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技術 電力需給管理装置

出願人 株式会社NTTファシリティーズ
発明者 湯淺一史島陰豊成
出願日 2016年9月16日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-181842
公開日 2018年3月22日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2018-046709
状態 特許登録済
技術分野 交流の給配電 給配電網の遠方監視・制御
主要キーワード 映像設備 災害対策用 発電形態 電力負荷設備 ディーゼル発電設備 上位管理装置 制限対象外 R期間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月22日)のものです。
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図面 (7)

課題

上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理を実現できる電力需給管理装置を提供する。

解決手段

電力需給管理装置20(BEMS20)では、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えた場合において、制御部21は、DR指令に基づく制限指令期間(DR期間)が設定されているか否かに応じて、電力源設定部22を制御するにあたり二次電池32の放電を制限するか否かを区別している。このように二次電池32の放電を制限するか否かを区別することで、制限指令期間が設定されている場合には、制限指令期間が設定されていない場合に比べて、制限指令期間に到達した時点での二次電池32の残存電力量を多く確保しやすくなる。この電力需給管理装置20は、CEMS10からのDR指令(需要制限指令)に応じた適切な電力需給管理を実現できる。

概要

背景

電力管理領域に備えられる電力関連設備電力需要および電力供給を管理する電力需給管理装置がある(特許文献1)。
電力関連設備としては、電力消費する電力負荷設備発電を行う発電設備、電力の蓄電および放電を行う蓄電設備などが挙げられる。

電力需給管理装置は、上位管理装置からの需要制限指令デマンドレスポンス指令(DR指令ともいう))に基づいて、需要制限指令により定められた制限指令期間において、電力関連設備の電力需要を抑制、あるいは電力関連設備による電力供給を増加するように、電力関連設備の動作状態を制御する。例えば、「A時からB時まで、使用する電力をC[kW]削減せよ」のような需要制限指令を受信した場合、電力需給管理装置は、需要制限指令で指定された制限指令期間において、電力管理設備の電力需要(電力消費量)を低減するように電力関連設備の動作状態を制御する。

なお、電力管理設備の電力消費量を低減する方法としては、電力負荷設備の電力消費量を低減する方法、発電設備の発電量を増加する方法、蓄電設備の放電電力量を増加する方法、これらの方法を組み合わせて実行する方法などがある。

上位管理装置は、複数の電力需給管理装置に対してそれぞれの電力管理領域に応じた需要制限指令を送信することで、複数の電力管理装置を含む広域管理領域における電力需給管理を行う。

電力管理領域においては、電力関連設備の電力需要として許容される上限値(電力需要上限値)が予め定められている。そのため、電力需給管理装置は、電力関連設備の電力需要が電力需要上限値を超えた場合には、電力管理設備の電力需要を低減するように電力関連設備の動作状態を制御する。

このように、電力需給管理装置は、上位管理装置からの需要制限指令や電力関連設備の電力需要と電力需要上限値との比較結果に基づいて、電力管理設備の電力需要を低減するように電力関連設備の動作状態を制御する。

概要

上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理を実現できる電力需給管理装置を提供する。電力需給管理装置20(BEMS20)では、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えた場合において、制御部21は、DR指令に基づく制限指令期間(DR期間)が設定されているか否かに応じて、電力源設定部22を制御するにあたり二次電池32の放電を制限するか否かを区別している。このように二次電池32の放電を制限するか否かを区別することで、制限指令期間が設定されている場合には、制限指令期間が設定されていない場合に比べて、制限指令期間に到達した時点での二次電池32の残存電力量を多く確保しやすくなる。この電力需給管理装置20は、CEMS10からのDR指令(需要制限指令)に応じた適切な電力需給管理を実現できる。

目的

本発明は、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理を実現できる電力需給管理装置を提供する

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

電力管理領域に備えられる電力関連設備電力需要および電力供給を管理する電力需給管理装置であって、前記電力関連設備は、電力消費する少なくとも1つの電力負荷設備と、発電を行う少なくとも1つの発電設備と、電力の蓄電および放電を行う少なくとも1つの蓄電設備と、を備えており、商用電源、前記発電設備、前記蓄電設備のうち少なくとも1つを、前記電力負荷設備へ電力供給する電力源として設定する電力源設定部と、前記電力負荷設備に電力供給するための電力経路通電状態または遮断状態切り替えることで、前記電力負荷設備への電力供給状態供給状態または停止状態に制御する少なくとも1つの経路状態切替部と、上位管理装置からの需要制限指令を受信した場合に、前記需要制限指令により定められた制限指令期間において、前記電力関連設備の電力需要および電力供給が前記需要制限指令に応じた電力量となるように、前記電力源設定部および前記経路状態切替部を制御する制限指令実行部と、前記電力関連設備の電力需要が予め定められた電力需要上限値を超えたか否かを判定し、前記電力需要が前記電力需要上限値を超えたと判定した場合、前記電力需要が低下するように、前記電力源設定部および前記経路状態切替部のうち少なくとも1つを制御する領域内需要抑制部と、を備えており、前記領域内需要抑制部は、前記電力需要が前記電力需要上限値を超えたと判定した場合に、さらに、未来時間帯に前記制限指令期間が設定されているか否かを判定し、前記制限指令期間が設定されていると判定した場合には、前記制限指令期間が設定されていないと判定した場合に比べて、前記電力源設定部を制御するにあたり前記蓄電設備の放電を制限する、電力需給管理装置。

請求項2

前記領域内需要抑制部は、前記電力需要が前記電力需要上限値を超えたと判定し、かつ前記制限指令期間が設定されていると判定した場合には、前記蓄電設備の放電を制限するように前記電力源設定部を制御するとともに、前記発電設備による電力供給の増加および前記電力負荷設備での電力需要の低減のうち少なくとも1つを実行するように、前記電力源設定部および前記経路状態切替部のうち少なくとも1つを制御する、請求項1に記載の電力需給管理装置。

請求項3

前記電力負荷設備は、前記商用電源が停電状態である場合にも電力供給されるように定められた災害対策用負荷設備と、前記商用電源が停電状態となった時点から緊急対応期間が経過するまでは電力供給されるように定められた重要負荷設備と、前記商用電源が停電状態である場合には電力供給が停止されるように定められた一般負荷設備と、を備えており、前記一般負荷設備は、前記商用電源が正常状態である場合に、前記制限指令実行部による前記経路状態切替部の制御によって電力消費量を変更できる制限対象設備と、前記商用電源が正常状態である場合に、前記制限指令実行部による前記経路状態切替部の制御によって電力消費量を変更できない制限対象外設備と、を備えており、前記領域内需要抑制部は、前記電力需要が前記電力需要上限値を超えたと判定し、かつ前記制限指令期間が設定されていると判定した場合には、前記蓄電設備の放電を制限するように前記電力源設定部を制御するとともに、前記制限対象設備での電力消費量を低減するように前記経路状態切替部を制御する、請求項1または請求項2に記載の電力需給管理装置。

