JP6794445B2 - 管理方法、管理装置、分散電源及び管理システム - Google Patents

管理方法、管理装置、分散電源及び管理システム Download PDF

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Description

本発明は、管理方法、管理装置、分散電源及び管理システムに関する技術である。
近年、施設に設けられる分散電源を利用することによって、電力系統の電力需給バランスを調整する技術が注目を集めている。このような分散電源としては、例えば、自然エネルギーを利用する電源(太陽光発電装置、風力発電装置及び水力発電装置)が挙げられる。
また、機器と、機器を管理する管理装置とを有する管理システムが提案されている。管理システムは、管理する対象に応じて、例えば、HEMS(Home Energy Management System)、SEMS(Store Energy Management System)、BEMS(Building Energy Management System)、FEMS(Factory Energy Management System)、CEMS(Cluster/Community Energy Management System)などと称される。
上述した管理システムの普及には、機器と管理装置との間の通信規格を共通化することが効果的であり、このような通信規格の共通化が試みられている。
ところで、施設から電力系統への逆潮流が許可されていない状態で動作する分散電源を一時的に利用したいというニーズが存在するが、このようなニーズを実現するためには、上述した管理システムで用いる通信規格に様々な工夫が必要である。
特開2010−128810号公報
第1の特徴は、管理方法に関する。前記管理方法は、施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源に対して、前記逆潮流が許可された第2状態で動作することを許可する許可メッセージを管理装置から送信するステップAと、前記許可メッセージを受信した後において、前記分散電源が前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替えるステップBと、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記分散電源が前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替えるステップCとを備える。
第2の特徴は、管理装置に関する。前記管理装置は、施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源に対して、前記逆潮流が許可された第2状態で動作することを許可する許可メッセージを送信する送信部を備える。前記分散電源は、前記許可メッセージを受信した後において、前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替えるように構成されている。前記分散電源は、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替えるように構成されている。
第3の特徴は、施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源に関する。前記分散電源は、前記逆潮流が許可された第2状態で動作することを許可する許可メッセージを受信する受信部と、前記許可メッセージを受信した後において、前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替える制御部とを備える。前記制御部は、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替える。
第4の特徴は、分散電源と管理装置とを備える管理システムに関する。前記管理装置は、施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する前記分散電源に対して、前記逆潮流が許可された第2状態で動作することを許可する許可メッセージを送信する。前記分散電源は、前記許可メッセージを受信した後において、前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替える。前記分散電源は、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替える。
図1は、実施形態に係る管理システム1を示す図である。 図2は、実施形態に係る通信装置132を示す図である。 図3は、実施形態に係るEMS160を示す図である。 図4は、実施形態に係るSETコマンドの一例を示す図である。 図5は、実施形態に係るSET応答コマンドの一例を示す図である。 図6は、実施形態に係るGETコマンドの一例を示す図である。 図7は、実施形態に係るGET応答コマンドの一例を示す図である。 図8は、実施形態に係るINFコマンドの一例を示す図である。 図9は、実施形態に係る管理方法を示すシーケンス図である。 図10は、実施形態に係る管理方法を示すシーケンス図である。 図11は、変更例1に係る管理方法を示すシーケンス図である。 図12は、変更例1に係る管理方法を示すシーケンス図である。 図13は、変更例2に係る管理方法を示すシーケンス図である。 図14は、変更例2に係る管理方法を示すシーケンス図である。 図15は、変更例3に係る管理方法を示すシーケンス図である。
以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合がある。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
[実施形態]
(管理システム)
以下において、実施形態に係る管理システムについて説明する。図1に示すように、管理システム1は、施設100と、外部サーバ400と、ユーザ端末500とを有する。施設100は、ルータ200を有する。ルータ200は、ネットワーク300を介して外部サーバ400と接続される。ルータ200は、ローカルエリアネットワークを構成しており、各装置(例えば、PCS130の通信装置132、負荷150、EMS160及び表示装置170など)と接続される。図1において、実線は電力線を示しており、点線は信号線を示している。なお、これに限定されるものではなく、電力線で信号を送信してもよい。
施設100は、太陽電池110と、蓄電池120と、PCS130と、分電盤140と、負荷150と、EMS160と、表示装置170とを有する。
太陽電池110は、受光に応じて発電を行う装置である。太陽電池110は、発電されたDC電力を出力する。太陽電池110の発電量は、太陽電池110に照射される日射量に応じて変化する。実施形態では、太陽電池110は、例えば、PCS130の機能の一部とともに、施設100から電力系統10への第1方向へ電力を流すこと(逆潮流)が許可されている状態で動作する分散電源を構成する。なお、第1方向は、電力系統10から電力を買電する方向である第2方向(潮流)とは異なる方向で定義される。
