JP2015012717A - 配電システムおよび配電方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】需要家の利便性を維持して電力の需給調整を図る。
【解決手段】実施形態によれば、配電システムは、各需要家の時系列の電力需要を示す情報を電力特性別に管理する需要情報管理部を備え、需要情報管理部により管理する情報に基づき、各需要家に供給する電力を調整する。
【選択図】図2
【解決手段】実施形態によれば、配電システムは、各需要家の時系列の電力需要を示す情報を電力特性別に管理する需要情報管理部を備え、需要情報管理部により管理する情報に基づき、各需要家に供給する電力を調整する。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、配電システムおよび配電方法に関する。
従来、ピークシフトに代表される電力需要量の調整は、時間ごとの電力価格変動システムや、供給逼迫時のインセンティブ機能により需要家自らが通常の電力消費パターンを変化させる経済的システム、あるいは蓄電設備システムに代表される技術的システムにより行われてきた。これらのシステムでは、複雑な契約システムにより、ピーク時において余裕をもった需給調整が行えず、需要家の利便性が維持できなくなったり、あるいは蓄電設備設置に伴うコストが増加したりする。
関連する技術として、需要家が求める電力の品質を計算し、必要なコストを算出する技術、および、無停電電源装置と電圧低下補償装置とにより単相負荷に複数種類の品質の電力を供給する技術がある。また、三相三線式交流配電線路を介して単相負荷へ品質別に電力を供給する技術、および、自然エネルギーを含む品質の異なる電力からなる系統において、需要家の要求レベルに応じて品質の異なる系統から受電して制御する複数のインバータ回路を有するシステムの技術がある。
上述のように、これまでも品質別に電力を配電する技術がある。しかし、これらの技術は、電力の品質を考慮した電力供給のみについて着目している一方で、品質以外の特性を考慮して電力供給を行っているものではない。そのため、需要家のニーズに則した品質の電力を供給できるものの、需要家の利便性を維持して需給調整を図ることができない。
本発明が解決しようとする課題は、需要家の利便性を維持して需給調整を図ることが可能な配電システムおよび配電方法を提供することにある。
実施形態によれば、配電システムは、各需要家の時系列の電力需要を示す情報を電力特性別に管理する需要情報管理部を備え、需要情報管理部により管理する情報に基づき、各需要家に供給する電力を調整する。
本発明によれば、需要家の利便性を維持して電力の需給調整を図ることができる。
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
実施形態における配電システムは、各需要家が使用する電力として、品質、電圧、直交流等といった特性別の電力を需給の状況に応じて需要家に供給する。このようにすることで、需要家の利便性を維持した需給調整や省電力を実現する。
実施形態における配電システムは、各需要家が使用する電力として、品質、電圧、直交流等といった特性別の電力を需給の状況に応じて需要家に供給する。このようにすることで、需要家の利便性を維持した需給調整や省電力を実現する。
従来の配電システムは、全ての需要家に例えば100/200Vの単相交流の電力を画一的に配電していた。このような配電方法は、一定かつ十分に高品質の電力を遍く供給する概念に基づいて実施されている。
これに対し、本実施形態では、若干品質の劣る電力や、ACアダプターを介さない直流電力や、主にモータに用いられることにより機器の小型化や高機能化をもたらす高周波電力など、用途によって必要な特性をもつ電力を、実際に需要家の側で必要なだけ消費できるようにする。具体的には、例えば品質の劣る電力を需要家が使用できるようにすれば省電力を実現できる。また、例えば直流電力を需要家が使用できるようにすれば自然エネルギーを用いた個人用の発電電力の有効活用を図ることができる。
なお、ここでいう品質は、停電の有無、電圧変動の有無、瞬低の有無、周波数変動の有無、高調波発生の有無、フリッカ発生の有無などから規定されるものとする。一方、供給側は、需要家の必要性に応じた特性をもつ電力を供給することで、電力逼迫時に例えば低品質の電力の供給を一時的に抑制するなど、従来の様に均一の特性を有する電力を配電する場合に比べて余裕をもたせた需給調整、つまり需要家の利便性を保持する需給調整が可能となる。
