JP2015208129A - System, device and method for power control - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力制御システム、電力制御装置、および電力制御方法に関するものである。より詳細には、本発明は、太陽電池などの発電装置および蓄電池を備える電力制御システム、および当該システムに用いる電力制御装置に関するものである。また、本発明は、このような電力制御装置による電力制御方法にも関するものである。 The present invention relates to a power control system, a power control device, and a power control method. More specifically, the present invention relates to a power control system including a power generation device such as a solar battery and a storage battery, and a power control device used in the system. The present invention also relates to a power control method using such a power control apparatus.
近年、太陽電池のような発電装置と蓄電池など、複数の電源装置を組み合わせて取り扱う連系インバータを含む電力制御システムが検討されている。このような電力制御システムにおいて、停電時に蓄電池から放電される電力により自立運転を行う際、蓄電池の残量に応じて電力を供給する負荷を選択し、選択された負荷のオン／オフを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, a power control system including a connected inverter that handles a combination of a plurality of power supply devices such as a power generation device such as a solar cell and a storage battery has been studied. In such a power control system, when performing a self-sustained operation with the power discharged from the storage battery in the event of a power failure, the load that supplies power is selected according to the remaining amount of the storage battery, and the on / off of the selected load is controlled. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
従来の電力制御システムにおいて、停電時などの対策として自立運転を行う際の電力制御には、依然として改善の余地がある。例えば、停電時であっても自家発電可能な発電装置を備えたシステムの場合、このような発電装置の発電する電力を有効に分配すべきである。停電時において、電力の供給を可能な限り継続できれば、ユーザの負担を軽減することができる。従来のシステムにおいては、停電時においても蓄電池の充電が可能になるような状況については考慮されておらず、また停電から電力が復旧する場合についても考慮されていない。 In the conventional power control system, there is still room for improvement in power control when performing independent operation as a countermeasure in the event of a power failure. For example, in the case of a system including a power generation device capable of generating power even during a power failure, the power generated by such a power generation device should be effectively distributed. If power supply can be continued as much as possible during a power failure, the burden on the user can be reduced. In the conventional system, the situation where the storage battery can be charged even in the event of a power failure is not considered, and the case where the power is restored from the power failure is not considered.
本発明の目的は、発電装置および蓄電池を備え、自立運転時の負荷の消費電力を効率的に制御することができる電力制御システムなどを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power control system that includes a power generation device and a storage battery and can efficiently control power consumption of a load during a self-sustained operation.
上記目的を達成する第１の観点に係る発明は、
発電装置と、蓄電池と、負荷機器と、需要家内の電力制御を行う電力制御装置と、を備える電力制御システムであって、
前記電力制御装置は、
自立運転時における所定時限（例えば４時間後など）経過後の電力の条件（例えば蓄電池の残量など）を設定し、当該設定した電力の条件を満たすように、前記所定時限内における前記発電装置の発電予測情報および前記蓄電池の充電量に基づき、前記所定時限内の単位時間（例えば１時間など）ごとに、前記負荷機器が使用する電力の上限値を算出する制御部を有する
ことを特徴とする。
The invention according to the first aspect to achieve the above object is
A power control system comprising a power generation device, a storage battery, a load device, and a power control device that performs power control in a consumer,
The power control device
The power generation device within the predetermined time period is set so as to set a power condition (for example, the remaining amount of the storage battery) after elapse of a predetermined time period (for example, after 4 hours) during the self-sustained operation and satisfy the set power condition And a control unit that calculates an upper limit value of electric power used by the load device for each unit time (for example, 1 hour) within the predetermined time period based on the power generation prediction information and the charge amount of the storage battery. To do.
また、前記電力制御装置は、前記負荷機器が使用する電力の単位時間ごとの配分率の設定を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記配分率に基づき、前記負荷機器が使用する電力の上限値を単位時間ごとに再調整してもよい。
Further, the power control device has a storage unit that stores a setting of a distribution rate for each unit time of power used by the load device,
The control unit may readjust the upper limit value of power used by the load device every unit time based on the distribution ratio.
また、前記蓄電池は前記発電装置の発電する電力を充電可能であり、
前記制御部は、前記発電装置の発電予測情報に基づき、前記蓄電池の蓄電量が所定量を超えないように、前記負荷機器が使用する電力の単位時間ごとの上限値を調整してもよい。
Further, the storage battery can be charged with electric power generated by the power generation device,
The control unit may adjust an upper limit value per unit time of electric power used by the load device based on power generation prediction information of the power generation device so that a storage amount of the storage battery does not exceed a predetermined amount.
また、前記制御部は、前記負荷機器が使用する電力の単位時間ごとの上限値に応じて、前記負荷機器の動作モードを単位時間ごとに選択してもよい。 The control unit may select an operation mode of the load device for each unit time according to an upper limit value for each unit time of power used by the load device.
また、電力を熱量に変換して蓄積する蓄熱装置をさらに備え、
前記制御部は、前記負荷機器において使用可能な電力の上限値までの範囲内で前記蓄熱装置に蓄熱を行うように制御してもよい。
In addition, it further comprises a heat storage device that converts electric power into heat and stores it,
The control unit may perform control so as to store heat in the heat storage device within a range up to an upper limit value of electric power usable in the load device.
また、前記負荷機器のいずれかに関連付けられた人感センサをさらに備え、
前記制御部は、前記人感センサが人の存在を検出しない時は、前記人感センサに関連付けられた負荷機器の消費電力を低減する制御を行ってもよい。
Further, a human sensor associated with any of the load devices is further provided,
The said control part may perform control which reduces the power consumption of the load apparatus linked | related with the said human sensor, when the said human sensor does not detect presence of a person.
また、前記電力制御装置は、自立運転中であることを報知するための報知部を有してもよい。 In addition, the power control device may include a notifying unit for notifying that the self-sustaining operation is being performed.
上記目的を達成する第２の観点に係る発明は、
発電装置と、蓄電池と、負荷機器と、を有する需要家において電力制御を行う電力制御装置であって、
自立運転時における所定時限経過後の電力の条件を設定し、当該設定した電力の条件を満たすように、前記所定時限内における前記発電装置の発電予測情報および前記蓄電池の充電量に基づき、前記所定時限内の単位時間ごとに、前記負荷機器が使用する電力の上限値を算出する制御部を備えることを特徴とする。
The invention according to the second aspect to achieve the above object is
A power control device that performs power control in a consumer having a power generation device, a storage battery, and a load device,
Based on the power generation prediction information of the power generation device and the charged amount of the storage battery within the predetermined time period so as to set the power condition after the predetermined time period during the self-sustained operation and satisfy the set power condition It has a control part which calculates the upper limit of the electric power which the said load apparatus uses for every unit time within a time limit, It is characterized by the above-mentioned.
上記目的を達成する第３の観点に係る発明は、
発電装置と、蓄電池と、負荷機器と、を有する需要家において電力制御を行う電力制御方法であって、
自立運転時における所定時限経過後の電力の条件を設定するステップと、
前記設定した電力の条件を満たすように、前記所定時限内における前記発電装置の発電予測情報および前記蓄電池の充電量に基づき、前記所定時限内の単位時間ごとに、前記負荷機器が使用する電力の上限値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする。
The invention according to the third aspect for achieving the above object is:
A power control method for performing power control in a consumer having a power generation device, a storage battery, and a load device,
Setting power conditions after elapse of a predetermined time period during independent operation;
Based on the power generation prediction information of the power generation device within the predetermined time period and the charged amount of the storage battery so as to satisfy the set power condition, the power used by the load device for each unit time within the predetermined time period Calculating an upper limit;
It is characterized by including.
