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电力系统

文献发布时间:2023-06-19 16:11:11



技术领域

本公开涉及电力系统。

背景技术

第2019-135901号日本专利特许公开公开了一种需求响应系统,该需求响应系统控制包括在需求侧中的装置以执行需求响应(以下也称为“DR”),以便减少从电力网向需求侧供应的电力的量。在从电力公司等接受执行需求响应的请求时,需求响应系统创建需求响应的计划并且执行需求响应。

发明内容

随着燃料电池电动车辆已变得流行,可以设想燃料电池电动车辆被用作DR中的电力调整资源。例如,具有相对高的发电容量的燃料电池电动车辆被期望用作响应于请求减少电力需求的负瓦特DR(negawatt DR)的电力调整资源。

在本文中,要求燃料电池电动车辆在开始响应于负瓦特DR时包括足够的氢,以便响应于负瓦特DR将电力供应至电力网(例如,微电网)。然而,与汽油站相比,用于向燃料电池电动车辆补充氢的氢站可能数量很少并且具有有限的营业时间。因此,氢的补充可能不如汽油的供应那么容易。因此,例如,如果燃料电池电动车辆的用户忘记向燃料电池电动车辆补充氢,则负瓦特DR可能无法充分地响应。因此,存在一种用于抑制忘记向燃料电池电动车辆补充氢的系统的期望。

做出本公开以解决上述问题。本公开的目的是抑制忘记向燃料电池电动车辆补充氢。

(1)根据本公开的一方面的电力系统包括可电连接至微电网的多个电力调整资源,以及对多个电力调整资源执行需求响应的电力管理设备,需求响应请求微电网的电力供需的调整。多个电力调整资源包括配置为向微电网供应电力的至少一个燃料电池电动车辆。燃料电池电动车辆包括储存氢的氢罐。当执行负瓦特需求响应时,电力管理设备比响应开始时间早规定时间地发送促进向氢罐补充氢的通知,负瓦特需求响应是请求减少电力需求的需求响应,响应开始时间是开始响应负瓦特需求响应的时间。

(2)在一个实施例中,电力管理设备将通知发送至燃料电池电动车辆。

利用以上(1)或(2)的配置,当执行请求减少电力需求的需求响应(负瓦特DR)时,比开始响应负瓦特DR的时间早规定时间,促进向氢罐补充氢的通知(以下也称为“氢补充通知”)被发送至例如燃料电池电动车辆。由于该氢补充通知,燃料电池电动车辆的用户可以认识到向燃料电池电动车辆(氢罐)补充氢的需求,以准备对负瓦特DR的响应。这能够抑制燃料电池电动车辆的用户忘记向燃料电池电动车辆补充氢。

(3)在一个实施例中,当电力管理设备执行负瓦特需求响应时并且当通过负瓦特需求响应的执行而要减少的电力的量超过规定值时,电力管理设备发送通知。

利用以上配置,当执行负瓦特DR时且当通过负瓦特DR减少的电力的量超过规定值时,例如,氢补充通知被发送至燃料电池电动车辆。当通过负瓦特DR的执行而要减少的电力的量超过规定值时,假设从燃料电池电动车辆请求的请求要供应至微电网的电力的量将增加。因此,燃料电池电动车辆中的氢比在通过负瓦特DR的执行而要减少的电力的量不大于规定值时更有可能变得耗尽。换言之,利用以上配置,当氢更有可能变得耗尽时,发送氢补充通知,当氢不太可能变得耗尽时,不发送氢补充通知。由于当氢更有可能变得耗尽时发送氢补充通知,因此燃料电池电动车辆的用户可以认识到向燃料电池电动车辆补充氢的需求。当氢不太可能变得耗尽时,没有氢补充通知可以发送,因此,限制即使当补充氢的需求小时仍做出氢补充通知而对用户造成不适感。

(4)在一个实施例中,该电力系统进一步包括由燃料电池电动车辆的用户拥有的通信终端。电力管理设备将通知发送给通信终端。

利用以上配置,氢补充通知被发送到燃料电池电动车辆的用户持有的通信终端,因此,燃料电池电动车辆的用户能够容易地认识到氢补充通知的接收。燃料电池电动车辆的用户可以因此认识到向燃料电池电动车辆补充氢的需求。这能够抑制燃料电池电动车辆的用户忘记向燃料电池电动车辆补充氢。

