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公開番号2021090341
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210610
出願番号2020124232
出願日20200721
発明の名称蓄電制御装置、蓄電制御方法、及びプログラム
出願人積水化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/32 20060101AFI20210514BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】蓄電装置の蓄積電力について化石エネルギー由来の電力が含まれない状態としたことを証明できる蓄電装置の動作を得る。
【解決手段】再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置として、前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように充放電制御を実行する充放電制御部を備えて構成する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置であって、
前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように前記充放電制御を実行する充放電制御部
を備える蓄電制御装置。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記充放電制御部は、前記蓄電装置の蓄積電力量が規定値に到達するまで放電させた状態から、前記発電由来電力を充電させるように前記充放電制御を実行する
請求項1に記載の蓄電制御装置。
【請求項3】
前記規定値は、ゼロである
請求項2に記載の蓄電制御装置。
【請求項4】
前記規定値は、平常時においては放電せずに確保しておくべき非常用蓄積電力量に対応する値である
請求項2に記載の蓄電制御装置。
【請求項5】
前記規定値は、平常時においては放電せずに確保しておくべき非常用蓄積電力量未満に対応する値である
請求項2に記載の蓄電制御装置。
【請求項6】
前記規定値は、前記非常用蓄積電力量から、前記非常用蓄積電力量より小さい値を減じた値である
請求項5に記載の蓄電制御装置。
【請求項7】
前記規定値は、前記非常用蓄積電力量から、前記非常用蓄積電力量と等しい値を減じた値である
請求項5に記載の蓄電制御装置。
【請求項8】
前記充放電制御部は、前記蓄電装置が前記系統由来電力を充電したことに応じて前記充放電制御を実行する
請求項1から7のいずれか一項に記載の蓄電制御装置。
【請求項9】
前記充放電制御部は、前記蓄電装置が備えられる需要家における需要電力と前記蓄電装置に充電される充電電力とを含む需要家入力電力が、前記発電装置による発電電力よりも小さい場合に、前記蓄電装置が前記系統由来電力を充電したと判定する
請求項8に記載の蓄電制御装置。
【請求項10】
複数の需要家の電力を管理する統合電力管理装置に対して、前記蓄電装置に関する蓄電装置情報であって、前記充放電制御部による前記蓄電装置の蓄積電力に前記系統由来電力が含まれているか否かの判断結果に基づく情報を含む蓄電装置情報を送信する情報出力部を備える
請求項1から9のいずれか一項に記載の蓄電制御装置。
【請求項11】
再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置における蓄電制御方法であって、
前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように充放電制御を実行する充放電制御ステップ
を備える蓄電制御方法。
【請求項12】
再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置としてのコンピュータを、
前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように充放電制御を実行する充放電制御部
として機能させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄電制御装置、蓄電制御方法、及びプログラムに関する。
続きを表示(約 7,700 文字)【背景技術】
【0002】
日中において太陽電池等の再生可能エネルギー(非化石エネルギー)を利用して発電を行う発電装置により発電された電力のうちで、例えば負荷により消費しきれずに余剰した余剰電力を蓄電装置に充電させ、蓄電装置に充電された電力を、夜間等において負荷の消費電力等に利用するという蓄電装置の運用が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2013−223316号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような蓄電装置の運用のもとで蓄電装置に蓄積される電力は、石油等の化石エネルギーに由来するのではなく再生可能エネルギーに由来するものであることから、非化石価値を有するといえる。
しかしながら、例えば天候等に起因して発電装置の電力が不足したことにより、蓄電装置が商用電源から供給される電力を充電する状況となる場合がある。このように商用電源から供給される電力が充電されることで、蓄電装置の蓄積電力には化石エネルギーに由来する電力が含まれたことになり、非化石価値が損なわれることになる。
