WO2018038176A1 - アグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an aggregation system, a control method thereof, and a control device, and is suitably applied to, for example, an aggregation system in which an aggregator controls power input / output to a system of each customer in response to a request from a power company or the like. It is.
- VPP Virtual Power Plant
- VPP integrates multiple small-scale in-house power generation facilities, such as company's own power generation facilities, home solar power generation facilities, and built-in storage batteries of electric vehicles, and controls the concept as if it were a single power plant. Point to.
- VPP operators that control charging and discharging of power storage devices capable of storing electricity or generating electricity, such as automobiles, solar power generation facilities, fuel cell power generation facilities and gas power generation facilities.
- the aggregator acquires necessary information such as the capacity and power generation capacity of the power equipment owned by the customer from each customer, and based on the information, it is necessary in response to a demand response request from the electric power company. Power consumption is reduced or increased by selecting a power device necessary for a consumer and controlling the operation of the power device.
- attribute information of electric vehicles is aggregated into electric vehicle equipment, and the aggregated attribute information is provided to the aggregation system via the electric vehicle station equipment, and available power based on the attribute information of each electric vehicle Predicting capacity is disclosed.
- the aggregator controls the charging and discharging of the power devices of each customer according to the demand response request from the electric power supplier as described above (hereinafter, this is referred to as an aggregation system), the aggregator In addition, charging / discharging of the power device must be controlled for each power device owned by the customer, and there is a problem that a large load is placed on the server device installed by the aggregator.
- the present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose an aggregation system capable of dramatically reducing the load on a server apparatus installed by an aggregator, a control method thereof, and a control apparatus.
- the aggregation system charging / discharging of each of one or more power devices provided for each customer, corresponding to each customer, and input / output of electric power to the grid
- a server device for transmitting control commands relating to demand response to the control devices of each of the customers, the server device performing the requested task and the amount of procured power.
- the upper limit value of the power input by the customer from the system or the lower limit value of the power to be output by the customer to the system are calculated as the allocation amount of the customer for each of the customers,
- the control command specifying the calculated allocation amount of the customer concerned is transmitted to the control device of the customer, and each of the control devices Control of charging / discharging of the corresponding power device such that the power input from the storage system is less than or equal to the allocated amount specified in the control command or the power of the allocated amount is output to the system did.
- the aggregation system is provided for each customer, and charging / discharging of one or more power devices owned by the corresponding customer, and power to the grid Control device for controlling the input and output of the server, and a server device for transmitting control commands related to demand response to the control devices of the customers, respectively, the server device having requested task and power
- the upper limit value of the power input by the customer from the system or the lower limit value of the power to be output by the customer to the system are calculated for each customer as the allocation amount of the customer according to the procured amount of Transmit the control instruction specifying the calculated quota of the customer to the control device of each customer
- each of the control devices outputs power of the allocated amount to the system so that the power input from the system is less than or equal to the allocated amount specified in the control command;
- a second step of controlling charging / discharging of the corresponding power device is provided for each customer, and charging / discharging of one or more power devices owned by the corresponding customer, and power to the grid Control device for controlling the input and
- the corresponding customer is subordinate to the control device.
- An energy management apparatus that has one or more power devices owned, communicates with the server apparatus, and outputs an instruction according to the control instruction given from the server apparatus, and the output from the energy management apparatus
- a system control device for controlling the necessary power device among the one or more subordinate power devices according to an instruction, wherein the server device responds to the requested task and the amount of procured power,
- the upper limit value of the power input from the system or the lower limit value of the power to be output by the customer to the system is taken as the allocated amount of the customer
- the control command designating the allocated amount of the calculated consumer is transmitted to the control device of each customer calculated for each customer, and the system control device inputs from the system
- the charging / discharging of the corresponding power device is controlled so that the required power is equal to or less than the assigned amount specified in the control command or to output
- the control device of each customer can autonomously control the subordinate power devices based on the control command from the server device.
- an aggregation system that can significantly reduce the load on a server apparatus installed by an aggregator, a control method thereof, and a control apparatus.
- FIG. 1 shows an aggregation system according to this embodiment as a whole.
- the electric power generated by the electric power company 14 is transmitted to each customer 3 via the grid 2 consisting of transmission lines and distribution lines, and this electric power passes through the AC meter 4 and the distribution board 5.
- the load 6 such as the lighting equipment of the customer 3 and an electric appliance such as an air conditioner is supplied.
- a hybrid power converter (H-PCS: Hybrid-Power Conditioning System) 7 is connected to the distribution board 5 of each customer 3.
- the hybrid power converter 7 converts AC power input from the grid 2 into DC power, and the storage battery 8 owned by the customer 3, an electric vehicle (EV: Electric Vehicle) 9, and a photovoltaic power generation facility (PV: Photovoltaics) 10)
- a power device capable of storing or generating electricity (such as 10)
- a power converter a power converter.
- the composite power conversion device 7 charges and discharges the power devices owned by the customer 3 in an operation mode which is set in advance by the customer 3 or instructed by the aggregation server 12 described later among a plurality of operation modes. It also has a function to control.
- an operation mode that can be set at this time for example, as shown in FIG. 15, “DR (Demand Response) priority” giving priority to control commands from the aggregation server 12, storage battery 8 and electric vehicle 9 at night and day
- DR Demand Response priority
- self-sufficient self-sustaining operation in which the stored power is stored in the built-in storage battery and power consumption in the night is consumed at night, and “energy release priority” giving priority to discharge of power generated by the solar power generation facility 10 and the like. Details of the operation mode will be described later.
- the combined power conversion device 7 of each customer 3 is connected to the aggregation server 12 of the aggregator 11 whose customer 3 has made a demand response contract via the network 13, and the futures information and the like described later with reference to FIG.
- the performance information described later with reference to FIG. 5 and the periodic information described later with reference to FIG. 6 are periodically transmitted to the aggregation server 12.
- the aggregation server 12 includes, from the power management server 15 installed by the electric power company 14, the current power generation state of the electric power company 14, the future power generation plan, the current weather, the future weather forecast, and the current consumption.
- a first control command requesting execution of a task such as peak cut or peak shift is given at regular time intervals (for example, every 30 minutes) or irregularly according to the amount of power and an expected amount of future power consumption.
- This first control command is procured (suppressed or increased) in the entire area managed by the aggregation server 12 by the period (start time, control time or end time) in which the task is to be executed (execution time, control time or end time). It includes the amount of electricity that needs to be supplied
- the aggregation server 12 is based on the first control command given from the power management server 15, the above-mentioned futures information transmitted from the hybrid power conversion device 7 of each customer 3, the record information, the periodic information, and the like. Allocated amount for each customer 3 to procure the power of the procurement amount requested by the first control command (the upper limit value of the power supplied by the customer 3 from the system 2, each customer 3 Lower limit value of the power output to each
- the aggregation server 12 designates the allocation amount thus calculated as an instruction value, and the operation mode of the combined power conversion device 7 for the customer 3 to input / output power of the allocation amount to / from the grid 2 Alternatively, a second control command specifying a control mode is generated for each customer 3, and the generated second control command is sent to the hybrid power conversion device 7 of each customer 3 via the network 13.
- the control mode is an operation mode of the combined power conversion device 7 in which the discharge source and the charge destination of the power are defined. Details of the control mode will be described later.
- the composite power conversion device 7 having received the second control command performs the second control such that the power amount of the power input / output from the grid 2 is set to the designated value specified in the second control command. Control charge / discharge of the subordinate power devices in the operation mode or control mode specified in the command.
- the hybrid power conversion device 7 of each customer 3 sets the amount of power input to and output from the grid 2 as the designated value specified in the second control command.
- the aggregation server 12 performs charging / discharging control for each power device of each customer 3 There is no need, and the load on the aggregation server 12 can be reduced accordingly.
- FIG. 2 shows the configuration of combined power conversion device (H-PCS) 7 according to the present embodiment.
- the combined power conversion device 7 includes an energy management device (hereinafter referred to as EMS (Energy Management System) 20), a system control device 21, and a DC (Direct Current) bus 22.
- EMS Energy Management System
- the plurality of charge / discharge devices in FIG. 2, the storage battery charge / discharge device 23 and the EV charge / discharge device 24
- the plurality of power conversion devices in FIG. 2, the solar power converter 25, the wind power generation power converter 26,
- the EMS 20 is a microcomputer device provided with information processing resources such as a central processing unit (CPU) and a memory.
- the EMS 20 has a communication function for communicating with the communication terminal device 30 such as a smartphone, a tablet or a personal computer and the aggregation server 12, an operation mode set by the customer 3 (FIG. 1) via the communication terminal device 30,
- a charge / discharge control function for controlling charge / discharge or the like of a necessary power device is provided by giving a command corresponding to the system control device 21 according to a second control command given from the aggregation server 12.
- the system controller 21 via the system control device 21 makes the power consumption state at the customer 3 optimal.
- Consumption optimization function to control the charge and discharge of each power device, and the power stored in the power device owned by the customer 3 or the power generated by the power device when power failure of the grid 2 occurs It also has a self-sustaining operation control function that controls itself to consume power consumption independently.
- the system control device 21 receives a bidirectional AC / DC converter 29, each charge / discharge control device (storage battery charge / discharge device 23 and EV charge / discharge device 24), and each power conversion device (sunlight) based on an instruction from the EMS 20.
- a microcomputer device that controls the operation of the power conversion device 25, the wind power generation power conversion device 26, the fuel cell power generation conversion device 27, and the gas generation power conversion device 28), the CPU 31, the memory 32, the communication interface 33, and the input / output An interface 34 is provided.
- the CPU 31 is a processor that controls the operation control of the entire system control device 21.
- the memory 32 is composed of volatile or non-volatile semiconductor memory, and is used to store various programs and information.
- the CPU 31 executes a program stored in the memory 32 to execute various processes of the entire system control apparatus 21 as described later.
- the communication interface 33 is an interface that performs protocol control at the time of communication with the EMS 20.
- the input / output interface 34 communicates with the bidirectional AC / DC converter 29, each charge / discharge device and each power conversion device, at the time of input / output. Interface for performing protocol control and input / output control in
- Each charging / discharging device controls charging / discharging of the power device (storage battery 8 or electric vehicle 9 in FIG. 2) having a storage function, for example, in the range of 0 to 100% of its capacity according to an instruction from system control device 21
- Control device having the function of
- the charge / discharge device measures the charge / discharge voltage value and charge / discharge current value of the target power device and notifies the system control device 21 of various information (stored electricity amount and presence / absence of error etc.) of the power device A function of notifying the system control device 21 is also provided.
- the power conversion device is a target power device having a power generation function (in FIG. 2, the solar power generation facility 10, the wind power generation system 35, the fuel cell power generation system 36 or the gas).
- the control device has a function of discharging the power generated by the generator device 37) into the DC bus 22 in the range of 0 to 100% thereof.
- the power converter also has a function of measuring the voltage value and current value of the power generated by the target power device and notifying the system control device 21 of the measurement.
- the bidirectional AC / DC converter 29 converts AC power supplied from the grid 2 into DC power and outputs the DC power to the DC bus 22 or DC power discharged from the charge / discharge device and each power conversion device to the DC bus 22. Are converted to AC power and output to the grid 2.
- the bi-directional AC / DC converter 29 controls the amount of power output from the DC bus 22 to the grid 2 or input from the grid 2 to the DC bus 22 within the range of 0 to 100% of the power flowing through the DC bus 22 or grid 2. It also has a function of measuring the DC voltage value, DC current value, AC voltage value, AC current value, and AC frequency of power input to and output from the DC bus 22 and notifying the system control device 21 of the measurement.
- each customer 3 owns the storage battery 8, the electric car 9 and the solar power generation facility 10 as power devices, and the combined power converter 7
- the storage battery charge / discharge device 23 and the EV charge / discharge device 24 are provided as the charge / discharge device
- the solar power conversion device 25 is provided as the power conversion device.
- the combined power conversion device 7 includes an AC outlet 50, a free standing terminal 51, and a UPS (Uninterruptible Power Supply: Uninterruptible Power Supply) terminal 52.
- the AC outlet 50 is connected between the distribution board 5 and the switch 43 via the switch 44
- the free standing terminal 51 is connected between the bidirectional AC / DC converter 29 and the switch 43 via the switch 45.
- the UPS terminal 52 is also connected to the DC bus 22 via the DC / AC converter 47.
- the EMS 20 transmits futures information, performance information, and periodic information to the aggregation server 12.
- the futures information is, as shown in FIG. 4, information including an operation pattern for one week from the day of the combined power converter 7 set by the customer 3 in the combined power converter 7, for example, one day Once transmitted from the combined power converter 7 to the aggregation server 12.
- the operation patterns of the combined power conversion system 7 on the day, the next day, the second day, the third day, the fourth day, the fifth day and the sixth day are "EX2", "EX3", respectively. It is shown that the operation patterns "EX6", "EX6", “EX6”, "EX6", "EX6” and “EX3" are respectively set. Details of the driving pattern will be described later.
- the performance information is information on the power generation amount, charge / discharge power amount, power consumption amount, etc. of the customer 3 on the previous day, and is transmitted from the combined power converter 7 to the aggregation server 12 once a day, for example.
- the amount of power generation of the photovoltaic power generation facility 10 between midnight and 24 am of the previous day (“amount of power generation of“ PV ”), the storage battery 8
- “EV” as of “24 o'clock present electric energy” and electric energy inputted from the 2nd network from 0 o'clock to 24 o'clock of the previous day (“system electric energy input of“ system ”) and the electric system 2
- Amount of power output to the system (“system power discharge capacity” of “system”), adjustment amount of power by voltage control (“voltage control of“
- the performance information includes the initial value of the operation mode between midnight and 24:00 on the previous day ("initial operation mode” in “History”) and the operation mode between midnight and 24:00 on the previous day Is given from the aggregation server 12 after the change of the operation mode (“operation mode after update” of “history”) after the change and the time when the change is performed (“change time” of “history”) Also includes information such as each amount of power input / output to / from the grid 2 between midnight and midnight on the previous day according to the second control instruction (“discharged power” and “charged power” in “history”) Be
- the periodic information is, for example, information on the amount of power generation, the amount of charge and discharge, and the amount of power consumption in the last 30 minutes, and is transmitted from the hybrid power conversion device 7 to the aggregation server 12 every 30 minutes.
- the periodic information includes the amount of power generation of the photovoltaic power generation facility 10 (“the amount of power generation of“ PV ”) in the last 30 minutes and the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9.
- the periodic information last time for charging information (“charging energy” for “storage battery” and “EV”) and discharging energy (“storage energy” for “storage battery” and “EV”) for the last 30 minutes
- Storage energy of the built-in storage battery 8 and electric storage battery 9 (“storage battery” and “previous power consumption” of “EV”) and current storage power (“storage energy” and “current power of EV”)
- And SOC (State of Charge) (“previous SOC” of “storage battery” and “EV”) representing the charging rate of storage battery 8 and built-in storage battery of electric vehicle 9 at the time of transmitting periodic information last time
- information such as "current SOC" of the "EV” electric vehicle 9 includes the information on whether or not connected to the EV rechargeable
- the electric energy input from the system 2 (“system input electric energy” of “system”) and the electric energy output to the system 2 (“system discharge electric energy of the system”) for the last 30 minutes ), Adjustment amount of power by voltage control (“power adjustment amount by voltage control of“ system ”), adjustment amount of power by frequency control (“ power adjustment amount by frequency control of “system”), adjustment of reactive power Amount (“reactive power adjustment amount” of “system”), voltage (“system voltage” of “system”) of power in system 2 measured by AC meter 4 (Fig. 3), frequency (“of system” It also includes information such as “system frequency” and the power consumption of the customer 3 (“power consumption” of “system”).
- the maximum storable capacity (the “previous maximum capacity” of “history”) when the periodic information was transmitted last time, the average storable capacity of that time (“the previous capacity” of “history”) And, for example, the maximum storage capacity (the “current maximum capacity” of “history”) and the current storage capacity (the “current capacity” of “history”) in the last 30 minutes or 1 hour, and the previous periodical information Operation mode (“previous operation mode” of “history”) and current operation mode (“current operation mode” of “history”) that were set when the second time from the aggregation server 12 in the last 30 minutes Information indicating whether or not the operation based on the control command has been performed (“DR operation / standby” of “history”), the time when the change of the operation mode was performed in the last 30 minutes ( With “change time” of "History”) Between the time of the above measurement of the electric energy etc.
- the amount of discharged power (including the amount of input power from the suppressible system 2) for discharging the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 is predicted for several hours in 30 minutes.
- Predicted value (“predicted value of system power suppression by“ storage battery (including EV storage battery) discharge ”of“ system ”) and charging power realized by charging the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (from the system 2)
- a predicted value (“the predicted value of the grid power increase due to the storage battery (including the EV storage battery) charging” of “the grid”) which predicted the increase amount of the input power of.
- FIG. 7 shows a schematic configuration of the aggregation server 12.
- the aggregation server 12 is configured to include an upper communication interface 60, a lower communication interface 61, a central processing unit (CPU) 62, a memory 63, and a storage device 64.
- CPU central processing unit
- the upper communication interface 60 is an interface that performs protocol control at the time of communication with the power management server 15 (FIG. 1) of the power generation company 14 (FIG. 1).
- the lower-level communication interface 61 is an interface that performs protocol control at the time of communication with the complex power conversion device 7 of each customer 3 via the network 13 (FIG. 1), and includes, for example, a NIC (Network Interface Card) Be done.
- NIC Network Interface Card
- the CPU 62 is a processor that controls the operation of the entire aggregation server 12.
