JP6432780B2 - Power management system and power management method - 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。   The present invention relates to a power management system and a power management method.

一般的に、蓄電池は、周囲温度が１０℃上昇すると、蓄電池の寿命が半分になる、所謂１０℃２倍則（又はアレニウスの法則）で劣化が進行する。したがって、現在では、この温度による蓄電池の寿命への影響を低減するために、蓄電池が設けられた室内に空調設備を併設し、その空調設備を用いて蓄電池が設けられた室内の周囲温度を管理している。   In general, when the ambient temperature rises by 10 ° C., the storage battery deteriorates according to the so-called 10 ° C. double rule (or Arrhenius law), in which the life of the storage battery is halved. Therefore, at present, in order to reduce the effect of this temperature on the life of the storage battery, an air conditioning system is installed in the room where the storage battery is provided, and the ambient temperature inside the room where the storage battery is provided is managed using the air conditioning system. doing.

また、蓄電池の出力の大きさに比例して蓄電池内を流れる電流が大きくなるため、蓄電池の内部抵抗による発熱量が高くなる。したがって、蓄電池の出力が大きくなるにつれて、蓄電池が設けられた室内の空調設備の消費電力が大きくなる。このため、空調設備の消費電力を低減するには、蓄電池の出力範囲を狭く設定する必要がある。   Further, since the current flowing through the storage battery increases in proportion to the output level of the storage battery, the amount of heat generated by the internal resistance of the storage battery increases. Therefore, as the output of the storage battery increases, the power consumption of the indoor air conditioning equipment in which the storage battery is provided increases. For this reason, in order to reduce the power consumption of an air conditioner, it is necessary to set the output range of a storage battery narrowly.

特開２０１３−２４７７９５号公報JP 2013-247795 A

しかしながら、空調設備の消費電力を低減するために、蓄電池の出力範囲を狭く設定すると、電力需要家側の電力使用量がピークとなる時間帯に、十分な電力を供給することができない場合がある。   However, if the output range of the storage battery is set to be narrow in order to reduce the power consumption of the air-conditioning equipment, sufficient power may not be supplied during a time period when the power consumption on the power consumer side peaks. .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、蓄電池の劣化を低減するとともに電力逼迫時においても電力を蓄電池から安定して供給可能な電力管理システム及び電力管理方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power management system and a power management method capable of reducing deterioration of a storage battery and stably supplying power from the storage battery even when power is tight. Is to provide.

本発明の一態様は、空調設備を備える室内に設けられた蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら、負荷電力の過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分に基づいてピーク電力の削減量を決定し、前記蓄電池の内部抵抗の消費電力及び前記空調設備の成績係数に基づいて前記空調設備の消費電力を決定する設定値決定部と、前記出力範囲毎の前記ピーク電力に対する前記削減量の割合と前記空調設備の前記消費電力の削減率とに基づいて前記蓄電池の出力範囲を決定する出力範囲決定部と、を有する電力管理システムである。   One aspect of the present invention is a power management system that controls the output of a storage battery provided in a room equipped with an air conditioning facility, and changes the output range of the storage battery while purchasing the peak value and purchase value of past load power data. Determination of a set value for determining a reduction amount of peak power based on a difference from a peak value of electric power, and determining power consumption of the air conditioning equipment based on power consumption of the internal resistance of the storage battery and a coefficient of performance of the air conditioning equipment And an output range determination unit that determines an output range of the storage battery based on a ratio of the reduction amount to the peak power for each output range and a reduction rate of the power consumption of the air conditioning equipment. System.

また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させたときの前記ピーク電力の前記削減量の削減率と、前記空調設備の消費電力の前記削減量の割合との乗算値を算出し、前記乗算値が最大となる前記出力範囲を選択することで、前記蓄電池の出力範囲を決定する。   Further, one aspect of the present invention is the above-described power management system, wherein the output range determination unit includes a reduction rate of the reduction amount of the peak power when the output range of the storage battery is changed, and the air conditioning. The output range of the storage battery is determined by calculating a multiplication value of the power consumption of the facility with the ratio of the reduction amount and selecting the output range that maximizes the multiplication value.

また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記負荷電力の過去実績データは、所定の月で最も高いピーク電力が発生した日の負荷電力データである。   One embodiment of the present invention is the above-described power management system, wherein the past performance data of the load power is load power data on a day when the highest peak power occurs in a predetermined month.

また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記設定値決定部は、前記蓄電池の出力値を推定し、前記推定した前記蓄電池の出力を前記過去実績データのピーク値から減算することで前記買電電力のピーク値を算出する。   One aspect of the present invention is the power management system described above, wherein the set value determination unit estimates an output value of the storage battery, and calculates the estimated output of the storage battery from a peak value of the past performance data. The peak value of the purchased power is calculated by subtraction.

また、本発明の一態様は、空調設備を備える室内に設けられた蓄電池の出力を制御する電力管理方法であって、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら、負荷電力の過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分に基づいてピーク電力の削減量を決定し、前記蓄電池の内部抵抗の消費電力及び前記空調設備の成績係数に基づいて前記空調設備の消費電力を決定する設定値決定ステップと、前記出力範囲毎の前記ピーク電力に対する前記削減量の割合と前記空調設備の前記消費電力の削減率とに基づいて前記蓄電池の出力範囲を決定する出力範囲決定ステップと、を有する電力管理方法である。   One embodiment of the present invention is a power management method for controlling the output of a storage battery provided in a room equipped with air conditioning equipment, and changing the output range of the storage battery while measuring the peak value of past performance data of load power A setting for determining a reduction amount of the peak power based on the difference between the peak value of the purchased power and the purchased power and determining the power consumption of the air conditioning equipment based on the power consumption of the internal resistance of the storage battery and the coefficient of performance of the air conditioning equipment A value determining step; and an output range determining step for determining an output range of the storage battery based on a ratio of the reduction amount to the peak power for each output range and a reduction rate of the power consumption of the air conditioning equipment. It is a power management method.

以上説明したように、本発明によれば、蓄電池の劣化を低減するとともに電力逼迫時においても電力を蓄電池から安定して供給可能な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。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power management system and a power management method capable of reducing deterioration of a storage battery and stably supplying power from the storage battery even when power is tight.

本実施形態の電力管理システム１の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power management system 1 of this embodiment. 本実施形態の電力管理システム１が取得したピーク電力発生日の負荷電力データを示す図である。It is a figure which shows the load power data of the peak power generation day which the power management system 1 of this embodiment acquired. 本実施形態の蓄電池容量の算出方法を示すグラフである。It is a graph which shows the calculation method of the storage battery capacity of this embodiment. 本実施形態の蓄電池の出力の決定方法を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the determination method of the output of the storage battery of this embodiment. 本実施形態の設定値決定部２４が設定値データＤＢから取得する設定項目の設定値を示す図である。It is a figure which shows the setting value of the setting item which the setting value determination part 24 of this embodiment acquires from setting value data DB. 本実施形態の電力管理システム１における図５の設定項目の設定値に基づいて、設定値決定部２４が算出した蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量と空調消費電力Ｕとを示す図である。Based on the setting value of the setting item in FIG. 5 in the power management system 1 of the present embodiment, the reduction amount of each peak power and the air conditioning power consumption U when the output range of the storage battery calculated by the setting value determination unit 24 is changed. FIG. 本実施形態の電力管理システム１における図６に示す各ピーク電力の削減量と空調消費電力Ｕとに基づいて、出力範囲毎の乗算値（Ａ×Ｂ）を示す。A multiplication value (A × B) for each output range is shown based on the reduction amount of each peak power and the air conditioning power consumption U shown in FIG. 6 in the power management system 1 of the present embodiment. 本実施形態の電力管理システム１における蓄電池制御（蓄電池出力指令値計算部３１の構成）を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the storage battery control (structure of the storage battery output command value calculation part 31) in the power management system 1 of this embodiment. 本実施形態の電力管理システム１における蓄電池が劣化した場合の出力範囲毎の乗算値（Ａ×Ｂ）のシミュレーション結果を示した図である。It is the figure which showed the simulation result of the multiplication value (AxB) for every output range when the storage battery in the power management system 1 of this embodiment deteriorates. 本実施形態の電力管理システム１における蓄電池が劣化した場合の出力範囲毎の空調消費電力とピーク電力削減量のシミュレーション結果である。It is the simulation result of the air-conditioning power consumption for every output range when the storage battery in the power management system 1 of this embodiment deteriorates, and a peak power reduction amount.

