JP5466911B2 - Power supply system and control device for power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、電力供給システム及び電力供給システムの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply system and a control device for the power supply system.
近年、太陽電池や燃料電池などの分散電源と、これらの分散電源及び電力系統を電灯などの負荷に接続して配電する配電路とを備えた電力供給システムが注目されている。また、こうした電力供給システムにおいて、電力系統からの電力供給が停止する停電時等にも負荷へ給電することができるように、分散電源の一つとして蓄電池（二次電池）を備えたものがあった（例えば、特許文献１）。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a power supply system that includes a distributed power source such as a solar cell or a fuel cell, and a distribution path that distributes power by connecting these distributed power source and power system to a load such as a lamp. In addition, such power supply systems include a storage battery (secondary battery) as one of the distributed power supplies so that power can be supplied to the load even during a power failure when power supply from the power system stops. (For example, Patent Document 1).
特許文献１の電力供給システムにおいて蓄電池を含む分散電源は、蓄電池を充電するための充電装置と、蓄電池から放電される電力を配電路へ送出させるための放電装置と、充電装置の充電動作及び放電装置の放電動作を制御するための制御装置とを備えていた。そして、制御装置は充電装置を制御して電力系統若しくは太陽電池や燃料電池などの分散電源から給電される電力を蓄電池に充電する一方、必要に応じて放電装置を制御して蓄電池から負荷へ給電していた。 In the power supply system of Patent Document 1, a distributed power source including a storage battery includes a charging device for charging the storage battery, a discharging device for sending power discharged from the storage battery to a distribution path, and a charging operation and discharging of the charging device. And a control device for controlling the discharge operation of the device. The control device controls the charging device to charge the storage battery with power supplied from a power system or a distributed power source such as a solar cell or a fuel cell, while controlling the discharging device as necessary to supply power from the storage battery to the load. Was.
ところで、特許文献１においては、蓄電池の蓄電容量のうち一定の割合を停電時に使用可能なバックアップ容量として確保する一方、満充電容量からバックアップ容量を差し引いた残りの容量を停電時以外の給電に用いることで、蓄電池の有効利用を図っていた。 By the way, in patent document 1, while securing a certain ratio among the storage capacities of the storage battery as a backup capacity that can be used at the time of a power failure, the remaining capacity obtained by subtracting the backup capacity from the full charge capacity is used for power supply other than at the time of the power failure. Therefore, the effective use of the storage battery was aimed at.
ここで、満充電容量に対するバックアップ容量の割合は、停電中に必要な電力量に応じて設定されるが、停電中に必要な電力量は負荷の使用状況等に応じて大きく異なるため、従来は多様な使用状況に対応できるように、バックアップ容量を大きめに設定していた。しかし、バックアップ容量を大きくすると、非常時以外に利用できる容量が小さくなってしまい、蓄電池の十分な利用が図れないという問題があった。 Here, the ratio of the backup capacity to the full charge capacity is set according to the amount of power required during the power outage, but the amount of power required during the power outage varies greatly depending on the load usage etc. The backup capacity was set to be large so that it could handle various usage situations. However, when the backup capacity is increased, there is a problem that the capacity that can be used is reduced except in an emergency, and the storage battery cannot be used sufficiently.
本発明はこうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷の使用状況に応じて蓄電池を効率的に利用することができる電力供給システム及び電力供給システムの制御装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the electric power supply system which can utilize a storage battery efficiently according to the use condition of load, and the control apparatus of an electric power supply system. is there.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の電力供給システムは、蓄電池と、電力系統及び前記蓄電池を負荷に接続して配電する配電路と、前記蓄電池の充放電を行う充放電装置と、前記負荷における過去の消費電力量に基づいて前記蓄電池の蓄電容量を調整すべく、前記充放電装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、設定されたタイミングで前記蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの前記負荷における消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定し、該閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、充放電制御を行うとともに、前記過去の消費電力量についてのデータテーブルを記憶した記憶手段と、前記負荷の消費電力量を計測する電力計測手段と、該電力計測手段の計測結果に基づいて、前記データテーブルを補正する補正手段とを更に備えることを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The power supply system according to claim 1 includes a storage battery, a power distribution system and a distribution path that connects and distributes the storage battery to a load, a charging / discharging device that charges and discharges the storage battery, and past power consumption in the load. A control device that controls the charge / discharge device to adjust the storage capacity of the storage battery based on the amount, the control device refers to the remaining capacity of the storage battery at a set timing, and from the reference time A threshold value corresponding to the predicted power consumption calculated based on the fluctuation tendency of the power consumption in the load until a certain period of time is set, and the threshold value is compared with the remaining capacity of the storage battery to perform charge / discharge control. And a storage means storing a data table for the past power consumption, a power measurement means for measuring the power consumption of the load, and the data based on the measurement result of the power measurement means. And summarized in that further comprising a correction means for correcting the table.
この構成によれば、制御装置は負荷における過去の消費電力量に基づいて充放電装置を制御するので、負荷の使用状況に応じて蓄電容量を調整することができる。これにより、蓄電池の蓄電容量のうち一定の割合を使用状況に応じて確保する一方、残りの充電容量を任意の給電に用いることができる。したがって、確保する容量を過大に設定することなく、負荷の使用状況に応じて蓄電池を効率的に利用することができる。
また、この構成によれば、制御装置は、設定されたタイミングで蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの負荷における消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定し、該閾値と蓄電池の残容量とを比較して充放電制御を行うので、負荷の使用傾向に応じた容量を確保することができる。
また、この構成によれば、負荷の消費電力量を計測する電力計測手段の計測結果に基づいてデータテーブルを補正する補正手段を備えるので、負荷の使用状況の変化に応じたバックアップ容量を確保することができる。
According to this configuration, since the control device controls the charging / discharging device based on the past power consumption in the load, the storage capacity can be adjusted according to the usage status of the load. Thus, a certain proportion of the storage capacity of the storage battery is ensured according to the use situation, while the remaining charge capacity can be used for arbitrary power feeding. Therefore, the storage battery can be used efficiently according to the load usage state without setting the capacity to be secured excessively.
