JP2019083644A - Power supply controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源制御装置に関する。 The present invention relates to a power control device.
通信基地局などのインフラ設備は、電力消費装置へ供給するための電源装置を備えている。通信基地局の例では、通信装置などの電力消費装置へ供給される電力は主に直流48Vであり、電源装置は、例えば商用電力網からの交流電力を直流48Vの電力に変換する整流装置としての機能を備えている。災害対策の観点から、停電時の電力供給バックアップが行えるように、太陽光発電などの再生可能エネルギーを利用して電力を生成する発電装置を備えたインフラ設備も知られている(特許文献1参照)。停電時以外は発電装置が生成する電力によって電力消費装置が消費する電力の一部を賄うことで、商用電力の購入量を削減する効果も期待できる。 Infrastructure equipment such as a communication base station includes a power supply device for supplying power consumption devices. In the example of the communication base station, the power supplied to the power consuming apparatus such as the communication apparatus is mainly direct current 48 V, and the power supply apparatus is, for example, a rectifying apparatus for converting alternating current power from a commercial power grid into direct current 48 V power. It has a function. From the viewpoint of disaster countermeasures, there is also known an infrastructure facility equipped with a power generation device that generates electric power using renewable energy such as solar power generation so that power supply backup can be performed in the event of a power failure (see Patent Document 1) ). By covering a part of the power consumed by the power consuming apparatus with the power generated by the power generating apparatus except during the power failure, the effect of reducing the purchase amount of commercial power can also be expected.
発電装置が生成する電力(発電電力)は例えば天候などによって変動するし、電力消費装置の消費電力も変動する。結果として、電源装置の出力電力も変動する。出力電力の変動に備えて電源装置の出力可能な電力(待機容量)が最大となるように電源装置を待機させておくと、その分、多くの待機電力を消費してしまう。 The power (generated power) generated by the power generation device fluctuates according to, for example, the weather, and the power consumption of the power consumption device also fluctuates. As a result, the output power of the power supply also fluctuates. If the power supply apparatus is made to stand by so that the outputtable power (standby capacity) of the power supply apparatus becomes maximum in preparation for fluctuations in output power, a large amount of standby power will be consumed accordingly.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電源装置における待機電力の消費を抑制することが可能な電源制御装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the said subject, and it aims at providing the power supply control apparatus which can suppress consumption of the standby power in a power supply device.
本発明の一態様に係る電源制御装置は、発電装置によって生成される電力及び電力網からの電力の少なくとも一方を用いて電力消費装置へ電力を供給する電源装置を制御する電源制御装置であって、第1期間中に、第1期間以降の第2期間において前記電源装置から前記電力消費装置への電力供給が不足しないために必要な前記電源装置の待機容量を予測する予測部と、前記予測部によって予測された待機容量での前記電源装置の運転が前記第2期間の開始時に行われるように前記電源装置を制御する制御部と、を備える。 A power supply control device according to an aspect of the present invention is a power supply control device that controls a power supply device that supplies power to a power consumption device using at least one of power generated by a power generation device and power from a power network. A prediction unit that predicts a standby capacity of the power supply device necessary for preventing the power supply from the power supply device from being insufficient from the power supply device in the second period after the first period during the first period; and the prediction unit And a controller configured to control the power supply device such that operation of the power supply device at the standby capacity predicted by the control unit is performed at the start of the second period.
上記の電源制御装置によれば、第1期間中に、第1期間以降の第2期間において電源装置から電力消費装置への電力供給が不足しないために必要な電源装置の待機容量が予測される。そして、予測された待機容量での電源装置の運転が第2期間の開始時に行われるように制御される。したがって、第2期間中に、電源装置から電力消費装置へ適切な電力供給を行うとともに、電源装置における待機電力の消費を抑制することができる。 According to the above power supply control device, the standby capacity of the power supply device required is predicted because the power supply from the power supply device to the power consuming device does not run out during the first period and the second period after the first period. . Then, operation of the power supply device with the predicted standby capacity is controlled to be performed at the start of the second period. Therefore, during the second period, it is possible to appropriately supply power from the power supply device to the power consuming device, and to suppress consumption of standby power in the power supply device.
本発明の一態様によれば、電源装置における待機電力の消費を抑制することが可能になる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress consumption of standby power in the power supply device.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols and redundant description will be omitted.
実施形態に係る電源制御装置が用いられる電力システムは、例えば、通信基地局などのインフラ設備において通信装置などの電力消費装置へ電力を供給するために用いられる。図1は、そのような電力システムの構成の例を示す図である。なお、図1において、各要素間の電力経路が実線で示される。各要素間の制御信号及び/又は通信信号の経路が波線で示される。 The power system in which the power control device according to the embodiment is used is used, for example, to supply power to a power consumption device such as a communication device in an infrastructure facility such as a communication base station. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of such a power system. In FIG. 1, the power paths between the elements are indicated by solid lines. The paths of control signals and / or communication signals between the elements are indicated by dashed lines.
