JP2013247792A - Power management device, power management system, and power management method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の設備の電力を管理する技術に関する。 The present invention relates to a technique for managing power of a plurality of facilities.
近年、情報通信技術をとりいれたスマートグリッドやマイクログリッドの研究開発が盛んである。そこでは、低炭素化と経済的電力運用実現を目的とした実証型の技術開発が主流である。さらに、工場、ビル、住宅などの需要家側で、太陽光発電などの自然エネルギーや蓄電池といった分散型電源の活用による、より効率的なエネルギー管理方法が検討されている。このようなエネルギー管理方法は例えば、需要家の状況に基づいて、通信を介して分散型電源の制御を行い、負荷の平準化や電力融通を行う。 In recent years, research and development of smart grids and microgrids incorporating information and communication technologies has been active. The mainstream is demonstrative technology development aimed at low carbonization and economical power operation. In addition, more efficient energy management methods are being studied on the side of consumers such as factories, buildings, and houses by utilizing natural energy such as solar power generation and distributed power sources such as storage batteries. Such an energy management method, for example, controls the distributed power source via communication based on the situation of the customer, and performs load leveling and power interchange.
例えば、複数のマイクログリッド間をネットワークで結び、需要家からの要求に応じて電力を供給する際に、自身のマイクログリッドと他のマイクログリッドとで電力状況の比較を行い、結果に応じて他のマイクログリッドとの電力取引の制御を行う技術が知られている。また、例えば、分散型電源を持つ需要家の系統連係点の電圧を測定し、電圧規定値を逸脱している、または逸脱しそうな需要家を割り出し、需要家情報と照らし合わせることで需要家の優先順位を決定し、優先順位の低い需要家に対して出力調整を行う技術が知られている(例えば、特許文献1、2)。
For example, when a plurality of microgrids are connected by a network and power is supplied in response to a request from a customer, the power status is compared between one's own microgrid and another microgrid, and the other depending on the result. Technology for controlling power transactions with microgrids is known. In addition, for example, by measuring the voltage at the grid connection point of a consumer with a distributed power source, determining the consumer that is or is likely to deviate from the voltage regulation value, and comparing it with consumer information A technique is known in which priority is determined and output adjustment is performed for a consumer with low priority (for example,
需要家がユーザ認証を用いて電力を要求する技術では、負荷変動などの需要の増減に応じて、自律的に電力融通を行うことができない。また、系統管理装置が需要家の分散型電源を制御する技術では、需要家の情報を集中管理する必要がある。 In a technology in which a consumer requests power using user authentication, power cannot be interchanged autonomously according to an increase or decrease in demand such as load fluctuation. Further, in the technology in which the system management device controls the distributed power source of the customer, it is necessary to centrally manage the customer information.
上記課題を解決するため、本発明の一態様である電力管理装置は、通信部と判定部とを備える。通信部は、電源を有し電力系統に連系する第1設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第1予測データを通信ネットワークへ送信し、電力系統に連系する第2設備の電力の需給バランスの予測値を示す第2予測データを通信ネットワークへ送信する他の電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、通信ネットワークから第2予測データを受信する。判定部は、第1予測データ及び第2予測データに基づいて、電力融通が可能であるか否かを判定する。通信部は、電力融通が可能であると判定された場合、他の電力管理装置へ依頼の許可のメッセージを送信する。 In order to solve the above problem, a power management apparatus according to one embodiment of the present invention includes a communication unit and a determination unit. A communication part transmits the 1st prediction data which shows the predicted value of the power supply-demand balance about the 1st installation which has a power supply and connects to an electric power grid, and the electric power of the 2nd installation linked to an electric power grid When receiving a power interchange request message from another power management apparatus that transmits second predicted data indicating the predicted value of the supply and demand balance to the communication network, the second predicted data is received from the communication network. The determination unit determines whether or not power accommodation is possible based on the first prediction data and the second prediction data. When it is determined that power interchange is possible, the communication unit transmits a request permission message to another power management apparatus.
複数の設備に設けられている電源を効率的に利用することができる。 A power source provided in a plurality of facilities can be used efficiently.
以下、本発明の電力管理システムの適用例である分散型エネルギー管理システムについて説明する。 Hereinafter, a distributed energy management system which is an application example of the power management system of the present invention will be described.
