(57)【要約】【課題】二次電池に蓄えられている電力が必要以上に供給されるのを抑制して電力会社から供給される最大の電力量を低減する電力負荷ピークカットシステムを提供する。【解決手段】外部発電設備Ｐ又は二次電池１１〜１６からの電力を出力する電力出力部１８〜２１を有する電力負荷ピークカットシステム１０であって、電力検出手段２５で検出された外部発電設備Ｐからの外部入力電力値を基に、各電力出力部１８〜２１を、外部発電設備Ｐからの電力を出力する外部電力出力状態及び二次電池１１〜１６からの電力を出力するローカル電力出力状態の一方から他方に切り替える切替手段２６を備えて、外部入力電力値が所定値まで増加した際に外部電力出力状態にある電力出力部１８〜２１の１つをローカル電力出力状態に切り替え、外部入力電力値が所定値まで減少した際にローカル電力出力状態にある電力出力部１８〜２１の１つを外部電力出力状態に切り替える。【選択図】図１
2018038225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部発電設備から供給される最大供給電力値が予め定められた電力需要家に設けられ、該外部発電設備及び二次電池が接続されたローカル送電回路を備え、前記ローカル送電回路は、前記外部発電設備からの電力及び前記二次電池からの電力のいずれか一方をそれぞれ出力する複数の電力出力部を有する電力負荷ピークカットシステムであって、
前記外部発電設備から前記ローカル送電回路に供給されている外部入力電力値を検出する電力検出手段と、
検出された前記外部入力電力値を基に、前記各電力出力部を、前記外部発電設備からの電力を出力する外部電力出力状態及び前記二次電池からの電力を出力するローカル電力出力状態のいずれか一方から他方に切り替える切替手段を備え、
前記切替手段は、前記外部入力電力値が、前記最大供給電力値以下の値であって予め定められた第１値まで増加したのをトリガーに前記外部電力出力状態にある１つの前記電力出力部を前記ローカル電力出力状態に切り替え、前記外部入力電力値が、前記第１値未満であって予め定められた第２値まで減少したのをトリガーに前記ローカル電力出力状態にある１つの前記電力出力部を前記外部電力出力状態に切り替えることを特徴とする電力負荷ピークカットシステム。
【請求項２】
請求項１記載の電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記外部電力出力状態の前記電力出力部が複数存在し、かつ、該外部電力出力状態の該複数の電力出力部の少なくとも２つは出力している電力値が異なる状態で、前記外部入力電力値が前記第１値まで増加したのをトリガーに前記ローカル電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部は、前記外部電力出力状態で出力している電力値が大きい方から数えて２番目以降であることを特徴とする電力負荷ピークカットシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記外部入力電力値が前記第１値まで増加したのをトリガーに前記外部電力出力状態から前記ローカル電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部が出力している電力値をＷ１として、前記切替手段は、前記外部入力電力値が前記第１値まで増加したのをトリガーに、前記ローカル電力出力状態にあって、それぞれが出力している電力値の合計がＷ１以下となる複数の前記電力出力部の前記外部電力出力状態への切り替えも行うことを特徴とする電力負荷ピークカットシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記ローカル電力出力状態の前記電力出力部が複数存在する状態で、前記外部入力電力値が前記第２値まで減少したのをトリガーに前記外部電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部は、前記ローカル電力出力状態で出力している電力値が大きい方から数えて２番目以降であることを特徴とする電力負荷ピークカットシステム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記外部入力電力値が前記第２値まで減少したのをトリガーに前記ローカル電力出力状態から前記外部電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部が出力している電力値をＷ２として、前記切替手段は、前記外部入力電力値が前記第２値まで減少したのをトリガーに、前記外部電力出力状態にあって、それぞれが出力している電力値の合計がＷ２以下となる複数の前記電力出力部の前記ローカル電力出力状態への切り替えも行うことを特徴とする電力負荷ピークカットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力会社から供給される電力に加えて二次電池に蓄えた電力を供給して電力会社からの電力供給の負荷を抑制する電力負荷ピークカットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力会社は、電力の需要のピークに応じた大きさの発電量を確保する必要があることから、ピーク時に電力会社から供給すべき電力量を削減することで、発電設備の数を減少させることや、発電設備の発電レベルを低下することが可能となる。