WO2016002346A1 - 電力制御システム及び電力制御装置 - Google Patents

電力制御システム及び電力制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016002346A1
WO2016002346A1 PCT/JP2015/063568 JP2015063568W WO2016002346A1 WO 2016002346 A1 WO2016002346 A1 WO 2016002346A1 JP 2015063568 W JP2015063568 W JP 2015063568W WO 2016002346 A1 WO2016002346 A1 WO 2016002346A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
facility
upper limit
power consumption
set value
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/063568
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
彰規 伊藤
真恒 寺内
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2016002346A1 publication Critical patent/WO2016002346A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means

Definitions

  • This disclosure relates to a technique for controlling power supplied to a facility such as a house.
  • HEMS Home Energy Management System
  • a storage battery or solar cell is installed in a customer's facility, and the power conditioner controls the supply of power from the grid to the facility, charging / discharging of the storage battery, the supply of power generated by the solar cell to the facility, or power sale To do.
  • the power conditioner controls the supply of power from the grid to the facility, charging / discharging of the storage battery, the supply of power generated by the solar cell to the facility, or power sale To do.
  • power supply companies electric power companies
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-48982 discloses that a secondary battery is charged during a time period when the electric energy charge is relatively inexpensive and discharged from the secondary battery outside the time period. The technology is described. Thereby, the contract surplus of the power usage contract can be suppressed, the change of the contract power can be avoided, and the power charge can be reduced.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2014-107950 predicts a peak of power consumption, and when it is predicted that there are a plurality of peaks to which power is to be supplied, the storage battery is charged in a time zone between the plurality of peaks. The technology for performing the control is described.
  • the power charge is composed of, for example, a basic charge determined based on contract power and a power charge determined according to the amount of power used.
  • Patent Document 1 reduces the electricity charge by charging the storage battery in a time zone where the electricity charge is relatively inexpensive, another technique for further reducing the electricity charge is required. Yes.
  • Patent Document 2 predicts the peak of power consumption, and when it is predicted that there are a plurality of peaks to which power is to be supplied, the storage battery is charged in a time zone between the plurality of peaks. To do.
  • the unit price of electricity charges is not always cheap in the time zone between a plurality of peaks.
  • the power control system is for controlling the supply of power to a facility.
  • the power control system is charged with the supply of electric power, and a storage battery for supplying the charged electric power to the facility by discharging, and a storage unit for storing prediction data that predicts a temporal change in the power consumption of the facility Based on the prediction data, the total power consumed exceeding the upper limit set value is calculated for the time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value of power supplied from the grid to the facility.
  • Charge control means for storing power in the storage battery before the time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value, and the upper limit of power supplied from the grid to the facility up to the upper limit set value.
  • a supply control means for supplying the power stored in the storage battery to the facility when the power consumption of the facility exceeds the upper limit set value.
  • a power control device for controlling the supply of power to a facility.
  • the power control device is charged by receiving power supply, and charging control means for controlling the charging of the storage battery for supplying the charged power to the facility by discharging, and the prediction predicting the time change of the power consumption of the facility.
  • Storage means for storing data and supply control means for controlling the supply of power from the storage battery to the facility are provided.
  • the charge control means calculates the total amount of power consumed exceeding the upper limit set value in the time zone where power consumption is predicted to exceed the upper limit set value of power supplied from the grid to the facility. Then, the calculated amount of power is stored in the storage battery before the time period in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value.
  • the supply control means supplies the power stored in the storage battery to the facility when the power consumption of the facility exceeds the upper limit set value so that the upper limit of the power supplied from the system to the facility is up to the upper limit set value.
  • the basic electricity charge may be determined by the amount of peak power supplied to consumers. Therefore, the electric power charge can be further reduced by further reducing the peak power supplied to the customer's facility.
  • power is supplied from the grid and the storage battery to the facility so that the storage battery is charged according to the upper limit set value, and the upper limit of the power supplied from the grid is set to the upper limit set value. For this reason, the peak power supplied to the facility can be kept at the size determined by the upper limit set value, and the power charge can be further reduced by further reducing the peak power.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a power control system 1 according to a first embodiment.
  • 2 is a block diagram illustrating a configuration of a server 100.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a HEMS controller 700.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a data structure of power consumption prediction data 162 stored in the server 100.
  • FIG. It is a figure which shows the prediction result which predicted the time change of the power consumption shown by the power consumption prediction data 162.
  • FIG. It is a figure which shows the electrical storage capacity R (n) ensured beforehand by the storage battery 830.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing for controlling charging / discharging of storage battery 830 so that the power supplied from the grid does not exceed the upper limit set value, by HEMS controller 700 of the first embodiment.
  • HEMS controller 700 of the first embodiment it is a figure which shows the power consumption prediction data 162 which estimated the time change of power consumption, and the electrical storage capacity ensured in the storage battery 830.
  • FIG. 1 shows the power consumption prediction data 162 which estimated the time change of power consumption, and the electrical storage capacity ensured in the storage battery 830.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the power control system 1 of the first embodiment.
  • a power control system 1 includes a server 100, a broadband router 600, and a HEMS controller 700. Each device such as the broadband router 600 and the server 100 is connected to the Internet 900.
  • the broadband router 600 and the HEMS controller 700 are arranged in the building.
  • a solar cell module 810 including a plurality of solar cell modules is arranged on an outdoor roof portion.
  • a power conditioner 820 and a storage battery 830 are also disposed outdoors.
  • a distribution board 850 Inside the building, there are a distribution board 850, a multi-energy monitor 860, a multi-circuit CT (Current Transformer) sensor 870, and a plurality of home appliances (such as an air conditioner 801, an air purifier 802, a refrigerator 803, and a washing machine 804).
  • a home appliance 800 including a tap 880 is arranged.
  • the server 100 is a computer system having a large-capacity storage device, acquires weather data, actual power consumption values of each building, etc., predicts power consumption of each building, and solar cells installed in each building. Calculate the predicted power generation amount of the module.
  • the CT sensor 870 measures the power consumption of the installation target device and transmits the measured power consumption data to the HEMS controller 700.
  • CT sensor 870 can be connected to the main breaker and branch breaker of distribution board 850.
  • the CT sensor 870 measures the power consumption of the entire building.
  • the CT sensor 870 measures the power consumption of the entire room by connecting the CT sensor 870 to the branch breaker of the distribution board 850.
  • the tap 880 is a power consumption measuring instrument that measures the power consumption of the home appliance 800, and transmits the measurement result of the power consumption to the HEMS controller 700 by wireless communication.
  • the tap 880 includes a plug (not shown) and connects to an outlet in the building.
  • Each household electrical appliance connected to the tap 880 for example, an air conditioner 801, an air purifier 802, a refrigerator 803, a washing machine 804, etc. feeds power from the distribution board 850 by connecting the tap 880 and an outlet. Is done.
  • the broadband router 600 is connected to the Internet 900 and has a wireless LAN (Local Area Network) function corresponding to a standard such as IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11 and performs wireless communication with other communication devices. Do.
  • the broadband router 600 is connected to other communication devices by wire corresponding to the LAN standard, and is connected to the HEMS controller 700 and the multi-energy monitor 860 by wire.
  • the power conditioner 820, the multi-energy monitor 860, the broadband router 600, and the HEMS controller 700 are connected by wire and can communicate with each other.
  • the HEMS controller 700 is connected to the broadband router 600 by a wired LAN.
  • the HEMS controller 700 has a wireless communication function.
  • the HEMS controller 700 wirelessly communicates with devices such as the CT sensor 870 and the tap 880, and from these devices, the measurement result of the power consumption of each device and the power consumption of the entire building. Receive and store the measurement results.
  • the HEMS controller 700 transmits the measurement result of the power consumption of each device and the measurement result of the power consumption of the entire building to the server 100 by the broadband router 600. Further, the HEMS controller 700 transmits the measurement results of the power consumption to the multi-energy monitor 860 via the broadband router 600 in order to visualize the power consumption of each device and the power consumption of the entire building.
