JP2014150707A - 電力貯蔵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ピークカットの時間帯において、サンプリング周期毎に取得される超過電力量ΔEに応じて二次電池の放電又は充電動作を行なわせるのではなく、超過電力量ΔEのサンプリング周期単位の積算値が、交流直流変換部の変換効率が最大となる基準出力電力量Emと同等又は超過したタイミングであるサンプリング周期T101、T103、T108及びT110において、放電動作が実行される。従って、交流直流変換部は常に出力効率が良好となる出力で、直流電圧から交流電圧への変換動作を行うことができる。従って、電力変換ロスを抑制することができる。
【選択図】図5
Description
に応じて前記サンプリング周期単位で前記第2変換動作を実行させることが望ましい。
まず、ピークカット時における従来の一般的な放電制御を説明する。図4は、需要家における負荷変動の一例(上段)と、比較例に係る二次電池20の放電制御(下段)との関係を示すグラフである。ここで例示している負荷変動は、サンプリング周期T101における消費電力量E1がピークカットレベルを50kW超過(+50kW)し、同様にサンプリング周期T102では+30kW、サンプリング周期T103、T104、T107、T108では+20kW、サンプリング周期T110では+40kWであり、サンプリング周期T105、T106、T109ではピークカットレベルと同じ値である例を示している。
次に、第2の時間帯(昼間電力料金の時間帯)において、例えば中間時間帯Vに実行される充電動作の制御例について説明する。まず、一般的に想定される充電制御について説明する。図6は、需要家における負荷変動の一例(上段)と、比較例に係る二次電池20の充電制御(下段)との関係を示すグラフである。ここで例示している負荷変動は、サンプリング周期T201における消費電力量E1がピークカットレベルと同等、サンプリング周期T202では−20kW、サンプリング周期T203及びT204では−30kW、サンプリング周期T205及びT206ではピークカットレベルと同等、サンプリング周期T207では−10kW、サンプリング周期T208では−20kW、サンプリング周期T209では0kW、サンプリング周期T210では−40kWとなっている例を示している。
続いて、消費電力量E1が設定電力量E0を超過したり、下回ったりするような負荷変動がサンプリング周期単位で屡々生じるような負荷状況に好適な実施形態について説明する。図8は、需要家における負荷変動の一例と、本発明の他の実施形態に係る二次電池の充電制御との関係を示すグラフである。図8の最上段に示している負荷変動例は、需要家における負荷変動の一例であって、サンプリング周期単位の消費電力量E1がピークカットレベルを跨いで変動している例である。この場合、制御部10の充放電制御部14は、超過電力量ΔEと使用可能電力量ΔCとをサンプリング周期毎に相殺する次のような充放電制御を行う。
続いて、相殺積算値を用いた充放電制御についての他の実施形態を、図9に基づいて説明する。二次電池20は、常に充電が必要な状態であるとは限らない。例えば、二次電池20が満充電乃至はこれに近い状態であって、現状以上の充電が不要な場合がある。この場合、図8に示した実施形態のように、差分積算部142の積算値カウンタ(相殺積算値)が負値であってその絶対値が基準出力電力量Emと同等に至った場合に必ず二次電池20の充電動作を実行させるシーケンスとすると、無益な充電動作を行ってしまうことになる。ここでは、二次電池20への充電が不要な場合における、望ましい実施形態を例示する。
上述の実施形態では超過電力量ΔEの積算値が、前記基準出力電力量Emと同等又は超過したタイミングを待つ方式を採用する。ここで、受電電力量の評価値は、上述の通り30分の単位時間における消費電力量E1の平均値で決定される。従って、前記タイミングを待つ間に1つの単位時間の終了時刻が到来し、結果的に前記単位時間における前記消費電力量E1の評価値が契約電力を超過してしまうことが起こり得る。以下、この問題を解消できる放電制御の変形実施形態を説明する。
2 商用電力系統
3 負荷
10 制御部
11 負荷監視部
12 設定値記憶部(記憶部)
13 時間設定部
14 充放電制御部
141 差分演算部
142 差分積算部
143 判定部
144 充放電タイミング設定部
20 二次電池
31 電力量計(計測器)
41 電流・電圧センサ
42 交流直流変換部(変換器)
43 連系リアクトル
Claims (10)
- 充電及び放電が可能な二次電池と、
