CN103999318B - 电力均衡化控制装置和电力均衡化控制方法 - Google Patents

Abstract

电力均衡化装置具有电力计测部、最大充电量决定部和控制部。电力计测部计测从电源供应的电力或单位时间内的电量。最大充电量决定部对在过去的第1时刻以后由电力计测部计测出的从电源供应的电力的最大值或每单位时间的电量的最大值与目标值进行比较。最大充电量决定部针对比较出的值中的较小的一方，将计测出的电力或单位时间内的电量所缺少的部分的电力或电量作为允许蓄电装置充电的最大充电量。控制部在计测出的电力或电量为目标值以下的情况下，从电源向负载供应电力，并在不超过最大充电量的范围内，使蓄电装置充电，在超过目标值时，使蓄电装置放电来向负载供应电力。因此，即使在目标值不适当的情况下，也能够防止均衡化性能劣化。

Description

电力均衡化控制装置和电力均衡化控制方法

技术领域

本发明涉及电力均衡化控制装置和电力均衡化控制方法。

背景技术

所需电力的趋势根据各种因素而变化。因此，通常，电力设备为了能够在电力需求最大时正常动作，要根据需求峰值进行设计。在这样的电力设备中，鉴于环境问题或成本的问题等，尝试利用蓄电装置，在需求较大的时候，由蓄电电力满足需求，在需求较小时，使蓄电装置蓄积电力，来进行均衡化，降低电力需求峰值。如果能够降低需求峰值、使需求的变动均衡化，则例如提高尽量不进行输出变动的运用方式的发电等的需求贡献率、降低二氧化碳(CO₂)排出量以及削减成本的可能性也增大。

在使用了蓄电装置的均衡化控制中，存在如下情况：设置输出目标值，在负载的需求电力小于输出目标值时，将剩余部分充入蓄电装置，在需求电力大于输出目标值时，从蓄电装置放出不足部分。

例如，已知有如下向负载供应电力的***，该***具有：商用电源；蓄电装置；转换器，其将商用电源输出转换为直流电；以及逆变器，其将该转换器输出和蓄电装置输出转换为稳定的交流电。在该***中，计测商用电源的交流输出电力，在该交流输出电力超过规定的目标值的时间段中，控制为使转换器的动作停止，将从以蓄电池输出为输入的逆变器输出的交流电供应给负载。通过这样的控制，谋求提供对负载的电力供应量不会超过规定的值且经济的交流电供应***。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-299247号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述这样***中，在白天的时间段，即使因小于均衡化目标值而需要电力，也不进行充电。此外，在已设定的均衡化目标值由于急剧的电力需求增加而过低的情况下，会发生由于超过蓄电量的放电而使蓄电余量变空的情况。此时，在为了不使负载停止而启动转换器时，也开始了对蓄电池的充电。相反，在均衡化目标值过高的情况下，只要商用电源的交流输出电力不超过目标值，则除了负载电力之外，还接受充电电力。因此，在任何情况下，负载电力的峰值加上充电电力的量都成为电力供应量的峰值，从而有时反而由于进行均衡化控制而造成峰值增大。

鉴于上述问题，提供一种电力均衡化装置，该电力均衡化装置即使在均衡化目标值没有被设定为最优值的情况下，也不会造成或者难以造成由均衡化控制导致的峰值增大。

用于解决问题的手段

于是，作为一个方式的电力均衡化装置具有电力计测部、最大充电量决定部和控制部。电力计测部计测从电源供应的电力或单位时间内的电量。最大充电量决定部对在过去的第1时刻以后由电力计测部计测出的从电源供应的电力的最大值或每单位时间的电量的最大值和目标值进行比较。最大充电量决定部针对比较出的值中的较小的一方，将计测出的电力或单位时间内的电量所不足的电力或电量加上蓄电装置当前被允许充电的最大充电量来进行更新。其特征在于，控制部在计测出的电力或电量为目标值以下的情况下，从电源向负载供应电力，并且在不超过最大充电量的范围内，对蓄电装置进行充电，在超过目标值时，使蓄电装置放电来向负载供应电力。

此外，作为一个方式的方法是如下电力均衡化方法：在连接有电源、蓄电装置和负载的***中，根据预先设定的目标值，对所述电源供应的电力或每单位时间的电量进行均衡化。在该方法中，电力均衡化装置计测从电源供应的电力或单位时间内的电量。电力均衡化装置识别在过去的第1时刻以后由电力计测部计测出的从电源供应的电力的最大值或每单位时间的电量的最大值与目标值中的较小的一方的值。电力均衡化装置针对识别出的值，将计测出的电力或单位时间内的电量所不足的部分的电力或电量加上蓄电装置当前被允许充电的最大充电量来进行更新。电力均衡化装置在计测出的电力或电量为目标值以下的情况下，从电源向负载供应电力，而在不超过最大充电量的范围内，使蓄电装置充电。其特征在于，电力均衡化装置在计测出的电力或电量超过目标值时，使蓄电装置放电来向负载供应电力。

