JP2014072918A - Energy management system, management apparatus, and energy management method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池ユニットを備える需要家におけるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法に関する。 The present invention relates to an energy management system, a management device, and an energy management method for a consumer including a storage battery unit.
近年、電力の需要家において、蓄電池を有する蓄電池ユニットの導入が進んでいる。蓄電池ユニットは、蓄電池に蓄積された電力を、電力線を介して負荷に供給する。 In recent years, the introduction of storage battery units having storage batteries has progressed in power consumers. The storage battery unit supplies the power stored in the storage battery to the load via the power line.
蓄電池ユニットを備える需要家では、例えば系統の停電時においても、蓄電池に蓄積された電力が残っている限り、蓄電池ユニットから負荷への電力供給が可能となる(例えば、特許文献1)。 A consumer having a storage battery unit can supply power from the storage battery unit to the load as long as the power stored in the storage battery remains, for example, even during a power failure of the system (for example, Patent Document 1).
しかしながら、蓄電池ユニットが複数の負荷に電力を供給する場合、例えば系統の停電時において、一部の負荷(例えば、生活に不可欠ではない負荷)の電力消費により、蓄電池に蓄積された電力が尽きると、他の負荷(例えば、生活に不可欠な負荷)が使用不能になる。 However, when the storage battery unit supplies power to a plurality of loads, for example, when a power failure occurs in the system, the power stored in the storage battery is exhausted due to the power consumption of some loads (for example, loads that are not essential to daily life). Other loads (eg, loads essential to life) become unusable.
そこで、本発明は、蓄電池ユニットを効率的に運用できるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the energy management system, management apparatus, and energy management method which can operate a storage battery unit efficiently.
第1の特徴に係るエネルギー管理システムは、蓄電池を有する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに電力線を介して接続された複数の負荷と、前記蓄電池ユニットが前記複数の負荷に供給する電力を管理する管理装置とを備える。前記管理装置は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備える。前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。 An energy management system according to a first feature includes a storage battery unit having a storage battery, a plurality of loads connected to the storage battery unit via a power line, and a management for managing power supplied from the storage battery unit to the plurality of loads. Device. The management device is configured to assign a storage amount of the storage battery as a virtual storage amount according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong; and the virtual storage amount allocated to the load group A storage unit for storing. The control unit updates the virtual power storage amount stored in the storage unit according to the amount of power supplied from the storage battery unit to the load group.
第1の特徴において、前記制御部は、前記負荷群のうち所定の負荷群に前記蓄電池ユニットから電力が供給された場合に、前記所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量から、前記所定の負荷群に供給された電力量を減じることにより、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。 In the first feature, when the electric power is supplied from the storage battery unit to a predetermined load group among the load groups, the control unit calculates the predetermined amount from the virtual power storage amount corresponding to the predetermined load group. The virtual power storage amount stored in the storage unit is updated by reducing the amount of power supplied to the load group.
第1の特徴において、前記電力線毎に設けられたセンサをさらに備え、前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記電力線毎に対応する前記負荷群に供給された電力量を、前記センサの計測値に基づいて算出する。 1st characteristic WHEREIN: The sensor provided for every said electric power line is further provided, The said control part uses the electric energy supplied to the said load group corresponding to every said electric power line from the said storage battery unit to the measured value of the said sensor. Calculate based on
第1の特徴において、前記電力線毎に設けられた遮断器をさらに備え、前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が前記閾値を下回ると、前記制御部は、前記所定の負荷群に対応する前記電力線に設けられた前記遮断器を作動させることにより、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を停止する。 In the first feature, further comprising a circuit breaker provided for each of the power lines, and when the virtual storage amount corresponding to a predetermined load group among the plurality of load groups falls below the threshold, the control unit By operating the circuit breaker provided on the power line corresponding to the predetermined load group, power supply from the storage battery unit to the predetermined load group is stopped.
第1の特徴において、前記制御部は、前記遮断器を作動させた場合に、前記系統から前記所定の負荷群に電力を供給させる。 1st characteristic WHEREIN: The said control part supplies electric power to the said predetermined load group from the said system, when the said circuit breaker is operated.
第1の特徴において、前記負荷群に属する前記負荷の各々に供給される電力を検出するセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサの計測値に基づいて、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量を算出する。 1st characteristic WHEREIN: The sensor which detects the electric power supplied to each of the said load which belongs to the said load group is further provided, The said control part is based on the measured value of the said sensor from the said storage battery unit to the said load group. Calculate the amount of power supplied.
第1の特徴において、前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が閾値を下回ると、前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を抑制する。 In the first feature, when the virtual power storage amount corresponding to a predetermined load group among the plurality of load groups falls below a threshold value, the control unit suppresses power supply from the storage battery unit to the predetermined load group. To do.
第1の特徴において、前記制御部は、前記蓄電池の蓄電量の合計値を取得し、前記制御部は、前記取得した蓄電量の合計値を、前記所定の比率に応じて前記負荷群に仮想蓄電量として割り当て直し、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。 In the first feature, the control unit acquires a total value of the storage amount of the storage battery, and the control unit virtually transfers the acquired total value of the storage amount to the load group according to the predetermined ratio. The virtual storage amount is reassigned as the storage amount and the virtual storage amount stored in the storage unit is updated.