請求項4

前記商用電源が停電状態であるか否かを判定する停電判定部と、前記停電判定部にて前記商用電源が前記停電状態であると判定された場合には、前記蓄電設備および前記発電設備のうち少なくとも1つを前記災害対策用負荷設備および前記重要負荷設備へ電力供給する電力源として設定するように前記電力源設定部を制御すると共に、前記一般負荷設備への電力供給を停止するように前記経路状態切替部を制御する停電電力制御部と、を備える請求項3に記載の電力需給管理装置。

請求項5

前記停電時電力制御部は、前記停電判定部にて前記商用電源が前記停電状態であると判定されてから予め定められた緊急時供給時間が経過すると、前記重要負荷設備への電力供給を停止するように前記経路状態切替部を制御する、請求項4に記載の電力需給管理装置。

技術分野

0001

本発明は、電力管理領域に備えられる電力関連設備電力需要および電力供給を管理する電力需給管理装置に関する。

背景技術

0002

電力管理領域に備えられる電力関連設備の電力需要および電力供給を管理する電力需給管理装置がある(特許文献1)。
電力関連設備としては、電力消費する電力負荷設備発電を行う発電設備、電力の蓄電および放電を行う蓄電設備などが挙げられる。

0003

電力需給管理装置は、上位管理装置からの需要制限指令デマンドレスポンス指令(DR指令ともいう))に基づいて、需要制限指令により定められた制限指令期間において、電力関連設備の電力需要を抑制、あるいは電力関連設備による電力供給を増加するように、電力関連設備の動作状態を制御する。例えば、「A時からB時まで、使用する電力をC[kW]削減せよ」のような需要制限指令を受信した場合、電力需給管理装置は、需要制限指令で指定された制限指令期間において、電力管理設備の電力需要(電力消費量)を低減するように電力関連設備の動作状態を制御する。

0004

なお、電力管理設備の電力消費量を低減する方法としては、電力負荷設備の電力消費量を低減する方法、発電設備の発電量を増加する方法、蓄電設備の放電電力量を増加する方法、これらの方法を組み合わせて実行する方法などがある。

0005

上位管理装置は、複数の電力需給管理装置に対してそれぞれの電力管理領域に応じた需要制限指令を送信することで、複数の電力管理装置を含む広域管理領域における電力需給管理を行う。

0006

電力管理領域においては、電力関連設備の電力需要として許容される上限値(電力需要上限値)が予め定められている。そのため、電力需給管理装置は、電力関連設備の電力需要が電力需要上限値を超えた場合には、電力管理設備の電力需要を低減するように電力関連設備の動作状態を制御する。

0007

このように、電力需給管理装置は、上位管理装置からの需要制限指令や電力関連設備の電力需要と電力需要上限値との比較結果に基づいて、電力管理設備の電力需要を低減するように電力関連設備の動作状態を制御する。

先行技術

0008

特開2008−295193号公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかし、上位管理装置からの需要制限指令を受信して制限指令期間が設定された場合において、制限指令期間の前に、電力関連設備の電力需要と電力需要上限値との比較結果に基づき電力管理設備の電力需要を低減する制御を実施した場合、その後の制限指令期間において適切に電力消費量を低減できない可能性がある。

0010

つまり、例えば、電力関連設備の電力需要と電力需要上限値との比較結果に基づき電力管理設備の電力需要を低減するにあたり、電力負荷設備の電力需要(電力消費量)は維持しつつ蓄電設備の放電によって電力管理設備の電力需要を低減した場合、蓄電設備における残存電力量が低下する。

0011

そのような状態で、制限指令期間が到来した場合、蓄電設備の放電で供給可能な電力量が不足して、電力管理設備の全体としての電力需要の低減が不可能となる可能性がある。このような事態が生じると、電力需給管理装置は、自身の電力管理領域において、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理が実現できず、上位管理装置が管理する広域管理領域(換言すれば、他の電力管理領域を含む領域)における電力需給管理が不適切な状態となる可能性がある。

0012

本発明は、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理を実現できる電力需給管理装置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

0013

本発明の第1の局面は、電力管理領域に備えられる電力関連設備の電力需要および電力供給を管理する電力需給管理装置であって、電力源設定部と、少なくとも1つの経路状態切替部と、制限指令実行部と、領域内需要抑制部と、を備える。

0014

なお、電力関連設備は、電力を消費する少なくとも1つの電力負荷設備と、発電を行う少なくとも1つの発電設備と、電力の蓄電および放電を行う少なくとも1つの蓄電設備と、を備える。

0015

電力源設定部は、商用電源、発電設備、蓄電設備のうち少なくとも1つを、電力負荷設備へ電力供給する電力源として設定する。
少なくとも1つの経路状態切替部は、電力負荷設備に電力供給するための電力経路通電状態または遮断状態切り替えることで、電力負荷設備への電力供給状態供給状態または停止状態に制御する。

0016

制限指令実行部は、上位管理装置からの需要制限指令を受信した場合に、需要制限指令により定められた制限指令期間において、電力関連設備の電力需要および電力供給が需要制限指令に応じた電力量となるように、電力源設定部および経路状態切替部を制御する。

0017

領域内需要抑制部は、電力関連設備の電力需要が予め定められた電力需要上限値を超えたか否かを判定し、電力需要が電力需要上限値を超えたと判定した場合、電力需要が低下するように、電力源設定部および経路状態切替部のうち少なくとも1つを制御する。

0018

また、領域内需要抑制部は、電力需要が電力需要上限値を超えたと判定した場合に、さらに、未来時間帯に制限指令期間が設定されているか否かを判定し、制限指令期間が設定されていると判定した場合には、制限指令期間が設定されていないと判定した場合に比べて、電力源設定部を制御するにあたり蓄電設備の放電を制限する。

0019

このような電力需給管理装置においては、電力需要が電力需要上限値を超えた場合において、領域内需要抑制部は、制限指令期間が設定されているか否かに応じて、電力源設定部を制御するにあたり蓄電設備の放電を制限するか否かを区別している。このように蓄電設備の放電を制限するか否かを区別することで、制限指令期間が設定されている場合には、制限指令期間が設定されていない場合に比べて、制限指令期間に到達した時点での蓄電設備の残存電力量を多く確保しやすくなる。

0020

したがって、この電力需給管理装置は、制限指令期間が到来した場合に蓄電設備の放電で供給可能な電力量が不足することを抑制でき、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理を実現できる。

0021

なお、蓄電設備の放電を制限する手法としては、例えば、蓄電設備の残存電力量が所定量(例えば、制御指令期間に蓄電設備が放電すべき電力量)以上である場合には蓄電設備の放電を許容し、蓄電設備の残存電力量が所定量を下回る場合には蓄電設備の放電を禁止する手法を採用してもよい。あるいは、蓄電設備の放電を制限する手法としては、例えば、蓄電設備の放電による電力供給の必要性が高い状況下では蓄電設備の放電を許容し、蓄電設備の放電による電力供給の必要性が高くない状況下では蓄電設備の放電を禁止する手法を採用してもよい。

