JP2012151977A - Load leveling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷平準化システムに関する。 The present invention relates to a load leveling system.
蓄電技術の発展に伴い、電力系統の日負荷変動等の抑制を目的とした各種の電気設備が開発されている(例えば、特許文献1〜3を参照)。 Along with the development of power storage technology, various types of electrical equipment have been developed for the purpose of suppressing daily load fluctuations in an electric power system (for example, see Patent Documents 1 to 3).
電力系統の日負荷変動を抑制する目的で設置される電気設備類の多くは、NaS電池(Natrium-sulfur battery:NAS電池は登録商標)等の大容量蓄電池を擁し、系統連系を行なうための交流/直流変換装置や系統保護装置等の設備を備えている。割安な深夜電力を蓄電して日中に利用する目的で設置される需要者側の電気設備についても、需要者側で使用している電気機器の多くが交流電力を前提としているため、小規模ながらも交流/直流変換装置や交流用の系統保護装置等の設置が必要になる。 Many of the electrical equipment installed for the purpose of suppressing daily load fluctuations of the electric power system has a large capacity storage battery such as a NaS battery (Natrium-sulfur battery). Facilities such as AC / DC converters and system protection devices are provided. Consumer electrical equipment installed for the purpose of storing cheap midnight power and using it during the day is also small because many of the electrical equipment used on the consumer side assumes AC power. However, it is necessary to install an AC / DC converter or an AC system protection device.
そこで、本願は、特定の電気設備群の日負荷変動を、簡単な機器構成で平準化可能な負荷平準化システムを提供することを課題とする。 Then, this application makes it a subject to provide the load leveling system which can equalize the daily load fluctuation | variation of a specific electrical equipment group with a simple apparatus structure.
上記課題を解決するため、本発明は、供給する交流電力で所定の電気機器の作動状態を制御するインバータ装置に蓄電手段を併設し、該所定の電気機器を含む特定の電気設備群の消費電力が大きいと、該蓄電手段を放電させることにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a power storage unit in addition to an inverter device that controls the operating state of a predetermined electrical device with supplied AC power, and power consumption of a specific electrical equipment group including the predetermined electrical device. Is large, the power storage means was discharged.
詳細には、供給する交流電力で所定の電気機器の作動状態を制御するインバータ装置に併設して、該所定の電気機器を含む特定の電気設備群の消費電力を平準化する負荷平準化システムであって、前記特定の電気設備群へ電力を供給する電源から繋がる充電回路によって充電される蓄電手段と、前記特定の電気設備群の消費電力が前記蓄電手段の充電時の該特定の電気設備群の消費電力よりも大きいと、前記電源から前記インバータ装置へ繋がる第一の給電回路を開くと共に、該蓄電手段から該インバータ装置へ繋がる第二の給電回路を閉じて該蓄電手段の電気を該インバータ装置へ給電する制御手段と、を備える。 More specifically, a load leveling system that equalizes the power consumption of a specific group of electrical equipment including the predetermined electrical equipment in addition to an inverter device that controls the operating state of the predetermined electrical equipment with supplied AC power. A power storage means that is charged by a charging circuit connected from a power source that supplies power to the specific electrical equipment group; and the specific electrical equipment group when the power consumption of the specific electrical equipment group is charged by the power storage means. The first power supply circuit connected to the inverter device from the power source is opened, and the second power supply circuit connected to the inverter device from the power storage means is closed to connect the electricity of the power storage means to the inverter. Control means for supplying power to the apparatus.
上記負荷平準化システムは、交流の電力を供給して特定の電気設備群の消費電力を平準化するのではなく、該特定の電気設備群に設置されている各種のインバータ装置に併設し、蓄電手段に蓄えた電気をこのインバータ装置に直流のまま供給することにより、該特定の電気設備群の消費電力の平準化を図っている。インバータ装置は、直流を交流へ変換するものであるから、特定の電気設備群に既設され或いは新設したインバータ装置に上記負荷平準化システムを併設すれば、このインバータ装置に繋がる負荷の消費電力を超えない範囲内で、該特定の電気設備群の消費電力を平準化することができる。 The load leveling system does not supply AC power and level the power consumption of a specific electrical equipment group, but is attached to various inverter devices installed in the specific electrical equipment group to store power. By supplying the electricity stored in the means to the inverter device as a direct current, the power consumption of the specific electrical equipment group is leveled. Since the inverter device converts direct current to alternating current, if the load leveling system is added to an existing or newly installed inverter device in a specific electrical equipment group, the power consumption of the load connected to the inverter device will be exceeded. The power consumption of the specific electrical equipment group can be leveled within a range that does not exist.
