JP2005332040A - 電気料金の省コスト評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電池を導入することによる負荷平準化の結果、コスト削減ができるようにする。
【解決手段】 所定期間の受電電力のデータを入力するステップと、その受電電力データに基づいて契約電力を更新する更新ステップと、更新した契約電力に応じた基本料金と、使用電力量に応じた電力量料金とから電気料金を演算する演算ステップと、演算した電気料金に基づいて蓄電池の導入容量を選択する選択ステップとを有し、適切なＮＡＳ蓄電池の導入容量を求める。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気料金の省コスト評価方法、特に、負荷平準化を目的とした需要家への大容量蓄電池の導入による省コスト評価方法に関するもので、蓄電池導入後における適切な契約電力と電力量料金の計算、蓄電池運用による電気料金の計算、蓄電池導入前後の電気料金の比較による省コスト評価のアルゴリズムに関するものである。

需要家が電気料金の削減をする場合、従来ではピーク需要の発生する時間帯に優先度の低い電気機器を停止することで電力負荷の発生を抑制し、契約電力をオーバーすることを防いでいた。一方、近年着目されている大容量蓄電池を利用することで、機器を停止することなくピークシフトを可能にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３２６６９号公報

しかしながら、上記の大容量蓄電池（ＮＡＳ電池）は、コストが高く容易に導入を決めることができない。また、蓄電池導入による電気料金の低減効果などは広く知られてはいなく、運用が難しい。導入を検討する際に需要化側が手軽に省コスト効果を試算できれば、導入の機会も増える。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、省コスト評価に関する計算法を提示した電気料金の省コスト評価方法を提供することを目的としている。

本発明の電気料金の省コスト評価方法は、所定期間の受電電力のデータに基づいて契約電力を更新する更新ステップと、更新した契約電力に応じた基本料金と、使用電力量に応じた電力量料金とから電気料金を演算する演算ステップと、演算した電気料金に基づいて蓄電池の導入容量を選択する選択ステップと、を有することを特徴とする。

また、上記蓄電池は、ＮＡＳ蓄電池であることを特徴とする。

本発明によれば、受電電力のデータを基にして、どれくらいの省コスト効果があるかを確認でき、蓄電池導入の検討の際に非常に役に立ち、蓄電池導入を促進することができる。

本発明は、需要家へ大容量蓄電池を導入した際の省コスト効果に関する計算法を提示するものであり、図１に本システムの基本的なハード構成、図２にその処理の概略の流れを示す。

図１において、１はデータベース（ＤＢ）２から受電電力のデータを入力する入力部、３はその受電電力データに基づいて電力量料金や電気料金を演算する演算部、４は演算した電気料金に基づいて省コスト評価を行う評価部である。

上記構成のシステムの基本的な動作は、図２に示すように、先ず所定期間の受電電力のデータを入力し（ステップＳ１）、そのデータに基づいて契約電力の更新を行う（ステップＳ２）。次に、選択した契約電力に応じた基本料金と、使用電力量に応じた電力量料金とから電気料金を演算する（ステップＳ３、Ｓ４）。そして、演算した電気料金に基づいて省コスト評価を行い（ステップＳ５）、蓄電池（ＮＡＳ蓄電池）の導入容量を選択する。

本発明のシステムでは、大容量蓄電池の導入により負荷平準化が行われる。そして、ピークシフトにより契約電力を低減でき、夜間電力の活用により電力量料金が減る。これらの結果、電気料金が削減できる。本発明ではこれら二つの計算法を提案し、年間の電気料金の削減費や、蓄電池の寿命まで使い続けたときのトータルの削減費と蓄電池の価格とを比較することで省コスト評価を行う。

