JP6025443B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、充電した電力を放電することによって、当該電力を負荷へと供給することが可能な蓄電装置を具備する電力供給システムの技術に関する。 The present invention relates to a technique of a power supply system including a power storage device capable of supplying the charged power to a load by discharging the charged power.
従来、充電した電力を放電することによって、当該電力を負荷へと供給することが可能な蓄電装置を具備する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
Conventionally, a technique of a power supply system including a power storage device capable of supplying the charged power to a load by discharging the charged power has been known. For example, as described in
特許文献１に記載の技術では、商用電源や太陽光発電部からの電力を蓄電装置に充電し、必要に応じて当該蓄電装置に充電された電力を負荷へと供給することが可能である。
In the technique described in
しかしながら、このような技術において、負荷で使用される電力を蓄電装置から供給する場合、当該蓄電装置の放電効率が悪くなる場合がある。以下、具体的に説明する。 However, in such a technique, when the electric power used in the load is supplied from the power storage device, the discharge efficiency of the power storage device may deteriorate. Hereinafter, a specific description will be given.
一般に、蓄電装置は、最大出力で放電する場合にその放電効率が最も良くなる。この放電効率が最も良くなる際の出力を、以下では定格出力と記す。 In general, the power storage device has the best discharge efficiency when it discharges at the maximum output. The output when this discharge efficiency becomes the best is referred to as the rated output below.
しかしながら、特許文献１に記載されたような技術においては、負荷で使用される電力に応じた電力が蓄電装置から放電されるため、必ずしも蓄電装置が定格出力で放電するとは限らない。従って、蓄電装置においてエネルギーのロスが発生し、放電効率が悪くなる場合がある。
However, in the technique described in
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、蓄電装置の放電効率を向上させることが可能な電力供給システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to provide a power supply system capable of improving the discharge efficiency of the power storage device.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem will be described.
即ち、請求項１においては、充電した電力を放電することによって、当該電力を少なくとも１つの負荷へと供給することが可能な蓄電装置を具備する電力供給システムであって、通常時における前記少なくとも１つの負荷の使用状況を予め学習し、前記蓄電装置が前記少なくとも１つの負荷のうち使用されている負荷へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷による使用電力が、前記蓄電装置の放電効率が最も良くなる定格出力未満である場合、前記少なくとも１つの負荷のうち使用されていない負荷であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷を始動させ、かつ／又は前記少なくとも１つの負荷のうち使用されている負荷による使用電力を増加させ、前記少なくとも１つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上となるようにする出力増加の制御を行う制御手段を具備するものである。 That is, the first aspect of the present invention is a power supply system including a power storage device capable of supplying the charged power to at least one load by discharging the charged power, and the power supply system includes at least one in a normal state. When the usage status of one load is learned in advance and the power storage device supplies power to the used load among the at least one load, the power used by the used load is the power consumption of the power storage device. If the discharge efficiency is less than the best rated power, then the unused load of the at least one load that is expected to be used within a predetermined time is started and / or at least the above. increasing one power use by the load in use of the load, which at least one power usage by the load and having a control means for controlling the output increased to make the rated output or the energy storage device Is.
請求項２においては、前記制御手段は、前記出力増加の制御を行っている際に、前記少なくとも１つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えた場合、前記出力増加の制御において始動させた負荷を停止させ、かつ／又は前記出力増加の制御において使用電力を増加させた負荷による使用電力を減少させ、前記少なくとも１つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上であって前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えないようにする出力減少の制御を行うものである。 According to the second aspect, when the control means controls the output increase and the power used by the at least one load exceeds the rated output of the power storage device by a predetermined value or more, the output increase is increased. The load started in the control is stopped and / or the power used by the load that increased the power used in the control of the output increase is reduced, and the power used by the at least one load is equal to or higher than the rated output of the power storage device. Therefore, the output reduction is controlled so that the rated output of the power storage device does not exceed a predetermined value.
請求項３においては、前記制御手段は、前記蓄電装置に充電された電力が所定値未満になった場合、前記制御手段による制御を終了すると共に、前記蓄電装置から前記少なくとも１つの負荷への電力の供給を停止するものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As the effect of the present invention, the following effects are exhibited.
