JP6051404B2

JP6051404B2 - 電力融通制御システム

Info

Publication number: JP6051404B2
Application number: JP2012201274A
Authority: JP
Inventors: 幸継坂口; 達也菊池
Original assignee: Captex Co Ltd
Current assignee: Captex Co Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: JP2014057448A

Description

本発明は、電力管理集合体内の需要家同士の間、及び電力管理集合体同士の間での電力の融通が可能な電力融通制御システムに関する。

複数の需要家から構成される電力管理集合体（コミュニティー）に分散電源を配置し、分散電源から電力管理集合体における各需要家に電力を供給することが考えられている。そして、特定の時間帯に集中する電力需要を分散させ、各需要家への効率的な電力供給を可能にしている。
例えば、特許文献１の分散電源システムにおいては、分散電源及び負荷を有する複数の需要家により分散電源拠点を構成し、この分散電源拠点に、分散電源及び負荷を管理制御する需要家コントローラーを設けている。需要家コントローラーは、インターネットを介して分散電源拠点コントローラーに接続されており、この分散電源拠点コントローラーは分散電源拠点全体の管理制御を行っている。これにより、エネルギー供給の信頼性及び経済性を向上させている。

また、例えば、特許文献２の電力供給システムにおいては、分散電源を有する第１の電力需要家群における翌日の余剰電力量と、分散電源を有しない第２の電力需要家群における翌日の需要電力量とを管理装置で予測する。さらに管理装置では、それぞれの予測値に基づいて翌日の売買価格を設定するとともに、この売買価格に対する第１の電力需要家群の売電意思と第２の電力需要家群の買電意思に応じて売買価格を調整する。これにより、電力需要家同士で余剰電力を融通し合う場合の費用的なメリットを改善している。

特開２００４−１５８８２号公報特開２０１１−１８８６８９号公報

しかしながら、上記従来の分散電源システム、電力供給システム等においては、各電力管理集合体において、商用交流電源を使用する際のピーク電力を抑えるためには十分ではない。また、各電力管理集合体における消費電力を効果的に抑えるための工夫はされていない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、各電力管理集合体の中央蓄電池に蓄電する電力を最大限に活用することができ、各電力管理集合体におけるピーク電力及び消費電力を効果的に抑えることができる電力融通制御システムを提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、直流電力を消費する複数の需要家と、
該複数の需要家が並列に接続される直流バスと、
該直流バスに接続された中央蓄電池と、
商用交流電源に接続され、交流電力から直流電力への変換を行い、該直流電力を上記中央蓄電池へ充電するよう構成された系統連系電源と、
該系統連系電源による上記中央蓄電池の充電及び放電を管理する中央制御装置と、を備えた電力管理集合体が複数形成されており、
該各電力管理集合体において、上記複数の需要家への電力の供給は、上記中央蓄電池から行われるよう構成されており、
上記電力管理集合体内の上記複数の需要家のうちの少なくともいずれかの需要家は、電池管理部によって状態管理される蓄電池と、該蓄電池の充電及び放電が可能な状態で上記直流バスに接続された双方向電源とを有しており、
上記中央蓄電池は、中央電池管理部によって状態管理されており、
該中央電池管理部は、上記電池管理部と通信を行って、該電池管理部が接続された上記蓄電池の特性及び充電状態の把握が可能になっており、
上記少なくともいずれかの需要家は、上記双方向電源によって、上記中央蓄電池から上記蓄電池へ直流電力を充電可能であるとともに、上記蓄電池から上記中央蓄電池へ直流電力を放電可能であり、
上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池は、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに接続されており、
上記各中央制御装置は、管理センターとの通信を行って、上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池間において、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに電力を融通するよう構成されており、
上記中央蓄電池は、直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換器と、該中央蓄電池に蓄電した直流電力を、直流電力のまま上記直流バスへ供給するか、又は上記直流／交流変換器によって交流電力に変換した後、上記直流バスへ供給して、該直流バスを交流バスとして使用するかの切換を行う電力切換部とを有していることを特徴とする電力融通制御システムである（請求項１）。

