JP2016015857A - Electric power control system and electric power controller - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、住宅などの施設に供給される電力を制御するための技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for controlling power supplied to a facility such as a house.
近年、電力の供給を受ける需要家のエネルギー消費を制御するため、例えばHEMS(Home Energy Management System)などのシステムが普及しつつある。例えば、需要家の施設に蓄電池や太陽電池を設置し、パワーコンディショナが、系統から施設への電力の供給、蓄電池の充放電、太陽電池が発電する電力の施設への供給または売電を制御する。これにより、需要家にとっては系統から供給される電力の消費量を抑えて電力料金の低減を図ることができ、発電所や変電所を有する電力供給事業者(電力会社)にとっても、負荷を平準化させて電力の供給を安定させることができる。 In recent years, for example, a system such as a HEMS (Home Energy Management System) is becoming widespread in order to control energy consumption of consumers who receive power supply. For example, a storage battery or solar cell is installed in a customer's facility, and the power conditioner controls the supply of power from the grid to the facility, charging / discharging of the storage battery, the supply of power generated by the solar cell to the facility, or power sale To do. As a result, it is possible for consumers to reduce the consumption of power supplied from the grid and to reduce the electricity bill, and for power supply companies (electric power companies) that have power plants and substations to level the load. To stabilize the supply of power.
電力料金の低減化を図る技術として、例えば、特開2004−48982号公報は、電力量料金が比較的安価な時間帯に二次電池を充電し、その時間帯外に二次電池から放電させる技術を記載している。これにより、電力使用契約の契約超過金を抑制し、契約電力の変更を回避することができ、電力料金の低減を図ることができる。また、特開2014−107950号公報は、消費電力のピークを予測し、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する制御を行う技術を記載している。 As a technique for reducing the electric power charge, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-48982 discloses that a secondary battery is charged during a time zone in which the electric energy charge is relatively inexpensive, and discharged from the secondary battery outside the time zone. The technology is described. Thereby, the contract surplus of the power usage contract can be suppressed, the change of the contract power can be avoided, and the power charge can be reduced. Japanese Patent Laid-Open No. 2014-107950 predicts a peak of power consumption, and when it is predicted that there are a plurality of peaks to which power is to be supplied, the storage battery is charged in a time zone between the plurality of peaks. The technology for performing the control is described.
電力料金は、例えば、契約電力に基づき定められる基本料金と、電力の使用量に応じて定められる電力量料金とから構成されている。特許文献1に記載の技術は、電力量料金が比較的安価な時間帯に蓄電池へ充電することで電力料金を安価にしているが、さらなる電力料金の低減を図る別の技術が必要とされている。また、特許文献2に記載の技術は、消費電力のピークを予測し、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する。しかし、複数のピークの間の時間帯において電気料金単価が必ずしも安価であるとは限らない。また、ピークカットに要する電力量を超えて充電してしまうおそれがある。
The power charge is composed of, for example, a basic charge determined based on contract power and a power charge determined according to the amount of power used. Although the technology described in
一実施形態に従う電力制御システムは、施設への電力の供給を制御するためのものである。電力制御システムは、電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により施設へ供給するための蓄電池と、施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限設定値を消費電力が上回ると予測される時間帯の、上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池に蓄電させる充電制御手段と、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に蓄電される電力を施設へ供給する供給制御手段とを含む。 A power control system according to one embodiment is for controlling the supply of power to a facility. The power control system is charged with the supply of electric power, and a storage battery for supplying the charged electric power to the facility by discharging, and a storage unit for storing prediction data that predicts a temporal change in the power consumption of the facility Based on the prediction data, the total power consumed exceeding the upper limit set value is calculated for the time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value of power supplied from the grid to the facility. Charge control means for storing power in the storage battery before the time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value, and the upper limit of power supplied from the grid to the facility up to the upper limit set value. And a supply control means for supplying the power stored in the storage battery to the facility when the power consumption of the facility exceeds the upper limit set value.
別の実施形態に従うと、施設への電力の供給を制御するための電力制御装置が提供される。電力制御装置は、電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により施設へ供給するための蓄電池への充電を制御する充電制御手段と、施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、蓄電池から施設への電力の供給を制御する供給制御手段とを備える。充電制御手段は、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限設定値を消費電力が上回ると予測される時間帯の、上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池に蓄電させる。供給制御手段は、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に蓄電される電力を施設へ供給する。 According to another embodiment, a power control apparatus for controlling the supply of power to a facility is provided. The power control device is charged by receiving power supply, and charging control means for controlling the charging of the storage battery for supplying the charged power to the facility by discharging, and the prediction predicting the time change of the power consumption of the facility Storage means for storing data and supply control means for controlling the supply of power from the storage battery to the facility are provided. Based on the prediction data, the charge control means calculates the total amount of power consumed exceeding the upper limit set value in the time zone where power consumption is predicted to exceed the upper limit set value of power supplied from the grid to the facility. Then, the calculated amount of power is stored in the storage battery before the time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value. The supply control means supplies the power stored in the storage battery to the facility when the power consumption of the facility exceeds the upper limit set value so that the upper limit of the power supplied from the system to the facility is up to the upper limit set value.
