JP5780984B2 - エネルギー管理システム、エネルギー管理制御装置、エネルギー管理方法およびプログラム - Google Patents
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Description
既存の電気温水器などと同じように、需要家側に設置されたタイマを用いて蓄電装置への充電開始時刻、あるいは給電時間を予約設定することができる。家庭用の据置型蓄電装置においても事情は同じである。
次に、実施形態に係るエネルギー管理システムにつき説明する。以下ではエネルギー管理システムの一例としてHEMSを想定するが、本発明は家庭用の用途に限定されるものではない。
図2において、配電網としての商用電力系統6から供給される電力(交流電圧)は電柱の変圧器(図示せず)などを経て各家庭に分配され、スマートメータ19を経て加入者宅100の分電盤20に引き込まれる。電力は、分電盤20から延伸される宅内配線21を介して家電機器5、宅内用充電器4、車両用充電器2などに供給される。
加入者宅100にはLAN25が形成され、ホームゲートウェイ7、分電盤20、車両用充電器2およびパーソナルコンピュータ24はLAN25を介して相互に通信可能である。さらにホームゲートウェイ7はIPネットワーク200に接続される。
図3は、図2に示されるホームゲートウェイ7に備わる機能の一例を示す図である。ホームゲートウェイ7は操作部8、インタフェース部71、データ記憶部72、プログラムメモリ73およびCentral Processing Unit(CPU)74を備える。すなわちホームゲートウェイ7は、プログラムメモリ73に記憶されたプログラムをCPU74が実行することで機能するコンピュータである。
充電許可開始時刻および充電許可終了時刻は、車両用充電器2による車上バッテリー1に対する充電動作が優先して行われることをユーザが希望する時間帯、と捉えることも可能である。
プログラムメモリ73は、この実施形態に係わる処理機能に必要な命令を含むプログラムとしての、策定プログラム73a、検出プログラム73b、作成プログラム73c、調整プログラム73dおよび取得プログラム73eを記憶する。なお策定プログラム73a、検出プログラム73b、作成プログラム73c、調整プログラム73dおよび取得プログラム73eは、CD−ROMなどのリムーバブルメディア(記録媒体)に記録することも、通信回線を介してダウンロードすることも可能である。
CPU74はプログラムメモリ73から各プログラムを読み出してハードウェアによる演算処理を行うもので、その処理機能として策定部9、検出部10、作成部11、調整部12および取得部13を備える。
すなわち作成部11は、まず車上バッテリー1の蓄電残量、充電所要時間、充電電力を計算する。また、策定部9により策定された据置電池3の充電計画(充放電計画72bに含まれる)、契約電力、入力された充電希望条件なども参照して、作成部11は車上バッテリー1の充電の開始時刻、終了時刻およびその間の電力を計算する。作成部11はこれらの計算した情報を統合し、車上バッテリー1の充電計画(バッテリー充電計画72c)を立案する。
実施形態において、ホームゲートウェイ7は充放電計画72bを策定すべき時刻(以下、計画策定時刻と称する)に、家電運転計画72aに基づいて充放電計画72bを策定する。車上バッテリー1の充電の必要があれば、ホームゲートウェイ7はバッテリー充電計画72cを作成する。その後、次の計画策定時刻までの間は家電運転計画72aに基づく設定時刻において家電機器5を制御し、据置電池3の充放電や車上バッテリー1の充電を行うという動作を繰り返す。計画策定時刻は例えば操作部8からの入力により予めユーザにより設定される。ユーザによる操作部8を用いた設定入力は随時受け付けられる。
これに対し第1の実施形態ではバッテリー充電計画72cの決定に際して、他の加入者のHEMSに対して充電予約スケジュールを問い合わせるという手順(図5のステップS4)が踏まれることから、電力供給量の制限を満たしつつスケジュールの変更の要求に柔軟に対応することが可能になる。
図13は、第2の実施形態に係るエネルギー管理システムにおける機能ブロック間でのデータの授受を模式的に示す図である。図13において図3、図4と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図14は、第3の実施形態に係るホームゲートウェイ7の処理手順を示すフローチャートである。図14において図5と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
第3の実施形態では、バッテリー充電計画72cの調整に際して、充電量の低減を受諾するか、あるいは拒否するかが戸別に設定されているケースを想定する。このケースでは予約情報は、充電量の低減を受諾する加入者と充電量の低減を拒否する加入者とで、例えばデータにフラグを付加するなどして区別して管理される。つまり第3の実施形態では予約した時刻における車上バッテリー1の充電量が、予約した値よりも低減されるケースがある。これを受諾するか拒否するかは加入者ごとに意思表示される。
充電実行電力=充電予約電力×[(低減受諾合計)/〔配電設備の電力上限−(受諾拒否合計)〕] … (1)
このような処理により地域に配分された電力を有効に活用できるとともに、一旦決定された充電スケジュールを急遽変更したいケースなどにも柔軟に対処できるようになる。なお低減量が大きく必要な充電電力を賄えないおそれのあるケースでは、充電実施中にステップS1〜ステップS6の手順を実施し、不足する電力を後の時間帯で優先的に時間帯に充電すべくバッテリー充電計画72cを再予約してもよい。
また据置電池3の充放電計画72bを、図6とは異なる手法で策定することも可能である。例えば据置電池3の容量が大きかったり、消費された電力が少なかったりして、図15にされるように電力に余剰分の生じるケースがある。このようなケースでは電力価格の最も高い区間で優先的に充電電力を消費し、それ以降は電力価格に対して降順に並ぶ区間順で放電スケジュールを策定すれば良い。逆に、図16に示されるように最も安価な時間帯での充電では不足するケースでは、電力価格に対して昇順に並ぶ区間順で充電スケジュールを策定すれば良い。このようなスケジュールがコストの面から最も有利である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
配電網から電力を供給される複数の需要家ごとに形成されるエネルギー管理システムであって、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成する作成部と、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整する調整部と、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御する制御部とを具備する、エネルギー管理システム。
[2]
さらに、通信ネットワークに接続されるインタフェース部と、
他の需要家と前記通信ネットワークを介して相互に通信する通信部と、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、前記通信ネットワークを介して他の需要家から取得する取得部を具備し、
前記調整部は、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて需要家間で相互に調整する、[1]に記載のエネルギー管理システム。
[3]
さらに、通信ネットワークに接続されるインタフェース部と、
前記通信ネットワークに接続されるサーバと相互に通信する通信部と、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、前記通信ネットワークを介して前記サーバから取得する取得部を具備し、