第1の特徴において、前記負荷群には、優先順位が設定されており、前記制御部は、優先順位の高い前記負荷群に、前記蓄電池の蓄電量に対する割合が大きい仮想蓄電量を割り当てる。 In the first feature, a priority is set for the load group, and the control unit assigns a virtual power storage amount having a large ratio to the power storage amount of the storage battery to the load group having a high priority.
第1の特徴において、前記記憶部は、前記負荷群の各々の使用予定の時間帯を記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯に応じて、前記負荷群に前記仮想蓄電量を割り当てる。 1st characteristic WHEREIN: The said memory | storage part memorize | stores the time zone of each use schedule of the said load group, The said control part is the said load according to the time zone of the use plan memorize | stored in the said memory | storage part. The virtual power storage amount is assigned to a group.
第1の特徴において、前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯を表示する表示装置をさらに備える。 1st characteristic WHEREIN: The display apparatus which displays the use time zone memorize | stored in the said memory | storage part is further provided.
第2の特徴に係る管理装置は、蓄電池を有する蓄電池ユニットが電力線を介して複数の負荷に供給する電力を管理する。管理装置は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備える。前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。 The management apparatus which concerns on a 2nd characteristic manages the electric power which the storage battery unit which has a storage battery supplies to several load via a power line. The management device stores the storage amount of the storage battery as a virtual storage amount according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong, and stores the virtual storage amount allocated to the load group And a storage unit. The control unit updates the virtual power storage amount stored in the storage unit according to the amount of power supplied from the storage battery unit to the load group.
第3の特徴に係るエネルギー管理方法は、蓄電池を有する蓄電池ユニットが電力線を介して複数の負荷に供給する電力を管理する。エネルギー管理方法は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てるステップと、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶するステップと、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、記憶されている前記仮想蓄電量を更新するステップとを備える。 The energy management method which concerns on a 3rd characteristic manages the electric power which the storage battery unit which has a storage battery supplies to several load via a power line. The energy management method stores a storage amount of the storage battery as a virtual storage amount according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong, and stores the virtual storage amount allocated to the load group And a step of updating the stored virtual storage amount according to the amount of power supplied from the storage battery unit to the load group.
本発明によれば、蓄電池ユニットを効率的に運用できるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy management system which can operate a storage battery unit efficiently, the management apparatus, and the energy management method can be provided.
以下において、本発明の実施形態に係るエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Hereinafter, an energy management system, a management apparatus, and an energy management method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[実施形態の概要]
実施形態に係るエネルギー管理システムは、蓄電池を有する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに電力線を介して接続された複数の負荷と、前記蓄電池ユニットが前記複数の負荷に供給する電力を管理する管理装置とを備える。前記管理装置は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備える。前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。
[Outline of Embodiment]
An energy management system according to an embodiment includes a storage battery unit having a storage battery, a plurality of loads connected to the storage battery unit via a power line, and a management device that manages power supplied from the storage battery unit to the plurality of loads. Is provided. The management device is configured to assign a storage amount of the storage battery as a virtual storage amount according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong; and the virtual storage amount allocated to the load group A storage unit for storing. The control unit updates the virtual power storage amount stored in the storage unit according to the amount of power supplied from the storage battery unit to the load group.
実施形態では、蓄電池の蓄電量を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当てる。これによって、例えば系統の停電時において、一部の負荷の電力消費によって蓄電池に蓄積された電力が尽きることを防止し、蓄電池ユニットを効率的に運用することができる。 In the embodiment, the storage amount of the storage battery is assigned as a virtual storage amount to the load group according to a predetermined ratio. Thereby, for example, at the time of a power failure of the system, it is possible to prevent the power stored in the storage battery from running out due to the power consumption of a part of the load, and to efficiently operate the storage battery unit.
[第1実施形態]
(送配電システム)
以下において、第1実施形態に係るエネルギー管理システムについて説明する。図1は、第1実施形態に係る送配電システム1を示す図である。
[First Embodiment]
(Power transmission / distribution system)
Hereinafter, the energy management system according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a power transmission and distribution system 1 according to the first embodiment.
