電力管理系統、電力管理方法及區間控制器的製作方法

2023-10-11 19:36:19

專利名稱：電力管理系統、電力管理方法及區間控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力管理系統、電力管理方法及區間控制器。
背景技術：
目前，為了能夠進行太陽能發電或風力發電等新能源的導入，進行了各種技術的搭配。作為搭配的技術之一，有用來有利於配電線系統的穩定化的技術。例如在專利文獻I所記載的技術中，進行向連接著使用設置在設施中的蓄電池和太陽能發電裝置的分散電源系統的配電線系統的電力供需的控制。現有技術文獻
專利文獻專利文獻I :日本特開2002 - 44870號公報發明概要發明要解決的課題專利文獻I以設置在設施中的蓄電池及發電裝置為控制對象，但在實際今後使用的發電機中，有為了太陽能發電裝置等太陽能資源的有效利用而希望儘量不抑制輸出的發電機。此外，蓄電池容易因消耗而損耗，此外，由於昂貴，所以難以向普通家庭普及，所以在現狀下在僅使用普及的蓄電池進行配電線系統的電力供需控制方面有極限。因此，有可能不能充分地進行向配電線系統的電力供需控制，配電線系統中的電壓有可能超過基準值的範圍。因而，在專利文獻I所記載的技術中，不能有效利用太陽能資源、此外不對蓄電池等的設備施加過度的負擔而使作為最初目的的配電線電壓穩定在一定的範圍內。所以，提供用來使配電線系統的電壓穩定在一定的範圍內的技術。

發明內容
解決課題的手段為了解決上述問題，本發明的一技術方案具備以下的結構。即，其特徵在於，區域控制器對區間控制器發送關於目標的電力的信息和關於當前的電力的信息；區間控制器計算從區域控制器接收到的關於目標的電力的信息與關於當前的電力的信息的差，計算基於關於電力的信息的差的電力的供需調整委託量；設施設備控制器將設置有該設施設備控制器的設施的受放電能夠進行的機器的可受放電信息向區間控制器發送；區間控制器基於機器的可受放電信息，發送機器的供需調整委託量；設施設備控制器基於從區間控制器接收的機器的供需調整委託量，將對機器控制的信號向設置有該機器的設施的設施設備控制器發送。發明效果能夠使配電線系統的電壓穩定在一定的範圍內。


圖I是表示電力管理系統、以及有關服務管理的電力系統的結構例的圖。圖2是表示房屋內的系統結構例的圖。圖3是表不由電力管理系統執行的處理的一例的處理框圖。圖4是表示供需調整委託量估算處理的一例的流程圖。圖5是在供需調整委託量估算處理302中的委託量決定中使用的曲線圖的一例。圖6是表示運行預約處理的一例的流程圖。圖7是表不承諾處理的一例的流程圖。圖8是例示距配電用變電站的距離與配電線電壓的關係的圖。 圖9是例示太陽能切斷次數的圖。圖10是表示電力管理系統的硬體結構例的圖。圖11是表示需要調整委託量估算處理的另一例的流程圖。圖12是表示檢測到低壓配電線的事故的區間控制器的處理的一例的圖。圖13是表示檢測到PCS停止的區間控制器的處理的一例的圖。
具體實施例方式實施例I以下，使用附圖，參照

本實施方式。圖I是有關本實施方式的電力管理系統、以及有關服務管理的電力系統的結構圖。電力分散服務管理系統由區域控制器107、區間控制器1080 1084、房屋設備控制器1090 1099 (所謂設施，是普通房屋、工廠、成套設備、大廈等進行電力的使用或發電的場所。將設置在房屋中的設施設備控制器稱作房屋設備控制器)構成。它們相互協同，控制電力及構成電力系統的設備。變電站101引出高壓配電線102，進行電力的供給。高壓配電線102是供應來自變電站101的電力的配電線。開閉器1031 1039進行高壓配電線的電氣的連接或切斷。柱上變壓器1041、1042設置在被開閉器1031 1039夾著的配電線上，將低壓配電線105引出，例如向房屋1060 1069進行電力供給。低壓配電線105是將柱上變壓器1041、1042與各房屋連結的配電線。房屋設備1100 1109設置在各房屋中。這裡，房屋設備除了房屋以外，也可以是例如普通家庭、大廈及工廠等的設施。房屋設備控制器1090 1099設置在房屋內，管理關於房屋的電力供給及關於房屋設備1100 1109的信息。房屋設備1100 1109是設置在房屋中的機器。區間控制器1080 1084按照開閉器單位或柱上變壓器而設置。這裡，區間是指開閉器或柱上變壓器以下的多個房屋，區間控制器1080 1084管理關於區間內的低壓配電線及設備的信息。區域控制器107設置在變電站中，管理關於從變電站引出的高壓配電線及設備的信息。這些控制器群經由通信網絡111收發這些信息。圖10表示圖I所示的電力管理系統的硬體結構的一形態。電力管理系統具有區域控制器107、區間控制器1081、房屋設備控制器1090，它們經由通信線111相互連接。區域控制器107包括CPU10001、外部存儲介質10002、存儲器10003、通信接口10004而構成。區域控制器107的上述構成要素中的CPU10001通過將保存在存儲器10003中的程序讀出並執行，實現區域控制器107的各種功能。