电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置制造方法

电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置制造方法
【专利摘要】本发明目的在于提供一种在考虑蓄电池的运用以及成本的同时最大限地发挥蓄电池的能力、并且均等地利用蓄电池的电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置。为了解决上述课题，在本发明中，提供一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，该电力系统的运用方法求出利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量，实施包括利用该蓄电池的电力量的电力系统的经济负荷分配计算，关于决定出的所述蓄电池，在预定日期的预定时间带执行利用所述蓄电池的电力供给。
【专利说明】
电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置，特别涉及通过电力系统整体管理在电力系统中设置了的蓄电池、并且对电力供求平衡以及电力成本最小化有贡献的电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置。

【背景技术】
[0002]作为以往的电力系统的运用，维持电力供求平衡的供求运用、和确保电压等电力质量而向消费者提供由发电站发电了的电力的系统运用是主要的运用。
[0003]作为用于维持第一个供求平衡的供求运用，在电力公司中进行供求控制。供求控制是指，用于使发电量相对时刻变动的负载一致的控制，包括以十几分钟以上的长周期分量为对象的经济负荷分配控制、和以几分钟到几十分钟的短周期分量为对象的频率控制。
[0004]其中，在经济负荷分配控制中，考虑电力系统整体的发电费用，来决定在系统中并联的火力、水力、核能等的发电机。另外，作为决定各发电站的最佳输出分配的所谓经济运用的对象，根据预定的I日期间的负载曲线(日负载曲线)进行计划运转。
[0005]另一方面，在频率控制中，根据频率和系统连接线潮流的检测值计算供求不平衡，并据此将发电机调整指令提供给各发电站。在该情况下，成为频率控制的对象的是火力、水力发电机，输出大的核能发电机成为恒定负载运转的情况较多。关于该点，将来鉴于地球环境问题，存在减少排出温室效应气体的火力发电机而增加核能发电站的倾向。因此，估计由于易于调整输出的火力减少，所以难以调整供求。
[0006]接下来，作为第二个系统运用，承担通过在变电、送电设备中控制电力确保电力质量并送到消费者这样的责任义务。但是，最近，由于分散型电源的导入量的增加、全部电气化的普及等而有负载增加的倾向。其结果，估计负载量超过变电站、杆式变压器的容量等，在当前状态下，为了确保供给可靠度，不得不增加设备投资。
[0007]作为解决以上的2个问题的方法，最近包括蓄电池的二次电池得到了瞩目。蓄电池设置于消费者侧的情况较多，能够积蓄电力，主要以接下来的2个目的来设置的情况多。
[0008]第一目的在于，为了在消费者侧的电力成本合理化等被辅助地利用，第二目的在于，为了控制将小规模电力系统的微电网和电力系统联合的联系点的潮流。
[0009]此处，叙述作为第一个目的的在消费者侧的电力成本合理化等被辅助地利用的理由。消费者在与电力公司决定电力合同时，预测一年最大电力消费量而缔结不超过该一年最大电力消费量那样的合同的情况较多。其原因为，关于超过了的电力量部分必须向电力公司支付罚款。
[0010]因此，如果消费者具有蓄电池，则不仅能够补偿超过的量，而且还能够降低合同电力本身，进而还能够对剩余电力进行售电，所以对于消费者来说是有益的。在当前状态下，仅仅将用蓄电池积蓄的电力原样地向电力系统售电在经济上难以相抵，以与分散型电源组合来改善分散型电源的运转效率的目的使用蓄电池，对用分散型电源发电了的电力量进行售电的情况较多。
[0011]接下来，作为第二个目的的作为小规模电力系统的微电网的蓄电池的利用方法的设置目的在于，通过控制包括新能源的分散型电源和负载，使与电力系统的联系点的潮流为O或者恒定,从而减轻对系统的负担。
[0012]仅仅，为了控制蓄电池，需要监视各个蓄电池而随时追踪指令值等复杂的控制，为了构筑控制体系而成本增加，所以还需要使进行运用的管理者等常驻。如以上那样，一般在导入了蓄电池的情况下，未充分发挥蓄电池的性能而残留余力，还有可利用的潜力。
[0013]如上所述，关于设置于消费者处的蓄电池，由于未在充分的区域内利用充放电，所以能够进一步利用。在专利文献I中，叙述了发挥包括该蓄电池的二次电池的潜力的方法。
[0014]具体而言，是使用设置于使用电力的消费者侧、连接到向消费者供给电力的电力系统并为了消费者进行充放电的二次电池，来控制电力系统的装置。此处，具备:控制量运算部，计算电力系统的控制所需的所有的二次电池实现的合计充放电量；效果运算部，将各二次电池对电力系统的灵敏度计算为各二次电池针对电力系统的控制效果；以及分配量运算部，针对由控制量运算部计算出的合计充放电量，按照由效果运算部计算出的控制效果从大到小的顺序，进行用于向各二次电池分配的分配计算，根据通过分配量运算部得到的分配计算的结果，控制各二次电池。
