JPWO2016084903A1 - 電力管理装置、電力管理システム、電力管理方法、及び、プログラム - Google Patents

電力管理装置、電力管理システム、電力管理方法、及び、プログラム Download PDF

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Abstract

本発明は、商用電源からの消費電力が所定の閾値を超える不都合を軽減することを課題とする。当該課題を解決するため、単位電力網(100)に存在する所定の負荷(3)の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、当該タイミングよりも前に特定する負荷監視部(10)と、単位電力網(100)内に電力を供給する蓄電システム(2)を制御し、当該タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御部(20)と、を有する電力管理装置(1)を提供する。

Description

本発明は、電力管理装置、電力管理システム、電力管理方法、及び、プログラムに関する。
商用電源から受電して消費する電力(W)のピークを抑える試みが行われている。関連する技術が、特許文献1に開示されている。
特許文献1には、複数の負荷からなるシステムによる電力のピークを低く抑えるための技術が開示されている。当該技術では、複数の負荷各々の運転時間を必要最小限度にし、かつ、各負荷の運転時間が極力重ならないように複数の負荷の運転スケジュールを作成する。そして、当該運転スケジュールに基づき、複数の負荷の動作を制御する。
特開2002−79295号 特許第3403368号 特表2014−503878号 特表2014−501970号 特表2014−507018号
特許文献1に記載の技術によれば、運転スケジュールを適切に作成することで、商用電源から受電して消費する電力(W)が所定の閾値を超える不都合を回避することができる。しかし、当該技術は、複数の負荷各々による消費電力の合計が商用電源から受電して消費する電力の閾値以下となるように制御することを前提とする。この前提が、ユーザにとって負担になる場合がある。
本発明は、商用電源から受電して消費する電力(W)が所定の閾値を超える不都合を軽減するための新たな技術を提供することを課題とする。
本発明によれば、
単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視手段と、
前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御手段と、
を有する電力管理装置が提供される。
また、本発明によれば、上記電力管理装置と、単位電力網内に電力を供給する蓄電システムと、を有する電力管理システムが提供される。
また、本発明によれば、
コンピュータが、
単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視工程と、
前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御工程と、
を実行する電力管理方法が提供される。
また、本発明によれば、
コンピュータを、
単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視手段、
前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御手段、
として機能させるためのプログラムが提供される。
本発明によれば、商用電源から受電して消費する電力(W)が所定の閾値を超える不都合を軽減するための新たな技術が実現される。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
本実施形態の装置のハードウエア構成の一例を概念的に示す図である。 本実施形態の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の作用効果を説明するための図である。 本実施形態の電力管理システムの全体像の一例を説明するための図である。 本実施形態の電力管理装置の機能ブロック図の一例である。 本実施形態の電力管理装置が保持する情報の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の電力管理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の電力管理装置の機能ブロック図の一例である。 本実施形態の電力管理装置が保持する情報の一例を模式的に示す図である。 本実施形態の電力管理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の電力管理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の所定の負荷の消費電力の時間変化の一例を示す図である。
まず、本実施形態の装置のハードウエア構成の一例について説明する。本実施形態の装置が備える各部は、任意のコンピュータのCPU(Central Processing Unit)、メモリ、メモリにロードされたプログラム(あらかじめ装置を出荷する段階からメモリ内に格納されているプログラムのほか、CD(Compact Disc)等の記憶媒体やインターネット上のサーバ等からダウンロードされたプログラムも含む)、そのプログラムを格納するハードディスク等の記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェイスを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
図1は、本実施形態の装置のハードウエア構成の一例を概念的に示す図である。図示するように、本実施形態の装置は、例えば、バス10Aで相互に接続されるCPU1A、RAM(Random Access Memory)2A、ROM(Read Only Memory)3A、表示制御部4A、ディスプレイ5A、操作受付部6A、操作部7A、通信部8A、補助記憶装置9A等を有する。なお、図示しないが、その他、外部機器と有線で接続される入出力インタフェイス、マイク、スピーカ等の他の要素を備えてもよい。
CPU1Aは各要素とともに装置のコンピュータ全体を制御する。ROM3Aは、コンピュータを動作させるためのプログラムや各種アプリケーションプログラム、それらのプログラムが動作する際に使用する各種設定データなどを記憶する領域を含む。RAM2Aは、プログラムが動作するための作業領域など一時的にデータを記憶する領域を含む。補助記憶装置9Aは、例えばHDD(Hard Disc Drive)であり、大容量のデータを記憶可能である。