負荷の平準化は、当然のことながら、特定の電気設備群の消費電力が大きいときに蓄電
手段を放電し、消費電力が小さいときに蓄電手段を充電することで実現される。上記制御装置は、少なくとも蓄電手段の充放電がこのような思想の下で執り行われるよう、前記特定の電気設備群の消費電力が前記蓄電手段の充電時の該特定の電気設備群の消費電力よりも大きい場合に第一の給電回路を開くと共に、第二の給電回路を閉じて該蓄電手段を放電させている。
As a matter of course, the load leveling is realized by discharging the power storage means when the power consumption of the specific electrical equipment group is large, and charging the power storage means when the power consumption is small. In the control device, the power consumption of the specific electrical equipment group is more than the power consumption of the specific electrical equipment group at the time of charging the power storage means so that at least charging / discharging of the power storage means is performed under such a concept. Is larger, the first feeding circuit is opened and the second feeding circuit is closed to discharge the power storage means.
上記負荷平準化システムであれば、特定の電気設備群の負荷に設置されているインバータ装置に、上記蓄電手段と制御手段とを備える簡単な機器構成のシステムを併設するだけで、該特定の電気設備群の日負荷変動を平準化することができる。 In the case of the load leveling system, the inverter unit installed in the load of the specific electrical equipment group is simply provided with a system having a simple device configuration including the power storage unit and the control unit. The daily load fluctuation of the equipment group can be leveled.
なお、前記制御手段は、前記特定の電気設備群の消費電力が日中よりも小さい夜間の時間帯に、前記充電回路を閉じて前記蓄電手段を充電し、該特定の電気設備群の消費電力が該蓄電手段の充電時よりも大きい日中の時間帯に、前記第一の給電回路を開くと共に、前記第二の給電回路を閉じて該蓄電手段の電気を該インバータ装置へ給電するものであってもよい。 The control means closes the charging circuit and charges the power storage means at night time when the power consumption of the specific electrical equipment group is smaller than the daytime, and the power consumption of the specific electrical equipment group The first power supply circuit is opened and the second power supply circuit is closed and the electricity of the power storage means is supplied to the inverter device during the daytime when the power storage means is larger than the charging time. There may be.
電気設備群の多くは、消費電力の日負荷変動の時間帯が概ね一定なので、制御手段は、時間帯に応じて蓄電手段の充放電を切り替えるだけで、特定の電気設備群の日負荷変動を平準化することができる。 In many electrical equipment groups, the daily load fluctuation time zone of power consumption is almost constant, so the control means can change the daily load fluctuation of a specific electrical equipment group simply by switching the charging and discharging of the power storage means according to the time zone. Can be leveled.
また、前記制御手段は、前記特定の電気設備群の消費電力の日負荷変動のパターンに基づいて、前記第一の給電回路及び前記第二の給電回路を開閉するものであってもよい。 Moreover, the said control means may open and close said 1st electric power feeding circuit and said 2nd electric power feeding circuit based on the pattern of the daily load fluctuation | variation of the power consumption of the said specific electric equipment group.
電気設備群の多くは、消費電力の日付加変動のパターンが概ね一定なので、制御手段は、予め作成した日負荷変動のパターンに基づいて蓄電手段の充放電を切り替えるだけで、特定の電気設備群の日負荷変動を平準化することができる。 Since most of the electrical equipment groups have a daily constant fluctuation pattern of power consumption, the control means simply switches between charging and discharging the power storage means based on the daily load fluctuation pattern created in advance. The daily load fluctuation can be leveled.
また、前記制御手段は、前記特定の電気設備群の消費電力を測定する電力計から前記日負荷変動のパターンを得るものであってもよい。 The control means may obtain the daily load fluctuation pattern from a wattmeter that measures power consumption of the specific electrical equipment group.
上記負荷平準化システムがこのように構成されていれば、特定の電気設備群の日負荷変動のパターンや時間帯の変化に対しても追従できるので、特定の電気設備群の日負荷変動をより適切に平準化することができる。 If the above load leveling system is configured in this way, it can follow the daily load fluctuation pattern and time zone change of a specific electrical equipment group, so that the daily load fluctuation of a specific electrical equipment group can be further improved. It can be leveled appropriately.
