JP6751797B1 - Power control system and power control method - Google Patents
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Abstract
【課題】 電力供給に伴って、多様なサービスを提供することに適した電力制御システム等を提供する。【解決手段】 電力制御システム1は、制御部11と、消費者が利用する制御負荷部37及び43を備える。制御負荷部37及び43は、例えば給湯サービスを提供する機器である。制御部11は、制御負荷部37及び43を動作させて沸き上げ制御を行う。消費者は、制御負荷部37及び43を操作してお湯を使用する。制御部11は、深夜電力料金の時間帯を利用して、夜間沸き上げを行う。また、再エネ発電が増加する昼間に系統安定化処理のための調整量を増加させる場合には、夜間沸き上げの量を減らして電力消費をシフトして、昼間沸き上げを行って電力を消費して調整量を増加させる。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power control system or the like suitable for providing various services in connection with power supply. A power control system 1 includes a control unit 11 and control load units 37 and 43 used by consumers. The control load units 37 and 43 are devices that provide, for example, a hot water supply service. The control unit 11 operates the control load units 37 and 43 to perform boiling control. The consumer operates the control load units 37 and 43 to use hot water. The control unit 11 uses the time zone of the midnight electricity charge to boil at night. In addition, when increasing the adjustment amount for grid stabilization processing during the daytime when renewable energy power generation increases, the amount of nighttime boiling is reduced to shift the power consumption, and the daytime boiling is performed to consume power. To increase the amount of adjustment. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、電力制御システム及び電力制御方法に関する。 The present invention relates to a power control system and a power control method.
電力は、需要と供給を別の組織が担うことが暗黙の前提とされてきた。電力供給は、電力会社が管理する。他方、電力消費は、電力会社以外の組織で行う。例えば家庭であれば、特許文献1には、家庭における発電を家庭内で対応して、系統に影響しないようにすることが記載されている。また、例えば特許文献2には、給湯器について、電力契約などに応じて昼間沸き上げ制御と夜間沸き上げ制御を組み合わせることが記載されている。
Electricity has been implicitly assumed to be supplied and demanded by different organizations. The power supply is managed by the power company. On the other hand, power consumption is carried out by an organization other than the power company. For example, in the case of a home,
しかしながら、近年、例えば再生可能エネルギー(例えば、太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができると認められるものなど)を利用した発電(以下、「再エネ発電」ともいう。)のように、電力会社が制御できない電力供給が増加している。電力会社は、再エネ発電などを含めた様々な要素を考慮して精緻な電力供給の制御を行うとともに、より多様なサービスを提供することが求められている。 However, in recent years, for example, power generation using renewable energy (for example, solar power, wind power, and other non-fossil energy sources that are recognized as being permanently usable as an energy source) (hereinafter, "renewable energy") Power supply that cannot be controlled by electric power companies is increasing, as in the case of "power generation"). Electric power companies are required to control the power supply precisely in consideration of various factors including renewable energy power generation and to provide more diverse services.
よって、本発明は、電力供給に伴って、多様なサービスを提供することに適した電力制御システム等を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power control system or the like suitable for providing various services in connection with power supply.
本願発明の第1の観点は、電力制御システムであって、当該電力制御システムは、制御部と、消費者が利用する負荷部を備え、前記制御部は、前記負荷部において使用される電力量を増加させるとともに、系統に供給される電力量を増加させる。 The first aspect of the present invention is a power control system, wherein the power control system includes a control unit and a load unit used by a consumer, and the control unit is an electric energy used in the load unit. And increase the amount of power supplied to the system.
本願発明の第2の観点は、第1の観点の電力制御システムであって、前記制御部は、前記負荷部において増加電力量を増加させて使用させるとともに、増加電力量の一部又は全部について再生可能エネルギーとは異なるエネルギーを利用した発電量を増加する。 The second aspect of the present invention is the power control system of the first aspect, wherein the control unit increases the amount of increased power to be used in the load unit and uses a part or all of the increased amount of power. Increase the amount of electricity generated using energy different from renewable energy.
本願発明の第3の観点は、第1又は第2の観点の電力制御システムであって、前記制御部は、系統安定化処理を行うものであり、前記負荷部において使用される電力量を増加させるとともに、前記制御部が系統安定化処理に使用できる調整電力量を増加させる。 The third aspect of the present invention is the power control system according to the first or second aspect, in which the control unit performs system stabilization processing and increases the amount of electric power used in the load unit. At the same time, the amount of adjustment power that the control unit can use for the system stabilization process is increased.
本願発明の第4の観点は、第1から第3のいずれかの観点の電力制御システムであって、前記負荷部は、第1時間帯において基準電力量を使用するものであり、前記制御部は、第1時間帯とは異なる時間帯である第2時間帯における電力供給がシフト条件を満たすならば、第1時間帯において、前記負荷部に対して、基準電力量を使用することに代えて、基準電力量よりも少ない電力量を使用するようにし、第2時間帯において、前記負荷部において増加電力量を使用させるとともに、系統に供給される電力量について増加電力量の一部又は全部を増加させる。 A fourth aspect of the present invention is a power control system according to any one of the first to third aspects, wherein the load unit uses a reference electric energy in the first time zone, and the control unit. If the power supply in the second time zone, which is a time zone different from the first time zone, satisfies the shift condition, instead of using the reference electric energy for the load unit in the first time zone. Therefore, a power amount smaller than the reference power amount is used, and in the second time zone, the increased power amount is used in the load unit, and a part or all of the increased power amount is used for the power supply to the system. To increase.