本発明の他の態様は、交流電力を消費する複数の需要家と、
該複数の需要家が並列に接続される交流バスと、
該交流バスに、直流電力と交流電力との変換を行う第１変換器を介して接続された中央蓄電池と、
商用交流電源に接続され、交流電力から直流電力への変換を行い、該直流電力を上記中央蓄電池へ充電するよう構成された系統連系電源と、
該系統連系電源による上記中央蓄電池の充電及び放電を管理する中央制御装置と、を備えた電力管理集合体が複数形成されており、
該各電力管理集合体において、上記複数の需要家への電力の供給は、上記中央蓄電池から行われるよう構成されており、
上記電力管理集合体内の上記複数の需要家のうちの少なくともいずれかの需要家は、電池管理部によって状態管理される蓄電池と、直流電力と交流電力との変換を行う第２変換器を介して上記交流バスに接続され、上記蓄電池の充電及び放電が可能な双方向電源とを有しており、
上記中央蓄電池は、中央電池管理部によって状態管理されており、
該中央電池管理部は、上記電池管理部と通信を行って、該電池管理部が接続された上記蓄電池の特性及び充電状態の把握が可能になっており、
上記少なくともいずれかの需要家は、上記双方向電源によって、上記中央蓄電池から上記蓄電池へ上記第１変換器、上記交流バス及び上記第２変換器を介して交流電力との間で電力変換された後の直流電力を充電可能であるとともに、上記蓄電池から上記中央蓄電池へ上記第２変換器、上記交流バス及び上記第１変換器を介して交流電力との間で電力変換された後の直流電力を放電可能であり、
上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池は、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに接続されており、
上記各中央制御装置は、管理センターとの通信を行って、上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池間において、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに電力を融通するよう構成されており、
上記中央蓄電池は、該中央蓄電池に蓄電した直流電力を、直流電力のまま上記交流バスへ供給して、該交流バスを直流バスとして使用するか、又は上記第１変換器によって交流電力に変換した後、上記交流バスへ供給するかの切換を行う電力切換部を有していることを特徴とする電力融通制御システムである（請求項２）。

上記一態様の電力融通制御システムにおいては、各電力管理集合体は、各需要家を直流バスによって並列に接続し、直流バスに中央蓄電池、系統連系電源及び中央制御装置を設けている。また、各電力管理集合体において、複数の需要家への電力の供給は中央蓄電池から行われる。これにより、中央蓄電池を有効に活用して、商用交流電源を使用する際のピーク電力を抑えることができる。また、中央蓄電池を用いることにより、電力管理集合体における瞬時電力をフラット化することができ、電力管理集合体と電力会社との契約電力を下げることができる。なお、商用交流電源から中央蓄電池には、電力料金が安くなる夜間等に主として蓄電しておくことができる。

また、電力会社からの商用交流電力は、電力管理集合体の全体分がまとめて中央蓄電池に蓄電され、各需要家は、電力管理集合体内で中央蓄電池から供給を受けることになる。これにより、電力会社と各需要家との間の電力の売買をなくすことができ、電力の売買に伴う管理を簡単にすることができる。
また、電力管理集合体内の複数の需要家が蓄電池を有していることにより、この蓄電池を利用して需要家同士の間で電力を融通することができる。また、需要家の蓄電池と中央蓄電池との間で直流電力の充電・放電を行うこともできる。そのため、需要家における蓄電池を有効に活用することができる。

また、電力管理集合体が中央蓄電池を有していることにより、電力会社への電力の売電は、中央蓄電池から一括して行うことができる。各需要家の蓄電池に個々に蓄電された直流電力を交流電力へ変換して電力会社へ売電する場合には、電力を変換する際の損失が大きくなる。これに比べて、中央蓄電池に蓄電された直流電力を一括して交流電力に変換して電力会社へ売電することにより、電力を変換する際の損失を抑えて、電力の売電効率を高めることができる。

さらに、複数の電力管理集合体における各中央蓄電池は、各系統連系電源及び商用交流電源を介して互いに接続されている。そして、いずれかの電力管理集合体の中央蓄電池における蓄電電力に余裕がある場合には、このいずれかの電力管理集合体の中央蓄電池から他の電力管理集合体の中央蓄電池へ電力を融通することができる。この電力の融通に伴う電力の売買は、管理センターとの通信を行い、管理センターによって管理することができる。これにより、各電力管理集合体の中央蓄電池に蓄電する電力を最大限に活用することができ、各電力管理集合体における消費電力を効果的に抑えることができる。

上記他の態様の電力融通制御システムにおいては、直流／交流変換器によって中央蓄電池の直流電力を交流電力に変換し、複数の需要家に対して交流バスを介して交流電力を供給する。その他の構成については、一態様の電力融通制御システムと同様であり、この一態様の電力融通制御システムと同様の作用効果を得ることができる。

実施例１にかかる、電力融通制御システムの構成を示す説明図。実施例２にかかる、電力融通制御システムの構成を示す説明図。

上述した電力融通制御システムにおける好ましい実施の形態につき説明する。
上記一態様の電力融通制御システムにおいては、上記中央蓄電池は、直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換器と、該中央蓄電池に蓄電した直流電力を、直流電力のまま上記直流バスへ供給するか、又は上記直流／交流変換器によって交流電力に変換した後、上記直流バスへ供給して、該直流バスを交流バスとして使用するかの切換を行う電力切換部とを有している。

この構成により、複数の需要家において、直流電力を消費する場合と交流電力を消費する場合とのいずれも想定される場合において、中央蓄電池の電力切換部によって複数の需要家に直流電力を供給するか交流電力を供給するかを切り換えることができる。
また、上記一態様の電力融通制御システムにおいて、電力管理集合体内の複数の需要家のうち交流電力を消費する需要家がある場合には、この需要家においては、直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換器を使用して交流電力を作り出すことができる。

