KR101784641B1 - 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템 및 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법 - Google Patents

Abstract

축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템으로서, 태양 전지 패널(1)의 발전량 및 전력 소비량을 예측하는 예측 수단(61)과, 전력 가격의 절환 시각이 기억된 전력 가격 데이터베이스(53)와, 고가격 시 필요량과 방전 가능 용량을 비교하는 제1 비교 수단(621)과, 고가격 시 필요량이 방전 가능 용량 이상으로 산정된 경우에 제2 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에 제1 시각 이후 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 방전 개시 시각 결정 수단(63)을 구비하고 있다.

Description

축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템 및 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법{DISCHARGE START TIME DETERMINATION SYSTEM FOR ELECTRICITY STORAGE DEVICE AND DISCHARGE START TIME DETERMINATION METHOD FOR ELECTRICITY STORAGE DEVICE}

본 발명은, 태양광 발전 장치와 축전 장치를 구비한 건물에 있어서, 축전 장치를 유효하게 활용하기 위한 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템 및 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법에 관한 것이다.

태양광 발전 장치 및 축전 장치를 구비한 주택을 대상으로 한, 전력 요금의 삭감이나 전력 부하를 평준화시키는 것을 목적으로 한 축전 장치의 충방전 제어가 알려져 있다(특허문헌 1-4 등 참조).

예를 들어, 특허문헌 1의 축전지 충방전 장치는, 제약 조건에 기초하여 축전지의 최적의 충방전 스케줄을 연산하는 연산부와, 과거의 충방전 패턴 중으로부터 유사한 충방전 스케줄을 추출하는 추출부를 구비하고 있다. 그리고, 연산부와 추출부에 의해 산정된 복수의 충방전 스케줄을 표시부에 표시시킴으로써, 거주자에게 선택지를 제공할 수 있는 구성으로 되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 작은 축전지를 사용해서 피크 전력 수요를 삭감할 수 있는 시스템이 개시되어 있다. 이 특허문헌 2에서는, 피크 전력 수요가 발생하는 주간 시간대에, 태양광 발전 장치에 의한 발전과 축전지의 방전을 아울러 사용함으로써, 피크 전력 수요를 삭감하는 구성으로 하고 있다.

또한, 특허문헌 3, 4에는, 과거의 계측 데이터를 사용해서 축전 장치의 방전 개시 시각을 변화시킨 복수의 시뮬레이션을 행하고, 비교적으로 긴 기간에서 평가한 경우에 최적이 되는 제어 패턴을 연산 결과로부터 선택하는 전력 제어 시스템이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2010-268602호 공보 일본 특허 공개 제2003-79054호 공보 일본 특허 제4967052호 공보 일본 특허 제5232266호 공보

그러나, 특허문헌 1의 축전지 충방전 장치에서는, 최적의 충방전 스케줄을 시뮬레이션함은 물론, 과거의 충방전 스케줄로부터 유사한 패턴을 추출하는 처리도 행하므로, 연산 부하가 높다. 또한, 복수의 충방전 스케줄의 선택지가 제공되기는 하지만, 어느 것을 선택해야 할 지를 이용자가 판단하지 않으면 안된다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 시스템은, 작은 용량의 축전지로 피크 전력 수요를 삭감할 수는 있지만, 큰 용량의 축전지가 설치된 경우에, 유효하게 활용할 수 있는 시스템으로는 되어 있지 않다.

따라서, 본 발명은, 적은 연산 부하로 축전 장치의 유효 활용으로 유도하는 것이 가능하게 되는 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템 및 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템은 태양광 발전 장치 및 축전 장치를 구비한 건물에 있어서의 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템으로서, 상기 태양광 발전 장치의 발전량 및 상기 건물의 전력 소비량을 예측하는 예측 수단과, 제1 시각 이후 제2 시각 이전까지의 중가격대와, 제2 시각 이후 제3 시각 이전까지의 고가격대와, 제3 시각 이후 다음날의 제1 시각 이전까지의 저가격대로 전력 가격이 다르고, 이들 절환 시각이 기억된 전력 가격 기억 수단과, 상기 고가격대의 상기 전력 소비량으로부터 상기 발전량을 감산한 고가격 시 필요량과 상기 축전 장치의 방전 가능 용량을 비교하는 제1 비교 수단과, 상기 제1 비교 수단에 의해 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 이상으로 산정된 경우에 상기 제2 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에 상기 제1 시각 이후 상기 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 방전 개시 시각 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법은, 제1 시각 이후 제2 시각 이전까지의 중가격대와, 제2 시각 이후 제3 시각 이전까지의 고가격대와, 제3 시각 이후 다음날의 제1 시각 이전까지의 저가격대로 전력 가격이 다른 경우에, 태양광 발전 장치 및 축전 장치를 구비한 건물에 있어서의 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법으로서, 상기 태양광 발전 장치의 발전량 및 상기 건물의 전력 소비량을 예측하는 예측 스텝과, 상기 고가격대의 상기 전력 소비량으로부터 상기 발전량을 감산한 고가격 시 필요량과 상기 축전 장치의 방전 가능 용량을 비교하는 제1 비교 스텝과, 상기 제1 비교 스텝에 있어서 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 이상으로 산정된 경우에 상기 제2 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에 상기 제1 시각 이후 상기 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 방전 개시 시각 결정 스텝을 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템 및 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법은, 감산 처리에 의해 산출된 전력 가격이 높은 시간대의 고가격 시 필요량과 축전 장치의 방전 가능 용량을 비교하여, 방전 가능 용량에 여유가 생기는 경우에 방전 개시 시각을 빠르게 한다.

