JP2022120610A - 電力供給システム、管理装置、管理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】電力の供給システムにおいて、需要家が享受する価値を最大化することができる技術を提供する。【解決手段】商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムであって、所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる電力制御の内容を決定する制御内容決定手段と、前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する電力供給システム。【選択図】図1
Description
本発明は、商用電力系統と連系する電力供給システムの制御に関する。
近年、事業所や住宅などの施設において蓄電池を設置し、停電時にも電気装置(以下、負荷ともいう)に対して電力を供給することが可能な電力供給システムが広く普及してきている。このような電力供給システムにおける蓄電池は、商用電力系統から問題なく電力が供給される平常時においては電力を蓄積した状態で待機しているだけとなり、充電された電力が有効活用されないという問題があった。
そこで、このような問題に対して、平常時には停電時における負荷への電力供給以外の用途(例えば、ピークシフトのための電力供給)に蓄電池に蓄積された電力を使用することで、蓄電池を有効活用する技術が提案されている(例えば、特許文献1、2、3、4など)。
また、用途(例えば、停電時のバックアップ、ピークシフトなど)や、放電した電力の電力供給先に応じて、蓄電池の容量を仮想的に分割して確保し、それぞれの用途などに対して所定量の電力容量を確保することも公知となっている(例えば、特許文献1、5、6など)。
これらの技術によれば、例えば停電時のバックアップ用の電力容量を蓄電池に確保しつつ、ピークシフト、昼夜間シフトなどの価値を生む用途のために、蓄電池に蓄積された電力を用いることができる。
ところで、近年、電力自由化の推進により、蓄電池に蓄積された電力の放電(或いは蓄電池への電力の充電)により得られる価値の多様化が進んでいる。具体的には、例えば、電力の需給調整市場(以下、調整力市場ともいう)での取引、電力の託送、インバランス回避などの目的で、商用電力系統へ電力を供給(或いは調達)することが可能になっており、それぞれに経済的価値が生じ得る。
ただし、これらの用途に応じた価値は、その時々の状況に応じて変動するものである。このため、ある時点において、特定の用途のために電力を供給することの価値が高くなっているような場合に、蓄電池に電力の残容量が十分にあるのであれば、当該用途のために蓄電池の電力を供給(放電)することが、需要家にとっては望ましいといえる。
即ち、時々刻々と変化する電力の価値に合わせて、最も価値(ここでは、客観的な金銭
的価値のみをいうのではなく、需要家にとっての価値全般を広く含む)が大きくなるように蓄電池の電力を充放電することができれば、需要家は蓄電池の電力を最大限に活用することができる。さらには、蓄電池の充放電に限らず、例えば電気給湯器のように経済的価値に応じて電力を熱エネルギーとして蓄積しておくことでも、需要家にとっての価値を生み出し得る。これらを踏まえて電力の調達、蓄積、放出を制御することができれば、需要家が享受する価値を最大化することが可能になる。
的価値のみをいうのではなく、需要家にとっての価値全般を広く含む)が大きくなるように蓄電池の電力を充放電することができれば、需要家は蓄電池の電力を最大限に活用することができる。さらには、蓄電池の充放電に限らず、例えば電気給湯器のように経済的価値に応じて電力を熱エネルギーとして蓄積しておくことでも、需要家にとっての価値を生み出し得る。これらを踏まえて電力の調達、蓄積、放出を制御することができれば、需要家が享受する価値を最大化することが可能になる。
しかしながら、上記のような従来技術は、蓄電池の容量を予め用途に応じて固定的な枠として分割しておいてそれぞれの用途に対する一定程度の電力供給を確保するものであるか、バックアップ用に必要な電力を事前予測により推定して確保したうえで余剰分をピークシフト用電力として用いるものである。このため、電力の価値の変動に合わせて需要家が得られる価値を最大化するように(蓄電池の)電力を真に有効活用できるものではない。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、電力の供給システムにおいて、需要家が享受する価値を最大化することができる技術を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。即ち、
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムであって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせ内容を決定する制御内容決定手段と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせ内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する電力供給システムである。