そして、夜間は日中に比べ電力の需要量が減少する点に着目し、夜間に電力会社から供給される電力を二次電池に蓄え、二次電池に蓄えた電力を日中に供給して、電力会社から供給すべき最大の電力量を減少させる仕組み、所謂、ピークシフトの採用が活発化しており、その具体例が例えば特許文献１、２、３に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、各電力需要家、二次電池及び電力会社をネットワークで接続し、二次電池及び電力会社から各電力需要家に電力を供給して電力会社からの電力供給の負荷を平準化するシステムが記載されている。また、特許文献２には、電力会社からの電力供給に加えて、太陽電池からの電力供給及び電力貯蔵装置からの電力供給が可能なシステムで、電力使用量に応じて、電力供給元を太陽電池又は電力貯蔵装置から選択するものが開示されている。そして、特許文献３には、電力会社及び自動車のバッテリー（二次電池）から電力が供給可能なシステムにおいて、電力会社から供給されている電力及び自動車のバッテリーから供給されている電力の合計が所定の大きさを超える際に、全ての自動車のバッテリーから電力を供給するようにするものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３３７５１号公報
【特許文献２】特開平１１−３３２１２８号公報
【特許文献３】特開２００７−２８２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２、３に記載のシステムは、二次電池に蓄えられていた電力が必要以上に供給されないようにする設計にはなっておらず、結果として、二次電池に蓄積されていた電荷が早期に無くなるという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、二次電池に蓄えられている電力が必要以上に供給されるのを抑制して電力会社から供給される最大の電力量を低減する電力負荷ピークカットシステ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】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る電力負荷ピークカットシステムは、外部発電設備から供給される最大供給電力値が予め定められた電力需要家に設けられ、該外部発電設備及び二次電池が接続されたローカル送電回路を備え、前記ローカル送電回路は、前記外部発電設備からの電力及び前記二次電池からの電力のいずれか一方をそれぞれ出力する複数の電力出力部を有する電力負荷ピークカットシステムであって、前記外部発電設備から前記ローカル送電回路に供給されている外部入力電力値を検出する電力検出手段と、検出された前記外部入力電力値を基に、前記各電力出力部を、前記外部発電設備からの電力を出力する外部電力出力状態及び前記二次電池からの電力を出力するローカル電力出力状態のいずれか一方から他方に切り替える切替手段を備え、前記切替手段は、前記外部入力電力値が、前記最大供給電力値以下の値であって予め定められた第１値まで増加したのをトリガーに前記外部電力出力状態にある１つの前記電力出力部を前記ローカル電力出力状態に切り替え、前記外部入力電力値が、前記第１値未満であって予め定められた第２値まで減少したのをトリガーに前記ローカル電力出力状態にある１つの前記電力出力部を前記外部電力出力状態に切り替える。
【０００７】
本発明に係る電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記外部電力出力状態の前記電力出力部が複数存在し、かつ、該外部電力出力状態の該複数の電力出力部の少なくとも２つは出力している電力値が異なる状態で、前記外部入力電力値が前記第１値まで増加したのをトリガーに前記ローカル電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部は、前記外部電力出力状態で出力している電力値が大きい方から数えて２番目以降であるのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記外部入力電力値が前記第１値まで増加したのをトリガーに前記外部電力出力状態から前記ローカル電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部が出力している電力値をＷ１として、前記切替手段は、前記外部入力電力値が前記第１値まで増加したのをトリガーに、前記ローカル電力出力状態にあって、それぞれが出力している