本発明によれば、発電装置および蓄電池を備え、自立運転時の負荷の消費電力を効率的に制御することができる電力制御システムなどを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power control system etc. which are equipped with an electric power generating apparatus and a storage battery and can control efficiently the power consumption of the load at the time of a self-sustained operation can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電力制御装置を含む電力制御システムを概略的に示す機能ブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power control system including a power control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図１に示すように、本実施形態に係る電力制御システムは、電力の需要家において電力制御を行う電力制御装置１と、発電装置１３０と、蓄電池１４０と、負荷機器２００と、を含んで構成される。本実施形態に係る電力制御装置１は、図１に示すように、発電装置１３０および蓄電池１４０に接続され、これらから直流電力を供給される。また、電力制御装置１は、負荷機器２００に接続され、必要に応じて系統３００と連系運転を行うことにより、負荷機器２００に交流電力を供給することができる。
As shown in FIG. 1, the power control system according to the present embodiment includes a
本実施形態に係る電力制御装置１は、図１に示すように、制御部１０、インバータ２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０，４０、連系リレー５０、記憶部６０、および報知部７０を備えている。電力制御装置１は、さらに、中間リンクコンデンサ、電圧センサ、および電流センサなども備えているが、これらの要素については詳細な説明を省略する。また、以下の説明において、従来よく知られている要素および機能部については、適宜、説明を簡略化または省略する。
As shown in FIG. 1, the
制御部１０は、電力制御装置１の各機能部をはじめとして電力制御装置１の全体を制御および管理する。制御部１０は、例えばマイコンまたはプロセッサなどで構成することができる。特に、本実施形態において、制御部１０は、インバータ２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、および連系リレー５０を制御および管理する。このため、制御部１０は、これらの各機能部に制御ラインにより接続されている。なお、図１においては、制御ラインおよび情報伝達ラインは破線により示し、電力ラインは実線により示してある。
The
本実施形態において、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御することにより、発電装置１３０が発電する電力を制御する。また、本実施形態において、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御することにより、蓄電池１４０が放電する電力および蓄電池１４０に充電される電力を制御する。さらに、本実施形態において、制御部１０は、インバータ２０を制御することにより、電力制御装置１が出力する電力を制御する。制御部１０による制御については、さらに後述する。
In the present embodiment, the
インバータ２０は、発電装置１３０および蓄電池１４０の少なくとも一方が出力する直流電力を、交流電力に変換して出力する。このため、インバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とを並列接続した出力端に、さらに接続されている。また、インバータ２０が直流電力を交流電力に変換した出力端は、宅内などの負荷機器２００および系統３００に接続される。負荷機器２００は、図１においては、１つのみ例示してあるが、家庭の宅内などで電力を必要とする、任意の個数の各種の負荷機器とすることができる。図１に示すように、インバータ２０は、系統３００に接続されることにより、発電装置１３０および蓄電池１４０を系統３００に連系して、負荷機器２００に電力を供給可能に構成される。また、制御部１０は、負荷機器２００の消費電力が制御することができる。この制御部１０による負荷機器２００の制御については後述する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、発電装置１３０が発電する直流電力の電圧を昇降圧することにより制御する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、発電装置１３０が発電する電力の出力端に接続される。また、発電装置１３０からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に出力される電力は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ３０内部の検出装置によって電圧および電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、直接的または間接的に、制御部１０に通知されるようにする。
The DC /
発電装置１３０は、例えば太陽電池または燃料電池などによって発電を行うことができる任意の発電装置とすることができる。以下の説明においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に接続される発電装置１３０を、太陽電池により発電を行う装置として説明する。しかしながら、本発明において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に接続可能な電源は、太陽電池に限定されない。本発明において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に接続される電源は、例えば再生可能エネルギーに基づく発電を行う発電部のような、各種の電源とすることができる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に接続される電源は、風力発電装置などのような発電部、またはＳＯＦＣのような燃料電池などとしてもよい。
The
以下の説明においては、発電装置１３０は、太陽光を利用して発電することができ、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換するものとして説明する。本実施形態において、発電装置１３０は、例えば家の屋根などにソーラパネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定する。しかしながら、本発明において、発電装置１３０は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、任意のものを採用することができる。図１においては、発電装置１３０を１つのみ例示してあるが、任意の個数の各種の太陽電池を接続することができる。
In the following description, the
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、蓄電池１４０が入出力する直流電力の電圧を昇降圧することにより制御する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、蓄電池１４０が充放電する電力の出力端に接続される。蓄電池１４０からＤＣ／ＤＣコンバータ４０に出力される電力、およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０から蓄電池１４０に入力される電力は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ４０内部の検出装置などによって電圧および電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、直接的または間接的に、制御部１０に通知される。
The DC /
蓄電池１４０は、充電された電力を放電することにより、電力を供給することができる。また、蓄電池１４０は、系統３００または発電装置１３０等から供給される電力を充電することもできる。この蓄電池１４０は、入力される電力を充電し、出力する電力を放電することが可能な例えばリチウムイオン電池のような任意の蓄電池とすることができる。図１においては、蓄電池１４０を１つのみ例示してあるが、任意の個数の各種の蓄電池を接続することができる。
The
蓄電池１４０に電力を充電する際、インバータ２０は、コンバータとして動作する。すなわち、この場合、インバータ２０は、交流の電力を直流の電力に変換し、変換された電力を蓄電池１４０に充電する。
When charging the
連系リレー５０は、系統３００と電力制御装置１との接続および解列を切り替えるためのスイッチである。すなわち、連系リレー５０は、インバータ２０と電力系統３００とを接続または開放する。図１に示すように、連系リレー５０は、系統３００と、インバータ２０との間に接続される。また、連系リレー５０は、制御部１０の制御によってオン／オフを切り替えることができる。
The
