WO2017199604A1 - 制御装置、制御方法及び蓄電制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a control device, a control method, and a power storage control device.
- the present disclosure proposes a new and improved control device, control method, and power storage control device capable of optimal power interchange for the entire community composed of a plurality of consumers.
- an acquisition unit that acquires information about power consumption from a plurality of nodes that store and consume power, and power storage at each node provided to each of the nodes using the information about power consumption.
- a control unit that generates data related to the target.
- the information regarding the power consumption is obtained from a plurality of nodes that store and consumes the power, and the power storage in each of the nodes is provided to each of the nodes using the information regarding the power consumption. Generating a data relating to the goal.
- an acquisition unit that acquires data related to a storage target generated in a device that provides information related to power consumption, and control related to accommodation of power stored in the storage battery based on the data related to the storage target A power storage control device is provided.
- data related to a power storage target generated in a device that provides information related to power consumption is acquired, and control related to accommodation of stored power is performed based on the data related to the power storage target. And a control method is provided.
- control device As described above, according to the present disclosure, it is possible to provide a new and improved control device, control method, and power storage device capable of optimal power interchange for the entire community composed of a plurality of consumers.
- Embodiment of the present disclosure [1.1. Overview] Before describing the embodiment of the present disclosure in detail, an outline of the embodiment of the present disclosure will be described.
- the power supply that interchanges the power stored in the battery between the nodes including the power generation device that generates power using natural energy or renewable energy such as a solar power generation device and the battery that stores the power generated by the power generation device.
- a system technology is disclosed (see Patent Document 1).
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of a power supply system in which power stored in a battery is interchanged between nodes.
- FIG. 1 shows four nodes 10a to 10d.
- Each node is a unit of power generation and power consumption configured by, for example, a home, a company, a school, a hospital, a government office, and the like.
- the nodes 10a to 10d are connected by a communication line 30 and a power line 40.
- the node 10a includes a storage battery 20a, a DC-DC converter 21a, a CPU 22a, and a solar power generation device 23a.
- the node 10a holds control data 24a.
- the control data 24a is data for controlling charging / discharging of the storage battery 20a. For example, when the remaining capacity of the storage battery 20a decreases, a charge request is sent to another node, or the remaining capacity of the storage battery 20a This is data describing how much or more is allowed to discharge in response to a charge request from another node.
- the nodes 10b to 10d have the same configuration.
- the nodes 10a to 10d autonomously exchange power.
- the CPU 22b refers to the control data 24b and the remaining amount of the storage battery 20b, and if the remaining capacity of the storage battery 20b of the node 10b has decreased to a level at which a charge request is sent to another node, A charge request is sent to the nodes 10a, 10c, and 10d.
- the nodes 10a, 10c, and 10d that have received the charging request from the node 10b refer to the control data 24a, 24c, and 24d and the remaining amounts of the storage batteries 20a, 20c, and 20d, respectively, and determine whether to permit discharge.
- the remaining battery level is relatively low. It is desirable that power be sent from the node 10a or the node 10d having a large amount to the node 10b. In the example of FIG. 1, the remaining amount of the storage battery 20d is almost full, and if the power is not transmitted from the node 10d, the power generated by the solar power generation device 23d is not stored in the storage battery 20d and is wasted.
- control data that is the basis for the interchange of the power stored in the storage battery is determined independently at each node, the generated energy cannot be used efficiently in some cases.
- the present disclosure has intensively studied a technology that enables optimal power interchange for the entire community composed of a plurality of consumers.
- the present disclosure has devised a technique that can efficiently use generated energy by providing a central control device that controls the interchange of power with respect to a plurality of nodes.
- FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an overall configuration example of the power supply system according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an overall configuration example of the power supply system according to the embodiment of the present disclosure.
- an overall configuration example of the power supply system according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
- the power supply system includes nodes 10a to 10d and a central control device 100.
- Each node is a unit of power generation and power consumption configured by, for example, a home, a company, a school, a hospital, a government office, and the like.
- the nodes 10a to 10d are connected by a communication line 30 and a power line 40. 1 shows four nodes 10a to 10d, it goes without saying that the number of nodes constituting the power supply system is not limited to such an example.
- the node 10a includes a storage battery 20a, a DC-DC converter 21a, a CPU 22a, and a solar power generation device 23a.
- the node 10a holds control data 24a.
- the control data 24a is data for controlling charging / discharging of the storage battery 20a. For example, when the remaining capacity of the storage battery 20a decreases, a charge request is sent to another node, or the remaining capacity of the storage battery 20a This is data describing how much or more is allowed to discharge in response to a charge request from another node.
- the nodes 10b to 10d have the same configuration.
- the central controller 100 performs wired or wireless communication with the nodes 10a to 10d, and periodically transmits the control data 24a to 24d held by each node so that the entire system has optimum energy efficiency. Has a function to update.
- a specific functional configuration example of the central control device 100 will be described in detail later.
- the central control apparatus 100 acquires data (consumption history data or consumption prediction data) regarding power consumption from each node, updates the control data 24a to 24d based on the acquired data, and provides the data to each node.
- the central controller 100 predicts future power consumption based on the future weather and temperature, the predicted amount of solar radiation, information on events performed in the area to which each node belongs, and the like, and uses the prediction results to control data 24a to 24d. May be updated.
- the nodes 10a to 10d are the same as the power supply system shown in FIG. 1 in that the charging request and the discharge permission are sent based on the control data 24a to 24d and the remaining amount of the storage batteries 20a to 20d, respectively. However, it differs from the power supply system shown in FIG. 1 in that the control data 24a to 24d are periodically updated by the central controller 100.
- the power supply system is configured as illustrated in FIG. 2 so that each node 10a to 10d performs power interchange under the control of the central control device 100.
- the CPU 22b refers to the control data 24b and the remaining amount of the storage battery 20b, and if the remaining capacity of the storage battery 20b of the node 10b has decreased to a level at which a charge request is sent to another node, A charge request is sent to the nodes 10a, 10c, and 10d.
- the nodes 10a, 10c, and 10d that have received the charging request from the node 10b refer to the control data 24a, 24c, and 24d and the remaining amounts of the storage batteries 20a, 20c, and 20d, respectively, and determine whether to permit discharge.
- FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the nodes 10a and 10b and the central control device 100 configuring the power supply system according to the embodiment of the present disclosure.
- functional configuration examples of the nodes 10a and 10b and the central control device 100 will be described with reference to FIG. 3 shows only the nodes 10a and 10b, the nodes 10c and 10d in FIG. 2 have the same configuration as the nodes 10a and 10b.
- the node 10a includes a storage battery 20a, a DC-DC converter 21a, communication units 51a and 57a, communication control units 52a and 56a, and a storage unit 53a.
- the power excess / deficiency determination unit 54a and the DC-DC control unit 55a are included.
- the communication unit 51a executes communication processing with the central control device 100.
- the communication control unit 52a controls communication processing by the communication unit 51a.
- the communication unit 51a transmits data related to power consumption (consumption history data or consumption prediction data) to the central control device 100 through communication processing with the central control device 100, and receives control data 24a from the central control device 100. To do.
