説明

蓄電装置の制御装置,蓄電装置,蓄電装置の充放電方法

【課題】太陽光発電システムなどの分散型電源と蓄電装置が需要家側に導入されている場合に、蓄電装置に充電した電力が電力系統由来の電力か、分散型電源由来の電力かどうか判別できないため、蓄電装置に充電した分散型電源由来の電力を電力系統に逆潮流(売電)させることができない。
【解決手段】太陽光発電システム等の分散型電源と接続した専用充電端子と電力系統と接続した系統専用放電端子、電力系統と接続した系統専用充電端子と電気機器等の電力負荷に放電するための放電端子を備えた蓄電装置において、分散型電源と接続する各充放電端子に電力量計測装置を備え付けることにより、蓄電装置に充電した電力量について、分散型電源からの発電電力と電力系統からの電力とを区別して、充放電制御することを可能とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電装置の制御装置,蓄電装置,蓄電装置の充放電方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の地球環境保護意識の高まりによって、太陽光発電等の分散電源が注目されている。この分散電源で発電された電力のうち、需要家で消費されない余剰発電電力は、商用電力系統(あるいは単に系統とも称する)への逆潮流が行われる。逆潮流された電力については電力会社が所定の単価で買い取るので、分散電源導入のメリットとなっている。
【0003】
.
一方、例えば太陽光発電は日射量に応じて発電電力量が変動するので、蓄電装置を導入し、余剰発電電力が発生した場合は充電し、逆に電力が足りない場合は蓄電装置から放電することで電力の安定供給を図る技術が考え付かれた。
【0004】
しかしながら、蓄電装置には商用電力系統からの電力も蓄電されるので、蓄電装置に充電された電力が太陽光発電による電力なのか、商用電力系統から買い取った電力なのかを判別できない。そのため、例えば特開2007−209133号公報に記載されているように、太陽電池の発電電力については逆潮流を可能とするものの、系統から蓄電装置に充電した電力については逆潮流(売電)を阻止する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−209133号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来技術では、系統から蓄電装置に充電した電力について逆潮流(売電)を阻止していたので、充電した発電電力量を逆潮流することができず、そのため、余剰となる分散電源の電力が有効に活用できないとの問題点が生じていた。
【0007】
本発明の目的は、太陽光発電等の分散電源に蓄電装置を適用するにあたって、分散電源の発電量を有効に活用することが可能となる蓄電装置の制御装置,蓄電装置及び蓄電装置の充放電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明では、蓄電装置に蓄電される電力量のうちの分散電源からの電力量である分散電源分電力量を演算し、蓄電装置から系統に放電される電力を分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、系統に逆潮流される電力として分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告するように構成した。
【0009】
また、上記目的を達成するために、本発明では、蓄電装置の充電と放電とを制御する充放電制御部と、需要家側に設置された分散型電源と接続する第一充電端子と、電力系統と連系する第二充電端子と、電力系統と連系する第一放電端子と、需要家の電気機器と接続する第二放電端子とを備えるように構成した。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、太陽光発電等の分散電源に蓄電装置を適用するにあたって、分散電源の発電量を有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明における第一の実施形態のブロック図を示す。
【図2】充電計測装置,放電計測装置及び計測値表示装置の一実施形態を示す。
【図3】太陽光発電システムを導入した場合の表示用端末装置の一実施例を示す。
【図4】蓄電装置の充放電制御のフローチャートを示す。
【図5】充放電制御の一実施例(配分充電制御)フローチャートを示す。
【図6】充放電制御の一実施例(夜間系統充電)を示す。
【図7】本発明における第二の実施形態のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を用いて本発明に関する実施形態について説明する。なお、本実施例では、分散型電源として太陽電池(PV,太陽光発電システム)を利用した実施例を説明する。
【0013】