蓄電池120は、電力を蓄積する装置である。蓄電池120は、蓄積されたDC電力を出力する。実施形態では、蓄電池120は、例えば、PCS130の機能の一部とともに、施設100から電力系統10への逆潮流が許可されていない状態で動作する分散電源を構成する。但し、蓄電池120は、逆潮流が一時的に許可された状態で動作してもよい。
PCS130は、分散電源からの出力電力及び分散電源への入力電力の少なくともいずれかを交流電力又は直流電力に変換する電力変換装置(PCS;Power Conditioning System)の一例である。実施形態では、PCS130は、変換装置131及び通信装置132を有する。実施形態では、PCS130は、変換装置131を含むユニットの一例である。
変換装置131は、太陽電池110からのDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電池120からのDC電力をAC電力に変換する。さらに、変換装置131は、電力系統10からのAC電力をDC電力に変換する。変換装置131は、電力系統10に接続された主幹電力線10L(ここでは、主幹電力線10LA及び主幹電力線10LB)に第1分電盤140Aを介して接続されるとともに、太陽電池110及び蓄電池120の双方に接続される。主幹電力線10LAは、電力系統10と第1分電盤140Aとを接続する電力線であり、主幹電力線10LBは、第1分電盤140Aと第2分電盤140Bとを接続する電力線である。なお、本実施形態では、変換装置131は太陽電池110及び蓄電池120に接続されたハイブリッド型の電力変換装置について説明するが、太陽電池110及び蓄電池120のそれぞれに電力変換装置が接続されるように構成してもよい。太陽電池110及び蓄電池120のそれぞれに電力変換装置が接続される構成である場合、それぞれの電力変換装置は、本実施形態のハイブリッド型の電力変換装置と同様の制御が可能となっている。
通信装置132は、変換装置131と接続されており、変換装置131への各種メッセージを受信するとともに、変換装置131からの各種メッセージを送信する。通信装置132と変換装置131との間の通信では、PCS130に適用されるプロトコル(例えば、独自プロトコル)が用いられる。
実施形態では、通信装置132は、有線又は無線によってルータ200と接続される。通信装置132は、ルータ200を介して外部サーバ400と接続されており、分散電源の出力抑制を指示する出力抑制メッセージを外部サーバ400から受信する。第2に、通信装置132は、ルータ200を介してEMS160と接続されており、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信をEMS160と行う。所定フォーマットは、特に限定されるものではなく、例えば、ECHONET方式、ECHONET Lite方式、SEP2.0方式又はKNX方式等を用いることができる。
所定フォーマットは、例えば、ECHONET Lite方式に準拠するフォーマットについて説明する。このようなケースにおいて、所定コマンドは、例えば、要求コマンド、要求コマンドに対する応答である要求応答コマンド、又は情報通知コマンドに大別することができる。要求コマンドは、例えば、SETコマンド又はGETコマンドなどである。要求応答コマンドは、例えば、SETコマンドに対する応答であるSET応答コマンド、GETコマンドに対する応答であるGET応答コマンドなどである。情報通知コマンドは、例えば、INFコマンドなどである。
SETコマンドは、PCS130に対する設定又は操作を指示するプロパティを含むコマンドである。SET応答コマンドは、SETコマンドを受信した旨を示すコマンドである。GETコマンドは、PCS130の状態を示すプロパティを含み、PCS130の状態を取得するためのコマンドである。GET応答コマンドは、PCS130の状態を示すプロパティを含み、GETコマンドで要求された情報を含むコマンドである。INFコマンドは、PCS130の状態を示すプロパティを含み、PCS130の状態を通知するためのコマンドである。
分電盤140は、主幹電力線10Lに接続される。分電盤140は、第1分電盤140A及び第2分電盤140Bを有する。第1分電盤140Aは、主幹電力線10LAを介して電力系統10に接続されているとともに、変換装置131を介して太陽電池110及び蓄電池120と接続されている。また、第1分電盤140Aは、変換装置131から出力される電力及び電力系統10から供給される電力を制御して主幹電力線10LBに流す。主幹電力線10LBから流れてきた電力は、第2分電盤140Bによって、各機器(ここでは、負荷150及びEMS160)に分配される。
負荷150は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷150は、エアーコンディショナ、照明装置、冷蔵庫、テレビなどの装置を含む。負荷150は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
EMS160は、施設100における電力を示す電力情報を管理する装置(EMS;Energy Management System)である。施設100における電力とは、施設100内を流れる電力、施設100が買電する電力、又は施設100から売電する電力等を指すものである。従って、例えば、EMS160は、少なくともPCS130を管理する。
EMS160は、太陽電池110の発電量、蓄電池120の充電量及び蓄電池120の放電量を制御してもよい。EMS160は、分電盤140と一体として構成されていてもよい。EMS160は、ネットワーク300に接続された装置であり、EMS160が有する機能は、ネットワーク300を介したクラウドサービスによって提供されてもよい。
実施形態では、EMS160は、ルータ200を介して各機器(例えば、PCS130の通信装置132及び負荷150)と接続されており、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信を各機器と行う。
EMS160は、ルータ200を介して表示装置170と接続されており、表示装置170と通信を行う。EMS160は、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信を表示装置170と行ってもよい。上述したように、所定フォーマットは、例えば、ECHONET Lite方式に準拠するフォーマットである。
表示装置170は、PCS130の状態を表示する。表示装置170は、施設100における電力を示す電力情報を表示してもよい。表示装置170は、例えば、スマートフォン、タブレット、テレビ、パーソナルコンピュータ又は専用端末である。表示装置170は、有線又は無線によってEMS160と接続されており、EMS160と通信を行う。表示装置170は、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信をEMS160と行ってもよい。表示装置170は、各種情報の表示に必要なデータをEMS160から受信する。