本実施形態の電力管理システム１は、電力ピーク時間帯に蓄電池に蓄えられた電力を用いて買電電力のピーク電力を削減するシステムにおいて、蓄電池が設けられた室内の温度を管理する空調設備の消費電力とピーク電力の削減量とに基づいて、蓄電池の出力の上限及び下限を設定する。
図１は、本実施形態の電力管理システム１の構成を示すブロック図である。図１において、電力管理システム１は、システム演算部１０、過去実績データＤＢ（データベース）１１、設定値データＤＢ（データベース）１２、リアルタイムコントローラ１３及び定置用蓄電池部１４を有する。
システム演算部１０は、負荷電力データ取得部２１、蓄電池補償帯域決定部２２、出力初期値決定部２３、設定値決定部２４及び出力範囲決定部２５を有する。
リアルタイムコントローラ１３は、格納部３０及び蓄電池出力指令値計算部３１を有する。 The power management system 1 of the present embodiment is a system that reduces the peak power of purchased power by using the power stored in the storage battery during the power peak time period, and is an air conditioning facility that manages the temperature of the room in which the storage battery is provided. Based on the power consumption and the reduction amount of peak power, the upper limit and the lower limit of the output of the storage battery are set.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the power management system 1 of the present embodiment. In FIG. 1, the power management system 1 includes a system calculation unit 10, a past performance data DB (database) 11, a set value data DB (database) 12, a real-time controller 13, and a stationary storage battery unit 14.
The system calculation unit 10 includes a load power data acquisition unit 21, a storage battery compensation band determination unit 22, an output initial value determination unit 23, a set value determination unit 24, and an output range determination unit 25.
The real-time controller 13 includes a storage unit 30 and a storage battery output command value calculation unit 31.

また、負荷電力データ取得部２１及び過去実績データＤＢ１１を負荷電力取得部４０として構成することもできる。また、蓄電池補償帯域決定部２２及び出力初期値決定部２３を制御パラメータ決定部４１として構成することもできる。また、設定値決定部２４、出力範囲決定部２５及び設定値データＤＢ１２を出力範囲機能決定部４２として構成することもできる。格納部３０及び蓄電池出力指令値計算部３１を蓄電池制御部４３として構成することもできる。   Also, the load power data acquisition unit 21 and the past performance data DB 11 can be configured as the load power acquisition unit 40. In addition, the storage battery compensation band determination unit 22 and the output initial value determination unit 23 can be configured as the control parameter determination unit 41. Further, the set value determining unit 24, the output range determining unit 25, and the set value data DB 12 may be configured as the output range function determining unit 42. The storage unit 30 and the storage battery output command value calculation unit 31 can also be configured as the storage battery control unit 43.

負荷電力取得部４０は、制御対象の月の前月、あるいは昨年の同月の負荷電力の過去実績データ（平日、土日・祝日に対応）を取得する（１か月に１回）。過去実績データＤＢ１１には、外部に設けられたシステムから、負荷電力の履歴と時刻とを日付に対応づけて記憶されている。なお、本実施形態では、負荷電力取得部４０は、制御対象の月の前月の過去実績データを取得するが、これに限定されない。例えば、負荷電力取得部４０は、建物の設備構成や使用状況等が制御対象の月と同様である月であるならば、任意の月を選択してもよい。   The load power acquisition unit 40 acquires past performance data (corresponding to weekdays, weekends, and holidays) of the load power of the previous month of the month to be controlled or the same month of last year (once a month). The past performance data DB 11 stores a history of load power and a time in association with a date from an external system. In the present embodiment, the load power acquisition unit 40 acquires the past performance data of the previous month of the month to be controlled, but is not limited to this. For example, the load power acquisition unit 40 may select any month as long as the facility configuration of the building, the usage status, and the like are the same as the month to be controlled.

負荷電力データ取得部２１は、制御対象の月の前月の負荷電力のデータ又は昨年の同月の負荷電力を、負荷電力の過去実績データとして過去実績データＤＢ１１から取得する。昨年の同月の負荷電力を取得する場合は、建物の設備構成や使用状況が昨年と変化していない場合である。負荷電力データ取得部２１は、過去実績データＤＢ１１から前月の１か月分の負荷電力データを取得し、取得した１か月分のデータから、最も高い負荷電力を有する日（以下、「ピーク電力発生日」という。）を選択する。そして、負荷電力データ取得部２１は、選択したピーク電力発生日の１日分の負荷電力データを過去実績データＤＢ１１から取得する。例えば、負荷電力データ取得部２１は、過去実績データＤＢ１１から前月の１か月分の負荷電力データを取得し、取得した１か月分のデータから、所定周期の負荷電力データの平均値が最大となるデータを有する日を選択する。所定周期とは、例えば、デマンド時限である。したがって、所定周期がデマンド時限である場合、負荷電力データ取得部２１は、取得した１か月のデータから、日毎の最大デマンド値を比較し、最も高いデマンド値を有する日の負荷電力データを取得する。なお、負荷電力データ取得部２１は、例として、図２に示すピーク電力発生日の負荷データを取得する。   The load power data acquisition unit 21 acquires the load power data of the previous month of the month to be controlled or the load power of the same month last year from the past result data DB 11 as the past result data of the load power. When the load power of the same month last year is acquired, the equipment configuration and usage of the building have not changed from the previous year. The load power data acquisition unit 21 acquires load power data for one month of the previous month from the past performance data DB 11, and from the acquired data for one month (hereinafter referred to as “peak power”). “Occurrence date”). Then, the load power data acquisition unit 21 acquires the load power data for one day of the selected peak power generation date from the past record data DB 11. For example, the load power data acquisition unit 21 acquires the load power data for one month of the previous month from the past performance data DB 11, and the average value of the load power data in a predetermined cycle is the maximum from the acquired data for one month. Select the days that have data to be The predetermined period is, for example, a demand time period. Therefore, when the predetermined period is the demand time limit, the load power data acquisition unit 21 compares the maximum demand value for each day from the acquired data for one month, and acquires the load power data for the day having the highest demand value. To do. As an example, the load power data acquisition unit 21 acquires the load data of the peak power generation date shown in FIG.

制御パラメータ決定部４１は、負荷電力データ取得部２１が取得したピーク電力発生日の負荷電力データ（過去実績データ）を用いて、実効蓄電池容量でピーク電力削減量が最大となる補償帯域及び出力初期値を決定する。ここで、補償帯域とは、蓄電池で補償すべき負荷変動の周波数帯域である。補償帯域を決定する目的は、様々な周波数成分で構成されている負荷変動において、与えられた蓄電池容量で最大限のピーク電力削減量を得るためには、蓄電池で補償すべき負荷変動の周波数帯域を決定する必要があるためである。なお、ピーク電力削減量とは、負荷電力がピークとなる時間帯において、そのピークの負荷電力を削減する削減量である。出力初期値とは、負荷の変動による電力量を補償する負荷変動補償の開始時刻における蓄電池から出力される出力の初期値である。   The control parameter determination unit 41 uses the load power data (past performance data) acquired on the peak power generation date acquired by the load power data acquisition unit 21, and the compensation band and the output initial value at which the peak power reduction amount is maximum with the effective storage battery capacity. Determine the value. Here, the compensation band is a load fluctuation frequency band to be compensated by the storage battery. The purpose of determining the compensation band is to obtain the maximum peak power reduction with a given storage battery capacity in the case of load fluctuations composed of various frequency components. This is because it is necessary to decide. The peak power reduction amount is a reduction amount for reducing the peak load power in a time zone when the load power reaches a peak. The output initial value is an initial value of the output output from the storage battery at the start time of load fluctuation compensation that compensates for the amount of power due to load fluctuation.

蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力データ取得部２１が取得したピーク電力発生日の負荷電力データを用いて、補償帯域である高域遮断周波数及び低域遮断周波数を決定する。例えば、蓄電池補償帯域決定部２２は、時刻の経過と負荷電力との関係を表す負荷電力プロファイルのうち、ある時刻の範囲における負荷電力プロファイルから、あるいは、過去の類似する電力プロファイルや、シミュレーション結果などを解析することで、その負荷電力プロファイルに対応する最適な蓄電池の補償周波数帯域を求める。   The storage battery compensation band determination unit 22 determines the high-frequency cutoff frequency and the low-frequency cutoff frequency, which are compensation bands, using the load power data acquired on the peak power generation date acquired by the load power data acquisition unit 21. For example, the storage battery compensation band determination unit 22 uses a load power profile in a certain time range from among the load power profiles representing the relationship between the passage of time and the load power, a past similar power profile, a simulation result, or the like. Is obtained, the optimum compensation frequency band of the storage battery corresponding to the load power profile is obtained.

以下に、本実施形態の蓄電池補償帯域決定部２２の高域遮断周波数及び低域遮断周波数を決定する方法の一例を説明する。   Hereinafter, an example of a method for determining the high-frequency cutoff frequency and the low-frequency cutoff frequency of the storage battery compensation bandwidth determination unit 22 of the present embodiment will be described.

まず、蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力に含まれる周波数成分を特定するため、負荷電力の過去実績データから、（１）式の離散フーリエ変換の公式を用いて、負荷電力の各周波数ｆｋにおける実数部Ｒ（ｆｋ）、及び虚数部Ｉ（ｆｋ）を計算する。ｘ（ｔ）は負荷電力、ｆｋは周波数、Ｘ（ｆｋ）は周波数ｆｋにおける負荷電力、ｋは１からサンプル数Ｎまでの数を表す。 First, in order to identify the frequency component included in the load power, the storage battery compensation band determination unit 22 uses the formula of the discrete Fourier transform of equation (1) from the past performance data of the load power, and each frequency f of the load power. the real part of the k R (f k), and calculating the imaginary part I (f k). x (t) is load power, f k is frequency, X (f k ) is load power at frequency f k , and k is a number from 1 to N samples.

Figure 0006432780
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次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、（２）式に基づき、負荷電力の各周波数の振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜［ｋＷ］を求める。ｋは、１からＮ／２までの数である。 Next, the storage battery compensation band determination unit 22 obtains the amplitude | X (f k ) | [kW] of each frequency of the load power based on the equation (2). k is a number from 1 to N / 2.

Figure 0006432780
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次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、（３）式に基づき、実数部Ｒ（ｆｋ）及び虚数部Ｉ（ｆｋ）を用いて、位相差φ（ｆｋ）［ｒａｄ］を求める。 Next, the storage battery compensation band determination unit 22 obtains the phase difference φ (f k ) [rad] using the real part R (f k ) and the imaginary part I (f k ) based on the equation (3).

Figure 0006432780
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なお、基本周波数ｆ１は、（３）式に基づき、負荷電力のサンプリング間隔Δｔ、及びサンプル数Ｎから求められる。また、ナイキスト周波数ｆｓは、（４）式及び（５）式に基づき求められる。 The basic frequency f 1 is determined from (3) based on the formula, the sampling interval Δt of the load power, and the number of samples N. Moreover, the Nyquist frequency f s is obtained based on the equation (4) and (5).

Figure 0006432780
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Figure 0006432780
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次に、図３を用いて、低域遮断周波数の決定方法を説明する。図３は、（２）式で求めた各周波数の振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜の正弦波の時間積分による蓄電池容量の算出方法を示すグラフである。
図３において、縦軸は電力を表し、横軸は時間を表す。電力のグラフは、（２）式より求めた各周波数ｆｋに対する振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜を示し、正弦波の半周期分において、（３）式より求めた位相差φ（ｆｋ）を考慮して、蓄電池の充電期間における放電電力と放電期間における放電電力を示している。すなわち、図３における０〜φ（ｆｋ）における電力は充電電力を示し、φ（ｆｋ）〜１／２ｆｋにおける電力は放電電力を示す。
ここで、負荷変動補償に必要な蓄電池容量は、放電量から充電量を引いた値、すなわち、図３の斜線部分で示した放電量から充電量を引いた値によって算出することができる。周波数ｆｋにおける蓄電池容量は、以下に示す（６）式に基づき求められる。 Next, a method for determining the low cut-off frequency will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing a method for calculating the storage battery capacity by time integration of the sine wave of the amplitude | X (fk) | of each frequency obtained by the equation (2).
In FIG. 3, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. The power graph shows the amplitude | X (f k ) | for each frequency f k obtained from the equation (2), and the phase difference φ (f k ) obtained from the equation (3) in the half cycle of the sine wave. The discharge power during the charge period of the storage battery and the discharge power during the discharge period are shown. That is, the power in 0~φ (f k) in FIG. 3 shows the charging power, the power in φ (f k) ~1 / 2f k denotes the discharge power.
Here, the storage battery capacity required for load variation compensation can be calculated by a value obtained by subtracting the charge amount from the discharge amount, that is, a value obtained by subtracting the charge amount from the discharge amount indicated by the hatched portion in FIG. The storage battery capacity at the frequency f k is obtained based on the following equation (6).

Figure 0006432780
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蓄電池補償帯域決定部２２は、離散フーリエ変換で求めた振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜、周波数ｆｋ、及び位相差φ（ｆｋ）を用いて、図３に示す半周期分において蓄電池の充電量及び放電量を算出する。 The storage battery compensation band determination unit 22 uses the amplitude | X (f k ) |, the frequency f k , and the phase difference φ (f k ) obtained by the discrete Fourier transform to charge the storage battery in the half cycle shown in FIG. The amount and the discharge amount are calculated.

また、位相差φ（ｆｋ）を０［ｒａｄ］として考えると、（６）式においてｃｏｓφ（ｆｋ）＝１となり、すなわち、周波数ｆｋにおける蓄電池容量は、半周期において放電電力量に基づく値となる。一方、位相差φ（ｆｋ）が０［ｒａｄ］でない値の場合を考慮すると、半周期分において、放電量に加えて充電量を考慮した電力量が計算される。位相差φ（ｆｋ）を考慮することにより、放電量のみを考慮した蓄電池容量に対して充電量を考慮するため、より小さい蓄電池容量を算出することになり、負荷変動補償に適切な蓄電池容量の決定をすることができる。 When the phase difference φ (fk) is considered as 0 [rad], cos φ (f k ) = 1 in the equation (6), that is, the storage battery capacity at the frequency f k is a value based on the discharge power amount in a half cycle. It becomes. On the other hand, when considering the case where the phase difference φ (f k ) is a value other than 0 [rad], the electric energy in consideration of the charge amount in addition to the discharge amount is calculated in a half cycle. By considering the phase difference φ (f k ), the charge amount is taken into consideration with respect to the storage battery capacity considering only the discharge amount, so that a smaller storage battery capacity is calculated, and the appropriate storage battery capacity for load fluctuation compensation Can make decisions.

蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式に示すように、各成分の周波数ｆｋにおける蓄電池容量を低域遮断周波数から高域遮断周波数まで積算することにより、蓄電池容量Ｗ（放電量−充電量）を計算する。 As shown in the equation (7), the storage battery compensation band determination unit 22 integrates the storage battery capacity at the frequency fk of each component from the low cut-off frequency to the high cut-off frequency to thereby obtain the storage battery capacity W (discharge amount−charge). Amount).

Figure 0006432780
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このように、蓄電池補償帯域決定部２２は、蓄電池容量Ｗついて、低域遮断周波数から高域遮断周波数まで積算することにより、低域遮断周波数と負荷変動補償に必要な蓄電池容量との関係を求めることができる。蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式に示す関係から、実効蓄電池容量で最も補償帯域を広くとれる低域遮断周波数を、２点の線形補間で求めることができる。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式において求めた低域遮断周波数と負荷変動補償に必要な蓄電池容量との関係において、実効蓄電池容量において最も補償帯域を広くとれる低域遮断周波数を求め、求めた補償帯域の低域遮断周波数の高域側及び低域側の２点の周波数の線形補間によって低域遮断周波数を決定する。なお、高域遮断周波数は、短周期の速い変動を補償してもピーク電力削減効果が小さいことから固定値とする。   In this way, the storage battery compensation band determination unit 22 calculates the relationship between the low-frequency cutoff frequency and the storage battery capacity necessary for load fluctuation compensation by integrating the storage battery capacity W from the low-frequency cutoff frequency to the high-frequency cutoff frequency. be able to. The storage battery compensation band determination unit 22 can obtain the low cut-off frequency at which the compensation band can be maximized by the effective storage battery capacity from the relationship shown in the equation (7) by two-point linear interpolation. In other words, the storage battery compensation band determination unit 22 determines the low cutoff frequency that allows the widest compensation band in the effective storage battery capacity in the relationship between the low cutoff frequency obtained in Equation (7) and the storage battery capacity required for load fluctuation compensation. The low-frequency cutoff frequency is determined by linear interpolation of the two frequencies on the high-frequency side and the low-frequency side of the low-frequency cutoff frequency of the calculated compensation band. Note that the high cut-off frequency is set to a fixed value because the peak power reduction effect is small even when compensating for short cycle fast fluctuations.

