电力控制装置、电力控制方法、程序以及能源管理系统的制作方法
电力控制装置、电力控制方法、程序以及能源管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力控制装置，电力控制方法，程序以及能源管理系统，特别是涉及一种使得能够更加有效地使用产生的电力的电力控制装置、电力控制方法、程序以及能源管理系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，为了不仅高效地使用来自供给商用电力的电力系统的电力，还可以高效地使用利用太阳能发电而产生的电力、蓄积于电池中的电力等从多个电力源供给的电力，而进行实现最佳的电力管理的能源管理系统的开发。
[0003]例如，在专利文献I中披露了一种功率调节器的结构。该功率调节器在进行限制输出控制时，通过用产生的电力对蓄电池进行充电，从而使得产生的电力被有效地使用。
[0004]在图1以及图2中，示出了能源管理系统的一个结构例。
[0005]如图1以及图2所示，能源管理系统11构成为，电力控制装置12经由电流表13与电力系统14连接，电力控制装置12与PV (Photovoltaics，光伏)15以及AC (AlternatingCurrent:交流)负载17连接。
[0006]电力控制装置12具有PV用DC/DC (Direct Current:直流)转换部21、DC/AC转换部22、电池用DC/DC转换部23以及控制部24。DC/AC转换部22的AC端的端子与电力系统14以及AC负载17连接。另一方面，DC/AC转换部22的DC端的端子经由PV用DC/DC转换部21与PV15连接，并且经由电池用DC/DC转换部23与电池16连接。此处，以下，将与DC/AC转换部22的DC端的端子连接，并在与PV用DC/DC转换部21以及电池用DC/DC转换部23之间进行直流电力的供给的布线称为DC总线25。
[0007]控制部24根据能源管理系统11的状况，对PV用DC/DC转换部21、DC/AC转换部22以及电池用DC/DC转换部23进行控制。
[0008]在能源管理系统11中，如用图1的箭头A所示出的，在能源管理系统11中，由PV15产生的电力通过PV用DC/DC转换部21进行DC/DC转换，再经由DC总线25供给至DC/AC转换部22，通过DC/AC转换部22进行DC/AC转换，再供给至AC负载17，并且剩余的电力供给(逆流)至电力系统14。
[0009]另外，在利用PVl5产生的电力，经由PV用DC/DC转换部21、DC总线25、电池用DC/DC转换部23对电池16进行充电的情况下，如用图2的箭头B所示出的，对电池16进行充电的电力通过电池用DC/DC转换部23进行DC/DC转换，再经由DC总线25供给至DC/AC转换部22，通过DC/AC转换部22进行DC/AC转换，再供给至AC负载17，并且剩余的电力供给(逆流)至电力系统14。
[0010]如这样地，拥有电力控制装置12的用户能够通过使利用PV15产生的电力逆流至电力系统14，来进行电力销售，从而获得因电力销售而带来的利益。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:JP特开2012-139019号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]但是，在图1中，在PV15的发电功率小于AC负载17的功耗的情况下，其发电功率全部消耗在AC负载17上，无法进行电力销售。另外，当PV15的发电功率很小时，向交流电力的转换效率下降，转换损耗增大。
[0016]另外，例如，在图2中，为了避免限制输出而对电池16充电的电力若不在适当的时机放出，则会全部消耗在AC负载17上，无法进行电力销售。
[0017]如这样地，利用PV产生的电力根据负载的功耗、放电的时机不同，有时没有得到有效的使用。
[0018]本发明鉴于如这样的状况，其目的在于，使得能够更加有效地使用产生的电力。
[0019]本发明的一个实施方式的电力控制装置具有:第一转换装置，对来自利用自然能源进行发电的发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换再放电，第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力，控制部，控制驱动所述第一?第三转换装置，所述控制部，以使得所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置放电。
[0020]本发明的一个实施方式的电力控制方法或者程序是一种电力控制装置的电力控制方法或者使控制该电力控制装置的计算机执行的程序。所述电力控制装置具有:第一转换装置，对来自利用自然能源进行发电的发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换再放电，第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力；包括以下步骤:使所述第二转换装置进行放电，以使得来自所述第三转换装置的输出电力变得大于所述交流负载的功耗。
[0021]本发明的一个实施方式的能源管理系统具有:发电部，利用自然能源进行发电，蓄电部，蓄积电力，直流总线，作为供给直流电力的路径，第一转换装置，对来自所述发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对所述蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换再进行放电，第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力，驱动控制部，控制所述第一?第三转换装置；所述控制部使所述第二转换装置进行放电，以使得所述第三转换装置的输出电力变得大于所述交流负载的功耗。
[0022]在本发明的一个实施方式中，从第二转换装置放电，以使得第三转换装置的输出电力变得大于交流负载的功耗。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明的一个实施方式，能够更加有效地使用产生的电力。
【附图说明】
[0025]图1是示出能源管理系统中的电力的流动的图。
[0026]图2是示出能源管理系统中的电力的流动的图。
[0027]图3是示出适用本技术的能源管理系统的一个实施方式的结构例的框图。
[0028]图4是示出能源管理系统的简略的结构例的图。
[0029]图5是针对充放电控制处理进行说明的流程图。
[0030]图6是示出充电时的电力的流动的图。
[0031]图7是示出放电时的电力的流动的图。
[0032]图8是针对充电以及放电的时机进行说明的图。
[0033]图9是针对充放电控制处理的另一个例子进行说明的流程图。
[0034]图10是针对充电以及放电的时机进行说明的图。
[0035]图11是示出能源管理系统的另一个结构例的图。
[0036]图12是说明学习处理的流程图。
[0037]图13是说明充放电控制处理的再一个例子的流程图。
[0038]图14是示出能源管理系统的再一个结构例的图。
[0039]图15是示出能源管理系统的再一个结构例的图。
[0040]图16是说明通用的个人电脑的结构例的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，针对适用本技术的具体的实施方式，一边参照附图，一边详细地进行说明。
[0042][能源管理系统的结构例]
[0043]图3示出适用本技术的能源管理系统的一个实施方式的结构例的框图。
[0044]在图3中，就能源管理系统31而言，构成为太阳能发电系统，电力控制装置32经由电流表33与电力系统34连接，PV35、电池36、EV (Electric Vehicle:电动车)37、AC负载38以及DC负载39-1以及39-2与电力控制装置32相连接。
[0045]就电力控制装置32而言，构成为所谓的功率调节器，并控制将从与电力控制装置32连接的多个电力源(PV35、电池36或者EV37)供给的电力，供给至与电力控制装置32连接的多个负载(AC负载38还有DC负载39-1以及39_2)。
[0046]电流表33测量从电力控制装置32供给(逆流)至电力系统34的电力。能源管理系统31向电力系统34供给交流电力。
[0047]例如，PV35是多个太阳能电池模块连接并构成为面板状的，根据接收的太阳光的光量来发电，将该产生的电力供给至电力控制装置32。电池36有时蓄积从电力控制装置32供给的电力，有时将蓄积 的电力供给至电力控制装置32。EV37内置有蓄积从电力控制装置32供给的电力的电池，该电池根据用户使用EV37来与电力控制装置32适当连接，。
