JP2019009864A

JP2019009864A - 高圧受電監視システム

Info

Publication number: JP2019009864A
Application number: JP2017121620A
Authority: JP
Inventors: 仁中島; Hitoshi Nakajima
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】デマンドレスポンスの対応制御とデマンド契約した際の使用電力の管理とを共通する装置で実施できる高圧受電監視システムを提供する。【解決手段】受電電力を計測する高圧スマートメータ２と通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置１を具備する一方、アグリゲータ４から電力需要家に対するデマンドレスポンスの発動を中継するクラウドサーバ３がクラウド上に配置され、高圧受電監視装置はクラウドサーバ３から電力削減要請を受信したら、制御負荷５に対して電力の削減制御を実施し、ネガワット情報をアグリゲータ４に通知する。クラウドサーバ３はアグリゲータ４からデマンドレスポンスの発動を受けたら、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、高圧受電監視装置１に対して日時に合わせて削減開始指示及び削減終了指示を出して電力削減要請を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、高圧の商用電力を受電する高圧受電設備を備えた電力需要家に設置されて、高圧需要電力を管理し、アグリゲータからのデマンドレスポンスの発動を受けて使用電力の削減を実施する高圧受電監視システムに関する。

電力需給が逼迫した際に、需要電力の削減を図る有効な手法としてデマンドレスポンス対応システムがある。これは、電力供給事業者から需要抑制協力を要請するデマンドレスポンスが発動され、これを受けた電力管理事業者（アグリゲータ）が予め契約している企業やマンション等の電力需要家に対して電力の削減を実施させて、削減した分の電力（ネガワット）に見合った協力金（インセンティブ）を電力供給事業者が、アグリゲータに支払い、アグリゲータが削減量に応じて協力金を契約している電力需要家に分配するシステムである（例えば、特許文献１参照）。
一方で、高圧デマンド契約して高圧受電する場合は、使用電力の一時的な増大が基本料金の上昇を招くため、電力需要家は使用電力を常時管理している（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６−２５６８１号公報特開２０１６−９３０９８号公報

上述したデマンドレスポンス対応システムを構築するには、アグリゲータと通信して電力の削減を実施し、削減した電力量をアグリゲータに通知するための専用のデマンドレスポンス制御装置を設置しなければならなかった。
また、電力供給事業者との間でデマンド契約している場合は、使用電力の一時的な増大が基本料金の上昇を招くため、使用電力を常時管理するための電力使用量管理装置を設置していた。
このように、デマンドレスポンスの対応とデマンド契約の電力管理とを実施する場合はそれぞれに対応する機器を設置していたため、管理が面倒であったし、コスト高であった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、デマンドレスポンスの対応制御とデマンド契約した際の使用電力の管理とを共通する装置で実施できる高圧受電監視システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、電力供給事業者によるデマンドレスポンスの発動を受けたアグリゲータからデマンドレスポンスの伝達が成されて、高圧受電している電力需要家が需要電力の削減制御を実施する高圧受電監視システムであって、電力供給事業者から受電する電力を計測する高圧スマートメータと通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置を具備する一方、アグリゲータから電力需要家に対するデマンドレスポンスの発動を中継するクラウドサーバがクラウド上に配置され、高圧受電監視装置は、アグリゲータからのデマンドレスポンスの発動に伴う電力削減要請をクラウドサーバから受信する外部通信部と、電力の削減要請を受けて特定の負荷に対して電力の削減制御を実施し、ネガワット情報をアグリゲータに通知するデマンドレスポンス制御部とを有し、クラウドサーバは、アグリゲータからデマンドレスポンスの発動を受けたら、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、高圧受電監視装置に対して日時に合わせて削減開始指示及び削減終了指示を出して電力削減要請を行い、デマンドレスポンス制御部は、電力削減要請を受けて特定の負荷の電力削減制御を実施することを特徴とする。
この構成によれば、デマンド値を管理する高圧受電監視装置がデマンドレスポンス制御を実施するため、デマンドレスポンス制御の為の機器を別途設ける必要がない。
そして、個々の電力需要家の電力削減に関してはクラウドサーバが管理するため、アグリゲータはクラウドサーバに対してデマンドレスポンスの発動を行うだけで良く、アグリゲータは電力削減の管理がし易い。一方、電力需要家は、デマンドレスポンスの期間を管理する必要が無く、単純な制御で済む。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、クラウドサーバは、電力削減要請に合わせて需要電力の削減目標値を高圧受電監視装置に出すことを特徴とする。
この構成によれば、高圧受電監視装置は、具体的な削減量がクラウドサーバから指示されるため、実際の電力の使用状況を考慮すること無く削減制御でき、単純な制御で済む。