本願発明の第5の観点は、第4の観点の電力制御システムであって、前記負荷部は、蓄熱及び/又は蓄冷でき、前記消費者は、前記負荷部を操作して、前記負荷部において蓄熱及び/又は蓄冷された熱エネルギーを、第1時間帯及び第2時間帯を含む基準時間帯において使用することができ、前記制御部は、前記シフト条件が満たされるならば、前記負荷部に対して第1時間帯において基準時間帯に使用する熱エネルギーを蓄熱及び/又は蓄冷することに代えて、第2時間帯において基準時間帯に使用する熱エネルギーの一部又は全部を蓄熱及び/又は蓄冷するようにする。 The fifth aspect of the present invention is the power control system of the fourth aspect, in which the load unit can store heat and / or cool, and the consumer operates the load unit to provide the load unit. The heat storage and / or the stored thermal energy can be used in the reference time zone including the first time zone and the second time zone, and the control unit can be used in the load unit if the shift condition is satisfied. On the other hand, instead of storing and / or storing the heat energy used in the reference time zone in the first time zone, a part or all of the heat energy used in the reference time zone in the second time zone is stored and / or Try to store cold.
本願発明の第6の観点は、第4又は第5の観点の電力制御システムであって、当該電力制御システムは、消費者が利用するコスト管理負荷部を含み、前記制御部は、前記コスト管理負荷部に対して、前記シフト条件が満たされていても、当該消費者の第1時間帯における電力料金が、第2時間帯における電気料金よりも低いならば、第1時間帯において基準電力量を使用させる。 A sixth aspect of the present invention is a power control system according to a fourth or fifth aspect, wherein the power control system includes a cost control load unit used by a consumer, and the control unit is the cost control unit. Even if the shift condition is satisfied for the load unit, if the electricity charge of the consumer in the first time zone is lower than the electricity charge in the second time zone, the reference electric energy in the first time zone To use.
本願発明の第7の観点は、第1から第6のいずれかの観点の電力制御システムであって、前記制御部は、系統安定化処理に使用される調整電力量以外に系統に供給される電力量が減少したならば、減少量の一部又は全部について前記負荷部で使用される電力量を減少する。 The seventh aspect of the present invention is the power control system according to any one of the first to sixth aspects, and the control unit is supplied to the system in addition to the regulated electric energy used for the system stabilization process. When the electric energy is reduced, the electric energy used in the load unit is reduced for a part or all of the reduced amount.
本願発明の第8の観点は、電力制御システムであって、当該電力制御システムは、制御部と、消費者が利用する負荷部と、消費者が利用するコスト管理負荷部を備え、前記負荷部及び前記コスト管理負荷部は、第1時間帯において基準電力量を使用するものであり、前記コスト管理負荷部は、当該コスト管理負荷部が使用する電力の一部又は全部について、消費者が従量課金により負担し、前記制御部は、前記負荷部に対して、第2時間帯における電力供給がシフト条件を満たすならば、第1時間帯において基準電力量を使用することに代えて、第2時間帯において基準電力量の一部を使用するようにし、前記コスト管理負荷部に対して、前記シフト条件が満たされていても、第1時間帯における電力料金が第2時間帯における電気料金よりも低いならば、第1時間帯において基準電力量を使用することを維持する。 An eighth aspect of the present invention is a power control system, which includes a control unit, a load unit used by a consumer, and a cost control load unit used by the consumer. And the cost control load unit uses the reference power amount in the first time zone, and the cost control load part is a consumer metered amount for a part or all of the power used by the cost control load part. If the power supply in the second time zone satisfies the shift condition, the control unit pays for the load unit, and instead of using the reference power amount in the first time zone, the second time zone is used. A part of the reference power amount is used in the time zone, and even if the shift condition is satisfied for the cost management load unit, the electricity charge in the first time zone is higher than the electricity charge in the second time zone. If it is also low, keep using the reference power amount in the first time zone.
本願発明の第9の観点は、電力制御方法であって、制御部が、消費者が利用する負荷部において増加電力量を増加させて使用させるとともに、増加電力量の一部又は全部について系統に供給される電力量を増加させるステップを含む。 The ninth aspect of the present invention is a power control method, in which the control unit increases the amount of increased power to be used in the load unit used by the consumer, and at the same time, the system is used for a part or all of the increased power. Includes steps to increase the amount of power supplied.
本願発明によれば、電力会社などは、電力需要を調整して、電力供給などの調整を容易にすることができる。特に、電力供給は、均質なものを供給することが重要であった。他方、負荷部は、消費者が使用するものであり、電力を使用した様々なサービスを提供することができる。本願発明によれば、電力会社などは、電力供給という公的な信頼を前提とするサービスとともに、個々の消費者に適したサービスを提供することができる。 According to the present invention, an electric power company or the like can adjust the electric power demand to facilitate the adjustment of the electric power supply and the like. In particular, it was important to supply a homogeneous power supply. On the other hand, the load unit is used by consumers and can provide various services using electric power. According to the invention of the present application, an electric power company or the like can provide a service suitable for an individual consumer as well as a service premised on the public trust of power supply.
以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following examples.
