JP2021069236A - 電力管理システム、電力管理装置、電力管理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
分散型電源として電力を発電する発電部と、
複合施設に設置され、前記発電部によって発電された電力である発電電力が供給される複数の電気設備と、
前記発電電力による前記電気設備の稼働状態を制御する管理装置と、
を備えた電力管理システムであって、
前記管理装置は、
前記発電電力を監視する電力監視部と、
前記電気設備による消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記稼働状態の制御の内容と優先順位とを関連付けて記憶する制御情報記憶部と、
前記電気設備のそれぞれの前記稼働状態を制御する稼働制御部と、
を有し、
前記稼働制御部は、
稼働する前記電気設備による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備の稼働状態を制御することを特徴とする。
の電気設備の消費電力の合計が増加するように、優先順位の高い順に、新たな電気設備を稼働させ、又は、消費電力が増加する動作モードに変更する。そして、既に稼働している電気設備の消費電力に対する発電電力の不足分がある場合には、制御情報記憶部に記憶された稼働状態の制御の内容とこれに関連付けられた優先順位に基づいて、稼働中の電気設備の消費電力の合計が減少するように、優先順位の低い順に、稼働している電気設備を停止させ、又は、消費電力が減少する動作モードに変更する。稼働状態の制御の内容としては、後述するような、稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値を含めることができるが、これに限られない。電力の閾値を用いて、稼働状態の可否を判断するには、稼働中の電気設備の消費電力と発電電力との差分と、閾値とを比較してもよいし、稼働中の電気設備の消費電力に閾値を加えた電力、又は稼働中の電気設備の消費電力から閾値を減じた電力と発電電力とを比較してもよい。このようにすれば、複合施設に設置された複数の電気設備のうち、分散型電源の発電部によって発電された電力を供給する電気設備の台数を、各電気設備の出力(消費電力)と必要性に応じて制御することにより、分散型電源の発電部によって発電された電力を有効に活用することができる。
電気設備の消費電力は、稼働中の電気設備において消費されている電力の実測値を取得してもよいし、定格値等としての消費電力を予め取得しておいてもよい。
ここで、複合施設とは、分散型電源の発電部によって発電された発電電力の複数の電力供給先を含む施設であり、集合住宅のように複数の住戸がまとまった同一の建物を含むが、これに限られず、分散型電源の発電部を共用できる範囲であれば、複数の建物を含む施設も含まれる。
前記制御情報記憶部は、前記優先順位と、前記稼働状態の制御の内容である前記稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値及び該稼働状態の変更の有無を示す指標とを関連付けて記憶し、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するようにしてもよい。
に活用することができる。
前記電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の起動又は動作モードの変更を含み、
前記電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の停止又は前記動作モードの変更を含む。
前記電気設備の前記動作モードを取得する動作モード取得部と、
前記電気設備の前記動作モードに応じた前記閾値又は前記閾値及び前記優先順位を設定して前記制御情報記憶部に記憶させるモード設定部と、
を備える。
前記分散型電源として、充放電可能な蓄電池を備え、
前記管理装置は、
前記蓄電池の残電力量を取得する残電力量取得部と、
前記残電力量に応じて、前記電気設備の前記稼働状態を制御する際の前記発電電力を調整する調整電力を記憶する調整電力記憶部と、
を有し、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するようにしてもよい。
備の消費電力が増加する稼働状態の変更を行うか否かを判断している。また、稼働制御部は、稼働状態が変更されている電気設備のうち優先順位の低い電気設備から順に、稼働している電気設備による消費電力の合計から、判断の対象となっている優先順位の低い電気設備の消費電力を減じた電力を、発電電力を調整電力によって調整した電力から減じた電力と、当該閾値とを比較し、当該電気設備の消費電力が減少する稼働状態の変更を行うか否かを判断する。このようにすれば、複数の電気設備のうち、発電電力を、蓄電池の残電力量に応じて設定された調整電力によって調整した電力を複数の電気設備に供給することができるので、より多くの台数の電気設備の稼働状態を制御することができ、分散型電源の発電部によって発電された発電電力と蓄電池に充電された電力を有効に活用することができる。
前記稼働制御部は、
前記調整電力を設定する期間を変更するようにしてもよい。
前記電気設備の過去の消費電力に基づいて、該電気設備の前記閾値を設定するようにしてもよい。
前記管理装置は、
前記電気設備によって消費された電力量を取得する電力量取得部と、
前記電気設備の停止の可否を判断するための電力量の停止電力量閾値を記憶する停止電力量閾値記憶部と、
を有し、
前記稼働制御部は、
前記電気設備によって消費された前記電力量と、前記停止電力量閾値とを比較し、停止させる前記電気設備を決定するようにしてもよい。
このように、停止電力量閾値に基づいて稼働を停止された電気設備については、優先順位記憶部及び電力閾値記憶部から削除してもよい。
