JP6810656B2 - 電力リソースマネジメントシステム - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電池及び外部から供給される電力を消費する負荷装置を備える複数の設備に係る制御を行う電力リソースマネジメントシステムに関する。
社会の中における電力消費量の増大及び再生可能エネルギーの増加により、安定した電力供給のための需給調整が重要になってきている。その一つの対策としてデマンドレスポンス(DR)があげられる。デマンドレスポンスは、電力供給者がアグリゲータを介し、需要家に対し電力の消費削減、又は逆に電力消費量の一時増加を依頼し、その応答に応じてインセンティブを払う仕組みである。
特許文献1には、デマンドレスポンスの応答に係る技術が示されている。特許文献1では、蓄電池によって動作する装置に対して、外部から消費電力削減の要請があった場合、蓄電池残量情報を基に削減可能かを演算して、要請に応じるとされている。この技術により、効率的なデマンドレスポンスが実現できるとされている。
特開2016−149833号公報
DR要求は、その時々で要請される削減電力及び削減要求時間が異なる。蓄電池から負荷装置に電力を供給することで、DR要求に対応できるかもしれないが、要求以上の電力量の削減を行うことで本来緊急時のバックアップ用として設備に設置されている蓄電池の電力を余分に使用してしまう可能性がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、DR要求に対応すると共にバックアップ用の蓄電池を適切に温存することができる電力リソースマネジメントシステムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る電力リソースマネジメントシステムは、蓄電池、並びに当該蓄電池及び外部から供給される電力を消費する負荷装置を備える複数の設備に対する、外部電力消費の削減の要求に係る制御を行う電力リソースマネジメントシステムであって、要求に係る削減情報を取得する削減情報取得部と、設備それぞれについて、負荷装置の消費電力を示す消費電力情報、及び当該負荷装置に対する蓄電池の電力供給能力を示す蓄電池情報を取得する設備情報取得部と、設備の複数の組み合わせについて、設備情報取得部によって取得された蓄電池情報、及び設備情報取得部によって取得された消費電力情報に基づいて、削減可能な外部電力消費の総和を示す値を算出して、算出した値及び削減情報取得部によって取得された削減情報に基づいて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせを決定する決定部と、決定部による決定に応じた制御を行う制御部と、を備える。
本発明に係る電力リソースマネジメントシステムでは、設備の複数の組み合わせについて、削減可能な外部電力消費の総和を示す値が算出されて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせが決定される。従って、蓄電池を適切に温存できる設備の組み合わせで、外部からの電力供給を中止することができる。即ち、本発明に係る電力リソースマネジメントシステムによれば、DR要求に対応すると共にバックアップ用の蓄電池を適切に温存することができる。
本発明によれば、蓄電池を適切に温存できる設備の組み合わせで、外部からの電力供給を中止することができる。即ち、本発明によれば、DR要求に対応すると共にバックアップ用の蓄電池を適切に温存することができる。
本発明の実施形態に係る電力リソースマネジメントシステムの構成を示す図である。 基地局の構成を示す図である。 バックアップ時間の算出についての概念図である。 基地局の組み合わせについての消費電力パターンを示す図である。 太陽光発電装置による発電が行われる場合の概念図である。 本発明の実施形態に係る電力リソースマネジメントシステムにおいて実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電力リソースマネジメントシステムのハードウェア構成を示す図である。
以下、図面と共に本発明に係る電力リソースマネジメントシステムの実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1に本実施形態に係る電力リソースマネジメントシステム10を示す。電力リソースマネジメントシステム10は、複数の基地局20に係る制御を行うシステムである。電力リソースマネジメントシステム10は、例えば、1つ以上のサーバ装置を含むコンピュータシステムである。基地局20は、移動体通信網の構成要素である設備である。基地局20は、移動通信端末との間で無線信号の送受信を行う。
図2に基地局20の構成を示す。図2に示すように基地局20は、無線負荷21と、太陽光発電設備22と、整流器23と、蓄電池(設備)24と、通信制御部25とを備えて構成されている。無線負荷21は、移動通信端末との間で無線信号の送受信を行う装置である。無線負荷21は、太陽光発電設備22、整流器23及び蓄電池24から電力を入力して、入力した電力を消費して動作する負荷装置である。
