JP2018121486A - Energy management system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電力需要に対して、蓄電池、発電機、太陽光発電や風力発電などの分散型電源を連携制御するエネルギーマネジメントシステムに関するものである。 The present invention relates to an energy management system that performs coordinated control of distributed power sources such as storage batteries, generators, solar power generation, and wind power generation in response to power demand.
近年、電力需要家施設において、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーや蓄電池などの分散型電源の導入が進み、それらを連携制御するためのエネルギーマネジメントシステムが開発されている。また、分散型電源からの電力を負荷設備などに供給するため、DC/DC変換やDC/AC変換などの電力変換器(パワーコンディショナ)が用いられている。
例えば、特許文献1では、分散型電源から出力される電力を電力変換器によって変換するものにおいて、出力される電力が固定損失以下の場合、その電力変換を行わないように制御する電力制御装置が提案されている。
In recent years, the introduction of renewable power sources such as solar power generation and wind power generation and distributed power sources such as storage batteries has been advanced in power consumer facilities, and energy management systems for controlling them in cooperation have been developed. Also, power converters (power conditioners) such as DC / DC conversion and DC / AC conversion are used to supply power from a distributed power source to a load facility or the like.
For example, in
上述した特許文献1に記載された電力制御装置においては、電力変換器によって変換された電力を考慮して分散型電源の制御を行っているが、電力変換器の効率を考慮した最適な分散型電源の出力値を算出している訳ではない。
In the power control apparatus described in
この発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、各分散型電源の制御値の算出において、各電力変換器の変換効率を考慮し、最適な制御値を算出することによって高効率な電力制御を実現するエネルギーマネジメントシステムを提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In calculating the control value of each distributed power source, the optimum control value is calculated in consideration of the conversion efficiency of each power converter. It provides an energy management system that realizes highly efficient power control.
この発明に係るエネルギーマネジメントシステムは、電力会社から電力が供給される電力需要家施設に設けられたものであって、複数の負荷設備と、これらの負荷設備に電力を供給する分散型電源と、前記各負荷設備および前記分散型電源の間にそれぞれ設けられた複数の電力変換器と、前記各負荷設備、前記分散型電源および前記複数の電力変換器の動作を管理する電力管理装置とを備えたエネルギーマネジメントシステムにおいて、前記電力管理装置は、前記分散型電源の設備情報および状況情報を取得する設備情報取得部と、前記電力変換器の変換効率の情報を取得する変換効率取得部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報、前記電力変換器の変換効率に基づいて前記分散型電源の制御計画を作成する制御計画作成部と、この制御計画作成部により作成した制御計画値を基に制御指令値を算出する制御指令部とを備えたことを特徴とするものである。 The energy management system according to the present invention is provided in a power consumer facility to which power is supplied from an electric power company, and includes a plurality of load facilities, a distributed power source that supplies power to these load facilities, A plurality of power converters provided between each of the load facilities and the distributed power source, and a power management device for managing operations of the load facilities, the distributed power source and the plurality of power converters. In the energy management system, the power management device includes a facility information acquisition unit that acquires facility information and status information of the distributed power source, a conversion efficiency acquisition unit that acquires information of conversion efficiency of the power converter, A control plan creation unit for creating a control plan for the distributed power source based on the facility information and status information of the distributed power source and the conversion efficiency of the power converter; It is characterized in that a control command unit for calculating a control command value based on the control plan value created by our planning unit.
この発明に係るエネルギーマネジメントシステムによれば、各分散型電源から出力される電力を算出する際に、電力変換器の変換効率を考慮した制御値を算出するため、高効率な電力制御を行うことが可能となる。 According to the energy management system of the present invention, when calculating the power output from each distributed power source, a highly efficient power control is performed in order to calculate a control value that takes into account the conversion efficiency of the power converter. Is possible.
実施の形態1
以下、この発明を実施の形態である図を参照して説明する。
なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。
図1は、本発明の実施の形態1に係るエネルギーマネジメントシステムを含む電力需給システム全体の構成を示す概略図である。
図において、電力需給システム100は、200ボルトなどの商用電力を供給する電力会社1と、電力会社1からの電力供給を受けて電力を消費する住宅、工場、ビルなどの電力需要家施設10とによって構成され、電力需要家施設10にはエネルギーマネジメントシステムが設定されている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings which are embodiments.
