JP5529176B2 - Distributed power supply control device and distributed power supply control method - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池を用いて、配電線ごとに使用電力のピークシフトを制御する分散電源制御システムに関する。 The present invention relates to a distributed power supply control system that uses a storage battery to control the peak shift of power used for each distribution line.
今後、プラグインハイブリッドカーや電気自動車は、普及が拡大し、それらの自動車の、一般家庭における自動車保有台数に対する割合も大きくなることが予想される。また、電気自動車に積載される蓄電池は、一般家庭で使われる約2日分の電力を蓄えられるといわれている。 In the future, the spread of plug-in hybrid cars and electric cars is expected to increase, and the ratio of these cars to the number of cars owned by ordinary households is expected to increase. In addition, it is said that a storage battery mounted on an electric vehicle can store about two days of power used in a general household.
電気自動車は、夜間に住宅や事業所で駐車されていることが多いので、今後、電気自動車の蓄電池は、安価な深夜電力により充電されることが想定される。そして、電気自動車は、昼間に使用されなければ、蓄電池が充電されたまま保管されることになり、一方、使用したとしても、近距離内であれば、蓄電池の電力は十分に残っていると考えられる。 Since electric vehicles are often parked at homes or offices at night, it is assumed that storage batteries of electric vehicles will be charged with inexpensive late-night power in the future. And if an electric vehicle is not used in the daytime, it will be stored with the storage battery charged. On the other hand, even if it is used, if it is within a short distance, the power of the storage battery remains sufficiently. Conceivable.
ところで、電力使用環境の変化により電力需要が増えた場合には、使用電力のピークに耐えられる容量の電源や流通設備が必要になる。ただし、電源や流通設備の増強は容易ではなく、時間及び費用がかかるとともに、地域住民のコンセンサスを得ることが必要となる。また、昼夜における電力需要の較差が大きい場合には、設備の利用率が悪く、発電所の運用も非効率となる。 By the way, when the power demand increases due to changes in the power usage environment, a power source or distribution facility having a capacity capable of withstanding the peak of the power usage is required. However, it is not easy to reinforce power supply and distribution facilities, and it takes time and money, and it is necessary to obtain a consensus of local residents. In addition, when the difference in power demand between day and night is large, the utilization factor of the facilities is poor and the operation of the power plant becomes inefficient.
なお、特許文献1には、電気自動車による電力供給システムが開示されており、残存蓄電量が所定量より大きい場合に、放電指示により商用電力系統の配電線に電力供給を行うことができるが、各家庭で個別に制御されるため、商用電力系統の効率的な運用にはつながらない。 Patent Document 1 discloses an electric power supply system using an electric vehicle. When the remaining power storage amount is larger than a predetermined amount, power can be supplied to a distribution line of a commercial power system by a discharge instruction. Since each home is controlled individually, it does not lead to efficient operation of the commercial power system.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図ることにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, The main objective is to aim at the efficient operation | use of an electric power grid | system using a storage battery.
上記課題を解決するために、本発明は、分散電源制御装置であって、配電線から消費される電力が1日におけるピークからオフピークへ向かう間の第1時刻又は第1時間帯において、前記配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得する第1取得手段と、前記電力が1日におけるオフピークからピークへ向かう間の第2時刻又は第2時間帯において、前記給電状態を取得する第2取得手段と、前記第1取得手段及び前記第2取得手段で取得した給電状態に基づいて、オフピーク及びピークにおける前記電力の時間的変化を示す電力曲線を予測する予測手段と、前記予測した電力曲線に基づいて、前記配電線と、当該配電線に連系される蓄電池との間で充放電が行われるように前記蓄電池を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、電力系統のうち、配電線ごとの電流や使用電力の状況に基づいて、当該配電線の配下にある蓄電池の充放電を、電力のオフピーク及びピークに合わせて行うことにより、当該配電線の給電対象地域の特性(例えば、家電機器の使い方等の傾向)に適合した、使用電力のピークシフトを実現することができる。これによれば、蓄電池を利用して、配電線の効率的な運用を図ることができる。なお、請求項におけるオフピーク及びピークは、1日の電力が最小値及び最大値になるときの時刻だけでなく、その時刻を含む時間帯をいう。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a distributed power supply control device, wherein the power consumed from a distribution line is distributed at a first time or a first time zone during a period from a peak in a day to an off-peak. A first acquisition means for acquiring a measured value of the current flowing through the electric wire and a rate of change thereof, or a power supply state which is the measured value of the electric power and the rate of change thereof; Based on the second acquisition means for acquiring the power supply status and the power supply status acquired by the first acquisition means and the second acquisition means at two times or in a second time zone, the time of the power at off-peak and peak Based on the prediction means for predicting a power curve indicating a change, and the predicted power curve, charging and discharging are performed between the distribution line and a storage battery linked to the distribution line. Characterized in that it comprises a control means for controlling the storage battery, the.
According to this configuration, based on the current of each distribution line and the status of power used in the power system, charging and discharging the storage battery under the distribution line is performed according to the power off-peak and peak, It is possible to realize a peak shift in power usage that is suitable for the characteristics of the power supply target area of the distribution line (for example, a tendency such as usage of home appliances). According to this, efficient operation of a distribution line can be aimed at using a storage battery. In addition, the off-peak and the peak in the claims refer not only to the time when the daily power reaches the minimum value and the maximum value, but also to a time zone including the time.