図1は、本発明の第一の実施形態を示すブロック図である。図1に示す分散型電源対応蓄電装置10は、電力系統107と連系する需要家宅に設置されるものであり、充放電制御装置105と充放電記憶装置115、および2つの充電端子と2つの放電端子を備える。充放電制御装置105と充放電記憶装置115および各充電端子と各放電端子は所定の通信ネットワークで接続されている。充電指令11を受けた場合、充放電制御装置105は第一充電端子101と第二充電端子103に充電指令11を送信する。同様に、放電指令12を受けた場合、充放電制御装置105は第一放電端子102と第二放電端子104に放電指令12を送信する。各充放電端子のうち、第一充電端子101は分散型電源(以下、太陽電池)106と所定の電線(電力ケーブル)で接続されており、第一放電端子102および第二充電端子103は所定の電線で電力系統107と連系し、第二放電端子104は需要家が所持する電気機器111(電気機械器具や電気通信機械器具などを含む)と同じく電線で接続される。なお、分散型電源106は太陽電池以外にも例えば風力発電他の自然型,環境型として知られる再生エネルギー型の発電装置でも良い。なお、需要家が所持する電気機械器具や電気通信機械器具は所定の通信ネットワークで互いに接続され、消費電力量(負荷)や前記電気機械器具や電気通信器具の仕様情報を互いに、もしくは分散型電源対応蓄電装置10および太陽電池106と送受信してもよい。
【0014】
第一充電端子101と太陽電池106との間に第一充電計測装置108を設置し、第一充電計測装置108では、太陽電池106で発電した発電電力量(以下、発電量)のうち分散型電源対応蓄電装置10に充電する充電電力量(以下、充電量1)を計測する。計測した充電量1のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置110と分散型電源対応蓄電装置10内の充放電制御装置105に送信される。一方、充電量は第一充電計測装置108を通過したのち、第一充電端子101より分散型電源対応蓄電装置10に充電される。
【0015】
同様に、第一放電端子102と電力系統107との間に第一放電計測装置109と第一直流交流変換装置112とを設置し、第一放電計測装置109では分散型電源対応蓄電装置10から電力系統107へ逆潮流する電力量(以下、放電量1)を計測し、つづいて、第一直流交流変換装置112において放電した電力を直流電流から交流電流に変換したのち、電力系統107へ逆潮流させる。この逆潮流される電力は図示しない計測装置で計測され、あるいは演算され、この電力量は電力会社に報告される。この報告に基づいて電力の買い取りがなされる。計測した放電量1のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置110と分散型電源対応蓄電装置10内の充放電制御装置105に送信される。
【0016】
一方、太陽電池106で発電した発電量から充電量1を差し引いた分の電力についても第一直流交流変換装置112において直流電流から交流電流へ変換したのち、電力系統107へ逆潮流させる。
【0017】
電力系統107から分散型電源対応蓄電装置10に充電する充電電力量(以下、充電量2)については、電力系統107と第二充電端子103との間に設置された第二直流交流変換装置113において、充電量2を交流電流から直流電流に変換したのち、第二充電端子103より分散型電源対応蓄電装置10に充電される。分散型電源対応蓄電装置10に充電された充電電力量(充電量1+充電量2)のうち、需要家が所持する所定の電気機器111に利用される電力量(以下、放電量2)は、第二放電端子104から放電されたのち、第二直流交流変換装置113において直流電流から交流電流に変換され、前記電気機器111にて消費される。一方、電力系統107からの買い取る電力量(買電量)についても、充電量2を除く残りの電力を前記電気機器111に充てることにより電気機器111にて消費され、需要家は電気機器111を使用可能となる。
【0018】
なお、充放電制御装置105に送信された充電量1および充電量2の計測データと放電量1および放電量2の計測データは充放電記憶装置115において記憶される。充放電記憶装置115は、HDD,CD−RAM,DVD−RAM,フラッシュメモリ,Blue−Rayなどの記録媒体のうちいずれかを利用する。
【0019】
また、第一充電計測装置108および第一放電計測装置109と、計測値表示装置110および充放電制御装置105とのデータ通信は所定の通信ネットワークで行われ、通信ネットワークとはADSL,光通信などの有線通信もしくは無線通信である。計測値表示装置110としては専用端末モニタの他に、PCディスプレイ,テレビ,携帯電話などのモバイル機器を使用してもよい。
【0020】
次に図2を用いて、第一充電計測装置108と第一放電計測装置109の基本構成について述べる。図2は、第一充電計測装置108と第一放電計測装置109の基本構成を示すブロック図である。
【0021】
第一充電計測装置108は、充電量計測装置201と充電量記憶装置202と充電量送信装置203から構成され、前記太陽電池106で発電した発電量のうち前記分散型電源対応蓄電装置10に充電する電力(充電量1)210が充電量計測装置201を流れる場合に充電量1210を計測する。計測した充電量1210の計測データ(数値)は、充電量記憶装置202および充電量送信装置203に送信される。充電量記憶装置202は、充電量1210の前記計測データを受信し記憶する。充電量送信装置203では充電量1210の前記計測データを需要家宅内に設置される計測値表示装置110に送信し、前記充電量1210の計測データは計測値表示装置110の計測値受信装置207にて受信される。