請求項１においては、負荷による使用電力が蓄電装置の定格出力未満である場合、当該負荷による使用電力を蓄電装置の定格出力以上となるまで増加させることで、蓄電装置の放電効率を向上させることができる。
In
請求項２においては、負荷による使用電力が蓄電装置の定格出力を所定値以上超えた場合、当該負荷による使用電力を蓄電装置の定格出力と同程度まで減少させることで、蓄電装置の放電効率を向上させつつ、電力の無駄な使用を防止することができる。
In
請求項３においては、蓄電装置の過放電を防止することができる。
In
以下では、図１を用いて、本発明の実施の一形態に係る電力供給システム１の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the
電力供給システム１は、住宅等に設けられ、商用電源１００からの電力及び太陽光を利用して発電された電力を負荷へと供給するものである。電力供給システム１は、主として太陽光発電部１０、パワーコンディショナ２０、分電盤３０、蓄電装置４０、負荷５０・５０・・・、制御手段６０及び携帯型端末７０を具備する。
The electric
太陽光発電部１０は、太陽光を利用して発電する装置であり、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部１０は、例えば、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。
The photovoltaic
パワーコンディショナ２０は、太陽光発電部１０において発電された直流電力を交流電力に変換し、商用電源１００の電圧、周波数、位相に合わせる機能を有するものである。パワーコンディショナ２０は、太陽光発電部１０に接続される。
The
分電盤３０は、図示せぬ漏電遮断器、配線遮断器及び制御ユニット等をまとめたものである。分電盤３０は、後述する各負荷５０・５０・・・への電力の供給の可否をそれぞれ切り替えることが可能な複数の切替スイッチ（不図示）を具備する。分電盤３０は、パワーコンディショナ２０及び商用電源１００に接続される。
The
蓄電装置４０は、電力を充電するとともに、当該充電した電力を放電するものである。本実施形態に係る蓄電装置４０は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池やニッケル水素電池等からなる蓄電池、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器、及び蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ等を具備する。蓄電装置４０は、分電盤３０に接続される。
The
負荷５０・５０・・・は、住宅において電力が消費される電化製品等である。本実施形態に係る負荷５０・５０・・・としては、例えば、室内又は室外で使用される照明、ＩＨ調理器等の電力を使用する調理器具、エアコン、自然冷媒ヒートポンプ給湯器等の電力を使用する給湯器、及びその他の一般的な家電（テレビ等）がある。負荷５０・５０・・・は、それぞれ分電盤３０に接続される。分電盤３０の切替スイッチを切り替えることで、当該切替スイッチに対応する各負荷５０・５０・・・への電力の供給の可否を切り替えることができ、ひいては各負荷５０・５０・・・を運転又は停止させることができる。
The
なお、図１には負荷５０を４つだけ図示しているが、負荷５０の個数はこれに限るものではない。
Although only four
制御手段６０は、電力供給システム１内の情報を管理すると共に、接続された各機器の運転を制御するものである。制御手段６０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部、ＣＰＵ等の演算処理部等により構成される。
The control means 60 manages the information in the
制御手段６０は分電盤３０と接続され、当該分電盤３０を介する電力の流れを制御することができる。
The control means 60 is connected to the
また、制御手段６０は、分電盤３０に設けられた図示せぬ電力計に接続され、当該分電盤３０から各負荷５０・５０・・・へと供給されている電力、すなわち各負荷５０・５０・・・により使用されている電力（使用電力）を検出することができる。
Further, the control means 60 is connected to a power meter (not shown) provided on the
また、制御手段６０は、蓄電装置４０と接続され、当該蓄電装置４０の運転を制御することができる。より具体的には、制御手段６０は、蓄電装置４０の充電器及びインバータの運転を制御することができると共に、当該蓄電装置４０の蓄電池の充電量を検出することができる。
Further, the control means 60 is connected to the
携帯型端末７０は、住宅の居住者が電力供給システム１の状態を確認したり、当該電力供給システム１の運転状態を変更するための操作をしたりするためのものである。携帯型端末７０としては、表示装置と入力装置を組み合わせたタッチパネル等を用いることができる。携帯型端末７０は制御手段６０に接続され、当該制御手段６０と各種情報の送受信を行うことができる。
The
以下では、上述の如く構成された電力供給システム１における電力の供給態様の概略について説明する。
Hereinafter, the outline of the power supply mode in the
太陽光発電部１０において発電された直流電力は、パワーコンディショナ２０において交流電力に変換され、分電盤３０に供給される。また、商用電源１００からの交流電力も分電盤３０に供給される。
The DC power generated by the photovoltaic
太陽光発電部１０及び商用電源１００から分電盤３０に供給された電力は、負荷５０・５０・・・に供給可能とされる。すなわち、居住者は、太陽光発電部１０及び商用電源１００からの電力によって、照明を点灯させたり、調理器具やエアコンを使用したりすることができる。
The electric power supplied from the photovoltaic
この場合において、負荷５０・５０・・・で消費する電力が、太陽光発電部１０からの電力だけで十分まかなえる場合は、商用電源１００からの電力を用いないようにすることも可能である。これによって、電力料金を節約することができる。
In this case, if the electric power consumed by the
また、太陽光発電部１０及び商用電源１００から分電盤３０に供給された電力は、適宜の時間帯に蓄電装置４０に充電される。当該充電する時間帯は、携帯型端末７０を用いて任意に設定することができ、制御手段６０によって蓄電装置４０への充電の可否が制御される。
Further, the electric power supplied from the photovoltaic
例えば深夜に充電するように設定すれば、料金の安い深夜電力を蓄電装置４０に充電することができる。また、昼間の太陽光が十分に照射される時間帯に太陽光発電部１０からの電力を充電するように設定すれば、当該太陽光発電部１０において自然エネルギー（太陽光）を利用して発電された電力を蓄電装置４０に充電することができる。
For example, if it is set to be charged at midnight, the