ネットワーク300は、EMS160及び外部サーバ400を接続する通信網である。ネットワーク300は、インターネットのような公衆通信回線であってもよい。ネットワーク300は、移動体通信網を含んでもよい。また、ネットワーク300は、専用通信回線であってもよいし、一般通信回線であってもよい。例えば、太陽電池110の出力が所定の出力以上である場合には、ネットワーク300として専用通信回線を用いることにより、より確実に出力抑制を実施することができる。
外部サーバ400は、発電事業者、送配電事業者或いは小売事業者などの事業者によって管理されるサーバである。例えば、事業者は、分散電源の出力抑制を指定するものであり、例えば、発電事業者、送配電事業者、小売事業者或いは分散電源の群管理事業者などの事業者である。具体的には、外部サーバ400は、分散電源の出力抑制を指示する出力抑制メッセージを送信する。外部サーバ400は、電力系統10から施設100に対する潮流量の抑制を指示する潮流量抑制メッセージ(DR;Demand Response)を送信してもよい。
出力抑制メッセージは、分散電源(ここでは、太陽電池110)の出力抑制のレベルを示す目標出力抑制レベルを含む。目標出力抑制レベルは、分散電源を制御するPCSの出力能力(例えば、定格出力)として認定を受けた出力(以下、設備認定出力[kW])に応じて定められる。分散電源は、蓄電池120及び燃料電池であってもよい。出力抑制メッセージは、分散電源の出力抑制のスケジュールを示すカレンダー情報を含んでいてもよい。カレンダー情報において、分散電源の出力抑制のスケジュールは30分単位で設定可能である。カレンダー情報は、1日分のスケジュールを含んでもよく、1月分のスケジュールを含んでもよく、1年分のスケジュールを含んでもよい。
実施形態では、外部サーバ400は、EMS160を経由して、変換装置131を制御する電力制御メッセージをPCS130に送信する。電力制御メッセージは、変換装置131を制御するメッセージであればよく、太陽電池110の出力の増減を指示するメッセージであってもよく、蓄電池120の蓄電又は放電を指示するメッセージであってもよい。また、電力制御メッセージは、出力抑制メッセージ及び潮流量抑制メッセージであってもよいが、出力抑制メッセージ又は潮流量抑制メッセージは、EMS160を経由せずに外部サーバ400からPCS130に送信されてもよい。
ユーザ端末500は、EMS160を経由して、変換装置131を制御する電力制御メッセージを送信する。ユーザ端末500は、例えば、スマートフォン、タブレット又は専用端末である。ユーザ端末500は、太陽電池110、蓄電池120又はPCS130を利用するユーザが所持する端末であってもよく、太陽電池110、蓄電池120又はPCS130のメンテナンスを担う業者が所持する端末であってもよい。電力制御メッセージは、変換装置131を制御するメッセージであればよく、太陽電池110の出力の増減を指示するメッセージであってもよく、蓄電池120の蓄電又は放電を指示するメッセージであってもよい。
図1では、ユーザ端末500は、ネットワーク300及びルータ200を介してEMS160と接続されているが、実施形態はこれに限定されるものではない。ユーザ端末500は、施設100内に位置しており、ネットワーク300を経由せずにルータ200を介してEMS160と接続されていてもよい。例えば、ユーザ端末500は、上述した表示装置170であってもよい。なお、ユーザ端末500は、ネットワーク300を経由してルータ200を介してEMS160と接続してもよい。
(適用シーン)
上述したように、施設100に設けられる分散電源は、施設100から電力系統10への逆潮流が許可されている分散電源(例えば、太陽電池110)だけではなく、施設100から電力系統10への逆潮流が許可されていない分散電源(例えば、蓄電池120)を含み得る。このような背景下において、電力系統10の電力需給バランスによっては、施設100から電力系統10への逆潮流が許可されている分散電源だけではなく、施設100から電力系統10への逆潮流が許可されていない分散電源を逆潮流させることが可能な分散電源として利用したいというニーズが存在する。より具体的なニーズとしては、施設100が保有する分散電源を複数の施設100に亘ってまとめて利用する仮想発電所(Virtual Power Plant)として用いることが考えられる。このようなニーズを実現するためには、上述した管理システム1で用いる通信規格に様々な工夫が必要である。
実施形態では、限られた条件のなかで、逆潮流が許可された状態で動作することを許可する許可メッセージを新たに定義する。ECHONET Lite方式では、例えば、上述したSETコマンドの1つを許可メッセージとして用いることができる。
具体的には、EMS160は、逆潮流が許可されていない第1状態で動作する蓄電池120に対して、逆潮流が許可された第2状態で動作することを許可する許可メッセージを送信する。実施形態では、蓄電池120がPCS130によって制御されているため、蓄電池120へのメッセージの送信は、PCS130へのメッセージの送信と同義と考えてもよい。以下においては、蓄電池120へのメッセージは、PCS130に送信されるものとして説明を続ける。
特に限定されるものではないが、例えば、EMS160は、電力系統10において電力需要が電力供給よりも多い場合に、許可メッセージをPCS130に送信してもよい。例えば、EMS160は、外部サーバ400から潮流量抑制メッセージを受信した場合に、許可メッセージをPCS130に送信してもよい。
蓄電池120は、PCS130の制御によって、許可メッセージの受信後において、第1状態の動作を第2状態の動作に切り替える。許可メッセージに第2状態の動作へ切り換え可能な時間、開始時刻又は終了時刻を含んでいてもよく、許可メッセージにそのような時間又は時刻を含んでいる場合には切り換え可能な時間内又は時刻に第1状態の動作を第2状態の動作へ切り替える。
蓄電池120は、許可メッセージの受信に応じて、第1状態の動作を第2状態の動作に切り替えてもよい。蓄電池120は、許可メッセージの受信後において、蓄電池120の放電を指示するメッセージの受信に応じて、第1状態の動作を第2状態の動作に切り替えてもよい。
蓄電池120は、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、PCS130の制御によって第2状態の動作を第1状態の動作に切り替える(すなわち、第2状態の動作を停止する)。すなわち、蓄電池120は、EMS160から特別な指示を受けなくても、第2状態の動作を自律的に停止する。