在外部存儲介質10002中，保存有變電站107以下的設備數據等、區域控制器107的功能實現所需要的信息(例如，區間的電阻值及區間的電抗值)。通信接口 10004與區間控制器1081及房屋設備控制器1090經由通信線111進行通信。區間控制器1081包括CPU20001、通信接口 20002、外部存儲介質20003、存儲器20004、傳感器IO 20005而構成。區間控制器107的上述構成要素中的CPU20001通過將保存在存儲器20004中的程序讀出並執行，實現區間控制器1081的各種功能。此外，通過傳感器IO 20005進行安裝在柱上變壓器1042上的電力傳感器60001的計測值(例如電壓、電流等)的接收，通過CPU20001將該計測值在存儲器20004中存儲需要的期間。在外部存儲介質20003中，保存有柱上變壓器1042以下的房屋的數據等、區間控制器1081的功能實現所需要的信息。通信接口 20002與區域控制器107及房屋設備控制器1090經由通信線111進行通信。房屋設備控制器1090包括CPU40001、第I通信接口 40002、第2通信接口 40003、 存儲器40004、外部存儲介質40005而構成。房屋設備控制器1090的上述構成要素中的CPU40001通過將保存在存儲器40004中的程序讀出並執行，實現房屋設備控制器1090的各種功能。在外部存儲介質40005中，保存有房屋設備數據等、房屋設備控制器1090的功能實現所需要的信息。第I通信接口 40002與區間控制器108經由通信線111進行通信。第2通信接口 40003與房屋設備1100經由通信線111進行通信。對於房屋設備1100經由低壓配電線105供給電力。房屋設備1100具備通信接口50001、傳感器50002、控制裝置50003。上述要素中的傳感器50002取得表示房屋設備的狀態的計測值(例如蓄電池的剩餘量及太陽能發電的發電量等)。控制裝置50003進行房屋設備1100的控制。通信接口 50001經由通信線208將計測值向房屋設備控制器1090發送、或接收來自房屋設備控制器1090的控制信號。開閉器1034包括CPU30001、通信接口 30002、外部存儲介質30003、存儲器30004、IO 30005、開閉單元30006及電力傳感器30007而構成。上述要素中的電力傳感器30007取得表示區間的狀態的計測值(例如電壓、電流等)。將所取得的值通過IO 30005接收，通過CPU30001在存儲器30004中存儲需要的期間。在外部存儲介質30003中，保存有操作開閉單元所需要的信息。CPU30001通過將保存在存儲器30004中的程序讀出並執行，操作開閉單元30006。開閉單元30006的操作也可以經由通信接口 30002及通信線111由其他控制器進行。這裡，區間控制器1081的結構是與區間控制器1080 1084相同的結構，房屋設備控制器1100的結構是與房屋設備控制器1100 1109相同的結構。圖2是表示圖I所示的電力管理系統中的、房屋內的詳細的結構例的圖。房屋設備1100是設置在房屋中的設備。以下，表示房屋設備的具體例。作為房屋設備，有進行發電的分散型電源裝置201、進行充放電的蓄電池裝置202、電動汽車(EV)203、進行耗電的電力機器裝置204、熱泵熱水器裝置205等，對於這些房屋設備，從引入到房屋1060中的低壓配電線供給電力。分散電源201具有PCS (Power ConditioningSubsystem)。另外，雖然沒有圖示，但蓄電池202、電力機器204、熱泵熱水器205、EV203也可以分別作為變換器而具有PCS。PCS由逆變器和變換器、以及控制裝置構成。控制裝置控制逆變器及變換器而進行輸入輸出電力調整，或在系統事故時為了防止單獨運轉而進行逆變器及變換器的停止。儀表206收集作為各設備201 205中具備的儀表的信息的房屋的電力供給量、電力消耗量、發電量等的信息，綜合進行管理。房屋設備控制器1090為了將設備進行集團運用，基於來自儀表206的信息，經由通信線208進行各設備的控制。圖3是由圖I所示的電力管理系統執行的處理的處理框圖。使用圖3說明控制器群(107、1080 1084、1090 1099)的處理。系統狀態收集處理301是區域控制器107進行的處理。區域控制器107從與區間控制器的通信取得安裝在區間控制器1080 1084取得的柱上變壓器1042上的電力傳感器60001的計測值(例如電壓、電流等)，或者通過在儀表206或開閉器1031 1039上安裝傳感器，計測區間流入電流、區間流出電流，推測或計測各區間的電壓。此外，區域控制器107設定關於目標的電力的信息。例如，既可以將目標的電壓值設定為101V，也可以設定為101V±6V的範圍。區域控制器107取得由儀表206及開閉器1031 1039的傳感器等測量的區間流入電流、區間流出電流、區間的電阻值及區間的電抗值，推測或計算各區間的電 壓。這樣，區域控制器對區間控制器發送關於目標的電力的信息和關於當前的電力的信息。