前記調整部は、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整する、[1]に記載のエネルギー管理システム。
[4]
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記低減を受諾する場合に、前記調整部は、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、[3]に記載のエネルギー管理システム。
[5]
前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成部は、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、[1]乃至[4]のいずれか1項に記載のエネルギー管理システム。
[6]
前記作成部は、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、[5]に記載のエネルギー管理システム。
[7]
さらに、前記運転計画を策定する策定部を具備する、[6]に記載のエネルギー管理システム。
[8]
配電網から電力を供給される複数の需要家ごとに設けられるエネルギー管理制御装置であって、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成する作成部と、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整する調整部と、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御する制御部とを具備する、エネルギー管理制御装置。
[9]
さらに、通信ネットワークに接続されるインタフェース部と、
他の需要家と前記通信ネットワークを介して相互に通信する通信部と、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、前記通信ネットワークを介して他の需要家から取得する取得部を具備し、
前記調整部は、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて需要家間で相互に調整する、[8]に記載のエネルギー管理制御装置。
[10]
さらに、通信ネットワークに接続されるインタフェース部と、
前記通信ネットワークに接続されるサーバと相互に通信する通信部と、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、前記通信ネットワークを介して前記サーバから取得する取得部を具備し、
前記調整部は、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整する、[8]に記載のエネルギー管理制御装置。
[11]
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記低減を受諾する場合に、前記調整部は、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、[10]に記載のエネルギー管理制御装置。
[12]
前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成部は、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、[8]乃至[11]のいずれか1項に記載のエネルギー管理制御装置。
[13]
前記作成部は、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、[12]に記載のエネルギー管理制御装置。
[14]
さらに、前記運転計画を策定する策定部を具備する、[13]に記載のエネルギー管理制御装置。
[15]
配電網から電力を供給される複数の需要家に適用されるエネルギー管理方法であって、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成し、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整し、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御する、エネルギー管理方法。
[16]
さらに、需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、通信ネットワークを介して接続される他の需要家から取得し、
前記調整することは、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて需要家間で相互に調整する、[15]に記載のエネルギー管理方法。
[17]
さらに、需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、通信ネットワークを介して接続されるサーバから取得し、
前記調整することは、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整する、[15]に記載のエネルギー管理方法。
[18]
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記低減を受諾する場合に、前記調整することは、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、[17]に記載のエネルギー管理方法。
[19]
前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成することは、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、[15]乃至[18]のいずれか1項に記載のエネルギー管理方法。
[20]
前記作成することは、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、[19]に記載のエネルギー管理方法。
[21]
さらに、前記運転計画を策定する手順を含む、[20]に記載のエネルギー管理方法。
[22]
配電網から電力を供給される複数の需要家に備えられるコンピュータにより実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成し、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整し、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御する、プログラム。
[23]
さらに、需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、通信ネットワークを介して接続される他の需要家から取得し、
前記調整することは、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて需要家間で相互に調整する、[22]に記載のプログラム。
[24]
さらに、需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、通信ネットワークを介して接続されるサーバから取得し、
前記調整することは、前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整する、[22]に記載のプログラム。
[25]
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記低減を受諾する場合に、前記調整することは、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、[24]に記載のプログラム。
[26]