(5)在一个实施例中,通知包括关于规定氢站的信息。规定氢站包括(i)位于微电网中的氢站,和(ii)位于微电网外并且位于距微电网规定距离内的氢站。

(6)在一个实施例中,信息包括规定氢站的位置信息。

(7)在一个实施例中,信息包括指示规定氢站的营业时间的信息。

(8)在一个实施例中,信息包括指示规定氢站的拥挤程度的信息。

根据以上(5)至(8)的配置,包括在氢补充通知中的关于规定氢站的信息包括规定氢站的位置信息、指示规定氢站的营业时间的信息和/或指示规定氢站的拥挤程度的信息。燃料电池电动车辆的用户能够因此知道规定氢站的位置、知道规定氢站的营业时间、或者知道规定氢站的拥挤程度。因此,能够增加用户便利性,因此促进用户去向燃料电池电动车辆补充氢。

(9)在一个实施例中,电力管理设备配置为向已经对需求响应做出响应的燃料电池电动车辆的用户提供奖励。电力管理设备随着响应于负瓦特需求响应而供应越大的电力的量,向用户提供越大的奖励。

利用以上配置,随着响应于负瓦特DR而供应越大的电力的量,向燃料电池电动车辆的用户提供越大的奖励,从而促进参与负瓦特DR。因此,可以稳定微电网的供需。

当结合附图时,本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将从本公开的以下详细描述中变得更加明显。

附图说明

图1示出根据实施例的电力系统的示意性配置。

图2示意性示出FCEV的整体配置示例。

图3是通过CEMS服务器进行的氢补充通知的功能框图。

图4是示出由CEMS服务器执行的氢补充通知的处理的过程的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的实施例。另外,对图中相同或相当的部分标注有相同的附图标记,并且将不重复其描述。

[实施例]

<电力系统的整体配置>

图1示出根据实施例的电力系统1的示意性配置。电力系统1包括电力网PG、微电网MG、社区能量管理系统(Community Energy Management System,CEMS)服务器100、电力传输和分配运营商服务器200、气象信息服务器300、站管理服务器400、电力调整资源组500以及电力接收和变换设施501。

微电网MG是向作为整体的一个城市(例如,智能城市)供应电力的电力网络。微电网MG中的电力供需由CEMS服务器100管理。用于微电网MG中对多个电力调整资源进行组网的电力线可以是独立电力线。微电网MG配置为与电力网PG连接和断开。

电力传输和分配运营商服务器200是管理电力网PG的供需的计算机。电力网PG是由发电厂(未图示)和电力传输和分配设施构成的电力网络。在本实施例中,电力公司用作发电运营商和电力传输和分配运营商。电力公司对应于一般的电力传输和分配运营商,并且维护和管理电力网PG(商用电力网)。电力传输和分配运营商服务器200属于电力公司。

电力接收和变换设施501设置在微电网MG的互连点(电力接收点),并且配置为在电力网PG和微电网MG之间的连接(并联)和断开(并联断开)之间切换。电力接收和变换设施501位于微电网MG与电力网PG之间的连接点处。

当微电网MG在连接到电力网PG的同时执行互连运行时,电力接收和变换设施501从电力网PG接收交流(AC)电力,对接收到的电力进行降压,并且将降压后的电力供应至微电网MG。当微电网MG在从电力网PG断开的同时执行独立运行时,电力不从电力网PG供应至微电网MG。电力接收和变换设施501包括高压侧(初级侧)开关(例如,区段开关、隔离器、断路器和负载开关)、变压器、保护继电器、测量仪器和控制器。CEMS服务器100配置为从电力接收和变换设施501接收微电网MG上的信息(例如,电力波形),并且指示电力接收和变换设施501的连接和断开。

CEMS服务器100配置为与电力传输和分配运营商服务器200、气象信息服务器300、站管理服务器400、电力调整资源组500中的每一者通信。通信协议可以是OpenADR。电力调整资源组500包括可以电连接至微电网MG的多个电力调整资源。CEMS服务器100配置为管理包括在电力调整资源组500中的多个电力调整资源。CEMS服务器100对电力调整资源组500执行需求响应(Demand Response,DR),以便调整微电网MG的供需。CEMS服务器100还在从电力传输和分配运营商服务器200请求调整电力网PG的供需时对电力调整资源组500执行DR。CEMS服务器100可以响应于来自供需调整市场的请求而对电力调整资源组500执行DR。

气象信息服务器300是管理气象信息的计算机。气象信息服务器300从气象信息数据库(DB)310获得气象信息。气象信息DB 310存储例如从政府组织、地方行政组织、非政府机构等获得的关于各种气象条件的信息。气象信息包括例如关于天气、大气温度、风速、阳光、降水、降雪、大气压、云等的信息。除了当前信息之外,气象信息还包括预报信息(预测值)。

