JP2016174486A - 電力管理システム、電力管理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
また、電力管理システムとして、蓄電池の蓄電量を考慮しつつ、予測される発電電力と予測される消費電力とに基づいて、蓄電池に対する充放電を制御し、電力(エネルギー)の有効活用が行われている(例えば、特許文献2参照)。
また、電力管理システムとして、複数の需要家施設からなるコミュニティ(集合体)において電力管理を行うものも知られている(例えば、特許文献3参照)。この電力管理システムは、コミュニティに属する複数の需要家施設の統合的な電力管理を行う、例えばTEMS(Town Energy Management System)やCEMS(Community Energy Management System)などと呼ばれているシステムに対応する。
すなわち、同一のコミュニティ内あるいはコミュニティ外部において、電力が不足する需要家施設がある場合、このコミュニティ内の分散蓄電池を放電して、電力が不足した需要家施設、あるいは、コミュニティ外部に対して電力を供給する、すなわち系統電源に対して電力を逆潮流する運用も行われる。
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による電力管理システムの構成例を示す図である。本実施形態における電力管理システムは、例えば、電力管理のコミュニティである所定の地域範囲(電力管理地域)における複数の需要家に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を一括して管理するものである。このような電力管理システムは、例えば、すでに述べたTEMSやCEMSなどに対応する。
各需要家施設H−1〜H−nには、操作端末10−1〜10−nと通信を行う蓄電池システム30−1〜30−nがそれぞれ備えられている。蓄電池システム30−1〜30−nには、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池等の二次電池が含まれる。
需要家施設Hは、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。また、電力管理地域1が、例えば1つまたは複数の集合住宅に対応し、需要家施設Hのそれぞれが集合住宅における各戸であるような態様でもよい。
また、太陽電池SPを備える需要家施設Hは、太陽電池の発電電力あるいは蓄電池の蓄電電力を系統電源に出力する(逆潮流する)ことができる。
また、蓄電池30を備える需要家施設Hにおいては、系統電源から電力供給を受けて蓄電池に蓄電(充電)させることができる。また、蓄電池と太陽電池を備える需要家施設Hにおいては、系統電源から電力供給を受けて蓄電池に蓄電するだけでなく、太陽電池の発電電力を蓄電池に充電させることができる。
上位サーバ200は、電力管理地域1に属する各需要家施設Hにおける電気設備を対象として電力制御を実行する。このために、図1における電力管理装置200は、ネットワークNWを介して需要家施設Hの各々と相互通信可能なように接続される。これにより、上位サーバ200は、各需要家施設Hにおける電気設備を制御することができる。
また、上位サーバ200は、後述する電力情報提供者300から各種情報を受信し、これに応じた情報を操作端末10に送信する。また、上位サーバ200は、操作端末10から送信された各種情報を電力情報提供者300へ送信する。
需要家施設H内には、上述した操作端末10と、蓄電池システム30と、太陽光発電システムSPとのほかに、例えば、分電盤50と、需要家施設Hおよび系統電源電力CP間の電力を測定する電力メータ70と、家電設備あるいは工場設備等の需要設備60が備えられている。需要設備60には、蓄電池システム30により放電された電力、太陽光発電システムSPによって発電された電力、および系統電源電力CPの電力が、分電盤50を介して供給される。
制御部16は、例えば、第1通信部14によって蓄電池30の共用分電力量の提供を要請するデマンドが受信されていた場合、「蓄電池電力供給」という表示画面を表示させる。この表示画面には、初期状態として、デマンドを受諾するという意味で「はい」という選択に予め選択項目が設定されている。このように、初期状態においてデマンドを受諾する状態を表示することで、この画面は、デマンドを受諾する操作を誘導する態様で表示されるものである。これによって、電力管理システム1は、デマンドを受諾してもらう方向にユーザを誘導し、電力管理地域内における不足電力量、あるいは電力管理地域の外部の不足電力量に対して電力の充足に寄与することができる。なお、初期状態は、「はい」、または「いいえ」のいずれか一方を選択可能なように予め設定しておいてもよいし、「はい」および「いいえ」の両方を選択可能なように予め設定しておいてもよい。