이로 인해, 감산이라고 하는 적은 연산 부하로, 축전 장치의 방전 가능 용량을 최대한으로 이용한다고 하는 유효 활용으로 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 축전지의 방전 개시 시각 결정 시스템의 처리의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 2는 3개 이상의 다른 전력 가격이 설정된 요금 체계를 예시하는 설명도이다.
도 3은 전체 시스템의 구성을 모식적으로 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 축전지의 방전 개시 시각 결정 시스템의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 5는 방전 개시 시각 결정 시스템이 짜여진 전체 시스템의 처리의 흐름을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 예측 수단에 의한 예측 결과를 예시하는 일람표이다.
도 7은 방전 개시 시각 결정 수단에 의한 판정 결과의 표시예를 나타낸 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 축전 장치로서의 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템의 처리의 흐름을 설명하는 설명도이다.

또한, 도 2는 본 방전 개시 시각 결정 시스템이 적용되는 전제 조건이 되는, 3개 이상의 다른 전력 가격이 설정된 요금 체계를 예시하는 설명도이다. 또한, 도 3은 본 방전 개시 시각 결정 시스템이 연결되는 전체 시스템의 구성을 모식적으로 설명하는 설명도이다.

우선, 도 3을 참조하면서 시스템의 전체 구성에 대해서 설명한다. 이 시스템에 의해 제어되는 건물로서의 주택 H1, …, HX는, 전력 회사의 발전소나 지역마다 설치된 코제네레이션 설비 등의 계통 전력으로부터 전력의 공급을 받기 위한 전력망으로서의 계통 전력망에 접속되어 있다.

또한, 이들 주택 H1, …은, 태양광 발전 장치로서의 태양 전지 패널(1)과, 전력을 일시적으로 축적해 두는 축전 장치로서의 축전지(2)를 구비하고 있다. 또한, 이들 주택 H1, …은, 인터넷 등의 외부의 통신망 N에 연결되어 있다. 그리고, 동일하게 통신망 N에 접속된 외부의 관리 서버(5)와의 사이에서, 계측값이나 연산 처리 결과 등의 데이터의 송수신이나 제어 신호의 송수신 등이 행해진다.

도 4는 도 3에 모식적으로 도시한 전체 시스템의 상세에 대해서, 블록도로 도시한 도면이다. 이 전체 시스템은 주택측으로서의 주택 H1에 배치되는 구성과, 서버측으로서의 관리 서버(5)에 배치되는 구성을 갖고 있다.

처리 대상이 되는 주택 H1은, 태양 전지 패널(1)과, 축전지(2)와, 태양 전지 패널(1)의 발전량 및 주택 H1의 전력 소비량을 계측하는 계측 수단(3)과, 표시 장치로서의 표시 모니터(4)를 주로 구비하고 있다.

주택 H1에 설치된 태양 전지 패널(1)은, 태양 에너지로서의 태양광을, 태양 전지를 이용함으로써, 직접, 전력으로 변환하여 발전을 행하는 장치이다.

이 태양 전지 패널(1)은 태양광을 받을 수 있는 시간대에만 전력을 공급하는 것이 가능한 장치이다. 또한, 태양 전지 패널(1)에 의해 발전된 직류 전력은, 통상, 파워 컨디셔널(도시 생략)에 의해 교류 전력으로 변환되어 사용된다. 이 주택 H1에 설치된 태양 전지 패널(1)의 발전 용량 등의 사양은, 관리 서버(5)측의 후술하는 저택 정보 데이터베이스(51)에 기억된다.