一方、蓄電装置４０に充電された電力を、分電盤３０を介して負荷５０・５０・・・に供給することも可能である。蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・に電力を供給する時間帯は、携帯型端末７０を用いて任意に設定することができる。例えば深夜に充電した電力をその他（深夜以外）の時間帯に負荷５０・５０・・・に供給することによって、当該時間帯に商用電源１００から供給される電力（買電）を減らすことができ、電力料金を節約することができる。
On the other hand, it is also possible to supply the electric power charged in the
また、負荷５０・５０・・・で使用する電力が、主に蓄電装置４０からの電力だけで十分まかなえる場合は、太陽光発電部１０及び商用電源１００からの電力を用いないようにすることも可能である。
Further, when the electric power used by the
例えば、深夜において、料金の安い深夜電力を商用電源１００から蓄電装置４０に充電すると共に、住宅に居住者が不在であり負荷５０・５０・・・があまり使用されることがない昼間において、太陽光発電部１０からの電力を蓄電装置４０に充電しておく。当該蓄電装置４０に充電された電力を、居住者が住宅に帰宅してから就寝するまでの負荷５０・５０・・・が多く使用される時間帯に当該負荷５０・５０・・・へと供給する。これによって、電力料金を節約することができる。
For example, in the middle of the night, the low-priced midnight power is charged from the
ここで、図２（ａ）を用いて、負荷５０・５０・・・で使用する電力を主に蓄電装置４０からの電力だけでまかなう場合における、時間帯ごとの当該負荷５０・５０・・・の使用電力の様子について説明する。
Here, using FIG. 2A, when the electric power used in the
図２（ａ）は、電力供給システム１が設けられた住宅で、通常（日常的に）使用されている複数の負荷５０・５０・・・（具体的には、照明、調理器具、エアコン、給湯器、及びその他の一般的な家電）がそれぞれどの時間帯にどの程度電力を使用する傾向にあるか（使用状況）を表したグラフである。当該グラフは、制御手段６０が、負荷５０・５０・・・が使用される時間帯及びその時間帯における当該負荷５０・５０・・・の使用電力を一定期間にわたって学習することによって作成されたものであり、当該期間の平均的な傾向を示したものである。
FIG. 2A shows a plurality of loads 50.50 ... (Specifically, lighting, cooking utensils, air conditioners, etc.) that are normally (daily) used in a house provided with the
また、図２（ａ）には、蓄電装置４０の定格出力Ｐｍを破線で示している。ここで、前記定格出力Ｐｍとは、蓄電装置４０の放電効率が最も良くなるときの当該蓄電装置４０の出力（蓄電装置４０が放電する電力）である。一般的には、蓄電装置が最大出力で放電するときに放電効率が最も良くなるため、本実施形態においても、蓄電装置４０の定格出力Ｐｍは当該蓄電装置４０の最大出力であるものとする。
Further, in FIG. 2A, the rated output Pm of the
図２（ａ）に示すグラフによれば、各時間帯において負荷５０・５０・・・で使用される電力（使用電力）は、蓄電装置４０の定格出力Ｐｍよりも少ない。従って、蓄電装置４０から各負荷５０・５０・・・に電力を供給すると、当該蓄電装置４０の出力は定格出力Ｐｍに満たない（定格出力Ｐｍよりも少ない出力となる）ため、当該蓄電装置４０の放電効率が悪くなる。
According to the graph shown in FIG. 2A, the power (power used) used by the
そこで以下では、図１から図４までを用いて、負荷５０・５０・・・で使用する電力を主に蓄電装置４０からの電力だけでまかなう場合に、当該蓄電装置４０の放電効率を向上させるための制御態様について説明する。
Therefore, in the following, when FIGS. 1 to 4 are used and the electric power used in the
図３のステップＳ１０１において、制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕ（各負荷５０・５０・・・が使用する電力の合計）が最低設定出力Ｐｅ以上であるか否か判定する。
In step S101 of FIG. 3, the control means 60 determines whether or not the power used Pu by the
ここで、最低設定出力Ｐｅとは任意に設定される値であり、蓄電装置４０が放電可能な出力の下限値である。蓄電装置４０の出力があまりにも低い場合には放電効率が悪くなり過ぎるため、蓄電装置４０の出力の下限値である最低設定出力Ｐｅを設けている。
Here, the minimum set output Pe is a value that is arbitrarily set, and is a lower limit value of the output that the
制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが最低設定出力Ｐｅ未満であると判定した場合、ステップＳ１０２に移行する。
制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが最低設定出力Ｐｅ以上であると判定した場合、ステップＳ１０３に移行する。
When the control means 60 determines that the power consumption Pu by the
When the control means 60 determines that the power consumption Pu by the
ステップＳ１０２において、制御手段６０は、蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・への放電を禁止（すでに蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・への放電がなされている場合には、当該放電を停止）し、商用電源１００（又は、商用電源１００及び太陽光発電部１０）からの電力を負荷５０・５０・・・へ供給可能とする。
In step S102, the control means 60 prohibits the discharge from the
このように、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが最低設定出力Ｐｅに満たない場合、蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・への放電を禁止することで、放電効率が悪い状態で蓄電装置４０が放電を行うのを防止することができる。
In this way, when the power used Pu by the
制御手段６０は、ステップＳ１０２の処理を行った後、再びステップＳ１０１の処理に戻る。 The control means 60 returns to the process of step S101 after performing the process of step S102.