出力初期値決定部２３は、蓄電池出力指令値計算部３１から出力される蓄電池出力指令値（後述する）の初期値である出力初期値を算出する。例えば、出力初期値決定部２３は、定置用蓄電池部１４から出力される出力初期値を離散フーリエ変換し、蓄電池補償帯域決定部２２によって算出された高域遮断周波数を上限値、低域遮断周波数を下限値として、逆離散フーリエ変換することで、蓄電池補償帯域決定部２２が高域遮断周波数及び低域遮断周波数を設定した際に予想される蓄電池出力を求め、出力初期値を決定する。出力初期値決定部２３は、決定した出力初期値、高域遮断周波数及び低域遮断周波数を制御パラメータとして設定値決定部２４に出力する。このように、制御パラメータ決定部４１は、蓄電池補償帯域決定部２２における上述のような補償帯域を決定する処理、及び出力初期値決定部２３における上述のような出力初期値を決定する処理を例えば１か月に１回実行する。なお、制御パラメータ決定部４１は、例として、図２に示すピーク電力発生日の負荷データから、高域遮断周波数を１０ｍＨｚ、低域遮断周波数を０．０４８ｍＨｚ、出力初期値を７７．４ｋＷに決定した。上記高域遮断周波数１０ｍＨｚ、低域遮断周波数０．０４８ｍＨｚ、出力初期値７７．４ｋＷの決定に際し、蓄電池は、定格出力９０ｋＷ、定格容量１２０ｋＷｈと仮定し、電池残量（ＳＯＣ）の使用範囲を１０％から９０％と設定し、実効蓄電池容量を９６ｋＷｈとした。また、運転開始時のＳＯＣは９０％とした。   The output initial value determination unit 23 calculates an output initial value that is an initial value of a storage battery output command value (described later) output from the storage battery output command value calculation unit 31. For example, the output initial value determination unit 23 performs discrete Fourier transform on the output initial value output from the stationary storage battery unit 14, and sets the high frequency cutoff frequency calculated by the storage battery compensation band determination unit 22 as the upper limit value and the low frequency cutoff frequency. As a lower limit value, inverse discrete Fourier transform is performed, so that the storage battery compensation band determination unit 22 obtains an expected storage battery output when the high-frequency cutoff frequency and the low-frequency cutoff frequency are set, and determines an initial output value. The output initial value determination unit 23 outputs the determined output initial value, high-frequency cutoff frequency, and low-frequency cutoff frequency to the set value determination unit 24 as control parameters. Thus, the control parameter determination unit 41 performs, for example, the process of determining the compensation band as described above in the storage battery compensation band determination unit 22 and the process of determining the output initial value as described above in the output initial value determination unit 23. Run once a month. For example, the control parameter determination unit 41 determines the high frequency cutoff frequency as 10 mHz, the low frequency cutoff frequency as 0.048 mHz, and the output initial value as 77.4 kW from the load data on the peak power generation date shown in FIG. did. In determining the high frequency cutoff frequency 10 mHz, the low frequency cutoff frequency 0.048 mHz, and the output initial value 77.4 kW, the storage battery is assumed to have a rated output of 90 kW and a rated capacity of 120 kWh, and the usage range of the remaining battery level (SOC) is 10 % To 90%, and the effective storage battery capacity was 96 kWh. The SOC at the start of operation was 90%.

設定値決定部２４は、制御パラメータ決定部４１から供給された制御パラメータ（出力初期値、高域遮断周波数及び低域遮断周波数）及び負荷電力取得部４０が取得したピーク電力発生日の負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力する電力の範囲（以下、「出力範囲」という。）の決定に必要なパラメータを算出する。蓄電池の出力範囲は、蓄電池が出力する電力の上限値と下限値とを有し、例えば、±５０ｋＷである。なお、プラスの出力値は、蓄電池から放電する電力を示し、マイナスの出力値は、蓄電池に対して充電する電力を示す。   The set value determination unit 24 includes the control parameters (output initial value, high-frequency cutoff frequency, and low-frequency cutoff frequency) supplied from the control parameter determination unit 41, and load power data on the peak power generation date acquired by the load power acquisition unit 40. Based on the above, parameters necessary for determining the range of power output by the storage battery (hereinafter referred to as “output range”) are calculated. The output range of the storage battery has an upper limit value and a lower limit value of power output from the storage battery, and is, for example, ± 50 kW. The positive output value indicates the power discharged from the storage battery, and the negative output value indicates the power charged for the storage battery.

まず、設定値決定部２４は、制御パラメータ及びピーク電力発生日の負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力を計算する。図４は、蓄電池の出力の決定方法の一例を示す図である。図４（ａ）は、バンドパスフィルタを用いた蓄電池の出力の決定方法を示している。図４（ｂ）は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタを用いた蓄電池の出力の決定方法を示している。   First, the set value determination unit 24 calculates the output of the storage battery based on the control parameter and the load power data on the peak power generation date. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for determining the output of the storage battery. Fig.4 (a) has shown the determination method of the output of the storage battery using a band pass filter. FIG. 4B shows a method for determining the output of the storage battery using a low-pass filter and a high-pass filter.

バンドパスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタによって構成することができる。ここで、ローパスフィルタの入力をｘ（ｎ）、ローパスフィルタの出力（ハイパスフィルタの入力）をｙ（ｎ）、蓄電池出力をｚ（ｎ）とすると、ｙ（ｎ）は、ｘ（ｎ）を入力とする、高域遮断周波数によって定められた高域周波数を遮断するローパスフィルタの出力である。
また、ｚ（ｎ）は、ｙ（ｎ）を入力とする、低域遮断周波数によって定められた低域周波数を遮断するハイパスフィルタの出力である。
例えば、出力範囲決定部２５は、負荷電力取得部４０が取得した負荷電力（ｘｎ）、高域遮断周波数及び低域遮断周波数からバンドパスフィルタの計算式を用いて蓄電池出力（ｚｎ）を求める。バンドパスフィルタの計算式は、以下の式で示すことができる。 The band-pass filter can be constituted by a low-pass filter and a high-pass filter. Here, when x (n) is the input of the low-pass filter, y (n) is the output of the low-pass filter (input of the high-pass filter), and z (n) is the output of the storage battery, y (n) is x (n) It is an output of a low-pass filter that cuts off a high frequency defined by a high frequency cutoff frequency.
Z (n) is an output of a high-pass filter that receives y (n) as an input and cuts off a low-frequency defined by the low-frequency cutoff.
For example, the output range determination unit 25 calculates the storage battery output (z n ) using the calculation formula of the bandpass filter from the load power (x n ) acquired by the load power acquisition unit 40, the high-frequency cutoff frequency, and the low-frequency cutoff frequency. Ask. The calculation formula of the bandpass filter can be expressed by the following formula.

Figure 0006432780
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ｙｎは、中間出力値（ｋＷ）である。ｙｎ−１は、ｙｎの1ステップ前の中間出力値（ｋＷ）である。ｙｎは、以下に示す式で表すことができる。 y n is the intermediate output values (kW). y n-1 is one step before the intermediate output value y n (kW). y n can be expressed as shown below.

