JP6524515B2 - POWER MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT METHOD - Google Patents
POWER MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- JP6524515B2 JP6524515B2 JP2015033562A JP2015033562A JP6524515B2 JP 6524515 B2 JP6524515 B2 JP 6524515B2 JP 2015033562 A JP2015033562 A JP 2015033562A JP 2015033562 A JP2015033562 A JP 2015033562A JP 6524515 B2 JP6524515 B2 JP 6524515B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- storage battery
- output
- output range
- determination unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
本発明は、電力管理システム及び電力管理方法に関する。 The present invention relates to a power management system and a power management method.
一般的に、蓄電池は、充放電サイクルを繰り返すことにより蓄電池の内部抵抗が増加する。これにより、蓄電池は劣化し電池容量が低下して電池寿命を迎える。これは、電池容量の上限までフルに充電する満充電や、完全放電のように放電深度（ＤＯＤ：Depth Of Discharge）が深い放電が繰り返されると、内部抵抗の増加が促進されるためである。したがって、蓄電池の長寿命化を図るためには、充電電圧を低く設定する又は放電深度（ＤＯＤ：Depth Of Discharge）を浅く設定し、蓄電池の出力範囲を狭く設定する必要がある。 Generally, in the storage battery, the internal resistance of the storage battery is increased by repeating the charge and discharge cycle. As a result, the storage battery is deteriorated and the battery capacity is reduced to reach the battery life. This is because the increase in internal resistance is promoted when full discharge for full charge up to the upper limit of the battery capacity and deep discharge of depth of discharge (DOD: Depth Of Discharge) are repeated like full discharge. Therefore, in order to extend the life of the storage battery, it is necessary to set the charging voltage low or set the depth of discharge (DOD) shallow and narrow the output range of the storage battery.
しかしながら、蓄電池の長寿命化を図るために、蓄電池の出力範囲を狭く設定すると、電力使用量がピークとなる時間帯に充電池の容量が不十分となり、十分な電力を供給することができない場合がある。 However, when the output range of the storage battery is set narrow in order to extend the life of the storage battery, the capacity of the rechargeable battery becomes insufficient in the time zone when the amount of power consumption peaks, and sufficient power can not be supplied. There is.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、蓄電池の劣化を低減するとともに電力逼迫時においても電力を蓄電池から安定して供給可能な電力管理システム及び電力管理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the deterioration of a storage battery and to provide a power management system and a power management method capable of stably supplying power from the storage battery even when power is tight. It is to provide.
本発明の一態様は、発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得部と、前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定部と、を備え、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理システムである。 One aspect of the present invention is a power management system that controls an output of a storage battery based on generated power generated by a power generation device and purchased power supplied from a commercial power system, and includes weather information of a control target day Load power data acquisition unit for acquiring past performance data of load power recorded in association with similar weather information, peak value of the past performance data , estimated value of output of the storage battery, and the past performance data And an output range determination unit for determining a difference between the calculated value and the peak value of the purchased power as a peak power reduction amount, the output range determination unit changing the output range of the storage battery and changing the output range power management system and determining the output range of the battery by calculating the peak power reduction amount for each, comparing the peak power reduction amount for each of the output range A.
また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させたときの各前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲が前記蓄電池の定格出力である時の前記ピーク電力削減量と同等であり、且つ最も狭くなる前記出力範囲を選択することで、前記蓄電池の出力範囲を決定する。 Further, one aspect of the present invention is the power management system described above, wherein the output range determination unit calculates each of the peak power reduction amounts when the output range of the storage battery is changed, and the output range is The output range of the storage battery is determined by selecting the output range that is the same as the peak power reduction amount at the rated output of the storage battery and is the narrowest.
また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力値を推定し、前記推定した前記蓄電池の出力である前記推定値を前記過去実績データのピーク値から減算することで前記買電電力のピーク値を算出する。 Further, one aspect of the present invention is the power management system described above, wherein the output range determination unit estimates an output value of the storage battery, and the estimated value which is the output of the storage battery is the past record The peak value of the purchased power is calculated by subtracting the peak value of the data.
また、本発明の一態様は、上述の電力管理システムであって、前記負荷電力データ取得部によって取得した前記過去実績データに基づいて、前記蓄電池の補償周波数帯域を決定する蓄電池補償帯域決定部を有し、前記出力範囲決定部は、前記補償周波数帯域に基づいて、前記過去実績データをフィルタリングすることで前記蓄電池の出力値を推定する。 Moreover, one aspect of the present invention is the power management system described above, wherein the storage battery compensation band determination unit determines the compensation frequency band of the storage battery based on the past performance data acquired by the load power data acquisition unit. And the output range determination unit estimates the output value of the storage battery by filtering the past performance data based on the compensation frequency band.
