JP2015015801A - Electric power management system, notification device, control device, and monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配電線路の電圧を管理する電力管理システム、および電力管理システムに用いる通知装置、制御装置、監視装置に関する。 The present invention relates to a power management system that manages the voltage of a distribution line, and a notification device, a control device, and a monitoring device that are used in the power management system.
近年、太陽光発電設備のように配電線路(電力系統)への電力の逆潮流が可能な分散型電源の普及が進んでいる。分散型電源が発電した電力は、需要家に設けられた電気負荷で消費されるほか、配電線路に逆潮流される。 In recent years, a distributed power source capable of reverse power flow to a distribution line (power system) such as a photovoltaic power generation facility has been spreading. The electric power generated by the distributed power source is consumed by the electric load provided at the consumer, and is reversely flowed to the distribution line.
太陽光、風力、水力、地熱などの自然エネルギーを電力に変換する分散型電源は、生成される電力を人為的に調節することが困難である。この種の発電設備は、電力変換装置(パワーコンディショナ)を備えており、電力変換装置による変換効率を低減させることにより出力を抑制することは可能である。 A distributed power source that converts natural energy such as sunlight, wind power, hydropower, and geothermal heat into electric power is difficult to artificially adjust the generated electric power. This type of power generation equipment includes a power conversion device (power conditioner), and it is possible to suppress the output by reducing the conversion efficiency of the power conversion device.
ところで、分散型電源の密度が高まると、配電線路に供給される電力量が配電線路から消費される電力量に対して過剰になり、結果的に、配電線路の電圧が上昇する可能性がある。たとえば、単相3線式200/100Vの低圧配電線路であれば、電気事業法によって、配電線路の電圧(電圧線と中性線の線間電圧)を101±6V(95〜107V)の範囲に制御することが求められる。 By the way, when the density of the distributed power source increases, the amount of power supplied to the distribution line becomes excessive with respect to the amount of power consumed from the distribution line, and as a result, the voltage of the distribution line may increase. . For example, in the case of a single-phase three-wire 200 / 100V low-voltage distribution line, the voltage of the distribution line (voltage between the voltage line and the neutral line) is within a range of 101 ± 6V (95 to 107V) according to the Electricity Business Act. To be controlled.
配電線路の電圧が上限値である107Vを超える可能性がある場合、配電線路において対策を講じることが考えられるが、この種の対策は、電気事業者のみが大きな投資コストを負担することになるから、現状では採用が困難である。そのため、現状では、需要家において、配電線路への逆潮流を行う電力を低減させる対策が広く採用されている。 If there is a possibility that the voltage of the distribution line exceeds the upper limit of 107V, it is conceivable to take measures in the distribution line, but this kind of countermeasure only bears a large investment cost. Therefore, it is difficult to adopt at present. Therefore, at present, measures for reducing the electric power for reverse power flow to the distribution line are widely adopted by consumers.
しかしながら、この技術は、分散型電源が発電した電力の一部を無駄に捨てていることになるから、需要家にとっては分散型電源を導入したことによる費用対効果が損なわれることになる。また、分散型電源を導入することによる費用対効果が低いと、新たに分散型電源を導入しようとする意欲が損なわれる。 However, since this technology wastes a part of the power generated by the distributed power source, the cost effectiveness of the customer due to the introduction of the distributed power source is impaired. Also, if the cost effectiveness of introducing a distributed power source is low, the willingness to introduce a new distributed power source is impaired.
一方、大容量の蓄電池を搭載した電動車両の普及に鑑みて、電動車両に搭載された蓄電池を配電線路に電気的に接続し、蓄電池の充電および放電を制御することによって、配電線路の電圧を制限範囲に維持する技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1には、配電線路の電圧が第1の閾値を超えると、電動車両に搭載された蓄電池の充電を行い、配電線路の電圧が第2の閾値を下回ると、電動車両に搭載された蓄電池からの放電を行う技術が記載されている。 On the other hand, in view of the widespread use of electric vehicles equipped with large-capacity storage batteries, the storage battery mounted on the electric vehicle is electrically connected to the distribution line, and the charging and discharging of the storage battery is controlled, thereby controlling the voltage of the distribution line. A technique for maintaining the limit range has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, when the voltage of the distribution line exceeds the first threshold, the storage battery mounted on the electric vehicle is charged, and when the voltage of the distribution line falls below the second threshold, the battery is mounted on the electric vehicle. A technique for discharging from a storage battery is described.
