WO2012086572A1 - 電力制御システムとその電力制御方法、およびパワーゲートウェイ装置とその電力制御方法 - Google Patents

電力制御システムとその電力制御方法、およびパワーゲートウェイ装置とその電力制御方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a power control system that supplies power to a plurality of power consuming devices, a power control method thereof, a power gateway device, and a power control method thereof.
  • Patent Document 1 is disclosed as a technique for achieving such power leveling.
  • the power control method of the power load device in demand control it is necessary to perform power control by communicating with each power load device, and it is necessary to take measures such as providing a communication function unit on the power load device side.
  • an effect such as a reduction in power consumption due to power control on the power load device side may not always reach an expected value.
  • the power supply of the power load device is stopped at a higher level than the power load device by demand control, the supply of power is stopped regardless of the state of the power load device, which may adversely affect the power load device. is there.
  • power load devices include power load devices that have to supply power stably from an electric power company via a power network, and power load devices that only need to supply power stored in a storage battery or the like. These may be mixed in the power supply system, and a more appropriate power control method is demanded.
  • an object of the present invention is to provide a power control system and a power control method thereof that can solve the above-described problems, and a power gateway device and a power control method thereof.
  • the present invention uses a power supplied from a power storage device when the total power consumption of all of the plurality of power load devices is equal to or greater than a threshold value among the plurality of power load devices.
  • a power control system including a second power load device that does not belong to the first power load device, and detects power consumption of the second power load device
  • a second power load device consumption receiving unit for receiving a total power consumption of the second power load device from a detection device; and detecting a power consumption of the first power load device to detect the first power load device
  • a first power load device consumption detector that detects a total power consumption of the power load device; a total power consumption of the second power load device; and a total power consumption of the first power load device.
  • a power supply control unit that stops power supply to the first power load device received from the power supply system and supplies power from the power storage device to the first power load device.
  • a power control system having an apparatus.
  • the present invention also includes a first power load device that uses power supplied from a power storage device when the total power consumption of all of the plurality of power load devices is greater than or equal to a threshold value among the plurality of power load devices;
  • a power control method in a power control system comprising: a second power load device that does not belong to the first power load device; and a power gateway device that performs power supply control to the first power load device,
  • the power gateway device receives a total power consumption of the second power load device from a power consumption detection device that detects a power consumption of the second power load device, and the first power load device ,
  • the total power consumption of the first power load device is detected, and the total power consumption of the second power load device and the total power consumption of the first power load device are detected.
  • the total amount is the grid power It is determined whether the consumption threshold is exceeded, and the sum of the total power consumption of the second power load device and the total power consumption of the first power load device indicates the maximum value of the system power consumption.
  • a threshold value when a threshold value is exceeded, power supply to the first power load device received from the power supply system is stopped, and power is supplied from the power storage device to the first power load device.
  • the present invention also includes a first power load device that uses power supplied from a power storage device when the total power consumption of all of the plurality of power load devices is greater than or equal to a threshold value among the plurality of power load devices;
  • a power control system comprising a second power load device that does not belong to the first power load device, a power gateway device that performs power supply control to the first power load device, wherein the second power A second power load device consumption receiving unit that receives a total power consumption of the second power load device from a power consumption detection device that detects a power consumption of the load device; and A first power load device consumption detector for detecting a power consumption and detecting a total power consumption of the first power load device; a total power consumption of the second power load device; Total power consumption of one power load device A total power consumption determination unit that determines whether the total of the power consumption exceeds a system power consumption threshold, a total power consumption of the second power load device, and a total power consumption of the first power load device , The power supply to the first power load
  • the present invention also includes a first power load device that uses power supplied from a power storage device when the total power consumption of all of the plurality of power load devices is greater than or equal to a threshold value among the plurality of power load devices;
  • a power control system comprising a second power load device that does not belong to the first power load device, a power control method for a power gateway device that performs power supply control to the first power load device, The total power consumption of the second power load device is received from the power consumption detection device that detects the power consumption of the second power load device, and the power consumption of the first power load device is detected.
  • the total power consumption of the first power load device is detected, and the total of the total power consumption of the second power load device and the total power consumption of the first power load device is the system.
  • Determine whether the power consumption threshold is exceeded When the sum of the total power consumption of the second power load device and the total power consumption of the first power load device exceeds a threshold value indicating the maximum value of the system power consumption, from the power supply system
  • power supply to the first power load device that has received power is stopped and power is supplied from the power storage device to the first power load device.
  • the present invention even if the power consumption of the entire system temporarily increases, power is supplied from the storage battery to some power load devices, and other power loads to be stably supplied
  • the device is supplied with power from a power supply system such as a power company's power network.
  • a power supply system such as a power company's power network.
  • the supply of electric power can be leveled, and stable electric power can be supplied to a predetermined electric power load device.