また、本発明の一態様は、発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムの電力管理方法であって、制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得ステップと、前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定ステップと、を含み、前記出力範囲決定ステップでは、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理方法である。 Further, one aspect of the present invention is a power management method of a power management system, which controls an output of a storage battery based on generated power generated by a power generation device and purchased power supplied from a commercial power system, Load power data acquisition step of acquiring past performance data of load power recorded in association with weather information similar to weather information of a target day, peak value of the past performance data, and estimation of output of the storage battery And an output range determining step of determining a difference between the value and the peak value of the purchased power calculated using the past performance data as a peak power reduction amount, wherein the output range determining step determines the output range of the storage battery while changing calculate the peak power reduction amount for each of the output range, the output range of the battery by comparing the peak power reduction amount for each of the output range A power management method, characterized by a constant.
以上説明したように、本発明によれば、蓄電池の劣化を低減するとともに電力逼迫時においても電力を蓄電池から安定して供給可能な電力管理システム及び電力管理方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power management system and a power management method capable of reducing deterioration of a storage battery and stably supplying power from the storage battery even when power is under pressure.
図１は、本実施形態の電力管理システム１の構成を示すブロック図である。図１において、電力管理システム１は、システム演算部１０、過去実績データＤＢ（データベース）１１、リアルタイムコントローラ１２及び定置用蓄電池部１３を有する。
システム演算部１０は、気象情報取得部２０、気象類似日負荷電力データ取得部２１、蓄電池補償帯域決定部２２、出力初期値決定部２３及び出力範囲決定部２４を有する。
リアルタイムコントローラ１２は、格納部３０及び蓄電池出力指令値計算部３１を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
The
The
また、上記気象情報取得部２０、気象類似日負荷電力データ取得部２１及び過去実績データＤＢ１１を負荷電力取得部４０として構成することもできる。また、蓄電池補償帯域決定部２２及び出力初期値決定部２３を制御パラメータ決定部４１として構成することもできる。また、出力範囲決定部２４を出力範囲機能決定部４２として構成することもできる。格納部３０、蓄電池出力指令値計算部３１、及び定置用蓄電池部１３を蓄電池制御部４３として構成することもできる。
The weather
負荷電力取得部４０は、制御対象日の前日、あるいは前日よりも前の日に翌日（制御対象日）の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データ（平日、土日・祝日に対応）を取得する（１日１回）。より具体的には、過去実績データＤＢ１１は、外部に設けられたシステムから、負荷電力の履歴、天気、温度、湿度等を含む気象情報とを日付に対応づけて記憶する。
The load
気象情報取得部２０は、インターネット２を介して天気、温度、湿度等を含む気象情報を外部に接続された気象情報提供サーバ等から取得する。気象類似日負荷電力データ取得部２１は、気象情報取得部２０によって取得した気象情報に類似する気象情報が対応づけられた負荷電力のデータを、負荷電力の過去実績データとして過去実績データＤＢ１１から取得する。気象情報が類似するか否かの判定は、例えば、天気（天候）が同じであり、お互いの温度と湿度とが、それぞれ所定の範囲内にあれば類似すると判定する。すなわち、天気が同じであっても、お互いの温度と湿度との少なくともいずれかが、所定の範囲外である場合には、類似しないと判定する。また、制御対象日における気温の推移予想グラフと過去の気象情報における気温の推移グラフの相関関係、制御対象日における湿度の推移予想グラフと過去の気象情報における湿度の推移グラフの相関関係によって類似を判断してもよい。
The weather
蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力取得部４０が取得した負荷電力データ（過去実績データ）を用いて、高域遮断周波数及び低域遮断周波数を決定する。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、時刻の経過と負荷電力との関係を表す負荷電力プロファイルのうち、ある時刻の範囲における負荷電力プロファイルから、あるいは、過去の類似する電力プロファイルや、シミュレーション結果などを解析することで、その負荷電力プロファイルに対応する最適な蓄電池の補償周波数帯域を求める。ここで、例えば、使用する負荷電力データは、業務時間帯のデータである。業務時間帯とは、負荷に電力を供給するために蓄電池を放電する時間帯である。
The storage battery compensation
以下に、本実施形態の蓄電池補償帯域決定部２２の高域遮断周波数及び低域遮断周波数を決定する方法の一例を説明する。
Hereinafter, an example of a method of determining the high cutoff frequency and the low cutoff frequency of the storage battery compensation
まず、蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力に含まれる周波数成分を特定するため、負荷電力の過去実績データから、（１）式の離散フーリエ変換の公式を用いて、負荷電力の各周波数ｆｋにおける実数部Ｒ（ｆｋ）、及び虚数部Ｉ（ｆｋ）を計算する。ｘ（ｔ）は負荷電力、ｆｋは周波数、Ｘ（ｆｋ）は周波数ｆｋにおける負荷電力、ｋは１からサンプル数Ｎまでの数を表す。
First, in order to identify the frequency component included in the load power, the storage battery compensation
次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、（２）式に基づき、負荷電力の各周波数の振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜［ｋＷ］を求める。ｋは、１からＮ／２までの数である。
Next, the storage battery compensation
次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、（３）式に基づき、実数部Ｒ（ｆｋ）及び虚数部Ｉ（ｆｋ）を用いて、位相差φ（ｆｋ）［ｒａｄ］を求める。
Next, storage battery compensation
なお、基本周波数ｆ１は、（３）式に基づき、負荷電力のサンプリング間隔Δｔ、及びサンプル数Ｎから求められる。また、ナイキスト周波数ｆｓは、（４）式及び（５）式に基づき求められる。 The basic frequency f 1 is obtained from the sampling interval Δt of the load power and the number N of samples based on the equation (3). Also, the Nyquist frequency f s is obtained based on the equations (4) and (5).
