WO2023195250A1 - 電力制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a power control device that supplies power to a load device such as a wireless base station.
- DR demand response
- Patent Document 1 describes a power management method that makes it possible to appropriately determine the amount of power discharged from a storage battery for peak cut and the amount of power discharged from a storage battery for demand response.
- storage batteries are considered to be an effective means of reducing peak electricity demand. By storing power when power demand is low and discharging the stored power when power demand increases, the load on the power system can be reduced, leading to a reduction in peak power demand. You can also reduce your electricity costs by signing up for an electricity rate plan that has different unit prices depending on the time of day, such as cheaper nighttime electricity. Therefore, it is thought that by utilizing storage batteries as backup power sources in base stations that constitute a mobile communication network even during normal times, it is possible to contribute to power supply and demand through DR.
- an object of the present invention is to provide a power control device that performs control to ensure a sufficient amount of stored electricity when a DR request signal is received.
- the power control device of the present invention is a power control device that controls a storage battery that supplies power to a load device, and includes a prediction unit that predicts activation of a demand response, and a prediction unit that performs discharge control on the storage battery based on the activation prediction. and a control unit that changes the discharge timing of the storage battery depending on whether or not activation of the demand response is predicted.
- FIG. 1 is a block diagram showing an overview of a DC power supply system 10 of the present disclosure.
- 3 is a block diagram showing a detailed functional configuration of a rectifier 300.
- FIG. It is a block diagram showing the functional composition of HEMS100 in Embodiment 1 of this indication. It is a flow chart showing operation of HEMS100. It is a conceptual diagram of charge/discharge control. It is a block diagram showing the functional composition of HEMS100a in Embodiment 2. It is a flowchart which shows operation of HEMS100a of Embodiment 2. It is a diagram showing an example of the hardware configuration of HEMS 100 according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a block diagram showing an overview of a DC power supply system 10 of the present disclosure.
- the DC power supply system 10 includes a HEMS (Home Energy Management System) 100, a smart meter 200, a rectifier 300, a storage battery 400, and a communication device 500 (load) to which DC power is supplied.
- HEMS Home Energy Management System
- the HEMS 100 is a device that acquires power information of the smart meter 200 necessary for DR and controls charging and discharging of the storage battery 400 with respect to the rectifier 300.
- the smart meter 200 is a measuring device that measures the amount of power used that is supplied from the commercial power source 600.
- the rectifier 300 is a circuit that converts alternating current supplied from the commercial power supply 600 into direct current.
- the communication device 500 is a wireless base station that constitutes a mobile communication network, and corresponds to a load device.
- the communication device 500 receives power from the storage battery 400 or the commercial power source 600 and performs communication operations. Although not shown, it may be configured to receive power generated by solar power.
- the commercial power source 600 indicates the source of the generated electric power, and mainly indicates the electric power company.
- FIG. 2 is a block diagram showing the detailed functional configuration of the rectifier 300.
- the rectifier 300 includes a rectifying section 301, a current sensor 302, and a voltage sensor 303.
- the rectifier 301 controls power supply to the communication device 500, charging to the storage battery 400, or discharging of the storage battery 400 (power supply from the storage battery 400 to the communication device 500) by controlling the rectifier voltage inside the rectifier unit 301.
- the current sensor 302 is a part that measures the current output from the rectifier 301.
- the voltage sensor 303 is a part that measures the output voltage from the rectifier 301.
- the HEMS 100 can acquire the current and voltage measured by the current sensor 302 and the voltage sensor 303, and control the rectifier 301 based on them.
- FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the HEMS 100 in Embodiment 1 of the present disclosure.
- the HEMS 100 includes a DR activation reception section 101, a time management section 102, a DR activation prediction section 103, a mode determination section 104, a data storage section 105, a battery monitoring section 106, a comparison section 107, and a charge/discharge determination section. 108.
- the DR activation receiving unit 101 is a part that receives a DR request signal from an electric power company or the like.
- This DR request signal includes a DR activation time t1 and a DR end time t2.
- the DR activation time t1 indicates the time when the demand side starts suppressing electricity consumption based on the DR request, and in the present disclosure, indicates the time when the rectifier 300 performs the process of suppressing consumption, that is, the discharging process of the storage battery 400.
- the DR end time t2 indicates the time when the DR request ends, and in the present disclosure, indicates the time when the discharge of the storage battery 400 ends.
- the time management unit 102 stores the discharge start time t0 of the peak power consumption time period and the time period where the unit price of electricity is different (for example, night time period). Furthermore, the time management unit 102 extracts the DR activation time t1 and the DR end time t2 from the DR request signal and stores them.
- the DR activation prediction unit 103 is a part that performs DR activation prediction (hereinafter referred to as DR activation prediction). DR activation prediction is performed using a neural network or This is achieved by calculating using logistic regression.
- DR activation prediction is not limited to the above method.
- the DR activation prediction unit 103 acquires power supply capacity, expected power usage or past power usage performance data, and past DR performance data from the power supply company, and based on these, DR activation The time may also be predicted.
- the DR activation prediction unit 103 predicts a time period in which there will be a power shortage based on the power supply capacity and the expected usage amount or power usage record data, and predicts the time period when there will be a power shortage, and a time period slightly before (a predetermined time period) before that time period.
- the band is predicted to be the DR activation time.
- prediction may be made from performance data such as the relationship between past DR implementation dates and times and the power demand before and after the implementation dates and times.
- the mode determining unit 104 is a part that determines discharge control and DR control during the peak time period of power consumption during normal times based on the result of DR activation prediction. More specifically, when the DR activation is predicted, the mode determining unit 104 acquires the DR activation time included in the DR request signal subsequently received by the DR activation receiving unit 101, and determines the DR activation time. By comparing the time and the current time, the charging/discharging determining unit 108 is caused to start DR control for the storage battery 400. Furthermore, when the DR end time has come, the mode determining unit 104 ends the DR control process.
- the mode determining unit 104 performs discharge control on the storage battery 400 when the current time t reaches the discharge start time t0 set according to the peak time zone.
- the data storage unit 105 is a part that stores the lower limit SOC (State of Charge) of the storage battery 400.
- the battery monitoring unit 106 is a part that monitors (obtains) the current SOC (at the time of monitoring) of the storage battery 400.
- the comparison unit 107 is a part that compares the lower limit SOC and the current SOC.
- the charging/discharging determining section 108 is a section that performs charging/discharging control on the storage battery 400 based on the discharging control or DR control by the mode determining section 104 and the comparison result of the comparing section 107.
- FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the HEMS 100.
- the DR activation prediction unit 103 determines whether a DR activation prediction has been made (S101). Here, when prediction is made, operations from steps S102 to S109 are performed. Note that the prediction process is performed before time t0 of normal charge/discharge control.
- the DR activation receiving unit 101 receives the DR request signal (S102).
- This DR request signal includes a DR activation time t1 and a DR end time t2. Then, the mode determining unit 104 determines whether the current time t matches the DR activation time t1 (S103). If it is determined that they match, the charge/discharge determining unit 108 performs discharge control on the storage battery 400 (S104).
- the comparison unit 107 determines whether the SOC of the storage battery 400>lower limit SOC (S105).
- the mode determining unit 104 determines whether the current time t has reached the DR end time t2 (S106).