- the storage unit 53a is composed of a recording medium such as an HDD (Hard Disk Drive), and holds information related to power interchange with other nodes, for example, control data 24a.
- HDD Hard Disk Drive
- the power excess / deficiency determination unit 54a refers to the amount of power stored in the storage battery 20a and the control data 24a stored in the storage unit 53a to determine whether the power stored in the storage battery 20a is excessive or insufficient.
- the power excess / deficiency determination unit 54a instructs the communication control unit 56a to send a charge request to another node.
- the power excess / deficiency determination unit 54a receives a charge request from another node and determines that the power stored in the storage battery 20a is sufficient for power transmission, the communication control unit 56a is directed to another node. Instruct to send power transmission permission.
- the power excess / deficiency determination unit 54a may function as an example of a control unit of the power storage control device of the present disclosure.
- control data 24a is shown.
- Table 1 is an explanatory diagram showing an example of the control data 24a.
- the control data 24a is data in which a target remaining amount, an accommodation price, and an accommodation partner are described for each time zone.
- the power excess / deficiency determination unit 54a refers to such control data 24a to determine whether the power stored in the storage battery 20a is excessive or insufficient.
- the target remaining amount is the remaining amount of the storage battery 20a in the time period, and may be described as a percentage as in the example of the control data shown in Table 1, or may be described as an absolute value.
- the accommodation price is the amount of electricity at the time of the accommodation.
- the partner is a partner with whom power can be accommodated during the time period. If any node can be accommodated, “anyone” is described. If only a specific node can be accommodated, information identifying the node is described. Is done. In the case where only a specific node can be accommodated, the number of pieces of information for identifying the node may be one or plural. In addition, it is possible to set not to accommodate a specific node.
- the control data 24a has a function for controlling power interchange with an external power source.
- control data 24a is purchased by the central control device 100 so that power is purchased from an electric power company during a low-price time zone such as nighttime power and the storage battery 20a is fully charged. Can be generated.
- the control data 24a is set so that the power of the storage battery is sold to an electric power company and the storage battery is emptied as much as possible so that the solar power generation can be taken in to the maximum extent. Can be generated by the central controller 100.
- the DC-DC control unit 55a controls the DC-DC converter 21a to control the discharge of DC power from the storage battery 20a and the supply of DC power to the storage battery 20a.
- the DC-DC control unit 55a controls how much power is discharged or supplied for how long based on the charge request and discharge permission acquired by the communication control unit 56a.
- the communication unit 57a executes communication processing with other nodes through the communication line 30.
- the communication control unit 56a controls communication processing by the communication unit 57a.
- the communication unit 57a transmits a charge request or discharge permission to another node or receives a charge request or discharge permission from another node through communication processing with another node.
- the central control device 100 includes communication units 102 and 120, communication control units 104 and 118, a storage unit 106, a generated power calculation unit 108, and consumption.
- the power calculation unit 110, the remaining battery level calculation unit 112, the power distribution calculation unit 114, and the control data generation unit 116 are configured.
- the communication unit 102 executes communication processing with the external cloud 200.
- the communication control unit 104 controls communication processing by the communication unit 102.
- the communication unit 102 determines the future weather data of the area to which the nodes 10a to 10d belong, the area to which the nodes 10a to 10d belong, or the range to which the area belongs (town, city, Information on events in prefectures, countries, etc., and other information related to power consumption.
- the storage unit 106 is configured by a recording medium such as an HDD (Hard Disk Drive), for example, and information related to power interchange between nodes in the nodes 10a to 10d, for example, information related to power consumption acquired by the communication unit 102, Holds the control data to be provided to the node.
- the control data held by the storage unit 106 may be transmitted from each node or generated by the control data generation unit 116.
- the generated power calculation unit 108 calculates the generated power of the solar power generation apparatus installed at each node.
- the generated power calculation unit 108 uses, for example, future weather data acquired by the communication unit 102 and stored in the storage unit 106 when calculating the generated power of the solar power generation apparatus installed in each node.
- the generated power calculation unit 108 may use the history of the past power generation amount of the solar power generation apparatus installed in each node when calculating the generated power of the solar power generation apparatus installed in each node. For example, if the generated power calculation unit 108 refers to the power generation amount on a certain past day and the weather, temperature, and sunshine hours of the day, the power generation amount of the solar power generation apparatus installed at each node is calculated from the future weather data. It is possible to make a prediction closer to a more accurate value.
- the generated power calculation unit 108 Calculation of the generated power of the wind power generator installed in each node can be performed.
- the generated power calculator 108 refers to information that affects the power generation of the wind power generator, such as wind direction and wind force, as future weather data.
- the power consumption calculation unit 110 calculates the power consumption of each node.
- the power consumption calculation unit 110 uses, for example, information that can be related to the power consumption acquired by the communication unit 102 and stored in the storage unit 106.
- the power consumption calculation unit 110 can calculate the power consumption assuming that TV viewing will increase in each home. Perform the operation. Further, for example, the power consumption calculation unit 110 calculates the power consumption assuming that the use of the air conditioner will increase in each home if the temperature rises on a certain day in the future is known from the information acquired by the communication unit 102. I do. Further, for example, if the power consumption calculation unit 110 knows from the information acquired by the communication unit 102 that a festival will be held in a region to which each node belongs on a certain day in the future, each home will be absent during the festival time zone. The power consumption is calculated assuming that
- the remaining battery level calculation unit 112 uses the generated power of the photovoltaic power generation apparatus calculated by the generated power calculation unit 108 and the consumed power of each node calculated by the consumed power calculation unit 110 to determine the remaining battery level of each node in the future. Is calculated.
- the power distribution calculation unit 114 calculates the distribution amount of power to be accommodated between the nodes based on the remaining battery level of each node calculated by the battery remaining amount calculation unit 112 in the future. For example, the power distribution calculation unit 114 calculates the distribution amount so that the power distribution is performed such that the storage battery having the remaining discharge capacity is charged to the storage battery having the remaining charge capacity in order to take in the maximum generated power from the renewable energy. Do.
- the control data generation unit 116 generates control data to be provided to each node based on the power distribution amount to be accommodated between the nodes calculated by the power distribution calculation unit 114.
- the control data generated by the control data generation unit 116 is data of a target remaining amount, an accommodation price, and an accommodation partner for each time zone as shown in Table 1.
- the control data generation unit 116 can function as an example of a control unit of the control device of the present disclosure.
- the communication unit 120 executes communication processing with each node.
- the communication control unit 118 controls communication processing by the communication unit 120.
- the communication unit 120 provides the control data generated by the control data generation unit 116 to each node by communication processing with each node, or generates power history, power consumption history, and other nodes between the nodes. It is possible to acquire the interchanged power history of each node from each node.
- the central control apparatus 100 has such a configuration to generate control data to be provided to each node based on information on future power consumption, and generate the generated control data to each node. Can be provided.
- FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the central control apparatus 100 according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 shows an operation example of the central controller 100 when generating control data for each node.