また、本発明の上記分散電源制御装置において、過去の1日ごとの、前記電力の時間的変化を示す電力曲線、天候及び気温を取得し、実績データとして記憶する手段をさらに備え、前記予測手段は、直近の所定期間における各実績データと、前記第1時刻又は第1時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第1電力曲線として選択する手段と、前記選択した第1電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第1電力曲線を補正し、当該補正した第1電力曲線を前記オフピークにおける電力曲線の予測値とする手段と、直近の所定期間における各実績データと、前記第2時刻又は第2時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第2電力曲線として選択する手段と、前記選択した第2電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第2電力曲線を補正し、当該補正した第2電力曲線を前記ピークにおける電力曲線の予測値とする手段と、を有することとしてもよい。
この構成によれば、直近の所定期間(例えば、2週間程度)の各実績データを、当日データに対する類似度を計算する対象として、類似度の最も高い実績データを選択することにより、その時季の気候や家電機器の使い方に合った電力曲線を取得することができる。そして、選択した過去の電力曲線の日は、他の日と比べて当日に対する類似度が高いとしても、天候や気温には多少の差があると考えられるので、その差に基づく補正を電力曲線に施すことにより、さらに精度よく電力曲線を予測することができる。
In the distributed power supply control device of the present invention, the prediction unit further includes means for acquiring a power curve, weather, and temperature indicating the temporal change of the power for each past day, and storing it as performance data. Calculates the degree of similarity between at least the power supply state among the actual data for the most recent predetermined period, the power supply state at the first time or the first time zone, the weather and temperature of the day, and the similarity is the highest. A correction value is calculated based on the difference between the means for selecting the power curve of the high performance data as the first power curve, the weather and temperature corresponding to the selected first power curve, and the weather and temperature of the day, the first power curve is corrected by the correction value, and means for the first power curve the corrected predicted value of the power curve in the off-peak, and the actual data in the latest predetermined period, the Among the power supply state at two times or the second time zone, the weather and temperature of the day, at least the similarity to the power supply state is calculated, and the power curve of the record data with the highest similarity is selected as the second power curve. A correction value is calculated based on the difference between the means, the weather and temperature corresponding to the selected second power curve, and the current day's weather and temperature, and the second power curve is corrected by the correction value. The second power curve may be a predicted value of the power curve at the peak .
According to this configuration, by selecting each performance data of the most recent predetermined period (for example, about two weeks) as the target for calculating the similarity to the current day data, A power curve suitable for the climate and usage of home appliances can be acquired. Even if the selected past power curve day has a higher degree of similarity to the current day than other days, it is considered that there is a slight difference in weather and temperature. By applying to the above, it is possible to predict the power curve with higher accuracy.
また、本発明の上記分散電源制御装置において、前記制御手段は、前記予測したオフピークにおける電力曲線から、1日のオフピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、前記抽出したオフピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の充電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、前記予測したピークにおける電力曲線から、1日のピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、前記抽出したピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の放電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、を有することとしてもよい。
この構成によれば、予測した電力曲線のオフピーク又はピークの状態から抽出した電力の時間的変化に基づいて、蓄電池の充放電を制御するので、精度よく電力のピークシフトを実現することができる。
In the distributed power supply control apparatus according to the present invention, the control means includes means for extracting a temporal change in the power at a daily off peak from the predicted power curve at the off peak, and power of the extracted off peak. Based on the temporal change, the means for instructing the storage battery to charge the storage battery at a predetermined time every predetermined time, and the temporal change of the power at the peak of the day from the power curve at the predicted peak And means for instructing the storage battery to discharge the storage battery at a predetermined time based on a temporal change in power at the extracted peak.
According to this configuration, the charge / discharge of the storage battery is controlled based on the temporal change of the power extracted from the off-peak or peak state of the predicted power curve, so that the power peak shift can be realized with high accuracy.
また、本発明の上記分散電源制御装置において、1日のオフピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、前記予測したオフピークにおける電力曲線と、前記取得したオフピークにおける給電状態との差に基づいて、第1補正値を計算する手段と、前記計算した第1補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、充電すべき所定電力に反映させる手段と、1日のピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、前記予測したピークにおける電力曲線と、前記取得したピークにおける給電状態との差に基づいて、第2補正値を計算する手段と、前記計算した第2補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、放電すべき所定電力に反映させる手段と、をさらに備えることとしてもよい。
この構成によれば、1日のオフピーク又はピークにおける電力の予測値と、実際値との差を、次の日における蓄電池の充放電制御に反映させるので、さらに精度よく電力のピークシフトを実現することができる。
Further, in the distributed power supply control device of the present invention, based on the difference between the means for acquiring the power supply state at a daily off peak, the power curve at the predicted off peak, and the power supply state at the acquired off peak, Means for calculating a first correction value, means for instructing the storage battery to calculate the first correction value on the next day, and reflecting the predetermined power to be charged; A means for obtaining, a means for calculating a second correction value based on a difference between the power curve at the predicted peak and the power supply state at the acquired peak, and the calculated second correction value are calculated on the next day. Means for instructing the storage battery to reflect the predetermined power to be discharged.
According to this configuration, since the difference between the predicted value of the power at the off-peak or peak of the day and the actual value is reflected in the charge / discharge control of the storage battery on the next day, the peak shift of the power is realized with higher accuracy. be able to.
また、本発明の上記分散電源制御装置において、電気自動車と相互に給電可能な住宅に設置され、前記配電線に接続されたスマートメータの通信アドレスを記憶する手段をさらに備え、前記制御手段は、前記通信アドレスを用いて、前記スマートメータに対して、前記電気自動車に搭載された蓄電池の充放電制御を指示することとしてもよい。
この構成によれば、分散電源制御装置が配電線の配下にあるスマートメータと通信し、そのスマートメータが電気自動車の蓄電池の充放電を制御することにより、配電線の給電対象となる地域内で登録された電気自動車の蓄電池を分散電源として用いることができる。
Further, in the distributed power supply control device of the present invention, further comprising means for storing a communication address of a smart meter installed in a house that can be fed with an electric vehicle and connected to the distribution line, the control means, It is good also as instruct | indicating charge / discharge control of the storage battery mounted in the said electric vehicle with respect to the said smart meter using the said communication address.
