JPWO2017149724A1 - Power management system - Google Patents
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Abstract
実施形態の電力管理システムは、取得部と、制御部と、を備える。取得部は、電力供給システムから供給される電力を消費する需要家群が、第1の時間帯で消費すると予測される第1の電力量を取得する。制御部は、前記第1の時間帯において、前記電力供給システムから供給される第2の電力量と比べて前記第1の電力量が大きい場合に、割り当てた電力量の合計量が前記第1の電力量と前記第2の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された需要家毎に蓄電池から放電する電力量を割り当て、割り当てられた電力量を当該蓄電池から当該需要家に前記第1の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う。 The power management system of the embodiment includes an acquisition unit and a control unit. The acquisition unit acquires a first power amount that is predicted to be consumed by a consumer group that consumes power supplied from the power supply system in a first time period. When the first power amount is larger than the second power amount supplied from the power supply system in the first time zone, the control unit determines that the total amount of allocated power is the first power amount. The amount of power discharged from the storage battery is assigned to each consumer in which the storage battery is installed so that the difference between the amount of power and the second amount of power is obtained, and the allocated amount of power is transferred from the storage battery to the consumer. Control is performed to output an instruction to discharge in the time period 1.
Description
本発明の実施形態は、電力管理システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a power management system.
従来の電力システムでは、発電量を調整することで、需要に応じた電力を得ていた。例えば、需要に変化が生じる場合に、当該変化に追従して発電量を制御していた。このため、需要と供給のバランス差によるロスや、需要自体を調整できないことによるロスが発生していた。また、需要と供給との間で効率の良い制御が行えていないという問題があった。 In the conventional power system, the electric power according to the demand was obtained by adjusting the power generation amount. For example, when a change occurs in demand, the power generation amount is controlled following the change. For this reason, a loss due to a difference in balance between supply and demand, and a loss due to inability to adjust the demand itself have occurred. In addition, there is a problem that efficient control cannot be performed between supply and demand.
これに対して、近年、スマートグリッドという技術が提案されている。当該技術の概念では、発電設備から、末端の電力機器までを、ネットワークで接続することで、従来型の中央制御では達成するのが難しかった、需要と供給との間の効率的な制御を実現することができる。 In contrast, in recent years, a technology called smart grid has been proposed. The concept of this technology enables efficient control between supply and demand, which was difficult to achieve with conventional central control, by connecting the power generation equipment to the terminal power equipment via a network. can do.
さらに、供給が需要を上回っている時間帯に生じた余剰電力を、需要が供給を上回っている時間帯に利用するために、巨大な定置型の蓄電システムを準備することが提案されている。 Furthermore, it has been proposed to prepare a huge stationary power storage system in order to use surplus power generated in a time zone in which supply exceeds demand in a time zone in which demand exceeds supply.
しかしながら、従来技術においては、巨大な定置型の蓄電システムを準備する場合には、当該蓄電システムを設置する用地等が必要となる。このため、需要者毎に家庭レベルの蓄電池を配置して、当該蓄電池の充放電で、定置型の蓄電システムと同様に同時同量を達成できれば好ましい。 However, in the prior art, when a huge stationary power storage system is prepared, a site for installing the power storage system is required. For this reason, it is preferable to arrange a storage battery at the household level for each consumer and achieve the same amount by charging / discharging the storage battery in the same manner as in the stationary power storage system.
実施形態の電力管理システムは、取得部と、制御部と、を備える。取得部は、電力供給システムから供給される電力を消費する需要家群が、第1の時間帯で消費すると予測される第1の電力量を取得する。制御部は、前記第1の時間帯において、前記電力供給システムから供給される第2の電力量と比べて前記第1の電力量が大きい場合に、割り当てた電力量の合計量が前記第1の電力量と前記第2の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された需要家毎に蓄電池から放電する電力量を割り当て、割り当てられた電力量を当該蓄電池から当該需要家に前記第1の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う。
The power management system of the embodiment includes an acquisition unit and a control unit. The acquisition unit acquires a first power amount that is predicted to be consumed by a consumer group that consumes power supplied from the power supply system in a first time period. When the first power amount is larger than the second power amount supplied from the power supply system in the first time zone, the control unit determines that the total amount of allocated power is the first power amount. The amount of power discharged from the storage battery is assigned to each consumer in which the storage battery is installed so that the difference between the amount of power and the second amount of power is obtained, and the allocated amount of power is transferred from the storage battery to the consumer. Control is performed to output an instruction to discharge in the
本実施形態では電力管理システムを、電力需給管理システムに適用した例について説明するが、他のシステム等に用いても良い。 Although this embodiment demonstrates the example which applied the power management system to the power supply-and-demand management system, you may use for another system etc.
図1は、実施形態の電力需給管理システムの構成例を示した図である。図1に示される例では、電力自由化時の電力システム全体を示している。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply and demand management system according to an embodiment. In the example shown in FIG. 1, the entire power system at the time of power liberalization is shown.
図1に示されるように、電力需給管理システムは、需給管理サーバ100と、メータ管理サーバ103と、発電システム104と、蓄電池を設けた需要家群101と、蓄電池を設けていない需要家群102と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the power supply and demand management system includes a supply and
図1に示されるように、発電システム104から、電力系統ネットワーク152を介して需要家群101、102に電力が供給されている。
As shown in FIG. 1, power is supplied from the
蓄電池を設けていない需要家群102の需要電力は、需要家102_1、102_2、…、102_m毎に設けられているスマートメータ112_1、112_2、…、112_m(以下、スマートメータ112とする。)毎に計測されている。
Demand power of the
蓄電池を設けた需要家群101の需要電力は、需要家群101の各々に設けられているスマートメータ111_1、111_2、111_3、…、111_n(以下、スマートメータ111とする。)毎に計測されている。
Demand power of the
スマートメータ112及びスマートメータ111で計測された電力は、30分毎にAMI網(スマートメータ網)153を介して、配電事業者のメータ管理サーバ103に通知される。
The power measured by the smart meter 112 and the smart meter 111 is notified to the
一般的な電力小売事業者は、30分毎に計測されたスマートメータ111、112のデータを、電力システム事業者間ネットワーク154を介して、配電事業者から取得できる。本実施形態では、配電事業者のメータ管理サーバ103が収集したデータが、電力システム事業者間ネットワーク154を介して小売事業者の需給管理サーバ100に送信される。
A general power retailer can acquire data of the smart meters 111 and 112 measured every 30 minutes from the power distribution company via the
ところで、現行のルールでは、最新のデータを入手するためには30分必要とされている。スマートメータからの30分毎の通知を考慮すると、最大60分前の計測データまでの入手が可能となる。 By the way, according to the current rules, 30 minutes are required to obtain the latest data. Considering the notification every 30 minutes from the smart meter, it is possible to obtain measurement data up to 60 minutes ago.