記憶部６０は、各種のデータまたはアプリケーションソフトウェアなどを格納する。この記憶部６０は、任意のメモリ装置を用いて構成することができる。本実施形態において、記憶部６０に記憶するデータは、電力制御装置１が行う電力制御に関する各種の履歴情報とすることができる。例えば、電力制御装置１は、発電装置１３０が発電する電力、および蓄電池１４０に充電された電力の単位時間ごとの履歴の単位時間ごとの履歴を、記憶部６０に記憶する。また、電力制御装置１は、系統３００から買電する電力、および系統３００に売電する電力、ならびに負荷機器２００に供給される電力などの単位時間ごとの履歴を、記憶部６０に記憶することもできる。本実施形態において、記憶部６０に記憶するデータについては、さらに後述する。
The storage unit 60 stores various data or application software. The storage unit 60 can be configured using any memory device. In the present embodiment, the data stored in the storage unit 60 can be various history information related to power control performed by the
報知部７０は、電力制御装置１が自立運転中であることを報知するための要素である。報知部７０は、電力制御装置１が自立運転中であることを需要家における利用者（ユーザ）に知らせるためのものとすることができる。この場合、報知部７０は、例えば液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ、またはスピーカなど、任意の視覚的または聴覚的な出力を行う手段で構成することができる。また、報知部７０は、電力制御装置１外部の例えばエネルギー管理装置（例えばHome Energy Management System（ＨＥＭＳ）など）のような装置に、電力制御装置１が自立運転中であることを報知するためのものとすることもできる。この場合、報知部７０は、電力制御装置１が自立運転中である旨を示す制御信号を外部に出力する任意のインタフェースで構成することができる。
The alerting | reporting
また、図１に示すように、電力制御装置１の制御部１０は、情報取得部４００に接続されている。この情報取得部４００は、例えば上述したＨＥＭＳとしてもよいし、例えばネットワークを介して外部のサーバなどに接続可能な他の機器としてもよい。本実施形態に係る電力制御装置１は、この情報取得部４００により、例えば天気予報などの気象情報、および例えば停電時の復旧予定情報または計画停電の情報など各種の電力情報を取得する。制御部１０は、このように情報取得部４００に接続されることにより、例えば外部のサーバなどと通信を行うことができる。制御部１０は、このように情報取得部４００を経て、例えば天気予報などの各種情報を含む気象情報および時刻情報、ならびに停電などの電力情報をはじめとして、各種の情報を取得することができる。
Further, as illustrated in FIG. 1, the
図１において、例えば情報取得部４００と制御部１０との接続、および負荷機器２００と制御部１０との接続などは、有線または無線の任意の方法によるものとすることができる。また、図１において説明した制御ラインおよび情報伝達ラインの接続も同様に、有線または無線の任意の方法によるものとすることができる。また、このような接続は、例えば「エコーネットライト」（登録商標）（ECHONET Lite）などの各種のプロトコルに準拠したものとすることができる。
In FIG. 1, for example, the connection between the information acquisition unit 400 and the
以下の説明において、本実施形態に係る電力制御装置１は、図１に示すように、発電装置１３０および蓄電池１４０を系統３００に連系して、負荷機器２００に電力を供給可能に構成される。図１において、電力制御装置１は、発電装置１３０および蓄電池１４０の２つの電源のみに接続されているが、本発明に係る電力制御装置は、このような構成に限定されない。本発明に係る電力制御装置は、各種の電源を複数接続することができる。このように、本実施形態に係る電力制御装置１は、発電装置１３０および蓄電池１４０のような複数の直流電力供給部が出力する電力を制御する。
In the following description, the
次に、本実施形態に係る電力制御装置１による自立運転時の電力の条件の設定、および当該条件に従う電力制御について説明する。
Next, the setting of the power condition during the self-sustaining operation by the
本実施形態に係る電力制御装置１は、例えば停電時などのように、系統３００から電力が供給されない時の電力制御を効率的に行うことを可能にするものである。このため、以下、例えば停電などにより系統３００から電力が供給されずに電力制御装置１が自立運転を行う際の動作を中心に説明し、系統３００から電力が供給される場合の電力制御装置１の動作について詳細な説明は適宜省略する。
The
図２は、第１実施形態に係る電力制御装置１の動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
図２に示す動作が開始すると、電力制御装置１の制御部１０は、情報取得部４００を介して、例えば外部のサーバなどから、天気予報などの気象情報および停電時の復旧予定情報または計画停電の情報などの電力情報を取得する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、制御部１０は、停電時の復旧予定情報に基づいて、停電の終了予定時刻を得ることができる。また、制御部１０は、計画停電の情報などの電力情報に基づいて、停電の開始予定時刻および終了予定時刻を得ることができる。したがって、ステップＳ１１において、制御部１０は、生じている停電がいつまで続く予定であるのか、または、停電がこれから生じる場合は当該停電の開始および終了の時刻を取得することができる。以下、これらのような情報に基づいて取得される停電の開始から終了までの時間を、適宜「時限」と記し、予定される停電の開始から終了までの時間を、適宜「目標時限」と記す。
When the operation shown in FIG. 2 starts, the
また、ステップＳ１１において、制御部１０は、天気予報などの気象情報の時間的な変化などに基づいて、発電装置１３０が今後発電する電力の予測を算出する。なお、ここでは、制御部１０は、ある程度先の時間までの気象情報を取得することにより、ある程度先の時間までの単位時間において（例えば１時間ごとに）発電装置１３０が発電する電力の予測を算出できるものとする。以下、このような情報に基づいて算出される発電電力の予測を、適宜「発電予測」と記す。
In Step S11, control
さらに、ステップＳ１１において、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０または蓄電池管理装置１４２などから、蓄電池１４０の現在の充電量を示す情報を取得する。以下、「蓄電池の充電量」は、適宜「電池の残量」または「電池残量」のようにも記す。
Furthermore, in step S <b> 11, the
また、ステップＳ１１において、制御部１０は、目標時限内における電池残量の上限値および下限値を、例えば１時間のような単位時間ごとに取得する。このような、目標時限内における電池残量の上限値および下限値は、記憶部６０に記憶された蓄電池１４０の充放電の履歴から設定することもできるし、予めデフォルトの値として記憶部６０に記憶しておくこともできる。また、このような電池残量の上限値および下限値は、例えば情報取得部４００を介して外部のサーバなどから取得してもよい。
In step S11, the
以下、このようにして取得される「目標時限内における電池残量の上限値」を、適宜、単に「上限」と、「目標時限内における電池残量の下限値」を単に「下限」と記す。この上限を超えて蓄電池１４０に電力が充電されると、蓄電池１４０はまもなく満充電になり、それ以上の電力を充電することができなくなる。また、この下限を下回って蓄電池１４０から電力が放電されると、蓄電池１４０はまもなく充電された電力がなくなり、それ以上の電力を供給することができなくなる。したがって、後述するように、本実施形態において、制御部１０は、これらの上限および下限の間に収まるように電池残量を制御する。
Hereinafter, the “upper limit value of the remaining battery level within the target time limit” thus obtained is simply referred to as “upper limit”, and the “lower limit value of the remaining battery level within the target time period” is simply referred to as “lower limit”. . If the
このようにして、制御部１０は、発電装置１３０が発電する電力の予測を示す発電予測情報、および、蓄電池１４０に充電された電力を示す充電量などの情報を取得することができる。このような情報の取得は、必ずしもステップＳ１１で行う必要はなく、例えば常時更新されるようにしたり、所定の時間ごとに取得したりするなど、適当なタイミングで行うようにしてもよい。
In this way, the
ステップＳ１１において各種情報を取得したら、制御部１０は、取得した各種情報に基づいて、所定時限後（停電終了予定時）の電力の条件を設定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２においては、制御部１０は、例えば停電終了予定時における蓄電池１４０の電池残量などを設定する。すなわち、ここでは、停電が終了する時点で、蓄電池１４０にどの程度の電力が残留するように制御するかを決める。この時、制御部１０は、記憶部６０に記憶された蓄電池１４０の充放電の履歴に基づいて、停電終了予定時における蓄電池１４０の電池残量などを設定することができる。また、制御部１０は、停電終了予定時における蓄電池１４０の電池残量として、予めデフォルトの値として設定された電池残量を取得してもよい。さらに、このような電池残量を、電力制御装置１においてユーザが設定できるようにしたり、制御部１０が例えば情報取得部４００を介して外部のサーバなどから取得してもよい。