前記電気設備から該電気設備が停止したことを示す停止信号を受信したとき、該電気設備を制御する優先順位、該電気設備の前記停止電力量閾値の少なくともいずれかを変更するようにしてもよい。
前記電気設備によって過去に消費された電力量に基づいて、該電気設備の前記停止電力量閾値を設定するようにしてもよい。
前記電気設備は系統に電気的に接続され、
前記発電部は前記電力を前記系統に逆潮流可能に接続されているようにしてもよい。
分散型電源の発電部によって発電された電力である発電電力を監視する電力監視部と、
前記発電電力が供給される複数の電気設備の稼働状態の制御の内容と優先順位とを関連付けて記憶する制御情報記憶部と、
前記電気設備の消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記電気設備のそれぞれの前記稼働状態を制御する稼働制御部と、
を備えた電力管理装置であって、
前記稼働制御部は、
稼働する前記電気設備による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備の稼働状態を制御することを特徴とする。
視部が、発電部によって発電された発電電力を監視し、稼働制御部が、稼働する前記電気設備による消費電力が発電電力で賄えるように、優先順位に基づいて、これに関連付けられた稼働状態の制御内容に従って、電気設備の稼働状態を制御する。稼働する電気設備による消費電力が発電電力で賄えるように電気設備の稼働状態を制御するには、既に稼働している電気設備の消費電力に対する発電電力の余剰分がある場合には、制御情報記憶部に記憶された稼働状態の制御の内容とこれに関連付けられた優先順位に基づいて、稼働中の電気設備の消費電力の合計が増加するように、優先順位の高い順に、新たな電気設備を稼働させ、又は、消費電力が増加する動作モードに変更する。そして、既に稼働している電気設備の消費電力に対する発電電力の不足分がある場合には、制御情報記憶部に記憶された稼働状態の制御の内容とこれに関連付けられた優先順位に基づいて、稼働中の電気設備の消費電力の合計が減少するように、優先順位の低い順に、稼働している電気設備を停止させ、又は、消費電力が減少する動作モードに変更する。稼働状態の制御の内容としては、後述するような、稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値を含めることができるが、これに限られない。電力の閾値を用いて、稼働状態の可否を判断するには、稼働中の電気設備の消費電力と発電電力との差分と、閾値とを比較してもよいし、稼働中の電気設備の消費電力に閾値を加えた電力、又は稼働中の電気設備の消費電力から閾値を減じた電力と発電電力とを比較してもよい。このようにすれば、複合施設に設置された複数の電気設備のうち、分散型電源の発電部によって発電された電力を供給する電気設備の台数を、各電気設備の出力(消費電力)と必要性に応じて制御することにより、分散型電源の発電部によって発電された電力を有効に活用することができる。
ここで、複合施設とは、分散型電源の発電部によって発電された発電電力の複数の電力供給先を含む施設であり、集合住宅のように複数の住戸がまとまった同一の建物を含むが、これに限られず、分散型電源の発電部を共用できる範囲であれば、複数の建物を含む施設も含まれる。
電気設備の消費電力は、稼働中の電気設備において消費されている電力の実測値を取得してもよいし、定格値等としての消費電力を予め取得しておいてもよい。
前記制御情報記憶部は、前記優先順位と、前記稼働状態の制御の内容である前記稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値及び該稼働状態の変更の有無を示す指標とを関連付けて記憶し、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するようにしてもよい。
判断の対象となっている優先順位の低い当該電気設備の消費電力を減じた電力を、発電電力から減じた電力と、当該閾値とを比較し、当該電気設備の消費電力が減少する稼働状態の変更を行うか否かを判断する。このようにすれば、複合施設に設置された複数の電気設備のうち、分散型電源の発電部によって発電された電力を供給する電気設備の台数を、各電気設備の出力(消費電力)と必要性に応じて制御することにより、分散型電源の発電部によって発電された電力を有効に活用することができる。
前記電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の起動又は動作モードの変更を含み、
前記電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の停止又は前記動作モードの変更を含むようにしてもよい。
前記電気設備の前記動作モードを取得する動作モード取得部と、
前記電気設備の前記動作モードに応じた前記閾値又は前記閾値及び前記優先順位を設定して前記制御情報記憶部に記憶させるモード設定部と、
を備えるようにしてもよい。
充放電可能な蓄電池の残電力量を取得する残電力量取得部と、
前記残電力量に応じて、前記電気設備の前記稼働状態を制御する際の前記発電電力を調整する調整電力を記憶する調整電力記憶部と、
を備え、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するようにしてもよい。
費電力の合計を、発電電力を調整電力によって調整した電力から減じた電力と、閾値とを比較し、当該電気設備の消費電力が増加する稼働状態の変更を行うか否かを判断している。また、稼働制御部は、稼働状態が変更されている電気設備のうち優先順位の低い電気設備から順に、稼働している電気設備による消費電力の合計から、判断の対象となっている優先順位の低い電気設備の消費電力を減じた電力を、発電電力を調整電力によって調整した電力から減じた電力と、当該閾値とを比較し、当該電気設備の消費電力が減少する稼働状態の変更を行うか否かを判断する。このようにすれば、複数の電気設備のうち、発電電力を、蓄電池の残電力量に応じて設定された調整電力によって調整した電力を複数の電気設備に供給することができるので、より多くの台数の電気設備の稼働状態を制御することができ、分散型電源の発電部によって発電された発電電力と蓄電池に充電された電力を有効に活用することができる。
