JP5330941B2 - 機器制御システム - Google Patents

機器制御システム Download PDF

Info

Publication number
JP5330941B2
JP5330941B2 JP2009213502A JP2009213502A JP5330941B2 JP 5330941 B2 JP5330941 B2 JP 5330941B2 JP 2009213502 A JP2009213502 A JP 2009213502A JP 2009213502 A JP2009213502 A JP 2009213502A JP 5330941 B2 JP5330941 B2 JP 5330941B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
mode
control
power supply
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009213502A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011065259A (ja
Inventor
清隆 竹原
康裕 柳
晶子 高宮
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Priority to JP2009213502A priority Critical patent/JP5330941B2/ja
Publication of JP2011065259A publication Critical patent/JP2011065259A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5330941B2 publication Critical patent/JP5330941B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 – G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/18Packaging or power distribution
    • G06F1/189Power distribution
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 – G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/263Arrangements for using multiple switchable power supplies, e.g. battery and AC
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/005Arrangements for selectively connecting the load to one among a plurality of power lines or power sources
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/14The load or loads being home appliances
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • H02J3/382Dispersed generators the generators exploiting renewable energy
    • H02J3/383Solar energy, e.g. photovoltaic energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances

Description

本発明は、機器制御システムに関するものである。

エアコン、冷蔵庫、洗濯機等の交流機器は商用電源(交流電源)で駆動し、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、電話、ファクシミリ等の直流機器は直流電源で動作しており、住宅、店舗において、交流電力を供給する交流配電システムと直流電力を供給する直流配電システムとの共存を図る技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

特開2009−178025号公報

宅内の配電システムにおいて一般に、機器への電力供給源は、商用電源、太陽電池、余剰電力を充電された二次電池等が用いられている。そして、電力供給量、電力需要量に応じて、機器へ電力を供給する電力供給源を切り替えている。例えば、二次電池の充電電力や太陽電池の発電電力が十分にある場合は、二次電池の充電電力や太陽電池の発電電力を、直流機器に供給するだけでなく、直流電力を交流電力に変換するインバータを用いて交流機器にも供給する。また、二次電池の充電電力や太陽電池の発電電力が少ない場合は、商用電源の供給電力を併用して、交流機器に供給するだけでなく、交流電力を直流電力に変換するコンバータを用いて直流機器にも供給する。

しかしながら、このように機器への電力供給源は、電力供給源の電力供給量、機器側での電力需要量に応じて切り替えられるが、機器の動作は、電力供給源の切替に関わらず一定であり、電力供給源と機器の動作を連動させて効率的に省電力制御を行うことができなかった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器への電力供給に用いる電力供給源の切替に連動して機器の動作を効率的に省電力制御できる機器制御システムを提供することにある。

請求項1の発明は、商用電源、分散電源、商用電源または分散電源によって充電される二次電池の各電力供給源と、各電力供給源が供給する電力を利用して動作する機器と、電力供給源の電力供給量と機器側での電力需要量との少なくとも一方に基づいて、機器へ電力を供給する電力供給源を切り替える配電制御手段と、機器の消費電力を低減させる省電力制御を行い、配電制御手段が機器への電力供給に用いる電力供給源に応じて、省電力制御によって低減させる消費電力を変化させる省電力制御手段とを備え、配電制御手段は、太陽電池のみを用いるモードと、太陽電池と二次電池を用いるモードと、商用電源を含む電力供給源を用いるモードとのうち、いずれかのモードの配電制御を行い、省電力制御手段は、配電制御手段が商用電源を含む電力供給源を用いるモードで動作している場合、配電制御手段が太陽電池と二次電池を用いるモードで動作している場合に比べて、低減させる消費電力を大きくし、配電制御手段が太陽電池と二次電池を用いるモードで動作している場合、配電制御手段が太陽電池のみを用いるモードで動作している場合に比べて、低減させる消費電力を大きくすることを特徴とする。

