WO2011122374A1 - 系統安定化システム、電力需給調整装置、電力需給調整装置のための制御装置、電力需給調整方法および蓄電池を用いた電力需給調整方法 - Google Patents

系統安定化システム、電力需給調整装置、電力需給調整装置のための制御装置、電力需給調整方法および蓄電池を用いた電力需給調整方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a system stabilization system, a power supply and demand adjustment device, a control device for the power supply and demand adjustment device, a power supply and demand adjustment method, and a power supply and demand adjustment method using a storage battery.
  • a secondary battery power supply and demand adjustment device
  • a secondary battery control system that instructs the secondary battery to charge / discharge
  • a system control system is installed at the central power supply command station.
  • the system control system at the central power supply command station can issue a discharge command to the secondary battery control system of each customer. It is configured to be possible. Thereby, it is possible to perform supply-and-demand adjustment of an electric power grid
  • the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-284244 has the following problems because a discharge command is issued from the system control system of the central power supply command station to the secondary battery control system of each consumer.
  • the grid control system needs to grasp and manage information (such as a fixed IP address) that identifies each customer's secondary battery control system. .
  • the grasp and management of information such as the fixed IP address is not so much a problem when the number of customers installing the secondary battery and the secondary battery control system is small, but the secondary battery and the secondary battery control system are When there are many consumers to install, there exists a problem that the control burden of a system control system (electric power supply-demand management apparatus) will increase.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a power supply / demand management apparatus control without providing a device authentication mechanism for the power supply / demand adjustment apparatus.
  • System stabilization system capable of adjusting supply and demand of power system while reducing burden, power supply and demand adjustment device, control device for power supply and demand adjustment device, power supply and demand adjustment method, and power supply and demand adjustment method using storage battery Is to provide.
  • the grid stabilization system of the present invention is capable of acquiring a power supply / demand management apparatus that holds supply / demand status information related to the supply / demand status of power in at least a part of the power system, and supply / demand status information And a power supply and demand adjustment device capable of adjusting the supply and demand of power comprising at least one of reception of power from the power system and supply of power to the power system.
  • a power supply and demand adjustment device capable of adjusting the supply and demand of power comprising at least one of reception of power from the power system and supply of power to the power system.
  • the power supply and demand adjustment apparatus of the present invention includes a power supply and demand adjustment unit capable of performing power supply and demand adjustment including at least one of reception of power from the power system or supply of power to the power system, and at least of the power system
  • An information acquisition unit for acquiring supply / demand status information related to the supply / demand status of power in part, and acquiring information on supply / demand status by the information acquisition unit, and making a determination on power supply / demand adjustment based on the supply / demand status information
  • a possible control unit for acquiring supply / demand status information related to the supply / demand status of power in part, and acquiring information on supply / demand status by the information acquisition unit, and making a determination on power supply / demand adjustment based on the supply / demand status information.
  • a control device for an electric power supply and demand adjustment device is an electric power supply and demand adjustment device capable of performing electric power supply and demand adjustment comprising at least one of reception of electric power from an electric power system and supply of electric power to the electric power system. And a control unit capable of acquiring supply / demand status information related to the supply / demand status of power in at least a part of the power system, and the control unit is configured to supply power based on the acquired supply / demand status information. It is configured to be able to make a judgment regarding supply and demand adjustment.
  • the power supply and demand adjustment method of the present invention includes a step of publishing a power supply amount per unit time on a website, a step of publishing a power demand amount per unit time on a website, and a power supply and demand state according to a power supply and demand state. Based on the step of soliciting charging or discharging from the power supply / demand adjustment device that charges or discharges and the notification data of the applied power supply / demand adjustment device, the power supply amount and the power demand amount are updated and published on the website And a step of confirming a power supply / demand state after charging or discharging of the power by the power supply / demand adjustment device.
  • the power supply and demand adjustment method using the storage battery of the present invention has a step of adjusting the capacity of the storage battery to a predetermined value, a step of investigating a dischargeable capacity and a chargeable capacity of the storage battery, and a supply and demand state information of the power system, The step of accessing the server for charging or discharging electric power and investigating the charging status of charging or discharging electric power, and comparing the dischargeable capacity or chargeable capacity with the recruited charge or discharge quantity If it is determined that the request can be satisfied, and if it is determined that the determination is possible, charging or discharging is performed according to the step of notifying the server of information on the power to be adjusted for supply and demand, and the information on the power to be adjusted for supply and demand. And performing step.
  • the present invention it is possible to obtain the supply / demand status information of the power supply / demand management apparatus from the power supply / demand adjustment apparatus side and to adjust the supply / demand condition in the power system without receiving a charge / discharge command from the power supply / demand management apparatus.
  • the device itself can judge and adjust the power supply and demand. This eliminates the need for the power supply / demand management device to individually issue a charge / discharge command to each power supply / demand adjustment device, so that the power supply / demand management device identifies information (such as a fixed IP address) that identifies each power supply / demand adjustment device. There is no need to grasp and manage, and there is no need to provide a device authentication mechanism for the power supply and demand adjustment device.
  • each power supply and demand adjustment device makes its own judgment on supply and demand adjustment, it is sufficient that each power supply and demand adjustment device knows whether or not it can charge and discharge itself. There is no need to monitor the state of the power supply and demand adjustment device. As a result, it is possible to adjust the supply and demand of the power system without providing a device authentication mechanism for the power supply and demand adjustment device and while reducing the control burden of the power supply and demand management device.
  • Electric power generated at a power plant or the like is distributed to a plurality of distribution substations 100 through high-voltage transmission lines, and houses, factories, other facilities, etc. from each distribution substation 100 through power company distribution lines. Are distributed to each consumer 200.
  • the distribution substation 100 is provided with a distribution device 101 such as a transformer that converts electric power supplied at a high voltage into a low voltage in order to supply each consumer.
  • the distribution substation 100 monitors the supply-demand balance between the power distributed from the power plant side (planned transmission power) and the power consumed on the customer 200 side.