한편 축전지(2)도, 태양 전지 패널(1)과 마찬가지로 파워 컨디셔널에 접속되어, 충전 제어 및 방전 제어가 행해진다. 예를 들어, 축전지(2)에는 계통 전력망으로부터 공급되는 야간 전력 등의 전력 가격이 싼 전력을 충전한다. 이 축전지(2)의 축전 용량이나 정격 출력 등의 사양도, 관리 서버(5)측의 저택 정보 데이터베이스(51)에 기억된다.

또한 주택 H1에는, 분전반을 통하여 전력이 공급되는 다양한 전력 부하 장치가 설치된다. 예를 들어, 에어컨 등의 공조 장치, 조명 스탠드나 실링 라이트 등의 조명 장치, 냉장고나 텔레비전 등의 가전 장치 등이 전력에 의해 가동되는 전력 부하 장치가 된다.

또한, 전기 자동차나 플러그인 하이브리드카는, 주행시키기 위해 충전을 행하는 경우는 전력 부하 장치가 된다. 또한, 축전지(2)와 마찬가지로, 주택 H1의 전력 부하 장치를 위해 방전시키는 경우는 축전 장치가 된다.

계측 수단(3)에서는, 주택 H1에 설치된 태양 전지 패널(1)에 의해 실제로 발전된 발전량이 계측된다. 또한, 주택 H1에 설치된 전력 부하 장치에 의해 소비된 전력 소비량도 계측된다. 이 전력 소비량은, 분전반에서 통합해서 계측할 수도 있고, 전력 부하 장치마다 계측할 수도 있다.

계측 수단(3)에 의한 계측은, 초 단위, 분 단위, 시간 단위 등의 임의의 간격으로 행할 수 있다. 또한 계측 수단(3)에 의해 계측된 계측값은, 계측마다 또는 시간 단위나 일(日) 단위 등 임의의 기간으로 집계했을 때마다, 관리 서버(5)측의 후술하는 계측값 데이터베이스(52)에 기억된다.

표시 모니터(4)에는, 계측 수단(3)에 의해 계측된 계측값이나, 관리 서버(5)측의 후술하는 방전 개시 시각 결정 수단(63)에 의한 판정 결과 등을 표시시킨다. 이 표시 모니터(4)는, 전용 단말기 모니터나, 퍼스널 컴퓨터 등의 범용기기의 화면이나 어느 것이어도 된다.

그리고, 주택 H1과 외부의 통신망 N을 통하여 접속되는 관리 서버(5)측에는, 통신 수단으로서의 통신부(71)와, 각종 제어를 행하는 제어부(6)와, 기억 수단으로서의 각종 데이터베이스(51, 52, 53)가 주로 구비되어 있다.

통신부(71)는, 주택 H1로부터 송신되어 오는 각종 설비의 사양, 계측값, 처리 요구 등을 관리 서버(5)의 제어부(6)에 흐르게 함과 함께, 각종 데이터베이스(51, 52, 53)에 기억된 데이터, 제어부(6)에서 행해진 연산 처리 결과, 갱신 프로그램 등을 주택 H1을 향하여 흐르게 하는 기능을 갖고 있다.

또한, 제어부(6)를 통하여 데이터의 판독 기입이 행해지는 기억 수단에는, 저택 정보 데이터베이스(51), 계측값 데이터베이스(52), 전력 가격 데이터베이스(53) 등의 각종 데이터베이스가 존재한다.

예를 들어 저택 정보 데이터베이스(51)에는, 각 주택 H1, …, HX의 저택 코드(식별 번호), 그 저택 코드에 관련지어진 주소, 건축년도, 단열 성능, 방의 배치, 전기 배선, 사용 부재, 태양 전지 패널(1)의 사양[발전 용량(출력)], 축전지(2)의 사양(축전 용량, 정격 출력) 등의 정보가 기억된다.

또한, 계측값 데이터베이스(52)에는, 각 주택 H1, …, HX에서 계측되어 통신부(71)를 통하여 관리 서버(5)가 수신한 계측값의 데이터가 기억된다. 이 계측값은 저택 코드에 관련지어서 계측값 데이터베이스(52)에 기억시킴으로써, 어느 주택 H1, …, HX에서 계측된 결과인지를 식별시킬 수 있다.

또한, 계측값 데이터베이스(52)에 기억되는 데이터는, 주택 H1로부터 보내져 온 데이터를 그대로 기억시킬 수도 있지만, 제어부(6)에서 적산하는 등의 연산 처리를 행한 결과를 기억시킬 수도 있다.

