JP2017093189A - Storage battery management apparatus, gateway apparatus, storage battery management system, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池の動作を管理する蓄電池管理装置、ゲートウェイ装置、蓄電池管理システム、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a storage battery management device, a gateway device, a storage battery management system, and a program for managing the operation of a storage battery.
再生可能エネルギーの固定価格買取制度の導入により、再生可能エネルギーの発電システムで生じた余剰電力を電力会社の電源系統へ逆潮流させ、電力会社が電力を買い取ることが盛んに行われている。 With the introduction of a renewable energy feed-in tariff system, surplus power generated in the renewable energy power generation system is made to flow backward to the power system of the power company, and the power company is actively buying power.
太陽光発電システムおよび風力発電システムのように、気象条件によって発電量が大きく変化する発電システムで発電された電力が逆潮流されると、電力の需給バランスの調節が難しくなり、電力会社の電源系統の出力電圧および周波数が変動する可能性がある。 If the power generated by a power generation system, such as a solar power generation system or a wind power generation system, where the amount of power generated varies greatly depending on weather conditions, the balance between power supply and demand becomes difficult to adjust, and the power system of the power company Output voltage and frequency may fluctuate.
逆潮流される電力の平準化を図るため、特許文献1に開示される電力貯蔵システムでは、夜間を含む軽負荷時間帯に分散電源の発電電力をバッテリーに充電し、昼間を含む重負荷時間帯にそのバッテリーの貯蔵電力を放電することにより、負荷電力に見合った電力を商用電源系統に逆潮流する。また特許文献2に開示される家庭用太陽光発電システムでは、日中の余剰電力を蓄電池に電力貯蔵し、発電した電力を日没以降の電力消費に利用する。
In order to level the power that flows backward, the power storage system disclosed in
ある地域において、太陽光発電システムおよび蓄電池が備え付けられた住居が複数存在する場合、特許文献1および2に開示される電力の平準化技術では、複数の住居から電源系統に逆潮流される電力にばらつきが生じ、電力会社の電源系統の出力電圧および周波数が変動する可能性がある。
In a certain area, when there are a plurality of residences equipped with a photovoltaic power generation system and a storage battery, the power leveling technology disclosed in
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、逆潮流電力の変動を抑制することが目的である。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress fluctuations in reverse power flow.
上記目的を達成するため、本発明に係る蓄電池管理装置は、電気機器に電力を供給し、気象条件によって発電量が変化する発電システムで発電された電力によって充電される蓄電池の動作を管理する蓄電池管理装置であって、稼働データ取得部と、電力データ取得部と、気象情報取得部と、レベル判定部と、レベル予測部と、余剰電力予測部と、スケジュール決定部とを備える。稼働データ取得部は、蓄電池の動作実績を示す情報、および蓄電池の電力供給の対象である電気機器の内、少なくとも1つの電気機器について、該電気機器の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する。電力データ取得部は、発電システムの発電電力実績および発電システムから電力の供給を受ける電気機器の消費電力実績を含む電力データを取得する。気象情報取得部は、発電システムの設置場所における気象条件の実績値および予測値を取得する。レベル判定部は、稼働データおよび電気機器の消費電力実績の少なくともいずれかから、蓄電池ごとに該蓄電池の電力供給の対象である電気機器の消費電力の程度を示す電力需要レベルを判定する。レベル予測部は、電力需要レベルから、蓄電池ごとに第1の将来期間における電力需要レベルを予測する。余剰電力予測部は、電力データならびに気象条件の実績値および予測値から、第2の将来期間における余剰電力を予測する。スケジュール決定部は、第1の将来期間および第2の将来期間が重複する期間に含まれる第3の将来期間の内、余剰電力が生じると予測される時間において、予測された電力需要レベルが閾値以下となる時間がある蓄電池である対象蓄電池の中から、余剰電力によって充電される蓄電池および該蓄電池の充電時間を決定し、第3の将来期間における蓄電池の動作を示すスケジュールを作成して出力する。 In order to achieve the above object, a storage battery management apparatus according to the present invention supplies power to an electrical device and manages the operation of the storage battery charged by the power generated by a power generation system whose power generation amount varies depending on weather conditions. A management device, which includes an operation data acquisition unit, a power data acquisition unit, a weather information acquisition unit, a level determination unit, a level prediction unit, a surplus power prediction unit, and a schedule determination unit. The operation data acquisition unit acquires operation data including information indicating the operation results of the storage battery and information indicating the operation results of the electric device for at least one of the electric devices that are the target of power supply of the storage battery. To do. The power data acquisition unit acquires power data including a generated power record of the power generation system and a power consumption record of an electric device that receives power supply from the power generation system. The meteorological information acquisition unit acquires the actual value and the predicted value of the weather condition at the place where the power generation system is installed. A level determination part determines the power demand level which shows the grade of the power consumption of the electric equipment which is the object of the electric power supply of this storage battery for every storage battery from at least any one of operation data and the power consumption performance of an electric equipment. The level prediction unit predicts the power demand level in the first future period for each storage battery from the power demand level. The surplus power prediction unit predicts surplus power in the second future period from the power data and the actual and predicted values of weather conditions. The schedule determination unit determines whether the predicted power demand level is a threshold value at a time when surplus power is predicted to occur in a third future period included in a period in which the first future period and the second future period overlap. The storage battery to be charged with surplus power and the charging time of the storage battery are determined from the target storage batteries that have the following storage time, and a schedule indicating the operation of the storage battery in the third future period is created and output. .