供需調整委託量估算處理302是區間控制器1080 1084的供需調整委託量計算部進行的處理。在該處理中，基於從系統狀態收集處理301得到的區間的電壓的值，計算為了藉機與規定的電壓目標值(例如101V)而需要的委託量。這裡，也可以在電壓以外還基於包括有效電力、無效電力或頻率的關於電力的值計算委託量。區間控制器計算從區域控制器接收到的關於當前的電力的信息與關於目標的電力的信息的差，計算基於關於電力的信息的差的電力的供需調整委託量。另外，例如在有預測為電壓高於或低於基準值的區間控制器情況下，區域控制器也可以不僅是對該區間控制器，對於給該區間控制器帶來影響的其他區間控制器也發送目標的電壓。運行預約處理3031 3039是房屋設備控制器1090 1099的運行預約部進行的處理。運行預約處理3031 3039是基於由供需調整委託量估算處理302計算出的需要的電力量、通過使房屋設備1100 1109運行而能夠放電或受電的房屋的房屋設備控制器輸出可受放電電力量和該受放電機器的充放電的預約的信號的處理。所謂受電，例如是空調或熱水器的消耗電力或從包括蓄電的配電線向房屋流入的電力，所謂放電，是例如從蓄電池、或通過PV發電而從房屋向配電線流出的電力。這樣，房屋設備控制器將設置有該房屋設備控制器的設施的、能夠受放電的機器的可受放電信息向區間控制器發送。承諾處理304是區間控制器1080 1084的承諾處理髮送部分別進行的處理。承諾處理304基於運行預約處理3031 3039輸出的可受放電電力量和預約的信號，計算能夠接近於規定的電力目標值的房屋設備的組合、委託的電力量及其合計值。運行指令處理305是房屋設備控制器1100 1104中的運行指示部分別進行的處理。運行指令處理305基於承諾處理304輸出的房屋設備的組合和委託量，向各對應房屋設備輸出用來使該房屋設備運行的信號。這樣，區間控制器基於機器的可受放電信息，將機器的供需調整委託量向設置有該機器的設施的房屋設備控制器發送，然後，房屋設備控制器基於從區間控制器接收到的機器的供需調整委託量向機器發送控制信號。本圖的處理為了追隨於區間流入電流、區間流出電流的變動，按照規定的時間幅度(例如一天中的每O. 5小時或每I小時)、或當從變電站供給的電力量大幅變化時進行。接著，將供需調整委託量估算處理302使用圖4、將運行預約處理3031 3039使用圖6、將承諾處理304使用圖7分別說明。圖4是表示圖3所示的控制框圖中的供需調整委託量估算處理302的一例的流程圖。另外，該處理是區間控制器1080 1084分別進行的處理。在步驟401中，區間控制器1080 1084獲取由區域控制器1041、1042中的系統狀態收集處理301推測或計測的當前的區間的電壓的值。在步驟402中，計算在步驟401中接收到的當前的區間電壓的值與電壓目標值(例如101V)的差。 在步驟403中，參照規定的曲線圖405，根據當前的區間的電壓的值與目標電壓的差Λ V，計算供需調整委託電力量kWh。在步驟404中，將包含委託的供需調整電力量的供需調整委託向區間內的房屋設備報告。另外，關於規定的曲線圖405在圖5中在後面敘述。除了本實施方式以外，為了不發生恆常偏差，也可以對當前的區間的電壓的值與目標電壓的差Λ V (即偏差)進行根據偏差的變化使用對偏差的累積和乘以規定的Ki後的值的控制、或根據偏差的變化率使用乘以規定的值Kd後的值的預測控制。即，是供需調整委託量時的操作量m (t)也可以如以下這樣定義。(式I) m (t) =Kc · e (t) +Ki · / e (t) dt+Kd · e (t) · d/dt另夕卜，Kc> Ki、Kd也可以通過學習控制來更新。這裡，所謂操作量m (t)，相當於機器受電或放電的電力量。將操作量m (t)設為供需調整委託量。時間t是發出供需調整委託的各時刻。另外，也可以是，常數Kc是比例增益，常數Ki是積分增益，常數Kd是微分增益，通過學習控制來更新。圖5是在圖4所示的供需調整委託量估算處理302中用於供需調整電力量的委託量決定(步驟403)的曲線圖的例圖。設定曲線圖，以使得在由系統狀態收集處理301推測或計測出的當前的區間的電壓V比目標電壓(在圖5的例子中目標電壓是101V)大的情況下(Λ V是正的情況下)，供需調整委託電力量為正的值，為電力消耗(包括充電)的委託，越高於目標電壓則委託的消耗電力量越大。另一方面，設定曲線圖，以使得在區間的電壓V低於目標電壓(在圖5的例子中目標電壓是101V)的情況下(Λ V為負的情況下)，供需調整委託電力量為負的值，為放電的委託，越低於目標電壓則委託的放電電力量越大。圖6是表示圖3所示的控制框圖中的運行預約處理的一例的流程圖。另外，該處理是房屋設備控制器1100 1104分別進行的處理。在步驟600中，接收由供需調整委託量估算處理302報告的供需調整委託和包含在該委託中的供需調整電力量。在步驟601中，按照規定的時間幅度(按照期間)，在現時間段(現期間)中進行分散型電源發電的電力量kWh的預測。另外，在本實施方式中，將一天劃分為規定的時間劃區(期間)來進行預測。