한편, 전력 가격 기억 수단으로서의 전력 가격 데이터베이스(53)에는, 계통 전력을 공급하는 전력 회사 등이 설정하는 하루 시간에 의해 변화하는 전력 가격(거주자측에서 볼 때 매전 가격)에 관한 정보가 기억된다.

본 실시 형태의 방전 개시 시각 결정 시스템을 적용할 수 있는 전제 조건은, 하루 중에서 3개 이상의 다른 전력 가격이 설정된 요금 체계의 계약을 행하고 있는 것이다.

예를 들어, 도 2에 도시한 요금 체계에는, 7시(제1 시각) 이후 10시 이전까지의 아침의 중가격대, 10시(제2 시각) 이후 17시 이전까지의 주간의 고가격대, 17시 이후 23시 이전까지의 밤의 중가격대, 23시(제3 시각) 이후 다음날의 7시(제1 시각) 이전까지의 야간의 저가격대라고 하는 3종류의 전력 가격이 설정되어 있다.

즉 전력 가격 데이터베이스(53)에는, 전력 가격이 절환되는 시각과, 각 시간대의 전력 가격이 기억되어 있다. 또한, 전력 가격 데이터베이스(53)에는, 태양 전지 패널(1)로 발전한 전력을 전력 회사 등이 매입하는 매입 가격(거주자측에서 볼 때 매전 가격)도 기억되어 있다.

그리고, 제어부(6)에는 예측 수단(61)과, 제1 비교 수단(621) 및 제2 비교 수단(622)을 갖는 비교 수단(62)과, 방전 개시 시각 결정 수단(63)이 설치된다. 이 제어부(6)에 설치되는 구성이, 본 실시 형태의 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템의 주요한 구성이 된다.

예측 수단(61)은 축전지(2)의 최적의 방전 개시 시각을 정하고자 하는 날의 태양 전지 패널(1)의 발전량과, 주택 H1의 전력 소비량을 예측하는 수단이다. 예를 들어, 전날에 다음날의 발전량과 전력 소비량을 예측할 수 있다. 또한, 임의의 기간(1주일, 10일간, 1개월간 등)에 적용하는 방전 개시 시각을 전날까지 결정하는 경우에는, 그들 임의의 기간에 해당하는 평균값 등을 예측시킬 수도 있다.

예측 수단(61)에 의한 예측은, 계측 수단(3)에 의해 계측되어 계측값 데이터베이스(52)에 축적된 계측값에 기초하여 행해진다. 또한, 상세한 예측 방법에 대해서는 후술한다.

그리고, 예측 수단(61)에 의해 예측된 발전량 및 전력 소비량과, 축전지(2)의 방전 가능 용량 X의 비교를, 비교 수단(62)에서 행한다. 도 1은 비교 수단(62)의 상세를 설명하기 위한 도면이다.

축전지(2)의 방전 가능 용량 X는, 저택 정보 데이터베이스(51)에 기억된 값에 기초하여 산정할 수 있다. 통상은, 축전지(2)의 수명을 연장시키기 위해, 축전 용량의 모두를 방전시키는 일은 없다. 따라서, 도 1에 도시한 방전 가능 용량 X는, 100％ 방전시킬 수 있는 것으로서 설정된 용량이 된다.

또한, 도 1의 좌측의 그래프에 도시한 태양광 발전량과 전력 소비량의 곡선은, 예측 수단(61)에 의해 예측된 발전량 및 전력 소비량을 도시하고 있다. 우선, A, B, C의 면적으로 나타내어지는, 각 시간대의 계통 전력망 또는 축전지(2)로부터의 공급이 필요한 전력량을 산출한다.

즉 전력 소비량이 발전량을 상회하는 경우는, 계통 전력망 또는 축전지(2)로부터 전력의 공급을 받을 필요가 있으므로, 그 전력량이 각 시간대의 필요량(A, B, C)이 된다. 이 필요량(A, B, C)은 전력 소비량으로부터 태양광 발전량을 감산해서 시간대 중의 적산을 함으로써 산출할 수 있다. 또한, 시간대 중의 모든 시각에서 태양광 발전량이 전력 소비량 이상이었던 경우는 필요량은 0이 된다.

여기서, 아침 필요량 A는, 야간보다도 전력 가격이 올라가는 7시 이후 10시 이전까지의 아침의 시간대(중가격대)에 있어서의 공급이 필요한 전력량을 나타내고 있다. 또한, 주간 필요량 B는, 하루 중에서 가장 전력 가격이 높은 10시 이후 17시 이전까지의 주간의 시간대(고가격대)에 있어서의 공급이 필요한 전력량을 나타내고 있다.

