JP2017163640A - Power storage system, control apparatus, control method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピークシフトを行うための蓄電システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a power storage system, a control device, a control method, and a control program for performing a peak shift.
近年、蓄電システムを利用したピークシフトが普及してきている。ピークシフトは、電力需要が少ない夜間に蓄電池に充電し、電力需要が多い昼間のピーク時間帯に蓄電池から放電することにより、商用電力系統（以下、単に系統という）における需給バランスを平準化するものである。また多くの電力会社では、夜間の電気料金を昼間の電気料金より安価に設定しており、夜間電力で蓄電池を充電し、ピーク時間帯に放電することにより、電気料金を節約することができる。 In recent years, peak shifts using power storage systems have become widespread. Peak shift equalizes the supply and demand balance in a commercial power system (hereinafter simply referred to as the system) by charging the storage battery at night when power demand is low and discharging the battery during peak hours during the day when power demand is high It is. Many electric power companies set the nighttime electricity charge at a lower price than the daytime electricity charge. By charging the storage battery with the nighttime electricity and discharging it during peak hours, the electricity charge can be saved.
電力会社によっては、時間帯別に３段階の料金を設定している料金プランを提供している。例えば、深夜２３時から翌朝８時までの夜間時間帯と、午前１０時から夕方１７時までのピーク時間帯と、それ以外の時間帯である中間時間帯で異なる料金を設定している。 Some electric power companies offer rate plans that set three levels of charges for different time zones. For example, different charges are set for a night time zone from 23:00 to 8:00 the next morning, a peak time zone from 10 am to 17:00 in the evening, and an intermediate time zone that is other than that.
上記料金設定におけるピークシフトの運用方法として、夜間時間帯に充電してピーク時間帯に放電する第１方法と、現在の電気料金が設定値より安い場合に充電して当該設定値より高い場合に放電する第２方法（例えば、特許文献１参照）が考えられる。 As the peak shift operation method in the above rate setting, the first method of charging in the night time zone and discharging in the peak time zone, and charging when the current electricity rate is lower than the set value and higher than the set value A second method of discharging (see, for example, Patent Document 1) is conceivable.
上記第１方法はピーク時間帯にしか放電しないため、大容量の蓄電池を用いた場合、ピーク時間帯の消費電力量が蓄電池の容量より小さい場合が起こりやすくなる。その場合、蓄電池の容量を十分に活かしきれていないことになる。上記第２方法は中間時間帯にも放電するため、小容量の蓄電池を用いた場合、中間時間帯の放電によりピーク時間帯に放電する電力が不足する場合が起こりやすくなる。その場合、金銭的なメリットを最大限に享受しきれていないことになる。 Since the first method discharges only during peak hours, when a large-capacity storage battery is used, a case where the power consumption during the peak hours is smaller than the capacity of the storage battery tends to occur. In that case, the capacity of the storage battery is not fully utilized. Since the second method discharges also in the intermediate time zone, when a small-capacity storage battery is used, the electric power discharged in the peak time zone is likely to be insufficient due to the discharge in the intermediate time zone. In that case, the financial merit is not fully enjoyed.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、時間帯別に多段階の電気料金が設定されている場合において、蓄電部を効率的に活用することができる蓄電システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is a power storage system, a control device, and a power storage system that can efficiently utilize a power storage unit when multi-stage electricity charges are set for each time zone. A control method and a control program are provided.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の蓄電システムは、蓄電部と、前記蓄電部と、系統と負荷が接続された電力線との間に介在し、前記蓄電部と前記電力線との間の充放電を制御するインバータ装置と、前記インバータ装置を制御する制御装置と、を備える蓄電システムであって、前記制御装置は、時刻ｔ以降における前記負荷の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する残量価値関数生成部と、前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部の残量をもとに生成された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部を充電するか放電するか決定する充放電決定部と、を有する。 In order to solve the above-described problem, an electricity storage system according to an aspect of the present invention is interposed between an electricity storage unit, the electricity storage unit, and a power line to which a system and a load are connected, and includes the electricity storage unit and the power line. And a control device that controls the inverter device, wherein the control device predicts a transition in power consumption of the load after time t, and a time Generate a remaining value function that defines the relationship between the remaining amount of the electricity storage unit at the time t and the economic value of the remaining amount based on the transition of electricity charges set in multiple stages for each time period after t The remaining value function generating unit, the remaining value function, the economic value when additional charging is generated based on the measured remaining amount of the power storage unit, and the electricity rate for the current time zone In comparison, whether to charge the power storage unit It has a discharge determining unit that determines whether electricity, the.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、時間帯別に多段階の電気料金が設定されている場合において、蓄電部を効率的に活用することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a multi-stage electricity bill is set for every time slot | zone, an electrical storage part can be utilized efficiently.
図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電システム１を説明するための図である。蓄電システム１は、系統２と負荷３との間の電力線４に接続され、電力線４に電力を供給することができるとともに、電力線４の電力を吸収することもできる。蓄電システム１は制御装置１０、蓄電装置２０及び電力計測部３０を備える。 FIG. 1 is a diagram for explaining a power storage system 1 according to an embodiment of the present invention. The power storage system 1 is connected to the power line 4 between the grid 2 and the load 3, can supply power to the power line 4, and can also absorb power from the power line 4. The power storage system 1 includes a control device 10, a power storage device 20, and a power measurement unit 30.
蓄電装置２０は充放電制御部２１、蓄電部２２及び残量計測部２３を含む。蓄電部２２には、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を使用することができる。 The power storage device 20 includes a charge / discharge control unit 21, a power storage unit 22, and a remaining amount measurement unit 23. A lithium ion storage battery, a nickel hydride storage battery, a lead storage battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, or the like can be used for the power storage unit 22.
充放電制御部２１は、蓄電部２２と電力線４との間に介在し、蓄電部２２と配電線４との間の充放電を制御する。充放電制御部２１は例えば、蓄電池用のパワーコンディショナで構成することができる。充放電制御部２１は、蓄電部２２の放電時、蓄電部２２から放電される直流電力を交流電力に変換して電力線４に出力する。蓄電部２２の充電時、電力線４から入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電部２２に充電する。充放電制御部２１は、双方向インバータ単体、又は双方向インバータと双方向ＤＣ−ＤＣコンバータの組み合わせにより、定電流（ＣＣ）充電／放電、又は定電圧（ＣＶ）充電／放電することができる。 The charge / discharge control unit 21 is interposed between the power storage unit 22 and the power line 4 and controls charge / discharge between the power storage unit 22 and the distribution line 4. The charge / discharge control part 21 can be comprised with the power conditioner for storage batteries, for example. When the power storage unit 22 is discharged, the charge / discharge control unit 21 converts the DC power discharged from the power storage unit 22 into AC power and outputs the AC power to the power line 4. When the power storage unit 22 is charged, the AC power input from the power line 4 is converted into DC power and the power storage unit 22 is charged. The charge / discharge control unit 21 can perform constant current (CC) charging / discharging or constant voltage (CV) charging / discharging by a single bidirectional inverter or a combination of a bidirectional inverter and a bidirectional DC-DC converter.
残量計測部２３は蓄電部２２の残量を計測する。残量計測部２３は例えば、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）法または電流積算法により推定できる。ＯＣＶ法では蓄電部２２の開回路電圧を計測して残量を推定する。電流積算法では蓄電部２２を流れる電流を積算して残量を推定する。残量計測部２３は計測した蓄電部２２の残量を通信線を介して制御装置１０に通知する。残量計測部２３と制御装置１０間は例えば、ＲＳ−４８５規格に準拠したシリアル通信で接続される。なお蓄電装置２０側から制御装置１０に、計測した蓄電部２２の電圧値および／または電流値を通知し、制御装置１０側で残量を推定する形態でもよい。 The remaining amount measuring unit 23 measures the remaining amount of the power storage unit 22. The remaining amount measuring unit 23 can be estimated by, for example, an OCV (Open Circuit Voltage) method or a current integration method. In the OCV method, the remaining amount is estimated by measuring the open circuit voltage of the power storage unit 22. In the current integration method, the remaining amount is estimated by integrating the current flowing through the power storage unit 22. The remaining amount measuring unit 23 notifies the control device 10 of the measured remaining amount of the power storage unit 22 via a communication line. The remaining amount measuring unit 23 and the control device 10 are connected by, for example, serial communication conforming to the RS-485 standard. Note that the control device 10 may be notified of the measured voltage value and / or current value of the power storage unit 22 from the power storage device 20 side, and the remaining amount may be estimated on the control device 10 side.