- the charging/discharging determining unit 108 determines whether the storage battery 400 The discharging process for the device is ended and the device is placed on standby (S107).
- the charging/discharging determining unit 108 performs charging control on the storage battery 400 until it becomes full (or a predetermined SOC) (S109).
- the charging start time is set, for example, at night, when the electricity rate from the commercial power source 600 is low.
- the mode determining unit 104 determines whether the current time t has reached the discharge start time t0 (S110).
- This discharge start time t0 indicates a discharge start time that is periodically performed when there is no DR request, and is set in advance.
- the charging/discharging determining unit 108 performs discharge control on the storage battery 400 (S111).
- the charging/discharging determining unit 108 ends the discharging process for the storage battery 400 and puts it on standby (S113).
- the charging/discharging determining unit 108 performs charging control on the storage battery 400 until it becomes full (or a predetermined SOC) (S115).
- the charging start time is set, for example, during a time period such as nighttime, when electricity charges from commercial power sources are low.
- FIG. 5 is a conceptual diagram of charge/discharge control. As shown in the figure, if there is no DR activation, daytime discharge is performed as usual. For example, in the figure, discharge is occurring at 11 o'clock, which is the discharge start time t0. On the other hand, if there is a prediction that DR will be activated, no discharge will be performed during the day and preparations will be made for DR activation. In other words, normal discharge is not performed. When a DR request signal is received, discharge is performed based on the DR activation time. In the figure, the DR activation time t1 is set to 12:00.
- FIG. 5 a transition graph between battery SOC and LiB charging/discharging is also shown.
- the rectifier 300 includes a rectifier 301, a current sensor, a voltage sensor, etc., and is configured to be able to supply power to the communication device 500 and the storage battery 400.
- the HEMS 100 controls the rectifier voltage of the rectifier 300 to enable the rectifier 300 to charge/discharge the communication device 500 or the storage battery 400.
- the storage battery 400 is discharged by setting the rectifier voltage to a value sufficiently lower than the battery voltage (voltage of the storage battery 400) (for example, 45 V) at discharge start time t0. Start.
- the HEMS 100 charge/discharge determining unit 108 sets the rectifier voltage to be approximately the same as the storage battery voltage (for example, 48 V), and puts the storage battery 400 in a standby state. Thereafter, when the charging start time comes, the rectifier voltage is set to a value sufficiently higher than the storage battery voltage (for example, 54 V), and the storage battery 400 starts charging.
- the HEMS 100 does not perform discharge even at discharge start time t0 and prepares for a DR request. Then, upon receiving the DR request, the charge/discharge determining unit 108 sets the rectifier voltage to a value sufficiently lower than the storage battery voltage (for example, 45 V), and the storage battery 400 starts discharging at the DR activation time t1. Then, when the SOC of the storage battery 400 reaches the lower limit SOC or when the DR end time t2 comes, the HEMS 100 sets the rectifier voltage to be approximately the same as the storage battery voltage (for example, 48V), and puts the storage battery 400 in a standby state. Thereafter, when the charging start time comes, the rectifier voltage is set to a value sufficiently higher than the storage battery voltage (for example, 54 V), and the storage battery 400 starts charging.
- the storage battery voltage for example, 45 V
- the HEMS 100 can derive the expected load value Q by multiplying the value of the 10 bus voltage of the DC power supply system and the current value flowing to the communication device 500. Specifically, when the bus voltage of the DC power supply system 10 is 50V and the current value is 60A, the expected load value Q can be determined to be 3kW by multiplying these values. If the storage battery capacity of the storage battery 400 is 50 kWh and the backup time to be secured is 10 hours, the backup capacity of the storage battery 400 to be secured is 30 kWh.
- the minimum required remaining battery capacity to reach a fully charged state during the night time when electricity prices are cheap is 34 kWh.
- FIG. 6 is a block diagram showing the functional configuration of the HEMS 100a in the second embodiment.
- the HEMS 100a includes a DR activation reception section 101, a time management section 102, a DR activation prediction section 103, a mode determination section 104, a data storage section 105, a battery monitoring section 106, a comparison section 107, and a charge/discharge determination section 108. , a power outage detection section 109 , and a disaster prediction section 110 .
- the HEMS 100a of the second embodiment is different from the HEMS 100 of the first embodiment in that it includes a mode determination section 104a, a power outage detection section 109, and a disaster prediction section 110.
- the mode determination section 104a is a section that determines the mode based on prediction information such as weather information from the disaster prediction section 110.
- prediction information such as weather information from the disaster prediction section 110.
- the power outage detection unit 109 is a part that detects the voltage of the rectifier 300 to detect the presence or absence of a power outage.
- the disaster prediction unit 110 is a part that acquires prediction information such as weather information including typhoon course information and predicts the occurrence of a disaster based on the prediction information. In addition to weather information, information such as earthquakes may also be predicted.
- FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the HEMS 100a of the second embodiment.
- the mode determining unit 104 performs mode determination processing and determines whether there is a DR activation prediction, a disaster prediction, or no prediction (S201). Then, if there is disaster prediction information, the mode determining unit 104 determines that the mode is a disaster mode (S202: disaster). When in the disaster mode, the charging/discharging determining unit 108 controls the storage battery 400 to perform charging control until its SOC becomes full (S203).
- the power outage detection unit 109 detects whether a power outage has occurred (S204).
- the HEMS 100 discharges the battery until the power outage is recovered (S205: NO).
- the charging/discharging determining unit 108 determines that the SOC of the storage battery 400 is full (or a predetermined SOC). Charging control is performed until the current value is reached (S206).
- the mode determination unit 104a performs the process described in the first embodiment. . That is, when the charge/discharge determination unit 108 receives the DR activation prediction, it performs a discharge process based on the DR activation time t1, and performs a discharge termination process based on the DR end time t2 (process S102). ⁇ S109). Further, during normal times, the charging/discharging determining unit 108 performs discharging processing based on the discharging start time t0 during the peak time period of power consumption (processing S110 to S115).
- the mode determining unit 104a determines to prepare for a disaster when a disaster is predicted, based on information from the time management unit 102, DR activation prediction unit 103, and disaster prediction unit 110. On the other hand, when a disaster is not predicted and DR activation is predicted, it is decided to prepare for DR activation, and when a disaster is not predicted and DR activation is not predicted, discharge control is performed during normal peak hours. Decide as follows.
- the HEMS 100 receives the DR request signal, but the rectifier 300 may be configured to receive the DR request signal.
- Embodiments 1 and 2 are related to charging and discharging control of the storage battery 400, when the radio base station is equipped with a charging and discharging control device for the storage battery 400, the charging and discharging control of the storage battery 400 is performed instead of controlling the rectifier voltage. Charging/discharging/standby may be performed by control.
- the rectifier 300 includes a control unit, a current sensor, and a voltage sensor, but these may be installed outside the rectifier 300.
- the HEMS 100 of the present disclosure is a power control device that is a power control device that controls a storage battery 400 that supplies power to a communication device 500 that is a load device.
- a DR activation prediction unit 103 performs demand response activation prediction.
- the charge/discharge determining unit 108 which is a control unit, performs discharge control on the storage battery 400 based on this activation prediction.
- the charge/discharge determining unit 108 changes the discharge timing of the storage battery 400 depending on whether demand response activation is predicted.