しかしながら、引用文献1に記載された技術は、個々の需要家において電動車両の蓄電池への充電および放電を行っているから、電動車両の蓄電池に充電する期間に、電動車両が充電可能であるか否かは保証されない。そのため、配電線路の電圧が上昇している期間に、電動車両の蓄電池を利用することができない可能性がある。 However, since the technique described in the cited document 1 charges and discharges the storage battery of the electric vehicle in each consumer, can the electric vehicle be charged during the period of charging the storage battery of the electric vehicle? No, it is not guaranteed. Therefore, there is a possibility that the storage battery of the electric vehicle cannot be used during the period when the voltage of the distribution line is rising.
本発明は、配電線路の電圧が上昇しているときに、電動車両に搭載された蓄電池が充電されやすい状況を作り出すようにした電力管理システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the electric power management system which produced the condition where the storage battery mounted in the electric vehicle is easy to be charged when the voltage of a distribution line is rising.
本発明に係る電力管理装置は、各所に設置され配電線路から受電し電動車両に搭載された走行用の蓄電池を充電する機能を有した電力調整装置と、前記配電線路の線間電圧が制限範囲の上限値以下に設定された基準値を超えたときに、当該配電線路から受電する前記電力調整装置が設置された場所を提示装置に通知する通知装置と、前記配電線路の線間電圧が前記制限範囲の上限値以下に維持されるように、前記蓄電池の充電が可能である前記電力調整装置の動作を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。 The power management device according to the present invention includes a power adjusting device having a function of charging a running storage battery installed in an electric vehicle that is installed at various places and receives power from the distribution line, and the line voltage of the distribution line is within a limited range. When the reference value set below the upper limit value of is exceeded, a notification device that notifies the presentation device where the power adjustment device that receives power from the distribution line is installed, and the line voltage of the distribution line is the And a control device for controlling the operation of the power adjustment device capable of charging the storage battery so as to be maintained below the upper limit value of the limit range.
この電力管理装置において、前記通知装置は、前記電力調整装置に付設されていることが好ましい。 In this power management apparatus, it is preferable that the notification apparatus is attached to the power adjustment apparatus.
この電力管理装置において、前記配電線路は高圧配電線路であって、当該配電線路の電圧を監視する監視装置をさらに備え、前記監視装置は、前記配電線路から受電する前記電力調整装置が設置された場所を管理し、前記通知装置は、前記監視装置に付設されていることが好ましい。 In this power management apparatus, the distribution line is a high-voltage distribution line, and further includes a monitoring device that monitors the voltage of the distribution line, and the monitoring device is provided with the power adjustment device that receives power from the distribution line. The location is managed, and the notification device is preferably attached to the monitoring device.
この電力管理装置において、前記制御装置は、前記配電線路の電圧が前記基準値を超えることが予測される期間を計画期間として求める予測部と、前記計画期間に前記電力調整装置を利用するための予約を受け付ける受付部とを備えることが好ましい。 In this power management device, the control device uses a prediction unit that obtains a period during which the voltage of the distribution line is predicted to exceed the reference value as a planning period, and uses the power adjustment device during the planning period. It is preferable to include a reception unit that receives a reservation.
この電力管理装置において、前記電力調整装置は、前記蓄電池の充電および放電を行う機能を有し、前記配電線路から受電する電力の対価が第1の設定値よりも低い期間に前記蓄電池の充電を行い、前記配電線路から受電する電力の対価が第2の設定値よりも高い期間に前記蓄電池の放電を行うことが好ましい。 In this power management device, the power adjustment device has a function of charging and discharging the storage battery, and charges the storage battery during a period when the consideration of power received from the distribution line is lower than a first set value. Preferably, the storage battery is discharged during a period in which the value of power received from the distribution line is higher than the second set value.
