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公開番号2021136851
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210913
出願番号2020034313
出願日20200228
発明の名称負荷制御システム、負荷制御方法、及びプログラム
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人特許業務法人北斗特許事務所
主分類H02J 13/00 20060101AFI20210816BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】特定負荷の調整力を向上しやすくすること。
【解決手段】負荷制御システム10は、取得部11と、処理部12と、を備える。取得部11は、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷31から、特定負荷31の制御に関する関連情報を取得する。処理部12は、取得部11にて取得した関連情報に基づいて、特定負荷31の制御に関する処理を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷から、前記特定負荷の制御に関する関連情報を取得する取得部と、
前記取得部にて取得した前記関連情報に基づいて、前記特定負荷の制御に関する処理を実行する処理部と、を備える、
負荷制御システム。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記処理部は、前記関連情報以外の情報を更に参照して、前記特定負荷の制御に関する処理を実行する、
請求項1記載の負荷制御システム。
【請求項3】
前記処理部は、前記特定負荷を制御する制御処理を実行し、
前記制御処理は、前記特定負荷の前記独自の制御アルゴリズムに対抗する処理を含む、
請求項1又は2に記載の負荷制御システム。
【請求項4】
前記処理部は、前記特定負荷を制御する権限を有する、
請求項3記載の負荷制御システム。
【請求項5】
前記制御処理は、前記特定負荷の前記独自の制御アルゴリズムに割り込んで対抗する処理を含む、
請求項3又は4に記載の負荷制御システム。
【請求項6】
前記制御処理は、前記特定負荷に対して、前記特定負荷が実行し得る複数の制御指令を提案する処理を含む、
請求項3記載の負荷制御システム。
【請求項7】
前記処理部は、前記特定負荷にて設定された目標値を、前記目標値を超えた所定値に変更するように前記特定負荷に指示する、
請求項3〜6のいずれか1項に記載の負荷制御システム。
【請求項8】
前記特定負荷は、ヒートポンプ式給湯器、電気温水器、燃料電池、空調システム、蓄電池、又は電動車両用の充電器のいずれか1つを含む、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の負荷制御システム。
【請求項9】
前記特定負荷は、複数の責任分界点ごとに設けられており、
前記取得部は、前記複数の責任分界点の各々について前記関連情報を取得する、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の負荷制御システム。
【請求項10】
前記取得部及び前記処理部は、複数の責任分界点のうちの1つの責任分界点に設けられた前記特定負荷を対象とする、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の負荷制御システム。
【請求項11】
前記特定負荷は、複数の責任分界点ごとに設けられており、
前記取得部及び前記処理部は、前記複数の責任分界点の各々の前記特定負荷を対象とする、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の負荷制御システム。
【請求項12】
前記複数の責任分界点のうちの2以上の責任分界点において、前記特定負荷は互いに異なるタイミングで動作を開始する、
請求項11記載の負荷制御システム。
【請求項13】
前記処理部は、前記取得部にて取得した前記特定負荷の許容される制御量に基づいて、又は機械学習により推定される前記特定負荷の許容される制御量に基づいて、前記特定負荷を制御するための制御指令を生成する、
請求項1〜12のいずれか1項に記載の負荷制御システム。
【請求項14】
独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷から、前記特定負荷の制御に関する関連情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得した前記関連情報に基づいて、前記特定負荷の制御に関する処理を実行する処理ステップと、を有する、
負荷制御方法。
【請求項15】
1以上のプロセッサに、
請求項14記載の負荷制御方法を実行させる、
プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に負荷制御システム、負荷制御方法、及びプログラムに関する。より詳細には、本開示は、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷を制御する負荷制御システム、負荷制御方法、及びプログラムに関する。
続きを表示(約 6,000 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、太陽光発電装置の直流出力を使って電機製品に電力を供給する太陽光発電システムが開示されている。この太陽光発電システムでは、インバータに、太陽電池アレイとバッテリとが並列に接続されている。インバータは、太陽電池アレイ又はバッテリからの直流電力を交流に変換して、連系スイッチを介して電力系統に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平9−91049号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷の調整力が向上しやすい負荷制御システム、負荷制御方法、及びプログラム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】
【0005】
