電源システム
【課題】従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる電源システムを提供する。
【解決手段】電力系統２から負荷３に繋がる分岐路２Ａに接続され、電力系統２からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を負荷３に放電する分散電源装置１０と、この分散電源装置１０の充放電を制御して、電力系統２から受け取る電力を平準化する制御手段２０と、を備える電源システム１である。この電源システム１は、さらに電力系統２から負荷３に入力される電力または電力量（電力と時間の積算値）の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段３０を備える。そして、電源システム１の制御手段２０は、入力値測定手段３０で測定した入力値に基づいて、分散電源装置１０の充放電を制御する。
【解決手段】電力系統２から負荷３に繋がる分岐路２Ａに接続され、電力系統２からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を負荷３に放電する分散電源装置１０と、この分散電源装置１０の充放電を制御して、電力系統２から受け取る電力を平準化する制御手段２０と、を備える電源システム１である。この電源システム１は、さらに電力系統２から負荷３に入力される電力または電力量（電力と時間の積算値）の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段３０を備える。そして、電源システム１の制御手段２０は、入力値測定手段３０で測定した入力値に基づいて、分散電源装置１０の充放電を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統から分岐して負荷に繋がる分岐路に接続される分散電源装置と、この分散電源装置の充放電を制御する制御手段と、を備え、電力系統から受け取る電力を平準化する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気事業者などが構築した電力系統には、その電力系統から電力を受け取る需要家の負荷が複数接続されている。ここで、多くの需要家において、一日を通じで電力使用量（以下、消費電力とする）が大きく変動することが一般的である。例えば、夏場の一般家庭においては、昼間の消費電力が非常に大きく、夜間（特に、就寝時間帯）には消費電力が小さくなる傾向にある。このように一日の消費電力が変動すると、電気事業者は、その変動に応じて発電機の稼働率を調整する非効率な発電をせざるを得ない。そこで、近年では、負荷側で電力系統から受け取る電力（即ち、消費電力）を、一日を通じて平準化する試みがなされている。
【０００３】
負荷側で消費電力を平準化する代表的な技術として、電力系統から分岐して各負荷に繋がる分岐路に接続される分散電源装置と、その分散電源装置の動作を制御する制御手段と、を備える電源システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電源システムでは、消費電力が小さな時間帯に電力系統から分散電源装置に電力を充電し、その蓄えた電力を消費電力が大きい時間帯に分散電源装置から負荷に放電することで、消費電力を平準化している。このような電源システムが需要家に普及すれば電気事業者は効率的な発電計画を立てることができるため、電気事業者は消費電力が小さな時間帯の電気料金を割安にするなどして、上記電源システムの普及を促進している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９５１７５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、従来の電源システムでは、消費電力が小さいと考えられる時間帯には電力系統から分散電源装置に充電する、消費電力が大きいと考えられる時間帯には分散電源装置から負荷に放電する、といった予め決められたスケジュールに従って分散電源装置を制御していた。そのため、消費電力の平準化がなお十分とは言いがたかった。消費電力は、天候や気温などの影響を受けて、日によって大きく変動するし、場合によっては１日のうちでも突発的に上昇することもあるため、予め決められたスケジュールに則って分散電源装置を制御する場合、その変動に対応しきれないからである。
【０００６】
また、需要家のなかには、特定の時間帯における使用する電力量（電力と時間の積算値）を契約電力量の範囲内に収めることで電気料金が割安となる契約を電気事業者と結んでいる者もいる。その場合、従来の電源システムでは、突発的な消費電力の増加に対応できず、使用した電力量が契約電力量を超えてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電力系統から負荷に繋がる分岐路に接続され、前記電力系統からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を前記負荷に放電する分散電源装置と、この分散電源装置の充放電を制御して、前記電力系統から受け取る電力を平準化する制御手段と、を備える電源システムに関する。この本発明電源システムは、さらに電力系統から負荷に入力される電力または電力量（電力と時間の積算値）の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段を備える。そして、本発明電源システムの制御手段は、上記入力値測定手段で測定した入力値に基づいて、分散電源装置の充放電を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明電源システムによれば、電力系統から負荷への実質的な入力電力（あるいは入力電力量）に応じて、リアルタイムに分散電源装置を制御するため、従来の電源システムに比べて電力を平準化する能力に優れる。特に、負荷を使用する需要家が、電力系統の電気事業者と、時間帯に応じた『使用電力量』に関する契約を結んでいる場合、当該時間帯における負荷の使用電力量がその契約電力量を超えることを効果的に防止することができる。また、電気事業者と需要家とが『消費電力』に関する契約を結んでいる場合、負荷の消費電力がその契約電力を超えることを効果的に防止することができる。
【００１０】
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段は、電力系統から負荷に入力される電力または電力量の目標値を設定する目標値設定部と、入力値と目標値との差分に基づいて分散電源装置に行わせる動作を判断する動作判断部と、を備える。具体的には、『入力値＞目標値』となった場合、動作判断部は『分散電源装置に放電を行わせる』という判断をし、『入力値＜目標値』となった場合、動作判断部は『分散電源装置に充電を行わせる』という判断をする。また、『入力値＝目標値』となった場合、動作判断部は分散電源装置に放電を行わせるという判断をしても良いし、充電を行わせるという判断をしても良いし、充電も放電も行わせないという判断をしても良い。そして、制御手段は、動作判断部の判断に基づいて分散電源装置を操作する。
【００１１】
なお、『入力値』が電力に関する値であれば、『目標値』も電力に関する値とすれば良い。また、『入力値』が電力量に関する値であれば、『目標値』は、電力量に関する値としても良いし、電力に関する値としても良い。『入力値』が電力量に関する値、『目標値』が電力に関する値である場合、入力値を測定時間で除して、入力電力を求め、その入力電力を目標値と比較すれば良い。
【００１２】