本発明によれば、発電システムで発電された電力によって充電される蓄電池について、蓄電池の電力供給の対象である電気機器の消費電力の程度の予測に基づいて、余剰電力で充電される蓄電池および該蓄電池の充電時間を決定することで、逆潮流電力の変動を抑制することが可能である。 According to the present invention, for a storage battery that is charged with power generated by a power generation system, a storage battery that is charged with surplus power based on the prediction of the degree of power consumption of an electrical device that is the target of power supply of the storage battery, and the storage battery By determining the charging time of the storage battery, it is possible to suppress fluctuations in reverse power flow.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力システムの構成例を示すブロック図である。電力システム100は、電力会社の電源系統200から電力の供給を受け、発電システム101で発電された電力を電源系統200に逆潮流させる。電力システム100は、蓄電池6を備える需要家設備102を有する。図1の例では、2つの需要家設備102が記載されているが、電力システム100に含まれる需要家設備102の数は任意の数である。実施の形態1では、電力システム100に複数の需要家設備102が含まれる場合について説明する。図1において、電力の流れを実線の矢印で示し、制御信号およびデータの流れを点線の矢印で示す。電源系統200からの電力は、電力メータ23および分電盤8を介して電気機器5に供給される。分電盤8には電気機器5、電気機器5に電力を供給する蓄電池6および発電システム101の発電電力および電気機器5の消費電力を計測する計測機器7が電気的に接続されている。電気機器5の数は任意である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a power system according to
発電システム101は、気象条件によって発電量が変化する発電システムであり、例えば、太陽光発電システムまたは風力発電システムなどである。発電装置21で発電された電力は、パワーコンディショナ22で交流電力に変換され、分電盤8を介して電気機器5に供給される。発電システム101の発電電力が電気機器5の消費電力を上回り、余剰電力が生じる場合には、余剰電力による蓄電池6の充電、またはパワーコンディショナ22および電力メータ23を介した電源系統200への逆潮流が行われる。複数の蓄電池6は、共有の発電システム101で発電された電力によって充電される。発電システム101の発電電力が電気機器5の消費電力を下回る場合には、蓄電池6から電気機器5に電力が供給される、または電源系統200から電気機器5に電力が供給される。
The
蓄電池管理システム103は、後述するように、電気機器5、蓄電池6、および計測機器7に接続された通信機器4からデータを取得するゲートウェイ装置3、ならびにネットワーク2を介して接続されたゲートウェイ装置3から取得したデータに基づき、蓄電池6の動作を示すスケジュールを作成して出力する蓄電池管理装置1を備える。実施の形態1では、複数の需要家設備102のそれぞれに対してゲートウェイ装置3が設けられており、蓄電池管理システム103は、複数のゲートウェイ装置3、および複数のゲートウェイ装置3から取得したデータに基づいてスケジュールを作成して出力する蓄電池管理装置1を備える。蓄電池管理装置1が作成したスケジュールに応じて、ゲートウェイ装置3が蓄電池6の充放電を制御する。
As will be described later, the storage
図2は、実施の形態1に係る蓄電池管理システムの配置例を示す図である。蓄電池管理システム103は、上述のように、蓄電池管理装置1、蓄電池管理装置1にネットワーク2で接続された複数のゲートウェイ装置3を有する。ネットワーク2の通信方式は、無線方式、有線方式またはこれらの組み合わせである。またネットワーク2は、インターネット、専用線またはこれらの組み合わせである。図2の例では、N戸の住居のそれぞれにゲートウェイ装置3が備えつけられる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of the storage battery management system according to the first embodiment. As described above, the storage
図2では、電気機器5の例として、テレビ51、空調機52、および照明53が記載されている。テレビ51、空調機52、照明53、蓄電池6および計測機器7のそれぞれには通信機器4が接続され、通信機器4は宅内ネットワークを介してゲートウェイ装置3に接続される。電気機器5および計測機器7が通信機能を有する場合には、通信機器4は設けなくてもよい。図2に記載される電気機器は一例であり、電気機器5は例えば、換気扇、IHクッキングヒータ、電子レンジ、冷蔵庫、炊飯器、パソコン、ルームエアコン、床暖房、電動窓、電動ブラインドなど、通信機器4が接続可能または通信機能を有する任意の機器である。宅内ネットワークの通信方式は、無線方式、有線方式またはこれらの組み合わせである。発電装置21は、図2に示す各住居に備え付けられてもよいし、図1のように、複数の住居に対して共有の発電装置21が設けられてもよい。
In FIG. 2, a
図3は、実施の形態1に係るゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。ゲートウェイ装置3は、電気機器5および蓄電池6の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する稼働データ取得部31、発電システム101の発電電力実績および電気機器5の消費電力実績を取得する電力データ取得部32、電力データと稼働データの送信およびスケジュールの受信を行うゲートウェイ通信部33、ならびにスケジュールに応じて蓄電池6を制御する蓄電池制御部34を備える。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the gateway device according to the first embodiment. The
稼働データ取得部31は、通信機器4から、蓄電池6の動作実績を示す情報、ならびに通信機器4に接続されるテレビ51、空調機52、および照明53の内、少なくとも1つの機器について、該機器の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する。図4は、実施の形態1における稼働データの例を示す図である。図4の例では、稼働データ取得部31は、テレビ51、空調機52、照明53、および蓄電池6のそれぞれについて、状態1,2,3で構成される稼働データを取得する。図4において空欄はデータがないことを意味する。
The operation
稼働データ取得部31は、テレビ51について、状態1としてオンまたはオフを示す電源状態、状態2として音量、状態3として視聴チャネルをそれぞれ取得する。稼働データ取得部31は、空調機52について、状態1として冷房、暖房、除湿およびオフのいずれかを示す運転モード、状態2として設定温度、状態3として予約時刻をそれぞれ取得する。稼働データ取得部31は、照明53について、状態1としてオンまたはオフを示す電源状態、状態2として明るさを取得する。図4の例では、照明53の稼働データは状態1および2で構成される。稼働データ取得部31は、蓄電池6について、状態1として充電、放電および待機のいずれかを示す運転モード、状態2として蓄電残量、状態3として充放電電力を取得する。
The operation
電力データ取得部32は、計測機器7から、発電システム101の発電電力実績および発電システム101から電力の供給を受ける電気機器5の消費電力実績を含む電力データを取得する。計測機器7は、宅内ネットワークを介して、電気機器5に接続される通信機器4から該電気機器5の消費電力実績を取得してもよいし、分電盤8の内部の分岐回路にそれぞれ設けられた電流センサを用いて、需要家設備102内の分岐回路ごとに消費電力実績を取得してもよい。分岐回路に設けられた電流センサを用いることで、宅内ネットワークに接続されていない図示しない電気機器の消費電力実績についても取得することが可能である。
The power
電力データ取得部32は、稼働データ取得部31が取得した稼働データおよび予め定められた単位時間あたりの消費電力を示す情報に基づいて、電気機器5の消費電力実績を算出してもよい。電力データ取得部32は、例えば、テレビ51がオン状態である場合の消費電力についての情報を保持しておくことで、テレビ51の消費電力実績を算出することが可能である。また電気機器5に接続された通信機器4から、電気機器5の消費電力実績が取得可能である場合には、計測機器7は宅内ネットワークに接続された電気機器5の消費電力を計測する必要はない。
The power
ゲートウェイ通信部33は、稼働データ取得部31が取得した稼働データおよび電力データ取得部32が取得した電力データに、データの取得日時を付してネットワーク2を介して蓄電池管理装置1に送信する。なおデータの取得日時は、稼働データ取得部31および電力データ取得部32にて付与されてもよい。ゲートウェイ通信部33は、後述する、蓄電池管理装置1が作成する蓄電池6の動作を示すスケジュールを取得する。蓄電池制御部34は、取得したスケジュールに応じて、蓄電池6の充放電の切り替えおよび充電電力の調節を行って蓄電池6を制御する。
The