【0022】
第一放電計測装置109は、放電量計測装置204と放電量送信装置205と放電量記憶装置206から構成され、前記分散型電源対応蓄電装置10から放電された放電量1211が放電量計測装置204を流れる場合に放電量1211を計測する。計測した放電量1211の計測データ(数値)は、放電量記憶装置206および放電量送信装置205に送信される。放電量記憶装置206は、放電量1211の前記計測データを受信し記憶する。放電量送信装置205では放電量1211の前記計測データを需要家宅内に設置される計測値表示装置110に送信し、前記放電量1211の計測データは計測値表示装置110の計測値受信装置207にて受信される。
【0023】
計測値表示装置110は計測値受信装置207と表示装置208と計測値記憶装置209から構成され、計測値受信装置207にて受信した充電量1210の計測データおよび放電量1211の計測データを表示装置208に送信し、表示装置208にて前記計測データを表示する。なお、表示装置208として、専用端末モニタの他に、PCディスプレイ,テレビ,携帯電話などのモバイル機器でもよい。計測値記憶装置209では、充電量1210の計測データと放電量1211の計測データを記憶する。充電量記憶装置202,放電量記憶装置206,計測値記憶装置209は、HDD,CD−RAM,DVD−RAM,フラッシュメモリ,Blue−Rayなどの記録媒体のうちいずれかを利用する。また、充電量記憶装置202および放電量記憶装置206,計測値記憶装置209の記憶容量は前記充放電記憶装置115よりも小さく、記憶後24時間経過した数値データから消去する。
【0024】
次に図3を用いて、分散型電源対応蓄電装置10が太陽電池106と接続する場合の計測値表示装置110の一実施例を示す。本発明における分散型電源対応蓄電装置および蓄電システムを導入する需要家は、計測値表示装置110を需要家宅内に設置し、分散型電源対応蓄電装置10の充電量および放電量を把握することが可能である。
【0025】
表示画面301において、前記分散型電源対応蓄電装置10の充電電力量[Ah]を図で表示する表示スペース302と、前記充電電力量を数値で表示する表示スペース303と、前記太陽電池106の発電量の一部を充電した充電量1の全容量に対する割合[%]および数値(絶対量)[Ah]を表示する表示スペース304と、前記電力系統107の買電量の一部を充電した充電量2の全容量に対する割合[%]および数値(絶対量)[Ah]を表示する表示スペース305から構成される。
【0026】
表示スペース302おいて、分散型電源対応蓄電装置10の充電電力量[Ah]を棒グラフ(306,307,308)で表示し、棒グラフ306は現状の充電可能な電力量を示しており、棒グラフ307は前記充電量1の割合[%]、棒グラフ308は前記充電量2の割合[%]を示す。なお、本実施例において各充電量を割合[%]表示しているが、絶対量[Ah]で表示することも可能であり、需要家により任意に表示を切り替えることが可能である。また、[Ah]の他に[kWh]による表示も可能である。
【0027】
表示画面301での表示方法として、需要家により任意に表示方法を切り替えることが可能であり、表示画面314の場合、太陽電池106の発電量から充電する充電量1(実線310)を、縦軸を充電に伴う電流[A]、横軸を時間[h]としたグラフ309上に示す。表示スペース311では現時間の太陽電池106から充電している電力の電流値[A]と所定の時間からの充電量[Ah]を数字で示す。同じく、表示画面315の場合、電力系統107からの買電量に基づく充電量2(実線312)を、前記と同じグラフ309上に示している。表示スペース313では現時間の電力系統107から充電している電力の電流値[A]と所定の時間からの累積充電量[Ah]を数字で示す。なお、充電量の単位については[Ah]の他に[kWh]による表示も可能である。
【0028】
次に図4を用いて分散型電源対応蓄電装置10の充放電制御について述べる。図4は、本発明の一実施形態における充放電制御の処理内容を示すフローチャートである。
【0029】
処理S401において、分散型電源対応蓄電装置の使用可能範囲Rc[Ah](使用可能下限値RL[%]と使用可能上限値RH[%])を読み込み処理S402に進む。処理S402において充電指令11(CH_ORDER)を読み込み、処理S403に進む。処理S403において放電指令12(DCH_ORDER)を読み込み、処理S404に進む。なお、充電指令11および放電指令12として、例えば該分散型電源対応蓄電装置を需要家宅に設置している需要家からの充電指令および放電指令の他に、電力系統の管理者からの充電指令および放電指令、該分散型電源対応蓄電装置のフィードバック制御やフィードフォワード制御などの充放電制御における充電指令および放電指令であってもよい。次に、処理S404において、現状の充電状態(SOC)Sc[Ah]を読み込み、処理S405に進む。処理S405において、処理S404で読み込んだSOCと、処理S401で読み込んだ使用可能範囲Rcと、分散型電源対応蓄電装置の定格容量CN[Ah]から、(1),(2),(3)式に基づいて充放電可能かどうかを判定する。
N×RL<Sc<CN×RH …(1)
