JP7455149B2 - 電力管理システム及び電力管理プログラム - Google Patents
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Description
以下、ここで開示される技術の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、ここで開示される技術の実施に必要な事柄(例えば、電力管理システムを構築する各機器の構成等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の説明で参照する図面では、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付している。
図1は、本実施形態に係る電力管理システムを示す概念図である。また、図2は、本実施形態に係る電力管理システムを示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係る電力管理システム1では、複数のユーザA~Nが共用電源20を利用する。換言すると、各ユーザA~Nの住居10A~10Nは、共用電源20と電気的に接続されており、共用電源20から供給された電力を使用することができる。なお、各住居10A~10Nは、一軒家でもよいし、集合住宅(マンション等)の一部屋でもよい。また、本明細書における「住居」とは、ユーザが利用するスペースを意味し、ユーザが実際に居住することを要求しない。すなわち、本明細書における「住居」は、オフィスビル、ホテルなどのユーザが一時的に滞在する建築物または部屋を包含するものとする。なお、住居10A~10Nの戸数は、複数(例えば2戸以上)であればよく、特に限定されない。
共用電源20は、各住居10A~10Nへの電力供給と外部系統100への売電とが実施できるように構成されている。図1に示すように、本実施形態における共用電源20は、発電装置22と、蓄電装置24とを備えている。発電装置22は、複数のユーザA~Nが共有する自家発電設備である。発電装置22は、従来公知の発電設備を特に制限なく使用できる。かかる発電装置22の一例として、太陽光発電装置、ガス発電装置、風力発電装置などが挙げられる。次に、蓄電装置24は、複数のユーザA~Nが共有する蓄電設備である。この蓄電装置24も、特に限定されず、従来公知の蓄電設備を制限なく使用できる。かかる蓄電装置24の一例として、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池などの二次電池を複数接続した組電池などが挙げられる。そして、蓄電装置24は、発電装置22と、外部系統100と、各住居10A~10Dに電気的に接続されている。これによって、発電装置22で生じた電力を蓄電装置24に蓄電できると共に、各住居10A~10Nへの電力供給と外部系統100への売電の両方を実施できる。
システム制御装置30は、電力管理システム1の動作を制御する装置である。図1に示すように、システム制御装置30は、各ユーザA~Nのユーザ用端末12と、共用電源20の電源制御装置26と、外部ネットワーク200と通信可能に接続されている。なお、システム制御装置30は、単一のコンピュータによって実現されてもよいし、複数のコンピュータが協働して実現されるものであってもよい。
次に、上記構成の電力管理システム1における売電処理と対価の分配について図3~図6を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る電力管理システムにおける売電から対価付与までの処理手順を示すフローチャートである。図4は、本実施形態に係る電力管理システムにおける売電処理に関する処理手順を示すフローチャートである。図5は、第1補正部による分配比率の補正手順を示すフローチャートである。図6は、第2補正部による分配比率の補正手順を示すフローチャートである。
図3に示すように、本実施形態に係る電力管理システム1は、共用電源20から外部系統100へ売電する売電処理S10を実施する。本ステップにおいて、売電指示部51は、第2通信部42を介して、共用電源20の電源制御装置26に売電開始信号を送信する。そして、売電開始信号を受信した電源制御装置26は、外部系統100に電力が送電されるように蓄電装置24の充放電を制御する。さらに、売電指示部51は、第3通信部43と外部ネットワーク200を介して、売電相手に売電情報(売電者名、売電量など)を送信する。なお、ここでの売電相手は、電力会社に限定されず、特定の個人(法人等を含む)であってもよい。すなわち、本明細書における「売電」は、送電相手を特定せずに外部系統に電力を供給して電力会社から対価を得る売電と、外部系統を介して特定の売電相手に直接送電して売電相手から対価を得る売電の両方を包含する。
