JP2013176182A - 蓄電池の電力管理装置、電力管理プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
蓄電池の電力管理装置、電力管理プログラムおよび記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013176182A JP2013176182A JP2012037779A JP2012037779A JP2013176182A JP 2013176182 A JP2013176182 A JP 2013176182A JP 2012037779 A JP2012037779 A JP 2012037779A JP 2012037779 A JP2012037779 A JP 2012037779A JP 2013176182 A JP2013176182 A JP 2013176182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- storage battery
- charge
- amount
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
【課題】蓄電池に充電されている電力を状況に応じて有効に利用する。
【解決手段】パワーコンディショナにおける電力管理部3は、複数の電力源(太陽電池および電力系統)から蓄電池5へ充電される電力の積算電力量を電力源ごとに算出する。また、電力管理部3は、算出された電力源ごとの積算電力量を加算して蓄電池5における総充電量を算出する。また、電力管理部3は、総充電量に対する各積算電力量の電力比を算出する。さらに、メモリ33は、蓄電池5の充電量を電力源に固有の区分に対応する電力比に基づいて管理する区分管理情報を記憶している。
【選択図】図2
【解決手段】パワーコンディショナにおける電力管理部3は、複数の電力源(太陽電池および電力系統)から蓄電池5へ充電される電力の積算電力量を電力源ごとに算出する。また、電力管理部3は、算出された電力源ごとの積算電力量を加算して蓄電池5における総充電量を算出する。また、電力管理部3は、総充電量に対する各積算電力量の電力比を算出する。さらに、メモリ33は、蓄電池5の充電量を電力源に固有の区分に対応する電力比に基づいて管理する区分管理情報を記憶している。
【選択図】図2
Description
本発明は、蓄電池の電力を状況に応じて有効に利用することができる蓄電池の電力管理装置に関するものである。
近年、自然エネルギーを利用した発電や燃料電池などの発電システムや、発電した電力を蓄電するための二次電池の開発により、電力源の多様化が進んでいる。このような背景から、各種の電力源の効率的な利用に関する試みがなされている。
例えば、特許文献1には、新規設備にどのエネルギー源を用いるか、最適エネルギー源の適否を判定することが開示されている。この判定は、複数のエネルギー源の電力使用量などの各エネルギー源に関する情報と、エネルギー利用者の使用設備等に関するデータとを、コスト、エネルギー消費量などについて分析・計算することにより行われる。
一方、特許文献2には、停電時やバックアップ用の電力を確保するための二次電池を内蔵する電源装置が開示されている。この電源装置では、データベースに保持されている放電制御に必要なデータに基づいて放電を制御する。このようなデータとしては、電池寿命、充放電特性、放電保証終止電圧、計測データなどが挙げられる。
特許文献1に開示されている技術では、エネルギー源(電力源)ごとにコスト(料金)、環境性などを区分けしている。また、当該技術では、蓄電池(二次電池)についても新規設備としての利用の適否を判定している。しかしながら、蓄電池を利用する場合、蓄電池にいずれの電力源による電力が充電されているか区分されていない。
また、特許文献2に開示されている技術では、蓄電池の放電の制御について開示されているものの、やはり、複数の電力源から得られた電力を蓄電池に充電する場合の上記のような電力の区分がされることについては開示されていない。
このように、従来、電気料金の安い夜間の系統電力で充電した場合、電気料金の高い昼間の系統電力で充電した場合、太陽光発電の電力で充電した場合などが区別されることなく、全て同じ電力として扱われていた。このため、蓄電池に充電されている電力がいずれの電力源から充電されたか分からず、蓄電池に充電されている電力の料金、環境性などを判別することができない。したがって、蓄電池を放電するときに、料金、環境性などに基づいて電力を利用するといった指針を示すことができない。
以上のように、従来の蓄電池の利用においては、料金、環境性などを考慮して、充電された電力を有効に利用することができないという不都合がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池に充電されている電力を状況に応じて有効に利用することにある。
本発明に係る蓄電池の電力管理装置は、上記の課題を解決するために、複数の電力源から蓄電池へ充電される電力の積算電力量を前記電力源ごとに算出する積算電力量算出手段と、前記電力源に固有の区分に対応する前記積算電力量に基づいて前記蓄電池の充電量を管理する充電量管理手段とを備えていることを特徴としている。
上記の構成では、積算電力量算出手段によって、複数の電力源から蓄電池へ充電される電力の積算電力量が電力源ごとに算出されると、算出された電力源ごとの積算電力量が、総充電量算出手段によって加算されて蓄電池における総充電量として算出される。すると、充電量管理手段によって、蓄電池の充電量が電力源に固有の区分に対応する積算電力量に基づいて管理される。
これにより、蓄電池に充電された電力を電力源ごとの区分で管理することができる。例えば、電力源として太陽電池および系統電力を利用する場合、蓄電池に充電された電力をそれぞれの区分で管理することができる。それゆえ、例えば、蓄電池に蓄えられた電力のうち、太陽電池による区分の充電分の電力をその積算電力量の範囲で優先的に利用したり、系統電力による区分の充電分の電力をその積算電力量の範囲で優先的に利用したりといった形態が可能となる。
前記蓄電池の電力管理装置は、指定された前記区分に対応する前記積算電力量で規定される充電量の範囲内で前記蓄電池に放電させる放電制御手段を備えていることが好ましい。
上記の構成では、放電制御手段の制御によって、蓄電池は、指定された区分に対応する積算電力量で規定される充電量の範囲内で電力を放電する。これにより、蓄電池に充電されている電力のうち、所望の区分の電力を容易に利用することができる。
前記蓄電池の電力管理装置は、算出された電力源ごとの積算電力量を加算して前記蓄電池における総充電量を算出する総充電量算出手段と、前記総充電量に対する各積算電力量の電力比を算出する電力比算出手段とを備え、前記充電量管理手段が、前記積算電力量に代えて、前記区分に対応する前記電力比に基づいて前記蓄電池の充電量を管理し、前記区分が、前記電力源としての電力系統からの電力の料金または前記料金が所定の係数によって補正された補正料金であることが好ましい。
上記の構成では、算出された電力源ごとの積算電力量が、総充電量算出手段によって加算されて蓄電池における総充電量として算出されると、電力比算出手段によって、総充電量に対する各積算電力量の電力比が算出される。すると、充電量管理手段によって、積算電力量に代えて、区分に対応する電力比に基づいて蓄電池の充電量が管理される。また、区分を料金または補正料金に応じて設定することで、蓄電池に蓄えられた電力のうち、料金の安い夜間の電力を電力比に応じた電力量の範囲で蓄電池から放電させて、経済性を優先させた電力利用をすることができる。
なお、上記の係数としては、例えば、電力源と蓄電池との間の電圧変換回路の電力変換効率が挙げられる。これにより、電力変換効率による電力の減少を考慮して、より適切な料金を適用することができる。
前記蓄電池の電力管理装置において、前記区分が電力源の種別であることが好ましい。
これにより、例えば、区分を再生可能エネルギー(太陽光発電など)に設定することで、環境性を優先した電力利用をすることができる。
前記蓄電池の電力管理装置は、前記電力源ごとに前記蓄電池の充電量を前記電力比に基づいて区分して表示する充電量表示手段を備えていることが好ましい。
これにより、ユーザは蓄電池の充電量を電力源ごとに容易に把握することができる。
本発明の電力管理プログラムは、コンピュータを前記電力管理装置における各手段として機能させるためのプログラムである。また、本発明の記録媒体は、前記電力管理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。これらの電力管理プログラムおよび記録媒体も本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る蓄電池の電力管理装置は、上記のように構成されることにより、蓄電池に充電されている電力を状況に応じて有効に利用することができるという効果を奏する。
本発明に係る一実施形態について、図1〜図14を参照して以下に説明する。
[パワーコンディショナの構成]
