JP7234815B2 - power regulation system - Google Patents
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本開示は、再生可能エネルギを用いて発電する再生エネルギ発電装置およびコジェネレーションシステムが連系する電力系統の電力変動を調整する電力調整システムに関する。 The present disclosure relates to a power adjustment system that adjusts power fluctuations in a power system in which a renewable energy power generation device that generates power using renewable energy and a cogeneration system are interconnected.
従来、電力系統に接続される電力線と、それぞれ当該電力線に接続される太陽光発電装置、電源装置並びに電力負荷装置と、電源装置の動作を制御する制御装置とを含む分散型電源システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この分散型電源システムの制御装置は、設定期間毎に目標受電電力を決定し、電力系統から電力線への受電電力が目標受電電力となるように電源装置から電力線への出力電力を調節する。また、当該制御装置は、過去の所定期間での電力負荷装置の負荷電力から太陽光発電装置が電力線に供給する太陽光発電電力を減算した差分電力の平均値がゼロ以上のとき、目標受電電力をゼロに決定すると共に、過去の所定期間での差分電力の平均値がゼロ未満のとき、目標受電電力を当該差分電力の平均値と同じに決定する。これにより、太陽光発電装置の発電電力が急激に増減するようなときにも、電力系統での電力の需給バランスを悪化させることを回避しながら、電力系統からの購入電力を安定して少なくすることができる。 Conventionally, a distributed power supply system is known that includes a power line connected to a power system, a solar power generation device, a power supply device and a power load device that are connected to the power line, and a control device that controls the operation of the power supply device. (See, for example, Patent Document 1). The controller of this distributed power supply system determines the target received power for each set period, and adjusts the output power from the power supply device to the power line so that the received power from the power system to the power line becomes the target received power. In addition, when the average value of the differential power obtained by subtracting the photovoltaic power supplied to the power line by the photovoltaic power generation device from the load power of the power load device during a predetermined period in the past is equal to or greater than zero, the control device controls the target received power is determined to be zero, and when the average value of the differential power in the past predetermined period is less than zero, the target received power is determined to be the same as the average value of the differential power. As a result, even when the power generated by the photovoltaic power generation device fluctuates sharply, the power purchased from the power system is stably reduced while avoiding deterioration of the power supply and demand balance in the power system. be able to.
また、従来、それぞれ所定量のエネルギを供給することができる複数のエネルギ資源と、それぞれ所定量のエネルギを受容することができる複数のエネルギ消費装置とを有するエネルギ資源ネットワークが知られている(例えば、特許文献2参照)。このエネルギ資源ネットワークの各エネルギ資源は、エネルギ資源からの供給のために利用可能な所定量のエネルギに関する1または複数の申し出メッセージを発行するように構成されたエネルギ資源プロセッサと関連付けられる。更に、各エネルギ消費装置は、エネルギ資源のうちの1つから所定量のエネルギを受け取るためのトランザクションに関する1または複数の申し出メッセージを受け取るように構成されたエネルギ消費プロセッサに関連付けられる。そして、エネルギ資源プロセッサおよび/またはエネルギ消費プロセッサは、公開利用可能な分散元帳に含めるために、当該トランザクションの暗号防護されたトランザクションレコードを発行する。 Also known in the prior art are energy resource networks having a plurality of energy resources each capable of supplying a predetermined amount of energy and a plurality of energy consuming devices each capable of receiving a predetermined amount of energy (e.g. , see Patent Document 2). Each energy resource of the energy resource network is associated with an energy resource processor configured to issue one or more offer messages regarding a predetermined amount of energy available for supply from the energy resource. Further, each energy consuming device is associated with an energy consuming processor configured to receive one or more offer messages for transactions to receive a predetermined amount of energy from one of the energy resources. The Energy Resource Processor and/or Energy Consumption Processor then publishes a cryptographically protected transaction record of that transaction for inclusion in a publicly available distributed ledger.