上記構成のように、目標値を設定し、その目標値に基づいて分散電源装置を制御することで、電力系統から受け取る電力をより平準化できる。
【００１３】
本発明電源システムの一形態として、電源システムの制御手段に備わる目標値設定部は、目標値を時間帯に応じて変更することが好ましい。
【００１４】
目標値には時間帯に応じた最適な値が存在する。例えば、負荷の消費電力（電力量使用量）が小さな時間帯、例えば一般家庭における深夜の時間帯では、目標値を小さくすることが好ましい。負荷の消費電力（電力量使用量）が小さな時間帯では主として、分散電源装置に充電を行わせることになるが、分散電源装置には容量があり、その容量以上には分散電源装置に充電することができない。そのため、目標値を大きく設定しても、分散電源装置に充電できずに、目標値に近づけることができなくなる恐れがある。これに対して目標値を時間帯に応じて変更することで、電源システムを効率的に運用することができる。
【００１５】
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段において充電禁止時間帯が設定されても良い。充電禁止時間帯では、制御手段の動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』との判断をしても、制御手段はその判断に従わない。一方、動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』、あるいは『分散電源装置に充電も放電もさせない』、との判断をした場合は、制御装置はその判断に従って分散電源装置を制御する。あるいは、動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』と判断した場合にのみ、制御装置がその判断に従うように構成しても良い。
【００１６】
一日のうち、負荷での消費電力が高い時間帯が存在する。例えば、夏場の一般家庭や工場などでは、昼間の消費電力が高い。そのようなもともと消費電力が高い時間帯に、さらに分散電源装置への充電を行うと、その後突発的に消費電力が上昇した際、電力系統への負担が大きい。また、需要家が電気事業者と夜間割引などの契約を結んでいる場合、電気料金が割高な昼間に分散電源装置への充電を行うことは非経済的である。このように消費電力がもともと高い時間帯に充電禁止時間帯を割り当てれば、需要者の消費電力が低く抑えられ、電気事業者は発電計画を立て易い。また、電気料金が割高な時間帯に充電禁止時間帯を割り当てれば、需要家に経済的なメリットが生じる。なお、消費電力が高い時間帯と電気料金が割高な時間帯とが重複する場合もある。
【００１７】
本発明電源システムの一形態として、放電禁止時間帯が制御手段に設定されていても良い。この放電禁止時間帯では、制御手段の動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』との判断をしても、制御手段はその判断に従わない。一方、動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』、あるいは『分散電源装置に充電も放電もさせない』、との判断をした場合は、制御装置はその判断に従って分散電源装置を制御する。あるいは、動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』との判断をした場合にのみ、制御装置はその判断に従うように構成しても良い。なお、電源システムの一日のタイムスケジュールを、充電禁止時間帯と放電禁止時間帯とで構成しても良いし、この２つの時間帯と、この２つの時間帯とは異なる制御を行う別の時間帯とで構成しても良い。
【００１８】
上記構成のように、専ら充電を行う放電禁止時間帯を設けておくことで、分散電源装置に十分な電力を蓄積しておくことができる。その結果、消費電力が増す昼間などの時間帯において、消費電力の増大を確実に抑制することができる。
【００１９】
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段は、放電禁止時間帯では、予め定められたスケジュールに従って分散電源装置を制御するように構成しても良い。もちろん、このスケジュールは、放電禁止時間帯におけるスケジュールであるので、このスケジュールに放電指令は含まれない。
【００２０】
放電禁止時間帯では、消費電力が変動することはあっても、基本的に消費電力が大きくなり過ぎる可能性が少ないと考えられる。そのため、放電禁止時間帯において定められたスケジュールに従って分散電源装置を制御すれば、入力値測定手段や分散電源装置を常時作動させておく必要がなくなり、効率的かつ経済的に電源システムを運転させることができる。
【００２１】
本発明電源システムの一形態として、動作停止時間帯が制御手段に設定されていても良い。この動作停止時間帯では、電源システムに備わる制御手段は分散電源装置の制御を行わない。
【００２２】
一日のうち、消費電力が増えも減りもしない時間帯が存在することがある。例えば、一般家庭の就寝時間帯などがそれに相当する。このような消費電力の増減が殆どない時間帯に、上記動作停止時間帯を設定すれば、その分だけ分散電源装置の動作に必要な電力の消費をなくすことができる。その結果、一日を通じた需要家の使用電力量を低減することができる。
【００２３】
本発明電源システムの一形態として、電源システムの制御手段に備わる目標値設定部は、過去の一定期間に得られた複数の入力値に基づいて目標値を設定するように構成しても良い。その入力値を得る一定期間は、短時間での効率的な運転を狙う場合は５秒間〜１日間、１日を通じて消費電力をほぼ一定にするような運転を狙う場合は１日間〜７日間とすることが好ましい。
【００２４】
５秒〜１日間という短期間での消費電力の動向から目標値を設定すれば、時間帯に応じた効率的な電源システムの運転を行うことができる。一方、１日〜７日間という長期間での消費電力の動向から目標値を設定する上記構成によれば、一日を通じて消費電力をほぼ一定にできる目標値を設定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明電源システムによれば、従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る電源システムの概略構成図である。
【図２】実施形態に係る電源システムの基本的な制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１に示すように、電気事業者が供給する電力系統２からは、各需要者の負荷３に向けて伸びる複数の分岐路２Ａ〜２Ｄが設けられている。以降、それら分岐路２Ａ〜２Ｄのうち、分岐路２Ａに設けられる電源システム１について説明する。
【００２８】
電源システム１は、電力系統２から負荷３に繋がる分岐路２Ａに接続される分散電源装置１０と、この分散電源装置１０の充放電を制御する制御手段２０と、電力系統２から負荷３に入力される電力の実質的な値（入力値）を測定する入力値測定手段３０と、を備える。分散電源装置１０は、電力系統２からの電力を充電することができ、その蓄えた電力を負荷３に放電することができる。また、制御手段２０は、入力値測定手段３０で測定した入力値に基づいて、分散電源装置１０の充放電を制御する。以下、分散電源装置１０、入力値測定手段３０、制御手段２０の順に各構成を説明し、最後に電源システム１の運転方法について説明する。
【００２９】
［分散電源装置］