電力値の合計がＷ１以下となる複数の前記電力出力部の前記外部電力出力状態への切り替えも行うのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記ローカル電力出力状態の前記電力出力部が複数存在する状態で、前記外部入力電力値が前記第２値まで減少したのをトリガーに前記外部電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部は、前記ローカル電力出力状態で出力している電力値が大きい方から数えて２番目以降であるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る電力負荷ピークカットシステムにおいて、前記外部入力電力値が前記第２値まで減少したのをトリガーに前記ローカル電力出力状態から前記外部電力出力状態に切り替えられる前記電力出力部が出力している電力値をＷ２として、前記切替手段は、前記外部入力電力値が前記第２値まで減少したのをトリガーに、前記外部電力出力状態にあって、それぞれが出力している電力値の合計がＷ２以下となる複数の前記電力出力部の前記ローカル電力出力状態への切り替えも行うのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電力負荷ピークカットシステムは、切替手段が、外部入力電力値が、最大供給電力値以下の値で予め定められた第１値まで増加したのをトリガーに外部電力出力状態にある１つの電力出力部をローカル電力出力状態に切り替え、外部入力電力値が、第１値未満で予め定められた第２値まで減少したのをトリガーにローカル電力出力状態にある１つの電力出力部を外部電力出力状態に切り替えるので、二次電池に蓄えられている電力が必要以上に供給されるのを抑制して外部発電設備（即ち、電力会社）から供給される最大の電力量を低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電力負荷ピークカットシステムの説明図である。
【図２】外部入力電力値の推移の例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る電力負荷ピークカットシステムの一の電力出力部をローカル電力出力状態に切り替えた様子を示す説明図である。
【図４】外部入力電力値の推移と負荷の消費電力の関係を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、外部入力電力値の推移の例を示す説明図である。
【図６】外部入力電力値の推移と負荷の消費電力の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る電力負荷ピークカットシステム１０は、外部発電設備Ｐから供給される最大供給電力値が予め定められた電力需要家に設けられ、外部発電設備Ｐ及び二次電池１１〜１６が接続されたローカル送電回路１７を備え、ローカル送電回路１７は、外部発電設備Ｐからの電力及び二次電池１１〜１６からの電力のいずれか一方をそれぞれ出力する複数の電力出力部１８〜２１を有するシステムである。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１４】
二次電池１１〜１６は充放電可能な電池であり、図１に示すように、直流を交流に変換するインバータ２２を介してローカル送電回路１７に接続され、放電によって、ローカル送電回路１７に電力を供給する。本実施の形態において、二次電池１１、１２はそれぞれ電気自動車ＥＶに搭載され、二次電池１３〜１５はそれぞれハイブリッド自動車ＨＶに搭載されている。二次電池１１〜１５はローカル送電回路１７が設置された敷地内あるいは同敷地外で充電される。電力需要家とは、外部発電設備から供給された電力を消費する施設であり、事業所や一般家庭の建屋等が電力需要家に該当する。
【００１５】
二次電池１６は、ローカル送電回路１７が設置された敷地に据え付けられ、外部発電設備Ｐからの電力が出力される商用電源Ｑに、交流を直流に変換するコンバータ２３を介して接続されている。二次電池１６は、夜間、商用電源Ｑを経由して外部発電設備Ｐから電力を供給されて充電する。なお、ローカル送電回路１７に接続される二次電池は、充放電可能でローカル送電回路１７に電力供給できるものであれば、ローカル送電回路１７が設置された敷地に常設されているものであってもよいし、車に搭載された二次電池のように移動するものであってもよい。
【００１６】
ローカル送電回路１７は、複数の電力出力部１８〜２１、２４を有し、電力出力部１８〜２１はスイッチ素子１８ａ〜２１ａをそれぞれ備えている。
スイッチ素子１８ａ〜２１ａは、負荷Ｒ１〜Ｒ４にそれぞれ接続されている出力側に、インバータ２２に接続されている入力側（以下、「第１入力側」とも言う）もしくは商用電源Ｑに接続されている入力側（以下、「第２入力側」とも言う）のいずれかを接続する。電力出力部２４は、スイッチ素子を備えておらず、商用電源Ｑからの電力を、電力出力部２４に接続された負荷Ｒ０に供給する。