ディスプレイ5Aは、例えば、表示装置(LED(Light Emitting Diode)表示器、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等)である。ディスプレイ5Aは、タッチパッドと一体になったタッチパネルディスプレイであってもよい。表示制御部4Aは、VRAM(Video RAM)に記憶されたデータを読み出し、読み出したデータに対して所定の処理を施した後、ディスプレイ5Aに送って各種画面表示を行う。操作受付部6Aは、操作部7Aを介して各種操作を受付ける。操作部7Aは、操作キー、操作ボタン、スイッチ、ジョグダイヤル、タッチパネルディスプレイ、キーボードなどを含む。通信部8Aは、有線及び/または無線で、インターネット、LAN(Local Area Network)等のネットワークに接続し、他の電子機器と通信する。
以下、本実施の形態について説明する。なお、以下の実施形態の説明において利用する機能ブロック図は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。これらの図においては、各装置は1つの機器により実現されるよう記載されているが、その実現手段はこれに限定されない。すなわち、物理的に分かれた構成であっても、論理的に分かれた構成であっても構わない。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<第1の実施形態>
まず、本実施形態の概要について説明する。本発明者は、近年普及している蓄電システムを利用して、商用電源から受電して消費する電力(W)が所定の閾値(以下、「商用電源閾値」という場合がある)を超える不都合を軽減する技術を検討した。以下では、「商用電源から受電して消費する電力(W)」を、単に、「商用電源からの消費電力」という場合がある。
当該技術では、商用電源からだけでなく、蓄電システムからも負荷に電力を供給する。このため、当該技術の場合、複数の負荷各々による消費電力(W)の合計(以下、「負荷合計消費電力」という場合がある)を、「商用電源閾値」と「蓄電システムの最大出力」との合計以下に制御することで、商用電源からの消費電力が商用電源閾値を超える不都合を回避できる。従来技術に比べて、負荷合計消費電力の許容最大値を高くすることができるので、商用電源からの消費電力が商用電源閾値を超える不都合の発生を抑制できる。本発明者は、当該技術を検討した結果、以下のような課題を新たに見出した。
まず、蓄電システムから供給可能な電力量(Wh)は有限である。このため、不要なタイミングにおける蓄電システムからの電力供給は制限するのが好ましい。商用電源からの消費電力が商用電源閾値を超える恐れがないタイミングにおいても蓄電システムからの電力供給を継続していると、早いタイミングで蓄電システムの残量が少なくなり得る。結果、商用電源からの消費電力が商用電源閾値を超える恐れがあるタイミングにおいて残量不足となり、蓄電システムから電力を供給できないという不都合が発生し得る。
そこで、本発明者は、常に蓄電システムから電力を供給するのでなく、適切なタイミングで電力を供給する技術を検討した。具体的には、所定の負荷(例:消費電力が所定値以上)の消費電力が所定の値を超えている間(例:電源が印加されている(電源ON)間)、蓄電システムから電力を供給する技術を検討した。
消費電力が所定値以上である負荷の消費電力は、負荷合計消費電力に占める割合が大きい。このため、図2に示すように、このような所定の負荷が電源ONになっているとき(稼働しているとき)に、負荷合計消費電力が商用電源閾値を超える可能性が高くなる。なお、図2の縦軸は、複数の負荷による商用電源からの消費電力の合計を示し、横軸は時刻を示す。丸Aは所定の負荷の電源がONになったタイミングを示し、Xは商用電源閾値を示す。
そして、本発明者は、所定の負荷の消費電力が所定の値を超えることを検知し、当該検知に応じて蓄電システムからの電力供給を開始する手段を検討した。しかし、当該手段の場合、蓄電システムからの電力供給が間に合わず、複数の負荷による商用電源からの消費電力の合計が、商用電源閾値を超えてしまう場合がある。以下、詳細に説明する。
まず、所定の負荷の電源がONになったタイミングから、所定の負荷の消費電力が所定の値(w1)となるタイミングまでの時間をt1とする。この場合、電源ONから消費電力が所定の値(w1)となるまでの所定の負荷の消費電力上昇速度(V1)は、w1/t1で表される。
一方、蓄電システムの電力供給を開始したタイミングから、出力電力が所定の値(w1)となるタイミングまでの時間をt2とする。この場合、電力供給を開始してから出力電力が所定の値(w1)となるまでの蓄電システムの出力電力上昇速度(V2)は、w1/t2で表される。
所定の負荷の中には、V2<V1を満たすものがある。この場合、図3に示すように、所定の負荷が電源ONになったことの検知に応じて蓄電システムからの電力供給を開始したのでは、蓄電システムからの電力供給が間に合わず、複数の負荷による商用電源からの消費電力の合計が、一時的にではあるが、商用電源閾値Xを超えてしまう場合がある。
図3の上側の図の縦軸、横軸、丸A及びXが示す情報は、図2と同様である。図3の下側の図の縦軸は、蓄電システムの出力電力(すなわち、複数の負荷による蓄電システムからの消費電力の合計)を示し、横軸は時刻を示す。丸Aは所定の負荷の電源がONになったタイミングを示す。
図3の例の場合、所定の負荷の電源がONになったタイミング(図中、A)の直後に、蓄電システムからの電力供給を開始している。しかし、所定の負荷の消費電力上昇速度(V1)は、蓄電システムの出力電力上昇速度(V2)よりもかなり大きい。このため、蓄電システムからの出力は全く間に合わず、複数の負荷による商用電源からの消費電力の合計が、一時的にではあるが、商用電源閾値Xを超えている。なお、図13に示すように、図3で示す例よりも消費電力上昇速度(V1)が小さいが、V2<V1を満たす所定の負荷も存在する。このような負荷の場合も、同様の問題が発生する。
本実施形態の電力管理装置は、このような不都合を軽減可能に構成されている。具体的には、本実施形態の電力管理装置は、所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミング(例:電源がONになるタイミング)を、当該タイミングよりも前に特定する。そして、本実施形態の電力管理装置は、当該タイミングよりも所定時間前に蓄電システムからの電力供給を開始させる。これにより、図4に示すように、複数の負荷による商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える不都合を軽減する。なお、図4の縦軸、横軸、丸A及びXが示す情報は、図3と同様である。
