WO2020195525A1 - 電力制御システムおよび電力制御方法 - Google Patents

電力制御システムおよび電力制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020195525A1
WO2020195525A1 PCT/JP2020/008134 JP2020008134W WO2020195525A1 WO 2020195525 A1 WO2020195525 A1 WO 2020195525A1 JP 2020008134 W JP2020008134 W JP 2020008134W WO 2020195525 A1 WO2020195525 A1 WO 2020195525A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
amount
storage
unit
purchased
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/008134
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
善之 奈須野
治也 森
Original Assignee
株式会社カネカ
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 株式会社カネカ filed Critical 株式会社カネカ
Priority to JP2021508858A priority Critical patent/JP7495392B2/ja
Publication of WO2020195525A1 publication Critical patent/WO2020195525A1/ja
Priority to US17/481,223 priority patent/US20220006294A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/08—Payment architectures
    • G06Q20/085—Payment architectures involving remote charge determination or related payment systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/08—Payment architectures
    • G06Q20/14—Payment architectures specially adapted for billing systems
    • G06Q20/145—Payments according to the detected use or quantity
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/30—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks
    • G06Q20/308—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks using the Internet of Things
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F15/00—Coin-freed apparatus with meter-controlled dispensing of liquid, gas or electricity
    • G07F15/003—Coin-freed apparatus with meter-controlled dispensing of liquid, gas or electricity for electricity
    • G07F15/008—Rewarding for providing delivery of electricity to the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/004—Generation forecast, e.g. methods or systems for forecasting future energy generation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/12—Energy storage units, uninterruptible power supply [UPS] systems or standby or emergency generators, e.g. in the last power distribution stages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/12—Billing, invoicing, buying or selling transactions or other related activities, e.g. cost or usage evaluation

Definitions

  • the present invention relates to a power control system and a power control method.
  • the user may introduce a power storage system in order to operate the load device with the electric power generated by the photovoltaic power generation device.
  • a power generation device using renewable energy such as a solar power generation device is connected to the power storage system, and a storage battery is used by the surplus of the generated power that cannot be consumed. Charge.
  • a technique relating to a power supply system including such a power storage system is disclosed in, for example, Patent Document 1.
  • the storage battery is filled in advance. It is desirable to charge and secure the rechargeable amount, and for the latter, it is desirable to empty the storage battery in advance to secure the rechargeable amount. However, it is difficult to secure the dischargeable amount and the rechargeable amount at the same time.
  • the control mode for suppressing the peak of purchased power and the control mode for self-consumption of surplus power are switched based on the date and time.
  • this operation is effective when there is a sufficient difference between the probability of occurrence of the peak of purchased power and the probability of occurrence of surplus power, but it is switched when there is not much difference between the probability of occurrence of both. There is a problem that it cannot respond when an event different from the control mode occurs.
  • the present invention has been made in view of such a problem.
  • the purpose of the system is to provide a power control system and a power control method capable of controlling the peak of purchased power and controlling the self-consumption of surplus power in response to changes in the situation. is there.
  • the power control system includes a monitoring unit that monitors the amount of power generated by the power generation device using renewable energy and the amount of purchased power that the consumer purchases through the power system, and stores the storage battery.
  • a storage amount acquisition unit that acquires the amount of electricity
  • a storage amount target value setting unit that sets a storage amount target value that is the target value of the electricity storage amount
  • a storage battery that discharges when the purchased power amount is equal to or greater than the first threshold value.
  • the first process of charging the storage battery when the generated power amount is larger than 0 and the purchased power amount is equal to or less than the second threshold value which is smaller than the first threshold value.
  • the storage control unit is provided to execute a third process of charging / discharging the storage battery so that the acquired stored amount becomes the stored amount target value.
  • the power control method is a power control method executed by a power control system, in which the monitoring unit generates the amount of power generated by the power generation device using renewable energy, and the consumer uses the power system.
  • a monitoring process for monitoring the amount of purchased power to be purchased a storage amount acquisition process for the storage amount acquisition unit to acquire the storage amount of the storage battery, and a storage amount target value setting unit for the storage amount target value.
  • the second process of charging the storage battery When the purchased power amount is equal to or less than the second threshold value which is smaller than the first threshold value, the second process of charging the storage battery, and in other cases, the acquired power storage amount is the stored power amount. It includes a storage control step of executing a third process of charging / discharging the storage battery so as to reach a target value.
  • the present invention it is possible to perform appropriate control by controlling the peak of purchased electric power and controlling the self-consumption of surplus electric power according to a change in the situation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the power control system S according to the present embodiment.
  • the power control system S includes a photovoltaic power generation device 11, a power conditioner 12 for a power generation device, a storage battery 21, a power conditioner 22 for a storage battery, a load device 30, a storage control device 40, and a power system 51. It includes a consumer-side wiring 52, a cloud server 60, an external server 70, and a management terminal 80.
  • PCS power conditioner
  • the photovoltaic power generation device 11, the power conditioner 12 for the power generation device, the storage battery 21, the power conditioner 22 for the storage battery, the load device 30, and the storage control device 40 are installed and used, for example, on the premises of the customer. Will be done.
  • the consumer may be, for example, a business operator operating a factory or the like, or a general user who uses a house.
  • a customer-side wiring 52 connected to the electric power system 51 in an electric power system interconnection type is laid on the premises of this consumer. Then, the photovoltaic power generation device 11, the power conditioner 12 for the power generation device, the storage battery 21, the power conditioner 22 for the storage battery, the load device 30, and the power storage control device 40 are connected in parallel to the AC end of the consumer side wiring 52. , The photovoltaic power generation device 11 receives and drives the generated power generated by the solar power generation device 11 or the purchased power purchased from the power company via the power system 51.
  • the cloud server 60 and the external server 70 are used by the operator of the power control system S.
  • the management terminal 80 is used by the operator or the consumer of the power control system S.
  • Each device included in these power control systems S is connected to each other so as to be able to communicate with each other via the network N.
  • Communication between the devices may be performed in accordance with an arbitrary communication method, and the communication method is not particularly limited. Further, communication between the devices may be performed directly between the devices without going through the network N. For example, communication between the power storage control device 40 and each of the other devices connected to the consumer side wiring 52 may be directly performed using a signal line (not shown).
  • the power control system S having such a configuration monitors the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 using renewable energy and the amount of purchased power purchased by the consumer via the power system. Further, in the power control system S, when the purchased electric energy is equal to or more than the first threshold value, the first process of discharging from the storage battery, the generated electric energy amount is larger than 0, and the purchased electric energy amount is smaller than the first threshold value. A second process of charging the storage battery when it is below a certain second threshold, and a third process of charging / discharging the storage battery so that the amount of electricity stored from the storage battery becomes a target value in other cases. To execute.
  • the power control system S it is possible to perform appropriate control by controlling the peak of purchased power and controlling the self-consumption of surplus power in response to changes in the situation. ..
  • appropriate control can be performed without switching the control mode according to a preset schedule, so that it is possible to reduce electricity costs and effectively utilize energy more efficiently.
  • the photovoltaic power generation device 11 is a device that generates electric power by converting the light energy of sunlight into electric power by the photovoltaic effect.
  • a solar cell string in which solar cell modules are connected in series is used as one line, and by connecting each line to a junction box, one DC current generated by each solar cell module is generated. Summarize in.
  • the DC current combined into this one is output to the power conditioner 12 for the power generation device via a diode for preventing backflow in the junction box, a switch, and the like.
  • the power conditioner 12 for a power generation device includes an inverter that converts a direct current output from the solar power generation device 11 into an alternating current generally used in facilities, residences, and the like.
  • the alternating current converted by the power conditioner 12 for the power generation device is supplied to the power conditioner 22 for the storage battery, the load device 30, and the power storage control device 40.
  • the storage battery 21 is a secondary battery that stores electric power.
  • the load device 30 can be used in the event of a power failure, or the surplus power generated in the daytime can be used at night.
  • the storage battery is discharged, the generated electric energy amount is larger than 0, and the purchased electric energy amount is smaller than the first threshold value.
  • the storage battery When it is equal to or less than a certain second threshold value, the storage battery is charged, and in other cases, the storage battery is charged and discharged so that the amount of electricity stored from the storage battery becomes a target value. As a result, the generated power can be used more effectively.
  • the power conditioner 22 for a storage battery includes an inverter that converts the direct current stored in the storage battery 21 into an alternating current generally used in a house or the like.
  • the alternating current converted by the storage battery power conditioner 22 is supplied to the load device 30 and the storage control device 40.
  • the power conditioner 12 for the power generation device and the power conditioner 22 for the storage battery are provided as separate bodies corresponding to the solar power generation device 11 and the storage battery 21, but the present invention is limited to this. It is not something that is done.
  • one hybrid power conditioner corresponding to the photovoltaic power generation device 11 and the storage battery 21 may realize the power conditioner 12 for the power generation device and the power conditioner 22 for the storage battery.
  • the load device 30 includes a plurality of electric devices that are operated by the electric power generated by the photovoltaic power generation device 11 and the electric power purchased (that is, purchased) from the electric power company.
  • the electric equipment included in the load equipment 30 is not particularly limited, and for example, various machines and air conditioners operating in the factory, or electric equipment such as a refrigerator, a television, and an electric water heater (for example, EcoCute (registered trademark)) are loaded. Included in device 30.
  • the power storage control device 40 controls the power conditioner 12 for the power generation device so as to satisfy the output restriction condition received from the electric power company regarding the reverse power flow to the power system 51 based on the control setting value received from the cloud server 60. By doing so, the generated power output by the photovoltaic power generation device 11 is suppressed. Further, the storage control device 40 controls the power conditioner 22 for a storage battery based on a control setting value including any one or more of a storage amount target value, a first threshold value, and a second threshold value received from the cloud server 60. By doing so, the storage battery 21 is charged and discharged.