- the charge/discharge determining unit 108 discharges the storage battery 400 at a predetermined peak time of power demand.
- the charging/discharging determining unit 108 determines whether the storage battery 400 is activated based on the activation time t1 included in the demand response request signal. discharge.
- the charge/discharge determining unit 108 ends discharging of the storage battery 400 based on the end time t2 included in the demand response request signal.
- the charge/discharge determining unit 108 controls the storage battery 400 to be charged at a predetermined charging start time. Further, upon receiving the demand response request signal, the charge/discharge determining unit 108 performs control to terminate discharging of the storage battery 400 based on the state of charge (for example, SOC) of the storage battery 400.
- SOC state of charge
- the storage battery 400 controlled by the HEMS 100 of the present disclosure is charged with power from a commercial power source 600 by a rectifier 300.
- the backup capacity (capacity to be charged in advance (SOC)) of the storage battery 400 is set from the rectifier voltage of the rectifier 300 and the current value flowing through the communication device 500.
- the charge/discharge determining unit 108 performs discharge control of the storage battery 400 based on the lower limit SOC set based on the backup capacity.
- This lower limit SOC is set as a standard for allowing discharge from the charging time period to the storage battery 400 and the charging power to the storage battery 400.
- the charge/discharge determining unit 108 sets the rectifier voltage of the rectifier 301 to be approximately the same as the storage battery voltage to prevent overcharging.
- the HEMS 100a further includes a disaster prediction unit 110 that predicts the occurrence of a disaster. Note that it may also be an acquisition unit that acquires disaster prediction information.
- the charge/discharge determining unit 108 performs charging processing on the storage battery 400 without waiting for a predetermined charging start time.
- the storage battery 400 can be charged with the necessary SOC in advance.
- this HEMS 100a further includes a power outage detection unit 109 that detects a power outage.
- the power outage detection unit 109 detects a power outage
- the charge/discharge determining unit 108 performs a discharging process regardless of the predetermined discharge start time t0.
- the state of charge of the storage battery can be maintained in a good state, and it is possible to cope with sudden activation of DR such as Fast DR.
- a prediction unit that predicts the activation of demand response
- a control unit that performs discharge control on the storage battery based on the activation prediction
- Equipped with The control unit changes the discharge timing of the storage battery depending on whether or not activation of the demand response is predicted. Power control device.
- the control unit includes: If the activation of the demand response is not predicted, discharging the storage battery at a predetermined peak time of power demand; When the demand response activation is predicted and a demand response request signal is received, the storage battery is discharged based on the activation time included in the demand response request signal.
- the power control device according to [1].
- the control unit Upon receiving the demand response request signal, the control unit terminates discharging of the storage battery based on an end time included in the demand response request signal.
- the power control device according to [2].
- the control unit charges the storage battery at a predetermined charging start time after finishing discharging the storage battery.
- the power control device according to [3].
- the control unit Upon receiving the demand response request signal, the control unit terminates discharging of the storage battery based on the state of charge of the storage battery.
- the power control device according to any one of [1] to [4].
- the storage battery is charged with power from a commercial power source by a rectifier, A backup capacity of the storage battery is set from a rectifier voltage of the rectifier and a current value flowing to the load device, The control unit performs discharge control of the storage battery based on a lower limit SOC set based on the backup capacity.
- the power control device according to any one of [1] to [5].
- the lower limit SOC which is a standard for discharging from the charging time period for the storage battery and the charging power for the storage battery, is set.
- the power control device according to [6].
- the control unit sets a rectifier voltage of a rectifier to the same level as a voltage of the storage battery to prevent overcharging when the storage battery reaches a fully charged state.
- the power control device according to [6] or [7].
- [9] further comprising an acquisition unit that acquires predictions or notifications of disaster occurrence;
- the control unit performs a charging process on the storage battery without waiting for a predetermined charging start time when a disaster is predicted.
- the power control device according to any one of [1] to [8].
- each functional block may be realized using one physically or logically coupled device, or may be realized using two or more physically or logically separated devices directly or indirectly (e.g. , wired, wireless, etc.) and may be realized using a plurality of these devices.
- the functional block may be realized by combining software with the one device or the plurality of devices.
- Functions include judgment, decision, judgment, calculation, calculation, processing, derivation, investigation, exploration, confirmation, reception, transmission, output, access, resolution, selection, selection, establishment, comparison, assumption, expectation, consideration, These include, but are not limited to, broadcasting, notifying, communicating, forwarding, configuring, reconfiguring, allocating, mapping, and assigning. I can't do it.
- a functional block (configuration unit) that performs transmission is called a transmitting unit or a transmitter. In either case, as described above, the implementation method is not particularly limited.
- the HEMS 100 in one embodiment of the present disclosure may function as a computer that performs processing of the power control method of the present disclosure.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of HEMS 100 according to an embodiment of the present disclosure.
- the HEMS 100 described above may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like.
- the word “apparatus” can be read as a circuit, a device, a unit, etc.
- the hardware configuration of the HEMS 100 may be configured to include one or more of each device shown in the figure, or may be configured without including some of the devices.
- Each function in the HEMS 100 is achieved by loading predetermined software (programs) onto hardware such as the processor 1001 and memory 1002, so that the processor 1001 performs calculations, controls communication by the communication device 1004, and controls communication between the memory 1002 and storage. This is realized by controlling at least one of data reading and writing in 1003.
- the processor 1001 operates an operating system to control the entire computer.
- the processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control device, an arithmetic unit, registers, and the like.
- CPU central processing unit
- the above-described DR activation prediction unit 103, mode determination unit 104, charge/discharge determination unit 108, comparison unit 107, etc. may be implemented by the processor 1001.
- the processor 1001 reads programs (program codes), software modules, data, etc. from at least one of the storage 1003 and the communication device 1004 to the memory 1002, and executes various processes in accordance with these.
- programs program codes
- the mode determination unit 104 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operated in the processor 1001, and other functional blocks may be similarly realized.
- Processor 1001 may be implemented by one or more chips. Note that the program may be transmitted from a network via a telecommunications line.
- the memory 1002 is a computer-readable recording medium, and includes at least one of ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), RAM (Random Access Memory), etc. may be done.
- Memory 1002 may be called a register, cache, main memory, or the like.
- the memory 1002 can store executable programs (program codes), software modules, and the like to implement a power control method according to an embodiment of the present disclosure.
- the storage 1003 is a computer-readable recording medium, such as an optical disk such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disk, or a magneto-optical disk (for example, a compact disk, a digital versatile disk, or a Blu-ray disk). (registered trademark disk), smart card, flash memory (eg, card, stick, key drive), floppy disk, magnetic strip, etc.
- Storage 1003 may also be called an auxiliary storage device.
- the storage medium mentioned above may be, for example, a database including at least one of memory 1002 and storage 1003, a server, or other suitable medium.
- the communication device 1004 is hardware (transmission/reception device) for communicating between computers via at least one of a wired network and a wireless network, and is also referred to as a network device, network controller, network card, communication module, etc., for example.
- the communication device 1004 includes, for example, a high frequency switch, a duplexer, a filter, a frequency synthesizer, etc. in order to realize at least one of frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD). It may be composed of.
- FDD frequency division duplex
- TDD time division duplex
- This communication device 1004 may have a transmitter and a receiver that are physically or logically separated.
