JP2018033213A - アグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】需要家ごとにそれぞれ設けられ、需要家の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各需要家の制御装置に対して制御指令を送信するサーバ装置とを有するアグリゲーションシステムにおいて、サーバ装置が、要請された電力の調達量に応じて、需要家が系統から入力する電力の上限値又は需要家が系統に出力すべき電力の下限値を需要家の割当て量として需要家ごとにそれぞれ算出し、各需要家の制御装置に対して、算出した当該需要家の割当て量を指定した制御指令をそれぞれ送信し、各制御装置が、系統から入力する電力が制御指令において指定された割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を系統に出力するように、対応する電力装置の充放電を制御する。
【選択図】図18
Description
図1において、1は全体として本実施の形態によるアグリゲーションシステムを示す。このアグリゲーションシステム1では、電力事業者14により発電された電力が送電線及び配電線等からなる系統2を介して各需要家3に送電され、この電力が交流メータ4及び分電盤5を経由してその需要家3の照明機器及びエアコンディショナといった電化製品等の負荷6に供給される。
図2は、本実施の形態による複合型電力変換装置(H−PCS)7の構成を示す。本複合型電力変換装置7は、この図2に示すように、エネルギー管理装置(以下、これをEMS(Energy Management System)と呼ぶ)20及びシステム制御装置21と、DC(Direct Current)バス22を介して接続された複数の充放電装置(図2では蓄電池充放電装置23及びEV充放電装置24)及び複数の電力変換装置(図2では太陽光電力変換装置25、風力発電電力変換装置26、燃料電池発電電力変換装置27及びガス発電電力変換装置28)並びに双方向AC/DC(Alternating Current/Direct Current)コンバータ29となどを備えて構成される。
図7は、アグリゲーションサーバ12の概略構成を示す。この図7に示すように、アグリゲーションサーバ12は、上位通信インタフェース60、下位通信インタフェース61、CPU(Central Processing Unit)62、メモリ63及び記憶装置64を備えて構成される。
次に、運転モードについて説明する。図12は、図3について上述した構成を有する複合型電力変換装置7におけるシステム制御装置21のデマンドレスポンスに関する基本的な制御単位をまとめたものである。この図12に示すように、かかるシステム制御装置21の基本的な制御内容として、「入力」、「充電」、「出力」及び「放電」の4つがある。
次に、第1及び第2の制御指令の具体的な内容について説明する。図16は、電力管理サーバ15(図3)からアグリゲーションサーバ12(図3)に送信される第1の制御指令の具体的な内容を示す。図16において、タスク欄80Aは第1の制御指令によるタスクの内容を表し、制御内容欄80Bは、対応するタスク内容の第1の制御指令を受信したアグリゲーションサーバ12により実行される制御内容を示す。また応答時間欄80Cは、対応するタスク内容の第1の制御指令が電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に送信される時期を示し、指示値欄80Dは、対応するタスク内容の第1の制御指令に含まれる指示値の内容を示す。さらに実績報告欄80Eは、アグリゲーションサーバから電力管理サーバに通知される対応する第1の制御指令の実行結果の内容を示す。
(6−1)全体の流れ
図18は、本実施の形態による複合型電力変換装置7が、アグリゲーションサーバ12から所定時間(30分ごと)に与えられる第2の制御指令に基づいて、需要家3の各電力装置を第2の制御指令に応じた状態に自律制御する処理の流れを示す。
図19A〜図19Cは、アグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令において、例えばアグリゲータから電力入力制限指令があり図15(B)の「A」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置7のシステム制御装置21により実行される系統入力電力抑制処理の処理手順を示す。
一方、図20A及び図20Bは、アグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令において、例えばアグリゲータから電力出力指令があり図15(B)の「C」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置7のシステム制御装置21により実行される系統電力出力処理の処理手順を示す。
図21は、図19A〜図19Cについて上述した系統入力電力抑制処理のステップSP25、ステップSP28、ステップSP31及びステップSP34においてシステム制御装置21により実行される第1及び第2の入力電力抑制処理の具体的な処理内容を示す。
図22は、図20A及び図20Bについて上述した電力出力制御処理のステップSP79、ステップSP82、ステップSP85及びステップSP88においてシステム制御装置21により実行される第1及び第2の電力出力処理の具体的な処理内容を示す。
以上のように本実施の形態のアグリゲーションシステム1では、電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に与えられる第1の制御指令に応じて、アグリゲーションサーバ12が、運転モード又は制御モードと、その需要家3の割当て量(その需要家3が系統2から入力可能な電力の上限値又はその需要家3が系統2に出力すべき電力の下限値)とを指定した第2の制御指令を各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ送信し、第2の制御指令を受信した各複合型電力変換装置7が、当該第2の制御指令で指定された運転モード又は制御モードで、系統2に入出力する電力が当該第2の制御指令で指定された割当て量となるように必要な電力装置を制御する。
