JPWO2012050206A1

JPWO2012050206A1 - 管理システム

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Publication number: JPWO2012050206A1
Application number: JP2012538736A
Authority: JP
Inventors: 山田　健; 健山田; 池部　早人; 早人池部; 拓児菅田; 総一酒井; 泰生奥田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2014-02-24
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Abstract

管理システムは、施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けてそれぞれの電力情報を分担して管理する複数の電力管理部(３２)，(３６)，(３８)，(４０)，(４２)と、これらの電力管理部(３２)，(３６)，(３８)，(４０)，(４２)のそれぞれと通信素子で接続されて施設集合体全体の電力管理を行なうシステムコントローラ(３０)を含んで構成される。電力情報から障害情報が検出されると、システムコントローラ(３０)によって警報信号が出力され、電力装置の電力管理部(３２)にある障害情報の詳細がサーバ(２０２)を介して他の電力管理部に送信される。

Description

本発明は、電力を管理する管理システムに係り、特に複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の電力管理部で管理する管理システムに関する。

外部商用電源からの電力と光電変換モジュールによる太陽光発電電力と、蓄電装置による充放電電力とを含む電力の管理システムが知られている。

例えば、特許文献１には、電力の管理システムとして、商用電源と、この商用電源で供給される電力を計量する計量装置と、太陽光発電等の非常用電源と、非常用電源の出力を監視する電力計と、余剰電気エネルギーを蓄える蓄電装置と、蓄電装置の入出力を監視する電力計と、複数の負荷への給電を入切るスイッチと、計量装置、各電力計からの情報、負荷への給電量情報を総合的に判断してこれらのスイッチを入切る制御部とを含む構成が開示されている。

特開２００３−３０９９２８号公報

このように蓄電装置や光電変換モジュール等の電力関連装置を含むシステムでは、これらの電力関連装置の電力情報を管理する部門と、それ以外の部門との連係が重要である。電力関連装置の電力情報を管理する部門を電力装置の電力管理部と呼ぶことにすると、本発明の目的は、電力装置の電力管理部と他の部門との連係を一層密接なものにすることである。

本発明に係る管理システムは、複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、前記複数の電力管理部の中で、前記管理範囲として電力関連装置に関する電力情報を管理する電力装置の電力管理部と、前記複数の電力管理部と通信素子で接続され、前記管理範囲ごとの前記電力情報を取得し、取得された前記電力情報に基づいて前記施設集合体の全体の電力情報を管理する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電力管理部から取得した前記電力情報に障害情報が含まれるときは、前記障害情報に関して情報量の互いに異なる複数の情報を予め定めた送信先に送信する。

上記構成を有する電力を管理する管理システムによれば、蓄電装置や光電変換モジュール等の電力情報を管理する部門と、それ以外の部門との連係を密接なものとできる。

本発明に係る実施の形態の管理システムが適用される施設集合体の例を示す図である。本発明に係る実施の形態の管理システムにおける電力情報と指令の流れを説明する図である。本発明に係る実施の形態の管理システムにおける通信系統図である。本発明に係る実施の形態の管理システムにおいて、蓄電装置棟施設の充放電管理部の構成を示す図である。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下では、蓄電池としてリチウムイオン電池を説明するが、これ以外の二次電池であってもよい。例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等であってもよい。負荷が必要とする電力を得るため、蓄電装置は複数の蓄電池を組み合わせて構成される。したがって、蓄電装置を構成する蓄電池の数は、電力を管理する管理システムの仕様に応じ適宜なものとできる。

また、以下で、電力源として、外部商用電源と、太陽光発電を行なう光電変換モジュールを説明するが、これ以外の電力源、例えば風力発電機等であってもよい。また、以下で述べる個数、電力等は、説明のための例示であり、管理システムの電力仕様等に応じ適宜変更が可能である。

また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、管理システム２８が適用される施設集合体１０の様子を示す模式図である。施設集合体１０は、施設として、Ａ棟１２とＢ棟１４とＣ棟１６とＤ棟１８の合計４棟の事務棟と、複数の蓄電装置を配置する蓄電装置棟２０と、車両給電用の設備２２と、２棟の工場棟２４，２６とを含んで構成される。なお、図１には図示されていないが、施設集合体１０には、自転車バッテリ給電用の設備、街路灯、電光表示盤等も含むことができる。車両給電用の設備２２、自転車バッテリ給電用の設備、街路灯、電光表示盤は、いずれも光電変換モジュールと蓄電装置とを備えるように構成することができる。