【００１７】
負荷Ｒ０〜Ｒ４はそれぞれ、電力を供給されて作動する電気機器である。なお、図１においては、電力出力部１８、１９、２０、２１、２４に、それぞれ一つの負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ０のみを接続した様子が記載されているが、１つの電力出力部に複数の負荷を接続することもできる。本実施の形態では、負荷Ｒ０がエレベータ、空調機、事務機器等であり、負荷Ｒ１〜Ｒ４が照明、空調機もしくは換気扇等である。本実施の形態では、電力出力部１８、１９、２０から負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３にそれぞれ出力される電力値は同じ大きさであり、電力出力部２１から負荷Ｒ４に出力される電力値は、電力出力部１８、１９、２０から負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３にそれぞれ出力される電力値の４倍の大きさであるとする。
【００１８】
スイッチ素子１８ａが第１入力側を出力側に接続している際、電力出力部１８は二次電池１１〜１６からの電力を負荷Ｒ１に出力する状態（以下、「ローカル電力出力状態」とも言う）にあり、スイッチ素子１８ａが第２入力側を出力側に接続している際、電力出力部１８は商用電源Ｑから供給される外部発電設備Ｐからの電力を負荷Ｒ１に出力する状態（以下、「外部電力出力状態」とも言う）にある。スイッチ素子１８ａと電力出力部１８のこの関係は、スイッチ素子１９ａと電力出力部１９の関係、スイッチ素子２０ａと電力出力部２０の関係、及び、スイッチ素子２１ａと電力出力部２１の関係でも同様である。
【００１９】
また、ローカル送電回路１７には、外部発電設備Ｐから商用電源Ｑを介してローカル送電回路１７に供給されている電力の値（以下、「外部入力電力値」とも言う）を検出する電力検出手段２５と、電力検出手段２５によって検出された外部入力電力値を基にスイッチ素子１８ａ〜２１ａに指令信号を送ってスイッチ素子１８ａ〜２１ａを切り替えて、電力出力部１８〜２１をそれぞれ外部電力出力状態及びローカル電力出力状態のいずれか一方から他方に切り替える切替手段２６が接続されている。
電力検出手段２５は、切替手段２６に接続され、検出している外部入力電力値を切替手段２６に送ることができる。
【００２０】
切替手段２６は、各スイッチ素子１８ａ〜２１ａが外部電力出力状態又はローカル電力出力状態のいずれの状態にあるか、及び、電力出力部１８〜２１、２４から負荷Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ０にそれぞれ出力されている電力値を検出することができる。
本実施の形態では、周知のデマンドコントロール装置及び電磁リレーを基に電力検出手段２５及び切替手段２６を設計しているがこれに限定されない。
【００２１】
また、本実施の形態において、外部発電設備Ｐから商用電源Ｑを通してローカル送電回路１７に供給される最大供給電力値（以下、「外部電力最大供給値」とも言う）は予め定められており、ローカル送電回路１７には外部電力最大供給値以下の範囲で電力が供給される。
ここで、外部電力最大供給値以下で予め定められた値を第１値、第１値未満で予め定められた値を第２値として、切替手段２６は、電力検出手段２５から受信した外部入力電力値の大きさ、各電力出力部１８〜２１、２４が出力している電力値、第１値及び第２値を基に、スイッチ素子１８ａ〜２１ａの状態を変える指令信号を適宜発信する。
【００２２】
以下、スイッチ素子１８ａ〜２１ａの状態と外部入力電力値の関係について、図２に示す例を参照して説明する。図２に記載のグラフは外部入力電力値の時間経過に伴う推移を表し、ｆ３、ｆ１はそれぞれ第１値及び第２値を意味する。図２の例では、外部発電設備Ｐからローカル送電回路１７に与えられる電力及び二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に与えられる電力の合計値が、時間ｔ４まで上昇して時間ｔ４で最も大きくなり、時間ｔ４以降減少する。そして、時間ｔ１まで（即ち、外部入力電力値が第１値に上昇するまで）、スイッチ素子１８ａ〜２１ａは、図１に示すように、全て外部電力出力状態にあるものとする。
【００２３】
切替手段２６は、図２に示すように、外部入力電力値が増加して、時間ｔ１で、外部入力電力値が第１値まで増加したのを、電力検出手段２５から受信する値によって検知したタイミングで（即ち、外部入力電力値が第１値まで増加したのをトリガーに）、図３に示すように、外部電力出力状態の電力出力部１８（即ち、電力出力部１８〜２１の中で外部電力出力状態にある１つ）をローカル電力出力状態に切り替える。この切り替えによって、外部入力電力値は、図２に示すように、電力出力部１８から負荷Ｒ１に出力されていた電力分、減少し（実質的に減少し）、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に、電力出力部１８から負荷Ｒ１に出力されていた電力値と同じ（実質的に同じ）大きさの電力が、新たに供給されるようになる。