図1は、本願発明の実施の形態に係る電力制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図1を参照して、電力制御システム1の構成の一例を説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a power control system according to an embodiment of the present invention. An example of the configuration of the
従来、電力供給と電力消費は、異なる組織が行うことが暗黙の前提となってきた。例えば、特許文献1は、家庭などにおける再エネ発電による電力を系統に影響させないためのものである。特許文献2は、系統とは独立に、組織内の事情で沸き上げ制御をするものである。これらの技術は、電力会社などによるアンシラリーサービス(供給される電力の品質を維持するサービス。周波数制御、需給バランス調整などの系統安定化業務(潮流調整、電圧調整など))に適用することはできない。
Traditionally, it has been implicitly assumed that power supply and power consumption are performed by different organizations. For example,
電力供給と電力消費を別々の組織により実現するという前提を採用してきたことは、例えば、同時同量の制御の観点から説明することができる。電気は、発電と消費が同時に行われる。そのため、電力会社(特に、一般送配電事業者)は、時々刻々と変動している電力需要(電力消費量)に合わせて、供給する電力量を調整する必要がある(同時同量の制御)。電力会社は、同時同量の制御を実現するために、電力需要に追従させて電力供給を調整してきた。このような観点からは、電力会社が、電力需要を制御する必要はない。電力会社は、電力需要を増加させれば電力供給を増加させることとなり、電力需要を減少させれば電力供給を減少させるだけであった。 The adoption of the premise that power supply and power consumption are realized by separate organizations can be explained, for example, from the viewpoint of simultaneous equal amount control. Electricity is generated and consumed at the same time. Therefore, electric power companies (particularly general power transmission and distribution business operators) need to adjust the amount of electric power supplied according to the ever-changing electric power demand (electric power consumption) (simultaneous equal amount control). .. Power companies have adjusted their power supply to keep up with power demand in order to achieve the same amount of control at the same time. From this point of view, the power company does not need to control the power demand. An electric power company would increase the electric power supply if the electric power demand was increased, and would only decrease the electric power supply if the electric power demand was decreased.
このような従来の考え方によれば、電力会社にとって、電力需要がピークになる時間帯などで電力需要をさらに増大することは、有限でコストの高い調整力を使用する量を増加させるだけとなり、望ましいものとは考えられていなかった。例外として、深夜に電力需要が落ち込むことにより、原子力発電などの調整が難しい発電設備の発電量を減らす必要があるという問題が生じた。そのため、電力会社は、深夜料金などを導入して深夜の時間帯に電力消費を促して、昼間の電力ピークを抑制する工夫を行ってきた。 According to such a conventional way of thinking, for an electric power company, further increasing the electric power demand at a time when the electric power demand peaks only increases the amount of finite and costly adjustment power used. It was not considered desirable. As an exception, the drop in electricity demand at midnight has created the problem that it is necessary to reduce the amount of power generated by power generation facilities that are difficult to adjust, such as nuclear power generation. For this reason, electric power companies have introduced late-night charges and other measures to promote power consumption during midnight hours and to suppress daytime power peaks.
近年、様々な発電事業者が電力を供給している。特に、再エネ発電による電力供給が増大しており、電力供給において再エネ発電が占める割合が大きくなっている。電力会社は、電力需要に加えて再エネ発電などによる電力供給をも考慮して、調整力を利用して同時同量の制御を実現している。 In recent years, various power generation companies have been supplying electric power. In particular, the power supply from renewable energy power generation is increasing, and the proportion of renewable energy power generation in the power supply is increasing. Electric power companies have realized the same amount of control at the same time by using the adjusting power, considering the power supply by renewable energy power generation in addition to the power demand.
このような状況において、深夜電力の導入などで昼間の電力需要が小さくなってしまうと、太陽光発電などの再エネ発電が増加する時間帯で需給がひっ迫し、電力会社の調整量が小さくなる。そのため、短時間で大きく変化する太陽光発電などを考慮した制御が困難になってしまうという新たな課題が生じることとなった。 In such a situation, if the daytime power demand becomes small due to the introduction of midnight power, the supply and demand will become tight during the time when renewable energy power generation such as solar power generation increases, and the adjustment amount of the power company will become small. .. As a result, a new problem arises in which control in consideration of photovoltaic power generation, which changes significantly in a short time, becomes difficult.