例如，如果是O. 5小時幅度，則也可以按照48劃區的時間段(期間)進行預測。另外，也可以預測從現時點到10分鐘、30分鐘或I小時後的分散型電源發電的電力量kWh。在步驟602中，經由通信I/F50001從傳感器50002取得當前運行中的機器的列表。在步驟603中，推測、計算這些運行中的機器消耗的電力量。預測的消耗電力也可以基於到目前為止的消耗電力量來計算。在步驟604中，經由通信I/F50001從傳感器50002取得當前沒有運行但能夠追加運行的機器的列表。在步驟605中，對於在步驟604中取得的列表的各個機器，預測、計算能夠消耗的電力量kWh。 關於該步驟604、步驟605，也可以通過使用房屋內的居住者的行動感應的數據進行需要的預測來進行更正確的運行的預測。例如，在感應中使用人感傳感器或定時器等，將電氣機器的利用時間段及利用時間數存儲。將該數據在統計上處理，推測今後以何種程度發生需要。作為具體例，將今後的入浴時刻根據到此為止的利用履歷推測，根據熱水剩餘量事前計算今後需要的熱水的量和在熱水做飯中需要的熱泵熱水器的電力量。這樣，通過用行動感應推測居住者的行動樣式，能夠預測、計算更正確的消耗電力量。在步驟606中，推測設置在房屋中的蓄電池的當前的充電的狀態，推測可充放電的電力量kWh。在步驟607中，參照在步驟605中計算出的可運行的機器列表、和在步驟606中計算出的蓄電池的信息，對於能夠以能夠將發電出的電力量最大限度消耗的組合運行的機器或蓄電池發出運行的指示。但是，由於蓄電池具有在使用中劣化的特性，所以即使在蓄電池中有能夠供需調整的富餘，在今後有可能能夠由別的設備供需調整的情況下，也可以使供需調整的待機比從蓄電池的放電更優先。在步驟608中，在經過步驟607還有能夠運行的設備的情況下，對承諾處理304發送能夠受放電的房屋設備及消耗電力量的預測值、和供需調整的預約信號。圖7是表示圖3所示的控制框圖中的承諾處理304的一例的流程圖。另外，該處理是區間控制器1080 1084分別進行的處理。在步驟701中，接收在運行預約處理3031 3039中輸出的可受放電的設備及消耗電力量的預測值、和供需調整的預約的信號。在步驟702中，生成、取得接收到的全部的可受放電的房屋設備的列表。列表的生成也可以每當接收到時進行。在步驟703中，判別是受電和放電的哪個模式。在受電模式的情況下，前進到步驟704，當從能夠受電的房屋設備的列表中決定委託受電的設備時，製作進行房屋設備的次序設定的鍵字。在受電模式中，也可以設定進行次序設定的鍵字，以使得儘量不進行發電設備的停止，而優先地進行通過向房屋設備的受電來增加電力消耗量。進而，也可以追加製作次序設定的鍵字，以使委託不會集中到特定的房屋。在步驟705中，基於在步驟704中製作出的鍵字，將列表中的可受電的房屋設備重新排列。在步驟706中，基於在供需調整委託量估算處理302中計算出的供需調整委託量，從列表中選擇受電的房屋設備。此時，在僅通過受電不超過委託量的情況下，進行發電設備的停止。停止的發電設備的選擇參照發電設備的過去停止次數。例如，也可以製作次序設定鍵字，以從停止次數較多的家庭起優先地受電。在步驟707中，對所選擇的發電設備進行停止次數的更新。在步驟708中，對所選擇的各個房屋設備進行運行委託。在步驟703中，在判別為放電模式的情況下前進到步驟709，在步驟709中，對於可放電的房屋設備的列表，製作在決定委託放電的設備時進行房屋設備的次序設定的鍵字。此時，也可以製作進行次序設定以使委託不會集中到特定的房屋的鍵字。在步驟710中，基於在步驟709中製作出的鍵字，將列表中的可放電的房屋設備重新排列。在步驟711中，基於在供需調整委託量估算處理302中計算出的供需調整委託量， 從列表中選擇放電的房屋設備。在步驟708中，對在步驟711中選擇的各個房屋設備進行運行委託。這樣，通過將區間控制器計算出的供需調整委託量分配多個設施中的多個機器能夠對應的量，能夠使電壓穩定在基準範圍內。使用圖8說明本實施方式的效果。通常，高壓配電線中的電壓如圖8 (A)那樣，隨著遠離配電用變電站而下降。以該電壓變化為前提設定柱上變壓器，以按照其設置場所將期待的高壓電壓(各區間的電壓上限值，作為電壓下限值圖示)變壓為低壓(例如101±6伏特)而向低壓配電線電力供給(通過將稱作抽頭的變壓線圈的卷數比的調整器定位，將變壓比固定)。但是，如圖8 (B)所示，在配電線上連接著分散型電源，如果發生有效、無效電力流入的逆潮流的現象，則高壓配電線的電壓比基準值提高，因此低壓配電線的電壓也比基準值提高，脫離適當範圍(例如101±6伏特)。另一方面，圖8 (C)是表示進行本實施體系的電力管理系統中的處理後的情況下的高壓配電線的電壓的圖。在連接著分散型電源而流入了有效、無效電力的情況下，也通過在電壓比基準值提高之前進行房屋設備的集團運行而抑制了向系統的過大的逆潮流，進行了為基準值以下的適當的電壓範圍內的運行。使用圖9說明本實施方式的其他效果。是導入了本實施方式的電力管理系統的情況下的、關於太陽能輸出的抑制的效果。如圖8 (B)所示，如果發生比基準值高的電壓上升，則通常太陽能發電等的分散型電源採取將發電切斷等的應對。