図1は、本実施形態に係るパワーコンディショナ1の構成を示すブロック図である。
図1は、本実施形態に係るパワーコンディショナ1の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、パワーコンディショナ1(電力管理装置)は、電力変換部2と、電力管理部3とを備えている。このパワーコンディショナ1は、太陽電池4(PV;Photovoltaic Battery)、据置き型の蓄電池5(SB;Storage Battery)、電気自動車6(EV;Electric Vehicle)、電力系統7および負荷8の間で必要となる直流電圧−直流電圧の変換および直流電圧−交流電圧の変換を行う。また、パワーコンディショナ1は、電力変換部2における所要各部の電力を監視するとともに、必要に応じた太陽電池4および電力系統7から取得される電力の蓄電池5および電気自動車6への充電および蓄電池5からの放電を制御する。
なお、本実施形態において、電気自動車6は、蓄電池を搭載していればよく、プラグインハイブリッド自動車などもその範疇に入るものとする。
〔電力変換部の構成〕
電力変換部2は、DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24を有している。
電力変換部2は、DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24を有している。
DC−DCコンバータ21は、太陽電池4から出力される直流電圧を所定の直流電圧に変換する電圧変換回路である。
双方向DC−DCコンバータ22は、DC−DCコンバータ21および双方向インバータ24から出力される直流電圧を蓄電池5が充電可能な直流電圧に変換するとともに、その逆方向の変換を行う電圧変換回路である。双方向DC−DCコンバータ23は、DC−DCコンバータ21および双方向インバータ24から出力される直流電圧を電気自動車6が充電可能な直流電圧に変換するとともに、その逆方向の変換を行う電圧変換回路である。
双方向インバータ24は、電力系統7からの交流電圧を所定の直流電圧に変換する電圧変換回路である。また、双方向インバータ24は、DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23から出力される直流電圧を交流電圧に変換して、電力系統7または負荷8に与える。
電力変換部2の内外においては、下記の各所に電圧計(図中●にて示す)および電流計(図中○にて示す)が配置されている。各電流計で測定された電流と、対応する電圧計で測定された電圧との積が電力管理部3で計算されることにより、電力が測定される。
電圧計
(1)双方向DC−DCコンバータ22と蓄電池5との間
(2)双方向DC−DCコンバータ23と電気自動車6との間
(3)DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24の間
(4)双方向インバータ24と電力系統7および負荷8との間
電流計
(1)DC−DCコンバータ21の出力端
(2)双方向DC−DCコンバータ22の双方向インバータ24側の入出力端
(3)双方向DC−DCコンバータ22の蓄電池5側の入出力端
(4)双方向DC−DCコンバータ23の双方向インバータ24側の入出力端
(5)双方向DC−DCコンバータ23の電気自動車6側の入出力端
(6)双方向インバータ24のDC−DCコンバータ21側の入出力端
(7)電力系統7の入力端
(8)負荷8の入力端
なお、電流と電圧との積は電力管理部3で計算されるが、電力センサを用いて電力を得る箇所もある(例えば図1に示すF点)。電力センサは、電流と電圧との積を算出し、その結果を電力値として電力管理部3に送る。
(1)双方向DC−DCコンバータ22と蓄電池5との間
(2)双方向DC−DCコンバータ23と電気自動車6との間
(3)DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24の間
(4)双方向インバータ24と電力系統7および負荷8との間
電流計
(1)DC−DCコンバータ21の出力端
(2)双方向DC−DCコンバータ22の双方向インバータ24側の入出力端
(3)双方向DC−DCコンバータ22の蓄電池5側の入出力端
(4)双方向DC−DCコンバータ23の双方向インバータ24側の入出力端
(5)双方向DC−DCコンバータ23の電気自動車6側の入出力端
(6)双方向インバータ24のDC−DCコンバータ21側の入出力端
(7)電力系統7の入力端
(8)負荷8の入力端
なお、電流と電圧との積は電力管理部3で計算されるが、電力センサを用いて電力を得る箇所もある(例えば図1に示すF点)。電力センサは、電流と電圧との積を算出し、その結果を電力値として電力管理部3に送る。
〔電力管理部の構成〕
図2は、電力管理部の構成を示すブロック図である。
図2は、電力管理部の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、電力管理部3は、制御部31、データベース32、メモリ33、電力監視制御部34、通信部35、充放電管理部36および表示制御部37を有している。
〈制御部の構成〉
制御部31は、パワーコンディショナ1の前述の機能を実現するために、電力管理部3の各部を下記のように制御する。この制御部31は、マイクロプロセッサが所定の制御プログラムを実行することによって実現される制御機能のブロックである。
(1)データベース32からのデータの読出し
制御部31は、電力管理部3における各部からの要求に応じてデータベース32から各種のデータを読み出す。
(2)区分管理情報などの書き込み
制御部31は、電力監視制御部34からの区分管理情報をはじめとする各種データをメモリ33へ書き込む。
(3)蓄電池状態情報の書き込みおよび送信要求
制御部31は、通信部35を介して蓄電池5および電気自動車6から受信した蓄電池5の状態および電気自動車6の蓄電池の状態に関する情報(蓄電池状態情報)をメモリ33へ書き込むとともに、通信部35を介して当該情報の送信を電気自動車6に要求する。
(4)蓄電池管理情報および充放電管理情報の読出し
制御部31は、充放電管理部36からの要求に応じてメモリ33から蓄電池管理情報および充放電管理情報を読み出す。
(5)表示画面データおよび蓄電池管理情報の読出し
制御部31は、表示制御部37からの要求に応じて、データベース32からの表示画面データを読み出すとともに、メモリ33から蓄電池管理情報を読み出す。
制御部31は、パワーコンディショナ1の前述の機能を実現するために、電力管理部3の各部を下記のように制御する。この制御部31は、マイクロプロセッサが所定の制御プログラムを実行することによって実現される制御機能のブロックである。
(1)データベース32からのデータの読出し
制御部31は、電力管理部3における各部からの要求に応じてデータベース32から各種のデータを読み出す。
(2)区分管理情報などの書き込み
制御部31は、電力監視制御部34からの区分管理情報をはじめとする各種データをメモリ33へ書き込む。
(3)蓄電池状態情報の書き込みおよび送信要求
制御部31は、通信部35を介して蓄電池5および電気自動車6から受信した蓄電池5の状態および電気自動車6の蓄電池の状態に関する情報(蓄電池状態情報)をメモリ33へ書き込むとともに、通信部35を介して当該情報の送信を電気自動車6に要求する。
(4)蓄電池管理情報および充放電管理情報の読出し
制御部31は、充放電管理部36からの要求に応じてメモリ33から蓄電池管理情報および充放電管理情報を読み出す。
(5)表示画面データおよび蓄電池管理情報の読出し
制御部31は、表示制御部37からの要求に応じて、データベース32からの表示画面データを読み出すとともに、メモリ33から蓄電池管理情報を読み出す。
〈データベースの構成〉
データベース32は、電力管理部3が蓄電池5および電気自動車6の蓄電池の充放電を管理および制御するために必要なデータを格納している。これらのデータとしては、電力情報、最大最小充電量、電力供給優先順位、電力源優先順位、制御モード、電気自動車情報および表示画面データが挙げられる。
データベース32は、電力管理部3が蓄電池5および電気自動車6の蓄電池の充放電を管理および制御するために必要なデータを格納している。これらのデータとしては、電力情報、最大最小充電量、電力供給優先順位、電力源優先順位、制御モード、電気自動車情報および表示画面データが挙げられる。
《電力情報》
図3(a)〜(d)は上記電力管理部3におけるデータベース32に格納される電力情報を示す図である。図4は、電力情報における電気料金の時間帯による区分を示す図である。
図3(a)〜(d)は上記電力管理部3におけるデータベース32に格納される電力情報を示す図である。図4は、電力情報における電気料金の時間帯による区分を示す図である。
図3(a)〜(d)に示すように、電力情報は、それぞれ太陽電池4、系統電力(電力系統7から取得する電力)、蓄電池5および電気自動車6について用意されている。各電力情報は、電力源の種別と、当該電力源のエネルギー源が再生可能エネルギーであるか否か(TRUEまたはFALSE)、および電力系統7を管理する電力会社に対して売買される電力の料金(電気料金)を含んでいる。