このような前提下において、EMS160は、所定条件を指定するメッセージ(以下、条件指定メッセージ)をPCS130に送信してもよい。所定条件は、蓄電池120が第2状態の動作を継続する時間が所定時間に達することであってもよく、条件指定メッセージは、所定時間を示す情報を含む。所定条件は、蓄電池120の累積出力が所定出力に達することであってもよく、条件指定メッセージは、所定出力を示す情報を含む。「出力」とは、例えば、Wh又はkWhによって表される。
特に限定されるものではないが、EMS160から条件指定メッセージを送信するタイミングは、許可メッセージと同じタイミング又は許可メッセージよりも前であってもよい。条件指定メッセージが許可メッセージと同じタイミングで送信される場合には、条件指定メッセージ及び許可メッセージは1つのメッセージであってもよい。例えば、許可メッセージが所定条件を指定する情報を含んでもよい。
(通信装置)
以下において、実施形態に係る通信装置について説明する。図2に示すように、通信装置132は、第1通信部132Aと、第2通信部132Bと、インタフェース132Cと、制御部132Dとを有する。通信装置132(すなわち、PCS130)は機器の一例である。
第1通信部132Aは、出力抑制メッセージ又は潮流量抑制メッセージを外部サーバ400から受信する。実施形態では、第1通信部132Aは、EMS160を経由せずに、出力抑制メッセージ又は潮流量抑制メッセージを受信してもよく、EMS160を経由して、出力抑制メッセージ又は潮流量抑制メッセージを受信してもよい。
第2通信部132Bは、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信をEMS160と行う。上述したように、所定フォーマットは、例えば、ECHONET Lite方式に準拠するフォーマットである。ここで、通信装置132(第2通信部132B)とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットは、通信装置132(第1通信部132A)と外部サーバ400との通信で用いられるフォーマットと異なってもよい。また、第2通信部132B(第2通信部132B)とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットは、通信装置132(インタフェース132C)と変換装置131との通信で用いられるフォーマットと異なってもよい。
インタフェース132Cは、変換装置131とのインタフェースである。インタフェース132Cは、有線のインタフェースであってもよく、無線のインタフェースであってもよい。通信装置132と変換装置131との間の通信では、PCS130に適用されるプロトコル(例えば、独自プロトコル)が用いられる。
制御部132Dは、メモリ及びCPUによって構成されており、通信装置132を制御する。例えば、制御部132Dは、インタフェース132Cを用いて変換装置131を制御することによって、出力抑制メッセージに従って分散電源の出力を制御する。制御部132Dは、インタフェース132Cを用いて、変換装置131の状態(例えば、太陽電池110の発電量、蓄電池120の蓄電量、蓄電池120の放電量)を変換装置131から取得する。制御部132Dは、EMS160から受信するコマンドに基づいて変換装置131を制御するためのコマンドを生成し、インタフェース132Cを用いてコマンドを変換装置131に出力する。
(管理装置)
以下において、実施形態に係る管理装置について説明する。図3に示すように、EMS160は、通信部161と、制御部162とを有する。
通信部161は、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信を通信装置132及び表示装置170と行う。上述したように、所定フォーマットは、例えば、ECHONET Lite方式に準拠するフォーマットである。
制御部162は、メモリ及びCPUによって構成されており、EMS160を制御する。制御部162は、太陽電池110の発電量、蓄電池120の充電量及び蓄電池120の放電量を制御してもよい。
(メッセージフォーマット)
以下において、実施形態に係るメッセージフォーマットについて説明する。ここでは、所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースを例示する。
図4に示すように、SETコマンドM510は、ヘッダM511と、コードM512と、対象プロパティM513とを含む。実施形態では、SETコマンドM510は、電力制御メッセージに応じてPCS130の動作を指示するコマンドの一例であり、EMS160からPCS130に送信されるコマンドである。すなわち、SETコマンドM510は、電力制御メッセージの一例であると考えてもよい。
ヘッダM511は、SETコマンドM510の宛先等を示す情報である。コードM512は、コードM512を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM512は、コードM512を含むメッセージがSETコマンドであることを示す情報である。対象プロパティM513は、EMS160がPCS130に指示する動作を示すプロパティを含む。
図5に示すように、SET応答コマンドM520は、ヘッダM521と、コードM522と、応答内容M523とを含む。実施形態では、SET応答コマンドM520は、EMS160から受信されるコマンドに応じて、PCS130からEMS160に送信されるコマンドの一例である。
ヘッダM521は、SET応答コマンドM520の宛先等を示す情報である。コードM522は、コードM522を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM522は、コードM522を含むメッセージがSET応答コマンドであることを示す情報である。応答内容M523は、SETコマンドを受信したことを示す情報を含む。このような情報は、SETコマンドに含まれるプロパティのコピーであってもよいし、肯定応答(Acknowledgement;ACK)であってもよい。またこのような情報は、これに限定されず、一部のデータだけを正しく受け取った旨を意図する応答(Selective ACK)であってもよい。
図6に示すように、GETコマンドM610は、ヘッダM611と、コードM612と、対象プロパティM613とを含む。実施形態では、GETコマンドM610は、PCS130の状態を要求するコマンドの一例であり、EMS160からPCS130に送信されるコマンドの一例である。
ヘッダM611は、GETコマンドM610の宛先等を示す情報である。コードM612は、コードM612を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM612は、コードM612を含むメッセージがGETコマンドであることを示す情報である。対象プロパティM613は、EMS160が知りたいプロパティを含む。
図7に示すように、GET応答コマンドM620は、ヘッダM621と、コードM622と、応答内容M623とを含む。実施形態では、GET応答コマンドM620は、EMS160から受信されるコマンドに応じて、PCS130からEMS160に送信されるコマンドの一例である。