電力料金の基本料金は、需要家に供給されるピーク電力の大きさによって定まることがある。そのため、需要家の施設に供給されるピーク電力をいっそう低くすることで、さらなる電力料金の低減を図ることができる。上記一実施形態によると、上限設定値に応じて蓄電池に充電させ、系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするように、系統および蓄電池から施設へ電力が供給される。そのため、施設に供給されるピーク電力を、上限設定値に定める大きさに留めることができ、ピーク電力をいっそう低くすることで、さらなる電力料金の低減を図ることができる。 The basic charge of the power charge may be determined by the magnitude of peak power supplied to the consumer. Therefore, the electric power charge can be further reduced by further reducing the peak power supplied to the customer's facility. According to the one embodiment, power is supplied from the grid and the storage battery to the facility so that the storage battery is charged according to the upper limit set value, and the upper limit of the power supplied from the grid is set to the upper limit set value. For this reason, the peak power supplied to the facility can be kept at the size determined by the upper limit set value, and the power charge can be further reduced by further reducing the peak power.
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。 The above and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1の電力制御システム1の構成を概略的に示すブロック図である。図1を参照して、電力制御システム1は、サーバ100と、ブロードバンドルータ600と、HEMSコントローラ700とが配置されている。ブロードバンドルータ600、サーバ100等の各装置は、インターネット900に接続されている。
<
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the
ブロードバンドルータ600とHEMSコントローラ700とは、建屋の中に配置されている。建屋には、屋外の屋根部分に、複数の太陽電池モジュールを含む太陽電池モジュール810が配置されている。パワーコンディショナ820、蓄電池830も屋外に配置されている。建屋の屋内には、分電盤850、マルチエネルギーモニタ860、多回路CT(Current Transformer)センサ870、複数の家電機器(エアコンディショナ801、空気清浄機802、冷蔵庫803および洗濯機804など)を含む家電機器800、タップ880が配置されている。
The
サーバ100は、大容量の記憶装置を備えるコンピュータシステムであり、天候データ、各建屋の消費電力の実績値等を取得して、各建屋の消費電力の予測値、各建屋に設置される太陽電池モジュールの発電量の予測値などを算出する。
The
CTセンサ870は、設置対象の機器の消費電力を測定し、測定した消費電力のデータをHEMSコントローラ700へ送信する。実施の形態1では、CTセンサ870は、分電盤850の主幹ブレーカーと分岐ブレーカーとに接続することができる。CTセンサ870を分電盤850の主幹ブレーカーに接続した場合、CTセンサ870は、建屋全体の消費電力を測定する。また、分岐ブレーカーが部屋全体に対応したものであると、CTセンサ870を分電盤850の分岐ブレーカーに接続することで、CTセンサ870は、部屋全体の消費電力を測定する。
The
タップ880は、家電機器800の消費電力を測定する消費電力測定器であり、消費電力の測定結果を、HEMSコントローラ700へ無線通信によって送信する。タップ880は、図示しないプラグを備え、建屋内のコンセントと接続する。タップ880に接続される各家電機器(例えば、エアコンディショナ801、空気清浄機802、冷蔵庫803および洗濯機804など)は、タップ880とコンセントとが接続されることで、分電盤850から給電される。
The
ブロードバンドルータ600は、インターネット900と接続されており、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11などの規格に対応した無線LAN(Local Area Network)機能を備えて他の通信機器と無線通信を行う。ブロードバンドルータ600は、LAN規格に対応して有線により他の通信機器と接続しており、HEMSコントローラ700およびマルチエネルギーモニタ860と有線により接続される。パワーコンディショナ820、マルチエネルギーモニタ860、ブロードバンドルータ600およびHEMSコントローラ700は、有線により接続されており、互いに通信をすることができる。
The
HEMSコントローラ700は、有線LANによりブロードバンドルータ600と接続されている。HEMSコントローラ700は、無線通信機能を有しており、例えばCTセンサ870およびタップ880等の機器と無線通信し、これらの機器から、各機器の消費電力の測定結果、および、建屋全体の消費電力の測定結果などを受信して記憶する。HEMSコントローラ700は、各機器の消費電力の測定結果および建屋全体の消費電力の測定結果を、ブロードバンドルータ600によりサーバ100へ送信する。また、HEMSコントローラ700は、各機器の消費電力や建屋全体の消費電力を可視化するため、これら消費電力の測定結果を、ブロードバンドルータ600を経由してマルチエネルギーモニタ860へ送信する。
The
マルチエネルギーモニタ860は、太陽光発電システム、蓄電池システムなどの複数のエネルギーシステムの運転状況を表示して、様々な機器の稼働状況をユーザが容易に制御することを可能とするためのモニター装置である。マルチエネルギーモニタ860は、パワーコンディショナ820と接続されている。
The