図4によれば、所定の負荷の電源がONになるONタイミングAよりも所定時間td前に、蓄電システムからの電力供給を開始している。そして、この蓄電システムからの電力供給に応じて、商用電源からの消費電力が下がっている(図4の上側)。このため、ONタイミングAにおいて所定の負荷の電源がONになり、これに応じて商用電源からの消費電力が増加しても、増加後の値が商用電源閾値Xを超える不都合を軽減できる。
以下、本実施形態の詳細について説明する。まず、図5を用いて、本実施形態の電力管理システムの全体像を説明する。
本実施形態の電力管理システムは、電力管理装置1と、蓄電システム2とを有する。電力管理システムは、さらに、サーバ4及び監視装置6の少なくとも一方を有してもよい。
電力管理装置1、蓄電システム2及び監視装置6は、電力を消費する所定の単位(以下、「電力消費単位」という場合がある)毎に設けられる。
電力消費単位は、例えば、戸単位(例:一戸建て単位、マンション、アパートなどの各戸単位)、施設単位(例:マンション単位、アパート単位、ビル単位、工場単位、店舗単位、アミューズメント施設単位等)、これらを任意に細分化した単位(例:ビルの1つまたは複数のフロア単位)、これらを任意に組み合わせたグループ単位(例:複数のマンションが集まった集合単位)等が考えられる。
図5は、1つの電力消費単位に対応した構成図を示す。単位電力網100は、電力消費単位毎に設けられた専用の電力配線網であり、例えば、各戸に設けられた屋内配線や、各施設に設けられた構内配線等が該当する。単位電力網100は、受電点を介して商用電源と繋がっている。当該受電点を介して、商用電源から単位電力網100に電力が供給される。
単位電力網100には、蓄電システム2が繋がっている。このため、蓄電システム2から単位電力網100に電力が供給されたり(蓄電システム2の放電)、また、単位電力網100から蓄電システム2に電力が供給されたりする(蓄電システム2の充電)。
単位電力網100には、複数の負荷3が繋がっている。負荷3は、エアコン、冷蔵庫、テレビ等の家電製品であってもよいし、業務用冷蔵庫、業務用エアコン等の業務用製品であってもよいし、工場で利用される機械等であってもよい。単位電力網100から負荷3に電力が供給され、負荷3が稼働する。なお、電力管理装置1、蓄電システム2及び監視装置6の中の少なくとも1つも、単位電力網100を流れる電流の供給を受けて稼働してもよい。
電力管理装置1、蓄電システム2及び監視装置6は、有線及び/又は無線で構成された通信網200を介して互いに繋がり、通信可能になっている。また、電力管理装置1、蓄電システム2、サーバ4及び監視装置6は、インターネット等のネットワーク5を介して互いに繋がり、通信可能になっている。さらに、監視装置6と少なくとも一部の負荷3とが、有線及び/又は無線で通信可能になっていてもよい。
監視装置6は、電力消費単位内における電力消費状況を監視する。例えば、監視装置6は、受電点の近くに設置された測定センサ(不図示)と通信し、電力消費単位内における総消費電力及び/又は総消費電流の瞬時値を監視する。
また、監視装置6は、負荷3各々の稼働状態を監視、制御してもよい。例えば、監視装置6は、複数の負荷3各々が電源ON状態かOFF状態かを監視し、各時刻における稼働状態を示した使用実績を作成・蓄積してもよい。また、監視装置6は、稼働状態として、稼動中の負荷3の稼働モード(例:休止モード、冷房(強)モード、冷房(弱)モード等)を監視し、使用実績として蓄積してもよい。また、このような使用実績をサーバ4に送信し、サーバ4が蓄積してもよい。使用実績は、当日の属性(例:月、曜日、日にち、天気、気温、湿度等)を対応付けて蓄積されてもよい。
各負荷3の稼働状態を監視する手段は様々である。例えば、所定の負荷3毎に測定センサを設置してもよい。そして、監視装置6は、当該測定センサから取得した各負荷3の消費電力及び/又は消費電流の瞬時値に基づいて、稼働状態を特定してもよい。例えば、瞬時値が所定の値以上の時は電源ONと特定し、瞬時値が所定の値未満の時は電源OFFと特定してもよい。その他、特許第3403368号等に開示の技術を利用してもよい。当該技術では、複数の負荷3各々の稼働時の測定データの特徴量を予め保持しておく。そして、受電点付近で単位電力網100全体の消費電力及び/又は消費電流の瞬時値を測定すると、当該測定データから抽出した特徴量と、複数の負荷3の特徴量を任意に組み合わせた特徴量とを照合等することで、各時点において稼働している負荷3を特定する。その他、監視装置6は、各負荷3から、各負荷3に入力された稼働状態を変化させる指示信号(例:電源をONにする指示信号、稼働モードを「冷房(強)モード」に変化させる指示信号等)を取得することで、現時点における各負荷3の稼働状態を特定してもよい。
また、監視装置6は、複数の負荷3各々の稼働(電源のON/OFF)を制御してもよい。すなわち、監視装置6は、有線及び/又は無線での通信により、負荷3に電源ON指示入力、及び、電源OFF指示入力を送信してもよい。そして、負荷3は、監視装置6から受信した電源ON指示入力、及び、電源OFF指示入力に基づいて、電源ON/OFFを実行してもよい。
電力管理装置1は、例えば所定の負荷3、サーバ4及び監視装置6の中の少なくとも1つから取得した情報、又は、ユーザから電力管理装置1に入力された情報に基づいて、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングを特定する。そして、電力管理装置1は、蓄電システム2を制御し、当該タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる。
なお、以下では、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、所定の負荷3の電源がONになったタイミング(電源が印加されたタイミング)として説明する。しかし、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングはこれに限定されない。例えば、所定の負荷3が複数の稼働モード(例:休止モード、冷房(強)モード、冷房(弱)モード等)を取り得る場合、この中の所定の稼働モード(例:冷房(強)モード等)になったタイミングを、消費電力が所定の値を超えるタイミングとしてもよい。
次に、電力管理装置1の構成について詳細に説明する。図6に、本実施形態の電力管理装置1の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、電力管理装置1は、負荷監視部10と、蓄電システム制御部20とを有する。