此外，提供用于使计算机执行上述方法的程序，通过使该计算机执行该程序，也起到与上述本发明的方法相同的作用/效果，因此，解决了上述问题。

发明效果

根据上述方式的电力均衡化装置，能够设为这样的电力均衡化装置：即使在均衡化目标值没有被设定为最优值的情况下，也不会造成或者难以造成由均衡化控制导致的峰值增大。

附图说明

图1是示出第1实施方式的电力均衡化***的结构的图。

图2是示意性示出第1实施方式的电力均衡化控制的图。

图3是示出第1实施方式的电力均衡化控制的一例的图。

图4是示出第1实施方式的电力均衡化***的动作的流程图。

图5是示出第1实施方式的电力均衡化***的动作的流程图。

图6是示出第1实施方式的电力均衡化***的动作的流程图。

图7是说明第1实施方式的均衡化效果的图，其中，图7的(a)示出了没有充电限制的情况，7的(b)示出了存在充电限制的情况下的结果的一例。

图8是说明第1实施方式的均衡化效果的表。

图9是示出第2实施方式的电力均衡化***的动作的流程图。

图10是标准的计算机的硬件结构图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，根据附图对实施方式进行说明。首先，参照图1～图3，对第1实施方式的电力均衡化***1的结构和电力均衡化控制的概要进行说明。图1是示出第1实施方式的电力均衡化***1的结构的图。在电力均衡化***1中，蓄电装置7和变动负载13经由开关5与电源3连接，并且电力均衡化***1具有用于对电源3和蓄电装置7与变动负载13的连接进行控制的均衡化控制部20。

电源3是商用电源。开关5以能够开闭的方式连接于电源3与蓄电装置7和变动负载13之间，被均衡化控制部20控制而使连接开闭，由此对电源3、蓄电装置7和变动负载13之间的连接进行切换。

蓄电装置7与开关5和变动负载13连接，具有受电电力计测部9、开关15、蓄电机11和蓄电余量计测部12。受电电力计测部9计测来自电源3的受电电力并输出到均衡化控制部20。开关15由均衡化控制部20控制，对蓄电机11与开关5和变动负载13之间的连接进行切换。蓄电机11根据开关5和开关15的开闭，充入从电源3接受的电力的一部分，或者，通过放出所充入的电力来向变动负载13供应电力。蓄电余量计测部12计测蓄电机11的蓄电余量并输出到均衡化控制部20。

变动负载13是普通家庭或企业等、接受电力供应的消耗电力发生变动的负载。另外，在图1中，在电源3的输出、蓄电机11的输入/输出、变动负载13的输入因交流电用和直流电用而不同的情况下，交流/直流转换器被适当地***。

均衡化控制部20具有充电/放电控制部22、开关控制部26和均衡化目标存储部28。充电/放电控制部22具有受电电力最大值存储部30、均衡化周期存储部32、均衡化周期开始时刻存储部34，充电/放电控制部22根据这些存储部中存储的各个值、受电电力计测部9和蓄电余量计测部12取得的值以及开关控制部26输出的对后述的开关5进行控制的动作信号，如箭头44所示那样，输出对蓄电机11的充电/放电进行控制的动作信号。此外，均衡化控制部20具有未图示的均衡化周期定时器、请求时限定时器、监视控制周期定时器，进行各周期的管理。

此处，均衡化周期定时器例如是对均衡化周期T0进行管理的计时装置，其中，均衡化周期T0被确定为是被预测为会交替地产生变动负载13的电力需求高的期间和低的期间的周期。均衡化周期T0例如可以设为白天需求高而夜间需求低的1天(24小时)。请求时限定时器是为了确定来自电源3的每单位时间的电量而对累加受电电力的请求时限T1进行管理的计时装置。监视控制周期定时器是对计测来自电源3的受电电力的监视时间进行管理的计时装置。

开关控制部26根据受电电力计测部9、蓄电余量计测部12取得的值和均衡化目标存储部28存储的均衡化目标值，如箭头40、箭头42所示那样，输出控制开关5的动作信号。均衡化目标存储部28预先取得均衡化目标值并进行存储。

此外，受电电力最大值存储部30保存与变动负载13或蓄电机11的损耗等相应的受电电力最大值。均衡化周期存储部32保存均衡化周期T0。均衡化周期开始时刻存储部34保存均衡化周期的开始时刻t0。

此外，均衡化目标存储部28、受电电力最大值存储部30、均衡化周期存储部32、均衡化周期开始时刻存储部34例如是随机存取存储器(RAM)等能够改写的存储器。可以将控制均衡化控制部20的动作的程序存储在在这样的RAM中。

图2是以纵轴为负载的消耗电力、以横轴为时间而示意性示出第1实施方式的电力均衡化控制的图。如图2所示，在消耗电力高于目标值时，使蓄电机11放电，从蓄电机11向变动负载13供应电力。在消耗电力低于目标值时，以不超过过去某时刻以后的最大消耗电力与目标值中较小的一方与当前的消耗电力之差的方式对蓄电机11充电。由此，例如，在时刻t，电力ΔP成为能够对蓄电机11充电的最大蓄电量，其中，电力ΔP低于当前的消耗电力Pt、从过去的某时刻例如均衡化周期T0的开始时刻t0起到当前为止的消耗电力的最大值P1和均衡化控制的目标值中的较小一方。另外，消耗电力和目标值可以是每单位时间的电量。

图3是以纵轴为电量相对于变动负载13所能消耗的每一请求时限T1的最大电量的比例、以横轴为时间而示出电力均衡化控制的一例的图。图3示出了累积受电电力Ein、变动负载13的累积负载电力El的时间变化。累积受电电力Ein是假设由受电电力计测部9计测出的受电电力持续了监视时间T2，从请求时限T1的开始时起，在经过的时间的期间内累积的电量。累积负载电力El是从请求时限T1的开始时起，变动负载13在经过的时间内消耗的电量。最大累积电力Emax’表示对应的均衡化周期T0中的最大的累积受电电力的请求时限T1中的变化。目标值x是均衡化控制的目标值，是用于如下情况的目标值：在请求时限T1内从电源3受电的电量超过均衡化目标值x时，使蓄电机11放电，使得来自电源3的受电电力不会增加。

