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公開番号2021069264
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019195651
出願日20191028
発明の名称電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラム
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20210402BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】所定のエリア内における電力の調達計画の達成率の改善を図る。
【解決手段】第1電力制御装置10は、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、第1所定期間単位で、所定のエリア内の蓄電装置33の充放電を制御する。第2電力制御装置20は、予測誤差情報に基づき需要予測および発電予測の少なくとも一方を補正し、補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、インバランス調整を行うか否かを判定する。第2電力制御装置20は、インバランス調整を行うと判定した場合、第1所定期間よりも短い第2所定期間単位で蓄電装置33の充放電を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
所定のエリア内の蓄電装置と、
前記所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、第1所定期間単位で前記蓄電装置の充放電を制御する第1電力制御装置と、
前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報に基づき、前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間単位で前記蓄電装置の充放電を制御する第2電力制御装置と、を備える電力制御システム。
続きを表示(約 2,200 文字)【請求項2】
前記第1電力制御装置は、前記予測誤差情報を前記第2電力制御装置に送信する、請求項1に記載の電力制御システム。
【請求項3】
前記第2電力制御装置は、前記補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と前記実績値との誤差と、前記第1所定期間の残り時間とに基づき、前記インバランス調整を行うか否かを判定する、請求項1または2に記載の電力制御システム。
【請求項4】
前記第2電力制御装置は、前記予測誤差情報に基づく最大の誤差量で前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正する、請求項1から3のいずれか一項の記載の電力制御システム。
【請求項5】
前記予測誤差情報は、前記需要予測を増加させる方向の誤差に関する情報、前記需要予測を減少させる方向の誤差に関する情報、前記発電予測を増加させる方向の誤差に関する情報、前記発電予測を減少させる方向の誤差に関する情報、および、前記所定のエリアにおける電力需要を突発的に変動させるイベントに関するイベント情報の少なくとも1つを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項6】
所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する制御部と、
前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する外部装置に送信する通信部と、を備える電力制御装置。
【請求項7】
所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する外部装置から、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を受信する通信部と、
前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する制御部と、を備える電力制御装置。
【請求項8】
所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御し、
前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する外部装置に送信する、電力制御装置における電力制御方法。
【請求項9】
所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する外部装置から、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を受信し、
前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する、電力制御装置における電力制御方法。
【請求項10】
コンピュータに、
所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する処理と、
前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する外部装置に送信する処理と、を実行させるプログラム。
【請求項11】
コンピュータに、
所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する外部装置から、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を受信する処理と、
前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する処理と、を実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムに関する。
続きを表示(約 7,200 文字)【背景技術】
【0002】
近年、所定のエリア内の電力需給を管理する電力事業者が、電力の調達計画を広域機関に提出し、この調達計画に従い、所定のエリア内の電力需要を制御するシステムがある(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2019−126157号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したシステムでは、所定期間単位で、所定のエリア内の電力需要の実績値が調達計画と一致する、すなわち、調達計画が達成されることが望ましい。
【0005】