- an operation example of the central control apparatus 100 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
- the central control apparatus 100 periodically acquires data relating to power consumption of each node from the cloud 200 and each node (step S101).
- the data relating to the power consumption of each node is the past power consumption history of each node and the power generation and consumption prediction data of each node in the future.
- the central control device 100 When data related to the power consumption of each node is periodically acquired from the cloud 200 or each node, the central control device 100 subsequently generates control data for each node based on the acquired data related to the power consumption (step). S102). When generating the control data, the central controller 100 determines the remaining storage battery of each node, which is derived from the calculation result of the generated power of the photovoltaic power generator installed in each node and the calculation result of the power consumption of each node. The amount calculation result and the power distribution amount between nodes are used.
- the central control device 100 When the control data is generated for each node, the central control device 100 then provides the generated control data to each node (step S103).
- the central controller 100 periodically generates control data.
- the central control apparatus 100 can execute generation of control data at various intervals such as every hour, every 6 hours, every half day, every day, and the like.
- FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a flow of generation of control data by the central control device 100 according to the embodiment of the present disclosure.
- the central control device 100 from each node 10, from the power generation history by the photovoltaic power generation device, the power consumption history at each node, the interchanged power history with other nodes, the control data that is independently held at each node Get information such as.
- the central control device 100 uses, for example, the cloud 200 to predict future power consumption such as information affecting the power generation by the solar power generation device such as predicted solar radiation in the area to which each node belongs, predicted temperature, day / season, event information, and the like. Get information that affects quantity.
- the central control device 100 calculates the future generated power of the solar power generation device installed in each node 10 using the generated power history acquired from each node 10 and the predicted amount of solar radiation acquired from the cloud 200, for example. .
- the central control device 100 affects future power consumption such as information that affects power generation by the solar power generation device such as predicted solar radiation amount acquired from the cloud 200, predicted temperature, day / season, event information, and the like. Based on the information, the control data acquired from each node 10, and the power consumption history, the future power consumption of each node is calculated.
- the central control device 100 may use a schedule of persons living in each node when calculating the future power consumption of each node.
- the central control apparatus 100 can predict that the power consumption will be small if a person living in each node goes out, and that the power consumption will be high if a person living in each node does not go out.
- the central controller 100 calculates the future generated power of the photovoltaic power generation apparatus installed in each node 10 and the future power consumption of each node, the central controller 100 determines the remaining storage battery of each node based on the calculation result. Calculate the capacity.
- the central controller 100 calculates the remaining capacity of the storage battery of each node in the future, it determines the future power distribution between the nodes based on the calculation result. For example, if the remaining capacity of the storage battery 20a of the node 10a decreases at a certain time in the future and the remaining capacity of the storage battery 20b of the node 10b has room, the central control device 100 can change from the node 10b to the node 10a at that time. Decide to accommodate power.
- the central controller 100 when determining the power distribution between the nodes in the future, the central controller 100 generates control data for each node so that the power distribution is performed. For example, as described above, if the remaining capacity of the storage battery 20a of the node 10a decreases at a certain time in the future and the remaining capacity of the storage battery 20b of the node 10b has room, the central control device 100 Control data for performing power interchange from the node 10a to the node 10a is generated.
- the central control apparatus 100 may refer to the past power interchange history acquired from each node when generating the control data. For example, if power interchange is frequently performed between the node 10a and the node 10b, control data for performing power interchange between the node 10a and the node 10b may be generated. Control data in which power interchange is performed between the node 10a and a node other than the node 10b may be generated.
- the central control apparatus 100 may determine whether or not the accommodation is effective from the accommodation power history and the battery remaining history of each node. Then, if the interchange of each node is not effective, the central control device 100 may generate control data that does not cause the interchange under the same conditions.
- the central controller 100 It is determined that there is no effect of the accommodation, and control data is generated so that the same electricity accommodation does not occur under the same conditions.
- the central control device 100 When the central control device 100 generates control data for each node, the central control device 100 provides the generated control data to each node 10.
- the central control apparatus 100 generates the control data to be provided to each node based on the information on the future power consumption by performing the operation as described above, and the generated control data Can be provided to each node.
- each node 10 can implement power accommodation based on the control data generated by the central control device 100, but all nodes 10 do not necessarily provide power accommodation according to the control data generated by the central control device 100. There is no need to do it.
- FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a power supply system in a case where only some nodes implement power accommodation according to control data generated by the central control device 100.
- the nodes 10 a and 10 b perform power interchange according to the control data that is independently held instead of the control data generated by the central control device 100, and the nodes 10 c and 10 d perform the central control. Power interchange is performed according to the control data generated by the apparatus 100. Power interchange between the nodes is performed regardless of whether or not the central control device 100 is connected. Therefore, power exchange between the node 10b and the node 10c can be performed if conditions of the remaining amount of the storage battery and the control data are adjusted.
- each node is provided from the central control device 100 before the failure occurs. It is possible to implement power interchange based on the control data that has been set or the control data that is uniquely held.
- FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a power supply system when a communication failure occurs between the central control device 100 and each node.
- the nodes 10a to 10d can receive control data provided from the central control device 100 before the failure, Based on the control data held in the node, a charge request or discharge permission can be transmitted to another node, or a charge request or discharge permission can be received from another node.
- the central control device 100 can cause each node to implement power interchange between clusters in which a plurality of nodes are collected by generating control data to be provided to each node. That is, even if information cannot be exchanged across clusters, the central control device 100 generates control data and provides it to each node, thereby allowing power interchange across the clusters.
- the following is an example.
- FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a power supply system in a case where each node implements power interchange between clusters based on control data generated by the central control device 100.
- the node 10 b is a node that relays between the cluster 1 and the cluster 2.
- the node 10b has a DC-DC converter 21b for cluster 1 and a DC-DC converter 21b 'for cluster 2. Note that a node belonging only to cluster 1 and a node belonging to only 2 to cluster cannot directly exchange information and power. That is, the node 10a and the node 10c or the node 10d cannot directly exchange information and power.
- the central control apparatus 100 can generate control data such that power is exchanged from the cluster 2 to the cluster 1 and provide the control data to each node.
- the node 10a when the remaining capacity of the storage battery 20a decreases, the node 10a sends a charge request to the node 10b.
- the node 10b sends a charge request to the nodes 10c and 10d belonging to the cluster 2.
- the node 10c returns a discharge permission for the charge request from the node 10b based on the control data generated by the central controller 100, and sends power to the node 10b. Thereafter, power is sent from the node 10b to the node 10a.
- the central control device 100 generates control data for all nodes and provides the control data to each node, thereby enabling the nodes to perform power interchange across the clusters.
- the central control apparatus 100 acquires various information from each node, cloud, and the like, and generates control data to be provided to each node based on the information.
- the central controller 100 generates control data so that power interchange between nodes is optimized in the entire power supply system.
- the central control device 100 provides the generated control data to each node.
- the central control device 100 periodically generates the control data, and periodically provides the generated control data to each node.