さらに、需要家群101は、第1の需要家101_1、第2の需要家101_2、第3の需要家101_3、…、第nの需要家101_n(nは自然数とする)毎に設けられている蓄電池121_1、121_2、121_3、…、121_n(以下、蓄電池121とする。)毎に、公衆ネットワーク(例えば、インターネット通信網)151を介して、蓄電池121の詳細な情報(例えばSOC)を、小売事業者の需給管理サーバ100に通知する。
Furthermore, the
従って、本実施形態の需給管理サーバ100は、需要家群101、102のスマートメータ111、112による計測データと、蓄電池を設けた需要家群101の蓄電池121に関する詳細なデータと、に基づいて処理を行うことができる。例えば、本実施形態の需給管理サーバ100は、需要家群101に設けられた蓄電池121の充放電制御を行う。
Therefore, the supply and
電力小売事業者の需給管理サーバ100は、電力システム事業者間ネットワーク154を介して、発電システム104を有している発電事業者との間で、需要家に供給する電力を調達するための通信を行う。さらに、電力小売事業者の需給管理サーバ100は、配電事業者のメータ管理サーバ103からの計測データ、公衆ネットワーク151を介した需要家群101の蓄電池121に関する詳細な情報を受信する。そして、電力小売事業者の需給管理サーバ100は、発電システム104から供給される電力量と、受信した計測データ及び蓄電池121に関する詳細な情報に基づいた需要家群101、102で使用される電力量の予測と、に基づいて、需要家群101の蓄電池121の充放電制御を行うことで、同時同量制御を実現する。
The power retailer's supply and
図2は、第1の需要家101_1の構成を例示した図である。図2に示されるように、配電線201を介して、負荷204と、蓄電池システム200と、が接続されている。第1の需要家101_1は、例えば家庭や企業の敷地内に設けられた設備とする。図2に示す例では、第1の需要家101_1の構成について説明するが、第2の需要家101_2、…、第nの需要家101_nも同様の構成として説明を省略する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the first consumer 101_1. As shown in FIG. 2, a
本実施形態の第1の需要家101_1は、電力系統ネットワーク152を介して、発電システム104から電力が供給される。発電システム104から出力された電力は、配電線201を介して、蓄電池システム200や負荷204に供給される。
The first customer 101_1 of the present embodiment is supplied with power from the
スマートメータ111_1は、発電システム104から供給される電力を計測する。さらに、スマートメータ111_1は、第1の需要家101_1内で使用される電力を計測すると共に、HEMS(Home Energy Management System)等を通じて、第1の需要家101_1内における電気使用状況を把握する。そして、スマートメータ111_1は、第1の需要家101_1の電力の計測結果を計測データ(当該電力使用状況も含む)として、AMI網(スマートメータ網)153を介して、配電事業者のメータ管理サーバ103に30分毎に通知する。
The smart meter 111_1 measures the power supplied from the
負荷204は、家庭や企業の敷地内に設けられた家電製品などの電力を消費する機器であれば良い。
The
電力センサ202は、蓄電池121_1と、負荷204と、の間の電力を計測する。電力センサ202は、電力の計測結果を、制御部211に出力する。
The
蓄電池システム200は、制御部211と、蓄電池121_1と、PCS213と、通信部212と、を備えている。
The
PCS213は、蓄電池121_1の直流電力と、配電線201を流れる交流電力と、を相互に変換する制御を行う。
The
そして、蓄電池121_1から放電された電力は、PCS213で交流電力に変換された後、負荷204等に供給される。
The electric power discharged from the storage battery 121_1 is converted into AC power by the
通信部212は、公衆ネットワーク151を介して接続された他の通信装置との間で情報を送受信する。例えば、通信部212は、需給管理サーバ100に対して、蓄電池システム200に関する詳細な情報を送信する。詳細な情報は、蓄電池121_1の充放電を行うために必要な情報であって、蓄電池121_1のSOCを含んだ情報とする。
The
制御部211は、蓄電池システム200全体を制御する。例えば、制御部211は、通信部212が需給管理サーバ100から受信した充放電制御の指示(充放電計画)に基づいて、蓄電池121_1の充放電を制御する。
The
蓄電池121_1が充電を行った場合、スマートメータ111_1は、第1の需要家101_1内の負荷204が消費する電力量に、蓄電池121_1が充電する電力量を加算した電力量を、第1の需要家101_1で使用される電力量として計測する。そして、スマートメータ111_1は、計測結果を、メータ管理サーバ103に送信する。
When the storage battery 121_1 is charged, the smart meter 111_1 uses the amount of power consumed by the
次に、需給管理サーバ100について説明する。図3は、本実施形態の需給管理サーバ100の構成を例示した図である。図3に示されるように、需給管理サーバ100は、需要予測用情報記憶部301と、メータ情報記憶部302と、需要家毎蓄電情報記憶部303と、需要家予測情報記憶部304と、通信I/F305と、需要予測取得部306と、メイン処理部307と、を備えている。
Next, the supply and
通信I/F305は、公衆ネットワーク151と接続するための通信I/Fとする。
The communication I /
需要予測用情報記憶部301は、需要家が使用する電力を予測するために必要な、天気、温度や季節などの情報を記憶する。当該情報は、天気等を提供しているサーバ等から取得するが、どのように取得しても良い。
The demand prediction
メータ情報記憶部302は、需要家群101、102の需要家各々に設けられたスマートメータ111、112による計測データを記憶する。
The meter
需要家毎蓄電情報記憶部303は、需要家群101の各々に設けられた蓄電池システム200に関する詳細な情報を記憶する。詳細な情報としては、例えば、蓄電池121のSOCが含まれている。需要家毎蓄電情報記憶部303は、(後述する)受信処理部311が受信する間隔毎に更新される。本実施形態では、受信処理部311が需要家毎に1分〜5分間隔で受信し、更新される例とするが、受信間隔を制限するものではない。
The power storage
需要家予測情報記憶部304は、蓄電池121が設置された需要家群101の各々毎に、時間帯毎に使用される電力の予測情報を記憶する。図4は、需要家予測情報記憶部304が記憶する、各需要家の時間帯毎に使用される電力の予測情報を保持するテーブル構造を例示した図である。図4に示されるように、需要家予測情報記憶部304は、各需要家の時間帯(例えば時間帯A〜時間帯G)毎の電力の予測情報を記憶している。電力の予測情報は、各需要家の時間帯毎に予測される電力の使用量を示した需要予測値(KWh)(Pw)と、予測確度情報(Cr)と、需要予測値(Pw)に予測確度情報(Cr)を乗算した判定値(Vl)と、を含んでいる。予測確度情報(Cr)は、当該時間帯の需要家の需要予測値(Pw)がどれくらいの確率で正しい予測であるか(確度)を示した値とする。例えば、予測確度情報(Cr)は、規則的な生活や活動を行う需要家に対して高い値が設定される。
The consumer prediction