無線負荷21への電力の入力には、設備22〜24毎に優先度が設けられていてもよい。基本的には、無線負荷21への電圧(電力)の入力は、図2に示す、太陽光発電設備22からの電圧(1)、整流器23からの電圧(2)、蓄電池24からの電圧(3)の順の優先度で行われる。あるいは、出力電圧値をそれぞれ個別に設定することで出力の優先度を設定することもできる。
太陽光発電設備22は、太陽光によって発電する発電装置である。例えば、太陽光発電設備22は、PV(photovoltaic)パネルである。太陽光発電設備22は、太陽光があたる位置に設けられる。太陽光発電設備22は、発電した電力を無線負荷21に供給する。また、太陽光発電設備22は、発電した電力を蓄電池24に供給することとしてもよい。太陽光発電設備22によって発電される電力の大きさは、設備容量と気象条件とによって決まる。なお、太陽光発電設備22は、必ずしも基地局20に備えられている必要はない。また、一部の基地局20のみが、太陽光発電設備22を備えていてもよい。
整流器23は、外部から商用電力である交流電力を入力し、交流電力を直流電力に変換する回路である。整流器23は、変換した直流電力を無線負荷21に及び蓄電池24に供給する。基地局20への商用電力の入力は、後述するように電力リソースマネジメントシステム10によって制御される。
蓄電池24は、充電可能な電池である。蓄電池24は、商用電力が基地局20に入力されない場合であっても、無線負荷21を動作させるために無線負荷21に電力を供給(放電)するためのものである。即ち、蓄電池24は、バックアップ用に基地局20に設けられたものである。蓄電池24は、整流器23から電力を入力して充電する。また、蓄電池24は、太陽光発電設備22から電力を入力して充電してもよい。蓄電池24の放電可能電力量は、現在の蓄電池24の蓄電容量によって決まる。
上記の通り、基地局20には、太陽光発電設備22と蓄電池24とが設けられているため、商用電力が基地局20に入力されない場合であっても、太陽光発電設備22及び蓄電池24との電力によって無線負荷21を停止することなく稼働させることができる。
通信制御部25は、電力リソースマネジメントシステム10との間で情報を送受信すると共に、基地局20の各設備21〜24の監視及び制御を行う機能部である。通信制御部25がどのような機能を有するのかについては、電力リソースマネジメントシステム10の機能とあわせて後述する。通信制御部25は、例えば、通信モジュール等によって実現される。また、基地局20において、演算及び判断が必要な制御を行う場合等には、通信制御部25は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ等を備えるコンピュータを備えていてもよい。
複数の基地局20、即ち、需要家である移動体通信網の通信事業者に対して、DR要求が行われる。DR要求は、例えば、商用電力を提供する電力会社又はアグリゲータである要求者30(の端末)から行われる。DR要求には、商用電力の消費削減(消費抑制)を要求する消費電力削減要求、即ち、外部電力消費の削減の要求が含まれる。電力リソースマネジメントシステム10は、当該DR要求に係る判断及び制御を行う。具体的には、電力リソースマネジメントシステム10は、当該DR要求に対して対応するか否か(当該DR要求を受け入れるか否か)を判断する。また、電力リソースマネジメントシステム10は、DR要求を受け入れた場合、複数の基地局20のうち、どの基地局20に対して商用電力の入力を中止するかを判断し、当該判断に応じた制御を行う。即ち、電力リソースマネジメントシステム10は、DR要求があった場合に、各基地局20においてどの電力リソースで無線負荷21を動作させるかを管理するものである。
電力リソースマネジメントシステム10、基地局20及び要求者30(の端末)それぞれは、ネットワークNに接続されており、互いに情報の送受信を行うことができる。
引き続いて、本実施形態に係る電力リソースマネジメントシステム10の機能を説明する。図1に示すように電力リソースマネジメントシステム10は、削減情報取得部11と、設備情報取得部12と、決定部13と、制御部14とを備えて構成される。
削減情報取得部11は、消費電力削減要求に係る削減情報を取得する機能部である。削減情報取得部11は、要求者30(の端末)から送信される削減情報を受信して取得する。削減情報は、例えば、要求に係る削減電力である削減要求量、及び削減要求時間(継続時間)を含む。削減情報は、上記にかえて、削減電力量を含んでいてもよい。削減情報取得部11は、取得した削減情報を決定部13に出力する。
設備情報取得部12は、基地局20それぞれについて、無線負荷21の消費電力を示す消費電力情報、及び当該無線負荷21に対する蓄電池24の電力供給能力を示す蓄電池情報を取得する機能部である。また、設備情報取得部12は、太陽光発電設備22の電力供給能力を示す発電装置情報を取得する。設備情報取得部12は、太陽光発電設備22の発電電力の履歴を取得し、当該履歴に基づいて、当該太陽光発電設備22の電力供給能力を算出して、発電装置情報を取得する。