なお、電力の料金は、全て1kWh当たりの料金であるので、以降では、そのことについての説明を省略する。
また、電力源のエネルギー源としては、再生可能エネルギー(太陽電池(太陽光)、太陽熱、風力、地熱、水力、波力・潮力、流水・潮汐、バイオマス等)、コージェネレーション(燃料電池、ガス発電など)、などでも良く、CO2消費量で管理しても良い。
図3(a)に示すように、太陽電池4からの電力は、再生可能エネルギーであり(TRUE)、売電料金が42円である。図3(a)に示す情報は、図3(b)に示す情報により決定される。
図3(b)に示すように、系統買電夜は、夜間の系統電力であり、再生可能エネルギーではなく(FALSE)、買電料金が8円である。また、系統買電昼は、昼間の系統電力であり、再生可能エネルギーではなく(FALSE)、買電料金が24円である。さらに、系統売電は、太陽電池4からの電力以外の電力であり、再生可能エネルギーではなく(FALSE)、売電料金が42円である。
図3(b)に示す系統買電料金は、図4に示す情報に基づいて決定される。図3(b)の料金は、例えば電力会社により決められ、料金改定の際に変更できるようにしておくことが好ましく、例えばインターネット等により更新できるようにしても良い。
図3(c)に示すように、蓄電池5への充電電力の供給元となる複数の電力源としては、太陽電池4、系統買電夜および系統買電昼が挙げられる。太陽電池4からの電力、系統買電夜および系統買電昼は、前述の通りである。この図3(c)に示す情報は、図3(a)および(b)に示す情報に基づいて決定される。
図3(d)に示すように、電気自動車6への充電電力の供給元となる電力源としては、太陽電池4、SB(太陽電池)、系統買電夜、SB(系統買電夜)、系統買電昼およびSB(系統買電昼)が挙げられる。太陽電池4からの電力、系統買電夜および系統買電昼は、前述の通りである。SB(太陽電池)は、太陽電池4からの電力が蓄電池5に一旦充電された電力であるので、再生可能エネルギーであり(TRUE)、売電料金が42円である。SB(系統買電夜)は、夜間の系統電力が蓄電池5に一旦充電された電力であるので、再生可能エネルギーではなく(FALSE)、買電料金が8円である。SB(系統買電昼)は、昼間の系統電力が蓄電池5に一旦充電された電力であるので、再生可能エネルギーではなく(FALSE)、買電料金が24円である。この図3(d)に示す情報は、図3(a)ないし(c)に示す情報に基づいて決定される。
図4に示すように、本実施形態では、7:00から23:00までを系統買電の昼間料金(24円)が設定される期間であり、23:00から翌朝の7:00までを系統買電の夜間料金(8円)が設定される期間であるとする。
《最大最小充電量》
図5(a)は蓄電池5の最大最小充電量を示す図であり、図5(b)は電気自動車6の最大最小充電量を示す図である。
図5(a)は蓄電池5の最大最小充電量を示す図であり、図5(b)は電気自動車6の最大最小充電量を示す図である。
最大最小充電量は、蓄電池5および電気自動車6の蓄電池の劣化を防止するために設定されるトータルの最大充電可能電力および最小充電可能電力である。
図5(a)に示すように、蓄電池5については、10kWhの電池容量に対して、最大充電可能電力が9kWh(SOC(State of Charge):90%)であり、最小充電可能電力が1kWh(SOC:10%)である。最大充電可能電力のうち、太陽電池4からの充電の最大値は5kWh(SOC:50%)であり、系統買電夜からの充電の最大値は5kWh(SOC:50%)であり、系統買電昼からの充電の最大値は1kWh(SOC:10%)である。
図5(b)に示すように、電気自動車6の蓄電池については、16kWhの電池容量に対して、最大充電可能電力が15kWh(SOC(State of Charge):94%)であり、最小充電可能電力が8kWh(SOC:50%)である。最大充電可能電力のうち、太陽電池4およびSB(太陽電池)からの充電の最大値は5kWh(SOC:31%)である。また最大充電可能電力のうち、系統買電夜およびSB(系統買電夜)からの充電の最大値は15kWh(SOC:94%)であり、系統買電昼およびSB(系統買電昼)からの充電の最大値は1kWh(SOC:6%)である。
《電力供給優先順位》
図6は、電力供給の優先順位を示す図である。
図6は、電力供給の優先順位を示す図である。
図6に示すように、電力供給優先順位は、電力を使用(消費、充電および売電)する各部に電力を供給する優先順位を電力源ごとに規定している。
電力源が太陽電池4である場合、負荷8が第1順位であり、第2順位がEV充電(電気自動車6への充電)、SB充電(蓄電池5への充電)または電力系統7への売電である。電気自動車6がパワーコンディショナ1に接続されているときは、EV充電、SB充電および売電で太陽電池4からの電力を分け合うので、それに応じてEV充電およびSB充電の充電量が決定される。また、電気自動車6がパワーコンディショナ1に接続されていないとき(切断時)は、SB充電および売電で太陽電池4からの電力を分け合うので、それに応じてSB充電の充電量が決定される。
電力源が系統売電夜である場合、負荷8が第1順位であり、第2順位がEV充電であり、第3順位がSB充電である。
電力源が系統売電昼である場合、負荷8が第1順位であり、第2順位がEV充電であり、第3順位がSB充電である。EV充電およびSB充電については、蓄電池5および電気自動車6の充電量が最低(最小)充電量未満であり、かつ他に電力源がないときのみ、上記の順位で行われる。
電力源がSB(太陽電池)である場合、太陽電池4からの電力が蓄電池5に充電される場合であり、EV充電が第1順位であり、第2順位が負荷8である。負荷8については、所定の使用量以上の電力を使用するときのみ電力供給される。
電力源がSB(系統売電夜)である場合、夜間に電力系統7からの電力が蓄電池5に充電される場合であり、昼間の負荷8が第1順位であり、第2順位がEV充電である。
電力源がSB(系統売電昼)である場合、昼間に電力系統7からの電力が蓄電池5に充電される場合であり、負荷8およびEV充電が第1順位である。負荷8およびEV充電については、電力が不足する場合のみ供給される。
《電力源優先順位》
図7は、電力使用における電力源の優先順位を示す図である。
図7は、電力使用における電力源の優先順位を示す図である。
図7に示すように、電力源優先順位は、電力源を採用する優先順位を規定している。
負荷8の消費電力が2kW以上の範囲では、太陽電池4の順位が最も高く、EV放電(電気自動車65からの放電)、SB放電(蓄電池5からの放電)、系統(系統電力7からの買電)の順位となる。負荷8の消費電力が2kW未満の範囲では、負荷8、EV充電およびSB充電について個別に順位が設定される。
負荷8に対する電力源としては、太陽電池4の順位が最も高く、系統買電、SBおよびEVについては前述の料金に関する情報を参照して料金の安い方の順位が高い。
EV充電に対する電力源としては、太陽電池4および系統買電夜の順位が最も高く、SB(太陽電池)およびSB(系統買電夜)がそれに続き、系統買電昼の順位が最も低い。SB充電に対する電力源としては、太陽電池4および系統買電夜の順位が最も高く、系統買電昼がそれに続く。SB充電の場合、後述のように設定される区分(項目)で定まる充電量で充電される。
《制御モード》
制御モードとしては、経済性を優先させる経済性優先モード(節約モード)と、環境性を優先させる環境性優先モード(エコモード)とが用意されている。
制御モードとしては、経済性を優先させる経済性優先モード(節約モード)と、環境性を優先させる環境性優先モード(エコモード)とが用意されている。
なお、前述の図5に示す最大最小充電量、図6に示す電力供給優先順位および図7に示す電力源優先順位は、ここでは詳細を省略するが、それぞれ上記の各制御モードについて個別に設定されている。
(1)経済性優先モード
電気自動車6への充電については、電力系統7からの夜間の電力で行い、夜間(低料金期間)に充電された蓄電池5からの電力で行う。
電気自動車6への充電については、電力系統7からの夜間の電力で行い、夜間(低料金期間)に充電された蓄電池5からの電力で行う。
蓄電池5からの放電については、状況に応じて料金の安い区分の電力を利用する。例えば、蓄電池5に充電されている電力のうち、電気料金が系統電力と比較して安い区分の電力(夜間電力)を放電する。
太陽電池4の電力については、太陽電池4の余剰電力の売電料金が電力系統7からの買電料金より高いときに電力系統7へ売電し、売電料金が買電料金より安いときに蓄電池5に充電する。また、蓄電池5を夜間の系統電力で充電するときは、夜間電力料金の区分で充電する。
(2)環境性優先モード
電気自動車6への充電については、再生可能エネルギーおよび再生可能エネルギーにより蓄電池5に充電した電力のみを使用する。
電気自動車6への充電については、再生可能エネルギーおよび再生可能エネルギーにより蓄電池5に充電した電力のみを使用する。
蓄電池5からの放電については、状況に応じて環境性の高い電力を利用する。例えば、蓄電池5に充電されている電力のうち、再生可能エネルギーとして区分されている電力を放電する。