[0015]专利文献1:日本特开2009-273359号公报


【发明内容】

[0016]在专利文献I中，作为电力系统整体，利用了二次电池。关于此处的二次电池的利用方法，根据短期的电力系统的状态变化选择对于改善它灵敏度最高的二次电池并接入。根据该手法，从效率良好的观点出发来利用，所以有可能所使用的蓄电池有所偏颇。另外，未考虑系统整体的运用，所以有成本比当前变高的可能性。
[0017]在专利文献I中的作为电力系统整体的二次电池的利用方法中,逐次对应电力系统的短期的变动，换言之是与电力系统的频率控制接近的控制手法。
[0018]相对于此，本发明中的利用方法意向针对更长期的变动的控制。即，想要在与经济负荷分配控制接近的控制手法中利用蓄电池。
[0019]在本发明中，其目的在于提供一种在考虑这样的蓄电池的运用以及成本的同时，最大限地发挥蓄电池的能力，并且均等地利用蓄电池的电力系统的运用方法、运用装置以及蓄电池管理装置。
[0020]为了解决上述课题，在本发明中提供一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，求出利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量，实施包括利用该蓄电池的电力量的电力系统的经济负荷分配计算，关于决定了的所述蓄电池，在预定日期的预定时间带执行利用所述蓄电池的电力供给。
[0021]另外，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑各个蓄电池装置的消费者的运转计划。
[0022]另外，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑来自各个蓄电池装置的输出(kw)和容量(kWh)的制约条件。
[0023]另外，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑各个蓄电池装置的效率。
[0024]另外，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑电力系统中的按时间带的成本。
[0025]另外，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，以能够在预定时间带中使用蓄电池的方式，事先变更蓄电池的运用状况。
[0026]为了解决上述课题，在本发明中，提供一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，指定预定日期的预定时间带，求出利用能够在该时间带进行电力供给的蓄电池的最大电力量，实施包括利用该蓄电池的最大电力量的电力系统的经济负荷分配计算，决定在根据经济负荷分配计算的结果被决定出的条件下能够通过所述蓄电池供给的电力量，关于再次决定的电力量的蓄电池，在预定时间带执行利用蓄电池的电力供给。
[0027]为了解决上述课题，在本发明中，提供一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，其特征在于，实施包括利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量的电力系统的经济负荷分配计算，在预定日期的预定时间带执行利用蓄电池的电力供给。
[0028]为了解决上述课题，在本发明中，提供一种电力系统的运用装置，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，具备:指定预定日期的预定时间带的单元；电力量计算单元，求出利用能够在该时间带进行电力供给的蓄电池的最大电力量；经济负荷分配计算单元，实施包括利用该蓄电池的最大电力量的电力系统的经济负荷分配计算；电力量决定单元，决定在根据经济负荷分配计算的结果被决定出的条件下能够通过蓄电池供给的电力量；以及蓄电池控制单元，关于再次决定的电力量的蓄电池，在预定时间带执行利用蓄电池的电力供给。
[0029]另外，电力量计算单元具备输入各个蓄电池装置的消费者的运转计划的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑运转计划。
[0030]另外，电力量计算单元具备输入关于各个蓄电池装置的输出(kW)和容量(kWh)的制约数据的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑来自输出(kW)和容量(kWh)的制约条件。
[0031]另外，电力量计算单元具备输入各个蓄电池装置的效率的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的蓄电池的电力量时，考虑各个蓄电池装置的效率。
[0032]另外，电力量计算单元具备输入电力系统中的按时间带的成本的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑电力系统中的按时间带的成本。
[0033]另外，电力量计算单元具备在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，以能够在预定时间带使用蓄电池的方式，事先提供变更蓄电池的运用状况的控制指令的控制单元。