設備情報取得部12は、基地局20から受信して、あるいは、予め電力リソースマネジメントシステム10に記憶される情報を読みだして、上記の各情報を取得する。各基地局20では、通信制御部25が、各情報を取得して、電力リソースマネジメントシステム10に送信する。この情報の送信は、例えば、リアルタイムに行われてもよいし、一定期間毎(例えば、数時間毎)に行われてもよい。予め電力リソースマネジメントシステム10に記憶される情報は、基地局20からの受信、又は管理者等による電力リソースマネジメントシステム10への入力操作等によって、電力リソースマネジメントシステム10に入力されている。基地局20の各設備の容量が変更になった場合、又は新たに基地局20が設けられた場合等には、新たに情報が電力リソースマネジメントシステム10に記憶される。
無線負荷21については、設備情報取得部12は、基地局20の無線負荷21に応じて予め記憶された消費電力情報を取得する。あるいは、消費電力情報については、通信制御部25が、無線負荷21から検出した情報を用いてもよい。
太陽光発電設備22については、通信制御部25は、所定の期間、太陽光発電設備22の発電電力を検出して、当該発電電力の履歴を電力リソースマネジメントシステム10に送信する。発電電力が検出される期間としては、予め設定された過去の一定期間(数日〜数カ月)であってもよい。設備情報取得部12は、当該履歴を受信して、当該履歴に基づいて、当該太陽光発電設備22の電力供給能力を算出して発電装置情報を取得する。算出される電力供給能力としては、例えば、単位時間当たりに太陽光発電設備22によって発電可能な電力量である。履歴に基づく、太陽光発電設備22によって発電可能な電力量の算出は、従来の方法によって行うことができる。
また、発電可能な電力量の算出の際に、発電電力の大きさを左右する基地局20の環境が考慮されてもよい。考慮される環境としては、例えば、気象条件がある。その場合、履歴の発電電力にその時点の基地局20の環境を示す情報を対応付けておき、設備情報取得部12は、当該情報もあわせて取得する。また、設備情報取得部12は、算出対象の時点の基地局20の環境を示す情報を取得する。設備情報取得部12は、上記の取得した情報も考慮して発電可能な電力量の算出を行う。また、発電可能な電力量の算出には、上記以外の情報、例えば、予め電力リソースマネジメントシステム10に記憶される、太陽光発電設備22の設備容量を示す情報が用いられてもよい。なお、気象条件を考慮した発電可能な電力量の算出は、従来の方法によって行うことができる。
蓄電池24については、通信制御部25は、その時点の蓄電容量である現在容量を検出して、蓄電池情報を取得する。設備情報取得部12は、上記に加えて、予め電力リソースマネジメントシステム10に記憶される、蓄電池24のバックアップ容量を示す情報を取得する。バックアップ容量は、蓄電池24に必ず残しておかなければならない電池残量である。設備情報取得部12は、取得した各情報を決定部13に出力する。
決定部13は、削減情報取得部11及び設備情報取得部12から入力された情報に基づいて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせを決定する機能部である。決定部13は、基地局20の複数の組み合わせについて、蓄電池情報及び消費電力情報に基づいて、削減可能な外部電力消費の総和を示す値を算出して、算出した値及び削減情報に基づいて、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定する。
決定部13は、削減情報によって示される削減要求時間、及び蓄電池情報によって示される蓄電池の電力供給能力に基づいて、基地局20それぞれについて外部からの電力供給を中止できるか否かを判断する。決定部13は、外部からの電力供給を中止できると判断した基地局20の複数の組み合わせについて、消費電力情報によって示される無線負荷21の消費電力の総和の値を、削減可能な外部電力消費の総和を示す値として算出し、無線負荷21の消費電力の総和の値及び当該削減情報によって示される削減要求量に基づいて、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定する。
決定部13は、発電装置情報によって示される太陽光発電設備22の電力供給能力にも基づいて、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定する。
具体的には、決定部13は、以下のように外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定する。まず、説明を分かりやすくするため、太陽光発電設備22による発電を考慮しない場合を説明する。決定部13は、蓄電池情報によって示される現在容量から、バックアップ容量を引き、利用可能な電池残量を算出する。続いて、図3に示すように、決定部13は、電池残量を、消費電力情報によって示される無線負荷21の消費電力で除算して、商用電力を用いずに蓄電池24のみによる無線負荷21の運転可能時間であるバックアップ時間を算出する。
決定部13は、算出したバックアップ時間と、削減情報によって示される削減要求時間とを比較する。決定部13は、バックアップ時間が削減要求時間を超える(あるいは、バックアップ時間が削減要求時間以上である)基地局20を、外部からの電力供給を中止できる基地局20と判断する。決定部13は、対象となる全ての基地局20に対して当該判断を行って、外部からの電力供給を中止できる基地局20を抽出(ピックアップ)する。ここで、基地局20を抽出できない場合、決定部13は、消費電力削減要求に対応できないと判断する。