(i)Sc<CN×RH:充電可能 …(2)
(ii)CN×RL<Sc:放電可能 …(3)−1
(iii)0<Sc(pv):放電可能 …(3)−2
【0030】
処理S405において、(2)式の充電可能条件が成立する場合は充電可能と判断して、処理S406に進み、処理S406において充電可能フラグをONとし(fCHARGE_ABLE=1)、蓄電装置10を充電可能な状態とする。次に、処理S407において充電を開始したのち、処理S408に進む。なお、前記充電が分散型電源で発電した電力を第一充電端子101を経て充電する場合は、充電開始信号を第一充電計測装置108に出力し、第一充電計測装置108で充電量Cp[Ah]を計測する。
【0031】
次に処理S408において、第一充電計測装置108で計測した充電量Cpを、充放電制御装置105で読み込み、処理S409に進む。処理S409において、充電量Cpを充放電記憶装置115で記憶し、処理S405に戻る。なお、充電計測装置を取り付けていない第二充電端子103を経て電力系統107からの電力を充電する場合は、処理S408および処理S409を実行せず処理S405に戻る(点線のフロー)。
【0032】
一方、処理S405において(3)−1式及び(3)−2式のいずれもの放電可能条件が成立する場合は、放電可能と判断して処理S413に進む。ここで、Sc(pv)は充電状態(SOC)Scのうち太陽電池の発電分であり、第一充電計測装置108の充電量Cp[Ah]の積算値(ΣCp)と第一放電計測装置109の放電量Dp[Ah]の積算値(ΣDp)の差(ΣCp−ΣDp)である。該積算値は所定周期で演算されて充放電記憶装置115に記憶される。
【0033】
(3)−2式は充電状態(SOC)のうち太陽電池106の発電分がゼロ以上であることを示している。すなわち、太陽電池106の発電量(積算値)が商用電力系統107への放電量(積算値)より大きくなる場合には、これ以上系統への放電を行わないようにする。
【0034】
なお、(3)−2式の条件を外すことも可能である。すなわち、太陽電池106の発電量(積算値)よりも多くの電力量を商用電力系統107へ放電することもできる。ただし、この場合は、充電の対象となる電力量を太陽電池106の発電量を上限とする。このような演算は充放電制御装置105でなされて、電力会社に報告される。
【0035】
処理S413において放電可能フラグをON(fDCHARGE_ABLE=1)とし、蓄電装置10を放電可能な状態とする。処理S414において、放電を開始したのち、処理S415に進む。なお、前記放電が第一放電計測装置109が接続されている第一放電端子102から放電する場合は、放電開始信号を第一放電計測装置109に出力し、第一放電計測装置109で放電量Dp[Ah]を計測する。次に処理S415において、第一放電計測装置109で計測した放電量Dpを充放電制御装置115で読み込み、処理S416に進む。処理S416において、放電量Dpを充放電記憶装置115で記憶し、処理S417に進む。なお、放電計測装置を取り付けていない第二放電端子104から、需要家宅に設置されている電気機器に放電し電力を消費する場合は、処理S415および処理S416を実行せずに処理S405へ戻る(点線のフロー)。
【0036】
次に処理S417において、処理S404で読み込んだ充電状態Scと処理S408で読み込んだ充電量Cpと処理S415で読み込んだ放電量Dpに基づいて、(4)式より放電終了かどうかを判定する。
(Sc+Cp)−Dp≦CN×RL …(4)
【0037】
処理S417において、(4)式より放電終了判定条件が成立する場合、処理S418に進み、処理S418において放電可能フラグをOFF(fDCHARGE_ABLE=0)とする。次に、処理S419において、放電停止信号を充放電制御装置105に出力して放電制御を終了する。処理S417において、(4)式の放電終了判定条件が不成立の場合は引き続き放電可能と判断し、処理S414に戻り引き続き放電する。
【0038】
一方、処理S405において、(2)式の充電可能条件が不成立の場合は、分散型電源対応蓄電装置に電力を充電できないと判断して処理S410に進み、処理S410において、充電可能フラグをOFF(fCHARGE_ABLE=0)とする。次に、処理S411において、充電停止信号を充放電制御装置105に出力して充電制御を終了し、処理S412に進む。処理S412において、再度放電指令を確認し、放電指令12がない、もしくは取り消されている場合(DCH_ORDER=0)は、充放電制御を終了する。処理S412において放電指令12がある場合(DCH_ORDER=1)は処理S413に進み、前記の放電制御フローに基づき放電制御を実行する。
【0039】
なお、処理S405において(2)式と(3)式が共に成立する場合は、処理S406から処理S409と、処理S413から処理S419を時間的に同時に実行することも可能であり、その場合は充電しながら放電することとなる。充放電する電力量の単位について、Ah(アンペアアワー)の他にkWh(キロワットアワー)でもよい。
【0040】