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムであって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせ内容を決定する制御内容決定手段と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせ内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する電力供給システムである。
ここで、「エネルギー」は電力(即ち、電気エネルギー)だけに限らず、熱エネルギーなども含む。また、「負荷」とは電力を消費する全ての機器を含む。また、「所定の目的」とは電力をどのように用いるか、という用途に係るものであり、例えば停電などの緊急時に備えバックアップ用の電力を蓄積する、最大使用電力の抑制のために蓄積した電力を放出する(いわゆるピークシフト)、余剰電力を電力市場に対して供給する(売電)などの様々な目的を例示することができる。なお、ここでいう「価値」は、金銭的な価格のみをいうのではなく、需要家にとっての重要度を指標とした値をも含む意味である。また、「所定の期間」は、例えば現在から1秒後などのきわめて短い時間も含む意味である。
また、「前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容」とは、システムにおいて、「いつ」、「どこに」、「どれだけ」、「どこからの」、電力を使うのか、といった電力のコントロールに係る情報ということもできる。例えば、ピークシフトを目的とする場合、0時から5時までは蓄電池への充電を行い、13時から16時までは蓄電池から電力を放電して、該電力を負荷に対して供給する、という組み合わせを例示することができる。また、負荷が消費する電力がピークに対して十分余裕がある場合は、放電した電力を商用電力系統へ供給(市場に売電)する、といった組み合わせ内容とすることもできる。
なお、システム内への電力の調達は、必ずしも商用電力系統にのみ拠らずともよく、例えば、太陽光発電装置などの各種自家発電設備から電力を調達するのであってもよい。
このような構成によると、需要家にとっての価値を最大化することが可能な電力供給システムを提供することができる。
また、前記電力供給システムは、前記所定の目的とこれに対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を備えた価値テーブル、が保存される記憶手段をさらに有しており、前記価値情報取得手段は前記価値テーブルから前記価値の情報を取得するものであってもよい。
このような方式によると、価値の情報の取得を容易に行うことができ、価値情報取得手段への負担を軽減することができる。
また、前記電力供給システムは、前記価値テーブルの内容を変更する価値テーブル変更手段をさらに有していてもよい。例えば、電力市場への売電価格などのように価値の情報が随時変化することや、所定の目的についての需要家の価値基準が変化することなども考えられるため、これに応じて前記テーブルの内容を変更させる手段を備えることにより、適切に需要家にとっての価値を最大化することが可能になる。
また、前記所定期間の始期は、将来の任意の時点であってもよい。即ち、制御内容決定手段が決定するのは、現時点を含む所定期間において価値が最大化する組み合わせ内容であってもよいし、予め将来の所定期間(例えば、翌日の00:00から24:00の間)における価値が最大化する組み合わせ内容であってもよい。なお、いうまでもなく、制御内容決定手段が将来の所定期間の組み合わせを決定した場合には、前記制御手段が当該内容に基づいて制御を行うのは、当該将来の所定期間である。
このように、予め将来の任意の期間の組み合わせを決定しておくことで、計画的な運用を行うことが可能になる。
また、前記エネルギーを蓄積可能な電気装置として、少なくとも蓄電池が含まれていてもよい。なお、蓄電池は例えば、電気自動車(Electric Vehicle:EV)に搭載される蓄電池のように、電力供給システムとは切り離して用いることが可能なものであってもよい。即ち、本発明に係る電力供給システムは、EVなどに搭載された駆動用の蓄電池と施設の電気系統とを接続し、双方向に電力の供給を可能にしたV2H(Vehicle to Home)システムや、車載の蓄電池から一般家庭用電気機器の電源を供給可能にしたV2L(Vehicle to Load)システムを兼ねるものであってもよい。このように蓄電池を備える構成とすることで、他の種類のエネルギーを蓄積するよりも効果的に需要家が享受する価値を最大化することができる。
また、前記電力供給システムは発電設備をさらに有するものであってもよい。ここでいう発電設備は、太陽光発電装置、風力発電装置などの再生可能エネルギー発電装置の他、いわゆる燃料電池などを含む。このような構成の電力供給システムに本発明を適用すると、発電した電力をより効果的に有効活用することが可能になるため好適である。
また、本発明は、
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理装置であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力
の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する管理装置としても捉えることができる。
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理装置であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力
の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する管理装置としても捉えることができる。
また、本発明は、
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理方法であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得ステップと、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定ステップと、
前記制御内容ステップで決定される前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御ステップと、を有する管理方法としても捉えることができる。
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理方法であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得ステップと、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定ステップと、
前記制御内容ステップで決定される前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御ステップと、を有する管理方法としても捉えることができる。
また、本発明は、上記の方法を情報処理装置に実行させるためのプログラム、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。
また、上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
本発明によれば、電力の供給システムにおいて、需要家が享受する価値を最大化することができる技術を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例について説明する。
<適用例>
本発明は例えば、図1に示すような、電力供給システムの管理装置10として適用することができる。なお、管理装置10の管理対象である電力供給システムは、図示しない複数の電気機器(負荷)、蓄電池、を備えており、商用電力系統と接続されている。管理装置10は、図示しないが、CPU(プロセッサ)、主記憶装置(メモリ)、補助記憶装置(ハードディスクなど)、入力装置(キーボード、マウス、コントローラ、タッチパネルなど)、出力装置(ディスプレイ、プリンタ、スピーカなど)などを具備する汎用的なコンピュータシステムにより構成される。
本発明は例えば、図1に示すような、電力供給システムの管理装置10として適用することができる。なお、管理装置10の管理対象である電力供給システムは、図示しない複数の電気機器(負荷)、蓄電池、を備えており、商用電力系統と接続されている。管理装置10は、図示しないが、CPU(プロセッサ)、主記憶装置(メモリ)、補助記憶装置(ハードディスクなど)、入力装置(キーボード、マウス、コントローラ、タッチパネルなど)、出力装置(ディスプレイ、プリンタ、スピーカなど)などを具備する汎用的なコンピュータシステムにより構成される。
図1に示すように、管理装置10は、価値情報取得部11、制御内容決定部12、電力制御部13、記憶部14、価値テーブル情報更新部15の各機能モジュールを備えている。これら各機能モジュールは、例えば、記憶装置に格納されたプログラムをCPUが読み込み実行することにより実現してもよい。
価値情報取得部11は、後述する価値情報テーブルから、ピークシフト、昼夜間シフト、インバランス回避、などの所定の目的別の電力の活用メニューに対応する電力の制御によって得られる価値の情報を取得する。ここでいう電力の制御は、商用電力系統との電力の授受、各負荷への電力の供給及び遮断、蓄電池の充放電を示す。
制御内容決定部12は、価値情報取得部11が取得した価値の情報に基づいて、所定期間(例えば、現在時刻から1時間、明日の00:00から24:00の間、など)において、上述の電力の制御によって得られる価値の総和が最大となる制御の組み合わせ内容を決定する。ここでいう制御の組み合わせについては、例えば、ピークシフトを目的とする場合、0時から5時までは蓄電池への充電を行い、13時から16時までは蓄電池から電力を放電して、電力を負荷に対して供給する、といった内容を例示することができる。
電力制御部13は、制御内容決定部12が決定した制御の組み合わせ内容に従って、商用電力系統との電力の授受、各負荷への電力の供給及び遮断、蓄電池の充放電を行うように、システム内の各構成要素を制御する処理を実行する。
記憶部14は、図示しない記憶装置によって構成され、価値テーブルを含む各種の情報が格納される。価値テーブルは、上述の所定の目的別の電力の活用メニューと、これに対応付けられた価値の情報の組み合わせのテーブルである。なお、記憶部14には、複数の価値テーブルを格納しておくこともでき、例えば時間帯別、季節別、用途別、のテーブルを保持することができる。
図2に、本適用例に係る価値テーブルの一例を示す。図2に示すように、価値テーブルは電力の活用目的に対応するメニュー(停電時電源確保、ピークシフト、昼夜間シフト、調整力市場、など)と、それぞれの価値の情報(C1、C2、C3、C4・・・)から構成されている。
価値テーブルにおける「価値」は、金銭的な価値(価格)であってもよいし、需要家にとっての重要度を数値化したものであってもよい。図2の例では、価値を表す数値は価格ではなく、重要度を示す降順の順位のような値として(即ち、価値が最も大きいものが最も小さい数値として)示されている。
一方、価値を価格で表示する場合、例えば、ピークシフトによって契約電力を抑制すること等の金銭的価値(価格)は比較的容易に算出することができるが、例えば停電時電源確保による金銭的な価値などは一義的に算出することができない。このため、例えば容易に価格を算出できるメニューを基準として、他のメニューについて相対的な便宜上の価格を算出し、当該価格を表示するようにしてもよい。また、停電時電源確保の価値は自然災害発生の可能性が高いと考えられるような状況では平常時に比べると相対的に高くなるといえるため、このような事情を織り込んで価値を設定するようにしてもよい。
価値テーブル情報更新部15は、需要家の指示により、又は所定のルールに従って、価値テーブルの情報を更新する。また、これに伴い、価値テーブルの各メニューの価値(メニューの内容によっては予測値)を算出する。例えば、「調整力市場への売電」メニューの価値については、市場における需給関係により売電価格が変動するため、これに対応して変動させる必要がある。また、電力の活用メニューとしてどのような項目を設定するのかについても、状況によっては変更するニーズが生じ得る。このため、価値テーブル情報更新部15により、価値テーブルの情報が適宜更新されるようになっている。
図3は、価値テーブルの内容の変化について説明する図である。図3Aは例えば、一日のうちある時間帯での価値テーブルの内容を、図3Bは他の時間帯での価値テーブルの内容を、図3Cはさらに他の時間帯での価値テーブルの内容を示している。例えば、図3Aの価値テーブルからは、その時間帯ではピークシフトが最も価値の大きいメニューであり、調整力市場への売電、昼夜間シフト、インバランス回避、の順で価値が小さくなることがわかる。さらに、停電時電源確保のメニューについては、その時間帯では需要家にとって特に価値が無いことを示している。
一方、図3Bの価値テーブルを見ると、その時間帯では、停電時電源確保・ピークシフトのメニューについては価値が無い状態であり、最も価値が大きいのは調整力市場への売電であることがわかる。さらに、図3Cの価値テーブルからは、当該時間帯では価値のあるメニューがインバランス回避のみであることがわかる。このように、価値テーブルの内容は価値テーブル情報更新部15によって、時間帯、気象条件、市場の需給バランスなどに基づいて、刻々と更新される。なお、これらの時間帯、気象条件、市場の需給バランスなどの情報は図示しない通信部を介して、外部のネットワークから取得するようにしておくとよい。
次に、図4に基づいて、管理装置10における、電力制御処理の流れを説明する。図4は、本適用例に係る管理装置10による制御の処理の流れを示すフローチャートである。まず、管理装置10は、需要家の指示、予め定められたタイミングの到来、などをトリガーとして、価値情報取得部11により価値テーブルからメニュー毎の価値の情報を取得する(S101)。そして、制御内容決定部12が、ステップS101で取得した情報に基づいて、所定期間において、上述の電力の制御によって得られる価値の総和が最大となる制御の内容を決定する(S102)。ここでは、例えば、所定期間を現在時刻から1秒後として、即ち、現時点で最も価値が大きいメニューを実行するための制御の内容を決定する。
図5は、ステップS102のサブルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。図5に示すように、制御内容決定部12は、先ずメニュー毎の価値を比較し(S201)
、最も価値の大きいメニューを選択する(S202)。そして、価値が最大のメニューが複数あるか否かを判定する(S203)。ステップS203において、価値が最大のメニューは一つだけであると判定された場合には、当該メニューを実現するための制御の組み合わせを、制御内容として決定し(S204)、サブルーチンのフローを終了する。一方、ステップS203において、価値が最大のメニューが複数あると判定された場合にはステップS205に進み、予め定められたルール(需要家の好みによる順位付け、輪番、固定順番など)に基づいて、一のメニューを実現するための制御の組み合わせを、制御内容として決定し(S205)、サブルーチンのフローを終了する。なお、ここでいう制御の組み合わせとは、各負荷への電力の供給及び遮断、並びに商用電力系統との電力の授受、並びに蓄電池の充放電、の組み合わせのことである。
、最も価値の大きいメニューを選択する(S202)。そして、価値が最大のメニューが複数あるか否かを判定する(S203)。ステップS203において、価値が最大のメニューは一つだけであると判定された場合には、当該メニューを実現するための制御の組み合わせを、制御内容として決定し(S204)、サブルーチンのフローを終了する。一方、ステップS203において、価値が最大のメニューが複数あると判定された場合にはステップS205に進み、予め定められたルール(需要家の好みによる順位付け、輪番、固定順番など)に基づいて、一のメニューを実現するための制御の組み合わせを、制御内容として決定し(S205)、サブルーチンのフローを終了する。なお、ここでいう制御の組み合わせとは、各負荷への電力の供給及び遮断、並びに商用電力系統との電力の授受、並びに蓄電池の充放電、の組み合わせのことである。
説明を図4のフローに戻すと、ステップS102の後、電力制御部13が、ステップS102で決定した制御の組み合わせ内容に従って、商用電力系統との電力の授受、各負荷への電力の供給及び遮断、蓄電池の充放電を行うように、システム内の負荷、蓄電池などの各構成要素を制御する処理を実行し(S103)、一連のフローが一旦終了する。なお、管理装置10は、当該フローを随時繰り返し実行するようになっていてもよい。
以上のように、本適用例に係る管理装置10によれば、電力の供給システムにおいて、需要家が享受する価値を最大化するように、電力を制御することができる。
以下では、本発明を実施するための形態のさらに詳細な例について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<実施形態1>
図6は、本実施形態に係る管理装置10を含む電力供給システム1の概略図である。電力供給システム1は、管理装置10、蓄電池20とBMU(Battery Management Unit)21、パワーコンディショナー30、分電盤40、複数の負荷50(電気機器)、電力量計60を含んで構成され、商用電力系統90と連系している。
図6は、本実施形態に係る管理装置10を含む電力供給システム1の概略図である。電力供給システム1は、管理装置10、蓄電池20とBMU(Battery Management Unit)21、パワーコンディショナー30、分電盤40、複数の負荷50(電気機器)、電力量計60を含んで構成され、商用電力系統90と連系している。
管理装置10は、CPU、RAM、ROM、各種入出力部などを備えるコンピュータであり、BMU21、パワーコンディショナー30、電力量計60と通信可能に接続されている。また、管理装置10は機能モジュールとして、価値情報取得部11、制御内容決定部12、電力制御部13、記憶部14、価値テーブル情報更新部15を備えているが、各機能モジュールについては、適用例において説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
蓄電池20は、例えばリチウムイオン電池などの公知の二次電池であり、安全に運転が可能なようにBMU21によって管理されている。BMU21は、蓄電池20の温度、電圧などを監視し、管理装置10からの情報に基づいて蓄電池20の充放電を制御するとともに、充放電電力を計測して管理装置10に送信する。
パワーコンディショナー30は、双方向DC/ACインバータとして機能し、蓄電池20から送られた直流の電力を交流に変換して分電盤40に送電するとともに、商用電力系統90から供給された交流の電力を直流に変換して蓄電池20へ送電する。分電盤40は商用電力系統90及びパワーコンディショナー30から送電された電力を各負荷に分電する。
電力量計60は、商用電力系統90から送電された電力(即ち、買電電力)及び、商用電力系統90に対して供給された電力を計測し、当該計測値を管理装置10などに送信す
る。
る。
なお、本実施形態において管理装置10が行う具体的な制御の処理の流れは、適用例で説明した処理の流れと同様のものとすることもできる。即ち、現在時点(を含む時間帯)のメニューの価値に基づいてその時々でリアルタイムに需要家の価値が最大となる制御内容を決定し、システム内の電力制御を行うことも可能である。ただし、管理装置10はそのような処理方法に限らず、将来の任意の時点を始期とする所定期間において需要家の価値が最大となるような制御を行うことも可能である。以下では、そのような制御の処理の流れについて説明する。そのような制御を行う場合でも、管理装置10が行う基本的な処理の流れ(即ちステップS101乃至ステップS103)は適用例の処理と同様であるが、ステップS102におけるサブルーチンの処理が異なる。
図7は、本実施形態に係る管理装置10による制御の処理の流れを示すフローチャートである。図7に示すように、管理装置10は、まず需要家の指示、予め定められたタイミングの到来、などをトリガーとして、価値テーブル情報更新部15により、将来の所定期間(例えば、翌日の00:00~24:00)の価値テーブルについて、時間帯ごとの各メニューの価値を算出(試算)し、価値テーブルの内容を更新する(ステップS301)。記憶部14に予め時間帯ごとに価値テーブルを格納しておき、これらの内容を更新するようにすればよい。
次に、価値情報取得部11により価値テーブルから時間帯ごとの各メニューの価値の情報を取得する(S302)。そして、制御内容決定部12がステップS302で取得した情報に基づき、将来の所定期間における価値の総和が最大となる制御の組み合わせを決定する(S303)。例えば、夜間に低廉な電気料金で蓄電池20を満充電しておくことを前提として、蓄電池20に蓄積された電力をどのようなメニューの組み合わせで活用(放電する)と、24時間経過後における価値の総和が最も大きくなるかを算出し、当該メニューの組み合わせを実行するために必要な制御の組み合わせ内容を決定するとよい。
そして、将来の所定期間の始期の到来を待って、電力制御部13がステップS303で決定された内容に従い、所定期間の始期から終期に亘って各負荷50への電力の供給及び遮断、並びに商用電力系統90との電力の授受、並びに蓄電池20の充放電の制御処理を実行し(S304)、一連の処理を終了する。
以上のような電力供給システム1によれば、予め将来の任意の期間の組み合わせを決定しておくことで需要家の価値を最大化する電力の活用を計画的に行うことも可能であるし、状況に応じて適宜現在の電力の価値を反映させて制御の処理を行うことにより、電力の価値の変動にも対応しつつ需要家の価値を最大化することができる。
<実施形態2>
なお、上記の実施形態1の電力供給システム1では、活用する電力の調達は商用電力系統90のみに拠っていたが、本発明はこれに自家発電を組み合わせたシステムに適用することもできる。
なお、上記の実施形態1の電力供給システム1では、活用する電力の調達は商用電力系統90のみに拠っていたが、本発明はこれに自家発電を組み合わせたシステムに適用することもできる。
図8は本実施形態に係る電力供給システム2の概略を示すブロック図である。なお、本実施形態に係る電力供給システム2において、電力供給システム1と同様の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8に示すように、本実施形態に係る電力供給システム2は、ソーラーパネル270を含み、太陽光発電を行う構成となっている。これに伴い、負荷への電力の分電も一般負荷分電盤240を介した分電と、特定負荷分電盤241を介して特定負荷250へ分電する
系統とに分かれている。
系統とに分かれている。
以上のような電力供給システム2においても、電力制御の処理は上記適用例、実施形態1に係る制御の処理と略同様に行うことができる。ソーラーパネル270を備える構成となったことにより、電力の活用のためのメニューを多様化することができる。図9に、本実施形態において記憶部14に格納される価値テーブルの一例を示す。
図9に示すように、発電設備を備えることにより、自己託送、他者託送、環境価値(相対)、環境価値(市場)といったメニューを採用することが可能になる。即ち、本実施形態の電力供給システム2のような構成により、価値最大化のための選択肢が多様になり、より柔軟に需要家の価値を最大化するための制御内容を決定することが可能になる。
<その他>
上記各例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記各例においては、電力供給システムが有する蓄電池は一つであったが、複数の蓄電池を備えるシステム構成であってもよい。
上記各例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記各例においては、電力供給システムが有する蓄電池は一つであったが、複数の蓄電池を備えるシステム構成であってもよい。
また、上記各例においては、エネルギーを蓄積可能な電気装置を蓄電池としていたが、これ以外の熱エネルギーを蓄積する装置(例えば、電気式給湯器)を備える構成であってもよい。また、実施形態2における発電設備についても、太陽光発電設備に限らず、それ以外の再生可能エネルギーによる発電設備や、燃料電池であってもよい。
また、上記の各例では、蓄電池に蓄積された電力の放電に対する価値を中心として説明を行ったが、これ以外にも、いわゆるピークカットのように各負荷への電力供給と遮断の制御のみによって得られる価値を含めるのであってもよい。
<付記>
本発明の一の態様は、
商用電力系統(90)と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置(20)を含む負荷(50)に電力を供給する電力供給システム(1)であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段(11)と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段(12)と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段(13)と、を有する電力供給システムである。
本発明の一の態様は、
商用電力系統(90)と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置(20)を含む負荷(50)に電力を供給する電力供給システム(1)であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段(11)と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段(12)と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段(13)と、を有する電力供給システムである。
また、本発明の他の一の態様は
商用電力系統(90)と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置(20)を含む負荷(50)に電力を供給する電力供給システム(1)の管理装置(10)であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段(11)と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷
への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段(12)と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段(13)と、を有する管理装置である。
商用電力系統(90)と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置(20)を含む負荷(50)に電力を供給する電力供給システム(1)の管理装置(10)であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段(11)と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷
への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段(12)と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段(13)と、を有する管理装置である。
また、本発明の他の一の態様は、
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理方法であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得ステップ(S101、S302)と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定ステップ(S102、S303)と、
前記制御内容ステップで決定される前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御ステップ(S103、S304)と、を有する管理方法である。
商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理方法であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得ステップ(S101、S302)と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定ステップ(S102、S303)と、
前記制御内容ステップで決定される前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御ステップ(S103、S304)と、を有する管理方法である。
1、2・・・電力供給システム
10・・・管理装置
20・・・蓄電池
30・・・パワーコンディショナー
40・・・分電盤
50、250・・・負荷
60・・・電力量計
90・・・商用電力系統
240・・・一般負荷分電盤
241・・・特定負荷分電盤
270・・・ソーラーパネル
10・・・管理装置
20・・・蓄電池
30・・・パワーコンディショナー
40・・・分電盤
50、250・・・負荷
60・・・電力量計
90・・・商用電力系統
240・・・一般負荷分電盤
241・・・特定負荷分電盤
270・・・ソーラーパネル
Claims (9)
- 商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムであって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する電力供給システム。 - 前記所定の目的とこれに対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を備えた価値テーブル、が保存される記憶手段をさらに有しており、
前記価値情報取得手段は、前記価値テーブルから前記価値の情報を取得する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記価値テーブルの内容を変更する価値テーブル変更手段をさらに有する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記所定期間の始期は、将来の任意の時点である、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の電力供給システム。 - 前記エネルギーを蓄積可能な電気装置として、少なくとも蓄電池が含まれる、
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力供給システム。 - 発電設備をさらに有する、ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理装置であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得手段と、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定手段と、
前記制御内容決定手段が決定する前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御手段と、を有する管理装置。 - 商用電力系統と連系し、エネルギーを蓄積可能な電気装置を含む負荷に電力を供給する電力供給システムの管理方法であって、
所定の目的に対応する、前記負荷への電力の供給及び遮断、前記商用電力系統との電力の授受、前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の少なくともいずれかに係る価値の情報を取得する価値情報取得ステップと、
前記価値の情報に基づいて、所定期間における前記価値の総和が最大となる、前記負荷
への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出、の組み合わせの内容を決定する制御内容決定ステップと、
前記制御内容決定ステップで決定される前記組み合わせの内容に基づいて、前記負荷への電力の供給及び遮断、並びに前記商用電力系統との電力の授受、並びに前記電気装置へのエネルギーの蓄積及び放出を制御する制御ステップと、を有する管理方法。 - 請求項8の管理方法に記載の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
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JP2021017607A JP2022120610A (ja) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | 電力供給システム、管理装置、管理方法及びプログラム |
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