前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成することは、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、[22]乃至[25]のいずれか1項に記載のプログラム。
[27]
前記作成することは、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、[26]に記載のプログラム。
[28]
さらに、前記運転計画を策定する手順を実行する命令を含む、[27]に記載のプログラム。
Claims (16)
- 配電網から電力を供給される複数の需要家ごとに形成されるエネルギー管理システムであって、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成する作成部と、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整する調整部と、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御する制御部と、
通信ネットワークに接続されるインタフェース部と、
前記通信ネットワークに接続されるサーバと相互に通信する通信部と、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、前記通信ネットワークを介して前記サーバから取得する取得部とを具備し、
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記調整部は、
前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整し、
前記低減を受諾する場合に、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、エネルギー管理システム。 - 前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成部は、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、請求項1に記載のエネルギー管理システム。 - 前記作成部は、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、請求項2に記載のエネルギー管理システム。
- さらに、前記運転計画を策定する策定部を具備する、請求項3に記載のエネルギー管理システム。
- 配電網から電力を供給される複数の需要家ごとに設けられるエネルギー管理制御装置であって、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成する作成部と、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整する調整部と、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御する制御部と、
さらに、通信ネットワークに接続されるインタフェース部と、
前記通信ネットワークに接続されるサーバと相互に通信する通信部と、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、前記通信ネットワークを介して前記サーバから取得する取得部とを具備し、
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記調整部は、
前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整し、
前記低減を受諾する場合に、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、エネルギー管理制御装置。 - 前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成部は、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、請求項5に記載のエネルギー管理制御装置。 - 前記作成部は、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、請求項6に記載のエネルギー管理制御装置。
- さらに、前記運転計画を策定する策定部を具備する、請求項7に記載のエネルギー管理制御装置。
- 配電網から電力を供給される複数の需要家に適用されるエネルギー管理方法であって、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成し、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整し、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御し、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、通信ネットワークを介して接続されるサーバから取得し、
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記調整することは、
前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整し、
前記低減を受諾する場合に、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、エネルギー管理方法。 - 前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成することは、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、請求項9に記載のエネルギー管理方法。 - 前記作成することは、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、請求項10に記載のエネルギー管理方法。
- さらに、前記運転計画を策定する手順を含む、請求項11に記載のエネルギー管理方法。
- 配電網から電力を供給される複数の需要家に備えられるコンピュータにより実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、
前記供給された電力により充電される蓄電装置の充電計画を作成し、
前記複数の需要家ごとの充電計画のもとで消費される電力の総和を前記配電網の供給電力の上限以下に保つべく、前記作成された充電計画を調整し、
前記調整された充電計画に基づいて前記蓄電装置を充電すべく、当該蓄電装置を充電する充電器を制御し、
需要家ごとの前記充電計画に基づく充電量および充電期間の予約情報を、通信ネットワークを介して接続されるサーバから取得し、
前記予約情報は、前記充電量の低減を受諾する需要家と前記充電量の低減を拒否する需要家とで区別され、
前記調整することは、
前記充電量および前記充電期間の少なくともいずれか一方を、前記取得された予約情報に基づいて調整し、
前記低減を受諾する場合に、前記低減を受諾する需要家の充電量の合計と、前記上限と前記低減を拒否する需要家の充電量の合計との差との比率に基づいて前記充電量を調整する、プログラム。 - 前記蓄電装置は、前記需要家ごとの据置電池と車上バッテリーとを含み、
前記作成することは、前記据置電池の充電計画に基づいて前記車上バッテリーの充電計画を作成する、請求項13に記載のプログラム。 - 前記作成することは、前記需要家ごとの家電機器の運転計画に基づいて前記充電計画を作成する、請求項14に記載のプログラム。
- さらに、前記運転計画を策定する手順を実行する命令を含む、請求項15に記載のプログラム。
Priority Applications (1)
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