分散電源装置１０は、電力を蓄え、必要に応じて蓄えた電力を放出することができれば構成であれば良く、特に限定されない。例えば、分散電源装置１０として、Ｎｉ−Ｈ電池やＬｉイオン電池、ＮａＳ電池、レドックスフロー電池などの二次電池を利用できる。その他、電力を電気化学的な形態とは異なる形態で貯蔵する構成としても良い。例えば、水素製造装置と、水素貯留タンクと、燃料電池とで分散電源装置１０を構成する。その場合、電力を用いて水素製造装置で水素を作製し、水素貯蔵タンクに貯蔵しておくことで電力を蓄え、電力を放出する際は、タンクの水素を使って燃料電池で発電する。以上、例示したこれらの構成の中でも、レドックスフロー電池は、大容量のものを容易に構築することができるので、好ましい。レドックスフロー電池としては、電解液としてＶ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｂｒ、Ｍｎ、Ｔｉイオン等を用いたものが好適である。
【００３０】
上記分散電源装置１０は、交流遮断機６１、電源出力測定手段５０、トランス６２、交直変換器４０、直流遮断機６３を介して、分岐路２Ａに接続されている。これら６１，５０，４０，６２のうち、交直変換器４０は、交流を直流に変換する、あるいは直流を交流に変換する機器である。この交直変換器４０を制御することで、電力系統２の分岐路２Ａから分散電源装置１０に電力を充電させるか、それとも分散電源装置１０から負荷３に電力を放電させるかを制御することができる。また、電源出力測定手段５０は、分散電源装置１０に充電する際はその充電時の電力を測定し、分散電源装置１０から放電する際はその放電時の電力を測定する。測定結果は、後述する制御手段２０に入力され、充電電力あるいは放電電力を変化させるかの目安として利用される。測定結果の使用例は後述する。なお、この電源出力測定手段５０には、ごく一般的な電力測定器を用いることができる。
【００３１】
［入力値測定手段］
入力値測定手段３０は、分散電源装置１０と分岐路２Ａとの接合点１１よりも電力系統２側に設けられ、電力系統２から負荷３に入力される実質的な電力（入力値）を測定する手段である。この入力値測定手段３０としては、ごく一般的な電力測定器を使用できる。
【００３２】
なお、入力値測定手段３０と電力系統２との間で分岐路２Ａに設けられる交流遮断機３１は、電源システム１や負荷３のメンテナンス等の際に使用するためのものである。
【００３３】
［制御手段］
制御手段２０は、上記入力値測定手段３０からの情報に基づいて分散電源装置１０に電力系統２から電力を充電させるのか、それとも分散電源装置１０から負荷３に電力を放電させるのか、あるいは分散電源装置１０を動かさないのかを判断する。そして、その判断に基づいて交直変換器４０を操作し、実際に分散電源装置１０を動作させる。この制御手段２０はコンピューターなどで構成することができる。
【００３４】
上記制御手段２０には、分散電源装置１０をどのように動作させるかを判断する動作判断部２１と、その動作を判断する指標となる電力の値である目標値を判断する目標値設定部２２と、が設けられている。これら動作判断部２１と目標値設定部２２の機能、目標値の意義については、次の『電源システムの運転方法』に詳しく説明する。
【００３５】
≪分散電源装置の運転方法≫
［基本制御］
上記電源システム１の基本的な制御を、図１、図２を参照しつつ説明する。始めに、電源システム１は、分岐路２Ａに設けられる入力値測定手段３０により、電力系統２から負荷３に入力される入力電力（入力値）ＰＬを測定する（図２のＳ１）。入力電力ＰＬは消費電力と同義である。この入力電力ＰＬは、制御手段２０に一時保持しておく。
【００３６】
次に、制御手段２０の動作判断部２１は、目標値設定部２２から入力電力の目標値ＰＳを呼び出し（図２のＳ２）、入力電力ＰＬと目標値ＰＳとから分散電源装置１０に行わせる動作を判断する（図２のＳ３）。動作判断部２１における分散電源装置１０に行わせる動作の判断は、図２のＳ３に示すように、入力電力ＰＬが目標値ＰＳよりも大きいか、即ち、現在の消費電力（ＰＬ）が目標とする消費電力（ＰＳ）よりも大きいかを基準とすれば良い。ここで、上記目標値ＰＳは、以下の４パターンに分けることができる。
【００３７】
（１）終日一定の固定値
ここでいう固定値とは、予め目標値設定部２２に入力しておいた目標値ＰＳのことである。終日一定の目標値ＰＳであれば、消費電力を平準化することができる。なお、電気事業者と消費電力の上限を定めた契約を結んでいる場合、固定値（目標値ＰＳ）は、その契約電力の９０〜９９％となるように設定することが好ましい。目標値ＰＳが契約電力と同じ場合、突発的な消費電力の増加に対応できず、消費電力が契約電力をオーバーする可能性がある。以下の（２）〜（４）においても目標値ＰＳは、契約電力の９０〜９９％に収まるように設定する。
【００３８】
（２）時間帯に応じて変化する固定値
例えば、昼間は目標値ＰＳを１００とし、夜間は目標値ＰＳを９０とするといったように、時間帯に応じた固定値を予め目標値設定部２２に入力しておく。この場合、消費電力を平準化する効果は、上記（１）に劣るものの、各時間帯の消費電力の実態に沿った効率的な電源システム１の運転を行うことができる。
【００３９】
（３）日に応じて変化する変動値
ここでいう変動値とは、過去の一定期間における入力電力ＰＬを参照して目標値設定部２２が適宜決定する目標値ＰＳである。例えば、数日間にわたっての入力電力ＰＬを記録し、その平均値を目標値ＰＳとして終日使用する。そして、次の日には、終日使用する目標値ＰＳを新たに設定する。詳しくは、後述する追加制御５で説明する。
【００４０】
（４）時間帯に応じて変化する変動値
一日のうちで何度も変動値を求め、その都度、目標値ＰＳを求めた変動値に再設定する。詳しくは後述する追加制御６で説明する。
【００４１】
最後に、動作判断部２１の判断結果に基づいて、制御手段２０は交直変換器４０を制御することで分散電源装置１０を動作させる。具体的には、入力電力ＰＬ≧目標値ＰＳとなった場合、動作判断部２１は、『分散電源装置１０から負荷３に放電させるべきである』と判断し、制御手段２０は、その判断に従って分散電源装置１０から負荷３に放電させる（図２のＳ４）。一方、入力電力ＰＬ＜目標値ＰＳとなった場合、動作判断部２１は、『電力系統２から分散電源装置１０に充電させるべき』と判断し、制御手段２０は、その判断に従って電力系統２から分散電源装置１０に充電させる（図２のＳ５）。ここで、入力電力ＰＬ＝目標値ＰＳのとき、分散電源装置１０を動作させないようにしても良い。
【００４２】
ここで、分散電源装置１０にどの程度の電力を充電すれば良いか、あるいは分散電源装置１０からどの程度の電力を放電すれば良いかは、電源出力測定手段５０の測定結果を参照して決定すれば良い。例えば、現時点で、入力電力ＰＬ＞目標値ＰＳとなっており、分散電源装置１０からＰ０の電力が放電されている場合を考える。その状態から所定時間経過したとき、再び入力値測定手段３０での測定結果が、入力電力ＰＬ＞目標値ＰＳとなった場合、制御手段２０は、現在の電力Ｐ０では分散電源装置１０からの放電電力が足りないと判断し、分散電源装置１０の出力を高くする（分散電源装置１０からの放電量を増加させる）。例えば、分散電源装置１０の出力を、『現在の電力Ｐ０』＋『足りない電力（ＰＬ−ＰＳ）』に変更する。
【００４３】
以上説明したフローチャートに従って電源システム１を運転すれば、負荷３の要求に従って入力電力ＰＬが大きくなれば、分散電源装置１０から電力が補われて入力電力ＰＬが小さくなるし、入力電力ＰＬが小さくなれば、電力系統２から分散電源装置１０に電力が充電され、入力電力ＰＬが大きくなる。その結果、終日、入力電力ＰＬを目標値ＰＳに近づけることができる、即ち、消費電力を平準化することができる。
【００４４】