図5は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置の構成例を示す図である。蓄電池管理装置1は、電力データ、稼働データ、および気象条件の受信とスケジュールの送信を行う通信部11、蓄電池6に対する電力需要レベルを決定するレベル判定部12、気象条件の実績値と予測値を取得する気象情報取得部13、電力データ、稼働データ、気象条件の実績値と予測値および電力需要レベルが記憶される記憶部14、電力需要レベルを予測するレベル予測部15、余剰電力を予測する余剰電力予測部16、ならびにスケジュールを作成するスケジュール決定部17を備える。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the storage battery management device according to the first embodiment. The storage
通信部11は、ゲートウェイ装置3から、稼働データおよび電力データを取得する。取得された稼働データおよび電力データに含まれる電気機器5の消費電力実績は、あわせて電気機器動作データとして記憶部14に記憶される。電力データに含まれる発電システム101の発電電力実績も記憶部14に記憶される。図6は、実施の形態1における記憶部に記憶される電気機器動作データの例を示す図である。図6の表の空欄部分はデータがないことを意味する。取得日および時刻は、ゲートウェイ通信部33において稼働データおよび電力データに付与された日時である。
The
図6の例では、テレビ51の機器IDが0001、空調機52の機器IDが0002、照明53の機器IDが0003、蓄電池6の機器IDが0101である。宅内ネットワークに接続されていない電気機器5も含めた、住居1における消費電力実績の合計が、機器IDが0901のデータとして記憶される。機器IDが0901のデータについては、対応する稼働データは存在しないため、状態1,2,3は空欄である。電力データに分岐回路ごとの消費電力実績が含まれる場合には、分岐回路ごとの消費電力実績が記憶部14に記憶されてもよい。図6の例では、データの取得時点において、テレビ51がオン状態で、音量は15、チャンネルは1であり、空調機52は設定温度27の暖房モードで運転しており、予約時刻は6時30分であり、照明53はオン状態で明るさは2である。蓄電池6は放電中であり、蓄電残量は90%であり、放電電力は100Wである。またテレビ51、空調機52、および照明53の消費電力実績はそれぞれ、200W,800W,100Wである。電気機器5の消費電力実績の合計は1500Wである。図6のように一定間隔で取得された電気機器動作データが記憶部14に記憶される。
In the example of FIG. 6, the device ID of the
図7は、実施の形態1における記憶部に記憶される発電電力実績のデータの例を示す図である。取得日および時刻は、ゲートウェイ通信部33において電力データに付与された日時である。一定間隔で取得された発電システム101の発電電力実績のデータが記憶部14に記憶される。ゲートウェイ通信部33における電力データの取得タイミングは任意である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of generated power performance data stored in the storage unit according to the first embodiment. The acquisition date and time are the date and time given to the power data in the
通信部11は、図示しない気象情報源から発電システム101の設置場所における気象条件の実績値と予測値を取得する。取得された気象条件の実績値および予測値は記憶部14に記憶される。図8は、実施の形態1における記憶部に記憶される気象条件の例を示す図である。図8の例では、気象条件は、気温、湿度、天候であるが、気象情報源から取得する気象条件は任意に定めることができる。気象情報源は、例えば、気象庁の気象情報提供サーバ、民間の気象情報提供サービス、または、気象予報士が気象データを入力する装置などである。
The
通信部11は、後述するスケジュールをスケジュール決定部17から取得し、ネットワーク2を介してゲートウェイ装置3に送信する。
The
レベル判定部12は、電気機器動作データに含まれる稼働データおよび電気機器5の消費電力実績の少なくともいずれかから、蓄電池6ごとに、該蓄電池6の電力供給の対象である電気機器5の消費電力の程度を示す電力需要レベルを決定する。決定された電力需要レベルは記憶部14に記憶される。図2の例のように、蓄電池管理装置1が住居に備えつけられる蓄電池6の動作を管理する場合には、レベル判定部12は、単位時間ごとに、稼働データに応じて住居の住人が在宅であるか否かを判定し、在宅であれば電力需要レベルを1に設定し、不在であれば電力需要レベルを0に設定する。単位時間は、ゲートウェイ装置3における稼働データおよび電力データの取得時間の間隔より長い任意の時間である。
The
図9は、実施の形態1における記憶部に記憶される電力需要レベルの判定結果の例を示す図である。図9の例では、単位時間は30分である。レベル判定部12は、図6に示す電気機器動作データに応じて、判定対象の蓄電池6と同じ住居IDに対応する電気機器5について、機器IDごとに、単位時間内に、状態1,2,3および消費電力実績のいずれかに変化が生じるか否かを検出し、いずれかの機器IDにおいて変化が生じた場合に、該単位時間内は在宅であると判断し、電力需要レベルを1に設定する。一方、単位時間内に、いずれの機器IDにおいても、状態1,2,3および消費電力実績のいずれにも変化が生じていない場合には、該単位時間内は不在であると判断し、判定対象の蓄電池6に対する電力需要レベルを0に設定する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the determination result of the power demand level stored in the storage unit in the first embodiment. In the example of FIG. 9, the unit time is 30 minutes. In accordance with the electric device operation data shown in FIG. 6, the
レベル予測部15は、記憶部14に記憶された電力需要レベルに応じて、蓄電池6ごとに、第1の将来期間における電力需要レベルを予測する。第1の将来期間は、任意に定めることができる。レベル予測部15は、第1の将来期間において上記単位時間ごとに、電力需要レベルを予測する。レベル予測部15は、単位時間ごとに、該単位時間に対応する過去の電力需要レベルのデータを記憶部14から読み出し、読み出した過去の電力需要レベルのデータに基づいて、電力需要レベルを予測する。読み出される電力需要レベルのデータは1つでもよいし、複数でもよい。複数の電力需要レベルのデータが読み出された場合には、レベル予測部15は、電力需要レベルの平均値を算出して、平均値と閾値との比較に基づいて電力需要レベルを予測してもよいし、電力需要レベルの各レベルのデータ数に基づいて電力需要レベルを予測してもよい。レベル予測部15は、さらに記憶部14に記憶された気象情報の実績値と予測値を用いて、電力需要レベルを予測してもよい。後述するスケジュール決定処理の直前に電力需要レベルの判定および予測が行われる場合には、レベル予測部15は直前に取得した稼働データおよび電気機器5の消費電力実績の少なくともいずれかに基づいてレベル判定部12で決定された電力需要レベルを電力需要レベルの予測値として用いてもよい。
The
余剰電力予測部16は、記憶部14に記憶された電力データおよび気象条件の実績値と予測値に応じて、第2の将来期間における余剰電力を予測する。第2の将来期間は、任意に定めることができる。余剰電力予測部16は、上記単位時間ごとに、過去の発電電力実績に基づいて算出した発電電力の予測値から、過去の消費電力実績に基づいて算出した消費電力の予測値を減算する演算を行う。余剰電力予測部16は該演算結果および0の内、大きい値を余剰電力の予測値として算出する。
The surplus
図2に示す各住居に発電装置21が備えつけられている場合に、住居i(1≦i≦N)における、時間帯Tでの、余剰電力予測部16が算出する余剰電力の予測値PsiTは、住居iの発電装置21の発電電力の予測値から住居iにおける消費電力の予測値を減算した値および0の内、大きい値である。電力データ取得部32で取得した消費電力の実績に蓄電池6の充電に消費された電力が含まれる場合には、下記(1)式を用いて余剰電力の予測値を算出してもよい。下記(1)式において、PgiTは発電電力の予測値であり、PciTは消費電力の予測値であり、PbiTは、時間帯Tにおいて蓄電池6の充電が予約されている場合に、蓄電池6の充電に消費される電力である。蓄電池6の充電の予約の有無および充電電力についての情報は、稼働データ取得部31で取得され、記憶部14に蓄電池6の電気機器動作データとして記憶されていてもよいし、別途取得されてもよい。
When the
余剰電力予測部16が、気象条件が類似する直近5日間の電気機器動作データおよび発電電力実績のデータに基づいて余剰電力を予測する場合を例にして説明する。余剰電力予測部16は、気象条件が類似する直近5日間の電気機器動作データおよび発電電力実績のデータを記憶部14から読み出す。余剰電力予測部16は、各日における単位時間ごとの発電電力実績および消費電力実績のそれぞれの平均値を算出して、発電電力の予測値および消費電力の予測値を算出する。余剰電力予測部16は、算出した発電電力の予測値から消費電力の予測値を減算して、余剰電力の予測値を算出することができる。余剰電力予測部16は、単位時間ごとに、発電電力実績の最小値を発電電力の予測値とし、消費電力実績の最大値を消費電力の予測値としてもよい。余剰電力の予測に用いられるデータの決め方および読み出すデータの個数は任意に定めることができる。余剰電力予測部16は、気象条件が類似する直近5日間の電気機器動作データおよび発電電力実績のデータに基づいて発電電力の予測値を算出し、曜日が同じである直近5日間の電気機器動作データおよび発電電力実績のデータに基づいて消費電力の予測値を算出してもよい。すなわち、発電電力の予測値の算出に用いるデータと消費電力の予測値の算出に用いるデータは異なってもよい。余剰電力予測部16は、気象条件が最も類似する電気機器動作データおよび発電電力実績のデータに基づいて余剰電力を予測してもよい。
An example will be described in which the surplus
図2に示す各住居に発電装置21が備えつけられている場合は、発電システム101全体での時間帯Tにおける余剰電力の予測値PsTは、下記(2)式で表される。
When each dwelling shown in FIG. 2 is equipped with the