一方、ステップＳ１０３において、制御手段６０は、蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・への放電を開始（すでに蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・への放電がなされている場合には、当該放電を継続）する。
制御手段６０は、ステップＳ１０３の処理を行った後、ステップＳ１０４に移行する。
On the other hand, in step S103, the control means 60 starts discharging from the
The control means 60 shifts to step S104 after performing the process of step S103.
ステップＳ１０４において、制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ未満であるか否かを判定する。
制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ未満であると判定した場合、ステップＳ１０５に移行する。
制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上であると判定した場合、ステップＳ１０６に移行する。
In step S104, the control means 60 determines whether or not the power used Pu by the
When the control means 60 determines that the power used Pu by the
When the control means 60 determines that the power used Pu by the
ステップＳ１０５において、制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上となるように、負荷５０・５０・・・の運転を制御する。以下、当該ステップＳ１０５の処理について具体的に説明する。
In step S105, the control means 60 controls the operation of the
制御手段６０は、使用電力Ｐｕを蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上まで増加させるために、運転していない（使用していない）負荷５０・５０・・・であって、今後「所定時間」以内に使用されると予測されるものの運転を開始（始動）する。
The control means 60 is a
本実施形態においては、前記「所定時間」以内とは、図２に示すように１時間ごとに区切られた時間帯のうち今現在の時刻が含まれる時間帯の次の時間帯までをいうものとする。例えば、今現在の時刻が１７時３０分である場合、当該時刻が含まれる１７時から１８時までの時間帯の次の時間帯、すなわち１８時から１９時までの時間帯までである。 In the present embodiment, the term "within the predetermined time" means up to the time zone next to the time zone including the current time among the time zones divided every hour as shown in FIG. And. For example, when the current time is 17:30, it is the time zone next to the time zone from 17:00 to 18:00 including the time, that is, the time zone from 18:00 to 19:00.
この場合に、制御手段６０によって運転が開始される負荷５０・５０・・・及び当該負荷５０・５０・・・の運転開始の優先順位は、予め居住者によって制御手段６０に登録される。
In this case, the load 50.50 ..., Which is started by the control means 60, and the priority of starting the operation of the
本実施形態においては、制御手段６０によって運転が開始される負荷５０・５０・・・及び当該負荷５０・５０・・・の運転開始の優先順位は、（１）給湯器、（２）エアコン、（３）照明、の順であるものとする。当該負荷５０・５０・・・及びその運転開始の優先順位の制御手段６０への登録は、携帯型端末７０を用いて居住者によって予めなされている。
In the present embodiment, the priorities for starting the operation of the
また、後述するとおり、当該選択された負荷５０・５０・・・は実際に使用されると思われる時間帯よりも早い時間帯に運転が開始されることになる（図２（ａ）及び（ｂ）を比較参照）。このため、当該負荷５０・５０・・・としては、実際に使用する時間帯よりも早い時間帯に運転を開始することで、より快適に使用することができると考えられるものを選択することが望ましい。
Further, as will be described later, the selected loads 50, 50, ... Will start operation in a time zone earlier than the time zone in which the selected load is expected to be actually used (FIGS. 2A and 2). See b) for comparison). Therefore, as the
本実施形態の例で言えば、（１）給湯器は、早めに運転を開始することで実際に使用したいと思った時にすぐに暖かいお湯が利用可能となり、より快適に使用することができる。（２）エアコンは、早めに運転を開始することで、居住者が当該エアコンが設置されている部屋に入る前にある程度温度調節されているため、より快適に使用することができる。（３）照明は、早めに運転（点灯）を開始することで、居住者が当該照明が設置されている部屋に入る際には当該部屋が明るく照らされており、視界が良好である点でより快適に使用することができる。 In the example of the present embodiment, (1) the water heater can be used more comfortably because warm water can be used immediately when the user actually wants to use the water heater by starting the operation early. (2) By starting the operation of the air conditioner early, the temperature of the air conditioner is adjusted to some extent before the resident enters the room in which the air conditioner is installed, so that the air conditioner can be used more comfortably. (3) The lighting starts operation (lighting) early, so that when the resident enters the room where the lighting is installed, the room is brightly illuminated and the visibility is good. It can be used more comfortably.
制御手段６０が負荷５０・５０・・・の運転を開始する様子を、図２を用いて時間帯ごとに説明する。
The state in which the control means 60 starts the operation of the
図２（ａ）に示す１７時から１８時までの時間帯においては、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ未満となっている。
また、その次の時間帯である１８時から１９時までの時間帯においては、上記（１）から（３）までの登録された負荷のうち、（２）エアコン及び（３）照明が使用されると予測される。
エアコンと照明では、エアコンの方が優先順位が高いが、当該エアコンの運転を開始（始動）させると、使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍを大幅に超えてしまうおそれがある。
よって、制御手段６０は、図２（ｂ）に示すように、１７時から１８時までの時間帯において、負荷５０・５０・・・のうち照明に電力を供給し、当該照明の運転（点灯）を開始する。これによって、１７時から１８時までの時間帯における使用電力Ｐｕは定格出力Ｐｍ以上となる。
In the time zone from 17:00 to 18:00 shown in FIG. 2A, the power consumption Pu by the
In the next time zone, from 18:00 to 19:00, (2) air conditioner and (3) lighting are used among the registered loads from (1) to (3) above. Is expected.