さらに、本来は低品質で十分な電力用途に対して従来のように高品質のみの電力を供給する必要がなくなることにより、社会全体への効果として、供給総電力量の削減が可能となるので、経済的負荷や環境的負荷の削減をもたらす。また、低品質の電力の供給を許容することで、従来では高品質の電力のみに対応した需要家の電力使用設備における低品質の電力への対応コストが削減されるので、社会的設備コストの削減にもつながる。
本実施形態では、供給制約を含む電力供給状況の下、需要家の時系列の特性別の電力需要曲線(電力需要トレンド)に基づいて需要家の電力消費を調整する。このようにして、上述の様に、電力供給調整の余裕度上昇、需要家の利便性を保持する需給調整、総電力需要の削減、社会的設備コストの削減を実現する。
本実施形態における配電システムは、従来の画一的な単相交流配電システムの下で一般的な需給調整に用いられた経済的システムや蓄電設備システムに代わる新しい概念であり、社会全体としての経済性、環境性の改善の点からも有意義なものである。
各需要家が所有する各々の機器は、需要家の施設内で特性別に設けられた電力供給端末に接続され、この電力供給端末から電力の供給を受けるものとする。
各需要家が所有する各々の機器は、需要家の施設内で特性別に設けられた電力供給端末に接続され、この電力供給端末から電力の供給を受けるものとする。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態における配電システムの概念を示す図である。図2は、第1の実施形態における配電システムの概要を示す図である。
図1(a)に示すように、従来の配電システムでは、100/200Vの高品質の単相交流の電力を画一的に需要家に配電していた。これに対し、本実施形態における配電システムは、図1(b)に示すように、例えば品質A、品質B、品質C、電圧200V(商用電圧より高い交流電圧)、直流(直流成分)、周波数500Hz(商用周波数より高い周波数)というように、特性別の電力を各需要家の需要に応じて各需要家に供給する。これにより、需要家側、供給側および社会全体に需給調整上の有利な効果をもたらす。
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態における配電システムの概念を示す図である。図2は、第1の実施形態における配電システムの概要を示す図である。
図1(a)に示すように、従来の配電システムでは、100/200Vの高品質の単相交流の電力を画一的に需要家に配電していた。これに対し、本実施形態における配電システムは、図1(b)に示すように、例えば品質A、品質B、品質C、電圧200V(商用電圧より高い交流電圧)、直流(直流成分)、周波数500Hz(商用周波数より高い周波数)というように、特性別の電力を各需要家の需要に応じて各需要家に供給する。これにより、需要家側、供給側および社会全体に需給調整上の有利な効果をもたらす。
また、図2に示すように、第1の実施形態における配電システムは、需要家データ管理・調整部(需要情報管理部)1、電力需要管理部2、電力供給管理部3を有する。
需要家データ管理・調整部1は、各需要家の特性別の電力需要状況(電力使用状況)に関する情報、例えば各需要家からの申告情報を例えば需要家側と接続される通信回線およびインタフェースを介して収集する。需要家データ管理・調整部1は、電力供給管理部3からの後述する電力供給指令に従い、各需要家に対する電力供給の制御を行う。
需要家データ管理・調整部1は、各需要家の特性別の電力需要状況(電力使用状況)に関する情報、例えば各需要家からの申告情報を例えば需要家側と接続される通信回線およびインタフェースを介して収集する。需要家データ管理・調整部1は、電力供給管理部3からの後述する電力供給指令に従い、各需要家に対する電力供給の制御を行う。
電力需要管理部2は、各需要家の特性別の電力消費量を管理する。電力供給管理部3は、当日あるいは前日にあらかじめ予測された電力供給遷移、あるいはリアルタイムでの各需要家の特性別の電力需要状況に応じて、各需要家への電力供給指令を出力する。
