WO2013024706A1 - エネルギー管理装置、エネルギー管理システム、プログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention uses an energy management apparatus that suppresses a peak of power supplied from a power source to a load by causing the battery to supply power to the load when the demand for power at the load increases.
- the present invention relates to an energy management system configured as described above, and a program for realizing the energy management apparatus.
- the electric utility when supplying power to consumers, the electric utility sets an electricity charge according to the contract for each customer. For example, there is a contract in which the monthly maximum value of the amount of power per unit time (for example, 30 minutes) in the customer is the maximum demand power, and the unit price of the electricity price is determined according to the maximum demand power. Moreover, depending on the electric power supplier, contract power is set for each customer, and a contract is made to shut off the circuit breaker (amp breaker) when the power used by the customer exceeds the contract power.
- the monthly maximum value of the amount of power per unit time for example, 30 minutes
- the unit price of the electricity price is determined according to the maximum demand power.
- contract power is set for each customer, and a contract is made to shut off the circuit breaker (amp breaker) when the power used by the customer exceeds the contract power.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-109621 (hereinafter referred to as Patent Document 1) describes a technology for adjusting received power by controlling charging and discharging of a power storage system installed in a power consumer. It is done.
- adjustment of received power is performed for the purpose of peak cut to reduce contract power or peak shift to reduce usage of daytime power having a high unit price. Therefore, in the technology described in Patent Document 1, the adjustment of the received power is automatically performed in accordance with the pattern set in the controller.
- the technique of the peak assist described in patent document 1 is always supplying electric power, as long as the electric power (remaining amount) of a storage battery has an allowance, when the demand electric power in load increases. This is because consumers are focusing on peak cut and peak shift.
- Patent Document 1 does not have a configuration for the consumer to recognize whether or not the peak assist has been performed, so when the load used becomes peak when the load is used, the consumer is required. There is a problem that it can not be made to recognize. Further, in the configuration described in Patent Document 1, conditions for performing peak assist are fixed. Therefore, the conditions for performing the peak assist can not be set to be appropriate for the consumer. In other words, there is a problem that it is not possible for the consumer to have an interest in the peak of the demand power.
- An object of the present invention is to provide an energy management apparatus which gives consumers an interest in demand power through the use of stored electric power, and further, an energy management system using this energy management apparatus, and this energy management The purpose is to provide a program for realizing the device.
- An energy management apparatus supplies power to a load from a power acquisition unit that acquires demand power of a load and a power storage device provided separately from the power supply when an assist condition defined for the demand power is satisfied.
- a notification control unit that causes the notification device to show that the assist condition is satisfied
- an input acquisition unit that acquires an input from the operation device
- an input acquisition unit configured to set an assist condition.
- the assist condition includes a time period during which power supply from the storage device is permitted to supply power, and the storage device to the load And at least a switching threshold for the demand power to start the supply of power.
- the notification control unit is a type of selection notification inquiring whether or not the assist operation has been initiated.
- the input acquisition unit acquires from the operation device whether the activation of the assist operation is necessary or not in response to the selection notification, and the assist control unit operates a response for requesting the activation of the assist operation by the input acquisition unit.
- the assist operation is activated.
- a history storage unit for storing a history when the assist condition is satisfied is added, and the condition setting unit And a time correction unit that automatically adjusts the time zone such that the period in which power is supplied from the power storage device to the load is included in the history stored in the history storage unit.
- a history storage unit for storing a history when the assist condition is satisfied is added, and the condition setting unit
- the threshold adjustment unit is configured to automatically adjust the switching threshold so that the number of times of supplying power from the storage device to the load in a predetermined period approaches a specified number of times by using the history stored in the history storage unit.
- a history storage unit for storing a history when the assist condition is satisfied;
- a remaining amount acquiring unit for acquiring the remaining amount of power is added, the assist condition includes a reference value regarding the remaining amount of the power storage device necessary for starting the assist operation, and the condition setting unit stores the information in the history storage unit.
- the reference value adjustment unit automatically adjusts the reference value so that the minimum value of the remaining amount of the power storage device in the predetermined period approaches the predetermined value by using the history.
- the notification control unit is configured to first satisfy the assist condition within one day starting from the specified time.
- the notification device is made to present a selection notification.
- the notification control unit can obtain a response to the selection notification from the operating device that does not require activation of the assist operation.
- the notification device is made to present a selection notification also when notified by the assist control unit that the assist condition is satisfied next within one day.
- the assist control unit transmits an assist operation from the operation device to the selection notification.
- the notification control unit is notified that the assist operation is being performed to the notification device without performing the selection notification to the notification device.
- an interface for communication is provided, and the condition setting unit sets assist conditions through the interface. Ru.
- the power acquisition unit samples power at predetermined time intervals and performs sampling a plurality of times.
- the representative value of the power obtained in the above is taken as demand power.
- An energy management system includes a power storage device capable of performing an assist operation for supplying power to a load from a power system through a feed path that supplies power to the load, a measuring device for measuring demand power of the load, and measurement. It has an energy management device that controls the start and stop of the assist operation according to the demand power measured by the device, a notification device that performs notification instructed from the energy management device, and an operation device that gives instructions to the energy management device.
- the energy management apparatus includes: a power acquisition unit for acquiring demand power from the measurement apparatus; an assist control unit for selecting start and stop of the assist operation when the assist condition defined for the demand power is established; and the assist condition is established
- a notification control unit that causes the notification device to present information
- an input acquisition unit that acquires an input from the operation device, and Characterized in that it comprises a condition setting section which strike condition is set.
- the energy management apparatus according to any one of the first to eleventh aspects and the power supply line for supplying power from the power system to the load are supplied to the load.
- the storage device capable of assisting operation, a measuring device for measuring the demand power of the load, the notification device for performing notification instructed from the energy management device, and the operation for giving instructions to the energy management device A device
- the power acquisition unit of the energy management device is configured to acquire demand power from the measurement device, and the energy management device performs the assist operation according to the demand power measured by the measurement device Control the start and stop of the
- a program according to the present invention includes a computer, a power acquisition unit for acquiring demand power of a load, and an assist operation for supplying power to a load from a power storage device provided separately from the power supply when an assist condition defined for the demand power is satisfied.
- An assist control unit that selects start and stop, a notification control unit that causes the notification device to show that the assist condition is satisfied, an input acquisition unit that acquires an input from the operation device, and an assist condition is set through the input acquisition unit
- a condition setting unit for operating the energy management apparatus.
- the program according to the present invention is a program for operating a computer as the energy management device of any one of the first to eleventh aspects.
- the program of the present invention is preferably stored in a computer readable storage medium.
- the configuration of the present invention it is possible to give the consumer an interest in the demand power through the use of the stored electric power, and also the assist condition as a condition for using the stored electric power as a load As a result, it is possible to make the consumer aware of the proper use of power through the setting operation of the assist condition.
- a distribution board 20 that receives power from a power system of a commercial power supply is provided.
- the distribution board 20 incorporates a master breaker 21 and a plurality of branch breakers 22, 22,.
- the main circuit 23 to which the main circuit breaker 21 is connected is branched into branch circuits 24, 24,... Of a plurality of systems through the branch breakers 22, 22,.
- An outlet is provided between the branch breaker 22 and the load as required.
- a measuring device 30 is connected to the distribution board 20.
- the measuring device 30 includes a current sensor 31 that measures the current supplied to the load through the master circuit 23 on the power supply side of the master breaker 21 (in other words, the power supplied to the load).
- the measuring device 30 calculates the demand power (demand power of the load) using the current detection unit 32 that detects the current passing through the main circuit 23 from the output of the current sensor 31 and the current value detected by the current detection unit 32.
- An arithmetic unit 33 and a communication unit 34 that is an interface for communication are provided.
- Arithmetic unit 33 is configured using a microcomputer or the like that operates according to a program, and samples and samples the current passing through main circuit 23 at fixed time intervals (selected from 10 seconds, 1 minute, 30 minutes, etc.) The current is used to determine the power.
- the voltage of the main circuit 23 is regarded as constant, but not only the current but also the voltage may be measured in the measuring device 30.
- the measuring device 30 measures the demand power due to the load of the entire home.
- the measuring device 30 is provided separately from the distribution board 20 in the illustrated example, the measuring device 30 may be incorporated in the distribution board 20.
- a power storage device 40 is connected to the main circuit 23 on the power supply side (electric power system side) of the current sensor 31.
- power storage device 40 includes a battery block 41 incorporating a storage battery such as a lithium ion battery, a charge circuit 42 for charging battery block 41, and a discharge circuit for discharging battery block 41.
- the charging circuit 42 includes an AC / DC converter that converts alternating current of the main circuit 23 into direct current and charges the battery block 41.
- the discharge circuit 43 converts direct current of the battery block 41 into alternating current and supplies the alternating current to the main circuit 23. It has a DC / AC converter. Power storage device 40 is used to prevent reverse power flow to the power supply system at the time of discharge.
- Power storage device 40 has a function of monitoring the remaining amount (capacity of dischargeable battery) of the storage battery provided in battery block 41, and a control unit 44 having a function of controlling the operation of charging circuit 42 and discharging circuit 43. , And a communication unit 45 which is an interface for communication. Further, power storage device 40 includes a threshold setting unit 46 in which a switching threshold described later is set.
- the control unit 44 uses a microcomputer operating according to a program, and the threshold setting unit 46 uses a memory built in the microcomputer or a memory provided separately from the microcomputer.
- Control unit 44 provided in power storage device 40 operates charge circuit 42 and discharge circuit 43 alternatively. That is, the control unit 44 selects three states: the state in which the charging circuit 42 operates, the state in which the discharging circuit 43 operates, and the state in which both the charging circuit 42 and the discharging circuit 43 stop.
- the control unit 44 selects the above-described three states by using a switching threshold set in the threshold setting unit 46 or instructed from the outside through the communication unit 45.
- power storage device 40 receives power from main circuit 23 and stores it in battery block 41, and discharges from battery block 41 to supply power to main circuit 23. That is, by providing power storage device 40 and performing storage and discharge at appropriate timing, it becomes possible to adjust the power for each time slot for receiving power (from distribution board 20) from the power system.
- the main use of such a power storage device 40 is to achieve equalization of the power received from the power system. For example, by storing power in power storage device 40 in a time zone where demand power is small and discharging power storage device 40 in a time zone where demand power is large, the amount of power received from the power grid for fluctuations in demand power. The fluctuation is suppressed. That is, when the state in which discharge circuit 43 is operated is selected, power is supplied not only from the power system of the commercial power source but also from power storage device 40 to the load. It will reduce the received power.
- the energy management device 10 controls the storage and discharge of the storage device 40.
- an operation display device 50 Connected to the energy management device 10 is an operation display device 50 having the functions of the operation device and the notification device.
- the energy management apparatus 10 in the illustrated example includes a communication unit (first communication unit) 17 as an interface for connecting to the server 60 via a communication network such as a communication network installed in a house or a wide area network. .
- the operation display device 50 of the present embodiment assumes a touch panel. Therefore, as shown in FIG. 5, the operation display device 50 is superimposed on the processing unit 51 using a microcomputer operating according to a program, the display device (notification device) 52 formed of a liquid crystal display, and the screen of the display device 52. And an operating device (input device) 53 disposed. Further, the operation display device 50 includes a communication unit 54 which is an interface for communicating with the energy management device 10, and a screen data storage unit 55 storing screen data displayed on the screen of the display device 52. The screen data storage unit 55 includes screen storage areas 551 to 553 for storing a plurality of types of screen data for each type.
- the operation display device 50 may not be a touch panel, and may be a combination of the display device 52 and a switch (for example, a keypad) including mechanical contacts.
- the display device 52 and the operation device 53 may be provided separately.
- the notification device may be configured to aurally notify in addition to the display device 52 that provides visual notification.
- the energy management apparatus 10 is a semiconductor that stores data such as a management processing unit 11 whose main component is a processor that executes a program, and assist conditions (described later) that the management processing unit 11 uses. And a storage unit 12 configured of a memory.
- the management processing unit 11 also includes a communication unit (second communication unit) 13 for communicating with the measuring device 30, a communication unit (third communication unit) 14 for communicating with the power storage device 40, and an operation display device.
- a communication unit (fourth communication unit) 15 for communicating with 50 is attached.
- the energy management device 10 includes a clock unit 16 that counts the current date and time. The clock unit 16 uses a real time clock.
