JP2014131448A - 電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステム - Google Patents

電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステム Download PDF

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Abstract

【課題】発電された電力をより効率的に使用する。
【解決手段】電力制御装置は、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、第１の変換装置の出力電力および第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部とを備える。制御部は、第３の変換装置の出力電力が交流負荷の消費電力より大きくなるように、第２の変換装置に放電させる。本技術は、例えば、パワーコンディショナに適用できる。
【選択図】図３

Description

本開示は、電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステムに関し、特に、発電された電力をより効率的に使用することができるようにした電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステムに関する。
従来、商用電力を供給する電力系統からの電力だけでなく、太陽光発電により発電された電力やバッテリに蓄積されている電力など、複数の電力源から供給される電力を効率良く使用するために、最適な電力管理を行うエネルギーマネジメントシステムの開発が行われている。
例えば、特許文献１には、出力抑制制御時に、発電された電力を蓄電池に充電することで、発電された電力を有効に使用するようにしたパワーコンディショナの構成が開示されている。
図１および図２には、エネルギーマネジメントシステムの一構成例が示されている。
図１および図２に示すように、エネルギーマネジメントシステム１１は、電力制御装置１２が電流計１３を介して電力系統１４に接続され、電力制御装置１２に、ＰＶ（Photovoltaics）１５、バッテリ１６、およびＡＣ（Alternating Current）負荷１７が接続されて構成されている。
電力制御装置１２は、ＰＶ用DC/DC変換部２１、DC/AC変換部２２、バッテリ用DC/DC変換部２３、および制御部２４を有して構成される。DC/AC変換部２２のＡＣ側の端子は、電力系統１４およびＡＣ負荷１７に接続される。一方、DC/AC変換部２２のＤＣ側の端子は、ＰＶ用DC/DC変換部２１を介してＰＶ１５に接続されるとともに、バッテリ用DC/DC変換部２３を介してバッテリ１６に接続される。ここで、DC/AC変換部２２のＤＣ側の端子に接続され、ＰＶ用DC/DC変換部２１およびバッテリ用DC/DC変換部２３との間で直流電力の供給が行われる配線を、以下、ＤＣバス２５という。
制御部２４は、エネルギーマネジメントシステム１１の状況に応じて、ＰＶ用DC/DC変換部２１、DC/AC変換部２２、およびバッテリ用DC/DC変換部２３に対する制御を行う。
エネルギーマネジメントシステム１１においては、図１の矢印Ａで示されるように、ＰＶ１５により発電された電力は、ＰＶ用DC/DC変換部２１によりDC/DC変換されてＤＣバス２５を介してDC/AC変換部２２に供給され、DC/AC変換部２２によりDC/AC変換されてＡＣ負荷１７に供給されるとともに、余った電力は電力系統１４に供給（逆潮流）される。
また、ＰＶ１５により発電された電力が、ＰＶ用DC/DC変換部２１、ＤＣバス２５、バッテリ用DC/DC変換部２３を介してバッテリ１６に充電されている場合、図２の矢印Ｂで示されるように、バッテリ１６に充電されている電力は、バッテリ用DC/DC変換部２３によりDC/DC変換されてＤＣバス２５を介してDC/AC変換部２２に供給され、DC/AC変換部２２によりDC/AC変換されてＡＣ負荷１７に供給されるとともに、余った電力は電力系統１４に供給（逆潮流）される。
このように、ＰＶ１５により発電された電力が電力系統１４に逆潮流されることで、売電が行われ、電力制御装置１２を所有するユーザは、売電による利益を得ることができる。
特開２０１２−１３９０１９号公報
しかしながら、図１において、ＡＣ負荷１７の消費電力に対してＰＶ１５の発電電力が小さい場合、その発電電力は全てＡＣ負荷１７で消費されてしまい、売電することができなかった。また、ＰＶ１５の発電電力が小さいと、交流電力への変換効率が低下し、変換損失が増大してしまう。
また、図２において、例えば出力抑制を回避するためにバッテリ１６に充電された電力は、適切なタイミングで放電されないと、全てＡＣ負荷１７で消費されてしまい、売電することができなかった。