0022

また、蓄電設備の放電を制限する手法としては、例えば、蓄電設備の放電に代わる代替手法の実行が不可能な状況下では蓄電設備の放電を許容し、蓄電設備の放電に代わる代替手法の実行が可能な状況下では蓄電設備の放電を禁止する手法を採用してもよい。なお、代替手法としては、例えば、電力負荷設備の電力消費量の低減、発電設備の発電量の増加などが挙げられる。つまり、蓄電設備の放電を制限する手法として、電力負荷設備の電力消費量の低減および発電設備の発電量の増加がいずれも不可能な状況下では蓄電設備の放電を許容し、電力負荷設備の電力消費量の低減および発電設備の発電量の増加のうちいずれか一方が可能な状況下では蓄電設備の放電を禁止する手法を採用してもよい。

0023

なお、商用電源は、電力会社により電力供給される電力源である。発電設備は、例えば、太陽光発電設備ディーゼル発電設備風力発電設備のうち少なくとも1つを備えてもよい。

0024

次に、上述の電力需給管理装置においては、領域内需要抑制部は、電力需要が電力需要上限値を超えたと判定し、かつ制限指令期間が設定されていると判定した場合には、蓄電設備の放電を制限するように電力源設定部を制御するとともに、発電設備による電力供給の増加および電力負荷設備での電力需要の低減のうち少なくとも1つを実行するように、電力源設定部および経路状態切替部のうち少なくとも1つを制御してもよい。

0025

このように、領域内需要抑制部は、「発電設備による電力供給の増加」および「電力負荷設備での電力需要の低減」のうち少なくとも1つを実行することで、蓄電設備の放電を行うことなく、電力関連設備の全体としての電力需要を低減できる。

0026

したがって、この電力需給管理装置は、領域内需要抑制部が電力関連設備の電力需要を低減するにあたり、制限指令期間が到来する前に蓄電設備の残存電力量が低下することを抑制できる。

0027

なお、領域内需要抑制部は、「発電設備による電力供給の増加」および「電力負荷設備での電力需要の低減」のうちいずれか一方を実行してもよく、あるいは、両者を実行してもよい。

0028

次に、上述の電力需給管理装置においては、電力負荷設備は、災害対策用負荷設備と、重要負荷設備と、一般負荷設備と、を備え、一般負荷設備は、制限対象設備と、制限対象外設備と、を備えており、領域内需要抑制部は、電力需要が電力需要上限値を超えたと判定し、かつ制限指令期間が設定されていると判定した場合には、蓄電設備の放電を制限するように電力源設定部を制御するとともに、制限対象設備での電力消費量を低減するように経路状態切替部を制御してもよい。

0029

災害対策用負荷設備は、商用電源が停電状態である場合にも電力供給されるように定められた電力負荷設備である。重要負荷設備は、商用電源が停電状態となった時点から緊急対応期間が経過するまでは電力供給されるように定められた電力負荷設備である。一般負荷設備は、商用電源が停電状態である場合には電力供給が停止されるように定められた電力負荷設備である。

0030

制限対象設備は、商用電源が正常状態である場合に、制限指令実行部による経路状態切替部の制御によって電力消費量を変更できる一般負荷設備である。制限対象外設備は、商用電源が正常状態である場合に、制限指令実行部による経路状態切替部の制御によって電力消費量を変更できない一般負荷設備である。

0031

このような電力需給管理装置においては、領域内需要抑制部が制限対象設備の電力消費量を低減することで、蓄電設備の放電を行うことなく、電力関連設備の全体としての電力需要を低減できる。

0032

したがって、この電力需給管理装置は、領域内需要抑制部が電力関連設備の電力需要を低減するにあたり、制限指令期間が到来する前に蓄電設備の残存電力量が低下することを抑制できる。

0033

次に、上述の電力需給管理装置においては、停電判定部と、停電電力制御部と、を備えてもよい。停電判定部は、商用電源が停電状態であるか否かを判定する。停電時電力制御部は、停電判定部にて商用電源が停電状態であると判定された場合には、蓄電設備および発電設備のうち少なくとも1つを災害対策用負荷設備および重要負荷設備へ電力供給する電力源として設定するように電力源設定部を制御すると共に、一般負荷設備への電力供給を停止するように経路状態切替部を制御する。

0034

このような電力需給管理装置においては、商用電源の停電時には、蓄電設備および発電設備のうち少なくとも1つを用いて災害対策用負荷設備および重要負荷設備へ電力供給を行うことで、停電時においても災害対策用負荷設備および重要負荷設備については稼働可能となる。

0035

また、一般負荷設備(制限対象設備、制限対象外設備)への電力供給を停止することで、電力管理領域の電力負荷設備の全体における電力需要を低減でき、蓄電設備および発電設備のうち少なくとも1つを用いた災害対策用負荷設備および重要負荷設備への電力供給時間を延長できる。

0036

次に、上述の電力需給管理装置においては、停電時電力制御部は、停電判定部にて商用電源が停電状態であると判定されてから予め定められた緊急時供給時間が経過すると、重要負荷設備への電力供給を停止するように経路状態切替部を制御してもよい。

0037

このような電力需給管理装置においては、停電状態と判定されてから緊急時供給時間が経過するまでは、重要負荷設備へ電力供給することで、重要負荷設備の稼働が可能となる。これにより、重要負荷設備は、停電発生時から緊急時供給時間が経過するまでの期間中に、例えば、データバックアップ動作などの停電時対応動作を実行でき、重大な損失の発生を抑制できる。

0038

また、停電状態と判定されてから緊急時供給時間が経過した後、重要負荷設備への電力供給を停止することで、管理領域の電力負荷設備の全体における電力需要(電力消費量)を低減でき、蓄電池および分散電源のうち少なくとも1つを用いた災害対策用負荷設備への電力供給時間を延長できる。

発明の効果

0039

本発明の電力需給管理装置は、制限指令期間が到来した場合に蓄電設備の放電で供給可能な電力量が不足することを抑制でき、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理を実現できる。

図面の簡単な説明

0040

電力需給管理装置を備える需給管理システム概略構成を示す説明図である。
電力需給管理装置の構成を表す説明図である。
常時電力設定処理を表したフローチャートである。
停電時電力源設定処理を表したフローチャートである。
ビルの電力需要が低下するように電力関連設備を制御するにあたり、蓄電設備の放電を制限した場合の蓄電設備の残存電力量を示す説明図である。
ビルの電力需要が低下するように電力関連設備を制御するにあたり、蓄電設備の放電を制限しない場合の蓄電設備の残存電力量を示す説明図である。

実施例

0041

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
図1は、第1実施形態である電力需給管理装置20(以下「BEMS20」とも表記する。)を備える需給管理システム1の概略構成を示す説明図である。

0042

需給管理システム1は、1つの上位需給管理装置10(以下「CEMS10」とも表記する。)と、複数の電力需給管理装置20(BEMS20)を備える。
BEMS20は、電力需給の管理対象領域がビルである電力需給管理装置である。需給管理システム1は、3つのビル30(30A、30B、30C)をそれぞれ管理する3つのBEMS20を備える。なお、図1では、3つのBEMS20のうち1つのみを図示しており、そのほかのBEMS20については図示を省略している。