If various information is acquired in step S11, the
ステップＳ１２において所定時限後の電力の条件が設定されたら、制御部１０は、所定時限内に負荷機器２００が使用する電力の上限値を、例えば１時間などの単位時間ごとに算出する（ステップＳ１３）。すなちわ、ステップＳ１３において、制御部１０は、各種条件に基づいて、電力制御装置１に接続された負荷機器２００に、停電終了時までに供給することができる電力を単位時間ごとに算出する。以下、このようにして算出される「負荷機器２００が使用する電力の上限値」を、適宜、単に「負荷上限」と記す。
When the power condition after the predetermined time period is set in step S12, the
ステップＳ１３において単位時間ごとの負荷上限が算出されたら、制御部１０は、算出された負荷上限および当該算出された負荷上限に従う制御により、電池残量が所定の各種条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、ステップＳ１４において、制御部１０は、当該算出された負荷上限に従う制御によって変化し得る電池残量が、当該単位時間ごとに上限および下限の間に収まるように制御可能であるか否かを判定するのが好適である。また、ステップＳ１４において、制御部１０は、当該算出された負荷上限に従う制御によって変化し得る電池残量が、ステップＳ１２において設定された電池残量の条件を、所定時限後（停電終了予定時）に満たすか否かを判定するのが好適である。ここに示した各種の条件は例示であり、これらの条件を部分的に採用したり、または他の条件を採用したりすることもできる。例えば、制御部１０は、算出された負荷上限が当該単位時間ごとの上限および下限の間に収まっているか否かを判定することもできる。
When the load upper limit for each unit time is calculated in step S13, the
ステップＳ１４において所定の各種条件を満たすと判定されたら、電力制御装置１は、停電が所定時限経過後に予定通りに終了する限り、設定された電力の条件を満たすように負荷機器２００を制御して自立運転を行うことができる。
If it is determined in step S14 that the predetermined various conditions are satisfied, the
一方、ステップＳ１４において所定の各種条件を満たさないと判定されたら、電力制御装置１は、停電が所定時限経過後に予定通りに終了したとしても、設定された電力の条件を満たすように負荷機器２００を制御して自立運転を行うことはできない。したがって、この場合、制御部１０は、所定時限内における何れかの単位時間における条件を変更してから（ステップＳ１５）、所定時限後の電力条件を再び設定し（ステップＳ１２）、単位時間ごとの負荷上限を再び算出する（ステップＳ１３）。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the predetermined various conditions are not satisfied, the
このように、制御部１０は、ステップＳ１１〜ステップＳ１５において、所定時限後において所望の電池残量となるように、所定時限内における単位時間ごとの負荷上限を算出して、電力制御装置１が電力制御を行うための実行可能な計画を策定する。
As described above, in step S11 to step S15, the
以下、ステップＳ１１〜ステップＳ１５において制御部１０が策定する電力制御の計画について、さらに具体例を用いて説明する。
Hereinafter, the power control plan formulated by the
図３は、本実施形態において、制御部１０が策定する電力制御の計画の一例を示す図である。図３における「目標時限」の列に示すように、午前４時の時点で、制御部１０は、目標時限を４時間としている。すなわち、制御部１０は、午前４時から午前８時まで停電する予定である旨の情報を、例えば情報取得部４００によって取得しているものとする（ステップＳ１１）。また、このように取得される情報は、例えば初期値として４時間と設定しておき、逐次更新されるようにしてもよい。この場合、更新された情報により、停電から電力が復旧する時刻の予定の情報が得られれば、目標時限をその時間に更新する。また、例えば計画停電の場合のように、予め停電時間がわかる場合は、初期値をその時間に更新してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a power control plan formulated by the
図３における「発電予測」の列に示すように、制御部１０は、午前４時から午前６時までの間には発電装置１３０の発電が見込めないが、午前７時台においては０．５ｋＷｈの発電が見込める旨の情報を取得している（ステップＳ１１）。ここで制御部１０が取得する情報は、発電装置１３０の時刻に応じた一般的な発電量予測、例えば太陽電池の場合は定格容量の情報としてもよい。また、ここで取得する情報は、過去の履歴のデータ（例えば所定の各月日および時刻における平均値など）を学習することにより得られる発電量予測の情報としてもよい。また、ここで取得する情報は、例えばインターネットなどを経由して得られる天気予報および日射量、気温、湿度、気圧等の気象情報のような外部情報から推定される発電量としてもよい。
As shown in the column “Power Generation Prediction” in FIG. 3, the
図３における「電池残量」の列に示すように、制御部１０は、目標時限の４時間後すなわち午前８時の時点で蓄電池１４０の電池残量が２ｋＷｈとなるように設定したものとする（ステップＳ１２）。また、図３に示すように、制御部１０は、午前４時の時点で蓄電池１４０の電池残量を測定して、電池残量が５．５ｋＷｈである旨の情報を取得したものとする（ステップＳ１１）。
As shown in the “Battery level” column in FIG. 3, the
また、図３における「上限」の列に示すように、制御部１０は、目標時限内における各単位時間の蓄電池１４０の上限は９ｋＷｈである旨の情報を取得している（ステップＳ１１）。さらに、図３における「下限」の列に示すように、制御部１０は、目標時限内における各単位時間の蓄電池１４０の下限は２ｋＷｈである旨の情報を取得している（ステップＳ１１）。本例では、蓄電池１４０の容量は、例として１０ｋＷｈとする。この場合、電力制御装置１において、蓄電池１４０に充電を行う際の単位時間における上限を９０％（９ｋＷｈ）と、また蓄電池１４０から放電を行う際の単位時間における下限を２０％（２ｋＷｈ）と設定してあることになる。本実施形態では、効率的な電力制御を行うため、蓄電池１４０の電池残量がこの上限と下限との間に収まるように制御する。
Further, as shown in the “upper limit” column in FIG. 3, the
以上のパラメータをもとに、図３における「負荷上限」の列に示すように、制御部１０は、各単位時間ごとの負荷上限を算出する（ステップＳ１３）。図３においては、自立運転開始時（４：００）における蓄電池１４０の電池残量は５．５ｋＷｈであり、自立運転終了予定時（８：００）における蓄電池の電池残量を２ｋＷｈとし、その間の発電予測が０．５ｋＷｈである場合の例を示してある。したがって、この４時間の自立運転の間に使用可能な電力は、（５．５ｋＷｈ−２ｋＷｈ）＋０．５ｋＷｈ＝４ｋＷｈと算出される。したがって、例えばこの使用可能な電力を、負荷機器２００に対して単位時間ごとに均等に配分するとしたら、目標時限の４時間における１時間ごとの負荷上限は１ｋＷｈとなる。
Based on the above parameters, the
このように、単位時間ごとの負荷上限が算出されると、４時の時点において５．５ｋＷｈである電池残量は、１時間ごとに１ｋＷｈずつ消費される。したがって、電池残量は、図３に示すように、１時間ごとに、４．５ｋＷｈ、３．５ｋＷｈ、２．５ｋＷｈと減少し、７時台においては０．５ｋＷｈの発電が加わるため、自立運転終了予定時（８：００）において、ちょうど２ｋＷｈと算出される。この算出結果によれば、各単位時間における電池残量は、上限９ｋＷｈと下限２ｋＷｈとの間に収まるようになる。 As described above, when the load upper limit for each unit time is calculated, the remaining battery capacity of 5.5 kWh at the time of 4 o'clock is consumed by 1 kWh every hour. Therefore, as shown in FIG. 3, the remaining battery capacity decreases to 4.5 kWh, 3.5 kWh, and 2.5 kWh every hour, and power generation of 0.5 kWh is added at 7 o'clock. At the scheduled end time (8:00), it is calculated as exactly 2 kWh. According to this calculation result, the remaining battery level in each unit time falls within the upper limit of 9 kWh and the lower limit of 2 kWh.