決定部13は、抽出した基地局20の全ての組み合わせを作成する。例えば、基地局A、基地局B、基地局C及び基地局Dの4つの基地局が抽出された場合、1つの基地局20からなる組み合わせ4通り、2つの基地局20からなる組み合わせ6通り、3つの基地局20からなる組み合わせ4通り、及び4つの基地局20からなる組み合わせ1通りの合計15通りの組み合わせができる。決定部13は、それぞれの組み合わせについて、基地局20の無線負荷21の消費電力の総和の値(消費電力パターン)を算出する。算出される総和の値の例を図4に示す。
決定部13は、各組み合わせについての総和の値と削減要求量とを比較する。決定部13は、各組み合わせについての総和の値のうち、削減要求量を超えている(あるいは、削減要求量以上になっている)と共に超えている量が最も小さい組み合わせを、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせとして決定する。即ち、この場合、決定部13は、消費電力削減要求に対応できると判断する。上記のように決定された組み合わせは、削減要求量に最も近い省電力パターンである。図4に示す例では、基地局B、基地局C及び基地局Dの組み合わせ(10番の組み合わせ)を、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせとして決定する。この場合、決定部13は、消費電力削減要求の要求者30に対して、消費電力削減要求への対応可能の旨を応答する。また、決定部13は、決定した組み合わせの基地局20を制御部14に通知する。
一方で、全ての組み合わせについて、総和の値が削減要求量を超えていない場合、決定部13は、消費電力削減要求に対応できないと判断する。消費電力削減要求に対応できないと判断した場合、決定部13は、消費電力削減要求の要求者30に対して、消費電力削減要求への対応不可の旨を応答する。この場合、消費電力削減要求に係る基地局20に対する制御は行われない。
続いて、太陽光発電設備22による発電を考慮した場合を説明する。太陽光発電設備22による発電を用いることで、蓄電池24のバックアップ時間が削減要求時間を超えない基地局20についても、外部からの電力供給を中止できる基地局20となる可能性がある。
決定部13は、各基地局20について、外部からの電力供給を中止できるか否かの判断を、太陽光発電設備22による発電を考慮して行う。図5にこの場合の概念図を示す。決定部13は、図5(a)に示すように、無線負荷21の消費電力(RkW)と削減要求時間(S時間)との積を取って、要求削減量(R・S[kWh])を算出する。また、決定部13は、発電装置情報によって示される単位時間当たりに太陽光発電設備22によって発電可能な電力量に基づいて、削減要求時間(S時間)の間に発電できる電力量を算出する。決定部13は、図5(b)に示すように、蓄電池24の利用可能な電池残量と、太陽光発電設備22によって発電可能な電力量との和を算出する。なお、図5(b)では、蓄電池24の利用可能な電池残量を無線負荷21に供給した場合の継続時間(S1時間)で、太陽光発電設備22によって発電可能な電力量を無線負荷21に供給した場合の継続時間(S2時間)で表している。この場合、上記の和は、R(S1+S2)となる。
決定部13は、要求削減量(R・S)と上記の和(R(S1+S2))とを比較して、和が要求削減量を超える(あるいは、和が要求削減量以上である)基地局20を、外部からの電力供給を中止できる基地局20と判断する。
当該判断以降の機能は、上述した機能と同様である。但し、この場合、基地局20の無線負荷21の消費電力の総和の値が削減要求量を超えている組み合わせのうち、蓄電池24の放電分の電力量の総和の値が最も小さくなる組み合わせを、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせとして決定することとしてもよい。蓄電池24の放電分の電力量は、無線負荷21の消費電力量から、太陽光発電設備22によって発電可能な電力量を引くことで算出することができる。このような決定を行うことで、全体として蓄電池24が放電する電力を小さくすることができ、蓄電池24の温存を図ることができる。
また、決定部13は、予め設定された基地局20の優先度(重要度)にも基づいて、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定することとしてもよい。例えば、決定部13は、以下のように外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定する。
基地局20の優先度は、予め設定されており、電力リソースマネジメントシステム10に記憶されている。優先度は、例えば、基地局20が設定される場所及び規模等が考慮されて、管理者等によって予め設定される。また、優先度は、場所及び規模以外の要素に応じて決定されてもよい。例えば、気象条件が悪いエリアに設置された基地局20は、災害に対応するため蓄電池24に十分なバックアップ時間を確保するため、優先度を高く設定してもよい。