電力計測部３０は、電力線４の電力を計測して制御装置１０に出力する。電力計測部３０には例えば、ＣＴセンサを使用することができる。メータ５は、負荷３で消費された電力を積算して計量する計器である。メータ５で計量された電力量が、電気料金の請求額の基礎となる。なおメータ５は、スタンドアローンのメータであってもよいし、外部通信が可能なスマートメータであってもよい。 The power measuring unit 30 measures the power of the power line 4 and outputs it to the control device 10. For example, a CT sensor can be used as the power measuring unit 30. The meter 5 is an instrument that integrates and measures the power consumed by the load 3. The amount of electric power measured by the meter 5 is the basis of the amount billed for electricity. The meter 5 may be a stand-alone meter or a smart meter capable of external communication.
制御装置１０は、充放電制御部２１を制御することにより蓄電装置２０を管理運用する。制御装置１０は、電力使用履歴記憶部１１、時間帯別消費電力量予測部１２、時間帯別電気料金取得部１３、残量価値関数生成部１４、価値算出部１５、コスト関数生成部１６、充放電決定部１７を含む。制御装置１０の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。 The control device 10 manages and operates the power storage device 20 by controlling the charge / discharge control unit 21. The control device 10 includes a power usage history storage unit 11, a power consumption prediction unit 12 by time zone, an electricity charge acquisition unit 13 by time zone, a remaining value function generation unit 14, a value calculation unit 15, a cost function generation unit 16, A charge / discharge determination unit 17 is included. The configuration of the control device 10 can be realized by cooperation of hardware resources and software resources, or only by hardware resources. As hardware resources, analog elements, microcomputers, DSPs, ROMs, RAMs, FPGAs, and other LSIs can be used. Firmware and other programs can be used as software resources.
以下本明細書では、３段階の時間帯別電気料金が設定されている場合における蓄電装置２０の運用方法について説明する。以下、本明細書では３段階の時間帯別電気料金として、夜間時間帯（２２〜翌８時）の料金が１０円／ｋＷｈ、中間時間帯（８〜１０時、１７〜２２時）の料金が２０円／ｋＷｈ、及びピーク時間帯（１０〜１７時）の料金が３０円／ｋＷｈの例を使用する。また１日の負荷３の消費電力量の推移として、８〜１０時の電力量が２ｋＷｈ、１０〜１７時の電力量が３．５ｋＷｈ、１７〜２２時の電力量が５ｋＷｈ、及び２２〜翌８時の電力量が２ｋＷｈの例を使用する。 Hereinafter, in this specification, an operation method of the power storage device 20 in the case where three-stage time-based electricity charges are set will be described. Hereinafter, in this specification, as the electricity charges for three time zones, the night time zone (22 to 8 o'clock) is 10 yen / kWh, and the intermediate time zone (8 to 10 o'clock, 17 to 22 o'clock) Is 20 yen / kWh, and the charge for the peak time zone (10-17 o'clock) is 30 yen / kWh. Moreover, as a transition of the power consumption amount of the load 3 per day, the power amount at 8 to 10 o'clock is 2 kWh, the power amount at 10 to 17 o'clock is 3.5 kWh, the power amount at 17 to 22 o'clock is 5 kWh, and 22 to the next An example in which the power amount at 8 o'clock is 2 kWh is used.
図２（ａ）、（ｂ）は、３段階の時間帯別電気料金の例を示す図である。図２（ａ）は３段階の時間帯別電気料金［円／ｋＷｈ］の一日の推移を示し、図２（ｂ）は電力会社から購入する電力［ｋＷ］の一日の推移を示す。図２（ｂ）に示す購入電力［ｋＷ］の推移は、電力線４に蓄電システム１が接続されていない場合の例である。この場合の一日の電気代は、１０［円／ｋＷｈ］×（０．８＋１．２）［ｋＷｈ］＋２０［円／ｋＷｈ］×（２＋５）［ｋＷｈ］＋３０［円／ｋＷｈ］×３．５［ｋＷｈ］＝２６５円となる。 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing examples of three-stage electricity charges according to time zones. FIG. 2 (a) shows the daily transition of the electricity rate [yen / kWh] by three time zones, and FIG. 2 (b) shows the daily transition of the electric power [kW] purchased from the power company. The transition of purchased power [kW] shown in FIG. 2B is an example when the power storage system 1 is not connected to the power line 4. The daily electricity bill in this case is 10 [yen / kWh] × (0.8 + 1.2) [kWh] +20 [yen / kWh] × (2 + 5) [kWh] +30 [yen / kWh] × 3.5 [KWh] = 265 yen.
図３（ａ）、（ｂ）は、比較例１に係る、３ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を用いた充放電制御を説明するための図である。図３（ａ）は電力会社から購入する電力［ｋＷ］の一日の推移を示す。図３（ｂ）は電池残量［ｋＷｈ］の一日の推移を示す。比較例１では、夜間時間帯に蓄電池を充電し、ピーク時間帯に蓄電池から放電する。すなわち、比較例１では最も大きな電気料金の価格差を利用する。図３（ａ）において、実線は蓄電池の充放電を加味した購入電力の推移を示し、点線は蓄電池の充放電がない場合の購入電力の推移を示している。 FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining charge / discharge control using a storage battery having a capacity of 3 kWh according to Comparative Example 1. FIG. FIG. 3A shows the daily transition of the power [kW] purchased from the power company. FIG. 3B shows a daily transition of the remaining battery capacity [kWh]. In Comparative Example 1, the storage battery is charged in the night time zone and discharged from the storage battery in the peak time zone. That is, in Comparative Example 1, the largest price difference between electricity charges is used. In Fig.3 (a), a continuous line shows transition of the purchased electric power which considered charging / discharging of the storage battery, and a dotted line has shown transition of purchased electric power when there is no charging / discharging of a storage battery.
ピーク時間帯に蓄電池から３ｋＷｈが放電され、購入電力が０．５ｋＷｈ（＝３．５ｋＷｈ−３ｋＷｈ）となる。一方、夜間時間帯（２２〜翌４時）に蓄電池に３ｋＷｈが充電され、購入電力が４．２ｋＷｈ（＝１．２ｋＷｈ＋３ｋＷｈ）となる。 3 kWh is discharged from the storage battery during the peak time period, and the purchased power becomes 0.5 kWh (= 3.5 kWh-3 kWh). On the other hand, the storage battery is charged with 3 kWh during the night time period (22 to 4 o'clock), and the purchased power becomes 4.2 kWh (= 1.2 kWh + 3 kWh).
比較例１において３ｋＷｈの蓄電池を用いた場合の一日の電気代は、１０［円／ｋＷｈ］×（０．８＋１．２＋３）［ｋＷｈ］＋２０［円／ｋＷｈ］×（２＋５）［ｋＷｈ］＋３０［円／ｋＷｈ］×（３．５−３）［ｋＷｈ］＝２０５円となる。図２（ａ）、（ｂ）に示した蓄電池を使用しない場合の一日の電気代は２６５円／日であるため、図３（ａ）、（ｂ）に示した３ｋＷｈの蓄電池を使用した場合、６０円／日の節約効果が発生する。 In Comparative Example 1, when the storage battery of 3 kWh is used, the daily electricity cost is 10 [yen / kWh] × (0.8 + 1.2 + 3) [kWh] +20 [yen / kWh] × (2 + 5) [kWh] +30 [Yen / kWh] × (3.5−3) [kWh] = 205 yen. When the storage battery shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is not used, the daily electricity bill is 265 yen / day, so the storage battery of 3 kWh shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) was used. In this case, a saving effect of 60 yen / day occurs.