次に、図２を用いて、低域遮断周波数の決定方法を説明する。図２は、（２）式で求めた各周波数の振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜の正弦波の時間積分による蓄電池容量の算出方法を示すグラフである。
図２において、縦軸は電力を表し、横軸は時間を表す。電力のグラフは、（２）式より求めた各周波数ｆｋに対する振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜を示し、正弦波の半周期分において、（３）式より求めた位相差φ（ｆｋ）を考慮して、蓄電池の充電期間における放電電力と放電期間における放電電力を示している。すなわち、図２における０〜φ（ｆｋ）における電力は充電電力を示し、φ（ｆｋ）〜１／２ｆｋにおける電力は放電電力を示す。
ここで、負荷変動補償に必要な蓄電池容量は、放電量から充電量を引いた値、すなわち、図２の斜線部分で示した放電量から充電量を引いた値によって算出することができる。周波数ｆｋにおける蓄電池容量は、以下に示す（６）式に基づき求められる。
Next, a method of determining the low frequency cutoff frequency will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing a method of calculating the storage battery capacity by time integration of a sine wave of the amplitude | X (fk) | of each frequency obtained by the equation (2).
In FIG. 2, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. The graph of power shows the amplitude | X (f k ) | for each frequency f k determined from equation (2), and the phase difference φ (f k ) determined from equation (3) for a half cycle of a sine wave And the discharge power in the charge period of the storage battery is shown. That is, the power in 0~φ (f k) in FIG. 2 shows the charging power, the power in φ (f k) ~1 / 2f k denotes the discharge power.
Here, the storage battery capacity required for load fluctuation compensation can be calculated by a value obtained by subtracting the charge amount from the discharge amount, that is, a value obtained by subtracting the charge amount from the discharge amount shown by the hatched portion in FIG. The storage battery capacity at the frequency f k is obtained based on the following equation (6).
蓄電池補償帯域決定部２２は、離散フーリエ変換で求めた振幅｜Ｘ（ｆｋ）｜、周波数ｆｋ、及び位相差φ（ｆｋ）を用いて、図２に示す半周期分において蓄電池の充電量及び放電量を算出する。
Using the amplitude | X (f k ) |, the frequency f k , and the phase difference φ (f k ) determined by the discrete Fourier transform, the storage battery compensation
また、位相差φ（ｆｋ）を０［ｒａｄ］として考えると、（６）式においてｃｏｓφ（ｆｋ）＝１となり、すなわち、周波数ｆｋにおける蓄電池容量は、半周期において放電電力量に基づく値となる。一方、位相差φ（ｆｋ）が０［ｒａｄ］でない値の場合を考慮すると、半周期分において、放電量に加えて充電量を考慮した電力量が計算される。位相差φ（ｆｋ）を考慮することにより、放電量のみを考慮した蓄電池容量に対して充電量を考慮するため、より小さい蓄電池容量を算出することになり、負荷変動補償に適切な蓄電池容量の決定をすることができる。 Also, considering the phase difference φ (fk) as 0 [rad], cos φ (f k ) = 1 in equation (6), that is, the storage battery capacity at frequency f k is a value based on the amount of discharged energy in a half cycle It becomes. On the other hand, in consideration of the case where the phase difference φ (f k ) is a value other than 0 [rad], the electric energy in consideration of the charge amount is calculated in addition to the discharge amount in the half cycle. In consideration of the phase difference φ (f k ), in order to consider the charge amount with respect to the storage battery capacity considering only the discharge amount, the smaller storage battery capacity is calculated, and the storage battery capacity suitable for load fluctuation compensation Can make decisions.
蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式に示すように、各成分の周波数ｆｋにおける蓄電池容量を低域遮断周波数から高域遮断周波数まで積算することにより、蓄電池容量Ｗ（放電量−充電量）を計算する。
The storage battery compensation
このように、蓄電池補償帯域決定部２２は、蓄電池容量Ｗ［ｋＷｈ］について、低域遮断周波数から高域遮断周波数まで積算することにより、低域遮断周波数と負荷変動補償に必要な蓄電池容量との関係を求めることができる。蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式に示す関係から、実効蓄電池容量で最も補償帯域を広くとれる低域遮断周波数を、２点の線形補間で求めることができる。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、（７）式において求めた低域遮断周波数と負荷変動補償に必要な蓄電池容量との関係において、実効蓄電池容量において最も補償帯域を広くとれる低域遮断周波数を求め、求めた補償帯域の低域遮断周波数の高域側及び低域側の２点の周波数の線形補間によって低域遮断周波数を決定する。なお、高域遮断周波数は、短周期の速い変動を補償してもピーク電力削減効果が小さいことから固定値とする。
In this manner, storage battery compensation
出力初期値決定部２３は、蓄電池出力指令値計算部３１から出力される蓄電池出力指令値（後述する）の初期値（以下、「出力初期値」という。）を算出する。出力初期値は、負荷の変動を補償する負荷変動補償の開始時刻における蓄電池から出力される出力の初期値である。例えば、出力初期値決定部２３は、定置用蓄電池部１３から出力される出力初期値を離散フーリエ変換し、蓄電池補償帯域決定部２２によって算出された高域遮断周波数を上限値、低域遮断周波数を下限値として、逆離散フーリエ変換することで、蓄電池補償帯域決定部２２が高域遮断周波数及び低域遮断周波数を設定した際に予想される蓄電池出力［ｋＷ］を求め、出力初期値を決定する。出力初期値決定部２３は、決定した出力初期値、高域遮断周波数及び低域遮断周波数を制御パラメータとして出力範囲決定部２４に出力する。このように、制御パラメータ決定部４１は、蓄電池補償帯域決定部２２における上述のような補償帯域を決定する処理、及び出力初期値決定部２３における上述のような出力初期値を決定する処理を例えば１日１回実行する。
Output initial
出力範囲決定部２４は、制御パラメータ決定部４１から供給された制御パラメータ（出力初期値、高域遮断周波数及び低域遮断周波数）及び負荷電力取得部４０が取得した負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力の範囲（以下、「出力範囲」という。）を算出する。蓄電池の出力範囲は、蓄電池が出力する電力の上限値と下限値とを有し、例えば、±５０ｋＷである。なお、プラスの出力値は、蓄電池から放電する電力を示し、マイナスの出力値は、蓄電池に対して充電する電力を示す。
The output
以下に、本実施形態における出力範囲決定部２４の出力範囲の決定方法について説明する。
まず、出力範囲決定部２４は、制御パラメータ及び負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力を計算する。図３は、蓄電池の出力の決定方法を説明する図である。図３（ａ）は、バンドパスフィルタを用いた蓄電池の出力の決定方法を示している。図３（ｂ）は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタを用いた蓄電池の出力の決定方法を示している。
Hereinafter, a method of determining the output range of the output
First, the output
バンドパスフィルタは、ローパスフィルタとハイパスフィルタによって構成することができる。ここで、ローパスフィルタの入力をｘ（ｎ）、ローパスフィルタの出力（ハイパスフィルタの入力）をｙ（ｎ）、蓄電池出力をｚ（ｎ）とすると、ｙ（ｎ）は、ｘ（ｎ）を入力とする、高域遮断周波数によって定められた高域周波数を遮断するローパスフィルタの出力である。
また、ｚ（ｎ）は、ｙ（ｎ）を入力とする、低域遮断周波数によって定められた低域周波数を遮断するハイパスフィルタの出力である。
例えば、出力範囲決定部２４は、負荷電力取得部４０が取得した負荷電力（ｘｎ）、高域遮断周波数及び低域遮断周波数からバンドパスフィルタの計算式を用いて蓄電池出力（ｚｎ）を求める。バンドパスフィルタの計算式は、以下の式で示すことができる。
The band pass filter can be configured by a low pass filter and a high pass filter. Here, assuming that the input of the low pass filter is x (n), the output of the low pass filter (input of the high pass filter) is y (n), and the storage battery output is z (n), y (n) is x (n) It is an output of a low pass filter that cuts off a high frequency band determined by a high frequency cut-off frequency, which is an input.