- the input device 1005 is an input device (eg, keyboard, mouse, microphone, switch, button, sensor, etc.) that accepts input from the outside.
- the output device 1006 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that performs output to the outside. Note that the input device 1005 and the output device 1006 may have an integrated configuration (for example, a touch panel).
- each device such as the processor 1001 and the memory 1002 is connected by a bus 1007 for communicating information.
- the bus 1007 may be configured using a single bus, or may be configured using different buses for each device.
- HEMS100 is a microprocessor, digital signal processor (DSP: Digital Signal Processor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and PLD (Programmable Lo). Consists of hardware such as GIC DEVICE) and FPGA (FIELD PROGRAMABLE GATE ARRAY) Alternatively, part or all of each functional block may be realized by the hardware. For example, processor 1001 may be implemented using at least one of these hardwares.
- the notification of information may include physical layer signaling (e.g., DCI (Downlink Control Information), UCI (Uplink Control Information)), upper layer signaling (e.g., RRC (Radio Resource Control) signaling, MAC (Medium Access Control) signaling, It may be implemented using broadcast information (MIB (Master Information Block), SIB (System Information Block)), other signals, or a combination thereof.
- RRC signaling may be called an RRC message, and may be, for example, an RRC Connection Setup message, an RRC Connection Reconfiguration message, or the like.
- the input/output information may be stored in a specific location (for example, memory) or may be managed using a management table. Information etc. to be input/output may be overwritten, updated, or additionally written. The output information etc. may be deleted. The input information etc. may be transmitted to other devices.
- Judgment may be made using a value expressed by 1 bit (0 or 1), a truth value (Boolean: true or false), or a comparison of numerical values (for example, a predetermined value). (comparison with a value).
- notification of prescribed information is not limited to being done explicitly, but may also be done implicitly (for example, not notifying the prescribed information). Good too.
- Software includes instructions, instruction sets, code, code segments, program code, programs, subprograms, software modules, whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or by any other name. , should be broadly construed to mean an application, software application, software package, routine, subroutine, object, executable, thread of execution, procedure, function, etc.
- software, instructions, information, etc. may be sent and received via a transmission medium.
- a transmission medium For example, if the software uses wired technology (coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL), etc.) and/or wireless technology (infrared, microwave, etc.) to create a website, When transmitted from a server or other remote source, these wired and/or wireless technologies are included within the definition of transmission medium.
- wired technology coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL), etc.
- wireless technology infrared, microwave, etc.
- data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. which may be referred to throughout the above description, may refer to voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these. It may also be represented by a combination of
- At least one of the channel and the symbol may be a signal.
- the signal may be a message.
- a component carrier may also be called a carrier frequency, a cell, a frequency carrier, or the like.
- radio resources may be indicated by an index.
- determining may encompass a wide variety of operations.
- “Judgment” and “decision” include, for example, judging, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up, search, and inquiry. (e.g., a search in a table, database, or other data structure), and may include ascertaining something as a “judgment” or “decision.”
- judgment and “decision” refer to receiving (e.g., receiving information), transmitting (e.g., sending information), input, output, and access.
- (accessing) may include considering something as a “judgment” or “decision.”
- judgment and “decision” refer to resolving, selecting, choosing, establishing, comparing, etc. as “judgment” and “decision”. may be included.
- judgment and “decision” may include regarding some action as having been “judged” or “determined.”
- judgment (decision) may be read as “assuming", “expecting", “considering”, etc.
- connection means any connection or coupling, direct or indirect, between two or more elements and each other. It can include the presence of one or more intermediate elements between two elements that are “connected” or “coupled.”
- the bonds or connections between elements may be physical, logical, or a combination thereof. For example, "connection” may be replaced with "access.”