パワーコンディショナ820には、蓄電池830と、太陽電池モジュール810とが接続されている。パワーコンディショナ820は、系統から建屋の分電盤850へ電力を供給する。パワーコンディショナ820は、太陽電池モジュール810で発電された直流電力を、建屋で使用できる交流電力に変換する機能を有しており、太陽電池モジュール810で発電された電力を、建屋の分電盤850または蓄電池830へ供給し、また、太陽電池モジュール810で発電された電力を、電力量計を通じて外部に売電する。また、パワーコンディショナ820は、蓄電池830への充電および蓄電池830からの放電を制御する。
A
上述したように、HEMSコントローラ700は、建屋内の各機器から、消費電力の測定結果を受信し、受信した測定結果を、ブロードバンドルータ600を経由してサーバ100へ送信する。サーバ100は、HEMSコントローラ700からインターネット900を介して建屋の消費電力の測定結果を受信し、過去の消費電力の履歴に基づき建屋の消費電力の予測値を演算により出力する。サーバ100は、建屋の消費電力の予測値を、インターネット900を介してHEMSコントローラ700へ送信する。
As described above, the
HEMSコントローラ700は、建屋の消費電力の時間変化を予測した予測データを、インターネット900を介してサーバ100から受信し、受信した予測データを記憶する。HEMSコントローラ700は、系統からパワーコンディショナ820により建屋へ供給される電力の上限を設定する。HEMSコントローラ700は、例えば一日分の消費電力の予測データにおいて、建屋へ供給される電力の上限の設定値を、消費電力が上回ると予測される時間帯を特定する。HEMSコントローラ700は、特定されたこれらの時間帯において、予測データに示される消費電力と、上限の設定値との差分を演算することで、上限の設定値を超えて消費されると予測される電力の合計を算出する。
The
HEMSコントローラ700は、ブロードバンドルータ600およびマルチエネルギーモニタ860を経由してパワーコンディショナ820の動作を制御することができる。HEMSコントローラ700は、上限の設定値を超えて消費されると予測される電力の合計の算出結果(電力量)に相当する電力を、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限の設定値を上回ると予測される時間帯より前に、パワーコンディショナ820によって蓄電池830に蓄電させる。パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700からの制御信号に応じて、上限の設定値に対応する蓄電容量を蓄電池830に確保し、確保した蓄電容量まで、系統からの電力または太陽電池モジュール810によって発電される電力を蓄電池830へ供給する。例えば、パワーコンディショナ820は、予め定められた時間(例えば、電力料金が比較的安価な深夜の時間帯)に、消費電力の予測データにおいて上限の設定値を超えて消費されると予測される電力量に相当する一日分の電力を蓄電池830に蓄電させる。
The
パワーコンディショナ820は、建屋の消費電力と上限の設定値とを比較して、系統から建屋へ供給される電力が上限の設定値に達した場合に、蓄電池830に蓄積された電力を建屋の分電盤850へ供給する。こうすることで、系統から建屋へ供給される電力が、上限の設定値を超えないよう(建屋に対し系統から供給される電力の上限を、当該上限の設定値までとするよう)、パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄電される電力を建屋の分電盤850へ供給することができる。また、パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700の制御に従って、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限の設定値を上回ると予測される時間帯について、蓄電池830に予め蓄電された電力を放電させて分電盤850へ供給することとしてもよい。
The
<サーバ100の構成>
図2は、サーバ100の構成を示すブロック図である。図2を参照して、サーバ100は、通信部102と、記憶部106と、制御部107とを含む。
<Configuration of
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the
通信部102は、サーバ100が他の通信機器と信号を送受信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。
The
記憶部106は、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、RAM(Random Access Memory)等により構成され、サーバ100が使用するプログラムを記憶し、サーバ100が使用する各種のデータを蓄積する。ある局面において、記憶部106は、消費電力履歴データ161と、消費電力予測データ162とを記憶する。消費電力履歴データ161は、サーバ100が管理する複数の施設それぞれについての消費電力の履歴を示すデータである。消費電力履歴データ161は、各施設の施設全体の消費電力、各施設に設置される家電機器の消費電力などの履歴を示す。消費電力予測データ162は、サーバ100が消費電力履歴データ161に示される過去の消費電力の実績値に基づき演算により算出される、各施設の消費電力の時間変化を予測したデータである。
The
制御部107は、記憶部106に記憶される制御プログラムを読み込んで実行することにより、サーバ100の動作を制御する。制御部107は、例えば複数のプロセッサにより実現される。制御部107は、プログラムに従って動作することにより、消費電力予測部171と、通信制御部172としての機能を発揮する。
The
消費電力予測部171は、HEMSコントローラ700から受信する各施設の施設全体の消費電力、各施設に設置される各機器の消費電力の実績値に基づいて、これら施設の消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162を算出する。消費電力の予測方法としては、例えば、(i)過去の一定期間(例えば、予測対象の日の過去3週間分の消費電力の実績値、または過去1週間分の消費電力の実績値など)の消費電力の履歴の平均値を求めることで、消費電力の予測値として出力することができる。また、(ii)曜日によって消費電力の傾向が異なることがあるため、予測対象の日と同一の曜日の消費電力の履歴を参照して、消費電力の履歴の平均値を算出することで、消費電力の予測値を出力することができる。また、(iii)天候によっても消費電力の傾向が異なることがあるため、過去の一定期間の消費電力の履歴のうち、予測対象の日の天候(気温、湿度、風量など)と類似した気象条件の日の消費電力の履歴を参照し、これらの日の消費電力の平均値を算出することで、消費電力の予測値を出力することとしてもよい。また、これら(i)〜(iii)の組み合わせにより、消費電力の予測値を出力することとしてもよい。
