JP7414988B2 - 電力管理システム、電力変換装置及び電力管理方法 - Google Patents

電力管理システム、電力変換装置及び電力管理方法 Download PDF

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Description

本開示は、電力管理システム、電力変換装置及び電力管理方法に関する。
太陽電池装置又は蓄電装置などの分散電源の出力電力を計測することによって、分散電源の出力電力を取り引きする仕組みが知られている。このような仕組みにおいては、第三者機関によって検定された電力メータ(以下、検定付きメータ)によって分散電源の出力電力を計測することによって計測精度が担保される。
さらに、施設の潮流電力又は逆潮流電力を計測する電力メータ(以下、スマートメータ)を用いて、施設に設けられる負荷機器の消費電力を計測する計測装置又は施設に設けられる分散電源の出力電力を計測する計測装置の計測値を校正する仕組みが提案されている。このような仕組みによれば、検定付きメータを用いることなく、スマートメータを用いた校正によって、計測装置の計測精度を担保しようとしている(例えば、特許文献1)。
国際公開第2011/067988号パンフレット
第1の特徴に係る電力管理システムは、分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信する第1受信部と、前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第2受信部と、前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第3受信部と、前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行する制御部と、を備える。
第2の特徴に係る電力変換装置は、電力系統に接続される第1電力インタフェースと、負荷機器に接続される第2電力インタフェースと、分散電源に接続される第3電力インタフェースと、前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントと、前記分散電源から出力される直流電力を交流電力に少なくとも変換する変換器と、を備える。
第3の特徴に係る電力管理方法は、分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信するステップと、前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップと、前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップと、前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行するステップと、を備える。
図1は、実施形態に係る電力管理システム100を示すである。 図2は、実施形態に係るPCS230を示すである。 図3は、実施形態に係る電力管理方法を示す図である。 図4は、実施形態に係る電力管理方法を示す図である。 図5は、実施形態に係る電力管理方法を示す図である。 図6は、実施形態に係る電力管理方法を示す図である。 図7は、変更例1に係る電力管理方法を示す図である。 図8は、変更例2に係るPCS230を示すである。
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。なお、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る。
[実施形態]
(電力管理システム)
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。図1に示すように、電力管理システム100は、施設10と、サーバ20と、サーバ30と、を有する。施設10は、電力線によって電力系統110と接続される。施設10は、通信線によってネットワーク120と接続される。特に限定されるものではないが、電力線は有線であってもよい。通信線は、無線であってもよく、有線であってもよい。施設10、サーバ20及びサーバ30は、ネットワーク120によって接続される。ネットワーク120は、インターネットである。ネットワーク120は、VPN(Virtual Private Network)などの専用回線を含んでもよい。以下において、電力系統110から施設10への電力の流れを潮流と称し、施設10から電力系統110への電力の流れを逆潮流と称する。
施設10は、分散電源(図1では、蓄電ユニット210及びPVパネル220)及び負荷機器240を有する施設である。特に限定されるものではないが、施設10は、住宅などの非商用施設であってもよく、オフィス及び商店などの商用施設であってもよい。施設10は、工場であってもよい。
例えば、施設10は、蓄電ユニット210と、PVパネル220と、PCS(Power Conditioning System)230と、負荷機器240と、基準電力メータ250と、EMS(Energy Management System)260と、を有する。
蓄電ユニット210は、電力の充電及び電力の放電を行う分散電源の一例である。蓄電ユニット210は、逆潮流が許容されない分散電源の一例であってもよい。蓄電ユニット210は、固定買取価格(FIT(Feed-in Tariff))が適用されない分散電源の一例であってもよい。但し、蓄電ユニット210は、逆潮流が許容されてもよく、FITが適用されてもよい。例えば、蓄電ユニット210は、第1分散電源の一例である。蓄電ユニット210は、第2分散電源の一例であってもよい。
PVパネル220は、太陽光などの光に応じて発電を行う分散電源の一例である。PVパネル220は、逆潮流が許容される分散電源の一例であってもよい。PVパネル220は、FITが適用される分散電源の一例であってもよい。例えば、PVパネル220は、第2分散電源の一例である。PVパネル220は、第1分散電源の一例であってもよい。
PCS230は、分散電源から出力されるDC電力をAC電力に変換する電力変換装置の一例である。例えば、PCS230は、蓄電ユニット210から出力されるDC電力をAC電力に変換し、蓄電ユニット210に入力されるDC電力にAC電力を変換する。PCS230は、PVパネル220から出力されるDC電力をAC電力に変換する。PCS230の詳細については後述する(図2を参照)。
負荷機器240は、電力を消費する機器である。特に限定されるものではないが、負荷機器240は、空調装置を含んでもよく、照明装置を含んでもよい。