Figure 0006432780
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ここで、ｘｎ−１は、バンドパスフィルタに入力するｘｎの１ステップ前の負荷電力（ｋＷ）である。Ｔは、制御周期であり、例えば１ｓである。ωＬは、高域遮断角周波数である。ωＨは、低域遮断角周波数である。ωＬ及びωＨは、以下で示す式で表すことができる。 Here, xn-1 is the load power (kW) one step before xn input to the bandpass filter. T is a control period, for example, 1 s. ω L is the high-frequency cutoff angular frequency. ω H is a low cut-off angular frequency. ω L and ω H can be expressed by the following equations.

Figure 0006432780
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Figure 0006432780
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ｆＬは、高域遮断周波数である。ｆＨは、低域遮断周波数である。なお、図４（ｂ）に示すように、バンドパスフィルタは、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタに分けることができる。したがって、蓄電池補償帯域決定部２２は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタの計算式に基づいて蓄電池出力値を計算することができる。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力（ｘｎ）及び高域遮断周波数（ｆＬ）からローパスフィルタの計算式を用いて、中間出力値（ｙｎ）を計算する。次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、計算した中間出力値（ｙｎ）及び低域遮断周波数（ｆＨ）からハイパスフィルタの計算式を用いて、蓄電池出力値（ｚｎ）を計算する。 f L is a high cut-off frequency. f H is a low cut-off frequency. As shown in FIG. 4B, the band pass filter can be divided into a low pass filter and a high pass filter. Therefore, the storage battery compensation band determination unit 22 can calculate the storage battery output value based on the calculation formulas of the low pass filter and the high pass filter. That is, the storage battery compensation band determination unit 22 calculates the intermediate output value (y n ) from the load power (x n ) and the high cut-off frequency (f L ) using a low-pass filter calculation formula. Next, the storage battery compensation band determination unit 22 calculates the storage battery output value (z n ) from the calculated intermediate output value (y n ) and the low cut-off frequency (f H ) using a high pass filter calculation formula.

設定値決定部２４は、蓄電池出力値（ｚｎ）に基づいて、蓄電池の上昇温度ΔＴ及び蓄電池が設けられた室内に設置してある空調設備の消費電力（以下、「空調消費電力」という。）Ｕを決定する。
まず、設定値決定部２４は、設定値データＤＢ１２から図５に示す設定項目の設定値を取得する。図５に示す設定項目は、蓄電池の仕様や空調設備の仕様である。設定値データＤＢ１２には、予め設定項目が記憶されている。例えば、電力管理システム１の保守及び管理を行う担当者は、蓄電池や空調設備の仕様書等を確認し、予め設定値データＤＢ１２に各設定項目のデータを入力しておく。例えば、蓄電池の運転時間帯、蓄電池の定格出力、蓄電値の定格容量の初期値、電池残量（ＳＯＣ：State Of Charge）の設定範囲、実効蓄電池容量の初期値、蓄電池の出力（直流電圧）の範囲、蓄電池の重量、蓄電池の比熱及び空調設備の成績係数ＣＯＰ（空調設備の冷房能力／定格出力時の空調設備の消費電力）である。なお、本実施形態では、設定項目の設定値は、図５に示す値とするが、これに限定されない。すなわち、図５に示す設定項目の設定値は、一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。 The set value determination unit 24 is based on the storage battery output value (z n ), and the power consumption of the air conditioning equipment installed in the room where the storage battery is raised ΔT and the storage battery (hereinafter referred to as “air conditioning power consumption”). ) Determine U.
First, the setting value determination unit 24 acquires setting values of setting items shown in FIG. 5 from the setting value data DB 12. The setting items shown in FIG. 5 are storage battery specifications and air conditioning equipment specifications. Setting items are stored in the setting value data DB 12 in advance. For example, a person in charge of maintenance and management of the power management system 1 confirms specifications of storage batteries and air conditioning equipment, and inputs data of each setting item in the setting value data DB 12 in advance. For example, the operation time of the storage battery, the rated output of the storage battery, the initial value of the rated capacity of the storage value, the battery remaining state (SOC: State Of Charge) setting range, the initial value of the effective storage battery capacity, the output of the storage battery (DC voltage) Range, storage battery weight, specific heat of storage battery, and coefficient of performance COP of air conditioning equipment (cooling capacity of air conditioning equipment / power consumption of air conditioning equipment at rated output). In the present embodiment, the setting value of the setting item is the value shown in FIG. 5, but is not limited to this. That is, the setting value of the setting item shown in FIG. 5 is an example, and the present invention is not limited to this.

設定値決定部２４は、以下に示す（１２）式に基づいて各時刻における直流電圧Ｖ（ｔ）を算出する。すなわち、設定値決定部２４は、直流電圧範囲（４５０Ｖ〜６５０Ｖ）と蓄電池の容量（０〜１２０ｋＷｈ）との関係に基づいて直流電圧Ｖ（ｔ）を決定する。   The set value determination unit 24 calculates the DC voltage V (t) at each time based on the following equation (12). That is, the set value determination unit 24 determines the DC voltage V (t) based on the relationship between the DC voltage range (450 V to 650 V) and the capacity of the storage battery (0 to 120 kWh).

Figure 0006432780
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このように、設定値決定部２４は、電池残量設定範囲の上限値（９０％）の直流電圧（６３０Ｖ）から、蓄電池の使用容量Ｗ（ｔ）に換算係数を乗算した値を減算することで、各時刻における直流電圧Ｖ（ｔ）を算出する。各時刻における蓄電池に使用容量Ｗ（ｔ）は、設定値決定部２４により蓄電池出力値（ｚｎ）を時間積分することで算出する。換算係数は、直流電圧範囲（４５０Ｖ〜６５０Ｖ）と蓄電池の容量（０〜１２０ｋＷｈ）とのの関係を示す係数であり、蓄電池容量が１ｋＷｈあたりの直流電圧範囲の増減を示す。本実施形態では、換算係数は、（６５０Ｖ−４５０Ｖ）／１２０ｋＷｈ＝５／３Ｖである。 As described above, the set value determination unit 24 subtracts a value obtained by multiplying the use capacity W (t) of the storage battery by the conversion coefficient from the DC voltage (630 V) of the upper limit value (90%) of the battery remaining amount setting range. Thus, the DC voltage V (t) at each time is calculated. The capacity used W (t) for the storage battery at each time is calculated by time integration of the storage battery output value (z n ) by the set value determination unit 24. The conversion coefficient is a coefficient indicating the relationship between the DC voltage range (450 V to 650 V) and the capacity of the storage battery (0 to 120 kWh), and the storage battery capacity indicates an increase or decrease in the DC voltage range per kWh. In the present embodiment, the conversion coefficient is (650V-450V) / 120 kWh = 5 / 3V.

設定値決定部２４は、以下に示す（１３）式に基づいて、各時刻に蓄電池から出力される直流電流Ｉ（ｔ）を算出する。すなわち、設定値決定部２４は、各時刻における蓄電池出力値（ｚｎ）（以下、「蓄電池出力値ｚ（ｔ）とする。」）と上記（１２）式で算出した直流電圧Ｖ（ｔ）に基づいて、各時刻に蓄電池から出力される直流電流Ｉ（ｔ）を算出する。 The set value determination unit 24 calculates the direct current I (t) output from the storage battery at each time based on the following equation (13). That is, the set value determination unit 24 determines the storage battery output value (z n ) at each time (hereinafter referred to as “storage battery output value z (t)”) and the DC voltage V (t) calculated by the above equation (12). Based on the above, the DC current I (t) output from the storage battery at each time is calculated.

Figure 0006432780
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このように、設定値決定部２４は、蓄電池出力値ｚ（ｔ）に１０００を乗算した値に直流電圧Ｖ（ｔ）を除算することで、直流電流Ｉ（ｔ）を算出する。   Thus, the set value determination unit 24 calculates the direct current I (t) by dividing the direct current voltage V (t) by a value obtained by multiplying the storage battery output value z (t) by 1000.

設定値決定部２４は、以下に示す（１４）式に基づいて、蓄電池の内部抵抗による消費電力Ｓ（ｔ）を算出する。すなわち、設定値決定部２４は、直流電流Ｉ（ｔ）と蓄電池の総内部抵抗とに基づいて、各時刻による蓄電池の内部抵抗による消費電力Ｓ（ｔ）を算出する。   The set value determination unit 24 calculates the power consumption S (t) due to the internal resistance of the storage battery based on the following equation (14). That is, the set value determination unit 24 calculates the power consumption S (t) due to the internal resistance of the storage battery at each time based on the direct current I (t) and the total internal resistance of the storage battery.