また、上記複数の需要家のうちの上記蓄電池及び上記双方向電源を有する少なくともいずれかの需要家は、太陽光発電を行う太陽光パネルを有しており、上記少なくともいずれかの需要家は、上記太陽光パネルによって発電される直流電力を、上記双方向電源によって、上記蓄電池に充電するか、又は上記中央蓄電池へ供給するかの切換を行うよう構成されていてもよい（請求項３）。
この場合には、太陽光パネルによって発電される直流電力を、当該需要家にとって経済的に有利になるように、当該需要家の蓄電池に充電するか中央蓄電池へ供給するかの選択を行うことができる。

また、上記複数の電力管理集合体のうちの少なくともいずれかの電力管理集合体は、太陽光発電を行う中央太陽光パネルを有しており、上記中央制御装置は、上記中央太陽光パネルによって発電された直流電力を、上記中央蓄電池へ充電するか、又は上記商用交流電源へ売電するかの切換を行うよう構成されていてもよい（請求項４）。
この場合には、中央太陽光パネルによって発電される直流電力が、当該電力管理集合体又は他の電力管理集合体の中央蓄電池に必要でないときには、商用交流電源へ売電することができる。また、電力管理集合体にとって商用交流電源へ売電した方が有利なときには、中央蓄電池へ充電せずに、商用交流電源へ売電することができる。

また、上記管理センターは、上記いずれかの電力管理集合体における上記中央蓄電池に蓄電された直流電力を、他の上記電力管理集合体における上記中央蓄電池へ供給するか、又は上記系統連系電源を介して上記商用交流電源へ売電するかの切換を行うよう構成されていてもよい（請求項５）。
この場合には、いずれかの電力管理集合体における中央蓄電池に蓄電された直流電力が、他の電力管理集合体における中央蓄電池に必要でないときには、この直流電力を商用交流電源へ売電することができる。

また、上記中央制御装置を管理する電力管理集合体は、上記商用交流電源を管理する電力会社との間で使用電力の精算を行い、上記各需要家は、該各需要家がそれぞれ属する上記電力管理集合体との間で使用電力の精算を行うよう構成されていてもよい（請求項６）。
この場合には、電力会社と各需要家との間での使用電力の精算をなくすことができる。そして、電力管理集合体内の使用電力を低減するとともに買電効率を高め、さらに電力会社の負担を低減することもできる。

また、上記複数の電力管理集合体のうちの少なくともいずれかの電力管理集合体は、電気自動車へ充電を行うための充電ステーションを有しており、上記いずれかの電力管理集合体は、上記充電ステーションにおける使用電力の精算を、上記電気自動車ごと又は需要家ごとに行うよう構成されていてもよい（請求項７）。
この場合には、電力管理集合体内の需要家が充電ステーションを活用することができる。特に、自宅で充電ができない一戸建ての需要家、マンション（集合住宅の住戸）の需要家等が、電気自動車、電動アシスト自転車等を所有する際に有効である。
なお、電気自動車は、車両用電池に充電を行ってモータを用いて走行するものであればよく、ハイブリッド自動車及びその他の電動車両も含まれる。

また、上記充電ステーションを有する電力管理集合体において、上記複数の需要家のうちの少なくともいずれかの需要家には、上記充電ステーションの使用を予約することができる予約モニターが設けられていてもよい（請求項８）。
この場合には、充電ステーションの使用の予約を需要家内ですることができ、利便性がよい。

以下に、上記電力融通制御システムにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の電力融通制御システム１は、図１に示すごとく、複数の需要家２１によって構成される電力管理集合体２が複数形成され、電力管理集合体２同士の間の電力の融通を可能にしたものである。
各電力管理集合体２は、直流電力ＤＣを消費する複数の需要家２１と、複数の需要家２１が並列に接続される直流バス２５と、直流バス２５に接続された中央蓄電池３２と、商用交流電源４に接続された系統連系電源３１と、系統連系電源３１に接続された中央制御装置３３とを備えている。系統連系電源３１は、交流電力ＡＣから直流電力ＤＣへの変換を行い、直流電力ＤＣを中央蓄電池３２へ充電するよう構成されている。中央制御装置３３は、系統連系電源３１による中央蓄電池３２の充電及び放電を管理するよう構成されている。

各電力管理集合体２において、複数の需要家２１への電力の供給は、中央蓄電池３２から行われるよう構成されている。複数の需要家２１のうちの少なくともいずれかの需要家２１は、電池管理部２３１によって状態管理される蓄電池２３と、蓄電池２３の充電及び放電が可能な状態で直流バス２５に接続された双方向電源２２とを有している。中央蓄電池３２は、中央電池管理部３２１によって状態管理されている。中央電池管理部３２１は、電池管理部２３１と通信を行うよう構成されており、電池管理部２３１からデータを受信して、電池管理部２３１が接続された蓄電池２３の特性及び充電状態の把握が可能になっている。