ここで、Ａ棟１２とＢ棟１４とＣ棟１６とＤ棟１８の４棟の事務棟と、車両給電用の設備２２には、いずれも光電変換モジュールと、これによって発電された太陽光発電電力を蓄電する蓄電装置とを備える。図１において、各棟の屋上と、Ｄ棟の外壁に図示される黒い帯状のものが光電変換モジュールである。Ａ棟１２とＢ棟１４とＣ棟１６には、売店、厨房等が設けられている。Ｄ棟１８は、事務機器を用いるための直流電力線が配置されているものとする。蓄電装置棟２０には光電変換モジュールを設けてもよいが、ここでは設けられないものとして説明を続ける。工場棟２４，２６にも、光電変換モジュールを設けてもよいが、ここでは設けられないものとして説明をする。なお、以上の構成は、説明のための例示であって、光電変換モジュールの設置、売店および厨房が設けられる棟、直流電力線の配置等について、これ以外の構成であっても構わない。

図２は、施設集合体１０の電力を管理する管理システム２８における電力情報と指令等の流れを示す図である。電力情報と指令等の流れる方向は矢印で示した。

図２に示されるように、管理システム２８は、複数の電力管理部と、施設集合体１０の全体の電力管理を行うシステムコントローラ３０を含んで構成される。施設集合体１０を複数の管理範囲に分け、管理範囲ごとの電力情報を異なる電力管理部で管理する。システムコントローラ３０は電力管理部と通信素子で接続される。図２には、複数の電力管理部として、電力装置の電力管理部３２、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、工場の電力管理部４２が示されている。なお、図２では、Ａ棟１２の電力管理部、Ｂ棟１４の電力管理部、Ｃ棟１６の電力管理部の図示は省略した。各々の電力管理部は、他の電力管理部の管理範囲と重複しないように設けることが好ましく、これら以外の電力管理部を設けるものとしてもよい。

電力装置の電力管理部３２は、施設集合体１０に分散して配置される複数の蓄電装置に関する電力情報の管理と、同様に分散して配置される光電変換モジュールに関する電力情報の管理とを行ない、それらの電力情報をシステムコントローラ３０に送信する機能を有する。蓄電装置も光電変換モジュールも電力関連装置であるので、電力装置の電力管理部３２は、電力関連装置に関する電力情報を管理する機能を有する。

施設集合体１０に含まれる光電変換モジュールの発電電力等に関する電力情報と、施設集合体１０に含まれる蓄電装置の充電電力、放電電力、蓄電装置の電圧、電流等に関する電力情報が、電力装置の電力管理部３２で管理される。なお蓄電装置に関する電力情報には、蓄電装置の温度に関する情報も含まれることが好ましい。電力装置の電力管理部３２で管理される電力情報は、システムコントローラ３０に送信される。

蓄電装置棟２０の蓄電装置は、外部商用電源の電力で充電され、施設集合体１０の負荷が必要とする電力を放電する。したがって、蓄電装置棟２０には、十分な蓄電容量が確保できるだけの数量の蓄電装置が、まとまって配置される。このように、施設集合体１０の全体の電力を管理する上で、蓄電装置棟２０の電力情報管理は重要であるので、電力装置の電力管理部３２のうち蓄電装置棟２０の電力情報を管理する部分を、特に、蓄電装置棟の電力管理部と呼ぶ。

蓄電装置棟の充放電制御部３４は、蓄電装置棟２０の複数の蓄電装置について充放電を制御する機能を有する。蓄電装置棟の充放電制御部３４による蓄電装置の充放電制御は、システムコントローラ３０から送信される充放電指令によって行なわれる。

Ｄ棟の電力管理部３６は、Ｄ棟１８における電力情報を管理する機能を有する。Ｄ棟１８は、負荷として、空調、照明、事務機器等を有する。これらの負荷の消費電力等の電力情報は、システムコントローラ３０に送信される。Ｄ棟１８は、他の事務棟に比較して負荷の消費電力が多いと仮定する。そこで、施設集合体１０の負荷の全体として電力が不足したときに、システムコントローラ３０から省エネルギ制御指令がＤ棟の電力管理部３６に送信される。図２で、情報の流れを示す矢印が双方向となっているのは、電力情報の流れと、省エネルギ制御指令の流れの２方向を示している。