この発明によれば、機器への電力供給に用いる電力供給源の切替に連動して効率的に機器の動作を省電力制御できる。また、電力供給源の電力供給量や電力需要量に応じたモードに切り替えることによって、配電制御を適切に行うことができ、さらに配電制御手段のモードに対応して、機器の動作を適切に省電力制御できる。特に、太陽電池や二次電池の電力供給量が低くなって、商用電源の使用割合が増えるほど機器の動作を省電力制御しており、商用電源の電力消費を抑えるとともに、電気料金の低減を図ることができる。

請求項2の発明は、請求項1において、前記配電制御手段は、太陽電池のみを用いる第1のモードと、太陽電池と二次電池を用いる第2のモードと、太陽電池と二次電池と商用電源を用いる第3のモードと、太陽電池と商用電源を用いる第4のモードと、商用電源のみを用いる第5のモードとのうち、いずれかのモードの配電制御を行い、前記省電力制御手段は、配電制御手段が第1のモードで動作している場合、省電力制御を行わず、配電制御手段が第5のモードで動作している場合、低減させる消費電力を最大値とし、配電制御手段が前記第2のモードまたは第3のモードまたは第4のモードで動作している場合、低減させる消費電力を0より大きく且つ前記最大値より小さくすることを特徴とする。

この発明によれば、商用電源、太陽電池、二次電池の使用状況をさらに細分化し、太陽電池や二次電池の電力供給量が低くなって、商用電源の使用割合が増えるほど機器の動作を省電力制御しており、商用電源の電力消費を抑えるとともに、電気料金の低減を図ることができる。

請求項3の発明は、請求項1または2において、ユーザが前記省電力制御手段による省電力制御の強度を設定する操作手段を備え、省電力制御手段は、前記配電制御手段の前記モードの各々に対応付ける省電力制御のパターンを省電力制御の強度に応じて設定することを特徴とする。

この発明によれば、ユーザが設定した省電力強度に応じて機器の制御パターンを変更しており、ユーザの意思を尊重しながら、省電力化とユーザの快適性との両立を図ることが可能となる。

請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかにおいて、前記商用電源は、時間帯毎に料金単価が異なり、前記省電力制御手段は、前記配電制御手段が商用電源を用いたモードで動作している場合、実行する省電力制御のパターンが現在時刻における商用電源の料金単価によって異なることを特徴とする。

この発明によれば、機器に供給する電力を、時間帯における電気料金の高低に応じて変化させることで、省電力化、電気料金の低減を図ることができる。

請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記省電力制御手段は、機器へ電力を供給する電力供給源が切り替わるタイミングより前に、省電力制御によって低減させる消費電力を変化させることを特徴とする。

この発明によれば、電力供給源の電力供給量を超えた使い方を防止でき、さらにはモード切替動作のチャタリングを防止できる。

以上説明したように、本発明では、機器への電力供給に用いる電力供給源の切替に連動して機器の動作を効率的に省電力制御できるという効果がある。また、電力供給源の電力供給量や電力需要量に応じたモードに切り替えることによって、配電制御を適切に行うことができ、さらに配電制御手段のモードに対応して、機器の動作を適切に省電力制御できる。特に、太陽電池や二次電池の電力供給量が低くなって、商用電源の使用割合が増えるほど機器の動作を省電力制御しており、商用電源の電力消費を抑えるとともに、電気料金の低減を図ることができる。

本発明のシステム構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

(実施形態1)
本実施形態の機器制御システムは、図1に示すように、主として住宅において用いるものであり、交流電力により駆動される交流機器Laに給電する交流給電路Waが接続される交流分電盤1と、直流電力により駆動される直流機器Ldに給電する直流給電路Wdが接続される直流分電盤2とを備えた給電システムに適用される。また、本システムの電力供給源としては、交流電力供給源[商用電源AC]、直流電力供給源[太陽電池3、二次電池5]が用いられる。

交流給電路Waが接続される交流分電盤1は、商用電源AC、および分散電源である太陽電池3からパワーコンディショナ4(第1の電力変換手段)を介して交流電力を供給されており、図示しない主幹ブレーカおよび複数の分岐ブレーカ、開閉器等を盤内に内蔵して、分岐ブレーカの負荷側にて複数系統に分岐した交流給電路Waおよび交流接続路W1に交流電力を供給している。なお、パワーコンディショナ4は、太陽電池3が発電した直流電力を交流電力に変換し、さらに商用電源ACと系統連系が可能となるように出力周波数および出力電圧を調節する機能を有している。