Further, according to this configuration, the control device refers to the remaining capacity of the storage battery at the set timing, and the predicted power consumption calculated based on the fluctuation tendency of the power consumption amount in the load until a certain period before the reference time. Since a threshold value corresponding to the amount is set and charge / discharge control is performed by comparing the threshold value with the remaining capacity of the storage battery, it is possible to secure a capacity corresponding to the usage tendency of the load.
Further, according to this configuration, since the correction unit that corrects the data table based on the measurement result of the power measurement unit that measures the power consumption amount of the load is provided, the backup capacity corresponding to the change in the load usage state is ensured. be able to.
請求項２の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、設定されたタイミングで前記蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの前記負荷における消費電力量に基づいて設定した閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、充放電制御を行うことを要旨とする。 3. The power supply system according to claim 2, wherein the control device refers to the remaining capacity of the storage battery at a set timing, and a threshold value set based on a power consumption amount in the load until a predetermined period before the reference time. The gist is to perform charge / discharge control by comparing the remaining capacity of the storage battery.
この構成によれば、制御装置は、設定されたタイミングで蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの負荷における消費電力量に基づいて設定した閾値と蓄電池の残容量とを比較して充放電制御を行うので、負荷の最近の使用状況に応じた容量を確保することができる。 According to this configuration, the control device refers to the remaining capacity of the storage battery at the set timing, and determines the threshold set based on the power consumption in the load until a certain period before the reference time and the remaining capacity of the storage battery. Since charge / discharge control is performed in comparison, a capacity according to the recent usage status of the load can be ensured.
請求項３の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記負荷における前年同時期の消費電力量に基づいて設定した閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、充放電制御を行うことを要旨とする。
4. The power supply system according to
この構成によれば、制御装置は、負荷における前年同時期の消費電力量に基づいて設定した閾値と蓄電池の残容量とを比較して充放電制御を行うので、負荷の時期別の使用状況に応じた容量を確保することができる。 According to this configuration, the control device performs charge / discharge control by comparing the threshold value set based on the power consumption amount in the same period of the previous year in the load with the remaining capacity of the storage battery. A corresponding capacity can be secured.
請求項４の電力供給システムにおいて、前記制御装置は、前記負荷における時間帯別の消費電力量に基づいて設定した閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、充放電制御を行うことを要旨とする。 5. The power supply system according to claim 4 , wherein the control device performs charge / discharge control by comparing a threshold set based on power consumption for each time zone in the load with a remaining capacity of the storage battery. And
この構成によれば、制御装置は、記負荷における時間帯別の消費電力量に基づいて設定した閾値と蓄電池の残容量とを比較して充放電制御を行うので、負荷の時間帯別の使用状況に応じた容量を確保することができる。 According to this configuration, the control device performs charge / discharge control by comparing the threshold value set based on the power consumption for each time zone in the load and the remaining capacity of the storage battery. Capacity according to the situation can be secured.
請求項５の電力供給システムの制御装置は、蓄電池と、電力系統及び前記蓄電池を負荷に接続して配電する配電路と、前記蓄電池の充放電を行う充放電装置とを備える電力供給システムの制御装置であって、設定されたタイミングで前記蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの前記負荷における消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定し、該閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、前記充放電装置の充放電制御を行うとともに、前記負荷の消費電力量を計測するとともに、前記負荷における過去の消費電力量についてのデータテーブルを記憶し、前記負荷の消費電力量の計測結果に基づいて、前記データテーブルを補正することを要旨とする。
The control device of the power supply system according to
この構成によれば、制御装置は負荷における過去の消費電力量に基づいて充放電装置を制御するので、負荷の使用状況に応じて充電容量を調整することができる。これにより、蓄電池の蓄電容量のうち一定の割合を使用状況に応じて確保する一方、残りの充電容量を任意の給電に用いることができる。したがって、確保する容量を過大に設定することなく、負荷の使用状況に応じて蓄電池を効率的に利用することができる。
また、この構成によれば、設定されたタイミングで蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの負荷における消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定し、該閾値と蓄電池の残容量とを比較して充放電制御を行うので、負荷の使用傾向に応じた容量を確保することができる。
また、この構成によれば、負荷の消費電力量を計測した計測結果に基づいてデータテーブルを補正するため、負荷の使用状況の変化に応じたバックアップ容量を確保することができる。
According to this configuration, since the control device controls the charge / discharge device based on the past power consumption in the load, the charge capacity can be adjusted in accordance with the load usage state. Thus, a certain proportion of the storage capacity of the storage battery is ensured according to the use situation, while the remaining charge capacity can be used for arbitrary power feeding. Therefore, the storage battery can be used efficiently according to the load usage state without setting the capacity to be secured excessively.
In addition, according to this configuration, the remaining capacity of the storage battery is referred to at a set timing, and corresponds to the predicted power consumption calculated based on the fluctuation tendency of the power consumption in the load until a certain period before the reference time. Since a threshold value is set and charge / discharge control is performed by comparing the threshold value and the remaining capacity of the storage battery, a capacity corresponding to the usage tendency of the load can be ensured.
Further, according to this configuration, since the data table is corrected based on the measurement result obtained by measuring the power consumption amount of the load, it is possible to secure a backup capacity corresponding to a change in the load usage state.