在本实施方式的电力均衡化控制中，例如，每隔监视时间T2计量出在规定的请求时限T1内从电源3受电的总电量，根据计量出的累积受电电力Ein与均衡化目标值x的比较，控制来自电源3的受电。只有在判断为如下情况时，才对蓄电机11充电：累积受电电力Ein小于均衡化目标值x，并且，即使在到下一请求时限开始为止的剩余时间内变动负载13等持续最大的消耗电力的情况下，也绝对不超过对应的均衡化周期T0的过去的每一请求时限T1的受电电量的最大值。

如图3所示，在时刻0～T1之间，在变动负载13的消耗电量如累积负载电力El那样变化时，由于最大累积电力Emax’为0，因此，累积受电电力Ein没有达到均衡化目标值x，且不对蓄电机11充电。在时刻T1～2T1之间，由于累积受电电力Ein超过了基于时刻0～T1的最大受电电量的最大累积电力Emax’，因此，累积受电电力Ein没有达到均衡化目标值x，且不对蓄电机11充电。

在时刻2T1～3T1之间，累积受电电力Ein低于基于时刻T1～2T1的最大受电电量的最大累积电力Emax’，累积受电电力Ein没有达到均衡化目标值x。但是，只有在判断为如下情况时，才对蓄电机11充电：即使在到作为当前的请求时限T1的结束时刻的时刻3T1为止，变动负载13等持续最大的消耗电力且对蓄电机11充电时的充电电力维持最大值的情况下，也绝对不会超过对应的均衡化周期T0的过去的累积受电电量的最大值。即，在即使累积受电电力Ein以假想直线l1上升、也不会超过该均衡化周期内的最大受电电量Emax的时刻t2以后，进行蓄电机11的充电，其中，假想直线l1的斜率与变动负载13中的消耗电力、蓄电机11的充电电力和***内产生的损耗电力为最大的状态持续时的累积受电电力lmax平行。其结果是，在图3的例子中，累积受电电力Ein超过累积负载电力El，但是没有超过最大受电电量Emax。

此外，在蓄电机11被充电的情况下，开关5和开关15被设为闭合状态。在蓄电机11被放电时，设为开关5被断开、开关15被闭合的状态。在蓄电机11既不充电也不放电、而从电源3对变动负载13进行电力供应的情况下，开关5被闭合，开关15被断开。此外，每当各请求时限T1开始时，为了使累积受电电力Ein被复位，设为开关5被闭合、开关15被断开的状态。如上所述，进行如下的电力均衡化控制：每一请求时限的受电电量被限制为均衡化目标值x以下的值，且不超过对应的均衡化周期T0中的每一请求时限的最大负载电量。

在这样的电力均衡化***1中，即使在来自电源3的受电电量为均衡化目标值x以下，也只有在判断为不超过从过去的基准时刻起到当前为止产生的最大负载电量(例如，今天的峰值负载电量)的情况下，才进行充电。该判断式由下式1表示。

当前的累积受电电力+(最大负载电力+最大充电电力+最大损耗电力)×剩余的请求时限≤均衡化周期内的每一请求时限的最大受电电量…(式1)

以下，参照图4～图6，对电力均衡化***1的动作进行说明。图4～图6是示出第1实施方式的电力均衡化***1的动作的流程图。

如图4所示，在充电/放电控制部22中，预先进行电力均衡化控制的初期参数设定。即，对请求时限T1、监视时间T2、均衡化目标值x(Wh)进行设定(S101)。均衡化目标值x可以读出预先存储在均衡化目标存储部28中的值来进行设定。此外，在充电/放电控制部22中，对均衡化周期T0(例如24小时)、均衡化周期开始时刻(例如早上7点)、受电电力最大值Pmax(W)进行设定(S102)。受电电力最大值Pmax是包含变动负载13的最大消耗电力、蓄电机11的最大充电电力和变动负载13的损耗在内的能够从电源3受电的最大电力。所设定的参数分别被存储在均衡化周期存储部32、均衡化周期开始时刻存储部34和受电电力最大值存储部30中。

均衡化控制部20通过对未图示的均衡化周期定时器与均衡化周期开始时刻存储部34中保存的均衡化周期开始时刻进行比较，来监视在S102中设定的均衡化周期开始时刻是否已到达，直至到达均衡化周期开始时刻为止(S103：否)。在到达均衡化周期开始时刻时(S103：是)，均衡化控制部20开始均衡化控制(S104)。即，均衡化控制部20将均衡化周期定时器(未图示)复位(S105)。充电/放电控制部22复位为最大受电电量Emax＝0(Wh)(S106)。

进入图5的处理，均衡化控制部20将请求时限定时器(未图示)复位(Td＝0)(S111)。此处，时刻Td是以各请求时限的开始时刻为起点的时刻。开关控制部26如箭头40所示那样输出用于闭合开关5来开始受电的开关指定值，开关5根据来自开关控制部26的开关指定值使连接闭合(S112)。此外，此时，开关控制部26向充电/放电控制部22输出开关指定值，充电/放电控制部22参照开关指定值和请求时限定时器等，如箭头44所示那样向开关15输出充放电指定值，将连接切断。此时，蓄电机11与电源3的电连接被切断，充电被断开(S113)。

此外，均衡化控制部20复位为累积受电电力Ein＝0(Wh)(S114)，并将监视控制周期定时器(未图示)复位(S115)。均衡化控制部20进行监视，直至监视控制周期定时器到时间(S116：否)，在到时间时(S116：是)，通过受电电力计测部9取得受电电力Pin(W)(S117)，计算累积受电电力Ein＝Ein+Pin×T2(S118)。均衡化控制部20对累积受电电力Ein与最大受电电量Emax进行比较。在不是累积受电电力Ein≤最大受电电量Emax的情况下(累积受电电力Ein＞最大受电电量Emax)，(S119：否)，充电/放电控制部22置换为最大受电电量Emax＝累积受电电力Ein(S120)，使处理前进到图6。在累积受电电力Ein≤最大受电电量Emax的情况下，(S119：是)，直接使处理前进到图6。