  • the multi-energy monitor 860 is a monitor device for displaying the operation status of a plurality of energy systems such as a solar power generation system and a storage battery system, and enabling the user to easily control the operation status of various devices. is there.
  • the multi-energy monitor 860 is connected to the power conditioner 820.
  • a storage battery 830 and a solar cell module 810 are connected to the power conditioner 820.
  • the power conditioner 820 supplies power from the grid to the distribution board 850 of the building.
  • the power conditioner 820 has a function of converting the DC power generated by the solar cell module 810 into AC power that can be used in the building, and converts the power generated by the solar cell module 810 into the distribution board of the building.
  • 850 or the storage battery 830 is supplied, and the electric power generated by the solar cell module 810 is sold to the outside through a watt-hour meter.
  • the power conditioner 820 controls charging to the storage battery 830 and discharging from the storage battery 830.
  • the HEMS controller 700 receives the measurement result of power consumption from each device in the building, and transmits the received measurement result to the server 100 via the broadband router 600.
  • the server 100 receives the measurement result of the power consumption of the building from the HEMS controller 700 via the Internet 900, and outputs the predicted value of the power consumption of the building based on the past power consumption history by calculation.
  • the server 100 transmits the predicted power consumption value of the building to the HEMS controller 700 via the Internet 900.
  • the HEMS controller 700 receives the prediction data which predicted the time change of the power consumption of a building from the server 100 via the internet 900, and memorize
  • the HEMS controller 700 sets an upper limit of power supplied from the system to the building by the power conditioner 820.
  • the HEMS controller 700 specifies a time zone in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit setting value of the power supplied to the building, for example, in the prediction data of the power consumption for one day.
  • the HEMS controller 700 is predicted to be consumed beyond the upper limit set value by calculating the difference between the power consumption indicated in the prediction data and the upper limit set value in these specified time zones. Calculate the total power.
  • the HEMS controller 700 can control the operation of the power conditioner 820 via the broadband router 600 and the multi-energy monitor 860.
  • the HEMS controller 700 sets the power corresponding to the calculation result (power amount) of the total power predicted to be consumed exceeding the upper limit set value, and sets the upper limit power consumption setting value in the power consumption prediction data.
  • the battery 830 is charged by the power conditioner 820 before the time period predicted to exceed.
  • the power conditioner 820 secures a storage capacity corresponding to the upper limit set value in the storage battery 830, and generates electric power from the grid or the solar cell module 810 up to the reserved storage capacity. Is supplied to the storage battery 830.
  • the power conditioner 820 is predicted to be consumed in a predetermined time (for example, a midnight time zone where the power rate is relatively low) exceeding the upper limit set value in the power consumption prediction data.
  • a predetermined time for example, a midnight time zone where the power rate is relatively low
  • One day's worth of power corresponding to the amount of power is stored in the storage battery 830.
  • the power conditioner 820 compares the power consumption of the building with the upper limit set value, and when the power supplied from the grid to the building reaches the upper limit set value, the power conditioner 820 uses the power stored in the storage battery 830 to Supply to distribution board 850. In this way, the power supplied from the grid to the building does not exceed the upper limit setting value (the upper limit of the power supplied from the grid to the building is set to the upper limit setting value). The na 820 can supply power stored in the storage battery 830 to the distribution board 850 of the building. In addition, the power conditioner 820 discharges the power stored in the storage battery 830 in advance for the time zone in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value in the power consumption prediction data, according to the control of the HEMS controller 700. Then, it may be supplied to the distribution board 850.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the server 100.
  • server 100 includes a communication unit 102, a storage unit 106, and a control unit 107.
  • the communication unit 102 is a communication interface that performs modulation / demodulation processing for the server 100 to transmit and receive signals to and from other communication devices.
  • the storage unit 106 includes a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), a RAM (Random Access Memory), etc., stores programs used by the server 100, and accumulates various data used by the server 100.
  • the storage unit 106 stores power consumption history data 161 and power consumption prediction data 162.
  • the power consumption history data 161 is data indicating a history of power consumption for each of a plurality of facilities managed by the server 100.
  • the power consumption history data 161 indicates the history of the power consumption of the entire facility of each facility, the power consumption of the home appliances installed in each facility, and the like.
  • the power consumption prediction data 162 is data in which the server 100 predicts a temporal change in power consumption of each facility, which is calculated by calculation based on the past actual power consumption values indicated in the power consumption history data 161.
  • the control unit 107 controls the operation of the server 100 by reading and executing a control program stored in the storage unit 106.
  • the control unit 107 is realized by a plurality of processors, for example.
  • the control unit 107 functions as a power consumption prediction unit 171 and a communication control unit 172 by operating according to a program.
  • the power consumption prediction unit 171 predicts temporal changes in the power consumption of these facilities based on the power consumption of the facilities of each facility received from the HEMS controller 700 and the actual power consumption values of the devices installed in each facility.
  • the calculated power consumption prediction data 162 is calculated.
  • a method for predicting power consumption for example, (i) a certain period in the past (for example, actual value of power consumption for the past three weeks on the prediction target day or actual value of power consumption for the past week) By obtaining the average value of the power consumption history, it can be output as a predicted value of power consumption.
  • the power consumption trend may differ depending on the day of the week, so the average value of the power consumption history is calculated by referring to the power consumption history of the same day of the week as the prediction target day.
  • the predicted power value can be output.
  • Since the tendency of power consumption may differ depending on the weather, the weather conditions similar to the weather (temperature, humidity, air volume, etc.) of the forecasted day in the past power consumption history for a certain period of time It is also possible to output the predicted value of power consumption by referring to the power consumption history of the day and calculating the average value of the power consumption of these days. Further, a predicted value of power consumption may be output by a combination of (i) to (iii).
  • the communication control unit 172 controls processing in which the server 100 communicates with other communication devices via the Internet 900. For example, the communication control unit 172 receives the measurement result of the power consumption of each facility from the HEMS controller 700 installed in each facility and stores it as the power consumption history data 161. In addition, the communication control unit 172 transmits the power consumption prediction data 162 to the HEMS controller 700 of each facility.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the HEMS controller 700.
  • the HEMS controller 700 receives prediction data (power consumption prediction data 162) of power consumption of the entire building from the server 100 and stores it as power consumption prediction data 741, and stores the power consumption prediction data 741 and the peak power upper limit setting value 742. With reference to this, the amount of power to be stored in storage battery 830 is determined, and charging and discharging of storage battery 830 are executed by power conditioner 820.
  • HEMS controller 700 includes an antenna 701, a wireless communication unit 702, an operation receiving unit 703, a storage unit 704, a light emitting unit 705, a wired communication unit 706, and a control unit 707. .
  • the antenna 701 radiates a signal emitted from the HEMS controller 700 as a radio wave.
  • the antenna 701 receives a radio wave from the space and gives a reception signal to the wireless communication unit 702.
  • the wireless communication unit 702 is a communication interface that performs modulation / demodulation processing and the like for transmitting and receiving signals in order for the HEMS controller 700 to wirelessly communicate with other communication devices.
  • the operation accepting unit 703 is configured by an operation member such as a button for accepting an input operation, for example.
  • the operation accepting unit 703 accepts a user input operation and outputs the accepted input operation to the control unit 707.
  • the storage unit 704 is configured by a flash memory, a RAM, and the like, and stores programs and data used by the HEMS controller 700.
  • the storage unit 704 stores power consumption prediction data 741 and a peak power upper limit setting value 742.
  • the power consumption prediction data 741 is prediction data predicted by the HEMS controller 700 received from the server 100 over time of the power consumption of the facility (building) where the HEMS controller 700 is installed.
  • the peak power upper limit setting value 742 indicates an upper limit setting value of power supplied from the system by the power conditioner 820 to the facility (building) where the HEMS controller 700 is installed.
  • the peak power upper limit set value 742 may be designated by the user.
  • the multi-energy monitor 860 accepts designation of the upper limit setting value
  • the HEMS controller 700 receives the accepted upper limit setting value from the multi-energy monitor 860.
  • the HEMS controller 700 updates the peak power upper limit setting value 742 based on the upper limit setting value specified by the user.
