(57)【要約】【課題】二次電池におけるバックアップ電源機能およびピークシフト電源機能の両立を図りやすくする需給管理装置を提供する。【解決手段】施設５０における電力の供給状況に関する情報が記憶された記憶部１２と、施設５０の外部から供給された電力の充電が可能であり、施設５０に配置された負荷設備２１に電力の供給が可能である二次電池２２を、外部から施設５０に供給される電力のピークカット用電源、および外部から負荷設備２１に供給される電力が途絶えた際に電力を供給するバックアップ用電源として機能させるとともに、記憶部１２に記憶された電力の供給状況に関する情報に基づいて二次電池２２における放電下限容量を求め、放電下限容量に基づいて二次電池２２の放電を制御する制御部１１と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設または前記施設を含む地域における電力の供給状況に関する情報が記憶された記憶部と、
前記施設の外部から供給された電力の充電が可能であり、前記施設に配置された負荷設備に電力の供給が可能である二次電池を、前記外部から前記施設に供給される電力のピークカット用電源、および前記外部から前記負荷設備に供給される電力が途絶えた際に電力を供給するバックアップ用電源として機能させるとともに、
前記記憶部に記憶された前記電力の供給状況に関する情報に基づいて前記二次電池における放電下限容量を求め、前記放電下限容量に基づいて前記二次電池の放電を制御する制御部と、
が設けられていることを特徴とする需給管理装置。
【請求項２】
前記電力の供給状況に関する情報は、停電情報であることを特徴とする請求項１記載の需給管理装置。
【請求項３】
前記停電情報は、一回の停電時間および当該停電時間が発生する確率の組み合わせ情報であり、
前記制御部は、所定の停電時間、または、所定の確率を用いて前記放電下限容量を求めることを特徴とする請求項２記載の需給管理装置。
【請求項４】
前記停電情報は、所定の時間帯に発生した停電の累積時間および当該累積時間に対応する確率の組み合わせ情報であり、
前記制御部は、所定の累積時間、または、所定の確率を用いて前記放電下限容量を求めることを特徴とする請求項２記載の需給管理装置。
【請求項５】
前記停電情報は、一回の停電が発生してから所定時間が経過するまでの期間における停電の累積時間および当該累積時間に対応する確率の組み合わせの情報であり、
前記制御部は、所定の累積時間、または、所定の確率を用いて前記放電下限容量を求めることを特徴とする請求項２記載の需給管理装置。
【請求項６】
前記停電情報は、少なくとも季節情報、天候情報または時間情報に基づいて場合分けされ、
前記制御部は、前記停電情報の場合分けに用いられた情報を取得し、取得した情報に基づいて前記停電情報を選択し、選択した前記停電情報に基づいて前記放電下限容量を求めることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の需給管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施設や地域における電力の需給を管理する需給管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な二次電池は、施設に供給される電力のピークシフトに用いられたり、停電時のバックアップ電源用（ＵＰＳ）として用いられたりしている。さらには、ピークシフトおよびＵＰＳの両方の用途で用いられる場合もある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
二次電池を両方の用途で使用する場合には、ピークシフトで使う二次電池の放電下限容量を設定する必要があることが知られている。放電下限容量を設定しない場合、ピークシフトによって二次電池が最大限放出するときがあり、このときに停電が発生すると、二次電池はバックアップ電源としての機能を果たすことが困難になってしまう。そこで、ピークシフトで使う二次電池の放電下限容量を設定することにより、このような不具合を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２７０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の放電下限容量の設定は、次に述べるように両面性を持っている。放電下限容量を高く設定すると、二次電池はバックアップ電源としての機能を残しやすくなる。その一方で、ピークシフトで使える二次電池の容量は少なくなる。逆に、放電下限容量を低く設定すると、ピークシフト使用できる二次電池の容量は大きくなる。その一方で、バックアップ電源としての機能は小さくなる。
【０００６】