このようなことを考慮すると、蓄電装置の蓄積電力に化石エネルギー由来の電力が含まれた状態となったとしても、その後において、蓄積電力に化石エネルギー由来の電力が含まれない状態としたことを証明できるように蓄電装置を動作させることが求められる。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置の蓄積電力について化石エネルギー由来の電力が含まれない状態としたことを証明できる蓄電装置の動作が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するための本発明の一態様は、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置であって、前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように充放電制御を実行する充放電制御部である。
【0007】
また、本発明の一態様は、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置における蓄電制御方法であって、前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように充放電制御を実行する充放電制御ステップを備える蓄電制御方法である。
【0008】
また、本発明の一態様は、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される発電由来電力と商用電源の系統から供給された系統由来電力とのそれぞれを充電可能なように設けられた蓄電装置の充放電制御を実行する蓄電制御装置としてのコンピュータを、前記発電由来電力を前記系統に放電させ、前記系統由来電力が前記系統に放電されないように充放電制御を実行する充放電制御部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、蓄電装置の蓄積電力について化石エネルギー由来の電力が含まれない状態としたことを証明できる蓄電装置の動作が得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
第1実施形態における需要家施設の構成例を示す図である。
第1実施形態における非化石価値化充放電制御の例を示す図である。
第1実施形態における蓄電装置の機能構成例を示す図である。
第1実施形態における蓄電装置が非化石価値化充放電制御における充電制御に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。
第1実施形態における蓄電装置が非化石価値化充放電制御における放電制御に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。
第2実施形態における蓄電装置が非化石価値化充放電制御における充電制御に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。
第3実施形態における蓄電装置が非化石価値化充放電制御における充電制御に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。
第4実施形態における電力管理システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<第1実施形態>
図1は、本実施形態における需要家施設100の構成例を示している。同図の需要家施設100は、電力測定部101、経路切替部102、発電装置103、蓄電装置200、負荷105、及び施設内電力管理装置150を備える。
需要家施設100の所有者は需要家と呼ばれる。ただし、以降の説明にあっては、需要家を需要家施設100と同義で記載する場合がある。
【0012】
需要家施設100には、配電線DLを介して商用電源PSが供給可能とされている。需要家施設100において、商用電源PSは、電力測定部101から経路切替部102を介して、蓄電装置200や負荷105に供給される。経路切替部102は、電力測定部101、発電装置103、蓄電装置200、負荷105の電力経路の結合点であってよい。
電力測定部101は、例えば需要家施設100の受電点にて電力を測定するように設けられる電気設備である。このように設けられる電力測定部101は、需要家施設100の順潮流電力(買電電力)と逆潮流電力(売電電力)とを測定する。本実施形態において、順潮流電力とは配電線DLから順潮流させる電力をいう。逆潮流電力とは配電線DL(配電網)に逆潮流させる電力をいう。即ち、電力測定部101は、受給電力を測定する。受給電力は、順潮流電力と逆潮流電力との差分である。
需要家施設100において、一般送配電事業者側の配電線DLから電力測定部101を経由して経路切替部102に供給される商用電源PSの電力が順潮流電力である。一方、発電装置103や蓄電装置200から出力され、経路切替部102から電力測定部101を経由して配電線DLに供給される電力が逆潮流電力である。
本実施形態では、順潮流電力に対応する順潮流を正方向とする場合を例に挙げる。この場合、順潮流に対応する順潮流電力に対して逆潮量に対応する逆潮流電力が小さければ、受給電力は正の値として測定され、順潮流電力に対して逆潮流電力が大きければ受給電力は負の値として測定される。
【0013】
