JP6684625B2 - 電力供給システム - Google Patents

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Description

本発明は、電力供給システムの技術に関する。
従来、太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置、前記太陽光発電装置からの電力を充放電可能な蓄電装置、及び、前記蓄電装置の充放電を制御するパワーコンディショナを有し、前記太陽光発電装置及び前記蓄電装置からの電力を負荷へと供給可能な蓄電システム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。
特許文献1に記載の電力供給システムにおいては、太陽光発電装置で発電された電力が負荷の消費電力に対して余剰した場合、当該余剰した電力を商用電源へと逆潮流(売電)させることにより経済的な利益を得ることができる。
ここで、例えば春や秋のような中間期においては、エアコンのように消費電力量が比較的大きい電気機器の使用量が減少するため、電力の需要量と売電量とのバランスが崩れ易い。そのため、電力会社では、電力の需要量と売電量とのバランスが崩れると見込まれる場合には、電力の受け入れ(需要家からの売電)を一旦中断する。このような場合、電力会社は、前記電力供給システムを有する各需要家に対して、太陽光発電装置からの電力を商用電源へと逆潮流させないように指示を出す。
そこで、特許文献1に記載の電力供給システムにおいては、売電電力量の閾値を設けることにより、当該閾値を超えた量の電力は蓄電装置に充電し、商用電源へと逆潮させないようにしている。こうして、電力会社から指示が出された場合(すなわち、必要に応じて)前記閾値を0に設定すれば、太陽光発電装置からの電力が商用電源へと逆潮流されないこととなる。
特開2014−187876号公報
しかし、前記電力供給システムにおいては、蓄電池の残容量次第では太陽光発電装置からの電力を当該蓄電池に充電できない場合がある。このような場合、蓄電池に充電できない太陽光発電装置からの電力が、商用電源へと逆潮流されるおそれがある点で改善の余地があった。さらに、前記電力供給システムにおいては、蓄電システムが複数設けられる場合が想定されていない点で改善の余地があった。
本発明は、以上の如き状況を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、蓄電システムが複数設けられた場合に、商用電源へと電力が逆潮流されるのを必要に応じて抑制することができる電力供給システムを提供するものである。
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。
即ち、商用電源と接続され、稼働して電力を消費する電力消費機器と、商用電源及び前記電力消費機器と接続され、太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置、商用電源及び前記太陽光発電装置からの電力を充放電可能な蓄電装置、並びに、前記蓄電装置の充放電を制御するパワーコンディショナを、それぞれ有し、前記太陽光発電装置及び前記蓄電装置からの電力を前記電力消費機器を含む負荷へと供給可能な複数の蓄電システムと、前記複数の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量を規定値以下とする残容量減少制御を実行する制御部と、を具備し、深夜電力時間帯に商用電源からの電力を前記蓄電装置に充電可能であり、前記太陽光発電装置の発電電力のうち前記電力消費機器に余剰する電力を商用電源へ逆潮流可能な電力供給システムにおいて、前記電力消費機器は、前記深夜電力時間帯のうち所定期間だけ稼働し、前記制御部は、前記残容量減少制御を実行した場合、前記複数の蓄電システムのうち、最も残容量が多い前記蓄電装置を有する一の蓄電システムを他の蓄電システムに優先し、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置を放電させて前記電力消費機器へと電力を供給し、前記電力消費機器が稼働を終了した時点で、前記他の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量が前記規定値以下でない場合には、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を継続し、前記電力消費機器とは異なる前記負荷に電力を供給するものである。
記制御部は、前記残容量減少制御を実行した場合、前記電力消費機器が稼働を開始すると、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置を放電させることとしてもよい。
このような構成により、蓄電システムが複数設けられた場合に、深夜電力時間帯のうち所定期間だけ稼働する電力消費機器へと電力を供給することによって、商用電源へと電力が逆潮流されるのを必要に応じて抑制することができる
前記制御部は、前記残容量減少制御を実行した場合、前記電力消費機器が稼働を終了した時点で、前記他の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量が前記規定値以下である場合には、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を停止し、前記深夜電力時間帯が終了した後に当該停止した前記蓄電装置の放電を再開し、前記電力消費機器とは異なる前記負荷に電力を供給することとしてもよい。
このような構成により、深夜電力時間帯に商用電源から買電される電力を活用すると共に、一の蓄電システムの蓄電装置をその残容量が規定値以下となるように促進させることができる。
前記制御部は、前記残容量減少制御を実行した場合、前記深夜電力時間帯が終了した後に、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量が前記規定値以下となった場合には、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を停止し、前記他の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を開始し、前記電力消費機器とは異なる前記負荷に電力を供給することとしてもよい。
このような構成により、一の蓄電システムの次に、他の蓄電システムの蓄電装置を、その残容量が規定値以下となるように促進させることができる。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
蓄電システムが複数設けられた場合に、商用電源へと電力が逆潮流されるのを必要に応じて抑制することができる。