図４（ａ）、（ｂ）は、比較例１に係る、６ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を用いた充放電制御を説明するための図である。ピーク時間帯に蓄電池から３．５ｋＷｈが放電され、購入電力が０ｋＷｈ（＝３．５ｋＷｈ−３．５ｋＷｈ）となる。一方、夜間時間帯（２２〜翌４時）に蓄電池に３．５ｋＷｈが充電され、購入電力が４．７ｋＷｈ（＝１．２ｋＷｈ＋３．５ｋＷｈ）となる。 4A and 4B are diagrams for explaining charge / discharge control using a storage battery having a capacity of 6 kWh according to Comparative Example 1. FIG. 3.5 kWh is discharged from the storage battery during the peak time period, and the purchased power becomes 0 kWh (= 3.5 kWh−3.5 kWh). On the other hand, the storage battery is charged with 3.5 kWh during the nighttime period (22 to 4 o'clock), and the purchased power becomes 4.7 kWh (= 1.2 kWh + 3.5 kWh).
比較例１において６ｋＷｈの蓄電池を用いた場合の一日の電気代は、１０［円／ｋＷｈ］×（０．８＋１．２＋３．５）［ｋＷｈ］＋２０［円／ｋＷｈ］×（２＋５）［ｋＷｈ］＋３０［円／ｋＷｈ］×（３．５−３．５）［ｋＷｈ］＝１９５円となる。図２（ａ）、（ｂ）に示した蓄電池を使用しない場合の一日の電気代は２６５円／日であるため、図４（ａ）、（ｂ）に示した６ｋＷｈの蓄電池を使用した場合、７０円／日の節約効果が発生する。 In Comparative Example 1, when the storage battery of 6 kWh is used, the daily electricity bill is 10 [yen / kWh] × (0.8 + 1.2 + 3.5) [kWh] +20 [yen / kWh] × (2 + 5) [kWh] ] +30 [yen / kWh] × (3.5−3.5) [kWh] = 195 yen. When the storage battery shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is not used, the daily electricity bill is 265 yen / day, so the storage battery of 6 kWh shown in FIGS. 4 (a) and (b) was used. In this case, a saving effect of 70 yen / day occurs.
しかしながら、６ｋＷｈの容量うち、３．５ｋＷｈ分の容量しか活用されておらず、２．５ｋＷｈ分の容量が活用されていない。すなわち、比較例１に係る充放電制御は、ピーク時間帯しか放電しないため、大きな容量の蓄電池を十分に活用できない問題がある。 However, out of the capacity of 6 kWh, only the capacity for 3.5 kWh is utilized, and the capacity for 2.5 kWh is not utilized. That is, since the charge / discharge control according to Comparative Example 1 discharges only during the peak time period, there is a problem that a large capacity storage battery cannot be fully utilized.
図５（ａ）、（ｂ）は、比較例２に係る、６ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を用いた充放電制御を説明するための図である。比較例２では、現在の電気料金が設定値（本例では１５円／ｋＷｈ）より低い場合に充電し、高い場合に放電する。本例では夜間時間帯に充電し、中間時間帯およびピーク時間帯に放電することになる。 FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining charge / discharge control using a storage battery having a capacity of 6 kWh according to Comparative Example 2. FIG. In Comparative Example 2, the battery is charged when the current electricity rate is lower than a set value (15 yen / kWh in this example), and discharged when it is higher. In this example, the battery is charged in the night time zone and discharged in the intermediate time zone and the peak time zone.
中間時間帯（８〜１０時）に蓄電池から２ｋＷｈが放電され、購入電力が０ｋＷｈ（＝２ｋＷｈ−２ｋＷｈ）となる。ピーク時間帯に蓄電池から３．５ｋＷｈが放電され、購入電力が０ｋＷｈ（＝３．５ｋＷｈ−３．５ｋＷｈ）となる。中間時間帯（１７〜２２時）に蓄電池から０．５ｋＷｈが放電され、購入電力が４．５ｋＷｈ（＝５ｋＷｈ−０．５ｋＷｈ）となる。一方、夜間時間帯（２２〜翌４時）に蓄電池に６ｋＷｈが充電され、購入電力が７．２ｋＷｈ（＝１．２ｋＷｈ＋６ｋＷｈ）となる。 In the intermediate time zone (8-10 o'clock), 2 kWh is discharged from the storage battery, and the purchased power becomes 0 kWh (= 2 kWh-2 kWh). 3.5 kWh is discharged from the storage battery during the peak time period, and the purchased power becomes 0 kWh (= 3.5 kWh−3.5 kWh). In the intermediate time zone (17: 00-22: 00), 0.5 kWh is discharged from the storage battery, and the purchased power becomes 4.5 kWh (= 5 kWh-0.5 kWh). On the other hand, the storage battery is charged with 6 kWh at night time (22 to 4 o'clock), and the purchased power becomes 7.2 kWh (= 1.2 kWh + 6 kWh).
比較例２において６ｋＷｈの蓄電池を用いた場合の一日の電気代は、１０［円／ｋＷｈ］×（０．８＋１．２＋６）［ｋＷｈ］＋２０［円／ｋＷｈ］×（２＋５−２−０．５）［ｋＷｈ］＋３０［円／ｋＷｈ］×（３．５−３．５）［ｋＷｈ］＝１７０円となる。図４（ａ）、（ｂ）に示した比較例１において６ｋＷｈの蓄電池を使用した場合の一日の電気代は１９５円／日であり、それと比較すると、さらに２５円／日の節約効果が発生する。このように比較例２では、少しの価格差でも充放電するため蓄電池の容量をフルに活用することができる。 In Comparative Example 2, when using a storage battery of 6 kWh, the daily electricity cost is 10 [yen / kWh] × (0.8 + 1.2 + 6) [kWh] +20 [yen / kWh] × (2 + 5-2-0. 5) [kWh] +30 [yen / kWh] × (3.5−3.5) [kWh] = 170 yen. In Comparative Example 1 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), when a 6 kWh storage battery is used, the daily electricity bill is 195 yen / day, which is a further 25 yen / day saving effect. Occur. Thus, in the comparative example 2, since it charges / discharges even a little price difference, the capacity | capacitance of a storage battery can be fully utilized.
図６（ａ）、（ｂ）は、比較例２に係る、３ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を用いた充放電制御を説明するための図である。中間時間帯（８〜１０時）に蓄電池から２ｋＷｈが放電され、購入電力が０ｋＷｈ（＝２ｋＷｈ−２ｋＷｈ）となる。ピーク時間帯に蓄電池から１ｋＷｈが放電され、購入電力が２．５ｋＷｈ（＝３．５ｋＷｈ−１ｋＷｈ）となる。一方、夜間時間帯（２２〜翌４時）に蓄電池に３ｋＷｈが充電され、購入電力が４．２ｋＷｈ（＝１．２ｋＷｈ＋３ｋＷｈ）となる。 6A and 6B are diagrams for explaining charge / discharge control using a storage battery having a capacity of 3 kWh according to Comparative Example 2. FIG. In the intermediate time zone (8-10 o'clock), 2 kWh is discharged from the storage battery, and the purchased power becomes 0 kWh (= 2 kWh-2 kWh). During the peak time, 1 kWh is discharged from the storage battery, and the purchased power becomes 2.5 kWh (= 3.5 kWh-1 kWh). On the other hand, the storage battery is charged with 3 kWh during the night time period (22 to 4 o'clock), and the purchased power becomes 4.2 kWh (= 1.2 kWh + 3 kWh).