電力制御システム1は、系統安定事業部3を備える。系統安定事業部3は、制御部11(本願請求項の「制御部」の一例)と、調整発電部13と、予測部15と、蓄電部17を備える。
The
制御部11は、地域5(供給区域)におけるアンシラリーサービスを実施する。予測部15は、地域5における電力供給及び電力需要を予測する。調整発電部13は、出力を迅速に調整できる発電設備であり、通常、発電コストが高い。調整力は、電力会社が、供給区域におけるアンシラリーサービスを行うために必要となる発電設備などの能力である。蓄電部17は、電力需要に対して電力供給に余剰がある場合に、余剰分を蓄電する。調整量(本願請求項の「系統に電力を供給される電力」の一例であり、「調整電力量」の一例である。)は、制御部11が、電力会社が確保する調整力を用いて、地域5においてアンシラリーサービスをするために使用することができる電力量をいう。
The
地域5では、電力供給事業部21と、再エネ発電事業部22と、契約単位部23、25、27及び29が存在する。
In
電力供給事業部21及び再エネ発電事業部22は、地域5に電力(本願請求項の「系統に電力を供給される電力」の一例)を供給する。電力供給事業部21は、原子力発電などにより発電した電力を供給する供給発電部31を備える。再エネ発電事業部22は、再エネ発電による電力を供給する再エネ発電部32を備える。
The electric
契約単位部23、25、27及び29は、例えば家族単位のように電気使用契約の単位におけるものである。現在、契約単位部23、25、27及び29は、様々な形態がある。なお、例えば集合住宅のように、家族単位とは別に、複数の家族に共通なものであってもよい。
The
契約単位部23は、消費者負荷部33と、再エネ発電部35を備える。消費者負荷部33は、制御負荷部37(本願請求項の「負荷部」の一例)と、一般負荷部39を備える。契約単位部25は、消費者負荷部41を備える。消費者負荷部41は、制御負荷部43(本願請求項の「負荷部」の一例)と、一般負荷部45を備える。
The
消費者負荷部33及び41は、消費者が操作して利用する機器などである。一般負荷部39及び45は、消費者が操作して電力消費を制御する機器などである。制御負荷部37及び43は、消費者が操作して利用するが、制御部11が制御して電力を消費させることができる機器などである。まず、制御部11が、制御負荷部37と制御負荷部43を同様に制御する場合について説明する。
The
以下では、制御負荷部37及び43は、制御部11が制御してお湯を沸かし、消費者が操作してお湯を使用する給湯部であるとする。給湯部は、電力を使用してお湯を沸かす時間帯と、消費者が使用する時間帯を異なるものにすることができる。
In the following, it is assumed that the
本願発明の負荷部は、電力を使用する時間帯と、消費者が使用する時間帯が異にすることができるものであればよい。例えば、空調設備などのように、蓄熱及び/又は蓄冷するものであってもよい。 The load unit of the present invention may be such that the time zone in which electric power is used and the time zone in which consumers use it can be different. For example, it may store heat and / or cool, such as an air conditioner.
従来、消費者が使用する消費者負荷部において使用する電力は、原則として、消費者が従量課金により負担するため、消費者が制御してきた。電力会社は、深夜電力料金などを導入して、消費者が深夜料金の安価な時間帯にお湯を沸き上げて昼間に使用するように誘導することなどにより、昼間の電気使用のピークを分散させてきた。そのため、例えば特許文献2に記載されているように、家庭などの事情のみを考慮して、昼間沸き上げ制御と夜間沸き上げ制御を組み合わせることなどを行ってきた。 Conventionally, the electric power used in the consumer load unit used by the consumer has been controlled by the consumer because, in principle, the consumer bears the electric power by pay-as-you-go billing. Electric power companies disperse the peak of daytime electricity usage by introducing late-night electricity charges, etc., and inducing consumers to boil water and use it in the daytime during the low-night hours. I came. Therefore, for example, as described in Patent Document 2, the daytime boiling control and the nighttime boiling control have been combined in consideration of only the circumstances such as home.
契約単位部27は、消費者負荷部47と、再エネ発電部49を備える。消費者負荷部47は、一般負荷部51を備える。契約単位部29は、消費者負荷部53を備える。消費者負荷部53は、一般負荷部55を備える。
The
契約単位部27及び29は、従来と同様に、制御部11が電力消費の制御を行わない。すなわち、消費者負荷部47及び53は、制御部11が制御する制御負荷部がなく、それぞれ、消費者が操作して電力消費を制御する一般負荷部51及び55を備える。
In the
再エネ発電部35及び49は、再エネ発電を行う。発電された電力は、契約単位部において消費したり、売電したりする。
The renewable energy
図2は、図1の電力制御システム1の動作の一例を示すフロー図である。図2を参照して、図1の電力制御システム1の動作の一例を説明する。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of the operation of the
予測部15は、複数の時間帯のそれぞれにおいて、地域5における電力供給と電力需要を予測する(ステップST1)。複数の時間帯は、例えば、一日を異なる料金時間帯に分割したり、1時間ごとに分割したり、構成員の行動の単位となる時間帯(睡眠時間、起床から外出まで、帰宅から就寝までなど)に分割したりしたものである。制御部11は、余剰電力があるか否かを判断する(ステップST2)。電力供給が電力需要を超えて余剰電力があるならば、制御部11は、再エネ発電事業部22の再エネ発電部32に対して出力制限をしたり、蓄電部17に対して余剰電力を蓄電させたりするなどを行い、地域5において供給される電力量を抑制し(ステップST3)、ステップST4に進む。余剰電力がないならば、ステップST4に進む。
The
制御部11は、調整量を増加させるために昼間沸き上げを行うか否かを判断する(ステップST4)。昼間沸き上げを行わないならば、予測部15は、一日のお湯の使用量を予測して(ステップST5)、夜間沸き上げにより一日の使用量を用意する(ステップST6)。昼間沸き上げを行うならば、予測部15は午前のお湯の使用量を予測して(ステップST7)制御部11は夜間沸き上げにより午前の使用量を用意する(ステップST8)。続いて、予測部15は午後のお湯の使用量を予測して(ステップST9)制御部11は昼間沸き上げにより午後の使用量を用意する(ステップST10)。
The
図3を参照して、図1の電力制御システム1による同時同量の制御の一例について具体的に説明する。
An example of simultaneous equal amount control by the
図3(a)にあるように、近年、電力供給において、再エネ発電などが占める割合が増加している。再エネ発電は、例えば太陽光発電が昼間に発電量のピークがあって深夜にはほぼ発電されないように、一日の発電量の変動が大きい。さらに、短期的にも、自然環境が変動するために、これに応じて発電量の変動が大きい。 As shown in FIG. 3A, in recent years, the proportion of renewable energy power generation and the like has increased in the power supply. In renewable energy power generation, for example, the daily power generation amount fluctuates greatly so that the solar power generation has a peak power generation amount in the daytime and is hardly generated at midnight. Furthermore, even in the short term, the natural environment fluctuates, and the amount of power generation fluctuates accordingly.