Also, z (n) is an output of a high pass filter that receives y (n) as an input and blocks the low frequency defined by the low frequency cutoff frequency.
For example, the output
ｙｎは、中間出力値（ｋＷ）である。ｙｎ−１は、ｙｎの1ステップ前の中間出力値（ｋＷ）である。ｙｎは、以下に示す式で表すことができる。 y n is an intermediate output value (kW). y n-1 is one step before the intermediate output value y n (kW). y n can be expressed as shown below.
ここで、ｘｎ−１は、バンドパスフィルタに入力するｘｎの１ステップ前の負荷電力（ｋＷ）である。Ｔは、制御周期であり、例えば１ｓである。ωＬは、高域遮断角周波数である。ωＨは、低域遮断角周波数である。ωＬ及びωＨは、以下で示す式で表すことができる。 Here, x n-1 is the load power (kW) one step before x n to be input to the band pass filter. T is a control cycle, and is, for example, 1 s. ω L is a high frequency cutoff angular frequency. ω H is the low cutoff frequency. ω L and ω H can be represented by the formulas shown below.
ｆＬは、高域遮断周波数である。ｆＨは、低域遮断周波数である。なお、図３（ｂ）に示すように、バンドパスフィルタは、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタに分けることができる。したがって、蓄電池補償帯域決定部２２は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタの計算式に基づいて蓄電池出力値を計算することができる。すなわち、蓄電池補償帯域決定部２２は、負荷電力（ｘｎ）及び高域遮断周波数（ｆＬ）からローパスフィルタの計算式を用いて、中間出力値（ｙｎ）を計算する。次に、蓄電池補償帯域決定部２２は、計算した中間出力値（ｙｎ）及び低域遮断周波数（ｆＨ）からハイパスフィルタの計算式を用いて、蓄電池出力値（ｚｎ）を計算する。
f L is a high frequency cutoff frequency. f H is a low frequency cutoff frequency. As shown in FIG. 3B, the band pass filter can be divided into a low pass filter and a high pass filter. Therefore, the storage battery compensation
出力範囲決定部２４は、過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分から、蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量を算出し、出力範囲毎のピーク電力の削減量を比較することで蓄電池の出力範囲を決定する。
具体的には、出力範囲決定部２４は、負荷電力データから、所定周期の中で最も大きい負荷電力の所定周期を選択し、選択した所定周期の負荷電力（以下、「負荷電力ピーク」という。）から選択した所定周期の蓄電池出力値を減算することで、買電電力（以下、「買電電力ピーク」という。）を算出する。なお、所定周期は、例えば１分でもよいし、デマンド時限と同様に３０分でもよい。
出力範囲決定部２４は、負荷電力ピークから買電電力ピークを減算することで、ピーク電力削減量を算出する。
また、出力範囲決定部２４は、蓄電池出力値（ｚｎ）を時間積分し、その時間積分値の最大値を蓄電池の使用容量とする。例えば、時間積分する時間間隔は、デマンド時限と呼ばれる単位時間による計測期間である。したがって、出力範囲決定部２４は、蓄電池出力値（ｚｎ）の時間積分をデマンド時限毎に算出する。そして、出力範囲決定部２４は、算出したデマンド時限毎に時間積分値の中で、最も大きい時間積分値を蓄電池の使用容量とする。
Output
Specifically, the output
The output
Further, output
出力範囲決定部２４は、蓄電池の出力範囲を変化させながら、上記ピーク電力削減量と蓄電池の使用容量とを算出する。そして、出力範囲決定部２４は、例えば、蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量と同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲を選択する。すなわち、出力範囲決定部２４は、蓄電池が出力する電力の出力範囲（上限値と下限値）を変化させながら、出力範囲毎にピーク電力削減量を算出する。そして、出力範囲決定部２４は、出力範囲を狭めても、所定の電力の削減量が得られる出力範囲を選択する。したがって、出力範囲決定部２４は、例えば蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量と同等であり、かつ出力範囲の幅が最も狭い出力範囲を選択する。
具体的には、出力範囲決定部２４は、不図示の記憶部に予め記憶されている蓄電池使用範囲設定テーブルを参照する。
The output
Specifically, output
図４に、記憶部に記憶された蓄電池使用範囲設定テーブルの一例を示す。蓄電池使用範囲設定テーブルは、蓄電池の出力範囲、ピーク電力削減量、蓄電池の使用容量が対応付けられている。出力範囲決定部２４は、蓄電池が出力する電力の出力範囲（上限値と下限値）を変化させながら、出力範囲毎にピーク電力削減量と蓄電池の使用容量を蓄電池使用範囲設定テーブルに書き込んでいく。変化させる蓄電池の出力範囲は、所定の範囲毎の値が予め設定されている。そして、出力範囲決定部２４は、出力範囲毎のピーク削減量を比較し、蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量と同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲を選択する。例えば、蓄電池の定格出力が±９０ｋＷであった場合、図４に示すように、出力範囲決定部２４は、４２．４ｋＷと同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲である±５０ｋＷを選択する。出力範囲決定部２４は、選択した出力範囲を格納部３０に出力する。