  • the specification of the peak power upper limit setting value 742 by the user may be accepted by various devices such as the HEMS controller 700.
  • the wired communication unit 706 is a communication interface that performs modulation / demodulation processing for the HEMS controller 700 to communicate with other communication devices by wire.
  • the HEMS controller 700 is connected to the broadband router 600 by a wired communication unit 706, and communicates with communication devices such as the multi-energy monitor 860, the power conditioner 820, and the server 100 via the broadband router 600.
  • the control unit 707 controls the operation of the HEMS controller 700 by reading and executing a control program stored in the storage unit 704.
  • the control unit 707 is realized by a processor.
  • the control unit 707 operates as a communication control unit 771, a charging control unit 772, a supply control unit 773, and a peak power designation receiving unit 774 by operating according to a program.
  • the communication control unit 771 controls communication processing by the HEMS controller 700.
  • the communication control unit 771 communicates with devices in the building such as the multi-circuit CT sensor 870 and the tap 880, receives power consumption data from these devices, and receives the received power consumption data to the server 100. Processing to transmit, processing to receive prediction data of power consumption of the entire building from the server 100, and the like are performed.
  • the charging control unit 772 Based on the power consumption prediction data 741, the charging control unit 772 specifies a time zone in which the predicted power consumption value is predicted to exceed the upper limit set value indicated by the peak power upper limit set value 742, and the specified time zone The total power that is expected to be consumed exceeding the upper limit set value is calculated.
  • the charging control unit 772 stores the storage battery in the power conditioner 820 so that the power of the amount of power calculated in this way is stored in the storage battery 830 in advance before the time zone in which the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value. Instruct charging of 830.
  • the supply control unit 773 transmits an instruction to the power conditioner 820 so that the upper limit of the power supplied from the system to the distribution board 850 of the building is the upper limit set value indicated by the peak power upper limit set value 742.
  • the power conditioner 820 receives the upper limit set value from the HEMS controller 700 and supplies the distribution board 850 power from the system so that the power supplied from the system to the distribution board 850 of the building does not exceed the upper limit set value.
  • the power stored in the storage battery 830 is supplied to the distribution board 850 in the building when there is a possibility that the power consumption supplied to the distribution board 850 exceeds the upper limit set value.
  • the power conditioner 820 supplies power stored in the storage battery 830 and power from the grid to the distribution board 850 of the building when the power consumption consumed in the building exceeds the upper limit set value.
  • the power supplied from the grid to the building should not exceed the upper limit set value.
  • the peak power designation accepting unit 774 performs a process of accepting designation of an upper limit of power supplied from the grid to the facility (upper limit of peak power). For example, the peak power designation accepting unit 774 communicates with the multi-energy monitor 860, and the multi-energy monitor 860 accepts designation of the upper limit of peak power from the user and receives the accepted upper limit setting value from the multi-energy monitor 860. Then, the peak power upper limit set value 742 is stored in the storage unit 704.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a data structure of the power consumption prediction data 162 stored in the server 100.
  • one record of power consumption prediction data 162 associates facility identification information 162A, prediction time 162B, target device 162C, and predicted power consumption 162D.
  • the facility identification information 162A is information for identifying each facility managed by the server 100.
  • the predicted time 162B indicates a time zone in which the power consumption of each facility is predicted. For example, the server 100 outputs a predicted value of power consumption of each facility by calculation every certain period such as an interval of 15 minutes.
  • the target device 162C indicates a target whose power consumption is predicted in the facility indicated by the facility identification information 162A. For example, as the target device 162C, a target “whole facility” indicating the predicted power consumption value of the entire facility indicated by the facility identification information 162A, and a target “home appliance” indicating the device itself that predicts power consumption in each facility 1 "etc.
  • the predicted power consumption 162D indicates the magnitude of power consumption predicted for the entire facility and each device at the prediction time indicated by the prediction time 162B.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a prediction result obtained by predicting a temporal change in power consumption, which is indicated by the power consumption prediction data 162.
  • the HEMS controller 700 receives the power consumption prediction data 162 from the server 100 and stores it as power consumption prediction data 741.
  • the prediction result of the time change of the power consumption of a certain facility is shown, the horizontal axis indicates the time, and the vertical axis indicates the power consumption predicted at each time.
  • the example of FIG. 5 shows the prediction result of power consumption for one day, and the power consumption prediction data 162 shows the prediction result of power consumption for each period from time t11 to time t26.
  • the power consumption consumed in the facility is predicted to reach the peak power Ep (W) at time t24.
  • the power consumption prediction data 162 includes time t16, time t23, and It is predicted that power consumption exceeding the upper limit set value will be reached at time t24.
  • the difference between the power consumption and the upper limit set value (power consumed exceeding the upper limit set value) is defined as power S1 (t) (W), and at time t23, the power consumption and the upper limit set value are Is the power S2 (t) (W), and at time t24, the difference between the power consumption and the upper limit set value is the power S3 (t) (W).
  • the HEMS controller 700 causes the storage battery 830 to charge at least the power corresponding to the calculated total sum Sp (t) before the time when the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value Eth.
  • the HEMS controller 700 causes the storage battery 830 to secure a storage capacity obtained by adding the margin ⁇ r (W) to the power corresponding to the sum Sp (t).
  • the power storage status of the storage battery 830 is managed by, for example, the power conditioner 820.
  • the power conditioner 820 manages the storage capacity that can be stored in the storage battery 830 in which application it is used, for example, by a flag or the like.
  • the storage battery 830 is charged before the time t16 when the power consumption exceeds the upper limit set value Eth.
  • the power conditioner 820 supplies the storage capacity power secured in the storage battery 830 to cut the upper limit set value Eth to the distribution board 850 of the building.
  • FIG. 6 is a diagram showing the storage capacity R (n) secured in advance in the storage battery 830.
  • the power conditioner 820 has a storage capacity for cutting the peak power supplied to the building and the capacity reserved for normal operation of the power conditioner 820 among the storage battery capacity of the storage battery 830.
  • the power conditioner 820 stores power in the power conditioner 820 in a time zone before the time when the power consumption is predicted to exceed the upper limit set value Eth and in which the electricity bill is relatively inexpensive. It is good.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating processing in which the HEMS controller 700 according to Embodiment 1 controls charging / discharging of the storage battery 830 so that the power supplied from the system does not exceed the upper limit set value.
  • the process illustrated in FIG. 7 is repeatedly executed by, for example, the HEMS controller 700 performing the process of step S701 on time.
  • step S701 the control unit 707 of the HEMS controller 700 requests the server 100 to transmit to the HEMS controller 700 the power consumption prediction data 162 in which the time change of the power consumption is predicted.
  • step S101 the control unit 107 of the server 100 transmits the power consumption prediction data 162 output by the power consumption prediction unit 171 to the HEMS controller 700 in response to the reception of the request.
  • step S703 the control unit 707 of the HEMS controller 700 receives the power consumption prediction data 162 from the server 100, and stores it in the storage unit 704 as the power consumption prediction data 741. Based on the storage unit 704, the control unit 707 calculates the total amount Sp (t) of the amount of power during the period when the power consumption of the building is equal to or higher than the peak power upper limit set value 742.
  • step S705 the control unit 707 causes the storage battery 830 to reserve the storage capacity corresponding to the calculated power of the total sum Sp (t) in advance, and from the time zone in which the power consumption is predicted to exceed the peak power upper limit set value 742. An instruction is transmitted to the power conditioner 820 so that the storage battery 830 is charged before.
  • step S801 in response to the reception of the support, the power conditioner 820 has a margin in the total amount Sp (t) of the power amount before the time period in which the power consumption is predicted to exceed the peak power upper limit setting value 742.
  • a storage capacity R (n) to which ⁇ r is added is secured in the storage battery 830, and the storage battery 830 is stored.