決定部13は、優先度が高い基地局20について、蓄電池24を温存するため、なるべく、外部からの電力供給を中止しないように組み合わせを決定する。例えば、決定部13は、予め設定した閾値以下の優先度の基地局20から、上述したように組み合わせを決定できるか否かを判断し、組み合わせを決定できない場合にそれ以外の基地局20、即ち、優先度が閾値を超える基地局20も含めて組み合わせを決定できるか否かを判断する。
あるいは、決定部13は、基地局20の無線負荷21の消費電力の総和の値が削減要求量を超えると共に超えた量が予め設定した値以下となる基地局20の組み合わせから、優先度を考慮して、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせを決定する。例えば、組み合わせに含まれる基地局20の優先度の和が、最も小さくなる組み合わせを外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせとする。
制御部14は、決定部13による決定に応じた制御を行う機能部である。制御部14は、決定部13から基地局20の組み合わせの通知を受ける。制御部14は、通知を受けた基地局20に対して、削減要求時間の間、外部からの電力供給を中止し、蓄電池24から放電させて無線負荷21に電力を供給させるように指示する。また、制御部14は、太陽光発電設備22が設けられている基地局20には、太陽光発電設備22によって発電された電力も無線負荷21に電力を供給させるように指示する。この際、放電の優先度を、太陽光発電設備22、蓄電池24の順番とする。この順番とすることで、太陽光発電設備22によって発電された電力を余すことなく利用することができ、蓄電池24を温存することができる。また、太陽光発電設備22によって発電された電力に余剰電力がある場合には、蓄電池24に充電させる。
基地局20では、通信制御部25が、当該指示を受け付けて、当該指示に応じた制御を行う。以上が、本実施形態に係る電力リソースマネジメントシステム10の機能である。
引き続いて、図6のフローチャートを用いて、本実施形態に係る電力リソースマネジメントシステム10で実行される処理(電力リソースマネジメントシステム10が行う動作方法)を説明する。本処理は、複数の基地局20に対して、要求者30から消費電力削減要求が行われることで開始される。
電力リソースマネジメントシステム10では、削減情報取得部11によって、消費電力削減要求に係る削減情報が受信される(S01)。続いて、設備情報取得部12によって、各基地局20についての消費電力情報、蓄電池情報及び発電装置情報が取得される(S02)。続いて、決定部13によって、各基地局20について、蓄電池情報及び消費電力情報に基づいてバックアップ時間が算出される。続いて、決定部13によって、各基地局20について、算出されたバックアップ時間と、削減情報によって示される削減要求時間とが比較される(S03)。なお、太陽光発電設備22が設けられている基地局20については、上述したように太陽光発電設備22による発電が考慮されて、上記の処理が行われる。
バックアップ時間>削減要求時間となる基地局20がある、即ち、外部からの電力供給を中止できる基地局20がある場合(S04のYES)、続いて、決定部13によって、当該基地局20の全ての組み合わせについて、基地局20の無線負荷21の消費電力の総和の値(消費電力パターン)が算出される(S05)。
続いて、決定部13によって、各組み合わせについて、消費電力の総和の値と、削減情報によって示される削減要求量とが比較される(S06)。消費電力の総和の値>削減要求量となる組み合わせがある場合(S06のYES)、決定部13によって、当該組み合わせのうち、削減要求量を超えていると共に超えている量が最も小さい組み合わせが、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせとして決定される(S07)。続いて、決定部13によって、消費電力削減要求の要求者30に対して、消費電力削減要求への対応可能の旨が応答される(S08)。また、制御部14によって、決定部13による決定された組み合わせに含まれる基地局20に対して、外部からの電力供給の中止、及び蓄電池24の放電の制御が行われる(S09)。
S04において、バックアップ時間>削減要求時間となる基地局20がない、即ち、外部からの電力供給を中止できる基地局20がない場合(S04のNO)、及びS06において、消費電力の総和の値>削減要求量となる組み合わせがない場合(S06のNO)、決定部13によって、消費電力削減要求の要求者30に対して、消費電力削減要求への対応不可の旨が応答される(S10)。以上が、本実施形態に係る電力リソースマネジメントシステム10で実行される処理である。
上述したように本実施形態では、基地局20の複数の組み合わせについて、削減可能な外部電力消費の総和を示す値が算出されて、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせが決定される。従って、蓄電池24を適切に温存できる基地局20の組み合わせで、外部からの電力供給を中止することができる。具体的には、上述したように消費電力削減要求に対応でき、かつ必要最小限の基地局20の組み合わせで、外部からの電力供給を中止することができる。即ち、本実施形態によれば、DR要求に対応すると共にバックアップ用の蓄電池24を適切に温存することができる。