FIG. 4 shows an example of the storage battery use range setting table stored in the storage unit. The storage battery use range setting table is associated with the output range of the storage battery, the peak power reduction amount, and the use capacity of the storage battery. The output
格納部３０は、高域遮断周波数、低域遮断周波数及び出力範囲決定部２４が選択した出力範囲を格納する。
次に、蓄電池制御部４３が行う蓄電池制御処理について説明する。蓄電池制御部４３は、例えば、蓄電池制御処理を制御周期１秒として実行する。蓄電池制御部４３は、所定の蓄電池制御のアルゴリズムに従って、リアルタイム制御で、様々な周波数成分を持つ負荷電力の変動（買電電力と蓄電池出力との合計）に基づいて負荷電力の推定を行い、格納部３０に格納された補償周波数帯域（高域遮断周波数及び低域遮断周波数）の変動を抽出して蓄電池出力指令を解き、蓄電池出力指令値を出力する（制御周期１秒）。蓄電池出力指令値の上限及び下限のリミッタは、格納部３０に格納された蓄電池の出力範囲の上限値及び下限値である。
The
Next, storage battery control processing performed by the storage
図５は、本実施形態による、蓄電池制御（蓄電池出力指令値計算部３１の構成）を説明するブロック図である。蓄電池出力指令値計算部３１は、加算器５０、バンドパスフィルタ５１及び出力リミッタ５２を有する。加算器５０は、買電電力と蓄電池出力とを加算する。バンドパスフィルタ５１は、低域遮断周波数と高域遮断周波数と出力初期値に従って、加算器５０から供給される買電電力と蓄電池出力との合計値をフィルタリングする。出力リミッタ５２は、バンドパスフィルタ５１から供給される出力信号の振幅を出力範囲の上限値及び下限値により制限する。出力リミッタ５２は、制限された出力信号を蓄電池出力指令値として出力する。すなわち、蓄電池出力指令値計算部３１では、様々な周波数成分を持つ負荷電力の変動（加算器５０で加算した買電電力と蓄電池出力との合計）を、図５に示すバンドパスフィルタ５１に通す。そして、出力範囲決定部２４で選択された蓄電池の出力範囲内の補償帯域の変動を抽出して蓄電池出力指令を解き、蓄電池出力指令値として出力する。
FIG. 5 is a block diagram for explaining storage battery control (configuration of storage battery output command value calculation unit 31) according to the present embodiment. The storage battery output command
定置用蓄電池部１３は、上記蓄電池出力指令値計算部３１からの蓄電池出力指令値に従って、自身の内部に設けられた蓄電池の出力を制御する。
The stationary
次に、本実施形態の電力管理システム１の効果について説明する。以下に、電力管理システム１のピーク電力削減量についてＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ(マトラボ（マットラブ）／シミュリンク)を用いてシミュレーションを行った。なお、蓄電池は、定格出力が９０ｋＷであり、定格容量が１６３ｋＷｈとして、上記シミュレーションを行った。ただし、電池残量（ＳＯＣ：State Of Charge）の使用範囲を３０％から９５％と設定しているため、実効蓄電池容量は１０６ｋＷｈとなる。
また、シミュレーションとして、気象情報取得部２０は、過去の負荷データから翌日の気象情報と類似した負荷電力として図６に示す負荷電力データを取得したと仮定する。
蓄電池補償帯域決定部２２は、図６に示す負荷電力データから、高域遮断周波数を１０ｍＨｚ、低域遮断周波数を０．０４５ｍＨｚに決定した。また、出力初期値決定部２３は、蓄電池補償帯域決定部２２が決定した高域遮断周波数及び低域遮断周波数に基づいて出力初期値を７９．７ｋＷに決定した。
Next, the effects of the
Further, as a simulation, it is assumed that the weather
From the load power data shown in FIG. 6, the storage battery compensation
出力範囲決定部２４は、図６に示す負荷電力データに基づいて、蓄電池の出力範囲が定格出力のときのピーク電力削減量（例えば、４２．４ｋＷ（図４に示す））と同等のピーク電力削減量であり、且つもっとも出力範囲が狭い出力範囲を±５０ｋＷに決定する。
Based on the load power data shown in FIG. 6, the output
図７は、シミュレーションにおいて、制御パラメータ決定部４１で決定した制御パラメータと出力範囲決定部２４が決定した出力範囲（±５０ｋＷ）とを用いて、蓄電池制御処理を行った結果を示す。図７（ａ）は１秒刻みの電力（ｋＷ）と電力量（ｋＷｈ）を示す。図７（ｂ）は、３０分平均毎の負荷電力と買電電力との推移を示す図である。上記のシミュレーションの結果、本実施形態における電力管理システム１では、図７（ａ）に示すように蓄電池の使用容量が７３．０ｋＷｈと計算され、図７（ｂ）に示すように、ピーク電力削減量が４０．７ｋＷと計算された。
FIG. 7 shows the result of performing the storage battery control process using the control parameter determined by the control
図８は、従来の電力管理システムのシミュレーション結果を示す図である。従来の電力管理システムは、蓄電池の出力範囲を±９０ｋＷに設定されている。図８（ａ）は１秒刻みの電力（ｋＷ）と電力量（ｋＷｈ）を示す。図８（ｂ）は、３０分平均毎の負荷電力と買電電力との推移を示す図である。なお、シミュレーションには、図６に示した過去の実績データをリアルタイムの負荷電力として用いた。上記のシミュレーションの結果、従来の電力監視システムでは、図８（ａ）に示すように蓄電池の使用容量１０２．４ｋＷｈと計算され、ピーク電力削減量が４０．７ｋＷと計算された。