【００２４】
外部入力電力値は、時間ｔ２、ｔ３のそれぞれでも、第１値まで増加するため、切替手段２６は、外部電力出力状態の電力出力部１９、２０を時間ｔ２、ｔ３でそれぞれローカル電力出力状態に切り替える。従って、電力負荷ピークカットシステム１０は、外部入力電力値が外部電力最大供給値を超えることなく、負荷Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ０に電力を供給することができる。
【００２５】
また、仮に、外部電力出力状態の電力出力部１８〜２１をローカル電力出力状態に切り替える仕組みが無い場合、外部入力電力値は、図２の２点鎖線のように、時間ｔ４まで継続的に増加する。外部電力最大供給値は、外部入力電力値の最大値以下である必要があることから、電力負荷ピークカットシステム１０を採用することによって、外部電力出力状態の電力出力部をローカル電力出力状態に切り替える仕組みが無いシステムを採用するのに比べ、外部電力最大供給値を小さくすることができる。
【００２６】
そして、切替手段２６は、外部入力電力値が時間ｔ４以降減少して時間ｔ５で第２値まで減少したのを、電力検出手段２５から受信する値によって検知したタイミングで（即ち、外部入力電力値が第２値まで減少したのをトリガーに）、ローカル電力出力状態の電力出力部２０（即ち、電力出力部１８〜２１の中でローカル電力出力状態にある１つ）を外部電力出力状態に切り替える。この切り替えによって、外部入力電力値は、電力出力部２０から負荷Ｒ３に出力されていた電力分、増加して（実質的に増加して）、ｆ２となり、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に供給されていた電力は、電力出力部２０から負荷Ｒ３に出力されていた電力分、減少する（実質的に減少する）。
【００２７】
外部入力電力値は、時間ｔ６、ｔ７のそれぞれでも、第２値まで減少するため、切替手段２６は、ローカル電力出力状態の電力出力部１９、１８を時間ｔ６、ｔ７でそれぞれ外部電力出力状態に切り替える。従って、電力負荷ピークカットシステム１０は、二次電池１１〜１６に蓄えられている電力が必要以上に消費（出力）されるのを抑制して、負荷Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ０に電力を供給可能である。
【００２８】
本実施の形態では、第２値が、電力出力部１８〜２０から負荷Ｒ１〜Ｒ３にそれぞれ出力される電力値を第１値から差し引いた値より所定値（この所定値を、以下、αとする）小さい値である。そのため、電力出力部１８〜２１の中で外部電力出力状態にある１つをローカル電力出力状態に切り替えた際、外部入力電力値が外部電力最大供給値を超えることはない。なお、αの値は、各電力出力部から負荷に出力される電力等によって左右されるため、αの値の定量値は存在しない。
【００２９】
ここで、外部入力電力値の推移と、負荷Ｒ１〜Ｒ３が消費している電力との関係について、図４を参酌して説明する。
時間ｔ１で外部電力出力状態の電力出力部１８をローカル電力出力状態に切り替えるのは、外部入力電力値が第１値を超えないようにするためであり、図４に示すように、時間ｔ１で二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に供給が開始される電力値（電力の大きさ）は、負荷Ｒ１で消費されている電力値、即ち、図４において「Ｒ１」と記載した長方形の枠の高さ分の消費電力値である。時間ｔ１〜ｔ２の間に二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に与えられる電力量は、時間ｔ１〜ｔ２の間に負荷Ｒ１が消費する電力量の略半分であることが分かる。
【００３０】
同様に、時間ｔ２で電力出力部１９が切り替えられて、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に新たに与えられるようになった電力の時間ｔ２〜ｔ３の間の量（電力量）は、時間ｔ２〜ｔ３の間に負荷Ｒ２が消費する電力量の略半分であることが分かる。
そして、時間ｔ３で電力出力部２０が切り替えられて、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に新たに与えられるようになった電力の時間ｔ３〜ｔ５の間の量は、時間ｔ３〜ｔ５の間に負荷Ｒ３で消費する電力量の半分に満たないことが分かる。
【００３１】
これに対し、図５（Ａ）、（Ｂ）は、電力出力部２１がローカル電力出力状態になる例である。上述したように、電力出力部１８〜２１から出力されている電力値は、電力出力部１８、１９、２０が等しく、電力出力部２１が電力出力部１８、１９、２０の４倍である。
