説明

エネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステムおよびプログラム

【課題】電力事情を向上させることができるエネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステムおよびプログラムを提供する。
【解決手段】エネルギーマネジメントシステム1は、エネルギーマネジメント装置2と、蓄電池31を含む蓄電装置3とを備える。エネルギーマネジメント装置2は、設定部と制御部とを備える。設定部は、蓄電池31を放電させる電力アシスト時間帯を設定するとともに、電力アシスト時間帯での蓄電装置3の出力電力の大きさを放電量として設定する。制御部は、電力アシスト時間帯に蓄電池31が放電して蓄電装置3の出力電力が上記放電量になるように蓄電装置3を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電池を含む蓄電装置と商用電力系統とを用いて負荷に給電するシステムに用いられるエネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、契約電力を超えることを防止するために、契約電力を超えた場合に、契約電力を超えた旨を報知する機能、または、所定の機器または分岐回路を切断する機能を有するシステムが知られている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
また、電気料金の低減化を主たる目的としてエネルギー状態の表示・太陽光発電・蓄電池を活用するエネルギーマネジメントに関する技術や商品が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−158825号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のシステムは、あくまで契約電力超えという電力契約単位のブレーカ落ちを防止したり、次年度の電気料金を低減させたりすることを目的としており、昨今の電力事情の悪化に社会構成員として対応したシステムではなかった。
【0006】
本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、電力事情を向上させることができるエネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステムおよびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のエネルギーマネジメント装置は、蓄電池を含む蓄電装置と商用電力系統とを用いて負荷に給電するシステムに用いられるエネルギーマネジメント装置であって、前記蓄電池を放電させる電力アシスト時間帯を設定するとともに、当該電力アシスト時間帯での前記蓄電装置の出力電力の大きさを放電量として設定する設定部と、前記電力アシスト時間帯に前記蓄電池が放電して前記出力電力が前記放電量になるように前記蓄電装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【0008】
このエネルギーマネジメント装置において、前記商用電力系統の商用電力および需要電力について所定タイミングごとに予測された結果を表わす電気予報を外部から取得する予報取得部を備え、前記設定部は、前記予報取得部で取得された前記電気予報を用いて前記電力アシスト時間帯および前記放電量を設定することが好ましい。
【0009】
このエネルギーマネジメント装置において、前記電力アシスト時間帯において、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池の発電量に関する情報を取得する情報取得部を備え、前記設定部は、前記情報取得部で取得された前記情報を用いて、前記放電量を設定することが好ましい。
【0010】
このエネルギーマネジメント装置において、前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社から買電する買電量が一定になるように前記放電量を設定することが好ましい。
【0011】
このエネルギーマネジメント装置において、前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社へ売電する売電量が一定になるように前記放電量を設定することが好ましい。
【0012】
このエネルギーマネジメント装置において、前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社から買電する買電量が漸増または漸減となるように前記放電量を設定することが好ましい。
【0013】
このエネルギーマネジメント装置において、前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社へ売電する売電量が漸増または漸減となるように前記放電量を設定することが好ましい。
【0014】
このエネルギーマネジメント装置において、前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、前記太陽電池の発電量が最大となる時刻を含むピーク時間帯を設定し、前記制御部は、前記設定部で設定された前記ピーク時間帯において、前記設定部で設定された前記放電量よりも前記蓄電装置の前記出力電力を少なくするように前記蓄電装置を制御することが好ましい。
【0015】
本発明のエネルギーマネジメントシステムは、前記エネルギーマネジメント装置と、蓄電池を含む蓄電装置とを備えることを特徴とする。
【0016】
