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技術 エネルギー管理システム及びエネルギー管理方法

出願人 京セラ株式会社
発明者 沖野健太
出願日 2012年3月28日 (7年2ヶ月経過) 出願番号 2012-075210
公開日 2013年10月7日 (5年8ヶ月経過) 公開番号 2013-207937
状態 特許登録済
技術分野 交流の給配電
主要キーワード コージェネレーション機器 商用施設 PVユニット 制御電力 所定制御 負荷追従制御 蓄電池ユニット 日射計
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

分散電源から出力される電力を適切に用いることを可能とするエネルギー管理システム及びエネルギー管理方法を提供する。

解決手段

燃料電池151は、電流計181によって検出される値が第1目標受電量に近づくように動作する。蓄電池141は、電流計182によって検出される値を使用して、電流計181が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量に近づくように動作する。第1目標受電量は、第2目標受電量よりも小さい。

概要

背景

近年、分散電源及び蓄電装置を有するエネルギー管理システムにおいて、分散電源及び蓄電装置を制御する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。分散電源は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。

ここで、分散電源は、系統と分散電源とを接続する電力線上に設けられた電流計によって検出される値に分散電源から出力される電力が追従するように制御される(負荷追従制御)。言い換えると、分散電源は、電流計によって検出される値が目標受電力(例えば、”0”)となるように制御される。分散電源の目標受電力は、電流計よりも系統側から供給される電力量の目標値である。

一方で、蓄電装置は、系統と蓄電装置とを接続する電力線上に設けられた電流計によって検出される値が目標受電力(例えば、”0”)となるように制御される(充放電制御)。蓄電装置の目標受電力は、電流計よりも系統側から供給される電力量の目標値である。

概要

分散電源から出力される電力を適切に用いることを可能とするエネルギー管理システム及びエネルギー管理方法を提供する。燃料電池151は、電流計181によって検出される値が第1目標受電量に近づくように動作する。蓄電池141は、電流計182によって検出される値を使用して、電流計181が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量に近づくように動作する。第1目標受電量は、第2目標受電量よりも小さい。

目的

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、分散電源の定格電力最大出力可能電力を蓄電装置が知らなくても、蓄電装置の充放電を適切に制御することを可能とするエネルギー管理システム及びエネルギー管理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

分散電源及び蓄電装置を備えるエネルギー管理システムであって、前記分散電源及び前記蓄電装置と系統とを接続する電力線上において、前記分散電源の負荷追従制御に用いる第1電流計及び前記蓄電装置の充放電制御に用いる第2電流計が設けられており、前記第1電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられており、前記分散電源は、前記第1電流計によって検出される値が第1目標受電量に近づくように動作し、前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値を使用して、前記第1電流計が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量に近づくように動作し、前記第1目標受電量は、前記第2目標受電量よりも小さいことを特徴とするエネルギー管理システム。

請求項2

前記第2電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点よりも前記系統から離れた側、かつ、前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられており、前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値を使用して、前記第1電流計が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量となるように、前記蓄電装置の充放電量を制御することを特徴とする請求項1に記載のエネルギー管理システム。

請求項3

前記第2電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられており、前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値が第2目標受電量となるように、前記蓄電装置の充放電量の変化量を制御することを特徴とする請求項1に記載のエネルギー管理システム。

請求項4

分散電源及び蓄電装置を備えるエネルギー管理システムで用いるエネルギー管理方法であって、前記分散電源及び前記蓄電装置と系統とを接続する電力線上において、前記分散電源の負荷追従制御に用いるために、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側の電流を検出する第1電流計測テップと、前記蓄電装置の充放電制御に用いるための電流を検出する第2電流計測ステップと、前記第1電流検出ステップによって検出される値が第1目標受電量に近づくように前記分散電源が動作するステップと、前記第2電流検出ステップによって検出される値が第2目標受電量に近づくように前記蓄電装置が動作するステップとを備え、前記第1目標受電量は、前記第2目標受電量よりも小さいことを特徴とするエネルギー管理方法。

技術分野

0001

本発明は、分散電源及び蓄電装置を備えるエネルギー管理システム、及び、エネルギー管理システムで用いられるエネルギー管理方法に関する。

背景技術

0002

近年、分散電源及び蓄電装置を有するエネルギー管理システムにおいて、分散電源及び蓄電装置を制御する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。分散電源は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。