以下、スイッチ素子１８ａ〜２１ａの状態と外部入力電力値の関係について、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す例を参照して説明する。
【００３２】
なお、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す例は、電力出力部１８〜２１のローカル電力出力状態及び外部電力出力状態の一方から他方への切り替えに差異があり、この差異は、切替手段２６の設定によって設けることができる。図５（Ａ）、（Ｂ）に記載されたｆ１、ｆ２、ｆ３は、図２に記載されたｆ１、ｆ２、ｆ３と同じ大きさであり、図５（Ｂ）のｆ１’’は、ｆ１より小さい値で、図５（Ｂ）の例における第２値である。また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す例はいずれも、時間ｔ１’あるいは時間ｔ１’’まで（即ち、外部入力電力値が第１値に上昇するまで）、スイッチ素子１８ａ〜２１ａが全て外部電力出力状態にあるものとする。
【００３３】
図５（Ａ）に示す例では、時間ｔ１’、ｔ２’、ｔ３’、ｔ４’で、外部入力電力値が第１値まで増加する。そこで、切替手段２６は、時間ｔ１’、ｔ２’、ｔ３’で電力出力部を外部電力出力状態からローカル電力出力状態にそれぞれ切り替える。即ち、外部電力出力状態の複数の電力出力部１８〜２１が存在する状態で、外部入力電力値が第１値まで増加したのをトリガーにローカル電力出力状態に切り替えられるのは、外部電力出力状態で出力している電力値が大きい方から数えて２番目以降の電力出力部、即ち電力出力部１８〜２０である。
【００３４】
そして、時間ｔ４’では、外部入力電力値が第１値（ｆ３）まで増加したのをトリガーに、切替手段２６が、電力出力部２１を外部電力出力状態からローカル電力出力状態に切り替えるのに加え、電力出力部１８〜２０をローカル電力出力状態から外部電力出力状態に切り替える。ここで、時間ｔ４’で電力出力部２１が負荷Ｒ４に出力している電力値をＷ１として、切替手段２６は、時間ｔ４’において、外部入力電力値が第１値まで増加したのをトリガーに、ローカル電力出力状態にあって、それぞれが出力している電力値の合計がＷ１以下となる複数の電力出力部１８〜２０を外部電力出力状態へ切り替えることとなる。
【００３５】
これに対し、図５（Ｂ）に示す例は、外部入力電力値が第１値まで増加する時間ｔ１’’、ｔ２’’、ｔ３’’、ｔ４’’で、切替手段２６が、電力出力部１８、１９、２０、２１を外部電力出力状態からローカル電力出力状態にそれぞれ切り替える点で、図５（Ａ）に示す例と同じであるが、時間ｔ４’’で、ローカル電力出力状態の電力出力部１８、１９、２０を外部電力出力状態に切り替えず、この点で、図５（Ｂ）に示す例と図５（Ａ）に示す例は異なる。
【００３６】
そして、その異なる点があることによって、図５（Ａ）に示す例の時間ｔ４’直後の外部入力電力値は、図５（Ｂ）に示す例の時間ｔ４’’直後の外部入力電力値より大きくなる。よって、図５（Ａ）に示す例は、図５（Ｂ）に示す例に比べ、外部入力電力値が外部電力最大供給値を超えない範囲で、二次電池１１〜１６から出力される電力を抑制できる。
【００３７】
次に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す例で、外部入力電力値が減少する際の様子を説明する。なお、図５（Ａ）に示す例では、時間ｔ４’の後時間ｔ５’までの間に、電力出力部１８〜２０が外部電力出力状態からローカル電力出力状態に切り替えられており、時間ｔ５’の直前で、電力出力部１８〜２１が全てローカル電力出力状態にあるとする。そして、図５（Ｂ）に示す例では、時間ｔ５’’の直前まで、電力出力部１８〜２１が全てローカル電力出力状態を維持されていたものとする。
【００３８】
図５（Ａ）に示す例では、時間ｔ５’、ｔ６’、ｔ７’、ｔ８’で、外部入力電力値が第２値（ｆ１）まで減少する。そのため、切替手段２６は、時間ｔ５’、ｔ６’、ｔ７’で電力出力部１８、１９、２０をローカル電力出力状態から外部電力出力状態にそれぞれ切り替える。即ち、ローカル電力出力状態の複数の電力出力部１８〜２１が存在する状態で、外部入力電力値が第２値まで減少したのをトリガーに外部電力出力状態に切り替えられるのは、ローカル電力出力状態で出力している電力値が大きい方から数えて２番目以降の電力出力部１８〜２０である。
【００３９】
そして、時間ｔ８’では、外部入力電力値が第２値まで減少したのをトリガーに、切替手段２６が、電力出力部２１をローカル電力出力状態から外部電力出力状態に切り替えるのに加え、電力出力部１８〜２０を外部電力出力状態からローカル電力出力状態に切り替える。ここで、時間ｔ８’で電力出力部２１が負荷Ｒ４に出力している電力値をＷ２として、切替手段２６は、時間ｔ８’において、外部入力電力値が第２値まで減少したのをトリガーに、外部電力出力状態にあって、それぞれが出力している電力値の合計がＷ２以下となる複数の電力出力部１８〜２０をローカル電力出力状態へ切り替えることとなる。
【００４０】