  • 1st Embodiment demonstrates the example in which the solar cell 220 and the storage battery 21 which were connected with the electric power grid
  • the grid stabilization system is a system for balancing the supply and demand of power in the power grid.
  • the system stabilization system is provided in the distribution substation 100, and includes a power supply / demand management server 1 that manages the supply / demand state of power in the distribution substation 100, and a plurality of power supply / demand adjustment devices 2 installed in each consumer 200.
  • the power supply / demand management server 1 is an example of the “power supply / demand management apparatus” in the present invention.
  • the power supply / demand adjustment apparatus 2 includes a storage battery 21 installed in the consumer 200.
  • the electric power supply and demand adjustment device 2 charges and discharges the storage battery 21 so as to eliminate the imbalance in accordance with the imbalance in the supply and demand state when an imbalance (over and shortage) occurs in the supply and demand state of the electric power in the power system. It is possible. This will be specifically described below.
  • the power supply / demand management server 1 publishes the power supply / demand status information of the power distribution substation 100 acquired from the power distribution device 101 on a homepage (website) on the Internet.
  • the power supply and demand management server 1 acquires supply and demand state information at predetermined time intervals (for example, every 30 seconds) and updates public information on the homepage.
  • the information on the supply and demand status to be disclosed includes planned transmission power amount data (power supply amount) every predetermined time interval (30 seconds) from the present to one hour ago, and a predetermined time interval from the present to one hour ago ( 30 seconds) of distribution power amount (demand power amount).
  • the power supply and demand management server 1 determines whether or not an imbalance in supply and demand between the power supply amount and the demand power amount occurs, and cancels the imbalance when the supply and demand imbalance occurs. Recruitment of power acceptance or power supply to do. That is, when the power supply and demand management server 1 determines that the demand for power is smaller than the supply and surplus is generated in the power, the power supply and demand adjustment device 2 (charging) that can accept at least a part of the surplus power. The electric power supply and demand adjustment device 2) having the storage battery 21 having a surplus capacity is recruited.
  • the power supply and demand management server 1 supplies the power supply and demand adjustment device 2 (discharge) that can supply at least a part of the insufficient power.
  • the electric power supply and demand adjustment device 2) having the storage battery 21 having a surplus capacity is recruited.
  • the power supply / demand management server 1 corrects the public information based on the notification information from the power supply / demand adjustment device 2.
  • the notification information from the power supply / demand adjustment device 2 includes data on the adjustment power amount (charge amount or discharge amount) performed by the power supply / demand adjustment device 2 applied for recruitment, and time data for performing the adjustment. .
  • the power supply / demand adjustment device 2 includes a charge / discharge control device 22 that controls charge / discharge of the storage battery 21, a modem 23 for accessing the homepage of the power supply / demand management server 1, the modem 23, and the charge / discharge control device 22.
  • CPU 24 to be controlled is mainly included.
  • the charge / discharge control device 22 includes an AC / DC converter.
  • the modem 23, the storage battery 21, and the CPU 24 are examples of the “information acquisition unit”, “power supply / demand adjustment unit”, and “control unit” of the present invention, respectively.
  • the storage battery 21 is an example of the “power storage device” in the present invention.
  • the CPU 24 is configured to monitor the state of charge of the storage battery 21 and regularly access the homepage of the power supply and demand management server 1 to obtain public information (demand and supply state information) and whether or not there is a demand for supply and demand adjustment. ing. In addition, when there is a recruitment for supply and demand adjustment, the CPU 24 determines whether or not it is possible to apply for the recruitment based on the solicitation contents (solicitation for charging or discharging), the state of charge of the storage battery 21, and the like. When it is determined that the application can be made, the CPU 24 determines the adjustment power amount and the adjustment time (hereinafter referred to as adjustment contents), and notifies the power supply and demand management server 1 of the determined adjustment contents via the homepage. . And CPU24 performs charge or discharge of the storage battery 21 with the adjustment content.
  • adjustment contents adjustment power amount and the adjustment time
  • step S1 the power supply and demand management server 1 updates and displays the planned transmission power amount (power supply amount) from the present to one hour before on the home page (web site) of the power supply and demand management server 1.
  • step S2 the power supply / demand management server 1 updates and displays the distribution power amount (demand amount of power) from the present to one hour ago on the home page.
  • step S3 the power supply and demand management server 1 determines whether or not there is an imbalance (over or shortage) in the supply and demand for 1 hour before the current time. If there is no imbalance, the process returns to step S1, and the power supply and demand management server 1 repeats steps S1 to S3. If there is an imbalance, in step S4, the power supply and demand management server 1 recruits charge and discharge on the homepage to complement the supply and demand imbalance.
  • the power supply and demand adjustment device 2 applies when it is possible to perform charging / discharging suitable for recruitment.
  • step S5 the power supply and demand management server 1 adds the adjustment content notification data (the adjusted power amount data and the adjustment time data of the applied power supply and demand adjustment device 2) notified from the applied power supply and demand adjustment device 2. Based on this, the data on the power supply amount or the power demand amount disclosed on the homepage is updated.
  • step S6 the power supply and demand management server 1 determines whether or not the power supply and demand imbalance has been resolved. When the imbalance is resolved, the power supply / demand management server 1 finishes the application on the home page and returns to step S1. If the unbalance is not resolved, the process returns to step S4, and the power supply / demand management server 1 continues to apply on the homepage until the unbalance is resolved.
  • step S ⁇ b> 11 the power supply and demand adjustment device 2 adjusts the capacity of the storage battery 21. Specifically, the power supply and demand adjustment device 2 is adjusted so that the capacity becomes 1/2 of full charge so that both charging and discharging are possible. This capacity adjustment is performed, for example, in a time zone where there is little sudden fluctuation in the generated power of the solar cell 220 such as a time zone of midnight power.
  • step S12 the power supply and demand adjustment device 2 searches (investigates) the current dischargeable capacity and chargeable capacity of its own storage battery 21.