  • the power control system 1 allows the storage battery 830 to reserve the storage capacity in advance and store it, thereby setting the upper limit of the power supplied from the system to facilities such as buildings, It can be up to the upper limit set value. That is, the power supplied to the facility can be kept at a size determined by the upper limit set value. Therefore, when the electricity charge supplied to the consumer is composed of a basic charge determined by the magnitude of peak power and an electricity charge determined according to the amount of power used, The peak power can be reduced, and the basic charge out of the consumer's power charge can be reduced. In addition, for power companies that supply power, the peak power of each facility can be leveled to the level set by the upper limit setting value, and the power supply capacity at peak time is provided with sufficient capacity to supply power. It can be stabilized.
  • the HEMS controller 700 calculates the total amount Sp (t) of the electric energy during a period when the predicted value of power consumption exceeds the upper limit set value based on the prediction result of power consumption for one day.
  • the storage battery 830 secures power corresponding to the calculated total sum Sp (t) (the amount of power obtained by adding the margin ⁇ r).
  • the difference between the predicted power consumption value and the upper limit set value is calculated for each time zone in which the power consumption exceeds the upper limit set value (power S1 (t), power S2 (t) , Electric power S3 (t)), electric power corresponding to each calculated electric power amount may be stored in the storage battery 830 before each time zone in which the electric power consumption exceeds the upper limit set value.
  • FIG. 8 is a diagram showing the power consumption prediction data 162 in which the time change of the power consumption is predicted and the storage capacity secured in the storage battery 830 in the second embodiment.
  • the HEMS controller 700 calculates the power S1 (t) (W) corresponding to the difference between the power consumption and the upper limit set value at time t16, and the power consumption and the upper limit set value at time t23.
  • the power S2 (t) (W) corresponding to the difference is calculated, and the power S3 (t) (W) corresponding to the difference between the power consumption and the upper limit setting value is calculated at time t24.
  • the HEMS controller 700 causes the storage battery 830 to store power corresponding to the power S1 (t) consumed exceeding the upper limit set value at time t16 before the time t16.
  • the HEMS controller 700 stores the power corresponding to the sum of the power S2 (t) (W) and the power S3 (t) (W) in the storage battery 830 before time t23.
  • the power conditioner 820 supplies the electric power stored in the storage battery 830 to the distribution board 850 of the facility, thereby keeping the electric power supplied from the system to the facility at the size of the upper limit set value.
  • the storage battery 830 stores power corresponding to the power consumed exceeding the upper limit set value in each time slot. ing. That is, in the storage battery 830, the storage capacity to be secured in the storage battery 830 in order to keep the power supplied from the system to the facility at the upper limit set value is secured for each time zone, so the storage capacity to be secured in the storage battery 830 is as much as possible.
  • the power storage capacity secured for normal operation of the power conditioner 820 can be made relatively large. Therefore, it is possible to maintain a high degree of freedom in controlling the power conditioner 820, such as power supply and power sale to the facility according to the amount of power generated by the solar cell module 810.
  • the server 100 outputs the predicted power consumption data of each facility by the power consumption prediction unit 171, and the HEMS controller 700 includes the charge control unit 772 and the supply control unit. 773, based on the power consumption prediction data 741, the calculation of the amount of power to be stored in the storage battery 830 so as not to exceed the peak power upper limit setting value 742 indicating the setting of the upper limit of power supplied from the system to the facility, and the storage battery The power storage to 830 is controlled.
  • the processing in step S703 and the processing in step S705 may be performed by the server 100 or may be performed by other devices.
  • the power control system according to the present embodiment is realized by a processor and a program executed on the processor.
  • the program for realizing the present embodiment is provided by transmission / reception using a network via a communication interface.
  • Power control system 100 server, 600 broadband router, 700 HEMS controller, 800 home appliances, 810 solar cell module, 820 power conditioner, 830 storage battery, 850 distribution board, 860 multi-energy monitor, 870 multi-circuit CT sensor, 880 Tap, 900 Internet.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