経路切替部102は、例えば電力測定部101、発電装置103、蓄電装置200、及び負荷105間の電力経路の結合点であり、商用電源PSから供給された電力(順潮流電力)を、蓄電装置200や負荷105などに分配して供給することができる。また、経路切替部102は、発電装置103から出力される電力を逆潮流のために電力測定部101経由で配電線DLに出力させることができる。
【0014】
発電装置103は、太陽光を受けて発電を行う電気設備である。発電装置103は、太陽電池とPCS(Power Conditioning System)とを備える。発電装置103は、太陽光を受けて発電し、発電により得られた電力をPCSにより交流に変換して出力する。
発電装置103にて発電された電力は、負荷105の電源として供給することができる。また、発電装置103にて発電された電力は、蓄電装置200に充電することができる。また、発電装置103にて発電された電力は、経路切替部102から電力測定部101を経由して配電線DLに出力することで逆潮流させることができる。
【0015】
なお、発電装置103は、例えば風力発電、地熱発電等の、太陽光以外の再生可能エネルギー(非化石エネルギー)を利用して発電を行う装置とされてもよい。
【0016】
蓄電装置200は、充電のために入力される電力を蓄積し、また、蓄積した電力を放電して出力する電気設備である。蓄電装置200は、例えば蓄電装置とインバータを備える。蓄電装置は電力の蓄積(充電)と蓄積された電力の出力(放電)を行う。インバータは、蓄電装置に充電するための電力を交流から直流に変換し、蓄電装置から放電により出力される電力を直流から交流に変換する。つまり、インバータは、蓄電装置200が入出力する電力の双方向変換を行う。
【0017】
蓄電装置200は、経路切替部102を介して供給される商用電源の電力を入力して充電することができる。また、蓄電装置200は、発電装置103により発電された電力を入力して充電することができる。
また、蓄電装置200は、蓄積された電力を負荷105の電源として供給することができる。また、蓄電装置200は、蓄積された電力を経路切替部102から電力測定部101を経由して配電線DLに出力することで逆潮流させることができる。
【0018】
なお、発電装置103のPCSが、蓄電装置200のインバータとして機能するようにされてよい。つまり、発電装置103と蓄電装置200とでPCSを共用する構成が取られてもよい。
【0019】
負荷105は、需要家施設100において自己の動作のために電力を消費する所定の機器や設備などを一括して示したものである。
負荷105は、経路切替部102から供給される商用電源を入力して動作することができる。また、負荷105は、発電装置103により発電された電力を入力して動作することができる。また、負荷105は、蓄電装置200から出力された電力を入力して動作することができる。
【0020】
施設内電力管理装置150は、需要家施設100における電気設備(発電装置103、蓄電装置200、及び負荷105など)を制御する。
【0021】
本実施形態では、需要家施設100は、逆潮流電力について、発電装置103から出力される電力(発電由来電力)を含むが、商用電源PSの系統から需要家施設100に供給された電力(系統由来電力)は含まれないように電力管理を行う。
このため、需要家施設100では、通常運転のもとでは、発電装置103により発電された発電電力のうちで、負荷105が必要とする需要電力(消費電力)として消費されずに余剰した電力(余剰電力)を蓄電装置200に充電させる。上記の余剰電力のうちで、蓄電装置200に充電することができずにさらに余剰した電力は、逆潮流される。
これにより、蓄電装置200の蓄積電力は、発電由来電力によるものとなり系統由来電力は含まれない。このような、蓄電装置200の蓄積電力は、例えば、発電装置103が発電しない夜間等において放電させることで、負荷105の需要電力として利用することができる。また、蓄電装置200の蓄積電力を放電して逆潮流させることで、売電や他の需要家に電力融通したりすることができる。
このように蓄電装置200が運用されることで、需要家施設100から逆潮流される電力は、発電装置103にて発電された電力のうちで需要家施設100にて消費、蓄積されずに余剰した電力、もしくは蓄電装置200に蓄積された発電由来電力となる。つまり、需要家施設100から逆潮流される電力は、発電由来電力によるものであって系統由来電力は含まれないようにすることができる。このことは、需要家施設100から逆潮流させる電力について、化石エネルギー由来の電力が含まれない非化石価値を与えるものである。
【0022】
しかしながら、例えば悪天候が続くなどして発電装置103の発電電力が得られなかったり不足したりするような状況では、蓄電装置200にて必要な蓄積電力を確保することができなくなる場合がある。
このような状況となった場合、需要家施設100では、必要な蓄積電力の確保のために、蓄電装置200に系統由来電力を含む電力の充電が許容される。以降において、このような蓄電装置200への系統由来電力を含む電力の充電については、臨時充電ともいう。
なお、臨時充電の実行は、例えば臨時充電が必要であると判断した需要家が、蓄電装置200または施設内電力管理装置150を操作して指示するようにされてよい。あるいは、施設内電力管理装置150が、天気予報などに基づいて臨時充電の要否を判定するようにされたうえで、必要であると判断したことに応じて臨時充電の実行を指示するようにされてよい。