本発明によれば、負荷の使用状況に応じて蓄電池を効率的に利用することができる電力供給システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power supply system which can utilize a storage battery efficiently according to the use condition of load can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、住宅には、宅内に設置された各種機器（照明機器、エアコン、家電、オーディオビジュアル機器等）に電力を供給する電力供給システム１が設けられている。電力供給システム１は、家庭用の商用交流電源（ＡＣ電源）２を電力として各種機器を動作させる他に、太陽光により発電する太陽電池３の電力も各種機器に電源として供給する。電力供給システム１は、直流電源（ＤＣ電源）を入力して動作するＤＣ機器５の他に、交流電源（ＡＣ電源）を入力して動作するＡＣ機器６にも電力を供給する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a house is provided with a power supply system 1 that supplies power to various devices (such as lighting devices, air conditioners, home appliances, and audiovisual devices) installed in the house. The power supply system 1 operates various devices using a commercial AC power source (AC power source) 2 for home use as power, and also supplies the power of the
電力供給システム１には、同システム１の分電盤としてコントロールユニット７及びＤＣ分電盤（直流ブレーカ内蔵）８が設けられている。また、電力供給システム１には、住宅のＤＣ機器５の動作を制御する機器として制御ユニット９及びリレーユニット１０が設けられている。
The power supply system 1 is provided with a
コントロールユニット７には、交流電源を分岐させるＡＣ分電盤１１が交流系電力線１２を介して接続されている。コントロールユニット７は、このＡＣ分電盤１１を介して商用交流電源２に接続されるとともに、直流系電力線１３を介して太陽電池３に接続されている。コントロールユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むとともに太陽電池３から直流電力を取り込み、これら電力を機器電源として所定の直流電力に変換する。そして、コントロールユニット７は、この変換後の直流電力を、直流系電力線１４を介してＤＣ分電盤８に出力したり、又は直流系電力線１５を介して蓄電池１６に出力して同電力を蓄電したりする。コントロールユニット７は、ＡＣ分電盤１１から交流電力を取り込むのみならず、太陽電池３や蓄電池１６の直流電力を交流電力に変換してＡＣ分電盤１１に供給することも可能である。コントロールユニット７は、信号線１７を介してＤＣ分電盤８とデータやり取りを実行する。
An
ＤＣ分電盤８は、直流電力対応の一種のブレーカである。ＤＣ分電盤８は、コントロールユニット７から入力した直流電力を分岐させ、その分岐後の直流電力を、直流系電力線１８を介して制御ユニット９に出力したり、直流系電力線１９を介してリレーユニット１０に出力したりする。また、ＤＣ分電盤８は、信号線２０を介して制御ユニット９とデータやり取りをしたり、信号線２１を介してリレーユニット１０とデータやり取りをしたりする。
The DC distribution board 8 is a kind of breaker that supports DC power. The DC distribution board 8 branches the DC power input from the
制御ユニット９には、複数のＤＣ機器５が接続されている。これらＤＣ機器５は、直流電力及びデータの両方を１対の線によって搬送可能な直流供給線路２２を介して制御ユニット９と接続されている。直流供給線路２２は、ＤＣ機器５の電源となる直流電圧に、高周波の搬送波によりデータを電送する通信信号を重畳する、いわゆる電力線搬送通信により、１対の線で電力及びデータの両方をＤＣ機器５に搬送する。制御ユニット９は、直流系電力線１８を介してＤＣ機器５の直流電源を取得し、ＤＣ分電盤８から信号線２０を介して得る動作指令を基に、どのＤＣ機器５をどのように制御するのかを把握する。そして、制御ユニット９は、指示されたＤＣ機器５に直流供給線路２２を介して直流電圧及び動作指令を出力し、ＤＣ機器５の動作を制御する。
A plurality of
制御ユニット９には、宅内のＤＣ機器５の動作を切り換える際に操作するスイッチ２３が直流供給線路２２を介して接続されている。また、制御ユニット９には、例えば赤外線リモートコントローラからの発信電波を検出するセンサ２４が直流供給線路２２を介して接続されている。よって、ＤＣ分電盤８からの動作指示のみならず、スイッチ２３の操作やセンサ２４の検知によっても、直流供給線路２２に通信信号を流してＤＣ機器５が制御される。
A
リレーユニット１０には、複数のＤＣ機器５がそれぞれ個別の直流系電力線２５を介して接続されている。リレーユニット１０は、直流系電力線１９を介してＤＣ機器５の直流電源を取得し、ＤＣ分電盤８から信号線２１を介して得る動作指令を基に、どのＤＣ機器５を動作させるのかを把握する。そして、リレーユニット１０は、指示されたＤＣ機器５に対し、内蔵のリレーにて直流系電力線２５への電源供給をオンオフすることで、ＤＣ機器５の動作を制御する。また、リレーユニット１０には、ＤＣ機器５を手動操作するための複数のスイッチ２６が接続されており、スイッチ２６の操作によって直流系電力線２５への電源供給をリレーにてオンオフすることにより、ＤＣ機器５が制御される。
A plurality of
ＤＣ分電盤８には、例えば壁コンセントや床コンセントの態様で住宅に建て付けられた直流コンセント２７が直流系電力線２８を介して接続されている。この直流コンセント２７にＤＣ機器のプラグ（図示略）を差し込めば、同機器に直流電力を直接供給することが可能である。
The DC distribution board 8 is connected to a DC outlet 27 built in a house in the form of a wall outlet or a floor outlet, for example, via a
また、商用交流電源２とＡＣ分電盤１１との間には、商用交流電源２の使用量を遠隔検針可能な電力メータ２９が接続されている。電力メータ２９には、商用電源使用量の遠隔検針の機能のみならず、例えば電力線搬送通信や無線通信の機能が搭載されている。電力メータ２９は、電力線搬送通信や無線通信等を介して検針結果を電力会社等に送信する。
Further, a power meter 29 capable of remotely metering the amount of use of the commercial AC power supply 2 is connected between the commercial AC power supply 2 and the
電力供給システム１には、宅内の各種機器をネットワーク通信によって制御可能とするネットワークシステム３０が設けられている。ネットワークシステム３０には、同システム３０のコントロールユニットとして宅内サーバ３１が設けられている。宅内サーバ３１は、インターネットなどのネットワークＮを介して宅外の管理サーバ３２と接続されるとともに、信号線３３を介して宅内機器３４に接続されている。また、宅内サーバ３１は、ＤＣ分電盤８から直流系電力線３５を介して取得する直流電力を電源として動作する。