図３においては、極めて簡単な例として、自立運転時に使用可能な電力を、負荷機器２００に対して単位時間ごとに均等に配分する例を説明した。しかしながら、自立運転時に使用可能な電力を負荷機器２００に配分する際には、所望に応じて、種々の配分を行うことができる。例えば、制御部１０は、自立運転時に負荷機器２００が使用可能な電力を、時間の経過に伴って減少するようにして配分してもよい。
In FIG. 3, as an extremely simple example, an example has been described in which the power that can be used during the autonomous operation is evenly distributed to the
また、例えば、制御部１０は、自立運転時に負荷機器２００が使用可能な電力を、各単位時間などに応じた負荷の配分の比率を設定し、その比率に応じて電力を配分してもよい。
Further, for example, the
図４は、１日の各単位時間ごとに電力の配分率を設定した一例を示している。図４においては、１日（２４時間）に配分される電力の総量を１００％として、各単位時間ごとに配分率を設定している。このような設定は、予めデフォルトの値として記憶部６０に記憶しておいてもよいし、記憶部６０に記憶された負荷機器２００の消費電力の履歴に基づいて定めてもよい。また、このような設定は、負荷機器２００によへる電力の使用履歴に基づいて、適切なタイミングで更新されるようにしてもよい。また、このような設定は、例えば情報取得部４００を介して外部のサーバなどから取得してもよい。
FIG. 4 shows an example in which the power distribution rate is set for each unit time of the day. In FIG. 4, the distribution rate is set for each unit time, with the total amount of power distributed per day (24 hours) being 100%. Such a setting may be stored in advance in the storage unit 60 as a default value, or may be determined based on a history of power consumption of the
以下、図４に示す電力の配分を、図３で説明した負荷上限に当てはめた例について説明する。図３の例において、自立運転の目標時限は、４時から８時までの４時間である。図４に示すように、４時から８時までの配分率は、２％＋２％＋４％＋４％＝１２％である。したがって、４時台の配分率は、２／１２（％）であり、これを図３で説明した４時から８時までに使用可能な電力４ｋＷｈに乗じると、０．６７ｋＷｈとなる。同様に、５時台に使用可能な電力も０．６７ｋＷｈとなり、６時台および７時台に使用可能な電力は１．３３ｋＷｈとなる。
Hereinafter, an example in which the power distribution shown in FIG. 4 is applied to the load upper limit described in FIG. 3 will be described. In the example of FIG. 3, the target time limit for the independent operation is 4 hours from 4 o'clock to 8 o'clock. As shown in FIG. 4, the distribution ratio from 4 o'clock to 8 o'clock is 2% + 2% + 4% + 4% = 12%. Therefore, the distribution rate in the 4 o'clock range is 2/12 (%), and when this is multiplied by the
図３に示した計画のように負荷上限を算出し、各単位時間における電池残量を算出した結果、目標時限において電池残量が下限値を下回る場合または上限値を上回る場合、単位時間における条件を変更して、電力制御の計画を策定しなおす。この場合、例えば電池残量が下限値を下回る時点または上限値を上回る時点の時刻において、再度計算をし直すようにしてもよい。また、図３に示したような計画は、例えば定期的に更新される情報に基づいて、逐次、再計算され修正されるものとしてもよい。 As a result of calculating the load upper limit as in the plan shown in FIG. 3 and calculating the remaining battery level in each unit time, if the remaining battery level falls below the lower limit value or exceeds the upper limit value in the target time period, the condition in the unit time To change the power control plan. In this case, for example, the calculation may be performed again at the time when the remaining battery level falls below the lower limit value or exceeds the upper limit value. Further, the plan as shown in FIG. 3 may be recalculated and corrected sequentially based on, for example, information updated periodically.
以下、図２のステップＳ１１〜ステップＳ１５において制御部１０が電力制御の計画を策定した後の制御について説明する。
Hereinafter, the control after the
図２のステップＳ１１〜ステップＳ１５において電力制御の計画が策定されたら、制御部１０は、自立運転を開始するタイミングが到来した時点で自立運転を開始する（ステップＳ１６）。ここで、自立運転を開始するタイミングは、系統３００からの電力供給が切断されたタイミングとしてもよいし、計画停電のような場合には予定されたタイミングとしてもよい。
When the power control plan is formulated in step S11 to step S15 in FIG. 2, the
ステップＳ１６において自立運転が開始したら、制御部１０は、規定された条件を満たすように電力制御を行う（ステップＳ１７）。具体的には、ステップＳ１７において、制御部１０は、例えば図３に示したような計画に従って、負荷上限を超えないように、負荷機器２００の消費電力を制御する。
When the autonomous operation is started in step S16, the
このようにして電力制御を行っている間、制御部１０は、所定の目標時限が経過したか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において目標時限が経過する前は、制御部１０は、例えば停電情報などの各種の情報が更新されているか否かを判定しつつ（ステップＳ１９）、特に情報が更新されていない場合には、そのまま制御を続行する。一方、ステップＳ１９において何らかの情報が更新されている場合、制御部１０は、更新された情報に基づいて電力制御の計画を策定し直して（ステップＳ１１〜ステップＳ１５）、自立運転を続行する。
While performing power control in this way, the
ステップＳ１８において目標時限が経過したと判定された場合、制御部１０は、自立運転を終了することができるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ここでは、制御部２０は、所定の目標時限が経過した際に、実際に停電が終了し、電力の供給が復旧しているか否かを判定する。ステップＳ２０において電力の供給が復旧していれば、制御部１０は、電力制御装置１の自立運転を終了することができる。
When it determines with target time limit having passed in step S18, the
一方、ステップＳ２０において電力の供給が復旧していなければ、電力制御装置１は自立運転を終了することができないため、制御部１０は、再び電力制御の計画を策定し直して（ステップＳ１１〜ステップＳ１５）、自立運転を続行する。
On the other hand, if the power supply is not restored in step S20, the
以下、図３で説明した例に引き続き、目標時限が経過した午前８時の時点で停電が終了しなかった場合の電力制御の計画の策定し直しについて、さらに具体例を用いて説明する。 Hereinafter, following the example described with reference to FIG. 3, the redefinition of the power control plan in the case where the power failure does not end at the time of 8:00 am when the target time period has elapsed will be described using a specific example.
図５は、本実施形態において制御部１０が電力制御の計画を策定し直した例について説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the
図５においては、目標時限であった４時間が経過した午前８時になっても電力が復旧しなかった例について説明している。図５では、午前８時の段階で、制御部１０が、新たに目標時限を２４時間として、２４時間後までの電力制御の計画を策定し直した例について示してある。図５に示すように、午前８時から午後６時までの間は発電装置１３０（太陽電池）による発電が可能である旨の発電予測の情報を取得している。また、ここでは、電力制御装置１において、蓄電池１４０に充電を行う際の単位時間における上限は９０％（９ｋＷｈ）と変更していない。一方、蓄電池１４０から放電を行う際の単位時間における下限を１０％（１ｋＷｈ）と設定し直してある。したがって、本例においては、効率的な電力制御を行うため、蓄電池１４０の電池残量がこの上限と下限との間に収まるように制御する。このように、目標時限に到達しても停電が復旧しない場合、制御部１０は、目標時限を延長するように制御する。この際、電池残量の下限は下げて設定するのが好適である。例えば、以前設定した下限の１／２の値を用いるなどの措置を取ることができる。
FIG. 5 illustrates an example in which the power is not restored even at 8:00 am when the target time limit of 4 hours has elapsed. FIG. 5 shows an example in which the
図５においては、自立運転延長開始時（８：００）における蓄電池１４０の電池残量は２ｋＷｈであり、自立運転終了予定時（２４時間後の８：００）における蓄電池の電池残量を１ｋＷｈとし、その間の発電予測が１８ｋＷｈである場合の例を示してある。したがって、この２４時間の自立運転の間に使用可能な電力は、（２ｋＷｈ−１ｋＷｈ）＋１８ｋＷｈ＝１９ｋＷｈと算出される。したがって、例えばこの使用可能な電力を、負荷機器２００に対して単位時間ごとに均等に配分するとしたら、目標時限の２４時間における１時間ごとの負荷上限は０．７９ｋＷｈとなる。