[0034]为了解决上述课题，在本发明中，提供一种电力系统的运用装置，通过来自中央供电指令装置的指令运用具备多个蓄电池装置和多个发电机的电力系统，该电力系统的运用装置具备:设置于中央供电指令装置中，指定预定日期的预定时间带的单元；电力量计算单元，设置于蓄电池管理装置中，求出利用能够在该时间带进行电力供给的蓄电池的最大电力量；经济负荷分配计算单元，设置于中央供电指令装置中，实施包括利用该蓄电池的最大电力量的电力系统的经济负荷分配计算；电力量决定单元，决定在根据经济负荷分配计算的结果被决定出的条件下能够通过蓄电池供给的电力量；指示单元，设置于蓄电池管理装置中，针对再次决定的电力量的蓄电池，指示在预定时间带利用蓄电池的电力供给；以及蓄电池装置，设置于电力系统各处，具有充放电控制功能和通信功能，向蓄电池管理装置发送蓄电池信息，并且依照来自蓄电池管理装置的电力供给指示执行充放电控制。
[0035]另外，作为向蓄电池管理装置发送的蓄电池信息，包括该蓄电池装置的运转计划、该蓄电池装置的制约数据、蓄电池装置的效率。
[0036]另外，蓄电池管理装置从中央供电指令装置得到电力系统中的按时间带的成本。
[0037]为了解决上述课题，在本发明中，提供一种蓄电池管理装置，与蓄电池装置和中央供电指令装置连接，该蓄电池装置设置于电力系统各处且具有充放电控制功能和通信功能，该中央供电指令装置执行加入了该蓄电池装置供给的电力量的经济负荷分配计算而向电力系统的多个发电机提供输出指令，蓄电池管理装置具备:电力量计算单元，求出从中央供电指令装置指定了的利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的最大电力量；以及发送单元，将根据中央供电指令装置中的经济负荷分配计算的结果被决定出的能够通过蓄电池装置供给的电力量发送到蓄电池装置。
[0038]根据本发明，由于有效利用蓄电池，所以通过削减电力公司的火力、水力、核能发电机等发电机的运转台数，能够削减与发电有关的维持管理费、运转成本、人力费等，而且能够削减C02等温室效应气体。另外，根据本发明的实施例，能够期待以下的效果。能够在蓄电池管理装置中集中管理蓄电池，所以无需单独地逐个管理、控制蓄电池，所以能够大幅削减人力费、削减设备投资。
[0039]对于消费者来说，通过有效利用蓄电池余力，能够获得追加收入。
[0040]从电力公司看，由于是可调整供求的电源，所以能够将蓄电池作为供给预备力，另外并且在电源比负载多的情况下，作为剩余电力对策，能够作为可调整输出的可靠性高的电源来运用。本发明的其他目的、特征以及优点根据与附图有关的以下的本发明的实施例的记载将更加明确。

【专利附图】

【附图说明】
[0041]图1是示出应用本发明的电力系统和其控制体系的概略的图。
[0042]图2是示出来自蓄电池群运用指令装置3的蓄电池运用指令C的一个例子的图。
[0043]图3是示出蓄电池管理装置4的充放电余力最大汇集量计算功能的一个例子的图。
[0044]图4是示出制约数据存储部DBl中存储的制约数据D2的例子的图。
[0045]图5是示出在指定了的时间点担保SOC的SOC目标制约的观点的图。
[0046]图6是示出在某个时间点确保相当于调度的SOC的SOC确保制约的图。
[0047]图7是示出从中央供电指令站向蓄电池管理装置提供指令的例子的图。
[0048]图8是在蓄电池管理装置4中具备调度决定功能的图。
[0049]图9是示出按时间带的发电成本的例子的图。
[0050]图10是示出特性数据存储部DB4中存储的特性数据D4的例子的图。
[0051]图11是示出PCS效率和负载率的关系的图。
[0052]图12是示出包括了 PCS和电池的负载率和效率的关系的图。
[0053]图13是示出变更了计划时的蓄电池I的充放电、SOC的变化的图。
[0054]图14是示出变更了计划时的蓄电池2的充放电、SOC的变化的图。
[0055]图15是示出变更了计划时的蓄电池3的充放电、SOC的变化的图。
[0056]图16是示出变更了计划时的蓄电池4的充放电、SOC的变化的图。
[0057]图17是示出将容量最大限有效利用的情况的蓄电池I的充放电、SOC的变化的图。
[0058]图18是示出将容量最大限有效利用的情况的蓄电池2的充放电、SOC的变化的图。
[0059]图19是示出将容量最大限有效利用的情况的蓄电池3的充放电、SOC的变化的图。
[0060]图20是示出将容量最大限有效利用的情况的蓄电池4的充放电、SOC的变化的图。
[0061]图21是示出对蓄电池管理装置4进行层次化而构成的事例的图。
[0062](符号说明)
[0063]B:母线；C:蓄电池运用指令；DB1:制约数据存储部；DB2:蓄电池模式设定存储部；DB3:要求模式数据存储部；DB4:按时间带的发电成本数据存储部；DB5:特性数据存储部；DB6:蓄电池调度计算结果存储部；E:经济负荷分配控制装置；F:中央供电指令站；G1:火力发电机；G2:水力发电机；G3:核能发电机；Pd:电力要求指令；T:变压器；L1:送电线；Ld:负载；3:蓄电池群运用指令装置；4:蓄电池管理装置；6:蓄电池装置；42:蓄电池模式设定部；4:数据接收部；45:蓄电池装置余力最大汇集量计算部；52:蓄电池装置调度计算部。