- two elements may include one or more wires, cables, and/or printed electrical connections, as well as in the radio frequency domain, as some non-limiting and non-inclusive examples. , electromagnetic energy having wavelengths in the microwave and optical (both visible and non-visible) ranges, and the like.
- the phrase “based on” does not mean “based solely on” unless explicitly stated otherwise. In other words, the phrase “based on” means both “based only on” and “based at least on.”
- a and B are different may mean “A and B are different from each other.” Note that the term may also mean that "A and B are each different from C”. Terms such as “separate” and “coupled” may also be interpreted similarly to “different.”
- 10 DC power supply system, 100... HEMS, 200... Smart meter, 300... Rectifier, 400... Storage battery, 500... Communication device, 600... Commercial power supply, 101... DR activation receiving section, 102... Time management section, 103... DR activation Prediction section, 104...Mode determination section, 105...Data storage section, 106...Battery monitoring section, 107...Comparison section, 108...Charge/discharge determination section, 301...Rectification section, 302...Current sensor, 303...Voltage sensor.
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Abstract
DR要請信号を受信した際には十分な蓄電量が確保されているよう制御することを目的とする。 HEMS100は、負荷装置である通信装置500に対して電力を供給する蓄電池400を制御する電力制御装置である電力制御装置である。このHEMS100において、DR発動予測部103は、デマンドレスポンスの発動予測を行う。制御部である充放電決定部108は、この発動予測に基づいて、蓄電池400に対する放電制御を行う。この充放電決定部108は、デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、蓄電池400の放電タイミングを変える。
Description
本発明は、無線基地局などの負荷装置に電力を供給する電力制御装置に関する。
太陽光発電および風力発電の自然エネルギーによる発電量は天候(日射量、風量等)に応じて増減することから、このような変動に柔軟に対応できる電力調整が必要となる。その施策のひとつがデマンドレスポンス(DR:Demand response)である。このDRにより、電力供給事業者から需要家に電力消費抑制要請が実施され、各需要家の抑制量に応じて、報奨金等のインセンティブが与えられる。
特許文献1においては、ピークカットのための蓄電池の放電電力量とデマンドレスポンスのための蓄電池の放電電力量とを適切に決定することを可能とするための電力管理方法についての記載がある。
電力需要のピーク削減については、蓄電池の利用がひとつの有効な手段と考えられる。電力需要の少ないときに蓄電しておき、電力需要が増大したときに蓄電してある電力を放電することで、電力系統への負荷を軽減でき、電力需要のピーク削減につながる。また、安価な夜間電力など時間帯によって単価が異なる電気料金プランを契約することで電力コスト削減にもつなげることができる。よって、移動体通信網を構成する基地局におけるバックアップ電源としての蓄電池を通常時にも活用することで、DRによる電力需給に貢献できると考えられる。
ところで、特許文献1に記載の発明においては、DRによる要請時刻に基づいて、蓄電池に対する充放電制御を行っている。従って、Fast DRなど早い応答時間が求められるサービスにおいて、DR要請信号を受信した際には十分な蓄電量が確保されていない可能性がある。その場合、DR要請に応えることができないという問題がある。
そこで、本発明においては、DR要請信号を受信した際には十分な蓄電量が確保されているよう制御する電力制御装置を提供することを目的とする。
本発明の電力制御装置は、負荷装置に対して電力を供給する蓄電池を制御する電力制御装置において、デマンドレスポンスの発動予測を行う予測部と、前記発動予測に基づいて、前記蓄電池に対する放電制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、前記蓄電池の放電タイミングを変える。
本発明によると、DR要請信号を受信した際には十分な蓄電量が確保されており、FastDR等にも十分に対応することができる。
添付図面を参照しながら本開示の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
[実施形態1]
本開示における無線基地局の直流電源システム10の概要について説明する。図1は、本開示の直流電源システム10の概要を示すブロック図である。図1に示すように、直流電源システム10は、HEMS(Home Energy Management System)100、スマートメータ200、整流器300、蓄電池400、および直流電力が供給される通信装置500(負荷)を含んで構成される。
本開示における無線基地局の直流電源システム10の概要について説明する。図1は、本開示の直流電源システム10の概要を示すブロック図である。図1に示すように、直流電源システム10は、HEMS(Home Energy Management System)100、スマートメータ200、整流器300、蓄電池400、および直流電力が供給される通信装置500(負荷)を含んで構成される。
HEMS100は、DRに必要なスマートメータ200の電力情報を取得するとともに、整流器300に対して蓄電池400の充放電制御を行う装置である。
スマートメータ200は、商用電源600から供給される電力の使用量を計測する計測器である。
整流器300は、商用電源600から供給される交流電流を直流電流に変換する回路である。
通信装置500は、本開示においては、移動体通信網を構成する無線基地局であり、負荷装置に相当する。この通信装置500は、蓄電池400または商用電源600から電力の供給を受けて、通信動作を行う。なお、図示していないが、太陽光発電された電力の供給を受けるよう構成されてもよい。
商用電源600は、発電された電力の発生源を示し、おもに電力会社を示す。
図2は、整流器300の詳細な機能構成を示すブロック図である。図に示されるとおり、整流器300は、整流部301、電流センサ302、および電圧センサ303を含んで構成されている。
整流部301は、その内部の整流器電圧を制御することにより、通信装置500への給電、蓄電池400への充電、または蓄電池400の放電(蓄電池400から通信装置500への給電)を制御する。
電流センサ302は、整流部301から出力される電流を計測する部分である。
電圧センサ303は、整流部301から出力電圧を計測する部分である。
HEMS100は、電流センサ302、および電圧センサ303において計測された電流および電圧を取得し、それに基づいて、整流部301を制御することができる。
図3は、本開示の実施形態1におけるHEMS100の機能構成を示すブロック図である。図に示される通り、HEMS100は、DR発動受信部101、時刻管理部102、DR発動予測部103、モード決定部104、データ記憶部105、電池監視部106、比較部107、および充放電決定部108を含んで構成されている。
DR発動受信部101は、電力会社などからDR要請信号を受信する部分である。このDR要請信号は、DR発動時刻t1、DR終了時刻t2を含む。DR発動時刻t1とは、DR要請に基づいて需要側が電気の消費を抑える開始時刻を示し、本開示においては、整流器300が消費を抑える処理、すなわち蓄電池400の放電処理を行う時刻を示す。DR終了時刻t2とは、DRの要請が終了する時刻を示し、本開示においては蓄電池400の放電を終了する時刻を示す。
時刻管理部102は、消費電力量のピーク時間帯の放電開始時刻t0および電気料金の単価が異なる時間帯(例えば、夜間の時間帯)を記憶する。また、時刻管理部102は、DR要請信号からDR発動時刻t1、DR終了時刻t2を取り出して、それぞれ記憶する。
DR発動予測部103は、DRの発動予測(以降、DR発動予測)を行う部分である。DR発動予測は、電力供給事業者の提示する電力予測使用率、卸電力取引所における電力卸価格等、電力需要に関連性の高いパラメータ(例えば、天候などのパラメータ)を用いて、ニューラルネットワークまたはロジスティック回帰により算出することにより実現される。
なお、DR発動予測は、上記の手法に限定するものではない。そのほか、例えば、DR発動予測部103は、電力供給事業者から、電力供給能力、予想電力使用量または過去の電力使用実績データ、および過去のDR実績データを取得し、それらに基づいて、DR発動時刻を予測してもよい。詳細には、DR発動予測部103は、電力供給能力と、予想使用量または電力使用実績データと、から電力不足となる時間帯を予測し、その時間帯より少し前(所定時間前)の時間帯をDR発動時刻と予測する。
また、別の方法として、過去のDRの実施日時と当該実施日時の前後の電力需要との関係等の実績データから予測してもよい。
モード決定部104は、DR発動予測の結果に基づき、通常時の消費電力量のピーク時間帯の放電制御およびDR制御を決定する部分である。より詳細には、モード決定部104は、DR発動予測がされた場合には、その後にDR発動受信部101により受信されるDR要請信号に含まれているDR発動時刻を取得し、そのDR発動時刻と現在の時刻とを比較することで、充放電決定部108に蓄電池400に対するDR制御を開始させる。また、モード決定部104は、DR終了時刻になった場合には、そのDR制御処理を終了させる。