本開示の目的は、所定のエリア内における電力の調達計画の達成率の改善を図ることができる電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態に係る電力制御システムは、所定のエリア内の蓄電装置と、前記所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、第1所定期間単位で前記蓄電装置の充放電を制御する第1電力制御装置と、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報に基づき、前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記第1所定期間よりも短い第2所定期間単位で前記蓄電装置の充放電を制御する第2電力制御装置と、を備える。
【0007】
また、一実施形態に係る電力制御装置は、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する制御部と、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する外部装置に送信する通信部と、を備える。
【0008】
また、一実施形態に係る電力制御装置は、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する外部装置から、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を受信する通信部と、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する制御部と、を備える。
【0009】
また、一実施形態に係る電力制御装置における電力制御方法は、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御し、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する外部装置に送信する。
【0010】
また、一実施形態に係る電力制御装置における電力制御方法は、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する外部装置から、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を受信し、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する。
【0011】
また、一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する処理と、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定する外部装置に送信する処理と、を実行させる。
【0012】
また、一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、所定のエリアにおける電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、前記所定のエリア内の蓄電装置の充放電を制御する外部装置から、前記需要予測および前記発電予測の誤差に関する予測誤差情報を受信する処理と、前記予測誤差情報に基づき前記需要予測および前記発電予測の少なくとも一方を補正し、該補正後の需要予測および発電予測に応じた調達計画と、前記所定のエリアにおける電力需要の実績値との誤差に基づき、前記所定のエリア内における電力需要を調整するインバランス調整を行うか否かを判定し、前記インバランス調整を行うと判定した場合、前記蓄電装置の充放電を制御する処理と、を実行させる。
【発明の効果】
【0013】
一実施形態によれば、所定のエリア内における電力の調達計画の達成率の改善を図ることができる電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本発明の一実施形態に係る電力制御システムの構成例を示す図である。
図1に示す第1電力制御装置が立案する調達計画について説明するための図である。
調達計画、需要予測、発電予測、充電計画および放電計画の変更について説明するための図である。
図1に示す第1電力制御装置の構成例を示す図である。
図1に示す第2電力制御装置の構成例を示す図である。
一般的なインバランス調整の要否の判定方法を説明するための図である。
一般的なインバランス調整の要否の判定方法を説明するための図である。
図1に示す第2電力制御装置による需要予測および発電予測の補正について説明するための図である。
図1に示す第2電力制御装置による需要予測および発電予測の補正について説明するための図である。
図1に示す第2電力制御装置によるインバランス調整の要否の判定方法について説明するための図である。
図1に示す第2電力制御装置によるインバランス調整の要否の判定方法について説明するための図である。
図1に示す第2電力制御装置によるインバランス調整について説明するための図である。
図1に示す第1電力制御装置による充放電制御について説明するための図である。
図1に示す第2電力制御装置による充放電制御について説明するための図である。
図1に示す電力制御システムの動作の一例を示すシーケンス図である。
図1に示す電力制御システムの動作の他の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、一実施形態に係る電力制御システム、電力制御装置、電力制御方法およびプログラムについて、図面を参照して説明する。
【0016】
図1は、一実施形態に係る電力制御システム1の構成例を示す図である。本実施形態に係る電力制御システム1は、例えば、市町村単位といった所定のエリア内における電力を制御するAEMS(Area Energy Management System)を構成してよい。
【0017】
図1に示すように、本実施形態に係る電力制御システム1は、第1電力制御装置10と、第2電力制御装置20と、機器30とを備える。第1電力制御装置10は、第2電力制御装置20と接続される。第2電力制御装置20は、ゲートウェイ(GW)40を介して機器30と接続される。機器30は、電力制御システム1が電力を制御する所定のエリア内に設けられる。機器30は、例えば、太陽電池31、電力メータ32、蓄電装置33を含む。図1においては、第2電力制御装置20と機器30とがGW40を介して接続される例を示しているが、これに限られるものではない。第2電力制御装置20と機器30とはGW40を介さずに接続されてよい。
【0018】
第1電力制御装置10は、所定のエリア内における電力の調達計画を立案し、立案した調達計画に従い、所定のエリア内の電力を制御する電力制御装置である。
【0019】
図2は、調達計画について説明するための図である。
【0020】
