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JP2014192981A - サーバ装置及びエネルギー流通システム - Google Patents
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JP2014192981A - サーバ装置及びエネルギー流通システム - Google Patents

サーバ装置及びエネルギー流通システム Download PDF

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Abstract

【課題】商用電力と再生可能エネルギー電力とが混在する電力系統から充電した場合でも、充電量の発電由来を容易に特定する。
【解決手段】サーバ装置70は、太陽光発電装置10から予約時間、予約電力供給量、実測電力供給量の各情報を受信し、充電装置50から予約時間、予約電力需要量、実測電力需要量の各情報を受信する入出力ポート71と、単位時間毎に、太陽光発電装置10の実測電力供給量と充電装置50の実測電力需要量とが対応するときに前記実測電力供給量と前記実測電力需要量とを紐付けし、充電完了後に、充電装置50の実測電力需要量に紐付けされた単位時間毎の実測電力供給量を加算することで、太陽光発電装置10の実績量を演算する制御部73と、を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、サーバ装置及びエネルギー流通システムに関する。
現在、太陽光発電機、風力発電機、水力発電機等によって発電された再生可能エネルギー電力が、商用電力が伝送される電力系統に加えられ、各家庭に伝送されている。
しかし、再生可能エネルギー電力は気候・天候などにより発電量が変動するため、電力系統の電力を平準化させる必要がある。そこで、電力を放電または充電・使用する設備等に通信端末を設置してネットワーク化し、情報通信を行うことにより電力の需要と供給のバランスを最適化しようとするスマートグリッドが検討されている。
このようなスマートグリッドとして、従来、電力の需要家及び供給装置の各通信端末と、当該通信端末にネットワークを介して接続された電力制御装置と、から形成されるマイクログリッド同士を、ネットワークを介して接続された電力制御システムが提案されている(特許文献1を参照)。
特許文献1の技術では、マイクログリッドは、自身の電力状態と他のマイクログリッドにおける電力状態とを比較し、比較結果に応じて他のマイクログリッドとの間での電力取引を制御する。これにより、電力の需要と供給のバランスを最適化している。
特開2011−229268号公報
上述した電力制御システムにおいては、電力会社の発電設備だけでなく再生可能エネルギーを使った発電設備があるため、ユーザの中には、可能な限り再生可能エネルギー電力を利用したいという要請がある。
しかし、特許文献1の電力制御システムは、商用電力と再生可能エネルギー電力とが混在した状態で、マイクログリッド間で電力取引を行う。このため、ユーザは、上記電力制御システムを使って充電しても、充電量全体に対して再生可能エネルギー電力がどの程度充電されているか分からない、つまり充電量全体の電力由来が分からないという問題がある。
また、特許文献1の電力制御システムでは、各マイクログリッドは、当該マイクログリッド内のすべての設備の電力需要量及び電力供給量を正確に把握しなければならない。このためには、マイクログリッド内のすべての設備を通信ネットワークで接続する必要がある。
しかし、特許文献1の電力制御システムは、電力会社のインフラである電力系統を利用したものであり、マイクログリッド内のすべての設備の電力状況を正確に特定することは、現実的には非常に困難である。
本発明は、このような実情を鑑みて提案されたものであり、商用電力と再生可能エネルギー電力とが混在する電力系統から充電した場合でも、充電量の発電由来を容易に把握することができるサーバ装置及びエネルギー流通システムを提供することを目的とする。
本発明に係るサーバ装置は、電力系統に再生可能エネルギー電力を供給する電力供給装置から、予約時間、予約電力供給量、実測電力供給量の各情報を受信する第1受信手段と、前記電力系統から電力が供給される電力需要装置から、予約時間、予約電力需要量、実測電力需要量の各情報を受信する第2受信手段と、前記第1及び第2受信手段により受信された各情報に基づいて、単位時間毎に、当該単位時間において電力を供給する電力供給装置と、当該単位時間において電力が供給される電力需要装置と、の組み合わせを作成する組合せ作成手段と、前記組み合わせ作成手段により作成された組み合わせにおいて、単位時間毎に、電力供給装置の実測電力供給量と電力需要装置の実測電力需要量とが対応するときに、前記実測電力供給量と前記実測電力需要量とを紐付けする紐付け手段と、電力需要装置の充電完了後に、当該電力需要装置の実測電力需要量に紐付けされた単位時間毎の実測電力供給量を加算することで、前記電力供給装置の実績量を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された実績量を前記電力需要装置へ送信する送信手段と、を備えている。
本発明に係るエネルギー流通システムは、前記サーバ装置と、電力系統に再生可能エネルギー電力を供給し、予約時間、予約電力供給量、実測電力供給量の各情報を前記サーバ装置へ送信する複数の電力供給装置と、前記電力系統から電力が供給され、予約時間、予約電力需要量、実測電力需要量の各情報を送信する複数の電力需要装置と、を備えている。
本発明によれば、商用電力と再生可能エネルギー電力とが混在する電力系統から充電した場合でも、充電量の発電由来を容易に特定することができる。
エネルギー流通システム1の概略的な構成を示す図である。 電力需要装置である電気自動車及び充電装置の充電予約状況を示す図である。 電力供給装置である太陽光発電装置、風力発電装置、及び小型水力発電装置の放電予約状況を示す図である。 電力需要装置と電力供給装置の予約状況を示すタイムチャートである。 予約マッチング処理ルーチンを示すフローチャートである。 (a)太陽光発電、(b)小型風力発電、(c)小型水力発電にソートされた電力需要装置及び電力供給装置の予約状況を示すタイムチャートである。 太陽光発電における需要装置と供給装置のマッチングの状況を示す図である。 充放電監視処理ルーチンを示すフローチャートである。 総和充電量演算サブルーチンを示すフローチャートである。 総和放電量演算サブルーチンを示すフローチャートである。 充電量チェックサブルーチンを示すフローチャートである。 放電量チェックサブルーチンを示すフローチャートである。 紐付け処理サブルーチンを示すフローチャートである。 紐付け処理サブルーチンを示すフローチャートである。 任意の単位時間Δにおけるマッチングリンクを示す図である。 括り付け処理サブルーチンを示すフローチャートである。 (a)直前及び(b)現在の単位時間Δtにおいて紐付けリンクに登録された充電量及び放電量を示す図、(c)現在の単位時間Δtにおいて括り付け処理された充電量及び放電量を示す図である。 需要側ソーティングリンク及び供給側ソーティングリンクを示す図である。 需要側ソーティングリンク及び供給側ソーティングリンクを示す図である。 需要側ソーティングリンク及び供給側ソーティングリンクを示す図である。 モニタ画面を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
[システム構成]
図1は、エネルギー流通システム1の概略的な構成を示す図である。エネルギー流通システム1は、例えば、複数の太陽光発電装置10と、複数の風力発電装置20と、複数の小型水力発電装置30と、複数の電気自動車40と、複数の充電装置50と、商用電源設備60と、サーバ装置70と、を備えている。
[電力系統3]
太陽光発電装置10、風力発電装置20、小型水力発電装置30、電気自動車40、充電装置50及び商用電源設備60は、電力系統3に接続されている。太陽光発電装置10、風力発電装置20及び小型水力発電装置30は、例えば個人又は民間の所有物であり、再生可能エネルギーである太陽光、風力、水力をそれぞれ利用して発電し、電力系統3に電力を伝送する。商用電源設備60は、電力会社の所有物であり、火力、原子力等を利用して発電し、電力系統3に電力を伝送する。
