JP6467470B1 - 電力制御システム、供給元電力システム、制御装置及び電力制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】供給元電力システムは、商用電力の受電と、商用電力の蓄電装置への蓄電と、蓄電装置からの放電電力の需要家電力システムへの供給又は売電のための電力網への送電と、商用電力又は蓄電装置からの放電電力の負荷への供給とを制御する。需要家電力システムは、商用電力と供給元電力システムから供給される電力とを受電し、負荷に供給する。制御装置は、過去、現在及び予測の負荷の消費電力量、天候の情報及び売電の価格と、時間帯別の商用電力の料金との少なくとも一部に基づいて、常時における蓄電及び放電のスケジュールを決定し、スケジュールに従った蓄電装置の蓄放電と、蓄電装置からの放電電力の需要家電力システムへの供給、電力供給元の負荷への供給又は売電のための電力網への送電とを供給元電力システムに指示する。
【選択図】図11
Description
本実施形態では、企業やビル等の電力需要家が、省エネルギー・省コスト、BCP(事業継続計画)強化のために利用する予備電源の運用を、他の企業やビル等の電力供給元にアウトソースする。電力供給元においても、この予備電源を利用可能である。本実施形態では、電力供給元と電力需要家とを1対1で接続する。
受電装置311は、交流系統網51からの電力の供給を検出した場合、交流系統網51から供給される交流電力の電圧を変換して配電装置312に出力する。また、受電装置311は、交流系統網51からの電力供給の停止や再開を検出し、制御装置40へ通知する。
(2)発電機201、非常用発電機202それぞれの発電量。例えば、これらの情報は、発電機201及び非常用発電機202のそれぞれから、又は、配電装置213から得られる。
(3)負荷221及び負荷222の消費電力量。例えば、これらの情報はそれぞれ、配電装置213及び配電装置215から得られる。
(4)蓄電池203における蓄電量及び放電量。例えば、これらの情報は、蓄電池203及び直流電源装置214から得られる。
(5)供給元電力システム20から直流系統網52への送電量。例えば、この情報は、直流潮流制御装置216から得られる。
(6)需要家電力システム30における交流電力の受電量。例えば、この情報は、受電装置311から得られる。
(7)負荷321及び負荷322の消費電力量。例えば、これらの情報はそれぞれ、配電装置312及び配電装置314から得られる。
(8)需要家電力システム30における直流電力の受電量。例えば、この情報は、配電装置314から得られる。
(9)需要家電力システム30が発電機を備える場合、その発電量。例えば、この情報は、発電機又は配電装置312から得られる。
(2)発電機201の発電及び発電停止。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202の発電及び発電停止。非常用発電機202による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(4)蓄電池203の蓄電と放電。蓄電池203による放電量が制御可能な場合、放電の指示に併せて、放電量も指示する。
(5)直流潮流制御装置216における直流系統網52への送電と送電停止。送電を指示する際には、送電時の電圧も指示する。
(6)配電装置213、配電装置215に対する負荷抑制及び電力消費量制限値の指示。
(7)配電装置312、配電装置314に対する負荷抑制及び電力消費量制限値の指示。
(8)配電装置314における直流系統網52からの直流電力の受電と受電停止の切替。
まず、表1に示すケースについて、供給元電力システム20の制御及び動作の例を説明する。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に商用電源の受電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202に発電停止を指示。
(4)蓄電池203の蓄電及び放電の停止を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電停止を指示。
(6)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし。
交流潮流制御装置211は、供給元電力システム20から指示された電圧により、交流系統網51から受電した商用電力を受電装置212に送電する。受電装置212は、交流潮流制御装置211から受電した商用電力を配電装置213へ送電する。発電機201は、制御装置40から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213へ供給する。配電装置213は、受電装置212から、又は、発電機201及び受電装置212から受電した電力を、直流電源装置214及び負荷221に送電する。直流電源装置214は、配電装置213から受電した電力を交流から直流に変換して配電装置215に出力する。配電装置215は、直流電源装置214から受電した直流電力を負荷222に供給する。
制御装置40の制御部403は、蓄電池203への蓄電を指示する以外は、ケースA1−1と同様に供給元電力システム20を制御する。供給元電力システム20は、以下の動作以外は、ケースA1−1と同様に動作する。すなわち、直流電源装置214は、配電装置213から受電した電力を交流から直流に変換して、負荷222による消費電力量の電力を配電装置215に送電し、余剰の電力を蓄電池203に蓄電する。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に交流系統網51への送電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202に発電停止を指示。
(4)蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電停止を指示。