電力システム1は、発電装置3と、パワーコンディショナ4と、電源装置5と、電力消費装置6と、電源制御装置7とを含む。電力システム1は、電力網2に接続されており、電力網2からの電力を利用可能である。電力網2が商用の電力系統である場合、電力網2からの電力の利用分だけ、商用電力が購入されることになる。電力システム1は、例えば通信ネットワーク(不図示)を介して、外部装置8にも接続されてよい。
The
発電装置3の例は、自然エネルギー(再生可能エネルギー)を利用して電力を生成する発電装置である。自然エネルギーが太陽光エネルギーの場合、発電装置3は、太陽光発電装置である。発電装置3によって生成される電力(発電電力)は、パワーコンディショナ4に送られる。停電等により電力網2からの電力が利用できなくなった場合には、発電装置3をバックアップ電源として用いることもできる。
An example of the power generation device 3 is a power generation device that generates power using natural energy (renewable energy). When natural energy is solar energy, the power generation device 3 is a solar power generation device. The power (generated power) generated by the power generation device 3 is sent to the
パワーコンディショナ4は、発電装置3の発電電力を変換し、電源装置5と電力消費装置6と間の電力経路に出力する。当該電力経路における、パワーコンディショナ4、電源装置5及び電力消費装置6の接続部分を、ノードN1と称し図示する。パワーコンディショナ4の出力する電力は、電力消費装置6に供給するのに適した直流電力(例えば直流48V)である。
The
電源装置5は、電力網2からの交流電力を用いて、電力消費装置6へ電力を供給するように運転する。電源装置5は、電力網2からの交流電力を、電力消費装置6に供給するのに適した直流電力に変換する整流装置としての機能を備えている。
The
なお、図1に示される構成では、発電装置3の発電電力は、電源装置5を介さずに、電力消費装置6へ供給される。電源装置5は、電力網2からの電力を用いて電力消費装置6へ電力を供給する。ただし、後に図6を参照して説明するように、発電装置3の発電電力が、電源装置5を介して電力消費装置6へ供給されてもよい。すなわち、電源装置5は、発電装置3の発電電力及び電力網2からの電力の少なくとも一方を用いて電力消費装置6へ電力を供給する。
In the configuration shown in FIG. 1, the generated power of the power generation device 3 is supplied to the power consumption device 6 without passing through the
図2を参照して、電源装置5の構成の例を説明する。電源装置5は、互いに並列に接続された複数の電源ユニット51と、運転監視・制御部54と、通信部55とを含む。なお、電源ユニット51の数は、図2に示される例に限定されない。
An example of the configuration of the
電源ユニット51は、互いに直列に接続されたスイッチ52及びAC/DCコンバータ53を含む。スイッチ52は、AC/DCコンバータ53と電力網2(図1)との間に設けられ、オン・オフの状態が切り替わるように構成されている。AC/DCコンバータ53は、スイッチ52を介して入力される交流電力を直流電力に変換するほか、入力される交流電力を電力源として利用する。AC/DCコンバータ53が出力可能な最大の直流電力の大きさは、例えば2.5kWである。この場合、電源ユニット51の定格の運転容量(定格容量)は、2.5kWである。並列に接続される電源ユニット51の数に応じて、電源装置5の最大容量が変化する。例えば定格2.5kWの電源ユニット51が4台並列に接続される場合、電源装置5の最大容量は10kW(すなわち2.5kW×=10kW)になる。
The
電源ユニット51は、運転状態がホットスタンバイとコールドスタンバイとの間で切り替えが可能である。
The
スイッチ52がオンになると、電源ユニット51は、ホットスタンバイに切り替わる。ホットスタンバイでは、AC/DCコンバータ53へ交流電力が入力される。この場合、AC/DCコンバータ53は、交流電力を直流電力に変換して出力する整流動作を行っているか、整流動作を行っていないが必要に応じてすぐに整流動作を行える状態となっている。この場合、AC/DCコンバータ53は、入力された交流電力の少なくとも一部を待機電力として消費する待機状態となっている。待機電力の例は、AC/DCコンバータ53内の図示しない制御回路等の動作電力である。ホットスタンバイで運転する電源ユニット51は、電源装置5の待機容量を増加させるが待機電力も増加させる。また、定格(2.5kW)に対して低い負荷運転時には、効率が低下することもある。
When the
スイッチ52がオフになると、電源ユニット51は、コールドスタンバイに切り替わる。コールドスタンバイでは、AC/DCコンバータ53へ交流電力が入力されない。上述のようにAC/DCコンバータ53は交流電力を電力源として利用するので、コールドスタンバイでは、AC/DCコンバータ53は電源オフの状態となる。この場合、AC/DCコンバータ53は、整流動作を行っていない。また、AC/DCコンバータ53は、待機電力を消費しない。コールドスタンバイで運転する電源ユニット51は、電源装置5の待機容量を減少させるが待機電力も減少させる。
When the
運転監視・制御部54は、各電源ユニット51の運転の監視及び運転状態の切り替えを行う。運転の監視は、各電源ユニット51がホットスタンバイで運転しているのかそれともコールドスタンバイで運転しているかの判断を含む。運転の監視は、例えば、スイッチ52のオン及びオフの状態を検出することによって行われてよい。運転状態の切り替えは、上述のように、スイッチ52のオン及びオフを切り替えることによって行われる。
The operation monitoring and
通信部55は、電源装置5の外部と通信を行う。通信先の例は、電源制御装置7(図1)である。電源制御装置7から通信部55へ送られる制御信号(外部制御信号)に応じて、例えば、電源ユニット51ごとの運転状態の切り替えが制御される。
The
図1に戻り、電力消費装置6は、例えば通信装置であり、直流電力の供給を受けて動作する直流負荷である。直流電力の例は、直流48Vである。通信装置には、無線機及び無線機に必要な空調機等が含まれてよい。 Returning to FIG. 1, the power consumption device 6 is, for example, a communication device, and is a direct current load that operates by receiving supply of direct current power. An example of DC power is 48 V DC. The communication device may include a wireless device and an air conditioner required for the wireless device.