站管理服务器400是管理多个氢站410的计算机。氢站410包括例如位于微电网MG中的氢站以及位于微电网MG外的氢站。以下将详细描述站管理服务器400。

电力调整资源组500包括房屋30、设施40、工厂50、能量存储系统(Energy StorageSystem,ESS)60、燃料电池系统(Fuel Cell System,FCS)70、发电机80和可变可再生能源90。这些中的每一者可以用作电力调整资源。包括在电力调整资源组500中的多个电力调整资源经由微电网MG彼此电连接。尽管图1示出一个房屋30、一个设施40、一个工厂50、一个ESS 60、一个FCS 70、一个发电机80和一个可变可再生能源90,但包括在电力调整资源组500中的房屋30、设施40、工厂50、ESS 60、FCS 70、发电机80和可变可再生能源90中的每一者可以是任意数量。

房屋30包括各种家用电气设备(例如,照明装置、空调设施、厨房设备、信息设备、电视机、冰箱和洗衣机)。房屋30还可以包括充电器-放电器(例如,家用EVSE)、可变可再生能源(例如,设置在屋顶上的光伏面板)、ESS、FCS和热电联产系统(例如,使用在自发电中生成的热量的热水器或热泵热水器)中的至少一者。例如,通过未图示出的家庭能量管理系统(Home Energy Management System,HEMS)31管理房屋30中的能量的供需。微电网MG和房屋30彼此连接以在其间供应和接收电力。在本实施例中,房屋30经由HEMS 31与CEMS服务器100通信。

设施40包括例如办公楼、医院和商店。商店的示例包括百货商店、购物中心、超市或便利商店。每个设施中的能量的供需例如通过未图示出的建筑能量管理系统(BuildingEnergy Management System,BEMS)41来管理。BEMS 41可以针对每个设施单独地管理能量的供需,或者可以在多个设施中共同地管理能量的供需。包括在设施40中的每个设施和微电网MG彼此连接,以在它们之间供应和接收电力。在本实施例中,设施40经由BEMS 41与CEMS服务器100通信。

工厂50可以是例如汽车工厂或任何其他工厂。工厂50包括例如生产线和用于空调的集中热源。工厂50还可以包括可变可再生能源(例如,光伏发电系统或风力发电系统)、发电机(例如,燃气涡轮发电机或柴油发电机)、以及热电联产系统中的至少一者。工厂50中的能量的供需例如由未图示出的工厂能量管理系统(Factory Energy Management System,FEMS)51管理。微电网MG和工厂50彼此连接,以在它们之间供应和接收电力。在本实施例中,工厂50经由FEMS 51与CEMS服务器100通信。

ESS 60包括配置为对微电网MG可充电和可放电的固定电池。例如,包括在ESS 60中的电池可以是锂离子电池、铅酸电池、镍金属氢化物电池、氧化还原液流电池或者钠-硫(NAS)电池。由可变可再生能源90生成的剩余电力可以储存在ESS 60中。

FCS 70包括通过氢和氧之间的化学反应生成电力的固定燃料电池。FCS 70连接到氢罐71。氢罐71连接到氢发生器72。FCS 70配置为通过使用从氢罐71供应的氢生成电力并且将生成的电力供应至微电网MG。氢发生器72可以采用任何已知的方法。例如,氢发生器72可以采用诸如副产物氢方法、水电解、化石燃料重整方法、生物质重整方法,或碘-硫(IS)工艺的方法。氢发生器72可以通过使用从微电网MG供应的电力或者使用由可变可再生能源90生成的剩余电力来生成氢。CEMS服务器100可以控制氢发生器72,使得氢罐71中的氢的剩余量不下降到低于规定值。

发电机80是通过使用化石燃料生成电力的固定式发电机。发电机80可以是例如燃气涡轮发电机或柴油发电机。发电机80可以用作应急电源。

可变可再生能源90是生成的电力输出根据天气条件变化的电源,并将生成的电力提供给微电网MG。可变可再生能源90包括例如光伏发电系统和风力发电系统。由可变可再生能源90生成的电力对应于可变可再生能量(Variable Renewable Energy,VRE)。

电力调整资源组500还包括电动车辆供电设备(Electric Vehicle SupplyEquipment,EVSE)20和电动力车辆。本实施例中的电动力车辆包括电池电动车辆(BatteryElectric Vehicle,BEV)11、插电式混合电动车辆(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)12和燃料电池电动车辆(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)13。任意件数的EVSE20和电动力车辆可以包括在电力调整资源组500中。电力调整资源组500可以包括个人拥有的电动力车辆(POV)或者移动即服务(Mobility as a Service,MaaS)车辆。MaaS车辆是由MaaS实体管理的车辆。