蓄電池２３を有する需要家２１は、双方向電源２２によって、中央蓄電池３２から蓄電池２３へ直流電力ＤＣを充電可能であるとともに、蓄電池２３から中央蓄電池３２へ直流電力ＤＣを放電可能である。
各電力管理集合体２における中央蓄電池３２は、各系統連系電源３１及び商用交流電源４を介して互いに接続されている。各中央制御装置３３は、管理センター５との通信を行って、各電力管理集合体２における中央蓄電池３２同士の間において、各系統連系電源３１及び商用交流電源４を介して互いに電力を融通するよう構成されている。

以下に、本例の電力融通制御システム１につき、図１を参照して詳説する。
図１に示すごとく、電力融通制御システム１は、需要家２１としての複数の住宅が集まって形成される自治区、需要家２１としての複数の戸が設けられたマンション等によって構成される電力管理集合体２について、電力管理集合体２内及び他の電力管理集合体２との電力の融通を円滑にするものである。
複数の需要家２１には、直流電力ＤＣを消費する直流負荷２１１が設けられている。直流負荷２１１は、需要家２１内で使用する電化製品等である。

需要家２１の双方向電源２２には、蓄電池２３と中央蓄電池３２との間での直流電力ＤＣの電圧調整を行う直流／直流変換器が設けられている。電池管理部２３１及び中央電池管理部３２１は、それぞれ蓄電池２３又は中央蓄電池３２の電池電圧を計測・管理する以外にも、充電電流、放電電流、電池温度、断線情報、過充電、過放電等を計測・管理する。

図１に示すごとく、中央電池管理部３２１は、中央制御装置３３と接続されており、中央制御装置３３は、中央電池管理部３２１から、中央蓄電池３２の充電状態等の情報、及び蓄電池２３の充電状態等の情報を取得するよう構成されている。中央制御装置３３は、蓄電池２３を有する需要家２１からの要求に応じて、中央蓄電池３２からこの蓄電池２３へ充電することができる。また、需要家２１の蓄電池２３における蓄電量が閾値以上になったときには、この需要家２１からの要求に応じて、この蓄電池２３から中央蓄電池３２へ放電することができる。これにより、需要家２１における蓄電池２３を有効に活用することができる。

また、複数の需要家２１のうちの蓄電池２３及び双方向電源２２を有する少なくともいずれかの需要家２１は、太陽光発電を行う太陽光パネル２４を有している。太陽光パネル２４を有する需要家２１は、太陽光パネル２４によって発電される直流電力ＤＣを、双方向電源２２によって、蓄電池２３に充電するか、又は中央蓄電池３２へ供給するかの切換を行うよう構成されている。これにより、太陽光パネル２４によって発電される直流電力ＤＣを、当該需要家２１にとって経済的に有利になるように、当該需要家２１の蓄電池２３に充電するか中央蓄電池３２へ供給するかの選択を行うことができる。なお、太陽光パネル２４により発電される直流電力ＤＣの一部は、当該需要家２１の待機電力として消費される。

複数の電力管理集合体２のうちの少なくともいずれかの電力管理集合体２は、太陽光発電を行う中央太陽光パネル３４を有している。中央制御装置３３は、中央太陽光パネル３４によって発電された直流電力ＤＣを、中央蓄電池３２へ充電するか、又は商用交流電源４へ売電するかの切換を行うよう構成されている。中央太陽光パネル３４には、直流電圧の変換を行う直流／直流変換器が設けられている。中央太陽光パネル３４によって発電された直流電力ＤＣは、直流／直流変換器によって電圧の調整がされて中央蓄電池３２に充電される。
中央太陽光パネル３４によって発電される直流電力ＤＣが、当該電力管理集合体２又は他の電力管理集合体２の中央蓄電池３２に必要でないときには、中央制御装置３３によって商用交流電源４へ売電することができる。また、電力管理集合体２にとって商用交流電源４へ売電した方が有利なときにも、中央蓄電池３２へ充電せずに、商用交流電源４へ売電することができる。

図１に示すごとく、管理センター５は、複数の電力管理集合体２における中央制御装置３３と通信を行い、各電力管理集合体２が備える中央蓄電池３２の充電状態を把握可能になっている。各電力管理集合体２の中央蓄電池３２は、管理センター５を介することによって他の電力管理集合体２の中央蓄電池３２との間で、電力を融通することができる。
各電力管理集合体２の系統連系電源３１は、交流配線３７によって互いに接続されている。各電力管理集合体２の中央制御装置３３は、商用交流電源４に接続された系統連系電源３１を制御し、中央蓄電池３２における直流電力ＤＣを交流電力ＡＣに変換し、この交流電力ＡＣを、交流配線３７を経由して他の電力管理集合体２の系統連系電源３１へ供給するようになっている。