比較例２において３ｋＷｈの蓄電池を用いた場合の一日の電気代は、１０［円／ｋＷｈ］×（０．８＋１．２＋３）［ｋＷｈ］＋２０［円／ｋＷｈ］×（２＋５−２）［ｋＷｈ］＋３０［円／ｋＷｈ］×（３．５−１）［ｋＷｈ］＝２２５円となる。図３（ａ）、（ｂ）に示した比較例１において３ｋＷｈの蓄電池を使用した場合の一日の電気代は２０５円／日であり、それと比較すると、２０円／日、割高になる。その要因は、ピーク時間帯において蓄電池から放電する電力が途中で足りなくなり、最も節約効果が期待できるピーク時間帯における放電が不十分となるためである。このように比較例２に係る充放電制御は、蓄電池の容量が小さい場合、適切なタイミングで放電できない問題がある。 In Comparative Example 2, when using a storage battery of 3 kWh, the daily electricity bill is 10 [yen / kWh] × (0.8 + 1.2 + 3) [kWh] +20 [yen / kWh] × (2 + 5-2) [kWh ] +30 [yen / kWh] × (3.5-1) [kWh] = 225 yen. In the comparative example 1 shown in FIGS. 3A and 3B, the electricity cost per day when a 3 kWh storage battery is used is 205 yen / day, which is 20 yen / day, which is expensive. The reason is that the electric power discharged from the storage battery becomes insufficient in the middle of the peak time zone, and the discharge in the peak time zone where the most saving effect can be expected is insufficient. As described above, the charge / discharge control according to Comparative Example 2 has a problem in that it cannot be discharged at an appropriate timing when the capacity of the storage battery is small.
以下、これらの問題を解決する充放電制御を説明する。図１に戻る。電力使用履歴記憶部１１は、電力計測部３０により計測された電力値の履歴を、負荷３の電力使用履歴として記憶する。電力使用履歴記憶部１１はリングバッファで構成され、記憶領域がフルになると、最も古いデータが記憶されている領域に、新たなデータが上書きされる。 Hereinafter, charge / discharge control for solving these problems will be described. Returning to FIG. The power usage history storage unit 11 stores the history of the power value measured by the power measurement unit 30 as the power usage history of the load 3. The power usage history storage unit 11 is composed of a ring buffer, and when the storage area becomes full, new data is overwritten in the area where the oldest data is stored.
時間帯別消費電力量予測部１２は、電力使用履歴記憶部１１に記憶された負荷３の電力使用履歴をもとに、負荷３の消費電力量の推移を予測する。例えば、過去Ｘ日分の消費電力量の推移をもとに、翌日の負荷３の消費電力量の推移を予測する。なお、予測方法は既存の一般的な予測方法を使用することができる。例えば、ニューラルネット等を用いた予測モデルを使用することができる。また当日の消費電力の実際の推移をもとに、モデルを切り替える仕組みが含まれていてもよい。 The hourly power consumption prediction unit 12 predicts the transition of the power consumption of the load 3 based on the power usage history of the load 3 stored in the power usage history storage unit 11. For example, the transition of the power consumption of the load 3 on the next day is predicted based on the transition of the power consumption for the past X days. Note that an existing general prediction method can be used as the prediction method. For example, a prediction model using a neural network or the like can be used. Also, a mechanism for switching models based on the actual transition of power consumption on the day may be included.
時間帯別電気料金取得部１３は、時間帯別の電気料金情報を取得する。例えば、電力会社のサーバから通信線を介して取得してもよいし、スマートメータを介して取得してもよい。また作業員やユーザにより操作入力された料金情報を取得してもよい。時間帯別電気料金取得部１３は、時間帯別の電気料金情報を残量価値関数生成部１４及びコスト関数生成部１６に設定する。 The hourly electricity bill acquisition unit 13 obtains hourly electricity bill information. For example, it may be acquired from a power company server via a communication line, or may be acquired via a smart meter. Moreover, you may acquire the charge information operated and input by the worker or the user. The electricity bill by time zone 13 sets the electricity bill information by time zone in the remaining value function generator 14 and the cost function generator 16.
残量価値関数生成部１４は、時間帯別消費電力量予測部１２により予測された負荷３の消費電力量の予測推移と、時間帯別電気料金取得部１３により設定された時間帯別電気料金の推移をもとに、蓄電部２２の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する。 The remaining value function generating unit 14 predicts the transition of the power consumption of the load 3 predicted by the power consumption prediction unit 12 by time and the electricity charge by time zone set by the electricity charge acquisition unit 13 by time. Based on the transition, the remaining value function that defines the relationship between the remaining amount of the power storage unit 22 and the economic value of the remaining amount is generated.
図７は、残量価値関数の具体例を示す図である。３段階の時間帯別電気料金は上述の例と同様に、夜間時間帯（２２〜翌８時）の料金が１０円／ｋＷｈ、中間時間帯（８〜１０時、１７〜２２時）の料金が２０円／ｋＷｈ、及びピーク時間帯（１０〜１７時）の料金が３０円／ｋＷｈとする。また負荷３の消費電力予測量の推移は、４〜８時の予測量が０．８ｋＷｈ、８〜１０時の予測量が２ｋＷｈ、１０〜１７時の予測量が３．５ｋＷｈ、１７〜２２時の予測量が５ｋＷｈ、及び２２〜翌４時の予測量が１．２ｋＷｈとする。また、充放電制御部２１（インバータ）の定格容量（公称最大出力）は１ｋＷを想定する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of the remaining amount value function. As with the above example, the three-time electricity charges are 10 yen / kWh during the night time period (22 to 8:00 the following day), and the intermediate time period (8 to 10 hours, 17 to 22:00) Is 20 yen / kWh, and the charge in the peak time zone (10-17 o'clock) is 30 yen / kWh. Also, the transition of the predicted power consumption of the load 3 is 0.8 kWh for 4 to 8 o'clock, 2 kWh for 8 to 10 o'clock, 3.5 kWh for 10 to 17 o'clock, 17:00 to 22:00 The predicted amount is 5 kWh, and the predicted amount from 22 to 4 o'clock is 1.2 kWh. The rated capacity (nominal maximum output) of the charge / discharge control unit 21 (inverter) is assumed to be 1 kW.
図７に示す例では、残量価値関数生成部１４は、電気料金が切り替わる時刻ｔにおける残量価値関数Ｖ（ｔ，ＲＣ）を生成する。すなわち、残量価値関数Ｖ（８時，ＲＣ）、残量価値関数Ｖ（１０時，ＲＣ）、残量価値関数Ｖ（１７時，ＲＣ）、及び残量価値関数Ｖ（２２時，ＲＣ）を生成する。当該残量価値関数は、将来の時刻ｔの時点での蓄電部２２に蓄えられた残量の価値を、充電に要するコストではなく、放電した場合に削減できる電気代として規定したものである。具体的には時刻ｔにおいて、残量がゼロの場合の電気代と比較して、残量がＲＣ［ｋＷｈ］の場合の電気代が、Ｖ（ｔ，ＲＣ）［円］削減できることを示す。 In the example illustrated in FIG. 7, the remaining value function generating unit 14 generates a remaining value function V (t, RC) at time t when the electricity rate is switched. That is, the remaining value function V (8 o'clock, RC), the remaining value function V (10 o'clock, RC), the remaining value function V (17 o'clock, RC), and the remaining value function V (22:00, RC) Is generated. The remaining value function defines the value of the remaining amount stored in the power storage unit 22 at the time t in the future, not as the cost required for charging, but as the electricity cost that can be reduced when discharged. Specifically, at time t, the electricity cost when the remaining amount is RC [kWh] can be reduced by V (t, RC) [yen] compared to the electricity fee when the remaining amount is zero.