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、高圧受電監視装置のデマンドレスポンス制御部は、電力需要家に設置されている蓄電池、発電設備のうちの少なくとも一方を起動してその出力電力を負荷に供給させることで、指示された需要電力の削減目標値に達するよう制御することを特徴とする。
この構成によれば、電力需要家に設置されている電源設備を起動して需要電力の削減を実施するため、電力供給事業者から受電する電力を大幅に削減することが可能となり、デマンドレスポンスの発動に十分応じることができる。

請求項４の発明は、電力供給事業者によるデマンドレスポンスの発動を受けたアグリゲータからデマンドレスポンスの伝達が成されて、高圧受電している電力需要家が需要電力の削減制御を実施する高圧受電監視システムであって、電力供給事業者から受電する電力を計測する高圧スマートメータと通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置を具備する一方、アグリゲータから電力需要家に対するデマンドレスポンスの発動を中継するクラウドサーバがクラウド上に配置され、高圧受電監視装置は、アグリゲータからのデマンドレスポンスの発動に伴う電力削減要請をクラウドサーバから受信する外部通信部と、電力の削減要請を受けて需要電力の削減制御を実施し、ネガワット情報をアグリゲータに通知するデマンドレスポンス制御部とを有し、クラウドサーバは、アグリゲータからデマンドレスポンスの発動を受けたら、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、高圧受電監視装置に対して日時に合わせて削減開始指示及び削減終了指示を出して電力削減要請を行い、デマンドレスポンス制御部は、電力削減要請を受けて電力需要家に設置されている蓄電池、発電設備のうちの少なくとも一方を起動してその出力電力を負荷に供給させて需要電力の削減を実施することを特徴とする。
この構成によれば、デマンド値を管理する高圧受電監視装置がデマンドレスポンス制御を実施するため、デマンドレスポンス制御の為の機器を別途設ける必要がない。
そして、個々の電力需要家の電力削減に関してはクラウドサーバが管理するため、アグリゲータはクラウドサーバに対してデマンドレスポンスの発動を行うだけで良く、アグリゲータは電力削減の管理がし易い。一方、電力需要家は、デマンドレスポンスの期間を管理する必要が無く、単純な制御で済むし、電源設備を起動して需要電力の削減を実施するため、電力供給事業者から受電する電力を大幅に削減することが可能となり、デマンドレスポンスの発動に十分応じることができる。

請求項５の発明は、電力供給事業者によるデマンドレスポンスの発動を受けたアグリゲータからデマンドレスポンスの伝達が成されて、高圧受電している電力需要家が需要電力の削減制御を実施する高圧受電監視システムであって、電力供給事業者から受電する電力を計測する高圧スマートメータと通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置を具備し、高圧受電監視装置は、アグリゲータからのデマンドレスポンスの発動に伴う電力削減要請を受信する外部通信部と、電力の削減要請を受けて特定の負荷に対して電力の削減制御を実施し、ネガワット情報をアグリゲータに通知するデマンドレスポンス制御部とを有し、アグリゲータはデマンドレスポンスの発動を受けて、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、高圧受電監視装置に対して日時に合わせて削減開始指示、及び削減終了指示を出して電力削減要請を行い、デマンドレスポンス制御部は、電力削減要請を受けて特定の負荷の電力削減制御を実施することを特徴とする。
この構成によれば、デマンド値を管理する高圧受電監視装置がデマンドレスポンス制御を実施するため、デマンドレスポンス制御の為の機器を別途設ける必要がない。そして、電力需要家は電力削減の開始指示と終了指示を受けるだけなので、デマンドレスポンスの期間を管理する必要が無く、単純な制御で済む。

本発明によれば、デマンド値を管理する高圧受電監視装置がデマンドレスポンス制御を実施するため、デマンドレスポンス制御の為の機器を別途設ける必要がない。
そして、個々の電力需要家の電力削減に関してはクラウドサーバが管理するため、アグリゲータはクラウドサーバに対してデマンドレスポンスの発動を行うだけで良く、アグリゲータは電力削減の管理がし易い。一方、電力需要家は、デマンドレスポンスの期間を管理する必要が無く、単純な制御で済む。