(6)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし。
直流電源装置214は、蓄電池203が放電した直流電力を配電装置215に供給し、残りの電力を交流に変換して配電装置213に送電する。配電装置215は、直流電源装置214から受電した直流電力を負荷222に供給する。発電機201は、制御装置40から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。配電装置213は、直流電源装置214から、又は、直流電源装置214及び発電機201から受電した電力を負荷221に供給し、残りの電力を受電装置212に送電する。受電装置212は、配電装置213から受電した電力を交流潮流制御装置211に出力し、交流潮流制御装置211は、受電装置212から受電した電力を交流系統網51に送電する。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に商用電源の受電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202に発電停止を指示。
(4)蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電及び電圧を指示。
(6)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし。
交流潮流制御装置211は、交流系統網51から受電した商用電力を受電装置212に送電する。受電装置212は、交流潮流制御装置211から受電した商用電力を配電装置213へ送電する。発電機201は、制御装置40から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。配電装置213は、受電装置212から受電した商用電力と、発電機201が発電した電力とを、直流電源装置214及び負荷221に出力する。直流電源装置214は、配電装置213から受電し、直流に変換した電力と、蓄電池203が放電した直流電力とを、配電装置215に送電する。配電装置215は、直流電源装置214から受電した直流電力を負荷222に送電し、残りの電力を直流潮流制御装置216に送電する。直流潮流制御装置216は、配電装置215から受電した直流電力を、直流系統網52に送電する。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に交流系統網51への送電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202に発電停止を指示。
(4)蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電及び電圧を指示。
(6)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし。
発電機201は、制御装置41から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。配電装置213は、発電機201から受電した電力を負荷221に供給し、残りの電力を、受電装置212及び直流電源装置214に送電する。受電装置212は、配電装置213から受電した電力を交流潮流制御装置211に出力し、交流潮流制御装置211は、受電装置212から受電した電力を交流系統網51に送電する。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に交流系統網51への送電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202の発電及び発電量が制御可能な場合はその発電量と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量との少なくとも一方を指示。
(4)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし、又は、負荷抑制及び電力消費量制限値を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電停止を指示。
配電装置213及び配電装置215は、制御装置40から負荷抑制が指示された場合、電力消費量制限値に従って負荷221及び負荷222の一部への電力供給を停止する。なお、制御装置40は、電力消費量制限値に代えて、電力の供給を許可又は制限する対象の負荷221及び負荷222を指示してもよい。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に商用電源の受電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202の発電及び発電量が制御可能な場合はその発電量と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量との少なくとも一方を指示。
(4)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし、又は、負荷抑制及び電力消費量制限値を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電及び電圧を指示。
配電装置213及び配電装置215は、制御装置40から負荷抑制が指示された場合、電力消費量制限値に従って負荷221及び負荷222の一部への電力供給を停止する。発電機201及び非常用発電機202は、制御装置40から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。制御装置40から蓄電池203の放電が指示された場合、直流電源装置214は、蓄電池203が放電した直流電力を受電する。
制御装置40の制御部403は、以下のように供給元電力システム20を制御する。