The power supply system 1 is provided with a
宅内サーバ３１には、ネットワーク通信による宅内の各種機器の動作制御を管理するコントロールボックス３６が信号線３７を介して接続されている。コントロールボックス３６は、信号線１７を介してコントロールユニット７及びＤＣ分電盤８に接続されるとともに、直流供給線路３８を介してＤＣ機器５を直接制御可能である。コントロールボックス３６には、例えば使用したガス量や水道量を遠隔検針可能なガス／水道メータ３９が接続されるとともに、ネットワークシステム３０の操作パネル４０に接続されている。操作パネル４０には、例えばドアホン子器やセンサやカメラからなる監視機器４１が接続されている。
A
宅内サーバ３１は、ネットワークＮを介して宅内の各種機器の動作指令を入力すると、コントロールボックス３６に指示を通知して、各種機器が動作指令に準じた動作をとるようにコントロールボックス３６を動作させる。また、宅内サーバ３１は、ガス／水道メータ３９から取得した各種情報を、ネットワークＮを通じて管理サーバ３２に提供可能であるとともに、監視機器４１で異常検出があったことを操作パネル４０から受け付けると、その旨もネットワークＮを通じて管理サーバ３２に提供する。
When the in-home server 31 inputs an operation command for various devices in the home via the network N, the home server 31 notifies the
次に、制御装置として機能するコントロールユニット７の詳細構成について説明する。
図２に示すように、コントロールユニット７は、電力系統を構成する商用交流電源２並びに分散電源を構成する太陽電池３及び蓄電池１６を電力供給システム１が有する各種の負荷Ｆに接続して配電する配電路４３を備えている。なお、負荷Ｆには、ＤＣ機器５及びＡＣ機器６等の各種機器の他にコントロールユニット７等のシステム構成要素も含まれ、これらに電力を供給する交流系電力線１２、直流系電力線１３〜１５，１８，１９，２５，２８，３５、及び直流供給線路２２，３８により配電路４３は構成されている。
Next, a detailed configuration of the
As shown in FIG. 2, the
また、コントロールユニット７は、商用交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換する交流／直流変換装置５０（ＡＣ／ＤＣコンバータ）と、太陽電池３に接続された直流／直流変換装置５１（ＤＣ／ＤＣコンバータ）とを備えている。
The
また、コントロールユニット７は、蓄電池１６から放電される直流電力を送出させる放電装置５２と、蓄電池１６を充電する充電装置５３とを備えている。蓄電池１６、放電装置５２及び充電装置５３は分散電源ＳＢを構成しているとともに、分散電源ＳＢには蓄電池１６の残容量を計測する計測部（図示略）が備えられている。また、放電装置５２及び充電装置５３は充放電装置を構成している。
In addition, the
また、コントロールユニット７は、ＤＣ機器５等の負荷Ｆにおける消費電力量を計測するために配電路４３に設けられた電力計測装置５４と、補正手段としての制御部５５とを備えている。制御部５５は、書き換え可能な記憶手段としての記憶部５６と、中央処理装置となるＣＰＵ５７とを備えている。記憶部５６には、負荷Ｆにおける過去の消費電力量についてのデータテーブルＴ（図３，５参照）が記憶されているとともに、電力計測装置５４による電力計測結果等を記憶するための領域が確保されている。
In addition, the
コントロールユニット７の制御部５５は、放電装置５２及び充電装置５３の少なくとも一方の動作を制御することで、充放電制御（充電制御及び放電制御の少なくとも一方）を行う。例えば、商用交流電源２からの電力供給が受けられなくなる停電時等に備えて蓄電池１６の充電を行い、停電時等に供給するための残容量Ｗｈ（図６参照）を確保するように、充電装置５３及び放電装置５２を制御する。なお、以下の説明において、停電時等の非常用電源として蓄電池１６に確保される電力容量をバックアップ容量Ｗｂ（図６参照）といい、このバックアップ容量Ｗｂは満充電時の容量（以下、「満充電容量Ｗｍ」という。図６参照）に対して１００％未満の所定割合に設定される。
The
次に、蓄電池１６にバックアップ容量Ｗｂを確保するための充放電制御について説明する。
制御部５５は設定された所定のタイミングで蓄電池１６の残容量Ｗｈを参照する。そして、残容量Ｗｈがバックアップ容量Ｗｂを下回っていた場合には充電装置５３に充電動作を行わせ、残容量Ｗｈがバックアップ容量Ｗｂを上回っていた場合には放電装置５２に放電動作を行わせる。
Next, charge / discharge control for securing the backup capacity Wb in the
The
これにより、停電時には蓄電池１６から放電することで負荷Ｆに給電することができる。一方、停電していないときには、蓄電池１６の残容量Ｗｈがバックアップ容量Ｗｂを下回らない範囲で蓄電池１６に充電された直流電力を負荷Ｆに給電することで、蓄電池１６の有効利用を図っている。
Thereby, it is possible to supply power to the load F by discharging from the
ここで、蓄電池１６のバックアップ容量Ｗｂは停電時等に必要な電力量を確保するべく設定されるが、停電時にどの程度の電力量が必要かは、負荷Ｆの設置数や使用者の使用状況によって大きく異なることが予想される。そこで、本実施形態では、負荷Ｆにおける過去の消費電力量に基づいてバックアップ容量Ｗｂの閾値を設定するようにしている。
Here, the backup capacity Wb of the
以下、過去の消費電力量に基づく充放電制御の一例として、負荷Ｆにおける直近（最近）の一定期間の消費電力量をバックアップ容量Ｗｂの閾値とする場合について説明する。なお、この充放電制御は蓄電池１６の蓄電容量を調整すべく、所定のタイミングで蓄電池１６の残容量Ｗｈ（現在の残容量）を参照し、現在の残容量と設定した閾値とを比較することで行う。また、「直近（最近）の一定期間」とは、蓄電池１６の残容量Ｗｈを参照した時より一定期間前までの任意の所定期間をいう。例えば、直近の１日であれば、図３に示すデータテーブルＴ１の曜日毎の消費電力量のうち、前日の値を閾値として使用することができるし、以下の例のように１週間（７日間）をその期間とすることもできる。
Hereinafter, as an example of the charge / discharge control based on the past power consumption, a case where the power consumption during the most recent (recent) period of time in the load F is used as the threshold value of the backup capacity Wb will be described. Note that this charge / discharge control refers to the remaining capacity Wh (current remaining capacity) of the
１週間（７日間）を対象期間とする場合、図３のデータテーブルＴ１の値は閾値としてではなく曜日別の消費電力量として使用される。そして、制御部５５は、予め設定された時刻になると図４に示す処理フローを実行する。