特許文献1に記載された分散型電源システムでは、太陽光発電装置の出力変動が電力系統に与える影響を低減するために、二次電池や燃料電池等の発電装置を含む電源装置と、空調機器や照明等を含む電力負荷装置とを制御して太陽光発電装置の出力変動を吸収している。このため、太陽光発電の発電量が増加したにも拘わらず電力負荷を増加させることができない場合には、電源装置(発電装置)の出力を低下させることで太陽光発電の発電量増加に対処することになる。しかしながら、電源装置に含まれる発電装置が、できるだけ高い出力で長時間運転することにより高い省エネ効果や光熱費削減効果等をもたらすものである場合、太陽光発電により発電された電力を有効に活用にするために電源装置の出力を低下させると、期待される省エネ効果等が得られなくなり、発電装置を有する需要家のメリットを却って損なってしまうおそれがある。また、特許文献2に記載された技術は、ブロックチェーン技術の利用により取引の安全性を確保しながら複数の需要家間で電力を取引可能にすることで電力系統における余剰電力の活用を図るものであるが、エネルギ資源やエネルギ消費装置と連係する電力系統の電力変動を解消することを目的としたものではない。一方、近年では、再生可能エネルギを用いて発電する太陽光発電装置や風力発電装置、コジェネレーションシステムといった多数の発電装置や、電力の需要抑制システムを一つの発電所のように機能させるバーチャルパワープラント(VPP)と呼ばれる概念が広まりつつある。しかしながら、バーチャルパワープラントは、極めて複雑なシステム構成を有するものであり、取引の安全性を確保しつつ複数の需要家間で電力を取引可能にするのは困難であり、電力変動に素早く対応して電力系統の安定化を図るのも容易ではない。
In the distributed power supply system described in Patent Document 1, in order to reduce the influence of the output fluctuation of the photovoltaic power generation device on the power system, a power supply device including a power generation device such as a secondary battery or a fuel cell, and an air conditioner It absorbs the output fluctuations of the photovoltaic power generation system by controlling power load devices including lighting and the like. For this reason, if the power load cannot be increased even though the amount of power generated by photovoltaic power generation has increased, the output of the power supply (generator) is reduced to cope with the increase in the amount of power generated by photovoltaic power generation. will do. However, if the power generation device included in the power supply device brings about a high energy saving effect and a utility cost reduction effect by operating at the highest possible output for a long time, it is difficult to effectively utilize the power generated by photovoltaic power generation. If the output of the power supply device is reduced in order to do so, the expected energy-saving effect and the like cannot be obtained, and there is a risk that the merits of the consumer having the power generation device will rather be impaired. In addition, the technology described in
そこで、本開示は、取引の安全性を確保しつつ複数の需要家間で電力を取引可能にすると共に、再生可能エネルギを用いて発電する再生エネルギ発電装置やコジェネレーションシステムが連系する電力系統の安定化を図ることを主目的とする。 Therefore, the present disclosure enables power transactions between a plurality of consumers while ensuring the safety of transactions, and a power system in which a renewable energy power generation device that generates power using renewable energy and a cogeneration system are interconnected. The main purpose is to stabilize the
本開示の電力調整システムは、再生可能エネルギを用いて発電する再生エネルギ発電装置およびコジェネレーションシステムが連系すると共に、前記コジェネレーションシステムからの逆潮流が許容された電力系統の電力変動を調整する電力調整システムであって、前記コジェネレーションシステムを有する需要家を含む前記電力系統の複数の需要家間での電力の取引を管理する管理装置を含み、前記コジェネレーションシステムは、前記電力系統で前記電力変動が生じたか否かを判定すると共に、前記電力変動が発生したと判定した場合に前記コジェネレーションシステムの発電電力の売却要求または前記電力系統の電力の買取要求を前記管理装置に送信する制御装置を含み、前記管理装置は、前記制御装置からの前記売却要求または前記買取要求に応じて前記電力の取引が成立するか否かを判定し、前記電力の取引が成立すると判定した場合に少なくとも電力の取引量を含む取引内容を前記制御装置に送信すると共に、前記取引内容を保持し、前記制御装置は、前記管理装置からの前記取引内容に従って前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を調整すると共に、前記取引内容を保持するものである。 A power adjustment system of the present disclosure connects a renewable energy power generation device that generates power using renewable energy and a cogeneration system, and adjusts power fluctuations in a power system in which reverse power flow from the cogeneration system is allowed. A power regulation system, comprising: a management device for managing power transactions between a plurality of consumers in the power system, including a consumer having the cogeneration system, wherein the cogeneration system controls the Control for determining whether or not a power fluctuation has occurred, and transmitting a request to sell the generated power of the cogeneration system or a purchase request of the power of the power system to the management device when it is determined that the power fluctuation has occurred. device, wherein the management device determines whether or not the power transaction is established in response to the sale request or the purchase request from the control device, and if it is determined that the power transaction is established, at least Transmitting transaction details including a power transaction amount to the control device and holding the transaction details, the control device adjusting the generated power of the cogeneration system according to the transaction details from the management device; , to hold the contents of the transaction.
本開示の電力調整システムによれば、再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って電力系統の電力変動が生じた際に、コジェネレーションシステムを有する需要家から他の需要家への電力の売却が成立することで、当該コジェネレーションシステムの発電電力を電力系統に供給して当該電力系統の安定化を図ることができる。また、再生エネルギ発電装置の発電電力の増加に伴って電力系統の電力変動が生じた際には、コジェネレーションシステムを有する需要家による他の需要家からの電力の買取が成立することで、コジェネレーションシステムの発電量を減少させて再生エネルギ発電装置の発電電力(余剰電力)を吸収し、それにより電力系統の安定化を図ることが可能となる。更に、本開示の電力調整システムでは、電力の取引内容が管理装置の記憶装置並びにコジェネレーションシステムの記憶装置により保持されるので、複数の需要家間での電力の取引(売買)の安全性を良好に確保することができる。この結果、取引の安全性を確保しつつ複数の需要家間で電力を取引可能にすると共に、再生エネルギ発電装置やコジェネレーションシステムが連系する電力系統の安定化を図ることができる。加えて、コジェネレーションシステム側で電力系統の電力変動の有無を瞬時に判定すると共に判定結果に応じて管理装置に電力の売却要求または買取要求を送信することで、再生エネルギ発電装置により発電される電力の細かな変動に応答性よく対処することが可能となる。 According to the power adjustment system of the present disclosure, power is sold from a consumer having a cogeneration system to another consumer when power fluctuations occur in the power system due to a decrease in the power generated by the renewable energy power generation device. is established, the power generated by the cogeneration system can be supplied to the power system to stabilize the power system. In addition, when power fluctuations occur in the power system due to an increase in the power generated by the renewable energy power generation equipment, a consumer having a cogeneration system can purchase power from other consumers, thereby It is possible to reduce the amount of power generated by the generation system and absorb the power (surplus power) generated by the renewable energy power generator, thereby stabilizing the power system. Furthermore, in the power adjustment system of the present disclosure, the details of power transactions are held in the storage device of the management device and the storage device of the cogeneration system, so power transactions (buying and selling) among a plurality of consumers are safe. can be secured well. As a result, power can be traded among a plurality of consumers while securing the safety of the trade, and the power system in which the renewable energy power generator and the cogeneration system are interconnected can be stabilized. In addition, the cogeneration system instantly determines whether or not there is a power fluctuation in the power system, and transmits a request to sell or buy power to the management device according to the determination result, so that power is generated by the renewable energy power generation device. It is possible to deal with fine fluctuations in electric power with good responsiveness.