(1)交流潮流制御装置211に交流系統網51への送電及び電圧を指示。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202の発電及び発電量が制御可能な場合はその発電量と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量との少なくとも一方を指示。
(4)配電装置213、配電装置215への負荷抑制の指示なし、又は、負荷抑制及び電力消費量制限値を指示。
(5)直流潮流制御装置216に直流系統網52への送電及び電圧を指示。
配電装置213及び配電装置215は、制御装置41から負荷抑制が指示された場合、電力消費量制限値に従って負荷221及び負荷222の一部への電力供給を停止する。発電機201及び非常用発電機202は、制御装置41から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。配電装置213は、発電機201及び非常用発電機202から受電した電力を電力供給対象の負荷221に供給し、残りの電力を、受電装置212及び直流電源装置214に送電する。受電装置212は、配電装置213から受電した電力を交流潮流制御装置211に出力し、交流潮流制御装置211は、受電装置212から受電した電力を交流系統網51に送電する。
供給元電力システム20は、ケースA1−1、A1−2のように動作する。制御装置40の制御部403は、以下のように需要家電力システム30を制御する。
(2)配電装置314に直流系統網52からの直流電力の受電停止を指示。
(3)配電装置312、配電装置314への負荷抑制の指示なし。
受電装置311は、交流系統網51から受電した交流電力を配電装置312に送電する。配電装置312は、受電装置311から受電した交流電力を直流電源装置313及び負荷321に送電する。直流電源装置313は、配電装置312から受電した電力を交流から直流に変換して配電装置314に送電する。配電装置314の切替装置315は、直流電源装置313から受電した電力を負荷322に供給する。
供給元電力システム20は、ケースA2−1のように動作する。制御装置40の制御部403による需要家電力システム30の制御、及び、需要家電力システム30の動作は、ケースB1−1と同様である。なお、交流系統網51が商用電力の交流系統網とは異なる場合、制御装置40の制御部403は、需要家電力システム30の受電装置311に対して、交流系統網51からの受電を指示する。需要家電力システム30の受電装置311は、制御装置40からの指示に従って、交流系統網51からの受電に切替える。
供給元電力システム20は、ケースA2−2のように動作する。制御装置40の制御部403は、以下のように需要家電力システム30を制御する。
(2)配電装置314に直流系統網52からの直流電力の受電を指示。
(3)配電装置312、配電装置314への負荷抑制の指示なし。
受電装置311は、交流系統網51から受電した交流電力を配電装置312に送電する。配電装置312は、受電装置311から受電した交流電力を、直流電源装置313と、負荷321に送電する。直流電源装置313は、配電装置312から受電した電力を交流から直流に変換して配電装置314に送電する。配電装置314の切替装置315は、直流電源装置313から受電した電力と、直流系統網52から受電した直流電力とを、負荷322に送電する。
供給元電力システム20は、ケースA2−3のように動作する。制御装置40の制御部403による需要家電力システム30の制御、及び、需要家電力システム30の動作は、ケースB2−2と同様である。なお、交流系統網51が商用電力の交流系統網とは異なる場合、制御装置40の制御部403は、需要家電力システム30の受電装置311に対して、交流系統網51からの受電を指示する。需要家電力システム30の受電装置311は、制御装置40からの指示に従って、交流系統網51からの受電に切替える。
需要家電力システム30の受電装置311は、商用電力の電力供給が停止したことを検出すると、受電停止モードに遷移し、制御装置40に電力の供給停止を通知する。制御装置40の情報収集部401が通知を受信すると、制御部403は、供給元電力システム20に交流による電力需要家への電力供給を指示する。供給元電力システム20は、例えば、上記のケースA3−1のように動作する。
(1)配電装置312、配電装置314への負荷抑制の指示なし、又は、負荷抑制及び電力消費量制限値を指示。
(2)配電装置314に直流系統網52からの直流電力の受電停止を指示。
配電装置312及び配電装置314は、制御装置40から負荷抑制が指示された場合、電力消費量制限値に従って負荷321及び負荷322の一部への電力供給を停止する。なお、制御装置40は、電力消費量制限値に代えて、電力の供給を許可又は制限する対象の負荷321及び負荷322を指示してもよい。また、交流系統網51が商用電力の交流系統網ではない場合、受電装置311は、制御装置40からの指示に従って、交流系統網51からの電力の受電に切替える。
需要家電力システム30の受電装置311は、商用電力の電力供給が停止したことを検出すると、受電停止モードに遷移し、制御装置40に電力の供給停止を通知する。制御装置40の情報収集部401が通知を受信すると、制御部403は、供給元電力システム20に直流による電力需要家への電力供給を指示する。供給元電力システム20は、例えば、上記のケースA3−2のように動作する。
(1)配電装置312、配電装置314への負荷抑制の指示なし、又は、負荷抑制及び電力消費量制限値を指示。
(2)配電装置314に直流系統網52からの直流電力の受電を指示。
配電装置312及び配電装置314は、制御装置40から負荷抑制が指示された場合、電力消費量制限値に従って負荷321及び負荷322の一部への電力供給を停止する。配電装置314は、直流系統網52から直流電力を受電し、切替装置315は、受電した直流電力を、直流電源装置313と電力供給対象の負荷322とに送電する。直流電源装置313は、配電装置314から受電した電力を直流から交流に変換し、配電装置312に出力する。配電装置312は、直流電源装置313から受電した電力を、電力供給対象の負荷321に供給する。