- the management processing unit 11 instructs the operation of the charge circuit 42 and the discharge circuit 43 of the power storage device 40 through the communication unit 14 and the power acquisition unit 111 that acquires the demand power of the load from the measuring device 30 through the communication unit 13. And 112.
- Control unit 44 of power storage device 40 controls the operation of charge circuit 42 and discharge circuit 43 with reference to the instruction from assist control unit 112.
- the management processing unit 11 also includes a remaining amount acquisition unit 113 that acquires the remaining amount of power of the battery block 41 from the power storage device 40 through the communication unit 14.
- the assist control unit 112 has a function of determining whether the assist condition is satisfied or not.
- the management processing unit 11 further includes a notification control unit 114 that causes the operation display device 50 to present information, and an input acquisition unit 115 that acquires an input from the operation display device 50. Parameters of assist conditions and the like are input to the input acquisition unit 115 according to the input to the operation display device 50.
- the assist conditions are set in the storage unit 12 through the condition setting unit 116 provided in the management processing unit 11.
- the management processing unit 11 includes a charge instructing unit 117 that instructs the power storage device 40 on the timing and amount of charge.
- the charge amount estimation unit 118 estimates the charge amount instructed by the charge instruction unit 117. The operations of charge instructing unit 117 and charge amount estimating unit 118 will be described later.
- the assist condition is a condition for starting the assist operation, and a time zone (disclosure time and end time) for permitting supply of power from the storage device 40 to the load, and supply of power from the storage device 40 to the load And at least a switching threshold for the demand power to start. Further, a reference value for the remaining amount of the power storage device 40 (actually, the remaining amount of the battery block 41) may be included in the assist condition.
- the storage unit 12 includes condition storage areas 121 to 123 for storing assist conditions for each type.
- the condition setting unit 116 sets an assist condition for each of the condition storage areas 121 to 123 of the storage unit 12.
- the storage unit 12 is also provided with operation selection areas 124 and 125 for storing parameters for selecting the operation of the energy management apparatus 10.
- the assist operation can be activated when all the assist conditions are satisfied. That is, the assist control unit 112 is configured to determine whether or not to execute the assist operation (with reference to an external input) when all the assist conditions are satisfied.
- the assist condition is set by the time zone and the switching threshold
- the assist operation can be started when the time when the demand power exceeds the switching threshold is included in the assist condition time zone.
- the assist condition is set by the time zone, the switching threshold, and the reference value for the remaining amount
- the time when the demand power exceeds the switching threshold is included in the time zone of the assist condition, and the storage device 40
- the assist operation can be activated when the remaining amount of V is equal to or greater than the reference value.
- the assist operation is stopped.
- Assist control unit 112 has a function of instructing storage device 40 to start and stop the assist operation through communication unit 14. Further, the assist control unit 112 has a function of causing the operation display device 50 to present the establishment of the assist condition through the notification control unit 114 when the assist condition for activating the assist operation is satisfied. In other words, the assist control unit 112 in the present embodiment has a function of determining whether the assist condition is satisfied or not. Assist control unit 112 calculates the demand power acquired by power acquisition unit 111, the remaining amount of battery block 41 acquired by remaining amount acquisition unit 113, the current date and time counted by clock unit 16, the assist condition set in storage unit 12, etc. It is determined whether the assist condition is satisfied or not, using.
- the assist control unit 112 has an operation mode (referred to as “semi-automatic mode”) in which the necessity of the assist operation is selected by the operation of the operation display device 50 (referred to as “semi-automatic mode”) and an operation mode in which the assist operation is automatically activated when the assist condition is satisfied. "Auto mode” can be selected.
- assist control unit 112 can select an operation mode (referred to as “stop mode”) in which the assist operation is not performed, the stop mode is an operation in which power storage device 40 does not function. I will not explain in particular.
- the operation mode of the assist control unit 112 is selected by the information stored in the operation selection area 124 of the storage unit 12.
- the assist control unit 112 presents the start of the assist operation to the operation display device 50 through the notification control unit 114, and instructs the power storage device 40 to discharge.
- assist control unit 112 performs selection notification to operation display device 50 through notification control unit 114, and in response to a response from operation display device 50 to input acquisition unit 115, Determine the necessity of discharge.
- selection notification means a notification inquiring of the customer whether or not the activation of the assist operation is necessary.
- the energy management apparatus 10 can select an operation mode (referred to as a “setting mode”) for setting an assist condition.
- the setting mode is selected when the power is turned on, when instructed from the operation display device 50, or the like.
- a screen with contents as shown in FIG. 6 is displayed on the operation display device 50.
- a time zone a time zone for permitting supply of power from the power storage device 40 to the load; "peak assist time zone” in the figure), a switching threshold ("peak assist threshold” in the figure), a battery block 41
- the reference value of the remaining amount of (the remaining amount of battery for peak assist” in the figure) can be set as the assist condition.
- fields F1 to F4 for input are provided for each assist condition.
- the information input to the fields F1 and F2 is stored in the condition storage area (first condition storage area) 121, the information input to the field F3 is stored in the condition storage area (second condition storage area) 122, The information input to the field F4 is stored in the condition storage area (third condition storage area) 123.
- an automatic mode, a semi-automatic mode, and a stop mode can be selected as the operation of the energy management apparatus 10 ("Peak assist execution mode" in the figure).
- “1: Automatic” is the automatic mode
- “2: semi-automatic” is the semi-automatic mode
- "0: not” is the stop mode option
- the screen is provided with the field F5 for entering the option number as a parameter. ing.
- the parameters input to the field F5 are stored in the operation selection area (first operation selection area) 124. Therefore, the operation mode of the energy management apparatus 10 is selected from the automatic mode, the semi-automatic mode, and the stop mode according to the parameters set in the operation selection area 124.
- the operation of the energy management apparatus 10 it is possible to select whether or not to set the assist condition from a distance through the server 60 (in the figure, “remote setting of peak assist execution”).
- “1: Allow” is permission
- “0: Do not allow” is an option of prohibition
- the screen is provided with a field F6 for inputting the number of the option as a parameter.
- the parameters input to the field F6 are stored in the operation selection area (second operation selection area) 125. That is, according to the parameters set in the operation selection area 125, the energy management apparatus 10 selects whether to change the assist condition from the far side through the server 60.
- the energy management system 10 When the setting mode is selected, a screen as shown in FIG. 6 read from the screen storage area (first screen storage area) 551 is displayed on the operation display device 50, and information necessary for each of the fields F1 to F6 is obtained. Is input, the energy management system 10 operates as follows.
- the energy management device 10 operates based on the parameters input to the fields F1 to F5.
- the energy management system 10 basically operates based on the parameters input to the fields F1 to F5. Then, when a command to change the parameter of any of the fields F1 to F5 is input from the server 60 (via the communication unit 17), the condition setting unit 116 updates the parameter of the designated field. Then, the energy management apparatus 10 operates based on the updated parameters of the fields F1 to F5.
- assist control unit 112 automatically performs the assist operation.
- a start signal for starting is output to power storage device 40 (via communication unit 14).
- assist control unit 112 When “2: semi-automatic" is selected in field F5, if the assist condition set by the parameters input to fields F1 to F4 is satisfied, assist control unit 112 performs selection notification for performing selection notification. A signal is output to the operation display device 50 (via the notification control unit 114 and the communication unit 15). Then, when a response that makes the activation of the assist operation unnecessary is obtained from the operation display device 50 (via the communication unit 15 and the input acquisition unit 115), the assist control unit 112 causes the power storage device 40 to perform the assist operation. Absent. On the other hand, when a response requesting activation of the assist operation is obtained from operation display device 50, assist control unit 112 outputs a start signal for starting the assist operation (via communication unit 14) to power storage device 40. Do.
- assist control unit 112 When “0: Do not perform” is selected in field F5, assist control unit 112 does not cause power storage device 40 to perform the assist operation even if the assist conditions set in fields F1 to F4 are satisfied. Even in this case, the energy management device 10 may use the operation display device 50 to notify that the assist condition is satisfied.
- the energy management apparatus 10 preferably stores the default value of the assist condition in the storage unit 12.
- the default value of the assist condition is set in the storage unit 12
- the assist condition from the condition setting unit 116 is not set in the condition storage areas 121 to 123
- the assist condition of the default value is adopted.
- the assist condition set by the condition setting unit 116 is used prior to the default value. It is not essential that a default value of the assist condition is set in the storage unit 12.
- the operation mode of the energy management device 10 is set to the semi-automatic mode by default.
- the assist condition is set to facilitate activation of the assist operation. That is, the time zone is set wide, the switching threshold is set low, and the reference value of the remaining amount is set low. For example, the time zone is set to 7 to 22 o'clock, the switching threshold is set to 3 kW, and the reference value of the remaining amount is set to 1 kWh or the like.
- Such an assist condition may be set by the consumer using the condition setting unit 116 according to the instruction manual of the energy management apparatus 10 or the like. Conditions can be used.
- the energy management device 10 When activated, the energy management device 10 transmits the switching threshold as the assist condition to the power storage device 40, and the switching threshold is set in the threshold setting unit 46 of the power storage device 40.
- the reference value of the remaining amount, which is the assist condition be also transmitted to the power storage device 40 and the power storage device 40 be stored. If the remaining amount of battery block 41 is less than the reference value set in power storage device 40, power storage device 40 starts power storage.
- the measuring device 30 samples the current passing through the main circuit 23 at constant time intervals by the current sensor 31 provided on the distribution board 20, and periodically transmits the sampled current value to the energy management device 10 and the storage device 40. Do.
- the energy management apparatus 10 A screen as shown in FIG. 7 is displayed on the operation display device 50. That is, when the demand power calculated by the calculation unit 33 satisfies the assist condition, the notification control unit 114 reads the screen stored in the screen storage area (second screen storage area) 552, and starts the assist operation.
- the operation display device 50 is made to present necessity as a selection notification. This screen is a screen for inquiring whether or not to start the assist operation, and includes buttons B1 and B2 that allow the customer to select whether or not the assist operation is necessary.
- the storage device 40 discharges and stops the discharge. It will be necessary to switch quickly.
- the DC / AC converter (discharge circuit 43) provided in power storage device 40 is compatible with rush power generated at the time of start of load, etc. It must be configured to be able to do so, and a large capacity discharge circuit 43 is required. That is, there arises a problem that an expensive power storage device 40 is required.
- a moving average for example, a simple moving average
- an average value of demand power obtained by sampling a plurality of times for example, about 5 to 10 times
- this average value is used as demand power. It is preferable to judge that it is not established. If a moving average of demand power sampled at an appropriate cycle is used as a representative value for demand power to judge that the assist conditions are met or not met, a large-capacity DC / AC converter is unnecessary because it is not affected by inrush current. As a result, cost increase will be suppressed.
- the power acquisition unit 111 uses a moving average as a representative value of demand power, and as a representative value, a mode value of a plurality of sampling values, an average value obtained by removing an abnormal value from a plurality of sampling values, etc. It is also possible to use
- the energy management device 10 instructs the power storage device 40 to start the assist operation.
- the discharge circuit 43 is operated to start the discharge, and the remaining amount of the battery block 41 is notified to the energy management apparatus 10 together with the start of the assist operation.
- the energy management device 10 causes the operation display device 50 to display a screen shown in FIG. That is, when notified of the start of the assist operation from power storage device 40, notification control unit 114 reads the screen stored in screen storage area (third screen storage area) 553 and indicates that the assist operation has been started.
- the selection display unit 50 presents a screen. This screen shows that the assist operation has been started, the remaining amount of the battery block 41, and the time to finish the assist operation.
- the screen shown in FIG. 8 also includes buttons B3 and B4 for selecting the necessity of continuation of the assist operation. If the button B4 ("NO" button) is not selected on this screen, the energy management apparatus 10 continues the assist operation.
- buttons B2 and B4 (“NO” button) for prohibiting the assist operation are selected on the screens shown in FIG. 7 and FIG. 8, no assist operation is performed. Power will be increased. Since the assist operation is originally performed to equalize the power received from the power system, it is not preferable that the power received increases when the condition for performing the assist operation is satisfied. Therefore, when the consumer chooses to prohibit the assist operation, the consumer is made aware of the suppression of the demand power by making the consumer adjust the operation of the load so that the demand power is reduced. Becomes possible. That is, when the energy management apparatus 10 of the present embodiment requires the assist operation (when the demand power exceeds the switching threshold), the energy management device 10 notifies the consumer that the assist operation is necessary. It can be made to be conscious of control of demand power.