在將太陽能發電機導入了某個數量(例如在進行向全部1200房屋的供給的配電線中是600座房屋處)的情況下，為了防止作為電壓上升的原因的逆潮流，每一個月需要例如500 [次/處]的切斷。但是，通過採用本實施方式的電力管理系統，能夠削減該切斷次數，在圖9所示的例子中，可知減半為每I個月250 [次/處]。以上，根據本實施例，能夠合理地利用設施內的受電機器及放電機器，能夠不將特定設施的設備機器過度地施加負擔而使配電線系統的電壓穩定在一定的範圍內。實施例2接著，對本發明的第二實施方式進行說明。本實施方式是將在第一實施方式中表示的圖I、圖2的系統結構中的圖3的處理變更的實施方式，是發生了高壓配電線中的事故(接地等)的情況下的實施方式。如果發生高壓配電線中的事故，則包含事故地點的區間被從系統切離，被切離的區間成為僅通過分散型電源向需要住戶供給電力的狀態(單獨運轉)，配電線的電壓變得不穩定。因而，為了將配電線的電壓保持在一定的範圍，需要檢測這些異常並除去。以在圖I的高壓配電線102中發生了事故(接地等)的情況為例進行說明。具有配電自動化系統的功能的區域控制器代替在上述第一實施方式中區域控制器執行的步驟301 (參照圖3)的處理，確定配置在夾著事故點(接地點)的位置處的兩個開放的開閉器(例如1033和1034)。區域控制器在步驟301中，對於包含事故點的該區間的全部的區間控制器將OV設定為作為區間的目標的電壓。代替上述第一實施方式中區間控制器實施的步驟302，使用圖11說明在本實施方 式中區間控制器實施的處理。區間控制器在步驟401中從區域控制器獲取當前的該區間的電壓的值和目標電 壓值。在步驟1101中，區間控制器確認從區域控制器接收到的目標電壓值是否是0V。當作為目標電壓而接收到OV時，由於有可能有該區間內的分散型電源等的單獨運轉的情況，所以處於對應區間中的各區間控制器前進到步驟1102，判斷是否存在正進行單獨運轉的電源。各區間控制器對屬下的房屋設備控制器詢問分散型電源201、蓄電池202、及附屬於EV203的PCS的輸出量。並且，在存在輸出量比O大的電源的情況下，判斷為存在正進行單獨運轉的電源(步驟1102為「是」)。或者，區間控制器也可以取得柱上變壓器下的電力傳感器的電壓及電流的值、基於該電壓及電流的值判斷正進行單獨運轉的電源的有無(步驟1102)。在判斷為存在正進行單獨運轉的電源的情況下，區間控制器為了將正進行單獨運轉的分散型電源201、蓄電池202、或EV203解除並行，在步驟302中將各設備的輸出計算為O,向具有對應的設備的房屋的房屋設備控制器發出指令(步驟1103)。如果向房屋設備控制器發出步驟1103的指示，則不進行第一實施例的圖3的從步驟3031到3039及步驟304的處理，將在上述第一實施方式中的用圖3說明的步驟305用房屋設備控制器的處理執行，房屋設備控制器進行PCS的停止。在PCS的停止處理結束後，房屋設備控制器將該情況向區間控制器通知。在進行單獨運轉的全部PCS的停止處理結束後，區間控制器將該消息向區域控制器通知。具有配電自動化系統的功能的區域控制器107如果取得了高壓配電線的事故的恢復信息，則再次開始圖3的處理。此時區域控制器對處於已從事故恢復的區間內的全部的區間控制器指示，以設定IOlV或101V±6V的範圍作為是目標的電壓。在全部PCS的停止處理後，當從區域控制器接收到指示以將電壓目標值設定為IOlV或101V±6V時，區間控制器對房屋設備控制器指示，以再次開始對應的分散型電源201、蓄電池202、或EV203的運轉。根據以上，在高壓配電線上的事故時，區域控制器能夠檢測事故發生、檢測電源的單獨運轉。此外，能夠與房屋設備控制器協同而實現電源的單獨運轉的可靠的防止。此外，區域控制器與區間控制器協同而能夠自動地進行再並行。根據本實施方式，即使在高壓配電線上發生事故，也能夠進行控制，以將事故的波及和電源的單獨運轉停止、使得不給配電線電壓帶來影響。
實施例3接著，對本發明的第三實施方式進行說明。本實施方式是將在第一實施方式中表示的圖I、圖2的系統結構中的圖3的處理變更的實施方式，是在低壓配電線中發生了接地等的事故的情況下的實施方式。如果在低壓配電線中發生事故，則僅通過區域控制器不能檢測事故。如果在低壓配電線中發生事故，則成為僅通過分散型電源向需要家庭供給電力的狀態(單獨運轉)，配電線的電壓有可能變得不穩定。為了將配電線的電壓保持在一定的範圍中，需要檢測並除去這些異常。以在圖I的低壓配電線(例如105)中發生了事故(接地等)的情況為例進行說明。在本實施方式中，假設區間控制器具有自己設定低壓配電線事故時的區間的目標電壓值的功能。在本實施方式中，代替在第一實施方式中區域控制器執行的圖3的步驟 301，區間控制器進行以下的圖12所示的處理。首先，通過安裝在開閉器或柱上變壓器中的區間控制器1081根據電力傳感器60001的電流的值檢測接地電流等，檢測低壓配電線中的事故(步驟1201)。此時，區間控制器向區域控制器107通知事故發生及事故發生區間。