このように、ＰＶにより発電された電力は、負荷の消費電力や放電のタイミングによっては、効率的に使用されないことがあった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、発電された電力をより効率的に使用することができるようにするものである。
本開示の一側面の電力制御装置は、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、前記第１の変換装置の出力電力および第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の変換装置の出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させる。
本開示の一側面の電力制御方法またはプログラムは、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、前記第１の変換装置の出力電力および第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置とを備える電力制御装置の電力制御方法、または、その電力制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記第３の変換装置の出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させるステップを含む。
本開示の一側面のエネルギーマネジメントシステムは、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部と、電力を蓄電する蓄電部と、直流電力を供給する経路となる直流バスと、前記発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して前記蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、前記第１の変換装置の出力電力および第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第３の変換装置の出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させる。
本開示の一側面においては、第３の変換装置の出力電力が交流負荷の消費電力より大きくなるように、第２の変換装置から放電される。
本開示の一側面によれば、発電された電力をより効率的に使用することができる。
エネルギーマネジメントシステムにおける電力の流れを示す図である。 エネルギーマネジメントシステムにおける電力の流れを示す図である。 本技術を適用したエネルギーマネジメントシステムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 エネルギーマネジメントシステムの簡略的な構成例を示す図である。 充放電制御処理について説明するフローチャートである。 充電時の電力の流れを示す図である。 放電時の電力の流れを示す図である。 充電および放電のタイミングについて説明する図である。 充放電制御処理の他の例について説明するフローチャートである。 充電および放電のタイミングについて説明する図である。 エネルギーマネジメントシステムの他の構成例を示す図である。 学習処理を説明するフローチャートである。 充放電制御処理のさらに他の例を説明するフローチャートである。 エネルギーマネジメントシステムのさらに他の構成例を示す図である。 エネルギーマネジメントシステムのさらに他の構成例を示す図である。 汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[エネルギーマネジメントシステムの構成例]
図３は、本技術を適用したエネルギーマネジメントシステムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図３において、エネルギーマネジメントシステム３１は、太陽光発電システムとして構成され、電力制御装置３２が電流計３３を介して電力系統３４に接続され、ＰＶ３５、バッテリ３６、ＥＶ（Electric Vehicle）３７、ＡＣ負荷３８、並びに、ＤＣ負荷３９−１および３９−２が、電力制御装置３２に接続されて構成されている。
電力制御装置３２は、いわゆるパワーコンディショナとして構成され、電力制御装置３２に接続される複数の電力源（ＰＶ３５、バッテリ３６、またはＥＶ３７）から供給される電力を、電力制御装置３２に接続される複数の負荷（ＡＣ負荷３８、並びに、ＤＣ負荷３９−１および３９−２）に供給する制御を行う。
