特開2020-205746(P2020-205746A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-205746(P2020-205746A)
(43)【公開日】2020年12月24日
(54)【発明の名称】電力変換装置及びその制御方法
(51)【国際特許分類】
   H02J 13/00 20060101AFI20201127BHJP
   H02J 3/38 20060101ALI20201127BHJP
【FI】
   H02J13/00 311A
   H02J3/38 110
   H02J3/38 180
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2020-148196(P2020-148196)
(22)【出願日】2020年9月3日
(62)【分割の表示】特願2018-542625(P2018-542625)の分割
【原出願日】2017年9月27日
(31)【優先権主張番号】特願2016-188856(P2016-188856)
(32)【優先日】2016年9月27日
(33)【優先権主張国】JP
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ECHONET Lite
2.ECHONET
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001106
【氏名又は名称】キュリーズ特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】中村 一尊
(72)【発明者】
【氏名】亀井 研太郎
【テーマコード(参考)】
5G064
5G066
【Fターム(参考)】
5G064AA01
5G064AA04
5G064AC05
5G064CB12
5G064DA07
5G066HB06
5G066HB07
5G066HB09
(57)【要約】      (修正有)
【課題】機器を適切に制御することを可能とする電力管理方法、電力管理装置、電力変換装置及び電力管理システムを提供する。
【解決手段】電力管理システム1において、複数の分散電源に接続可能な電力変換装置PCSは、複数の分散電源の夫々が出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な変換部と、所定の通信プロトコルに従って電力管理装置EMSとの通信を行う通信部と、を備える。通信部は、電力変換装置の電源が投入又は再投入されたタイミング又は電力管理装置に分散電源が接続又は再接続されたタイミングで、電力管理装置と電力管理装置に接続された各分散電源とを示すインスタンスリスト通知を電力管理装置に送信する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の分散電源に接続可能な電力変換装置であって、
前記複数の分散電源のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な変換部と、
所定の通信プロトコルに従って電力管理装置との通信を行う通信部と、を備え、
前記通信部は、前記電力変換装置の電源が投入又は再投入されたタイミング、又は、前記電力管理装置に分散電源が接続又は再接続されたタイミングで、前記電力管理装置と前記電力管理装置に接続された各分散電源とを示すインスタンスリスト通知を前記電力管理装置に送信する、電力変換装置。
【請求項2】
前記通信部は、前記インスタンスリストの送信要求がなくても、前記タイミングで前記インスタンスリストを前記電力管理装置に送信する、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記通信部は、系統連系状態における前記複数の分散電源のうち1つの分散電源の連系定格出力及び自立運転状態における前記1つの分散電源の自立定格出力を識別可能な態様で、前記1つの分散電源の連系定格出力及び前記1つの分散電源の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を前記電力管理装置と行う、請求項1又は2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記通信部は、
前記インスタンスリスト通知を前記電力管理装置に送信した後、送信要求メッセージを前記電力管理装置から受信し、
前記送信要求メッセージに応じて応答メッセージを前記電力管理装置に送信し、
前記応答メッセージは、前記電力管理装置に接続された分散電源を示す情報要素を含む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
【請求項5】
複数の分散電源に接続可能な電力変換装置の制御方法であって、
前記複数の分散電源のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換するステップと、
所定の通信プロトコルに従って電力管理装置との通信を行うステップと、を有し、
前記通信を行うステップは、前記電力変換装置の電源が投入又は再投入されたタイミング、又は、前記電力管理装置に分散電源が接続又は再接続されたタイミングで、前記電力管理装置と前記電力管理装置に接続された各分散電源とを示すインスタンスリスト通知を前記電力管理装置に送信するステップを含む、電力変換装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力管理方法、電力管理装置、電力変換装置及び電力管理システムに関する技術である。
【背景技術】
【0002】