  • the power storage control device 40 collects various performance information related to the operation of the photovoltaic power generation device 11.
  • the power storage control device 40 collects the actual amount of electric energy generated by the photovoltaic power generation device 11 via, for example, the power conditioner 12 for the power generation device. Further, the power storage control device 40 collects the actual amount of purchased electric power (that is, the amount of purchased electric power) by monitoring the electric power supplied from the electric power system. Further, the storage control device 40 acquires the storage amount and the charge / discharge power amount of the storage battery 21 via the storage battery power conditioner 22. Further, the power storage control device 40 collects the actual power consumption obtained by calculating the generated power amount, the charge / discharge power amount, and the purchased power amount. The power storage control device 40 transmits the performance information collected in this way to the cloud server 60.
  • the cloud server 60 predicts the amount of power generation and the amount of power consumption by analyzing the actual information received from the power storage control device 40, the disaster information acquired from the external server 70 described later, and / or the weather information. Then, the cloud server 60 determines an appropriate control setting value according to the peak suppression of the purchased power and the occurrence probability of the self-consumption of the surplus power based on the prediction result, and transmits the control setting value to the storage control device 40. If an appropriate control setting value cannot be determined due to insufficient accumulation of actual information, etc., a preset control setting value is set in the cloud server 60, and control setting according to the current date and time is set. The value is transmitted to the storage control device 40.
  • the cloud server 60 sets the storage amount target value to a value higher than the initial target value when it is determined that the possibility of a power failure is higher than usual based on the disaster information and / or the weather prediction information. It is set and transmitted to the power storage control device 40.
  • an appropriate control setting value is determined based on various performance information, disaster information, and / or weather information, or, if necessary, a preset control setting value is used to peak the purchased power. Suppression control and self-consumption control of surplus power can be appropriately performed. Further, when the possibility of a power failure is higher than usual, it is possible to secure a large remaining amount of the storage battery to prepare for the power failure. Further details of the storage control device 40 and the cloud server 60 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the external server 70 is a server that provides disaster information and / or weather information.
  • the external server 70 transmits the weather information of the area where the photovoltaic power generation device 11 is installed to the cloud server 60.
  • the external server 70 may be operated by, for example, the Japan Meteorological Agency.
  • the power control system S may be operated by the operator itself or an operator affiliated with the operator.
  • the management terminal 80 is a terminal for managing the cloud server 60.
  • the operator or the consumer of the electric power control system S can refer to the actual information of the electric energy and the prediction result of the electric energy stored in the cloud server 60.
  • the operator or the consumer can use the management terminal 80 to obtain information about each device used by the consumer (for example, the model of the photovoltaic power generation device 11 and the number of installed solar panels). Information such as contract conditions with the electric power company can be registered and updated in the cloud server 60.
  • control setting values such as a storage amount target value, a first threshold value, and a second threshold value can be set, a standard for determining these threshold values, and control settings according to the date and time and the day of the week. Values such as values can be changed as appropriate.
  • Network N is realized, for example, by any one of the Internet, LAN (Local Area Network), and a mobile phone network, or a network in which these are combined.
  • LAN Local Area Network
  • mobile phone network or a network in which these are combined.
  • each device included in the power control system S has explained each device included in the power control system S.
  • each device is shown one by one, but this is merely an example, and the power control system S may include any number of these devices.
  • components for switching the power supply path in the event of a power failure are also connected to the consumer side wiring 52. For these components, see FIG. It will be described later with reference.
  • the power storage control device 40 includes a CPU (Central Processing Unit) 41, a ROM (Read Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a communication unit 44, and a storage unit 45. It includes an input unit 46 and a display unit 47. Each of these parts is bus-connected by a signal line and sends and receives signals to and from each other.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the CPU 41 executes various processes according to the program recorded in the ROM 42 or the program loaded from the storage unit 45 into the RAM 43. Data and the like necessary for the CPU 41 to execute various processes are also appropriately stored in the RAM 43.
  • the communication unit 44 performs communication control for the CPU 41 to perform communication with other devices included in the power control system S.
  • the storage unit 45 is composed of a semiconductor memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and stores various data.
  • the input unit 46 is composed of various buttons and a touch panel, or an external input device such as a mouse and a keyboard, and inputs various information according to a user's instruction operation.
  • the display unit 47 is composed of a liquid crystal display or the like, and displays an image corresponding to the image data output by the CPU 41.
  • the performance information collecting unit 411, the electricity storage amount acquisition unit 412, and the electricity storage control unit 413 function in the CPU 41. .. Further, a performance information storage unit 451 and a control setting storage unit 452 are set in one area of the storage unit 15.
  • the performance information storage unit 451 stores various performance information related to the operation of the photovoltaic power generation device 11 collected by the performance information collection unit 411, which will be described later.
  • the control setting storage unit 452 stores the control settings received from the cloud server 60.
  • the performance information collection unit 411 is a part that collects various performance information related to the operation of the photovoltaic power generation device 11.
  • the performance information collecting unit 411 collects the performance of the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 via, for example, the power conditioner 12 for the power generation device.
  • the performance information collection unit 411 collects the performance of the purchased power amount by monitoring the power supplied from the power system.
  • the performance information collecting unit 411 collects the charge / discharge power of the storage battery 21 via the power conditioner 22 for the storage battery, and collects the actual power consumption by calculating the generated power amount and the purchased power amount.
  • the performance information collection unit 411 may acquire performance information of the purchased power amount from a wattmeter in the house that measures the power or a smart meter installed by the power company. Further, the performance information collection unit 411 may be connected to the HEMS (Home Energy Management System) and collect performance information from the HEMS. Further, the performance information collecting unit 411 may collect performance information of power consumption from the electric equipment included in the load device 30 by communication conforming to a standard such as ECHONET Lite (registered trademark).
  • HEMS Home Energy Management System
  • the performance information collecting unit 411 may further have a function as a power meter, for example. Then, the actual information collecting unit 411 may acquire the actual information of the purchased electric energy by performing the measurement by the actual information collecting unit 411 itself by the function of this power meter.
  • the performance information collecting unit 411 stores the collected performance information in the performance information storage unit 451. Further, the performance information collection unit 411 transmits the performance information stored in the performance information storage unit 451 to the cloud server 60 based on a predetermined condition after associating it with the identification information of the photovoltaic power generation device 11. It is the part to do.
  • the performance information transmission unit 112 transmits the performance information to the cloud server 60 at predetermined time intervals.
  • the transmission of the performance information to the cloud server 60 may be performed by the performance information collection unit 411 in this way, but the transmission is not limited to this.
  • the actual information may be directly transmitted from each device (solar power generation device 11 or the like) other than the storage control device 40 to the cloud server 60 without going through the actual information collecting unit 411.
  • the storage amount acquisition unit 412 acquires the storage amount of the storage battery 21.
  • the storage amount acquisition unit 412 may acquire the storage amount of the storage battery 21 according to a preset schedule without being instructed by the cloud server 60.
  • the storage amount acquisition unit 412 may acquire the storage amount of the storage battery 21 according to the instruction from the cloud server 60.
  • the energy storage control unit 413 outputs the output of the photovoltaic power generation device 11 by controlling the power conditioner 12 for the photovoltaic power generation device and the power conditioner 22 for the storage battery based on the control settings stored in the control setting storage unit 452.
  • the storage battery 21 is charged by the generated power or the power supplied from the power system, and the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 is adjusted so as to satisfy the output restriction condition received from the power company regarding the backflow to the power system 51. Control. Further, the power storage control unit 413 discharges from the storage battery 21 based on the above control settings. As described above, these control settings are the control settings determined by the cloud server 60 based on the monitoring result and a predetermined threshold value.
  • the cloud server 60 includes a CPU 61, a ROM 62, a RAM 63, a communication unit 64, a storage unit 65, an input unit 66, and a display unit 67. Each of these parts is bus-connected by a signal line and sends and receives signals to and from each other.
  • the electric energy prediction unit 611, the electricity storage amount target value setting unit 612, and the monitoring unit 613 function in the CPU 61. Further, in one area of the storage unit 65, a performance information storage unit 651, an environmental information storage unit 652, and an electric energy prediction storage unit 653 are set.
  • the performance information storage unit 651 stores various performance information received from the power storage control device 40, information on each device used by the customer acquired from the management terminal 80, and information such as contract conditions with the electric power company. ..
  • the environmental information storage unit 652 stores disaster information and / or weather information received from the external server 70.
  • the disaster information is disaster information in the area where the photovoltaic power generation device 11 is installed, and is, for example, information such as an earthquake, a landslide disaster, and a large-scale infrastructure failure.
  • the meteorological information is meteorological information of the area where the photovoltaic power generation device 11 is installed, and is, for example, information such as weather, sunshine duration, amount of sunshine, temperature, and humidity.
  • the meteorological information includes future meteorological information predicted by a specialized agency such as the Japan Meteorological Agency. For example, it is weather information from the present to the future one week, and includes a predicted value every 30 minutes.
  • past weather information may be included in order to compare future weather information with past weather information.
  • the electric energy prediction storage unit 653 stores the electric energy predicted by the electric energy prediction unit 611 described later. For example, the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 using sunlight and the amount of purchased power purchased by the consumer via the power system are stored, and the predicted values are stored every 30 minutes.