電源制御装置7は、パワーコンディショナ4及び電源装置5と制御信号のやり取りを行うことが可能である。電源制御装置7は、電力システム1の外部に設けられた外部装置8と通信することも可能である。
The power
電源制御装置7は、電源装置5の運転を制御する。この運転制御は、電源装置5の待機容量の調整を含む。本実施形態では、電源制御装置7は、電源装置5から電力消費装置6への電力供給が不足しないために必要な待機容量となるように、電源装置5の待機容量を調整する。この調整は、周期的に行われてよい。
The power
図3を参照して、電源制御装置7による電源装置5の待機容量の調整を説明する。図3に示されるグラフの横軸は時刻を示し、縦軸は電源装置5の待機容量を示す。この例では、電源装置5の待機容量は、所定の周期(例えば10分間隔)で調整される。具体的に、電源装置5の待機容量が、時刻t1〜t2の間は10kW、時刻t2〜t3の間は7.5kW、時刻t3〜t4の間は5kW、時刻t4〜t5の間は7.5kW、時刻t5〜t6の間でも7.5kWとなるように調整される。
Adjustment of the standby capacity of the
電源制御装置7は、第1期間T1の間に、第1期間以降(例えば第1期間の直後)の第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量を予測し、予測した待機容量での電源装置5の運転が第2期間T2の開始時に行なわれるように電源装置5を制御する。必要な電源装置5の待機容量は、第2期間において電源装置5から電力消費装置6への電力供給が不足しないために必要な待機容量である。電源制御装置7による電源装置5の待機容量の調整が周期的に行われる場合、第1期間T1及び第2期間T2の各々が、当該周期を構成してよい。
The power
図3の例では、時刻t1〜t2中に、電源制御装置7は、時刻t2〜t3において必要な電源装置5の待機容量(この例では7.5kW)を予測する。そして、予測した待機容量での電源装置5の運転が時刻t2に行なわれるように電源装置5を制御する。この場合、時刻t1〜t2が第1期間T1であり、時刻t2〜t3が第2期間T2である。時刻t2は、第2期間T2の開始時である。時刻t2〜t3においては、電源装置5が、7.5kWの待機容量で運転する。
In the example of FIG. 3, during time t1 to t2, the power
時刻t2〜t3中に、電源制御装置7は、時刻t3〜t4において必要な電源装置5の待機容量(この例では5kW)を予測する。そして、予測した待機容量での電源装置5の運転が時刻t3に行なわれるように電源装置5を制御する。この場合、時刻t2〜t3が第1期間T1であり、時刻t3〜t4が第2期間T2である。時刻t3は、第2期間T2の開始時である。時刻t3〜t4においては、電源装置5が、5kWの待機容量で運転する。
During time t2 to t3, the power
時刻t3〜t4中に、電源制御装置7は、時刻t4〜t5において必要な電源装置5の待機容量(この例では7.5kW)を予測する。そして、予測した待機容量での電源装置5の運転が時刻t4に行なわれるように電源装置5を制御する。この場合、時刻t3〜t4が第1期間T1であり、時刻t4〜t5が第2期間T2である。時刻t4は、第2期間T2の開始時である。時刻t4〜t5においては、電源装置5が、7.5kWの待機容量で運転する。
During time t3 to t4, the power
時刻t4〜t5中に、電源制御装置7は、時刻t5〜t6において必要な電源装置5の待機容量(この例では7.5kW)を予測する。そして、予測した待機容量での電源装置5の運転が時刻t5に行なわれるように電源装置5を制御する。この場合、時刻t4〜t5が第1期間T1であり、時刻t5〜t6が第2期間T2である。時刻t5は、第2期間T2の開始時である。時刻t5〜t6においても引き続き、電源装置5が、7.5kWの待機容量で運転する。
During time t4 to t5, the power
このようにして、電源制御装置7による電源装置5の運転制御、より具体的には電源装置5の待機容量の予測及び調整が周期的に行われる。
In this manner, operation control of the
図1に戻り、外部装置8は、電源制御装置7の処理に必要な種々の情報を記憶し、また、電源制御装置7に提供する。外部装置8の記憶する情報は、発電装置3の発電電力の予測、及び、電力消費装置6の消費電力を予測するために用いることができる。そのような情報は、例えば、天気、気温の気象データ、衛星画像、全天画像データといった気象状態を示す情報を含んでよい。この他にも、情報として、過去の発電装置3の発電電力および電力消費装置6の消費電力が含まれてよい。例えば、電源制御装置7は、発電装置3の発電電力を示すデータを、周期的に(例えば数分毎に)、パワーコンディショナ4に対する要求によってパワーコンディショナ4から取得し、外部装置8へ送信してよい。同様に、電源制御装置7は、電力消費装置6の消費電力を示すデータを取得し、外部装置8へ送信してよい。電源制御装置7は、外部装置8に対して、発電装置3の発電電力及び電力消費装置6の消費電力を予測する際に必要となるデータを、例えば、周期的に(例えば数分毎に)、及び、外部装置8に対する要求によって、外部装置8から取得する。
Returning to FIG. 1, the
図4は、電源制御装置7の構成の例を示す図である。電源制御装置7は、通信部71と、発電電力予測部72と、消費電力予測部73と、待機容量予測部74と、電源装置制御部75と、データ格納部76とを含む。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the power
通信部71は、電源制御装置7の外部と通信を行う。通信先の例は、パワーコンディショナ4、電源装置5及び外部装置8(図1)である。
The
発電電力予測部72は、発電装置3の発電電力を予測する。先に図1を参照して説明したように発電装置3は太陽光発電装置のような自然エネルギーを利用して電力を生成する。このような発電装置3の発電電力を予測するために、発電電力予測部72は、通信部71を介して、外部装置8によって提供される種々の情報を利用してよい。例えば、発電電力予測部72は、第1期間T1中に、外部装置8から、第2期間T2中に発電装置3の発電電力に影響を与える可能性がある要因を示すデータを取得し、取得した当該データを用いて、第2期間T2中に発電装置3によって生成される最小電力の予測値を算出してよい。例えば、データが天気、気温の気象データ、衛星画像、全天画像データなど気象状態を示す場合に、発電電力予測部72は、各データをもとに予測値を算出してもよい。具体的な算出には、種々の公知の手法を用いることができるので、ここでは説明を省略する。データは、気象状態を示すデータだけでなく、過去の統計データ等他の種々のデータを含んでいてもよい。発電電力予測部72によって予測される発電装置3の発電電力の予測値は、発電装置3の発電電力低下リスクを考慮した値であってもよい。例えば、外部装置8から取得したデータに基づいて算出した発電装置3の発電電力の予測値から、所定の値、或いは、所定の割合だけ減じた値を、予測値としてよい。