厨房の電力管理部３８は、事務棟に設けられる厨房における電力情報を管理する機能を有する。調理器等の厨房器具の消費電力等の電力情報は、システムコントローラ３０に送信される。

売店の電力管理部４０は、事務棟に設けられる売店における電力情報を管理する機能を有する。空調や冷凍、冷蔵ショーケース等の売場機器の消費電力等の電力情報が、システムコントローラ３０に送信される。

工場の電力管理部４２は、工場棟２４，２６における電力情報を管理する機能を有する。工場棟２４，２６に配置される加工機械、組立機械等の工場装置の消費電力等の電力情報が、システムコントローラ３０に送信される。

中央監視装置４４は、工場棟２４，２６の電力状況に障害等の異常の発生の有無を監視する装置である。監視結果はシステムコントローラ３０に送信される。

工場棟２４，２６の稼動状態に対して、電力装置の電力管理部３２の電力情報の内容等が影響する。したがって、電力装置の電力管理部３２から送信される電力情報に障害情報が含まれるときには、システムコントローラ３０から、工場の電力管理部４２と中央監視装置４４に、警報情報が送信される。

シーケンサ部４６は、工場の電力管理部４２、中央監視装置４４等に分散して設けられる光電変換モジュールおよび電力変換器にそれぞれ接続されるＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。電力変換器は、光電変換モジュールの直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ等である。工場の電力管理部４２と中央監視装置４４とシステムコントローラ３０との間での情報の送受信は、このシーケンサ部４６を介した通信線で伝送される。また、光電変換モジュールおよび電力変換器の電力情報は、このシーケンサ部４６を介した通信線で電力装置の電力管理部３２に伝送される。したがって、電力情報に障害情報が含まれる場合には、電力装置の電力管理部３２にも障害情報が伝送される。

なお、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０に障害が発生したときは、その障害情報がシステムコントローラ３０およびシーケンサ部４６に伝送される。

システムコントローラ３０は、障害情報が伝達されると、警報信号出力部より、工場の電力管理部４２および中央監視装置４４に警報信号を出力する。また、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０の障害情報は、シーケンサ部４６を介して工場の電力管理部４２および中央監視装置４４に伝送される。したがって、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０の障害情報は、２通りの情報伝達経路で工場の電力管理部４２に伝送されることになる。工場の電力管理部４２や中央監視装置４４等に障害情報を送信する理由は、直接的または間接的を問わず、これらが人の手によって管理されるような設備を想定しているためである。

システムコントローラ３０は、電力装置の電力管理部３２、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、工場の電力管理部４２から送信される電力情報に基づいて、施設集合体１０の全体の電力情報を作成する第１の制御装置である。また、システムコントローラ３０は、施設集合体１０の全体の電力情報に基づいて、蓄電装置棟の充放電制御部３４に対する充放電指令を作成し、これを蓄電装置棟の充放電制御部３４に送信する機能を有する。

また、システムコントローラ３０は、通信線で接続される電力装置の電力管理部３２、蓄電装置棟の充放電制御部３４、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、シーケンサ部４６との間の通信異常を監視する。そして、通信異常が生じている際には、システムコントローラ３０は、異常信号を出力する機能を有する。システムコントローラ３０は、工場の電力管理部４２、中央監視装置４４に、通信異常に関する異常信号を通知する機能を有する。また、システムコントローラ３０は、Ｄ棟の電力管理部３６に対する省エネルギ制御指令を送信する機能を有する。

システムコントローラ３０は、施設集合体１０の全体の電力情報に基づいて、施設集合体１０の消費電力、外部商用電源からの供給電力、光電変換モジュールの発電電力、蓄電装置棟２０の蓄電装置における充放電電力のデータを作成する機能を有する。システムコントローラ３０は、電力情報に障害情報が含まれるときは障害発生として、警報信号を出力し、電力情報の送信経路に異常が生じているときは、通信異常として異常信号を出力する機能を有する。

ところで、電力情報に障害情報が含まれることを正しく検知するには、電力情報が時々刻々更新された最新のものであることが前提である。電力情報の伝達経路に異常が発生すると電力情報が古いままとなるので、正しい障害情報が検知できず、警報信号も正しく出力されない。そこで、通信異常の有無は、予め定めた通信異常判断基準に従って判断される。通信異常判断基準は、電力情報の更新の有無を基準とすることができる。