[0048]AC负载38是消耗交流电力来驱动的设备，DC负载39_1以及39_2是消耗直流电力来驱动的设备。此外，虽然在图2的结构例中，两台DC负载39-1以及39-2与电力控制装置32连接，但是也可以增减其台数。
[0049]电力控制装置32具有:PV用DC/DC转换部41、DC/AC转换部42、电池用DC/DC转换部43、EV用DC/DC转换部44、负载用DC/DC转换部45_1以及45_2、配电盘46以及系统控制部47。另外，在配电盘46上收纳有断路器51-1?51-6、电流表52_1?52_4以及DC总线53。
[0050]在电力控制装置32中，在连接电力系统34与AC负载38的电力线40上连接有DC/AC转换部42的AC端的端子，DC/AC转换部42的DC端的端子经由断路器51_1与作为供给直流电力的路径的DC总线53连接。另外，连接有PV35的PV用DC/DC转换部41经由断路器51-2与DC总线53连接。同样地，连接有电池36的电池用DC/DC转换部43经由断路器51-3与DC总线53连接，连接有EV37的EV用DC/DC转换部44经由断路器51_4以及电流表52-1与DC总线53连接。
[0051]另外，连接有DC负载39-1的负载用DC/DC转换部45_1经由断路器51_5以及电流表52-与DC总线53连接，连接有DC负载39_2的负载用DC/DC转换部45_2经由断路器51-6以及电流表52-3与DC总线53连接。AC负载38经由断路器51_7以及电流表52_4与DC/AC转换部42。
[0052]PV用DC/DC转换部41以将PV35所产生的电力设置为规定的电压的方式进行DC/DC转换(升降压)，并输出至DC总线53。PV用DC/DC转换部41能够进行MPPT控制，该MPPT控制是以从PV35取出最大的电力的方式来跟踪最大输出点。
[0053]DC/AC转换部42经由DC总线53对供给的直流电力进行DC/AC转换，再将得到的交流电力经由电力线40供给至AC负载38，或者逆流回电力系统34。此外，DC/AC转换部42对从电力系统34供给的交流电力进行AC/DC转换，但是不将得到的直流电力输出至DC总线53。
[0054]电池用DC/DC转换部43对电池36所蓄积的电力进行DC/DC转换(升降压)再输出(放电)至DC总线53，或者对经由DC总线53供给的电力进行DC/DC转换再对电池36进行充电。
[0055]就EV用DC/DC转换部44而言，当EV37与电力控制装置32连接时，对蓄积于EV37的电力进行DC/DC转换再输出(放电)至DC总线53，或者经由DC总线53对供给的电力进行DC/DC转换再对EV37进行充电。
[0056]就负载用DC/DC转换部45-1以及45_2而言，将经由DC总线53供给的电力DC/DC转换为驱动分别连接的DC负载39-1以及39-2所需要的电压，再分别供给至DC负载39_1以及39-2。
[0057]系统控制部47基于利用电流表33以及电流表52_1?52_4测量出的电流或者PV35的发电状态、电池36的充电状态等，通过控制构成电力控制装置32的各模块，来整体控制能源管理系统31。
[0058]另外，例如，系统控制部47以根据AC负载38的状态来对电池36进行充电或者放电的方式，来控制电池用DC/DC转换部43。
[0059]此外，在图3中省略连接系统控制部47与各模块的布线的图示。
[0060]在下文中，为了简化说明，使用如图4所示的能源管理系统31的结构例来进行说明。在图4的能源管理系统31中，在与图3的能源管理系统31中的结构相对应的部分上标记相同的附图标记。
[0061][电池的充放电控制处理]
[0062]以下，参照图5的流程图，针对能源管理系统31中的电池的充放电控制处理进行说明。该充放电控制处理是当通过PV用DC/DC转换部41对利用PV35产生的电力进行DC/DC转换，再输出至DC总线53时执行。
[0063]在步骤Sll中，系统控制部47判断PV35的输出电力(从PV用DC/DC转换部41输出至DC总线53的电力)是否超过AC负载38的功耗。
[0064]在步骤Sll中，在判断为PV35的输出电力没有超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S12，系统控制部47使DC/AC转换部42停止。
[0065]而且，在步骤S13中，系统控制部47通过将电池用DC/DC转换部43驱动到充电模式，对从PV用DC/DC转换部41输出至DC总线53的电力进行DC/DC转换，再对电池36进行充电。
[0066]S卩，在PV用DC/DC转换部41的输出电力小于AC负载38的功耗的情况下，在能源管理系统31中，如用图6的箭头C所示出的，利用PV35产生的电力通过PV用DC/DC转换部41进行DC/DC转换再经由DC总线53供给至电池用DC/DC转换部43，再通过电池用DC/DC转换部43进行DC/DC转换再对电池36进行充电。
[0067]另一方面，在步骤Sll中，在判断为PV35的输出电力超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S14，系统控制部47驱动DC/AC转换部42。
[0068]而且，在步骤S15中，系统控制部47通过将电池用DC/DC转换部43驱动到放电模式，对电池36所蓄积的电力进行DC/DC转换再向DC总线53放电。
[0069]即，在PV用DC/DC转换部41的输出电力大于AC负载38的功耗的情况下，在能源管理系统31中，如用图7的箭头D所示，通过电池用DC/DC转换部43对从电池36放出的电力进行DC/DC转换，再经由DC总线53供给至DC/AC转换部42，再通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换。另外，如用图7的箭头E所示，通过PV用DC/DC转换部41对利用PV35产生的电力也进行DC/DC转换，再经由DC总线53供给至DC/AC转换部42，再通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换。
[0070]此时，系统控制部47控制由电池用DC/DC转换部43对电池36进行的放电，以使得DC/AC转换部42的输出电力变得大于AC负载38的功耗。
[0071]若采用以上的处理，则由于电池36所蓄积的电力以DC/AC转换部42的输出电力大于AC负载38的功耗的方式放出，所以其放出电力并未全部消耗在AC负载38上，剩余的电力作为剩余电力供给至电力系统34。通过这样，用户能够用利用PV35产生并蓄积于电池36中的电力的至少一部分进行电力销售，能够有效地使用利用PV产生的电力，从而能够获得因电力销售而带来的利益。
[0072]现有技术，在家庭等中，如图8上半部分所示，在直到时刻til为止的时间段内，在PV的发电电力小于AC负载的功耗的情况下，PV的发电电力全部消耗在AC负载上；在从时刻til到时刻tl2为止的时间段内，PV的发电电力大于AC负载的功耗的情况下，PV的发电电力的一部分消耗在AC负载上，将剩余的电力作为剩余电力Ps供给至电力系统。
[0073]另一方面，若采用上述的处理，则如图8下半部分所示，在直到时刻til为止的时间段内，在PV的发电电力小于AC负载的功耗的情况下，用PV的发电电力作为充电电力Pc对电池进行充电；在从时刻til到时刻tl2为止的时间段内，在PV的发电电力大于AC负载的功耗的情况下，PV的发电电力的一部分消耗在AC负载上，不仅剩余的电力作为剩余电力Ps供给至电力系统，而且充电电力Pc作为放电电力Pd也供给至电力系统。通过这样，不仅利用PV35产生的电力的一部分，而且电池36所蓄积的电力也能够确实地进行电力销售，能够更加有效地使用利用PV产生的电力，从而用户能够获得因电力销售而带来的更多利益。
[0074][充放电控制处理的他的例]
[0075]以下，参照图9的流程图，针对能源管理系统31中的充放电控制处理的另一个例子进行说明。
[0076]此外，由于图9的流程图的步骤S21?S23、S25、S26的处理分别与图5的步骤Sll?S15的处理基本相同，所以省略其说明。
[0077]S卩，在步骤S21中，在判断为PV35的输出电力超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S24，系统控制部47判断PV35的输出电力(PV用DC/DC转换部41的输出电力)与能够从电池用DC/DC转换部43的电池36放出的电力之和，是否大于规定的输出Pl。
[0078]此处，如图10的左侧所示，规定的输出Pl是指，DC/AC转换部42要获得在一定程度上较高的转换效率所必需的电力，即，是DC/AC转换部42的输出电力大致达到额定值的电力。在DC/AC转换部42对小于该电力的电力进行DC/AC转换的情况下，DC/AC转换的转 换损耗变大，其转换效率变得极低。因此，在步骤S24中，也可以判断通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换的转换损耗，是否小于通过电池用DC/DC转换部43对电池36进行充电的损耗。
