JP6854703B2

JP6854703B2 - 電力計量装置

Info

Publication number: JP6854703B2
Application number: JP2017102917A
Authority: JP
Inventors: 仁中島
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: JP2018198510A

Description

本発明は、受電電力に加えて家庭で発電された電力を売電する際に、商用電力系統に逆潮流させる電力の発電手段の違いで売電先等が異なる場合であっても、個々の売電電力を計測できる電力計量装置に関する。

家庭用ＦＩＴ法に基づき太陽光発電等の再生可能エネルギーによる発電電力から需要家内で使用した電力を差し引いた余剰電力（ＦＩＴ電力）は、電力買取の対象となっており、発電電力を商用電力系統に逆潮流させた電力を電力量計で計測できるようになっている。一方で、ＦＩＴ法の対象となっていない燃料電池発電や交流側結合の蓄電池、更には電気自動車（ＥＶ又はＰＨＥＶ）からの放電設備（非ＦＩＴ電力）を持っている需要家は、再生可能エネルギーと区別されており商用電力系統に逆潮流して売電することが現状禁止されている。尚、ＦＩＴはFeed-in Tariff Programの略で、家庭用ＦＩＴ法とは、電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法に基づき、家庭で発電した再生可能エネルギーを固定価格で買い取る制度をいう。
そのため、売電可能なＦＩＴ電力と売電が不可となっている非ＦＩＴ電力との双方の設備を備えた需要家では、例えば特許文献１に開示されているように、燃料電池により発電された電力が余剰電力となった場合は、別途設置した蓄電池に蓄電させて商用電力系統に逆潮流しないよう制御したり発電を停止した。

特開２０１４−５０２７５号公報

しかしながら、今後はデマンドレスポンス（ＤＲ）の仕組みを用いた仮想発電所（ＶＰＰ）のリソースになる需要家設備として燃料電池発電や、蓄電池、更にはＥＶ又はＰＨＥＶからの放電電力が注目されており、今後これらの非ＦＩＴ電力も商用電力系統に逆潮流させて買い取りされることが想定される。
その場合、再生可能エネルギーとＶＰＰのリソースとなる発電・放電設備とは、買取価格や買い取り先が異なることが想定されるにもかかわらず、同一の引き込み線から逆潮流させることになるため、同一の需要家において双方を同時に稼働させた場合、売電電力の計測は簡単ではなく、現在これを行う計量システムはない。
一方で、ＦＩＴ電力と非ＦＩＴ電力の売電が混在しても、ＦＩＴ電力を優先して買い取られることが今後も継続されると考えられる。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、特にＦＩＴ対象電力のように特定の種類の発電電力が優先して買い取られることを前提に、特定の種類の電力生成設備とそれ以外の電力生成設備の双方を備えても、特定の種類とそれ以外の種類の電力による売電電力を簡易な構成で個別に計測できる電力計量装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、需要家が受電している商用電力の使用電力に加えて、商用電力系統に逆潮流させた売電電力を計測する第１のスマートメータと通信する第１通信部と、需要家が発電或いは放電する異なる種類の２つの電源グループを備えて、一方の第１電源グループの電力を計測する第２のスマートメータと通信する第２通信部と、第１通信部及び第２通信部から入手した電力情報を基に、第１電源グループの電力の売電電力に加えて、他方の第２電源グループの売電電力を算出する売電電力演算部と、入手した電力情報或いは算出した売電電力情報を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、買取価格の異なる２種類の発電或いは放電電力のグループが混在しても、２つのスマートメータからの情報のみで、第１電源グループの電力の売電を優先させた場合の第１電源グループの電力の売電電力に加えて第２電源グループの電力の売電電力も算出可能であり、双方の売電価格が異なっても、また売電先が異なっても対応でき、一方のグループの電力を売電している間であっても他方のグループの出力を停止する必要がなく、効率の良い発電・放電を実施できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、第１電源グループの電力が再生可能エネルギーにより発電するＦＩＴ電力であり、第２電源グループの電力がそれ以外の発電或いは放電による非ＦＩＴ電力であることを特徴とする。
この構成によれば、２つのスマートメータからの情報のみで、ＦＩＴ電力の売電を優先させた場合のＦＩＴ電力の売電電力及び非ＦＩＴ電力の売電電力を算出するため、双方の売電価格が異なっても、また売電先が異なっても対応でき、これまで逆潮流時（売電時）には停止していた非ＦＩＴの発電や放電を停止する必要がなくなり、効率の良い発電・放電を実施できる。
尚、ＦＩＴ電力とは電気事業者による固定価格での買い取りが実施される需要家での再生可能エネルギーによる発電した電力の余剰分を示し、非ＦＩＴ電力とはそれ以外の需要家での発電電力或いは放電電力を示す。