0003

ここで、分散電源は、系統と分散電源とを接続する電力線上に設けられた電流計によって検出される値に分散電源から出力される電力が追従するように制御される(負荷追従制御)。言い換えると、分散電源は、電流計によって検出される値が目標受電力(例えば、”0”)となるように制御される。分散電源の目標受電力は、電流計よりも系統側から供給される電力量の目標値である。

0004

一方で、蓄電装置は、系統と蓄電装置とを接続する電力線上に設けられた電流計によって検出される値が目標受電力(例えば、”0”)となるように制御される(充放電制御)。蓄電装置の目標受電力は、電流計よりも系統側から供給される電力量の目標値である。

先行技術

0005

特開2007−104775号公報
特開2005−143218号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、定格電力を出力する状態において、分散電源の効率が高い。また、分散電源の温度状態などによっては、出力可能な電力が定格電力以下となる。分散電源が定格電力もしくは最大出力可能電力を出力するためには、蓄電装置の充放電をどのように制御するかが重要である。例えば、分散電源の定格電力から負荷電力を除いた分の電力を蓄電装置に蓄積することが考えられる。しかしながら、このような制御を実現するためには、分散電源の定格電力や最大出力可能電力を蓄電装置が知っている必要がある。

0007

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、分散電源の定格電力や最大出力可能電力を蓄電装置が知らなくても、蓄電装置の充放電を適切に制御することを可能とするエネルギー管理システム及びエネルギー管理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

第1の特徴に係るエネルギー管理システムは、分散電源及び蓄電装置を備える。前記分散電源及び前記蓄電装置と系統とを接続する電力線上において、前記分散電源の負荷追従制御に用いる第1電流計及び前記蓄電装置の充放電制御に用いる第2電流計が設けられている。前記第1電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられている。前記分散電源は、前記第1電流計によって検出される値が第1目標受電量に近づくように動作する。前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値を使用して、前記第1電流計が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量に近づくように動作する。前記第1目標受電量は、前記第2目標受電量よりも小さい。

0009

第1の特徴において、前記第2電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点よりも前記系統から離れた側、かつ、前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられている。前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値を使用して、前記第1電流計が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量となるように、前記蓄電装置の充放電量を制御する。

0010

第1の特徴において、前記第2電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられている。前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値が第2目標受電量となるように、前記蓄電装置の充放電量の変化量を制御する。

0011

第2の特徴に係るエネルギー管理方法は、分散電源及び蓄電装置を備えるエネルギー管理システムで用いる。エネルギー管理方法は、前記分散電源及び前記蓄電装置と系統とを接続する電力線上において、前記分散電源の負荷追従制御に用いるために、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側の電流を検出する第1電流計測テップと、前記蓄電装置の充放電制御に用いるための電流を検出する第2電流計測ステップと、前記第1電流検出ステップによって検出される値が第1目標受電量に近づくように前記分散電源が動作するステップと、前記第2電流検出ステップによって検出される値を使用して、前記第1電流計が設けられている箇所の受電量が第2目標受電量に近づくように前記蓄電装置が動作するステップとを備える。前記第1目標受電量は、前記第2目標受電量よりも小さい。

発明の効果

0012

本発明によれば、分散電源の定格電力や最大出力可能電力を蓄電装置が知らなくても、蓄電装置の充放電を適切に制御することを可能とするエネルギー管理システム及びエネルギー管理方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0013

図1は、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100を示す図である。
図2は、第1実施形態に係る需要家10を示す図である。
図3は、第1実施形態に係るHEMS200を示す図である。
図4は、第1実施形態に係るエネルギー管理方法を示すフロー図である。
図5は、変更例1に係る需要家10を示すフロー図である。

実施例

0014

以下において、本発明の実施形態に係るエネルギー管理システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

0015

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

0016

[実施形態の概要
実施形態に係るエネルギー管理システムは、分散電源及び蓄電装置を備える。前記分散電源及び前記蓄電装置と系統とを接続する電力線上において、前記分散電源の負荷追従制御に用いる第1電流計及び前記蓄電装置の充放電制御に用いる第2電流計が設けられている。前記第1電流計は、前記蓄電装置と前記電力線との接続点及び前記分散電源と前記電力線との接続点よりも前記系統に近い側に設けられている。前記分散電源は、前記第1電流計によって検出される値が第1目標受電量に近づくように動作する。前記蓄電装置は、前記第2電流計によって検出される値が第2目標受電量に近づくように動作する。前記第1目標受電量は、前記第2目標受電量よりも小さい。