In FIG. 5, the remaining battery capacity of the
しかしながら、このような電力制御の計画は好適なものとは言えない。なぜなら、図５の電池残量の列においてハッチングを施して示してある時間帯（１４時台〜２１時台）は、電池残量が設定した上限の９ｋＷｈを超えているためである。蓄電池１４０の容量は１０ｋＷｈであるため、このような充電は実際には行うことができない。この場合、制御部１０は、電力制御が所定の条件を満たさないと判定し（ステップＳ１４）、単位時間における条件を変更して（ステップＳ１５）、所定時限後の電力条件を再び設定し（ステップＳ１２）、単位時間ごとの負荷上限を再び算出する（ステップＳ１３）。
However, such a power control plan is not suitable. This is because the time zone (14 o'clock to 21 o'clock) indicated by hatching in the battery remaining amount column in FIG. 5 exceeds the set upper limit of 9 kWh. Since the capacity of the
図６は、図５において１４時台の電池残量が上限９ｋＷｈを超えないように再計算した例を示す図である。図５において１４時台の電池残量は９．８ｋＷｈであったが、図６において１４時台の電池残量は９ｋＷｈになっている。図６においては、制御部１０は、１４時台の電池残量が９ｋＷｈとなるように、１４時台までの各時間単位における負荷上限、および１４時台からの各時間単位における負荷上限を変更している。
FIG. 6 is a diagram showing an example of recalculation so that the remaining battery level at 14:00 in FIG. 5 does not exceed the upper limit of 9 kWh. In FIG. 5, the remaining battery level at 14:00 is 9.8 kWh, whereas in FIG. 6, the remaining battery level at 14:00 is 9 kWh. In FIG. 6, the
図６に示したような計画の策定し直しにより、１４時台の電池残量は上限を超えないようになった。しかしながら、１５時台〜２０時台の間の電池残量は依然として上限の９ｋＷｈを超えている。そこで、制御部１０は、図６で説明した計画の策定のし直しを、１５時台〜２０時台の各単位時間において行う。
By re-developing the plan as shown in FIG. 6, the remaining battery level in the 14:00 range does not exceed the upper limit. However, the remaining battery level between 15:00 and 20:00 still exceeds the upper limit of 9 kWh. Therefore, the
図７は、１５時台〜２０時台の各単位時間において蓄電池１４０の電池残量が上限を超えないように計画を策定し直した例を示す図である。図７に示すように負荷の上限を再設定し直すことで、目標時限の２４時間において、どの単位時間においても、電池残量は上限の９ｋＷｈと下限の１ｋＷｈとの間に収まっている。このような電力制御の計画であれば、制御部１０は、ステップＳ１４において条件を満たすものとして、ステップＳ１６以降の自立運転を行うことができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a plan is re-designed so that the remaining battery capacity of the
このように、本実施形態において、制御部１０は、自立運転時における所定時限経過後（例えば４時間後などのような自立運転終了時）の電力の条件（例えば蓄電池の残量など）を設定する。そして、制御部１０は、当該設定した電力の条件を満たすように、所定時限内における発電装置１３０の発電予測情報および蓄電池１４０の充電量に基づき、所定時限内の単位時間（例えば１時間など）ごとに、負荷機器２００が使用する電力の上限値を算出する。
As described above, in the present embodiment, the
また、記憶部６０は、負荷機器２００が使用する電力の単位時間ごとの配分率の設定を記憶し、制御部１０は、その配分率に基づき、負荷機器２００が使用する電力の上限値を単位時間ごとに再調整するのが好適である。また、制御部１０は、発電装置１３０の発電予測情報に基づき、蓄電池１４０の蓄電量が所定量を超えないように、負荷機器２００が使用する電力の単位時間ごとの上限値を調整するのが好適である。
Further, the storage unit 60 stores the setting of the distribution rate for each unit time of the power used by the
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図８は、本発明の第２実施形態に係る電力制御装置を含む電力制御システムを概略的に示す機能ブロック図である。 FIG. 8 is a functional block diagram schematically showing a power control system including a power control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図８に示すように、第２実施形態に係る電力制御システムは、図１で説明した第１実施形態に係る電力制御システムにおいて、さらに蓄熱装置１４５を接続したものである。すなわち、図１に示した第１実施形態に係る電力制御装置１が負荷２００に接続されたのに対し、図８に示す第２実施形態に係る電力制御装置２は、負荷２００と、さらに蓄熱装置１４５とに接続される。図８に示すように、第２実施形態において、蓄熱装置１４５は、負荷２００と同様に、電力制御装置２から電力を供給される。この蓄熱装置１４５は、制御部１０により蓄熱の動作を制御することができる。これらの相違点以外は、本実施形態は、上述した第１実施形態と同様の構成により実施することができるため、第１実施形態と同じ内容になる説明は、適宜省略する。
As shown in FIG. 8, the power control system according to the second embodiment is obtained by further connecting a
上述した第１実施形態においては、エネルギーを蓄えることが可能な要素は、蓄電池１４０のみであった。第２実施形態においては、蓄熱装置１４５を、蓄電池１４０と同様に、蓄エネルギー機器と見なして、負荷制御を行う。例えばヒートポンプ給湯器および電気温水器のような装置は、お湯を沸かすことにより、電気エネルギーを熱エネルギーに変えて貯蔵することができる。したがって、この熱エネルギーを電気エネルギーに置き換えることで、蓄熱装置１４５の沸き上げ計画を、上述した負荷制御の計画と同様に策定することができる。すなわち、本実施形態では、蓄電池１４０の電池残量を温水タンク等とする蓄熱装置１４５の残湯量に置き換え、蓄電池１４０の容量を、蓄熱装置１４５を湯切れ状態から沸き上げ完了までにかかる消費電力量に置き換える。
In the first embodiment described above, the only element capable of storing energy is the
例えば、蓄熱装置１４５が湯切れ状態から沸き上げ完了までに６ｋＷｈの電力を必要とする場合、現在の残湯量が６７％であれば、６ｋＷｈの４７％である４ｋＷｈのエネルギーを蓄えていることになる。この場合、蓄熱装置１４５の沸き上げ完了までは、あと２ｋＷｈのエネルギーが必要となる。実際には、蓄熱装置１４５が沸き上げに要する電力は、外気温および供給水温等の種々の要因によって影響を受ける。このため、蓄熱装置１４５が蓄熱動作を行う際には、必要に応じて、適宜、補正等の処理を行うものとする。
For example, when the
図９は、図７で説明した電力制御の計画に、さらに蓄熱装置１４５の制御の計画も加えた例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a control plan for the
図９においては、図７に示した電池残量の上限および下限を表す列は省略してある。また、図９においては、さらに、蓄熱装置１４５に電力を蓄電すると想定した場合の上限（６ｋＷｈ）および下限（１ｋＷｈ）を、各単位時間ごとの列に示してある。さらに、図９においては、蓄熱装置１４５の残湯量、給湯の使用計画、湧きあげを、それぞれ電力に換算した数値を、各単位時間ごとの列に示してある。また、本例においては、蓄熱装置１４５の沸き上げに要する電力は６ｋＷｈとし、８：００における残湯量は６７％とする。また、図９は、日常のお湯の使用熱量を電力（ｋＷｈ）に換算し、各単位時間における給湯使用計画を加味した例を示してある。
In FIG. 9, the columns representing the upper limit and the lower limit of the remaining battery level shown in FIG. 7 are omitted. Further, in FIG. 9, the upper limit (6 kWh) and the lower limit (1 kWh) when it is assumed that electric power is stored in the
しかしながら、図９に示した計画によれば、蓄熱装置の沸き上げの列のハッチングを施して示した時間帯（１８時台〜１９時台）のそれぞれにおいて、蓄熱装置の沸き上げに要する電力は、負荷上限を超えている。この場合、この時間帯にお湯を使用したくても、実際にはお湯を使用することはできなくなる。また、この時間に仮に強制的に沸き上げを行うと、他の負荷機器に使用できる電力量が減少するという不都合も生じる。 However, according to the plan shown in FIG. 9, the electric power required for boiling the heat storage device in each of the time zones (18:00 to 19:00 hours) indicated by hatching the row of heating of the heat storage device is The load limit is exceeded. In this case, even if it is desired to use hot water during this time period, the hot water cannot actually be used. In addition, if boiling is forcibly performed at this time, there is a disadvantage that the amount of power that can be used for other load devices is reduced.