接著，區間控制器不等待來自區域控制器的指令，而直接將本區間的目標電壓設定為OV (步驟1202)。區間控制器對區域控制器發送區間的目標電壓的變更信息(步驟1203)。另外，區域控制器在接收到該變更信息後，在恢復的通知到來之前，進行控制，以將向該區間控制器的目標電壓的值維持為0V。作為代替第一實施方式的圖3的步驟302的處理，與第二實施方式同樣，區間控制器進行圖11所示的處理。由於通過上述步驟1201將OV設定為目標電壓(步驟1101 :「是」)，所以轉移到步驟1102，區間控制器對房屋設備控制器1090 1094詢問分散型電源201、蓄電池202、及附屬於EV203的PCS的輸出量，判斷輸出量是否比O大，判斷該電源是否正進行單獨運轉。在判斷為電源正在進行單獨運轉的情況下，對指令停止PCS，以使房屋設備控制器為了將對應的分散型電源201、蓄電池202、及EV203解除並行(步驟1103)。在此情況下，不進行圖3的從步驟3031到3039和步驟304的處理，在圖3的步驟305中，房屋設備控制器進行PCS的停止指令的處理。在PCS的停止處理結束後，房屋設備控制器向區間控制器通知。在進行單獨運轉的全部PCS的停止處理結束後，區間控制器向區域控制器通知該情況。區間控制器1081通過例如經由與維護員持有的信息終端的通信I/F接收來自維護員的恢復信息的輸入，來檢測低壓配電線中的事故恢復的情況。或者，區間控制器也可以經由房屋設備控制器向房屋內的分散型電源投入無效電力來檢測事故已恢復的情況。區間控制器1081在檢測到恢復時，對區域控制器107進行該消息的通知。接收到通知的區域控制器再次開始圖3的處理。此時區域控制器對於對應區間的區間控制器，在步驟301中作為區間的目標的電壓而設定IOlV或101V±6V的範圍。在單獨運轉的停止處理後，當從區域控制器接收到IOlV或101V±6V的電壓的範圍作為目標電壓時，區間控制器對房屋設備控制器指令對應的分散型電源的運轉再開始。
根據以上，在低壓配電線上的事故時，區間控制器檢測事故，進而通過與房屋設備控制器的協同來檢測單獨運轉，由此能夠實現電源的單獨運轉的可靠的防止。此外，能夠自動地進行再並行。根據本實施方式，即使在低壓配電線上發生事故，也能夠進行控制，以防止事故的波及和單獨運轉、使得不給配電線電壓帶來影響。實施例4接著，對本發明的第四實施方式進行說明。本實施方式是將在第一實施方式中表示的圖I、圖2的系統結構中的圖3的處理變更的實施方式，是通過瞬間電壓下降、系統擾亂而具有單獨運轉防止功能的PCS誤動作的情況下的實施方式。如果發生瞬間電壓下降、系統擾亂，則通過具有單獨運轉防止功能的PCS因誤動作而停止，分散型電源等一齊解除並行，配電線的電壓有可能急劇地下降。為了將配電線的電壓保持為一定的範圍，需要檢測並除去不是這些事故的瞬間電壓下降、系統擾亂。 以包含在房屋設備1100中的某個PCS停止的情況為例進行說明。代替上述第一實施方式中的步驟302 (參照圖3)，區間控制器執行圖13所示的處理。具備具有停止的PCS的房屋設備的區間內的開閉器、或者向該房屋設備引出低壓配電線的柱上變壓器上的區間控制器1081從房屋設備控制器1090直接接收PCS停止的通知(步驟1301)。區間控制器直接對區域控制器107詢問高壓配電線102中的事故的有無(步驟1302)。進而，區間控制器判斷低壓配電線105中的事故的有無(步驟1303)。在步驟1304中判明在高壓配電中及低壓配電線中都沒有事故的情況下，看作瞬間電壓下降、系統擾亂，為了防止一齊解除並行，區間控制器對房屋設備控制器或PCS發出指令以進行再並行(步驟1305)。在此情況下，不執行圖3所示的從步驟3031到3039及步驟304的處理，由房屋設備控制器執行步驟305。在再排列的處理完成後，區間控制器向區域控制器通知處理完成。根據以上，在瞬間電壓下降或擾亂時，即使PCS因誤動作而解除並行，區間控制器也還通過與房屋設備控制器的協同而檢測解除並行，能夠實現區間內的分散型電源等的一齊解除排列的可靠的防止。根據本實施方式，在瞬間電壓下降及擾亂時，也能夠防止分散型電源等的一齊解除並行，能夠進行控制以使得不給配電線電壓帶來影響。在第一至第四實施方式中，通常將作為目標的電壓設為IOlV (通常基準值)或101V±6V，在事故發生時將作為目標的電壓設為OV (事故時基準值)，但本發明並不限定於這些實施方式。例如，也可以通常將作為目標的電壓設定為在供給地域中事前設定的基準電壓(例如，設定為110V±10V、或設定為120V±10V、或設定為110V、115V、120V、127V、220V.230V.240V)ο此外，房屋設備也可以對區間控制器進行直接的通信。這如果在房屋內僅有少量房屋設備、在房屋設備中直接設有房屋設備控制器的功能那樣的形態等中實施則是有效的。