電流計３３は、電力制御装置３２から電力系統３４に供給（逆潮流）される電力を計測する。エネルギーマネジメントシステム３１は、電力系統３４に対して交流電力を供給する。
ＰＶ３５は、例えば、複数の太陽電池モジュールが接続されてパネル状に構成され、受光する太陽光の光量に応じて発電し、その発電した電力を電力制御装置３２に供給する。バッテリ３６は、電力制御装置３２から供給される電力を蓄電したり、蓄電している電力を電力制御装置３２に供給したりする。ＥＶ３７は、ユーザがＥＶ３７を使用するのに応じて電力制御装置３２に適宜接続され、電力制御装置３２から供給される電力を蓄電するバッテリを内蔵している。
ＡＣ負荷３８は、交流電力を消費して駆動する機器であり、ＤＣ負荷３９−１および３９−２は、直流電力を消費して駆動する機器である。なお、図３の構成例では、２台のＤＣ負荷３９−１および３９−２が電力制御装置３２に接続されているが、その台数を増減させることができる。
電力制御装置３２は、ＰＶ用DC/DC変換部４１、DC/AC変換部４２、バッテリ用DC/DC変換部４３、ＥＶ用DC/DC変換部４４、負荷用DC/DC変換部４５−１および４５−２、分電盤４６、並びにシステム制御部４７を備えて構成される。また、分電盤４６には、ブレーカ５１−１乃至５１−６、電流計５２−１乃至５２−４、およびＤＣバス５３が収納される。
電力制御装置３２では、電力系統３４とＡＣ負荷３８とを接続する電力線４０に、DC/AC変換部４２のＡＣ側の端子が接続されており、DC/AC変換部４２のＤＣ側の端子はブレーカ５１−１を介して、直流電力を供給する経路となるＤＣバス５３に接続される。また、ＰＶ３５が接続されるＰＶ用DC/DC変換部４１はブレーカ５１−２を介してＤＣバス５３に接続される。同様に、バッテリ３６が接続されるバッテリ用DC/DC変換部４３はブレーカ５１−３を介してＤＣバス５３に接続され、ＥＶ３７が接続されるＥＶ用DC/DC変換部４４はブレーカ５１−４および電流計５２−１を介してＤＣバス５３に接続される。
また、ＤＣ負荷３９−１が接続される負荷用DC/DC変換部４５−１はブレーカ５１−５および電流計５２−２を介してＤＣバス５３に接続され、ＤＣ負荷３９−２が接続される負荷用DC/DC変換部４５−２はブレーカ５１−６および電流計５２−３を介してＤＣバス５３に接続される。ＡＣ負荷３８は、ブレーカ５１−７および電流計５２−４を介して、DC/AC変換部４２に接続される。
ＰＶ用DC/DC変換部４１は、ＰＶ３５において発電された電力を所定の電圧となるようにDC/DC変換（昇降圧）して、ＤＣバス５３に出力する。ＰＶ用DC/DC変換部４１は、ＰＶ３５から最大の電力を取り出すように最大出力点を追跡するMPPT制御を行うことができる。
DC/AC変換部４２は、ＤＣバス５３を介して供給される直流電力をDC/AC変換し、得られた交流電力を、電力線４０を介してＡＣ負荷３８に供給したり、電力系統３４に逆潮流したりする。なお、DC/AC変換部４２は、電力系統３４から供給される交流電力をAC/DC変換してＤＣバス５３に出力することはしない。
バッテリ用DC/DC変換部４３は、バッテリ３６に蓄積されている電力をDC/DC変換（昇降圧）してＤＣバス５３に出力(放電）したり、ＤＣバス５３を介して供給される電力をDC/DC変換してバッテリ３６を充電したりする。
ＥＶ用DC/DC変換部４４は、電力制御装置３２にＥＶ３７が接続されているとき、ＥＶ３７に蓄積されている電力をDC/DC変換してＤＣバス５３に出力(放電）したり、ＤＣバス５３を介して供給される電力をDC/DC変換してＥＶ３７を充電したりする。
負荷用DC/DC変換部４５−１および４５−２は、ＤＣバス５３を介して供給される電力を、それぞれに接続されているＤＣ負荷３９−１および３９−２の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、ＤＣ負荷３９−１および３９−２にそれぞれ供給する。
システム制御部４７は、電流計３３および電流計５２−１乃至５２−４により計測される電流や、ＰＶ３５の発電状態、バッテリ３６の充電状態、ＡＣ負荷３８の状態などに基づいて、電力制御装置３２を構成する各ブロックに対する制御を行うことで、エネルギーマネジメントシステム３１全体を制御する。
また、例えば、システム制御部４７は、ＡＣ負荷３８の状態に応じて、バッテリ３６の充電または放電を行うよう、バッテリ用DC/DC変換部４３を制御する。
なお、図３では、システム制御部４７と各ブロックを接続する配線の図示は、省略されている。
以降においては、説明を簡略化するために、図４に示すようなエネルギーマネジメントシステム３１の構成例を用いて説明する。図４のエネルギーマネジメントシステム３１において、図３のエネルギーマネジメントシステム３１における構成と対応する部分には同一の符号を付してある。
[バッテリの充放電制御処理]