蓄電池5への充電については、太陽電池4からの電力を再生可能エネルギーとして区分する。
《電気自動車情報》
電気自動車情報は、電気自動車6を特定する情報(IDなど)や、電気自動車6との通信に関する情報(IPアドレス、通信プロトコルなど)を含んでいる。
電気自動車情報は、電気自動車6を特定する情報(IDなど)や、電気自動車6との通信に関する情報(IPアドレス、通信プロトコルなど)を含んでいる。
《表示画面データ》
表示画面データは、表示装置9が表示する表示画面データである。この表示画面データは、蓄電池5の充電状況などを表示するモニタ画面のデータである。
表示画面データは、表示装置9が表示する表示画面データである。この表示画面データは、蓄電池5の充電状況などを表示するモニタ画面のデータである。
なお、表示装置9は、壁などに埋め込まれて設置される専用の表示パネルであることが多いが、パーソナルコンピュータやテレビジョン受像機などであっても良い。
〈メモリの構成〉
メモリ33は、蓄電池5の充放電の管理に必要な情報を記憶するために設けられた読み書き可能な記憶装置である。このメモリ33は、蓄電池管理情報および区分管理情報を記憶している(充電量管理手段)。また、メモリ33は、他に、電力監視制御部34によって取得された電力変換部2内外の各所の電力や、電力監視制御部34によって算出された後述の積算電力量および電力比なども、区分管理情報の作成のために一時的に記憶している。
メモリ33は、蓄電池5の充放電の管理に必要な情報を記憶するために設けられた読み書き可能な記憶装置である。このメモリ33は、蓄電池管理情報および区分管理情報を記憶している(充電量管理手段)。また、メモリ33は、他に、電力監視制御部34によって取得された電力変換部2内外の各所の電力や、電力監視制御部34によって算出された後述の積算電力量および電力比なども、区分管理情報の作成のために一時的に記憶している。
《蓄電池管理情報》
蓄電池管理情報は、蓄電池5の状態を管理するために用いられ、通信部35を介して蓄電池5から取得した蓄電池5の状態を表す蓄電池状態情報を含んでいる。また、蓄電池管理情報は、電気自動車6の蓄電池の状態を管理するために用いられ、通信部35を介して電気自動車6から取得した蓄電池の状態を表す蓄電池状態情報も含んでいる。これらの蓄電池状態情報としては、例えば、充電残量(SOC)、エラー情報(充放電不可能など)などが挙げられる。電気自動車6に関する蓄電池状態情報としては、例えば、充放電が許可された状態にあるか否かの充放電許可情報(充放電プラグの接続有無など)が挙げられる。
蓄電池管理情報は、蓄電池5の状態を管理するために用いられ、通信部35を介して蓄電池5から取得した蓄電池5の状態を表す蓄電池状態情報を含んでいる。また、蓄電池管理情報は、電気自動車6の蓄電池の状態を管理するために用いられ、通信部35を介して電気自動車6から取得した蓄電池の状態を表す蓄電池状態情報も含んでいる。これらの蓄電池状態情報としては、例えば、充電残量(SOC)、エラー情報(充放電不可能など)などが挙げられる。電気自動車6に関する蓄電池状態情報としては、例えば、充放電が許可された状態にあるか否かの充放電許可情報(充放電プラグの接続有無など)が挙げられる。
上記蓄電池管理情報は、定期的に蓄電池5および電気自動車6から取得されて書き替えられることにより、常に最新の状態に更新される。
《区分管理情報》
区分管理情報は、電力監視制御部34によって作成される情報であり、電力比と電力源に固有の区分と対応付け、または各積算電力量と電力源に固有の区分との対応付けを含んでいる。この区分としては、電力源の種別や電力系統7からの電力の料金などが挙げられる。電力源の種別としては、太陽電池4、電力系統7、蓄電池5および電気自動車6が挙げられるが、前述の再生可能エネルギーを利用した電力源やコージェネレーションなども挙げられる。また、電力源の種別としては、CO2消費量で管理できる電力源も挙げられる。また、電力料金としては、夜間系統電力(低料金設定)や昼間系統電力(通常料金設定)などが挙げられる。
区分管理情報は、電力監視制御部34によって作成される情報であり、電力比と電力源に固有の区分と対応付け、または各積算電力量と電力源に固有の区分との対応付けを含んでいる。この区分としては、電力源の種別や電力系統7からの電力の料金などが挙げられる。電力源の種別としては、太陽電池4、電力系統7、蓄電池5および電気自動車6が挙げられるが、前述の再生可能エネルギーを利用した電力源やコージェネレーションなども挙げられる。また、電力源の種別としては、CO2消費量で管理できる電力源も挙げられる。また、電力料金としては、夜間系統電力(低料金設定)や昼間系統電力(通常料金設定)などが挙げられる。
この区分管理情報は、定期的に算出される新たな値に書き替えられることにより、常に最新の状態に更新される。また、区分管理情報には、現在設定されている制御モードも含まれている。
〈電力監視制御部の構成〉
電力監視制御部34は、各所の電力の測定値を取得する。具体的には、電力監視制御部34は、電力変換部2の内外に配置された前述の電流計および電圧計による測定電流および測定電圧を取得し、それらの積を演算したり、電力センサの測定電力を受けたりすることにより、各所の電力の測定値を得る。また、電力監視制御部34は、電流計および電圧計が計測を継続している時間と上記の電力との積を演算することにより、各電力源から蓄電池5および電気自動車6に充電される電力についての積算電力量を算出する(積算電力量算出手段)。積算電力量が算出される電力としては、太陽電池4の電力、夜間の系統電力、昼間の系統電力および蓄電池5(電気自動車6への充電)が挙げられる。さらに、電力監視制御部34は、積算電力量と電力源の固有の区分を対応付けることにより、前述の区分管理情報を作成する。
電力監視制御部34は、各所の電力の測定値を取得する。具体的には、電力監視制御部34は、電力変換部2の内外に配置された前述の電流計および電圧計による測定電流および測定電圧を取得し、それらの積を演算したり、電力センサの測定電力を受けたりすることにより、各所の電力の測定値を得る。また、電力監視制御部34は、電流計および電圧計が計測を継続している時間と上記の電力との積を演算することにより、各電力源から蓄電池5および電気自動車6に充電される電力についての積算電力量を算出する(積算電力量算出手段)。積算電力量が算出される電力としては、太陽電池4の電力、夜間の系統電力、昼間の系統電力および蓄電池5(電気自動車6への充電)が挙げられる。さらに、電力監視制御部34は、積算電力量と電力源の固有の区分を対応付けることにより、前述の区分管理情報を作成する。
電力監視制御部34は、算出した積算電力量を加算することにより、蓄電池5および電気自動車6における充電電力の総電力量(SOC)を算出し、その総量に対する各積算電力量の電力比を算出する(総充電量算出手段,電力比算出手段)。このようにして、電力監視制御部34は、SOCにおける各電力源による電力の積算電力量を区分する。さらに電力監視制御部34は、電力比と電力源の固有の区分を対応付けることにより、前述の区分管理情報を作成する。
電力監視制御部34は、負荷8の消費電力、太陽電池4の発電量、電気自動車6の状態などを監視し、状況に応じて太陽電池4の電力として蓄電池5に充電される電力を算出する。通常は、太陽電池4の発電電力が負荷8の消費電力よりも大きく、電気自動車6用の双方向DC−DCコンバータ23が放電状態でないとき、蓄電池5には、|B|−|E|−|D|の電力すなわち図1に示すC点の電力が太陽電池からの電力として充電される。ここで、B,E,Dはそれぞれ図1に示すB点の電力,E点の電力,D点の電力を表す。
なお、電力監視制御部34は、電気自動車6のパワーコンディショナ1からの切断時、電気自動車6に対して充電を行う電力源の管理は、電気自動車6のパワーコンディショナ1への再接続時のSOCと放電電力の使用優先順位とから、SOCを再区分する。
《積算電力量の区分の具体例》
ここで、SOCにおける積算電力量の区分の具体例について説明する。
ここで、SOCにおける積算電力量の区分の具体例について説明する。
図8(a)はパワーコンディショナ1による電力の移動を示す図であり、図8(b)は太陽電池4の電力を蓄電池5に充電する場合の電力の移動を示す図であり、図8(c)は電力系統7からの電力を蓄電池5に充電する場合の電力の移動を示す図である。図9(a)は蓄電池5における充電電力を時間帯で示すグラフであり、図9(b)は当該グラフに示す充電電力の積算値の1日の変化を示すグラフであり、図9(c)はある時刻における積算電力量の区分を示す円グラフである。
図8(a)において、「+」は各部から蓄電池5への電力の移動を表し、「−」は蓄電池5から各部への電力の移動を表している。ここでは、蓄電池5への充放電について説明するが、電気自動車6についても同様であることは勿論である。