本発明に係る通知装置、制御装置、監視装置は、それぞれ上述した電力管理システムに用いられる。 The notification device, the control device, and the monitoring device according to the present invention are each used in the above-described power management system.
本発明の構成によれば、配電線路の電圧が制限範囲の上限値を超える可能性がある場合に、蓄電池の充電が可能な電力調整装置の場所を提示装置に通知するから、電動車両に搭載された蓄電池が充電されやすい状況を作り出すことができる。その結果、電動車両に搭載された蓄電池を利用して、配電線路の電圧が引き下げられる可能性が高くなる。 According to the configuration of the present invention, when there is a possibility that the voltage of the distribution line may exceed the upper limit value of the limit range, the location of the power adjustment device capable of charging the storage battery is notified to the presentation device. It is possible to create a situation where the stored storage battery is easily charged. As a result, the possibility that the voltage of the distribution line is lowered using the storage battery mounted on the electric vehicle increases.
図1に示すように、以下に説明する電力管理システムは、電力調整装置10と、提示装置1に通知する通知装置30と、電力調整装置10の動作を制御する制御装置40とを備える。電力調整装置10は、各所に設置され配電線路50から受電し電動車両60に搭載された走行用の蓄電池61を充電する機能を有する。通知装置30は、配電線路50の線間電圧が制限範囲の上限値以下に設定された基準値を超えたときに、当該配電線路50から受電する電力調整装置10が設置された場所を提示装置1に通知する。制御装置40は、配電線路50の線間電圧が制限範囲の上限値以下に維持されるように、蓄電池61の充電が可能である電力調整装置10の動作を制御する。
As shown in FIG. 1, the power management system described below includes a
通知装置30は、電力調整装置10に付設されていることが望ましい。また、配電線路50が高圧配電線路であって、当該配電線路50の電圧を監視する監視装置70をさらに備えることが望ましい。この場合、監視装置70は、配電線路50から受電する電力調整装置10が設置された場所を管理し、通知装置30は、監視装置70に付設されていることが望ましい。
The notification device 30 is desirably attached to the
制御装置40は、配電線路50の電圧が基準値を超えることが予測される期間を計画期間として求める予測部41と、計画期間に電力調整装置10を利用するための予約を受け付ける受付部42とを備えることが望ましい。
The
電力調整装置10は、蓄電池61の充電および放電を行う機能を有することが望ましい。この場合、電力調整装置10は、配電線路50から受電する電力の対価が第1の設定値よりも低い期間に蓄電池61の充電を行い、配電線路50から受電する電力の対価が第2の設定値よりも高い期間に蓄電池61の放電を行うことが望ましい。
The
以下、本実施形態を詳述する。以下の実施形態における配電線路50は、6000/3000Vの高圧配電線路を想定し、配電線路50の線間電圧を監視する監視装置70を備える例を示す。ただし、配電線路50が、200/100Vの低圧配電線路であることを妨げず、また、以下に説明する実施形態の技術思想は、監視装置70を用いない構成であっても適用可能である。
Hereinafter, this embodiment will be described in detail. The
図2に示すように、配電線路50から複数の需要家2が受電し、需要家2のうちの少なくとも一部の需要家2は、配電線路(電力系統)50に電力を逆潮流させることが可能な分散型電源3を備える。分散型電源3は、ここでは太陽光発電設備を想定する。ただし、分散型電源3は、自然エネルギーを利用して発電する構成であれば、風力、水力、地熱などにより発電する構成であってもよい。また、需要家2は、戸建て住宅に限らず、集合住宅、商業施設、工場などであってもよい。分散型電源3は、配電線路50に接続され、配電線路との系統連系が可能になっている。つまり、需要家2では、配電線路50から受電した電力と、分散型電源3が発電した電力とが、電気負荷(図示せず)に供給可能であって、分散型電源3が発電した電力は、配電線路50への逆潮流も可能になっている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
分散型電源3が接続されている配電線路50には、1ないし複数台の電力調整装置10が接続される。電力調整装置10は、電動車両60に搭載された蓄電池61の充電を行う機能を有している。さらに、電力調整装置10は、蓄電池61が放電する電力を配電線路50に逆潮流させる機能を有していてもよい。ここでは、電力調整装置10が、蓄電池61の充電および放電を行う機能を有していると仮定して説明する。