According to this configuration, the distributed power supply control device communicates with the smart meter under the distribution line, and the smart meter controls charging / discharging of the storage battery of the electric vehicle, so that the distribution line can be supplied within the area to be supplied with power. The registered electric vehicle storage battery can be used as a distributed power source.
なお、本発明は、分散電源制御方法を含む。その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。 The present invention includes a distributed power supply control method. In addition, the problems disclosed by the present application and the solutions thereof will be clarified by the description of the mode for carrying out the invention and the drawings.
本発明によれば、蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図ることができる。 According to the present invention, an efficient operation of an electric power system can be achieved using a storage battery.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る分散電源制御システムは、配電線ごとに、その配下にある蓄電池を用いて使用電力のピークシフト制御を行うものであり、配電線の電流から予測した電力曲線のうち、深夜のオフピーク部分及び昼間のピーク部分に基づいて、電力系統側から蓄電池の充放電制御を行うものである。詳細には、配電線の電力曲線に従って、最適の時間に充電及び放電の指令を、給電対象地域内の登録された電気自動車へ出力する。なお、状況によっては、昼間の充電も可能とする。これによれば、蓄電池を利用して、電力系統の効率的な運用を図ることができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The distributed power supply control system according to the embodiment of the present invention performs peak shift control of electric power used for each distribution line by using a storage battery under the distribution line. Based on the midnight off-peak part and the daytime peak part, charge / discharge control of the storage battery is performed from the power system side. Specifically, according to the power curve of the distribution line, charging and discharging instructions are output to registered electric vehicles in the power supply target area at an optimal time. Depending on the situation, daytime charging is also possible. According to this, an efficient operation of an electric power system can be aimed at using a storage battery.
≪システムの構成と概要≫
図1は、分散電源制御システム1の構成を示す図である。分散電源制御システム1は、制御装置7がスマートメータ9に指示して、電気自動車20に搭載された蓄電池の充放電を行うものであり、変電所2、母線3、遮断器4、配電線5、変流器6、制御装置7、引込線8、スマートメータ9、住宅10及び電気自動車20を備える。
≪System configuration and overview≫
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a distributed power supply control system 1. In the distributed power supply control system 1, the control device 7 instructs the smart meter 9 to charge and discharge the storage battery mounted on the
変電所2は、配電用の変電所であり、上位の変電所から供給された電力の電圧を降圧して母線3に送出する。母線3は、変電所2と、遮断器4との間に介在し、変電所2から送出された電力を各遮断器4に伝送する。遮断器4は、母線3と、配電線5との間に設置され、母線3を通じて供給される電力を配電線5に送出するか否かを制御する。配電線5は、遮断器4から給電対象となる地域に延設され、各需要家宅(住宅10)に対して電力を供給する。1つの変電所2から、例えば、5〜10ルートの配電線5が分岐し、延設される。
The
変流器6は、配電線5に設置される計器用変流器であり、配電線5に流れる電流の大きさに応じた電流(変流比で変換された大きさの電流)を制御装置7に送出する。制御装置7は、変流器6から送出された電流を計測し、その計測した電流及び変流比により、配電線5に流れる電流を計算し、その計算した電流に基づいて、スマートメータ9を通じて、電気自動車20に搭載された蓄電池の充放電制御を行う。蓄電池の充放電制御は、配電線5ごとに行われる。なお、制御装置7は、制御所や変電所に設置され、スマートメータ9とは無線通信又はPLC(Power Line Communication)通信を行うものとする。
The
引込線8は、配電線5から分岐し、各住宅10に接続され、各住宅10に対して電力を直接供給する。スマートメータ9は、制御装置7との間で通信を行うことにより、住宅10における消費電力量を計測し、その計測した消費電力量を制御装置7に送信し、一方、制御装置7から受信した指示に基づいて、電気自動車20に搭載された蓄電池の充放電制御を行う。
The lead-in wire 8 branches from the distribution line 5, is connected to each
住宅10は、需要家宅であり、配電線5から引込線8を通じて供給される電力を消費し、その電力の一部を電気自動車20に充電するとともに、電気自動車20から放電される電力を消費し、その電力の全部又は一部を引込線8に送出する。電気自動車20は、蓄電池を搭載した車両であり、稼動せずに住宅10に駐車されている限り、その蓄電池は分散電源として利用される。
The
分散電源制御システム1は、電気自動車20の蓄電池を活用して、深夜電力による充電及び昼間の放電を制御する。住宅10において、電気自動車20は、常に所定値以上の充電量を確保しており、深夜電力で充電し、昼間に電力の供給を行う。電気自動車20は、電力系統からの制御を受けながら、自家用車としても使用可能である。