第一実施形態に係る電力供給システムの構成を示したブロック図。 同じく、残容量減少制御を実行する場合のHEMSの処理を示したフローチャート。 図2の処理の続きを示したフローチャート。 第二実施形態に係る電力供給システムの構成を示したブロック図。
以下では、図1を用いて、実施の一形態(第一実施形態)に係る電力供給システム1について説明する。
図1に示す電力供給システム1は、住宅に設けられ、当該住宅の負荷(家庭内負荷)へと電力を供給するものである。電力供給システム1は、分電盤10、センサ部20、第一の蓄電システム30、第二の蓄電システム40及びHEMS50等を具備する。
分電盤10は、電力の供給元から供給される電力を負荷に分配するものである。分電盤10には、電力の供給元(商用電源100や後述する第一の蓄電システム30等)から、負荷の消費電力に応じた電力が供給される。分電盤10は、商用電源100と配電線L1を介して接続される。また、分電盤10内において配電線L1の下流側端部には、ブレーカB3を介して一般回路11が接続される。一般回路11は、負荷と接続されると共に、後述する第二の蓄電システム40と配電線L3を介して接続される。分電盤10内の配電線L1には、複数のブレーカ(上流側から順番に、ブレーカB1、ブレーカB2及びブレーカB3)が配置される。なお、負荷には、給湯装置60が含まれる。給湯装置60の構成についての詳細な説明は後述する。
センサ部20は、分電盤10内において、配電線L1を流れる電力を検出するものである。センサ部20は、第一のセンサ21及び第二のセンサ22等を具備する。
第一のセンサ21及び第二のセンサ22は、配置箇所の電力(負荷側へと流れる電力)を検出するものである。第一のセンサ21及び第二のセンサ22は、配電線L1の中途部(分電盤10内)に配置される。第一のセンサ21及び第二のセンサ22は、それぞれ検出結果に関する信号を送信可能に構成される。第一のセンサ21は、第二のセンサ22よりも上流側に配置される。具体的には、第一のセンサ21は、ブレーカB1とブレーカB2との間に配置される。また、第二のセンサ22は、ブレーカB2とブレーカB3との間に配置される。
第一の蓄電システム30は、負荷への電力の供給元の一つである。第一の蓄電システム30は、第一の太陽光発電装置31、第一の蓄電装置32及び第一のパワコン33等を具備する。
第一の太陽光発電装置31は、太陽光を利用して発電する装置である。第一の太陽光発電装置31は、太陽電池パネル等を具備する。第一の太陽光発電装置31は、前記太陽電池パネルに太陽光が当たることで発電可能に構成される。
第一の蓄電装置32は、電力を充放電可能な装置である。第一の蓄電装置32は、電力を充放電可能な蓄電池や、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器等を具備する。第一の蓄電装置32は、第一の太陽光発電装置31や商用電源100からの電力を充放電可能に構成される。
第一のパワコン33は、電力の入出力を制御するハイブリッドパワーコンディショナーである。第一のパワコン33は、直流電力を所定の電圧に変換するトランスや、直流電力を交流電力に変換するインバーター、動作を制御する制御部等を具備する。第一のパワコン33は、第一の蓄電装置32の充放電を制御する。第一のパワコン33は、負荷側へと流れる電力に基づいて、出力する電力量を調整する負荷追従運転を行うことができる。第一のパワコン33は、異なる二つの配電線を介して第一の太陽光発電装置31及び第一の蓄電装置32とそれぞれ接続される。
また、第一のパワコン33は、配電線L2を介して分電盤10内の配電線L1の中途部と接続される。配電線L2と配電線L1との接続部には、ブレーカB2が配置される。ブレーカB2は、配電線L1において第一のセンサ21の直ぐ下流側に配置される。
こうして、第一の蓄電システム30は、第一のパワコン33が配電線L1に接続されることによって、分電盤10と接続される。
また、第一の蓄電システム30においては、第一のパワコン33が第一のセンサ21と電気的に接続される。これによって、第一のパワコン33は、第一のセンサ21から送信された信号を受信し、当該第一のセンサ21の検出結果を取得する。第一のパワコン33は、第一のセンサ21の検出結果を取得すると、当該第一のセンサ21の検出結果(負荷側へと流れる電力)に基づいて、負荷追従運転を行う。こうして、第一の蓄電システム30においては、第一のパワコン33の負荷追従運転が行われると、負荷の消費電力に対応する分の電力(第一の太陽光発電装置31で発電された電力や、第一の蓄電装置32から充電された電力)を分電盤10に供給することができる。
第二の蓄電システム40は、負荷への電力の供給元の一つである。第二の蓄電システム40は、第二の太陽光発電装置41、第二の蓄電装置42及び第二のパワコン43等を具備する。
第二の太陽光発電装置41は、太陽光を利用して発電する装置である。第二の太陽光発電装置41は、太陽電池パネル等を具備する。第二の太陽光発電装置41は、前記太陽電池パネルに太陽光が当たることで発電可能に構成される。
第二の蓄電装置42は、電力を充放電可能な装置である。第二の蓄電装置42は、電力を充放電可能な蓄電池や、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器等を具備する。第二の蓄電装置42は、第二の太陽光発電装置41や商用電源100からの電力を充放電可能に構成される。
第二のパワコン43は、電力の入出力を制御するハイブリッドパワーコンディショナーである。第二のパワコン43は、直流電力を所定の電圧に変換するトランスや、直流電力を交流電力に変換するインバーター、動作を制御する制御部等を具備する。第二のパワコン43は、第二の蓄電装置42の充放電を制御する。第二のパワコン43は、負荷側へと流れる電力に基づいて、出力する電力量を調整する負荷追従運転を行うことができる。第二のパワコン43は、異なる二つの配電線を介して第二の太陽光発電装置41及び第二の蓄電装置42とそれぞれ接続される。また、第二のパワコン43は、配電線L3を介して上述の如く分電盤10内の一般回路11に接続される。
こうして、第二の蓄電システム40は、第二のパワコン43が一般回路11に接続されることによって、分電盤10と接続される。
また、第二の蓄電システム40においては、第二のパワコン43が第二のセンサ22と電気的に接続される。これによって、第二のパワコン43は、第二のセンサ22から送信された信号を受信し、当該第二のセンサ22の検出結果を取得する。第二のパワコン43は、第二のセンサ22の検出結果を取得すると、当該第二のセンサ22の検出結果(負荷側へと流れる電力)に基づいて、負荷追従運転を行う。こうして、第二の蓄電システム40においては、第二のパワコン43の負荷追従運転が行われると、負荷の消費電力に対応する分の電力(第二の太陽光発電装置41で発電された電力や、第二の蓄電装置42から充電された電力)を分電盤10に供給することができる。