負荷監視部10は、単位電力網100内に存在する所定の負荷3の電源がONになるONタイミングを、当該ONタイミングよりも前に特定する。
「単位電力網100内に存在する所定の負荷3」とは、単位電力網100と繋がり、単位電力網100から電力を受電し、稼働する負荷3を意味する。「ONタイミング」とは、所定の負荷3が通常の動作(負荷3の主たる目的を達成するための動作)を開始するタイミングであり、通常の動作時よりも消費電力が小さいモード(待機モード等)の開始は、ONタイミングに含まれない。
所定の負荷3は、単位電力網100内に存在する複数の負荷3の中の一部である。所定の負荷3は1つであってもよいし、複数であってもよい。例えば、所定の負荷3は、消費電力が所定値以上のものであってもよい。例えば、所定の負荷3は、消費電力が商用電源閾値の1/10以上、1/5以上、又は1/3以上のものであってもよい。「負荷3の消費電力」は、特別な言及がない限り、負荷3が通常の動作(負荷3の主たる目的を達成するための動作)を行っている際の消費電力(値に幅がある場合は、その代表値)を意味する(以下、同様)。その他、所定の負荷3は、単位電力網100内に存在する複数の負荷3の中の、消費電力が大きい方から所定数であってもよい。
また、所定の負荷3は、上述した消費電力上昇速度(V1)が、上述した蓄電システム2の出力電力上昇速度(V2)よりも大きいものであってもよい。
ここで、V1及びV2は、消費電力及び出力電力が0から所定の値(wd)に達するまでの上昇速度である。wdは、負荷3毎に、例えば各負荷3の消費電力に基づいて決定してもよい。例えば、電源ON直後から所定時間経過時まで各負荷3が取り得る消費電力の中の最大値を、wdとしてもよい。
その他、負荷3各々が通常の動作(負荷3の主たる目的を達成するための動作)を行っている際の消費電力(値に幅がある場合は、その代表値)を、wdとしてもよい。
例えば、負荷監視部10は、図7に示すように、所定の負荷3の識別情報を記憶しておいてもよい。所定の負荷3の識別情報には、各負荷3に対応したwdが対応付けられていてもよい。
次に、負荷監視部10が所定の負荷3のONタイミングをONタイミングよりも前に特定する手段について説明する。
一例として、所定の負荷3は、電源をONにする入力を受付けると、例えば通常の動作時よりも消費電力が小さい準備モードを開始し、自装置の識別情報、及び、電源をONにする通知を電力管理装置1又は監視装置6に送信してもよい。そして、所定の負荷3は、入力受付から所定時間T(秒)経過後に、電源をONにして通常の動作を開始してもよい。所定の負荷3から監視装置6に通知が送信される場合、監視装置6は当該通知を電力管理装置1に転送する。
負荷監視部10は、所定の負荷3又は監視装置6から当該通知を受信すると、それからT−α(秒)経過後を、当該所定の負荷3の電源がONになるONタイミングとして特定する。αは、任意の値であり、所定の負荷3から送信された通知が負荷監視部10に届き、負荷監視部10で処理される時間を考慮して予め決定される。αは、所定の負荷3毎に予め決定され、負荷監視部10に登録しておいてもよい。
なお、所定の負荷3は、電源をOFFにする入力を受付けると、自装置の識別情報、及び、電源をOFFにする通知を電力管理装置1又は監視装置6に送信してもよい。そして、所定の負荷3は、その後、電源をOFFにしてもよい。所定の負荷3から監視装置6に通知が送信される場合、監視装置6は当該通知を電力管理装置1に転送する。この場合、電力管理装置1は、当該通知に基づいて、所定の負荷3の電源がOFFになるおおよそのOFFタイミングを特定できる。
他の例として、サーバ4(例:クラウドサーバ)又は監視装置6が、所定の負荷3の過去の使用実績(電源ON及びOFFのタイミング(時刻)を特定した運転実績)に基づいて、所定の負荷3の稼働パターンを特定し、当該所定の負荷3の運転スケジュール(少なくとも、電源がONになるONタイミング(時刻)を定めている。さらに、OFFタイミング(時刻)を定めていてもよい。)を作成してもよい。そして、監視装置6は、当該運転スケジュールに基づいて、所定の負荷3の稼働(電源のON/OFF)を制御してもよい。
この場合、負荷監視部10は、所定の負荷3の運転スケジュールを取得し、当該運転スケジュールに基づき、所定の負荷3の電源がONになるONタイミング(時刻)及び/又はOFFタイミング(時刻)を特定することができる。
電力需要家の中には、毎回決まった時刻に所定の負荷3を利用するものが存在する。例えば、電力需要家が一般家庭である場合、毎日、起床直後や帰宅時等の決まった時刻にエアコンやテレビなどの負荷3の電源をONにし、出社のために家を出る時刻や就寝時等の決まった時刻に当該負荷3の電源をOFFにする電力需要家が存在する場合がある。また、工場等の施設において、毎日、始業時刻の所定時間前に機械などの負荷3の電源をONにし、終業時刻に当該負荷3の電源をOFFにする電力需要家が存在する場合がある。
サーバ4又は監視装置6は、所定の負荷3の過去の使用実績に基づいて、上述のような使用パターン(各負荷3の電源がONになる時間帯、及び、電源がOFFになる時間帯)を特定し、当該使用パターン通りに負荷3を動作させる運転スケジュールを生成することができる。例えば、複数の過去実績を分析し、各負荷3が所定の確率(例:7日/10日)以上で稼働している時間帯を特定してもよい。そして、特定した当該時間帯に当該負荷3を稼働させる運転スケジュールを作成してもよい。
なお、使用パターンは、月、曜日、天気、季節、気温、湿度等の属性に応じて変化し得る。そこで、サーバ4又は監視装置6は、所定の属性の組み合わせ毎に使用パターンを特定してもよい。例えば、複数の過去実績を属性に応じてグループ化し、グループごとに過去実績を分析して、各負荷3が所定の確率(例:7日/10日)以上で稼働している時間帯を特定してもよい。そして、当該グループの属性に対応付けて、特定した当該時間帯に当該負荷3を稼働させる運転スケジュールを作成してもよい。この場合、監視装置6は、当日の属性に一致する運転スケジュールを抽出し、それに基づいて負荷3の動作を制御する。また、負荷監視部10は、抽出された運転スケジュールに基づいて、所定の負荷3のONタイミング(時刻)及び/又はOFFタイミング(時刻)を特定することができる。
他の例として、ユーザが予め各負荷3の運転スケジュールを作成し、各負荷3、監視装置6及び電力管理装置1の中の少なくとも1つに入力してもよい。そして、各負荷3は、当該運転スケジュールに基づいて稼働してもよい。または、監視装置6は、当該運転スケジュールに基づいて、各負荷3の動作を制御してもよい。この場合、電力管理装置1は、所定の負荷3の運転スケジュールを取得し、これに基づいて、所定の負荷3の電源がONになるONタイミング(時刻)及び/又はOFFタイミング(時刻)を特定してもよい。