以下、より効率的な電源システム１の運転を行うための分散電源装置１０の制御方法を説明する。なお、以下に示す追加制御１〜６は、制御内容が互いに矛盾しない限り組み合わせることができる。
【００４５】
［追加制御１］
一般的な需要者における消費電力は、時間帯によって大きく変動する。例えば、夏場の一般家庭などでは、昼間の時間帯で消費電力が大きくなる傾向にある。そこで、昼間の時間帯を、分散電源装置１０への充電を禁止する充電禁止時間帯とすることが好ましい。この充電禁止時間帯では、図２のＳ３で入力電力ＰＬ＜目標値ＰＳとなり、動作判断部２１が『電力系統２から分散電源装置１０に充電するべき』と判断しても、制御手段２０はその判断を無視する。
【００４６】
上記充電禁止時間帯を設けることで、消費電力が総じて高い充電禁止時間帯において、不意に消費電力が減少した後、突発的に消費電力が増加しても、電力系統２への負担が大きくなりすぎることがない。これは、不意に消費電力が減少しても、その際、電力系統２から分散電源装置１０に電力を充電させないからである。
【００４７】
また、需要家が電気事業者と夜間割引の契約を結んでいる場合、電気料金の割高な昼間に分散電源装置１０に充電するのは非経済的であるが、昼間に充電禁止時間帯を割り当てることで、その問題を解決することができる。
【００４８】
［追加制御２］
上記充電禁止時間帯に加え、放電禁止時間帯を設けることも好ましい。放電禁止時間帯は、総じて消費電力が昼間よりも小さい夜間に設定すると良い。この放電禁止時間帯では、図２のＳ３で入力電力ＰＬ≧目標値ＰＳとなり、動作判断部２１が分散電源装置１０から負荷３に放電するべきと判断しても、制御手段２０はその判断を無視する。
【００４９】
放電禁止時間帯を設けておくことで、消費電力がピークを迎える昼間（充電禁止時間帯）に備えて分散電源装置１０に十分な電力を蓄えておくことができる。夜間はそもそも昼間よりも消費電力が小さく、仮に瞬間的に消費電力が大きくなったとしても、長時間にわたって消費電力が大きいまま維持されることは少ない。
【００５０】
なお、消費電力が総じて小さな夜間などの時間帯であっても、瞬間的な消費電力が契約した値を超えてしまう場合もある。そのような問題を確実に回避するのであれば、夜間でも図２のフローチャートに示す制御を行う。
【００５１】
［追加制御３］
追加制御２で示した放電禁止時間帯において、予め決定されたスケジュールに従って分散電源装置１０を制御しても良い。夜間は、消費電力が変動することはあっても、消費電力が大きくなりすぎることは殆どない。そのため、放電禁止時間帯において定められたスケジュールに従って分散電源装置１０を制御すれば、入力値測定手段３０や、電源出力測定手段５０、分散電源装置１０を常時作動させておく必要がなく、効率的かつ経済的に電源システム１を運転させることができる。
【００５２】
［追加制御４］
追加制御２で示した充電禁止時間帯と放電禁止時間帯に加えて、分散電源装置１０による充電も放電も行わない動作停止時間帯を設けても良い。例えば、一般家庭における就寝時間帯では、消費電力が増加することも減少することも稀である。そのような就寝時間帯に入力値測定手段３０や分散電源装置１０などの作動させておくことは非効率的である。そこで、就寝時間帯に動作停止時間帯を割り当てることで、入力値測定手段３０や分散電源装置１０を動作させる電力を節約することができる。
【００５３】
［追加制御５］
この項目では、長めのスパンで過去の一定期間における入力電力ＰＬを参照して目標値ＰＳを決定し、その決定した目標値ＰＳを終日使用する制御を説明する。例えば、１日間〜７日間の総電力量から計算した平均電力を目標値ＰＳとして終日使用する。そして、次の日には、前日を含む１日間〜７日間の総電力量から計算した平均電力を目標値ＰＳとして再設定することを繰り返す。このような制御を行えば、一日の消費電力を平準化できるし、時期（季節や、需要家の繁忙期など）に応じた消費電力の平準化を達成することもできる。
【００５４】
［追加制御６］
この項目では、短めのスパンで過去の一定期間における入力電力ＰＬを参照して目標値ＰＳを決定し、その都度、目標値ＰＳを再設定する例を説明する。例えば、５秒間〜１日間の総電力量から平均電力を求めると共に、測定した時間帯に応じた補正値をその平均電力に足して目標値ＰＳを決定する。そして、古い目標値ＰＳを、新たに求めた目標値ＰＳに更新する。このような制御を行えば、上記追加制御５に比べて消費電力を平準化する効果は小さいものの、時間帯に応じた効率的な電源システム１の運転を行うことができる。例えば、消費電力が非常に小さな時間帯に、分散電源装置１０に過大に充電を行うといった無駄をなくすことができる。ここで、時間帯に応じたより効率的な電源システム１の運転を行うのであれば、測定する期間を１分〜１日間とすることが好ましく、１分〜３時間とすることがより好ましく、５分〜１時間とすることが最も好ましい。
【００５５】
なお、本発明の実施形態は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施形態では、入力値と目標値を共に電力の値としたが、電力量の値としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明電源システムは、電源系統に接続される各負荷の消費電力を平準化することに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電源システム
１０ 分散電源装置
２０ 制御手段 ２１ 動作判断部 ２２ 目標値設定部
３０ 入力値測定手段
２ 電力系統
２Ａ〜２Ｄ 分岐路
３ 負荷
１１ 接合点
３１，６１ 交流遮断機
４０ 交直変換器
５０ 電源出力測定手段
６２ トランス
６３ 直流遮断機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統から分岐して負荷に繋がる分岐路に接続される分散電源装置と、この分散電源装置の充放電を制御する制御手段と、を備え、電力系統から受け取る電力を平準化する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気事業者などが構築した電力系統には、その電力系統から電力を受け取る需要家の負荷が複数接続されている。ここで、多くの需要家において、一日を通じで電力使用量（以下、消費電力とする）が大きく変動することが一般的である。例えば、夏場の一般家庭においては、昼間の消費電力が非常に大きく、夜間（特に、就寝時間帯）には消費電力が小さくなる傾向にある。このように一日の消費電力が変動すると、電気事業者は、その変動に応じて発電機の稼働率を調整する非効率な発電をせざるを得ない。そこで、近年では、負荷側で電力系統から受け取る電力（即ち、消費電力）を、一日を通じて平準化する試みがなされている。
【０００３】
負荷側で消費電力を平準化する代表的な技術として、電力系統から分岐して各負荷に繋がる分岐路に接続される分散電源装置と、その分散電源装置の動作を制御する制御手段と、を備える電源システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電源システムでは、消費電力が小さな時間帯に電力系統から分散電源装置に電力を充電し、その蓄えた電力を消費電力が大きい時間帯に分散電源装置から負荷に放電することで、消費電力を平準化している。このような電源システムが需要家に普及すれば電気事業者は効率的な発電計画を立てることができるため、電気事業者は消費電力が小さな時間帯の電気料金を割安にするなどして、上記電源システムの普及を促進している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９５１７５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、従来の電源システムでは、消費電力が小さいと考えられる時間帯には電力系統から分散電源装置に充電する、消費電力が大きいと考えられる時間帯には分散電源装置から負荷に放電する、といった予め決められたスケジュールに従って分散電源装置を制御していた。そのため、消費電力の平準化がなお十分とは言いがたかった。消費電力は、天候や気温などの影響を受けて、日によって大きく変動するし、場合によっては１日のうちでも突発的に上昇することもあるため、予め決められたスケジュールに則って分散電源装置を制御する場合、その変動に対応しきれないからである。