One to a plurality of
電動車両60は、ここでは走行用の電力を供給する蓄電池61を搭載し、かつ直流電力を授受する電気自動車、電動二輪車などを想定している。したがって、電力調整装置10は、配電線路50の交流と蓄電池61の直流との間で電力を双方向に変換する機能を有している。また、電力調整装置10は、蓄電池61の充電および放電の際の電流を調節する機能も備える。なお、電動車両60が、プラグインハイブリッド車のように配電線路50との間で交流電力を授受する構成である場合、電力調整装置10は、充電と放電との切替のみを行うようにしてもよい。以下では、電動車両60が電気自動車であって、電力調整装置10による電力の変換を行う構成例について説明する。
Here, the
ところで、電力調整装置10は、需要家2に設置されていてもよいが、時間貸しの駐車場、商業施設などの駐車場のように、不特定多数が利用できる駐車場4(図2参照)に設置されていることが望ましい。また、電動車両60が、タクシー、バスなどである場合には、これらの電動車両60が、専用に駐車する場所に電力調整装置10が設けられていてもよい。あるいは、工場の駐車場、電動車両60のレンタルを行う事業者の駐車場に電力調整装置10が設けられていてもよい。
By the way, although the electric
いずれの場所も、比較的多くの台数の電動車両60を駐車させることが可能であり、電動車両60が駐車している期間に、蓄電池61の充電あるいは放電が可能になるという共通点を有している。図示例において、電力調整装置10と蓄電池61とは、ケーブルを用いて電力を授受する構成を想定しているが、電力調整装置10と蓄電池61との間で非接触で電力を授受する構成を採用することが望ましい。非接触で電力を授受すれば、電動車両60の利用者が蓄電池61への充電を行う意思がなく、ケーブルが接続されていない場合でも、必要に応じて蓄電池61に充電することが可能になる。
In any place, a relatively large number of
電力調整装置10の動作は、制御装置40に制御される。制御装置40は、電力調整装置10と通信する機能を有し、電力調整装置10の動作状態の監視および制御を行う。電力調整装置10は、制御装置40と通信するために不図示の通信インターフェイス部(以下、通信インターフェイス部を「通信I/F部」という)と、蓄電池61との電力の授受が可能な状態か否かを判断する判断部(図示せず)とを備える。さらに、電力調整装置10は、蓄電池61の蓄電量(残容量)および電動車両60の識別情報を電動車両60から取得する取得部(図示せず)を備えていることが望ましい。
The operation of the
制御装置40は、電力調整装置10と通信する通信I/F部(図示せず)を備える。さらに、制御装置40は、監視装置70(あるいは通知装置30)との間でも通信I/F部を通して通信する。通信I/F部は、電波を伝送媒体とする無線通信、あるいはインターネットのような電気通信回線を用いる通信が可能であるように構成される。図示例では、電力調整装置10と通知装置30と制御装置40が個別に設けられているが、通知装置30と制御装置40との一方あるいは両方が、電力調整装置10の筐体に収納されていてもよい。
The
ところで、監視装置70は、配電線路50の電圧を監視する機能を有し、また、同じ配電線路50に接続されている電力調整装置10が設置されている場所を記憶している。監視装置70は、配電線路50の電圧が基準値を超えると、通知装置30を通して電力調整装置10の場所を提示装置1に通知し、さらに、提示装置1に対して蓄電池61の充電を促す告知を行う。
By the way, the
基準値は、配電線路50の電圧について規定された制限範囲の上限値よりも低い値に設定される。たとえば、需要家2の内部配線である電力線において、電圧線と中性線との間の線間電圧は、95〜107Vが制限範囲になるから、基準値は、たとえば105Vなどに設定される。
The reference value is set to a value lower than the upper limit value of the limit range defined for the voltage of the
通知装置30が提示装置1に通知を行う際に、提示装置1を利用する利用者に、提示された電力調整装置10を用いて電動車両60に充電を行うと特典が得られることを告知すれば、利用者に対して充電を動機付けることができる。この種の特典としては、配電線路50の電圧上昇を回避するという補助(アンシラリー)を行うことに対して、通常よりも電気料金を引き下げること、あるいは電力調整装置10が設置されている施設で利用可能なクーポンの発行などが考えられる。
When the notification device 30 notifies the presentation device 1, the user who uses the presentation device 1 is notified that the benefit can be obtained by charging the
提示装置1は、たとえば、移動体電話機、タブレット端末、カーナビゲーション装置のように、移動体通信が可能であって、かつ提示された内容を表示する機能を有する汎用装置を用いることが望ましい。後述するように、監視装置70が電圧を監視している配電線路50に接続された電力調整装置10を用いて蓄電池61の充電を行う必要がある。そのため、電力調整装置10から所定の距離範囲(たとえば、半径5km以内など)に存在する提示装置1のみに通知装置30から上述した通知を行うようにするのが望ましい。このような動作は、提示装置1がGPS(Global Positioning System)のような測位システムを備えている場合、GPSとの連動によって実現される。