次に、図５のフローチャートを参照して、エネルギーマネジメントシステム３１におけるバッテリの充放電制御処理について説明する。この充放電制御処理は、ＰＶ３５により発電された電力がDC/DC変換部４１によりDC/DC変換されて、ＤＣバス５３に出力されているときに実行される。
ステップＳ１１において、システム制御部４７は、ＰＶ３５の出力電力（ＰＶ用DC/DC変換部４１からＤＣバス５３に出力された電力）が、ＡＣ負荷３８の消費電力を超えているか否かを判定する。
ステップＳ１１において、ＰＶ３５の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力を超えていないと判定された場合、処理はステップＳ１２に進み、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２を停止させる。
そして、ステップＳ１３において、システム制御部４７は、バッテリ用DC/DC変換部４３を充電方向に駆動させることで、ＰＶ用DC/DC変換部４１からＤＣバス５３に出力された電力をDC/DC変換してバッテリ３６に充電させる。
すなわち、ＰＶ用DC/DC変換部４１の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力より小さい場合、エネルギーマネジメントシステム３１においては、図６の矢印Ｃで示されるように、ＰＶ３５により発電された電力が、ＰＶ用DC/DC変換部４１によりDC/DC変換されてＤＣバス５３を介してバッテリ用DC/DC変換部４３に供給され、バッテリ用DC/DC変換部４３によりDC/DC変換されてバッテリ３６に充電される。
一方、ステップＳ１１において、ＰＶ３５の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力を超えていると判定された場合、処理はステップＳ１４に進み、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２を駆動させる。
そして、ステップＳ１５において、システム制御部４７は、バッテリ用DC/DC変換部４３を放電方向に駆動させることで、バッテリ３６に蓄電された電力をDC/DC変換してＤＣバス５３に放電させる。
すなわち、ＰＶ用DC/DC変換部４１の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力より大きい場合、エネルギーマネジメントシステム３１においては、図７の矢印Ｄで示されるように、バッテリ３６から放電された電力が、バッテリ用DC/DC変換部４３によりDC/DC変換されてＤＣバス５３を介してDC/AC変換部４２に供給され、DC/AC変換部４２によりDC/AC変換される。また、図７の矢印Ｅで示されるように、ＰＶ３５により発電された電力も、ＰＶ用DC/DC変換部４１によりDC/DC変換されてＤＣバス５３を介してDC/AC変換部４２に供給され、DC/AC変換部４２によりDC/AC変換される。
このとき、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２の出力電力が、ＡＣ負荷３８の消費電力より大きくなるように、バッテリ用DC/DC変換部４３によるバッテリ３６の放電を制御する。
以上の処理によれば、DC/AC変換部４２の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力より大きくなるように、バッテリ３６に蓄電された電力が放電されるので、その放電電力が全てＡＣ負荷３８で消費されることはなく、余った電力は余剰電力として電力系統３４に供給されるようになる。これにより、ＰＶ３５により発電されバッテリ３６に蓄電された電力の少なくとも一部を売電することができるようになり、ＰＶにより発電された電力を効率的に使用することが可能となる上に、ユーザは売電による利益を得ることが可能となる。
従来、家庭などにおいては、図８上段に示されるように、時刻t11までの時間帯のように、ＡＣ負荷の消費電力に対してＰＶの発電電力が小さい場合には、ＰＶの発電電力は全てＡＣ負荷で消費され、時刻t11から時刻t12までの時間帯のように、ＡＣ負荷の消費電力に対してＰＶの発電電力が大きい場合には、ＰＶの発電電力の一部はＡＣ負荷で消費され、残りは余剰電力Psとして電力系統に供給されていた。
一方、上述した処理によれば、図８下段に示されるように、時刻t11までの時間帯のように、ＡＣ負荷の消費電力に対してＰＶの発電電力が小さい場合には、ＰＶの発電電力は充電電力Pcとしてバッテリに充電され、時刻t11から時刻t12までの時間帯のように、ＡＣ負荷の消費電力に対してＰＶの発電電力が大きい場合には、ＰＶの発電電力の一部はＡＣ負荷で消費され、残りは余剰電力Psとして電力系統に供給される上に、充電電力Pcが放電電力Pdとして電力系統に供給されるようになる。これにより、ＰＶ３５により発電された電力の一部に加え、バッテリ３６に蓄電された電力を確実に売電することができるようになり、ＰＶにより発電された電力をより効率的に使用することが可能となる上に、ユーザは売電によるさらなる利益を得ることが可能となる。