本発明のプログラムは、蓄電池を含む蓄電装置と商用電力系統とを用いて負荷に給電するシステムに用いられて前記蓄電池の放電を制御するために、コンピュータを、前記蓄電池を放電させる電力アシスト時間帯を設定するとともに、当該電力アシスト時間帯での前記蓄電装置の出力電力の大きさを放電量として設定する設定部、および前記電力アシスト時間帯に前記蓄電池が放電して前記出力電力が前記放電量になるように前記蓄電装置を制御する制御部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、電力アシスト時間帯および放電量を設定することによって、電力事情を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】実施形態1に係るエネルギーマネジメントシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】同上に係るエネルギーマネジメント装置の内部構成を示すブロック図である。
【図3】同上に係るパワーコンディショナの内部構成を示すブロック図である。
【図4】同上に係る分電盤および電力計測ユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図5】同上に係る蓄電装置の内部構成を示すブロック図である。
【図6】同上に係る表示器の内部構成を示すブロック図である。
【図7】同上に係る表示器の登録画面を示す図である。
【図8】実施形態2に係るエネルギーマネジメント装置の内部構成を示すブロック図である。
【図9】実施形態3に係るエネルギーマネジメント装置の内部構成を示すブロック図である。
【図10】同上に係る発電電力予測値格納エリアを示す図である。
【図11】同上に係る使用電力予測値格納エリアを示す図である。
【図12】同上に係る過去発電電力格納エリアを示す図である。
【図13】同上に係る過去使用電力格納エリアを示す図である。
【図14】同上に係るエネルギーマネジメントシステムの動作を説明するための図である。
【図15】実施形態5に係るエネルギーマネジメントシステムの動作を説明するための図である。
【図16】実施形態7に係るエネルギーマネジメントシステムの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
(実施形態1)
実施形態1に係るエネルギーマネジメントシステム1は、図1に示すように、エネルギーマネジメント装置(コントローラ)2と、蓄電池(電池ブロック)31を含む蓄電装置3とを備えている。また、エネルギーマネジメントシステム1は、系統連系を行う太陽電池パネル41と、太陽電池パネル41で生成された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ42とを備えている。さらに、エネルギーマネジメントシステム1は、交流電力を分電する分電盤51と、分電盤51内の各種電力を計測する電力計測ユニット52と、各種情報を表示する表示器6とを備えている。エネルギーマネジメント装置2には、ネットワーク(図示せず)を介してセンターサーバ7が接続されている。
【0020】
本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1は、戸建住宅である住戸に設置され、蓄電装置3と太陽電池パネル41と商用電力系統8とを用いて複数台(図示例では2台)の負荷91,91に給電するシステムである。なお、負荷91は、コンセント92に接続されることによって給電される。
【0021】
太陽電池パネル41は、複数枚の太陽電池が並んで接続された状態で住戸の屋根に設置され、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽光発電によって直流電力を生成する。
【0022】
パワーコンディショナ42は、図3に示すように、DAコンバータ421と、コンディショナ側制御部422とを備えている。DAコンバータ421は、コンディショナ側制御部422の指示に従って、太陽電池パネル41の発電電力(発電量)である直流電力を交流電力に変換する。コンディショナ側制御部422は、CPU(Central Processing Unit)を主構成要素とし、DAコンバータ421を制御する。例えば、コンディショナ側制御部422は、商用電力系統8(図1参照)との協調制御を行う。
【0023】
分電盤51は、図4に示すように、主幹ブレーカ511と、複数台(図示例では2台)の分岐ブレーカ512,512とを備えている。主幹ブレーカ511は、蓄電装置3、パワーコンディショナ42および商用電力系統8から交流電力を取得し、各分岐ブレーカ512に出力する。分岐ブレーカ512は、コンセント92を介して接続されている負荷91へ電力を供給する。
【0024】
電力計測ユニット52は、第1の電流検出部521と、第2の電流検出部522と、第3の電流検出部523と、ユニット側制御部524と、ユニット側通信部525とを備えている。第1の電流検出部521は、主幹ブレーカ511の入力側の主幹回路に流れる電流を検出する。第2の電流検出部522は、蓄電装置3からの電流を検出する。第3の電流検出部523は、パワーコンディショナ42からの電流を検出する。ユニット側制御部524は、CPUを主構成要素とし、第1の電流検出部521で検出された電流から主幹回路の電力すなわち総使用電力を算出する機能と、第2の電流検出部522で検出された電流から蓄電装置3(蓄電池31)の充放電電力を算出する機能と、第3の電流検出部523で検出された電流から太陽電池パネル41の発電電力を算出する機能とを有している。ユニット側通信部525は、ユニット側制御部524の指示に従って、使用電力と蓄電池31の充放電電力と太陽電池パネル41の発電電力とをエネルギーマネジメント装置2へ送信する。
