JP2018097802A - Electric power charging system, electric power storage system, auxiliary system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力課金システム、蓄電システム、補助システムに関する。 The present invention relates to a power billing system, a power storage system, and an auxiliary system.
近年、地球温暖化ガス排出量の規制などの国際的な枠組みを背景に、石炭または石油などの化石燃料による火力発電の代替として、原子力発電または再生可能エネルギーなどの二酸化炭素低排出型の電源の比率を高める技術が必要とされている。太陽光発電または風力発電といった変動性の再生可能エネルギー発電システムは、大規模なもので数十MW程度が実用化されている。これらは分散設置性に優れるが、大規模化の際は占有する面積が大きいなどの課題があるため、大規模な温暖化ガス削減には原子力発電の比率を高める方法も考えられる。 In recent years, against the background of international frameworks such as the regulation of global warming gas emissions, as an alternative to thermal power generation using fossil fuels such as coal or oil, carbon dioxide low emission power sources such as nuclear power generation or renewable energy There is a need for technology to increase the ratio. A variably renewable energy power generation system such as solar power generation or wind power generation is large-scale and about tens of MW has been put into practical use. Although these are excellent in dispersive installation properties, there are problems such as a large area occupied at the time of large scale, so a method of increasing the ratio of nuclear power generation is also conceivable for large-scale greenhouse gas reduction.
ただし、日本国内の原子力発電は原則として発電出力を変動させずに一定出力を維持する運用が為されている。この制約のため、原子力発電の導入量は四季を通じた電力需要変動の下限値程度まで制限されており、さらなる原子力発電の比率を向上させる必要が生じた場合には電力需要変動の平準化が必要となる。 However, in principle, nuclear power generation in Japan is operated to maintain a constant output without changing the output. Due to this restriction, the amount of nuclear power generation is limited to the lower limit of power demand fluctuations throughout the four seasons, and if there is a need to further improve the ratio of nuclear power generation, it is necessary to level out power demand fluctuations. It becomes.
かつて、国内の電力事業では夜間の電力需要を喚起するため、電気温水器などを併用した場合に夜間電力単価を割安に設定するなどの策が用いられてきた。また、特許文献1に蓄電池を用いた電力需要(受電電力)の平準化に関する技術が開示されている。
In the past, in order to stimulate the nighttime electricity demand in the domestic electricity business, measures such as setting a nighttime electricity unit price when using an electric water heater or the like have been used.
特許文献1に記載の技術は、受電容量に基づく契約料金と、電気利用量に基づく電力量料金とを併用する課金モデルを用いて、需要ピークを低減することで受電容量を削減して需要家の契約料金を削減する方式である。この方式はピーク需要の低減には貢献するものの、ピーク時間帯以外では電力需要(受電電力)の変動は常に発生するため、十分な電力平準化性能は得られない可能性がある。またこの方式は、契約料金と電力量料金のいずれについても、より多くの電力を使った者が多く支払うというモデルをベースとしており、需要家が電力需要の変動を更に平準化するための動機付けは十分ではなかった。
The technology described in
本発明は、電力需要家に対し電力需要(受電電力)を更に平準化しようとする動機付けを与えることができるとともに、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化できるシステムを提供することを目的とする。 The present invention can provide motivation to further level power demand (received power) to power consumers and level the overall power demand for power suppliers (for example, power retailers). The purpose is to provide a system.
本発明の電力課金システムは、電力需要家の受電電力値を第1の所定時間ごとに取得する受電電力値取得手段と、受電電力値取得手段が取得した受電電力値に基づいて電力需要家の受電料金を第1の所定時間と同じかそれよりも長い第2の所定時間ごとに決定する受電料金決定手段と、受電料金決定手段が決定した受電料金を所定期間に亘って積算して電力需要家に対する課金額を決定する課金額決定手段と、を備え、受電料金決定手段は、受電電力値の目標受電電力からの乖離、あるいは受電電力値の第2の所定時間における変動量、が大きいほど受電料金が高くなるように、受電料金を決定するように構成されている。 The power billing system of the present invention includes a received power value acquisition unit that acquires a received power value of a power consumer every first predetermined time, and a received power value of the power consumer based on the received power value acquired by the received power value acquisition unit. The power demand is determined by integrating the power reception fee determined by the power reception fee determination means for each second predetermined time equal to or longer than the first predetermined time, and the power reception fee determined by the power reception fee determination means over a predetermined period. Charge amount determination means for determining the charge amount for the house, and the power reception fee determination means increases the deviation of the received power value from the target received power or the variation amount of the received power value in the second predetermined time. The power reception fee is determined so as to increase the power reception fee.
この電力課金システムでは、受電料金決定手段が、受電電力値の目標受電電力からの乖離、あるいは受電電力値の第2の所定時間における変動量、が大きいほど受電料金が高くなるように、受電料金を決定するので、電力需要家に対し電力需要(受電電力)を更に平準化しようとする動機付けを与えることができる。また、本発明の電力課金システムにより課金を行う電力供給者(例えば電力小売り事業者)は、電力需要(受電電力)を十分に平準化している電力需要家を多く取り込むことができるので、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化できる。 In this power billing system, the power reception fee is determined such that the power reception fee increases as the deviation of the power reception value from the target power reception or the amount of fluctuation of the power reception value in the second predetermined time increases. Therefore, the motivation to further level the power demand (received power) can be given to the power consumer. In addition, since a power supplier (for example, a power retailer) who charges with the power billing system of the present invention can take in many power consumers who have sufficiently leveled the power demand (received power), the power supply It is possible to equalize the overall power demand for a person (for example, a power retailer).
本発明の電力課金システムでは、受電料金決定手段は、受電電力値の目標受電電力からの乖離が大きいほど受電料金が高くなるように受電料金を決定する手段であって、受電料金決定手段は、目標受電電力を設定する目標受電電力設定手段を有していてもよい。これによれば、受電電力値の目標受電電力を電力需要家の状況に応じて適宜設定することが可能となる。 In the power billing system of the present invention, the received charge determining means is a means for determining the received charge so that the received charge is higher as the deviation of the received received power value from the target received power is larger. You may have the target received power setting means to set target received power. According to this, it becomes possible to set the target received power of the received power value as appropriate according to the situation of the power consumer.
本発明の電力課金システムでは、受電料金決定手段は、受電電力値の目標受電電力からの乖離が大きいほど受電料金が高くなるように受電料金を決定する手段であって、受電料金決定手段は、乖離の増大に対する受電料金の増加割合を目標受電電力に応じて変化させてもよい。これによれば、受電電力容量の違いに応じて課金体系を変化させることができる。 In the power billing system of the present invention, the received charge determining means is a means for determining the received charge so that the received charge is higher as the deviation of the received received power value from the target received power is larger. The rate of increase in power reception fee with respect to the increase in deviation may be changed according to the target power reception. According to this, the charging system can be changed according to the difference in the received power capacity.
本発明の電力課金システムでは、受電料金決定手段は、受電電力値の第2の所定時間における変動量が大きいほど受電料金が高くなるように受電料金を決定する手段であり、受電料金決定手段は、前回受電料金を決定してから今回受電料金を決定するまでの第2の所定時間における受電電力値の平均値を求めると共に当該平均値と各受電電力値との間の偏差の最大値を求める、最大偏差算出手段を有し、受電電力値の第2の所定時間における変動量は、その偏差の最大値であってもよい。これによっても、電力需要家に対し電力需要(受電電力)を更に平準化しようとする動機付けを与えることができる。また、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化することもできる。 In the power billing system of the present invention, the received power charge determining means is a means for determining the received power charge so that the received power charge becomes higher as the fluctuation amount of the received power value in the second predetermined time is larger. In addition, the average value of the received power value in the second predetermined time from when the previous power reception fee is determined until the current power reception fee is determined, and the maximum value of the deviation between the average value and each received power value is obtained. The variation amount of the received power value during the second predetermined time may be the maximum value of the deviation. This can also provide motivation to further level the power demand (received power) to the power consumer. It is also possible to level the overall power demand for power suppliers (for example, power retailers).