図７及び図８に示すシミュレーションの結果より、本実施形態における電力管理システム１は、従来と比較して蓄電池の出力範囲を狭め、蓄電池の使用容量を低減させても、従来の電力管理システムと同等の最大のピーク電力削減量を得ることができた。
FIG. 8 is a diagram showing simulation results of the conventional power management system. In the conventional power management system, the output range of the storage battery is set to ± 90 kW. FIG. 8A shows the power (kW) and the amount of power (kWh) in one-second increments. FIG. 8 (b) is a diagram showing the transition of load power and purchased power every 30 minutes on average. In the simulation, the past actual data shown in FIG. 6 was used as real time load power. As a result of the above simulation, in the conventional power monitoring system, as shown in FIG. 8A, the used capacity of the storage battery is calculated to be 102.4 kWh, and the peak power reduction amount is calculated to be 40.7 kW.
From the simulation results shown in FIGS. 7 and 8, the
上述したように、本実施形態の電力管理システム１は、発電装置が発電した発電電力と商用の電力系統から供給される買電電力とに基づいて蓄電池の出力を制御する電力管理システムであって、制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得部２１と、過去実績データのピーク値と買電電力のピーク値との差分から、蓄電池の出力範囲を変化させたときの各ピーク電力の削減量を算出し、出力範囲毎のピーク電力の削減量を比較することで蓄電池の出力範囲を決定する出力範囲決定部２４と、を有する。したがって、蓄電池の長寿命化を考慮して蓄電池の出力範囲を狭めた場合でも、最大のピーク電力の削減量を得ることができる。すなわち、本実施形態の電力管理システム１は、蓄電池の長寿命に寄与し、電力逼迫時においても蓄電池から安定した電力供給が可能である。
As described above, the
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and includes design and the like within the scope of the present invention.
１ 電力管理システム
２ インターネット
１０ システム演算部
１１ 過去実績データＤＢ
１２ リアルタイムコントローラ
１３ 定置用蓄電池部
２０ 気象情報取得部
２１ 気象類似日負荷電力データ取得部
２２ 蓄電池補償帯域決定部
２３ 出力初期値決定部
２４ 出力範囲決定部
３０ 格納部
３１ 蓄電池出力指令値計算部
４１ 制御パラメータ決定部
４３ 蓄電池制御部
1
12 Real-
Claims (5)
制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得部と、
前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定部と、
を備え、
前記出力範囲決定部は、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理システム。 A power management system for controlling the output of a storage battery based on generated power generated by a power generation device and purchased power supplied from a commercial power system, comprising:
A load power data acquisition unit that acquires past performance data of load power recorded in association with weather information similar to weather information of a control target day;
An output range determination unit which obtains a difference between a peak value of the past performance data and a peak value of the purchased power calculated using the estimated value of the output of the storage battery and the past performance data as a peak power reduction amount;
Equipped with
The output range determination unit, while changing the output range of the battery to calculate the peak power reduction amount for each of the output range, the output range of the battery by comparing the peak power reduction amount for each of the output range A power management system characterized by determining.