The power
通信制御部172は、サーバ100がインターネット900を介して他の通信機器と通信する処理を制御する。例えば、通信制御部172は、各施設に設置されるHEMSコントローラ700から、各施設の消費電力の測定結果を受信して消費電力履歴データ161として記憶する。また、通信制御部172は、消費電力予測データ162を、各施設のHEMSコントローラ700へ送信する。
The
<HEMSコントローラ700の構成>
図3は、HEMSコントローラ700の構成を示すブロック図である。HEMSコントローラ700は、サーバ100から建屋全体の消費電力の予測データ(消費電力予測データ162)を受信して消費電力予測データ741として記憶し、消費電力予測データ741とピーク電力上限設定値742とを参照して、蓄電池830に蓄積させる電力量を決定し、蓄電池830の充電及び放電をパワーコンディショナ820に実行させる。
<Configuration of
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the
図3を参照して、HEMSコントローラ700は、アンテナ701と、無線通信部702と、操作受付部703と、記憶部704と、発光部705と、有線通信部706と、制御部707とを含む。
Referring to FIG. 3,
アンテナ701は、HEMSコントローラ700が発する信号を電波として放射する。また、アンテナ701は、空間から電波を受信して受信信号を無線通信部702へ与える。無線通信部702は、HEMSコントローラ700が他の通信機器と無線通信するため、信号を送受信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。操作受付部703は、例えば入力操作を受け付けるためのボタンなどの操作部材により構成されており、ユーザの入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を制御部707へ出力する。
The
記憶部704は、フラッシュメモリ、RAM等により構成され、HEMSコントローラ700が使用するプログラム、および、データを記憶する。ある局面において、記憶部704は、消費電力予測データ741と、ピーク電力上限設定値742とを記憶する。消費電力予測データ741は、サーバ100からHEMSコントローラ700が受信した、HEMSコントローラ700が設置される施設(建屋)の消費電力の時間変化を予測した予測データである。ピーク電力上限設定値742は、HEMSコントローラ700が設置される施設(建屋)に対し、系統からパワーコンディショナ820によって供給される電力の上限の設定値を示す。このピーク電力上限設定値742は、ユーザによって指定を受け付けることとしてもよい。例えば、ユーザがマルチエネルギーモニタ860を操作して、マルチエネルギーモニタ860が上限設定値の指定を受け付けて、HEMSコントローラ700が、受け付けられた上限設定値をマルチエネルギーモニタ860から受信する。HEMSコントローラ700は、ユーザにより指定された上限設定値をもとに、ピーク電力上限設定値742を更新する。なお、ピーク電力上限設定値742のユーザによる指定を、HEMSコントローラ700など各種の機器によって受け付けることとしてもよい。
The
有線通信部706は、HEMSコントローラ700が他の通信機器と有線により通信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。HEMSコントローラ700は、有線通信部706によりブロードバンドルータ600と接続されており、ブロードバンドルータ600を介して、マルチエネルギーモニタ860、パワーコンディショナ820、サーバ100などの通信機器と通信する。
The
制御部707は、記憶部704に記憶される制御プログラムを読み込んで実行することにより、HEMSコントローラ700の動作を制御する。制御部707は、プロセッサにより実現される。制御部707は、プログラムに従って動作することにより、通信制御部771と、充電制御部772と、供給制御部773と、ピーク電力指定受付部774としての機能を発揮する。
The
通信制御部771は、HEMSコントローラ700による通信処理を制御する。例えば、通信制御部771は、多回路CTセンサ870、タップ880等の建屋内の機器と通信し、これらの機器から消費電力のデータを受信する処理と、受信した消費電力のデータをサーバ100へ送信する処理と、サーバ100から建屋全体の消費電力の予測データを受信する処理等を行う。
The
充電制御部772は、消費電力予測データ741に基づいて、消費電力の予測値が、ピーク電力上限設定値742に示される上限設定値を上回ると予測される時間帯を特定し、特定した時間帯において、上限設定値を超えて消費されると予測される電力の合計を算出する。充電制御部772は、このようにして算出される電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に予め蓄電池830に蓄積させるよう、パワーコンディショナ820に蓄電池830の充電を指示する。
Based on the power
供給制御部773は、系統から建屋の分電盤850へ供給される電力の上限を、ピーク電力上限設定値742に示される上限設定値までとするようパワーコンディショナ820に指示を送信する。パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700から上限設定値を受信し、系統から建屋の分電盤850へ供給する電力が上限設定値を超えないよう、系統から分電盤850電力を供給し、系統から分電盤850へ供給する消費電力が上限設定値を超える可能性がある場合に、蓄電池830に蓄電される電力を、建屋の分電盤850へ供給する。すなわち、パワーコンディショナ820は、建屋で消費される消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池830に蓄電される電力と、系統からの電力とを建屋の分電盤850へ供給することにより、系統から建屋に供給される電力が上限設定値を超えないようにする。
The
ピーク電力指定受付部774は、系統から施設へ供給される電力の上限(ピーク電力の上限)の指定を受け付ける処理を行う。例えば、ピーク電力指定受付部774は、マルチエネルギーモニタ860と通信を行い、マルチエネルギーモニタ860において、ユーザからピーク電力の上限の指定を受け付けて、受け付けられた上限設定値をマルチエネルギーモニタ860から受信してピーク電力上限設定値742として記憶部704に記憶させる。