- the necessity of activation of the assist operation is presented as a selection notification on the operation display device 50, and when the operation display device 50 is operated in response to the presentation, the result of the operation is acquired by the input acquisition unit 115.
- the assist control unit 112 activates the assist operation.
- the energy management device 10 notifies the storage device 40 of the end of the assist operation. That is, discharge circuit 43 of power storage device 40 is stopped.
- the assist operation when the start of the assist operation is instructed on the screen shown in FIG. 7, each time the demand power exceeds the switching threshold until the energy management device 10 notifies the storage device 40 of the end of the assist operation.
- the assist operation is automatically repeated. That is, once the assist operation is started, the assist operation is automatically repeated until the button B4 is selected on the screen shown in FIG. 8 or the time period set as the assist condition is ended.
- the time zone of the assist condition is set within the range of one day, and when the condition to start the assist operation is satisfied on the next day, the screen shown in FIG. 7 is displayed on the operation display device 50 again.
- the condition for starting the assist operation is satisfied
- the demand or not of the necessity for the assist operation is selected by displaying the screen shown in FIG. 7, but the start condition for the assist operation is satisfied Only notification of may be performed. In this case, the customer can not select whether the assist operation is necessary or not, and the assist operation is automatically performed unless the load operation is adjusted to reduce the demand power.
- the transition from the introduction phase to the growth phase is done by the consumers themselves. Since the energy management apparatus 10 notifies the establishment of the start condition of the assist operation by the operation display device 50 in the introduction stage, the consumer recognizes the operating state of the load when the assist condition is satisfied.
- the assist conditions are set so that the assist operation is easily activated, whereas in the growth stage, the assist conditions are more difficult to be activated than in the introduction stage based on the experience of the customer. Is changed. That is, when the customer operates the condition setting unit 116, the assist condition is changed. In the growth stage, the energy management apparatus 10 continues the semi-automatic mode in order to determine whether the set assist condition is appropriate.
- the assist condition when the customer repeats setting of the assist condition at the growth stage, the assist condition is considered to converge to a suitable range for the consumer.
- the assist condition converges, it is customary for the consumer to activate the assist operation each time the energy management device 10 notifies the start of the assist operation. Conversely, the same thing is repeated every day, which makes it troublesome for the consumer to select the necessity of the assist operation.
- Such a stage is a mature stage, and when the mature stage is reached, the consumer changes the operation mode of the energy management device 10 from the semi-automatic mode to the automatic mode. At the maturity stage, consumers are considered to have less resistance to performing the assist operation.
- the assist operation is automatically started. That is, a screen for selecting the necessity of the assist operation is not displayed on the operation display device 50 as shown in FIG. 7, and the assist operation is automatically performed when the assist condition is satisfied.
- the above-mentioned maturity stage is a state in which the demand power is considered appropriate by the consumer, and a sufficient contribution is made in terms of reducing the demand power to reduce the supply power in the whole society (the whole transmission network). It is not in the state.
- the customer thinks that the assist operation is properly performed, so there is no awareness to further reduce the demand power, and the demander is induced to further reduce the demand power. I can not do it.
- the power supply from the power transmission network is insufficient for the electric power company, there are cases where it is desirable to equalize the supplied power by actively performing the assist operation at the peak of the required power.
- the social infrastructure maintenance stage after the assist operation has converged is set.
- third parties other than the customer set the assist condition from a distance by inputting an option for permitting setting of the assist condition through the server 60 in the field F6 in the screen shown in FIG. It will be possible to That is, using the input device attached to the server 60 or the input device communicating with the server 60, the assist condition can be set from the outside.
- the assist condition can be set from a distance, it becomes possible to change the assist condition to promote further reduction of the demand power for the customer who has reached the mature stage. Also, for electric power companies, when supply power is expected to run short, supply is sought by asking the customer for permission to change the assist conditions, and changing the assist conditions from a distance to meet the supply power. It will prevent large-scale blackouts due to lack of electricity.
- the assist condition is set so that the assist operation is easily activated, and the operation is performed in the semi-automatic mode. Therefore, the consumer recognizes the relationship between the use of power and the assist operation Will be attached.
- the customer adjusts the time zone where the assist operation is performed according to the surplus amount of power supplied by the electric power supplier, the customer will be aware of the change in the amount of power supplied by the electric power supplier. .
- the assist operation is activated in the automatic mode thereafter. Furthermore, if the customer permits in the state of reaching the mature stage, it will be possible to shift to the social infrastructure maintenance stage and change the assist condition from a distance through the server 60. Since the consumer has experienced in the past the situation where the assist operation is activated, even if the assist condition is changed from a distance due to the request from the electric power company, it is easy to accept the change of the assist condition. We will make social contributions in response to the power situation.
- the assist condition in the assist operation is set in principle in units of one day.
- the day does not have to start from midnight, but can be started from the time specified as appropriate. In this case, 24 hours from the specified time is in the range of one day.
- the time to start a day is set, for example, in a time zone from sleeping to getting up.
- the notification control unit 114 presents the selection notification to the operation display device 50 when the assist condition is first satisfied in the period of one day.
- the assist condition may be established multiple times a day, but the selection notification is performed when the assist condition is first established from the start of the day.
- the selection notification means that the consumer can select whether or not the assist operation needs to be started.
- the notification control unit 114 does not perform the selection notification even if the assist condition is satisfied by the end of the first day. However, it is preferable that the notification regarding the establishment of the assist condition be notified each time the assist condition is established. The notification control unit 114 may always notify that the assist condition is satisfied while the assist condition is satisfied. The result selected by the customer with respect to the selection notification becomes effective in a period of one day, and when the activation of the assist operation is requested, the assist operation is activated every time the assist condition is met in the period of one day.
- the notification control unit 114 presents the selection notification to the operation display device 50, a response indicating that the activation of the assist operation is unnecessary is obtained, It is preferable that the notification control unit 114 present the selection notification again when the assist condition is satisfied next within the period of one day. In this operation, as long as the assist operation is not activated within the period of one day, the selection notification is presented each time the assist condition is satisfied.
- the selection notification may not be performed within the period of That is, the selection notification is performed only when the assist condition is first satisfied from the start of the day, and the customer does not have to select the assist operation at that time.
- the selection notification will not be performed within the period. In other words, the necessity of starting the assist operation may be selectable only when the assist condition is first satisfied from the start of one day. In this case, if the demander does not need to start the assist operation for the selection notification, the assist operation is not performed thereafter within the period of one day.
- the consumer does not operate the operation display apparatus 50 even if the selection display is performed on the operation display apparatus 50.
- the energy management apparatus 10 preferentially perform the assist operation.
- the energy management apparatus 10 does not perform selection notification when the remaining amount of the battery block 41 does not satisfy the assist condition even if another assist condition is satisfied.
- the operation display device 50 notify that the demand power exceeds the switching threshold together with the shortage of the remaining amount of the battery block 41.
- the transition from the growth stage to the maturation stage is performed by the user operating the operation display device 50 in the above-described example, but may be automatically performed based on the number of operations in the growth stage.
- the energy management apparatus 10 includes the operation count storage area 126 in the storage unit 12 in order to store the operation count.
- the number-of-operations storage area 126 stores the number of operations for which a response for requesting activation of the assist operation to the operation display device 50 has been obtained.
- the assist control unit 112 automatically performs the semi-automatic mode in which the necessity of the assist operation is selected based on the input to the input acquisition unit 115 (input from the operation display device 50) and the automatic when the assist condition is satisfied. And an automatic mode for starting the assist operation. Then, when the cumulative value of the number of operations stored in the number-of-operations storage area 126 reaches the specified number, the assist control unit 112 automatically shifts from the semi-automatic mode to the automatic mode.
- the number of operations stored in the operation number storage area 126 may be a simple cumulative value of the number of operations, but it is preferable to set an upper limit to the number of days for accumulating the number of operations. That is, when the cumulative value of the number of operations does not reach the specified number (for example, 10) by the upper limit number of days, it is preferable to use the cumulative value excluding the first operation among the cumulative operations.
- the cumulative value of the number of operations may be the number of operations operated continuously. In this case, the number of operations matches the number of days. In any case, when the cumulative value of the number of times of operation reaches the specified number, the assist control unit 112 automatically shifts from the semi-automatic mode to the automatic mode. In addition, it is assumed that the operation which requests
- the objective evaluation is performed compared to when the consumer manually performs the transition from the growth stage to the maturation stage. It becomes possible to use it and to make a transition at an appropriate timing.
- the setting mode can be selected in the energy management apparatus 10, and the customer inputs the assist condition using the operation display device 50 in the setting mode.
- the assist condition may be set automatically. However, it is not necessary to set all the assist conditions automatically, as long as some of the assist conditions can be set automatically.
- the energy management apparatus 10 may include all (or two of them) of a time correction unit 1161, a threshold adjustment unit 1162, and a reference value adjustment unit 1163 described below. Then, all (or two of these) assist conditions of the time zone, the switching threshold, and the reference value of the storage battery remaining amount may be automatically set.
- the energy management apparatus 10 stores the history when the demand power exceeds the switching threshold which is the assist condition, the history whether or not the power storage device 40 supplies the power to the load, and the like.
- a history storage unit 127 is provided.
- the history storage unit 127 detects the presence or absence of activation of the assist operation, the time of the start and end of the period in which the demand power exceeds the switching threshold, and the amount of power supplied by the assist operation each time the demand power exceeds the switching threshold. The remaining amount of the device 40 and the like are stored.
- the history storage unit 127 store the number of times the assist operation is performed on the first day in the semi-automatic mode. In short, the history storage unit 127 stores the history when the assist condition is satisfied.
- the time correction unit 1161 In the case of automatically setting the time zone of the assist conditions, the time correction unit 1161 provided in the condition setting unit 116 is used.
- the time correction unit 1161 uses the history stored in the history storage unit 127 to automatically adjust the time zone so that the period in which the demand power exceeds the switching threshold is included. That is, if there is a period in which the demand power exceeds the switching threshold outside the range of the preset time zone, the time zone for starting the assist operation under the assist condition is corrected to include that period.
- the time zone of the assist condition is set in units of one hour. Therefore, the history storage unit 127 is configured to be able to record, on a daily basis, whether the required power exceeds the switching threshold every hour. That is, when adjusting the time zone automatically, the time zone in which the demand power exceeds the switching threshold value is extracted from the history for each hour of the history storage unit 127 so that all the extracted time zones are included. The time period for performing the assist operation on one day is determined.
- a time zone is set to span two days for the assist condition.
- the time period for starting the day may be changed, and the time zone of the assist condition may be set within the range of one day, and the time zone for the assist condition may be set.
- the time zone in which the assist operation is performed is automatically corrected using the actual results when the demand power exceeds the switching threshold. Therefore, even if the time zone for performing the assist operation is incorrectly set in the customer, the time zone for the assist condition is automatically adjusted to be an appropriate time zone, and manual adjustment of the time zone is not necessary .
- the threshold adjustment unit 1162 provided in the condition setting unit 116 is used.
- the threshold adjustment unit 1162 uses the history stored in the history storage unit 127 to estimate the switching threshold so that the number of times the assist operation is performed on one day becomes a specified number of times. That is, the threshold adjustment unit 1162 takes into consideration the change in demand power and the amount of power that can be stored in the storage device 40, and appropriately switches the amount of power that can be stored on one day to the demand power. Estimate. Further, the threshold adjustment unit 1162 automatically adjusts the switching threshold by storing the switching threshold calculated and obtained in the condition storage area 122.
- the frequency value may be defined not only from the number of times the assist operation is performed, but also from the number of times of notification to the customer. In short, the frequency value may be defined so that the notification is performed with a frequency that does not give the consumer a bother.
- the threshold adjustment unit 1162 uses the past demand power stored in the history storage unit 127 to set the switching threshold in the condition storage area 122 so as to approach the defined frequency value, so the switching threshold is appropriately set. Ru. That is, when the switching threshold is low, the assist operation is activated more frequently, and when the switching threshold is high, the assist operation is hardly activated, but the assist threshold is set to approach the defined frequency value. Will be launched the appropriate number of times. For example, when the number of times the assist operation is activated is designated 10 times a day, the switching threshold is adjusted such that the assist operation close to 10 times a day is performed.
