JP2014011811A - 電力管理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】商用交流電源に代えて蓄電池に蓄積した電力を実負荷に供給可能な電力管理システムにおいて、実負荷とは個別に疑似負荷を設ける。また、電力管理システムは、蓄電池から出力される直流の電力を交流に変換して実負荷に供給するために、インバータを備える。電力管理システムの制御部は、蓄電池が出力する電力により実負荷を稼働させるにあたり、インバータの効率が一定以上で維持されるように、疑似負荷の電力を制御する。
【選択図】図3
Description
このような電力管理システムとして、ピークカット時間帯において商用電源からの電力供給を停止する代わりに蓄電池により電力供給を行うにあたり、予め求めた平均供給電力量により電気製品などの負荷への電力供給を行うというものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、蓄電池の放電により出力される電力は直流であるのに対して、電気製品などの負荷が入力する電力は交流である。このために、特許文献1にも示されているように、蓄電池の電力を負荷に供給するにあたっては、蓄電池と負荷との間にインバータを介在させることにより、蓄電池から出力される直流の電力を交流に変換することが行われている。
しかし、特許文献1では、負荷電力が小さい状態におけるインバータの効率低下については考慮されておらず、これを防止するための構成は示されていない。
図1は、本発明の第1の実施形態における電力管理システムの構成例を示している。なお、本実施形態においては家庭向けの電力管理システムを例に挙げる。
パワーコンディショナ20は、太陽電池10から出力される直流の電力を交流に変換する。
具体的に、充放電回路32は、蓄電池31に対する充電を行うにあたっては、インバータ40を介してパワーコンディショナ20または商用電源2から供給される電力を入力する。そして、充放電回路32は、入力した電力を制御部70の制御に応じて選択した蓄電池31に対して充電電力として供給する。
また、充放電回路32は、蓄電池31から電力を出力させるにあたっては、制御部70の制御に応じて選択した蓄電池31からの電力をインバータ40に出力する。これにより、選択された蓄電池31から放電される電力がインバータ40を介して分電盤50に入力される。
また、放電により蓄電池31から出力される電力は直流である。一方、蓄電池31から出力された電力により稼働する実負荷LD1は交流入力である。このために、蓄電池31から出力された電力は、実負荷LD1への供給にあたって直流から交流に変換する必要がある。
インバータ40は、蓄電池31に対応して備えられるもので、蓄電池31が入出する電力の双方向変換を行う。
つまり、インバータ40は、商用電源2またはパワーコンディショナ20から充電のために蓄電池31に供給される交流の電力を直流に変換し、充放電回路32経由で蓄電池31に供給する。また、インバータ40は、放電により蓄電池31から出力される直流の電力を交流に変換して実負荷LD1に供給する。なお、この際にインバータ40は、蓄電池31から出力される直流の電力を、蓄電池ユニット30の充放電回路32を介して入力する。
また、インバータ40における交流から直流への変換動作と直流から交流への変換動作との間での切り替えは、例えば制御部70が、充放電回路32における電力経路の切り替えとともに制御すればよい。
疑似負荷LD2は、インバータ40の効率を一定以上とするために擬似的に設けられる負荷である。この疑似負荷LD2は、実負荷LD1とは個別に設けられるとともに、供給された電力を実負荷LD1とは異なる他の実負荷に対して供給する。
第1の実施形態において、この疑似負荷LD2には、例えば電子負荷装置などを採用できる。
コンバータ60は、疑似負荷LD2が出力する交流の電力を、蓄電池31への充電のために直流に変換する。コンバータ60により直流に変換された電力は、充放電回路32が充電対象として選択した蓄電池31に対して供給される。
なお、この制御にあたっては、制御部70は、例えば分電盤50において商用電源2の電力を遮断するとともに、放電用に選択した蓄電池31の電力がインバータ40から分電盤50を介して実負荷LD1側に供給されるように充放電回路32を制御する。
上記のような状態においては、インバータ40が変換する電力量も相当に小さくなる。これに伴って、インバータ40は、図2の区間aで動作するような状態になり、著しい効率の低下が生じてしまう。
このような不具合を解消するには、例えば、インバータ40について小電力対応のものを選択するということが考えられる。しかし、蓄電池31は、例えば停電時などにおいて家屋1における実負荷LD1を不足無く駆動できるように、ある程度大きな容量が求められる。インバータ40は、このような容量に対応する必要があるため、小電力対応のものにすることは難しいという事情がある。
図3は、制御部70がインバータ40の効率を一定以上に維持するために実行する処理手順例を示している。
まず、制御部70は、実負荷LD1の負荷電力(実負荷LD1が必要とする電力)を検出する(ステップS101)。
図4は、制御テーブル71の構造例を示している。制御テーブル71は、この図4に示すように、実負荷LD1の負荷電力ごとに疑似負荷LD2の負荷電力を対応付けた構造である。このような構造の制御テーブル71は、制御部70がステップS101により検出した実負荷LD1の負荷電力に応じて疑似負荷LD2に設定すべき負荷電力を示している。
そして、制御部70は、ステップS103により決定した負荷電力となるように疑似負荷LD2を制御する(ステップS104)。
そのうえで、制御部70は、複数の蓄電池において、第1の蓄電池として機能させるものと、第2の蓄電池として機能させるものとを変更する。