Figure 0006432780
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このように、設定値決定部２４は、上記（１３）式で算出した直流電流Ｉ（ｔ）の二乗値に蓄電池の総内部抵抗を乗算することで、蓄電池の内部抵抗による消費電力Ｓ（ｔ）を算出する。   In this way, the set value determination unit 24 multiplies the square value of the direct current I (t) calculated by the above equation (13) by the total internal resistance of the storage battery, thereby reducing the power consumption S (t by the internal resistance of the storage battery. ) Is calculated.

次に、設定値決定部２４は、以下に示す（１５）式に基づいて、蓄電池の発熱量Ｑ（ｔ）を算出する。すなわち、設定値決定部２４は、上記（１４）式で算出した蓄電池の内部抵抗による消費電力Ｓ（ｔ）を時間積分することで、蓄電池の発熱量Ｑ（ｔ）を算出する。   Next, the set value determination unit 24 calculates the calorific value Q (t) of the storage battery based on the following equation (15). That is, the set value determination unit 24 calculates the heat generation amount Q (t) of the storage battery by time-integrating the power consumption S (t) due to the internal resistance of the storage battery calculated by the above equation (14).

Figure 0006432780
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このように、設定値決定部２４は、蓄電池の内部抵抗による消費電力Ｓ（ｔ）に３６００（秒）を乗算した値を時間積分することで、蓄電池の発熱量Ｑ（ｔ）を算出する。（１５）式で求めた蓄電池の発熱量Ｑ（ｔ）は、時間積分されているため、蓄電池が発熱する最大発熱量Ｑｍａｘである。   As described above, the set value determination unit 24 calculates the heat generation amount Q (t) of the storage battery by time-integrating a value obtained by multiplying the power consumption S (t) by the internal resistance of the storage battery by 3600 (seconds). The calorific value Q (t) of the storage battery obtained by the equation (15) is the maximum calorific value Qmax that the storage battery generates heat because it is integrated over time.

設定値決定部２４は、以下に示す（１６）式に基づいて、蓄電池の上昇温度ΔＴを算出する。すなわち、設定値決定部２４は、上記（１５）式で算出した最大発熱量Ｑｍａｘと蓄電池の比熱及び蓄電池重量とに基づいて、蓄電池の上昇温度ΔＴを算出する。   The set value determination unit 24 calculates the rise temperature ΔT of the storage battery based on the following equation (16). That is, the set value determination unit 24 calculates the rise temperature ΔT of the storage battery based on the maximum heat generation amount Qmax calculated by the above equation (15), the specific heat of the storage battery, and the storage battery weight.

Figure 0006432780
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このように、設定値決定部２４は、蓄電池比熱と蓄電池重量とを乗算した値により、最大発熱量Ｑｍａｘを除算することで、蓄電池の上昇温度ΔＴを算出する。   Thus, the set value determination unit 24 calculates the rising temperature ΔT of the storage battery by dividing the maximum heat generation amount Qmax by the value obtained by multiplying the storage battery specific heat and the storage battery weight.

また、設定値決定部２４は、以下に示す（１７）式に基づいて、空調消費電力Ｕを算出する。すなわち、設定値決定部２４は、蓄電池の内部抵抗による最大消費電力Ｓｍａｘに成績係数ＣＯＰを除算することで、空調消費電力Ｕを算出する。なお、蓄電池の内部抵抗による最大消費電力Ｓｍａｘは、蓄電池の内部抵抗による消費電力Ｓ（ｔ）の最大値である。   Moreover, the set value determination part 24 calculates the air-conditioning power consumption U based on (17) Formula shown below. That is, the set value determination unit 24 calculates the air conditioning power consumption U by dividing the coefficient of performance COP by the maximum power consumption Smax due to the internal resistance of the storage battery. The maximum power consumption Smax due to the internal resistance of the storage battery is the maximum value of the power consumption S (t) due to the internal resistance of the storage battery.

Figure 0006432780
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次に、設定値決定部２４は、蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量と空調消費電力Ｕとを算出する。ピーク電力の削減量は、ピーク電力発生日の負荷電力データのピーク値とその時刻における買電電力との差分とに基づいて決定される。
具体的には、設定値決定部２４は、ピーク電力発生日の負荷電力データから、所定周期の中で最も大きい負荷電力の所定周期を選択し、選択した所定周期の負荷電力（以下、「負荷電力ピーク」という。）から選択した所定周期の蓄電池出力値を減算すことで、買電電力（以下、「買電電力ピーク」という。）を算出する。なお、所定周期は、例えば１分でもよいし、デマンド時限と同様に３０分でもよい。そして、設定値決定部２４は、負荷電力ピークから買電電力ピークを減算することで、ピーク電力の削減量（以下、「ピーク電力削減量」という。）を算出する。
図６は、図５の設定項目の設定値に基づいて、設定値決定部２４が算出した蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量と空調消費電力Ｕとを示す図である。参考までに、上昇温度、空調冷房能力及び蓄電池使用容量を図６に記す。なお、空調冷房能力は、最大消費電力Ｓｍａｘに相当する。 Next, the set value determination unit 24 calculates the reduction amount of each peak power and the air conditioning power consumption U when the output range of the storage battery is changed. The reduction amount of the peak power is determined based on the difference between the peak value of the load power data on the peak power generation date and the purchased power at that time.
Specifically, the set value determination unit 24 selects a predetermined cycle of the largest load power among the predetermined cycles from the load power data on the peak power occurrence date, and loads the selected load power of the predetermined cycle (hereinafter referred to as “load”). The purchased power (hereinafter referred to as “power purchased peak”) is calculated by subtracting the storage battery output value of a predetermined period selected from “power peak”). The predetermined period may be 1 minute, for example, or 30 minutes as in the demand time limit. Then, the set value determination unit 24 calculates a reduction amount of peak power (hereinafter referred to as “peak power reduction amount”) by subtracting the purchased power peak from the load power peak.
FIG. 6 is a diagram showing the reduction amount of each peak power and the air-conditioning power consumption U when the output range of the storage battery calculated by the setting value determination unit 24 is changed based on the setting value of the setting item of FIG. is there. For reference, the rising temperature, air conditioning cooling capacity and storage battery usage capacity are shown in FIG. The air conditioning and cooling capacity corresponds to the maximum power consumption Smax.

出力範囲決定部２５は、蓄電池の定格出力での空調消費電力及びピーク電力削減量の値を基準として、空調消費電力の削減率Ａと、最大値に対するピーク電力削減量の割合Ｂとを、出力範囲毎に比較することで蓄電池の出力範囲を決定する。
具体的には、出力範囲決定部２５は、設定値決定部２４が算出した空調消費電力とピーク電力削減量とを用いて、出力範囲毎に空調消費電力の削減率Ａとピーク電力削減量の割合Ｂとの乗算値（Ａ×Ｂ）を算出する。
出力範囲決定部２５は、以下に示す（１８）式に基づいて、空調消費電力の削減率Ａを算出する。すなわち、出力範囲決定部２５は、空調消費電力を蓄電池用空調消費電力（５ｋＷ）で除算した値を１から差し引いた値を空調消費電力の削減率Ａとする。なお、蓄電池用空調消費電力とは、蓄電池の定格出力での空調消費電力である。 The output range determination unit 25 outputs the air conditioning power consumption reduction rate A and the peak power reduction amount ratio B with respect to the maximum value based on the values of the air conditioning power consumption and the peak power reduction amount at the rated output of the storage battery. The output range of the storage battery is determined by comparing each range.
Specifically, the output range determination unit 25 uses the air conditioning power consumption and the peak power reduction amount calculated by the set value determination unit 24 to calculate the air conditioning power consumption reduction rate A and the peak power reduction amount for each output range. A multiplication value (A × B) with the ratio B is calculated.
The output range determination unit 25 calculates the air-conditioning power consumption reduction rate A based on the following equation (18). That is, the output range determination unit 25 sets the value obtained by subtracting the value obtained by dividing the air conditioning power consumption by the storage battery air conditioning power consumption (5 kW) from 1 as the air conditioning power consumption reduction rate A. The storage battery air conditioning power consumption is the air conditioning power consumption at the rated output of the storage battery.