図７に示すように２２時以降の電気料金が１０円／ｋＷｈであるため、残量価値関数Ｖ（２２時，ＲＣ）は、傾き１０円／ｋＷｈの直線で規定される。１７〜２２時の電気料金が２０円／ｋＷｈで、１７〜２２時の消費電力予測量が５ｋＷｈであるため、残量価値関数Ｖ（１７時，ＲＣ）は、残量が５ｋＷｈまでが傾き２０円／ｋＷｈの直線で規定され、５ｋＷｈを超えた後は傾き１０円／ｋＷｈの直線で規定される。１０〜１７時の電気料金が３０円／ｋＷｈで、１０〜１７時の消費電力予測量が３．５ｋＷｈであるため、残量価値関数Ｖ（１０時，ＲＣ）は、残量が３．５ｋＷｈまでが傾き３０円／ｋＷｈの直線で規定され、３．５〜８．５ｋＷｈの間が傾き２０円／ｋＷｈの直線で規定され、８．５ｋＷｈを超えた後は傾き１０円／ｋＷｈの直線で規定される。 As shown in FIG. 7, since the electricity bill after 22:00 is 10 yen / kWh, the remaining value function V (22:00, RC) is defined by a straight line with an inclination of 10 yen / kWh. Since the electricity charge at 17:00 to 22:00 is 20 yen / kWh and the predicted power consumption amount from 17:00 to 22:00 is 5 kWh, the remaining value function V (17:00, RC) is inclined to the remaining amount of 5 kWh. It is defined by a straight line with a circle / kWh, and after exceeding 5 kWh, it is defined by a straight line with an inclination of 10 yen / kWh. Since the electricity charge at 10 to 17:00 is 30 yen / kWh and the predicted power consumption at 10 to 17:00 is 3.5 kWh, the remaining value function V (10 o'clock, RC) has a remaining amount of 3.5 kWh. Is defined by a straight line with an inclination of 30 yen / kWh, between 3.5 and 8.5 kWh is defined by a straight line with an inclination of 20 yen / kWh, and after exceeding 8.5 kWh, a straight line with an inclination of 10 yen / kWh It is prescribed.
８〜１０時の電気料金が２０円／ｋＷｈで、１０〜１７時の電気料金が３０円／ｋＷｈであるため、８〜１０時の間に充電して、１０〜１７時の放電に備える選択肢がある。本例ではインバータの定格容量が１ｋＷであるため、８〜１０時の間に２ｋＷｈを充電することができる。従って、１０〜１７時の消費電力予測量は３．５ｋＷｈであるが、８時の時点においては、３．５ｋＷｈ分の全てが３０円の価値にならず、１．５（＝３．５−２）ｋＷｈ分が３０円の価値となる。 The electricity charge at 8-10 o'clock is 20 yen / kWh, and the electricity charge at 10-17 o'clock is 30 yen / kWh. . In this example, since the rated capacity of the inverter is 1 kW, 2 kWh can be charged between 8 and 10 o'clock. Therefore, the predicted power consumption at 10 to 17:00 is 3.5 kWh, but at the time of 8 o'clock, all of 3.5 kWh is not worth 30 yen, and 1.5 (= 3.5− 2) kWh is worth 30 yen.
これを踏まえ、残量価値関数Ｖ（８時，ＲＣ）は、残量が１．５ｋＷｈまでが傾き３０円／ｋＷｈの直線で規定され、１．５〜１０．５ｋＷｈの間が傾き２０円／ｋＷｈの直線で規定され、１０．５ｋＷｈを超えた後は傾き１０円／ｋＷｈの直線で規定される。このように、価格の高い時間帯に放電できる残量の価値は高くなり、価格の低い時間帯で放電する残量の価値は低くなる。 Based on this, the remaining amount value function V (8 o'clock, RC) is defined by a straight line with an inclination of 30 yen / kWh until the remaining amount is 1.5 kWh, and an inclination between 1.5 and 10.5 kWh is 20 yen / It is defined by a straight line of kWh, and after exceeding 10.5 kWh, it is defined by a straight line with an inclination of 10 yen / kWh. In this way, the value of the remaining amount that can be discharged in a high price period is high, and the value of the remaining amount that is discharged in a low price period is low.
図１に戻る。価値算出部１５は、残量計測部２３により計測された蓄電部２２の残量を取得する。価値算出部１５は、残量価値関数生成部１４により生成された残量価値関数と、残量計測部２３により計測された蓄電部２２の残量をもとに、追加充電した場合の経済的価値を算出する。 Returning to FIG. The value calculation unit 15 acquires the remaining amount of the power storage unit 22 measured by the remaining amount measurement unit 23. The value calculation unit 15 is economical when additional charging is performed based on the remaining amount value function generated by the remaining amount value function generation unit 14 and the remaining amount of the power storage unit 22 measured by the remaining amount measurement unit 23. Calculate value.
充放電決定部１７は、価値算出部１５により算出された経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して蓄電部２２を充電するか放電するか決定する。具体的には、追加充電した場合の経済的価値が現在の時間帯の電気料金より高い場合、蓄電部２２を充電すると決定し、追加充電した場合の経済的価値が現在の時間帯の電気料金より低い場合、蓄電部２２を放電すると決定する。 The charge / discharge determination unit 17 determines whether to charge or discharge the power storage unit 22 by comparing the economic value calculated by the value calculation unit 15 with the electricity charge in the current time zone. Specifically, if the economic value of the additional charging is higher than the electricity charge for the current time zone, it is determined to charge the power storage unit 22, and the economic value for the additional charging is the electricity charge for the current time zone. If it is lower, it is determined that the power storage unit 22 is discharged.
図８は、本実施の形態に係る蓄電システム１による充放電制御の基本処理を示すフローチャートである。時間帯別消費電力量予測部１２は、負荷３の消費電力量の推移を予測する（Ｓ１０）。残量価値関数生成部１４は、当該消費電力量の推移と、時間帯別の電気料金をもとに時刻ｔにおける残量価値関数を生成する（Ｓ１１）。残量計測部２３は蓄電部２２の残量を計測する（Ｓ１２）。価値算出部１５は、生成された残量価値関数と、計測された残量をもとに充電した場合の価値を算出する（Ｓ１３）。充放電決定部１７は、充電した場合の価値が、現在の時間帯の電気料金より高い場合（Ｓ１４の「＞」）、蓄電部２２を充電する（Ｓ１５）。充電した場合の価値が、現在の時間帯の電気料金より安い場合（Ｓ１４の「＜」）、蓄電部２２を放電する（Ｓ１６）。なお、両者の額が等しい場合、充電および放電のいずれも実施しない。 FIG. 8 is a flowchart showing basic processing of charge / discharge control by power storage system 1 according to the present embodiment. The hourly power consumption amount prediction unit 12 predicts the transition of the power consumption amount of the load 3 (S10). The remaining value function generating unit 14 generates a remaining value function at the time t based on the transition of the power consumption and the electricity charge for each time zone (S11). The remaining amount measuring unit 23 measures the remaining amount of the power storage unit 22 (S12). The value calculation unit 15 calculates the value in the case of charging based on the generated remaining amount value function and the measured remaining amount (S13). The charge / discharge determination unit 17 charges the power storage unit 22 when the value of the charge is higher than the electricity bill for the current time zone (“>” in S14) (S15). When the charged value is lower than the electricity bill for the current time zone (“<” in S14), the power storage unit 22 is discharged (S16). In addition, when both amounts are equal, neither charging nor discharging is performed.
以下、図１に戻り、より発展した応用処理を説明する。コスト関数生成部１６は、時間帯別の電気料金と、電力計測部３０により計測された電力値をもとに、蓄電部２２の充放電電力がＰ［ｋＷｈ］のときに単位時間あたり発生するコスト関数Ｃ（Ｐ）［円／時］を生成する。 Hereinafter, returning to FIG. 1, the more advanced application process will be described. The cost function generation unit 16 is generated per unit time when the charge / discharge power of the power storage unit 22 is P [kWh] based on the electricity charge for each time zone and the power value measured by the power measurement unit 30. A cost function C (P) [yen / hour] is generated.
図９は、コスト関数の具体例を示す図である。図９の下部に示すグラフの横軸は、蓄電部２２の充放電電力を示し、正方向が充電を示し、負方向が放電を示している。Ｘ軸切片は、消費電力の計測値に設定される。Ｘ軸切片の値は、負荷変動に応じて変動する。傾きは、その時間帯の電気料金に設定される。 FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of the cost function. The horizontal axis of the graph shown in the lower part of FIG. 9 indicates the charge / discharge power of the power storage unit 22, the positive direction indicates charging, and the negative direction indicates discharge. The X-axis intercept is set to a measured value of power consumption. The value of the X-axis intercept varies according to the load variation. The slope is set to the electricity bill for that time zone.
