JP6345055B2 - 電力管理システム及び電力管理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電力管理システム及び電力管理方法に関する。
近年、太陽光発電などの再生可能エネルギー(自然エネルギー)を利用した発電装置と蓄電池を蓄えた電力管理システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、電力管理システムとして、蓄電池の蓄電量を考慮しつつ、予測される発電電力と予測される消費電力とに基づいて、蓄電池に対する充電及び放電を制御し、エネルギーの有効活用が行われている(例えば、特許文献2参照)。
また、電力管理システムとして、発電装置及び蓄電池の各々を有した需要家施設における電力の有効利用の程度の指標として、需要家施設が電力において自立している割合を示す発電電力を消費電力を除算した自立率を求め、省エネルギー化の促進を行うシステムがある(例えば、特許文献3参照)。
さらに、電力管理システムとして、複数の需要家施設からなるコミュニティにおいて、コミュニティの需要家施設間において電力の相互融通を行う制御を行うシステムが知られている(例えば、特許文献4参照)。このように複数の需要家施設に対応する電力管理システムは、TEMS(Town Energy Management System)、あるいはCEMS(Community Energy Management System)などとも呼ばれる。
特開2012−044733号公報 特開2013−215092号公報 特開2012−073867号公報 特開2012−055078号公報
特許文献1、特許文献2及び特許文献4における複数の需要家施設から構成されるコミュニティにおいては、ある需要家施設の発電電力が消費電力を超えた場合、この余剰電力を消費電力が発電電力を超える他の需要家施設に対して融通する処理が行われる。
上記コミュニティにおける電力の融通処理が適切に行われていれば、コミュニティにおける電力の自立率が向上する。
しかしながら、特許文献3においては、需要家施設毎の自立率は計算できるが、コミュニティ全体における電力の融通を行った場合の自立率を求めることができない。コミュニティにおける自立率を算出することは、電力の融通処理の効率化を向上させるための指標として重要である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、電力を相互に融通し合うコミュニティにおける電力の自立率を算出し、電力の融通処理の効率を評価する電力管理システム及び電力管理方法を提供することを目的とする。
本発明の電力管理システムは、電力管理地域において、電気設備として蓄電池及び発電装置を備える需要家施設を含む複数の需要家施設を共通の電源線に接続し、余剰電力を前記需要家施設間において融通し合う電力管理システムにおいて、前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線から供給される各邸購入電力を積算し、全邸購入電力を算出する全邸購入電力算出部と、前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線に供出する各邸売電電力を積算し、全邸売電電力を算出する全邸売電電力算出部と、前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線に放電する各邸放電電力を積算し、全邸放電電力を算出する全邸放電電力算出部と、前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線から充電する各邸充電電力を積算し、全邸充電電力を算出する全邸充電電力算出部と、前記全邸購入電力、前記全邸売電電力、前記全邸放電電力、前記各邸充電電力及び全邸消費電力の各々から、予め設定したルールに従い、前記電力管理地域の前記需要家施設全てが系統電源から購入するエリア購入電力を求め、前記エリア購入電力を前記全邸消費電力により除算し、除算結果から自立率を求める自立率演算部とを備えることを特徴とする。
本発明の電力管理システムは、前記自立率演算部が、前記ルールにおいて予め設定された、所定の時間帯と前記全邸充電電力及び前記全邸売電電力間の比較とにより、蓄電池系統充電分電力量を求め、前記ルールにおいて予め設定された前記全邸購入電力及び前記全邸売電電力の比較により、発電直接融通分電力量を求め、前記ルールにおいて予め設定された、前記全邸購入電力から前記発電直接融通分電力量を減算した結果と、前記全邸放電電力との比較により、放電融通分電力量を求め、前記全邸購入電力、前記蓄電池系統充電分電力量とを加算し、加算結果から前記発電直接融通分電力量と前記放電融通分電力量とを減算して前記エリア購入電力を求めることを特徴とする。
本発明の電力管理システムは、前記自立率演算部が、夜間として設定された時間帯の際、前記全邸充電電力を前記蓄電池系統充電分電力量とし、一方、昼間として設定された時間帯の際、前記全邸充電電力が前記全邸売電電力を超えている場合、前記全邸充電電力から前記全邸売電電力を減算した結果を前記蓄電池系統充電分電力量とし、前記全邸充電電力が前記全邸売電電力未満である場合、前記蓄電池系統充電分電力量を「0」とし、前記全邸購入電力及び前記全邸売電電力の比較を行い、前記全邸購入電力及び前記全邸売電電力のいずれか小さい方を発電直接融通分電力量とし、前記全邸購入電力から前記発電直接融通分電力量を減算した結果と、前記全邸放電電力との比較を行い、いずれか小さい方を前記放電融通分電力量とすることを特徴とする。
本発明の電力管理システムは、前記自立率演算部が、前記電力管理地域内における前記需要家施設毎の自立率を、前記各邸購入電力を前記各邸消費電力で除算した除算結果から算出することを特徴とする。
本発明の電力管理システムは、前記自立率演算部が、前記蓄電池が設けられていない場合の前記電力管理地域内の自立率を、前記エリア購入電力に全邸放電電力を加算し、加算結果から前記蓄電池系統充電分電力量を減算し、この減算結果を全邸消費電力で除算して求めることを特徴とする。
本発明の電力管理システムは、前記自立率演算部が、前記蓄電池が設けられておらず、前記発電装置からの融通がない場合の前記電力管理地域内の自立率を、前記発電装置の各々が発電した電力の積算値である全邸発電電力から前記全邸売電電力を減算し、この減算結果を前記全邸消費電力で除算して求めることを特徴とする。

本発明の電力管理方法は、電力管理地域において、電気設備として蓄電池及び発電装置を備える需要家施設を含む複数の需要家施設を共通の電源線に接続し、余剰電力を前記需要家施設間において融通し合う電力管理方法において、全邸購入電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線から供給される各邸購入電力を積算し、全邸購入電力を算出する全邸購入電力算出過程と、全邸売電電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線に供出する各邸売電電力を積算し、全邸売電電力を算出する全邸売電電力算出過程と、全邸放電電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線に放電する各邸放電電力を積算し、全邸放電電力を算出する全邸放電電力算出過程と、全邸充電電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線から充電する各邸充電電力を積算し、全邸充電電力を算出する全邸充電電力算出過程と、自立率演算部が、前記全邸購入電力、前記全邸売電電力、前記全邸放電電力、前記各邸充電電力及び全邸消費電力の各々から、予め設定したルールに従い、前記電力管理地域の前記需要家施設全てが系統電源から購入するエリア購入電力を求め、前記エリア購入電力を前記全邸消費電力により除算し、除算結果から自立率を求める自立率演算過程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、電力を相互に融通し合うコミュニティにおける電力の自立率を算出し、電力の融通処理の効率を評価する電力管理システム及び電力管理方法を提供することができる。