- the count value is input from, for example, the operation display device 50 via the input acquisition unit 115 and stored in the condition storage area 122. A default value of the count value may be stored in the condition storage area 122.
- the assist conditions may include the reference value of the remaining amount of the power storage device 40 as described above. That is, even if the time when the demand power exceeds the switching threshold is included in the time zone of the assist condition, the assist operation is not activated if the remaining amount of power storage device 40 is equal to or less than the reference value. Therefore, it is necessary to set the reference value of the remaining amount properly.
- the reference value of the remaining amount in power storage device 40 is stored in condition storage area 123 provided in storage unit 12.
- an application that is not the assist operation there is an application that aims to reduce the electricity bill by discharging the electricity stored in the night when the electricity bill is cheap in the daytime when the electricity bill is high.
- the change of the reference value of the remaining amount may be automated.
- the transition of the remaining amount of the power storage device 40 stored in the history storage unit 127 is used.
- the history storage unit 127 stores the remaining amount of the power storage device 40 every hour, and manages the transition of the remaining amount on a daily basis.
- the reference value of the remaining amount When the reference value of the remaining amount is set relatively large, the probability that the assist operation is activated is reduced, so the amount of power discharged by the assist operation is relatively small, and as a result, the remaining amount of power storage device 40
- the minimum value of is relatively large. Therefore, when the minimum value is obtained from the remaining amount stored in the history storage unit 127 and the minimum value is equal to or more than a prescribed value (for example, a value obtained by adding a fixed value to a lower limit described later), the remaining amount The reference value of may be automatically reduced by a fixed amount. Adjustment of the reference value of the remaining amount is performed by the reference value adjustment unit 1163 provided in the condition setting unit 116. In short, the reference value adjustment unit 1163 automatically adjusts the reference value of the remaining amount so that the remaining amount of the power storage device 40 is equal to or greater than the specified value and approaches this specified value.
- the reference value of the remaining amount of power storage device 40 set in condition storage area 123 is 3 kWh and the minimum value of the remaining amount stored in history storage unit 127 is 2 kWh.
- the reference value adjustment unit 1163 uses the relationship of these remaining amounts to set the reference value of the remaining amount to 2 kWh.
- the storage content of the condition storage area 123 is updated to 1 kWh.
- a lower limit value is defined for the remaining amount of the power storage device 40 (in fact, the remaining amount of the battery block 41). That is, the remaining amount of power storage device 40 must be maintained at or above the lower limit value. In order to keep the remaining amount of the power storage device 40 at or above the lower limit value, it is necessary to monitor the remaining amount of the power storage device 40 and appropriately indicate the charge amount of the power storage device 40.
- the management processing unit 11 is provided with a charge amount estimation unit 118 that predicts the amount of power necessary for the assist operation of the next day using the history stored in the history storage unit 127.
- Charge amount estimating unit 118 estimates the charge amount of power storage device 40 required for the assist operation on the next day by using the predicted power amount and the remaining amount of power storage device 40 acquired by remaining amount acquisition unit 113. .
- charge amount estimating unit 118 sets the remaining amount of power storage device 40 to be equal to or lower than the lower limit after the assist operation of the next day (for example, the end of the time period during which power supply from power storage device 40 to the load is permitted
- the charge amount is determined so that the remaining amount is equal to or more than the lower limit value.
- the charge amount estimated by the charge amount estimating unit 118 is notified to the charge instructing unit 117, and the charge instructing unit 117 instructs the power storage device 40 on the timing and amount of charge. That is, power storage device 40 is charged with the amount of charge instructed from charge instructing unit 117 so that the remaining amount becomes equal to or more than the lower limit value even after the assist operation.
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Abstract
電力取得部は負荷の需要電力を取得する。アシスト制御部は、負荷への電力の供給を許可する時間帯において、需要電力が切替閾値を超えると、アシスト条件が成立したと判断する。アシスト制御部は、アシスト条件が成立したと判断すると、報知制御部を通して操作表示装置に対して、蓄電装置から電力を供給するアシスト動作を起動するか否かを問い合わせる選択報知を提示させる。選択報知に対して操作表示装置からアシスト動作の起動を要求する応答があれば、アシスト動作を開始する。アシスト条件は、条件設定部により記憶部に設定される。
Description
本発明は、負荷での電力の需要が増加したときに、蓄電池から負荷に電力を供給させることにより、電源から負荷に供給される電力のピークを抑制させるエネルギー管理装置、このエネルギー管理装置を用いて構成されるエネルギー管理システム、このエネルギー管理装置を実現するプログラムに関するものである。
一般に、電気事業者は需要家に電力を供給するにあたり、需要家ごとに契約に応じた電気料金を設定している。たとえば、需要家における単位時間(たとえば、30分)ごとの電力量について月間の最大値を最大需要電力とし、最大需要電力に応じて電気料金の単価を決定する契約がある。また、電気事業者によっては、需要家ごとに契約電力が設定され、需要家で使用する電力が契約電力を超えると遮断器(アンペアブレーカ)を遮断する契約も行われている。
一方、近年、省エネルギー化や需要電力のピーク抑制などへの社会的要求が高まってきている。とくに、電力の需要が増加する時間帯において電気事業者から購入する電力(受電する電力)を低減させることは、高出力の発電所の削減を可能にするから、環境負荷の低減につながる有望な手だてと言える。
需要電力の増加に伴う電気料金の単価の増加や遮断器の遮断を防止し、また、上述のような社会的要求を満足させるために、蓄電池を活用することが提案されている。つまり、需要家において蓄電池を利用し、需要電力が増加したときに蓄電池から電力を供給することによって、受電する電力を低減させる技術が提案されている。負荷の要求する需要電力が増加したときに、蓄電池から電力を供給する技術は、「ピークアシスト」として知られている。
たとえば、日本国特許公開2006-109621号公報(以下、特許文献1と称する)には、電力需要家に設置された電力貯蔵システムの充電と放電との制御により、受電電力を調節する技術が記載されている。特許文献1では、契約電力を引き下げるピークカット、あるいは単価の高い昼間電力の使用量を低減させるピークシフトを目的として受電電力の調節が行われている。したがって、特許文献1に記載された技術では、受電電力の調節はコントローラに設定されたパターンに従って自動的に行われている。
ところで、特許文献1に記載されたピークアシストの技術は、負荷での需要電力が増加したときに、蓄電池の電力(残量)に余裕があるかぎりいつでも電力を供給している。これは、需要家において、ピークカットやピークシフトに主眼をおいているからである。