The generated
消費電力予測部73は、電力消費装置6の消費電力を予測する。例えば、消費電力予測部73は、第1期間T1中に、外部装置8から、第2期間T2中に電力消費装置6の消費電力に影響を与える可能性がある要因を示すデータを取得し、取得した当該データを用いて、第2期間T2中に電力消費装置6によって消費される最大電力の予測値を算出してもよい。例えば、データが天気や気温の気象データなど気象状態を示す場合に、消費電力予測部73は、各データをもとに電力消費装置6の最大消費電力の予測値を算出してもよい。データは、気象状態を示すデータだけでなく、過去の統計データ等他の種々のデータを含んでいてもよい。消費電力予測部73によって予測される電力消費装置6の消費電力の予想値は、電力消費装置6の消費電力増大リスクを考慮した値であってもよい。例えば、外部装置8から取得したデータに基づいて算出した電力消費装置6の消費電力の予測値から、所定の値、或いは、所定の割合だけ加算した値を、予測値としてよい。
The power
待機容量予測部74は、第2期間T2において必要となる電源装置5の待機容量を予測する。この待機容量は、先に説明したように、第2期間T2において電源装置5から電力消費装置6への電力供給が不足しないために必要な電源装置5の待機容量である。待機容量予測部74は、発電電力予測部72によって算出された最小発電電力の予測値と、消費電力予測部73によって算出された電力消費装置6の最大消費電力の予測値とに基づいて、第2期間T2において必要となる電源装置5の最大待機容量の予測値を算出する。
The standby
発電電力予測部72、消費電力予測部73及び待機容量予測部74による算出の例を説明する。
An example of calculation by the generated
まず、発電電力予測部72が、第2期間T2中の発電装置3の最小発電電力の予測値AT2(kW)を算出する。次に、消費電力予測部73が、第2期間T2における電力消費装置6の最大消費電力の予測値BT2(kW)を算出する。そして、待機容量予測部74が、第2期間T2において必要となる電源装置5の待機容量(最大運転容量)の予測値XT2(kW)を、XT2=BT2−AT2(kW)として算出する。
First, the generated
電源装置制御部75は、待機容量予測部74によって予測された待機容量が現在の待機容量より大きい又は小さい場合、第2期間T2の開始時に電源装置5の待機容量を調整し、予測された待機容量に近似する(一致することを含む)ように、電源装置5を制御する。例えば、予測された待機容量を下回らない範囲において選択可能な最小の待機容量に、電源装置5の待機容量が調整される。算出された待機容量が現在の待機容量に等しい場合は、電源装置5の制御は行わないことによって、電源装置5に現在の待機容量を維持させる。
If the standby capacity predicted by the standby
電源装置5の待機容量の調整は、例えば、先に図2を参照して説明したように、電源装置5に内蔵されている複数の電源ユニット51(電源ユニット群)のホットスタンバイ(待機状態)、コールドスタンバイ(電源オフ)のユニット数を制御することによって行われる。
The adjustment of the standby capacity of the
例えば、第1期間T1において、ホットスタンバイの電源ユニット51の合計容量すなわち電源装置5の待機容量XT1=10(kW)(例えば2.5(kW)の電源ユニット51が4台)で運転されているとする。一方で、第2期間T2における発電装置3の最小発電電力の予測値AT2=2.5(kW)、電力消費装置6の最大消費電力の予測値BT2=10(kW)として算出されたとすると、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量(最大運転容量)の予測値XT2は、XT2=10−2.5=7.5(kW)として算出される。算出された待機容量の予測値(7.5kW)は現在の待機容量XT1(10kW)より小さいため、電源装置制御部75は、第2期間T2の開始時の電源装置5の待機容量が予測値XT2(7.5kW)となるように電源装置5の待機容量を制御する。例えば、ホットスタンバイの電源ユニット51の数を3に調整する。電源ユニット51が全部で4台であれば、コールドスタンバイの電源ユニット51の数は1に調整される。これによって、制御を行わずにXT2=XT1=10(kW)にて待機する場合と比較して、電源装置5における待機電力が低減される。
For example, in the first period T1, the total capacity of the
このようにホットスタンバイの電源ユニット51の数およびコールドスタンバイの電源ユニット51の数を調整する場合には、電源ユニット51の定格容量(例えば2.5kW)を最小単位として、電源装置5の待機容量を調整してよい。電源ユニット51の定格容量を小さくすれば、電源装置5の待機容量の調整をより細かく行うことができる。
As described above, when adjusting the number of
データ格納部76は、電源制御装置7において実行される種々の処理に必要な情報を記憶するために用いられる。例えば、通信部71が外部装置8から受信したデータ、発電電力予測部72の予測結果、消費電力予測部73の予測結果、待機容量予測部74の予測結果等が、データ格納部76に記憶されてよい。それらの情報は、通信部71、発電電力予測部72、消費電力予測部73、待機容量予測部74及び電源装置制御部75の各要素が、データ格納部76を介して利用し得る。
The
図5は、電源制御装置7によって実行される処理の例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、周期的に実行される。例えば先に図3を参照して説明した時刻t1〜t2、時刻t2〜t3、時刻t3〜t4、時刻t4〜t5及び時刻t5〜t6のそれぞれにおいて、図5のフローチャートが実行されてよい。各ステップにおける処理のうち、これまで説明した内容については説明を繰り返さない。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing executed by the
ステップS1において、発電電力予測部72が、第2期間T2における発電装置3の発電電力を予測する。ステップS2において、消費電力予測部73が、第2期間T2における電力消費装置6の消費電力を予測する。なお、ステップS1及びステップS2の処理の順序は逆であってもよい。
In step S1, the generated