前記稼働制御部は、
前記調整電力を設定する期間を変更するようにしてもよい。
前記電気設備の過去の消費電力に基づいて、該電気設備の前記閾値を設定するようにしてもよい。
前記電気設備によって消費された電力量を取得する電力量取得部と、
前記電気設備の停止の可否を判断するための電力量の停止電力量閾値を記憶する停止電力量閾値記憶部と、
を備え、
前記稼働制御部は、
前記電気設備によって消費された前記電力量と、前記停止電力量閾値とを比較し、停止させる前記電気設備を決定するようにしてもよい。
このように、停止電力量閾値に基づいて稼働を停止された電気設備については、優先順位記憶部及び電力閾値記憶部から削除してもよい。
前記電気設備から該電気設備が停止したことを示す停止信号を受信したとき、該電気設備を制御する優先順位及び該電気設備の閾値の少なくともいずれかを変更するようにしてもよい。
前記電気設備によって過去に消費された電力量に基づいて、該電気設備の前記停止電力量閾値を設定するようにしてもよい。
前記電気設備によって過去に消費された電力量は、前記電気機器に接続されたスマートメータから取得するようにしてもよい。
分散型電源の発電部によって発電された電力である発電電力が供給される、複合施設に設置された複数の電気設備の稼働状態を制御する
電力管理方法であって、
前記発電電力を監視するステップと、
前記電気設備による消費電力を取得するステップと、
前記電気設備に対する前記稼働状態の制御の内容とこれに関連付けられた優先順位とを取得するステップと、
稼働する前記電気設備による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備の稼働状態を制御するステップと、
を含む。
る動作モードに変更する。そして、既に稼働している電気設備の消費電力に対する発電電力の不足分がある場合には、制御情報記憶部に記憶された稼働状態の制御の内容とこれに関連付けられた優先順位に基づいて、稼働中の電気設備の消費電力の合計が減少するように、優先順位の低い順に、稼働している電気設備を停止させ、又は、消費電力が減少する動作モードに変更する。稼働状態の制御の内容としては、後述するような、稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値を含めることができるが、これに限られない。電力の閾値を用いて、稼働状態の可否を判断するには、稼働中の電気設備の消費電力と発電電力との差分と、閾値とを比較してもよいし、稼働中の電気設備の消費電力に閾値を加えた電力、又は稼働中の電気設備の消費電力から閾値を減じた電力と発電電力とを比較してもよい。このようにすれば、複合施設に設置された複数の電気設備のうち、分散型電源の発電部によって発電された電力を供給する電気設備の台数を、各電気設備の出力(消費電力)と必要性に応じて制御することにより、分散型電源の発電部によって発電された電力を有効に活用することができる。
ここで、複合施設とは、分散型電源の発電部によって発電された発電電力の複数の電力供給先を含む施設であり、集合住宅のように複数の住戸がまとまった同一の建物を含むが、これに限られず、分散型電源の発電部を共用できる範囲であれば、複数の建物を含む施設も含まれる。
電気設備の消費電力は、稼働中の電気設備において消費されている電力の実測値を取得してもよいし、定格値等としての消費電力を予め取得しておいてもよい。
前記電気設備の稼働状態を制御するステップは、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を前記発電電力から減じた電力と、該電気設備について設定された閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するステップと、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するステップとを含むようにしてもよい。
また、本発明は、前記電力管理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして構成することもできる。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明が適用可能な電力管理システム1のブロック図を示す。図1において、各ブロックを連結する実線は電力線を示しており、各ブロックを連結する点線は通信線(無線通信も含む)を示している。本適用例に係る電力管理システム1は、複合施設としての集合住宅1aに対して適用されることを前提としている。この場合、集合住宅1aは、複数の電力供給先を含む複合施設の一例である。また、太陽電池、風力発電機、所謂V2H(Vehicle to
Home)に係る電源や蓄電池等を含む分散型電源を備えることを前提としている。
屋1b(以下、入居者ともいう。)である。そして、複数の電力供給先における負荷は、集合住宅1aの各部屋1bにおける電気設備10に相当する。なお、集合住宅1aには、共用部1cが存在する。この共用部1cは、集合住宅1aにおける共用部分である。共用部1cにおける負荷としては、例えば集合住宅1aにおける廊下や玄関の照明等が考えられる。集合住宅1aにおける各部屋1b及び共用部1cには、各々スマートメータ11a、11b・・・11f及び11gが備えられており、集合住宅1aにおける各部屋1b及び共用部1cにおいて消費される電力と、系統3に売電される電力とを測定可能となっている。