[0079]在步骤S21中，在判断为PV35的输出电力与能够从电池36放出的电力之和不大于规定的输出Pl的情况下，或者，在判断为通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换的转换损耗不小于(大于)通过电池用DC/DC转换部43进行充电的损耗的情况下，处理进入到步骤S22，然后，对电池36进行充电。
[0080]另一方面，在步骤S21中，在判断为PV35的输出与能够从电池36放出的电力之和大于规定的输出Pl的情况下，或者，在判断为通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换的转换损耗小于通过电池用DC/DC转换部43进行充电的损耗的情况下，处理进入到步骤S25，然后，从电池36放电。
[0081]此外，在步骤S26中，系统控制部47控制通过电池用DC/DC转换部43进行的电池36的放电，以使得PV53的输出电力与能够从电池36放出的电力之和达到规定的输出Pl。
[0082]一般地，如图10的右侧上半部分所示，PV的发电电力随着时间变大的情况下，DC/AC转换部的AC输出也随着PV的发电电力而变大，特别是当PV的发电电力很小时，向AC电力的转换效率下降，转换损耗增大。
[0083]另一方面，如图10的右侧下半部分所示，若采用上述的处理，在直到时刻t21为止的时间段内，当PV的发电电力很小时，PV的发电电力作为充电电力Pc对电池进行充电；在时刻t21，当PV的发电电力与充电电力Pc之和变为DC/AC转换部的输出电力大致达到额定值的电力时，充电电力Pc作为放电电力Pd进行放电。通过这样，DC/AC转换部能够输出大致额定值的电力，因此，能够更加有效地使用利用PV产生的电力。
[0084]在上文中，根据AC负载38的状态，针对控制电池36的充放电的处理进行说明，AC负载38的功耗在一天中的固定的时间段内经常变大或者变小。
[0085]因此，当电池36进行放电时，若知道AC负载38的功耗变小的时间段，则能够更确实地用从电池36放出的电力进行电力销售。
[0086]因此，在下文中，针对学习AC负载38的功耗变小的时间段，并在该时间段内电池36进行放电的例子进行说明。
[0087][能源管理系统的他的结构例]
[0088]图11是示出能源管理系统的另一个结构例的框图。
[0089]此外，在图11的能源管理系统31中，在与图4的能源管理系统31的结构相对应的部分标记上相同的附图标记，并适当地省略其说明。
[0090]S卩，图11的能源管理系统31与图4的能源管理系统31的不同点在于，设有系统控制部101取代系统控制部47。
[0091]系统控制部101不仅具有与图4的能源管理系统31中的系统控制部47同样的功能，而且还具有学习部101a。
[0092]学习部1la在系统控制部101内的存储器等中记录以下时刻:电池用DC/DC转换部43对从PV用DC/DC转换部41输出至DC总线53的电力进行DC/DC转换，再对电池36进行充电的时刻；电池用DC/DC转换部43对电池36所蓄积的电力进行DC/DC转换，再向DC53放电的时刻。
[0093][学习处理]
[0094]以下，参照图12的流程图，针对图11的能源管理系统31的学习处理进行说明。
[0095]此外，由于图9的流程图的步骤S31?S33、S35、S36的处理分别与图5的步骤Sll?S15的处理基本相同，所以省略其说明。
[0096]S卩，在步骤S33之后，在步骤S34中，学习部1la将当时的时刻记录为电池用DC/DC转换部43对电池36进行充电的时刻。在PV35的输出电力(PV用DC/DC转换部41的输出电力)没有超过AC负载38的功耗的情况下，进行这种处理。因此，学习部1la通过记录进行充电的时刻，来学习AC负载38的功耗变得大于PV35的输出电力的时间段。
[0097]另外，在步骤S36之后，在步骤S37中，学习部1la将当时的时刻记录为电池用DC/DC转换部43放出电池36所蓄积的电力的时刻。在PV35的输出电力(PV用DC/DC转换部41的输出电力)超过AC负载38的功耗的情况下，进行这种处理。因此，学习部1la通过记录进行放电的时刻，来学习AC负载38的功耗变得小于PV35的输出电力的时间段。
[0098]若采用以上的处理，则能够学习AC负载38的功耗变小的时间段或者变大的时间段。
[0099][充放电控制处理的例]
[0100]以下，参照图13的流程图，针对使用来自学习处理的学习结果的充放电控制处理进行说明。
[0101]此外，由于图13的流程图的步骤S51?S53、S55、S56的处理分别与图5的步骤Sll?S15的处理基本相同，所以省略其说明。
[0102]S卩，在步骤S51中，在判断为PV35的输出电力超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S54，系统控制部47判断当前的时间段是否是利用学习部1la记录了放电的时刻的时间段，即，判断是否是AC负载38的功耗变小的时间段。
[0103]在步骤S54中，在判断为不是记录有放电的时刻的时间段的情况下，处理进入到步骤S52，然后，对电池36进行充电。
[0104]另一方面，在步骤S54中，在判断为是记录有放电的时刻的时间段的情况下，处理进如到步骤S55，然后，从电池36进行放电。
[0105]若采用以上的处理，则由于在AC负载38的功耗变小的时间段内，从电池36进行放电，所以能够更确实地用从电池36放出的电力进行电力销售。
[0106]另外，由于也能够利用学习部1la记录对电池36充电的时刻，所以能够证明对电池36进行充电的电力不是从电力系统34供给的夜间的廉价的电力。
[0107]进一步地，在上述说明的能源管理系统31中，在电力销售的电量变得大于来自PV15的发电电量的情况下，将电力销售的超过来自PV15的发电电量电力当作是从电力系统34供给的(购入的)电力。即，错误地将从电力系统34供给的电力当作是电力销售的。
[0108]因此，就系统控制部47而言，当从DC/AC转换部42供给至电力系统34的输出电量变得大于DC/DC转换部41的输出电量时，使得停止利用DC/AC转换部42向电力系统34供给交流电力。通过这样，使得不会将从电力系统34供给的电力当作是电力销售的。
[0109]另外，系统控制部47也可以累计因限制输出而无法进行电力销售的电量，并调整利用从电池36放电而销售的电量以使得不超过该累计量。通过这样，能够在不会错误地当作是电力销售的限度内，用从电池36放出的电力进行电力销售。
[0110][能源管理系统的进一步地他的结构例]
[0111]在上文中，利用PV35产生的电力经由PV用DC/DC转换部41、DC总线53、电池用DC/DC转换部43，对电池36进行充电。但是，如图14所示，PV35与电池用DC/DC转换部43也可以通过布线111连接，从而将由PV35产生的电力，经由布线111以及电池用DC/DC转换部43对电池36进行充电。
[0112]若采用如上所述的结构，则能够确实地证明，对电池36进行充电的电力不是从电力系统34供给的电力。
[0113]另外，在上文中，根据接收的太阳光的光量来发电的PV35与电力控制装置32连接。例如，如图15所示，也可以取代PV35，而是利用风力进行发电的风力发电部131与电力控制装置32连接。在这种情况下，DC/DC转换部141以将风力发电部131所产生的电力变为规定的电压的方式进行DC/DC转换，并输出至DC总线53。
[0114]此外，不仅限于风力发电部131，也可以是利用生物或者其他的自然能源进行发电的发电部或者燃料电池等与电力控制装置32连接。
[0115]然而，上述的一系列的处理能够利用硬件执行，也能够利用软件执行。在利用软件执行该一系列的处理的情况下，从记录媒介将构成其软件的程序安装于:组装入专用的硬件中的计算机，或者，通过安装各种程序而能够执行各种功能的，例如通用的个人电脑等。
[0116][通用的个人电脑的结构例]
[0117]图16示出通用的个人电脑的结构例。该个人电脑内置有CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)1001。在CPU1001上经由总线1004连接有输入输出接口 1005。在总线1004 上连接有 ROM (Read Only Memory，只读存储器)1002 以及 RAM (Random Access Memory,随机访问存储器)1003。