Of the air conditioner and the lighting, the air conditioner has a higher priority, but when the operation of the air conditioner is started (started), the power consumption Pu may greatly exceed the rated output Pm.
Therefore, as shown in FIG. 2B, the control means 60 supplies electric power to the lighting among the
図２（ａ）に示す１８時から１９時までの時間帯においては、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ未満となっている。
また、その次の時間帯である１９時から２０時までの時間帯においては、上記（１）から（３）までの登録された負荷のうち、（１）給湯器、（２）エアコン及び（３）照明が使用されると予測される。
給湯器、エアコン及び照明の中では、給湯器が最も優先順位が高い。
よって、制御手段６０は、図２（ｂ）に示すように、１８時から１９時までの時間帯において、負荷５０・５０・・・のうち給湯器に電力を供給し、当該給湯器の運転を開始する。これによって、１８時から１９時までの時間帯における使用電力Ｐｕは定格出力Ｐｍ以上となる。
In the time zone from 18:00 to 19:00 shown in FIG. 2A, the power consumption Pu by the
In the next time zone, from 19:00 to 20:00, among the registered loads from (1) to (3) above, (1) water heater, (2) air conditioner and ( 3) Lighting is expected to be used.
Of the water heaters, air conditioners and lighting, the water heater has the highest priority.
Therefore, as shown in FIG. 2B, the control means 60 supplies electric power to the water heater among the
図２（ａ）に示す１９時から２０時までの時間帯においては、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ未満となっている。前述の如く給湯器を１８時から１９時までの時間帯に運転することとした場合、当該給湯器を１９時から２０時までの時間帯に運転する必要は無くなるため、さらに使用電力Ｐｕが減少する。
また、その次の時間帯である２０時から２１時までの時間帯においては上記（１）から（３）までの登録された負荷のうち、（２）エアコン及び（３）照明が使用されると予測される。
よって、制御手段６０は、図２（ｂ）に示すように、１９時から２０時までの時間帯において、負荷５０・５０・・・のうちエアコンに電力を供給し、当該エアコンの運転を開始する。これによって、１９時から２０時までの時間帯における使用電力Ｐｕは定格出力Ｐｍ以上となる。
In the time zone from 19:00 to 20:00 shown in FIG. 2A, the power consumption Pu by the
In the next time zone, from 20:00 to 21:00, (2) air conditioner and (3) lighting are used among the registered loads from (1) to (3) above. Is expected.
Therefore, as shown in FIG. 2B, the control means 60 supplies electric power to the air conditioner among the
なお、エアコンは１５時から１時までの各時間帯において常時使用されているが、上記１９時から２０時までの時間帯において運転が開始されるのは、住宅に複数台設置されているエアコンのうち１９時から２０時までの時間帯に運転していないエアコンである。 The air conditioners are always used in each time zone from 15:00 to 1:00, but the operation is started in the above time zone from 19:00 to 20:00 when a plurality of air conditioners are installed in the house. Of these, the air conditioner is not operating during the time period from 19:00 to 20:00.
このように制御手段６０は、ステップＳ１０５において負荷５０・５０・・・の運転を制御することによって、当該負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上となるようにする。これによって、蓄電装置４０は定格出力Ｐｍ（最大出力）で放電を行うことになり、当該蓄電装置４０の放電効率を向上させることができる。
In this way, the control means 60 controls the operation of the
このように、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上となるようにする制御を、以下では単に「出力増加制御」と記す。
The control for ensuring that the power used Pu by the
また、前記出力増加制御を行った場合、使用電力Ｐｕは蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ（最大出力）よりも若干多くなるため、当該蓄電装置４０からの電力だけでは負荷５０・５０・・・全てを運転することができない。このとき不足する電力（Ｐｕ−Ｐｍ）は、商用電源１００（又は太陽光発電部１０）によって補われることになる。
Further, when the output increase control is performed, the power consumption Pu is slightly larger than the rated output Pm (maximum output) of the
なお、本実施形態においては、１７時から２０時までの時間帯においてのみ前記出力増加制御を行っている。その他の時間帯においては、元々の使用電力Ｐｕが少なく、今後所定時間以内（本実施形態においては、次の時間帯）に使用されると予測される上記（１）から（３）までの負荷の運転を開始したとしても、使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ以上に増加することは無いと考えられるため、前記出力増加制御は行わない。 In the present embodiment, the output increase control is performed only in the time zone from 17:00 to 20:00. In other time zones, the original power consumption Pu is small, and the loads from (1) to (3) above are expected to be used within a predetermined time (in the present embodiment, the next time zone). Since it is considered that the power consumption Pu does not increase beyond the rated output Pm even if the operation of the above is started, the output increase control is not performed.