- Each node can efficiently use power generated by natural energy or renewable energy by implementing power interchange based on the control data generated by the central control device 100.
- each step in the processing executed by each device in this specification does not necessarily have to be processed in chronological order in the order described as a sequence diagram or flowchart.
- each step in the processing executed by each device may be processed in an order different from the order described as the flowchart, or may be processed in parallel.
- An acquisition unit that acquires information about power consumption from a plurality of nodes that store and consume power; and A control unit that generates information related to a power storage target in each of the nodes to be provided to each of the nodes using information on the power consumption;
- a control device comprising: (2) The control device according to (1), wherein the control unit generates data related to power distribution between power storage devices that store power in each of the nodes as data related to the power storage target.
- the said acquisition part is a control apparatus as described in said (1) or (2) which acquires the information regarding a power consumption history as information regarding the said power consumption from each said node.
- the control device according to any one of (1) to (3), wherein the acquisition unit acquires information regarding power consumption prediction as information regarding power consumption from each of the nodes. (5) The control unit determines the effectiveness of the data related to the power storage target provided to each node in the past using the information related to the power consumption and the data related to the power storage target. The control apparatus in any one. (6) The control device according to (5), wherein if the data related to the power storage target provided to each node in the past is determined to be ineffective, the control unit generates data related to the power storage target that is different under the same condition. (7) The control device according to any one of (1) to (6), wherein the control unit generates data in which a target power storage amount is set for each time period as data related to the power storage target.
- the said control part is a control apparatus as described in said (7) which further produces
- (10) Obtaining information on power consumption from a plurality of nodes that store and consume power; Using the information about the power consumption to provide each node with data related to the storage target at each node; Including a control method.
- An acquisition unit configured to acquire data related to a storage target generated in an apparatus that provides information related to power consumption; Based on the data related to the power storage target, a control unit that performs control related to accommodation of stored power;
- a power storage control device comprising: (12) The power storage control device according to (11), wherein the control unit provides information related to power consumption. (13) The power storage control device according to (12), wherein the control unit provides information regarding a schedule of a user who uses the stored power as information regarding power consumption. (14) The control unit according to any one of (11) to (13), wherein when the acquisition unit cannot acquire data related to the power storage target, the control unit performs control based on data regarding the power storage target unique to the device Power storage control device. (15) Obtaining data relating to the storage target generated in the device that provided information relating to power consumption; Performing control related to accommodation of stored power based on data related to the power storage target; Including a control method.
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Abstract
【課題】複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な、制御装置を提供する。 【解決手段】電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、を備える、制御装置が提供される。
Description
本開示は、制御装置、制御方法及び蓄電制御装置に関する。
蓄電池を備えることで、入力電源からの電力が途絶えても、接続されている機器に対して、停電することなく所定の時間電力を蓄電池から供給し続けることができる無停電電源装置の存在が知られている。このような電源装置を需要家単位に拡大して、停電等の電力供給の異常発生時に電力を需要家に供給する技術が提案されている(特許文献1、2等参照)。
需要家間で電力の融通を自律的に行わせると、各需要家に備えられる蓄電池個別の最適化は行われる。しかし、需要家間で電力の融通を自律的に行わせると、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体での最適化が実施されず、エネルギーの効率的な使用が行われない。
そこで、本開示では、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な、新規かつ改良された制御装置、制御方法及び蓄電制御装置を提案する。
本開示によれば、電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、を備える、制御装置が提供される。