本発明の電力課金システムでは、受電料金決定手段は、受電電力値の第2の所定時間における変動量が大きいほど受電料金が高くなるように受電料金を決定する手段であり、受電料金決定手段は、前回受電料金を決定してから今回受電料金を決定するまでの第2の所定時間における相前後して取得される受電電力値間の変化量の累積値を求める、累積変化量算出手段を有し、受電電力値の第2の所定時間における変動量は、その変化量の累積値であってもよい。これによっても、電力需要家に対し電力需要(受電電力)を更に平準化しようとする動機付けを与えることができる。また、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化することもできる。 In the power billing system of the present invention, the received power charge determining means is a means for determining the received power charge so that the received power charge becomes higher as the fluctuation amount of the received power value in the second predetermined time is larger. And a cumulative change amount calculation means for obtaining a cumulative value of a change amount between the received power values acquired before and after the second predetermined time from the determination of the previous power reception fee to the determination of the current power reception fee. The variation amount of the received power value in the second predetermined time may be a cumulative value of the variation amount. This can also provide motivation to further level the power demand (received power) to the power consumer. It is also possible to level the overall power demand for power suppliers (for example, power retailers).
本発明の蓄電システムの一つは、上述した電力課金システムのいずれかにより課金される電力需要家に設置される蓄電システムであって、電力系統と電力需要家の負荷との接続部に接続され、交流電力と直流電力とを双方向に変換する系統連系インバータと、蓄電池と、系統連系インバータと蓄電池の間に接続され、系統連系インバータの直流側の電圧部と蓄電池側の電圧部との間で電力を双方向に変換する双方向DC/DCコンバータと、を備え、蓄電池は、系統連系インバータと双方向DC/DCコンバータとを介して電力系統から充電が可能であると共に、双方向DC/DCコンバータと系統連系インバータとを介して負荷へ放電が可能であり、系統連系インバータは電力需要家が受電する受電電力が所定の電力目標に一致するように制御され、双方向DC/DCコンバータは双方向DC/DCコンバータと系統連系インバータの接続部の直流電圧が略一定値となるように制御される、蓄電システムである。 One of the power storage systems of the present invention is a power storage system installed in a power consumer who is charged by any of the power billing systems described above, and is connected to a connection part between the power system and the load of the power consumer. A grid-connected inverter that converts AC power and DC power bidirectionally, a storage battery, and a DC-side voltage section and a storage-cell-side voltage section that are connected between the grid-connected inverter and the storage battery. And a bidirectional DC / DC converter that bidirectionally converts power between the storage battery and the storage battery can be charged from the power system via a grid-connected inverter and a bidirectional DC / DC converter, The load can be discharged to the load via the bidirectional DC / DC converter and the grid-connected inverter, and the grid-connected inverter ensures that the received power received by the power consumer matches a predetermined power target. It is your, bidirectional DC / DC converter is a DC voltage at the connection of the bidirectional DC / DC converter and the system interconnection inverter is controlled to have a substantially constant value, a power storage system.
この蓄電システムでは、系統連系インバータが、電力需要家が受電する受電電力が所定の電力目標に一致するように制御されるので、電力需要家の電力需要(受電電力)を平準化することができ、電力需要家は、上述した電力課金システムのいずれかによる課金体系のメリットを享受し易くなる。そのため、電力需要(受電電力)を平準化した電力需要家の数が増加し、上述した電力課金システムにより課金を行う電力供給者(例えば電力小売り事業者)は、電力需要(受電電力)を平準化した電力需要家を多く取り込むことが可能になり、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化できる。 In this power storage system, the grid-connected inverter is controlled such that the received power received by the power consumer matches a predetermined power target, so that the power demand (received power) of the power consumer can be leveled. This makes it easier for power consumers to enjoy the benefits of the billing system according to any of the power billing systems described above. For this reason, the number of power consumers who have leveled the power demand (received power) has increased, and power suppliers (for example, power retailers) who charge by the above-mentioned power billing system level the power demand (received power). It is possible to take in a large number of converted electric power consumers, and it is possible to equalize the overall electric power demand for electric power suppliers (for example, electric power retailers).
本発明の蓄電システムのもう一つは、上述した電力課金システムのいずれかにより課金される電力需要家に設置される蓄電システムであって、電力系統に接続され、交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータと、蓄電池と、AC/DCコンバータと蓄電池の間に接続され、AC/DCコンバータの直流側の電圧と蓄電池側の電圧との間で電力を双方向に変換する双方向DC/DCコンバータと、AC/DCコンバータと双方向DC/DCコンバータとの接続部と電力需要家の負荷との間に接続され、直流電力と交流電力とを双方向に変換するDC/ACインバータと、を備え、蓄電池はAC/DCコンバータと双方向DC/DCコンバータを介して電力系統から充電が可能であり、蓄電池は双方向DC/DCコンバータとDC/ACインバータを介して負荷に対し放電が可能であり、AC/DCコンバータは電力需要家が受電する受電電力が所定の電力目標に一致するよう制御され、双方向DC/DCコンバータは双方向DC/DCコンバータとAC/DCコンバータの接続部の直流電圧が一定値となるよう制御され、DC/ACインバータは負荷側の交流電圧が所定の交流電圧となるよう制御される、蓄電システムである。 Another power storage system according to the present invention is a power storage system installed in a power consumer who is charged by any of the power billing systems described above, and is connected to a power system and converts AC power into DC power. An AC / DC converter, a storage battery, and a bidirectional DC / DC connected between the AC / DC converter and the storage battery and bi-directionally converting power between a DC side voltage and a storage battery side voltage of the AC / DC converter. A DC converter, a DC / AC inverter that is connected between a connection portion of the AC / DC converter and the bidirectional DC / DC converter and a load of an electric power consumer, and that converts DC power and AC power bidirectionally; The storage battery can be charged from the power system via an AC / DC converter and a bidirectional DC / DC converter, and the storage battery is a bidirectional DC / DC converter and a DC / A The load can be discharged to the load through the inverter, the AC / DC converter is controlled so that the received power received by the power consumer matches a predetermined power target, and the bidirectional DC / DC converter is bidirectional DC / DC. The DC / AC inverter is a power storage system in which the DC voltage at the connection between the converter and the AC / DC converter is controlled to be a constant value, and the AC voltage on the load side is controlled to be a predetermined AC voltage.
この蓄電システムでは、AC/DCコンバータが、電力需要家が受電する受電電力が所定の電力目標に一致するように制御されるので、電力需要家の電力需要(受電電力)を平準化することができ、電力需要家は、上述した電力課金システムのいずれかによる課金体系のメリットを享受し易くなる。そのため、電力需要(受電電力)を平準化した電力需要家の数が増加し、上述した電力課金システムにより課金を行う電力供給者(例えば電力小売り事業者)は、電力需要(受電電力)を平準化した電力需要家を多く取り込むことが可能になり、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化できる。さらに、上述した蓄電システムの一つにおける連系インバータの代わりにAC/DCコンバータを用いるので、蓄電システムのコストを低減することもできる。 In this power storage system, the AC / DC converter is controlled so that the received power received by the power consumer matches a predetermined power target, so that the power demand (received power) of the power consumer can be leveled. This makes it easier for power consumers to enjoy the benefits of the billing system according to any of the power billing systems described above. For this reason, the number of power consumers who have leveled the power demand (received power) has increased, and power suppliers (for example, power retailers) who charge by the above-mentioned power billing system level the power demand (received power). It is possible to take in a large number of converted electric power consumers, and it is possible to equalize the overall electric power demand for electric power suppliers (for example, electric power retailers). Furthermore, since the AC / DC converter is used instead of the interconnection inverter in one of the above-described power storage systems, the cost of the power storage system can be reduced.
本発明の蓄電システムのもう一つでは、AC/DCコンバータはAC/DCコンバータの入力電力が所定の電力目標に一致するよう制御されてもよい。これによれば、蓄電システムの内部に電力制御点を設けることができるので、蓄電システムの設置が容易になる。 In another power storage system of the present invention, the AC / DC converter may be controlled so that the input power of the AC / DC converter matches a predetermined power target. According to this, since a power control point can be provided inside the power storage system, installation of the power storage system is facilitated.