基準電力メータ250は、施設10の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する。特に限定されるものではないが、基準電力メータ250は、第三者機関によって認証された電力メータであり、電力会社に帰属する電力メータである。基準電力メータ250は、基準電力メータ250の基準計測値を所定時間間隔(例えば、30分)毎に送信する機能を有する。基準電力メータ250は、所定時間間隔よりも短い間隔で基準計測値を送信する動作を禁止された電力メータであってもよい。
EMS260は、施設10の電力を管理する。例えば、EMS260は、施設10の潮流電力を管理してもよく、施設10の逆潮流電力を管理してもよい。EMS260は、蓄電ユニット210の出力電力(放電電力)、蓄電ユニット210の入力電力(充電電力)、PVパネル220の出力電力(発電電力)を管理してもよい。EMS260は、負荷機器240の消費電力を管理してもよい。
EMS260は、通信線によってPCS230と接続されており、上述した電力をPCS230から取得してもよい。図1では省略しているが、EMS260は、後述する各種電力メータ(S1、S2、S3及びS4)と通信線によって接続されており、上述した電力を各種電力メータから取得してもよい。
サーバ20は、電力系統110を管理するサーバである。サーバ20は、発電事業者、送配電事業者或いは小売事業者、リソースアグリゲータなどの事業者によって管理されるサーバであってもよい。サーバ20は、VPP(Virtual Power Plant)において分散電源に対する制御を指示する制御メッセージを送信してもよい。制御メッセージは、潮流電力の制御を要求する潮流制御メッセージ(例えば、DR;Demand Response)を含んでもよく、逆潮流電力の制御を要求する逆潮流制御メッセージを含んでもよく、分散電源の動作状態を制御する電源制御メッセージを含んでもよい。
サーバ30は、施設10に設けられる分散電源を管理するサーバである。特に限定されるものではないが、サーバ30は、分散電源を提供又は製造するエンティティによって管理されるサーバであってもよい。例えば、サーバ30は、分散電源のメンテナンスなどを目的として、分散電源の出力電力、分散電源の入力電力などの情報を収集してもよい。或いは、サーバ30は、分散電源の動作の最適化などを目的として、施設10の潮流電力、施設10の逆潮流電力、負荷機器240の消費電力、分散電源の出力電力、分散電源の入力電力などの情報を収集してもよい。サーバ30によって収集される電力の情報は、上述した目的以外に用いられてもよい。
(電力変換装置)
以下において、実施形態に係る電力変換装置について説明する。上述したように、PCS230は、電力変換装置の一例である。
図2に示すように、PCS230は、各種インタフェース(図2では、I1、I2、I3及びI4)と、各種ブレーカ(図2では、B1、B2、B3及びB4)と、各種電力メータ(図2では、S1、S2、S3及びS4)と、各種合流ポイント(図2では、J1及びJ2)を有する。PCS230は、DC/ACコンバータ231(図2では、単にDC/AC)と、DC/ACコンバータ232(図2では、単にDC/AC)と、制御部233と、を有する。
I1は、電力系統110(図2では、基準電力メータ250)と接続される第1電力インタフェースの一例である。I2は、負荷機器240に接続される第2電力インタフェースの一例である。I3及びI4は、分散電源に接続される第3電力インタフェースの一例である。図2では、I3は、蓄電ユニット210に接続される電力インタフェースの一例であり、I4は、PVパネル220に接続される電力インタフェースの一例である。これらの電力インタフェースは、コネクタによって構成されていてもよい。但し、実施形態はこれに限定されるものではなく、電力インタフェースは、コネクタを有していない電力線であってもよい。
B1は、J2とI1とを接続する電力線上に設けられており、電力線の接続及び切断を切り替え可能に構成される。B1は、施設10と電力会社との間の契約で取り決めた値以下に施設10の電流を制限するためのリミッタとして用いられてもよい。B1が切断されると、電力系統110から施設10が切り離される。B2は、J2とI2とを接続する電力線上に設けられており、電力線の接続及び切断を切り替え可能に構成される。B2が切断されると、電力系統110から負荷機器240が切り離される。B3は、J1とI3とを接続する電力線上に設けられており、電力線の接続及び切断を切り替え可能に構成される。B3が切断されると、電力系統110から蓄電ユニット210が切り離される。B4は、J1とI4とを接続する電力線上に設けられており、電力線の接続及び切断を切り替え可能に構成される。B4が切断されると、電力系統110からPVパネル220が切り離される。
S1は、J2よりも電力系統110側に設けられる第1電力メータの一例である。S1は、施設10の潮流電及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する。理論的には、S1の第1計測値を所定時間間隔で積算した値は、上述した基準電力メータの基準計測値と一致する。S2は、J2とI2との間に設けられており、負荷機器240の消費電力(すなわち、第2計測値)を計測する第2電力メータの一例である。S3は、J1とI3との間に設けられており、蓄電ユニット210(例えば、第1分散電源)の出力電力及び蓄電ユニット210入力電力の少なくともいずれか1つ(すなわち、第3計測値)を計測する第3電力メータ(例えば、第1分散電源電力メータ)の一例である。S4は、J1とI4との間に設けられており、PVパネル220(例えば、第2分散電源)の出力電力(すなわち、第3計測値)を計測する第3電力メータ(例えば、第2分散電源電力メータ)の一例である。理論的には、S3及びS4の第3計測値の合計は、S1の第1計測値とS2の第2計測値との差異と一致する。言い換えると、S4の計測値の影響を排除できれば、S3の第3計測値の合計は、S1の第1計測値とS2の第2計測値との差異と一致し、S3の計測値の影響を排除できれば、S4の第3計測値の合計は、S1の第1計測値とS2の第2計測値との差異と一致する。
実施形態において、S1~S4は、基準電力メータ250のように、第三者機関によって認証された電力メータである必要はない。但し、S1~S4は、第三者機関によって認証された電力メータであってもよい。
J1は、蓄電ユニット210に接続された電力線とPVパネル220に接続された電力線との合流ポイントである。J2は、分散電源に接続された電力線と負荷機器240に接続された電力線との合流ポイントである。J2は、J1よりも電力系統110側に設けられる。