ヘッダM621は、GET応答コマンドM620の宛先等を示す情報である。コードM622は、コードM622を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM622は、コードM622を含むメッセージがGET応答コマンドであることを示す情報である。応答内容M623は、GETコマンドによって要求されたプロパティを含む。
図8に示すように、INFコマンドM710は、ヘッダM711と、コードM712と、対象プロパティM713とを含む。実施形態では、INFコマンドM710は、送信元を表示装置170に通知するコマンドの一例であり、EMS160から表示装置170に送信される送信元メッセージの一例である。
ヘッダM711は、INFコマンドM710の宛先等を示す情報である。コードM712は、コードM712を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM712は、コードM712を含むメッセージがINFコマンドであることを示す情報である。対象プロパティM713は、EMS160が通知するプロパティを含む。
(管理方法)
以下において、実施形態に係る管理方法について説明する。ここでは、PCS130(通信装置132)とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースを例示する。
図9に示すように、ステップS10において、EMS160は、外部サーバ400から電力制御メッセージ(ここでは、潮流量抑制メッセージ)を受信する。但し、ステップS10は必須ではなく、このステップが無くてもよい。ステップS10は、蓄電池120から電力系統10への逆潮流を一時的に許可するとEMS160が判断するステップであってもよい。
ステップS11において、EMS160は、SETコマンドをPCS130に送信する。SETコマンドは、上述した許可メッセージである。SETコマンドは、上述した条件指定メッセージを含んでもよい。EMS160は、上述したように、許可メッセージ及び条件指定メッセージを別々なSETコマンドで送信してもよい。
ステップS12において、PCS130は、SETコマンドに対するSET応答コマンドをEMS160に送信する。
ステップS13において、PCS130は、蓄電池120の動作を第1状態の動作から第2状態の動作に切り替える。
ステップS14において、PCS130は、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えが指示されているか否かによらずに、所定条件が満たされたことを検出する。所定条件は、上述したように、蓄電池120が第2状態の動作を継続する時間が所定時間に達することであってもよく、蓄電池120の累積出力が所定出力に達することであってもよい。
ステップS15において、PCS130は、蓄電池120の動作を第2状態の動作から第1状態の動作に切り替える。
ステップS16Aにおいて、EMS160は、GETコマンドをPCS130に送信する。GETコマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。例えば、動作状態は、蓄電池120が第1状態で動作しているか第2状態で動作しているかであってもよい。動作状態は、急速充電、充電、放電、待機、テストなど充放電の基準が異なる状態であってもよい。
ステップS17Aにおいて、PCS130は、GETコマンドに対するGET応答コマンドをEMS160に送信する。GET応答コマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。これによって、EMS160は、蓄電池120が第1状態で動作しているか否かの判断材料を得ることができる。
図9に示す例では、EMS160は、GETコマンドの送信及びGET応答コマンドの受信によって、蓄電池120が第1状態で動作しているか否かの判断材料を得る。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、図10に示すように、ステップS16Bにおいて、PCS130は、蓄電池120の動作を第2状態の動作から第1状態の動作に切り替えた場合に、INFコマンドをEMS160に送信してもよい。INFコマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。図10において、ステップS10〜ステップS15までの処理は図9と同様である。
図9及び図10では、PCS130は、許可メッセージの受信に応じて、蓄電池120の動作を第1状態の動作から第2状態の動作に切り替える。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。PCS130は、許可メッセージの受信後において、蓄電池120の放電を指示するメッセージの受信に応じて、蓄電池120の動作を第1状態の動作から第2状態の動作に切り替えてもよい。
(作用及び効果)
実施形態では、EMS160は、許可メッセージをPCS130に送信する。このような構成によれば、蓄電池120から電力系統10への逆潮流を一時的に許可することができる。
実施形態では、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、PCS130の制御によって蓄電池120が第2状態の動作を停止する。このような構成によれば、本来であれば逆潮流が許可されていない蓄電池120を利用するにあたって、逆潮流が許可された第2状態が不適切に継続する事態を低減することができる。例えば、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えが何らかの理由で行われなかった場合であっても、第2状態の動作を適切に停止することができる。
[変更例1]
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する差異について主として説明する。
実施形態では、蓄電池120は、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、PCS130の制御によって第2状態の動作を停止する。これに対して、変更例1では、蓄電池120は、所定条件が満たされていなくても、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えが指示された場合に、PCS130の制御によって第2状態の動作を停止する。
(管理方法)
以下において、変更例1に係る管理方法について説明する。ここでは、PCS130(通信装置132)とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースを例示する。
図11に示すように、ステップS20において、EMS160は、外部サーバ400から電力制御メッセージ(ここでは、潮流量抑制メッセージ)を受信する。但し、ステップS20はオプションであり、ステップS20は、蓄電池120から電力系統10への逆潮流を一時的に許可するとEMS160が判断するステップであってもよい。