本発明の蓄電システムのもう一つでは、AC/DCコンバータの容量が双方向DC/DCコンバータとDC/ACインバータの容量よりも小さくてもよい。これによれば、AC/DCコンバータ(蓄電システム)のコストを低減できるとともに、電力需要家の分電盤のブレーカ容量、変圧器などの受電設備の容量、コストも低減することができる。 In another power storage system of the present invention, the capacity of the AC / DC converter may be smaller than the capacity of the bidirectional DC / DC converter and the DC / AC inverter. According to this, while being able to reduce the cost of an AC / DC converter (electric storage system), the capacity | capacitance and cost of power receiving equipment, such as a breaker capacity | capacitance of the distribution panel of an electric power consumer, a transformer, can also be reduced.
本発明の補助システムは、上述した蓄電システムのいずれかにおける蓄電池の充電残量を適正に維持することを補助する補助システムであって、蓄電池の充電残量を取得する充電残量取得手段と、充電残量に基づいて蓄電池の充電残量の不足と過剰とを予見する充電残量過不足予見手段と、充電残量過不足予見手段により充電残量の不足が予見された場合には電気自動車から蓄電池への放電を要請する放電要請情報を電気自動車の運転者または所有者に通知し、充電残量過不足予見手段により充電残量の過剰が予見された場合には蓄電池から電気自動車への充電を要請する充電要請情報を電気自動車の運転者または所有者に通知する、要請通知手段と、を備える、補助システムである。 The auxiliary system of the present invention is an auxiliary system that assists in properly maintaining the remaining charge of the storage battery in any of the above-described power storage systems, and a remaining charge acquisition means for acquiring the remaining charge of the storage battery; Predictive means for excess or shortage of remaining charge foreseeing shortage and excess of remaining charge of storage battery based on remaining charge amount, and electric vehicle if shortage of remaining charge is predicted by means of predicting excess or shortage of remaining charge Discharge request information requesting discharge from the battery to the storage battery is notified to the driver or owner of the electric vehicle. An auxiliary system comprising: request notification means for notifying a driver or owner of an electric vehicle of charging request information for requesting charging.
この補助システムでは、上述した蓄電システムのいずれかにおける蓄電池の充電残量の過不足が予見された場合に電気自動車の蓄電容量を利用してその過不足を軽減することができるので、上述した蓄電システムのいずれかが電力需要家の電力需要(受電電力)を平準化できる範囲を拡げることができる。 In this auxiliary system, when the excess or deficiency of the remaining amount of charge of the storage battery in any of the above-described storage systems is predicted, the excess or deficiency can be reduced using the storage capacity of the electric vehicle. The range in which any of the systems can level the power demand (received power) of the power consumer can be expanded.
本発明によれば、電力需要家に対し電力需要(受電電力)を更に平準化しようとする動機付けを与えることができるとともに、電力供給者(例えば電力小売り事業者)に対する全体の電力需要を平準化できるシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to give the motivation which wants to further level | ify the electric power demand (received electric power) with respect to an electric power consumer, it equalizes the whole electric power demand with respect to an electric power supplier (for example, electric power retailer). Can be provided.
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the present invention, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.
[電力システム(第1実施形態)]
図1は、本発明の第1実施形態に係る電力課金システム40、蓄電システム2A、及び補助システム44、を含む電力システム1000の全体を示す図である。符号1a、1bは、発電事業者を表している。それらは、例えば、ウラン燃料を主な一次エネルギー源とした原子力発電設備、火山性地域の地下水などに含まれる地中熱を一次エネルギー源としてボイラ機関で得た蒸気を用いて発電する地熱発電設備など、化石燃料を使用しない二酸化炭素低排出型かつ出力を変動させない一定出力型の電源システム、を運用する発電事業者である。発電事業者1a、1bは、一次エネルギー源を用いて交流電力を発電し、発電した電力を電力系統10dへ供給する。
[Power System (First Embodiment)]
FIG. 1 is a diagram showing an
電力系統10dには電力需要家1cが接続しており、電力系統10dより電力を受電する。発電事業者1a、1bの発電設備、および電力需要家1cがそれぞれ電力系統10dに接続する連系点には電力計10a、10b、10cが備えられ、各連系点を通過する電力が計測される。ここで電力計10a、10b、10cには例えば電力会社の管轄するスマートメータなどを用いても構わない。電力計10a、10b、10cの検出した電力データは通信網を通じて集配信システム10eで収集される。
A
電力需要家1cは、電力計10cの下流に相当する需要点に設けた分電盤3、蓄電システム2A、通常負荷6、及び充電器7を備えている。電力計10cと分電盤3を結ぶ受電線上には電流を計測する受電電流検出手段5が設けられており、計測した受電電流の情報は蓄電システム2Aで検出可能な構成となっている。ここで受電電流検出手段5には変流器またはホール素子などを用いてもよい。
The
電力需要家1cには統括制御器9が備えられており、統括制御器9は蓄電システム2A、通常負荷6、充電器7のそれぞれと相互通信が可能なように構成されている。ここで統括制御器9の機能として、例えば、各接続機器の消費する電力または充電器7の稼働状況の収集機能、収集データの解析による将来の稼働傾向および電力需要家1cの消費パターンの予測機能、各接続機器の電力データから電力需要家1cの電気料金またはCO2排出量などを算出する機能、電気料金またはCO2排出量といった目的関数を最小化する各接続機器の運転計画を最適化する機能、などを設けてもよい。
The
国内の電力制度では、電力需要家1cの電力需要のうち自家発電の貢献分を除いた受電電力を、小売り事業者4が供給する形態が一般となっている。そして、小売り事業者4は、集配信システム10eで収集する電力計10a、10b、10cなどの電力データの個々または合計値が、予め定めた電力計画に一致するように運用することを原則として、小口または卸の電力取引を担っている。
In the domestic power system, the
小売り事業者4は、電力課金システム40を有しており、集配信データ10fの電力値に基づき、電力需要家1cが受電した電力に対する課金額4dを算定する。また、小売り事業者4は、発電事業者1a、1bから購入した電力に対する調達額4a、4b、電力系統10dを運用する送電会社による託送に要した託送額4cも算定する。小売り事業者4は、これらの算定結果にサービス運用のための情報通信基盤などの経費支出を加え、それぞれの収支の調整を行いながら手数料で収益を上げる事業モデルを有している。小売り事業者4において算定された課金額4d、調達額4a、4b、託送額4cは、それぞれ、電力需要家1c、発電事業者1a、1b、送電会社へも通知される。
The
電力需要家1cが保有する充電器7は電気自動車8の充電機能を備えている。そして、充電器7と電気自動車8の組合せ機能により、分電盤3から電気自動車8を充電する方向のみならず、電気自動車8から分電盤3へ放電する方向にも電力を融通する、いわゆるV2G(Vehicle-to-Grid)と呼ばれる双方向の充放電が可能とされている。また充電対象となる電気自動車8には原則として制限を設けず、所有権またはドライバーの所属によらず任意の電気自動車8が接続可能とされている。ここで電気自動車8の接続には、例えばCHAdeMOなどの規格に準拠した充電器、ケーブル、および接続コネクタを用いてもよい。
The charger 7 possessed by the
電力補助事業者11は電力需要家1cに対して電力の不足時にこれを補う保険的な事業を営む事業者である。電力補助事業者11は、本発明の任意の実施形態に係る補助システム44を有している。そして、電力補助事業者11は、通信網を通じ保有する情報サーバにおいて統括制御器9および電気自動車8の内部データを受信可能なように構成されている。例えば、電力需要家1cの電力消費情報および蓄電システム2Aの充電残量情報(SOC:State of charge)を需要者情報11aとして、電気自動車8のSOCを電気自動車情報11bとして受信する。
The electric power subsidized
電力補助事業者11の補助システム44は、例えば電力需要家1cの電力消費情報に対し保有する蓄電システム2AのSOCが著しく低い場合には電力が不足すると判断して、近隣の電気自動車8の運転者または所有者が保有する通信端末12等に、電力の融通を要請する情報等を、運用情報11cとして配信する。その際、電力の融通が必要な電力需要家1cの位置情報を運転者または所有者が保有する通信端末12の地図上に表示可能としてもよい。また電力補助事業者11は、提供するサービスへの課金情報11dを電力需要家1cへ任意の手段で通知するように構成されていてもよい。
For example, when the SOC of the
[蓄電システム(第1実施形態)]