DC/ACコンバータ231は、蓄電ユニット210から出力されるDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電ユニット210に入力されるDC電力にAC電力を変換する。DC/ACコンバータ231は、分散電源から出力される直流電力を交流電力に少なくとも変換する変換器の一例である。
DC/ACコンバータ232は、PVパネル220から出力されるDC電力をAC電力に変換する。DC/ACコンバータ232は、分散電源から出力される直流電力を交流電力に少なくとも変換する変換器の一例である。
制御部233は、通信モジュールを含み、各種電力メータ、基準電力メータ250、EMS260と通信を行う機能を有する。通信モジュールは、IEEE802.11a/b/g/n、ZigBee、Wi-SUN、LTE、5Gなどの規格に準拠する無線通信モジュールであってもよく、IEEE802.3などの規格に準拠する有線通信モジュールであってもよい。
実施形態では、制御部233は、基準電力メータ250の基準計測値を所定時間間隔で受信する第1受信部を構成する。制御部233は、第1電力メータ(図2ではS1)の第1計測値を、所定時間間隔よりも短い間隔(例えば、1分)で受信する第2受信部を構成する。制御部233は、第2電力メータ(図2ではS2)の第2計測値を、所定時間間隔よりも短い間隔(例えば、1分)で受信する第3受信部を構成する。制御部233は、第3電力メータ(図2ではS3又はS4)の第3計測値を、所定時間間隔よりも短い間隔(例えば、1分)で受信する第4受信部を構成する。
制御部233は、少なくとも1つのプロセッサを含み、PCS230を制御する。少なくとも1つのプロセッサは、単一の集積回路(IC)によって構成されてもよく、通信可能に接続された複数の回路(集積回路及び又はディスクリート回路(discrete circuits)など)によって構成されてもよい。
第1に、制御部233は、基準計測値と第1計測値との比較結果に基づいてS1に関する第1校正処理を実行する。第1校正処理は、基準電力メータ250(基準計測値)に対するS1(第1計測値)の誤差が許容範囲に収まるか否かを判定する処理を含んでもよい。第1校正処理は、S1(第1計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合に、第1計測値を補正する補正係数を算出する処理を含んでもよい。
ここで、S1(第1計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合において、S1使用を中止してS1の交換を促すメッセージが通知されてもよく、補正係数によって第1計測値を補正しながらS1の使用を継続してもよい。
第2に、制御部233は、第1校正処理を実行した後に、第1計測値及び第2計測値に基づいてS2に関する第2校正処理を実行する。第2校正処理は、S1(第1計測値)に対するS2(第2計測値)の誤差が許容範囲に収まるか否かを判定する処理を含んでもよい。第2校正処理は、S2(第2計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合に、第2計測値を補正する補正係数を算出する処理を含んでもよい。
ここで、S2(第2計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合において、S2使用を中止してS2の交換を促すメッセージが通知されてもよく、補正係数によって第2計測値を補正しながらS2の使用を継続してもよい。
制御部233は、分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において第2校正処理を実行してもよい。例えば、分散電源が蓄電ユニット210であるケースを想定すると、蓄電ユニット210の出力電力及び入力電力の変動が所定閾値以下である期間において第2校正処理が実行されてもよい。同様に、分散電源がPVパネル220であるケースを想定すると、PVパネル220の出力電力の変動が所定閾値以下である期間(例えば、夜間)において第2校正処理が実行されてもよい。さらに、制御部233は、B3及びB4の少なくともいずれか1つを切断した状態において第2校正処理を実行してもよい。B3及びB4の少なくともいずれか1つが切断された期間は、分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間と同義である。
第3に、制御部233は、第2校正処理を実行した後に、第1計測値、第2計測値及び第3計測値に基づいてS3に関する第3校正処理を実行する。同様に、制御部233は、第2校正処理を実行した後に、第1計測値、第2計測値及び第3計測値に基づいてS4に関する第3校正処理を実行する。第3校正処理は、第1計測値と第2計測値との差異に対するS3(第3計測値)の誤差が許容範囲に収まるか否かを判定する処理を含んでもよい。第3校正処理は、S3(第3計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合に、第3計測値を補正する補正係数を算出する処理を含んでもよい。同様に、第3校正処理は、第1計測値と第2計測値との差異に対するS4(第3計測値)の誤差が許容範囲に収まるか否かを判定する処理を含んでもよい。第3校正処理は、S4(第3計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合に、第3計測値を補正する補正係数を算出する処理を含んでもよい。
ここで、S3(第3計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合において、S3使用を中止してS3の交換を促すメッセージが通知されてもよく、補正係数によって第3計測値を補正しながらS3の使用を継続してもよい。同様に、S4(第3計測値)の誤差が許容範囲に収まらない場合において、S4に使用を中止してS4の交換を促すメッセージが通知されてもよく、補正係数によって第3計測値を補正しながらS4の使用を継続してもよい。
制御部233は、負荷機器240の消費電力の変動が所定閾値以下である期間において第3校正処理を実行してもよい。さらに、制御部233は、B2を切断した状態において第3校正処理を実行してもよい。B2が切断された期間は、負荷機器240の消費電力の変動が所定閾値以下である期間と同義である。
上述したように、制御部233は、第3校正処理として、S3に関する校正処理及びS4に関する校正処理の少なくともいずれか1つを実行すればよい。制御部233は、S3に関する校正処理及びS4に関する校正処理の双方を実行する場合には、以下に示すように第3校正処理を実行してもよい。