なお、電力会社は、太陽光発電装置、風力発電装置、水力発電装置などの再生可能エネルギーを利用した発電設備も所有している。電力会社が所有するこれらの各発電設備は、発電された電力を電力系統3に伝送するだけで、放電時間、放電量などの放電情報をサーバ装置70に送信することはない。
このため、本実施形態では、電力会社によって発電された再生可能エネルギー電力についは、火力、原子力等を利用して発電された電力と同じ「商用電力」とみなし、図1に示す太陽光発電装置10、風力発電装置20等で発電された「再生可能エネルギー電力」と区別する。但し、将来的に、電力会社が所有する各発電設備が、放電時間、放電量などの放電情報をサーバ装置70に送信することができれば、電力会社が所有する各発電設備によって発電された電力を「再生可能エネルギー電力」とみなしてもよい。
電気自動車40及び充電装置50は、電力系統3から伝送される電力を充電する。電気自動車40及び一部の充電装置50は、電力系統3に対して接続及び切離しが可能になっている。なお、電気自動車40は、充電終了後は電力系統3から切り離され、充電された電力を使って路上を走行する。また、電気自動車40及び充電装置50は、電力系統3からの電力を充電する場合に限らず、電力系統3に電力を放電することも可能である。
[通信ネットワーク5]
太陽光発電装置10、風力発電装置20、小型水力発電装置30、電気自動車40、充電装置50及びサーバ装置70は、通信ネットワーク5に接続されている。太陽光発電装置10、風力発電装置20、小型水力発電装置30、電気自動車40及び充電装置50は、ユーザの操作に応じた登録情報を、通信ネットワーク5を介して、サーバ装置70へ送信する。
太陽光発電装置10、風力発電装置20、小型水力発電装置30、電気自動車40及び充電装置50は、自身の電力状況(充電量、放電量など)を計測し、その計測結果を、通信ネットワーク5を介してサーバ装置70へ送信する。
一方、太陽光発電装置10、風力発電装置20、小型水力発電装置30、電気自動車40及び充電装置50は、サーバ装置70から送信される指示情報に応じて、放電(発電)又は充電を開始したり停止したりする。
[各装置の詳細構成]
太陽光発電装置10は、太陽光に基づいて発電する太陽光発電機11と、太陽光発電機11の発電量(放電量)を計測する計測器12と、商用電源設備60とデータ通信を行う通信端末13と、を備えている。
通信端末13は、ユーザの操作に応じて、放電時間、放電量、提供エネルギー種別(放電する再生可能エネルギー電力の種類:太陽光発電)、地域識別情報の各情報を、通信ネットワーク5を介して、サーバ装置70へ送信する。また、通信端末13は、サーバ装置70からの要求に応じて計測器12による計測結果をサーバ装置70へ送信し、また、サーバ装置70からの指示情報に基づいて、太陽光発電機11の放電開始又は放電停止を制御する。なお、詳しい説明は省略するが、太陽光発電装置10と同様に、風力発電装置20及び小型水力発電装置30は、発電機、計測器及び通信端末を備えているが、放電する再生可能エネルギー電力の種類の情報が異なる。
充電装置50は、電力系統3から伝送された電力を充電する充電器51と、充電器51に充電された充電量を計測する計測器52と、商用電源設備60とデータ通信を行う通信端末53と、を備えている。
通信端末53は、ユーザの操作に応じて、充電予約時間、充電予約量、要求エネルギー種別(充電を希望する再生可能エネルギー電力の発電方法の種類)の各情報を、通信ネットワーク5を介して、サーバ装置70へ送信する。また、通信端末53は、サーバ装置70からの要求に応じて計測器52による計測結果をサーバ装置70へ送信し、また、サーバ装置70からの指示情報に基づいて、充電器51の充電開始又は充電停止を制御する。なお、電気自動車40は、充電装置50を備えており、当該充電装置50と同様の機能を有する。
サーバ装置70は、通信ネットワークとの間でデータを入出力する入出力ポート71と、入力されたデータや演算結果を記憶する記憶部72と、演算処理や全体制御を行う制御部73と、を備えている。
[システム概要]
以上のように構成されたエネルギー流通システム1において、電力供給装置Sj(太陽光発電装置10、風力発電装置20及び小型水力発電装置30)は、再生可能エネルギーを使って発電し、発電された電力を電力系統3へ伝送する。このため、電力系統3では、電力会社の商用電源設備60で発電された商用電力だけでなく、電力供給装置から伝送された電力が混在している。
一方、電力需要装置(電気自動車40、充電装置50)は、電力系統3から伝送される電力を充電する。よって、電力需要装置は、商用電力と再生可能エネルギー電力とが混在する電力を充電していることとなる。しかし、電力需要装置の中には、可能な限り再生可能エネルギー電力を充電したいという要請もある。
それに対し、エネルギー流通システム1は、電力需要装置の充電終了時には、後述する図21に示すように、充電量に対してどの程度が再生可能エネルギー電力であるかが分かるように構成することができる。
[充放電計画の予約]
電力供給装置及び電力需要装置は、予め、放電計画及び充電計画をサーバ装置70に登録する。
例えば、充電装置50の通信端末53は、ユーザの操作に応じて、充電予約時間、充電予約量、要求エネルギー種別の各情報を、通信ネットワーク5を介して、サーバ装置70へ送信する。
さらに、通信端末53は、「Green優先」、「料金優先」、「急速優先」、「地域優先」の設定情報をサーバ装置70へ送信してもよい。「Green優先」は、再生可能エネルギーを可能な限り多く充電するモードであり、充電時間が長くなってもよい。「急速優先」は、予約時間帯に再生可能エネルギーが少ない場合に、商用電源で補って急速に充電するモードである。「料金優先」は、電力購入価格が低くなるように充電するモードである。例えば、再生可能エネルギーの購入価格は高いが(その代りたとえばポイントが多く付与される)、商用電源の購入価格は低い場合においては、商用電源を優先して充電する。「地域優先」は、指定地域の発電設備の電力の充電量が最も多くなるように充電するモードである。
一方で、サーバ装置70の制御部73は、充電装置50等の電力需要装置から通信ネットワーク5を介して送信された情報を入出力ポート71で受信し、受信した情報を記憶部72に書き込む。
図2は、電力需要装置である電気自動車40及び充電装置50の充電予約状況を示す図である。サーバ装置70には、同図に示すように、電力需要装置C1〜Cnのそれぞれに対して、充電予約時間、充電予約量、要求エネルギー種別が登録されている。要求エネルギー種別は、最優先種別であり、例えば太陽光を要求していても提供量が不足していれば自動的に風力等が使用されてもよい。
一方、太陽光発電装置10の通信端末13は、ユーザの操作に応じて、放電時間、放電量、提供エネルギー種別(発電する再生可能エネルギー電力の種類)の各情報を、通信ネットワーク5を介して、サーバ装置70へ送信する。
図3は、電力供給装置(太陽光発電装置10、風力発電装置20、小型水力発電装置30)の放電予約状況を示す図である。サーバ装置70には、同図に示すように、電力供給装置S1〜Smのそれぞれに対して、放電時間、放電量、提供エネルギー種別が登録されている。
この結果、サーバ装置70の記憶部72には、すべての予約登録済み電力需要装置及び電力供給装置の発電及び充電の予約状況が記憶される。
図4は、電力需要装置と電力供給装置の予約状況を示すタイムチャートである。同図に示すように、サーバ装置70には、時刻Ta〜時刻Tbの時間帯において、単位時間ΔT刻みで、電力需要装置C1〜Cn及び電力供給装置S1〜Smの予約状況が登録される。サーバ装置70は、時刻Taの所定時間前(例えば1時間前)になると、時刻Ta〜時刻Tbの時間帯における予約登録の受け付けを終了し、次のマッチング処理を実行する。
[予約登録時のマッチング処理]