また、前記制御装置は、前記管理装置により前記売却要求に対応した前記電力の取引が成立すると判定された場合に前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を増加させ、前記管理装置により前記買取要求に対応した前記電力の取引が成立すると判定された場合に前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を減少させるものであってもよい。 Further, the control device increases the generated power of the cogeneration system when the management device determines that the power transaction corresponding to the sale request is established, and the management device responds to the purchase request. The generated power of the cogeneration system may be reduced when it is determined that the transaction of the generated power is established.
更に、前記制御装置は、前記電力系統の電圧が許容範囲よりも低下した際に、前記コジェネレーションシステムの発電余力を算出すると共に前記発電余力がある場合に前記売却要求を前記管理装置に送信し、前記電力系統の電圧が許容範囲よりも高くなった際に、前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を算出すると共に前記発電電力がゼロではない場合に前記買取要求を前記管理装置に送信するものであってもよい。これにより、コジェネレーションシステムに具備された機能を用いて電力系統の電力変動を迅速かつ適正に検出可能となるので、電力調整システムを構築する際のコストアップを抑制することができる。 Further, when the voltage of the electric power system falls below an allowable range, the control device calculates the surplus power generation capacity of the cogeneration system and, if there is the surplus power generation capacity, transmits the sale request to the management device. and calculating the generated power of the cogeneration system when the voltage of the power system exceeds the allowable range, and transmitting the purchase request to the management device when the generated power is not zero. There may be. As a result, it is possible to quickly and properly detect power fluctuations in the power system using the functions provided in the cogeneration system, so it is possible to suppress an increase in cost when constructing a power adjustment system.
また、前記取引内容は、ブロックに格納されてもよく、前記ブロックには、前記取引内容と共に1つ前のブロックの情報が格納されてもよく、前記管理装置と前記複数の需要家とにより全取引の前記取引内容が共有されてもよい。このように、ブロックチェーン技術(分散型台帳技術)を利用することで、取引内容(取引履歴)の耐改ざん性を良好に確保して複数の需要家間における電力の取引の安全性をより向上させることが可能となる。 Further, the transaction content may be stored in a block, and the block may store information of a previous block together with the transaction content. The transaction details of a transaction may be shared. In this way, by using blockchain technology (distributed ledger technology), it is possible to ensure that transaction details (transaction history) are highly resistant to tampering, thereby further improving the safety of electricity transactions between multiple consumers. It is possible to
更に、前記管理装置は、前記複数の需要家ごとに電力の最低売却価格および最高買取価格を記憶すると共に、電力の売り手の前記最低売却価格および電力の買い手の前記最高買取価格に基づいて前記電力の取引が成立するか否かを判定するものであってもよい。これにより、電力系統の電力変動が生じた際に、複数の需要家間で電力の取引を容易かつ速やかに成立させることが可能となる。 Further, the management device stores a minimum sale price and a maximum purchase price of power for each of the plurality of consumers, and stores the power based on the minimum sale price of the power seller and the maximum purchase price of the power buyer. It may be determined whether or not the transaction is established. As a result, when power fluctuations occur in the power system, power transactions can be easily and quickly established between a plurality of consumers.
また、前記再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って前記電力系統の前記電力変動が発生したときの前記最低売却価格は、前記再生エネルギ発電装置の前記発電電力の減少の前記電力系統に対する影響が少ないときの前記最低売却価格よりも高く定められてもよい。これにより、再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って電力系統が不安定化するおそれがある際に電力変動の解消に寄与するコジェネレーションシステムを有する需要家に対価を付与することができるので、当該需要家のメリットを増やすことが可能となる。 Further, the lowest selling price when the power fluctuation of the power system occurs due to a decrease in the power generated by the renewable energy power generation device is the influence of the decrease in the power generated by the renewable energy power generation device on the power system. may be set higher than the lowest selling price when there is less. As a result, when there is a risk of destabilization of the power system due to a decrease in the power generated by the renewable energy power generation device, it is possible to reward consumers who have a cogeneration system that contributes to resolving power fluctuations. , it becomes possible to increase the merits of the consumer.
更に、前記コジェネレーションシステムは、アノードガスとカソードガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を含むものであってもよい。すなわち、本開示の電力調整システムによれば、コストを考慮しながら燃料電池の出力を増減させることができるので、コジェネレーションシステムを有する需要家のメリットを増やすことが可能となる。 Furthermore, the cogeneration system may include a fuel cell that generates power through an electrochemical reaction between an anode gas and a cathode gas. That is, according to the power adjustment system of the present disclosure, it is possible to increase or decrease the output of the fuel cell while considering the cost, so it is possible to increase the merits of the consumer having the cogeneration system.