図1は、分散型エネルギー管理システムの構成を示す。この分散型エネルギー管理システムは、データフィールド10と、複数のエネルギー管理システム11と、ゲートウェイ17と、エネルギー管理システム16とを有する。複数のエネルギー管理システム11とエネルギー管理システム16の夫々は、自律分散ネットワークのサブシステムである。複数のエネルギー管理システム11は、直接、データフィールド10に接続されている。エネルギー管理システム16は、ゲートウェイ17を介してデータフィールド10に接続されている。
FIG. 1 shows a configuration of a distributed energy management system. The distributed energy management system includes a
図面及び以下の説明では、複数のエネルギー管理システム11をxEMS(x energy management system)と呼ぶことがある。例えば、xEMSによる管理の対象の設備である対象設備が工場、ビル、家庭である場合、xEMSは対象設備に応じて夫々、工場エネルギー管理システム、ビルエネルギー管理システム、家庭エネルギー管理システムと呼ばれる。また、対象設備は、電力を消費する負荷と、電力を供給する電源とを有する。この電源は、サブシステムに分散していることから分散型電源とも呼ばれる。
In the drawings and the following description, the plurality of
データフィールド10は、自律分散ネットワークのための通信ネットワークであり、各xEMSから出力される管理データを流通させる。各xEMSが、管理データをデータフィールド10へブロードキャストにより送信しても良い。この場合、各xEMSが、必要な管理データを受信しても良い。また、データフィールド10内のサーバが、各xEMSから送信された管理データを保存しても良い。この場合、データフィールド10内のサーバが、各xEMSから要求された管理データを要求元へ送信しても良い。
The
複数のエネルギー管理システム11にサブシステム番号を割り当てることにより、夫々をxEMS(1)〜xEMS(5)と呼ぶことにする。更にエネルギー管理システム16にもサブシステム番号を割り当てることにより、xEMS(6)と呼ぶことにする。なお、サブシステム数に制限はない。
By assigning subsystem numbers to the plurality of
エネルギー管理システム11は、通信部31と、判定部32と、管理部34とを有する。通信部31は、データフィールド10へ自己の管理データを送信し、データフィールド10から他のxEMSの管理データを受信する。判定部32は、管理データに基づいて、電力管理のための判定を行う。各xEMSに対し、管理の期間である対象期間が予め設定される。対象期間は例えば、工場の稼働日の1日間である。また、判定部32は、対象期間における対象設備の消費電力及び供給電力を予測する。対象設備の消費電力は、対象設備内の負荷による消費や蓄電池の充電等である。対象設備の供給電力は、対象設備内の発電機による発電や蓄電池の放電等である。管理部34は、対象設備の電力を管理する。例えば、管理部34は、設備内の電力変換器や負荷や遮断器等を制御することにより、設備内の消費電力や供給電力を制御する。
The
エネルギー管理システム16は、エネルギー管理システム11と同様の管理部34を有する。ゲートウェイ17は、エネルギー管理システム11と同様の通信部31と、判定部32とを有する。エネルギー管理システム16のように通信部31や判定部32を持たないサブシステムであっても、ゲートウェイ17を介して、データフィールド10への接続が可能となる。
The
各xEMSは例えば、マイクロプロセッサとメモリを有するコンピュータである。この場合、メモリに格納されたプログラムは、マイクロプロセッサをxEMSとして機能させる。 Each xEMS is, for example, a computer having a microprocessor and a memory. In this case, the program stored in the memory causes the microprocessor to function as xEMS.
図2は、共有データエリアにおけるxEMS(1)の管理データを示す。この状態は、xEMS(1)が他のxEMSと協力関係を結んでいない状態である。 FIG. 2 shows management data of xEMS (1) in the shared data area. This state is a state in which xEMS (1) is not in a cooperative relationship with other xEMS.
データフィールド10は、共有データエリアD1を提供する。共有データエリアD1は、xEMS(1)〜xEMS(6)に夫々対応する管理データエリアD11、D12、D13、D14、D15、D16を有する。管理データエリアが対応するxEMSの管理データを格納することにより、データフィールド10は管理データを一元管理する。各xEMSは、自己の管理データエリアへ管理データを送信し、他のxEMSの管理データを必要とする場合、対応する管理データエリアを選択し、選択された管理データエリア内の管理データを受信する。
The
ここでは、管理データエリアD11に格納されているxEMS(1)の管理データ110について説明する。管理データ110は、予測電力情報111と、目標電力情報112と、判定情報113とを有する。全ての管理データは、同一形式を有する。
Here, the
予測電力情報111は、xEMS(1)の予測電力を示す。目標電力情報112は、xEMS(1)の目標電力を示す。
The predicted
各xEMSに対し、目標電力が予め設定される。目標電力は、商用系統からの買電電力の上限を示す。判定部32は、対象期間における対象設備の消費電力及び供給電力に基づいて、対象期間における買電電力の予測値である予測電力を算出する。買電電力は、対象設備の消費電力から対象設備の供給電力を減算した電力である。買電電力は、目標電力以下になることが要求される。予測電力及び目標電力は、電力で表されても良いし、電力量で表されても良い。また、予測電力は、対象期間における所定の時間間隔毎の予測値を示す。時間間隔は例えば、1時間である。
A target power is preset for each xEMS. The target power indicates the upper limit of power purchased from the commercial grid. The
判定情報113は、対象期間内の全ての予測電力が目標電力以下であるか否かの判定結果を示す。対象期間内の全ての予測電力が目標電力以下である場合、判定情報113は「OK」を示す。対象期間内の何れかの予測電力が目標電力を超過する場合、判定情報113は「NG」を示す。
The
このようにxEMS(1)の管理データ110がデータフィールド10を流通することにより、xEMS(2)〜(6)がxEMS(1)の管理データ110を取得することが可能になる。
As described above, the
図3は、共有データエリアにおけるxEMS(2)の管理データを示す。この状態は、xEMS(2)がxEMS(1)と協力関係を結んでいる状態である。この協力関係において、xEMS(2)は、xEMS(1)からの依頼に応じてxEMS(1)へ電力を融通する。即ち、xEMS(2)の対象設備の電源からxEMS(1)の対象設備の負荷へ電力が供給される。xEMS(2)の管理データ120は、管理データ110と同様の形式であり、予測電力情報121と、目標電力情報122と、判定情報123とを有する。予測電力情報121は、xEMS(2)の予測電力に加えて、xEMS(1)の予測電力を示す。目標電力情報122は、xEMS(2)の目標電力に加えて、xEMS(1)の目標電力を示す。
FIG. 3 shows management data of xEMS (2) in the shared data area. This state is a state in which xEMS (2) has a cooperative relationship with xEMS (1). In this cooperative relationship, xEMS (2) accommodates power to xEMS (1) in response to a request from xEMS (1). That is, power is supplied from the power source of the target facility of xEMS (2) to the load of the target facility of xEMS (1). The
xEMS(2)の判定部32は、xEMS(1)からの依頼に応じて協力関係を結ぶ場合、データフィールド10の管理データエリアD11からxEMS(1)の管理データ110を取得し、管理データ110に基づいてxEMS(2)の管理データ120を生成する。次にxEMS(2)の通信部31は、生成された管理データ120をデータフィールド10の管理データエリアD12へ送信する。
The
以下、各xEMSが管理データをデータフィールド10へ出力する処理である管理データ出力処理について説明する。ここでは、対象設備が工場であるとする。また、ここでは、xEMS(1)による管理データ出力処理を示す。他のxEMSも同様の動作を行う。
Hereinafter, a management data output process, which is a process in which each xEMS outputs management data to the
図4は、管理データ出力処理を示す。各xEMSは、毎日、所定時刻に管理データ出力処理を行う。例えば、各xEMSは、毎日、工場の稼働前の午前8時に管理データ出力処理を行う。 FIG. 4 shows the management data output process. Each xEMS performs management data output processing at a predetermined time every day. For example, each xEMS performs management data output processing every day at 8:00 am before factory operation.