図2は第1実施形態に係る蓄電システム2Aの詳細を示している。蓄電システム2Aの主端子には分電盤3のブレーカを介して交流電力線である電力系統10dが接続され、交流電力線は蓄電システム2Aの内部に引き込まれたのち、受電電圧検出手段200を介して連系インバータ(系統連系インバータ)21a、21b、21cのそれぞれへ並列接続されている。ここで交流電力線は、例えば、低圧の3相交流400Vおよび200V、または単相交流の100Vおよび200Vであり、分電盤3を介して電力需要家1cの通常負荷6と充電器7にも接続されている。連系インバータ21a、21b、21cは交流と直流の2端子を備え、交流端子へ入力/出力する電力を直流端子へ出力/入力する双方向の電力変換機能、および交流電力線すなわち電力系統10dへ電力を回生するための系統連系保護機能を有している。連系インバータ21a、21b、21cの交流端子は、電力系統10dと通常負荷6と充電器7の接続部である分電盤3のブレーカに接続される。なお、図2では、連系インバータ21a、21b、21c、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22c、および蓄電池ブロック23a、23b、23cが、それぞれの入力端子および出力端子同士を3並列に接続した構成として図示されているが、これは例えば各部の単機基本容量が10kWであった場合に、3並列接続とすることでシステム全体の充放電性能として最大30kWを得るケースを想定したものである。システム要件に応じて各部の基本容量またはその並列数は選定しても構わず、例えば単機基本容量30kWのものを1並列構成として置き換えても構わない。以下、これらの並列接続については説明を省略する。
[Power storage system (first embodiment)]
FIG. 2 shows details of the
連系インバータ21a、21b、21cの直流端子(系統連系インバータの直流側の電圧部)は、並列接続された双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの高圧直流端子へ接続されている。双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cは高圧直流端子に入力/出力する電力と低圧直流端子へ出力/入力する電力との間での双方向の電力変換機能を有している。双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの低圧直流端子は互いに並列接続されたうえで蓄電池ブロック(蓄電池)23a、23b、23cの端子(蓄電池側の電圧部)へ並列接続されている。このように、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cは、連系インバータ21a、21b、21cと蓄電池ブロック23a、23b、23cとの間に接続される。以上の構成により、蓄電池ブロック23a、23b、23cは、連系インバータ21a、21b、21cと双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cとを介して電力系統10d又は充電器7から充電が可能であると共に、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cと連系インバータ21a、21b、21cとを介して通常負荷6、充電器7、または電力系統10dに対し放電可能である。なお、図2では、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの低圧直流端子は、互いに並列接続されたうえで蓄電池ブロック(蓄電池)23a、23b、23cの端子(蓄電池側の電圧部)へ並列接続されているが、互いに並列接続されることなく、個別に蓄電池23a、23b、23cのそれぞれにつながれていてもよい。
The DC terminals of the
連系インバータ21a、21b、21cは電力需要家1cの受電する電力を所定の一定値(電力目標P**)に維持するように制御される。受電電流検出手段5および受電電圧検出手段200の信号は、それぞれ電流演算器201および電圧演算器203へ入力される。電力演算器202は、電流演算器201および電圧演算器203で演算された電圧および電流の情報から受電電力モニタ値PFBを算出する。ここで連系インバータの制御には受電電力モニタ値PFBをフィードバック信号として用いた比例積分制御を採用する。比例積分制御器207では、所定の電力目標P**とPFBの差分信号が入力され、この差分を最小化するような補償信号が出力される。分配器208は、比例積分制御器207の出力信号に応じて、3台の連系インバータ21a、21b、21cに対し起動停止の信号または充放電電力の指令値を送信する。
The
双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cは、双方向DC/DCコンバータの高圧直流端子(双方向DC/DCコンバータと系統連系インバータの接続部)の電圧を所定の値に維持するように制御される。双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの制御は連系インバータと同様に比例積分制御器および分配器を用いる構成とする。双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの高圧直流端子には直流電圧検出手段209が備えられ、直流電圧検出手段209の信号は電圧演算器210で検出した電圧モニタ値VFBに変換される。比例積分制御器212では、所定の電圧目標V*と電圧モニタ値VFBの差分信号が入力され、この差分を最小化するような補償信号が出力される。分配器213は、比例積分制御器212の出力信号に応じて、3台の双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cに対し起動停止の信号または充放電電力の指令値を送信する。
The bidirectional DC /
なお、詳細な説明を省略するが、連系インバータおよび双方向DC/DCコンバータのいずれも、内部にリアクトル素子および半導体スイッチ素子を用いた半導体電力変換回路が搭載されており、分配器208または分配器213から出力された各指令信号に基づき、各電力変換回路では入力または出力の電流または電圧のマイナー制御が適用されている。
Although a detailed description is omitted, each of the interconnected inverter and the bidirectional DC / DC converter includes a semiconductor power conversion circuit using a reactor element and a semiconductor switch element inside, and the
蓄電池ブロック23a、23b、23cは、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、フロー電池などのいわゆる二次電池で構成され、数ボルト程度の単位セルを多数個直列または並列に接続して構成する。なお、仕様に応じて複数種類の異種電池を併用しても構わない。二次電池は、過充電または過放電といった異常状態では内部で不可逆な化学反応を伴うため著しく性能が劣化することが、知られている。そこで各蓄電池ブロックには蓄電池充電残量演算手段24が接続され、各蓄電池ブロックのSOCを推定する。一般的にSOCの検出には蓄電池ブロックのうち一部または全部の単位セルの電流、電圧、および温度情報を用いて推定する方式がとられている。ここで、蓄電池充電残量演算手段24にはマイコンなどSOC推定演算を搭載した半導体を実装した専用の電池管理基板などを用いてもよい。蓄電池充電残量演算手段24で得られたSOCを用いれば過充電または過放電を未然に防ぐ方法が可能となる。制限電力演算器204は、SOCが100%近傍まで高まった場合には充電電力上限Pl_cを抑制、充電率が0%近傍まで低まった場合には放電電力上限Pl_dを抑制する特性を予めテーブルとして備え、現在のSOCに対し上下限電力としてPl_cおよびPl_dを出力する。上述の電力目標P**を設定する電力制限器205を設け電力制限器205が、電力目標P**が上下限の範囲内に収まるよう制限すれば、蓄電池ブロックの過充電または過放電を防ぐことができる。
The
図1および図2で示したシステム構成であれば、蓄電システム2Aは電力需要家1cが電力系統10dから受電する電力を一定値(電力目標P**)に保つことができる。ここで図1では1件の電力需要家1cを例として示したが、電力系統10dには多数の電力需要家が接続されるため、蓄電システム2Aの導入比率を高めることで電力系統10dに求められる電力需要の増減は限りなくフラットなものとなる。フラットな電力需要が生まれることで発電事業者1a、1bは定出力運転に対するリスクが軽減されるほか、稼働率が高まることで発電事業の収益性が向上する。
With the system configuration shown in FIGS. 1 and 2, the
本発明では、発電コストの低減で得られた利益の一部を、小売り事業者4の課金モデルを用いて蓄電システム2Aを導入した電力需要家1cに対して再分配し、更なる蓄電システム2Aの導入を促進することができる。
In the present invention, a part of the profit obtained by reducing the power generation cost is redistributed to the
[電力課金システム(第1実施形態)]
図3は、本発明の第1実施形態に係る電力課金システム40の構成を示す図であり、図4は、電力課金システム40が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの一例を示す図であり、図5は、電力課金システム40が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの他の例を示す図である。また、図6は、図4に示す課金モデルが適用された場合の受電料金の経時変化を説明する図である。
[Power billing system (first embodiment)]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the
図3に示すように、電力課金システム40は、受電電力値取得手段411と、受電料金決定手段412と、課金額決定手段413と、を備えており、受電料金決定手段412は、目標受電電力設定手段4121を有している。受電電力値取得手段411は、第1の所定時間Tsごとに集配信システム10eの計測データから電力計10cのデータを抽出することで、電力需要家1cの受電電力値を取得し、受電電力値P[t]として管理する。受電料金決定手段412は、受電電力値取得手段411が取得、管理している受電電力値P[t]に基づいて、電力需要家1cの受電料金を第1の所定時間Tsと同じかそれよりも長い第2の所定時間ごとに決定する。その際、受電料金決定手段412は、図4、5に示されるような課金モデルにしたがって、目標受電電力設定手段4121により設定された目標受電電力からの受電電力値の乖離が大きいほど受電料金が高くなるように、受電料金を決定する。課金額決定手段413は、受電料金決定手段412が決定した受電料金を所定期間に亘って積算して電力需要家1cに対する課金額を決定する。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、電力課金システム40が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの一例では、P[t]が所定の目標受電電力P*に対し乖離するほど受電料金が高まる特性を持たせている。具体的にはP[t]が目標受電電力P*より大きい領域では単調増加、目標受電電力P*より小さい領域では単調減少となるような関数Fが選択されている。
As shown in FIG. 4, in the example of the charging model applied to the
図5に示すように、電力課金システム40による課金モデルの他の例では、乖離の増大に対する受電料金の増加割合を目標受電電力P*に応じて変化させている。具体的には、目標受電電力P*が大きいほど乖離の増大に対する受電料金の増加割合を小さくしている。なお、図5の分布密度は、第1の所定時間Tsごとに取得する受電電力値P[t]の例示的な分布特性を表している。
As shown in FIG. 5, in another example of the charging model by the
なお、本実施形態に係る課金モデルを具体的に実現する手法としては、例えば次のような手法が採用可能である。 For example, the following method can be adopted as a method for specifically realizing the billing model according to the present embodiment.