When one week (7 days) is the target period, the values in the data table T1 in FIG. 3 are used not as threshold values but as power consumption by day of the week. Then, the
始めに、ステップＳ１１において制御部５５はデータテーブルＴ１を参照する。そして、制御部５５は７日間の平均値である１日当たり平均消費電力量を算出し、バックアップ容量Ｗｂの閾値として設定する。次に、ステップＳ１２において制御部５５は蓄電池１６の現在の残容量Ｗｈとバックアップ容量Ｗｂとから、過不足容量Ｗｓ＝Ｗｈ−Ｗｂを算出する。
First, in step S11, the
そしてステップＳ１３において、Ｗｓ＜０の場合はＹｅｓの判定を行ってステップＳ１４に進み、Ｗｓ≧０の場合はＮｏの判定を行ってステップＳ１５に進む。ステップＳ１４において、制御部５５は充電装置５３に充電動作を行わせる。なお、充電装置５３に充電動作をさせる場合には、例えば天気のよい昼間などであれば太陽電池３で発電した直流電流を蓄電池１６に充電すれば経済的であるし、夜間や雨天などであれば商用交流電源２から得られた直流電力を蓄電池１６に充電するようにしてもよい。
In step S13, if Ws <0, the determination is Yes and the process proceeds to step S14. If Ws ≧ 0, the determination is No and the process proceeds to step S15. In step S14, the
また、ステップＳ１５において、制御部５５は放電装置５２に放電動作を行わせる。なお、ステップＳ１５では、放電制御により直流電力を負荷Ｆに供給するようにしてもよいし、残容量Ｗｈを維持するために積極的な電力供給は行わず、自己放電や待機電流による放電のみとしてもよい。
In step S15, the
ステップＳ１４又はステップＳ１５に続くステップＳ１６において、制御部５５は直近２４時間の負荷Ｆの消費電力量を算出する。そして、ステップＳ１７において、制御部５５は算出した直近１日分の消費電力量を元に、データテーブルＴ１の値を補正する。すなわち、制御部５５は負荷Ｆの消費電力量を計測する電力計測装置５４の計測結果に基づいてデータテーブルＴ１を補正する。
In step S16 following step S14 or step S15, the
なお、コントロールユニット７の使用開始時など、実際の消費電力量のデータがまだ得られていない場合には、データテーブルＴ１に一般的な値を初期値として記憶させておけば、その後の補正で実際の消費電力量に書き換えることができる。また、より最新のデータに基づいて充放電制御を行いたい場合には、データテーブルＴ１の補正を行った後に、補正した値を参照して閾値を設定してもよい。
If actual power consumption data is not yet obtained, such as when the
こうした充放電制御により、停電時に備えて、使用者のライフスタイルに応じたバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。また、データテーブルＴ１の補正により、バックアップ容量Ｗｂの閾値とする過去の消費電力量を使用状況の変化に応じて随時更新することができるので、継続的に適切なバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。更に、蓄電池１６の種類によっては満充電に近い状態で保持すると劣化の進行が早まることがあるが、適切なバックアップ容量Ｗｂを設定することで過大な充電を回避し、蓄電池１６の寿命を延ばすことができる。
With such charge / discharge control, it is possible to ensure a backup capacity Wb according to the user's lifestyle in preparation for a power failure. Further, by correcting the data table T1, the past power consumption as the threshold value of the backup capacity Wb can be updated at any time according to the change in the usage status, so that an appropriate backup capacity Wb can be secured continuously. it can. Further, depending on the type of the
また、例えば負荷Ｆとして電気冷暖房機器を用いている場合などには、消費電力量は季節毎に大きく変動することが予想される。そのため、現在の残容量Ｗｈが負荷Ｆにおける前年同時期の消費電力量に基づいて設定された閾値を下回った場合に、充電装置５３に充電動作を行わせるようにしてもよい。例えば、前年同時期として前年同月のデータを用いる場合には、記憶部５６に図５に示す前年の月別の１日当たり平均消費電力量についてのデータテーブルＴ（Ｔ２）をバックアップ容量Ｗｂの閾値として格納しておく。そして、制御部５５がこの閾値と現在の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うことにより、月毎に適切なバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。
In addition, for example, when an electric cooling / heating device is used as the load F, the power consumption is expected to vary greatly from season to season. Therefore, when the current remaining capacity Wh falls below a threshold set based on the power consumption amount of the load F in the same period of the previous year, the charging
また、負荷Ｆにおける時間帯別の消費電力量に基づいて閾値を設定し、この閾値と現在の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うようにしてもよい。この場合には、月毎や曜日毎に朝、昼、夜間等の時間帯別の消費電力量を算出して閾値を設定してもよいし、月毎や曜日毎の閾値に時間帯別の係数をかけることで閾値を設定してもよい。 Further, a threshold value may be set based on the power consumption for each time zone in the load F, and charge / discharge control may be performed by comparing the threshold value with the current remaining capacity Wh. In this case, the threshold may be set by calculating the amount of power consumption for each time zone such as morning, noon, night, etc. for each month or every day of the week, or the threshold for each month or day of the week for each time zone. A threshold value may be set by applying a coefficient.