The distributed power supply control system 1 uses the storage battery of the
図2は、住宅10の構成を示す図である。住宅10は、屋内配線11、スイッチ12、分電盤13、家電機器14、充放電器30及び充放電器制御装置40を備える。屋内配線11には、引込線8、スイッチ12及び分電盤13を通じて商用電力が供給される。そして、その商用電力は、屋内配線11を通じて各種家電機器14に供給される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
充放電器30は、屋内配線11及び充放電器制御装置40に接続され、さらに、コネクタ31を介して、電気自動車20に搭載される蓄電池21と接続される。蓄電池21は、引込線8及び屋内配線11を通じて配電線5(図1)に連系される。そして、充放電器30は、充放電器制御装置40から受信する信号に応じて蓄電池21の充放電を制御する。
The charger /
充放電器制御装置40は、有線接続された充放電器30を制御するコンピュータ(情報処理装置)であり、図1のスマートメータ5に対応する。また、有線接続されたスイッチ12に制御信号を送信することにより、スイッチ12の開閉を行い、無線通信路15を介した通信により、照明機器やエアコン、冷蔵庫、テレビ等の家電機器14の稼動を制御する。
The charger /
図3は、制御装置7のハードウェア構成を示す図である。制御装置7は、通信部71、電流計測部72、処理部73及び記憶部74を備え、各部がバス75を介してデータを送受信可能なように構成される。通信部71は、ネットワークを介して他の装置(スマートメータ9や他の端末等)とIP(Internet Protocol)通信等を行う部分であり、例えば、NIC(Network Interface Card)等によって実現される。電流計測部72は、変流器6から送出される電流を計測し、配電線5に流れる電流を計算する部分であり、例えば、電流計等によって実現される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the control device 7. The control device 7 includes a communication unit 71, a
処理部73は、所定のメモリを介して各部間のデータの受け渡しを行うととともに、制御装置7全体の制御を行うものであり、CPU(Central Processing Unit)が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部75は、処理部74からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の不揮発性記憶装置によって実現される。
The
≪データの構成≫
図4は、制御装置7の記憶部74に記憶されるデータ構成を示す図である。記憶部74は、配電線5の配下に接続される蓄電池21の充放電を制御するために、スマートメータデータ74A、シフト電力データ74B、過去計測データ74C、当日計測データ74D、当日電力曲線データ74E、充電指示データ74F及び放電指示データ74Gを格納する。
<< Data structure >>
FIG. 4 is a diagram illustrating a data configuration stored in the
スマートメータデータ74Aは、配電線5の配下に設置されるスマートメータ9の登録データであり、スマートメータ9の通信アドレスや蓄電池21の容量等を含む。シフト電力データ74Bは、電力曲線のピークやオフピークに相当する面積部分、すなわち、シフトすべき電力量を特定するための設定値であり、ピーク電力又はオフピーク電力からの差分値が設定される(図7(b)参照)。なお、2段階の差分値として、最低限の値と、充放電可能な容量に余裕がある場合に用いる値とを設定してもよい。スマートメータデータ74A及びシフト電力データ74Bは、配下にあるスマートメータ9や蓄電池21の状態に応じて予め設定される。
The
過去計測データ74Cは、配電線5における1日ごとの電流の変化(例えば、10分ごとの計測値)、天候(例えば、昼間電力のピーク時)及び気温(例えば、最高気温及び最低気温)のデータであり、少なくとも直近2週間分のデータが保存される。当日計測データ74Dは、当日の所定時刻における電流値(計測値)及びその変化率、当日の天候及び気温(予想値)である。気温には、例えば、ピーク電力を予測する場合には、予想最高気温が設定され、オフピーク電力を予測する場合には、予想最低気温が設定される。
The
当日電力曲線データ74Eは、配電線5について予測した当日の使用電力曲線のデータであり、立ち上がり時にはピークの電力曲線が設定され、一方、立ち下がり時にはオフピークの電力曲線が設定される。充電指示データ74Fは、配電線5の配下にあるスマートメータ9全体に指示すべき充電の時間及び電力容量である。放電指示データ74Gは、配電線5の配下にあるスマートメータ9全体に指示すべき放電の時間及び電力容量である。
The current day
≪システムの処理≫
図5は、分散電源制御システム1において、電気自動車20に搭載される蓄電池21の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。本処理は、制御装置7において、主として処理部73が、電流計測部72により配電線5の電流値を取得し、記憶部74のデータを参照、更新しながら、通信部71により配電線5配下のスマートメータ9に充放電の指示を行うものである。
≪System processing≫
FIG. 5 is a flowchart showing processing for controlling charging / discharging of the
事前の処理として、制御装置7は、配電線5に接続されるスマートメータ9の通信アドレス及びピークとオフピークにおける電力の差分値(図7(b)参照)のデータを取得し、スマートメータデータ74A及びシフト電力データ74Bとして記憶部74に記憶する(S501)。通信アドレスは、例えば、通信部71がスマートメータ9との無線通信又はPLC通信を行うことにより取得される。ピークとオフピークにおける電力の差分値は、例えば、通信部71が、電力会社のオペレータが所持する携帯端末との通信を行うことにより取得される。なお、配電線5の給電対象地域に住宅10が新築されて、スマートメータ9が増えたり、上記の差分値を調整する必要が出たりしたとき、スマートメータデータ74A及びシフト電力データ74Bは更新される。
As a prior process, the control device 7 acquires data of the communication address of the smart meter 9 connected to the distribution line 5 and the power difference value between the peak and the off-peak (see FIG. 7B), and the
S502〜S507は、1日ごとに繰り返される処理である。なお、過去計測データ74Cの取得及び設定は、充放電制御処理とは別のタスクにより随時行われるものとする。
S502 to S507 are processes that are repeated every day. In addition, acquisition and setting of the
まず、制御装置7は、電流曲線が立ち下がりの時刻(第1時刻)に、オフピークの電力曲線を予測し、当日電力曲線データ74Eとして記憶部74に記憶する(S502)。図7(a)に示すように、立ち下がりの時刻は、充放電制御を行わない時間帯に含まれ、配電線5を流れる電流がピークになる時刻と、オフピークになる時刻との中間時刻(例えば、22:00)である。予測処理の詳細は、図6を用いて後記する。
