JP6397338B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置及び当該蓄電装置からの電力を消費して熱を発生させる熱発生装置を具備する電力供給システムの技術に関する。 The present invention relates to a technology for a power supply system including a power storage device and a heat generation device that generates heat by consuming electric power from the power storage device.
従来、蓄電装置及び当該蓄電装置からの電力を消費して熱を発生させる熱発生装置を具備する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
Conventionally, a technology of a power supply system including a power storage device and a heat generation device that generates heat by consuming electric power from the power storage device has been publicly known. For example, as described in
特許文献１には、蓄電装置（蓄電池）及び熱発生装置（ヒートポンプユニット）を具備する電力供給システムが記載されている。蓄電装置は、商用電源等からの電力を蓄えて、当該電力を熱発生装置や家庭内の電力負荷に供給することができる。
一般的に、熱発生装置を運転させるためには比較的多くの電力が必要になる。このため、特許文献１に記載の電力供給システムでは、商用電源が停電した場合、熱発生装置及び家庭内の電力負荷で消費される電力が、蓄電装置から出力可能な電力を上回り、当該蓄電装置がトリップする（保護回路により出力が遮断される）おそれがある。そこで、当該電力供給システムでは、商用電源が停電した場合には、熱発生装置の運転を停止させる措置が必要になる場合がある。
Generally, a relatively large amount of electric power is required to operate the heat generator. For this reason, in the power supply system described in
しかしながら、例えば電力を発電可能な発電部（例えば、太陽光発電装置）を具備する電力供給システムの場合、商用電源が停電した場合であっても、当該発電部及び蓄電装置からの電力で、熱発生装置及び家庭内の電力負荷で消費される電力を十分に賄うことができる場合がある。このような場合には、商用電源の停電が発生していても、熱発生装置を運転させて熱（湯）を発生させることが望まれる。 However, for example, in the case of a power supply system including a power generation unit that can generate power (for example, a solar power generation device), even when the commercial power supply fails, the power from the power generation unit and the power storage device In some cases, the power consumed by the generator and the power load in the home can be sufficiently covered. In such a case, it is desirable to generate heat (hot water) by operating the heat generating device even if a commercial power failure occurs.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、商用電源の停電が発生した場合であっても、適切なタイミングで熱発生装置を運転させることが可能な電力供給システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and the problem to be solved is that the heat generator can be operated at an appropriate timing even when a power failure occurs in the commercial power supply. Is to provide a simple power supply system.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、自然エネルギーを利用して発電可能な発電部と、電力を充放電可能な蓄電装置と、電力を消費して運転する電力負荷と、電力を消費して運転することで熱を発生させる熱発生装置と、商用電源、前記発電部及び前記蓄電装置からの電力を前記電力負荷及び前記熱発生装置へと分配する分電盤と、前記商用電源の停電を検出する停電検出手段と、前記発電部において発電が行われているか否かを検出する発電検出手段と、前記蓄電装置において放電が行われているか否かを検出する放電検出手段と、前記停電検出手段によって前記商用電源の停電が検出された場合において、前記発電検出手段により前記発電部において発電が行われていることが検出され、かつ前記放電検出手段により前記蓄電装置において放電が行われていないことが検出された場合、前記熱発生装置を運転させる停電時運転制御を行う制御装置と、を具備するものである。 That is, a power generation unit that can generate power using natural energy, a power storage device that can charge and discharge electric power, an electric power load that operates by consuming electric power, and heat that generates heat by operating by consuming electric power Generator, commercial power source, distribution board for distributing power from the power generation unit and the power storage device to the power load and the heat generator, power failure detection means for detecting a power failure of the commercial power source, and the power generation The power generation detecting means for detecting whether or not the power generation is performed in the unit, the discharge detecting means for detecting whether or not the power storage device is discharging, and the power failure detecting means detects the power failure of the commercial power source. In this case, it is detected by the power generation detection means that the power generation unit is generating power, and the discharge detection means is not discharging the power storage device. If issued, it is to anda controller for a power failure during operation control for operating the heat generating device.
前記制御装置は、前記停電時運転制御において、前記停電検出手段によって前記商用電源の停電が検出されていない場合に比べて前記熱発生装置における消費電力が小さくなるように当該熱発生装置を制御することとしてもよい。
このような構成により、蓄電装置のトリップの発生を抑制することができる。
The control device controls the heat generating device so that the power consumption in the heat generating device is smaller in the operation control during the power failure than in the case where the power failure of the commercial power source is not detected by the power failure detection means. It is good as well.
With such a configuration, occurrence of a trip of the power storage device can be suppressed.
前記発電部において発電された電力のうち、前記電力負荷で消費されない余剰分を検出する余剰電力検出手段をさらに具備し、前記制御装置は、前記停電時運転制御において、前記余剰電力検出手段による検出結果に応じて前記熱発生装置における消費電力を調節することとしてもよい。
このような構成により、蓄電装置のトリップの発生を抑制しながらも、効率的に熱発生装置を運転することができる。
The power generation unit further comprises surplus power detection means for detecting surplus power that is not consumed by the power load, and the control device detects the surplus power detection means in the power failure operation control. It is good also as adjusting the power consumption in the said heat generating apparatus according to a result.
With such a configuration, the heat generating device can be efficiently operated while suppressing the occurrence of trip of the power storage device.
前記制御装置は、前記停電検出手段によって前記商用電源の停電が検出された場合において、前記発電検出手段により前記発電部において発電が行われていないことが検出され、又は前記放電検出手段により前記蓄電装置において放電が行われていることが検出された場合、前記熱発生装置を運転させない停電時運転停止制御を行うこととしてもよい。
このような構成により、蓄電装置のトリップの発生を抑制することができる。
When the power failure is detected by the power failure detection unit, the control device detects that the power generation unit is not generating power in the power generation unit, or the discharge detection unit detects the power storage. When it is detected that discharge is being performed in the apparatus, it is possible to perform operation stop control during power failure that does not operate the heat generating apparatus.