通信異常の有無の判別について、具体的には、各電力管理部から送られてくる電力情報には定期的に更新される時刻に関する時刻情報を含むものとし、この更新される時刻に関する時刻情報を利用する方法が考えられる。そこで、各電力管理部は、電力情報を更新する際に更新される時刻に関する時刻情報を付す更新部を有して、電力情報の更新を予め定められた定期的な更新間隔で行う。そして、システムコントローラ３０は、各電力管理部からの電力情報を定期的に受信する受信部と、受信された電力情報に含まれる時刻情報の更新状態を監視する更新監視部と、受信された電力情報の更新状態に基づいて電力管理部との通信状況を判定する通信判定部を有する。

このように、各電力管理部が電力情報を更新する際に更新される時刻に関する時刻情報を付せば、仮に更新されて送信された電力情報の内容自体が前回の更新のときの内容と同じであっても、更新される時刻に関する時刻情報は更新される。更新される時刻に関する情報は、更新時刻である。したがって、システムコントローラ３０が受け取った更新される時刻が前回の更新時刻よりも新しくなっていれば、通信異常は発生していない。したがって、ある電力管理部から送信された電力情報に含まれる時刻情報の更新状態について、予め定めた確認間隔を超えて時刻情報が更新されない場合、この電力管理部とシステムコントローラ３０との間の通信が異常であると判断することができる。なお、確認間隔は、電力情報が前回更新されてから新たに更新されるまでの時間の２−３倍程度に設定されることが好ましい。

システムコントローラ３０は、電力情報に障害情報が含まれているかについても判断する。障害情報としては、各電力管理部によって障害発生と判断された警報情報と、各電力管理部では障害発生とは判断されなかったがシステムコントローラ３０では障害発生と判断された情報とがある。システムコントローラ３０において障害発生の有無を判断するためには、障害発生判断基準をシステムコントローラ３０において予め定めておき、各電力管理部から受信した電力情報を障害発生判断基準に照らして判断する。このように、障害発生の有無の判断を複数段階で行うことにより、システム全体として、より一層の安全性を確保できる。

なお、通信異常が発生した状態で障害情報を検出したとしても、その障害情報は古い可能性があり、正確性に欠ける可能性がある。そこで通信異常がない状態でシステムコントローラ３０が受信した電力情報についてのみ、その電力情報に障害情報が含まれているか判断することとしてもよい。

システムコントローラ３０は、異常信号と警報信号とを表示部４８にも送信する。表示部４８に送信される異常信号および警報信号は、「通信異常が発生した」、「障害が発生した」等のように、発生事実を簡潔に伝える程度の内容にすることができる。これらの信号は、障害発生を直ちに知らせることを目的とした比較的情報量の少ない簡単な内容とすることができる。

表示部４８は、システムコントローラ３０において把握される施設集合体の全体の電力管理状態を表示するディスプレイである。電力管理状態には、消費電力、自給電力、省エネルギ量、ＣＯ₂削減量等のデータの他に、通信異常の有無、障害発生の有無が含まれる。

次に、通信系統の内容について図３を用いて説明する。ここでは、システムコントローラ３０と、電力装置の電力管理部３２、蓄電装置棟の充放電制御部３４、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、シーケンサ部４６との間の通信系統等と、図１、図２では図示されていなかった自転車バッテリ給電用の設備１５４と、街路灯１５６とシステムコントローラ３０との間の通信系統等が示されている。

システムコントローラ３０と、電力装置の電力管理部３２、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０との間は、ハブ（ＨＵＢ）１５０を介してＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）で接続される。

電力装置の電力管理部３２は、蓄電装置棟２０に含まれる蓄電装置１８０と、各棟の光電変換モジュール１６２と、これに対応して配置される蓄電装置に関する電力情報を管理するので、これらの各棟と通信系統で接続される。

電力装置の電力管理部３２は、充放電プログラム記憶部２１０と接続される。充放電プログラム記憶部２１０は、蓄電装置棟２０の蓄電装置の充電量と、施設集合体１０に分散して配置される光電変換モジュール用の蓄電装置の充放電を制御するために用いられる充放電を制御する制御プログラムを記憶する記憶装置である。各蓄電装置の充放電制御部は、電力装置の電力管理部３２を介して充放電プログラム記憶部２１０から所定の制御プログラムをダウンロードして用いる。各充放電制御部は、制御プログラムの更新状況を電力装置の電力管理部３２に予め定めた問い合わせ間隔で問い合わせ、制御プログラムの更新版があるときは、更新版をダウンロードして、従来版と置き換える。なお、制御プログラムが更新されたか否かを判断するために、制御プログラムに更新履歴を付し、更新された制御プログラムととともに更新履歴を充放電プログラム記憶部２１０に記憶させることが好ましい。