本実施形態では、時間帯Aを0時〜6時、時間帯Bを6時〜9時、時間帯Cを9時〜12時、時間帯Dを12時〜15時、時間帯Eを15時〜18時、時間帯Fを18時〜21時、時間帯Gを21時〜24時とした場合について説明するが、時間帯の区分は当該区分に制限するものではなく、例えば、1時間単位や30分単位で区分を設けても良い。本実施形態では、時間帯別に処理を行うことで、生活の基本パターンに応じた判定を行うことが出来る。 In this embodiment, the time zone A is 0 to 6 o'clock, the time zone B is 6 o'clock to 9 o'clock, the time zone C is 9 o'clock to 12 o'clock, the time zone D is 12 o'clock to 15 o'clock, and the time zone E is 15 o'clock. The case where the time zone is set to 18:00, the time zone F is set to 18:00 to 21:00, and the time zone G is set to 21:00 to 24:00 will be described. Divisions may be provided in units or in units of 30 minutes. In the present embodiment, by performing processing for each time zone, it is possible to make a determination according to the basic pattern of life.
また、本実施形態で示した需要家及び時間帯毎に設定された電力の予測情報は、分類ごとに設けられている。図4に示す例では、晴れ、月曜日、平日の場合のテーブルであって、天気、気温、曜日、及び休日であるか否か毎に当該テーブルが設けられている。つまり、本実施形態では、天気別、気温別、曜日別、又は平日/休日別等の生活パターンに影響する環境状態毎に設けられたテーブルから、適切なテーブルを選択して、需要家が使用する電力を予測することで、確度の妥当性を高めることができる。これにより、より精度が高い予測が可能となる。 Moreover, the prediction information of the electric power set for each consumer and time zone shown in the present embodiment is provided for each classification. In the example shown in FIG. 4, the table is for sunny, Monday, and weekdays, and is provided for each weather, temperature, day of the week, and whether or not it is a holiday. In other words, in this embodiment, the customer selects an appropriate table from the tables provided for each environmental state that affects the life pattern such as weather, temperature, day of the week, or weekday / holiday, and is used by the customer. By predicting the power to be used, the validity of the accuracy can be increased. Thereby, prediction with higher accuracy becomes possible.
図4に示される例では、第1の需要家〜第nの需要家までの予測情報が格納されているが、需要家予測情報記憶部304は、蓄電池121が設けられた需要家群101に含まれている全ての需要家の他に、蓄電池が設けられていない需要家群102に含まれている全ての需要家について予測情報を記憶してもよい。
In the example shown in FIG. 4, prediction information from the first customer to the n-th customer is stored, but the customer prediction
図3に戻り、メイン処理部307は、受信処理部311と、送信処理部312と、制御部313と、を備えており、需給管理サーバ100全体の処理を行う。メイン処理部307は、需給管理の基本的な処理を行う。
Returning to FIG. 3, the
受信処理部311は、公衆ネットワーク151や電力システム事業者間ネットワーク154を介して接続された通信装置から、様々な情報を受信する。例えば、受信処理部311は、メータ管理サーバ103から、需要家群101、102の需要家毎に設けられたスマートメータ111、112による計測データを受信する。そして、受信処理部311は、受信した計測データを、メータ情報記憶部302に記憶する。
The
他の例としては、受信処理部311は、発電システム104(電力供給システム)から供給される電力を消費する需要家群101の各々から、当該需要家に設けられた蓄電池システム200に関する詳細な情報を受信する。
As another example, the
需要予測取得部306は、発電システム104(電力供給システム)から供給される電力を消費する需要家群101、102の各々の需要家が時間帯毎に消費されると予測される電力量を取得する。
The demand
本実施形態では、需要予測取得部306は、需要家予測情報記憶部304に記憶されている天気等に対応するテーブルを、需要家予測情報記憶部304から選択する。そして、需要予測取得部306は、選択された需要家予測情報記憶部304から選択されたテーブルから、各需要家の時間帯毎の電力の予測情報を取得する。なお、本実施形態は、需要予測取得部306がテーブルから取得する例とするが、他の装置から取得しても良いし、SOCなどの各種パラメータを用いて需要家毎の電力の使用量をシミュレートすることで、電力の予測情報を算出しても良い。なお、予測は長期的な予測から、1時間先の短期予測まで、随時変動する需要家の需要実績値、気温などの環境情報を計算し、常に最新の予測値を算出するようにしてもよい。
In the present embodiment, the demand
これにより需要予測取得部306は、全ての需要家の各々で使用される電力量の需要予測を行うと共に、全ての需要家群101、102で使用される電力量の総需要予測を行う。
As a result, the demand
制御部313は、需要予測取得部306が取得した予測情報に基づいて、需要家群101の各々に配置されている蓄電池121の充放電計画を立て、当該計画に従って蓄電池121の充放電制御を指示する。当該指示は、送信処理部312により通信I/F305を介して送信される。
Based on the prediction information acquired by the demand
制御部313は、発電システム104から供給される時間帯毎の電力量と、需要予測取得部306が取得した当該時間帯で各需要家群が消費する電力量の合計値と、を比較する。そして、制御部313は、比較結果に応じて、同時同量制御となるように、需要家群101に設けられた蓄電池121の充放電制御を行う。
The
図5は、発電システム104から需要家群101、102に供給される時間帯毎の電力量を示した図である。図5で示される例では、1日前に発電事業者から調達された電力量501が、発電システム104から需要家群101、102に供給される電力量として示されている。調達された電力量501は、発電システム104から電力が供給される対象となる需要家群101、102の総需要量の予測値に基づいて算出され、購入されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating the amount of power for each time period supplied from the
しかしながら、長期予測通りに需要家群101、102が電力を使用するとは限らない。
However, the
図6は、需要予測取得部306が、需要予測用情報記憶部301及び需要家予測情報記憶部304に基づいて取得した、電力の使用量の短期予測結果を示した図である。図6に示される例では、点線が図5で示した調達された電力量501を示している。当該電力量のずれは、直近の気温等や直近の需要実績の変化等を考慮した結果、短期予測が長期予測と比べて精度が高くなるために生じる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a short-term prediction result of the power usage amount acquired by the demand