With such a configuration, occurrence of a trip of the power storage device can be suppressed.
商用電源の停電が発生した場合であっても、適切なタイミングで熱発生装置を運転させることができる。 Even when a power failure occurs in the commercial power supply, the heat generator can be operated at an appropriate timing.
以下では、図１を用いて、本発明の第一実施形態に係る電力供給システム１の構成について説明する。
Below, the structure of the electric
電力供給システム１は、種々の施設（本実施形態においては、住宅とする）に設けられ、電力を適宜の機器へと供給するためのものである。電力供給システム１は、主として蓄電装置１１、太陽光発電部１２、パワーコンディショナー１３、変圧器１４、出力切替盤１５、分電盤１７、電力負荷２０、給湯装置２２及びＨＥＭＳ２５等を具備する。
The
蓄電装置１１は、電力の充放電が可能なものである。蓄電装置１１は、商用電源１００（電力会社の電力系統）に連系して運用可能な系統連系型の蓄電装置である。蓄電装置１１は、リチウムイオン電池等の蓄電池等により構成される。
The
蓄電装置１１は、制御部１１ａを具備する。制御部１１ａは、蓄電装置１１の動作を制御するものである。制御部１１ａは、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、並びにＩ／Ｏ等の入出力装置等により構成される。制御部１１ａは、蓄電装置１１に内蔵されている。
The
制御部１１ａは、停電の発生を検出することができる。具体的には、制御部１１ａは、商用電源１００からの電力の供給の有無を検出するセンサ（不図示）に接続される。制御部１１ａは、前記センサにより商用電源１００からの電力の供給が無いことが検出された場合には、停電フラグをオン状態とする。一方、制御部１１ａは、前記センサにより商用電源１００からの電力の供給が有ることが検出された場合には、停電フラグをオフ状態とする。
The
太陽光発電部１２は、自然エネルギーである太陽光を利用して発電するものである。太陽光発電部１２は、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部１２は、例えば、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に配置される。
The solar
パワーコンディショナー１３は、電力を適宜変換するものである。パワーコンディショナー１３は、配電線を介して蓄電装置１１と接続される。またパワーコンディショナー１３は、配電線を介して太陽光発電部１２と接続される。またパワーコンディショナー１３は、配電線を介して商用電源１００及び後述する出力切替盤１５と接続される。パワーコンディショナー１３は、商用電源１００から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置１１へと供給することができる。またパワーコンディショナー１３は、蓄電装置１１及び太陽光発電部１２から供給される直流電力を交流電力に変換し、外部（後述する出力切替盤１５等）へと供給することができる。
The
パワーコンディショナー１３は、後述する停電時（商用電源１００からの電力が供給されていない場合）に電力を出力可能な非常用出力部を有する。パワーコンディショナー１３の非常用出力部からは、所定の電圧（例えば、１００（Ｖ））の電力を取り出すことができる。なお、パワーコンディショナー１３には、非常用出力部からの電力の取り出しの可否を切り替える切替スイッチが設けられる。前記切替スイッチが切られると、前記非常用出力部からの電力の取り出し（自立出力）が不能となる。一方、前記切替スイッチが入れられると、前記非常用出力部からの電力の取り出しが可能となる。
The
パワーコンディショナー１３は、制御部１３ａを具備する。制御部１３ａは、パワーコンディショナー１３の動作を制御するものである。制御部１３ａは、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、並びにＩ／Ｏ等の入出力装置等により構成される。制御部１３ａは、パワーコンディショナー１３に内蔵されている。
The
制御部１３ａは、種々の情報を取得（検出）することができる。具体的には、制御部１３ａは、蓄電装置１１に充電される電力（充電量）、蓄電装置１１から放電される電力（放電量）、太陽光発電部１２において発電される電力（発電量）、及びパワーコンディショナー１３から変圧器１４及び出力切替盤１５へと出力される電力（出力量）等を把握することができる。また制御部１３ａ（パワーコンディショナー１３）は蓄電装置１１の制御部１１ａと接続され、当該制御部１１ａから停電フラグに関する情報を取得することができる。
The
制御部１３ａは、所定の場合に前記切替スイッチを切り替える。なお、当該切替スイッチは、住宅の居住者が手動で切り替えることも可能である。
The
制御部１３ａは、後述する出力切替盤１５（より詳細には、通常用リレー１５ａ及び停電用リレー１５ｂ）に接続され、当該出力切替盤１５の動作を制御することができる。
The
変圧器１４は、電圧を適宜変更するものである。変圧器１４は、配電線を介してパワーコンディショナー１３の非常用出力部と接続される。変圧器１４は、パワーコンディショナー１３から供給される電力の電圧を、適宜の値（例えば、２００（Ｖ））に変更して出力する。
The
出力切替盤１５は、電力の流通経路を適宜切り替えるものである。出力切替盤１５は、配電線を介してパワーコンディショナー１３及び商用電源１００と接続される。また出力切替盤１５は、配電線を介して変圧器１４と接続される。また出力切替盤１５は、配電線を介して後述する分電盤１７と接続される。出力切替盤１５は、主として通常用リレー１５ａ及び停電用リレー１５ｂを具備する。
The
通常用リレー１５ａは、パワーコンディショナー１３及び商用電源１００から後述する分電盤１７への電力の流通の可否を切り替えるものである。通常用リレー１５ａが閉じられる（連系される）と、パワーコンディショナー１３及び商用電源１００から分電盤１７への電力の流通が可能となる。一方、通常用リレー１５ａが開かれる（解列される）と、パワーコンディショナー１３及び商用電源１００から分電盤１７への電力の流通が不能となる。
The
停電用リレー１５ｂは、変圧器１４から後述する分電盤１７への電力の流通の可否を切り替えるものである。停電用リレー１５ｂが閉じられる（連系される）と、変圧器１４から分電盤１７への電力の流通が可能となる。一方、停電用リレー１５ｂが開かれる（解列される）と、変圧器１４から分電盤１７への電力の流通が不能となる。
The
分電盤１７は、電力を適宜分配するものである。分電盤１７は、図示せぬ漏電遮断器、配線遮断器、及び制御ユニット等を具備する。分電盤１７は、配電線を介して出力切替盤１５と接続される。