ステップS3において、待機容量予測部74が、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量を予測する。具体的に、待機容量予測部74は、先のステップS2において予測された消費電力から、ステップS1において予測された発電電力を差し引いた電力を算出し、算出した電力を、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量として予測する。
In step S3, the standby
ステップS4において、電源装置制御部75は、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量が、現在の(すなわち第1期間T1における)待機容量と近似しているか否かを判断する。必要な待機容量と現在の待機容量とが互いに近似している場合(ステップS4:YES)、フローチャートの処理が終了する。これにより、現在の待機容量での電源装置5の運転が維持される。結果として、この後の第2期間T2の開始時には、先のステップS3で予測した待機容量での電源装置5が運転することになる。必要な待機容量と現在の待機容量とが近似していない、すなわち両者に一定量以上の差がある場合(ステップS4:NO)、ステップS5に処理が進められる。なお、電源装置5の待機容量が先に図2を参照して説明したようにホットスタンバイで運転する電源ユニット51の数およびコールドスタンバイで運転する電源ユニット51の数の調整で行われる場合には、このステップS4での判断は、電源ユニット51の定格容量(例えば2.5kW)を最小単位として行われてよい。すなわち、必要な待機容量と現在の待機容量との差の大きさが電源ユニット51の定格容量未満であれば、両者が近似していると判断される。差が電源ユニット51の定格容量以上であれば、両者が近似していない判断される。
In step S4, the power
ステップS5において、電源装置制御部75は、電源装置5の待機容量を調整する。具体的に、電源装置制御部75は、第2期間T2の開始時に、先のステップS3で予測した待機容量での電源装置5が運転するように制御する。ステップS5の処理が完了した後、フローチャートの処理が終了する。
In step S <b> 5, the power
以上では、図1に示される電力システム1における、電源制御装置7による電源装置5の制御の例を説明した。ただし、電力システムの構成はこれに限定されない。
In the above, the example of control of the
図6は、電力システムの構成の別の例を示す。図5に示される電力システム1Aでは、パワーコンディショナ4は、発電装置3の発電電力を変換し、電力網2と電源装置5との間の電力経路に出力する。当該電力経路における、パワーコンディショナ4、電力網2及び電源装置5の接続部分を、ノードN2と称し図示する。パワーコンディショナ4の出力する電力は、電力網2の交流電力と同期した(例えば電圧の周波数及び位相が同じ)交流電力である。発電装置3によって生成された電力(発電電力)を、例えば電力量計(不図示)を介して電力を電力網2に送電することで、電力の逆潮流を行うこともできる。なお、停電等により電力網2からの電力が利用できなくなった場合には、電力網2の交流電力と同期していない交流電力が、パワーコンディショナ4からノードN2に出力されてよい。
FIG. 6 shows another example of the configuration of the power system. In power system 1A shown in FIG. 5,
電力システム1Aの場合には、電力システム1の場合と異なり、発電装置3の発電電力が変動しても電源装置5の出力電力が変動しないため、発電装置3の発電電力の予測を不要とすることもできる。図7は、そのような場合に電源制御装置7によって実行される処理の例を示すフローチャートである。ステップS11の処理は、先に説明した図4のステップS2の処理と同様である。すなわち、消費電力予測部73が、第2期間T2における電力消費装置6の消費電力を予測する。ステップS12において、待機容量予測部74は、先のステップS11において予測された電力消費装置6の消費電力を、電源装置5の待機容量として予測する。ステップS13及びS14の処理は、先に説明した図4のステップS4及びS5と同様である。すなわち、ステップS13において、電源装置制御部75は、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量が、現在の待機容量と同じであるか否かを判断する。ステップS14において、電源装置制御部75は、電源装置5の待機容量を調整する。
In the case of the power system 1A, unlike the case of the
以上説明したように、実施形態に係る電源制御装置7は、電源装置5の待機容量を制御する。電源装置5は、発電装置3の発電電力及び電力網2からの電力の少なくとも一方を用いて電力消費装置6へ電力を供給する。電源制御装置7は、待機容量予測部74及び電源装置制御部75を含む。待機容量予測部74は、第1期間T1中に、第1期間以降の第2期間T2において電源装置5から電力消費装置6への電力供給が不足しないために必要な電源装置5の待機容量を予測する(ステップS3、S12)。電源装置制御部75は、待機容量予測部74によって予測された待機容量での電源装置5の運転が第2期間T2の開始時に行われるように電源装置5を制御する(ステップS5、S14)。
As described above, the power
電源制御装置7によれば、第1期間T1中に、第2期間T2において電源装置5から電力消費装置6への電力供給が不足しないために必要な電源装置5の待機容量が予測される(ステップS3、S12)。そして、予測された待機容量での電源装置5の運転が第2期間T2の開始時に行われるように制御される(ステップS5、S14)。したがって、第2期間T2中に、電源装置5から電力消費装置6へ適切な電力供給を行うとともに、電源装置5における待機電力の消費を抑制することができる。
According to the power
図1に例示される電力システム1では、発電装置3の発電電力は、電源装置5を介さずに、電力消費装置6へ供給される。この場合、待機容量予測部74は、第2期間T2中に電力消費装置6によって消費される最大電力の予測値から、第2期間T2中に発電装置3によって生成される最小電力の予測値を差し引いた値を、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量として予測してよい(ステップS1〜S3)。これにより、発電装置3の発電電力の変動及び電力消費装置6の消費電力の変動に応じて、電源装置5の待機容量を適切に調整することができる(ステップS5)。このような制御は、特に、発電装置3が太陽光発電装置などの自然エネルギーを利用した発電装置でありその発電電力が変動する場合、さらに、電力消費装置6が通信装置などのトラフィックに応じて消費電力が変動する無線機及び気温に応じて消費電力が変動する空調機などを含むためにその消費電力が変動する場合に有用である。例えば、発電装置3において安定的な発電が見込める場合には、電源装置5の待機容量を下げることで、待機電力の消費を抑制することができる。