このように、近年の同時同量の制御は、電力需要と再エネ発電などの差分に対して行われている。すなわち、図3(b)及び(c)にあるように、従来と同様に、電力需要の増加及び減少に対応して、それぞれ、調整量を増加及び減少する。さらに、図3(d)及び(e)にあるように、再エネ発電の増加及び減少に対応して、それぞれ、調整量を減少及び増加する。このように、電力会社は、電力需要の変動に加えて再エネ発電の大きな変動をも考慮した高度かつ精緻な調整をすることが必要となっている。電力会社にとって、再エネ発電が増大する時間帯において充分な調整量を確保することが、新たな課題になっている。 As described above, the simultaneous control of the same amount in recent years is performed for the difference between the power demand and the renewable energy power generation. That is, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the adjustment amount is increased and decreased, respectively, in response to the increase and decrease of the electric power demand, as in the conventional case. Further, as shown in FIGS. 3 (d) and 3 (e), the adjustment amount is decreased and increased, respectively, in response to the increase and decrease of renewable energy power generation. In this way, electric power companies are required to make sophisticated and precise adjustments in consideration of large fluctuations in renewable energy power generation in addition to fluctuations in power demand. For electric power companies, securing a sufficient amount of adjustment during the time when renewable energy power generation is increasing has become a new issue.
従来であれば、調整量の確保は、単純に、電力需要の増大に対応するために、調整力として即応性の高い発電設備を新たに用意することで対応することができた。しかしながら、近時は、再エネ発電が高まって、電力需要と再エネ発電による電力供給との差分が小さくなり、電力会社が調整できる余地が小さくなっていることが新たな問題として生じている。このような問題は、特に、再エネ発電が増大する時間帯(図3(d)の時間帯)において調整量が減少しているときに、電力需要が減少するとき(図3(c)が生じたとき)に、調整量がさらに減少するために顕著なものとなる。調整量の確保は、電力需要と再エネ発電による電力供給との差分を十分に確保することが必要になったのである。 In the past, securing the adjustment amount could be dealt with simply by preparing a new power generation facility with high responsiveness as an adjustment force in order to respond to the increase in power demand. However, in recent years, renewable energy power generation has increased, the difference between the power demand and the power supply by renewable energy power generation has become smaller, and the room for adjustment by electric power companies has become smaller, which has become a new problem. Such a problem is especially caused when the power demand decreases when the adjustment amount decreases in the time zone when the renewable energy power generation increases (the time zone in FIG. 3D) (FIG. 3C). When it occurs), it becomes noticeable because the adjustment amount is further reduced. In order to secure the adjustment amount, it was necessary to secure a sufficient difference between the power demand and the power supply by renewable energy power generation.
図3(f)にあるように、現在、余剰電力を蓄電等して、系統に供給しないようにすることなどが行われている(図1の蓄電部17参照)。しかしながら、再エネ発電が急増している現状からは、将来的に蓄電施設を十分に確保し続けることができるかは不明である。
As shown in FIG. 3 (f), at present, surplus power is stored and not supplied to the system (see the
また、図3(g)にあるように、電力会社は、法律的・技術的には、再エネ発電事業者に対して出力を抑制させることはできる。しかしながら、出力抑制は、再エネ発電事業者などにとっては稼ぎ時に収入を抑制されることとなり、心理的には受け入れられないものである。電力会社は、再エネ発電事業者に対する出力抑制をしないように努力をすることが求められている。 Further, as shown in FIG. 3 (g), the electric power company can legally and technically suppress the output of the renewable energy power generation company. However, output curtailment is psychologically unacceptable for renewable energy power generation companies and the like because their income is curtailed at the time of earning. Electric power companies are required to make efforts not to curb the output of renewable energy power generation companies.
本願発明によれば、図3(h)にあるように、電力会社が電力消費を制御できる制御負荷部を備える。これにより、図3(i)にあるように、電力会社が特定の時間帯において電力需要を増加させて、調整量を確保することができるようになる。制御部11は、制御負荷部37及び43において、単に電力需要を増加させるだけでなく、消費者に対して電力を使用したサービスを提供することとなる。そのため、電力会社が提供できるサービスの幅が広がり、例えばサブスクリプション型サービスを提供することなどを行うことができる。
According to the present invention, as shown in FIG. 3 (h), the electric power company includes a control load unit capable of controlling power consumption. As a result, as shown in FIG. 3 (i), the electric power company can increase the electric power demand at a specific time zone and secure the adjustment amount. The
必要であれば、電力会社は、やむを得ず出力制御などを行わざるを得ないであろう。本願発明によれば、電力会社は、自らのリスクにより制御負荷部37及び43を制御して調整量を確保する努力を行っている。出力制御を受ける再エネ発電事業者にとっては、心から納得することは難しい面もあるであろうが、電力会社としては、自らができる範囲での努力をした上で出力制御を依頼することにより、再エネ発電事業者に対する説明責任の一端を果たすことができる。
If necessary, the electric power company will have no choice but to control the output. According to the present invention, the electric power company makes an effort to secure the adjustment amount by controlling the
図4を参照して、図1の電力制御システム1における沸き上げ制御について具体的に説明する。夜間沸き上げの時間帯が本願請求項の「第1時間帯」の一例であり、昼間沸き上げの時間帯が本願請求項の「第2時間帯」の一例であり、一日(夜間沸き上げを開始してから、次に夜間沸き上げを開始するまでの時間)が本願請求項の「基準時間帯」の一例である。
With reference to FIG. 4, the boiling control in the
図4(a)にあるように、従来、深夜電力料金時間帯において、一日に使用するお湯を沸き上げて使用していた。 As shown in FIG. 4A, conventionally, hot water used in a day was boiled and used during the midnight electricity charge time zone.