  • the electric energy prediction unit 611 includes, for example, the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 using sunlight and the amount of purchased electric energy purchased by the consumer through the electric power system. Therefore, the predicted value is predicted every 30 minutes. The prediction is performed based on the information such as the actual result information stored in the actual result information storage unit 651 and the weather information stored in the environmental information storage unit 652.
  • the amount of power generation changes depending on the weather such as the amount of sunshine and temperature. For example, it has the strongest correlation with the amount of sunshine, and the amount of power generation increases as the amount of sunshine increases. In addition, the amount of power generation decreases as the temperature rises. That is, when the amount of solar radiation is large and the temperature is low, the amount of power generation is the largest. Further, even when the temperature is high, if the wind is strong, the temperature of the solar cell module will drop slightly, and the amount of power generation will increase accordingly.
  • the electric energy prediction unit 611 predicts the amount of power generation for a certain time zone in the future, the predicted value of the amount of sunshine, the temperature, and the wind condition in the certain time zone in the future, and the photovoltaic power generation device. Based on information such as 11 models and the number of installed solar panels, the amount of power generation for a certain time zone in the future is predicted.
  • the electric energy prediction unit 611 predicts the predicted value of the power generation amount based on, for example, the predicted value of the wind strength, the length of time that the wind of a certain strength or more is blowing, and the like.
  • the amount of power generation changes depending on the difference in the installation state such as the installation angle and installation direction of the solar panel. Therefore, even if the same solar power generation device 11 has the same weather information, the amount of power generation will differ. Therefore, if the prediction based on the past power generation amount is further performed, the accuracy of the prediction can be further improved.
  • the power amount prediction unit 611 when predicting the amount of power generation for a certain time zone in the future, the power amount prediction unit 611 has a past that is similar to the predicted value of the amount of sunshine, the temperature, and the wind condition in the certain time zone in the future. Let the power generation amount in the time zone be the predicted value of the power generation amount in a certain time zone in the future.
  • the amount of power generation is predicted based on the predicted value of weather information that correlates with the amount of power generated by that renewable energy. The value can be predicted.
  • the predicted value of the purchased electric energy can be calculated by subtracting the predicted value of the power generation amount from the predicted value of the electric energy consumed by the consumer (that is, the predicted value of the electric power demand). This is because the amount of power after subtraction is the amount of power that needs to be purchased because power generation is insufficient.
  • the electric energy prediction unit 611 predicts the electric energy consumed by the consumer based on the statistics of the past electric energy consumption of the consumer. For example, the average value of the past power consumption of a certain time zone in the future and the consumer in the same time zone is used as a predicted value of the power consumption of the consumer in a certain time zone in the future.
  • the electric energy prediction unit 611 determines the electric energy consumed by the consumer by, for example, correcting the statistics of the past power consumption of the consumer based on the predicted value of the temperature in a certain time zone in the future. Can be predicted.
  • the electric energy prediction unit 611 stores the predicted values of the generated power amount and the purchased power amount predicted in this way, for example, the predicted values every 30 minutes in the electric energy prediction storage unit 653.
  • the storage amount target value setting unit 612 sets the target value of the storage amount of the storage battery 21.
  • the target value for the power control system S to suppress the peak of the purchased power corresponds to 100%, and the target value for completely self-consuming the surplus power of the power generated by the photovoltaic power generation device 11 is set. It corresponds to 0%, but in order to balance the two, a numerical value between them is set as a target value. Therefore, the storage amount target value setting unit 612 may set the above target value according to the difference between the predicted value of the generated power amount and the predicted value of the purchased power amount.
  • the storage amount target value setting unit 612 acquires the disaster information and / or the weather information stored in the environmental information storage unit 652, and based on the acquired disaster information and / or the weather information, the above target value. May be set to a value higher than the initial target value. Further, the storage amount target value setting unit 612 may set the schedule of the above target value according to the date and time.
  • the monitoring unit 613 monitors the predicted values of the generated power amount and the purchased power amount, which are predicted by the electric energy prediction unit 611 and stored in the electric energy prediction storage unit 653. Then, based on the monitoring result, the monitoring unit 613 generates a control setting for discharging from the storage battery 21 when the purchased electric energy is equal to or higher than the first threshold value, and transmits the control setting to the storage control device 40.
  • the monitoring unit 613 outputs the output of the photovoltaic power generation device 11 when the generated electric energy is not zero and the purchased electric energy is equal to or less than the second threshold, which is a threshold smaller than the first threshold, based on the monitoring result.
  • a control setting for charging the storage battery 21 is generated by the generated electric power to be generated, and is transmitted to the storage control device 40. Further, the monitoring unit 613 may transmit the above-mentioned first threshold value and the second threshold value itself to the storage control device 40.
  • the monitoring unit 613 charges and discharges the storage battery 21 so that the stored amount acquired from the storage battery 21 becomes the target value set by the stored amount target value setting unit 612 in other cases.
  • a control setting is generated and transmitted to the storage control device 40.
  • this first threshold value is set to a value that does not cause reverse power flow to the power system 51.
  • this second threshold value is set to a value such that the purchased electric power is not generated even if the storage battery 21 is charged.
  • these threshold values are set by the operator of the power control system S according to the environment or the like in which the present embodiment is implemented.
  • the second threshold value may be a negative value.
  • step S11 the electric energy prediction unit 611 predicts the electric energy generated and the electric energy purchased.
  • step S12 the monitoring unit 613 monitors the predicted value of the generated power amount and the purchased power amount predicted in step S11.
  • step S13 the monitoring unit 613 determines whether or not the purchased electric energy is equal to or greater than the first threshold value. If the purchased electric energy is equal to or greater than the first threshold value, Yes is determined in step S13, and the process proceeds to step S14. On the other hand, if the purchased electric energy does not exceed the first threshold value, it is determined as No in step S13, and the process proceeds to step S16.
  • step S14 the monitoring unit 613 generates a control setting for performing control according to the determination result in step S13, and transmits the generated control setting to the power storage control device 40.
  • step S15 the power storage control unit 413 executes the discharge control of the storage battery 21 based on the control setting transmitted in step S13. Then, the process returns to step S11 and is repeated.
  • step S16 the monitoring unit 613 determines whether or not the amount of generated power is greater than 0. If the amount of generated power is greater than 0, it is determined to be Yes in step S16, and the process proceeds to step S17. On the other hand, when the generated electric energy is 0 or less, it is determined as No in step S16, and the process proceeds to step S18.
  • step S17 the monitoring unit 613 determines whether or not the amount of electricity stored is larger than the target value. If the amount of electricity stored is larger than the target value, it is determined to be Yes in step S17, and the process proceeds to step S14. On the other hand, if the amount of electricity stored is equal to or less than the target value, it is determined as No in step S17, and the process proceeds to step S20.
  • step S18 the monitoring unit 613 determines whether or not the purchased electric energy is equal to or less than the second threshold value. If the purchased electric energy is equal to or less than the second threshold value, Yes is determined in step S18, and the process proceeds to step S22. On the other hand, if the purchased electric energy does not fall below the second threshold value, it is determined as No in step S18, and the process proceeds to step S19.
  • step S19 the monitoring unit 613 determines whether or not the amount of electricity stored is larger than the target value. If the amount of electricity stored is larger than the target value, it is determined as Yes in step S19, and the process proceeds to step S20. On the other hand, if the amount of electricity stored is equal to or less than the target value, it is determined as No in step S19, and the process proceeds to step S22.
  • step S20 the monitoring unit 613 generates a control setting for performing control according to the determination result in step S19, and transmits the generated control setting to the storage control device 40.
  • step S21 the electricity storage control unit 413 puts the storage battery 21 in the standby state based on the control setting transmitted in step S20. Then, the process returns to step S11 and is repeated.
  • step S22 the monitoring unit 613 generates a control setting for performing control according to the determination result in step S19, and transmits the generated control setting to the power storage control device 40.
  • step S23 the electricity storage control unit 413 executes charge control of the storage battery 21 based on the control setting transmitted in step S20. Then, the process returns to step S11 and is repeated.
  • the switched control mode is performed. It is possible to solve the problem of not being able to respond when an event different from the above occurs. In addition, along with this, appropriate control becomes possible without switching the power control mode according to a preset schedule, and it is possible to reduce the electricity bill and effectively utilize energy more efficiently.
  • the storage battery when the purchased electric energy is equal to or less than the second threshold value, the storage battery is charged, and then the flow is repeated by returning to step S11.
  • the purchased power amount is equal to or less than the second threshold even when the storage battery is in the charged state, the amount of power generated by the photovoltaic power generation device 11 using sunlight is increased so as to increase the purchased power amount. You may control it.
  • the storage amount acquisition unit 412 may acquire the storage amount of the storage battery 21 according to a preset schedule regardless of the instruction from the cloud server 60, and the storage battery may be acquired according to the instruction from the cloud server 60. It is said that the stored amount of 21 may be acquired.
  • the power control system S includes a flow switching unit that switches a plurality of operation flows, and as one of the plurality of operation flows, the electricity storage amount acquisition unit 412 may acquire the electricity storage amount of the storage battery 21. ..
  • the flow switching unit sets the storage amount target value to 100%, and the monitoring unit 613 sets the storage battery until the storage amount reaches 100%.
  • the first flow for transmitting the control setting for charging the 21 to the power storage control device 40 and the power storage control unit 413 charge the storage battery 21 to the target value in preparation for the peak cut, and then the storage battery at the peak cut timing.
  • the second flow for discharging to 21 and the third flow for the storage amount acquisition unit 412 to acquire the storage amount and the storage control unit 413 discharge the storage amount of the storage battery 21 to the target value in preparation for excess charging
  • the operation flow of the power control system may be switched between the standby fourth flow and the operation flow.