また、モード決定部104は、DR発動予測がなされなかった場合には、現在時刻tがピーク時間帯に応じて設定される放電開始時刻t0に達した場合に、蓄電池400に対する放電制御を行う。
データ記憶部105は、蓄電池400の下限SOC(State of Charge)を記憶する部分である。
電池監視部106は、蓄電池400の現在(監視時点)のSOCを監視(取得)する部分である。
比較部107は、下限SOCと、現在のSOCとを比較する部分である。
充放電決定部108は、モード決定部104による放電制御またはDR制御および比較部107の比較結果に基づいて、蓄電池400に対する充放電制御を行う部分である。
つぎに、このように構成されたHEMS100の動作について説明する。図4は、HEMS100の動作を示すフローチャートである。
DR発動予測部103は、DR発動予測をしたか否かを判断する(S101)。ここで、予測をした場合には、処理S102からS109の動作を行う。なお、予測処理は、通常の充放電制御の時刻t0の前に行われる。
DR発動受信部101は、DR要請信号を受信する(S102)。このDR要請信号は、DR発動時刻t1と、DR終了時刻t2とを含む。そして、モード決定部104は、現在の時刻tが、DR発動時刻t1と一致するか否かを判断する(S103)。一致すると判断されると、充放電決定部108は、蓄電池400に対して放電制御を行う(S104)。
比較部107は、蓄電池400のSOC>下限SOCであるか否かを判断する(S105)。
また、モード決定部104は、現在時刻tがDR終了時刻t2に達したか否かを判断する(S106)。
充放電決定部108は、SOC>下限SOCであって、現在時刻tがDR終了時刻t2に達した場合(S106:YES)、またはSOC>下限SOCではない場合(S105:NO)に、蓄電池400に対する放電処理を終了とし、待機とする(S107)。
そして、充放電決定部108は、予め定められた充電開始時刻になると(S108:YES)、蓄電池400に対して満タン(または所定のSOC)になるまで充電制御を行う(S109)。充電開始時刻は、例えば、夜間などで商用電源600の電気料金が安い時間帯に設定されている。
また、処理S101において、DR発動予測がされていない場合、モード決定部104は、現在時刻tが、放電開始時刻t0に達したか否かを判断する(S110)。この放電開始時刻t0は、DR要請がない場合において定期に行われる放電開始時刻を示し、予め設定されている。モード決定部104が、現在時刻tが放電開始時刻t0に達したか否かを判断すると、充放電決定部108は、蓄電池400に対して放電制御を行う(S111)。
充放電決定部108は、SOC>下限SOCではない場合(S112:NO)に、蓄電池400に対する放電処理を終了とし、待機とする(S113)。
そして、充放電決定部108は、予め定められた充電開始時刻になると(S114:YES)、蓄電池400に対して満タン(または所定のSOC)になるまで充電制御を行う(S115)。充電開始時刻は、例えば、夜間などで商用電源の電気料金が安い時間帯に設定されている。
なお、DR発動予測がなかった場合に、DR発動した場合には、通常時の放電制御に優先して、DR発動期間中に放電を実施する。なお、通常時の放電を実施中の場合はそのまま放電を実施する。そして、下限SOCに到達すると、通常時の制御と同様にバックアップ確保を優先して、待機状態に移行する。そして、充電開始時刻になると充電を開始する。
一方、DR発動予測したが、DRが発動しなかった場合には、翌日まで、満充電状態で推移することになる。すなわち、通常時の放電制御も行わず、DR制御も行わない状態となる。
このような構成により、Fast DRに対応することができ、DRを受信した時に蓄電池400のSOCがたりないという状態がなくなる。
図5は、充放電制御の概念図である。図に示されるとおり、DR発動がない場合には、通常通り日中放電を実施する。例えば、図においては、放電開始時刻t0である11時に放電している。一方で、DR発動予測がある場合には、日中放電は行わず、DR発動に備える。すなわち、通常通りにおける放電は行わない。DR要請信号が来た場合に、そのDR発動時刻に基づいて放電を行う。図では、DR発動時刻t1は、12時に設定されている。
図5において、電池のSOCとLiB充放電との遷移グラフをあわせて示している。
ここで、放電および充電の制御について説明する。図2に示されるとおり、整流器300は、整流部301、電流センサ、電圧センサ等を備え、通信装置500と蓄電池400とに対して給電可能な構成になっている。
HEMS100(充放電決定部108)は、この整流器300の整流器電圧を制御することで、整流器300から通信装置500または蓄電池400に対して充放電を可能にさせる。例えば、HEMS100は、DR発動が予測されないとき、放電開始時刻t0になると、整流器電圧を電池電圧(蓄電池400の電圧)より十分に低い値に設定することで(例えば、45V)、蓄電池400は放電を開始する。そして、HEMS100(充放電決定部108)は、蓄電池400のSOCが下限SOCに到達したときには、整流器電圧を蓄電池電圧と同程度に定め(例えば、48V)、蓄電池400を待機状態とする。その後、充電開始時刻になると、整流器電圧を蓄電池電圧より十分に高い値に定め(例えば、54V)、蓄電池400は充電を開始する。
一方、HEMS100は、DRが予測されるときには、放電開始時刻t0になっても放電を行わず、DR要請に備える。そして、充放電決定部108は、DR要請を受け、DR発動時刻t1になると、整流器電圧を蓄電池電圧より十分に低い値に定め(例えば、45V)、蓄電池400は放電を開始する。そして、HEMS100は、蓄電池400のSOCが下限SOCに到達したときに、またはDR終了時刻t2になると、整流器電圧を蓄電池電圧と同程度に定め(例えば、48V)、蓄電池400を待機状態とする。その後、充電開始時刻になると、整流器電圧を蓄電池電圧より十分に高い値に定め(例えば、54V)、蓄電池400は充電を開始する。
ここで、下限SOCの決定について説明する。HEMS100は、直流電源システムの10バス電圧の値と通信装置500へ流れる電流値とを乗算して、負荷想定値Qを導くことができる。具体的には、直流電源システム10のバス電圧が50V、電流値が60Aのとき、負荷想定値Qはこれらを乗算して、3kWと求めることができる。蓄電池400の蓄電池容量が50kWhとして、確保すべきバックアップ時間を10時間とすると、確保すべき蓄電池400のバックアップ容量は30kWhとなる。一方このとき、電気料金が安価な夜間時間が8時間であり、充電電力が2kWであるとき、電気料金が安価な夜間時間のうちに満充電状態に至れる最低限必要な蓄電池残量は34kWh(蓄電池容量50kWhから夜間時間における充電量16kWh(8時間×充電電力2kW)を引いた値)となる。これらの内、大きい方の容量を下限SOCに選ぶため、この場合は34kWhを50kWhで除した68%が下限SOCとなる。
[実施形態2]
つぎに、実施形態2のHEMS100aについて説明する。図6は、実施形態2におけるHEMS100aの機能構成を示すブロック図である。図に示されるとおり、HEMS100aは、DR発動受信部101、時刻管理部102、DR発動予測部103、モード決定部104、データ記憶部105、電池監視部106、比較部107、充放電決定部108、停電検出部109、および災害予測部110を含んで構成されている。
つぎに、実施形態2のHEMS100aについて説明する。図6は、実施形態2におけるHEMS100aの機能構成を示すブロック図である。図に示されるとおり、HEMS100aは、DR発動受信部101、時刻管理部102、DR発動予測部103、モード決定部104、データ記憶部105、電池監視部106、比較部107、充放電決定部108、停電検出部109、および災害予測部110を含んで構成されている。
実施形態2のHEMS100aは、実施形態1のHEMS100と比較して、モード決定部104a、停電検出部109および災害予測部110を有している点で、相違する。
モード決定部104aは、災害予測部110からの天候情報等の予測情報に基づいて、モードの判定を行う部分である。実施形態2では、モードは、災害、DR要請、通常の3つである。
停電検出部109は、整流器300の電圧を検出して、停電の有無を検出する部分である。
災害予測部110は、台風の進路情報を含む天候情報などの予測情報を取得し、その予測情報に基づいて災害の発生を予測する部分である。なお、天候情報以外にも、地震等の情報を予測してもよい。
つぎに、実施形態2のHEMS100aの動作について説明する。図7は、実施形態2のHEMS100aの動作を示すフローチャートである。モード決定部104は、モード判定処理を行い、DR発動予測があったか、災害予測があったか、いずれの予測もなかったかの判定を行う(S201)。そして、モード決定部104は、災害の予測情報があった場合には、災害モードと判定する(S202:災害)。充放電決定部108は、災害モードである場合には、蓄電池400に対してそのSOCが満タンになるまで充電制御を行うよう制御する(S203)。
つぎに、停電検出部109は、停電発生したか否かを検出する(S204)。ここで、停電発生したことを検出すると(S204:YES)、HEMS100は、停電が回復するまで、電池の放電をする(S205:NO)。停電が回復すると、すなわち、停電検出部109は、停電状態を検出しなくなると(S205:YES)、充放電決定部108は、蓄電池400に対してそのSOCが満タン(または所定のSOC)になるまで充電制御を行う(S206)。
また、モード決定部104aは、災害予測をすることなく、DR発動予測を受けた、または通常である(何もない状態)場合には(S202)、実施形態1に記載の通りの処理を行う。すなわち、充放電決定部108は、DR発動予測を受信した場合には、DR発動時刻t1に基づいて、放電処理を行い、また、DR終了時刻t2に基づいて放電の終了処理を行う(処理S102~S109)。また、通常時においては、充放電決定部108は、消費電力量のピーク時間帯の放電開始時刻t0に基づいた放電処理を行う(処理S110~S115)。
このような処理により、モード決定部104aは、時刻管理部102、DR発動予測部103、および災害予測部110の情報を基に、災害が予測される際には、災害に備えるよう決定する。一方で、災害が予測されないときにおいてDR発動が予測されるときには、DR発動に備えるよう決定し、災害が予測されず、かつDR発動も予測されないときには、通常時のピーク時間帯の放電制御を行うよう決定する。
なお、蓄電池400の充放電制御および下限SOCの設定については、本実施形態2においても、実施形態1に記載のことを利用することができる。
[変形例]
上記実施形態にかかる直流電源システム10において、HEMS100がDR要請信号を受信するものであったが、整流器300がDR要請信号を受信するよう構成してもよい。
上記実施形態にかかる直流電源システム10において、HEMS100がDR要請信号を受信するものであったが、整流器300がDR要請信号を受信するよう構成してもよい。
また、実施形態1および2は、蓄電池400の充放電制御に関するものであったが、無線基地局に蓄電池400の充放電制御装置が備わる場合には、整流器電圧の制御ではなく蓄電池400の充放電制御により充電/放電/待機を実施しても良い。