蓄電池6が備えつけられた複数の住居で発電システム101を共有している場合には、発電システム101全体での時間帯Tにおける余剰電力の予測値PsTは、発電システム101の時間帯Tにおける発電電力の予測値から各住居の消費電力の予測値PsiTの合計を減算した値および0の内、大きい値である。電力データ取得部32で取得した消費電力の実績に蓄電池6の充電に消費された電力が含まれる場合には、発電システム101全体での時間帯Tにおける余剰電力の予測値はPsTは、下記(3)式で表される。下記(3)式中のPgTは、発電システム101の時間帯Tにおける発電電力の予測値である。
When the
スケジュール決定部17は、レベル予測部15で算出された電力需要レベルの予測値および余剰電力予測部16で算出された余剰電力の予測値に基づいて、第3の将来期間における蓄電池6の動作を示すスケジュールを作成し、通信部11を介してゲートウェイ装置3に送信する。第3の将来期間は、第1の将来期間および第2の将来期間が重複する期間に含まれる期間である。第1の将来期間、第2の将来期間および第3の将来期間は同一の期間であってもよい。スケジュール決定部17は、第3の将来期間の内、余剰電力が生じると予測される時間において、電力需要レベルの予測値が閾値以下となる時間がある蓄電池6の中から、余剰電力によって充電される蓄電池6および蓄電池6の充電時間を決定する。
The
電力需要レベルとして、不在を示す0および在宅を示す1を用いる場合には、スケジュール決定部17は、0より大きく1未満である閾値を用いて、電力需要レベルの予測値が閾値以下、すなわち住人が不在となる時間がある住居に備えつけられる蓄電池6の中から、余剰電力によって充電される蓄電池6を決定する。
When using 0 indicating absence and 1 indicating home as the power demand level, the
実施の形態1では、スケジュール決定部17は、下記(4)式に示すように、余剰電力の予測値の最大値maxPsTを、住人が不在となる時間がある住居の個数Ahで除算し、除算結果を各蓄電池6の充電電力Pchとする。
In the first embodiment, the
スケジュール決定部17は、上記(4)式で算出された蓄電池6の充電電力、および住居iに備えつけられる蓄電池6の定格容量から蓄電残量を減算して算出される空き容量Pvi(単位:Wh)に基づいて、下記(5)式より、蓄電池6の充電所要時間Tchiを算出する。
The
蓄電残量および定格容量は、稼働データ取得部31で取得され、記憶部14に蓄電池6の電気機器動作データとして記憶されていてもよいし、別途取得されてもよい。図4に示す稼働データの例では、蓄電残量が稼働データに含まれている。蓄電池6の蓄電残量および定格容量は、ECHONET Lite(登録商標)で既定される通信プロトコルを使用して取得することができる。
The remaining power storage capacity and the rated capacity may be acquired by the operation
スケジュール決定部17は、充電所要時間Tchiに応じて、余剰電力によって充電される蓄電池6および該蓄電池6の充電時間を決定する。スケジュール決定部17は、充電所要時間Tchiが最も長い蓄電池6から順に選択して、余剰電力によって充電される蓄電池6および該蓄電池6の充電時間を決定することができる。上述の例では充電所要時間Tchiに応じて、余剰電力によって充電される蓄電池6を決定したが、決定方法は上述の例に限られない。スケジュール決定部17は、電力需要レベルの予測値が閾値以下である時間が最も長い蓄電池6から順に選択して、余剰電力によって充電される蓄電池6および該蓄電池6の充電時間を決定してもよい。
スケジュール決定部17は、上述の処理で充電時間が割り当てられていない蓄電池6については、例えば夜間帯のように、予め定められた時間を充電時間として割り当てる。スケジュール決定部17は、上述の充電時間の割当結果に基づいて、蓄電池6の充電時間および充電電力を示すスケジュールを作成する。
For the
図2に示すN戸の住居のそれぞれに発電装置21および蓄電池6が備えつけられている電力システム100において、夜間に翌日の朝7時から翌々日の朝7時までの24時間のスケジュールを作成する場合を例にして、蓄電池管理システム103の各部の動作の詳細をフローチャートを用いて説明する。第1の将来期間、第2の将来期間および第3の将来期間は、翌日の朝7時から翌々日の朝7時までの24時間である。稼働データおよび電力データの取得時間の間隔は1分であり、単位時間は30分である。
In the
図10は、実施の形態1に係るゲートウェイ装置が行うデータ取得の動作の一例を示すフローチャートである。稼働データ取得部31は、通信機器4から、通信機器4に接続されるテレビ51、空調機52、照明53、および蓄電池6の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する(ステップS11)。電力データ取得部32は、発電システム101の発電電力実績および発電システム101から電力の供給を受ける電気機器5の消費電力実績を含む電力データを取得する(ステップS12)。ゲートウェイ通信部33は、稼働データ取得部31が取得した稼働データおよび電力データ取得部32が取得した電力データに、データの取得日時を付してネットワーク2を介して蓄電池管理装置1に送信する(ステップS13)。ステップS13の送信処理が完了すると、ゲートウェイ装置3はデータ取得の処理を終了する。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the data acquisition operation performed by the gateway device according to the first embodiment. The operation
電力データ取得部32が計測機器7から電力データを取得する場合には、ステップS11,S12の処理は並行して行ってもよい。ゲートウェイ装置3は、図10のように、取得した稼働データおよび電力データを逐次送信してもよいし、ゲートウェイ装置3に設けられたメモリに記憶された、データの取得間隔より長い一定期間における稼働データおよび電力データを一定間隔で蓄電池管理装置1に送信してもよい。ゲートウェイ装置3は、メモリに記憶された一定期間における稼働データおよび電力データに対して演算処理、例えば平均化または積算など、を行い、演算を行った稼働データおよび電力データを蓄電池管理装置1に送信してもよい。演算処理の対象となる一定期間は、上述のレベル判定部12、レベル予測部15、および余剰電力予測部16で用いられる単位時間より短い時間である。
When the power
図11は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置が行う電力需要レベル判定の動作の一例を示すフローチャートである。レベル判定部12は、対象の住居の、対象の単位時間における電動機器動作データを記憶部14から読み出す(ステップS21)。レベル判定部12は、該単位時間においてテレビ51の稼働状態に変化があるか否かを判定し、テレビ51の稼働状態に変化がある場合には(ステップS22;Y)、住人が在宅しており、電力需要レベルは1であると判定し、記憶部14に記憶する(ステップS27)。テレビ51の稼働状態に変化がない場合には(ステップS22;N)、レベル判定部12は、空調機52の稼働状態に変化があるか否かを判定し、変化がある場合には(ステップS23;Y)、電力需要レベルを1と判定し、記憶部14に記憶する(ステップS27)。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of an operation of determining a power demand level performed by the storage battery management device according to the first embodiment. The
テレビ51および空調機52の稼働状態に変化がない場合には(ステップS22,S23;N)、レベル判定部12は、照明53の稼働状態に変化があるか否かを判定し、変化がある場合には(ステップS24;Y)、電力需要レベルを1と判定し、記憶部14に記憶する(ステップS27)。テレビ51、空調機52、および照明53の稼働状態に変化がない場合には(ステップS22,S23,S24;N)、蓄電池6の稼働状態に変化があるか否かを判定し、変化がある場合には(ステップS25;Y)、電力需要レベルを1と判定し、記憶部14に記憶する(ステップS27)。テレビ51、空調機52、照明53、および蓄電池6の稼働状態に変化がない場合には(ステップS22,S23,S24,S25;N)、消費電力実績の合計に変化があるか否かを判定し、変化がある場合には(ステップS26;Y)、電力需要レベルを1と判定し、記憶部14に記憶する(ステップS27)。
When there is no change in the operating state of the
ステップS26において、住居1における消費電力実績の合計または分電盤8の内部の分岐回路ごとの消費電力実績の合計に変化があるか否かを判定することで、宅内ネットワークに接続されていない電気機器5の消費電力実績も考慮して、電力需要レベルを判定することが可能である。テレビ51、空調機52、照明53、および蓄電池6の稼働状態および消費電力実績の合計のいずれにも変化がない場合には(ステップS22,S23,S24,S25,S26;N)、住人は不在であり、電力需要レベルは0であると判定する(ステップS28)。ステップS27またはS28の処理が完了すると、レベル判定部12は、電力需要レベル判定の処理を終了する。レベル判定部12は、上述の処理を各住居の各単位時間に対して行う。
In step S26, by determining whether or not there is a change in the total power consumption record in the
電力需要レベル判定処理において、判定に用いる電気機器5は、随時変更してもよい。帰宅時に室温を適温にするために帰宅前から空調機52が動作するように予約時刻が設定されている場合には、ステップS23の処理を行わないようにしてもよい。これにより、在宅または不在を判定する場合の電力需要レベルの判定精度を向上させることができる。またステップS26において、分岐回路ごとの電気機器5の消費電力実績の合計に変化があるか否かを判定する場合には、判定に用いる分岐回路を随時変更してもよい。
In the power demand level determination process, the