 需要家に供給されるピーク電力の大きさによって定まる電力料金の基本料金を低減させる電力制御システム(1)を提供する。電力制御システム(1)において、サーバ(100)は、電力が供給される施設の消費電力の時間変化を予測した予測データ(162)を、過去の消費電力の履歴(161)に基づき出力する。HEMSコントローラ(700)は、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力が上限設定値を超える時間帯において、上限設定値を超えて消費される電力量の総和を演算する。パワーコンディショナー(820)は、演算結果に対応する電力を、予め蓄電池(830)に確保させ、確保された蓄電容量の分、蓄電させる。パワーコンディショナー(820)は、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池(830)に確保した蓄電容量の電力を施設へ供給する。

Description

電力制御システム及び電力制御装置
 本開示は、住宅などの施設に供給される電力を制御するための技術に関する。
 近年、電力の供給を受ける需要家のエネルギー消費を制御するため、例えばHEMS(Home Energy Management System)などのシステムが普及しつつある。例えば、需要家の施設に蓄電池や太陽電池を設置し、パワーコンディショナが、系統から施設への電力の供給、蓄電池の充放電、太陽電池が発電する電力の施設への供給または売電を制御する。これにより、需要家にとっては系統から供給される電力の消費量を抑えて電力料金の低減を図ることができ、発電所や変電所を有する電力供給事業者(電力会社)にとっても、負荷を平準化させて電力の供給を安定させることができる。
 電力料金の低減化を図る技術として、例えば、特開2004-48982号公報は、電力量料金が比較的安価な時間帯に二次電池を充電し、その時間帯外に二次電池から放電させる技術を記載している。これにより、電力使用契約の契約超過金を抑制し、契約電力の変更を回避することができ、電力料金の低減を図ることができる。また、特開2014-107950号公報は、消費電力のピークを予測し、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する制御を行う技術を記載している。
特開2004-48982号公報 特開2014-107950号公報
 電力料金は、例えば、契約電力に基づき定められる基本料金と、電力の使用量に応じて定められる電力量料金とから構成されている。特許文献1に記載の技術は、電力量料金が比較的安価な時間帯に蓄電池へ充電することで電力料金を安価にしているが、さらなる電力料金の低減を図る別の技術が必要とされている。また、特許文献2に記載の技術は、消費電力のピークを予測し、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する。しかし、複数のピークの間の時間帯において電気料金単価が必ずしも安価であるとは限らない。また、ピークカットに要する電力量を超えて充電してしまうおそれがある。
 一実施形態に従う電力制御システムは、施設への電力の供給を制御するためのものである。電力制御システムは、電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により施設へ供給するための蓄電池と、施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限設定値を消費電力が上回ると予測される時間帯の、上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池に蓄電させる充電制御手段と、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に蓄電される電力を施設へ供給する供給制御手段とを含む。
 別の実施形態に従うと、施設への電力の供給を制御するための電力制御装置が提供される。電力制御装置は、電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により施設へ供給するための蓄電池への充電を制御する充電制御手段と、施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、蓄電池から施設への電力の供給を制御する供給制御手段とを備える。充電制御手段は、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限設定値を消費電力が上回ると予測される時間帯の、上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池に蓄電させる。供給制御手段は、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に蓄電される電力を施設へ供給する。
 電力料金の基本料金は、需要家に供給されるピーク電力の大きさによって定まることがある。そのため、需要家の施設に供給されるピーク電力をいっそう低くすることで、さらなる電力料金の低減を図ることができる。上記一実施形態によると、上限設定値に応じて蓄電池に充電させ、系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするように、系統および蓄電池から施設へ電力が供給される。そのため、施設に供給されるピーク電力を、上限設定値に定める大きさに留めることができ、ピーク電力をいっそう低くすることで、さらなる電力料金の低減を図ることができる。
 この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
実施の形態1の電力制御システム1の構成を概略的に示すブロック図である。 サーバ100の構成を示すブロック図である。 HEMSコントローラ700の構成を示すブロック図である。 サーバ100に記憶される消費電力予測データ162のデータ構造を示す図である。 消費電力予測データ162により示される、消費電力の時間変化を予測した予測結果を示す図である。 蓄電池830に予め確保される蓄電容量R(n)を示す図である。 実施の形態1のHEMSコントローラ700が、系統から供給される電力が上限設定値を超えないよう、蓄電池830の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。 実施の形態2において、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162と、蓄電池830に確保される蓄電容量とを示す図である。
 以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
 <実施の形態1>
 図1は、実施の形態1の電力制御システム1の構成を概略的に示すブロック図である。図1を参照して、電力制御システム1は、サーバ100と、ブロードバンドルータ600と、HEMSコントローラ700とが配置されている。ブロードバンドルータ600、サーバ100等の各装置は、インターネット900に接続されている。
 ブロードバンドルータ600とHEMSコントローラ700とは、建屋の中に配置されている。建屋には、屋外の屋根部分に、複数の太陽電池モジュールを含む太陽電池モジュール810が配置されている。パワーコンディショナ820、蓄電池830も屋外に配置されている。建屋の屋内には、分電盤850、マルチエネルギーモニタ860、多回路CT(Current Transformer)センサ870、複数の家電機器(エアコンディショナ801、空気清浄機802、冷蔵庫803および洗濯機804など)を含む家電機器800、タップ880が配置されている。
 サーバ100は、大容量の記憶装置を備えるコンピュータシステムであり、天候データ、各建屋の消費電力の実績値等を取得して、各建屋の消費電力の予測値、各建屋に設置される太陽電池モジュールの発電量の予測値などを算出する。
 CTセンサ870は、設置対象の機器の消費電力を測定し、測定した消費電力のデータをHEMSコントローラ700へ送信する。実施の形態1では、CTセンサ870は、分電盤850の主幹ブレーカーと分岐ブレーカーとに接続することができる。CTセンサ870を分電盤850の主幹ブレーカーに接続した場合、CTセンサ870は、建屋全体の消費電力を測定する。また、分岐ブレーカーが部屋全体に対応したものであると、CTセンサ870を分電盤850の分岐ブレーカーに接続することで、CTセンサ870は、部屋全体の消費電力を測定する。
 タップ880は、家電機器800の消費電力を測定する消費電力測定器であり、消費電力の測定結果を、HEMSコントローラ700へ無線通信によって送信する。タップ880は、図示しないプラグを備え、建屋内のコンセントと接続する。タップ880に接続される各家電機器(例えば、エアコンディショナ801、空気清浄機802、冷蔵庫803および洗濯機804など)は、タップ880とコンセントとが接続されることで、分電盤850から給電される。
 ブロードバンドルータ600は、インターネット900と接続されており、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11などの規格に対応した無線LAN(Local Area Network)機能を備えて他の通信機器と無線通信を行う。ブロードバンドルータ600は、LAN規格に対応して有線により他の通信機器と接続しており、HEMSコントローラ700およびマルチエネルギーモニタ860と有線により接続される。パワーコンディショナ820、マルチエネルギーモニタ860、ブロードバンドルータ600およびHEMSコントローラ700は、有線により接続されており、互いに通信をすることができる。
 HEMSコントローラ700は、有線LANによりブロードバンドルータ600と接続されている。HEMSコントローラ700は、無線通信機能を有しており、例えばCTセンサ870およびタップ880等の機器と無線通信し、これらの機器から、各機器の消費電力の測定結果、および、建屋全体の消費電力の測定結果などを受信して記憶する。HEMSコントローラ700は、各機器の消費電力の測定結果および建屋全体の消費電力の測定結果を、ブロードバンドルータ600によりサーバ100へ送信する。また、HEMSコントローラ700は、各機器の消費電力や建屋全体の消費電力を可視化するため、これら消費電力の測定結果を、ブロードバンドルータ600を経由してマルチエネルギーモニタ860へ送信する。
 マルチエネルギーモニタ860は、太陽光発電システム、蓄電池システムなどの複数のエネルギーシステムの運転状況を表示して、様々な機器の稼働状況をユーザが容易に制御することを可能とするためのモニター装置である。マルチエネルギーモニタ860は、パワーコンディショナ820と接続されている。
 パワーコンディショナ820には、蓄電池830と、太陽電池モジュール810とが接続されている。パワーコンディショナ820は、系統から建屋の分電盤850へ電力を供給する。パワーコンディショナ820は、太陽電池モジュール810で発電された直流電力を、建屋で使用できる交流電力に変換する機能を有しており、太陽電池モジュール810で発電された電力を、建屋の分電盤850または蓄電池830へ供給し、また、太陽電池モジュール810で発電された電力を、電力量計を通じて外部に売電する。また、パワーコンディショナ820は、蓄電池830への充電および蓄電池830からの放電を制御する。
 上述したように、HEMSコントローラ700は、建屋内の各機器から、消費電力の測定結果を受信し、受信した測定結果を、ブロードバンドルータ600を経由してサーバ100へ送信する。サーバ100は、HEMSコントローラ700からインターネット900を介して建屋の消費電力の測定結果を受信し、過去の消費電力の履歴に基づき建屋の消費電力の予測値を演算により出力する。サーバ100は、建屋の消費電力の予測値を、インターネット900を介してHEMSコントローラ700へ送信する。
 HEMSコントローラ700は、建屋の消費電力の時間変化を予測した予測データを、インターネット900を介してサーバ100から受信し、受信した予測データを記憶する。HEMSコントローラ700は、系統からパワーコンディショナ820により建屋へ供給される電力の上限を設定する。HEMSコントローラ700は、例えば一日分の消費電力の予測データにおいて、建屋へ供給される電力の上限の設定値を、消費電力が上回ると予測される時間帯を特定する。HEMSコントローラ700は、特定されたこれらの時間帯において、予測データに示される消費電力と、上限の設定値との差分を演算することで、上限の設定値を超えて消費されると予測される電力の合計を算出する。