如图6所示，开关控制部26对累积受电电力Ein与均衡化目标值x进行比较(S141)。在累积受电电力Ein≥均衡化目标值x的情况下，(S141：是)，开关控制部26输出将开关5切断的开关指定值，开关5断开电源3与蓄电装置7和变动负载13之间的电连接。同时，开关控制部26向充电/放电控制部22输出开关指定值，充电/放电控制部22参照开关指定值为断开的情况，将充放电指定值设为接通并输出到开关15。由此，将开关15接通，使变动负载13与蓄电机11电连接，使蓄电机11放电(S142)。然后，均衡化控制部20使处理前进到S147。在不是累积受电电力Ein≥均衡化目标值x的情况下，(S141：否)，开关控制部26输出使开关5连接的开关指定值。开关5接通电源3与蓄电装置7和变动负载13之间的电连接(S143)。

在最大受电电量Emax-累积受电电力Ein≥受电电力最大值Pmax×(请求时限T1-时刻Td)(＝式1)，即在受电中能够充电的情况下，(S144：是)，充电/放电控制部22使得进行充电(S145)。即，充电/放电控制部22参照开关指定值，如果为接通，则向开关15输出使连接导通的充放电指定值。

在最大受电电量Emax-累积受电电力Ein＜受电电力最大值Pmax×(请求时限T1-时刻Td)，即在受电中而不进行放电的情况下，(S144：否)，充电/放电控制部22使得停止充电(S146)。即，充电/放电控制部22参照开关指定值，如果为接通，则向开关15输出使连接断开的充放电指定值。

在判别为请求时限定时器没有到时间的期间内，(S147：否)，均衡化控制部20反复进行图5的S115～图6的S147的处理。在判别出请求时限定时器已到时间时(S147：是)，均衡化控制部20判别均衡化周期定时器是否到时间(S148)。在判别为均衡化周期定时器没有到时间的期间内，(S148：否)，均衡化控制部20反复进行图5的S111～图6的S148的处理。在判别为均衡化周期定时器已到时间时(S148：是)，均衡化控制部20从图4的S105开始反复进行处理。

如上这样构成的第1实施方式的电力均衡化***1中的均衡化目标值x通过任意的方法预先进行设定，并被存储在均衡化目标存储部28中。在上述那样电力均衡化控制中，可以根据过去的均衡化周期的控制结果等，进行对此后的均衡化目标值x进行更新的反馈控制。

参照图7、图8，对如上述电力均衡化***1那样、根据式1进行充电限制的情况下的结果的一例进行说明。图7是说明本实施方式的均衡化效果的图，示出了存在充电限制情况和不存在充电限制的情况下的电力均衡化控制的结果的一例。纵轴是电量相对于变动负载13能够消耗的每单位时间的最大电量的比例以及蓄电余量Br相对于蓄电机11的蓄电容量的比例。横轴是时间。

在图7中，示出了：控制后契约电量Ea，其是过去365次的均衡化周期内的累积受电电力Ein的最大值；控制前契约电量Eb，其是过去365次的均衡化周期内的每一请求时限的最大负载电量的最大值；以及均衡化目标值x。此外，还示出了累积受电电力Ein的均衡化周期内的峰值和蓄电机11的蓄电余量的最小值等，但是在此，着眼于均衡化目标值x、均衡化周期内的蓄电余量最大值Br、控制前契约电量Eb、控制后契约电量Ea。

图7的(a)是进行均衡化控制且是进行了如下的均衡化控制时的一例：在累积受电电力Ein小于均衡化目标值x的情况下，不进行充电限制而对蓄电机11充电，图7的(b)是进行了存在本实施方式的充电限制的均衡化控制时的结果的一例。此外，不进行均衡化控制是指：不使用蓄电机11，从电源3供应向变动负载13供应的全部电力。

如图7的(a)所示，在不进行充电限制的情况下，如区域7A、7B、7C所示那样，控制后契约电量Ea超过控制前契约电量Eb。但是，在进行了本实施方式的充电限制的情况下，如图7的(b)的区域7D所示，观察蓄电余量最大值Br可知，与图7的(a)相比，蓄电余量整体降低，契约电量不会超过没有进行均衡化控制的情况。即，控制后契约电量Ea≤控制前契约电量Eb。此外，在图7的(a)、图7的(b)的例子中，根据蓄电余量Br对均衡化目标值x进行了反馈控制，但是由于彼此使用相同的方法，因此在彼此进行比较的情况下，被认为不会带来实质影响，因而省略详细说明。

图8针对如上所述存在充电限制和不存在充电限制的情况，示出了对多种变动负载13A～13E进行均衡化控制的情况相对于不进行均衡化控制的均衡化效果的比例的表。均衡化效果的比例是根据对各条件下的每日的契约电量进行了对象的相同期间(在本例中，为约3年)的量的积分而得到值来计算出的。此外，在说明时，在效果提高(契约电量的总量较小)的情况下，设均衡化效果为正值。

在图8中，在存在充电限制的情况下，标注了圆圈标记的栏表示：与不存在充电限制的情况相比，效果提高了。

如图8所示，在所有类型的负载中，并不是存在充电限制的均衡化效果都提高了，在不存在充电限制的情况下，效果低于不存在均衡化控制时的情况(均衡化效果为负的情况)有3种类型。但是，如本实施方式所示，如果进行充电限制，则与不进行均衡化控制的情况相比，在图8的条件的全部情况下，至少均衡化效果都提高了(正值)，充电限制的效果是被认可的。