その他、制御部５５が過去の消費電力量の変動傾向に基づいて閾値を設定し、この閾値と現在の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うようにしてもよい。例えば、制御部５５は設定されたタイミングで蓄電池１６の残容量Ｗｈを参照するが、この参照時より一定期間（例えば１週間や１ヶ月などの任意の期間）前までの負荷Ｆにおける消費電力量の変動傾向を分析する。そして、制御部５５は変動傾向として消費電力量の傾きを算出して参照時点での予想消費電力量を決定し、この予想消費電力量に対応する値（例えば予想消費電力量の５０％や６０％など）を閾値として設定する。あるいは、直近の一定期間又は前年同月の最大値を閾値として設定してもよいし、四季や曜日別の変動傾向に基づいて閾値を設定してもよい。
In addition, the
図６に示すように、充電装置５３の充電動作に伴って蓄電池の残容量Ｗｈは増加し、放電装置５２の放電動作に伴って蓄電池１６の残容量Ｗｈは減少する。なお、放電装置５２を介して負荷Ｆへの給電を行わない場合にも、自己放電や待機電流等によって蓄電池１６の残容量Ｗｈは時間経過と共に減少しうる。
As shown in FIG. 6, the remaining capacity Wh of the storage battery increases with the charging operation of the charging
したがって、少なくとも設定した閾値が変化する期間又は時間帯の開始時ｔａに図４に示す処理フローを実行し、更に共通の閾値が設定された期間又は時間帯を細分化した任意の時間区分の開始時ｔｂにも同処理フローを実行することで、残容量Ｗｈがバックアップ容量Ｗｂを下回る時間を減少させることができる。なお、閾値をバックアップ容量Ｗｂよりやや大きい値に設定することで、残容量Ｗｈがバックアップ容量Ｗｂを下回らないような制御を行うこともできる。 Therefore, the processing flow shown in FIG. 4 is executed at least at the start time ta of the period or time period in which the set threshold value changes, and the start of an arbitrary time segment obtained by subdividing the period or time period in which the common threshold value is set By executing the same processing flow at time tb, the time during which the remaining capacity Wh falls below the backup capacity Wb can be reduced. Note that by setting the threshold value to a value slightly larger than the backup capacity Wb, it is possible to perform control so that the remaining capacity Wh does not fall below the backup capacity Wb.
以上説明した本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コントロールユニット７は負荷Ｆにおける過去の消費電力量に基づいて放電装置５２及び充電装置５３を制御するので、負荷Ｆの使用状況に応じて蓄電容量を調整することができる。これにより、蓄電池１６の蓄電容量のうち一定の割合を使用状況に応じた停電時のバックアップ容量Ｗｂとして確保する一方、満充電容量Ｗｍからバックアップ容量Ｗｂを差し引いた残りの充電容量を停電時以外の給電に用いることができる。したがって、バックアップ容量Ｗｂを過大に設定することなく、負荷Ｆの使用状況に応じて蓄電池１６を効率的に利用することができる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the
（２）コントロールユニット７は、設定されたタイミングで蓄電池１６の残容量Ｗｈを参照し、該参照時より一定期間前までの負荷Ｆにおける消費電力量に基づいて設定した閾値と蓄電池１６の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うので、負荷Ｆの最近の使用状況に応じたバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。
(2) The
（３）コントロールユニット７は、負荷Ｆにおける前年同時期の消費電力量に基づいて設定した閾値と蓄電池１６の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うので、負荷Ｆの時期別の使用状況に応じたバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。
(3) Since the
（４）コントロールユニット７は、設定されたタイミングで蓄電池１６の残容量Ｗｈを参照し、該参照時より一定期間前までの負荷Ｆにおける消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定する。そして、設定した閾値と蓄電池１６の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うので、負荷Ｆの使用傾向に応じたバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。
(4) The
（５）コントロールユニット７は、負荷Ｆにおける時間帯別の消費電力量に基づいて設定した閾値と蓄電池１６の残容量Ｗｈとを比較して充放電制御を行うので、負荷Ｆの時間帯別の使用状況に応じたバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。
(5) Since the
（６）制御部５５は負荷Ｆの消費電力量を計測する電力計測装置５４の計測結果に基づいてデータテーブルＴを補正するので、負荷Ｆの使用状況の変化に応じたバックアップ容量Ｗｂを確保することができる。
(6) Since the
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・本発明の充放電制御は、停電時の電力使用に備えてバックアップ容量を確保する場合に限らない。例えば、バックアップ容量Ｗｂに換えて、又はバックアップ容量Ｗｂに加えて、夜間の電力供給を目的とする予備充電容量Ｗｙ（満充電容量Ｗｍ＞予備充電容量Ｗｙ＞バックアップ容量Ｗｂ）の閾値を過去の夜間における消費電力量に基づいて設定してもよい。この場合には、昼間に太陽電池３によって発電された電力を蓄電池１６に充電する。このとき、負荷Ｆによる消費を上回る余剰分のみを充電するようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
The charge / discharge control of the present invention is not limited to securing backup capacity in preparation for power use during a power failure. For example, instead of or in addition to the backup capacity Wb, the threshold value of the preliminary charge capacity Wy for full-time power supply (full charge capacity Wm> precharge capacity Wy> backup capacity Wb) is set to the past nighttime. You may set based on the power consumption in. In this case, the