 HEMSコントローラ700は、ブロードバンドルータ600およびマルチエネルギーモニタ860を経由してパワーコンディショナ820の動作を制御することができる。HEMSコントローラ700は、上限の設定値を超えて消費されると予測される電力の合計の算出結果(電力量)に相当する電力を、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限の設定値を上回ると予測される時間帯より前に、パワーコンディショナ820によって蓄電池830に蓄電させる。パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700からの制御信号に応じて、上限の設定値に対応する蓄電容量を蓄電池830に確保し、確保した蓄電容量まで、系統からの電力または太陽電池モジュール810によって発電される電力を蓄電池830へ供給する。例えば、パワーコンディショナ820は、予め定められた時間(例えば、電力料金が比較的安価な深夜の時間帯)に、消費電力の予測データにおいて上限の設定値を超えて消費されると予測される電力量に相当する一日分の電力を蓄電池830に蓄電させる。
 パワーコンディショナ820は、建屋の消費電力と上限の設定値とを比較して、系統から建屋へ供給される電力が上限の設定値に達した場合に、蓄電池830に蓄積された電力を建屋の分電盤850へ供給する。こうすることで、系統から建屋へ供給される電力が、上限の設定値を超えないよう(建屋に対し系統から供給される電力の上限を、当該上限の設定値までとするよう)、パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄電される電力を建屋の分電盤850へ供給することができる。また、パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700の制御に従って、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限の設定値を上回ると予測される時間帯について、蓄電池830に予め蓄電された電力を放電させて分電盤850へ供給することとしてもよい。
 <サーバ100の構成>
 図2は、サーバ100の構成を示すブロック図である。図2を参照して、サーバ100は、通信部102と、記憶部106と、制御部107とを含む。
 通信部102は、サーバ100が他の通信機器と信号を送受信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。
 記憶部106は、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、RAM(Random Access Memory)等により構成され、サーバ100が使用するプログラムを記憶し、サーバ100が使用する各種のデータを蓄積する。ある局面において、記憶部106は、消費電力履歴データ161と、消費電力予測データ162とを記憶する。消費電力履歴データ161は、サーバ100が管理する複数の施設それぞれについての消費電力の履歴を示すデータである。消費電力履歴データ161は、各施設の施設全体の消費電力、各施設に設置される家電機器の消費電力などの履歴を示す。消費電力予測データ162は、サーバ100が消費電力履歴データ161に示される過去の消費電力の実績値に基づき演算により算出される、各施設の消費電力の時間変化を予測したデータである。
 制御部107は、記憶部106に記憶される制御プログラムを読み込んで実行することにより、サーバ100の動作を制御する。制御部107は、例えば複数のプロセッサにより実現される。制御部107は、プログラムに従って動作することにより、消費電力予測部171と、通信制御部172としての機能を発揮する。
 消費電力予測部171は、HEMSコントローラ700から受信する各施設の施設全体の消費電力、各施設に設置される各機器の消費電力の実績値に基づいて、これら施設の消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162を算出する。消費電力の予測方法としては、例えば、(i)過去の一定期間(例えば、予測対象の日の過去3週間分の消費電力の実績値、または過去1週間分の消費電力の実績値など)の消費電力の履歴の平均値を求めることで、消費電力の予測値として出力することができる。また、(ii)曜日によって消費電力の傾向が異なることがあるため、予測対象の日と同一の曜日の消費電力の履歴を参照して、消費電力の履歴の平均値を算出することで、消費電力の予測値を出力することができる。また、(iii)天候によっても消費電力の傾向が異なることがあるため、過去の一定期間の消費電力の履歴のうち、予測対象の日の天候(気温、湿度、風量など)と類似した気象条件の日の消費電力の履歴を参照し、これらの日の消費電力の平均値を算出することで、消費電力の予測値を出力することとしてもよい。また、これら(i)~(iii)の組み合わせにより、消費電力の予測値を出力することとしてもよい。
 通信制御部172は、サーバ100がインターネット900を介して他の通信機器と通信する処理を制御する。例えば、通信制御部172は、各施設に設置されるHEMSコントローラ700から、各施設の消費電力の測定結果を受信して消費電力履歴データ161として記憶する。また、通信制御部172は、消費電力予測データ162を、各施設のHEMSコントローラ700へ送信する。
 <HEMSコントローラ700の構成>
 図3は、HEMSコントローラ700の構成を示すブロック図である。HEMSコントローラ700は、サーバ100から建屋全体の消費電力の予測データ(消費電力予測データ162)を受信して消費電力予測データ741として記憶し、消費電力予測データ741とピーク電力上限設定値742とを参照して、蓄電池830に蓄積させる電力量を決定し、蓄電池830の充電及び放電をパワーコンディショナ820に実行させる。
 図3を参照して、HEMSコントローラ700は、アンテナ701と、無線通信部702と、操作受付部703と、記憶部704と、発光部705と、有線通信部706と、制御部707とを含む。
 アンテナ701は、HEMSコントローラ700が発する信号を電波として放射する。また、アンテナ701は、空間から電波を受信して受信信号を無線通信部702へ与える。無線通信部702は、HEMSコントローラ700が他の通信機器と無線通信するため、信号を送受信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。操作受付部703は、例えば入力操作を受け付けるためのボタンなどの操作部材により構成されており、ユーザの入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を制御部707へ出力する。
 記憶部704は、フラッシュメモリ、RAM等により構成され、HEMSコントローラ700が使用するプログラム、および、データを記憶する。ある局面において、記憶部704は、消費電力予測データ741と、ピーク電力上限設定値742とを記憶する。消費電力予測データ741は、サーバ100からHEMSコントローラ700が受信した、HEMSコントローラ700が設置される施設(建屋)の消費電力の時間変化を予測した予測データである。ピーク電力上限設定値742は、HEMSコントローラ700が設置される施設(建屋)に対し、系統からパワーコンディショナ820によって供給される電力の上限の設定値を示す。このピーク電力上限設定値742は、ユーザによって指定を受け付けることとしてもよい。例えば、ユーザがマルチエネルギーモニタ860を操作して、マルチエネルギーモニタ860が上限設定値の指定を受け付けて、HEMSコントローラ700が、受け付けられた上限設定値をマルチエネルギーモニタ860から受信する。HEMSコントローラ700は、ユーザにより指定された上限設定値をもとに、ピーク電力上限設定値742を更新する。なお、ピーク電力上限設定値742のユーザによる指定を、HEMSコントローラ700など各種の機器によって受け付けることとしてもよい。
 有線通信部706は、HEMSコントローラ700が他の通信機器と有線により通信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。HEMSコントローラ700は、有線通信部706によりブロードバンドルータ600と接続されており、ブロードバンドルータ600を介して、マルチエネルギーモニタ860、パワーコンディショナ820、サーバ100などの通信機器と通信する。
 制御部707は、記憶部704に記憶される制御プログラムを読み込んで実行することにより、HEMSコントローラ700の動作を制御する。制御部707は、プロセッサにより実現される。制御部707は、プログラムに従って動作することにより、通信制御部771と、充電制御部772と、供給制御部773と、ピーク電力指定受付部774としての機能を発揮する。
 通信制御部771は、HEMSコントローラ700による通信処理を制御する。例えば、通信制御部771は、多回路CTセンサ870、タップ880等の建屋内の機器と通信し、これらの機器から消費電力のデータを受信する処理と、受信した消費電力のデータをサーバ100へ送信する処理と、サーバ100から建屋全体の消費電力の予測データを受信する処理等を行う。
 充電制御部772は、消費電力予測データ741に基づいて、消費電力の予測値が、ピーク電力上限設定値742に示される上限設定値を上回ると予測される時間帯を特定し、特定した時間帯において、上限設定値を超えて消費されると予測される電力の合計を算出する。充電制御部772は、このようにして算出される電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に予め蓄電池830に蓄積させるよう、パワーコンディショナ820に蓄電池830の充電を指示する。
 供給制御部773は、系統から建屋の分電盤850へ供給される電力の上限を、ピーク電力上限設定値742に示される上限設定値までとするようパワーコンディショナ820に指示を送信する。パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700から上限設定値を受信し、系統から建屋の分電盤850へ供給する電力が上限設定値を超えないよう、系統から分電盤850電力を供給し、系統から分電盤850へ供給する消費電力が上限設定値を超える可能性がある場合に、蓄電池830に蓄電される電力を、建屋の分電盤850へ供給する。すなわち、パワーコンディショナ820は、建屋で消費される消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池830に蓄電される電力と、系統からの電力とを建屋の分電盤850へ供給することにより、系統から建屋に供給される電力が上限設定値を超えないようにする。
 ピーク電力指定受付部774は、系統から施設へ供給される電力の上限(ピーク電力の上限)の指定を受け付ける処理を行う。例えば、ピーク電力指定受付部774は、マルチエネルギーモニタ860と通信を行い、マルチエネルギーモニタ860において、ユーザからピーク電力の上限の指定を受け付けて、受け付けられた上限設定値をマルチエネルギーモニタ860から受信してピーク電力上限設定値742として記憶部704に記憶させる。
 <データ構造>
 図4は、サーバ100に記憶される消費電力予測データ162のデータ構造を示す図である。
 図4を参照して、消費電力予測データ162の1件のレコードは、施設識別情報162Aと、予測時刻162Bと、対象機器162Cと、予測消費電力162Dとを対応付けたものである。施設識別情報162Aは、サーバ100が管理する各施設のそれぞれを識別するための情報である。予測時刻162Bは、各施設の消費電力が予測されている時間帯を示す。例えば、サーバ100は、各施設の消費電力の予測値を、15分間隔など一定の期間ごとに演算により出力する。