本開示の一態様に係る負荷制御システムは、取得部と、処理部と、を備える。前記取得部は、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷から、前記特定負荷の制御に関する関連情報を取得する。前記処理部は、前記取得部にて取得した前記関連情報に基づいて、前記特定負荷の制御に関する処理を実行する。
【0006】
本開示の一態様に係る負荷制御方法は、取得ステップと、処理ステップと、を有する。前記取得ステップは、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷から、前記特定負荷の制御に関する関連情報を取得するステップである。前記処理ステップは、前記取得ステップにて取得した前記関連情報に基づいて、前記特定負荷の制御に関する処理を実行するステップである。
【0007】
本開示の一態様に係るプログラムは、1以上のプロセッサに、上記の負荷制御方法を実行させる。
【発明の効果】
【0008】
本開示は、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷の調整力が向上しやすい、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、本開示の一実施形態に係る負荷制御システムの概要図である。
図2は、同上の負荷制御システムの第1制御の一例を示す説明図である。
図3は、比較例の負荷制御システムの動作の一例を示す説明図である。
図4は、本開示の一実施形態に係る負荷制御システムの第2制御の一例を示す説明図である。
図5は、同上の負荷制御システムの制御の一例を示す説明図である。
図6は、同上の負荷制御システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(1)概要
本実施形態に係る負荷制御システム10は、図1に示すように、施設200に設置された特定負荷31を制御するためのシステムである。言い換えれば、負荷制御システム10は、責任分界点P1(の需要家(customer’s facility)側)に設けられた特定負荷31を制御するためのシステムである。本実施形態では、施設200は、戸建住宅を想定しているが、集合住宅であってもよいし、商業施設、オフィスビル、工場、学校、又は病院等の非住宅施設であってもよい。
【0011】
本開示でいう「特定負荷」は、動作することで電力を消費する負荷であって、かつ、独自の制御アルゴリズムに従って動作する負荷である。つまり、特定負荷31を制御する場合、後述するように独自の制御アルゴリズムに対抗する手段を有していなければ、特定負荷31に対する制御指令は、独自の制御アルゴリズムの範疇で実行される。このため、独自の制御アルゴリズムの範疇を超える制御指令を受け取った場合、特定負荷31は、範疇を超える部分については、制御指令に従った制御を実行しないことになる。
【0012】
負荷制御システム10は、図1に示すように、取得部11と、処理部12と、を備えている。
【0013】
取得部11は、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷31から、特定負荷31の制御に関する関連情報を取得する。本開示でいう「関連情報」は、一例として、特定負荷31が独自の制御アルゴリズムに従って動作する場合の余力、つまり特定負荷31の許容される制御量(以下、単に「許容制御量」ともいう)を含み得る。また、「関連情報」は、特定負荷31の制御スケジュール、特定負荷31の状態を表すパラメータの他、特定負荷31の動作履歴(例えば、特定負荷31の動作したタイミング、及び停止したタイミングの履歴)等を含み得る。
【0014】
処理部12は、取得部11にて取得した関連情報に基づいて、特定負荷31の制御に関する処理を実行する。本開示でいう「特定負荷の制御に関する処理」は、特定負荷31を制御する制御処理を含む他、特定負荷31の制御指令を生成する処理等を含み得る。制御指令は、特定負荷31の独自の制御アルゴリズムに対抗する手段を有していないことを前提とした指令であってもよいし、対向する手段を有していることを前提とした指令であってもよい。
【0015】
上述のように、本実施形態では、特定負荷31から取得した関連情報に基づいて、特定負荷31の制御に関する処理を実行する。このため、本実施形態では、例えば電力系統8(図1参照)の需給バランスを調整するための電力事業者からの要求に沿って、特定負荷31にて電力を消費させたり、特定負荷31の動作を停止させたりしやすくなる。その結果、本実施形態では、独自の制御アルゴリズムに従って動作する特定負荷31の調整力が向上しやすい、という利点がある。
【0016】
(2)詳細
以下、本実施形態の負荷制御システム10について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、負荷制御システム10は、複数の施設200ごとに設置されるコントローラ4によって実現されている。各コントローラ4は、インターネット等のネットワークN1を介して電力管理システム100と通信可能に構成されている。
【0017】
ここで、電力管理システム100は、複数の施設200にそれぞれ設置された複数の分散型電源2の出力、つまり複数の分散型電源2の発電電力を管理するためのシステムである。本実施形態では、分散型電源2は、一例として太陽光発電システムである。なお、分散型電源2は、太陽光発電システムの他に、例えば燃料電池等の発電システムであってもよいし、風力、水力、地熱、及びバイオマス等、太陽光以外の再生可能エネルギーを利用した発電システムであってもよい。
【0018】
本実施形態では、電力管理システム100は、アグリゲータが管理するサーバ装置である。本開示でいう「アグリゲータ」は、需要家側エネルギーリソース又は分散型エネルギーリソースを統合制御し、VPP(Virtual Power Plant)又はDR(Demand Response)からエネルギーサービスを提供する事業者のことをいう。
【0019】
本開示でいう「VPP」は、複数の施設200にそれぞれ設置されている複数の分散型電源2を、IoT(Internet of Things)等を利用して統合的に制御することで、複数の施設200をあたかも一つの仮想的な発電所として機能させる仕組みである。
【0020】
アグリゲータは、リソースアグリゲータと、アグリゲーションコーディネータと、を含み得る。リソースアグリゲータは、需要家とVPPに関するサービス契約を直接締結してリソース制御を行う事業者である。アグリゲーションコーディネータは、リソースアグリゲータが制御した電力量を束ね、一般送配電事業者、小売電気事業者、又は再生可能エネルギー発電事業者等の電力事業者と直接電力取引を行う事業者である。