図1に示すように、送配電システム1は、需要家10と、CEMS20と、変電所30と、スマートサーバ40と、発電所50とを有する。なお、需要家10、CEMS20、変電所30及びスマートサーバ40は、ネットワーク60によって接続されている。
As shown in FIG. 1, the power transmission and distribution system 1 includes a
需要家10は、例えば、発電装置及び蓄電装置を有する。発電装置は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。
The
需要家10は、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよい。或いは、需要家10は、コンビニエンスストア又はスーパーマーケットなどの店舗であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよい。
The
第1実施形態では、複数の需要家10によって、需要家群10A及び需要家群10Bが構成されている。需要家群10A及び需要家群10Bは、例えば、地理的な地域によって分類される。
In the first embodiment, a
CEMS20は、複数の需要家10と電力系統との間の連系を制御する。なお、CEMS20は、複数の需要家10を管理するため、CEMS(Cluster/Community Energy Management System)と称されることもある。具体的には、CEMS20は、停電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を解列する。一方で、CEMS20は、復電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を連系する。
The CEMS 20 controls interconnection between the plurality of
第1実施形態では、CEMS20A及びCEMS20Bが設けられている。CEMS20Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。CEMS20Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。
In the first embodiment, a
変電所30は、複数の需要家10に対して、配電線31を介して電力を供給する。具体的には、変電所30は、発電所50から供給を受ける電圧を降圧する。
The substation 30 supplies electric power to the plurality of
第1実施形態では、変電所30A及び変電所30Bが設けられている。変電所30Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10に対して、配電線31Aを介して電力を供給する。変電所30Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10に対して、配電線31Bを介して電力を供給する。
In the first embodiment, a
スマートサーバ40は、複数のCEMS20(ここでは、CEMS20A及びCEMS20B)を管理する。また、スマートサーバ40は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)を管理する。言い換えると、スマートサーバ40は、需要家群10A及び需要家群10Bに含まれる需要家10を統括的に管理する。スマートサーバ40は、例えば、需要家群10Aに供給すべき電力と需要家群10Bに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。
The
発電所50は、火力、太陽光、風力、水力、原子力などによって発電を行う。発電所50は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)に対して、送電線51を介して電力を供給する。
The
ネットワーク60は、信号線を介して各装置に接続される。ネットワーク60は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、携帯電話網などである。
The
(エネルギー管理システム)
以下において、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100について説明する。図2は、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100の詳細を示す図である。
(Energy management system)
Hereinafter, the
図2に示すように、エネルギー管理システム100は、分電盤110と、負荷群120と、PVユニット130と、蓄電池ユニット140と、燃料電池ユニット150と、貯湯ユニット160と、EMS200と、表示装置250とを有する。エネルギー管理システム100は、需要家10内に設けられる。
As shown in FIG. 2, the
第1実施形態において、各機器は、系統に近い順から見て、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び負荷群120の順で電力線に接続されている。但し、蓄電池ユニット140と燃料電池ユニット150との接続が逆の場合にも、本発明は実施可能である。
In the first embodiment, each device is connected to the power line in the order of the
分電盤110は、電力線11を介して配電線31(系統)に接続されている。分電盤110は、電力線11から分岐する電力線を介して、負荷群120、PVユニット130、蓄電池ユニット140及び燃料電池ユニット150に接続されている。後述するように、負荷群120が複数の負荷群に分類されている場合には、電力線11は負荷群毎に分岐する。電力線11から分岐した電力線には、対応する負荷群における漏電又は過電流の発生時に作動する分岐遮断器が設けられている。
負荷群120は、電力線を介して供給を受ける電力を消費する装置、すなわち負荷の群である。例えば、負荷は、冷蔵庫、冷凍庫、照明、エアコンなどの装置を含む。例えば、負荷群120は、図2に示すように、3つの負荷群(負荷群120−1、120−2、120−3)に分類される。電力線11は、電力線L1,L2,L3に分岐し、電力線L1は負荷群120−1と、電力線L2は負荷群120−2と、電力線L3は負荷群120−3と接続される。例えば、負荷群120−1は住居内の台所で使用される負荷(冷蔵庫、電子レンジ等)の群であり、負荷群120−2は、居間で使用される負荷(エアコン、テレビ等)の群であり、負荷群120−3は、住居内のその他の部屋で使用される負荷(照明、パソコン等)である。電力線L1,L2,L3には、それぞれ分岐遮断器CB1,CB2,CB3が設けられている(図3参照)。以下、負荷群120は3つの負荷群120−1,120−2,120−3に分類されるものとして説明するが、これに限定されるものではない。
The
PVユニット130は、PV131と、PCS132とを有する。PV131は、発電装置の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽光発電装置である。PV131は、発電されたDC電力を出力する。PV131の発電量は、PV131に照射される日射量に応じて変化する。PCS132は、PV131から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。PCS132は、電力線を介してAC電力を分電盤110に出力する。
The
第1実施形態において、PVユニット130は、PV131に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。
In the first embodiment, the
PVユニット130は、MPPT(Maximum Power Point Tracking)法によって制御される。詳細には、PVユニット130は、PV131の動作点(動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点)を最適化する。