この放電下限容量の設定方法は、設置者の感覚で決められることが多い。そのため、決められた放電下限容量の値が適切であるか、その電力需要場所の停電頻度・時間に対応した放電下限であるか判らないこととなる。言い換えると、二次電池におけるバックアップ電源機能およびピークシフト電源機能の両立が図れないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、二次電池におけるバックアップ電源機能およびピークシフト電源機能の両立を図りやすくする需給管理装置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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の需給管理装置は、施設または前記施設を含む地域における電力の供給状況に関する情報が記憶された記憶部と、前記施設の外部から供給された電力の充電が可能であり、前記施設に配置された負荷設備に電力の供給が可能である二次電池を、前記外部から前記施設に供給される電力のピークカット用電源、および前記外部から前記負荷設備に供給される電力が途絶えた際に電力を供給するバックアップ用電源として機能させるとともに、前記記憶部に記憶された前記電力の供給状況に関する情報に基づいて前記二次電池における放電下限容量を求め、前記放電下限容量に基づいて前記二次電池の放電を制御する制御部と、が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の需給管理装置によれば、施設または当該施設を含む地域における電力の供給状況に関する情報に基づく二次電池における放電下限容量が求められ、当該放電下限容量に基づいて二次電池の放電が制御される。そのため、従来のように設置者の感覚で放電下限容量を決定していた場合と比較して、妥当性の高い放電下限容量を求めることができる。
【００１０】
上記発明において前記電力の供給状況に関する情報は、停電情報であることが好ましい。
このように、停電情報に基づいて放電下限容量を求めることにより、制御部で求められる放電下限容量の妥当性を高めることができる。つまり、二次電池がバックアップ用電源として用いられるのは、施設または施設を含む地域において停電が発生した場合が最も多いと考えられる。この停電の発生頻度や、停電時間などの停電情報に基づいて二次電池がバックアップ用電源としての機能を発揮できる最低限の条件である放電下限容量を求めることで、この放電下限容量の妥当性が高くなる。
【００１１】
上記発明において前記停電情報は、一回の停電時間および当該停電時間が発生する確率の組み合わせ情報であり、前記制御部は、所定の停電時間、または、所定の確率を用いて前記放電下限容量を求めることが好ましい。
【００１２】
このように、停電情報を、一回の停電時間、および、その停電時間が発生する確率の組み合わせとすることにより、一回の停電時間に対応した放電下限容量を求めやすくなる。つまり、一回の停電時間、および、その確率の組み合わせを用いない場合と比較して、一回の停電時間に対して放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。
【００１３】
上記発明において前記停電情報は、所定の時間帯に発生した停電の累積時間および当該累積時間に対応する確率の組み合わせ情報であり、前記制御部は、所定の累積時間、または、所定の確率を用いて前記放電下限容量を求めることが好ましい。
【００１４】
このように、停電情報を、所定の時間帯に発生した停電の累積時間、および、その累積時間に対応する確率の組み合わせとすることにより、所定の時間帯における停電に対応した放電下限容量を求めやすくなる。つまり、所定時間帯における停電の累積時間、および、その確率の組み合わせを用いない場合と比較して、所定の時間帯において放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。
【００１５】
上記発明において前記停電情報は、一回の停電が発生してから所定時間が経過するまでの期間における停電の累積時間および当該累積時間に対応する確率の組み合わせの情報であり、前記制御部は、所定の累積時間、または、所定の確率を用いて前記放電下限容量を求めることが好ましい。
【００１６】
このように、停電情報を、一回の停電が発生してから所定時間が経過するまでの期間における停電の累積時間、および、その累積時間に対応する確率の組み合わせとすることにより、一回の停電に関する停電時間に対応した放電下限容量を求めやすくなる。例えば、短時間の停電が、短い間隔をあけて複数回発生するような場合には、一回の停電に関する停電の累積時間、および、その確率の組み合わせを用いない場合と比較して、放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。
【００１７】