需要家電力システム30の受電装置311は、商用電力の電力供給が停止したことを検出すると、受電停止モードに遷移し、制御装置40に電力の供給停止を通知する。制御装置40の情報収集部401が通知を受信すると、制御部403は、供給元電力システム20に交流及び直流による電力需要家への電力供給を指示する。供給元電力システム20は、例えば、上記のケースA3−3のように動作する。
(1)配電装置312、配電装置314への負荷抑制の指示なし、又は、負荷抑制及び電力消費量制限値を指示。
(2)配電装置314に直流系統網52からの直流電力の受電を指示。
配電装置312及び配電装置314は、制御装置40から負荷抑制が指示された場合、電力消費量制限値に従って負荷321及び負荷322の一部への電力供給を停止する。また、交流系統網51が商用電力の交流系統網ではない場合、受電装置311は、制御装置40からの指示に従って、交流系統網51からの電力の受電に切替える。受電装置311は、交流系統網51から受電を検出すると、受電モードに切り替わり、制御装置40に復電を通知する。
本実施形態では、電力供給元と電力需要家とを1対多で接続する。
図2は、本実施形態の実施形態による電力制御システム11の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図1に示す第1の実施形態による電力制御システム10と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。電力制御システム11は、供給元電力システム20と、N個(Nは2以上の整数)の需要家電力システム30と、制御装置41とを有する。供給元電力システム20及び各需要家電力システム30はそれぞれ、第1の実施形態と同様である。以下では、N個の需要家電力システム30をそれぞれ、需要家電力システム30−1〜30−Nと記載する。
(2)制御部413は、供給元電力システム20から直流により電力供給を行うと判断した場合、供給元電力システム20にケースA2−2の制御を行い、需要家電力システム30−nにケースB2−2の制御を行う。
(3)制御部413は、供給元電力システム20から交流及び直流により電力供給を行うと判断した場合、供給元電力システム20にケースA2−3の制御を行い、需要家電力システム30−nにケースB2−3の制御を行う。
(2)制御部413は、供給元電力システム20から直流により電力供給を行うと判断した場合、供給元電力システム20にケースA3−2の制御を行い、需要家電力システム30−nにケースB3−2の制御を行う。
(3)制御部413は、供給元電力システム20から交流及び直流により電力供給を行うと判断した場合、供給元電力システム20にケースA3−3の制御を行い、需要家電力システム30−nにケースB3−3の制御を行う。
本実施形態では、複数の電力供給元がそれぞれ、1以上の電力需要家と接続される。
図3は、本実施形態の実施形態による電力制御システム12の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図1に示す第1の実施形態による電力制御システム10と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。電力制御システム12は、複数の供給元電力システム22と、各供給元電力システム22と接続される1以上の需要家電力システム30と、制御装置42とを有する。各需要家電力システム30はそれぞれ、第1の実施形態と同様である。以下では、M個の供給元電力システム22をそれぞれ、供給元電力システム22−1〜22−Mと記載し、供給元電力システム22−m(mは1以上M以下の整数)と接続されるNm個(Nmは1以上の整数)の需要家電力システム30をそれぞれ、需要家電力システム30−m−1〜30−m−Nmと記載する。また、需要家電力システム30−m−1〜30−m−Nmを総称して需要家電力システム30−mとも記載する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−1の制御を供給元電力システム22−mに行っており、供給元電力システム22−mから、需要家電力システム30−mに供給する電力が不足しているとする。制御部423は、供給元電力システム22−kから供給元電力システム22−mに交流で電力を融通する場合、供給元電力システム22−kに対して、以下の制御を行う。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202の発電及び発電量が制御可能な場合はその発電量と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量との少なくとも一方を指示。
蓄電池203の放電が指示された場合、直流電源装置214は、蓄電池203が放電した直流電力を配電装置215に供給し、残りの電力を交流に変換して配電装置213に送電する。また、発電機201及び非常用発電機202は、発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。配電装置213は、発電機201、非常用発電機202及び直流電源装置214から受電した電力を負荷221に供給し、残りの電力を受電装置212に送電する。受電装置212は、配電装置213から受電した電力を交流潮流制御装置211aに出力し、交流潮流制御装置211aは、受電装置212から受電した電力を交流系統網54に送電する。供給元電力システム22−mの交流潮流制御装置211aは、交流系統網54を介して供給元電力システム22−kから交流電力を受電し、受電装置212から受電した電力と併せて交流系統網51に送電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−1の制御を供給元電力システム22−mに行っているときに、供給元電力システム22−kから供給元電力システム22−mに直流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、以下の制御を行う。