The presentation device 1 is desirably a general-purpose device capable of mobile communication and having a function of displaying the presented content, such as a mobile phone, a tablet terminal, and a car navigation device. As will be described later, it is necessary to charge the
上述した構成例では、配電線路50の電圧を監視する監視装置70を設け、かつ監視装置70が電力調整装置10の場所を管理しており、監視装置70に通知装置30が設けられている。したがって、監視装置70が複数の電力調整装置10を集約して管理することになり、監視装置70は、いわゆるアグリゲータとして機能する。
In the configuration example described above, the
これに対して、通知装置30が電力調整装置10に設けてもよい。この場合には、個々の電力調整装置10が、配電線路50の電圧を監視し、電力調整装置10が場所も管理することになる。
On the other hand, the notification device 30 may be provided in the
上述した動作例は、配電線路50の電圧が上昇し、制限範囲の上限値を超える可能性がある場合に、電力調整装置10から蓄電池61への充電を促す通知を行うようにしているが、提示装置1への提示から充電が開始されるまでに時間遅れが生じる。このような時間遅れに対応するために、配電線路50から受電して蓄電池を充電する蓄電設備を付加してもよい。このような蓄電装置を設けておけば、電動車両60の台数が必要台数に達しない場合でも、蓄電設備を補助に用いることによって、配電線路50の電圧を制限範囲に維持することが可能になる。
In the above-described operation example, when the voltage of the
以下に説明する構成例は、配電線路50の電圧が制限範囲の上限値を超える可能性のある期間を予測し、当該期間に電動車両60を充電可能な状態に待機させることを目的としている。
The configuration example described below is intended to predict a period in which the voltage of the
すなわち、制御装置40は、配電線路50の電圧が基準値を超えることが予測される期間を求める予測部41を備える。予測部41は、分散型電源3が発電する電力、需要家2ごとに消費する電力、電力調整装置10から電動車両60に供給される電力などの情報を用いて、配電線路50に流入する電力と配電線路50から流出する電力とを予測する。予測に際しては、過去の実績の情報、天気予報(天候、気温、風速など)の情報などが用いられる。
That is, the
予測部41による予測は、当日の午後、あるいは翌日に関する予測であって、予測によって配電線路50の電圧が基準値を超える可能性が予測される期間を計画期間に定め、この計画期間において蓄電池61に充電することを希望する利用者を募集する。つまり、制御装置40に設けられた受付部42は、予測部41が定めた計画期間を提示装置1に通知し、計画期間に電力調整装置10を利用するための予約を受け付ける。
The prediction by the prediction unit 41 is a prediction regarding the afternoon of the day or the next day, and a period during which the possibility that the voltage of the
このように、計画期間において充電を行う電動車両60を募集するから、配電線路50の電圧を制限範囲に維持するために必要な台数の電動車両60を確保しやすくなる。したがって、電動車両60の充電のみによって、配電線路50の電圧を制限範囲に維持することが容易になる。
In this way, since the
上述した制御装置40は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたコンピュータを主なハードウェア要素として備える。この種のコンピュータは、メモリをプロセッサと一体に備えるマイコン、プロセッサとメモリとを個別に備える構成などがある。コンピュータを、上述した制御装置40として機能させるためのプログラムは、コンピュータに搭載されるROM(Read Only Memory)により提供されるか、電気通信回線を通して提供されるか、コンピュータで読取可能な記録媒体により提供される。
The
また、上述した構成例は、電力調整装置10が蓄電池61を充電する電力を供給する場合について説明したが、電力調整装置10は蓄電池61の電力を配電線路50に供給する機能を有していてもよい。つまり、電力調整装置10は、蓄電池61の電力を双方向に授受する構成であってもよい。この場合、電力調整装置10は、配電線路50から受電する電力の対価が第1の設定値よりも低い期間に蓄電池61の充電を行い、配電線路50から受電する電力の対価が第2の設定値よりも高い期間に蓄電池61の放電を行うことが望ましい。
Moreover, although the structural example mentioned above demonstrated the case where the
1 提示装置
2 需要家
3 分散型電源
10 電力調整装置
30 通知装置
40 制御装置
41 予測部
42 受付部
50 配電線路
60 電動車両
61 蓄電池
70 監視装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記配電線路の線間電圧が制限範囲の上限値以下に設定された基準値を超えたときに、当該配電線路から受電する前記電力調整装置が設置された場所を提示装置に通知する通知装置と、