本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による電力管理システムの構成例を示す図である。 第1の実施形態における融通エリア内電力管理部11の構成例を示す図である。 第1の実施形態における融通エリア内電力管理部11の自立率評価部112の構成例を示す図である。 電力管理地域1の各需要家施設10における電力量の測定値を測定する測定箇所を説明する図である。 データベース215に記憶されている測定値テーブルの構成例を示す図である。 データベース215に書き込まれて記憶されている計算値テーブルの構成例を示す図である。 データベース215に書き込まれて記憶されている電力量テーブルの構成例を示す図である。 本実施形態による電力管理システムの自立率を求める計算の処理の一例を示すフローチャートである。 データベース215に書き込まれて記憶されている各邸電力量テーブルの構成例を示す図である。 本実施形態による電力管理システムが求めた自立率及び各邸自立率のグラフである。 本発明の第2の実施形態による電力管理システムの構成例を示す図である。 第2の実施形態における融通エリア内電力管理部11’の構成例を示す図である。 電力管理地域1の各需要家施設10における電力量の測定値を測定する測定箇所を説明する図である。
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による電力管理システムの構成例を示す図である。本実施形態における電力管理システムは、例えば、所定の地域範囲である電力管理地域(コミュニティ)における複数の需要家に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を一括して管理するものである。このような電力管理システムは、例えばTEMS(Town Energy Management System)やCEMS(Community Energy Management System)などといわれるものに対応する。
本実施形態の電力管理システムは、図1において電力管理地域1として示す一定範囲の地域における複数の需要家施設10ごとに備えられる電気設備を対象として電力管理を行う。電力管理地域1には、需要家施設10、融通エリア内電力管理部11及び電力料金算出部12がある。各需要家施設10には、電力線13を介して商用電源(系統電源)から系統電力が供給される。
図1に示す電力管理地域1における複数の需要家施設10の各々は、太陽電池101、系統電力電力計102、蓄電池103、蓄電池電力量計104及び蓄電池制御部105が備えられている。太陽電池101は、再生可能エネルギーを利用した発電装置の一例であり、風力発電などの他の装置でも良い。また、電力管理地域1における複数の需要家施設10においては、図1に示すように太陽電池101及び蓄電池103の双方を備えず、太陽電池101と蓄電池103のいずれか一方を備える構成でもよい。
系統電力電力計102は、電力線13と需要家施設10内の電源線との間に設けられ、電力線13から供給される、あるいは電力線13に供給する電力量の計測を行う。
蓄電池103は、充電制御された場合、太陽電池101の発電した電力、あるいは電力線13から供給される電力の一部が充電される。一方、蓄電池103は、放電制御された場合、電力線103に対して電力を供給する。
蓄電池電力量計104は、需要家施設10における蓄電池103に対して充放電される電力量を計測する。
ここで、蓄電池電力量計104が測定して供給する電力量が正の場合、この電力量は充電電力(後述する各邸充電電力C)となり、一方、蓄電池電力量計104が測定して供給する電力量が負の場合、この電力量は放電電力(後述する各邸放電電力D)となる。
蓄電池制御部105は、需要家施設10における蓄電池103に対して充放電の制御を行う。
また、需要家施設10は、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。また、電力管理地域1が、例えば1つまたは複数の集合住宅に対応し、需要家施設10のそれぞれが集合住宅における各戸であるような態様でもよい。
また、需要家施設10は、電力管理システムが管理する電力管理地域1の所定の地域に限定されたものでなくても良い。すなわち、電力管理システムは、自身の管理下の需要家施設10として登録され、後述するネットワーク300を利用して管理する情報の送受信が行うことができれば、異なる地域(例えば、北海道、本州、九州、四国などの各地域)において登録された複数の需要家施設10の集合体でも良い。この場合、共通の系統電源3は、需要家施設10の各々に接続される地域における電源線の集合体となる。
融通エリア内電力管理部11は、電力管理地域1に属する各需要家施設10における電気設備である蓄電池103を対象とし、蓄電池制御部105を介して電力制御を実行する。このために、図1における融通エリア内電力管理部11は、ネットワーク300を介して需要家施設10の各々と相互通信可能なように接続される。これにより、融通エリア内電力管理部11は、各需要家施設10における電気設備を制御することができる。
電力料金算出部12は、電力管理地域1の各需要家施設10における系統電力電力計102及び蓄電池電力量計104の各々の計測する電力量に基づき、各需要家施設10の電力料金を算出する。また、電力料金算出部12は、ネットワーク400により、電力管理地域1内の各需要家施設10に設けられている系統電力電力計102及び蓄電池電力量計104の各々の計測する電力量を、電力料金を算出するための電力量実績情報として収集する。
図2は、第1の実施形態における融通エリア内電力管理部11の構成例を示す図である。融通エリア内電力管理部11は、電力管理部111と自立率評価部112とを備えている。
電力管理部111は、電力管理地域1に属する各需要家施設10の各々に対し、ぞれぞれ余剰電力を他の需要家施設10に対して供給させたり、あるいは不足電力を他の需要家施設10から受給させたりする制御を行う。ここで、余剰電力は、太陽電池101が発電した電力が、負荷が消費する電力と蓄電池103に対して充電する電力との合計値を上回った差分の電力を示している。不足電力は、太陽電池101が発電した電力及び蓄電池103が放電電力を加算した電力を消費電力が上回った差分の電力を示している。
各需要家施設10には、図示しない電力管理部が設けられており、過去の実績から翌日に消費される消費電力、翌日に太陽電池101が発電する発電電力を推定し、電力管理計画を生成する。電力管理計画は、デマンド時限毎において、商用電源からの購入電力がデマンド値を超えないように、太陽電池101の発電電力に加えて、蓄電池103からの放電電力の電力量が設定されている。
また、上記電力管理部は、電力管理計画における翌日の消費電力と発電電力とに基づき、価格の安い夜間電力(夜間時間帯の系統電源からの購入電力)により、蓄電池103に対して翌日に必要となる電力を充電させておく。夜間時間帯以外は、系統電源の電力価格が夜間時間帯より高い中間時間帯となる。
しかしながら、翌日の天気による発電電力の推定値とのずれあるいは各需要家施設10における消費電力の推定値とのずれにより、需要家施設10の各々において余剰電力あるいは不足電力が発生する。
電力管理部111は、各需要家施設10における余剰電力及び不足電力に基づき、余剰電力を有する需要家施設10から、不足電力を有する他の需要家施設10に対して、電力を融通する制御を行う。ここで、この電力を行う融通方式としては、いずれの方式を用いても良い。
例えば、各需要家施設10の電力管理部が余剰電力あるいは不足電力の情報を電力管理部111に対して通知する。これにより、電力管理部111は、逐次制御により余剰電力を有する需要家施設10から、不足電力を有する他の需要家施設10に対して、電力を融通する制御を行う。
また、他の方式としては、各需要家施設10の電力管理部が制御周期毎に次の制御周期における余剰電力あるいは不足電力を推定し、推定された余剰電力、不足電力の情報を電力管理部111に対して通知する。これにより、電力管理部111は、通知された推定された余剰電力及び不足電力の情報により、次の制御周期における余剰電力を有すると推定された需要家施設10から、不足電力を有すると推定された他の需要家施設10に対して、電力を融通する制御を行う。