具体的には、制御部233は、PVパネル220の出力電力の変動が所定閾値以下である期間において、S3に関する校正処理を実行してもよい。さらに、制御部233は、B4が切断された状態においてS3に関する校正処理を実行してもよい。B4が切断された期間は、PVパネル220の出力電力の変動が所定閾値以下である期間と同義である。同様に、制御部233は、蓄電ユニット210の出力電力の変動が所定閾値以下である期間において、S4に関する校正処理を実行してもよい。さらに、制御部233は、B3が切断された状態においてS4に関する校正処理を実行してもよい。B3が切断された期間は、蓄電ユニット210の出力電力の変動が所定閾値以下である期間と同義である。
(電力管理方法)
以下において、実施形態に係る電力管理方法について説明する。
第1に、第1校正処理について図3を参照しながら説明する。第1校正処理は、S1に関する校正処理である。
図3に示すように、ステップS10において、制御部233は、基準計測値を基準電力メータ250に要求する。ステップS11において、制御部233は、要求に対する応答(基準計測値)を基準電力メータ250から受信する。上述したように、制御部233は、基準計測値を所定時間間隔毎に受信する。図3では、基準電力メータ250は、制御部233の要求に応じて基準計測値を送信するが、所定時間間隔毎に基準計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS10及びステップS11で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS12Aにおいて、制御部233は、第1計測値をS1に要求する。ステップS13Aにおいて、制御部233は、要求に対する応答(第1計測値)をS1から受信する。図3では、S1は、制御部233の要求に応じて第1計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第1計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS12A及びステップS13Aで用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ここで、制御部233は、所定時間間隔内において、N回に亘って第1計測値を受信する。N回は特に限定されるものではないが、基準計測値の受信時間間隔が30分であり、第1計測値の受信時間間隔が1分である場合には、Nは30であってもよい。
ステップS14において、制御部233は、ステップS10~ステップS13Nを1つのサイクルとして、このような処理をN1サイクルに亘って実行する。N1サイクルは、第1校正処理の精度を担保するための繰り返し回数であり、特に限定されるものではないが、4であってもよい。ステップS10~ステップS13Nは、N1サイクルに含まれる1回のサイクルとしてカウントされてもよい。
ステップS15において、制御部233は、基準計測値と第1計測値との比較結果に基づいてS1に関する第1校正処理を実行する。基準計測値と比較される第1計測値は、N回に亘って受信される第1計測値の積算値である。
ここで、制御部233は、N1サイクルの比較結果を取得することが可能である。第1校正処理は、第1計測値の誤差の平均値に基づいて実行されてもよく、第1計測値の誤差の最小値に基づいて実行されてもよく、第1計測値の誤差の最大値に基づいて実行されてもよい。
第2に、第2校正処理について図4を参照しながら説明する。第2校正処理は、S2に関する校正処理である。第2校正処理は、少なくとも第1校正処理を実行した後に実行される。
図4に示すように、ステップS20において、制御部233は、第1計測値をS1に要求する。ステップS21において、制御部233は、要求に対する応答(第1計測値)をS1から受信する。図4では、S1は、制御部233の要求に応じて第1計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第1計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS20及びステップS21で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS22において、制御部233は、第2計測値をS2に要求する。ステップS23において、制御部233は、要求に対する応答(第2計測値)をS2から受信する。図4では、S2は、制御部233の要求に応じて第2計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第2計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS22及びステップS23で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS24において、制御部233は、ステップS20~ステップS23を1つのサイクルとして、このような処理をN2サイクルに亘って実行する。N2サイクルは、第2校正処理の精度を担保するための繰り返し回数であり、特に限定されるものではないが、4であってもよい。ステップS20~ステップS23は、N2サイクルに含まれる1回のサイクルとしてカウントされてもよい。
ステップS25において、制御部233は、第1計測値及び第2計測値に基づいてS2に関する第2校正処理を実行する。ここで、制御部233は、分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において第2校正処理を実行してもよい。すなわち、ステップS20~ステップS24の処理は、分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において実行されてもよい。
ここで、制御部233は、N2サイクルのサンプルを取得することが可能である。第2校正処理は、第2計測値の誤差の平均値に基づいて実行されてもよく、第2計測値の誤差の最小値に基づいて実行されてもよく、第2計測値の誤差の最大値に基づいて実行されてもよい。
第3に、第3校正処理(その1)について図5を参照しながら説明する。例えば、第3校正処理(その1)は、S3に関する校正処理である。第3校正処理(その1)は、少なくとも第1校正処理を実行した後に実行される。第3校正処理(その1)は、第2校正処理を実行した後に実行されてもよい。