まずS1においてxEMS(1)は、事前情報を取得し、取得された事前情報に基づいて、目標電力情報112を生成する。事前情報は例えば、目標電力、気象情報、生産計画情報、実績情報を含む。生産計画情報は例えば、対象工場の生産計画を示す。実績情報は、対象工場における消費電力や供給電力などの実績を示す。事前情報は、xEMSの内部の記憶装置に格納されていても良いし、xEMSの外部のサーバから通信ネットワークを介して受信されても良い。
First, in S1, xEMS (1) acquires prior information and generates
次にS2においてxEMS(1)は、事前情報に基づいて、対象工場内の消費電力及び供給電力を予測し、対象期間における対象工場の運用計画を策定する。運用計画は、対象工場内の負荷や電源の動作を示す。 Next, in S2, xEMS (1) predicts the power consumption and supply power in a target factory based on prior information, and formulates the operation plan of the target factory in a target period. The operation plan shows the operation of the load and power supply in the target factory.
次にS3においてxEMS(1)は、運用計画を基に予測電力を算出し、算出された予測電力に基づいて予測電力情報111を生成する。
Next, in S3, xEMS (1) calculates predicted power based on the operation plan, and generates predicted
次にS4においてxEMS(1)は、予測電力が目標電力以下であるか否かを判定する。 Next, in S4, xEMS (1) determines whether prediction electric power is below target electric power.
予測電力が目標電力以下であると判定された場合(S4、YES)、S5においてxEMS(1)は、判定情報113に「OK」を書き込み、処理をS7へ移行させる。なお、xEMS(1)は、予測電力に所定のマージンを加えた値が目標電力以下である場合に、判定情報113に「OK」を書き込んでも良い。
When it is determined that the predicted power is equal to or lower than the target power (S4, YES), xEMS (1) writes “OK” in the
予測電力が目標電力以下でないと判定された場合(S4、NO)、S6においてxEMS(1)は、判定情報113に「NG」を書き込み、処理をS7へ移行させる。
When it is determined that the predicted power is not less than or equal to the target power (S4, NO), xEMS (1) writes “NG” in the
S7においてxEMSは、予測電力情報111と目標電力情報112と判定情報113とを含む管理データ110を生成し、生成された管理データをデータフィールド10における自己の管理データエリアD11へ出力する。
In S7, the xEMS generates
以上が管理データ出力処理である。 The above is the management data output process.
以下、対象設備が工場である場合の分散型エネルギー管理システムの構成の具体例にについて説明する。 Hereinafter, a specific example of the configuration of the distributed energy management system when the target facility is a factory will be described.
図5は、分散型エネルギー管理システムにより管理される工場の構成を示す。この例において、需要設備は工場21であり、xEMSは工場エネルギー管理システム(FEMS:factory energy management system)11である。商用系統60は、変圧器61を介して工場内系統62へ電力を供給する。工場内系統62は、複数の工場21へ電力を供給する。即ち、複数の工場21は、工場内系統62に連系している。工場内系統62は、変圧器63を介して低圧系統64へ電力を供給しても良い。
FIG. 5 shows the configuration of the factory managed by the distributed energy management system. In this example, the demand facility is a
工場21は、FEMS11と、負荷41と、PCS(power conditioning system)42と、分散型電源と、電力計51と、遮断器52と、変圧器53と、を有する。分散型電源は例えば、PV(photovoltaic power generation)42や蓄電池43等である。図面及び以下の説明において、二つの工場21の一方を工場(1)と呼び、他方を工場(2)と呼ぶ。また、工場(1)を管理するFEMS11をFEMS(1)と呼び、工場(2)を管理するFEMS11をFEMS(2)と呼ぶ。
The
電力計51は、商用系統60から工場21への買電量と、工場21から商用系統60への売電量とを計測してFEMS11へ送信する。遮断器52は、FEMS11からの指示に応じて構内の配線の一部を遮断する。負荷41は、工場内系統62及びPCS42からの電力を消費する。変圧器53は、工場内系統62とPCS42の間で電圧を変換する。PCS42は、分散型電源から出力される直流電力を交流電力へ変換する。また、PCS42は、蓄電池43の充放電を切り替えても良い。FEMS11は、運用計画に基づいてPCS42を制御する。
The
FEMS11は、データフィールド10に接続されている。FEMS(1)は、共有データエリアD1内の管理データエリアD11に管理データ110を書き込む。FEMS(2)は、共有データエリアD1内の管理データエリアD12に管理データ120を書き込む。また、FEMS(1)は、FEMS(2)の管理データエリアD12から管理データ120を読み出すことができる。同様に、FEMS(2)は、FEMS(1)の管理データエリアD11から管理データ110を読み出すことができる。
The
以下、FEMS(1)及びFEMS(2)における予測電力と目標電力の具体例について説明する。 Hereinafter, specific examples of predicted power and target power in FEMS (1) and FEMS (2) will be described.