【具体实施方式】
[0064]以下，参照附图，详细说明实施例。
[0065]实施例1
[0066]图1是示出应用本发明的电力系统和其控制体系的概略的图。此处，电力系统由火力G1、水力G2、核能G3等发电机、母线B、变压器Tr、送电线Li等送变电机器、以及负载Ld等构成。电力系统还包括近年来增加的消费者或者系统侧的蓄电池装置6。在本发明中，着眼于该蓄电池装置6。
[0067]作为涉及的电力系统的运用，在电力公司中实施维持电力供求平衡的供求运用。供求控制是用于使发电量相对时刻变动的负载一致的控制，包括将十几分钟以上的长周期电力变动分量作为对象的经济负荷分配控制、和将几分钟至几十分钟的短周期电力变动分量作为对象的频率控制。
[0068]中央供电指令站F为了供求控制，制作经济负荷分配控制信号、和频率控制信号，对这些发电机G提供电力要求指令Pd。其中，在经济负荷分配控制功能中，考虑电力系统整体的发电费用，决定在系统中并联的火力、水力、核能等发电机，并且作为决定各发电站的最佳输出分配的所谓经济运用的对象，根据预定的I日期间的负载曲线(日负载曲线)进行计划运转。
[0069]在本发明中，实施除了既存的火力、水力、核能等发电机以外，蓄电池装置6也包含在经济负荷分配控制功能的控制对象中的电力供求运用。具体而言，在中央供电指令站F内的经济负荷分配控制装置E的功能的一部分中，追加设置了制作针对蓄电池装置6的蓄电池运用指令C的蓄电池群运用指令装置3。
[0070]在经济负荷分配控制装置E的内部，关于制作对发电机群、蓄电池装置群提供的电力要求指令Pd的手法，能够采用以往的各种想法。重点在于，在电力系统整体的经济负荷分配运用中还加入蓄电池装置6来决定针对蓄电池装置群的总电力要求指令。执行与火力、水力、核能一起还包括了蓄电池的经济负荷分配。
[0071]因此，需要对在电力系统各站中分布的蓄电池装置各自的运转状况进行掌握管理，在蓄电池管理装置4中，计算在执行经济负荷分配控制的将来的日期(例如明日)蓄电池装置群可供给的电力量。
[0072]蓄电池群运用指令装置3对蓄电池管理装置4询问明日的状况(蓄电池运用指令Cl)，确认蓄电池装置群可供给的电力量(应答信号Rl)，执行电力系统整体中的经济负荷分配，根据其结果，最终对蓄电池管理装置4指令蓄电池的运用控制(蓄电池运用指令C2)。
[0073]来自蓄电池群运用指令装置3的蓄电池运用指令C按照2个阶段进行。在第I阶段的明日的状况询问(蓄电池运用指令Cl)中，例如如图2所示，询问(联络)了在白天的12点至18点的期间从蓄电池装置供给规定电力。在图的例子中，该期间的每小时的电力量被设为恒定，但能够设为任意的电力量。另外，虽然未图示，但指示在例如早晨的4点至7点的期间进行充电。
[0074]另一方面，在本发明中，当观察成为控制的对象的蓄电池时，其是包括蓄电池的二次电池，以消费者负载的备份用、在微电网和电力系统的联系点中设置了的潮流控制用等目的准备设置了的蓄电池能够用于本发明。
[0075]但是，作为在本发明中可应用的蓄电池装置6，以下内容成为必须的要件:通过并用电力变换装置等，能够在与电力系统之间交换电力；能够测量电池的充放电量或者电池状态；以及具备通信装置而能够在与蓄电池管理装置4之间交换控制指令、蓄电池信息等。
[0076]在图1中，蓄电池管理装置4从中央供电指令站F内的蓄电池群运用指令装置3接受蓄电池运用指令C，对多个蓄电池装置6提供控制指令，并且从多个蓄电池装置6接收蓄电池信息等。
[0077]以下，关于蓄电池管理装置4，以该功能为中心而进行说明。首先，使用图3，说明计算蓄电池装置6的充放电余力的最大汇集量的最大汇集量计算功能。该功能确认以下内容:确保在预定了的时间带中对预定了的电力量进行放电而所需的蓄电池容量以上的蓄电池容量。
[0078]为了实现该功能，蓄电池管理装置4从蓄电池装置6得到蓄电池的充放电调度D1、蓄电池额定输出、蓄电池容量等制约数据D2、S0C以及输出P这样的测量信息D3。通过图3的数据接收部41接收来自蓄电池装置6的充放电调度D1、制约数据D2、测量信息D3，存储到制约数据存储部DBl中。
[0079]其中，蓄电池的充放电调度Dl是利用具有蓄电池装置6的消费者侧的运转计划的调度。例如，蓄电池装置6a基于在特定月份的特定日期为了检查停止、或者从几点到几点定期地执行放电运转(或者充电运转)这样的消费者侧的运转计划。在这些消费者侧的运转计划中，有可变更的计划和不可变更的计划。
[0080]在实施最大汇集量计算功能时，考虑消费者侧的这些调度。例如，进行如果预定停止则在最大汇集量计算中不考虑该蓄电池输出、或者如果预定放电运转则在计算中加入该放电量这样的考虑。或者，相反地，被调度了的放电运转的时间带不限于该时间带。因此，还存在是可变更的调度的情况。
[0081]图4示出制约数据存储部DBl中存储的数据中的制约数据D2的例子。在制约数据D2中，关于在本发明控制中可使用的电力系统的蓄电池6a、6b、6c、6d,将输出(kW)、容量(kWh), SOC (% )(充电状态:state of charge)等存储为数值。另外，关于S0C，作为初始值、最终值、下限值、上限值，细致地存储。