以下では、本発明の実施例について、図面を用いて、より詳細に説明する。
電力監視部21は、太陽光パワコン16、コントローラ8a及びLTEルータ6を介して、太陽電池15によって発電される電力値を取得する。電力量取得部22は、電気設備10a、10b、…10fによって消費された電力量を取得し保持している。消費電力取得部23は、電気設備10a、10b、…10fのうち稼働している電気設備の消費電力を取得し保持している。動作モード取得部24は、電気設備が複数の動作モードを有する場合に、ユーザによる電気設備の動作モードの設定を受け付け又は電気設備から設定された動作モードを取得する。動作モード設定部25は、動作モード取得部によって取得された動作モードに応じた電力閾値及び電力量閾値を電気設備リストに設定する。電気設備リスト26は、後述するように、電気設備10a、10b、…10fの識別情報と、優先順位と、稼働状態の変更の有無を示す処理フラグと、電力閾値と、電力量閾値を記憶している。この電力閾値は、各電気設備10a、10b、…10fの過去の消費電力に基づいて設定してもよく、過去の消費電力は、電気設備10a、10b、…10fにそれぞれ接続されたスマートメータ11a、11b、…11fから取得してよい。また、電力量閾値も、各電気設備10a、10b、…10fの過去の消費電力量に基づいて設定してもよく、過去の消費電力量は、電気設備10a、10b、…10fにそれぞれ接続されたスマート
メータ11a、11b、…11fから取得してよい。稼働制御部27は、後述する電気設備の稼働状態の制御処理を行う。これらの機能は、所定のプログラムをコンピュータによって実行することによって実現される。ここでは、電気設備リスト26は、本発明の制御情報記憶部に対応する。処理フラグは、本発明の稼働状態の変更の有無を示す指標に対応する。また、電力量閾値は本発明の停止電力量閾値に対応する。そして、電気設備リストは本発明の制御情報記憶部及び停止電力量閾値記憶部に対応する。
管理装置2は、図4(A)に示す電気設備リストを保持している。この電気設備リストには、各電気設備を識別する識別情報とその優先順位、処理フラグ、電力閾値及び電力量閾値が格納されている。ここでは、識別情報によって識別される電気設備をA〜Dで表している。電気設備Aが優先順位1位とされており、電気設備B〜Dの順に優先順位が2〜4位と低くなっている。また、電気設備Aの電力閾値が1kW、電力量閾値が3kWhとされており、電気機器Bの電力閾値が1kW、電力量閾値が2.5kWh、電気設備Cの電力閾値が0.5kW、電力量閾値が2.5kWh、電気設備Dの電力閾値が1kW、電力量閾値が1kWhとされている。処理フラグは、原則として、初期値は電気設備の稼働状態の変更が無い場合を示す0とし、起動又は動作モードの変更により稼働状態が変更された場合には、稼働制御部27は稼働状態の変更があった場合を示す1に設定する。
図4(A)の電気設備リスト26に登録された電気設備A〜Dを例として説明する。ステップS1における発電電力のモニタリングが開始された時点では、電気設備A〜Dのいずれも起動されていない状態であり、処理フラグは0であるとする。稼働してる電気設備の合計は0であるため、優先順位が1位と最も高い電気設備Aの電力閾値1kWに対して、管理装置2が太陽電池15の発電電力がこの1kWを超えているか否かを判断する。
図4(A)の例で、ステップS2において太陽電池15の発電電力が1kWを超えてい
ると判断されると、ステップS3において管理装置2は、コントローラ8bを通じて電気設備Aを起動させる。ここでは、初期状態において電気設備Aは起動されていないので、稼働状態の変更は、動作モードの変更ではなく、起動となる。
図4(A)の例では、すでに優先順位が1位である電気設備Aが起動され、処理フラグが0に変更されているので、処理フラグが0である電気設備のうち次に優先順位が高い、すなわち優先順位が2位の電気設備Bの電力閾値1kWがステップS2における判断対象となる電力閾値に変更される。
このようにして、ステップS4で変更された起動閾値に対して、ステップS1における太陽電池15の発電電力のモニタリングが行われ、ステップS2において、発電電力から稼働している電気設備の消費電力の合計である電気設備Aの閾値1kWを減じた電力が、電気設備の電力閾値を超えているか否かの判断が行われる。
図4(A)の例で、ステップS2において太陽電池15の発電電力が電気設備Aの起動閾値を超えていないと判断された場合には、他の電気設備ですでに起動されているものがない状態であるので、ステップS5の判断を省略してステップS8に進む。
図4(A)の電気設備リストに登録された電気設備A〜Dのうち、電気設備A,B及びCが起動されている状態を例にステップS5の処理を説明する。電気設備A,B及びCが稼働している状態で、太陽電池15の発電電力をモニタリングする(ステップS1)。ステップS2において、処理フラグが0である電気設備のうち次に優先順位が高い、すなわち優先順位が4位の電気設備Dの電力閾値が、太陽電池15の発電電力から稼働ししている電気設備A,B及びCの消費電力の合計2.5kWを減じた電力を超えていないと判断されてステップS5に進んだとする。このとき、ステップS5では、稼働している電気設備A,B及びCの消費電力の合計2.5kWから、優先順位が最も低い電気設備Cの消費電力0.5kWを減じた電力2kWを、太陽電池15の発電電力から減じた電力が、電気設備Cの電力閾値0.5kWを下回っているか否かを判断する。すなわち、太陽電池15の発電電力が、稼働している電気設備A,B及びCのすべての稼働状態を継続するに足りる電力であるか否かを判断し、足りない場合には、稼働中の電気設備のうち優先順位の低いものから順に、停止閾値と比較して判断し、停止閾値を下回る電気機器については停止させる制御を行う。例えば、太陽電池15の発電電力が電気設備A及びBを稼働させる電力を0.2kWだけ上回る電力であったとする。このとき、電気機器Cの電力閾値は0.5kWであるから、ステップS5において、管理装置2は、太陽電池15の発電電力から電気設備A及びBの消費電力を減じた電力が、電気設備Cの電力閾値を下回っていると判断する。