このように、上記（１）から（３）までの負荷の運転を早めに開始したとしても、使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ以上に増加することは無いと考えられる場合には、前記出力増加制御を行わないようにすることで、電力の無駄な消費を防止することができる。 As described above, when it is considered that the power consumption Pu does not increase to the rated output Pm or more even if the operation of the load from (1) to (3) is started early, the output increase control is performed. By not doing this, it is possible to prevent wasteful consumption of electric power.
また、上記ステップＳ１０５の処理（出力増加制御）においては、制御手段６０は運転していない（使用していない）負荷５０・５０・・・の運転を開始（始動）させるものとして説明したが、本発明はこれに限るものではない。具体的には、制御手段６０は、すでに運転（使用）されている負荷５０・５０・・・による使用電力を増加させる構成とすることも可能である。例えば、制御手段６０は、エアコンの設定温度を変更する（冷房の場合には設定温度を下げ、暖房の場合には設定温度を上げる）ことで、当該エアコンによる使用電力を増加させることもできる。
Further, in the process (output increase control) of step S105, the control means 60 has been described as starting (starting) the operation of the
また、上記ステップＳ１０５の処理（出力増加制御）においては、制御手段６０は１つの負荷５０のみの運転を制御しているが、複数の負荷５０の運転を制御して使用電力Ｐｕを増加させることも可能である。
Further, in the process of step S105 (output increase control), the control means 60 controls the operation of only one
制御手段６０は、ステップＳ１０５の処理を行った後、ステップＳ１０８に移行する。 The control means 60 shifts to step S108 after performing the process of step S105.
一方、ステップＳ１０６において、制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが、定格出力Ｐｍを所定値α以上超えている（Ｐｕ＞Ｐｍ＋α）か否かを判定する。
On the other hand, in step S106, the control means 60 determines whether or not the power used Pu by the
ここで、所定値αとは任意に設定される値である。使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ以上である場合には、蓄電装置４０は放電効率の良い定格出力Ｐｍ（最大出力）で放電することができる。しかし、使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍを大幅に超えると、不足する電力（Ｐｕ−Ｐｍ）を商用電源１００（買電）によって補うことになるため、電力料金が増加することになる。従って、任意の所定値αを設定し、使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍを所定値α以上超えている場合には、使用電力Ｐｕが過度に増加していると判断し、後述するステップＳ１０７の処理を行うことで当該使用電力Ｐｕを減少させる。
Here, the predetermined value α is a value that is arbitrarily set. When the power used Pu is the rated output Pm or more, the
制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが、定格出力Ｐｍを所定値α以上超えていると判定した場合、ステップＳ１０７に移行する。
制御手段６０は、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが、定格出力Ｐｍを所定値α以上超えていないと判定した場合、ステップＳ１０８に移行する。
When the control means 60 determines that the power used Pu by the
When the control means 60 determines that the power used Pu by the
ステップＳ１０７において、制御手段６０は、前記出力増加制御をすでに行っている場合には、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが、蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上であって当該定格出力Ｐｍを所定値α以上超えない値となるように、前記出力増加制御において始動させた負荷５０・５０・・・を適宜停止させる。以下、当該ステップＳ１０７の処理について具体的に説明する。
In step S107, when the output increase control has already been performed, the control means 60 uses the power Pu of the
図４（ａ）に示す１８時から１９時までの時間帯において、前記出力増加制御（ステップＳ１０５を参照）によって給湯器の運転が開始されているものとする。しかし、何らかの理由によって（本実施形態においては、予測（図２（ａ）参照）よりも多くのエアコンが使用されたことによって）、当該時間帯における負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが、定格出力Ｐｍを所定値α以上超えてしまっている。
It is assumed that the operation of the water heater is started by the output increase control (see step S105) in the time zone from 18:00 to 19:00 shown in FIG. 4 (a). However, for some reason (in this embodiment, more air conditioners are used than predicted (see FIG. 2A)), the power consumption Pu due to the
この場合、制御手段６０は、図４（ｂ）に示すように、１８時から１９時までの時間帯において前記出力増加制御（ステップＳ１０５）で始動された給湯器への電力の供給を停止し、当該給湯器の運転を停止する。これによって、１８時から１９時までの時間帯における使用電力Ｐｕは定格出力Ｐｍ以上であって当該定格出力Ｐｍを所定値α以上超えない値となる。 In this case, as shown in FIG. 4B, the control means 60 stops the supply of electric power to the water heater started in the output increase control (step S105) during the time zone from 18:00 to 19:00. , Stop the operation of the water heater. As a result, the power consumption Pu in the time zone from 18:00 to 19:00 is a value that is equal to or more than the rated output Pm and does not exceed the rated output Pm by a predetermined value α or more.
