CN102918735A - 电力供应*** - Google Patents

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Abstract

[问题]为了提供一种有效利用电力的电力供应***。[解决方案]一种电力供应***包括：发电部(10)，用于供应电力；负载部(11)，用于消耗从发电部(10)供应的电力和从电力***供应的***电力中的至少一个；以及控制部(12)，用于控制发电部(10)和负载部(11)的操作。发电部(10)向电力***供应电力，并且控制部(12)基于电力供应***处理的多种类型的电力的价值来控制发电部(10)和负载部(11)。

Description

电力供应***
技术领域
本发明涉及一种供应电力的电力供应***。
背景技术
已经提出了电力供应***，通过不但使用从电力公司管理的配电厂(下文中，电力***)供应(购买)的电力(下文中将这种电力称作“***电力”)、而且使用通过多种方法产生的多种类型的电力(多种电力)，来向负载(电冰箱、洗衣机和空调之类的电器)供应电力，所述多种电力例如是通过诸如太阳能光伏发电单元之类的发电单元产生并且供应的电力、以及从蓄电池放电和供应的电力。这些电力供应***的一些向电力***供应(销售)通过发电机产生和供应的、但是没有被负载等消耗的过剩电力。
负载的电力消耗可以包括：普通电力消耗(例如，由诸如电冰箱之类的电器操作引起的)，其持续发生，与日期时间无关；以及特定电力消耗(例如，由诸如洗衣机之类的电器操作引起的)，其专有地在特定的日期时间发生。在要求***电力成本减小的情况下，有效地是减小特定电力消耗。例如，可以通过设置特定电力消耗在当***电力的每单位价格(下文中，购电单价)较低的时间发生，来减小特定电力消耗成本。
例如，专利文献1提供了一种电力供应***，所述电力供应***通知用户可以用过剩电力来弥补特定电力消耗时的时间(从而可以将所述特定电力消耗成本减小为零)，从而提示用户设置所述特定电力消耗在那时发生。另外，这种电力供应***向用户显示购电单价和电力的每单位销售价格(下文中，售电单价)，从而辅助用户决定是否销售过剩电力或者使用过剩电力来弥补所述特定电力消耗。
引用列表
专利文献1：JP-A-2010-16989
发明内容
技术问题
然而利用专利文献1中提出的电力供应***，用户需要决定如何使用过剩电力以及相应地使用过剩电力，这对于用户是麻烦的。此外，如果用户不习惯使用所述***，他或者她难以进行正确的决定，因此不能有效地减小***电力成本，这是不利的。
另外，这些问题可能成为实现使用多种电力的电力供应***的广泛使用的障碍(也就是说，阻止了***电力消耗的减小或者拉平)。这进而阻止了发电(尤其是热发电)导致的CO2排放的减少，使其难以解决诸如全球变暖之类的问题。
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种有效使用电力的电力供应***。
解决问题的方案
为了实现以上目的，根据本发明，一种电力供应***包括：电力供应部，所述电力供应部供应电力；负载部，所述负载部消耗从所述电力供应部供应的电力和从电力***供应的电力中的至少一个；以及控制部，所述控制部控制所述电力供应部的操作和所述负载部的操作。这里，所述电力供应部能够向所述电力***供应电力，并且所述控制部基于所述电力供应***处理的多个电力的价值来控制所述电力供应部和所述负载部。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，所述控制部可以确定器每单位价值比较高的电力的量，然后基于所述量来确定另一电力的量。
利用这种配置，可以优先考虑每单位价格高的电力，来设置电力供应***处理的多种电力的量。这可以更加有效地使用电力。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，所述控制部可以确定所述电力供应部供应给所述电力***的电量，并且基于所述电量来确定另一电力的量。
利用这种配置，可以首先确保向所述电力***供应(销售)的电量，然后确定另一电力的量。这使得可以提高电力供应***的成本优势，并因此期待实现电力供应***的广泛使用。另外，通过实现这种电力供应***的广泛使用，可以减少来自发电(具体地通过热发电)的电能公司的CO2排放，并且期待解决诸如全球变暖之类的问题。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，***电力的价值可以依据时间而变化，并且所述控制部能够控制所述负载部，使得所述负载在***电力的价值比较低时执行已调度为在***电力的价值比较高的时间段执行的预定操作。
利用这种配置，如果需要***电力以使得负载操作，则可以减小***电力的成本。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，在所述电力供应***处理的多个电力的价值变化的情况下，所述控制部能够改变对所述电力供应部和所述负载部进行控制的方法。
利用这种配置，即使所述多个电力的价值变化，所述控制部能够根据电力的变化价值，以合适的控制方法控制所述电力供应部和所述负载部。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，在所述电力供应部向所述电路***供应的电力的价值等于或大于所述电力供应部向所述负载部供应的电力的价值与***电力的价值之和的情况下，所述控制部可以确定从所述电力供应部供应给所述电力***的电量，并且基于所述电量确定另一电力的量，而在所述电力供应部向所述电力***供应的电力的价值小于所述电力供应部向所述负载部供应的电力的价值与所述***电力的价值之和的情况下，所述控制部可以确定从所述电力供应部供应给所述负载部的电量，并且基于所述电量来确定另一电力的量。
利用这种配置，可以首先确保从所述电力供应部向所述电力***供应的电力和从所述电力供应部向所述负载部供应的电力中对于成本优势最有贡献的那个电力的量，然后确定另一电力的量。因此，即使这些电力的价值改变，也可以有效地使用电力。