上記発明において前記停電情報は、少なくとも季節情報、天候情報または時間情報に基づいて場合分けされ、前記制御部は、停電情報の場合分けに用いられた情報を取得し、取
得した情報に基づいて前記停電情報を選択し、選択した前記停電情報に基づいて前記放電下限容量を求めることが好ましい。
【００１８】
このように、停電情報は、少なくとも季節情報、天候情報または時間情報に基づいて場合分けされることにより、季節情報や天候情報や時間情報を反映させた放電下限容量を求めるやすくなる。そのため、季節情報や天候情報や時間情報を反映させない場合と比較して、ある天候やある時間における放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。なお、天候情報には、晴れ、曇り、雨などの気象情報の他に、各種の注意報や警報などの天候に基づく注意報情報や警報情報なども含まれる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の需給管理装置によれば、施設または当該施設を含む地域における電力の供給状況に関する情報に基づいた放電下限容量により二次電池の放電を制御することにより、二次電池におけるバックアップ電源機能およびピークシフト電源機能の両立が図りやすくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る需給管理装置を説明する摸式図である。
【図２】図１の記憶部に記憶されているデータベースを説明する概念図である。
【図３】図１の需給管理装置によるピークシフトを説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の一実施形態に係る需給管理装置について、図１から図３を参照しながら説明する。本実施形態では電力の需給を管理する対象施設がビル５０である需給管理装置１（以下「ＢＥＭＳ１」とも表記する。）の例に適用して説明する。なお、本実施形態では、対象施設がビル５０である例に適用して説明したが、ビル５０を含む地域などであってもよく、特に限定するものではない。
【００２２】
ＢＥＭＳ１は、図１に示すように、ＢＥＭＳ１が配置されたビル５０に設置された負荷設備２１および二次電池２２に対して制御信号を出力するものである。ここで、負荷設備２１は、ビル５０に設置された照明器具や、空調設備などの電力を消費する機器の総称である。また、二次電池２２は、ビル５０の外部から供給される電力の充電、および、二次電池２２に充電された電力を負荷設備２１へ供給することが可能なものであればよく、その形式を特に限定するものではない。
【００２３】
ＢＥＭＳ１は、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等を有するコンピュータシステムである。ＲＯＭ等に記憶されている制御プログラムは、ＣＰＵを負荷設備２１および二次電池２２を制御する制御部１１として機能させるものであり、ハードディスク等をビル５０における停電情報に基づくデータベース２３（図２参照。）が記憶されている記憶部１２として機能させるものである。
【００２４】
制御部１１は、二次電池２２における充電および放電を制御することにより、外部からビル５０に供給される電力のピークカット用電源、および外部から負荷設備２１に供給される電力が途絶えた際（例えば、停電の際）に電力を供給するバックアップ用電源として二次電池２２を機能させるものである。
【００２５】
さらに、制御部１１は、データベース２３に基づいて二次電池２２における放電下限容量を求め、この放電下限容量が常に確保されるように二次電池２２の放電を制御するものでもある。なお、放電下限容量の求め方については後述する。
【００２６】
記憶部１２に記憶される停電情報のデータベース２３は、図２に示すように、一回の停電における停電時間と、その停電時間の停電が発生する確率の組み合わせである停電情報が、複数集合したものである。
【００２７】
この停電情報は、更に、春、夏、秋および冬などの季節の区分や、晴れ、曇りおよび雨などの天候情報に基づく区分や、時間帯による区分や、これらを組み合わせた区分等に従って場合分けされている。なお、天候情報には、晴れ、曇り、雨などの気象情報の他に、各種の注意報や警報などの天候に基づく注意報情報や警報情報なども含まれる。図２には、季節の区分、天候の区分、季節および天候を組み合わせた区分に従って場合分けされた例が示されている。
【００２８】
また、本実施形態では、データベース２３は、ＢＥＭＳ１が配置されたビル５０における停電情報を収集して作成される例に適用して説明する。データベース２３の更新は、ＢＥＭＳ１の運用中に行われ、最新の停電情報がデータベース２３に反映される例に適用して説明する。ここで、データベース２３を更新する作業はＢＥＭＳ１の制御部１１が行ってもよいし、ＢＥＭＳ１以外の外部に設置された機器によって行われてもよい。
【００２９】