In addition, in each figure, the same code | symbol shall show the same or an equivalent part.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the entire power supply and demand system including the energy management system according to
In the figure, an electric power supply and
この電力需要家施設10内には、照明、冷蔵庫、空調などの各種負荷設備11が設けられ、この各種負荷設備11に対して電力会社1からの電力が変圧器12を介して供給されている。また、近年、電力需要家施設10内には、太陽光による発電装置13(以下、PVと称す)、風力による発電装置14(以下、WTと称す)などの再生可能エネルギー設備が設けられ、この再生可能エネルギー設備による電力がDC/DC変換器13a、14aを介して各種負荷設備11に供給されるとともにDC/DC変換器13b、14bを介して蓄電池15(以下、BATと称す)に供給され、充電される。また、このBAT15は、その出力電力がDC/AC変換器15bを介して各種負荷設備11に供給されるとともに、電力会社1から変圧器12およびAC/DC変換器15aを介して充電されるように構成されており、このような電力需要家施設10内の各種装置は、電力管理装置20によって管理、制御され、これらによりエネルギーマネジメントシステムが形成されている。
なお、電力需要家施設10に設けられた各設備の内、再生可能エネルギー設備である発電装置13、14およびBAT15からなる分散型電源は、直流(DC)電力を扱い、各種負荷設備11は、交流(AC)電力を取り扱うものとして説明する。
Various types of
In addition, among the facilities provided in the
図2は、電力管理装置20の具体的なシステム構成を示している。
図において、電力管理装置20は、各種のデータを記憶するデータベース21と、このデータベース21に記録された各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の設備情報や現在状態および各種負荷設備11の現在状態を示すデータを取得する設備情報取得部22と、データベース21に記録された各電力変換器(13a,14a,13b,14b,15a,15b)における変換効率を取得する変換効率取得部23と、データベース21から取得した各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の設備情報、状態情報および各電力変換器(13a,14a,13b,14b,15a,15b)の変換効率に基づいて各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御計画を作成する制御計画作成部24と、この制御計画作成部24により作成した分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御計画と電力需要家施設10の各種負荷設備11や分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の現在状態を基に制御指令値を算出して出力する制御指令部25とから構成される。
なお、この電力管理装置20の各部は、各装置を制御し、かつデータを処理する中央処理装置(Central Processing Unit)と、プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)と、プログラムを実行する際にデータを一次記憶し、プログラムを実行する際の作業領域として使用するRAM(Random Access Memory)とを有するマイクロコンピュータによって形成されている。
FIG. 2 shows a specific system configuration of the
In the figure, the
Each unit of the
次に、このような構成におけるエネルギーマネジメントシステムの動作について説明する。
まず、変換効率取得部23は、データベース21に設定された各電力変換器(13a,14a,13b,14b,15a,15b)の変換効率を取得する。なお、この変換効率は、以下の関数の形(式1)で定義され、変換効率の関数の例を図3に示している。
Next, operation | movement of the energy management system in such a structure is demonstrated.
First, the conversion
次に、設備情報取得部22は、データベース21に設定された各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の設備情報や現在状態を示す情報、各種負荷設備11の設備情報や現在状態を示す情報、電力会社1との契約情報などを取得する。
具体的には、各種負荷設備11の電力需要予測値、PV13の発電予測値、WT14の発電予測値、BAT15の現在の蓄電量、使用可能な蓄電量の最小値・最大値、充放電電力量の最大値・最小値、BAT15の充放電効率、電力会社1との契約情報である電力購入量の購入可能最大値や各時刻における電力購入単価などを取得する。
なお、電力需要予測値については、予め算出されているものであり、算出方法としては、季節および曜日などに応じて作成してもよく、また、過去の各種負荷設備11により使用された電力量から作成する場合、例えば、時間帯ごとの過去の電力量の平均値を用いる方法などが考えられる。
また、PV13やWT14の発電予測値についても、予め算出されているものであり、過去の発電量と天気の情報から予測用のモデルを作成して、そのモデルと天気予報の情報から算出する方法がある。
Next, the facility
Specifically, predicted power demand values of
The predicted power demand value is calculated in advance, and may be created according to the season, day of the week, etc., and the amount of power used by various
Further, the predicted power generation values of
次に、制御計画作成部24は、電力変換器(13a,14a,13b,14b,15a,15b)の変換効率と分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の設備情報や現在情報を基に各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御計画値を算出する。このとき、取得した情報を基に制約条件と目的関数を作成し、最適化問題を解くことで制御計画値を作成する。
なお、制約条件と目的関数の例として、図1の分散型電源(PV13,WT14,BAT15)と電力変換器(13a,14a,13b,14b,15a,15b)の構成の場合、最適化問題の制約条件は、以下のように定義することができる。
Next, the control
As an example of the constraint condition and the objective function, in the case of the configuration of the distributed power source (PV13, WT14, BAT15) and the power converter (13a, 14a, 13b, 14b, 15a, 15b) in FIG. The constraint condition can be defined as follows.