根据本发明的优选实施例，如上所述配置的电力供应***还可以配置有蓄电部，由所述控制部控制，使得利用从所述电力供应部供应的电力和所述***电力中的至少一个对所述蓄电部充电，并且使得所述蓄电部放电以供应电力。
利用这种配置，所述控制部控制所述蓄电部的充电和放电，可以确保所需电量，并且对所述电力***处理的电量中的过剩和不足进行校正。这使得可以更有效地使用电力。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，在所述电力供应***还配置有蓄电部，通过所述控制部控制所述蓄电部，使得利用从所述电力供应部供应的电力和所述***电力中的至少一个对所述蓄电部充电，并且使得所述蓄电部放电以供应电力的情况下，如果所述负载部能够消耗通过所述蓄电部的放电供应的电力，并且所述控制部确定从所述电力供应部向所述电力***供应的电量，然后基于所述电量确定另一电力的量，则所述控制部可以将从所述电力供应部向所述电力***供应的电量增加与通过所述蓄电部的放电供应的电量相等的量。
利用这种配置，所述控制部控制所述蓄电部的充电和放电，可以确保所述电力供应部向所述电力***供应的电量。这使得可以更加有效地使用电力。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，在所述电力供应***还配置有蓄电部，通过所述控制部控制所述蓄电部，使得利用从所述电力供应部供应的电力和所述***电力中的至少一个来对所述蓄电部充电，并且使得所述蓄电部放电以供应电力的情况下，如果所述负载部能够消耗所述蓄电部的放电供应的电力，并且所述控制部确定从所述电力供应部向所述负载部供应的电量，然后基于所述电量来确定另一电力的量，则所述控制部能够进行控制，使得如果从所述电力供应部供应的电量不小于所述负载部消耗的电量，所述控制部利用所述电力供应部供应的电力的至少一部分对所述蓄电部充电，并且如果所述电力供应部供应的电量小于所述负载部消耗的电量，所述控制部供应通过蓄电部的放电供应的电力的至少一部分。
利用这种配置，所述控制部控制所述蓄电部的充电和放电，可以对在所述电力供应部供应的电力和所述负载部消耗的电力之间发生的电量的过剩和不足进行校正。这使得可以更加有效地使用电力。
根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，所述电力供应部可以通过发电来供应电力。根据本发明的优选实施例，在如上所述配置的电力供应***中，所述电力供应部可以通过将太阳能转换为电力来发电。
本发明的有益效果
根据本发明的配置，控制部基于电力供应***处理的多个电力的价值来控制电力供应部和负载部。这使得可以有效地使用电力。
本发明的重要性和益处根据第一至第三实施例的以下描述将变得清楚。然而应该理解的是以下第一至第三实施例只是如何实现本发明的示例，用于描述本发明及其特征的术语的含义不局限于在实施例中使用的特定含义。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施例的电力供应***的配置构示例的方框图；
图2是示出了电力销售和购买单价示例的表；
图3是示出了根据本发明第一实施例通过在电力供应***中设置的控制部控制发电部和负载部的方法示例的流程图；
图4是示出了在图3所示控制之前的操作结果示例的表；
图5是示出了图4所示的操作结果的曲线；
图6是示出了在图3所示控制之后的操作结果示例的表；
图7是示出了图6所示的操作结果的曲线；
图8是示出了图4和6表中所示的操作结果之间比较的曲线；
图9是示出了从图4表中所示操作结果得出的成本优势与从图6表中所示操作结果得出的成本优势之间的比较的表；
图10是示出了根据本发明第二实施例的电力供应***的配置示例的方框图；
图11是示出了根据本发明第二实施例通过在电力供应***中设置的控制部控制发电部、负载部和蓄电部的方法示例的流程图；
图12是示出了在图11所示控制之前的操作结果示例的表；
图13是示出了在图11所示控制之后操作结果示例的表；
图14是示出了从图12表中所示操作结果的得出的成本优势和从图13表中所示操作结果得出的成本优势之间的比较的表；
图15是示出了售电单价和环境附加值单价(第一至第三模式)的示例的表；
图16是示出了根据本发明第三实施例通过在电力供应***中设置的控制部控制发电部、负载部和蓄电部的方法示例的流程图；
图17是示出了在图16所示控制之前的操作结果示例的表；
图18是示出了在图16所示控制之后的操作结果示例的表；
图19是示出了图16所示控制方法的一部分的表；以及
图20是与图15所示的第一至第三模式相关的表，与图15所示第一至第三模式一对一地示出了从图17表中所示操作结果得出的成本优势和从图18表中所示操作结果得出的成本优势之间的比较。
具体实施方式
《第一实施例》
<电力供应***的配置示例>
首先，将参考图1给出根据本发明第一实施例的电力供应***配置的描述。图1是示出了根据本发明第一实施例的电力供应***的配置示例的方框图。
如图1所示，电力供应***1包括：发电部10，产生并且供应电力；负载部11，由通过消耗向其供应的电力而操作的负载构成；控制部12，控制发电部10的操作和负载部11的操作；以及记录部13，记录各种类型的信息。
发电部10通过例如将光能(例如太阳光)转换为电力(太阳能光伏发电)或者将风的动能(例如风车的旋转)转换为电力(风力发电)进行发电，来供应电力。发电部10可以将任意种类的能量转换为电力，但是对于所述实施例的特定描述，下面将处理发电部10供应通过太阳能光伏发电产生的电力的情况。
发电部10产生和供应的电力供应给负载部11，此外能够将该电力供应(销售)给电力***。通过售电量电计S来测量发电部10供应给电力***的电量，并且将所述电量报告给管理所述电力***的电力公司。
***电力和发电部10供应的电力中的至少一个供应给负载部11。在负载部11中包括的负载通过消耗所供应的电力来操作。通过购电量电计B来测量负载部11消耗的***电力的电量，并且将所述电量报告给管理电力***的电力公司。
控制部12从发电部10获取所述发电部10通过发电来供应的电力的信息，并且控制部12也从负载部11获取所述负载部11消耗的电力的信息。此外如果需要，控制部12将获取的信息记录在记录部13中。