The
電力負荷２０は、当該電力供給システム１が設けられる住宅において電力が消費される電化製品等（例えば、住宅内の照明やコンセント、テレビ、冷蔵庫等）である。電力負荷２０は、配電線を介して分電盤１７と接続される。
The
給湯装置２２は、電力を消費して熱を発生させ（すなわち、熱を製造し）、湯を沸かすものである。給湯装置２２は、配電線を介して分電盤１７と接続される。給湯装置２２は、ヒートポンプを用いて空気の熱を取り出し、湯を沸かすことができる。給湯装置２２では、冷媒として自然冷媒（例えば、二酸化炭素）が用いられる。給湯装置２２は貯湯タンクを有する。給湯装置２２で沸かされた湯は、前記貯湯タンクに蓄えられる。給湯装置２２は、前記貯湯タンクに湯を蓄えることによって、熱（熱エネルギー）を蓄えることができる。給湯装置２２は、前記貯湯タンクに蓄えられた湯（熱）を外部の湯を使用する機器等（熱負荷）へと供給することができる。
The hot
また給湯装置２２は、動作周波数を制御することで、消費電力を調節することができる。但し、消費電力が下がると製造される熱量も低下する。このため、同じ量の湯を沸かす（同じ熱量を得ようとする）場合、消費電力が低いほど給湯装置２２を長時間運転させる必要がある。本実施形態においては、給湯装置２２の消費電力は、定格時における消費電力（定格消費電力）と、給湯装置２２が熱を製造することが可能な最低限の消費電力（最小消費電力）と、のいずれかに調節可能であるものとする。前記最小消費電力は、前記定格消費電力よりも小さい値である。
The hot
給湯装置２２は、制御部２２ａを具備する。制御部２２ａは、当該給湯装置２２の動作（具体的には、消費電力）を制御するものである。制御部２２ａは、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、並びにＩ／Ｏ等の入出力装置等により構成される。制御部２２ａは、給湯装置２２に内蔵されている。制御部２２ａは、給湯装置２２の消費電力を、前記定格消費電力及び前記最小消費電力のいずれかに調節する。
The hot
ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）２５は、前記住宅内のエネルギーの管理を行うものである。ＨＥＭＳ２５は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、並びにＩ／Ｏ等の入出力装置等により構成される。
A HEMS (Home Energy Management System) 25 manages energy in the house. The
ＨＥＭＳ２５は、日常的な住宅の熱需要を常時学習することで、将来的な熱需要を予測することができる。ここで、熱需要とは、住宅で使用される熱量を意味する。例えば、熱需要には、住宅の浴室や台所で使用される熱量（湯量）等が含まれる。ＨＥＭＳ２５は、予測された熱需要に基づいて、給湯装置２２を運転させるべき時間帯（以下、単に「運転スケジュール」と称する）を決定することができる。
The
ＨＥＭＳ２５はパワーコンディショナー１３に接続され、種々の情報を受信することができる。具体的には、ＨＥＭＳ２５は、蓄電装置１１の充電量及び放電量、太陽光発電部１２の発電量、パワーコンディショナー１３の出力量、並びに停電フラグに関する情報を受信することができる。
The
またＨＥＭＳ２５は給湯装置２２（制御部２２ａ）に接続され、当該給湯装置２２に種々の情報を送信することができる。具体的には、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の運転スケジュールや各種の指示を、給湯装置２２に送信することができる。
The
以下では、図２及び図３を用いて、上述の如く構成された電力供給システム１の動作について説明する。なお、以下では、商用電源１００からの電力が住宅（電力供給システム１）に問題なく供給されている状態（以下、単に「通常時」と称する）と、商用電源１００からの電力が何らかの理由で住宅に供給されていない（停電が発生している）状態（以下、単に「停電時」と称する）に分けて説明を行う。
Below, operation | movement of the electric
まず、図２（ａ）を用いて、通常時における電力供給システム１の動作について説明する。
First, operation | movement of the electric
通常時においては、蓄電装置１１の制御部１１ａは、停電フラグをオフ状態とする。停電フラグに関する情報を受信したパワーコンディショナー１３の制御部１３ａは、通常用リレー１５ａを連系させると共に、停電用リレー１５ｂを解列させる。また制御部１３ａは、当該パワーコンディショナー１３の切替スイッチを切る。これによって、パワーコンディショナー１３の非常用出力部から変圧器１４を介して分電盤１７へと電力が供給されることはない。このような電力供給システム１の状態（すなわち、パワーコンディショナー１３の非常用出力部から電力が出力不能な状態）を、以下では「連系運転状態」と称する。
In normal time, the
通常時において、ＨＥＭＳ２５はパワーコンディショナー１３から停電フラグがオフ状態である旨の情報を受信する。当該情報を受信したＨＥＭＳ２５は、停電フラグがオフ状態である旨の情報を給湯装置２２に送信する。当該情報を受信した給湯装置２２の制御部２２ａは、当該給湯装置２２における消費電力が前記定格消費電力になるように調節する。
During normal times, the
このような通常時において、商用電源１００からの電力は出力切替盤１５を介して分電盤１７へと供給される。当該電力は、分電盤１７によって電力負荷２０及び給湯装置２２へと適宜分配され、当該電力負荷２０等で使用することができる。また、商用電源１００からの電力は、適宜蓄電装置１１に充電される。
In such a normal time, the power from the
また、蓄電装置１１を放電させ、当該蓄電装置１１からの電力を、出力切替盤１５を介して分電盤１７へと供給することもできる。例えば、深夜電力等、比較的単価の安い電力を蓄電装置１１に充電させ、当該電力を日中に放電させることで、電気料金の節約を図ることもできる。
In addition, the
また、太陽光発電部１２において発電された電力を、蓄電装置１１に充電したり分電盤１７へと供給したりすることもできる。これによって、商用電源１００からの電力の供給を削減することができ、電力料金の削減を図ることができる。
In addition, the power generated in the solar
また通常時において、ＨＥＭＳ２５から給湯装置２２の運転スケジュールが当該給湯装置２２に送信されると、給湯装置２２の制御部２２ａは、当該運転スケジュールに従って給湯装置２２を運転させる。通常時においては、制御部２２ａによって給湯装置２２における消費電力が前記定格消費電力になるように調節されている。このため給湯装置２２は定格で運転する。