この結果、電力管理システム1は、ユーザに対して、後述する上位サーバ200が作成した蓄電池運用計画LNに基づいた蓄電池30の運用を行わせる。
図8(a)は、設備としての蓄電池の定義を示す蓄電設備情報241の構成例を示している。蓄電池の定義として、電池容量として12kWh、上限SOCとして100%、下限SOCとして0%、充電損失として10%、放電損失として10%、最大放電電力として3kWが示されている。電池容量は、蓄電池30の蓄電が可能である最大の蓄電電力量を示している。上限SOCは、電池容量における蓄電が可能な最大の充電率を示している。下限SOCは、電池容量における放電が可能な最低の充電率を示している。充電損失は、充電に用いた総電力量から蓄電池に充電する際に失われる電力量の割合を示している。放電損失は、蓄電池から放電した総電力量から放電する際に失われる電力量の割合を示している。最大放電電力は、単位時間当たりに蓄電池から放電できる電力量を示している。
また、デマンド処理部214は、電力情報提供者300から送信されるデマンド231である電力供給(系統電源への逆潮流)として要求されるデマンド電力量を、蓄電地30が設けられた需要家施設Hに対して振り分ける処理を行う。
電力料金232は、例えば、料金に応じた料金レベルが設定される。本実施形態の料金レベルは、10(円/kW)以下の場合、0に設定され、10〜15(円/kW)の場合、1に設定され、15〜20(円/kW)の場合、2に設定され、20〜30(円/kW)の場合、3に設定される。これら料金レベルの設定は、予め電力情報提供者300側で実施されてもよいし、上位サーバ200側(情報処理部214、蓄電計画導出部216)で実施してもよい。
蓄電計画導出部216は、6時から22時が料金レベルが深夜の最低料金(料金レベル0)より高いので、この6時から22時までの間において、蓄電池30に対して放電を行わせる計画を生成する。蓄電計画導出部216は、受信情報記憶部230における電力料金232の料金テーブルを参照するとともに、振分デマンド電力量と、振分デマンド電力量を供給する時間とから蓄電計画を生成する。振分デマンド電力量を供給する時間が10時から12時であるが、2kWで2時間供給すると供給する電力量が4kWhとなり、振分デマンド電力量として4kWhを供給したことになる。
また、ここで、蓄電計画において、放電が終了する22時に、SOCが20%となっている。図11でも示したように、これは予め停電などの非常用として、放電を停止するSOCを予め蓄電計画を生成する際に、各需要家施設H毎に設定するように構成しても良い。
蓄電計画導出部216は、6時から15時が料金レベルが深夜の最低料金(料金レベル0)より高いので、この6時から15時までの間において、蓄電池30に対して放電を行わせる計画を生成する。蓄電計画導出部216は、受信情報記憶部230における電力料金232の料金テーブルを参照するとともに、振分デマンド電力量と、振分デマンド電力量を供給する時間とから蓄電計画を生成する。振分デマンド電力量を供給する時間が10時から13時であるが、2kWで3時間供給すると供給する電力量が6kWhとなり、振分デマンド電力量として6kWhを供給したことになる。
また、ここで、蓄電計画において、放電が終了する22時に、SOCが20%となっている。図11でも示したように、これは予め停電などの非常用として、放電を停止するSOCを予め蓄電計画を生成する際に、各需要家施設H毎に設定するように構成しても良い。
ステップS1:
デマンド処理部214は、例えば、予め取得された日射情報と発電設備情報242に基づいて発電予測222を算出する。また、デマンド処理部214は、例えば、過去1週間内の所定時間ごとに、各需要家施設H内で消費された電力を算出し、算出した電力の平均値を需要予測223として算出する。
デマンド処理部214は、受信情報記憶部230を参照して、デマンド情報の入力が有ったか否かの判定を行う。このとき、デマンド処理部214は、デマンド情報の入力が有った場合、処理をステップS3へ進める。一方、デマンド処理部214は、デマンド情報の入力が無い場合、処理をステップS9へ進める。
デマンド処理部214は、受信情報記憶部230からデマンド231を読み出す。デマンド231は、デマンド電力量と、このデマンド電力量を供給する時間帯との情報を含んでいる。