また、前記電源は、交流であり、前記インバータ装置には、コンバータ装置によって交流から直流へ変換され、平滑コンデンサによって平滑化された前記電源の電力が供給され、前記蓄電手段は、交流を直流へ変換する整流器を設けた前記充電回路によって充電され、前記第二の給電回路は、前記コンバータ装置と前記インバータ装置とを繋ぐ回路と前記蓄電手段とを繋ぐものであってもよい。 The power source is alternating current, and the inverter device is supplied with electric power of the power source converted from alternating current to direct current by a converter device and smoothed by a smoothing capacitor, and the power storage means converts alternating current to direct current. The battery may be charged by the charging circuit provided with a rectifier for conversion, and the second power feeding circuit may connect a circuit connecting the converter device and the inverter device and the power storage means.
上記負荷平準化システムがこのように構成されていれば、インバータ装置への電力の供給元をコンバータ装置から蓄電手段へ、或いは蓄電手段からコンバータ装置への切り替えの際、インバータ装置への入力電力の電圧変動が平滑コンデンサによって抑制されるので、瞬時電圧低下の虞が無い。 If the load leveling system is configured in this way, when the power source to the inverter device is switched from the converter device to the power storage means or from the power storage means to the converter device, the input power to the inverter device is reduced. Since voltage fluctuation is suppressed by the smoothing capacitor, there is no possibility of instantaneous voltage drop.
特定の電気設備群の日負荷変動を、簡単な機器構成で平準化可能になる。 Daily load fluctuations of a specific electrical equipment group can be leveled with a simple device configuration.
以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様を例示的に示すものであり、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiment described below is an example of one aspect of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiment.
図1は、本実施形態に係る負荷平準化システムを設置した構内電気設備群の構成図である。構内電気設備群E(本発明でいう特定の電気設備群の一態様である。本願でいう特定の電気設備群とは、電気需要家全体(例えばビル等の建物全体)であっても良いし、或いはそれより小単位の設備群(例えば特定の空調設備の群)であっても良い)は、ビルディングや住居、工場、プラントといった特定の電力需要家が有する電気設備群であり、電力会社の原子力発電所、火力発電所、水力発電所、その他の各種発電所から送配電網を介して送電される電力を消費する。ここでは、構内電気設備群Eとして、空調システムを擁する商用ビルディング類を適用対象とすることを前提に、以下、説明する。構内電気設備群Eは、図1に示すように、多数の負荷(負荷2A〜2Z)によって構成される負荷群3を擁している。なお、図1では、電路を1本の線で図示しているが、相数や線数は問わない。
FIG. 1 is a configuration diagram of a group of on-premises electrical equipment in which a load leveling system according to the present embodiment is installed. On-premise electric equipment group E (one aspect of the specific electric equipment group referred to in the present invention. The specific electric equipment group referred to in the present application may be the entire electric consumer (for example, the entire building such as a building). Or a smaller group of facilities (for example, a group of specific air-conditioning facilities) is a group of electrical facilities possessed by a specific power consumer such as a building, residence, factory, or plant. It consumes the power transmitted from the nuclear power plant, thermal power plant, hydroelectric power plant, and other various power plants through the transmission and distribution network. Here, description will be given below on the assumption that commercial buildings having an air conditioning system are applied as the on-premises electrical equipment group E. As shown in FIG. 1, the local electrical equipment group E includes a
負荷群3は、遮断器や変圧器類をキャビネット内に収容したスイッチギヤ(いわゆるメタクラ(メタルクラッドスイッチギヤ)やパワーセンタ、コントロールセンタ等)やケーブル類を介して、商用電源4から交流電力の供給を受ける。負荷群3は、電力を消費する電気設備類(例えば、空調設備や照明設備、電算設備等)で構成される。
The