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示の電力調整システム10を示す概略構成図である。同図に示す電力調整システム10は、予め定められた供給エリア内の複数の住居(集合住宅を含む)や複数の事業所等に電力を供給する電力系統1の電力変動を調整するためのものである。図示するように、電力系統1から電力が供給される住居等には、コジェネレーションシステム20が設置された住居2や、太陽光発電装置30を有する事業所3、発電装置が設置されていない住居4等が含まれる。すなわち、電力系統1には、住居2に設置されたコジェネレーションシステム20や、事業所3に設置された太陽光発電装置30といった複数の発電装置が連係する。また、電力系統1から電力が供給される住居2,4や事業所3等の各々には、スマートメータ50が設置されている。電力系統1の供給エリアは、例えば1つの柱上変圧器に対応したエリアであってもよく、それよりも広いエリアであってもよい。更に、コジェネレーションシステム20は、事業所に設置されたものであってもよく、太陽光発電装置30は、住居に設置されたものであってもよい。また、電力系統1と連系する発電装置には、風力発電装置等の太陽光以外の再生可能エネルギを用いて発電する再生エネルギ発電装置が含まれてもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a
図1に示すように、電力調整システム10は、電力系統1から電力が供給される住居2,4や事業所3といった複数の需要家間での電力の取引(売買)を管理する電力取引管理サーバ(管理装置)15を含む。電力取引管理サーバ15は、CPU,ROM,RAM、入出力装置(何れも図示省略)、各種情報を記憶する記憶装置17等を含むコンピュータである。電力取引管理サーバ15の記憶装置17には、電力系統1から電力が供給される各需要家により予め設定された電力の最低売却価格(1kWhあたりの価格)および最高買取価格(1kWhあたりの価格)が複数の需要家ごとに記憶されている。
As shown in FIG. 1, a
また、電力取引管理サーバ15の演算処理部(CPU)は、需要家側からの電力の売却要求や買取要求を受信すると、電力の買い手または売り手の有無を判定し、買い手または売り手が存在すると判定した場合、売り手の最低売却価格および買い手の最高買取価格に基づいて電力の取引が成立するか否かを判定する。そして、電力取引管理サーバ15は、電力の取引が成立すると判定した場合、電力の取引量(売却要求に応じた買取量または買取要求に応じた売却量)や取引価格等を含む取引内容を需要家に送信し、当該取引内容を記憶装置17に記憶(保持)させる。更に、電力取引管理サーバ15には、電力系統1の供給エリア内の住居2,4や事業所3等に設置されたスマートメータ50が例えばP2Pネットワークである通信ネットワークNWを介して接続される。なお、通信ネットワークNWは、サーバ-クライアントネットワークであってもよい。
Further, upon receiving a request to sell or purchase power from the consumer side, the arithmetic processing unit (CPU) of the power
住居2に設置されたコジェネレーションシステム20は、アノードガスとカソードガスとの電気化学反応により発電する例えば固体酸化物形の燃料電池FCを含む発電ユニット21と、給湯設備22と、発電ユニット21および給湯設備22を制御する制御装置25とを含む家庭用コジェネレーションシステムである。コジェネレーションシステム20の制御装置25は、CPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータ(図示省略)や、各種データを記憶する記憶装置27を含む。制御装置25は、コジェネレーションシステム20に設けられた各種センサからの信号や、ユーザにより操作されるリモコンからの信号等に基づいて、発電ユニット21の図示しない各種ブロワや各種ポンプ、各種ファン、バルブ類、パワーコンディショナ(DC/DCコンバータおよびインバータ)等への制御信号を出力し、これらの機器を制御する。
A
また、制御装置25は、通信ネットワークNWを介して電力取引管理サーバ15に接続される。更に、制御装置25は、図示しない系統電力センサを介して電力系統1の電圧を取得すると共に電圧波形等に基づいて当該電力系統1の周波数を取得し、取得した電力系統1の電圧や周波数に基づいて当該電力系統1で電力変動が生じたか否かを判定する。そして、電力系統1で電力変動が発生したと判定した場合、制御装置25は、発電ユニット21(コジェネレーションシステム20)の発電電力の売却要求または電力系統1の電力(余剰電力)の買取要求を売却または買取可能な電力量と共に電力取引管理サーバ15に送信する。
Also, the
事業所3に設置された太陽光発電装置30は、複数のセルを含む1つまたは複数のソーラーパネルを含む発電部31と、発電部31で発電された電力の余剰分を蓄電する蓄電装置(図示省略)と、発電部31を制御する制御装置35とを含む。太陽光発電装置30の制御装置35は、CPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータ(図示省略)や、各種データを記憶する記憶装置37を含む。制御装置35は、発電部31に設けられた各種センサからの信号等に基づいて、当該発電部31から電力系統1に出力される電力を調整(制御)する。また、制御装置35は、通信ネットワークNWを介して電力取引管理サーバ15に接続されており、発電部31の発電状態等に応じて当該発電部31の発電電力の売却要求または電力系統1の電力(余剰電力)の買取要求を売却または買取可能な電力量と共に電力取引管理サーバ15に送信する。
The solar
また、本実施形態の電力調整システム10では、上述の住居4のような発電装置を有していない需要家もパソコン等の端末40から通信ネットワークNWを介して電力取引管理サーバ15にアクセスすることができる。従って、発電装置を有していない需要家も端末40から電力系統1の電力の買取要求を電力取引管理サーバ15に送信して電力の取引を行うことができる。
In addition, in the
続いて、図2および図3を参照しながら、電力の取引に関連した電力取引管理サーバ15やコジェネレーションシステム20等の動作について詳細に説明する
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, operations of the power