デマンド処理部214は、受信情報記憶部230の蓄電池管理テーブル236を参照し、可否フラグが可となっている共有分電力量を提供することを受け入れた需要家施設Hの需要家施設識別情報を抽出する。そして、デマンド処理部214は、抽出した需要家施設Hをデマンド電力量の振分先とする。
デマンド処理部214は、検出した需要家施設Hの各々の共有使用比率を、受信情報記憶部230の蓄電池管理テーブル236から読み出とともに、設備情報記憶部240の蓄電設備情報から、検出された需要家施設Hの蓄電池30の電池容量を読み出す。
そして、デマンド処理部214は、需要家施設H毎に電池容量と共有使用比率とを乗算し、逆潮流を可とする需要家施設H毎の共用分電力量を求め、逆潮流を可とする需要家施設H全ての共用分電力量を積算して提供可能電力量を求める。
デマンド処理部214は、提供可能電力量からデマンド電力量を減算して差分を求める。すなわち、デマンド処理部214は、提供可能電力量とデマンド電力量との電力量の大小の比較を行う。
デマンド処理部214は、差分が0以上か否かの判定を行う。このとき、デマンド処理部214は、差分が0以上の場合、処理をステップS8へ進める。一方、デマンド処理部214は、差分が0未満の場合、処理をステップS11へ進める。
デマンド処理部214は、需要家施設Hの共用分電力量を提供可能電力量により除算し、除算結果として各需要家施設Hの各々の提供可能電力量比率を求める。
そして、デマンド処理部214は、差分が0以上の場合、求めたそれぞれの需要家施設Hの提供可能電力量比率を、デマンド電力量に対して乗算し、乗算結果として各需要家施設Hの振分デマンド電力量を求める。デマンド処理部214は、求めた振分デマンド電力量を、需要予測における対応する時間の需要予測223に対して加算し、新たな需要予測を求める。
蓄電計画導出部216は、逆潮流を否とする需要家施設Hの各々に対して、電力料金232と、情報処理部214により算出された発電予測222および需要予測223との計画導出情報に基づいて蓄電計画を導出する。
そして、蓄電計画導出部216は、送信情報記憶部220において、求めた蓄電計画を計画情報221として書き込んで記憶させる。この計画情報221には、振分デマンド電力量に対応する電力を逆潮流させる時間が含まれている。
送信部210は、予め設定された所定の時間に、計画情報221を各需要家施設Hの各々に対して送信する。
各需要家施設Hの制御部16は、計画情報221に基づき、蓄電池30の充放電制御を行い、逆潮流する時間において、系統電源に対して振分デマンド電力量に対応した電力を逆潮流させる。
デマンド処理部214は、差分が0未満の場合、デマンド電力量を全て供給することが出来ないことを示す情報と、供給できる電力量である提供可能電力量とを、送信部210から電力情報提供者300に対して送信する。
そして、デマンド処理部214は、上述した送信に対して、電力情報供給者300から提供が必要とする回答の有無を確認する。このとき、デマンド処理部214は、電力情報供給者300から提供が必要とする回答が有った場合、処理をステップS12へ進める。一方、デマンド処理部214は、電力情報供給者300から提供が必要とする回答が無い場合、処理をステップS9へ進める。
デマンド処理部214は、需要家施設Hの共用分電力量を提供可能電力量により除算し、除算結果として各需要家施設Hの各々の提供可能電力量比率を求める。
そして、デマンド処理部214は、求めたそれぞれの需要家施設Hの提供可能電力量比率を、提供可能電力量に対して乗算し、乗算結果として各需要家施設Hの振分デマンド電力量を求める。デマンド処理部214は、求めた振分デマンド電力量を、需要予測における対応する時間の需要予測223に対して加算し、新たな需要予測を求める。
以下、第2の実施形態の電力管理システム1Aについて説明する。第2の実施形態の電力管理システム1Aでは、電力情報提供者300から送信されるデマンド情報の代わりに、上位サーバ200が独自にデマンド情報を導出する点で、第1の実施形態と相違する。従って、第2の実施形態の構成及び動作については、相違点を中心に説明し、共通する部分についての説明は省略する。
制御部16は、初期状態を変更することが可能な項目を含む表示画面を表示させてもよい。これによって、予め設定される選択項目がユーザの任意によって変更可能になる。ユーザは、例えば、選択項目の初期状態を「いいえ(受諾しない)」に変更してもよい。これによって、電力管理システム1は、ユーザの使用様態に応じた電力管理を行うことができる。