そして、電力量601が、短期予測の結果、調達された電力量より下回る場合に生じている余剰電力量を示している。電力量602は、短期予測の結果、調達された電力量を上回る場合に生じている不足電力量を示している。
And the surplus electric energy which has arisen when the
ところで、運用の方法にもよるが、1時間前に短期予測を行うことで、不足電力を追加調達し、余剰電力を他者に販売することで、短期市場において調整を行うことが可能である。短期市場は、電力自由化の新たな制度として運用が開始される予定であり、需給に応じた価格市場になる。通常直近の売買は計画的な売買に比べて価格的に不利になるが、こうした措置を行わなかった場合、現行のルールでは、余剰電力は無償で没収、不足電力は後日ペナルティ電力として請求されることとなる。このため、短期市場での調整も含め、効率的な調整が必要となる。 By the way, although it depends on the method of operation, it is possible to make adjustments in the short-term market by procuring additional power shortly by making a short-term forecast one hour ago and selling surplus power to others. . The short-term market is scheduled to start operation as a new system for electricity liberalization, and will become a price market according to supply and demand. Usually, the most recent trade is disadvantageous in price compared to planned trade, but if these measures are not taken, the current rules will confiscate surplus power at no charge and shortage will be charged as penalty power at a later date. It will be. For this reason, efficient adjustment is required, including adjustment in the short-term market.
これに対して、本実施の形態の需給管理サーバ100は、短期予測の結果生じた余剰電力を、需要家群101に設けられた蓄電池121に充電する制御を行い、短期予測の結果生じた不足電力を、需要家群101に設けられた蓄電池121から放電する制御を行うこととした。
On the other hand, the supply and
これにより、短期市場を利用せず、且つ巨大な定置型の蓄電システムを設けることなく、需要家群101に設けられた蓄電池121の充放電制御を行うことで、同時同量を達成できる。
As a result, the same amount can be achieved by performing charge / discharge control of the storage battery 121 provided in the
さらに、需要家群101に設けられた蓄電池121から放電された電力を利用する際、定置型の蓄電システムとは異なり、他の需要家に当該電力を供給することは、ノイズ等や規則の関係から好ましくない。
Furthermore, when using the electric power discharged from the storage battery 121 provided in the
そこで、本実施形態の需給管理サーバ100は、需要家が消費すると予測される電力量を考慮して、蓄電池121から放電する電力を調整することとした。
Therefore, the supply and
図7は、需要家群101、102が実際に使用した電力量と、発電システム104から供給される電力量と、の差分を示した図である。図7で示される例では、太線703が、実際に使用された電力量を示している。そして、図6で示された短期予測からさらに生じた余剰電力量701と、短期予測からさらに生じた不足電力量702と、が示されている。余剰電力量701及び不足電力量702も同様に、需給管理サーバ100による、蓄電池121の充放電制御で調整される。
FIG. 7 is a diagram showing the difference between the amount of power actually used by the
本実施形態の需給管理サーバ100の制御部313は、需要家予測情報記憶部304に記憶された、蓄電池121が設けられた需要家群101の需要家毎の予測情報に基づいて、放電を行う蓄電池121を選択する。
The
本実施形態の制御部313は、需要家予測情報記憶部304に記憶されたテーブルから、天候等に基づいて、予測情報を取得するためのテーブルを選択した後、選択したテーブルから、時間帯毎に、放電を行うための蓄電池121の優先順位を特定する。本実施形態の制御部313は、選択されたテーブルに格納されている時間帯毎に、蓄電池121を設けられた需要家101のうち、判定値が高い順に優先順位を設定する。図4に示される例では、例えば、時間帯Dにおいては、判定値(Vl)が高い第1の需要家、第3の需要家、第2の需要家の順に優先順位を設定する。
The
図8は、制御部313により設定された、放電を行う需要家の蓄電池121の優先順位を時間帯毎に例示した図である。図4に示されたテーブルに基づいて、図8に示されるような優先順位を設定することで、電力の使用量が大きいと判断される需要家から順に、蓄電池121の電力を使用するような制御が行われる。図4に示される例では、時間帯Dにおいて、第1の需要家、第3の需要家、第2の需要家の順に放電を行うように制御されることを示している。本実施形態では、使用する電力量が大きく、当該電力の使用が高確度で実施される需要家に対して優先的に放電を行うように制御を行うこととした。図8に示される例では、第1の需要家、第2の需要家、第3の需要家のみ示したが、他の需要家についても判定に基づいて優先順位が設定されるものとする。
FIG. 8 is a diagram exemplifying the priority order of the storage battery 121 of the consumer that performs discharging, set by the
制御部313は、短期予測結果等に基づいて、所定の時間帯(時間帯A〜時間帯Gのうちいずれか一つ)において、発電システム104からの供給電力量と比べて、需要家群101、102の使用電力量が大きいと判断した場合に、割り当てた電力の合計量が供給電力量と使用電力量の差分になるように、蓄電池121が設置された需要家毎に蓄電池121から放電する電力を割り当て、割り当てられた電力を当該蓄電池121から当該需要家に所定の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う。
Based on the short-term prediction result or the like, the
その際に、制御部313は、需要家予測情報記憶部304に記憶されたテーブルの予測情報に基づいて設定された優先順位に従って、蓄電池121が設置された需要家毎に、放電する電力量を割り当てる。そして、当該所定の時間において、優先的に電力量が割り当てられた需要家の蓄電池121は、優先順位が低い需要家の蓄電池121と比べて高い電力量を放電することとなる。つまり、使用電力が低い需要家に放電する電力量を高く設定しても、他の需要家が使用することは難しい。そこで、本実施形態では、高い電力量を使用する可能性が高い需要家に対して優先的に放電する電力量を割り当てることとした。
At that time, the