【０００６】
また、需要家のなかには、特定の時間帯における使用する電力量（電力と時間の積算値）を契約電力量の範囲内に収めることで電気料金が割安となる契約を電気事業者と結んでいる者もいる。その場合、従来の電源システムでは、突発的な消費電力の増加に対応できず、使用した電力量が契約電力量を超えてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電力系統から負荷に繋がる分岐路に接続され、前記電力系統からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を前記負荷に放電する分散電源装置と、この分散電源装置の充放電を制御して、前記電力系統から受け取る電力を平準化する制御手段と、を備える電源システムに関する。この本発明電源システムは、さらに電力系統から負荷に入力される電力または電力量（電力と時間の積算値）の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段を備える。そして、本発明電源システムの制御手段は、上記入力値測定手段で測定した入力値に基づいて、分散電源装置の充放電を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明電源システムによれば、電力系統から負荷への実質的な入力電力（あるいは入力電力量）に応じて、リアルタイムに分散電源装置を制御するため、従来の電源システムに比べて電力を平準化する能力に優れる。特に、負荷を使用する需要家が、電力系統の電気事業者と、時間帯に応じた『使用電力量』に関する契約を結んでいる場合、当該時間帯における負荷の使用電力量がその契約電力量を超えることを効果的に防止することができる。また、電気事業者と需要家とが『消費電力』に関する契約を結んでいる場合、負荷の消費電力がその契約電力を超えることを効果的に防止することができる。
【００１０】
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段は、電力系統から負荷に入力される電力または電力量の目標値を設定する目標値設定部と、入力値と目標値との差分に基づいて分散電源装置に行わせる動作を判断する動作判断部と、を備える。具体的には、『入力値＞目標値』となった場合、動作判断部は『分散電源装置に放電を行わせる』という判断をし、『入力値＜目標値』となった場合、動作判断部は『分散電源装置に充電を行わせる』という判断をする。また、『入力値＝目標値』となった場合、動作判断部は分散電源装置に放電を行わせるという判断をしても良いし、充電を行わせるという判断をしても良いし、充電も放電も行わせないという判断をしても良い。そして、制御手段は、動作判断部の判断に基づいて分散電源装置を操作する。
【００１１】
なお、『入力値』が電力に関する値であれば、『目標値』も電力に関する値とすれば良い。また、『入力値』が電力量に関する値であれば、『目標値』は、電力量に関する値としても良いし、電力に関する値としても良い。『入力値』が電力量に関する値、『目標値』が電力に関する値である場合、入力値を測定時間で除して、入力電力を求め、その入力電力を目標値と比較すれば良い。
【００１２】
上記構成のように、目標値を設定し、その目標値に基づいて分散電源装置を制御することで、電力系統から受け取る電力をより平準化できる。
【００１３】
本発明電源システムの一形態として、電源システムの制御手段に備わる目標値設定部は、目標値を時間帯に応じて変更することが好ましい。
【００１４】
目標値には時間帯に応じた最適な値が存在する。例えば、負荷の消費電力（電力量使用量）が小さな時間帯、例えば一般家庭における深夜の時間帯では、目標値を小さくすることが好ましい。負荷の消費電力（電力量使用量）が小さな時間帯では主として、分散電源装置に充電を行わせることになるが、分散電源装置には容量があり、その容量以上には分散電源装置に充電することができない。そのため、目標値を大きく設定しても、分散電源装置に充電できずに、目標値に近づけることができなくなる恐れがある。これに対して目標値を時間帯に応じて変更することで、電源システムを効率的に運用することができる。
【００１５】
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段において充電禁止時間帯が設定されても良い。充電禁止時間帯では、制御手段の動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』との判断をしても、制御手段はその判断に従わない。一方、動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』、あるいは『分散電源装置に充電も放電もさせない』、との判断をした場合は、制御装置はその判断に従って分散電源装置を制御する。あるいは、動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』と判断した場合にのみ、制御装置がその判断に従うように構成しても良い。
【００１６】
一日のうち、負荷での消費電力が高い時間帯が存在する。例えば、夏場の一般家庭や工場などでは、昼間の消費電力が高い。そのようなもともと消費電力が高い時間帯に、さらに分散電源装置への充電を行うと、その後突発的に消費電力が上昇した際、電力系統への負担が大きい。また、需要家が電気事業者と夜間割引などの契約を結んでいる場合、電気料金が割高な昼間に分散電源装置への充電を行うことは非経済的である。このように消費電力がもともと高い時間帯に充電禁止時間帯を割り当てれば、需要者の消費電力が低く抑えられ、電気事業者は発電計画を立て易い。また、電気料金が割高な時間帯に充電禁止時間帯を割り当てれば、需要家に経済的なメリットが生じる。なお、消費電力が高い時間帯と電気料金が割高な時間帯とが重複する場合もある。
【００１７】
本発明電源システムの一形態として、放電禁止時間帯が制御手段に設定されていても良い。この放電禁止時間帯では、制御手段の動作判断部が『分散電源装置に放電を行わせる』との判断をしても、制御手段はその判断に従わない。一方、動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』、あるいは『分散電源装置に充電も放電もさせない』、との判断をした場合は、制御装置はその判断に従って分散電源装置を制御する。あるいは、動作判断部が『分散電源装置に充電を行わせる』との判断をした場合にのみ、制御装置はその判断に従うように構成しても良い。なお、電源システムの一日のタイムスケジュールを、充電禁止時間帯と放電禁止時間帯とで構成しても良いし、この２つの時間帯と、この２つの時間帯とは異なる制御を行う別の時間帯とで構成しても良い。
【００１８】
上記構成のように、専ら充電を行う放電禁止時間帯を設けておくことで、分散電源装置に十分な電力を蓄積しておくことができる。その結果、消費電力が増す昼間などの時間帯において、消費電力の増大を確実に抑制することができる。