図6は、予測電力と目標電力の関係を示す。この図は、FEMS(1)における予測電力211及び目標電力212の比較結果213と、FEMS120における予測電力221及び目標電力222の比較結果223とを示す。更にこの図は、FEMS(1)及びFEMS(2)の予測電力の合計である合計予測電力231と、FEMS(1)及びFEMS(2)の目標電力の合計である合計目標電力232との比較結果233を示す。即ち、FEMS(1)及びFEMS(2)が協力関係を結んだ場合において、合計予測電力231は、予測電力211及び予測電力221の合計であり、合計目標電力232は、目標電力212及び目標電力222の合計である。また、予測電力211、予測電力221、合計予測電力231は、対象期間内の時間間隔毎の時間変化を示す。
FIG. 6 shows the relationship between predicted power and target power. This figure shows a comparison result 213 between the predicted power 211 and the target power 212 in FEMS (1), and a comparison result 223 between the predicted power 221 and the target power 222 in
FEMS(1)の比較結果213によれば、予測電力211が目標電力212を超過する時間帯がある。FEMS(2)の比較結果223によれば、予測電力221が目標電力222に達するまでに余裕がある。 According to the comparison result 213 of FEMS (1), there is a time zone in which the predicted power 211 exceeds the target power 212. According to the comparison result 223 of FEMS (2), there is a margin until the predicted power 221 reaches the target power 222.
また、合計の比較結果233によれば、合計予測電力231は、合計目標電力232を超えない。従って、FEMS(1)とFEMS(2)が協力関係を結び、工場(2)内の供給電力の一部を工場(1)へ供給することにより、工場(1)内の供給電力の不足を解消することができる。 Further, according to the total comparison result 233, the total predicted power 231 does not exceed the total target power 232. Therefore, FEMS (1) and FEMS (2) form a cooperative relationship, and supply a part of the power supply in factory (2) to factory (1), thereby reducing the shortage of power supply in factory (1). Can be resolved.
以下、或るxEMSが目標電力の不足を予測した場合に、他のxEMSへ協力(電力融通)を依頼する協力依頼処理について説明する。 Hereinafter, a cooperation request process for requesting cooperation (power interchange) from another xEMS when a certain xEMS predicts a shortage of target power will be described.
図7は、協力依頼処理を示す。ここでは、分散型エネルギー管理システムがN個のxEMSを有しているとする。また、1からNまでの整数であるサブシステム番号iを用いて、各xEMSはxEMS(i)で表される。xEMS(i)は、管理データ出力処理の結果、自己の判定情報が「NG」である場合、xEMS(i)は協力依頼処理を実行する。 FIG. 7 shows cooperation request processing. Here, it is assumed that the distributed energy management system has N xEMSs. Each xEMS is represented by xEMS (i) using a subsystem number i which is an integer from 1 to N. xEMS (i) performs a cooperation request process, when its determination information is "NG" as a result of the management data output process.
まずS11においてxEMS(i)は、変数jにiの値を代入する。 First, in S11, xEMS (i) substitutes the value of i into a variable j.
次にS12においてxEMS(i)は、j=Nであるか否かを判定する。 In step S12, xEMS (i) determines whether j = N.
j=Nでない場合(S12、NO)、即ちiより大きいサブシステム番号を有するxEMSが存在する場合、S13においてxEMS(i)は、iに1を加算した値を算出し、新たなiに算出された値を代入し、処理をS15へ移行させる。 If j = N is not satisfied (S12, NO), that is, if there is an xEMS having a subsystem number greater than i, in S13, xEMS (i) calculates a value obtained by adding 1 to i and calculates a new i. The assigned value is substituted, and the process proceeds to S15.
j=Nである場合(S12、YES)、即ちiより大きいサブシステム番号を有するxEMSが存在しない場合、S14においてxEMS(i)は、iに1を代入し、処理をS15へ移行させる。 If j = N (S12, YES), that is, if there is no xEMS having a subsystem number larger than i, in S14, xEMS (i) substitutes 1 for i and shifts the process to S15.
S15においてxEMS(i)は、xEMS(j)が他のxEMSと協力済みであるか否かを判定する。ここで、xEMS(i)は、データフィールド10からxEMS(j)の管理データを取得し、xEMS(j)の管理データに他のxEMSのデータが含まれている場合、xEMS(j)が他のxEMSと協力済みであると判定する。
In S15, xEMS (i) determines whether xEMS (j) has already cooperated with other xEMS. Here, xEMS (i) acquires management data of xEMS (j) from the
xEMS(j)が他のxEMSと協力済みであると判定された場合(S15、YES)、xEMS(i)は、処理をS12へ移行させる。 When it is determined that xEMS (j) has already cooperated with another xEMS (S15, YES), xEMS (i) shifts the process to S12.
xEMS(j)が他のxEMSと協力済みでないと判定された場合(S15、NO)、S16においてxEMS(i)は、xEMS(j)の判定情報が「OK」であるか否かを判定する。 When it is determined that xEMS (j) has not cooperated with another xEMS (S15, NO), in S16, xEMS (i) determines whether or not the determination information of xEMS (j) is “OK”. .
xEMS(j)の判定情報が「NG」である場合(S16:NO)、即ちxEMS(j)の目標電力に余裕がない場合、xEMS(i)は、処理をS12へ移行させる。 When the determination information of xEMS (j) is “NG” (S16: NO), that is, when there is no margin in the target power of xEMS (j), xEMS (i) shifts the process to S12.
xEMS(j)の判定情報が「OK」である場合(S16:YES)、即ちxEMS(j)の目標電力に余裕がある場合、S17においてxEMS(i)は、xEMS(j)に対して協力依頼のメッセージを送信し、このフローを終了する。 When the determination information of xEMS (j) is “OK” (S16: YES), that is, when the target power of xEMS (j) has a margin, xEMS (i) cooperates with xEMS (j) in S17. Send the request message and end this flow.