The peak power
<データ構造>
図4は、サーバ100に記憶される消費電力予測データ162のデータ構造を示す図である。
<Data structure>
FIG. 4 is a diagram illustrating a data structure of the power
図4を参照して、消費電力予測データ162の1件のレコードは、施設識別情報162Aと、予測時刻162Bと、対象機器162Cと、予測消費電力162Dとを対応付けたものである。施設識別情報162Aは、サーバ100が管理する各施設のそれぞれを識別するための情報である。予測時刻162Bは、各施設の消費電力が予測されている時間帯を示す。例えば、サーバ100は、各施設の消費電力の予測値を、15分間隔など一定の期間ごとに演算により出力する。
With reference to FIG. 4, one record of the power
対象機器162Cは、施設識別情報162Aに示される施設において、消費電力を予測している対象を示す。例えば、対象機器162Cとして、施設識別情報162Aに示される施設全体の消費電力の予測値であることを示す対象「施設全体」、また、各施設において消費電力を予測する機器そのものを示す対象「家電1」などがある。予測消費電力162Dは、予測時刻162Bに示される予測時刻において、施設全体や機器それぞれについて予測されている消費電力の大きさを示す。
The
図5は、消費電力予測データ162により示される、消費電力の時間変化を予測した予測結果を示す図である。HEMSコントローラ700は、サーバ100から消費電力予測データ162を受信して、消費電力予測データ741として記憶する。図5では、ある施設の消費電力の時間変化の予測結果を示しており、横軸は時刻を示し、縦軸は各時刻において予測される消費電力を示す。図5の例は、一日分の消費電力の予測結果を示すものとし、消費電力予測データ162は、時刻t11〜時刻t26の各期間について、消費電力の予測結果を示している。この消費電力予測データ162において、施設で消費される消費電力は、時刻t24においてピーク電力Ep(W)に達すると予測されている。また、系統から施設へ供給される電力の上限設定値(ピーク電力上限設定値742)を、上限設定値Eth(W)とした場合に、消費電力予測データ162は、時刻t16、時刻t23、および時刻t24において、上限設定値を超える消費電力に達すると予測されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a prediction result obtained by predicting a temporal change in power consumption, which is indicated by the power
ここで、時刻t16において、消費電力と上限設定値との差分(上限設定値を超えて消費される電力)を電力S1(t)(W)とし、時刻t23において、消費電力と上限設定値との差分を電力S2(t)(W)とし、時刻t24において、消費電力と上限設定値との差分を電力S3(t)(W)とする。この場合、時刻t11〜時刻t26の期間において、消費電力が上限設定値Eth(W)以上となる期間の電力量の総和は、総和Sp(t)=ΣSn(t)=S1(t)+S2(t)+S3(t)となる。HEMSコントローラ700の充電制御部772は、このようにして総和Sp(t)を算出する。
Here, at time t16, the difference between the power consumption and the upper limit set value (power consumed exceeding the upper limit set value) is defined as power S1 (t) (W), and at time t23, the power consumption and the upper limit set value are Is the power S2 (t) (W), and at time t24, the difference between the power consumption and the upper limit set value is the power S3 (t) (W). In this case, in the period from time t11 to time t26, the total amount of power during the period in which the power consumption is equal to or higher than the upper limit set value Eth (W) is the sum Sp (t) = ΣSn (t) = S1 (t) + S2 ( t) + S3 (t). In this way, the
HEMSコントローラ700は、少なくとも、算出した総和Sp(t)に対応する電力を、消費電力が上限設定値Ethを超えると予測される時刻より前に蓄電池830に充電させる。この実施形態の説明では、HEMSコントローラ700は、総和Sp(t)に対応する電力に、マージンΔr(W)を加算した蓄電容量を蓄電池830に確保させる。蓄電池830の蓄電状況は、例えばパワーコンディショナ820によって管理されている。パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄積可能な蓄電容量を、どの用途で使用するか、例えばフラグ等により管理している。蓄電池830に蓄積される電力のうち、パワーコンディショナ820は、家屋において、上限設定値Ethをカットするために蓄電池830に確保される蓄電容量R(n)=Sp(t)+Δrの電力を、消費電力が上限設定値Ethを超えると予測される時刻t16より前に蓄電池830に充電させる。パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700から送信される指示に応じて、上限設定値Ethをカットするために蓄電池830に確保した蓄電容量の電力を、建屋の分電盤850へ供給する。
The
図6は、蓄電池830に予め確保される蓄電容量R(n)を示す図である。図6に示すように、パワーコンディショナ820は、蓄電池830の蓄電池容量のうち、パワーコンディショナ820の通常運転用に確保される容量と、建屋に供給されるピーク電力をカットするための蓄電容量R(n)とを確保する。図6は、図5に対応して、蓄電容量R(n)=Sp(t)+Δrの電力を蓄電池830に確保する例を示す。例えば、時刻t11〜時刻t26が一日分の消費電力の予測結果を示すものとした場合に、パワーコンディショナ820は、時刻t11より前に(一日の始まりの前に)、蓄電容量R(n)の電力を蓄電池830に蓄電させる。また、パワーコンディショナ820は、消費電力が上限設定値Ethを超えると予測される時刻より前の時間帯であって、電気料金が比較的安価な時間帯に、パワーコンディショナ820へ蓄電することとしてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing the storage capacity R (n) secured in advance in the