その他、負荷3がエアコンである場合、予め所定時刻におけるエアコン設置部屋の設定温度を定めておき(例:7時に20℃)、当該設定と、現在のエアコン設置部屋の温度とに基づいて、エアコンの運転スケジュール(少なくとも、電源がONになるONタイミング(時刻))を定めることができる。そして、当該運転スケジュールに基づいて、負荷3の電源のON/OFFを制御することができる。これに関連する技術が、例えば、特表2014−503878、特表2014−501970、特表2014−507018に開示されている。この場合、負荷監視部10は、システムがエアコンのONタイミングやOFFタイミングが決定後、それを示す運転スケジュールをシステムから取得し、当該運転スケジュールに基づいて、所定の負荷3の電源がONになるONタイミング(時刻)及び/又はOFFタイミング(時刻)を特定することができる。
なお、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、上述したその他のタイミングである場合も、上記と同様の手法で、当該タイミングよりも前に特定することができる。
図6に戻り、蓄電システム制御部20は、単位電力網100内に電力を供給する蓄電システム2を制御し、負荷監視部10が特定したONタイミングよりも所定時間td前に電力供給を開始させる。
所定時間tdは、予め定めた固定値であってもよい。この場合、いずれの所定の負荷3の電源がONになる場合であっても、ONタイミングよりも同じ所定時間td前に、蓄電システム2からの電力供給を開始させる。
このような所定時間tdは、例えば、蓄電システム2の特性に基づいて決定することができる。例えば、電力供給を開始したタイミングから蓄電システム2の最大出力に達するまでの時間、または、当該時間+β(任意の余裕時間)を、所定時間tdとしてもよい。そして、所定時間tdを予め蓄電システム制御部20に登録しておいてもよい。所定時間tdをこのように定めた場合、蓄電システム2の出力は、電力供給を開始してからONタイミングまでの間に(時間tdの間に)、最大出力に達することができる。所定時間tdは、例えば、500ミリ秒以内の任意の値である(以下の実施形態も同様)。
なお、電源がONになる所定の負荷3の特性に応じて所定時間tdを変更することもできる。これについては、以下の実施形態で説明する。
蓄電システム制御部20は、所定の負荷3が稼働している間、電力供給を継続するよう蓄電システム2を制御してもよい。負荷監視部10は、例えば上述のようにしてOFFタイミングを特定できる。蓄電システム制御部20は、負荷監視部10によるOFFタイミングの特定に応じて、蓄電システム2からの電力供給を停止させてもよい。
次に、図8のフローチャートを用いて、本実施形態の電力管理装置1の処理の流れの一例を説明する。
負荷監視部10は、所定の負荷3の電源がONになるONタイミングを監視しておく(S30)。そして、負荷監視部10は、ONタイミングよりも前にONタイミングを特定する(S31)。
負荷監視部10がONタイミングを特定すると、蓄電システム制御部20は、蓄電システム2を制御し、ONタイミングよりも所定時間td前に蓄電システム2からの電力供給を開始させる(S32)。
以上説明した本実施形態の電力管理装置1によれば、図4に示すように、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミング(例:電源がONになるタイミング)よりも所定時間td前に、蓄電システム2からの電力供給を開始することができる。すなわち、当該タイミングよりも前に蓄電システム2からの消費電力を大きくし、商用電源からの消費電力を小さくしておくことができる。
結果、所定の負荷3の消費電力上昇速度(V1)が蓄電システム2の出力電力上昇速度(V2)よりも大きく、蓄電システム2からの電力供給が間に合わない場合であっても、複数の負荷3による商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える不都合を軽減できる。
<第2の実施形態>
本実施形態は、消費電力が所定の値を超える所定の負荷3の変化後の消費電力(例:電源がONになった後の所定の負荷3の消費電力)に応じて、蓄電システム2による電力供給の開始を前倒しする所定時間tdを変更する機能を有する。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
以下では、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、所定の負荷3の電源がONになったタイミング(電源が印加されたタイミング)である場合を例にとり説明する。なお、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、第1の実施形態で説明したその他のタイミングである場合も、以下で説明する手法と同様の手法で、同様の作用効果を実現できる。
図9に、本実施形態の電力管理装置1の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、電力管理装置1は、負荷監視部10と、蓄電システム制御部20とを有する。そして、蓄電システム制御部20は、特定部21と、決定部22と、制御部23とを有する。
負荷監視部10は、ONタイミングを特定するとともに、電源がONになる所定の負荷3を特定する。
負荷監視部10は、第1の実施形態で説明した手法で、ONタイミングを特定できる。また、例えば、負荷監視部10は、所定の負荷3から取得する通知に含まれる負荷3の識別情報に基づいて、電源がONなる所定の負荷3を特定することができる。他の例として、負荷監視部10は、所定の負荷3各々の運転スケジュールに基づいてONタイミングを特定することで、電源がONになる所定の負荷3を特定してもよい。
特定部21は、電源がONになる所定の負荷3による消費電力を特定する。例えば、特定部21は、負荷監視部10より、電源がONなる所定の負荷3を特定する情報(例:識別情報)を取得する。そして、第1の実施形態で説明した図7に示す情報を参照し、所定の負荷3に対応付けられたwdを、上記消費電力として特定する。なお、当該情報は、各負荷3に、各負荷3が取り得る複数の稼働モード各々の消費電力を対応付けた情報であってもよい。
決定部22は、特定部21が特定した消費電力(wd)に基づいて、所定時間tdを決定する。
例えば、決定部22は、蓄電システム2が電力供給を開始してから、特定部21が特定した消費電力(wd)に達するまでの時間、又は、当該時間+γ(任意の余裕時間)を、所定時間tdとして決定してもよい。所定時間tdをこのように定めた場合、蓄電システム2の出力は、電力供給を開始してからONタイミングまでの間に(時間tdの間に)、特定部21が特定した消費電力(wd)に達することができる。なお、この場合、決定部22は、特定部21が特定した消費電力(wd)が大きい程、大きい所定時間tdを決定することとなる。