[0082]这些蓄电池的充放电调度Dl以及制约数据D2是在运用蓄电池装置6的基础上成为制约的数据(制约数据)，以下说明用这些数据决定的制约条件。作为制约条件，有(I)式至⑷式那样的来自电力量kWh的制约、和(5)式至(7)式那样的来自电力kW的制约，是在实际运转时应考虑的范围、区域。另外，测量信息D3是关于SOC以及输出P的测量值。
[0083]首先，关于电池状态SOC的平衡制约，在将消费者编号设为1、将时刻设为t时，从SOC的初始状态(SOC1)减去用电池输出Pit运转了时的状态变化量(Σ蓄电池充放电效率aiX电池输出PU)，通过(I)式，求出消费者编号为i的SOC的当前的状态(SOCit)。
[0084]SOC1-Σ a iXPit = SOCit...(I)
[0085]在该情况下，SOC的当前的状态(SOCit)需要成为图4中存储了的SOC的上下限值(上限值SO⑶1、下限值SOCLi)的范围内。在⑵式中示出SOC上下限制约。
[0086]SOCLi ( SOCit ( SOCU1...(2)
[0087]另外，关于SOC的当前的状态(SOCit)，在指定了的某个时间点t，需要设为用于担保SOC的SOC目标制约SOCEi。(3)式表示与目标制约的关系。另外，图5是将(3)式的关系表示为针对时间t (横轴)的SOC的值(纵轴)的图。该图意味着，初始状态SOC1JP之后的运转状态可以追溯怎样的变迁，而在指定了的某个时间点t，要求为用于担保SOC的SOC目标制约SOCEi。
[0088]SOCit = SOCE1...(3)
[0089]另外，在依照调度在某个期间对蓄电池进行放电运转的情况下，需要确保期间中的输出PU、并且将经过期间后的SOC保持为下限值SOCTi以上。(4)式表示该关系。另外，图6表示该关系。该关系是在某个时间点t确保相当于调度的SOC的SOC确保制约。
[0090]SOCit-Σ a iXPit 彡 SOCUi...(4)
[0091]上述(I)至(4)式是来自电力量kWh的制约。接下来，说明来自电力量kW的制约。
[0092](5)式表示蓄电池充放电的上下限制约。即，当前的充放电输出需要为指定了的上下限值(上限值PU1、下限值PLi)的范围内。
[0093]PLi ( Pit ( PUi…(5)
[0094]另外，(6)式示出依照调度对蓄电池进行放电运转的情况的蓄电池集分发调度上下限制约。
[0095]PsLi ( Pit ( PsUi…(6)
[0096]另外，(7)式示出依照调度对蓄电池进行放电运转的情况的蓄电池调度上下限制约。
[0097]PdLi ( Pit ( PdU1- (7)
[0098]另一方面，在蓄电池管理装置4内的蓄电池模式设定部42中，能够由运转人员将作为电力系统整体而蓄电池装置群应负担的电力量的计划设定为针对时间的大小的信号(模式信号)。该模式被存储于蓄电池模式设定存储部DB2中。该模式例如如图2那样被表示，为了在12点至18点的期间从蓄电池装置群送出规定的输出，而设定并存储。另外，在由运转人员实施的设定中，基本上手动输入在中央供电指令站F中决定了的蓄电池运用指令Cl，由于介有运转人员，能够对应于微调整、事情的急剧变化等。
[0099]在蓄电池装置余力最大汇集量计算部45中，为了实现蓄电池模式设定存储部DB2中存储了的电力模式下的利用蓄电池装置的电力供给，评价制约数据存储部DBl中存储了的数据，决定可否对作为蓄电池群的电力供给带来贡献、并且在可带来贡献时决定其大小如何。
[0100]在蓄电池装置余力最大汇集量计算部45中，例如按照接下来的步骤实施该判断。首先，关于蓄电池装置6a，确认其可否对电力供给带来贡献。例如，在检查了蓄电池的充放电调度Dl时，如果是该日期的12点至18点的期间预定运转停止，则必须去掉。另外，在蓄电池的充放电调度Dl中，还有预定了指定时间带以外的放电的情况，在该情况下，将该部分的放电余力去掉而进行计数。另外，即便工作，也有与制约条件(I)至(7)式相应的可能性。
[0101]如果不与制约条件对应，而在该期间能够全力进行电力供给，则将该输出计数为余力最大汇集量。在这些判断中，还有虽然全部期间的贡献无法实现，但如果短时间内则可能或者降下输出则可能这样的情形。或者，虽然在当前的状态下无法对电力供给带来贡献，但还能够在为了在电力供给预定时刻之前完成充电而对该蓄电池装置提供了充电指示之后，将该输出计数为余力最大汇集量。
[0102]在蓄电池装置余力最大汇集量计算部45中，针对所有蓄电池装置6，反复上述判断，累积可供给电力。这样，计算使各蓄电池的余力成为最大的最大汇集量。如后说明，能够从多个蓄电池装置6中，选择使效率、成本为最小的组合。
[0103]在图7的实施例中，将图3的实施例的蓄电池模式设定部42变更为数据接收部44。而且，通过数据接收部44接收来自中央供电指令站F内的蓄电池群运用指令装置3的蓄电池运用指令Cl，并将其存储到要求模式数据存储部DB3中。另外，蓄电池模式设定存储部DB2和要求模式数据存储部DB3存储了大致相同的内容，仅在从设定单元42提供该存储内容、或者链接到来自中央供电指令站F的指令而被提供该存储内容这一点上是不同的。图7的实施例中的其他动作与图3相同，所以省略此处的说明。