EVSE 20例如是设置在城市中的充电设施。EVSE 20是车辆的用户在规定认证之后能够使用的公共EVSE。认证方法可以是通过充电卡认证或通过通信认证(例如,插入并充电(Plug and Charge))。在本实施例中,电力调整资源组500包括多件EVSE 20。

EVSE 20用作与电动力车辆(例如,BEV、FCEV或PHEV)电连接的电力调整资源。例如,在EVSE 20的充电连接器被插入(插进)到电动力车辆的插入口(或插座)时,EVSE 20和电动力车辆彼此电连接。

BEV 11包括电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)10a、电池B1及通信装置C1。ECU 10a配置为控制搭载在BEV 11上的每件设备。通信装置C1配置为与CEMS服务器100无线通信。电池B1包括例如诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池。储存在电池B1中的电力用于驱动用于BEV 11的行进的马达(未图示)或用于驱动搭载在BEV 11上的每件设备。

BEV 11包括电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)10a、电池B1及通信装置C1。ECU 10a配置为控制搭载在BEV 11上的每件设备。通信装置C1配置为与CEMS服务器100无线通信。电池B1包括例如诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池。储存在电池B1中的电力用于驱动用于BEV 11的行进的马达(未图示)或用于驱动搭载在BEV 11上的每件设备。

BEV 11在电连接至EVSE 20时用作电力调整资源。在EVSE 20的充电连接器被插入到BEV 11的插入口(未图示)中时,EVSE 20与BEV 11彼此电连接。BEV 11可以接收从微电网MG供应的电力以对电池B1充电,并响应于来自CEMS服务器100的DR请求而将储存在电池B1中的电力供应至微电网MG。

PHEV 12包括ECU 10b、引擎ENG、电池B2和通信装置C2。ECU 10b配置为控制搭载在PHEV 12上的每件设备。通信装置C2配置为与CEMS服务器100无线通信。引擎ENG是通过燃料(汽油或轻油)的燃烧来提供动力的已知内燃机,诸如汽油引擎或柴油引擎。由引擎ENG生成的动力用作PHEV 12的驱动力或者用于驱动发电机马达(未图示)。电池B2包括例如诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池。储存在电池B2中的电力用于驱动用于PHEV 12的行进的马达(未图示)或用于驱动搭载在PHEV 12上的每件设备。

PHEV 12在电连接至EVSE 20时充当电力调整资源。在EVSE 20的充电连接器被插入到PHEV 12的插入口(未图示)中时,EVSE 20和PHEV 12彼此电连接。PHEV 12可以接收从微电网MG供应的电力以对电池B2充电,并且响应于来自CEMS服务器100的DR请求将通过发动机ENG的激活生成的电力或储存在电池B2中的电力供应至微电网MG。

尽管以下将详细描述FCEV 13的配置,但FCEV 13包括ECU 10c、发电机H、电池B3和通信装置C3。发电机H包括其中储存氢的氢罐和通过氢和氧之间的化学反应生成电力的燃料电池。燃料电池通过使用从氢罐供应的氢生成电力。由发电机H生成的电力用于驱动用于FCEV 13行进的马达,用于驱动搭载在FCEV 13上的每件设备,或储存在电池B3中。FCEV 13的用户可以在设置在城市中的氢站(未图示)处补充氢。

FCEV 13在电连接至EVSE 20时用作电力调整资源。在EVSE 20的充电连接器被插入到FCEV 13的插座中时,EVSE 20与FCEV 13彼此电连接。FCEV 13可以响应于来自CEMS服务器100的DR请求将由发电机H生成的电力供应至微电网MG。

CEMS服务器100包括处理器110、存储装置120和通信装置130。处理器110、存储装置120和通信装置130通过总线140彼此连接。处理器110可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU)。存储装置120配置为存储各种类型的信息。存储装置120存储由处理器110执行的程序、以及要由程序使用的信息(例如,映射、数学表达式、以及不同参数)。通信装置130包括各种通信接口(I/F)。通信装置130配置为与电力传输和分配运营商服务器200、气象信息服务器300、站管理服务器400和电力调整资源组500通信。

CEMS服务器100控制连接至微电网MG的电力调整资源组500以用作虚拟发电厂(Virtual Power Plant,VPP)。更具体地,CEMS服务器100根据利用物联网(Internet ofThings,IoT)的能量管理技术远程地控制作为集成的电力调整资源组500,仿佛电力调整资源组500如同单个发电厂一样工作。