自立率評価部112は、複数の需要家施設10を備える電力管理地域1全体の自立の程度、すなわち電力管理地域1の電力に対する自立率を評価する。これにより、自立率評価部112は、電力の融通を行う方式の各々を、いずれがその電力管理地域1に対応して、効率のよい電力の融通を行っているかを評価することができる。
図3は、第1の実施形態における融通エリア内電力管理部11の自立率評価部112の構成例を示す図である。
図3において、自立率評価部112は、制御部201、全邸購入電力算出部202、全邸売電電力算出部203、全邸発電電力算出部204、全邸充電電力算出部205、全邸放電電力算出部206、全邸消費電力算出部207、融通電力量算出部208、蓄電池系統充電分算出部209、蓄電池PV(photovoltaics)充電分算出部210、蓄電池誤差電力算出部211、エリア購入電力算出部212、エリア売電電力算出部213、自立率算出部214、及びデータベース215の各々を備えている。また、融通電力量算出部208、蓄電池系統充電分算出部209、蓄電池PV(photovoltaics)充電分算出部210、蓄電池誤差電力算出部211、エリア購入電力算出部212、エリア売電電力算出部213、自立率算出部214、及びデータベース215の各々は、自立率演算部200を構成している。
上述した自立率評価部112における各部の説明に対して、自立率を算出するために用いる測定値と、それぞれの測定値の測定箇所の説明を行う。
図4は、電力管理地域1の各需要家施設10における電力量の測定値を測定する測定箇所を説明する図である。以下、需要家施設10は、例えばn個あるとして説明する。図4(a)は、需要電力を各需要家施設10間において相互に融通し合う際の自立率を求めるための測定値を測定する測定箇所を示している。図4(b)は、後述する需要電力を各需要家施設10間において相互に融通しない際の自立率を求めるための測定値を測定する測定箇所を示している。
図4(a)において、融通エリア受電点Jは、電力管理地域1に系統電力から供給される、あるいは電力管理地域1から系統電力に逆流する電力量の基準となる測定点である。
融通エリア需要家出入点jt(1≦i≦n)は、各需要家施設10に対して電力線13供給される、あるいは各需要家施設10から電力線13に供給(供出)される電力量を測定する測定点である。本実施形態においては、融通エリア需要家出入点jtには系統電力電力計102が設置されている。
太陽光発電出入点P(1≦i≦n)は、太陽電池101が発電した電力量を測定する測定点である。
蓄電池出入点b(1≦i≦n)は、蓄電池103に対して行う充放電における電力量を測定する測定点である。本実施形態においては、蓄電池出入点bには蓄電池電力量計104が設置されている。
各邸電力出入点L(1≦i≦n)は、電力線13及び太陽電池101から各邸に供給される電力量、すなわち需要家施設10が消費する消費電力を測定する測定点である。
次に、上記測定点各々において測定される本実施形態における測定値について説明する。
各邸購入電力K(1≦i≦n)は、系統電力電力計102により測定された数値であり、電力線13から各需要家施設10に対して供給された電力を示している。
各邸売電電力S(1≦i≦n)は、各需要家施設10から電力線13に対して供給された電力を示している。
各邸発電電力P(1≦i≦n)は、太陽電池101の電力を出力する端子に設けられた発電電力電力計(不図示)により測定された数値であり、各需要家施設10から電力線13に対して供給された電力を示している。
各邸充電電力C(1≦i≦n)は、蓄電池電力量計104により測定された数値であり、蓄電池103に対して充電された電力を示している。
各邸放電電力D(1≦i≦n)は、蓄電池電力量計104により測定された数値であり、蓄電池103から放電された電力を示している。
各邸消費電力L(1≦i≦n)は、系統電力電力計102及び太陽電池101と需要家施設10の電力線との間に設けられた消費電力電力量計(不図示)により測定された数値であり、電力線13及び太陽電池101から各邸に供給される電力量、すなわち需要家施設10が消費する消費電力を示している。
図3に戻り、制御部201は、データの出入力の制御や、融通エリア内電力管理部11内の各部の動作の制御を行う。また、制御部201は、各需要家施設10から供給される各邸購入電力K、各邸売電電力S、各邸太陽光発電力P、各邸充電電力C、各邸放電電力D、各邸消費電力Lの各々の測定値を、供給した需要家施設10を識別する識別情報である邸番号とともに、データベース215の測定値テーブルに書き込んで記憶させる。各邸購入電力K、各邸売電電力S、各邸太陽光発電力P、各邸充電電力C、各邸放電電力D、各邸消費電力Lの各々は、1分毎に読み出される測定値であり、1分間の測定周期における積算電力である。
図5は、データベース215に記憶されている測定値テーブルの構成例を示す図である。この図5において、測定値テーブルは、各邸購入電力(図では購入電力、K)、各邸売電電力(図では売電電力、S)、各邸太陽光発電力(図では発電電力、P)、各邸充電電力(図では充電電力、C)、各邸放電電力(図では放電電力、D)、各邸消費電力(図では消費電力、L)の各々は、各邸を識別する邸番号とともに書き込まれて記憶されている。
図3に戻り、全邸購入電力算出部202は、各需要家施設10の系統電力電力計102から供給される各邸購入電力Kを積算し、すなわち各邸購入電力Kから各邸購入電力Kの各々を積算し、積算結果として全邸購入電力SUM(K)を算出する。全邸購入電力算出部202は、算出した全邸購入電力SUM(K)をデータベース215の計算値テーブルに、測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
全邸売電電力算出部203は、各需要家施設10の系統電力電力計102から供給される各邸売電電力Sを積算し、すなわち各邸売電電力Sから各邸売電電力Sの各々を積算し、積算結果として全邸売電電力SUM(S)を算出する。全邸売電電力算出部203は、算出した全邸売電電力SUM(S)をデータベース215の計算値テーブルに、測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
ここで、系統電力電力計102から供給される電力量が、電力線13から需要家施設10に対して供給されている場合(すなわち電力量が正の場合)、この電力量は各邸購入電力Kとなる。一方、需要家施設10から電力線13に対して供給されている場合(すなわち電力量が負の場合)、この電力量は各邸売電電力Sとなる。
全邸発電電力算出部204は、各需要家施設10の太陽電池101の出力端に備えられている電力計から供給される各邸発電電力Pを積算し、すなわち各邸発電電力Pから各邸発電電力Pの各々を積算し、積算結果として全邸発電電力SUM(P)を算出する。全邸発電電力算出部204は、算出した全邸発電電力SUM(P)をデータベース215の計算値テーブルに、測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
全邸充電電力算出部205は、各需要家施設10の蓄電池電力量計104から供給される各邸充電電力Cを積算し、すなわち各邸充電電力Cから各邸充電電力Cの各々を積算し、積算結果として全邸充電電力SUM(C)を算出する。全邸充電電力算出部205は、算出した全邸充電電力SUM(C)をデータベース215の計算値テーブルに、測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
全邸放電電力算出部206は、各需要家施設10の蓄電池電力量計104から供給される各邸放電電力Dを積算し、すなわち各邸放電電力Dから各邸放電電力Dの各々を積算し、積算結果として全邸放電電力SUM(D)を算出する。全邸放電電力算出部206は、算出した全邸放電電力SUM(D)をデータベース215の計算値テーブルに、測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
ここで、系統電力電力計102から供給される電力量が、蓄電池103に対して充電されている場合(すなわち電力量が正の場合)、この電力量は各邸充電電力Cとなる。一方、蓄電池103から電力が放電されている場合(すなわち電力量が負の場合)、この電力量は各邸放電電力Dとなる。