近年、施設に設けられる分散電源を利用することによって、電力系統の電力需給バランスを調整する技術が注目を集めている。このような分散電源としては、例えば、自然エネルギーを利用する電源(太陽光発電装置、風力発電装置及び水力発電装置)が挙げられる。
【0003】
また、機器と、機器を管理する電力管理装置とを有する電力管理システムが提案されている。電力管理システムは、管理する対象に応じて、例えば、HEMS(Home Energy Management System)、SEMS(Store Energy Management System)、BEMS(Building Energy Management System)、FEMS(Factory Energy Management System)、CEMS(Cluster/Community Energy Management System)などと称される。
【0004】
上述した電力管理システムの普及には、機器と電力管理装置との間の通信規格を共通化することが効果的であり、このような通信規格の共通化が試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−128810号公報
【発明の概要】
【0006】
上述したメッセージフォーマットの共通化は端緒についたばかりであり、機器を適切に制御するためのメッセージフォーマットについては、様々な検討が必要である。
【0007】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、機器を適切に制御することを可能とする電力管理方法、電力管理装置、電力変換装置及び電力管理システムを提供することを目的とする。
【0008】
本発明に係る電力変換装置は、複数の分散電源に接続可能な電力変換装置であって、前記複数の分散電源のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な変換部と、所定の通信プロトコルに従って電力管理装置との通信を行う通信部と、を備え、前記通信部は、前記電力変換装置の電源が投入又は再投入されたタイミング、又は、前記電力管理装置に分散電源が接続又は再接続されたタイミングで、前記電力管理装置と前記電力管理装置に接続された各分散電源とを示すインスタンスリスト通知を前記電力管理装置に送信する。第1の開示に係る電力管理方法は、電力変換装置と電力管理装置との間で所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行うステップAを備える。電力変換装置は、第1分散電源及び第2分散電源に接続される。電力管理方法は、前記電力変換装置が、前記第1分散電源及び前記第2分散電源からの直流電力を交流電力に変換するステップBをさらに備える。前記ステップAは、系統連系状態における前記電力変換装置の連系定格出力及び自立運転状態における前記電力変換装置の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を前記所定コマンドの通信として行うステップを含む。前記情報要素は、前記電力変換装置の連系定格出力及び前記電力変換装置の自立定格出力を識別可能な態様で指定する。
【0009】
第2の開示に係る電力変換装置は、第1分散電源及び第2分散電源に接続される。前記電力変換装置は、前記第1分散電源及び前記第2分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、電力管理装置と所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う通信部とを備える。前記通信部は、系統連系状態における前記電力変換装置の連系定格出力及び自立運転状態における前記電力変換装置の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を前記所定コマンドの通信として行う。前記情報要素は、前記電力変換装置の連系定格出力及び前記電力変換装置の自立定格出力を識別可能な態様で指定する。
【0010】
第3の開示に係る電力管理装置は、第1分散電源及び第2分散電源に接続され、前記第1分散電源及び前記第2分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う通信部を備える。前記通信部は、系統連系状態における前記電力変換装置の連系定格出力及び自立運転状態における前記電力変換装置の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を前記所定コマンドの通信として行う。前記情報要素は、前記電力変換装置の連系定格出力及び前記電力変換装置の自立定格出力を識別可能な態様で指定する。
【0011】
第4の開示に係る電力管理システムは、第1分散電源及び第2分散電源に接続された電力変換装置と、電力管理装置とを備える。前記電力変換装置は、前記第1分散電源及び前記第2分散電源からの直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力管理装置と所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う第1通信部とを備える。前記電力管理装置は、前記電力変換装置と前記所定プロトコルを用いた前記所定コマンドの通信を行う第2通信部を備える。前記第1通信部及び前記第2通信部は、系統連系状態における前記電力変換装置の連系定格出力及び自立運転状態における前記電力変換装置の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を前記所定コマンドの通信として行う。前記情報要素は、前記電力変換装置の連系定格出力及び前記電力変換装置の自立定格出力を識別可能な態様で指定する。