在本实施例中,微电网MG的管理员与电力公司具有电力合同。电力公司按照电力合同向微电网MG供应电力。在该电力合同下,确定从电力网PG供应至微电网MG的电力。以下该电力也将被称为“合同电力”。

CEMS服务器100预测微电网MG中的电力供需,并对电力调整资源组500执行需求响应(DR)。具体地,例如,CEMS服务器100使用气象信息、过去的电力供需历史等预测在指定时间段之后微电网MG中的电力的供需。当预测微电网MG中的电力需求将超过合同电力时,CEMS服务器100对电力调整资源组500执行请求减少电力需求的负瓦特DR。CEMS服务器100通过执行负瓦特DR来补偿合同电力的超出量(电力需求超过合同电力的量)。指定时间段可以适当地设定为例如几周、几天或几小时。过去的电力供需历史包括例如,关于微电网MG中的每天的电力需求的信息、关于微电网MG中的每个气象条件(例如,天气或大气温度)的电力需求的信息等。过去的电力供需历史例如存储在存储装置120中。当生成了关于新的电力需求的信息时,该信息由处理器110存储在存储装置120中。

在执行负瓦特DR时,CEMS服务器100掌握可以在电力调整资源组500中管理的容量。然后,CEMS服务器100基于上述可管理容量创建已经表示参与DR的每个电力调整资源的实施计划,并且向每个电力调整资源发送DR请求。例如,CEMS服务器100从气象信息服务器300获得气象信息,并使用获得的气象信息预测要由可变可再生能源(可变可再生能源90和包括在房屋30和工厂50中的可变可再生能源)生成的电力。CEMS服务器100考虑预测值掌握在电力调整资源组500中可以管理的容量。当指定时间段到来时(当响应开始时间到来时),已经接收到DR请求的电力调整资源向微电网MG供应电力或减少电力消耗。

CEMS服务器100在被请求减少来自电力传输和分配运营商服务器200的电力需求时可以执行负瓦特DR。当被请求增加来自电力传输和分配运营商服务器200的电力需求时,CEMS服务器100可以对电力调整资源组500执行请求电力需求增加的正瓦特DR(posiwattDR)。

随着近年来燃料电池电动车辆已变得流行,期望燃料电池电动车辆被用作电力调整资源。例如,具有相对高的发电容量的燃料电池电动车辆被期望用作响应于负瓦特DR的电力调整资源。因此,在本实施方式中,如上所述,电力调整资源组500包括FCEV 13。

FCEV 13需要在响应负瓦特DR的开始时具有足够的氢,以便响应负瓦特DR。然而,与汽油站相比,用于向FCEV 13(FCEV 13的氢罐)补充氢的氢站数量很少并且具有有限的营业时间。出于该原因,向FCEV 13补充氢可能不如汽油的供应那么容易。由此,例如,即使当FCEV 13已表示参与DR时,如果FCEV 13的用户忘记向FCEV 13补充氢,则负瓦特DR可能无法充分地响应。

因此,根据本实施例的CEMS服务器100比作为开始响应负瓦特DR的时间的响应开始时间早规定时间地将氢补充通知发送到已表示参与DR的FCEV 13。氢补充通知包括例如对负瓦特DR的响应开始时间和促进氢的补充的消息。包括在氢补充通知中的信息不限于上述信息,并且使FCEV 13的用户认识到向FCEV 13补充氢的需求的任何信息将就足够。由于氢补充通知比对负瓦特DR的响应开始时间早规定时间地发送至FCEV 13,因此可以使FCEV13的用户认识到向FCEV 13补充氢的需求。如此,可以抑制FCEV 13的用户忘记向FCEV 13补充氢。例如,规定时间被设定为在氢站向FCEV 13补充氢的时间,诸如几周、几天或几小时。氢补充通知可与对负瓦特DR的请求一起发送至FCEV 13。