除了上述信息之外，记录部13还记录能够被所述负载部11中包括的每个负载消耗的电力(例如，负载在正常操作时能够消耗的电力，以及负载消耗的电力的平均值)的信息。另外，记录部13记录外部输入的信息，例如(通过电力公司在线等输入，或者通过用户操作而输入的)售电单价和购电单价。
基于从发电部10和负载部11获取的信息以及记录部13中记录的信息，控制部12控制发电部10的操作(例如，在供应通过发电获得的电力的情况下)和负载部11的操作(例如，负载的操作定时、负载消耗的电量)。电量确定部14确定通过发电获得的电力的供应量以及通过负载消耗的电量。随后将描述控制部12如何控制发电部10的操作和负载部11的操作的细节。
可以在显示部15上显示电量确定部14确定的每一个电量。这使得用户可以基于确定的电量来(通过手)执行手动操作。
这里，控制部12可以结合多种条件的信息来记录发电部10产生的电量和负载部11消耗的电量，多种条件例如一天中时间和一年中的时间(例如季节)、天气状况(例如，天空状况和温度、阳光的存在)等。在这种情况下，控制部12可以外部在线地或者从在电力供应***1中设置的测量所述信息的设备来获取信息的至少一部分。
<控制部如何控制发电部和负载部的示例>
接下来将参考附图并且针对具体示例来描述控制部12如何控制发电部10的操作和负载部11的操作的细节。图2是示出了电力销售和购买单价示例的表。图3是示出了根据本发明第一实施例通过在电力供应***中设置的控制部控制发电部和负载部的方法示例的流程图。
在下文中为了具体描述，假设电力销售和购买单价如图2的表所示。然而，第一实施例的电力供应***1只包括太阳能光伏发电单元(发电部10)，并且不包括任何其他发电相关设备(例如蓄电部)，售电单价是48日元/kWh。更具体地，高价格时间段(从7:00至17:00)的购电单价是30日元/kWh，而低价格时间段(从17:00至7:00)的购电单价是14.5日元/kWh。在这种情况下，售电单价比较高。
如图3所示，控制部12首先设置目标负载耗电量C_LD_TG(步骤1)。所述目标负载耗电量C_LD_TG表示在控制时间负载部11消耗的电量的分量(下文中，将在控制时间负载部11消耗的电量称作“负载耗电量”)，其持续出现，与时间无关。例如，控制部12参考过去负载部11消耗并且记录在记录部13中的电量，来计算和设置目标负载耗电量C_LD_TG。在进行这种操作时，控制部12可以考虑到多种条件来计算目标负载耗电量C_LD_TG，多种条件例如是当控制部控制发电部10和负载部11时一天中的时间和一年中的时间、控制部控制发电部10和负载部11时的天气(具体地，特定地参考在过去类似条件下负载部11消耗的电量)。
接下来，控制部12将变量t设置为0(步骤2)。控制部12每隔控制时间(例如一分钟)执行发电部10的控制和负载部11的控制，并且变量t表示所经过的控制时间的累积量。为了具体的描述，以下将处理控制时间是1分钟的情况。
控制部12继续执行随后所述的一系列控制操作(步骤4至步骤16)，直到其检测到已经经过了预定控制时间量(例如，1440分钟＝1天)(也就是说，所述变量t变得大于1440)(步骤3，否)。另一方面，当控制部12检测到已经经过了预定控制时间量时(步骤3，是)，其结束控制操作。为了具体的描述，以下将处理预定控制时间量是1440分钟的情况。控制部12能够每天重复地执行以1440分钟为单位的操作。
如果控制部12检测到所述变量t小于1440，则计算发电量EPG_PV，所述发电量EPG_PV是发电部10在控制时间产生并且供应的电量(步骤4)。例如，控制部12通过从发电部10获取对发电部10产生和供应的电量加以表示的信息，来计算所述发电量EPG_PV。
控制部12也计算一次负载耗电量C_LD1，一次负载耗电量C_LD1是在控制部12不控制负载部11的操作的情况下负载部11消耗的电量(步骤5)。例如，控制部12通过从所述负载部11获取对负载部11消耗的电量加以表示的信息、或者通过参考控制部12对负载部11的操作进行控制的具体内容，来计算所述一次负载耗电量C_LD1。
接下来，控制部12计算售电比率RT_EPS(步骤6)。通过将发电量的函数f(EPG_PV)乘以系数K来计算售电比率RT_EPS。所述函数f(EPG_PV)随着发电量EPG_PV增加而逐渐增加。附带地，所述系数K可以是常数，或者可以依赖于一天中的时间、一年中的时间和天气之类的条件而变化。
控制部12通过将发电量EPG_PV乘以计算的售电比率RT_EPS来计算售电量EPS_PV(步骤7)。作为在控制时间中发电部10供应给所述电力***的电量，售电量EPS_PV不小于0。
如果控制部12检测到通过从发电量EPG_PV中减去售电量EPS_PV而计算得到的电量(负载部11消耗的电量)大于目标负载耗电量C_LD_TG(步骤8，是)，那么控制部12通过从发电量EPG_PV中减去售电量EPS_PV来计算电量作为二次负载耗电量C_LD2(步骤9)。
另一方面，如果控制部12检测到从发电量EPG_PV减去售电量EPS_PV而计算的电量不大于目标负载耗电量C_LD_TG(步骤8，否)，控制部12计算一次负载耗电量C_LD1作为所述二次负载耗电量C_LD2(步骤10)。
如果控制部12检测到控制时间是在低价格时间段(从17:00至7:00)(步骤11，是)，控制部12通过将先前的省电量EPSV_B与二次负载耗电量C_LD2相加来计算电量作为负载耗电量C_LD(步骤12)。所述先前的省电量EPSV_B是在目前为止执行的控制操作(所述控制操作不但包括在当前(当天)控制操作中执行的步骤1至16，而且包括(在前一天或者更早日期执行的)的先前控制操作中执行的步骤1至16)中计算的先前省电量EPSV_A中(随后将详细描述)的至少一个(或者所累积的一部分)，并且所述先前省电量PESV_B不小于0。
另一方面，如果控制部12检测到所述控制时间不在低价格时间段(从17:00至7:00)(步骤11，否)，控制部12计算二次负载耗电量C_LD2作为负载耗电量C_LD(步骤13)。
控制部12通过从一次负载耗电量C_LD1中减去负载耗电量C_LD来计算省电量EPSV_A。然而，如果省电量EPSV_A小于0，则在假设EPSV_A为零的情况下执行所述计算。随后在负载耗电量C_LD中包括所述省电量EPSV_A作为所述先前省电量EPSV_B。因此，例如，将负载部11中包括的预定负载操作的定时(所述负载部11通过消耗所述省电量EPSV_A来操作的定时)移动(推迟)至低价格时间段。