【0025】
蓄電装置3は、図5に示すように、蓄電池31と、ADコンバータ32と、DAコンバータ33と、蓄電装置側通信部34と、充放電制御部35とを備えている。蓄電池31は、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池または鉛蓄電池などであり、太陽電池パネル41(図1参照)の発電電力および商用電力系統8(図1参照)の商用電力を蓄電することができる。ADコンバータ32は、充電時において、充放電制御部35の指示に従って、分電盤51側からの交流電力を直流電力に変換する。DAコンバータ33は、放電時において、充放電制御部35の指示に従って、蓄電池31からの直流電力を交流電力に変換する。蓄電装置側通信部34は、エネルギーマネジメント装置2と通信する機能を有し、蓄電池31の電池残量に関する情報をエネルギーマネジメント装置2へ送信する一方、充放電制御に関する制御信号をエネルギーマネジメント装置2から受信する。充放電制御部35は、蓄電池31の電池残量を監視するとともに、エネルギーマネジメント装置2からの制御信号に従って、ADコンバータ32およびDAコンバータ33を制御する。
【0026】
表示器6は、図6に示すように、表示器側記憶部61と、モニタ部62と、操作部63と、表示器側通信部64と、表示器側制御部65とを備えている。表示器側記憶部61は、登録画面データを記憶する。モニタ部62は、例えば液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)または有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイなどであり、エネルギーマネジメント装置2からの情報、および、表示器側記憶部61に記憶されている登録画面データを取得して登録画面66(図7参照)を表示する。モニタ部62に表示される登録画面66には、電力アシスト時間帯と電力アシスト時間帯での放電量(図7の「電力アシスト量」)とを入力するための項目がある。操作部63は、例えば複数の操作ボタンまたはタッチパネルなどであり、使用者がエネルギーマネジメント装置2への指示を入力するときに用いられる。操作部63には、使用者の入力操作によって各種指示が入力される。例えば、操作部63は、入力操作によって電力アシスト時間帯と放電量とが入力される。表示器側通信部64は、エネルギーマネジメント装置2と通信する機能を有し、操作部63から入力された入力情報をエネルギーマネジメント装置2へ送信する。表示器側制御部65は、表示器6の各種機能を制御する。
【0027】
エネルギーマネジメント装置2は、CPUおよびメモリが搭載されたコンピュータ(マイクロコンピュータを含む)を主構成要素とし、図2に示すように、第1の通信部21と、第2の通信部22と、第3の通信部23と、第4の通信部24と、コントローラ側記憶部25と、計時部26と、処理装置27とを備えている。
【0028】
第1の通信部21は、電力計測ユニット52と通信する機能を有し、使用電力と蓄電池31の充放電電力と太陽電池パネル41の発電電力とに関する情報を電力計測ユニット52から受信する。第2の通信部22は、蓄電装置3と通信する機能を有し、蓄電池31の電池残量に関する情報を蓄電装置3から受信する一方、充放電制御に関する制御信号を蓄電装置3へ送信する。第3の通信部23は、表示器6と通信する機能を有し、表示器6に入力された入力情報を受信する。第4の通信部24は、ネットワーク(図示せず)を介してセンターサーバ7と通信する機能を有している。
【0029】
コントローラ側記憶部25は、時間帯格納エリア251と、放電量格納エリア252とを備えている。時間帯格納エリア251には、電力アシスト時間帯の情報が格納されている。放電量格納エリア252には、蓄電装置3の放電量の情報が格納されている。なお、コントローラ側記憶部25には、上記以外の各種情報およびプログラムも記憶されている。
【0030】
計時部26は、例えばRTC(Real Time Clock)であり、現在時刻を計時する。
【0031】
処理装置27は、コンピュータに搭載されたCPUを主構成要素とし、コントローラ側記憶部25に格納されているプログラムに従って動作することによって、エネルギーマネジメント装置2全体を制御する。例えば、処理装置27は、後述の設定部271と制御部272との各機能を実現する。
【0032】
設定部271は、表示器6への入力情報に従って、蓄電池31を放電させる電力アシスト時間帯を設定するとともに、電力アシスト時間帯での蓄電装置3の出力電力の大きさを放電量として設定する。
【0033】
制御部272は、設定部271で設定された電力アシスト時間帯に蓄電池31が放電して蓄電装置3の出力電力が設定部271で設定された放電量になるように蓄電装置3を制御する。
【0034】
なお、コントローラ側記憶部25には、コンピュータであるエネルギーマネジメント装置2が各種の機能を実行するためのプログラムが格納されている。つまり、コントローラ側記憶部25には、エネルギーマネジメント装置2の処理装置27を、設定部271および制御部272として機能させるためのプログラムが格納されている。
【0035】
次に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム1の動作について図1を用いて説明する。
【0036】