(2)非常用発電機202の発電及び発電量が制御可能な場合はその発電量と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量との少なくとも一方を指示。
(3)直流潮流制御装置216aに直流系統網55への送電及び電圧を指示。
発電機201及び非常用発電機202は、制御装置42から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。直流電源装置214は、制御装置42から蓄電池203の放電が指示された場合、蓄電池203が放電した電力を受電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−1の制御を供給元電力システム22−mに行っているときに、供給元電力システム22−kから供給元電力システム22−mに交流及び直流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、以下の制御を行う。
(2)発電機201の発電又は発電停止を指示。発電機201による発電量が制御可能な場合、発電の指示に併せて、発電量も指示する。
(3)非常用発電機202の発電及び発電量が制御可能な場合はその発電量と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量との少なくとも一方を指示。
(4)直流潮流制御装置216aに直流系統網55への送電及び電圧を指示。
発電機201及び非常用発電機202は、制御装置42から発電が指示された場合、発電した電力を配電装置213に送電する。配電装置213は、発電機201及び非常用発電機202から受電した電力を負荷221に供給し、残りの電力を、受電装置212及び直流電源装置214に送電する。受電装置212は、配電装置213から受電した電力を交流潮流制御装置211aに出力し、交流潮流制御装置211aは、受電装置212から受電した電力を交流系統網54に送電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−2の制御を供給元電力システム22−mに行っており、供給元電力システム22−mから、需要家電力システム30−mに供給する電力が不足しているとする。制御部423は、供給元電力システム22−kから供給元電力システム22−mに交流で電力を融通する場合、供給元電力システム22−kに対して、ケースA4−1と同様の制御を行い、供給元電力システム22−mに対して、交流潮流制御装置211aにおける交流系統網54からの受電を指示する。これにより、供給元電力システム22−mは、以下の動作以外は、ケースA3−2と同様に動作する。すなわち、交流潮流制御装置211aは、交流系統網51から受電した交流電力と、交流系統網54から受電した交流電力とを合わせて受電装置212に出力する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−2の制御を行っている供給元電力システム22−mに供給元電力システム22−kから直流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、ケースA4−2と同様の指示を行い、供給元電力システム22−mに対して、直流潮流制御装置216aにおける直流系統網55からの受電を指示する。供給元電力システム22−mは、以下の動作以外は、ケースA3−2と同様に動作する。すなわち、供給元電力システム22−mの直流潮流制御装置216aは、配電装置215から受電した直流電力と、直流系統網55を介して供給元電力システム22−kから受電した直流電力とを合わせて直流系統網52に送電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−2の制御を行っている供給元電力システム22−mに供給元電力システム22−kから交流及び直流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、ケースA4−3と同様の指示を行い、供給元電力システム22−mに対して、交流潮流制御装置211aにおける交流系統網54からの受電と、直流潮流制御装置216aにおける直流系統網55からの受電を指示する。供給元電力システム22−mは、以下の動作以外は、ケースA3−2と同様に動作する。すなわち、供給元電力システム22−mの交流潮流制御装置211aは、交流系統網51から受電した交流電力と、交流系統網54から受電した交流電力とを合わせて受電装置212に出力する。また、直流潮流制御装置216aは、配電装置215から受電した直流電力と、直流系統網55を介して供給元電力システム22−kから受電した直流電力とを合わせて直流系統網52に送電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−3の制御を行っている供給元電力システム22−mに供給元電力システム22−kから交流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、ケースA4−1と同様の指示を行い、供給元電力システム22−mに対して、交流潮流制御装置211aにおける交流系統網54からの受電を指示する。供給元電力システム22−mは、以下の動作以外は、ケースA3−3と同様に動作する。すなわち、交流潮流制御装置211aは、交流系統網54から受電した電力と、受電装置212から受電した電力とを合わせて交流系統網51に送電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−3の制御を行っている供給元電力システム22−mに供給元電力システム22−kから直流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、ケースA4−2と同様の指示を行い、供給元電力システム22−mに対して、直流潮流制御装置216aにおける直流系統網55からの受電を指示する。供給元電力システム22−mは、以下の動作以外は、ケースA3−3と同様に動作する。すなわち、直流潮流制御装置216aは、配電装置215から受電した直流電力と、直流系統網55を介して供給元電力システム22−kから受電した直流電力とを合わせて直流系統網52に送電する。