  • the reverse conversion device and the protection function unit taking into consideration the grid interconnection regulations and the like are not required, and the introduction is easy.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a power control system according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the connection relation of a power gateway apparatus and a power sensor concerning the 1st Embodiment of this invention, and a function part. It is a figure which shows the function part block in the control part of the power gateway apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the processing flow of the power gateway apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the structure of the electric power sensor concerning 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the power control system concerning 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the power control system according to the embodiment.
  • reference numeral 1 denotes a power gateway
  • reference numeral 2 denotes a power sensor (power consumption detection device)
  • reference numeral 3 denotes a power load device.
  • the plurality of power load devices 3 according to the first embodiment are configured from power storage devices provided in the power gateway device 1 when the total power consumption of all the plurality of power load devices 3 is equal to or greater than a threshold value.
  • the first power load device 3 is connected to the power gateway device 1 via a power line or the like.
  • the second power load device 3 is connected to the power sensor 2 via a power line or the like in a one-to-one relationship.
  • the power gateway device 1 and the power sensor 2 are connected to a power supply system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a connection relationship and functional parts of the power gateway device and the power sensor.
  • the power gateway device 1 has functional units of a first power conversion unit 11, a storage battery 12, a control unit 13, and a communication unit 14.
  • the first power conversion unit 11 supplies the AC load power obtained from the power supply system to the power load device 3, and also supplies the power stored in the storage battery 12 to the power load device 3.
  • 12 is a functional unit that converts the DC power obtained from 12 into AC and supplies it.
  • the control unit 13 is a processing unit that performs each process for power control.
  • the communication unit 14 is a processing unit that communicates with the power sensor 2.
  • the power sensor 2 includes functional units such as a sensor unit 21, a control unit 22, and a communication unit 23.
  • the sensor unit 21 is a functional unit that detects the amount of power supplied to the power load device 3. For example, the power consumption of the power load device 3 at a certain time is detected by integrating a value obtained by multiplying the current and the voltage.
  • the control unit 22 is a processing unit that controls the sensor unit 21 and the communication unit 23, and the communication unit 23 is a processing unit that communicates with the power gateway device 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating functional unit blocks in the control unit of the power gateway apparatus.
  • the control unit 13 of the power gateway device 1 includes a second power load device consumption reception unit 131, a first power load device consumption detection unit 132, a total power consumption determination unit 133, and power supply control.
  • Each processing unit of the unit 134 is provided.
  • the second power load device consumption receiver 131 receives the total power consumption of the two power load devices 3 connected by the power line from the power sensor 2 that detects the power consumption of the second power load device 3.
  • the first power load device consumption amount detection unit 132 is a processing unit that detects the total power consumption amount of all the first power load devices 3.
  • the total power consumption determination unit 133 is such that the total of the total power consumption of the second power load device 3 and the total power consumption of the first power load device 3 exceeds the threshold of the system power consumption. It is a processing part which determines whether.
  • the power supply control unit 134 sets a threshold at which the sum of the total power consumption of the second power load device 3 and the total power consumption of the first power load device 3 indicates the maximum value of the system power consumption. When it exceeds, it is a processing unit that stops power supply to the first power load device 3 that has received power from the power supply system and supplies power from the storage battery 12 to the first power load device 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of the power gateway apparatus according to the first embodiment.
  • the sensor unit 21 calculates the power consumption of the second power load device 3 based on the control of the control unit 22, and the communication unit 23 sends the power consumption to the power gateway device 1.
  • the second power load device consumption reception unit 131 of the power gateway device 1 receives the power consumption for all the power load devices 3 belonging to the second power load device 3 (step S101).
  • the first power load device consumption amount detection unit 132 calculates the total power consumption amount of the first power load device 3 (step S102).
  • the calculation of the total power consumption of the first power load device 3 is performed by multiplying the current sent to all the power load devices 3 belonging to the first power load device 3 and the voltage thereof, similarly to the power sensor 2. This is done by integrating the measured values.
  • the total power consumption determination unit 133 of the power gateway device 1 receives the power consumption for all the power load devices 3 belonging to the second power load device 3 received from the power sensor 2 and the first power load device consumption.
  • the total power consumption of the first power load device 3 calculated by the amount detection unit 132 is added to calculate the system power consumption used by all the power load devices 3 belonging to the power control system.
  • the electric power supply control part 134 determines whether the system power consumption by all the electric power load apparatuses 3 which belong to an electric power control system exceeds a predetermined threshold value (step S103).
  • the predetermined threshold is, for example, the amount of power that can be supplied to the first power load device 3 when the power load device 3 belonging to the second power load device 3 can stably obtain power. It is the maximum value. If the grid power consumption is greater than the threshold, the power supply control unit 134 identifies the current capacity and charging rate of the storage battery 12 and determines whether the current capacity and charging rate of the storage battery 12 are less than a predetermined threshold. (Step S104).
  • the power supply control unit 134 outputs a warning display to a monitor or the like provided in the power gateway device 1 (step S105).