まず、エネルギーマネジメント装置2は、表示器6が登録画面66を表示するように表示器6を制御し、表示器6は、エネルギーマネジメント装置2の指示に従って、モニタ部62に登録画面66を表示する。その後、ユーザは、例えばネットワークを介して外部から取得した電気予報を用いて、モニタ部62に表示されている登録画面66を見ながら、表示器6の操作部63から電力アシスト時間帯および放電量を入力する。ユーザの入力操作の後、エネルギーマネジメント装置2の設定部271は、電力アシスト時間帯および放電量を設定する。
【0037】
電気予報は、商用電力系統8の商用電力および需要電力について所定タイミングごとに予測された結果を表わしている。具体的には、電気予報は、例えば電力会社からの供給電力に対する電力会社の電力供給地域での予想使用電力の割合などのように、電力会社の電力供給地域での予想使用電力および電力会社からの供給電力などを表わしている。また、電気予報は、電力会社または電力会社以外の機関から発信される。なお、電気予報は、所定時間の商用電力量および需要電力量についての予測結果であってもよい。
【0038】
その後、電力アシスト時間帯の開始時刻になると、エネルギーマネジメント装置2は、設定された放電量で蓄電池31が放電するように蓄電装置3を制御する。蓄電装置3は、エネルギーマネジメント装置2の指示に従って、蓄電池31を放電させる。
【0039】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、電力会社が必要とする時間帯に蓄電池31から放電させることができるので、上記時間帯に買電量を減少させたり、売電量を増加させたりすることができ、その結果、社会構成員として電力事情の向上に貢献することができる。例えば、商用電力系統8の商用電力および需要電力の予測結果を表わす電気予報を活用することによって、電力会社が必要とする時間帯に蓄電池31から放電させることができる。
【0040】
(実施形態2)
実施形態2に係るエネルギーマネジメントシステム1は、エネルギーマネジメント装置2が電気予報を取得して電力アシスト時間帯および放電量を自動で設定する点で、実施形態1に係るエネルギーマネジメントシステム1と相違する。なお、実施形態1のエネルギーマネジメントシステム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0041】
本実施形態のエネルギーマネジメント装置2の処理装置27は、図8に示すように、ネットワークを介して外部(例えばセンターサーバ7など)から電気予報を取得する予報取得部273の機能を有している。
【0042】
本実施形態の設定部271は、予報取得部273で取得された電気予報を用いて電力アシスト時間帯および放電量を設定する。なお、実施形態1の設定部271と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0043】
次に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム1の動作について図8を用いて説明する。
【0044】
まず、エネルギーマネジメント装置2は、センターサーバ7などの外部から電気予報を取得する。電気予報を取得した後、エネルギーマネジメント装置2は、電気予報を用いて電力アシスト時間帯および放電量を設定する。
【0045】
その後、電力アシスト時間帯の開始時刻になると、エネルギーマネジメント装置2は、設定された放電量で蓄電池31が放電するように蓄電装置3を制御する。蓄電装置3は、エネルギーマネジメント装置2の指示に従って蓄電池31を放電させる。
【0046】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、ユーザの入力操作なしに電力アシスト時間帯および電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量を設定することができる。
【0047】
なお、本実施形態の変形例として、予報取得部273は、ネットワークを介して外部から電力アシスト時間帯および放電量の少なくとも一方に関する情報を取得してもよい。本変形例の場合、設定部271は、予報取得部273に取得された情報を用いて電力アシスト時間帯および放電量を設定する。
【0048】
(実施形態3)
実施形態3に係るエネルギーマネジメントシステム1は、電力アシスト時間帯において、電力会社から買電する買電量を一定にするように蓄電装置3を制御する点で、実施形態2に係るエネルギーマネジメントシステム1と相違する。なお、実施形態2のエネルギーマネジメントシステム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0049】
本実施形態のエネルギーマネジメント装置2は、電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量をユーザの入力情報に従って設定するのではなく、買電量が一定になるように設定する。
【0050】
本実施形態のコントローラ側記憶部25は、図9に示すように、発電電力予測値格納エリア253と、使用電力予測値格納エリア254と、過去発電電力格納エリア255と、過去使用電力格納エリア256とをさらに備えている。
発電電力予測値格納エリア253は、図10に示すように、単位時間(例えば1分間)ごとの発電電力の予測値を示すテーブルを格納している。使用電力予測値格納エリア254は、図11に示すように、単位時間(例えば1分間)ごとの使用電力の予測値を示すテーブルを格納している。過去発電電力格納エリア255は、図12に示すように、過去の発電電力を示すテーブルを格納している。過去使用電力格納エリア256は、図13に示すように、過去の使用電力を示すテーブルを格納している。
【0051】