- the memory 63 is, for example, a semiconductor memory and is used to temporarily hold various programs, and is also used as a work memory of the CPU 62.
- a demand response processing program 70 that executes various processes related to the demand response described above and below is also stored and held in the memory 63.
- the storage device 64 is composed of, for example, a large-capacity nonvolatile storage device such as a hard disk drive or a solid state drive (SSD), and is used to hold various programs and data for a long time.
- the storage 64 stores the customer initial registration information database 71, the periodic acquisition information management database 72, the possible output value management table 73, the possible input value management table 74, and the actual value table 75. .
- the customer initial registration information database 71 is a table used to manage information initially registered for each customer 3 who has a demand response contract with the aggregator 11 (FIG. 1).
- information to be initially registered for the customer 3 as shown in FIG. 8, there are four items of "contractor”, “contract power”, “main body” and "DR setting”. .
- the “contractor” is information on the customer 3 (contractor) who has signed a demand response contract with the aggregator 11, and “registration date” in which initial information on the customer 3 is registered in the customer initial registration information database 71 , And includes information such as the "personal ID”, "name”, “zip code” and "address” of the customer 3.
- “Contracted power” is information about the contract 3 with the power company and the company name (“power company name”) of the power company, and the contract that the customer 3 has signed with the power company "Plan Name” and “Capacity”, and information such as the date the contract was made ("the contract date”).
- the “main body” is information on the combined power conversion device 7 installed in the customer 3 and each power device owned by the customer 3.
- the "type" of the composite power converter 7 is used as the information on the "main body”.
- the “DR setting” is information on the demand response contract that the customer 3 has concluded with the aggregator 11.
- the customer 3 owns the storage battery 8, the electric vehicle 9 and the solar power generation facility 10 as power devices as shown in FIG. 3, the charging power of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 is used as information on the "DR setting".
- EV charge power value "EV charge power value"
- maximum use value of power obtained from grid 2 "maximum power value used by grid”
- lower limit value and upper limit value of SOC of built-in storage battery of electric vehicle 9 (“EV storage battery SOC lower limit Lower limit value and upper limit value of the SOC of the storage battery 8 (“storage battery SOC lower limit value” and “storage battery SOC”) and “EV storage battery SOC upper limit value” Upper limit value ")
- information such as the built-in storage battery of the electric vehicle 9 and the priority order of charging / discharging of the storage battery 8 (“ EV storage battery, charging / discharging priority of storage battery ”) and the like are included.
- the periodic acquisition information management database 72 is the futures information described above with reference to FIG. 4 periodically transmitted from the EMS 20 of the hybrid power conversion device 7 of each customer 3, the performance information described above with respect to FIG. It is a database used to manage periodic information collectively.
- the periodic acquisition information management database 72 is updated every time futures information, performance information or periodic information is transmitted from the EMS 20 of the composite power conversion device 7 of any of the customers 3.
- the possible output value management table 73 manages the amount of power that each customer 3 can output to the grid 2 at that time, and allocates the above-mentioned allocation amount to each customer when executing a task based on the first control command.
- the possible output value management table 73 includes an ID column 73A, a current output column 73B, a dischargeable capacity column 73C, and a suppressible power amount predicted value column 73D.
- ID column 73A identifiers (IDs) respectively assigned to the combined power conversion devices 7 of the respective customers 3 who have concluded a demand response contract with the aggregator 11 (FIG. 1) are stored.
- the current output column 73B stores the amount of output power when the corresponding customer 3 is currently outputting power to the grid 2
- the dischargeable capacity column 73C stores the corresponding customer 3 as the storage battery 8 or the like.
- the suppressable power amount predicted value column 73D is divided into a plurality of hours of predicted value column 73E for every 30 minutes, and each predicted value column 73E corresponds to each time after the corresponding time has elapsed from the current time
- the predicted value of the amount of discharged power (including the amount of input power from the reducible grid 2) is stored .
- the inputtable value management table 74 manages the amount of power that each customer 3 can input from the grid 2 and calculates the allocation amount to be allocated to each customer when executing a task based on the first control command.
- the periodic information (FIG. 6) transmitted every 30 minutes from the combined power converter 7 of each customer 3 and the combined power converter 7 of each customer 3 as needed. It is sequentially updated based on prediction information described later with reference to FIG.
- the inputtable value management table 74 is configured to include an ID column 74A, a current input column 74B, a chargeable capacity column 74C, and a predicted available power amount column 74D.
- ID column 74A identifiers (IDs) respectively assigned to the compound power conversion devices 7 of the respective customers 3 who have made a demand response contract with the aggregator 11 are stored. Also, the input power value when the corresponding customer 3 is currently inputting power from the grid 2 is stored in the current input column 74B, and the corresponding customer 3 is the storage battery 8 or the like in the chargeable capacity column 74C. The charge capacity is stored in the built-in storage battery of the electric vehicle 9 at present.
- the estimated available power amount column 74D is divided into a plurality of hourly predicted value columns 74E for every 30 minutes, and each predicted value column 74E indicates the correspondence after the corresponding time has elapsed from the current time.
- the predicted value of the increase amount of the charging power (input power from the grid 2) which can be increased by charging the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 from the DC bus 22 is stored.
- the actual value table 75 (FIG. 11) is a discharge amount at which power is discharged from the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 to the grid 2 according to the second control command from the aggregation server 12 This table is used to manage the amount of charge obtained by charging the power input from the grid 2 to the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9, and transmits it from the combined power converter 7 of each customer 3 every 30 minutes It is created by extracting a part of the periodic information (FIG. 6) that is received.
- the actual value table 75 includes an ID column 75A, a date column 75B, a start time column 75C, an end time column 75D, a discharge adjustment amount column 75E, and a charge adjustment amount column 75F.
- IDs identifiers respectively assigned to the compound power conversion devices 7 of the respective customers 3 who have concluded a demand response contract with the aggregator 11 are stored.
- date column 75B the corresponding combined power conversion device 7 discharges power from the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 to the grid 2 in accordance with the second control command from the aggregation server 12, or The date when the demand response for charging the power input from the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 is last stored is stored.
- the discharge adjustment amount column 75E stores the sum of the discharged electric energy (output electric energy to the grid 2) discharged from the built-in battery of the storage battery 8 or the electric vehicle 9 to the DC bus 22 by the demand response.
- Column 75F stores the sum of the increase in the amount of charge power (the amount of input power from the grid 2) increased by charging the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 from the DC bus 22 by the demand response. Ru.
- FIG. 12 is a table summarizing basic control units regarding the demand response of the system control device 21 in the combined power conversion device 7 having the configuration described above with reference to FIG. As shown in FIG. 12, there are four basic control contents of the system control device 21: "input”, “charge”, “output” and "discharge”.
- system which outputs electric power to system 2
- AC outlet which outputs electric power through AC outlet 50, stand-alone terminal 51 or UPS terminal 52 respectively
- stand-alone terminal and “UPS output”
- system control device 21 passes, in this order, the paths to which “circled numbers“ 3 ”,“ 4 ”,“ 5 ”and“ 7 ”are attached in FIG. 3 for the“ system ”. This is realized by operating the bi-directional AC / DC converter 29 so as to output power to the grid 2.
- the system control device 21 supplies power to the AC outlet 50 via the routes in which circled numbers such as “7”, “5” and “12” are respectively attached in FIG. 3 for “AC outlet”.
- This is realized by turning on the switch 44 so that it can output a signal, and for the “stand-alone terminal”, the paths with circled numbers “3”, “4” and “13” in FIG.
- This is realized by turning on the switch 45 so that power can be output to the freestanding terminal 51 via the circuits in order.
- the "stand-alone terminal” is control performed only at the time of a power failure.
- the switch 46 is turned on so that power can be output to the UPS terminal 52 through the paths in FIG. 3 with the circled numbers “3” and “14” respectively attached in this order. It realizes by operating.
- system control device 21 incorporates electric vehicle 9 in this order via the routes to which circled numbers “8”, “9” and “3” are respectively attached in FIG. 3. This is realized by operating the EV charge / discharge device 24 to output the power stored in the storage battery to the DC bus 22.
- FIG. 13 shows the types of control mode (the operation mode that defines the discharge source of the power and the charge destination of the power) that can be realized by combining the control units as described above.
- achieving a mode is shown.
- the “ ⁇ ” in the control function column indicates the flow of power from the power device or grid 2 on the right side to the power device or grid 2 on the left side
- the “control unit combination” column indicates the corresponding control mode
- Figure 12 illustrates a method of combining control units as described above for Figure 12 to achieve
- PV + system ⁇ storage battery in “H-PCS energy storage control mode” represents a control mode in which the storage battery 8 is charged with the power generated by the photovoltaic power generation facility 10 and the power of the system 2.
- the control unit given the identifier “2” in lower case Roman numerals is given priority in, and the control in combination with the control unit given the identifier “1” in lower case Roman numerals when there is a shortage is added in FIG. It has been shown that this is realized by combining with a control unit given an identifier of "4" in lower case Roman numerals (simultaneously performing control of these control units).
- FIG. 14 shows an example of a time schedule of one day regarding the operation mode.
- the time zone from "0:00" to "5:00” is “midnight”
- the time zone from "5:00” to "8:00” is “morning”
- the time zone from “00" to "12:00” is “morning”
- the time zone from "12:00” to “14:00” is “daytime”
- the time zone is managed as “afternoon”
- the time zone from "19:00” to “24:00” as “night”.
- one control mode is defined as one operation mode by allocating the control modes described above with reference to FIG. 12 to each time zone.
- FIG. 15 (B) shows a configuration example of several operation modes of combined power conversion device 7 defined in this manner.
- a total of seven operation patterns to which identifiers “EX1” to “EX7” are respectively assigned are defined as the operation patterns. It is an example.
- operation mode symbols "A" to "F” represented by capital letters are respectively combined with control modes "a” to "l” described above with reference to FIG.
- the power devices under control such as the solar power generation facility 10, the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 are selected according to the situation, and the selected power devices are optimally controlled.
- the hybrid power conversion device 7 (system control device 21)
- the autonomous control is performed in the operation mode or the control mode according to the control command of 2.
- the hybrid power conversion device 7 determines the state of the amount of power generation of the solar power generation facility 10, Depending on the state of the SOC of the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 and the chargeable range, the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 are charged.
- Control to store As control modes at that time, there exist control modes "a", “b", “c” and “d”. The control process will be described later.
- the hybrid power conversion device 7 (system control device 21) According to the state of SOC and the dischargeable range of the built-in storage battery of 8 and the electric vehicle 9, it is discharged from the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9, etc. Control to release energy.
- control modes at that time there exist control modes “e”, “f” and “g”. The control process will be described later.
- the combined power converter 7 determines the state of the amount of power generation of the solar power generation facility 10 at the time of a power failure
- the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 is discharged according to the state of the SOC of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 and the dischargeable range, and output to the free standing terminal 51.
- the combined power conversion device 7 sets the upper limit value of the power input from the grid 2, and exceeds this value Then, the stored energy of the power device under control is discharged using the “H-PCS energy release control mode” of “C” to suppress the power input.
- control modes at that time there exist control modes “e”, “f” and “g”.
- the combined power converter 7 receives an input from the grid 2 when the price is low or when the system power is excessive.
- control modes at that time there exist control modes "a", “b", “c” and “d”.
- the combined power converter 7 (system controller 21) uses the “H-PCS energy release control mode” of “C” to store the stored energy of the subordinate power devices. To reduce power input.
- control modes at that time there exist control modes “e”, “f” and “g”.
- the hybrid power conversion device 7 (system control device 21) is “midnight”, “morning”, “am”, Operation that performs autonomous control in the operation mode or control mode according to the second control command transmitted from the aggregation server 12 in all time zones of "daytime,” “afternoon”, “evening” and “night” It is a pattern.
- the operation pattern (daytime H-PCS energy storage control mode, nighttime emission control mode) to which the identifier "EX2" has been assigned combines the power generated by the daytime solar power generation facility 10 in the operation mode "B" above. It is an operation pattern which stores electricity in a power device under the control of the electric power conversion device 7 and releases energy stored in the daytime in the operation mode of "C" at night.
- the operation pattern (H-PCS energy release control mode) to which the identifier "EX3" is given is the energy stored in the above “C” operation mode in each time zone from “late night” to “night” It is a driving
- the operation pattern (independent control mode) with the identifier “EX4” is “power outage / emergency (BCP (Business continuity planning) / LCP (used as life continuity planning)) response”, and the demand in all time zones
- BCP Business continuity planning
- LCP used as life continuity planning
- Any one or two of the solar power generation equipment 10 owned by the house 3, the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 are combined and self-sustained in the customer 3 to supply power (from “late night” to “night
- the value of each column up to “is“ D ”) is an operation pattern at the time of a power failure or an emergency.
- the operation pattern (Peak shift) to which the identifier "EX6" is assigned sets the start and end times using the "H-PCS energy storage control mode" of the above “B”, and charges in the set time zone And release the energy stored in the power device under the control of the combined power conversion device 7 in the same procedure as the above “EX 5” and perform a peak cut.
- the operation mode or control mode of each time zone can be set freely (all the column values from “late night” to "night” are “optional” It is an operation pattern that can be done.
- FIG. 16 shows specific contents of the first control command transmitted from the power management server 15 (FIG. 3) to the aggregation server 12 (FIG. 3).
- the task column 80A represents the content of the task according to the first control command
- the control content column 80B represents the control content executed by the aggregation server 12 that has received the first control command of the corresponding task content.
- the response time column 80C indicates when the first control command of the corresponding task content is transmitted from the power management server 15 to the aggregation server 12, and the instruction value column 80D indicates the first control command of the corresponding task content. Indicates the contents of the indicated value included in.
- the result report column 80E indicates the contents of the execution result of the corresponding first control command notified from the aggregation server to the power management server.
- the start time, control time, and capacity (or power management server 15 to the aggregation server 12 by the day before the day when the control should be performed)
- the start time, control time, and capacity or power management server 15 to the aggregation server 12 by the day before the day when the control should be performed
- the power management server 15 gives the aggregation server 12 a first control command specifying the start time, control time and capacity (or output) as an instruction value by several minutes before the time when the control should be performed.
- the power management server 15 designates the start time and control time to the aggregation server 12 in real time as an instruction value in real time Control commands are given.
- FIG. 17 shows each compound in which the aggregation server 12 to which the above-described first control command is given from the power management server 15 has the operation mode of the identifier “A” of FIG.
- command transmitted to the power conversion device 7 (Hereafter, this is called the compound type power conversion device 7 of control object) is shown.
- the first control command having “peak shift” or “peak cut” as the task content is given from the power management server 15 to the aggregation server 12 the day before, so the aggregation server 12 performs the first control of these task contents.
- a command is received, as shown in FIG. 17, a second control command in which the control mode, control start time, end time, and capacity are specified as command values for each compound power converter 7 to be controlled Send each
- the aggregation server 12 when the aggregation server 12 receives the first control command having the task content of “peak shift”, the aggregation server 12 stores energy in the power device under the hybrid power conversion device 7 “H-PCS energy When storing, the control mode with the identifiers “a”, “b”, “c” and “d” in FIG. 15 is specified as the control mode, and the start time, end time and capacity of control are specified as indicated values The second control command is transmitted to each compound power converter 7 to be controlled. Similarly, at the time of “H-PCS energy release” that releases the energy stored in the power device under the hybrid power conversion device 7, the control mode of “e”, “f” or “g” is specified .
- the aggregation server 12 When the aggregation server 12 receives the first control command having the task content “peak cut”, the identifier “e”, “f”, “g” in FIG. 15 is set as “H-PCS energy release control mode”.
- the second control instruction specifying the control start time, the end time and the capacity of the control as instruction values is transmitted to each of the complex power conversion devices 7 to be controlled.
- the aggregation server 12 performs a first control command with task contents of “demand adjustment 1”, “demand adjustment 2”, “frequency / power control”, “reactive power control” or “prevention of reverse power flow of PV output”
- the power management server 15 gives the aggregation server 12 several minutes before the start time or in real time
- the aggregation server 12 receives each of the first control commands of the task contents, and thus each complex type of the control target
- a second control instruction specifying the control mode and the control start time, end time and capacity of the control as instruction values is transmitted to the power conversion device 7, respectively.
- the “H-PCS energy storage control mode” has identifiers “a”, “b”, and “c” in FIG. "" And “d” control mode, and control start time and end time, or charge start time, end time and charge amount as the instruction value for each control target complex To each of the power converters 7.
- the identifier specifies “e”, “f” or “g” as the “H-PCS energy release control mode”.
- a second control command specifying the control start time, end time, and capacity as instruction values is transmitted to each compound power converter 7 to be controlled.
- the “H-PCS energy control mode” is selected as the “H-PCS energy control mode” and the identifier “a” in FIG. Specify the control mode of b ",” c “or” d “, and specify the control mode whose identifier is” e “,” f “or” g “in Fig. 13 for release, and start time of control, end
- a second control command specifying time and capacity as instruction values is sent to each compound power converter 7 to be controlled.
- Each combined power conversion device 7 that has received the second control command implements accumulation or emission according to the frequency fluctuation or the power fluctuation according to the graph registered in advance.
- the aggregation server 12 when the aggregation server 12 receives the first control instruction having “reactive power control” as the task content, the aggregation server 12 controls the second control instruction specifying the control mode with the identifier “l” in FIG. 13 as the control mode. It transmits to each compound type
- FIG. 18 shows that the hybrid power converter 7 according to the present embodiment receives a predetermined time (every 30 minutes) from the aggregation server 12.
- a predetermined time every 30 minutes
- each customer 3 who has made a demand response contract with the aggregator 11 is a condition (hereinafter referred to as “the following”) for the own combined power conversion device 7 to autonomously control each power device using the communication terminal device 30.