次に図5を用いて分散型電源対応蓄電装置10の充放電制御について述べる。図5は、本発明の一実施形態における充放電配分制御の処理内容を示すフローチャートである。処理S501において、分散型電源対応蓄電装置の使用可能範囲Rc[Ah](使用可能下限値RL[%]と使用可能上限値RH[%])を読み込み処理S502に進む。処理S502において充電指令(CH_ORDER)を読み込み、処理S503に進む。処理S503において時間(T_HOUR)を読み込み、処理S504に進む。なお、前記時間(T_HOUR)は24時間単位(0〜23の1時間刻み)である。次に、処理S504において、現状の充電状態(SOC)Sc[Ah]を読み込み、処理S505に進む。処理S505において、分散型電源(以下、太陽電池)から充電する電力量[Ah]の割合を示す充電配分比率cDST_PVと、電力系統から充電する電力量[Ah]の割合を示す充電配分比率cDST_GRを読み込み、処理S506に進む。処理S506において、処理S503で読み込んだ時間T_HOURと実時間に基づいて、昼か否かを(5)式より判定する。また、処理S501で読み込んだ使用可能範囲Rcと定格容量CN、処理S504で読み込んだ充電状態(SOC)Scに基づいて、太陽電池から充電可能かどうかを(6)式より判定する。同じく電力系統から充電可能かどうかを(6)′式から判定する。
cT_AM≦T_HOUR≦cT_PM …(5)
Cpv<Cap …(6)
Cgr<Cag …(6)′
【0041】
ここで、cT_AMは昼時間開始閾値、cT_PMは夜時間開始閾値であり、24時間単位(0〜23の1時間刻みの数字)で時間を指定する。また、Cpvは太陽電池からの充電量[Ah]であり第一充電計測装置108で計測される計測値、Capは太陽電池分の充電可能量[Ah]であり(7)式で演算される。Cgrは電力系統からの充電量[Ah]であり充電開始後の充電量をSc′とすると(8)式で演算され、Cagは電力系統からの充電可能量[Ah]であり、(9)式で演算される。
Cap=Cabl×cDST_PV …(7)
Cgr=Sc′−(Cpv+Sc) …(8)
Cag=Cabl×cDST_GR …(9)
【0042】
ここで、Cablは充電可能量[Ah]であり、(10)式で演算される。
Cabl=Cmax−Sc …(10)
【0043】
Cmaxは充電可能上限値[Ah]であり(11)式で計算される。
Cmax=CN×RH …(11)
【0044】
太陽電池の発電電力量を充電する場合は、処理S506において(5)式と(6)式が同時に成立した場合に、太陽電池の発電電力量を充電可能と判断して処理S507に進み、処理S507において太陽電池充電可能フラグをON(fCHARGE_ABLE_PV=1)とする。また、電力系統からの充電については、処理S506において(6)′式が成立した場合に、電力系統からの電力を充電可能と判断して処理S507に進み、処理S507において電力系統充電可能フラグをON(fCHARGE_ABLE_GR=1)とする。
【0045】
次に処理S508において充電を開始したのち、処理S509に進む。なお、太陽電池の発電電力量を第一充電端子101から蓄電装置10に充電する場合は、充電開始信号を第一充電計測装置108に出力し、第一充電計測装置108で充電量Cpv[Ah]を計測する。
【0046】
次に処理S509において、第一充電計測装置108で計測した充電量Cpvを、充放電制御装置105で読み込み、処理S510に進む。処理S510において、充電量Cpvを充放電記憶装置115で記憶し、処理S506に戻る。なお、充電計測装置を取り付けていない第二充電端子103を経て電力系統107からの電力を充電する場合は、処理509および処理S510を実行せず処理S506に戻る(点線のフロー)。
【0047】
一方、太陽電池の発電電力量を充電する場合は、処理S506において(5)式と(6)式の一方が不成立の場合に太陽電池の発電量を充電しないと判断して、処理S511に進み、処理S511において太陽電池充電可能フラグをOFF(fCHARGE_ABLE_PV=0)とする。次に処理S512において、太陽電池からの充電を停止し充電配分制御を終了する。また、電力系統からの充電についても同様に、処理S506において(6)′が不成立の場合は、電力系統からの電力を充電しないと判断して処理S511に進み、処理S511において電力系統充電可能フラグをOFF(fCHARGE_ABLE_GR=0)とする。次に処理S512において、電力系統からの充電を停止し充電配分制御を終了する。
【0048】
次に図6を用いて分散型電源対応蓄電装置10(以下、蓄電装置)の充放電制御の一実施例について述べる。図6は、夜間に蓄電装置10に充電した電力系統の電力(夜間電力)を、昼間に需要家が消費する電力負荷に充て、その一方で、分散型電源で発電した電力については電力系統107へ逆潮流(売電)する場合の充放電制御方法の実施例である。
【0049】
グラフ601は、縦軸に電力系統107から充電する電力[kW]、横軸に時間[h]をとったグラフであり、時間帯604は昼の時間帯(以下、昼間)であり、本実施例では午前8時から午後18時までの10時間を昼間としている。昼間の設定については、需要家もしくは電力系統の管理者,発電事業者,分散型電源の管理者が予め任意に設定するか、季節や月に応じて予め設定した時間帯に設定することが可能である。グラフ602は、縦軸に太陽電池(分散型電源)106の発電電力[kW]、横軸に時間[h]を取ったグラフである。グラフ603は、縦軸に該蓄電装置10が設置された需要家宅で消費される各時間の消費電力(以下、電力負荷)[kW]、横軸に時間[h]を取ったグラフである。