これにより、使用する電力量が大きい需要家において、当該需要家の蓄電池121が放電を行うことで、電力需給管理システム全体においては、当該需要家が使用する電力を節約することと同様の効果が生じたとみなすことができ、換言すればネガワットの捻出を行うことが可能となったとも言える。さらに、リアルタイムの充放電制御を行う際に、放電する電力量の目標値を設定することで、確度に応じて需要家内のローカル処理として管理することが可能となる。 As a result, in a consumer with a large amount of power to be used, the storage battery 121 of the consumer discharges, so that the power supply and demand management system as a whole has the same effect as saving the power used by the consumer. In other words, it can be said that it was possible to produce a negative wattage. Furthermore, when performing real-time charge / discharge control, by setting a target value for the amount of electric power to be discharged, it is possible to manage as a local process in the consumer according to the accuracy.
さらに、制御部313は、短期予測結果等に基づいて、需要家群101、102の予測総需要より、発電システム104から高い電力量が供給される時間帯に、需要家群101に設置された蓄電池121の蓄電を行うよう制御する。本実施形態の制御部313は、当該時間帯以降に、放電する優先順位が高い需要家の蓄電池121に対して、優先的に蓄電を行うように制御しても良い。
Further, the
送信処理部312は、通信I/F305を介して、制御部313で生成された充放電の指示を、充放電制御を行う蓄電池121が設けられた需要家に送信する制御を行う。
The
図9は、第1の需要家101_1が使用する電力量の遷移を例示した図である。第1の需要家101_1が使用する電力量901は、時間帯毎に使用する電力量が変化する。図9も上述した時間帯と同様に、時間帯Aが0時〜6時、時間帯Bは6時〜9時、時間帯Cが9時〜12時、時間帯Dが12時〜15時、時間帯Eが15時〜18時、時間帯Fが18時〜21時、時間帯Gが21時〜24時を示している。
FIG. 9 is a diagram illustrating the transition of the amount of power used by the first consumer 101_1. The amount of
図10は、第1の需要家101_1に設けられた蓄電池121のSOCの遷移を例示した図である。図10に示されるSOC1001では、時間帯A、Gで増加し、時間帯B〜Fで低下している。これは、図6で示したように、時間帯A、Gで余剰電力が生じるため、制御部313からの指示に従って充電制御を行い、時間帯B〜Fにおいては不足電力が生じるため、制御部313からの指示に従って放電制御を行ったためである。当該充放電の制御により、同時同量制御を実現できる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an SOC transition of the storage battery 121 provided in the first consumer 101_1. In the
また、本実施形態では、電力価格が安価であると想定される夜間(時間帯A、G)に充電を行うように、当該時間帯の需要予測より大きい電力量を発電システム104から購入する様にしても良い。これにより、当該時間帯A、Gで余剰電力が生じるため、蓄電池121の充電が可能となる。
Further, in the present embodiment, in order to charge at night (time zones A and G) where the power price is assumed to be cheap, a power amount larger than the demand forecast for the time zone is purchased from the
さらに、制御部313は、予測総需要より高い電力が供給される時間帯に、需要家に設置された蓄電池121の蓄電を行う際に、蓄電池121のSOCと、予め設定された蓄電目標値と、の違いに基づいて、当該蓄電池121の蓄電を行うよう制御しても良い。予め設定された蓄電目標値とは、当該時間帯以降に使用される電力量や優先順位等に基づいて設定されるものであり、実施態様に応じて設定されるものであるため、説明を省略する。
Furthermore, when the storage unit 121 installed in a consumer performs power storage in a time zone in which power higher than the predicted total demand is supplied, the
図11は、需要家毎に使用する電力量の遷移を示した図である。図11に示されるように、需要家毎に使用される電力量の遷移が異なっている。また、時間帯Dにおいては、第1の需要家101_1が使用する電力量1101が最も高い。そして、第3の需要家101_3が使用する電力量1103が次に高く、第2の需要家101_2が使用する電力量1102が最も低くなる。そこで、時間帯Dにおいては、図8に示されるように、第1の需要家101_1、第3の需要家101_3、第2の需要家101_2の順に優先順位が設定されることになる。
FIG. 11 is a diagram showing a transition of the amount of power used for each consumer. As shown in FIG. 11, the transition of the electric energy used for each consumer is different. In the time zone D, the amount of
そして、図6や図7で示したように、時間帯Dにおいて、発電システム104から供給される電力量よりも、需要家群101、102で使用される電力量が大きくなっているものとする。このように、時間帯Dにおいて電力の需給計画が大きく外れ、発電システム104から供給される電力だけでは不足状態となることが予測される。
And as shown in FIG.6 and FIG.7, in the time slot | zone D, the electric energy used by the
そこで、制御部313は、優先順位に従って、各需要家に対して、蓄電池121の放電制御を行う。
Then, the
そして、制御部313は、需要家毎に優先順位に従って、需要家に対して蓄電池121の放電制御を指示する際に、放電制御による蓄電池121のSOCの目標値を設定する必要がある。本実施形態では、制御部313は、需要家に電力を使用する指示を行う際に、需要家予測情報記憶部304に記憶された、当該時間帯において、当該需要家と対応付けられた需要予測値(Pw)に基づいて、放電目標値を設定する。例えば、制御部313は、需要予測値に“0.8”を乗じた電力量を、放電目標値として設定する。そして、制御部313は、放電目標値で示された電力量を放電するようにSOCの目標値を設定する。なお、“0.8”を乗ずるのは例として示したものであって、“0.8”以外の数値を乗じても良いし、他の演算を行っても良い。
And control
図12は、需要家毎に設けられた蓄電池121のSOCの遷移を例示した図である。図12に示されるように、時間帯Dにおいては、第1の需要家101_1のSOC1202、第3の需要家101_3のSOC1204、第2の需要家101_2のSOC1203の順に減少していることが確認できる。
FIG. 12 is a diagram illustrating the transition of the SOC of the storage battery 121 provided for each consumer. As shown in FIG. 12, in time zone D, it can be confirmed that the
また、本実施形態では、時間帯B〜時間帯Eまで第1の需要家101_1の優先順位が高いため、制御部313は、時間帯Aにおいて、第1の需要家101_1の蓄電池121を優先的に充電するように制御する。これにより、第1の需要家101_1の蓄電池121は、時間帯Aが終了した時点1201において、第2の需要家101_2、及び第3の需要家101_3と比べて、SOCが高くなる。