図4(b)にあるように、制御部11は、従来と同様に夜間沸き上げにより一日に使用するお湯を用意し、それに加えて、調整量を確保するために昼間沸き上げを行うことも考えられる。このような制御であれば、電力会社は、消費者に、確実に一日に使用するお湯を提供でき、消費者は夜間沸き上げと同様のサービスを受けることができる。しかしながら、午後に使用するお湯を二重に用意することとなり、調整量を確保できる余地が小さくなるとともに、昼間に沸きあげられたお湯が無駄になる可能性が高い。電力会社は、このような制御では、夜間の電力を無駄に消費することとなる。
As shown in FIG. 4B, the
図4(c)にあるように、制御部11は、昼間沸き上げを行うならば、夜間沸き上げでは午前に使用するお湯を準備するようにして、調整量を充分に確保できるようにするとともに、昼間沸き上げにより午後に使用するお湯を準備することが望ましい。一般的な家庭では、夕方から夜にかけて、お風呂に入るなどにより、お湯の消費が増加する。図4(a)にあるように夜間沸き上げのみでは、沸き上げてからお湯の消費量が増加する時間帯までの経過時間が大きく、その間に発散する熱エネルギーが増加する可能性が高い。昼間沸き上げにより午後に使用するお湯を確保することにより、無用な熱エネルギーの発散を防止できる。また、沸き上げてから消費するまでの時間が短くなるため、お湯消費の予測精度が向上することが期待される。そのため、トータルの電力使用量は、少なくなることが期待され、最悪でも維持することが期待される。
As shown in FIG. 4C, the
図4(c)のように夜間沸き上げのお湯の量を減らすことは、給湯サービスの質の低下につながるリスクがある。そのため、制御部11の制御は、電力会社にとって極めて重要なものとなる。すなわち、制御負荷部37及び43の制御は、電力会社にとって、単に調整量を確保するという電力供給での利点を得るのみではなく、これによって自らが評価されるというリスクを負うものである。
Reducing the amount of hot water boiled at night as shown in FIG. 4 (c) has a risk of deteriorating the quality of hot water supply services. Therefore, the control of the
なお、制御部11は、制御負荷部37と制御負荷部43に対して、経済的な観点から制御を行ってもよい。例えば、制御負荷部37(本願請求項の「コスト管理負荷部」の一例)は、使用する電力の一部又は全部について、消費者が従量課金により負担するものとする。他方、制御負荷部43(本願請求項の「負荷部」の一例)は、使用する電力について、消費者が、例えば定額負担などにより、従量課金では負担しないとする。この場合、制御負荷部43は、すでに説明したように、電力会社が必要に応じて電力使用をシフトさせるなどの制御を行う。他方、制御負荷部37は、従量課金であるため、電力使用をシフトした場合に、消費者の経済的な負担が減ることも加味して制御を行う。例えば、制御負荷部43の電力使用シフトのみで対応できる場合には、系統に供給される電力の料金を変更しない。他方、制御負荷部43の電力使用シフトのみによる対応が難しいことが予測される場合には、時間帯ごとの電力料金を変更して、例えば深夜時間帯料金よりも昼間時間帯料金を低くして、消費者負荷部47及び53を使用する消費者に、昼間に電力使用をするように促すとともに、制御負荷部37に対して電力使用シフトをすることにより、制御負荷部37を使用する消費者が経済的な利益を得るようにする。このように、制御部11は、従量課金の有無などにより制御負荷部ごとに異なる制御をしてもよい。また、制御部11は、電力料金の変更と連動させて制御負荷部における電力使用を制御してもよい。
The
また、制御部11における調整量の増加は、制御負荷部37及び43が消費する電力の全部でもよく、一部でもよい。例えば、制御負荷部37及び43が消費する電力量について調整量を増加させてもよい。また、例えば、制御負荷部37及び43が消費する電力量の一部について調整量を増加させ、他の一部について再エネ発電事業者に対する出力制御の範囲を少なくするなどを行ってもよい。
Further, the increase in the adjustment amount in the
また、制御部11は、第2時間帯において、制御負荷部37及び43に電力消費をさせることに加えて、再エネ発電部32に対して出力制御を行ってもよい。
Further, the
また、制御部11は、第2時間帯において調整量が調整基準値よりも少ないことが予測されるならば、第2時間帯において制御負荷部37及び43に電力を消費させるようにしてもよい。調整基準値は、再エネ発電などによる電力供給を考慮して決定されるものであってもよい。
Further, if it is predicted that the adjustment amount is smaller than the adjustment reference value in the second time zone, the
さらに、図5を参照して、図1の電力制御システム1による同時同量の制御の他の一例について具体的に説明する。
Further, with reference to FIG. 5, another example of simultaneous equal amount control by the
図5(a)にあるように、電力会社は、一般に、原子力発電所、水力発電所、火力発電所などを利用して電力供給を行う(以下では、「通常電力供給」という。)とともに、調整力として確保した発電所により同時同量の制御を行っている。 As shown in FIG. 5A, an electric power company generally supplies electric power using a nuclear power plant, a hydroelectric power plant, a thermal power plant, or the like (hereinafter, referred to as “normal electric power supply”). The same amount of power is controlled at the same time by the power plant secured as the adjusting power.