如上所述，根据第1实施方式的电力均衡化***1，在对均衡化目标值x进行均衡化控制时，进行充电限制。因此，设置开关15，独立地控制电源3与蓄电机11之间的连接和电源3与变动负载13之间的连接。即，通过开关5和开关15，在第1状态、第2状态和第3状态之间进行切换，其中，在第1状态下，利用来自蓄电机11的放电对变动负载13进行供电，在第2状态下，从电源3对变动负载13进行供电，在第3状态下，从电源3对变动负载13进行供电并对蓄电机11进行充电。

在第1实施方式中，计算出当前时刻的对应请求时限内的累积受电电力Ein、在当前的请求时限的剩余的时间内维持最大负载电力(包含损耗)的情况下所需的电量以及最大充电电力(包含充电损耗)×监视时间T2之和。此时，只有在计算出的和为当前的均衡化周期T0内的最大受电电量Emax以下的情况下，才允许蓄电机11的充电。

由此，只有在确保不超过从均衡化周期T0的开始时起到当前为止的累积受电电力Ein的最大值与均衡化目标值x中的较小一方的情况下，才对蓄电机11充电。即，以如下方式控制充电：即使到当前的请求时限结束时为止一直对蓄电机11充电，也不会超过当前的均衡化周期中的最大受电电量Emax。

如上所述，根据电力均衡化***1，例如，与在白天的时间段进行放电而在夜间的时间段进行充电的峰值平移控制相比，即使在白天，也只有在超过目标值的情况下才进行放电，因此能够有效地使用蓄电机11的蓄电电力。

此外，在电力均衡化***中，能够根据预测、估计、模型化等来决定相应的均衡化目标值，但是由于不能够完全预知，因而会产生目标值“过高/过低”的情况。如果均衡化目标值x过低，则蓄电装置变空，在再次充电时，累积受电电力Ein加上充电电力，有时反而使峰值升高(负效果)。相反，即使均衡化目标值x过高，如果为均衡化目标值x以下，则负载电力加上充电电力，有时使累积受电电力Ein的峰值提高。但是，如果使用本实施方式的充电限制，则至少能够防止负效果，从而能够提高均衡化控制的性能。

通常，契约电力由过去1年间的最大累积受电电力决定，因此，例如，如果仅因在365天内的某1次30分种产生了因目标值的“过高/过低”造成的峰值增大，则其影响会在契约电力的确定期间内持续。但是，在本实施方式中，由于进行充电限制，因此，能够防止因不限制地对蓄电机11进行充电而使最大受电电量超过对应的均衡化周期内的过去的最大受电电量。因此，由于防止了由均衡化控制引起的峰值增大(负效果)，从而能够提高均衡化效果，并且，即使在假设均衡化目标值x没有被适当地设定的情况下，也能够进行效率良好的均衡化控制。

此外，通过在电力需求高的期间即将到来时设定均衡化周期的开始时刻，使得负载的消耗电力低于从均衡化周期开始时起的最大受电电力的期间增加。由此，充电机会增加。

(第2实施方式)

以下，参照图9，对第2实施方式的电力均衡化***1进行说明。在本实施方式中，对于与第1实施方式的电力均衡化***1相同的结构和动作，省略详细说明。本实施方式的电力均衡化***1的结构与第1实施方式的电力均衡化***1相同。

图9是示出第2实施方式的电力均衡化***1的动作的流程图。本实施方式的电力均衡化***1与第1实施方式的电力均衡化***1同样，进行图4和图5的动作。然后，替代第1实施方式的图6的动作，进行图9所示的动作。

如图9所示，开关控制部26将累积受电电力Ein与均衡化目标值x进行比较(S161)。在累积受电电力Ein≥均衡化目标值x的情况下，(S161：是)，开关控制部26输出将开关5切断的开关指定值，开关5将电源3与蓄电装置7和变动负载13之间的电连接断开。同时，开关控制部26向充电/放电控制部22输出开关指定值，充电/放电控制部22参照开关指定值为断开的情况，将充放电指定值设为接通并输出到开关15。由此，使开关15接通，使变动负载13与蓄电机11电连接，使蓄电机11放电(S162)。然后，均衡化控制部20使处理前进到S167。在不是累积受电电力Ein≥均衡化目标值x的情况下，(S161：否)，开关控制部26输出使开关5连接的开关指定值。开关5使电源3与蓄电装置7和变动负载13之间的电连接接通(S163)。

充电/放电控制部22在最大受电电量Emax/请求时限T1＞累积受电电力Ein/时刻Td，即在充电中能够充电的情况下，(S164：是)，使得进行充电(S165)。即，充电/放电控制部22向开关15输出使连接接通的充放电指定值，并向开关控制部26输出使开关5接通的开关指定值。进而，均衡化控制部20使处理前进到S167。

在为最大受电电量Emax/请求时限T1≤累积受电电力Ein/时刻Td的情况下，(S164：否)，充电/放电控制部22使得停止充电(S166)。即，充电/放电控制部22向开关15输出使连接断开的充放电指定值，并向开关控制部26输出使开关5接通的开关指定值。进而，充电/放电控制部22使处理前进到S167。

充电/放电控制部22在累积受电电力Ein+受电电力最大值Pmax×监视时间T2≥最大受电电量Emax的情况下，(S167：是)，充电/放电控制部22向开关控制部26输出使开关5断开的开关指定值(S168)。此外，充电/放电控制部22使开关15接通。此时，使变动负载13停止从电源3受电，使蓄电机11放电。然后，均衡化控制部20使处理前进到S169。在累积受电电力Ein+受电电力最大值Pmax×监视时间T2＜最大受电电量Emax的情况下，(S167：否)，直接使处理前进到S169。