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、売電電力演算部は、第１のスマートメータが逆潮流する売電電力値を計測したら、当該売電電力値が第２のスマートメータが計測したＦＩＴ電力値より大きければ、その差分となる電力値を非ＦＩＴ発電による売電電力値と判断することを特徴とする。
この構成によれば、非ＦＩＴ発電電力を直接計測することなく、非ＦＩＴによる売電電力値を算出することができ、簡易な構成で非ＦＩＴの売電電力を計測できる。

本発明によれば、買取価格の異なる２種類の発電或いは放電電力のグループが混在しても、２つのスマートメータからの情報のみで、第１電源グループの電力の売電を優先させた場合の第１電源グループの電力の売電電力に加えて第２電源グループの電力の売電電力も算出可能であり、双方の売電価格が異なっても、また売電先が異なっても対応でき、一方のグループの電力を売電している間であっても他方のグループの出力を停止する必要がなく、効率の良い発電・放電を実施できる。

本発明に係る電力計量装置の一例を示すブロック図であり、周辺機器を合わせて示している。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る電力計量装置の一例を示すブロック図であり、周辺機器を合わせて示している。図１において、１は電力計量装置、２は電力供給業者から商用電力系統を介して受電する電力を計測すると共に、需要家が発電した電力を商用電力系統に逆潮流させた売電電力を計測する第１のスマートメータ、３は需要家に設置されて需要家の個々の負荷（電気機器）に電力を分岐するための分電盤、４は太陽光発電設備５による発電電力を計測する第２のスマートメータ、６は外部への放電が可能な電気自動車（ＥＶ又はＰＨＥＶ）、７は商用電力により蓄電される蓄電池、８は電気自動車６及び蓄電池７などの放電電力を計測する電力量計である。

尚、第２のスマートメータ４は、ここでは太陽光発電による電力を計測するが、この発電は風力発電の電力でも、双方を組み合わせた電力でも良く、第２のスマートメータ４は再生可能エネルギーによる発電電力であるＦＩＴ電力を生成する第１電源グループの発電電力を計測するために設置される。また、電力量計８は、ＥＶ６や蓄電池、更には燃料電池発電等の非ＦＩＴ電力を生成する第２電源グループの発電・放電電力を計測する。

電力計量装置１は、第１のスマートメータ２と無線通信するアンテナ１１ａを備えた第１通信ＩＦ１１、第２のスマートメータ４と無線通信するアンテナ１２ａを備えた第２通信ＩＦ１２、売電電力データ等を表示する表示部１３、表示の切り替え等を実施する操作部１４、受信した或いは演算した電力データを記憶するメモリ１５、演算結果を外部に出力するための第３通信ＩＦ１６、受電電力に加えてＦＩＴによる売電電力及び非ＦＩＴによる売電電力を演算すると共に電力計量装置全体を制御する電力計量装置ＣＰＵ１７等を備えている。

第１通信ＩＦ１１は第１のスマートメータ２とＢルート通信により電力データを入手し、第２通信ＩＦ１２は第２のスマートメータ４とＢルート通信により電力データを入手する。但し、第１のスマートメータ２は、需要家が電力供給業者から受電する電力の計測に加えて、需要家から逆潮流して売電される電力を計測する。

また第３通信ＩＦ１６は、例えばＨＥＭＳ（Home Energy Management Systemの略）機器と有線あるいは無線で接続されている場合は、ＨＥＭＳ機器において送信された情報、例えば売電電力情報や消費電力情報が表示される。更に、アグリゲータのサーバにインターネット等で接続されていたら、アグリゲータに関連する情報がサーバに送信され、例えば非ＦＩＴの発電・放電による売電電力データが送信される。

このように構成された電力計量装置１は、次のように売電電力を算出する。電力計量装置ＣＰＵ１７は、第１のスマートメータ２が売電を検出せず、商用電力の受電電力を計測している間は、そのデータをメモリ１５に保存すると共に表示部１３に表示する。また、外部からの要求に応じて送信する。また、第２のスマートメータ４から発電電力データを入手してメモリ１５に保存する。
この状態で、売電が開始されて第１のスマートメータ２が売電電力の計測を開始したら各種演算を開始する。具体的に、第１のスマートメータ２からは、例えば１５分毎に売電電力値（売電電力データ）Ｐ１を入手し、第２のスマートメータ４からは太陽光発電による発電電力値（発電電力データ）Ｐ２を同様のタイミングで入手する。