一方、直流給電路Wdが接続される直流分電盤2は、交流分電盤1から交流接続路W1を介して交流電力を供給され、交流電力を所望の電圧の直流電力に変換するコンバータ2a(第2の電力変換手段)を備える。コンバータ2aはAC−DC変換装置であって、コンバータ2aの出力が、盤内に内蔵した図示しない複数のサーキットプロテクタ、開閉器等を介して複数系統の直流給電路Wdに供給される。

さらに直流分電盤2内には、コンバータ2aの出力と二次電池5との間に接続されて、二次電池5の充放電を行う充放電器2bが内蔵されている。この充放電器2bによる充電制御は、コンバータ2aが直流給電路Wdに供給する直流電力から余剰電力分が二次電池5に充電される。そして、二次電池5の出力電圧は充放電器2bにより調節され、コンバータ2aの出力とともに直流給電路Wdに供給される。

上記のようにコンバータ2aおよび二次電池5から出力される直流電力は、直流接続路W2を介してインバータ6(第1の電力変換手段)にも供給される。インバータ6は、商用電源ACと系統連系が可能となるように出力周波数および出力電圧を調節する機能を有するDC−AC変換装置であり、直流電力を交流電力に変換し、交流分電盤1内の分岐ブレーカを介して交流給電路Waに交流電力を供給する。

上述の構成から明らかなように、交流分電盤1からは直流分電盤2に対して交流電力を供給することが可能であり、この交流電力をコンバータ2aによって直流電力に変換して直流給電路Wdに直流電力を供給することが可能になっている。逆に、直流分電盤2から交流分電盤1に対しては直流電力を供給することが可能であり、この直流電力をインバータ6によって交流電力に変換して交流給電路Waに交流電力を供給することも可能である。

このような機器制御システムは、商用電源ACが交流電力供給源、太陽電池3、二次電池5が直流電力供給源となっており、制御装置7が、各電力供給源の電力供給量に応じて、機器L(交流機器La、直流機器Ld)への電力供給に用いる電力供給源を切り替える配電制御手段(各電力供給源からの出力比率を変動させる配電制御手段)を構成し、さらには電力供給に用いる電力供給源に応じて機器Lの動作を省電力制御する省電力制御手段を構成している。以下、制御装置7による配電制御および省電力制御について説明する。

制御装置7は、商用電源ACからの供給電力、太陽電池3の発電量、二次電池5の充電率、交流分電盤1から交流給電路Waへ供給される交流電力、直流分電盤2から直流給電路Wdへ供給される直流電力を監視している。そして、この監視結果に基づいて、コンバータ2a、充放電器2b、インバータ6や、交流分電盤1および直流分電盤2に収納された開閉器等の制御を行い、交流分電盤1と直流分電盤2との間での電力授受を制御することで配電制御を実行している。

まず、二次電池5は、太陽電池3の発電電力または商用電源ACからの供給電力によって、コンバータ2a、充放電器2bを介して充電される。そして、制御装置7は、二次電池5の充電率が100%(フル充電)、且つ太陽電池3の発電量が定格の10%以上の場合に、第1の電力余剰モード(第1のモード)となる。また、二次電池5の充電率が80%以上の場合、あるいは二次電池5の充電率が30%以上且つ太陽電池3の発電量が定格の30%以上の場合に、第2の電力余剰モード(第2のモード)となる。

第1の電力余剰モードでは、電力供給源として太陽電池3のみを用いており、直流給電路Wd上の直流機器Ldは、パワーコンディショナ4、コンバータ2aを介して供給される太陽電池3の発電電力で駆動され、さらに交流給電路Wa上の交流機器Laは、パワーコンディショナ4を介して供給される太陽電池3の発電電力によって駆動される。この場合、太陽電池3が電力供給源となり、商用電源ACからの電力供給量はゼロとなる。