<動作>
図7は、実施の形態1のHEMSコントローラ700が、系統から供給される電力が上限設定値を超えないよう、蓄電池830の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。図7に示す処理は、例えば、HEMSコントローラ700がステップS701の処理を定刻に行うことにより、繰り返し実行される。
<Operation>
FIG. 7 is a flowchart illustrating processing in which the
ステップS701において、HEMSコントローラ700の制御部707は、サーバ100に対し、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162をHEMSコントローラ700へ送信するよう要求する。
In step S701, the
ステップS101において、サーバ100の制御部107は、当該要求の受信に応答して、消費電力予測部171によって出力する消費電力予測データ162をHEMSコントローラ700へ送信する。
In step S <b> 101, the
ステップS703において、HEMSコントローラ700の制御部707は、サーバ100から消費電力予測データ162を受信して、消費電力予測データ741として記憶部704に記憶させる。制御部707は、記憶部704に基づいて、建屋の消費電力がピーク電力上限設定値742以上となる期間の電力量の総和Sp(t)を算出する。
In step S <b> 703, the
ステップS705において、制御部707は、算出された総和Sp(t)の電力に対応する蓄電容量を蓄電池830に予め確保させ、消費電力がピーク電力上限設定値742を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池830に充電されるようパワーコンディショナ820に指示を送信する。
In step S705, the
ステップS801において、パワーコンディショナ820は、当該支持の受信に応答して、消費電力がピーク電力上限設定値742を上回ると予測される時間帯より前に、電力量の総和Sp(t)にマージンΔrを加えた蓄電容量R(n)を蓄電池830に確保して、蓄電池830の蓄電を実行する。
In step S801, in response to the reception of the support, the
<実施の形態1のまとめ>
以上のように説明した処理を行うことにより、電力制御システム1は、蓄電池830に予め蓄電容量を確保して蓄電させることにより、建屋などの施設に対して系統から供給される電力の上限を、上限設定値までとすることができる。すなわち、施設に供給される電力を、上限設定値に定める大きさに留めることができる。そのため、需要家に供給される電力料金が、ピーク電力の大きさにより定まる基本料金と、電力の使用量に応じて定められる電力量料金とにより構成される場合に、系統から供給される電力のピーク電力を小さくすることができ、需要家の電力料金のうちの基本料金を低減させることができる。また、電力を供給する電力会社にとっても、各施設のピーク電力を、上限設定値に定められる水準に平準化させることができ、ピーク時の電力の供給力に余力を持たせて電力の供給を安定させることができる。
<Summary of
By performing the processing described above, the
<実施の形態2>
次に、別の実施の形態にかかる通知制御システムについて説明する。実施の形態1では、HEMSコントローラ700は、一例として、一日分の消費電力の予測結果に基づき、消費電力の予測値が上限設定値を超える期間の電力量の総和Sp(t)を算出し、算出された電力量の総和Sp(t)(にマージンΔrを加えた電力量)に対応する電力を蓄電池830に確保することとしている。この他に、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限設定値を上回る各時間帯について消費電力の予測値と上限設定値との差分を算出し(電力S1(t)、電力S2(t)、電力S3(t))、消費電力が上限設定値を上回る各時間帯より前に、算出される各電力量に対応する電力を蓄電池830に蓄電させることとしてもよい。
<
Next, a notification control system according to another embodiment will be described. In the first embodiment, for example, the
図8は、実施の形態2において、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162と、蓄電池830に確保される蓄電容量とを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the power
図8に示すように、HEMSコントローラ700は、時刻t16について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力S1(t)(W)を算出し、時刻t23について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力S2(t)(W)を算出し、時刻t24について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力S3(t)(W)を算出している。HEMSコントローラ700は、蓄電池830に対し、時刻t16より前に、時刻t16において上限設定値を超えて消費される電力S1(t)に対応する電力を蓄電池830に蓄電させる。図8では、HEMSコントローラ700は、時刻t16より前に、電力S1(t)に、マージンΔrを加えた蓄電容量R1(n)=S1(t)+Δrを蓄電池830に確保させている。時刻t16において、施設の消費電力が上限設定値を超えたとする。この場合、パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄電される電力を施設の分電盤850へ供給することにより、系統から施設へ供給される電力を上限設定値の大きさに留めている。すなわち、HEMSコントローラ700は、上限設定値を超えて施設で消費される電力を、蓄電池830に確保される電力によって施設に供給している。