Moreover, in this embodiment, since the priority order of the 1st consumer 101_1 is high from the time slot | zone B to the time slot | zone E, the
図12で示される例では、短期予想又は実際に使用した電力量と一日前に予測された電力量と、の差分である不足電力を、第1の需要家〜第3の需要家の蓄電池121を用いて、ネガワットとして捻出する例について説明した。実際には不足電力Lとした場合、制御部313は、蓄電池121が設けられた需要家群101の時間帯Dで使用すると予測される電力量から、優先順位に基づいて充放電計画を立て、その合計が不足電力Lを満たすまで、優先順位の上位から需要家の蓄電池121が放電するよう制御を行う。
In the example shown in FIG. 12, short-term prediction or the amount of power actually used and the amount of power predicted one day in advance are used to calculate the shortage power from the first consumer to the third consumer storage battery 121. The example which twists out as a negative watt was demonstrated using. When it is actually set as the insufficient power L, the
また、図12に示される例では、時間帯Dについて不足電力を調整する例について説明したが、他の時間帯も同様に、蓄電池121の選択、充放電計画を立てることで需給管理を行う。 In the example shown in FIG. 12, the example of adjusting the power shortage in the time zone D has been described. However, supply and demand management is performed by selecting the storage battery 121 and making a charge / discharge plan in the other time zones as well.
また、制御部313は、需要家予測情報記憶部304に記憶された予測確度情報が、予め定められた値(例えば、0.1)より低い需要家に対して、発電システム104から電力の供給を受けず、需要家に設けられた蓄電池121の放電で、電力を供給するような指示を、当該需要家に対して出力する制御を行ってもよい。予測確度情報が低い需要家の場合、充放電計画に違いが生じる可能性が高いため、当該需要家に対して、当該需要家に設けられた蓄電池121を用いて充放電制御で電力供給することで、電力量の変動を抑止し、確度の高い充放電計画を実現できる。
In addition, the
制御部313は、需要家に所定の時間帯に放電する指示を、需要家に設けられた蓄電池121のSOCの第1の目標値で指示する制御を行った場合に、需要家から当該所定の時間帯で蓄電池121のSOCが第1の目標値以下になる通知を受信することがある。このような場合に、制御部313は、他の需要家と放電する電力量を調整し、当該需要家に設けられたSOCを示す第1の目標値を、第2の目標値に変更する制御を行う。
When the
図13は、需給管理サーバ100と第1の需要家101_1との間で蓄電池121の充放電計画を行う際の送受信を例示した図である。図13に示される例では、制御部313が、第1の需要家101_1の蓄電池121のSOCの目標値を算出した後、当該SOCの目標値と、第1の需要家101_1で予測された使用電力量と、を含んだ充放電計画を、第1の需要家101_1に送信する(S1301)。当該送信は、時間帯毎に行われるものとする。
FIG. 13 is a diagram illustrating transmission and reception when performing a charge / discharge plan of the storage battery 121 between the supply and
そして、第1の需要家101_1が、送信された充放電計画に含まれているSOCの目標値を満たしている場合(例えば、第1の需要家101_1が使用する電力が予測と概ね一致している場合(例えば、所定の閾値Tを設け、目標値を基準とした当該閾値Tより大きい/小さいか否かにより判定しても良い)、需給管理サーバ100に対して再度の通信は行わない。
And when the 1st consumer 101_1 has satisfy | filled the target value of SOC contained in the transmitted charging / discharging plan (for example, the electric power which the 1st consumer 101_1 uses substantially corresponds with prediction) (For example, it may be determined whether a predetermined threshold value T is provided and whether the threshold value T is larger or smaller than the target value with reference to the target value). The communication with the supply and
一方、第1の需要家101_1の制御部211が、充放電計画に従った目標値を達成できないと判定した場合(S1302)に、通信部212を介して、需給管理サーバ100に達成不可通知を行う(S1303)。当該達成不可通知は、第1の需要家101_1の需要が予測から大きく外れ、蓄電池の充放電の目標が達成できない場合に行われるものとする。
On the other hand, when the
また、当該時間帯で目標値を達成した場合にも、第1の需要家101_1は、需給管理サーバ100に対して、処理結果を通知する。この場合には、実際の需要実績のデータも含まれる。
In addition, even when the target value is achieved in the time period, the first customer 101_1 notifies the supply and
そして、受信処理部311が、当該達成不可通知を受信した場合に、制御部313は、当該時間帯について、第1の需要家101_1以外の、蓄電池121が設けられた他の需要家を含めて、充放電計画の再計算を行う(S1304)。これにより、第1の需要家101_1の蓄電池121の負担を軽減した充放電計画が再設計される。当該再設計も優先順位を考慮して行われる。
And when the
そして、制御部313は、再計算した充放電計画を、第1の需要家101_1を含んだ、蓄電池121が設けられた需要家に対して再通知する(S1305)。
Then, the
このような再計算を行うことで、時間の経過と共に、複数の需要家を含めて蓄電池の充放電の目標値を更新するが、更新により新たに生じた差分を他の蓄電池の充放電に割り当てる効率化計算を行ってもよい。これにより、変更を指示する蓄電池の数を減らし、通信の頻度を削減することができる。 By performing such recalculation, the target value for charging / discharging of the storage battery including a plurality of consumers is updated with the passage of time, but the newly generated difference is assigned to charging / discharging of the other storage battery. Efficiency calculation may be performed. Thereby, the number of the storage batteries which instruct | indicate a change can be reduced, and the frequency of communication can be reduced.