[0118]在输入输出接口 1005上连接有:由用户输入操作命令的键盘、鼠标等的输入设备组成的输入部1006，在显示设备上 输出处理操作画面、处理结果的画像的输出部1007，由收纳程序、各种数据的硬盘驱动等组成的存储部1008，由LAN(Local Area Network，局域网)适配器等组成并执行经由以互联网为代表的网络的通信处理的通信部1009。另外，磁盘(包含软盘)、光盘(⑶-ROM(Compact Disc-Read Only Memory，压缩光盘-只读存储器)、DVD (包含Digital Versatile Disc，数字多功能光盘))、光磁盘(包含MD (Mini Disc，迷你光盘))或者半导体存储器等可移动存储介质1011与读写数据的驱动器1010连接。
[0119]CPU1001按照以下程序来执行各种处理:存储于R0M1002的程序，或者，从磁盘、光盘、光磁盘或者半导体存储器等可移动存储介质1011读出并安装于存储部1008，再从存储部1008加载到RAM1003的程序。在RAM1003中适当地存储有CPU1001执行各种处理所需要的数据等。
[0120]在如以上所述的计算机中，例如，CPU1001通过将存储于存储部1008的程序经由输入输出接口 1005以及总线1004，加载于RAM1003并执行，从而进行上述的一系列的处理。
[0121]例如，计算机(CPU1001)执行的程序能够记录于作为媒体包等的可移动存储介质1011来提供。另外，程序能够经由局域网络、互联网、数字卫星放送等有线或者无线的传输介质来提供。
[0122]在计算机中，程序能够通过将可移动存储介质1011安装于驱动器1010，从而经由输入输出接口 1005，来安装于存储部1008。另外，程序能够经由有线或者无线的传输介质，由通信部1009接收，再安装于存储部1008。其他，程序能够预先安装于R0M1002、存储部
1008ο
[0123]此外，计算机执行的程序可以是按照在本说明书中说明的顺序，进行时序地处理的程序，与此同时，或者也可以是在进行呼叫时等必要的时机进行处理的程序。另外，程序可以利用一个CPU处理，也可以利用多个CPU分散处理。此外，在本说明书中，系统表示的是由多个装置构成的装置整体。
[0124]另外，本实施方式并不仅限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的重点的范围内能够进行各种变更。
[0125]附图标记的说明
[0126]31能源管理系统，32电力控制装置，33电流表，34电力系統，35 PV, 36电池，37 EV, 38 AC负载，39 DC负载，40电力线，41 PV用DC/DC转换部，42 DC/AC转换部，43电池用DC/DC转换部，44 EV用DC/DC转换部，45负载用DC/DC转换部，46配电盘，47系统控制部，51断路器，52电流表，53 DC总线，101系统控制部，1la学习部。
【主权项】
1.一种电力控制装置，其特征在于，具有: 第一转换装置，对来自发电部的直流电力进行DC/DC转换后输出，所述发电部用于利用自然能源进行发电， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对用于蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力， 控制部，控制驱动所述第一?第三转换装置， 所述控制部，以使得所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置放电。2.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述第三转换装置，不对来自所述电力系统的交流电力进行AC/DC转换。3.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述控制部进行如下处理: 在所述第一转换装置的输出电力小于所述交流负载的功耗的情况下，使所述第二转换装置充电， 在所述第一转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的情况下，使所述第二转换装置放电。4.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述控制部，以使得所述第一转换装置的输出电力与第二转换装置的放电电力之和达到所述第三转换装置的输出电力的大致额定值的方式，使所述第二转换装置放电。5.如权利要求4所述的电力控制装置，其特征在于， 在所述第一转换装置的输出电力与第二转换装置的放电可能电力之和小于所述第三转换装置的输出电力的大致额定值的情况下，所述控制部使所述第二转换装置进行充电。6.如权利要求4所述的电力控制装置，其特征在于， 在通过所述第三转换装置进行DC/AC转换的转换损耗，大于通过所述第二转换装置进行充电的损耗的情况下，所述控制部使所述第二转换装置充电。7.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述控制部具有学习部， 所述学习部学习所述交流负载的功耗小于所述第一转换装置的输出电力的时间段， 在利用所述学习部学习到的所述时间段内，使所述第二转换装置放电。8.如权利要求7所述的电力控制装置，其特征在于， 所述学习部，通过记录所述第二转换装置进行放电的时刻，来学习所述时间段。9.如权利要求8所述的电力控制装置，其特征在于， 所述学习部还记录所述第二转换装置进行充电的时刻。10.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 在从所述第三转换装置向所述电力系统供给的输出电量大于所述第一转换装置的输出电量的情况下，所述控制部停止由所述第三转换装置向所述电力系统供给交流电力。11.一种电力控制装置的电力控制方法， 所述电力控制装置具有: 第一转换装置，对来自发电部的直流电力进行DC/DC转换后将其输出，所述发电部用于利用自然能源进行发电， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对用于蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力； 所述电力控制方法的特征在于，包括以下步骤: 以使得来自所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置进行放电。12.—种计算机执行的程序，用于控制电力控制装置， 第一转换装置，对来自发电部的直流电力进行DC/DC转换后将其输出，所述发电部用于利用自然能源进行发电， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对用于蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力； 所述程序的特征在于，使计算机执行包括以下步骤的处理: 以使得来自所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置进行放电。13.一种能源管理系统，其特征在于，具有: 发电部，利用自然能源进行发电， 蓄电部，蓄积电力， 直流总线，作为供给直流电力的路径， 第一转换装置，对来自所述发电部的直流电力进行DC/DC转换后将其输出， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对所述蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换，来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力， 驱动控制部，控制驱动所述第一?第三转换装置； 所述控制部，以使得来自所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置进行放电。
【专利摘要】本发明涉及一种能够更加有效地使用产生的电力的电力控制装置、电力控制方法、程序以及能源管理系统。电力控制装置具有：第一转换装置，对来自利用自然能源进行发电的发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对蓄电部的电力进行DC/DC转换再放电，第三转换装置，对第一转换装置的输出电力以及第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力，控制部，控制第一～第三转换装置的驱动。控制部使第二转换装置放电，以使得第三转换装置的输出电力变得大于交流负载的功耗。本技术能够适用于例如功率调节器。
【IPC分类】H02J3/38, H02J7/35, H02J3/32
【公开号】CN104904093
【申请号】CN201380068721
【发明人】西川武男, 中井琢也, 大桥诚, 山田润一郎, 冈田亘
【申请人】欧姆龙株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年3月8日
