JP2018057071A

JP2018057071A - 蓄電システム

Info

Publication number: JP2018057071A
Application number: JP2016186943A
Authority: JP
Inventors: 要二川崎; Yoji Kawasaki
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-04-05

Abstract

【課題】アグリゲータからの放電指令が実施される場合にも、発電した電力を無駄なく有効に利用することである。
【解決手段】蓄電システム１は、蓄電池ＢＴと制御部１００とを具備する。制御部１００は、アグリゲータ２の蓄電池ＢＴに対する指令に含まれる蓄電池ＢＴの放電指令に関する事前計画に応じて、蓄電池ＢＴに対する制御動作を変更するように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、蓄電システムに関する。

近年、再生可能エネルギーの系統連系において、余剰電力や出力抑制の問題が顕在化しており、対応が求められている。そこで、需要家に分散設置した蓄電池等のリソースを統合制御してステークホルダがメリットを享受できる仕組みが検討されている。

"ゼロエミッションの実現を目指すリソースアグリゲータ"、［online］、産業競争力懇談会２０１４年度研究会最終報告、［平成２８年９月１６日検索］、インターネット<http://www.cocn.jp/thema77-L.pdf>

ところで、アグリゲータからの要請で需要家の蓄電池から放電を行なう場合に、事前に充電されている電力量が不十分であると、放電電力量にマージンがなく、計画に対して電力を安定して供給できないおそれが生じるといった課題がある。

実施形態の蓄電システムは、蓄電池と制御部とを具備する。制御部は、アグリゲータの前記蓄電池に対する指令に含まれる前記蓄電池の放電指令に関する事前計画に応じて、前記蓄電池に対する制御動作を変更するように制御する。

実施形態に係る蓄電システムによれば、アグリゲータからの放電指令が実施される場合にも、発電した電力を無駄なく有効に利用することができる。

図１は、実施形態に係る制御システムのシステム構成の一例を示す図である。図２は、実施形態に係る蓄電システムの動作の一例を示す図である。図３は、実施形態に係る蓄電システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。

以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１は、蓄電池ＢＴと、アグリゲータ２の蓄電池ＢＴに対する指令に含まれる蓄電池ＢＴの放電指令に関する事前計画に応じて、蓄電池ＢＴに対する制御動作を変更するように制御する制御部１００とを具備する。

また、以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１において、制御部１００は、事前計画において、蓄電池ＢＴに対する放電指令を事前に計画している場合には、該計画の前日において太陽光発電により余剰に発電された余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電を主とするモードに変更する。

また、以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１において、制御部１００は、事前計画において、事前に計画している放電電力量が大きいほど、計画の前日に行う余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電の充電電力量を多くする。

以下、図面を参照して、実施形態に係る蓄電システムを説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

［実施形態］
まず、本発明の実施形態に係る制御システムのシステム構成の一例を図１に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る制御システムのシステム構成の一例を示す図である。図１の例では、制御システムは、複数の蓄電システム１と、アグリゲータ２と、電力会社３とを具備する。

蓄電システム１については、ユーザ（需要家）の住宅に設けられたシステムであって、アグリゲータ２からの充放電の指示を受信すると、該指示に従って蓄電池に充電したり、蓄電池に充電した電力を放電したりする。

アグリゲータ２は、需要家の電力需要を束ねて効果的にエネルギーマネジメントサービスを提供するサーバであり、各蓄電システム１から各種情報を収集し、収集した情報を基に、電力消費量を把握し節電を支援するサービスや、電力売買、送電サービス、その他のサービスの仲介を行っている。例えば、アグリゲータ２は、各蓄電システム１に対して充電または放電の指示を通知する。そして、アグリゲータ２は、蓄電システム１から放電された電力の電力会社３への売電を仲介する。

次に、本発明の実施形態に係る蓄電システム１における蓄電池の充電を図２に基づいて説明する。図２は、実施形態に係る蓄電システムの動作の一例を示す図である。図２の例では、蓄電システム１は、ユーザ（需要家）の住宅ＨＭに設けられ、蓄電池ＢＴを所定の電力系統ＣＰから供給される電力や太陽光パネルＰＮにより生成された電力により充電したり、蓄電池ＢＴを充電した電力を負荷である電気機器ＬＤ等に供給したりする。