該電気設備を停止させる又は動作モードを変更する指示を示す信号の送信時刻を用いてもよいし、コントローラ8bから当該電気設備を停止させる又は動作モードを変更させる制御信号を送信した時刻を取得してこれを用いていもよい。
上述の例に沿って説明すると、ステップS5において、下回っていると判断された電気設備Cは、管理装置2によって停止するよう制御される。ここでは、電気設備リスト26には、優先順位3位以外に電k設備Cは登録されていないので、稼働状態の変更は、動作モードの変更ではなく、停止となる。
上述の例では、稼働中の電気設備A〜Cのうち最も優先順位の低い電気設備Cが停止されているので、次に優先順位の低い電気設備Bの電力閾値1kWがステップS5における判断対象となる電力閾値に変更される。
図4(A)に示す例で、電気設備Aに供給された電力量が3kWhを超えたと判断された場合には、管理装置2がコントローラ8bを介して電気設備Aを停止させ(ステップS6)、電気設備リストから電気設備Aを削除する。
管理装置2が、電気設備10a、10b…10fのいずれかから当該電気設備が停止したことを示す停止信号を受信したときには、管理装置2側において重ねて当該電設備を停止させるための制御を行う必要がないので、優先順位又は電力量閾値の少なくともいずれかを変更する。
本実施例では、図3に示すように、太陽電池15の発電電力をモニタリングし、集合住宅1aの各部屋1bに設置された複数の電気設備10a、10b…10fを、各電気設備について設定された電力閾値と電力量閾値とに基づき、優先順位を考慮して、起動及び停止制御している。これにより、天候等によって変動する太陽電池15の発電電力の変動に応じて、集合住宅1aの各部屋1bに設置された複数の電気設備10a、10b…10fを稼働させることができるので、太陽電池15の発電電力をより有効に活用することができる。
よい。電気設備に対する優先順位の付し方はこれらに限られない。
上述の実施例1では、制御対象となる電気設備のそれぞれに優先順位を付しているが、図4(B)の電気設備リスト26bに示すように、一つの電気設備に複数の優先順位を付与してもよい。
図4(A)に示す電気設備リスト26bでは、電気設備Aには優先順位1位が付され、電力閾値が1kW、電力量閾値が3kWhと設定されている。変形例では、電気設備Aについては、優先順位として1位と5位との二つの順位が付与されており、優先順位1位については電力閾値が1kW、電力量閾値が2kWhと設定され、優先順位5については電力閾値が1kW、電力量閾値が1kWhと設定されている。ここでは、一つの電気設備に複数の優先順位として二つの優先順位を付した例を説明したが、優先順位の数はこれに限られる三つ以上の優先順位を付してもよい。
以下に、本発明の実施例2について、図面を用いて説明する。
実施例1と同様の構成については、同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。
本実施例では、電気設備の稼働状態制御として、動作モードの変更を行う。
本実施例における電気設備リスト26cを図4(C)に示す。ここでは、実施例1の変形例と同様に、同一の電気設備Aに対して1位と5位の二つ優先順位が付与されている。
ここで、稼働状態制御におけるステップ5の処理は、稼働状態が変更されている電気設備のうち優先順位が低い電気設備である優先順位5位の電気設備Aが判断の対象となり、稼働している電気設備A〜D(優先順位1位に対応するAと優先順位5に対応するAとを含む。)による消費電力の合計3.5kWから対象となっている優先順位5位の電気設備Aに対応する閾値0.3kWを減じた電力3.2kWを、太陽電池15の発電電力から減じた電力が、対象となっている優先順位5位の電気設備Aの電力閾値0.3kWを下回っているか否かを判断する。
消費電力が増加した動作モードを停止まで継続するのであれば、電気設備リストの複数登録されている電気設備Aに関する項目を、最上位の優先順位である優先順位1位の電気設備Aの項目にまとめて、電力閾値及び電力量閾値を書き換えてもよい。
また、起動時の動作モードから消費電力が減少するモードに変更する場合には、処理フラグの初期値を1に設定しておき、ステップS2及びステップS3をスキップするようにしてもよい。
以下に、本発明の実施例3について、図面を用いて説明する。
実施例1と同様の構成については、同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。
例えば、図4(A)に示す電気設備リストに基づいて、電気設備Aが起動されていおり、電気設備Bの電力閾値と比較する場合に、太陽電池15の発電電力と2kWを合算した電力から稼働している電気設備Aの消費電力1kWを減じた電力が、図4(A)に示す1kWを超えているか否かを判断する。この場合には、太陽電池15の発電電力に関わらず、2kWを加算した電力から1kWを減じた電力が、電気設備Bの電力閾値を超えているので、電気設備Bが起動される。そして、電気設備Bに続く優先順位が付された電気設備Cの電力閾値0.5kWを、太陽電池15の発電電力と2kWを合算した電力から、稼働している電気設備A及び電気設備Bの消費電力の合計2kWを減じた電力が超えている場合には、電気設備Cが起動されるが、超えていない場合には、電気設備Cは起動されない。
このようにすれば、集合住宅1aの複数の電気設備10a、10b、…10fの出力管理し、太陽電池15の発電電力に応じて稼働させる電気設備の台数を制御し、さらに、蓄電池14に充電された電力も利用することによって、分散型電源による電力を、電気設備の稼働に必要な電力に調整して供給することができる。これによって、太陽電池15の発電電力の系統3への逆潮流や系統3からの電力供給量(買電量)を最小限にすることができる。また、蓄電池14を活用することで、より多くの電気設備を制御することができる。