各部が設置されて機能する対象範囲はエリアの規模により異ならせることができる。基本的には、電力需要管理部2および電力供給管理部3は配変(配電用変電所)単位に設置される。また、需要家が一般需要家の場合は、需要家データ管理・調整部1はコミュニティ単位に設置される。また、需要家が大型商用施設、学校・病院などの公共施設などの大型需要家の場合は、需要家データ管理・調整部1は、これらの需要家単位に設置される。需要家が一般需要家の場合は、需要家の電力設備は、例えば一般用配電系統、太陽光発電パネル、および電気自動車(EV)が含まれる。
次に詳細を示しながら、配電のための具体的な評価の手順を記述する。
図3は、第1の実施形態における配電システムの需要家データ管理・調整部による動作手順の一例を示すフローチャートである。図4は、第1の実施形態における配電システムの需要家データ管理・調整部1の概要を示す図である。
図4に示すように、需要家データ管理・調整部1は、需要家データ管理部11と、需要家消費電力調整部12とを有する。
図3は、第1の実施形態における配電システムの需要家データ管理・調整部による動作手順の一例を示すフローチャートである。図4は、第1の実施形態における配電システムの需要家データ管理・調整部1の概要を示す図である。
図4に示すように、需要家データ管理・調整部1は、需要家データ管理部11と、需要家消費電力調整部12とを有する。
需要家データ管理部11は、各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータをリアルタイムに収集する。需要家消費電力調整部12は、電力供給管理部3からの指令に従い、各需要家の特性別の電力需要状況を調整する。
需要家データ管理部11は、需要状況データ収集部111と、特性別需要データ作成部112とを有する。
需要状況データ収集部111は、各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータをリアルタイムに収集して、この収集したデータを内部メモリに記憶して管理する(S1)。ここで収集された各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータは、特性別需要データ作成部112に送られる。
需要状況データ収集部111は、各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータをリアルタイムに収集して、この収集したデータを内部メモリに記憶して管理する(S1)。ここで収集された各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータは、特性別需要データ作成部112に送られる。
特性別需要データ作成部112は、需要状況データ収集部111により収集されたデータに基づき、配電システムによる配電対象とする地域(対象地域)内での各需要家の特性別の電力需要量の時間推移を特性別の電力需要データとして作成し(S2)、この特性別の電力需要データを電力需要管理部2に送る。
図5は、第1の実施形態における配電システムの特性別需要データ作成部112において作成されるデータの一例を表形式で示す図である。ここでは、2時間ごとの各需要家の総体としての特性別の電力需要データを示すが、時間帯については任意に設定可能である。また、特性の分類についても任意に設定可能であり、例えば一部を重複させるように設定することもできる。
図5に示した特性の分類のうち、「停電A:停電なし(補償対象)」、「停電B:予告有/定時間帯での停電」、「停電C:予告無/一定以下の頻度・時間の停電」、「電圧変動なし」、「瞬停なし」、「周波数変動なし」、「高調波なし」、「フリッカなし」は、電力の品質に関わる特性を示す。また、図5に示した特性の分類のうち、「200V」(高電圧)、「500/600Hz」(高周波)、「直流」(直流成分)は、電力の品質でない特性を示す。
需要家データ管理・調整部1は、S2で取得された特性別の電力需要データを得て、このデータに基づいて、この特性別の電力需要に応じた電力供給が行えるように、例えば、図5に示した各特性を有する電力を、それぞれの特性を有する電力を発電できる図示しない発電設備や蓄電設備から受電させて、この受電した電力を図示しない配電系統を介して、それぞれの特性を有する電力を使用する需要家側の電力供給端末に供給させることができる。