充放電プログラム記憶部２１０は、管理システム２８の内部メモリとして設けることもでき、管理システム２８の外部メモリとしても設けることが可能である。また、複数の充放電制御部の制御プログラムを充放電プログラム記憶部２１０に記憶させることで、複数の充放電制御部の制御プログラムを一括して管理することができる。つまり、複数の充放電制御部における制御の内容を一括して管理することができるため、複数の電力管理部による制御を、連携させることができる。

システムコントローラ３０とシーケンサ部４６とは、２つのハブ１５０を介してＬＡＮで接続される。シーケンサ部４６と工場の電力管理部４２、中央監視装置４４、各棟の光電変換モジュール１６２、各棟の電力変換器１６４との間は、それぞれ適当な通信線で接続される。

システムコントローラ３０および電力装置の電力管理部３２と、蓄電装置棟の充放電制御部３４との間は、２つ目のハブ１５０まではＬＡＮで接続され、２つ目のハブから光成端局付ハブ１５２を介して光ケーブルで接続される。図３でＣと示されているのが光成端局付ハブ１５２である。

蓄電装置棟の充放電制御部３４は、マスタコントローラ１７０と、電力変換器管理部１７２と、スイッチ回路１７８と、サブコントローラ１７６を含んで構成される。マスタコントローラ１７０は、システムコントローラ３０から送信される充放電指令を受け取る。電力変換器管理部１７２は、電力変換器１７４を管理する。スイッチ回路１７８は、蓄電装置１８０と電力変換器１７４との間に設けられる。サブコントローラ１７６は、スイッチ回路１７８の動作を制御し、また蓄電装置１８０に関する電力情報である蓄電装置情報を取得して電力装置の電力管理部３２に送信する。

システムコントローラ３０および電力装置の電力管理部３２と、自転車バッテリ給電用の設備１５４との間は、３つのハブ１５０を介してＬＡＮで接続される。自転車バッテリ給電用の設備１５４は、光電変換モジュール(図３に不図示)と、光電変換モジュールにより発電された電力を蓄電する蓄電装置１８６と、電力検出部（ＷＨ）１８８と、充放電制御部１８４を含んで構成される。

システムコントローラ３０および電力装置の電力管理部３２と、街路灯１５６との間は、３つのハブ１５０を介してＬＡＮで接続される。街路灯１５６は、光電変換モジュール(図３に不図示)と、光電変換モジュールにより発電された電力を蓄電する蓄電装置１９６と、電力検出部（ＷＨ）１９８と、充放電制御部１９４を含んで構成される。

街路灯１５６において、自転車バッテリ給電用の設備１５４と異なるのは、街路灯１５６に含まれるハブ１５０と充放電制御部１９４がＬＡＮで接続されるのではなく、アクセスポイント（ＡＰ）１９２と充放電制御部１９４との間が無線通信交信によって接続されることである。街路灯１５６では、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１９０によって無線通信交信が制御される。すなわち、システムコントローラ３０および電力装置の電力管理部３２とパーソナルコンピュータ１９０とがＬＡＮで接続され、パーソナルコンピュータ１９０による制御によってアクセスポイント１９２と充放電制御部１９４との間が接続される。したがって、例えば、充放電プログラム記憶部２１０から呼び出した制御プログラムは、一旦パーソナルコンピュータ１９０にダウンロードされ、その後、必要な更新を充放電制御部１９４に対して行うことができる。

このように、自転車バッテリ給電用の設備１５４の充放電制御部１８４は、電力装置の電力管理部３２とＬＡＮで直接的に接続されるのに対し、街路灯１５６の充放電制御部１９４は、電力装置の電力管理部３２とパーソナルコンピュータ１９０を介して間接的に接続される。このように、直接接続形態と間接接続形態を使い分けることや、ＬＡＮを介する通信と光通信とを使い分けることで、充放電制御の対象にあわせた電力情報や指令等のデータ内容およびデータ量を送受信することが可能になる。

システムコントローラ３０は、ハブ１５０と公衆回線ネットワーク２００を介して、サーバ２０２に接続される。システムコントローラ３０から警報信号が出力されたときに、サーバ２０２は、電力装置の電力管理部３２から送信された電力情報に含まれる障害情報の詳細を、公衆メール通信回線を用いて工場の電力管理部４２に送信する。これは、システムコントローラ３０が出力する警報信号は、単に障害発生を直ちに知らせることを目的とした比較的情報量の少ない内容であるので、情報量の少なさを補うため、別の通信系統で、詳細内容のデータを送信することとしたものである。