此外,在本实施例中,当CEMS服务器100执行负瓦特DR时以及当要通过负瓦特DR要减少的电力的量超过规定值时,CEMS服务器100向FCEV 13发送氢补充通知。要减少的电力的量是合同电力的超出量(电力需求超过合同电力的量)。规定值是用于判定从FCEV 13请求的微电网MG供应的电力的量不小于基准值的阈值。当通过负瓦特DR减少的电力的量超过规定值时,假设从FCEV 13请求的供应至微电网MG的电力的量将增加。因此,FCEV 13的氢罐中的氢比将由负瓦特DR减少的电力的量不大于规定值时更有可能变得耗尽。换言之,当假设FCEV 13中的氢更有可能变得耗尽时CEMS服务器100向FCEV 13发送氢补充通知。这使得FCEV 13的用户认识到向FCEV 13补充氢的需求。另一方面,如果即使在FCEV 13中的氢不太可能变得耗尽的情况下仍在每次执行负瓦特DR时发送氢补充通知,则FCEV 13的用户可能感到不适。因此,当假设FCEV 13中的氢不太可能变得耗尽时CEMS服务器100不将向FCEV 13发送氢补充通知。这能够抑制即使当补充氢的需求小时仍做出氢补充通知而对用户造成不适感。

除了FCEV 13或代替于FCEV 13,CEMS服务器100还可以向由FCEV 13的用户拥有的通信终端(图3的15,将在下面描述)发送氢补充通知。通信终端例如是智能电话或平板终端。通信终端的信息与FCEV 13相关联地存储在CEMS服务器100的存储装置120中。由于向通信终端发送了氢补充通知,FCEV 13的用户可以容易地认识到氢补充通知的接收。

为了提高已经接收到氢补充通知的用户的便利性,CEMS服务器100可以在氢补充通知中包括关于位于微电网MG中的氢站以及位于微电网MG外并且在距微电网MG规定距离内的氢站的信息(下面统称为“氢站信息”)。位于微电网MG中的氢站和位于微电网MG外并并且在距微电网MG规定距离内的氢站在下文中也统称为“规定氢站”。氢站信息包括例如规定氢站的位置信息、指示规定氢站的营业时间的信息以及指示规定氢站的拥挤情况的信息。

由于规定氢站的位置信息包括在氢补充通知中,FCEV 13的用户可以因此知道包括在规定氢站中的每个氢站的位置。因此,FCEV 13的用户可以前往对于用户更方便的氢站。

由于指示规定氢站的营业时间的信息包括在氢补充通知中,因此FCEV 13的用户可以知道包括在规定氢站中的每个氢站的营业时间。FCEV 13的用户可以因此到开放营业的氢站补充氢,并且可以避免用户已经到达的氢站关闭的情况。

由于指示规定氢站的拥挤情况的信息包括在氢补充通知中,因此FCEV 13的用户可以知道包括在规定氢站中的每个氢站的拥挤情况。FCEV 13的用户可以因此避免氢站拥挤的时间或前往不拥挤的氢站。

如上所述,由于规定氢站的位置信息、指示规定氢站的营业时间的信息以及指示规定氢站的拥挤情况的信息中的至少一者包括在氢补充通知中,因此可以增加FCEV 13的用户的便利性,从而促进用户去向FCEV 13(FCEV 13的氢罐)补充氢。

CEMS服务器100从站管理服务器400获得规定氢站的位置信息、指示规定氢站的营业时间的信息以及指示规定氢站的拥挤情况的信息。CEMS服务器100从站管理服务器400请求关于位于微电网MG中的氢站和位于微电网MG外并且在距微电网MG规定距离内的氢站的信息。CEMS服务器100可以基于FCEV 13的当前位置从站管理服务器400请求关于位于距FCEV 13一定距离内的氢站的信息。在这种情况下,位于距FCEV 13的当前位置一定距离内的氢站对应于规定氢站。

站管理服务器400将位置信息和由站管理服务器400管理的氢站的营业时间的信息预先存储在存储器(未图示)中。站管理服务器400还具有判定氢站的拥挤情况的功能。例如,站管理服务器400可以从放置在氢站的场地中的摄像机获得图像信息并且对图像信息执行图像分析,从而判定氢站的拥挤情况。或者,站管理服务器400可以监控在氢站的入口和出口处燃料电池电动车辆的进入和离开,并基于监控结果判定氢站的拥挤情况。响应于来自CEMS服务器100的请求,站管理服务器400向CEMS服务器100发送所请求的位置信息、指示营业时间的信息以及指示氢站的拥挤情况的信息。

此外,根据本实施例的CEMS服务器100具有向已经对DR做出响应的电力调整资源的用户(或管理者)提供奖励的功能。奖励可以是例如通用货币或仅在城市中使用的虚拟货币。CEMS服务器100可以根据对DR的贡献程度来设定奖励。例如,当采用已经对负瓦特DR做出响应的FCEV 13作为示例时,CEMS服务器100随着响应于负瓦特DR向微电网MG供应越大的电力的量,向FCEV 13提供越大的奖励。这可以促进参与DR,从而稳定微电网MG的供需和/或电力网PG的供需。