The
蓄電池ユニット140は、蓄電池141と、PCS142とを有する。蓄電池141は、電力を蓄積する装置である。PCS142は、電力線11から分岐する電力線143を介して配電線31(系統)から供給を受けるAC電力をDC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。また、PCS142は、蓄電池141から出力されたDC電力をAC電力に変換する。
The
燃料電池ユニット150は、燃料電池151と、PCS152とを有する。燃料電池151は、発電装置の一例であり、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。PCS152は、燃料電池151から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。
The
貯湯ユニット160は、電力を熱に変換し、変換された熱を湯として蓄積したり、燃料電池ユニット150等のコージェネレーション機器が発生する熱を湯として蓄えたりする蓄熱装置の一例である。具体的には、貯湯ユニット160は、貯湯槽を有しており、燃料電池151の運転(発電)によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯ユニット160は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。
The hot
EMS200は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御する装置(Energy Management System)である。具体的には、EMS200は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160に信号線を介して接続されており、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を、Echonet LiteあるいはZigBee(登録商標)などのプロトコルに準拠した信号を用いて制御する。
The
また、EMS200は、ネットワーク60を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、系統から供給を受ける電力の購入単価、系統から供給を受ける電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報(以下、エネルギー料金情報)を格納する。
The
或いは、各種サーバは、例えば、負荷群120の消費電力を予測するための情報(以下、消費エネルギー予測情報)を格納する。消費エネルギー予測情報は、例えば、過去の負荷群120の消費電力の実績値に基づいて生成されてもよい。或いは、消費エネルギー予測情報は、負荷群120の消費電力のモデルであってもよい。
Or various servers store the information (henceforth energy consumption prediction information) for predicting the power consumption of the
或いは、各種サーバは、例えば、PV131の発電量を予測するための情報(以下、PV発電量予測情報)を格納する。PV発電予測情報は、PV131に照射される日射量の予測値であってもよい。或いは、PV発電予測情報は、天気予報、季節、日照時間などであってもよい。
Or various servers store the information (henceforth PV power generation amount prediction information) for predicting the power generation amount of PV131, for example. The PV power generation prediction information may be a predicted value of the amount of solar radiation irradiated on the
表示装置250は、EMS200と接続されており、EMS200に格納された各種情報をアプリケーションによって可視化して表示する。EMS200と表示装置250との接続形式は、有線であってもよく、無線であってもよい。また、表示装置250は、タッチパネル等の操作部を有してもよい。このようなケースにおいては、ユーザは操作部を介してEMS200に接続された装置を制御するための制御情報を入力し、表示装置250は、ユーザが入力した制御情報を、EMS200に送信する。
The
(蓄電池ユニット及び負荷群)
以下において、第1実施形態に係る蓄電池ユニットと負荷群との関係について説明する。図3は、第1実施形態に係る蓄電池ユニット140と負荷群120との関係を示す図である。
(Storage battery unit and load group)
Below, the relationship between the storage battery unit which concerns on 1st Embodiment, and a load group is demonstrated. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the
電力線143は、電力線11と蓄電池ユニット140との間で、電力線144と接続される。電力線144は、蓄電池ユニット140と負荷群120とを接続する。電力線143は、電力線144との接続点よりも電力線11側(すなわち、系統に近い側)にスイッチSW1を備え、電力線144は、電力線143との接続点と負荷群120との間にスイッチSW2を備える。スイッチSW1,SW2は、オンの場合には電力線の接続を維持し、オフの場合には電力線の接続を遮断する。スイッチSW1,SW2は、EMS200と信号線を介して接続され、EMS200から受信した信号によって作動し、オン又はオフを切り替える。
The
図3に示すように、電力線144は負荷群120に向かう途中で分岐して、電力線144−1、144−2、144−3となる。電力線144−1、144−2、144−3は、分岐遮断器CB1,CB2,CB3において、電力線L1,L2,L3とそれぞれ接続されている。
As illustrated in FIG. 3, the
電力線144−1、144−2、144−3には、蓄電池ユニット140から負荷群120−1,120−2,120−3に供給される電力を検出するセンサCT1,CT2,CT3が、それぞれ設けられている。センサCT1,CT2,CT3は、EMS200と信号線を介して接続され、計測値をEMS200に送信する。
The power lines 144-1, 144-2, 144-3 are provided with sensors CT1, CT2, CT3 for detecting the power supplied from the
また、電力線144−1、144−2、144−3には、蓄電池ユニット140と負荷群120−1,120−2,120−3との接続を維持又は切断する遮断器B1,B2,B3がそれぞれ設けられている。遮断器B1,B2,B3は、オンの場合には電力線の接続を維持し、オフの場合には電力線の接続を切断する。遮断器B1,B2,B3は、EMS200と信号線を介して接続され、EMS200から受信した信号によってオンとオフとを切り替え、電力線との接続を維持又は切断する。
Further, the power lines 144-1, 144-2, 144-3 have circuit breakers B1, B2, B3 for maintaining or disconnecting the connection between the
(EMSの構成)
以下において、第1実施形態に係るEMSについて説明する。図4は、第1実施形態に係るEMS200を示すブロック図である。図5は、第1実施形態に係るEMS200の記憶部220に記憶されるテーブルを示す図である。
(Configuration of EMS)