【公告号】DE112013006249T5, US20150333524, WO2014103352A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力控制装置，电力控制方法，程序以及能源管理系统，特别是涉及一种使得能够更加有效地使用产生的电力的电力控制装置、电力控制方法、程序以及能源管理系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，为了不仅高效地使用来自供给商用电力的电力系统的电力，还可以高效地使用利用太阳能发电而产生的电力、蓄积于电池中的电力等从多个电力源供给的电力，而进行实现最佳的电力管理的能源管理系统的开发。
[0003]例如，在专利文献I中披露了一种功率调节器的结构。该功率调节器在进行限制输出控制时，通过用产生的电力对蓄电池进行充电，从而使得产生的电力被有效地使用。
[0004]在图1以及图2中，示出了能源管理系统的一个结构例。
[0005]如图1以及图2所示，能源管理系统11构成为，电力控制装置12经由电流表13与电力系统14连接，电力控制装置12与PV (Photovoltaics，光伏)15以及AC (AlternatingCurrent:交流)负载17连接。
[0006]电力控制装置12具有PV用DC/DC (Direct Current:直流)转换部21、DC/AC转换部22、电池用DC/DC转换部23以及控制部24。DC/AC转换部22的AC端的端子与电力系统14以及AC负载17连接。另一方面，DC/AC转换部22的DC端的端子经由PV用DC/DC转换部21与PV15连接，并且经由电池用DC/DC转换部23与电池16连接。此处，以下，将与DC/AC转换部22的DC端的端子连接，并在与PV用DC/DC转换部21以及电池用DC/DC转换部23之间进行直流电力的供给的布线称为DC总线25。
[0007]控制部24根据能源管理系统11的状况，对PV用DC/DC转换部21、DC/AC转换部22以及电池用DC/DC转换部23进行控制。
[0008]在能源管理系统11中，如用图1的箭头A所示出的，在能源管理系统11中，由PV15产生的电力通过PV用DC/DC转换部21进行DC/DC转换，再经由DC总线25供给至DC/AC转换部22，通过DC/AC转换部22进行DC/AC转换，再供给至AC负载17，并且剩余的电力供给(逆流)至电力系统14。
[0009]另外，在利用PVl5产生的电力，经由PV用DC/DC转换部21、DC总线25、电池用DC/DC转换部23对电池16进行充电的情况下，如用图2的箭头B所示出的，对电池16进行充电的电力通过电池用DC/DC转换部23进行DC/DC转换，再经由DC总线25供给至DC/AC转换部22，通过DC/AC转换部22进行DC/AC转换，再供给至AC负载17，并且剩余的电力供给(逆流)至电力系统14。
[0010]如这样地，拥有电力控制装置12的用户能够通过使利用PV15产生的电力逆流至电力系统14，来进行电力销售，从而获得因电力销售而带来的利益。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:JP特开2012-139019号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]但是，在图1中，在PV15的发电功率小于AC负载17的功耗的情况下，其发电功率全部消耗在AC负载17上，无法进行电力销售。另外，当PV15的发电功率很小时，向交流电力的转换效率下降，转换损耗增大。
[0016]另外，例如，在图2中，为了避免限制输出而对电池16充电的电力若不在适当的时机放出，则会全部消耗在AC负载17上，无法进行电力销售。
[0017]如这样地，利用PV产生的电力根据负载的功耗、放电的时机不同，有时没有得到有效的使用。
[0018]本发明鉴于如这样的状况，其目的在于，使得能够更加有效地使用产生的电力。
[0019]本发明的一个实施方式的电力控制装置具有:第一转换装置，对来自利用自然能源进行发电的发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换再放电，第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力，控制部，控制驱动所述第一?第三转换装置，所述控制部，以使得所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置放电。
[0020]本发明的一个实施方式的电力控制方法或者程序是一种电力控制装置的电力控制方法或者使控制该电力控制装置的计算机执行的程序。所述电力控制装置具有:第一转换装置，对来自利用自然能源进行发电的发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换再放电，第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力；包括以下步骤:使所述第二转换装置进行放电，以使得来自所述第三转换装置的输出电力变得大于所述交流负载的功耗。
[0021]本发明的一个实施方式的能源管理系统具有:发电部，利用自然能源进行发电，蓄电部，蓄积电力，直流总线，作为供给直流电力的路径，第一转换装置，对来自所述发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对所述蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换再进行放电，第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力，驱动控制部，控制所述第一?第三转换装置；所述控制部使所述第二转换装置进行放电，以使得所述第三转换装置的输出电力变得大于所述交流负载的功耗。
[0022]在本发明的一个实施方式中，从第二转换装置放电，以使得第三转换装置的输出电力变得大于交流负载的功耗。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明的一个实施方式，能够更加有效地使用产生的电力。
【附图说明】
[0025]图1是示出能源管理系统中的电力的流动的图。
[0026]图2是示出能源管理系统中的电力的流动的图。
[0027]图3是示出适用本技术的能源管理系统的一个实施方式的结构例的框图。
[0028]图4是示出能源管理系统的简略的结构例的图。
[0029]图5是针对充放电控制处理进行说明的流程图。
[0030]图6是示出充电时的电力的流动的图。
[0031]图7是示出放电时的电力的流动的图。
[0032]图8是针对充电以及放电的时机进行说明的图。
[0033]图9是针对充放电控制处理的另一个例子进行说明的流程图。
[0034]图10是针对充电以及放电的时机进行说明的图。
[0035]图11是示出能源管理系统的另一个结构例的图。
[0036]图12是说明学习处理的流程图。
[0037]图13是说明充放电控制处理的再一个例子的流程图。
[0038]图14是示出能源管理系统的再一个结构例的图。
[0039]图15是示出能源管理系统的再一个结构例的图。
[0040]图16是说明通用的个人电脑的结构例的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，针对适用本技术的具体的实施方式，一边参照附图，一边详细地进行说明。
[0042][能源管理系统的结构例]
[0043]图3示出适用本技术的能源管理系统的一个实施方式的结构例的框图。
[0044]在图3中，就能源管理系统31而言，构成为太阳能发电系统，电力控制装置32经由电流表33与电力系统34连接，PV35、电池36、EV (Electric Vehicle:电动车)37、AC负载38以及DC负载39-1以及39-2与电力控制装置32相连接。
[0045]就电力控制装置32而言，构成为所谓的功率调节器，并控制将从与电力控制装置32连接的多个电力源(PV35、电池36或者EV37)供给的电力，供给至与电力控制装置32连接的多个负载(AC负载38还有DC负载39-1以及39_2)。
[0046]电流表33测量从电力控制装置32供给(逆流)至电力系统34的电力。能源管理系统31向电力系统34供给交流电力。
[0047]例如，PV35是多个太阳能电池模块连接并构成为面板状的，根据接收的太阳光的光量来发电，将该产生的电力供给至电力控制装置32。电池36有时蓄积从电力控制装置32供给的电力，有时将蓄积 的电力供给至电力控制装置32。EV37内置有蓄积从电力控制装置32供给的电力的电池，该电池根据用户使用EV37来与电力控制装置32适当连接，。