图2示意性地示出FCEV 13的整体配置示例。FCEV 13包括发电机H、电力线908、降压转换器910、辅助负载911、插座912、逆变器913、马达发电机914、电池B3、ECU 100c和通信装置C3。发电机H包括容器901、氢罐902、供应阀903、空气过滤器904、压缩机905、FC堆906和升压转换器907。

从放置在氢站中的氢分配器(未图示)向容器901供应氢燃料。氢罐902储存通过容器901供应的氢燃料。供应阀903根据来自ECU 10c的控制命令,调整从氢罐902向FC堆906的氢的供应的量。

空气过滤器904去除从大气抽吸的空气中的灰尘等。压缩机905压缩通过空气过滤器904抽吸的空气,并将压缩的空气供应至FC堆906。

FC堆906是例如包括串联堆叠的多个固体聚合物型燃料电池单元的结构。每个单元通过例如将催化剂电极接合至电解质膜的两个表面并且将催化剂电极和电解质膜夹在导电分隔(未图示)之间而形成。FC堆906通过供应至阳极的氢和供应至阴极的氧(空气)之间的电化学反应生成电力。

升压转换器907根据来自ECU 10c的控制命令,将FC堆906生成的电力升压至高电压(例如数百伏),并向电力线908输出升压的电力。电力线908将升压转换器907电连接至逆变器913。

电池B3电连接至电力线908。电池B3例如是锂离子电池或镍氢电池。电池B3储存用于驱动马达发电机914的电力,并将该电力供应至逆变器913。电池B3还在FCEV 13等的制动期间接收由马达发电机914生成的电力,从而被充电。电池B3可以用作吸收从FCEV 13向外部供应的电力的变动的能量缓冲器。

降压转换器910电连接在电力线908和辅助负载911之间。降压转换器910将在电力线908上传输的电力降压至规定电压,并将规定电压输出至辅助负载911。辅助负载911相当于消耗从降压转换器910供应的电力而进行驱动的各种装置。辅助负载911可以包括灯(诸如车头灯、雾灯、转向信号灯以及角灯)、音频装置、汽车导航系统、防抱死制动系统(Antilock Brake System,ABS)、油泵、仪表、除雾器、刮水器等。类似于电池B3,辅助负载911也可以用作能量缓冲器。

插座912可与设置于EVSE 20的充电电缆31的前端的充电连接器22连接。插座912接收在电力线908上传输的电力,并将电力输出至EVSE 20。由此,能够向微电网MG(外部电源)供应由FCEV 13生成的电力。

逆变器913电连接在电力线908与马达发电机914之间。逆变器913基于来自ECU10c的驱动信号驱动马达发电机914。马达发电机914例如是包括具备嵌设的永磁体的转子的三相交流同步电动机。马达发电机914由逆变器813驱动以生成旋转驱动力。由马达发电机914生成的驱动力被发送到驱动轮(未图示)。

通信装置C3配置为与通过插座912与其电连接的EVSE 20通信。通信装置C3还配置为与CEMS服务器100通信。

ECU 10c包括未图示的处理器、存储器以及I/O端口。ECU 10c基于存储在存储器中的程序和来自各个传感器的信号来控制构成FCEV 13的装置。ECU 10c也可以根据功能被划分为多个ECU。

在本实施例中,ECU 10c与CEMS服务器100及EVSE 20协作,控制由FCEV 13的外部电力供应。ECU 10c基于来自CEMS服务器100的负瓦特DR来执行外部电力供应。具体地,在接收到负瓦特DR时,ECU 10c基于负瓦特DR请求信号控制升压转换器907,以使得计算出FC堆906所需的输出电力,在到达响应开始时间时,FC堆906输出所计算出的电力。

图3是CEMS服务器100的氢补充通知的功能框图。参考图3,CEMS服务器100的处理器110包括信息获取单元111、计算单元113、判定单元115、通知生成单元117和输出单元119。例如,处理器110通过执行存储在存储装置120中的程序来用作信息获取单元111、计算单元113、判定单元115、通知生成单元117和输出单元119。信息获取单元111、计算单元113、判定单元115、通知生成单元117以及输出单元119中的每一者可以通过例如专用硬件(电子电路)来实现。

信息获取单元111从气象信息服务器300获得气象信息。信息获取单元111将所获得的气象信息输出到计算单元113。信息获取单元111还从站管理服务器400获得关于规定氢站的信息(氢站信息)。信息获取单元111将所获得的氢站信息输出到通知生成单元117。