例えば、決定部22は、消費電力(wd)に所定時間tdを対応付けた対応情報を保持していてもよい。図10に対応情報の一例を示す。そして、決定部22は、特定部21が特定した消費電力(wd)に対応する所定時間tdを抽出してもよい。
その他、決定部22は、消費電力(wd)から所定時間tdを算出する関数を保持しておき、当該関数を利用して所定時間tdを決定してもよい。
図9に戻り、制御部23は、蓄電システム2を制御し、負荷監視部10が特定したONタイミングよりも、決定部22が決定した所定時間td前に電力供給を開始させる。
次に、図11のフローチャートを用いて、本実施形態の電力管理装置1の処理の流れの一例を説明する。
負荷監視部10は、所定の負荷3の電源がONになるONタイミングを監視しておく(S10)。そして、負荷監視部10は、ONタイミングよりも前に、電源がONになる所定の負荷3、及び、ONタイミングを特定する(S11)。
負荷監視部10がONタイミングを特定すると、特定部21は、電源がONになる所定の負荷3の消費電力(wd)を特定する(S12)。その後、決定部22は、特定部21が特定した消費電力(wd)に基づいて、所定時間tdを決定する(S13)。
その後、制御部23は、蓄電システム2を制御し、負荷監視部10が特定したONタイミングよりも、決定部22が決定した所定時間td前に電力供給を開始させる(S14)。
以上説明した本実施形態の電力管理装置1によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を実現できる。
また、本実施形態によれば、消費電力が所定の値を超える所定の負荷3の変化後の消費電力(例:電源がONになった後の所定の負荷3の消費電力)に応じて、蓄電システム2による電力供給の開始を前倒しする所定時間tdを変更することができる。例えば、蓄電システム2が電力供給を開始してから、特定部21が特定した消費電力(wd)に達するまでの時間、又は、当該時間+γを、所定時間tdとして決定することができる。
所定時間tdをこのように定めた場合、蓄電システム2の出力は、電力供給を開始してからONタイミングまでの間に(時間tdの間に)、特定部21が特定した消費電力(所定の値wd)に達することができる。このため、複数の負荷3による商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える不都合を軽減できる。また、蓄電システム2からの出力が不要に早く開始されないので、蓄電システム2からの無駄な放電を抑制できる。
<第3の実施形態>
本実施形態の電力管理装置1は、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングを特定すると、その時点における単位電力網100の電力瞬時値と、当該所定の負荷3の変化後の消費電力との和が所定の閾値を超えるか判断する。そして、超える場合、第1及び第2の実施形態で説明したように、消費電力が所定の値を超えるタイミングよりも所定時間td前に蓄電システム2からの電力供給を開始させる。一方、超えない場合、蓄電システム2からの電力供給を行わない。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
本実施形態の電力管理装置1の機能ブロック図の一例は、第1及び第2の実施形態と同様、図6や図9で示される。
蓄電システム制御部20は、単位電力網100内における消費電力の瞬時値と、電源がONになる所定の負荷3による消費電力との和が所定の閾値を超えるか否か判断する。単位電力網100内における消費電力の瞬時値は、ONタイミングよりも所定時間前(例:30秒、15秒、5秒、3秒等)における瞬時値である。
例えば、蓄電システム制御部20は、負荷監視部10より、電源がONなる所定の負荷3及びONタイミングを特定する情報を取得する。すると、蓄電システム制御部20は、図7に示す情報を参照し、電源がONになる所定の負荷3の消費電力(wd)を特定する。
また、蓄電システム制御部20は、単位電力網100内における消費電力の瞬時値を特定する。当該瞬時値は、受電点の近くに設置された測定センサや監視装置6などから取得した情報に基づいて特定できる。
その後、蓄電システム制御部20は、電源がONになる所定の負荷3の消費電力(wd)と、瞬時値との和が、所定の閾値(例:商用電源閾値X)を超えるか否か判断する。そして、超える場合、第1及び第2の実施形態で説明した処理に基づき、ONタイミングよりも所定時間td前に蓄電システム2からの電力供給を開始させる。一方、超えない場合、蓄電システム2からの電力供給を行わない。
次に、図12のフローチャートを用いて、本実施形態の電力管理装置1の処理の流れの一例を説明する。
負荷監視部10は、所定の負荷3の電源がONになるONタイミングを監視しておく(S20)。そして、負荷監視部10は、ONタイミングよりも前に、電源がONになる所定の負荷3、及び、ONタイミングを特定する(S21)。
負荷監視部10がONタイミングを特定すると、蓄電システム制御部20は、電源がONになる所定の負荷3の消費電力(wd)を特定する(S22)。また、蓄電システム制御部20は、単位電力網100の消費電力の瞬時値を特定する(S23)。なお、S22及びS23の処理順は逆であってもよい。
その後、蓄電システム制御部20は、電源がONになる所定の負荷3の消費電力(wd)と、瞬時値との和が、所定の閾値(例:商用電源閾値X)を超えるか否か判断する(S24)。
超えない場合(S24のNo)、S20に戻り、負荷監視部10はONタイミングの監視を継続する。一方、超える場合(S24のYes)、蓄電システム制御部20は、S22で特定した消費電力(wd)に基づいて、所定時間tdを決定する(S25)。
その後、蓄電システム制御部20、蓄電システム2を制御し、負荷監視部10が特定したONタイミングよりも、S25で決定した所定時間td前に電力供給を開始させる(S26)。
なお、第1の実施形態に準じ、S25をなくし、S26ではすべての所定の負荷3に共通に定められた所定時間td(固定値)を用いた処理を行ってもよい。
以上説明した本実施形態の電力管理装置1によれば、第1及び第2の実施形態と同様の作用効果を実現できる。
また、本実施形態によれば、所定の負荷3が起動時に、常に蓄電システム2からの電力供給を行うのでなく、その時点における単位電力網100内の消費電力の状態に応じて、適切に制御することができる。