Hereinafter, the EMS according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the
図4に示すように、EMS200は、通信部210と、記憶部220と、制御部230とを有する。
As illustrated in FIG. 4, the
通信部210は、接続された装置との間で信号線を介して各種信号を送受信する。例えば、通信部210は、PV131の発電量を示す情報をPVユニット130から受信してもよい。通信部210は、蓄電池141の蓄電量を示す情報を蓄電池ユニット140から受信してもよい。通信部210は、燃料電池151の発電量を示す情報を燃料電池ユニット150から受信してもよい。通信部210は、貯湯ユニット160の貯湯量を示す情報を貯湯ユニット160から受信してもよい。通信部210は、例えば表示装置250に設けられたタッチパネルなどを介してユーザが入力した情報を、表示装置250から受信してもよい。
The
第1実施形態において、通信部210は、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びPV発電量予測情報を、ネットワーク60を介して各種サーバから受信してもよい。また、通信部210は、例えば、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御するための信号を各装置に送信する。
In the first embodiment, the
記憶部220は、通信部210が受信した情報を記憶する。また、記憶部220は、接続された装置を制御するために制御部230が設定した制御情報を記憶する。
The
制御部230は、負荷群120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150、貯湯ユニット160、及び表示装置250を、Echonet LiteあるいはZigBee(登録商標)などのプロトコルに準拠した信号を用いて制御する。
The
次に、蓄電池ユニット140から負荷群120に電力を供給する場合における、制御部230による蓄電池ユニット140の制御を説明する。ここで、例えば、系統の停電又は電力不安定により、系統と需要家10とは解列状態であり、蓄電池ユニット140は、単独で負荷群120に電力を供給することに留意すべきである。
Next, control of the
第1実施形態において、制御部230は、スイッチSW1をオフにし、スイッチSW2をオンにする。また、制御部230は、遮断器B1,B2,B3をオンにして、電力線144−1,144−2,144−3の接続を維持する。これにより、蓄電池ユニット140からの出力電力は、電力線11を介さず、電力線144を介して負荷群120に供給される。
In the first embodiment, the
第1実施形態において、制御部230は、蓄電池141の蓄電量を蓄電池ユニット140から取得し、取得した蓄電量を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当てる。図3に示すように、制御部230は、負荷群120−1に仮想蓄電量V1、負荷群120−2に仮想蓄電量V2負荷群120−2、負荷群120−3に仮想蓄電量V3負荷群120−3を割り当てる。仮想蓄電量V1,V2,V3は、蓄電池141の蓄電量の合計値(蓄電量の実測値)を所定の比率で分配した電力量である。所定の比率は、例えば、ユーザが表示装置250に設けられたタッチパネルなどの操作部を介して設定してもよい。例えば、所定の比率は、各仮想蓄電量に対応する負荷群の優先順位に応じて設定されてもよい。例えば、優先順位の高い負荷群(例えば、生活に不可欠な負荷を含む負荷群)の比率が高く、優先順位の低い負荷群(例えば、生活に不可欠な負荷を含まない負荷群)の比率が低くなるように、設定されてもよい。記憶部220は、負荷群120−1,120−2,120−3に割り当てられた仮想蓄電量V1,V2,V3を記憶する。
In 1st Embodiment, the
制御部230は、センサCT1,CT2,CT3の計測値に基づいて、蓄電池ユニット140から負荷群120−1,120−2,120−3に供給された電力量をそれぞれ算出する。制御部230は、蓄電池ユニット140から負荷群に供給された電力量を、仮想蓄電量から減算し、記憶部220に記憶されている仮想蓄電量を更新する。
つまり、制御部230は、センサCT1,CT2,CT3の計測値に基づき、蓄電池ユニット140から負荷群120−1に供給された電力量P1、負荷群120−2に供給された電力量P2、負荷群120−3に供給された電力量P3を算出する。この場合、蓄電池141の蓄電量の減少量は、実際にはP1、P2及びP3の総和であるが、制御部230は、仮想蓄電量V1の減少量をP1、仮想蓄電量V2の減少量をP2、仮想蓄電量V3の減少量をP3として、蓄電池141の蓄電量を管理する。
That is, the
記憶部220は、仮想蓄電量の閾値(下限値)を記憶する。閾値は、例えば、ゼロであってもよい。仮想蓄電量が閾値を下回ると、制御部230は、蓄電池ユニット140からその負荷群への電力供給を停止する。例えば、図3において、仮想蓄電量V1が閾値を下回ると、制御部230は、遮断器B1をオンからオフに切り替え、蓄電池ユニット140から負荷群120−1への電力供給を停止する。
The
次に、蓄電池ユニット140が系統から電力を供給される場合における、制御部230による蓄電池ユニット140の制御を説明する。
Next, control of the
第1実施形態において、制御部230は、スイッチSW1をオンにし、スイッチSW2をオフにする。これにより、電力線143の接続が維持され、系統から蓄電池ユニット140への電力供給が可能となる。制御部230は、蓄電池141が電力を蓄積すると、蓄電池ユニット140から蓄電池141の蓄電量の合計値(実測値)を取得する。制御部230は、取得した蓄電量の合計値を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当て直し、記憶部220に記憶されている仮想蓄電量を更新する。また、制御部230は、センサの計測誤差を較正するために、蓄電池ユニット140から蓄電池141の蓄電量の合計値を定期的に取得し、仮想蓄電量を割り当て直してもよい。
In the first embodiment, the
また、ユーザは、負荷群の使用を予定する時間帯を設定してもよい。この場合、ユーザは、例えば表示装置250に設けられたタッチパネルなどの操作部を介して負荷群の使用予定の時間帯を入力してもよい。記憶部220は、負荷群の使用予定の時間帯を記憶する。制御部230は、記憶部220に記憶されている使用予定の時間帯に応じて、負荷群に仮想蓄電量を割り当てる。表示装置250は、記憶部220に記憶されている負荷群の使用予定の時間帯を表示してもよい。図5に示すように、記憶部220は、蓄電池141の蓄電量の合計値(実測値)、仮想蓄電量(残量)、仮想蓄電量に対応する負荷群に供給される電力量、各仮想蓄電量の所定の比率、各負荷群の使用予定時間帯等を、テーブル形式で記憶する。
Further, the user may set a time zone in which the load group is scheduled to be used. In this case, the user may input a scheduled time zone for use of the load group via an operation unit such as a touch panel provided on the
(エネルギー管理方法)
以下において、第1実施形態に係るエネルギー管理方法について説明する。図6〜図8は、第1実施形態に係るエネルギー管理方法を示すフロー図である。
(Energy management method)
Hereinafter, an energy management method according to the first embodiment will be described. 6 to 8 are flowcharts showing the energy management method according to the first embodiment.