負荷群3のうち、特に負荷2A(本発明でいう所定の電気機器の一態様である)は、単に電力系統に繋がった商用電源4から供給される電力を直接受けて作動する機器ではなく、周波数変換装置(以下、インバータという)によって周波数や電圧が調整された電力を受けて作動する機器である。すなわち、負荷2Aは、供給する交流電力の周波数や電圧を調整することで負荷2Aの作動状態を制御するインバータ5Aに併設されている。負荷2Aの適用例としては、例えば、空調用冷凍機の圧縮機や冷却水を循環するポンプ、産業設備に設けられた駆動機器類を作動させるための交流電動機といった、入力電力の周波数調整が行なわれるあらゆる電気機器類を適用できる。
Of the
本実施形態に係る負荷平準化システム1は、既設のインバータ5Aに追加的に併設することで、構内電気設備群Eで消費される電力の日負荷変動を平準化することを目的としており、蓄電池6(本発明でいう蓄電手段の一態様である)や制御装置7(本発明でいう制御手段の一態様である)、商用電源4からの交流電流をダイオードで直流電流に整流する整流器14を備えている。蓄電池6には、整流器14により直流に変換された電気が充電される。もっとも、インバータ5Aが設置されていない構内電気設備群Eに新たにインバータ5Aを設置し、更に負荷平準化システム1を併設することも可能である。負荷平準化システム1を平準化するインバータ5Aは、蓄電池6を直流の線路に繋ぐことが可能であれば、IPMドライバのような汎用のモジュール品であってもよい。
The load leveling system 1 according to the present embodiment aims to level the daily load fluctuations of the electric power consumed in the on-site electrical equipment group E by additionally providing it in the existing inverter 5A. 6 (which is an aspect of the power storage means referred to in the present invention), a control device 7 (which is an aspect of the control means referred to in the present invention), and a
インバータ5Aは、交流電流を直流電流に変換するコンバータ部8と、直流電流を交流電流に変換するインバータ部9(本発明でいうインバータ装置の一態様である)とを備え
ており、コンバータ部8によって整流された直流電流を、インバータ部9が要求に応じた任意の周波数の交流電流に変換して負荷2Aに供給する。例えば、負荷2Aが空調用電動ファンであれば、ファンの回転数が、空調システムの制御装置が要求する回転数になるように、インバータ5Aがスイッチング周波数を調整する。なお、コンバータ部8とインバータ部9との間には、直流電流の脈動を平滑化する図示しない平滑コンデンサが設けられている。蓄電池6は、コンバータ部8とインバータ部9との間に接続されてさえいれば、平滑コンデンサよりも上流側と下流側の何れの側に接続されていてもよい。
The
蓄電池6は、充放電可能な二次電池である。蓄電池6の種類や台数は、要求される蓄電容量や予算等に応じて適宜決定される。蓄電池6は、リチウム電池やLL形電池(制御弁式鉛蓄電池)などの各種電池から適宜選択される。
The
制御装置7は、CPUや記憶装置、入出力インターフェース、表示装置等で構成される制御機器であり、負荷平準化システム1を制御する。より詳細には、制御装置7は、構内電気設備群Eの消費電力のパターンや蓄電池6の容量に基づいて、構内電気設備群Eの消費電力の負荷平準化(ピークシフト)を行う。蓄電池6の残量は、蓄電池6の開放電圧と電池残量との相関関係を既定したマップに基づいて特定可能である。蓄電池6の開放電圧は電圧計等で検知する。制御装置7は、構内電気設備群Eの消費電力のパターンや蓄電池6の残量、その他の各種外部信号に基づき、商用電源4からインバータ5Aへ繋がる第一の給電回路11Aを開閉するスイッチswAA、蓄電池6からインバータ5Aへ繋がる第
二の給電回路12を開閉するスイッチswB、及び商用電源4から蓄電池6へ繋がる充電回路10を開閉するスイッチswCを制御する。
The control device 7 is a control device including a CPU, a storage device, an input / output interface, a display device, and the like, and controls the load leveling system 1. More specifically, the control device 7 performs load leveling (peak shift) of the power consumption of the local electrical equipment group E based on the power consumption pattern of the local electrical equipment group E and the capacity of the
制御装置7は、スイッチswAA,swB,swCを、以下のようなパターンで制御す
る。制御装置7が実行する各スイッチの制御パターンを図2に示す。制御装置7は、図2に示すように、蓄電池6を充電する場合(蓄電モード)、スイッチswCとスイッチswAAをオンにし、スイッチswBをオフにする。また、蓄電池6から負荷2Aへ給電する
場合(放電モード)、スイッチswCとスイッチswAAをオフにし、スイッチswBを
オンにする。また、充電の完了や蓄電池6の故障などにより蓄電池6を充放電しない場合(商用モード)、スイッチswAAをオンにし、スイッチswCとスイッチswBをオフ
にする。
The control device 7 controls the switches swA A , swB, and swC with the following pattern. A control pattern of each switch executed by the control device 7 is shown in FIG. The controller 7, as shown in FIG. 2, when charging the battery 6 (electric storage mode), to turn on the switch swC and switches swA A, to turn off the switch swB. In the case of power feeding from the
なお、上述では、蓄電モードと商用モードにおいてスイッチswAAをオンにし、放電
モードにおいてスイッチswBをオンにすると述べたが、図2に示すように、これらのスイッチの状態は必ずしもオンである必要は無い。すなわち、負荷2Aを停止する場合は、蓄電モードと商用モードにおいてスイッチswAAをオフにし、放電モードにおいてスイ
ッチswBをオフにする。
In the above description, to turn on the switch swA A in the energy storage mode and commercial mode, said turning on the switch swB in the discharge mode, as shown in FIG. 2, the necessary state of these switches is always ON No. That is, when stopping the