 対象機器162Cは、施設識別情報162Aに示される施設において、消費電力を予測している対象を示す。例えば、対象機器162Cとして、施設識別情報162Aに示される施設全体の消費電力の予測値であることを示す対象「施設全体」、また、各施設において消費電力を予測する機器そのものを示す対象「家電1」などがある。予測消費電力162Dは、予測時刻162Bに示される予測時刻において、施設全体や機器それぞれについて予測されている消費電力の大きさを示す。
 図5は、消費電力予測データ162により示される、消費電力の時間変化を予測した予測結果を示す図である。HEMSコントローラ700は、サーバ100から消費電力予測データ162を受信して、消費電力予測データ741として記憶する。図5では、ある施設の消費電力の時間変化の予測結果を示しており、横軸は時刻を示し、縦軸は各時刻において予測される消費電力を示す。図5の例は、一日分の消費電力の予測結果を示すものとし、消費電力予測データ162は、時刻t11~時刻t26の各期間について、消費電力の予測結果を示している。この消費電力予測データ162において、施設で消費される消費電力は、時刻t24においてピーク電力Ep(W)に達すると予測されている。また、系統から施設へ供給される電力の上限設定値(ピーク電力上限設定値742)を、上限設定値Eth(W)とした場合に、消費電力予測データ162は、時刻t16、時刻t23、および時刻t24において、上限設定値を超える消費電力に達すると予測されている。
 ここで、時刻t16において、消費電力と上限設定値との差分(上限設定値を超えて消費される電力)を電力S1(t)(W)とし、時刻t23において、消費電力と上限設定値との差分を電力S2(t)(W)とし、時刻t24において、消費電力と上限設定値との差分を電力S3(t)(W)とする。この場合、時刻t11~時刻t26の期間において、消費電力が上限設定値Eth(W)以上となる期間の電力量の総和は、総和Sp(t)=ΣSn(t)=S1(t)+S2(t)+S3(t)となる。HEMSコントローラ700の充電制御部772は、このようにして総和Sp(t)を算出する。
 HEMSコントローラ700は、少なくとも、算出した総和Sp(t)に対応する電力を、消費電力が上限設定値Ethを超えると予測される時刻より前に蓄電池830に充電させる。この実施形態の説明では、HEMSコントローラ700は、総和Sp(t)に対応する電力に、マージンΔr(W)を加算した蓄電容量を蓄電池830に確保させる。蓄電池830の蓄電状況は、例えばパワーコンディショナ820によって管理されている。パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄積可能な蓄電容量を、どの用途で使用するか、例えばフラグ等により管理している。蓄電池830に蓄積される電力のうち、パワーコンディショナ820は、家屋において、上限設定値Ethをカットするために蓄電池830に確保される蓄電容量R(n)=Sp(t)+Δrの電力を、消費電力が上限設定値Ethを超えると予測される時刻t16より前に蓄電池830に充電させる。パワーコンディショナ820は、HEMSコントローラ700から送信される指示に応じて、上限設定値Ethをカットするために蓄電池830に確保した蓄電容量の電力を、建屋の分電盤850へ供給する。
 図6は、蓄電池830に予め確保される蓄電容量R(n)を示す図である。図6に示すように、パワーコンディショナ820は、蓄電池830の蓄電池容量のうち、パワーコンディショナ820の通常運転用に確保される容量と、建屋に供給されるピーク電力をカットするための蓄電容量R(n)とを確保する。図6は、図5に対応して、蓄電容量R(n)=Sp(t)+Δrの電力を蓄電池830に確保する例を示す。例えば、時刻t11~時刻t26が一日分の消費電力の予測結果を示すものとした場合に、パワーコンディショナ820は、時刻t11より前に(一日の始まりの前に)、蓄電容量R(n)の電力を蓄電池830に蓄電させる。また、パワーコンディショナ820は、消費電力が上限設定値Ethを超えると予測される時刻より前の時間帯であって、電気料金が比較的安価な時間帯に、パワーコンディショナ820へ蓄電することとしてもよい。
 <動作>
 図7は、実施の形態1のHEMSコントローラ700が、系統から供給される電力が上限設定値を超えないよう、蓄電池830の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。図7に示す処理は、例えば、HEMSコントローラ700がステップS701の処理を定刻に行うことにより、繰り返し実行される。
 ステップS701において、HEMSコントローラ700の制御部707は、サーバ100に対し、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162をHEMSコントローラ700へ送信するよう要求する。
 ステップS101において、サーバ100の制御部107は、当該要求の受信に応答して、消費電力予測部171によって出力する消費電力予測データ162をHEMSコントローラ700へ送信する。
 ステップS703において、HEMSコントローラ700の制御部707は、サーバ100から消費電力予測データ162を受信して、消費電力予測データ741として記憶部704に記憶させる。制御部707は、記憶部704に基づいて、建屋の消費電力がピーク電力上限設定値742以上となる期間の電力量の総和Sp(t)を算出する。
 ステップS705において、制御部707は、算出された総和Sp(t)の電力に対応する蓄電容量を蓄電池830に予め確保させ、消費電力がピーク電力上限設定値742を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池830に充電されるようパワーコンディショナ820に指示を送信する。
 ステップS801において、パワーコンディショナ820は、当該支持の受信に応答して、消費電力がピーク電力上限設定値742を上回ると予測される時間帯より前に、電力量の総和Sp(t)にマージンΔrを加えた蓄電容量R(n)を蓄電池830に確保して、蓄電池830の蓄電を実行する。
 <実施の形態1のまとめ>
 以上のように説明した処理を行うことにより、電力制御システム1は、蓄電池830に予め蓄電容量を確保して蓄電させることにより、建屋などの施設に対して系統から供給される電力の上限を、上限設定値までとすることができる。すなわち、施設に供給される電力を、上限設定値に定める大きさに留めることができる。そのため、需要家に供給される電力料金が、ピーク電力の大きさにより定まる基本料金と、電力の使用量に応じて定められる電力量料金とにより構成される場合に、系統から供給される電力のピーク電力を小さくすることができ、需要家の電力料金のうちの基本料金を低減させることができる。また、電力を供給する電力会社にとっても、各施設のピーク電力を、上限設定値に定められる水準に平準化させることができ、ピーク時の電力の供給力に余力を持たせて電力の供給を安定させることができる。
 <実施の形態2>
 次に、別の実施の形態にかかる通知制御システムについて説明する。実施の形態1では、HEMSコントローラ700は、一例として、一日分の消費電力の予測結果に基づき、消費電力の予測値が上限設定値を超える期間の電力量の総和Sp(t)を算出し、算出された電力量の総和Sp(t)(にマージンΔrを加えた電力量)に対応する電力を蓄電池830に確保することとしている。この他に、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限設定値を上回る各時間帯について消費電力の予測値と上限設定値との差分を算出し(電力S1(t)、電力S2(t)、電力S3(t))、消費電力が上限設定値を上回る各時間帯より前に、算出される各電力量に対応する電力を蓄電池830に蓄電させることとしてもよい。
 図8は、実施の形態2において、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ162と、蓄電池830に確保される蓄電容量とを示す図である。
 図8に示すように、HEMSコントローラ700は、時刻t16について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力S1(t)(W)を算出し、時刻t23について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力S2(t)(W)を算出し、時刻t24について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力S3(t)(W)を算出している。HEMSコントローラ700は、蓄電池830に対し、時刻t16より前に、時刻t16において上限設定値を超えて消費される電力S1(t)に対応する電力を蓄電池830に蓄電させる。図8では、HEMSコントローラ700は、時刻t16より前に、電力S1(t)に、マージンΔrを加えた蓄電容量R1(n)=S1(t)+Δrを蓄電池830に確保させている。時刻t16において、施設の消費電力が上限設定値を超えたとする。この場合、パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄電される電力を施設の分電盤850へ供給することにより、系統から施設へ供給される電力を上限設定値の大きさに留めている。すなわち、HEMSコントローラ700は、上限設定値を超えて施設で消費される電力を、蓄電池830に確保される電力によって施設に供給している。
 消費電力予測データ162によると、時刻t23および時刻t24において、上限設定値を超えて電力が消費されると予測されている。HEMSコントローラ700は、電力S2(t)(W)と、電力S3(t)(W)との和に対応する電力を、時刻t23より前に蓄電池830に蓄電させる。図8では、HEMSコントローラ700は、時刻t23より前に、電力S2(t)と電力S3(t)との和に、マージンΔrを加えた蓄電容量R2(t)=S2(t)+S3(t)+Δrを蓄電池830に確保させている。時刻t23および時刻t24において、施設の消費電力が上限設定値を超えたとする。この場合、パワーコンディショナ820は、蓄電池830に蓄電される電力を施設の分電盤850へ供給することにより、系統から施設へ供給される電力を上限設定値の大きさに留めている。
 <実施の形態2のまとめ>
 実施の形態2の電力制御システムによると、消費電力が上限設定値を超える時間帯それぞれに先立って、各時間帯で上限設定値を超えて消費される電力に相当する電力を蓄電池830に蓄電させている。すなわち、蓄電池830において、系統から施設へ供給される電力を上限設定値に留めるために蓄電池830に確保する蓄電容量を、各時間帯について確保しているため、蓄電池830で確保する蓄電容量をなるべく小さくすることができ、パワーコンディショナ820の通常運転用に確保する蓄電容量を比較的大きくすることができる。そのため、太陽電池モジュール810の発電量に応じた施設への電力供給および売電等の、パワーコンディショナ820の制御の自由度を高く維持することができる。
 上記の実施の形態では、図7で説明したように、サーバ100は、消費電力予測部171により各施設の消費電力の予測データを出力し、HEMSコントローラ700が、充電制御部772および供給制御部773により、消費電力予測データ741に基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限の設定を示すピーク電力上限設定値742を超えないように、蓄電池830に蓄積させる電力量の算出と、蓄電池830への蓄電を制御している。この他にも、ステップS703の処理とステップS705の処理は、サーバ100によって行うこととしてもよいし、その他の機器によって行うこととしてもよい。
 本実施の形態に係る電力制御システムは、プロセッサと、その上で実行されるプログラムにより実現される。本実施の形態を実現するプログラムは、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信等により提供される。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