Further, when the operation schedule of the hot
次に、図２（ｂ）及び図３を用いて、停電時における電力供給システム１の動作について詳細に説明する。
なお、停電時における電力供給システム１の各部の制御は、主に蓄電装置１１の制御部１１ａ、パワーコンディショナー１３の制御部１３ａ、給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５によって行われるため、便宜上、以下ではこれらをまとめて「ＨＥＭＳ２５等」と称する。
Next, operation | movement of the electric
In addition, since control of each part of the electric
図３のステップＳ１０１において、蓄電装置１１の制御部１１ａは、停電フラグをオン状態とする。停電フラグに関する情報を受信したパワーコンディショナー１３の制御部１３ａは、停電用リレー１５ｂを連系させると共に、通常用リレー１５ａを解列させる。また制御部１３ａは、当該パワーコンディショナー１３の切替スイッチを入れる。これによって、パワーコンディショナー１３の自立出力が可能となり、当該パワーコンディショナー１３から変圧器１４を介して分電盤１７へと電力が流通可能となる（図２（ｂ）参照）。このような電力供給システム１の状態（すなわち、パワーコンディショナー１３の非常用出力部から電力が出力可能な状態）を、以下では「自立運転状態」と称する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０１の処理を行った後、ステップＳ１０２に移行する。
In step S101 of FIG. 3, the
The
ステップＳ１０２において、パワーコンディショナー１３は、太陽光発電部１２の発電量及び蓄電装置１１の放電量に関する情報を、ＨＥＭＳ２５に送信する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３に移行する。
In step S <b> 102, the
The
ステップＳ１０３において、ＨＥＭＳ２５は、太陽光発電部１２の発電量が０より大きく、かつ蓄電装置１１の放電量が０であるか否かを判定する。すなわちＨＥＭＳ２５は、太陽光発電部１２において発電がなされており、かつ蓄電装置１１が放電していない状態か否かを判定する。
ＨＥＭＳ２５等は、太陽光発電部１２において発電がなされており、かつ蓄電装置１１が放電していない状態であると判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
ＨＥＭＳ２５等は、太陽光発電部１２において発電がなされていないか、蓄電装置１１が放電している状態であると判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０５に移行する。
In step S <b> 103, the
If the
If the
ステップＳ１０４において、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の制御部２２ａに、当該給湯装置２２が運転する際の消費電力を前記最小消費電力に設定すると共に、運転を開始するように指示する。当該指示を受けた制御部２２ａは、給湯装置２２の運転スケジュールにかかわらず、給湯装置２２を前記最小消費電力で運転させる。このように、ＨＥＭＳ２５等が給湯装置２２を前記最小消費電力で運転させる制御（ステップＳ１０４の処理）を、以下では「停電時運転制御」と称する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０４の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
In step S104, the
The
一方、ステップＳ１０３から移行したステップＳ１０５において、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の制御部２２ａに、当該給湯装置２２が運転する際の消費電力を前記最小消費電力に設定するように指示する。当該指示を受けた制御部２２ａは、給湯装置２２が運転する際の消費電力が前記最小消費電力になるように設定する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０５の処理を行った後、ステップＳ１０６に移行する。
On the other hand, in step S105 transferred from step S103, the
The
ステップＳ１０６において、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の制御部２２ａに、当該給湯装置２２が運転している場合には当該運転を停止するように指示する。当該指示を受けた制御部２２ａは、給湯装置２２が運転している場合には当該運転を停止させる。このように、ＨＥＭＳ２５等が給湯装置２２の運転を停止させる制御（ステップＳ１０６の処理）を、以下では「停電時運転停止制御」と称する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０６の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
In step S106, the
The
ステップＳ１０７において、蓄電装置１１の制御部１１ａは、商用電源１００から電力が供給されているか否かを判定する。すなわち、制御部１１ａは、停電から復帰しているか否かを判定する。
ＨＥＭＳ２５等は、停電から復帰していると判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、ステップＳ１０８に移行する。
ＨＥＭＳ２５等は、停電から復帰していないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、ステップＳ１０２に移行する。
In step S <b> 107, the
When the
When the
ステップＳ１０８において、ＨＥＭＳ２５等は、電力供給システム１の状態を前記連系運転状態に切り替える。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０８の処理を行った後、ステップＳ１０９に移行する。
In step S108, the
The
ステップＳ１０９において、蓄電装置１１の制御部１１ａは、停電フラグをオフ状態に切り替える。当該停電フラグに関する情報は、パワーコンディショナー１３を介してＨＥＭＳ２５に送信される。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０９の処理を行った後、ステップＳ１１０に移行する。
In step S109,
The