また本開示によれば、電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、を含む、制御方法が提供される。
また本開示によれば、電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電池に蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、を備える、蓄電制御装置が提供される。
また本開示によれば、電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、を含む、制御方法が提供される。
以上説明したように本開示によれば、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な、新規かつ改良された制御装置、制御方法及び蓄電装置を提供することが出来る。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.本開示の実施の形態
1.1.概要
1.2.構成例及び動作例
2.まとめ
1.本開示の実施の形態
1.1.概要
1.2.構成例及び動作例
2.まとめ
<1.本開示の実施の形態>
[1.1.概要]
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、本開示の実施の形態の概要について説明する。
[1.1.概要]
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、本開示の実施の形態の概要について説明する。
上述したように、太陽光発電装置などの自然エネルギーや再生可能エネルギーで発電する発電装置及び発電装置で発電された電力を蓄えるバッテリを備えるノード間で、バッテリに蓄えた電力を融通し合う電力供給システムの技術が開示されている(特許文献1等参照)。
このような電力供給システムにおいて、それぞれのノード間で自律的に電力融通を実施するシステムの技術も開示されている(特許文献2等参照)。ノード間で自律的に電力融通を実施することで、各バッテリの個別最適は実施される。
図1は、バッテリに蓄えた電力をノード間で融通し合う電力供給システムの構成例を示す説明図である。
図1には、4つのノード10a~10dが示されている。各ノードは、例えば、家庭、会社、学校、病院、役所などで構成される1つの発電及び電力消費の単位である。ノード10a~10dは、通信線30及び電力線40で接続されている。
ノード10aは、蓄電池20a、DC-DCコンバータ21a、CPU22a、及び太陽光発電装置23aを含んで構成される。そしてノード10aは、制御データ24aを保持している。制御データ24aは、蓄電池20aの充放電を制御するためのデータであり、例えば、蓄電池20aの残量がどの程度まで低下したら他のノードに充電要求を送出するか、または、蓄電池20aの残量がどの程度以上あれば他のノードからの充電要求に応じて放電を許可するか、などが記述されたデータである。ノード10b~10dについても同様の構成を有する。
図1に示した電力供給システムにおいては、各ノード10a~10dが自律的に電力の融通を行う。例えば、CPU22bは、制御データ24b及び蓄電池20bの残量を参照し、他のノードに充電要求を送出するレベルまでノード10bの蓄電池20bの残り容量が低下していれば、通信線30を通じて他のノード10a、10c、10dに対して充電要求を送出する。ノード10bからの充電要求を受信したノード10a、10c、10dは、それぞれ制御データ24a、24c、24d及び蓄電池20a、20c、20dの残量を参照し、放電を許可するかどうか判断する。
図1の例では、ノード10bからの充電要求に対して、ノード10cのみが放電を許可し、その結果、ノード10bとノード10cとの間で電力の融通が行われている様子が示されている。
このような電力供給システムでは、制御データがそれぞれのノードで独立して決められているため、システム全体として必ずしも最適な電力融通が実施されるとは限らない。すなわち、複数のノードを含むコミュニティ全体としては、そのノード間での自律的な電力融通の結果、最適な電力融通になっていない場合があり、その場合は発電エネルギーを効率的に使えない。例えば、あるノードから別のノードへ電力融通が行われた結果、バッテリがフルに充電されている他のノードは、発電装置が発電する電力をバッテリに蓄えることが出来ず、発電装置が発電する電力が無駄になってしまう。
図1の例では、比較的バッテリの残量が少ないノード10bとノード10cとの間で電力の融通が行われており、システム全体としての効率を最大化するためには、比較的バッテリの残量が多いノード10aやノード10dからノード10bに電力が送られることが望ましい。また図1の例では蓄電池20dの残量はほぼフルであり、ノード10dから送電されないと、太陽光発電装置23dが発電した電力が蓄電池20dに蓄えられずに無駄になってしまう。
従って、蓄電池に蓄えた電力を融通し合うための基となる制御データがそれぞれのノードで独立して決められると、場合によっては発電エネルギーを効率的に使用することが出来なくなってしまう。
そこで本件開示者は、上述した内容に鑑み、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、複数のノードに対して電力の融通を制御する中央制御装置を設けることで、発電エネルギーを効率的に使用することが可能な技術を考案するに至った。
以上、本開示の実施の形態の概要について説明した。
[1.2.構成例及び動作例]
(システム構成例)
まず、本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を説明する。図2は、本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を示す説明図である。以下、図2を用いて本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例について説明する。
(システム構成例)
まず、本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を説明する。図2は、本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を示す説明図である。以下、図2を用いて本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例について説明する。
図2に示したように、本開示の実施の形態に係る電力供給システムは、ノード10a~10dと、中央制御装置100と、を含んで構成される。各ノードは、例えば、家庭、会社、学校、病院、役所などで構成される1つの発電及び電力消費の単位である。ノード10a~10dは、通信線30及び電力線40で接続されている。なお、図1には、4つのノード10a~10dを図示しているが、電力供給システムを構成するノードの数は係る例に限定されるものでは無いことは言うまでも無い。
ノード10aは、蓄電池20a、DC-DCコンバータ21a、CPU22a、及び太陽光発電装置23aを含んで構成される。そしてノード10aは、制御データ24aを保持している。制御データ24aは、蓄電池20aの充放電を制御するためのデータであり、例えば、蓄電池20aの残量がどの程度まで低下したら他のノードに充電要求を送出するか、または、蓄電池20aの残量がどの程度以上あれば他のノードからの充電要求に応じて放電を許可するか、などが記述されたデータである。ノード10b~10dについても同様の構成を有する。
中央制御装置100は、ノード10a~10dとの間で有線または無線による通信を行って、それぞれのノードが保持する制御データ24a~24dを、システム全体で最適なエネルギー効率となるよう、定期的に更新する機能を有する。中央制御装置100の具体的な機能構成例は後に詳述する。
また、中央制御装置100による制御データ24a~24dの更新処理についても後に詳述するが、一例を挙げれば以下の通りである。中央制御装置100は、各ノードから電力の消費に関するデータ(消費履歴データまたは消費予測データ)を取得し、その取得したデータに基づいて、制御データ24a~24dを更新し、各ノードに提供する。中央制御装置100は、将来の天気や気温、予測日射量、各ノードが属する地域で行われるイベントの情報などに基づいて将来の消費電力を予測し、その予測結果を用いて制御データ24a~24dを更新しても良い。
すなわち、ノード10a~10dは、それぞれ制御データ24a~24d及び蓄電池20a~20dの残量に基づいて充電要求及び放電許可を送出する点は図1に示した電力供給システムと同じである。しかし、その制御データ24a~24dが中央制御装置100によって定期的に更新される点で、図1に示した電力供給システムと異なる。
本開示の実施の形態に係る電力供給システムは、図2に示したように構成されることで、各ノード10a~10dが中央制御装置100の制御のもとで電力の融通を行う。例えば、CPU22bは、制御データ24b及び蓄電池20bの残量を参照し、他のノードに充電要求を送出するレベルまでノード10bの蓄電池20bの残り容量が低下していれば、通信線30を通じて他のノード10a、10c、10dに対して充電要求を送出する。ノード10bからの充電要求を受信したノード10a、10c、10dは、それぞれ制御データ24a、24c、24d及び蓄電池20a、20c、20dの残量を参照し、放電を許可するかどうか判断する。
図2の例では、ノード10bからの充電要求に対して、残量がほぼフルである蓄電池20dを有するノード10dのみが放電を許可し、その結果、ノード10bとノード10dとの間で電力の融通が行われている様子が示されている。従って、図2に示した本開示の実施の形態に係る電力供給システムは、図1に示した電力供給システムと比較して、効率的なエネルギー融通を実現できている。
以上、図2を用いて本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例について説明した。続いて、本開示の実施の形態に係る電力供給システムを構成する各ノード10a~10d及び中央制御装置100の機能構成例を説明する。
(ノード及び中央制御装置の機能構成例)
図3は、本開示の実施の形態に係る電力供給システムを構成するノード10a、10b及び中央制御装置100の機能構成例を示す説明図である。以下、図3を用いてノード10a、10b及び中央制御装置100の機能構成例について説明する。なお、図3にはノード10a、10bのみを図示しているが、図2のノード10c、10dも、ノード10a、10bと同様の構成を有する。