全邸消費電力算出部207は、各需要家施設10の系統電力電力計102及び太陽電池101と需要家施設10の電力線との間に設けられた電力量計から供給される各邸消費電力Lを積算し、すなわち各邸消費電力Lから各邸消費電力Lの各々を積算し、積算結果として全邸消費電力SUM(L)を算出する。全邸消費電力算出部207は、算出した全邸消費電力SUM(L)をデータベース215の計算値テーブルに、測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
図6は、データベース215に書き込まれて記憶されている計算値テーブルの構成例を示す図である。
この計算値テーブルには、全邸購入電力算出部202、全邸売電電力算出部203、全邸発電電力算出部204、全邸充電電力算出部205、全邸放電電力算出部206、全邸消費電力算出部207の各々が算出した、全邸購入電力(SUM(K))、全邸売電電力(SUM(S))、全邸発電電力(SUM(P))、全邸充電電力(SUM(C))、全邸充電電力(SUM(D))、全邸消費電力(SUM(L))のそれぞれが書き込まれて記憶されている。また、この計算値テーブルは、1分毎にタイムスタンプが付与されて設けられており、1日分(1分毎なのでテーブル数は1440個)が生成される。
<余剰電力を融通する場合の電力管理地域1における自立率の算出>
図3に戻り、TEMSまたはCEMSを用いて、電力管理地域1の各需要家施設10が余剰電力の融通を行った場合における融通電力量算出部208から自立率算出部214の各々の処理の説明を行う。融通電力量算出部208から自立率算出部214の各々は、予め設定された時間帯と、処理に用いる測定値とを用いた計算処理の場合分けにより、それぞれの場合分けに対応したルール及び算出式によって電力量の算出を行う。また、融通電力量算出部208からエリア売電電力算出部213の各々は、1分毎の測定周期において、それぞれの電力量の計算の処理を行う。自立率算出部214は、1日(例えば、22:00から次の日の21:59までの時間)の単位で電力管理地域1の自立率の算出を行う。
融通電力量算出部208は、発電直接融通分電力量と、発電充電融通分電力量と、放電融通分電力量とを加算して融通電力量を算出する。この融通電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10において融通された全ての電力量を示している。
ここで、融通電力量算出部208は、発電直接融通分電力量と、発電充電融通分電力量と、放電融通分電力量との各々の電力量を以下のように求める。
融通電力量算出部208は、全邸購入電力SUM(K)が全邸売電電力SUM(S)未満である場合、全邸購入電力SUM(K)を発電直接融通分電力量とする。一方、融通電力量算出部208は、全邸購入電力SUM(K)が全邸売電電力SUM(S)を超える場合、全邸売電電力SUM(S)を発電直接融通分電力量とする。
また、融通電力量算出部208は、全邸売電電力SUM(S)から発電直接融通分電力量を減算した結果が全邸充電電力SUM(C)を超える場合、全邸充電電力SUM(C)を発電充電融通分電力量とする。一方、融通電力量算出部208は、全邸売電電力SUM(S)から発電直接融通分電力量を減算した結果が全邸充電電力SUM(C)未満の場合、全邸売電電力SUM(S)から発電直接融通分電力量を減算した結果を発電充電融通分電力量とする。
また、融通電力量算出部208は、全邸購入電力SUM(K)から発電直接融通分電力量を減算した結果が全邸放電電力SUM(D)を超える場合、全邸放電電力SUM(D)を放電融通分電力量とする。一方、融通電力量算出部208は、全邸購入電力SUM(K)から発電直接融通分電力量を減算した結果が全邸放電電力SUM(D)未満の場合、全邸購入電力SUM(K)から発電直接融通分電力量を減算した結果を放電融通分電力量とする。
融通電力量算出部208は、算出した放電融通分電力量をデータベース215の電力量テーブルに、算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された時間帯に応じて、蓄電池蓄電池系統充電分電力量を算出する。ここで、蓄電池系統充電分電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10の蓄電池103の充電において、蓄電池103に系統電力から融通された充電のための電力量を示している。
ここで、蓄電池系統充電分算出部209は、蓄電池系統充電分電力量を以下のように求める。
蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された夜間時間帯(例えば、22:00〜7:59)の場合、全邸充電電力SUM(C)を蓄電池系統充電分電力量とする。
また、蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された日中時間帯(例えば、8:0〜21:59)の場合であり、かつ全邸充電電力SUM(C)が全邸売電電力SUM(Si)を超える場合、全邸充電電力SUM(C)から全邸売電電力SUM(S)を減算した結果を蓄電池系統充電分電力量とする。
また、蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された日中時間帯の場合であり、かつ全邸充電電力SUM(C)が全邸売電電力SUM(S)未満の場合、「0」を蓄電池系統充電分電力量とする。
蓄電池系統充電分算出部209は、算出した蓄電池系統充電分電力量をデータベース215の電力量テーブルに、算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された時間帯に応じて、蓄電池PV充電分電力量を算出する。ここで、蓄電池PV充電分電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10の蓄電池103の充電において、蓄電池103に太陽電池101の発電電力から融通された充電のための電力量を示している。
ここで、蓄電池PV充電分算出部210は、蓄電池PV充電分電力量を以下のように求める。
蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された夜間時間帯の場合、「0」を蓄電池PV充電分電力量とする。
また、蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された日中時間帯の場合であり、かつ全邸売電電力SUM(S)が全邸充電電力SUM(C)を超える場合、全邸充電電力SUM(C)を蓄電池PV充電分電力量とする。
また、蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された日中時間帯の場合であり、かつ全邸売電電力SUM(S)が全邸充電電力SUM(C)未満の場合、全邸売電電力SUM(S)を蓄電池PV充電分電力量とする。
蓄電池PV充電分算出部210は、算出した蓄電池PV充電分電力量をデータベース215の電力量テーブルに、算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
蓄電池誤差電力算出部211は、予め設定された時間帯に応じて、系統電源から蓄電池103に対して充電される誤差受電量、あるいは蓄電池103から系統電源に逆流される放電誤差電力量を算出する。ここで、充電誤差電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10の蓄電池103の充電において、無駄に系統電源の系統電力が充電に用いられて充電された電力量を示している。逆潮流誤差電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10の蓄電池103の放電において、無駄に蓄電池103からの放電が系統電源に逆流した電力量を示している。
ここで、蓄電池誤差電力算出部211は、充電誤差電力量及び放電誤差電力量の各々を以下のように求める。蓄電池誤差電力算出部211は、充電誤差電力量を予め設定された時間帯に応じて求める。
蓄電池誤差電力算出部211は、予め設定された夜間時間帯の場合、「0」を充電誤差電力量とする。
蓄電池誤差電力算出部211は、予め設定された日中時間帯の場合、蓄電池系統充電分電力量を充電誤差電力量とする。
蓄電池誤差電力算出部211は、全邸購入電力SUM(K)が全邸売電電力SUM(S)を超えており、かつ全邸購入電力SUM(Ki)から全邸売電電力SUM(S)を減算した結果が全邸放電電力SUM(D)を超えている場合、「0」を逆潮流誤差電力量とする。