したがって、このような場合、第１実施形態と同様に、計画の策定のし直しを行い、各単位時間において、蓄熱装置１４５の沸き上げに要する電力が負荷上限を超えないようにする。図９に示すように、８時台〜１６時台は、負荷上限にある程度の余裕があり、発電装置１３０が発電する電力を消費することができる。このため、本実施形態では、制御部１０は、蓄熱装置１４０の沸き上げに必要な電力量を、この時間帯にシフトして、負荷上限を再び算出することにより、計画を策定し直す。
Therefore, in such a case, as in the first embodiment, the plan is re-designed so that the power required for boiling the
図１０は、蓄熱装置１４０の沸き上げ時間帯をシフトして負荷上限を再び算出することにより策定し直した計画の例を示す図である。図１０に示すように、蓄熱装置１４０の沸き上げ時間帯を１２時台〜１３時台にシフトすることにより、この時間帯の沸き上げに必要な電力は、当該時間帯において算出し直した負荷上限を超えていない。したがって、このような計画に従って電力制御を行うことにより、電力制御装置２は、湯切れを生じることなく、安定した電力供給を行うことが可能となる。この場合、策定される計画は、停電時であることを考慮して、給湯を希望する使用者の意図に基づいて、例えば給湯の軽減または給湯を不使用とするモードを設定または選択できるようにしてもよい。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a plan re-developed by shifting the boiling time zone of the
このように、第２実施形態に係る電力制御システムは、電力を熱量に変換して蓄積する蓄熱装置１４５をさらに備えている。本実施形態において、電力制御装置２の制御部１０は、負荷機器２００において使用可能な電力の上限値までの範囲内で蓄熱装置１４５に蓄熱を行うように制御する。
As described above, the power control system according to the second embodiment further includes the
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
第３実施形態は、上述した第１または第２実施形態において、負荷上限を超えないように好適に負荷機器２００の消費電力を制御するものである。上述した第１または第２実施形態において、負荷上限を超えないように消費電力を制御する際、負荷機器２００を構成する各機器のオン／オフを選択することで電力を調整する態様が考えられる。一方、昨今の電気製品においては、例えばエアコンのような空調機器など、自動運転するように制御が行われるものが増加している。この自動運転においては、機器の消費電力は一定にはならず、単に機器のオン／オフを選択したとしても、意図通りに負荷上限を行うように消費電力を制御できないことも考えられる。さらに、家庭内にはコンセントに接続して使用する負荷機器が多数存在する。また、特に停電時には、使用者が日常的に使用するものとは異なる想定外の機器の使用が望まれることも想定される。このような場合、想定されるよりも多くの電力が必要となることが多く、利用者が望むような電力の供給ができなくなることも想定される。
The third embodiment suitably controls the power consumption of the
そこで、本実施形態では、上述のような場合にあっても極力安定して電力を供給するために、宅内の消費電力全体が定められた負荷上限を超えないように、自動制御される負荷の消費電力を制御する。例えば、ある特定の機器において上述のように想定されるよりも多くの電力が必要になった場合、制御部１０は、他の負荷機器の電力を制御することで対応可能となるように制御することができる。
Therefore, in the present embodiment, in order to supply power as stably as possible even in the above-described case, the load automatically controlled so that the total power consumption in the house does not exceed the predetermined load upper limit. Control power consumption. For example, when more power is required in a specific device than expected as described above, the
また、制御の一例として、本実施形態では、エアコン等の温調機器の消費電力を制御する。昨今の温調機器は、温調機器自身が温度センサを有しているものが多く、例えばリモコンなどから指示された温度設定値に応じて、室温を監視しながら出力を自動的に制御している。そこで、本実施形態では、例えば負荷機器２００のうち温調機器が冷房運転を行う際に、負荷が使用する電力が負荷上限を超えてしまう場合、制御部１０は、当該温調機器が現在の設定温度を１℃上昇させるように制御する。また、１℃上昇させても負荷が使用する電力が負荷上限を超える場合、当該温調機器の設定温度をさらに１℃上昇させるように制御する。一方、負荷機器２００のうち温調機器が暖房運転を行う際は、逆に、当該温調機器の設定温度を１℃ずつ下降させるように制御する。ここで、使用者が、リモコンなどを用いて設定温度を変更した場合、制御部１０は、使用者が変更した設定温度を優先するように制御するのが好適である。
As an example of control, in this embodiment, power consumption of a temperature control device such as an air conditioner is controlled. Many of the recent temperature control devices themselves have a temperature sensor. For example, the output is automatically controlled while monitoring the room temperature according to the temperature setting value instructed from a remote controller, for example. Yes. Therefore, in the present embodiment, for example, when the temperature control device of the
また、制御の他の例として、本実施形態では、照明機器などの調光機器の消費電力を制御する。昨今、例えばＬＥＤ照明など、明るさを多段階で調光可能なものが多く、この調光レベルによってそれぞれの消費電力は異なる。さらに照度センサと組み合わせることで、設定された照度になるよう自動調光されるものもある。そこで、本実施形態では、例えば負荷機器２００のうち照明機器が照明を行う際に、負荷が使用する電力が負荷上限を超えてしまう場合、制御部１０は、当該照明機器が現在の調光レベルを１段階下げるように制御する。また、調光レベルを１段階下げても負荷が使用する電力が負荷上限を超える場合、当該照明機器の調光レベルをさらに１段階下げるように制御する。ここでも、使用者が調光レベルの設定を変更した場合、制御部１０は、使用者が変更した調光レベルを優先するように制御するのが好適である。
As another example of control, in the present embodiment, power consumption of a dimming device such as a lighting device is controlled. Recently, for example, there are many things that can be dimmed in multiple stages, such as LED lighting, and the power consumption varies depending on the dimming level. In addition, there are some that are automatically dimmed to a set illuminance by combining with an illuminance sensor. Therefore, in the present embodiment, for example, when the lighting device among the
本実施形態では、上述のように、例えば温度の場合は１℃ずつまたは数℃ずつの単位で、例えば照度の場合は１段階ずつまたは数段階ずつの単位で、負荷機器２００の動作モードが変更されるように制御する。このような動作モードは、例えば「消費電力節約モード」として設定したり、「消費電力節約第１モード」、「消費電力節約第２モード」のように段階的に設定したりすることができる。また、本実施形態では、策定された計画に従って制御部１０が電力制御を行う際、種々の要求に応じて動的に負荷機器２００を構成する各機器の動作モードを変更したり、または単位時間ごとに負荷機器２００を構成する各機器の動作モードを変更したりしてもよい。このように、本実施形態において、制御部１０は、負荷機器２００が使用する電力の単位時間ごとの上限値に応じて、負荷機器２００の動作モードを単位時間ごとに選択するのが好適である。
In the present embodiment, as described above, for example, in the case of temperature, the operation mode of the
さらに、制御の一例として、本実施形態では、負荷機器２００を構成する各機器に関連付けられた人感センサを用いることもできる。人感センサを利用すれば、人が存在する場所か、存在しない場所かに応じて、負荷機器２００を構成する各機器の消費電力を調整することができる。
Furthermore, as an example of control, in this embodiment, a human sensor associated with each device constituting the
図１１は、本発明の第３実施形態において人感センサを使用する場合の電力制御システムの一部を概略的に示す機能ブロック図である。 FIG. 11 is a functional block diagram schematically showing a part of the power control system when the human sensor is used in the third embodiment of the present invention.