このようにして、従来のように電力を画一的に供給するのではなく、需要家の必要に応じて、例えば低品質の電力を供給したり、高電圧、直流、高周波の電力を供給したりすることができる。このように特性別の電力を需要家からの必要に応じて供給すれば、需要逼迫度に応じた電力需給調整の余裕度を上昇させることができるので、需要家の利便性を維持して需給調整を行うことができる。
次に、前述した需要逼迫度に応じた電力需給調整について説明する。図6は、第1の実施形態における配電システムの電力需要管理部2での需要逼迫度に応じた電力需給調整の一例を示す図である。
電力供給管理部3は、各需要家への特性別でない電力供給可能量の時間推移を示す情報を電力需要管理部2に出力する。電力供給可能量とは、対象地域内の発電設備や蓄電設備から各需要家側の電力供給端末に供給可能な電力量である。電力需要管理部2は、電力供給管理部3から送られた、電力供給可能量の時間推移を示す情報を取得する(S3)。図6では、電力供給可能量の時間推移は点線で示される。
電力供給管理部3は、各需要家への特性別でない電力供給可能量の時間推移を示す情報を電力需要管理部2に出力する。電力供給可能量とは、対象地域内の発電設備や蓄電設備から各需要家側の電力供給端末に供給可能な電力量である。電力需要管理部2は、電力供給管理部3から送られた、電力供給可能量の時間推移を示す情報を取得する(S3)。図6では、電力供給可能量の時間推移は点線で示される。
電力需要管理部2は、この電力供給可能量の時間推移に基づいて、図5に示した各需要家の特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯と、この時間帯における不足する電力量を算出する(S4)。電力供給が不可能な時間帯とは、電力供給可能量が特性別の電力需要量の総量より少ないタイミングがある時間帯である。また、不足する電力量は、該当する時間帯における電力供給可能量と特性別の電力需要量の総量との差分の最大値とする。電力需要管理部2は、これら算出した時間帯と不足する電力量のデータを需要家データ管理・調整部1内の需要家消費電力調整部12に送る。
このように、需要家データ管理・調整部1は、対象地域における需要家総体としての特性別の電力需要曲線を把握することができる。これにより、従来のように電力を特性の区別なく画一的に需要家に供給する必要がなくなるので、例えばピーク時の供給調整の余裕度を上昇させて、需要家の電力使用要求レベルを保持する、つまり需要家の利便性を維持して需給調整を行うことができる。また、従来の様に高品質の特性を有する電力を画一的に供給する必要がなくなるので、総電力需要の削減、および経済的負荷、環境的負荷の削減、社会的設備コストの削減に寄与することができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。以下の各実施形態において、第1の実施形態で説明した部分と同一部分の説明は省略する。
第1の実施形態で説明した、需要家の利便性を保持する需給調整を行うためには、需要に応じた供給が不可能とされた時間帯および不足する電力量に基づいて、需要家への電力の供給を特性別に制限することが考えられる。そこで、第2の実施形態では、需要家データ管理・調整部1内の需要家消費電力調整部12による、特性別の電力の供給の制限を供給先の需要家に通知するための手順を説明する。
次に、第2の実施形態について説明する。以下の各実施形態において、第1の実施形態で説明した部分と同一部分の説明は省略する。
第1の実施形態で説明した、需要家の利便性を保持する需給調整を行うためには、需要に応じた供給が不可能とされた時間帯および不足する電力量に基づいて、需要家への電力の供給を特性別に制限することが考えられる。そこで、第2の実施形態では、需要家データ管理・調整部1内の需要家消費電力調整部12による、特性別の電力の供給の制限を供給先の需要家に通知するための手順を説明する。
図7は、第2の実施形態における配電システムの電力需要管理部による動作手順の一例を示すフローチャートである。図8は、第2の実施形態における配電システムの電力特性別需要量決定部121の概要を示す図である。
図4に示したように、需要家消費電力調整部12は、電力特性別需要量決定部121および需要量通知部122を有する。