また、本実施形態のように、個々の基地局20について、外部からの電力供給を中止できるか否かが判断されて、外部からの電力供給を中止できるとされた基地局20の組み合わせから、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせが決定されてもよい。この構成によれば、削減要求時間に対応できる基地局20のみに対して制御を行えばよいこととなり、制御を容易にすることができる。
但し、必ずしも上記の構成とする必要はない。仮に蓄電池24の充電状態が十分でないために削減要求時間の間、放電し続けられない基地局20が複数ある場合、それらの複数の基地局20を組み合わせて、消費電力削減要求に対応することとしてもよい。例えば、複数の基地局20の蓄電池24をタイムスロットに分けて放電し、消費電力削減要求に対応することとしてもよい。この対応は、上述した実施形態において、消費電力削減要求への対応可能となる条件を満たさなかった場合、又はその代替として実施することとしてもよい。
また、本実施形態のように基地局20に太陽光発電設備22が備えられており、太陽光発電設備22による発電を考慮して、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせが決定されてもよい。なお、その場合であっても、全ての基地局20に太陽光発電設備22が備えられている必要はなく、何れかの基地局20に備えられていればよい。この構成によれば、基地局20に発電装置が備えられている場合に、バックアップ用の蓄電池24を適切に温存することができる。また、発電装置は、本実施形態のように太陽光発電設備22である必要はなく、任意の発電装置であってもよい。但し、設備が基地局20等の長い期間使用されるものである場合には、維持管理等を考慮して、発電装置は自然エネルギーを用いて発電するものを用いるのがよい。
また、本実施形態のように、太陽光発電設備22の発電電力の履歴を用いて、電力供給能力を算出することとしてもよい。この構成によれば、自然エネルギーを用いて発電する場合等、発電能力が一定でない発電装置を用いる場合であっても、バックアップ用の蓄電池24を適切に温存することができる。
また、本実施形態のように、基地局20の優先度を考慮して、外部からの電力供給を中止する基地局20の組み合わせが決定されてもよい。この構成によれば、例えば、優先度の高い基地局20のバックアップ用の蓄電池24を適切に温存することができる。
なお、本実施形態では、電力を消費する負荷装置を備える複数の設備は、基地局20であることとした。しかしながら、当該設備は必ずしも基地局20でなくてもよく、基地局20以外の電力を消費する負荷装置を備える設備に対して本発明が適用されてもよい。
また、本実施形態では、電力リソースマネジメントシステム10は、消費電力削減要求に対して制御を行うものであったが、消費電力増加要求に対して制御を行ってもよい。例えば、蓄電池24の定格容量と現在容量との差に基づいて、供給される電力を増加させる基地局20を決定してもよい。
また、電力リソースマネジメントシステム10側だけでなく、個々の基地局20においても、独自に電力リソースの制御を行う構成を備えていてもよい。例えば、DR要求、即ち、消費電力削減要求又は消費電力増加要求が来ず、電力リソースマネジメントシステム10からの制御命令が来ていないときには、各基地局20の通信制御部25は、予め基地局20毎に設定されたプログラムに応じて蓄電池24の充放電を行う命令を出す。充電する場合は、太陽光発電設備22によって発電された電力、又は整流器23からの電力(商用電力)を使って充電を行う。放電を行う場合は、商用電力の入力(購入)を止め、蓄電池24から無線負荷21に電力を供給する。例えば、消費した電力分を充電しておくようにプログラムしておけば、次に消費電力削減要求が来た場合にも対応できる電力量が増え、対応できる確率が増す。また、電気料金が日中と夜間とで違う料金体系で契約を結んでいる基地局20の場合、日中帯は蓄電池24から無線負荷21に電力を供給し、夜間帯に整流器23からの電力(商用電力)を使って無線負荷21に電力を供給しつつ、蓄電池24にも充電を行うことで、基地局20で使用する電力コストを低減することができる。
また、各基地局20の制御命令を電力リソースマネジメントシステム10から都度行わずとも、基地局20毎に制御を行うことで、電力リソースマネジメントシステム10の負荷及び通信負荷を低減することができる。また、仮に電力リソースマネジメントシステム10と基地局20との間の通信が不通になった場合も基地局20で通信が復旧し、DR要求が来た場合にすぐに対応できる体制を整えることができる。また、消費電力削減要求が来ていない際に、積極的に蓄電池24の充電を行うことで、電力のピークシフトにも貢献できる。
各基地局20の通信制御部25が、独自に制御を行っているときに、電力リソースマネジメントシステム10からの制御命令を受けた場合は、直ちに独自の制御を止め、電力リソースマネジメントシステム10から制御を実行する。