【００１９】
本発明電源システムの一形態として、電源システムに備わる制御手段は、放電禁止時間帯では、予め定められたスケジュールに従って分散電源装置を制御するように構成しても良い。もちろん、このスケジュールは、放電禁止時間帯におけるスケジュールであるので、このスケジュールに放電指令は含まれない。
【００２０】
放電禁止時間帯では、消費電力が変動することはあっても、基本的に消費電力が大きくなり過ぎる可能性が少ないと考えられる。そのため、放電禁止時間帯において定められたスケジュールに従って分散電源装置を制御すれば、入力値測定手段や分散電源装置を常時作動させておく必要がなくなり、効率的かつ経済的に電源システムを運転させることができる。
【００２１】
本発明電源システムの一形態として、動作停止時間帯が制御手段に設定されていても良い。この動作停止時間帯では、電源システムに備わる制御手段は分散電源装置の制御を行わない。
【００２２】
一日のうち、消費電力が増えも減りもしない時間帯が存在することがある。例えば、一般家庭の就寝時間帯などがそれに相当する。このような消費電力の増減が殆どない時間帯に、上記動作停止時間帯を設定すれば、その分だけ分散電源装置の動作に必要な電力の消費をなくすことができる。その結果、一日を通じた需要家の使用電力量を低減することができる。
【００２３】
本発明電源システムの一形態として、電源システムの制御手段に備わる目標値設定部は、過去の一定期間に得られた複数の入力値に基づいて目標値を設定するように構成しても良い。その入力値を得る一定期間は、短時間での効率的な運転を狙う場合は５秒間〜１日間、１日を通じて消費電力をほぼ一定にするような運転を狙う場合は１日間〜７日間とすることが好ましい。
【００２４】
５秒〜１日間という短期間での消費電力の動向から目標値を設定すれば、時間帯に応じた効率的な電源システムの運転を行うことができる。一方、１日〜７日間という長期間での消費電力の動向から目標値を設定する上記構成によれば、一日を通じて消費電力をほぼ一定にできる目標値を設定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明電源システムによれば、従来の電源システムよりも消費電力を平準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る電源システムの概略構成図である。
【図２】実施形態に係る電源システムの基本的な制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１に示すように、電気事業者が供給する電力系統２からは、各需要者の負荷３に向けて伸びる複数の分岐路２Ａ〜２Ｄが設けられている。以降、それら分岐路２Ａ〜２Ｄのうち、分岐路２Ａに設けられる電源システム１について説明する。
【００２８】
電源システム１は、電力系統２から負荷３に繋がる分岐路２Ａに接続される分散電源装置１０と、この分散電源装置１０の充放電を制御する制御手段２０と、電力系統２から負荷３に入力される電力の実質的な値（入力値）を測定する入力値測定手段３０と、を備える。分散電源装置１０は、電力系統２からの電力を充電することができ、その蓄えた電力を負荷３に放電することができる。また、制御手段２０は、入力値測定手段３０で測定した入力値に基づいて、分散電源装置１０の充放電を制御する。以下、分散電源装置１０、入力値測定手段３０、制御手段２０の順に各構成を説明し、最後に電源システム１の運転方法について説明する。
【００２９】
［分散電源装置］
分散電源装置１０は、電力を蓄え、必要に応じて蓄えた電力を放出することができれば構成であれば良く、特に限定されない。例えば、分散電源装置１０として、Ｎｉ−Ｈ電池やＬｉイオン電池、ＮａＳ電池、レドックスフロー電池などの二次電池を利用できる。その他、電力を電気化学的な形態とは異なる形態で貯蔵する構成としても良い。例えば、水素製造装置と、水素貯留タンクと、燃料電池とで分散電源装置１０を構成する。その場合、電力を用いて水素製造装置で水素を作製し、水素貯蔵タンクに貯蔵しておくことで電力を蓄え、電力を放出する際は、タンクの水素を使って燃料電池で発電する。以上、例示したこれらの構成の中でも、レドックスフロー電池は、大容量のものを容易に構築することができるので、好ましい。レドックスフロー電池としては、電解液としてＶ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｂｒ、Ｍｎ、Ｔｉイオン等を用いたものが好適である。
【００３０】
上記分散電源装置１０は、交流遮断機６１、電源出力測定手段５０、トランス６２、交直変換器４０、直流遮断機６３を介して、分岐路２Ａに接続されている。これら６１，５０，４０，６２のうち、交直変換器４０は、交流を直流に変換する、あるいは直流を交流に変換する機器である。この交直変換器４０を制御することで、電力系統２の分岐路２Ａから分散電源装置１０に電力を充電させるか、それとも分散電源装置１０から負荷３に電力を放電させるかを制御することができる。また、電源出力測定手段５０は、分散電源装置１０に充電する際はその充電時の電力を測定し、分散電源装置１０から放電する際はその放電時の電力を測定する。測定結果は、後述する制御手段２０に入力され、充電電力あるいは放電電力を変化させるかの目安として利用される。測定結果の使用例は後述する。なお、この電源出力測定手段５０には、ごく一般的な電力測定器を用いることができる。
【００３１】
［入力値測定手段］
入力値測定手段３０は、分散電源装置１０と分岐路２Ａとの接合点１１よりも電力系統２側に設けられ、電力系統２から負荷３に入力される実質的な電力（入力値）を測定する手段である。この入力値測定手段３０としては、ごく一般的な電力測定器を使用できる。
【００３２】
なお、入力値測定手段３０と電力系統２との間で分岐路２Ａに設けられる交流遮断機３１は、電源システム１や負荷３のメンテナンス等の際に使用するためのものである。
【００３３】
［制御手段］
制御手段２０は、上記入力値測定手段３０からの情報に基づいて分散電源装置１０に電力系統２から電力を充電させるのか、それとも分散電源装置１０から負荷３に電力を放電させるのか、あるいは分散電源装置１０を動かさないのかを判断する。そして、その判断に基づいて交直変換器４０を操作し、実際に分散電源装置１０を動作させる。この制御手段２０はコンピューターなどで構成することができる。
【００３４】
上記制御手段２０には、分散電源装置１０をどのように動作させるかを判断する動作判断部２１と、その動作を判断する指標となる電力の値である目標値を判断する目標値設定部２２と、が設けられている。これら動作判断部２１と目標値設定部２２の機能、目標値の意義については、次の『電源システムの運転方法』に詳しく説明する。
【００３５】
≪分散電源装置の運転方法≫
［基本制御］
上記電源システム１の基本的な制御を、図１、図２を参照しつつ説明する。始めに、電源システム１は、分岐路２Ａに設けられる入力値測定手段３０により、電力系統２から負荷３に入力される入力電力（入力値）ＰＬを測定する（図２のＳ１）。入力電力ＰＬは消費電力と同義である。この入力電力ＰＬは、制御手段２０に一時保持しておく。
【００３６】
次に、制御手段２０の動作判断部２１は、目標値設定部２２から入力電力の目標値ＰＳを呼び出し（図２のＳ２）、入力電力ＰＬと目標値ＰＳとから分散電源装置１０に行わせる動作を判断する（図２のＳ３）。動作判断部２１における分散電源装置１０に行わせる動作の判断は、図２のＳ３に示すように、入力電力ＰＬが目標値ＰＳよりも大きいか、即ち、現在の消費電力（ＰＬ）が目標とする消費電力（ＰＳ）よりも大きいかを基準とすれば良い。ここで、上記目標値ＰＳは、以下の４パターンに分けることができる。