ステップＳ１１０において、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の制御部２２ａに、当該給湯装置２２が運転する際の消費電力を前記定格消費電力に設定すると共に、給湯装置２２の運転スケジュールに従って運転を行うように指示する。当該指示を受けた制御部２２ａは、運転スケジュールに従って、給湯装置２２を前記定格消費電力で運転させる。
In step S110, the
このように、停電時において、ＨＥＭＳ２５等は、電力供給システム１の状態を自立運転状態に切り替える（ステップＳ１０１）。そしてＨＥＭＳ２５等は、太陽光発電部１２において発電がなされており、かつ蓄電装置１１が放電していない状態である場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、前記停電時運転制御によって給湯装置２２を前記最小消費電力で運転させる（ステップＳ１０４）。
Thus, at the time of a power failure, HEMS25 grade | etc., Switches the state of the electric
ここで、太陽光発電部１２において発電がなされており、かつ蓄電装置１１が放電していない状態（ステップＳ１０３でＹｅｓ）とは、太陽光発電部１２の発電量だけで電力負荷２０の消費電力を賄うことができている状態を意味する。この場合、太陽光発電部１２で発電された電力のうち、電力負荷２０で使用されなかった電力が余っている（余剰している）可能性がある。よってこの場合には、給湯装置２２を運転させることで（ステップＳ１０４）、当該余剰電力を利用して湯を沸かすことができる。またこの場合には、給湯装置２２を前記最小消費電力で運転させることで、電力負荷２０及び給湯装置２２における消費電力が過大になるのを抑制することができ、ひいては蓄電装置１１のトリップの発生を抑制することができる。
Here, the state where power is generated in the solar
また、このように太陽光発電部１２において発電がなされている場合（すなわち、昼間）には、夜間に比べて給湯装置２２の周囲の温度は比較的高いものと推定される。当該給湯装置２２は、周囲の温度が高いほど運転効率（熱を発生させる効率）が高くなる。すなわち、本実施形態の如く、太陽光発電部１２において発電がなされている場合に給湯装置２２を運転させることで、熱を効率的に発生させることができる。
Further, when power is generated in the solar
またＨＥＭＳ２５等は、太陽光発電部１２において発電がなされていないか、蓄電装置１１が放電している状態である場合には（ステップＳ１０３でＮｏ）、前記停電時運転停止制御によって給湯装置２２の運転を停止させる（ステップＳ１０６）。
Moreover, HEMS25 grade | etc., When the electric power generation is not made in the solar
ここで、太陽光発電部１２において発電がなされていないか、蓄電装置１１が放電している状態（ステップＳ１０３でＮｏ）とは、蓄電装置１１からの電力が電力負荷２０及び給湯装置２２に供給され得る状態を意味する。この場合には、給湯装置２２の運転を停止させることで、蓄電装置１１のトリップの発生を抑制することができる。
Here, in the state where the solar
なお、図３に示すように、ＨＥＭＳ２５等はステップＳ１０２からステップＳ１０７までの処理を繰り返し行うため、給湯装置２２の運転（ステップＳ１０４）と当該運転の停止（ステップＳ１０６）を交互に繰り返す可能性がある。よって、本実施形態において、ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０２からステップＳ１０７までの処理を、ある程度の時間間隔をおいて繰り返す。
As shown in FIG. 3, since the
具体的には、ＨＥＭＳ２５等は、ステップＳ１０７に移行してから所定の時間（例えば、３０分）が経過した時点で、当該ステップＳ１０７の処理を行う。これによって、ステップＳ１０２からステップＳ１０７までの処理が約３０分間隔で繰り返されることになる。このように構成することで、短時間に給湯装置２２の運転（ステップＳ１０４）と当該運転の停止（ステップＳ１０６）が繰り返され、給湯装置２２における消費電力（運転開始するための電力）が増加するのを防止することができる。
Specifically, the
以上の如く、第一実施形態に係る電力供給システム１は、
自然エネルギーを利用して発電可能な太陽光発電部１２（発電部）と、
電力を充放電可能な蓄電装置１１と、
電力を消費して運転する電力負荷２０と、
電力を消費して運転することで熱を発生させる給湯装置２２（熱発生装置）と、
商用電源１００、太陽光発電部１２及び蓄電装置１１からの電力を電力負荷２０及び給湯装置２２へと分配する分電盤１７と、
商用電源１００の停電を検出する蓄電装置１１（停電検出手段）と、
太陽光発電部１２において発電が行われているか否かを検出するパワーコンディショナー１３（発電検出手段）と、
蓄電装置１１において放電が行われているか否かを検出するパワーコンディショナー１３（放電検出手段）と、
蓄電装置１１によって商用電源１００の停電が検出された場合において、パワーコンディショナー１３により太陽光発電部１２において発電が行われていることが検出され、かつパワーコンディショナー１３により蓄電装置１１において放電が行われていないことが検出された場合、給湯装置２２を運転させる停電時運転制御を行う制御装置（給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５）と、
を具備するものである。
As described above, the
A solar power generation unit 12 (power generation unit) capable of generating power using natural energy;
A
A
A hot water supply device 22 (heat generation device) that generates heat by consuming electric power, and
A
A power storage device 11 (power failure detection means) for detecting a power failure of the
A power conditioner 13 (power generation detection means) for detecting whether the solar
A power conditioner 13 (discharge detection means) for detecting whether or not the
When a power failure of the
It comprises.