図3は、本開示の実施の形態に係る電力供給システムを構成するノード10a、10b及び中央制御装置100の機能構成例を示す説明図である。以下、図3を用いてノード10a、10b及び中央制御装置100の機能構成例について説明する。なお、図3にはノード10a、10bのみを図示しているが、図2のノード10c、10dも、ノード10a、10bと同様の構成を有する。
まずノード10a、10bの機能構成例を説明する。以下ではノード10aの機能構成例を説明するが、ノード10bの機能構成例についても同様である。
図3に示したように、本開示の実施の形態に係るノード10aは、蓄電池20aと、DC-DCコンバータ21aと、通信部51a、57aと、通信制御部52a、56aと、記憶部53aと、電力過不足判定部54aと、DC-DC制御部55aと、を含んで構成される。
通信部51aは、中央制御装置100との間の通信処理を実行する。通信制御部52aは、通信部51aによる通信処理を制御する。通信部51aは、中央制御装置100との間の通信処理により、中央制御装置100へ電力の消費に関するデータ(消費履歴データまたは消費予測データ)を送信し、中央制御装置100から制御データ24aを受信する。
記憶部53aは、例えばHDD(Hard Disk Drive)等の記録媒体で構成され、他のノードとの間の電力融通に関する情報、例えば制御データ24aを保持する。
電力過不足判定部54aは、蓄電池20aに蓄えられている電力量と、記憶部53aに記憶されている制御データ24aとを参照し、蓄電池20aに蓄えられている電力の過不足を判定する。
電力過不足判定部54aは、蓄電池20aに蓄えられている電力が不足していると判定すると、通信制御部56aに対して、他のノードへ充電要求を送出するよう指示する。電力過不足判定部54aは、他のノードから充電要求を受信した場合に、蓄電池20aに蓄えられている電力が送電に足りていると判定すると、通信制御部56aに対して、他のノードへ送電許可を送出するよう指示する。電力過不足判定部54aは、本開示の蓄電制御装置の制御部の一例として機能しうる。
ここで制御データ24aの例を示す。表1は、制御データ24aの例を示す説明図である。制御データ24aは、表1に示すように、時間帯別の、目標残量、融通価格、融通相手が記述されたデータである。電力過不足判定部54aは、このような制御データ24aを参照して、蓄電池20aに蓄えられている電力の過不足を判定する。
目標残量は、その時間帯における蓄電池20aの残量であり、表1に示した制御データの例のように百分率で記述されてもよく、絶対値で記述されても良い。融通価格は、その時間帯における電力の融通時の金額である。融通相手は、その時間帯における電力の融通可能相手であり、どのノードにも融通可能であれば「anyone」と記述され、特定のノードにのみ融通可能であればそのノードを識別する情報が記述される。特定のノードにのみ融通可能である場合、ノードを識別する情報の数は1つでもよく、複数でも良い。また、特定のノードには融通しない、という設定も可能である。
制御データ24aは、外部電源との電力融通を制御するための機能を有する。例えば悪天が予想されるような場合には、夜間電力など安い料金の時間帯に電力会社より電力を購入し、蓄電池20aを満充電にしておくような制御データ24aが、中央制御装置100によって生成されうる。また、好天が予想される場合には、蓄電池の電力を電力会社に売電し、できるだけ蓄電池を空にしておくことで、太陽光発電を最大限取り込めるようにしておくような制御データ24aが、中央制御装置100によって生成されうる。
DC-DC制御部55aは、DC-DCコンバータ21aを制御することで、蓄電池20aからの直流電力の放電、及び、蓄電池20aへの直流電力の給電を制御する。DC-DC制御部55aは、通信制御部56aによって取得された充電要求や放電許可に基づいて、どの程度の電力をどの程度の時間放電、または給電するかが制御される。
通信部57aは、通信線30を通じた他のノードとの間の通信処理を実行する。通信制御部56aは、通信部57aによる通信処理を制御する。通信部57aは、他のノードとの間の通信処理により、他のノードに対して充電要求や放電許可を送信したり、他のノードからの充電要求や放電許可を受信したりする。
以上、ノード10a、10bの機能構成例を説明した。続いて中央制御装置100の機能構成例を説明する。
図3に示したように、本開示の実施の形態に係る中央制御装置100は、通信部102、120と、通信制御部104、118と、記憶部106と、発電電力演算部108と、消費電力演算部110と、バッテリ残量演算部112と、電力配分演算部114と、制御データ生成部116と、を含んで構成される。
通信部102は、外部のクラウド200との間の通信処理を実行する。通信制御部104は、通信部102による通信処理を制御する。通信部102は、外部のクラウド200との間の通信処理により、ノード10a~10dが属する地域の将来の気象データや、ノード10a~10dが属する地域、または当該地域が属する範囲(町、市、県、国など)におけるイベントの情報、その他の電力消費に関係しうる情報を取得する。
記憶部106は、例えばHDD(Hard Disk Drive)等の記録媒体で構成され、ノード10a~10dにおけるノード間の電力融通に関する情報、例えば通信部102が取得した電力消費に関係しうる情報や、各ノードに提供する制御データを保持する。記憶部106が保持する制御データは、各ノードから送信されたもの、または、制御データ生成部116が生成したものがありうる。
発電電力演算部108は、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力を演算する。発電電力演算部108は、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力の演算に際し、例えば、通信部102が取得し、記憶部106に記憶された将来の気象データを用いる。
また発電電力演算部108は、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力の演算に際し、各ノードに設置された太陽光発電装置の過去の発電量の履歴を用いても良い。例えば発電電力演算部108は、過去のある日における発電量と、その日の天気や気温、日照時間とを参照すれば、将来の気象データから各ノードに設置された太陽光発電装置の発電量を、より正確な値に近付けて予測することが可能となる。
なお、本実施形態では、各ノードに太陽光発電装置が設置された例を示しているが、他にも、例えば各ノードに風力発電装置が設置されていれば、発電電力演算部108は、各ノードに設置された風力発電装置の発電電力の演算を行いうる。発電電力演算部108は、風力発電装置の発電電力の演算に際しては、例えば将来の気象データとして風向きや風力といった、風力発電装置の発電に影響を与える情報を参照する。
消費電力演算部110は、各ノードの消費電力を演算する。消費電力演算部110は、各ノードの消費電力の演算に際し、例えば、通信部102が取得し、記憶部106に記憶された電力消費に関係しうる情報を用いる。
例えば、消費電力演算部110は、未来のある日においてスポーツのイベントが開催されることが、通信部102が取得した情報から分かれば、各家庭でテレビの視聴が増えることを想定した消費電力の演算を行う。また例えば消費電力演算部110は、未来のある日において気温が上昇することが、通信部102が取得した情報から分かれば、各家庭でエアーコンディショナの使用が増えることを想定した消費電力の演算を行う。また例えば消費電力演算部110は、未来のある日において各ノードが属する地域でお祭りが開催されることが、通信部102が取得した情報から分かれば、各家庭がそのお祭りの時間帯で不在になることを想定した消費電力の演算を行う。
バッテリ残量演算部112は、発電電力演算部108が演算した太陽光発電装置の発電電力と、消費電力演算部110が演算した各ノードの消費電力とから、将来における各ノードの蓄電池の残量を演算する。
電力配分演算部114は、バッテリ残量演算部112が演算した将来における各ノードの蓄電池の残量に基づいて、ノード間で融通させる電力の配分量を演算する。例えば、電力配分演算部114は、再生可能エネルギーからの発電電力を最大限取り込むために、放電余力のある蓄電池から充電余力のある蓄電池に充電するような電力配分となるような配分量の演算を行う。
制御データ生成部116は、電力配分演算部114が演算したノード間で融通させる電力の配分量に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成する。制御データ生成部116が生成する制御データは、表1に示したような、時間帯ごとの目標残量、融通価格、融通相手のデータである。制御データ生成部116は、本開示の制御装置の制御部の一例として機能しうる。
通信部120は、各ノードとの間の通信処理を実行する。通信制御部118は、通信部120による通信処理を制御する。通信部120は、各ノードとの間の通信処理により、制御データ生成部116が生成した制御データを各ノードへ提供したり、各ノードにおける発電電力履歴、消費電力履歴、他のノードとの間の融通電力履歴等を各ノードから取得したりすることが可能となる。
本開示の実施の形態に係る中央制御装置100は、係る構成を有することで、将来の電力消費に関する情報に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成し、生成した制御データを各ノードに提供することができる。
以上、図3を用いてノード10a、10b及び中央制御装置100の機能構成例について説明した。続いて、本開示の実施の形態に係る中央制御装置100の動作例を説明する。
(動作例)
図4は、本開示の実施の形態に係る中央制御装置100の動作例を示す流れ図である。図4に示したのは、各ノードに制御データを生成する際の、中央制御装置100の動作例である。以下、図4を用いて本開示の実施の形態に係る中央制御装置100の動作例について説明する。
図4は、本開示の実施の形態に係る中央制御装置100の動作例を示す流れ図である。図4に示したのは、各ノードに制御データを生成する際の、中央制御装置100の動作例である。以下、図4を用いて本開示の実施の形態に係る中央制御装置100の動作例について説明する。
中央制御装置100は、各ノードの電力の消費に関するデータを、クラウド200や各ノードから定期的に取得する(ステップS101)。各ノードの電力の消費に関するデータは、過去の各ノードの電力の消費履歴や、将来の各ノードの電力の発電及び消費の予測のデータである。