[0048]AC负载38是消耗交流电力来驱动的设备，DC负载39_1以及39_2是消耗直流电力来驱动的设备。此外，虽然在图2的结构例中，两台DC负载39-1以及39-2与电力控制装置32连接，但是也可以增减其台数。
[0049]电力控制装置32具有:PV用DC/DC转换部41、DC/AC转换部42、电池用DC/DC转换部43、EV用DC/DC转换部44、负载用DC/DC转换部45_1以及45_2、配电盘46以及系统控制部47。另外，在配电盘46上收纳有断路器51-1?51-6、电流表52_1?52_4以及DC总线53。
[0050]在电力控制装置32中，在连接电力系统34与AC负载38的电力线40上连接有DC/AC转换部42的AC端的端子，DC/AC转换部42的DC端的端子经由断路器51_1与作为供给直流电力的路径的DC总线53连接。另外，连接有PV35的PV用DC/DC转换部41经由断路器51-2与DC总线53连接。同样地，连接有电池36的电池用DC/DC转换部43经由断路器51-3与DC总线53连接，连接有EV37的EV用DC/DC转换部44经由断路器51_4以及电流表52-1与DC总线53连接。
[0051]另外，连接有DC负载39-1的负载用DC/DC转换部45_1经由断路器51_5以及电流表52-与DC总线53连接，连接有DC负载39_2的负载用DC/DC转换部45_2经由断路器51-6以及电流表52-3与DC总线53连接。AC负载38经由断路器51_7以及电流表52_4与DC/AC转换部42。
[0052]PV用DC/DC转换部41以将PV35所产生的电力设置为规定的电压的方式进行DC/DC转换(升降压)，并输出至DC总线53。PV用DC/DC转换部41能够进行MPPT控制，该MPPT控制是以从PV35取出最大的电力的方式来跟踪最大输出点。
[0053]DC/AC转换部42经由DC总线53对供给的直流电力进行DC/AC转换，再将得到的交流电力经由电力线40供给至AC负载38，或者逆流回电力系统34。此外，DC/AC转换部42对从电力系统34供给的交流电力进行AC/DC转换，但是不将得到的直流电力输出至DC总线53。
[0054]电池用DC/DC转换部43对电池36所蓄积的电力进行DC/DC转换(升降压)再输出(放电)至DC总线53，或者对经由DC总线53供给的电力进行DC/DC转换再对电池36进行充电。
[0055]就EV用DC/DC转换部44而言，当EV37与电力控制装置32连接时，对蓄积于EV37的电力进行DC/DC转换再输出(放电)至DC总线53，或者经由DC总线53对供给的电力进行DC/DC转换再对EV37进行充电。
[0056]就负载用DC/DC转换部45-1以及45_2而言，将经由DC总线53供给的电力DC/DC转换为驱动分别连接的DC负载39-1以及39-2所需要的电压，再分别供给至DC负载39_1以及39-2。
[0057]系统控制部47基于利用电流表33以及电流表52_1?52_4测量出的电流或者PV35的发电状态、电池36的充电状态等，通过控制构成电力控制装置32的各模块，来整体控制能源管理系统31。
[0058]另外，例如，系统控制部47以根据AC负载38的状态来对电池36进行充电或者放电的方式，来控制电池用DC/DC转换部43。
[0059]此外，在图3中省略连接系统控制部47与各模块的布线的图示。
[0060]在下文中，为了简化说明，使用如图4所示的能源管理系统31的结构例来进行说明。在图4的能源管理系统31中，在与图3的能源管理系统31中的结构相对应的部分上标记相同的附图标记。
[0061][电池的充放电控制处理]
[0062]以下，参照图5的流程图，针对能源管理系统31中的电池的充放电控制处理进行说明。该充放电控制处理是当通过PV用DC/DC转换部41对利用PV35产生的电力进行DC/DC转换，再输出至DC总线53时执行。
[0063]在步骤Sll中，系统控制部47判断PV35的输出电力(从PV用DC/DC转换部41输出至DC总线53的电力)是否超过AC负载38的功耗。
[0064]在步骤Sll中，在判断为PV35的输出电力没有超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S12，系统控制部47使DC/AC转换部42停止。
[0065]而且，在步骤S13中，系统控制部47通过将电池用DC/DC转换部43驱动到充电模式，对从PV用DC/DC转换部41输出至DC总线53的电力进行DC/DC转换，再对电池36进行充电。
[0066]S卩，在PV用DC/DC转换部41的输出电力小于AC负载38的功耗的情况下，在能源管理系统31中，如用图6的箭头C所示出的，利用PV35产生的电力通过PV用DC/DC转换部41进行DC/DC转换再经由DC总线53供给至电池用DC/DC转换部43，再通过电池用DC/DC转换部43进行DC/DC转换再对电池36进行充电。
[0067]另一方面，在步骤Sll中，在判断为PV35的输出电力超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S14，系统控制部47驱动DC/AC转换部42。
[0068]而且，在步骤S15中，系统控制部47通过将电池用DC/DC转换部43驱动到放电模式，对电池36所蓄积的电力进行DC/DC转换再向DC总线53放电。
[0069]即，在PV用DC/DC转换部41的输出电力大于AC负载38的功耗的情况下，在能源管理系统31中，如用图7的箭头D所示，通过电池用DC/DC转换部43对从电池36放出的电力进行DC/DC转换，再经由DC总线53供给至DC/AC转换部42，再通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换。另外，如用图7的箭头E所示，通过PV用DC/DC转换部41对利用PV35产生的电力也进行DC/DC转换，再经由DC总线53供给至DC/AC转换部42，再通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换。
[0070]此时，系统控制部47控制由电池用DC/DC转换部43对电池36进行的放电，以使得DC/AC转换部42的输出电力变得大于AC负载38的功耗。
[0071]若采用以上的处理，则由于电池36所蓄积的电力以DC/AC转换部42的输出电力大于AC负载38的功耗的方式放出，所以其放出电力并未全部消耗在AC负载38上，剩余的电力作为剩余电力供给至电力系统34。通过这样，用户能够用利用PV35产生并蓄积于电池36中的电力的至少一部分进行电力销售，能够有效地使用利用PV产生的电力，从而能够获得因电力销售而带来的利益。
[0072]现有技术，在家庭等中，如图8上半部分所示，在直到时刻til为止的时间段内，在PV的发电电力小于AC负载的功耗的情况下，PV的发电电力全部消耗在AC负载上；在从时刻til到时刻tl2为止的时间段内，PV的发电电力大于AC负载的功耗的情况下，PV的发电电力的一部分消耗在AC负载上，将剩余的电力作为剩余电力Ps供给至电力系统。
[0073]另一方面，若采用上述的处理，则如图8下半部分所示，在直到时刻til为止的时间段内，在PV的发电电力小于AC负载的功耗的情况下，用PV的发电电力作为充电电力Pc对电池进行充电；在从时刻til到时刻tl2为止的时间段内，在PV的发电电力大于AC负载的功耗的情况下，PV的发电电力的一部分消耗在AC负载上，不仅剩余的电力作为剩余电力Ps供给至电力系统，而且充电电力Pc作为放电电力Pd也供给至电力系统。通过这样，不仅利用PV35产生的电力的一部分，而且电池36所蓄积的电力也能够确实地进行电力销售，能够更加有效地使用利用PV产生的电力，从而用户能够获得因电力销售而带来的更多利益。
[0074][充放电控制处理的他的例]
[0075]以下，参照图9的流程图，针对能源管理系统31中的充放电控制处理的另一个例子进行说明。
[0076]此外，由于图9的流程图的步骤S21?S23、S25、S26的处理分别与图5的步骤Sll?S15的处理基本相同，所以省略其说明。
[0077]S卩，在步骤S21中，在判断为PV35的输出电力超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S24，系统控制部47判断PV35的输出电力(PV用DC/DC转换部41的输出电力)与能够从电池用DC/DC转换部43的电池36放出的电力之和，是否大于规定的输出Pl。
[0078]此处，如图10的左侧所示，规定的输出Pl是指，DC/AC转换部42要获得在一定程度上较高的转换效率所必需的电力，即，是DC/AC转换部42的输出电力大致达到额定值的电力。在DC/AC转换部42对小于该电力的电力进行DC/AC转换的情况下，DC/AC转换的转 换损耗变大，其转换效率变得极低。因此，在步骤S24中，也可以判断通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换的转换损耗，是否小于通过电池用DC/DC转换部43对电池36进行充电的损耗。