また、蓄電池誤差電力算出部211は、全邸購入電力SUM(K)が全邸売電電力SUM(S)を超えており、かつ全邸購入電力SUM(K)から全邸売電電力SUM(S)を減算した結果が全邸放電電力SUM(D)未満の場合、「全邸放電電力SUM(D)から、全邸売電電力SUM(S)を減算した結果」を全邸購入電力SUM(K)から減算した結果を逆潮流誤差電力量とする。
また、蓄電池誤差電力算出部211は、全邸購入電力SUM(K)が全邸売電電力SUM(S)未満であり、かつ全邸購入電力SUM(K)から全邸売電電力SUM(S)を減算した結果が全邸放電電力SUM(D)未満の場合、全邸放電電力SUM(D)を逆潮流誤差電力量とする。
蓄電池誤差電力算出部211は、算出した逆潮流誤差電力量をデータベース215の電力量テーブルに、算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
エリア購入電力算出部212は、全邸購入電力SUM(K)と蓄電池系統充電分電力量を加算し、この加算結果から発電直接融通分電力量と放電融通分電力量とを減算してエリア購入電力を求める。このエリア購入電力は、実際に電力管理地域1の各需要家施設10が、系統電源から系統電力を受給した電力である。
また、エリア購入電力算出部212は、求めたエリア購入電力から充電誤差電力量を減算し、融通制御が理想的に行われて、余分に系統電力を需給しなかった場合の理想エリア購入電力を求める。
また、エリア購入電力算出部212は、求めたエリア購入電力に対して放電融通分電力量を加算し、この加算結果から蓄電池系統充電分電力量を減算し、電力管理地域1の需要家施設10の各々に蓄電池103が設けられていない場合のエリア購入電力である蓄電池無しエリア購入電力を求める。
このエリア購入電力の計算において、蓄電池系統充電分電力量、発電直接融通分電力量、放電融通分電力量及び充電誤差電力量の各々は、すでに述べた場合分けされた演算結果の数値が使用される。
エリア購入電力算出部212は、算出したエリア購入電力、理想エリア購入電力及び蓄電池無しエリア購入電力をデータベース215の電力量テーブルに、算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
エリア売電電力算出部213は、全邸売電電力SUM(S)と放電融通分電力量を加算し、この加算結果から融通電力量を減算し、エリア売電電力を求める。このエリア売電電力は、実際に電力管理地域1の各需要家施設10が、系統電源に対して発電電力を逆潮流させた電力である。
また、エリア売電電力算出部213は、求めたエリア売電電力から逆潮流誤差電力量を減算し、融通制御が理想的に行われて、余分に系統電力に対して逆潮流を行わなかった場合の理想エリア売電電力を求める。
また、エリア購入電力算出部212は、求めたエリア売電電力に対して蓄電池PV充電分電力量を加算し、電力管理地域1の需要家施設10の各々に蓄電池103が設けられていない場合のエリア売電電力である蓄電池無しエリア売電電力を求める。
このエリア購入電力の計算において、融通電力量、放電融通分電力量、逆潮流誤差電力量及び蓄電池PV充電分電力量の各々は、すでに述べた場合分けされた演算結果の数値が使用される。
エリア購入電力算出部212は、算出したエリア売電電力、理想エリア売電電力及び蓄電池無しエリア売電電力をデータベース215の電力量テーブルに、算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
図7は、データベース215に書き込まれて記憶されている電力量テーブルの構成例を示す図である。
この電力量テーブルには、融通電力量算出部208、蓄電池系統充電分算出部209、蓄電池PV充電分算出部210、蓄電池誤差電力算出部211、エリア購入電力算出部212、エリア売電電力算出部213の各々が算出した、融通電力量、放電融通分電力量、蓄電池系統充電分電力量、蓄電池PV充電分電力量、充電誤差電力量、逆潮流誤差電力量、エリア購入電力量、理想エリア購入電力量、蓄電池無しエリア購入電力、エリア売電電力、理想エリア売電電力、及び蓄電池無しエリア売電電力のそれぞれが書き込まれて記憶されている。また、この電力量テーブルは、1分毎にタイムスタンプが付与されて設けられており、1日分(1分毎なのでテーブル数は1440個)が生成される。
図3に戻り、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値であるエリア購入電力を、測定した測定周期の1日分を積算し、積算結果を1日エリア購入電力とする。また、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である全邸消費電力SUM(L)を、測定した測定周期に対応して1日分積算し、積算結果を1日全邸消費電力とする。
そして、自立率算出部214は、1日エリア購入電力を1日全邸消費電力で除算し、この除算結果を「1」から減算することにより、電力管理地域1の自立率を算出する。
また、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である蓄電池無しエリア購入電力を、測定した測定周期の1日分を積算し、積算結果を1日蓄電池無しエリア購入電力とする。自立率算出部214は、1日蓄電池無しエリア購入電力を1日全邸消費電力で除算し、この除算結果を「1」から減算することにより、電力管理地域1の需要家施設10の各々に蓄電池103が設けられていない場合の電力管理地域1の自立率である蓄電池無し自立率を算出する。
また、自立率算出部214は、自立率から蓄電池無し自立率を減算し、自立率と蓄電池無し自立率との差分である蓄電池自立率差分を求める。この蓄電池自立率差分は、蓄電池103がない場合に自立率が低下する指標として用いられる。
また、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である全邸発電電力SUM(P)を、測定した測定周期の1日分を積算し、積算結果を1日全邸発電電力とする。自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である全邸売電電力SUM(S)を、測定した測定周期の1日分を積算し、積算結果を1日全邸売電電力とする。
また、自立率算出部214は、1日全邸発電電力から1日全邸売電電力を減算し、この減算結果を1日全邸消費電力で除算し、電力管理地域1の需要家施設10の各々が剰余電力の融通をしない場合の融通無し自立率を求める。
図8は、本実施形態による電力管理システムの自立率を求める計算の処理の一例を示すフローチャートである。
ステップS0:
制御部201は、自立率の計算を開始する際、図示しないタイマーを「22:00(22時00分)」にセットして時刻設定を行い、タイマーの初期化を行う。そして、制御部201は、上記タイマーに対して計時の稼働を開始させる。
ステップS1:
制御部201は、タイマーの計時が1分経過したか否かの判定を行う。このとき、制御部201は、タイマーの計時が1分経過した場合、処理をステップS2へ進める。一方、制御部201は、タイマーの計時が1分経過していない場合、1分経過するまでステップS1の処理を繰り返す。
ステップS2:
制御部201は、電力管理地域1の各需要家施設10の各々の電力計から供給される各邸購入電力K、各邸売電電力S、各邸太陽光発電力P、各邸充電電力C、各邸放電電力D、各邸消費電力Lの各々の測定値を、供給した需要家施設10を識別する識別情報である邸番号とともに、データベース215の測定値テーブルに書き込んで記憶させる。このときに取得される測定値の各々は、各電力計が測定した1分間の積算値である。
ステップS3:
制御部201は、融通エリア内電力管理部11の各部に対して、処理の開始を示す制御信号を出力する。
全邸購入電力算出部202は、データベース215の測定値テーブルから、全ての需要家施設10の各邸購入電力Kを読み出す。
そして、全邸購入電力算出部202は、各邸購入電力K0から各邸購入電力Knを積算して全邸購入電力SUM(K)を求める。全邸購入電力算出部202は、求めた邸購入電力SUM(K)を、データベース215における測定値を測定した時間を示すタイムスタンプを付与された計算値テーブルに対して書き込んで記憶させる。