このように構成することにより、商用電源１００の停電が発生した場合であっても、適切なタイミングで給湯装置２２を運転させることができる。すなわち、太陽光発電部１２からの電力で電力負荷２０の消費電力を賄うことができている時に、給湯装置２２を運転させることができる。これによって、停電時においても給湯装置２２で熱を発生させることができ、居住者の利便性を向上させることができる。
By comprising in this way, even if it is a case where the power failure of the
また、前記制御装置（給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５）は、
前記停電時運転制御において、蓄電装置１１によって商用電源１００の停電が検出されていない場合に比べて給湯装置２２における消費電力が小さくなるように当該給湯装置２２を制御するものである。
In addition, the control device (the
In the power failure operation control, the hot
このように構成することにより、蓄電装置１１のトリップの発生を抑制することができる。
By comprising in this way, generation | occurrence | production of the trip of the
また、前記制御装置（給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５）は、
蓄電装置１１によって商用電源１００の停電が検出された場合において、パワーコンディショナー１３により太陽光発電部１２において発電が行われていないことが検出され、又はパワーコンディショナー１３により蓄電装置１１において放電が行われていることが検出された場合、給湯装置２２を運転させない停電時運転停止制御を行うものである。
In addition, the control device (the
When a power failure of the
このように構成することにより、蓄電装置１１のトリップの発生を抑制することができる。すなわち、太陽光発電部１２からの電力で電力負荷２０の消費電力を賄うことができていない時には、給湯装置２２の運転を停止させることで、住宅における消費電力を抑制し、ひいては蓄電装置１１のトリップの発生を抑制することができる。
By comprising in this way, generation | occurrence | production of the trip of the
なお、本実施形態に係る太陽光発電部１２は、発電部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る給湯装置２２は、熱発生装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る蓄電装置１１は、停電検出手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るパワーコンディショナー１３は、発電検出手段及び放電検出手段の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５は、制御装置の実施の一形態である。
In addition, the solar
Moreover, the hot
The
Moreover, the
Moreover, the
以上、本発明の第一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 As mentioned above, although 1st embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said structure, A various change is possible within the range of the invention described in the claim.
例えば、第一実施形態においては、パワーコンディショナー１３の切替スイッチは、当該パワーコンディショナー１３の制御部１３ａによって切り替えられるものとしたが、住宅の居住者が手動で切り替えてもよい。
For example, in the first embodiment, the changeover switch of the
また、第一実施形態においては、ＨＥＭＳ２５がステップＳ１０３の処理（太陽光発電部１２における発電の有無等の判定）を行うものとしたが、パワーコンディショナー１３の制御部１３ａ又は給湯装置２２の制御部２２ａが当該処理を行ってもよい。この場合、ＨＥＭＳ２５を介さず、パワーコンディショナー１３から給湯装置２２へ必要な情報を直接送信する構成とすることができる。
Moreover, in 1st embodiment, although HEMS25 shall perform the process (judgment of the presence or absence of the electric power generation in the solar power generation part 12) of step S103, the
また、第一実施形態に係る給湯装置２２の消費電力は、定格消費電力又は最小消費電力に調節可能であるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、給湯装置２２の消費電力は、定格時の消費電力等に限らず、任意に定められた値に調節可能な構成とすることも可能である。
Moreover, although the power consumption of the hot
また、第一実施形態に係る電力供給システム１は、蓄電装置１１によって商用電源１００の停電を検出するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、その他のセンサ等を用いて検出することも可能である。
Moreover, although the electric
また、第一実施形態に係る電力供給システム１は、パワーコンディショナー１３によって太陽光発電部１２の発電及び蓄電装置１１の放電を検出するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、その他のセンサ等を用いて検出することも可能である。
Moreover, although the
また、第一実施形態に係る電力供給システム１は、給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５が停電時運転制御及び停電時運転停止制御を行うものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、当該停電時運転制御等を行うことができるものであれば、その他の制御装置（例えば、パーソナルコンピュータ等）を用いることも可能である。
Further, in the
また、第一実施形態においては、自然エネルギーとして太陽光を利用する構成（太陽光発電部１２）を例示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、自然エネルギーとして水力、風力、潮力等を利用して発電する構成であってもよい。 Moreover, in 1st embodiment, although the structure (solar power generation part 12) using sunlight as natural energy was illustrated, this invention is not limited to this. For example, it may be configured to generate electricity using hydropower, wind power, tidal power, etc. as natural energy.
また、第一実施形態に係る電力供給システム１は住宅に設けられるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、その他種々の施設に設けることが可能である。
Moreover, although the electric
以下では、図４を用いて、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態が第一実施形態と主に異なる点は、停電時における電力供給システム１の動作である。よって以下では、第二実施形態に係る停電時における電力供給システム１の動作について説明する。
Below, 2nd embodiment of this invention is described using FIG. The second embodiment is mainly different from the first embodiment in the operation of the
なお、以下では、主に第一実施形態と異なる処理について説明し、第一実施形態（図３参照）と同様の処理については当該第一実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。 In the following, processing different from that of the first embodiment will be mainly described, and processing similar to that of the first embodiment (see FIG. 3) is denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.