【0012】
一態様によれば、機器を適切に制御することを可能とする電力管理方法、電力管理装置、電力変換装置及び電力管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1図1は、一実施形態に係る電力管理システム1を示す図である。
図2図2は、一実施形態に係るPCS131を示す図である。
図3図3は、一実施形態に係るEMS160を示す図である。
図4図4は、一実施形態に係るSETコマンドの一例を示す図である。
図5図5は、一実施形態に係るSET応答コマンドの一例を示す図である。
図6図6は、一実施形態に係るGETコマンドの一例を示す図である。
図7図7は、一実施形態に係るGET応答コマンドの一例を示す図である。
図8図8は、一実施形態に係るINFコマンドの一例を示す図である。
図9図9は、一実施形態に係る電力管理方法を示すシーケンス図である。
【0014】
[実施形態]
(電力管理システム)
以下において、一実施形態に係る電力管理システムについて説明する。
【0015】
図1に示すように、一実施形態に係る電力管理システム1は、施設100と、外部サーバ400とを有する。施設100は、ルータ200を有する。ルータ200は、ネットワーク300を介して外部サーバ400と接続される。ルータ200は、ローカルエリアネットワークを構成しており、各装置(例えば、PCS131、PCS132、負荷150及びEMS160など)と接続される。図1において、実線は電力線を示しており、点線は信号線を示している。信号は、電力線を介して送信されてもよい。
【0016】
施設100は、太陽電池111と、蓄電池112と、燃料電池113と、給湯装置114と、PCS131と、PCS132と、分電盤140と、負荷150と、EMS160とを有する。
【0017】
太陽電池111は、受光に応じて発電する。太陽電池111は、発電された直流電力を出力する。太陽電池111の発電量は、太陽電池111に照射される日射量に応じて変化する。一実施形態では、太陽電池111は、PCS131に接続される第1分散電源の一例である。
【0018】
蓄電池112は、電力を蓄積する。蓄電池112は、蓄積された直流電力を出力する。一実施形態では、蓄電池112は、PCS131に接続される第2分散電源の一例である。
【0019】
燃料電池113は、燃料ガスを用いて電力を発電する。燃料電池113は、固体酸化物型燃料電池(以下、SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、固体高分子型燃料電池(以下、PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)、リン酸型燃料電池(以下、PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell)及び溶融炭酸塩型燃料電池(以下、MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)のいずれかであってもよい。
【0020】
給湯装置114は、貯湯槽を有する。給湯装置114は、燃料電池113から排出される排熱を用いて、貯湯槽に貯留される水又は湯の量を維持又は増大させる。給湯装置114は、貯湯槽に貯留される水又は湯の温度を維持又は上昇させてもよい。このような制御は、貯湯槽に貯留される水の沸き上げと称されてもよい。このようなケースにおいて、燃料電池113及び給湯装置114を含むユニットは、燃料電池装置と称されてもよい。
【0021】
PCS131は、太陽電池111及び蓄電池112に接続される電力変換装置(PCS;Power Conditioning System)である。PCS131は、太陽電池111及び蓄電池112からの直流電力を交流電力に変換する。PCS131は、蓄電池112への交流電力を直流電力に変換する。
【0022】
PCS132は、燃料電池113に接続される電力変換装置である。PCS132は、燃料電池113からの直流電力を交流電力に変換する。
【0023】
一実施形態では、PCS131及びPCS132は、有線又は無線によってルータ200と接続される。PCS131及びPCS132は、ルータ200を介して外部サーバ400と接続されていてもよい。PCS131及びPCS132は、ルータ200を介してEMS160と接続されており、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信をEMS160と行う。所定フォーマットは、特に限定されるものではなく、例えば、ECHONET方式、ECHONET Lite方式、SEP2.0方式又はKNX方式等に準拠する。
【0024】
例えば、所定フォーマットの一例として、ECHONET Lite方式に準拠するフォーマットについて説明する。このようなケースにおいて、所定コマンドは、例えば、各機器に対して機器の設定又は操作を指示する設定コマンド(例えば、SETコマンド)、設定コマンドに対する応答である設定応答コマンド(例えば、SET応答コマンド)、各機器に対して機器の情報の送信を要求する要求コマンド(例えば、GETコマンド)、要求コマンドに対する応答である要求応答コマンド(例えば、GET応答コマンド)、各機器から自律的に機器の情報を通知する情報通知コマンド(例えば、INFコマンド)のいずれかを含む。
【0025】