また、上記実施形態1および2は、整流器300の内部に制御部、電流センサ及び、電圧センサを備えるものであったが、これは整流器300の外に設置しても良い。
[実施形態1および実施形態2の作用効果]
本開示のHEMS100は、負荷装置である通信装置500に対して電力を供給する蓄電池400を制御する電力制御装置である電力制御装置である。このHEMS100において、DR発動予測部103は、デマンドレスポンスの発動予測を行う。制御部である充放電決定部108は、この発動予測に基づいて、蓄電池400に対する放電制御を行う。この充放電決定部108は、デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、蓄電池400の放電タイミングを変える。
本開示のHEMS100は、負荷装置である通信装置500に対して電力を供給する蓄電池400を制御する電力制御装置である電力制御装置である。このHEMS100において、DR発動予測部103は、デマンドレスポンスの発動予測を行う。制御部である充放電決定部108は、この発動予測に基づいて、蓄電池400に対する放電制御を行う。この充放電決定部108は、デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、蓄電池400の放電タイミングを変える。
例えば、充放電決定部108は、デマンドレスポンスの発動予測をしなかった場合に、予め定められた電力需要のピーク時において、蓄電池400を放電させる。一方で、充放電決定部108は、デマンドレスポンスの発動予測をした場合に、DR発動受信部101がデマンドレスポンス要請信号を受信すると、デマンドレスポンス要請信号に含まれる発動時刻t1に基づいて、蓄電池400を放電させる。
そして、充放電決定部108は、DR発動受信部101がデマンドレスポンス要請信号を受信すると、デマンドレスポンス要請信号に含まれる終了時刻t2に基づいて、蓄電池400の放電を終了させる。
そして、充放電決定部108は、蓄電池400の放電を終了させた後、予め定めた充電開始時刻になると、蓄電池400に対して充電する制御を行う。また、充放電決定部108は、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、蓄電池400の充電状態(例えばSOC)に基づいて、蓄電池400の放電を終了させる制御を行う。
このような制御により、DR要請信号を受信した際には十分な蓄電量が確保されているよう制御することができる。
本開示のHEMS100が制御する蓄電池400は、整流器300によって、商用電源600から電力が充電されるものである。蓄電池400のバックアップ容量(事前に充電されるべき容量(SOC))は、整流器300の整流器電圧と、通信装置500に流れる電流値とから設定される。
充放電決定部108は、バックアップ容量に基づいて設定された下限SOCに基づいて蓄電池400の放電制御を行う。この下限SOCは、蓄電池400への充電時間帯と、蓄電池400への充電電力と、から放電可能な基準として設定される。
充放電決定部108は、蓄電池400が満充電状態に到達した場合に、過充電とならないように整流部301の整流器電圧を、蓄電池電圧と同程度にする。
本開示の実施形態2において、HEMS100aは、災害発生の予測を行う災害予測部110をさらに備える。なお、災害予測の情報を取得する取得部でもよい。充放電決定部108は、災害予測部110が災害予測をした場合に、蓄電池400に対して、予め定めた充電開始時刻を待つことなく、充電処理を行う。
これにより、事前に必要なSOCを蓄電池400に充電させておくことができる。
また、このHEMS100aは、停電を検出する停電検出部109をさらに備える。充放電決定部108は、停電検出部109が停電を検出すると、予め定めた放電開始時刻t0にかかわらず放電処理を行う。
これにより、蓄電池の充電状態を良好なものとすることができ、FastDRなど、突然のDR発動にも対応することができる。
[本開示の電力制御装置について]
本開示の電量制御装置の各機能は、以下の組合せが可能となる。
本開示の電量制御装置の各機能は、以下の組合せが可能となる。
[1]
負荷装置に対して電力を供給する蓄電池を制御する電力制御装置において、
デマンドレスポンスの発動予測を行う予測部と、
前記発動予測に基づいて、前記蓄電池に対する放電制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、前記蓄電池の放電タイミングを変える、
電力制御装置。
負荷装置に対して電力を供給する蓄電池を制御する電力制御装置において、
デマンドレスポンスの発動予測を行う予測部と、
前記発動予測に基づいて、前記蓄電池に対する放電制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、前記蓄電池の放電タイミングを変える、
電力制御装置。
[2]
前記制御部は、
前記デマンドレスポンスの発動予測をしなかった場合に、予め定められた電力需要のピーク時において、前記蓄電池を放電させ、
前記デマンドレスポンスの発動予測をした場合に、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記デマンドレスポンス要請信号に含まれる発動時刻に基づいて、前記蓄電池を放電させる、
[1]に記載の電力制御装置。
前記制御部は、
前記デマンドレスポンスの発動予測をしなかった場合に、予め定められた電力需要のピーク時において、前記蓄電池を放電させ、
前記デマンドレスポンスの発動予測をした場合に、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記デマンドレスポンス要請信号に含まれる発動時刻に基づいて、前記蓄電池を放電させる、
[1]に記載の電力制御装置。
[3]
前記制御部は、前記デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記デマンドレスポンス要請信号に含まれる終了時刻に基づいて、前記蓄電池の放電を終了させる、
[2]に記載の電力制御装置。
前記制御部は、前記デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記デマンドレスポンス要請信号に含まれる終了時刻に基づいて、前記蓄電池の放電を終了させる、
[2]に記載の電力制御装置。
[4]
前記制御部は、前記蓄電池の放電を終了させた後、予め定めた充電開始時刻になると、前記蓄電池に対して充電する、
[3]に記載の電力制御装置。
前記制御部は、前記蓄電池の放電を終了させた後、予め定めた充電開始時刻になると、前記蓄電池に対して充電する、
[3]に記載の電力制御装置。
[5]
前記制御部は、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記蓄電池の充電状態に基づいて、前記蓄電池の放電を終了させる、
[1]~[4]のいずれか一つに記載の電力制御装置。
前記制御部は、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記蓄電池の充電状態に基づいて、前記蓄電池の放電を終了させる、
[1]~[4]のいずれか一つに記載の電力制御装置。
[6]
前記蓄電池は、整流器によって、商用電源から電力が充電され、
前記整流器の整流器電圧と、前記負荷装置に流れる電流値とから前記蓄電池のバックアップ容量が設定され、
前記制御部は、前記バックアップ容量に基づいて設定された下限SOCに基づいて前記蓄電池の放電制御を行う、
[1]~[5]のいずれか一つに記載の電力制御装置。
前記蓄電池は、整流器によって、商用電源から電力が充電され、
前記整流器の整流器電圧と、前記負荷装置に流れる電流値とから前記蓄電池のバックアップ容量が設定され、
前記制御部は、前記バックアップ容量に基づいて設定された下限SOCに基づいて前記蓄電池の放電制御を行う、
[1]~[5]のいずれか一つに記載の電力制御装置。
[7]
前記蓄電池への充電時間帯と、前記蓄電池への充電電力と、から放電可能な基準である前記下限SOCが設定されている、
[6]に記載の電力制御装置。
前記蓄電池への充電時間帯と、前記蓄電池への充電電力と、から放電可能な基準である前記下限SOCが設定されている、
[6]に記載の電力制御装置。
[8]
前記制御部は、前記蓄電池が満充電状態に到達した場合に、過充電とならないように整流器の整流器電圧を、前記蓄電池の電圧と同程度にする、
[6]または[7]に記載の電力制御装置。
前記制御部は、前記蓄電池が満充電状態に到達した場合に、過充電とならないように整流器の整流器電圧を、前記蓄電池の電圧と同程度にする、
[6]または[7]に記載の電力制御装置。
[9]
災害発生の予測または通知を取得する取得部をさらに備え、
前記制御部は、災害予測をした場合に、前記蓄電池に対して、予め定めた充電開始時刻を待つことなく、充電処理を行う、
[1]~[8]のいずれか一項に記載の電力制御装置。
災害発生の予測または通知を取得する取得部をさらに備え、
前記制御部は、災害予測をした場合に、前記蓄電池に対して、予め定めた充電開始時刻を待つことなく、充電処理を行う、
[1]~[8]のいずれか一項に記載の電力制御装置。
[10]
停電を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記停電を検出すると、予め定めた放電開始時刻にかかわらず、放電処理を行う、
[1]~[9]のいずれか一項に記載の電力制御装置。
停電を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記停電を検出すると、予め定めた放電開始時刻にかかわらず、放電処理を行う、
[1]~[9]のいずれか一項に記載の電力制御装置。
[ハードウェア構成および用語の定義について]
上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェアおよびソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的または論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的または論理的に分離した2つ以上の装置を直接的または間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置または上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェアおよびソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的または論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的または論理的に分離した2つ以上の装置を直接的または間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置または上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)や送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