0017

実施形態では、分散電源の負荷追従制御に用いる第1目標受電量は、蓄電装置の充放電制御に用いる第2目標受電量よりも小さい。従って、第1目標受電量と第2目標受電量との差異に起因して、分散電源の出力電力が上昇する。分散電源の出力電力が上昇すると、蓄電装置の充放電量が減少する。第1電流計よりも下流に設けられた機器(主として負荷)の消費電力が分散電源の定格電力よりも小さい場合には、このような動作が繰り返されることによって、分散電源の出力電力が上昇し、蓄電装置の充電が行われる。一方で、第1電流計よりも下流に設けられた機器(主として負荷)の消費電力が分散電源の定格電力よりも大きい場合には、分散電源の出力電力によって消費電力を賄えないため、蓄電装置の放電が行われる。

0018

このように、分散電源の定格電力や最大出力可能電力を蓄電装置が知らなくても、蓄電装置の充放電が適切に制御される。

0019

実施形態では、第1電流計は、蓄電装置と電力線との接続点及び分散電源と電力線との接続点よりも系統に近い側に設けられているため、分散電源を制御するための制御電力、蓄電装置に蓄積する電力及び蓄電装置を制御するための制御電力が負荷追従制御で考慮される。

0020

[第1実施形態]
(エネルギー管理システム)
以下において、第1実施形態に係るエネルギー管理システムについて説明する。図1は、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100を示す図である。

0021

図1に示すように、エネルギー管理システム100は、需要家10と、CEMS20と、変電所30と、スマートサーバ40と、発電所50とを有する。なお、需要家10、CEMS20、変電所30及びスマートサーバ40は、ネットワーク60によって接続されている。

0022

需要家10は、分散電源及び蓄電装置を少なくとも有する。分散電源は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。

0023

需要家10は、例えば、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよい。

0024

第1実施形態では、複数の需要家10によって、需要家群10A及び需要家群10Bが構成されている。需要家群10A及び需要家群10Bは、例えば、地理的な地域によって分類される。

0025

CEMS20は、複数の需要家10と電力系統との間の連系を制御する。なお、CEMS20は、複数の需要家10を管理するため、CEMS(Cluster/Community Energy Management System)と称されることもある。具体的には、CEMS20は、停電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を解列する。一方で、CEMS20は、復電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を連系する。

0026

第1実施形態では、CEMS20A及びCEMS20Bが設けられている。CEMS20Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。CEMS20Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。

0027

変電所30は、複数の需要家10に対して、配電線31を介して電力を供給する。具体的には、変電所30は、発電所50から供給される電圧降圧する。

0028

第1実施形態では、変電所30A及び変電所30Bが設けられている。変電所30Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10に対して、配電線31Aを介して電力を供給する。変電所30Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10に対して、配電線31Bを介して電力を供給する。

0029

スマートサーバ40は、複数のCEMS20(ここでは、CEMS20A及びCEMS20B)を管理する。また、スマートサーバ40は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)を管理する。言い換えると、スマートサーバ40は、需要家群10A及び需要家群10Bに含まれる需要家10を統括的に管理する。スマートサーバ40は、例えば、需要家群10Aに供給すべき電力と需要家群10Bに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。

0030

発電所50は、火力風力水力原子力などによって発電を行う。発電所50は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)に対して、送電線51を介して電力を供給する。

0031

ネットワーク60は、信号線を介して各装置に接続される。ネットワーク60は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、携帯電話網などである。

0032

(需要家)
以下において、第1実施形態に係る需要家について説明する。図2は、第1実施形態に係る需要家10の詳細を示す図である。

0033

図2に示すように、需要家10は、分電盤110と、負荷120と、PVユニット130と、蓄電池ユニット140と、燃料電池ユニット150と、貯湯ユニット160と、HEMS200とを有する。

0034

第1実施形態において、需要家10は、電流計181及び電流計182を有する。電流計181及び電流計182は、蓄電池ユニット140及び燃料電池ユニット150と系統とを接続する電力線上に設けられる。電流計181は、燃料電池ユニット150の負荷追従制御に用いられる。電流計182は、蓄電池ユニット140の充放電制御に用いられる。