  • the flow switching unit interrupts the second flow, the third flow, and the fourth flow to execute the first flow, and executes the execution condition of the second flow. Is satisfied, the third flow and the fourth flow are interrupted to execute the second flow, and when the execution conditions of the third flow are satisfied, the fourth flow is interrupted and the third flow is executed. You may.
  • the first threshold value and the second threshold value are set, but the present invention is not limited to this.
  • three or more threshold values may be set.
  • the purchased electric energy amount is which threshold and which threshold.
  • the amount of discharge power or the amount of charge power may be changed depending on whether or not it belongs to.
  • the operation mode of the power control system S is a mode in which the storage battery 21 is charged so that the charge amount should be secured at the time of discharging for peak suppression or during standby, and a charge amount should be secured during standby.
  • a mode of discharging from the storage battery 21 so as to be a mode of charging the storage battery 21 with surplus power among the power generated by the photovoltaic power generation device 11, and a mode of suppressing the power generated by the photovoltaic power generation device 11.
  • You may control to switch the operation depending on which of the above.
  • the storage batteries 21 to be charged / discharged may be determined in each operation mode, and the operation mode may be switched according to the number of the storage batteries 21 being charged / discharged.
  • the cloud server 60 is provided, and the cloud server 60 predicts the amount of electric power and generates control settings based on monitoring. Not limited to this, as another modification, a part or all of these functions of the cloud server 60 may be mounted on the power storage control device 40.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
  • the embodiment is realized by a device such as a cloud server, but the embodiment is not particularly limited to this, and can be realized by a general electronic device having an information processing function.
  • the series of processes described above can be executed by hardware or software.
  • one functional block may be configured by a single piece of hardware, a single piece of software, or a combination thereof.
  • the functional configurations shown in FIGS. 2 and 3 are merely examples and are not particularly limited. That is, it suffices if the power control system S is provided with a function capable of executing the above-mentioned series of processes as a whole, and what kind of functional block is used to realize this function is not particularly limited to the example of FIG. ..
  • the functional configuration included in the present embodiment can be realized by a processor that executes arithmetic processing
  • the processors that can be used in the present embodiment include various processors such as a single processor, a multi-processor, and a multi-core processor.
  • these various processing units are combined with processing circuits such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the computer may be a computer embedded in dedicated hardware. Further, the computer may be a computer capable of executing various functions by installing various programs, for example, a general-purpose personal computer.
  • the recording medium containing such a program may be provided to the user by being distributed separately from the device main body in order to provide the program to the user, or is provided to the user in a state of being preliminarily incorporated in the device main body. May be good.
  • the storage medium distributed separately from the main body of the device is composed of, for example, a magnetic disk (including a floppy disk), an optical disk, a magneto-optical disk, or the like.
  • the optical disk is composed of, for example, a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disc), a Blu-ray (registered trademark) Disc (Blu-ray disc), or the like.
  • the magneto-optical disk is composed of MD (Mini Disc) or the like.
  • the recording medium provided to the user in a state of being incorporated in the apparatus main body in advance is, for example, the ROM 42 of FIG. 2 and the ROM 62 of FIG. 3 in which the program is recorded, or the storage unit 45 of FIG. 2 and the storage of FIG. It is composed of a hard disk or the like included in the unit 65.
  • the steps for describing a program recorded on a recording medium are not necessarily processed in chronological order, but also in parallel or individually, even if they are not necessarily processed in chronological order. It also includes the processing to be executed.
  • the term of the system shall mean an overall device composed of a plurality of devices, a plurality of means and the like.
  • Photovoltaic power generation device 12 Power conditioner for power generation device 21 Storage battery 22 Power conditioner for storage battery 30 Load device 40 Storage control device 41, 61 CPU 42, 62 ROM 43, 63 RAM 44, 64 Communication unit 45, 65 Storage unit 46, 66 Input unit 47, 67 Display unit 51 Power system 52 Consumer side wiring 60 Cloud server 70 External server 80 Management terminal 91 First switching unit 92 Rectification unit 93 Voltage conversion unit 94 2nd switching unit 95 3rd switching unit 96, 98 Independent route 97 Load equipment 411 Actual information collection unit 412 Electric energy acquisition unit 413 Storage control unit 451 Actual information storage unit 452 Control setting storage unit 611 Electric energy prediction unit 612 Value setting unit 613 Monitoring unit 651 Actual information storage unit 652 Environmental information storage unit 653 Electric energy prediction storage unit S Power control system N network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