HEMS(Home Energy Management System)50は、住宅内で使用される電気機器を制御するシステム(家庭内エネルギー管理システム)である。HEMS50は、例えば携帯端末等を用いて負荷の消費電力を可視化し、その視覚化した情報を住宅の居住者に報知する。
また、HEMS50は、第一の蓄電システム30(より詳細には、第一のパワコン33)及び第二の蓄電システム40(より詳細には、第二のパワコン43)と電気的に接続される。こうして、HEMS50は、第一の蓄電システム30及び第二の蓄電システム40の動作に関する情報を取得すると共に、当該第一の蓄電システム30及び第二の蓄電システム40を管理(制御)することができる。具体的には、例えば、HEMS50は、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量を取得することができる。また、HEMS50は、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の動作(充放電)を制御することができる。
また、HEMS50は、給湯装置60と電気的に接続される。こうして、HEMS50は、給湯装置60の動作に関する情報を取得すると共に、当該給湯装置60を管理(制御)することができる。
また、HEMS50は、インターネット等を介して、電力会社から所定の情報を受信する。なお、所定の情報には、商用電源100への電力の逆潮流の抑制に関する指示(太陽光発電に関する出力抑制指示)が含まれる。こうして、HEMS50は、出力抑制指示を受け取った場合、翌日電力会社が電力の受け入れを一旦中断することとなるため、翌日に商用電源100へと電力が逆潮流しないための準備(制御)を行う。
なお以下では、HEMS50により実行される前記翌日に商用電源100へと電力が逆潮流しないための制御を、「残容量減少制御」と称する。また、電力供給システム1において、残容量減少制御が実行されていない状態を、単に通常モードと称する。
以下では、給湯装置60の構成について詳細に説明する。
給湯装置60は、負荷(家庭内負荷)に含まれるものである。給湯装置60は、稼働した場合に、電力を用いて湯を沸かすことが可能なものである。給湯装置60は、ヒートポンプを用いて空気の熱で湯を沸かすことができる。給湯装置60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60は貯湯タンクを有する。給湯装置60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60は、前記貯湯タンクに蓄えられた湯を外部へと供給することができる。なお、本実施形態において、給湯装置60の稼働とは、電力を用いて湯を沸かす動作を指すものとする。
また、給湯装置60は、湯を沸かす時間帯が予め設定されている。本実施形態においては、深夜料金が適用された比較的安価な電力を購入可能な時間帯(以下では「深夜時間帯」と称する)が、前記湯を沸かす時間帯として設定されている。給湯装置60は、深夜時間帯のうち、沸かす湯の量や季節等に応じて所定期間だけ稼働して湯を沸かす。なお、本実施形態において、深夜時間帯とは、23時〜7時までの時間帯であるものとする。
以下では、通常モードである場合の、電力供給システム1における電力の供給態様について説明する。
商用電源100からの電力は、配電線L1を介して分電盤10(ひいては、一般回路11)に供給される。こうして、商用電源100からの電力は、配電線L1を介して負荷へ供給される。またこの場合、第二の蓄電システム40においては、第二のセンサ22の検出結果に基づいて第二のパワコン43が負荷追従運転を行って、負荷の消費電力に対応する分の電力が分電盤10に供給される。こうして、第二の蓄電システム40から供給された電力は、配電線L3を介して一般回路11(負荷)に供給される。なお、第二の蓄電システム40からの電力が一般回路11(負荷)に供給されると、商用電源100から一般回路11へと供給される電力量は減少する。
なお、負荷の消費電力を第二の蓄電システム40からの電力だけで賄えない場合には、不足する分だけの電力が商用電源100から一般回路11へ供給される。すなわち、商用電源100からの電力が、配電線L1を介して負荷へ供給される。またこの場合、第一の蓄電システム30においては、第一のセンサ21の検出結果に基づいて第一のパワコン33が負荷追従運転を行って、負荷の消費電力に対応する分の電力が分電盤10に供給される。こうして、第一の蓄電システム30から供給された電力は、配電線L2・L1を介して一般回路11(負荷)に供給される。なお、第一の蓄電システム30からの電力が一般回路11(負荷)に供給されると、商用電源100から一般回路11へと供給される電力量はさらに減少する。
こうして、電力供給システム1においては、負荷の消費電力に対して、まず第二の蓄電システム40からの電力、次に第一の蓄電システム30からの電力を分電盤10へと順次供給することができる。すなわち、商用電源100から負荷へと流れる電流の方向を基準として、下流側の蓄電システムから上流側の蓄電システムへと電力の供給元を順次増加させることができる。このような構成により、商用電源100から一般回路11(負荷)へと供給される電力量(商用電源100からの買電量)を減少させることができる。
また例えば、負荷の消費電力が第二の蓄電システム40や第一の蓄電システム30からの電力によって賄えている場合であって、太陽光発電部(第二の太陽光発電装置41又は第一の太陽光発電装置31)で発電された電力に余剰が生じる場合には、当該余剰した電力を蓄電装置(第二の蓄電装置42又は第一の蓄電装置32)に充電させることができる。このように蓄電装置(第二の蓄電装置42又は第一の蓄電装置32)に充電させた電力は、必要に応じて負荷へと供給することができるため、商用電源100からの買電量を減少させることができる。
なお、上述の如く負荷の消費電力が第二の蓄電システム40や第一の蓄電システム30からの電力によって賄えている場合であって、太陽光発電部(第二の太陽光発電装置41又は第一の太陽光発電装置31)で発電された電力に余剰が生じる場合には、当該余剰した電力を商用電源100へと逆潮流させることもできる。こうして、余剰した電力を売電することによって、経済的な利益を得ることができる。