0043

複数のBEMS20は、それぞれ、各ビル30A,30B,30Cに備えられる電力関連設備(負荷設備31、二次電池32(蓄電池32ともいう)、分散電源33)の電力消費・発電状態を制御・監視することにより、各ビル30A,30B,30Cにおける電力需要および電力供給の管理(電力需給管理ともいう)を行う。

0044

各ビル30A、30B、30Cは、商用電源からの電力供給を受けている。具体的には、各ビル30A、30B、30Cは、送電系統16を介して複数の発電所GE1,GE2から電力供給を受けている。ビル30A、30B、30Cには、それぞれ負荷設備31,二次電池32,分散電源33が備えられている。

0045

負荷設備31は、ビル30A、30B、30Cに設置された照明器具空調設備噴水EV充電器電気自動車用充電器)、映像設備パソコンネットワークサーバ複写機FAX機などの電力を消費する機器の総称である。

0046

二次電池32は、発電所GE1,GE2や分散電源33から供給される電力を蓄電する充電動作や、蓄電した電力を負荷設備31へ供給する放電動作などを行う。二次電池32は、充電動作および放電動作が可能なものであればよく、その形式を特に限定するものではない。例えば、二次電池は、据え置き型に限られることはなく、可搬型であってもよい。また、電気自動車EV車)に積載された二次電池をBEMS20に接続して、二次電池32として利用することも可能である。

0047

分散電源33は、ビル30A、30B、30Cに設置された発電設備であり、例えば、太陽光発電設備、風力発電設備などの再生可能自然エネルギーを利用した発電設備であってもよいし、バイオマス地熱などを用いた発電設備であってもよいし、小型の発動機ディーゼルエンジンなど)を動力源とした発電設備であってもよい。

0048

なお、分散電源33による電力供給は、自身が設置されたビル内への電力供給に限られることはなく、他のビルへの電力供給であってもよい。また、分散電源33は、その発電形態によっては発電量を調整することが可能に構成されており(例えば、バイオマス、地熱を用いた発電設備、小型の発電機を動力源とした発電設備など)、BEMS20などからの指令に基づいて発電量を調整できる。

0049

CEMS10は、図1に示すように、複数の電力会社15A,15Bや複数のBEMS20との間で各種情報送受信を行い、複数のBEMS20のそれぞれに対してデマンドレスポンス指令(以下、「DR指令」とも表記する。)を出力する上位需給管理装置である。DR指令は、対象の電力管理領域における制限指令期間および電力削減量に関する情報を含む需要制限指令である。なお、DR指令の送受信を行う主体は、CEMS、電力会社(一般送配電事業者)、BEMSに限られることはなく、小売電気事業者アグリゲータなどが含まれてもよい。

0050

DR指令を受信したBEMS20は、未来の需給管理期間のうちDR指令により定められた制限指令期間に対して、DR制御を行うためのDR設定を行う。DR設定した期間(制限指令期間)が到来すると、BEMS20は、DR指令により定められた電力削減量に応じた電力需要を削減するように、負荷設備31の動作状態を制御する。

0051

なお、CEMS10は、下位通信経路18を介してBEMS20との間で各種情報の送受信を行う。CEMS10は、第1上位通信経路19Aを介して電力会社15Aとの間で各種情報の送受信を行う。CEMS10は、第2上位通信経路19Bを介して電力会社15Bとの間で各種情報の送受信を行う。

0052

CEMS10は、CPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、ハードディスク入出力インタフェース等を有するコンピュータシステムである。ROM等に記憶されている制御プログラムは、CPUを各BEMS20に対するDR指令を定める指示部として少なくとも機能させるものであり、入出力インタフェース等を取得部および出力部として機能させるものであり、ハードディスク等をBEMS20などから入力された各種情報が記憶される記憶部として機能させるものである。

0053

また、BEMS20は、CEMS10や複数の電力会社15A,15Bとの間で各種情報の送受信を行う。例えば、BEMS20は、上述のように、CEMS10からDR指令などを受信している。また、BEMS20は、発電所GE1,GE2に関する各種情報(発電量など)を、電力会社15A,15Bから受信している。BEMS20は、第1上位通信経路19Aを介して電力会社15Aとの間で各種情報の送受信を行うとともに、第2上位通信経路19Bを介して電力会社15Bとの間で各種情報の送受信を行う。

0054

なお、BEMS20は、発電所GE1,GE2に関する各種情報(発電量など)を、CEMS10を介して受信してもよい。つまり、CEMS10が、発電所GE1,GE2に関する各種情報(発電量など)を、電力会社15Aや電力会社15Bから受信して記憶している場合には、BEMS20は、発電所GE1,GE2に関する各種情報(発電量など)を、CEMS10を介して受信することが可能である。

0055

さらに、BEMS20は、下位通信経路18を介して、他のビルのBEMS20との間で各種情報の送受信を行う。例えば、BEMS20は、他のビルに備えられる分散電源に関する各種情報(発電量など)を、他のビルのBEMS20から受信している。

0056

[1−2.電力需給管理装置]
次に、電力需給管理装置20(BEMS20)の構成について説明する。図2は、BEMS20の構成を表す説明図である。

0057

BEMS20は、制御部21と、電力源設定部22と、遮断部23と、センサー部25と、を備える。
なお、ビル30は、上述のとおり、負荷設備31を備えており、負荷設備31は、災害対策用負荷設備31a、重要負荷設備31b、一般負荷設備31cを備える。災害対策用負荷設備31a、重要負荷設備31b、一般負荷設備31cは、それぞれ商用電源の停電時における電力供給状態が異なる。

0058

災害対策用負荷設備31aは、商用電源が停電状態である場合にも電力供給されるように定められた負荷設備である。重要負荷設備31bは、商用電源が停電状態となった時点から緊急対応期間(例えば、5分間)が経過するまでは電力供給されるように定められた負荷設備である。一般負荷設備31cは、商用電源が停電状態である場合には電力供給が停止されるように定められた負荷設備である。

0059

さらに、一般負荷設備31cは、制限対象設備31c1、制限対象外設備31c2を備える。制限対象設備31c1は、商用電源が正常状態である場合に、DR指令に応じた電力消費量の変更が可能な負荷設備である。制限対象外設備31c2は、商用電源が正常状態である場合に、DR指令に応じた電力消費量の変更が不可能な負荷設備である。

0060

災害対策用負荷設備31a、重要負荷設備31b、制限対象設備31c1、制限対象外設備31c2は、それぞれ自身の電力消費量を示す電力消費信号Sa、電力消費信号Sb、電力消費信号Sc、電力消費信号Sdを制御部21に対して出力する。

0061

また、ビル30は、上述の負荷設備31、二次電池32(蓄電池32)、分散電源33に加えて、電力経路35を備えている。電力経路35は、災害対策用負荷設備31a、重要負荷設備31b、一般負荷設備31c(制限対象設備31c1、制限対象外設備31c2)に対して電力供給するための電力経路である。電力経路35は、災害対策用負荷設備31aに電力供給する第0電力経路35aと、重要負荷設備31bに電力供給する第1電力経路35bと、制限対象設備31c1に電力供給する第2電力経路35cと、制限対象外設備31c2に電力供給する第3電力経路35dと、を備える。