この構成では、要求者30からのDR要求に対しては、上位の電力リソースマネジメントシステム10が複数の基地局20の電力リソースを束ねて制御し、DR要求に対して対応する。DR要求がない場合は各基地局20の通信制御部25が、予め個々に設定されたプログラムに応じて電力リソースを個別に制御する。この構成により、外部のDR要求に答えると共に、各基地局20のプログラム(例えば、バックアップ電力優先確保、又は電力コスト最小化といった目的に沿ったプログラム)に沿った電力リソース確保が可能となる副次効果が得られる。
なお、上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及び/又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び/又は論理的に結合した1つの装置により実現されてもよいし、物理的及び/又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的及び/又は間接的に(例えば、有線及び/又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、本発明の一実施の形態における電力リソースマネジメントシステム10などは、本実施形態の電力リソースマネジメントシステム10の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図7は、本実施形態に係る電力リソースマネジメントシステム10を構成するサーバ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の電力リソースマネジメントシステム10を構成するサーバ装置は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。電力リソースマネジメントシステム10のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
電力リソースマネジメントシステム10における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信や、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)で構成されてもよい。例えば、電力リソースマネジメントシステム10の各機能は、プロセッサ1001で実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ1003及び/又は通信装置1004からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、電力リソースマネジメントシステム10の各機能は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001で実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つで構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本発明の一実施の形態に係る方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD−ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu−ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つで構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及び/又はストレージ1003を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
通信装置1004は、有線及び/又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の電力リソースマネジメントシステム10の各機能は、通信装置1004で実現されてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001やメモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007で接続される。バス1007は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、電力リソースマネジメントシステム10は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つで実装されてもよい。
以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC ConnectionReconfiguration)メッセージなどであってもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、W−CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
情報等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナル)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC)は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素(例えば、TPCなど)は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