- This is called an autonomous control condition) as appropriate.
- the autonomous control conditions to be set at this time are the chargeable / dischargeable range (SOC upper limit value and lower limit value) of the storage battery 8, the charge power value and the discharge power value, and the chargeable / dischargeable range of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SOC upper limit value And lower limit values), charge power value and discharge power value, priority order of charge and discharge of storage batteries 8 and built-in storage batteries of the electric vehicle 9, and predicted values of power consumption every 30 minutes for several hours from now.
- the communication terminal apparatus 30 transmits the autonomous control condition set by the customer 3 in this manner to the EMS 20 (SP1).
- the EMS 20 is information required to update the possible output value management table 73 described above for FIG. 9 and the possible input value management table 74 described for FIG. 10 based on the autonomous control condition transmitted from the communication terminal device 30. (For example, a predicted value every 30 minutes) is calculated, and the calculated information is transmitted to the aggregation server 12 as prediction information (SP2).
- SP2 prediction information
- the EMS 20 will use the future 30 based on the predicted value of the power consumption for every 30 minutes for the next several hours included in the autonomous control condition. While calculating the electric energy that can be output to the grid 2 from the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 every minute for several hours, it can be input to charge the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 every 30 minutes Power for several hours.
- the EMS 20 calculates the amount of power calculated, the amount of power the customer 3 is currently outputting to the grid 2, the amount of power the customer 3 is currently inputting from the grid 2, the storage battery 8 and the electricity
- the amount of power that can currently be discharged from the built-in storage battery of the automobile 9 to the grid 2 and the capacity that can currently charge these storage batteries 8 and the like are transmitted to the aggregation server 12 as prediction information.
- the aggregation server 12 that has received the prediction information updates the possible output value management table 73 (FIG. 9) and the possible input value management table 74 (FIG. 10) based on the prediction information (SP3).
- the possible output value management table 73 and the possible input value management table 74 are periodic information transmitted to the aggregation server 12 every 30 minutes from the hybrid power conversion device 7 of each customer 3 (FIG. 6). It is also updated by.
- the EMS 20 transmits the autonomous control condition received in step SP2 to the system control device 21 (SP4), and registers this in the system control device 21.
- the above processing is executed each time the customer 3 updates the autonomous control condition using the communication terminal device 30.
- the power management server 15 sends, to the aggregation server 12, a first control command specifying a task to be executed in the area managed by the aggregation server 12, its start time, control time and capacity for a fixed time It transmits every (for example, every 30 minutes) (SP5).
- the aggregation server 12 that has received the first control command allocates the amount of power allocated to each customer 3 in the area managed by the aggregation server 12 to execute the task specified in the first control command (
- the upper limit value of input power from grid 2 and the lower limit value of power to be output to grid 2 can be output available value management table 73 or available input value managed table 74, and if necessary, customer initial registration information database 71 And the periodic acquisition information management database 72 and the like to calculate each (SP6).
- the customer 3 who is the target at this time is only the customer 3 for which the operation pattern of the identifier “EX1” is set in FIG. 15 as the operation mode of the combined power converter 7 at that time.
- aggregation server 12 designates, for each corresponding customer 3, an operation mode or control mode according to the task specified in the first control command, and also calculates the number of customer 3 calculated as described above.
- a second control command specifying the allocated amount and the disclosure time and end time of the operation mode or control mode as designated values is generated, and the generated second control command is used as the composite power converter of the customer 3 It transmits to EMS20 of 7 (SP7).
- the EMS 20 receives the second control command, the EMS 20 transfers the operation mode or control mode and the command value included in the second control command to the system control device 21 as control information (SP8).
- the storage battery charge / discharge device 23 (see FIG. 3) in the exercise mode or control mode specified in the control information to satisfy the condition of the instruction value specified in the control information.
- autonomous control processing for controlling the operation of the necessary devices among the EV charge / discharge device 24 (FIG. 3) and the solar power conversion device (FIG. 3) (SP 9).
- the system control device 21 operates the charging / discharging device or the power conversion device required in the operation mode or control mode specified in the control information. Further, at this time, when the control information includes an instruction value, the system control apparatus 21 indicates that the amount of power input from the grid 2 is less than the allocated amount or the amount of power output to the grid 2 is instructed. The corresponding power device is operated to be equal to or more than the allocated amount.
- the system control device 21 performs necessary data such as received / discharged electric energy of the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 and generated electric energy of the solar power generation facility 10 (FIG. 3). , EV charging / discharging device 24 (FIG. 3) and solar power conversion device (FIG. 3) are measured (SP10). Then, when the next instruction value is given from the aggregation server 12 via the EMS 20 (for example, after 30 minutes) in a while, the system control device 21 generates the periodic information described above with reference to FIG. And transmit the generated periodical information to the EMS 20 (SP11).
- the EMS 20 transfers this to the aggregation server 12 (SP12).
- the aggregation server 12 aggregates the discharge adjustment amount or the charge adjustment amount of the customer in that period based on the periodic information, and based on the aggregation result, the periodic acquisition information management database 72 (FIG. 7) and the actual value table Each of 75 (FIG. 11) is updated (SP13).
- the EMS 20 also transfers the received periodic information to the communication terminal device 30 (SP14).
- the communication terminal apparatus 30 aggregates the periodic information in the same manner as the aggregation server 12 and displays necessary information including the aggregation result (SP15).
- step SP5 to step SP15 is repeated in a cycle (30-minute cycle) in which the power management server 15 (FIG. 3) transmits the first control command to the aggregation server 12.
- FIGS. 19A to 19C show, for example, a power input restriction command from the aggregator in the second control command transmitted from the aggregation server 12 to the hybrid power conversion device 7 (FIG.
- the process sequence of the system input electric power suppression process performed by the system control apparatus 21 of the compound type power converter device 7 when the operation mode of "A" of B) is designated is shown.
- the second control command transmitted from the aggregation server 12 to the hybrid power conversion device 7 as described above is given to the system control device 21 via the EMS 20. Then, when the second control command is given, the system control device 21 starts the system input power suppression process shown in FIGS. 19A to 19C, and firstly, using the AC meter 4, the complex power is The amount of power input from converter 2 by converter 7 is measured (SP20).
- the system control device 21 determines whether the combined power conversion device 7 is currently buying power based on the measurement result of step SP20 (whether the amount of power measured in step SP20 is positive or not). ) (SP21). Then, the system control device 21 determines that the DR suppression condition is satisfied when a negative result, that is, the determination that the electric power is output is obtained in this determination, and proceeds to step SP37.
- the system control device 21 when the system control device 21 obtains a positive result in the determination of step SP21, it discharges from the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 to the DC bus 22 or the DC bus 22 of the solar power generation facility 10 DR command value specified as an instruction value in the second control command (hereinafter, referred to as a system power suppression value) is the power input by the combined power conversion device 7 from the grid 2 by controlling the output power to the power supply ) Control the storage battery charge / discharge device 23 (FIG. 3), the EV charge / discharge device 24 (FIG. 3) and / or the solar power conversion device 25 (FIG. 3) as follows (SP22 to SP36). As a result, control of the operation mode C of FIG. 15 (B) is performed.
- the grid power specified by the second control command is the amount of power that the combined power converter 7 is inputting from the grid 2 at that time. It is judged whether it is more than a suppression value (SP22).
- SP22 a suppression value
- the system control device 21 determines whether or not the storage battery 8 is set to have a higher priority of discharge than the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP23).
- the system control device 21 determines whether or not the designated grid power suppression value is within the range of the amount of power that the storage battery 8 can discharge (SP24).
- the bi-directional AC / DC converter 29 controls the power input from the grid 2 until the grid power suppression value specified by the second control command is reached.
- the storage battery charging / discharging device is configured to discharge the storage battery 8 from the storage battery 8 to give an instruction to 3) and to set the DC bus 22 voltage to a preset voltage (hereinafter referred to as a DC bus regulation voltage).
- the first input power suppression process for giving an instruction to S23 is executed (SP25), and thereafter, the process proceeds to step SP36.
- step SP24 the system control device 21 instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop the discharge from the storage battery 8 (SP26). Further, the system control device 21 determines whether the grid power suppression value specified by the second control command is within the range of the amount of power that can discharge the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP27).
- the bi-directional AC / DC converter 29 controls the power input from the grid 2 until the grid power suppression value specified by the second control command is reached. 3) to issue an instruction from 3) and discharge the amount of power necessary for the voltage of the DC bus 22 to be a preset voltage (hereinafter referred to as a DC bus specified voltage) from the built-in storage battery of the electric vehicle 9
- the second input power suppression process for giving an instruction to the EV charge / discharge device 24 is executed (SP28), and thereafter, the process proceeds to step SP36.
- step SP27 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP27, it instructs the EV charge / discharge device 24 to stop the discharge from the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP29), and proceeds to step SP36 thereafter.
- step SP23 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP23, the system power control value specified by the second control command falls within the range of the amount of power that can discharge the built-in storage battery of the electric vehicle 9. It is determined whether it is inside (SP30). When the system control apparatus 21 obtains a positive result in this determination, it executes the second input power suppression process similar to step SP25 (SP31), and then proceeds to step SP36.
- step SP30 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP30, it instructs the EV charge / discharge device 24 to stop the discharge from the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP32). It is determined whether the grid power suppression value designated by the second control command is within the range of the amount of power that can be discharged by the storage battery 8 (SP33).
- step SP34 executes the first input power suppression process similar to step SP28 (SP34), and then proceeds to step SP36.
- system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP33, it instructs the storage battery charging / discharging device 23 to stop the discharge from the storage battery 8 (SP35), and then proceeds to step SP36.
- the system control device 21 instructs the solar power conversion device 25 to maximize the output amount of the electric power generated by the solar power generation facility 10 to the DC bus 22 (SP36), and thereafter this system End the input power suppression process.
- step SP21 determines in advance whether reverse power flow of power from the combined power conversion device 7 to the grid 2 is prohibited (SP37). When the system control device 21 obtains a negative result in this determination, it ends the grid input power suppression process.
- the system control device 21 obtains a positive result in the determination of step SP37, it charges the surplus power to the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9, or DC of the power generated by the solar power generation facility 10 Control the storage battery charge / discharge device 23, the EV charge / discharge device 24, and / or the solar power conversion device 25 so as to maximize the amount of output to the bus 22 and prevent reverse power flow to the grid (SP38 to SP54), As a result, control of the operation mode B of FIG. 15 (B) is performed.
- the system control device 21 determines whether or not the storage battery 8 is set to have a higher priority of charging than the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP38) ).
- system control apparatus 21 When the system control apparatus 21 obtains a positive result in this determination, it determines whether the surplus power is within the range of the power that can be charged by the storage battery 8 (SP 39). If an affirmative result is obtained in this determination, system control device 21 instructs storage battery charging / discharging device 23 to increase the charging voltage of storage battery 8 until the power input / output to grid 2 becomes zero (SP40). Proceed to step SP51.
- the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP39, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop charging the storage battery 8 (SP41), and thereafter, the surplus power amount It is determined whether or not the built-in storage battery of the electric vehicle 9 is within the range of the chargeable electric energy (SP42).
- system control device 21 instructs EV charging / discharging device 24 to increase the charging voltage of the built-in storage battery of electric vehicle 9 until the power input / output to grid 2 becomes zero (SP 43) After that, the process proceeds to step SP51. Further, when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP42, it instructs the EV charge / discharge device 24 to stop charging the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP44), and proceeds to step SP51 thereafter. .
- step SP38 determines whether the surplus power amount is within the range of the power amount that the built-in storage battery of the electric vehicle 9 can charge (SP45) ).
- the system controller 21 obtains a positive result in this determination, it instructs the EV charge / discharge device 24 to increase the charge voltage of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 until the power input / output to the grid 2 becomes zero ( After that, the process proceeds to step SP51.
- step SP45 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP45, it instructs the EV charging / discharging device 24 to stop charging the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP47). It is determined whether the amount of surplus power is within the range of the amount of power that can be charged by the storage battery 8 (SP48).
- system control device 21 instructs storage battery charge / discharge device 23 to increase the charging voltage of storage battery 8 until the power input / output to grid 2 becomes zero (SP 49). Proceed to step SP51.
- system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP48, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop charging the storage battery 8 (SP50), and then proceeds to step SP51 .
- step SP51 the system control device 21 instructs the solar power conversion device 25 to maximize the output amount to the DC bus 22 of the power generated by the solar power generation facility 10 (SP51).
- the system control device 21 inquires of the storage battery charge / discharge device 23 about the SOC of the storage battery 8, and inquires the SOC of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 of the EV charge / discharge device 24. Based on the response from the EV charge / discharge device 24, it is determined whether or not both the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 are fully charged (SP52).
- the storage battery charge / discharge is performed to charge the storage battery 8 which is not fully charged until the power input / output to the grid 2 becomes zero, or the internal storage battery of the electric vehicle 9
- An instruction is given to the device 23 and the EV charge / discharge device 24 (SP53).
- the system control device 21 stops the output of the generated power of the solar power generation facility 10 to the DC bus 22.
- An instruction is given to the power conversion device 25 (SP 54), and thereafter this system input power suppression process is ended.
- FIGS. 20A and 20B there is a power output command from the aggregator, for example, in the second control command transmitted from the aggregation server 12 to the hybrid power conversion device 7 (FIG.
- the process procedure of the system power output process performed by the system control apparatus 21 of the compound type power converter device 7 when the operation mode of "C" of B) is designated is shown.
- the second control command transmitted from the aggregation server 12 to the hybrid power conversion device 7 as described above is given to the system control device 21 via the EMS 20. Then, when the second control command is given, the system control device 21 first uses the AC meter 4 (FIG. 3) to transmit the power currently input from the grid 2 to the self-combination power conversion device 7. Measure the amount (SP60).
- the system control device 21 determines whether the combined power conversion device 7 is currently selling power based on the measurement result of step SP60 (whether or not the amount of power measured in step SP60 is negative). ) (SP61). When the system control device 21 obtains a negative result in this determination, it ends the system power output processing.
- step SP61 the capacity of the power amount of the power output to the grid 2 is designated as the instruction value in the second control command (hereinafter It is judged whether it is less than the output instruction value (SP62).
- SP62 the output instruction value
- the system control device 21 when the system control device 21 obtains a positive result in the determination of step SP62, it discharges from the storage battery 8 or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 to the DC bus 22 or the power generated by the solar power generation facility 10
- the storage battery charge / discharge device 23, the EV charge / discharge device 24, and / or the solar power conversion device such that the output power to the grid 2 is equal to or higher than the output instruction value specified by the second control command by outputting to the DC bus 22 25 is controlled (SP63 to SP76).
- the system control device 21 determines whether or not the storage battery 8 is set to have a higher priority of discharge than the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP63) ).
- system control device 21 determines whether or not the designated output instruction value is within the range of the amount of power that the storage battery 8 can discharge (SP64). If an affirmative result is obtained in this determination, system control device 21 instructs storage battery charging / discharging device 23 to discharge from storage battery 8 until the output instruction value specified in the second control command is reached (SP 65). Thereafter, the process proceeds to step SP76.
- the system control device 21 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP64, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop the discharge from the storage battery 8 (SP66). Further, the system control device 21 determines whether or not the output instruction value specified by the second control instruction is within the range of the amount of power that the built-in storage battery of the electric vehicle 9 can discharge (SP67).
- system control device 21 instructs EV charging / discharging device 24 to discharge the built-in storage battery of electric vehicle 9 until the output instruction value specified by the second control command is reached (see SP68) After this, the process proceeds to step SP76. Further, when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP67, it instructs the EV charge / discharge device 24 to stop the discharge from the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP69), and proceeds to step SP76 thereafter. .
- step SP63 the output instruction value specified by the second control command falls within the range of the amount of power that can discharge the built-in storage battery of electric vehicle 9. It is determined whether or not (SP70). Then, when the system control device 21 obtains a positive result in this determination, it instructs the EV charging / discharging device 24 to discharge the built-in storage battery of the electric vehicle 9 until the output instruction value specified by the second control command is reached. (SP71) After this, the process proceeds to step SP76.
- step SP70 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP70, it instructs the EV charge / discharge device 24 to stop the discharge from the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP72). It is determined whether the output instruction value specified by the second control instruction is within the range of the amount of power that the storage battery 8 can discharge (SP73).
- step SP 74 When the system control device 21 obtains a positive result in this determination, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to discharge from the storage battery 8 until it reaches the output instruction value specified by the second control command (SP 74). Thereafter, the process proceeds to step SP76.
- the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP73, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop the discharge from the storage battery 8 (SP75), and then proceeds to step SP76.
- the system control device 21 instructs the solar power conversion device 25 to maximize the output amount of the electric power generated by the solar power generation facility 10 to the DC bus 22 (SP 76), and thereafter this system End the power output process.
- step SP62 if a negative result is obtained in the determination of step SP62, the power value currently being output to the grid 2 by the hybrid power conversion device 7 is larger than the output instruction value specified by the second control command. means. Therefore, in this case, the system control device 21 calculates surplus power which is a difference between the power value currently being output to the grid 2 by the hybrid power conversion device 7 and the output instruction value specified by the second control command.
- the system control device 21 calculates surplus power which is a difference between the power value currently being output to the grid 2 by the hybrid power conversion device 7 and the output instruction value specified by the second control command.
- the charge / discharge device 23, the EV charge / discharge device 24, and / or the solar power conversion device 25 are controlled (SP 77 to SP 92).
- the system control device 21 determines whether or not the storage battery 8 is set to have a higher priority of charging than the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP77 ).
