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公開番号2025151696
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053248
出願日2024-03-28
発明の名称動作制御装置
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H02J 3/14 20060101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力系統からの買電電力のコストを出来るだけ抑制しながら電力消費装置の動作を制御できる動作制御装置を提供する。
【解決手段】動作制御装置15が、太陽電池装置12で少なくとも得られる推定発電電力量を導出する発電電力推定処理と、推定発電電力量と予測買電電力量との和に対する予測買電電力量の割合を予測買電割合として導出する予測買電割合導出処理と、第2買電単価と売電単価との和に対する第2買電単価の割合を基準買電割合として導出する基準買電割合導出処理と、予測買電割合が基準買電割合より大きい場合、発電発生単位期間で特定電力消費装置16を動作させることを禁止し、予測買電割合が基準買電割合以下の場合、発電発生単位期間で特定電力消費装置16を動作させることを許可する動作許否決定処理とを行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統に連系される電力線に接続される太陽電池装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされる特定電力消費装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされない通常電力消費装置とを備え、前記通常電力消費装置及び前記特定電力消費装置は、エネルギーとしての電力を消費する場合、前記太陽電池装置の発電電力が供給される場合には当該発電電力を消費して動作し、電力が不足する場合には前記発電電力に加えて前記電力系統から供給される買電電力を消費して動作するように構成される電力供給システムにおいて、前記特定電力消費装置の動作を制御する動作制御装置であって、
１日を構成する複数の単位期間毎に、当該単位期間に前記太陽電池装置で少なくとも得られる推定発電電力量を導出する発電電力推定処理と、
１日を構成する複数の前記単位期間のうち、前記太陽電池装置の前記発電電力が発生すると予測される単位期間である発電発生単位期間のそれぞれで、前記推定発電電力量から前記通常電力消費装置で予測される予測通常消費電力量及び前記特定電力消費装置を動作させた場合に発生する特定消費電力量を減算して得られる予測不足電力量を前記電力系統から供給される予測買電電力量として、前記推定発電電力量と前記予測買電電力量との和に対する前記予測買電電力量の割合を予測買電割合として導出する予測買電割合導出処理と、
１日の中の前記発電発生単位期間を含まない第１時間帯に前記電力系統から供給される前記買電電力の単位エネルギー量当たりの料金である第１買電単価と、１日の中の前記発電発生単位期間を含み、前記第１時間帯とは別の第２時間帯での前記買電電力の単位エネルギー量当たりの料金である第２買電単価と、前記発電電力を前記電力系統へ逆潮流させる場合に得られる単位エネルギー量当たりの料金である売電単価とを参照して、前記第１買電単価が前記売電単価より高く且つ前記第２買電単価より低い場合において、前記発電発生単位期間に発生すると仮定した前記予測通常消費電力量及び前記特定消費電力量を、前記発電電力及び前記買電電力を併用して賄う場合の電力の単価である複合買電単価が前記第１買電単価と等しくなる場合の、前記第２買電単価と前記売電単価との和に対する前記第２買電単価の割合を基準買電割合として導出する基準買電割合導出処理と、
前記発電発生単位期間のそれぞれについて、前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合より大きい場合、当該発電発生単位期間で前記特定電力消費装置を動作させることを禁止し、前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合以下の場合、当該発電発生単位期間で前記特定電力消費装置を動作させることを許可する動作許否決定処理とを行う動作制御装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記特定電力消費装置は、電動圧縮機を用いるヒートポンプユニットによって水を加熱する装置、又は、電気ヒーターによって水を加熱する装置である請求項１に記載の動作制御装置。
【請求項３】