[0104]图8示出本发明的蓄电池管理装置4的调度计算功能的例子。在调度计算中，在蓄电池装置调度计算部52中，求出关于各蓄电池装置6的充放电的调度。该计算结果被存储到蓄电池调度计算结果存储部DB6中。
[0105]在蓄电池装置调度计算部52中执行调度决定时，作为基础的信息是通过余力最大汇集量计算部45求出的余力最大汇集量。在蓄电池装置调度计算部52中，在执行余力最大汇集量的调度时，进一步从外部得到某些的信息。
[0106]新的外部输入是按时间带的发电成本。从蓄电池群运用指令装置3经由数据接收部44输入发电成本的信息Cl，保管到按时间带的发电成本数据存储部DB4中。另外，也可以由运转人员直接输入该发电成本的信息Cl。
[0107]图9示出按时间带的发电成本的数据的一个例子。关于电力系统整体的每小时的发电成本，在电力需要变大的白天的午后(15点至17点)投入发电单价高的火力发电站，所以整体成本变高，在电力需要小的夜间，停止发电单价高的发电设备，发电单价低的核能发电站的比例变大，所以整体成本变低。其意味着，作为蓄电池装置6的运用，在白天的午后(15点至17点)进行放电时，有助于降低电力系统整体的发电成本。另外，意味着优选在发电成本低的夜间进行充电。
[0108]其他新的外部输入是蓄电池的奖励成本以及充放电效率的信息D4。从蓄电池装置6 一侧经由数据接收部41输入这些信息D4，保管在蓄电池装置特性数据存储部DB5中。
[0109]图10示出特性数据存储部DB5中存储的特性数据D4的例子。如该图所示，在此处存储每个蓄电池的充电、放电中的调度变更奖励成本、追加充放电奖励成本、或者效率等信息。
[0110]另外，作为蓄电池装置特性数据存储部DB5的蓄电池体系的特性信息，优选包括图11那样的PCS(power control system:功率控制系统)效率和负载率的关系、图12那样的包括PCS和电池的负载率和效率的关系等信息。图11的PCS效率呈现负载率越高效率越高的倾向，但在与电池组合了的情况下，如果负载率高则效率降低的电池特性变成支配性的，呈现山形的效率。因此，为了进行在最高效率附近处的运转，优选设为反映了各蓄电池特性的蓄电池的组合。
[0111]在蓄电池装置调度计算部52中，每当对通过蓄电池装置余力最大汇集量计算部45求出了的余力最大汇集量进行调度时，加入按时间带的发电成本数据存储部DB4中存储了的电力系统侧的成本的信息、和蓄电池装置特性数据存储部DB5中存储了的蓄电池侧的效率的信息，决定在指定了的时间内可工作的蓄电池装置、和工作时间带、输出等。
[0112]通过蓄电池装置调度计算部52求出的计算结果被存储到蓄电池调度计算结果存储部DB6中。将该存储数据(余力的汇集结果、进而此时的成本等)作为图1的应答信号R1，经由数据发送部48发送到中央供电指令站F内的蓄电池群运用指令装置3。
[0113]在蓄电池群运用指令装置3中，输入该内容而拿入到经济负荷分配计算中。在经济负荷分配计算中的蓄电池量的处置可以有好多种，但有对蓄电池最优先地分配，以火力、水力、核能分配剩余的电力量这样的想法。另外，易于对应于瞬时的负载变动，所以还会有在预定掌握了的时间带中集中地投入负载变动这样的想法。总之，蓄电池量被编入经济负荷分配中，作为其结果，决定最终的运用指令C2。
[0114]运用指令C2被送到蓄电池管理装置4，经由指令接收部49被送到蓄电池调度计算结果存储部DB6。此时的运用指令C2包括蓄电池装置6的组合模式的信息和有效利用量。作为其结果，将关于从在蓄电池装置调度计算部52中当初准备了的可工作的蓄电池装置6中依照运用指令C2选择了的蓄电池的蓄电池调度经由数据发送部54发送到消费者的蓄电池装置6，在规定的时间内进行规定的操作，从而对作为电力系统整体的经济负荷分配运用作出贡献。
[0115]此处，在将通过最大余力汇集量计算求出的在蓄电池调度计算结果存储部DB6中存储了的利用蓄电池群的电力分配计划作为初始计划时，利用接受到经济负荷分配的研究结果的运用指令C2的电力分配计划应被称为最终计划。关于初始计划和最终计划，有时是相同的内容有时变更。
[0116]在图8所示的本发明的实施例中，如以上那样构成，对利用蓄电池装置的电力系统的运用改善作出贡献。另外，考虑通过蓄电池管理装置4、中央供电指令站F内的蓄电池群运用指令装置3、以及运转人员的作业、功能分担，成为几个装置结构、或者运用手法。
[0117]例如，蓄电池群运用指令装置3最初执行经济负荷分配计算，将此处决定的时间带和电力量指定为蓄电池运用指令Cl，蓄电池管理装置4能够决定出满足该要求的蓄电池装置的组合。在该情况下，不执行应答信号R1、第二运用指令C2的处理。
[0118]或者，能够成为在蓄电池群运用指令装置3中，作为蓄电池运用指令Cl仅指定时间带，蓄电池管理装置4计算在该时间带中可工作的蓄电池装置和全部电力量，蓄电池群运用指令装置3或者运转人员从其中决定出满足要求的蓄电池装置的组合的运用。
[0119]在这样构成装置的情况或者分担功能的情况等下，能够采用几个变形结构，但作为本发明的要旨是在电力系统的经济负荷分配的整体运用中编入蓄电池装置。当然也可以在经济负荷分配中编入蓄电池装置基础之上，在不脱离本发明的要旨的范围内实现大量变更。