[充放電制御処理の他の例]
次に、図９のフローチャートを参照して、エネルギーマネジメントシステム３１における充放電制御処理の他の例について説明する。
なお、図９のフローチャートのステップＳ２１乃至Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２６の処理は、図５のステップＳ１１乃至Ｓ１５の処理と、それぞれ基本的に同様であるので、その説明は省略する。
すなわち、ステップＳ２１において、ＰＶ３５の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力を超えていると判定された場合、処理はステップＳ２４に進み、システム制御部４７は、ＰＶ３５の出力電力（ＰＶ用DC/DC変換部４１の出力電力）と、バッテリ用DC/DC変換部４３のバッテリ３６からの放電可能電力との和が、所定の出力P1より大きいか否かを判定する。
ここで、所定の出力P1とは、図１０の左側に示されるように、DC/AC変換部４２においてある程度高い変換効率を得るのに必要な電力、すなわち、DC/AC変換部４２の出力電力が略定格となる電力であり、これより低い電力がDC/AC変換部４２にDC/AC変換される場合、DC/AC変換の変換損失が大きくなり、その変換効率は極端に低くなる。そこで、ステップＳ２４においては、DC/AC変換部４２によるDC/AC変換の変換損失が、バッテリ用DC/DC変換部４３によるバッテリ３６への充電における損失より小さいか否かが判定されるようにしてもよい。
ステップＳ２１において、ＰＶ３５の出力電力と、バッテリ３６からの放電可能電力との和が、所定の出力P1より大きくないと判定された場合、または、DC/AC変換部４２によるDC/AC変換の変換損失が、バッテリ用DC/DC変換部４３による充電における損失より小さくない（大きい）と判定された場合、処理はステップＳ２２に進み、その後、バッテリ３６への充電が行われる。
一方、ステップＳ２１において、ＰＶ３５の出力と、バッテリ３６からの放電可能電力との和が、所定の出力P1より大きいと判定された場合、または、DC/AC変換部４２によるDC/AC変換の変換損失が、バッテリ用DC/DC変換部４３による充電における損失より小さいと判定された場合、処理はステップＳ２５に進み、その後、バッテリ３６からの放電が行われる。
なお、ステップＳ２６においては、システム制御部４７は、ＰＶ５３の出力電力とバッテリ３６からの放電可能電力との和が、所定の出力P1となるように、バッテリ用DC/DC変換部４３によるバッテリ３６の放電を制御する。
一般に、図１０の右側上段に示されるように、ＰＶの発電電力が時間とともに大きくなる場合、DC/AC変換部のＡＣ出力もＰＶの発電電力に伴い大きくなるが、特にＰＶの発電電力が小さいときには、ＡＣ電力への変換効率が低下し、変換損失が増大してしまう。
一方、上述した処理によれば、図１０の右側下段に示されるように、時刻t21までの時間帯のように、ＰＶの発電電力が小さいときには、ＰＶの発電電力は充電電力Pcとしてバッテリに充電され、時刻t21において、ＰＶの発電電力と充電電力Pcとの和が、DC/AC変換部の出力電力が略定格となる電力となったとき、充電電力Pcが放電電力Pdとして放電されるようになる。これにより、DC/AC変換部は、略定格の電力を出力することができるようになり、結果として、ＰＶにより発電された電力をより効率的に使用することが可能となる。
以上においては、ＡＣ負荷３８の状態に応じて、バッテリ３６の充放電を制御する処理について説明してきたが、ＡＣ負荷３８の消費電力は、一日のうちの決まった時間帯で大きくなったり小さくなったりすることが多い。
したがって、バッテリ３６の放電を行う際に、ＡＣ負荷３８の消費電力が小さくなる時間帯がわかっていれば、バッテリ３６から放電された電力をより確実に売電することができる。
そこで、以下においては、ＡＣ負荷３８の消費電力が小さくなる時間帯を学習し、その時間帯にバッテリ３６の放電を行う例について説明する。
[エネルギーマネジメントシステムの他の構成例]
図１１は、エネルギーマネジメントシステムの他の構成例を示すブロック図である。
なお、図１１のエネルギーマネジメントシステム３１において、図４のエネルギーマネジメントシステム３１における構成と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