また、全邸売電電力算出部203から全邸消費電力算出部207の各々も、上述した全邸購入電力算出部202の処理と同様に、それぞれ計算に必要な測定値をデータベース215の測定値テーブルから読み出して積算し、全邸売電電力SUM(S)、全邸発電電力SUM(P)、全邸充電電力SUM(C)、全邸放電電力SUM(D)、全邸消費電力SUM(L)それぞれを算出する。
そして、全邸売電電力算出部203から全邸消費電力算出部207の各々は、求めた全邸売電電力SUM(S)、全邸発電電力SUM(P)、全邸充電電力SUM(C)、全邸放電電力SUM(D)、全邸消費電力SUM(L)それぞれを、データベース215における測定値を測定した時間を示すタイムスタンプを付与された計算値テーブルに対して書き込んで記憶させる。
次に、融通電力量算出部208は、全邸購入電力SUM(K)、全邸売電電力SUM(S)、全邸充電電力SUM(C)、全邸放電電力SUM(D)の各々の計算値を、データベース215の計算値テーブルから読み出す。
そして、融通電力量算出部208は、すでに述べたように、所定のルールの場合分けにより、発電直接融通分電力量と、発電充電融通分電力量と、放電融通分電力量との各々を求める。融通電力量算出部208は、求めた発電直接融通分電力量と、発電充電融通分電力量と、放電融通分電力量とを加算して融通電力量を算出する。融通電力量算出部208は、求めた融通電力量を、データベース215における測定値を測定した時間を示すタイムスタンプを付与された電力量テーブルに対して書き込んで記憶させる。
また、蓄電池系統充電分算出部209からエリア売電電力算出部213の各々も、上述した融通電力量算出部208の処理と同様に、それぞれ計算に必要な計算値をデータベース215の計算値テーブルから読み出す。そして、蓄電池系統充電分算出部209からエリア売電電力算出部213の各々は、読み出した計算値を用いて所定のルールの場合分けにより得られた電力量に基づき、放電融通分電力量、蓄電池系統充電分電力量、蓄電池PV充電分電力量、充電誤差電力量、逆潮流誤差電力量、エリア購入電力量、理想エリア購入電力量、蓄電池無しエリア購入電力、エリア売電電力、理想エリア売電電力、及び蓄電池無しエリア売電電力のそれぞれを求めるための数値を算出する。
蓄電池系統充電分算出部209からエリア売電電力算出部213の各々は、求めた放電融通分電力量、蓄電池系統充電分電力量、蓄電池PV充電分電力量、充電誤差電力量、逆潮流誤差電力量、エリア購入電力量、理想エリア購入電力量、蓄電池無しエリア購入電力、エリア売電電力、理想エリア売電電力、及び蓄電池無しエリア売電電力のそれぞれを、データベース215における測定値を測定した時間を示すタイムスタンプを付与された電力量テーブルに対して書き込んで記憶させる。
ステップS4:
制御部201は、全邸購入電力算出部202からエリア売電電力算出部213の各々がそれぞれの計算値を求めると、タイマーを参照して計時を始めてから一日が経過したか否かの判定を行う。すなわち、制御部201は、タイマーの計時している時間が予め設定されている時間(例えば、21:59)となったか否かの判定を行う。
そして、制御部201は、タイマーが計時を開始してから一日経過している場合、処置をステップS5へ進める。一方、制御部201は、タイマーが計時を開始してから一日経過していない場合、処理をステップS1へ進める。
ステップS5:
自立率算出部214は、データベース215の1日分の電力量テーブルから、エリア購入電力及び蓄電池無しエリア購入電力を読み出す。自立率算出部214は、データベース215の計算値テーブルの各々から、1日分のエリア購入電力、蓄電池無しエリア購入電力を読み出し、それぞれを積算することにより、1日エリア購入電力、1日蓄電池無しエリア購入電力それぞれを算出する。
同様に、自立率算出部214は、データベース215の計算値テーブルの各々から、1日分の全邸消費電力SUM(L)、全邸発電電力SUM(P)及び全邸売電電力SUM(S)を読み出し、それぞれを積算することにより、1日全邸消費電力、1日全邸発電電力及び1日全邸売電電力を算出する。
そして、自立率算出部214は、1日エリア購入電力、1日蓄電池無しエリア購入電力、1日全邸消費電力、1日全邸発電電力及び1日全邸売電電力の各々を用い、自立率、蓄電池無し自立率、蓄電池自立率差分、融通無し自立率のそれぞれを算出し、処理をステップS0へ戻す。
このとき、制御部201は、例えば、全邸購入電力算出部202から自立率算出部214の各々の算出した算出値を、図示しない表示部の表示画面に対して表示し、ユーザに対して通知する。
<余剰電力を融通しない場合の電力管理地域1における自立率の算出>
次に、TEMS及びCEMSのいずれも用いず、電力管理地域1の各需要家施設10が余剰電力の融通を行わない場合における融通電力量算出部208から自立率算出部214の各々の処理の説明を行う。以下、余剰電力を融通する場合と異なる自立率を算出するために用いる測定値と、それぞれの測定値の測定箇所の説明を行う。
図4は、電力管理地域1の各需要家施設10における電力量の測定値を測定する測定箇所を説明する図である。以下、需要家施設10は、例えばn個あるとして説明する。図4(b)は、後述する需要電力を各需要家施設10間において相互に融通しない際の自立率を求めるための測定値を測定する測定箇所を示している。
図4(b)において、融通エリア受電点Jは、電力管理地域1に系統電力から供給される、あるいは電力管理地域1から系統電力に逆流する電力量の基準となる測定点である。j(0≦i≦n)は、各需要家施設10における需要家受電点である。ここには、系統電力電力計102が設置されている。他の測定点及び測定値については、図4(a)の場合と同様である。
図3に戻り、融通電力量算出部208から自立率算出部214の各々は、予め設定された時間帯と、処理に用いる測定値とを用いた計算処理の場合分けにより、それぞれの場合分けに対応したルール及び算出式によって電力量の算出を行う。また、融通電力量算出部208からエリア売電電力算出部213の各々は、1分毎の測定周期において、それぞれの電力量の計算の処理を行う。自立率算出部214は、1日(例えば、22:00から次の日の21:59までの時間)の単位で電力管理地域1の自立率の算出を行う。
蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された時間帯に応じて、各需要家施設10の各邸蓄電池系統充電分電力量を算出する。ここで、各邸蓄電池系統充電分電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10の蓄電池103の充電において、蓄電池103に系統電力から融通された充電のための電力量を示している。
ここで、蓄電池系統充電分算出部209は、各需要家施設10の各邸蓄電池系統充電分電力量を以下のように求める。
蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された夜間時間帯(例えば、22:00〜7:59)の場合、各邸充電電力Cを各邸蓄電池系統充電分電力量とする。
また、蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された日中時間帯(例えば、8:0〜21:59)の場合であり、かつ各邸充電電力Cが各邸売電電力Sを超える場合、各邸充電電力Cから各邸売電電力Sを減算した結果を各邸蓄電池系統充電分電力量とする。
また、蓄電池系統充電分算出部209は、予め設定された日中時間帯の場合であり、かつ各邸充電電力Cが各売電電力S未満の場合、「0」を各邸蓄電池系統充電分電力量とする。
蓄電池系統充電分算出部209は、算出した各邸蓄電池系統充電分電力量をデータベース215の各邸電力量テーブルに、邸番号及び算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された時間帯に応じて、各需要家施設10の各邸蓄電池PV充電分電力量を算出する。ここで、蓄電池PV充電分電力量は、電力管理地域1の各需要家施設10の蓄電池103の充電において、蓄電池103に太陽電池101の発電電力から融通された充電のための電力量を示している。
ここで、蓄電池PV充電分算出部210は、各需要家施設10の各邸蓄電池PV充電分電力量を以下のように求める。
蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された夜間時間帯の場合、「0」を各邸蓄電池PV充電分電力量とする。
また、蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された日中時間帯の場合であり、かつ各邸売電電力Sが各邸充電電力Cを超える場合、各邸充電電力Cを各需要家施設10の蓄電池PV充電分電力量とする。
また、蓄電池PV充電分算出部210は、予め設定された日中時間帯の場合であり、かつ各邸売電電力Sが各邸充電電力C未満の場合、各邸売電電力Sを各邸蓄電池PV充電分電力量とする。
蓄電池PV充電分算出部210は、算出した各邸蓄電池PV充電分電力量をデータベース215の各邸電力量テーブルに、邸番号及び算出に用いた測定値を測定した時刻を示すタイムスタンプを付与して書き込んで記憶させる。
エリア購入電力算出部212は、各邸購入電力Kと各邸放電電力Dとを加算し、この加算結果から各邸蓄電池系統充電分電力量を減算して、各邸蓄電池無し購入電力を求める。この各邸蓄電池無し購入電力は、電力管理地域1の需要家施設10の各々に蓄電池103が設けられていない場合の各邸単位の系統電源から購入する電力である。
また、エリア購入電力算出部212は、各邸売電電力S)に対して各邸蓄電池PV充電分電力量を加算し、各邸蓄電池無し売電電力を求める。各邸蓄電池無し売電電力は、電力管理地域1の需要家施設10の各々に蓄電池103が設けられていない場合の各邸単位の系統電源に対して逆潮流する電力である。
図9は、データベース215に書き込まれて記憶されている各邸電力量テーブルの構成例を示す図である。
この各邸電力量テーブルには、蓄電池系統充電分算出部209及びエリア購入電力算出部212の各々が算出した、各邸蓄電池系統充電分電力量、各邸蓄電池PV充電分電力量のそれぞれが需要家施設10の邸番号に対応して書き込まれて記憶されている。また、この各邸電力量テーブルは、1分毎にタイムスタンプが付与されて設けられており、1日分(1分毎なので各邸テーブル数は1440個)が生成される。
図3に戻り、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である各邸購入電力Kを、測定した測定周期の1日分を積算し、積算結果を1日各邸購入電力とする。また、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である各邸消費電力Lを、測定した測定周期に対応して1日分積算し、積算結果を1日各邸消費電力とする。
そして、自立率算出部214は、1日各邸購入電力を1日各邸消費電力で除算し、この除算結果を「1」から減算することにより、電力管理地域1の各々の需要家施設10の自立率を算出する。自立率算出部214は、求めた各需要家施設10の自立率を、電力管理地域1の需要家施設10にて平均し、平均した自立率を電力管理地域1の需要家施設10の各邸自立率とする。
また、自立率算出部214は、1分毎の電力の積算値である各邸蓄電池無し購入電力を、測定した測定周期の1日分を積算し、積算結果を1日各邸蓄電池無購入電力とする。自立率算出部214は、1日各邸蓄電池無し購入電力を1日各邸消費電力で除算し、この除算結果を「1」から減算することにより、電力管理地域1の需要家施設10の各々に蓄電池103が設けられていない場合の電力管理地域1の需要家施設10それぞれの自立率である蓄電池無し自立率を算出する。
自立率算出部214は、求めた各需要家施設10の蓄電池無し自立率を、電力管理地域1の需要家施設10にて平均し、平均した自立率を電力管理地域1の需要家施設10の各邸蓄電池無し自立率とする。
また、自立率算出部214は、各邸自立率から各邸蓄電池無し自立率を減算し、各邸自立率と各邸蓄電池無し自立率との差分である各邸蓄電池自立率差分を求める。この各邸蓄電池自立率差分は、蓄電池103がない場合に各邸自立率が低下する指標として用いられる。
上述したように、本実施形態によれば、電力管理地域1における各需要家施設10で余剰電力の融通を行うTEMSまたはCEMSのシステムの評価を行う指標である自立率を、自立率の測定を行う電力計を新たに設けることなく、すでにある電力計の測定値により容易に求めることができる。これにより、TEMSまたはCEMSのシステムの開発を行う際、融通のアルゴリズムにおける余剰電力の各需要家施設10間における分配の精度を容易に行うことが可能となる。
また、本実施形態によれば、TEMSまたはCEMSを用いて余剰電力を融通した場合における電力管理地域1の自立率と、TEMS及びCEMSのいずれも用いず余剰電力を融通しない場合における電力管理地域1の需要家施設10の平均値である各邸自立率とを算出するため、自立率及び各邸自立率の各々を比較することにより、TEMSまたはCEMSを用いることでの自立率の変化を容易に比較することができる。
図10は、本実施形態による電力管理システムが求めた自立率及び各邸自立率のグラフである。図10において、横軸が自立率及び各邸自立率を求めた日付を示し、縦軸が自立率及び各邸自立率に対して100を乗じたパーセント表示が示されている。ここで、新たに2014年1月に形成したTEMSを用いた電力管理地域1において、自立率をフィードバックしてTEMSのアルゴリズムを調整していくことにより、徐々に個自立率が向上、すなわちTEMSによる余剰電力の融通処理の効率が向上していることが判る。この図10のグラフから、良くチューニングされたTEMSを用いることにより、電力管理地域1の電力の自立率が向上し、需要家施設10を個別に自立させる場合に比較して、省エネルギーの観点から優位であることが判る。
このように、本実施形態は、TEMSやCEMSにおける余剰電力の融通を行うアルゴリズムのチューニングの結果を、自立率により評価することができ、容易に余剰電力の融通の効率を向上に寄与できる。
また、本実施形態は、TEMSやCEMSが省エネルギーの観点から、各需要家施設10単体で電力制御を行うより優位であることを示すことができるため、各需要家施設10における電力消費のより省エネルギー化を促進することに寄与できる。
<第2の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。図11は、本発明の第2の実施形態による電力管理システムの構成例を示す図である。本実施形態における電力管理システムは、第1の実施形態と同様に、所定の地域範囲である電力管理地域における複数の需要家に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を、TEMSやCEMSなどにより一括して管理するものである。図11において、第1の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる構成及び動作についてのみ説明する。
本実施形態の電力管理システムは、図11において電力管理地域1’として示す一定範囲の地域における複数の需要家施設10’ごとに備えられる電気設備を対象として電力管理を行う。電力管理地域1’には、需要家施設10、融通エリア内電力管理部11’及び電力料金算出部12がある。各需要家施設10’には、電力線13を介して商用電源から系統電力が供給される。
第2の実施形態における電力管理システムが第1の実施形態と異なる点は、各需要家施設10’における蓄電池103が電力線13と対して直接に電力の供給及び逆潮流を行う構成である。
この第2の実施形態の場合、各需要家施設10の各々は、自身に配設されている蓄電池103の電力を直接に使用することはできない。すなわち、電力管理地域1’において、各需要家施設10’の蓄電池103は、電力管理地域1’内にて共有化されている。
図12は、第2の実施形態における融通エリア内電力管理部11’の構成例を示す図である。
この図12において、融通エリア内電力管理部11’における電力管理部111’は、各需要家施設10’に設けられた蓄電池103を、あたかも電力管理地域1’内に設けられた一つの蓄電池として制御する点が第1の実施形態と異なる。
また、この電力管理地域1’における自立率の算出は、自立率評価部112が第1の実施形態と同様に行う。
図13は、電力管理地域1の各需要家施設10における電力量の測定値を測定する測定箇所を説明する図である。以下、需要家施設10は、例えばn個あるとして説明する。図13は、需要電力を各需要家施設10間において相互に融通し合う際の自立率を求めるための測定値を測定する測定箇所を示している。