図2は、電力取引管理サーバ15により所定時間おきに繰り返し実行されるルーチンの一例を示すフローチャートである。図2のルーチンの開始に際し、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、電力の売却を要求している需要家(売り手)と電力の買取を要求している需要家(買い手)とを探索し、電力の売り手と買い手との双方が存在するか否かを判定する(ステップS110)。ステップS110にて電力の売り手と買い手との双方が存在すると判定した場合(ステップS110:YES)、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、記憶装置17から電力の売却を要求する需要家の最低売却価格と電力の買取を要求する需要家の最高買取価格とを取得する(ステップS120)。更に、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、ステップS100にて取得した最低売却価格に一致する最高買取価格を設定している需要家(電力の買い手)が存在するか否か、すなわち売却要求または買取要求に対応した電力の取引が成立するか否かを判定する(ステップS130)。
FIG. 2 is a flow chart showing an example of a routine repeatedly executed by the power
ステップS130にて需要家側からの電力の売却要求または買取要求に対応した電力の買い手または売り手が存在しており、電力の取引が成立すると判定した場合(ステップS130:YES)、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、電力の売り手となる需要家側から送信された売却可能な電力量と、電力の買い手となる需要家側から送信された買取可能な電力量とに基づいて、売却要求または買取要求に対応した電力の取引量(電力量)を決定する(ステップS140)。次いで、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、今回の取引に関わる需要家(ID)、取引の約定日時、取引価格、ステップS130にて決定した電力の取引量等を含む取引内容をブロックに格納する(ステップS150)。ステップS150では、1つ前の取引内容を格納したブロックの内容に基づいてハッシュ値(ブロック情報)が算出され、当該ハッシュ値が今回の取引内容と共に今回のブロックに格納される。
If it is determined in step S130 that there is an electric power buyer or seller corresponding to the electric power sale request or electric power purchase request from the consumer side and the electric power transaction is concluded (step S130: YES), the electric power transaction management server The
そして、電力取引管理サーバ15は、ステップS150にて生成したブロックすなわち今回の取引内容を住居2,4や事業所3等を含む電力系統1の全需要家(発電装置の制御装置25,35、端末40およびスマートメータ50)に送信すると共に、自己の記憶装置17に記憶(保持)させ(ステップS160)、図2のルーチンを一旦終了させる。すなわち、電力調整システム10において、各取引内容は、対応するブロックに1つ前のブロックの情報と共に格納され、電力取引管理サーバ15と複数の需要家とにより全取引の取引内容(取引履歴)が共有される。
Then, the power
一方、ステップS110にて電力の買取または売却を要求している他の需要家が存在しないと判定した場合(ステップS110:NO)、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、取引が不成立であった旨を示す取引内容を該当する需要家側に送信し(ステップS170)、図2のルーチンを一旦終了させる。また、ステップS130にて需要家側からの電力の売却要求または買取要求に対応した電力の買い手または売り手が存在しておらず、電力の取引が成立しないと判定した場合(ステップS130:NO)、電力取引管理サーバ15の演算処理部は、取引が不成立であった旨を示す取引内容を該当する需要家側に送信し(ステップS170)、図2のルーチンを一旦終了させる。なお、図2のルーチンが実行される際に、1つの売却要求または買取要求に対して、複数の需要家が電力の買い手または売り手として選ばれてもよい。また、上記取引内容がスマートメータ50に送信されることで、電力の取引に伴う収入・支出は、電気料金から減算または加算される。ただし、電力の取引の決済は、通常の電気料金とは別に行われてもよい。
On the other hand, if it is determined in step S110 that there is no other consumer requesting purchase or sale of power (step S110: NO), the arithmetic processing unit of the power
図3は、電力取引管理サーバ15を通して電力を取引するために電力系統1に連系するコジェネレーションシステム20の制御装置25や太陽光発電装置30の制御装置35等により所定時間おきに実行されるルーチンの一例を示すフローチャートである。ここでは、コジェネレーションシステム20から電力の取引を要求するケースを例にとって図3のルーチンを説明する。
FIG. 3 is executed at predetermined time intervals by the
図3のルーチンの開始に際して、コジェネレーションシステム20の制御装置25(CPU)は、上記系統電力センサを介して電力系統1の電圧を取得すると共に電圧波形等に基づいて当該電力系統1の周波数を取得する(ステップS200)。更に、制御装置25は、取得した電力系統1の電圧や周波数に基づいて当該電力系統1で電力変動が生じたか否かを判定する(ステップS210)。ステップS210では、電力系統1の電圧が予め定められた許容範囲の下限値よりも低く、かつ電力系統1の周波数が所定値未満である場合、および電力系統1の電圧が予め定められた許容範囲の上限値よりも高く、かつ電力系統1の周波数が所定値よりも高い場合、電力系統1で電力変動が生じたと判定される。ステップS210にて電力系統1で電力変動が生じたと判定した場合(ステップS210:YES)、制御装置25は、電力系統1の電圧が上記許容範囲よりも低下しているか、あるいは高くなっているかを判定する(ステップS220)。
At the start of the routine of FIG. 3, the control device 25 (CPU) of the