状況の変化に応じて、購入電力のピーク抑制を行う制御と、余剰電力の自家消費を行う制御とで、適切な方の制御を行うことが可能な、電力制御システムおよび電力制御方法を提供する。電力制御システムＳが、監視部６１３と、蓄電量取得部４１２と、蓄電制御部４１３と、を備える。監視部６１３は、発電装置が再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量とを監視する。蓄電制御部４１３は、購入電力量が第１閾値以上の場合に、蓄電池から放電する第１処理と、発電電力量が０より大きいと共に、購入電力量が第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、蓄電池に対して充電する第２処理と、それ以外の場合に、取得された蓄電量が目標値となるように前記蓄電池の充放電をする第３処理とを実行する。

Description

電力制御システムおよび電力制御方法
　本発明は、電力制御システムおよび電力制御方法に関する。
　近年、再生可能エネルギーを用いた発電装置は、電力会社のみならず、一般需要者にも広く普及している。例えば、再生可能エネルギーとして、太陽光を用いる場合、一般需要者であるユーザは、自身の敷地内の建築物の屋根等に太陽光発電装置を設置する。そして、ユーザは、太陽光発電装置により発電される発電電力により、自身が利用する負荷機器を稼働させる。
　上記のように、ユーザが、太陽光発電装置による発電電力で負荷機器を稼働させるために、蓄電システムを導入することがある。蓄電システムを利用する方法としては、例えば、太陽光発電装置に代表されるような再生可能エネルギーを用いた発電装置と、蓄電システムとを接続し、消費しきれない発電電力の余剰分により蓄電池を充電する。
　このような蓄電システムを含む電力供給システムに関する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２０１７－２０５０１３号公報
　蓄電システムの導入により、需要家が電力系統を介して購入する購入電力のピーク抑制、および、再生可能エネルギー発電の余剰電力の自家消費が可能となるが、前者のためには、蓄電池を予め満充電して放電可能量を確保することが望ましく、後者のためには、蓄電池を予め空にして充電可能量を確保することが望ましい。しかし、これら放電可能量の確保と充電可能量の確保とを同時に実現することは困難である。
　したがって通常は、購入電力のピーク抑制を行う制御モードと、余剰電力の自家消費を行う制御モードとを、日時等に基づいて切り替える運用がなされている。しかしながら、この運用は、購入電力のピークの発生確率と、余剰電力の発生確率との間に十分に差がある場合では有効であるものの、双方の発生確率にあまり差がない場合では、切り替えた制御モードと異なる事象が発生した際に対応できないという問題がある。
　本発明は、このような問題を鑑みてなされたものである。そして、その目的は、状況の変化に応じて、購入電力のピーク抑制を行う制御と、余剰電力の自家消費を行う制御を行うことが可能な、電力制御システムおよび電力制御方法を提供することにある。
　本発明に係る電力制御システムは、発電装置が再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量とを監視する監視部と、蓄電池の蓄電量を取得する蓄電量取得部と、前記蓄電量の目標値である蓄電量目標値を設定する蓄電量目標値設定部と、前記購入電力量が第１閾値以上の場合に、前記蓄電池から放電する第１処理と、前記発電電力量が０より大きいと共に、前記購入電力量が前記第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、前記蓄電池に対して充電する第２処理と、それ以外の場合に、前記取得された蓄電量が前記蓄電量目標値となるように前記蓄電池の充放電をする第３処理とを実行する蓄電制御部と、を備える。
　本発明に係る電力制御方法は、電力制御システムが実行する電力制御方法であって、監視部が、発電装置が再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量とを監視する監視工程と、蓄電量取得部が、蓄電池の蓄電量を取得する蓄電量取得工程と、蓄電量目標値設定部が、前記蓄電量の目標値である蓄電量目標値を設定する目標設定工程と、蓄電制御部が、前記購入電力量が第１閾値以上の場合に、前記蓄電池から放電する第１処理と、前記発電電力量が０より大きいと共に、前記購入電力量が前記第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、前記蓄電池に対して充電する第２処理と、それ以外の場合に、前記取得された蓄電量が前記蓄電量目標値となるように前記蓄電池の充放電をする第３処理を実行する蓄電制御工程と、を含む。
　本発明によれば、状況の変化に応じて、購入電力のピーク抑制を行う制御と、余剰電力の自家消費を行う制御とで、適切な制御を行うことが可能となる。
本発明の一実施形態に係る電力制御システムの全体構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る蓄電制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るクラウドサーバの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電力制御システムが実行する、動作処理の流れを説明するフローチャートである。
　以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。
　［システム構成］
　図１は、本実施形態に係る電力制御システムＳの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、電力制御システムＳは、太陽光発電装置１１、発電装置用パワーコンディショナ１２、蓄電池２１、蓄電池用パワーコンディショナ２２、負荷機器３０、蓄電制御装置４０、電力系統５１、需要家側配線５２、クラウドサーバ６０、外部サーバ７０、および管理端末８０を含む。なお、図中では「パワーコンディショナ」を「ＰＣＳ」と表記する。
　ここで、太陽光発電装置１１、発電装置用パワーコンディショナ１２、蓄電池２１、蓄電池用パワーコンディショナ２２、負荷機器３０、および蓄電制御装置４０は、例えば、需要家の敷地内に設置して利用される。ここで、需要家は、例えば、工場等を運営する事業者であってもよいし、住宅を利用する一般ユーザであってもよい。
　この需要家の敷地内には、電力系統５１と電力系統連系型で接続された需要家側配線５２が敷設される。そして、太陽光発電装置１１、発電装置用パワーコンディショナ１２、蓄電池２１、蓄電池用パワーコンディショナ２２、負荷機器３０、および蓄電制御装置４０は、この需要家側配線５２のＡＣ端に並列接続され、太陽光発電装置１１が発電した発電電力あるいは電力系統５１を介して電力会社から購入した購入電力の供給を受けて駆動する。
　ここで、以下の説明の前提として、需要家は、電力会社との契約により、電力系統５１への逆潮流に関して出力制限を受けていることを想定する。なお、本実施形態では、再生可能エネルギーとして、太陽光を用いて発電を行う場合を想定するが、これは説明のための一例に過ぎない。本実施形態は、風力、水力、地熱、およびバイオマス等の、太陽光以外の再生可能エネルギーを用いて発電を行う場合にも適用することができる。
　クラウドサーバ６０および外部サーバ７０は、電力制御システムＳの運営事業者により利用される。
　管理端末８０は、電力制御システムＳの運営事業者あるいは需要家により利用される。
　これら電力制御システムＳに含まれる各機器は、ネットワークＮを介して相互に通信可能に接続される。この各機器の間での通信は、任意の通信方式に準拠して行われてよく、その通信方式は特に限定されない。また、各機器の間での通信は、ネットワークＮを介することなく機器同士で直接行われてもよい。例えば、蓄電制御装置４０と、需要家側配線５２に接続される他の各機器との通信は、図示を省略した信号線を用いて直接行われてもよい。
　このような構成を有する電力制御システムＳは、太陽光発電装置１１が再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量とを監視する。また、電力制御システムＳは、購入電力量が第１閾値以上の場合に、蓄電池から放電する第１処理と、発電電力量が０より大きいと共に、購入電力量が第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、蓄電池に対して充電する第２処理と、それ以外の場合に、蓄電池から取得された蓄電量が目標値となるように蓄電池に充放電をする第３処理とを実行する。
　そのため、電力制御システムＳによれば、状況の変化に応じて、購入電力のピーク抑制を行う制御と、余剰電力の自家消費を行う制御とで、適切な方の制御を行うことが可能となる。これにより、予め設定したスケジュールで制御モードを切り替えなくても適切な制御を行うことができるため、電気代削減やエネルギーの有効活用をより効率的に実施できる。
　次に、電力制御システムＳに含まれる各機器について詳細に説明をする。
　太陽光発電装置１１は、太陽光の光エネルギーを、光起電力効果により電力に変換することによって発電を行う装置である。太陽光発電装置１１は、例えば、太陽電池モジュールを直列につなげた太陽電池ストリングを１つの回線とし、それぞれの回線を接続箱に接続することにより、各太陽電池モジュールにより発電した直流電流を１つにまとめる。この１つにまとめられた直流電流は、接続箱内の逆流防止用のダイオードおよび開閉器等を介して、発電装置用パワーコンディショナ１２に対して出力される。
　発電装置用パワーコンディショナ１２は、太陽光発電装置１１から出力される直流電流を、施設や住居等で一般に用いられる交流電流に変換するインバータを含む。発電装置用パワーコンディショナ１２が変換した交流電流は、蓄電池用パワーコンディショナ２２、負荷機器３０および蓄電制御装置４０に対して供給される。
　蓄電池２１は、電力を蓄電する二次電池である。蓄電池用パワーコンディショナ２２が蓄電池２１に蓄電をすることにより、例えば、停電の際に負荷機器３０を使用したり、昼間に発電された余剰電力を夜間に使用したりすることが可能となる。また、単価の安い夜間電力を充電して昼間に使用することが可能となる。
　例えば、本実施形態では、上述したように、購入電力量が第１閾値以上の場合に、蓄電池から放電し、発電電力量が０より大きいと共に、購入電力量が第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、蓄電池に対して充電し、それ以外の場合に、蓄電池から取得された蓄電量が目標値となるように蓄電池の充放電をする。これにより、発電電力を、より有効に活用することができる。
　蓄電池用パワーコンディショナ２２は、蓄電池２１に蓄えられていた直流電流を、住居等で一般に用いられる交流電流に変換するインバータを含む。蓄電池用パワーコンディショナ２２が変換した交流電流は負荷機器３０および蓄電制御装置４０に対して供給される。
　なお、本実施形態では、発電装置用パワーコンディショナ１２と蓄電池用パワーコンディショナ２２とは、太陽光発電装置１１と蓄電池２１とに対応して、別体として設けられているが、これに限定されるものでない。例えば、太陽光発電装置１１と蓄電池２１とに対応する１台のハイブリッド型パワーコンディショナで、発電装置用パワーコンディショナ１２と蓄電池用パワーコンディショナ２２とを実現するようにしてもよい。
　負荷機器３０は、太陽光発電装置１１が発電した電力、および電力会社から購入（すなわち、買電）した電力によって稼働する複数の電気機器を含む。負荷機器３０に含まれる電気機器は特に限定されず、例えば、工場で稼働する各種機械やエアコン、あるいは、冷蔵庫、テレビ、および電気給湯器（例えば、エコキュート（登録商標））等の電気機器が負荷機器３０に含まれる。
　蓄電制御装置４０は、クラウドサーバ６０から受信した制御設定値に基づいて、電力系統５１への逆潮流に関して電力会社から受けている出力制限の条件を満たすように発電装置用パワーコンディショナ１２を制御することにより、太陽光発電装置１１の出力する発電電力を抑制する。また、蓄電制御装置４０は、クラウドサーバ６０から受信した蓄電量目標値、第１閾値、第２閾値のいずれか１つ以上が含まれる制御設定値に基づいて、蓄電池用パワーコンディショナ２２を制御することにより、蓄電池２１の充放電を行う。
　また、蓄電制御装置４０は、太陽光発電装置１１の運用に関する各種の実績情報を収集する。蓄電制御装置４０は、例えば、発電装置用パワーコンディショナ１２を介して、太陽光発電装置１１の発電電力量の実績を収集する。また、蓄電制御装置４０は、電力系統から供給される電力を監視することにより、購入電力量（すなわち、買電量）の実績を収集する。更に、蓄電制御装置４０は、蓄電池用パワーコンディショナ２２を介して蓄電池２１の蓄電量、及び充放電電力量を取得する。更に、蓄電制御装置４０は、発電電力量、充放電電力量、購入電力量を演算して求めた電力消費量の実績を収集する。
　蓄電制御装置４０は、このようにして収集した実績情報を、クラウドサーバ６０に対して送信する。
　クラウドサーバ６０は、蓄電制御装置４０から受信した実績情報や、後述の外部サーバ７０から取得した災害情報、および／または気象情報を分析することにより、発電電力量と消費電力量を予測する。そして、クラウドサーバ６０は、予測結果に基づいて、購入電力のピーク抑制と余剰電力の自家消費の発生確率に応じた適切な制御設定値を決定し、蓄電制御装置４０に対して送信する。実績情報の蓄積が十分でないなどの理由で、適切な制御設定値を決定できない場合には、あらかじめスケジュール設定された制御設定値をクラウドサーバ６０に設定しておき、現在の日時に応じた制御設定値を蓄電制御装置４０に対して送信する。