 1 電力制御システム、100 サーバ、600 ブロードバンドルータ、700 HEMSコントローラ、800 家電機器、810 太陽電池モジュール、820 パワーコンディショナ、830 蓄電池、850 分電盤、860 マルチエネルギーモニタ、870 多回路CTセンサ、880 タップ、900 インターネット。

Claims (5)

  1.  施設への電力の供給を制御するための電力制御システムであって、
     電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により前記施設へ供給するための蓄電池と、
     前記施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、
     前記予測データに基づいて、系統から前記施設へ供給される電力の上限設定値を前記消費電力が上回ると予測される時間帯の、前記上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、前記消費電力が前記上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に前記蓄電池に蓄電させる充電制御手段と、
     前記施設に対し系統から供給される電力の上限を前記上限設定値までとするよう、前記施設の消費電力が前記上限設定値を超える場合に、前記蓄電池に蓄電される電力を前記施設へ供給する供給制御手段とを含む、電力制御システム。
  2.  前記充電制御手段は、前記予測データに基づいて、前記消費電力が前記上限設定値を上回る各時間帯について、前記消費電力の予測値と前記上限設定値との差分の合計を算出し、各時間帯について算出された電力量の電力を、各時間帯より前に充電により前記蓄電池に蓄電させる、請求項1に記載の電力制御システム。
  3.  前記充電制御手段は、前記上限設定値の指定を受け付ける受付部を含む、請求項1に記載の電力制御システム。
  4.  前記記憶手段は、前記施設における一定期間内の消費電力の実績値を履歴データとして記憶するよう構成されており、
     前記電力制御システムは、さらに、
     前記履歴データに基づいて、前記施設の将来の消費電力を予測することにより前記予測データを出力する予測手段を含み、
     前記記憶手段は、前記予測手段により出力される前記予測データを記憶するよう構成されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の電力制御システム。
  5.  施設への電力の供給を制御するための電力制御装置であって、
     電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により前記施設へ供給するための蓄電池への充電を制御する充電制御手段と、
     前記施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、
     前記蓄電池から前記施設への電力の供給を制御する供給制御手段とを備え、
     前記充電制御手段は、前記予測データに基づいて、系統から前記施設へ供給される電力の上限設定値を前記消費電力が上回ると予測される時間帯の、前記上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、前記消費電力が前記上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に前記蓄電池に蓄電させ、
     前記供給制御手段は、前記施設に対し系統から供給される電力の上限を前記上限設定値までとするよう、前記施設の消費電力が前記上限設定値を超える場合に、前記蓄電池に蓄電される電力を前記施設へ供給する、電力制御装置。
PCT/JP2015/063568 2014-07-03 2015-05-12 電力制御システム及び電力制御装置 WO2016002346A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-137673 2014-07-03
JP2014137673A JP2016015857A (ja) 2014-07-03 2014-07-03 電力制御システム及び電力制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016002346A1 true WO2016002346A1 (ja) 2016-01-07

Family

ID=55018901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/063568 WO2016002346A1 (ja) 2014-07-03 2015-05-12 電力制御システム及び電力制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016015857A (ja)
WO (1) WO2016002346A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11164111B2 (en) 2016-06-17 2021-11-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric power management system for reducing large and rapid change in power received from electricity delivery system
JP2018074841A (ja) * 2016-11-02 2018-05-10 積水化学工業株式会社 電力制御システムおよび電力制御方法
JP2019080413A (ja) * 2017-10-23 2019-05-23 三菱電機株式会社 電力管理装置および電力管理方法
JP6696699B2 (ja) * 2017-11-15 2020-05-20 株式会社東芝 電力制御装置、電力制御方法及び電力制御プログラム
US11342751B2 (en) 2017-12-15 2022-05-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power management system for customer connected to power network and having load apparatus and power storage apparatus
KR102612415B1 (ko) 2018-12-10 2023-12-12 삼성전자주식회사 에너지 저장 시스템 및 그 제어 방법.
JP7012183B1 (ja) * 2021-07-16 2022-01-27 東京瓦斯株式会社 蓄電池制御装置、蓄電池制御システム、及び蓄電池制御プログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274827A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Chugoku Electric Power Co Inc:The 蓄電池需給管理システム
WO2012002429A1 (ja) * 2010-06-30 2012-01-05 三洋電機株式会社 充放電制御装置
JP2013198207A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Mitsubishi Electric Corp 設備コントローラ及び分散電源システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007274827A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Chugoku Electric Power Co Inc:The 蓄電池需給管理システム
WO2012002429A1 (ja) * 2010-06-30 2012-01-05 三洋電機株式会社 充放電制御装置
JP2013198207A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Mitsubishi Electric Corp 設備コントローラ及び分散電源システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016015857A (ja) 2016-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6249895B2 (ja) 電力制御システム、方法及び電力制御装置
WO2016002346A1 (ja) 電力制御システム及び電力制御装置
JP7101744B2 (ja) 電力供給システムおよび電力供給方法
JP5828109B2 (ja) エネルギー管理システム、エネルギー管理システムに用いられるエネルギー管理装置および管理サーバ
JP5481080B2 (ja) 電力融通システム
EP3118962A1 (en) Storage battery sharing system, information processing device, storage battery sharing method, and recording medium recording storage battery sharing program
US10797484B2 (en) Power supply and demand prediction system, power supply and demand prediction method and recording medium storing power supply and demand prediction program
US9620990B2 (en) Electricity supply management device
JP6578050B2 (ja) 電力管理システム、電力管理方法及びプログラム
JP6256844B2 (ja) 電力管理装置、電力管理システム、電力管理方法
WO2015122196A1 (ja) 在宅状況判定装置、配送システム、在宅状況判定方法、在宅状況判定プログラム、および配送端末
JP2012115003A (ja) 制御装置及び制御方法
US20160226261A1 (en) Power Supply-Demand Adjusting Apparatus, Power System and Power Supply-Demand Adjusting Method
US11404877B2 (en) Hierarchical power control system
JP2018038238A (ja) 電力制御システムおよび電力制御方法
JP5752069B2 (ja) 電力制御システム
JP5917292B2 (ja) 電力管理装置、電力管理システム、及び電力管理方法
JP2020061800A (ja) 充電方法、及び、制御装置
WO2016158028A1 (ja) 管理装置、管理システム、管理装置の制御方法および制御プログラム
WO2012026573A1 (ja) 電力管理装置
JP2017195752A (ja) 電力制御システムおよび電力制御方法
US11646584B2 (en) Energy allocation system
JP2021069236A (ja) 電力管理システム、電力管理装置、電力管理方法及びプログラム
JP7328803B2 (ja) 電力管理システム及び電力管理方法
JP6450168B2 (ja) 電力管理システム、電力管理方法、および電力管理プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15815882

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15815882

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1