このように制御手段６０は、ステップＳ１０７において負荷５０・５０・・・の運転を制御することによって、当該負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ以上であって当該定格出力Ｐｍを所定値α以上超えない値となるようにする。これによって、蓄電装置４０は定格出力Ｐｍ（最大出力）で放電を行うことになり、当該蓄電装置４０の放電効率を向上させることができると共に、電力の無駄な使用を防止することで商用電源１００からの電力の供給（買電）をできる限り少なくし、電力料金を節約することができる。
In this way, the control means 60 controls the operation of the
このように、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上であって当該定格出力Ｐｍを所定値α以上超えない値となるようにする制御を、以下では単に「出力減少制御」と記す。
In this way, the control for ensuring that the power used Pu by the
なお、上記ステップＳ１０７の処理（出力減少制御）においては、制御手段６０は前記出力増加制御において運転を開始した負荷５０・５０・・・の運転を停止させるものとして説明したが、本発明はこれに限るものではない。具体的には、制御手段６０は、前記出力増加制御において運転が開始されている負荷５０・５０・・・による使用電力を減少させる構成とすることも可能である。例えば、制御手段６０は、エアコンの設定温度を変更する（冷房の場合には設定温度を上げ、暖房の場合には設定温度を下げる）ことで、当該エアコンによる使用電力を減少させることもできる。
In the process of step S107 (output decrease control), the control means 60 has been described as stopping the operation of the
また、上記ステップＳ１０７の処理（出力減少制御）においては、制御手段６０は１つの負荷５０（給湯器）のみの運転を制御しているが、複数の負荷５０の運転を制御して使用電力Ｐｕを減少させることも可能である。
Further, in the process (output reduction control) of step S107, the control means 60 controls the operation of only one load 50 (water heater), but controls the operation of a plurality of
また、上記ステップＳ１０７の処理（出力減少制御）においては、１つの負荷５０（給湯器）の運転を停止することで使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ以上であって当該定格出力Ｐｍを所定値α以上超えない値まで減少しているが、当該出力減少制御を行うと使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ未満まで過度に減少してしまう場合も想定される。この場合には、制御手段６０は当該出力減少制御を行わず、使用電力Ｐｕが定格出力Ｐｍ以上である状態を保持する。これによって、蓄電装置４０の放電効率が良い状態を維持することができる。
Further, in the process (output reduction control) of step S107, the power consumption Pu is the rated output Pm or more by stopping the operation of one load 50 (water heater), and the rated output Pm is set to the predetermined value α or more. Although it has been reduced to a value that does not exceed it, it is assumed that the power consumption Pu may be excessively reduced to less than the rated output Pm when the output reduction control is performed. In this case, the control means 60 does not perform the output reduction control, and maintains a state in which the power consumption Pu is the rated output Pm or more. As a result, it is possible to maintain a state in which the discharge efficiency of the
制御手段６０は、ステップＳ１０７の処理を行った後、ステップＳ１０８に移行する。 The control means 60 shifts to step S108 after performing the process of step S107.
ステップＳ１０８において、制御手段６０は、蓄電装置４０（蓄電池）の充電量Ｃ（充電された電力）が所定値Ｃｂ未満であるか否かを判定する。 In step S108, the control means 60 determines whether or not the charge amount C (charged power) of the power storage device 40 (storage battery) is less than a predetermined value Cb.
ここで、所定値Ｃｂとは任意に設定される値であり、蓄電装置４０（蓄電池）の過放電を防止することができる程度の値（所定値Ｃｂを多少下回る程度まで放電されたとしても、当該蓄電装置４０（蓄電池）に不具合が生じない程度に余裕を持った値）に設定される。 Here, the predetermined value Cb is a value that is arbitrarily set, and is a value that can prevent over-discharging of the power storage device 40 (storage battery) (even if the value is slightly lower than the predetermined value Cb). The value is set to a value with a margin to the extent that the power storage device 40 (storage battery) does not malfunction.
制御手段６０は、蓄電装置４０（蓄電池）の充電量Ｃ（充電された電力）が所定値Ｃｂ未満であると判定した場合、ステップＳ１０９に移行する。
制御手段６０は、蓄電装置４０（蓄電池）の充電量Ｃ（充電された電力）が所定値Ｃｂ以上であると判定した場合、再びステップＳ１０１の処理に戻る。
When the control means 60 determines that the charge amount C (charged power) of the power storage device 40 (storage battery) is less than the predetermined value Cb, the process proceeds to step S109.
When the control means 60 determines that the charge amount C (charged power) of the power storage device 40 (storage battery) is equal to or greater than the predetermined value Cb, the control means 60 returns to the process of step S101 again.
ステップＳ１０９において、制御手段６０は、その時点で前記出力増加制御又は前記出力減少制御を行っている場合、当該制御を終了すると共に、蓄電装置４０から負荷５０・５０・・・への電力の供給を停止する。この場合、前記出力増加制御及び前記出力減少制御にかかわらず使用されている負荷５０・５０・・・に対しては、商用電源１００（又は、太陽光発電部１０）からの電力が供給される。
制御手段６０は、ステップＳ１０９の処理を行った後、再びステップＳ１０１の処理に戻る。
In step S109, if the control means 60 is performing the output increase control or the output decrease control at that time, the control means 60 ends the control and supplies electric power from the
The control means 60 returns to the process of step S101 after performing the process of step S109.