  • step S13 the power supply and demand adjustment device 2 accesses the homepage of the power supply and demand management server 1 and searches (investigates) the charging / discharging solicitation status that complements the supply and demand imbalance. Moreover, in step S14, the power supply / demand adjustment apparatus 2 determines whether or not it is possible to apply for charge / discharge that complements the supply / demand imbalance. That is, the power supply and demand adjustment device 2 determines whether or not it can perform the solicited charge or discharge based on its own dischargeable capacity and chargeable capacity and the solicited charge or discharge. .
  • step S12 the process returns to step S12, and the power supply and demand adjustment device 2 repeats the search for its own chargeable capacity and dischargeable capacity and the search for the charging / discharging status of the distribution substation 100.
  • step S15 the power supply and demand adjustment device 2 displays a homepage on the power supply and demand management server 1 with the charge amount or discharge amount of charge performed by itself and the charge or discharge time. Notify through. Then, after the notification, the power supply and demand adjustment apparatus 2 performs the time at which the notified charge amount charging or discharging amount discharging is notified in step S16. Thereafter, returning to step S11, the power supply and demand adjustment apparatus 2 repeats steps S11 to S16.
  • steps S11 to S16 are all performed by the power supply and demand adjustment apparatus 2 of the customer 200 that is under the jurisdiction of the distribution substation 100.
  • each power supply and demand adjustment device 2 operates to adjust the supply and demand imbalance, so that the power supply and demand adjustment device 2 adjusts the supply and demand until the supply and demand imbalance is resolved.
  • the system stabilization system of the first embodiment can obtain the following effects by the above configuration.
  • the power supply / demand adjustment device 2 can acquire the supply / demand status information of the power supply / demand management server 1 and make a determination on the supply / demand adjustment of power based on the supply / demand status information of the power supply / demand management server 1. It is configured as possible. By configuring in this way, the power supply / demand adjustment device 2 acquires the supply / demand status information of the power supply / demand management server 1 from the power supply / demand adjustment device 2 side without receiving a charge / discharge command from the power supply / demand management server 1. In addition, the power supply / demand adjustment device 2 itself can determine the supply / demand state of the power system and adjust the power supply / demand.
  • the power supply / demand management server 1 identifies each power supply / demand adjustment device 2 (such as a fixed IP address). Need not be grasped and managed, and it is not necessary to provide a device authentication mechanism for the power supply and demand adjustment apparatus 2.
  • each power supply and demand adjustment device 2 makes a determination on supply and demand adjustment by itself, it is only necessary to know whether or not each power supply and demand adjustment device 2 is in a chargeable / dischargeable state. However, it is not necessary to monitor the state of each power supply and demand adjustment device 2. Thereby, it is possible to adjust the supply and demand of the power system without providing a device authentication mechanism for the power supply and demand adjustment device 2 and while reducing the control burden on the power supply and demand management server 1.
  • the storage battery 21 installed in the electric power consumer 200 is used as the electric power supply and demand adjustment device 2. If comprised in this way, even if an electric power company etc. do not newly provide facilities, such as an electrical storage station, the supply-and-demand adjustment can be performed using the facilities of the consumer 200 effectively.
  • the storage battery 21 as the power supply and demand adjustment device 2
  • the storage battery 21 can be charged to eliminate the supply and demand imbalance.
  • the unbalance in supply and demand can be eliminated by discharging from the storage battery 21. Thereby, the imbalance of supply and demand can be easily eliminated.
  • the power supply / demand adjustment device 2 is configured to notify the power supply / demand management server 1 of information related to the power to be adjusted for supply / demand when the power supply / demand adjustment is performed. If comprised in this way, the electric power supply-and-demand management server 1 can grasp
  • the power supply / demand management server 1 is configured to correct the supply / demand status information based on the information notified from the power supply / demand adjustment device 2. If comprised in this way, it can reduce the demand-and-supply adjustment electric power to raise
  • the power supply / demand adjustment device 2 is configured to periodically access the homepage of the power supply / demand management server 1 to acquire supply / demand status information. If comprised in this way, it can suppress performing supply-and-demand adjustment based on the supply-and-demand condition information different from an actual supply-and-demand condition.
  • the power supply / demand management server 1 is configured to publish supply / demand status information on a website, and the power supply / demand adjustment device 2 is configured to access the website and acquire supply / demand status information. If comprised in this way, the electric power supply-and-demand adjustment apparatus 2 can acquire supply-and-demand condition information easily via the internet. Moreover, since the power supply / demand management server 1 only needs to disclose the supply / demand status information on its own homepage (web site), the control load on the power supply / demand management server 1 can be reduced.
  • the storage battery 21 of the customer 200 that does not include solar power generation facilities (solar cell 220 and solar cell inverter 210) and devices other than the storage battery 21 are used as the power supply and demand adjustment device.
  • the power storage station 300, the pumped-storage generator 400, and the electric water heater 500 are used as a power supply and demand adjustment device.
  • the power storage station 300, the pumped-storage generator 400, and the electric water heater 500 are each a modem for accessing the homepage (website) of the power supply and demand management server 1 and acquiring the supply and demand status information, like the power supply and demand adjustment device 2.
  • 300a, 400a, and 500a, and CPUs 300b, 400b, and 500b that make a determination on supply and demand adjustment based on the acquired supply and demand state information.
  • the operation related to the supply and demand adjustment of the electricity storage station 300 is the same as that of the power supply and demand adjustment device 2.
  • the pumped-storage generator 400 receives the surplus power and uses the power to pump water from the lower reservoir (lower pond) to the upper reservoir (upper pond), for example.
  • the electric water heater 500 cannot generate power and supply electric power, but when surplus power is generated in the power system, it can receive the surplus power and make hot water using the power. is there.
  • the CPUs 300b, 400b, and 500b of each device periodically access the homepage (web site) of the power supply and demand management server 1 and can receive or supply power. Determine whether or not.