此外，第一至第四實施方式的區域控制器107也可以從具有配電自動化(DA :Distribution Automation)的功能的外部伺服器得到高壓配電線102的開閉器的狀態信息，也可以作為區域控制器中具備的功能之一而除了配電自動化(DA)的功能以外還得到高壓配電線102的開閉器的狀態信息。此外，特別是高壓配電線102的開閉器也可以具備再閉路器(自動開關)。在此情況下，具備再閉路器的開閉器對於接地事故及短路事故，判斷預先設定的事故檢測條件(接地切斷電流、電壓、時間、短路切斷電流、電壓、時間)，自動地將高壓配電線開放(事故切斷)，在事故切斷後在經過由再閉路功能預先設定的時限(再閉路時限)後進行開閉器的再投入。當然配電自動化(DA)具有監視這樣的開閉器的開放、及再投入的信息的功能。此外，區域控制器也可以從具有配電自動化(DA)的功能的外部伺服器得到從變電站101向高壓配電線102的送出電力(電流、電壓、無效電力、有效電力)的信息，或者也可以通過作為區域控制器具備的功能之一而具備配電自動化(DA)的功能來得到向高壓配電線102的送出電力的信息。此外，包括第一至第四實施方式的區間控制器安裝在柱上變壓器上、具有從該柱上變壓器接受電極供給的負荷側的房屋設備控制器和房屋設備的信息的情況，區間控制器 當然可以從安裝在柱上變壓器上的電力傳感器的計測值(電壓、電流、有效電力、無效電力等)取得從高壓配電線102經過柱上變壓器分支的低壓配電線的區間內的電力信息。此外，在第一至第四實施方式中，在構建系統時，在已經有圖I所示的電力系統的情況下，也可以首先設置區域控制器，關於區間控制器，當發生了包括連接在增設有由分散型電源或蓄電池等對低壓配電線進行放電的機器的低壓線上的柱上變壓器的區間時設置區間控制器。由此，能夠消除通過放電而低壓配電線的電壓不為作為基準的電壓(例如101 + 6V)或在事故時不為OV的區間。此外，關於沒有通過分散電源或蓄電池的放電的區間，能夠進行基於電氣性質的自然的電壓下的電力供給。以上，說明了這些電壓維持能夠經過僅在需要的部位經濟且階段性地設置區間控制器的建設過程實現。
權利要求
1.一種電力管理系統，具備控制多個設施中的電力的區間控制器、控制上述區間控制器的區域控制器、以及設置在每個上述設施設置、並管理上述設施中的機器的設施設備機器控制器，該電力管理系統的特徵在於， 上述區域控制器對上述區間控制器發送表示關於電力的目標值和關於電力的現狀值的信息； 上述區間控制器計算上述目標值與現狀值的差值，基於上述差值計算電力的供需調整委託量； 上述設施設備控制器將可受放電機器信息向區間控制器發送，該可受放電機器信息是設置有該設施設備控制器的設施的能夠進行受放電的機器的信息； 上述區間控制器基於上述可受放電機器信息，將對於能夠受放電的上述機器的供需調整委託量向設置有該機器的設施的設施設備控制器發送； 上述設施設備控制器基於從區間控制器接收到的上述機器的供需調整委託量向上述機器發送控制信號。
2.如權利要求I所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述現狀值是現狀電壓值，上述目標值是目標電壓值; 在上述現狀電壓比上述目標電壓高的情況下， 上述區間控制器向上述設施設備控制器發送消耗電力量作為上述供需調整委託量； 在上述現狀電壓比上述目標電壓低的情況下， 上述區間控制器向上述設施設備控制器發送放電量作為上述供需調整委託量。
3.如權利要求I所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述可受放電機器信息包括表示可受放電的機器的信息、和表示該機器能夠受放電的消耗電力量或放電量的信息。
4.如權利要求I所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述區間控制器基於上述可受放電信息計算上述機器的運行次序，基於上述運行次序，將上述機器的上述供需調整委託量向上述設施設備控制器發送。
5.如權利要求4所述的電力管理系統，其特徵在於， 分散到多個上述設施而決定上述運行次序。
6.如權利要求I所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述現狀值是現狀電壓值，上述目標值是目標電壓值。
7.如權利要求I所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述區間控制器計算上述供需調整委託量，對能夠受放電的上述機器分配上述機器的供需調整委託量。
8.如權利要求I所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述現狀值是現狀電壓值，上述目標值是目標電壓值； 上述區域控制器在上述區間控制器的作為關於電力的信息的值高於規定的基準值的情況下，將該區間控制器和其他區間控制器的目標電壓設定得較低；在上述區間控制器的作為關於電力的信息的值低於基準值的情況下，將該區間控制器和其他區間控制器的目標電壓設定得較高。