一方、環境負荷の低減を図る観点では、需要電力が増加したときにいつでも蓄電池から電力を供給するというのではなく、需要家での需要電力のピーク自身を抑制することが望ましいと言える。すなわち、需要家に需要電力のピークを抑制させるように意識付けを行ってピークアシストの回数を低減させることが有効である。需要電力のピークを抑制すれば、蓄電池から電力を供給できる時間が延長され、また、蓄電池の充放電の回数が低減されることによって蓄電池の寿命も延長されることになる。
しかしながら、特許文献1に記載された技術は、ピークアシストが行われたか否かを需要家が認識するための構成がないから、何時どの負荷を用いると、需要電力がピークになるのかを需要家に認識させることができないという問題がある。また、特許文献1に記載された構成では、ピークアシストを行う条件が固定されている。そのため、ピークアシストを行う条件を需要家にとって適正になるように設定することができない。換言すれば、需要家に需要電力のピークに対する関心を持たせることができないという問題がある。
本発明は、蓄電した電力を利用することを通して需要電力に対する関心を需要家に持たせるエネルギー管理装置を提供することを目的とし、さらに、このエネルギー管理装置を用いたエネルギー管理システムと、このエネルギー管理装置を実現するためのプログラムを提供することを目的とする。
本発明に係る第1の形態のエネルギー管理装置は、負荷の需要電力を取得する電力取得部と、需要電力について規定したアシスト条件の成立時に電源とは別に設けた蓄電装置から負荷に電力を供給するアシスト動作の起動と停止とを選択するアシスト制御部と、アシスト条件が成立したことを報知装置に提示させる報知制御部と、操作装置からの入力を取得する入力取得部と、入力取得部を通してアシスト条件が設定される条件設定部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る第2の形態のエネルギー管理装置では、上記第1の形態のエネルギー管理装置において、アシスト条件は、蓄電装置から負荷への電力の供給を許可する時間帯と、蓄電装置から負荷への電力の供給を開始する需要電力に対する切替閾値とを少なくとも含む。
本発明に係る第3の形態のエネルギー管理装置では、上記第2の形態のエネルギー管理装置において、報知制御部は、アシスト条件が成立したことをアシスト動作の起動の要否を問い合わせる選択報知の形式で報知装置に提示させ、入力取得部は、選択報知に対してアシスト動作の起動の要否を操作装置から取得し、アシスト制御部は、入力取得部がアシスト動作の起動を要求する応答を操作装置から取得した場合に、アシスト動作を起動する。
本発明に係る第4の形態のエネルギー管理装置では、上記第2又は第3の形態のエネルギー管理装置において、アシスト条件が成立したときの履歴を記憶する履歴記憶部が付加され、条件設定部は、履歴記憶部に記憶された履歴において蓄電装置から負荷に電力を供給した期間が含まれるように時間帯を自動的に調節する時間補正部を備える。
本発明に係る第5の形態のエネルギー管理装置では、上記第2又は第3の形態のエネルギー管理装置において、アシスト条件が成立したときの履歴を記憶する履歴記憶部が付加され、条件設定部は、履歴記憶部に記憶された履歴を用いることにより所定期間において蓄電装置から負荷に電力を供給する回数が規定の回数値に近づくように切替閾値を自動的に調節する閾値調節部を備える。
本発明に係る第6の形態のエネルギー管理装置では、上記第1~第3のいずれかの形態のエネルギー管理装置において、アシスト条件が成立したときの履歴を記憶する履歴記憶部と、蓄電装置から電力の残量を取得する残量取得部とが付加され、アシスト条件は、アシスト動作の起動に必要な蓄電装置の残量に関する基準値を含んでおり、条件設定部は、履歴記憶部に記憶された履歴を用いることにより所定期間において蓄電装置の残量の最小値を既定値に近づけるように基準値を自動的に調節する基準値調節部を備える。
本発明に係る第7の形態のエネルギー管理装置では、上記第3の形態のエネルギー管理装置において、報知制御部は、規定した時刻から始まる1日のうちでアシスト条件が最初に満たされたことがアシスト制御部から通知されると報知装置に選択報知を提示させる。
本発明に係る第8の形態のエネルギー管理装置では、上記第7の形態のエネルギー管理装置において、報知制御部は、選択報知に対して操作装置からアシスト動作の起動を不要とする応答が得られた場合は、1日のうちでアシスト条件が次に満たされたことがアシスト制御部から通知されたときにも報知装置に選択報知を提示させる。
本発明に係る第9の形態のエネルギー管理装置では、上記第3、第7、第8のいずれかの形態のエネルギー管理装置において、アシスト制御部は、選択報知に対して操作装置からアシスト動作の起動を要求する応答が得られた回数の累積値が規定回数に達すると、報知装置への選択報知を行わずに、アシスト動作を行っていることを報知制御部を通して報知装置に提示させる。
本発明に係る第10の形態のエネルギー管理装置では、上記第1~第9のいずれかの形態のエネルギー管理装置において、通信用のインターフェースを備え、条件設定部は、インターフェースを通してアシスト条件が設定される。
本発明に係る第11の形態のエネルギー管理装置では、上記第1~第10のいずれかの形態のエネルギー管理装置において、電力取得部は、所定の時間間隔で電力をサンプリングし、複数回のサンプリングで得られた電力の代表値を需要電力とする。
本発明に係るエネルギー管理システムは、電力系統から負荷に電力を供給する給電路を通して負荷への電力供給を行うアシスト動作が可能である蓄電装置と、負荷の需要電力を計測する計測装置と、計測装置が計測した需要電力に応じてアシスト動作の起動と停止とを制御するエネルギー管理装置と、エネルギー管理装置から指示された報知を行う報知装置と、エネルギー管理装置に指示を与える操作装置とを備え、エネルギー管理装置は、計測装置から需要電力を取得する電力取得部と、需要電力について規定したアシスト条件の成立時にアシスト動作の起動と停止とを選択するアシスト制御部と、アシスト条件が成立したことを報知装置に提示させる報知制御部と、操作装置からの入力を取得する入力取得部と、入力取得部を通してアシスト条件が設定される条件設定部とを備えることを特徴とする。
言い換えれば、本発明に係るエネルギー管理システムは、上記第1~11のいずれかの形態のエネルギー管理装置と、電力系統から前記負荷に電力を供給する給電路を通して前記負荷への電力供給を行う前記アシスト動作が可能である前記蓄電装置と、前記負荷の前記需要電力を計測する計測装置と、前記エネルギー管理装置から指示された報知を行う前記報知装置と、前記エネルギー管理装置に指示を与える前記操作装置とを備え、前記エネルギー管理装置の前記電力取得部は、前記計測装置から需要電力を取得するよう構成され、前記エネルギー管理装置は、前記計測装置が計測した前記需要電力に応じて前記アシスト動作の起動と停止とを制御することを特徴とする。
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、負荷の需要電力を取得する電力取得部と、需要電力について規定したアシスト条件の成立時に電源とは別に設けた蓄電装置から負荷に電力を供給するアシスト動作の起動と停止とを選択するアシスト制御部と、アシスト条件が成立したことを報知装置に提示させる報知制御部と、操作装置からの入力を取得する入力取得部と、入力取得部を通してアシスト条件が設定される条件設定部とを備えるエネルギー管理装置として動作させるためのものである。
言い換えれば、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記第1~第11のいずれかの形態のエネルギー管理装置として動作させるためのプログラムである。
本発明のプログラムは、コンピュータ可読な記憶媒体に保存されることが好ましい。
本発明の構成によれば、蓄電した電力を利用することを通して需要電力に対する関心を需要家に持たせることが可能になる上に、蓄電した電力を負荷で利用する条件としてのアシスト条件を需要家が設定できるから、アシスト条件の設定作業を通して需要家に電力の適正な利用を意識させることが可能になる。
本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態を示すブロック図である。
同上の接続例を示す構成図である。
同上に用いる分電盤の例を示すブロック図である。
同上に用いる蓄電装置を示すブロック図である。
同上に用いる操作表示装置を示すブロック図である。
同上に用いる操作表示装置の表示例を示す図である。
同上に用いる操作表示装置の表示例を示す図である。
同上に用いる操作表示装置の表示例を示す図である。
本実施形態は、住宅内の配電網を想定して説明するが、オフィスや店舗のような住宅以外の用途であっても同様の技術を採用することが可能である。配電網には、図2に示すように、商用電源の電力系統から受電する分電盤20が設けられる。分電盤20は、図3に示すように、主幹ブレーカ21および複数台の分岐ブレーカ22,22,…を内蔵する。主幹ブレーカ21が接続されている主幹回路23は、分岐ブレーカ22,22,…を通して複数系統の分岐回路24,24,…に分岐され、各分岐回路24に負荷が接続される。分岐ブレーカ22と負荷との間には必要に応じてコンセントが設けられる。
分電盤20には計測装置30が接続される。計測装置30は、主幹ブレーカ21の電源側において主幹回路23を通過して負荷に供給される電流(言い換えると、負荷に供給される電力)を計測する電流センサ31を備える。計測装置30は、電流センサ31の出力から主幹回路23を通過する電流を検出する電流検出部32と、電流検出部32が検出した電流値を用いて需要電力(負荷の需要電力)を算出する演算部33と、通信用のインターフェースである通信部34とを備える。
演算部33は、プログラムに従って動作するマイコンなどを用いて構成され、主幹回路23を通過する電流を一定の時間間隔(10秒、1分、30分などから選択される)でサンプリングし、サンプリングした電流を用いて電力を求める。ここに、本実施形態では、主幹回路23の電圧は一定とみなしているが、計測装置30において電流だけではなく電圧も併せて計測してもよい。この構成により、計測装置30は、宅内全体の負荷による需要電力を計測することになる。図示例では、計測装置30は分電盤20とは別に設けられているが、計測装置30は分電盤20に内蔵されていてもよい。
主幹回路23には、電流センサ31の電源側(電力系統側)において、蓄電装置40が接続される。蓄電装置40は、図4に示すように、リチウムイオン電池のような蓄電池を内蔵した電池ブロック41と、電池ブロック41への充電を行う充電回路42と、電池ブロック41からの放電を行う放電回路43とを備える。充電回路42は主幹回路23の交流を直流に変換して電池ブロック41に充電するAC/DC変換器を備え、放電回路43は電池ブロック41の直流を交流に変換して主幹回路23に供給するDC/AC変換器を備える。なお、蓄電装置40は、放電時に電源系統への逆潮流を行わないように用いられる。
蓄電装置40は、電池ブロック41に設けた蓄電池の残量(放電可能な電池の容量)を監視する機能、及び充電回路42と放電回路43との動作を制御する機能を有した制御部44と、通信用のインターフェースである通信部45とを備える。さらに、蓄電装置40は、後述する切替閾値が設定される閾値設定部46を備える。制御部44はプログラムに従って動作するマイコンが用いられ、閾値設定部46はマイコンに内蔵されたメモリあるいはマイコンとは別に設けたメモリが用いられる。
蓄電装置40に設けた制御部44は、充電回路42と放電回路43とを択一的に動作させる。すなわち、制御部44は、充電回路42が動作する状態、放電回路43が動作する状態、充電回路42と放電回路43とがともに停止する状態との3状態を選択する。制御部44は、通信部45を通して外部から指示されるか、閾値設定部46に設定された切替閾値を用いることにより、上述した3状態を選択する。
上述した構成により、蓄電装置40は、主幹回路23から受電して電池ブロック41に蓄電し、また電池ブロック41から放電して主幹回路23に電力を供給する。すなわち、蓄電装置40を設け、適宜のタイミングで蓄電と放電とを行うことによって、(分電盤20が)電力系統から受電する時間帯ごとの電力を調節することが可能になる。
このような蓄電装置40の主な用途は、電力系統から受電する電力の平準化を図ることである。たとえば、需要電力が少ない時間帯に蓄電装置40への蓄電を行い、需要電力が大きい時間帯に蓄電装置40からの放電を行うことにより、需要電力の変動に対して電力系統から受電する電力の変動が抑制される。すなわち、放電回路43が動作する状態が選択されると、負荷に対して、商用電源の電力系統からだけではなく、蓄電装置40からも電力が供給されるから、需要電力に占める商用電源からの受電電力を減少させることになる。
契約電力のような制限値があらかじめ設定されている場合には、需要電力が制限値を超える前に蓄電装置40からの放電を行うことによって、受電する電力のピークを抑制するピークアシストが可能になる。以下では、蓄電装置40から負荷(すなわち主幹ブレーカ21)に電力供給を行うことを、蓄電装置40における「アシスト動作」と呼ぶ。アシスト動作は、需要電力が切替閾値を超えている期間において行われる。そのため、蓄電装置40は、アシスト動作の期間において、需要電力と切替閾値との差分に相当する電力を負荷に供給する。
蓄電装置40の蓄電と放電との制御は、エネルギー管理装置10が行う。エネルギー管理装置10には、操作装置と報知装置との機能を兼ね備えた操作表示装置50が接続される。また、図示例のエネルギー管理装置10は、宅内に敷設された通信ネットワークあるいは広域網のような通信ネットワークを介してサーバ60と接続するためのインターフェースとして通信部(第1の通信部)17を備える。
本実施形態の操作表示装置50はタッチパネルを想定している。したがって、操作表示装置50は、図5に示すように、プログラムに従って動作するマイコンを用いた処理部51と、液晶表示器からなる表示装置(報知装置)52と、表示装置52の画面に重ねて配置される操作装置(入力装置)53とを備える。また、操作表示装置50は、エネルギー管理装置10と通信するためのインターフェースである通信部54と、表示装置52の画面に表示される画面データを格納した画面データ記憶部55とを備える。画面データ記憶部55は、複数種類の画面データを種類ごとに記憶する画面格納エリア551~553を備える。