0035

第1実施形態では、電流計181は、蓄電池ユニット140と電力線との接続点P2及び燃料電池ユニット150と電力線との接続点P3よりも上流(系統に近い側)に設けられる。電流計182は、蓄電池ユニット140と電力線との接続点P2よりも下流(系統から離れた側)、かつ、燃料電池ユニット150と電力線との接続点P3よりも上流(系統に近い側)に設けられる。

0036

電流計181及び電流計182が負荷120と電力線との接続点P4よりも上流(系統に近い側)に設けられることは勿論である。

0037

第1実施形態において、各機器は、系統に近い順から見て、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び負荷120の順で電力線に接続されていることに留意すべきである。

0038

分電盤110は、配電線31(系統)に接続されている。分電盤110は、電力線を介して、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140及び燃料電池ユニット150に接続されている。

0039

負荷120は、電力線と接続点P4で接続されており、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷120は、冷蔵庫照明エアコンテレビなどの装置を含む。なお、負荷120は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。

0040

PVユニット130は、電力線と接続点P1で接続されており、PV131と、PCS132とを有する。PV131は、分散電源の一例であり、太陽光受光に応じて発電を行う装置である。PV131は、発電されたDC電力を出力する。PV131の発電量は、PV131に照射される日射量に応じて変化する。PCS132は、PV131から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。PCS132は、電力線を介してAC電力を分電盤110に出力する。

0041

第1実施形態において、PVユニット130は、PV131に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。

0042

PVユニット130は、MPPT(Maximum Power Point Tracking)法によって制御される。詳細には、PVユニット130は、PV131の動作点動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点)を最適化する。

0043

蓄電池ユニット140は、電力線と接続点P2で接続されており、蓄電池141と、PCS142とを有する。蓄電池141は、電力を蓄積する装置である。PCS142は、配電線31(系統)から供給されるAC電力をDC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。また、PCS142は、蓄電池141から出力されたDC電力をAC電力に変換する。

0044

蓄電池ユニット140は、充放電制御によって動作する。詳細には、蓄電池ユニット140は、電流計182によって検出される電流値に基づいて、蓄電池141の充放電量を制御する。言い換えると、蓄電池141は、電流計182によって検出される値を使用して、電流計181が設けられている箇所の受電力が第2目標受電力に近づくように動作する。

0045

具体的には、第2目標受電力が“X”であり、電流計181が設けられている箇所の受電力(後述するように、電流計182によって検出される値を使用して特定される値)が”Y”であり、充放電量が”C”である場合に、充放電量Cは、「C=Y−X」の式を満たすように制御される。

0046

すなわち、蓄電池141は、電流計182によって検出される値を使用して、電流計181が設けられている箇所の受電力が第2目標受電力となるように、蓄電池141の充放電量を制御する。詳細には、蓄電池141は、電流計182によって検出される値に蓄電池141の充放電量を加算して、電流計181が設けられている箇所の受電力を特定する。続いて、蓄電池141は、特定された受電量が第2目標受電力となるように、蓄電池141の充放電量を制御する。第1実施形態では、このように、蓄電池141の充放電がリアルタイムで行われる。

0047

第2目標受電力は、系統から供給される電力量の目標値である。第2目標受電力は、後述するHEMS200によって指示された値であってもよい。或いは、第2目標受電力は、既知であってもよい。

0048

ここで、充放電量とは、充電量及び放電量を示す用語である。充放電量が大きいほど、充電量が小さく、放電量が大きい。言い換えると、充放電量が小さいほど、充電量が大きく、放電量が小さい。

0049

燃料電池ユニット150は、電力線と接続点P3で接続されており、燃料電池151と、PCS152とを有する。燃料電池151は、分散電源の一例であり、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。PCS152は、燃料電池151から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。

0050

燃料電池ユニット150は、負荷追従制御によって動作する。詳細には、燃料電池ユニット150は、電流計181によって検出される電流値に基づいて、燃料電池151から出力される電力が電流計181によって検出される電流値に追従するように燃料電池151を制御する。言い換えると、燃料電池151は、電流計181によって検出される値が第1目標受電力に近づくように動作する。

0051

第1目標受電力は、系統から供給される電力量の目標値である。第1目標受電力は、後述するHEMS200によって指示された値であってもよい。或いは、第1目標受電力は、既知であってもよい。第1目標受電力は、第2目標受電力よりも小さいことに留意すべきである。