管理センター５は、いずれかの電力管理集合体２における中央蓄電池３２に蓄電された直流電力ＤＣを、他の電力管理集合体２における中央蓄電池３２へ供給するか、又は系統連系電源３１を介して商用交流電源４へ売電するかの切換を行うよう構成されている。管理センター５は、いずれかの電力管理集合体２の中央制御装置３３から電力要求があった場合、他のいずれかの電力管理集合体２の中央蓄電池３２が電力供給可能になっていないかを確認する。そして、これらの電力管理集合体２の間の要求が合致したときには、電力が余った中央蓄電池３２から、電力が不足する中央蓄電池３２へ電力を供給することができる。また、いずれかの電力管理集合体２における中央蓄電池３２に蓄電された電力が、他の電力管理集合体２における中央蓄電池３２に必要でないときには、いずれかの電力管理集合体２における中央制御装置３３は、この電力を商用交流電源４へ売電することができる。

図１に示すごとく、複数の電力管理集合体２のうちの少なくともいずれかの電力管理集合体２は、電気自動車３６（ハイブリッド自動車も含む。）へ充電を行うための充電ステーション３５を有している。充電ステーション３５は、電気自動車３６の充電口に接続する充電ケーブルを有する充電器３５１を複数配設して構成されている。この電力管理集合体２は、充電ステーション３５における使用電力の精算を、電気自動車３６ごと又は需要家２１ごとに行うよう構成されている。特に、自宅で充電ができない一戸建ての需要家２１、マンションの需要家２１等が、電気自動車３６、電動アシスト自転車等を所有する際に、充電ステーション３５を活用することができる。
需要家２１が所有する電気自動車３６については、予めＩＤを設定して登録しておき、充電ステーション３５における消費電力を積算することができる。

充電ステーション３５を有する電力管理集合体２における中央制御装置３３は、充電ステーション３５の使用・予約状況を管理するよう構成されている。充電ステーション３５を有する電力管理集合体２において、充電ステーション３５を利用可能な需要家２１には、充電ステーション３５の使用を予約することができる予約モニターが設けられている。予約モニターは、中央制御装置３３から充電ステーション３５の使用・予約状況のデータを受けて、これを表示し、需要家２１からの入力を受け付けるよう構成されている。これにより、充電ステーション３５の使用の予約を需要家２１内ですることができ、利便性がよい。
系統連系電源３１においては、交流電力ＡＣを利用する交流負荷３８を設けた作業場を設けることもできる。この交流負荷３８には、使用電力の予約及び計測を行うためのメータを設け、このメータによって使用電力の精算を行うことができる。

また、各電力管理集合体２には、電力会社、充電ステーション３５、各需要家２１との使用電力の精算を行うための各メータ２１２，３３１が設けられている。
各需要家２１には、中央蓄電池３２から供給される直流電力量を測定するメータ２１２が設けられている。また、蓄電池２３を有する需要家２１には、中央蓄電池３２から供給される直流電力量を測定するとともに、中央蓄電池３２へ放電する直流電力量を測定するメータ２１２が設けられている。充電ステーション３５の各充電器３５１には、充電器３５１から電気自動車３６への電力の供給量、及び電気自動車３６から充電器３５１への電力の供給量を計測することができる充電メータ３５２が設けられている。

中央制御装置３３には、商用交流電源４から中央蓄電池３２に供給される電力を測定するとともに、中央蓄電池３２から商用交流電源４に供給される電力を測定するメータ３３１が設けられている。また、メータ３３１は、各電力管理集合体２から他の電力管理集合体２へ融通する電力も測定するよう構成されている。

中央制御装置３３を管理する電力管理集合体２は、商用交流電源４を管理する電力会社との間で使用電力の精算を行うよう構成されている。また、各需要家２１は、各需要家２１がそれぞれ属する電力管理集合体２との間で、使用電力の精算を行うよう構成されている。この使用電力の精算は、中央蓄電池３２、充電ステーション３５及び作業場の交流負荷３８から供給を受ける直流電力ＤＣの量から、蓄電池２３又は電気自動車３６から中央蓄電池３２へ供給する直流電力ＤＣの量を差し引いて行われる。中央蓄電池３２を用いることにより、電力会社と各需要家２１との間での使用電力の精算をなくすことができ、電力管理集合体２内の使用電力を低減するとともに買電効率を高め、さらに電力会社の負担を低減することもできる。

また、電力管理集合体２の中央蓄電池３２同士の間で電力の融通を行ったときには、この電力の供給量に応じた料金の精算を、管理センター５が行う。管理センター５は、電力会社の一機関とすることができ、電力管理集合体２同士の間での電力の融通の管理を、電力会社が有する配線を利用して行うことができる。

また、中央制御装置３３は、各需要家２１における蓄電池２３に蓄電した直流電力ＤＣを、中央蓄電池３２を経由させて、他の需要家２１における蓄電池２３へ売電することができる。また、各需要家２１における蓄電池２３の仕様は様々であり、中央制御装置３３は、電池管理部２３１と中央電池管理部３２１との電池情報のやり取りにより、各蓄電池２３の適合性を確認して、蓄電池２３から蓄電池２３への充電を行うことができる。
また、需要家２１は、自らの蓄電池２３から中央蓄電池３２へ供給した直流電力ＤＣを、充電ステーション３５から受け取ることもできる。これにより、需要家２１と中央制御装置３３との間の電力の売買の過不足分が精算される。