具体的には、システムコントローラ３０が警報信号を出力する際に、システムコントローラ３０を構成する障害情報の送信指令部より、電力装置の電力管理部３２に対して、サーバ２０２に障害情報の詳細を送信させるように指令が出される。サーバ２０２は、アクセスできるものが予め定められているサーバである。アクセスできるものとしては、工場の電力管理部４２を含む各電力管理部とすることができる。

サーバ２０２とのデータの送受信を行う際に、公衆メール通信回線を利用するのは、遠隔地にサーバ２０２を設ける場合等に、専用の通信回線を設ける必要がないからである。また、遠隔地に施設集合体１０に関する監視部を設ける場合に、この監視部もサーバ２０２とアクセスできることが好ましいことから、これについても、公衆メール通信回線を利用することができる。

サーバ２０２は、各電力管理部からアクセスすることができるため、各電力管理部が主体的にアクセスしてサーバ２０２に保存されている詳細情報を入手することができる。したがって、各電力管理部にとって詳細情報が不要な情報ならば、各電力管理部は、データ量が大きい不要な詳細情報をダウンロードする必要はない。

なお、サーバ２０２としては、メールサーバを用いることが好ましい。メールサーバはもともと電子メールの送受信用に設置されているものであるため通信環境が良好であり、施設インフラの一部として災害対策が施されているので好適である。また、メールサーバにより、各電力管理部に対し、詳細情報を取得した旨の連絡をメール等により発信することも可能である。

システムコントローラ３０から出力された警報信号は、２つのハブ１５０を介してシーケンサ部４６に送信され、シーケンサ部４６から工場の電力管理部４２と中央監視装置４４に送信される。また、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０から障害情報が、ＬＡＮを介して、シーケンサ部４６に送信される。

なお、図２に示されるシステムコントローラ３０から表示部４８へのデータの送信は、ＬＡＮによって送信される。

図４は、管理システム２８の中で、蓄電装置棟の充放電制御部３４に関連する部分を抜き出して説明する図である。

ここでは、蓄電装置棟の充放電制御部３４に関連する部分として、システムコントローラ３０と、マスタコントローラ１７０と、サブコントローラ１７６と、電力変換器管理部１７２と、電力変換器１７４と、スイッチ回路１７８が示されている。電力変換器１７４は、電力変換器管理部１７２の管理の下にある。スイッチ回路１７８は、サブコントローラ１７６の管理の下にあり、電力変換器１７４と蓄電装置１８０の間に接続配置されている。図４において太い実線は電力の流れを示し、細い実線で表される矢印は信号の流れを示す。なお、Ｓ１からＳ９は、信号の種類を示す。

システムコントローラ３０は、電力装置の電力管理部３２と各種の電力管理部２２０から電力管理情報Ｓ８（信号Ｓ８）を受信し信号Ｓ８に基づいて具体的な充放電計画を作成する。そして、システムコントローラ３０は、充放電計画に従って全体充放電制御指令Ｓ１（信号Ｓ１）を生成し、マスタコントローラ１７０に送信する機能を有する第１の制御装置である。なお、各種の電力管理部２２０とは、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、工場の電力管理部４２等を総称するものである。

システムコントローラ３０が作成する充放電計画とは、負荷が必要とする電力の状況や蓄電装置１８０の状態に合わせて、蓄電装置１８０を充放電させるためのものである。蓄電装置１８０には、光電変換モジュール６０と外部商用電源５０からの電力が充電される。

マスタコントローラ１７０は、信号Ｓ１に基づいて、集合体充放電制御指令Ｓ５（信号Ｓ５）を生成し、信号Ｓ５を電力変換器管理部１７２に送信する機能を有する第２の制御装置である。