以上が協力依頼処理である。 The above is the cooperation request processing.
xEMS(i)がxEMS(j)へ協力依頼のメッセージを送信した後、xEMS(j)がxEMS(i)へ協力許可のメッセージを送信すると、xEMS(i)とxEMS(j)の協力関係が成立する。一方、xEMS(j)がxEMS(i)へ協力拒否のメッセージを送信すると、xEMS(i)とxEMS(j)の協力関係は成立しない。 After xEMS (i) sends a cooperation request message to xEMS (j), when xEMS (j) sends a cooperation permission message to xEMS (i), the cooperative relationship between xEMS (i) and xEMS (j) To establish. On the other hand, when xEMS (j) transmits a message of cooperation refusal to xEMS (i), the cooperative relationship between xEMS (i) and xEMS (j) is not established.
この協力依頼処理によれば、xEMSは、自己の目標電力が不足した場合、他のxEMSに電力の融通を依頼することができる。 According to this cooperation request process, when the target power of the xEMS is insufficient, the xEMS can request the exchange of power to another xEMS.
以下、協力依頼処理を含む分散型エネルギー管理システムの動作の具体例について説明する。 Hereinafter, a specific example of the operation of the distributed energy management system including cooperation request processing will be described.
図8は、分散型エネルギー管理システムの動作の具体例を示す。このシーケンス図は、xEMS(1)、xEMS(2)、xEMS(3)、データフィールド10の動作を示す。
FIG. 8 shows a specific example of the operation of the distributed energy management system. This sequence diagram shows the operation of xEMS (1), xEMS (2), xEMS (3), and
まずS101においてxEMS(1)は、目標電力が十分であるか否かを判定する。同様にS102においてxEMS(2)は、目標電力が十分であるか否かを判定する。同様にS103においてxEMS(3)は、目標電力が十分であるか否かを判定する。ここでは、xEMS(1)の目標電力が不足し、xEMS(2)の目標電力が十分であり、xEMS(3)の目標電力が十分である場合を示す。即ち、ここでは、xEMS(1)の判定情報が「NG」であり、xEMS(2)の判定情報が「OK」であり、xEMS(3)の判定情報が「OK」である場合を示す。 First, in S101, xEMS (1) determines whether or not the target power is sufficient. Similarly, in S102, xEMS (2) determines whether or not the target power is sufficient. Similarly, in S103, xEMS (3) determines whether the target power is sufficient. Here, the target power of xEMS (1) is insufficient, the target power of xEMS (2) is sufficient, and the target power of xEMS (3) is sufficient. That is, here, the determination information of xEMS (1) is “NG”, the determination information of xEMS (2) is “OK”, and the determination information of xEMS (3) is “OK”.
次にS111においてxEMS(1)は、協力依頼処理により、自己の次のサブシステム番号を有するxEMS(2)へ協力依頼のメッセージを送信する。 Next, in S111, the xEMS (1) transmits a cooperation request message to the xEMS (2) having its next subsystem number by the cooperation request process.
次にS112においてxEMS(2)は、データフィールド10に対し、依頼元のxEMS(1)の管理データを要求する。次にS113においてxEMS(2)は、xEMS(1)の管理データを受信し、自己の管理データにxEMS(1)の管理データを追加することにより、自己の管理データを生成してデータフィールド10へ送信する。
In step S112, the xEMS (2) requests the management data of the request source xEMS (1) from the
次にS114においてxEMS(2)は、xEMS(1)及びxEMS(2)の管理データに基づいて、xEMS(1)及びxEMS(2)の合計予測電力が適正範囲内であるか否かを判定する。ここで、xEMS(2)は例えば、xEMS(1)及びxEMS(2)の合計予測電力が、xEMS(1)及びxEMS(2)の合計目標電力以下である場合、合計予測電力が適正範囲内であると判定する。なお、xEMS(2)は例えば、合計予測電力に所定のマージンを加えた値が、合計目標電力以下である場合に、合計予測電力が適正範囲内であると判定しても良い。 Next, in S114, xEMS (2) determines whether the total predicted power of xEMS (1) and xEMS (2) is within an appropriate range based on the management data of xEMS (1) and xEMS (2). To do. Here, for example, when the total predicted power of xEMS (1) and xEMS (2) is less than or equal to the total target power of xEMS (1) and xEMS (2), xEMS (2) is within the appropriate range. It is determined that For example, xEMS (2) may determine that the total predicted power is within the appropriate range when a value obtained by adding a predetermined margin to the total predicted power is equal to or less than the total target power.
合計予測電力が適正範囲内であると判定された場合(S114:YES)、S115においてxEMS(2)は、xEMS(1)へ協力許可のメッセージを送信する。次にS116において、xEMS(1)は、xEMS(2)と協力関係になり、このシーケンスを終了する。 When it is determined that the total predicted power is within the appropriate range (S114: YES), in S115, xEMS (2) transmits a cooperation permission message to xEMS (1). Next, in S116, xEMS (1) cooperates with xEMS (2), and ends this sequence.
合計予測電力が適正範囲内でないと判定された場合(S114:NO)、S117においてxEMS(2)は、自己の管理データ内のxEMS(1)の管理データをクリアする。次にS118においてxEMS(2)は、協力拒否のメッセージを送信する。 When it is determined that the total predicted power is not within the appropriate range (S114: NO), in S117, xEMS (2) clears the management data of xEMS (1) in its management data. In step S118, the xEMS (2) transmits a cooperation rejection message.
次にS121においてxEMS(1)は、協力拒否のメッセージを受信すると、協力依頼処理により、xEMS(2)の次のサブシステム番号を有するxEMS(3)へ協力依頼のメッセージを送信し、S111−S118と同様の処理を行う。 Next, in S121, when the xEMS (1) receives the cooperation rejection message, the cooperation request process transmits a cooperation request message to xEMS (3) having the next subsystem number of xEMS (2). Processing similar to S118 is performed.