図14は、充放電計画に従って蓄電池121の充放電を行った場合の第1の需要家101_1に使用される電力の動きを例示する図である。図14に示される例では、0値ライン1400が電力量‘0’を示している。そして、図14に示される電力量は、スマートメータ111_1で測定された電力量とする。なお、第1の需要家101_1内の需要は、蓄電池121による放電により賄われているため、需要家内の生活や活動は制約を受けない。
FIG. 14 is a diagram illustrating the movement of electric power used by the first consumer 101_1 when the storage battery 121 is charged / discharged according to the charging / discharging plan. In the example shown in FIG. 14, the zero
電力量901が、第1の需要家101_1の本来の需要電力量を示している。蓄電池121を使用しない場合に、電力量901で示される値が、電力系統を介して供給されることになる。
The amount of
電力量1411は、上述した構成で、第1の需要家101_1が使用する電力量を予測した上で、蓄電池121の放電を行っている例とする。時間帯Dにおいても需要量は0値ライン1400を下回っていない様子が示されている。
The amount of
電力量1412は、第1の需要家101_1の需要量に係らず、蓄電池121が放電可能な電力量を放電している例を示している。電力量1412は、時間帯Dで0値ライン1400を下回っている。このため、結果的に第1の需要家101_1から系統側に電力が流れる逆潮流が発生していることを示している。再生可能エネルギー機器以外の機器からの逆潮流を行うのは、現在の日本の規則では難しい。
The amount of
また、逆潮流が認められる場合でも、本実施形態で示したような充放電計画による同時同量制御の技術の確立を前提としたものであり、逆潮流が認められる場合でも有効と考えられる。 In addition, even when a reverse power flow is recognized, it is premised on the establishment of a simultaneous and equal amount control technique based on a charge / discharge plan as shown in this embodiment, and it is considered effective even when a reverse power flow is recognized.
図15は、需給管理サーバ100の全体的な処理を示したフローチャートである。図15に示される例では、メイン処理部307が、天気サーバ等から天気情報等を取得し(S1501)、需要予測用情報記憶部301に記憶する。なお、需要予測用情報記憶部301に記憶される天気情報等は、時間の経過に従って更新されるものとする。
FIG. 15 is a flowchart showing overall processing of the supply and
そして、メイン処理部307は、需要予測用情報記憶部301に記憶された、長期の天気情報等に従って、1日分の電力の供給計画を作成し(S1502)、当該供給計画に従って、発電システム104を有している発電事業者との間で、需要家に供給する電力を調達するための通信を行う。これにより発電システム104から時間帯毎に供給される電力量が1日単位で設定される。
Then, the
そして、メイン処理部307の制御部313は、需要家予測情報記憶部304に記憶された予測情報に基づいて、時間帯毎に、蓄電池121を設けている需要家に放電させる優先順位を作成する(S1503)。なお、優先順位は、天気情報等が変化した場合に再作成しても良い。
And the
その後、需要予測取得部306は、時間帯毎に、需要家予測情報記憶部304に記憶された予測情報に基づいて、需要家群101、102の需要家の各々の電力量、及び総電力量の短期予測を取得する(S1504)。
Thereafter, the demand
そして、制御部313は、短期予測結果から、当該時間帯において、供給される電力量と比べて、需要家群101、102が使用する電力量が高いか否かを判定する(S1505)。
And the
そして、供給される電力量と比べて、需要家群101、102が使用する電力量が高くないと判定した場合(S1505:No)、制御部313は、蓄電池121が設けられた需要家毎に、蓄電池121に蓄電させるための目標電力量(蓄電池121のSOCの目標値)を計算する(S1506)。
And when it determines with the electric energy which the
そして、送信処理部312が、算出された目標電力量を、蓄電池121が設けられた需要家毎に通知し(S1507)、S1513に遷移する。
And the
一方、制御部313は、供給される電力量と比べて、需要家群101、102が使用する電力量が高いと判定した場合(S1505:Yes)、当該時間帯の放電させるための優先順位に従って、需要家毎に電力量を放電させるための目標蓄電量(SOCの目標値)を算出する(S1508)。
On the other hand, if the
そして、送信処理部312が、算出された目標蓄電量を、蓄電池121が設けられた需要家毎に通知する(S1509)。
Then, the
その後、受信処理部311は、蓄電池121が設けられた需要家から、目標達成不可の通知を受信したか否かを判定する(S1510)。受信していないと判定した場合(S1510:No)、S1513に遷移する。
Thereafter, the
一方、目標達成不可の通知を受信したと判定した場合(S1510:Yes)、制御部313は、需要家毎に、目標蓄電量の再計算を行う(S1511)。そして、送信処理部312が、再算出された目標蓄電量を、蓄電池121が設けられた需要家毎に通知する(S1512)。
On the other hand, when it determines with having received the notification of target unachievable (S1510: Yes), the
そして、制御部313は、一日が終了したか否かを判定する。一日が終了していないと判定した場合(S1513:No)、S1504から処理を行う。一方、一日が終了したと判定した場合(S1513:Yes)、処理を終了する。
Then, the
本実施形態の需給管理サーバ100においては、上述した処理を行うことで、短期予測等で使用される電力が変化した場合でも、充放電制御を調整することで、同時同量制御を実現できる。
In the demand-and-
本実施形態においては、電力が自由化された後、予測・計画に基づいて調達した電力と、実際に需要家が消費する電力の不一致が発生した場合に、需要家側に分散的に配置された蓄電池を充放電制御することで、電力の同時同量を実現できる。 In this embodiment, after the power is liberalized, when there is a mismatch between the power procured based on the prediction / plan and the power actually consumed by the customer, it is distributed on the customer side. By simultaneously charging and discharging the storage battery, the same amount of power can be realized.