Figure 0006432780
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また、出力範囲決定部２５は、以下に示す（１９）式に基づいて、ピーク電力削減量の割合Ｂを算出する。すなわち、出力範囲決定部２５は、各出力範囲でのピーク電力削減量を定格出力（±９０ｋＷ）でのピーク電力削減量で除算した値をピーク電力削減量の割合Ｂとする。   Moreover, the output range determination part 25 calculates the ratio B of the peak power reduction amount based on the following equation (19). That is, the output range determination unit 25 sets a value obtained by dividing the peak power reduction amount in each output range by the peak power reduction amount at the rated output (± 90 kW) as the ratio B of the peak power reduction amount.

Figure 0006432780
Figure 0006432780

出力範囲決定部２５は、蓄電池の出力範囲を変化させながら、空調消費電力の削減率Ａとピーク電力削減量の割合Ｂとの乗算値（Ａ×Ｂ）を算出する。そして、出力範囲決定部２５は、空調消費電力の削減率Ａとピーク電力削減量の割合Ｂとの乗算値（Ａ×Ｂ）が最も大きい値の蓄電池の出力範囲を選択する。すなわち、出力範囲決定部２５は、蓄電池が出力する電力の出力範囲（上限値と下限値）を変化させながら、出力範囲毎に乗算値（Ａ×Ｂ）を算出する。そして、出力範囲決定部２５は、空調消費電力を抑制しつつ、最大に近いピーク電力削減量が得られる蓄電池の出力範囲を選択する。なお、空調消費電力は、蓄電池の上昇温度に比例するため、空調消費電力を抑制することは、蓄電池の上昇温度を抑制することを意味する。図７は、図６に示す各ピーク電力の削減量と空調消費電力Ｕとに基づいて算出された出力範囲毎の乗算値（Ａ×Ｂ）を示す。図７に示すように、出力範囲決定部２５は、乗算値（Ａ×Ｂ）が最大となる蓄電池の出力範囲±４０ｋＷを選択する。出力範囲決定部２５は、選択した出力範囲を格納部３０に出力する。   The output range determination unit 25 calculates the multiplication value (A × B) of the air conditioning power consumption reduction rate A and the peak power reduction amount ratio B while changing the output range of the storage battery. And the output range determination part 25 selects the output range of the storage battery of the value with the largest multiplication value (AxB) of the reduction rate A of the air-conditioning power consumption, and the ratio B of the peak power reduction amount. That is, the output range determination unit 25 calculates the multiplication value (A × B) for each output range while changing the output range (upper limit value and lower limit value) of the power output from the storage battery. And the output range determination part 25 selects the output range of the storage battery from which the peak power reduction amount near the maximum is obtained, suppressing air-conditioning power consumption. In addition, since air-conditioning power consumption is proportional to the rising temperature of a storage battery, suppressing air-conditioning power consumption means suppressing the rising temperature of a storage battery. FIG. 7 shows a multiplication value (A × B) for each output range calculated based on the reduction amount of each peak power and the air conditioning power consumption U shown in FIG. As shown in FIG. 7, the output range determination unit 25 selects the output range of the storage battery ± 40 kW that maximizes the multiplication value (A × B). The output range determination unit 25 outputs the selected output range to the storage unit 30.

格納部３０は、高域遮断周波数、低域遮断周波数及び出力範囲決定部２５が選択した出力範囲を格納する。
次に、蓄電池制御部４３が行う蓄電池制御処理について説明する。蓄電池制御部４３は、例えば、蓄電池制御処理を制御周期１秒として実行する。蓄電池制御部４３は、所定の蓄電池制御のアルゴリズムに従って、リアルタイム制御で、様々な周波数成分を持つ負荷電力の変動（買電電力と蓄電池出力との合計）に基づいて負荷電力の推定を行い、格納部３０に格納された補償周波数帯域（高域遮断周波数及び低域遮断周波数）の変動を抽出して蓄電池出力指令を解き、蓄電池出力指令値を出力する（制御周期１秒）。蓄電池出力指令値の上限及び下限のリミッタは、格納部３０に格納された蓄電池の出力範囲の上限値及び下限値である。 The storage unit 30 stores the high frequency cutoff frequency, the low frequency cutoff frequency, and the output range selected by the output range determination unit 25.
Next, a storage battery control process performed by the storage battery control unit 43 will be described. For example, the storage battery control unit 43 executes the storage battery control process with a control cycle of 1 second. The storage battery control unit 43 estimates and stores load power based on fluctuations in load power having various frequency components (total of purchased power and storage battery output) by real-time control according to a predetermined storage battery control algorithm. The fluctuation of the compensation frequency band (the high cutoff frequency and the low cutoff frequency) stored in the unit 30 is extracted to solve the storage battery output command and output the storage battery output command value (control cycle 1 second). The upper limit and lower limit of the storage battery output command value are the upper limit value and the lower limit value of the output range of the storage battery stored in the storage unit 30.

図８は、本実施形態による、蓄電池制御（蓄電池出力指令値計算部３１の構成）を説明するブロック図である。蓄電池出力指令値計算部３１は、加算器５０、バンドパスフィルタ５１及び出力リミッタ５２を有する。加算器５０は、買電電力と蓄電池出力とを加算する。バンドパスフィルタ５１は、低域遮断周波数と高域遮断周波数と出力初期値に従って、加算器５０から供給される買電電力と蓄電池出力との合計値をフィルタリングする。出力リミッタ５２は、バンドパスフィルタ５１から供給される出力信号の振幅を出力範囲の上限値及び下限値により制限する。出力リミッタ５２は、制限された出力信号を蓄電池出力指令値として出力する。すなわち、蓄電池出力指令値計算部３１では、様々な周波数成分を持つ負荷電力の変動（加算器５０で加算した買電電力と蓄電池出力との合計）を、図８に示すバンドパスフィルタ５１に通す。そして、出力範囲決定部２５で選択された蓄電池の出力範囲内の補償帯域の変動を抽出して蓄電池出力指令を解き、蓄電池出力指令値として出力する。   FIG. 8 is a block diagram illustrating storage battery control (configuration of the storage battery output command value calculation unit 31) according to the present embodiment. The storage battery output command value calculation unit 31 includes an adder 50, a band pass filter 51, and an output limiter 52. The adder 50 adds the purchased power and the storage battery output. The bandpass filter 51 filters the total value of the purchased power and the storage battery output supplied from the adder 50 according to the low-frequency cutoff frequency, the high-frequency cutoff frequency, and the output initial value. The output limiter 52 limits the amplitude of the output signal supplied from the band pass filter 51 by the upper limit value and the lower limit value of the output range. The output limiter 52 outputs the limited output signal as a storage battery output command value. That is, the storage battery output command value calculation unit 31 passes the fluctuations in the load power having various frequency components (the total of the purchased power added by the adder 50 and the storage battery output) through the bandpass filter 51 shown in FIG. . And the fluctuation | variation of the compensation zone | band in the output range of the storage battery selected by the output range determination part 25 is extracted, a storage battery output command is solved, and it outputs as a storage battery output command value.

定置用蓄電池部１４は、上記蓄電池出力指令値計算部３１からの蓄電池出力指令値に従って蓄電池の出力を制御する。   The stationary storage battery unit 14 controls the output of the storage battery according to the storage battery output command value from the storage battery output command value calculation unit 31.