次にS122においてxEMS(2)は、データフィールド10に対し、依頼元のxEMS(1)の管理データを要求する。次にS123においてxEMS(2)は、xEMS(1)の管理データを受信し、自己の管理データにxEMS(1)の管理データを追加することにより、自己の管理データを生成してデータフィールド10へ送信する。
In step S122, the xEMS (2) requests the management data of the request source xEMS (1) from the
次にS124においてxEMS(2)は、xEMS(1)及びxEMS(2)の管理データに基づいて、xEMS(1)及びxEMS(2)の合計予測電力が適正範囲内であるか否かを判定する。ここで、xEMS(2)は例えば、xEMS(1)及びxEMS(2)の合計予測電力が、xEMS(1)及びxEMS(2)の合計目標電力以下である場合、合計予測電力が適正範囲内であると判定する。 Next, in S124, xEMS (2) determines whether the total predicted power of xEMS (1) and xEMS (2) is within an appropriate range based on the management data of xEMS (1) and xEMS (2). To do. Here, for example, when the total predicted power of xEMS (1) and xEMS (2) is less than or equal to the total target power of xEMS (1) and xEMS (2), xEMS (2) is within the appropriate range. It is determined that
合計予測電力が適正範囲内であると判定された場合(S124:YES)、S125においてxEMS(2)は、xEMS(1)へ協力許可のメッセージを送信する。次にS126において、xEMS(1)は、xEMS(2)と協力関係になり、このシーケンスを終了する。 When it is determined that the total predicted power is within the appropriate range (S124: YES), in S125, xEMS (2) transmits a cooperation permission message to xEMS (1). Next, in S126, xEMS (1) cooperates with xEMS (2), and ends this sequence.
合計予測電力が適正範囲内でないと判定された場合(S124:NO)、S127においてxEMS(2)は、自己の管理データ内のxEMS(1)の管理データをクリアする。次にS128においてxEMS(2)は、協力拒否のメッセージを送信する。 When it is determined that the total predicted power is not within the appropriate range (S124: NO), in S127, xEMS (2) clears the management data of xEMS (1) in its own management data. Next, in S128, xEMS (2) transmits a cooperation rejection message.
xEMS(2)の次のサブシステム番号を有するxEMSがあれば、S111−S118と同様の処理を行う。 If there is xEMS having the subsystem number next to xEMS (2), the same processing as S111-S118 is performed.
以上が分散型エネルギー管理システムの動作の具体例である。 The above is a specific example of the operation of the distributed energy management system.
この動作によれば、依頼先のxEMSは、依頼元の予測電力及び自己の予測電力の合計と、依頼元の目標電力及び自己の目標電力の合計とを用いて、依頼元と依頼先の電力を管理することができる。 According to this operation, the xEMS of the request destination uses the sum of the predicted power of the request source and its own predicted power and the total of the target power of the request source and its own target power. Can be managed.
なお、xEMSは1時間毎に予測電力の修正を行っても良い。修正の結果、予測電力が目標電力を超過する場合は協力依頼処理を行い、1日分の運用計画が終了するまでこの処理を繰り返し実施する。 Note that xEMS may correct the predicted power every hour. As a result of the correction, when the predicted power exceeds the target power, a cooperation request process is performed, and this process is repeatedly performed until the operation plan for one day is completed.
依頼先のサブシステムの判定情報が「NG」である場合や、依頼先のサブシステムが既に他のサブシステムと協力関係となっている場合や、協力依頼により合計目標電力が十分でないと判定された場合、依頼先との協力関係は結ばれない。この場合、依頼元のサブシステムは、次のサブシステム番号を持つサブシステムに対して再度協力依頼を行う。 When the determination information of the requested subsystem is “NG”, when the requested subsystem is already in a cooperative relationship with another subsystem, or the total requested power is determined to be insufficient due to the requested cooperation. If this happens, the cooperative relationship with the client will not be concluded. In this case, the requesting subsystem makes a cooperation request to the subsystem having the next subsystem number again.
なお、協力依頼処理において、合計予測電力が合計目標電力以下であるか否かの判定は、依頼元のサブシステムが判定しても良い。この場合、依頼元のサブシステムは、依頼先のサブシステムの管理データをデータフィールド10から取得する。
In the cooperation request process, the requesting subsystem may determine whether or not the total predicted power is equal to or less than the total target power. In this case, the requesting subsystem acquires management data of the requesting subsystem from the
協力依頼を受けた依頼先のサブシステムは、自己の運用計画を修正しても良いし、負荷の一部遮断などを行っても良い。また、協力関係を結んだ依頼先のサブシステムにおいて、管理部34は、電力変換器や遮断器を制御することにより、依頼元の対象設備へ電力を融通しても良い。
The sub-system receiving the cooperation request may correct its own operation plan or may partially cut off the load. Further, in the request-destination subsystem that has formed a cooperative relationship, the
また、xEMSは、他の複数のxEMSへ協力依頼を行っても良い。例えば、xEMS(1)がxEMS(2)とxEMS(3)へ協力依頼を行う場合、xEMS(1)とxEMS(2)とxEMS(3)の合計予測電力が、xEMS(1)とxEMS(2)とxEMS(3)の合計目標電力以下である場合、これらの協力関係が成立する。 In addition, the xEMS may request cooperation from other plural xEMSs. For example, when xEMS (1) makes a cooperation request to xEMS (2) and xEMS (3), the total predicted power of xEMS (1), xEMS (2), and xEMS (3) is xEMS (1) and xEMS (3). When the total target power is equal to or less than 2) and xEMS (3), these cooperative relationships are established.