サーバ装置70は、電力需要装置及び電力供給装置の充放電の予約登録を終了すると、電力需要装置と電力供給装置のマッチング処理を行う。マッチングとは、予約済みの各電力需要装置及び各電力供給装置のうち、単位時間毎に予約された時間が一致するものを引き合わせる(組み合わせる)ことをいう。ここでは、サーバ装置70の制御部73が次の予約マッチング処理ルーチンを実行する。
図5は、予約マッチング処理ルーチンを示すフローチャートである。
ステップS1では、制御部73は、記憶部72から電力需要装置及び電力供給装置の予約状況を読み出し、予約時間帯(Ta〜Tb)において、予約状況をエネルギー種別(太陽光発電、風力発電、小型水力発電)毎にソートする。
図6は、(a)太陽光発電、(b)小型風力発電、(c)小型水力発電にソートされた電力需要装置及び電力供給装置の予約状況を示すタイムチャートである。例えば太陽光発電では、同図(a)に示すように、電力需要装置C1,C2,C3及び電力供給装置S1,S2の予約状況が抽出される。風力発電、小型水力発電でも、それぞれ所定の電力需要装置及び電力供給装置が抽出される。
再び図5において、ステップS2では、制御部73は、予め設定されたエネルギー種別の序列(例えば、太陽光、風力、水力の順番)に従い、予約時間帯(Ta〜Tb)の単位時間ΔT刻みで、同一の時間帯ΔTに登録されている電力需要装置と電力供給装置とをマッチングする。
図7は、太陽光発電における電力需要装置と電力供給装置のマッチングの状況を示す図である。時刻(T−ΔT)から時刻Tまでの時間帯ΔTでは、電力需要装置C2,C3と電力供給装置S1,S2の予約時間が合致している。このため、制御部73は、電力需要装置(C2,C3)と電力供給装置(S1,S2)をマッチングする。これにより、当該単位時間ΔTについて、電力需要装置と電力供給装置を引き合わせたマッチングリンクが作成される。このように、マッチングリンクとは、予約登録されたすべての電力需要装置及び電力供給装置のから、該当する単位時間において、電力需要装置と電力供給装置をそれぞれ整理して関係を示したものをいう。
ステップS3では、制御部73は、予約時間帯(Ta〜Tb)を単位時間ΔTで刻んだときのすべての単位時間ΔTでマッチングしたかを判定し、すべての単位時間ΔTでマッチングしたとき(肯定判定のとき)はステップS5に進み、否定判定のときはステップS4へ進む。
ステップS4では、制御部73は、マッチングの対象時間を次の単位時間ΔTに移行して、ステップS2へ戻る。そして、制御部73は、ステップS2〜S4を繰り返し実行することで、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべての単位時間ΔTでマッチング処理を実行して、ステップS5へ進む。
ところで、上述した処理の結果、単位時間ΔT毎に、電力需要装置及び電力供給装置間で電力融通量の整合をとることは可能である。しかし、単位時間ΔTは、例えば1又は2時間を想定しているが、仮に半日であっても許容されるため、リアルタイム性に欠ける。刻々と流れる再生可能エネルギー電力がどこで発生し、そこで消費されているかについて、電力需要者及び電力供給者が瞬時に把握できれば、エネルギー流通システム1は大きな優位性をもつことになる。そこで、リアルタイム性を保証するために、マッチングを行う単位時間ΔTを微細化する。
すなわち、ステップS5では、制御部73は、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべてを、単位時間ΔTより微細化された単位時間Δt(例えば、10分、15分など)に分割し、同一の時間帯Δtに登録されている電力需要装置と電力供給装置とを再マッチングして、ステップS6へ進む。
ステップS6では、制御部73は、予約時間帯(Ta〜Tb)を単位時間Δtで刻んだときのすべての単位時間Δtでマッチングしたかを判定し、肯定判定のときは本ルーチンを終了し、否定判定のときはステップS7へ進む。
ステップS7では、制御部73は、マッチングの対象時間を次の単位時間Δtに移行して、ステップS5へ戻る。そして、制御部73は、ステップS5〜S7を繰り返し実行することで、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべての単位時間Δtでマッチング処理を実行して、本ルーチンを終了する。この結果、単位時間Δt毎に、電力需要装置と電力供給装置の組み合わせを示すマッチングリンクが作成される。このマッチングリンクは、エネルギー種別(太陽光発電、風力発電、小型水力発電)毎に作成される。マッチングリンクは、後述する充放電監視処理においても使用される。
上述したように、本ルーチンでΔTとΔtを分けているのは、予約時の煩雑さを避けるために予約時間単位であるΔTを例えば1時間程度に設定する一方、サーバ装置70は放電量と充電量を細かく制御するためにΔt単位で充放電監視を実行するためである。さらに、ΔTの中であっても、Δt単位では電力需要装置・電力供給装置が変わる可能性があることを考慮したからである。
[予約時間到達時の充放電監視処理]
サーバ装置70は、予約時間に到達すると、単位時間Δt毎にマッチングリンクの電力需要装置及び電力供給装置の充放電状況を監視して、実際に計測された充放電量をリンク付けする。なお、電気自動車40又は充電装置50が実際の充放電時(予約時間に達しているとき)に電力系統3に接続されていない場合、上述した予約マッチングが取り消される。
図8は、充放電監視処理ルーチンを示すフローチャートである。すなわち、サーバ装置70の制御部73は、予約時間に到達すると、本ルーチンのステップS1からステップS94までを実行する。
ここで、図1に示すエネルギー流通システム1においては、再生可能エネルギー電力として、太陽光発電、風力発電、小型水力発電による電力が流通されている。そこで、サーバ装置70の制御部73は、予め定められたエネルギー種別の順番(例えば、太陽光発電、風力発電、小型水力発電の順に)本ルーチンを実行する。
また、制御部73は、上述したように予約時間帯(Ta〜Tb)を微小の単位時間Δt毎に分解しているので、単位時間Δt毎に、電力需要装置及び電力供給装置の充放電状況を監視する。
そこで、ステップS1では、制御部73は、最初のエネルギー種別(例えば、太陽光発電)であって予約時間帯(Ta〜Tb)の最初のΔtを処理対象に設定して、次のステップS10へ進む。
(ステップS10:総和充電量演算サブルーチン)
ステップS10では、制御部73は、予約時間帯(Ta〜Tb)における単位時間Δtにおいて、各電力需要装置の充電量の総和である総和充電量ΣΔetCiを演算する。ここでは、次の総和充電量演算サブルーチンが実行される。
図9は、総和充電量演算サブルーチンを示すフローチャートである。すなわち、サーバ装置70の制御部73は、ステップS11からステップS16までを実行する。
ステップS11では、制御部73は、時刻(tk−Δt)から時刻tkまでの時間帯[tk−Δt,tk]においてマッチングされている各電力需要装置Ciに対して、計測された充電量を要求する。そして、制御部73は、各電力需要装置Ciから送信された充電量を取得し、取得した充電量の総和である総和充電量ΣetΔCiを演算して、ステップS12へ進む。
ステップS12では、制御部73は、記憶部72に記憶されている電力需要装置及び電力供給装置の予約状況を参照して、時刻(tk)は各電力需要装置Ciの充電予約開始時刻であるかを判定する。肯定判定のときはステップS13へ進み、否定判定のときはステップS14へ進む。
ステップS13では、制御部73は、電力需要装置Ciに対して充電開始を指示するコマンドを送信する。このとき、電力需要装置Ci(例えば充電装置50)は、サーバ装置70からのコマンドを受信すると充電を開始する。そして、ステップS14へ進む。
このように、サーバ装置70は、充電開始時刻になった各電力需要装置に対して、一斉に充電開始を指示する。これにより、サーバ装置70は、初期状態では各電力需要装置が同期をとって動作していなくても、充放電監視時においては各電力需要装置を同期させて充電開始を制御することができる。