[0120]接下来，关于修正初始计划来求出最终计划时的运用模式，说明用4台对蓄电池装置进行了仿真时的情形。另外，初始计划是指，针对消费者的蓄电池装置6的空闲容量，计算最大限有效利用时的最大输出，作为蓄电池计划。在该初始计划的计算中，反映了图4的蓄电池的输出、容量、SOC等制约条件、图10的奖励成本信息、图9的每小时的发电成本，成为各蓄电池的放电输出最大化、成本最小化。
[0121]此处，在初始计算出的计划中有变更的情况下，能够进行再计算来求出满足制约条件的最佳解。另外，能够在蓄电池群运用指令装置3和蓄电池管理装置4中的任意一个中执行再计算。在该情况下，计算所需的信息被适宜通融。
[0122]图13至图16分别是蓄电池6a、蓄电池6b、蓄电池6c、蓄电池6d的图形，在这些图形中，在横轴显示了 I日的时间，在纵轴显示了充放电(kW)、和SOC(kWh)。用扣白的条形图表示充放电的初始计划，用黑的条形图表示最终计划。另外，用白圈的弯曲线图形表示SOC的初始计划，用黑四方形的弯曲线图形表示最终计划。关于条形图，交替显示了白和黑的部分意味着，初始计划和最终计划相同(无变更)。另外，关于弯曲线图形，在圈的部分仅有黑的标记而无白圈的情况下，意味着初始计划和最终计划相同(无变更)。
[0123]图13至图16的4个蓄电池装置都在早晨的时间带中进行充电，从白天到傍晚实施放电。然后，在白色显示的初始计划中，通过图13至图16的4个蓄电池装置的合计，确保期望的模式的放电量。
[0124]在最终计划中，以在15点成为40kW的输出的方式，变更设定来自中央供电指令站F的蓄电池运用指令C2。在该情况下，使目的函数成为成本最小化而进行再计算。最终，可知特别在蓄电池6b和蓄电池6d的放电模式中出现大幅变更，在13点至15点的最大指定时刻集中，偏离初始计划。如以上那样，可知即使从初始计划变更，也能够在保持满足成本最小的制约条件的状态下进行变更。
[0125]进而，在根据图13至图15的条件计算出输出最大值之后，设定输出，考虑成为成本最小化的蓄电池的计划中的、输出最大的情形。图17至图20是示出初始计划和最终计划的蓄电池6a至蓄电池6d的充放电模式的图。关于蓄电池6a和蓄电池6b,可知奖励成本廉价，所以调度的变更大，并且模式指定时刻以外的放电量降低。关于蓄电池6c和蓄电池6d，可知奖励成本高，所以调度不变化。如以上那样，可知即使从初始计划变更，也能够在保持满足了制约条件的状态下容易地进行变更。
[0126]另外，在图1中构成蓄电池管理装置4时，在电力系统的蓄电池装置的数量多的情况、在为了分散负载而分割后易于管理的情况下，能够如图21那样使蓄电池管理装置4层次化而构成。例如，在4a的部分中配置计算部、存储部，将4b、4c地域性地分散，而以数据接收部、数据发送部为中心配置。或者，也可以不设置4a，而将多个图8装置4b、4c地域性地分散配置。关于实施例进行了上述记载，但本发明不限于此，对于本领域技术人员可知能够在本发明的精神和所附的权利要求的范围内进行各种变更以及修正。
【权利要求】
1.一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，其特征在于， 求出利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量，实施包括利用该蓄电池的电力量的电力系统的经济负荷分配计算，关于决定了的所述蓄电池，在所述预定日期的预定时间带执行利用所述蓄电池的电力供给。
2.根据权利要求1所述的电力系统的运用方法，其特征在于， 在求利用能够在所述预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑各个蓄电池装置的消费者的运转计划。
3.根据权利要求1所述的电力系统的运用方法，其特征在于， 在求利用能够在所述预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑来自各个蓄电池装置的输出(kw)和容量(kWh)的制约条件。
4.根据权利要求1所述的电力系统的运用方法，其特征在于， 在求利用能够在所述预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑各个蓄电池装置的效率。
5.根据权利要求1所述的电力系统的运用方法，其特征在于， 在求利用能够在所述预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑电力系统中的按时间带的成本。
6.根据权利要求1所述的电力系统的运用方法，其特征在于， 在求利用能够在所述预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，以能够在预定时间带中使用蓄电池的方式，事先变更蓄电池的运用状况。
7.一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，其特征在于， 指定预定日期的预定时间带， 求出利用能够在该时间带进行电力供给的所述蓄电池的最大电力量， 实施包括利用该蓄电池的最大电力量的电力系统的经济负荷分配计算， 决定在根据经济负荷分配计算的结果被决定出的条件下能够通过所述蓄电池供给的电力量， 关于所述再次决定的电力量的蓄电池，在预定时间带执行利用所述蓄电池的电力供5口 O