また、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42は、予め設定された所定のタイミングで(本実施形態においては、深夜時間帯に)商用電源100からの電力を充電する。こうして、(深夜料金が適用されない)昼間の時間帯において、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の放電によって、負荷に供給する電力として比較的安価に購入した電力を用いることができる。また、負荷の消費電力量が多くなる昼間の時間帯に第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量がなくなるのを防止することができ、ひいては比較的高価な商用電源100からの電力の買電量を減少させることができる。
なお、後述するように、残容量減少制御を実行した場合には、通常モードである場合とは電力の供給態様が異なる。具体的には、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42は、HEMS50からの出力抑制指示に基づいて、第一の太陽光発電装置31又は第二の太陽光発電装置41で負荷の消費電力に対して余剰した電力が生じた場合であっても、当該余剰した電力を第一の蓄電装置32又は第二の蓄電装置42に充電させる。すなわち、当該余剰した電力を商用電源100へと逆潮流させない。
以下では、残容量減少制御を実行する場合の、電力供給システム1における電力の供給態様について説明する。
まず、残容量減少制御の概要について説明する。
残容量減少制御とは、上述の如く、翌日に商用電源100へと電力が逆潮流しないための準備を行うものである。残容量減少制御は、HEMS50により実行される。具体的には、HEMS50により残容量減少制御が実行されると、第一の蓄電システム30及び第二の蓄電システム40において、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量が、翌日の所定の時間帯(以下では「出力抑制時間帯」と称する)までにそれぞれ所定の規定値以下となるような動作が行われる。なお、本実施形態において、出力抑制時間帯とは、10時から15時までの時間帯であるものとする。
なお、前記規定値とは、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42がそれぞれ多くの電力を充電可能とするため、当該第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量を少なくするように設定された値である。より詳細には、前記規定値とは、ある一日において第一の太陽光発電装置31及び第二の太陽光発電装置41が発電した電力が負荷に対して余剰した場合であっても、当該余剰した電力の全てが第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42に充電され、商用電源100へと電力が逆潮流しないように設定された値である。
これにより、第一の太陽光発電装置31又は第二の太陽光発電装置41で負荷の消費電力に対して余剰した電力が生じた場合であっても、当該余剰した電力を第一の蓄電装置32又は第二の蓄電装置42に充電させることができる。すなわち、負荷の消費電力に対して余剰した電力が、第一の蓄電システム30又は第二の蓄電システム40から分電盤10に供給されることを防止し、ひいては商用電源100へと逆潮流されるのを防止することができる。
次に、図2及び図3のフローチャートを用いて、残容量減少制御を実行する場合のHEMS50の処理について説明する。
ステップS11において、HEMS50は、電力会社から出力抑制指示を受信する。こうして、電力会社から出力抑制指示を受信すると、HEMS50は、翌日に商用電源100へと電力が逆潮流しないための準備を行う必要があると判断する。このような場合、HEMS50は、ステップS12の処理を実行する。
ステップS12において、HEMS50は、現在が深夜時間帯であるか否かを判断する。HEMS50は、現在が深夜時間帯ではないと判断した場合(ステップS12でNo)、再びステップS12の処理を実行する。これに対して、HEMS50は、現在が深夜時間帯であると判断した場合(ステップS12でYes)、ステップS13の処理を実行する。
ステップS13において、HEMS50は、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42に対して、それぞれ停止指示を行う。こうして、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の動作(具体的には、充放電)が停止されるため、現在が深夜時間帯であっても商用電源100からの電力が当該第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42に充電されることがない。このような処理により、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量が少なくとも現時点よりも増加するのを防止することができる。HEMS50は、ステップS13の処理を実行した後、ステップS14の処理を実行する。
ステップS14において、HEMS50は、給湯装置60が運転(稼働)しているか否かを判断する。HEMS50は、給湯装置60が運転していないと判断した場合(ステップS14でNo)、再びステップS14の処理を実行する。すなわち、HEMS50は、給湯装置60が運転を開始するまで、当該ステップS14の処理(判断)を繰り返し実行する。これに対して、HEMS50は、給湯装置60が運転していると判断した場合(ステップS14でYes)、ステップS15の処理を実行する。
ステップS15において、HEMS50は、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量がそれぞれ規定値に到達しているか否か(規定値以下であるか否か)を判断する。HEMS50は、第一の蓄電装置32又は第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していないと判断した場合(ステップS15でNo)、ステップS16の処理を実行する。
ステップS16において、HEMS50は、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42のうち、残容量の多い方の蓄電装置(一の蓄電装置)に対して、放電指示を行う。
なお、電力供給システム1においては、上述の如く、下流側の蓄電システムからの電力が分電盤10へと順次供給される。すなわち、第一の蓄電システム30と第二の蓄電システム40とを比較すると、上流側である第一の蓄電システム30の第一の蓄電装置32の方が、下流側である第二の蓄電システム40の第二の蓄電装置42よりも残容量が多い場合が想定される。したがって、以下では便宜上、第一の蓄電装置32が、第二の蓄電装置42よりも残容量が多いものとして説明を行う。
