JP6985813B2 - 蓄電池運用装置及び蓄電池運用方法 - Google Patents
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Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
[蓄電池運用装置を含むシステム]
図1は、本発明の第1の実施形態に蓄電池運用装置を含む蓄電池運用システムの概略を示す。蓄電池運用システム1は、蓄電池所有者201−1,201−2が所有する蓄電池301−1,301−2と、蓄電池運用装置100と、蓄電池利用者401−1,401−2が所有する電気機器4114102から構成される。
・蓄電池毎、時刻毎の
-保守員位置
-道路渋滞情報
-保守員到着履歴
-復旧時間履歴
-系統監視データ
-天候情報
-需要予測量
・蓄電池毎の充電速度
開始時刻・終了時刻
蓄電量kWh,開始時SOC,終了時SOC,充放電速度,利用料,
電力線EL上の位置
開始時刻・終了時刻
放電量kWh,放電速度,利用料,
電力線EL上の位置
以下、蓄電池運用装置100の仮想電池放電可能量計算部101について図2を用いて詳細に説明する。
[入力]
・蓄電池毎、時刻毎の
-保守員位置
-道路渋滞情報
-保守員到着履歴
-復旧時間履歴
-系統監視データ
-天候情報
-需要予測量
・蓄電池毎の充電速度
[出力]
時刻毎の仮想電池放電可能量
-保守員位置
-道路渋滞情報
-保守員到着履歴
-復旧時間履歴
-系統監視データ
-天候情報
必要蓄電量(i,t)=Σ需要予測量(i,t) ・・・式(1)
t=t
仮想電池放電可能量D_SDES(t)=Σ放電可能量D(i,t) ・・・式(3)
i=0
以下、仮想電池放電可能量計算部101の停電復旧時間予測部111について図3を用いて説明する。
−保守員位置
−道路渋滞情報
−天候情報
−到着まで要した時間
−該当蓄電池位置への呼び出しがかかった時刻(呼び出し時刻)
=k1*道路渋滞情報(保守員位置,蓄電池i位置)+k2*G1(天候情報)+k3*G2(呼び出し時刻) ・・・式(4)
=道路渋滞情報(保守員位置,蓄電池i位置)+保守員到着時間誤差r(i,t)
・・・式(5)
−天候情報
−系統監視データ
=m1*F1(蓄電池i)+m2*F2(天候情報)+m3*F3(呼び出し時刻)
・・・式(6)
次に、あるビル(建物)内において蓄電池運用装置100を利用したビジネスモデルの一例を説明する。
ビル入居者Aは、蓄電池所有者201であり、蓄電池運用装置100を利用した蓄電池運用事業におけるバックアップ用の蓄電池301を所有している。
ビル入居者B、ビル管理者C、及び電力会社もしくはアグリゲーターDは、それぞれ蓄電池利用者401−1、蓄電池利用者401−2、及び蓄電池利用者401−3である。アグリゲーターは、ネガワットを集める事業者である。ビル入居者B、ビル管理者C、及び電力会社もしくはアグリゲーターDは、蓄電池運用装置100により、蓄電池301の蓄電池余力を利用する。
次に、図1又は図4に示した蓄電池運用を実施するためのシステム構成例を説明する。
図6は、仮想電池放電可能量計算部101(図2参照)において計算したある蓄電池301の時刻ごとの放電可能量(必要蓄電量)の一例を示すグラフである。図6の横軸は時刻、縦軸は必要蓄電量[Wh]を表す。蓄電池301の時刻ごとの必要蓄電量と放電可能量(余力)が棒グラフで表示される。また、グラフの下方には、「余力の発生が開始する時刻」、「その時の余力(Wh)」及び「SOC値(充電率)」、並びに、「余力の発生が終了する時刻」と、「その時の余力(Wh)」及び「SOC値(充電率)」を文字列により示している。本例の場合、余力の発生が開始する時刻は13:00、余力(放電可能量)はaWh、SOCは100%(フル充電に相当)であり、余力の発生が終了する時刻は17:00、余力(放電可能量)はaWh、SOCは100%(フル充電に相当)である。即ち、SOC100%のときの蓄電量と必要蓄電量との差分であるaWhを、余力として4時間にわたって放電することが可能である。なお、充放電速度の制約からaWhの余力を4時間にわたってずっと利用できるわけではないことに注意する必要がある。この充放電速度の制約については、後述する図7を用いて詳述する。