以下、具体的な本発明の実施例を図３〜図７について説明する。図３はある日負荷曲線を最大限の負荷平準化をする際の必要な放電量（放電すべき電力量）を示す図、図４は契約電力を越える電力量Ａと夜間の余剰電力量Ｂ（ＮＡＳ電池が充電できる電力量と放電すべき電力量）を示す図、図５はある日負荷曲線の昼間電力量Ｄｄと夜間電力量Ｄｎを示す図、図６は受電電力のデータを基に施設にＮＡＳ電池を導入した後の契約電力を計算するフローチャート、図７は受電電力のデータを基に施設にＮＡＳ電池を導入した後のある月の電力量料金を計算するフローチャートである。

ここでは、リゾート施設にＮＡＳ電池を導入したときのことを例にとり、契約電力の更新、電力量料金の計算、これら二つから電気料金を求め、どれくらい省コスト効果があるかを述べる。

本発明で提示する計算法では、施設の受電電力のデータを元に計算するので、年間の受電電力のデータが必要である。

導入を検討する蓄電池の例として選んだＮＡＳ電池のシステムの仕様例の一部を表１に示す。

表１は１０００ｋＷ級システムの仕様であるが、２５０ｋＷ単位でのシステム構築も可能であるので、本発明におけるＮＡＳ電池の導入容量は２５０ｋＷ単位で考える。

また、ＮＡＳ電池の価格は公表されてはいないが、例えば２５万円／ｋＷとして、本発明で扱うＮＡＳ電池の価格をこの価格とする。

時間帯別電力と料金単価は簡単のため、昼間時間を８時から２２時、昼間電力量料金単価を１２円とし、夜間時間を２３時から翌日の７時、夜間電力量料金単価を６円とする。

月毎の電気料金は、以下のように、基本料金、電力量料金を求めて計算する。

基本料金＝料金単価（１５６０）×契約電力×（１８５−力率（１００））／１００…（１）
電力量料金＝料金単価（１２または６）×使用電力量…（２）
電気料金＝基本料金＋電力量料金＋（基本料金＋電力量料金）×０．０５…（３）
以上の設定を基に、電気料金の計算と省コスト評価を行う。

最初に、施設に導入するＮＡＳ電池の導入容量の選択法について述べる。

施設に蓄電池を導入すると、蓄電池の充放電によって昼間の電力を夜間の余剰電力でまかなうことができ、その結果負荷平準化がなされる。このとき、蓄電池が放電する電力量は図３に示す斜線部となる。図３は最大限負荷平準化を行う場合に必要な放電量を示している。

ある施設に蓄電池を導入しても省エネルギーとはならないため、負荷は平均値よりも下がることはない。そこで、年間の各日の負荷曲線を用意し、それぞれの平均値を越えた電力量を調べ、その最大値までを導入容量の候補とする。

次に、ＮＡＳ電池を施設に導入したときの契約電力の計算に関して述べる。

ＮＡＳ電池を施設に導入すると、ピークシフトにより負荷平準化がなされる。これにより、発生する最大需要が抑制されるので、契約電力の低減が可能となる。このとき、どこまで契約電力を下げられるかを計算するためのフローチャートを図６に示す。

先ず、受電電力データを読み込み、ＮＡＳ電池導入容量（Ｃｎａｓ）の選択を行い、ＮＡＳ電池のシステム放電容量（Ｃｄ＝Ｃｎａｓ＊７．２）を求める。そして、仮の更新後の契約電力Ｄｖ＝受電電力の最大値を設定し、電力の負荷曲線を得て、契約電力を越えた電力量Ａを計算する。次に、計算した電力量を上記システム放電容量と比較し、大きければ更新後の契約電力をＤｃ＝Ｄｖとし、小さければ充電可能電力量Ｅｃ＝夜間余剰電力量Ｂとし、その電力Ｅｃをシステム放電容量と比較する。そして、その比較結果に応じて契約電力を決定する。

図６では図４に示すように、契約電力を越えた電力量Ａと夜間の余剰電力量Ｂから、設定された契約電力を越えずに施設を運用できるかどうかを年間を通して調べる。そして、図６に示される全ての条件を満たす契約電力の内、最小のものを導入後の契約電力とする。ＮＡＳ電池導入容量と更新後の契約電力を表２に示す。