在判别为请求时限定时器没有到时间的期间内，(S169：否)，均衡化控制部20反复进行图5的S115～图6的S169的处理。在判别为请求时限定时器已到时间时(S169：是)，均衡化控制部20判别均衡化周期定时器是否到时间(S170)。在判别为均衡化周期定时器没有到时间的期间内，(S170：否)，均衡化控制部20反复进行图5的S111～图6的S170的处理。在判别为均衡化周期定时器到时间时(S170：是)，均衡化控制部20反复进行图4的S105后的处理。

如上这样构成的第2实施方式的电力均衡化***1中的均衡化目标值x通过任意的方法预先进行设定，并被存储在均衡化目标存储部28中。在上述那样电力均衡化控制中，可以根据过去的均衡化周期的控制结果等，进行更新此后的均衡化目标值x的反馈控制。

如上所述，根据第2实施方式的电力均衡化***1，在对均衡化目标值x进行均衡化控制时，进行充电限制。因此，设置开关15，独立地控制电源3与蓄电机11之间的连接和电源3与变动负载13之间的连接。即，通过开关5和开关15，在第1状态、第2状态和第3状态之间进行切换，其中，在第1状态下，利用来自蓄电机11的放电对变动负载13进行供电，在第2状态下，从电源3对变动负载13进行供电，在第3状态下，从电源3对变动负载13进行供电并对蓄电机11进行充电。

由此，只有在当前的从对应请求时限开始时起到当前为止的时间内的累积受电电力Ein平均值低于最大受电电量Emax在请求时限T1内的平均值时，进行蓄电机11的充电。即，只有在当前时刻的请求时限T1内的累积受电电力Ein除以从请求时限开始起的时刻Td而得到的值低于将均衡化周期T0内的最大受电电量Emax除以请求时限T1而得到的值时，才进行蓄电机11的充电。这样，在第2实施方式中，根据上述条件，基于对应的请求时限结束时的最大电量的预测值，来判别是否进行充电。

此时，当在监视时间T2后有可能超过对应的均衡化周期T0中的最大受电电量Emax的情况下，停止来自电源3的受电，进行蓄电机11的放电。即，计算出当前时刻的请求时限T1内的累积受电电力Ein加上包含损耗的最大负载电力和包含充电损耗的最大充电电力之和乘以监视时间T2的结果而得到的值。在计算出的和为当前时刻的均衡化周期T0内的最大受电电量Emax以上的情况下，进行放电。这样，根据第2实施方式的电力均衡化***1，即使可能因之后的变动负载13的消耗电力的增加而使均衡化性能劣化，也对蓄电机11充电。因此，在有可能发生均衡化性能劣化时，使开关5断开，使得蓄电机11停止从电源3受电，进行放电。不过，在蓄电机11没有余量的情况下，不停止受电，不进行放电。

如上所述，根据第2实施方式的电力均衡化***1，例如与在白天的时间段进行放电而在夜间的时间段进行充电的峰值平移控制相比，即使在白天，也只有在超过目标值的情况下才进行放电，因此，能够有效地使用蓄电机11的蓄电电力。如果使用本实施方式的充电限制，则至少能够防止负效果，从而能够提高均衡化控制的性能。

在本实施方式中，进行充电限制，因此，能够防止因通过对蓄电机11充电使累积受电电力Ein超过最大受电电量Emax而产生的负效果。此时，在第1实施方式中，充电条件是：在请求时限T1结束时，如果确定不超过最大受电电量Emax，则允许充电。因此，如果请求时限T1没有结束，则多不允许充电。尤其是，在累积受电电力Ein的变动平缓的情况下、或者平日的白天、休息日等，也难以允许充电。与此相对，与设想了最差的情况的第1实施方式相比，第2实施方式的充电限制设想了平均的情况，条件变得宽松，因此，能够增加充电的机会。

另一方面，在第2实施方式中，当在监视时间T2后有可能超过对应的均衡化周期T0中的最大受电电量Emax的情况下，进行放电。因此，既能够防止负效果，又能够增加蓄电机的充电机会。

由此，在因充电机会减少而使余量变小的时间增加的情况下，例如在兼用于电源3不能接受电力时的备存目的情况下，能够减少不能进行备存的可能性，且能够提高均衡化效果。此外，即使在均衡化目标值x没有被适当地设定的情况下，也能够进行效率良好的均衡化控制。

此外，在上述第1或第2实施方式中，均衡化控制部20是控制部的一例，充电/放电控制部22是最大充电量决定部的一例，开关5、开关15是切换部的一例。开关控制部26是第1切换控制部的一例，充电/放电控制部22是第2切换控制部的一例。此外，请求时限T1是单位时间的一例，监视时间T2是规定时间的一例。

此处，对共同地适用于使计算机进行上述第1和第2实施方式的电力均衡化控制方法的动作的计算机的例子进行说明。图10是示出标准的计算机的硬件结构的一例的框图。如图10所示，计算机300经由总线310，将中央处理器(CPU)302、存储器304、输入装置306、输出装置308、外部存储装置312、介质驱动装置314、网络连接装置等连接起来。

CPU302是控制计算机300整体的动作的运算处理装置。存储器304是如下存储部：其用于预先存储控制计算机300的动作的程序，且在执行程序时，根据需要，作为作业区域来使用。存储器304例如是RAM、只读存储器(ROM)等。输入装置306是在计算机的使用者进行操作时，取得与其操作内容对应的、来自使用者的各种信息的输入，并将取得的输入信息发送到CPU302的装置，例如键盘装置、鼠标装置等。输出装置308是输出计算机300的处理结果的装置，包含显示装置等。例如，显示装置根据由CPU302发送的显示数据来显示文本或图像。