また、充電ステーション３５は、他の電力管理集合体２における需要家２１が利用することもできる。この場合、中央制御装置３３及び管理センター５を介して、消費電力の精算を行うことができる。また、充電ステーション３５は、電力管理集合体２の外部の者が利用することもできる。消費電力の精算は、充電ステーション３５を利用するごとに行うことができる。

中央制御装置３３においては、中央蓄電池３２から需要家２１へ供給された消費電力、需要家２１の蓄電池２３から売電される電力、充電ステーション３５において消費する電力等を積算して、総括して料金の精算をすることができる。この際、利用頻度又は利用額に応じて需要家２１にポイントを与え、所定のポイントとの交換によって需要家２１に特典を与えることができる。また、管理センター５又は中央制御装置３３によって管理される既存のクレジットカードとの連系を行って、使用電力の料金の精算をすることもできる。

中央制御装置３３においては、中央蓄電池３２の充電量及び各需要家２１における蓄電池２３の充電量と、各需要家２１における使用電力量との予測及び測定に基づく判断により、中央蓄電池３２及び各需要家２１の蓄電池２３に残される余剰電力量を推定することができる。これにより、１日の時間帯のうち、余剰電力が多く出る時間帯に中央蓄電池３２に蓄電し、電気自動車３６への充電を行うようにすることができる。そして、同時に充電可能な電気自動車３６の台数を予約モニターに表示し、需要家２１は予約モニターを見て充電ステーション３５の使用予約をすることができる。

また、商用交流電源４における交流電力ＡＣは、系統連系電源３１によって直流電力ＤＣに変換された後、中央蓄電池３２に蓄電せずに、各需要家２１の蓄電池２３へ充電することもできる。例えば、各需要家２１の蓄電池２３へ、昼間電力に比べて料金が安い深夜電力等を利用して充電したい場合に、商用交流電源４から各需要家２１の蓄電池２３へ直接充電することができる。

また、中央太陽光パネル３４によって発電する直流電力ＤＣを中央蓄電池３２へ充電する際に余剰が発生すると予想される場合には、中央太陽光パネル３４による電力を各需要家２１の蓄電池２３へ蓄電することもできる。この場合には、中央制御装置３３に事前に登録されている容量の大きい蓄電池２３から順に充電することができる。この場合の蓄電池２３への充電量は、電力管理集合体２から蓄電家２１への貸付とし、電力管理集合体２から需要家２１へ所定の手数料を支払って、需要家２１の使用電力の精算の際に、貸付電力として料金を加算することができる。

また、中央蓄電池３２への充電は、深夜電力を積極的に利用することができる。この際、中央蓄電池３２への充電量は、各需要家２１における消費電力量から、中央太陽光パネル３４による発電量及び需要家２１の太陽光パネル２４による発電量を差し引いて求める。また、各需要家２１の蓄電池２３への充電も、深夜電力を積極的に利用することができる。そして、各需要家２１に生ずる消費電力の料金を抑え、中央蓄電池３２の容量が過大になることを抑制することができる。また、充電ステーション３５及び作業場の交流負荷３８において使用する電力についても、深夜電力を積極的に利用することができる。

また、商用交流電源４には、電力会社からの高圧電力を受電し、この高圧電力を１００Ｖ又は２００Ｖの低圧電力に変換するキュービクルを用いることができる。この場合には、電力管理集合体２において消費する電力料金を削減することができる。

本例の電力融通制御システム１においては、各電力管理集合体２は、各需要家２１を直流バス２５によって並列に接続し、直流バス２５に中央蓄電池３２、系統連系電源３１及び中央制御装置３３を設けている。また、各電力管理集合体２において、複数の需要家２１への電力の供給は中央蓄電池３２から行われる。これにより、中央蓄電池３２を有効に活用して、商用交流電源４を使用する際のピーク電力を抑えることができる。また、中央蓄電池３２を用いることにより、電力管理集合体２における瞬時電力をフラット化することができ、電力管理集合体２と電力会社との契約電力を下げることができる。なお、商用交流電源４から中央蓄電池３２には、電力料金が安くなる夜間等に主として蓄電しておくことができる。

また、電力会社からの商用交流電力ＡＣは、電力管理集合体２の全体分がまとめて中央蓄電池３２に蓄電され、各需要家２１は、電力管理集合体２内で中央蓄電池３２から供給を受けることになる。これにより、電力会社と各需要家２１との間の電力の売買をなくすことができ、電力の売買に伴う管理を簡単にすることができる。
また、電力管理集合体２内の複数の需要家２１が蓄電池２３を有していることにより、この蓄電池２３を利用して需要家２１同士の間で電力を融通することができる。また、需要家２１の蓄電池２３と中央蓄電池３２との間で直流電力ＤＣの充電・放電を行うこともできる。そのため、需要家２１における蓄電池２３を有効に活用することができる。