本実施形態の処理装置27は、電力アシスト時間帯において、太陽電池パネル41の発電電力に関する発電情報を取得する情報取得部274として機能する。
【0052】
本実施形態の設定部271は、情報取得部274で取得された発電情報を用いて、電力アシスト時間帯において、買電量が目標買電量で一定になるように、連続的または所定時間間隔ごとに蓄電装置3の放電量を設定する。なお、実施形態2の設定部271と同様の機能については説明を省略する。
【0053】
目標買電量は、以下のように決められた量である。まず、コントローラ側記憶部25は、これまでに電力計測ユニット52で計測された使用電力を過去使用電力格納エリア256に蓄積する。設定部271は、過去使用電力格納エリア256に蓄積されている所定期間の使用電力の平均値(平均使用電力)に応じて、数1に示す目標買電量を求める。
【0054】
【数1】

なお、Tsは電力アシスト時間帯の開始時刻、Teは電力アシスト時間帯の終了時刻、Wuは単位時間あたりの使用電力の予測値、Wpvは単位時間あたりの太陽電池パネル41の発電予測量であり、Csは蓄電装置3の放電量であり、WuおよびWpvは過去の同一の電力アシスト時間帯に含まれる各時刻での例えば1周間の平均である。
【0055】
設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに、電力計測ユニット52で計測された使用電力と太陽電池パネル41の発電電力との差分を求め、この差分と目標買電量との差分を用いて電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量を設定する。すなわち、設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに〔(実際の時刻の使用電力)−(実際の時刻の太陽電池パネル41の発電電力)}−目標買電量〕の値を蓄電装置3の放電量として設定する。
【0056】
次に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム1の動作について説明する。
【0057】
まず、エネルギーマネジメント装置2は、電力計測ユニット52から送られてくる使用電力に関する情報を過去使用電力格納エリア256に逐次一定期間格納し、太陽電池パネル41の発電電力に関する情報を過去発電電力格納エリア255に逐次一定期間格納する。その後、電力アシスト時間帯を設定すると、電力アシスト時間帯での使用電力の予測値を、例えば過去の一定期間の平均値として使用電力予測値格納エリア254に格納し、太陽電池パネル41の発電電力の予測値を、例えば過去の一定期間の平均値として発電電力予測値格納エリア253に格納する。
【0058】
その後、電力アシスト時間帯の開始時刻になると、エネルギーマネジメント装置2は、開始時刻の時点での蓄電池31の残量を放電することで一定になる目標買電量を算出し、さらに放電量を設定し、この放電量で蓄電池31が放電するように蓄電装置3に指示する。蓄電装置3は、エネルギーマネジメント装置2の指示に従って、蓄電池31を放電させる。なお、放電量が負の値である場合、蓄電池31は蓄電してもよい。
【0059】
図14は、電力アシスト時間帯の開始時刻t1から終了時刻t2までの間において、買電量(図14の(a))と、使用電力(図14の(b))と、太陽電池パネル41の発電電力(図14の(c))と、蓄電装置3の放電量(図14の(d))との関係を示している。電力アシスト時間帯において買電量が一定になるように、蓄電池31が放電している。
【0060】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、買電量を安定化することで、電力会社にとって、需要の変動量を低減化できる。
【0061】
なお、予測が大きく外れる場合には、買電量の一定化が図れない可能性がある。しかしながら、一定時間ごとに目標買電量の算出を繰り返すことで補正が可能である。
【0062】
本実施形態の変形例として、コントローラ側記憶部25は、目標買電量を予め記憶していてもよい。本変形例の場合、設定部271は、電力計測ユニット52で計測された使用電力と太陽電池パネル41の発電電力とコントローラ側記憶部25に記憶されている目標買電量とを用いて、電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量を設定する。
【0063】
(実施形態4)
実施形態4に係るエネルギーマネジメントシステム1は、電力会社へ売電する売電量を一定にするように蓄電装置3を制御する点で、実施形態3に係るエネルギーマネジメントシステム1と相違する。なお、実施形態3のエネルギーマネジメントシステム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0064】
本実施形態の設定部271は、電力アシスト時間帯において、売電量が目標売電量で一定になるように、連続的または所定時間間隔ごとに蓄電装置3の放電量を設定する。なお、実施形態3の設定部271と同様の機能については説明を省略する。
【0065】
目標売電量は、以下のように決められた量である。まず、コントローラ側記憶部25は、これまでに電力計測ユニット52で計測された使用電力を過去使用電力格納エリア256に蓄積する。設定部271は、過去使用電力格納エリア256に蓄積されている所定期間の使用電力の平均値(平均使用電力)に応じて、数2に示す目標売電量を求める。
【0066】
【数2】

なお、Tsは電力アシスト時間帯の開始時刻、Teは電力アシスト時間帯の終了時刻、Wuは単位時間あたりの使用電力の予測値、Wpvは単位時間あたりの太陽電池パネル41の発電予測量であり、Csは蓄電装置3の放電量であり、WuおよびWpvは過去の同一の電力アシスト時間帯に含まれる各時刻での例えば1周間の平均である。