さらに、データベース２３の元となる停電情報は、ＢＥＭＳ１が配置されたビル５０の近隣に立地する他のビルにおける停電情報であってもよい。この場合、他のビルの需給管理を行う需給管理装置や複数のビル等の需給管理を行う需給管理システムが取得した停電情報をＢＥＭＳ１が取得してもよいし、地域に電力を供給する電力会社から取得してもよい。また、他のビルの需給管理を行う需給管理装置等から取得するものとしては、上述のように停電情報であってもよいし、データベース２３そのものであってもよい。
【００３０】
その他に、データベース２３の元となる停電情報は、現在から所定の期間または年月を過去に遡った間、あるいは過去の所定期間に取得されたものを用いることができる。過去に遡る期間の長さ、あるいは過去の所定期間の長さは、ＢＥＭＳ１の運用者、または、ビル５０の管理者、所有者の要望に応じて適宜変更することができる。
【００３１】
次に、上記の構成からなるＢＥＭＳ１における二次電池２２をピークカット用電源として機能させる制御、および、バックアップ用電源として機能させる制御について説明する。
【００３２】
まず、二次電池２２をピークカット用電源として機能させる際の制御について説明する。図３には、時間の経過に伴う電力需要の変化を示す実線Ａのグラフと、二次電池２２における電力の充電を示す領域Ｃおよび放電を示す領域Ｄと、が示されている。
【００３３】
電力需要は、実線Ａのグラフに示すように、夜間に少なくなり昼間に多くなる。制御部１１は、電力需要の少ない夜間に二次電池２２を充電する制御を行う。そして、電力需要の多い昼間に二次電池２２に蓄えた電力を供給することにより、ビル５０のピーク時における外部に対する電力需要を抑制するピークカットを行う。なお、制御部１１は、領域Ｄにおいて二次電池２２に蓄えられた電力を供給する制御を行う際、二次電池２２に最低限残す電力量である放電下限容量が残るように、電力の供給を制御する。
【００３４】
次に、二次電池２２をバックアップ用電源として機能させる際の制御について説明する。この場合、制御部１１は外部からビル５０に供給される電力を監視しており、この電力が停電などにより途絶えた際に、二次電池２２に蓄えられた電力を負荷設備２１に供給する制御を行う。
【００３５】
例えば、二次電池２２がピークカット用電源として機能している領域Ｄの時間帯において停電が発生したとしても、二次電池２２には、上述のように放電下限容量の電力が確保されているため、二次電池２２は、バックアップ用電源として機能することができる。
【００３６】
次に、本実施形態の特徴である放電下限容量に関する制御について図２を参照しながら説明する。まず、制御部１１は、制御を行う時点の季節および天候に関する情報を取得する処理を行う。季節に関する情報を取得する方法としては、日時を取得してカレンダーに基づいて季節に関する情報を取得する方法や、ビル５０の外気温度情報を取得して、所定の閾値に基づいて季節に関する情報を取得する方法などを例示することができる。天候に関する情報を取得する方法としては、気象庁や民間の気象会社から提供される気象情報を取得する方法や、ビル５０に設置された気象観測機器による観測結果を入手する方法などを例示することができる。
【００３７】
その後、記憶部１２に記憶されているデータベース２３から、取得した季節および天候に関する情報と合致する場合分けされた停電情報を選択し、当該停電情報を取得する処理を行う。
【００３８】
停電情報を取得した制御部１１は、当該停電情報に基づいて放電下限容量を求める処理を行う。制御部１１には、予めビル５０の特性や、負荷設備２１の特性や、二次電池２２の容量の大きさや、ビル５０の管理者または所有者等の考えや思いに応じた設定値が入力されている。設定値としては、一回の停電時間の長さや、所定時間の停電が発生する確率の値などを例示することができる。
【００３９】
なお、上述の設定値は、長期間にわたり値を変更することなく使用してもよいし、所定の頻度で定期的に変更しながら使用してもよいし、負荷設備２１の入れ替えなどのイベントが発生するたびに変更して使用してもよく、特に限定するものではない。
【００４０】
一回の停電時間は、停電時に電力供給を行う時間の長さに対応していて、この時間が長くなると二次電池２２における放電下限容量の値が大きくなる。言い換えると、バックアンプ用電源としての機能は確保しやすくなるが、ピークカット用電源としての機能は確保しにくくなる。
【００４１】
また、所定時間の停電が発生する確率は、許容できる停電の発生確率の値に対応していて、この確率が小さくなると、二次電池２２において頻繁に活用される容量の割合が小さくなる。さらに、実線Ｂで示すグラフのように、一回の停電時間が長くなると、停電が発生する確率も小さくなる。
【００４２】
そのため、ビル５０の管理者または所有者等は、負荷設備２１の特性や、二次電池２２の容量の大きさ等の事情、および、ピークカット用電源として機能とバックアップ用電源としての機能のバランスなどを考慮しながら、状況に応じて上述の設定値を決定したり変更したりする。