電力系統に連系される電力線に接続される太陽電池装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされ、エネルギーとしての電力及びガス燃料を消費して動作可能な特定エネルギー消費装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされない通常電力消費装置とを備え、前記通常電力消費装置及び前記特定エネルギー消費装置は、前記エネルギーとしての電力を消費する場合、前記太陽電池装置の発電電力が供給される場合には当該発電電力を消費して動作し、電力が不足する場合には前記発電電力に加えて前記電力系統から供給される買電電力を消費して動作するように構成される電力供給システムにおいて、前記特定エネルギー消費装置の動作を制御する動作制御装置であって、
１日を構成する複数の単位期間毎に、当該単位期間に前記太陽電池装置で少なくとも得られる推定発電電力量を導出する発電電力推定処理と、
１日を構成する複数の前記単位期間のうち、前記太陽電池装置の前記発電電力が発生すると予測される単位期間である発電発生単位期間のそれぞれで、前記推定発電電力量から前記通常電力消費装置で予測される予測通常消費電力量及び前記特定エネルギー消費装置を前記エネルギーとしての電力のみを消費して動作させた場合に発生する特定消費電力量を減算して得られる予測不足電力量を前記電力系統から供給される予測買電電力量として、前記推定発電電力量と前記予測買電電力量との和に対する前記予測買電電力量の割合を予測買電割合として導出する予測買電割合導出処理と、
前記買電電力の単位エネルギー量当たりの料金である買電単価と、前記発電電力を前記電力系統へ逆潮流させる場合に得られる単位エネルギー量当たりの料金である売電単価と、前記単位エネルギー量と同一出力を前記特定エネルギー消費装置でガス燃料をのみを消費して得るために必要なガス量から求められるガス使用時のガス燃料単価とを参照して、前記ガス燃料単価が前記売電単価より高く且つ前記買電単価より低い場合において、前記発電発生単位期間に発生すると仮定した前記予測通常消費電力量及び前記特定消費電力量を、前記発電電力及び前記買電電力を併用して賄う場合の電力の単価である複合買電単価が前記ガス燃料単価と等しくなる場合の、前記買電単価と前記売電単価との和に対する前記買電単価の割合を基準買電割合として導出する基準買電割合導出処理と、
前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合より大きい場合、前記発電発生単位期間で前記特定エネルギー消費装置を前記エネルギーとしての電力のみを消費して動作させることを禁止し、前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合以下の場合、前記発電発生単位期間で前記特定エネルギー消費装置を前記エネルギーとしての電力のみを消費して動作させることを許可する動作許否決定処理とを行う動作制御装置。
【請求項４】
前記特定エネルギー消費装置は、電動圧縮機を用いるヒートポンプユニットによって水を加熱する装置、又は、電気ヒーターによって水を加熱する装置と、前記ガス燃料を燃焼して得る熱により水を加熱する燃焼装置とを備える装置である請求項３に記載の動作制御装置。
【請求項５】
前記発電電力推定処理において、
過去の複数の時刻のそれぞれでの大気圏外日射量と日射量の予測値と日射量の実測値とで構成される日射量データを収集し、
前記日射量データについて、各時刻毎に、前記大気圏外日射量に対する前記日射量の予測値の比率である第１比率と、前記大気圏外日射量に対する前記日射量の実測値の比率である第２比率とを導出し、
前記日射量データを、前記第１比率について設定される複数の数値範囲の内の何れか一つに属する形態で分類し、
複数の前記数値範囲のそれぞれで、当該数値範囲に属する前記日射量データのそれぞれの前記第１比率に対する前記第２比率の比率である第３比率を導出し、
前記数値範囲に属する前記日射量データのそれぞれの前記第３比率を小さい方から順に累積した場合の存在割合の累積値が小さい方から所定値にある前記第３比率を、前記数値範囲に対応した前記日射量の予測値からの変換比率として設定し、
対象とする日時での前記太陽電池装置が設けられている場所の前記日射量の予測値及び大気外日射量の予測値が得られた場合、前記大気外日射量の予測値に対する前記日射量の予測値の比率が、前記第１比率について設定される複数の前記数値範囲の何れに属するかを決定し、前記日射量の予測値と、決定された前記数値範囲に設定されている前記変換比率との積を、前記太陽電池装置が設けられている場所で少なくとも得られる日射量推定値として導出し、