- the system control device 21 determines whether the surplus power amount is within the range of the power amount that the storage battery 8 can charge (SP 78). If the system control device 21 obtains a positive result in this determination, the bidirectional AC / DC converter 29 (FIG. 3) outputs power to the grid 2 until the output instruction value specified by the second control command is reached. To the storage battery 8 to charge the storage battery 8 with an amount of power necessary to set the voltage of the DC bus 22 to a preset voltage (hereinafter referred to as the DC bus specified voltage). The first power output process for giving an instruction is executed (SP79), and then the process proceeds to step SP90.
- the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP78, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop charging the storage battery 8 (SP80), and thereafter the surplus power amount is It is determined whether or not the built-in storage battery of the electric vehicle 9 is within the range of the chargeable power amount (SP81).
- the bidirectional AC / DC converter 29 (FIG. 3) outputs power to the grid 2 until the output instruction value specified by the second control command is reached.
- the DC bus specified voltage To charge the internal storage battery of the electric vehicle 9 with an amount of power necessary for the voltage of the DC bus 22 to become a preset voltage (hereinafter referred to as the DC bus specified voltage).
- the second power output process for giving an instruction to the discharge device 24 is executed (SP82), and thereafter, the process proceeds to step SP90.
- the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP81, it instructs the EV charge / discharge device 24 to stop charging of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP83), and proceeds to step SP90 thereafter. .
- step SP77 determines whether the surplus power amount is within the range of the power amount that the built-in storage battery of electric vehicle 9 can charge (SP84) ).
- SP84 determines whether the surplus power amount is within the range of the power amount that the built-in storage battery of electric vehicle 9 can charge (SP84) ).
- the system control apparatus 21 executes a second power output process similar to step SP82 (SP85), and then proceeds to step SP90.
- step SP84 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP84, it instructs the EV charging / discharging device 24 to stop charging the built-in storage battery of the electric vehicle 9 (SP86), and thereafter It is determined whether the amount of surplus power is within the range of the amount of power that can be charged by the storage battery 8 (SP87).
- step SP88 If the system control device 21 obtains a positive result in this determination, it executes the first power output process similar to step SP79 (SP88), and thereafter proceeds to step SP90. On the other hand, when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP87, it instructs the storage battery charge / discharge device 23 to stop charging the storage battery 8 (SP89), and then proceeds to step SP90 .
- step SP90 inquires the storage battery charge / discharge device 23 of the SOC of the storage battery 8, and inquires the SOC of the built-in storage battery of the electric vehicle 9 of the EV charge / discharge device 24. Based on responses from the discharge device 23 and the EV charge / discharge device 24, it is determined whether or not both the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 are fully charged (SP90).
- the system control device 21 instructs the solar power conversion device 25 to maximize the output amount of the power generated by the solar power generation facility 10 to the DC bus 22 (SP 91 ). Then, when both the storage battery 8 and the built-in storage battery of the electric vehicle 9 become fully charged, the system control device 21 stops the output of the generated power of the solar power generation facility 10 to the DC bus 22. An instruction is given to the power conversion device 25 (SP 92), and thereafter this system power output processing is ended.
- FIG. 21 shows the first and second steps executed by the system control device 21 in step SP25, step SP28, step SP31 and step SP34 of the grid input power suppression processing described above with reference to FIGS. 19A to 19C. The specific processing content of a 2nd input electric power suppression process is shown.
- step SP25 When the system control device 21 proceeds to step SP25, step SP28, step SP31 or step SP34 of the grid input power suppression processing, it starts the input power suppression processing shown in FIG. 21 and first designates the second control command.
- An instruction is given to the bidirectional AC / DC converter 29 (FIG. 3) to suppress the power input from the grid 2 until the grid power reduction value is reached (SP 100).
- the system control device 21 causes the bidirectional AC / DC converter 29 to measure the voltage of the DC bus 22 (SP101), and based on the measurement result, the voltage of the DC bus 22 is preset. It is judged whether it is lower than (SP102).
- the storage battery 8 in the case of the first input power suppression processing or the built-in storage battery of the electric vehicle 9 until the voltage of the DC bus 22 becomes the DC bus prescribed voltage
- the storage battery charge / discharge device 23 for the first input power suppression process
- the EV charge / discharge device 24 for the second input power suppression process
- step SP102 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP102, the storage battery 8 (in the case of the first input power suppression process) or the electric vehicle until the voltage of the DC bus 22 becomes the DC bus prescribed voltage.
- An instruction is given (in the case of power suppression processing) (SP104), and thereafter this input power suppression processing is ended.
- FIG. 22 shows the first and second steps executed by the system control device 21 in step SP79, step SP82, step SP85 and step SP88 of the power output control processing described above with reference to FIGS. 20A and 20B.
- step SP79 When the system control device 21 proceeds to step SP79, step SP82, step SP85 or step SP88 of the system power output process, it starts the power output control process shown in FIG. 22 and first designates the second control command.
- the bi-directional AC / DC converter 29 (FIG. 3) is instructed to output power to the grid 2 until the output instruction value is reached (SP 110).
- the system control device 21 causes the bidirectional AC / DC converter 29 to measure the voltage of the DC bus 22 (SP111), and based on the measurement result, the voltage of the DC bus 22 is preset. It is judged whether it is lower than (SP112).
- the storage battery 8 in the case of the first power output processing
- the built-in storage battery of the electric vehicle 9 the first power output processing
- the storage battery 8 in the case of the first power output processing
- the built-in storage battery of the electric vehicle 9 the first power output processing
- the storage battery 8 in the case of the first power output processing
- the built-in storage battery of the electric vehicle 9 the first power output processing
- the storage battery charger / discharger 23 for first power output processing
- EV charge / discharge device 24 for second power output processing
- step SP112 when the system control device 21 obtains a negative result in the determination of step SP112, the storage battery 8 (in the case of the first system power output processing) or the electric vehicle until the voltage of the DC bus 22 becomes the DC bus prescribed voltage. Battery charge / discharge device 23 (for the first power output processing) or EV charge / discharge device 24 (for the first system power output processing) so as to suppress charging of the internal storage battery 9 (for the second power output processing) (SP114), and then this power output processing is terminated.
- the aggregation server 12 operates in the operation mode in response to the first control command given from the power management server 15 to the aggregation server 12. Or the control mode and the allocated amount of the customer 3 (the upper limit value of the power that the customer 3 can input from the grid 2 or the lower limit value of the power that the customer 3 should output to the grid 2)
- the control command of 2 is transmitted to the compound power converter 7 of each customer 3, and each compound power converter 7 that receives the second control command operates in the operation mode specified by the second control command.
- the necessary power devices are controlled such that the power input / output to / from the grid 2 becomes the quota specified by the second control command.
- the present aggregation system 1 it is not necessary to control the aggregation server 12 for each customer 3 and for each power device owned by the customer 3, and one second for each customer 3 is required.
- the task specified in the first control command can be executed as a whole of the aggregation server 12 simply by giving the control command of (1), and the load on the aggregator side (aggregation server 12) can be significantly reduced accordingly.
- the aggregation server 12 since the aggregation server 12 only designates a predetermined operation mode or control mode and a procured amount in the second control command, control on a power unit basis for each customer 3 is performed. In addition to self-sufficient self-sufficient operation, peak shift operation and peak cut operation, the customer 3 as a whole can execute original operation and more complex operation.
- each combined power conversion device 7 notifies the operation mode for one week set by the customer 3 as futures information, so that the aggregator side can easily estimate the power demand in that period, The aggregator can perform power control with a margin.
- control commands for each customer 3 are given only to the compound power converter 7 of the customer 3, respectively, and each compound power converter 7 is under control of each of the subordinate power devices.
- the communication load on the aggregation server 12 can be reduced and the communication between the aggregation server 12 and each customer 3 can be performed because the results and the situation are collectively sent to the aggregation server 12 as the performance information (FIG. 5) and the periodic information (FIG. 6).
- the amount of communication can be dramatically reduced.
- the function as a control device that controls charging and discharging of the subordinate power devices based on the second control command from aggregation server 12, and the power input from grid 2 from alternating current to direct current The case has been described where one combined power conversion device 7 is equipped with a function as a power conversion device that converts power discharged from the power device into alternating current and outputs it to the grid 2 as well as converting
- the present invention is not limited to this, and a device (control device) having a function as the control device and a device (power conversion device) having a function as the power conversion device may be separately provided.
- the present invention can be widely applied to VPP systems.
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Abstract
【課題】 需要家ごとにそれぞれ設けられ、需要家の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各需要家の制御装置に対して制御指令を送信するサーバ装置とを有するアグリゲーションシステムにおいて、サーバ装置が、要請された電力の調達量に応じて、需要家が系統から入力する電力の上限値又は需要家が系統に出力すべき電力の下限値を需要家の割当て量として需要家ごとにそれぞれ算出し、各需要家の制御装置に対して、算出した当該需要家の割当て量を指定した制御指令をそれぞれ送信し、各制御装置が、系統から入力する電力が制御指令において指定された割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を系統に出力するように、対応する電力装置の充放電を制御するようにした。