図8(b)に示す場合、双方向インバータ24の電力移動方向が「−」であり、電力系統7から蓄電池5への充電はなく、太陽電池4の電力のみで蓄電池5が充電される。また、図8(c)に示す場合、双方向インバータ24の電力移動方向が「+」であり、蓄電池5が電力系統7の電力(負荷8の使用量を差し引いた値)により充電されるとともに太陽電池4の電力によっても充電される。この場合の蓄電池5における充電の割合(積算電力量の区分)は、太陽電池4:系統電力7=B点の電力:E点の電力となる。
図9(a)に示す場合、例えば、夜間に電力系統7の電力により充電し、昼間に太陽電池4の電力で充電する。この場合、図9(b)に示すように、蓄電池5における電力系統7の積算電力量および太陽電池の積算電力量と、その総量とが算出される。これにより、図9(c)に示すように、例えば、25時において蓄電池5に蓄えられている電力量のうち、総充電量に対する太陽電池4の電力の積算電力量の割合(50%)と、総積算電力量に対する電力系統7の電力の積算電力量の割合(40%)とが算出される。
このようにして、蓄電池5における電力源に対応する積算電力量を区分けして管理することができる。この区分は、前述のように、最新の値がメモリ33に区分管理情報として記憶されている。
〈通信部の構成〉
通信部35は、蓄電池5および電気自動車6との通信によって、蓄電池5の状態および電気自動車6の蓄電池の状態を表す前述の蓄電池状態情報を取得する。通信部35は、具体的には、制御部31からの定期的な送信要求を受けて、蓄電池5および電気自動車6から蓄電池状態情報を受信して、制御部31に渡す。
通信部35は、蓄電池5および電気自動車6との通信によって、蓄電池5の状態および電気自動車6の蓄電池の状態を表す前述の蓄電池状態情報を取得する。通信部35は、具体的には、制御部31からの定期的な送信要求を受けて、蓄電池5および電気自動車6から蓄電池状態情報を受信して、制御部31に渡す。
〈充放電管理部の構成〉
充放電管理部36は、データベース32における最大最小充電量に基づいて、蓄電池5および電気自動車6の充放電状態を管理する。より詳しくは、充放電管理部36は、充放電最大充電量を越えた過剰充電および最小充電量未満となる過剰放電とならないように、蓄電池5および電気自動車6の充放電を制御する。
充放電管理部36は、データベース32における最大最小充電量に基づいて、蓄電池5および電気自動車6の充放電状態を管理する。より詳しくは、充放電管理部36は、充放電最大充電量を越えた過剰充電および最小充電量未満となる過剰放電とならないように、蓄電池5および電気自動車6の充放電を制御する。
充放電管理部36は、メモリ33に記憶されている蓄電池管理情報および区分管理情報に基づいて、蓄電池5および電気自動車6の放電を制御する。具体的には、充放電管理部36は、蓄電池管理情報に含まれる最新の蓄電池5および電気自動車6のSOCに区分管理情報の区分(電力比)を適用して、SOCにおける電力源ごとの積算電力量を算出する。
充放電管理部36は、蓄電池5および電気自動車6に充電されている電力のうち、用途に応じて指定された区分の範囲内で電力を使用するように、蓄電池5および電気自動車6の放電を制御する(放電制御手段)。具体的には、充放電管理部36は、データベース32における電力情報およびメモリ33の区分管理情報において設定されている制御モードを参照して、制御モードに応じた区分で充電されている電力の積算電力量の範囲で蓄電池5および電気自動車6を放電させる。
なお、充放電管理部36は、蓄電池5に充電されている電力が、区分に基づいて電力系統7に売電できるか否かの情報を作成し、区分管理情報として管理するようにしても良い。例えば、上記の情報においては、電力系統7からの夜間の買電によって蓄電池5に充電された電力の放電(SB(系統買電夜)放電)は否であり、太陽電池4から蓄電池5に充電された電力の放電(SB(太陽電池)放電)は可であるなどが規定される。
《放電制御の具体例》
ここで、充放電管理部36による放電制御の具体例について説明する。
ここで、充放電管理部36による放電制御の具体例について説明する。
図10(a)は各電力源の電力および負荷の消費電力についての1日の変化を示すグラフであり、図10(b)は当該グラフに示す電力の変化に伴う蓄電池5における電力の残量の1日の変化およびある時刻における当該残量を示すグラフである。図11(a)は各電力源の電力および負荷の消費電力についての他の1日の変化を示すグラフであり、図(b)は当該グラフに示す電力の変化に伴う蓄電池5における電力の残量の1日の変化およびある時刻における当該残量を示すグラフである。
制御モードが経済性優先モードである場合、蓄電池5に充電されている電力のうち、料金の安い系統夜間料金の区分の電力として管理されている電力を昼間に使用(放電)する。
この場合、図10(a)および(b)に示すように、太陽光発電量が不足する期間Taでは、夜間に電力系統7より蓄電池5に充電した電力が料金の高い系統昼間料金の時間帯で放電されて使用される。それに続く期間Tbでは、データベース32に記憶されている電力供給優先順位および電力源優先順位にしたがって、太陽電池4の発電による電力が負荷8で使用される。このとき、太陽電池4の電力の余剰分が電力系統7に売電される。それに続く期間Taでは、太陽電池4からの電力がなくなるので、夜間の系統電力が蓄電池5から放電されて使用される。さらに、期間Tcでは、蓄電池5におけるSOCのうち、系統夜間料金の区分の電力として管理されている夜間の系統電力の充電分がなくなるので、電力系統7から買電して電力をまかなう。
このように、経済性優先モードの場合は、再生可能エネルギーの区分の電力(太陽電池4の電力)は使用せずに、系統夜間料金の区分の電力のみが放電されて使用することができる。
制御モードが環境性優先モードである場合、蓄電池5に充電されている電力のうち、再生可能エネルギーとして区分されている電力を使用(放電)する。
この場合、図11(a)および(b)に示すように、太陽光発電量が不足する期間Tdでは、昼間に太陽電池4より蓄電池5に充電した電力が放電されて使用される。それに続く期間Teでは、太陽電池4の発電による電力が負荷8で使用される。このとき、太陽電池4の電力の余剰分が電力系統7に売電される。それに続く期間Tdでは、太陽電池4からの電力がなくなるので、太陽電池4の電力が蓄電池5から放電されて使用される。さらに、期間Tfでは、蓄電池5におけるSOCのうち、再生可能エネルギーの区分の電力として管理されている太陽電池4の電力の充電分がなくなるので、電力系統7から売電して電力をまかなう。
このように、環境性優先モードの場合は、系統夜間料金の区分の電力(太陽電池4の電力)は使用されずに、再生可能エネルギーの区分の電力のみが放電されて使用される。
〈表示制御部の構成〉
表示制御部37(充電量表示手段)は、制御部31を介してデータベース32から取得した表示画面データに基づいて、上記の画面を表示装置9に表示させる。具体的には、表示制御部37は、前述の蓄電池管理情報から取得した蓄電池5および電気自動車6のSOCと、区分管理情報から取得した制御モードおよびそれに対応する区分などに基づいて、蓄電池5の充電状況などを表示装置9に表示する。
表示制御部37(充電量表示手段)は、制御部31を介してデータベース32から取得した表示画面データに基づいて、上記の画面を表示装置9に表示させる。具体的には、表示制御部37は、前述の蓄電池管理情報から取得した蓄電池5および電気自動車6のSOCと、区分管理情報から取得した制御モードおよびそれに対応する区分などに基づいて、蓄電池5の充電状況などを表示装置9に表示する。
《表示画面の具体例》
ここで、表示装置9に表示される表示画面(モニタ画面)の具体例について説明する。
ここで、表示装置9に表示される表示画面(モニタ画面)の具体例について説明する。
図12は、蓄電池5の充電状況などを表示するためにパワーコンディショナ1からの情報に基づいて表示装置9に表示されるモニタ画面の一例を示す図である。
図12に示すように、表示装置9が表示するモニタ画面101は、制御モード表示領域102、EV充電状況表示領域103および蓄電池充電状況表示領域104を有している。
制御モード表示領域102は、現在設定されている制御モードが節約モード(経済性優先モード)またはエコモード(環境性優先モード)のいずれであるかを表示する部分である。図12に示す例では、反転表示されている節約モードが設定されている状態を示している。また、節約モードおよびエコモードをそれぞれ表示する部分は、タッチパネルによるタッチ操作が可能となっており、そのタッチ操作によって制御モードの設定を行うことができる。
EV充電状況表示領域103は、電気自動車6の充電状況を表示する部分である。このEV充電状況表示領域103においては、充電状況が満充電状態に対するパーセンテージで表示される。
蓄電池充電状況表示領域104は、蓄電池5のSOCを区分を明示して表示する部分である。この蓄電池充電状況表示領域104においては、各区分の割合(%)が表示される。
表示装置9がこのようなモニタ画面101を表示することにより、ユーザが、蓄電池5および電気自動車6の状況を容易に把握することができる。
[パワーコンディショナの動作]
〔1日におけるパワーコンディショナの動作〕
続いて、図3〜図7に基づいた電力管理部3によるパワーコンディショナ1の全体的な制御の一例について説明する。
〔1日におけるパワーコンディショナの動作〕