図5に示すように、ステップS30において、制御部233は、第1計測値をS1に要求する。ステップS31において、制御部233は、要求に対する応答(第1計測値)をS1から受信する。図5では、S1は、制御部233の要求に応じて第1計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第1計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS30及びステップS31で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS32において、制御部233は、第2計測値をS2に要求する。ステップS33において、制御部233は、要求に対する応答(第2計測値)をS2から受信する。図5では、S2は、制御部233の要求に応じて第2計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第2計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS32及びステップS33で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS34において、制御部233は、第3計測値をS3に要求する。ステップS35において、制御部233は、要求に対する応答(第3計測値)をS3から受信する。図5では、S3は、制御部233の要求に応じて第3計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第3計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS34及びステップS35で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS36において、制御部233は、ステップS30~ステップS35を1つのサイクルとして、このような処理をN3サイクルに亘って実行する。N3サイクルは、第3校正処理(その1)の精度を担保するための繰り返し回数であり、特に限定されるものではないが、4であってもよい。ステップS30~ステップS35は、N3サイクルに含まれる1回のサイクルとしてカウントされてもよい。
ステップS37において、制御部233は、第1計測値、第2計測値及び第3計測値(S3の計測値)に基づいてS3に関する第3校正処理(その1)を実行する。ここで、制御部233は、負荷機器240の消費電力の変動が所定閾値以下である期間において第3校正処理(その1)を実行してもよい。さらに、制御部233は、PVパネル220の出力電力の変動が所定閾値以下である期間において第3校正処理(その1)を実行してもよい。すなわち、ステップS30~ステップS36の処理は、PVパネル220の出力電力の変動が所定閾値以下である期間において実行されてもよい。
ここで、制御部233は、N3サイクルのサンプルを取得することが可能である。第3校正処理(その1)は、S3の第3計測値の誤差の平均値に基づいて実行されてもよく、S3の第3計測値の誤差の最小値に基づいて実行されてもよく、S3の第3計測値の誤差の最大値に基づいて実行されてもよい。
第4に、第3校正処理(その2)について図6を参照しながら説明する。例えば、第3校正処理(その2)は、S4に関する校正処理である。第3校正処理(その2)は、少なくとも第1校正処理を実行した後に実行される。第3校正処理(その2)は、第2校正処理を実行した後に実行されてもよい。第3校正処理(その2)は、第3校正処理(その1)を実行した後に実行されてもよい。
図6に示すように、ステップS40において、制御部233は、第1計測値をS1に要求する。ステップS41において、制御部233は、要求に対する応答(第1計測値)をS1から受信する。図6では、S1は、制御部233の要求に応じて第1計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第1計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS40及びステップS41で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS42において、制御部233は、第2計測値をS2に要求する。ステップS43において、制御部233は、要求に対する応答(第2計測値)をS2から受信する。図6では、S2は、制御部233の要求に応じて第2計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第2計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS42及びステップS43で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS44において、制御部233は、第3計測値をS3に要求する。ステップS45において、制御部233は、要求に対する応答(第3計測値)をS3から受信する。図6では、S3は、制御部233の要求に応じて第3計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第3計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS44及びステップS45で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS46において、制御部233は、第3計測値をS4に要求する。ステップS47において、制御部233は、要求に対する応答(第3計測値)をS4から受信する。図6では、S4は、制御部233の要求に応じて第3計測値を送信するが、所定時間間隔よりも短い間隔で第3計測値を自律的に送信してもよい。特に限定されるものではないが、ステップS46及びステップS47で用いるメッセージとしては、GET、GET応答、INFなどのメッセージを用いることができる。
ステップS48において、制御部233は、ステップS40~ステップS47を1つのサイクルとして、このような処理をN4サイクルに亘って実行する。N4サイクルは、第3校正処理(その2)の精度を担保するための繰り返し回数であり、特に限定されるものではないが、4であってもよい。ステップS40~ステップS47は、N4サイクルに含まれる1回のサイクルとしてカウントされてもよい。
ステップS49において、制御部233は、第1計測値、第2計測値及び第3計測値(S3及びS4の計測値)に基づいてS4に関する第3校正処理(その2)を実行する。ここで、制御部233は、負荷機器240の消費電力の変動が所定閾値以下である期間において第3校正処理(その2)を実行してもよい。さらに、制御部233は、蓄電ユニット210の出力電力の変動が所定閾値以下である期間において第3校正処理(その2)を実行してもよい。すなわち、ステップS40~ステップS48の処理は、蓄電ユニット210の出力電力の変動が所定閾値以下である期間において実行されてもよい。