なお２０１６年現在、日本では蓄電池から系統への逆潮流が禁止されている。従って、負荷３で消費されている瞬時電力を超える電力が蓄電部２２から放電されることが禁止される。よって、蓄電部２２から系統２に逆潮流することにより、負のコストが発生することはなく、電力会社から代金を受け取ることはない。 As of 2016, reverse flow from storage batteries to the grid is prohibited in Japan. Therefore, the electric power exceeding the instantaneous power consumed by the load 3 is prohibited from being discharged from the power storage unit 22. Therefore, the reverse flow from the power storage unit 22 to the grid 2 does not cause a negative cost and does not receive a price from the power company.
以下、図７に示した残量価値関数と、図９に示したコスト関数を用いて、蓄電部２２の充放電を決定する処理例を説明する。 Hereinafter, a processing example for determining charge / discharge of the power storage unit 22 using the remaining value function shown in FIG. 7 and the cost function shown in FIG. 9 will be described.
図１０は、実施の形態に係る、３ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を用いた充放電制御を説明するための図である。価値算出部１５は、蓄電部２２の現在の残量と、電気料金が次に切り替わる時刻ｔ時点における残量価値関数をもとに残量の価値を算出する。充放電決定部１７は、当該残量の価値とコスト関数をもとに充放電量を決定する。 FIG. 10 is a diagram for explaining charge / discharge control using a storage battery having a capacity of 3 kWh according to the embodiment. The value calculation unit 15 calculates the value of the remaining amount based on the current remaining amount of the power storage unit 22 and the remaining amount value function at time t when the electricity rate is switched next. The charge / discharge determination unit 17 determines the charge / discharge amount based on the value of the remaining amount and the cost function.
図１０において、４〜８時における蓄電池の残量は３ｋＷｈであり、３ｋＷｈを、８時の時点の残量価値関数Ｖ（８時，ＲＣ）に適用すると、追加充電した場合の金銭的価値は２０円／ｋＷｈとなる。４〜８時の瞬時コストは１０円／時であり、充電の判定となる。図１０に示す例では、残量価値関数における計測された残量の位置の傾きと、コスト関数の傾きを、両者のＹ切片の位置が一致するように照合している。残量価値関数の傾きが、コスト関数の傾きより大きい場合は充電と判定し、小さい場合は放電と判定する。なお本例では、蓄電池の容量が３ｋＷｈであるため、充電と判定された場合でも、１０時までの間に充電されることはない。 In FIG. 10, the remaining amount of the storage battery at 4 to 8 o'clock is 3 kWh, and when 3 kWh is applied to the remaining amount value function V at 8 o'clock (8 o'clock, RC), the monetary value in the case of additional charging is 20 yen / kWh. The instantaneous cost from 4 to 8 o'clock is 10 yen / hour, which is a charge determination. In the example shown in FIG. 10, the inclination of the position of the remaining amount measured in the remaining amount value function and the inclination of the cost function are collated so that the positions of both Y-intercepts coincide. When the slope of the remaining amount value function is larger than the slope of the cost function, it is determined as charging, and when it is smaller, it is determined as discharging. In addition, in this example, since the capacity | capacitance of a storage battery is 3 kWh, even when it determines with charge, it is not charged by 10:00.
上記図３（ａ）、（ｂ）、及び上記図６（ａ）、（ｂ）に示したように３ｋＷｈの蓄電池を用いた場合、比較例１では一日の電気代が２０５円、比較例２では一日の電気代が２２５円となった。本実施の形態では電池残量の推移は比較例１と同様になり、一日の電気代は２０５円となる。 As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIGS. 6 (a) and 6 (b), when a 3 kWh storage battery is used, in Comparative Example 1, the daily electricity bill is 205 yen. In 2, the daily electricity bill was 225 yen. In the present embodiment, the remaining battery level is the same as in Comparative Example 1, and the daily electricity bill is 205 yen.
図１１は、実施の形態に係る、６ｋＷｈの容量を持つ蓄電池を用いた充放電制御を説明するための図である。判定方法は図１０に示した方法と同様である。上記図４（ａ）、（ｂ）、及び上記図５（ａ）、（ｂ）に示したように６ｋＷｈの蓄電池を用いた場合、比較例１では一日の電気代が１９５円、比較例２では一日の電気代が１７０円となった。本実施の形態では電池残量の推移は比較例２と同様になり、一日の電気代は１７０円となる。 FIG. 11 is a diagram for explaining charge / discharge control using a storage battery having a capacity of 6 kWh according to the embodiment. The determination method is the same as the method shown in FIG. When a 6 kWh storage battery is used as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) and FIGS. 5 (a) and 5 (b), in Comparative Example 1, the daily electricity bill is 195 yen. In 2, the daily electricity bill was 170 yen. In the present embodiment, the remaining battery level is the same as in Comparative Example 2, and the daily electricity bill is 170 yen.
以上説明したように本実施の形態によれば、蓄電部２２の残量の価値を、充電に要したコストではなく、将来、放電により削減可能な電気代で評価し、現時点での充電に要するコストと比較することにより、充放電するタイミングを都度決定する。これにより、多段階の時間帯別の電気料金が設定されている場合において、蓄電部２２の容量を最大限に有効活用することができ、金銭的なメリットを最大限に享受することができる。 As described above, according to the present embodiment, the value of the remaining amount of the power storage unit 22 is evaluated based on the electricity cost that can be reduced by discharging in the future, not the cost required for charging, and is required for charging at the present time. The timing for charging and discharging is determined each time by comparing with the cost. Thereby, when the electricity bill according to the multi-stage time zone is set, the capacity | capacitance of the electrical storage part 22 can be utilized effectively to the maximum, and a monetary merit can be enjoyed to the maximum.
また、充電に要したコスト（サンクコスト）を用いないため、電気料金プランの変更や、天候等による電力使用量の変化があった場合でも、蓄電部２２の最大容量およびその時点における残量を好適に活用することができる。 In addition, since the cost (thunk cost) required for charging is not used, the maximum capacity of the power storage unit 22 and the remaining amount at that time can be determined even when there is a change in the electricity bill plan or a change in power usage due to weather or the like. It can be suitably used.
ところで、太陽光発電システム等の再生可能エネルギーを用いた発電システムと併設される蓄電システムは、系統への出力を抑制する際に余剰電力を蓄積するために設置される。系統が供給超過になっている場合、発電電力の系統への出力が抑制されるが、蓄電システムを併設していれば、余剰電力を蓄電池に充電することができる。一方、出力抑制が不要な状態では、蓄電システムを他の用途に転用することができる。当該蓄電システムを上述した実施の形態に係るピークシフトに活用し、電気代を削減することができる。 By the way, a power storage system provided together with a power generation system using renewable energy such as a solar power generation system is installed to accumulate surplus power when suppressing output to the system. When the system is oversupplied, output of the generated power to the system is suppressed. However, if a power storage system is provided, surplus power can be charged to the storage battery. On the other hand, in a state where output suppression is not necessary, the power storage system can be diverted to other uses. The power storage system can be used for the peak shift according to the above-described embodiment, and the electricity bill can be reduced.
上述のように２０１６年現在、日本では蓄電池から系統への逆潮流は禁止されているが、太陽電池から系統への売電は認められている。図９に示したコスト関数では、太陽電池からの売電を考慮していない例であるため負のコスト（受け取り）が発生しなかったが、太陽電池が併設される蓄電システムでは、負のコストが発生し得る。 As described above, as of 2016, in Japan, reverse power flow from the storage battery to the system is prohibited, but power sale from the solar cell to the system is permitted. The cost function shown in FIG. 9 is an example in which power sales from solar cells are not taken into account, and thus no negative cost (reception) has occurred. However, in a power storage system with a solar cell, the negative cost Can occur.
図１２（ａ）、（ｂ）は、太陽電池が併設された蓄電池を用いた充放電制御の具体例を示す図である。前提として電気料金が２０円／ｋＷｈ（中間時間帯）、太陽光発電の買取価格が４０円／ｋＷｈ、残量価値関数Ｖ（ｔ，ＲＣ）の傾きが３０円／ｋＷｈとする。 FIGS. 12A and 12B are diagrams illustrating a specific example of charge / discharge control using a storage battery provided with a solar battery. It is assumed that the electricity rate is 20 yen / kWh (intermediate time zone), the purchase price of solar power generation is 40 yen / kWh, and the slope of the residual value function V (t, RC) is 30 yen / kWh.