前記配電線路の線間電圧が前記制限範囲の上限値以下に維持されるように、前記蓄電池の充電が可能である前記電力調整装置の動作を制御する制御装置とを備える
ことを特徴とする電力管理システム。 An electric power adjustment device having a function of charging a storage battery for traveling that is installed in an electric vehicle that is installed in each place and receives power from a distribution line;
A notification device for notifying a presentation device of a place where the power adjustment device for receiving power from the distribution line is installed when a line voltage of the distribution line exceeds a reference value set to be equal to or lower than an upper limit value of a limit range; ,
A control device that controls the operation of the power adjustment device capable of charging the storage battery so that the line voltage of the distribution line is maintained below the upper limit value of the limit range. Management system.
前記監視装置は、前記配電線路から受電する前記電力調整装置が設置された場所を管理し、
前記通知装置は、前記監視装置に付設されている
請求項1記載の電力管理システム。 The distribution line is a high-voltage distribution line, further comprising a monitoring device for monitoring the voltage of the distribution line,
The monitoring device manages a place where the power adjustment device that receives power from the distribution line is installed,
The power management system according to claim 1, wherein the notification device is attached to the monitoring device.
前記配電線路の電圧が前記基準値を超えることが予測される期間を計画期間として求める予測部と、
前記計画期間に前記電力調整装置を利用するための予約を受け付ける受付部とを備える
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力管理システム。 The controller is
A prediction unit for obtaining a period in which the voltage of the distribution line is predicted to exceed the reference value as a planning period;
The power management system according to claim 1, further comprising: a reception unit that receives a reservation for using the power adjustment device during the planning period.
前記蓄電池の充電および放電を行う機能を有し、
前記配電線路から受電する電力の対価が第1の設定値よりも低い期間に前記蓄電池の充電を行い、前記配電線路から受電する電力の対価が第2の設定値よりも高い期間に前記蓄電池の放電を行う
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力管理システム。 The power adjustment device
Having the function of charging and discharging the storage battery;
The storage battery is charged during a period when the consideration of power received from the distribution line is lower than the first set value, and the charge of the storage battery is charged during a period when the consideration of power received from the distribution line is higher than the second set value. The power management system according to claim 1, wherein discharging is performed.
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