  • the CPUs 300b, 400b, and 500b of each device apply if they are able to make their own demand and supply adjustment.
  • the supply and demand adjustment is executed with the adjustment contents.
  • the configuration other than the above-described configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the present invention is not limited to this, and a capacitor may be used instead of the storage battery.
  • the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the example which discloses the supply-and-demand state of the distribution substation 100 which is a part of electric power system on a homepage, and eliminates the unbalance of the supply-and-demand state
  • this invention Is not limited to this.
  • the central power supply command center of an electric power company may disclose the overall supply and demand state (planned power generation amount and the like) of the power system, and the unbalance in the supply and demand state of the entire power system may be eliminated.
  • the electric power supply-and-demand adjustment apparatus which can perform both reception of the electric power from an electric power grid, and the supply of electric power to an electric power system
  • an electric water heater has been shown as an example of a power supply and demand adjustment device that can only receive power from the power system
  • the present invention is not limited to this.
  • a load other than an electric water heater may be used as a power supply and demand adjustment device that can only receive power from the power system.
  • power may be supplied to the power system by some kind of generator.
  • the example has been described in which the power supply and demand adjustment apparatus accesses the home page (web site) of the power supply and demand management server 1 and acquires the supply and demand state information published on the home page.
  • the invention is not limited to this, and the power supply / demand management server 1 may distribute (disclose) the supply / demand status information to the power supply / demand adjustment apparatus using the Internet or broadcast radio waves.
  • the power supply and demand management server 1 determines whether or not power imbalance has occurred, and an example in which solicitation for supply and demand adjustment is performed when an imbalance has occurred has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the power supply / demand management server 1 may publish the supply / demand status information and does not solicit supply / demand adjustment, and may determine whether an imbalance has occurred on the power supply / demand adjustment apparatus side.

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Abstract

 この系統安定化システムは、電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を保有する電力需給管理装置と、需給状態情報を取得することが可能であるとともに、電力系統からの電力の受け取りまたは電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整装置とを備え、電力需給調整装置は、取得した需給状態情報に基づいて、電力の需給調整に関する判断を行うことが可能に構成されている。

Description

系統安定化システム、電力需給調整装置、電力需給調整装置のための制御装置、電力需給調整方法および蓄電池を用いた電力需給調整方法
 本発明は、系統安定化システム、電力需給調整装置、電力需給調整装置のための制御装置、電力需給調整方法および蓄電池を用いた電力需給調整方法に関する。
 従来、電力系統に連系され、電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整装置を備えた系統安定化システムが知られている。このような系統安定化システムは、たとえば、特開2003-284244号公報に開示されている。