すなわち、単位電力網100内の消費電力が大きく、所定の負荷3の起動に応じて複数の負荷3による商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える可能性がある場合、当該所定の負荷3の起動に併せて蓄電システム2からの電力供給を開始する。
一方、単位電力網100内の消費電力が小さく、所定の負荷3の起動に応じて複数の負荷3による商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える可能性がない(低い)場合、当該所定の負荷3の起動に関わらず蓄電システム2からの電力供給を行わない。
このような制御によれば、不要なタイミング(商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える可能性がない(低い)タイミング)での蓄電システム2からの電力供給を低減することができる。結果、蓄電システム2からの無駄な放電を抑制できる。
ここでは、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、所定の負荷3の電源がONになったタイミング(電源が印加されたタイミング)である場合を例にとり説明した。しかし、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、第1の実施形態で説明したその他のタイミングである場合も、同様の手法で、同様の作用効果を実現できる。
<第4の実施形態>
本実施形態では、所定の負荷3が複数ある場合の処理について説明する。本実施形態の機能ブロック図の一例は、図6又は図9で示される。
負荷監視部10は、複数の所定の負荷3各々のONタイミングを、ONタイミングよりも前に特定する。負荷監視部10の他の構成は、第1乃至第3の実施形態と同様である。
ある所定の負荷3のONタイミングが特定された際に、蓄電システム2が電力供給を行っていない場合、蓄電システム制御部20は、第1乃至第3の実施形態と同様の処理を行う。この場合、蓄電システム制御部20は、ある所定の負荷3のONタイミングの特定に応じて、蓄電システム2からの電力供給を開始させるための処理(図8のS32、図11のS12乃至S14、図12のS22乃至S26)を実行する。
一方、ある所定の負荷3のONタイミングが特定された際に、蓄電システム2がすでに電力供給を行っている場合、蓄電システム制御部20は、蓄電システム2からの電力供給をそのまま継続させる。この場合、蓄電システム制御部20は、ある所定の負荷3のONタイミングの特定に応じて、蓄電システム2からの電力供給を開始させるための処理(図8のS32、図11のS12乃至S14、図12のS22乃至S26)を実行しない。
また、蓄電システム制御部20は、ある所定の負荷3のOFFタイミングが特定された際に、蓄電システム2から電力供給中であり、かつ、他の所定の負荷3が稼働中でない場合、蓄電システム2からの電力供給を停止させてもよい。この場合、蓄電システム制御部20は、ある所定の負荷3のOFFタイミングの特定に応じて、蓄電システム2からの電力供給を停止させる処理を実行する。
一方、蓄電システム制御部20は、ある所定の負荷3のOFFタイミングが特定された際に、蓄電システム2から電力供給中であり、かつ、他の所定の負荷3が稼働中である場合、蓄電システム2からの電力供給を継続させてもよい。この場合、蓄電システム制御部20は、ある所定の負荷3のOFFタイミングの特定に応じて、蓄電システム2からの電力供給を停止させる処理を実行しない。
以上説明した本実施形態によれば、第1乃至第3の実施形態と同様の作用効果を実現できる。また、所定の負荷3が複数ある場合であっても、蓄電システム2を適切に制御し、商用電源からの消費電力の合計が商用電源閾値Xを超える不都合を軽減できる。また、蓄電システム2からの不要な放電を抑制できる。
ここでは、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、所定の負荷3の電源がONになったタイミング(電源が印加されたタイミング)である場合を例にとり説明した。しかし、所定の負荷3の消費電力が所定の値を超えるタイミングが、第1の実施形態で説明したその他のタイミングである場合も、同様の手法で、同様の作用効果を実現できる。
<変形例>
第1乃至第4の実施形態における、電力を電流に置き換えても同様の作用効果が得られる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視手段と、
前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御手段と、
を有する電力管理装置。
2. 1に記載の電力管理装置において、
前記蓄電システム制御手段は、
前記所定の負荷による消費電力又は消費電流を特定する特定手段と、
前記特定手段が特定した前記消費電力又は前記消費電流に基づいて、前記所定時間を決定する決定手段と、
前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも前記所定時間前に電力供給を開始させる制御手段と、
を有する電力管理装置。
3. 2に記載の電力管理装置において、
前記決定手段は、前記消費電力又は前記消費電流に時間を対応付けた対応情報を参照し、前記特定手段が特定した前記消費電力又は前記消費電流に対応する時間を、前記所定時間として決定する電力管理装置。
4. 1から3のいずれかに記載の電力管理装置において、
前記蓄電システム制御手段は、
前記単位電力網内における消費電力又は消費電流の瞬時値と、前記所定の負荷による消費電力又は消費電流との和が所定の閾値を超える場合、前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる電力管理装置。
5. 1から4のいずれかに記載の電力管理装置において、
前記所定時間は、500ミリ秒以内である電力管理装置。
6. 1から5のいずれかに記載の電力管理装置において、
前記タイミングは、前記所定の負荷の電源が印加されるタイミングである電力管理装置。
7. 1から6のいずれかに記載の電力管理装置と、
単位電力網内に電力を供給する蓄電システムと、
を有する電力管理システム。
8. コンピュータが、
単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視工程と、
前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御工程と、
を実行する電力管理方法。
8−2. 8に記載の電力管理方法において、
前記蓄電システム制御工程では、
前記所定の負荷による消費電力又は消費電流を特定する特定工程と、
前記特定工程で特定した前記消費電力又は前記消費電流に基づいて、前記所定時間を決定する決定工程と、