【0067】
設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに、電力計測ユニット52で計測された使用電力と太陽電池パネル41の発電電力との差分を求め、この差分を目標売電量から差し引いた分を電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量として設定する。すなわち、設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに、〔目標売電量−{(実際の時刻の太陽電池パネル41の発電電力)−(実際の時刻の使用電力)}〕の値を蓄電装置3の放電量として設定する。
【0068】
次に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム1の動作について説明する。
【0069】
まず、エネルギーマネジメント装置2は、電力計測ユニット52から送られてくる使用電力に関する情報を過去使用電力格納エリア256に逐次一定期間格納し、太陽電池パネル41の発電電力に関する情報を過去発電電力格納エリア255に逐次一定期間格納する。その後、電力アシスト時間帯を設定すると、電力アシスト時間帯での使用電力の予測値を、例えば過去の一定期間の平均値として使用電力予測値格納エリア254に格納し、太陽電池パネル41の発電電力の予測値を、例えば過去の一定期間の平均値として発電電力予測値格納エリア253に格納する。
【0070】
その後、電力アシスト時間帯の開始時刻になると、エネルギーマネジメント装置2は、現在時刻の時点での蓄電池31の残量を放電することで一定になる目標売電量を算出し、さらに放電量を設定し、この放電量で蓄電池31が放電するように蓄電装置3に指示する。蓄電装置3の充放電制御部35は、エネルギーマネジメント装置2の指示に従って蓄電池31を放電させる。なお、放電量が負の値である場合、蓄電池31は蓄電してもよい。
【0071】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、売電量を安定化することで、電力会社にとって、変動の少ない安定した供給源として期待することができる。例えば、電力会社にとって、天気による変動の少ない安定した供給源として住戸の太陽電池パネル41に期待することができる。
【0072】
なお、予測が大きく外れる場合には、売電量の一定化が図れない可能性がある。しかしながら、一定時間ごとに目標売電量の算出を繰り返すことで補正が可能である。
【0073】
本実施形態の変形例として、コントローラ側記憶部25は、目標売電量を予め記憶していてもよい。本変形例の場合、設定部271は、電力計測ユニット52で計測された使用電力と太陽電池パネル41の発電電力とコントローラ側記憶部25に記憶されている目標売電量とを用いて、電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量を設定する。
【0074】
(実施形態5)
実施形態5に係るエネルギーマネジメントシステム1は、電力会社から買電する買電量を漸増させるように蓄電装置3を制御する点で、実施形態3に係るエネルギーマネジメントシステム1と相違する。なお、実施形態3のエネルギーマネジメントシステム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0075】
本実施形態の設定部271は、電力アシスト時間帯において、買電量が漸増するように、連続的または所定時間間隔ごとに蓄電装置3の放電量を設定する。なお、実施形態3の設定部271と同様の機能については説明を省略する。
【0076】
まず、コントローラ側記憶部25は、これまでに電力計測ユニット52で計測された使用電力を過去使用電力格納エリア256に蓄積する。設定部271は、過去使用電力格納エリア256に蓄積されている所定期間の使用電力の平均値(平均使用電力)に応じて、目標買電量特性を求める。
【0077】
目標買電量特性は、電力アシスト時間帯の開始時の買電量を最小値とし終了時の買電量を最大値として一定割合で漸増する特性である。電力アシスト時間帯での蓄電装置3の総放電量は実施形態3の場合と同じであるから、電力アシスト時間帯の開始時刻の買電量を「0」、終了時刻の買電量を「目標買電量の2倍」とし、その2点を結ぶ直線を電力アシスト時間帯での各時刻の漸増買電目標値とする。
【0078】
設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに、目標買電量特性を用いて、電力計測ユニット52で計測された使用電力と太陽電池パネル41の発電電力との差分を求め、この差分と目標買電量特性上の漸増買電目標値との差分を蓄電装置3の放電量として設定する。すなわち、設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに〔{(実際の時刻の使用電力)−(実際の時刻の太陽電池パネル41の発電電力)}−漸増買電目標値〕の値を蓄電装置3の放電量として設定する。
【0079】
図15は、電力アシスト時間帯の開始時刻t11から終了時刻t12までの間において、買電量(図15の(a))と、使用電力(図15の(b))と、太陽電池パネル41の発電電力(図15の(c))と、蓄電装置3の放電量(図15の(d))との関係を示している。電力アシスト時間帯において買電量が漸増するように、蓄電池31が放電している。