ここで、制御部233は、N4サイクルのサンプルを取得することが可能である。第3校正処理(その2)は、S4の第3計測値の誤差の平均値に基づいて実行されてもよく、S4の第3計測値の誤差の最小値に基づいて実行されてもよく、S4の第3計測値の誤差の最大値に基づいて実行されてもよい。
(作用及び効果)
実施形態では、PCS230は、基準計測値及び第1計測値に基づいた第1校正処理を実行した後に、第1計測値及び第2計測値に基づいてS2に関する第2校正処理を実行する。このような構成によれば、所定時間間隔で受信する基準計測値を所定時間間隔よりも短い間隔で受信可能な第1計測値によって代替することによって、第2校正処理の処理時間を短縮することができる。さらに、分散電源のブレーカ(図2では、B3及びB4)を切断した状態で第2校正処理を実行するケースを想定した場合に、分散電源を電力系統110から切り離す時間を短縮することができる。校正処理を実行すべき電力メータの数が増えるほど、このような処理時間の短縮効果が増大する。
実施形態では、PCS230は、分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において第2校正処理を実行してもよい。このような構成によれば、仮にS3及びS4の計測誤差が存在する場合であっても、S3及びS4の計測誤差の影響を小さくすることができる。
実施形態では、PCS230は、第1校正処理及び第2校正処理を実行した後に、第1計測値、第2計測値及び第3計測値に基づいて第3校正処理を実行してもよい。このような構成によれば、第2計測値の計測誤差が許容範囲である状態で第3校正処理の精度を担保することができるため、負荷機器240の消費電力の変動が所定閾値以下である期間を確保しなくてもよく、ユーザの利便性の低下を抑制することができる。
実施形態では、PCS230は、負荷機器240の消費電力の変動が所定閾値以下である期間において第3校正処理を実行してもよい。このような構成によれば、仮にS2の計測誤差が存在する場合であっても、S2の計測誤差の影響を小さくすることができる。
実施形態では、PCS230は、PVパネル220の出力電力の変動が所定閾値以下である期間においてS3に関する第3校正処理(その1)を実行してもよい。このような構成によれば、仮にS4の計測誤差が存在する場合であっても、S4の計測誤差の影響を小さくすることができる。同様に、PCS230は、蓄電ユニット210の出力電力の変動が所定閾値以下である期間においてS4に関する第3校正処理(その2)を実行してもよい。このような構成によれば、仮にS3の計測誤差が存在する場合であっても、S3の計測誤差の影響を小さくすることができる。
[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、実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例1では、施設10に設けられる電力メータの計測値は、施設10の外部(例えば、サーバ30)に送信される。電力メータの計測値は、電力メータの構成処理が実行された後に送信されてもよい。
例えば、図7に示すように、ステップS50において、制御部233は、第1校正処理を実行する。ステップS51において、制御部233は、第1計測値をEMS260に送信する処理を開始する。ステップS52において、EMS260は、第1計測値をサーバ30に送信する処理を開始する。ステップS51及びステップS52の処理は、第1校正処理を再実行する必要が生じるまで繰り返されてもよい。
図7に示すように、ステップS60において、制御部233は、第2校正処理を実行する。ステップS61において、制御部233は、第2計測値をEMS260に送信する処理を開始する。ステップS62において、EMS260は、第2計測値をサーバ30に送信する処理を開始する。ステップS61及びステップS62の処理は、第2校正処理を再実行する必要が生じるまで繰り返されてもよい。
図7に示すように、ステップS70において、制御部233は、第3校正処理を実行する。ステップS71において、制御部233は、第3計測値をEMS260に送信する処理を開始する。ステップS72において、EMS260は、第3計測値をサーバ30に送信する処理を開始する。ステップS71及びステップS72の処理は、第3校正処理を再実行する必要が生じるまで繰り返されてもよい。
ここで、第3校正処理は、第1分散電源電力メータ(S3)に関する校正処理及び第2分散電源電力メータ(S4)に関する校正処理を含んでもよい。制御部233は、S3に関する校正処理が実行された後に、S3の計測値の送信を開始してもよい。制御部233は、S4に関する校正処理が実行された後に、S4の計測値の送信を開始してもよい。
図7において、ステップS50~ステップ52、ステップS60~ステップ62及びステップS70~ステップ72は互いに独立する処理であってもよい。電力メータの計測値の送信は、施設10に設けられる全ての電力メータの校正処理が実行された後に開始されてもよい。
上述した動作例において、サーバ30に送信される第1計測値は、サーバ20に送信されてもよい。同様に、サーバ30に送信される第2計測値及び第3計測値は、サーバ20に送信されてもよい。
第1計測値、第2計測値及び第3計測値がサーバ20に送信される場合には、サーバ20を管理するエンティティは、第1計測値、第2計測値及び第3計測値の少なくともいずれか1つに基づいて、電力の課金処理を行ってもよく、電力の買取処理を行ってもよい。すなわち、第三者機関によって認証された基準電力メータ250を用いずに、第三者機関による認証が必須ではない電力メータ(S1、S2、S3及びS4の少なくともいずれか1つ)を用いて課金処理又は買取処理が行われてもよい。
第1計測値、第2計測値及び第3計測値がサーバ30に送信される場合には、サーバ30を管理するエンティティは、第1計測値、第2計測値及び第3計測値の少なくともいずれか1つに基づいて、施設10に設けられる分散電源(蓄電ユニット210又はPVパネル220)のメンテナンスを行ってもよい。
第1計測値、第2計測値及び第3計測値の少なくともいずれか1つの計測値(以下、単に計測値)がサーバ20又はサーバ30に送信される場合には、PCS230又はEMS260は、計測値の校正処理が実行された時刻(以下、校正時刻)、校正処理で用いた電力メータ(例えば、基準電力メータ250)の識別情報を計測値とともに送信してもよい。このような校正によれば、サーバ20又はサーバ30は、第三者機関によって認証された基準電力メータ250を用いずに計測された値であっても、校正時刻及び識別情報に基づいて、計測値が一定の信頼性を有する値であることを確認することができる。