また、電力管理集合体２が中央蓄電池３２を有していることにより、電力会社への電力の売電は、中央蓄電池３２から一括して行うことができる。各需要家２１の蓄電池２３に個々に蓄電された直流電力ＤＣを交流電力ＡＣへ変換して電力会社へ売電する場合には、電力を変換する際の損失が大きくなる。これに比べて、中央蓄電池３２に蓄電された直流電力ＤＣを一括して交流電力ＡＣに変換して電力会社へ売電することにより、電力を変換する際の損失を抑えて、電力の売電効率を高めることができる。

さらに、複数の電力管理集合体２における各中央蓄電池３２は、各系統連系電源３１及び商用交流電源４を介して互いに接続されている。そして、いずれかの電力管理集合体２の中央蓄電池３２における蓄電電力に余裕がある場合には、このいずれかの電力管理集合体２の中央蓄電池３２から他の電力管理集合体２の中央蓄電池３２へ電力を融通することができる。この電力の融通に伴う電力の売買は、管理センター５との通信を行い、管理センター５によって管理することができる。これにより、各電力管理集合体２の中央蓄電池３２に蓄電する電力を最大限に活用することができ、各電力管理集合体２における消費電力を効果的に抑えることができる。

（実施例２）
本例は、図２に示すごとく、複数の需要家２１において、直流電力ＤＣを消費する代わりに交流電力ＡＣを消費する場合の電力融通制御システム１を示す例である。
本例の電力管理集合体２における需要家２１は、交流電力ＡＣを消費する交流負荷２１１Ａを有しており、複数の需要家２１は、交流バス２５Ａによって中央蓄電池３２に対して並列に接続されている。中央蓄電池３２は、直流電力ＤＣを交流電力ＡＣに変換する直流／交流変換器３２２を介して交流バス２５Ａに接続されている。

本例の電力融通制御システム１においては、直流／交流変換器３２２によって中央蓄電池３２の直流電力ＤＣを交流電力ＡＣに変換し、複数の需要家２１に対して交流バス２５Ａを介して交流電力ＡＣを供給する。そして、各需要家２１において、電化製品等の交流負荷２１１Ａを使用することができる。なお、本例において、需要家２１が双方向電源２２及び蓄電池２３を有する場合には、交流バス２５Ａに繋がる双方向電源２２に、交流電力ＡＣを直流電力ＤＣに変換する交流／直流変換器２６が設けられる。
その他の構成については、本例の電力融通制御システム１も上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（その他の実施例）
また、電力管理集合体２においては、直流電力ＤＣを消費する需要家２１と、交流電力ＡＣを消費する需要家２１とが混在していてもよい。この場合、中央蓄電池３２には、直流電力ＤＣを交流電力ＡＣに変換する直流／交流変換器と、中央蓄電池３２に蓄電した直流電力ＤＣを、直流電力ＤＣのまま直流バス２５へ供給するか、又は直流／交流変換器によって交流電力ＡＣに変換した後、直流バス２５へ供給して、直流バス２５を交流バスとして使用するかの切換を行う電力切換部とを設ける。
この場合は、複数の需要家２１において、直流電力ＤＣを消費する場合と交流電力ＡＣを消費する場合とのいずれも想定される場合であり、中央蓄電池３２の電力切換部によって複数の需要家２１に直流電力ＤＣを供給するか交流電力ＡＣを供給するかを切り換えることができる。

１電力融通制御システム
２電力管理集合体
２１需要家
２２双方向電源
２３蓄電池
２４太陽光パネル
２５直流バス
３１系統連系電源
３２中央蓄電池
３３中央制御装置
３４中央太陽光パネル
３５充電ステーション
３６電気自動車
４商用交流電源
５管理センター