なお上述の実施の形態においては、本発明を図1〜図3のように構成されたアグリゲーションシステムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を有するVPPシステムに広く適用することができる。
Claims (11)
- 需要家ごとにそれぞれ設けられ、配下の1又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、
各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置と
を備え、
前記サーバ装置は、
要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、
各前記制御装置は、
前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とするアグリゲーションシステム。 - 前記制御装置は、
前記系統から入力する前記電力を交流から直流に変換して必要な前記電力装置に充電すると共に、前記電力装置から放電された前記電力を直流から交流に変換して前記系統に出力する電力変換装置である
ことを特徴とする請求項1に記載のアグリゲーションシステム。 - 前記サーバ装置は、
前記制御指令において、前記割当て量に加えて、電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した制御モード又は複数の前記制御モードの組合せからなる運転モードを指定し、
前記制御装置は、
前記制御指令において指定された前記割当て量の電力を前記系統に入出力するよう、当該制御指令において指定された運転モード又は制御モードで対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載のアグリゲーションシステム。 - 前記制御装置は、
配下の各前記電力装置の状況を定期的に前記サーバ装置に通知し、
前記サーバ装置は、
各前記制御装置から通知される各前記電力装置の状況に応じた前記割当て量を各前記需要家にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とする請求項2に記載のアグリゲーションシステム。 - 予め複数種類の前記運転モードが定義され、
前記需要家は、自己の前記制御装置に所望する前記運転モードを設定でき、
前記サーバ装置は、
前記運転モードとして、前記サーバ装置からの前記制御指令を優先する運転モードが設定された前記制御装置の前記需要家に対して前記割当て量を割り当てる
ことを特徴とする請求項2に記載のアグリゲーションシステム。 - アグリゲーションシステムの制御方法において、
前記アグリゲーションシステムは、
需要家ごとにそれぞれ設けられ、配下の1又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、
各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置と
を有し、
前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信する第1のステップと、
各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する第2のステップと
を備える
ことを特徴とするアグリゲーションシステムの制御方法。 - 前記制御装置は、
前記系統から入力する前記電力を交流から直流に変換して必要な前記電力装置に充電すると共に、前記電力装置から放電された前記電力を直流から交流に変換して前記系統に出力する電力変換装置である
ことを特徴とする請求項6に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 前記第1のステップにおいて、前記サーバ装置は、
前記制御指令において、前記割当て量に加えて、電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した制御モード又は複数の前記制御モードの組合せからなる運転モードを指定し、
前記第2のステップにおいて、前記制御装置は、
前記制御指令において指定された前記割当て量の電力を前記系統に入出力するよう、当該制御指令において指定された運転モード又は制御モードで対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とする請求項7に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 前記制御装置は、
配下の各前記電力装置の状況を定期的に前記サーバ装置に通知し、
前記第1のステップにおいて、前記サーバ装置は、
各前記制御装置から通知される各前記電力装置の状況に応じた前記割当て量を各前記需要家にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とする請求項7に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 予め複数種類の前記運転モードが定義され、
前記需要家は、自己の前記制御装置に所望する前記運転モードを設定でき、
前記第1のステップにおいて、前記サーバ装置は、
前記運転モードとして、前記サーバ装置からの前記制御指令を優先する運転モードが設定された前記制御装置の前記需要家に対して前記割当て量を割り当てる
ことを特徴とする請求項7に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 上位のサーバ装置から与えられるデマンドレスポンスに関する制御指令に応じて、配下の電力装置の充放電を制御する制御装置において、
前記制御装置の配下には、
対応する前記需要家が所有する1又は複数の電力装置が存在し、
前記サーバ装置と通信し、前記サーバ装置から与えられた前記制御指令に応じた指示を出力するエネルギー管理装置と、
前記エネルギー管理装置から出力された前記指示に従って配下の1又は複数の前記電力装置のうちの必要な前記電力装置を制御するシステム制御装置と
を備え、
前記サーバ装置は、
要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、
前記システム制御装置は、
前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とする制御装置。
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