前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも前記所定時間前に電力供給を開始させる制御工程と、
を実行する電力管理方法。
8−3. 8−2に記載の電力管理方法において、
前記決定工程では、前記消費電力又は前記消費電流に時間を対応付けた対応情報を参照し、前記特定工程で特定した前記消費電力又は前記消費電流に対応する時間を、前記所定時間として決定する電力管理方法。
8−4. 8から8−3のいずれかに記載の電力管理方法において、
前記蓄電システム制御工程では、
前記単位電力網内における消費電力又は消費電流の瞬時値と、前記所定の負荷による消費電力又は消費電流との和が所定の閾値を超える場合、前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる電力管理方法。
8−5. 8から8−4のいずれかに記載の電力管理方法において、
前記所定時間は、500ミリ秒以内である電力管理方法。
8−6. 8から8−5のいずれかに記載の電力管理方法において、
前記タイミングは、前記所定の負荷の電源が印加されるタイミングである電力管理方法。
9. コンピュータを、
単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視手段、
前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御手段、
として機能させるためのプログラム。
9−2. 9に記載のプログラムにおいて、
前記蓄電システム制御手段を、
前記所定の負荷による消費電力又は消費電流を特定する特定手段、
前記特定手段が特定した前記消費電力又は前記消費電流に基づいて、前記所定時間を決定する決定手段、
前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも前記所定時間前に電力供給を開始させる制御手段、
として機能させるプログラム。
9−3. 9−2に記載のプログラムにおいて、
前記決定手段に、前記消費電力又は前記消費電流に時間を対応付けた対応情報を参照し、前記特定手段が特定した前記消費電力又は前記消費電流に対応する時間を、前記所定時間として決定させるプログラム。
9−4. 9から9−3のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記蓄電システム制御手段に、
前記単位電力網内における消費電力又は消費電流の瞬時値と、前記所定の負荷による消費電力又は消費電流との和が所定の閾値を超える場合、前記蓄電システムを制御させ、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させるプログラム。
9−5. 9から9−4のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記所定時間は、500ミリ秒以内であるプログラム。
9−6. 9から9−5のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記タイミングは、前記所定の負荷の電源が印加されるタイミングであるプログラム。
10. 消費電力が所定の値を超えるタイミングを検知して、蓄電システムを制御する電力管理装置に送信する監視装置。
この出願は、2014年11月28日に出願された日本出願特願2014−241720号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

  1. 単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視手段と、
    前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御手段と、
    を有する電力管理装置。
  2. 請求項1に記載の電力管理装置において、
    前記蓄電システム制御手段は、
    前記所定の負荷による消費電力又は消費電流を特定する特定手段と、
    前記特定手段が特定した前記消費電力又は前記消費電流に基づいて、前記所定時間を決定する決定手段と、
    前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも前記所定時間前に電力供給を開始させる制御手段と、
    を有する電力管理装置。
  3. 請求項2に記載の電力管理装置において、
    前記決定手段は、前記消費電力又は前記消費電流に時間を対応付けた対応情報を参照し、前記特定手段が特定した前記消費電力又は前記消費電流に対応する時間を、前記所定時間として決定する電力管理装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の電力管理装置において、
    前記蓄電システム制御手段は、
    前記単位電力網内における消費電力又は消費電流の瞬時値と、前記所定の負荷による消費電力又は消費電流との和が所定の閾値を超える場合、前記蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる電力管理装置。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の電力管理装置において、
    前記所定時間は、500ミリ秒以内である電力管理装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の電力管理装置において、
    前記タイミングは、前記所定の負荷の電源が印加されるタイミングである電力管理装置。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載の電力管理装置と、
    単位電力網内に電力を供給する蓄電システムと、
    を有する電力管理システム。
  8. コンピュータが、
    単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視工程と、
    前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御工程と、
    を実行する電力管理方法。
  9. コンピュータを、
    単位電力網内に存在する所定の負荷の消費電力が所定の値を超えるタイミングを、前記タイミングよりも前に特定する負荷監視手段、
    前記単位電力網内に電力を供給する蓄電システムを制御し、前記タイミングよりも所定時間前に電力供給を開始させる蓄電システム制御手段、
    として機能させるためのプログラム。
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