 上記特開2003-284244号公報の系統安定化システムでは、需要家に、二次電池(電力需給調整装置)と、二次電池に充放電の指令を行う二次電池制御システムとが設置されている。また、中央給電指令所には系統制御システム(電力需給管理装置)が設置されている。この系統安定化システムでは、電力系統において電力の供給が需要を大幅に下回った場合に、中央給電指令所の系統制御システムから各需要家の二次電池制御システムに、放電の指令を行うことが可能に構成されている。これにより、需要家が有する二次電池を用いて電力系統の需給調整を行うことが可能である。
特開2003-284244号公報
 しかしながら、上記特開2003-284244号公報では、中央給電指令所の系統制御システムから各需要家の二次電池制御システムに放電の指令を行うので、以下のような問題点がある。各需要家の二次電池制御システムに個別に指令を行うためには、系統制御システムが各需要家の二次電池制御システムを特定する情報(固定IPアドレスなど)を把握および管理する必要がある。この固定IPアドレスなどの情報の把握および管理は、二次電池および二次電池制御システムを設置する需要家の数が少ない場合にはそれ程問題にならないが、二次電池および二次電池制御システムを設置する需要家の数が多い場合には、系統制御システム(電力需給管理装置)の制御負担が増大してしまうという問題点がある。また、各二次電池が充放電可能な状態であるか否かなど、各二次電池の状態を絶えず系統制御システム(電力需給管理装置)が監視する必要があるので、その点でも、系統制御システム(電力需給管理装置)の制御負担が増大してしまうという問題点がある。また、全ての需要家の二次電池および二次電池制御システム(電力需給調整装置)に対して固定IPアドレスを割り振るなどの機器認証の仕組みを設ける必要があるという問題点もある。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、電力需給調整装置の機器認証の仕組みを設けることなく、かつ、電力需給管理装置の制御負担を軽減しながら、電力系統の需給調整を行うことが可能な系統安定化システム、電力需給調整装置、電力需給調整装置のための制御装置、電力需給調整方法および蓄電池を用いた電力需給調整方法を提供することである。
 上記目的を達成するために、本発明の系統安定化システムは、電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を保有する電力需給管理装置と、需給状態情報を取得することが可能であるとともに、電力系統からの電力の受け取りまたは電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整装置とを備え、電力需給調整装置は、取得した需給状態情報に基づいて、電力の需給調整に関する判断を行うことが可能に構成されている。
 本発明の電力需給調整装置は、電力系統からの電力の受け取りまたは電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整部と、電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を取得するための情報取得部と、情報取得部により需給状態情報を取得するとともに、需給状態情報に基づいて、電力の需給調整に関する判断を行うことが可能な制御部とを備えている。
 本発明の電力需給調整装置のための制御装置は、電力系統からの電力の受け取りまたは電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整装置のための制御装置であって、電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を取得することが可能な制御部を備え、制御部は、取得した需給状態情報に基づいて、電力の需給調整に関する判断を行うことが可能に構成されている。
 本発明の電力需給調整方法は、単位時間当たりの電力供給量をウェブサイトに公開するステップと、単位時間当たりの電力需要量をウェブサイトに公開するステップと、電力の需給状態に応じて、電力の充電または放電を行う電力需給調整装置から充電または放電の募集を行うステップと、応募してきた電力需給調整装置の通知データに基づき、電力供給量と電力需要量とを更新してウェブサイトに公開するステップと、電力需給調整装置による電力の充電または放電が行われた後、電力の需給状態を確認するステップとを備えたことを特徴とする。
 本発明の蓄電池を用いた電力需給調整方法は、蓄電池の容量を所定値に調整するステップと、蓄電池の放電可能容量および充電可能容量を調査するステップと、電力系統の需給状態情報を保有し、電力の充電または放電の募集を行うサーバにアクセスして電力の充電または放電の募集状況を調査するステップと、放電可能容量または充電可能容量と、募集された充電量または放電量とを比較して要求を満たすことが可能かを判断するステップと、判断するステップで可能であると判断した場合、需給調整する電力に関する情報をサーバに通知するステップと、需給調整する電力に関する情報に従って充電または放電を行うステップとを備えたことを特徴とする。
 本発明によれば、電力需給管理装置からの充放電の指令を受けなくても、電力需給調整装置側から電力需給管理装置の需給状態情報を取得するとともに、電力系統における需給状態を電力需給調整装置自身が判断して電力の需給調整を行うことができる。これにより、電力需給管理装置から各々の電力需給調整装置に個別に充放電の指令を行う必要がないので、電力需給管理装置が各々の電力需給調整装置を特定する情報(固定IPアドレスなど)を把握および管理する必要がなくなるとともに、電力需給調整装置の機器認証の仕組みを設ける必要もなくなる。また、各電力需給調整装置が自身で需給調整に関する判断を行うので、各電力需給調整装置が自身が充放電可能な状態か否かなどを把握していればよく、電力需給管理装置が各々の電力需給調整装置の状態を監視する必要がない。これにより、電力需給調整装置の機器認証の仕組みを設けることなく、かつ、電力需給管理装置の制御負担を軽減しながら、電力系統の需給調整を行うことができる。
本発明の第1実施形態による系統安定化システムを示す概念図である。 本発明の第1実施形態による系統安定化システムにおける電力需給管理装置の動作フローを説明するためのフローチャートである。 本発明の第1実施形態による系統安定化システムにおける電力需給調整装置の動作フローを説明するためのフローチャートである。 本発明の第2実施形態による系統安定化システムを示す概念図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
 まず、図1を参照して、一般的な電力系統における電力の流れについて説明する。発電所などにおいて発電された電力は、高圧送電線を介して複数の配電用変電所100に分配され、各配電用変電所100から電力会社の配電線を介して家屋、工場、その他の施設などの各需要家200に分配される。配電用変電所100には、高圧で供給される電力を各需要家に供給するために低圧に変換する変圧器などの配電用機器101が設けられている。配電用変電所100では、発電所側から分配される電力(計画送電電力)と、需要家200側において消費される電力との需給バランスを監視している。
 次に、図1を参照して、本発明の第1実施形態による系統安定化システムの構成を説明する。なお、第1実施形態では、太陽電池用インバータ210を介して電力系統と連系された太陽電池220および蓄電池21が各需要家200に設置されている例について説明する。
 第1実施形態による系統安定化システムは、電力系統における電力の需給バランスをとるためのシステムである。系統安定化システムは、配電用変電所100に設けられ、配電用変電所100における電力の需給状態を管理する電力需給管理サーバ1と、各需要家200に設置された複数の電力需給調整装置2とを備えている。なお、電力需給管理サーバ1は、本発明の「電力需給管理装置」の一例である。また、電力需給調整装置2は、需要家200に設置された蓄電池21を含んでいる。電力需給調整装置2は、電力系統の電力の需給状態にアンバランス(過不足)が生じた場合に、その需給状態のアンバランスに応じてアンバランスを解消するように蓄電池21の充放電を行うことが可能である。以下、具体的に説明する。