そして、入手したデータを基に、売電電力値Ｐ１が発電電力値Ｐ２に等しい或いは小さい場合は、売電電力はＦＩＴ電力分であると判断し、太陽光発電の売電電力データとして出力し、表示部１３に売電電力データが表示される。また必要に応じて売電電力量が演算されて合わせて表示される。
一方、売電電力値Ｐ１が発電電力値Ｐ２より大きい場合は、太陽光発電電力の全発電量に加えて非ＦＩＴの発電・放電電力も売電されていると判断し、発電電力値Ｐ２が太陽光発電による売電電力、売電電力値Ｐ１から発電電力値Ｐ２を除いた値が非ＦＩＴの発電・放電による売電電力と判断して出力され、表示部１３にＦＩＴ電力、非ＦＩＴ電力のそれぞれの売電電力データが表示される。

また、これらのデータは第３通信ＩＦ１６から外部に送信される。例えば、ＨＥＭＳ機器が接続されている場合は、ＨＥＭＳ機器において売電電力情報が表示される。加えてアグリゲータのサーバと通信が可能であれば、そのサーバに対して非ＦＩＴの発電・放電による売電電力データが送信される。

尚、非ＦＩＴの発電電力があっても、即ち非ＦＩＴ電力を生成する第２電源グループにおいて発電・放電が行われていても、逆潮流されている電力がＦＩＴ電力より小さいか等しい場合は、電力計量装置ＣＰＵ１７は非ＦＩＴ電力の売電は無いと判断する。

このように、２つのスマートメータ２，４からの情報のみで、ＦＩＴ電力の売電を優先させた場合のＦＩＴ電力の売電電力及び非ＦＩＴ電力の売電電力を算出するため、双方の売電価格が異なっても、また売電先が異なっても対応でき、これまで逆潮流時（売電時）には停止していた非ＦＩＴの発電や放電を停止する必要がなくなり、効率の良い発電・放電を実施できる。
また、非ＦＩＴ発電電力を計測することなく、非ＦＩＴによる売電電力値を求めることができ、簡易な構成で非ＦＩＴの売電電力を計測できる。

尚、上記実施形態ではＦＩＴ電力の売電を優先させた構成を示したが、非ＦＩＴ電力の売電を優先しても良く、その場合は第２のスマートメータ４を非ＦＩＴ電力側に設置すれば良い。
また、スマートメータ２，４毎にアンテナ１１ａ，１２ａを設けているが、１つのアンテナを兼用しても良い。
更に、非ＦＩＴ電力として電気自動車６や蓄電池７の放電を一例として挙げたが、非ＦＩＴ電力としては他にエコウィル（家庭用コージェネレーションシステム）やエネファーム（家庭用燃料電池コージェネレーションシステム）等がある。

１・・電力計量装置、２・・第１のスマートメータ、３・・分電盤、４・・第２のスマートメータ、５・・太陽光発電設備（第１電源グループ）、６・・電気自動車（第２電源グループ）、７・・蓄電池（第２電源グループ）、１１・・第１通信ＩＦ（第１通信部）、１２・・第２通信ＩＦ（第２通信部）、１３・・表示部、１７・・電力計量装置ＣＰＵ（売電電力演算部）。

Claims

需要家が受電している商用電力の使用電力に加えて、商用電力系統に逆潮流させた売電電力を計測する第１のスマートメータと通信する第１通信部と、
前記需要家が発電或いは放電電力を生成する異なる種類の２つの電源グループを備えて、一方の第１電源グループの電力を計測する第２のスマートメータと通信する第２通信部と、
前記第１通信部及び前記第２通信部から入手した電力情報を基に、前記第１電源グループの電力の売電電力に加えて、他方の第２電源グループの売電電力を算出する売電電力演算部と、
入手した電力情報或いは算出した売電電力情報を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする電力計量装置。
前記第１電源グループの電力が再生可能エネルギーにより発電するＦＩＴ電力であり、前記第２電源グループの電力がそれ以外の発電或いは放電による非ＦＩＴ電力であることを特徴とする請求項１記載の電力計量装置。
前記売電電力演算部は、前記第１のスマートメータが逆潮流する売電電力値を計測したら、当該売電電力値が前記第２のスマートメータが計測したＦＩＴ電力値より大きければ、その差分となる電力値を非ＦＩＴ発電による売電電力値と判断することを特徴とする請求項２記載の電力計量装置。