こうして、HEMS50は、ステップS16において、(残容量が多い方の蓄電装置(一の蓄電装置)である)第一の蓄電装置32に対して、放電指示を行う。
このように、残容量減少制御においては、比較的消費電力量の多い給湯装置60が運転を開始すると、当該給湯装置60へと第一の蓄電装置32からの電力を供給することにより、まず(残容量が多い方の蓄電装置である)当該第一の蓄電装置32の残容量の減少を図っている。HEMS50は、ステップS16の処理を実行した後、ステップS17の処理を実行する。
ステップS17において、HEMS50は、給湯装置60が運転を停止しているか否かを判断する。HEMS50は、給湯装置60が運転を停止していないと判断した場合(ステップS17でNo)、再びステップS17の処理を実行する。すなわち、HEMS50は、給湯装置60が運転を停止するまで、当該ステップS17の処理(判断)を繰り返し実行する。これに対して、HEMS50は、給湯装置60が運転を停止していると判断した場合(ステップS17でYes)、ステップS18の処理を実行する。
ステップS18において、HEMS50は、残容量が少ない方の蓄電装置(他の蓄電装置)、すなわち本実施形態においては第二の蓄電装置42の残容量を確認する。HEMS50は、ステップS18の処理を実行した後、ステップS19の処理を実行する。
ステップS19において、HEMS50は、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達しているか否かを判断する。HEMS50は、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していると判断した場合(ステップS19でYes)、ステップS20の処理を実行する。
ステップS20において、HEMS50は、第一の蓄電装置32に対して、停止指示を行う。こうして、第一の蓄電装置32の放電が停止される。このような処理により、深夜料金が適用される深夜時間帯において、比較的消費電力量の多い給湯装置60が停止した場合であって、且つ、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達している場合には、第一の蓄電装置32の放電を停止することにより、(運転を停止した給湯装置60とは異なる)負荷に対して、比較的安価な電力を商用電源100から供給する。このように、当該負荷に対して、比較的安価な電力を商用電源100から供給するため、経済的な利益を得ることができる。
なおこのような場合、第一の蓄電装置32の残容量がまだ規定値に到達していないことが想定される。しかしながら、第一の蓄電装置32に充電された電力は比較的消費電力量の多い給湯装置60へと供給されていたため、当該第一の蓄電装置32の残容量は(まだ規定値に到達していなくとも)ある程度減少している。すなわち、深夜時間帯が終了した後(具体的には、7時以降)に、商用電源100からの電力の代わりに第一の蓄電装置32からの電力を負荷へと供給すれば(後述するステップS23参照)、第一の蓄電装置32の残容量は規定値に到達することとなる。
こうして、ステップS20の処理を実行することにより、経済的な利益を得つつ、第一の蓄電装置32の残容量を規定値に到達させることができる。
HEMS50は、ステップS20の処理を実行した後、又は、ステップS19において第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していないと判断した場合(ステップS19でNo)、ステップS21の処理を実行する。
ステップS21において、HEMS50は、現在が深夜時間帯以外であるか否かを判断する。HEMS50は、現在が深夜時間帯以外ではないと判断した場合(ステップS21でNo)、再びステップS21の処理を実行する。すなわち、HEMS50は、現在が深夜時間帯以外となるまで、当該ステップS21の処理(判断)を繰り返し実行する。これに対して、HEMS50は、現在が深夜時間帯以外であると判断した場合(ステップS21でYes)、ステップS22の処理を実行する。
ステップS22において、HEMS50は、第一の蓄電装置32の残容量が規定値に到達しているか否かを判断する。HEMS50は、第一の蓄電装置32の残容量が規定値に到達していないと判断した場合(ステップS22でNo)、ステップS23の処理を実行する。
ステップS23において、HEMS50は、第一の蓄電装置32に対して、放電指示を行う。こうして、(ステップS20において放電を停止させた)第一の蓄電装置32に対して放電指示を行うことによって、経済的な利益を得つつ、第一の蓄電装置32の残容量の規定値への到達を図っている。
なお、ステップS19において、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していないと判断された場合(ステップS19でNo)には、ステップS20の処理が実行されないため、第一の蓄電装置32は放電を停止していない。このような場合、ステップS23において、HEMS50は、第一の蓄電装置32の放電をそのまま継続させる。HEMS50は、ステップS23の処理を実行した後、ステップS24の処理を実行する。
ステップS24において、HEMS50は、現在が出力抑制時間帯であるか否かを判断する。具体的には、HEMS50は、現時点が10時から15時までの時間帯であるか否かを判断する。HEMS50は、現在が出力抑制時間帯ではないと判断した場合(ステップS24でNo)、すなわち現時点が10時から15時までの時間帯ではない場合、再びステップS22の処理を実行する。こうして、第一の蓄電装置32は、残容量が規定値に到達していない場合には、出力抑制時間帯となるまでの間、放電をそのまま継続する。
ステップS22において、HEMS50は、第一の蓄電装置32の残容量が規定値に到達したと判断した場合(ステップS22でYes)、ステップS25の処理を実行する。
ステップS25において、HEMS50は、第一の蓄電装置32に対して、停止指示を行う。こうして、第一の蓄電装置32の放電が停止される。このように、HEMS50は、第一の蓄電装置32の残容量が規定値に到達し、これ以上残容量を減少させる必要がないため、当該第一の蓄電装置32の放電を停止させる。HEMS50は、ステップS25の処理を実行した後、ステップS26の処理を実行する。
ステップS26において、HEMS50は、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達しているか否かを判断する。HEMS50は、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していないと判断した場合(ステップS26でNo)、ステップS27の処理を実行する。