First, the control device 7 predicts an off-peak power curve at the time when the current curve falls (first time), and stores the predicted
次に、制御装置7は、予測したオフピークの当日電力曲線データ74E及びシフト電力データ74Bに基づいて、充電指示データ74Fを作成し、記憶部74に記憶する(S503)。図7(b)に示すように、オフピークの電力曲線があったときに、差分値により特定される領域及びその面積が、充電すべき時間帯及び電力量に相当する。あるいは、時間とともに変化する電力を、時刻(正確には、所定の時間間隔)ごとに充電すべき電力としてもよい。それらの時間帯及び電力量、又は、時刻ごとの電力を充電指示データ74Fとする。なお、スマートメータ9を通じて蓄電池21の空き容量(充電可能電力量)を確認することにより、さらに充電可能であることが分かれば、電力曲線及び一点鎖線で囲まれる領域及びその面積を充電すべき時間帯及び電力量としてもよい。また、給電地域内で登録された住宅10の蓄電池容量を電力曲線のオフピーク時に当てはめ、制御可能な電力容量及び時間を算出し、制御信号をスマートメータ9に送信してもよい。
Next, the control device 7 creates
そして、制御装置7は、作成した充電指示データ74F及びスマートメータデータ74Aに基づいて、配電線5の配下にある各スマートメータ9に充電を指示する(S504)。例えば、スマートメータデータ74Aに含まれる通信アドレスの個数により、充電すべき電力量を均等割りしてもよいし、各蓄電池21の空き容量を確認することにより、その空き容量に応じた個別の電力量の充電を指示してもよい。このとき、各スマートメータ9は、制御装置7からの充電指示を受けて、配電線5から住宅10に接続された電気自動車20の蓄電池21への充電を制御する。
And the control apparatus 7 instruct | indicates charge to each smart meter 9 under the distribution line 5 based on the produced
なお、当日電力曲線データ74E及びシフト電力データ74Bに基づいて特定し、充電制御に用いたオフピーク電力と、実際のオフピーク時に計測した電流値から計算される電力値との差を補正値として、次の日の充電制御に反映させる。この差の原因には、蓄電池21の充電可能容量の誤差及び電力予測の誤差の2つが考えられるが、いずれにしても、作成した後の充電指示データ74Fを補正するのに用いる。補正幅は、差分値そのものではなく、例えば、差分値の1/2等にする。これによれば、平均した補正値を毎日使うことにより、当該地域の特性を反映させることができる。
The difference between the off-peak power used for charging control and the current value measured at the actual off-peak is specified as a correction value based on the current
続いて、制御装置7は、電流曲線が立ち上がり(第2時刻)の時刻に、ピークの電力曲線を予測し、当日電力曲線データ74Eとして記憶部74に記憶する(S505)。図7(a)に示すように、立ち上がりの時刻は、充放電制御を行わない時間帯に含まれ、配電線5を流れる電流がオフピークになる時刻と、ピークになる時刻との中間時刻(例えば、10:00)である。予測処理の詳細は、図6を用いて後記する。
Subsequently, the control device 7 predicts a peak power curve at the time when the current curve rises (second time), and stores it in the
次に、制御装置7は、予測したピークの当日電力曲線データ74E及びシフト電力データ74Bに基づいて、放電指示データ74Gを作成し、記憶部74に記憶する(S506)。図7(b)に示すように、ピークの電力曲線があったときに、差分値により特定される領域及びその面積が、放電すべき時間帯及び電力量に相当する。あるいは、時間とともに変化する電力を、時刻(正確には、所定の時間間隔)ごとに放電すべき電力としてもよい。それらの時間帯及び電力量、又は、時刻ごとの電力を放電指示データ74Gとする。なお、スマートメータ9を通じて蓄電池21の充電容量(放電可能電力量)を確認することにより、さらに放電可能であることが分かれば、電力曲線及び二点鎖線で囲まれる領域及びその面積を放電時間及び電力量としてもよい。また、給電地域内で登録された住宅10の蓄電池容量を電力曲線のピーク時に当てはめ、制御可能な電力容量及び時間を算出し、制御信号をスマートメータ9に送信してもよい。
Next, the control device 7 creates the
そして、制御装置7は、作成した放電指示データ74G及びスマートメータデータ74Aに基づいて、配電線5の配下にある各スマートメータ9に放電を指示する(S507)。例えば、スマートメータデータ74Aに含まれる通信アドレスの個数により、放電すべき電力量を均等割りしてもよいし、各蓄電池21の充電量を確認することにより、その充電量に応じた個別の電力量の放電を指示してもよい。このとき、各スマートメータ9は、制御装置7からの放電指示を受けて、住宅10に接続された電気自動車20の蓄電池21から配電線5への放電を制御する。S507の処理が終了すれば、S502の処理に戻る。
And the control apparatus 7 instruct | indicates discharge to each smart meter 9 under the distribution line 5 based on the produced
なお、当日電力曲線データ74E及びシフト電力データ74Bに基づいて特定し、放電制御に用いたピーク電力と、実際のピーク時に計測した電流値から計算される電力値との差を補正値として、次の日の放電制御に反映させる。この差の原因には、蓄電池21の放電可能容量の誤差及び電力予測の誤差の2つが考えられるが、いずれにしても、補正値は、作成した後の放電指示データ74Gを補正するのに用いられる。補正幅は、差分値そのものではなく、例えば、差分値の1/2等にする。これによれば、平均した補正値を毎日使うことにより、当該地域の特性を反映させることができる。
It is to be noted that the difference between the peak power used for the discharge control and the power value calculated from the current value measured at the actual peak is specified as a correction value, based on the current
充放電ともに、その前の電気自動車20の使用状態に応じて、蓄電池21に係る電力量が大きく変動することもあるが、日ごとの補正値を制御に反映していけば、その地域の平均的な補正を行うことができる。また、充放電の制御を実施する数時間前に充放電すべき時間帯の中間時刻を通知し、各住宅20のスマートメータ9により、上記時間帯のうち、蓄電池21にとって最適な時間に充放電を行うことも考えられる。
Depending on the usage state of the
住宅10に課金される電気料金に関しては、深夜に充電された電力を、昼間にすべて当該住宅10で消費するとすれば、昼間よりも深夜の電力単価の方が安いので、その差分だけ、当該住宅10の電気料金は、より安くなる。
With regard to the electricity bill charged to the