ステップS14では、制御部73は、記憶部72に記憶されている電力需要装置及び電力供給装置の予約状況を参照して、時刻(tk)は電力需要装置Ciの充電予約停止時間であるかを判定する。肯定判定のときはステップS15へ進み、否定判定のときはステップS16へ進む。
ステップS15では、制御部73は、電力需要装置Ciに対して充電停止を指示するコマンドを送信する。このとき、電力需要装置Ciである充電装置50は、サーバ装置70からのコマンドを受信すると充電を停止する。そして、ステップS16へ進む。
このように、サーバ装置70は、充電停止時刻になった各電力需要装置に対して、一斉に充電停止を指示する。これにより、サーバ装置70は、初期状態では各電力需要装置が同期をとって動作していなくても、充放電監視時においては各電力需要装置を同期させて充電停止を制御することができる。
ステップS16では、制御部73は、すべての電力需要装置Ciから計測された充電量を取得したかを判定する。そして、肯定判定のときはリターンして図8に示すステップS20へ進み、否定判定のときはステップS11へ戻る。
この結果、単位時間Δtにおいて各電力需要装置で実際に充電された充電量の総和である総和充電量ΣΔetCjが求められる。
(ステップS20:総和放電量演算サブルーチン)
図8に示すステップS20では、制御部73は、予約時間帯(Ta〜Tb)における単位時間Δtにおいて、各電力供給装置Siの放電量の総和である総和放電量ΣΔetSjを演算する。ここでは、次の総和放電量演算サブルーチンが実行される。
図10は、総和放電量演算サブルーチンを示すフローチャートである。すなわち、サーバ装置70の制御部73は、ステップS21からステップS26までを実行する。
ステップS21では、制御部73は、時間帯[tk−Δt,tk]においてマッチングされている電力供給装置Sjに対して、計測された放電量を要求する。そして、制御部73は、各電力供給装置Sjから送信された放電量を取得し、取得した放電量の総和である総和放電量ΣetΔSjを演算して、ステップS22へ進む。
ステップS22では、制御部73は、記憶部72に記憶されている電力供給装置の予約状況を参照して、時刻(tk)は各電力供給装置Sjの放電予約開始時刻であるかを判定する。肯定判定のときはステップS23へ進み、否定判定のときはステップS24へ進む。
ステップS23では、制御部73は、電力供給装置Sj(例えば、太陽光発電装置10)に対して放電開始を指示するコマンドを送信する。このとき、太陽光発電装置10は、サーバ装置70からのコマンドを受信すると放電を開始する。そして、ステップS24へ進む。
このように、サーバ装置70は、放電開始時刻になった各電力供給装置に対して、一斉に放電開始を指示する。これにより、サーバ装置70は、初期状態では各電力供給装置が同期をとって動作していなくても、充放電監視時においては各電力供給装置を同期させて放電開始を制御することができる。
ステップS24では、制御部73は、記憶部72に記憶されている電力供給装置の予約状況を参照して、時刻(tk)は電力供給装置Sjの放電予約停止時間であるかを判定する。肯定判定のときはステップS25へ進み、否定判定のときはステップS26へ進む。
ステップS25では、制御部73は、電力供給装置Sjに対して放電停止を指示するコマンドを送信する。このとき、電力供給装置Sjは、サーバ装置70からのコマンドを受信すると放電を停止する。そして、ステップS26へ進む。
このように、サーバ装置70は、放電停止時刻になった各電力供給装置に対して、一斉に放電停止を指示する。これにより、サーバ装置70は、初期状態では各電力供給装置が同期をとって動作していなくても、充放電監視時においては各電力供給装置を同期させて放電停止を制御することができる。
ステップS26では、制御部73は、すべての電力供給装置Sjから計測された放電量を取得したかを判定する。そして、肯定判定のときはリターンして図8に示すステップS30へ進み、否定判定のときはステップS21へ戻る。
この結果、単位時間Δtにおいて各電力供給装置で実際に放電された放電量の総和である総和充電量ΣΔetCiが求められる。
(ステップS30:充電量チェックサブルーチン)
図8に示すステップS30では、制御部73は、各電力需要装置Ciの充電量をチェックする。ここでは、次の充電量チェックサブルーチンが実行される。
図11は、充電量チェックサブルーチンを示すフローチャートである。すなわち、サーバ装置70の制御部73は、図11のステップS31からステップS34までを実行する。
ステップS31では、制御部73は、時刻Taから現在時刻(時刻tk)到達時までの電力需要装置Ciの累積充電量を演算して、ステップS32へ進む。ここでは、制御部73は、これまで電力需要装置Ciから送信された所定時間毎の充電量の累積値を演算してもよいし、電力需要装置Ciに対して累積充電量を送信するように要求してもよい。
ステップS32では、制御部73は、電力需要装置Ciの累積充電量が予約充電量より大きいかを判定し、肯定判定のときはステップS33へ進み、否定判定のときはステップS34へ進む。
ステップS33では、制御部73は、時刻tk以降のマッチングリンクから当該電力需要装置Ciを除外する。これにより、累積充電量が予約充電量に一致し、以後変更されない。そして、ステップS34へ進む。
ステップS34では、制御部73は、当該Δtにおいてマッチングされているすべての電力需要装置Ciの累積充電量と予約充電量とを比較したかを判定し、肯定判定のときはリターンして図8に示すステップS40へ進み、否定判定のときはステップS31へ戻る。この結果、各電力需要装置の累積充電量は、時間経過と共に増大し、予約充電量に達したときはそのまま変更されなくなる。
(ステップS40:放電量チェックサブルーチン)
図8に示すステップS40では、制御部73は、各電力供給装置Sjの放電量をチェックする。ここでは、次の放電量チェックサブルーチンが実行される。
図12は、放電量チェックサブルーチンを示すフローチャートである。すなわち、サーバ装置70の制御部73は、図12のステップS41からステップS44までを実行する。
ステップS41では、制御部73は、時刻Taから現在時刻(時刻tk)到達時までの電力供給装置Sjの累積放電量を演算して、ステップS42へ進む。ここでは、制御部73は、これまで電力供給装置Sjから送信された所定時間毎の放電量の累積値を演算してもよいし、電力供給装置Sjに対して累積放電量を送信するように要求してもよい。
ステップS42では、制御部73は、電力供給装置Sjの累積放電量が放電量より大きいかを判定し、肯定判定のときはステップS43へ進み、否定判定のときはステップS44へ進む。
ステップS43では、制御部73は、時刻tk以降のマッチングリンクから当該電力供給装置Sjを除外する。これにより、累積放電量が放電量に一致し、以後変更されない。そして、ステップS44へ進む。
ステップS44では、制御部73は、当該Δtにおいてマッチングされているすべての電力供給装置Sjの累積放電量を演算したかを判定し、肯定判定のときはリターンして図8に示すステップS50へ進み、否定判定のときはステップS41へ戻る。この結果、各電力供給装置の累積放電量は、時間経過と共に増大し、放電量に達したときはそのまま変更されなくなる。
(ステップS50:紐付け処理サブルーチン)
図8に示すステップS50では、制御部73は、単位時間Δtにおいて、総和充電量と総和放電量のうち合致する電力量について紐付けする。ここでは、次の紐付け処理サブルーチンが実行される。
図13及び図14は、紐付け処理サブルーチンを示すフローチャートである。図15は、任意の単位時間Δにおけるマッチングリンクを示す図である。すなわち、サーバ装置70の制御部73は、図13のステップS51からステップS69までを実行して、紐付けリンクを作成する。
なお、紐付けリンクとは、マッチングリンクに登録された各電力需要装置及び各電力供給装置のうち、単位時間毎に、各電力需要装置の充電量の総和と各電力供給装置の放電量の総和とが一致するものを引き合わせた(組み合わせた)ものをいう。
ステップS51では、制御部73は、単位時間Δtにおいてマッチングされた各電力需要装置Ciの総和充電量ΣΔetCiが、マッチングされた各電力供給装置Sjの総和放電量ΣΔetSjを超えた(ΣΔetCi>ΣΔetSj)かを判定し、肯定判定のときはステップS52へ進み、否定判定のときはステップS60へ進む。