そして、昼間の時間帯においては満充電容量Ｗｍ≧残容量Ｗｈ＞予備充電容量Ｗｙのときには必要に応じて放電制御を許可するが、予備充電容量Ｗｙ≧残容量Ｗｈのときには放電制御を行わずに充電制御を行うか、又は残容量Ｗｈを維持する。なお、残容量Ｗｈを維持するために、電力供給のための積極的な放電制御を行わないことに加えて、自己放電によって残容量Ｗｈが予備充電容量Ｗｙを下回った場合には不足分を補うべく継ぎ足し充電を行うようにしてもよい。 In the daytime period, discharge control is permitted as necessary when the full charge capacity Wm ≧ remaining capacity Wh> preliminary charge capacity Wy, but when the precharge capacity Wy ≧ remaining capacity Wh, discharge control is not performed. Charge control is performed or the remaining capacity Wh is maintained. In addition, in order to maintain the remaining capacity Wh, in addition to not performing active discharge control for power supply, when the remaining capacity Wh falls below the precharge capacity Wy due to self-discharge, the shortage is compensated. You may make it charge as much as possible.
また、夜間の時間帯には商用交流電源２よりも蓄電池１６から優先的に負荷Ｆに対して電力供給を行うが、予備充電容量Ｗｙに加えてバックアップ容量Ｗｂを設定している場合には、残容量Ｗｈがバックアップ容量Ｗｂを下回らないように放電制御を行う。なお、夜間の電力使用に備える予備充電容量Ｗｙの設定については、演算により求めた需要電力量の１００％としてもよい。
In addition, during the nighttime period, power is supplied from the
・時間帯別、月別又は曜日別などの２つ以上のデータテーブルＴを参照し、最も大きい消費電力量をバックアップ容量Ｗｂの閾値として採用するようにしてもよい。
・月毎に閾値を設定する場合には、複数年の平均値を採用してもよいし、過去の月別の変動傾向から閾値を設定してもよい。
The two or more data tables T such as by time zone, by month or by day of the week may be referred to and the largest power consumption may be adopted as the threshold value for the backup capacity Wb.
-When setting a threshold value for every month, you may employ | adopt the average value of several years, and may set a threshold value from the past monthly fluctuation tendency.
・直近の一定期間は１日や１月など、任意の期間を設定することができる。
・閾値として１日当たり消費電力量を採用する場合は、１日分の電力を確保することを想定しているので、停電のリスク等に応じて閾値を変化させてもよい。例えば、２日分の電力を確保したい場合には２日当たりの消費電力量を閾値としてもよいし、特定の時間帯のみ電力が確保されればよい場合は、対象となる時間帯における消費電力量を閾値としてもよい。
-An arbitrary period such as one day or January can be set for the most recent fixed period.
When adopting the daily power consumption as the threshold, it is assumed that the power for one day is secured, and the threshold may be changed according to the risk of power failure. For example, when it is desired to secure power for two days, the power consumption per two days may be set as a threshold value. When power needs to be secured only in a specific time zone, the power consumption amount in the target time zone. May be used as a threshold value.
・図４に示す処理フローにおいて、ステップＳ１６，Ｓ１７の補正は必ずしも毎回行う必要はない。例えば、閾値の設定に用いるデータが１日当たりの消費電力量に基づくもので、数時間毎にステップＳ１１〜Ｓ１５の充放電制御を行う場合には、ステップＳ１６，Ｓ１７の補正は１日に１回行うようにすればよい。あるいは、月別の１日当たり平均消費電力量がデータテーブルＴに書き込まれている場合には、月に１回補正を行うようにしてもよい。 In the processing flow shown in FIG. 4, the corrections in steps S16 and S17 are not necessarily performed every time. For example, if the data used for setting the threshold is based on the amount of power consumed per day and the charge / discharge control in steps S11 to S15 is performed every few hours, the corrections in steps S16 and S17 are performed once a day. You just have to do it. Alternatively, when the average daily power consumption per month is written in the data table T, the correction may be performed once a month.
・図４に示す処理フローにおいて、ステップＳ１６，Ｓ１７の補正を行わなくてもよい。
・電力計測装置５４は必ずしもコントロールユニット７内に備える必要はなく、例えば直流用と交流用の電力計測装置をそれぞれ直流供給線路２２，交流系電力線１２の途中に設け、制御部５５がその計測値を集計するようにしてもよい。
In the processing flow shown in FIG. 4, the corrections in steps S16 and S17 need not be performed.