  • the power supply control unit 134 determines that power can be supplied from the storage battery 12 to the first power load device 3 when the current capacity or charging rate of the storage battery 12 is equal to or greater than a predetermined threshold. Therefore, the power supply control unit 134 stops the supply of the power received from the power supply system to the first power load device 3 and supplies the power stored in the storage battery 12 to the first power load device 3. (Step S106).
  • step S103 when the system power consumption in all the power load devices 3 belonging to the power control system is equal to or less than the threshold value, the current capacity and the charging rate of the storage battery 12 are the maximum values (MAX ) Is determined (step S107). If it is the maximum value, the power supply control unit 134 supplies the power received from the power supply system to the first power load device (step S108). In step S107, when the current capacity or charging rate of the storage battery 12 is not the maximum value (MAX), that is, when the storage battery 12 is less than the maximum value, the power supply control unit 134 determines the power received from the power supply system. Supplying to the first power load device and charging to the storage battery 12 are performed (step S109). Then, in the power gateway device 1, the processes in steps S101 to S109 described above are repeated.
  • MAX maximum value
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the power sensor according to the second embodiment.
  • the configuration of the power control system illustrated in FIG. 1 an example in which one power sensor 2 is connected to the upper power system of each second power load device 3 via a power line has been described.
  • each power sensor 2 needs to include the communication unit 23 and the control unit 22. Therefore, as shown in FIG. 5, one power sensor 2 is provided on the upper side of each power system of the second power load device 3, and the power sensor 2 calculates the power consumption of each second power load device 3. , 21N may be provided.
  • 21N may be provided.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a power control system according to the third embodiment.
  • one power gateway device 1 is provided, but a configuration including a plurality of power gateway devices 1 may be employed.
  • the power controller 4 is further provided in the power control system, and the power controller 4 has the power control unit in the control unit 13 shown in the first embodiment and becomes independent, so It becomes possible to collectively control the control.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a power gateway apparatus according to the fourth embodiment.
  • the power gateway device 1 is assumed to supply AC power to the power load device 3, but instead of the first power conversion unit 11,
  • the AC power supplied from the grid of the power company of the power company is converted into DC power and supplied to the power load device 3 that includes the 2-power converter 111 and uses DC power.
  • the second power conversion unit 111 does not need DC / AC conversion when supplying power from the storage battery 12 and supplies the power from the storage battery 12 to the power load device 3 as it is. It is possible to suppress the loss of power conversion when power is supplied from.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a power control system according to the fifth embodiment.
  • the power control system according to the fifth embodiment includes a power generator 5.
  • the power gateway apparatus 1 is connected to each electric power supply system
  • strain of the electric power supplied from the electric power network of an electric power company strain of the electric power supplied from the electric power network of an electric power company, and the electric power supplied from the electric power generating apparatus 5.
  • strain of the electric power supplied from the electric power network of an electric power company strain of the electric power supplied from the electric power generating apparatus 5.
  • strain of the electric power supplied from the electric power network of an electric power company strain of the electric power supplied from the electric power generating apparatus 5.
  • strain of the electric power supplied from the electric power network of an electric power company strain of the electric power supplied from the electric power generating apparatus 5.
  • strain of the electric power supplied from the electric power network of an electric power company strain of the electric power
  • the power gateway device 1 is the first only by the power supply from the power system of the power company power network.
  • a method of supplying power to the power load device 3 (2) a method of stopping power supply from the power system of the power network of the power company and supplying power from the storage battery 12 to the first power load device 3, (3) of the power company A method of supplying power from both the power system of the power network and the storage battery 12 to the first power load device 3; and (4) a method of supplying power from the power generation device 5 to the first power load device 3, and (5) a power generation device.
  • the power is supplied from the power supply 5 to the first power load device 3 and only one or both of the power supply from the power system of the power network of the power company and the power supply from the storage battery 12 is performed when there is not enough. There is a law.
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing flow of the power gateway apparatus according to the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an outline of power control by the power gateway apparatus.
  • the processing flow of the power gateway device 1 shown in FIG. 9 is to determine whether the grid power consumption exceeds each threshold using two different thresholds compared to the processing flow of the power gateway device 1 shown in FIG. Is different. That is, in step S103 in the first embodiment, in the control unit 13 of the power gateway device 1, the power supply control unit 134 determines that the system power consumption used by all the power load devices 3 belonging to the power control system is It is determined whether or not the threshold value A is exceeded (step S103).
  • step S201 the power supply control unit 134 determines that the grid power consumption used by all the power load devices 3 belonging to the power control system is the threshold B (threshold). It is determined whether or not B> threshold A) is exceeded (step S201). If the system power consumption is greater than the threshold value B, the process of step S104 is performed as in the first embodiment. That is, the power supplied from the power system of the power network of the power company is stopped, and power is supplied from the storage battery 12 to the first power load device 3. In step S201, if the system power consumption is not greater than the threshold value B, power is supplied to the first power load device from both the power system of the power network of the power company and from the storage battery 12 (step S201). S202). Other processes are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an outline of processing of the power gateway device.