分電盤140は、主幹電力線10Lに接続される。分電盤140は、第1分電盤140A及び第2分電盤140Bを有する。主幹電力線10Lは、主幹電力線10LA及び主幹電力線10LBを有する。第1分電盤140Aは、主幹電力線10LAを介して電力系統10に接続される。第1分電盤140Aは、PCS131を介して太陽電池111及び蓄電池112と接続されており、PCS132を介して燃料電池113と接続される。第1分電盤140Aは、PCS131又はPCS132から第1分電盤140Aに出力される電力と、電力系統10から第1分電盤140Aに供給される電力を、主幹電力線10LBを介して、第2分電盤140Bに供給する。第2分電盤140Bは、主幹電力線10LBを介して供給される電力を負荷150及びEMS160等の各機器に分配する。
【0026】
負荷150は、電力線を介して供給される電力を消費する。例えば、負荷150は、エアーコンディショナ、照明装置、冷蔵庫、テレビなどを含む。負荷150は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
【0027】
EMS160は、施設100における電力を示す電力情報を管理する電力管理装置(EMS;Energy Management System)である。施設100における電力とは、例えば、施設100内を流れる電力、施設100が買電する電力、又は施設100から売電する電力である。従って、EMS160は、少なくともPCS131及びPCS132の1つを管理する。
【0028】
EMS160は、太陽電池111の発電量、蓄電池112の充電量、蓄電池112の放電量及び燃料電池113の発電量の少なくともいずれかを制御してもよい。EMS160は、分電盤140と一体であってもよい。EMS160は、ネットワーク300に接続された装置である。EMS160が有する機能は、ネットワーク300を介したクラウドサービスによって提供されてもよい。
【0029】
一実施形態では、EMS160は、ルータ200を介して各機器(例えば、PCS130の通信装置132及び負荷150)と接続されている。EMS160は、所定フォーマットを有する所定コマンドの通信を各機器と行う。
【0030】
ネットワーク300は、EMS160及び外部サーバ400を接続する通信網である。ネットワーク300は、インターネットのような公衆通信回線であってもよい。ネットワーク300は、移動体通信網を含んでもよい。また、ネットワーク300は、専用通信回線であってもよく、一般通信回線であってもよい。
【0031】
外部サーバ400は、発電事業者、送配電事業者、小売事業者或いは分散電源の群管理事業者などの事業者のサーバである。外部サーバ400は、電力系統10の安定化等の観点から、電力指令メッセージを送信する。
【0032】
電力指令メッセージは、電力系統10から施設100に対する潮流量の制御を指示する潮流量制御メッセージ(DR;Demand Response)、施設100から電力系統10に対する逆潮流量の制御を指示する逆潮流制御メッセージ及び施設100に設けられる分散電源の制御を指示する電源制御メッセージのいずれかである。電源制御メッセージは、潮流量又は逆潮流量の制御を伴わなくてもよい。
【0033】
電力指令メッセージは、例えば、分散電源の目標制御レベルを含む。目標制御レベルは、設備認定出力に応じて定められる。設備認定出力は、分散電源を制御するPCSの出力能力、例えば、定格出力、として認定を受けた出力である。目標制御レベルは、設備認定出力に応じて定められる絶対値(例えば、○○kW)で表されてもよく、設備認定出力に対する相対値(例えば、○○kWの減少)で表されてもよく、設備認定出力に対する制御割合(例えば、○○%)で表されてもよい。なお、目標制御レベルは、設備認定容量[kWh]に応じて定められてもよい。
【0034】
分散電源の出力能力とPCSの出力能力とが異なる場合には、設備認定出力は、これらの出力能力のうち、小さい方の出力能力に基づいて設定される。複数のPCSが設置されるケースにおいては、設備認定出力は、複数のPCSの出力能力の合計であってもよい。
【0035】
電力指令メッセージは、分散電源の制御のスケジュールを示すカレンダー情報を含んでもよい。カレンダー情報において、分散電源の制御のスケジュールは、例えば、30分単位で設定可能であるが、これに限定されず、任意の時間幅を1単位としてもよい。カレンダー情報は、1日分のスケジュールを含んでもよく、1月分のスケジュールを含んでもよく、1年分のスケジュールを含んでもよい。
【0036】
分散電源の制御が行われる最大期間として所定期間が定められていてもよい。所定期間は、例えば、1年間における日数であってもよく(日数ルール)、1年間における累計時間であってもよい(累計時間ルール)。具体的には、所定期間は、例えば、1年間において30日であってもよく(30日ルール)、1年間において360時間であってもよい(360時間ルール)。但し、所定期間が定められていなくてもよい(指定ルール)。
【0037】
一実施形態では、外部サーバ400は、EMS160に電力指令メッセージを送信してもよい。EMS160は、電力指令メッセージに基づいた所定コマンドをPCS131及びPCS132の少なくともいずれか1つに送信してもよい。但し、外部サーバ400は、EMS160を経由せずに、PCS131及びPCS132の少なくともいずれか1つに電力指令メッセージを直接的に送信してもよい。
【0038】
(電力変換装置)
以下において、一実施形態に係る電力変換装置について説明する。ここでは、電力変換装置としてPCS131を例示する。図2に示すように、PCS131は、通信部131Aと、電力変換部131Bと、制御部131Cとを有する。
【0039】
通信部131Aは、通信モジュール等を有する。通信部131Aは、EMS160と所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う。通信部131Aは、EMS160と所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う第1通信部と称されてもよい。