0062

BEMS20は、上述のように、制御部21と、電力源設定部22と、遮断部23と、センサー部25と、を備える。
制御部21は、CPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、ハードディスク、入出力インタフェース等を有するコンピュータシステムである。ROM等に記憶されている制御プログラムの1つは、少なくともCPUをCEMS10および他のBEMS20との間で所定の通信手順通信プロトコル)に基づいて各種情報の送受信を行う情報送受信部として機能させる。他の制御プログラムの1つは、入出力インタフェース等を各種情報の取得部および出力部として機能させる。他の制御プログラムの1つは、ハードディスク等を各種情報が記憶される記憶部として機能させる。他の制御プログラムの1つは、CPUを、電力管理領域(ビル30)に備えられる電力関連設備(負荷設備31、二次電池32および分散電源33など)を制御する領域内制御部として少なくとも機能させる。

0063

電力源設定部22は、制御部21からの設定指令Prに基づいて、電力経路35に対する送電系統16、分散電源33、二次電池32の接続状態を切り替えることで、送電系統16を介した商用電源、分散電源33、二次電池32のうち少なくとも1つを、負荷設備31へ電力供給する電力源として設定する。つまり、電力源設定部22は、送電系統16、分散電源33、二次電池32のうち少なくとも1つから供給される電力を、電力経路35を介して負荷設備31に供給する。

0064

例えば、送電系統16を介した商用電源が正常状態(電力供給可能な状態)である場合には、制御部21は、商用電源を用いて負荷設備31への電力供給を行うための指令を電力源設定部22に出力する。そのような指令を受信した電力源設定部22は、送電系統16を電力経路35に接続することで、商用電源による電力を負荷設備31へ供給する。

0065

なお、CEMS10からDR指令を受信した場合には、制御部21は、DR指令に応じて、例えば、二次電池32(蓄電池32)および分散電源33のうち少なくとも一方を用いた電力供給を実行するための設定指令Prを電力源設定部22に出力する。そのような設定指令Prを受信した電力源設定部22は、二次電池32(蓄電池32)および分散電源33のうち少なくとも一方を用いた電力供給を実行することで、商用電源から負荷設備31への電力供給量を低減することができる。

0066

また、制御部21は、DR指令に応じて、例えば、二次電池32(蓄電池32)の残存電力量を増加させるための設定指令Prを電力源設定部22に出力する。そのような設定指令Prを受信した電力源設定部22は、商用電源または分散電源33を用いた二次電池32への蓄電(充電)を行い、二次電池32の残存電力量を増加させる。

0067

さらに、例えば、送電系統16を介した商用電源が停電状態(電力供給が不可能な状態)である場合には、制御部21は、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方を用いて負荷設備31への電力供給を行うための設定指令Prを電力源設定部22に出力する。そのような設定指令Prを受信した電力源設定部22は、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方を電力経路35に接続することで、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方を用いた電力を負荷設備31へ供給する。

0068

なお、商用電源の正常時における電力源設定処理(正常時電力源設定処理)、および商用電源の停電時における電力源設定処理(停電時電力源設定処理)のそれぞれについては、後述する。

0069

遮断部23は、制御部21からの指令に基づいて、電力経路35(詳細には、第1電力経路35b、第2電力経路35c、第3電力経路35d)を通電状態または遮断状態に切り替えることで、負荷設備31への電力供給状態を供給状態または停止状態に制御する。

0070

遮断部23は、第1遮断部23aと、第2遮断部23bと、第3遮断部23cと、を備える。第1遮断部23aは、第1電力経路35bに備えられており、制御部21からの第1切替指令F1に基づいて、重要負荷設備31bへの電力供給状態を供給状態または停止状態に制御する。第2遮断部23bは、第2電力経路35cに備えられており、制御部21からの第2切替指令F2に基づいて、制限対象設備31c1への電力供給状態を供給状態または停止状態に制御する。第3遮断部23cは、第3電力経路35dに備えられており、制御部21からの第3切替指令F3に基づいて、制限対象外設備31c2への電力供給状態を供給状態または停止状態に制御する。

0071

センサー部25は、ビル30に備えられる全ての負荷設備31の電力需要の合計値合計電力需要W)を検出し、合計電力需要Wが予め定められた電力需要上限値Wmaxを超えたか否かを判定する。合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えた場合には、センサー部25は、制御部21に対して節電指令Ssaを送信する。電力需要上限値Wmaxは、負荷設備31の個数や種類などに応じてビル30毎に個別に値が設定される。

0072

[1−3.正常時電力源設定処理]
次に、電力需給管理装置20(BEMS20)が実行する各種制御処理のうち正常時電力源設定処理について説明する。

0073

正常時電力源設定処理は、ビル30に電力供給する商用電源が正常状態である場合に、負荷設備31へ電力供給する電力源を設定するための制御処理である。正常時電力源設定処理は、送電系統16を介した商用電源が正常状態(電力供給可能な状態)である場合に、予め定められた実行周期(本実施形態では、30分毎)に実行される。

0074

図3は、正常時電力源設定処理を表したフローチャートである。
正常時電力源設定処理が起動されると、まず、S110(Sはステップを表す)では、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えたか否かを判定し、肯定判定するとS130に移行し、否定判定するとS120に移行する。S110では、センサー部25から節電指令Ssaを受信しているか否かに基づいて、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えたか否かを判定する。

0075

S110で否定判定されてS120に移行すると、S120では、合計電力需要Wが通常範囲内であると判断し、電力源設定部22および遮断部23(第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23c)に対する指令として通常制御指令を設定する。通常制御指令は、商用電源を用いて負荷設備31への電力供給を行う状態となるように、電力源設定部22および遮断部23を制御するための指令である。

0076

なお、電力源設定部22および遮断部23(第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23c)に対する制御部21からの指令出力は、後述のS160で実行される。
設定指令Prとして通常制御指令を受信した電力源設定部22は、送電系統16を電力経路35に接続し、第1切替指令F1、第2切替指令F2、第3切替指令F3として通常制御指令を受信した遮断部23(第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23c)は、それぞれ電力供給状態を供給状態に設定する。この結果、商用電源による電力が負荷設備31へ供給される。

0077

また、S120では、DR指令により定められた制限指令期間における通常制御指令を設定する際には、電力関連設備(負荷設備31、二次電池32および分散電源33など)の電力需要および電力供給がDR指令に応じた電力量となるように電力源設定部22および遮断部23を制御するための指令を、通常制御指令として設定する。

0078

S110で肯定判定されてS130に移行すると、S130では、CEMS10からのDR指令に基づいてDR設定されているか否かを判定しており、DR設定されている場合には肯定判定してS140に移行し、DR設定されていない場合には否定判定してS150に移行する。

0079

S130で肯定判定されてS140に移行すると、S140では、電力源設定部22および遮断部23(第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23c)に対する指令として第1節電制御指令を設定する。第1節電制御指令は、商用電源を用いて負荷設備31への電力供給を行う状態において、二次電池32の放電を制限しつつ、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となるように、電力源設定部22および遮断部23を制御するための指令である。