  • the power supply control unit 134 in the control unit 13 of the power gateway device 1 supplies power to the subordinate first power load device 3, for example, in step S201 of the process of the sixth embodiment described above, the system
  • control is performed so that the power supply from the power system of the power network is 50% and the power supply from the storage battery 12 is 50%, as shown by pattern 1 in FIG. Also good. It should be noted that what percentage of power supply is obtained from each power supply source can be changed by setting.
  • the power gateway device 1 includes a sensor that detects the power consumption of each of the subordinate first power load devices 3, and each subordinate first power load device 3 Alternatively, a power supply source (power supply from the power network or power supply from the storage battery 12) may be determined and power may be supplied to each power load device 3.
  • a power supply source power supply from the power network or power supply from the storage battery 12
  • the power gateway device described above may have a computer system inside.
  • Each process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process may be performed by the computer reading and executing the program.
  • the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • the power supply can be leveled, a stable power supply can be performed to some power load devices, and a power control system can be provided in consideration of the grid interconnection regulations.

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Abstract

 複数の電力負荷装置のうち、複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置とを備える。そして、パワーゲートウェイ装置が、第2の電力負荷装置の総電力消費量と、第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、蓄電装置から第1の電力負荷装置へ電力供給を行う。また、パワーゲートウェイ装置は、発電装置から供給された電力を、電力網から受電した電力よりも優先して第1の電力負荷装置へ供給する。

Description

電力制御システムとその電力制御方法、およびパワーゲートウェイ装置とその電力制御方法
 本発明は、複数の電力消費装置に電力を供給する電力制御システムとその電力制御方法、およびパワーゲートウェイ装置とその電力制御方法に関する。
 複数の電力負荷装置に供給する電力の制御方法として、デマンド制御により電力負荷装置の電力消費量を直接に制御する方法や、蓄電池を直接、電力系統に接続して、電力負荷装置の電力消費量が過剰である場合に蓄電池に蓄積されている電力を供給して、一時的な電力消費量を減じる電力の平準化を図る方法が存在する。
 なお、このような電力の平準化を図る技術として特許文献1が開示されている。
特開2003-309926号公報
 ここで、デマンド制御における電力負荷装置の電力制御方式では、各電力負荷装置と通信を行うことによって電力制御する必要があり、電力負荷装置側に通信機能部を備えるなどの対応が必要となる。また、電力負荷装置側の電力制御による消費電力の低下などの効果が必ずしも期待値に至らない場合があり、その場合、電力負荷装置への電力供給を停止する必要が生じる。
 また、デマンド制御により、電力負荷装置の電源を電力負荷装置より上位側で停止する方式では、電力負荷装置の状態に関係なく電力の供給を停止するため、前記電力負荷装置に悪影響を与える場合がある。
 また、燃料電池や蓄電池に蓄電された電力を用いて電力負荷装置に電力を供給する技術において、不足する系統電力を電力供給系統へ逆充電する方式をとった場合、系統連系規程(系統へ電力を逆潮流させる場合の規程)などを考慮した逆変換装置と保護機能部が必要となるので導入手段が煩雑である。
 さらに、電力負荷装置には、電力会社から電力網を介して安定的に電力を供給しなければいけない電力負荷装置と、蓄電池などに蓄電された電力を供給するだけで足りる電力負荷装置とが存在し、これらが電力供給系統に混在することがあり、より適切な電力制御方法が求められている。
 なお、事業会社などでは、今後、継続可能な事業活動を行なうために環境に関する取り組みが急務である。特に、電力消費の低減、抑制については、各社が取り組みを開始しているが、その方法には先にあげた課題があり、導入が進んでいない。
 そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる電力制御システムとその電力制御方法、およびパワーゲートウェイ装置とその電力制御方法を提供することを目的としている。