0052

貯湯ユニット160は、電力を熱に変換して、熱を蓄積したり、燃料電池ユニット150等のコージェネレーション機器が発生する熱を湯として蓄えたりする蓄熱装置の一例である。具体的には、貯湯ユニット160は、貯湯槽を有しており、燃料電池151の運転(発電)によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯ユニット160は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。

0053

HEMS200は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御する。具体的には、HEMS200は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160に信号線を介して接続されており、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御する。また、HEMS200は、負荷120の動作モードを制御することによって、負荷120の消費電力を制御してもよい。

0054

但し、第1実施形態において、HEMS200は必須の構成ではなく、HEMS200が設けられていなくてもよいことに留意すべきである。

0055

例えば、図3に示すように、HEMS200は、受信部210と、送信部220と、制御部230とを有する。

0056

受信部210は、信号線を介して接続された装置から各種信号を受信する。例えば、受信部210は、PV131の発電量を示す情報をPVユニット130から受信する。受信部210は、蓄電池141の蓄電量を示す情報を蓄電池ユニット140から受信する。受信部210は、燃料電池151の発電量を示す情報を燃料電池ユニット150から受信する。受信部210は、貯湯ユニット160の貯湯量を示す情報を貯湯ユニット160から受信する。

0057

送信部220は、信号線を介して接続された装置に各種信号を送信する。例えば、送信部220は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御するための信号を各装置に送信する。

0058

制御部230は、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御する。

0059

第1実施形態において、制御部230は、第1目標受電力及び第2目標受電力を設定する機能を有していてもよい。また、制御部230は、第1目標受電力を燃料電池ユニット150に指示し、第2目標受電力を蓄電池ユニット140に指示する機能を有していてもよい。

0060

(エネルギー管理方法)
以下において、第1実施形態に係るエネルギー管理方法について説明する。図4は、第1実施形態に係るエネルギー管理方法を説明するためのフロー図である。図4に示す動作は、所定制御周期で繰り返されることに留意すべきである。

0061

図4のステップ10に示すように、電流計181よりも下流に設けられた機器(ここでは、負荷120及び蓄電池ユニット140)の消費電力が燃料電池151の定格電力に達しているか否かに応じて、後続する処理が変わる。判定結果が”YES”である場合に、すなわち、消費電力が定格電力に達していない場合に、ステップ20の処理が行われる。一方で、判定結果が”NO”である場合に、すなわち、消費電力が定格電力に達している場合に、ステップ40の処理が行われる。

0062

ステップ20において、燃料電池151は、燃料電池151の出力電力を上昇する。具体的には、第1目標受電量が第2目標受電量よりも小さい。従って、燃料電池151は、電流計181によって検出される値を第1目標受電力に近づけるために、電流計181よりも下流に設けられた機器(ここでは、負荷120及び蓄電池ユニット140)の消費電力よりも余分に電力を出力しなければならない。

0063

但し、燃料電池151の出力電力が燃料電池151の定格電力に達している場合には、燃料電池151は、燃料電池151の出力電力を定格電力で維持する。

0064

ステップ30において、蓄電池141は、蓄電池141の充放電量を減少する。具体的には、燃料電池151が余分に電力を出力するため、電流計182によって検出される値が増大する。従って、蓄電池141は、電流計181が設けられている箇所の受電力を第2目標受電力に近づけるために、蓄電池141の充放電量を減少する必要がある。上述したように、電流計181が設けられている箇所の受電力は、電流計182によって検出される値を使用して特定されることに留意すべきである。すなわち、蓄電池141の充電が行われる。

0065

ステップ20及びステップ30の処理が繰り返されることによって、燃料電池151の出力電力は、燃料電池151の定格電力に達するまで上昇する。また、蓄電池141の充電が行われる。

0066

ステップ40において、燃料電池151は、電流計181よりも下流に設けられた機器(ここでは、主として負荷120)の消費電力が大きいため、燃料電池151の出力電力が燃料電池151の定格電力に達していなければ、燃料電池151の出力電力を上昇する。但し、燃料電池151の出力電力が燃料電池151の定格電力に達している場合には、燃料電池151は、燃料電池151の出力電力を定格電力で維持する。

0067

ステップ50において、蓄電池141は、蓄電池141の充放電量を増大する。具体的には、電流計182よりも下流に設けられた機器(ここでは、負荷120)の消費電力を燃料電池151の出力電力によって賄えないため、電流計182によって検出される値が増加する。従って、蓄電池141は、電流計181が設けられている箇所の受電力を第2目標受電力に近づけるために、蓄電池141の充放電量を増大する必要がある。上述したように、電流計181が設けられている箇所の受電力は、電流計182によって検出される値を使用して特定されることに留意すべきである。すなわち、蓄電池141の放電が行われる。