ステップＳ１０１から移行したステップＳ２０２において、パワーコンディショナー１３は、太陽光発電部１２の発電量、蓄電装置１１の充電量及び放電量、並びにパワーコンディショナー１３の出力量に関する情報を、ＨＥＭＳ２５に送信する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３に移行する。
In step S202 which shifted from step S101, the
The
ステップＳ１０３から移行したステップＳ２０４において、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の制御部２２ａに、当該給湯装置２２が運転する際の消費電力を最適消費電力に設定すると共に、運転を開始するように指示する。
In step S204 transferred from step S103, the
ここで、「最適消費電力」とは、蓄電装置１１のトリップが発生しない範囲（又は、発生し難い範囲）で、できるだけ大きな値となるように決定される給湯装置２２の消費電力の値である。前記最適消費電力は、前記定格消費電力から前記最小消費電力までの間の値となるように決定される。ＨＥＭＳ２５は、ステップＳ２０２において受信した情報に基づいて、当該最適消費電力を決定する。
Here, the “optimum power consumption” is a value of power consumption of the hot
前記最適消費電力を決定するための計算式は適宜設定することができる。例えば、ステップＳ２０２において受信した情報から、余剰電力（太陽光発電部１２で発電され、電力負荷２０で使用（消費）されなかった電力）を算出し、当該余剰電力の値を前記最適消費電力とすることも可能である。
A calculation formula for determining the optimum power consumption can be set as appropriate. For example, surplus power (power generated by the solar
ステップＳ２０４の指示を受けた制御部２２ａは、給湯装置２２の運転スケジュールにかかわらず、給湯装置２２を前記最適消費電力で運転させる。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ２０４の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
Receiving the instruction in step S204, the
The
一方、ステップＳ１０３から移行したステップＳ２０５において、ＨＥＭＳ２５は、給湯装置２２の制御部２２ａに、当該給湯装置２２が運転する際の消費電力を前記最小消費電力に設定するように指示する。当該指示を受けた制御部２２ａは、給湯装置２２が運転する際の消費電力が前記最小消費電力になるように設定する。
ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ２０５の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
On the other hand, in step S205 transferred from step S103, the
The
このように、第二実施形態においては、ＨＥＭＳ２５等は、太陽光発電部１２において発電がなされており、かつ蓄電装置１１が放電していない状態である場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、前記停電時運転制御によって給湯装置２２を前記最適消費電力で運転させる（ステップＳ２０４）。
Thus, in 2nd embodiment, HEMS25 grade | etc., When the electric power generation is made | formed in the solar
このように、給湯装置２２を最適消費電力で運転させることで、当該給湯装置２２は、蓄電装置１１のトリップの発生を抑制しながらも、できるだけ大きい消費電力で運転することができる。これによって、電力を無駄なく利用し、効率的に湯を沸かすことができる。
In this way, by operating the hot
またＨＥＭＳ２５等は、太陽光発電部１２において発電がなされていないか、蓄電装置１１が放電している状態である場合には（ステップＳ１０３でＮｏ）、給湯装置２２を運転する際の消費電力を前記最小消費電力に設定する（ステップＳ２０５）。
Moreover, HEMS25 grade | etc., When the electric power generation is not made in the solar
ここで、太陽光発電部１２において発電がなされていないか、蓄電装置１１が放電している状態（ステップＳ１０３でＮｏ）とは、蓄電装置１１からの電力が電力負荷２０及び給湯装置２２に供給され得る状態を意味する。この場合には、給湯装置２２における消費電力を前記最小消費電力になるように調節することで、蓄電装置１１のトリップの発生を抑制することができる。
Here, in the state where the solar
なお、図４に示すように、ＨＥＭＳ２５等はステップＳ１０２からステップＳ１０７までの処理を繰り返し行うが、一度運転を開始した給湯装置２２（ステップＳ２０４）を停止させることはない。よって、本実施形態において、ＨＥＭＳ２５等は、当該ステップＳ１０２からステップＳ１０７までの処理を、微小な時間間隔（例えば、約１分間隔）で繰り返す。これによって、前記最適消費電力の値（ステップＳ２０４及びステップＳ２０５）を頻繁に更新することができ、適切な制御を行うことができる。
As shown in FIG. 4, the
以上の如く、第二実施形態に係る電力供給システム１は、
太陽光発電部１２において発電された電力のうち、電力負荷２０で消費されない余剰電力（余剰分）を検出する余剰電力検出手段（パワーコンディショナー１３及びＨＥＭＳ２５）をさらに具備し、
前記制御装置（給湯装置２２の制御部２２ａ及びＨＥＭＳ２５）は、
前記停電時運転制御において、前記余剰電力検出手段による検出結果に応じて給湯装置２２における消費電力を調節するものである。
As described above, the
Surplus power detection means (
The control device (the
In the power failure operation control, the power consumption in the hot
このように構成することにより、蓄電装置１１のトリップの発生を抑制しながらも、効率的に給湯装置２２を運転することができる。すなわち、給湯装置２２の消費電力ができるだけ大きくなるように調節することができる。
With this configuration, the hot
なお、本実施形態に係るパワーコンディショナー１３及びＨＥＭＳ２５は、余剰電力検出手段の実施の一形態である。
The
以上、本発明の第二実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。 The second embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.
例えば、第二実施形態においては、パワーコンディショナー１３及びＨＥＭＳ２５によって余剰電力を検出（算出）するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、その他のセンタ等を用いることも可能である。
For example, in the second embodiment, the surplus power is detected (calculated) by the
また、前記最適消費電力の決定方法は第二実施形態に係るものに限らず、任意の方法によって決定することが可能である。また、電力負荷２０における消費電力を検出するためのセンサ等を別途設ける構成とすることも可能である。
Moreover, the determination method of the said optimal power consumption is not restricted to what concerns on 2nd embodiment, It is possible to determine by arbitrary methods. In addition, a sensor for detecting power consumption in the
また、前記最適消費電力は、予め段階的に設定された複数の値の中から一の値を選択することによって決定することも可能である。 The optimum power consumption can be determined by selecting one value from a plurality of values set in a stepwise manner.