［蓄電システム］
図２に示すように、蓄電システム１は、コントローラＣＴと、蓄電池ＢＴと、蓄電池用分電盤ＶＤと、住宅用分電盤ＨＤと、スマートメータＭＴと、ホームゲートウェイＧＷと、太陽光パネルＰＮと、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣと、出力制御ユニットＯＵとを具備する。このように、図２に示す蓄電システム１は、ホームゲートウェイＧＷを経由して所定のネットワークＮＴに接続可能である。また、蓄電システム１は、ネットワークＮＴにより外部のアグリゲータ２等との間で情報の送受信が可能である。例えば、図２において、各構成間を結ぶ実線は電気的な接続関係を示し、各構成間を結ぶ点線は情報の送受信が可能な接続関係を示す。なお、蓄電システム１の各構成の接続関係は図２に示した接続関係に限らず、他の接続関係であってもよい。例えば、実線で結ばれた各構成間において情報の送受信が可能であってもよいし、点線で結ばれた各構成間において電気的な接続関係があってもよい。なお、図２に示す構成は一例であって、蓄電システム１は他の構成であってもよい。

コントローラＣＴは、蓄電システム１における各種情報をユーザに通知したり、蓄電システム１に対するユーザの操作を受け付けたりする。例えば、コントローラＣＴは、操作部ＯＰによりユーザの操作を受け付ける。また、例えば、コントローラＣＴは、蓄電システム１に関する情報を表示する出力部を有してもよい。

蓄電池ＢＴは、住宅ＨＭで用いられる二次電池（バッテリ）である。例えば、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣおよび蓄電池ＢＴは、電力系統ＣＰから供給される電力や太陽光パネルＰＮにより生成された電力により充電される。また、例えば、蓄電池ＢＴは、蓄えた電力をハイブリッドパワーコンディショナＰＣおよび蓄電池用分電盤ＶＤや住宅用分電盤ＨＤを経由して住宅ＨＭ内の電気機器ＬＤに供給する。例えば、蓄電池ＢＴは、蓄電池用分電盤ＶＤを経由して電気機器ＬＤのうち選定負荷ＳＬに電力を供給する。また、例えば、蓄電池ＢＴは、住宅用分電盤ＨＤを経由して電気機器ＬＤのうち一般負荷ＮＬに電力を供給する。例えば、蓄電池ＢＴは、停電時においては、蓄電池用分電盤ＶＤを経由して選定負荷ＳＬのみに電力を供給する。

なお、蓄電池ＢＴは、充電を行うことにより電気を蓄えることができ、繰り返し充放電して使用することが出来る電池であればどのような電池であってもよい。例えば、蓄電池ＢＴとしては、リチウムイオン電池や鉛電池やニッケル水素電池など、目的に応じて種々の蓄電池が適宜選択されてもよい。また、蓄電池ＢＴは、電力を蓄える機能を有すればどのような構成であってもよく、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等であってもよい。

蓄電池用分電盤ＶＤ及び住宅用分電盤ＨＤは、住宅ＨＭの配線に電気を分ける装置である。例えば、蓄電池用分電盤ＶＤ及び住宅用分電盤ＨＤは、漏電遮断器や配線用遮断器等の種々の機器を含む。例えば、蓄電池用分電盤ＶＤは、電力系統ＣＰや蓄電池ＢＴから供給される電力を住宅ＨＭの選定負荷ＳＬに供給したりする。また、例えば、住宅用分電盤ＨＤは、電力系統ＣＰや蓄電池ＢＴから供給される電力を住宅ＨＭの一般負荷ＮＬに供給したりする。

スマートメータＭＴは、電力系統ＣＰから供給された電力、すなわち電力系統ＣＰから買電した電力や、電力系統ＣＰ側へ供給した電力、すなわち売電した電力を計量するメータである。すなわち、スマートメータＭＴは、電力系統ＣＰの供給電力に関する情報を保持し、蓄電池ＢＴと通信可能な情報保持部として機能する。例えば、スマートメータＭＴは、売電した電力を計量するメータと、買電した電力を計量するメータとを各々含んでもよい。例えば、スマートメータＭＴは、住宅用分電盤ＨＤと電力系統ＣＰとの間に設けられ、売電した電力を計量したり、買電した電力を計量したりする。また、スマートメータＭＴは、ホームゲートウェイＧＷに各情報を送信可能である。