8.一种电力系统的运用方法，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，其特征在于， 实施包括利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量的电力系统的经济负荷分配计算，在所述预定日期的预定时间带执行利用所述蓄电池的电力供给。
9.一种电力系统的运用装置，该电力系统具备多个蓄电池装置和多个发电机，其特征在于，具备: 指定预定日期的预定时间带的单元； 电力量计算单元，求出利用能够在该时间带进行电力供给的所述蓄电池的最大电力量; 经济负荷分配计算单元，实施包括利用该蓄电池的最大电力量的电力系统的经济负荷分配计算； 电力量决定单元，决定在根据经济负荷分配计算的结果被决定出的条件下能够通过所述蓄电池供给的电力量；以及 蓄电池控制单元，关于所述再次决定的电力量的蓄电池，在预定时间带执行利用所述蓄电池的电力供给。
10.根据权利要求9所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 所述电力量计算单元具备输入各个蓄电池装置的消费者的运转计划的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑所述运转计划。
11.根据权利要求9所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 所述电力量计算单元具备输入关于各个蓄电池装置的输出(kW)和容量(kWh)的制约数据的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑来自所述输出(kW)和容量(kWh)的制约条件。
12.根据权利要求9所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 所述电力量计算单元具备输入各个蓄电池装置的效率的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑各个蓄电池装置的效率。
13.根据权利要求9所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 所述电力量计算单元具备输入电力系统中的按时间带的成本的单元，在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，考虑电力系统中的按时间带的成本。
14.根据权利要求9所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 所述电力量计算单元具备在求利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的电力量时，以能够在预定时间带使用蓄电池的方式，事先提供变更蓄电池的运用状况的控制指令的控制单元。
15.一种电力系统的运用装置，通过来自中央供电指令装置的指令运用具备多个蓄电池装置和多个发电机的电力系统，该电力系统的运用装置的特征在于，具备: 设置于中央供电指令装置中，指定预定日期的预定时间带的单元； 电力量计算单元，设置于蓄电池管理装置中，求出利用能够在该时间带进行电力供给的所述蓄电池的最大电力量； 经济负荷分配计算单元，设置于中央供电指令装置中，实施包括利用该蓄电池的最大电力量的电力系统的经济负荷分配计算； 电力量决定单元，决定在根据经济负荷分配计算的结果被决定出的条件下能够通过所述蓄电池供给的电力量； 指示单元，设置于蓄电池管理装置中，针对所述再次决定的电力量的蓄电池，指示在预定时间带利用所述蓄电池的电力供给；以及 蓄电池装置，设置于电力系统各处，具有充放电控制功能和通信功能，向所述蓄电池管理装置发送蓄电池信息，并且依照来自所述蓄电池管理装置的电力供给指示执行充放电控制。
16.根据权利要求15所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 作为向所述蓄电池管理装置发送的蓄电池信息，包括该蓄电池装置的运转计划、该蓄电池装置的制约数据、蓄电池装置的效率。
17.根据权利要求15所述的电力系统的运用装置，其特征在于， 所述蓄电池管理装置从中央供电指令装置得到电力系统中的按时间带的成本。
18.—种蓄电池管理装置，与蓄电池装置和中央供电指令装置连接，其特征在于， 该蓄电池装置设置于电力系统各处且具有充放电控制功能和通信功能，该中央供电指令装置执行加入了该蓄电池装置供给的电力量的经济负荷分配计算而向电力系统的多个发电机提供输出指令， 蓄电池管理装置具备: 电力量计算单元，求出从所述中央供电指令装置指定了的利用能够在预定日期的预定时间带进行电力供给的所述蓄电池的最大电力量；以及 发送单元，将根据中央供电指令装置中的经济负荷分配计算的结果被决定出的能够通过所述蓄电池装置供给的电力量发送到所述蓄电池装置。
【文档编号】H02J3/38GK104170201SQ201380008552
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年2月13日 优先权日:2012年2月16日
【发明者】木村泰崇, 鹤贝满男, 藤川歳幸, 高见表吾, 中村朋之, 矶谷泰知 申请人:株式会社日立制作所, 株式会社东芝