以上の実施例によれば、分散型エネルギー管理システムは、各サブシステムの間でエネルギーを補完することができる。言い換えれば、サブシステム同士が協力関係となることで、1つのサブシステムが負荷の急増などにより単独でのエネルギー管理が困難となった場合でも、余剰のある他のサブシステムと連係し、1つのサブシステムと見なすことでトータルでのエネルギー管理が可能となる。これにより、太陽光発電や蓄電池などの分散型電源を効率的に活用することができる。また、サブシステムが空調や照明等の負荷を制御することにより負荷を低減することができる。また、分散型エネルギー管理システムがサブシステム間で電力の融通を行うことにより、蓄電池から放電される電力や、再生可能エネルギーにより発電される電力を効率的に利用し、商用系統からの電力の使用量を削減することができる。 According to the above embodiment, the distributed energy management system can supplement energy between the subsystems. In other words, even if one subsystem becomes difficult to manage energy alone due to a sudden increase in load due to the cooperation between the subsystems, one subsystem works together with another surplus subsystem. By considering it as a subsystem, total energy management becomes possible. Thereby, distributed power sources, such as solar power generation and a storage battery, can be used efficiently. Moreover, the load can be reduced by controlling the load such as air conditioning and lighting by the subsystem. In addition, the distributed energy management system provides power interchange between subsystems to efficiently use power discharged from storage batteries and power generated by renewable energy, and use power from commercial systems. The amount can be reduced.
また、以上の実施例によれば、工場のような大規模施設や地域コミュニティ内において、需要家である各サブシステムは単独でエネルギー管理を行う他に、負荷の増加時などに他のサブシステムと協力することによって、サブシステム間での電力融通を自律的に実施できる。また、このような電力融通を実現するにあたり、各サブシステムは状況に応じて他のサブシステムと電力融通することが出来、エネルギー管理機能を集中管理型ではなく自律分散型として実現できる。これにより、各サブシステムは、全ての設備の管理データを管理する必要がない。 Further, according to the above embodiment, in a large-scale facility such as a factory or a local community, each subsystem that is a consumer performs energy management alone, and other subsystems when the load increases. By cooperating with, power interchange between subsystems can be implemented autonomously. Further, in realizing such power interchange, each subsystem can be interchanged with other subsystems depending on the situation, and the energy management function can be implemented as an autonomous distributed type rather than a centralized management type. Thereby, each subsystem does not need to manage the management data of all the facilities.
また、FEMSは、FEMS同士による工場間のエネルギー連携のほか、ビルエネルギー管理システムや家庭エネルギー管理システムなどと連係した地域全体でのエネルギー連係を行っても良い。このように、各サブシステムを自律分散ネットワークで結ぶことにより、それぞれが離れた場所にある工場やビルや公共施設などの間で相互にエネルギーの融通が可能となり、地域コミュニティ全体でのエネルギー管理が可能となる。従来のエネルギー管理システムは、そのシステム内に限ってエネルギー管理を行うが、以上の実施例によれば、大規模工場とその周辺地域内において電力の効率的な利用を可能とする。 Moreover, FEMS may perform the energy cooperation in the whole area linked with the building energy management system, the household energy management system, etc. besides the energy cooperation between factories by FEMS. In this way, by connecting each subsystem with an autonomous decentralized network, energy can be interchanged between factories, buildings, public facilities, etc. that are located in remote locations, and energy management for the entire local community is possible. It becomes possible. The conventional energy management system performs energy management only within the system, but according to the embodiment described above, it is possible to efficiently use electric power in a large-scale factory and the surrounding area.
以上の実施例で説明された技術は、次のように表現することができる。 The techniques described in the above embodiments can be expressed as follows.
(表現1)
電源を有し電力系統に連系する第1設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第1予測データを通信ネットワークへ送信し、前記電力系統に連系する第2設備の電力の需給バランスの予測値を示す第2予測データを前記通信ネットワークへ送信する他の電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第2予測データを受信する通信部と、
前記第1予測データ及び前記第2予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定する判定部と
を備え、
前記通信部は、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記他の電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理装置。
(Expression 1)
For the first equipment having a power supply and connecting to the power system, first prediction data indicating a predicted value of the power supply and demand balance is transmitted to the communication network, and the power supply and demand balance of the second equipment connected to the power system is transmitted. A communication unit that receives the second prediction data from the communication network when receiving a message for requesting power accommodation from another power management device that transmits the second prediction data indicating the predicted value to the communication network;
A determination unit that determines whether or not the power accommodation is possible based on the first prediction data and the second prediction data;
When it is determined that the power accommodation is possible, the communication unit transmits a message for permitting the request to the other power management device.
Power management device.
(表現2)
電源を有し電力系統に連系する第1設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第1予測データを通信ネットワークへ送信する第1電力管理装置と、
前記電力系統に連系する第2設備の電力の需給バランスの予測値を示す第2予測データを前記通信ネットワークへ送信する第2電力管理装置と
を備え、
前記第1電力管理装置は、前記第2電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第2予測データを受信し、前記第1予測データ及び前記第2予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第1電力管理装置が、前記第2電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理システム。
(Expression 2)
A first power management device that transmits first prediction data indicating a predicted value of a balance between power supply and demand to a communication network for a first facility that has a power supply and is linked to a power system;
A second power management device that transmits second prediction data indicating a predicted value of the power supply-demand balance of the second facility linked to the power system to the communication network;
The first power management apparatus receives the second prediction data from the communication network when receiving a message for requesting power interchange from the second power management apparatus, and receives the first prediction data and the second prediction Based on the data, it is determined whether or not the power accommodation is possible, and when it is determined that the power accommodation is possible, the first power management device sends the request to the second power management device. Send permission messages,
Power management system.
(表現3)
第1電力管理装置が、電源を有し電力系統に連系する第1設備について、電力の需給バランスの予測値を示す第1予測データを通信ネットワークへ送信し、
前記第1電力管理装置が、前記電力系統に連系する第2設備の電力の需給バランスの予測値を示す第2予測データを前記通信ネットワークへ送信する第2電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第2予測データを受信し、
前記第1電力管理装置が、前記第1予測データ及び前記第2予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、
前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第1電力管理装置が、前記第2電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理方法。
(Expression 3)
The first power management apparatus transmits, to the communication network, first prediction data indicating a predicted value of the power supply-demand balance for the first equipment having a power source and connected to the power system,
Request for power interchange from the second power management device, wherein the first power management device transmits second prediction data indicating a predicted value of the power supply-demand balance of the second facility linked to the power system to the communication network. If the second prediction data is received from the communication network,
The first power management device determines whether the power accommodation is possible based on the first prediction data and the second prediction data,
When it is determined that the power accommodation is possible, the first power management device transmits a message for permitting the request to the second power management device.
