提供多服务的蓄电池的充放电控制装置及方法与流程

文档序号:17691882发布日期:2019-05-17 21:07阅读:199来源:国知局
提供多服务的蓄电池的充放电控制装置及方法与流程

本发明是关于一种充放电控制装置及方法。具体而言,本发明是关于一种用于蓄电池储能设备(batteryenergystoragesystem;bess)的充放电控制装置及方法。



背景技术:

电力公司对用户所收取的电费一般包含二种类别,分别为电能费用(energycharge)及需求费用(demandcharge)。电能费用为用户于一段期间(例如:一个月帐单期间)内所使用的总电量所衍生的费用,其计价单位为“千瓦·小时(kwh)”,又称为“度”。关于电能费用,电力公司通常会实施时间电价制度(亦即,针对不同时间区间设定不同电价费率),借此引导用户降低尖峰时间区间的用电量。另外,需求费用则是电力公司根据用户于一段期间(例如:一个月帐单期间)内的最大需求(maximumdemand)所收取的费用,其计价单位为“千瓦(kw)”。关于需求的计算方式,每家电力公司各有些微不同,一般是计算一段时间区间(例如:15分钟,或更长,或更短)内的平均用电功率。电力公司依事先与用户签订的契约容量(contractedcapacity)收取固定的需求费用,如果用户实际用电的最大需求超过该契约容量时,会再额外收取超约金额。借由签订契约容量及收取需求费用,电力公司可较容易掌控整体电力系统的尖峰负载量。

尽管电力公司可通过向用户收取电能费用及需求费用来掌控电力系统整体的供电情况及负载量,但电力公司在某些时候仍会处于供电接近饱和的状态。为解决前述困境,许多电力公司采取需求响应(demandresponse)机制。概要而言,若电力公司预测某一日的某一时间区间为用电高峰时间区间,则以该日作为调度日,且以该日的该时间区间作为调度时间区间。调度时间区间的长度是由电力公司决定,且调度时间区间的长度不小于一最小降载时间区间(例如:2小时)。电力公司会要求用户于调度日的调度时间区间降低其最大用电功率值。电力公司会根据用户过去数日在同一时间区间的最大用电功率值计算一比对基准值。若用户于调度日的调度时间区的最大用电功率值低于该比对基准值,则该比对基准值减去用户于调度日的调度时间区间的最大用电功率值为用户于调度日的调度时间区间的需求响应降载量(亦即,所降低的最大用电功率值)。之后,电力公司以需求响应降载量计算用户所能得到的回馈金。

目前已有一些用户采用蓄电池来降低其对于电力公司供电系统的依赖,此举亦能降低电力公司供电系统的负担。目前蓄电池的应用方式大都只提供单一服务(例如:只用以进行尖离峰负载移转、只用以削减尖峰负载(peakloadshaving)、只用以进行需求响应降载),其原因在于蓄电池的充放电容量有限,不同服务的需求不同,且电力公司供电系统的供电情况与用户的用电情况瞬息万变。在单一服务的应用方式中,蓄电池于一日之中的许多时刻为闲置的。

具体而言,若一蓄电池只用以进行尖离峰负载移转(亦即,于电价费率较低的离峰电价期间让蓄电池充电,再于电价费率较高的尖峰电价期间让蓄电池放电),则蓄电池在尖峰电价期间放电完之后即不再运作。若一蓄电池只用以削减尖峰负载(亦即,蓄电池会在用户的用电功率值超过契约容量时放电),则由于用户的用电功率值超过契约容量的时间区间通常相当短暂,故蓄电池在一日之中仅会短暂地运作。此外,若一蓄电池只用以进行需求响应降载(亦即,蓄电池在调度日的调度时间区间放电),则蓄电池在调度日的非调度时间区间及平常日皆不运作。

由于目前的蓄电池只用以提供单一服务,故蓄电池于一日之中的许多时刻为闲置的。由于目前的蓄电池无法充分地被利用,故无法让用户解决各种用电问题以获取更大的效益(亦即,无法通盘考量如何降低电能费用、降低需求费用、获得需求响应降载量的回馈),且无法大幅度地减轻电力公司供电系统于用电高峰时间区间的负担。

有鉴于此,本领域仍亟需一种能使蓄电池提供多服务的充放电控制技术,借此协助用户进行尖离峰负载移转、削减尖峰负载以及配合需求响应机制适当且适时地降载及增载以获取更大的效益,且降低电力公司供电系统的整体尖峰负载。



技术实现要素:

本发明的一目的在于提供一种充放电控制装置。该充放电控制装置包含一接口及一处理单元,其中该接口电性连接至一电力回路及该处理单元。该处理单元根据一削峰门槛值及该电力回路于一调整时间区间的一负载预测曲线决定一蓄电池的多个放电时间区间及各该放电时间区间的一放电功率值,且根据一用户基准值及该负载预测曲线决定该蓄电池的多个充电时间区间及各该充电时间区间的一充电功率值。该削峰门槛值介于一契约容量及该负载预测曲线的一峰值之间,且该峰值与该削峰门槛值的一差值不大于该蓄电池的一最大放电功率。该用户基准值介于该契约容量及该负载预测曲线的一谷值之间,且该用户基准值与该谷值的一差值不大于该蓄电池的一最大充电功率。

本发明的另一目的在于提供一种充放电控制方法,其是适用于一电子计算装置。该电子计算装置适可控制一蓄电池且连接至一电力回路。该充放电控制方法包含下列步骤:(a)根据一削峰门槛值及该电力回路于一调整时间区间的一负载预测曲线决定一蓄电池的多个放电时间区间及各该放电时间区间的一放电功率值,其中该削峰门槛值介于一契约容量及该负载预测曲线的一峰值之间,且该峰值与该削峰门槛值的一差值不大于该蓄电池的一最大放电功率,以及(b)根据一用户基准值及该负载预测曲线决定该蓄电池的多个充电时间区间及各该充电时间区间的一充电功率值,其中该用户基准值介于该契约容量及该负载预测曲线的一谷值之间,且该用户基准值与该谷值的一差值不大于该蓄电池的一最大充电功率。

本发明所提供的充放电控制技术(至少包含装置及方法)于一平常日会参考一削峰门槛值来安排蓄电池于一调整时间区间放电以降低该调整时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。本发明所提供的充放电控制技术于一平常日亦会参考一用户基准值来安排蓄电池于该调整时间区间充电以提高该调整时间区间实际的用电功率值,借此提高未来在调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。由于本发明所提供的充放电控制技术于一平常日采用削峰门槛值及用户基准值二者来控制蓄电池于调整时间区间的充放电,因此还能达到尖离峰负载移转(亦即,使蓄电池于尖峰用电期间放电,且于离峰用电期间充电)的效果,连带地减少用户的电能费用。此外,本发明所提供的充放电控制技术于一平常日还可进一步地采用一余电释放机制以强化前述的各种效果。由此可知,本发明所提供的充放电控制技术能使蓄电池于一平常日提供多项服务(亦即,进行尖离峰负载移转、削减尖峰负载),让用户获取更大的效益(亦即,降低电能费用、降低需求费用),且能减轻电力公司供电系统于用电高峰时间区间的负担。

本发明所提供的充放电控制技术(至少包含装置及方法)于一调度日会参考另一削峰门槛值来安排蓄电池于一调整时间区间放电以降低该调整时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。本发明所提供的充放电控制技术于一调度日还会采用一余电释放机制,安排蓄电池于一调度时间区间释放余电,借此获得电力公司所提供的需求响应降载量的回馈。本发明所提供的充放电控制技术于一调度日还可参考另一用户基准值来安排蓄电池于该调整时间区间充电以提高该调整时间区间实际的用电功率值,借此提高未来其他调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。由此可知,本发明所提供的充放电控制技术使蓄电池于一调度日所释放的电力能够充分地发挥各种效益(例如:蓄电池释放电力的时间同时为最高尖峰负载及电力公司所指定的调度时间区间)。通过前述运作,本发明所提供的充放电控制技术能使蓄电池于一调度日提供多项服务(亦即,进行尖离峰负载移转、削减尖峰负载、进行需求响应降载量),让用户获取更大的效益(亦即,降低电能费用、降低需求费用以及获取需求响应降载的回馈),且大幅度地减轻电力公司供电系统于用电高峰时间区间的负担。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明,其中:

图1a是描绘第一实施方式的用电系统1的架构示意图;

图1b是描绘充放电控制装置11于一平常日管理蓄电池15的充放电的一具体范例;

图1c是描绘以锯齿状安排充电时间区间的一具体范例;

图1d是描绘于一具体范例中所决定的多个预设削峰门槛值及多个预设用户基准值;

图1e是描绘充放电控制装置11针对第一候选组合所进行的评估;

图1f是描绘充放电控制装置11针对第二候选组合所进行的评估;

图1g是描绘充放电控制装置11针对第三候选组合所进行的评估;

图1h是描绘充放电控制装置11针对第四候选组合所进行的评估;

图1i是描绘以一快速搜寻法评估多个候选组合的一具体范例;

图1j是描绘充放电控制装置11于一平常日所执行的一余电释放机制的一具体范例;

图1k是描绘充放电控制装置11于一调度日的运作方式的一具体范例;

图2a是描绘第二实施方式的充放电控制方法的流程图;

图2b是描绘充放电控制方法决定该第一削峰门槛值及该第一用户基准值的流程图;

图2c及图2d是描绘充放电控制方法可采用的快速搜寻法的流程图;

图2e是描绘充放电控制方法于一平常日可采用的余电释放机制的流程图;以及

图2f是描绘充放电控制方法于一调度日可采用的另一余电释放机制的流程图。

图中元件标号说明如下:

1:用电系统

11:充放电控制装置

13:电力回路

15:蓄电池

17:供电系统

19a、……、19b:电器设备

111、113:接口

115:处理单元

l1:负载预测曲线

cc:契约容量

t1:调整时间区间

pmax:峰值

pks:削峰门槛值

t1、t2、t3、t4:放电时间区间

p1、p2、p3、p4:放电功率值

pmin:谷值

cbl:用户基准值

t5、t6、t7、t8、t9、t10:充电时间区间

p5、p6、p7、p8、p9、p10:充电功率值

tc1、tc2、tc3、tc4、tc5:充电时间区间

pc1、pc2、pc3、pc4、pc5:充电功率值

l2:负载预测曲线

t2:调整时间区间

pks0、pks1、pks2、pks3、pks4:预设削峰门槛值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4:预设用户基准值t0、t11、t12、t13、t14:时间点

c11、c12、c13、c14:时间区间

s1、s2、s3:合格组合

l2’:调整后负载预测曲线

tr:余电释放时间区间

tr1、tr2:子余电释放时间区间

pr1、pr2:余电释放功率值

l3:负载预测曲线

t3:调整时间区间

pksd:削峰门槛值

cbld:用户基准值

t31、t32:放电时间区间

p31、p32:放电功率值

t33、t34、t36:充电时间区间

t35:时间区间

p33、p34、p36:充电功率值

tdr:余电释放时间区间

tdr1、tdr2:子余电释放时间区间

pdr1、pdr2:余电放电功率值

px:功率值

s201~s207:步骤

s211~s227:步骤

s231~s255:步骤

s261~s267:步骤

s271~s283:步骤

具体实施方式

以下将通过实施方式来解释本发明所提供的充放电控制装置及方法。然而,这些实施方式并非用以限制本发明需在如这些实施方式所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此,关于实施方式的说明仅为阐释本发明的目的,而非用以限制本发明的范围。应理解,在以下实施方式及图式中,与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示,且各元件的尺寸以及元件间的尺寸比例仅为例示而已,而非用以限制本发明的范围。

本发明的第一实施方式为一用电系统1,其架构的示意图是描绘于图1a。用电系统1包含一充放电控制装置11、一电力回路13、一蓄电池(storagebattery)15、一电力公司的一供电系统17及多个电器设备19a、……、19b。蓄电池15可为各种能储存电能且能进行充放电的设备。蓄电池15及供电系统17皆连接至电力回路13,且二者皆可提供电力至电力回路13,其中蓄电池15是依据充放电控制装置11所决定的放电时间区间及放电功率值将电力释放至电力回路13(容后详述)。电器设备19a、……、19b可连接至电力回路13以取得用电。需说明者,本实施方式未限制连接至电力回路13的电器设备的数目。此外,于不同时间点,连接至电力回路13的电器设备的数目可不相同。尽管图1a描绘电器设备19a、……、19b连接至电力回路13,但其仅用以作为某一时刻的运作态样的范例而已。另外,蓄电池15连接至供电系统17,且是依据充放电控制装置11所决定的充电时间区间及充电功率值让供电系统17对其充电(容后详述)。

本实施方式的运作核心为充放电控制装置11。充放电控制装置11包含二个接口111、113及一处理单元115,其中处理单元115电性连接至接口111、113,且接口111、113分别电性连接至电力回路13及蓄电池15。充放电控制系统11可为各种具有电子计算能力的设备(例如:各类电脑、服务器)。处理单元115可为中央处理单元(centralprocessingunit;cpu)、微处理器或本发明所属技术领域中普通技术人员所能想到的其他计算元件。接口111可为任何能自电力回路13接收信息的接口(例如:从电力回路13上的用电量测装置(未绘示)接收用电相关负载参数信息的接口),而接口113则可为任何能与蓄电池15交换信息的接口。需说明者,于某些实施方式中,充放电控制装置11可不包含接口113。于这些实施方式中,蓄电池15并非由充放电控制装置11直接控制充放电的执行,但蓄电池15仍是基于充放电控制装置11所决定的充电时间区间及充电功率值充电(例如:由用户直接于蓄电池15输入充放电控制装置11所计算出的数据),且仍是基于充放电控制装置11所决定的放电时间区间及放电功率值放电(例如:由用户直接于蓄电池15输入充放电控制装置11所计算出的数据)。

于本实施方式中,充放电控制装置11将供电日区分为二类,其一为调度日,其二为平常日。若电力公司预测某一日的某一时间区间为用电高峰时间区间,且希望用户于该时间区间降低用电功率值(例如:需求响应降载),则该日为调度日,且该日的该时间区间为调度时间区间。需说明者,调度时间区间的长度是由电力公司决定,且调度时间区间的长度不小于一最小降载时间区间(例如:2小时)。另外,非调度日的日即为平常日。于调度日,电力公司会依据用户过去数个平常日于同一时间区间(亦即,对应至调度时间区间的时间区间)的最大用电功率值计算出一比对基准值(例如:计算这些最大用电功率值的平均值),以该比对基准值减去调度时间区间的用电功率值作为所降低的功率值(亦即,需求响应降载),再依据需求响应降载回馈用户(例如:给予用户回馈金)。用户于调度日的调度时间区间的需求响应降载越多,将会获得越多的回馈。

于本实施方式中,充放电控制装置11针对每一供电日(包含平常日及调度日)设定相同的一调整时间区间。调整时间区间的范围涵盖了电力公司在任一调度日所可能决定的调度时间区间。举例而言,电力公司所决定的调度时间区间通常为预计会发生用电高峰的时间区间,因此充放电控制装置11可依据电力公司的历史供电资料,选取电力公司供电高峰的时间区间的集合作为调整时间区间(例如:上午10点至下午5点)。

以下将先说明充放电控制装置11于平常日所进行的运作,再说明充放电控制装置11于调度日所进行的运作。

于一平常日,充放电控制装置11的处理单元115会根据电力回路13于该平常日的一负载预测曲线,决定蓄电池15于该平常日的调整时间区间中的哪些时间区间充放电。关于负载预测曲线,本发明所属技术领域中具有通常知识者皆应知晓其是包含了多个时间区间所分别对应的预测用电功率值。针对平常日的调整时间区间,若某一时间区间的预测用电功率值偏高(亦即,高于一削峰门槛值,容后详述),处理单元115会安排蓄电池15于该时间区间放电以降低该时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。另外,针对平常日的调整时间区间,若某一时间区间的预测用电功率值偏低(亦即,低于一用户基准值,容后详述),处理单元115会安排蓄电池15于该时间区间充电以提高该时间区间实际的用电功率值,借此提高未来在调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。由于充放电控制装置11于平常日同时采用了削峰门槛值及用户基准值来控制蓄电池15于调整时间区间的充放电,因此还能达到尖离峰负载移转的效果,因而减少用户的电能费用。