【0040】
電力変換部131Bは、太陽電池111及び蓄電池112からの直流電力を交流電力に変換する。電力変換部131Bは、蓄電池112への交流電力を直流電力に変換する。
【0041】
制御部131Cは、CPU及びメモリ等を有する。制御部131Cは、通信部131A及び電力変換部131Bを制御する。例えば、制御部131Cは、EMS160から受信する所定コマンドに基づいて電力変換部131Bを制御する。すなわち、制御部131Cは、EMS160の指示に従って、太陽電池111の発電量、蓄電池112の充電量及び蓄電池112の放電量の少なくともいずれかを制御する。
【0042】
(電力管理装置)
以下において、一実施形態に係る電力管理装置について説明する。ここでは、電力管理装置としてEMS160を例示する。図3に示すように、EMS160は、通信部161と、制御部162を有する。
【0043】
通信部161は、通信モジュール等を有する。通信部161は、PCS131又はPCS132と所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う。通信部161は、PCS131又はPCS132と所定プロトコルを用いた所定コマンドの通信を行う第2通信部と称されてもよい。
【0044】
制御部162は、CPU及びメモリ等を有する。制御部162は、通信部161を制御する。例えば、制御部162は、施設100における電力を管理するために各機器(PCS131、PCS132、負荷150)から情報を収集する。制御部162は、施設100における電力の状態及び電力指令メッセージの少なくともいずれか1つに基づいて、PCS131、PCS132、負荷150等の各機器を制御する。
【0045】
(メッセージフォーマット)
以下において、一実施形態に係るメッセージフォーマットについて説明する。ここでは、所定フォーマットがECHONET Lite方式に準拠するフォーマットであるケースを例示する。
【0046】
図4に示すように、SETコマンドM510は、ヘッダM511と、コードM512と、対象プロパティM513とを含む。一実施形態では、SETコマンドM510は、各機器に対して機器の設定又は操作を指示する設定コマンドの一例であり、EMS160から機器に送信されるコマンドである。ヘッダM511は、SETコマンドM510の宛先等を示す情報である。コードM512は、コードM512を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM512は、コードM512を含むメッセージがSETコマンドであることを示す情報である。対象プロパティM513は、EMS160が機器に指示する設定又は操作を示す情報要素(プロパティ)を含む。
【0047】
図5に示すように、SET応答コマンドM520は、ヘッダM521と、コードM522と、応答内容M523とを含む。一実施形態では、SET応答コマンドM520は、EMS160から受信されるコマンドに応じて、機器からEMS160に送信されるコマンドの一例である。
【0048】
ヘッダM521は、SET応答コマンドM520の宛先等を示す情報である。コードM522は、コードM522を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM522は、コードM522を含むメッセージがSET応答コマンドであることを示す情報である。応答内容M523は、SETコマンドを受信したことを示す情報を含む。このような情報は、SETコマンドに含まれるプロパティのコピーであってもよいし、肯定応答(Acknowledgement;ACK)であってもよい。またこのような情報は、これに限定されず、一部のデータだけを正しく受け取った旨を意図する応答(Selective ACK)であってもよい。
【0049】
図6に示すように、GETコマンドM610は、ヘッダM611と、コードM612と、対象プロパティM613とを含む。一実施形態では、GETコマンドM610は、各機器に対して機器の情報の送信を要求する要求コマンドの一例であり、EMS160から機器に送信されるコマンドの一例である。ヘッダM611は、GETコマンドM610の宛先等を示す情報である。コードM612は、コードM612を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM612は、コードM612を含むメッセージがGETコマンドであることを示す情報である。対象プロパティM613は、EMS160が送信を要求する情報要素(プロパティ)を含む。
【0050】
図7に示すように、GET応答コマンドM620は、ヘッダM621と、コードM622と、応答内容M623とを含む。一実施形態では、GET応答コマンドM620は、EMS160から受信されるコマンドに応じて、機器からEMS160に送信されるコマンドの一例である。
【0051】
ヘッダM621は、GET応答コマンドM620の宛先等を示す情報である。コードM622は、コードM622を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM622は、コードM622を含むメッセージがGET応答コマンドであることを示す情報である。応答内容M623は、GETコマンドによって要求された情報要素(プロパティ)を含む。
【0052】
図8に示すように、INFコマンドM710は、ヘッダM711と、コードM712と、対象プロパティM713とを含む。一実施形態では、INFコマンドM710は、各機器から自律的に機器の情報を通知する情報通知コマンドの一例であり、各機器からEMS160に送信されるコマンドの一例である。ヘッダM711は、INFコマンドM710の宛先等を示す情報である。コードM712は、コードM712を含むメッセージの種別を示す情報である。ここでは、コードM712は、コードM712を含むメッセージがINFコマンドであることを示す情報である。対象プロパティM713は、各機器から自立的に通知される情報要素(プロパティ)を含む。