次に、施設にＮＡＳ電池を導入した場合における電力量料金の計算に関して述べる。

図７は図５に示すような日負荷曲線に対し、蓄電池導入によるピークシフトを行ったとき、昼間電力量と夜間電力量にピークシフト分を考慮し、料金を計算するフローチャートである。電気料金は月別であるので、図７ではある月における電力量料金を求めている。

図６と同様、受電電力データを読み込んだ後、契約電力を読み込み、負荷曲線を得て、昼間電力Ｄｄと夜間電力Ｄｎを計算し、充電可能電力量Ｅｃ＝夜間余剰電力量Ｂと設定する。そして、充電可能電力量をシステム放電容量と比較し、その比較結果に基づいてある月の電力量料金を計算する。

夜間の余剰電力量でＮＡＳ電池を充電し、それを放電することで昼間の買電量は昼間電力量Ｄｄから放電量Ｅｄを引いた値になり、逆に夜間の買電量は夜間電力量Ｄｎから充電量Ｅｃを加えた値になる。

これらに対し、それぞれの料金単価を掛けて、両者を足すことで与えられた日負荷曲線の電力量料金が求められる。

ある月の電気料金は、式（１）、（２）、（３）に上記で求めた契約電力と電力量料金を代入して求める。

以上、契約電力、電力量料金、そしてこれら二つによって決まる電気料金の計算法について述べた。

次に、実際に業務用ビルで計測した受電電力のデータを基にして、この施設にある容量のＮＡＳ電池を導入した場合、どれくらいの省コスト効果があるのかを説明する。

なお、計測期間が７月から９月であったため、契約電力は３ヶ月間のデータを用いて計算し、電力量料金については３ヶ月間のデータを基に季節ごとの日負荷曲線のモデルを作り計算した。

ＮＡＳ電池の導入容量の選択は先に述べた方法で調べ、２５０、５００、７５０［ｋＷ］が候補となった。

３か月分の受電電力データに対し、図６のフローチャートを用いて計算した、それぞれの容量を導入した場合の契約電力の更新値を表２に示す。

電力量料金の計算は先に述べたように、年間の実データが無いため図５に示す季節ごとのモデルを用いて行った。

７月から９月の平均日負荷曲線を夏季モデルとし、夏季モデルの８０％を冬季（１２月から２月）モデル。６０％をその他季（３月から６月、１０月から１１月）モデルとした。

以上の契約電力、電力量料金の計算から、年間のコスト削減量を示し、さらに、ＮＡＳ電池の期待寿命まで１５年間使い続けたときのコスト削減量からＮＡＳ電池自身のコストを引いたものを表３に示す。

この場合であると、ＮＡＳ電池の導入容量は後の省エネルギー実施による総負荷の抑制により過剰な設備となってしまうのを避けるため、さほどコスト削減量が変わらない５００［ｋＷ］が良いと思われる。

本発明のシステム構成を示すブロック図 本発明のシステムの基本動作を示すフローチャート 最大限の負荷平準化を行う場合に必要な放電量を示す図 契約電力を越える電力量と夜間の余剰電力量を示す図 昼間電力量と夜間電力量を示す図 ＮＡＳ電池導入後の契約電力の計算を行うフローチャート ある月の電力量料金を計算するフローチャート

符号の説明

１ 入力部
３ 演算部
４ 評価部

Claims (2)

1. 所定期間の受電電力のデータに基づいて契約電力を更新する更新ステップと、
   更新した契約電力に応じた基本料金と、使用電力量に応じた電力量料金とから電気料金を演算する演算ステップと、
   演算した電気料金に基づいて蓄電池の導入容量を選択する選択ステップと、
   を有することを特徴とする電気料金の省コスト評価方法。
2. 蓄電池は、ＮＡＳ蓄電池であることを特徴とする請求項１に記載の電気料金の省コスト評価方法。

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