各ノードの電力の消費に関するデータを、クラウド200や各ノードから定期的に取得すると、続いて中央制御装置100は、取得した電力の消費に関するデータに基づき、制御データをノードごとに生成する(ステップS102)。中央制御装置100は、制御データを生成する際には、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力の演算結果及び各ノードの消費電力の演算結果から導かれる、各ノードの蓄電池の残量の演算結果及びノード間の電力の配分量を用いる。
制御データをノードごとに生成すると、続いて中央制御装置100は、生成した制御データを各ノードに提供する(ステップS103)。
中央制御装置100は、制御データの生成を、定期的に実行する。例えば中央制御装置100は、制御データの生成を所定の間隔、例えば、1時間ごと、6時間ごと、半日ごと、1日ごと、等の様々な間隔で実行しうる。
ここで、中央制御装置100による制御データの生成の流れを、具体的な情報を提示しながらより詳細に説明する。
図5は、本開示の実施の形態に係る中央制御装置100による制御データの生成の流れを説明するための説明図である。
中央制御装置100は、各ノード10から、太陽光発電装置による発電電力履歴、各ノードでの消費電力履歴、他のノードとの間の融通電力履歴、各ノードで独自に保持している制御データ等の情報を取得する。
また中央制御装置100は、例えばクラウド200から、各ノードが属する地域における予測日射量などの太陽光発電装置による発電に影響を与える情報、予測気温、曜日・季節、イベント情報等の将来の消費電力量に影響を与える情報を取得する。
中央制御装置100は、各ノード10から取得した発電電力履歴と、例えばクラウド200から取得した予測日射量とを用いて、各ノード10に設置された太陽光発電装置の将来の発電電力を演算する。
また中央制御装置100は、例えばクラウド200から取得した予測日射量などの太陽光発電装置による発電に影響を与える情報、予測気温、曜日・季節、イベント情報等の将来の消費電力量に影響を与える情報と、各ノード10から取得した制御データ、消費電力履歴とに基づいて、各ノードの将来の消費電力を演算する。
中央制御装置100は、各ノードの将来の消費電力を演算する際に、各ノードに居住する人物のスケジュールを用いても良い。中央制御装置100は、各ノードに居住する人物が外出すれば消費電力は少ないであろうと予測し、各ノードに居住する人物が外出しなければ消費電力は多いであろうと予測することができる。
中央制御装置100は、各ノード10に設置された太陽光発電装置の将来の発電電力と、各ノードの将来の消費電力とを演算すると、その演算結果に基づいて将来の各ノードの蓄電池の残容量を演算する。
中央制御装置100は、将来の各ノードの蓄電池の残容量を演算すると、その演算結果に基づいて将来のノード間の電力配分を決定する。例えば、将来のある時点においてノード10aの蓄電池20aの残容量が少なくなり、ノード10bの蓄電池20bの残容量に余裕があることが分かれば、中央制御装置100は、その時点でノード10bからノード10aに電力を融通することを決定する。
そして中央制御装置100は、将来のノード間の電力配分を決定すると、その電力配分が実施されるような制御データをノードごとに生成する。例えば上述したように、将来のある時点においてノード10aの蓄電池20aの残容量が少なくなり、ノード10bの蓄電池20bの残容量に余裕があることが分かれば、中央制御装置100は、その時点でノード10bからノード10aへの電力融通が実施される制御データを生成する。
中央制御装置100は、制御データの生成に際して、各ノードから取得した過去の電力融通履歴を参照しても良い。例えば、ノード10aとノード10bとの間で頻繁に電力の融通が行われていれば、ノード10aとノード10bとの間で電力融通が実施される制御データを生成してもよく、また、ノード10aとノード10b以外のノードとの間で電力融通が実施される制御データを生成してもよい。
中央制御装置100は、各ノードの融通電力履歴及びバッテリ残量履歴から、その融通が効果的であったかどうかを判断してもよい。そして中央制御装置100は、各ノードの融通が効果的でなかった場合には、同一条件においてその融通が発生しないような制御データを生成してもよい。
例えば、電力融通によって電力を受け取ったノードの蓄電池がその後満充電となり、太陽光発電を取り込めないような状況になったことが融通電力履歴及びバッテリ残量履歴からわかれば、中央制御装置100は、その融通の効果は無かったと判断して、同一の条件において同じ電力融通が起きないような制御データを生成する。
中央制御装置100は、ノードごとに制御データを生成すると、生成した制御データを各ノード10に提供する。
本開示の実施の形態に係る中央制御装置100は、上述したような動作を実行することで、将来の電力消費に関する情報に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成し、生成した制御データを各ノードに提供することができる。
このように、各ノード10は、中央制御装置100が生成した制御データに基づいて電力融通を実施することができるが、全てのノード10が必ずしも中央制御装置100が生成した制御データに従って電力融通を実施する必要は無い。
図6は、一部のノードのみが中央制御装置100が生成した制御データに従って電力融通を実施する場合の電力供給システムの例を示す説明図である。
図6に示した例では、ノード10a、10bが、中央制御装置100が生成した制御データではなく、それぞれ独自に保持している制御データに従って電力融通を実施し、ノード10c、10dが、中央制御装置100が生成した制御データに従って電力融通を実施する。各ノード間の電力融通は、中央制御装置100への接続の有無にかかわらず実施される。従って、蓄電池の残量及び制御データの条件が整えば、ノード10bとノード10cとの間の電力融通も実施されうる。
仮に、中央制御装置100と各ノードとの間に通信障害が発生し、中央制御装置100から制御データが各ノードに提供できなくなっても、各ノードは、障害発生前に中央制御装置100から提供された制御データや、独自に保持している制御データに基づいて電力融通を実施することができる。
図7は、中央制御装置100と各ノードとの間に通信障害が発生した場合の電力供給システムの例を示す説明図である。図7に示したように、中央制御装置100と各ノードとの間に通信障害が発生しても、ノード10a~10dは、障害発生前に中央制御装置100から提供された制御データや、独自に保持している制御データに基づいて、他のノードへ充電要求や放電許可を送信したり、他のノードから充電要求や放電許可を受信したりすることができる。
中央制御装置100は、各ノードに提供する制御データを生成することで、複数のノードをまとめたクラスタ間での電力融通を各ノードに実施させることができる。すなわち、クラスタをまたいでの情報の授受ができなくても、中央制御装置100が制御データを生成して各ノードに提供することで、クラスタを跨いだ電力融通が可能になる。以下はその例について示したものである。
図8は、中央制御装置100が生成する制御データに基づいてクラスタ間での電力融通を各ノードに実施させる場合の電力供給システムの例を示す説明図である。図8では、ノード10bが、クラスタ1とクラスタ2とを中継するノードとなっている。
電力供給システムが図8のように構成されている場合、ノード10bは、クラスタ1用のDC-DCコンバータ21bと、クラスタ2用のDC-DCコンバータ21b’と、を有している。なお、クラスタ1のみに属するノードと、クラスタに2のみに属するノードとは、情報及び電力の授受を直接行えないものとする。すなわち、ノード10aと、ノード10cまたはノード10dとは、情報及び電力の授受を直接行えない。
例えば、クラスタ1を構成するノード10a、10bのそれぞれの蓄電池20a、20bの残容量が少なくなっており、クラスタ2を構成するノード10b、10c、10dにおける蓄電池20c、20dの残容量に余裕がある場合、中央制御装置100は、クラスタ2からクラスタ1へ電力融通が行われるような制御データを生成して、各ノードに提供することができる。
例えば、蓄電池20aの残容量が少なくなってきた場合に、ノード10aは、ノード10bに対して充電要求を送出する。ノード10bは、クラスタ2に属するノード10c、10dへ充電要求を送出する。ここではノード10cが、中央制御装置100が生成した制御データに基づいて、ノード10bからの充電要求に対する放電許可を返し、ノード10bに電力を送る。その後ノード10bからノード10aに電力が送られる。
中央制御装置100は、このように、全てのノードに対して制御データを生成して各ノードに制御データを提供することで、クラスタを跨いだ電力融通をノードに行わせることを可能にする。
<3.まとめ>
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、複数のノードに対して電力の融通を制御することで、自然エネルギーや再生可能エネルギーによって発電された電力を効率的に使用することが可能な中央制御装置、及び中央制御装置からの制御データまたは自らの制御データによって発電エネルギーの授受を制御するノードが提供される。
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、複数のノードに対して電力の融通を制御することで、自然エネルギーや再生可能エネルギーによって発電された電力を効率的に使用することが可能な中央制御装置、及び中央制御装置からの制御データまたは自らの制御データによって発電エネルギーの授受を制御するノードが提供される。
本開示の実施の形態に係る中央制御装置100は、各ノードや、クラウドなどから様々な情報を取得し、その情報に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成する。中央制御装置100は、ノード間の電力融通が電力供給システム全体で最適化されるように制御データを生成する。そして中央制御装置100は、生成した制御データを各ノードに提供する、中央制御装置100は、制御データの生成を定期的に実行し、生成した制御データを定期的に各ノードに提供する。
各ノードは、中央制御装置100が生成した制御データに基づいて電力融通を実施することで、自然エネルギーや再生可能エネルギーによって発電された電力を効率的に使用することが可能となる。
本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