基地局は、1つまたは複数(例えば、3つ)の(セクタとも呼ばれる)セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および/または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「eNB」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(accesspoint)、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
移動通信端末は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及び/又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本明細書で「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した場合においては、その要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第1および第2の要素への参照は、2つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
「含む(include)」、「含んでいる(including)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。
10…電力リソースマネジメントシステム、11…削減情報取得部、12…設備情報取得部、13…決定部、14…制御部、1001…プロセッサ、1002…メモリ、1003…ストレージ、1004…通信装置、1005…入力装置、1006…出力装置、1007…バス、20…基地局、21…無線負荷、22…太陽光発電設備、23…整流器、24…蓄電池、25…通信制御部、30…要求者、N…ネットワーク。

Claims (5)

  1. 蓄電池、並びに当該蓄電池及び外部から供給される電力を消費する負荷装置を備える複数の設備に対する、外部電力消費の削減の要求に係る制御を行う電力リソースマネジメントシステムであって、
    前記要求に係る削減情報を取得する削減情報取得部と、
    前記設備それぞれについて、前記負荷装置の消費電力を示す消費電力情報、及び当該負荷装置に対する前記蓄電池の電力供給能力を示す蓄電池情報を取得する設備情報取得部と、
    前記設備の複数の組み合わせについて、前記設備情報取得部によって取得された蓄電池情報、及び前記設備情報取得部によって取得された消費電力情報に基づいて、削減可能な外部電力消費の総和を示す値を算出して、算出した値及び前記削減情報取得部によって取得された削減情報に基づいて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせを決定する決定部と、
    前記決定部による決定に応じた制御を行う制御部と、
    を備える電力リソースマネジメントシステム。
  2. 前記削減情報取得部は、前記要求に係る削減電力及び削減要求時間を示す削減情報を取得し、
    前記決定部は、前記削減情報取得部によって取得された削減情報によって示される削減要求時間、及び前記設備情報取得部によって取得された蓄電池情報によって示される前記蓄電池の電力供給能力に基づいて、前記設備それぞれについて外部からの電力供給を中止できるか否かを判断して、外部からの電力供給を中止できると判断した設備の複数の組み合わせについて、前記設備情報取得部によって取得された消費電力情報によって示される前記負荷装置の消費電力の総和の値を、削減可能な外部電力消費の総和を示す値として算出し、前記負荷装置の消費電力の総和の値及び当該削減情報によって示される削減電力に基づいて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせを決定する、請求項1に記載の電力リソースマネジメントシステム。
  3. 前記設備の少なくとも一つは、前記負荷装置に供給する電力を発電する発電装置を更に備え、
    前記設備情報取得部は、前記発電装置の電力供給能力を示す発電装置情報を取得し、
    前記決定部は、前記設備情報取得部によって取得された発電装置情報によって示される前記発電装置の電力供給能力にも基づいて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせを決定する、請求項1又は2に記載の電力リソースマネジメントシステム。
  4. 前記設備情報取得部は、前記発電装置の発電電力の履歴を取得し、当該履歴に基づいて、当該発電装置の電力供給能力を算出して、前記発電装置情報を取得する請求項3に記載の電力リソースマネジメントシステム。
  5. 前記決定部は、予め設定された前記設備の優先度にも基づいて、外部からの電力供給を中止する設備の組み合わせを決定する請求項1〜4の何れか一項に記載の電力リソースマネジメントシステム。
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