図6は、制御装置7において、電力曲線を予測する処理を示すフローチャートである。電力曲線の予測では、当日における配電線5の電流の立ち上がり(立ち下がり)時刻において、電流値及び変化率を取得して、至近の過去計測データ74Cから同じか近似の電流曲線を選出し、電力曲線に変換する。そして、天候差や気温差による補正値を算出し、その補正値により電力曲線を補正する。以下に、詳細を説明する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of predicting a power curve in the control device 7. In the prediction of the power curve, the current value and the rate of change are obtained at the rise (fall) time of the current of the distribution line 5 on that day, and the same or approximate current curve is selected from the latest
まず、制御装置7は、電流計測部72により、設定時刻において配電線5を流れる電流の値を取得し、その電流値の変化率を計算し、当日計測データ74Dとして記憶する(S601)。設定時刻は、例えば、立ち上がりであれば10:00であり、立ち下がりであれば22:00である。なお、季節や気候に応じて、ピーク電力やオフピーク電力の時刻が変化すると考えられるので、それらの中間時刻である設定時刻を随時変更するようにしてもよい。
First, the control device 7 acquires the value of the current flowing through the distribution line 5 at the set time by the
次に、制御装置7は、当日の天候及び気温を取得し、当日計測データ74Dとして記憶する(S602)。天候及び気温は、処理部73が現在の天候及び気温から所定の手法により予測してもよいし、通信部71がインターネット経由でアクセス可能な天気予報サイトから取得してもよい。なお、取得すべき気温は、立ち上がりであれば最高気温であり、立ち下がりであれば最低気温である。
Next, the control apparatus 7 acquires the weather and temperature of the day, and memorize | stores it as the
そして、制御装置7は、記憶部74の当日計測データ74D及び過去計測データ74Cに関する類似度を計算し、その類似度を過去計測データ74Cに追加して記憶する(S603)。類似度は、設定時刻における電流値及びその変化率、当日の天候及び気温を対象とし、4つのパラメータごとに類似度を計算し、その類似度を合計するものとする。電流値、その変化率及び気温に関しては、差分の絶対値又は2乗値を類似度とする。天候に関しては、晴、曇、雨に対してポイント(例えば、2、1、0)を付与し、その差分の絶対値又は2乗値を類似度とする。そのとき、当日の天候及び気温よりも、電流値及びその変化率を優先して類似度を判断するように、各類似度に重み付けをしてもよい。
And the control apparatus 7 calculates the similarity regarding the same
制御装置7は、過去計測データ74Cのうち、直近の2週間分について、当日計測データ74Dとの類似度を計算したか否かを判定する(S604)。直近2週間分の過去計測データ74Cを対象にすることにより、その時季に合った使用電力曲線が得られる。2週間分のデータについて計算していなければ(S604のNO)、まだ計算していない過去計測データ74Cの類似度を計算する(S603)。
The control device 7 determines whether or not the similarity with the current
2週間分のデータについて計算済であれば(S604のYES)、制御装置7は、計算した類似度の合計値が最も小さい、すなわち、最も類似度が高い(最も類似している)日の電流曲線を選択し、その電流曲線に基づいて、当日の電力曲線を作成する(S605)。例えば、変流器6の設置箇所における電圧値を取得し、その電圧値を電流曲線に積算することにより、電力曲線を取得する。
If the data for two weeks has been calculated (YES in S604), the control device 7 determines that the total value of the calculated similarities is the smallest, that is, the current on the day with the highest similarity (the most similar). A curve is selected, and a power curve for the day is created based on the current curve (S605). For example, the power curve is acquired by acquiring the voltage value at the installation location of the
さらに、制御装置7は、作成した電力曲線を天候差及び気温差により補正し、当日電力曲線データ74Eとして記憶部74に記憶する(S606)。天候差は、類似度が最も高い日の天候と、当日の天候との差であり、先に示したポイントを用いる。気温差は、類似度が最も高い日の気温と、当日の気温との差である。そして、天候差及び気温差を使用電力の補正値に換算し、その補正値を用いて電力曲線を上下に移動させて調整する。
Further, the control device 7 corrects the created power curve by the weather difference and the temperature difference, and stores it in the
上記使用電力の補正値の換算方法としては、例えば、過去計測データ74Cから、当日と同じ又は近似の天候の日を検索し、その日と、当日との最高気温(最低気温)の差による電力差を求め、その電力差の何割かを補正値とすることが考えられる。また、過去計測データ74Cから、当日と同じ又は近似の最高気温(最低気温)の日を検索し、その日と、当日との天候差による電力差を求め、その電力差の何割かを補正値とすることが考えられる。そして、季節に応じて、補正値を計算する際の、電力差の割合を変更することにより、より実際の使用電力に近い予測を行うことができる。さらに、電力曲線は、配電線ごとの地域特性があるので、その地域特性に基づく補正を行うことで、より正確な予測を行うことができる。
As a conversion method of the correction value of the electric power used, for example, a day of the same or similar weather as the current day is searched from the
なお、電力曲線を予測する、別の方法として、当日の天候及び気温が同じであり、かつ、設定時刻における電流値及びその変化率が類似している電力曲線を抽出してもよいし、電流値及びその変化率が類似している電力曲線を、天候及び気温の差により補正してもよい。 As another method for predicting the power curve, a power curve in which the weather and temperature on the day are the same and the current value at the set time and the rate of change thereof are similar may be extracted. Power curves with similar values and rate of change may be corrected by differences in weather and temperature.
上記実施の形態では、図3に示す制御装置7内の各部を機能させるために、処理部73で実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る制御装置7が実現されるものとする。この場合、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。
In the above embodiment, in order to make each unit in the control device 7 shown in FIG. 3 function, a program executed by the
以上説明した本発明の実施の形態によれば、分散電源制御システム1において、電気自動車20の蓄電池21を利用して、配電線5の効率的な運用を図ることができる。
According to the embodiment of the present invention described above, efficient operation of the distribution line 5 can be achieved using the
詳細には、まず、使用せずに住宅10に駐車されている電気自動車20を有効に活用することができる。特に、電気自動車20の蓄電池21は、事前に電力会社に登録することにより、電力のピーク時に安定した電源として活用できる。
Specifically, first, the
次に、配電線5の電力曲線に基づいて配電線5ごとに制御することは、当該配電線5の給電対象地域の特性に合った制御を行うことになり、よりきめ細かい電力のピークシフト制御が可能となるとともに、家電機器14等の電力使用負荷の近くで放電するので、電力の伝送損失が少なくて済む。
Next, controlling for each distribution line 5 on the basis of the power curve of the distribution line 5 means performing control in accordance with the characteristics of the power supply target area of the distribution line 5, and finer peak shift control of power. In addition, since the discharge is performed near the power usage load of the
そして、配電線5ごとに、その配下の負荷状況により個々の電力曲線があり、その配電線5が集まって変電所2の電力曲線となり、各変電所2の電力曲線が集まって電力会社全体の電力曲線となっている。これによれば、電力会社全体の電力曲線の元となっている各配電線5の電力曲線を捉え、個別の給電対象地域内の蓄電池21を制御することにより、給電対象地域及び電力会社全体の負荷平準化を図ることができる。
And for each distribution line 5, there are individual power curves depending on the load conditions under the distribution line 5, the distribution lines 5 are gathered to become the power curve of the
そして、電力の負荷平準化により電力のピークが下がるため、電力設備投資を軽減することができる。さらに、副次効果として、省エネ意識の高揚及びCO2の削減を図ることができる。 And since the peak of electric power falls by load equalization of electric power, investment in electric power equipment can be reduced. Further, as a secondary effect, it is possible to increase awareness of energy saving and reduce CO 2 .
≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
<< Other embodiments >>
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and equivalents thereof are also included in the present invention. For example, the following embodiments can be considered.
(1)上記実施の形態では、電力のピークシフトのための分散電源として、電気自動車20の蓄電池21を使用するように説明したが、住宅10に常時設置された一般の蓄電池を用いるようにしてもよい。
(2)上記実施の形態では、制御装置7が変流器6から配電線5を流れる電流を取得し、過去計測データ74C及び当日計測データ74Dとして電流値を記憶するように説明したが、電流値ではなく、当初から電力値を取り扱うようにしてもよい。
(3)上記実施の形態では、図6のS601に示すように、設定時刻(立ち上がり時刻又は立ち下がり時刻)において、配電線5を流れる電流の計測値を取得し、その変化率を計算するように説明したが、設定時刻に限定することなく、その設定時刻を含む時間帯における電流や電力の計測値を取得し、それらの変化率を計算するようにしてもよい。
(1) In the above embodiment, it has been described that the
(2) In the above embodiment, it has been described that the control device 7 acquires the current flowing through the distribution line 5 from the
(3) In the above embodiment, as shown in S601 of FIG. 6, at the set time (rise time or fall time), the measured value of the current flowing through the distribution line 5 is acquired and the rate of change is calculated. However, the present invention is not limited to the set time, and the current and power measurement values in the time zone including the set time may be acquired and the rate of change thereof may be calculated.
1 分散電源制御システム
5 配電線
7 制御装置(分散電源制御装置)
73 処理部
74 記憶部
74A スマートメータデータ(通信アドレス)
74C 過去計測データ(実績データ)
74E 当日電力曲線データ(第1電力曲線、第2電力曲線)
9 スマートメータ
10 住宅
20 電気自動車
21 蓄電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Distributed power supply control system 5 Distribution line 7 Control apparatus (distributed power supply control apparatus)
73
74C Past measurement data (actual data)
74E On-day power curve data (first power curve, second power curve)
9
Claims (6)
前記電力が1日におけるオフピークからピークへ向かう間の第2時刻又は第2時間帯において、前記給電状態を取得する第2取得手段と、
前記第1取得手段及び前記第2取得手段で取得した給電状態に基づいて、オフピーク及びピークにおける前記電力の時間的変化を示す電力曲線を予測する予測手段と、
前記予測した電力曲線に基づいて、前記配電線と、当該配電線に連系される蓄電池との間で充放電が行われるように前記蓄電池を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする分散電源制御装置。 In the first time or the first time zone during which the power consumed from the distribution line goes from peak to off-peak in one day, the measured value of the current flowing through the distribution line and the rate of change thereof, or the measured value of the power and First acquisition means for acquiring a power supply state that is the rate of change;
A second acquisition means for acquiring the power supply state at a second time or a second time zone during which the electric power goes from off-peak to peak in one day;
Prediction means for predicting a power curve indicating the temporal change of the power at off-peak and peak based on the power supply state acquired by the first acquisition means and the second acquisition means;
Based on the predicted power curve, control means for controlling the storage battery so that charging and discharging is performed between the distribution line and the storage battery linked to the distribution line;
A distributed power supply control device comprising:
過去の1日ごとの、前記電力の時間的変化を示す電力曲線、天候及び気温を取得し、実績データとして記憶する手段をさらに備え、
前記予測手段は、
直近の所定期間における各実績データと、前記第1時刻又は第1時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第1電力曲線として選択する手段と、
前記選択した第1電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第1電力曲線を補正し、当該補正した第1電力曲線を前記オフピークにおける電力曲線の予測値とする手段と、
直近の所定期間における各実績データと、前記第2時刻又は第2時間帯における給電状態、当日の天候及び気温のうち、少なくとも当該給電状態との類似度を計算し、当該類似度が最も高い実績データの電力曲線を第2電力曲線として選択する手段と、
前記選択した第2電力曲線に対応する天候及び気温と、当日の天候及び気温との差に基づいて補正値を計算し、当該補正値により前記第2電力曲線を補正し、当該補正した第2電力曲線を前記ピークにおける電力曲線の予測値とする手段と、
を有する
ことを特徴とする分散電源制御装置。 The distributed power supply control device according to claim 1,
Further comprising means for acquiring a power curve, weather and temperature indicating the temporal change of the power for each past day, and storing it as performance data,
The prediction means includes
Calculates at least the degree of similarity between each of the past record data for the most recent predetermined period, the power supply state at the first time or the first time zone, the weather and temperature of the day, and the highest degree of similarity. Means for selecting the power curve of the data as the first power curve;