外部存储装置312例如是硬盘等存储装置，是存储由CPU302执行的各种控制程序或取得的数据等的装置。介质驱动装置314是用于对可移动记录介质316进行写入和读出的装置。CPU302能够通过记录介质驱动装置314读出并执行可移动型记录介质316中记录的规定的控制程序，来进行各种控制处理。可移动记录介质316例如是CD-ROM、数字多功能光盘(DVD)、USB存储器等。网络连接装置318对通过有线或无线而与外部之间进行的各种数据的收发进行管理的接口装置。总线310是使上述各装置等彼此连接而进行数据的收发的通信线路。

使计算机执行上述第1实施方式或第2实施方式的电力均衡化方法的程序例如存储在外部存储装置312中。CPU302从外部存储装置312读出程序，使计算机300进行电力均衡化的动作。此时，首先，编写出用于使CPU302进行电力均衡化的处理的控制程序并存储在外部存储装置312中。进而，从输入装置306给予CPU302规定的指示，使其从外部存储装置312读出并执行该控制程序。此外，该程序也可以存储在可移动记录介质316中。

此外，本发明不限于以上所述的实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内，可以采用各种结构或实施方式。例如，在上述实施方式中，对根据累积受电电力Ein进行充电控制动作的例子进行了说明，但是，也可以根据受电电力进行控制。此时，允许蓄电机11充电的最大量等于该均衡化周期内的受电电力的最大值和均衡化目标值x中的较小一方与当前的受电电力之差。此外，也可以是，计测负载电力，根据蓄电余量的变化量计算充电电力，根据其和来估计受电电力等，根据间接估计出的值来对受电电力进行控制。

此外，为了弥补充电机会减少导致的蓄电余量不足，可以与其他措施进行组合。即，在上述任意一个实施方式中，可以使用充电速度较快的蓄电装置，可以关联变动负载13的调度信息，例如，设为在夜晚或休息日不进行充电限制而无条件地进行充电等的控制。在该情况下，例如在白天的时间段的最后阶段，如果剩余了蓄电余量，则进行放电，将电用完，从而能够利用白天和夜晚的费用差来节约从量收费部分的费用。

在蓄电机11的蓄电余量较少的状态下，当因请求时限内的急剧的变动负载13引起需求增加时，会产生均衡化控制的性能劣化。因此，例如可以根据变动负载13的消耗电力的平均值和峰值时的平均消耗电力来进行判定，利用放电来防止由消耗电力的增加引起的均衡化控制的性能劣化。此时，优选寻求使充电机会增加的措施，使得不会因蓄电余量不足而不能防止劣化。

此外，蓄电机11的余量劣化的主要因素有时是由于长期的均衡化目标值x决定控制的误差导致的，因此，可以只有当在请求时限内发生急剧的变动负载13的消耗电力增加的情况下，才进行第2实施方式的S168那样的放电。在蓄电机11的余量下降和急剧的变动负载13的消耗电力增加同时发生的频度较低的情况下，进行第2实施方式的S168的处理的例子是有效的。

标号说明

1 电力均衡化***

3 电源

5 开关

7 蓄电装置

9 受电电力计测部

11 蓄电机

12 蓄电余量计测部

13 变动负载

15 开关

20 均衡化控制部

22 充电/放电控制部

26 开关控制部

28 均衡化目标存储部

30 受电电力最大值存储部

32 均衡化周期存储部

34 均衡化周期开始时刻存储部

Pin 受电电力

Ein 累积受电电力

Emax 最大受电电量

T0 均衡化周期

T1 请求时限

T2 监视时间

x 均衡化目标值

Ea 控制后契约电量

Eb 控制前契约电量

Claims (14)

1.一种电力均衡化控制装置，其在电源与蓄电装置和负载连接的***中，根据预先设定的目标值，对所述电源供应的电力或每单位时间的电量进行均衡化，其特征在于，该电力均衡化控制装置具有：

电力计测部，其计测从所述电源供应的电力或单位时间内的电量；

最大充电量决定部，其将如下的电力或电量不足量与所述蓄电装置当前充电的充电量之和作为允许所述蓄电装置充电的最大充电量，其中，上述的电力或电量不足量是相对于所述目标值和在过去的第1时刻以后由所述电力计测部计测出的从所述电源供应的电力的最大值或每单位时间的电量的最大值中较小的一方，计测出的所述电力或所述单位时间内的电量所不足的量；以及

控制部，其在计测出的所述电力或所述电量为所述目标值以下的情况下，从所述电源向所述负载供应电力，并在不超过所述最大充电量的范围内对所述蓄电装置进行充电，在超过所述目标值时，使所述蓄电装置放电来向所述负载供应电力。

2.根据权利要求1所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述电力均衡化控制装置还具有在第1状态、第2状态和第3状态之间进行切换的切换部，其中，在所述第1状态下，基于来自所述蓄电装置的放电对所述负载进行供电；在所述第2状态下，从所述电源对所述负载进行供电；在所述第3状态下，从所述电源对所述负载进行供电并且对所述蓄电装置进行充电，

所述控制部控制所述切换部。

3.根据权利要求2所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述电力计测部计测在所述第1时刻以后从所述电源受电的电力，通过累积计测出的所述电力来计测单位时间内的累积受电电力和每单位时间的受电电量，

所述控制部具有：

第1控制部，其输出第1切换信号，该第1切换信号在所述累积受电电力为所述目标值以下的情况下，使所述电源与所述负载连接，在超过所述目标值时，切断所述电源与所述负载之间的连接；以及