a.「受電電力値」と「受電料金」の対応テーブル又はその両者の関係を表す関数を電力課金システム内の記憶手段に記憶しておき、そのテーブル又は関数により、取得した受電電力値から受電料金を決定する。 a. The correspondence table of “received power value” and “received charge” or a function representing the relationship between the two is stored in the storage means in the power billing system, and the received charge is calculated from the received received power value by the table or function. decide.
b.「目標受電電力からの受電電力値の乖離幅」と「受電料金」の対応テーブル又はその両者の関係を表す関数を電力課金システム内の記憶手段に記憶しておき、そのテーブル又は関数により、取得した受電電力値から受電料金を決定する。
図6は、図4に示す課金モデルが適用された場合の受電料金の経時変化の例を示しており、図4の特性に従い目標受電電力P*からP[t]が乖離するほど受電料金関数Fは大きくなる。最終的に月々の受電料金はF(P[t])の累積値として算出されるとした場合、図6に示すように乖離ありのケース2に対し乖離がないケース1では累積料金が押し下げられる。この結果、電力需要家1cには乖離を抑制するインセンティブが働くため、蓄電システム(上述した蓄電システム2Aまたは後述する蓄電システム2B)の導入を促すことに貢献でき、ひいては二酸化炭素低排出型電源の稼働率をさらに高めることができる。
b. Store the correspondence table of “the deviation width of the received power value from the target received power” and “the received power charge” or a function representing the relationship between both in the storage means in the power billing system, and obtain it by using the table or function. The power reception fee is determined from the received power value.
FIG. 6 shows an example of the change over time of the received charge when the charging model shown in FIG. 4 is applied, and the received charge function increases as P [t] deviates from the target received power P * according to the characteristics shown in FIG. F gets bigger. Assuming that the monthly power reception fee is calculated as the cumulative value of F (P [t]), the cumulative fee is pushed down in
以上のように蓄電システム2Aまたは蓄電システム2Bを導入し、かつ小売り事業者の電力課金システム40において受電電力の目標受電電力への一致を促す方式を適用することで、電力需要をフラット化しながら、電力課金システムによって得られた利益を蓄電システム2Aまたは蓄電システム2Bの導入に貢献した需要家へ還元するシステムを構築できる。
While introducing the
ここで、系統連系インバータまたはAC/DCコンバータをはじめとする電力変換器はデジタル演算器を用いて制御することが一般的であるため、受電電力の一定制御の精度は高容量のシステムほど変動幅が大きくなる。そのため、高容量のシステムほど図4の課金モデルの利点を十分に活かせなくなる傾向となる。一方、電力変換器で変動幅を抑えるには受電電流検出手段5など電流センサ類の検出精度向上または系統連系インバータまたはAC/DCコンバータの制御高速化が必要となり、蓄電システム2Aまたは蓄電システム2Bの価格上昇を招くため、蓄電システム2Aまたは蓄電システム2Bの普及は妨げられる。そこで図5に示すように図4の関数Fを目標受電電力P*に対し重みづけし、電力変換器のコスト上昇を招かない程度に関数FのP[t]への感度を調整することで、より一層蓄電システム2Aまたは蓄電システム2Bの普及を促し電力需要をフラット化しながら電力課金システムによって得られた利益を蓄電システムの導入に貢献した需要家へ還元するシステムを構築できる。
[電力課金システム(第2実施形態)]
図7は、本発明の第2実施形態に係る電力課金システム42の構成を示す図であり、図8は、電力課金システム42が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの一例を示す図であり、図9は、図8に示す課金モデルが適用された場合の受電料金の経時変化を説明する図である。電力課金システム42は、上述した電力課金システム40の変形例に相当するものである。
Here, since power converters such as grid-connected inverters or AC / DC converters are generally controlled using digital arithmetic units, the accuracy of constant control of received power varies with higher capacity systems. The width increases. For this reason, the higher the capacity of the system, the more the advantage of the charging model shown in FIG. On the other hand, in order to suppress the fluctuation range with the power converter, it is necessary to improve the detection accuracy of current sensors such as the received current detection means 5 or to increase the control speed of the grid-connected inverter or AC / DC converter, and the
[Power Billing System (Second Embodiment)]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the
図7に示すように、電力課金システム42は、受電電力値取得手段421と、受電料金決定手段422と、課金額決定手段423と、を備えており、受電料金決定手段422は、最大偏差算出手段4221を有している。受電電力値取得手段421は、上述した411と同じく、第1の所定時間Tsごとに集配信システム10eの計測データから電力計10cのデータを抽出することで、電力需要家1cの受電電力値を取得し、受電電力値P[t]として管理する。最大偏差算出手段4221は、図9に示すように、得られた受電電力P[t]を第2の所定時間Ts2毎に区切ったのち、第s番目の第2の所定時間に含まれる受電電力P[t]の平均値をPave[s]として演算し、第s番目の第2の所定時間における受電電力P[t]と平均値Pave[s]の差分(偏差)の最大値をΔPmax[s]として算出する。この差分の最大値は、図8に「最大受電偏差」として示され、受電電力値の第2の所定時間における変動量として算出される値である。受電料金決定手段422は、最大偏差算出手段4221が算出したΔPmax[s]に基づいて、電力需要家1cの受電料金を第2の所定時間ごとに決定する。その際、受電料金決定手段422は、図8に示されるような課金モデルにしたがって、最大偏差算出手段4221により算出された偏差の最大値ΔPmax[s]が大きいほど受電料金が高くなるように、受電料金を決定する。図8に示すように、電力課金システム42が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの一例では、第s番目の期間の受電料金がΔPmax[s]に対し単調増加するような関数Gで与えられる。
As shown in FIG. 7, the
なお、本実施形態に係る課金モデルを具体的に実現する手法としては、例えば次のような手法が採用可能である。 For example, the following method can be adopted as a method for specifically realizing the billing model according to the present embodiment.
a.「最大受電偏差」と「受電料金」の対応テーブル又はその両者の関係を表す関数を電力課金システム内の記憶手段に記憶しておき、そのテーブル又は関数により、取得した受電電力値から受電料金を決定する。
本方式によっても電力需要家1cにおいては電力需要をフラットにするインセンティブを喚起されるため、電力需要をフラット化しながら電力課金システムによって得られた利益を蓄電システムの導入に貢献した需要家へ還元するシステムを構築できる。
a. The correspondence table of “maximum power reception deviation” and “power reception fee” or a function representing the relationship between the two is stored in the storage means in the power billing system, and the power reception fee is calculated from the acquired power reception value by the table or function. decide.