ステップS52では、制御部73は、各電力需要装置の充電量Ciを大きいもの順に並び替えて(ソーティング)、ステップS53へ進む。この結果、例えば図15(a)から図15(b)に示すように、各電力需要装置の充電量Ciが大きいもの順にソーティングされる。なお、図15に示された各電力量は、予約充電量を(Δtを単位とした)予約時間で割った数値である。
ステップS53では、制御部73は、総和充電量ΣΔetCiの累積途中値が総和放電量ΣΔetSjに一致するかを判定する。なお、総和充電量ΣΔetCiの累積途中値とは、各電力需要装置の充電量Ciを加算する毎に求められる累積値をいう。そして、肯定判定のときはステップS55へ進み、否定判定のときはステップS54へ進む。
ステップS54では、制御部73は、総和充電量ΣΔetCiの累積途中値が総和放電ΣΔetSjをオーバーした時点の充電量Ciを分割して、累積途中値と総和放電量ΣetSjを一致させる。総和充電量と総和放電量の一致した分が、合致する電力量としてステップS69で使用される。
例えば図15(b)においては、総和充電量ΣΔetCiの累積途中値は、C2、C3、C1、C4が順に加算され、C5が加算されたときに3.1kWになり、総和放電ΣΔetSj(=3.0kW)をオーバーする。
そこで、制御部73は、図15(c)に示すように、充電量C3を0.2kWと0.1kWに分割して、C5の代わりに分割された0.2kWを加算することで、累積途中値と総和放電量ΣetSjを3.0kWに一致させる。この結果、総和充電量と総和放電量の合致する電力量は3.0kWに決定される。そして、ステップS55へ進む。
ステップS55では、制御部73は、次のエネルギー種別にマッチングリンクが存在するかを判定し、肯定判定のときはステップS56へ進み、否定判定のときはステップS57へ進む。例えば、本ルーチンが太陽光発電を対象にしている場合、同一の単位時間Δtにおいて、次のエネルギー種別(例えば風力発電)でもマッチングリンクがあるかが判定される。
ステップS56では、制御部73は、各総和の差分(ΣΔetCi−ΣΔetSj)を、次のエネルギー種別の同じ単位時間Δtの総和充電量ΣΔetCiの分としてマッチングリンクに登録(加算)する。そして、ステップS69へ進む。
ステップS57では、制御部73は、次の単位時間Δtにマッチングリンクが存在するかを判定し、肯定判定のときはステップS58へ進み、否定判定のときはステップS59へ進む。
ステップS58では、制御部73は、各総和の差分(ΣΔetCi−ΣΔetSj)を次の単位時間Δtの総和充電量ΣΔetCiの分としてマッチングリンクに登録(加算)する。そして、ステップS69へ進む。
ステップS59では、制御部73は、各総和の差分(ΣΔetCi−ΣΔetSj)を商用電力から各電力需要装置へ供給された分と設定して、ステップS69へ進む。なお、本システム1が商用電力発電設備(商用電力管理者)と連携している場合には、サーバ装置70は、商用電力発電設備に対して、その差分の電力をもらう旨を通知する。
一方、ステップS60では、制御部73は、単位時間Δtにおいてマッチングされた各電力需要装置Ciの総和充電量ΣΔetCiが、マッチングされた各電力供給装置Sjの総和放電量ΣΔetSjを下回った(ΣΔetCi<ΣΔetSj)かを判定し、肯定判定のときは図14のステップS61へ進み、否定判定のときはステップS69へ進む。
ステップS61では、制御部73は、各電力供給装置の放電量Sjを大きいもの順に並び替えて(ソーティング)、ステップS62へ進む。
ステップS62では、制御部73は、総和放電量ΣΔetSjの累積途中値が総和充電量ΣΔetCiに一致するかを判定する。なお、総和放電量ΣΔetSjの累積途中値とは、各電力供給装置の放電量Sjを加算する毎に求められる累積値をいう。そして、肯定判定のときはステップS64へ進み、否定判定のときはステップS63へ進む。
ステップS63では、制御部73は、総和放電量ΣΔetSjの累積途中値が総和充電ΣΔetCiをオーバーした時点の放電量Sjを分割して、累積途中値と総和充電量ΣetCiを一致させる。総和放電量と総和充電量の一致した量は、合致する電力量としてステップS69で使用される。そして、ステップS64へ進む。
ステップS64では、制御部73は、次のエネルギー種別にマッチングリンクが存在するかを判定し、肯定判定のときはステップS65へ進み、否定判定のときはステップS66へ進む。
ステップS65では、制御部73は、各総和の差分(ΣΔetSj−ΣΔetCi)を次のエネルギー種別の同じ単位時間Δtの総和放電量ΣΔetSjの分としてマッチングリンクに登録(加算)する。そして、図13に示すステップS69へ進む。
ステップS66では、制御部73は、次の単位時間Δtにマッチングリンクが存在するかを判定し、肯定判定のときはステップS67へ進み、否定判定のときはステップS68へ進む。
ステップS67では、制御部73は、各総和の差分(ΣΔetSj−ΣΔetCi)を次の単位時間Δtの総和放電量ΣΔetCiの分としてマッチングリンクに登録(加算)する。そして、図13に示すステップS69へ進む。
ステップS68では、制御部73は、各総和の差分(ΣΔetSj−ΣΔetCi)を各電力供給装置から商用電力へ供給した分と設定して、図13に示すステップS69へ進む。なお、本システム1が商用電力発電設備(商用電力管理者)と連携している場合には、サーバ装置70は、商用電力発電設備に対して、その差分の電力が余っている旨を通知する。
ステップS69では、制御部73は、各総和の合致する電力量を紐付けリンクとして登録する。例えば、当該単位時間Δtにおいて、総和充電量ΣΔetCiと総和放電量ΣΔetSjが最初から同一の場合(ステップS51→S60→S69)、総和充電量ΣΔetCiと総和放電量ΣΔetSjが紐付けリンクとして登録される。
また、総和充電量ΣΔetCiが総和放電量ΣΔetSjを超えた場合、又は、総和充電量ΣΔetCiが総和放電量ΣΔetSjを下回った場合は、総和充電量と総和放電量の一致した量が、合致する電力量として紐付けリンクとして登録される。
例えば、図15(c)の場合、総和充電量と総和放電量の各3.0kW分が合致する。そのため、各3.0kW分に相当する充電量C2,C3,C1,C4,C5(2.0kW分のみ)と、放電量S2,S4,S1,S3とが、まとめて紐付けされ、この単位時間Δtにおける紐付けリンクに登録される。そして、リターンして、図8に示すステップS70へ進む。
(ステップS70:括り付け処理サブルーチン)
図8に示すステップS70では、制御部73は、単位時間Δtにおいてまとめて紐付けされた各電力量について、充電量と放電量の対応関係を明確にする括り付け処理を行う。ここで、一度使用された電力需要装置(充電量)と電力供給装置(放電量)の組み合わせは、次の単位時間Δtでも優先して使用される。そこで、一度使用された電力需要装置(充電量)と電力供給装置(放電量)とを「括り付ける」ために、次の括り付け処理サブルーチンが実行される。
図16は、括り付け処理サブルーチンを示すフローチャートである。図17は、(a)直前及び(b)現在の単位時間Δtにおいて紐付けリンクに登録された充電量及び放電量を示す図、(c)現在の単位時間Δtにおいて括り付け処理された充電量及び放電量を示す図である。
図17(b)に示すように、現在の単位時間Δtにおける紐付けリンクには、充電量C1〜C5、放電量S1〜S4が登録されている。なお、直前の単位時間Δtにおける紐付けリンクには、同図(a)に示すように、充電量C1,C3,C5及び放電量S1〜S4が登録されており、既に充電量と放電量の括り付け処理済みである。この直前の単位時間Δtにおける括り付け処理の結果は、現在の単位時間Δtにおける括り付け処理で参照される。
ステップS71では、制御部73は、現在の単位時間Δtにおいて紐付けリンクに登録された各充電量Ci、各放電量Sjを大きいもの順に並べ替えて、需要側ソーティングリンク及び供給側ソーティングリンクを作成する。