控制部12从负载耗电量C_LD中减去通过从发电量EPG_PV减去售电量EPS_PV而获得的值，来计算购电量EPB(步骤15)，所述购电量是在控制时间中从所述电力***供应的电量。
控制部12在控制时间中控制发电部10和负载部11，以实现按照上述方式计算的售电量EPS_PV、负载耗电量C_LD和购电量EPB。当完成在控制时间中发电部10和负载部11的控制时，控制部12将所述变量t增加1(步骤16)。然后，控制部12返回步骤3，检查是否已经经过预定控制时间量。
描述通过图3所示的控制引起的售电量、负载耗电量和购电量中的变化，针对控制之前和之后的特定示例并且参考附图。
图4是示出了在图3所示控制之前操作结果示例的表。图5是示出了图4所示操作结果的曲线。图6是示出了在图3所示控制之后操作结果示例的表，并且图6与示出了控制之前操作结果的图4相对应。图7是示出了图6所示操作结果的曲线，并且图7与示出了控制之前操作结果的图5相对应。图8是示出了在图4和图6表中所示操作结果之间的比较的曲线。注意：图4至7的表和曲线示出了发电量、负载耗电量、售电量、购电量和省电量，每一个均以小时为基础表示。
在图4和图5(在执行图3所示的控制之前)中，假设通过从发电部10产生并且供应的电量中减去负载部11消耗的电量来获得售电量。如果由此获得的售电量的值是负的，将所述值用0代替。另一方面，通过从负载部11消耗的电量中减去发电部10产生并且供应的电量来获得购电量。然而，如果由此获得的购电量的值是负的，将所述值用0代替。换言之，如果发电部10产生和供应的电量大于负载部11消耗的电量，则销售过剩的电量，而如果发电部10产生并且供应的电量小于负载部11消耗的电量，则购买电力以弥补不足。在这种情况下，不同时执行电力的销售和购买。
在下文中，利用图4和图5(控制之前)与图6和图7(控制之后)的比较并且参考图8进行描述。首先，参考图4和6以及图8的所有时间段，总售电量在控制之前是8.0kWh，但是在控制之后增加至11.4kWh。另一方面，总购电量在控制之前是7.2kWh，但是在控制之后增加到8.2kWh。售电量中的这种增加和购电量中的这种增加可能是通过控制部12在确保售电量之后确定购买量而引起的。
类似地，参考图4、6和8的所有时间段，总负载耗电量在控制之前是17.1kWh，但是在控制之后降低至14.7kWh。负载耗电量中的这种降低可能是通过控制部12在设置目标负载耗电量之后控制负载的操作(例如减小空调的输出)引起的。
另外，参考图4至7每一幅中的15:00-16:00的时间段，负载耗电量在控制之前是1.2kWh，而在控制之后是0.7kWh(也就是说，省电量是0.5kWh)。此外参考18:00-19:00的时间段，负载耗电量在控制之前是0.9kWh，而在控制之后是1.4kWH(也就是说，消耗了0.5kWh的之前省电量)。这种变化可能是通过控制部12使得在控制之前已调度为从15:00至16:00操作的负载(例如洗碗机)在从18:00至19:00的低价格时间段操作而引起的。
类似地，参考在图4至7每一幅中的8:00-9:00的时间段，负载耗电量在控制之前是1.3kWh，而在控制之后是0.5kWh(省电量是0.8kWh)。另外，参考5:00-6:00的时间段，负载耗电量在控制之前是0.3kWh，而在控制之后是1.1kWh(也就是说消耗了0.8kWh的之前省电量)。这种变化可能是通过控制部12使得在控制之前已经编程为从8:00至9:00操作的负载(例如洗衣机)在下一天(可将其解释为“同一天”)的5:00至6:00的低价格时间段操作引起的。
现在，将参考图9通过使用图3所示的控制之前和之后的第一实施例的电力供应***1来实现的成本优势进行描述。图9示出了从图4表中所示操作结果得出的成本优势和从图6表中所示操作结果得出的成本优势之间的比较的表。该示例中的成本优势是从向所述电力***供应(销售)的电力的价值(售电额)减去从所述电力***供应(购买)的***电力的成本(购电额)而获得的差。
如图9所示，售电额和购电额两者在控制之后都比控制之前高。另外，控制之后售电额的增加大于购电额的增加。因此，控制之后的成本优势大于控制之前的成本优势。
利用以上配置，控制部12基于电力供应***1处理的多个电力的价值来控制发电部10和负载部11。这使得可以有效地利用电力。
具体地，可以优先考虑每单位价值高的电力(发电部12向电力***供应的电力)，来确定电力供应***处理的多种电力的量(例如，负载部11消耗的电力、***电力等)。这使得可以更有效地利用电力。
另外，控制部12确保要供应(销售)给电力***的电力的量，然后确定其他电力的量。这使得可以增加所述电力供应***1实现的成本优势，并且从而期待实现所述电力供应***1的广泛使用。并且通过实现所述电力供应***1的广泛使用，可以减少来自发电(具体地，通过热发电)的电力公司的CO2排放，并且期待解决诸如全球变暖之类的问题。
此外，通过控制部12控制以使得负载部11在低价格时间段执行已调度为在高价格时间段执行的操作，即使***电力对于负载部11操作而言是必要的，也可以减少用于购买***电力的成本。
在控制部12确定用于操作负载部11中包括的预定负载的定时以消耗先前省电量EPSV_B的情况下，优选地是考虑当操作负载时产生的噪声、用户的生活方式(例如，应该完成负载操作的定时)等。控制部12可以向用户提供开始负载操作的可能定时，使得用户可以决定何时开始。
《第二实施例》
<电力供应***的配置示例>
接下来，参考图10对根据本发明第二实施例的电力供应***的配置示例进行描述。图10是示出了根据本发明第二实施例的电力供应***的配置示例的图，并且与说明第一实施例的图1相对应。
如图10所示，电力供应***100包括：发电部110；负载部111；控制部112；记录部13；以及蓄电部114，所述蓄电部通过消耗供应的电力来充电并且放电以供应电力。
发电部110与在第一实施例中所述的发电部10(参见图1)类似，因此将省略其详细描述，不同之处在于发电部110能够不但向负载部111和电力***、而且向蓄电部114供应电力。类似地，负载部111与在第一实施例中所述的负载部11(参见图1)类似，因此将省略其详细描述，不同之处在于负载部111能够不但消耗***电力和从发电部110供应的电力、而且消耗从蓄电部114供应的电力。