前記日射量推定値の推移に基づいて前記太陽電池装置で少なくとも得られる推定発電電力の推移を導出する請求項１～４の何れか一項に記載の動作制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系される電力線に接続される装置の動作を制御する動作制御装置に関する。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
住戸や事業所などの施設に、太陽電池装置とヒートポンプ給湯機とが設けられたシステムがある。例えば、特許文献１（特開２０１７－１１６１３８号公報）には、給水される水を湯に沸き上げるヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットで沸き上げられた湯を貯える貯湯槽とを備えるヒートポンプ給湯機を、太陽電池装置で生成された電力の余剰電力によって動作させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１１６１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のシステムを用いれば、太陽電池装置で生成された電力の余剰電力が発生した時間帯にヒートポンプ給湯機を動作させるように、ヒートポンプ給湯機の動作時間帯を制御できる。それにより、ヒートポンプ給湯機の運転コストが低くなることが期待される。
【０００５】
しかし、雲により急に日が陰った場合には太陽電池装置の発電電力は大幅に低下する。そのため、例えば晴れ予報に基づいてヒートポンプ給湯機を余剰電力で動作させることを計画していても、実際には電力系統から供給される買電電力でヒートポンプ給湯機を動作させてしまう可能性がある。その場合、ヒートポンプ給湯機の運転コストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力系統からの買電電力のコストを出来るだけ抑制しながら電力消費装置の動作を制御できる動作制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る動作制御装置の特徴構成は、電力系統に連系される電力線に接続される太陽電池装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされる特定電力消費装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされない通常電力消費装置とを備え、前記通常電力消費装置及び前記特定電力消費装置は、エネルギーとしての電力を消費する場合、前記太陽電池装置の発電電力が供給される場合には当該発電電力を消費して動作し、電力が不足する場合には前記発電電力に加えて前記電力系統から供給される買電電力を消費して動作するように構成される電力供給システムにおいて、前記特定電力消費装置の動作を制御する動作制御装置であって、
１日を構成する複数の単位期間毎に、当該単位期間に前記太陽電池装置で少なくとも得られる推定発電電力量を導出する発電電力推定処理と、
１日を構成する複数の前記単位期間のうち、前記太陽電池装置の前記発電電力が発生すると予測される単位期間である発電発生単位期間のそれぞれで、前記推定発電電力量から前記通常電力消費装置で予測される予測通常消費電力量及び前記特定電力消費装置を動作させた場合に発生する特定消費電力量を減算して得られる予測不足電力量を前記電力系統から供給される予測買電電力量として、前記推定発電電力量と前記予測買電電力量との和に対する前記予測買電電力量の割合を予測買電割合として導出する予測買電割合導出処理と、
１日の中の前記発電発生単位期間を含まない第１時間帯に前記電力系統から供給される前記買電電力の単位エネルギー量当たりの料金である第１買電単価と、１日の中の前記発電発生単位期間を含み、前記第１時間帯とは別の第２時間帯での前記買電電力の単位エネルギー量当たりの料金である第２買電単価と、前記発電電力を前記電力系統へ逆潮流させる場合に得られる単位エネルギー量当たりの料金である売電単価とを参照して、前記第１買電単価が前記売電単価より高く且つ前記第２買電単価より低い場合において、前記発電発生単位期間に発生すると仮定した前記予測通常消費電力量及び前記特定消費電力量を、前記発電電力及び前記買電電力を併用して賄う場合の電力の単価である複合買電単価が前記第１買電単価と等しくなる場合の、前記第２買電単価と前記売電単価との和に対する前記第２買電単価の割合を基準買電割合として導出する基準買電割合導出処理と、
前記発電発生単位期間のそれぞれについて、前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合より大きい場合、当該発電発生単位期間で前記特定電力消費装置を動作させることを禁止し、前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合以下の場合、当該発電発生単位期間で前記特定電力消費装置を動作させることを許可する動作許否決定処理とを行う点にある。