図12は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置が行う電力需要レベル予測の動作の一例を示すフローチャートである。レベル予測部15は、予測対象の住居の、予測対象期間内の単位時間に対応する基準に合致する、電力需要レベルのデータを記憶部14から読み出す(ステップS31)。基準に合致するデータとは、例えば、異なる月の同じ日におけるデータ、同じ曜日のデータ、または気象条件が類似するデータなどである。レベル予測部15は、読み出した電力需要レベルのデータに基づいて演算処理を行う(ステップS32)。演算処理は、例えば、複数データの平均値の算出、または最頻値の算出などである。レベル予測部15は、演算結果に応じて電力需要レベルの予測値を算出する(ステップS33)。ステップS33の処理が完了すると、レベル予測部15は、電力需要レベル予測の処理を終了する。レベル予測部15は、上述の処理を各予測対象の住居の各予測対象の単位時間に対して行う。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an operation of power demand level prediction performed by the storage battery management device according to the first embodiment. The
11月の第4水曜日の朝7時から7時半までの単位時間における住居1に備えつけられた蓄電池6に対する電力需要レベルを、11月の水曜日のデータに基づいて予測する場合において、ステップS32で平均値を算出する場合を例にして説明する。レベル予測部15は、ステップS31において、11月の第1〜第3水曜日の朝7時から7時半までの単位時間における住居1に備えつけられた蓄電池6に対する電力需要レベルのデータを読み出す。第1水曜日の電力需要レベルが0、第2水曜日の電力需要レベルが1、第3水曜日の電力需要レベルが0である場合、ステップS32において、レベル予測部15が算出する平均値は0.33・・・である。ステップS33において、レベル予測部15は、レベル判定用の閾値として0.5を用いて、平均値がレベル判定用の閾値以下であるか否かを判定する。平均値がレベル判定用の閾値より小さいため、レベル予測部15は、11月の第4水曜日の朝7時から7時半までの単位時間における住居1に備えつけられた蓄電池6に対する電力需要レベルの予測値を0と算出する。
In the case of predicting the power demand level for the
別の例として、気象条件が同じデータに基づいて、6月6日の18時から18時半までの単位時間における住居1に備えつけられた蓄電池6に対する電力需要レベルを予測する場合について説明する。6月6日の18時から18時半までの気象条件の予測値は、雨だとすると、レベル予測部15は、記憶部14に記憶された気象条件の実績値から、18時から18時半までの天候が雨である直近5日間を検出する。レベル予測部15は、6月5日、5月22日、5月21日、5月5日、4月30日の5日間を検出したとする。ステップS31において、レベル予測部15は、上記5日間の18時から18時半までの単位時間における電力需要レベルのデータを読み出す。上記5日間の電力需要レベルはそれぞれ1,1,1,0,1であるとする。ステップS32において、レベル予測部15が算出する平均値は0.8である。ステップS33において、レベル予測部15は、レベル判定用の閾値として0.5を用いて、平均値がレベル判定用の閾値以下であるか否かを判定する。平均値が閾値より大きいため、レベル予測部15は、6月6日の18時から18時半までの単位時間における住居1に備えつけられる蓄電池6に対する電力需要レベルの予測値を1と算出する。気象条件を用いて電力需要レベルを予測することで、予測の精度を向上させることが可能である。
As another example, the case where the electric power demand level with respect to the
ステップS33で用いた閾値は、随時変更することが可能である。閾値を0に近づけて、在宅と予測されやすいようにしてもよいし、閾値を1に近づけて不在と予測されやすいようにしてもよい。レベル予測部15は、記憶部14に必要な電力需要レベルが格納されたタイミングで電力需要レベルの予測処理を行ってもよいし、後述するスケジュール決定処理の直前に電力需要レベルの予測処理を行ってもよい。
The threshold used in step S33 can be changed at any time. The threshold value may be close to 0 so that it is easy to be predicted to be at home, or the threshold value may be close to 1 to be easily predicted to be absent. The
図13は、実施の形態1における需要レベルの予測値の例を示す図である。図13の例では、翌日の朝7時から翌々日の朝7時までの24時間において、30分ごとに住居1〜Nにおける電力需要レベルが予測されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a predicted value of the demand level in the first embodiment. In the example of FIG. 13, the power demand levels in the
図14は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置が行う余剰電力予測の動作の一例を示すフローチャートである。余剰電力予測部16は、対象の住居の、予測対象期間における気象条件の予測値を記憶部14から読み出す(ステップS41)。余剰電力予測部16は、予測対象期間に対応する過去の期間を検出する(ステップS42)。予測対象期間に対応する過去の期間とは、天候が予測対象期間の天候と類似する過去の期間、天候が晴れである時間の合計が予測対象期間における天候が晴れの時間の合計と類似する過去の期間、などである。余剰電力予測部16は、予測対象期間に対応する過去の期間における、予測対象の住居における電気機器5の消費電力実績を含む電気機器動作データおよび発電装置21の発電電力実績のデータを記憶部14から読み出す(ステップS43)。余剰電力予測部16は、予測対象期間の単位時間ごとに、消費電力の予測値および発電電力の予測値に基づいて、余剰電力の予測値を算出する(ステップS44)。ステップS44の処理が完了すると、余剰電力予測部16は余剰電力予測処理を終了する。余剰電力予測部16は、上述の処理を各予測対象の住居に対して行う。
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of operation of surplus power prediction performed by the storage battery management device according to
図15は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置が行うスケジュール決定の動作の一例を示すフローチャートである。スケジュール決定部17は、後述するように、余剰電力予測部16で算出された各住居における各単位時間ごとの発電装置21の余剰電力の予測値に基づき、上記(2)式を用いて算出される発電システム101全体での余剰電力の予測値が閾値電力以上となる期間である余剰電力蓄電可能期間を検出する(ステップS51)。蓄電可能期間がある場合には(ステップS52;Y)、スケジュール決定部17は、後述するように、余剰電力によって充電される蓄電池6および該蓄電池6の充電時間を決定する(ステップS53)。蓄電可能期間がない場合には(ステップS52;N)、ステップS53の処理は行わない。スケジュール決定部17は、ステップS53で決定された余剰電力による充電の対象である蓄電池6以外の蓄電池6について、夜間帯など予め定められた時間を該蓄電池6の充電時間として決定する(ステップS54)。スケジュール決定部17は、ステップS53,S54で決定された充電時間に基づいて、蓄電池6の動作を示すスケジュールを生成する(ステップS55)。ステップS55の処理が完了すると、スケジュール決定部17はスケジュール決定処理を終了する。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a schedule determination operation performed by the storage battery management device according to the first embodiment. As will be described later, the
ステップS51の詳細について説明する。図16は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置が行う余剰電力蓄電可能期間検出の動作の一例を示すフローチャートである。ステップS61〜S71は単位時間Tごとに、余剰電力による蓄電が可能な期間を検出するループ処理である。後述するパラメータmaxPsT、Pp、Apiは、余剰電力蓄電可能期間検出の処理開始時に0で初期化される。スケジュール作成対象期間が24時間であり、単位時間は30分であるので、ループ処理の対象となる単位時間の数は48である。スケジュール決定部17は、上記(2)式を用いて、単位時間Tにおける発電システム101全体での余剰電力の予測値PsTを算出する(ステップS62)。スケジュール決定部17は、余剰電力の予測値PsTが、余剰電力の予測値PsTの最大値を示すパラメータmaxPsTより大きいか否かを判定し、大きい場合には(ステップS63;Y)、該余剰電力の予測値PsTでパラメータmaxPsTを更新する(ステップS64)。余剰電力の予測値がパラメータmaxPsT以下である場合は(ステップS63;N)、ステップS64の処理を行わない。
Details of step S51 will be described. FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of an operation for detecting a surplus power storage period that can be performed by the storage battery management device according to the first embodiment. Steps S <b> 61 to S <b> 71 are loop processing for detecting a period in which power storage with surplus power is possible for each unit time T. Parameters maxPs T , Pp, and Ap i , which will be described later, are initialized to 0 at the start of the surplus power storage period detection process. Since the schedule creation target period is 24 hours and the unit time is 30 minutes, the number of unit times to be loop-processed is 48. The