控制部112与第一实施例中所述的控制部12(参见图1)的不同之处在于，控制部112能够控制发电部110和负载部111的操作、而且能够控制蓄电部114的操作。控制部112与第一实施例中所述的控制部12(参见图1)的不同之处还在于：控制部112不但能够从发电部110获取对发电部110产生并供应的电力加以表示的信息以及从负载部111获得对负载部消耗的电力加以标识信息，而且能够从蓄电部114获取对蓄电部114充电和放电的电力加以表示的信息、以及对蓄电部114能够放电的电量(下文中，剩余容量)加以表示的信息。在除了这些特征之外的特征方面，第二实施例的控制部112与在第一实施例中所述的控制部12类似，因此将省略其详细描述。
记录部113与第一实施例中所述的记录部13(参见图1)类似，因此将省略其详细描述。
蓄电部114由大容量蓄电池构成；通过适当地转换被供应的电力(例如将AC电力转换为DC电力)，以电力对蓄电部114充电，并且通过适当地转换已经充电的电力(例如，将DC电力转换为AC电力)，蓄电部114向负载部111供应电力。另外，通过测量蓄电部114充电和放电的电量或电流，和/或通过提供对蓄电部的电压值和剩余容量之间的关系加以表示的表、并且测量蓄电部110的电压值以相比于表中的值来检查测量的电压值，蓄电部114估计其剩余容量。代替蓄电部110(或者除了蓄电部110之外)，控制部112也可以估计蓄电部114的剩余容量。
通过售电量电计S测量发电部110供应给电力***的电量，并且将其报告给管理所述电力***的电力公司。通过购电量电计B测量负载部111和蓄电部114消耗的***电力的量，并且将其报告给管理所述电力***的公司。
<控制部如何控制发电部、负载部和蓄电部的示例>
接下来，将参考附图，针对特定示例描述控制部112如何控制发电部110、负载部111和蓄电部114的细节。图11是示出了根据本发明第二实施例通过在所述电力供应***中设置的控制部控制发电部、负载部和蓄电部的方法示例的流程图，并且图11与说明第一实施例的图3相对应。
在第二实施例的电力供应***100中，售电单价和购电单价如图2表中所示。然而，第二实施例的电力供应***100不但包括太阳能光伏发电单元(发电部110)，而且包括发电相关设备(蓄电部114)等，售电单价是39日元/kWh。附带地，所述购电单价与第一实施例中相同，因此将省略其详细描述。
如图11所示，控制部112首先设置目标负载耗电量C_LD_TG(步骤101)，将变量t设置为0(步骤102)，并且检查是否已经经过预定控制时间量(例如1440分钟＝1天)(步骤103)。控制部112计算发电量EPG_PV(步骤104)，并且也计算一次负载耗电量C_LD1(步骤105)。控制部112也计算售电比率RT_EPS(步骤106)。附带地，这些操作(步骤101-106)与第一实施例的步骤1至步骤6的操作(参见图3)类似，因此将省略其详细描述。
接下来，控制部112计算充电量QC和放电量QD(步骤107)，所述充电量是在控制时间中对蓄电部114充电所消耗的电量，所述放电量是在控制时间中通过所述蓄电部114的放电供应的电量。例如，至少在低价格时间段的一部分中充电量QC是正的(即对蓄电部114充电)，并且在高价格时间段中充电量QC是0(即，不对蓄电部114充电)。例如，在高价格时间段的至少一部分中放电量QD是正的(即蓄电部114放电)，并且在低价格时间段放电量是0(即，蓄电部114不放电)。
控制部112通过将发电量EPG_PV与计算的售电比率RT_EPS相乘、并且加上放电量QD，来计算售电量EPS_PV(步骤108)。
控制部112检查通过从发电量EPG_PV中减去所述售电量EPS_PV而计算的电量是否大于目标负载耗电量C_LD_TG(步骤109)，并且根据结果，控制部112计算二次负载耗电量C_LD2(步骤110和步骤111)。控制部112检查控制时间是否在低价格时间段(步骤112)，并且根据结果，控制部112计算负载耗电量(步骤113和步骤114)。控制部112还计算省电量EPSV_A(步骤115)。附带地，这些操作(步骤109至步骤115)与第一实施例的步骤8至步骤14(参见图3)类似，因此将省略其详细描述。
另外，控制部12从负载耗电量C_LD中减去通过从发电量EPG_PV减去售电量EPS_PV而获得的值、并且加上充电量QC，来计算购电量EPB(步骤116)。
此外，控制部112在控制时间中控制发电部110、负载部111和蓄电部114，以实现按照上述方式计算的售电量EPS_PV、充电量QC、放电量QD、负载耗电量C_LD以及购电量EPB。当控制部112在控制时间中完成对发电部110、负载部111和蓄电部114的控制时，将变量t增加1(步骤114)。此外，控制部112返回步骤103来检查是否已经经过了预定控制时间量。
针对控制之前和之后的特定示例并且参考附图，描述图11所示控制引起的售电量、负载耗电量和购电量的变化。图12是示出了在执行图11所示控制之前操作结果示例的表。图13是示出了图11所示操作结果的表，并且与示出了在执行控制之前操作结果的图12相对应。注意，图12和图13的表每一个均示出了发电量、充电量、放电量、负载耗电量、售电量、购电量和省电量，每一个均以小时为基础表示。在图12和图13所示的操作结果示例中，假设蓄电部114的剩余容量(容量)的最大值是2.5kWh。
在图12中(执行图11所示控制之前)，通过将发电部110产生并且供应的电量与从蓄电部114放电和供应的电量相加、以及从发电部110产生和供应的电量中减去负载部111消耗的电量，来获得售电量。如果这样获得的售电量的值是负的，将所述值用0代替。另一方面，通过将对蓄电部114充电所消耗的电量与负载部111消耗的电量相加、以及从负载部111消耗的电量中减去发电部110产生和供应的电量，来获得购电量。然而，如果这样获得的购电量的值是负的，将所述值用0代替。换言之，如果发电部110产生和供应的电量大于负载部111和蓄电部114消耗的电量，销售过剩电量，并且如果发电部110产生和供应的电量小于负载部111和蓄电部114消耗的电量，购买电力以弥补不足。在这种情况下，电力的销售和购买不是同时执行的。