Description
本発明はアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置に関し、例えば、電力事業者などからの要請を受けてアグリゲータが各需要家の系統への電力入出力を制御するアグリゲーションシステムに適用して好適なものである。
近年、太陽光発電設備や電気自動車(以下、適宜、これをEV(Electric Vehicle)と呼ぶ)、及び蓄電池等の普及に伴い、発電事業者から供給される電力に加えて、一戸建てやビル及び商業施設などの電力の需要家側において発電された電力を有効利用するVPP(Virtual Power Plant)と呼ばれる概念が広まってきている。
VPPは、複数の小規模な自家発電設備、例えば、企業の自家発電設備や家庭の太陽光発電設備、電気自動車の内蔵蓄電池などを統合して、あたかも1つの発電所のように制御する概念を指す。
近年では、複数の電力需要家(以下、これを単に需要家と呼ぶ)とデマンドレスポンス契約を締結し、電力事業者などからのデマンドレスポンス要請に応じて、各需要家がそれぞれ所有する蓄電池や電気自動車、太陽光発電設備、燃料電池発電設備及びガス発電設備などの蓄電又は発電可能な電力装置の充放電を制御するVPP事業者(以下、これをアグリゲータと呼ぶ)も登場している。
この場合、アグリゲータは、各需要家からその需要家が所有する電力装置の容量及び発電量などの必要な情報を取得し、これらの情報に基づき、電力事業者からのデマンドレスポンス要請に応じて必要な需要家の必要な電力装置を選択して、その電力装置の動作を制御することにより消費電力の抑制又は増加などを行う。
なお特許文献1には、電気車両の属性情報を電気車両機器に集約し、集約した属性情報を電気車両ステーション機器経由でアグリゲーションシステムに提供し、各電気車両の属性情報に基づいて利用可能な電力容量を予測することが開示されている。
ところで、上述のように電力事業者からのデマンドレスポンス要請に応じてアグリゲータが各需要家の電力装置の充放電を制御するシステム(以下、これをアグリゲーションシステムと呼ぶ)では、アグリゲータが需要家ごとに、かつ、その需要家が所有する電力装置ごとにその電力装置の充放電を制御しなければならず、アグリゲータが設置するサーバ装置に多大な負荷がかかる問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、アグリゲータが設置するサーバ装置の負荷を格段的に低減し得るアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、アグリゲーションシステムにおいて、需要家ごとにそれぞれ設けられ、対応する前記需要家が所有する1又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置とを設け、前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御するようにした。
また本発明においては、アグリゲーションシステムの制御方法において、前記アグリゲーションシステムは、需要家ごとにそれぞれ設けられ、対応する前記需要家が所有する1又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置とを有し、前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信する第1のステップと、各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する第2のステップとを設けるようにした。
さらに本発明においては、上位のサーバ装置から与えられるデマンドレスポンスに関する制御指令に応じて、配下の電力装置の充放電を制御する制御装置において、前記制御装置の配下には、対応する前記需要家が所有する1又は複数の電力装置が存在し、前記サーバ装置と通信し、前記サーバ装置から与えられた前記制御指令に応じた指示を出力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出力された前記指示に従って配下の1又は複数の前記電力装置のうちの必要な前記電力装置を制御するシステム制御装置とを備え、前記サーバ装置は、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、前記システム制御装置は、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御するようにした。
本発明のアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置によれば、サーバ装置からの制御指令に基づいて各需要家の制御装置が配下の電力装置を自律制御することができる。
本発明によれば、アグリゲータが設置するサーバ装置の負荷を格段に低減し得るアグリゲーションシステム及びその制御方法並びに制御装置を実現できる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)本実施の形態によるアグリゲーションシステムの構成
図1において、1は全体として本実施の形態によるアグリゲーションシステムを示す。このアグリゲーションシステム1では、電力事業者14により発電された電力が送電線及び配電線等からなる系統2を介して各需要家3に送電され、この電力が交流メータ4及び分電盤5を経由してその需要家3の照明機器及びエアコンディショナといった電化製品等の負荷6に供給される。
図1において、1は全体として本実施の形態によるアグリゲーションシステムを示す。このアグリゲーションシステム1では、電力事業者14により発電された電力が送電線及び配電線等からなる系統2を介して各需要家3に送電され、この電力が交流メータ4及び分電盤5を経由してその需要家3の照明機器及びエアコンディショナといった電化製品等の負荷6に供給される。
各需要家3の分電盤5には、それぞれ複合型電力変換装置(H-PCS:Hybrid - Power Conditioning System)7が接続される。複合型電力変換装置7は、系統2から入力する交流電力を直流電力に変換してその需要家3が所有する蓄電池8、電気自動車(EV:Electric Vehicle)9及び太陽光発電設備(PV:Photovoltaics)10などの蓄電又は発電可能な装置(以下、これを電力装置と呼ぶ)に入力すると共に、電力装置から発電または放電された電力を直流電力から交流電力に変換して系統2に出力する機能を有する電力変換装置である。
また複合型電力変換装置7は、複数の運転モードのうちから、予め需要家3により設定され又は後述するアグリゲーションサーバ12から指示された運転モードでその需要家3が所有する電力装置の充放電を制御する機能をも有する。なお、このとき設定可能な運転モードとしては、例えば図15に示すように、アグリゲーションサーバ12からの制御指令を優先する「DR(Demand Response)優先」、夜間及び昼間に蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に蓄電し、その蓄電した電力で夜間の消費電力を賄う「自給自足運転」や、太陽光発電設備10等で発電した電力の放電を優先する「エネルギー放出優先」などがある。運転モードの詳細については、後述する。
各需要家3の複合型電力変換装置7は、それぞれその需要家3がデマンドレスポンス契約を締結したアグリゲータ11のアグリゲーションサーバ12とネットワーク13を介して接続されており、図4について後述する先物情報や、図5について後述する実績情報及び図6について後述する定期情報を定期的にアグリゲーションサーバ12に送信する。
またアグリゲーションサーバ12には、電力事業者14が設置した電力管理サーバ15から、現在の電力事業者14の発電状況や、将来の発電計画、現在の天気、将来の天気予報、並びに、現在の消費電力量及び将来の消費電力予想量等に応じて、ピークカットやピークシフトといったタスクの実行を要請する第1の制御指令が一定時間ごと(例えば30分ごと)または不定期に与えられる。この第1の制御指令には、かかるタスクを実行すべき期間(開始時刻や制御時間又は終了時刻)や、かかるタスクの実行によりそのアグリゲーションサーバ12が管理する区域全体において調達(抑制又は増加)すべき電力量(調達量)が含まれる。
かくしてアグリゲーションサーバ12は、電力管理サーバ15から与えられるかかる第1の制御指令と、各需要家3の複合型電力変換装置7から送信される上述の先物情報、実績情報及び定期情報となどに基づいて、第1の制御指令により要求された調達量の電力を調達するための需要家3ごとの割当て量(需要家3が系統2から入力する電力の上限値や、各需要家3が系統2に出力する電力の下限値)をそれぞれ計算する。
またアグリゲーションサーバ12は、このようにして算出した割当て量を指示値として指定すると共に、その割当て量分の電力を需要家3が系統2に入出力するための複合型電力変換装置7の運転モード又は制御モードを指定した第2の制御指令を需要家3ごとにそれぞれ生成し、生成した第2の制御指令をネットワーク13を介して各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ送出する。なお制御モードとは、電力の放電元及び充電先を規定した複合型電力変換装置7の動作モードである。制御モードの詳細については後述する。
そして、この第2の制御指令を受信した複合型電力変換装置7は、系統2から入出力する電力の電力量を第2の制御指令において指定された指示値とするように、第2の制御指令において指定された運転モード又は制御モードで配下の電力装置の充放電を制御する。
このように本実施の形態のアグリゲーションシステム1では、各需要家3の複合型電力変換装置7が、系統2に入出力する電力の電力量を第2の制御指令において指定された指示値とするように、当該第2の制御指令で指定された運転モード又は制御モードで配下の電力装置の充放電を自律制御するため、アグリゲーションサーバ12が各需要家3の電力装置ごとの充放電制御を行う必要がなく、その分、アグリゲーションサーバ12の負荷を低減させることができる。
(2)複合型電力変換装置の構成
図2は、本実施の形態による複合型電力変換装置(H-PCS)7の構成を示す。本複合型電力変換装置7は、この図2に示すように、エネルギー管理装置(以下、これをEMS(Energy Management System)と呼ぶ)20及びシステム制御装置21と、DC(Direct Current)バス22を介して接続された複数の充放電装置(図2では蓄電池充放電装置23及びEV充放電装置24)及び複数の電力変換装置(図2では太陽光電力変換装置25、風力発電電力変換装置26、燃料電池発電電力変換装置27及びガス発電電力変換装置28)並びに双方向AC/DC(Alternating Current/Direct Current)コンバータ29となどを備えて構成される。
図2は、本実施の形態による複合型電力変換装置(H-PCS)7の構成を示す。本複合型電力変換装置7は、この図2に示すように、エネルギー管理装置(以下、これをEMS(Energy Management System)と呼ぶ)20及びシステム制御装置21と、DC(Direct Current)バス22を介して接続された複数の充放電装置(図2では蓄電池充放電装置23及びEV充放電装置24)及び複数の電力変換装置(図2では太陽光電力変換装置25、風力発電電力変換装置26、燃料電池発電電力変換装置27及びガス発電電力変換装置28)並びに双方向AC/DC(Alternating Current/Direct Current)コンバータ29となどを備えて構成される。
EMS20は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ等の情報処理資源を備えたマイクロコンピュータ装置である。このEMS20には、スマートフォン、タブレット又はパーソナルコンピュータ等の通信端末装置30やアグリゲーションサーバ12と通信を行う通信機能と、通信端末装置30を介して需要家3(図1)により設定された運転モードやアグリゲーションサーバ12から与えられる第2の制御指令に従ってシステム制御装置21に対応する指示を与えることにより、必要な電力装置の充放電等を制御する充放電等制御機能とが搭載されている。
またEMS20には、交流メータ4から取得した系統2からの電力の電圧及び周波数と、使用電力量とに基づいて、その需要家3における電力消費状態が最適となるようにシステム制御装置21を介して各電力装置の充放電を制御する電力消費最適化機能と、系統2の停電が発生した場合などにその需要家3が所有する電力装置に蓄電された電力又は電力装置が発電する電力を利用して自立して消費電力を賄えるように制御する自立運転制御機能となども搭載されている。
システム制御装置21は、EMS20からの指示に基づいて、双方向AC/DCコンバータ29と、各充放電制御装置(蓄電池充放電装置23及びEV充放電装置24)と、各電力変換装置(太陽光電力変換装置25、風力発電電力変換装置26、燃料電池発電電力変換装置27及びガス発電電力変換装置28)との運転を制御するマイクロコンピュータ装置であり、CPU31、メモリ32、通信インタフェース33及び入出力インタフェース34を備えて構成される。
CPU31は、システム制御装置21全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ32は、揮発性又は不揮発性の半導体メモリから構成され、各種プログラムや情報を記憶保持するために利用される。メモリ32に格納されたプログラムをCPU31が実行することにより、後述のようなシステム制御装置21全体としての各種処理が実行される。通信インタフェース33は、EMS20との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースであり、入出力インタフェース34は、双方向AC/DCコンバータ29や、各充放電装置及び各電力変換装置との通信、入出力時におけるプロトコル制御及び入出力制御を行うインタフェースである。
各充放電装置は、システム制御装置21からの指示に応じて、蓄電機能を有する電力装置(図2では蓄電池8又は電気自動車9)の充放電を例えばその容量の0~100%の範囲で制御する機能を有する制御装置である。充放電装置には、対象とする電力装置の充放電電圧値及び充放電電流値を計測してシステム制御装置21に通知したり、その電力装置の各種情報(蓄電量及びエラーの有無など)をシステム制御装置21に通知する機能も搭載されている。
同様に、電力変換装置は、システム制御装置21からの指示に応じて、発電機能を有する対象とする電力装置(図2では太陽光発電設備10、風力発電システム35、燃料電池発電システム36又はガスジェネレータ装置37)により発電された電力をその0~100%の範囲でDCバス22に放電する機能を有する制御装置である。また電力変換装置には、対象とする電力装置が発電した電力の電圧値及び電流値を計測してシステム制御装置21に通知する機能も搭載されている。
双方向AC/DCコンバータ29は、系統2から与えられる交流電力を直流電力に変換してDCバス22に出力したり、各充放電装置及び各電力変換装置からDCバス22に放電された直流電力を交流電力に変換して系統2に出力する機能を有するコンバータである。双方向AC/DCコンバータ29には、DCバス22から系統2に出力し又は系統2からDCバス22に入力する電力量をDCバス22又は系統2を流れる電力の0~100%の範囲で制御する機能や、DCバス22に入出力する電力の直流電圧値、直流電流値、及び交流電圧値、交流電流値、交流周波数を計測してシステム制御装置21に通知する機能も搭載されている。
なお以下においては、説明の容易化のため、図3に示すように、各需要家3がそれぞれ電力装置として蓄電池8、電気自動車9及び太陽光発電設備10を所有し、複合型電力変換装置7が、充放電装置として蓄電池充放電装置23及びEV充放電装置24、電力変換装置として太陽光電力変換装置25を備えるものとする。この場合、蓄電池8及び蓄電池充放電装置23間、電気自動車9及びEV充放電装置24間、太陽光発電設備10及び太陽光電力変換装置25間、並びに、双方向AC/DCコンバータ29及び分電盤5間には、それぞれ安全対策用のスイッチ40~43が設けられる。
また以下においては、複合型電力変換装置7がACコンセント50、自立端子51及びUPS(無停電電源装置:Uninterruptible Power Supply)端子52を備えるものとして説明を進める。この場合、ACコンセント50は、スイッチ44を介して分電盤5及びスイッチ43間に接続され、自立端子51はスイッチ45を介して双方向AC/DCコンバータ29及びスイッチ43間に接続される。またUPS端子52は、DC/ACコンバータ47を介してDCバス22に接続される。
かかる構成を有する本実施の形態の複合型電力変換装置7において、EMS20は、先物情報、実績情報及び定期情報をアグリゲーションサーバ12に送信する。
先物情報は、図4に示すように、需要家3が複合型電力変換装置7に設定したその複合型電力変換装置7の当日から1週間分の運転パターンを含む情報であり、例えば1日に1回複合型電力変換装置7からアグリゲーションサーバ12に送信される。図4の例の場合、当日、翌日、2日目、3日目、4日目、5日目及び6日目の複合型電力変換装置7の運転パターンがそれぞれ「EX2」、「EX3」、「EX6」、「EX6」、「EX6」、「EX6」及び「EX3」という運転パターンにそれぞれ設定されていることが示されている。運転パターンの詳細については後述する。
実績情報は、その需要家3の前日の発電電力量、充放電電力量及び電力消費量等に関する情報であり、例えば1日に1回複合型電力変換装置7からアグリゲーションサーバ12に送信される。
実績情報には、例えば図5に示すように、前日の午前0時から24時までの間の太陽光発電設備10の発電電力量(「PV」の「発電電力量」)と、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池の前日の午前0時から24時までの間の充電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「充電電力量」)及び放電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「放電電力量」)、並びに、前日の0時現在での蓄電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「0時現在電力量」)及び前日の24時現在での蓄電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「24時現在電力量」)と、前日の午前0時から24時までの間の系統2から入力した電力量(「系統」の「系統入力電力量」)及び系統2に出力した電力量(「系統」の「系統放電電力量」)、電圧制御による電力の調整量(「系統」の「電圧制御による電力調整量」)、周波数制御による電力の調整量(「系統」の「周波数制御による電力調整量」)及び無効電力の調整量(「系統」の「無効電力調整量」)と、前日の午前0時から24時までの間の負荷6での使用電力量(「負荷」の「使用電力量」)といった情報が含まれる。
また実績情報には、前日の午前0時から24時までの間における運転モードの初期値(「履歴」の「初期運転モード」)と、前日の午前0時から24時までの間に運転モードが変更された場合の変更後の運転モード(「履歴」の「更新後運転モード」)と、その変更が行われた時刻(「履歴」の「変更時刻」)と、アグリゲーションサーバ12から与えられた第2の制御指示に従って前日の午前0時から24時までの間に系統2に入出力した各電力量(「履歴」の「放電電力量」及び「充電電力量」」)といった情報も含まれる。
定期情報は、例えば直前の30分間における発電電力量、充放電電力量及び電力消費量等に関する情報であり、30分ごとに複合型電力変換装置7からアグリゲーションサーバ12に送信される。
定期情報には、例えば図6に示すように、直前の30分間における太陽光発電設備10の発電電力量(「PV」の「発電電力量」)と、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池の直前の30分間における充電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「充電電力量」)及び放電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「放電電力量」)、定期情報を前回送信した際の蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池の蓄電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「前回電力量」)及び現在の蓄電電力量(「蓄電池」及び「EV」の「現在電力量」)、並びに、定期情報を前回送信した際の蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池の充電率を表すSOC(State of Charge)(「蓄電池」及び「EV」の「前回SOC」)及び現在の電気自動車9の内蔵蓄電池の充電率(「蓄電池」及び「EV」の「現在SOC」)といった情報と、電気自動車9がEV充放電装置24(図3)に接続されているか否かの情報(「EV」の「EV接続」)とが含まれる。
また定期情報には、直前の30分間における、系統2から入力した電力量(「系統」の「系統入力電力量」)及び系統2に出力した電力量(「系統」の「系統放電電力量」)、電圧制御による電力の調整量(「系統」の「電圧制御による電力調整量」)、周波数制御による電力の調整量(「系統」の「周波数制御による電力調整量」)及び無効電力の調整量(「系統」の「無効電力調整量」)と、交流メータ4(図3)により測定された系統2における電力の電圧(「系統」の「系統電圧」)、周波数(「系統」の「系統周波数」)と、需要家3の使用電力量(「系統」の「使用電力量」)といった情報も含まれる。
さらに定期情報には、前回定期情報を送信したときの最大の蓄電可能容量(「履歴」の「前回最大容量」)、そのときの平均的な蓄電可能容量(「履歴」の「前回容量」)と、例えば直前の30分間又は1時間における最大の蓄電可能容量(「履歴」の「現在最大容量」)及び現在の蓄電可能容量(「履歴」の「現在容量」)と、前回定期情報を送信したときに設定されていた運転モード(「履歴」の「前回運転モード」)及び現在の運転モード(「履歴」の「現在運転モード」)、直前の30分間においてアグリゲーションサーバ12からの第2の制御指令に基づく運転が行われたか否かを表す情報(「履歴」の「DR稼働/待機」)、直前の30分間に運転モードの変更が行われた場合のその変更が行われた時刻(「履歴」の「変更時刻」)と、以上の電力量等の計測を行った時刻(「履歴」の「計測時刻」)と、アグリゲーションサーバ12から与えられた第2の制御指示に従って前日の午前0時から24時までの間に系統2に入出力した単位時間当たりの電力量(「履歴」の「制御指令による放電量」及び「制御指令による充電量」)と、現在放電可能な電力量(「履歴」の「充電可能量」)及び現在充電可能な電力量(「充電可能量」)といった情報も含まれる。
なお定期情報には、以上の情報に加えて、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池を放電する放電電力量(抑制可能な系統2からの入力電力量含む)を30分単位で数時間分予測した予測値(「系統」の「蓄電池(EV蓄電池含む)放電による系統電力抑制の予測値」)と、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池を充電することで実現される充電電力(系統2からの入力電力)の増加量を30分単位で数時間分予測した予測値(「系統」の「蓄電池(EV蓄電池含む)充電による系統電力増加の予測値」)といった情報も含まれる。これらの予測値は、過去の実績等に基づいてEMS20(図3)が算出したものである。
(3)アグリゲーションサーバの構成
図7は、アグリゲーションサーバ12の概略構成を示す。この図7に示すように、アグリゲーションサーバ12は、上位通信インタフェース60、下位通信インタフェース61、CPU(Central Processing Unit)62、メモリ63及び記憶装置64を備えて構成される。
図7は、アグリゲーションサーバ12の概略構成を示す。この図7に示すように、アグリゲーションサーバ12は、上位通信インタフェース60、下位通信インタフェース61、CPU(Central Processing Unit)62、メモリ63及び記憶装置64を備えて構成される。
上位通信インタフェース60は、発電事業者14(図1)の電力管理サーバ15(図1)との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースである。また下位通信インタフェース61は、ネットワーク13(図1)を介した各需要家3の複合型電力変換装置7との通信時におけるプロトコル制御を行うインタフェースであり、例えばNIC(Network Interface Card)などから構成される。
CPU62は、アグリゲーションサーバ12全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ63は、例えば半導体メモリから構成され、各種プログラムを一時的に保持するために利用されるほか、CPU62のワークメモリとしても利用される。上述及び後述するデマンドレスポンスに関する各種処理を実行するデマンドレスポンス処理プログラム70もこのメモリ63に格納されて保持される。
記憶装置64は、例えばハードディスク装置やSSD(Solid State Drive)などの大容量の不揮発性記憶装置から構成され、各種プログラムやデータを長期間保持するために利用される。本実施の形態の場合、記憶装置64には、需要家初期登録情報データベース71、定期取得情報管理データベース72、出力可能値管理テーブル73、入力可能値管理テーブル74及び実績値テーブル75が格納される。
需要家初期登録情報データベース71は、アグリゲータ11(図1)とデマンドレスポンス契約を締結している各需要家3についてそれぞれ初期登録された情報を管理するために利用されるテーブルである。本実施の形態の場合、需要家3について初期登録すべき情報としては、図8に示すように、「契約者」、「契約電力」、「本体」及び「DR設定」の4つの項目がある。