ここで、通常電力供給を行う発電所の一部が発電を停止した場合(例えば水力発電所が停止した場合など)、図5(b)にあるように、他の通常電力供給を増加させたり、調整力をさらに利用したりして、同時同量の制御を行うことが考えられる。しかしながら、調整力は発電コストが高く、これを恒常的に行うことは現実的ではない。そのため、図5(c)にあるように、他の電力会社から電力を融通してもらうことなどが行われている。 Here, when a part of the power plant that normally supplies power is stopped (for example, when the hydroelectric power plant is stopped), the other normal power supply is increased as shown in FIG. 5 (b). , It is conceivable to control the same amount at the same time by further utilizing the adjusting power. However, the adjustment power has a high power generation cost, and it is not realistic to do this constantly. Therefore, as shown in FIG. 5C, the electric power is interchanged from other electric power companies.
図5(d)にあるように、本願発明によれば、通常電力供給を行う発電部が供給する電力量が減少した場合に、制御負荷部が消費する電力量を減少させることにより、他の電力会社から融通される電力量を減少させてもよい。ただし、再エネ発電は、発電量の変動が大きく、調整力による調整が望ましい。そのため、本願発明において、再エネ発電と調整力を除いた発電施設から供給される電力供給量が減少した場合に、制御負荷部における電力使用を減少するようにしてもよい。このように、調整力を使用した調整によるコストに着目して、負荷部における電力量の制御を行ってもよい。 As shown in FIG. 5D, according to the present invention, when the amount of power supplied by the power generation unit that normally supplies power is reduced, the amount of power consumed by the control load unit is reduced, thereby causing other power generation units. The amount of power interchanged from the power company may be reduced. However, renewable energy power generation has a large fluctuation in the amount of power generation, and it is desirable to adjust it by adjusting power. Therefore, in the present invention, when the amount of power supplied from the power generation facility excluding the renewable energy power generation and the adjusting power is reduced, the power usage in the control load unit may be reduced. In this way, the amount of electric power in the load unit may be controlled by paying attention to the cost of adjustment using the adjusting force.
1 電力制御システム、3 系統安定事業部、5 地域、11 制御部、13 調整発電部、15 予測部、21 電力供給事業部、22 再エネ発電事業部、23,25,27,29 契約単位部、31 供給発電部、32,35,49 再エネ発電部、33,41,47,53 消費者単位部、37,43 制御負荷部、39,45,51,55 一般負荷部 1 Power control system, 3 System stability division, 5 Regions, 11 Control division, 13 Adjusted power generation division, 15 Prediction division, 21 Power supply division, 22 Renewable energy generation division, 23, 25, 27, 29 Contract unit division , 31 Supply power generation unit, 32,35,49 Renewable energy power generation unit, 33,41,47,53 Consumer unit unit, 37,43 Control load unit, 39,45,51,55 General load unit
Claims (8)
当該電力制御システムは、制御部と、消費者が利用する負荷部を備え、
第1時間帯における再生可能エネルギーを利用した発電量は、第2時間帯における再生可能エネルギーを利用した発電量よりも少なく、
前記制御部が電力使用をシフトしない場合に、前記負荷部は、第1時間帯において第1基準量を使用し、
前記制御部が電力使用をシフトする場合に、前記制御部は、
第1時間帯において、前記負荷部に対して、前記第1基準量を使用することに代えて、前記第1基準量よりも少ない第2基準量を使用させ、
第2時間帯において、前記制御部が、前記負荷部で使用される電力量を、第3基準量から、前記第3基準量よりも多い第4基準量に増加させるとともに、再生可能エネルギーとは異なるエネルギーを利用した発電量を、第1発電量から、前記第1発電量よりも多い第2発電量に増加させる、電力制御システム。 It ’s a power control system,
The power control system includes a control unit and a load unit used by consumers.
The amount of power generated using renewable energy in the first time zone is less than the amount of power generated using renewable energy in the second time zone.
When the control unit does not shift the power usage, the load unit uses the first reference amount in the first time zone.
When the control unit shifts power usage, the control unit may
In the first time zone, instead of using the first reference amount, the load unit is made to use a second reference amount smaller than the first reference amount.
In the second time zone, the control unit increases the amount of power used by the load unit from the third reference amount to the fourth reference amount, which is larger than the third reference amount, and what is renewable energy? A power control system that increases the amount of power generation using different energies from the first power generation amount to the second power generation amount that is larger than the first power generation amount.