또한, 밤 필요량 C는, 주간보다도 전력 가격이 내려가는 17시 이후 23시 이전까지의 밤의 시간대(중가격대)에 있어서의 공급이 필요한 전력량을 나타내고 있다. 여기까지의 연산이, 도 1의 우측에 나타낸 흐름도의 스텝 S1에 해당한다.

계속해서, 제1 비교 수단(621)에 의해, 방전 가능 용량 X와 주간 및 밤의 필요량(B, C)의 비교를 행한다(스텝 S2). 즉 제1 비교 수단(621)에서는, 전력 가격이 가장 높은 주간 시간대의 주간 필요량 B와, 그에 계속되는 밤 시간대의 밤 필요량 C의 합계를, 고가격 시 필요량(B+C)으로서 방전 가능 용량 X와 비교한다.

이 비교의 결과, 방전 가능 용량 X에서는 고가격 시 필요량(B+C)의 공급밖에 할 수 없다(B+C≥X)고 판정된 경우는, 고가격대로 절환되는 10시를 방전 개시 시각으로서 결정한다(스텝 S5).

이에 대해, 방전 가능 용량 X가 고가격 시 필요량(B+C)을 상회하고 있다(B+C<X)고 판정된 경우는, 제2 비교 수단(622)에 의해 방전 가능 용량 X로부터 고가격 시 필요량(B+C)을 감산한 여유 방전량 Y를 산출한다(스텝 S3).

그리고 스텝 S4에서는, 아침 시간대의 아침 필요량 A를 중가격 시 필요량으로서 여유 방전량 Y와 비교한다. 이 비교의 결과, 여유 방전량 Y에서는 중가격 시 필요량(A)의 공급밖에 할 수 없다(A≥Y)고 판정된 경우는, 중가격대인 7시 이후 10시 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로서 결정한다(스텝 S6). 이 스텝 S6에서는, 8 내지 9시를 방전 개시 시각으로서 결정하고 있다.

이에 대해, 여유 방전량 Y가 중가격 시 필요량(A)을 상회하고 있다(A<Y)고 판정된 경우는, 중가격대로 절환되는 7시를 방전 개시 시각으로서 결정한다(스텝 S7).

다음에, 본 실시 형태의 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템이 짜여지는 시스템 전체의 처리의 흐름을, 도 5를 참조하면서 설명한다.

우선, 스텝 S11에서는, 주택 H1의 계측 수단(3)에 의해, 태양 전지 패널(1)의 발전량과 주택 H1에 설치된 모든 전력 부하 장치의 전력 소비량인 주택 H1의 전력 소비량을 계측한다.

여기서, 축전지(2)의 N월(당월)의 최적 방전 개시 시각을 판정하는 예측을 행하기 위해서는, 적어도 유사 여부의 비교 대상으로 하는 기간(예를 들어 1개월간)에 걸쳐서 계측값을 축적시킨다. 즉 스텝 S11에서는, N-1월(전월)에 주택 H1에 서 계측된 계측값을 계측값 데이터베이스(52)에 기억시킨다.

그리고, 이 주택 H1이 건축 후 13개월 이상 경과하고 있으면, 주택 H1에서 실제로 계측된 1년 전의 계측값을 사용해서, N월(당월)의 예측을 행할 수 있다. 따라서, 스텝 S12에서는 주택 H1의 과거 1년분의 계측값이 있는지 여부의 판정을 행한다.

1년 전의 N-1월의 계측값이 축적되었던 경우는, 계측값 데이터베이스(52)로부터 판독하여, 전월(N-1월)의 계측값과 1년 전의 N-1월의 계측값의 비교를 행한다(스텝 S13).

이 비교의 결과, 전월(N-1월)의 계측값과 1년 전의 N-1월의 계측값이 동일하거나 또는 유사하다고 할 수 있는 범위 내이면, 1년 전의 N월의 계측값을 그대로 올해의 당월(N월)의 발전량과 전력 소비량의 예측값으로서 이용한다(스텝 S14).

이에 대해, 주택 H1이 신축인 경우나 계측 수단(3)을 설치한 지 얼마 되지 않은 경우는, 과거 1년분의 계측값이 축적되어 있지 않다. 따라서, 스텝 S15에서 타 저택과의 비교를 행한다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 관리 서버(5)에는 처리 대상으로 하고 있는 주택 H1 이외에도 많은 주택 H2, …, HX가 접속되어 있다. 그리고, 이들 주택 H2, …, HX에도 각각 계측 수단(3), …이 설치되어 있으므로, 계측값 데이터베이스(52)에는 그들 계측값이 축적되어 있다.