すなわち、図１１のエネルギーマネジメントシステム３１において、図４のエネルギーマネジメントシステム３１と異なるのは、システム制御部４７に代えて、システム制御部１０１が設けられている点である。
システム制御部１０１は、図４のエネルギーマネジメントシステム３１におけるシステム制御部４７と同様の機能を備える上に、学習部１０１ａを有している。
学習部１０１ａは、バッテリ用DC/DC変換部４３が、ＰＶ用DC/DC変換部４１からＤＣバス５３に出力された電力をDC/DC変換してバッテリ３６に充電している時刻と、バッテリ用DC/DC変換部４３が、バッテリ３６に蓄電された電力をDC/DC変換してＤＣ５３に放電している時刻とを、システム制御部１０１内のメモリ等に記録する。
[学習処理]
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１１のエネルギーマネジメントシステム３１における学習処理について説明する。
なお、図９のフローチャートのステップＳ３１乃至Ｓ３３，Ｓ３５，Ｓ３６の処理は、図５のステップＳ１１乃至Ｓ１５の処理と、それぞれ基本的に同様であるので、その説明は省略する。
すなわち、ステップＳ３３の後、ステップＳ３４において、学習部１０１ａは、そのときの時刻を、バッテリ用DC/DC変換部４３がバッテリ３６に充電している時刻として記録する。この処理は、ＰＶ３５の出力電力（ＰＶ用DC/DC変換部４１の出力電力）がＡＣ負荷３８の消費電力を超えていない場合に行われる。したがって、学習部１０１ａは、充電している時刻を記録することで、ＡＣ負荷３８の消費電力がＰＶ３５の出力電力より大きくなる時間帯を学習する。
また、ステップＳ３６の後、ステップＳ３７において、学習部１０１ａは、そのときの時刻を、バッテリ用DC/DC変換部４３がバッテリ３６に蓄電された電力を放電している時刻として記録する。この処理は、ＰＶ３５の出力電力（ＰＶ用DC/DC変換部４１の出力電力）がＡＣ負荷３８の消費電力を超えている場合に行われる。したがって、学習部１０１ａは、放電している時刻を記録することで、ＡＣ負荷３８の消費電力がＰＶ３５の出力電力より小さくなる時間帯を学習する。
以上の処理によれば、ＡＣ負荷３８の消費電力が小さくなる時間帯や大きくなる時間帯が学習されるようになる。
[充放電制御処理の例]
次に、図１３のフローチャートを参照して、学習処理による学習結果を用いた充放電制御処理について説明する。
なお、図１３のフローチャートのステップＳ５１乃至Ｓ５３，Ｓ５５，Ｓ５６の処理は、図５のステップＳ１１乃至Ｓ１５の処理と、それぞれ基本的に同様であるので、その説明は省略する。
すなわち、ステップＳ５１において、ＰＶ３５の出力電力がＡＣ負荷３８の消費電力を超えていると判定された場合、処理はステップＳ５４に進み、システム制御部４７は、現在の時間帯が、学習部１０１ａによって放電している時刻が記録された時間帯、すなわち、ＡＣ負荷３８の消費電力が小さくなる時間帯であるか否かを判定する。
ステップＳ５４において、放電している時刻が記録された時間帯でないと判定された場合、処理はステップＳ５２に進み、その後、バッテリ３６への充電が行われる。
一方、ステップＳ５４において、放電している時刻が記録された時間帯であると判定された場合、処理はステップＳ５５に進み、その後、バッテリ３６からの放電が行われる。
以上の処理によれば、ＡＣ負荷３８の消費電力が小さくなる時間帯に、バッテリ３６からの放電が行われるので、バッテリ３６から放電された電力をより確実に売電することができるようになる。
また、学習部１０１ａによって、バッテリ３６に充電している時刻も記録されるようにしたので、バッテリ３６へ充電された電力が、電力系統３４から供給された、夜間の安価な電力ではないことを証明することが可能となる。
さらに、上述で説明したエネルギーマネジメントシステム３１において、売電された電力量が、ＰＶ１５による発電電力量より大きくなってしまった場合、ＰＶ１５による発電電力量を超過して売電された電力は、電力系統３４から供給された（購入した）電力とみなされてしまう。すなわち、電力系統３４から供給された電力を不正に売電したとみなされてしまう。
そこで、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２から電力系統３４に供給される出力電力量が、DC/DC変換部４１の出力電力量より大きくなったとき、DC/AC変換部４２による電力系統３４への交流電力の供給を停止させるようにする。これにより、電力系統３４から供給された電力を不正に売電したとみなされることがなくなるようになる。
また、システム制御部４７が、出力抑制により売電できなかった電力量を積算し、バッテリ３６からの放電によって売電される電力量が、その積算量を超えないように調整するようにしてもよい。これにより、不正に売電したとみなされない範囲で、バッテリ３６からの放電電力を売電することが可能となる。