電力特性別需要量決定部121は、第1の実施形態で説明したS4で求められた、各需要家の特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯と、この時間帯において不足する電力量とを得る。これら得た結果に基づいて、予め指定された、特性別の電力供給制限の重要度を考慮して、電力特性別需要量決定部121は、特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯における電力の不足分を解消するための、特性別の供給制限電力量を決定する(S11)。
図4に示したように、需要家消費電力調整部12は、電力特性別需要量決定部121および需要量通知部122を有する。
電力特性別需要量決定部121は、第1の実施形態で説明したS4で求められた、各需要家の特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯と、この時間帯において不足する電力量とを得る。これら得た結果に基づいて、予め指定された、特性別の電力供給制限の重要度を考慮して、電力特性別需要量決定部121は、特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯における電力の不足分を解消するための、特性別の供給制限電力量を決定する(S11)。
図8に示した例では、特性別の電力供給制限の重要度は高、中、低で示される。ここでは、重要度が高である特性については供給を制限すべきでないとして供給制限電力量の決定の対象外であるとする。一方、重要度が中および低である特性については特性別の供給制限電力量が決定されるとする。また、重要度が低である特性について決定される電力需要量が、重要度が中である特性について決定される電力需要量より多くなるようにしてもよい。
本実施形態では、各需要家の品質、電圧、周波数、直流など特性別の電力需要状況に加え、需要家側の機器別の電力需要状況に関するデータも需要状況データ収集部111によりあわせて収集される。この収集されたデータは電力需要管理部2を介して電力特性別需要量決定部121に送られる。需要家側の機器とは、高品質での電力供給を要する機器に加え、例えば工場内モータ、停電Bや停電Cといった品質の低い電力で駆動できる掃除機や洗濯機、照明、EVなどを含む。ここでは、工場内モータは電圧が交流200Vである電力で駆動するものとする。
S11では、各特性別の供給制限電力量の決定にあたり、電力特性別需要量決定部121は、特性別の電力供給制限の重要度に加え、各需要家への電力供給にかかる重要度、各需要家への電力供給総量に占める特性別の電力供給量の割合、および時間帯などの要素を考慮することも可能である。各需要家への電力供給にかかる重要度を考慮する場合は、例えば、電力供給制限による影響が大きい需要家、例えば病院などに対しては供給制限電力量の決定を行わないようにする。
図8に示した表の時間帯「10−12」時の「停電B:予告有/定時間帯での停電」の欄に「5」kWとあるのは、10−12時における電力の不足分の一部を解消するための、「停電B」による電気停止の可能性が有る特性を有する電力の供給制限電力量が5kWであることを示している。
また、図8に示すように、時間帯「10−12」時では、「停電C:予告無/一定以下の頻度・時間の停電」の欄に「15」kWの供給制限電力量が決定されている。この電力量と、前述した「停電B」の特性を有する電力の供給制限電力量である5kWと合わせて、図6に示した時間帯「10−12」時における特性別でない不足分の電力20kWを解消する供給制限電力量となる。
また、電力特性別需要量決定部121は、各需要家間の公平感維持のために順番制による供給制限のための、各需要家に対する供給制限電力量を決定することも可能である。また、ある需要家に対して、例えば所定のレベルの品質を有する電力の供給が必要となる場合には、この供給が維持できる電力供給制限が行えるように、該当の品質を満足するための一定の特性を有する電力を蓄電設備により確保しておくことも可能である。
需要家データ管理・調整部1は、S2で取得された特性別の電力需要データ、およびS11で決定された特性別の供給制限電力量を得て、これらのデータに基づいて、制限後の特性別の電力需要に応じた電力供給が行えるように、それぞれの特性を有する電力を、配電系統などを介して需要家側の電力供給端末に供給させることができる。
需要家データ管理・調整部1は、S2で取得された特性別の電力需要データ、およびS11で決定された特性別の供給制限電力量を得て、これらのデータに基づいて、制限後の特性別の電力需要に応じた電力供給が行えるように、それぞれの特性を有する電力を、配電系統などを介して需要家側の電力供給端末に供給させることができる。