続いて、図3〜図7に基づいた電力管理部3によるパワーコンディショナ1の全体的な制御の一例について説明する。
図13は、各電力源の電力および負荷の消費電力についての1日の変化と当該変化に伴う蓄電池における電力の残量の1日の変化とを時間で対応付けて示すグラフである。図14は、図13に示す各電力源の電力および負荷の消費電力についての1日の変化における電力供給および電力使用の内訳を示す図である。
なお、以下の説明では、日中に太陽電池4による発電が十分行える程度の状況であることを想定している。
図13および図14に示すように、深夜の期間T1では、太陽電池4の発電がないため、それに次ぐ順位の夜間系統電力が蓄電池5に充電される。このとき、区間管理情報には、夜間系統電力の区分で充電されたことが書き込まれ、蓄電池5には夜間系統電力が最大充電量(5kWh)まで充電される。また、このときは、夜間系統電力が負荷8によって使用される。
期間T2では、系統夜間料金の時間帯が終わる7時まで蓄電池5を充電しない。
期間T3では、7時以降の系統昼間料金の時間帯に入る。この期間T3では、太陽電池4の発電電力が足りないとき、期間T1で蓄電池5に充電された、夜間系統電力の区分の電力が放電されて、負荷8に使用される。
期間T4では、太陽電池4による電力が負荷8に優先的に使用される(T4a)。この期間T4では、発電量が順調に増加していって余剰が生じたら、その余剰電力が蓄電池5に充電される(T4b)。このとき、区間管理情報には、太陽電池4の電力(自然エネルギー)の区分で充電されたことが書き込まれる。また、このとき、蓄電池5は、図5(a)に示す太陽電池4による充電可能範囲の最大値またはトータルの充電可能範囲における最大値のいずれかに達するまで充電される。本実施形態では、蓄電池5の充電電力が、トータルの充電可能範囲の最大値(9kWh)に先に到達したため、充電が停止して期間T5に移行している。
このように、蓄電池5の劣化防止のため、電池容量100%充電せず未充電分を残しておく。したがって、蓄電池5に充電しきれずにさらに太陽電池4の電力に余剰分が生じた場合は、その余剰分が電力系統7に売電される。
期間T5では、蓄電池5の充電電力が、図5(a)に示すトータルの充電可能範囲における最大値(9kWh)に達したため、蓄電池5の充電が停止し、太陽電池4が発電した電力の余剰電力がすべて電力系統7へ売電される。
また、太陽電池4の電力の余剰分は電力系統に売電される。
また、太陽電池4の電力の余剰分は電力系統に売電される。
期間T6では、太陽電池4による電力供給がなくなるので、蓄電池5に夜間系統電力の区分で管理されている電力が放電されて負荷8に使用される。
期間T6における期間T7では、電気自動車6が帰宅時にパワーコンディショナ1に接続されると、電気自動車6には、蓄電池5に充電されている電力のうち、太陽電池4の電力で区分されている電力が充電される。この期間T7は、図7に示す電力源優先順位にしたがって、太陽電池4の区分が選択される。また、期間T7において、時刻tでは、瞬間的に負荷8の消費が増大したことにより、電気自動車6の充電量が減少している。
このとき、負荷8の消費電力が図7に示す規定値(2kW)を超えたため、2kWの超過分を図7に示す優先順位に従って電気自動車6の放電によって負荷8の電力をまかなう。2kWまでは、2kWまでの優先順位に従って電気自動車6は蓄電池5(SB(太陽電池))からの電力で充電するため、この充電電力から上記の放電電力が差し引かれることによって電気自動車6の充電量が減少している。
なお、上記の例では、太陽電池4の区分のみで電気自動車6の最大充電量に達したため、充電を停止している。
期間T8では、蓄電池5に充電されている電力のうち、夜間系統電力の区分で充電されている電力がなくなったため、蓄電池5の放電を停止する。このときは、系統電力7からの売電によって、負荷8の電力消費がまかなわれる。
〔電力変換効率を考慮した動作〕
以上の構成では、電力変換部2におけるDC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24による電力変換効率が考慮されていない。DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24の電力変換効率は100%ではないので、電力変換効率による電力の減少を考慮して、図3に示す電力情報における料金の設定を補正することが望ましい。このように、通常の料金に電力変換効率という所定の係数を乗算することで補正料金を設定することで、より適切な料金設定を適用することができる。
以上の構成では、電力変換部2におけるDC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24による電力変換効率が考慮されていない。DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24の電力変換効率は100%ではないので、電力変換効率による電力の減少を考慮して、図3に示す電力情報における料金の設定を補正することが望ましい。このように、通常の料金に電力変換効率という所定の係数を乗算することで補正料金を設定することで、より適切な料金設定を適用することができる。
なお、上記のように、電力変換効率を係数として乗算することで補正料金を設定するだけでなく、係数として他の値を用いて補正料金を設定してもよい。例えば、電力が電力変換器(DC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24)を通過することによって、それぞれの電力変換効率による電力の減少が生じている。このことから、簡易的に、電力が電力変換器を通過する回数に基づいて係数を設定してもよい。この場合、電力変換器に共通の電力変換効率に相当する値を定めておき、この値の通過回数乗を係数とする。具体的には、電力変換効率に相当する値をηとし、電力変換器における電力の通過回数をnとすると、係数はηnとなる。
あるいは、電力変換効率と相反するが、電力変換器による電力損失を用いて係数を設定してもよい。この場合は、各電力変換器について(1−電力損失)を乗じた値を係数とする。具体的には、d1,d2,…,dnをn回通過したそれぞれの各電力変換器の損失とすると、係数は次のように表される。
(1−d1)×(1−d2)×…×(1−dn)
d1,d2,…,dnは、1に比べて極めて小さい値であるので、簡易的に一定値dと置き換えることができる。これにより、係数を(1−d)nと表すことができる。
d1,d2,…,dnは、1に比べて極めて小さい値であるので、簡易的に一定値dと置き換えることができる。これにより、係数を(1−d)nと表すことができる。
また、さらに簡易的には、下記のように、それぞれの電力損失を1から減じた値を係数としてもよい。
1−(d1+d2+…+dn)
あるいは、この係数において、d1,d2,…,dnを一定値dとすると、係数を次のように表すことができる。
あるいは、この係数において、d1,d2,…,dnを一定値dとすると、係数を次のように表すことができる。
1−d×n
このように、電力損失を用いても係数を設定することができる。したがって、パワーコンディショナ1の仕様などに応じて最適な係数を用いることにより、補正料金を所望に設定することができる。
このように、電力損失を用いても係数を設定することができる。したがって、パワーコンディショナ1の仕様などに応じて最適な係数を用いることにより、補正料金を所望に設定することができる。
このため、移動する電力がDC−DCコンバータ21、双方向DC−DCコンバータ22,23および双方向インバータ24を通過する回数に応じて電力変換効率を乗じた値に減少する。これに合わせて、図3に示された料金に対して、売電料金が安くなり、買電料金が高くなる。
[パワーコンディショナによる効果]
本実施形態のパワーコンディショナ1は、電力管理部3を備えている。これにより、蓄電池5に充電された電力を電力源ごとの区分で管理することができる。例えば、電力源として太陽電池4および系統電力7を利用する場合、蓄電池5に充電された電力をそれぞれの区分で管理することができる。それゆえ、例えば、太陽電池4による充電電力を優先的に利用したり、系統電力7の電力を優先的に利用したりといった形態が可能となる。
本実施形態のパワーコンディショナ1は、電力管理部3を備えている。これにより、蓄電池5に充電された電力を電力源ごとの区分で管理することができる。例えば、電力源として太陽電池4および系統電力7を利用する場合、蓄電池5に充電された電力をそれぞれの区分で管理することができる。それゆえ、例えば、太陽電池4による充電電力を優先的に利用したり、系統電力7の電力を優先的に利用したりといった形態が可能となる。
また、蓄電池5に充電されている電力のうち、所望の区分の電力を容易に利用することができる。例えば、前述のように、区分を料金に応じて設定することで、料金の安い夜間の電力を蓄電池5から放電させて、経済性を優先させた電力利用をすることができる。あるいは、区分を再生可能エネルギー(太陽光発電など)に設定することで、環境性を優先した電力利用をすることができる。