制御装置42の制御部423は、第1の実施形態のケースA3−3の制御を行っている供給元電力システム22−mに供給元電力システム22−kから交流及び直流で電力を融通するよう制御する。この場合、制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、ケースA4−3と同様の指示を行い、供給元電力システム22−mに対して、交流潮流制御装置211aにおける交流系統網54からの受電と、直流潮流制御装置216aにおける直流系統網55からの受電を指示する。供給元電力システム22−mは、以下の動作以外は、ケースA3−3と同様に動作する。すなわち、交流潮流制御装置211aは、交流系統網54から受電した交流電力と、受電装置212から受電した電力とを合わせて交流系統網51に送電する。また、直流潮流制御装置216aは、配電装置215から受電した直流電力と、直流系統網55を介して供給元電力システム22−kから受電した直流電力とを合わせて直流系統網52に送電する。
制御装置42の制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、非常用発電機202の発電停止と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量とを指示する以外は、ケースA4−1と同様の制御を行う。また、制御部423は、供給元電力システム22−mに対して、交流潮流制御装置211aにおける交流系統網54からの受電を指示した上で、ケースA1−1、A1−2と同様の制御を行う。これにより、供給元電力システム22−mの交流潮流制御装置211aは、交流系統網54を介して供給元電力システム22−kから交流電力を受電し、受電装置212に送電する。また、交流潮流制御装置211aは、交流系統網51から受電した商用電力を受電装置212に送電する。以降の供給元電力システム22−mの動作は、ケースA1−1、A1−2と同様である。
制御装置42の制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、非常用発電機202の発電停止と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量とを指示する以外は、ケースA4−2と同様の制御を行う。また、制御部423は、供給元電力システム22−mに対して、直流潮流制御装置216aにおける直流系統網55からの受電を指示する以外は、ケースA1−1、A1−2と同様の制御を行う。これにより、供給元電力システム22−mの直流潮流制御装置216aは、直流系統網55を介して供給元電力システム22−kから直流電力を受電し、配電装置215に送電する。配電装置215は、直流潮流制御装置216aから受電した電力を負荷222に供給し、ケースA1−2の場合は、残りの電力を、直流電源装置214を介して蓄電池203に供給し、蓄電する。
制御装置42の制御部423は、供給元電力システム22−kに対して、非常用発電機202の発電停止と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量とを指示する以外は、ケースA4−3と同様の制御を行う。また、制御部423は、供給元電力システム22−mに対して、交流潮流制御装置211aにおける交流系統網54からの受電と、直流潮流制御装置216aにおける直流系統網55からの受電とを指示する以外は、ケースA1−1、A1−2と同様の制御を行う。
常時に供給元電力システム22−mが需要家電力システム32−mに電力を供給しながら、他の供給元電力システム22−kが蓄電している電力を供給元電力システム22−mに電力を融通するときの動作は、以下の点を除き、ケースA4−1〜A4−9と同様である。つまり、制御装置42の制御部423は、供給元電力システム22−mに非常用発電機202の発電停止と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量とを指示する。また、制御部423は、供給元電力システム22−kに、非常用発電機202の発電停止と、蓄電池203の放電及び放電量が制御可能な場合はその放電量とを指示し、負荷抑制の指示を行わない。
本実施形態の電力制御システムは、蓄電池を含む予備電源を、非常時の電源供給を行う非常用電源として使用する。本実施形態の電力制御システムは、供給元電力システムにおける蓄電池、非常用発電機及び電力供給元の負荷の状況と、需要家電力システムの負荷へ供給する必要電力量及び電力需要家への電力供給の優先度等に基づいて、最適要件を満たす電力供給/充放電方法を算出し、供給元電力システムによる電力供給/蓄電池充放電を制御する。
図6は、電力需要家A、B、Cそれぞれの契約条件を示す図である。なお、契約条件の情報は、設定情報に含まれる。電力需要家Aは、電力需要家Aのビルにおける平時の負荷の電力消費量の100%、上限500kWを、ギャランティー型の供給要求電力として契約している。ギャランティー型は、電力供給が保障されることを示す。
(2)リアルタイムに算出した各電力供給元の供給元電力システム25における供給可能電力量。
(3)各電力需要家の非常時の供給要求電力。各電力需要家おいて停電が発生した場合に必要な負荷容量の予測値であり、ギャランティー型として供給が必要な電力量と、ベストエフォートの電力量との合計である。
(4)各電力需要家において供給が必要な時間(停電後2時間等の供給継続時間)。
(5)供給元電力システム25と需要家電力システム35間の送電距離等による給電損失。
(6)供給ルート(交流系統網511を通じて給電か、自営線網512を通じて給電か、自営線521を通じて給電か。)。