A correction value is calculated based on the difference between the weather and temperature corresponding to the selected first power curve and the current day's weather and temperature, the first power curve is corrected by the correction value, and the corrected first Means for making the power curve a predicted value of the power curve at the off-peak ,
Calculates at least the similarity between each of the past record data for the most recent predetermined period, the power supply state at the second time or second time zone, the weather and temperature of the day, and the highest degree of similarity. Means for selecting the power curve of the data as the second power curve;
A correction value is calculated based on the difference between the weather and temperature corresponding to the selected second power curve and the current day's weather and temperature, the second power curve is corrected by the correction value, and the corrected second Means for making the power curve a predicted value of the power curve at the peak ;
A distributed power supply control device characterized by comprising:
前記制御手段は、
前記予測したオフピークにおける電力曲線から、1日のオフピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、
前記抽出したオフピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の充電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、
前記予測したピークにおける電力曲線から、1日のピークにおける前記電力の時間的変化を抽出する手段と、
前記抽出したピークにおける電力の時間的変化に基づいて、所定時刻ごとに前記蓄電池が所定電力の放電を行うように前記蓄電池に指示する手段と、
を有することを特徴とする分散電源制御装置。 The distributed power supply control device according to claim 1 or 2,
The control means includes
Means for extracting a temporal change in the power at a daily off peak from the predicted power curve at the off peak;
Means for instructing the storage battery to charge the storage battery at a predetermined time based on a temporal change in power at the extracted off-peak;
Means for extracting a temporal change in the power at the peak of the day from the power curve at the predicted peak;
Means for instructing the storage battery to discharge the storage battery at a predetermined time based on a temporal change in power at the extracted peak;
A distributed power supply control device comprising:
1日のオフピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、
前記予測したオフピークにおける電力曲線と、前記取得したオフピークにおける給電状態との差に基づいて、第1補正値を計算する手段と、
前記計算した第1補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、充電すべき所定電力に反映させる手段と、
1日のピークにおいて、前記給電状態を取得する手段と、
前記予測したピークにおける電力曲線と、前記取得したピークにおける給電状態との差に基づいて、第2補正値を計算する手段と、
前記計算した第2補正値を、次の日に前記蓄電池に指示する、放電すべき所定電力に反映させる手段と、
をさらに備えることを特徴とする分散電源制御装置。 The distributed power supply control device according to claim 3,
Means for obtaining said power supply status at off-peak day;
Means for calculating a first correction value based on a difference between the predicted power curve at the off-peak and the obtained power supply state at the off-peak;
Means for instructing the storage battery to reflect the calculated first correction value on a predetermined power to be charged on the next day;
Means for obtaining said power supply status at a peak of one day;
Means for calculating a second correction value based on a difference between the power curve at the predicted peak and the power supply state at the acquired peak;
Means for instructing the storage battery on the next day to calculate the second correction value, and reflecting the predetermined power to be discharged;
The distributed power supply control device further comprising:
電気自動車と相互に給電可能な住宅に設置され、前記配電線に接続されたスマートメータの通信アドレスを記憶する手段
をさらに備え、
前記制御手段は、前記通信アドレスを用いて、前記スマートメータに対して、前記電気自動車に搭載された蓄電池の充放電制御を指示する
ことを特徴とする分散電源制御装置。 The distributed power supply control device according to any one of claims 1 to 4,
Means for storing a communication address of a smart meter installed in a house capable of supplying electricity to the electric vehicle and connected to the distribution line;
The control means instructs the smart meter to perform charge / discharge control of a storage battery mounted on the electric vehicle using the communication address.
前記制御装置は、 The controller is
配電線から消費される電力が1日におけるピークからオフピークへ向かう間の第1時刻又は第1時間帯において、前記配電線を流れる電流の計測値及びその変化率、又は、前記電力の計測値及びその変化率である給電状態を取得するステップと、 In the first time or the first time zone during which the power consumed from the distribution line goes from peak to off-peak in one day, the measured value of the current flowing through the distribution line and the rate of change thereof, or the measured value of the power and Obtaining a power supply state that is the rate of change;
前記取得した前記第1時刻又は第1時間帯における給電状態に基づいて、前記第1時刻又は第1時間帯の後に現出するオフピークにおける前記電力の時間的変化を示す電力曲線を予測するステップと、 Predicting a power curve indicating a temporal change of the power at an off-peak appearing after the first time or the first time period based on the acquired power supply state at the first time or the first time period; ,
前記予測したオフピークにおける電力曲線に基づいて、前記配電線から前記蓄電池への充電が行われるように前記蓄電池を制御するステップと、 Based on the predicted off-peak power curve, controlling the storage battery so that the storage battery is charged from the distribution line;
前記電力が1日におけるオフピークからピークへ向かう間の第2時刻又は第2時間帯において、前記給電状態を取得するステップと、 Acquiring the power supply state at a second time or a second time zone during which the electric power goes from off-peak to peak in one day;
前記取得した前記第2時刻又は第2時間帯における給電状態に基づいて、前記第2時刻又は第2時間帯の後に現出するピークにおける電力曲線を予測するステップと、 Predicting a power curve at a peak appearing after the second time or second time zone based on the acquired power supply state at the second time or second time zone;
前記予測したピークにおける電力曲線に基づいて、前記蓄電池から前記配電線への放電が行われるように前記蓄電池を制御するステップと、 Based on the power curve at the predicted peak, controlling the storage battery such that discharging from the storage battery to the distribution line is performed;
を実行することを特徴とする分散電源制御方法。 A distributed power supply control method characterized by executing
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