第2控制部，其输出第2切换信号，

该第2切换信号在所述累积受电电力低于所述目标值，且所述累积受电电力与负载和蓄电装置的组合到当前的单位时间结束的时刻为止能够从所述电源受电的最大电量之和的电量小于或等于在从当前追溯到所述第1时刻为止的期间内计测的所述每单位时间的所述受电电量的最大值的情况下，以及在所述累积受电电力超过所述目标值的情况下，使所述蓄电装置与所述电源和所述负载中的至少任意一方连接，

该第2切换信号在所述累积受电电力低于所述目标值，且所述累积受电电力与负载和蓄电装置的组合到当前的单位时间结束的时刻为止能够从所述电源受电的最大电量之和的电量超过在从当前追溯到所述第1时刻为止的期间内计测出的所述每单位时间的所述受电电量的最大值的情况下，切断所述电源与所述蓄电装置之间的连接，

所述切换部被控制为根据所述第1切换信号和所述第2切换信号而对所述第1状态至第3状态进行切换。

4.根据权利要求1所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述第1时刻是均衡化控制周期的开始时刻，其中，所述均衡化控制周期被预先设定为被预测为所述负载的电力需求高的期间和低的期间交替地产生的周期。

5.根据权利要求4所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述均衡化周期的开始时刻被设定为紧接在所述负载的电力需求高的期间之前。

6.根据权利要求3所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述最大充电量决定部根据所述负载的最大消耗电力、所述蓄电装置的最大充电电力、与所述负载和所述蓄电装置连接的输电线的损耗电力以及所述蓄电装置的充电损耗中的至少1个，决定能够从电源受电的最大受电电力，将所述最大受电电力与从当前时刻起到当前的单位时间结束的时刻为止的时间的乘积决定为所述最大电量。

7.根据权利要求2所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述电力计测部计测在所述第1时刻以后从所述电源受电的电力，通过累积计测出的所述电力来计测单位时间内的累积受电电力和每单位时间的受电电量，

所述控制部具有：

第1控制部，其输出第1切换信号，该第1切换信号在所述累积受电电力为所述目标值以下的情况下，使所述电源与所述负载连接，在超过所述目标值时，切断所述电源与所述负载之间的连接；以及

第2控制部，其输出第2切换信号，

该第2切换信号在所述累积受电电力低于所述目标值，且所述累积受电电力与负载和蓄电装置的组合到当前的单位时间结束的时刻为止能够从所述电源受电的最大电量的预测值之和的电量小于或等于在从当前追溯到所述第1时刻为止的期间内计测出的所述每单位时间的所述受电电量的最大值的情况下，以及在所述累积受电电力超过所述目标值的情况下，使所述蓄电装置与所述电源和所述负载中的至少任意一个连接，

该第2切换信号在所述累积受电电力低于所述目标值，且所述累积受电电力与负载和蓄电装置的组合到当前的单位时间结束的时刻为止能够从所述电源受电的最大电量的预测值之和的电量超过在从当前追溯到所述第1时刻为止的期间内计测出的所述每单位时间的所述受电电量的最大值的情况下，切断所述电源与所述蓄电装置之间的连接，

所述切换部被控制为根据所述第1切换信号和所述第2切换信号而对所述第1状态至第3状态进行切换。

8.根据权利要求3或7所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述第1时刻是均衡化控制周期的开始时刻，其中，所述均衡化控制周期被预先设定为被预测为所述负载的电力需求高的期间和低的期间交替地产生的周期。

9.根据权利要求8所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述均衡化周期的开始时刻被设定为紧接在所述负载的电力需求高的期间之前。

10.根据权利要求7所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述最大充电量决定部根据所述负载的最大消耗电力、所述蓄电装置的最大充电电力、与所述负载和所述蓄电装置连接的输电线的损耗电力以及所述蓄电装置的充电损耗中的至少1个，决定能够从电源受电的最大受电电力，将所述最大受电电力与从当前时刻起到当前的单位时间结束的时刻为止的时间的乘积决定为所述最大电量的预测值。

11.根据权利要求7所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述最大充电量决定部根据追溯到所述第1时刻为止的期间内的所述每单位时间的最大受电电量，决定能够从所述电源受电的最大电力，

将能够从所述电源受电的最大电力与从当前起到当前的单位时间结束的时刻为止的时间的乘积决定为所述最大电量的预测值。

12.根据权利要求11所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述最大充电量决定部将追溯到所述第1时刻为止的期间内的所述每单位时间的最大受电电量除以所述单位时间而得到的值决定为所述最大电量的预测值。

13.根据权利要求7所述的电力均衡化控制装置，其特征在于，

所述电力计测部每隔规定时间计测所述累积受电电力，

在判断为所述累积受电电力和能够从所述电源受电的最大电力与所述规定时间的乘积之和超过追溯到所述第1时刻为止的期间内的所述每单位时间的最大受电电量的情况下，

所述第1控制部切断所述电源与所述负载之间的连接，

所述第2控制部使所述蓄电装置与所述负载连接。

14.一种电力均衡化控制方法，其特征在于，

在电源与蓄电装置和负载连接的***中，根据预先设定的目标值对所述电源供应的电力或每单位时间的电量进行均衡化的电力均衡化装置进行以下操作：

计测从所述电源供应的电力或单位时间内的电量；

将如下的电力或电量不足量与所述蓄电装置当前充电的充电量之和作为允许所述蓄电装置充电的最大充电量，其中，上述的电力或电量不足量是相对于所述目标值和在过去的第1时刻以后计测出的从所述电源供应的电力的最大值或每单位时间的电量的最大值中较小的一方，计测出的所述电力或所述单位时间内的电量所不足的量；以及

在计测出的所述电力或所述电量为所述目标值以下的情况下，从所述电源向所述负载供应电力，并在不超过所述最大充电量的范围内对所述蓄电装置进行充电，在超过所述目标值时，使所述蓄电装置放电来向所述负载供应电力。