ここで、前記特定電力消費装置は、電動圧縮機を用いるヒートポンプユニットによって水を加熱する装置、又は、電気ヒーターによって水を加熱する装置であってもよい。
【０００８】
上記特徴構成によれば、動作制御装置は、太陽電池装置で少なくとも得られる推定発電電力量を考慮することで、即ち、太陽電池装置が予想よりも低い発電電力しか発生させることができない可能性を考慮しつつ、どの単位期間に特定電力消費装置を動作させることがコスト的に好ましいかを決定できる。
従って、電力系統からの買電電力のコストを出来るだけ抑制しながら電力消費装置の動作を制御できる動作制御装置を提供できる。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る動作制御装置の特徴構成は、電力系統に連系される電力線に接続される太陽電池装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされ、エネルギーとしての電力及びガス燃料を消費して動作可能な特定エネルギー消費装置と、前記電力線に接続され、制御対象とされない通常電力消費装置とを備え、前記通常電力消費装置及び前記特定エネルギー消費装置は、前記エネルギーとしての電力を消費する場合、前記太陽電池装置の発電電力が供給される場合には当該発電電力を消費して動作し、電力が不足する場合には前記発電電力に加えて前記電力系統から供給される買電電力を消費して動作するように構成される電力供給システムにおいて、前記特定エネルギー消費装置の動作を制御する動作制御装置であって、
１日を構成する複数の単位期間毎に、当該単位期間に前記太陽電池装置で少なくとも得られる推定発電電力量を導出する発電電力推定処理と、
１日を構成する複数の前記単位期間のうち、前記太陽電池装置の前記発電電力が発生すると予測される単位期間である発電発生単位期間のそれぞれで、前記推定発電電力量から前記通常電力消費装置で予測される予測通常消費電力量及び前記特定エネルギー消費装置を前記エネルギーとしての電力のみを消費して動作させた場合に発生する特定消費電力量を減算して得られる予測不足電力量を前記電力系統から供給される予測買電電力量として、前記推定発電電力量と前記予測買電電力量との和に対する前記予測買電電力量の割合を予測買電割合として導出する予測買電割合導出処理と、
前記買電電力の単位エネルギー量当たりの料金である買電単価と、前記発電電力を前記電力系統へ逆潮流させる場合に得られる単位エネルギー量当たりの料金である売電単価と、前記単位エネルギー量と同一出力を前記特定エネルギー消費装置でガス燃料のみを消費して得るために必要なガス量から求められるガス使用時のガス燃料単価とを参照して、前記ガス燃料単価が前記売電単価より高く且つ前記買電単価より低い場合において、前記発電発生単位期間に発生すると仮定した前記予測通常消費電力量及び前記特定消費電力量を、前記発電電力及び前記買電電力を併用して賄う場合の電力の単価である複合買電単価が前記ガス燃料単価と等しくなる場合の、前記買電単価と前記売電単価との和に対する前記買電単価の割合を基準買電割合として導出する基準買電割合導出処理と、
前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合より大きい場合、前記発電発生単位期間で前記特定エネルギー消費装置を前記エネルギーとしての電力のみを消費して動作させることを禁止し、前記予測買電割合導出処理で導出した前記予測買電割合が、前記基準買電割合導出処理で導出した前記基準買電割合以下の場合、前記発電発生単位期間で前記特定エネルギー消費装置を前記エネルギーとしての電力のみを消費して動作させることを許可する動作許否決定処理とを行う点にある。
ここで、前記特定エネルギー消費装置は、電動圧縮機を用いるヒートポンプユニットによって水を加熱する装置、又は、電気ヒーターによって水を加熱する装置と、前記ガス燃料を燃焼して得る熱により水を加熱する燃焼装置とを備える装置であってもよい。
【００１０】
上記特徴構成によれば、動作制御装置は、天候の変化により太陽電池装置が予想よりも低い発電電力しか発生させることができない可能性を考慮しつつ、各発電発生単位期間において、特定エネルギー消費装置をエネルギーとしての電力のみを消費して動作させることがコスト的に好ましいのか否かを決定できる。
従って、電力系統からの買電電力のコストを出来るだけ抑制しながら電力消費装置の動作を制御できる動作制御装置を提供できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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