Even with this method, incentives to flatten the power demand are urged in the
[電力課金システム(第3実施形態)]
図10は、本発明の第3実施形態に係る電力課金システム43の構成を示す図であり、図11は、電力課金システム43が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの一例を示す図であり、図12は、図11に示す課金モデルが適用された場合の受電料金の経時変化を説明する図である。電力課金システム43も、上述した電力課金システム40の変形例に相当するものである。
[Power Billing System (Third Embodiment)]
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a
図10に示すように、電力課金システム43は、受電電力値取得手段431と、受電料金決定手段432と、課金額決定手段433と、を備えており、受電料金決定手段432は、累積変化量算出手段4321を有している。受電電力値取得手段431は、上述した411、421と同じく、第1の所定時間Tsごとに集配信システム10eの計測データから電力計10cのデータを抽出することで、電力需要家1cの受電電力値を取得し、受電電力値P[t]として管理する。累積変化量算出手段4321は、図12に示すように、得られた受電電力P[t]を第2の所定時間Ts2毎に区切ったのち、受電電力P[t]の逐次変動量、すなわちΔP[t]=|P[t]-P[t-Ts]|の第s番目の第2の所定時間内での積算値ΣΔP[t]を算出する。この積算値は、図11に「累積受電変化量」として示され、相前後して取得される受電電力値間の変化量の累積値であり、受電電力値の第2の所定時間における変動量として算出される値である。受電料金決定手段432は、累積変化量算出手段4321が算出したΣΔP[t]に基づいて、電力需要家1cの受電料金を第2の所定時間ごとに決定する。その際、受電料金決定手段432は、図11に示されるような課金モデルにしたがって、累積変化量算出手段4321により算出された積算値ΣΔP[t]が大きいほど受電料金が高くなるように、受電料金を決定する。図11に示すように、電力課金システム43が電力需要家1cに対して適用する課金モデルの一例では、第s番目の第2の所定時間の受電料金を積算値ΣΔP[t]に対し単調増加するような関数Hで与える。
As shown in FIG. 10, the
なお、本実施形態に係る課金モデルを具体的に実現する手法としては、例えば次のような手法が採用可能である。 For example, the following method can be adopted as a method for specifically realizing the billing model according to the present embodiment.
a.「累積受電変化量」と「受電料金」の対応テーブル又はその両者の関係を表す関数を電力課金システム内の記憶手段に記憶しておき、そのテーブル又は関数により、取得した受電電力値から受電料金を決定する。
本方式によっても電力需要家1cにおいては電力需要をフラットにするインセンティブを喚起されるため、電力需要をフラット化しながら電力課金システムによって得られた利益を蓄電システムの導入に貢献した需要家へ還元するシステムを構築できる。
a. A correspondence table of “cumulative power reception change amount” and “power reception fee” or a function representing the relationship between the two is stored in a storage means in the power billing system, and the power reception fee is obtained from the received power value obtained by the table or function. To decide.
Even with this method, incentives to flatten the power demand are urged in the
[電力システム(第4実施形態)]
図13は、本発明の第4実施形態に係る電力課金システム40、蓄電システム2B、及び補助システム44と、を含む電力システム2000の全体を示す図である。この電力システムは、図1に示した電力システム1000と、電力需要家1c内の構成のみが相違している。ここでは、図13の図1と重複する部分の説明は省略する。電力システム2000における電力需要家1cは、分電盤31を介して蓄電システム2Bを接続する。蓄電システム2Bには出力端子が設けられており、出力端子の下流に第2の分電盤32が接続されている。通常負荷6、および充電器7は第2の分電盤32を介して蓄電システム2Bの出力端子に接続されている。
[Power System (Fourth Embodiment)]
FIG. 13 is a diagram showing an
[蓄電システム(第4実施形態)]
図14は第4実施形態に係る蓄電システム2Bの詳細を示している。蓄電システム2Bは、第1実施形態に係る蓄電システム2Aとは異なり、受電電流検出手段5を蓄電システム2Bの内部に搭載している(ただし、必要に応じて蓄電システム2Aと同様に蓄電システム2Bの外部に搭載しても構わない。)。蓄電システム2Bに入力された交流電力線はAC/DCコンバータ21dの交流入力端子へ接続される。AC/DCコンバータ21dは交流入力を直流出力に変換する順変換の一方方向にのみ動作が可能な変換器であり、電力系統10dへの回生を伴わないため系統連系保護機能は省略でき、さらにその制御は受電電力を一定に制御する機能のみとなるためソフトウェアを単純化でき、蓄電システム2Aの連系インバータ21a〜21cに比べコストを低減できる利点がある。AC/DCコンバータ21dの直流側(AC/DCコンバータの直流側の電圧部)は、第1実施形態の蓄電システム2Aと同様の双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの高圧直流端子に並列接続される。双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cは、第1実施形態と同様に、高圧直流端子に入力/出力する電力と低圧直流端子へ出力/入力する電力との間での双方向の電力変換機能を有しており、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの低圧直流端子は互いに並列接続されたうえで蓄電池ブロック(蓄電池)23a、23b、23cの端子(蓄電池側の電圧部)へ並列接続されている。第1実施形態と同様に、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの低圧直流端子は、互いに並列接続されることなく個別に蓄電池23a、23b、23cのそれぞれにつながれていてもよい。このように、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cは、AC/DCコンバータ21dと蓄電池ブロック23a、23b、23cとの間に接続される。さらに双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cの高圧直流端子(AC/DCコンバータ21dの直流側)にはDC/ACインバータ26a、26b、26cの直流入力端子が並列接続されている。なお双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cとDC/ACインバータ26a、26b、26cの入出力がそれぞれ並列接続されているのは、上述したとおり多並列化によりシステム出力の向上を目指したものである。DC/ACインバータ26a、26b、26cは直流入力を交流出力に変換する逆変換と、交流出力で発生した余剰電力を直流入力へ回生する順変換の双方向の動作が可能な変換器である。DC/ACインバータ26a、26b、26cの出力端子の並列部は出力電流検出手段220と蓄電システム2Bの出力端子を介して電力需要家1cの通常負荷6と充電器7に接続されている(図13)。このように、DC/ACインバータ26a、26b、26cは、AC/DCコンバータ21dと双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cとの接続部分と、通常負荷6又は充電器7との間に接続される。以上の構成により、蓄電池ブロック23a、23b、23cは、AC/DCコンバータ21dと双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cとを介して電力系統10dから充電が可能である。また、蓄電池ブロック23a、23b、23cは、双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cとDC/ACインバータ26a、26b、26cとを介して通常負荷6または充電器7に対し放電可能である。さらに、蓄電池ブロック23a、23b、23cは、DC/ACインバータ26a、26b、26cと双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cとを介して充電器7からも充電が可能である。
[Power storage system (fourth embodiment)]
FIG. 14 shows details of a
AC/DCコンバータ21dは、電力需要家1cの受電する電力、すなわちAC/DCコンバータ21dの入力電力を所定の一定値(電力目標P**)に維持するように制御される。受電電流検出手段5および受電電圧検出手段200の信号は、それぞれ電流演算器201および電圧演算器203へ入力される。電力演算器202は、電流演算器201および電圧演算器203で演算された電圧および電流の情報から受電電力モニタ値PFBを算出する。ここでAC/DCコンバータ21dの制御には、第1実施形態と同様に、受電電力モニタ値PFBをフィードバック信号として用いた比例積分制御を採用する。比例積分制御器207では、所定の電力目標P**とPFBの差分信号が入力され、この差分を最小化するような補償信号が出力される。この例ではAC/DCコンバータ21dが1台であるため、第1実施形態で設けられていたような分配器208は設けられていないが、AC/DCコンバータ21dを複数台とし、分配器208と同様の分配器を介して制御するようにしてもよい。
双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22c及び蓄電池ブロック23a、23b、23cに関する説明は第1実施形態と同様であるので、ここでは省略する。双方向DC/DCコンバータ22a、22b、22cは、その高圧直流端子(双方向DC/DCコンバータとAC/DCコンバータ21dの接続部)の電圧を所定の値に維持するように、分配器213によって制御される。なお、図14の204の波形と出力が、図2の204の波形と出力と相違しているのは、図14ではAC/DCコンバータ21dが蓄電池ブロック23a、23b、23cの充電にのみ使用されるため、図2にあった放電電力の上限Pl_dを抑制する必要がないためである。