この需給状況取得処理S12では、外部系統100における電力需給状況を取得する。上述した通り、本実施形態におけるシステム制御装置30は、外部系統における電力需給状況を受信する需給状況受信部70を備えている。具体的には、本実施形態におけるシステム制御装置30には、外部系統100において電力が不足しているか否かを示す情報(需給情報ISD)が外部ネットワーク200を介して入力される。そして、この需給情報ISDは、一定の期間、需給状況受信部70に記憶される。なお、需給情報ISDは、外部系統における電力需給状況を数値化したものであれば特に限定されない。かかる需給情報ISDの一例として、一定期間における電力供給量と電力需要との差分の平均値、一定期間における電気料金の平均値などが挙げられる。
次に、第1判定処理S14では、電力需給状況(需給情報ISD)に基づいて売電処理S10を開始するか否かを判定する。具体的には、本ステップにおいて、売電制御部52は、需給状況受信部70に記憶された需給情報ISDを取得する。そして、売電制御部52は、予め設定した第1閾値D1と需給情報ISDと比較する。かかる比較の結果、需給情報ISDが第1閾値D1未満(ISD<D1)である場合、売電制御部52は、外部系統100に十分な電力が供給されているため、売電対価が低額になると判断して売電を開始しない。この場合、売電制御部52は、需給状況取得処理S12と第1判定処理S14を繰り返し実施する(S14のNo)。一方、需給情報ISDが第1閾値D1以上(ISD≧D1)である場合、売電制御部52は、外部系統100における電力が不足しているため、売電対価が高額になると判断し、売電開始処理S16に進む(S14のYes)。
売電開始処理S16では、売電を開始するように売電指示部51を制御する。具体的には、本ステップにおいて、売電制御部52は、売電開始信号を電源制御装置26に送信するように売電指示部51を制御する。そして、上述した通り、売電開始信号を受信した電源制御装置26は、外部系統100に電力が送電されるように蓄電装置24の充放電を制御する。以上の通り、本実施形態に係る電力管理システム1は、外部系統において電力が不足している状況(電力逼迫時)に売電を開始するように売電指示部51を制御する。これによって、売電価格が高額になる時に売電を実施できるため、売電対価を効率よく取得することができる。
次に、本実施形態に係る電力管理システム1は、売電処理S10によって得た売電対価Xを各ユーザA~Nに分配する分配処理を実施する。図3に示すように、本実施形態における分配処理は、対価記憶処理S20と、ユーザ使用量取得処理S30と、配分計算処理S40と、対価付与処理S50を備えている。以下、各々のステップについて説明する。
本ステップでは、上記売電処理S10によって得た売電対価Xを記憶する。具体的には、上記売電処理S10において売電情報を受信した売電相手は、外部ネットワーク200を介してシステム制御装置30に売電対価Xを送信する。かかる売電対価Xは、対価分配部60の対価記憶部61に記憶される。ここに開示される技術を限定するものではないが、システム制御装置30は、例えば、所定の期間(例えば一ヶ月間)、受信した売電対価Xを加算し続けることが好ましい。これによって、一定期間の売電対価Xをまとめて分配できるため、売電対価Xの分配・付与に関する処理を簡略化することができる。
本ステップでは、各ユーザA~Nの共用電源20からの電力使用量を取得する。本実施形態に係る電力管理システム1では、共用電源20から各住居10A~10Nに供給された電力量が、「各ユーザの電力使用量EA~EN」としてシステム制御装置30に継続的に送信される。そして、システム制御装置30は、この電力使用量EA~ENをユーザ情報記憶部62に記憶する。なお、一定期間の売電対価Xをまとめて分配する場合、ユーザ情報記憶部62は、当該期間における電力使用量EA~ENを加算し、加算した電力使用量EA~ENと同期間における売電対価Xとを紐付ける処理を行うことが好ましい。
本ステップでは、各ユーザの電力使用量EA~ENに基づいて売電対価Xを分配し、各ユーザA~Nへの売電対価XA~XNを算出する。具体的には、この配分計算処理S40において、対価分配部60の分配比率計算部63は、ユーザ情報記憶部62から各ユーザの電力使用量EA~ENを取得する。そして、分配比率計算部63は、この各ユーザの電力使用量EA~ENに基づいて、各ユーザA~Nへの分配比率RA~RNを算出する。具体的には、電力使用量が少ないユーザは、節電に努めており、売電量の増加に貢献しているため、分配比率が相対的に高くなるように算出される。一方、電力使用量が多いユーザは、売電への貢献度が低いため、分配比率が相対的に低くなるように算出される。次に、分配比率計算部63は、対価記憶部61から売電対価Xを取得する。そして、分配比率計算部63は、分配比率RA~RNの各々と売電対価Xとを乗算することによって、各ユーザA~Nへの売電対価XA~XNを算出する。