ホームゲートウェイＧＷは、ネットワークＮＴと住宅ＨＭ内のネットワーク、すなわち蓄電システム１のネットワークとの間の情報の送受信を可能にするネットワーク機器である。なお、ホームゲートウェイＧＷとネットワークＮＴとの間に、所定の中継機器（例えばブロードバンドルータ）等が設けられる場合があるが、図２においては説明を省略する。また、ホームゲートウェイＧＷは、蓄電システム１の各構成間の情報の送受信を可能にする。例えば、ホームゲートウェイＧＷは、アグリゲータ２との間の情報の送受信を可能にする。

太陽光パネルＰＮは、例えば、太陽電池素子（セル）を必要枚数配列し、樹脂や強化ガラスなどによりパッケージ化した太陽電池モジュールであり、ソーラーパネルとも呼ばれる。なお、太陽光パネルＰＮに用いられるセルは、どのようなセルであってもよい。例えば、太陽光パネルＰＮに用いられるセルは、シリコン系のセルや化合物系のセルや有機系のセルなど、目的に応じて種々のセルが適宜選択されてもよい。なお、蓄電システム１は、太陽光パネルＰＮを有さなくてもよい。

ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、パワコン、ＰＣＳ（Power Conditioning System）とも称される装置であって、太陽光パネルＰＮから接続箱（図示せず）を経由して送信される電力を、住宅ＨＭ内の電気機器ＬＤなどで利用可能にする装置である。例えば、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、太陽光パネルＰＮから接続箱を経由して送信される直流電力および蓄電池ＢＴから出力される直流電力を交流電力に変換する。また、例えば、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、直流電力をそのまま蓄電池ＢＴへの充電に利用してもよいし、交流電力に変換した後、電力を住宅ＨＭ内での利用や、電力系統ＣＰへの売電などに対応する出力に調整する。また、例えば、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、ホームゲートウェイＧＷと通信可能である。

また、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、蓄電池ＢＴが供給する電力を、住宅ＨＭ内の電気機器ＬＤなどで利用可能にする。例えば、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、蓄電池ＢＴから放電される直流電力を交流電力に変換する。また、例えば、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣは、交流電力に変換した後、電力を住宅ＨＭ内での利用や、電力系統ＣＰへの売電などに対応する出力に調整する。

出力制御ユニットＯＵは、アグリゲータ２から蓄電池ＢＴに対する指令（指令情報）を取得し、取得した指令の内容に基づいて、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣを制御する。例えば、出力制御ユニットＯＵは、アグリゲータ２からの指令情報の内容として、事前に蓄電池ＢＴに対する放電指令を計画している場合には、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣに対して、太陽光パネルＰＮが発電した電力の電力系統ＣＰへの出力を抑制するように制御する。なお、出力制御ユニットＯＵは、蓄電池ＢＴに対する指令が実行される前に、蓄電池ＢＴに対する指令を事前に受信するものとする。

また、コントローラＣＴは、制御部１００を有する。制御部１００は、ハイブリッドパワーコンディショナＰＣから蓄電池ＢＴに対する指令を取得し蓄電池ＢＴに対する指令の内容に基づいて各種制御を行う。

制御部１００は、アグリゲータ２の蓄電池ＢＴに対する指令に含まれる蓄電池ＢＴの放電指令に関する事前計画に応じて、蓄電池ＢＴに対する制御動作を変更するように制御する。具体的には、制御部１００は、事前計画において、蓄電池ＢＴに対する放電指令を事前に計画している場合には、該計画の前日において太陽光発電により余剰に発電された余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電を主とするモードに変更する。