为便于理解,以下将以图1b为例,详述充放电控制装置11如何于一平常日的调整时间区间t1管理蓄电池15的充放电。充放电控制装置11的处理单元115会在该平常日到来之前计算出电力回路13于该平常日的一负载预测曲线l1(例如:根据电力回路13的历史用电记录来计算)。需说明者,处理单元115如何计算出电力回路13的负载预测曲线l1并非本发明的重点,故不赘言。

于本实施方式中,处理单元115会在一契约容量cc(由电力回路13的用户与电力公司所签订)及电力回路13于调整时间区间t1的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l1对应至调整时间区间t1的部分)的一峰值pmax之间决定一削峰门槛值pks,其中峰值pmax与削峰门槛值pks的一差值不大于蓄电池15的一最大放电功率。处理单元115会根据削峰门槛值pks及电力回路13于调整时间区间t1的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l1对应至调整时间区间t1的部分)决定蓄电池15的多个放电时间区间t1、t2、t3、t4以及放电时间区间t1、t2、t3、t4所分别对应的放电功率值p1、p2、p3、p4。需说明者,一放电时间区间所对应的放电功率值为该放电时间区间所对应的预测用电功率值减去削峰门槛值pks。

换言之,处理单元115判断出负载预测曲线l1所记录的对应至放电时间区间t1、t2、t3、t4的这些预测用电功率值高于削峰门槛值pks(亦即,这些预测用电功率值偏高),因此处理单元115会安排蓄电池15在放电时间区间t1、t2、t3、t4分别以放电功率值p1、p2、p3、p4放电,借此降低电力回路13于放电时间区间t1、t2、t3、t4对供电系统17实际的用电功率值,俾减少用户所需支出的需求费用。

另外,处理单元115会在契约容量cc及电力回路13于调整时间区间t1的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l1对应至调整时间区间t1的部分)的一谷值pmin之间决定一用户基准值cbl,其中用户基准值cbl与谷值pmin的一差值不大于蓄电池15的一最大充电功率。处理单元115会根据用户基准值cbl及电力回路13于调整时间区间t1的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l1对应至调整时间区间t1的部分)决定蓄电池15的多个充电时间区间t5、t6、t7、t8、t9、t10以及充电时间区间t5、t6、t7、t8、t9、t10所分别对应的充电功率值p5、p6、p7、p8、p9、p10。需说明者,一充电时间区间所对应的充电功率值为用户基准值cbl减去该充电时间区间所对应的预测用电功率值。

换言之,处理单元115判断出负载预测曲线l1所记录的对应至充电时间区间t5、t6、t7、t8、t9、t10的预测用电功率值低于用户基准值cbl(亦即,这些预测用电功率值偏低),因此处理单元115会安排蓄电池15在充电时间区间t5、t6、t7、t8、t9、t10分别以充电功率值p5、p6、p7、p8、p9、p10充电,借此提高电力回路13于充电时间区间t5、t6、t7、t8、t9、t10对供电系统17实际的用电功率值,俾提高未来在调度日所计算出的比对基准值。

于本实施方式中,处理单元115于该平常日会周期性地(例如:每15分钟,或更长,或更短)计算电力回路13于该平常日的剩余时间的一负载预测曲线(例如:在充电时间区间t5结束前计算出电力回路13在充电时间区间t5结束后的剩余时间的一负载预测曲线),再根据此新计算出来的负载预测曲线,重新调整蓄电池15于调整时间区间t1的剩余时间区间的充电时间区间、充电功率值、放电时间区间及放电功率值。依据前述说明,本发明所属技术领域普通技术人员应能理解处理单元115如何周期性地进行这些运作,故不赘言。需说明者,于某些实施方式中,处理单元115可只为该平常日计算一次负载预测曲线,且只计算一次充电时间区间、充电功率值、放电时间区间及放电功率值。换言之,于这些实施方式中,处理单元115不会周期性地调整一平常日的一调整时间区间的充电时间区间、充电功率值、放电时间区间及放电功率值。

于某些实施方式中,处理单元115可采用锯齿状的方式安排该平常日的调整时间区间t1的充电时间区间。采用锯齿状的安排方式是考量到电力公司是根据用户过去数个平常日于同一时间区间(亦即,对应至调度时间区间的时间区间)的最大用电功率值来计算调度日的比对基准值,且调度时间区间不会小于最小降载时间区间(例如:2小时)。基于前述考量,处理单元115可在调整时间区间t1内定义多个预设充电时间区间,各预设充电时间区间的长度为最小需求计算单元(例如:15分钟),这些预设充电时间区间与多个未充电时间区间交错(亦即,预设充电时间区间不相邻),且每一预设充电时间区间与下一预设充电时间区间之间隔小于最小降载时间区间(亦即,在任何可能的最小降载时间区间会有一个预设充电时间区间),如图1c所示。

于这些实施方式中,处理单元115判断这些预设充电时间区间所对应的这些预测用电功率值是否小于用户基准值cbl。若一预设充电时间区间所对应的预测用电功率值小于用户基准值cbl,处理单元115会将该预设充电时间区间作为一充电时间区间。于图1c所示的具体范例中,处理单元115从这些预设充电时间区间中决定出充电时间区间tc1、tc2、tc3、tc4、tc5,且决定充电时间区间tc1、tc2、tc3、tc4、tc5所分别对应的充电功率值pc1、pc2、pc3、pc4、pc5。

当处理单元115采用锯齿状的方式安排该平常日的调整时间区间t1的充电时间区间时,能达成以较小的成本来提高电力回路13于充电时间区间对供电系统17实际的用电功率值,俾提高未来在调度日所计算出的比对基准值。

于某些实施方式中,处理单元115会从多个预设削峰门槛值决定削峰门槛值pks,且从多个预设用户基准值决定用户基准值cbl。为便于理解,以下将以图1d所示的平常日的负载预测曲线l2及调整时间区间t2为例详述具体作法,但该具体范例并非用以限制本发明的范围。

于这些实施方式中,处理单元115于契约容量cc及电力回路13于调整时间区间t2的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l2对应至调整时间区间t2的部分)的峰值pmax之间决定多个预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4,其中峰值pmax与预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4中的每一个的一差值不大于蓄电池15的最大放电功率。此外,处理单元115于契约容量cc及电力回路13于调整时间区间t2的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l2对应至调整时间区间t2的部分)的谷值pmin之间决定多个预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4,其中预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4中的每一个与谷值pmin的一差值不大于蓄电池15的最大充电功率。

接着,处理单元115决定多个候选组合,其中各该候选组合包含一候选削峰门槛值及一候选用户基准值。各该候选组合所包含的该候选削峰门槛值为预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4其中之一,且各该候选组合所包含的该候选用户基准值为预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4其中之一。于图1d所示的具体范例,由于有五个预设削峰门槛值及五个预设用户基准值,因此处理单元115所能决定的候选组合最多有25个。需说明者,本发明并未限制处理单元115所定的候选组合的数目。

处理单元115对各候选组合执行以下运作:(a)根据负载预测曲线l2、该候选组合的该候选削峰门槛值及该候选组合的该候选用户基准值,决定蓄电池15的多个候选放电时间区间、各该候选放电时间区间的一候选放电功率值,蓄电池15的多个候选充电时间区间以及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值,以及(b)根据蓄电池15的一预计初始蓄电量、这些候选放电功率值及这些候选充电功率值,计算蓄电池15于多个时间点个别的一预计蓄电量。进一步言,处理单元115对各候选组合执行上述运作(a)时,可根据负载预测曲线l2及该候选组合的该候选削峰门槛值,决定蓄电池15的多个候选放电时间区间及各该候选放电时间区间的一候选放电功率值,且可根据负载预测曲线l2及该候选组合的该候选用户基准值,决定蓄电池15的多个候选充电时间区间及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值。