操作表示装置50は、タッチパネルでなくてもよく、表示装置52と機械接点を備えるスイッチ(たとえば、キーパッド)との組合せであってもよい。また、表示装置52と操作装置53とは個別に設けてもよい。さらに、報知装置は、視覚的に報知する表示装置52のほか、聴覚的に報知する構成でもよい。
エネルギー管理装置10は、図1に示すように、プログラムを実行するプロセッサを主構成要素とした管理処理部11と、管理処理部11が利用するアシスト条件(後述する)などのデータを記憶する半導体メモリからなる記憶部12とを備える。また、管理処理部11には、計測装置30と通信するための通信部(第2の通信部)13、蓄電装置40と通信するための通信部(第3の通信部)14、操作表示装置50と通信するための通信部(第4の通信部)15が付設される。さらに、エネルギー管理装置10は、現在日時を計時する時計部16を備える。時計部16はリアルタイムクロックが用いられる。
管理処理部11は、通信部13を通して計測装置30から負荷の需要電力を取得する電力取得部111と、通信部14を通して蓄電装置40の充電回路42および放電回路43の動作を指示するアシスト制御部112とを備える。蓄電装置40の制御部44は、アシスト制御部112からの指示を参照して、充電回路42および放電回路43の動作を制御する。また、管理処理部11は、通信部14を通して蓄電装置40から電池ブロック41の電力の残量を取得する残量取得部113も備える。アシスト制御部112は、アシスト条件の成立と不成立とを判断する機能を備える。
管理処理部11は、操作表示装置50に情報を提示させる報知制御部114と、操作表示装置50からの入力を取得する入力取得部115とをさらに備える。入力取得部115には、操作表示装置50への入力に応じてアシスト条件のパラメータなどが入力される。アシスト条件は、管理処理部11に設けた条件設定部116を通して記憶部12に設定される。さらに、管理処理部11は、蓄電装置40に充電のタイミングおよび充電量を指示する充電指示部117を備える。充電指示部117が指示する充電量は、充電量推算部118が推算する。充電指示部117および充電量推算部118の動作は後述する。
アシスト条件は、アシスト動作を起動するための条件であって、蓄電装置40から負荷への電力の供給を許可する時間帯(開示時刻及び終了時刻)と、蓄電装置40から負荷への電力の供給を開始する需要電力に対する切替閾値とを少なくとも含む。また、蓄電装置40の残量(実際には、電池ブロック41の残量)に対する基準値をアシスト条件に含んでいてもよい。記憶部12は、アシスト条件を種類ごとに記憶する条件格納エリア121~123を備える。条件設定部116は、記憶部12の条件格納エリア121~123ごとにアシスト条件を設定する。また、記憶部12には、エネルギー管理装置10の動作を選択するパラメータを格納する動作選択エリア124,125も設けられている。
アシスト動作は、すべてのアシスト条件が成立したときに起動が可能になる。つまり、アシスト制御部112は、すべてのアシスト条件が成立したときに、(外部からの入力も参照しながら)アシスト動作を実行するかどうかの判断を行うよう構成されている。アシスト条件が時間帯と切替閾値とによって設定されている場合は、需要電力が切替閾値を超えたときの時刻がアシスト条件の時間帯に含まれているときに、アシスト動作の起動が可能になる。また、アシスト条件が時間帯と切替閾値と残量に対する基準値とにより設定されている場合は、需要電力が切替閾値を超えたときの時刻がアシスト条件の時間帯に含まれ、かつ蓄電装置40の残量が基準値以上であるときに、アシスト動作が起動可能になる。一方、アシスト動作が起動された後、需要電力が切替閾値を下回ると、アシスト動作は停止される。
アシスト制御部112は、通信部14を通してアシスト動作の起動と停止とを蓄電装置40に指示する機能を備える。また、アシスト制御部112は、アシスト動作を起動するためのアシスト条件が満たされたときに、報知制御部114を通してアシスト条件の成立を操作表示装置50に提示させる機能を備える。言い換えると、本実施形態におけるアシスト制御部112は、アシスト条件の成立と不成立とを判断する機能を備えている。アシスト制御部112は、電力取得部111が取得した需要電力、残量取得部113が取得した電池ブロック41の残量、時計部16が計時する現在日時、記憶部12に設定されたアシスト条件などを用いて、アシスト条件の成立と不成立とを判断する。
アシスト制御部112は、操作表示装置50の操作によりアシスト動作の要否が選択される動作モード(「半自動モード」という)と、アシスト条件が成立すると自動的にアシスト動作が起動される動作モード(「自動モード」という)とが選択可能になっている。また、アシスト制御部112は、アシスト動作を行わない動作モード(「停止モード」という)も選択可能であるが、停止モードは蓄電装置40が機能しない動作であるから、本実施形態では停止モードについてはとくに説明しない。
アシスト制御部112の動作モードは、記憶部12の動作選択エリア124に格納された情報により選択される。自動モードが選択されている場合、アシスト制御部112は、報知制御部114を通して操作表示装置50にアシスト動作の開始を提示し、蓄電装置40に放電を指示する。半自動モードが選択されている場合、アシスト制御部112は、報知制御部114を通して操作表示装置50に選択報知を行い、操作表示装置50から入力取得部115への応答に応じて、蓄電装置40の放電の要否を決定する。ここに、「選択報知」は、アシスト動作の起動の要否を需要家に問い合わせる報知を意味する。
図2に示す構成のエネルギー管理システムを用いるには、まず記憶部12の各条件格納エリア121~123にアシスト条件を設定する必要がある。また、エネルギー管理装置10の動作を選択するパラメータを動作選択エリア124,125に設定することが必要である。そのため、エネルギー管理装置10は、アシスト条件を設定する動作モード(「設定モード」という)が選択可能になっている。設定モードは、電源投入時、操作表示装置50からの指示時などに選択される。
設定モードが選択されると、操作表示装置50に、図6のような内容の画面が表示される。図示例では、時間帯(蓄電装置40から負荷への電力の供給を許可する時間帯;図中の「ピークアシスト時間帯」)、切替閾値(図中の「ピークアシスト閾値」)、電池ブロック41の残量の基準値(図中の「ピークアシスト用電池残量」)がアシスト条件として設定可能になっている。図示する画面には、アシスト条件ごとに入力用のフィールドF1~F4が設けられている。フィールドF1、F2に入力された情報は条件格納エリア(第1の条件格納エリア)121に記憶され、フィールドF3に入力された情報は条件格納エリア(第2の条件格納エリア)122に記憶され、フィールドF4に入力された情報は条件格納エリア(第3の条件格納エリア)123に記憶される。
また、図6に示す画面においては、エネルギー管理装置10の動作(図中の「ピークアシスト実行モード」)として、自動モード、半自動モード、停止モードが選択可能になっている。図中の「1:自動」が自動モード、「2:半自動」が半自動モード、「0:しない」が停止モードの選択肢であり、画面には選択肢の番号をパラメータとして入力するフィールドF5が設けられている。フィールドF5に入力されたパラメータは、動作選択エリア(第1の動作選択エリア)124に記憶される。したがって、エネルギー管理装置10の動作モードは、動作選択エリア124に設定されたパラメータに応じて、自動モード、半自動モード、停止モードから選択されることになる。
さらに、図6に示す画面では、エネルギー管理装置10の動作として、サーバ60を通してアシスト条件を遠方から設定することの可否(図中では、「ピークアシスト実行の遠隔設定」)が選択可能になっている。図中の「1:許容」が許可、「0:許容しない」が禁止の選択肢であり、画面には選択肢の番号をパラメータとして入力するフィールドF6が設けられている。フィールドF6に入力されたパラメータは、動作選択エリア(第2の動作選択エリア)125に記憶される。つまり、エネルギー管理装置10は、動作選択エリア125に設定されたパラメータに応じて、サーバ60を通してアシスト条件を遠方から変更することの諾否が選択されることになる。
設定モードが選択されたときに、画面格納エリア(第1の画面格納エリア)551から読み出された図6のような画面が操作表示装置50に表示され、各フィールドF1~F6に必要な情報が入力されると、エネルギー管理装置10は以下のように動作する。
すなわち、フィールドF6で「0:許容しない」が選択されている場合、エネルギー管理装置10は、フィールドF1~F5に入力されたパラメータに基づいて動作する。
フィールドF6で「1:許容する」が選択されている場合、エネルギー管理装置10は、基本的にはフィールドF1~F5に入力されたパラメータに基づいて動作する。そして条件設定部116は、(通信部17を介して)サーバ60から何れかのフィールドF1~F5のパラメータを変更する指令が入力されると、指定されたフィールドのパラメータを更新する。そして、エネルギー管理装置10は、フィールドF1~F5の更新後のパラメータに基づいて動作する。
さらに、フィールドF5で「1.自動」が選択されている場合に、フィールドF1~F4に入力されたパラメータで設定されたアシスト条件が成立すると、アシスト制御部112は、自動的に、アシスト動作を開始させるための開始信号を(通信部14を介して)蓄電装置40に出力する。
フィールドF5で「2:半自動」が選択されている場合に、フィールドF1~F4に入力されたパラメータで設定されたアシスト条件が成立すると、アシスト制御部112は、選択報知を行わせるための選択報知信号を、(報知制御部114及び通信部15を介して)操作表示装置50に出力する。そして、操作表示装置50から(通信部15及び入力取得部115を介して)アシスト動作の起動を不要とする応答が得られた場合、アシスト制御部112は、蓄電装置40にアシスト動作を行わせない。一方、操作表示装置50からアシスト動作の起動を要求する応答が得られた場合、アシスト制御部112は、アシスト動作を開始させるための開始信号を(通信部14を介して)蓄電装置40に出力する。
フィールドF5で「0:しない」が選択されている場合、アシスト制御部112は、フィールドF1~F4で設定されたアシスト条件が成立しても、蓄電装置40にアシスト動作を行わせない。なお、この場合であっても、エネルギー管理装置10は、操作表示装置50を用いてアシスト条件が成立したことを報知させてもよい。
なお、エネルギー管理装置10は、アシスト条件のデフォルト値が記憶部12に記憶されていることが好ましい。記憶部12にアシスト条件のデフォルト値が設定されている場合、条件格納エリア121~123に条件設定部116からのアシスト条件が設定されていなければデフォルト値のアシスト条件を採用する。一方、条件設定部116により条件格納エリア121~123にアシスト条件が設定された場合、条件設定部116により設定されたアシスト条件がデフォルト値に優先して用いられる。なお、記憶部12にアシスト条件のデフォルト値が設定されていることは必須ではない。
上述した構成の使用例を説明する。以下では、エネルギー管理装置10を利用する需要家の一つのモデルを提示する。このモデルは、エネルギー管理装置10を利用することにより、一般的な需要家から社会貢献を意識する需要家への成長を想定している。このモデルには、初期の導入段階、アシスト条件が変化する成長段階、アシスト条件が収束する成熟段階、外部からの要求によりアシスト条件を調節する社会基盤整備段階の4段階のプロセスがある。
導入段階では、エネルギー管理装置10の動作モードが、デフォルトで半自動モードに設定されている。また、アシスト条件は、アシスト動作が起動されやすくなるように設定される。すなわち、時間帯は広く設定され、切替閾値は低く設定され、残量の基準値は低く設定される。たとえば、時間帯は7~22時、切替閾値は3kW、残量の基準値は1kWhなどに設定される。このようなアシスト条件は、エネルギー管理装置10の取扱説明書などに従って条件設定部116を用いて需要家が設定すればよいが、デフォルト値として設定されていれば、需要家は手間なく上述のアシスト条件を利用することができる。
エネルギー管理装置10は、起動されると、アシスト条件としての切替閾値を蓄電装置40に送信し、蓄電装置40の閾値設定部46に切替閾値が設定される。また、アシスト条件である残量の基準値も蓄電装置40に送信し、蓄電装置40に残量も記憶させることが好ましい。蓄電装置40は、電池ブロック41の残量が蓄電装置40に設定された基準値未満であれば蓄電を開始する。
計測装置30は、分電盤20に設けた電流センサ31により主幹回路23を通過する電流を一定の時間間隔でサンプリングし、サンプリングした電流値をエネルギー管理装置10および蓄電装置40に定期的に送信する。
エネルギー管理装置10は、計測装置30から受信した電流値(単位時間当たりの電力量)が切替閾値より大きく、かつ当該電流値を取得した時刻がアシスト条件として設定された時間帯内であるとき、図7のような画面を操作表示装置50に表示させる。つまり、報知制御部114は、演算部33が算出した需要電力がアシスト条件を満たしたときに、画面格納エリア(第2の画面格納エリア)552に格納された画面を読み出し、アシスト動作の起動の要否を選択報知として操作表示装置50に提示させる。この画面は、アシスト動作を開始するか否かを問い合わせる画面であって、需要家に対してアシスト動作の要否を選択させる釦B1,B2を備えている。
ここで、需要電力がアシスト条件を満たしたか否かの判断を1回のサンプリングで求めた需要電力で行うと、アシスト条件の成立と不成立とが頻繁に入れ替わるから、蓄電装置40は放電と放電停止とを高速で切り替えることが必要になる。また、蓄電装置40の出力を、需要電力の瞬時の変化に追従させるには、蓄電装置40に設けたDC/AC変換器(放電回路43)を、負荷の起動時などに生じる突入電力に対応できるように構成しなければならず、大容量の放電回路43が必要になる。すなわち、高価な蓄電装置40を要するという問題が生じる。
したがって、需要電力についてアシスト条件の成立と不成立とを判断する際には、需要電力の移動平均(例えば、単純移動平均)を用いることが好ましい。たとえば、電力取得部111において、複数回(たとえば5~10回程度)のサンプリングで求めた需要電力の平均値を需要電力の代表値として求め、この平均値を需要電力として、アシスト条件の成立と不成立とを判断することが好ましい。適宜の周期でサンプリングした需要電力の移動平均を需要電力の代表値に用いてアシスト条件の成立と不成立とを判断すると、突入電流の影響を受けないから、大容量のDC/AC変換器が不要であり、結果的にコスト増を抑制することになる。