電力特性別需要量決定部121により決定された特性別の供給制限電力量のデータは、需要量通知部122に送られる。
図9は、第2の実施形態における配電システムの需要量通知部122の概要を示す図である。
需要量通知部122は、需要家データ管理部11の需要状況データ収集部111により収集した、各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータを参照する(S12)。需要量通知部122は、この参照したデータと電力特性別需要量決定部121からの特性別の供給制限電力量のデータに基づいて、特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯における電力の不足分を解消するための、特性別の電力供給制限の対象となる各需要家を特定する(S13)。例えば、図9の上部の表に示すように、需要量通知部122は、電力特性別需要量決定部121からの時間帯ごとの特性別の不足電力量のうち電力供給の重要度が「中」および「低」である特性を有する不足電力量に基づいて、この不足を解消するための電力供給制限状況の通知メッセージの通知先の需要家を特定する。
図9は、第2の実施形態における配電システムの需要量通知部122の概要を示す図である。
需要量通知部122は、需要家データ管理部11の需要状況データ収集部111により収集した、各需要家の特性別の電力需要状況に関するデータを参照する(S12)。需要量通知部122は、この参照したデータと電力特性別需要量決定部121からの特性別の供給制限電力量のデータに基づいて、特性別の電力需要量に応じた電力供給が不可能な時間帯における電力の不足分を解消するための、特性別の電力供給制限の対象となる各需要家を特定する(S13)。例えば、図9の上部の表に示すように、需要量通知部122は、電力特性別需要量決定部121からの時間帯ごとの特性別の不足電力量のうち電力供給の重要度が「中」および「低」である特性を有する不足電力量に基づいて、この不足を解消するための電力供給制限状況の通知メッセージの通知先の需要家を特定する。
需要量通知部122は、この特定した需要家に対する特性別の電力供給制限状況の通知メッセージを、電力特性別需要量決定部121により決定した特性別の供給制限電力量のデータに基づいて生成する(S14)。
図9の下部の表の時間帯「8−10」時の「停電B:予告有り/定時間帯での停電」の欄に「需要家A」とあるのは、8−10時に「停電B」の電気停止の可能性が有ることによる電力供給制限状況の通知メッセージの通知先が需要家Aであることを示している。
図9の下部の表に示される特性別の電力需要状況に関するデータにおいて、例えば需要家Aは、10−18時に「停電B」の特性を有する電力の供給を必要としている。需要家Bは、12−20時に「停電B」の特性を有する電力の供給を必要としている。需要家Cは、8−18時に「停電C」の特性を有する電力の供給を必要としている。需要家Dは、12−22時に「停電C」の特性を有する電力の供給を必要としている。需要家Eは、12−16時に「200V」の特性を有する電力の供給を必要としている。需要家Fは、18−20時に「200V」の特性を有する電力の供給を必要としている。
需要量通知部122は、この生成したメッセージに従い、各需要家に対し、特性別の電力供給制限状況のアナウンスをする(S15)。このアナウンスには、電力供給制限を行う時間帯と特性の情報が含まれる。
需要量通知部122は、前述したような機器別の電力需要状況に関するデータに基づき、具体的な電力供給制限機器についても各需要家に通知することができる。
具体的な供給制限機器を通知する場合、例えば図9に示すように、各需要家へのアナウンス内容は、需要家Eなどへの「12−16時200V電気停止の可能性があります。対象機器:工場内モータ」、需要家Cなどへの「8−16時「停電C」電気停止の可能性があります。対象機器:掃除機、洗濯機、一般照明、EV」、需要家Aなどへの「10−18時に「停電B」電気停止の可能性があります。対象機器:洗濯機、EV」、需要家Bなどへの「12−20時に「停電B」電気停止の可能性があります。対象機器:洗濯機、一般照明」となる。