 上記目的を達成するために、本発明は、複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置とを備えた電力制御システムであって、前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信する第2電力負荷装置消費量受信部と、前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出する第1電力負荷装置消費量検出部と、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定する総電力消費量判定部と、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力供給制御部と、を備えたパワーゲートウェイ装置を有する電力制御システムである。
 また本発明は、複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置への電力供給制御を行うパワーゲートウェイ装置と、を備えた電力制御システムにおける電力制御方法であって、前記パワーゲートウェイ装置が、前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信し、前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出し、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定し、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力制御方法である。
 また本発明は、複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置とを備えた電力制御システムにおいて、前記第1の電力負荷装置への電力供給制御を行うパワーゲートウェイ装置であって、前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信する第2電力負荷装置消費量受信部と、前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出する第1電力負荷装置消費量検出部と、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定する総電力消費量判定部と、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力供給制御部と、を備えるパワーゲートウェイ装置である。
 また本発明は、複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置と、を備えた電力制御システムにおいて、前記第1の電力負荷装置への電力供給制御を行うパワーゲートウェイ装置の電力制御方法であって、前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信し、前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出し、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定し、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力制御方法である。
 本発明によれば、一時的にシステム全体の電力消費量が増大したとしても、一部の電力負荷装置に対しては蓄電池から電力供給を行い、その他の安定的に電力供給を行いたい電力負荷装置に対しては電力会社の電力網などの電力供給系統からの電力供給を行う。これにより、電力の供給を平準化し、所定の電力負荷装置に対して安定的な電力の供給を行うことができる。また、発電装置の発電した電力を逆潮流させないため、系統連系規程などを考慮した逆変換装置と保護機能部が不要となり導入が容易となる。
本発明の第1の実施形態に係わる電力制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置と電力センサの接続関係と機能部を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の制御部における機能部ブロックを示す図である。 本発明の第1の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の処理フローを示す図である。 第2の実施形態に係わる電力センサの構成を示す図である。 第3の実施形態に係わる電力制御システムの構成を示すブロック図である。 第4の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 第5の実施形態に係わる電力制御システムの構成を示すブロック図である。 第6の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の処理フローを示す図である。 第6の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置による電力制御の概要を示す図である。 第6の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の処理概要を示す図である。
<第1の実施形態>
 以下、本発明の第1の実施形態に係わる電力制御システムの図面を参照して説明する。
 図1は同実施形態に係わる電力制御システムの構成を示すブロック図である。
 この図において、符号1はパワーゲートウェイ、符号2は電力センサ(電力消費量検出装置)、符号3は電力負荷装置を示している。
 図1で示すように、第1の実施形態における複数の電力負荷装置3は、複数の電力負荷装置3全ての総電力消費量が閾値以上である場合に、パワーゲートウェイ装置1に備わる蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置3と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置3とに分類される。
 そして、第1の電力負荷装置3は、パワーゲートウェイ装置1の配下に電力線などを介して接続されている。また第2の電力負荷装置3は、一対一で電力センサ2と電力線などを介して接続されている。パワーゲートウェイ装置1と電力センサ2は、電力供給系統に接続されている。
 図2はパワーゲートウェイ装置と電力センサの接続関係と機能部分を示す図である。
 この図が示すように、パワーゲートウェイ装置1は、第1電力変換部11、蓄電池12、制御部13、通信部14の各機能部を有している。ここで、第1電力変換部11は、電力供給系統から得た交流による電力を電力負荷装置3へ供給し、また蓄電池12に蓄積されている電力を電力負荷装置3へ供給する際には蓄電池12から得た直流による電力を交流へ変換して供給する機能部である。また制御部13は、電力制御のための各処理を行なう処理部である。また通信部14は、電力センサ2と通信を行う処理部である。