さらに、表示装置9に蓄電池5の充電状況を表示させることにより、ユーザは蓄電池5の充電量を電力源ごとに容易に把握することができる。
[電力管理部の実現形態]
パワーコンディショナ1において、少なくとも、電力管理部3における電力監視制御部34、通信部35、充放電管理部36および表示制御部37の各ブロックは、以下のようにCPUを用いてソフトウェア(電力管理プログラム)によって実現される。あるいは、上記の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成されてもよいし、DSP(Digital Signal Processor)を用いたプログラムによる処理で実現されても良い。
パワーコンディショナ1において、少なくとも、電力管理部3における電力監視制御部34、通信部35、充放電管理部36および表示制御部37の各ブロックは、以下のようにCPUを用いてソフトウェア(電力管理プログラム)によって実現される。あるいは、上記の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成されてもよいし、DSP(Digital Signal Processor)を用いたプログラムによる処理で実現されても良い。
上記のソフトウェアのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)は、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体に記録されても良い。本発明の目的は、当該記録媒体をパワーコンディショナ1に供給し、CPUが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出して実行することによっても達成することが可能である。
上記の記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系や、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/BD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系を用いることができる。あるいは、上記の記録媒体としては、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系や、マスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、パワーコンディショナ1を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記のプログラムコードを通信ネットワークを介して供給しても良い。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
[付記事項]
なお、本実施形態では、主に、蓄電池5の区分を利用した充放電管理について説明したが、電気自動車6に内蔵される蓄電池ついても同様の充放電管理が適用できることは勿論である。
なお、本実施形態では、主に、蓄電池5の区分を利用した充放電管理について説明したが、電気自動車6に内蔵される蓄電池ついても同様の充放電管理が適用できることは勿論である。
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る蓄電池の電力管理装置は、電力源に応じた区分で蓄電池に充電される電力を管理するので、電力を状況に応じて有効に利用する用途に好適に利用できる。
1 パワーコンディショナ(電力管理装置)
2 電力変換部
3 電力管理部
4 太陽電池
5 蓄電池
6 電気自動車
7 電力系統
8 負荷
9 表示装置
31 制御部
32 データベース(項目管理手段)
33 メモリ(充電量管理手段)
34 電力監視制御部(積算電力量算出手段,総充電量算出手段,電力比算出手段)
35 通信部
36 充放電管理部(放電制御手段)
37 表示制御部(充電量表示手段)
101 モニタ画面
2 電力変換部
3 電力管理部
4 太陽電池
5 蓄電池
6 電気自動車
7 電力系統
8 負荷
9 表示装置
31 制御部
32 データベース(項目管理手段)
33 メモリ(充電量管理手段)
34 電力監視制御部(積算電力量算出手段,総充電量算出手段,電力比算出手段)
35 通信部
36 充放電管理部(放電制御手段)
37 表示制御部(充電量表示手段)
101 モニタ画面
Claims (7)
- 複数の電力源から蓄電池へ充電される電力の積算電力量を前記電力源ごとに算出する積算電力量算出手段と、
前記電力源に固有の区分に対応する前記積算電力量に基づいて前記蓄電池の充電量を管理する充電量管理手段とを備えていることを特徴とする蓄電池の電力管理装置。 - 指定された前記区分に対応する前記積算電力量で規定される充電量の範囲内で前記蓄電池に放電させる放電制御手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の蓄電池の電力管理装置。
- 算出された電力源ごとの積算電力量を加算して前記蓄電池における総充電量を算出する総充電量算出手段と、
前記総充電量に対する各積算電力量の電力比を算出する電力比算出手段とを備え、
前記充電量管理手段が、前記積算電力量に代えて、前記区分に対応する前記電力比に基づいて前記蓄電池の充電量を管理し、
前記区分が、前記電力源としての電力系統からの電力の料金または前記料金が所定の係数によって補正された補正料金であることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電池の電力管理装置。 - 前記区分が電力源の種別であることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電池の電力管理装置。
- 前記電力源ごとに前記蓄電池の充電量を前記電力比に基づいて区分して表示する充電量表示手段を備えていることを特徴とする請求項3に記載の蓄電池の電力管理装置。
- コンピュータを請求項1から4のいずれか1項に記載の蓄電池の電力管理装置における前記各手段として機能させることを特徴とする電力管理プログラム。
- 請求項6に記載の電力管理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012037779A JP2013176182A (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 蓄電池の電力管理装置、電力管理プログラムおよび記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012037779A JP2013176182A (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 蓄電池の電力管理装置、電力管理プログラムおよび記録媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013176182A true JP2013176182A (ja) | 2013-09-05 |
Family
ID=49268602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012037779A Pending JP2013176182A (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 蓄電池の電力管理装置、電力管理プログラムおよび記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013176182A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015041171A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 株式会社 東芝 | 充電管理装置、充電管理システムおよび充電管理方法 |
WO2015064024A1 (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 日本電気株式会社 | 特典情報決定装置および特典情報決定システム |
JP2015133870A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 京セラ株式会社 | 電力変換装置及び電力変換方法 |
JP2015177717A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 積水化学工業株式会社 | 蓄電池制御装置、蓄電池制御方法及びプログラム |
WO2018042787A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
JP2018133870A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 三菱電機株式会社 | 情報出力制御装置、エネルギー蓄積システム、エネルギー蓄積方法およびプログラム |