ここにおいて、電力取得部111は、需要電力の代表値として移動平均を用いるほか、代表値としては、複数個のサンプリング値の最頻値、複数個のサンプリング値から異常値を除いた平均値などを用いることも可能である。
図7に示す画面に対して、アシスト動作を行う釦B1(「YES]釦)を選択した場合は、エネルギー管理装置10は蓄電装置40に対してアシスト動作の起動を指示する。蓄電装置40は、この指示を受けると放電回路43を動作させて放電を開始し、アシスト動作の開始と併せて電池ブロック41の残量をエネルギー管理装置10に通知する。
エネルギー管理装置10は、蓄電装置40からアシスト動作の開始が通知されると、操作表示装置50に図8に示す画面を表示させる。つまり、報知制御部114は、蓄電装置40からアシスト動作の開始が通知されると、画面格納エリア(第3の画面格納エリア)553に格納された画面を読み出し、アシスト動作を開始したことを示す画面を選択表示装置50に提示させる。この画面には、アシスト動作を開始したこと、電池ブロック41の残量、アシスト動作を終了する時刻が示される。また、図8に示す画面は、アシスト動作の継続の要否を選択する釦B3,B4も備える。この画面において釦B4(「NO」釦)を選択しなければ、エネルギー管理装置10は、アシスト動作を継続させる。
図7、図8に示す画面において、アシスト動作を禁止する釦B2,B4(「NO」釦)を選択した場合は、アシスト動作が行われないから、需要電力を減らさなければ電力系統から受電する電力が増加することになる。アシスト動作は、本来、電力系統から受電する電力を平準化させるために行っているから、アシスト動作を行う条件が成立しているときに、受電する電力が増加することは好ましくない。したがって、需要家がアシスト動作を禁止する選択を行った場合には、需要電力が低減されるように需要家自身に負荷の動作を調節させることによって、需要電力の抑制を需要家に意識させることが可能になる。つまり、本実施形態のエネルギー管理装置10は、アシスト動作が必要となったとき(需要電力が切替閾値を超えたとき)にアシスト動作が必要であることを需要家に通知するので、需要家に需要電力の抑制を意識させることができる。
アシスト動作の起動の要否が選択報知として操作表示装置50に提示され、この提示に対して操作表示装置50が操作されると、操作の結果は入力取得部115に取得される。入力取得部115がアシスト動作の起動を要求する結果を操作表示装置50から取得した場合、アシスト制御部112はアシスト動作を起動する。
上述のようにしてアシスト動作が起動され、アシスト動作を行っている間にアシスト条件で設定された時間帯が終了すると、エネルギー管理装置10は、アシスト動作の終了を蓄電装置40に通知する。すなわち、蓄電装置40の放電回路43を停止させる。
なお、本実施形態では、図7に示す画面においてアシスト動作の開始が指示されると、エネルギー管理装置10が蓄電装置40にアシスト動作の終了を通知するまでは、需要電力が切替閾値を超えるたびに、アシスト動作が自動的に繰り返される。すなわち、アシスト動作が一旦開始されると、図8に示す画面において釦B4を選択するか、アシスト条件として設定された時間帯が終了するまでは、アシスト動作が自動的に繰り返される。
ここに、アシスト条件の時間帯は1日の範囲内で設定され、翌日にアシスト動作を開始する条件が成立したときには、あらためて図7に示す画面が操作表示装置50に表示される。上述した動作では、アシスト動作を開始する条件が成立すると、図7に示す画面を表示することにより、アシスト動作の要否を需要家に選択させているが、アシスト動作の開始条件が成立したことの通知のみを行うようにしてもよい。この場合、需要家は、アシスト動作の要否を選択することはできず、需要電力を低減させるように負荷の動作を調節しなければ、アシスト動作が自動的に行われることになる。
導入段階から成長段階への移行は、需要家自身が行う。エネルギー管理装置10は、導入段階において、アシスト動作の開始条件の成立を操作表示装置50によって通知するから、需要家は、アシスト条件が成立するときの負荷の動作状態を認識するようになる。
導入段階では、アシスト動作が起動されやすいようにアシスト条件を設定しているのに対して、成長段階では、需要家の経験に基づいて導入段階よりもアシスト動作が起動されにくくなるようにアシスト条件が変更される。すなわち、需要家が条件設定部116を操作することにより、アシスト条件が変更される。成長段階では、設定したアシスト条件が適切か否かを判断するために、エネルギー管理装置10は、半自動モードを継続する。
上述したように成長段階において需要家がアシスト条件の設定を繰り返すと、アシスト条件は需要家にとって適切な範囲に収束すると考えられる。アシスト条件が収束すれば、需要家はエネルギー管理装置10からアシスト動作の開始が通知されるたびにアシスト動作を起動することが習慣化される。逆に言えば、毎日同じことが繰り返されるだけになるから、需要家にとっては、アシスト動作の要否を選択することが煩わしくなる。このような段階が成熟段階であり、成熟段階に達すると、需要家は、エネルギー管理装置10の動作モードを半自動モードから自動モードに変更する。成熟段階では、需要家は、アシスト動作を行うことについての抵抗感が少なくなっているものと考えられる。
自動モードでは、記憶部12に設定されたアシスト条件が成立すると、自動的にアシスト動作が開始されるようになる。すなわち、操作表示装置50には図7のようにアシスト動作の要否を選択する画面が表示されることがなく、アシスト条件が成立すると自動的にアシスト動作が行われる。
上述した成熟段階は、需要家において需要電力が適正と考えている状態であって、需要電力を低減させて社会全体(送電網全体)での供給電力を低減させるという意味では、十分な貢献をしていない状態である。成熟段階では、需要家はアシスト動作が適正に行われていると考えているから、需要電力の一層の低減を行うという意識がなく、需要家に対して需要電力を一層低減させるように誘導することができない。また、電気事業者にとっては、送電網からの供給電力が不足する場合に、需要電力のピーク時にアシスト動作を積極的に行わせることによって供給電力の平準化を図りたい場合がある。
そこで、第4の段階として、アシスト動作が収束した後の社会基盤整備段階を設定している。社会基盤整備段階では、図6に示した画面におけるフィールドF6に、サーバ60を通してアシスト条件を設定することを許可する選択肢を入力することにより、需要家以外の第三者によって遠方からアシスト条件を設定することが可能になる。すなわち、サーバ60に付設した入力装置、あるいはサーバ60と通信する入力装置を用いてアシスト条件を外部から設定することが可能になる。
このように、アシスト条件を遠方から設定可能にしておけば、成熟段階に達した需要家について、需要電力のさらなる低減を促すようにアシスト条件を変更することが可能になる。また、電気事業者にとっては、供給電力が不足すると予想される場合に、需要家に対してアシスト条件を変更する許可を求め、供給電力に見合うようにアシスト条件を遠方から変更することによって、供給電力の不足による大規模停電を防止することになる。
上述したように、導入段階では、アシスト動作が起動されやすくなるようにアシスト条件を設定し半自動モードで動作させるから、需要家は電力の使用とアシスト動作との関連を認識し、電力使用に関する意識付けがなされる。また、電気事業者が供給する電力量の余剰の程度に応じて需要家がアシスト動作を行う時間帯を調節すれば、需要家は電気事業者が供給する電力量の変化を把握することになる。
需要家は導入段階において、需要家による負荷の使用状態や電気事業者から供給される電力量の余剰の程度を認識するから、導入段階の経験に基づいて成長段階において適切なアシスト条件が設定される。成長段階では半自動モードが継続しており、アシスト条件が成立すると操作表示装置50による報知が行われる。
半自動モードにおいてアシスト動作の起動が習慣化され成熟段階に達すると、以後は、自動モードにおいてアシスト動作が起動されるようになる。さらに、成熟段階に達している状態で需要家が許可すれば、社会基盤整備段階に移行し、サーバ60を通して遠方からアシスト条件を変更することが可能になる。需要家は、アシスト動作が起動される状況を過去に体験しているから、電気事業者からの要求によって遠方からアシスト条件が変更されたとしても、アシスト条件の変更を受け入れやすく、その結果として、電力事情に対応した社会貢献を行うことになる。
ところで、アシスト動作におけるアシスト条件は、原則として1日を単位として設定されている。1日は午前0時から始まる必要はなく、適宜に規定した時刻から1日を始めることができる。この場合、規定した時刻から24時間が1日の範囲になる。1日を開始する時刻は、たとえば、就寝から起床までの間の時間帯において設定される。
いま、エネルギー管理装置10が半自動モードで動作している場合であって(つまり、導入段階または成長段階)、アシスト動作の起動は1日単位で指示されるものとする。つまり、報知制御部114は、1日の期間内で最初にアシスト条件が成立したときに、操作表示装置50に選択報知を提示する。アシスト条件は1日に複数回成立することがあるが、1日の開始から最初にアシスト条件が成立したときに選択報知が行われる。選択報知は、需要家がアシスト動作の起動の要否を選択可能に報知することを意味している。
選択報知が行われたときに、需要家がアシスト動作の起動を要求すると、報知制御部114は、その後、1日が終了するまでにアシスト条件が成立しても選択報知を行わない。ただし、アシスト条件の成立に関する報知は、アシスト条件の成立毎に報知することが好ましい。報知制御部114は、アシスト条件が成立している間は、アシスト条件が成立していることを常に報知してもよい。選択報知に対して需要家が選択した結果は、1日の期間で有効になり、アシスト動作の起動を要求した場合は、1日の期間においてアシスト条件の成立毎にアシスト動作が起動される。
一方、1日の開始から最初にアシスト条件が成立し、報知制御部114が操作表示装置50に選択報知を提示したときに、アシスト動作の起動が不要である旨の応答が得られた場合、報知制御部114は、1日の期間内で次にアシスト条件が成立したときに、選択報知を再び提示することが好ましい。この動作では、1日の期間内においてアシスト動作が起動されないかぎり、アシスト条件が成立するたびに選択報知が提示される。
なお、1日の開始から最初にアシスト条件が成立し操作表示装置50に選択報知が提示されたときに、需要家がアシスト動作の起動を不要とする選択を行った場合に、以後は1日の期間内において選択報知を行わないようにしてもよい。すなわち、1日の開始から最初にアシスト条件が成立した時点でのみ選択報知を行い、その時点において需要家がアシスト動作の起動の要否に関してどちらを選択したかにかかわらず、以後は1日の期間内において選択報知を行わないことになる。言い換えると、1日の開始から最初にアシスト条件が成立したときにのみアシスト動作の起動の要否が選択可能になるようにしてもよい。この場合、選択報知に対して、需要家がアシスト動作の起動を不要とした場合、以後は1日の期間内においてアシスト動作を行わない。
ここに、(導入段階および成長段階であって)半自動モードが選択されている状態では、操作表示装置50に選択報知が行われても、需要家が操作表示装置50を操作しないことが考えられる。この場合、蓄電装置40における電池ブロック41の残量がアシスト条件を満たしている場合には、アシスト動作を自動的に行うことが好ましい。すなわち、エネルギー管理装置10は、アシスト動作を優先的に行うことが好ましい。
また、エネルギー管理装置10は、他のアシスト条件が成立しても、電池ブロック41の残量がアシスト条件を満足しない場合は、選択報知を行わないことが好ましい。この場合、需要電力が切替閾値を超えていることを、電池ブロック41の残量が不足していることと併せて操作表示装置50により報知することが好ましい。
上述のように、需要電力が切替閾値を超えても電池ブロック41の残量が不足しているときに報知のみ行う動作によって、選択操作に応答しない需要家にアシスト動作を意識させることが可能になる。すなわち、電池ブロック41の残量が不足していれば、アシスト動作を必要とするときにアシスト動作が行われず、電力不足によって負荷が使用できなくなったり需要電力が契約電力を超えて電気料金が大幅に増加したりする。このことにより、需要家は、需要電力を意識するようになり、結果的に、負荷の無駄な使用を控えたり、負荷を使用する時間帯を変更するなど、負荷の適正な使用を心がけるように意識付けがなされることが期待できる。
成長段階から成熟段階への移行は、上述の例では、操作表示装置50を需要家が操作することにより行っているが、成長段階における操作回数に基づいて自動的に行うようにしてもよい。この構成の場合、エネルギー管理装置10は、操作回数を記憶するために、記憶部12に操作回数格納エリア126を備える。操作回数格納エリア126は、操作表示装置50に選択報知に対してアシスト動作の起動を要求する応答が得られた操作回数を記憶する。
ここでアシスト制御部112は、上述のように、入力取得部115への入力(操作表示装置50からの入力)に基づきアシスト動作の要否が選択される半自動モードと、アシスト条件が成立すると自動的にアシスト動作を起動させる自動モードとを備えている。そしてアシスト制御部112は、操作回数格納エリア126に格納された操作回数の累積値が規定回数に達すると、半自動モードから自動モードに自動的に移行する。
操作回数格納エリア126に格納する操作回数は、操作回数の単純な累積値でよいが、操作回数を累積する日数には上限を設けておくことが好ましい。つまり、上限の日数までに操作回数の累積値が規定回数(たとえば、10回)に達しない場合、累積している操作のうちの最初の操作を除外した累積値を用いることが好ましい。操作回数の累積値は連続して操作された操作回数としてもよい。この場合、操作回数と日数とが一致する。いずれの場合も、操作回数の累積値が規定回数に達すると、アシスト制御部112は、半自動モードから自動モードに自動的に移行する。なお、アシスト動作の起動を要求する操作は、1日に2回以上行われないことを前提にしている。
操作回数の累積値に基づいて、半自動モードから自動モードへの移行を自動的に行うから、成長段階から成熟段階への移行を需要家が手動で行う場合に比較して、客観的な評価を用いて適切なタイミングで移行を行うことが可能になる。