Claims

直流電力を消費する複数の需要家と、
該複数の需要家が並列に接続される直流バスと、
該直流バスに接続された中央蓄電池と、
商用交流電源に接続され、交流電力から直流電力への変換を行い、該直流電力を上記中央蓄電池へ充電するよう構成された系統連系電源と、
該系統連系電源による上記中央蓄電池の充電及び放電を管理する中央制御装置と、を備えた電力管理集合体が複数形成されており、
該各電力管理集合体において、上記複数の需要家への電力の供給は、上記中央蓄電池から行われるよう構成されており、
上記電力管理集合体内の上記複数の需要家のうちの少なくともいずれかの需要家は、電池管理部によって状態管理される蓄電池と、該蓄電池の充電及び放電が可能な状態で上記直流バスに接続された双方向電源とを有しており、
上記中央蓄電池は、中央電池管理部によって状態管理されており、
該中央電池管理部は、上記電池管理部と通信を行って、該電池管理部が接続された上記蓄電池の特性及び充電状態の把握が可能になっており、
上記少なくともいずれかの需要家は、上記双方向電源によって、上記中央蓄電池から上記蓄電池へ直流電力を充電可能であるとともに、上記蓄電池から上記中央蓄電池へ直流電力を放電可能であり、
上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池は、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに接続されており、
上記各中央制御装置は、管理センターとの通信を行って、上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池間において、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに電力を融通するよう構成されており、
上記中央蓄電池は、直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換器と、該中央蓄電池に蓄電した直流電力を、直流電力のまま上記直流バスへ供給するか、又は上記直流／交流変換器によって交流電力に変換した後、上記直流バスへ供給して、該直流バスを交流バスとして使用するかの切換を行う電力切換部とを有していることを特徴とする電力融通制御システム。
交流電力を消費する複数の需要家と、
該複数の需要家が並列に接続される交流バスと、
該交流バスに、直流電力と交流電力との変換を行う第１変換器を介して接続された中央蓄電池と、
商用交流電源に接続され、交流電力から直流電力への変換を行い、該直流電力を上記中央蓄電池へ充電するよう構成された系統連系電源と、
該系統連系電源による上記中央蓄電池の充電及び放電を管理する中央制御装置と、を備えた電力管理集合体が複数形成されており、
該各電力管理集合体において、上記複数の需要家への電力の供給は、上記中央蓄電池から行われるよう構成されており、
上記電力管理集合体内の上記複数の需要家のうちの少なくともいずれかの需要家は、電池管理部によって状態管理される蓄電池と、直流電力と交流電力との変換を行う第２変換器を介して上記交流バスに接続され、上記蓄電池の充電及び放電が可能な双方向電源とを有しており、
上記中央蓄電池は、中央電池管理部によって状態管理されており、
該中央電池管理部は、上記電池管理部と通信を行って、該電池管理部が接続された上記蓄電池の特性及び充電状態の把握が可能になっており、
上記少なくともいずれかの需要家は、上記双方向電源によって、上記中央蓄電池から上記蓄電池へ上記第１変換器、上記交流バス及び上記第２変換器を介して交流電力との間で電力変換された後の直流電力を充電可能であるとともに、上記蓄電池から上記中央蓄電池へ上記第２変換器、上記交流バス及び上記第１変換器を介して交流電力との間で電力変換された後の直流電力を放電可能であり、
上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池は、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに接続されており、
上記各中央制御装置は、管理センターとの通信を行って、上記各電力管理集合体における上記中央蓄電池間において、上記各系統連系電源及び交流配線を介して互いに電力を融通するよう構成されており、
上記中央蓄電池は、該中央蓄電池に蓄電した直流電力を、直流電力のまま上記交流バスへ供給して、該交流バスを直流バスとして使用するか、又は上記第１変換器によって交流電力に変換した後、上記交流バスへ供給するかの切換を行う電力切換部を有していることを特徴とする電力融通制御システム。
請求項１又は２に記載の電力融通制御システムにおいて、上記複数の需要家のうちの上記蓄電池及び上記双方向電源を有する少なくともいずれかの需要家は、太陽光発電を行う太陽光パネルを有しており、
上記少なくともいずれかの需要家は、上記太陽光パネルによって発電される直流電力を、上記双方向電源によって、上記蓄電池に充電するか、又は上記中央蓄電池へ供給するかの切換を行うよう構成されていることを特徴とする電力融通制御システム。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力融通制御システムにおいて、上記複数の電力管理集合体のうちの少なくともいずれかの電力管理集合体は、太陽光発電を行う中央太陽光パネルを有しており、
上記中央制御装置は、上記中央太陽光パネルによって発電された直流電力を、上記中央蓄電池へ充電するか、又は上記商用交流電源へ売電するかの切換を行うよう構成されていることを特徴とする電力融通制御システム。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力融通制御システムにおいて、上記管理センターは、上記いずれかの電力管理集合体における上記中央蓄電池に蓄電された直流電力を、他の上記電力管理集合体における上記中央蓄電池へ供給するか、又は上記系統連系電源を介して上記商用交流電源へ売電するかの切換を行うよう構成されていることを特徴とする電力融通制御システム。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力融通制御システムにおいて、上記中央制御装置を管理する電力管理集合体は、上記商用交流電源を管理する電力会社との間で使用電力の精算を行い、
上記各需要家は、該各需要家がそれぞれ属する上記電力管理集合体との間で使用電力の精算を行うよう構成されていることを特徴とする電力融通制御システム。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力融通制御システムにおいて、上記複数の電力管理集合体のうちの少なくともいずれかの電力管理集合体は、電気自動車へ充電を行うための充電ステーションを有しており、
上記いずれかの電力管理集合体は、上記充電ステーションにおける使用電力の精算を、上記電気自動車ごと又は需要家ごとに行うよう構成されていることを特徴とする電力融通制御システム。
請求項７に記載の電力融通制御システムにおいて、上記充電ステーションを有する電力管理集合体において、上記複数の需要家のうちの少なくともいずれかの需要家には、上記充電ステーションの使用を予約することができる予約モニターが設けられていることを特徴とする電力融通制御システム。