図１２（ａ）は、０．６ｋＷの余剰が発生している場合の残量価値関数（点線）とコスト関数（実線）を比較した図である。例えば、太陽電池の発電量が１．６ｋＷで負荷３の消費電力が１ｋＷのとき０．６ｋＷの余剰が発生する。放電の範囲（グラフ左側）では、残量価値関数の傾き（点線）がコスト関数の傾き（実線）より小さいため放電しない。充電の範囲（グラフ右側〜インバータ定格１ｋＷまで）では、残量価値関数の傾き（点線）がコスト関数の傾き（実線）より小さいため充電しない。 FIG. 12A is a diagram comparing the remaining value function (dotted line) and the cost function (solid line) when a 0.6 kW surplus occurs. For example, a surplus of 0.6 kW is generated when the power generation amount of the solar cell is 1.6 kW and the power consumption of the load 3 is 1 kW. In the discharge range (left side of the graph), no discharge occurs because the slope of the remaining value function (dotted line) is smaller than the slope of the cost function (solid line). In the charging range (from the right side of the graph to the inverter rating of 1 kW), charging is not performed because the slope of the remaining value function (dotted line) is smaller than the slope of the cost function (solid line).
蓄電池の充電量が０．６ｋＷ未満では、太陽電池の発電量に余剰が発生するため瞬時コストが負になる。太陽電池の買取価格（実線）が残量価値関数の傾き（点線）より大きいため充電せずに売電する。最大２４円／時（充電量＝０のとき）の受け取りになる。なお蓄電池が放電中は逆潮流が禁止されるため売電できない。 If the charge amount of the storage battery is less than 0.6 kW, a surplus is generated in the power generation amount of the solar battery, so the instantaneous cost becomes negative. Since the purchase price (solid line) of the solar cell is larger than the slope (dotted line) of the remaining value function, the power is sold without charging. You will receive a maximum of 24 yen / hour (when charge is 0). In addition, since the reverse power flow is prohibited while the storage battery is being discharged, it cannot be sold.
図１２（ｂ）は、０．３ｋＷの余剰が発生している場合の残量価値関数（点線）とコスト関数（実線）を比較した図である。例えば、太陽電池の発電量が１．３ｋＷで負荷３の消費電力が１ｋＷのとき０．３ｋＷの余剰が発生する。放電の範囲（グラフ左側）では、残量価値関数の傾き（点線）がコスト関数の傾き（実線）より小さいため放電しない。一方、充電の範囲（グラフ右側〜インバータ定格１ｋＷまで）では、残量価値関数の傾き（点線）がコスト関数の傾き（実線）より大きいため充電する。 FIG. 12B is a diagram comparing the remaining value function (dotted line) and the cost function (solid line) when a surplus of 0.3 kW is generated. For example, when the power generation amount of the solar cell is 1.3 kW and the power consumption of the load 3 is 1 kW, a surplus of 0.3 kW is generated. In the discharge range (left side of the graph), no discharge occurs because the slope of the remaining value function (dotted line) is smaller than the slope of the cost function (solid line). On the other hand, in the charging range (from the right side of the graph to the inverter rating of 1 kW), charging is performed because the slope of the remaining value function (dotted line) is larger than the slope of the cost function (solid line).
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .
上述した実施の形態では、３段階の時間帯別の電気料金が設定されている場合を例に説明したが、４段階以上の時間帯別の電気料金が設定されている場合にも、容易に拡張することができる。 In the above-described embodiment, the case has been described as an example in which electricity charges for three time zones are set, but even when electricity charges for four or more time zones are set, it is easy. Can be extended.
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 The embodiment may be specified by the following items.
［項目１］
蓄電部（２２）と、
前記蓄電部（２２）と、系統（２）と負荷（３）が接続された電力線（４）との間に介在し、前記蓄電部（２２）と前記電力線（４）との間の充放電を制御するインバータ装置（２１）と、
前記インバータ装置（２１）を制御する制御装置（１０）と、
を備える蓄電システム（１）であって、
前記制御装置（１０）は、
時刻ｔ以降における前記負荷（３）の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部（２２）の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する残量価値関数生成部（１４）と、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部（２２）の残量をもとに生成された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部（２２）を充電するか放電するか決定する充放電決定部（１７）と、
を有することを特徴とする蓄電システム（１）。
これによれば、蓄電部（２２）を効率的に運用することができる。
［項目２］
前記充放電決定部（２１）は、前記追加充電した場合の経済的価値が前記現在の時間帯の電気料金より高い場合、前記蓄電部（２２）を充電すると決定し、前記追加充電した場合の経済的価値が前記現在の時間帯の電気料金より低い場合、前記蓄電部（２２）を放電すると決定することを特徴とする項目１に記載の蓄電システム（１）。
これによれば、充電すべきか放電すべきかを最適に決定することができる。
［項目３］
前記残量価値関数生成部（１４）は、電気料金が切り替わる時刻ｔにおける残量価値関数を生成し、
前記充放電決定部（１７）は、電気料金が次に切り替わる時刻ｔにおける残量価値関数と、計測された前記蓄電部（２２）の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較することを特徴とする項目１または２に記載の蓄電システム（１）。
これによれば、現在充電する場合の電気料金と、その充電した容量を将来放電する場合に削減可能な経済的価値を比較することにより、充電すべきか放電すべきかを最適に決定することができる。
［項目４］
蓄電部（２２）と、系統（２）および負荷（３）が接続された電力線（４）との間に介在し、前記蓄電部（２２）と前記電力線（４）との間の充放電を制御するインバータ装置（２３）を制御する制御装置（１０）であって、
時刻ｔ以降における前記負荷（３）の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部（２２）の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する残量価値関数生成部（１４）と、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部（２２）の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部（２２）を充電するか放電するか決定する充放電決定部（１７）と、
を有することを特徴とする制御装置（１０）。
これによれば、蓄電部（２２）を効率的に運用することができる。
［項目５］
蓄電部（２２）と、系統（２）および負荷（３）が接続された電力線（４）との間に介在し、前記蓄電部（２２）と前記電力線（４）との間の充放電を制御する制御方法であって、
時刻ｔ以降における前記負荷の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部（２２）の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成するステップと、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部（２２）の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部（２２）を充電するか放電するか決定するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
これによれば、蓄電部（２２）を効率的に運用することができる。
［項目６］
蓄電部（２２）と、系統（２）および負荷（３）が接続された電力線（４）との間に介在し、前記蓄電部（２２）と前記電力線（４）との間の充放電を制御する制御プログラムであって、
時刻ｔ以降における前記負荷（３）の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部（２２）の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する処理と、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部（２２）の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部（２２）を充電するか放電するか決定する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
これによれば、蓄電部（２２）を効率的に運用することができる。
[Item 1]
A power storage unit (22);
Charging / discharging between the power storage unit (22) and the power line (4) interposed between the power storage unit (22) and the power line (4) to which the system (2) and the load (3) are connected. An inverter device (21) for controlling
A control device (10) for controlling the inverter device (21);
A power storage system (1) comprising:
The control device (10)
Based on the predicted transition of the power consumption of the load (3) after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages for each time zone after time t, the power storage unit (22) of time t A remaining value function generating unit (14) for generating a remaining value function that defines the relationship between the remaining amount and the economic value of the remaining amount;
Comparing the remaining value function with the economic value in the case of additional charging generated based on the measured remaining amount of the power storage unit (22) and the electricity charge for the current time zone, the power storage A charge / discharge determining unit (17) for determining whether to charge or discharge the unit (22);
The electrical storage system (1) characterized by having.
According to this, an electrical storage part (22) can be operated efficiently.
[Item 2]
The charging / discharging determining unit (21) determines that the power storage unit (22) is charged when the economic value when the additional charging is higher than the electricity rate of the current time zone, and the additional charging is performed. The power storage system (1) according to item 1, wherein the power storage unit (22) is determined to be discharged when its economic value is lower than the electricity bill for the current time zone.