余剰電力の予測値PsTが閾値電力α以上である場合には(ステップS65;Y)、余剰電力の予測値PsTが閾値電力α以上である、すなわち余剰電力による充電が可能な単位時間の数を示すパラメータPpに1を加算する(ステップS66)。ステップS67〜S70は住居ごとに、電力需要レベルが0である単位時間、すなわち不在である単位時間の個数を加算するループ処理である。住居iの単位時間Tにおける電力需要レベルAbiTが0である場合には(ステップS68;Y)、単位時間Tにおいて住居iの住人は不在であるから、余剰電力による蓄電が可能な期間において住人が不在である単位時間の個数を示すパラメータApiに1を加算する(ステップS69)。余剰電力の予測値PsTが閾値電力α未満である場合には(ステップS65;N)、ステップS66〜S70の処理は行わない。閾値電力αは、蓄電池6の特性に応じて任意に定めることができ、閾値電力αを、例えば蓄電池6の最小充電電力と同じ値としてもよい。
When the surplus power predicted value Ps T is equal to or greater than the threshold power α (step S65; Y), the surplus power predicted value Ps T is equal to or greater than the threshold power α, that is, a unit time in which charging with surplus power is possible. 1 is added to the parameter Pp indicating the number (step S66). Steps S <b> 67 to S <b> 70 are loop processing for adding, for each residence, the unit time for which the power demand level is 0, that is, the number of unit times that are absent. When the power demand level Ab iT in the unit time T of the residence i is 0 (step S68; Y), the resident of the residence i is absent in the unit time T. 1 is added to the parameter Ap i indicating the number of unit times in which no is present (step S69). If the predicted value Ps T of surplus power is less than the threshold power α (step S65; N), the processing in step S66~S70 is not performed. The threshold power α can be arbitrarily determined according to the characteristics of the
ステップS61〜S71のループ処理が完了すると、スケジュール決定部17は余剰電力蓄電可能期間検出の処理を終了する。スケジュール決定部17は、図16に示すステップS61〜S71、すなわち図15に示すステップS51の処理が完了すると、図15に示すステップS52の処理を行う。スケジュール決定部17は、パラメータPpが0より大きい場合は、蓄電可能期間があると判断し(ステップS52;Y)、ステップS53の処理を行う。ステップS53の余剰電力によって充電される蓄電池6および該蓄電池6の充電時間を決定する処理の詳細について説明する。
When the loop process of steps S61 to S71 is completed, the
図17は、実施の形態1に係る蓄電池管理装置が行う充電対象蓄電池・充電時間決定の動作の一例を示すフローチャートである。ステップS81〜S84は、余剰電力による充電が可能な期間において不在となる時間がある住居の戸数を検出するループ処理である。スケジュール決定部17は、パラメータApiが0より大きい場合には(ステップS82;Y)、不在となる時間がある住居の戸数を示すパラメータAhに1を加算する(ステップS83)。なおパラメータAhは、充電対象蓄電池・充電時間決定の処理開始時に0で初期化される。スケジュール決定部17は、パラメータApiが0以下である場合には(ステップS82;N)、ステップS83の処理は行わない。
FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of an operation for determining a charge target storage battery / charge time performed by the storage battery management device according to the first embodiment. Steps S <b> 81 to S <b> 84 are loop processing for detecting the number of residences that have time absent during a period in which charging with surplus power is possible. When the parameter Ap i is greater than 0 (step S82; Y), the
スケジュール決定部17は、上記(4)式を用いて、充電電力を算出する(ステップS85)。ステップS86〜S88は、パラメータApiが0より大きい住戸について、住居ごとに住居に備えつけられた蓄電池6の充電所要時間を算出するループ処理である。スケジュール決定部17は、上記(5)式を用いて、各住居に備えつけられた蓄電池6の充電所要時間を算出する(ステップS87)。スケジュール決定部17は、パラメータApiが0より大きい住居に備えつけられる蓄電池6について、優先順位を決定する(ステップS89)。優先順位の決め方は任意であり、例えば、充電所要時間が長い順、蓄電池6が備えつけられる住居の住人が不在である時間が長い順、または蓄電池6の蓄電残量が少ない順などに基づいて決定される。優先順位は上述の例の組み合わせで決定されてもよく、充電所要時間が長い順に決定し、充電所要時間が同じであれば蓄電池6が備えつけられる住居の住人が不在である時間が長い順に、優先して、優先順位を決定してもよい。
The
ステップS90〜S93は、蓄電池6ごとの充電時間を決定するループ処理であり、優先順位が高い蓄電池6から順に、蓄電池6の充電時間を決定する。スケジュール決定部17は、蓄電池6に充電時間を割り当てる(ステップS91)。余剰電力の予測値から充電時間が割り当てられた蓄電池6の充電電力を減算する演算を行い、余剰電力の予測値を演算結果で更新する(ステップS92)。ステップS90〜S93のループ処理が完了すると、スケジュール決定部17は、充電対象蓄電池・充電時間決定の処理を終了する。
Steps S90 to S93 are a loop process for determining the charging time for each
図13に示す電力需要レベルの予測値の例を用いて、ステップS90〜S93の充電時間を決定する処理について説明する。図18は、実施の形態1における余剰電力の予測値の例を示す図である。横軸が時刻であり、縦軸が余剰電力の予測値である。9時から16時までの間、余剰電力の予測値が閾値電力αを上回るため、9時から16時が蓄電可能期間である。図13に示す住居1,2,3は、9時から15時30分までの間に不在時間があるが、住居Nは、不在時間がない。9時から16時までの間に不在時間がある住居が、住居1,2,3のみである場合を例にして説明する。
The process for determining the charging time in steps S90 to S93 will be described using the example of the predicted value of the power demand level shown in FIG. FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a predicted value of surplus power in the first embodiment. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the predicted value of surplus power. Since the predicted value of the surplus power exceeds the threshold power α from 9:00 to 16:00, the chargeable period is from 9:00 to 16:00. The
スケジュール決定部17は、上記(4)式を用いて、maxPsT/3を充電電力として算出する。スケジュール決定部17は、住居1,2,3に備えつけられる蓄電池6の充電所要時間がそれぞれ、7時間、6時間、5時間の場合に、最も充電所要時間が長い住居1に備えつけられる蓄電池6を最も優先順位の高い蓄電池とし、次に充電所要時間が長い住居2に備えつけられる蓄電池6を次に優先順位の高い蓄電池とし、最も充電所要時間の短い住居3に備えつけられる蓄電池6を最も優先順位の低い蓄電池として、優先順位を決定する。
The
図19、図20、および図21は、実施の形態1における余剰電力割当の例を示す図である。図の見方は、図18と同様である。スケジュール決定部17は、図19において斜線で示すように、住居1に備え付けられる蓄電池6の充電時間を9時から16時に設定する。スケジュール決定部17は、9時から16時の間で、余剰電力の予測値PsTから蓄電池6の充電電力maxPsT/3を減算する。図20は、減算結果を示す。図20において、10時から15時までの間、余剰電力の予測値PsT最小電力αを上回る。スケジュール決定部17は、図20において斜線で示すように、住居2に備え付けられる蓄電池6の充電時間を10時から15時に設定する。スケジュール決定部17は、10時から15時の間で、余剰電力の予測値PsTから蓄電池6の充電電力maxPsT/3を減算する。図21は減算結果を示す。図21において、12時から12時30分までの間、余剰電力の予測値PsTが最小電力αを上回る。スケジュール決定部17は、図21において斜線で示すように、住居3に備え付けられる蓄電池6の充電時間を12時から12時30分に設定する。
19, 20, and 21 are diagrams illustrating an example of surplus power allocation in the first embodiment. The way of viewing the figure is the same as in FIG. The