(7)被災状況に応じた電力供給ルートの判断結果。
本実施形態の電力制御システムは、蓄電池を商用電源の停電が発生していない常時用として使用し、顧客の電力システムにおける自家発電量・電力消費量・電力料金(時間別)等からコスト最適となる充放電方法を算出し蓄電池充放電を制御する。
第4の実施形態の電力制御システムは非常時に蓄電池を活用し、第5の実施形態の電力制御システムは常時に蓄電池を活用していた。第6の実施形態の電力制御システムは、蓄電池を常時と非常時の両方に活用する。そこで、本実施形態の電力制御システムは、停電が発生した場合に必要な蓄電池充電容量をリアルタイムで算出し、常時において、その必要な充電容量を超えて蓄電している放電可能な電力容量を、第5の実施形態にと同様にコスト最適化に活用する。一方で、非常時においては、本実施形態の電力制御システムは、第4の実施形態と同様の動作を行う。
受信部471は、保守者が保有する通信端末61から保守者の現在位置を示す保守者位置情報を受信する。保守者管理情報記憶部472は、各保守者の保守者位置情報及び保守者アドレス情報と、電力需要家のビルに駆付可能な又は駆付不可の保守者の情報を記憶する。保守者位置情報は、保守者の位置を示す。保守者アドレス情報は、メールアドレスや、通信端末61の電話番号など、保守者へ通知を行うときに使用するアドレスを示す。
保守者は、スマートホンなどの可搬の通信端末61を携帯している。通信端末61は、現在位置の情報を取得する位置情報取得部として、GPS(Global Positioning System)を備えている。通信端末61は、一定時間毎に現在位置を示す位置情報を保守者位置管理装置47に通知する。保守者位置管理装置47は、各保守者の通信端末61から受信した位置情報に基づいて、電力供給元のビルに各保守者が到着するまでにかかると予想される時間である駆付予測時間を随時リアルタイムに算出し、管理する。
保守者位置管理装置47の受信部471は、各保守者の通信端末61から定期的に保守者位置情報を受信し、保守者管理情報記憶部472に書き込んでいる。また、作業実施中などで駆付不可である保守者は、通信端末61により駆付不可の旨を保守者位置管理装置47に通知する。受信部471は、駆付不可を通知した保守者の情報を保守者管理情報記憶部472に書き込む。駆付不可の通知後、駆付可能となった場合、保守者は、通信端末61により駆付不可の解除を保守者位置管理装置47に通知する。受信部471は、保守者管理情報記憶部472が記憶する駆付不可の保守者の情報から、駆付可能を通知した保守者の情報を削除する。
20,22−1〜22−M,25、26…供給元電力システム
30,30−1〜30−N,30−1−1〜30−M−NM,35…需要家電力システム
40,41,42,45,46,48…制御装置
47…保守者位置管理装置
51,54…交流系統網
52,55…直流系統網
53…通信網
61…通信端末
201…発電機
202…非常用発電機
203…蓄電池
211、211a…交流潮流制御装置
212…受電装置
213…配電装置
214…直流電源装置
215…配電装置
216,216a…直流潮流制御装置
221,222,321,322…負荷
251…給電制御装置
252…受変電装置
253…変換装置
254…非常用発電装置
255…発電装置
256…蓄電装置
257…負荷装置
311…受電装置
312…配電装置
313…直流電源装置
314…配電装置
315…切替装置
351…受変電装置
352…変換装置
353…負荷装置
401,411,421,451,461,481…情報収集部
402,412,422,452,462,482…情報記憶部
403,413,423,453,463,483…制御部
454…需要量算出部
455…供給量算出部
456,486…指示部
471…受信部
472…保守者管理情報記憶部
473…保守者位置情報取得部
474…駆付予測時間算定部
475…通知部
484…放電可能時間算定部
485…放電実施時間取得部
487…放電指示部
488…充電指示部
489…省コスト効果算出部
511…交流系統網
512…自営線網
521…自営線
Claims (7)
- 電力供給元の供給元電力システムと、電力需要家の需要家電力システムと、制御装置とを有する電力制御システムであって、
前記供給元電力システムは、
蓄電及び放電を行う蓄電装置と、
商用電力の受電と、受電した商用電力の前記蓄電装置への蓄電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給又は売電のための電力網への送電と、受電した商用電力又は前記蓄電装置が放電した電力の前記電力供給元の負荷への供給とを制御する給電制御部とを備え、
前記需要家電力システムは、
商用電力と前記供給元電力システムから供給される電力とを受電する受電部と、
前記受電部が受電した電力を前記電力需要家の負荷に供給する配電部とを備え、
前記制御装置は、
過去、現在及び予測の前記負荷の消費電力量と、過去、現在及び予測の天候の情報と、時間帯別の前記商用電力の料金と、過去、現在及び予測の売電の価格との少なくとも一部に基づいて、商用電力の停電が発生していない常時における蓄電及び放電のスケジュールを決定し、決定した前記スケジュールに従って前記蓄電装置の蓄電及び放電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給、前記電力供給元の負荷への供給又は売電のための前記電力網への送電とを前記給電制御部に指示する制御部を備え、
前記制御部は、商用電力の停電が発生していない常時に、前記蓄電装置に蓄電された電力量のうち非常時必要分の電力量を超えた余剰の電力量を前記蓄電装置から放電するよう前記給電制御部に指示し、
前記非常時必要分の電力量は、随時、前記供給元電力システム及び前記需要家電力システムにおける非常時の予測の電力需要量と、複数の保守者それぞれの周期的に更新される位置情報を用いて算出された、前記保守者が前記需要家電力システムの場所に移動するための予測の時間のうち最も短い予測の時間とに基づいて得られる、