さらに、本実施形態では、一部の需要家に蓄電池121を配備した場合に、需給管理サーバ100は、スマートメータ111から得られる電力需要の30分毎の計測値と、蓄電池121が設けられた需要家から、蓄電池121に関する詳細な需要データと、を取得できるようにした。これにより、需給管理サーバ100は、需要家の需要予測を行った上で適切な充放電制御を行うことができる。
Furthermore, in this embodiment, when the storage battery 121 is deployed to some consumers, the supply and
さらに、需給管理サーバ100は、蓄電池121の充放電の制御においては、蓄電池121から放電された電力が系統側に流れず、換言すれば逆潮流を発生させずとも、同時同量を実現する。
Furthermore, the supply and
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
Claims (10)
前記第1の時間帯において、前記電力供給システムから供給される第2の電力量と比べて前記第1の電力量が大きい場合に、割り当てた電力量の合計量が前記第1の電力量と前記第2の電力量の差分になるように、蓄電池が設置された需要家毎に蓄電池から放電する電力量を割り当て、割り当てられた電力量を当該蓄電池から当該需要家に前記第1の時間帯に放電する指示を出力する制御を行う制御部と、
を備える電力管理システム。An acquisition unit that acquires a first power amount that is predicted to be consumed by a consumer group that consumes power supplied from the power supply system in a first time zone;
When the first power amount is larger than the second power amount supplied from the power supply system in the first time period, the total amount of allocated power amount is the first power amount. The amount of power discharged from the storage battery is assigned to each consumer in which the storage battery is installed so as to be the difference between the second amount of power, and the allocated amount of power is transferred from the storage battery to the consumer in the first time zone. A control unit that performs control to output an instruction to discharge to
A power management system comprising:
前記制御部は、前記記憶部に記憶された需要家毎の前記予測情報に基づいて、前記蓄電池が設置された当該需要家毎に放電する電力量を割り当てる、
請求項1に記載の電力管理システム。For each consumer in which the storage battery is installed, a storage unit that stores prediction information of power used in the first time zone is further provided,
The control unit allocates the amount of electric power to be discharged for each consumer in which the storage battery is installed, based on the prediction information for each consumer stored in the storage unit.
The power management system according to claim 1.
前記制御部は、前記記憶部に記憶された需要家毎の前記需要予測値と前記予測確度情報との演算結果に基づいて、前記蓄電池が設置された当該需要家毎に電力を割り当てる、
請求項2に記載の電力管理システム。The power prediction information stored in the storage unit is a demand prediction value indicating the amount of power usage predicted for each consumer's time, prediction accuracy information indicating the accuracy of the demand prediction value, and Including
The control unit allocates electric power for each consumer in which the storage battery is installed, based on a calculation result of the demand prediction value and the prediction accuracy information for each consumer stored in the storage unit.
The power management system according to claim 2.
請求項3に記載の電力管理システム。The control unit is provided in the consumer without receiving power supply from the power supply system for a consumer whose prediction accuracy information stored in the storage unit is lower than a predetermined value. An instruction to supply power by discharging the storage battery is controlled to output to the consumer.
The power management system according to claim 3.
請求項2に記載の電力管理システム。The prediction information stored in the storage unit is stored for each one or more classifications of whether it is weather, temperature, day of the week, and holidays.
The power management system according to claim 2.
請求項2に記載の電力管理システム。When the second power amount is larger than the first power amount, the control unit determines that the total amount of allocated power is a difference between the first power amount and the second power amount. As described above, when allocating electric power for each consumer where a storage battery is installed, based on the prediction information of the electric power stored in the storage unit, in order from the consumer who is determined that the amount of electric power used is large, Control to output an instruction to use the power of the storage battery for each consumer,
The power management system according to claim 2.
請求項6に記載の電力管理システム。When the control unit instructs the consumer to use power, a discharge target that determines the amount of power to be discharged based on the amount of power estimated to be used by the consumer in the first time zone. Indicate the value,
The power management system according to claim 6.
請求項1に記載の電力管理システム。The control unit performs storage of the storage battery installed in the consumer in a time zone in which the first power amount is smaller than the second power amount supplied from the power supply system.
The power management system according to claim 1.
請求項8に記載の電力管理システム。The control unit is configured to store the storage battery installed in the consumer in a time zone in which the first power amount is smaller than the second power amount supplied from the power supply system. Based on the difference between the SOC and the preset storage target value, the storage battery is charged.
The power management system according to claim 8.
請求項1に記載の電力管理システム。The control unit instructs the consumer to discharge in the first time zone with a first value indicating the SOC of a storage battery provided in the consumer, and from the consumer to the first time. When the notification that the SOC of the storage battery is equal to or lower than the first value is received in a band, the first value indicating the SOC provided in the consumer is adjusted by adjusting the amount of power discharged with other consumers. To change to other values,
The power management system according to claim 1.
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