第2の電力余剰モードでは、電力供給源として太陽電池3と二次電池5を用いており、直流給電路Wd上の直流機器Ldは、二次電池5の充電電力、およびパワーコンディショナ4、コンバータ2aを介して供給される太陽電池3の発電電力で駆動され、さらに交流給電路Wa上の交流機器Laは、パワーコンディショナ4を介して供給される太陽電池3の発電電力、およびインバータ6を介して供給される二次電池5の充電電力によって駆動される。この場合、太陽電池3、二次電池5の直流電力供給源が電力供給源となり、商用電源ACからの電力供給量はゼロとなる。

また、制御装置7は、二次電池5の充電率が30%以上且つ太陽電池3の発電量が定格の30%未満の場合に、第1の商用電源併用モード(第3のモード)となる。また、二次電池5の充電率が30%未満且つ太陽電池3の発電量が定格の30%以上の場合に、第2の商用電源併用モード(第4のモード)となる。

第1の商用電源併用モードでは、電力供給源として太陽電池3と二次電池5と商用電源ACを用いており、直流給電路Wd上の直流機器Ldは、二次電池5の充電電力、およびパワーコンディショナ4、コンバータ2aを介して供給される太陽電池3の発電電力、およびコンバータ2aを介して供給される商用電源ACの供給電力で駆動され、さらに交流給電路Wa上の交流機器Laは、商用電源ACの供給電力、およびパワーコンディショナ4を介して供給される太陽電池3の発電電力、およびインバータ6を介して供給される二次電池5の充電電力によって駆動される。この場合、商用電源AC、太陽電池3、二次電池5が電力供給源となる。

第2の商用電源併用モードでは、電力供給源として太陽電池3と商用電源ACを用いており、直流給電路Wd上の直流機器Ldは、パワーコンディショナ4、コンバータ2aを介して供給される太陽電池3の発電電力、およびコンバータ2aを介して供給される商用電源ACの供給電力で駆動され、さらに交流給電路Wa上の交流機器Laは、商用電源ACの供給電力、およびパワーコンディショナ4を介して供給される太陽電池3の発電電力によって駆動される。この場合、商用電源AC、太陽電池3が電力供給源となる。

また、太陽電池3の発電電力および二次電池5の充電率が上記第1,第2の電力余剰モードおよび上記第1,第2の商用電源併用モード以外の場合、制御装置7は、商用電源ACからの供給電力を単独で使用して交流機器Laおよび直流機器Ldを駆動する商用電源消費モード(第5のモード)となる。この商用電源消費モードは、料金単価が最も安い22時〜7時の時間帯における第1の商用電源消費モード、料金単価が2番目に安い7時〜10時の時間帯における第2の商用電源消費モード、料金単価が最も高い10時〜22時の時間帯における第3の商用電源消費モードの3モードにさらに細分化され、現在時刻に応じたモードが選択される。この場合、商用電源ACのみが電力供給源となる。

このように、制御装置7は、各電力供給源の電力供給量に応じて上記7つの配電制御モード[第1の電力余剰モード、第2の電力余剰モード、第1の商用電源併用モード、第2の商用電源併用モード、第1の商用電源消費モード、第2の商用電源消費モード、第3の商用電源消費モード]からいずれか1つを選択しており、さらに制御装置7は、選択された配電制御モードに応じて交流機器Laおよび直流機器Ldの各省電力制御パターンを設定している。なお、配電制御モードは上記7つに限定されることはない。

例えば、機器[エアコン]の場合、配電制御の各モードに対応する省電力制御パターンは、
第1の電力余剰モード :通常運転 温度設定24℃
第2の電力余剰モード :省エネ運転 温度設定25℃
第1の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定26℃
第2の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定27℃
第1の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃
第2の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃、且つ間欠運転(例えば、50分運転、10分停止)
第3の商用電源消費モード:電源オフ
となる。

また、機器[照明器具]の場合、配電制御の各モードに対応する省電力制御パターンは、
第1の電力余剰モード :通常運転 100%点灯
第2の電力余剰モード :省エネ運転 80%点灯
第1の商用電源併用モード:省エネ運転 70%点灯
第2の商用電源併用モード:省エネ運転 60%点灯
第1の商用電源消費モード:省エネ運転 50%点灯
第2の商用電源消費モード:省エネ運転 20%点灯
第3の商用電源消費モード:消灯
となる。