【0021】
本実施形態では、リソースアグリゲータが電力管理システム100を管理し、アグリゲーションコーディネータが電力管理システム100に対して指令を送出する上位システム300を管理する、として説明する。なお、電力管理システム100は、アグリゲーションコーディネータが管理してもよい。例えば、アグリゲーションコーディネータとリソースアグリゲータが同一の場合、アグリゲーションコーディネータが、電力管理システム100を管理してもよい。また、上位システム300は、一般送配電事業者、小売電気事業者、又は再生可能エネルギー発電事業者等の電力事業者が管理してもよい。
【0022】
上位システム300が送出する指令は、例えば小売電気事業者の計画値同時同量の達成、又は一般送配電事業者の需給バランスの調整を目的とした、VPPに対する指令である。上位システム300が送出する指令は、一例として、電気の需要を減らす(抑制する)下げDRと、電気の需要を増やす(創出する)上げDRと、を含み得る。下げDRは、例えば電気のピーク需要のタイミングで負荷3としての需要機器33の出力を落とす指令を含み得る。上げDRは、例えば分散型電源2の出力する電力(再生可能エネルギー)の過剰出力分を、負荷3としての需要機器33を稼働して消費したり、負荷3としての蓄電設備32を充電することにより吸収したりさせる指令を含み得る。
【0023】
本開示でいう「需要機器」は、例えば家庭用の電気機器等の電力を消費する機器である。需要機器33は、一例として、照明器具、空調設備、テレビ受像機等を含み得る。本実施形態では、負荷3としての需要機器33は、電力管理システム100により直接的又は間接的に制御可能な機器である。また、本実施形態では、負荷3としての蓄電設備32は、施設200に恒常的に設置された蓄電装置の他に、電気自動車(Electric Vehicle)に搭載されたバッテリを含み得る。
【0024】
施設200には、分散型電源2と、コントローラ4(負荷制御システム10)と、電力変換システム5と、分電盤6と、スマートメータ7と、が設置されている。また、施設200には、1以上の負荷3が設置されている。本実施形態では、施設200には、1以上の特定負荷31と、1以上の蓄電設備32と、1以上の需要機器33(図1に示す例では、照明器具)と、が負荷3として設置されている、と仮定する。なお、負荷3の構成は、施設200ごとに異なっていてもよい。
【0025】
本実施形態では、特定負荷31は、電力系統8に分電盤6等を介して接続されており、基本的に電力系統8から商用電力の供給を受けて動作する。特定負荷31は、湯水を貯める貯湯タンクと、貯湯タンクに貯められる湯水を加熱する加熱装置とを有し、貯湯タンク内の湯水によって給湯を行う貯湯式の電気給湯器である。加熱装置は、ヒートポンプ式であって、屋外に設置されている。また、本実施形態では、蓄電設備32は、施設200に恒常的に設置されている蓄電装置である。
【0026】
コントローラ4は、例えばHEMS(Home Energy Management System)コントローラである。コントローラ4は、施設200における負荷3及び電力変換システム5の使用状況及び消費電力量等の情報を管理し、また、これらの動作を制御する。本実施形態では、コントローラ4は、電力管理システム100から受信する発電計画に基づく指令に従って、負荷3及び電力変換システム5を制御する。本開示でいう「発電計画」は、例えば電力事業者等の上位システム300に対して提出する複数の分散型電源2の各々の発電についての計画であって、複数の分散型電源2から電力系統8への逆潮流を含んでいる。また、コントローラ4は、ネットワークN1を介して、施設200の外部に設置されている電力管理システム100と通信を行うための通信インタフェースを有しており、電力管理システム100と電力変換システム5との通信を中継する。
【0027】
電力変換システム5は、例えばパワーコンディショナを有しており、分散型電源2及び蓄電設備32を制御する。具体的には、電力変換システム5は、分散型電源2で発電される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤6を介して需要機器33に供給したり、電力系統8へ逆潮流したりする機能を有している。また、電力変換システム5は、分散型電源2で発電される直流電力を所定の大きさの直流電力に変換し、変換した直流電力により蓄電設備32を充電する機能を有している。さらに、電力変換システム5は、蓄電設備32が放電する直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤6を介して需要機器33に供給する機能を有している。
【0028】
負荷制御システム10は、取得部11と、処理部12と、を備えている。本実施形態では、負荷制御システム10(コントローラ4)は、同じ施設200に設置された特定負荷31を対象としている。つまり、取得部11及び処理部12は、複数の責任分界点P1のうちの1つの責任分界点P1(の需要家側)に設けられた特定負荷31を対象としている。
【0029】
本実施形態では、処理部12は、1以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。そのため、1以上のプロセッサがメモリに記録されているプログラムを実行することにより、処理部12として機能する。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【0030】
取得部11は、例えば分電盤6に設けられた計測アダプタを介して間接的に通信を行うための、又は特定負荷31と直接通信を行うための通信インタフェースを有している。取得部11は、特定負荷31から特定負荷31の制御に関する関連情報を取得する。取得部11は、後述する取得ステップST1(図6参照)の実行主体である。具体的には、取得部11は、同じ施設200に設置されている特定負荷31と直接的に又は間接的に通信することにより、特定負荷31が自ら測定したパラメータ等を含む関連情報を、特定負荷31から取得する。
(【0031】以降は省略されています)

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