0080

S140では、第1節電制御指令の内容を確定するにあたり、二次電池32の放電を制限しつつ合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となるための節電手段を導出する。具体的には、負荷設備31(制限対象設備31c1など)の電力消費量の低減、二次電池32の放電による電力供給の増加、分散電源33における発電量の増加、をそれぞれ実行した場合の合計電力需要Wの試算値Wtcについて、負荷設備31、二次電池32,分散電源33のそれぞれの動作状態を変更しつつ、試算値Wtcを演算する。試算値Wtcを繰り返し演算して、試算値Wtcが電力需要上限値Wmax以下となるような負荷設備31、二次電池32,分散電源33の動作状態が導出されると、その動作状態を節電手段として設定する。

0081

このとき、二次電池32の放電に関しては、二次電池32の残存電力量が所定量(制御指令期間に二次電池32が放電すべき電力量)以上である場合には二次電池32の放電を許容し、二次電池32の残存電力量が所定量を下回る場合には二次電池32の放電を禁止する。

0082

つまり、S140では、二次電池32の放電を制限しつつ合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となる時の負荷設備31、二次電池32,分散電源33のそれぞれの動作状態(節電手段)を導出し、節電手段に基づいて第1節電制御指令を設定する。

0083

S130で否定判定されてS150に移行すると、S150では、電力源設定部22および遮断部23(第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23c)に対する指令として第2節電制御指令を設定する。第2節電制御指令は、商用電源を用いて負荷設備31への電力供給を行う状態において、二次電池32の放電を制限することなく、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となるように、電力源設定部22および遮断部23を制御するための指令である。

0084

S150では、第2節電制御指令の内容を確定するにあたり、二次電池32の放電を制限することなく試算値Wtcを繰り返し演算して、試算値Wtcが電力需要上限値Wmax以下となるような負荷設備31、二次電池32,分散電源33の動作状態が導出されると、その動作状態を節電手段として設定する。S150での処理内容は、S140と比べて、二次電池32の放電を制限するか否かという点は相違しているが、試算値Wtcが電力需要上限値Wmax以下となるような動作状態を導出するという点では近似している。

0085

つまり、S150では、二次電池32の放電を制限することなく合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となる時の負荷設備31、二次電池32,分散電源33のそれぞれの動作状態(節電手段)を導出し、節電手段に基づいて第2節電制御指令を設定する。

0086

S120,S140,S150のいずれかが終了してS160に移行すると、S160では、S120,S140,S150のうち最後に実行されたステップで設定された制御指令を、電力源設定部22および遮断部23に対して出力する。

0087

S160での処理が終了すると、本処理(正常時電力源設定処理)は終了する。
このような正常時電力源設定処理を実行する制御部21は、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えたか否かの判定結果に応じて、電力源設定部22および遮断部23に対する指令を、通常制御指令および節電制御指令(第1節電制御指令、第2節電制御指令)のうちいずれに設定するかを決定する。そして、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えている場合には、制御部21は、節電制御指令(第1節電制御指令、第2節電制御指令)を電力源設定部22および遮断部23に対して出力し、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となるように、負荷設備31、二次電池32,分散電源33のそれぞれの動作状態を制御する。

0088

また、正常時電力源設定処理を実行する制御部21は、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えたと判定した後、DR設定されているか否かの判定結果に応じて、電力源設定部22および遮断部23に対する節電制御指令を、第1節電制御指令および第2節電制御指令のうちいずれに設定するかを決定する。そして、DR設定されている場合には、二次電池32の放電を制限しつつ合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となるための節電手段を導出し(S140)、DR設定されていない場合には、二次電池32の放電を制限することなく合計電力需要Wが電力需要上限値Wmax以下となるための節電手段を導出する(S150)。つまり、節電手段を導出するにあたり、DR設定されているか否かに応じて、二次電池32の放電を制限するか否かを区別している。

0089

このように二次電池32の放電を制限するか否かを区別することで、DR設定されている場合には、DR設定されていない場合に比べて、制限指令期間に到達した時点での二次電池32の残存電力量を多く確保しやすくなる。

0090

したがって、電力需給管理装置20(BEMS20)は、制限指令期間が到来した場合に二次電池32の放電で供給可能な電力量が不足することを抑制でき、CEMS10からのDR指令(需要制限指令)に応じた適切な電力需給管理を実現できる。

0091

[1−4.停電時電力源設定処理]
次に、電力需給管理装置20(BEMS20)が実行する各種制御処理のうち停電時電力源設定処理について説明する。

0092

停電時電力源設定処理は、ビル30に電力供給する商用電源が停電状態であるか否かを判定し、判定結果に応じて負荷設備31へ電力供給する電力源を設定するための制御処理である。停電時電力源設定処理においては、商用電源が停電状態の場合には、負荷設備31へ電力供給する電力源を停電時に適した電力源に設定し、商用電源が停電状態から正常状態に復電した場合には、負荷設備31へ電力供給する電力源を正常時に適した電力源に設定する。

0093

停電時電力源設定処理は、制御部21が起動すると処理を開始し、制御部21が停止するまで処理を実行する。
図4は、停電時電力源設定処理を表したフローチャートである。

0094

停電時電力源設定処理が起動されると、まず、S310(Sはステップを表す)では、停電設定フラグFS初期化(FS=0)する。なお、停電設定フラグFSは、制御部21の制御処理に用いられる内部フラグの1つである。

0095

停電設定フラグFSは、負荷設備31へ電力供給する電力源が商用電源の停電時に応じた状態に設定されている場合にセット状態(FS=1)に設定され、負荷設備31へ電力供給する電力源が商用電源の正常時に応じた状態に設定されている場合にリセット状態(FS=0)に設定される。

0096

次のS320では、商用電源が停電状態であるか否か、かつ停電設定フラグFSがリセット状態(FS=0)であるか否かを判定している。S320では、商用電源が停電状態でありかつ停電設定フラグFSがリセット状態である場合に肯定判定してS330に移行し、商用電源が停電状態ではないかあるいは停電設定フラグFSがリセット状態ではない場合に否定判定してS370に移行する。

0097

なお、S320では、商用電源の電圧値を検出して、検出した電圧値が停電判定値(例えば、50[V])以下である場合に、商用電源が停電状態であると判定する。
S320で肯定判定されてS330に移行すると、S330では、電力源設定部22、第2遮断部23b、第3遮断部23cに対して、指令信号を出力する。

0098

このとき、電力源設定部22に対する指令信号として、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方を用いて負荷設備31への電力供給を行うための設定指令Prを出力する。第2遮断部23bおよび第3遮断部23cに対する指令信号として、制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2への電力供給状態を停止状態に制御するための第2切替指令F2および第3切替指令F3を出力する。

0099

これにより、電力源設定部22は、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方を電力経路35に接続して、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方を用いて負荷設備31への電力供給を行う。このとき、第2遮断部23bおよび第3遮断部23cが制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2への電力供給状態を停止状態に制御するため、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方が供給する電力は、制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2ではなく、災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bに供給される。