本発明に係る高圧受電監視システムの一例を示す構成図である。デマンドレスポンスの発動から協力金の支払いまでの流れを示すシーケンス図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る高圧受電監視システムの一例を示す構成図であり、１は電力需要家に設置される高圧受電監視装置、２は高圧受電電力を計測すると共に使用電力情報を外部に送信する高圧スマートメータ、３はクラウドであるインターネット通信網Ｎ上に配置されたクラウドサーバ、４は電力供給事業者からデマンドレスポンス（以下、「ＤＲ」と称する）の発動を受けて個々の契約事業者等にＤＲ発動を通知して電力の削減を実施させるアグリゲータ、５は電力削減の制御対象となっている特定の負荷（制御負荷）、６，７は電力需要家に設置されてＤＲ発動を受けて制御される電源設備であり、６は蓄電池、７は発電設備である。

高圧受電監視装置１は、高圧スマートメータ２とＬＡＮケーブルＬ１を介して通信するスマートメータ通信ＩＦ１１、電力の使用状況を判定するための基準電力量（以下、「基準値」とする）を設定／変更する基準値設定部１２、計測した電力データや設定した基準値を記憶するメモリ１３、使用電力データ等を表示する表示部１４、報音部や発光部を有して報知動作する報知部１５、制御負荷５、蓄電池６、発電設備７を制御する制御出力部１６、高圧受電監視装置１全体を制御する高圧受電監視装置ＣＰＵ１７、インターネット通信網Ｎを介して外部のクラウドサーバ３と通信する外部通信ＩＦ１８等を備えている。

メモリ１３には、デマンド値を監視するためのデータを記憶し、１１ヶ月のデマンド値に加えて、現在月のデマンド周期毎の需要電力である使用電力量データを記憶している。

高圧受電監視装置ＣＰＵ１７は、使用電力量や電力デマンド値の演算に加えて設定された基準値に応じて制御負荷５や電源設備６，７等を制御し、デマンド周期毎の使用電力量を管理する。また、ＤＲ発動を受けて制御負荷５の電力制御を実施し、電源設備６，７を制御する。

高圧スマートメータ２は、電力供給事業者が管理する電力量計であり、従来の高圧電力量計の機能としてデマンド計（図示せず）が組み込まれており、電力使用量を計測する従来の機能に加えてその使用量情報が定期的に電力供給事業者に送信される。また、高圧受電監視装置１からの要求に応じて使用電力データを返信する通信部（図示せず）を備えている。

尚、デマンド計とは、電力需要家に対する電力基本料金算出のための装置であり、３０分（デマンド周期）毎の平均使用電力（３０分デマンド値）を演算して、その中の１ヶ月間の最大値（デマンド値）が記憶され、このデータを基に過去１１ヶ月のデマンド値の最大値と現在の計算月のデマンド値の何れか大きい方のデータ（最大デマンド値）が基本料金算出の基準データとなる。

クラウドサーバ３は、複数の電力需要家の高圧受電監視装置１を管理するもので、アグリゲータ４とＤＲ契約している電力需要家の間に配置されている。アグリゲータ４及び高圧受電監視装置１と通信し、アグリゲータのＤＲ発動を受けてその開始日時と終了日時を管理し、開始時刻になったら各高圧受電監視装置１に対し削減開始指示を出し、終了時刻になったら削減終了指示を出して電力削減要請を行う。また、具体的な電力の削減目標値を通知する。

蓄電池６は、商用電源或いは太陽光発電等の自家発電設備で充電され、例えばＤＲ時、また停電時に放電される。また、発電設備７は例えば燃料電池発電装置であり、ＤＲ時、また停電時に起動し発電電力が負荷に供給される。

このように構成された高圧受電監視システムの動作は以下の様である。高圧受電監視装置ＣＰＵ１７は、スマートメータ通信ＩＦ１１を介して高圧スマートメータ２から使用電力データを入手し、実際のデマンド周期毎の使用電力量を演算してデマンド値や最大デマンド値等を算出し、算出したデータをメモリ１３に保存する。
そして、この演算値を基にデマンド周期毎の使用電力量（需要電力）を予測し、予測した使用電力量と電力需要家等が設定した基準値或いは最大デマンド値とを比較し、比較結果に応じて報知部１５及び表示部１４を報知動作させる。例えば、予測値が基準値を超えると判断したら、警報発報動作させ、表示部１４にその旨表示させて、需要家に対して使用電力の削減を促す。

また、外部通信ＩＦ１８を介してクラウドサーバ３と通信し、クラウドサーバ３からＤＲ発動による電力削減要請を受けたら、電力削減制御を実施する。図２はＤＲ発動から協力金の支払いまでの流れを示すシーケンス図であり、この図を参照して説明する。
電力供給事業者Ｐにより、供給電力が消費電力を上回らないと予想される期間の発生が見込まれたらＤＲ発動（Ｓ１）が成され、アグリゲータ４に通知される。そして、アグリゲータ４からクラウドサーバ３にＤＲ発動が伝達（Ｓ２）される。