 また、電力センサ2は、センサ部21、制御部22、通信部23の各機能部を備えている。ここで、センサ部21は、電力負荷装置3へ供給される電力量を検出する機能部である。例えば、電流と電圧とを乗じた値を積分することにより、ある時間における電力負荷装置3の消費電力を検出する。また、制御部22はセンサ部21や通信部23を制御する処理部であり、また通信部23は、パワーゲートウェイ装置1と通信を行う処理部である。
 図3はパワーゲートウェイ装置の制御部における機能部ブロックを示す図である。
 パワーゲートウェイ装置1の制御部13は、図3で示すように、第2電力負荷装置消費量受信部131、第1電力負荷装置消費量検出部132、総電力消費量判定部133、電力供給制御部134の各処理部を備えている。
 ここで、第2電力負荷装置消費量受信部131は、第2の電力負荷装置3の電力消費量を検出する電力センサ2から、電量線により接続する2の電力負荷装置3の総電力消費量を受信する処理部である。
 また、第1電力負荷装置消費量検出部132は、第1の電力負荷装置3全ての総電力消費量を検出する処理部である。
 また、総電力消費量判定部133は、第2の電力負荷装置3の総電力消費量と、第1の電力負荷装置3の総電力消費量との合計が、系統電力消費量の閾値を超えるかを判定する処理部である。
 また、電力供給制御部134は、第2の電力負荷装置3の総電力消費量と、第1の電力負荷装置3の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した第1の電力負荷装置3への電力供給を停止し、蓄電池12から第1の電力負荷装置3へ電力供給を行う処理部である。
 図4は第1の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の処理フローを示す図である。
 次に、電力センサ2とパワーゲートウェイ装置1の処理の詳細について順を追って説明する。
 まず、複数の電力センサ2それぞれにおいて、センサ部21が制御部22の制御に基づいて第2の電力負荷装置3の電力消費量を算出し、通信部23がパワーゲートウェイ装置1へ電力消費量を通知する。これにより、第2の電力負荷装置3に属する全ての電力負荷装置3についての電力消費量をパワーゲートウェイ装置1の第2電力負荷装置消費量受信部131が受信する(ステップS101)。
 また、パワーゲートウェイ装置1の制御部13においては、第1電力負荷装置消費量検出部132が、第1の電力負荷装置3の総電力消費量を算出する(ステップS102)。第1の電力負荷装置3の総電力消費量の算出は、電力センサ2と同様に、第1の電力負荷装置3に属する全ての電力負荷装置3に対して送出した電流とその電圧とを乗じた値を積分することにより行う。そして、パワーゲートウェイ装置1の総電力消費量判定部133は、電力センサ2から受信した第2の電力負荷装置3に属する全ての電力負荷装置3についての電力消費量と、第1電力負荷装置消費量検出部132の算出した第1の電力負荷装置3の総電力消費量とを加算して、電力制御システムに属する全ての電力負荷装置3で使用された系統電力消費量を算出する。
 そして、パワーゲートウェイ装置1の制御部13において、電力供給制御部134は、電力制御システムに属する全ての電力負荷装置3による系統電力消費量が、所定の閾値を超えるかを判定する(ステップS103)。その所定の閾値は、例えば、第2の電力負荷装置3に属する電力負荷装置3が安定的に電力を得ることができる場合の、第1の電力負荷装置3に供給することのできる電力量の最大値である。そして、系統電力消費量>閾値である場合には、電力供給制御部134は蓄電池12の現在の容量や充電率を特定し、蓄電池12の現在の容量や充電率が所定の閾値未満かを判定する(ステップS104)。ここで蓄電池12の現在の容量や充電率が所定の閾値未満である場合には、第1の電力負荷装置3に属する電力負荷装置3に蓄電池12から電力を供給できないと判断する。従って、電力供給制御部134は、蓄電池12の現在の容量や充電率が所定の閾値未満である場合、パワーゲートウェイ装置1に備えられたモニタ等に警告表示を出力する(ステップS105)。
 他方、電力供給制御部134は、蓄電池12の現在の容量や充電率が所定の閾値以上である場合、第1の電力負荷装置3に蓄電池12から電力を供給できると判断する。従って、電力供給制御部134は、電力供給系統から受電した電力の第1の電力負荷装置3への供給を停止し、蓄電池12に蓄積された電力を、第1の電力負荷装置3へ供給する(ステップS106)。
 また、上述のステップS103において、電力制御システムに属する全ての電力負荷装置3における系統電力消費量が閾値以下である場合には、次に、蓄電池12の現在の容量や充電率が最大値(MAX)かを判定する(ステップS107)。そして最大値である場合には、電力供給制御部134は、電力供給系統から受電した電力の、第1の電力負荷装置への供給を行う(ステップS108)。また、ステップS107において、蓄電池12の現在の容量や充電率が最大値(MAX)でない場合、つまり最大値未満である場合には、電力供給制御部134は、電力供給系統から受電した電力の、第1の電力負荷装置への供給と、蓄電池12への充電を行う(ステップS109)。
 そして、パワーゲートウェイ装置1においては、上述のステップS101~ステップS109の処理を繰り返す。
 以上の処理によれば、一時的にシステム全体の電力消費量が増大したとしても、一部の第1の電力負荷装置3に対しては蓄電池から電力供給を行い、その他の安定的に電力供給を行いたい第2の電力負荷装置3に対しては電力会社の電力網などの電力供給系統からの電力供給を行う。これにより、電力の供給を平準化し、一部の電力負荷装置3に対して安定的な電力の供給を行うことができる。また、系統連系規程などを考慮した逆変換装置と保護機能部分が不要となり導入が容易となる。
<第2の実施形態>
 図5は第2の実施形態に係わる電力センサの構成を示す図である。
 図1で示した電力制御システムの構成では、第2の電力負荷装置3それぞれの電力系統の上位に1つずつの電力センサ2が電力線を介して接続される場合の例について説明した。しかしながら、この場合、各電力センサ2にそれぞれ通信部23と制御部22を備えることが必要となる。従って、図5で示すように、第2の電力負荷装置3それぞれの電力系統の上位に1つの電力センサ2を備え、前記電力センサ2が、第2の電力負荷装置3それぞれの消費電力を算出するセンサ部211,212,…,21Nを備えるようにしてもよい。このように複数の電力センサ2を一体化した構成とすることにより、パワーゲートウェイと電力センサ2との通信回数を減らすと共に、パワーゲートウェイ装置1の処理を軽減することが可能となる。