为便于理解,兹假设处理单元115决定了四个候选组合,其中第一候选组合包含预设削峰门槛值pks0及预设用户基准值cbl0,第二候选组合包含预设削峰门槛值pks1及预设用户基准值cbl1,第三候选组合包含预设削峰门槛值pks1及预设用户基准值cbl2,且第四候选组合包含预设削峰门槛值pks2及预设用户基准值cbl3。接着,处理单元115会针对第一、第二、第三及第四候选组合个别地执行前述运作(a)及运作(b)。

请参图1e,其是描绘处理单元115针对第一候选组合执行前述运作(a)及运作(b)的示意图。处理单元115根据负载预测曲线l2、第一候选组合所包含的预设削峰门槛值pks0及预设用户基准值cbl0,决定蓄电池15的多个候选放电时间区间、各该候选放电时间区间的一候选放电功率值,蓄电池15的多个候选充电时间区间以及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值。更具体而言,处理单元115是根据负载预测曲线l2及预设削峰门槛值pks0,决定蓄电池15的这些候选放电时间区间及各该候选放电时间区间的该候选放电功率值。如图1e所示,处理单元115所决定的5个候选放电时间区间包含于时间区间c11,且所决定的另7个候选放电时间区间包含于时间区间c13。此外,处理单元115是根据负载预测曲线l2及预设用户基准值cbl0,决定蓄电池15的这些候选充电时间区间以及各该候选充电时间区间的该候选充电功率值。如图1e所示,处理单元115所决定的5个候选充电时间区间包含于时间区间c12,且所决定的另4个候选充电时间区间包含于时间区间c14。

若安排蓄电池15以预设削峰门槛值pks0削峰(亦即,降低电力回路13对供电系统17实际的用电功率值),则在经过时间区间c11、c13后所能够降低的用电量(亦为蓄电池15的放电量)可分别由负载预测曲线l2对应至时间区间c11、c13的部分与预设削峰门槛值pks0所形成的面积的大小来表示。同理,若安排蓄电池15以预设用户基准值cbl0奠基(亦即,提高电力回路13对供电系统17实际的用电功率值),则在经过时间区间c12、c14后所能提高的用电量(亦为蓄电池15的充电量)可分别由负载预测曲线l2对应至时间区间c12、c14的部分与预设用户基准值cbl0所形成的面积的大小来表示。

处理单元115根据蓄电池15的一预计初始蓄电量、这些候选放电功率值及这些候选充电功率值,计算蓄电池15于多个时间点t11、t12、t13、t14个别的一预计蓄电量。需说明者,时间点t11、t12、t13、t14个别地对应至这些充电时间区间及这些放电时间区间其中之一结束的时间点,且前述预计初始蓄电量及这些预计蓄电量各可为一范围或各可为一个数值。

兹假设蓄电池15的一蓄电量范围为0~20度,蓄电池15在时间点t0的一预计初始蓄电量为0~20度,时间区间c11、c13所分别对应的降低的用电量为9度及19度,且时间区间c12、c14所分别对应的提高的用电量为18度及30度。处理单元115根据时间点t0的预计初始蓄电量(亦即,0~20度)及时间区间c11所对应的降低的用电量(亦即,9度),计算出时间点t11对应的预计蓄电量(亦即,-9~11度),再依据蓄电池15的蓄电量范围校正时间点t11所对应的预计蓄电量(亦即,以该预计蓄电量及该蓄电量范围的交集范围作为校正后的预计蓄电量,为0~11度)。接着,处理单元115根据时间点t1的预计蓄电量(亦即,0~11度)及时间区间c12所对应的提高的用电量(亦即,18度),计算出时间点t12对应的预计蓄电量(亦即,18~29度),再依据蓄电池15的蓄电量范围校正时间点t12所对应的预计蓄电量(亦即,以该预计蓄电量及该蓄电量范围的交集范围作为校正后的预计蓄电量,为18~20度)。类似的,处理单元115会以雷同的方式计算且校正时间点t13、t14各自对应的预计蓄电量。需说明者,针对时间点t14,处理单元115计算出的预计蓄电量为30~31度。由于此预计蓄电量与蓄电池15的蓄电量范围不具有交集范围,故处理单元115无法将的校正至蓄电池15的蓄电量范围之内。

请参图1f、1g及1h,其是分别描绘处理单元115针对第二、第三及第四候选组合执行前述运作(a)及运作(b)的示意图。依据前述说明,本发明所属技术领域中普通技术人员应能理解处理单元115如何计算出图1f、1g及1h上所示的这些预计蓄电量,故不赘言。

处理单元115会根据蓄电池15的蓄电量范围及各该候选组合的这些预计蓄电量决定这些候选组合的一子集。具体而言,若一候选组合所对应的这些预计蓄电量皆能被校正至蓄电量范围之内,则该候选组合会被选入该子集。换言之,该子集中所包含的任一候选组合为一合格组合。处理单元115会选取该子集其中之一的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。以前述具体范例而言,处理单元115所决定的子集包含第三候选组合及第四候选组合,因此第三候选组合及第四候选组合任一组合所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值可分别作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。

需说明者,于某些实施方式中,处理单元115在决定该子集后,会进一步地进行其他评估,再根据评估的结果决定选取该子集中的哪一候选组合所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。具体而言,处理单元115对该子集所包含的各该候选组合执行以下运作:(c)根据负载预测曲线l2、该候选组合的这些候选放电时间区间、这些候选放电功率值、这些候选充电时间区间及这些候选充电功率值,决定该候选组合的一负载调整曲线,以及(d)根据负载预测曲线l2及该负载调整曲线,计算该候选组合的一调整效益金额。该调整效益金额可与一电费减少金额、一需求回馈金额或/及该蓄电池的一操作成本金额相关。之后,处理单元115是选取该调整效益金额最大者所对应的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。

于某些实施方式中,在处理单元115可采用一快速搜寻法来决定平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。该快速搜寻法可优先考虑预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4,或优先考虑预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4。于这些实施方式中,预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4由小至大具有一第一顺序,依序为预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4。此外,预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4由大至小具有一第二顺序依序为预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4。

兹说明优先考虑预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4的实施态样。处理单元115依该第二顺序选取这些预设用户基准值其中之一作为一候选用户基准值。接着,处理单元115针对该候选用户基准值执行以下运作:(i)依该第一顺序选取预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4其中之一作为一候选削峰门槛值,且以该候选削峰门槛值及该候选用户基准值作为一候选组合,(ii)根据负载预测曲线l2及该候选组合的该候选削峰门槛值,决定蓄电池15的多个候选放电时间区间及各该候选放电时间区间的一候选放电功率值,(iii)根据负载预测曲线l2及该候选组合的该候选用户基准值,决定蓄电池15的多个候选充电时间区间及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值,(iv)根据蓄电池15的一预计初始蓄电量、这些候选放电功率值及这些候选充电功率值,计算蓄电池15于多个时间点个别的一预计蓄电量,(v)判断这些预计蓄电量是否皆与蓄电池15的一蓄电量范围具有一交集范围,以及(vi)当该运作(v)的判断结果为是,则将该候选组合作为一合格组合,而当该运作(v)的判断结果为否,则重复该运作(i)至该运作(vi)。

在针对该候选用户基准值执行完前述一或多轮的该运作(i)至该运作(vi)后,处理单元115判断该合格组合所对应的该候选削峰门槛值是否为这些预设削峰门槛值中的第一个(亦即,是否为预设削峰门槛值pks0)。若该合格组合所对应的该候选削峰门槛值不为这些预设削峰门槛值中的第一个,则处理单元115依该第二顺序选取下一个预设用户基准值作为一候选用户基准值,再针对该候选用户基准值执行该运作(i)至该运作(vi)。若该合格组合所对应的该候选削峰门槛值为这些预设削峰门槛值中的第一个,则处理单元115不会再挑选下一个预设用户基准值。

之后,处理单元115选取这些合格组合其中之一的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。

为便于理解,请参图1i所绘示的具体范例,但该具体范例并非用以限制本发明的范围。于该具体范例中,处理单元115依该第二顺序先选取预设用户基准值cbl0进行评估(为便于说明,称的为第一阶段)。于该第一阶段,处理单元115依该第一顺序先后选取了预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4与预设用户基准值cbl0搭配为不同的候选组合以进行评估。于第一阶段,这些候选组合皆非合格组合。