サーバ20において行われる課金処理とは、サーバ20側から施設10側又は施設10のユーザ(以下、単に施設10側)に対して、施設10の使用電力に課金するための処理である。
買取処理とは、施設10の管理下にある分散電源であっても、分散電源の所有権が施設10側ではなく第三者(例えば、サーバ20側)にある場合に、課金処理においてサーバ20側に支払った費用が、施設10側が分散電源を第三者から買い取るための費用とみなされる処理であってもよい。
例えば、10年分の課金処理によって生じた費用を積み立てることによって、積み立てられた費用が分散電源の購入費用に充当されてもよい。このようなケースにおいて、11年目以降においては、分散電源の所有権は第三者から施設10側に移転される。所有権の移転後においては、移転前に送信された情報の一部の送信が中止され、課金処理が行われなくてもよい。例えば、分散電源がPVパネル220である場合は、第2計測値をサーバ20に送信する処理が中止され、サーバ20における課金処理も中止されてもよい。なお、所有権の移転後においては、移転前に送信された情報の一部の送信が中止されずに、サーバ20における課金処理が中止されてもよい。
[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、実施形態に対する相違点について主として説明する。
実施形態では、2以上の分散電源について個別のDC/ACコンバータが設けられるケースについて説明した。これに対して、変更例2では、2以上の分散電源について共通のDC/ACコンバータが設けられるケースについて説明する。言い換えると、PCS230は、ハイブリッドPCS又はマルチPCSであるケースについて例示する。
図8に示すように、PCS230は、図2に示すDC/ACコンバータ231及びDC/ACコンバータ232に代えて、DC/DCコンバータ235、DC/DCコンバータ236及びDC/ACコンバータ237を有する。
DC/DCコンバータ235は、蓄電ユニット210から出力されるDC電力(放電電力)の電圧を調整し、蓄電ユニット210に入力されるDC電力(充電電力)の電圧を調整する。DC/DCコンバータ236は、PVパネル220から出力されるDC電力(発電電力)の電圧を調整する。DC/ACコンバータ237は、DC/DCコンバータ235及びDC/DCコンバータ236から出力されるDC電力をAC電力に変換し、DC/DCコンバータ235に入力されるDC電力にAC電力を変換する。ここで、DC/ACコンバータ237は、J1とJ2との間に設けられる。
[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、校正処理(第1校正処理、第2校正処理及び第3校正処理)は、PCS230の制御部233によって実行される。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。校正処理は、EMS260によって実行されてもよい。
実施形態では、蓄電ユニット210及びPVパネル220が分散電源として施設10に設けられる。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。施設10に設けられる分散電源は、燃料電池装置、風力発電装置、地熱発電装置などを含んでもよい。施設10に設けられる分散電源は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。
実施形態では、第3校正処理は、第1校正処理及び第2校正処理が実行された後に実行される。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。第3校正処理は、第1校正処理が実行された後に実行されればよく、第2校正処理が実行される前に実行されればよい。
実施形態では特に触れていないが、校正処理(第1校正処理、第2校正処理及び第3校正処理)は、所定周期(例えば、1週間、1ヶ月、1年)で実行されてもよい。
実施形態では特に触れていないが、理論的には、第1計測値は、第2計測値及第3計測値の合計と一致する。言い換えると、理論的には、S1の計測値は、S2の計測値、S3の計測値及びS4の計測値の合計と一致する。このようなケースにおいて、潮流電力がプラスの値で表されると想定すると、逆潮流電力はマイナスの値で表され、負荷機器240の消費電力はプラスの値で表され、蓄電ユニット210の出力電力(放電電力)はマイナスの値で表され、蓄電ユニット210の入力電力(充電電力)はプラスの値で表され、PVパネル220の出力電力(発電電力)はマイナスの値で表される。このような前提下において、第2校正処理及び第3校正処理は、第1校正処理が実行された後のS1の計測値に基づいて、上述した関係が成り立つように実行されればよい。例えば、第2校正処理において、S1及びS2の計測値に加えて、S3及びS4の計測値が利用されてもよい。このようなケースにおいて、S3及びS4の計測値は第3校正処理が実行された後の計測値であってもよい。第3校正処理(その1)において、S1、S2及びS3の計測値に加えて、S4の計測値が用いられてもよい。このようなケースにおいて、S4の計測値は第3校正処理(その2)が実行された後の計測値であってもよい。第3校正処理(その2)において、S1、S2及びS4の計測値に加えて、S3の計測値が用いられてもよい。このようなケースにおいて、S3の計測値は第3校正処理(その1)が実行された後の計測値であってもよい。
実施形態では特に触れていないが、制御部233及びEMS260の消費電力は、負荷機器240の消費電力の一部として扱われてもよい。
実施形態では特に触れていないが、EMS260の少なくとも一部の機能は、ネットワーク120に接続されたクラウドサーバによって実行されてもよい。EMS260は、クラウドサーバを含むと考えてもよい。
実施形態では特に触れていないが、電力とは、瞬時電力(kW)であってもよく、一定期間(例えば、30分)の積算電力量(kWh)であってもよい。

Claims (11)

  1. 分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信する第1受信部と、
    前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第2受信部と、
    前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第3受信部と、
    前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行する制御部と、を備え