In the
図6に例示される電力システム1Aでは、発電装置3の発電電力は、電源装置5を介して、電力消費装置6へ供給される。この場合、待機容量予測部74は、第2期間T2中に電力消費装置6によって消費される最大電力の予測値を、第2期間T2において必要な電源装置5の待機容量として予測すればよい(ステップS11、S12)。この場合には、例えば、先に説明したステップS2(図5)のように発電装置3の発電電力の変動を考慮しなくてよいので(発電電力を予想しなくてもよいので)、その分、電源制御装置7による予測処理の負担を軽減することができる。なお、パワーコンディショナ4の出力が電力網2と電源装置5との間(図6のノードN2)に供給されるので、発電装置3の発電電力を電力網2へ供給(逆潮)することもできる。
In the power system 1A illustrated in FIG. 6, the generated power of the power generation device 3 is supplied to the power consumption device 6 via the
電源装置制御部75は、第1期間T1中の電源装置5の待機容量と、待機容量予測部74によって予測された待機容量との間に差がある場合には(ステップS4、S13:NO)、第2期間T2の開始時に、待機容量予測部74によって予測された待機容量での電源装置5の運転が行われるように電源装置5を制御し(ステップS5、S14)、その差が無い場合には(ステップS4、S13:YES)、第1期間T1における電源装置5の待機容量での電源装置5の運転が継続されるように電源装置5を制御してもよい。これにより、電源装置5の待機容量を変更しなければならないときにのみ、電源装置5の待機容量を調整するための処理を行えばよいので、電源制御装置7による制御処理の負担を軽減することもできる。
If there is a difference between the standby capacity of the
図2を参照して説明したように、電源装置5は、複数の電源ユニット51を含んでよい。この場合、電源ユニット51の各々は、電源装置5の待機容量を増加させるが待機電力も増加させるホットスタンバイと、電源装置5の待機容量を減少させるが待機電力も減少させるコールドスタンバイとのいずれかで運転してよい。電源装置制御部75は、ホットスタンバイで運転する電源ユニット51の数及びコールドスタンバイで運転する電源ユニット51の数を制御することにより、電源装置5の待機容量を制御してもよい。このようにして、電源装置5の待機容量を調整することができる。また、ホットスタンバイ状態の電源ユニット51の数が絞られることで、ホットスタンバイ状態の電源ユニット51を高負荷運転させて、効率を高めることもできる。
As described with reference to FIG. 2, the
上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。 The block diagram used for the description of the said embodiment has shown the block of a functional unit. These functional blocks (components) are realized by any combination of hardware and / or software. Moreover, the implementation means of each functional block is not particularly limited. That is, each functional block may be realized by one physically and / or logically coupled device, or directly and / or indirectly two or more physically and / or logically separated devices. It may be connected by (for example, wired and / or wireless) and realized by the plurality of devices.
図8は、本実施形態に係る電源制御装置7のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の電源制御装置7は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the power
なお、本明細書における説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。電源制御装置7のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
Note that in the description of the present specification, the term "device" can be read as a circuit, a device, a unit, or the like. The hardware configuration of the power
電源制御装置7における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
Each function in the power
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、発電電力予測部72、消費電力予測部73、待機容量予測部74、電源装置制御部75などは、プロセッサ1001で実現されてもよい。
The
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、電源制御装置7の発電電力予測部72は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
Also, the
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施の形態に係るページング処理を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
The