<第3の実施形態>
 図6は第3の実施形態に係わる電力制御システムの構成を示すブロック図である。
 図1で示した電力制御システムの構成では、1つパワーゲートウェイ装置1を有しているが、複数のパワーゲートウェイ装置1を有した構成としてもよい。このとき、電力コントローラ4をさらに電力制御システムに備え、前記電力コントローラ4が、第1の実施形態で示した制御部13における電力制御の部を有して独立することによって、パワーゲートウェイ装置間の制御を一括コントロールすることが可能となる。
<第4の実施形態>
 図7は第4の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
 図1で示した電力制御システムの構成では、パワーゲートウェイ装置1が電力負荷装置3に対してACによる電力を供給することを想定した構成であるが、第1電力変換部11の代わりに、第2電力変換部111を備え、DCの電力を利用する電力負荷装置3へは、電力会社の電力網の系統から供給される交流電力を直流電力に変換して供給する。また、第2電力変換部111は、蓄電池12から電力を供給する際にDC/AC変換が不要となり、蓄電池12からのDCによる電力をそのまま電力負荷装置3へ供給することとなるため、蓄電池12からの電力供給時における電力変換のロスの抑制を行うことができる。
<第5の実施形態>
 図8は第5の実施形態に係わる電力制御システムの構成を示すブロック図である。
 この図で示すように、第5の実施形態による電力制御システムは、発電装置5を備える。そして、パワーゲートウェイ装置1は、電力会社の電力網から供給される電力と、発電装置5から供給される電力の、各電力供給系統に接続されている。ここで、パワーゲートウェイ装置1の制御部13において、電力供給制御部134は、発電装置5から供給された電力を、電力網から受電した電力よりも優先して第1の電力負荷装置3へ供給する。発電装置5からの電力は、直接パワーゲートウェイ装置1へ供給されるため、系統への逆潮流が発生せず、これにより、系統連系規程などを考慮した電力制御システムを提供することができる。
 なお、電力供給制御部134による電力制御の方法としては、第1の実施形態で説明したように、(1)パワーゲートウェイ装置1が電力会社の電力網の電力系統からの電力供給によってのみ第1の電力負荷装置3へ電力供給する方法、(2)電力会社の電力網の電力系統からの電力供給を停止して蓄電池12から第1の電力負荷装置3へ電力供給する方法、(3)電力会社の電力網の電力系統と蓄電池12の両方から第1の電力負荷装置3へ電力供給する方法、また、(4)発電装置5から第1の電力負荷装置3へ電力供給する方法、(5)発電装置5から第1の電力負荷装置3へ電力供給して、足りない場合にのみ電力会社の電力網の電力系統からの電力供給または、蓄電池12からの電力供給の何れか一方または両方を行う、などの方法がある。
<第6の実施形態>
 図9は第6の実施形態に係わるパワーゲートウェイ装置の処理フローを示す図である。
 図10はパワーゲートウェイ装置による電力制御の概要を示す図である。
 図9で示すパワーゲートウェイ装置1の処理フローは、図4で示したパワーゲートウェイ装置1の処理フローと比べて2つ異なる閾値を用いて、系統電力消費量が各閾値を越えるかを判定する点で異なっている。つまり、第1の実施形態におけるステップS103において、パワーゲートウェイ装置1の制御部13において、電力供給制御部134は、電力制御システムに属する全ての電力負荷装置3で使用された系統電力消費量が、閾値Aを超えるかを判定する(ステップS103)。そして、系統電力消費量>閾値Aである場合には、次に、電力供給制御部134は、電力制御システムに属する全ての電力負荷装置3で使用された系統電力消費量が、閾値B(閾値B>閾値A)を超えるかを判定する(ステップS201)。そして、系統電力消費量>閾値Bである場合には、第1の実施形態同様、ステップS104の処理が行われる。つまり、電力会社の電力網の電力系統から供給された電力を停止し、第1の電力負荷装置3へ蓄電池12からの電力供給を行う。
 また、ステップS201において、系統電力消費量>閾値Bで無い場合には、電力会社の電力網の電力系統からと、蓄電池12からとの両方から、第1の電力負荷装置へ電力供給を行う(ステップS202)。その他の処理については第1の実施形態と同様である。
 図11はパワーゲートウェイ装置の処理概要を示す図である。
 パワーゲートウェイ装置1の制御部13における電力供給制御部134は、配下の第1の電力負荷装置3に対して電力供給を行う場合、例えば、上述の第6の実施形態の処理のステップS201において系統電力消費量>閾値Bでないと判定した場合、図11のパターン1で示すように、電力網の電力系統からの電力供給が50%、蓄電池12からの電力供給が50%となるように制御してもよい。なお、それぞれの電力供給元からどの程度の割合の電力供給を得るかは設定により変更可能であるものとする。
 また、図11のパターン2で示すように、パワーゲートウェイ装置1は、配下の第1の電力負荷装置3のそれぞれの電力消費量を検出するセンサを備え、配下の第1の電力負荷装置3ごとに、電力供給元(電力網からの電力供給、または蓄電池12からの電力供給)を決定して、各電力負荷装置3に対して電力供給を行うようにしてもよい。
 なお、上述のパワーゲートウェイ装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われるようにしてもよい。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが前記プログラムを実行するようにしても良い。
 本願は、2010年12月24日に、日本に出願された特願2010-287156号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 電力の供給を平準化し、一部の電力負荷装置に対して安定的な電力の供給を行うことができ、また、系統連系規程などを考慮した電力制御システムを提供することができる。
 1  パワーゲートウェイ装置
 2  電力センサ
 3  電力負荷装置
 4  電力コントローラ
 5  発電装置
 11  第1電力変換部
 12  蓄電池
 13  制御部
 14  通信部
 21  センサ部
 22  制御部
 23  通信部
 131  第2電力負荷装置消費量受信部
 132  第1電力負荷装置消費量検出部
 133  総電力消費量判定部
 134  電力供給制御部

Claims (10)