The
・図４の処理フローにおいては、ステップＳ１３で過不足容量Ｗｓ≧０の場合に放電するようにしているが、過不足容量Ｗｓ≧充電容量Ｗｕ（満充電容量Ｗｍ≧充電容量Ｗｕ＞０）の場合に放電するようにしてもよい。この場合には、バックアップ容量Ｗｂを上回る分の充電容量Ｗｕを停電していないときの給電に有効利用することができる。ただし、満充電にすると蓄電池１６の劣化を早める虞があるため、満充電容量Ｗｍ＞充電容量Ｗｕ＞０とすることが望ましい。
In the processing flow of FIG. 4, discharging is performed when excess / deficiency capacity Ws ≧ 0 in step S13, but excess / deficiency capacity Ws ≧ charge capacity Wu (full charge capacity Wm ≧ charge capacity Wu> 0). You may make it discharge in case. In this case, the charging capacity Wu that exceeds the backup capacity Wb can be effectively used for power supply when the power is not interrupted. However, since full storage may accelerate the deterioration of the
・バックアップ容量Ｗｂは必ずしも通常時の需要電力量の１００％に設定する必要はなく、非常時に最低限必要な容量が確保されるように、通常時の需要電力量の５０％や６０％など、需要電力量に対応した任意の容量に設定することができる。 ・ The backup capacity Wb does not necessarily need to be set to 100% of the normal power demand, but 50% or 60% of the normal power demand, etc. It can be set to any capacity corresponding to the amount of power demand.
・蓄電池１６を充電する際の電源は商用交流電源２と太陽電池３に限らず、電力供給システム１に例えば燃料電池などの他の分散電源が備えられている場合には、これらの分散電源から充電するようにしてもよい。
The power source for charging the
・電力供給システム１は住宅に限らず、オフィスビル、所定の居住ブロック、工場、公園、スポーツ施設、レジャー施設など、負荷Ｆが設置される任意の単位領域に採用することができる。 The power supply system 1 is not limited to a house and can be used in any unit area where the load F is installed, such as an office building, a predetermined residence block, a factory, a park, a sports facility, and a leisure facility.
１…電力供給システム、２…電力系統を構成する商用交流電源、７…制御装置としてのコントロールユニット、１６…蓄電池、４３…配電路、５２…充放電装置を構成する充電装置、５３…充放電装置を構成する充電装置、５４…電力計測手段としての電力計測装置、５５…補正手段としての制御部、５６…記憶手段としての記憶部、Ｆ…負荷、Ｔ，Ｔ１，Ｔ２…データテーブル、Ｗｈ…残容量。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power supply system, 2 ... Commercial alternating current power source which comprises electric power system, 7 ... Control unit as control apparatus, 16 ... Storage battery, 43 ... Distribution path, 52 ... Charging apparatus which comprises charging / discharging apparatus, 53 ... Charging / discharging Charging apparatus constituting the apparatus, 54... Power measuring apparatus as power measuring means, 55... Control section as correcting means, 56... Storage section as storing means, F... Load, T, T1, T2. ... remaining capacity.
Claims (5)
電力系統及び前記蓄電池を負荷に接続して配電する配電路と、
前記蓄電池の充放電を行う充放電装置と、
前記負荷における過去の消費電力量に基づいて前記蓄電池の蓄電容量を調整すべく、前記充放電装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、設定されたタイミングで前記蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの前記負荷における消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定し、該閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、充放電制御を行うとともに、
前記過去の消費電力量についてのデータテーブルを記憶した記憶手段と、
前記負荷の消費電力量を計測する電力計測手段と、
該電力計測手段の計測結果に基づいて、前記データテーブルを補正する補正手段とを更に備える
ことを特徴とする電力供給システム。 A storage battery,
A power distribution line for distributing power by connecting a power system and the storage battery to a load; and
A charging / discharging device for charging / discharging the storage battery;
A control device for controlling the charge / discharge device to adjust the storage capacity of the storage battery based on the past power consumption in the load ;
The control device refers to the remaining capacity of the storage battery at a set timing, and a threshold value corresponding to the predicted power consumption calculated based on the fluctuation tendency of the power consumption in the load until a certain period before the reference time And comparing the threshold value with the remaining capacity of the storage battery to perform charge / discharge control,
Storage means for storing a data table for the past power consumption;
Power measuring means for measuring the power consumption of the load;
A power supply system , further comprising: a correction unit that corrects the data table based on a measurement result of the power measurement unit .
設定されたタイミングで前記蓄電池の残容量を参照し、該参照時より一定期間前までの前記負荷における消費電力量の変動傾向に基づいて算出した予想消費電力量に対応する閾値を設定し、該閾値と前記蓄電池の残容量とを比較して、前記充放電装置の充放電制御を行うとともに、
前記負荷の消費電力量を計測するとともに、前記負荷における過去の消費電力量についてのデータテーブルを記憶し、前記負荷の消費電力量の計測結果に基づいて、前記データテーブルを補正する
ことを特徴とする電力供給システムの制御装置。 A control device of a power supply system comprising a storage battery, a power distribution system and a distribution path for distributing power by connecting the storage battery to a load, and a charge / discharge device for charging / discharging the storage battery,
Refer to the remaining capacity of the storage battery at the set timing, and set a threshold value corresponding to the expected power consumption calculated based on the fluctuation tendency of the power consumption in the load until a certain period before the reference time, Comparing the threshold value and the remaining capacity of the storage battery, performing charge / discharge control of the charge / discharge device,
The power consumption amount of the load is measured, a data table about the past power consumption amount in the load is stored, and the data table is corrected based on the measurement result of the power consumption amount of the load. A control device for a power supply system.
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