以上説明した通り、本実施の形態1に係る蓄電池管理装置1によれば、複数の蓄電池6の共有の発電システム101での発電によって生じる余剰電力によって充電される蓄電池6および充電時間のスケジュールを決定することで、電力システム100全体で余剰電力を有効に利用することができ、逆潮流電力の変動を抑制することが可能である。電力需要レベルを予測して、蓄電池6の動作を示すスケジュールを決定することで、電力需要レベルが比較的低い期間に蓄電池6を充電することができ、効率よく蓄電池6の充電を行うことができる。
As described above, according to the storage
(実施の形態2)
ECHONET Lite(登録商標)には、蓄電池6の最小充電電力および最大充電電力を得るプロトコルも既定されている。実施の形態1においては、上記(4)式に基づいて複数の蓄電池6に対して同じ充電電力を用いて、蓄電池6のそれぞれの充電所要時間を算出する。一方、実施の形態2においては、蓄電池6のそれぞれの最小充電電力を用いて、充電所要時間を算出し、充電時間を決定することで、蓄電池6のそれぞれの特性に応じて蓄電池6を制御することが可能である。
(Embodiment 2)
In ECHONET Lite (registered trademark), a protocol for obtaining the minimum charging power and the maximum charging power of the
実施の形態2に係る蓄電池管理装置1の構成は、実施の形態1と同様である。稼働データ取得部31は、蓄電池6の蓄電残量および運転モードに加えて、最小充電電力および最大充電電力を取得する。最小充電電力および最大充電電力の取得頻度は、例えば1日に1回、または1月に1回などのように、他のデータの取得頻度と比べて、低くてもよい。
The configuration of the storage
実施の形態1と異なる、蓄電池管理装置1の動作について説明する。スケジュール決定部17が行う余剰電力蓄電可能期間検出の処理は、図16に示す処理と同様である。ステップS65で用いられる閾値電力αは、稼働データ取得部31が取得した蓄電池6の最小充電電力に応じて決定される。図22は、本発明の実施の形態2に係る蓄電池管理装置が行う充電対象蓄電池・充電時間決定の動作の一例を示すフローチャートである。ステップS81〜S89までの処理およびステップS90〜S93までの処理は、図17に示す処理と同様である。ただし、ステップS87において、スケジュール決定部17は、蓄電池6の最小充電電力Pminiに基づき、下記(6)式を用いて充電所要時間を算出する。
The operation of the storage
スケジュール決定部17は、充電時間決定処理の対象となる蓄電池6、すなわち不在時間がある住居に備えつけられる蓄電池6の最小充電電力の合計値がmaxPsTより大きいか否かを判定し、大きい場合には(ステップS891;Y)、最も優先順位の低い蓄電池6を充電時間決定処理の対象となる蓄電池6から除外し、Ahから1を減算してAhを更新する(ステップS892)。スケジュール決定部17は、更新されたAhが0より大きいか否かを判定し、大きい場合には(ステップS893;Y)、ステップS891の処理に戻る。スケジュール決定部17は、更新されたAhが0以下である場合には(ステップS893;N)、充電対象電池・充電時間決定の処理を終了する。
上述の例では、スケジュール決定部17は、充電時間決定処理の対象となる蓄電池6の充電電力の合計がmaxPsTより大きくならないように、対象となる蓄電池6を調節した。スケジュール決定部17は、充電時間決定処理の対象となる蓄電池6の充電電力の合計がmaxPsTより極端に小さい値にならないように蓄電池6の充電電力を調節してもよい。図23は、実施の形態2に係る蓄電池管理装置が行う充電対象蓄電池・充電時間決定の動作の異なる例を示すフローチャートである。ステップS81〜S89、ステップS891〜S893、およびステップS90〜S93の処理は、図22に示す処理と同様である。スケジュール決定部17は、充電時間決定処理の対象となる蓄電池6の最小充電電力の合計値がmaxPsTにβを乗算した値より小さい場合には(ステップS894;Y)、蓄電池6の充電電力を増加させる(ステップS895)。βは1未満の任意の正数であり、例えば0.8である。スケジュール決定部17は、充電時間決定処理の対象となる蓄電池6の最小充電電力の合計値がmaxPsTにβを乗算した値以上である場合には(ステップS894;N)、ステップS895の処理を行わない。
In the above example, the
ステップS895において、スケジュール決定部17は、充電電力の合計値がmaxPsTにβを乗算した値に到達するまで、優先順位が最も高い蓄電池6の充電電力を増加させる。充電電力を増加させる対象は、優先順位が最も高い蓄電池6に限られず、対象となる蓄電池6の充電電力を均等に増加させてもよい。
In step S895, the
図24および図25は、実施の形態2における余剰電力割当の例を示す図である。図24は、ステップS894,S895の処理を行う前の状態である。図24に斜線で示すように、蓄電池6の充電電力の合計値がmaxPsTにβを乗算した値より小さい。図25は、ステップS894,S895の処理を行った後の状態である。図25に斜線で示すように、蓄電池6の充電電力を増加させることで、より効率よく蓄電池6を充電することが可能である。
24 and 25 are diagrams illustrating an example of surplus power allocation in the second embodiment. FIG. 24 shows a state before the processes of steps S894 and S895 are performed. As shown by hatching in FIG. 24, a value smaller than the total value of the charging power of the
以上説明した通り、本実施の形態2に係る蓄電池管理装置1によれば、複数の蓄電池6の共有の発電システム101での発電によって生じた余剰電力によって充電される蓄電池6および充電時間のスケジュールを決定することで、電力システム100全体で余剰電力を有効に利用することができ、逆潮流電力の変動を抑制することが可能である。蓄電池6の特性に応じて蓄電池6の動作を示すスケジュールを決定することで、蓄電池6の劣化を抑制しながら充電を行うことができる。
As described above, according to the storage
図26は、本発明の実施の形態に係る蓄電池管理装置およびゲートウェイ装置のハードウェアの構成例を示す図である。蓄電池管理装置1およびゲートウェイ装置3は、それぞれの装置を制御するハードウェア構成としてプロセッサ111、メモリ112、およびインターフェース113を備える。これらの装置の各機能は、プロセッサ111がメモリ112に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。インターフェース113は各装置を接続し、通信を確立させるためのものであり、必要に応じて複数の種類のインターフェースから構成されてもよい。図26では、プロセッサ111およびメモリ112をそれぞれ1つで構成する例を示しているが、複数のプロセッサ111および複数のメモリ112が連携して各機能を実行してもよい。
FIG. 26 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the storage battery management device and the gateway device according to the embodiment of the present invention. The storage
その他、前記のハードウェア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。 In addition, the hardware configuration and the flowchart described above are merely examples, and can be arbitrarily changed and modified.
プロセッサ111、メモリ112,およびインターフェース113で構成される制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROMなど)に格納して配布し、前記コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する蓄電池管理装置1およびゲートウェイ装置3を構成してもよい。また、インターネットなどの通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に前記コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードなどすることで蓄電池管理装置1およびゲートウェイ装置3を構成してもよい。
A central part for performing control processing constituted by the processor 111, the
また、蓄電池管理装置1およびゲートウェイ装置3の機能を、OS(オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
Further, when the functions of the storage
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS:Bulletin Board System)に前記コンピュータプログラムを掲示し、通信ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。 It is also possible to superimpose a computer program on a carrier wave and distribute it via a communication network. For example, the computer program may be posted on a bulletin board (BBS: Bulletin Board System) on a communication network, and the computer program may be distributed via the communication network. The computer program may be started and executed in the same manner as other application programs under the control of the OS, so that the above-described processing may be executed.