例えば、制御部１００は、アグリゲータ２からの指令情報を取得し、アグリゲータ２からの指令情報の内容が事前に蓄電池ＢＴに対する放電指令を計画している場合には、該計画の前日の運転は余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電を主とするモードに変更する。余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電を主とするモードでは、住宅ＨＭ内の電力に対して余剰となる太陽光電力が蓄電池ＢＴにユーザが設定した蓄電池ＢＴの充電容量まで充電されるモードである。例えば、ユーザが設定した蓄電池ＢＴの充電容量として「１ｋＷｈ」が設定されると、蓄電池ＢＴの充電容量が「１ｋＷｈ」になるまで余剰太陽光電力が充電される。このため、蓄電池ＢＴの充電容量が高い値に調整されると、通常よりも蓄電池ＢＴに充電される充電電力量が多くなる。

また、制御部１００は、事前計画において、事前に計画している放電電力量が大きいほど、計画の前日に行う余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電の充電電力量を多くするように制御してもよい。例えば、制御部１００は、事前に計画している放電電力量が大きいほど、蓄電池ＢＴの充電容量を高い値に調整する。

［蓄電システムの処理手順］
次に、図３を参照して、蓄電システム１における動作例を説明する。図３は、実施形態に係る蓄電システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部１００は、出力制御ユニットＯＵを介してアグリゲータ２からの指令情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１００は、受信した指令情報を基に、アグリゲータ２からの指令が放電であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

この結果、制御部１００は、受信した指令情報を基に、アグリゲータ２からの指令が放電でないと判定した場合には（ステップＳ１０２否定）、ステップＳ１０１の処理に戻る。また、制御部１００は、アグリゲータ２からの指令が放電であると判定した場合には（ステップＳ１０２肯定）、計画前日の運転は余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電を主とするモードに変更して（ステップＳ１０３）、処理を終了する。

［実施形態の効果］
このように、実施形態に係る蓄電システム１では、蓄電システム１は、蓄電池ＢＴと、アグリゲータ２の蓄電池ＢＴに対する指令に含まれる蓄電池ＢＴの放電指令に関する事前計画に応じて、蓄電池ＢＴに対する制御動作を変更するように制御する制御部１００とを具備する。このため、アグリゲータ２からの放電指令が実施される場合にも、無駄なく有効に利用することができる。

また、実施形態に係る蓄電システム１では、制御部１００は、事前計画において、蓄電池ＢＴに対する放電指令を事前に計画している場合には、該計画の前日において太陽光発電により余剰に発電された余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電を主とするモードに変更する。このため、蓄電池ＢＴに対する放電指令を事前に計画している場合には、該計画の前日に、太陽光パネルＰＮにより発電された余剰太陽光電力を積極的に蓄電池ＢＴへ充電することで、計画の当日に、蓄電池ＢＴに充電された充電電力量を効率よく売電することが可能である。

制御部１００は、事前計画において、事前に計画している放電電力量が大きいほど、計画の前日に行う余剰太陽光電力の蓄電池ＢＴへの充電の充電電力量を多くする。このため、計画の前日に、事前に計画している放電電力量が大きいほど、蓄電池ＢＴの充電電力量を多くすることができるので、計画の当日に、蓄電池ＢＴに充電された充電電力量を効率よく売電することが可能である。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１蓄電システム
２アグリゲータ
３電力会社
１００制御部
ＢＴ蓄電池
ＣＰ電力系統
ＣＴコントローラ
ＯＵ出力制御ユニット
ＰＣハイブリッドパワーコンディショナ
ＰＮ太陽光パネル

Claims

蓄電池と；
アグリゲータの前記蓄電池に対する指令に含まれる前記蓄電池の放電指令に関する事前計画に応じて、前記蓄電池に対する制御動作を変更するように制御する制御部と；
を具備することを特徴とする蓄電システム。
前記制御部は、前記事前計画において、前記蓄電池に対する放電指令を事前に計画している場合には、該計画の前日において太陽光発電により余剰に発電された余剰太陽光電力の前記蓄電池への充電を主とするモードに変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
前記制御部は、前記事前計画において、事前に計画している放電電力量が大きいほど、計画の前日に行う前記余剰太陽光電力の前記蓄電池への充電の充電電力量を多くする
ことを特徴とする請求項２に記載の蓄電システム。