　更に、クラウドサーバ６０は、前記の災害情報および／または気象予測情報に基づき、停電が発生する可能性が通常より高いと判断した場合に、蓄電量目標値を当初の目標値よりも高い値に設定し蓄電制御装置４０に対して送信する。
　すなわち、本実施形態では、各種の実績情報、災害情報、および／または気象情報により適切な制御設定値を決定、または必要により、あらかじめスケジュール設定された制御設定値を用いることにより、購入電力のピーク抑制制御と余剰電力の自家消費制御を適切に行うことができる。また、停電が発生する可能性が通常より高い場合に、蓄電池の残量を多く確保して停電に備えることができる。
　なお、これら蓄電制御装置４０およびクラウドサーバ６０の更なる詳細については、図２および図３を参照して後述する。
　外部サーバ７０は、災害情報、および／または気象情報を提供するサーバである。外部サーバ７０は、太陽光発電装置１１が設置された地域の気象情報を、クラウドサーバ６０に対して送信する。外部サーバ７０は、例えば、気象庁等が運用するものであってもよい。あるいは、電力制御システムＳの運営事業者自身や、この運営事業者と提携する事業者が運用するものであってもよい。
　管理端末８０は、クラウドサーバ６０を管理するための端末である。電力制御システムＳの運営事業者あるいは需要家は、管理端末８０を利用することにより、クラウドサーバ６０の記憶する、電力量の実績情報や電力量の予測結果等を参照することができる。また、運営事業者あるいは需要家は、管理端末８０を利用することにより、需要家が利用する各機器に関する情報（例えば、太陽光発電装置１１の機種や設置された太陽光パネルの数）や、電力会社との契約条件等の情報を、クラウドサーバ６０に登録および更新することができる。更に、管理端末８０を利用することにより、蓄電量目標値、第１閾値、第２閾値等の制御設定値を設定したり、これらの閾値を決定する基準や、日時や曜日に応じた制御設定値等の値を適宜変更したりすることができる。
　ネットワークＮは、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、および携帯電話網の何れかまたはこれらを組み合わせたネットワークにより実現される。
　以上、電力制御システムＳに含まれる各機器について説明をした。なお、図中では、各機器を１台ずつ図示しているがこれは例示に過ぎず、電力制御システムＳには、これら各機器が任意の台数含まれていてよい。また、需要家側配線５２には、図１に図示をした構成要素以外に、停電時に発電電力の供給経路を切り替えるための構成要素も接続されるが、これらの構成要素については、図４を参照して後述する。
　［蓄電制御装置の構成］
　次に、蓄電制御装置４０の構成について、図２のブロック図を参照して説明をする。図２に示すように、蓄電制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、通信部４４と、記憶部４５と、入力部４６と、表示部４７と、を備えている。これら各部は、信号線によりバス接続されており、相互に信号を送受する。
　ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記録されているプログラム、または、記憶部４５からＲＡＭ４３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
　ＲＡＭ４３には、ＣＰＵ４１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
　通信部４４は、ＣＰＵ４１が、電力制御システムＳに含まれる他の装置との間で通信を行うための通信制御を行う。
　記憶部４５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリで構成され、各種データを記憶する。
　入力部４６は、各種ボタンおよびタッチパネル、またはマウスおよびキーボード等の外部入力装置で構成され、ユーザの指示操作に応じて各種情報を入力する。
　表示部４７は、液晶ディスプレイ等で構成され、ＣＰＵ４１が出力する画像データに対応する画像を表示する。
　また、蓄電制御装置４０が本実施形態特有の動作処理を行う場合、図２に示すように、ＣＰＵ４１において、実績情報収集部４１１と、蓄電量取得部４１２と、蓄電制御部４１３とが機能する。
　また、記憶部１５の一領域には、実績情報記憶部４５１と、制御設定記憶部４５２とが設定される。
　実績情報記憶部４５１は、後述の実績情報収集部４１１が収集した、太陽光発電装置１１の運用に関する各種の実績情報を記憶する。
　制御設定記憶部４５２は、クラウドサーバ６０から受信した制御設定を記憶する。
　実績情報収集部４１１は、太陽光発電装置１１の運用に関する各種の実績情報を収集する部分である。実績情報収集部４１１は、例えば発電装置用パワーコンディショナ１２を介して、太陽光発電装置１１の発電電力量の実績を収集する。また、実績情報収集部４１１は、電力系統から供給される電力を監視することにより、購入電力量の実績を収集する。更に、実績情報収集部４１１は、蓄電池用パワーコンディショナ２２を介して蓄電池２１の充放電電力を収集し、発電電力量、購入電力量との演算により、電力消費量の実績を収集する。
　なお、実績情報収集部４１１は、電力を計測する住居内の電力計、または電力会社の設置したスマートメータから購入電力量の実績情報を取得してもよい。また、実績情報収集部４１１は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）に接続し、ＨＥＭＳから実績情報を収集してもよい。更に、実績情報収集部４１１は、負荷機器３０に含まれる電気機器から、ＥＣＨＯＮＥＴ　Ｌｉｔｅ（登録商標）等の規格に準拠した通信により、電力消費量の実績情報を収集してもよい。
　あるいは、実績情報収集部４１１が、例えば、電力計としての機能を更に備えていてもよい。そして、実績情報収集部４１１は、この電力計の機能によって実績情報収集部４１１自身が計測を実行することにより、購入電力量の実績情報を取得してもよい。
　実績情報収集部４１１は、収集した実績情報を、実績情報記憶部４５１に記憶させる。また、実績情報収集部４１１は、実績情報記憶部４５１に記憶させた実績情報を、太陽光発電装置１１の識別情報と紐付けた上で、所定の条件に基づいてクラウドサーバ６０に対して送信する部分である。例えば、実績情報送信部１１２は、実績情報を、所定の時間間隔でクラウドサーバ６０に対して送信する。
　なお、実績情報のクラウドサーバ６０への送信は、このように実績情報収集部４１１により行われてもよいがこれに限らない。例えば、蓄電制御装置４０以外の各機器（太陽光発電装置１１等）から、実績情報収集部４１１を介することなく、直接クラウドサーバ６０に対して実績情報が送信されてもよい。
　蓄電量取得部４１２は、蓄電池２１の蓄電量を取得する。とりわけ蓄電量取得部４１２は、クラウドサーバ６０からの指示によらず、予め設定されたスケジュールに従って、蓄電池２１の蓄電量を取得してもよい。あるいは、蓄電量取得部４１２は、クラウドサーバ６０からの指示により、蓄電池２１の蓄電量を取得してもよい。
　蓄電制御部４１３は、制御設定記憶部４５２が記憶する制御設定に基づいて、太陽光発電装置用パワーコンディショナ１２や蓄電池用パワーコンディショナ２２を制御することにより、太陽光発電装置１１の出力する発電電力や電力系統から供給される電力により、蓄電池２１に対する充電を行い、電力系統５１への逆潮流に関して電力会社から受けている出力制限の条件を満たすように太陽光発電装置１１の発電量を制御する。また、蓄電制御部４１３は、上記の制御設定に基づいて、蓄電池２１からの放電を行う。これらの制御設定は、上述したようにクラウドサーバ６０が監視結果や、所定の閾値に基づいて決定した制御設定である。
　［クラウドサーバ６０の構成］
　次に、クラウドサーバ６０の構成について、図３のブロック図を参照して説明をする。図３に示すように、クラウドサーバ６０は、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、通信部６４と、記憶部６５と、入力部６６と、表示部６７と、を備えている。これら各部は、信号線によりバス接続されており、相互に信号を送受する。
　ここで、これら各部のハードウェアとしての機能は、上述の蓄電制御装置４０が備える、符号のみが異なる同名の各部のハードウェアとしての機能と同等である。従って、重複する説明を省略する。
　また、クラウドサーバ６０が本実施形態特有の動作処理を行う場合、図３に示すように、ＣＰＵ６１において、電力量予測部６１１と、蓄電量目標値設定部６１２と、監視部６１３が機能する。
　また、記憶部６５の一領域には、実績情報記憶部６５１と、環境情報記憶部６５２と、電力量予測記憶部６５３とが設定される。
　実績情報記憶部６５１は、蓄電制御装置４０から受信した各種の実績情報や、管理端末８０から取得した、需要家が利用する各機器に関する情報や、電力会社との契約条件等の情報を記憶する。
　環境情報記憶部６５２は、外部サーバ７０から受信した災害情報、および／または気象情報を記憶する。
　災害情報は、太陽光発電装置１１が設置された地域の災害情報であり、例えば、地震、土砂災害、大規模なインフラの障害等の情報である。
　気象情報は、太陽光発電装置１１が設置された地域の気象情報であり、例えば、天気、日照時間、日照量、温度、および湿度等の情報である。また、気象情報は、気象庁等の専門機関により予測された未来の気象情報を含む。例えば、現在から未来の一週間後までの気象情報であって、３０分毎の予測値を含む。また、未来の気象情報と、過去の気象情報との比較を行うために、過去の気象情報が含まれていてもよい。
　電力量予測記憶部６５３は、後述の電力量予測部６１１が予測した電力量を記憶する。例えば、太陽光発電装置１１が太陽光を利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量であって、３０分毎の予測値を記憶する。
　電力量予測部６１１は、上記のように、電力量として、例えば、太陽光発電装置１１が太陽光を利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量であって、３０分毎の予測値を予測する。予測は、実績情報記憶部６５１に記憶されている実績情報等の情報と、環境情報記憶部６５２に記憶されている気象情報に基づいて行われる。
　例えば、太陽光発電の場合、日照量や気温等の気象に依存して発電量は変化する。例えば、日照量との相関関係がもっとも強く、日照量が多くなるにつれて発電量が増加する。また、温度が高くなるにつれて発電量が減少する。すなわち、日射量が多く、気温が低い時にもっとも発電量が多くなる。また、気温が高い場合であっても、風が強いと太陽電池モジュールの温度が多少下がるので、その分だけ、発電量が増加する。そこで、電力量予測部６１１は、例えば、未来の或る時間帯についての発電量を予測する場合、その未来の或る時間帯の日照量や気温や風況の予測値と、太陽光発電装置１１の機種や設置された太陽光パネルの数等の情報に基づいて、その未来の或る時間帯についての発電量を予測する。
　他にも、例えば、風力発電の場合、発電量は、風況に依存して変化する。そこで、電力量予測部６１１は、例えば、風の強さ、一定以上の強さの風が吹いている時間の長さ等の予測値に基づいて、発電量の予測値を予測する。
　また、太陽光発電や風力発電の何れの場合についても、太陽光パネルの設置角度および設置方位等の設置状態の違いにより、発電量が変わる。そのため、同一の太陽光発電装置１１であって、同一の気象情報であっても発電量に違いが出る。そこで、過去の発電量をもとにした予測を更に行うようにすると、より予測の精度を向上させることができる。この場合、電力量予測部６１１は、例えば、未来の或る時間帯についての発電量を予測する場合、その未来の或る時間帯の日照量や気温や風況の予測値と似通っている過去の時間帯の発電量を、その未来の或る時間帯の発電量の予測値とする。
　なお、太陽光や風力以外の、他の再生可能エネルギーを利用して発電する場合についても、その再生可能エネルギーの発電量と相関関係のある気象情報の予測値に基づくことにより、発電量の予測値を予測することができる。
　また、購入電力量の予測値は、需要家の消費する電力量の予測値（すなわち、電力需要の予測値）から、発電量の予測値を減算することにより算出することができる。なぜなら、この減算後の電力量とは、発電では不足するため購入する必要が生じる電力量だからである。
　ここで、需要家の消費する電力量は、負荷構成の違いにより様々な傾向を示すので、過去の消費した電力量に基づいて予測する。そのために、電力量予測部６１１は、需要家の過去の消費電力量の統計に基づいて、需要家の消費する電力量の予測を行う。例えば、未来の或る時間帯と、同時間帯の需要家の過去の消費電力量の平均値を、この未来の或る時間帯の需要家の消費する電力量の予測値とする。
　この場合に、気象情報や工場の操業情報をもとにした予測を更に行うようにすると、より予測の精度を向上させることができる。例えば、冬場気温が低い時は、暖房需要増加に伴い消費電菱量が増加する。これは、工場であっても、住宅であっても同じ傾向となる。この場合、電力量予測部６１１は、例えば、未来の或る時間帯の気温の予測値に基づいて需要家の過去の消費電力量の統計を補正することにより、需要家の消費する電力量を予測することができる。