【0050】
グラフ601で示すように、まず、所定の日(以下、X日とする)の夜の時間帯(以下、夜間)である18時から23時と、翌日X+1日の0時から8時の時間帯に電力系統107からの電力を充電する(605)。充電された電力量Cgr[kWh]は、X日の18時から23時に充電された電力量605とX+1日の0時から8時に充電された電力量605の和であり、X+1日の8時の時点での蓄電装置10の充電状態(SOC)は、最大許容量606(点線枠)に対して該充電量Cgr[kWh]が充電された充電状態607となる。
【0051】
次に、X+1日の8時以降に、太陽電池106が発電曲線608のパターンで発電したとすると、発電曲線608の時間積分で演算される発電電力量Gpv[kWh]分を、全て電力系統107へ逆潮流させて売電する。
【0052】
一方、グラフ603で示すように、X+1日の需要家の消費電力(以下、負荷パターンとする)が曲線609であるとすると、昼間の負荷パターンに対しては蓄電装置10に充電された電力量Cgr605を、該負荷パターン609に追従するように放電させる。放電量Dp[kWh]610は放電電力[kW]の時間積分で演算される。その際、基本的な放電制御では昼間604全時間にわたって放電することを優先するため、X+1日8時の時点での充電状態(SOC)607と昼間604の時間帯[h]に応じて放電量の最大値611[kW]を設定し、負荷パターン609が放電量最大値611[kW]を超える時間帯の負荷[kW]については電力系統107からの電力を充てる(買電)。
【0053】
放電後、X+1日18時時点での蓄電装置10の充電状態(SOC)は、充電状態607から放電量Dp[KWh]を差し引いた充電状態612[kWh]となる。
【0054】
なお、放電量最大値611は設定しなくてもよく、その場合の放電制御は、昼間604の全時間帯で放電することを優先せずに、負荷パターン609に追従して放電することを優先する。そのため、昼間604の途中で充電状態607の電力量Cgrを全て放電した場合には、途中で放電制御を終了し、電気機器に対しては電力系統107からの電力を充てるようにする制御も可能である。
【0055】
図7は本発明の第二の実施形態を示すブロック図である。図7に示す分散型電源対応蓄電装置70は、電力系統707と連系する需要家宅に設置されるものであり、充放電制御装置705と充放電記憶装置715,2つの充電端子と2つの放電端子、および第一充電計測装置708と第一放電計測装置709を備える。
【0056】
充放電制御装置705と充放電記憶装置715および各充電端子と各放電端子、さらに第一充電計測装置708,第一放電計測装置709,計測値表示装置710は所定の通信ネットワークで接続されている。充電指令71を受けた場合、充放電制御装置705は第一充電端子701と第二充電端子703に充電指令71を送信する。同様に、放電指令12を受けた場合、充放電制御装置705は第一放電端子702と第二放電端子704に放電指令72を送信する。各充放電端子のうち、第一充電端子701は分散型電源(以下、太陽電池)706と所定の電線(電力ケーブル)で接続されており、第一放電端子702および第二充電端子703は所定の電線で電力系統707と連系し、第二放電端子704は需要家が所持する電気機器711(電気機械器具や電気通信機械器具などを含む)と、同じく電線で接続される。なお、需要家が所持する電気機械器具や電気通信機械器具は所定の通信ネットワークで互いに接続され、消費電力量(負荷)や前記電気機械器具や電気通信器具の仕様情報を、互いにもしくは分散型電源対応蓄電装置70および太陽電池706と送受信してもよい。
【0057】
第一充電端子701と太陽電池706との間で第一充電計測装置708を所定の電力ケーブルで接続し、第一充電計測装置708では、太陽電池706で発電した発電電力量(以下、発電量)のうち分散型電源対応蓄電装置70に充電する充電電力量(以下、充電量1)を計測する。計測した充電量1のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置710と分散型電源対応蓄電装置70内の充放電制御装置705に送信される。一方、充電量は第一充電計測装置708を通過したのち、第一充電端子701より分散型電源対応蓄電装置70に充電される。
【0058】
同様に、第一放電端子702と電力系統707との間に第一放電計測装置709と第一直流交流変換装置712とを所定の電力ケーブルで接続し、第一放電計測装置709では分散型電源対応蓄電装置70から電力系統707へ逆潮流する電力量(以下、放電量1)を計測し、つづいて、第一直流交流変換装置712において放電した電力を直流電流から交流電流に変換したのち、電力系統707へ逆潮流させる。計測した放電量1のデータは、需要家宅内に設置される計測値表示装置710と分散型電源対応蓄電装置70内の充放電制御装置705に送信される。
【0059】
一方、太陽電池706で発電した発電量から充電量1を差し引いた分の電力についても第一直流交流変換装置712において直流電流から交流電流へ変換したのち、電力系統707へ逆潮流させる。