図7は、図6の蓄電池301の時刻ごとの放電可能量(余力)を元に、蓄電池充放電計画策定部102(図1)で計算した蓄電池301の充放電計画の一例を示すグラフである。図7の横軸は時刻、縦軸は余力(放電可能量)[Wh]を表す。グラフの右下がりの部分は蓄電池301の放電を示し、右上がりの部分は蓄電池301の充電を示す。グラフの傾きが、放電速度又は充電速度を表している。図7では、図6の余力発生の開始時刻13:00に合わせて利用開始時刻13:00を設定するとともに、余力発生の終了時刻17:00に合わせて利用終了時刻17:00を設定する
図8は、蓄電池運用システム1を構成する各装置が備えるコンピューターのハードウェア構成例を示す。
第2の実施形態として、蓄電必要量を蓄電池運用装置100が計算せず、蓄電池301の演算装置で計算した結果を蓄電池運用装置100へデータとして渡す方法がある。この場合は、図2の停電復旧時間予測部111、必要蓄電量計算部112、及び時刻毎の放電可能量計算部113を蓄電池301側(例えばPCS303)に備える。本実施形態の場合、図1における蓄電池データは、例えば以下の蓄電池データ例2や蓄電池データ例3のようになる。蓄電池301側で必要な蓄電量と余力発生時刻を計算し、蓄電池ID(識別情報)、仮想電池300に対する利用開始時刻、利用終了時刻、開始時SOC、及び終了時SOC等を含む蓄電池データBDとして、蓄電池運用装置100に送る。蓄電池運用装置100は、これらの制約内で、アプリケーション(デマンドレスポンス)の割り当てを実施する。
蓄電池ID、仮想電池に対する利用開始時刻・利用終了時刻、
容量kWh、開始時SOC、終了時SOC、充放電速度、
充放電単価、最小利用料
蓄電池ID、時刻毎の仮想電池に対する提供可能容量(容量kWh、又は、放電量など)、
充放電単価、最小利用料
第1の実施形態及び第2の実施形態では、蓄電池301には第一電力供給先が設定されている前提で説明したが、例えばバックアップなどの用途(第一電力供給先)が決まっていない場合には、特定の供給先が存在しないこともあり得る。例えば、蓄電池所有者201が投資家の場合には、投資家自らは蓄電池301を日常的に使用していない。このような蓄電池所有者201が投資家であるような場合、蓄電池利用者401に蓄電池余力を貸し出すビジネスにおいては、第一電力供給先はない。しかし、既に何らかの目的で貸し出すことが決定している供給先を第一電力供給先として、同様に本発明を実施することができる。
100…蓄電池運用装置、 101…仮想電池放電可能量計算部、 102…蓄電池充放電計画策定部、 103…実質利用時間・料金計算部、 104…蓄電池制御部、 111…停電復旧時間予測部、 112…必要蓄電量の計算部、 113…時刻毎の放電可能量計算部、 114…集計部、 121…保守員到着時間分析部、 122…保守員到着時間予測部、 123…復旧作業時間分析部、 124…復旧作業時間予測部、 125…総合時間算出部、 126…保守員到着時間分析結果データベース、 127…復旧作業時間分析結果データベース、 201−1,201−2…蓄電池所有者、 301−1,301−2…蓄電池、 302…蓄電池本体、 401−1,401−2,401−3…蓄電池利用者、 4114102…電気機器、 420−1,420−2…端末装置、 600…蓄電池運用者
Claims (7)
- 蓄電池毎の第一電力供給先のある時点で停電した場合に停電から復旧するまでに要する停電復旧時間を、時間の経過とともに変化する状況を監視して得られる監視データから予測する停電復旧時間予測部と、
前記停電復旧時間の予測情報と蓄電池毎の第一電力供給先のある時点の需要予測値とから、蓄電池毎のある時点の必要蓄電量を計算する必要蓄電量計算部と、
前記必要蓄電量から蓄電池毎の第一電力供給先以外へのある時点の放電可能量を計算する放電可能量計算部と、を備え、
前記監視データは、少なくとも、復旧作業を行う保守員の位置、前記保守員の位置から当該蓄電池の位置までの経路の道路渋滞情報、電力系統についての系統監視データ、天候情報を含み、
前記停電復旧時間予測部は、