 電力需給管理サーバ1は、配電用機器101から取得した配電用変電所100の電力の需給状態情報をインターネット上のホームページ(ウェブサイト)に公開する。電力需給管理サーバ1は、需給状態情報を所定の時間間隔毎(たとえば、30秒毎)で取得するとともに、ホームページにおける公開情報を更新する。公開する需給状態情報としては、現在から1時間前までの所定の時間間隔(30秒)毎の計画送電電力量のデータ(供給電力量)と、現在から1時間前までの所定の時間間隔(30秒)毎の配電電力量のデータ(需要電力量)とが含まれる。
 また、電力需給管理サーバ1は、供給電力量と需要電力量との需給のアンバランスが生じているか否かを判断するとともに、需給のアンバランスが生じている場合には、そのアンバランスを解消するための電力の受け入れまたは電力の供給を募集する。すなわち、電力需給管理サーバ1は、電力の需要が供給よりも小さく、電力に余剰が生じていると判断した場合には、その余剰電力の少なくとも一部を受け入れ可能な電力需給調整装置2(充電余力のある蓄電池21を有する電力需給調整装置2)を募集する。また、電力の需要が供給よりも大きく、電力に不足が生じていると判断した場合には、電力需給管理サーバ1は、その不足電力の少なくとも一部を供給可能な電力需給調整装置2(放電余力のある蓄電池21を有する電力需給調整装置2)を募集する。
 また、電力需給管理サーバ1は、需給調整の募集に応募してきた電力需給調整装置2があった場合に、その電力需給調整装置2からの通知情報に基づいて、公開情報を補正する。電力需給調整装置2からの通知情報は、募集に応募した電力需給調整装置2が行う調整電力量(充電量または放電量)のデータと、その調整を行うための時間のデータとを含んでいる。
 また、電力需給調整装置2は、蓄電池21の充放電の制御を行う充放電制御装置22と、電力需給管理サーバ1のホームページにアクセスするためのモデム23と、モデム23および充放電制御装置22を制御するCPU24とを主に含んでいる。また、充放電制御装置22は、交流/直流変換装置を含んでいる。なお、モデム23、蓄電池21、CPU24は、それぞれ、本発明の「情報取得部」、「電力需給調整部」および「制御部」の一例である。また、蓄電池21は、本発明の「蓄電装置」の一例である。
 CPU24は、蓄電池21の充電状態を監視しているとともに、電力需給管理サーバ1のホームページに定期的にアクセスして公開情報(需給状態情報)および需給調整の募集の有無を取得するように構成されている。また、CPU24は、需給調整の募集があった場合には、その募集内容(充電募集または放電募集)と、蓄電池21の充電状態などとに基づいて、募集に応募できるか否かを判断する。また、応募できると判断した場合には、CPU24は、調整電力量および調整時間(以下、調整内容と呼ぶ)を決定するとともに、決定した調整内容をホームページを介して電力需給管理サーバ1に通知する。そして、CPU24は、その調整内容で蓄電池21の充電または放電を実行する。
 次に、図2を参照して、本発明の第1実施形態による系統安定化システムの電力需給管理サーバ1の制御フローを説明する。
 まず、ステップS1において、電力需給管理サーバ1は、現在から1時間前までの計画送電電力量(電力の供給量)を電力需給管理サーバ1のホームページ(ウェブサイト)に更新して表示する。次に、ステップS2において、電力需給管理サーバ1は、現在から1時間前までの配電電力量(電力の需要量)をホームページに更新して表示する。
 そして、ステップS3において、電力需給管理サーバ1は、現在から1時間前までの間の需給にアンバランス(過不足)があるか否かを判断する。アンバランスがない場合には、ステップS1に戻り、電力需給管理サーバ1は、ステップS1~ステップS3を繰り返す。アンバランスがある場合には、ステップS4において、電力需給管理サーバ1は、需給のアンバランスを補完する充放電をホームページで募集する。ここで、電力需給調整装置2は、後述するように、募集に合う充放電を行うことが可能なときには、応募する。
 また、ステップS5において、電力需給管理サーバ1は、応募してきた電力需給調整装置2から通知される調整内容の通知データ(応募してきた電力需給調整装置2の調整電力量データおよび調整時間データ)に基づいて、ホームページに公開している電力供給量または電力需要量のデータを更新する。次に、ステップS6において、電力需給管理サーバ1は、電力の需給のアンバランスが解消したか否かを判断する。アンバランスが解消した場合には、電力需給管理サーバ1は、ホームページ上での応募を終了し、ステップS1に戻る。アンバランスが解消しない場合には、ステップS4に戻り、電力需給管理サーバ1は、アンバランスが解消するまでホームページ上で応募を継続する。
 次に、図3を参照して、本発明の第1実施形態による系統安定化システムの電力需給調整装置2の制御フローを説明する。
 まず、ステップS11において、電力需給調整装置2は、蓄電池21の容量を調整する。具体的には、電力需給調整装置2は、充電および放電の両方が可能なように、容量が満充電の1/2になるように調整しておく。この容量の調整は、たとえば、深夜電力の時間帯などの太陽電池220の発電電力の急変動が少ない時間帯に行うようにする。次に、ステップS12において、電力需給調整装置2は、現在の自身の蓄電池21の放電可能容量および充電可能容量をサーチ(調査)する。
 そして、ステップS13において、電力需給調整装置2は、電力需給管理サーバ1のホームページにアクセスするとともに、需給のアンバランスを補完する充放電の募集状況をサーチ(調査)する。また、ステップS14において、電力需給調整装置2は、需給のアンバランスを補完する充放電に応募できるか否かを判断する。すなわち、電力需給調整装置2は、自身の放電可能容量および充電可能容量と、募集された充電または放電とに基づいて、募集された充電または放電を自身が行うことが可能か否かを判断する。
 応募できないと判断した場合には、ステップS12に戻り、電力需給調整装置2は、自身の充電可能容量および放電可能容量のサーチと配電用変電所100の充放電の募集状況のサーチとを繰り返す。
 応募できると判断した場合には、ステップS15において、電力需給調整装置2は、自身が行う充電の充電量または放電の放電量と、その充電または放電の時間とを電力需給管理サーバ1にホームページを介して通知する。そして、通知した後、電力需給調整装置2は、ステップS16において、通知した充電量の充電または放電量の放電を通知した時間で行う。この後、ステップS11に戻り、電力需給調整装置2は、ステップS11~ステップS16を繰り返す。
 第1実施形態では、上記ステップS11~ステップS16の処理を、配電用変電所100が管轄する需要家200の電力需給調整装置2の全てが行う。これにより、各電力需給調整装置2のそれぞれが需給のアンバランスを調整するように動作するので、需給のアンバランスが解消されるまで、各電力需給調整装置2によって需給の調整が行われる。
 第1実施形態の系統安定化システムは、上記構成により以下の効果を得ることができる。