接着,处理单元115依该第二顺序选取下一个预设用户基准值cbl1以进行评估(为便于说明,称的为第二阶段)。于第二阶段,处理单元115亦会依据该第一顺序挑选预设削峰门槛值与预设用户基准值cbl1搭配以进行评估。于第二阶段预设削峰门槛值pks0、pks1个别与预设用户基准值cbl1搭配所形成的候选组合为非合格组合,但预设削峰门槛值pks2与预设用户基准值cbl1搭配所形成的候选组合为合格组合s1。由于第二阶段已有合格组合s1,因此处理单元115不会再以预设削峰门槛值pks3、pks4与预设用户基准值cbl1搭配来评估,因为不会降低更多的充电量。

由于合格组合s1所对应的预设削峰门槛值pks2并非预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4中的第一个,因此处理单元115依该第二顺序选取下一个预设用户基准值cbl2以进行评估(为便于说明,称的为第三阶段)。处理单元115采取同样的逻辑于第三阶段进行评估,并找出第三阶段具有一合格组合s2,其中该合格组合s2对应至预设用户基准值cbl2及预设削峰门槛值pks1。同理,由于合格组合s2所对应的预设削峰门槛值pks1并非预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4中的第一个,因此处理单元115依该第二顺序选取下一个预设用户基准值cbl3以进行评估(为便于说明,称的为第四阶段)。处理单元115采取同样的逻辑于第四阶段进行评估,并找出第四阶段具有一合格组合s3,其中该合格组合s3对应至预设用户基准值cbl3及预设削峰门槛值pks0。由于合格组合s3所对应的预设削峰门槛值pks0为预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4中的第一个,因此处理单元115不会再挑选剩余的预设用户基准值(亦即,预设用户基准值cbl4)以进入其他阶段评估,因为采用剩余的预设用户基准值皆无法提高更多的用电量。

之后,处理单元115选取合格组合s1、s2、s3其中之一的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。举例而言,针对合格组合s1、s2、s3中的每一个,处理单元115可依据其所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值决定一负载调整曲线,再根据负载预测曲线l2及其负载调整曲线,计算一调整效益金额。该调整效益金额可与一电费减少金额、一需求回馈金额或/及该蓄电池的一操作成本金额相关。之后,处理单元115可选取调整效益金额最大者所对应的合格组合所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。

需说明者,前述说明是以优先考虑预设用户基准值cbl0、cbl1、cbl2、cbl3、cbl4的实施态样来说明一快速搜寻法如何决定出平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl。依据前述说明,本发明所属技术领域中普通技术人员应能理解若优先考虑预设削峰门槛值pks0、pks1、pks2、pks3、pks4时,快速搜寻法如何决定出平常日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pks及用户基准值cbl,故不赘言。

于某些实施方式中,针对一平常日,处理单元115还可进一步地采用一余电释放机制。为便于理解,请参图1j所绘示的具体范例,但该具体范例并非用以限制本发明的范围。

于这些实施方式中,处理单元115根据放电时间区间t1、t2、t3、t4、放电功率值p1、p2、p3、p4、充电时间区间t5、t6、t7、t8、t9、t10、充电功率值p5、p6、p7、p8、p9、p10及负载预测曲线l1决定一调整后负载预测曲线l2’,其中调整后负载预测曲线l2’包含多个调整后功率值。处理单元115判断于调整时间区间t1结束后蓄电池15的一剩余蓄电量是否为零。若于调整时间区间t1结束后蓄电池15的剩余蓄电量不为零,处理单元115于调整时间区间t1内决定一余电释放时间区间tr,其中余电释放时间区间tr所对应的这些调整后功率值大于用户基准值cbl。处理单元115根据该剩余蓄电量、余电释放时间区间tr所对应的这些调整后功率值及用户基准值cbl决定余电释放时间区间tr中的多个子余电释放时间区间tr1、tr2及子余电释放时间区间tr1、tr2所分别对应的一余电释放功率值pr1、pr2。需说明者,调整后负载预测曲线l2’对应至子余电释放时间区间tr1的调整后功率值减去余电释放功率值pr1不能低于用户基准值cbl,且调整后负载预测曲线l2’对应至子余电释放时间区间tr2的调整后功率值减去余电释放功率值pr2不能低于用户基准值cbl。

采用余电释放机制可充分地利用蓄电池15的剩余蓄电量。利用剩余蓄电量尽可能地降低调整时间区间t1中那些用预测用电功率值仍然偏高的时间区间,借此提高尖离峰价差的效益。

接着,说明充放电控制装置11于一调度日的运作方式。于一调度日,充放电控制装置11的处理单元115会根据电力回路13于该调度日的一负载预测曲线,决定蓄电池15于该调度日的调整时间区间中的哪些时间区间放电。针对调度日的调整时间区间,若某一时间区间的预测用电功率值偏高(亦即,高于另一削峰门槛值),处理单元115会安排蓄电池15于该时间区间放电以降低该时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。

于一调度日,充放电控制装置11的处理单元115还可根据电力回路13于该调度日的该负载预测曲线,决定蓄电池15于该调度日的调整时间区间中的哪些时间区间充电。针对调度日的调整时间区间,若某一时间区间的预测用电功率值偏低(亦即,低于另一用户基准值)且不在一调度时间区间,处理单元115会安排蓄电池15于该时间区间充电以提高该时间区间实际的用电功率值,借此提高未来在其他调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。需说明者,当充放电控制装置11于调度日同时采用了削峰门槛值及用户基准值来控制蓄电池15于调整时间区间的充放电,则还能达到尖离峰负载移转的效果,因而减少用户的电能费用。

再者,于一调度日,充放电控制装置11的处理单元115还可采用一余电释放机制。处理单元115会安排蓄电池15于该调度时间区间的一余电释放时间区间释放蓄电池15的余电,借此获得电力公司所提供的需求响应降载量的回馈。

为便于理解,以下将以图1k为例,详述充放电控制装置11如何于一调度日的调整时间区间t3管理蓄电池15的充放电,但该具体范例并非用以限制本发明的范围。该调度日具有调整时间区间t3,且调整时间区间t3中具有一调度时间区间td。调整时间区间t3的范围与平常日的调整时间区间t1、t2的范围相同,而调度时间区间td则由电力公司所决定(例如:于该调度日之前一日决定)。

充放电控制装置11的处理单元115会在该调度日到来之前计算出电力回路13于该调度日的一负载预测曲线l3。处理单元115在契约容量cc及电力回路13于调整时间区间t3的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l3对应至调整时间区间t3的部分)的一峰值pmax之间决定一削峰门槛值pksd。处理单元115再根据削峰门槛值pksd及电力回路13于该调度日的调整时间区间t3的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l3对应至调整时间区间t3的部分)决定蓄电池15的多个放电时间区间t31、t32及放电时间区间t31、t32所分别对应的一放电功率值p31、p32。

简言之,处理单元115判断出负载预测曲线l3所记录的对应至放电时间区间t31、t32的这些预测用电功率值高于削峰门槛值pksd(亦即,这些预测用电功率值偏高),因此处理单元115会安排蓄电池15在放电时间区间t31、t32分别以放电功率值p31、p32放电,借此降低电力回路13于放电时间区间t31、t32对供电系统17实际的用电功率值,俾减少用户所需支出的需求费用。

另外,处理单元115在契约容量cc及电力回路13于调整时间区间t3的负载预测曲线(亦即,负载预测曲线l3对应至调整时间区间t3的部分)的一谷值pmin之间决定一用户基准值cbld。处理单元115再根据调度时间区间td、用户基准值cbld及负载预测曲线l3决定蓄电池15的多个充电时间区间t33、t34、t36及充电时间区间t33、t34、t36所分别对应的充电功率值p33、p34、p36。需说明者,处理单元115于调度日决定充电时间区间时,会排除调度时间区间td。因此,尽管时间区间t35所对应的预测用电功率值低于用户基准值cbld,但由于时间区间t35落入调度时间区间td,因此处理单元115不会以时间区间t35作为充电时间区间。处理单元115所决定出的充电时间区间t33、t34、t36皆不落入调度时间区间td。