DC/ACインバータ26a、26b、26cは交流出力(負荷側の交流電圧)が所定の正弦波交流電圧を維持するように制御される。蓄電システム2Bの出力に過負荷が生じた場合または蓄電池ブロック23a、23b、23cのSOCが不足した場合などは、交流電圧を垂下させることにより出力する電力を抑制する。電流演算器221は出力電流検出手段220が得た信号を出力電流Ioとして検出する。図14に示すように、制限電圧演算器222では出力電流信号Ioに対する垂下特性を、制限電圧演算器223ではSOCが低い領域で垂下させる特性を予めテーブルとして備え、出力電圧目標値に対しそれぞれ電圧制限器224、225におけるリミッタ値として作用させる。得られた電圧目標値V**は分配器226において各DC/ACインバータ26a、26b、26cに分配することで、蓄電システム2Bの出力電圧を出力電流信号IoおよびSOCに応じて垂下させることができる。
The AC /
The description regarding the bidirectional DC /
The DC /
図14では、AC/DCコンバータが1並列、双方向DC/DCコンバータおよびDC/ACインバータが3並列の構成とされており、AC/DCコンバータの容量が双方向DC/DCコンバータとDC/ACインバータの容量よりも小さくなっている。蓄電システム2Bの入力および出力の容量は、単機容量が10kWの場合は、入力10kW、出力30kWとなる。このような構成であれば分電盤31のブレーカ容量が10kWであるのに対し、蓄電システム2Bの出力容量を30kWと大きくすることができる。逆に言えば、電力需要家1cの使用する電力容量30kWに対して分電盤31のブレーカ容量を10kWまで下げることができる。
In FIG. 14, the AC / DC converter has one parallel configuration, the bidirectional DC / DC converter and the DC / AC inverter have three parallel configurations, and the capacity of the AC / DC converter is the bidirectional DC / DC converter and the DC / AC. It is smaller than the capacity of the inverter. The input and output capacities of the
以上のように、連系インバータの代わりにAC/DCコンバータを用いることでコストを削減できるほか、AC/DCコンバータ容量を蓄電システム2Bの出力容量に比べ小さくすることで、電力需要家1cにおいて例えば分電盤31のブレーカ容量、変圧器などの受電設備を小さく利点が得られる。また電力需要のフラット化機能をAC/DCコンバータの1要素に集約できるため、上述の電力課金システムに要求されるフラット化性能の技術水準、例えば関数F、G、Hの傾きが高められた場合には、AC/DCコンバータ部分のみを高性能なものに更新するだけで済ませることができる利点がある。
As described above, the cost can be reduced by using the AC / DC converter instead of the grid inverter, and the AC / DC converter capacity can be made smaller than the output capacity of the
[補助システム(第5実施形態)]
図15は、第5実施形態に係る補助システム44の構成を示す図であり、図16は、図15に示す補助システムの動作を説明するための図である。補助システム44は、上述した蓄電システム2A、2Bにおける蓄電池23a〜23cの充電残量を適正に維持することを補助する。図15に示すように、補助システム44は、充電残量取得手段441と、充電残量過不足予見手段442と、要請通知手段443とを備えている。
[Auxiliary system (fifth embodiment)]
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of an
充電残量取得手段441は、需要者情報11a(図1、13)の中から蓄電池23a〜23cの充電残量を適宜のタイミングで取得する。充電残量過不足予見手段442は、充電残量取得手段441が取得した充電残量に基づいて蓄電池23a〜23cの充電残量の不足と過剰とを予見する。例えば、図16に示されるように、電力需要家1cの電力消費情報に対し予めSOCの時間変化を計画値として保有しておきながら、時刻T1において実際のSOCが計画値に対し所定量ΔSL以上不足した場合に、充電残量の不足を予見する。充電残量過不足予見手段442により充電残量の不足が予見されると、要請通知手段443が、近隣で電気自動車8を運転可能な補給クライアント(運転者または所有者)に対し通信端末12を通じて補給依頼情報(電気自動車から蓄電池への放電を要請する放電要請情報)を通知する。補給依頼情報には補給する電力あたりの単価情報が含まれており、この単価情報はSOCの増減に応じて変化させてもよい。SOCが乖離するほど補給への対価を高めることで、補給事業者は補給クライアントを確実に確保することが可能となる。補給に協力する補給クライアントは時刻T2で通信端末12を通じて補給契約を結び、電力需要家1cを訪れて充電器7を経由して電力の融通を行う。その後時刻T3でSOCの計画値と実データが一致した場合には補給事業者はクライアントへの補給依頼を終了する。図16では電力の不足時を示したが、逆に電力の余剰時には電気自動車へ給電するサービスへ応用が可能である。例えば図1、13に示される通常負荷6が消費する電力が計画よりも著しく低くなった場合に、受電電力を一定値に維持すると電力の余剰が発生するため、蓄電池23a〜23cのSOCは高まり、受電電力の維持が困難となる。このような場合には近隣の電気自動車8の運転者または所有者に充電するクライアントを募集する情報(蓄電池から電気自動車への充電を要請する充電要請情報)を通知することで電力需要家1cの受電電力を維持することができる。
以上、本発明の各種実施形態について説明したが、本発明は、上述した各種実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、電力課金システム40、補助システム44は、それぞれ、小売り事業者4、電力補助事業者11が有するシステムとされていたが、それら以外の者が有するシステムとされてもよい。また、図4、5、8、11に示される各関数F、G、Hは、直線状の関数であったが、曲線状の関数であってもよい。また、図5では受電電力値が大きいほど関数の傾きが緩やかになっているが、逆でもよい。逆にすると、単独では全体の需要への影響が少なく、多額の設備投資に困難が予想される小口の電力需要家を多数取り込むことができる。
The remaining charge acquisition means 441 acquires the remaining charge of the
Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the various embodiments described above. For example, in the above-described embodiment, the
1c…電力需要家、2A、2B…蓄電システム、6…通常負荷(負荷)、7…充電器、8…電気自動車、10d…電力系統、21a、21b、21c…連系インバータ(系統連系インバータ)、21d…AC/DCコンバータ、22a、22b、22c…双方向DC/DCコンバータ、23a、23b、23c…蓄電池ブロック(蓄電池)、26a、26b、26c…DC/ACインバータ、40、41、42、43…電力課金システム、44…補助システム、411、421、423…受電電力値取得手段、412、422、432…受電料金決定手段、413、423、433…課金額決定手段、441…充電残量取得手段、442…充電残量過不足予見手段、443…要請通知手段、1000、2000…電力システム、4121…目標受電電力設定手段、4221…最大偏差算出手段、4321…累積変化量算出手段。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記受電電力値取得手段が取得した前記受電電力値に基づいて前記電力需要家の受電料金を前記第1の所定時間と同じかそれよりも長い第2の所定時間ごとに決定する受電料金決定手段と、
前記受電料金決定手段が決定した前記受電料金を所定期間に亘って積算して前記電力需要家に対する課金額を決定する課金額決定手段と、
を備え、
前記受電料金決定手段は、前記受電電力値の目標受電電力からの乖離、あるいは前記受電電力値の前記第2の所定時間における変動量、が大きいほど受電料金が高くなるように、前記受電料金を決定する、
電力課金システム。 A received power value acquisition means for acquiring a received power value of a power consumer every first predetermined time;
Based on the received power value acquired by the received power value acquiring means, the received power charge determining means for determining the power consumer's power receiving fee every second predetermined time that is equal to or longer than the first predetermined time. When,
Charge amount determining means for integrating the power reception fee determined by the power reception fee determining means over a predetermined period to determine a charge amount for the power consumer;
With
The power reception fee determining means determines the power reception fee so that the power reception fee increases as the deviation of the power reception power value from the target power reception or the fluctuation amount of the power reception value in the second predetermined time increases. decide,
Electricity billing system.