【0080】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、買電量が漸増するように蓄電装置3の放電量を設定することによって、非HEMS(Home Energy Management System)住宅の節電状況(逼迫時間帯の初めに節電がなされる状況)に対応した買電制御を実現することができる。
【0081】
なお、本実施形態の変形例として、買電量を漸減させてもよい。本変形例の場合、設定部271は、目標買電量特性として、電力アシスト時間帯の開始時の買電量を最大値とし終了時の買電量を最小値として一定割合で漸減する特性を用いる。電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量は実施形態3の場合と同じであるから、電力アシスト時間帯の開始時刻の買電量を「目標買電量の2倍」、終了時刻の買電量を「0」とし、その2点を結ぶ直線を電力アシスト時間帯の各時刻の漸減買電目標値とする。このような本変形例のエネルギーマネジメントシステム1では、買電量が漸減するように蓄電装置3の放電量を設定することによって、非HEMS住宅の節電状況(電気予報を見損ねた人が多く、逼迫時間帯の後半に節電がなされる状況)に対応した買電制御を実現することができる。
【0082】
また、エネルギーマネジメント装置2は、目標買電量特性を求めるのではなく、コントローラ側記憶部25に予め記憶していてもよい。
【0083】
(実施形態6)
実施形態6に係るエネルギーマネジメントシステム1は、電力会社へ売電する売電量を漸増させるように蓄電装置3を制御する点で、実施形態4に係るエネルギーマネジメントシステム1と相違する。なお、実施形態4のエネルギーマネジメントシステム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0084】
本実施形態の設定部271は、電力アシスト時間帯において、売電量が漸増するように、連続的または所定時間間隔ごとに蓄電装置3の放電量を設定する。なお、実施形態4の設定部271と同様の機能については説明を省略する。
【0085】
まず、コントローラ側記憶部25は、これまでに電力計測ユニット52で計測された使用電力を過去使用電力格納エリア256に蓄積する。設定部271は、過去使用電力格納エリア256に蓄積されている所定期間の使用電力の平均値(平均使用電力)に応じて、目標売電量特性を求める。
【0086】
目標売電量特性は、電力アシスト時間帯の開始時の売電量を最小値とし終了時の売電量を最大値として一定割合で漸増する特性である。電力アシスト時間帯での蓄電装置3の総放電量は実施形態4の場合と同じであるから、電力アシスト時間帯の開始時刻の売電量を「0」、終了時刻の売電量を「目標売電量の2倍」とし、その2点を結ぶ直線を電力アシスト時間帯での各時刻の漸増売電目標値とする。
【0087】
設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに、目標売電量特性を用いて、電力計測ユニット52で計測された使用電力と太陽電池パネル41の発電電力との差分を求め、この差分を目標売電量特性上の漸増売電目標値から差し引いた値を放電量として設定する。すなわち、設定部271は、電力アシスト時間帯において、連続的または所定時間間隔ごとに〔漸増売電目標値−{(実際の時刻の太陽電池パネル41の発電電力)−(実際の時刻の使用電力)}〕の値を蓄電装置3の放電量として設定する。
【0088】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、売電量が漸増するように蓄電装置3の放電量を設定することによって、非HEMS住宅の節電状況(逼迫時間帯の初めに節電がなされる状況)に対応した売電制御を実現することができる。
【0089】
なお、本実施形態の変形例として、売電量を漸減させてもよい。本変形例の場合、設定部271は、目標売電量特性として、電力アシスト時間帯の開始時の売電量を最大値とし終了時の売電量を最小値として一定割合で漸減する特性を用いる。電力アシスト時間帯での蓄電装置3の放電量は実施形態4の場合と同じであるから、電力アシスト時間帯の開始時刻の売電量を「目標売電量の2倍」、終了時刻の売電量を「0」とし、その2点を結ぶ直線を電力アシスト時間帯の各時刻の漸減売電目標値とする。このような本変形例のエネルギーマネジメントシステム1では、売電量が漸減するように蓄電装置3の放電量を設定することによって、非HEMS住宅の節電状況(電気予報を見損ねた人が多く、逼迫時間帯の後半に節電がなされる状況)に対応した売電制御を実現することができる。
【0090】
また、エネルギーマネジメント装置2は、目標売電量特性を求めるのではなく、コントローラ側記憶部25に予め記憶していてもよい。
【0091】
(実施形態7)
実施形態7に係るエネルギーマネジメントシステム1は、太陽電池パネル41の発電電力が最大となる時刻を含む時間帯に蓄電池31の放電を制限する点で、実施形態2に係るエネルギーマネジメントシステム1と相違する。なお、実施形態2のエネルギーマネジメントシステム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0092】
本実施形態の設定部271は、図16に示すように、電力アシスト時間帯(t22−t21)において、太陽電池パネル41の発電電力が最大となる発電ピーク時刻t24を含むピーク時間帯T1(=t25−t23)を設定する。一例として、設定部271は、過去の発電電力から発電ピーク時刻t24を予測し、発電ピーク時刻t24を中心に例えばプラスマイナス30分間をピーク時間帯T1とする。
【0093】