ステップS220にて電力系統1の電圧が許容範囲よりも低下していると判定した場合(ステップS220:YES)、制御装置25は、発電ユニット21の発電電力を算出すると共に算出した発電電力を当該発電ユニット21の定格発電電力から減じることにより発電ユニット21(コジェネレーションシステム20)の発電余力を算出する(ステップS230)。更に、制御装置25は、発電余力が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(ステップS240)。ステップS240にて発電余力が予め定められた閾値以上であると判定した場合(ステップS240:NO)、制御装置25は、予め定められた制約に従って電力の売却時間(例えば、スマートメータ50の1コマ(30分)以上かつ2コマ未満の時間であって次の0分または30までの時間)を設定すると共に当該売却時間を上記発電余力に乗じて売却可能な電力量を設定し、当該売却可能な電力量と売却要求とを電力取引管理サーバ15に送信する(ステップS250)。なお、スマートメータ50の1コマの時間が30分よりも短くなった場合、それに応じて当該買取時間の設定が可能である。
When it is determined in step S220 that the voltage of the power system 1 is lower than the allowable range (step S220: YES), the
ステップS250の処理の後、制御装置25は、電力取引管理サーバ15からの取引内容(ブロック)を受信し(ステップS260)、受信した取引内容からステップS250にて送信した売却要求に対応する電力の取引が成立したか否かを判定する(ステップS270)。ステップS270にて電力の取引が成立したと判定した場合(ステップS270:YES)、制御装置25は、受信した取引内容(ブロック)を記憶装置27に記憶(保持)させる(ステップS280)。そして、制御装置25は、発電ユニット21(コジェネレーションシステム20)の発電電力の増加を指示して(ステップS290)、図3のルーチンを一旦終了させる。ステップS290の処理の実行後、制御装置25は、上述の売却時間が経過するまで取引内容に従って発電電力を増加させるように発電ユニット21を制御(定格運転)し、それにより発電電力の余剰分が電力系統1へと供給される。また、ステップS210,S240およびS270にて否定判定がなされた場合には、以降の処理がスキップされ、その時点で図3のルーチンが一旦終了する。
After the process of step S250, the
一方、ステップS220にて電力系統1の電圧が許容範囲よりも高くなっていると判定した場合(ステップS220:NO)、制御装置25は、発電ユニット21の発電電力を算出し(ステップS235)、発電電力がゼロではないかを判定する(ステップS245)。ステップS245にて発電電力がゼロではないと判定した場合(ステップS245:YES)、制御装置25は、予め定められた制約に従って電力の買取時間(例えば、スマートメータ50の1コマ(30分)以上かつ2コマ未満の時間であって次の0分または30までの時間)を設定すると共に、その時点で低下させることができる発電電力に当該買取時間を乗じて買取可能な電力量を設定し、当該買取可能な電力量と買取要求とを電力取引管理サーバ15に送信する(ステップS255)。なお、スマートメータ50の1コマの時間が30分よりも短くなった場合、それに応じて当該買取時間の設定が可能である。
On the other hand, when it is determined in step S220 that the voltage of the power system 1 is higher than the allowable range (step S220: NO), the
ステップS255の処理の後、制御装置25は、電力取引管理サーバ15からの取引内容(ブロック)を受信し(ステップS265)、受信した取引内容からステップS255にて送信した買取要求に対応する電力の取引が成立したか否かを判定する(ステップS275)。ステップS275にて電力の取引が成立したと判定した場合(ステップS275:YES)、制御装置25は、受信した取引内容(ブロック)を記憶装置27に記憶(保持)させる(ステップS285)。そして、制御装置25は、発電ユニット21(コジェネレーションシステム20)の発電電力の減少を指示して(ステップS295)、図3のルーチンを一旦終了させる。ステップS295の処理の実行後、制御装置25は、上述の買取時間が経過するまで取引内容に従って発電電力を減少させるように発電ユニット21を制御(部分負荷運転あるいは運転停止)し、それにより買い取った分の電力が電力系統1からコジェネレーションシステム20を有する需要家すなわち住居2へと供給される。また、ステップS245およびS275にて否定判定がなされた場合には、以降の処理がスキップされ、その時点で図3のルーチンが一旦終了する。
After the process of step S255, the
上述のように、コジェネレーションシステム20の制御装置25は、電力取引管理サーバ15により売却要求に対応した電力の取引が成立すると判定された場合(図2のステップS130:YES,図3のステップS270:YES)、発電ユニット21(コジェネレーションシステム20)の発電電力を増加させる(S290)。すなわち、電力調整システム10によれば、太陽光発電装置30といった再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って電力系統1の電力変動が生じた際に、図4に示すようにコジェネレーションシステム20を有する需要家から他の需要家への電力の売却が成立することで、当該コジェネレーションシステム20の発電電力を電力系統1に供給して当該電力系統1の安定化を図ることができる。
As described above, when the power
また、コジェネレーションシステム20の制御装置25は、電力取引管理サーバ15により買取要求に対応した電力の取引が成立すると判定された場合(図2のステップS130:YES,図3のステップS275:YES)、発電ユニット21(コジェネレーションシステム20)の発電電力を減少させる(ステップS295)。これにより、太陽光発電装置30等の発電電力の増加に伴って電力系統1の電力変動が生じた際には、図5に示すようにコジェネレーションシステム20を有する需要家による他の需要家(太陽光発電装置30等を有する需要家等)からの電力の買取が成立することで、コジェネレーションシステム20の発電量を減少させて太陽光発電装置30等の発電電力(余剰電力)を吸収し、それにより電力系統1の安定化を図ることが可能となる。