具体的に、上記のような蓄電池31の充放電制御にあたり、制御部70は、2つの蓄電池31の一方を第1の蓄電池として機能させ、他方を第2の蓄電池として機能させる。そのうえで、制御部70は、所定の規則にしたがったタイミングで、これら2つの蓄電池31について、第1の蓄電池と第2の蓄電池の機能を交替させる。
一例として、制御部70は、所定時間ごとに、2つの蓄電池31の間で第1の蓄電池と第2の蓄電池の機能を交替させればよい。
あるいは、制御部70は、例えばSOC(State Of Charge)が高いほうの蓄電池31を第1の蓄電池として機能させ、SOC(State Of Charge)が低いほうの蓄電池31を第2の蓄電池として機能させるようにしてもよい。そして、例えば時間経過により、第1の蓄電池として機能させていた蓄電池31のSOCのほうが低くなった場合、制御部70は、以下のように、制御を行う。つまり、これまで第1の蓄電池として機能させていた蓄電池31を第2の蓄電池として機能させ、これまで第2の蓄電池として機能させていた蓄電池31を第1の蓄電池として機能させるように変更するものである。
また、蓄電池31が3以上の場合にも、制御部70は、これらの蓄電池31のうちから、所定規則にしたがって、第1の蓄電池としての1以上の蓄電池31を選択し、第1の蓄電池として選択されなかった蓄電池31のうちから、1以上の第2の蓄電池を選択すればよい。
図5は、第2の実施形態における電力管理システムの構成例を示している。なお、この図において、図1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図5においては、図1の疑似負荷LD2に代えて疑似負荷LD3が備えられる。また、図5においては、疑似負荷LD3の出力が充放電回路32に対して直接入力されている。
第2の実施形態における疑似負荷LD3は、図1のコンバータ60をそのまま疑似負荷LD3としたものである。このような構成とした場合には、例えば、図1の疑似負荷LD2としての電子負荷装置などを省略することが可能となり、電力管理システムの構成をより簡易なものとすることができる。
図6は、第3の実施形態における電力管理システムの構成例を示している。なお、この図において、図1と同一部分は、同一符号を付して説明を省略する。
第1の実施形態における疑似負荷LD2と第2の実施形態における疑似負荷LD3は、いずれも蓄電池ユニット30における蓄電池31に電力を供給していた。これに対して、第3の実施形態における疑似負荷LD2は、家屋1に対応する需要家以外の需要家の実負荷LD11に対して電力を供給する。このような構成により、例えば家屋1を含む所定のエリア内にて、疑似負荷LD2に供給された電力を無駄にすることなく有効活用することができる。
例えば、これまでの説明では、実負荷LD1の負荷電力とインバータ40の効率が対応していることに基づき、実負荷LD1の負荷電力を検出して、この検出した負荷電力に応じて疑似負荷LD2、LD3の負荷電力を制御するようにしていた。これに代えて、例えば実負荷LD1の負荷電力に代えてインバータ40の効率(入力電力と出力電力の比)を検出し、検出したインバータ40の効率が一定となるように疑似負荷LD2、LD3の負荷電力を制御するようにしてもよい。また、太陽電池10に代えて、風力発電装置などの他の電力発生装置を備えてもよいし、複数の電力発生装置を備えてもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
2 商用電源
10 太陽電池
20 パワーコンディショナ
30 蓄電池ユニット
31 蓄電池
32 充放電回路
40 インバータ
50 分電盤
60 コンバータ
70 制御部
71 制御テーブル
LD1 実負荷
LD11 実負荷
LD2、LD3 疑似負荷
Claims (6)
- 蓄電池と、
実負荷とは個別に設けられるとともに、供給された電力を前記実負荷とは異なる他の実負荷に対して供給する疑似負荷と、
放電により前記蓄電池から出力される直流の電力を交流に変換するとともに、前記交流に変換した電力が前記実負荷と前記疑似負荷とに分岐して供給されるように設けられるインバータと、
前記インバータの効率が一定以上となるように、前記疑似負荷の負荷電力を制御する制御部と、
を備える電力管理システム。 - 前記疑似負荷は、
前記他の実負荷としての前記蓄電池に対する充電のために電力を供給する、
請求項1に記載の電力管理システム。 - 前記蓄電池は複数が備えられ、
前記制御部は、前記複数の蓄電池のうちの少なくとも1つを、放電による電力を前記インバータに対して出力する第1の蓄電池として機能させ、前記第1の蓄電池として機能させていない他の蓄電池のうちの少なくとも1つを、前記疑似負荷から供給される電力により充電が行われる第2の蓄電池として機能させる、
請求項2に記載の電力管理システム。 - 前記制御部は、
前記複数の蓄電池において、前記第1の蓄電池として機能させる蓄電池と、前記第2の蓄電池として機能させる蓄電池とを変更する、
請求項3に記載の電力管理システム。 - 前記疑似負荷は、
前記他の実負荷が交流入力である場合に対応して設けられ、前記インバータから供給された交流の電力を直流に変換して前記他の実負荷に供給するコンバータである、
請求項1から4のいずれか一項に記載の電力管理システム。 - 前記疑似負荷は、
前記実負荷が対応する需要家とは異なる他の需要家が対応する前記他の実負荷に電力を供給する、
請求項1に記載の電力管理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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2012
- 2012-06-27 JP JP2012144188A patent/JP2014011811A/ja not_active Ceased
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