따라서, 주택 H2, …, HX에서 전월(N-1월)에 계측된 계측값 중으로부터, 처리 대상이 되어 있는 주택 H1의 전월(N-1월)의 계측값과 동일하거나 또는 유사한 계측값이 계측된 주택을 유사 저택으로서 추출한다(스텝 S16).

유사 저택의 추출 시에는, 주간 필요량 B, 밤 필요량 C, 아침 필요량 A의 순서로 유사한 주택을 탐색하고, 가장 가까운 주택을 유사 저택으로서 추출한다. 예를 들어 유사 저택으로서 주택 H2가 추출되었다고 하면, 주택 H2의 과거 1년분의 계측값이 축적되어 있으면, 주택 H2의 1년 전의 N월의 계측값을 주택 H1의 올해의 당월(N월)의 발전량과 전력 소비량의 예측값으로서 이용한다(스텝 S17).

상술한 스텝 S15 내지 S17까지의 처리는, 스텝 S13에서 전월(N-1월)의 계측값과 1년 전의 N-1월의 계측값의 비교를 행한 경우에, 동일하거나 또는 유사하다고는 할 수 없다고 판정된 경우에도 행해진다.

이상의 스텝에 있어서의 처리가 예측 수단(61)에 의한 예측이 된다. 그리고, 예측된 주택 H1의 올해 N월의 발전량과 전력 소비량을 사용해서, 최적 방전 개시 시각의 판정을 행한다(스텝 S18).

도 6에, 예측 수단(61)에 의해 예측된 태양 전지 패널(1)의 발전량과 전력 소비량의 예측값을 예시했다. 즉, 도 6의 표의 좌측으로부터 2열째에는, 주택 H1의 올해 N월(당월)의 전력 소비량의 평균값이 예측값으로서 시간마다 나타내어져 있다. 또한, 그 인접한 열에는, 태양 전지 패널(1)의 N월(당월)의 발전량의 평균값이 예측값으로서 시간마다 나타내어져 있다.

여기서, 최적 방전 개시 시각의 판정 처리의 흐름에 대해서는, 도 1을 사용해서 이미 설명했다. 즉 시간마다 전력 소비량으로부터 발전량을 감산하여, 공급이 필요한 전력량(필요량)을 산출한다. 또한, 이 도 6에 나타낸 표에서는, 도 1과 달리 발전량이 전력 소비량을 상회하는 시간은 없었다.

그리고, 산출된 시간마다의 필요량을 각 시간대에서 적산하여, 아침 필요량 A(=2.21kWh), 주간 필요량 B(=5.16kWh) 및 밤 필요량 C(=7.03kWh)를 각각 구한다(도 1의 스텝 S1).

계속해서 상술한 바와 같이 제1 비교 수단(621), 제2 비교 수단(622)에 의한 비교를 행하여, 가장 적절한 방전 개시 시각을 판정한다(도 1의 스텝 S2 내지 S7). 이 도 6에 나타낸 표의 값에 기초하면, 방전 가능 용량 X가 5.05kWh일 때에는, 주간 필요량 B+밤 필요량 C=5.16kWh+7.03kWh≥5.05kWh가 되어, 방전 개시 시각의 판정 결과는 10시(스텝 S2, 스텝 S5 참조)가 된다.

이와 같이 하여 산출된 판정 결과는, 도 5의 스텝 S19에 나타내는 바와 같이 최적 방전 개시 시각으로서 출력된다. 즉 방전 개시 시각 결정 수단(63)에 의한 판정 결과는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제어부(6)로부터 통신부(71)를 통하여 주택 H1의 표시 모니터(4)에 보내져서 표시된다.

도 7은 표시 모니터(4)의 표시 결과의 일례를 나타낸 도면이다. 여기에는, 현재 축전지(2)의 방전 개시 시각(오전 8시)과, 축전지(2)의 상태(양호)가 나타내어짐과 함께, 가장 전력 요금이 저렴해지는 방전 개시 시각이 「오전 10시」인 것이 표시되어 있다.