【0023】
しかしながら、上記のように臨時充電を行った場合、蓄電装置200の蓄積電力には、系統由来電力が含まれることになる。蓄電装置200が、系統由来電力を含む蓄積電力を放電させて逆潮流を行った場合、逆潮流される電力には系統由来電力が含まれることとなり、逆潮流電力の非化石価値が損なわれる。
そこで、本実施形態においては、上記のように蓄電装置200の蓄積電力に系統由来電力が含まれることとなった場合には、以下に説明するようにして、蓄積電力に系統由来電力が含まれない状態とするための充放電制御(以下、非化石価値化充放電制御ともいう)を実行する。
【0024】
図2(A)は、非化石価値化充放電制御の第1例を示している。同図においては、蓄電装置200における蓄電状態ST(ST−11〜ST−14)が示されている。同図の蓄電状態STは、0%〜100%のSOC(State Of Charge)の範囲における蓄積電力量を示す。
【0025】
なお、SOCについては、いくつかの定義の仕方がある。例えば蓄電装置の実効容量の下限、上限を、それぞれSOCのゼロ%、100%として定義する場合がある。あるいは、蓄電装置の定格電力量の下限、上限を、それぞれSOCのゼロ%、100%として定義する場合とがある。本実施形態におけるSOCについては、各種条件を考慮して、どのような定義を採用するのかを決定してよい。
【0026】
図2(A)において、蓄電状態ST−11は、通常運転のもとで、蓄電装置200において或る量による発電由来電力W1のみが蓄積された状態を示している。蓄電状態ST−12は、蓄電状態ST−11の状態のもとで臨時充電が行われたことで、蓄電装置200において、発電由来電力W1と系統由来電力W2とが混在して蓄積された状態を示している。
このような蓄電状態ST−12のもとで蓄電装置200から放電させた電力を逆潮流させた場合には、逆潮流電力に系統由来電力が含まれることから、非化石価値を有さない電力が逆潮流されてしまうことになる。このため、蓄電状態ST−12のもとでは、蓄電装置200から放電される電力により逆潮流が行われないようにするとともに、蓄電装置200の蓄積電力について、発電由来電力を含むが系統由来電力が含まれない状態に復帰させることが必要になる。
【0027】
そこで、蓄電装置200は、蓄電状態ST−12のように蓄積電力として発電由来電力W1と系統由来電力W2とが混在する状態となった場合、その後において以下のように放電を行う。
つまり、蓄電装置200は、蓄電状態ST−13として示すように、SOCが0%となるまで、放電電力を逆潮流させることなく、負荷105によって消費されるように放電を行う。このようにSOCが0%となるまで放電させた後においては、蓄電装置200は、蓄電状態ST−14として示すように、通常運転のもとで、余剰電力のみを充電するように動作することで、発電由来電力W1のみが蓄積されるようにする。蓄電状態ST−14は、一旦、SOCが0%の蓄電状態ST−13とした後において余剰電力のみを充電した状態であることから、蓄積電力は発電由来電力のみによるものとすることができる。これにより、蓄電状態ST−14のもとでは、蓄電装置200から放電させた電力を逆潮流させることができる。また、本例のように充放電制御を行っていることを、開示(申告)することで、需要家施設100から逆潮流される電力に系統由来電力が含まれていないことを一般送配電事業者に対して証明できる。
【0028】
図2(B)は、非化石価値化充放電制御の第2例を示している。本例は、蓄電装置200において非常用蓄積電力W3を定めた場合の非化石価値化充放電制御の一例である。非常用蓄積電力W3は、例えば災害等で停電等の発生が生じた際の非常用として、平常時においては蓄電装置200から放電させることなく最低限蓄積することを設定した所定量の蓄積電力である。非常用蓄積電力W3としての電力量は、需要家が決定してもよいし、複数の需要家施設100の電力管理を統括して行う電力管理事業者や、一般送配電事業者が決定してもよい。
同図においては、非常用蓄積電力W3は、電力量として決定されてもよいし、蓄電装置200の満充電状態に対する比率(SOC)として決定されてもよい。同図では、決定された非常用蓄積電力W3が、Em%のSOC(非常用蓄積電力量に対応する値の一例)に対応する場合の例を示している。
【0029】
同図の蓄電状態ST−21は、通常運転のもとで、蓄電装置200において、非常用蓄積電力W3と発電由来電力W1とが蓄積された状態を示している。通常運転のもとでは、SOCがEm%未満とならないようにして、非常用蓄積電力W3を確保しておくようにされたうえで、発電由来電力W1の充電、放電が行われる。
蓄電状態ST−22は、蓄電状態ST−21の状態のもとで臨時充電が行われたことで、蓄電装置200において、系統由来電力W2が混在して蓄積された状態を示している。
【0030】
蓄電装置200は、蓄電状態ST−22のように蓄積電力に系統由来電力W2が含まれる状態となった場合、以下のように放電を行う。つまり、蓄電装置200は、蓄電状態ST−23として示すように、SOCが非常用蓄積電力W3に応じたEm%に到達するまで、放電電力を逆潮流させることなく、負荷105によって消費されるように放電を行う。
(【0031】以降は省略されています)

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