Further, when the power
更に、電力調整システム10では、電力の全取引内容が電力取引管理サーバ15の記憶装置17と、電力系統1の全需要家すなわちコジェネレーションシステム20の記憶装置27、太陽光発電装置30の記憶装置37、端末40の記憶装置47等により保持される。すなわち、電力調整システム10において、電力取引管理サーバ15、コジェネレーションシステム20の制御装置25、太陽光発電装置30の制御装置35、端末40等は、ブロックチェーン技術を利用した分散データベースを構成し、電力取引管理サーバ15は、ブロックチェーンにおけるマイナーとして機能する。このように、ブロックチェーン技術(分散型台帳技術)を利用することで、取引内容(取引履歴)の耐改ざん性を良好に確保して複数の需要家間における電力の取引の安全性をより向上させることが可能となる。
Furthermore, in the
この結果、電力調整システム10によれば、取引の安全性を確保しつつ複数の需要家間で電力を取引可能にすると共に、コジェネレーションシステム20や太陽光発電装置30等の再生エネルギ発電装置等が連系する電力系統1の安定化を図ることができる。加えて、コジェネレーションシステム20側で電力系統1の電力変動の有無を瞬時に判定すると共に判定結果に応じて電力取引管理サーバ15に電力の売却要求または買取要求を送信することで、太陽光発電装置30等の再生エネルギ発電装置の発電電力の細かな変動に応答性よく対処することが可能となる。
As a result, according to the
更に、電力調整システム10において、コジェネレーションシステム20の制御装置25は、電力系統1の電圧が許容範囲よりも低下した際に、当該コジェネレーションシステム20の発電余力を算出すると共に発電余力がある場合に売却要求を電力取引管理サーバ15に送信する(図3のステップS220:YES、ステップS230-250)。一方、制御装置25は、電力系統1の電圧が許容範囲よりも高くなった際に、コジェネレーションシステム20の発電電力を算出すると共に発電電力がゼロではない場合に買取要求を電力取引管理サーバ15に送信する(ステップS220:NO、ステップS235-S255)。これにより、コジェネレーションシステム20に具備された機能を用いて電力系統1の電力変動を迅速かつ適正に検出可能となるので、電力調整システム10を構築する際のコストアップを抑制することができる。
Furthermore, in the
また、電力取引管理サーバ15の記憶装置17には、複数の需要家ごとに電力の最低売却価格および最高買取価格が記憶されており、電力取引管理サーバ15は、電力の売り手の最低売却価格および電力の買い手の最高買取価格に基づいて電力の取引が成立するか否かを判定する(図2のステップS120,S130)。これにより、電力系統1の電力変動が生じた際に、複数の需要家間で電力の取引を容易かつ速やかに成立させることが可能となる。本実施形態において、太陽光発電装置30等の再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って電力系統1の電力変動が発生したときの最低売却価格は、太陽光発電装置30といった再生エネルギ発電装置の発電電力の減少の電力系統1に対する影響が少ない平常時の最低売却価格よりも高く定められている。これにより、太陽光発電装置30等の再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って電力系統1が不安定化するおそれがある際に電力変動の解消に寄与するコジェネレーションシステム20を有する需要家に対価を付与することができるので、当該需要家のメリットを増やすことが可能となる。
In addition, the
更に、本開示の電力調整システム10によれば、コストを考慮しながらコジェネレーションシステム20の発電ユニット21すなわち燃料電池FCの出力を増減させることができる。従って、コジェネレーションシステム20を有する需要家のメリットを増やすことが可能となる。ただし、コジェネレーションシステム20は、燃料電池FCを含むものに限られず、例えばガスエンジンを含むものであってもよい。
Furthermore, according to the
なお、上記実施形態の電力調整システム10では、電力取引管理サーバ15のみがブロックチェーンにおけるマイナーとして機能することになるが、電力取引管理サーバ15、制御装置25,35、端末40等のうちの複数またはすべてがマイナーとして機能してもよい。また、上述のように電力の取引ごとにブロックを生成する代わりに、一定期間内における電力の取引の取引内容を1つのブロックとしてもよい。更に、電力系統1の各需要家において、図3のルーチンは、コジェネレーションシステム20や太陽光発電装置30の制御装置25,35、端末40等の代わりに、HEMS(Home Energy Management System)あるいはBEMS(Building Energy Management System)のコントローラにより実行されてもよい。また、図3のルーチンが太陽光発電装置30の制御装置35といったコジェネレーションシステム20の制御装置25以外の他の発電装置の制御装置により実行される場合、ステップS230,S235,S290,S295では、該当する発電装置に合致した処理が実行されればよい。
Note that in the
そして、本開示の発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。 It goes without saying that the invention of the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present disclosure. Furthermore, the above-described embodiment is merely one specific form of the invention described in the Summary of the Invention column, and does not limit the elements of the invention described in the Summary of the Invention column.
本開示の発明は、コジェネレーションシステム等の発電装置の製造産業等において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The invention of the present disclosure can be used in the manufacturing industry of power generators such as cogeneration systems.