まず、需給バランス制約の制約条件を式(2)に示す。 First, the constraint condition of the supply and demand balance constraint is shown in Equation (2).
ここで、EDは、時刻tにおける電力需要予測値、E_BUYは、時刻tにおける電力購入量、E_PVcomは、時刻tにおけるPV13が発電する発電予測値の内、負荷設備11に供給される電力のDC/AC変換器13aを通った後の電力量、E_WTcomは、時刻tにおけるWT14が発電する発電予測値の内、各種負荷設備11に供給される電力のDC/AC変換器14aを通った後の電力量、E_BAT_INPUTchargeは、時刻tにおける電力購入量の内、BAT15に充電する電力のAC/DC変換器15aを通る前の充電電力量、E_BATdischargeは、時刻tにおけるBAT15から各種負荷設備11に供給される電力のDC/AC変換器15aを通った後の放電電力量を表す。なお、BAT15の充放電電力量は、プラス値が放電電力量で、マイナス値が充電電力量である。
Here, ED is a predicted power demand value at time t, E_BUY is a power purchase amount at time t, and E_PVcom is a power generation predicted value generated by the
次に、電力購入量の制約条件を式(3)に示す。 Next, the constraint condition of the power purchase amount is shown in Expression (3).
ここで、E_BUY_MINは、電力購入量の購入可能最小値、E_BUY_MAXは、電力購入量の購入可能最大値を表す。なお、最小値、最大値は、予め決められた値であり、設備情報取得部22によって取得する。また、購入可能最小値は、主に「0」であり、購入可能最大値は電力会社1との契約で決められた契約電力である。
Here, E_BUY_MIN represents the minimum purchaseable value of the power purchase amount, and E_BUY_MAX represents the maximum purchaseable value of the power purchase amount. The minimum value and the maximum value are predetermined values and are acquired by the facility
次に、BAT15の制約条件を式(4)に示す。 Next, the constraint condition of BAT15 is shown in Expression (4).
ここで、SOCは、時刻tにおけるBAT15の蓄電量、EFFは、BAT15の充放電効率、SOC_MINは、BAT15の使用可能な蓄電量の最小値、SOC_MAXは、BAT15の使用可能な蓄電量の最大値、E_BAT_MINは、BAT15の充放電電力量の最小値、E_BAT_MATは、BAT15の充放電電力量の最大値を表す。E_BATchargeは、時刻tにおける電力会社1から供給される電力購入量の内、BAT15に充電するAC/DC変換器15aを通った後の充電電力量、E_BAT_INPUTdischargeは、時刻tにおけるBAT15から各種負荷設備11に供給される電力のDC/AC変換器15aを通る前の放電電力量、E_BATcharge_PVは、時刻tにおけるPV13が発電する発電予測値の内、BAT15に充電するDC/DC変換器13bを通った後の充電電力量、E_BATcharge_WTは、WT14が発電する発電予測値の内、BAT15に充電するDC/DC変換器14bを通った後の充電電力量を表す。なお、充放電効率、蓄電量の最小値・最大値、充放電電力量の最小値・最大値は,予め設定された値であり、設備情報取得部22によって取得する。また、充電量は、マイナス値、放電量は、プラス値で表現する。
Here, SOC is the amount of power stored in
次に、PV13の発電量の制約条件を式(5)に示す。 Next, the constraint condition of the power generation amount of PV13 is shown in Expression (5).
ここで、E_PVは、時刻tにおける PV13が発電する発電量の予測値、E_PV_INPUTcomは、時刻tにおけるPV13の発電予測値の内、各種負荷設備11に供給される電力のDC/AC変換器13aを通る前の電力量、E_PV_INPUTchargeは、時刻tにおけるPV13の発電予測値の内、BAT15に充電するDC/DC変換器13bを通る前の電力量を表す。
Here, E_PV is a predicted value of the power generation amount generated by the
次に、WT14の発電量の制約条件を式(6)に示す。
Next, the constraint condition of the power generation amount of the
ここで、E_WTは、時刻tにおけるWT14が発電する発電量の予測値、E_WT_INPUTcomは、時刻tにおけるWT14の発電予測値の内、各種負荷設備11に供給される電力のDC/AC変換器14aを通る前の電力量、E_WT_INPUTchargeは、時刻tにおけるWT14の発電予測値の内、BAT15に充電する電力のDC/DC変換器14bを通る前の電力量を表す。
Here, E_WT is a predicted value of the amount of power generated by the
次に、電力変換器(13a,14a,13b,14b,15a,15b)における変換効率の制約条件を式(7)に示す。 Next, the constraint condition of the conversion efficiency in the power converters (13a, 14a, 13b, 14b, 15a, 15b) is shown in Expression (7).
ここで、EFF_PVDC/ACは、PV13の電力が通るDC/AC変換器13aの変換効率、EFF_WTDC/ACは、WT14の電力が通るDC/AC変換器14aの変換効率、EFF_BATAC/DCは、BAT15の充電電力が通るAC/DC変換器15bの変換効率、EFF_BATDC/ACは、BAT15の放電電力が通るDC/AC変換器15aの変換効率、EFF_PVDC/DCは、PV13の電力が通るDC/DC変換器13bの変換効率、EFF_WTDC/DCは、WT14の電力が通るDC/DC変換器14bの変換効率をそれぞれ表す。なお、これらの変換効率については、予め設定された値であり、変換効率取得部23によって取得する。
Here, EFF_PVDC / AC is the conversion efficiency of the DC /
さらに、目的関数としては、例えば、電力購入コストを最小化する制御計画値を作成する場合、式(8)を目的関数とする。 Furthermore, as the objective function, for example, when creating a control plan value that minimizes the power purchase cost, Equation (8) is used as the objective function.
ここで、C_BUYは、時刻tにおける電力購入コスト、E_BUY_COSTは、時刻tにおける電力購入単価を表す。
なお、電力購入単価については、予め設定された値であり、設備情報取得部22によって取得し、電力会社1との契約によって決まるものとする。また、電力購入コストを最小化する際に合計値を算出する算出期間(T)は、電力需要家によって決められるものであり、例えば、1日の24時間先までの計画を30分刻みにするなどの設定値が考えられる。
Here, C_BUY represents the power purchase cost at time t, and E_BUY_COST represents the power purchase unit price at time t.
The power purchase unit price is a preset value, is acquired by the facility
次に、制御指令部25では、制御計画作成部24で算出された分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御計画値と、各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の現在情報(出力値、停止状態、BAY15の蓄電量、電力会社1からの購入電力など)から制御計画値を補正し、分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御指令値を算出し、出力する。
Next, in the
なお、制御指令値の算出方法としては、PID制御などのフィードバック制御により、制御指令値を算出する。そして、算出された補正値を基に各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の指令値を算出するが、このとき、各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率を考慮して、補正を按分することによって指令値を算出する。 As a method for calculating the control command value, the control command value is calculated by feedback control such as PID control. And the command value of each distributed power source (PV13, WT14, BAT15) is calculated based on the calculated correction value. At this time, each power converter (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) The command value is calculated by apportioning the correction in consideration of the conversion efficiency.
以上のように、実施の形態1による電力管理装置20によれば、電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率を考慮した出力値を算出し、各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)から出力される電力を算出する際に、補正を加えることによって、高効率な電力制御を行うことができる。
As described above, according to the
実施の形態2
上述の実施の形態1においては、予め設定された各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率に基づいて、各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御計画値を補正し、分散型電源(PV13,WT14,BAT15)の制御を行うように構成したが、電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率は、それぞれの経年劣化や周囲の温度、湿度によって常に変化するため、設定された変換効率を使用し続けると、実際の変換効率との間で誤差が発生し、効率的な電力供給を行うことができなくなる。
このため、実施の形態2におけるエネルギーマネジメントシステムでは、電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率を常に算出して補正するように構成したもので、より効率的な電力供給を行うことが可能となる。
In the first embodiment described above, the control of each distributed power source (PV13, WT14, BAT15) is performed based on the preset conversion efficiency of each power converter (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b). The plan value is corrected and the distributed power source (PV13, WT14, BAT15) is controlled. The conversion efficiency of the power converters (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b) Since it constantly changes depending on deterioration, ambient temperature, and humidity, if the set conversion efficiency is continuously used, an error occurs between the actual conversion efficiency and efficient power supply cannot be performed.
For this reason, the energy management system according to the second embodiment is configured to always calculate and correct the conversion efficiency of the power converters (13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b). Electric power can be supplied.
図4は、本発明の実施の形態2に係る電力管理装置20を含むエネルギーマネジメントシステム全体の構成を示す概略図である。
図4において、図1と同一または相当する構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態2においては、各種負荷設備11にそれぞれ電力の使用状況を計測する計測器16を設けるとともに、各分散型電源(PV13,WT14,BAT15)と各種負荷設備11との間の各電力変換器(13a,14a,15a,15b)の前後に、それぞれ計測器17,18を設け、さらに、PV13およびWT14とBAT15との間の各電力変換器(13b,14b)の前後に計測器19を設け、各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)を通る電力の変換前と変換後の電力量を計測して電力管理装置20に供給するように構成されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of the entire energy management system including the
4, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as in FIG. 1, and the description thereof is omitted.
In the second embodiment, each
図5は、実施の形態2における電力管理装置20の具体的なシステム構成を示すものである。
図において、電力管理装置20は、各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の動作状態を計測する計測器16、17,18からデータを取得し、データベース21に記録する実績値取得部26と、この実績値取得部26により取得したデータをデータベース21から取り出し、各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率を算出する変換効率算出部23とを備えて構成されている。他の構成は、図2の構成と同一であり、その説明を省略する。
FIG. 5 shows a specific system configuration of the
In the figure, the
次に、このような構成におけるエネルギーマネジメントシステムの動作を説明する。
まず、実績値取得部26では、各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の前後に設けられた計測器17,18,19と各種負荷設備11に設けられた計測器16とによって計測された各電力量を実績値として取得し、取得した時刻を追記してデータベース21に格納する。
Next, the operation of the energy management system in such a configuration will be described.
First, in the actual
次に、変換効率算出部23では、各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)によって変換される電力の変換前と変換後の電力を計測器17,18,19により計測し、過去の計測値を基に変換効率を算出する。この変換効率は、実施の形態1と同様に式(1)で表される関数である。また、係数a,b,cは、予め計測器17,18,19が計測した計測値を基に算出されたものであり、最小ニ乗法などにより算出することができる。
Next, the conversion
なお、その際に、使用する計測値としては、データベース21に蓄積されている過去の全ての計測値を使用して算出してもよく、前日の計測値のみを用いて算出してもよく、同一時刻帯の計測値を用いて算出してもよく、過去15日前などの取得期間を絞った期間の計測値を用いて算出してもよく、さらに、これらの組み合わせを用いてもよい。
At that time, the measurement values to be used may be calculated using all the past measurement values accumulated in the
次に、制御計画作成部24では、変換効率算出部23によって算出された各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率を用いて各分散型電源13,14,15の制御計画値を算出し、制御指令部25から出力する。
このようなエネルギーマネジメントシステムによって、経年劣化や周囲の気温や湿度によって常に変化する各電力変換器(13a,13b,14a,14b,15a,15b)の変換効率を反映した各分散型電源13,14,15の制御計画値を作成することができる。
Next, the control
With such an energy management system, each of the distributed
実施の形態3.
上述の実施の形態1と実施の形態2では、基本的に各種負荷設備を動かすために分散型電源をどのように制御すればよいかを算出しているが、発生した電力を売電することを考慮した分散型電源の制御計画値を算出することができない。一方、近年の再生可能エネルギー固定価格買取制度などのように電力需要家施設10で発生した電力を売電することができるように電力需給システムが構築されてきており、実施の形態3においては、このような電力の売電も考慮した制御計画値を算出することによって、より効率的な電力の需給を行うことが可能となる。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment and the second embodiment described above, it is basically calculated how to control the distributed power source in order to move various load facilities, but the generated power is sold. It is not possible to calculate the control plan value of the distributed power source in consideration of the above. On the other hand, a power supply and demand system has been constructed so that the power generated at the
図6は本発明の実施の形態3に係る電力管理装置20を含むエネルギーマネジメントシステム全体の構成を示す概略図である。ここで、図1または図4と同一または相当する構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図において、PV13、WT14などの分散型電源から電力変換器13c、4cを介して電力会社1への売電が可能となるように構成している。
なお、実施の形態3に係る電力管理装置20の構成は、図2に示すものと同等であるが、電力変換器(13a,13b,13c,14a,14b,14c,15a,15,)の変換効率を基づいて分散型電源13,14,15の制御計画を作成する制御計画作成部24においては、実施の形態1および実施の形態2と異なり、解く最適化問題の目的関数と制約条件が式(9)から式(16)で表されるようになる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall configuration of the energy management system including the
In the figure, power is sold to a
The configuration of the
まず、実施の形態3における最適化問題の目的関数を式(9)に示す。 First, the objective function of the optimization problem in the third embodiment is shown in Expression (9).
ここで、C_BUYは、時刻tの電力購入コスト、C_SELLは、時刻tの電力売電コスト、E_BUYは、時刻tの電力購入量、E_SELLは、時刻tの電力売電量、E_BUY_COSTは、時刻tの電力購入単価、E_SELL_COSTは、時刻tの電力売電単価を表す。
なお、電力購入単価および電力売電単価については、電力会社1との契約によって決まる予め設定された値であり、設備情報取得部22によって取得する。また、電力購入コストを最小化する際に合計値を算出期間(T)は、電力需要家によって決められるものであり、例えば、1日の24時間先までの計画を30分刻みなどが設定値として考えられる。
Here, C_BUY is the power purchase cost at time t, C_SELL is the power purchase cost at time t, E_BUY is the power purchase amount at time t, E_SELL is the power purchase amount at time t, and E_BUY_COST is the power purchase cost at time t. The power purchase unit price, E_SELL_COST, represents the power sales unit price at time t.
The power purchase unit price and the power sale unit price are preset values determined by a contract with the
次に、実施の形態3における需給バランス制約の制約条件を式(10)に示す。 Next, the constraint condition of the supply and demand balance constraint in Embodiment 3 is shown in Expression (10).
ここで、EDは、時刻tの電力需要予測値、E_BUYは、時刻tの購入電力量、E_PVcomは、時刻tのPV13の発電予測値の内、負荷設備11で消費される電力の変換器13aを通った後の電力量、E_WTcomは、時刻tのWT14の発電予測値の内、負荷設備11で消費される電力の変換器14aを通った後の電力量、E_BATdischargeは、時刻tの蓄電池15から負荷設備11に供給される電力の変換器15aを通った後の放電電力量、E_BAT_INPUTchargeは、時刻tの電力会社1から供給される電力購入量の内、蓄電池15に充電する電力の変換器15bを通る前の充電電力量を表す。
Here, ED is the predicted power demand value at time t, E_BUY is the amount of purchased power at time t, and E_PVcom is the
次に、実施の形態3における売電バランス制約の制約条件を式(11)に示す。 Next, the constraint condition of the power sale balance constraint in the third embodiment is shown in Expression (11).
ここで、E_PVsellは、時刻tのPV13の発電量の内、電力会社1に売電する電力の変換器13cを通った後の電力量、E_WTsellは、時刻tのWT14の発電量の内、電力会社1に売電する電力の変換器14cを通った後の電力量を表す。
Here, E_PVcell is the amount of electric power after passing through the
次に、実施の形態3における買い電、売り電の制約条件を式(12)に示す。 Next, the constraint conditions for buying and selling power in the third embodiment are shown in Expression (12).
ここで、E_BUY_MINは、電力購入量の購入可能最小値、E_BUY_MAXは、電力購入量の購入可能最大値、E_SELL_MINは、電力売電量の売電可能最小値、E_SELL_MAXは、電力売電量の売電可能最大値を表す。なお、最小値、最大値は予め決められた値である。
次に、実施の形態3における蓄電池15の制約条件を式(13)に示す。
Here, E_BUY_MIN is the minimum purchaseable value of the power purchase amount, E_BUY_MAX is the maximum purchaseable value of the power purchase amount, E_SELL_MIN is the minimum sellable value of the power sale amount, and E_SELL_MAX is the saleable amount of the power sale amount Represents the maximum value. The minimum value and the maximum value are predetermined values.
Next, the constraint condition of the
ここで、SOCは、時刻tの蓄電池15の蓄電量、EFFは、蓄電池15の充放電効率、SOC_MINは、蓄電池15の使用可能な蓄電量の最小値、SOC_MAXは、蓄電池15の使用可能な蓄電量の最大値、E_BAT_MINは、蓄電池15の充放電電力量の最小値、E_BAT_MATは、蓄電池15の充放電電力量の最大値を表す。また、E_BATchargeは、時刻tに電力会社1から供給される電力購入量の内、蓄電池15に充電する電力の変換器15bを通った後の充電電力量、E_BAT_INPUTdischargeは、時刻tに蓄電池15から負荷設備11に供給される電力の変換器15aを通った後の放電電力量、E_BATcharge_pvは、時刻tのPV13が発電する発電予測値の内、蓄電池15に充電する電力の変換器13bを通った後の充電電力量、E_BATcharge_WTは、WT14が発電する発電予測値の内、蓄電池15に充電する電力の変換器14bを通った後の充電電力量を表す。なお、充放電効率、蓄電量の最小値・最大値、充放電電力量の最小値・最大値は予め設定された値であり、設備情報取得部22によって取得する。
Here, SOC is the storage amount of the
次に、実施の形態3のPVの発電量の制約条件を式(14)に示す。 Next, the constraint condition of the PV power generation amount according to the third embodiment is shown in Expression (14).
ここで、E_PVは、時刻tにPV13が発電する発電量の予測値、E_PV_INPUTcomは、時刻tにPV13が発電する発電予測値の内、負荷設備11に供給される電力の変換器13aを通る前の電力量、E_PV_INPUTchargeは,時刻tにPV13が発電する発電予測値の内、蓄電池11への充電に供給される電力の変換器13bを通る前の電力量、E_PV_INPUTsellは、時刻tにPV13が発電する発電予測値の内、電力会社1に売電する電力の変換器13cを通る前の電力量を表す。
次に、実施の形態3におけるWT14の発電量の制約条件を式(15)に示す。
Here, E_PV is a predicted value of the power generation amount generated by the
Next, the constraint condition of the power generation amount of the
ここで、E_WTは、時刻tに14が発電する発電量の予測値、E_WT_INPUTcomは、時刻tにWT14が発電する発電予測値の内、負荷設備11に供給される電力の変換器14aを通る前の電力量、E_WT_INPUTchargeは,時刻tにWT14が発電する発電予測値の内、蓄電池11への充電に供給される電力の変換器14bを通る前の電力量、E_WT_INPUTsellは、時刻tにWT14が発電する発電予測値の内、売電する電力の変換器14cを通る前の電力量を表す。
Here, E_WT is a predicted value of the amount of power generated by 14 at time t, and E_WT_INPUTcom is a predicted value of power generated by
次に、実施の形態3における変換器の制約条件を式(16)に示す。 Next, the constraint condition of the converter in Embodiment 3 is shown in Expression (16).
ここで、EFF_PVDC/AC_comは、PV13の電力が通るDC/AC変換器13aの変換効率、EFF_WTDC/AC_comは、WT14の電力が通るDC/AC変換器14aの変換効率、EFF_BATAC/DCは、蓄電池15の充電電力が通るAC/DC変換器15bの変換効率、EFF_BATDC/ACは、蓄電池15の放電電力が通るDC/AC変換器15aの変換効率、蓄電池15に充電される時刻tのPV13の電力量、EFF_PVDC/DCは、PV13の電力が通るDC/DC変換器13cの変換効率、EFF_WTDC/DCは、WT14の電力が通るDC/DC変換器14bの変換効率、EFF_PVDC/AC_sellは、PV13の売電電力が通るDC/AC変換器13cの変換効率、EFF_WTDC/AC_sellは、WT14の売電電力が通るDC/AC変換器14cの変換効率を表す。なお、これらの変換効率については、予め設定された値であり、変換効率取得部23によって取得する。
以上説明したように、実施の形態3によれば、電力の売電も考慮した制御計画値を算出することが可能となり、売電電力においても電力変換器の変換効率を考慮した制御を行うことができ、より効果的なエネルギーマネジメントシステムを得ることができる。
Here, EFF_PV DC / AC_com is the conversion efficiency of the DC /
As described above, according to the third embodiment, it is possible to calculate a control plan value that also considers the power sale, and to perform the control considering the conversion efficiency of the power converter in the power sale power as well. Can obtain a more effective energy management system.
なお、上述の実施例においては、分散型電源として太陽光発電装置、風力発電装置、蓄電池を用いたシステムについて説明したが、太陽光発電装置または風力発電装置と蓄電池とによって構成してもよく、地熱発電装置などの他の発電装置を併用してもよい。
また、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変更、省略することが可能である。
In the above-described embodiment, a solar power generation device, a wind power generation device, and a system using a storage battery as a distributed power source have been described. However, the system may be configured by a solar power generation device or a wind power generation device and a storage battery. Other power generation devices such as a geothermal power generation device may be used in combination.
Moreover, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change and abbreviate | omit suitably in the range which does not deviate from the summary.
1:電力会社、 10:電力需要家施設、 11:負荷設備、 13:太陽光発電装置、
14:風力発電装置、15:蓄電池、
13a,13b,14a,14b,15a,15b:電力変換器、
16,17,18,19:計測器、 20:電力管理装置、 21:データベース、
22:設備情報取得部、 23:変換効率取得部、 24:制御計画作成部、
25:制御指令部、 26:実績値取得部
1: Electric power company, 10: Electric power customer facility, 11: Load facility, 13: Solar power generation device,
14: Wind power generator, 15: Storage battery,
13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b: power converter,
16, 17, 18, 19: measuring instrument, 20: power management device, 21: database,
22: Facility information acquisition unit, 23: Conversion efficiency acquisition unit, 24: Control plan creation unit,
25: Control command part, 26: Actual value acquisition part
Claims (4)
前記電力管理装置は、前記分散型電源の設備情報および状況情報を取得する設備情報取得部と、前記電力変換器の変換効率の情報を取得する変換効率取得部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報、前記電力変換器の変換効率に基づいて前記分散型電源の制御計画を作成する制御計画作成部と、この制御計画作成部により作成した制御計画値を基に制御指令値を算出する制御指令部とを備えたことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。 Provided in a power customer facility to which power is supplied from an electric power company, a plurality of load facilities, a distributed power source that supplies power to these load facilities, each of the load facilities, and the distributed power source In an energy management system comprising a plurality of power converters respectively provided between and a power management device that manages the operation of each load facility, the distributed power source and the plurality of power converters,
The power management device includes a facility information acquisition unit that acquires facility information and status information of the distributed power source, a conversion efficiency acquisition unit that acquires information of conversion efficiency of the power converter, and facility information of the distributed power source And a control plan creation unit for creating a control plan for the distributed power source based on the status information and the conversion efficiency of the power converter, and a control command value is calculated based on the control plan value created by the control plan creation unit An energy management system comprising a control command unit.
さらに、前記各電力変換器を通る電力の変換前、変換後の電力量をそれぞれ計測する複数の計測器を備え、
前記電力管理装置は、前記各計測器が計測した各設備の実績値を取得する実績値取得部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報を取得する設備情報取得部と、前記実績値取得部が取得した各設備の計測値に基づいて前記電力変換器の変換効率を算出する変換効率算出部と、前記分散型電源の設備情報および状況情報、前記電力変換器の変換効率に基づいて分散型電源の制御計画を作成する制御計画作成部と、作成した制御計画値を基に制御指令値を算出する制御指令部とを備えたことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。 Provided in a power customer facility to which power is supplied from an electric power company, a plurality of load facilities, a distributed power source that supplies power to these load facilities, each of the load facilities, and the distributed power source In an energy management system comprising a plurality of power converters provided between and a power management device that manages the operation of each load facility, the distributed power source, and the plurality of power converters,
Furthermore, before the conversion of the power passing through each power converter, comprising a plurality of measuring instruments for measuring the amount of power after the conversion,
The power management apparatus includes an actual value acquisition unit that acquires an actual value of each facility measured by each measuring instrument, an equipment information acquisition unit that acquires facility information and status information of the distributed power source, and the actual value acquisition A conversion efficiency calculation unit that calculates the conversion efficiency of the power converter based on the measured value of each facility acquired by the unit, the facility information and status information of the distributed power source, and the dispersion based on the conversion efficiency of the power converter An energy management system comprising: a control plan creation unit that creates a control plan for a type power supply; and a control command unit that calculates a control command value based on the created control plan value.
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