下面将比较图12(控制前)和图13(控制后)来进行描述。首先参考图12和图13的所有时间段，总售电量在控制之前是10.2kWh，而在控制之后增加至13.9kWh。另一方面，总购电量在控制之前是9.4kWh，而在控制之后增加至10.5kWh。所述售电量和所述购电量如同第一实施例那样增加。
然而，第二实施例的控制部112控制蓄电部114的充电和放电以增加购电量和售电量。因此在控制之后，第二实施例的电力供应***100的购电量(10.5kWh)和售电量(13.9kWh)大于第一实施例的电力供应***1的购电量(8.2kWh)和售电量(11.4kWh)。
参考图12和13的所有时间段，总负载耗电量在控制之前是17.1kWH，而在控制之后降低至14.7kWh。负载耗电量如第一实施例那样降低。
另外，参考图12和13的每一幅中15:00-16:00的时间段，负载耗电量在控制之前是1.2kWh，而在控制之后是0.7kWh(即，省电量是0.5kWh)。此外参考18:00-19:00的时间段，负载耗电量在控制之前是0.9kWh，而在控制之后是1.4kWh(即，消耗了0.5kWh的先前省电量)。这些量如同第一实施例那样在控制之前和控制之后发生变化。
类似地，参考图12和13每一幅中8:00-9:00的时间段，负载耗电量在控制之前是1.3kWh，而在控制之后是0.5kWh(即，省电量是0.8kWh)。此外，参考5:00-6:00的时间段，负载耗电量在控制之前是0.3kWh，而在控制之后是1.1kWh(即，消耗了0.8kWh的先前省电量)。这些量如同第一实施例那样在控制之前和控制之后发生变化。
现在参考图14，对图11所示控制之前和控制之后使用第二实施例的电力供应***100实现的成本优势进行描述。图14是示出了从图12表中所示操作结果得出的成本优势和从图13表中所示操作结果得出的成本优势之间的比较的表。该示例中的成本优势与参考图9的描述中处理的那些成本优势类似。
如图14所示，售电额和购电额在控制之后都大于控制之前。另外，控制之后售电额的增加大于购电额的增加。因此，控制之后的成本优势大于控制之前的成本优势。在这一方面，该实施例与第一实施例类似。
因此，利用第二实施例的电力供应***100，可以获得与利用第一实施例的电力供应***1获得的相同效果。另外，利用第二实施例的电力供应***100，通过控制部112控制蓄电部114的充电和放电，可以确保发电部110供应给电力***的电量。这使得可以更有效地使用电力。
在图12和13所示操作结果示例中，在一个控制操作中(一天)对蓄电部114充电直至其剩余容量实质上等于其容量为止，以及对蓄电部114放电直至其剩余容量实质上等于0为止；但是可以在多个控制操作中(例如一周)执行蓄电部114的充电和放电。或者，可以在一个控制操作中多次执行蓄电部114的充电和放电。除此之外，不需要将蓄电部114充电到直至剩余容量实质上等于其容量为止，或者不需要将蓄电部114放电直至其剩余容量实质上为零为止。
在控制部112确定用于操作负载部11中包括的预定负载的定时以消耗先前省电量EPSV_B的情况下，优选地是考虑当操作负载时带来的噪声、用户的生活方式(例如，应该完成负载的操作时的定时)等。或者，控制部112可以向用户提供开始负载操作的可能定时，使得用户可以决定何时开始。
《第三实施例》
<电力供应***的配置示例>
接下来，将参考附图对根据本发明第三实施例的电力供应***进行描述。第三实施例的电力供应***的配置与第二实施例的电力供应***的配置类似，因此认为图10也示出了第三实施例的电力供应***的配置，并且将省略其详细描述。
<控制部如何控制发电部、负载部和蓄电部的示例>
将参考附图并且针对特定示例描述控制部112如何控制发电部110、负载部111和蓄电部114的细节。图15是示出了售电单价和环境附加值单价(第一至第三模式)的示例的表。图16是示出了根据本发明第二实施例通过在电力供应***中设置的控制部控制发电部、负载部和蓄电部的方法示例的流程图，并且图16与说明第一实施例的图3相对应。
例如，可以为了促进对电力供应***100内的发电产生的电力进行消耗的目的(以在电力供应***已经充分普及的情况下，防止从大量电力供应***向电力***供应大量电力)，由政府、当地公众实体、电力相关私有组织等设置环境附加值单价。在该示例中，环境附加值是向发电部110产生和供应的并且负载111消耗的单位电量(下文中，自消耗电量)添加的值。自消耗电量包括产生并且充电到LIB、然后在与发电时间不同的时间放电以供应给负载的电力。另外，从节省能量的观点，可以设置对于环境附加值添加至的自消耗电量的限制；然而为了简单描述，假设没有设置这种限制。
除此之外，针对具体描述，下文中假设售电单价和环境附加值单价是图15所示的第一至第三模式之一的值。在第二模式中，售电单价是24日元/kWH，并且环境附加值单价是5日元/kWh。在第二模式中，售电单价是12日元/kWh，并且环境附加值单价是5日元/kWh。在第三模式中，售电单价是6日元/kWh，并且所述环境附加值单价是10日元/kWh。购电单价如图2所示，并且因此将省略其详细描述。
如图16所示，控制部112首先将变量t设置为0(步骤201)，并且检查是否已经经过预定控制时间量(例如1440分钟＝1天)(步骤202)。控制部112也计算发电量EPG_PV(步骤203)。附带地，这些操作(步骤201-203)与第一实施例的步骤2至步骤4的操作(参见图3)类似，因此将省略其详细描述。
所述控制部112也计算负载耗电量C_LD(步骤205)。例如，控制部112通过从负载部11获取对负载部11消耗的电量加以表示的信息来计算负载耗电量C_LD。
接下来，控制部112通过从发电量EPG_PV中减去负载耗电量C_LD来计算差量EA(步骤205)。如果所述差量EA是0或者更大(步骤206，是)，控制部112计算自消耗电量CC_LD作为负载耗电量C_LD(步骤207)。在这种情况下，用发电量EPG_PV的一部分或全部来弥补负载耗电量C_LD。
另外，如果蓄电部114的剩余容量SOC小于最大值SOC_MAX(步骤208，是)，并且通过从最大值SOC_MAX减去剩余容量SOC而获得的值(具体地，可以充电到蓄电部114中的电量)小于所述差量EA(步骤209，是)，控制部112将充电量QC计算为通过从最大值SOC_MAX减去剩余容量SOC而获得的值。与此同时，控制部112将放电量QD计算为0(步骤210)。