This makes it possible to optimally determine whether to charge or discharge.
[Item 3]
The remaining value function generating unit (14) generates a remaining value function at a time t when the electricity rate is switched,
The charge / discharge determination unit (17) is an economy in the case of additional charging calculated based on a remaining amount value function at a time t when the electricity rate is switched next and a measured remaining amount of the power storage unit (22). 3. The power storage system (1) according to item 1 or 2, characterized in that a physical value is compared with an electricity rate for a current time zone.
According to this, it is possible to determine optimally whether to charge or to discharge by comparing the electricity charge when charging at present and the economic value that can be reduced when the charged capacity is discharged in the future. .
[Item 4]
It is interposed between the power storage unit (22) and the power line (4) to which the system (2) and the load (3) are connected, and charge / discharge between the power storage unit (22) and the power line (4) is performed. A control device (10) for controlling the inverter device (23) to be controlled,
Based on the predicted transition of the power consumption of the load (3) after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages for each time zone after time t, the power storage unit (22) of time t A remaining value function generating unit (14) for generating a remaining value function that defines the relationship between the remaining amount and the economic value of the remaining amount;
Comparing the remaining value function with the economic value in the case of additional charging calculated based on the measured remaining amount of the power storage unit (22) and the electricity charge for the current time period, the power storage A charge / discharge determining unit (17) for determining whether to charge or discharge the unit (22);
A control device (10) comprising:
According to this, an electrical storage part (22) can be operated efficiently.
[Item 5]
It is interposed between the power storage unit (22) and the power line (4) to which the system (2) and the load (3) are connected, and charge / discharge between the power storage unit (22) and the power line (4) is performed. A control method for controlling,
Based on the predicted transition of the power consumption amount of the load after the time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages for each time zone after the time t, the remaining amount of the power storage unit (22) at the time t Generating a residual value function defining a relationship between the residual value and the economic value;
Comparing the remaining value function with the economic value in the case of additional charging calculated based on the measured remaining amount of the power storage unit (22) and the electricity charge for the current time period, the power storage Determining whether to charge or discharge part (22);
A control method characterized by comprising:
According to this, an electrical storage part (22) can be operated efficiently.
[Item 6]
It is interposed between the power storage unit (22) and the power line (4) to which the system (2) and the load (3) are connected, and charge / discharge between the power storage unit (22) and the power line (4) is performed. A control program for controlling,
Based on the predicted transition of the power consumption of the load (3) after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages for each time zone after time t, the power storage unit (22) of time t A process for generating a remaining value function that defines the relationship between the remaining amount and the economic value of the remaining amount;
Comparing the remaining value function with the economic value in the case of additional charging calculated based on the measured remaining amount of the power storage unit (22) and the electricity charge for the current time period, the power storage A process for determining whether to charge or discharge the part (22);
A control program for causing a computer to execute.
According to this, an electrical storage part (22) can be operated efficiently.
１ 蓄電システム、 ２ 系統、 ３ 負荷、 ４ 電力線、 ５ メータ、 １０ 制御装置、 １１ 電力使用履歴記憶部、 １２ 時間帯別消費電力量予測部、 １３ 時間帯別電気料金取得部、 １４ 残量価値関数生成部、 １５ 価値算出部、 １６ コスト関数生成部、 １７ 充放電決定部、 ２０ 蓄電装置、 ２１ 充放電制御部、 ２２ 蓄電部、 ２３ 残量計測部、 ３０ 電力計測部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power storage system, 2 systems, 3 Load, 4 Power line, 5 Meter, 10 Control apparatus, 11 Electricity use log | history memory | storage part, 12 Power consumption prediction part according to time zone, 13 Electricity rate acquisition part according to time zone, 14 Residual value Function generating unit, 15 Value calculating unit, 16 Cost function generating unit, 17 Charge / discharge determining unit, 20 Power storage device, 21 Charge / discharge control unit, 22 Power storage unit, 23 Remaining amount measuring unit, 30 Power measuring unit
Claims (6)
前記蓄電部と、系統と負荷が接続された電力線との間に介在し、前記蓄電部と前記電力線との間の充放電を制御するインバータ装置と、
前記インバータ装置を制御する制御装置と、
を備える蓄電システムであって、
前記制御装置は、
時刻ｔ以降における前記負荷の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する残量価値関数生成部と、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部の残量をもとに生成された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部を充電するか放電するか決定する充放電決定部と、
を有することを特徴とする蓄電システム。 A power storage unit;
An inverter device interposed between the power storage unit and a power line to which a system and a load are connected, and controls charging / discharging between the power storage unit and the power line;
A control device for controlling the inverter device;
A power storage system comprising:
The controller is
Based on the predicted transition of the power consumption amount of the load after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages by time period after time t, the remaining amount of the power storage unit and the remaining amount at time t A residual value function generator that generates a residual value function that defines the relationship with the economic value of
Charge the power storage unit by comparing the remaining value function with the economic value of additional charging generated based on the measured remaining power level of the power storage unit and the electricity charge for the current time zone. A charge / discharge determining unit that determines whether to discharge or discharge;
A power storage system comprising:
前記充放電決定部は、電気料金が次に切り替わる時刻ｔにおける残量価値関数と、計測された前記蓄電部の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電システム。 The residual value function generating unit generates a residual value function at a time t when the electricity rate is switched,
The charge / discharge determination unit includes a remaining value function at a time t when the electricity rate is switched next, an economic value when additional charging is calculated based on the measured remaining amount of the power storage unit, and a current The power storage system according to claim 1, wherein the electricity charges in time zones are compared.
時刻ｔ以降における前記負荷の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する残量価値関数生成部と、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部を充電するか放電するか決定する充放電決定部と、
を有することを特徴とする制御装置。 A control device that controls an inverter device that is interposed between a power storage unit and a power line to which a system and a load are connected, and controls charge / discharge between the power storage unit and the power line,
Based on the predicted transition of the power consumption amount of the load after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages by time period after time t, the remaining amount of the power storage unit and the remaining amount at time t A residual value function generator that generates a residual value function that defines the relationship with the economic value of
The power storage unit is charged by comparing the remaining value function, the economic value of additional charging calculated based on the measured remaining power of the power storage unit, and the electricity charge for the current time zone. A charge / discharge determining unit that determines whether to discharge or discharge;
A control device comprising:
時刻ｔ以降における前記負荷の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成するステップと、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部を充電するか放電するか決定するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 A control method that intervenes between a power storage unit and a power line to which a system and a load are connected, and controls charging / discharging between the power storage unit and the power line,
Based on the predicted transition of the power consumption amount of the load after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages by time period after time t, the remaining amount of the power storage unit and the remaining amount at time t Generating a residual value function that defines a relationship with the economic value of
The power storage unit is charged by comparing the remaining value function, the economic value of additional charging calculated based on the measured remaining power of the power storage unit, and the electricity charge for the current time zone. Determining whether to discharge or discharge;
A control method characterized by comprising:
時刻ｔ以降における前記負荷の消費電力量の予測推移と、時刻ｔ以降における時間帯別に多段階に設定された電気料金の推移をもとに、時刻ｔにおける前記蓄電部の残量と当該残量の経済的価値との関係を規定した残量価値関数を生成する処理と、
前記残量価値関数と、計測された前記蓄電部の残量をもとに算出された追加充電した場合の経済的価値と、現在の時間帯の電気料金を比較して、前記蓄電部を充電するか放電するか決定する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。 A control program that intervenes between a power storage unit and a power line to which a system and a load are connected, and controls charging / discharging between the power storage unit and the power line,
Based on the predicted transition of the power consumption amount of the load after time t and the transition of the electricity rate set in multiple stages by time period after time t, the remaining amount of the power storage unit and the remaining amount at time t Generating a residual value function that defines the relationship with the economic value of
The power storage unit is charged by comparing the remaining value function, the economic value of additional charging calculated based on the measured remaining power of the power storage unit, and the electricity charge for the current time zone. Processing to decide whether to discharge or discharge;
A control program for causing a computer to execute.
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