简言之,处理单元115判断出负载预测曲线l3所记录的对应至充电时间区间t33、t34、t36的预测用电功率值低于用户基准值cbld(亦即,这些预测用电功率值偏低)且不落入调度时间区间td,因此处理单元115会安排蓄电池15在充电时间区间t33、t34、t36分别以充电功率值p33、p34、p36充电,借此提高电力回路13于充电时间区间t33、t34、t36对供电系统17实际的用电功率值,俾提高未来在其他调度日所计算出的比对基准值。

需说明者,处理单元115可采用前述任一种方式决定调度日的削峰门槛值pksd及用户基准值cbld,故不赘言。另需说明者,于某些实施方式中,处理单元115于该调度日可不决定用户基准值cbld,且可不决定前述充电时间区间t33、t34、t36及充电功率值p33、p34、p36。

于某些实施方式中,针对一调度日,处理单元115还会进一步地采用一余电释放机制。具体而言,当充放电控制装置11在该调度日采用余电释放机制,处理单元115会判断于调整时间区间t3结束后蓄电池15的一剩余蓄电量是否为零。若于调整时间区间t3结束后蓄电池15的剩余蓄电量不为零,处理单元115会决定一余电释放时间区间tdr以释放蓄电池15的剩余蓄电量。需说明者,为了降低调度时间区间td的最大需求,余电释放时间区间tdr是落入调度时间区间td。换言之,余电释放时间区间tdr可与调度时间区间td相同,或为调度时间区间td的一部分。另需说明者,余电释放时间区间tdr可包含至少一子余电释放时间区间,且各子余电释放时间区间对应至一余电放电功率值。于图1k所示的具体范例中,余电释放时间区间tdr包含二个子余电释放时间区间tdr1、tdr2,且子余电释放时间区间tdr1、tdr2分别对应至余电放电功率值pdr1、pdr2,代表处理单元115安排蓄电池15在子余电释放时间区间tdr1、tdr2分别以余电放电功率值pdr1、pdr2放电。

若充放电控制装置11未采用余电释放机制,电力回路13在调度时间区间td的最大用电功率值仅从峰值pmax降低到削峰门槛值pksd。若充放电控制装置11采用余电释放机制,电力回路13在调度时间区间td的最大用电功率值会再由削峰门槛值pksd降至功率值px。电力公司会根据用户过去数日在同一时间区间(亦即,对应至调度时间区间td的时间区间)的最大用电功率值计算一比对基准值。若功率值px低于该比对基准值,则该比对基准值减去功率值px为用户于调度日的调度时间区间的需求响应降载量(亦即,所降低的最大用电功率值)。电力公司便以此需求响应降载量计算用户所能得到的回馈金。

需说明者,倘若处理单元115是从多个合格组合中决定出削峰门槛值pksd及用户基准值cbld,则可在决定过程一并地考虑采用余电释放机制所带来的效益。具体而言,针对合格组合中的每一个,处理单元115决定一余电释放时间区间、该余电释放时间区间所包含的至少一子余电释放时间区间及各子余电释放时间区间所对应的一余电放电功率值,依据该合格组合所包含的该候选削峰门槛值、该候选用户基准值、该至少一子余电释放时间区间及其对应的余电放电功率值决定一负载调整曲线,再根据负载预测曲线l3及负载调整曲线计算一调整效益金额。之后,处理单元115可选取调整效益金额最大者所对应的合格组合作为所欲采行的方案。换言之,处理单元115选取调整效益金额最大者所对应的合格组合所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为调度日的调整时间区间所使用的削峰门槛值pksd及用户基准值cbld。此外,处理单元115选取调整效益金额最大者所对应的合格组合所对应的余电释放时间区间及所对应的至少一余电放电功率值。

于调度日采用余电释放机制能充分地利用蓄电池15的剩余蓄电量来降低调度时间区间td中的最大用电功率值。如此一来,不仅能提高尖离峰价差的效益,降低需求费用,且能获取较大的需求响应降载量所对应的较高回馈。

由上述说明可知,于一平常日,充放电控制装置11会参考一削峰门槛值来安排蓄电池15于一调整时间区间放电以降低该调整时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。于一平常日,充放电控制装置11亦会参考一用户基准值来安排蓄电池15于该调整时间区间充电以提高该调整时间区间实际的用电功率值,借此提高未来在调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。此外,由于充放电控制装置11于一平常日同时采用削峰门槛值及用户基准值来控制蓄电池于调整时间区间的充放电,因此还能达到尖离峰负载移转的效果,连带地减少用户的电能费用。若于一平常日采用一余电释放机制,则可强化前述的各种效果。

于一调度日,充放电控制装置11会参考另一削峰门槛值来安排蓄电池15于一调整时间区间放电以降低该调整时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。于一调度日,充放电控制装置11会还可采用一余电释放机制,安排蓄电池15于一调度时间区间释放余电,借此获得电力公司所提供的需求响应降载量的回馈。于一调度日,充放电控制装置11还可参考另一用户基准值来安排蓄电池15于该调整时间区间充电以提高该调整时间区间实际的用电功率值,借此提高未来其他调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。

综上所述,充放电控制装置11能使蓄电池15提供多服务(亦即,进行尖离峰负载移转、削减尖峰负载、进行需求响应降载量),让用户获取更大的效益(亦即,降低电能费用、降低需求费用以及获取需求响应降载的回馈),且大幅度地减轻电力公司供电系统于用电高峰时间区间的负担。

本发明的第二实施方式为一充放电控制方法,其流程图是描绘于图2a。该充放电控制方法适用于一电子计算装置(例如:前述充放电控制装置11),其中该电子计算装置可控制一蓄电池且连接至一电力回路。另外,该蓄电池及一电力公司的一供电系统皆连接至该电力回路,且二者可提供电力至该电力回路。再者,该蓄电池连接至该电力公司的该供电系统。以下将详述充放电控制方法的运作流程。

充放电控制方法于一平常日会执行步骤s201及s203。于步骤s201,由该电子计算装置根据一第一削峰门槛值及该电力回路于一第一调整时间区间的一第一负载预测曲线决定一蓄电池的多个第一放电时间区间及各该第一放电时间区间的一第一放电功率值。需说明者,该第一削峰门槛值介于一契约容量及该第一负载预测曲线的一峰值之间,且该峰值与该第一削峰门槛值的一差值不大于该蓄电池的一最大放电功率。

简言之,充放电控制方法判断出该第一负载预测曲线所记录的对应至这些第一放电时间区间的预测用电功率值高于该第一削峰门槛值(亦即,这些预测用电功率值偏高),因此安排蓄电池在这些第一放电时间区间分别以这些第一放电功率值放电,借此降低该电力回路于这些第一放电时间区间对供电系统实际的用电功率值,俾减少用户所需支出的需求费用。

于步骤s203,由该电子计算装置根据一第一用户基准值及该第一负载预测曲线决定该蓄电池的多个第一充电时间区间及各该第一充电时间区间的一第一充电功率值。需说明者,该第一用户基准值介于该契约容量及该第一负载预测曲线的一谷值之间,且该第一用户基准值与该谷值的一差值不大于该蓄电池的一最大充电功率。

简言之,充放电控制方法判断出该第一负载预测曲线所记录的对应至这些第一充电时间区间的预测用电功率值低于该第一用户基准值(亦即,这些预测用电功率值偏低),因此会安排蓄电池在这些第一充电时间区间分别以这些第一充电功率值充电,借此提高该电力回路于这些第一充电时间区间对供电系统实际的用电功率值,俾提高未来在调度日所计算出的比对基准值。

需说明者,本发明并未限制步骤s201及步骤s203的执行顺序。换言之,步骤s203可早于步骤s201执行,步骤s203亦可与步骤s201同时执行。

于某些实施方式中,步骤s203可采用锯齿状的方式决定这些第一充电时间区间。采用锯齿状的方式时,这些第一充电时间区间不相邻。具体而言于这些实施方式中,步骤s203可包含一步骤以在第一调整时间区间内定义多个预设充电时间区间,其中各预设充电时间区间的长度为最小需求计算单元,这些预设充电时间区间与多个未充电时间区间交错(亦即,预设充电时间区间不相邻),且每一预设充电时间区间与下一预设充电时间区间之间隔小于最小降载时间区间。步骤s203可包含另一步骤以判断这些预设充电时间区间所对应的这些预测用电功率值是否小于第一用户基准值。若一预设充电时间区间所对应的预测用电功率值小于第一用户基准值,则该预设充电时间区间便会被选取作为一充电时间区间。