[0079]在步骤S21中，在判断为PV35的输出电力与能够从电池36放出的电力之和不大于规定的输出Pl的情况下，或者，在判断为通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换的转换损耗不小于(大于)通过电池用DC/DC转换部43进行充电的损耗的情况下，处理进入到步骤S22，然后，对电池36进行充电。
[0080]另一方面，在步骤S21中，在判断为PV35的输出与能够从电池36放出的电力之和大于规定的输出Pl的情况下，或者，在判断为通过DC/AC转换部42进行DC/AC转换的转换损耗小于通过电池用DC/DC转换部43进行充电的损耗的情况下，处理进入到步骤S25，然后，从电池36放电。
[0081]此外，在步骤S26中，系统控制部47控制通过电池用DC/DC转换部43进行的电池36的放电，以使得PV53的输出电力与能够从电池36放出的电力之和达到规定的输出Pl。
[0082]一般地，如图10的右侧上半部分所示，PV的发电电力随着时间变大的情况下，DC/AC转换部的AC输出也随着PV的发电电力而变大，特别是当PV的发电电力很小时，向AC电力的转换效率下降，转换损耗增大。
[0083]另一方面，如图10的右侧下半部分所示，若采用上述的处理，在直到时刻t21为止的时间段内，当PV的发电电力很小时，PV的发电电力作为充电电力Pc对电池进行充电；在时刻t21，当PV的发电电力与充电电力Pc之和变为DC/AC转换部的输出电力大致达到额定值的电力时，充电电力Pc作为放电电力Pd进行放电。通过这样，DC/AC转换部能够输出大致额定值的电力，因此，能够更加有效地使用利用PV产生的电力。
[0084]在上文中，根据AC负载38的状态，针对控制电池36的充放电的处理进行说明，AC负载38的功耗在一天中的固定的时间段内经常变大或者变小。
[0085]因此，当电池36进行放电时，若知道AC负载38的功耗变小的时间段，则能够更确实地用从电池36放出的电力进行电力销售。
[0086]因此，在下文中，针对学习AC负载38的功耗变小的时间段，并在该时间段内电池36进行放电的例子进行说明。
[0087][能源管理系统的他的结构例]
[0088]图11是示出能源管理系统的另一个结构例的框图。
[0089]此外，在图11的能源管理系统31中，在与图4的能源管理系统31的结构相对应的部分标记上相同的附图标记，并适当地省略其说明。
[0090]S卩，图11的能源管理系统31与图4的能源管理系统31的不同点在于，设有系统控制部101取代系统控制部47。
[0091]系统控制部101不仅具有与图4的能源管理系统31中的系统控制部47同样的功能，而且还具有学习部101a。
[0092]学习部1la在系统控制部101内的存储器等中记录以下时刻:电池用DC/DC转换部43对从PV用DC/DC转换部41输出至DC总线53的电力进行DC/DC转换，再对电池36进行充电的时刻；电池用DC/DC转换部43对电池36所蓄积的电力进行DC/DC转换，再向DC53放电的时刻。
[0093][学习处理]
[0094]以下，参照图12的流程图，针对图11的能源管理系统31的学习处理进行说明。
[0095]此外，由于图9的流程图的步骤S31?S33、S35、S36的处理分别与图5的步骤Sll?S15的处理基本相同，所以省略其说明。
[0096]S卩，在步骤S33之后，在步骤S34中，学习部1la将当时的时刻记录为电池用DC/DC转换部43对电池36进行充电的时刻。在PV35的输出电力(PV用DC/DC转换部41的输出电力)没有超过AC负载38的功耗的情况下，进行这种处理。因此，学习部1la通过记录进行充电的时刻，来学习AC负载38的功耗变得大于PV35的输出电力的时间段。
[0097]另外，在步骤S36之后，在步骤S37中，学习部1la将当时的时刻记录为电池用DC/DC转换部43放出电池36所蓄积的电力的时刻。在PV35的输出电力(PV用DC/DC转换部41的输出电力)超过AC负载38的功耗的情况下，进行这种处理。因此，学习部1la通过记录进行放电的时刻，来学习AC负载38的功耗变得小于PV35的输出电力的时间段。
[0098]若采用以上的处理，则能够学习AC负载38的功耗变小的时间段或者变大的时间段。
[0099][充放电控制处理的例]
[0100]以下，参照图13的流程图，针对使用来自学习处理的学习结果的充放电控制处理进行说明。
[0101]此外，由于图13的流程图的步骤S51?S53、S55、S56的处理分别与图5的步骤Sll?S15的处理基本相同，所以省略其说明。
[0102]S卩，在步骤S51中，在判断为PV35的输出电力超过AC负载38的功耗的情况下，处理进入到步骤S54，系统控制部47判断当前的时间段是否是利用学习部1la记录了放电的时刻的时间段，即，判断是否是AC负载38的功耗变小的时间段。
[0103]在步骤S54中，在判断为不是记录有放电的时刻的时间段的情况下，处理进入到步骤S52，然后，对电池36进行充电。
[0104]另一方面，在步骤S54中，在判断为是记录有放电的时刻的时间段的情况下，处理进如到步骤S55，然后，从电池36进行放电。
[0105]若采用以上的处理，则由于在AC负载38的功耗变小的时间段内，从电池36进行放电，所以能够更确实地用从电池36放出的电力进行电力销售。
[0106]另外，由于也能够利用学习部1la记录对电池36充电的时刻，所以能够证明对电池36进行充电的电力不是从电力系统34供给的夜间的廉价的电力。
[0107]进一步地，在上述说明的能源管理系统31中，在电力销售的电量变得大于来自PV15的发电电量的情况下，将电力销售的超过来自PV15的发电电量电力当作是从电力系统34供给的(购入的)电力。即，错误地将从电力系统34供给的电力当作是电力销售的。
[0108]因此，就系统控制部47而言，当从DC/AC转换部42供给至电力系统34的输出电量变得大于DC/DC转换部41的输出电量时，使得停止利用DC/AC转换部42向电力系统34供给交流电力。通过这样，使得不会将从电力系统34供给的电力当作是电力销售的。
[0109]另外，系统控制部47也可以累计因限制输出而无法进行电力销售的电量，并调整利用从电池36放电而销售的电量以使得不超过该累计量。通过这样，能够在不会错误地当作是电力销售的限度内，用从电池36放出的电力进行电力销售。
[0110][能源管理系统的进一步地他的结构例]
[0111]在上文中，利用PV35产生的电力经由PV用DC/DC转换部41、DC总线53、电池用DC/DC转换部43，对电池36进行充电。但是，如图14所示，PV35与电池用DC/DC转换部43也可以通过布线111连接，从而将由PV35产生的电力，经由布线111以及电池用DC/DC转换部43对电池36进行充电。
[0112]若采用如上所述的结构，则能够确实地证明，对电池36进行充电的电力不是从电力系统34供给的电力。
[0113]另外，在上文中，根据接收的太阳光的光量来发电的PV35与电力控制装置32连接。例如，如图15所示，也可以取代PV35，而是利用风力进行发电的风力发电部131与电力控制装置32连接。在这种情况下，DC/DC转换部141以将风力发电部131所产生的电力变为规定的电压的方式进行DC/DC转换，并输出至DC总线53。
[0114]此外，不仅限于风力发电部131，也可以是利用生物或者其他的自然能源进行发电的发电部或者燃料电池等与电力控制装置32连接。
[0115]然而，上述的一系列的处理能够利用硬件执行，也能够利用软件执行。在利用软件执行该一系列的处理的情况下，从记录媒介将构成其软件的程序安装于:组装入专用的硬件中的计算机，或者，通过安装各种程序而能够执行各种功能的，例如通用的个人电脑等。
[0116][通用的个人电脑的结构例]
[0117]图16示出通用的个人电脑的结构例。该个人电脑内置有CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)1001。在CPU1001上经由总线1004连接有输入输出接口 1005。在总线1004 上连接有 ROM (Read Only Memory，只读存储器)1002 以及 RAM (Random Access Memory,随机访问存储器)1003。
[0118]在输入输出接口 1005上连接有:由用户输入操作命令的键盘、鼠标等的输入设备组成的输入部1006，在显示设备上 输出处理操作画面、处理结果的画像的输出部1007，由收纳程序、各种数据的硬盘驱动等组成的存储部1008，由LAN(Local Area Network，局域网)适配器等组成并执行经由以互联网为代表的网络的通信处理的通信部1009。另外，磁盘(包含软盘)、光盘(⑶-ROM(Compact Disc-Read Only Memory，压缩光盘-只读存储器)、DVD (包含Digital Versatile Disc，数字多功能光盘))、光磁盘(包含MD (Mini Disc，迷你光盘))或者半导体存储器等可移动存储介质1011与读写数据的驱动器1010连接。