なお、マスタコントローラ１７０からは、システムコントローラ３０に対し、システムコントローラ３０が動作中であるか否かを確認するための信号として死活確認信号を、周期的に送信することができる。システムコントローラ３０が、死活信号に対する受信応答をマスタコントローラ１７０に返すことにすれば、システムコントローラ３０の死活状態を確認できる。マスタコントローラ１７０が死活信号を発する理由について説明する。システムコントローラ３０から発せられる信号Ｓ１の発信タイミングが不定期の場合、相当期間においてマスタコントローラ１７０に信号Ｓ１が入力されない場合がある。このような場合に、信号Ｓ１の発信タイミングが不定期であるためにシステムコントローラ３０からの信号Ｓ１がマスタコントローラ１７０に入力されないのか、システムコントローラ３０が故障等により機能していないために信号Ｓ１が入力されないのかを判別する必要がある。そこで、マスタコントローラ１７０からシステムコントローラ３０に死活信号を送信することにより、システムコントローラ３０の死活状態を確認する。

電力変換器管理部１７２は、マスタコントローラ１７０から信号Ｓ５を受け、１つまたは複数の電力変換器１７４の動作を管理する機能を有する。電力変換器１７４は、外部商用電源５０の交流電力と蓄電装置１８０の直流電力との間の電力変換、あるいは光電変換モジュール６０の電圧と蓄電装置１８０の電圧との間の電圧変換、あるいは蓄電装置１８０の電圧と負荷の電圧との間の電圧変換を行う機能を有する。電力変換器１７４は、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータや双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ等のコンバータであり、実際に行われる変換の内容に応じて、用いられるコンバータの種類が選択される。

電力変換器管理部１７２は、電力変換器１７４の不具合を示す情報を電力変換器管理データＳ４（信号Ｓ４）として、マスタコントローラ１７０に送信する。マスタコントローラ１７０は、Ｓ４と同じ内容の電力変換器管理データＳ７（信号Ｓ７）を電力装置の電力管理部３２に送信する。

サブコントローラ１７６は、蓄電装置１８０を構成する複数の蓄電池ユニットの充放電制御を行なうもので、蓄電池ユニットごとに設けられる。サブコントローラ１７６は、蓄電池ユニットの電圧、電流、温度のデータを取得する。そして、サブコントローラ１７６は、それらのデータに基づいて、蓄電池ユニットを構成する複数の蓄電池パックの中で不具合のある蓄電池パックを検出し、これを電力変換器１７４から切り離す処理を行なう。切り離す処理とは、蓄電池パックと電力変換器１７４の間に配置されるスイッチ回路１７８のスイッチを開放とする処理である。サブコントローラ１７６は、蓄電池ユニットの状態データであるユニット状態データＳ３（信号Ｓ３）をマスタコントローラ１７０に送信し、信号Ｓ３と同じ内容のユニット状態データＳ６（信号Ｓ６）を電力装置の電力管理部３２に送信する。

ここで、信号Ｓ１の送信間隔は、充放電が必要になった都度であるので、数秒間隔であったり、数１０分であったりする。一方、信号Ｓ３からＳ８は、予め所定の送信間隔で送信される。所定の送信間隔は、管理システム２８の仕様によって定められる。一例を述べると、信号の流れの順に、信号Ｓ５は１００ｍｓごとに１回、信号Ｓ４と信号Ｓ７と信号Ｓ３は１ｓごとに１回、信号Ｓ６は１０ｓごとに１回、信号Ｓ８は１分に１回と設定することができる。

マスタコントローラ１７０には、サブコントローラ１７６から、例えば、１ｓに１回の頻度で信号Ｓ３が送信される。

システムコントローラ３０には、電力装置の電力管理部３２から、例えば、１分に１回の頻度で信号Ｓ８が送信される。システムコントローラ３０から送信される信号Ｓ１の送信タイミングは蓄電装置の充放電が必要になった都度、つまり不定期であるので、システムコントローラ３０が信号Ｓ８に含まれる蓄電装置１８０の情報を頻繁に取得する必要はない。このため、電力装置の電力管理部３２から信号Ｓ８を送信するタイミングは、１分に１回程度に設定することができる。

ただし、突発的な状況が発生したような場合に、１分に１回程度の頻度で信号Ｓ８が送信されるのでは、不都合が生じる場合がある。そこで、送信内容が限られている信号Ｓ２が、マスタコントローラ１７０からシステムコントローラ３０に送信される。信号Ｓ２の送信間隔は、信号Ｓ６および信号Ｓ８の送信間隔よりも短く設定することができ、信号Ｓ３および信号Ｓ５の送信間隔と同じにすることができる。