図16は、電力アシスト時間帯の開始時刻t21から終了時刻t22までの間において、使用電力(図16の(b))と、太陽電池パネル41の発電電力(図16の(c))と、蓄電装置3の放電量(図16の(d))との関係を示している。
【0094】
本実施形態の制御部272は、設定部271で設定されたピーク時間帯(放電制御時間帯)T1において、設定部271で設定された放電量よりも蓄電装置3の出力電力を少なくするように蓄電装置3を制御する。図17は、ピーク時間帯T1での蓄電装置3の放電量を0とする場合を示す。
【0095】
以上説明した本実施形態のエネルギーマネジメントシステム1では、ピーク時間帯T1に蓄電装置3の放電量を制限することによって、非HEMS住宅の売電状況(太陽電池パネル41の発電電力が多い時間帯に売電量が急激に増す状況)に対応した売電制御を実現することができる。
【0096】
なお、各実施形態のエネルギーマネジメントシステム1の設置場所は、住戸に限定されず、店舗などあってもよい。
【符号の説明】
【0097】
1 エネルギーマネジメントシステム
2 エネルギーマネジメント装置
271 設定部
272 制御部
273 予報取得部
274 情報取得部
3 蓄電装置
31 蓄電池
41 太陽電池パネル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電池を含む蓄電装置と商用電力系統とを用いて負荷に給電するシステムに用いられるエネルギーマネジメント装置であって、
前記蓄電池を放電させる電力アシスト時間帯を設定するとともに、当該電力アシスト時間帯での前記蓄電装置の出力電力の大きさを放電量として設定する設定部と、
前記電力アシスト時間帯に前記蓄電池が放電して前記出力電力が前記放電量になるように前記蓄電装置を制御する制御部と
を備えることを特徴とするエネルギーマネジメント装置。
【請求項2】
前記商用電力系統の商用電力および需要電力について所定タイミングごとに予測された結果を表わす電気予報を外部から取得する予報取得部を備え、
前記設定部は、前記予報取得部で取得された前記電気予報を用いて前記電力アシスト時間帯および前記放電量を設定する
ことを特徴とする請求項1記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項3】
前記電力アシスト時間帯において、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池の発電量に関する情報を取得する情報取得部を備え、
前記設定部は、前記情報取得部で取得された前記情報を用いて、前記放電量を設定する
ことを特徴とする請求項1または2記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項4】
前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社から買電する買電量が一定になるように前記放電量を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項5】
前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社へ売電する売電量が一定になるように前記放電量を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項6】
前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社から買電する買電量が漸増または漸減となるように前記放電量を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項7】
前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、電力会社へ売電する売電量が漸増または漸減となるように前記放電量を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項8】
前記設定部は、前記電力アシスト時間帯において、前記太陽電池の発電量が最大となる時刻を含むピーク時間帯を設定し、
前記制御部は、前記設定部で設定された前記ピーク時間帯において、前記設定部で設定された前記放電量よりも前記蓄電装置の前記出力電力を少なくするように前記蓄電装置を制御する
ことを特徴とする請求項3項に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載のエネルギーマネジメント装置と、
蓄電池を含む蓄電装置と
を備えることを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【請求項10】
蓄電池を含む蓄電装置と商用電力系統とを用いて負荷に給電するシステムに用いられて前記蓄電池の放電を制御するために、コンピュータを、
前記蓄電池を放電させる電力アシスト時間帯を設定するとともに、当該電力アシスト時間帯での前記蓄電装置の出力電力の大きさを放電量として設定する設定部、および
前記電力アシスト時間帯に前記蓄電池が放電して前記出力電力が前記放電量になるように前記蓄電装置を制御する制御部
として機能させるためのプログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2013−93917(P2013−93917A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−232560(P2011−232560)
【出願日】平成23年10月24日(2011.10.24)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】