As shown in FIG. 8, the
消費電力予測データ162によると、時刻t23および時刻t24において、上限設定値を超えて電力が消費されると予測されている。HEMSコントローラ700は、電力S2(t)(W)と、電力S3(t)(W)との和に対応する電力を、時刻t23より前に蓄電池830に蓄電させる。図8では、HEMSコントローラ700は、時刻t23より前に、電力S2(t)と電力S3(t)との和に、マージンΔrを加えた蓄電容量R2(t)=S2(t)+S3(t)+Δrを蓄電池830に確保させている。時刻t23および時刻t24において、施設の消費電力が上限設定値を超えたとする。この場合、パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄電される電力を施設の分電盤850へ供給することにより、系統から施設へ供給される電力を上限設定値の大きさに留めている。
According to the power
<実施の形態2のまとめ>
実施の形態2の電力制御システムによると、消費電力が上限設定値を超える時間帯それぞれに先立って、各時間帯で上限設定値を超えて消費される電力に相当する電力を蓄電池830に蓄電させている。すなわち、蓄電池830において、系統から施設へ供給される電力を上限設定値に留めるために蓄電池830に確保する蓄電容量を、各時間帯について確保しているため、蓄電池830で確保する蓄電容量をなるべく小さくすることができ、パワーコンディショナ820の通常運転用に確保する蓄電容量を比較的大きくすることができる。そのため、太陽電池モジュール810の発電量に応じた施設への電力供給および売電等の、パワーコンディショナ820の制御の自由度を高く維持することができる。
<Summary of
According to the power control system of the second embodiment, prior to each time period in which the power consumption exceeds the upper limit set value, the
上記の実施の形態では、図7で説明したように、サーバ100は、消費電力予測部171により各施設の消費電力の予測データを出力し、HEMSコントローラ700が、充電制御部772および供給制御部773により、消費電力予測データ741に基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限の設定を示すピーク電力上限設定値742を超えないように、蓄電池830に蓄積させる電力量の算出と、蓄電池830への蓄電を制御している。この他にも、ステップS703の処理とステップS705の処理は、サーバ100によって行うこととしてもよいし、その他の機器によって行うこととしてもよい。
In the above embodiment, as described with reference to FIG. 7, the
本実施の形態に係る電力制御システムは、プロセッサと、その上で実行されるプログラムにより実現される。本実施の形態を実現するプログラムは、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信等により提供される。 The power control system according to the present embodiment is realized by a processor and a program executed thereon. The program for realizing the present embodiment is provided by transmission / reception using a network via a communication interface.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 電力制御システム、100 サーバ、600 ブロードバンドルータ、700 HEMSコントローラ、800 家電機器、810 太陽電池モジュール、820 パワーコンディショナ、830 蓄電池、850 分電盤、860 マルチエネルギーモニタ、870 多回路CTセンサ、880 タップ、900 インターネット。 1 Power Control System, 100 Server, 600 Broadband Router, 700 HEMS Controller, 800 Home Appliance, 810 Solar Cell Module, 820 Power Conditioner, 830 Storage Battery, 850 Distribution Panel, 860 Multi Energy Monitor, 870 Multi-circuit CT Sensor, 880 Tap, 900 Internet.
Claims (5)
電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により前記施設へ供給するための蓄電池と、
前記施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、
前記予測データに基づいて、系統から前記施設へ供給される電力の上限設定値を前記消費電力が上回ると予測される時間帯の、前記上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、前記消費電力が前記上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に前記蓄電池に蓄電させる充電制御手段と、
前記施設に対し系統から供給される電力の上限を前記上限設定値までとするよう、前記施設の消費電力が前記上限設定値を超える場合に、前記蓄電池に蓄電される電力を前記施設へ供給する供給制御手段とを含む、電力制御システム。 A power control system for controlling power supply to a facility,
A storage battery for receiving supply of power and being charged, and supplying the charged power to the facility by discharging;
Storage means for storing prediction data for predicting temporal changes in power consumption of the facility;