ステップS27において、HEMS50は、第二の蓄電装置42に対して、放電指示を行う。こうして、第一の蓄電装置32の残容量が規定値に到達したため、次に第二の蓄電装置42の残容量の規定値への到達を図っている。
HEMS50は、ステップS27の処理を実行した後、又は、ステップS15において第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量がそれぞれ規定値に到達していると判断した場合(ステップS15でYes)、ステップS29の処理を実行する。
ステップS29において、HEMS50は、現在が出力抑制時間帯であるか否かを判断する。HEMS50は、現在が出力抑制時間帯はないと判断した場合(ステップS29でNo)、再びステップS26の処理を実行する。
また、ステップS26において、HEMS50は、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していると判断した場合(ステップS26でYES)、ステップS28の処理を実行する。
ステップS28において、HEMS50は、第二の蓄電装置42に対して、停止指示を行う。こうして、第二の蓄電装置42の放電が停止される。このように、HEMS50は、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達し、これ以上残容量を減少させる必要がないため、当該第二の蓄電装置42の放電を停止させる。HEMS50は、ステップS28の処理を実行した後、上述の如きステップS29の処理を実行する。
このように、第一の蓄電装置32の放電が停止された後、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達しているか否かの判断が行われると(ステップS25、ステップS26)、出力抑制時間帯となるまでの間、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達していない場合には、当該第二の蓄電装置42の放電が継続される(ステップS27、ステップS29でNo、ステップS26でNo)。また、出力抑制時間帯となるまでの間、第二の蓄電装置42の残容量が規定値に到達している場合には、当該第二の蓄電装置42の放電が停止される(ステップS26でYes、ステップS28)。
また、ステップS15において第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42の残容量がそれぞれ規定値に到達していると判断した場合(ステップS15でYes)には、出力抑制時間帯となるまでの間、第二の蓄電装置42(さらには、第一の蓄電装置32)の動作は停止したままとなる。
HEMS50は、ステップS29において現在が出力抑制時間帯であると判断した場合(ステップS29でYes)、又は、ステップS24において現在が出力抑制時間帯であると判断した場合(ステップS24でYes)、ステップS30の処理を実行する。
ステップS30において、HEMS50は、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42に対して、出力抑制指示を行う。すなわち、第一の太陽光発電装置31又は第二の太陽光発電装置41で負荷の消費電力に対して余剰した電力が生じた場合であっても、当該余剰した電力を第一の蓄電装置32又は第二の蓄電装置42に充電させる。すなわち、負荷の消費電力に対して余剰した電力が、第一の蓄電システム30又は第二の蓄電システム40から分電盤10に供給されることを防止し、ひいては商用電源100へと逆潮流されるのを防止することができる。HEMS50は、ステップS30の処理を実行した後、ステップS31の処理を実行する。
ステップS31において、HEMS50は、現在が出力抑制時間帯外であるか否かを判断する。HEMS50は、現在が出力抑制時間帯外ではないと判断した場合(ステップS31でNo)、再びステップS31の処理を実行する。すなわち、HEMS50は、現在が出力抑制時間帯外となるまで、当該ステップS31の処理(判断)を繰り返し実行する。これに対して、HEMS50は、現在が出力抑制時間帯外であると判断した場合(ステップS31でYes)、ステップS32の処理を実行する。
ステップS32において、HEMS50は、残容量減少制御の実行を終了し、第一の蓄電装置32及び第二の蓄電装置42を通常モードへと変更する。
以上のように、実施の一形態に係る電力供給システム1は、
運転(稼働)して電力を消費する給湯装置60(電力消費機器)と、
太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置31・41、前記太陽光発電装置31・41からの電力を充放電可能な蓄電装置32・42、及び、前記蓄電装置32・42の充放電を制御するパワコン33・43(パワーコンディショナ)を、それぞれ有し、前記太陽光発電装置31・41及び前記蓄電装置32・42からの電力を前記給湯装置60(電力消費機器)を含む負荷へと供給可能な蓄電システム30・40(複数の蓄電システム)と、
前記蓄電システム30・40(複数の蓄電システム)の前記蓄電装置32・42の残容量を規定値以下とする残容量減少制御を実行するHEMS50(制御部)と、
を具備し、
前記HEMS50(制御部)は、
前記残容量減少制御を実行した場合、
前記蓄電システム30・40(複数の蓄電システム)のうち、最も残容量が多い前記蓄電装置を有する第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)を第二の蓄電システム40(他の蓄電システム)に優先し、
前記第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の前記第一の蓄電装置32を放電させて前記給湯装置60(電力消費機器)へと電力を供給するものである。
このような構成により、電力供給システム1においては、蓄電システムが複数設けられた場合に、商用電源100へと電力が逆潮流されるのを電力会社からの出力抑制指示に応じて(すなわち、必要に応じて)抑制することができる。
また、電力供給システム1において、
前記給湯装置60(電力消費機器)は、深夜電力時間帯のうち所定期間だけ稼働し、
前記HEMS50(制御部)は、
前記残容量減少制御を実行した場合、
前記給湯装置60(電力消費機器)が稼働を開始すると、前記第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の前記第一の蓄電装置32を放電させるものである。
このような構成により、電力供給システム1においては、蓄電システムが複数設けられた場合に、深夜電力時間帯のうち所定期間だけ稼働する給湯装置60へと電力を供給することによって、商用電源100へと電力が逆潮流されるのを電力会社からの出力抑制指示に応じて(すなわち、必要に応じて)抑制することができる。