充放电控制方法于一调度日会执行步骤s205。具体而言,于步骤s205,由该电子计算装置根据一第二削峰门槛值及该电力回路于一第二调整时间区间的一第二负载预测曲线决定该蓄电池的多个第二放电时间区间及各该第二放电时间区间的一第二放电功率值。

简言之,充放电控制方法判断出该第二负载预测曲线所记录的对应至这些第二放电时间区间的预测用电功率值高于该第二削峰门槛值(亦即,这些预测用电功率值偏高),因此会安排蓄电池在这些第二放电时间区间分别以这些第二放电功率值放电,借此降低该电力回路于这些第二放电时间区间对供电系统实际的用电功率值,俾减少用户所需支出的需求费用。

于某些实施方式中,充放电控制方法可再执行步骤s207。具体而言,于步骤s207,由该电子计算装置根据一调度时间区间、一第二用户基准值及该第二负载预测曲线决定该蓄电池的多个第二充电时间区间及各该第二充电时间区间的一第二充电功率值。这些第二充电时间点不落入该调度时间区间,且该第二用户基准值介于该契约容量及该第二负载预测曲线的一谷值之间。

简言之,充放电控制方法判断出该第二负载预测曲线所记录的对应至这些第二充电时间区间的预测用电功率值低于该第二用户基准值(亦即,这些预测用电功率值偏低)且不落入该调度时间区间,因此安排蓄电池在这些第二充电时间区间分别以这些第二充电功率值充电,借此提高该电力回路于这些第二充电时间区间对供电系统实际的用电功率值,俾提高未来在其他调度日所计算出的比对基准值。

于某些实施方式中,充放电控制方法可执行如图2b所示的步骤以决定该第一削峰门槛值及该第一用户基准值。

于步骤s211,由该电子计算装置于该契约容量及该峰值之间决定多个预设削峰门槛值,其中该峰值与各该预设削峰门槛值的一差值不大于该蓄电池的该最大放电功率。另外,于步骤s213,由该电子计算装置于该契约容量及该谷值之间决定多个预设用户基准值,其中各该预设用户基准值与该谷值的一差值不大于该蓄电池的该最大充电功率。需说明者,本发明并未限制步骤s211及步骤s213的执行顺序。换言之,步骤s213可早于步骤s211执行,步骤s213亦可与步骤s211同时执行。

于步骤s215,由该电子计算装置决定多个候选组合,其中各该候选组合包含一候选削峰门槛值及一候选用户基准值。各该候选削峰门槛值为这些预设削峰门槛值其中之一,且各该候选用户基准值为这些预设用户基准值其中之一。之后,于步骤s217,由该电子计算装置从这些候选组合选取一个尚未处理过的候选组合。于步骤s219,由该电子计算装置根据该第一负载预测曲线以及步骤s217所选取的该候选组合的该候选削峰门槛值与该候选用户基准值,决定该蓄电池的多个候选放电时间区间、各该候选放电时间区间的一候选放电功率值,该蓄电池的多个候选充电时间区间以及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值。

需说明者,于某些实施方式中,步骤s219可由二个步骤来实现,包含:(a)根据该第一负载预测曲线及步骤s217所选取的该候选组合的该候选削峰门槛值,决定该蓄电池的多个候选放电时间区间及各该候选放电时间区间的一候选放电功率值,其中该候选削峰门槛值为这些预设削峰门槛值其中之一,以及(b)根据该第一负载预测曲线及步骤s217所选取的该候选组合的该候选用户基准值,决定该蓄电池的多个候选充电时间区间及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值,其中该候选用户基准值为这些预设用户基准值其中之一

于步骤s221,针对步骤s217所选取的该候选组合,由该电子计算装置根据该蓄电池的一预计初始蓄电量、这些候选放电功率值及这些候选充电功率值,计算该蓄电池于多个时间点个别的一预计蓄电量。于步骤s223,由该电子计算装置判断是否还有尚未处理过的候选组合。若步骤s223的判断结果为是,则重复步骤s217、s219、s221及s223。若步骤s223的判断结果为否,则执行步骤s225。

于步骤s225,由该电子计算装置根据该蓄电池的一蓄电量范围及这些预计蓄电量决定这些候选组合的一子集。举例而言,若一候选组合所对应的这些预计蓄电量皆与该蓄电池的该蓄电量范围具有一交集范围,则步骤s225会将该候选组合放入该子集。换言之,该子集中所包含的任一候选组合为一合格组合。接着,于步骤s227,由该电子计算装置选取该子集其中之一的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为该第一削峰门槛值及该第一用户基准值。

需说明者,于某些实施方式中,充放电控制方法可于步骤s227之前对该子集所包含的各该候选组合执行以下运作:(a)根据该第一负载预测曲线、该候选组合的这些候选放电时间区间、这些候选放电功率值、这些候选充电时间区间及这些候选充电功率值,决定该候选组合的一负载调整曲线,以及(b)根据该第一负载预测曲线及该负载调整曲线,计算该候选组合的一调整效益金额。于这些实施方式中,步骤s227是选取该调整效益金额最大者所对应的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为该第一削峰门槛值及该第一用户基准值。

于某些实施方式中,充放电控制方法可执行如图2c及2d所示的一快速搜寻法以决定该第一削峰门槛值及该第一用户基准值。

于步骤s231,由该电子计算装置于该契约容量及该峰值之间决定多个预设削峰门槛值,其中这些预设削峰门槛值由小至大具有一第一顺序,且该峰值与各该预设削峰门槛值的一差值不大于该蓄电池的该最大放电功率。另外,于步骤s233,由该电子计算装置于该契约容量及该谷值之间决定多个预设用户基准值,其中这些预设用户基准值由大至小具有一第二顺序,且各该预设用户基准值与该谷值的一差值不大于该蓄电池的该最大充电功率。需说明者,本发明并未限制步骤s231及步骤s233的执行顺序。换言之,步骤s233可早于步骤s231执行,步骤s233亦可与步骤s231同时执行。

于步骤s235,由该电子计算装置依该第一顺序选取这些预设削峰门槛值其中之一作为一候选削峰门槛值。于步骤s237,由该电子计算装置依该第二顺序选取这些预设用户基准值其中之一作为一候选用户基准值。步骤s235所选取的该候选削峰门槛值及步骤s237所选取的该候选用户基准值形成一候选组合。于步骤s239,由该电子计算装置根据该第一负载预测曲线及该候选组合的该候选削峰门槛值,决定该蓄电池的多个候选放电时间区间及各该候选放电时间区间的一候选放电功率值。于步骤s241,由该电子计算装置根据该第一负载预测曲线及该候选组合的该候选用户基准值,决定该蓄电池的多个候选充电时间区间及各该候选充电时间区间的一候选充电功率值。

于步骤s243,由该电子计算装置根据该蓄电池的一预计初始蓄电量、这些候选放电功率值及这些候选充电功率值,计算该蓄电池于多个时间点个别的一预计蓄电量。于步骤s245,由该电子计算装置判断这些预计蓄电量是否皆与该蓄电池的一蓄电量范围具有一交集范围。若步骤s245的判断结果为否,则执行步骤s247以由该电子计算装置判断依该第二顺序是否还有尚未被选取到的预设用户基准值。若步骤s247的判断结果为是,则接着执行步骤s237。

若步骤s245的判断结果为是,则执行步骤s249,由该电子计算装置将该候选组合作为一合格组合。之后,执行步骤s251,由该电子计算装置判断该合格组合所对应的该候选用户基准值是否为这些预设用户基准值中的第一个。若步骤s251的判断结果为否,则执行步骤s253。若步骤s247的判断结果为否,则亦执行步骤s253。于步骤s253,由该电子计算装置判断依该第一顺序是否还有尚未被选取到的预设削峰门槛值。若步骤s251的判断结果为是,则接着执行步骤s235。若步骤s253的判断结果为否,则执行步骤s255。若步骤s251的判断结果为是,亦执行步骤s255。于步骤s255,由该电子计算装置选取这些合格组合其中之一的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为该第一削峰门槛值及该第一用户基准值。