以下では、図５を用いて、本発明の第三実施形態に係る電力供給システム３０１について説明する。なお、第三実施形態に係る電力供給システム３０１が第一実施形態に係る電力供給システム１と主に異なる点は、分電盤１７に代えて重要負荷用分電盤１７ａ及び一般負荷用分電盤１７ｂを具備すると共に、電力負荷２０に代えて重要負荷２０ｃ及び一般負荷２０ｄを具備する点である。よって以下では、主に第一実施形態と異なる点について説明し、その他の構成については説明を省略する。
Below, the electric
重要負荷用分電盤１７ａは、電力を後述する重要負荷２０ｃ及び給湯装置２２に適宜分配するものである。重要負荷用分電盤１７ａは、配電線を介して出力切替盤１５と接続される。
The important
重要負荷２０ｃは、当該電力供給システム３０１が設けられる住宅において電力が消費される電化製品等（電力負荷）である。より詳細には、重要負荷２０ｃは、電力負荷の中で、停電時において電力を供給する必要性が比較的高いものである。例えば、重要負荷２０ｃには、住宅のリビングに設けられるコンセント、当該リビングの照明、冷蔵庫等、生活において最低限不可欠なものが含まれる。重要負荷２０ｃは、配電線を介して重要負荷用分電盤１７ａと接続される。
The
一般負荷用分電盤１７ｂは、電力を後述する一般負荷２０ｄに適宜分配するものである。一般負荷用分電盤１７ｂは、配電線を介して商用電源１００、蓄電装置１１及び出力切替盤１５と接続される。すなわち一般負荷用分電盤１７ｂは、商用電源１００と出力切替盤１５とを接続する配電線に接続される。
The general
一般負荷２０ｄは、当該電力供給システム３０１が設けられる住宅において電力が消費される電化製品等（電力負荷）である。より詳細には、一般負荷２０ｄは、電力負荷の中で、停電時において電力を供給する必要性が比較的低いものである。例えば、住宅のリビング以外に設けられるコンセントや、当該リビング以外の照明等が含まれる。一般負荷２０ｄは、配電線を介して一般負荷用分電盤１７ｂと接続される。
The
このように構成された電力供給システム３０１において、図５に示すように、停電時には、蓄電装置１１からの電力は重要負荷用分電盤１７ａを介して重要負荷２０ｃ及び給湯装置２２にのみ供給可能となる。すなわち、停電時に蓄電装置１１からの電力が一般負荷用分電盤１７ｂを介して一般負荷２０ｄに供給されることはない。
In the
このように、停電時には蓄電装置１１から一般負荷２０ｄへの電力の供給を遮断することで、住宅内における消費電力を低減することができ、ひいては蓄電装置１１のトリップの発生を効果的に抑制することができる。なお、この場合であっても重要負荷２０ｃへと電力は供給されるため、住宅の居住者の利便性を確保することができる。
In this manner, by interrupting the supply of power from the
以上、本発明の複数の実施形態をそれぞれ説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、例えば上記各実施形態の構成や処理を適宜組み合わせることも可能である。 Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described configuration, and for example, the configurations and processes of the above-described embodiments can be appropriately combined.
１ 電力供給システム
１１ 蓄電装置
１１ａ 制御部
１２ 太陽光発電部
１３ パワーコンディショナー
１７ 分電盤
２０ 電力負荷
２２ 給湯装置
２２ａ 制御部
２５ ＨＥＭＳ
１００ 商用電源
DESCRIPTION OF
100 Commercial power supply
Claims (4)
電力を充放電可能な蓄電装置と、
電力を消費して運転する電力負荷と、
電力を消費して運転することで熱を発生させる熱発生装置と、
商用電源、前記発電部及び前記蓄電装置からの電力を前記電力負荷及び前記熱発生装置へと分配する分電盤と、
前記商用電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記発電部において発電が行われているか否かを検出する発電検出手段と、
前記蓄電装置において放電が行われているか否かを検出する放電検出手段と、
前記停電検出手段によって前記商用電源の停電が検出された場合において、前記発電検出手段により前記発電部において発電が行われていることが検出され、かつ前記放電検出手段により前記蓄電装置において放電が行われていないことが検出された場合、前記熱発生装置を運転させる停電時運転制御を行う制御装置と、
を具備する電力供給システム。 A power generation unit capable of generating power using natural energy;
A power storage device capable of charging and discharging electric power;
An electric power load that consumes electric power and operates;
A heat generator that generates heat by consuming electricity and operating;
A distribution board for distributing power from a commercial power source, the power generation unit and the power storage device to the power load and the heat generation device;
A power failure detection means for detecting a power failure of the commercial power supply;
Power generation detection means for detecting whether power generation is being performed in the power generation unit;
Discharge detecting means for detecting whether or not discharge is performed in the power storage device;
When a power failure of the commercial power source is detected by the power failure detection means, it is detected by the power generation detection means that power generation is being performed in the power generation unit, and discharge is performed in the power storage device by the discharge detection means. When it is detected that it is not broken, a control device that performs operation control during a power failure to operate the heat generating device,
A power supply system comprising:
前記停電時運転制御において、前記停電検出手段によって前記商用電源の停電が検出されていない場合に比べて前記熱発生装置における消費電力が小さくなるように当該熱発生装置を制御する、
請求項１に記載の電力供給システム。 The control device includes:
In the power failure operation control, the heat generation device is controlled so that the power consumption in the heat generation device is smaller than that in the case where a power failure of the commercial power source is not detected by the power failure detection means.
The power supply system according to claim 1.
前記制御装置は、
前記停電時運転制御において、前記余剰電力検出手段による検出結果に応じて前記熱発生装置における消費電力を調節する、
請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。 Of the power generated in the power generation unit, further comprising surplus power detection means for detecting surplus that is not consumed by the power load,
The control device includes:
In the power failure operation control, adjusting the power consumption in the heat generator according to the detection result by the surplus power detection means,
The power supply system according to claim 1 or 2.
前記停電検出手段によって前記商用電源の停電が検出された場合において、前記発電検出手段により前記発電部において発電が行われていないことが検出され、又は前記放電検出手段により前記蓄電装置において放電が行われていることが検出された場合、前記熱発生装置を運転させない停電時運転停止制御を行う、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電力供給システム。 The control device includes:
When a power failure of the commercial power source is detected by the power failure detection means, it is detected by the power generation detection means that power generation is not being performed in the power generation unit, or discharge is performed in the power storage device by the discharge detection means. If it is detected that the heat is generated, the power generation operation stop control is performed so that the heat generation device is not operated.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3.
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