相反，如果蓄电部114的剩余容量SOC小于最大值SOC_MAX(步骤208，是)，并且通过从最大值SOC_MAX减去剩余容量SOC而获得的值不小于差量EA(步骤209，否)，控制部112将充电量QC计算为0(步骤211)。与此同时，控制部112将放电量QD计算为0(步骤211)。
另一方面，如果所述差量EA小于0(步骤206，否)，控制部112将自消耗电量CC_LD计算为所述发电量EPG_PV(步骤212)。在这种情况下，用所有的发电量EPG_PV来弥补所述自消耗电量CC_LD。
另外，如果蓄电部114的剩余容量SOC大于0(步骤213，是)，并且剩余容量SOC小于所述差量EA的绝对值(-EA)(步骤214，是)，所述控制部112将放电量QD计算为剩余容量SOC。与此同时，控制部112将充电量QC计算为0(步骤215)。
相反，如果蓄电部114的剩余容量SOC大于0(步骤213，是)，并且剩余容量SOC不小于所述差量EA的绝对值(-EA)(步骤214，否)，所述控制部112将放电量QD计算为所述差量EA的绝对值(-EA)。与此同时，所述控制部112将充电量QC计算为0(步骤216)。
现在，如果所述差量EA不小于0并且所述剩余容量等于最大值SOC_MAX(步骤207，否)，或者如果所述差量EA小于0并且所述剩余容量SOC等于0(步骤213，否)，所述控制部112将充电量QC和放电量QD两者计算为0(步骤217)。
控制部将自消耗电量CC_LD2计算为通过将CC_LD与由太阳能光伏发电产生的富余电量充电到蓄电池中而得到的电量QD相加来获得的电量(步骤218)。
接下来，控制部112将售电量EPS_PV计算为通过从所述差量EA减去充电量QC、并且将放电量QD与差量EA相加而获得的值(步骤219)。
如果所述售电量EPS_PV小于0(步骤220，是)，所述控制部112将所述售电量EPS_PV计算为0，并且将购电量EPB计算为通过将对差量EA进行符号求反(-EA)而获得的值加到充电量QC，并从放电量QD中减去该值而获得的值(步骤221)。
另一方面，如果所述售电量EPS_PV不小于0(步骤220，否)，所述控制部112将所述购电量EPB计算为0(步骤222)。
并且，所述控制部112在控制时间中控制发电部110、负载部111和蓄电部114，以便实现按照上述方式计算的自消耗电量CC_LD、充电量QC、放电量QD、售电量EPS_PV和购电量EPB。当控制部在控制时间中完成控制发电部110、负载部111和蓄电部114时，将变量t增加1(步骤114)。然后，所述控制部112返回步骤202来检查是否已经经过了预定控制时间量。
针对控制之前和之后的特定示例并且参考附图，描述图16所示的控制引起的售电量、充电量、放电量和购电量的变化。图17是示出了在执行图16所示控制之前操作结果示例的表。图18是示出了图16所示操作结果的表、并且与示出了在执行控制之前操作结果的图17相对应。图19是示出了图16所示的控制方法的一部分的表。注意，图17和图18的表每一个均示出了发电量、负载耗电量、自消耗电量、充电量、放电量、剩余电量、售电量和购电量，每一个均以小时为基础表示。在图17和图18所示的操作结果示例中，假设蓄电部114的剩余容量(容量)的最大值是8kWh。
另外，为了连续表示蓄电部114的充电和放电，在图17和18所示的表中，顶行针对时段7:00-8:00，其与针对其他实施例的表(图4和6以及图12和13)不同。然而，图17(执行图16所示的控制之前)与图4(执行图3所示的控制之前)相同，参考其描述了第一实施例。因此，将省略图17的详细描述。
下面将比较图17(控制前)和图18(控制后)来进行描述。首先参考图17和图18的全部时间段，总售电量在控制之前是8.0kWh，而在控制之后降低至0kWh。另一方面，总购电量在控制之前是7.2kWh，而在控制之后降低至0.5kWh。售电量的降低和购电量的降低可能是由于控制部12控制蓄电部的充电和放电而引起的。
如图19所示，当差量EA不小于0时(9:00-17:00，6:00-7:00)，如果蓄电部114的剩余容量SOC等于最大值SOC_MAX(不可能进行充电)，所述控制部112销售电力；但是如果不是那样，所述控制部112对所述蓄电部114充电。另一方面，当所述差量EA为负时(7:00-9:00，18:00-6:00)，如果所述蓄电部114的剩余容量SOC是0(不可能放电)，所述控制部112购买电力；但是如果不是那样，所述控制部112使得所述蓄电部114放电。也就是说，所述控制部112控制售电量和购电量，并且控制所述发电部110、所述负载部111和所述蓄电部114，使得在所述电力供应***100内供应和消耗电力。
现在将参考图20对图16所示控制之前和之后的成本优势进行描述。图20是与图15所示的第一至第三模式相关的表，按照图5所示第一至第三模式一对一地示出了由图17表中所示操作结果得出的成本优势和由图18表中所示操作结果得出的成本优势之间的比较。在该示例中实现的成本优势是从向电力***供应(销售)的电力价值(售电额)与发电部110供应且负载部111消耗的电力添加的价值(环境附加值)之和中减去从电力***供应(购买)的***电力价值(购电额)而获得的差。
如图20所示，在第一模式中，控制之后的售电额和购电额都小于控制之前的售电额和购电额，而环境附加值在控制之后大于控制之前。另外，控制后售电额的降低大于控制后购电额的降低。因此在第一模式中，成本优势在控制之后小于控制之前。
在第二模式中，售电单价小于第一模式中的售电单价，而环境附加值单价与第一模式的相同，售电额和购电额在控制之后都小于控制之前，而环境附加值在控制之后大于控制之前。另外，控制之后售电额的降低略小于控制之后购电额的降低。因此在第二模式中，控制之后的成本优势大于控制之前的成本优势。
在第三模式中，售电单价低于所述第二模式中的售电单价，而环境附加值单价大于第一和第二模式中的环境附加值单价，售电额和购电额两者在控制之后都小于控制之前，而所述环境附加值在控制之后大于控制之前。另外，控制之后售电额的降低小于控制之后购电额的降低。因此在第三模式中，控制之后的成本优势大于控制之前的成本优势。
因此，优选的是在售电单价比较低的情况下采用图16所示的控制方法，因为该方法贡献较大的成本优势。