発電電力を超えているが、蓄電池14によって太陽電池15の発電力を補完して調整することにより、より多くの電気設備を制御することができる。また、太陽電池15の発電電力のP1で示す領域のように、太陽電池15の発電力が電気設備の消費電力を超えている領域では、余剰電力を蓄電池14に充電して利用することもできる。
上述の実施例3では、蓄電池の残電力量に応じて段階的に太陽電池15の発電電力に対して調整する電力を設定しているが、蓄電池14の残電力量と稼働している電気設備の合計電力とに応じて、太陽電池15の発電電力に対して調整する電力を設定するようにしてもよい。管理装置2は、コントローラ8bを介して接続されている電気設備の起動及び停止に関する情報を保持しているので、稼働している電気設備の合計電力を算出することができる。
蓄電池14の残電力量が6kW以上である場合に、稼働している電気設備の合計電力が6kW、3kW、0kWであるときは、調整ための電力値をそれぞれ+0kW、+3kW、+3kWとする。蓄電池14の残電力量が2kWh以上6kWh未満である場合に、稼働している電気設備の合計電力が6kW、3kW、0kWであるときは、調整のための電力値をそれぞれ+0kW、+0kW、+3kWとする。蓄電池14の残電力量が3kWh未満である場合に、稼働している電気設備の合計電力が6kW、3kW、0kWであるときは、調整のための電力値をいずれも+0kWとする。
図7(B)の例では、蓄電池14の残電力量に応じて段階的に、調整のための電力値を設定しているが、蓄電池14の残電力量で稼働できる時間が一定時間(例えば30分)を下回った場合に、調整のための電力値を変更するようにしてもよい。
以下に、本発明の実施例4について、図面を用いて説明する。
実施例1、2及び3と同様の構成については、同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。
を示す曲線のCP4、CP5、CP6、CP7で示す領域のように、太陽電池15の発電電力の変動により、電気設備の消費電力が太陽電池15の発電電力を超える場合にも、蓄電池14によって太陽電池15の発電力を補完して調整することにより、より多くの電気設備を制御することができる。
以下に、実施例1、2、3及び4に対する変形例について説明する。
実施例1、2、3及び4では、図1に示すように、集合住宅1aとして説明したが、複数の需要家が使用する電力を分散型電源の発電力を上回るような施設においても本発明は適用することができる。
電気設備の制御は、集合住宅1aのような同一の建物に限らず、分散型電源を共用できる範囲であれば、複数の建物を含む範囲でも本発明を適用することができる。
実施例1、2、3及び4では、図1に示すように、電気設備10a、10b…10fを、コントローラ8aを介して、クラウド上に備えられた管理装置2によって制御しているが、個々の電気設備10a、10b…10fをクラウド上に備えられた管理装置2によって直接制御するようにしてもよい。また、管理装置2を、コントローラ8a、8b、8cとLAN等によってローカルで接続し、これらを制御するようにしてもよい。
実施例1、2、3及び4では、太陽電池15の発電電力をモニタリングし、閾値に基づいて電気設備を制御していたが、管理装置2が電気設備の出力と必要な電力量を予め記憶しておき、分散型電源の発電パターンとマッチングすることにより、電気設備を制御するようにしてもよい。このとき、分散型電源の発電パターンは、発電予測を活用してもよい。また、分散型電源の発電パターンは、過去の発電パターンと気象条件等の外部データから推定することができる。
電気設備の稼働台数は、分散型電源の発電予測と蓄電池の出力による調整電力に基づいて決定するようにしてもよい。
また、電気設備の使用状況を学習し、電気設備の稼働パターンを作成しておき、管理装置2は、稼働パターンと分散型電源の発電パターンとマッチングすることにより、電気設備を制御するようにしてもよい。このとき、各部屋の住民が設定した電気設備の設定情報(例えば、エコキュートの沸き上げ温度、空気調和機の設定温度や電源の入り切りの予約等)を、電気設備の動作パターンに活用することができる。
電気設備を制御し利益が発生した場合には、電気料金を割り引いたり、ポイントして還元したりするようにしてもよい。このようなポイントを売買し、又は翌月以降の電気料金に充当することにより活用できる。このようにすれば、入居者に電気設備の制御に対するインセンティブが与えられる。
電気設備の制御により分散型電源の自家消費を100%にすることで、電気料金を定額にするようにしてもよい。このようにすれば、入居者に電気設備の制御に対するインセンティブが与えられる。
<発明1>
分散型電源として電力を発電する発電部(15)と、
複合施設(1a)に設置され、前記発電部(15)によって発電された発電電力が供給される複数の電気設備(10a、10b…10f)と、
前記発電電力による前記電気設備(10a、10b…10f)の稼働状態を制御する管理装置(2)と、
を備えた電力管理システム(1)であって、
前記管理装置(2)は、
前記発電電力を監視する電力監視部(21)と、
前記電気設備による消費電力を取得する消費電力取得部(23)と、
前記稼働状態の制御の内容と優先順位とを関連付けて記憶する制御情報記憶部(26)と、
前記電気設備のそれぞれの前記稼働状態を制御する稼働制御部(27)と、
を有し、
前記稼働制御部(27)は、
稼働する前記電気設備(10a、10b…10f)による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備(10a、10b…10f)の稼働状態を制御することを特徴とする電力管理システム(1)。