前記制御部が電力使用をシフトせず、かつ、再生可能エネルギーとは異なるエネルギーを利用した発電量を増加させる場合に、
第1時間帯において前記負荷部は前記第1基準量を使用して、
第2時間帯において前記制御部は、前記負荷部で使用される電力量を前記第5基準量よりも多い第6基準量に増加させるとともに、再生可能エネルギーとは異なるエネルギーを利用した発電量を、第3発電量から、前記第3発電量よりも多い第4発電量に増加させ、
前記制御部が電力使用をシフトする場合に、前記制御部は、
第1時間帯において、前記負荷部に対して、前記第1基準量を使用することに代えて、前記第1基準量よりも少ない第2基準量を使用させ、
第2時間帯において、前記制御部が、前記負荷部で使用される電力量を、前記第4基準量に増加させるとともに、再生可能エネルギーとは異なるエネルギーを利用した発電量を前記第2発電量に増加させ、
前記第4発電量から前記第3発電量を引いた第1増加発電量は、前記第6基準量から前記第5基準量を引いた第1増加基準量の一部又は全部であり、
前記第2発電量から前記第1発電量を引いた第2増加発電量は、前記第4基準量から前記第2基準量を引いた第2増加基準量の一部又は全部である、請求項1記載の電力制御システム。 When the control unit does not shift the power usage and does not increase the amount of power generation using energy different from the renewable energy, the load unit sets the first reference amount in the first time zone and the second time. Use the 5th reference amount in the obi,
When the control unit does not shift the power usage and increases the amount of power generation using energy different from the renewable energy.
In the first time zone, the load unit uses the first reference amount,
In the second time zone, the control unit increases the amount of power used by the load unit to the sixth reference amount, which is larger than the fifth reference amount, and generates electricity using energy different from the renewable energy. , Increase from the 3rd power generation amount to the 4th power generation amount which is larger than the 3rd power generation amount.
When the control unit shifts power usage, the control unit may
In the first time zone, instead of using the first reference amount, the load unit is made to use a second reference amount smaller than the first reference amount.
In the second time zone, the control unit increases the amount of power used by the load unit to the fourth reference amount, and increases the amount of power generation using energy different from the renewable energy to the second power generation amount. Increased to
The first increased power generation amount obtained by subtracting the third power generation amount from the fourth power generation amount is a part or all of the first increase reference amount obtained by subtracting the fifth reference amount from the sixth reference amount.
The second increased power generation amount obtained by subtracting the first power generation amount from the second power generation amount is a part or all of the second increase reference amount obtained by subtracting the second reference amount from the fourth reference amount. 1. The power control system according to 1 .
前記消費者は、前記負荷部を操作して、前記負荷部において蓄熱及び/又は蓄冷された熱エネルギーを使用することができ、
前記制御部が電力使用をシフトしない場合に、前記負荷部は、第1時間帯において次の第1時間帯までに前記消費者が利用する熱エネルギーを蓄熱及び/又は蓄冷し、
前記制御部が電力使用をシフトする場合に、前記負荷部は、第1時間帯において第2時間帯までに前記消費者が利用する熱エネルギーを蓄熱及び/又は蓄冷し、第2時間帯において次の第1時間帯までに前記消費者が利用する熱エネルギーを蓄熱及び/又は蓄冷する、請求項1から3のいずれかに記載の電力制御システム。 The load unit can store heat and / or cool.
The consumer can operate the load unit to use the heat energy stored and / or cooled in the load unit.
When the control unit does not shift the power usage, the load unit, the thermal energy which the consumer uses the end of the first hour between band next to the heat storage and / or cold storage in the first time period,
When the control unit shifts the power usage, the load unit stores heat energy and / or cools the heat energy used by the consumer by the second time zone in the first time zone, and then in the second time zone, the next The electric power control system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the thermal energy used by the consumer is stored and / or cooled by the first time zone of the above.
前記電力制御システムは、制御部と、消費者が利用する負荷部を備え、
第1時間帯における再生可能エネルギーを利用した発電量は、第2時間帯における再生可能エネルギーを利用した発電量よりも少なく、
前記制御部が電力使用をシフトしない場合に、前記負荷部は、第1時間帯において第1基準量を使用して、第2時間帯において第2基準量を使用し、
前記制御部が電力使用をシフトする場合に、前記制御部は、
第1時間帯において、前記負荷部に対して、前記第1基準量を使用することに代えて、前記第1基準量よりも少ない第3基準量を使用させ、
第2時間帯において、前記制御部が、前記負荷部に対して、前記第2基準量よりも多い第4基準量を使用させるとともに、再生可能エネルギーとは異なるエネルギーを利用した発電量を、第1発電量から、前記第1発電量よりも多い第2発電量に増加させるステップを含む電力制御方法。 It is a power control method in a power control system.
The power control system includes a control unit and a load unit used by consumers.
The amount of power generated using renewable energy in the first time zone is less than the amount of power generated using renewable energy in the second time zone.
When the control unit does not shift the power usage, the load unit uses the first reference amount in the first time zone and the second reference amount in the second time zone.
When the control unit shifts power usage, the control unit may
In the first time zone, instead of using the first reference amount, the load unit is made to use a third reference amount smaller than the first reference amount.
In the second time zone, the control unit causes the load unit to use a fourth reference amount that is larger than the second reference amount, and generates a power generation amount that uses energy different from the renewable energy. A power control method including a step of increasing from one power generation amount to a second power generation amount larger than the first power generation amount.
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