ことを特徴とする電力制御システム。 - 前記受電部は、前記供給元電力システムから供給される電力を交流と直流の何れか又は両方により受電する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力制御システム。 - 前記電力制御システムは、1又は複数の前記需要家電力システムに電力を供給する1又は複数の前記供給元電力システムを有する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力制御システム。 - 前記制御部は、時間帯別の前記商用電力の料金と、売電の価格との少なくとも一部に基づいて、前記蓄電装置の放電により低減したコストと前記蓄電装置の充電にかかったコストとの一方又は両方を算出する、
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制御システム。 - 電力供給元の供給元電力システムと、電力需要家の需要家電力システムと、制御装置とを有する電力制御システムにおける前記供給元電力システムであって、
前記供給元電力システムは、
蓄電及び放電を行う蓄電装置と、
商用電力の受電と、受電した商用電力の前記蓄電装置への蓄電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給又は売電のための電力網への送電と、受電した商用電力又は前記蓄電装置が放電した電力の前記電力供給元の負荷への供給とを制御する給電制御部とを備え、
前記給電制御部は、過去、現在及び予測の前記負荷の消費電力量と、過去、現在及び予測の天候の情報と、時間帯別の前記商用電力の料金と、過去、現在及び予測の売電の価格との少なくとも一部に基づいて前記制御装置が決定した、商用電力の停電が発生していない常時における蓄電及び放電のスケジュールに従って、前記蓄電装置の放電及び充電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給、前記電力供給元の負荷への供給又は売電のための前記電力網への送電とを制御し、
前記給電制御部は、商用電力の停電が発生していない常時に、前記蓄電装置に蓄電された電力量のうち非常時必要分の電力量を超えた余剰の電力量を前記蓄電装置から放電し、
前記非常時必要分の電力量は、随時、前記供給元電力システム及び前記需要家電力システムにおける非常時の予測の電力需要量と、複数の保守者それぞれの周期的に更新される位置情報を用いて算出された、前記保守者が前記需要家電力システムの場所に移動するための予測の時間のうち最も短い予測の時間とに基づいて得られる、
ことを特徴とする供給元電力システム。 - 電力供給元の供給元電力システムと、電力需要家の需要家電力システムと、制御装置とを有する電力制御システムにおける前記制御装置であって、
過去、現在及び予測の負荷の消費電力量と、過去、現在及び予測の天候の情報と、時間帯別の商用電力の料金と、過去、現在及び予測の売電の価格との少なくとも一部に基づいて、前記供給元電力システムが有する蓄電装置における商用電力の停電が発生していない常時の蓄電及び放電のスケジュールを決定し、決定した前記スケジュールに従って前記蓄電装置の蓄電及び放電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給、前記電力供給元の負荷への供給又は売電のための電力網への送電とを前記供給元電力システムに指示する制御部、
を備え、
前記制御部は、商用電力の停電が発生していない常時に、前記蓄電装置に蓄電された電力量のうち非常時必要分の電力量を超えた余剰の電力量を前記蓄電装置から放電するよう前記供給元電力システムに指示し、
前記非常時必要分の電力量は、随時、前記供給元電力システム及び前記需要家電力システムにおける非常時の予測の電力需要量と、複数の保守者それぞれの周期的に更新される位置情報を用いて算出された、前記保守者が前記需要家電力システムの場所に移動するための予測の時間のうち最も短い予測の時間とに基づいて得られる、
ことを特徴とする制御装置。 - 電力供給元の供給元電力システムと、電力需要家の需要家電力システムと、制御装置とを有する電力制御システムにおいて実行される電力制御方法であって、
前記供給元電力システムが、商用電力の受電と、受電した商用電力の蓄電装置への蓄電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給又は売電のための電力網への送電と、受電した商用電力又は前記蓄電装置が放電した電力の前記電力供給元の負荷への供給とを制御する給電制御ステップと、
前記需要家電力システムが、商用電力と前記供給元電力システムから供給される電力とを受電し、前記電力需要家の負荷に供給する受電ステップと、
前記制御装置が、過去、現在及び予測の前記負荷の消費電力量と、過去、現在及び予測の天候の情報と、時間帯別の前記商用電力の料金と、過去、現在及び予測の売電の価格との少なくとも一部に基づいて、商用電力の停電が発生していない常時における蓄電及び放電のスケジュールを決定し、決定した前記スケジュールに従って前記蓄電装置の蓄電及び放電と、前記蓄電装置から放電された電力の前記需要家電力システムへの供給、前記電力供給元の負荷への供給又は売電のための前記電力網への送電とを前記供給元電力システムに指示する制御ステップと、
を有し、
前記制御ステップにおいては、商用電力の停電が発生していない常時に、前記蓄電装置に蓄電された電力量のうち非常時必要分の電力量を超えた余剰の電力量を前記蓄電装置から放電するよう指示し、
前記非常時必要分の電力量は、随時、前記供給元電力システム及び前記需要家電力システムにおける非常時の予測の電力需要量と、複数の保守者それぞれの周期的に更新される位置情報を用いて算出された、前記保守者が前記需要家電力システムの場所に移動するための予測の時間のうち最も短い予測の時間とに基づいて得られる、
ことを特徴とする電力制御方法。
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