図6に示すように、ステップS100において、EMS200は、仮想蓄電量の割り当て処理を行う。すなわち、EMS200は、蓄電池141の蓄電量を、負荷群120−1,120−2,120−3に、所定の比率に応じて仮想蓄電量V1,V2,V3として割り当てる。
As shown in FIG. 6, in step S100, the
ステップS110において、EMS200は、蓄電池ユニット140の放電処理、すなわち、蓄電池ユニット140から負荷群120に電力を供給するか否かを判定する。EMS200は、判定結果が“YES”の場合はステップS200の処理を行い、判定結果が“NO”の場合はステップS120の処理を行う。
In step S110, the
ステップS120において、EMS200は、蓄電池ユニット140の充電処理、すなわち、系統から蓄電池ユニット140に電力を供給するか否かを判定する。EMS200は、判定結果が“YES”の場合はステップS300の処理を行う。
In step S120, the
図7は、第1実施形態に係るエネルギー管理方法におけるステップS200を示すフロー図である。ステップS200は、蓄電池ユニット140の放電処理時における、エネルギー管理フローである。ステップS200は、各仮想蓄電量について繰り返し行われるが、以下、仮想蓄電量V1についての処理を例に説明する。また、ステップS200は、蓄電池ユニット140の放電時において、定期的に行われる。
FIG. 7 is a flowchart showing step S200 in the energy management method according to the first embodiment. Step S200 is an energy management flow during the discharging process of the
図7に示すように、ステップS210において、EMS200は、仮想蓄電量V1を取得する。
As illustrated in FIG. 7, in step S210, the
ステップS220において、EMS200は、センサCT1の計測値に基づいて、蓄電池ユニット140から負荷群120−1に供給された電力量P1を算出する。
In step S220, the
ステップS230において、EMS200は、仮想蓄電量V1から電力量P1を減じ、仮想蓄電量V1を更新する。
In step S230, the
ステップS240において、EMS200は、更新された仮想蓄電量V1が閾値を上回るか否かを判定する。判定結果が“YES”の場合、EMS200は、仮想蓄電量V1についての処理を終了し、仮想蓄電量V2についての処理を行う。判定結果が“NO”の場合、EMS200は、ステップS250の処理を行う。
In step S240, the
ステップS250において、EMS200は、蓄電池ユニット140から負荷群120−1への電力供給を停止する。EMS200は、ステップS210〜ステップS250の処理を、各仮想蓄電量に対して繰り返し行う。
In step S250, the
図8は、第1実施形態に係るエネルギー管理方法におけるステップS300を示すフロー図である。ステップS300は、蓄電池ユニット140の充電処理終了時に行われるエネルギー管理フローである。図8に示すように、ステップS310において、EMS200は、蓄電池ユニット140から蓄電池141の蓄電量の合計値を取得する。
FIG. 8 is a flowchart showing step S300 in the energy management method according to the first embodiment. Step S300 is an energy management flow performed at the end of the charging process of the
ステップS320において、EMS200は、取得した蓄電量を、所定の比率に応じて各仮想蓄電量に割り当て直す。
In step S320, the
ステップS330において、EMS200は、記憶されている仮想蓄電量を更新する。
In step S330, the
以上説明したように、第1実施形態では、EMS200が、蓄電池141の蓄電量を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当てる。EMS200は、蓄電池ユニット140から負荷群に供給された電力量に応じて、記憶されている仮想蓄電量を更新する。これによって、例えば系統の停電時において、一部の負荷の電力消費によって蓄電池に蓄積された電力が尽きることを防止し、蓄電池ユニットを効率的に運用することができる。
As described above, in the first embodiment, the
[変形例1]
以下において、変形例1に係るエネルギー管理システムについて、第1実施形態に係るエネルギー管理システムとの相違点を中心に説明する。
[Modification 1]
Below, the energy management system which concerns on the modification 1 is demonstrated centering on difference with the energy management system which concerns on 1st Embodiment.