 すなわち、電力需給調整装置2が、電力需給管理サーバ1の需給状態情報を取得することが可能で、かつ、電力需給管理サーバ1の需給状態情報に基づいて電力の需給調整に関する判断を行うことが可能なように構成されている。このように構成することによって、電力需給調整装置2は、電力需給管理サーバ1からの充放電の指令を受けなくても、電力需給調整装置2側から電力需給管理サーバ1の需給状態情報を取得するとともに、電力系統における需給状態を電力需給調整装置2自身が判断して電力の需給調整を行うことができる。これにより、電力需給管理サーバ1から電力需給調整装置2に個別に充放電の指令を行う必要がないので、電力需給管理サーバ1が各電力需給調整装置2を特定する情報(固定IPアドレスなど)を把握および管理する必要がなくなるとともに、電力需給調整装置2の機器認証の仕組みを設ける必要もなくなる。また、各電力需給調整装置2が自身で需給調整に関する判断を行うので、各電力需給調整装置2が自身が充放電可能な状態か否かなどを把握していればよく、電力需給管理サーバ1が各電力需給調整装置2の状態を監視する必要がない。これにより、電力需給調整装置2の機器認証の仕組みを設けることなく、かつ、電力需給管理サーバ1の制御負担を軽減しながら、電力系統の需給調整を行うことができる。
 また、電力の需要家200に設置された蓄電池21が電力需給調整装置2として用いられる。このように構成すれば、電力会社などが蓄電ステーションなどの設備を新たに設けなくても、需要家200の設備を有効に利用して需給調整を行うことができる。
 また、蓄電池21を電力需給調整装置2として用いることによって、電力系統に余剰電力が生じている場合には、蓄電池21に充電させることにより需給のアンバランスを解消することができる。一方、電力系統に不足電力が生じている場合には、蓄電池21から放電させることにより需給のアンバランスを解消することができる。これにより、需給のアンバランスを容易に解消することができる。
 また、電力需給調整装置2が、電力の需給調整を行う場合に需給調整する電力に関する情報を電力需給管理サーバ1に通知するように構成されている。このように構成すれば、電力需給管理サーバ1は需給調整の状況を容易に把握することができる。
 また、電力需給管理サーバ1が、電力需給調整装置2から通知された情報に基づいて需給状態情報を補正するように構成されている。このように構成すれば、電力需給調整装置2によって需給調整が行われる毎に、募集する需給調整電力を減らすことができる。これにより、必要十分な電力を確実に電力需給調整装置2により調整することができる。
 また、電力需給調整装置2が、電力需給管理サーバ1のホームページに定期的にアクセスして需給状態情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、実際の需給状態と異なる需給状態情報に基づいて需給調整を行ってしまうのを抑制することができる。
 また、電力需給管理サーバ1が、ウェブサイト上に需給状態情報を公開するように構成され、電力需給調整装置2が、ウェブサイトにアクセスして需給状態情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、電力需給調整装置2は、インターネットを介して容易に需給状態情報を取得することができる。また、電力需給管理サーバ1は、需給状態情報を自己のホームページ(ウェブサイト)に公開するだけでよいので、電力需給管理サーバ1の制御負担を軽減することができる。
(第2実施形態)
 次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態による系統安定化システムについて説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、蓄電池21以外の機器を電力需給調整装置として用いる例について説明する。
 第2実施形態では、太陽光発電設備(太陽電池220および太陽電池用インバータ210)を備えない需要家200の蓄電池21、および、蓄電池21以外の機器が電力需給調整装置として用いられている。蓄電池21以外の機器としては、蓄電ステーション300、揚水発電機400および電気温水器500が電力需給調整装置として用いられる。蓄電ステーション300、揚水発電機400および電気温水器500は、それぞれ、電力需給調整装置2と同様に、電力需給管理サーバ1のホームページ(ウェブサイト)にアクセスして需給状態情報を取得するためのモデム300a、400aおよび500aと、取得した需給状態情報に基づいて需給調整に関する判断を行うCPU300b、400bおよび500bとを含んでいる。
 蓄電ステーション300の需給調整に関する動作は、電力需給調整装置2と同様である。また、揚水発電機400は、電力系統において余剰電力が生じている場合には、その余剰電力を受け取るとともにその電力を用いてたとえば下部貯水池(下池)から上部貯水池(上池)へ水を汲み上げておき、電力系統において不足電力が生じている場合には、汲み上げた水を落とすことにより発電して、電力系統に電力を供給することが可能である。また、電気温水器500は、発電して電力を供給することはできないが、電力系統において余剰電力が生じている場合に、その余剰電力を受け取るとともにその電力を用いて温水を作ることが可能である。
 電力需給調整装置2と同様に、各機器のCPU300b、400bおよび500bは、それぞれ電力需給管理サーバ1のホームページ(ウェブサイト)に定期的にアクセスするとともに、自身が電力の受け取りまたは供給が可能であるか否かを判断する。また、電力需給管理サーバ1から需給調整の募集があった場合には、各機器のCPU300b、400bおよび500bは、それぞれ、募集された需給調整を自身が行うことが可能な場合には応募して、調整内容を電力需給管理サーバ1に通知するとともに、その調整内容で需給調整を実行する。
 第2実施形態の上記した構成以外の構成は、上記第1実施形態と同様である。
 第2実施形態の効果は、上記第1実施形態と同様である。
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
 たとえば、上記第1および第2実施形態では、蓄電装置の一例として、蓄電池21を用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、蓄電池の代わりにキャパシタを用いてもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、電力系統の一部である配電用変電所100の需給状態をホームページに公開し、その需給状態のアンバランスを解消する例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば電力会社の中央給電指令所によって電力系統の全体の需給状態(計画発電電力量など)を公開し、その電力系統全体の需給状態のアンバランスを解消するようにしてもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、電力系統からの電力の受け取りおよび電力系統への電力の供給の両方を行うことが可能な電力需給調整装置の一例として、蓄電池、蓄電ステーションおよび揚水発電機を示し、電力系統からの電力の受け取りのみが可能な電力需給調整装置の一例として電気温水器を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、電力系統からの電力の受け取りのみが可能な電力需給調整装置として、電気温水器以外の負荷を用いてもよい。また、電力系統への電力の供給のみを行うことが可能な電力需給調整装置の一例として、何らかの発電機によって電力系統に電力を供給するようにしてもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、電力需給調整装置が電力需給管理サーバ1のホームページ(ウェブサイト)にアクセスしてホームページに公開された需給状態情報を取得する例について説明したが、本発明はこれに限らず、電力需給管理サーバ1が需給状態情報をインターネットや放送電波を用いて電力需給調整装置に配信(公開)するようにしてもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、電力需給管理サーバ1が電力のアンバランスが生じているか否かを判断し、アンバランスが生じている場合に需給調整の募集を行う例について説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力需給管理サーバ1は需給状態情報を公開するだけで需給調整の募集は行わず、アンバランスが生じているか否かを電力需給調整装置側で判断してもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、電力需給管理サーバ1が配電用変電所100にある例について説明したが、本発明はこれに限らず、配電用変電所100の外部にあってもよい。