【００３７】
（１）終日一定の固定値
ここでいう固定値とは、予め目標値設定部２２に入力しておいた目標値ＰＳのことである。終日一定の目標値ＰＳであれば、消費電力を平準化することができる。なお、電気事業者と消費電力の上限を定めた契約を結んでいる場合、固定値（目標値ＰＳ）は、その契約電力の９０〜９９％となるように設定することが好ましい。目標値ＰＳが契約電力と同じ場合、突発的な消費電力の増加に対応できず、消費電力が契約電力をオーバーする可能性がある。以下の（２）〜（４）においても目標値ＰＳは、契約電力の９０〜９９％に収まるように設定する。
【００３８】
（２）時間帯に応じて変化する固定値
例えば、昼間は目標値ＰＳを１００とし、夜間は目標値ＰＳを９０とするといったように、時間帯に応じた固定値を予め目標値設定部２２に入力しておく。この場合、消費電力を平準化する効果は、上記（１）に劣るものの、各時間帯の消費電力の実態に沿った効率的な電源システム１の運転を行うことができる。
【００３９】
（３）日に応じて変化する変動値
ここでいう変動値とは、過去の一定期間における入力電力ＰＬを参照して目標値設定部２２が適宜決定する目標値ＰＳである。例えば、数日間にわたっての入力電力ＰＬを記録し、その平均値を目標値ＰＳとして終日使用する。そして、次の日には、終日使用する目標値ＰＳを新たに設定する。詳しくは、後述する追加制御５で説明する。
【００４０】
（４）時間帯に応じて変化する変動値
一日のうちで何度も変動値を求め、その都度、目標値ＰＳを求めた変動値に再設定する。詳しくは後述する追加制御６で説明する。
【００４１】
最後に、動作判断部２１の判断結果に基づいて、制御手段２０は交直変換器４０を制御することで分散電源装置１０を動作させる。具体的には、入力電力ＰＬ≧目標値ＰＳとなった場合、動作判断部２１は、『分散電源装置１０から負荷３に放電させるべきである』と判断し、制御手段２０は、その判断に従って分散電源装置１０から負荷３に放電させる（図２のＳ４）。一方、入力電力ＰＬ＜目標値ＰＳとなった場合、動作判断部２１は、『電力系統２から分散電源装置１０に充電させるべき』と判断し、制御手段２０は、その判断に従って電力系統２から分散電源装置１０に充電させる（図２のＳ５）。ここで、入力電力ＰＬ＝目標値ＰＳのとき、分散電源装置１０を動作させないようにしても良い。
【００４２】
ここで、分散電源装置１０にどの程度の電力を充電すれば良いか、あるいは分散電源装置１０からどの程度の電力を放電すれば良いかは、電源出力測定手段５０の測定結果を参照して決定すれば良い。例えば、現時点で、入力電力ＰＬ＞目標値ＰＳとなっており、分散電源装置１０からＰ０の電力が放電されている場合を考える。その状態から所定時間経過したとき、再び入力値測定手段３０での測定結果が、入力電力ＰＬ＞目標値ＰＳとなった場合、制御手段２０は、現在の電力Ｐ０では分散電源装置１０からの放電電力が足りないと判断し、分散電源装置１０の出力を高くする（分散電源装置１０からの放電量を増加させる）。例えば、分散電源装置１０の出力を、『現在の電力Ｐ０』＋『足りない電力（ＰＬ−ＰＳ）』に変更する。
【００４３】
以上説明したフローチャートに従って電源システム１を運転すれば、負荷３の要求に従って入力電力ＰＬが大きくなれば、分散電源装置１０から電力が補われて入力電力ＰＬが小さくなるし、入力電力ＰＬが小さくなれば、電力系統２から分散電源装置１０に電力が充電され、入力電力ＰＬが大きくなる。その結果、終日、入力電力ＰＬを目標値ＰＳに近づけることができる、即ち、消費電力を平準化することができる。
【００４４】
以下、より効率的な電源システム１の運転を行うための分散電源装置１０の制御方法を説明する。なお、以下に示す追加制御１〜６は、制御内容が互いに矛盾しない限り組み合わせることができる。
【００４５】
［追加制御１］
一般的な需要者における消費電力は、時間帯によって大きく変動する。例えば、夏場の一般家庭などでは、昼間の時間帯で消費電力が大きくなる傾向にある。そこで、昼間の時間帯を、分散電源装置１０への充電を禁止する充電禁止時間帯とすることが好ましい。この充電禁止時間帯では、図２のＳ３で入力電力ＰＬ＜目標値ＰＳとなり、動作判断部２１が『電力系統２から分散電源装置１０に充電するべき』と判断しても、制御手段２０はその判断を無視する。
【００４６】
上記充電禁止時間帯を設けることで、消費電力が総じて高い充電禁止時間帯において、不意に消費電力が減少した後、突発的に消費電力が増加しても、電力系統２への負担が大きくなりすぎることがない。これは、不意に消費電力が減少しても、その際、電力系統２から分散電源装置１０に電力を充電させないからである。
【００４７】
また、需要家が電気事業者と夜間割引の契約を結んでいる場合、電気料金の割高な昼間に分散電源装置１０に充電するのは非経済的であるが、昼間に充電禁止時間帯を割り当てることで、その問題を解決することができる。
【００４８】
［追加制御２］
上記充電禁止時間帯に加え、放電禁止時間帯を設けることも好ましい。放電禁止時間帯は、総じて消費電力が昼間よりも小さい夜間に設定すると良い。この放電禁止時間帯では、図２のＳ３で入力電力ＰＬ≧目標値ＰＳとなり、動作判断部２１が分散電源装置１０から負荷３に放電するべきと判断しても、制御手段２０はその判断を無視する。
【００４９】
放電禁止時間帯を設けておくことで、消費電力がピークを迎える昼間（充電禁止時間帯）に備えて分散電源装置１０に十分な電力を蓄えておくことができる。夜間はそもそも昼間よりも消費電力が小さく、仮に瞬間的に消費電力が大きくなったとしても、長時間にわたって消費電力が大きいまま維持されることは少ない。
【００５０】
なお、消費電力が総じて小さな夜間などの時間帯であっても、瞬間的な消費電力が契約した値を超えてしまう場合もある。そのような問題を確実に回避するのであれば、夜間でも図２のフローチャートに示す制御を行う。
【００５１】
［追加制御３］
追加制御２で示した放電禁止時間帯において、予め決定されたスケジュールに従って分散電源装置１０を制御しても良い。夜間は、消費電力が変動することはあっても、消費電力が大きくなりすぎることは殆どない。そのため、放電禁止時間帯において定められたスケジュールに従って分散電源装置１０を制御すれば、入力値測定手段３０や、電源出力測定手段５０、分散電源装置１０を常時作動させておく必要がなく、効率的かつ経済的に電源システム１を運転させることができる。
【００５２】
［追加制御４］
追加制御２で示した充電禁止時間帯と放電禁止時間帯に加えて、分散電源装置１０による充電も放電も行わない動作停止時間帯を設けても良い。例えば、一般家庭における就寝時間帯では、消費電力が増加することも減少することも稀である。そのような就寝時間帯に入力値測定手段３０や分散電源装置１０などの作動させておくことは非効率的である。そこで、就寝時間帯に動作停止時間帯を割り当てることで、入力値測定手段３０や分散電源装置１０を動作させる電力を節約することができる。
【００５３】
［追加制御５］
この項目では、長めのスパンで過去の一定期間における入力電力ＰＬを参照して目標値ＰＳを決定し、その決定した目標値ＰＳを終日使用する制御を説明する。例えば、１日間〜７日間の総電力量から計算した平均電力を目標値ＰＳとして終日使用する。そして、次の日には、前日を含む１日間〜７日間の総電力量から計算した平均電力を目標値ＰＳとして再設定することを繰り返す。このような制御を行えば、一日の消費電力を平準化できるし、時期（季節や、需要家の繁忙期など）に応じた消費電力の平準化を達成することもできる。
【００５４】