「契約者」は、アグリゲータ11とデマンドレスポンス契約を締結した需要家3(契約者)に関する情報であり、その需要家3に関する初期情報を需要家初期登録情報データベース71に登録した「登録日」と、その需要家3の「個人ID」、「氏名」、「郵便番号」及び「住所」などの情報を含む。
また「契約電力」は、その需要家3が電力会社と契約内容に関する情報であり、その電力会社の会社名(「電力会社名」)、その需要家3がその電力会社と締結している契約の「プラン名」及び「容量」と、その契約を行った日(「契約日」)などの情報を含む。
「本体」は、その需要家3に設置された複合型電力変換装置7や、その需要家3が所有する各電力装置に関する情報である。その需要家3が電力装置として図3のように蓄電池8、電気自動車9及び太陽光発電設備10を所有している場合、この「本体」に関する情報として、複合型電力変換装置7の「型式」、「設置年月日」、単相用及び三相用のいずれであるかを表す情報(「単相or三相」)、「定格出力」、並びに、交流入力の電圧及び周波数(「交流入力(電圧)」、「交流入力(周波数)」)と、蓄電池8の種別(「蓄電池種別」)、最大電力(「蓄電池最大電力」)及び容量(「蓄電池容量」)と、電気自動車9の種別(「EV種別」)、電気自動車の内蔵蓄電池の最大電力(「EV蓄電池最大電力」)及び容量(「EV蓄電池容量」)と、太陽光発電設備10の種別(「PV種別」)及びその最大発電電力量(「PV最大電力」)となどの情報を含む。
また「DR設定」は、その需要家3がアグリゲータ11と締結したデマンドレスポンス契約に関する情報である。その需要家3が電力装置として図3のように蓄電池8、電気自動車9及び太陽光発電設備10を所有している場合、この「DR設定」に関する情報として、電気自動車9の内蔵蓄電池の充電電力値(「EV充電電力値」)、系統2から得られる電力の最大使用値(「系統使用電力最大値」)、電気自動車9の内蔵蓄電池のSOCの下限値及び上限値(「EV蓄電池SOC下限値」及び「EV蓄電池SOC上限値」)、蓄電池8が充電可能な電力値(「蓄電池充電電力値」)、蓄電池8のSOCの下限値及び上限値(「蓄電池SOC下限値」及び「蓄電池SOC上限値」)、電気自動車9の内蔵蓄電池及び蓄電池8の充放電の優先順位(「EV蓄電池、蓄電池の充放電優先順位」)などの情報を含む。
定期取得情報管理データベース72は、各需要家3の複合型電力変換装置7のEMS20からそれぞれ定期的に送信される図4について上述した先物情報、図5について上述した実績情報及び図6について上述した定期情報を一括管理するために利用されるデータベースである。この定期取得情報管理データベース72は、いずれかの需要家3の複合型電力変換装置7のEMS20から先物情報や、実績情報又は定期情報が送信されてくるごとに更新される。
出力可能値管理テーブル73は、各需要家3がそれぞれそのとき系統2に出力可能な電力量を管理し、第1の制御指令に基づくタスクを実行する際に各需要家に割り当てる上述の割当て量を算出するために利用されるテーブルであり、各需要家3の複合型電力変換装置7から30分ごとにそれぞれ送信されてくる定期情報(図6)や、各需要家3の複合型電力変換装置7から適宜送信されてくる図18について後述する予測情報に基づいて順次更新される。この出力可能値管理テーブル73は、図9に示すように、ID欄73A、現在出力欄73B、放電可能容量欄73C及び抑制可能電力量予測値欄73Dを備えて構成される。
そしてID欄73Aには、アグリゲータ11(図1)とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ付与した識別子(ID)が格納される。また現在出力欄73Bには、対応する需要家3が現在系統2に電力を出力している場合の出力電力量が格納され、放電可能容量欄73Cには、対応する需要家3が蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池を放電することにより今現在生成可能な電力容量が格納される。
また抑制可能電力量予測値欄73Dは、30分ごとの複数時間分の予測値欄73Eに区分されており、各予測値欄73Eには、それぞれ現在時刻から対応する時間の経過後における、対応する需要家3が蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に蓄えた電力をDCバス22に放電することにより放電電力量(抑制可能な系統2からの入力電力量含む)の予測値が格納される。
また入力可能値管理テーブル74は、各需要家3がそれぞれ系統2から入力可能な電力量を管理し、第1の制御指令に基づくタスクを実行する際に各需要家に割り当てる割当て量を算出するために利用されるテーブルであり、各需要家3の複合型電力変換装置7から30分ごとに送信されてくる定期情報(図6)や、各需要家3の複合型電力変換装置7から適宜送信されてくる図18について後述する予測情報に基づいて順次更新される。この入力可能値管理テーブル74は、図10に示すように、ID欄74A、現在入力欄74B、充電可能容量欄74C及び使用可能電力量予測値欄74Dを備えて構成される。
そしてID欄74Aには、アグリゲータ11とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ付与した識別子(ID)が格納される。また現在入力欄74Bには、対応する需要家3が現在系統2から電力を入力している場合の入力電力値が格納され、充電可能容量欄74Cには、対応する需要家3が蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に今現在充電能な電力容量が格納される。
また使用可能電力量予測値欄74Dは、30分ごとの複数時間分の予測値欄74Eに区分されており、各予測値欄74Eには、それぞれ現在時刻から対応する時間の経過後における、対応する需要家3がDCバス22から蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に充電することにより増加可能な充電電力(系統2から入力電力)の増加量の予測値が格納される。
実績値テーブル75(図11)は、各需要家3がそれぞれアグリゲーションサーバ12からの第2の制御指令に従って、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池から系統2に電力を放電した放電量、又は、系統2から入力した電力を蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に充電した充電量を管理するために利用されるテーブルであり、各需要家3の複合型電力変換装置7から30分ごとに送信されてくる定期情報(図6)の一部を抜き出して作成される。この実績値テーブル75は、ID欄75A、日付欄75B、開始時刻欄75C、終了時刻欄75D、放電調整量欄75E及び充電調整量欄75Fを備えて構成される。
そしてID欄75Aには、アグリゲータ11とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ付与した識別子(ID)が格納される。また日付欄75Bには、対応する複合型電力変換装置7がアグリゲーションサーバ12からの第2の制御指令に従って、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池から系統2に電力を放電し、又は、系統2から入力した電力を蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に充電するデマンドレスポンスを最後に行った日付が格納される。
さらに開始時刻欄75Cには、そのデマンドレスポンスを開始した時刻(開始時刻)が格納され、終了時刻欄75Dには、そのデマンドレスポンスを終了した時刻(終了時刻)が格納される。また放電調整量欄75Eには、かかるデマンドレスポンスにより蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池からDCバス22に放電した放電電力量(系統2への出力電力量)の総和が格納され、充電調整量欄75Fには、かかるデマンドレスポンスによりDCバス22から蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に充電することで増加させた充電電力量(系統2からの入力電力量)の増加量の総和が格納される。
(4)運転モード
次に、運転モードについて説明する。図12は、図3について上述した構成を有する複合型電力変換装置7におけるシステム制御装置21のデマンドレスポンスに関する基本的な制御単位をまとめたものである。この図12に示すように、かかるシステム制御装置21の基本的な制御内容として、「入力」、「充電」、「出力」及び「放電」の4つがある。
次に、運転モードについて説明する。図12は、図3について上述した構成を有する複合型電力変換装置7におけるシステム制御装置21のデマンドレスポンスに関する基本的な制御単位をまとめたものである。この図12に示すように、かかるシステム制御装置21の基本的な制御内容として、「入力」、「充電」、「出力」及び「放電」の4つがある。
この場合、「入力」としては、系統2から電力をDCバス22に入力する「系統」と、太陽光発電設備10により発電された電力をDCバス22に入力する「PV」との2つがある。そして、システム制御装置21は、「系統」については、図3において「7」、「5」、「4」及び「3」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して系統2からDCバス22に電力を入力するよう双方向AC/DCコンバータ29を動作させることで実現し、「PV」については、図3において「1」、「2」及び「3」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して太陽光発電設備10から電力をDCバス22に入力するよう太陽光電力変換装置25(図3)を動作させることで実現する。
また「充電」としては、電気自動車9の内蔵蓄電池を充電する「EV充電」と、蓄電池8を充電する「蓄電池充電」との2つがある。そして、システム制御装置21は、「EV充電」については、図3において「3」、「9」及び「8」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して電気自動車9の内蔵蓄電池に電力を供給するようにEV充放電装置24を動作させることで実現し、「蓄電池充電」については、図3において「3」、「11」及び「10」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して蓄電池8に電力を供給するように蓄電池充放電装置23を動作させることで実現する。
「出力」に関しては、系統2に電力を出力する「系統」と、ACコンセント50、自立端子51又はUPS端子52をそれぞれ介して電力を出力する「ACコンセント」、「自立端子」及び「UPS出力」との4つがある。そして、システム制御装置21は、かかる「系統」については、図3において「3」、「4」、「5」及び「7」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して系統2に電力を出力し得るよう双方向AC/DCコンバータ29を動作させることで実現する。
またシステム制御装置21は、「ACコンセント」については、図3において「7」、「5」及び「12」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由してACコンセント50に電力を出力し得るようにスイッチ44をオン動作することで実現し、「自立端子」については、図3において「3」、「4」及び「13」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して自立端子51に電力を出力し得るようにスイッチ45をオン動作することで実現する。なお「自立端子」は、停電時のみに行われる制御である。さらに「UPS出力」については、図3において「3」及び「14」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由してUPS端子52に電力を出力し得るようにスイッチ46をオン動作することで実現する。
また「放電」としては、電気自動車9の内蔵蓄電池を放電させる「EV放電」と、蓄電池8を放電させる「蓄電池放電」との2つがある。そしてシステム制御装置21は、「EV放電」については、図3において「8」、「9」及び「3」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して電気自動車9の内蔵蓄電池に蓄えられた電力をDCバス22に電力を出力するようEV充放電装置24を動作させることで実現し、「蓄電池放電」という制御単位については、図3において「10」、「11」及び「3」という丸付数字がそれぞれ付された経路をこの順番で経由して蓄電池8に蓄えられた電力をDCバス22に出力するように蓄電池充放電装置23を動作させることで実現する。
一方、図13は、上述のような制御単位を組み合わせることにより複合型電力変換装置7が実現可能な制御モード(電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した動作モード)の種類及びその制御モードを実現するための制御単位の組合せを示す。制御モードとしては、「充電」、「放電」、「自立」及び「無効電力」の4つがある。図13において、制御機能欄の「→」は、その右側の電力装置又は系統2からその左側の電力装置又は系統2への電力の流れを示し、「制御単位組合せ」欄は、対応する制御モードを実現するための図12について上述した制御単位の組合せ方法を示す。
例えば「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」の「PV+系統→蓄電池」は、太陽光発電設備10により発電した電力と系統2の電力を蓄電池8に充電する制御モードを表しており、これは図12において小文字のローマ数字の「2」という識別子が与えられた制御単位を優先に行い、不足時には小文字のローマ数字の「1」という識別子が与えられた制御単位と組み合わせた制御を加え、図12において小文字のローマ数字の「4」という識別子が与えられた制御単位とを組み合わせる(これら制御単位の制御を同時に行う)ことで実現することが示されている。
なお図13において「制御単位組合せ」欄の「小文字のローマ数字「3」と「4」比率制御」は、例えば蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池の容量及び現在のSOCに基づいて充電量を比率分配することを意味する。
他方、図14は、運転モードに関する一日のタイムスケジュール例を示す。本実施の形態の場合、「0:00」から「5:00」までの時間帯を「深夜」、「5:00」から「8:00」までの時間帯を「朝」、「8:00」から「12:00」までの時間帯を「午前」、「12:00」から「14:00」までの時間帯を「昼」、「14:00」から「17:00」までの時間帯を「午後」、「17:00」から「19:00」までの時間帯を「夕方」、「19:00」から「24:00」までの時間帯を「夜」として管理する。そして本実施の形態においては、各時間帯に図12について上述した制御モードをそれぞれ割り当てることにより1つの運転モードとして定義する。
図15(B)は、このようにして定義された複合型電力変換装置7の幾つかの運転モードの構成例を示す。この図15(B)の例は、図15(A)に示すように、運転パターンとして、「EX1」~「EX7」の識別子がそれぞれ付与された合計7個の運転パターンが定義された場合の例である。図において、大文字のアルファベットで表す運転モード記号「A」~「F」は、それぞれ図13について上述した制御モード「a」~「l」を組み合わせて、複合型電力変換装置7のシステム制御装置21が太陽光発電設備10、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池などの配下の電力装置を状況に応じて選択し、選択した電力装置を最適に制御する。
例えば、「A」という識別子が付与された運転モード(「DR優先:アグリゲータの指令の場合」)では、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、アグリゲーションサーバ12から送信されてきた第2の制御指令に従った運転モード又は制御モードで自律制御を行う。
また「B」という識別子が付与された運転モード(「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」)では、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、太陽光発電設備10の発電量の状態、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池のSOCの状態と充電可能範囲とに応じて、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池に充電させるなど、複合型電力変換装置7の配下にある電力装置にエネルギーを蓄積する制御を行う。そのときの制御モードとしては「a」、「b」、「c」及び「d」の制御モードが存在する。制御処理については後述する。
「C」という識別子が付与された運転モード(「H-PCSエネルギー放出制御モード」)では、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、太陽光発電設備10の発電量の状態、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池のSOCの状態と放電可能範囲に応じて、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池から放電するなど、複合型電力変換装置7の配下にある電力装置から蓄積されたエネルギーを放出する制御をする。そのときの制御モードとしては「e」、「f」及び「g」の制御モードが存在する。制御処理については後述する。
「D」という識別子が付与された運転モード(「自立制御モード」)では、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、停電時に太陽光発電設備10の発電量の状態、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池のSOCの状態と放電可能範囲とに応じて、蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池から放電させ、自立端子51に出力させる。そのときの制御モードとしては「h」、「i」、「j」及び「k」の制御モードが存在する。
「E」という識別子が付与された運転モード(「ピークカット」)では、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、系統2からの電力入力の上限値を設定し、これを越える場合に上記「C」の「H-PCSエネルギー放出制御モード」を用いて配下の電力装置の蓄電エネルギーを放電し電力入力を抑制する。そのときの制御モードとしては「e」、「f」及び「g」の制御モードが存在する。
「F」という識別子が付与された運転モード(「ピークシフト」)では、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、価格の安い時間帯あるいは系統電力が過多のときに系統2から入力した電力、及び太陽光発電設備10の発電電力を、上記「B」の「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」を用いて蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池に充電するなど、複合型電力変換装置7の配下にある電力装置に蓄積されたエネルギーを増加させる。そのときの制御モードとしては「a」、「b」「c」及び「d」の制御モードが存在する。価格の高い時間帯あるいは系統電力が過少のときに複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、「C」の「H-PCSエネルギー放出制御モード」を用いて配下の電力装置の蓄電エネルギーを放電し電力入力を抑制する。そのときの制御モードとしては「e」、「f」及び「g」の制御モードが存在する。
一方、「EX1」という識別子の運転パターン(「DR優先:アグリゲータの指令の場合」)は、複合型電力変換装置7(システム制御装置21)は、「深夜」、「朝」、「午前」、「昼」、「午後」、「夕方」及び「夜」のすべての時間帯において、アグリゲーションサーバ12から送信されてきた第2の制御指令に従った運転モード又は制御モードで自律制御を実施する運転パターンである。
また「EX2」という識別子が付与された運転パターン(「昼間H-PCSエネルギー蓄積制御モード、夜間放出制御モード」)は、昼間太陽光発電設備10の発電電力を上記「B」の運転モードで複合型電力変換装置7の配下にある電力装置に蓄電し、夜間に上記「C」の運転モードで昼間蓄電したエネルギーを放出する運転パターンである。
さらに「EX3」という識別子が付与された運転パターン(「H-PCSエネルギー放出制御モード」)は、「深夜」~「夜」までの各時間帯に上記「C」の運転モードで蓄電したエネルギーを放出する運転パターンである。
「EX4」という識別子が付与された運転パターン(自立制御モード)は、「停電/緊急(BCP(Business continuity planning)/LCP(Life continuity planning)として利用)対応」で、すべての時間帯でその需要家3が所有する太陽光発電設備10、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池のいずれか1つ又は2つを組み合わせてその需要家3内で自立して電力を賄う(「深夜」から「夜」までの各欄の値が「D」)停電時や緊急時における運転パターンである。
「EX5」という識別子が付与された運転パターン(「ピークカット」)は、開始、終了時刻及び系統入力の上限電力を設定し、上記「C」の「H-PCSエネルギー放出制御モード」を用いて設定した条件を満たす制御を実施し、系統電力の入力制限をする運転パターンである。
「EX6」という識別子が付与された運転パターン(「ピークシフト」)は、上記「B」の「H-PCSエネルギー蓄電制御モード」を用いて開始、終了時刻を設定し、設定した時間帯に充電を実施し、上記「EX5」と同様の手順で複合型電力変換装置7の配下にある電力装置に蓄積されたエネルギーを放出しピークカットする運転パターンである。
「EX7」という識別子が付与された運転パターン(「オリジナル設定」)は、各時間帯の運転モードあるいは制御モードを自由に設定(「深夜」から「夜」までのすべての欄の値が「任意」)できる運転パターンである。
(5)第1及び第2の制御指令の具体的内容
次に、第1及び第2の制御指令の具体的な内容について説明する。図16は、電力管理サーバ15(図3)からアグリゲーションサーバ12(図3)に送信される第1の制御指令の具体的な内容を示す。図16において、タスク欄80Aは第1の制御指令によるタスクの内容を表し、制御内容欄80Bは、対応するタスク内容の第1の制御指令を受信したアグリゲーションサーバ12により実行される制御内容を示す。また応答時間欄80Cは、対応するタスク内容の第1の制御指令が電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に送信される時期を示し、指示値欄80Dは、対応するタスク内容の第1の制御指令に含まれる指示値の内容を示す。さらに実績報告欄80Eは、アグリゲーションサーバから電力管理サーバに通知される対応する第1の制御指令の実行結果の内容を示す。
次に、第1及び第2の制御指令の具体的な内容について説明する。図16は、電力管理サーバ15(図3)からアグリゲーションサーバ12(図3)に送信される第1の制御指令の具体的な内容を示す。図16において、タスク欄80Aは第1の制御指令によるタスクの内容を表し、制御内容欄80Bは、対応するタスク内容の第1の制御指令を受信したアグリゲーションサーバ12により実行される制御内容を示す。また応答時間欄80Cは、対応するタスク内容の第1の制御指令が電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に送信される時期を示し、指示値欄80Dは、対応するタスク内容の第1の制御指令に含まれる指示値の内容を示す。さらに実績報告欄80Eは、アグリゲーションサーバから電力管理サーバに通知される対応する第1の制御指令の実行結果の内容を示す。
この図16に示すように、第1の制御指令のタスク内容としては、電力需要の多い時間帯の消費電力量を他の時間帯にシフトさせる「ピークシフト」、電力需要の多い時間帯の消費電力量を低減させる「ピークカット」、ネガワットを創出させる「需要調整1」、ポジワットを創出させる「需要調整2」、系統2における電力の周波数や電力量を調整する「周波数・電力制御」、無効電力を制御する「無効電力制御」及び各需要家3における太陽光発電電力の逆潮流を禁止する「PV出力の逆潮流防止」などがある。
そして「ピークシフト」、「ピークカット」をタスクとした第1の制御指令については、その制御を行うべき日の前日までに電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に開始時刻、制御時間及び容量(又は出力)を指示値として指定した第1の制御指令が与えられ、「需要調整1」、「需要調整2」及び「PV出力の逆潮流防止」をタスクとした第1の制御指令については、例えばその制御を行うべき時刻の数分前までに電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に開始時刻、制御時間及び容量(又は出力)を指示値として指定した第1の制御指令が与えられる。
また「周波数・電力制御」、「無効電力制御」をタスクとした第1の制御指令については、リアルタイムで電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に開始時刻及び制御時間を指示値として指定した第1の制御指令が与えられる。
一方、図17は、電力管理サーバ15から上述の第1の制御指令が与えられたアグリゲーションサーバ12が、需要家3により運転モードとして図15の識別子「A」の運転モードが設定された各複合型電力変換装置7(以下、これを制御対象の複合型電力変換装置7と呼ぶ)に対して送信する第2の制御指令の具体的な内容を示す。