CN109861344A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-07 | 威海优微科技有限公司 | 一种基于功率积分法的usb pd电量精准计算与显示方法 |
JP6548854B1 (ja) * | 2018-10-23 | 2019-07-24 | 三菱電機株式会社 | 充放電装置および充放電システム |
WO2021038683A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 三菱電機株式会社 | 充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法およびプログラム |
JPWO2021084659A1 (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | ||
JP7442127B2 (ja) | 2020-01-30 | 2024-03-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電力管理システム、電力管理方法及びプログラム |
-
2012
- 2012-02-23 JP JP2012037779A patent/JP2013176182A/ja active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015061496A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社東芝 | 充電管理装置、充電管理システムおよび充電管理方法 |
WO2015041171A1 (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 株式会社 東芝 | 充電管理装置、充電管理システムおよび充電管理方法 |
WO2015064024A1 (ja) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 日本電気株式会社 | 特典情報決定装置および特典情報決定システム |
JPWO2015064024A1 (ja) * | 2013-10-30 | 2017-03-09 | 日本電気株式会社 | 特典情報決定装置および特典情報決定システム |
JP2015133870A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 京セラ株式会社 | 電力変換装置及び電力変換方法 |
JP2015177717A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 積水化学工業株式会社 | 蓄電池制御装置、蓄電池制御方法及びプログラム |
WO2018042787A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
JP2021108536A (ja) * | 2017-02-14 | 2021-07-29 | 三菱電機株式会社 | 情報出力制御装置、エネルギー蓄積方法およびプログラム |
JP2018133870A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 三菱電機株式会社 | 情報出力制御装置、エネルギー蓄積システム、エネルギー蓄積方法およびプログラム |
JP6548854B1 (ja) * | 2018-10-23 | 2019-07-24 | 三菱電機株式会社 | 充放電装置および充放電システム |
CN109861344A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-06-07 | 威海优微科技有限公司 | 一种基于功率积分法的usb pd电量精准计算与显示方法 |
WO2021038683A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 三菱電機株式会社 | 充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法およびプログラム |
JPWO2021038683A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-12-23 | 三菱電機株式会社 | 充放電制御装置、充放電システム、充放電制御方法およびプログラム |
JPWO2021084659A1 (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | ||
WO2021084659A1 (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 日本電信電話株式会社 | 制御装置、制御方法及びプログラム |
JP7226581B2 (ja) | 2019-10-30 | 2023-02-21 | 日本電信電話株式会社 | 制御装置、制御方法及びプログラム |
JP7442127B2 (ja) | 2020-01-30 | 2024-03-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電力管理システム、電力管理方法及びプログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013176182A (ja) | 蓄電池の電力管理装置、電力管理プログラムおよび記録媒体 | |
JP5353957B2 (ja) | 電力供給システム | |
JP5807201B2 (ja) | 電力制御装置 | |
US9698617B2 (en) | Frequency based rechargeable power source charging | |
JP5677975B2 (ja) | 制御装置、蓄電システム、制御方法およびコンピュータプログラム | |
JP6097592B2 (ja) | 地域内電力需給制御システム | |
JP5013023B2 (ja) | 蓄電システムの仕様選定装置および蓄電システムの仕様選定方法 | |
JP4852776B2 (ja) | 電力取引ユニット | |
WO2015122196A1 (ja) | 在宅状況判定装置、配送システム、在宅状況判定方法、在宅状況判定プログラム、および配送端末 | |
JP2012123637A (ja) | 充電制御装置、充電制御装置の制御方法、充放電制御装置、充放電制御装置の制御方法、制御プログラム、および、記録媒体 | |
JP5895157B2 (ja) | 充放電制御装置 | |
JP5845474B2 (ja) | 電力供給システム | |
JP2017220354A (ja) | 運転計画装置、燃料電池装置、運転計画方法及び運転計画プログラム | |
JP7297004B2 (ja) | 電力供給システム及び、電力管理方法 | |
KR20130117566A (ko) | 주택용 지능형 전력 제어 시스템 및 방법 | |
Hashmi et al. | Sizing and profitability of energy storage for prosumers in madeira, portugal | |
JP5922431B2 (ja) | 地域内電力需給制御システム | |
Minhas et al. | A rule-based expert system for home power management incorporating real-life data sets | |
JP2005332040A (ja) | 電気料金の省コスト評価方法 | |
JP2012060829A (ja) | 電力供給システム、及び電力供給方法 | |
WO2017163747A1 (ja) | 蓄電システム、充放電制御装置、その制御方法、およびプログラム | |
Wu et al. | Vehicle-to-home operation and multi-location charging of electric vehicles for energy cost optimisation of households with photovoltaic system and battery energy storage | |
Minhas et al. | Electric Vehicle Battery Storage Concentric Intelligent Home Energy Management System Using Real Life Data Sets. Energies 2022, 15, 1619 | |
WO2023238711A1 (ja) | 再生可能エネルギー発電システム及び蓄電装置の充電方法 | |
Simmini et al. | Model Predictive Control for Efficient Management of Energy Resources in Smart Buildings. Energies 2021, 14, 5592 |