    前記制御部は、前記分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において、前記第2校正処理を実行する、電力管理システム。
  2. 分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信する第1受信部と、
    前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第2受信部と、
    前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第3受信部と、
    前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下となった場合において、前記第2校正処理を実行する電力管理システム。
  3. 分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信する第1受信部と、
    前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第2受信部と、
    前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第3受信部と、
    前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行する制御部と、
    前記分散電源の出力電力又は入力電力の少なくともいずれか1つを計測する第3電力メータの第3計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信する第4受信部と、を備え、
    前記制御部は、前記第2校正処理を実行した後に、前記第1計測値、前記第2計測値及び前記第3計測値に基づいて前記第3電力メータに関する第3校正処理を実行する電力管理システム。
  4. 前記制御部は、前記負荷機器の消費電力の変動が所定閾値以下である期間において、前記第3校正処理を実行する、請求項3に記載の電力管理システム。
  5. 前記制御部は、前記負荷機器の消費電力の変動が所定閾値以下となった場合において、前記第3校正処理を実行する、請求項3に記載の電力管理システム。
  6. 前記分散電源は、第1分散電源と、第2分散電源と、を含み、
    前記第3電力メータは、前記第1分散電源の出力電力又は入力電力の少なくともいずれか1つを計測する第1分散電源電力メータと、前記第2分散電源の出力電力又は入力電力の少なくともいずれか1つを計測する第2分散電源電力メータと、を含み、
    前記制御部は、前記第3校正処理として、前記第1分散電源電力メータに関する校正処理及び前記第2分散電源電力メータに関する校正処理の少なくともいずれか1つを実行する、請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  7. 前記制御部は、
    前記第2分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において、前記第1分散電源電力メータに関する校正処理を実行し、或いは、
    前記第1分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において、前記第2分散電源電力メータに関する校正処理を実行する、請求項に記載の電力管理システム。
  8. 前記第2分散電源電力メータに関する校正処理を実行した後に、前記第2分散電源電力メータの計測値を外部に送信する送信部を備える、請求項又は請求項に記載の電力管理システム。
  9. 分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信するステップと、
    前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップと、
    前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップと、
    前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行するステップと、を備え
    前記ステップDは、前記分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下である期間において、前記第2校正処理を実行するステップを含む、電力管理方法。
  10. 分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信するステップAと、
    前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップBと、
    前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップCと、
    前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行するステップDと、を備え、
    前記ステップDは、前記分散電源の出力電力及び入力電力の少なくともいずれか1つの変動が所定閾値以下となった場合において、前記第2校正処理を実行するステップを含む、電力管理方法。
  11. 分散電源及び負荷機器を有する施設の潮流電力及び逆潮流電力の少なくともいずれか1つを計測する基準電力メータの基準計測値を、所定時間間隔で受信するステップAと、
    前記分散電源に接続された電力線及び前記負荷機器に接続された電力線の合流ポイントよりも電力系統側に設けられた第1電力メータの第1計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップBと、
    前記負荷機器の消費電力を計測する第2電力メータの第2計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップCと、
    前記基準計測値と前記第1計測値との比較結果に基づいて前記第1電力メータに関する第1校正処理を実行した後に、前記第1計測値及び前記第2計測値に基づいて前記第2電力メータに関する第2校正処理を実行するステップDと、
    前記分散電源の出力電力又は入力電力の少なくともいずれか1つを計測する第3電力メータの第3計測値を、前記所定時間間隔よりも短い間隔で受信するステップEと、
    前記第2校正処理を実行した後に、前記第1計測値、前記第2計測値及び前記第3計測値に基づいて前記第3電力メータに関する第3校正処理を実行するステップFと、を備える、電力管理方法。
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