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。蓄電池6の設置箇所は住居に限定されず、商業施設または公共施設などでもよい。上述の例では、各住居に発電装置21および蓄電池6が備えつけられる構成について説明したが、一部の住居にのみ発電装置21が備えつけられてもよい。蓄電池管理装置1の管理対象である蓄電池6の数は任意である。蓄電池管理装置1が1つの蓄電池6の動作を管理する場合には、蓄電池管理装置1は、蓄電可能期間において該蓄電池6の電力需要レベルの予測値が閾値以下となる時間に該蓄電池6が充電されるようにスケジュールを作成する。これにより、蓄電池管理装置1が1つの蓄電池6の動作を管理する場合であっても、逆潮流の電力を平準化することができる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The installation location of the
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention and do not limit the scope of the present invention. In other words, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
1 蓄電池管理装置、2 ネットワーク、3 ゲートウェイ装置、4 通信機器、5 電気機器、6 蓄電池、7 計測機器、8 分電盤、11 通信部、12 レベル判定部、13 気象情報取得部、14 記憶部、15 レベル予測部、16 余剰電力予測部、17 スケジュール決定部、21 発電装置、22 パワーコンディショナ、23 電力メータ、31 稼働データ取得部、32 電力データ取得部、33 ゲートウェイ通信部、34 蓄電池制御部、51 テレビ、52 空調機、53 照明、100 電力システム、101 発電システム、102 需要家設備、103 蓄電池管理システム、111 プロセッサ、112 メモリ、113 インターフェース、200 電源系統。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記蓄電池の動作実績を示す情報、および前記蓄電池の電力供給の対象である前記電気機器の内、少なくとも1つの前記電気機器について、該電気機器の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する稼働データ取得部と、
前記発電システムの発電電力実績および前記発電システムから電力の供給を受ける電気機器の消費電力実績を含む電力データを取得する電力データ取得部と、
前記発電システムの設置場所における前記気象条件の実績値および予測値を取得する気象情報取得部と、
前記稼働データおよび前記電気機器の消費電力実績の少なくともいずれかから、前記蓄電池ごとに該蓄電池の電力供給の対象である前記電気機器の消費電力の程度を示す電力需要レベルを判定するレベル判定部と、
前記電力需要レベルから、前記蓄電池ごとに第1の将来期間における前記電力需要レベルを予測するレベル予測部と、
前記電力データならびに前記気象条件の実績値および予測値から、第2の将来期間における余剰電力を予測する余剰電力予測部と、
前記第1の将来期間および前記第2の将来期間が重複する期間に含まれる第3の将来期間の内、前記余剰電力が生じると予測される時間において、前記予測された前記電力需要レベルが閾値以下となる時間がある前記蓄電池である対象蓄電池の中から、前記余剰電力によって充電される前記蓄電池および該蓄電池の充電時間を決定し、前記第3の将来期間における前記蓄電池の動作を示すスケジュールを作成して出力するスケジュール決定部と、
を備える蓄電池管理装置。 A storage battery management device that manages the operation of a storage battery that supplies power to an electrical device and is charged by the power generated by a power generation system in which the amount of power generation varies according to weather conditions,
An operation for acquiring operation data including information indicating an operation record of the storage battery and information indicating an operation record of the electric apparatus for at least one of the electric apparatuses that are targets of power supply of the storage battery. A data acquisition unit;
A power data acquisition unit that acquires power data including a power generation result of the power generation system and a power consumption result of an electric device that receives power supply from the power generation system;
A meteorological information acquisition unit for acquiring actual values and predicted values of the weather conditions at the installation location of the power generation system;
A level determination unit that determines a power demand level indicating a degree of power consumption of the electrical device that is a target of power supply of the storage battery for each storage battery, based on at least one of the operation data and the actual power consumption of the electrical device; ,
A level prediction unit that predicts the power demand level in a first future period for each storage battery from the power demand level;
A surplus power prediction unit that predicts surplus power in the second future period from the power data and the actual value and the predicted value of the weather condition;
The predicted power demand level is a threshold value at a time when the surplus power is predicted to occur in a third future period included in a period in which the first future period and the second future period overlap. The storage battery to be charged with the surplus power and the charging time of the storage battery are determined from among the target storage batteries that are the storage battery having the following time, and a schedule showing the operation of the storage battery in the third future period A schedule determination unit to create and output;
A storage battery management device.
前記レベル判定部は、一定時間内での前記稼働データの変化に応じて前記住居の住人が在宅であるか否かを判定し、在宅であれば前記電力需要レベルを1に設定し、不在であれば前記電力需要レベルを0に設定し、
前記スケジュール決定部は1未満の正数である前記閾値を用いて、前記余剰電力によって充電される前記蓄電池および該蓄電池の充電時間を決定する請求項1から5のいずれか1項に記載の蓄電池管理装置。 The storage battery management device manages the operation of the storage battery installed in a residence,
The level determination unit determines whether or not the resident of the residence is at home according to a change in the operation data within a certain time, and if it is at home, sets the power demand level to 1 and is absent If so, set the power demand level to 0,
The storage battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the schedule determination unit determines the storage battery to be charged by the surplus power and a charging time of the storage battery using the threshold value which is a positive number less than one. Management device.
前記蓄電池の動作実績を示す情報、および前記蓄電池の電力供給の対象である前記電気機器の内、少なくとも1つの前記電気機器について、該電気機器の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する稼働データ取得部と、
前記発電システムの発電電力実績および前記発電システムから電力の供給を受ける電気機器の消費電力実績を含む電力データを取得する電力データ取得部と、
前記稼働データおよび前記電力データを前記蓄電池管理装置に送信し、前記稼働データおよび前記電力データに応じて前記蓄電池管理装置が生成した将来期間における前記蓄電池の動作を示すスケジュールを前記蓄電池管理装置から受信する通信部と、
前記スケジュールに応じて前記蓄電池を制御する蓄電池制御部と、
を備えるゲートウェイ装置。 The storage battery management apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the storage battery management apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the storage battery is supplied with electric power and is controlled by electric power generated by a power generation system whose power generation amount varies depending on weather conditions. A gateway device connected via
An operation for acquiring operation data including information indicating an operation record of the storage battery and information indicating an operation record of the electric apparatus for at least one of the electric apparatuses that are targets of power supply of the storage battery. A data acquisition unit;
A power data acquisition unit that acquires power data including a power generation result of the power generation system and a power consumption result of an electric device that receives power supply from the power generation system;
The operation data and the power data are transmitted to the storage battery management device, and a schedule indicating the operation of the storage battery in a future period generated by the storage battery management device according to the operation data and the power data is received from the storage battery management device. A communication unit
A storage battery control unit for controlling the storage battery according to the schedule;
A gateway device comprising:
請求項7に記載のゲートウェイ装置と、
を備える蓄電池管理システム。 The storage battery management device according to any one of claims 1 to 6,
A gateway device according to claim 7;
A storage battery management system comprising:
前記蓄電池の動作実績を示す情報、および前記蓄電池の電力供給の対象である前記電気機器の内、少なくとも1つの前記電気機器について、該電気機器の動作実績を示す情報を含む稼働データを取得する稼働データ取得部、
前記発電システムの発電電力実績および前記発電システムから電力の供給を受ける電気機器の消費電力実績を含む電力データを取得する電力データ取得部、
前記発電システムの設置場所における前記気象条件の実績値および予測値を取得する気象情報取得部、
前記稼働データおよび前記電気機器の消費電力実績の少なくともいずれかから、前記蓄電池ごとに該蓄電池の電力供給の対象である前記電気機器の消費電力の程度を示す電力需要レベルを判定するレベル判定部、
前記電力需要レベルから、前記蓄電池ごとに第1の将来期間における前記電力需要レベルを予測するレベル予測部、
前記電力データならびに前記気象条件の実績値および予測値から、第2の将来期間における余剰電力を予測する余剰電力予測部、
前記第1の将来期間および前記第2の将来期間が重複する期間に含まれる第3の将来期間の内、前記余剰電力が生じると予測される時間において、前記予測された前記電力需要レベルが閾値以下となる時間がある前記蓄電池である対象蓄電池の中から、前記余剰電力によって充電される前記蓄電池および該蓄電池の充電時間を決定し、前記第3の将来期間における前記蓄電池の動作を示すスケジュールを作成して出力するスケジュール決定部、
として機能させるプログラム。 A program for managing the operation of a storage battery that supplies power to an electrical device and is charged by the power generated by a power generation system whose power generation amount varies depending on weather conditions,
An operation for acquiring operation data including information indicating an operation record of the storage battery and information indicating an operation record of the electric apparatus for at least one of the electric apparatuses that are targets of power supply of the storage battery. Data acquisition unit,
A power data acquisition unit that acquires power data including a power generation result of the power generation system and a power consumption result of an electric device that receives power supply from the power generation system;
A meteorological information acquisition unit for acquiring actual values and predicted values of the weather conditions at the installation location of the power generation system;
A level determination unit that determines a power demand level indicating a degree of power consumption of the electrical device that is a target of power supply of the storage battery for each storage battery, from at least one of the operation data and the power consumption performance of the electrical device,
A level prediction unit that predicts the power demand level in a first future period for each storage battery from the power demand level;
A surplus power prediction unit that predicts surplus power in a second future period from the power data and the actual and predicted values of the weather conditions;
The predicted power demand level is a threshold value at a time when the surplus power is predicted to occur in a third future period included in a period in which the first future period and the second future period overlap. The storage battery to be charged with the surplus power and the charging time of the storage battery are determined from among the target storage batteries that are the storage battery having the following time, and a schedule showing the operation of the storage battery in the third future period A schedule determination unit to create and output,
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