ステップS21において、EMS160は、SETコマンドをPCS130に送信する。SETコマンドは、上述した許可メッセージである。SETコマンドは、上述した条件指定メッセージを含んでもよい。EMS160は、上述したように、許可メッセージ及び条件指定メッセージを別々なSETコマンドで送信してもよい。
ステップS22において、PCS130は、SETコマンドに対するSET応答コマンドをEMS160に送信する。
ステップS23において、PCS130は、蓄電池120の動作を第1状態の動作から第2状態の動作に切り替える。
ステップS24において、EMS160は、SETコマンドをPCS130に送信する。SETコマンドは、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えを指示するメッセージである。
ステップS25において、PCS130は、SETコマンドに対するSET応答コマンドをEMS160に送信する。
ステップS26において、PCS130は、所定条件が満たされていなくても、蓄電池120の動作を第2状態の動作から第1状態の動作に切り替える。
ステップS27Aにおいて、EMS160は、GETコマンドをPCS130に送信する。GETコマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。例えば、動作状態は、蓄電池120が第1状態で動作しているか第2状態で動作しているかであってもよい。動作状態は、急速充電、充電、放電、待機、テストなど充放電の基準が異なる状態であってもよい。
ステップS28Aにおいて、PCS130は、GETコマンドに対するGET応答コマンドをEMS160に送信する。GET応答コマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。これによって、EMS160は、蓄電池120が第1状態で動作しているか否かの判断材料を得ることができる。
図11に示す例では、EMS160は、GETコマンドの送信及びGET応答コマンドの受信によって、蓄電池120が第1状態で動作しているか否かの判断材料を得る。しかしながら、変更例1はこれに限定されるものではない。
例えば、図12に示すように、ステップS27Bにおいて、PCS130は、蓄電池120の動作を第2状態の動作から第1状態の動作に切り替えた場合に、INFコマンドをEMS160に送信してもよい。INFコマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。図12において、ステップS20〜ステップS26までの処理は図11と同様である。
変更例1では、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えの指示は、EMS160からPCS130に送信されるメッセージによって行われる。しかしながら、変更例1はこれに限定されるものではない。第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えの指示は、ユーザ操作によって行われてもよい。また、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えの指示は、分散電源が自身から電力を出力しないような運転モードへの変更の指示でもよく、待機するような運転モードへの変更の指示であってもよい。例えば、蓄電池120は、蓄電池120への充電、待機などの運転モードの変更指示を、第2状態の動作から第1状態の動作への切り替えの指示と解釈してもよい。
[変更例2]
以下において、実施形態の変更例2について説明する。以下においては、実施形態に対する差異について主として説明する。
実施形態では、第2状態の動作を停止する所定条件を指定する条件指定メッセージがEMS160からPCS130に送信される。これに対して、変更例2では、許可メッセージは、蓄電池120が第2状態の動作を継続する時間と対応付けられる。EMS160は、許可メッセージと対応付けられた時間に応じて、許可メッセージの送信を繰り返す。従って、条件指定メッセージの送信が不要である。
(管理方法)
以下において、変更例2に係る管理方法について説明する。ここでは、PCS130(通信装置132)とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースを例示する。
図13に示すように、ステップS30において、EMS160は、外部サーバ400から電力制御メッセージ(ここでは、潮流量抑制メッセージ)を受信する。但し、ステップS30はオプションであり、ステップS30は、蓄電池120から電力系統10への逆潮流を一時的に許可するとEMS160が判断するステップであってもよい。
ステップS31において、EMS160は、SETコマンドをPCS130に送信する。SETコマンドは、上述した許可メッセージである。
ステップS32において、PCS130は、SETコマンドに対するSET応答コマンドをEMS160に送信する。
ステップS33において、PCS130は、蓄電池120の動作を第1状態の動作から第2状態の動作に切り替える。
ステップS34において、EMS160は、許可メッセージと対応付けられた時間が満了する前において、SETコマンドをPCS130に送信する。SETコマンドは、上述した許可メッセージである。
ステップS35において、PCS130は、SETコマンドに対するSET応答コマンドをEMS160に送信する。
すなわち、EMS160は、第2状態の動作を継続したい場合には、許可メッセージと対応付けられた時間が満了する前において、許可メッセージ(SETコマンド)の送信を繰り返す。一方で、第2状態の動作を停止したい場合には、許可メッセージ(SETコマンド)の送信を停止する。
ステップS36において、PCS130は、許可メッセージと対応付けられた時間の満了に応じて、蓄電池120の動作を第2状態の動作から第1状態の動作に切り替える。
ステップS37Aにおいて、EMS160は、GETコマンドをPCS130に送信する。GETコマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。例えば、動作状態は、蓄電池120が第1状態で動作しているか第2状態で動作しているかであってもよい。動作状態は、急速充電、充電、放電、待機、テストなど充放電の基準が異なる状態であってもよい。
ステップS38Aにおいて、PCS130は、GETコマンドに対するGET応答コマンドをEMS160に送信する。GET応答コマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。これによって、EMS160は、蓄電池120が第1状態で動作しているか否かの判断材料を得ることができる。
図13に示す例では、EMS160は、GETコマンドの送信及びGET応答コマンドの受信によって、蓄電池120が第1状態で動作しているか否かの判断材料を得る。しかしながら、変更例2はこれに限定されるものではない。