需说明者,于某些实施方式中,针对各该合格组合,步骤s255可依据其所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值决定一负载调整曲线,再根据第一负载预测曲线及该负载调整曲线计算一调整效益金额,其中该调整效益金额可与一电费减少金额、一需求回馈金额或/及该蓄电池的一操作成本金额相关。之后,步骤s255可选取调整效益金额最大者所对应的该合格组合所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作为该第一削峰门槛值及该第一用户基准值。

需说明者,图2c及2d所示的该快速搜寻法是优先考虑这些预设削峰门槛值。依据前述说明,本发明所属技术领域中普通技术人员应能理解该快速搜寻法如何优先考虑这些用户基准值以决定该第一削峰门槛值及该第一用户基准值,故不赘言。

于某些实施方式中,充放电控制方法可于步骤s203后再执行如图2e所示的余电释放机制(亦即,于一平常日执行一余电释放机制)。

于步骤s261,由该电子计算装置根据这些第一放电时间区间、这些第一放电功率值、这些第一充电时间区间、这些第一充电功率值及该第一负载预测曲线决定一调整后负载预测曲线,其中该调整后负载预测曲线包含多个调整后功率值。于步骤s263,由该电子计算装置判断于该第一调整时间区间结束后该蓄电池的一剩余蓄电量不为零。接着,于步骤s265,由该电子计算装置于该第一调整时间区间决定一余电释放时间区间,其中该余电释放时间区间所对应的这些调整后功率值大于该第一用户基准值。于步骤s267,由该电子计算装置根据该剩余蓄电量、该余电释放时间区间所对应的这些调整后功率值及该第一用户基准值决定该余电释放时间区间中的多个子余电释放时间区间及各该子余电释放时间区间所对应的一余电释放功率值。需说明者,该调整后负载预测曲线对应至各该子余电释放时间区间的调整后功率值减去对应的该余电释放功率值不能低于该第一用户基准值。于一平常日采用余电释放机制可充分地利用蓄电池的剩余蓄电量以尽可能地降低该第一调整时间区间中那些用预测用电功率值仍然偏高的时间区间,借此提高尖离峰价差的效益。

需说明者,于某些实施方式中,充放电控制方法亦可于步骤s207后执行一余电释放机制(亦即,于一调度日执行一余电释放机制)。于这些实施方式中,充放电控制方法可执行一步骤以判断于第二调整时间区间结束后蓄电池的剩余蓄电量是否为零。若于第二调整时间区间结束后蓄电池的剩余蓄电量不为零,则充放电控制方法可执行一步骤以决定一余电释放时间区间。需说明者,为了降低该调度时间区间的最大需求,该余电释放时间区间是落入该调度时间区间。此外,该余电释放时间区间可包含至少一子余电释放时间区间,且各该至少一子余电释放时间区间对应至一余电放电功率值。

于某些实施方式中,若充放电控制方法是从多个合格组合中决定出该第二削峰门槛值及该第二用户基准值,则执行如图2f所示的余电释放机制。于步骤s271,由该电子计算装置判断于该第二调整时间区间结束后该蓄电池的一剩余蓄电量不为零。于步骤s273,由该电子计算装置选取一尚未进行余电安排评估的合格组合。于步骤s275,由该电子计算装置针对步骤s273所选取的该合格组合决定一余电释放时间区间、该余电释放时间区间所包含的至少一子余电释放时间区间及各子余电释放时间区间所对应的一余电放电功率值。于步骤s277,由该电子计算装置根据步骤s273所选取的该合格组合所包含的该候选削峰门槛值、该候选用户基准值、该至少一子余电释放时间区间及其对应的余电放电功率值决定一负载调整曲线。于步骤s279,由该电子计算装置根据第二负载预测曲线及该负载调整曲线计算一调整效益金额。于步骤s281,由该电子计算装置判断是否还有尚未进行余电安排评估的合格组合。若步骤s281的判断结果为是,则接着执行步骤s273。若步骤s281的判断结果为否,则执行步骤s283。

于步骤s283,由该电子计算装置选取调整效益金额最大者所对应的该合格组合作为所欲采行的方案。换言之,步骤s283选取调整效益金额最大者所对应的该合格组合所包含的该候选削峰门槛值及该候选用户基准值分别作该第二削峰门槛值及该第二用户基准值。此外,步骤s283选取调整效益金额最大者所对应的该合格组合所对应的至少一子余电时间区间及所对应的至少一余电放电功率值。

于一调度日采用余电释放机制能充分地利用蓄电池的剩余蓄电量来降低调度时间区间中的最大用电功率值。如此一来,不仅能提高尖离峰价差的效益,降低需求费用,且能获取较大的需求响应降载量所对应的较高回馈。

除了上述步骤,第二实施方式亦能执行第一实施方式所描述的所有运作及步骤,具有同样的功能,且达到同样的技术效果。本发明所属技术领域中普通技术人员可直接了解第二实施方式如何基于上述第一实施方式以执行此等运作及步骤,具有同样的功能,并达到同样的技术效果,故不赘述。

需说明者,于本发明专利说明书及申请专利范围中,第一削峰门槛值及第二削峰门槛值中的“第一”及“第二”仅用来表示这些削峰门槛值不同,且第一用户基准值及第二用户基准值中的“第一”及“第二”仅用来表示这些用户基准值不同。第一放电时间区间及第二放电时间区间中的“第一”及“第二”仅用来表示这些放电时间区间是于不同阶段所决定,且第一放电功率值及第二放电功率值中的“第一”及“第二”仅用来表示这些放电功率值是于不同阶段所决定。第一充电时间区间及第二充电时间区间中的“第一”及“第二”仅用来表示这些充电时间区间是于不同阶段所决定,且第一充电功率值及第二充电功率值中的“第一”及“第二”仅用来表示这些充电功率值是于不同阶段所决定。第一顺序及第二顺序中的“第一”及“第二”仅用来表示这些顺序不同。第一调整时间区间及第二调整时间区间中的“第一”及“第二”仅用来表示这些调整时间区间不同。第一候选组合、第二候选组合、第三候选组合及第四候选组合中的“第一”、“第二”、“第三”及“第四”仅用来表示这些候选组合不同。

由上述说明可知,本发明所提供的充放电控制技术(至少包含装置及方法)能使一蓄电池提供多服务(亦即,进行尖离峰负载移转、削减尖峰负载、进行需求响应降载量)。

于一平常日,本发明所提供的充放电控制技术会参考一削峰门槛值来安排蓄电池于一调整时间区间放电以降低该调整时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。于一平常日,本发明所提供的充放电控制技术亦会参考一用户基准值来安排蓄电池于该调整时间区间充电以提高该调整时间区间实际的用电功率值,借此提高未来在调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。由于本发明所提供的充放电控制技术于一平常日同时采用削峰门槛值及用户基准值来控制蓄电池于调整时间区间的充放电,因此还能达到尖离峰负载移转的效果,连带地减少用户的电能费用。此外,本发明所提供的充放电控制技术还针对一平常日提供一余电释放机制以强化前述的各种效果。

于一调度日,本发明所提供的充放电控制技术会参考另一削峰门槛值来安排蓄电池于一调整时间区间放电以降低该调整时间区间实际的用电功率值,借此减少用户所需支出的需求费用。于一调度日,本发明所提供的充放电控制技术可采用一余电释放机制,安排蓄电池于一调度时间区间释放余电,借此获得电力公司所提供的需求响应降载量的回馈。于一调度日,本发明所提供的充放电控制技术还可参考另一用户基准值来安排蓄电池于该调整时间区间充电以提高该调整时间区间实际的用电功率值,借此提高未来其他调度日所计算出的比对基准值,以期获得较大的需求响应降载量所对应的较多回馈。

综上所述,本发明所提供的充放电控制技术能使一蓄电池提供多服务(亦即,进行尖离峰负载移转、削减尖峰负载、进行需求响应降载量),让用户获取更大的效益(亦即,降低电能费用、降低需求费用以及获取需求响应降载的回馈),且大幅度地减轻电力公司供电系统于用电高峰时间区间的负担。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

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