9.一種電力管理系統中的電力管理方法，該電力管理系統具備控制多個設施中的電力的區間控制器、控制上述區間控制器的區域控制器、以及設置在每個上述設施設置、並管理上述設施中的機器的設施設備機器控制器，該電力管理方法特徵在於，具備 上述區域控制器對上述區間控制器發送關於電力的目標值的步驟； 上述區間控制器計算關於電力的現狀值與從上述區域控制器接收到的目標值的差、基於上述差計算電力的供需調整委託量的步驟； 上述房屋設備控制器將可受放電機器信息向區間控制器發送的步驟，該可受放電機器信息是設置有該設施設備控制器的設施的能夠進行受放電的上述機器的信息； 上述區間控制器基於上述機器的可受放電機器信息、將上述機器的供需調整委託量向設置有該機器的設施的設施設備控制器發送的步驟；以及 上述房屋設備控制器基於從區間控制器接收到的供需調整委託量向上述機器發送控制信號的步驟。
10.如權利要求9所述的電力管理方法，其特徵在於， 上述現狀值是現狀電壓值，上述目標值是目標電壓值； 該電力管理方法具備上述區間控制器在上述現狀電壓比上述目標電壓高的情況下，將作為上述供需調整委託量的消耗電力量向上述設施設備控制器發送；在上述現狀電壓比上述目標電壓低的情況下，將作為上述供需調整委託量的放電量向上述設施設備控制器發送的步驟。
11.如權利要求9所述的電力管理方法，其特徵在於， 上述可受放電機器信息包括表示可受放電的機器的信息、和表示該機器的能夠受放電的消耗電力量或放電量的信息。
12.如權利要求9所述的電力管理方法，其特徵在於， 具備上述區間控制器的承諾處理髮送部基於上述可受放電機器信息計算上述機器的運行次序、基於上述運行次序向上述設施設備控制器發送上述機器的運行委託的步驟。
13.如權利要求11所述的電力管理方法，其特徵在於， 上述運行次序分散到多個上述設施中計算。
14.如權利要求9所述的電力管理方法，其特徵在於， 上述區間控制器計算上述供需調整委託量，對能夠受放電的上述機器分配上述機器的供需調整委託量。
15.—種區間控制器,控制多個設施中的電力,其特徵在於,具備 供需調整委託量計算部，計算關於電力的現狀值與從控制該區間控制器的區域控制器接收到的關於電力的目標值的差，基於上述差計算電力的供需調整委託量；以及 承諾處理髮送部，從設施設備控制器接收可受放電機器信息，該可受放電機器信息是設置有該設施設備控制器的設施的機器、並且能夠進行受放電的機器的信息，基於上述可受放電機器信息將面向上述設備的機器的供需調整委託量向上述設施設備控制器發送。
16.一種電力管理系統，控制電力及電力系統，其特徵在於， 具備具有高壓配電線的電力信息和開閉器的信息的區域控制器、具有從高壓配電線分支的低壓配電線的區間內的電力信息的區間控制器、具有進行電力的受電或放電的房屋設備的信息的房屋設備控制器、以及房屋設備； 上述區域控制器具備當檢測到高壓配電線的事故時、向處於該事故的影響範圍中的區間的區間控制器指示事故時基準值作為目標電壓的機構。
17.一種電力管理系統，控制電力及電力系統，其特徵在於， 具備具有高壓配電線的電力信息和開閉器的信息的區域控制器、具有從高壓配電線分支的低壓配電線的區間內的電力信息的區間控制器、具有進行電力的受電或放電的房屋設備的信息的房屋設備控制器、以及房屋設備； 上述區間控制器具備當從由上述低壓配電線接受電力的供給的房屋的房屋設備控制器檢測到事故信息時將該低壓配電線的目標電壓設為事故時基準值的機構。
18.如權利要求17所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述區間控制器具備 當從由上述低壓配電線接受電力的供給的房屋的房屋設備控制器檢測到事故信息時、對照來自從同一個低壓配電線接受電力的供給的多個房屋設備的信息的機構、和取得並對照來自上述區域控制器及上述開閉器的事故信息的機構中的至少一個機構；以及 在對照事故信息而判斷上述低壓配電線的事故的真偽後將作為目標的電壓變更為通常基準值或事故時基準值的機構。
19.如權利要求16所述的電力管理系統，其特徵在於， 上述區間控制器具備 當作為目標的電壓成為上述事故時基準值時、對上述房屋設備控制器或房屋設備指示停止向上述低壓配電線的電力放電的機構；以及 當作為目標的電壓恢復為通常基準值時對房屋設備控制器或房屋設備指示再開始向上述低壓配電線的電力放電的機構。
全文摘要
使配電線系統的電壓穩定在一定的範圍中。一種電力管理系統，區域控制器對區間控制器發送關於目標的電力的信息和關於當前的電力的信息；區間控制器計算從區域控制器接收到的關於目標的電力的信息與關於當前的電力的信息的差，計算基於關於電力的信息的差的電力的供需調整委託量；設施設備控制器將設置有該設施設備控制器的設施的受放電能夠進行的機器的可受放電信息向區間控制器發送；區間控制器基於機器的可受放電信息，發送機器的供需調整委託量；設施設備控制器基於從區間控制器接收的機器的供需調整委託量，將對機器控制的信號向設置有該機器的設施的設施設備控制器發送。
文檔編號H02J13/00GK102844952SQ201180018708
公開日2012年12月26日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年4月12日
發明者志賀靖子, 渡邊徹, 平澤茂樹, 和知功 申請人:株式會社日立製作所