図18から図20は、需要側ソーティングリンク及び供給側ソーティングリンクを示す図である。図18(a)に示すように、需要側ソーティングリンクでは各放電量Ciが、供給側ソーティングリンクでは各放電量Siが大きいもの順に並べられている。そして、ステップS72へ進む
ステップS72では、制御部73は、需要側ソーティングリンクから最大の充電量Ciを選択して、ステップS73へ進む。図18(a)の場合は、充電量C2(1.0kW)が選択される。
ステップS73では、制御部73は、選択した充電量Ciについて、直前の単位時間Δtで括り付け情報があるかを判定し、肯定判定のときはステップS77へ進み、否定判定のときはステップS74へ進む。
例えば、充電量C2は、図17(a)に示すように、直前の単位時間Δtでは括り付け処理されていないので、括り付け情報がない。このため、本ステップでは否定判定になり、次のステップS74に進む。
ステップS74では、制御部73は、充電量Ciが需要側ソーティングリンクの最後尾に既に移動した記録があるかを判定し、肯定判定のときはステップS80へ進み、否定判定の場合はステップS75へ進む。
ステップS75では、制御部73は、充電量Ciを需要側ソーティングリンクの最後尾に移動(登録)して、移動したことを記録する。例えば、充電量C2は、これまで需要側ソーティングリンクの最後尾に移動した記録がない。このため、充電量C2は、図18(b)に示すように、需要側ソーティングリンクの最後尾に移動される。そして、ステップS76へ進む。
ステップS76では、制御部73は、当該単位時間Δtでの需要側ソーティングリンクの全部の充電量Ciを処理したかを判定し、肯定判定のときはリターンして図8に示すステップS90に進み、否定判定のときはステップS72へ戻る。
例えば、図18(b)の場合、需要側ソーティングリンクには、充電量C1〜C5が未処理のままである。このため、ステップS72へ戻り、最大の充電量Ciである充電量C3が選択される。充電量C3は、図17(a)に示すように、直前の単位時間Δtで括り付け情報がある。このため、次のステップS77の処理が行われる。
ステップS77では、制御部73は、直前の単位時間Δtにおける充電量Ciの括り付け先の放電量Sjを選択する。
例えば、図18(b)の場合、直前の単位時間Δtにおける充電量C3の括り付け先は、図17(a)に示すように、放電量S2,S3である。ここでは、例えば放電量S2が選択される。そして、ステップS78へ進む。
ステップS78では、制御部73は、選択された放電量Sjは当該単位時間Δtでの紐付けリンク(または供給側ソーティングリンク)に存在するかを判定し、肯定判定のときはステップS81へ進み、否定判定のときはステップS79へ進む。例えば、放電量S2は、図17(b)に示すように、当該単位時間Δtでの紐付けリンクに存在しているので、ステップS71を経て供給側ソーティングリンクにも存在する。このため、本ステップでは肯定判定になり、ステップS81へ進む。
ステップS79では、制御部73は、充電量Ciについて直前の単位時間Δtでの括り付け先の全部の放電量Sjを処理したかを判定し、肯定判定のときはステップS80へ進み、否定判定のときは他の放電量Sjを処理するためにステップS77へ戻る。
例えば、充電量C3の直前の単位時間Δtでの括り付け先は、放電量S2,S3である。放電量S2しか処理されていない場合はステップS77へ戻り、放電量S2,S3の両方が処理されている場合はステップS80へ進む。
ステップS80では、制御部73は、供給側ソーティングリンクから最大の放電量Sjを選択して、ステップS81へ進む。
ステップS81では、制御部73は、ステップS72で選択された充電量Ciと、ステップS77又はS80の最新の方で選択された放電量Sjと、が一致するかを判定し、肯定判定の場合はステップS82へ進み、否定判定の場合はステップS83へ進む。
ステップS82では、制御部73は、需要側ソーティングリンクから充電量Ciを、供給側ソーティングリンクから放電量Sjをそれぞれ外して、充電量Ciと放電量Sjとを相互に括り付けるためのリンクを張る。そして、上述したステップS76へ進む。
ステップS83では、制御部73は、選択された充電量Ciと放電量Siのうちで大きい方について分割する。ここでは、その大きい方が、充電量Ciと放電量Siの一致する電力量と、余分な(差分の)電力量と、に分割される。
さらに、制御部73は、一致する電力量については、ステップS82と同様に、需要側ソーティングリンクから充電量Ciを、供給側ソーティングリンクから放電量Sjをそれぞれ外して、充電量Ciと放電量Sjとを相互に括り付けるためのリンクを張る。制御部73は、差分の電力量については、該当のソーティングリングに登録する。そして、上述したステップS76へ進む。
例えば、図18(b)の場合、充電量C3(0.9kW)と放電量S2(1.5kW)は一致しない。このため、大きい方である放電量S2は、一致する電力量の0.9kW分と、余分な電力量である0.6kW分と、に分割される。そして、図18(c)に示すように、充電量C3と放電量S2の0.9kW分は、各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる。さらに、差分の電力量である放電量S2の0.6kW分は、新たに供給側ソーティングリンク(上から2番目)に登録される。そして、ステップS76を経由してステップS72に戻る。
図18(c)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C1が選択される(ステップS77)。充電量C1は、直前の単位時間Δtでの放電量S1に括り付けられており、充電量C1(0.5kW)と放電量S1(0.5kW)が一致する(ステップS81の肯定判定)。このため、図19(d)に示すように、充電量C1と放電量S1は各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる(ステップS82)。そして、再びステップS76を経由してステップS72に戻る。
さらに、図19(d)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C4が選択される(ステップS77)。充電量C4は、図17(a)に示すように、直前の単位時間Δtで放電量Siに括り付けられていないので(ステップS73の否定判定)、図19(e)に示すように、需要側ソーティングリンクの最後尾に移動する(ステップS75)。そして、再びステップS76を経由してステップS72に戻る。
図19(e)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C5が選択される(ステップS77)。充電量C5は、図17(a)に示すように、直前の単位時間Δtでの放電量S4に括り付けられている。
充電量C5(0.2kW)と放電量S4(0.7kW)のうち、大きい方である放電量S4は、一致する電力量である0.2kW分と、余分な電力量である0.5kW分と、に分割される。そして、図19(f)に示すように、充電量C5と放電量S4の0.2kW分は、各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる。さらに、差分の電力量である放電量S4の0.5kW分は、新たに供給側ソーティングリンク(上から2番目)に登録される。そして、ステップS76を経由してステップS72に戻る。
図19(f)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C2が選択される(ステップS77)。充電量C2は、需要側ソーティングリンクの最後尾に移動した記録がある(図18(a)から同図(b))。このため、ステップS74の肯定判定を経て、供給側ソーティングリンクから最大の放電量S2が選択される(ステップS80)。
充電量C2(1.0kW)と放電量S2(0.6kW)のうち、大きい方である充電量C2は、一致する電力量である0.6kW分と、余分な電力量である0.4kW分と、に分割される。そして、図19(g)に示すように、充電量C2と放電量S2の0.6kW分は、各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる。さらに、差分の電力量である放電量C2の0.4kW分は、新たに需要側ソーティングリンク(上から2番目)に登録される。そして、ステップS76を経由してステップS72に戻る。