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD−ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu−ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及び/又はストレージ1003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。例えば、データ格納部76は、ストレージ1003で実現されてもよい。
The
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、通信部71は、通信装置1004で実現されてもよい。
The
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイスであり、出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイスである。入力装置1005及び出力装置1006は、両者が一体となったタッチパネルディスプレイで実現されてもよい。
The
また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
In addition, devices such as the
また、電源制御装置7は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
Further, the
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。 As long as there is no contradiction, the processing procedure, sequence, flow chart, etc. of each aspect / embodiment described in this specification may be reversed. For example, for the methods described herein, elements of the various steps are presented in an exemplary order and are not limited to the particular order presented.
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。 The input / output information or the like may be stored in a specific place (for example, a memory) or may be managed by a management table. Information to be input or output may be overwritten, updated or added. The output information etc. may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
判断は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。 The determination may be performed by a value (0 or 1) represented by one bit, may be performed by a true / false value (Boolean: true or false), or may be compared with a numerical value (for example, a predetermined value). Comparison with the value).
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。 Each aspect / embodiment described in this specification may be used alone, may be used in combination, and may be switched and used along with execution. In addition, notification of predetermined information (for example, notification of "it is X") is not limited to what is explicitly performed, but is performed by implicit (for example, not notifying of the predetermined information) It is also good.
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。 Software may be called software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or any other name, and may be instructions, instruction sets, codes, code segments, program codes, programs, subprograms, software modules. Should be interpreted broadly to mean applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executables, threads of execution, procedures, functions, etc.
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。 Also, software, instructions, etc. may be sent and received via a transmission medium. For example, software may use a wireline technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or a website, server or other using wireless technology such as infrared, radio and microwave When transmitted from a remote source, these wired and / or wireless technologies are included within the definition of transmission medium.