【0060】
電力系統707から分散型電源対応蓄電装置70に充電する充電電力量(以下、充電量2)については、電力系統707と第二充電端子703との間に設置され所定の電力ケーブルで接続された第二直流交流変換装置713において、充電量2を交流電流から直流電流に変換したのち、第二充電端子703より分散型電源対応蓄電装置70に充電される。分散型電源対応蓄電装置70に充電された充電電力量(充電量1+充電量2)のうち、需要家が所持する所定の電気機器711に利用される電力量(以下、放電量2)は、第二放電端子704から放電されたのち、第二直流交流変換装置713において直流電流から交流電流に変換され、前記電気機器711にて消費される。一方、電力系統707からの買い取る電力量(買電量)についても、充電量2を除く残りの電力を前記電気機器711に充てることにより電気機器711にて消費され、需要家は電気機器711を使用可能となる。
【0061】
なお、充放電制御装置705に送信された充電量1および充電量2の計測データと放電量1および放電量2の計測データは充放電記憶装置715において記憶される。充放電記憶装置715は、HDD,CD−RAM,DVD−RAM,フラッシュメモリ,Blue−Rayなどの記録媒体のうちいずれかを利用する。
【0062】
また、第一充電計測装置708および第一放電計測装置709と、計測値表示装置710および充放電制御装置705とのデータ通信は所定の通信ネットワークで行われ、通信ネットワークとはADSL,光通信などの有線通信もしくは無線通信である。計測値表示装置710としては専用端末モニタの他に、PCディスプレイ,テレビ,携帯電話などのモバイル機器を使用してもよい。
【0063】
以上の実施例の特徴を再度説明すると、需要家側に設置される蓄電装置において、前記蓄電装置の充電と放電とを制御する充放電制御手段と、需要家側に設置された分散型電源と接続する第一充電端子と、電力系統と連系する第二充電端子と、前記電力系統と連系する第一放電端子と、前記需要家の電気機器と接続する第二放電端子とを備える(特徴1)。
【0064】
前記分散型電源と前記第一充電端子との間に第一充電計測装置、および前記電力系統と前記第一放電端子との間に第一放電計測装置とを備え、前記第一充電計測装置は、前記分散型電源で発電した発電電力量のうち前記蓄電装置に充電する電力量(充電量)を計測する充電量計測手段を備え、前記第一放電計測装置は、前記蓄電装置から放電した電力量(放電量)を計測する放電量計測手段を備える(特徴2)。
【0065】
前記第一充電計測装置は、計測した前記充電量の数値データを計測値表示装置および前記充放電制御手段に送信する充電量送信手段を備え、前記第一放電計測装置は、計測した前記放電量の数値データを計測値表示装置および前記充放電制御手段に送信する放電量送信手段を備える(特徴3)。
【0066】
前記分散型電源で発電した発電電力量から前記蓄電装置に充電する電力量(充電量)を前記第一充電計測装置で計測したのち、前記第一充電端子を介して前記蓄電装置に充電し、前記電力系統からの電力を第二直流交流変換装置で交流電力から直流電力に変換したのち、前記第二充電端子を介して前記蓄電装置に充電する(特徴4)。
【0067】
前記第一充電計測装置で計測した前記充電量の数値データに基づいて、前記蓄電装置に充電されている電力量のうち、前記分散型電源から充電された電力量と、前記電力系統から充電された電力量とを判別する(特徴5)。
【0068】
前記蓄電装置に充電された電力量のうち、前記分散型電源から充電された電力量を前記第一放電端子より放電し、前記第一放電計測装置において放電した電力量(放電量)を計測したのち、第一直流交流変換装置で直流電力から交流電力に変換し、前記電力系統へ放電(逆調)することを特徴とする(特徴6)。
【0069】
前記蓄電装置に充電された電力量のうち、前記電力系統から充電された電力量を前記第二放電端子より放電し、放電された電力量は、前記第二直流交流変換装置にて交流電力から直流電力へ変換されたのち、前記需要家が所持する電気機器にて消費される(特徴7)。
【0070】
前記分散型電源で発電する発電電力量について、前記発電電力量を前記第一直流交流変換装置により直流電力から交流電力へ変換したのち前記電力系統へ逆潮流させると同時に、前記蓄電装置に充電された前記分散型電源から充電した電力量を前記第一放電端子から前記電力系統に放電することにより、前記分散型電源で発電している電力量以上の電力量を、前記電力系統に逆潮流する(特徴8)。
【0071】
前記第一充電計測装置から送信される充電量の数値データと、前記第一放電計測装置から送信される放電量の数値データとを受信する計測値受信手段と、前記充電量および放電量の数値データを記憶する計測値記憶手段と、前記数値データを表示する計測値表示手段とを備え、前記第一充電計測装置で計測された充電量の数値データと、前記第一放電計測装置で計測された放電量の数値データを表示する(特徴9)。
【0072】
前記分散型電源とは、需要家側に設置される発電装置であり、太陽光電池を利用した太陽光発電,風力発電,ガスによる発電機を備えるコージェネレーション,バイオマス発電のうち少なくとも一つ以上の発電システムを含む(特徴10)。
【0073】