「ピークシフト」又は「ピークカット」をタスク内容とする第1の制御指令は、前日に電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に与えられるため、アグリゲーションサーバ12は、これらのタスク内容の第1の制御指令を受信した場合、図17に示すように、制御対象の各複合型電力変換装置7に対して制御モードと、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第2の制御指令をそれぞれ送信する。
具体的に、アグリゲーションサーバ12は、「ピークシフト」をタスク内容とする第1の制御指令を受信した場合、複合型電力変換装置7の配下にある電力装置にエネルギーを蓄積する「H-PCSエネルギー蓄積」時は制御モードとして図15において識別子が「a」、「b」、「c」、「d」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第2の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置7にそれぞれ送信する。同様に複合型電力変換装置7の配下にある電力装置に蓄積されたエネルギーを放出する「H-PCSエネルギー放出」時は、「e」、「f」又は「g」の制御モードが指定される。またアグリゲーションサーバ12は、「ピークカット」をタスク内容とする第1の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー放出制御モード」として図15において識別子が「e」、「f」、「g」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第2の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置7にそれぞれ送信する。
さらにアグリゲーションサーバ12は、「需要調整1」、「需要調整2」、「周波数・電力制御」、「無効電力制御」又は「PV出力の逆潮流防止」をタスク内容とする第1の制御指令は、例えば開始時刻の数分前又はリアルタイムで電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に与えられるため、アグリゲーションサーバ12は、これらのタスク内容の第1の制御指令を受信した場合、制御対象の各複合型電力変換装置7に対して制御モードと、指示値として制御の開始時刻、終了時刻及び容量とを指定した第2の制御指令をそれぞれ送信する。
アグリゲーションサーバ12は、「需要調整1」をタスク内容とする第1の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー蓄積制御モード」として図15において識別子が「a」、「b」、「c」又は「d」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻及び終了時刻、又は、充電の開始時刻、終了時刻及び充電量を指示値として指定した第2の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置7にそれぞれ送信する。
アグリゲーションサーバ12は、「需要調整2」をタスク内容とする第1の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー放出制御モード」として識別子が「e」、「f」又は「g」を指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第2の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置7にそれぞれ送信する。
さらにアグリゲーションサーバ12は、「周波数・電力制御」をタスク内容とする第1の制御指令を受信した場合、「H-PCSエネルギー制御モード」として、蓄積については図13において識別子が「a」、「b」、「c」又は「d」の制御モードを指定し、放出については図13において識別子が「e」、「f」又は「g」の制御モードを指定すると共に、制御の開始時刻、終了時刻及び容量を指示値として指定した第2の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置7にそれぞれ送信する。なお、第2の制御指令を受信した各複合型電力変換装置7は、蓄積又は放出を予め登録されたグラフに従って周波数変動又は電力変動に応じて実施することになる。
さらにアグリゲーションサーバ12は、「無効電力制御」をタスク内容とする第1の制御指令を受信した場合、制御モードとして図13において識別子が「l」の制御モードを指定した第2の制御指令を制御対象の各複合型電力変換装置7にそれぞれ送信する。
(6)複合型電力変換装置による自律制御の流れ
(6-1)全体の流れ
図18は、本実施の形態による複合型電力変換装置7が、アグリゲーションサーバ12から所定時間(30分ごと)に与えられる第2の制御指令に基づいて、需要家3の各電力装置を第2の制御指令に応じた状態に自律制御する処理の流れを示す。
(6-1)全体の流れ
図18は、本実施の形態による複合型電力変換装置7が、アグリゲーションサーバ12から所定時間(30分ごと)に与えられる第2の制御指令に基づいて、需要家3の各電力装置を第2の制御指令に応じた状態に自律制御する処理の流れを示す。
この場合、アグリゲータ11とデマンドレスポンス契約を締結した各需要家3は、それぞれ通信端末装置30を用いて自己の複合型電力変換装置7が自律して各電力装置を制御するための条件(以下、これを自律制御条件と呼ぶ)を適宜設定する。このとき設定すべき自律制御条件は、蓄電池8の充放電可能範囲(SOC上限値及び下限値)、充電電力値及び放電電力値と、電気自動車9の内蔵蓄電池の充放電可能範囲(SOC上限値及び下限値)、充電電力値及び放電電力値と、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池の充放電の優先順位及び、今後数時間分の30分ごとの電力使用量の予測値である。そして通信端末装置30は、このようにして需要家3により設定された自律制御条件をEMS20に送信する(SP1)。
EMS20は、通信端末装置30から送信されてきた自律制御条件に基づいて、図9について上述した出力可能値管理テーブル73及び図10について上述した入力可能値管理テーブル74を更新するために必要な情報(例えば30分ごとの予測値)を算出し、算出したこれらの情報を予測情報としてアグリゲーションサーバ12に送信する(SP2)。
実際上、EMS20は、通信端末装置30からかかる自律制御条件が送信されてくると、当該自律制御条件に含まれる今後数時間分の30分ごとの電力使用量の予測値に基づいて、今後30分ごとの蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池から系統2に出力可能な電力量を数時間分算出すると共に、今後30分ごとの蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池に充電するために入力可能な電力量を数時間分算出する。
そしてEMS20は、算出したこれらの電力量を、その需要家3が系統2に現在出力している電力量及びその需要家3が系統2から現在入力している電力量と、かかる蓄電池8及電気自動車9の内蔵蓄電池から系統2に現在放電可能な電力量及びこれらの蓄電池8等に現在充電可能な容量と共に予測情報としてアグリゲーションサーバ12に送信する。
この予測情報を受信したアグリゲーションサーバ12は、当該予測情報に基づいて出力可能値管理テーブル73(図9)及び入力可能値管理テーブル74(図10)を更新する(SP3)。なお、上述のように出力可能値管理テーブル73及び入力可能値管理テーブル74は、各需要家3の複合型電力変換装置7から30分ごとにアグリゲーションサーバ12に送信される定期情報(図6)によっても更新される。
また、このときEMS20は、ステップSP2で受信した自律制御条件をシステム制御装置21に送信し(SP4)、これをシステム制御装置21に登録する。
以上までの処理は、需要家3が通信端末装置30を用いて自律制御条件を更新するたびに実行される。
一方、電力管理サーバ15は、アグリゲーションサーバ12に対して、そのアグリゲーションサーバ12が管理する区域において実行すべきタスクと、その開始時刻、制御時間及び容量とを指定した第1の制御指令を一定時間ごと(例えば30分ごと)に送信する(SP5)。
そして、この第1の制御指令を受信したアグリゲーションサーバ12は、第1の制御指令において指定されたタスクを実行するためにそのアグリゲーションサーバ12が管理する区域内の各需要家3に割り当てる電力量(系統2からの入力電力の上限値や、系統2に出力すべき電力の下限値)を出力可能値管理テーブル73や入力可能値管理テーブル74と、また必要に応じて需要家初期登録情報データベース71及び定期取得情報管理データベース72となどを参照してそれぞれ計算する(SP6)。なお、このときかかる対象となる需要家3は、そのときの複合型電力変換装置7の運転モードとして図15において識別子が「EX1」の運転パターンが設定されている各需要家3のみである。
そしてアグリゲーションサーバ12は、対応する需要家3ごとに、かかる第1の制御指令において指定されたタスクに応じた運転モード又は制御モードを指定すると共に、上述のようにして計算したその需要家3の割当て量と、かかる運転モード又は制御モードの開示時刻及び終了時刻とを指定値として指定した第2の制御指令を生成し、生成した第2の制御指令をその需要家3の複合型電力変換装置7のEMS20に送信する(SP7)。またEMS20は、かかる第2の制御指令を受信すると、この第2の制御指令に含まれる運転モード又は制御モードと指示値とを制御情報としてシステム制御装置21に転送する(SP8)。
システム制御装置21は、かかる制御情報を受信すると、その制御情報において指定された運動モード又は制御モードで、当該制御情報において指定された指示値の条件を満たすように蓄電池充放電装置23(図3)、EV充放電装置24(図3)及び太陽光電力変換装置(図3)のうちの必要な装置の動作を制御する自律制御処理を実行する(SP9)。
具体的に、システム制御装置21は、かかる制御情報において指定された運転モード又は制御モードで必要な充放電装置や電力変換装置を動作させる。またこの際、システム制御装置21は、かかる制御情報に指示値が含まれる場合には、系統2から入力する電力量が指示された割当て量以下となり又は系統2に出力する電力量が指示された割当て量以上となるように対応する電力装置を動作させる。
また、この際システム制御装置21は、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池の受放電電力量や、太陽光発電設備10の発電電力量などの必要なデータを蓄電池充放電装置23(図3)、EV充放電装置24(図3)及び太陽光電力変換装置(図3)に計測させる(SP10)。そして、システム制御装置21は、やがてアグリゲーションサーバ12からEMS20を経由して次の指示値が与えられると(例えば30分後)、それまでの計測結果に基づいて図6について上述した定期情報を生成し、生成した定期情報をEMS20に送信する(SP11)。
EMS20は、かかる定期情報を受信すると、これをアグリゲーションサーバ12に転送する(SP12)。かくして、アグリゲーションサーバ12は、この定期情報に基づいてその期間におけるその需要家の放電調整量又は充電調整量を集計し、集計結果に基づいて定期取得情報管理データベース72(図7)及び実績値テーブル75(図11)をそれぞれ更新する(SP13)。
またEMS20は、受信したかかる定期情報を通信端末装置30にも転送する(SP14)。かくして、通信端末装置30は、この定期情報をアグリゲーションサーバ12と同様に集計し、集計結果を含む必要な情報を表示する(SP15)。
なおステップSP5~ステップSP15の処理は、電力管理サーバ15(図3)が第1の制御指令をアグリゲーションサーバ12に送信する周期(30分周期)で繰り返される。
(6-2)系統入力電力抑制処理
図19A~図19Cは、アグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令において、例えばアグリゲータから電力入力制限指令があり図15(B)の「A」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置7のシステム制御装置21により実行される系統入力電力抑制処理の処理手順を示す。
図19A~図19Cは、アグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令において、例えばアグリゲータから電力入力制限指令があり図15(B)の「A」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置7のシステム制御装置21により実行される系統入力電力抑制処理の処理手順を示す。
上述のようにアグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令は、EMS20を経由してシステム制御装置21に与えられる。そしてシステム制御装置21は、かかる第2の制御指令が与えられると、この図19A~図19Cに示す系統入力電力抑制処理を開始し、まず、交流メータ4を利用して、現在、複合型電力変換装置7が系統2から入力している電力量を計測する(SP20)。
続いて、システム制御装置21は、ステップSP20の計測結果に基づいて、現在、複合型電力変換装置7が買電力中であるか否か(ステップSP20で計測した電力量がプラスであるか否か)を判断する(SP21)。そしてシステム制御装置21は、この判断で否定結果すなわち電力出力している判断を得るとDR抑制条件を満足していると判断し、ステップSP37に進む。
これに対して、システム制御装置21は、ステップSP21の判断で肯定結果を得ると、蓄電池8若しくは電気自動車9の内蔵蓄電池からDCバス22に放電し、又は、太陽光発電設備10のDCバス22への出力電力を制御することにより、複合型電力変換装置7が系統2から入力する電力を第2の制御指令において指示値として指定されたDR指令値(以下、これを系統電力抑制値と呼ぶ)以下とするよう蓄電池充放電装置23(図3)、EV充放電装置24(図3)及び又は太陽光電力変換装置25(図3)を制御する(SP22~SP36)。結果として図15(B)の運転モードCの制御をする。
実際上、システム制御装置21は、ステップSP21の判断で否定結果を得ると、そのとき複合型電力変換装置7が系統2から入力している電力量が第2の制御指令において指定された系統電力抑制値以上であるか否かを判断する(SP22)。そしてシステム制御装置21は、この判断で否定結果すなわちDR抑制を満足している結果を得ると、ステップSP36に進む。
これに対して、システム制御装置21は、ステップSP22の判断で肯定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池よりも蓄電池8の方が放電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する(SP23)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、指定された系統電力抑制値が蓄電池8が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP24)。システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された系統電力抑制値になるまで系統2からの電力入力を抑制するよう双方向AC/DCコンバータ29(図3)に指示を与えると共に、DCバス22の電圧が予め設定された電圧(以下、これをDCバス規定電圧と呼ぶ)とするために必要な電力量を蓄電池8から放電するよう蓄電池充放電装置23に指示を与える第1の入力電力抑制処理を実行し(SP25)、この後、ステップSP36に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP24の判断で否定結果を得ると、蓄電池8からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与える(SP26)。またシステム制御装置21は、第2の制御指令で指定された系統電力抑制値が電気自動車9の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP27)。
システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された系統電力抑制値になるまで系統2からの電力入力を抑制するよう双方向AC/DCコンバータ29(図3)に指示を与えると共に、DCバス22の電圧が予め設定された電圧(以下、これをDCバス規定電圧と呼ぶ)とするために必要な電力量を電気自動車9の内蔵蓄電池から放電するようEV充放電装置24に指示を与える第2の入力電力抑制処理を実行し(SP28)、この後、ステップSP36に進む。またシステム制御装置21は、ステップSP27の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池からの放電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP29)、この後ステップSP36に進む。
これに対して、システム制御装置21は、ステップSP23の判断で否定結果を得ると、第2の制御指令で指定された系統電力抑制値が電気自動車9の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP30)。そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、ステップSP25と同様の第2の入力電力抑制処理を実行し(SP31)、この後、ステップSP36に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP30の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池からの放電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP32)、この後、第2の制御指令で指定された系統電力抑制値が蓄電池8が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP33)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、ステップSP28と同様の第1の入力電力抑制処理を実行し(SP34)、この後、ステップSP36に進む。またシステム制御装置21は、ステップSP33の判断で否定結果を得ると、蓄電池8からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP35)、この後、ステップSP36に進む。
次いで、システム制御装置21は、太陽光発電設備10により発電された電力のDCバス22への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置25に指示を与え(SP36)、この後、この系統入力電力抑制処理を終了する。
一方、ステップSP21の判断で否定結果を得た場合、現在、複合型電力変換装置7が系統2からの入力(買電力)を行っておらず、逆に、太陽光発電設備10の発電により余剰電力が発生し、その余剰電力を系統2に出力(売電力)している可能性がある。そこで、この場合、システム制御装置21は、予め複合型電力変換装置7から系統2への電力の逆潮流が禁止されているか否かを判断する(SP37)。そしてシステム制御装置21は、この判断で否定結果を得ると、この系統入力電力抑制処理を終了する。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP37の判断で肯定結果を得ると、余剰電力を蓄電池8若しくは電気自動車9の内蔵蓄電池に充電し、又は、太陽光発電設備10が発電した電力のDCバス22への出力量を最大にし、系統への電力の逆潮流が発生しないように蓄電池充放電装置23、EV充放電装置24及び又は太陽光電力変換装置25を制御する(SP38~SP54)、結果として図15(B)の運転モードBの制御をする。
実際上、システム制御装置21は、ステップSP37の判断で肯定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池よりも蓄電池8の方が充電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する(SP38)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、余剰電力量が蓄電池8が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP39)。システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、系統2への電力入出力がゼロとなるまで蓄電池8の充電電圧を上げるよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP40)、この後、ステップSP51に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP39の判断で否定結果を得ると、蓄電池8への充電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP41)、この後、余剰電力量が電気自動車9の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP42)。
システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、系統2への電力入出力がゼロとなるまで電気自動車9の内蔵蓄電池の充電電圧を上げるようEV充放電装置24に指示を与え(SP43)、この後、ステップSP51に進む。またシステム制御装置21は、ステップSP42の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池への充電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP44)、この後ステップSP51に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP38の判断で否定結果を得ると、余剰電力量が電気自動車9の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP45)。そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、系統2への電力入出力がゼロとなるまで電気自動車9の内蔵蓄電池の充電電圧を上げるようEV充放電装置24に指示を与え(SP46)、この後、ステップSP51に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP45の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池への充電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP47)、この後、余剰電力量が蓄電池8が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP48)。
システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、系統2への電力入出力がゼロとなるまで蓄電池8の充電電圧を上げるよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP49)、この後、ステップSP51に進む。これに対してシステム制御装置21は、ステップSP48の判断で否定結果を得ると、蓄電池8への充電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP50)、この後、ステップSP51に進む。
そしてシステム制御装置21は、ステップSP51に進むと、太陽光発電設備10により発電された電力のDCバス22への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置25に指示を与える(SP51)。
続いて、システム制御装置21は、蓄電池充放電装置23に蓄電池8のSOCを問い合わせると共に、EV充放電装置24の電気自動車9の内蔵蓄電池のSOCを問い合わせ、これらの問合せに対する蓄電池充放電装置23やEV充放電装置24からの応答に基づいて、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池のいずれも満充電となったか否かを判断する(SP52)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で否定結果を得ると、系統2に対する電力入出力がゼロとなるまで満充電となっていない蓄電池8や電気自動車9の内蔵蓄電池を充電するよう、蓄電池充放電装置23やEV充放電装置24に指示を与える(SP53)。
そしてシステム制御装置21は、やがて蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池の双方が満充電になった場合には、太陽光発電設備10の発電電力のDCバス22への出力を停止するよう太陽光電力変換装置25に指示を与え(SP54)、この後、この系統入力電力抑制処理を終了する。
(6-3)系統電力出力処理
一方、図20A及び図20Bは、アグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令において、例えばアグリゲータから電力出力指令があり図15(B)の「C」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置7のシステム制御装置21により実行される系統電力出力処理の処理手順を示す。
一方、図20A及び図20Bは、アグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令において、例えばアグリゲータから電力出力指令があり図15(B)の「C」という運転モードが指定されている場合に、その複合型電力変換装置7のシステム制御装置21により実行される系統電力出力処理の処理手順を示す。
上述のようにアグリゲーションサーバ12から複合型電力変換装置7に送信された第2の制御指令は、EMS20を経由してシステム制御装置21に与えられる。そしてシステム制御装置21は、かかる第2の制御指令が与えられると、まず、交流メータ4(図3)を利用して、現在、自複合型電力変換装置7が系統2から入力している電力量を計測する(SP60)。