Power management method.
これらの表現における用語について説明する。電力管理装置は例えば、エネルギー管理システム11や、エネルギー管理システム16及びゲートウェイ17に対応する。電力系統は例えば、商用系統61及び工場内系統62に対応する。
Terms in these expressions will be described. The power management apparatus corresponds to, for example, the
10:データフィールド、11、16:エネルギー管理システム、17:ゲートウェイ、31:通信部、32:判定部、34:管理部、110、120:管理データ、D1:共有データエリア、D11、D12:管理データエリア 10: data field, 11, 16: energy management system, 17: gateway, 31: communication unit, 32: determination unit, 34: management unit, 110, 120: management data, D1: shared data area, D11, D12: management Data area
Claims (9)
前記第1予測データ及び前記第2予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定する判定部と
を備え、
前記通信部は、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記他の電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理装置。 For the first equipment having a power supply and connecting to the power system, first prediction data indicating a predicted value of the power supply and demand balance is transmitted to the communication network, and the power supply and demand balance of the second equipment connected to the power system is transmitted. A communication unit that receives the second prediction data from the communication network when receiving a message for requesting power accommodation from another power management device that transmits the second prediction data indicating the predicted value to the communication network;
A determination unit that determines whether or not the power accommodation is possible based on the first prediction data and the second prediction data;
When it is determined that the power accommodation is possible, the communication unit transmits a message for permitting the request to the other power management device.
Power management device.
請求項1に記載の電力管理装置。 The communication network is a data field of an autonomous distributed system,
The power management apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電力管理装置。 The determination unit calculates a sum of a prediction value indicated in the first prediction data and a prediction value indicated in the second prediction data, and is the power accommodation possible based on the sum? Determine whether or not
The power management apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の電力管理装置。 The other power management apparatus determines whether or not the request is necessary based on the second prediction data. When it is determined that the request is necessary, the other power management apparatus transmits the request to the other power management apparatus. Send request message,
The power management apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記他の電力管理装置は、前記第2設備による消費電力の予測値と、前記第2設備による供給電力の予測値とに基づいて、前記第2予測データを算出する、
請求項1乃至4の何れか一項に記載の電力管理装置。 The determination unit calculates the first prediction data based on a predicted value of power consumption by the first facility and a predicted value of power supplied by the first facility,
The other power management device calculates the second prediction data based on a predicted value of power consumption by the second facility and a predicted value of power supplied by the second facility.
The power management apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記第2予測データは、前記第2設備による前記電力系統からの買電電力の予測値と、前記第2設備による前記電力系統からの買電電力の目標値とを示す、
請求項1乃至5の何れか一項に記載の電力管理装置。 The first prediction data indicates a predicted value of purchased power from the power system by the first facility, and a target value of purchased power from the power system by the first facility,
The second prediction data indicates a predicted value of purchased power from the power system by the second facility and a target value of purchased power from the power system by the second facility.
The power management apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の電力管理装置。 The determination unit, based on the first prediction data and the second prediction data, predicts the purchased power from the power system by the first facility and purchases power from the power system by the second facility. Calculate the total predicted power that is the sum of the predicted power value, the target value of the purchased power from the power system by the first facility, and the target value of the purchased power from the power system by the second facility And calculating a total target power that is a sum of the two and determining that the power interchange is possible when the total predicted power is equal to or less than the total target power.
The power management apparatus according to claim 6.
前記電力系統に連系する第2設備の電力の需給バランスの予測値を示す第2予測データを前記通信ネットワークへ送信する第2電力管理装置と
を備え、
前記第1電力管理装置は、前記第2電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第2予測データを受信し、前記第1予測データ及び前記第2予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第1電力管理装置が、前記第2電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理システム。 A first power management device that transmits first prediction data indicating a predicted value of a balance between power supply and demand to a communication network for a first facility that has a power supply and is linked to a power system;
A second power management device that transmits second prediction data indicating a predicted value of the power supply-demand balance of the second facility linked to the power system to the communication network;
The first power management apparatus receives the second prediction data from the communication network when receiving a message for requesting power interchange from the second power management apparatus, and receives the first prediction data and the second prediction Based on the data, it is determined whether or not the power accommodation is possible, and when it is determined that the power accommodation is possible, the first power management device sends the request to the second power management device. Send permission messages,
Power management system.
前記第1電力管理装置が、前記電力系統に連系する第2設備の電力の需給バランスの予測値を示す第2予測データを前記通信ネットワークへ送信する第2電力管理装置から、電力融通の依頼のメッセージを受信した場合、前記通信ネットワークから前記第2予測データを受信し、
前記第1電力管理装置が、前記第1予測データ及び前記第2予測データに基づいて、前記電力融通が可能であるか否かを判定し、
前記電力融通が可能であると判定された場合、前記第1電力管理装置が、前記第2電力管理装置へ前記依頼の許可のメッセージを送信する、
電力管理方法。 The first power management apparatus transmits, to the communication network, first prediction data indicating a predicted value of the power supply-demand balance for the first equipment having a power source and connected to the power system,
Request for power interchange from the second power management device, wherein the first power management device transmits second prediction data indicating a predicted value of the power supply-demand balance of the second facility linked to the power system to the communication network. If the second prediction data is received from the communication network,
The first power management device determines whether the power accommodation is possible based on the first prediction data and the second prediction data,
When it is determined that the power accommodation is possible, the first power management device transmits a message for permitting the request to the second power management device.
Power management method.
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