[エネルギーマネジメントシステムのさらに他の構成例]
以上においては、ＰＶ３５により発電された電力は、ＰＶ用DC/DC変換部４１、ＤＣバス５３、バッテリ用DC/DC変換部４３を介して、バッテリ３６へ充電されるようにしたが、図１４に示されるように、ＰＶ３５とバッテリ用DC/DC変換部４３とを、配線１１１によって接続することによって、ＰＶ３５で発電された電力を、配線１１１およびバッテリ用DC/DC変換部４３を介してバッテリ３６へ充電されるようにしてもよい。
このような構成によれば、バッテリ３６へ充電されている電力が、電力系統３４から供給された電力ではないことを確実に証明することが可能となる。
また、以上においては、太陽光を受光した光量に応じて発電するＰＶ３５が、電力制御装置３２に接続されるものとしたが、例えば、図１５に示されるように、ＰＶ３５に代えて、風力を利用して発電を行う風力発電部１３１が、電力制御装置３２に接続されるようにしてもよい。この場合、DC/DC変換部１４１が、風力発電部１３１において発電された電力を所定の電圧となるようにDC/DC変換して、ＤＣバス５３に出力する。
なお、風力発電部１３１に限らず、バイオマスやその他の自然エネルギーを利用して発電を行う発電部や燃料電池などが、電力制御装置３２に接続されるようにしてもよい。
ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
[汎用のパーソナルコンピュータの構成例]
図１６は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタフェース１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)１００２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。
入出力インタフェース１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。
CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１から読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM１００３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１００１が、例えば、記憶部１００８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１００５及びバス１００４を介して、RAM１００３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ（CPU１００１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア１０１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア１０１１をドライブ１０１０に装着することにより、入出力インタフェース１００５を介して、記憶部１００８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１００９で受信し、記憶部１００８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１００２や記憶部１００８に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。また、プログラムは、１つのCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
また、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
３１ エネルギーマネジメントシステム， ３２ 電力制御装置， ３３ 電流計， ３４ 電力系統， ３５ ＰＶ， ３６ バッテリ， ３７ ＥＶ， ３８ ＡＣ負荷， ３９ ＤＣ負荷， ４０ 電力線， ４１ ＰＶ用DC/DC変換部， ４２ DC/AC変換部， ４３ バッテリ用DC/DC変換部， ４４ ＥＶ用DC/DC変換部， ４５ 負荷用DC/DC変換部， ４６ 分電盤， ４７ システム制御部， ５１ ブレーカ， ５２ 電流計， ５３ ＤＣバス， １０１ システム制御部， １０１ａ 学習部

Claims (13)

  1. 自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力および前記第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、