商用交流電力系統及び負荷が接続された交流配電系統と、前記二次電池とに接続され、前記二次電池の充電時には前記商用交流電力系統の交流電圧を直流電圧に変換して前記二次電池へ供給する第1変換動作と、ピークカット時には前記二次電池の直流電圧を交流電圧に変換して前記交流配電系統へ供給する第2変換動作とを行う変換器と、
前記負荷の消費電力量E1を所定のサンプリング周期で取得する計測器と、
前記変換器の出力効率が良好となる基準出力電力量Emの設定値を記憶する記憶部と、
前記変換器の前記第1及び第2変換動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ピークカット時において、前記ピークカットの実行基準となる設定電力量E0と前記消費電力量E1とを前記サンプリング周期毎に比較して超過電力量ΔEを取得し、該超過電力量ΔEの前記サンプリング周期単位の積算値が前記基準出力電力量Emと同等又は超過したタイミングで、前記変換器に前記第2変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 充電及び放電が可能な二次電池と、
商用交流電力系統及び負荷が接続された交流配電系統と、前記二次電池とに接続され、前記二次電池の充電時には前記商用交流電力系統の交流電圧を直流電圧に変換して前記二次電池へ供給する第1変換動作と、ピークカット時には前記二次電池の直流電圧を交流電圧に変換して前記交流配電系統へ供給する第2変換動作とを行う変換器と、
前記負荷の消費電力量E1を所定のサンプリング周期で取得する計測器と、
前記変換器の出力効率が良好となる基準出力電力量Emの設定値を記憶する記憶部と、
前記変換器の前記第1及び第2変換動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記充電時において、前記ピークカットの実行基準となる設定電力量E0と前記消費電力量E1とを前記サンプリング周期毎に比較して使用可能電力量ΔCを取得し、該使用可能電力量ΔCの絶対値の前記サンプリング周期単位の積算値が前記基準出力電力量Emと同等又は超過したタイミングで、前記変換器に前記第1変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 充電及び放電が可能な二次電池と、
商用交流電力系統及び負荷が接続された交流配電系統と、前記二次電池とに接続され、前記二次電池の充電時には前記商用交流電力系統の交流電圧を直流電圧に変換して前記二次電池へ供給する第1変換動作と、ピークカット時には前記二次電池の直流電圧を交流電圧に変換して前記交流配電系統へ供給する第2変換動作とを行う変換器と、
前記負荷の消費電力量E1を所定のサンプリング周期で取得する計測器と、
前記変換器の出力効率が良好となる基準出力電力量Emの設定値を記憶する記憶部と、
前記変換器の前記第1及び第2変換動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ピークカットの実行基準となる設定電力量E0と前記消費電力量E1とを前記サンプリング周期毎に比較して、前記設定電力量E0に対する超過分である超過電力量ΔE、又は、前記設定電力量E0に対する未達分である使用可能電力量ΔCを取得し、
前記サンプリング周期単位で、前記超過電力量ΔEを正値とし、前記使用可能電力量ΔCを負値として、前記超過電力量ΔE及び前記使用可能電力量ΔCの相殺積算値を求め、
前記相殺積算値が正値であって前記基準出力電力量Emと同等又は超過した場合は、前記変換器に前記第2変換動作を実行させ、
前記相殺積算値が負値であってその絶対値が前記基準出力電力量Emと同等又は超過した場合は、前記変換器に前記第1変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 充電及び放電が可能な二次電池と、
商用交流電力系統及び負荷が接続された交流配電系統と、前記二次電池とに接続され、前記二次電池の充電時には前記商用交流電力系統の交流電圧を直流電圧に変換して前記二次電池へ供給する第1変換動作と、ピークカット時には前記二次電池の直流電圧を交流電圧に変換して前記交流配電系統へ供給する第2変換動作とを行う変換器と、
前記負荷の消費電力量E1を所定のサンプリング周期で取得する計測器と、
前記変換器の出力効率が良好となる基準出力電力量Emの設定値を記憶する記憶部と、
前記変換器の前記第1及び第2変換動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記二次電池への充電が不要な状態と判定する場合において、
前記ピークカットの実行基準となる設定電力量E0と前記消費電力量E1とを前記サンプリング周期毎に比較して、前記設定電力量E0に対する超過分である超過電力量ΔE、又は、前記設定電力量E0に対する未達分である使用可能電力量ΔCを取得し、