前記受電料金決定手段は、前記目標受電電力を設定する目標受電電力設定手段を有する、
請求項1記載の電力課金システム。 The power reception fee determining means is a means for determining the power reception fee so that the power reception fee becomes higher as the deviation from the target power reception power value is larger.
The received power charge determining means includes target received power setting means for setting the target received power.
The power billing system according to claim 1.
前記受電料金決定手段は、前回受電料金を決定してから今回受電料金を決定するまでの前記第2の所定時間における前記受電電力値の平均値を求めると共に当該平均値と各受電電力値との間の偏差の最大値を求める、最大偏差算出手段を有し、
前記変動量は、前記偏差の最大値である、
請求項1記載の電力課金システム。 The power receiving fee determining means is a means for determining the power receiving fee such that the power receiving fee becomes higher as the fluctuation amount of the received power value in the second predetermined time is larger.
The power reception fee determining means obtains an average value of the received power value in the second predetermined time from the determination of the previous power reception fee to the determination of the current power reception fee, and between the average value and each received power value. A maximum deviation calculating means for obtaining a maximum value of the deviation between,
The amount of variation is the maximum value of the deviation.
The power billing system according to claim 1.
前記受電料金決定手段は、前回受電料金を決定してから今回受電料金を決定するまでの前記第2の所定時間における相前後して取得される受電電力値間の変化量の累積値を求める、累積変化量算出手段を有し、
前記変動量は、前記変化量の累積値である、
請求項1記載の電力課金システム。 The power receiving fee determining means is a means for determining the power receiving fee such that the power receiving fee becomes higher as the fluctuation amount of the received power value in the second predetermined time is larger.
The power reception fee determining means obtains a cumulative value of the amount of change between the received power values acquired before and after the second predetermined time from the determination of the previous power reception fee to the determination of the current power reception fee. A cumulative change amount calculating means;
The amount of variation is a cumulative value of the amount of change.
The power billing system according to claim 1.
電力系統と前記電力需要家の負荷との接続部に接続され、交流電力と直流電力とを双方向に変換する系統連系インバータと、
蓄電池と、
前記系統連系インバータと前記蓄電池の間に接続され、前記系統連系インバータの直流側の電圧部と前記蓄電池側の電圧部との間で電力を双方向に変換する双方向DC/DCコンバータと、
を備え、
前記蓄電池は、前記系統連系インバータと前記双方向DC/DCコンバータとを介して前記電力系統から充電が可能であると共に、前記双方向DC/DCコンバータと前記系統連系インバータとを介して前記負荷へ放電が可能であり、
前記系統連系インバータは前記電力需要家が受電する受電電力が所定の電力目標に一致するように制御され、前記双方向DC/DCコンバータは前記双方向DC/DCコンバータと前記系統連系インバータの接続部の直流電圧が略一定値となるように制御される、
蓄電システム。 A power storage system installed in a power consumer charged by the power billing system according to any one of claims 1 to 5,
A grid-connected inverter that is connected to a connecting portion between a power system and the load of the power consumer and converts AC power and DC power bidirectionally;
A storage battery,
A bi-directional DC / DC converter connected between the grid-connected inverter and the storage battery and bi-directionally converting electric power between the DC-side voltage section of the grid-connected inverter and the storage battery-side voltage section; ,
With
The storage battery can be charged from the power system via the grid-connected inverter and the bidirectional DC / DC converter, and the storage battery can be charged via the bidirectional DC / DC converter and the grid-connected inverter. Discharge to the load,
The grid-connected inverter is controlled so that the received power received by the power consumer matches a predetermined power target, and the bidirectional DC / DC converter includes the bidirectional DC / DC converter and the grid-connected inverter. It is controlled so that the DC voltage of the connection part becomes a substantially constant value.
Power storage system.
電力系統に接続され、交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータと、
蓄電池と、
前記AC/DCコンバータと前記蓄電池の間に接続され、前記AC/DCコンバータの直流側の電圧部と前記蓄電池側の電圧部との間で電力を双方向に変換する双方向DC/DCコンバータと、
前記AC/DCコンバータと前記双方向DC/DCコンバータとの接続部と前記電力需要家の負荷との間に接続され、直流電力と交流電力とを双方向に変換するDC/ACインバータと、
を備え、
前記蓄電池は前記AC/DCコンバータと前記双方向DC/DCコンバータとを介して前記電力系統から充電が可能であり、
前記蓄電池は前記双方向DC/DCコンバータと前記DC/ACインバータとを介して前記負荷に対し放電が可能であり、
前記AC/DCコンバータは前記電力需要家が受電する受電電力が所定の電力目標に一致するよう制御され、前記双方向DC/DCコンバータは前記双方向DC/DCコンバータと前記AC/DCコンバータの接続部の直流電圧が一定値となるよう制御され、前記DC/ACインバータは前記負荷側の交流電圧が所定の交流電圧となるよう制御される、
蓄電システム。 A power storage system installed in a power consumer charged by the power billing system according to any one of claims 1 to 5,
An AC / DC converter connected to the power system and converting AC power to DC power;
A storage battery,
A bidirectional DC / DC converter that is connected between the AC / DC converter and the storage battery, and that converts power bidirectionally between a DC voltage section of the AC / DC converter and the storage battery voltage section; ,
A DC / AC inverter that is connected between a connection between the AC / DC converter and the bidirectional DC / DC converter and a load of the power consumer, and that converts DC power and AC power bidirectionally;
With
The storage battery can be charged from the power system via the AC / DC converter and the bidirectional DC / DC converter,
The storage battery can be discharged to the load via the bidirectional DC / DC converter and the DC / AC inverter,
The AC / DC converter is controlled so that the received power received by the power consumer matches a predetermined power target, and the bidirectional DC / DC converter is a connection between the bidirectional DC / DC converter and the AC / DC converter. The DC voltage of the unit is controlled to be a constant value, and the DC / AC inverter is controlled so that the load side AC voltage becomes a predetermined AC voltage.
Power storage system.
前記蓄電池の充電残量を取得する充電残量取得手段と、
前記充電残量に基づいて前記蓄電池の充電残量の不足と過剰とを予見する充電残量過不足予見手段と、
前記充電残量過不足予見手段により前記充電残量の不足が予見された場合には電気自動車から前記蓄電池への放電を要請する放電要請情報を前記電気自動車の運転者または所有者に通知し、前記充電残量過不足予見手段により前記充電残量の過剰が予見された場合には前記蓄電池から前記電気自動車への充電を要請する充電要請情報を電気自動車の運転者または所有者に通知する、要請通知手段と、
を備える、
補助システム。 An auxiliary system that assists in appropriately maintaining the remaining charge of the storage battery in the power storage system according to any one of claims 6 to 9,
Remaining charge acquisition means for acquiring the remaining charge of the storage battery;
A charge remaining amount excess / deficiency foreseeing means for predicting shortage and excess of the remaining charge amount of the storage battery based on the remaining charge amount;
Notifying the driver or owner of the electric vehicle of discharge request information for requesting discharge from the electric vehicle to the storage battery when the remaining amount of charge is foreseen by the overcharge shortage prediction means, In the case where an excess of the remaining charge is foreseen by the remaining charge excess / deficiency foreseeing means, the charge request information for requesting charging from the storage battery to the electric vehicle is notified to the driver or owner of the electric vehicle. Request notification means;
Comprising
Auxiliary system.
Priority Applications (1)
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JP2016244605A JP2018097802A (en) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Electric power charging system, electric power storage system, auxiliary system |
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---|---|---|---|---|
JP2020137368A (en) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 日本電気株式会社 | Upper-level device, control device, terminal device, charge/discharge control system, storage battery group supervision control system, control method and program |
-
2016
- 2016-12-16 JP JP2016244605A patent/JP2018097802A/en not_active Withdrawn
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