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。 The information, signals, etc. described herein may be represented using any of a variety of different techniques. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips etc that may be mentioned throughout the above description may be voltage, current, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields or photons, or any of these May be represented by a combination of
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。 The terms described in the present specification and / or the terms necessary for the understanding of the present specification may be replaced with terms having the same or similar meanings.
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。 The names used for the parameters described above are in no way limiting.
本明細書で使用する「判断(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」、「決定(determining)」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。 The term "determining" as used herein may encompass a wide variety of operations. "Judgment" may be, for example, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up (eg in a table, database or other data structure) It may include searching (searching), confirmation (ascertaining) as “decision”, “determining”, and the like. Also, “determination” may be receiving (eg, receiving information), transmitting (eg, transmitting information), input (input), output (output), accessing (accessing) For example, it can be regarded as "determining" or "determining" that accessing data in the memory). Also, "determining" may include considering that "resolving", "selecting", "selecting", "selecting", "establishing", "comparing" and the like have been "determined" or "decided". That is, "determination" may include considering that some action is "determination" or "determination".
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。 As used herein, the phrase "based on" does not mean "based only on," unless expressly stated otherwise. In other words, the phrase "based on" means both "based only on" and "based at least on."
「含む(include)」、「含んでいる(including)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。 As long as "includes", "including", and variations thereof are used in the present specification or claims, these terms as well as the term "comprising" Is intended to be comprehensive. Further, it is intended that the term "or" as used in the present specification or in the claims is not an exclusive OR.
本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。 In the present specification, a plurality of devices are also included unless it is a device clearly having only one context or technically.
本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。 Throughout this disclosure, unless the context clearly indicates otherwise, it is intended to include the plural.
1、1A…電力システム、2…電力網、3…発電装置、4…パワーコンディショナ、5…電源装置、6…電力消費装置、7…電源制御装置、74…待機容量予測部、75…電源装置制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1期間中に、前記第1期間以後の第2期間において前記電源装置から前記電力消費装置への電力供給が不足しないために必要な前記電源装置の待機容量を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された待機容量での前記電源装置の運転が前記第2期間の開始時に行われるように前記電源装置を制御する制御部と、
を備える、電源制御装置。 What is claimed is: 1. A power supply control device that controls a power supply device that supplies power to a power consumption device using at least one of power generated by a power generation device and power from a power network,
A prediction unit that predicts a standby capacity of the power supply device necessary for preventing the power supply from the power supply device from being insufficient from the power supply device in the second period after the first period during the first period;
A control unit configured to control the power supply device such that operation of the power supply device with the standby capacity predicted by the prediction unit is performed at the start of the second period;
, A power control device.
前記予測部は、前記第2期間中に前記電力消費装置によって消費される最大電力の予測値から、前記第2期間中に前記発電装置によって生成される最小電力の予測値を差し引いた値を、前記第2期間において必要な前記電源装置の待機容量として予測する、
請求項1に記載の電源制御装置。 Power generated by the power generation device is supplied to the power consumption device without passing through the power supply device.
The prediction unit is a value obtained by subtracting the predicted value of the minimum power generated by the power generation device during the second period from the predicted value of the maximum power consumed by the power consumption device during the second period, Estimated as the standby capacity of the power supply device required in the second period,
The power supply control device according to claim 1.
前記予測部は、前記第2期間中に前記電力消費装置によって消費される最大電力の予測値を、前記第2期間において必要な前記電源装置の待機容量として予測する、
請求項1に記載の電源制御装置。 Power generated by the power generation device is supplied to the power consumption device via the power supply device;
The prediction unit predicts a predicted value of the maximum power consumed by the power consumption device during the second period as the standby capacity of the power supply device required in the second period.
The power supply control device according to claim 1.
前記第1期間中の前記電源装置の待機容量と、前記予測部によって予測された待機容量との間に差がある場合には、前記第2期間の開始時に、前記予測部によって予測された待機容量での前記電源装置の運転が行われるように前記電源装置を制御し、
前記差が無い場合には、前記第1期間における前記電源装置の待機容量での前記電源装置の運転が継続されるように前記電源装置を制御する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The control unit
If there is a difference between the standby capacity of the power supply device during the first period and the standby capacity predicted by the prediction unit, the standby predicted by the prediction unit at the start of the second period Controlling the power supply so that operation of the power supply with capacity is performed;
If there is no difference, the power supply device is controlled such that the operation of the power supply device with the standby capacity of the power supply device in the first period is continued.
The power supply control device according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記ホットスタンバイで運転する電源ユニットの数及び前記コールドスタンバイで運転する電源ユニットの数を制御することにより、前記電源装置の待機容量を制御する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The power supply operates either in a hot standby, each increasing the standby capacity of the power supply but also increasing the standby power, and a cold standby, which reduces the standby capacity of the power supply but reduces the standby power. Including multiple power supply units
The control unit controls the standby capacity of the power supply device by controlling the number of power supply units operating in the hot standby and the number of power supply units operating in the cold standby.
The power supply control device according to any one of claims 1 to 4.
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