上述したように、本実施形態の電力管理システム１は、空調設備を備える室内に設けられた蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、設定値決定部２４は、負荷電力の過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分に基づいてピーク電力の削減量を決定する。また、設定値決定部２４は蓄電池の内部抵抗の消費電力と空調設備の成績係数とに基づいて空調設備の消費電力を決定する。出力範囲決定部２５は、蓄電池の出力範囲を変化させたときのピーク電力の削減量の割合と、空調設備の消費電力の削減率とに基づいて蓄電池の出力範囲を決定する。したがって、蓄電池の長寿命化を考慮して空調説設備を用いた場合において、蓄電池の上昇温度と空調消費電力を抑制しつつ、ピーク電力の削減が可能となる。したがって、本実施形態の電力管理システム１は、蓄電池の長寿命に寄与し、電力逼迫時においても蓄電池から安定した電力供給が可能である。   As described above, the power management system 1 of the present embodiment is a power management system that controls the output of a storage battery provided in a room equipped with air conditioning equipment, and the set value determination unit 24 stores past performance data of load power. The reduction amount of the peak power is determined based on the difference between the peak value of the power and the peak value of the purchased power. The set value determination unit 24 determines the power consumption of the air conditioning equipment based on the power consumption of the internal resistance of the storage battery and the coefficient of performance of the air conditioning equipment. The output range determination unit 25 determines the output range of the storage battery based on the ratio of the reduction amount of the peak power when the output range of the storage battery is changed and the reduction rate of the power consumption of the air conditioning equipment. Therefore, when the air conditioning theory equipment is used in consideration of extending the life of the storage battery, it is possible to reduce the peak power while suppressing the rising temperature of the storage battery and the air conditioning power consumption. Therefore, the power management system 1 of the present embodiment contributes to the long life of the storage battery, and can stably supply power from the storage battery even when the power is tight.

また、電力管理システム１は、上述の構成を有することで、蓄電池の経年劣化に対応した運用が可能となる。蓄電池が経年劣化すると、総内部抵抗値が大きくなり、蓄電池の上昇温度が高くなる。電力管理システム１における、蓄電池の経年劣化により、総内部抵抗が０．４Ωから０．８Ωに変化し、蓄電池の定格容量が１２０ｋＷｈから９６ｋＷｈ（実行蓄電池容量が８４ｋＷｈ）変化した場合の出力範囲毎の乗算値（Ａ×Ｂ）のシミュレーション結果を図９に示す。図９は、蓄電池が劣化した場合の出力範囲毎の乗算値（Ａ×Ｂ）のシミュレーション結果を示した図である。図１０は、蓄電池が劣化した場合の出力範囲毎の空調消費電力とピーク電力削減量のシミュレーション結果である。なお、シミュレーションには、ピーク電力発生日の負荷電力データとして図２に示す負荷電力データを使用し、図５に示す設定項目の設定値を用いた。図９に示すように、乗算値（Ａ×Ｂ）が最大となる蓄電池の出力範囲は、±４０ｋＷとなり、蓄電池の劣化時においても、安全性を確保しながら、最大に近いピーク電力削減が可能となる。なお、図９に示すように、出力範囲が±９０ｋＷ又は±８０ｋＷの時は、空調設備の冷房能力を超える上昇温度が発生するため、危険となる。   In addition, the power management system 1 having the above-described configuration enables operation corresponding to the aging deterioration of the storage battery. When the storage battery deteriorates with age, the total internal resistance value increases and the temperature rise of the storage battery increases. In the power management system 1, the total internal resistance is changed from 0.4Ω to 0.8Ω due to the deterioration of the storage battery over time, and the rated capacity of the storage battery is changed from 120 kWh to 96 kWh (the effective storage battery capacity is 84 kWh). The simulation result of the multiplication value (A × B) is shown in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of a multiplication value (A × B) for each output range when the storage battery is deteriorated. FIG. 10 is a simulation result of air conditioning power consumption and peak power reduction amount for each output range when the storage battery deteriorates. In the simulation, the load power data shown in FIG. 2 was used as the load power data on the peak power generation date, and the setting values of the setting items shown in FIG. 5 were used. As shown in FIG. 9, the output range of the storage battery with the maximum multiplication value (A × B) is ± 40 kW, and peak power reduction close to the maximum can be achieved while ensuring safety even when the storage battery is deteriorated. It becomes. As shown in FIG. 9, when the output range is ± 90 kW or ± 80 kW, a rising temperature exceeding the cooling capacity of the air conditioning equipment is generated, which is dangerous.

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、具体的な構成は上述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。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and includes design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention.

１ 電力管理システム
１０ システム演算部
１１ 過去実績データＤＢ
１２ 設定値データＤＢ
１３ リアルタイムコントローラ
１４ 定置用蓄電池部
２１ 負荷電力データ取得部
２２ 蓄電池補償帯域決定部
２３ 出力初期値決定部
２４ 設定値決定部
２５ 出力範囲決定部
３０ 格納部
３１ 蓄電池出力指令値計算部
４１ 制御パラメータ決定部
４２ 出力範囲機能決定部
４３ 蓄電池制御部 1 Power Management System 10 System Calculation Unit 11 Past Performance Data DB
12 Set value data DB
13 real-time controller 14 stationary storage battery unit 21 load power data acquisition unit 22 storage battery compensation band determination unit 23 output initial value determination unit 24 set value determination unit 25 output range determination unit 30 storage unit 31 storage battery output command value calculation unit 41 control parameter determination Unit 42 Output range function determination unit 43 Storage battery control unit

Claims (5)

空調設備を備える室内に設けられた蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、
前記蓄電池の出力範囲を変化させながら、負荷電力の過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分に基づいてピーク電力の削減量を決定し、前記蓄電池の内部抵抗の消費電力及び前記空調設備の成績係数に基づいて前記空調設備の消費電力を決定する設定値決定部と、
前記出力範囲毎の前記ピーク電力に対する前記削減量の割合と前記空調設備の前記消費電力の削減率とに基づいて前記蓄電池の出力範囲を決定する出力範囲決定部と、
を有する電力管理システム。 A power management system for controlling the output of a storage battery provided in a room equipped with air conditioning equipment,
While changing the output range of the storage battery, determine the reduction amount of the peak power based on the difference between the peak value of the past performance data of the load power and the peak value of the purchased power, and the power consumption of the internal resistance of the storage battery and A set value determining unit for determining the power consumption of the air conditioning equipment based on the coefficient of performance of the air conditioning equipment;
An output range determination unit that determines an output range of the storage battery based on a ratio of the reduction amount to the peak power for each output range and a reduction rate of the power consumption of the air conditioning equipment;
Having a power management system. 前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させたときの前記ピーク電力の前記削減量の割合と、前記空調設備の前記消費電力の削減率との乗算値を算出し、前記乗算値が最大となる前記出力範囲を選択することで、前記蓄電池の出力範囲を決定する請求項１に記載の電力管理システム。   The output range determination unit calculates a multiplication value of the ratio of the reduction amount of the peak power when the output range of the storage battery is changed and the reduction rate of the power consumption of the air conditioning equipment, and the multiplication value The power management system according to claim 1, wherein the output range of the storage battery is determined by selecting the output range in which the maximum value is selected. 前記負荷電力の過去実績データは、所定の月で最も高い前記ピーク電力が発生した日の負荷電力データである請求項１又は請求項２に記載の電力管理システム。   The power management system according to claim 1, wherein the past performance data of the load power is load power data on a day when the highest peak power occurs in a predetermined month. 前記設定値決定部は、前記蓄電池の出力値を推定し、前記推定した前記蓄電池の出力を前記過去実績データのピーク値から減算することで前記買電電力のピーク値を算出する請求項２又は請求項３に記載の電力管理システム。   The set value determination unit estimates the output value of the storage battery, and calculates the peak value of the purchased power by subtracting the estimated output of the storage battery from the peak value of the past performance data. The power management system according to claim 3. 空調設備を備える室内に設けられた蓄電池の出力を制御する電力管理方法であって、
前記蓄電池の出力範囲を変化させながら、負荷電力の過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分に基づいてピーク電力の削減量を決定し、前記蓄電池の内部抵抗の消費電力及び前記空調設備の成績係数に基づいて前記空調設備の消費電力を決定する設定値決定ステップと、
前記出力範囲毎の前記ピーク電力に対する前記削減量の割合と前記空調設備の前記消費電力の削減率とに基づいて前記蓄電池の出力範囲を決定する出力範囲決定ステップと、
を有する電力管理方法。 A power management method for controlling the output of a storage battery provided in a room equipped with air conditioning equipment,
While changing the output range of the storage battery, determine the reduction amount of the peak power based on the difference between the peak value of the past performance data of the load power and the peak value of the purchased power, and the power consumption of the internal resistance of the storage battery and A set value determining step for determining the power consumption of the air conditioning equipment based on the coefficient of performance of the air conditioning equipment;
An output range determination step for determining an output range of the storage battery based on a ratio of the reduction amount to the peak power for each output range and a reduction rate of the power consumption of the air conditioning equipment;
A power management method.
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