【0053】
ここで、情報要素は、コマンド間で共通化されていてもよい。例えば、情報要素が機器の運転状態であるケースにおいて、運転状態を情報要素として含むSETコマンドは、機器に対して運転状態の設定を指示するコマンドとして機能する。一方で、運転状態を情報要素として含むGETコマンドは、機器の運転状態の送信を要求するコマンドとして機能する。
【0054】
情報要素としては、SETコマンド(SET応答コマンド)にのみ用いる情報要素、GETコマンド(GET応答コマンド)にのみ用いる情報要素、INFコマンドにのみ用いる情報要素、SETコマンド(SET応答コマンド)、GETコマンド(GET応答コマンド)及びINFコマンドの中から選択される2以上のコマンドに用いる情報要素が挙がられる。
【0055】
一実施形態では、情報要素は、系統連系状態におけるPCS131の連系定格出力及び自立運転状態におけるPCS131の自立定格出力を指定する情報要素を含む。情報要素は、系統連系状態における太陽電池111の連系定格出力及び自立運転状態における太陽電池111の自立定格出力を指定する情報要素を含んでもよい。情報要素は、系統連系状態における蓄電池112の連系定格出力及び自立運転状態における蓄電池112の自立定格出力を指定する情報要素を含んでもよい。
【0056】
ここで、PCS131の定格出力は、上述した設備認定出力であってもよい。PCS131の定格出力は、電力値(W)で表されてもよく、電圧値(V)で表されてもよく、電流値(A)で表されてもよい。太陽電池111の定格出力は、電力値(W)で表されてもよく、電圧値(V)で表されてもよく、電流値(A)で表されてもよい。蓄電池112の定格出力は、電力値(W)で表されてもよく、電圧値(V)で表されてもよく、電流値(A)で表されてもよく、容量値(Ah)で表されてもよい。
【0057】
ここで、情報要素は、系統連系状態又は自立運転状態を示す情報要素、いずれかの機器(PCS131、太陽電池111又は蓄電池112)を示す情報要素及び定格出力を示す情報要素を含んでもよい。これらの3つの情報要素が1つのコマンドに含まれることによって、1つのコマンドに含まれる情報要素の意味が表されてもよい。或いは、系統連系状態又は自立運転状態を示す情報要素、いずれかの機器(PCS131、太陽電池111又は蓄電池112)の定格出力を示す情報要素を含んでもよい。これらの2つの情報要素が1つのコマンドに含まれることによって、1つのコマンドに含まれる情報要素の意味が表されてもよい。例えば、系統連系状態におけるPCS131の連系定格出力は、連系運転状態を示す情報要素、PCS131を示す情報要素及び定格出力を示す情報要素の3つの情報要素によって表されてもよい。系統連系状態におけるPCS131の連系定格出力は、連系運転状態を示す情報要素及びPCS131の定格出力を示す情報要素の2つの情報要素によって表されてもよい。自立運転状態におけるPCS131の自立定格出力は、自立運転状態を示す情報要素、PCS131を示す情報要素及び定格出力を示す情報要素の3つの情報要素によって表されてもよい。自立運転状態におけるPCS131の自立定格出力は、自立運転状態を示す情報要素及びPCS131の定格出力を示す情報要素の2つの情報要素によって表されてもよい。
【0058】
このようなケースにおいて、EMS160(通信部161)は、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力を識別可能な態様で、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信(GETコマンドの送信又はGET応答コマンドの受信)を所定コマンドの通信として行う。
【0059】
識別可能な態様とは、PCS131の連系定格出力を指定する情報要素及びPCS131の自立定格出力を指定する情報要素のいずれか一方のみをコマンドが含む態様であってもよい。識別可能な態様とは、PCS131の連系定格出力を指定する情報要素及びPCS131の自立定格出力を指定する情報要素の双方をコマンドが含む場合であっても、2つの情報要素が何を示しているのかが分かる態様であってもよい。
【0060】
EMS160は、太陽電池111の連系定格出力を指定する情報要素を含むコマンドの通信を所定コマンドの通信として行ってもよい。EMS160は、PCS131の連系定格出力を指定する情報要素及び太陽電池111の連系定格出力を指定する情報要素の双方を含むコマンドを所定コマンドの通信として行ってもよい。
【0061】
EMS160は、太陽電池111の自立定格出力を指定する情報要素を含むコマンドの通信を所定コマンドの通信として行ってもよい。EMS160は、PCS131の自立定格出力を指定する情報要素及び太陽電池111の自立定格出力を指定する情報要素の双方を含むコマンドを所定コマンドの通信として行ってもよい。
【0062】
EMS160は、蓄電池112の連系定格出力を指定する情報要素を含むコマンドの通信を所定コマンドの通信として行ってもよい。EMS160は、PCS131の連系定格出力を指定する情報要素及び蓄電池112の連系定格出力を指定する情報要素の双方を含むコマンドを所定コマンドの通信として行ってもよい。
【0063】
EMS160は、蓄電池112の自立定格出力を指定する情報要素を含むコマンドの通信を所定コマンドの通信として行ってもよい。EMS160は、PCS131の自立定格出力を指定する情報要素及び蓄電池112の自立定格出力を指定する情報要素の双方を含むコマンドを所定コマンドの通信として行ってもよい。