また、電力供給システム1において、
前記HEMS50(制御部)は、
前記残容量減少制御を実行した場合、
前記給湯装置60(電力消費機器)が稼働を終了した時点で、前記第二の蓄電システム40(他の蓄電システム)の前記第二の蓄電装置42の残容量が前記規定値以下でない場合には、
前記第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の前記第一の蓄電装置32の放電を継続し、前記給湯装置60(電力消費機器)とは異なる前記負荷に電力を供給するものである。
このような構成により、電力供給システム1においては、第二の蓄電システム40(他の蓄電システム)よりも第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の第一の蓄電装置32を優先して、その残容量が規定値以下となるように促進させることができる。
また、電力供給システム1において、
前記HEMS50(制御部)は、
前記残容量減少制御を実行した場合、
前記給湯装置60(電力消費機器)が稼働を終了した時点で、前記第二の蓄電システム40(他の蓄電システム)の前記第二の蓄電装置42の残容量が前記規定値以下である場合には、
前記第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の前記第一の蓄電装置32の放電を停止し、
前記深夜電力時間帯が終了した後に当該停止した前記第一の蓄電装置32の放電を再開し、前記給湯装置60(電力消費機器)とは異なる前記負荷に電力を供給するものである。
このような構成により、深夜電力時間帯に商用電源100から買電される電力を活用すると共に、第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の第一の蓄電装置32をその残容量が規定値以下となるように促進させることができる。
また、電力供給システム1において、
前記HEMS50(制御部)は、
前記残容量減少制御を実行した場合、
前記深夜電力時間帯が終了した後に、前記第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の前記第一の蓄電装置32の残容量が前記規定値以下となった場合には、
前記第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の前記第一の蓄電装置32の放電を停止し、
前記第二の蓄電システム40(他の蓄電システム)の前記第二の蓄電装置42の放電を開始し、前記給湯装置60(電力消費機器)とは異なる前記負荷に電力を供給するものである。
このような構成により、第一の蓄電システム30(一の蓄電システム)の次に、第二の蓄電システム40(他の蓄電システム)の第二の蓄電装置42を、その残容量が規定値以下となるように促進させることができる。
なお、本実施形態に係る給湯装置60は、電力消費機器の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るHEMS50は、制御部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第一の蓄電システム30及び第二の蓄電システム40は、複数の蓄電システムの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第一の蓄電システムは、一の蓄電システムの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第二の蓄電システムは、他の蓄電システムの実施の一形態である。
以上、本発明の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。
例えば、電力供給システム1の適用対象は、本実施形態のように、住宅に限定されるものでない。すなわち、電力供給システム1は、住宅以外の場所にも適用可能である。具体的には、電力供給システム1は、工場や、オフィス、事業所、集合住宅等に適用することができる。
また、本実施形態に係るHEMS50は制御部の実施の一形態であり、制御部はこれに限定するものではない。制御部は、例えば図示せぬホームサーバや、第一のパワコン33又は第二のパワコン43の制御部、第一の蓄電装置32又は第二の蓄電装置42の制御部等により構成されるものであってもよい。
また、本実施形態に係る給湯装置60は電力消費機器の実施の一形態であり、電力消費機器はこれに限定するものではない。電力消費機器は、深夜電力時間帯に稼働(運転)するものであれば、例えば食器洗い機等であってもよい。なお、電力消費機器が稼働時に消費する電力量は比較的多いことが望ましい。
また、本実施形態においては、第一の蓄電システム30の第一の蓄電装置32の方が第二の蓄電システム40の第二の蓄電装置42の残容量よりも多い場合(すなわち、第一の蓄電装置32が一の蓄電装置であって、第二の蓄電装置42が他の蓄電装置となる場合)について説明したが、これに限定するものではない。すなわち、第二の蓄電システム40の第二の蓄電装置42の方が第一の蓄電システム30の第一の蓄電装置32の残容量よりも多い場合(すなわち、第二の蓄電装置42が一の蓄電装置であって、第一の蓄電装置32が他の蓄電装置となる場合)であってもよい。
また、深夜電力時間帯としての23時から7時は一例であり、具体的な時間を限定するものではない。また、深夜電力時間帯は、1日のうち他の時間帯よりも電力料金が安価となる時間帯の一例である。すなわち、1日のうち他の時間帯よりも電力料金が安価となる時間帯であれば、例えば開始時間や終了時間等が深夜の時間でなくとも、深夜電力時間帯に含まれる。
また、出力抑制時間帯としての10時から15時は一例であり、具体的な時間を限定するものではない。
また、出力抑制指示は、電力会社から受信する情報に限定されない。例えば、出力抑制指示は、電力会社のような民間事業者だけでなく、地方公共団体や、地方公共団体から委託を受けた団体であってもよい。また、出力抑制指示の内容は、本実施形態のように出力抑制時間帯に、商用電源へと電力を全く逆潮流させない場合だけでなく、所定の電力量だけ逆潮流させてよい(逆潮流可能な電力量の上限値が設定される)場合も含む。また、出力抑制指示は、翌日に対するものに限定されない。例えば、1週間後等のように一定の期間後に対するものであってもよく、抑制される期間は1日だけでなく、1週間のように日にちを跨いで指定されるものも含まれる。