また、コンバータ部8とインバータ部9との間には平滑コンデンサがあるため、平滑コンデンサの容量が十分であれば、各スイッチの切り替えに伴う瞬時電圧低下の虞は無い。
In addition, since there is a smoothing capacitor between the
制御装置7に記憶されている構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動のパターンを、図3のグラフに示す。構内電気設備群Eの消費電力は、負荷2A〜2Zの作動状態が様々な理由で変動することにより、一日中変動している。例えば、深夜帯であれば、負荷2A〜2Zの作動状態が変更されないことにより、消費電力が一定である。しかし、朝方からは負荷2A〜2Zが起動され、或いは運転状態が変更されることにより、消費電力が増加していく。消費電力の増加は、人為的な操作によるものに限られず、例えば、夏季の外気温度の上昇に伴う冷凍機のベーン開度の増加といった自動制御によるものも含まれる。図3のグラフに示すような構内電気設備群Eの消費電力のパターンは、電力計などで予め測定してデータ化しておく。なお、制御装置7は、予め記憶されている日負荷変動のパター
ンに基づく充放電切り替えの他、構内電気設備群Eの消費電力値等の変動の度合いによる予測に基づいて充放電を切り替えてもよい。変動の度合いによる予測に基づく制御は、例えば、構内電気設備群Eの消費電力の上昇度合いが大きくなり、所定値を超えると予測されたときに、蓄電池6から放電する制御などを例示できる。
The graph of the daily load fluctuation of the power consumption of the local electrical equipment group E stored in the control device 7 is shown in the graph of FIG. The power consumption of the local electrical equipment group E varies throughout the day as the operating states of the
制御装置7は、図3のグラフが示す日負荷変動のパターンと現在時刻との相関から、構内電気設備群Eの消費電力の最大値が小さくなるように、消費電力の平準化を行う。すなわち、制御装置7は、図3において符号α1で示される消費電力の小さい領域(例えば、0時から8時)において蓄電池6が充電され、符号α2で示される消費電力のピーク帯域において蓄電池6が放電されるように、スイッチswC〜swBを制御する。具体的には、制御装置7は、符号α1で示される領域の時間帯において蓄電モードを実行し、符号α2で示される領域の時間帯において放電モードを実行し、それ以外の時間帯において商用モードを実行する。制御モードの切り替えは、現在時刻が日負荷変動パターンに基づいて設定される設定時刻になると実行される。
The control device 7 performs leveling of power consumption so that the maximum value of power consumption of the on-site electrical equipment group E becomes smaller from the correlation between the daily load fluctuation pattern and the current time shown in the graph of FIG. That is, the control device 7 charges the
なお、制御装置7は、放電モードから商用モードへ遷移する場合には、蓄電池6の残量が既定値以下になったことを契機に切り替えることが好ましい。放電モードから商用モードへの遷移を、蓄電池6の残量の有無に関わらず、図3のような日負荷変動のパターンが示す時間だけを契機に実行すると、蓄電池6の残量が無くなって負荷2Aが停電する虞があるためである。
In addition, when changing from discharge mode to commercial mode, it is preferable that the control apparatus 7 switches on the occasion that the residual amount of the
制御装置7が、スイッチswC〜swBをこのように制御することにより、構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動が簡単な機器構成で平準化され、図3において「変更後契約電力」として示すように契約電力を小さくすることができる。契約電力を小さくできることにより電気料金にかかるコストを削減することができ、また、電力系統の日負荷変動の抑制に貢献して電力システムの維持にかかる社会的なコストの削減にも寄与することができる。例えば、日負荷変動が全国的な規模で抑制されると、日中のピーク時間帯の電力を確保するために必要な発電設備を減らすことができ、その分の電力を夜間電力を増やして賄うことでベース電源となる原子力発電所などの比率を高め、世界的な二酸化炭素の排出量削減義務に寄与することができる。上記負荷平準化システム1は、日負荷変動が大きい構内電気設備群に適用されると効果的であるが、例えば、氷蓄熱システムといった夜間電力で製氷した氷を日中に用いる各種のピークシフトシステムと併用することで、より徹底した日負荷変動の抑制を行なうことができる。なお、上記実施形態においては商用電源4が交流電力を供給することを前提にしていたが、商用電源4は直流電力を供給するものであっても、交流の場合と同様に、構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動を平準化できる。
The control device 7 controls the switches swC to swB in this way, so that the daily load fluctuation of the power consumption of the premises electrical equipment group E is leveled with a simple equipment configuration. In FIG. As shown, the contract power can be reduced. By reducing the contract power, the cost of electricity charges can be reduced, and it can contribute to the reduction of the daily load fluctuation of the power system and the social cost of maintaining the power system. it can. For example, if daily load fluctuations are suppressed on a nationwide scale, power generation facilities necessary to secure power