그리고, 이 표시 모니터(4)의 표시를 본 거주자는, 전력 요금을 가능한 한 저렴하게 하고자 생각한다면, 축전지(2)의 방전 개시 시각을 오전 10시로 변경하는 설정을 행할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태의 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템의 작용에 대해서 설명한다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태의 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템은, 감산 처리에 의해 산출된 전력 가격이 높은 시간대의 고가격 시 필요량(B+C)과 축전지(2)의 방전 가능 용량 X를 비교하여, 방전 가능 용량 X에 여유가 생기는 경우에 방전 개시 시각을 빠르게 한다.

이로 인해, 감산이라고 하는 적은 연산 부하로, 축전지(2)의 방전 가능 용량 X를 최대한으로 이용한다고 하는 유효 활용으로 유도할 수 있다. 또한, 상기 비교 외에, 감산 처리에 의해 산출된 전력 가격이 중간에 있는 시간대의 중가격 시 필요량(A)과 여유 방전량 Y의 비교를 행함으로써, 보다 경제적인 방전 개시 시각을 제안할 수 있게 된다.

즉, 전력 가격이 싼 시간대(저가격대)에 축전지(2)의 충전을 행하고, 충전된 전력을 전력 가격이 높은 시간대(고가격대)나 중간이 되는 시간대(중가격대)에 방전해서 이용함으로써, 주택 H1의 전력 요금을 삭감할 수 있다.

예를 들어, 거주자의 생활 스타일이 변화하여, 평일 아침의 전력 소비량이 증가하거나, 휴일 주간의 전력 소비량이 증가하거나 한 경우는, 최적 방전 개시 시각이 변화될 가능성이 있다. 이 밖에도, 계절, 가족 구성, 전력 가격의 요금 체계 등이 변화되면, 최적 방전 개시 시각도 변화될 가능성이 있다. 이로 인해, 때때로 또는 정기적으로 최적 방전 개시 시각의 재검토를 행함으로써, 주택 H1의 전력 요금을 삭감할 수 있게 된다. 그리고, 본 실시 형태의 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템에 의한 판정 결과는, 거주자의 바람직한 판단 재료가 된다.

또한, 계측 수단(3)에 의해 실제로 그 주택 H1에서 축적된 계측값에 기초하여 예측을 행함으로써, 주택 H1의 설비나 단열 성능, 거주자의 생활 스타일, 계절, 가족 구성 등이 고려된 예측을 행할 수 있게 된다.

또한, 처리 대상이 되는 주택 H1에 있어서 계측값이 충분히 축적되어 있지 않은 단계라도, 동일하거나 또는 유사한 다른 주택 H2, …, HX의 계측값에 기초하여 예측을 행함으로써, 예측 정밀도를 높일 수 있다.

그리고, 방전 개시 시각의 판정 결과를, 단말기 모니터나 퍼스널 컴퓨터의 화면 등 표시 모니터(4)에 출력시키거나, 프린터나 팩시밀리 등의 인쇄 장치에 출력시키거나 함으로써, 이용자를 용이하게 보다 적절한 방전 또는 최적 방전으로 유도할 수 있다.

이상, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명해 왔지만, 구체적인 구성은, 이 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 정도의 설계적 변경은, 본 발명에 포함된다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 하루 중에서 3개의 다른 전력 가격이 존재하는 요금 체계를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서 설명한 전력 가격 및 절환 시각은 예시이며, 전력 가격이 변화되는 시각이나 가격이 다른 시간대의 수는, 전력 회사 등의 계통 전력을 공급하는 회사의 경영 방침이나 그때의 정책 등에 따라서 변화된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 관리 서버(5)의 통신부(71)를 통하여 송신된 방전 개시 시각의 판정 결과를 표시 모니터(4)에 표시시키는 경우에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 메일을 통하여 휴대 전화나 퍼스널 컴퓨터의 화면 등에 표시시킬 수도 있다. 또한, 거주자가 소정의 웹페이지를 열람함으로써 판정 결과를 알 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 주택 H1의 계측 수단(3)에 의해 계측된 계측값에 기초하여 예측을 행하는 예측 수단(61)에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기존의 통계 자료 등으로부터 얻어지는 평균값 등을 예측값으로 할 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 방전 개시 시각 결정 수단(63)에 의한 판정 결과를 표시 모니터(4)에 표시시키는 것뿐이며, 축전지(2)의 설정 변경은 거주자가 행하는 경우에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 방전 개시 시각의 판정 결과를 축전지(2)의 제어 장치에 출력시킴으로써, 자동으로 최적인 방전 제어를 행하게 할 수도 있다.

그리고, 상기 실시 형태에서는, 축전지(2)의 방전 개시 시각 결정 시스템에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 연산 장치 등을 부분적으로 사용하거나 또는 전혀 사용하지 않는 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법이어도 된다.