変形例1においては、系統とエネルギー需要家10とが連系状態にある。EMS200は、蓄電池ユニット140から負荷群への電力供給を停止した場合に、系統からその負荷群に電力を供給させてもよい。図3に示すように、蓄電池ユニット140から負荷群120−1,120−2,120−3に電力が供給されている場合は、EMS200は遮断器B1,B2,B3をオンにする。例えば、負荷群120−1に割り当てられた仮想蓄電量V1が閾値を下回ると、EMS200は遮断器B1をオンからオフに切り換える。その結果、遮断器B1において電力線144−1の接続が切断され、蓄電池ユニット140から負荷群120−1への電力供給が停止する。ここで、系統とエネルギー管理システム100Bとの連系が維持されている場合には、負荷群120−1は電力線L1を介して系統から電力供給を受けることができる。
In the first modification, the grid and the
以上説明したように、変形例1では、負荷群が蓄電池141の蓄電量を一定量以上消費し、割り当てられた仮想蓄電量が閾値を下回った場合には、系統からの電力供給を受けることができる。これにより、エネルギー管理システム100は、蓄電池141の蓄電量のさらなる消費を防止し、蓄電池ユニット140からの出力電力を効率的に管理することができる。
As described above, in the first modification, when the load group consumes a certain amount or more of the power storage amount of the
[変形例2]
以下において、変形例2に係るエネルギー管理システムについて、第1実施形態に係るエネルギー管理システムとの相違点を中心に説明する。図9は、変形例2に係るエネルギー管理システム100’を示す図である。
[Modification 2]
In the following, an energy management system according to Modification 2 will be described focusing on differences from the energy management system according to the first embodiment. FIG. 9 is a diagram showing an
図9において、エネルギー管理システム100’は、負荷群120に含まれる各負荷に対応するセンサと、遮断器とを備える。詳細には、電力線L1,L2,L3上の、分岐遮断器CB1,CB2,CB3と各負荷(例えば、図9に示す負荷X1〜X7)との間において、各負荷に供給される電力を検出するセンサc(例えば、図9に示すセンサc1〜c7)と、電力線の接続を維持又は切断する遮断器b(例えば、図9に示す遮断器b1〜b7)とが設けられる。センサcは、信号線を介してEMS200と接続され、計測値をEMS200に送信する。遮断器bは、信号線を介してEMS200と接続され、EMS200から受信した信号によってオン又はオフを切り替え、電力線の接続を維持又は切断する。
In FIG. 9, the
ユーザは、負荷群120に含まれる負荷を任意に選択し、電力線L1,L2,L3によって物理的に分類された負荷群(すなわち、第1実施形態における負荷群120−1,120−2,120−3)に関わらず、負荷群を構成することができる。例えば、ユーザは、センサc1に対応する負荷X1と、センサc4に対応する負荷X4とから負荷群Y1を構成し、負荷群Y1に対して仮想蓄電量VY1割り当てる比率を設定することができる。このようなケースにおいては、EMS200は、センサc1及びセンサc4の計測値を合算することによって、蓄電池ユニット140から負荷群Y1に供給された電力量PY1を算出する。EMS200は、算出された電力量PY1に基づいて、記憶された仮想蓄電量VY1を更新する。
The user arbitrarily selects a load included in the
EMS200は、仮想蓄電量VY1が閾値を下回ると、蓄電池ユニット140から負荷X1又は負荷X4のいずれかへの電力供給を停止する。この場合、EMS200は、停止する負荷に対応する遮断器b(遮断器b1又は遮断器b4)をオンからオフに切り替え、電力線の接続を遮断する。
The
以上説明したように、変形例2では、負荷群120に含まれる各負荷に対応するセンサ及び遮断器が設けられることにより、ユーザが任意に負荷を選択して負荷群を構成することができる。これにより、EMS200は、ユーザが選択した負荷によって構成された負荷群に所定の比率で仮想蓄電量を割り当てることにより、効率的に蓄電池ユニットからの出力電力を管理する。
As described above, in the second modification, the sensors and circuit breakers corresponding to the loads included in the
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
EMS200は、HEMS(Home Energy Management System)であってもよく、SEMS(Store Energy Management System)であってもよく、BEMS(Building Energy Management System)であってもよく、FEMS(Factory Energy Management System)であってもよい。
The
実施形態では、需要家10は、負荷群120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を有する。しかしながら、需要家10は、少なくとも、負荷群120及び蓄電池ユニット140を有していればよい。
In the embodiment, the
実施形態では、蓄電池ユニット140の蓄電池141は、系統から供給された電力を蓄積するものとして説明したが、例えばPVユニット130又は燃料電池ユニット150が出力した電力を蓄積してもよい。
In the embodiment, the
燃料電池ユニット150の燃料電池151は、例えばSOFCであってもよく、PEFCであってもよい。
The
1…送配電システム、10…需要家、11…電力線、20…CEMS、30…変電所、31…配電線、40…スマートサーバ、50…発電所、51…送電線、60…ネットワーク、100,100’…エネルギー管理システム、110…分電盤、120…負荷群、120−1,120−2,120−3…負荷群、130…PVユニット、131…PV、132…PCS、140…蓄電池ユニット、141…蓄電池、142…PCS、143…電力線、144…電力線、150…燃料電池ユニット、151…燃料電池、152…PCS、160…貯湯ユニット、200…EMS、210…通信部、220…記憶部、230…制御部、250…表示装置、CB1,CB2,CB3…分岐遮断器、CT1,CT2,CT3…センサ、B1,B2,B3…遮断器、L1,L2,L3…電力線、SW1,SW2…スイッチ、V1,V2,V3…仮想蓄電量 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power transmission / distribution system, 10 ... Consumer, 11 ... Power line, 20 ... CEMS, 30 ... Substation, 31 ... Distribution line, 40 ... Smart server, 50 ... Power plant, 51 ... Transmission line, 60 ... Network, 100, DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 '... Energy management system, 110 ... Distribution board, 120 ... Load group, 120-1, 120-2, 120-3 ... Load group, 130 ... PV unit, 131 ... PV, 132 ... PCS, 140 ... Storage battery unit , 141 ... storage battery, 142 ... PCS, 143 ... power line, 144 ... power line, 150 ... fuel cell unit, 151 ... fuel cell, 152 ... PCS, 160 ... hot water storage unit, 200 ... EMS, 210 ... communication part, 220 ... storage part , 230 ... control unit, 250 ... display device, CB1, CB2, CB3 ... branch circuit breaker, CT1, CT2, CT3 ... sensor, B1, B2, B ... breaker, L1, L2, L3 ... power lines, SW1, SW2 ... switch, V1, V2, V3 ... virtual storage amount
Claims (13)
前記管理装置は、
前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、
前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とするエネルギー管理システム。 An energy management system comprising a storage battery unit having a storage battery, a plurality of loads connected to the storage battery unit via a power line, and a management device for managing the power supplied to the plurality of loads by the storage battery unit,
The management device
A control unit that allocates the storage amount of the storage battery as a virtual storage amount according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong;