前記サンプリング周期単位で、前記超過電力量ΔEを正値とし、前記使用可能電力量ΔCを負値として、前記超過電力量ΔE及び前記使用可能電力量ΔCの相殺積算値を求め、
前記相殺積算値が正値であって前記基準出力電力量Emと同等又は超過した場合は、前記変換器に前記第2変換動作を実行させる一方、
前記相殺積算値が負値であるときには、その絶対値が前記基準出力電力量Emと同等又は超過した場合であっても、前記変換器に前記第1変換動作を実行させることなく、前記相殺積算値を求める演算を継続する、電力貯蔵装置。 - 請求項1に記載の電力貯蔵装置において、
前記消費電力量E1の評価値が、予め定められた時刻t1〜時刻t2までの単位時間における前記消費電力量E1の平均値で決定される場合において、
前記制御部は、
前記単位時間の終盤に近い時間帯に制御変更時刻tcを設定し、
前記時刻t1〜前記時刻tcの間は請求項1に記載の制御によって前記第2変換動作を実行させ、
前記時刻tc〜前記時刻t2の間は、前記超過電力量ΔEに応じて前記サンプリング周期単位で前記第2変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 請求項5に記載の電力貯蔵装置において、
前記制御部は、前記制御変更時刻tcの到来時点において前記超過電力量ΔEの積算値が残存しているとき、当該残存している積算値の電力量に相当する分だけ、前記変換器に前記第2変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 請求項2に記載の電力貯蔵装置において、
前記消費電力量E1の評価値が、予め定められた時刻t1〜時刻t2までの単位時間における前記消費電力量E1の平均値で決定される場合において、
前記制御部は、前記時刻t2の到来時点において前記使用可能電力量ΔCの積算値が残存しているとき、当該残存している積算値の電力量に相当する分だけ、前記変換器に前記第1変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 請求項3又は4に記載の電力貯蔵装置において、
前記消費電力量E1の評価値が、予め定められた時刻t1〜時刻t2までの単位時間における前記消費電力量E1の平均値で決定される場合において、
前記制御部は、
前記単位時間の終盤に近い時間帯に制御変更時刻tcを設定し、
前記時刻t1〜前記時刻tcの間は請求項3に記載の制御によって前記第1又は第2変換動作を実行させ、
前記制御変更時刻tcの到来時点において前記正値の相殺積算値が残存しているとき、当該残存している前記相殺積算値の電力量に相当する分だけ、前記変換器に前記第2変換動作を実行させ、
少なくとも前記時刻tc〜前記時刻t2の間は、前記超過電力量ΔEに応じて前記サンプリング周期単位で前記第2変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 請求項3又は4に記載の電力貯蔵装置において、
前記消費電力量E1の評価値が、予め定められた時刻t1〜時刻t2までの単位時間における前記消費電力量E1の平均値で決定される場合において、
前記制御部は、
前記単位時間の終盤に近い時間帯に制御変更時刻tcを設定し、
前記時刻t1〜前記時刻tcの間は請求項3に記載の制御によって前記第1又は第2変換動作を実行させ、
前記制御変更時刻tcの到来時点において前記正値の相殺積算値が残存しているとき、当該残存している前記相殺積算値の電力量に相当する分だけ、前記変換器に前記第2変換動作を実行させ、
前記時刻tc〜前記時刻t2の間は、前記超過電力量ΔEに応じて前記サンプリング周期単位で前記第2変換動作を実行させる一方、前記使用可能電力量ΔCの絶対値の前記サンプリング周期単位の積算値が前記基準出力電力量Emと同等又は超過したタイミングで、前記変換器に前記第1変換動作を実行させ、
前記時刻t2の到来時点において、前記使用可能電力量ΔCの積算値が残存し、且つ
前記超過電力量ΔEが存在しているとき、当該超過電力量ΔEを正値とし、当該使用可能電力量ΔCを負値として前記時刻t2における相殺値を求め、この時刻t2における相殺値が正値であれば前記第2変換動作を実行させ、負値であれば前記第1変換動作を実行させる、電力貯蔵装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の電力貯蔵装置において、
前記制御部は、前記二次電池に放電動作を行わせない第1の時間帯と、前記二次電池の放電動作を許容する第2の時間帯とを設定し、
前記超過電力量ΔEの積算値、使用可能電力量ΔCの積算値、又は前記相殺積算値を求める処理は、前記第2の時間帯に行われる、電力貯蔵装置。
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