この図13における測定箇所、この測定箇所に設置される各電力計及びこの電力計にて測定される測定値については、第1の実施形態と同様のため、説明を省略する。
図12に戻り、自立率評価部112は、第1の実施形態の電力管理システムにおける電力管理地域1の構成と、第2の実施形態における電力管理システムにおける電力管理地域1’の構成とのいずれにも共通に用いることができる。
上述したように、本実施形態によれば、電力管理地域1’における各需要家施設10’で余剰電力の融通を行うTEMSまたはCEMSのシステムの評価を行う指標である自立率を、自立率の測定を行う電力計を新たに設けることなく、すでにある電力計の測定値により容易に求めることができる。これにより、TEMSまたはCEMSのシステムの開発を行う際、融通のアルゴリズムにおける余剰電力の各需要家施設10間における分配の精度を容易に行うことが可能となる。
また、図1における融通エリア内電力管理部11及び図10における融通エリア内電力管理部11’における自立率の算出を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより需要家施設10あるいは需要家施設10’における自立率の評価処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1…電力管理地域
10…需要家施設
11,11’…融通エリア内電力管理部
12…電力料金算出部
13…電力線
101…太陽電池
102…系統電力電力計
103…蓄電池
104…蓄電池電力量計
105…蓄電池制御部
111,111’…電力管理部
112…自立率評価部
201…制御部
202…全邸購入電力算出部
203…全邸売電電力算出部
204…全邸発電電力算出部
205…全邸充電電力算出部
206…全邸放電電力算出部
207…全邸消費電力算出部
208…融通電力量算出部
209…蓄電池系統充電分算出部
210…蓄電池PV充電分算出部
211…蓄電池誤差電力算出部
212…エリア購入電力算出部
213…エリア売電電力算出部
214…自立率算出部
215…データベース
300,400…ネットワーク

Claims (7)

  1. 電力管理地域において、電気設備として蓄電池及び発電装置を備える需要家施設を含む複数の需要家施設を共通の電源線に接続し、余剰電力を前記需要家施設間において融通し合う電力管理システムにおいて、
    前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線から供給される各邸購入電力を積算し、全邸購入電力を算出する全邸購入電力算出部と、
    前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線に供出する各邸売電電力を積算し、全邸売電電力を算出する全邸売電電力算出部と、
    前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線に放電する各邸放電電力を積算し、全邸放電電力を算出する全邸放電電力算出部と、
    前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線から充電する各邸充電電力を積算し、全邸充電電力を算出する全邸充電電力算出部と、
    前記全邸購入電力、前記全邸売電電力、前記全邸放電電力、前記各邸充電電力及び全邸消費電力の各々から、予め設定したルールに従い、前記電力管理地域の前記需要家施設全てが系統電源から購入するエリア購入電力を求め、前記エリア購入電力を前記全邸消費電力により除算し、除算結果から自立率を求める自立率演算部と
    を備えることを特徴とする電力管理システム。
  2. 前記自立率演算部が、
    前記ルールにおいて予め設定された、所定の時間帯と前記全邸充電電力及び前記全邸売電電力間の比較とにより、蓄電池系統充電分電力量を求め、
    前記ルールにおいて予め設定された前記全邸購入電力及び前記全邸売電電力の比較により、発電直接融通分電力量を求め、
    前記ルールにおいて予め設定された、前記全邸購入電力から前記発電直接融通分電力量を減算した結果と、前記全邸放電電力との比較により、放電融通分電力量を求め、
    前記全邸購入電力、前記蓄電池系統充電分電力量とを加算し、加算結果から前記発電直接融通分電力量と前記放電融通分電力量とを減算して前記エリア購入電力を求める
    ことを特徴とする請求項1記載の電力管理システム。
  3. 前記自立率演算部が、
    夜間として設定された時間帯の際、前記全邸充電電力を前記蓄電池系統充電分電力量とし、一方、昼間として設定された時間帯の際、前記全邸充電電力が前記全邸売電電力を超えている場合、前記全邸充電電力から前記全邸売電電力を減算した結果を前記蓄電池系統充電分電力量とし、前記全邸充電電力が前記全邸売電電力未満である場合、前記蓄電池系統充電分電力量を「0」とし、
    前記全邸購入電力及び前記全邸売電電力の比較を行い、前記全邸購入電力及び前記全邸売電電力のいずれか小さい方を発電直接融通分電力量とし、
    前記全邸購入電力から前記発電直接融通分電力量を減算した結果と、前記全邸放電電力との比較を行い、いずれか小さい方を前記放電融通分電力量とする
    ことを特徴とする請求項2に記載の電力管理システム。
  4. 前記自立率演算部が、
    前記電力管理地域内における前記需要家施設毎の自立率を、前記各邸購入電力を前記各邸消費電力で除算した除算結果から算出する
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力管理システム。
  5. 前記自立率演算部が、
    前記蓄電池が設けられていない場合の前記電力管理地域内の自立率を、前記エリア購入電力に全邸放電電力を加算し、加算結果から前記蓄電池系統充電分電力量を減算し、この減算結果を全邸消費電力で除算して求める
    ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電力管理システム。
  6. 前記自立率演算部が、
    前記蓄電池が設けられておらず、前記発電装置からの融通がない場合の前記電力管理地域内の自立率を、前記発電装置の各々が発電した電力の積算値である全邸発電電力から前記全邸売電電力を減算し、この減算結果を前記全邸消費電力で除算して求める
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力管理システム。
  7. 電力管理地域において、電気設備として蓄電池及び発電装置を備える需要家施設を含む複数の需要家施設を共通の電源線に接続し、余剰電力を前記需要家施設間において融通し合う電力管理方法において、
    全邸購入電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線から供給される各邸購入電力を積算し、全邸購入電力を算出する全邸購入電力算出過程と、
    全邸売電電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設が前記電源線に供出する各邸売電電力を積算し、全邸売電電力を算出する全邸売電電力算出過程と、
    全邸放電電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線に放電する各邸放電電力を積算し、全邸放電電力を算出する全邸放電電力算出過程と、
    全邸充電電力算出部が、前記電力管理地域内の前記需要家施設の前記蓄電池が前記電源線から充電する各邸充電電力を積算し、全邸充電電力を算出する全邸充電電力算出過程と、
    自立率演算部が、前記全邸購入電力、前記全邸売電電力、前記全邸放電電力、前記各邸充電電力及び全邸消費電力の各々から、予め設定したルールに従い、前記電力管理地域の前記需要家施設全てが系統電源から購入するエリア購入電力を求め、前記エリア購入電力を前記全邸消費電力により除算し、除算結果から自立率を求める自立率演算過程と
    を備えることを特徴とする電力管理方法。
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