Claims (17)

  1.  電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を保有する電力需給管理装置と、
     前記需給状態情報を取得することが可能であるとともに、前記電力系統からの電力の受け取りまたは前記電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整装置とを備え、
     前記電力需給調整装置は、取得した前記需給状態情報に基づいて、前記電力の需給調整に関する判断を行うことが可能に構成されている、系統安定化システム。
  2.  前記電力需給調整装置は、電力の需要家または蓄電ステーションに設置されており、前記電力の需要家または前記蓄電ステーション側から前記電力需給管理装置の需給状態情報にアクセスして、前記需給状態情報を取得するように構成されている、請求項1に記載の系統安定化システム。
  3.  前記電力需給調整装置は、
     前記電力需給管理装置の需給状態情報にアクセスして前記需給状態情報を取得するための情報取得部と、
     前記電力系統からの電力の受け取りまたは前記電力系統への電力の供給の少なくともいずれかが可能な電力需給調整部と、
     前記情報取得部に前記需給状態情報を取得させるとともに、前記需給状態情報に基づいて、前記電力の需給調整に関する判断を行い、判断結果に基づいて前記電力需給調整部による需給調整を行う制御部とを含む、請求項1に記載の系統安定化システム。
  4.  前記電力需給管理装置は、前記需給状態情報を公開し、
     前記電力需給調整装置は、前記電力需給管理装置により公開された前記需給状態情報を取得するように構成されている、請求項1に記載の系統安定化システム。
  5.  前記電力需給管理装置は、電力の需給の過不足が発生した場合に電力の需給調整を募集し、電力の需給の過不足が解消すると需給調整の前記募集を終了するように構成され、
     前記電力需給調整装置は、電力の需給調整を行う場合に、前記需給調整の募集に対する応募を行うように構成されている、請求項4に記載の系統安定化システム。
  6.  前記電力需給管理装置は、前記電力系統の少なくとも一部における現時点の直前の所定期間の電力供給量および電力需要量に基づいて、電力の需給の過不足が発生したか否かを判断するように構成されている、請求項5に記載の系統安定化システム。
  7.  電力系統からの電力の受け取りまたは前記電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整部と、
     前記電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を取得するための情報取得部と、
     前記情報取得部により前記需給状態情報を取得するとともに、前記需給状態情報に基づいて、前記電力の需給調整に関する判断を行うことが可能な制御部とを備えた、電力需給調整装置。
  8.  前記電力需給調整部は、蓄電装置を含み、
     前記制御部は、取得した前記需給状態情報に基づいて、前記電力系統における電力の需要が供給よりも少ない場合には、前記電力系統における余剰電力の少なくとも一部を前記蓄電装置に充電するとともに、前記電力系統における電力の需要が供給よりも多い場合には、前記電力系統における不足電力の少なくとも一部を前記蓄電装置から前記電力系統に放電するように構成されている、請求項7に記載の電力需給調整装置。
  9.  前記制御部は、取得した前記需給状態情報と、前記蓄電装置の充電可能容量および放電可能容量の少なくともいずれかに基づいて、前記電力の需給調整を行うか否かを判断するように構成されている、請求項8に記載の電力需給調整装置。
  10.  前記情報取得部は、電力の需給調整を行う際に、需給調整する電力に関する情報を出力するように構成されている、請求項7に記載の電力需給調整装置。
  11.  前記需給調整する電力に関する情報は、需給調整する電力量のデータと、需給調整を行うための時間のデータとを含む、請求項10に記載の電力需給調整装置。
  12.  前記需給状態情報は、前記電力系統の少なくとも一部における供給電力量および需要電力量のデータを含む、請求項7に記載の電力需給調整装置。
  13.  電力系統からの電力の受け取りまたは前記電力系統への電力の供給の少なくともいずれかからなる電力の需給調整を行うことが可能な電力需給調整装置のための制御装置であって、
     前記電力系統の少なくとも一部における電力の需給状態に関する需給状態情報を取得することが可能な制御部を備え、
     前記制御部は、取得した前記需給状態情報に基づいて、前記電力の需給調整に関する判断を行うことが可能に構成されている、電力需給調整装置のための制御装置。
  14.  前記制御部は、前記需給状態情報に基づいて電力の需給調整に関する判断を行い、判断結果に基づいて前記電力の需給調整を行うよう制御可能に構成されている、請求項13に記載の電力需給調整装置のための制御装置。
  15.  前記制御部は、前記電力の需給調整を行う際に、前記電力需給調整装置による需給調整する電力に関する情報を出力するように制御する、請求項14に記載の電力需給調整装置のための制御装置。
  16.  電力系統の需給調整を行うための方法であって、
     単位時間当たりの電力供給量をウェブサイトに公開するステップと、
     単位時間当たりの電力需要量を前記ウェブサイトに公開するステップと、
     電力の需給状態に応じて、電力の充電または放電を行う電力需給調整装置から充電または放電の募集を行うステップと、
     応募してきた前記電力需給調整装置の通知データに基づき、前記電力供給量と前記電力需要量とを更新して前記ウェブサイトに公開するステップと、
     前記電力需給調整装置による電力の充電または放電が行われた後、前記電力の需給状態を確認するステップとを備えたことを特徴とする、電力需給調整方法。
  17.  蓄電池を用いて電力系統の需給調整を行うための方法であって、
     前記蓄電池の容量を所定値に調整するステップと、
     前記蓄電池の放電可能容量および充電可能容量を調査するステップと、
     前記電力系統の需給状態情報を保有し、電力の充電または放電の募集を行うサーバにアクセスして前記電力の充電または放電の募集状況を調査するステップと、
     前記放電可能容量または前記充電可能容量と、前記募集された充電量または放電量とを比較して要求を満たすことが可能かを判断するステップと、
     前記判断するステップで可能であると判断した場合、需給調整する電力に関する情報を前記サーバに通知するステップと、
     前記需給調整する電力に関する情報に従って充電または放電を行うステップとを備えたことを特徴とする、蓄電池を用いた電力需給調整方法。
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