例えば、図14に示すように、ステップS37Bにおいて、PCS130は、蓄電池120の動作を第2状態の動作から第1状態の動作に切り替えた場合に、INFコマンドをEMS160に送信してもよい。INFコマンドは、蓄電池120の動作状態をプロパティとして含む。図14において、ステップS30〜ステップS36までの処理は図13と同様である。
変更例2において、PCS130及びEMS160は、許可メッセージと対応付けられた時間をカウントするタイマを有する。例えば、PCS130は、SETコマンド(許可メッセージ)の受信に応じてタイマを起動し、EMS160は、SETコマンド(許可メッセージ)の送信に応じてタイマを起動する。但し、変更例2はこれに限定されるものではない。PCS130は、第2状態の動作への切り替えに応じてタイマを起動してもよい。EMS160は、SET応答コマンドの受信に応じてタイマを起動してもよい。
上述したように、変更例2において、所定条件は、n番目の許可メッセージと対応付けられた時間が満了するまでにn+1番目の許可メッセージを受信しないことであると考えてもよい。
[変更例3]
以下において、実施形態の変更例3について説明する。以下においては、実施形態に対する差異について主として説明する。
変更例3では、EMS160からPCS130への許可メッセージの送信に先立って、PCS130からEMS160に対して、第1状態と第2状態との切り替えが許容されるか否かを示すメッセージ(以下、切替能力メッセージ)を送信する。ECHONET Lite方式では、例えば、切替能力メッセージとしてインスタンスリストを用いることができる。第1状態と第2状態との切り替えが許容されるか否かは、蓄電池120の能力及び蓄電池120の契約のいずれか1つによって定められる。
蓄電池120の能力は、逆潮流が許可されるために必要な電圧上昇抑制機能(AVR;Automatic Voltage Regulator)を有するか否かを示す情報である。EMS160は、AVR機能を有する蓄電池120を対象として許可メッセージを送信する。一方で、EMS160は、AVR機能を有しておらず、逆電力防止機能(RPR;Reverse Power Relay)のみを有する蓄電池120を対象として許可メッセージを送信しない。
蓄電池120の契約は、発電事業者、送配電事業者或いは小売事業者などの事業者と蓄電池120のユーザとの間の契約である。EMS160は、逆潮流の一時的な許可を許容する契約を有する蓄電池120を対象として許可メッセージを送信する。EMS160は、逆潮流の一時的な許可を許容する契約を有していない蓄電池120を対象として許可メッセージを送信しない。
(管理方法)
以下において、変更例3に係る管理方法について説明する。ここでは、PCS130(通信装置132)とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースを例示する。
図15に示すように、ステップS40において、EMS160は、インスタンスリストをPCS130から受信する。インスタンスリストは、上述した切替能力メッセージを含む。特に限定されるものではないが、PCS130がインスタンスリストを送信するタイミングは、PCS130がEMS160と接続されたタイミングであってもよく、PCS130の電源が投入されたタイミングであってもよく、蓄電池120の電源が投入されたタイミングであってもよい。
図15では、SETコマンド(許可メッセージ)の送信以降の処理として図9に示す処理を例示しているが、SETコマンド(許可メッセージ)の送信以降の処理は、図10〜図14に示す処理であってもよい。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
実施形態では、通信装置132とEMS160との通信で用いられる所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースについて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。所定フォーマットは、施設100で用いるフォーマットとして規格化されたフォーマットであればよい。
実施形態では、太陽電池110及び蓄電池120の出力を制御するPCS130(マルチPCS)を例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。PCS130は、太陽電池110を制御するPCSであってもよく、蓄電池120の出力を制御するPCSであってもよい。
実施形態では、表示装置170は、例えば、スマートフォン、タブレット、テレビ又は専用端末である。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。表示装置170は、変換装置131を操作するリモートコントローラであってもよい。リモートコントローラは、PCS130の一部であると考えてもよい。
実施形態では、第1通信部132A及び第2通信部132Bが別の構成である場合について説明したが、第1通信部132A及び第2通信部132Bが一体の構成であってもよい。すなわち、第1通信部132Aが第2通信部132Bの役割を兼ねてもよい。
実施形態では、施設100から電力系統10への逆潮流が許可されていない状態で動作する分散電源として蓄電池120を例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。逆潮流が許可されていない状態で動作する分散電源は、太陽電池110及び燃料電池などのように、蓄電池120以外の分散電源であってもよい。
太陽電池110、燃料電池又は蓄電池120などの分散電源が発電した電力を逆潮流していたときに、逆潮流量を抑制する指令を受けて逆潮流量を低減している場合に、上述した実施形態、変更例1、変更例2及び変更例3のいずれかを適用してもよい。具体的には、出力抑制メッセージを実行することにより逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源に対して、一時的に逆潮流を許可する第2状態で動作させてもよい。
分散電源が太陽電池110である場合には、逆潮流が許可されていない第1状態として出力抑制状態を想定することができ、電力系統10の状況に応じて出力抑制状態を緩和して逆潮流を許可する第2状態へ一部の施設100を変更させることなどが想定される。この場合、施設100の出力抑制状態は維持しつつ、例外的に逆潮流を可能とさせるように第2状態を設定することが可能である。第1状態から第2状態への変更は、上述の通り、許可メッセージ又は条件設定メッセージ等を用いることができる。
また、太陽電池110が出力抑制状態である場合に、原則として逆潮流が許可されていない第1状態の蓄電池120を第2状態へ切り替えてもよい。
実施形態では、EMS160からPCS130に対して、各種メッセージが送信される。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。EMS160から蓄電池120に対して、各種メッセージが直接的に送信されてもよい。