また、各装置に内蔵されるCPU、ROMおよびRAMなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアまたはハードウェア回路で構成することで、一連の処理をハードウェアまたはハードウェア回路で実現することもできる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、
を備える、制御装置。
(2)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、各前記ノードにおける、電力を蓄電する蓄電装置間の電力配分に関するデータを生成する、前記(1)に記載の制御装置。
(3)
前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費履歴に関する情報を取得する、前記(1)または(2)に記載の制御装置。
(4)
前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費予測に関する情報を取得する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の制御装置。
(5)
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報及び前記蓄電目標に関するデータを用いて、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータの効果性を判断する、前記(1)~(4)のいずれかに記載の制御装置。
(6)
前記制御部は、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータが効果的でないと判断すると、同一の条件では異なる前記蓄電目標に関するデータを生成する、前記(5)に記載の制御装置。
(7)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、目標となる蓄電量を設定したデータを生成する、前記(1)~(6)のいずれかにに記載の制御装置。
(8)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通する相手を指定したデータを生成する、前記(7)に記載の制御装置。
(9)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通時の価格を指定したデータを生成する、前記(7)または(8)に記載の制御装置。
(10)
電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、
を含む、制御方法。
(11)
電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、
を備える、蓄電制御装置。
(12)
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報を提供する、前記(11)に記載の蓄電制御装置。
(13)
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報として蓄電した電力を使用するユーザのスケジュールに関する情報を提供する、前記(12)に記載の蓄電制御装置。
(14)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータを前記取得部が取得できなかった場合は、自装置固有の蓄電目標に関するデータに基づいて制御を行う、前記(11)~(13)のいずれかに記載の蓄電制御装置。
(15)
電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、
を含む、制御方法。
(1)
電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、
を備える、制御装置。
(2)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、各前記ノードにおける、電力を蓄電する蓄電装置間の電力配分に関するデータを生成する、前記(1)に記載の制御装置。
(3)
前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費履歴に関する情報を取得する、前記(1)または(2)に記載の制御装置。
(4)
前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費予測に関する情報を取得する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の制御装置。
(5)
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報及び前記蓄電目標に関するデータを用いて、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータの効果性を判断する、前記(1)~(4)のいずれかに記載の制御装置。
(6)
前記制御部は、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータが効果的でないと判断すると、同一の条件では異なる前記蓄電目標に関するデータを生成する、前記(5)に記載の制御装置。
(7)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、目標となる蓄電量を設定したデータを生成する、前記(1)~(6)のいずれかにに記載の制御装置。
(8)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通する相手を指定したデータを生成する、前記(7)に記載の制御装置。
(9)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通時の価格を指定したデータを生成する、前記(7)または(8)に記載の制御装置。
(10)
電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、
を含む、制御方法。
(11)
電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、
を備える、蓄電制御装置。
(12)
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報を提供する、前記(11)に記載の蓄電制御装置。
(13)
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報として蓄電した電力を使用するユーザのスケジュールに関する情報を提供する、前記(12)に記載の蓄電制御装置。
(14)
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータを前記取得部が取得できなかった場合は、自装置固有の蓄電目標に関するデータに基づいて制御を行う、前記(11)~(13)のいずれかに記載の蓄電制御装置。
(15)
電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、
を含む、制御方法。
10a~10d ノード
30 電力線
40 通信線
100 中央制御装置
30 電力線
40 通信線
100 中央制御装置
Claims (15)
- 電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、
を備える、制御装置。 - 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、各前記ノードにおける、電力を蓄電する蓄電装置間の電力配分に関するデータを生成する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費履歴に関する情報を取得する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費予測に関する情報を取得する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記電力の消費に関する情報及び前記蓄電目標に関するデータを用いて、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータの効果性を判断する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御部は、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータが効果的でないと判断すると、同一の条件では異なる前記蓄電目標に関するデータを生成する、請求項5に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、目標となる蓄電量を設定したデータを生成する、請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通する相手を指定したデータを生成する、請求項7に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通時の価格を指定したデータを生成する、請求項7に記載の制御装置。
- 電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、
を含む、制御方法。 - 電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電池に蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、
を備える、蓄電制御装置。 - 前記制御部は、前記電力の消費に関する情報を提供する、請求項11に記載の蓄電制御装置。
- 前記制御部は、前記電力の消費に関する情報として蓄電した電力を使用するユーザのスケジュールに関する情報を提供する、請求項12に記載の蓄電制御装置。
- 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータを前記取得部が取得できなかった場合は、自装置固有の蓄電目標に関するデータに基づいて制御を行う、請求項11に記載の蓄電制御装置。
- 電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、
を含む、制御方法。
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