during peak hours during the day can be reduced, and the amount of power is provided by increasing nighttime power. As a result, the ratio of nuclear power plants that serve as base power sources can be increased, contributing to the worldwide obligation to reduce carbon dioxide emissions. The load leveling system 1 is effective when applied to a group of on-site electrical equipment having a large daily load fluctuation. For example, various peak shift systems that use ice produced by night electricity such as an ice heat storage system during the daytime. When used together, daily load fluctuations can be more thoroughly suppressed. In the above embodiment, it is assumed that the
負荷平準化システム1であれば、系統保護装置のように位相検出器等を備えた同期装置類も不要であり、機器構成が簡単である。更に、蓄電池6はNaS電池のような大規模なものである必要がなく、広く流通し入手も容易な各種の蓄電手段を適用できるので、蓄電に必要な設備を簡素化できる。蓄電池6の容量は、構内電気設備群Eの日負荷変動の大きさや、負荷平準化システム1が併設されるインバータの負荷の大きさにもよるが、系統安定に使われるような大規模(例えば、数千kW〜数万kW級)なものではなく、比較的小規模(例えば、数kW〜数十kW程度)なものでよい。
The load leveling system 1 does not require a synchronization device including a phase detector or the like like a system protection device, and the device configuration is simple. Further, the
なお、上記負荷平準化システム1は、例えば、商用電源4が停電したことを検知する低電圧継電器等を設け、この低電圧継電器が商用電源4の停電を検知すると制御装置がスイッチswC〜swBのパターンを放電モードに瞬時に切り替わるようにしておけば、停電に伴う負荷2Aの停止を防止できる。この場合、交流用の無停電電源装置に比べてシステムを簡素化できるし、電池容量に見合うように負荷制限を行なう装置類を追加する必要も
無い。なお、負荷2Aは、停電の場合でも作動し続けることが要求される機器を選定すると効果的である。ただし、非常時にしか作動しない機器を適用すると、本来の目的である負荷の平準化が実現できないため、通常時と非常時の両方で作動する機器を選定することに注意を要する。
The load leveling system 1 includes, for example, a low voltage relay that detects that the
なお、商用電源4の停電は、低電圧継電器等で検知するもののみならず、例えば、外部から送られる信号などによって検知されてもよい。また、制御装置7は、スイッチswC〜swBを、商用電源4の停電のみならず、その他の各種外部信号に基づいて切り替えるようにしてもよい。非常時に作動することが要求される機器を上記負荷平準化システム1で作動できるようにしておけば、構内電気設備群Eに法規上の義務あるいはその他の事情で設置される非常用の発電設備の発電能力を削減することができる。
In addition, the power failure of the
また、上記負荷平準化システム1は、必ずしも構内電気設備群Eの消費電力の最大値が低くなるように消費電力の平準化を行う必要は無い。例えば、図4のグラフに示すように、夕方の時間帯において消費電力を低減したいという何らかの要請がある場合には、符号β1で示される領域において充電した蓄電池6が、符号β2で示される領域(例えば、16時以降)において放電されるように、スイッチswC〜swBを制御してもよい。また、図3において符号α2で示される領域を経過後に電気が残留している蓄電池6を、図4において符号β2で示されるような領域で再び放電するようにしてもよい。
Further, the load leveling system 1 does not necessarily need to level the power consumption so that the maximum value of the power consumption of the local electrical equipment group E is low. For example, as shown in the graph of FIG. 4, when there is a request to reduce power consumption in the evening time zone, the
また、上記負荷平準化システム1は、制御装置7に記憶された構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動のパターンに基づいて負荷平準化を行っていたが、構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動のパターンは、制御装置7が取得して作成したものであってもよい。この場合、負荷平準化システム1の制御装置7は、例えば、図1の符号※で示すように、商用電源4と構内電気設備群Eとの間に設けた電力計13に基づいて構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動を測定する。
In addition, the load leveling system 1 performs load leveling based on the daily load fluctuation pattern of the power consumption of the local electrical equipment group E stored in the control device 7. The pattern of the daily load fluctuation of the power may be acquired and created by the control device 7. In this case, the control device 7 of the load leveling system 1 uses, for example, a premises electric facility based on a