［追加制御６］
この項目では、短めのスパンで過去の一定期間における入力電力ＰＬを参照して目標値ＰＳを決定し、その都度、目標値ＰＳを再設定する例を説明する。例えば、５秒間〜１日間の総電力量から平均電力を求めると共に、測定した時間帯に応じた補正値をその平均電力に足して目標値ＰＳを決定する。そして、古い目標値ＰＳを、新たに求めた目標値ＰＳに更新する。このような制御を行えば、上記追加制御５に比べて消費電力を平準化する効果は小さいものの、時間帯に応じた効率的な電源システム１の運転を行うことができる。例えば、消費電力が非常に小さな時間帯に、分散電源装置１０に過大に充電を行うといった無駄をなくすことができる。ここで、時間帯に応じたより効率的な電源システム１の運転を行うのであれば、測定する期間を１分〜１日間とすることが好ましく、１分〜３時間とすることがより好ましく、５分〜１時間とすることが最も好ましい。
【００５５】
なお、本発明の実施形態は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施形態では、入力値と目標値を共に電力の値としたが、電力量の値としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明電源システムは、電源系統に接続される各負荷の消費電力を平準化することに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電源システム
１０ 分散電源装置
２０ 制御手段 ２１ 動作判断部 ２２ 目標値設定部
３０ 入力値測定手段
２ 電力系統
２Ａ〜２Ｄ 分岐路
３ 負荷
１１ 接合点
３１，６１ 交流遮断機
４０ 交直変換器
５０ 電源出力測定手段
６２ トランス
６３ 直流遮断機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から負荷に繋がる分岐路に接続され、前記電力系統からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を前記負荷に放電する分散電源装置と、
この分散電源装置の充放電を制御して、前記電力系統から受け取る電力を平準化する制御手段と、
を備える電源システムであって、
電力系統から負荷に入力される電力または電力量の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段を備え、
前記制御手段は、前記入力値測定手段で測定した入力値に基づいて、前記分散電源装置の充放電を制御することを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
電力系統から負荷に入力される電力または電力量の目標値を設定する目標値設定部と、
前記入力値と目標値との差分に基づいて前記分散電源装置に行わせる動作を判断する動作判断部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記目標値設定部は、前記目標値を時間帯に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記制御手段において充電禁止時間帯が設定されており、
前記制御手段は、前記充電禁止時間帯では、前記動作判断部の判断に拘らず前記分散電源装置に充電を行わせないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記制御手段において放電禁止時間帯が設定されており、
前記制御手段は、前記放電禁止時間帯では、前記動作判断部の判断に拘らず前記分散電源装置に放電を行わせないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記放電禁止時間帯では、予め定められたスケジュールに従って前記分散電源装置を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記制御手段において動作停止時間帯が設定されており、
前記制御手段は、前記動作停止時間帯では前記分散電源装置を制御しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項８】
前記目標値設定部は、過去の５秒間〜１日間に得られた複数の入力値に基づいて前記目標値を設定することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項９】
前記目標値設定部は、過去１日間〜７日間に得られた複数の入力値に基づいて前記目標値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
【請求項１】
電力系統から負荷に繋がる分岐路に接続され、前記電力系統からの電力を充電する、あるいはその蓄えた電力を前記負荷に放電する分散電源装置と、
この分散電源装置の充放電を制御して、前記電力系統から受け取る電力を平準化する制御手段と、
を備える電源システムであって、
電力系統から負荷に入力される電力または電力量の実質的な値である入力値を測定する入力値測定手段を備え、
前記制御手段は、前記入力値測定手段で測定した入力値に基づいて、前記分散電源装置の充放電を制御することを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
電力系統から負荷に入力される電力または電力量の目標値を設定する目標値設定部と、
前記入力値と目標値との差分に基づいて前記分散電源装置に行わせる動作を判断する動作判断部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記目標値設定部は、前記目標値を時間帯に応じて変更することを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記制御手段において充電禁止時間帯が設定されており、
前記制御手段は、前記充電禁止時間帯では、前記動作判断部の判断に拘らず前記分散電源装置に充電を行わせないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記制御手段において放電禁止時間帯が設定されており、
前記制御手段は、前記放電禁止時間帯では、前記動作判断部の判断に拘らず前記分散電源装置に放電を行わせないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記放電禁止時間帯では、予め定められたスケジュールに従って前記分散電源装置を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記制御手段において動作停止時間帯が設定されており、
前記制御手段は、前記動作停止時間帯では前記分散電源装置を制御しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項８】
前記目標値設定部は、過去の５秒間〜１日間に得られた複数の入力値に基づいて前記目標値を設定することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項９】
前記目標値設定部は、過去１日間〜７日間に得られた複数の入力値に基づいて前記目標値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１６５６０５（Ｐ２０１２−１６５６０５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４７７（Ｐ２０１１−２５４７７）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]