ところで、上述した動作では、エネルギー管理装置10において設定モードが選択可能であって、設定モードにおいて操作表示装置50を用いて需要家がアシスト条件を入力している。これに対して、条件設定部116において、アシスト条件が自動的に設定されるようにしてもよい。ただし、すべてのアシスト条件を自動的に設定することは必要ではなく、アシスト条件のうちの一部を自動的に設定することができればよい。もちろんエネルギー管理装置10は、以下に説明する時間補正部1161、閾値調節部1162、基準値調節部1163のすべて(或いはこれらのうちの2つ)を含んでもよい。そして、時間帯、切替閾値、及び蓄電池残量の基準値のすべて(或いはこれらのうちの2つ)のアシスト条件を、自動的に設定する構成であってもよい。
アシスト条件を自動的に決定するには、基本的には、過去における需要電力とアシスト条件との関係を用いる。したがって、エネルギー管理装置10は、需要電力がアシスト条件である切替閾値を超えたときの履歴、蓄電装置40から負荷に電力を供給したか否かの履歴などを記憶するために、記憶部12に履歴記憶部127を備える。履歴記憶部127は、需要電力が切替閾値を超えるたびに、アシスト動作の起動の有無、需要電力が切替閾値を超えていた期間の開始と終了との時刻、アシスト動作により供給した電力量、蓄電装置40の残量などを記憶する。また、履歴記憶部127は、半自動モードにおいて、1日にアシスト動作を行った回数を日毎に記憶することが好ましい。要するに、履歴記憶部127はアシスト条件が満たされたときの履歴を記憶する。
アシスト条件のうちの時間帯を自動的に設定する場合、条件設定部116に設けた時間補正部1161が用いられる。時間補正部1161は、履歴記憶部127に記憶された履歴を用いて、需要電力が切替閾値を超えた期間が含まれるように時間帯を自動的に調節する。つまり、あらかじめ設定した時間帯の範囲外で、需要電力が切替閾値を超えている期間があれば、その期間を含むようにアシスト条件においてアシスト動作を起動する時間帯を補正する。
ところで、図6に示すように、本実施形態では、アシスト条件の時間帯は1時間を単位として設定される。したがって、履歴記憶部127は、1時間ごとに需要電力が切替閾値を超えたか否かを1日単位で記録できるように構成される。つまり、時間帯を自動的に調節する際は、履歴記憶部127の1時間毎の履歴から需要電力が切替閾値を超えていた時間帯を抽出し、抽出したすべての時間帯が含まれるように、1日においてアシスト動作を行う時間帯を決定するのである。
なお、需要電力が切替閾値を超える時間帯が日を跨いでいる場合は時間帯の連続性を優先する。この場合、アシスト条件に関して2日に跨るように時間帯を設定する。また、1日を始める時刻を変更し、アシスト条件の時間帯が1日の範囲内に収まるようにして、アシスト条件の時間帯を設定してもよい。
上述のように需要電力が切替閾値を超えたときの実績を用いて、アシスト動作を行う時間帯が自動的に補正される。そのため、需要家においてアシスト動作を行う時間帯を誤って設定したとしても、アシスト条件の時間帯が適正な時間帯になるように自動的に調節され、時間帯に関して手入力による調整が不要になる。
また、アシスト条件のうち切替閾値を自動的に設定する場合、条件設定部116に設けた閾値調節部1162が用いられる。閾値調節部1162は、履歴記憶部127に記憶された履歴を用いて、1日にアシスト動作が行われる回数が規定の回数値になるように切替閾値を推算する。すなわち、閾値調節部1162は、需要電力の変化と蓄電装置40に蓄電可能な電力量とを考慮し、1日に蓄電可能な電力量を需要電力に対して適正に分配するように切替閾値を推算する。さらに、閾値調節部1162は、推算して求めた切替閾値を条件格納エリア122に格納することにより、切替閾値を自動的に調節する。回数値は、アシスト動作を行う回数から規定するほか、需要家に対する報知の回数から規定するようにしてもよい。要するに、需要家に煩わしさを与えない程度の頻度で報知が行われるように回数値を規定してもよい。
閾値調節部1162は、履歴記憶部127に格納された過去の需要電力を用いて、規定された回数値に近づけるように条件格納エリア122に切替閾値を設定するから、切替閾値が適切に設定される。つまり、切替閾値が低いとアシスト動作が起動される頻度が高くなり、切替閾値が高いとアシスト動作がほとんど起動されないが、規定された回数値に近付くように切替閾値を設定することにより、アシスト動作が適正な回数で起動されることになる。たとえば、アシスト動作を起動する回数を1日当たり10回で指定すれば、1日当たり10回に近いアシスト動作が行われるように切替閾値が調節される。回数値は、例えば、操作表示装置50から入力取得部115を介して入力され、条件格納エリア122に格納される。回数値のデフォルト値が、条件格納エリア122に格納されていてもよい。
アシスト条件には、上述のように、蓄電装置40の残量の基準値を含んでいてもよい。すなわち、需要電力が切替閾値を超えた時刻がアシスト条件の時間帯に含まれていても、蓄電装置40の残量が基準値以下であればアシスト動作は起動されない。したがって、残量の基準値は適正に設定する必要がある。
蓄電装置40における残量の基準値は、記憶部12に設けた条件格納エリア123に記憶されている。条件格納エリア123に記憶された基準値が低いほどアシスト動作が起動される確率が高まり、基準値が低いほどアシスト動作が起動される確率が低減される。アシスト動作が起動される確率が低減すれば、蓄電装置40の電力のうち、アシスト動作以外の用途に割り当てる電力の比率を増加させることが可能になる。ここで、アシスト動作ではない用途には、電気料金が安い夜間に蓄電した電力を電気料金が高い昼間に放電することにより電気料金の低減を図ることを目的とする用途などがある。
条件格納エリア123に設定する残量の基準値は、操作表示装置50を用いて需要家が手動で変更することが可能であるが、残量の基準値の変更を自動化してもよい。基準値の変更を自動化するには、履歴記憶部127に記憶されている蓄電装置40の残量の推移を用いる。履歴記憶部127は、蓄電装置40の残量を1時間ごとに記憶し、残量の推移を1日単位で管理する。
残量の基準値が比較的大きく設定されている場合に、アシスト動作が起動される確率が低減するから、アシスト動作により放電される電力量は比較的少なく、結果的に蓄電装置40の残量の最小値は比較的大きくなる。そこで、履歴記憶部127に記憶されている残量から最小値を求め、最小値が規定値(たとえば、後述する下限値に一定値を加算して得られる値)以上である場合に、残量の基準値を自動的に一定量だけ引き下げるようにしてもよい。残量の基準値の調節は、条件設定部116に設けた基準値調節部1163により行われる。要するに、基準値調節部1163は、蓄電装置40の残量が規定値以上であってかつこの規定値に近づくように、残量の基準値を自動的に調節する。
たとえば、条件格納エリア123に設定された蓄電装置40の残量の基準値が3kWhであって、履歴記憶部127に記憶されている残量の最小値が2kWhである場合を想定する。ここで、残量の下限値に一定値を加算した規定値が0.5kWhであるとすれば、基準値調節部1163は、これらの残量の関係を用いて、残量の基準値を2kWh引き下げて1kWhとし、条件格納エリア123の記憶内容を1kWhに更新する。このような処理により、蓄電装置40の残量の基準値を自動的に調節することが可能になる。
ところで、アシスト動作を適正に行うために、蓄電装置40の残量(実際には、電池ブロック41の残量)には下限値が規定されている。つまり、蓄電装置40の残量は下限値以上に保たれていなければならない。蓄電装置40の残量を下限値以上に保つには、蓄電装置40の残量を監視するとともに、蓄電装置40の充電量を適正に指示することが必要になる。
そのため、管理処理部11には、履歴記憶部127に記憶された履歴を用いて翌日のアシスト動作に必要な電力量を予測する充電量推算部118が設けられている。充電量推算部118は、予測した電力量と、残量取得部113が取得した蓄電装置40の残量とを用いることにより、翌日のアシスト動作で必要になる蓄電装置40の充電量を推算する。このとき、充電量推算部118は、翌日のアシスト動作の後に蓄電装置40の残量が下限値以上になるように(たとえば、蓄電装置40から負荷への電力の供給を許可する時間帯の終了時刻の時点で、残量が下限値以上になるように)充電量を求める。
充電量推算部118が推算した充電量は、充電指示部117に通知され、充電指示部117は、蓄電装置40に対して充電のタイミングおよび充電量を指示する。すなわち、蓄電装置40は、アシスト動作後も残量が下限値以上になるように、充電指示部117から指示された充電量で蓄電される。
本発明を好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。
Claims (13)
- 負荷の需要電力を取得する電力取得部と、
前記需要電力について規定したアシスト条件の成立時に電源とは別に設けた蓄電装置から前記負荷に電力を供給するアシスト動作の起動と停止とを選択するアシスト制御部と、
前記アシスト条件が成立したことを報知装置に提示させる報知制御部と、
操作装置からの入力を取得する入力取得部と、
前記入力取得部を通して前記アシスト条件が設定される条件設定部とを備えることを特徴とするエネルギー管理装置。 - 前記アシスト条件は、前記蓄電装置から前記負荷への電力の供給を許可する時間帯と、前記蓄電装置から前記負荷への電力の供給を開始する前記需要電力に対する切替閾値とを少なくとも含むことを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。
- 前記報知制御部は、前記アシスト条件が成立したことを前記アシスト動作の起動の要否を問い合わせる選択報知の形式で前記報知装置に提示させ、
前記入力取得部は、前記選択報知に対して前記アシスト動作の起動の要否を前記操作装置から取得し、
前記アシスト制御部は、前記入力取得部が前記アシスト動作の起動を要求する応答を前記操作装置から取得した場合に、前記アシスト動作を起動することを特徴とする請求項2記載のエネルギー管理装置。 - 前記アシスト条件が成立したときの履歴を記憶する履歴記憶部が付加され、
前記条件設定部は、前記履歴記憶部に記憶された履歴において前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給した期間が含まれるように前記時間帯を自動的に調節する時間補正部を備えることを特徴とする請求項2記載のエネルギー管理装置。 - 前記アシスト条件が成立したときの履歴を記憶する履歴記憶部が付加され、
前記条件設定部は、前記履歴記憶部に記憶された履歴を用いることにより所定期間において前記蓄電装置から前記負荷に電力を供給する回数が規定の回数値に近づくように前記切替閾値を自動的に調節する閾値調節部を備えることを特徴とする請求項2記載のエネルギー管理装置。 - 前記アシスト条件が成立したときの履歴を記憶する履歴記憶部と、前記蓄電装置から電力の残量を取得する残量取得部とが付加され、
前記アシスト条件は、前記アシスト動作の起動に必要な前記蓄電装置の残量に関する基準値を含んでおり、
前記条件設定部は、前記履歴記憶部に記憶された履歴を用いることにより所定期間において前記蓄電装置の残量の最小値を既定値に近づけるように前記基準値を自動的に調節する基準値調節部を備えることを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。 - 前記報知制御部は、規定した時刻から始まる1日のうちで前記アシスト条件が最初に満たされたことが前記アシスト制御部から通知されると前記報知装置に前記選択報知を提示させることを特徴とする請求項3記載のエネルギー管理装置。
- 前記報知制御部は、前記選択報知に対して前記操作装置から前記アシスト動作の起動を不要とする応答が得られた場合は、前記1日のうちで前記アシスト条件が次に満たされたことが前記アシスト制御部から通知されたときにも前記報知装置に前記選択報知を提示させることを特徴とする請求項7記載のエネルギー管理装置。
- 前記アシスト制御部は、前記選択報知に対して前記操作装置から前記アシスト動作の起動を要求する応答が得られた回数の累積値が規定回数に達すると、前記報知装置への前記選択報知を行わずに、前記アシスト動作を行っていることを前記報知制御部を通して前記報知装置に提示させることを特徴とする請求項3記載のエネルギー管理装置。
- 通信用のインターフェースを備え、
前記条件設定部は、前記インターフェースを通して前記アシスト条件が設定されることを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。 - 前記電力取得部は、所定の時間間隔で電力をサンプリングし、複数回のサンプリングで得られた電力の代表値を前記需要電力とすることを特徴とする請求項1記載のエネルギー管理装置。
- 電力系統から負荷に電力を供給する給電路を通して前記負荷への電力供給を行うアシスト動作が可能である蓄電装置と、前記負荷の需要電力を計測する計測装置と、前記計測装置が計測した前記需要電力に応じて前記アシスト動作の起動と停止とを制御するエネルギー管理装置と、前記エネルギー管理装置から指示された報知を行う報知装置と、前記エネルギー管理装置に指示を与える操作装置とを備え、
前記エネルギー管理装置は、前記計測装置から前記需要電力を取得する電力取得部と、前記需要電力について規定したアシスト条件の成立時に前記アシスト動作の起動と停止とを選択するアシスト制御部と、前記アシスト条件が成立したことを前記報知装置に提示させる報知制御部と、前記操作装置からの入力を取得する入力取得部と、前記入力取得部を通して前記アシスト条件が設定される条件設定部とを備えることを特徴とするエネルギー管理システム。 - コンピュータを、
負荷の需要電力を取得する電力取得部と、前記需要電力について規定したアシスト条件の成立時に電源とは別に設けた蓄電装置から前記負荷に電力を供給するアシスト動作の起動と停止とを選択するアシスト制御部と、前記アシスト条件が成立したことを報知装置に提示させる報知制御部と、操作装置からの入力を取得する入力取得部と、前記入力取得部を通して前記アシスト条件が設定される条件設定部とを備えるエネルギー管理装置として動作させるためのプログラム。
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