そして、制御装置7は、スイッチswC〜swBを商用モードにし続けて測定した、電力計13で測定した構内電気設備群Eの日負荷変動のデータから、図3や図4に示したような構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動のパターンを得ることができる。制御装置7は、電力計13で測定して得た構内電気設備群Eの日負荷変動のデータに基づいてスイッチswC〜swBを図2のパターンに沿って制御し、上述したような負荷の平準化を行う。この場合、制御パターンを切り替えるタイミングは、上述したように日負荷変動のデータに基づいて既定された設定時刻ではなく、例えば、蓄電池6の容量や構内電気設備群E、あるいは負荷2Aの消費電力を積算した電力量から各種の演算処理を行い、構内電気設備群Eの消費電力の最大値が最も小さくなるように制御パターンの切り替えタイミングが決定されてもよい。
Then, the control device 7 keeps the switches swC to swB in the commercial mode, and from the daily load fluctuation data of the local electrical equipment group E measured by the
また、上記実施形態では、構内電気設備群Eに一つの負荷平準化システム1を併設していたが、同一の構内電気設備群に設けた複数のインバータに、負荷平準化システム1をそれぞれ併設してもよい。同一の構内電気設備群に設けた2つのインバータにそれぞれ負荷平準化システム1を併設した場合、蓄電池6も2つになるため、システム全体で蓄電(放電)できる容量が大きくなり、図5のグラフに示すように、負荷平準化システム1が1つだけの場合に比べて日負荷変動を更に抑制できる。
In the above embodiment, one load leveling system 1 is provided in the on-site electrical equipment group E. However, the load leveling system 1 is provided on each of a plurality of inverters provided in the same on-site electrical equipment group. May be. When the load leveling system 1 is provided in combination with two inverters provided in the same group of electrical equipment on the same premises, the number of
また、上記実施形態では、一つのインバータ5Aに対して一つに負荷平準化システム1を併設していたが、複数のインバータに対して一つの負荷平準化システム1を併設してもよい。この場合の変形例を図6に示す。
In the above embodiment, one load leveling system 1 is provided for one
本変形例では、負荷2Aにインバータ5Aが設置されており、負荷2Bにインバータ5
Bが設置されているものとする。構内電気設備群Eにこのようにインバータが2つある場合、負荷平準化システム1の制御装置7は、スイッチswAAと共に、商用電源4からイ
ンバータ5Bへ繋がる第一の給電回路11Bを開閉するスイッチswABを制御する。ス
イッチswAAとスイッチswABは、機械的に連結されて同時に開閉されるものであってもよいし、同一の制御線に電気的に接続されて同時に開閉されるものであってもよい。
In this modification, an
Assume that B is installed. When there are two inverters in the premises electrical equipment group E as described above, the control device 7 of the load leveling system 1 switches the switch swA A and the first
負荷平準化システム1を2つのインバータに併設すると、1つのインバータに併設する場合に比べて、放電モードの際の蓄電池6の放電速度が速くなるので、放電モードを持続可能な時間が短くなり得る。しかし、放電モードの際に商用電源4から構内電気設備群Eへ流れる電力が小さくなるので、消費電力のピーク値を更に下げることができる。よって、構内電気設備群Eの消費電力の日負荷変動のパターンが、日中の電力のピークが比較的急激な山型を描くような場合、換言すると、放電モードの持続時間よりも消費電力のピーク値を低く抑えることが優先されるような場合に、負荷平準化システム1を1つのインバータではなく複数のインバータに併設すると効果的である。
When the load leveling system 1 is provided with two inverters, the discharge speed of the
なお、このような効果は、厳密には、負荷平準化システム1に併設するインバータの数に依存するのではなく、負荷平準化システム1に併設する全てのインバータの消費電力の大きさに依存する。何れにしても、負荷平準化システム1に併設するインバータの電気的な負荷の大きさに比例して、放電モードの際に構内電気設備群Eの電力のピークを低く抑えることができる。よって、制御装置7は、例えば、インバータ毎にスイッチswCやswBを設け、インバータ毎に放電モードや商用モードを選択可能なようにすることで、構内電気設備群Eの実消費電力の大きさや実消費電力の増大率等の関係から、インバータ毎に放電モードや商用モードを選択して構内電気設備群Eの電力のピーク値を制御可能なようにしてもよい。 Strictly speaking, such an effect does not depend on the number of inverters provided in the load leveling system 1, but depends on the power consumption of all inverters provided in the load leveling system 1. . In any case, in proportion to the magnitude of the electrical load of the inverter provided in the load leveling system 1, the peak of the electric power of the local electrical equipment group E can be kept low in the discharge mode. Therefore, for example, the control device 7 is provided with the switches swC and swB for each inverter so that the discharge mode and the commercial mode can be selected for each inverter. From a relationship such as an increase rate of power consumption, a discharge mode or a commercial mode may be selected for each inverter so that the peak value of electric power in the local electrical equipment group E can be controlled.