[0119]CPU1001按照以下程序来执行各种处理:存储于R0M1002的程序，或者，从磁盘、光盘、光磁盘或者半导体存储器等可移动存储介质1011读出并安装于存储部1008，再从存储部1008加载到RAM1003的程序。在RAM1003中适当地存储有CPU1001执行各种处理所需要的数据等。
[0120]在如以上所述的计算机中，例如，CPU1001通过将存储于存储部1008的程序经由输入输出接口 1005以及总线1004，加载于RAM1003并执行，从而进行上述的一系列的处理。
[0121]例如，计算机(CPU1001)执行的程序能够记录于作为媒体包等的可移动存储介质1011来提供。另外，程序能够经由局域网络、互联网、数字卫星放送等有线或者无线的传输介质来提供。
[0122]在计算机中，程序能够通过将可移动存储介质1011安装于驱动器1010，从而经由输入输出接口 1005，来安装于存储部1008。另外，程序能够经由有线或者无线的传输介质，由通信部1009接收，再安装于存储部1008。其他，程序能够预先安装于R0M1002、存储部
1008ο
[0123]此外，计算机执行的程序可以是按照在本说明书中说明的顺序，进行时序地处理的程序，与此同时，或者也可以是在进行呼叫时等必要的时机进行处理的程序。另外，程序可以利用一个CPU处理，也可以利用多个CPU分散处理。此外，在本说明书中，系统表示的是由多个装置构成的装置整体。
[0124]另外，本实施方式并不仅限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的重点的范围内能够进行各种变更。
[0125]附图标记的说明
[0126]31能源管理系统，32电力控制装置，33电流表，34电力系統，35 PV, 36电池，37 EV, 38 AC负载，39 DC负载，40电力线，41 PV用DC/DC转换部，42 DC/AC转换部，43电池用DC/DC转换部，44 EV用DC/DC转换部，45负载用DC/DC转换部，46配电盘，47系统控制部，51断路器，52电流表，53 DC总线，101系统控制部，1la学习部。
【主权项】
1.一种电力控制装置，其特征在于，具有: 第一转换装置，对来自发电部的直流电力进行DC/DC转换后输出，所述发电部用于利用自然能源进行发电， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对用于蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力， 控制部，控制驱动所述第一?第三转换装置， 所述控制部，以使得所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置放电。2.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述第三转换装置，不对来自所述电力系统的交流电力进行AC/DC转换。3.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述控制部进行如下处理: 在所述第一转换装置的输出电力小于所述交流负载的功耗的情况下，使所述第二转换装置充电， 在所述第一转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的情况下，使所述第二转换装置放电。4.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述控制部，以使得所述第一转换装置的输出电力与第二转换装置的放电电力之和达到所述第三转换装置的输出电力的大致额定值的方式，使所述第二转换装置放电。5.如权利要求4所述的电力控制装置，其特征在于， 在所述第一转换装置的输出电力与第二转换装置的放电可能电力之和小于所述第三转换装置的输出电力的大致额定值的情况下，所述控制部使所述第二转换装置进行充电。6.如权利要求4所述的电力控制装置，其特征在于， 在通过所述第三转换装置进行DC/AC转换的转换损耗，大于通过所述第二转换装置进行充电的损耗的情况下，所述控制部使所述第二转换装置充电。7.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 所述控制部具有学习部， 所述学习部学习所述交流负载的功耗小于所述第一转换装置的输出电力的时间段， 在利用所述学习部学习到的所述时间段内，使所述第二转换装置放电。8.如权利要求7所述的电力控制装置，其特征在于， 所述学习部，通过记录所述第二转换装置进行放电的时刻，来学习所述时间段。9.如权利要求8所述的电力控制装置，其特征在于， 所述学习部还记录所述第二转换装置进行充电的时刻。10.如权利要求1所述的电力控制装置，其特征在于， 在从所述第三转换装置向所述电力系统供给的输出电量大于所述第一转换装置的输出电量的情况下，所述控制部停止由所述第三转换装置向所述电力系统供给交流电力。11.一种电力控制装置的电力控制方法， 所述电力控制装置具有: 第一转换装置，对来自发电部的直流电力进行DC/DC转换后将其输出，所述发电部用于利用自然能源进行发电， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对用于蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力； 所述电力控制方法的特征在于，包括以下步骤: 以使得来自所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置进行放电。12.—种计算机执行的程序，用于控制电力控制装置， 第一转换装置，对来自发电部的直流电力进行DC/DC转换后将其输出，所述发电部用于利用自然能源进行发电， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对用于蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力； 所述程序的特征在于，使计算机执行包括以下步骤的处理: 以使得来自所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置进行放电。13.一种能源管理系统，其特征在于，具有: 发电部，利用自然能源进行发电， 蓄电部，蓄积电力， 直流总线，作为供给直流电力的路径， 第一转换装置，对来自所述发电部的直流电力进行DC/DC转换后将其输出， 第二转换装置，对所述第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换，来对所述蓄电部进行充电，另外，对所述蓄电部的电力进行DC/DC转换，来进行放电， 第三转换装置，对所述第一转换装置的输出电力以及所述第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，来向电力系统以及交流负载供给交流电力， 驱动控制部，控制驱动所述第一?第三转换装置； 所述控制部，以使得来自所述第三转换装置的输出电力大于所述交流负载的功耗的方式，使所述第二转换装置进行放电。
【专利摘要】本发明涉及一种能够更加有效地使用产生的电力的电力控制装置、电力控制方法、程序以及能源管理系统。电力控制装置具有：第一转换装置，对来自利用自然能源进行发电的发电部的直流电力进行DC/DC转换再输出，第二转换装置，对第一转换装置的输出电力进行DC/DC转换再对蓄积电力的蓄电部进行充电，另外，对蓄电部的电力进行DC/DC转换再放电，第三转换装置，对第一转换装置的输出电力以及第二转换装置的放电电力中的任一者或者两者进行DC/AC转换，再向电力系统以及交流负载供给交流电力，控制部，控制第一～第三转换装置的驱动。控制部使第二转换装置放电，以使得第三转换装置的输出电力变得大于交流负载的功耗。本技术能够适用于例如功率调节器。
【IPC分类】H02J3/38, H02J7/35, H02J3/32
【公开号】CN104904093
【申请号】CN201380068721
【发明人】西川武男, 中井琢也, 大桥诚, 山田润一郎, 冈田亘
【申请人】欧姆龙株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年3月8日
【公告号】DE112013006249T5, US20150333524, WO2014103352A1
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