以上の如く、本実施形態に係る電力供給システム１は、充電した電力を放電することによって、当該電力を少なくとも１つの負荷５０・５０・・・へと供給することが可能な蓄電装置４０を具備する電力供給システム１であって、通常時における少なくとも１つの負荷５０・５０・・・の使用状況を予め学習し、蓄電装置４０が少なくとも１つの負荷５０・５０・・・のうち使用されている負荷５０・５０・・・へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが、蓄電装置４０の放電効率が最も良くなる定格出力Ｐｍ未満である場合（ステップＳ１０４）、少なくとも１つの負荷５０・５０・・・のうち使用されていない負荷５０・５０・・・であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷５０・５０・・・を始動させ、かつ／又は少なくとも１つの負荷５０・５０・・・のうち使用されている負荷５０・５０・・・による使用電力を増加させ（ステップＳ１０５）、少なくとも１つの負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上となるようにする出力増加制御を行う制御手段６０を具備するものである。
このように構成することにより、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ未満である場合、当該負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕを蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上となるまで増加させることで、蓄電装置４０の放電効率を向上させることができる。
As described above, the electric
With this configuration, when the power Pu used by the
また、制御手段６０は、前記出力増加制御を行っている際に、少なくとも１つの負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍを所定値α以上超えた場合（ステップＳ１０６）、前記出力増加制御において始動させた負荷５０・５０・・・を停止させ、かつ／又は前記出力増加制御において使用電力を増加させた負荷５０・５０・・・による使用電力を減少させ（ステップＳ１０７）、少なくとも１つの負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍ以上であって蓄電装置４０の定格出力Ｐｍを所定値α以上超えないようにする出力減少制御を行うものである。
このように構成することにより、負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕが蓄電装置４０の定格出力Ｐｍを所定値α以上超えた場合、当該負荷５０・５０・・・による使用電力Ｐｕを蓄電装置４０の定格出力Ｐｍと同程度まで減少させることで、蓄電装置４０の放電効率を向上させつつ、電力の無駄な使用を防止することができる。
Further, when the power consumption Pu by at least one
With this configuration, when the power Pu used by the
また、制御手段６０は、蓄電装置４０に充電された電力Ｃが所定値Ｃｂ未満になった場合（ステップＳ１０８）、前記出力増加制御及び前記出力減少制御を終了すると共に、蓄電装置４０から少なくとも１つの負荷５０・５０・・・への電力の供給を停止する（ステップＳ１０９）ものである。
このように構成することにより、蓄電装置の過放電を防止することができる。
Further, when the electric power C charged in the
With such a configuration, over-discharging of the power storage device can be prevented.
なお、本発明は図１に示す太陽光発電を利用した電力供給システム１に限らず、蓄電装置４０から負荷へと電力を供給可能とする種々の電力供給システムに適用可能である。
The present invention is applicable not only to the
１ 電力供給システム
１０ 太陽光発電部
３０ 分電盤
４０ 蓄電装置
５０ 負荷
６０ 制御手段
１００ 商用電源
1
Claims (3)
通常時における前記少なくとも１つの負荷の使用状況を予め学習し、
前記蓄電装置が前記少なくとも１つの負荷のうち使用されている負荷へと電力を供給する際に、当該使用されている負荷による使用電力が、前記蓄電装置の放電効率が最も良くなる定格出力未満である場合、
前記少なくとも１つの負荷のうち使用されていない負荷であって今後所定時間以内に使用されると予測される負荷を始動させ、かつ／又は前記少なくとも１つの負荷のうち使用されている負荷による使用電力を増加させ、前記少なくとも１つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上となるようにする出力増加の制御を行う制御手段を具備することを特徴とする、
電力供給システム。 A power supply system including a power storage device capable of supplying the charged power to at least one load by discharging the charged power.
By learning in advance the usage status of at least one of the above loads during normal operation,
When the power storage device supplies power to the used load among the at least one load, the power used by the used load is less than the rated output that maximizes the discharge efficiency of the power storage device. If so
The unused load of the at least one load that is expected to be used within a predetermined time in the future is started, and / or the power used by the used load of the at least one load. increase, characterized by comprising a control means for controlling the output increase said at least one power usage by the load to be equal to or greater than the rated output of the electric storage device,
Power supply system.
前記出力増加の制御を行っている際に、前記少なくとも１つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えた場合、
前記出力増加の制御において始動させた負荷を停止させ、かつ／又は前記出力増加の制御において使用電力を増加させた負荷による使用電力を減少させ、前記少なくとも１つの負荷による使用電力が前記蓄電装置の定格出力以上であって前記蓄電装置の定格出力を所定値以上超えないようにする出力減少の制御を行うことを特徴とする、
請求項１に記載の電力供給システム。 The control means
When the power consumption by at least one load exceeds the rated output of the power storage device by a predetermined value or more while the output increase is controlled.
The load started in the control of the output increase is stopped, and / or the power used by the load whose power consumption is increased in the control of the output increase is reduced, and the power used by the at least one load is the power consumption device of the power storage device. It is characterized in that the output reduction is controlled so as not to exceed the rated output and exceed the rated output of the power storage device by a predetermined value or more.
The power supply system according to claim 1.
前記蓄電装置に充電された電力が所定値未満になった場合、前記制御手段による制御を終了すると共に、前記蓄電装置から前記少なくとも１つの負荷への電力の供給を停止することを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。 The control means
When the electric power charged in the power storage device becomes less than a predetermined value, the control by the control means is terminated, and the power supply from the power storage device to the at least one load is stopped.
The power supply system according to claim 1 or 2.
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