実施形態では特に触れていないが、第2状態は、逆潮流が許可された状態に過ぎないため、第2状態において逆潮流が必ず行われるとは限らない。例えば、蓄電池120の蓄電残量が閾値よりも少ない場合には、第2状態であっても蓄電池120の放電が行われなくてもよい。
なお、日本国特許出願第2016−127625号(2016年6月28日出願)の全内容が参照により本願明細書に組み込まれている。

Claims (12)

  1. 施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源が、前記逆潮流が許可された第2状態と前記第1状態とを切り替える能力を前記分散電源が有するか否かを示す切替能力メッセージを管理装置に送信するステップと、
    前記分散電源が前記能力を有する場合において、前記第2状態で前記分散電源が動作することを許可する許可メッセージを前記管理装置から前記分散電源が受信するステップと、
    前記許可メッセージを受信した後において、前記分散電源が前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替えるステップと、
    前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記分散電源が前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替えるステップと、を備える、管理方法。
  2. 前記管理装置から前記分散電源に対して、前記所定条件を指定するメッセージを送信するステップを備える、請求項1に記載の管理方法。
  3. 前記所定条件は、前記分散電源が前記第2状態の動作を継続する時間が所定時間に達することである、請求項1又は請求項2に記載の管理方法。
  4. 前記所定条件は、前記分散電源の累積出力が所定出力に達することである、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の管理方法。
  5. 前記許可メッセージは、前記分散電源が前記第2状態の動作を継続する時間と対応付けられており、
    前記許可メッセージと対応付けられた時間に応じて、前記管理装置が、前記分散電源への前記許可メッセージの送信を繰り返すステップを含む、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の管理方法。
  6. 前記切り替えるステップは、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示された場合に、前記所定条件が満たされていなくても、前記分散電源が前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替えるステップを含む、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の管理方法。
  7. 前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えの指示は、前記管理装置から前記分散電源に送信されるメッセージ又はユーザ操作によって行われる、請求項6に記載の管理方法。
  8. 前記分散電源は、蓄電池装置であり、
    前記切り替えるステップは、前記蓄電池装置が前記許可メッセージを受信した後において、前記蓄電池装置の放電を指示するメッセージを前記蓄電池装置が受信したことに応じて、前記蓄電池装置が前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替えるステップを含む、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の管理方法。
  9. 前記分散電源は、蓄電池装置であり、
    前記分散電源が前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替えた場合であっても、前記蓄電池装置の蓄電残量が閾値よりも少ない場合には、前記第2状態であっても前記蓄電池装置の放電を行わないよう制御するステップを有する、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の管理方法。
  10. 施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源から、前記逆潮流が許可された第2状態と前記第1状態とを切り替える能力を前記分散電源が有するか否かを示す切替能力メッセージを受信する受信部と、
    前記分散電源が前記能力を有する場合において、前記第2状態で動作することを許可する許可メッセージを送信する送信部と、を備え、
    前記分散電源は、前記許可メッセージを受信した後において、前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替えるように構成されており、
    前記分散電源は、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替えるように構成されている、管理装置。
  11. 施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源であって、
    前記分散電源が、前記逆潮流が許可された第2状態と前記第1状態とを切り替える能力を前記分散電源が有するか否かを示す切替能力メッセージを管理装置に送信する送信部と、
    前記分散電源が前記能力を有する場合において、前記第2状態で動作することを許可する許可メッセージを前記管理装置から受信する受信部と、
    前記許可メッセージを受信した後において、前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替える制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替える、分散電源。
  12. 施設から電力系統への逆潮流が許可されていない第1状態で動作する分散電源と、管理装置とを備える管理システムであって、
    前記分散電源は、前記逆潮流が許可された第2状態と前記第1状態とを切り替える能力を前記分散電源が有するか否かを示す切替能力メッセージを前記管理装置に送信し、
    前記管理装置は、前記分散電源が前記能力を有する場合において、前記第2状態で動作することを許可する許可メッセージを前記分散電源に送信し、
    前記分散電源は、前記許可メッセージを受信した後において、前記第1状態の動作を前記第2状態の動作に切り替え、
    前記分散電源は、前記第2状態の動作から前記第1状態の動作への切り替えが指示されなくても、所定条件が満たされた場合に、前記第2状態の動作を前記第1状態の動作に切り替える、管理システム。
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