A storage unit that stores the virtual power storage amount allocated to the load group,
The said control part updates the said virtual electrical storage amount memorize | stored in the said memory | storage part according to the electric energy supplied to the said load group from the said storage battery unit, The energy management system characterized by the above-mentioned.
前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記電力線毎に対応する前記負荷群に供給された電力量を、前記センサの計測値に基づいて算出することを特徴とする請求項2に記載のエネルギー管理システム。 A sensor provided for each power line;
3. The energy management system according to claim 2, wherein the control unit calculates an amount of power supplied from the storage battery unit to the load group corresponding to each power line based on a measurement value of the sensor. .
前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が閾値を下回ると、前記制御部は、前記所定の負荷群に対応する前記電力線に設けられた前記遮断器を作動させることにより、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を停止することを特徴とする請求項3に記載のエネルギー管理システム。 Further comprising a circuit breaker provided for each power line,
When the virtual power storage amount corresponding to a predetermined load group among the plurality of load groups falls below a threshold, the control unit operates the circuit breaker provided on the power line corresponding to the predetermined load group. The energy management system according to claim 3, wherein power supply from the storage battery unit to the predetermined load group is stopped.
前記制御部は、前記センサの計測値に基づいて、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量を算出することを特徴とする請求項2に記載のエネルギー管理システム。 A sensor for detecting electric power supplied to each of the loads belonging to the load group;
The energy management system according to claim 2, wherein the control unit calculates an amount of electric power supplied from the storage battery unit to the load group based on a measurement value of the sensor.
前記制御部は、前記取得した蓄電量の合計値を、前記所定の比率に応じて前記負荷群に仮想蓄電量として割り当て直し、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とする請求項1に記載のエネルギー管理システム。 The control unit acquires a total value of the storage amount of the storage battery,
The control unit reallocates the total value of the acquired power storage amount as a virtual power storage amount to the load group according to the predetermined ratio, and updates the virtual power storage amount stored in the storage unit. The energy management system according to claim 1, wherein the system is an energy management system.
前記制御部は、優先順位の高い前記負荷群に、前記蓄電池の蓄電量に対する割合が大きい仮想蓄電量を割り当てることを特徴とする請求項1に記載のエネルギー管理システム。 Priorities are set for the load groups,
The energy management system according to claim 1, wherein the control unit assigns a virtual power storage amount having a large ratio to the power storage amount of the storage battery to the load group having a high priority.
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯に応じて、前記負荷群に前記仮想蓄電量を割り当てることを特徴とする請求項1に記載のエネルギー管理システム。 The storage unit stores a scheduled time zone for each of the load groups,
The energy management system according to claim 1, wherein the control unit assigns the virtual power storage amount to the load group according to a scheduled time zone stored in the storage unit.
前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とする管理装置。 A management device that manages power supplied to a plurality of loads by a storage battery unit having a storage battery via a power line, wherein the storage amount of the storage battery is determined according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong. A control unit assigned as a virtual storage amount,
A storage unit that stores the virtual power storage amount allocated to the load group,
The said control part updates the said virtual electrical storage amount memorize | stored in the said memory | storage part according to the electric energy supplied to the said load group from the said storage battery unit.
前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てるステップと、
前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶するステップと、
前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、記憶されている前記仮想蓄電量を更新するステップとを備えることを特徴とするエネルギー管理方法。 An energy management method for managing power supplied to a plurality of loads by a storage battery unit having a storage battery via a power line,
Allocating the storage amount of the storage battery as a virtual storage amount according to a predetermined ratio for each load group to which the plurality of loads belong;
Storing the virtual power storage amount allocated to the load group;
Updating the stored virtual storage amount according to the amount of power supplied from the storage battery unit to the load group.
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