また、本実施形態においては、蓄電システムは2つ(第一の蓄電システム30及び第二の蓄電システム40)設けられていたが、これに限定するものではない。蓄電システムは、3つ以上設けられるものであってもよい。なお、蓄電システムが3つ以上設けられる場合には、複数の蓄電システムのうち、最も残容量が多い蓄電装置を有する蓄電システム(一の蓄電システム)以外の蓄電システムが、他の蓄電システムとなる。また、(複数の蓄電システムを有する)他の蓄電システムにおいては、本実施形態に係る蓄電システム30・40の場合と同様に、蓄電装置の残容量が多いものから優先的に放電が行われる。
また、本実施形態に係るHEMS50の処理は、残容量減少制御を実行する場合の一例であり、この処理に限定するものではない。
例えば、本実施形態においては、現在が深夜電力時間帯以外である判断された場合(ステップS21でYes)、(残容量の多い方の蓄電装置である)第一の蓄電装置32を優先して放電させるために当該第一の蓄電装置32の残容量を確認(ステップS22)し、その後(残容量の少ない方の蓄電装置である)第二の蓄電装置42の残容量を確認(ステップS26)したが、これに限定されない。
すなわち、先に(残容量の少ない方の蓄電装置である)第二の蓄電装置42の残容量を確認し、その後(残容量の多い方の蓄電装置である)第一の蓄電装置32の残容量を確認するものであってもよい。また、(残容量の多い方の蓄電装置である)第一の蓄電装置32の残容量と、(残容量の少ない方の蓄電装置である)第二の蓄電装置42の残容量とを、同時に(並列で)確認するものであってもよい。
また、本実施形態においては、1つの蓄電システムに対して1つの蓄電装置が設けられるものであったが、これに限定されない。例えば、1つの蓄電システムに対して2つ以上の蓄電装置が設けられるものであってもよい。
ここで、図4に示す第二実施形態に係る電力供給システム200においては、1つの蓄電システムに対して2つの蓄電装置が設けられる構成を例示している。
具体的には、図4に示す電力供給システム200において、第一の蓄電システム30は、第一の蓄電装置32a・32bを有する。また、第二の蓄電システム40は、第二の蓄電装置42a・42bを有する。
このような場合、第一の蓄電システム30において第一の蓄電装置32a・32bの残容量の判断は、2つの蓄電装置の残容量を足したものが用いられる。すなわち、2つの蓄電装置の残容量を足したものが、第一の蓄電システム30における蓄電装置の残容量として取り扱われる。このように、一の蓄電装置には、第一の蓄電装置32a・32bの両方が含まれることとなる。
また同様に、第二の蓄電システム40において第二の蓄電装置42a・42bの残容量の判断は、2つの蓄電装置の残容量を足したものが用いられる。すなわち、2つの蓄電装置の残容量を足したものが、第二の蓄電システム40における蓄電装置の残容量として取り扱われる。このように、他の蓄電装置には、第二の蓄電装置42a・42bの両方が含まれることとなる。
1 電力供給システム
30 第一の蓄電システム
31 第一の太陽光発電装置
32 第一の蓄電装置
33 第一のパワコン
40 第二の蓄電システム
41 第二の太陽光発電装置
42 第二の蓄電装置
43 第二のパワコン
50 HEMS
60 給湯装置

Claims (4)

  1. 商用電源と接続され、稼働して電力を消費する電力消費機器と、
    商用電源及び前記電力消費機器と接続され、太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置、商用電源及び前記太陽光発電装置からの電力を充放電可能な蓄電装置、並びに、前記蓄電装置の充放電を制御するパワーコンディショナを、それぞれ有し、前記太陽光発電装置及び前記蓄電装置からの電力を前記電力消費機器を含む負荷へと供給可能な複数の蓄電システムと、
    前記複数の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量を規定値以下とする残容量減少制御を実行する制御部と、
    を具備し、
    深夜電力時間帯に商用電源からの電力を前記蓄電装置に充電可能であり、
    前記太陽光発電装置の発電電力のうち前記電力消費機器に余剰する電力を商用電源へ逆潮流可能な電力供給システムにおいて、
    前記電力消費機器は、前記深夜電力時間帯のうち所定期間だけ稼働し、
    前記制御部は、
    前記残容量減少制御を実行した場合、
    前記複数の蓄電システムのうち、最も残容量が多い前記蓄電装置を有する一の蓄電システムを他の蓄電システムに優先し、
    前記一の蓄電システムの前記蓄電装置を放電させて前記電力消費機器へと電力を供給し、
    前記電力消費機器が稼働を終了した時点で、前記他の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量が前記規定値以下でない場合には、
    前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を継続し、前記電力消費機器とは異なる前記負荷に電力を供給する、
    電力供給システム。
  2. 記制御部は、
    前記残容量減少制御を実行した場合、
    前記電力消費機器が稼働を開始すると、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置を放電させる、
    請求項1に記載の電力供給システム。
  3. 前記制御部は、
    前記残容量減少制御を実行した場合、
    前記電力消費機器が稼働を終了した時点で、前記他の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量が前記規定値以下である場合には、
    前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を停止し、
    前記深夜電力時間帯が終了した後に当該停止した前記蓄電装置の放電を再開し、前記電力消費機器とは異なる前記負荷に電力を供給する、
    請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。
  4. 前記制御部は、
    前記残容量減少制御を実行した場合、
    前記深夜電力時間帯が終了した後に、前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の残容量が前記規定値以下となった場合には、
    前記一の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を停止し、
    前記他の蓄電システムの前記蓄電装置の放電を開始し、前記電力消費機器とは異なる前記負荷に電力を供給する、
    請求項から請求項3までのいずれか一項に記載の電力供給システム。
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