図19(g)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C4が選択され、この充電量C4は需要側ソーティングリンクの最後尾に移動した記録がある(図19(d)から同図(e))。このため、供給側ソーティングリンクから最大の放電量S4が選択される。
充電量C4と放電量S4の一致する電力量0.4kW分は、図20(h)に示すように、各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる。さらに、差分の電力量である放電量S4の0.1kW分は、新たに供給側ソーティングリンク(上から2番目)に登録される。再び、ステップS76を経由してステップS72に戻る。
図20(h)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C2が選択され、この充電量C2は需要側ソーティングリンクの最後尾に移動した記録がある(図18(a)から同図(b))。このため、供給側ソーティングリンクから最大の放電量S3が選択される。
充電量C2と放電量S3の一致する電力量0.3kW分は、図20(i)に示すように、各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる。さらに、差分の電力量である充電量C2の0.1kW分は、新たに需要側ソーティングリンクに登録される。再び、ステップS76を経由してステップS72に戻る。
図20(i)の場合、需要側ソーティングリンクから最大の充電量C2が選択され、この充電量C2は需要側ソーティングリンクの最後尾に移動した記録がある(図19(a)から同図(b))。このため、供給側ソーティングリンクから最大の放電量S4が選択される。充電量C2と放電量S4は、電力量が一致するので、図20(j)に示すように、各ソーティングリンクから外され、相互に括り付けるためのリンクが張られる(ステップS82)。
図20(j)の場合、需要側ソーティングリンク及び供給側ソーティングリンクの情報がない。このとき、充電量Ciの直前の単位時間Δtでの括り付け先の全部の放電量Sjは処理されている(ステップS76の肯定判定)。したがって、本ルーチンを終了して、図8に示すステップS90に戻る。
この結果、図20(j)に示すように、単位時間Δtにおいて、各充電量Ciと各放電量Sjとが完全に括り付けされる。つまり、単位時間Δtにおいて、各電力供給装置から放電される放電量Sjのうちのどの程度の電力量(充電量Ci)が、どの電力需要装置で充電されたか、が明確になる。
[ステップS90以降]
図8に示すステップS90では、制御部73は、すべてのエネルギー種別について上述したステップS1〜S70を実施したかを判定し、肯定判定のときはステップS92へ進み、否定判定のときはステップS91へ進む。ステップS91では、制御部73は、次のエネルギー種別の処理に移行して、再びステップS10へ戻る。
例えば、単位時間Δtにおいて、太陽光発電電力についてステップS1からステップS70までが実施された場合は、次の風力発電電力について上述した各ステップが実施される。そして、すべてのエネルギー種別について上述した各ステップが実施されると、ステップS92へ進む。
ステップS92では、制御部73は、時間単位Δt刻みで時刻Taから時刻Tbまで終了したかを判定し、肯定判定のときはステップS94へ進み、否定判定のときはステップS93へ進む。ステップS93では、制御部73は、次の時間単位Δtの処理に移行して、再びステップS10へ戻る。この結果、予約時間帯(時刻Ta〜時刻Tb)のすべてのエネルギー種別について、上述した各ステップが実行される。
ステップS94では、制御部73は、エネルギー種別毎に、各電力需要装置の充電量Ciに対して、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべての単位時間Δtにおいて括り付けされた放電量Siの総和を演算する。この総和が、エネルギー種別、つまり再生可能エネルギー毎の実績充電量となる。
例えば、制御部73は、太陽光発電電力については、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべての単位時間Δtにおいて、充電装置50の充電量Ciに括り付けられたすべての放電量Sjの総和を実績充電量として、太陽光発電装置10毎に演算する。また、制御部73は、風力発電電力については、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべての単位時間Δtにおいて、充電装置50の充電量Ciに括り付けられたすべての放電量Sjの総和を実績充電量として、風力発電装置20毎に演算する。制御部73は、小型水力発電電力などのその他のエネルギー種別についても、同様に演算する。この結果、充電装置50の総充電量のうち、各太陽光発電装置10の実績充電量、各風力発電装置20の実績充電量、各小型水力発電装置30の実績充電量などが演算される。
また、制御部73は、エネルギー種別毎に、各電力供給装置の放電量Sjに対して、予約時間帯(Ta〜Tb)のすべての単位時間Δtにおいて括り付けされた充電量Ciの総和を演算する。
この結果、例えば、太陽光発電装置10の総放電量のうち、各電気自動車40に供給された実績放電量、各充電装置50に供給された実績充電量などが演算される。同様に、風力発電装置20の総放電量のうち、各電気自動車40に供給された実績放電量、各充電装置50に供給された実績充電量などが演算される。
制御部73は、ステップS94で演算された実績充電量及び実績放電量を、入出力ポート71を介して各電力需要装置及び各電力供給装置へ送信する。各電力需要装置では、総充電量に対する電力供給装置毎の実績充電量が表示される。また、各電力供給装置では、総放電量に対する電力需要装置毎の実績放電量が表示される。
例えば、充電装置50の通信端末53は、サーバ装置70から太陽光発電による実績充電量を受信すると、総充電量に対する太陽光発電による実績充電量の割合をモニタに表示することができる。また、通信端末53は、総充電量と実績充電量を用いて、クリーンエネルギー電力の指標(ベストエネルギーモニター)を演算して表示してもよい。ベストエネルギーとは、現実には存在しない環境負荷が全く無いエネルギーを表す。
図21は、充電装置50の通信端末53のモニタ画面を示す図である。このモニタ画面は、電気自動車40にも設けられている。モニタ画面には、「充電率」、「発電予想」、「ベストエネルギーモニター」が表示される。
「充電率」は、当該充電装置50の最大容量に対する現在の充電量の割合(%)を表す。「発電予想」は、天気情報によって決定される指標であって、快晴であれば100%、太陽光発電が不可能なほど天気が悪ければ0%になる。「発電予想」の数値が低くなるほど天気が悪い場合は、充電装置50に充電される太陽光発電電力が自動的に抑制されるようにしても良い。これにより、ユーザの手間が省かれる。
「ベストエネルギーモニター」は、再生可能エネルギーをどの程度使用しているかを示す指標(ベストエネルギー等価量比率BR)である。例えば、発電由来として、ベスト発電方式、再生可能エネルギー、火力発電、原子力発電があり、それぞれ格付け(重み付け)が例えば100、90、60、20に設定されている。
ベストエネルギー等価量比率BRは、通信端末53によって例えば次の式に従って求められる。
BR=B/Σ(各発電由来の充電量) (%)
但し、B=Σ(各発電由来の充電量×格付け)/100 (kWh)である。
各発電由来の充電量は、エネルギー種別毎に、サーバ装置70から送信された実績充電量が該当する。なお、格付けの値などBRの計算式は、上記のものに限定されるものではなく、再生可能エネルギーをどの程度使用しているかが分かればよい。
さらに、通信端末53のモニタ画面には、図21に示すように、「Green優先」、「急速優先」、「料金優先」、「ポイント優先」が表示される。また、このモニタ画面には、不図示の「地域優先」も表示される。