1a :集合住宅
2 :管理装置
10a,10b,10c,10d,10e,10f :電気設備
14 :蓄電池
15 :太陽電池
21 :電力監視部
22 :電力量取得部
23 :消費電力取得部
26 :電気設備リスト
27 :稼働制御部
28 :蓄電池残量調整電力テーブル
29 :残電力量取得部
Claims (28)
- 分散型電源として電力を発電する発電部と、
複合施設に設置され、前記発電部によって発電された電力である発電電力が供給される複数の電気設備と、
前記発電電力による前記電気設備の稼働状態を制御する管理装置と、
を備えた電力管理システムであって、
前記管理装置は、
前記発電電力を監視する電力監視部と、
前記電気設備による消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記稼働状態の制御の内容と優先順位とを関連付けて記憶する制御情報記憶部と、
前記電気設備のそれぞれの前記稼働状態を制御する稼働制御部と、
を有し、
前記稼働制御部は、
稼働する前記電気設備による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備の稼働状態を制御することを特徴とする電力管理システム。 - 前記制御情報記憶部は、前記優先順位と、前記稼働状態の制御の内容である前記稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値及び該稼働状態の変更の有無を示す指標とを関連付けて記憶し、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断することを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。 - 前記電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の起動又は動作モードの変更を含み、
前記電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の停止又は前記動作モードの変更を含むことを特徴とする請求項2に記載の電力管理システム。 - 前記管理装置は、
前記電気設備の前記動作モードを取得する動作モード取得部と、
前記電気設備の前記動作モードに応じた前記閾値又は前記閾値及び前記優先順位を設定して前記制御情報記憶部に記憶させるモード設定部と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。 - 前記分散型電源として、充放電可能な蓄電池を備え、
前記管理装置は、
前記蓄電池の残電力量を取得する残電力量取得部と、
前記残電力量に応じて、前記電気設備の前記稼働状態を制御する際の前記発電電力を調整する調整電力を記憶する調整電力記憶部と、
を有し、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備
から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の電力管理システム。 - 前記稼働制御部は、
前記調整電力を設定する期間を変更することを特徴とする請求項5に記載の電力管理システム。 - 前記管理装置は、
前記電気設備の過去の消費電力に基づいて、該電気設備の前記閾値を設定することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の電力管理システム。 - 前記電気設備の過去の消費電力は、該電気機器に接続されたスマートメータから取得することを特徴とする請求項7に記載の電力管理システム。
- 前記管理装置は、
前記電気設備によって消費された電力量を取得する電力量取得部と、
前記電気設備の停止の可否を判断するための電力量の停止電力量閾値を記憶する停止電力量閾値記憶部と、
を有し、
前記稼働制御部は、
前記電気設備によって消費された前記電力量と、前記停止電力量閾値とを比較し、停止させる前記電気設備を決定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電力管理システム。 - 前記管理装置は、
前記電気設備から該電気設備が停止したことを示す停止信号を受信したとき、該電気設備を制御する優先順位及び該電気設備の前記停止電力量閾値の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項9に記載の電力管理システム。 - 前記管理装置は、
前記電気設備の過去に消費された電力量に基づいて、該電気設備の前記停止電力量閾値を設定することを特徴とする請求項9又は10に記載の電力管理システム。 - 前記電気設備の過去に消費された電力量は、該電気機器に接続されたスマートメータから取得することを特徴とする請求項11に記載の電力管理システム。
- 前記電気設備は系統に電気的に接続され、
前記発電部は前記電力を前記系統に逆潮流可能に接続されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の電力管理システム。 - 分散型電源の発電部によって発電された電力である発電電力を監視する電力監視部と、
複合施設に設置され、前記発電電力が供給される複数の電気設備の稼働状態の制御の内容と優先順位とを関連付けて記憶する制御情報記憶部と、
前記電気設備の消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記電気設備のそれぞれの前記稼働状態を制御する稼働制御部と、
を備えた電力管理装置であって、
前記稼働制御部は、