これに対し、図５（Ｂ）に示す例は、外部入力電力値が第２値（ｆ１’’）まで減少する時間ｔ５’’、ｔ６’’、ｔ７’’、ｔ８’’で、切替手段２６が、電力出力部１８、１９、２０、２１をローカル電力出力状態から外部電力出力状態にそれぞれ切り替える点で、図５（Ａ）に示す例と同じであるが、時間ｔ８’’で、外部電力出力状態の電力出力部１８、１９、２０のローカル電力出力状態への切り替えを行わない。この点で、図５（Ｂ）に示す例と図５（Ａ）に示す例は異なる。そのため、二次電池１１〜１６から出力される電力は、図５（Ａ）に示す例の時間ｔ５’〜ｔ８’の合計量が、図５（Ｂ）に示す例の時間ｔ５’’〜ｔ８’’の合計量より多くなる。
【００４１】
ここで、外部入力電力値の推移と、負荷Ｒ１〜Ｒ４が消費している電力との関係について、図６を参酌して説明する。
図６に示す例では、時間Ｔ１で、外部入力電力値が第１値（Ｆ３）まで増加している。従って、時間Ｔ１で、外部電力出力状態の電力出力部１８がローカル電力出力状態に切り替えられ、外部入力電力は、電力出力部１８を経由して負荷Ｒ１に出力されていた電力分減少し、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に対し、外部入力電力の減少した大きさと同じ大きさの電力が供給され始める。
【００４２】
外部入力電力値は、時間Ｔ２、Ｔ３のそれぞれでも、第１値まで増加するため、外部電力出力状態の電力出力部１９、２０は、時間Ｔ２、Ｔ３でそれぞれローカル電力出力状態に切り替えられる。そして、外部入力電力値が、時間Ｔ４で、第１値まで増加した際、ローカル電力出力状態であった電力出力部１８、１９、２０が外部出力状態に切り替えられ、外部電力出力状態であった電力出力部２１がローカル電力出力状態に切り替えられる。
【００４３】
負荷Ｒ４の消費電力は、負荷Ｒ１〜Ｒ３の各消費電力の４倍であるため、時間Ｔ４では、負荷Ｒ１〜Ｒ３の各消費電力の４倍の大きさの電力から負荷Ｒ１〜Ｒ３の消費電力の総和の電力を差し引いた大きさの電力（即ち、負荷Ｒ１〜Ｒ３の各消費電力の大きさと同じ大きさの電力）が、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に新たに供給されることとなる。なお、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に供給される電力は、時間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれで、段階的に増加することが分かる。
【００４４】
時間Ｔ５で外部入力電力値が第１値まで増加すると、外部電力出力状態に切り替えられていた電力出力部１８がローカル電力出力状態に切り替えられ、負荷Ｒ１の消費電力の大きさの電力が二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に新たに供給される。
時間Ｔ６で外部入力電力値が第１値まで増加すると、外部電力出力状態であった電力出力部１９がローカル電力出力状態となって、負荷Ｒ２の消費電力の大きさの電力が二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に新たに供給されることとなる。
【００４５】
そして、時間Ｔ７から全体の消費電力が減少し始め、時間Ｔ８で外部入力電力値が第２値（Ｆ１）まで減少すると、ローカル電力出力状態の電力出力部１９が外部電力出力状態に切り替えられ、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に供給されていた電力は、負荷Ｒ２の消費電力分減少し、外部入力電力値は負荷Ｒ２の消費電力分増加する。時間Ｔ９で外部入力電力値が第２値まで減少することによって、ローカル電力出力状態の電力出力部１８が外部電力出力状態に切り替えられ、二次電池１１〜１６からローカル送電回路１７に供給されていた電力は、負荷Ｒ１の消費電力分減少し、外部入力電力値は負荷Ｒ１の消費電力分減少する。
以上の説明は、同じ大きさの負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と負荷Ｒ１等の４倍の大きさの負荷Ｒ４によって第１値と第２値との差が小さい値により電力負荷ピークカットシステム１０を構成できることを説明したものであるが、電力負荷のピーク電力がもっと大きい場合には、負荷Ｒ１等の４倍の負荷Ｒ４に相当する負荷を複数設け、上記と同様の作動をさせることで対応可能である。
【００４６】
外部入力電力値が時間Ｔ１０で第２値まで減少した際、ローカル電力出力状態の電力出力部２１は外部電力出力状態に切り替えられ、外部電力出力状態であった電力出力部１８、１９、２０がそれぞれローカル電力出力状態に切り替えられる。負荷Ｒ４の消費電力は、負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各消費電力の４倍であるため、この切り替えによって、負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各消費電力の４倍の大きさの電力から負荷Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の消費電力の総和の電力が、外部発電設備Ｐからローカル送電回路１７に供給される電力に追加されることとなる。