前記出力範囲決定部は、前記補償周波数帯域に基づいて、前記過去実績データをフィルタリングすることで前記蓄電池の出力値を推定する請求項３に記載の電力管理システム。 A storage battery compensation band determination unit configured to determine a compensation frequency band of the storage battery based on the past performance data acquired by the load power data acquisition unit;
The power management system according to claim 3, wherein the output range determination unit estimates the output value of the storage battery by filtering the past record data based on the compensation frequency band.
制御対象日の気象情報と類似した気象情報に対応付けられて記録されている負荷電力の過去実績データを取得する負荷電力データ取得ステップと、
前記過去実績データのピーク値と、前記蓄電池の出力の推定値及び前記過去実績データを用いて算出した前記買電電力のピーク値との差分をピーク電力削減量として求める出力範囲決定ステップと、
を含み、
前記出力範囲決定ステップでは、前記蓄電池の出力範囲を変化させながら前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を算出し、前記出力範囲毎の前記ピーク電力削減量を比較することで前記蓄電池の出力範囲を決定することを特徴とする電力管理方法。 A power management method of a power management system, which controls an output of a storage battery based on generated power generated by a power generation device and purchased power supplied from a commercial power system,
A load power data acquisition step of acquiring past performance data of load power recorded in association with weather information similar to weather information of a control target day;
An output range determination step of determining as a peak power reduction amount a difference between the peak value of the past performance data and the peak value of the purchased power calculated using the estimated value of the output of the storage battery and the past performance data ;
Including
In the output range determination step, the peak power reduction amount for each of the output ranges is calculated while changing the output range of the storage battery, and the output range of the storage battery is obtained by comparing the peak power reduction amounts for each of the output ranges. A power management method characterized in that :
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015033562A JP6524515B2 (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | POWER MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015033562A JP6524515B2 (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | POWER MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT METHOD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016158351A JP2016158351A (en) | 2016-09-01 |
| JP6524515B2 true JP6524515B2 (en) | 2019-06-05 |
Family
ID=56826619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015033562A Active JP6524515B2 (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | POWER MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6524515B2 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000324699A (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-24 | Nissin Electric Co Ltd | Power storage system |
| JP2009194947A (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Charge/discharge depth management device and method, and power storage system |
| US8930035B2 (en) * | 2011-06-29 | 2015-01-06 | Acciona Energia, S.A. | Procedure for supply control and storage of power provided by a renewable energy generation plant |
| JP6032486B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-11-30 | 清水建設株式会社 | Power management system and power management method |
| JP5995804B2 (en) * | 2013-08-09 | 2016-09-21 | 三菱重工業株式会社 | Storage system management device and control target value determination method |
-
2015
- 2015-02-24 JP JP2015033562A patent/JP6524515B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016158351A (en) | 2016-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8918300B2 (en) | Apparatus and method for battery state of charge estimation | |
| CN106314170B (en) | A kind of power calculation algorithms of electrokinetic cell system, system and electric car | |
| CN110346725B (en) | Construction method, evaluation method and device of battery health degree evaluation model | |
| JP6032486B2 (en) | Power management system and power management method | |
| JP2012181037A (en) | Deterioration estimation device, deterioration estimating method, and program | |
| AU2016403117B2 (en) | Method and device for using an electrochemical energy store so as to optimize the service life | |
| CN111999659B (en) | Characteristic value method-based SOH estimation method for lithium iron phosphate battery and storage medium | |
| JP6372690B2 (en) | Power management system and power management method | |
| JP6524515B2 (en) | POWER MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT METHOD | |
| JP2018148720A (en) | Battery control device and program | |
| JP2012026749A (en) | Battery state estimation apparatus | |
| JP2016059135A (en) | Power management system and power management method | |
| CN111208428B (en) | Real-time calculation method and system for cycle number of energy storage battery and storage medium | |
| CN116368707A (en) | Intelligent battery management system and method | |
| JP2017028861A (en) | Power management system and power management method | |
| KR101464414B1 (en) | Apparatus and Method for Forecasting Life Cycle of Battery | |
| CN112630658A (en) | Method and system for evaluating service life loss of storage battery | |
| JP7129228B2 (en) | Operation evaluation method for power storage system and operation evaluation device for power storage system | |
| JP6555505B2 (en) | Power management system and power management method | |
| JP6481823B2 (en) | Power management system and power management method | |
| JP6555504B2 (en) | Power management system and power management method | |
| JP6432780B2 (en) | Power management system and power management method | |
| JP6544554B2 (en) | Power management system, power management method | |
| CN105633488B (en) | A kind of method and system of battery power self adaptive control | |
| JP2016059136A (en) | Power management system and power management method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181002 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181005 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190402 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190417 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6524515 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |