set in the control means,
5. The power supply according to claim 1, wherein the control unit does not cause the distributed power supply device to discharge in the discharge prohibited time period regardless of the determination of the operation determination unit. system.
前記制御手段は、前記動作停止時間帯では前記分散電源装置を制御しないことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電源システム。 An operation stop time zone is set in the control means,
The power supply system according to claim 1, wherein the control unit does not control the distributed power supply device during the operation stop time period.
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