例えば、本開示の一実施の形態におけるHEMS100(以降、HEMS100はHEMS100aを含む)は、本開示の電力制御方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図8は、本開示の一実施の形態に係るHEMS100のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のHEMS100は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。HEMS100のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つまたは複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
HEMS100における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることによって、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信を制御したり、メモリ1002およびストレージ1003におけるデータの読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)によって構成されてもよい。例えば、上述のDR発動予測部103、モード決定部104、充放電決定部108,比較部107などは、プロセッサ1001によって実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ1003および通信装置1004の少なくとも一方からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態において説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、モード決定部104は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001において動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001によって実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時または逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つによって構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本開示の一実施の形態に係る電力制御方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つによって構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002およびストレージ1003の少なくとも一方を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
通信装置1004は、有線ネットワークおよび無線ネットワークの少なくとも一方を介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。通信装置1004は、例えば周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)および時分割複信(TDD:Time Division Duplex)の少なくとも一方を実現するために、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、周波数シンセサイザなどを含んで構成されてもよい。例えば、上述のDR発動受信部101は、通信装置1004によって実現されてもよい。この通信装置1004は、送信部と受信部とで、物理的に、または論理的に分離された実装がなされてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005および出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001、メモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007によって接続される。バス1007は、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。
また、HEMS100は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部または全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つを用いて実装されてもよい。
情報の通知は、本開示において説明した態様/実施形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号またはこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨および範囲を逸脱することなく修正および変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)および無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術および無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、またはこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本開示において説明した用語および本開示の理解に必要な用語については、同一のまたは類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネルおよびシンボルの少なくとも一方は信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、キャリア周波数、セル、周波数キャリアなどと呼ばれてもよい。
また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的な名称ではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本開示で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)および情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネルおよび情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的な名称ではない。
本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、またはこれらのあらゆる変形は、2またはそれ以上の要素間の直接的または間接的なあらゆる接続または結合を意味し、互いに「接続」または「結合」された2つの要素間に1またはそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合または接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、2つの要素は、1またはそれ以上の電線、ケーブルおよびプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域および光(可視および不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」または「結合」されると考えることができる。
本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」およびそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
本開示において、例えば、英語でのa, anおよびtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
10…直流電源システム、100…HEMS、200…スマートメータ、300…整流器、400…蓄電池、500…通信装置、600…商用電源、101…DR発動受信部、102…時刻管理部、103…DR発動予測部、104…モード決定部、105…データ記憶部、106…電池監視部、107…比較部、108…充放電決定部、301…整流部、302…電流センサ、303…電圧センサ。
Claims (10)
- 負荷装置に対して電力を供給する蓄電池を制御する電力制御装置において、
デマンドレスポンスの発動予測を行う予測部と、
前記発動予測に基づいて、前記蓄電池に対する放電制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記デマンドレスポンスの発動予測の有無に応じて、前記蓄電池の放電タイミングを変える、
電力制御装置。 - 前記制御部は、
前記デマンドレスポンスの発動予測をしなかった場合に、予め定められた電力需要のピーク時において、前記蓄電池を放電させ、
前記デマンドレスポンスの発動予測をした場合に、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記デマンドレスポンス要請信号に含まれる発動時刻に基づいて、前記蓄電池を放電させる、
請求項1に記載の電力制御装置。 - 前記制御部は、前記デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記デマンドレスポンス要請信号に含まれる終了時刻に基づいて、前記蓄電池の放電を終了させる、
請求項2に記載の電力制御装置。 - 前記制御部は、前記蓄電池の放電を終了させた後、予め定めた充電開始時刻になると、前記蓄電池に対して充電する、
請求項3に記載の電力制御装置。 - 前記制御部は、デマンドレスポンス要請信号を受信すると、前記蓄電池の充電状態に基づいて、前記蓄電池の放電を終了させる、
請求項1に記載の電力制御装置。 - 前記蓄電池は、整流器によって、商用電源から電力が充電され、
前記整流器の整流器電圧と、前記負荷装置に流れる電流値とから前記蓄電池のバックアップ容量が設定され、
前記制御部は、前記バックアップ容量に基づいて設定された下限SOCに基づいて前記蓄電池の放電制御を行う、
請求項1に記載の電力制御装置。 - 前記蓄電池への充電時間帯と、前記蓄電池への充電電力と、から放電可能な基準である前記下限SOCが設定されている、
請求項6に記載の電力制御装置。 - 前記制御部は、前記蓄電池が満充電状態に到達した場合に、過充電とならないように整流器の整流器電圧を、前記蓄電池の電圧と同程度にする、
請求項6に記載の電力制御装置。 - 災害発生の予測または通知を取得する取得部をさらに備え、
前記制御部は、災害予測をした場合に、前記蓄電池に対して、予め定めた充電開始時刻を待つことなく、充電処理を行う、
請求項1に記載の電力制御装置。 - 停電を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記停電を検出すると、予め定めた放電開始時刻にかかわらず、放電処理を行う、
請求項1に記載の電力制御装置。
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