0100

次のS340では、予め定められた緊急対応期間が経過するまで待機し、緊急対応時間が経過すると、次のステップに移行する。
次のS350では、第1遮断部23aに対して、指令信号を出力する。このとき、第1遮断部23aに対する指令信号として、重要負荷設備31bへの電力供給状態を停止状態に制御するための第1切替指令F1を出力する。

0101

これにより、第1遮断部23aが重要負荷設備31bへの電力供給状態を停止状態に制御するため、分散電源33および二次電池32のうち少なくとも一方が供給する電力は、重要負荷設備31b、制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2ではなく、災害対策用負荷設備31aに供給される。

0102

次のS360では、停電設定フラグFSをセット状態(FS=1)に設定する。
S320で否定判定されてS370に移行すると、S370では、商用電源が正常状態であるか否か、かつ停電設定フラグFSがセット状態(FS=1)であるか否かを判定している。S370では、商用電源が正常状態でありかつ停電設定フラグFSがセット状態である場合に肯定判定してS380に移行し、商用電源が正常状態ではないかあるいは停電設定フラグFSがセット状態ではない場合に否定判定してS320に移行する。

0103

S370で肯定判定されてS380に移行すると、S380では、第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23cに対して、指令信号を出力する。
このとき、電力源設定部22に対する指令信号として、商用電源を用いて負荷設備31への電力供給を行うための設定指令Prを出力する。第1遮断部23a、第2遮断部23bおよび第3遮断部23cに対する指令信号として、重要負荷設備31b、制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2への電力供給状態を供給状態に制御するための第1切替指令F1、第2切替指令F2および第3切替指令F3を出力する。

0104

これにより、電力源設定部22は、送電系統16を電力経路35に接続して、商用電源を用いて負荷設備31への電力供給を行う。このとき、第1遮断部23a、第2遮断部23bおよび第3遮断部23cが、重要負荷設備31b、制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2への電力供給状態を停止状態から供給状態に制御する。このため、商用電源が供給する電力は、災害対策用負荷設備31aのみならず、重要負荷設備31b、制限対象設備31c1および制限対象外設備31c2にも供給される。

0105

次のS390では、停電設定フラグFSをリセット状態(FS=0)に設定する。
S360が終了するか、S390が終了するか、S370で否定判定されると、再びS320に移行する。このあと、制御部21が停止するまで、S320からS390までの処理を繰り返し実行する。

0106

このような停電時電力源設定処理を実行する制御部21は、商用電源が停電状態であると判定すると(S320で肯定判定)、二次電池32および分散電源33のうち少なくとも1つを災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bへ電力供給する電力源として設定するように電力源設定部22を制御すると共に、一般負荷設備31cへの電力供給を停止するように第2遮断部23bおよび第3遮断部23cを制御する。

0107

このような制御部21を備える電力需給管理装置20においては、商用電源の停電時には、二次電池32および分散電源33のうち少なくとも1つを用いて災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bへ電力供給を行うことで、停電時においても災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bについては稼働可能となる。

0108

上述の停電時電力源設定処理を実行する制御部21は、商用電源が停電状態であると判定されてから緊急時供給時間が経過すると(S340)、重要負荷設備31bへの電力供給を停止するように第1遮断部23aを制御する(S350)。

0109

このような制御部21を備える電力需給管理装置20においては、停電状態と判定されてから緊急時供給時間が経過するまでは、重要負荷設備31bへ電力供給することで、重要負荷設備31bの稼働が可能となる。

0110

[1−5.蓄電設備(二次電池)の残存電力量]
ここで、ビルの電力需要が電力需要上限値を超えた場合に、ビルの電力需要が低下するように電力関連設備(電力負荷設備、発電設備、蓄電設備)を制御するにあたり、蓄電設備の放電を制限した場合と、蓄電設備の放電を制限しない場合とのそれぞれについて、蓄電設備の残存電力量がどのように推移するかを説明する。

0111

図5は、ビルの電力需要が低下するように電力関連設備を制御するにあたり、蓄電設備の放電を制限した場合の蓄電設備の残存電力量を示す説明図である。図6は、ビルの電力需要が低下するように電力関連設備を制御するにあたり、蓄電設備の放電を制限しない場合の蓄電設備の残存電力量を示す説明図である。

0112

図5では、ビルの電力需要を示す波形および複数のビルを含むエリア全体の電力需要を示す波形を表している。時刻t1から時刻t2までの期間には、発電設備の1つである太陽光発電設備による発電電力を用いて、蓄電設備(二次電池)への充電を実施している(PV充電)。これにより、蓄電設備の残存電力量は、50%(時刻t1)から65%(時刻t2)に増加している。そして、時刻t2で、ビルの電力需要が電力需要上限値(契約電力の80%相当値)を超えており、このあと、ビルの電力需要が低下するように電力関連設備(電力負荷設備、発電設備、蓄電設備)を制御する。

0113

このとき、蓄電設備の放電を制限するため、時刻t2から時刻t3までの期間には、太陽光発電設備による発電電力をビルの電力負荷設備に供給し(PV回生)、蓄電設備の放電は実施しない。これにより、蓄電設備の残存電力量は、65%(時刻t2および時刻t3)を維持している。さらに、時刻t3から時刻t4までの期間には、再び太陽光発電設備による発電電力を用いて、蓄電設備への充電を実施している(PV充電)。これにより、蓄電設備の残存電力量は、65%(時刻t3)から80%(時刻t4)に増加している。

0114

そして、DR期間(時刻t4〜t5)の開始時点における蓄電設備の残存電力量は80%であるため、DR期間における蓄電設備の放電による電力供給は十分な量となり、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理が実現できる。

0115

これに対して、蓄電設備の放電を制限しない場合(図6)には、時刻t1から時刻t2までの期間における蓄電設備の残存電力量は、図5の場合と同様の変化を示すが、時刻t2から時刻t3までの期間には、蓄電設備の放電を実施するため、蓄電設備の残存電力量は、65%(時刻t2)から10%(時刻t3)に低下している。このあと、時刻t3から時刻t4までの期間には、再び太陽光発電設備による発電電力を用いて、蓄電設備への充電を実施している(PV充電)が、蓄電設備の残存電力量は10%(時刻t3)から25%(時刻t4)までしか増加しない。

0116

そして、DR期間(時刻t4〜t5)の開始時点における蓄電設備の残存電力量は25%であるため、DR期間における蓄電設備の放電による電力供給は不十分であり、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理が実現できない。

0117

これらのことから、ビルの電力需要が低下するように電力関連設備を制御するにあたり、蓄電設備の放電を制限した場合には、蓄電設備の残存電力量を十分に確保でき、DR期間における蓄電設備の放電による電力供給は十分な量となるため、上位管理装置からの需要制限指令に応じた適切な電力需給管理が実現できる。

0118

[1−6.効果]
以上説明したように、本実施形態の電力需給管理装置20(BEMS20)に備えられる制御部21は、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えたと判定した場合に(S110で肯定判定)、さらに、未来の時間帯に制限指令期間が設定されているか否かを判定する(S130)。そして、制限指令期間が設定されていると判定した場合(S130で肯定判定してS140に移行)には、制限指令期間が設定されていないと判定した場合(S130で否定判定してS150に移行)に比べて、電力源設定部22を制御するにあたり二次電池32の放電を制限する。