「Green優先」は、再生可能エネルギーを可能な限り多く充電するモードであり、充電時間が長くなってもよい。「急速優先」は、予約時間帯に再生可能エネルギーが少ない場合に、商用電源で補って急速に充電するモードである。
「料金優先」は、電力購入価格が低くなるように充電するモードである。例えば、再生可能エネルギーの購入価格は高いが(ポイントが多く付与される)、商用電源の購入価格は低い場合においては、商用電源を優先して充電する。
「ポイント優先」は、ポイントが高くなるように充電するモードである。ここにいうポイントは、再生可能エネルギーを購入したときにユーザに付与されるポイントであり、エネルギー種別によってポイントが異なる。そこで、「ポイント優先」では、予約実行時に発電している再生可能エネルギーの中から最もポイントが高くなるものを選んで充電される。「地域優先」は、指定地域の発電設備の電力の充電量が最も多くなるように充電するモードである。
以上のように、本実施形態に係るエネルギー流通システム1において、サーバ装置70は、事前に登録された情報を用いて電力需要装置である充電装置50と電力供給装置である太陽光発電装置10をマッチングする。そして、サーバ装置70は、マッチングされた充電装置50の充電量と太陽光発電装置10の放電量とを計測して、需要と供給の対応がとれたときに紐付けする。
この結果、サーバ装置70は、充電装置50の充電量に対して紐付けされた太陽光発電装置10の放電量の総和を求めることで、充電装置50の充電量に占める太陽光発電装置10の放電量を求めることができる。よって、ユーザは、商用電力と再生可能エネルギー電力が混在する電力系統3を用いて充電装置50を充電する場合でも、充電装置50の全充電量のうち再生可能エネルギー電力がどの程度あるか、つまり発電由来を容易に把握することができる。
また、エネルギー流通システム1は、電力系統3に電力を供給するすべての電力供給装置、及び電力系統3から電力が供給されるすべての電力需要装置の充放電情報をすべて把握していなくても、電力を流通し合いたい装置及びサーバ装置70間で通信可能であればいいので、容易にシステムを構築することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で設計変更されたものにも適用可能である。
例えば、サーバ装置70は、予約登録時のマッチング処理の際に、同一時間帯において、複数の電力需要装置と複数の電力供給装置とを単に引き合わせていたが(図5のステップS2)、同一時間帯において優先順位の高いものから順に引き合わせてもよい。優先順位は、例えば、登録順序の早いもの順、流通する電力量の多いもの順などであってもよい。
上述した実施形態では、電力供給装置として、太陽光発電装置10、風力発電装置20及び小型水力発電装置30が挙げられているが、その他、電気自動車40もしくは充電装置50であってもよい。このとき、電気自動車40は、家庭内の電力接続装置に接続され、蓄電池に蓄積された電力を放電して、電力系統3に供給すればよい。
また、電気自動車40(充電装置50も可)は、充放電開始時に、自身及び相手の充電装置50(電気自動車40も可)が電力系統3につながっているか否かを確認することもできる。この場合、電気自動車40は、自身及び相手が電力系統3につながっていれば通常動作を行い、つながっていなければ次の動作を行う。
電気自動車40は、充放電開始時に、接続先の充電装置50と通信を行う。このとき、充電側である電気自動車40は、放電側である充電装置50の要求エネルギー種別含む電力量を確認する。そして、電気自動車40は、必要な充電量を充電装置50が充電していない場合、優先設定(「Green優先」、「料金優先」、「急速優先」、「地域優先」)を満たせない場合は、モニタ画面に、注意を喚起する表示を行ってもよい。
さらに、電力系統3から完全に切り離された状態で、電気自動車40が充電装置50から充電する場合(電気自動車40と充電装置50が直接接続されている場合)においては、電気自動車40による要求エネルギー種別を含む予約は有効であるが、充電装置50による予約は無効としてもよい。
電気自動車40は、充電装置50から放電されている電力量のうち、予約されたエネルギー種別に該当する充電量を充電する。
電気自動車40は、要求エネルギー種別(例えば太陽光発電)の電力量が不足する場合、上述した実施形態でのネットワーク接続と同様に、別のエネルギー種別(例えば風力発電)の電力を充電する。これらのエネルギー種別は、各デバイス内で記憶されたデータから用いられたものでもよいし、サーバ装置70に直接問い合わせしてもよい。そして、充放電完了後には、電気自動車40及び充電装置50は、サーバ装置70に対して充電量又は放電量、エネルギー種別の内容を送信してもよい。
また、上述した実施形態では、サーバ装置70が、各電力需要装置及び各電力供給装置の充放電の開始・停止を制御するが、これに限定されるものではない。例えば、各電力需要装置及び各電力供給装置自身が、充放電の開始・停止を制御してもよい。上述した実施形態では、サーバ装置70は、太陽光発電を優先して処理したが、その代りに、風力発電等別のエネルギー種別について優先処理をして、その電力が不足する場合に太陽光発電などの他の電力について処理してもよい。
1 エネルギー流通システム
10 太陽光発電装置
11 太陽光発電機
12,52 計測器
13,53 通信端末
20 風力発電装置
30 小型水力発電装置
40 電気自動車
50 充電装置
51 蓄電器
60 商用電源設備
70 サーバ装置
71 入出力ポート
72 記憶部
73 制御部

Claims (4)

  1. 電力系統に再生可能エネルギー電力を供給する電力供給装置から、予約時間、予約電力供給量、実測電力供給量の各情報を受信する第1受信手段と、
    前記電力系統から電力が供給される電力需要装置から、予約時間、予約電力需要量、実測電力需要量の各情報を受信する第2受信手段と、
    前記第1及び第2受信手段により受信された各情報に基づいて、単位時間毎に、当該単位時間において電力を供給する電力供給装置と、当該単位時間において電力が供給される電力需要装置と、の組み合わせを作成する組合せ作成手段と、
    前記組み合わせ作成手段により作成された組み合わせにおいて、単位時間毎に、電力供給装置の実測電力供給量と電力需要装置の実測電力需要量とが対応するときに、前記実測電力供給量と前記実測電力需要量とを紐付けする紐付け手段と、
    電力需要装置の充電完了後に、当該電力需要装置の実測電力需要量に紐付けされた単位時間毎の実測電力供給量を加算することで、前記電力供給装置の実績量を演算する演算手段と、
    前記演算手段により演算された実績量を前記電力需要装置へ送信する送信手段と、
    を備えたサーバ装置。
  2. 前記組合せ作成手段は、前記再生可能エネルギー電力の種別毎に、前記電力供給装置と前記電力需要装置との組み合わせを作成し、
    前記紐付け手段は、前記再生可能エネルギー電力の種別毎に、前記電力供給装置の実測電力供給量と前記電力需要装置の実測電力需要量とを紐付けし、
    前記演算手段は、前記再生可能エネルギー電力の種別毎に、前記電力供給装置の実績量を演算する
    請求項1に記載のサーバ装置。
  3. 前記組合せ作成手段は、優先度の高い電力供給装置及び電力需要装置から順に、前記電力供給装置と前記電力需要装置との組み合わせを作成する
    請求項1または請求項2に記載のサーバ装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のサーバ装置と、
    電力系統に再生可能エネルギー電力を供給し、予約時間、予約電力供給量、実測電力供給量の各情報を前記サーバ装置へ送信する複数の電力供給装置と、
    前記電力系統から電力が供給され、予約時間、予約電力需要量、実測電力需要量の各情報を送信する複数の電力需要装置と、
    を備えたエネルギー流通システム。

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