この場合の情報には、例えば、「系統電源への逆潮流によって電力を供給して下さい」、「12時から電気料金が高くなります」、「13時まで節電しましょう」のような、デマンドに応じた電力使用を促す内容の文章が含まれる。また、デマンドの受諾の可否は、当該メールへの返信、或いはウェブページ内での選択項目のクリック等によって行われると好適である。また、制御部16は、発光ダイオード等による光の点滅、スピーカによるアラーム音等でデマンドの通知を行ってもよい。この場合、デマンドの種類(増大または減少)に応じた光色や音色で、デマンドを通知すると好適である。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Claims (8)
- 系統電源に接続され、電気設備の1つとして蓄電池を備える複数の需要家施設を含む電力管理地域内の需要家施設の電力管理を行う電力管理システムであり、
前記蓄電池の最大蓄電容量と、前記電力管理地域内で共用の電力量として提供する共用分電力量との比である共有使用比率と、前記共用分電力量を共用として提供するかの可否を示すフラグとが前記需要家施設毎に示された蓄電池管理テーブルが記憶された記憶部と、
前記蓄電池管理テーブルを参照し、前記需要家施設の各々の前記フラグに基づき、系統電源に対して逆潮流できる電力を求めるデマンド処理部と
を備えることを特徴とする電力管理システム。 - 前記デマンド処理部が、前記蓄電池管理テーブルを参照し、前記フラグが前記共用分電力量の提供を可とする需要家施設を抽出し、抽出された全ての前記需要家施設の前記共用分電力量を加算し、加算結果として前記電力管理地域における逆潮流可能な電力量である提供可能電力量を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。 - 前記デマンド処理部が、前記需要家施設毎の前記共用分電力量を前記提供可能電力量で除算し、除算結果を前記デマンド電力を供給する際における前記需要家施設の提供可能電力量比率とする
ことを特徴とする請求項2に記載の電力管理システム。 - 前記デマンド処理部が、提供可能電力量とデマンド電力量とを比較し、提供可能電力量がデマンド電力量以上の場合、前記需要家施設の各々の前記提供可能電力量比率を前記デマンド電力量に対して乗算し、乗算結果として前記需要家施設それぞれの逆潮流する電力量である振分デマンド電力量を求め、一方、提供可能電力量がデマンド電力量未満の場合、前記需要家施設の各々の前記提供可能電力量比率を前記提供可能電力量に対して乗算し、乗算結果として前記需要家施設のそれぞれの前記振分デマンド電力量を求める
ことを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。 - 需要予測及び発電予測から前記需要家施設の前記蓄電池の充放電の計画である蓄電計画を生成する蓄電計画導出部をさらに備え、
前記蓄電計画導出部が、前記需要予測に対して前記振分デマンド電力量を加算し、前記蓄電計画を生成することを特徴とする請求項4に記載の電力管理システム。 - 前記蓄電計画導出部が、SOCが予め設定した数値に到達すると、前記蓄電池の放電を停止する蓄電計画を生成する
ことを特徴とする請求項5に記載の電力管理システム。 - 系統電源に接続され、電気設備の1つとして蓄電池を備える複数の需要家施設を含む電力管理地域内の需要家施設の電力管理を行う電力管理方法であり、
前記蓄電池の最大蓄電容量と、前記電力管理地域内で共用の電力量として提供する共用分電力量との比である共有使用比率と、前記共用分電力量を共用として提供するかの可否を示すフラグとが前記需要家施設毎に示された蓄電池管理テーブルを参照し、前記需要家施設の各々の前記フラグに基づき、系統電源に対して逆潮流できる電力を求めるデマンド処理過程、
を含むことを特徴とする電力管理方法。 - 系統電源に接続され、電気設備の1つとして蓄電池を備える複数の需要家施設を含む電力管理地域内の需要家施設の電力管理を行う電力管理システムの動作をコンピュータに実行させるプログラムであり、
コンピュータを、
前記蓄電池の最大蓄電容量と、前記電力管理地域内で共用の電力量として提供する共用分電力量との比である共有使用比率と、前記共用分電力量を共用として提供するかの可否を示すフラグとが前記需要家施設毎に示された蓄電池管理テーブルを参照し、前記需要家施設の各々の前記フラグに基づき、系統電源に対して逆潮流できる電力を求めるデマンド処理手段、
として機能させるためのプログラム。
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