0119

つまり、合計電力需要Wが電力需要上限値Wmaxを超えた場合において、制御部21は、DR指令に基づく制限指令期間(DR期間)が設定されているか否かに応じて、電力源設定部22を制御するにあたり二次電池32の放電を制限するか否かを区別している。このように二次電池32の放電を制限するか否かを区別することで、制限指令期間が設定されている場合には、制限指令期間が設定されていない場合に比べて、制限指令期間に到達した時点での二次電池32の残存電力量を多く確保しやすくなる。

0120

したがって、この電力需給管理装置20は、制限指令期間が到来した場合に二次電池32の放電で供給可能な電力量が不足することを抑制でき、CEMS10からのDR指令(需要制限指令)に応じた適切な電力需給管理を実現できる。

0121

また、制御部21は、S140を実行する際、二次電池32の放電を制限するように電力源設定部22を制御するとともに、分散電源33による電力供給の増加および負荷設備31での電力需要の低減のうち少なくとも1つを実行するように、電力源設定部22および遮断部23のうち少なくとも1つを制御するための指令を、第1節電制御指令として設定することができる。

0122

このように、制御部21は、「分散電源33による電力供給の増加」および「負荷設備31での電力需要の低減」のうち少なくとも1つを実行することで、二次電池32の放電を行うことなく、ビル30における電力関連設備の全体としての電力需要を低減できる。

0123

また、制御部21は、S140を実行する際、二次電池32の放電を制限するように電力源設定部22を制御するとともに、制限対象設備31c1での電力需要の低減を実行するように、電力源設定部22および第2遮断部23bを制御するための指令を、第1節電制御指令として設定することができる。

0124

このような電力需給管理装置20においては、制御部21が制限対象設備31c1の電力消費量を低減することで、二次電池32の放電を行うことなく、ビル30における電力関連設備の全体としての電力需要を低減できる。

0125

したがって、電力需給管理装置20は、制御部21が電力関連設備の電力需要を低減するにあたり、制限指令期間が到来する前に二次電池32の残存電力量が低下することを抑制できる。

0126

次に、停電時電力源設定処理を実行する制御部21は、商用電源が停電状態であると判定すると(S320で肯定判定)、二次電池32および分散電源33のうち少なくとも1つを災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bへ電力供給する電力源として設定するように電力源設定部22を制御すると共に、一般負荷設備31cへの電力供給を停止するように第2遮断部23bおよび第3遮断部23cを制御する。

0127

このような制御部21を備える電力需給管理装置20においては、商用電源の停電時には、二次電池32および分散電源33のうち少なくとも1つを用いて災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bへ電力供給を行うことで、停電時においても災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bについては稼働可能となる。

0128

また、一般負荷設備31c(制限対象設備31c1、制限対象外設備31c2)への電力供給を停止することで、ビル30に備えられる負荷設備31の全体における電力需要を低減でき、二次電池32および分散電源33のうち少なくとも1つを用いた災害対策用負荷設備31aおよび重要負荷設備31bへの電力供給時間を延長できる。

0129

さらに、停電時電力源設定処理を実行する制御部21は、商用電源が停電状態であると判定されてから緊急時供給時間が経過すると(S340)、重要負荷設備31bへの電力供給を停止するように第1遮断部23aを制御する(S350)。

0130

このような制御部21を備える電力需給管理装置20においては、停電状態と判定されてから緊急時供給時間が経過するまでは、重要負荷設備31bへ電力供給することで、重要負荷設備31bの稼働が可能となる。これにより、重要負荷設備31bは、停電発生時から緊急時供給時間が経過するまでの期間中に、例えば、データバックアップ動作などの停電時対応動作を実行でき、重大な損失の発生を抑制できる。

0131

また、停電状態と判定されてから緊急時供給時間が経過した後、重要負荷設備31bへの電力供給を停止することで、ビル30に備えられる負荷設備31の全体における電力需要(電力消費量)を低減でき、二次電池32および分散電源33のうち少なくとも1つを用いた災害対策用負荷設備31aへの電力供給時間を延長できる。

0132

[1−7.特許請求の範囲との対応関係
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
電力需給管理装置20(BEMS20)が電力需給管理装置の一例に相当し、ビル30A,ビル30B,ビル30Cがそれぞれ電力管理領域の一例に相当し、負荷設備31が電力負荷設備の一例に相当し、分散電源33が発電設備の一例に相当し、二次電池32(蓄電池32)が蓄電設備の一例に相当する。上位需給管理装置10(CEMS10)が上位管理装置の一例に相当し、DR指令が需要制限指令の一例に相当する。

0133

電力源設定部22が電力源設定部の一例に相当し、遮断部23(第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23c)が経路状態切替部の一例に相当し、S120およびS160を実行する制御部21が制限指令実行部の一例に相当し、S110、S130、S140、S150およびS160を実行する制御部21が領域内需要抑制部の一例に相当する。

0134

災害対策用負荷設備31aが災害対策用負荷設備の一例に相当し、重要負荷設備31bが重要負荷設備の一例に相当し、一般負荷設備31cが一般負荷設備の一例に相当し、制限対象設備31c1が制限対象設備の一例に相当し、制限対象外設備31c2が制限対象外設備の一例に相当する。

0135

S320を実行する制御部21が停電判定部の一例に相当し、S330、S340、S350を実行する制御部21が停電時電力制御部の一例に相当する。
[2.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

0136

上記実施形態では、正常時電力源設定処理が予め定められた実行周期(30分毎)で定期的に実行される形態について記載したが、正常時電力源設定処理の実行時期はこのような形態に限られることはない。例えば、正常時電力源設定処理は、所定条件成立した場合に実行される形態(不定期に実行される形態)であってもよい。

0137

また、図2では、便宜上、災害対策用負荷設備31a、重要負荷設備31b、制限対象設備31c1、制限対象外設備31c2、第1遮断部23a、第2遮断部23b、第3遮断部23cをそれぞれ1個ずつ記載しているが、本発明の電力需給管理装置は、このような形態に限られることはない。例えば、各設備および各遮断部をそれぞれ複数備える構成であっても良い。

0138

電力需給管理装置は、電力管理領域がビルである形態(BEMS:Building Energy Management System)に限られることはなく、例えば、電力管理領域が一般家庭である形態(HEMS:Home Energy Management System)、電力管理領域が工場である形態(FEMS:Factory Energy Management System)、電力管理領域が所定地域である形態などであってもよい。

0139

1…需給管理システム、10…上位需給管理装置(CEMS)、16…送電系統、20…電力需給管理装置(BEMS)、21…制御部、22…電力源設定部、23…遮断部、23a…第1遮断部、23b…第2遮断部、23c…第3遮断部、25…センサー部、30(30A、30B、30C)…ビル、31…負荷設備、31a…災害対策用負荷設備、31b…重要負荷設備、31c…一般負荷設備、31c1…制限対象設備、31c2…制限対象外設備、32…二次電池(蓄電池)、33…分散電源、35…電力経路、35a…第0電力経路、35b…第1電力経路、35c…第2電力経路、35d…第3電力経路。

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