例如，在通过从售电单价和环境附加值单价之和中减去购电单价而获得的评估值S不小于0的情况下(即，当供应(销售)给电力***的电力的价值比较高时)，优选地是采用图11所示控制方法作为第二实施例的电力供应***100的控制方法，这是因为该控制方法对于有效地增加成本优势有贡献。另一方面，在评估值S小于0的情况下(即，当供应给电力***的电力的价值比较低时)，优选地是采用图16所示的控制方法，因为该控制方法对于有效地增加成本优势有贡献。
如上所述，在第三实施例的电力供应***100中，控制部112基于电力供应***100处理的多个电力的价值来控制发电部110和负载部111。这使得可以有效地利用电力。在这一方面，电力供应***100与第一实施例的电力供应***1类似。
另外，通过控制部112控制蓄电部114的充电和放电，可以对发电部110供应的电力和负载部111消耗的电力之间发生的电量过剩和不足进行校正。这使得可以更有效地利用电力。
除此之外，控制部112根据电力价值的变化来改变控制方法。利用这种配置，即使电力价值变化，控制部112也能够根据变化的电力价值、通过适当的控制方法来控制发电部110、负载部111和蓄电部114。
具体地，通过控制部112根据评估值S来改变控制方法，可以首先确保发电部供应(销售)给电力***的电量以及发电部供应给负载部114的电量中对成本优势的贡献更大的电量，然后确定其他电力的量。因此即使这些电力价值改变，也可以有效地利用电力。
附带地，当控制部112分别在图16的步骤210、步骤221、步骤215和步骤216中计算蓄电部114的充电量QC和放电量QD时，可以针对每一个量设置上限值，以防止将大量电力充电至蓄电部114或者从蓄电部114放电大量电力。
在计算评估值S时，对于在控制部112的控制操作中变化的单价(例如，购电单价)，可以使用多种单价值的平均作为所述单价。除此之外，可以使用单价本身，从而在控制部112执行的控制操作中所述评估值S发生变化。在这种情况下，控制部112可以根据评估值S的变化来改变控制操作中的控制方法。
<修改示例>
第一至第三实施例的上述电力供应***1、100分别具有发电部10、110，但是如果它们配置为具有能够向负载部11、111供应电力的部分(电力供应部)，电力供应***1、100不需要具有发电部10、110。例如，第一实施例的电力供应***1可以具有蓄电部而不是发电部10。然而，这种电力供应部应该能够向电力***供应电力(不但在物理上而且在社会方面也能够供应，即例如通过法律允许的)。
除此之外，在第一至第三实施例的电力供应***1、100中，可以通过诸如微处理器之类的控制装置来执行控制部12、11、发电部10、110、负载部11、111、蓄电部114和记录部13、113的操作的一部分或全部。另外可以按照计算机程序的形式来准备通过这种控制装置实现的功能的全部或一部分，使得当在程序执行设备(例如计算机)上执行所述计算机程序时实现这些功能(全部地或者部分地)。
除此之外，除了上述情况之外，可以利用硬件或者利用硬件和软件的组合来实现电力供应***1、100。在使用软件实现电力供应***1、100的一部分的情况下，针对软件实现部分的模块用作该部分的功能模块。
应该理解的是如以上具体描述的本发明的实施例并非要限制本发明，可以在本发明的精神范围内进行许多变化和修改。
工业应用性
本发明可应用于供应电力的电力供应***。
参考符号列表
1，100  电力供应***
10，110 发电部
11，111 负载部
12，112 控制部
13，113 记录部
14，114 蓄电部

Claims (8)

1.一种电力供应***，包括：
电力供应部，所述电力供应部供应电力，其中负载消耗从电力供应部供应的电力和从电力***供应的电力中的至少一个；以及
电量确定部，所述电量确定部确定从所述电力供应部供应的电量以及由所述负载消耗的电量，
其中
所述电力供应部能够向所述电力***供应电力；以及
所述电量确定部基于所述电力供应***处理的多个电力的价值，来确定从所述电力供应部供应的电量和由所述负载消耗的电量。
2.根据权利要求1所述的电力供应***，其中
所述电量确定部确定从所述电力供应部向所述电力***供应的电量，并且基于所述电量，所述电量确定部确定另一电力的电量。
3.根据权利要求2所述的电力供应***，其中
***电力的价值依据时间而变化；以及
所述电量确定部确定供应给所述负载的电量，使得所述负载在***电力的价值比较低的时间段执行已调度为在***电力的价值比较高的时间段执行的预定操作。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力供应***，其中
所述电量确定部能够在所述电力供应***处理的多个电力的价值变化的情况下，改变从所述电力供应部供应的电量和供应给所述负载的电量。
5.根据权利要求4所述的电力供应***，其中
所述电量确定部具有：
第一模式，其中所述电量确定部优先确定供应给所述电力***的电量；以及
第二模式，其中所述电量确定部优先确定供应给所述负载的电量；以及
通过基于所述电力供应***处理的多个电力的价值的变化而在所述第一模式和所述第二模式之间切换，来改变供应给所述电力供应部供应的电量和供应给所述负载的电量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力供应***，还包括：
控制部，所述控制部基于所述电量确定部进行的确定来控制所述电力供应部的操作和所述负载的操作。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力供应***，还包括：
蓄电部，由所述控制部控制所述蓄电部，所述控制部也基于所述电量确定部进行的确定来控制所述电力供应部的操作和所述负载的操作，
其中通过消耗从所述电力供应部供应的电力和所述***电力中的至少一个对所述蓄电部充电，并且所述蓄电部放电以供应电力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力供应***，其中
对所确定的从所述电力供应部供应的电量和所确定的由所述负载消耗的电量进行显示。
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