続いて、システム制御装置21は、ステップSP60の計測結果に基づいて、現在、複合型電力変換装置7が売電力中であるか否か(ステップSP60で計測した電力量がマイナスであるか否か)を判断する(SP61)。そしてシステム制御装置21は、この判断で否定結果を得ると、この系統電力出力処理を終了する。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP61の判断で肯定結果を得ると、系統2に出力している電力の電力量が第2の制御指令において指示値として指定された容量(以下、これを出力指示値と呼ぶ)未満であるか否かを判断する(SP62)。そしてシステム制御装置21は、この判断で否定結果を得るとステップSP77に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP62の判断で肯定結果を得ると、蓄電池8若しくは電気自動車9の内蔵蓄電池からDCバス22に放電し、又は、太陽光発電設備10が発電した電力をDCバス22に出力することにより、系統2への出力電力を第2の制御指令で指定された出力指示値以上とするよう蓄電池充放電装置23、EV充放電装置24及び又は太陽光電力変換装置25を制御する(SP63~SP76)。
実際上、システム制御装置21は、ステップSP62の判断で肯定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池よりも蓄電池8の方が放電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する(SP63)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、指定された出力指示値が蓄電池8が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP64)。システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで蓄電池8から放電するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP65)、この後、ステップSP76に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP64の判断で否定結果を得ると、蓄電池8からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与える(SP66)。またシステム制御装置21は、第2の制御指令で指定された出力指示値が電気自動車9の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP67)。
システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで電気自動車9の内蔵蓄電池から放電するようEV充放電装置24に指示を与え(SP68)、この後、ステップSP76に進む。またシステム制御装置21は、ステップSP67の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池からの放電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP69)、この後ステップSP76に進む。
これに対して、システム制御装置21は、ステップSP63の判断で否定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値が電気自動車9の内蔵蓄電池が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP70)。そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで電気自動車9の内蔵蓄電池から放電するようEV充放電装置24に指示を与え(SP71)、この後、ステップSP76に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP70の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池からの放電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP72)、この後、第2の制御指令で指定された出力指示値が蓄電池8が放電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP73)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで蓄電池8から放電するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP74)、この後、ステップSP76に進む。またシステム制御装置21は、ステップSP73の判断で否定結果を得ると、蓄電池8からの放電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP75)、この後、ステップSP76に進む。
次いで、システム制御装置21は、太陽光発電設備10により発電された電力のDCバス22への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置25に指示を与え(SP76)、この後、この系統電力出力処理を終了する。
一方、ステップSP62の判断で否定結果を得た場合、現在、複合型電力変換装置7が系統2に出力している電力値が第2の制御指令で指定された出力指示値よりも大きいことを意味する。そこで、この場合、システム制御装置21は、現在、複合型電力変換装置7が系統2に出力している電力値と、第2の制御指令で指定された出力指示値との差分である余剰電力を蓄電池8若しくは電気自動車9の内蔵蓄電池に充電することにより、複合型電力変換装置7が系統2に出力している電力量が第2の制御指令で指定された出力指示値となるように蓄電池充放電装置23、EV充放電装置24及び又は太陽光電力変換装置25を制御する(SP77~SP92)。
実際上、システム制御装置21は、ステップSP62の判断で肯定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池よりも蓄電池8の方が充電の優先順位が高く設定されているか否かを判断する(SP77)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、余剰電力量が蓄電池8が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP78)。システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで系統2への電力を出力するよう双方向AC/DCコンバータ29(図3)に指示を与えると共に、DCバス22の電圧が予め設定された電圧(以下、これをDCバス規定電圧と呼ぶ)とするために必要な電力量を蓄電池8に充電するよう蓄電池充放電装置23に指示を与える第1の電力出力処理を実行し(SP79)、この後、ステップSP90に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP78の判断で否定結果を得ると、蓄電池8への充電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP80)、この後、余剰電力量が電気自動車9の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP81)。
システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで系統2への電力を出力するよう双方向AC/DCコンバータ29(図3)に指示を与えると共に、DCバス22の電圧が予め設定された電圧(以下、これをDCバス規定電圧と呼ぶ)とするために必要な電力量を電気自動車9の内蔵蓄電池に充電するようEV充放電装置24に指示を与える第2の電力出力処理を実行し(SP82)、この後、ステップSP90に進む。またシステム制御装置21は、ステップSP81の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池への充電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP83)、この後ステップSP90に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP77の判断で否定結果を得ると、余剰電力量が電気自動車9の内蔵蓄電池が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP84)。そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、ステップSP82と同様の第2の電力出力処理を実行し(SP85)、この後、ステップSP90に進む。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP84の判断で否定結果を得ると、電気自動車9の内蔵蓄電池への充電を停止するようEV充放電装置24に指示を与え(SP86)、この後、余剰電力量が蓄電池8が充電可能な電力量の範囲内であるか否かを判断する(SP87)。
システム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、ステップSP79と同様の第1の電力出力処理を実行し(SP88)、この後、ステップSP90に進む。これに対してシステム制御装置21は、ステップSP87の判断で否定結果を得ると、蓄電池8への充電を停止するよう蓄電池充放電装置23に指示を与え(SP89)、この後、ステップSP90に進む。
そしてシステム制御装置21は、ステップSP90に進むと、蓄電池充放電装置23に蓄電池8のSOCを問い合わせると共に、EV充放電装置24の電気自動車9の内蔵蓄電池のSOCを問い合わせ、これらの問合せに対する蓄電池充放電装置23やEV充放電装置24からの応答に基づいて、蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池のいずれも満充電となったか否かを判断する(SP90)。
システム制御装置21は、この判断で否定結果を得ると、太陽光発電設備10により発電された電力のDCバス22への出力量が最大となるよう太陽光電力変換装置25に指示を与える(SP91)。そしてシステム制御装置21は、やがて蓄電池8及び電気自動車9の内蔵蓄電池の双方が満充電になった場合には、太陽光発電設備10の発電電力のDCバス22への出力を停止するよう太陽光電力変換装置25に指示を与え(SP92)、この後、この系統電力出力処理を終了する。
(6-4)入力電力抑制処理
図21は、図19A~図19Cについて上述した系統入力電力抑制処理のステップSP25、ステップSP28、ステップSP31及びステップSP34においてシステム制御装置21により実行される第1及び第2の入力電力抑制処理の具体的な処理内容を示す。
図21は、図19A~図19Cについて上述した系統入力電力抑制処理のステップSP25、ステップSP28、ステップSP31及びステップSP34においてシステム制御装置21により実行される第1及び第2の入力電力抑制処理の具体的な処理内容を示す。
システム制御装置21は、系統入力電力抑制処理のステップSP25、ステップSP28、ステップSP31又はステップSP34に進むと、この図21に示す入力電力抑制処理を開始し、まず、第2の制御指令で指定された系統電力抑制値になるまで系統2からの電力入力を抑制するよう双方向AC/DCコンバータ29(図3)に指示を与える(SP100)。
続いて、システム制御装置21は、双方向AC/DCコンバータ29にDCバス22の電圧を計測させ(SP101)、その計測結果に基づいて、DCバス22の電圧が予め設定されたDCバス規定電圧よりも低いか否かを判断する(SP102)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、DCバス22の電圧がDCバス規定電圧となるまで蓄電池8(第1の入力電力抑制処理の場合)又は電気自動車9の内蔵蓄電池(第2の入力電力抑制処理の場合)から放電するよう蓄電池充放電装置23(第1の入力電力抑制処理の場合)又はEV充放電装置24(第2の入力電力抑制処理の場合)に指示を与え(SP103)、この後、この入力電力抑制処理を終了する。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP102の判断で否定結果を得ると、DCバス22の電圧がDCバス規定電圧となるまで蓄電池8(第1の入力電力抑制処理の場合)又は電気自動車9の内蔵蓄電池(第2の入力電力抑制処理の場合)からの放電電圧を減少させるよう蓄電池充放電装置23(第1の入力電力抑制処理の場合)又はEV充放電装置24(第2の入力電力抑制処理の場合)に指示を与え(SP104)、この後、この入力電力抑制処理を終了する。
(6-5)電力出力処理
図22は、図20A及び図20Bについて上述した電力出力制御処理のステップSP79、ステップSP82、ステップSP85及びステップSP88においてシステム制御装置21により実行される第1及び第2の電力出力処理の具体的な処理内容を示す。
図22は、図20A及び図20Bについて上述した電力出力制御処理のステップSP79、ステップSP82、ステップSP85及びステップSP88においてシステム制御装置21により実行される第1及び第2の電力出力処理の具体的な処理内容を示す。
システム制御装置21は、系統電力出力処理のステップSP79、ステップSP82、ステップSP85又はステップSP88に進むと、この図22に示す電力出力制御処理を開始し、まず、第2の制御指令で指定された出力指示値になるまで系統2に電力を出力するよう双方向AC/DCコンバータ29(図3)に指示を与える(SP110)。
続いて、システム制御装置21は、双方向AC/DCコンバータ29にDCバス22の電圧を計測させ(SP111)、その計測結果に基づいて、DCバス22の電圧が予め設定されたDCバス規定電圧よりも低いか否かを判断する(SP112)。
そしてシステム制御装置21は、この判断で肯定結果を得ると、DCバス22の電圧がDCバス規定電圧となるまで蓄電池8(第1の電力出力処理の場合)又は電気自動車9の内蔵蓄電池(第2の電力出力処理の場合)への充電を抑制するよう蓄電池充放電装置23(第1の電力出力処理の場合)又はEV充放電装置24(第2の電力出力処理の場合)に指示を与え(SP113)、この後、この電力出力処理を終了する。
これに対してシステム制御装置21は、ステップSP112の判断で否定結果を得ると、DCバス22の電圧がDCバス規定電圧となるまで蓄電池8(第1の系統電力出力処理の場合)又は電気自動車9の内蔵蓄電池(第2の電力出力処理の場合)への充電を抑制するよう蓄電池充放電装置23(第1の電力出力処理の場合)又はEV充放電装置24(第1の系統電力出力処理の場合)に指示を与え(SP114)、この後、この電力出力処理を終了する。
(7)本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態のアグリゲーションシステム1では、電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に与えられる第1の制御指令に応じて、アグリゲーションサーバ12が、運転モード又は制御モードと、その需要家3の割当て量(その需要家3が系統2から入力可能な電力の上限値又はその需要家3が系統2に出力すべき電力の下限値)とを指定した第2の制御指令を各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ送信し、第2の制御指令を受信した各複合型電力変換装置7が、当該第2の制御指令で指定された運転モード又は制御モードで、系統2に入出力する電力が当該第2の制御指令で指定された割当て量となるように必要な電力装置を制御する。
以上のように本実施の形態のアグリゲーションシステム1では、電力管理サーバ15からアグリゲーションサーバ12に与えられる第1の制御指令に応じて、アグリゲーションサーバ12が、運転モード又は制御モードと、その需要家3の割当て量(その需要家3が系統2から入力可能な電力の上限値又はその需要家3が系統2に出力すべき電力の下限値)とを指定した第2の制御指令を各需要家3の複合型電力変換装置7にそれぞれ送信し、第2の制御指令を受信した各複合型電力変換装置7が、当該第2の制御指令で指定された運転モード又は制御モードで、系統2に入出力する電力が当該第2の制御指令で指定された割当て量となるように必要な電力装置を制御する。
従って、本アグリゲーションシステム1によれば、アグリゲーションサーバ12が需要家3ごとに、かつその需要家3が所有する電力装置ごとに制御する必要がなく、各需要家3に対してそれぞれ1つの第2の制御指令を与えるだけで第1の制御指令において指定されたタスクをアグリゲーションサーバ12全体として実行することができ、その分アグリゲータ側(アグリゲーションサーバ12)の負荷を格段的に低減することができる。
また、この際、アグリゲーションサーバ12は、第2の制御指令において、予め定められた運転モード又は制御モードと調達量とを指定するだけであるため、需要家3ごとに電力装置単位での制御を行うことができ、さらに需要家3全体としても自給自足運転やピークシフト運転及びピークカット運転のほか、オリジナルの運転やより複雑な運転を実行させることができる。
さらに本アグリゲーションシステム1では、各複合型電力変換装置7が先物情報として需要家3により設定された1週間分の運転モードを通知するため、アグリゲータ側においてその期間における電力需要の予測を立て易く、アグリゲータが余裕をもった電力制御を行うことができる。
さらに本アグリゲーションシステム1では、各需要家3に対する制御指令がそれぞれその需要家3の複合型電力変換装置7にのみ与えられると共に、各複合型電力変換装置7が、それぞれその配下にある電力装置の実績や状況をまとめて実績情報(図5)や定期情報(図6)としてアグリゲーションサーバ12に送信するため、アグリゲーションサーバ12の通信負荷を低減させることができると共にアグリゲーションサーバ12及び各需要家3間の通信量を格段的に低減させることができる。
(8)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を図1~図3のように構成されたアグリゲーションシステムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を有するVPPシステムに広く適用することができる。
なお上述の実施の形態においては、本発明を図1~図3のように構成されたアグリゲーションシステムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を有するVPPシステムに広く適用することができる。
また上述の実施の形態においては、アグリゲーションサーバ12からの第2の制御指令に基づいて配下の電力装置の充放電を制御する制御装置としての機能と、系統2から入力する電力を交流から直流に変換すると共に、電力装置から放電された電力を交流に変換して系統2に出力する電力変換装置としての機能とを1つの複合型電力変換装置7に搭載するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかる制御装置としての機能を有する装置(制御装置)と、かかる電力変換装置としての機能を有する装置(電力変換装置)とを別個に設けるようにしてもよい。
本発明は、VPPシステムに広く適用することができる。
1……アグリゲーションシステム、2……系統、3……需要家、4……交流メータ、6……負荷、7……複合型電力変換装置、8……蓄電池、9……電気自動車、10……太陽光発電設備、11……アグリゲータ、12……アグリゲーションサーバ、15……電力管理サーバ、20……EMS、21……システム制御装置、29……双方向AC/DCコンバータ、23……蓄電池充放電装置、24……EV充放電装置、25……太陽光電力変換装置、73……出力可能値管理テーブル、74……入力可能値管理テーブル、75……実績値テーブル。
Claims (11)
- 需要家ごとにそれぞれ設けられ、配下の1又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、
各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置と
を備え、
前記サーバ装置は、
要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、
各前記制御装置は、
前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とするアグリゲーションシステム。 - 前記制御装置は、
前記系統から入力する前記電力を交流から直流に変換して必要な前記電力装置に充電すると共に、前記電力装置から放電された前記電力を直流から交流に変換して前記系統に出力する電力変換装置である
ことを特徴とする請求項1に記載のアグリゲーションシステム。 - 前記サーバ装置は、
前記制御指令において、前記割当て量に加えて、電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した制御モード又は複数の前記制御モードの組合せからなる運転モードを指定し、
前記制御装置は、
前記制御指令において指定された前記割当て量の電力を前記系統に入出力するよう、当該制御指令において指定された運転モード又は制御モードで対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載のアグリゲーションシステム。 - 前記制御装置は、
配下の各前記電力装置の状況を定期的に前記サーバ装置に通知し、
前記サーバ装置は、
各前記制御装置から通知される各前記電力装置の状況に応じた前記割当て量を各前記需要家にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とする請求項2に記載のアグリゲーションシステム。 - 予め複数種類の前記運転モードが定義され、
前記需要家は、自己の前記制御装置に所望する前記運転モードを設定でき、
前記サーバ装置は、
前記運転モードとして、前記サーバ装置からの前記制御指令を優先する運転モードが設定された前記制御装置の前記需要家に対して前記割当て量を割り当てる
ことを特徴とする請求項2に記載のアグリゲーションシステム。 - アグリゲーションシステムの制御方法において、
前記アグリゲーションシステムは、
需要家ごとにそれぞれ設けられ、配下の1又は複数の各電力装置の充放電と、系統への電力の入出力とをそれぞれ制御する制御装置と、
各前記需要家の前記制御装置に対してデマンドレスポンスに関する制御指令をそれぞれ送信するサーバ装置と
を有し、
前記サーバ装置が、要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信する第1のステップと、
各前記制御装置が、前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する第2のステップと
を備える
ことを特徴とするアグリゲーションシステムの制御方法。 - 前記制御装置は、
前記系統から入力する前記電力を交流から直流に変換して必要な前記電力装置に充電すると共に、前記電力装置から放電された前記電力を直流から交流に変換して前記系統に出力する電力変換装置である
ことを特徴とする請求項6に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 前記第1のステップにおいて、前記サーバ装置は、
前記制御指令において、前記割当て量に加えて、電力の放電元及び当該電力の充電先を規定した制御モード又は複数の前記制御モードの組合せからなる運転モードを指定し、
前記第2のステップにおいて、前記制御装置は、
前記制御指令において指定された前記割当て量の電力を前記系統に入出力するよう、当該制御指令において指定された運転モード又は制御モードで対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とする請求項7に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 前記制御装置は、
配下の各前記電力装置の状況を定期的に前記サーバ装置に通知し、
前記第1のステップにおいて、前記サーバ装置は、
各前記制御装置から通知される各前記電力装置の状況に応じた前記割当て量を各前記需要家にそれぞれ割り当てる
ことを特徴とする請求項7に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 予め複数種類の前記運転モードが定義され、
前記需要家は、自己の前記制御装置に所望する前記運転モードを設定でき、
前記第1のステップにおいて、前記サーバ装置は、
前記運転モードとして、前記サーバ装置からの前記制御指令を優先する運転モードが設定された前記制御装置の前記需要家に対して前記割当て量を割り当てる
ことを特徴とする請求項7に記載のアグリゲーションシステムの制御方法。 - 上位のサーバ装置から与えられるデマンドレスポンスに関する制御指令に応じて、配下の電力装置の充放電を制御する制御装置において、
前記制御装置の配下には、
対応する前記需要家が所有する1又は複数の電力装置が存在し、
前記サーバ装置と通信し、前記サーバ装置から与えられた前記制御指令に応じた指示を出力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出力された前記指示に従って配下の1又は複数の前記電力装置のうちの必要な前記電力装置を制御するシステム制御装置と
を備え、
前記サーバ装置は、
要請されたタスク及び電力の調達量に応じて、前記需要家が前記系統から入力する電力の上限値又は前記需要家が前記系統に出力すべき電力の下限値を前記需要家の割当て量として前記需要家ごとにそれぞれ算出し、各前記需要家の前記制御装置に対して、算出した当該需要家の前記割当て量を指定した前記制御指令をそれぞれ送信し、
前記システム制御装置は、
前記系統から入力する電力が前記制御指令において指定された前記割当て量以下となるように又は当該割当て量以上の電力を前記系統に出力するように、対応する前記電力装置の充放電を制御する
ことを特徴とする制御装置。
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