    前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記第３の変換装置の出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させる
    電力制御装置。
  2. 前記第３の変換装置は、前記電力系統からの交流電力をAC/DC変換しない
    請求項１に記載の電力制御装置。
  3. 前記制御部は、
    前記第１の変換装置の出力電力が前記交流負荷の消費電力より小さい場合、前記第２の変換装置に充電させ、
    前記第１の変換装置の出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きい場合、前記第２の変換装置に放電させる
    請求項１に記載の電力制御装置。
  4. 前記制御部は、前記第１の変換装置の出力電力と、第２の変換装置の放電電力との和が、前記第３の変換装置の出力電力が略定格となる電力となるように、前記第２の変換装置に放電させる
    請求項１に記載の電力制御装置。
  5. 前記制御部は、前記第１の変換装置の出力電力と、第２の変換装置の放電可能電力との和が、前記第３の変換装置の出力が略定格となる電力より小さい場合、前記第２の変換装置に充電させる
    請求項４に記載の電力制御装置。
  6. 前記制御部は、前記第３の変換装置によるDC/AC変換の変換損失が、前記第２の変換装置による充電における損失より大きい場合、前記第２の変換装置に充電させる
    請求項４に記載の電力制御装置。
  7. 前記制御部は、
    前記交流負荷の消費電力が前記第１の変換装置の出力電力より小さい時間帯を学習する学習部を備え、
    前記学習部により学習された前記時間帯に、前記第２の変換装置に放電させる
    請求項１に記載の電力制御装置。
  8. 前記学習部は、前記第２の変換装置が放電した時刻を記録することで、前記時間帯を学習する
    請求項７に記載の電力制御装置。
  9. 前記学習部は、前記第２の変換装置が充電した時刻をさらに記録する
    請求項８に記載の電力制御装置。
  10. 前記制御部は、前記第３の変換装置から前記電力系統に供給された出力電力量が、前記第１の変換装置の出力電力量より大きい場合、前記第３の変換装置による前記電力系統への交流電力の供給を停止させる
    請求項１に記載の電力制御装置。
  11. 自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力および前記第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と
    を備える電力制御装置の電力制御方法であって、
    前記第３の変換装置からの出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させる
    ステップを含む電力制御方法。
  12. 自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力および前記第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と
    を備える電力制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記第３の変換装置からの出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させる
    ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
  13. 自然エネルギーを利用して発電を行う発電部と、
    電力を蓄電する蓄電部と、
    直流電力を供給する経路となる直流バスと、
    前記発電部からの直流電力をDC/DC変換して出力する第１の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力をDC/DC変換して前記蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の電力をDC/DC変換して放電する第２の変換装置と、
    前記第１の変換装置の出力電力および前記第２の変換装置の放電電力のいずれかまたは両方をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、
    前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記第３の変換装置からの出力電力が前記交流負荷の消費電力より大きくなるように、前記第２の変換装置に放電させる
    エネルギーマネジメントシステム。
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