稼働する前記電気設備による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備の稼働状態を制御することを特徴とする電力管理装置。 - 前記制御情報記憶部は、前記優先順位と、前記稼働状態の制御の内容である前記稼働状態の変更の可否を判断するための電力の閾値及び該稼働状態の変更の有無を示す指標とを関連付けて記憶し、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い電気設備の消費電力を減じた電力を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断することを特徴とする請求項14に記載の電力管理装置。 - 前記電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の起動又は動作モードの変更を含み、
前記電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更は、前記電気設備の停止又は前記動作モードの変更を含むことを特徴とする請求項15に記載の電力管理装置。 - 前記電気設備の前記動作モードを取得する動作モード取得部と、
前記電気設備の前記動作モードに応じた前記閾値又は前記閾値及び前記優先順位を設定して前記制御情報記憶部に記憶させるモード設定部と、
を備えることを特徴とする請求項16に記載の電力管理装置。 - 充放電可能な蓄電池の残電力量を取得する残電力量取得部と、
前記残電力量に応じて、前記電気設備の前記稼働状態を制御する際の前記発電電力を調整する調整電力を記憶する調整電力記憶部と、
を備え、
前記稼働制御部は、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち前記優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断し、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い電気設備の消費電力を減じた電力を、前記発電電力を前記調整電力によって調整した電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断することを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の電力管理装置。 - 前記稼働制御部は、
前記調整電力を設定する期間を変更することを特徴とする請求項18に記載の電力管理装置。 - 前記電気設備の過去の消費電力に基づいて、該電気設備の前記閾値を設定することを特徴とする請求項15乃至19のいずれか1項に記載の電力管理装置。
- 前記電気設備の過去の消費電力は、該電気機器に接続されたスマートメータから取得することを特徴とする請求項20に記載の電力管理装置。
- 前記電気設備によって消費された電力量を取得する電力量取得部と、
前記電気設備の停止の可否を判断するための電力量の停止電力量閾値を記憶する停止電力量閾値記憶部と、
を備え、
前記稼働制御部は、
前記電気設備によって消費された前記電力量と、前記停止電力量閾値とを比較し、停止させる前記電気設備を決定することを特徴とする請求項14乃至21のいずれか1項に記載の電力管理装置。 - 前記電気設備から該電気設備が停止したことを示す停止信号を受信したとき、該電気設備を制御する優先順位及び該電気設備の前記停止電力量閾値の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項22に記載の電力管理装置。
- 前記電気設備によって過去に消費された電力量に基づいて、該電気設備の前記停止電力量閾値を設定することを特徴とする請求項22又は23に記載の電力管理装置。
- 前記電気設備によって過去に消費された電力量は、前記電気機器に接続されたスマートメータから取得することを特徴とする請求項24に記載の電力管理装置。
- 分散型電源の発電部によって発電された電力である発電電力が供給される、複合施設に設置された複数の電気設備の稼働状態を制御する電力管理方法であって、
前記発電電力を監視するステップと、
前記電気設備による消費電力を取得するステップと、
前記電気設備に対する前記稼働状態の制御の内容とこれに関連付けられた優先順位とを取得するステップと、
稼働する前記電気設備による前記消費電力が前記発電電力で賄えるように、前記優先順位に基づいて、前記電気設備の稼働状態を制御するステップと、
を含む電力管理方法。 - 前記稼働状態の制御の内容は、前記稼働状態の変更の有無を判断するための電力の閾値及び該稼働状態の変更の有無を示す指標を含み、
前記電気設備の稼働状態を制御するステップは、
前記稼働状態が変更されていない前記電気設備のうち優先順位の高い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計を前記発電電力から減じた電力と、該電気設備について設定された閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が増加する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するステップと、
前記稼働状態が変更されている前記電気設備のうち前記優先順位の低い前記電気設備から順に、稼働している前記電気設備による消費電力の合計から前記優先順位の低い前記電気設備の消費電力を減じた電力を前記発電電力から減じた電力と、前記閾値とを比較し、該電気設備の消費電力が減少する前記稼働状態の変更を行うか否かを判断するステップとを含むことを特徴とする請求項26に記載の電力管理方法。 - 請求項26に記載の電力管理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプロ
グラム。
Priority Applications (1)
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