図１１に示すように、第１または第２実施形態に係る電力制御装置１または２には、例えば複数の負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎを接続することができる。図１１は、図１および８において図の簡略化のために１つのみ示した負荷機器２００を、現実に実施する場面を想定して複数示したものである。図１１においては、例として、負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎの３つを示してあるが、この数はもちろん任意とすることができる。また、図１１に示すように、負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎは、それぞれ、負荷機器に関連付けられた人感センサ２０２Ａ，２０２Ｂ，…，２０２Ｎを備えている。
As shown in FIG. 11, for example, a plurality of
人感センサ２０２Ａ，２０２Ｂ，…，２０２Ｎは、それぞれ対応する負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎの周辺に人間が存在するか否かを検出することができる。人感センサ２０２Ａ，２０２Ｂ，…，２０２Ｎは、それぞれ負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎの周辺の人間の存在または不存在を、対応する負荷機器負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎ、または制御部１０に通知する。図１１においては、人感センサ２０２Ａ，２０２Ｂ，…，２０２Ｎは、それぞれ、有線または無線により、負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎに接続される例を示している。また、図１１においては、制御部１０が負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎを制御する制御ラインは図示を省略してある。
The human sensors 202A, 202B,..., 202N can detect whether a human is present around the
図１１において、人感センサ２０２Ａ，２０２Ｂ，…，２０２Ｎと、負荷機器２００Ａ，２００Ｂ，…，２００Ｎまたは制御部１０との接続は、有線または無線の任意の方法によるものとすることができる。また、このような接続は、例えばエコーネットライト（ECHONET Lite）などの各種のプロトコルに準拠したものとすることができる。
11, the connection between the human sensors 202A, 202B,..., 202N and the
本実施形態に係る電力制御システムが設置された需要家において、人が存在する部屋と、人が存在しない部屋とで、照明の調光レベルを同じにする必要はない。このため、例えば、ある照明の周辺に人が存在する場合には、当該負荷機器の調光レベルは維持するか僅かに下げるようにし、当該負荷機器の周辺に人が存在しない場合は、当該負荷機器の調光レベルは数段階または最低レベルまで下げるようにしてもよい。負荷機器が空調機器の場合も同様に制御することができる。例えば、ある空調機器の周辺に人が存在する場合には、当該負荷機器の使用する消費電力がある程度増大しても温度制御を行うが、当該負荷機器の周辺に人が存在しない場合は、当該負荷機器の使用する消費電力を抑制するように温度制御してもよい。 In a consumer in which the power control system according to the present embodiment is installed, it is not necessary to make the lighting dimming level the same in a room where a person exists and a room where no person exists. For this reason, for example, when there is a person around a certain illumination, the dimming level of the load device is maintained or slightly lowered, and when there is no person around the load device, the load The dimming level of the device may be lowered to several steps or to a minimum level. The same control can be performed when the load device is an air conditioner. For example, if there is a person around a certain air conditioner, temperature control is performed even if the power consumption used by the load equipment increases to some extent, but if there is no person around the load equipment, The temperature may be controlled so as to suppress power consumption used by the load device.
このように、本実施形態に係る電力制御システムは、負荷機器２００Ａ〜Ｎのいずれかに関連付けられた人感センサ２０２Ａ〜Ｎをさらに備えるようにもできる。この場合、制御部１０は、人感センサ２０２Ａ〜Ｎが人の存在を検出しない時は、人感センサ２０２Ａ〜Ｎに関連付けられた負荷機器２００Ａ〜Ｎの消費電力を低減する制御を行う。
Thus, the power control system according to the present embodiment can further include human sensors 202A to 202N associated with any of the
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、蓄電池と併設される発電装置の発電量の予測情報を得ることで、停電時のような自立運転において、負荷の消費電力を効率的に制御することができる。例えば、本発明の各実施形態によれば、蓄電池の充電量が不足することで負荷機器を停止させたり、蓄電池が満充電になることで発電装置の発電量を抑制したりすることなく、最も効率的な発電および充放電の制御を行うことができる。したがって、本発明の各実施形態によれば、停電時でも負荷機器の消費電力の制限を極力低減させ、電力の供給を強力維持することができる。 As described above, according to each embodiment of the present invention, by obtaining the prediction information of the power generation amount of the power generation apparatus that is provided together with the storage battery, the power consumption of the load can be efficiently performed in the independent operation such as at the time of a power failure. Can be controlled. For example, according to each embodiment of the present invention, the load device is stopped due to a shortage of the charge amount of the storage battery, or the power generation amount of the power generation device is suppressed most when the storage battery is fully charged. Efficient power generation and charge / discharge control can be performed. Therefore, according to each embodiment of the present invention, it is possible to reduce the restriction on the power consumption of the load device as much as possible even during a power failure, and to keep the power supply strong.
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. In addition, each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、上述した実施形態に係る電力制御装置１または２のような電力制御装置による電力制御方法として実現することもできる。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized as a power control method by a power control device such as the
１，２ 電力制御装置
１０ 制御部
２０ インバータ
３０，４０，４５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０ 連系リレー
６０ 記憶部
７０ 報知部
１３０ 発電装置
１４０ 蓄電池
１４２ 蓄電池管理装置（ＢＭＳ）
１４５ 蓄熱装置
２００ 負荷機器
３００ 系統
４００ 情報取得部
DESCRIPTION OF
145
Claims (9)
前記電力制御装置は、
自立運転時における所定時限経過後の電力の条件を設定し、当該設定した電力の条件を満たすように、前記所定時限内における前記発電装置の発電予測情報および前記蓄電池の充電量に基づき、前記所定時限内の単位時間ごとに、前記負荷機器が使用する電力の上限値を算出する制御部を有する
ことを特徴とする電力制御システム。 A power control system comprising a power generation device, a storage battery, a load device, and a power control device that performs power control in a consumer,
The power control device
Based on the power generation prediction information of the power generation device and the charged amount of the storage battery within the predetermined time period so as to set the power condition after the predetermined time period during the self-sustained operation and satisfy the set power condition A power control system comprising: a control unit that calculates an upper limit value of power used by the load device for each unit time within a time limit.
前記制御部は、前記配分率に基づき、前記負荷機器が使用する電力の上限値を単位時間ごとに再調整する、請求項１に記載の電力制御システム。 The power control apparatus includes a storage unit that stores a setting of a distribution rate for each unit time of power used by the load device,
The power control system according to claim 1, wherein the control unit re-adjusts the upper limit value of power used by the load device every unit time based on the distribution ratio.
前記制御部は、前記発電装置の発電予測情報に基づき、前記蓄電池の蓄電量が所定量を超えないように、前記負荷機器が使用する電力の単位時間ごとの上限値を調整する、請求項１または２に記載の電力制御システム。 The storage battery is capable of charging power generated by the power generation device,
The said control part adjusts the upper limit for every unit time of the electric power which the said load apparatus uses so that the electrical storage amount of the said storage battery may not exceed predetermined amount based on the electric power generation prediction information of the said electric power generating apparatus. Or the electric power control system of 2.
前記制御部は、前記負荷機器において使用可能な電力の上限値までの範囲内で前記蓄熱装置に蓄熱を行うように制御する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力制御システム。 It further comprises a heat storage device that converts electric power into heat and stores it,
The power control system according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit controls the heat storage device to store heat within a range up to an upper limit value of power that can be used in the load device.
前記制御部は、前記人感センサが人の存在を検出しない時は、前記人感センサに関連付けられた負荷機器の消費電力を低減する制御を行う、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力制御システム。 A human sensor associated with any of the load devices,
The said control part performs control which reduces the power consumption of the load apparatus linked | related with the said human sensor, when the said human sensor does not detect presence of a person. The power control system described.
自立運転時における所定時限経過後の電力の条件を設定し、当該設定した電力の条件を満たすように、前記所定時限内における前記発電装置の発電予測情報および前記蓄電池の充電量に基づき、前記所定時限内の単位時間ごとに、前記負荷機器が使用する電力の上限値を算出する制御部を備えることを特徴とする、電力制御装置。 A power control device that performs power control in a consumer having a power generation device, a storage battery, and a load device,
Based on the power generation prediction information of the power generation device and the charged amount of the storage battery within the predetermined time period so as to set the power condition after the predetermined time period during the self-sustained operation and satisfy the set power condition A power control apparatus comprising: a control unit that calculates an upper limit value of power used by the load device for each unit time within a time limit.
自立運転時における所定時限経過後の電力の条件を設定するステップと、
前記設定した電力の条件を満たすように、前記所定時限内における前記発電装置の発電予測情報および前記蓄電池の充電量に基づき、前記所定時限内の単位時間ごとに、前記負荷機器が使用する電力の上限値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする、電力制御方法。 A power control method for performing power control in a consumer having a power generation device, a storage battery, and a load device,
Setting power conditions after elapse of a predetermined time period during independent operation;
Based on the power generation prediction information of the power generation device within the predetermined time period and the charged amount of the storage battery so as to satisfy the set power condition, the power used by the load device for each unit time within the predetermined time period Calculating an upper limit;
A power control method comprising:
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