[관련 출원에의 상호 참조]

본 출원은, 2013년 9월 6일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-185387에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 모든 개시는 완전히 본 명세서에서 참조에 의해 원용된다.

Claims (7)

1. 태양광 발전 장치 및 축전 장치를 구비한 건물에 있어서의 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템으로서,
   상기 태양광 발전 장치의 발전량 및 상기 건물의 전력 소비량을 예측하는 예측 수단과,
   제1 시각 이후 제2 시각 이전까지의 중가격대와, 제2 시각 이후 제3 시각 이전까지의 고가격대와, 제3 시각 이후 다음날의 제1 시각 이전까지의 저가격대로 전력 가격이 다르고, 이들 절환 시각이 기억된 전력 가격 기억 수단과,
   상기 고가격대의 상기 전력 소비량으로부터 상기 발전량을 감산한 고가격 시 필요량과 상기 축전 장치의 방전 가능 용량을 비교하는 제1 비교 수단과,
   상기 제1 비교 수단에 의해 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 이상으로 산정된 경우에 상기 제2 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에 상기 제1 시각 이후 상기 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 방전 개시 시각 결정 수단과,
   상기 제1 비교 수단에 의해 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에, 상기 방전 가능 용량으로부터 상기 고가격 시 필요량을 감산한 여유 방전량과 상기 중가격대의 상기 전력 소비량으로부터 상기 발전량을 감산한 중가격 시 필요량을 비교하는 제2 비교 수단을 구비하고,
   상기 방전 개시 시각 결정 수단에서는, 상기 제2 비교 수단에 의해 상기 중가격 시 필요량이 상기 여유 방전량 미만으로 산정된 경우에 상기 제1 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 상기 중가격 시 필요량이 상기 여유 방전량 이상으로 산정된 경우에 상기 제1 시각보다 늦은 상기 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 태양광 발전 장치의 발전량 및 상기 건물의 전력 소비량을 계측하는 계측 수단을 구비하고,
   상기 예측 수단에 의한 예측은, 상기 계측 수단에 의한 계측값에 기초하여 행해지는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 예측 수단에 의한 예측은, 비교 대상으로 하는 기간의 상기 계측 수단에 의한 계측값과 동일하거나 또는 유사한 계측값이 얻어진 다른 건물에 있어서의 계측값에 기초하여 행해지는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 방전 개시 시각 결정 수단에 의한 판정 결과가, 표시 장치 또는 인쇄 장치에 출력되는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 방전 개시 시각 결정 수단에 의한 판정 결과가, 상기 축전 장치의 제어를 행하는 제어 장치에 출력되는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 방전 개시 시각 결정 시스템.
7. 제1 시각 이후 제2 시각 이전까지의 중가격대와, 제2 시각 이후 제3 시각 이전까지의 고가격대와, 제3 시각 이후 다음날의 제1 시각 이전까지의 저가격대로 전력 가격이 다른 경우에, 태양광 발전 장치 및 축전 장치를 구비한 건물에 있어서의 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법으로서,
   상기 태양광 발전 장치의 발전량 및 상기 건물의 전력 소비량을 예측하는 예측 스텝과,
   상기 고가격대의 상기 전력 소비량으로부터 상기 발전량을 감산한 고가격 시 필요량과 상기 축전 장치의 방전 가능 용량을 비교하는 제1 비교 스텝과,
   상기 제1 비교 스텝에 있어서 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 이상으로 산정된 경우에 상기 제2 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에 상기 제1 시각 이후 상기 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 방전 개시 시각 결정 스텝과,
   상기 제1 비교 스텝에 의해 상기 고가격 시 필요량이 상기 방전 가능 용량 미만으로 산정된 경우에, 상기 방전 가능 용량으로부터 상기 고가격 시 필요량을 감산한 여유 방전량과 상기 중가격대의 상기 전력 소비량으로부터 상기 발전량을 감산한 중가격 시 필요량을 비교하는 제2 비교 스텝을 구비하고,
   상기 방전 개시 시각 결정 스텝에서는, 상기 제2 비교 스텝에 의해 상기 중가격 시 필요량이 상기 여유 방전량 미만으로 산정된 경우에 상기 제1 시각을 방전 개시 시각으로 하고, 상기 중가격 시 필요량이 상기 여유 방전량 이상으로 산정된 경우에 상기 제1 시각보다 늦은 상기 제2 시각 이전까지 중 어느 하나의 시각을 방전 개시 시각으로 하는 것을 특징으로 하는 축전 장치의 방전 개시 시각의 결정 방법.

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