クラウドサーバ３は、ＤＲ発動の内容である予告（開始日時及び終了日時）情報を受けたら、電力削減対象の電力需要家Ｍの情報をアグリゲータ４に通知する。その後、開始日時になったら電力需要家Ｍに対してＤＲ開始（Ｓ３）の信号である削減開始指示を出して電力削減要請を実施する。同時に、デマンド目標値（削減目標値）を通知する。この削減目標値はクラウドサーバ３に予め一律に、或いは電力需要家Ｍ毎に設定されて記憶されている。

クラウドサーバ３から電力削減要請を受けた高圧受電監視装置１は、高圧受電監視装置ＣＰＵ１７が制御対象となっている負荷である制御負荷５、例えば空調設備に対して停止或いは電力削減制御を実施する。また、デマンド目標値を達成するために蓄電池６を放電操作し、放電電力を制御対象でない負荷も含めて供給する。更に、必要に応じて発電設備７を起動させて発電電力を負荷に供給する。

このとき、クラウドサーバ３から通知される目標値は、例えば最大デマンド値の１００分の１の電力であり、高圧受電監視装置ＣＰＵ１７は高圧スマートメータ２が計測する使用電力データがこの目標値になるよう制御する。そして、この受電電力の削減制御は、クラウドサーバ３からＤＲ終了（Ｓ４）の信号である削減終了指示が出されるまで実施される。

一方、高圧受電監視装置ＣＰＵ１７は、ＤＲ発動の終了を受けてインターネット通信網Ｎを介して直接或いはクラウドサーバ３を介して、アグリゲータ４に対して削減した電力量（ネガワット情報）を算出して通知（Ｓ５）する。
尚、この間、受電電力の使用状況は、高圧スマートメータ２から電力供給事業者Ｐに通知され、電力需要家Ｍにおいて削減された電力量（ネガワット提供量）が電力供給事業者Ｐで判断される（Ｓ６）。

その後、ネガワットの提供を受けた電力供給事業者Ｐからアグリゲータ４に協力金の支払い（Ｓ７）が成され、アグリゲータ４から個々の電力需要家Ｍに対して削減量に応じて協力金が分配（Ｓ８）される。

このように、デマンド値を管理する高圧受電監視装置１がＤＲ制御を実施するため、ＤＲ制御の為の機器を別途設ける必要がない。
そして、個々の電力需要家Ｍの電力削減に関してはクラウドサーバ３が管理するため、アグリゲータ４はクラウドサーバ３に対してＤＲ発動を伝達するだけで良く、アグリゲータ４は電力削減の管理がし易い。一方、電力需要家Ｍは、ＤＲの期間を管理する必要が無く、単純な制御で済む。
また、高圧受電監視装置１は、クラウドサーバ３から具体的な削減量が指示されるため、実際の電力の使用状況を考慮すること無く削減制御でき、単純な制御で済む。
更に、蓄電池６或いは発電設備７を起動させて削減するため、需要電力を大幅に削減することが可能となり、ＤＲの要請に十分応じることができる。

尚、上記実施形態では、クラウドサーバ３を介してアグリゲータ４からのＤＲ発動を高圧受電監視装置１が受けているが、クラウドサーバ３が保有している電力需要家Ｍに対する電力削減目標値等をアグリゲータ４に保有させれば、高圧受電監視装置１がアグリゲータ４からの要請を直接受けることも可能であるし、更にアグリゲータ４から電力需要家Ｍへの電力削減要請を削減開始指示と削減終了指示のみとすれば、引き続き電力需要家Ｍは、ＤＲの期間を管理する必要が無く、単純な制御で済む。
また、電源設備として蓄電池６、発電設備７を備えているが、何れか一方のみであっても大きな電力削減は可能であるし、ＤＲ発動を受けて制御負荷５の電力削減と電源設備６，７の稼働の双方を実施しているが、制御負荷５の電力を削減せず電源設備６，７の稼働のみ実施しても需要電力を大きく削減することが可能であり、ＤＲの要請に十分応じることができる。
更に、ＤＲ発動時の削減目標を、最大デマンド値の例えば１００分の１としたが、これは蓄電池６や発電設備７を備えている電力需要家の場合であり、このような電源設備が無い電力需要家の場合は、目標値を例えば最大デマンド値の１０分の１等に設定して制御すれば良い。

１・・高圧受電監視装置、２・・高圧スマートメータ、３・・クラウドサーバ、４・・アグリゲータ、５・・制御負荷（特定の負荷）、６・・蓄電池、７・・発電設備、１１・・スマートメータ通信ＩＦ、１６・・制御出力部、１７・・高圧受電監視装置ＣＰＵ（デマンドレスポンス制御部）、１８・・外部通信ＩＦ（外部通信部）、Ｎ・・インターネット通信網（クラウド）。

Claims

電力供給事業者によるデマンドレスポンスの発動を受けたアグリゲータからデマンドレスポンスの伝達が成されて、高圧受電している電力需要家が需要電力の削減制御を実施する高圧受電監視システムであって、
前記電力供給事業者から受電する電力を計測する高圧スマートメータと通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置を具備する一方、
前記アグリゲータから電力需要家に対するデマンドレスポンスの発動を中継するクラウドサーバがクラウド上に配置され、
前記高圧受電監視装置は、前記アグリゲータからの前記デマンドレスポンスの発動に伴う電力削減要請を前記クラウドサーバから受信する外部通信部と、
前記電力の削減要請を受けて特定の負荷に対して電力の削減制御を実施し、ネガワット情報を前記アグリゲータに通知するデマンドレスポンス制御部とを有し、
前記クラウドサーバは、前記アグリゲータからデマンドレスポンスの発動を受けたら、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、前記高圧受電監視装置に対して前記日時に合わせて削減開始指示及び削減終了指示を出して前記電力削減要請を行い、
前記デマンドレスポンス制御部は、前記電力削減要請を受けて前記特定の負荷の電力削減制御を実施することを特徴とする高圧受電監視システム。
前記クラウドサーバは、前記電力削減要請に合わせて需要電力の削減目標値を前記高圧受電監視装置に出すことを特徴とする請求項１記載の高圧受電監視システム。
前記高圧受電監視装置のデマンドレスポンス制御部は、電力需要家に設置されている蓄電池、発電設備のうちの少なくとも一方を起動してその出力電力を負荷に供給させることで、指示された需要電力の削減目標値に達するよう制御することを特徴とする請求項２記載の高圧受電監視システム。
電力供給事業者によるデマンドレスポンスの発動を受けたアグリゲータからデマンドレスポンスの伝達が成されて、高圧受電している電力需要家が需要電力の削減制御を実施する高圧受電監視システムであって、
前記電力供給事業者から受電する電力を計測する高圧スマートメータと通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置を具備する一方、
前記アグリゲータから電力需要家に対するデマンドレスポンスの発動を中継するクラウドサーバがクラウド上に配置され、
前記高圧受電監視装置は、前記アグリゲータからの前記デマンドレスポンスの発動に伴う電力削減要請を前記クラウドサーバから受信する外部通信部と、
前記電力の削減要請を受けて需要電力の削減制御を実施し、ネガワット情報を前記アグリゲータに通知するデマンドレスポンス制御部とを有し、
前記クラウドサーバは、前記アグリゲータからデマンドレスポンスの発動を受けたら、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、前記高圧受電監視装置に対して前記日時に合わせて削減開始指示及び削減終了指示を出して前記電力削減要請を行い、
前記デマンドレスポンス制御部は、前記電力削減要請を受けて電力需要家に設置されている蓄電池、発電設備のうちの少なくとも一方を起動してその出力電力を負荷に供給させて需要電力の削減を実施することを特徴とする高圧受電監視システム。
電力供給事業者によるデマンドレスポンスの発動を受けたアグリゲータからデマンドレスポンスの伝達が成されて、高圧受電している電力需要家が需要電力の削減制御を実施する高圧受電監視システムであって、
前記電力供給事業者から受電する電力を計測する高圧スマートメータと通信して、電力料金を監視するために１ヶ月の最大需要電力であるデマンド値を管理する高圧受電監視装置を具備し、
前記高圧受電監視装置は、前記アグリゲータからの前記デマンドレスポンスの発動に伴う電力削減要請を受信する外部通信部と、
前記電力の削減要請を受けて特定の負荷に対して電力の削減制御を実施し、ネガワット情報を前記アグリゲータに通知するデマンドレスポンス制御部とを有し、
前記アグリゲータはデマンドレスポンスの発動を受けて、デマンドレスポンス開始日時及び終了日時を管理して、前記高圧受電監視装置に対して前記日時に合わせて削減開始指示、及び削減終了指示を出して前記電力削減要請を行い、
前記デマンドレスポンス制御部は、前記電力削減要請を受けて前記特定の負荷の電力削減制御を実施することを特徴とする高圧受電監視システム。