前記電気機器とは、前記需要家が所持する電力を消費する機器であり、電気機械器具,電気通信機械器具,電子応用機械器具,医療機械器具のうち少なくとも1つ以上である(特徴11)。
【0074】
前記第一充電計測装置で計測した前記充電量の数値データに基づいて、前記蓄電装置に充電されている電力量のうち、前記分散型電源から充電された電力量と、前記電力系統から充電された電力量とを判別し、前記分散型電源から充電された電力量、もしくは前記分散型電源で発電した電力量のみを、前記電力系統に逆潮流させる(特徴12)。
【0075】
このような特徴1乃至12では、分散型電源と接続した充電端子と電力系統と接続した放電端子,電力系統と接続した充電端子と電気機器等の電力負荷に放電するための放電端子を備え、分散型電源と接続した充放電端子に電力量計を取り付けることにより、蓄電装置に充電する分散型電源の発電電力量を把握することができる。従って、蓄電装置に充電した電力量のうち分散型電源由来の発電電力量分を判別し、発電電力量を電力系統へ逆潮流(売電)させることが可能となる。
【符号の説明】
【0076】
10 分散型電源対応蓄電装置
106 分散型電源(太陽電池)
107 商用電力系統(電力系統)
111,711 電気機器(需要家が所持する電気機器)
301 表示画面(計測値表示装置画面)
604 昼の時間帯(昼間)
605 電力系統からの充電量[kWh]
606 蓄電装置の最大充電量(容量)
607 電力系統の電力を充電した後の蓄電装置の充電状態
608 太陽電池の発電量[kWh]
609 需要家の負荷パターン
610 蓄電装置からの放電量[kWh]

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蓄電装置を制御する蓄電装置の制御装置において、前記蓄電装置は分散型電源と系統からの電力が蓄電されるものであって、前記蓄電装置に蓄電される電力量のうちの前記分散型電源からの電力量である分散電源分電力量を演算する蓄電電力量演算部を有し、前記蓄電装置から前記系統に放電される電力を前記分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、前記系統に逆潮流する電力量値として前記分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告する放電電力量演算部を有することを特徴とする蓄電装置の制御装置。
【請求項2】
請求項1において、前記分散電源分電力量は、前記分散電源から前記蓄電装置への充電量を計測する計測装置の計測値に基づいて演算されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
【請求項3】
請求項2において、前記分散電源分電力量は、前記蓄電装置から前記系統への放量を計測する計測装置の計測値に基づいて演算されることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
【請求項4】
請求項1において、前記系統から前記蓄電装置に充電する充電量を時間と共に可変させることを特徴とする蓄電装置の制御装置。
【請求項5】
分散型電源と系統からの電力が蓄電されるものであって、蓄電される電力量のうちの前記分散電源からの電力量である分散電源分電力量を演算する蓄電電力量演算部を有し、前記系統に放電される電力を前記分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、前記系統に逆潮流する電力量値として前記分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告する放電電力量演算部を有することを特徴とする蓄電装置。
【請求項6】
需要家側に設置される蓄電装置において、前記蓄電装置の充電と放電とを制御する充放電制御部と、需要家側に設置された分散型電源と接続する第一充電端子と、電力系統と連系する第二充電端子と、前記電力系統と連系する第一放電端子と、前記需要家の電気機器と接続する第二放電端子とを備えることを特徴とする蓄電装置。
【請求項7】
蓄電装置へ充電すると共に前記蓄電装置から放電する蓄電装置の充放電方法であって、分散型電源に由来して蓄電される電力と系統に由来して蓄電される電力のうち前記分散電源から前記蓄電装置に蓄電される電力量である分散電源分電力量を演算し、前記蓄電装置から前記系統に放電される電力を前記分散電源分電力量に抑えるか、あるいは、前記系統に逆潮流する電力量値を前記分散電源分電力量に抑えた電力量値として報告する蓄電装置の充放電方法。

【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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【公開番号】特開2012−110170(P2012−110170A)
【公開日】平成24年6月7日(2012.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−258467(P2010−258467)
【出願日】平成22年11月19日(2010.11.19)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】