0068

(作用及び効果)
第1実施形態では、燃料電池151の負荷追従制御に用いる第1目標受電量は、蓄電池141の充放電制御に用いる第2目標受電量よりも小さい。従って、第1目標受電量と第2目標受電量との差異に起因して、燃料電池151の出力電力が上昇する。燃料電池151の出力電力が上昇すると、蓄電池141の充放電量が減少する。電流計181よりも下流に設けられた機器(主として負荷120)の消費電力が燃料電池151の定格電力よりも小さい場合には、このような動作が繰り返されることによって、燃料電池151の出力電力が上昇し、蓄電池141の充電が行われる。一方で、電流計181よりも下流に設けられた機器(主として負荷120)の消費電力が燃料電池151の定格電力よりも大きい場合には、燃料電池151の出力電力によって消費電力を賄えないため、蓄電池141の放電が行われる。

0069

このように、燃料電池151の定格電力や最大出力可能電力を蓄電池141が知らなくても、蓄電池141の充放電が適切に制御される。

0070

第1実施形態では、電流計181は、蓄電池141と電力線との接続点及び燃料電池151と電力線との接続点よりも系統に近い側に設けられているため、燃料電池151を制御するための制御電力、蓄電池141に蓄積する電力及び蓄電池141を制御するための制御電力が負荷追従制御で考慮される。

0071

[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点にいて主として説明する。

0072

具体的には、変更例1では、電流計182が設けられる位置が第1実施形態と異なる。変更例1において、電流計182は、図5に示すように、蓄電池ユニット140と電力線との接続点P2及び燃料電池ユニット150と電力線との接続点P3よりも上流(系統に近い側)に設けられる。すなわち、電流計182は、電流計181と同様の位置に設けられる。

0073

このように、電流計182の位置が第1実施形態と異なるため、蓄電池141の充放電制御も、第1実施形態と異なっている。

0074

具体的には、第2目標受電力が“X”であり、電流計182によって検出される値が”Y”であり、所定制御周期における充放電量の変化量が”ΔC”である場合に、充放電量の変化量ΔCは、「ΔC=Y−X」を満たすように制御される。

0075

すなわち、蓄電池141は、電流計182によって検出される値が第2目標受電力となるように、蓄電池141の充放電量の変化量を制御する。変更例1では、このように、蓄電池141の充放電がタイムラグ(所定制御周期)を生じながら行われる。

0076

但し、タイムラグが生じる点を除いて、第1実施形態と同様の制御が行われる。従って、変更例1においても、燃料電池151の定格電力や最大出力可能電力を蓄電池141が知らなくても、蓄電池141の充放電が適切に制御される。

0077

[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

0078

実施形態では、需要家10は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を有する。しかしながら、需要家10は、少なくとも、蓄電池ユニット140及び燃料電池ユニット150のいずれかを有していればよい。

0079

実施形態では、分散電源として、燃料電池ユニット150を例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。分散電源は、負荷追従制御によって動作する電源であればよい。

0080

変更例2において、電流計181及び電流計182が設けられるケースについて例示した。しかしながら、電流計181及び電流計182が同様の位置に設けられるため、負荷追従制御に用いる電流計及び充放電制御に用いる電流計は、1つの電流計であってもよい。言い換えると、第1電流計及び第2電流計は同じ電流計であってもよい。

0081

実施形態では特に触れていないが、電流計182は、燃料電池ユニット150と電力線との接続点P3よりも下流(系統から離れた側)に設けられていてもよい。但し、電流計182は、負荷120と電力線との接続点P4よりも上流(系統に近い側)に設けられる。

0082

10…需要家、20…CEMS、30…変電所、31…配電線、40…スマートサーバ、50…発電所、51…送電線、60…ネットワーク、100…エネルギー管理システム、110…分電盤、120…負荷、130…PVユニット、131…PV、132…PCS、140…蓄電池ユニット、141…蓄電池、142…PCS、150…燃料電池ユニット、151…燃料電池、152…PCS、160…貯湯ユニット、181,182…電流計、200…HEMS、210…受信部、220…送信部、230…制御部

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