计算单元113使用气象信息、过去的电力供需历史等预测(计算)在指定时间段之后微电网MG中的电力需求。过去的电力供需历史例如存储在存储装置120中。计算单元113从存储装置120读取过去的电力供需历史。计算单元113将计算的(预测的)电力需求输出至判定单元115作为计算结果。

判定单元115基于计算单元113的计算结果,判定指定时间段之后微电网MG的电力需求是否超过合同电力。如上所述,当判定电力需求超过合同电力时,执行负瓦特DR以补偿合同电力的超出量。当判定电力需求超过合同电力时,判定单元115判定要由执行的负瓦特DR减少的电力的量(即,合同电力的超出量)是否超过规定值。当通过执行负瓦特DR而减少的电力的量超过规定值时,判定单元115向通知生成单元117输出生成氢补充通知的指令。当要通过执行负瓦特DR而减少的电力的量不超过规定值时,判定单元115向通知生成单元117输出不生成氢补充通知的指令。

在从判定单元115接收到生成氢补充通知的指令时,通知生成单元117生成包括氢站信息的氢补充通知。通知生成单元117将所生成的氢补充通知输出至输出单元119。在从判定单元115接收到不生成氢补充通知的指令时,通知生成单元117不生成氢补充通知。

在从通知生成单元117接收到氢补充通知时,输出单元119将用于向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知的控制信号输出至通信装置130。已经接收到控制信号的通信装置130向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知。

<由CEMS服务器执行的处理>

图4是示出由CEMS服务器100执行的用于氢补充通知的处理的过程的流程图。针对每个规定周期,CEMS服务器100重复地执行图4所示的流程图的处理。规定周期可以适当地设定为例如几小时、几天、几周等。尽管将给出图4中所示的流程图的每个步骤(以下将步骤缩写为“S”)通过CEMS服务器100的软件处理实现的情况的描述,但是步骤中的一些或全部可以通过在CEMS服务器100中形成的硬件(电子电路)实现。

在S1处,CEMS服务器100从气象信息服务器300获得气象信息。CEMS服务器100还从站管理服务器400获得氢站信息。

在S3处,CEMS服务器100使用气象信息、过去的电力供需历史等预测在指定时间段之后微电网MG中的电力需求。

在S5处,CEMS服务器100判定在S3处预测的电力需求是否超过合同电力。当电力需求超过合同电力时(S5处的是),CEMS服务器100将处理推进到S7。相反,当电力需求不超过合同电力时(S5处的否),CEMS服务器100将处理推进到返回。合同电力与电力需求之间的差(即,合同电力的超出量)是要减少的电力的量。

在S7处,CEMS服务器100判定要减少的电力的量是否超过规定值。当要减少的电力的量超过规定值时(S7处的是),CEMS服务器100将处理推进到S9。相反,当要减少的电力的量不超过规定值时(S7处的否),CEMS服务器100将处理推进到返回。

在S9处,CEMS服务器100生成包括氢站信息的氢补充通知。

在S11处,CEMS服务器100向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知。

S7的处理可以省略。在这种情况下,当电力需求超过合同电力时,CEMS服务器100将处理推进到S9。

如上所述,当在指定时间段之后电力需求超过合同电力时,即,当CEMS服务器100执行负瓦特DR时且当由负瓦特DR减少的电力的量超过规定值时,根据本实施例的CEMS服务器100向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知。换言之,响应于负瓦特DR,当假设FCEV13中的氢很有可能变得耗尽时,CEMS服务器100向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知。这使得FCEV 13的用户认识到向FCEV 13补充氢的需求。

当CEMS服务器100执行负瓦特DR时且当由负瓦特DR减少的电力的量不超过规定值时,CEMS服务器100不向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知。换言之,响应于负瓦特DR,当假设FCEV 13中的氢不太可能变得耗尽时,CEMS服务器100不向FCEV 13和/或通信终端15发送氢补充通知。这能够抑制即使当补充氢的需求小时仍做出氢补充通知而对用户造成不适感。

CEMS服务器100还在氢补充通知中包括氢站信息。氢站信息包括位置信息、指示营业时间的信息、以及指示规定氢站(位于微电网MG中的氢站、以及位于微电网MG外并且在距微电网MG规定距离内的氢站)的拥挤情况的信息中的至少一者。由于这些信息中的至少一者包括在氢补充通知中,因此可以增加FCEV 13的用户的便利性,从而促进用户去向FCEV13补充氢。

CEMS服务器100随着响应于负瓦特DR而供应越大的电力的量,向FCEV 13的用户提供越大的奖励。这可以促进参与DR,从而稳定微电网MG的供需和/或电力网PG的供需。

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