なお、突発的な状況とは、例えば、蓄電装置１８０の充放電が不意に停止し、早期の回復が見込めないような障害に関する情報が信号Ｓ３に含まれるときや、電力変換器１７４に障害が発生することにより、その電力変換器１７４と蓄電装置１８０との接続を見合わせるとの障害情報がＳ３またはＳ５に含まれるとき等である。信号Ｓ２の送信内容とは、蓄電装置１８０や電力変換器１７４等に障害が発生していることを知らせるだけの情報であり、障害の詳細や程度に関する情報までは含まないようなものとすることができる。信号Ｓ２をマスタコントローラ１７０からシステムコントローラ３０に適宜送信することにより、システムコントローラ３０は、信号Ｓ８の受信を待つことなく、例えば障害が発生している装置を電気的に切り離すように指示する内容の信号Ｓ１をマスタコントローラ１７０に発信することができる。

なお、信号Ｓ２について、通常の場合、「異常なし」との旨をその内容として、システムコントローラ３０に定期的に送信することが好ましい。システムコントローラ３０が信号Ｓ２からの送信に対する受信応答をマスタコントローラ１７０に返すことにすれば、マスタコントローラ１７０は、上記のシステムコントローラ３０に対する死活確認信号を別途発信する必要がなくなる。

本発明に係る管理システムは、電力消費を行なう施設の電力管理に利用できる。

１０施設集合体、１２Ａ棟、１４Ｂ棟、１６Ｃ棟、１８Ｄ棟、２０蓄電装置棟、２２車両給電用の設備、２４，２６工場棟、２８管理システム、３０システムコントローラ、３２電力装置の電力管理部、３４蓄電装置棟の充放電制御部、３６Ｄ棟の電力管理部、３８厨房の電力管理部、４０売店の電力管理部、４２工場の電力管理部、４４中央監視装置、４６シーケンサ部、４８表示部、５０外部商用電源、６０，１６２光電変換モジュール、１５０ハブ、１５２光成端局付ハブ、１５４自転車バッテリ給電用の設備、１５６街路灯、１６４，１７４電力変換器、１７０マスタコントローラ、１７２電力変換器管理部、１７６サブコントローラ、１７８スイッチ回路、１８０，１８６，１９６蓄電装置、１８４，１９４充放電制御部、１８８，１９８電力検出部、１９０パーソナルコンピュータ、１９２アクセスポイント、２００公衆回線ネットワーク、２０２サーバ、２１０充放電プログラム記憶部、２２０各種の電力管理部。

Claims

複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、
前記複数の電力管理部の中で、前記管理範囲として電力関連装置に関する電力情報を管理する電力装置の電力管理部と、
前記複数の電力管理部と通信素子で接続され、前記管理範囲ごとの前記電力情報を取得し、取得された前記電力情報に基づいて前記施設集合体の全体の電力情報を管理する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記電力管理部から取得した前記電力情報に障害情報が含まれるときは、前記障害情報に関して情報量の互いに異なる複数の情報を予め定めた送信先に送信する管理システム。
請求項１に記載の管理システムにおいて、
前記制御装置は、
前記複数の情報として、警報信号と前記警報信号よりも情報量の多い詳細情報について、前記警報信号の前記送信先と前記詳細情報の前記送信先とを異ならせる管理システム。
請求項１または２に記載の管理システムにおいて、
前記制御装置は、
前記警報信号を、前記複数の電力管理部の中の工場の電力管理部と、前記施設集合体の電力管理状態を表示する表示部とに送信する管理システム。
請求項２または３に記載の管理システムにおいて、
前記詳細情報を保存し、前記複数の電力管理部がアクセス可能なサーバを備える管理システム。
請求項４に記載の管理システムにおいて、
前記制御装置は、
前記障害情報を含む前記電力情報を送信した前記電力管理部に対し、前記詳細情報を前記サーバに送信するよう指令する管理システム。
請求項４に記載の管理システムにおいて、
前記サーバは、メールサーバである管理システム。
複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、
前記施設集合体に設けられる複数の蓄電装置の充放電を制御する制御プログラムを記憶する充放電プログラム記憶部と、
を備え、
前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御部は、前記蓄電装置を管理する前記電力管理部を介して、前記充放電プログラム記憶部から前記制御プログラムをダウンロードする管理システム。
請求項７に記載の管理システムにおいて、
前記充放電制御部は、
前記電力管理部に予め定めた間隔で問い合わせ、前記制御プログラムの更新版があるときは、前記更新版をダウンロードする管理システム。
請求項７または８に記載の管理システムにおいて、
前記充放電プログラム記憶部は、さらに、前記制御プログラムの更新履歴を記憶する管理システム。