【００４３】
上記の需給管理装置１によれば、ビル５０における停電情報に基づく二次電池２２の放電下限容量が求められ、当該放電下限容量に基づいて二次電池２２の放電が制御される。つまり、従来は感覚で設定していたピークシフト用の二次電池２２の放電下限容量をデータベース２３に基づいて決定することにより、そのビル５０や負荷設備２１の特性や管理者または所有者等の意思などにマッチングした妥当性高い放電下限容量の決定が出来る。そのため、過大な放電下限容量による効果の薄いバックアップ電源の確保よって、ピークシフト機能の低下を抑制することができる。また、過剰なピークシフト用の電源確保によるバックアップ電源の不足の発生を抑制することができる。
【００４４】
停電情報に基づいて放電下限容量を求めることにより、制御部１１で求められる放電下限容量の妥当性を高めることができる。つまり、二次電池２２がバックアップ用電源として用いられるのは、ビル５０において停電が発生した場合が最も多いと考えられる。この停電の発生頻度や、停電時間などの停電情報に基づいて二次電池２２がバックアップ用電源としての機能を発揮できる最低限の条件である放電下限容量を求めることで、この放電下限容量の妥当性が高くなる。
【００４５】
停電情報を、一回の停電時間、および、その停電時間が発生する確率の組み合わせとすることにより、一回の停電時間に対応した放電下限容量を求めやすくなる。つまり、一回の停電時間、および、その確率の組み合わせを用いない場合と比較して、一回の停電時間に対して放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。
【００４６】
停電情報は、少なくとも季節情報、天候情報または時間情報に基づいて場合分けされることにより、季節情報や天候情報や時間情報を反映させた放電下限容量を求めるやすくなる。そのため、天候情報や時間情報を反映させない場合と比較して、ある天候やある時間における放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。
【００４７】
また、上述の実施形態において停電情報は、一回の停電時間および当該停電時間が発生する確率の組み合わせの例に適用して説明したが、その他に、所定の時間帯（例えば、電力需要の値が大きくなりやすい１３時〜１５時の時間帯など）に発生した停電の累積時間および当該累積時間に対応する確率の組み合わせであってもよい。
【００４８】
このように、停電情報を所定の時間帯に発生した停電の累積時間、および、その累積時間に対応する確率の組み合わせとすることにより、所定の時間帯における停電に対応した放電下限容量を求めやすくなる。つまり、所定時間帯における停電の累積時間、および、その確率の組み合わせを用いない場合と比較して、所定の時間帯において放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。特に、所定時間帯を電力需要の値が大きくなる傾向にある時間帯とすることにより、その所定時間帯におけるバックアップ電源の不足の発生をさらに抑制しやすくなる。
【００４９】
さらに、停電情報は、一回の停電が発生してから所定時間（例えば、１０分や２４時間などの期間）が経過するまでの間における停電の累積時間および当該累積時間に対応する確率の組み合わせであってもよい。
【００５０】
このように、停電情報を、一回の停電が発生してから所定時間が経過するまでの期間における停電の累積時間、および、その累積時間に対応する確率の組み合わせとすることにより、一回の停電に関する停電時間に対応した放電下限容量を求めやすくなる。例えば、短時間の停電が、短い間隔をあけて複数回発生するような場合には、一回の停電に関する停電の累積時間、および、その確率の組み合わせを用いない場合と比較して、放電下限容量が不足したり、過剰となったりすることが抑制され、放電下限容量の妥当性を高めやすくなる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施の形態においては、本実施形態では需給管理装置１がビル５０における電力の需給管理を行うＢＥＭＳ１である例に適用して説明したが、需給管理を行う対象は単体のビル５０に限定されるものではなく、複数のビル５０であったり、ビル５０を含む地域であったりしてもよ
く、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１…ＢＥＭＳ（需給管理装置）、１１…制御部、１２…記憶部、２１…負荷設備、２２…二次電池、５０…ビル（施設）
【図１】
2015211616.tif 000003
【図２】
2015211616.tif 000004
【図３】
2015211616.tif 000005