【0064】
ここで、PCS131の自立定格出力は、PCS131の連系定格出力よりも小さくてもよい。太陽電池111の自立定格出力は、太陽電池111の連系定格出力よりも小さくてもよい。蓄電池112の自立定格出力は、蓄電池112の連系定格出力よりも小さくてもよい。
【0065】
定格出力を指定する情報要素は、機器の設定又は操作の指示に用いる性質のものではないため、GETコマンドにのみ用いられてもよく、INFコマンドのみに用いられてもよく、GETコマンド及びINFコマンドの双方にのみ用いられてもよい。
【0066】
一実施形態において、EMS160は、PCS131が扱うことが可能な情報要素の一覧を要求するコマンド(例えば、GETプロパティマップ)をPCS131に送信してもよい。PCS131は、このようなコマンドに応じて、PCS131が扱うことが可能な情報要素の一覧を示すコマンド(例えば、GETプロパティマップ応答)をEMS160に送信してもよい。
【0067】
このようなケースにおいて、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を行う機能の有無を問い合わせるコマンドは、PCS131が扱うことが可能な情報要素の一覧を要求するコマンド(例えば、GETプロパティマップ)の一例である。EMS160は、PCS131が扱うことが可能な情報要素を含むコマンドのみを送信してもよい。
【0068】
(電力管理方法)
以下において、一実施形態に係る電力管理方法について説明する。PCS131とEMS160との間の通信で用いられる所定プロトコルがECHONET Lite方式であるケースを例に挙げる。
【0069】
図9に示すように、ステップS10において、PCS131は、インスタンスリスト通知をEMS160に送信する。インスタンスリスト通知は、PCS131がどのような機器であるのかを示す情報要素(インスタンス)を含む。インスタンスは、PCS131の単体の種別を示す情報要素であってもよく、太陽電池111、蓄電池112及びPCS131の全体の種別を示す情報要素であってもよい。
【0070】
PCS131は、PCS131の電源が投入又は再投入されたタイミング、PCS131がローカルエリアネットワークに接続又は再接続されたタイミング、或いは、太陽電池111又は蓄電池112がPCS131に接続又は再接続されたタイミングにおいて、インスタンスリスト通知を送信してもよい。
【0071】
ステップS11において、EMS160は、GETプロパティマップをPCS131に送信する。GETプロパティマップは、PCS131が扱うことが可能な情報要素の一覧を要求するコマンドである。
【0072】
ステップS12において、PCS131は、GETプロパティマップに応じて、GETプロパティマップ応答をEMS160に送信する。GETプロパティマップ応答は、PCS131が扱うことが可能な情報要素の一覧を示すコマンドである。
【0073】
ステップS13において、EMS160は、GETコマンドをPCS131に送信する。GETコマンドは、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力を識別可能な態様で、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの一例である。
【0074】
ここで、EMS160は、太陽電池111の自立定格出力、太陽電池111の連系定格出力、蓄電池112の自立定格出力及び蓄電池112の連系定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドをGETコマンドとして送信してもよい。
【0075】
ステップS14において、PCS131は、GETコマンドに応じて、GET応答コマンドをEMS160に送信する。GET応答コマンドは、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力を識別可能な態様で、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの一例である。
【0076】
ここで、PCS131は、太陽電池111の自立定格出力、太陽電池111の連系定格出力、蓄電池112の自立定格出力及び蓄電池112の連系定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドをGET応答コマンドとして送信してもよい。
【0077】
ステップS15において、EMS160は、施設100における電力の状態及び電力指令メッセージの少なくともいずれか1つに基づいて、PCS131の出力を制御するためにSETコマンドをPCS131に送信する。SETコマンドは、例えば、PCS131の動作状態を情報要素として含む。このようなケースにおいて、系統連系状態ではPCS131の連系定格出力が参照され、自立運転状態ではPCS131の自立定格出力が参照されてもよい。
【0078】
ステップS16において、PCS131は、SETコマンドに応じて、SET応答コマンドをEMS160に送信する。
【0079】
ステップS17において、EMS160は、SETコマンドに応じてPCS131が動作しているか否かを確認するために、GETコマンドをPCS131に送信する。GETコマンドは、例えば、PCS131の動作状態を情報要素として含む。
【0080】
ステップS18において、PCS131は、GETコマンドに応じて、GET応答コマンドをEMS160に送信する。
【0081】