具体的な供給制限機器を通知する場合、例えば図9に示すように、各需要家へのアナウンス内容は、需要家Eなどへの「12−16時200V電気停止の可能性があります。対象機器:工場内モータ」、需要家Cなどへの「8−16時「停電C」電気停止の可能性があります。対象機器:掃除機、洗濯機、一般照明、EV」、需要家Aなどへの「10−18時に「停電B」電気停止の可能性があります。対象機器:洗濯機、EV」、需要家Bなどへの「12−20時に「停電B」電気停止の可能性があります。対象機器:洗濯機、一般照明」となる。
このように、需要家データ管理・調整部1では、対象地域における電力供給可能量に制約がある場合に、各需要家に供給する電力が電力供給可能量を超えないように、需要家総体としての特性別の電力需要曲線に基づき、各需要家に対し、特性別の電力の供給制限を制御し、この制御に関するアナウンスを行う。このようにすることで、電力逼迫度の状況に応じた需給調整をすることができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。
第1実施形態では、各需要家への特性別でない電力供給可能量の時間推移を示す情報を得ることについて説明した。これに対し、第3の実施形態では、所定の特性を有する電力を需要家への供給のために確保できることが明らかである場合に、この電力を、該当の特性を有する電力を使用することが判明している需要家に対して特性に変化を加えずに直接供給する。
次に、第3の実施形態について説明する。
第1実施形態では、各需要家への特性別でない電力供給可能量の時間推移を示す情報を得ることについて説明した。これに対し、第3の実施形態では、所定の特性を有する電力を需要家への供給のために確保できることが明らかである場合に、この電力を、該当の特性を有する電力を使用することが判明している需要家に対して特性に変化を加えずに直接供給する。
需要家への供給のために確保できることが明らかである場合とは、以下の2つが挙げられる。第1は、太陽光発電などにより発電したり蓄電池に蓄電されていたりする直流電力を需要家への供給のために確保できることが明らかである場合である。第2は、自然エネルギーに由来する、所定の特性を有する電力、例えば品質に比較的問題のある電力を需要家への供給のために確保できることが明らかである場合である。品質に比較的問題のある電力とは、例えば停電の可能性がある電力である。
図10は、第3の実施形態における配電システムの電力供給管理部の概要を示す図であす。
電力供給管理部3は、直流電力発電情報収集部31、自然エネルギー発電情報収集部32、直流電力追加発電量算出部33および自然エネルギー発電情報管理部34を有する。
電力供給管理部3は、直流電力発電情報収集部31、自然エネルギー発電情報収集部32、直流電力追加発電量算出部33および自然エネルギー発電情報管理部34を有する。
直流電力発電情報収集部31は、対象地域における太陽光発電などの、時間帯ごとの直流電力の発電予測値や時々刻々変化する発電量のモニタリング結果を外部から取得して、時間帯ごとの直流電力発生量として収集する。また、直流電力発電情報収集部31は、対象地域の蓄電池や電気自動車などの蓄電設備から需要家への供給のために放電可能な蓄電量に関する情報を時間帯ごとの直流電力発生量として収集する。この時間帯ごとの直流電力発生量の情報は、図5に示したような直流電力の追加的な供給分として、直流電力追加発電量算出部33に送られる。
また、自然エネルギー発電情報収集部32は、太陽光発電や風力発電といった、自然エネルギーによる発電量の事前予測値や時々刻々変化する発電量モニタリング結果の情報を外部から取得して、自然エネルギーに由来する、所定の特性を有する時間帯ごとの電力発生量として収集する。ここでは、所定の特性とは、例えば図5に示した停電Bや停電Cの特性を有する電力とする。太陽光発電による発電の場合は、この発電される電力は、例えば太陽光パネルにより発電した電力とする。風力発電による例えば誘導電動機を用いた発電の場合は、この発電される電力は、例えば誘導電動機の特性に依存する例えば所定の高電圧や高周波電力とする。この電力発生量の情報は、前述した停電Bや停電Cの特性を有する電力の追加的な供給分として、自然エネルギー発電情報管理部34に送られる。
直流電力追加発電量算出部33や自然エネルギー発電情報管理部34に送られた情報は電力需要管理部2に送られる。電力需要管理部2は、この送られた情報、電力供給管理部3からの電力供給可能量の時間推移、および前述した各需要家からの特性別の電力需要曲線に基づいて、第2の実施形態で説明した供給制限の対象の需要家を再度特定する。
直流電力追加発電量算出部33や自然エネルギー発電情報管理部34に送られた情報は電力需要管理部2に送られる。電力需要管理部2は、この送られた情報、電力供給管理部3からの電力供給可能量の時間推移、および前述した各需要家からの特性別の電力需要曲線に基づいて、第2の実施形態で説明した供給制限の対象の需要家を再度特定する。
このようにして、例えば直流電力を特性に変化を加えることなしに直流電力の追加的な供給分として、この直流電力を使用する需要家に配電すれば、自然エネルギー大量導入に起因する余剰電力の影響を回避できる。
また、自然エネルギーに基づいた所定の特性を有する発電電力を、当該所定の特性を有する電力の追加的な供給分として、この所定の特性を有する電力を使用する需要家に供給すれば、配電基点までの送電ロスを減少させ、電力売上の増加にも寄与する。
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…需要家データ管理・調整部、2…電力需要管理部、3…電力供給管理部、11…需要家データ管理部、12…需要家消費電力調整部、31…直流電力発電情報収集部、32…自然エネルギー発電情報収集部、33…直流電力追加発電量算出部、34…自然エネルギー発電情報管理部、111…需要状況データ収集部、112…特性別需要データ作成部、121…電力特性別需要量決定部、122…需要量通知部。
Claims (9)
- 各需要家の時系列の電力需要を示す情報を電力特性別に管理する需要情報管理部を備え、
前記需要情報管理部により管理する情報に基づき、各需要家に供給する電力を調整する
ことを特徴とする配電システム。 - 各需要家に対する時系列の電力供給可能量に制約がある場合に、各需要家に供給する電力が前記電力供給可能量を超えないように、各需要家に供給する電力を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の配電システム。 - 各需要家に対する時系列の電力供給可能量を示す情報を取得し、この取得した情報に基づいて、各需要家に供給する電力が不足する時間帯、および、この時間帯において不足する電力量を求める電力需要管理部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項2に記載の配電システム。 - 前記需要情報管理部は、
前記求めた、各需要家に供給する電力が不足する時間帯と前記不足する電力量とに基づいて、前記電力の不足を解消するための電力供給の制限対象となる需要家を特定する
ことを特徴とする請求項3に記載の配電システム。 - 前記需要情報管理部は、
前記特定した需要家に対し、電力供給の制限を示す情報を通知する通知部をさらに有する
ことを特徴とする請求項4に記載の配電システム。 - 各需要家に供給可能な所定の特性を有する電力の発電状況を示す情報を収集する収集部をさらに備え、
この収集した情報で示される電力を特性に変化を加えずに前記所定の特性を有する電力を使用する需要家に供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の配電システム。 - 前記収集部は、
各需要家に供給可能な直流電力の発電状況を示す情報を収集し、
この収集した情報で示される電力を特性に変化を加えずに直流電力を使用する需要家に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載の配電システム。 - 前記収集部は、
自然エネルギーにより発電されて停電の可能性がある特性を有して各需要家に供給可能な電力の発電状況を示す情報を収集し、
この収集した情報で示される電力を特性に変化を加えずに前記自然エネルギーにより発電されて停電の可能性がある特性を有する電力を使用する需要家に供給する
ことを特徴とする請求項6に記載の配電システム。 - 配電システムに用いられる配電方法であって、
各需要家による時系列の電力需要を示す情報を電力特性別に管理し、
前記管理する情報に基づき、各需要家に供給する電力を調整する
ことを特徴とする配電方法。
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