E・・・構内電気設備群
1・・・負荷平準化システム
2A〜Z・・・負荷
3・・・負荷群
4・・・商用電源
5A・・・インバータ
6・・・蓄電池
7・・・制御装置
8・・・コンバータ部
9・・・インバータ部
10・・・充電回路
11A,B・・・第一の給電回路
12・・・第二の給電回路
13・・・電力計
14・・・整流器
E ... Electrical equipment group 1 ...
Claims (5)
前記特定の電気設備群へ電力を供給する電源から繋がる充電回路によって充電される蓄電手段と、
前記特定の電気設備群の消費電力が前記蓄電手段の充電時の該特定の電気設備群の消費電力よりも大きいと、前記電源から前記インバータ装置へ繋がる第一の給電回路を開くと共に、該蓄電手段から該インバータ装置へ繋がる第二の給電回路を閉じて該蓄電手段の電気を該インバータ装置へ給電する制御手段と、を備える、
負荷平準化システム。 A load leveling system for leveling the power consumption of a specific group of electrical equipment including the predetermined electrical equipment in addition to an inverter device that controls the operating state of the predetermined electrical equipment with supplied AC power,
Power storage means charged by a charging circuit connected from a power source that supplies power to the specific electrical equipment group;
When the power consumption of the specific electrical equipment group is larger than the power consumption of the specific electrical equipment group at the time of charging the power storage means, the first power supply circuit connected from the power source to the inverter device is opened and the power storage Control means for closing the second power supply circuit connected from the means to the inverter device and supplying electricity from the power storage means to the inverter device,
Load leveling system.
請求項1に記載の負荷平準化システム。 The control means closes the charging circuit and charges the power storage means at night time when the power consumption of the specific electrical equipment group is smaller than the daytime, and the power consumption of the specific electrical equipment group Opening the first power feeding circuit and closing the second power feeding circuit to feed the electricity of the power storage means to the inverter device during a daytime period greater than the time of charging the power storage means,
The load leveling system according to claim 1.
請求項1または2に記載の負荷平準化システム。 The control means opens and closes the first power supply circuit and the second power supply circuit based on a daily load fluctuation pattern of power consumption of the specific electrical equipment group.
The load leveling system according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の負荷平準化システム。 The control means obtains the daily load fluctuation pattern from a power meter that measures power consumption of the specific electrical equipment group.
The load leveling system according to claim 3.
前記インバータ装置には、コンバータ装置によって交流から直流へ変換され、平滑コンデンサによって平滑化された前記電源の電力が供給され、
前記蓄電手段は、交流を直流へ変換する整流器を設けた前記充電回路によって充電され、
前記第二の給電回路は、前記コンバータ装置と前記インバータ装置とを繋ぐ回路と前記蓄電手段とを繋ぐ、
請求項1から4の何れか一項に記載の負荷平準化システム。 The power source is alternating current;
The inverter device is supplied with power from the power source converted from alternating current to direct current by a converter device and smoothed by a smoothing capacitor,
The power storage means is charged by the charging circuit provided with a rectifier that converts alternating current to direct current,
The second power supply circuit connects the storage device and a circuit connecting the converter device and the inverter device,
The load leveling system according to any one of claims 1 to 4.
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