Based on the prediction data, the total power consumed exceeding the upper limit set value is calculated in a time zone in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value of power supplied from the grid to the facility. Charge control means for storing the calculated amount of power in the storage battery before a time zone in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit setting value;
When the power consumption of the facility exceeds the upper limit set value, the power stored in the storage battery is supplied to the facility so that the upper limit of power supplied from the grid to the facility is up to the upper limit set value. And a power control system.
前記電力制御システムは、さらに、
前記履歴データに基づいて、前記施設の将来の消費電力を予測することにより前記予測データを出力する予測手段を含み、
前記記憶手段は、前記予測手段により出力される前記予測データを記憶するよう構成されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の電力制御システム。 The storage means is configured to store an actual value of power consumption within a certain period in the facility as history data,
The power control system further includes:
Predicting means for outputting the prediction data by predicting the future power consumption of the facility based on the history data;
The power storage system according to any one of claims 1 to 3, wherein the storage unit is configured to store the prediction data output by the prediction unit.
電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により前記施設へ供給するための蓄電池への充電を制御する充電制御手段と、
前記施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、
前記蓄電池から前記施設への電力の供給を制御する供給制御手段とを備え、
前記充電制御手段は、前記予測データに基づいて、系統から前記施設へ供給される電力の上限設定値を前記消費電力が上回ると予測される時間帯の、前記上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、前記消費電力が前記上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に前記蓄電池に蓄電させ、
前記供給制御手段は、前記施設に対し系統から供給される電力の上限を前記上限設定値までとするよう、前記施設の消費電力が前記上限設定値を超える場合に、前記蓄電池に蓄電される電力を前記施設へ供給する、電力制御装置。 A power control device for controlling the supply of power to a facility,
Charging control means for controlling charging of a storage battery for charging the battery by supplying electric power and supplying the charged electric power to the facility by discharging;
Storage means for storing prediction data for predicting temporal changes in power consumption of the facility;
Supply control means for controlling the supply of power from the storage battery to the facility,
The charging control means is consumed exceeding the upper limit set value in a time zone in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value of power supplied from the grid to the facility based on the prediction data. Calculating the total power, and storing the calculated amount of power in the storage battery prior to a time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value,
The power supply means stores the power stored in the storage battery when the power consumption of the facility exceeds the upper limit set value so that the upper limit of power supplied from the grid to the facility is up to the upper limit set value. Is a power control device for supplying to the facility.
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