すなわち、各電力供給源の電力供給量に応じて電力供給源を切り替える配電制御を行い、さらに電力供給に用いる電力供給源に応じて、商用電源ACの使用割合が増えるほど機器Lの動作を省電力制御しており、商用電源ACの電力消費を抑えるとともに、電気料金の低減を図っている。さらに、商用電源消費モードでは、交流機器Laおよび直流機器Ldに供給可能な電力を、時間帯における電気料金の高低に応じて変化させて、省電力化、電気料金の低減を図っている。ここでは、第1の商用電源消費モード、第2の商用電源消費モード、第3の商用電源消費モードの順で電力の料金単価が安い時間帯であり、料金単価が高いモードでは交流機器Laおよび直流機器Ldに供給可能な電力を低減させて、省電力化、電気料金の低減を図っている。このように、本機器制御システムでは、電力供給に用いる電力供給源の切替に連動して、交流機器La、直流機器Ldの各動作を効率的に省電力制御することが可能となっている。

また、制御装置7は、モードを切り替える際、電力供給源の切替の前に運転内容の切替を行ってもよい。例えば、第1の電力余剰モードから第2の電力余剰モードに切り替える場合、まず機器の動作を通常運転から省エネ運転(80%点灯)に切り替えた後(例えば、10分後)に、電力供給源[太陽電池3のみ]から電力供給源[太陽電池3と二次電池5]に切り替える。したがって、機器Lの運転内容を切り替えることで、機器Lにおける消費電力を変化させてから、電力供給に用いる電力供給源を切り替えるので、電力供給源の電力供給量を超えた使い方を防止でき、さらにはモード切替動作のチャタリングを防止できる。

なお、本実施形態では、電力供給源の配電制御として、第1の電力余剰モード、第2の電力余剰モード、第1の商用電源併用モード、第2の商用電源併用モード、商用電源消費モードの5モードに切替可能であってもよく、商用電源消費モードを料金単価に基づいてさらに細分化したものが、上記7つのモードである。

また、電力供給源の配電制御として、太陽電池3のみを用いるモードと、太陽電池3と二次電池5を用いるモードと、商用電源ACを含む電力供給源を用いるモードの3モードや、商用電源ACを含む電力供給源を用いるモードと、商用電源AC以外の電力供給源を用いるモードの2モードに切替可能でもよい。

(実施形態2)
本実施形態の機器制御システムは、実施形態1と同様に図1に示す構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態では、ユーザが操作する設定手段を制御装置7に設けて、当該設定手段によって、省電力化の強度を設定することができ、例えば、省電力化の強度(省電力強度)を3段階(強、中、弱)のいずれかから選択する。

そして、制御装置7は、上記5つの配電制御モードにおける交流機器Laおよび直流機器Ldの各動作を、省電力強度毎に異なるパターンで省電力制御している。

省電力強度:強の場合における機器[エアコン]の省電力制御パターンは、
第1の電力余剰モード :省エネ運転 温度設定26℃
第2の電力余剰モード :省エネ運転 温度設定28℃
第1の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定28℃
第2の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定28℃
第1の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃、且つ間欠運転
第2の商用電源消費モード:電源オフ
第3の商用電源消費モード:電源オフ
となり、最も省電力化を図っている。

省電力強度:中の場合における機器[エアコン]の省電力制御パターンは、
第1の電力余剰モード :通常運転 温度設定24℃
第2の電力余剰モード :省エネ運転 温度設定25℃
第1の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定26℃
第2の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定27℃
第1の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃
第2の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃、且つ間欠運転
第3の商用電源消費モード:電源オフ
となり、2番目に省電力化を図っている。

省電力強度:弱の場合における機器[エアコン]の省電力制御パターンは、
第1の電力余剰モード :通常運転 温度設定24℃
第2の電力余剰モード :通常運転 温度設定24℃
第1の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定25℃
第2の商用電源併用モード:省エネ運転 温度設定25℃
第1の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定26℃
第2の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃
第3の商用電源消費モード:省エネ運転 温度設定28℃、且つ間欠運転
となり、省電力効果が最も低くなる方向へ各機器を制御している。

このように、ユーザが設定した省電力強度に応じて、配電制御モードの各々に対応する省電力制御パターンを変更しており、ユーザの意思を尊重しながら、省電力化とユーザの快適性との両立を図ることが可能となる。