第1電力制御装置10は、図2に示すように、所定期間単位(第1所定期間単位)(以下、「デマンド区間」と称する。)で、所定のエリア内における電力の需要予測および発電予測に応じて、所定のエリア内における電力の調達計画を立案する。具体的には、第1電力制御装置10は、需要予測から発電予測を減算し、充電計画および放電計画に応じた値を加算または減算して、調達計画を立案する。デマンド区間は、例えば、30分間である。充電計画および放電計画は、例えば、所定のエリア内における電力のピークカットあるいはピークシフトを行うための、蓄電装置33の充放電の計画である。電力制御システム1においては、デマンド区間ごとに、所定のエリア内における電力需要の実績値が調達計画と一致する、すなわち、調達計画を達成することが求められる。
【0021】
第1電力制御装置10は、所定時間(例えば、48時間)だけ先まで調達計画を立案する。ただし、調達計画、需要予測および発電予測はそれぞれ、対象のデマンド区間よりも所定時間だけ前まで変更可能である。例えば、図3に示すように、調達計画は、対象のデマンド区間の1時間前まで変更可能である。したがって、対象のデマンド区間が13:00−13:29であるとすると、調達計画は、11:59まで変更可能である。また、需要予測および発電予測は、対象のデマンド区間の30分前まで変更可能である。したがって、対象のデマンド区間が13:00−13:29であるとすると、需要予測および発電予測は、12:29まで変更可能である。充電計画および放電計画は、対象のデマンド区間内であっても変更可能である。調達計画、需要予測および発電予測が変更できなくなった後は、充電計画および放電計画を調整することで、調達計画の達成が図られる。
【0022】
第1電力制御装置10は、立案した調達計画を広域機関(OCCTO:Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators)に提出してよい。第1電力制御装置10は、デマンド区間ごとに、立案した調達計画に従い、蓄電装置33の充放電を制御する。すなわち、第1電力制御装置10は、電力の需要予測および発電予測に応じた調達計画に従い、所定期間(デマンド区間)単位(第1所定期間単位)で、蓄電装置33の充放電を制御する。また、第1電力制御装置10は、所定のエリア内の電力需要のピークカットあるいはピークシフトを行うために、蓄電装置33の充放電を制御してよい。第1電力制御装置10は、蓄電装置33の充放電を制御する制御指示を第2電力制御装置20に送信する。この制御指示に従い、蓄電装置33の充放電が制御される。
【0023】
第1電力制御装置10は、調達計画、需要予測および発電予測を、外部装置である第2電力制御装置20に送信する。また、第1電力制御装置10は、需要予測および発電予測の誤差に関する情報である予測誤差情報を、外部装置である第2電力制御装置20に送信する。需要予測および発電予測は、例えば、所定のエリア内における電力の需要および発電を予測するモデルから得られる。このようなモデルによる予測には通常、誤差が含まれる。予測誤差情報は、例えば、当該モデルの精度を示す情報である。
【0024】
予測誤差情報には、需要予測を増加させる方向の誤差に関する情報(第1需要予測誤差情報)が含まれてよい。予測誤差情報には、需要予測を減少させる方向の誤差に関する情報(第2需要予測誤差情報)が含まれてよい。予測誤差情報には、発電予測を増加させる方向の誤差に関する情報(第1発電予測誤差情報)が含まれてよい。予測誤差情報には、発電予測を減少させる方向の誤差に関する情報(第2発電予測誤差情報)が含まれてよい。予測誤差情報には、所定のエリア内における電力需要を突発的に変動させるイベント(例えば、落雷など)に関する情報であるイベント情報が含まれてよい。すなわち、予測誤差情報には、第1需要予測誤差情報、第2需要予測誤差情報、第1発電予測誤差情報、第2発電予測誤差情報およびイベント情報の少なくとも1つが含まれる。
【0025】
図4は、第1電力制御装置10の構成例を示す図である。
【0026】
図4に示すように、第1電力制御装置10は、記憶部11と、通信部12と、制御部13とを備える。
【0027】
記憶部11は、第1電力制御装置10の動作に必要な種々の情報を記憶するメモリである。記憶部11は、一実施形態に係るプログラムを記憶してよい。記憶部11は、制御部13による演算結果などの各種データを記憶してよい。記憶部11は、例えば、半導体メモリまたは磁気ディスクなどにより構成することができるが、これらに限られず、任意の記憶装置により構成することができる。記憶部11は、第1電力制御装置10に挿入されたメモリカードのような記憶媒体であってよい。記憶部11は、後述する制御部13として用いられるCPU(Central Processing Unit)の内部メモリであってよい。
【0028】
通信部12は、無線通信をはじめとする各種の通信機能を有する通信インタフェースである。通信部12は、例えば、LTE(Long Term Evolution)などの種々の通信方式により通信を実現する。通信部12は、例えば、ITU−T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)において通信方式が標準化されたモデムを含んでよい。通信部12は、WiFi(Wireless Fidelity)またはBluetooth(登録商標)などの種々の方式により無線通信を実現してよい。通信部12が送受信する各種の情報は、記憶部11に記憶してよい。通信部12は、電波を送受信するためのアンテナおよび適当なRF(Radio Frequency)部などを含めて構成してよい。通信部12は、無線通信を行うための既知の技術により構成することができるため、より詳細なハードウェアの説明は省略する。
【0029】
通信部12は、制御部13の制御に従い、調達計画、需要予測、発電予測および予測誤差情報を、外部装置である第2電力制御装置20に送信する。通信部12は、制御部13の制御に従い、蓄電装置33の充放電を制御する制御指示を第2電力制御装置20に送信してよい。通信部12は、機器30による電力需要の実績値を示す実績データを第2電力制御装置20から受信し、制御部13に出力してよい。
【0030】
制御部13は、第1電力制御装置10全体の動作を制御するコントローラである。制御部13は、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供するために、例えば、CPUのような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。制御部13は、1つのプロセッサで実現してよいし、複数のプロセッサで実現してよい。制御部13は、単一の集積回路として実現されてよい。プロセッサは、通信可能に接続された複数の集積回路およびディスクリート回路として実現されてよい。制御部13は、CPUおよび当該CPUで実行されるプログラムとして構成されてよい。制御部13において実行されるプログラムおよび制御部13において実行された処理の結果などは、記憶部11に記憶されてよい。
(【0031】以降は省略されています)

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