本ステップでは、分配比率計算部63が算出した売電対価XA~XNを各ユーザA~Nに付与する。なお、各ユーザA~Nに売電対価XA~XNを付与する手段は、特に限定されず、従来公知の種々の手段を採用できる。例えば、売電対価XA~XNが金銭の場合、対価付与部64は、第3通信部43と外部ネットワーク200を介して、各ユーザA~Nの銀行口座に売電対価XA~XNを振り込む旨の信号を送信するとよい。
次に、本実施形態に係る電力管理システム1は、分配比率計算部63で算出された分配比率RA~RNを補正する補正部(第1補正部65、第2補正部66)を備えている。以下、これらの補正部による分配比率の補正について説明する。
図5は、第1補正部65による分配比率の補正手順を示したフローチャートである。この図5に示すように、第1補正部65による補正処理は、需給状況取得処理S41と、第1補正値算出処理S42と、第1補正処理S43を備えている。
図6は、第2補正部66による分配比率の補正手順を示したフローチャートである。図6に示すように、第2補正部66による補正処理は、実績記憶処理S44と、第2補正値算出処理S45と、第2補正処理S46を備えている。
以上、本実施形態に係る電力管理システム1における売電処理と対価の分配について説明した。なお、ここに開示される技術を限定するものではないが、電力管理システム1は、外部系統から共用電源への電力受領(買電)と、当該買電に要する費用の各ユーザA~Nへの分配を実施できるように構成されていることが好ましい。以下、本実施形態に係る電力管理システム1における買電処理と費用の分配について説明する。
本ステップでは、複数のユーザA~Nの各々に対して使用可能電力LA~LNを設定する。そして、この使用可能電力LA~LNは、使用可能電力設定部91に記憶される。なお、使用可能電力LA~LNを設定する手段は、特に限定されない。例えば、共用電源20からの総供給電力をユーザA~Nの人数で割った値を使用可能電力LA~LNとしてもよい。また、使用可能電力設定部91は、追加料金の支払いなどによって、特定のユーザに対して、他のユーザよりも多い使用可能電力を設定できるように構成されていてもよい。
図7に示すように、本実施形態に係る電力管理システム1は、買電処理を実施する際もユーザ使用量取得処理S62を実施する。なお、ここでのユーザ使用量取得処理S62は、分配処理におけるユーザ使用量取得処理S30(図3参照)と同様の手順を採用することができる。
第2判定処理S63では、外部系統100からの買電を実施するか否かが判定される。具体的には、本ステップにおいて、買電処理部90の買電指示部92は、ユーザ情報記憶部62から各住居10A~10Nの電力使用量EA~ENを取得する。そして、買電指示部92は、各々の電力使用量EA~ENの合計値(合計使用電力ET)を算出し、予め設定された第2閾値D2と比較する。この第2閾値D2は、共用電源20の総電力量よりも低い値に設定された閾値である。そして、これらの値の比較の結果、合計使用電力ETが第2閾値D2未満(ET<D2)であった場合、買電指示部92は、各住居10A~10Nに不足なく電力が供給されていると判断して買電を開始しない。この場合、買電指示部92は、ユーザ使用量取得処理S62と第2判定処理S63を繰り返し実施する(S63のNo)。一方、合計使用電力ETが第2閾値D2以上(ET≧D2)である場合、買電指示部92は、各住居10A~10Nの合計使用電力ETが共用電源20の総電力量に近づいており、各住居10A~10Nへの電力供給が不足するおそれがあると判断し、買電開始処理S64に進む(S63のYes)。なお、本ステップにおける第2閾値D2は、共用電源20の総電力量の75%~95%の範囲内に設定されていることが好ましい。これによって、共用電源20における電力量が不足して各住居10A~10Nに停電が生じる前に、外部系統100からの買電を実施できる。
本ステップにおいて、買電指示部92は、外部系統100からの買電を共用電源20に指示する。具体的には、買電指示部92は、第2通信部42を介して、共用電源20の電源制御装置26に買電開始信号を送信する。そして、買電開始信号を受信した電源制御装置26は、外部系統100から電力が供給されるように蓄電装置24の充放電を制御する。さらに、買電指示部92は、第3通信部43と外部ネットワーク200を介して、電力会社に買電情報(買電者名、買電量など)を送信する。これによって、電力会社からシステム制御装置30に買電費用に関する情報が送信される。そして、システム制御装置30は、受信した買電費用を費用記憶部93に記憶する。