上述したステップS10〜ステップS14の処理は、初期設定処理又は再設定処理であってもよい。従って、上述したステップS13及びステップS14の処理は、初期設定処理又は再設定処理の一部であってもよい。
【0082】
EMS160は、PCS131の連系定格出力及び自立定格出力を取得した後において、例えば、EMS160の内部の記憶媒体でPCS131の連系定格出力及び自立定格出力を管理する。EMS160は、系統の状態が連系か自立かに応じて、EMS160が制御するPCS131の出力を調節する。例えば、自立の状態にある場合、EMS160は、自立定格出力の値に応じてPCS131を制御する。
【0083】
(作用及び効果)
一実施形態では、EMS160は、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力を識別可能な態様で、PCS131の連系定格出力及びPCS131の自立定格出力の少なくともいずれか1つを指定する情報要素を含むコマンドの通信を行う。従って、EMS160は、施設100(PCS131)の状態が系統連系状態又は自立運転状態であるのかに応じて、適切にPCS131を制御することができる。例えば、連系定格出力の値よりも自立定格出力の値の方が小さく設定される場合、EMS160が、自立時において、自立定格出力の値を取得し、その値に基づいてPCS131を制御する。その結果、過電流保護や過負荷保護などの保護機能の起動が低減される。
【0084】
[変更例1]
以下において、変更例1について説明する。以下においては、上述したいくつかの実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0085】
一実施形態では、各コマンドに含まれる情報要素は、以下に示す情報要素であってもよい。
【0086】
例えば、情報要素は、PCS131が所定プロトコルの認証を受けているか否かを示す情報要素であってもよい。例えば、ECHONET Lite方式においては、認証はAIF(Application Interface)認証であってもよい。
【0087】
情報要素は、上述した認証を受けている所定プロトコルのバージョンを示す情報要素であってもよい。バージョンとは、所定プロトコルが更新された際に付される識別情報である。
【0088】
情報要素は、分散電源をVPP(Virtual Power Plant)に用いることが可能であるか否かを示す情報要素であってもよい。VPPは、複数の施設100に設けられる分散電源を電力系統10に電力を供給する電源として用いるシステムである。上述した実施形態では、このような情報要素は、太陽電池111をVPPに用いることが可能であるか否か、蓄電池112をVPPに用いることが可能であるか否か、PCS131をVPPに用いることが可能であるか否かの少なくともいずれか1つを示す情報要素である。VPPに用いることが可能であるか否かを示す情報要素は、施設100の外部に設けられるサーバ(例えば、外部サーバ400)の遠隔操作が許容されているか否かを示す情報要素であってもよい。
【0089】
情報要素は、系統連系状態におけるPCS131の連系出力方法及び自立運転状態におけるPCS131の自立出力方法を識別可能な態様で、PCS131の連系出力方法及びPCS131の自立出力方法の少なくともいずれか1つを指定する情報要素であってもよい。出力方法は、特に限定されるものではないが、単相3線出力や単相2線出力といった電力線の接続方法であってもよく、電力線の接続方法及び出力電圧であってもよい。但し、出力電圧は、上述した定格出力であってもよい。
【0090】
[その他の実施形態]
本発明は上述したいくつかの実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0091】
一実施形態では、PCS131の連系定格出力、PCS131の自立定格出力、太陽電池111の連系定格出力、太陽電池111の自立定格出力、蓄電池112の連系定格出力及び蓄電池112の自立定格出力などを示す情報要素がGETコマンド又はGET応答コマンドに含まれるケースを例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。PCS131は、上述した情報要素を含むINFコマンドを送信してもよい。PCS131は、PCS131の電源が投入又は再投入されたタイミング、PCS131がローカルエリアネットワークに接続又は再接続されたタイミング、或いは、太陽電池111又は蓄電池112がPCS131に接続又は再接続されたタイミングにおいて、上述した情報要素を含むINFコマンドを送信してもよい。或いは、PCS131は、連系運転状態から自立運転状態に運転状態が切り替わったタイミングにおいて、上述した情報要素を含むINFコマンドを送信してもよい。
【0092】
一実施形態では、EMS160と機器との間の通信で用いられる所定プロトコルがECHONET Lite方式であるケースについて説明した。しかしながら、一実施形態はこれに限定されるものではない。所定プロトコルは、施設100で用いるプロトコルとして規格化されたプロトコルであればよい。
【0093】
一実施形態では、第1分散電源が太陽電池111であり、第2分散電源が蓄電池112である。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。第1分散電源及び第2分散電源がいずれも太陽電池111であってもよい。第1分散電源及び第2分散電源がいずれも蓄電池112であってもよい。第1分散電源及び第2分散電源のいずれかが燃料電池113であってもよい。
【0094】
本願は、日本国特許出願第2016−188856号(2016年9月27日)の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9