  1.  複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置とを備えた電力制御システムであって、
     前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信する第2電力負荷装置消費量受信部と、
     前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出する第1電力負荷装置消費量検出部と、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定する総電力消費量判定部と、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力供給制御部とを備えたパワーゲートウェイ装置を有する電力制御システム。
  2.  前記パワーゲートウェイ装置の前記電力供給制御部は、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値未満の場合であって、前記蓄電装置の蓄電容量が最大値未満である場合には、前記電力供給系統から受電した電力を、前記第1の電力負荷装置へ供給すると共に、前記蓄電装置への充電を行う請求項1に記載の電力制御システム。
  3.  前記パワーゲートウェイ装置の前記電力供給制御部は、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値未満の場合であって、前記蓄電装置の蓄電容量が最大値である場合には、前記電力供給系統から受電した電力を、前記第1の電力負荷装置へ供給する請求項1または請求項2に記載の電力制御システム。
  4.  発電装置を有し、前記電力供給系統は、電力会社の電力網から供給された電力と、前記発電装置から供給された電力の各系統であり、
     前記パワーゲートウェイ装置の前記電力供給制御部は、前記発電装置から供給された電力を、前記電力網から受電した電力よりも優先して前記第1の電力負荷装置へ供給する請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電力制御システム。
  5.  複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置と、
     前記第1の電力負荷装置への電力供給制御を行うパワーゲートウェイ装置と、
     を備えた電力制御システムにおける電力制御方法であって、
     前記パワーゲートウェイ装置が、
     前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力供給制御部とを備え、
     前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信し、
     前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出し、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定し、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力制御方法。
  6.  発電装置を有し、前記電力供給系統は、電力会社の電力網から供給された電力と、前記発電装置から供給された電力の各系統であり、
     前記パワーゲートウェイ装置の前記電力供給制御部は、前記発電装置から供給された電力を、前記電力網から受電した電力よりも優先して前記第1の電力負荷装置へ供給する請求項5に記載の電力制御方法。
  7.  複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置とを備えた電力制御システムにおいて、前記第1の電力負荷装置への電力供給制御を行うパワーゲートウェイ装置であって、
     前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信する第2電力負荷装置消費量受信部と、
     前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出する第1電力負荷装置消費量検出部と、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定する総電力消費量判定部と、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力供給制御部とを備えるパワーゲートウェイ装置。
  8.  発電装置を有し、前記電力供給系統は、電力会社の電力網から供給された電力と、前記発電装置から供給された電力の各系統であり、
     前記電力供給制御部は、前記発電装置から供給された電力を、前記電力網から受電した電力よりも優先して前記第1の電力負荷装置へ供給する請求項7に記載のパワーゲートウェイ装置。
  9.  複数の電力負荷装置のうち、前記複数の電力負荷装置全ての総電力消費量が閾値以上である場合に蓄電装置から供給された電力を用いる第1の電力負荷装置と、前記第1の電力負荷装置に属さない第2の電力負荷装置と、を備えた電力制御システムにおいて、前記第1の電力負荷装置への電力供給制御を行うパワーゲートウェイ装置の電力制御方法であって、
     前記パワーゲートウェイ装置が、
     前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力供給制御部とを備え、
     前記第2の電力負荷装置の電力消費量を検出する電力消費量検出装置から、前記第2の電力負荷装置の総電力消費量を受信し、
     前記第1の電力負荷装置の電力消費量を検出して、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量を検出し、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の閾値を超えるかを判定し、
     前記第2の電力負荷装置の総電力消費量と、前記第1の電力負荷装置の総電力消費量との合計が系統電力消費量の最大値を示す閾値を超える場合に、電力供給系統から受電した前記第1の電力負荷装置への電力供給を停止し、前記蓄電装置から前記第1の電力負荷装置へ電力供給を行う電力制御方法。
  10.  発電装置を有し、前記電力供給系統は、電力会社の電力網から供給された電力と、前記発電装置から供給された電力の各系統であり、
     前記電力供給制御部は、前記発電装置から供給された電力を、前記電力網から受電した電力よりも優先して前記第1の電力負荷装置へ供給する請求項9に記載の電力制御方法。
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