【００４７】
時間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３で外部入力電力値が第２値まで減少した各タイミングで、ローカル電力出力状態の電力出力部２０、１９、１８がそれぞれ外部電力出力状態に切り替えられる。そして、時間Ｔ１３での電力出力部１８の外部電力出力状態への切り替えによって、ローカル電力出力状態から外部電力出力状態への切り替え全てが完了する。
電力出力部１８〜２１にそれぞれ接続されている負荷Ｒ１〜Ｒ４の消費電力値が異なっていても、図６に示すような運用を行うことで、二次電池１１〜１６に蓄えられた電力を必要以上に消費することなく、外部発電設備Ｐから供給される電力量を所定の値以下にすることができる。
【００４８】
本実施の形態は、消費電力量が等しい負荷Ｒ１〜Ｒ３及び消費電力量が負荷Ｒ１〜Ｒ３の各消費電力量の４倍である電力需要家に適用される電力負荷ピークカットシステム１０であるが、その他の組み合わせの負荷を備える電力需要家に対しても電力負荷ピークカットシステム１０を応用した電力負荷ピークカットシステムを採用できることは言うまでもない。
【００４９】
また、電力負荷ピークカットシステム１０により、外部発電設備Ｐと電力需要家間の契約により決定される外部発電設備Ｐから電力需要家への最大供給電力値（契約電力）をどの程度下げることができるかについて検討すると、契約電力は、図４に示すｆ１とｆ３の略中間の値にすること、図６に示すＦ１とＦ３の略中間の値にすることが考えられる。この点、図４、図６に示す例では、電力需要家の消費電力の曲線が山状になっているが、実際には各電力需要家の電力消費事情によって、消費電力の曲線は必ずしも山状にはならないこともあり、契約電力の値をどの値にするのが最適かは一概に言い難い。
【００５０】
一方、第１値は、各電力負荷ピークカットステムで決定される値であることから、外部入力電力値が第１値を超えないようにすることは確実にできる。
そこで、第１値に仮の値を設定し、その後、実際の外部入力電力値の推移を一定期間観察することにより、最適な第１値及び最適な契約電力の値を定めるのがよいと考えられる。
【００５１】
なお、電力会社と電力需要家間の電力供給に関する契約には、以下の１）〜４）で説明するデマンド契約というものが存在するため、電力負荷ピークカットシステム１０は、デマンド契約の対象である電力需要家で採用するのには好適である。
１）一年を通して電力需要家の消費電力が最も高くなった値（最大消費電力値）をデマンド値として契約電力を設定し、デマンド値を基に電力需要家が電力会社に支払う月々の基本料金を決定する。
２）実際の最大消費電力値がデマンド値を超えると、電力需要家に違約金支払い義務が生じ、更に、電力需要家は、翌月からのデマンド値をアップさせるように指示を受ける。
３）翌月からはデマンド値を超過した最大消費電力値が、新たなデマンド値として定められ、基本料金が上がり、デマンド値が変更されてから一年間はデマンド値を下げることができない。
４）２）の実際の最大消費電力値がデマンド値を超えるというのは、３０分間単位の平均電力がデマンド値を超えることを意味するため、瞬間的にデマンド値を超える最大消費電力値を使用しても、デマンド値を変える必要はない。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、外部電力出力状態の電力出力部が複数存在する状態で、外部入力電力値が第１値まで増加したのをトリガーにローカル電力出力状態に切り替える電力出力部は、外部電力出力状態で出力している電力値が最大のものであってもよい。また、ローカル電力出力状態の電力出力部が複数存在する状態で、外部入力電力値が第２値まで減少したのをトリガーに外部電力出力状態に切り替えられる電力出力部は、ローカル電力出力状態で出力している電力値が最小のものであってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０：電力負荷ピークカットシステム、１１〜１６：二次電池、１７：ローカル送電回路、１８：電力出力部、１８ａ：スイッチ素子、１９：電力出力部、１９ａ：スイッチ素子、２０：電力出力部、２０ａ：スイッチ素子、２１：電力出力部、２１ａ：スイッチ素子、２２：インバータ、２３：コンバータ、２４：電力出力部、２５：電力検出手段、２６：切替手段、ＥＶ：電気自動車、ＨＶ：ハイブリッド自動車、Ｐ：外部発電設備、Ｑ：商用電源、Ｒ０〜Ｒ４：負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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