　電力量予測部６１１は、このようにして予測した、発電電力量と購入電力量の予測値であって、例えば、３０分毎の予測値を電力量予測記憶部６５３に記憶させる。
　蓄電量目標値設定部６１２は、蓄電池２１の蓄電量の目標値を設定する。例えば、電力制御システムＳが購入電力のピーク抑制を実行するための目標値が１００％に対応し、太陽光発電装置１１によって発電された電力の余剰電力を完全に自家消費するための目標値が０％に対応するが、両者のバランスをとるために、この間の数値が目標値として設定される。このため、蓄電量目標値設定部６１２は、発電電力量の予測値と購入電力量の予測値との差分に応じて、上記の目標値を設定してもよい。あるいは、蓄電量目標値設定部６１２は、環境情報記憶部６５２に記憶される災害情報、および／または気象情報を取得し、取得した災害情報、および／または気象情報に基づいて、上記の目標値を当初の目標値よりも高い値に設定してもよい。
　また、蓄電量目標値設定部６１２は、上記の目標値を日時に応じてスケジュール設定してもよい。
　監視部６１３は、電力量予測部６１１が予測して、電力量予測記憶部６５３に記憶させた、発電電力量と購入電力量の予測値を監視する。そして、監視部６１３は、監視結果に基づいて、購入電力量が第１閾値以上の場合に、蓄電池２１から放電するための制御設定生成し、蓄電制御装置４０に対して送信する。
　また、監視部６１３は、監視結果に基づいて、発電電力量がゼロではなく、購入電力量が第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下である場合に、太陽光発電装置１１の出力する発電電力により、蓄電池２１に対する充電を行うための制御設定を生成し、蓄電制御装置４０に対して送信する。
　更に、監視部６１３は、上記の第１閾値及び第２閾値自体を、蓄電制御装置４０に対して送信してもよい。
　また、監視部６１３は、それ以外の場合に、蓄電池２１から取得される蓄電量が、蓄電量目標値設定部６１２によって設定される目標値となるように、蓄電池２１の充放電を行うための制御設定を生成し、蓄電制御装置４０に対して送信する。
　なお、この第１閾値は、電力系統５１に対する逆潮流が発生しないような値に設定される。また、この第２閾値は、蓄電池２１に対する充電を行ったからといって、購入電力が発生しないような値に設定される。例えば、これらの閾値は、本実施形態を実装する環境等に応じて、電力制御システムＳの運営事業者により設定される。
　更に、第２閾値は負の値であってもよい。こうすることで、購入電力がマイナス、すなわち逆潮流が発生してから蓄電池の充電を始めることができ、逆潮流が認められている状況では、再生可能エネルギーの廃棄量を最小化させることが可能となる。
　［動作処理］
　以上、蓄電制御装置４０およびクラウドサーバ６０の構成について詳細に説明をした。次に、図４のフローチャートを参照して、本実施形態が実行する動作処理の流れについて説明する。なお、実績情報収集部４１１による、クラウドサーバ６０に対しての実績情報の送信や、外部サーバ７０による、クラウドサーバ６０に対しての災害情報、および／または気象情報の送信や、管理端末８０によるクラウドサーバ６０に対しての管理は、図４のフローチャートに示す処理と並行して適宜実行される。
　ステップＳ１１において、電力量予測部６１１は、発電電力量と購入電力量を予測する。
　ステップＳ１２において、監視部６１３は、ステップＳ１１にて予測された発電電力量と購入電力量の予測値を監視する。
　ステップＳ１３において、監視部６１３は、購入電力量が第１閾値以上となるか否かを判定する。購入電力量が第１閾値以上となる場合には、ステップＳ１３においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１４に進む。一方で、購入電力量が第１閾値以上とならない場合は、ステップＳ１３においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１６に進む。
　ステップＳ１４において、監視部６１３は、ステップＳ１３での判定結果に応じた制御を行うための制御設定を生成し、この生成した制御設定を蓄電制御装置４０に対して送信する。
　ステップＳ１５において、蓄電制御部４１３は、ステップＳ１３にて送信された制御設定に基づいて、蓄電池２１の放電制御を実行する。そして、処理はステップＳ１１に戻って繰り返される。
　ステップＳ１６において、監視部６１３は、発電電力量が０より大きいか否かを判定する。発電電力量が０より大きい場合には、ステップＳ１６においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１７に進む。一方で、発電電力量が０以下となる場合は、ステップＳ１６においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１８に進む。
　ステップＳ１７において、監視部６１３は、蓄電量が目標値より大きいか否かを判定する。蓄電量が目標値より大きい場合には、ステップＳ１７においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１４に進む。一方で、蓄電量が目標値以下となる場合は、ステップＳ１７においてＮｏと判定され、処理はステップＳ２０に進む。
　ステップＳ１８において、監視部６１３は、購入電力量が第２閾値以下となるか否かを判定する。購入電力量が第２閾値以下となる場合には、ステップＳ１８においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２２に進む。一方で、購入電力量が第２閾値以下とならない場合は、ステップＳ１８においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１９に進む。
　ステップＳ１９において、監視部６１３は、蓄電量が目標値より大きいか否かを判定する。蓄電量が目標値より大きい場合には、ステップＳ１９においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２０に進む。一方で、蓄電量が目標値以下となる場合は、ステップＳ１９においてＮｏと判定され、処理はステップＳ２２に進む。
　ステップＳ２０において、監視部６１３は、ステップＳ１９での判定結果に応じた制御を行うための制御設定を生成し、この生成した制御設定を蓄電制御装置４０に対して送信する。
　ステップＳ２１において、蓄電制御部４１３は、ステップＳ２０にて送信された制御設定に基づいて、蓄電池２１を待機状態とする。そして、処理はステップＳ１１に戻って繰り返される。
　ステップＳ２２において、監視部６１３は、ステップＳ１９での判定結果に応じた制御を行うための制御設定を生成し、この生成した制御設定を蓄電制御装置４０に対して送信する。
　ステップＳ２３において、蓄電制御部４１３は、ステップＳ２０にて送信された制御設定に基づいて、蓄電池２１の充電制御を実行する。そして、処理はステップＳ１１に戻って繰り返される。
　以上説明した動作処理により、電力供給システムにおいて、購入電力のピーク抑制を行う制御モードと、余剰電力の自家消費を行う制御モードとを、日時等に基づいて切り替える運用を行う際、切り替えた制御モードと異なる事象が発生した際に対応できないという課題を解決することができる。また、これに伴い、予め設定したスケジュールで電力の制御モードを切り替えなくても、適切な制御が可能となり、電気代の削減やエネルギーの有効活用をより効率的に実施できる。
　［変形例］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略および置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態およびその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲および要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　例えば、本発明の実施形態を以下の変形例のように変形してもよい。
　上記の実施形態では、例えば図４記載のフローチャートにおいて、購入電力量が第２閾値以下である場合に蓄電池を充電状態とした後、ステップＳ１１に戻ることによりフローを繰り返していたが、これには限られない。例えば、蓄電池を充電状態としてもなお、購入電力量が第２閾値以下となる場合に、購入電力量を増加させるように、太陽光発電装置１１が太陽光を利用して発電する発電電力量を制御してもよい。
　上記の実施形態では、蓄電量取得部４１２は、クラウドサーバ６０からの指示によらず、予め設定されたスケジュールに従って蓄電池２１の蓄電量を取得してもよく、クラウドサーバ６０からの指示により、蓄電池２１の蓄電量を取得してもよいとした。変形例として、電力制御システムＳは、複数の動作フローを切り替えるフロー切替部を備え、この複数の動作フローの１つとして、蓄電量取得部４１２は、蓄電池２１の蓄電量を取得してもよい。
　より詳細には、当該フロー切替部は、蓄電量目標値設定部６１２が災害情報を取得した場合に、蓄電量目標値を１００％とし、監視部６１３が、蓄電量を１００％となるまで蓄電池２１を充電するための制御設定を蓄電制御装置４０に対して送信する第１フローと、蓄電制御部４１３が、ピークカットに備えて蓄電池２１を目標値まで充電した後、ピークカットのタイミングで蓄電池２１に放電させる第２フローと、蓄電量取得部４１２が蓄電量を取得する第３フローと、蓄電制御部４１３が余剰充電に備えて、蓄電池２１の蓄電量を目標値まで放電させた後、待機する第４フローとの間で電力制御システムの動作フローを切り替えてもよい。
　この場合、フロー切替部は、第１フローの実行条件が満たされた場合に、第２フロー、第３フロー、および第４フローを中断して第１フローを実行し、第２フローの実行条件が満たされた場合に、第３フローおよび第４フローを中断して第２フローを実行し、第３フローの実行条件が満たされた場合に、第４フローを中断して第３フローを実行してもよい。
　また、上述した実施形態においては、第１閾値と第２閾値とが設定されるが、これには限られない。例えば、３つ以上の閾値を設定してもよい。とりわけ、購入電力量と閾値との関係に基づいて、単に蓄電池を放電状態にするか、充電状態にするか、待機状態とするかを切り替えるのみならず、購入電力量がどの閾値とどの閾値との間に属するかによって、放電電力量や充電電力量を変更してもよい。
　また、上述した実施形態は、図４のフローチャートに従う動作を実行するとしたが、これには限られない。例えば、電力制御システムＳの動作モードが、ピーク抑制のための放電時か、待機時に確保しておくべき充電量となるように蓄電池２１に充電するモードと、待機時に確保しておくべき充電量となるように蓄電池２１から放電するモードと、太陽光発電装置１１によって発電された電力のうち余剰電力を蓄電池２１に対して充電するモードと、太陽光発電装置１１による発電の電力を抑制するモードのいずれであるかで、動作を切り替える制御をしてもよい。とりわけ蓄電池２１が複数設置されている場合、各々の動作モードにおいて、充放電する蓄電池２１を決定し、充放電中の蓄電池２１の数に応じて、動作モードを切り替えてもよい。
　また、上述した実施形態では、クラウドサーバ６０を設け、クラウドサーバ６０にて、電力量の予測や、監視に基づく制御設定の生成を行っていた。これに限らず、他の変形例として、クラウドサーバ６０のこれらの機能の一部または全部を蓄電制御装置４０に実装するようにしてもよい。
　これら変形例として例示したように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、上述の実施形態では、クラウドサーバ等の装置により実施形態を実現したが、特にこれに限定されず、情報処理機能を有する電子機器一般で実現することができる。
　また、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
　換言すると、図２および図３に図示した機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。すなわち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が電力制御システムＳに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図５の例に限定されない。
　例えば、本実施形態に含まれる機能的構成を、演算処理を実行するプロセッサによって実現することができ、本実施形態に用いることが可能なプロセッサには、シングルプロセッサ、マルチプロセッサおよびマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。
　一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークまたは記録媒体からインストールされる。
　コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
　このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されることによりユーザに提供されてもよく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供されてもよい。装置本体とは別に配布される記憶媒体は、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、または光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory），ＤＶＤ（Digital Versatile Disc），Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）　Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Mini Disc）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図２のＲＯＭ４２および図３のＲＯＭ６２、または図２の記憶部４５および図３の記憶部６５に含まれるハードディスク等で構成される。
　なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
　また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置および複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
　１１　太陽光発電装置
　１２　発電装置用パワーコンディショナ
　２１　蓄電池
　２２　蓄電池用パワーコンディショナ
　３０　負荷機器
　４０　蓄電制御装置
　４１、６１　ＣＰＵ
　４２、６２　ＲＯＭ
　４３、６３　ＲＡＭ
　４４、６４　通信部
　４５、６５　記憶部
　４６、６６　入力部
　４７、６７　表示部
　５１　電力系統
　５２　需要家側配線
　６０　クラウドサーバ
　７０　外部サーバ
　８０　管理端末
　９１　第１切替部
　９２　整流部
　９３　電圧変換部
　９４　第２切替部
　９５　第３切替部
　９６、９８　自立経路
　９７　負荷機器
　４１１　実績情報収集部
　４１２　蓄電量取得部
　４１３　蓄電制御部
　４５１　実績情報記憶部
　４５２　制御設定記憶部
　６１１　電力量予測部
　６１２　蓄電量目標値設定部
　６１３　監視部
　６５１　実績情報記憶部
　６５２　環境情報記憶部
　６５３　電力量予測記憶部
　Ｓ　電力制御システム
　Ｎ　ネットワーク

Claims (7)

  1. 　発電装置が再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量とを監視する監視部と、
    　蓄電池の蓄電量を取得する蓄電量取得部と、
    　前記蓄電量の目標値である蓄電量目標値を設定する蓄電量目標値設定部と、
    　前記購入電力量が第１閾値以上の場合に、前記蓄電池から放電する第１処理と、前記発電電力量が０より大きいと共に、前記購入電力量が前記第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、前記蓄電池に対して充電する第２処理と、それ以外の場合に、前記取得された蓄電量が前記蓄電量目標値となるように前記蓄電池の充放電をする第３処理とを実行する蓄電制御部と、
    　を備える電力制御システム。
  2. 　前記蓄電量目標値設定部は、前記蓄電量目標値、前記第１閾値、前記第２閾値のうち少なくとも１つを日時に応じて予め設定する、請求項１に記載の電力制御システム。
  3. 　前記監視部が監視対象とする前記発電電力量および前記監視部が監視対象とする前記購入電力量のいずれかまたは双方を予測する予測部を更に備え、
    　前記蓄電量目標値設定部は、前記発電電力量の予測値と前記購入電力量の予測値に応じて、前記蓄電量目標値、前記第１閾値、前記第２閾値のうち少なくとも１つを設定する、請求項１または請求項２に記載の電力制御システム。
  4. 　前記蓄電量目標値設定部は、災害情報および／または気象予測情報を取得し、該取得した災害情報および／または気象予測情報に基づいて、前記蓄電量目標値を当初の目標値よりも高い値に設定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力制御システム。
  5. 　前記第２閾値は負の値である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力制御システム。
  6. 　前記第２処理を行ってもなお前記購入電力量が前記第２閾値以下となる場合に、前記購入電力量を増加させるように前記発電装置の発電量を制御する請求項１～５のいずれか１項に記載の電力制御システム。
  7. 　電力制御システムが実行する電力制御方法であって、
    　監視部が、発電装置が再生可能エネルギーを利用して発電する発電電力量と、需要家が電力系統を介して購入する購入電力量とを監視する監視工程と、
    　蓄電量取得部が、蓄電池の蓄電量を取得する蓄電量取得工程と、
    　蓄電量目標値設定部が、前記蓄電量の目標値である蓄電量目標値を設定する目標設定工程と、
    　蓄電制御部が、前記購入電力量が第１閾値以上の場合に、前記蓄電池から放電する第１処理と、前記発電電力量が０より大きいと共に、前記購入電力量が前記第１閾値よりも小さな閾値である第２閾値以下の場合に、前記蓄電池に対して充電する第２処理と、それ以外の場合に、前記取得された蓄電量が前記蓄電量目標値となるように前記蓄電池の充放電をする第３処理を実行する蓄電制御工程と、
    　を含む電力制御方法。
PCT/JP2020/008134 2019-03-22 2020-02-27 電力制御システムおよび電力制御方法 WO2020195525A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021508858A JP7495392B2 (ja) 2019-03-22 2020-02-27 電力制御システムおよび電力制御方法
US17/481,223 US20220006294A1 (en) 2019-03-22 2021-09-21 Power control system and power control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-054985 2019-03-22
JP2019054985 2019-03-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/481,223 Continuation US20220006294A1 (en) 2019-03-22 2021-09-21 Power control system and power control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020195525A1 true WO2020195525A1 (ja) 2020-10-01

Family

ID=72611867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/008134 WO2020195525A1 (ja) 2019-03-22 2020-02-27 電力制御システムおよび電力制御方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220006294A1 (ja)
JP (1) JP7495392B2 (ja)
WO (1) WO2020195525A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117638996B (zh) * 2024-01-25 2024-05-03 深圳市智赋新能源有限公司 一种分层管控的光伏微电网能量管理系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017034968A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 積水化学工業株式会社 電力管理方法
JP2017055598A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 シャープ株式会社 電力制御装置
JP2018182847A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 株式会社ダイヘン 系統連系システムおよび電力システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017034968A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 積水化学工業株式会社 電力管理方法
JP2017055598A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 シャープ株式会社 電力制御装置
JP2018182847A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 株式会社ダイヘン 系統連系システムおよび電力システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020195525A1 (ja) 2020-10-01
JP7495392B2 (ja) 2024-06-04
US20220006294A1 (en) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107425518B (zh) 混合电力系统中的负载管理
US9489701B2 (en) Adaptive energy management system
CN101553968A (zh) 模块化能量控制系统
US10962941B2 (en) Controlling a distributed generation management system
WO2017145462A1 (ja) 電力需給予測システム、電力需給予測方法および電力需給予測プログラム
JP2014526230A (ja) 電力装置
US11404877B2 (en) Hierarchical power control system
JP2013017284A (ja) 電力制御システム、電気機器、および充放電制御部
Chellaswamy et al. A framework for building energy management system with residence mounted photovoltaic
US11868149B2 (en) Power control system and power control method
Maharjan et al. Providing microgrid resilience during emergencies using distributed energy resources
Shabbir et al. Battery size optimization with customer PV installations and domestic load profile
Wang et al. Optimal distributed energy resources sizing for commercial building hybrid microgrids
WO2017145458A1 (ja) 電力供給制御システム、電力供給制御方法および電力供給制御プログラム
WO2020195525A1 (ja) 電力制御システムおよび電力制御方法
WO2019211826A1 (en) System and method for managing a hierarchic power distribution grid
Biabani et al. Propose a home demand-side-management algorithm for smart nano-grid
Ramesh et al. Using CPS Enabled Microgrid System for optimal power utilization and supply strategy
US20220006133A1 (en) Power storage control system and power storage control method
JP2012248642A (ja) 太陽光発電レンタルシステム
KR20160136142A (ko) 에너지 설비와 자원을 비용 기반으로 운용하는 에너지 운용 장치 및 에너지 운용 방법
JP2012060829A (ja) 電力供給システム、及び電力供給方法
JP2023032358A (ja) 蓄電池の充放電効率を推定する推定装置、システム、プログラム及び方法
Hamdaoui et al. Optimized energy management of electric vehicles connected to microgrid
Tetova Smart Home Energy Management Algorithm Including Renewable Energy Sources

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: 20779386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021508858

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20779386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1