蓄電池の位置への呼び出しがかかってから前記保守員が到着するまでの時間である保守員到着時間と、前記保守員到着時間に影響を与える要因の値と、を含む保守員到着履歴の情報と、前記監視データとに基いて、前記保守員到着時間を分析する保守員到着時間分析部と、
前記監視データと、前記保守員到着時間分析部の分析結果とに基づいて、前記保守員到着時間を予測する保守員到着時間予測部と、
天候情報と系統監視データとを含む復旧時間履歴の情報に基づいて、前記保守員が到着してから復旧までに要する作業時間である復旧作業時間を分析する復旧作業時間分析部と、
前記監視データと、前記復旧作業時間分析部の分析結果とに基づいて、前記復旧作業時間を予測する復旧作業時間予測部と、
前記保守員到着時間と前記復旧作業時間とを合わせて前記停電復旧時間として計算する総合時間算出部と、を有する
蓄電池運用装置。 - 放電可能量の利用者のある時点の必要放電量を受けて、前記放電可能量計算部にて計算した蓄電池毎の第一電力供給先以外に供給するある時点の放電可能量を、前記放電可能量の利用者のある時点の必要放電量に割り当て蓄電池毎の充放電計画を策定する蓄電池充放電計画策定部と、
前記蓄電池充放電計画策定部が策定する充放電計画に従い、蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御部と、を備える
請求項1に記載の蓄電池運用装置。 - 蓄電池毎の充放電速度情報を用いて、前記必要蓄電量計算部が計算した蓄電池毎のある時点の必要蓄電量を満足する制約における、前記放電可能量を利用できる時間、及び、充電のための料金を計算し、計算結果を前記蓄電池充放電計画策定部へ出力する実質利用時間・充電料金計算部、を備える
請求項2に記載の蓄電池運用装置。 - 前記蓄電池充放電計画策定部は、前記実質利用時間・充電料金計算部から前記計算結果を受け取り、複数の前記充放電計画の中から、前記放電可能量を実質的に利用できる時間が長く、充電のための料金を安く実行できる充放電計画を選択して、当該充放電計画を前記蓄電池制御部へ出力する
請求項3に記載の蓄電池運用装置。 - 前記停電復旧時間予測部は、蓄電池の所有者の建物内における事業負荷を第一電力供給先とする蓄電池の停電復旧時間を予測し、
前記必要蓄電量計算部は、前記予測した停電復旧時間と、前記事業負荷のある時点の需要予測値から、前記蓄電池のある時点の必要蓄電量を計算し、
前記放電可能量計算部は、ある時点の放電可能量を計算し、
前記放電可能量が前記建物のピークカットに使用されて対価が前記蓄電池の所有者に支払われる
請求項1に記載の蓄電池運用装置。 - 前記蓄電池の所有者は、当該蓄電池を日常的に使用しない者である
請求項1に記載の蓄電池運用装置。 - 蓄電池運用装置により実行される蓄電池運用方法であって、
停電復旧時間予測部により、蓄電池毎の第一電力供給先のある時点の停電復旧時間を、時間の経過とともに変化する状況を監視して得られる監視データから予測する処理と、
必要蓄電量計算部により、蓄電池毎の第一電力供給先のある時点の需要予測値から、蓄電池毎のある時点の必要蓄電量を計算する処理と、
放電可能量計算部により、前記必要蓄電量から蓄電池毎の第一電力供給先以外へのある時点の放電可能量を計算する処理と、を備え、
前記監視データは、少なくとも、復旧作業を行う保守員の位置、前記保守員の位置から当該蓄電池の位置までの経路の道路渋滞情報、電力系統についての系統監視データ、天候情報を含み、
前記停電復旧時間を予測する処理において、
蓄電池の位置への呼び出しがかかってから前記保守員が到着するまでの時間である保守員到着時間と、前記保守員到着時間に影響を与える要因の値と、を含む保守員到着履歴の情報と、前記監視データとに基いて、前記保守員到着時間を分析し、
前記監視データと、前記保守員到着時間の分析結果とに基づいて、前記保守員到着時間を予測し、
天候情報と系統監視データとを含む復旧時間履歴の情報に基づいて、前記保守員が到着してから復旧までに要する作業時間である復旧作業時間を分析し、
前記監視データと、前記復旧作業時間の分析結果とに基づいて、前記復旧作業時間を予測し、
前記保守員到着時間と前記復旧作業時間とを合わせて前記停電復旧時間として計算する
蓄電池運用方法。
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