(実施形態3)
上記実施形態1,2では、制御装置7が、各電力供給源の電力供給量に応じて電力供給源を切り替える配電制御手段を構成しているが、機器側での電力需要量に応じて電力供給源を切り替える配電制御手段であってもよい。

この場合、制御装置7は、交流分電盤1から交流給電路Waへ供給される交流電力、直流分電盤2から直流給電路Wdへ供給される直流電力を監視したり、または交流機器Laおよび直流機器Ldから消費電力の情報を取得することによって、必要な電力需要量を導出する。そして、電力需要量が低いときは太陽電池3や二次電池5を電力供給源として用い、電力需要量が増大するにつれて商用電源ACを併用し、さらに電力需要量が増大すると電力供給源として商用電源ACを単独で用いる。なお、本実施形態では、昼夜における太陽光の変化による太陽電池3および二次電池5の電力容量の変化(供給可能な電力容量の最大値および最小値)が予め判っており、この予め判っている太陽電池3および二次電池5の電力容量の変化を考慮した上で、機器側での電力需要量に応じて電力供給源を切り替える。

また、制御装置7は、各電力供給源の電力供給量および機器側での電力需要量の両方に応じて電力供給源を切り替える配電制御手段であってもよい。この場合、制御装置7は、太陽電池3の発電電力および二次電池5の充電電力を逐次監視し、さらに電力需要量も逐次監視して、電力の需要と供給のバランスを、「電力供給量≧電力需要量」の関係に維持しながら、電力供給源として太陽電池3および二次電池5をできるだけ用い、商用電源ACをできるだけ用いないように、配電制御を行う。

また、上記各実施形態では、制御装置7が、各電力供給源の電力供給量に応じて、機器L(交流機器La、直流機器Ld)への電力供給に用いる電力供給源を切り替える配電制御手段(各電力供給源からの出力比率を変動させる配電制御手段)と、電力供給に用いる電力供給源に応じて機器Lの動作を省電力制御する省電力制御手段との両方を構成している。しかし、機器Lが省電力制御手段を備えて、配電制御手段による電力供給源の切替状況を制御装置7から取得し、当該取得した電力供給源の切替状況に基づいて、機器Lの省電力制御手段が省電力制御を行ってもよい。

なお、上記各実施形態では、交流電力により駆動される交流機器Laに給電する交流給電路Waと、直流電力により駆動される直流機器Ldに給電する直流給電路Wdとの両方を備えた給電システムを例示しているが、交流給電路Waと直流給電路Wdのいずれか一方を備えた給電システムでも、上記同様に電力供給源の切替に連動した省電力制御を行うことができる。

1 交流分電盤
2 直流分電盤
2a コンバータ
3 太陽電池
4 パワーコンディショナ
5 二次電池
6 インバータ
7 制御装置
Wa 交流給電路
Wd 直流給電路
La 交流機器
Ld 直流機器
AC 商用電源

Claims (5)

  1. 商用電源、分散電源、商用電源または分散電源によって充電される二次電池の各電力供給源と、
    各電力供給源が供給する電力を利用して動作する機器と、
    電力供給源の電力供給量と機器側での電力需要量との少なくとも一方に基づいて、機器へ電力を供給する電力供給源を切り替える配電制御手段と、
    機器の消費電力を低減させる省電力制御を行い、配電制御手段が機器への電力供給に用いる電力供給源に応じて、省電力制御によって低減させる消費電力を変化させる省電力制御手段と
    を備え
    配電制御手段は、太陽電池のみを用いるモードと、太陽電池と二次電池を用いるモードと、商用電源を含む電力供給源を用いるモードとのうち、いずれかのモードの配電制御を行い、
    省電力制御手段は、配電制御手段が商用電源を含む電力供給源を用いるモードで動作している場合、配電制御手段が太陽電池と二次電池を用いるモードで動作している場合に比べて、低減させる消費電力を大きくし、配電制御手段が太陽電池と二次電池を用いるモードで動作している場合、配電制御手段が太陽電池のみを用いるモードで動作している場合に比べて、低減させる消費電力を大きくする
    ことを特徴とする機器制御システム。
  2. 前記配電制御手段は、太陽電池のみを用いる第1のモードと、太陽電池と二次電池を用いる第2のモードと、太陽電池と二次電池と商用電源を用いる第3のモードと、太陽電池と商用電源を用いる第4のモードと、商用電源のみを用いる第5のモードとのうち、いずれかのモードの配電制御を行い、
    前記省電力制御手段は、配電制御手段が第1のモードで動作している場合、省電力制御を行わず、配電制御手段が第5のモードで動作している場合、低減させる消費電力を最大値とし、配電制御手段が前記第2のモードまたは第3のモードまたは第4のモードで動作している場合、低減させる消費電力を0より大きく且つ前記最大値より小さくする
    ことを特徴とする請求項1記載の機器制御システム。
  3. ユーザが前記省電力制御手段による省電力制御の強度を設定する操作手段を備え、
    省電力制御手段は、前記配電制御手段の前記モードの各々に対応付ける省電力制御のパターンを省電力制御の強度に応じて設定する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の機器制御システム。
  4. 前記商用電源は、時間帯毎に料金単価が異なり、
    前記省電力制御手段は、前記配電制御手段が商用電源を用いたモードで動作している場合、実行する省電力制御のパターンが現在時刻における商用電源の料金単価によって異なる
    ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の機器制御システム。
  5. 前記省電力制御手段は、機器へ電力を供給する電力供給源が切り替わるタイミングより前に、省電力制御によって低減させる消費電力を変化させることを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載の機器制御システム。
JP2009213502A 2009-09-15 2009-09-15 機器制御システム Active JP5330941B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009213502A JP5330941B2 (ja) 2009-09-15 2009-09-15 機器制御システム

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009213502A JP5330941B2 (ja) 2009-09-15 2009-09-15 機器制御システム
CN201080040937.1A CN102498631B (zh) 2009-09-15 2010-08-30 对设备的电力控制系统
EP10816757.8A EP2479863B1 (en) 2009-09-15 2010-08-30 System for controlling electric power supply to devices
US13/496,045 US9360903B2 (en) 2009-09-15 2010-08-30 System for controlling electric power supply to devices
PCT/IB2010/002123 WO2011033351A1 (ja) 2009-09-15 2010-08-30 機器への電力制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011065259A JP2011065259A (ja) 2011-03-31
JP5330941B2 true JP5330941B2 (ja) 2013-10-30

Family

ID=43758156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009213502A Active JP5330941B2 (ja) 2009-09-15 2009-09-15 機器制御システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9360903B2 (ja)
EP (1) EP2479863B1 (ja)
JP (1) JP5330941B2 (ja)
CN (1) CN102498631B (ja)
WO (1) WO2011033351A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9184630B2 (en) * 2010-12-14 2015-11-10 Diebold, Incorporated Controlling power provided to an automated banking system
JP5811704B2 (ja) * 2011-09-05 2015-11-11 株式会社リコー 画像形成装置、給電方法、およびプログラム
JP6060392B2 (ja) * 2011-10-27 2017-01-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気機器および電気機器制御方法
JPWO2014068874A1 (ja) * 2012-10-31 2016-09-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 分電盤および蓄電池パック
JP2014233934A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 キヤノン株式会社 電子機器及びその制御方法、並びにプログラム
CN103346834A (zh) * 2013-06-26 2013-10-09 上海无线通信研究中心 可见光携能通信系统及方法
JP6199640B2 (ja) 2013-07-17 2017-09-20 京セラ株式会社 制御装置、制御システム、分電盤及び制御方法
GB2519753A (en) * 2013-10-29 2015-05-06 Bae Systems Plc Controlling power distribution within a microgrid
JP6251288B2 (ja) * 2013-12-02 2017-12-20 京セラ株式会社 電力制御システム、電力制御装置及び電力制御システムの制御方法
US10910681B2 (en) * 2014-02-24 2021-02-02 Ravensafe, LLC Portable renewable energy power system
US9865903B1 (en) 2014-02-24 2018-01-09 Unlimited Power, LTD. Portable renewable energy power system
JP6390514B2 (ja) * 2015-05-22 2018-09-19 株式会社デンソー 電力制御システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59109767A (en) 1982-12-15 1984-06-25 Iseki Agricult Mach Controller for drying of cereal grain drier
JPS636212Y2 (ja) * 1983-01-10 1988-02-22
US4551980A (en) * 1983-03-25 1985-11-12 Ormat Turbines, Ltd. Hybrid system for generating power
JPH08186935A (ja) 1994-12-31 1996-07-16 Tokyo Gas Co Ltd 電力供給システム
TW336271B (en) * 1995-06-13 1998-07-11 Sanyo Electric Co Solar generator and an air conditioner with such a solar generator
JPH10198465A (ja) * 1996-12-26 1998-07-31 Kano Densan Hongkong Yugenkoshi 省電力モード機能搭載装置および省電力モード切換方法
DE19850565B4 (de) * 1998-11-03 2013-04-04 Fuhrländer Aktiengesellschaft Elektrischer Selbsversorgungsverbraucher und Lastregelungsverfahren für einen derartigen Verbraucher
JP2003189477A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Daikin Ind Ltd 電力制御装置
JP2004015883A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 安定化電力供給システムおよびその運用方法、並びに電力安定供給の運用プログラム
CN100373734C (zh) * 2003-02-13 2008-03-05 Vpec株式会社 电力系统
JP2007020260A (ja) 2005-07-06 2007-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電力供給システムならびに電力供給サービス方法
JP2007097310A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 系統連係システム
US20080046387A1 (en) * 2006-07-23 2008-02-21 Rajeev Gopal System and method for policy based control of local electrical energy generation and use
US20080052145A1 (en) * 2006-08-10 2008-02-28 V2 Green, Inc. Power Aggregation System for Distributed Electric Resources
US7830038B2 (en) * 2007-12-17 2010-11-09 Shay-Ping Thomas Wang Single chip solution for solar-based systems
JP2009178027A (ja) 2007-12-25 2009-08-06 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011065259A (ja) 2011-03-31
US20120205975A1 (en) 2012-08-16
EP2479863B1 (en) 2018-02-21
CN102498631B (zh) 2015-12-16
US9360903B2 (en) 2016-06-07
CN102498631A (zh) 2012-06-13
EP2479863A1 (en) 2012-07-25
EP2479863A4 (en) 2014-01-01
WO2011033351A1 (ja) 2011-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bhatti et al. Electric vehicles charging using photovoltaic: Status and technological review
EP2648304B1 (en) Electric power supplying apparatus, electric power supplying method
JP5744307B2 (ja) 電力変換装置
EP2587623B1 (en) Dc power distribution system
JP5805776B2 (ja) パワーコンディショナシステム及び蓄電パワーコンディショナ
US10404071B2 (en) Power system for multiple power sources
CN102113194B (zh) 使可再生能量的使用最大化的储存系统
AU748683B2 (en) High efficiency lighting system
KR101116430B1 (ko) 에너지 저장 시스템
ES2741429T3 (es) Sistema de suministro eléctrico con integración de energía eólica, energía solar, generador de combustible diésel y suministro de red
US9647493B2 (en) Control device and power distribution system
CN101826741B (zh) 太阳能电池充电系统及控制方法
JP5793719B2 (ja) 制御装置
US6914418B2 (en) Multi-mode renewable power converter system
US8901889B2 (en) Discharge control apparatus and discharge control method
JP6480096B2 (ja) 電力制御システム、電力制御装置、電力制御システムの制御方法
TWI384720B (zh) 家用負載之直流電力裝置
AT510938B1 (de) Photovoltaikanlage
JP2013126339A (ja) 電力供給システム
WO2013011758A1 (ja) 蓄電池システム及びその制御方法
TWI524618B (zh) 電能管理裝置及其操作方法
CN102355042B (zh) 一种基于超级电容的电站直流电源装置及其供电方法
JP2011135763A (ja) エネルギー保存システム及びその制御方法
KR101203842B1 (ko) 에너지 관리장치의 제어방법
JP2011130655A (ja) 共同住宅のエネルギー保存システム、並びに統合電力管理システム及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20120118

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130311

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130702

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130726

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5330941

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150