1 電力系統、2,4 住居、3 事業所、10 電力調整システム、15 電力取引管理サーバ、17 記憶装置、20 コジェネレーションシステム、21 発電ユニット、22 給湯設備、25 制御装置、27 記憶装置、30 太陽光発電装置、31 発電部、35 制御装置、37 記憶装置、40 端末、50 スマートメータ、FC 燃料電池、NW 通信ネットワーク。
Reference Signs List 1
Claims (7)
前記コジェネレーションシステムを有する需要家を含む前記電力系統の複数の需要家間での電力の取引を管理する管理装置を備え、
前記コジェネレーションシステムは、前記電力系統で前記電力変動が生じたか否かを判定すると共に、前記電力変動が発生したと判定した場合に前記コジェネレーションシステムの発電電力の売却要求または前記電力系統の電力の買取要求を前記管理装置に送信する制御装置を含み、
前記管理装置は、前記制御装置からの前記売却要求または前記買取要求に応じて前記電力の取引が成立するか否かを判定し、前記電力の取引が成立すると判定した場合に少なくとも電力の取引量を含む取引内容を前記制御装置に送信すると共に、前記取引内容を保持し、
前記制御装置は、前記管理装置からの前記取引内容に従って前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を調整すると共に、前記取引内容を保持する電力調整システム。 A power regulation system that adjusts power fluctuations in a power system in which a renewable energy power generation device that generates power using renewable energy and a cogeneration system are interconnected and in which reverse power flow from the cogeneration system is allowed,
A management device for managing power transactions among a plurality of consumers of the electric power system, including consumers having the cogeneration system,
The cogeneration system determines whether or not the power fluctuation has occurred in the power system, and when it is determined that the power fluctuation has occurred, a sale request for the power generated by the cogeneration system or the power of the power system including a control device that transmits a purchase request of to the management device,
The management device determines whether or not the power transaction is established in response to the sale request or the purchase request from the control device, and if it is determined that the power transaction is established, at least the power transaction amount is determined. to the control device and hold the transaction content,
A power adjustment system in which the control device adjusts the power generated by the cogeneration system in accordance with the content of the transaction from the management device and holds the content of the transaction.
前記制御装置は、前記管理装置により前記売却要求に対応した前記電力の取引が成立すると判定された場合に前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を増加させ、前記管理装置により前記買取要求に対応した前記電力の取引が成立すると判定された場合に前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を減少させる電力調整システム。 The power regulation system of claim 1, wherein
The control device increases the generated power of the cogeneration system when the management device determines that the transaction of the power corresponding to the sale request is established, and the management device responds to the purchase request. A power adjustment system that reduces the generated power of the cogeneration system when it is determined that a power transaction will be established.
前記制御装置は、前記電力系統の電圧が許容範囲よりも低下した際に、前記コジェネレーションシステムの発電余力を算出すると共に前記発電余力がある場合に前記売却要求を前記管理装置に送信し、前記電力系統の電圧が許容範囲よりも高くなった際に、前記コジェネレーションシステムの前記発電電力を算出すると共に前記発電電力がゼロではない場合に前記買取要求を前記管理装置に送信する電力調整システム。 In the power regulation system according to claim 1 or 2,
When the voltage of the electric power system falls below an allowable range, the control device calculates the surplus power generation capacity of the cogeneration system, and if there is the surplus power generation capacity, transmits the sale request to the management device, A power adjustment system that calculates the generated power of the cogeneration system when the voltage of the power system exceeds an allowable range, and transmits the purchase request to the management device when the generated power is not zero.
前記取引内容は、ブロックに格納され、前記ブロックには、前記取引内容と共に1つ前のブロックの情報が格納され、前記管理装置と前記複数の需要家とにより全取引の前記取引内容が共有される電力調整システム。 In the power regulation system according to any one of claims 1 to 3,
The transaction details are stored in a block, and the transaction details and the information of the previous block are stored in the block, and the transaction details of all transactions are shared by the management device and the plurality of consumers. power regulation system.
前記管理装置は、前記複数の需要家ごとに電力の最低売却価格および最高買取価格を記憶すると共に、電力の売り手の前記最低売却価格および電力の買い手の前記最高買取価格に基づいて前記電力の取引が成立するか否かを判定する電力調整システム。 In the power regulation system according to any one of claims 1 to 4,
The management device stores a minimum sale price and a maximum purchase price of power for each of the plurality of consumers, and trades the power based on the minimum sale price of the power seller and the maximum purchase price of the power buyer. A power adjustment system that determines whether or not is established.
前記再生エネルギ発電装置の発電電力の減少に伴って前記電力系統の前記電力変動が発生したときの前記最低売却価格は、前記再生エネルギ発電装置の前記発電電力の減少の前記電力系統に対する影響が少ないときの前記最低売却価格よりも高く定められる電力調整システム。 In the power regulation system of claim 5,
The minimum selling price when the power fluctuation of the power system occurs due to a decrease in the power generated by the renewable energy power generation device has little impact on the power system due to the decrease in the power generated by the renewable energy power generation device. A power regulation system that is set higher than the minimum sale price at the time.
前記コジェネレーションシステムは、アノードガスとカソードガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を含む電力調整システム。 In the power regulation system according to any one of claims 1 to 6,
The cogeneration system is a power regulation system including a fuel cell that generates power through an electrochemical reaction between an anode gas and a cathode gas.
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