次に、本実施形態に係る電力管理システム1は、買電費用を各住居に分配する費用分配処理S65を実施する。この費用分配処理S65において、費用分配部94は、使用可能電力設定部91から各ユーザA~Nの使用可能電力LA~LNを取得すると共に、ユーザ情報記憶部62から各ユーザA~Nの電力使用量EA~ENを取得する。そして、費用分配部94は、各々のユーザA~Nにおいて、使用可能電力LA~LNと電力使用量EA~ENとを比較し、電力使用量EA~ENが使用可能電力LA~LNを超えたユーザを費用請求の対象とする。さらに、費用分配部94は、使用可能電力LA~LNに対する電力使用量EA~ENの超過量(EA-LA~EN-LN)を算出する。そして、この超過量が多いユーザに対して多くの買電費用が請求されるように、費用記憶部93に記憶された買電費用を分配する。そして、買電費用の請求対象となったユーザに対して、ユーザ用端末12に、分配後の買電費用の支払いを要求する通知を送信する。
以上、ここに開示される技術の一実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は、ここに開示される技術が適用される一例を示したものであり、ここに開示される技術を限定するものではない。
10 住居
12 ユーザ用端末
20 共用電源
22 発電装置
24 蓄電装置
26 電源制御装置
30 システム制御装置
40 通信部
50 売電処理部
60 対価分配部
70 需給状況受信部
80 実績記憶部
90 買電処理部
100 外部系統
200 外部ネットワーク
Claims (8)
- 複数のユーザの各住居への電力供給と外部系統への売電とが実施できるように構成された共用電源と、
前記外部系統への売電を前記共用電源に指示する売電指示部と、
前記売電の対価を前記複数のユーザの各々に分配する対価分配部と
を備え、
前記対価分配部は、前記共用電源からの電力使用量が少ないユーザに対して前記売電の対価が多く付与されるように前記売電の対価を分配し、
前記外部系統における電力需給状況を受信する需給状況受信部と、
前記外部系統において電力が不足している状況での前記電力使用量が少ないユーザに対して前記売電の対価が多く付与されるように、前記売電の対価の分配を補正する第1補正部と
をさらに備えている、電力管理システム。 - 前記共用電源は、発電装置を備えている、請求項1に記載の電力管理システム。
- 前記共用電源は、蓄電装置を備えている、請求項1または2に記載の電力管理システム。
- 前記外部系統における電力需給状況を受信する需給状況受信部と、
前記外部系統において電力が不足している状況で前記売電を開始するように前記売電指示部を制御する売電制御部と
を備えている、請求項1~3のいずれか一項に記載の電力管理システム。 - 前記複数のユーザの各々の過去の電力使用量を示す使用実績を記憶する実績記憶部と、
予め設定された使用基準値と前記使用実績とを比較し、前記使用実績が前記使用基準値を下回った回数が多いユーザに対して前記売電の対価が多く付与されるように、前記売電の対価の分配を補正する第2補正部と
を備えている、請求項1~4のいずれか一項に記載の電力管理システム。 - 第2補正部は、前記使用実績が前記使用基準値を連続して下回った回数が多いユーザに対して前記売電の対価がさらに多く付与されるように前記売電の対価の分配を補正する、請求項5に記載の電力管理システム。
- 前記外部系統からの買電を制御する買電処理部をさらに備え、
前記買電処理部は、
前記共用電源における使用可能電力を前記複数のユーザの各々に設定する使用可能電力設定部と、
前記各住居の合計使用電力が所定の閾値を上回った際に、前記外部系統からの買電を前記共用電源に指示する買電指示部と、
前記使用可能電力を超えた電力を使用したユーザを対象にして前記買電に要した費用を分配する費用分配部と
を備える、請求項1~6のいずれか一項に記載の電力管理システム。 - 複数のユーザが共有する共用電源から外部系統への売電をコンピュータに実行させる電力管理プログラムであって、
前記共用電源から前記外部系統への売電を制御するステップと、
前記共用電源からの電力使用量が少ないユーザに対して前記売電の対価が多く付与されるように、前記売電の対価を前記複数のユーザの各々に分配するステップと、
前記外部系統における電力需給状況を受信するステップと、
前記外部系統において電力が不足している状況での前記電力使用量が少ないユーザに対して前記売電の対価が多く付与されるように、前記売電の対価の分配を補正するステップと
を前記コンピュータに実行させるように構成された、電力管理プログラム。
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