(57)【要約】【課題】新たなニーズに対応することのできる、新規な電力管理システムを提供する。【解決手段】電力管理システム１０は、電力供給装置（太陽光発電装置５００等）と建物ＨＭとの間において電力の授受を行う分電機２００と、分電機２００の動作を制御する制御装置１００と、を備える。分電機２００は、電力系統ＰＳからの電力を建物ＨＭに供給するための電力線ＰＬ１の途中に接続されている。電力線ＰＬ１のうち、分電機２００が接続されている部分よりも建物ＨＭ側となる位置には、電力線ＰＬ１を介して建物ＨＭに供給される電力を測定するための電力計ＭＴ２が設けられている。電力管理システム１０は、制御装置１００を動作させるための電力が、電力線ＰＬ１のうち電力計ＭＴ２よりも電力系統ＰＳ側となる部分から取り出されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物（ＨＭ）における電力の使用を管理する電力管理システム（１０）であって、
前記建物には、電力系統（ＰＳ）からの電力とは別の電力を前記建物に供給するための電力供給装置（３００，４００，５００）が設けられており、
前記電力供給装置と前記建物との間において電力の授受を行う分電機（２００）と、
前記分電機の動作を制御する制御装置（１００）と、を備え、
前記分電機は、電力系統からの電力を前記建物に供給するための系統電力線（ＰＬ１）の途中に接続されており、
前記系統電力線のうち、前記分電機が接続されている部分（ＣＰ）よりも前記建物側となる位置には、前記系統電力線を介して前記建物に供給される電力を測定するための建物側電力計（ＭＴ２）が設けられており、
前記制御装置を動作させるための電力が、前記系統電力線のうち前記建物側電力計よりも電力系統側となる部分から取り出されるように構成されている電力管理システム。
【請求項２】
前記電力系統から前記制御装置に電力が供給される第１状態と、前記分電機から前記制御装置に電力が供給される第２状態と、を切り換える切り換えスイッチ（ＳＷ）を更に備える、請求項１に記載の電力管理システム。
【請求項３】
停電時には前記切り換えスイッチが前記第２状態に切り換わるように構成されている、請求項２に記載の電力管理システム。
【請求項４】
前記制御装置に電力を供給するための装置用電力線（ＰＬ５）には、前記建物に設置された電力消費機器を接続するためのコンセント（６３３，６３４）が設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力管理システム。
【請求項５】
前記コンセントから出力された電力の値を取得する電力取得部（１１０）を更に備える、請求項４に記載の電力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、建物における電力の使用を管理する電力管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の向上に伴って再生可能エネルギーが注目されるようになっており、住宅に太陽光発電装置を設置することが一般的となってきている。また、住宅に蓄電装置を設置し、蓄電装置に蓄えられた余剰電力を建物において消費することで、電力消費を平準化することも行われている。更に、電気自動車が備える蓄電池を上記の蓄電装置と同様に用いることも検討されている。
【０００３】
上記のような状況の下、近年の電力自由化に伴って、発電や送配電等に関する様々な態様のビジネスが行われるようになってきている。例えば下記特許文献１には、送配電等を行う事業者が、住宅に蓄電装置を設置する費用の全部または一部を負担した上で、その蓄電装置を自らの事業運営のために制御するシステムについての記載がある。当該システムでは、蓄電装置の提供可能容量に応じた金額が電気料金から割り引かれる。このため、蓄電装置が設置された住宅の住民は経済的メリットを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今、電力ニーズはますます増加しており、また、電気自動車の普及に伴う各家庭での充放電スタンドの設置など、ユーザーの求める電力需要も多様化している。このため、今までになかった新しい電力提供スタイルの提供が市場では望まれている。
【０００６】
本開示によれば、このような新たなニーズに対応することのできる、新規な電力管理システムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る電力管理システムは、建物（ＨＭ）における電力の使用を管理する電力管理システム（１０）である。上記の建物には、電力系統（ＰＳ）からの電力とは別の電力を建物に供給するための電力供給装置（３００，４００，５００）が設けられている。この電力管理システムは、電力供給装置と建物との間において電力の授受を行う分電機（２００）と、分電機の動作を制御する制御装置（１００）と、を備える。分電機は、電力系統からの電力を建物に供給するための系統電力線（ＰＬ１）の途中に接続されている。系統電力線のうち、分電機が接続されている部分（ＣＰ）よりも建物側となる位置には、系統電力線を介して建物に供給される電力を測定するための建物側電力計（ＭＴ２）が設けられている。この電力管理システムは、制御装置を動作させるための電力が、系統電力線のうち建物側電力計よりも電力系統側となる部分から取り出されるように構成されている。
【０００８】
このような構成の電力管理システムでは、制御装置を動作させるための電力が、建物側電力計を通らない経路で制御装置に供給される。このため、建物で消費される電力のうち、制御装置を動作させるための電力を除いた電力を、建物側電力計によって測定することができる。
【０００９】
上記構成の電力管理システムによれば、新たなニーズに対応することができる、例えば、建物で使用された電力のうち、制御装置の動作に要した電力を除いたものを、使用者への請求対象とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、新たなニーズに対応することのできる、新規な電力管理システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電力管理システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る電力管理システムの全体構成を示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る電力管理システムの全体構成を示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る電力管理システムの、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、第３実施形態に係る電力管理システムの、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１を参照しながら、第１実施形態に係る電力管理システム１０について説明する。電力管理システム１０は、住宅である建物ＨＭに設けられる装置であって、建物ＨＭにおける電力の使用を管理するためのシステムとして構成されている。電力管理システム１０の説明に先立ち、先ず建物ＨＭについて説明する。
【００１４】
建物ＨＭには、分電盤６１０と、複数の負荷６２０と、充放電スタンド３００と、蓄電装置４００と、太陽光発電装置５００と、が設けられている。尚、図１においては、電力の授受を行うための電力供給線が実線で示されており、通信を行うための通信線が点線で示されている。
【００１５】
分電盤６１０は、電力系統ＰＳから建物ＨＭに供給された電力を、後述の負荷６２０に分配する装置である。分電盤６１０と電力系統ＰＳとの間は電力線ＰＬ１によって接続されている。電力線ＰＬ１は、電力系統ＰＳからの電力を建物ＨＭに供給するための電力線であり、本実施形態における「系統電力線」に該当する。
【００１６】
建物ＨＭ内で消費される電力は、全て分電盤６１０を経由してそれぞれの負荷６２０に供給される。分電盤６１０には、不図示の漏電遮断器等の安全装置が設けられている。分電盤６１０は、負荷６２０に供給されている電力を測定し、その測定値を後述の制御装置１００に送信する機能を有している。このような通信は、建物ＨＭに設けられたルーター６４０を介して無線ＬＡＮなどにて行われる。
【００１７】
また、充放電スタンド３００と制御装置１００との間、及び、蓄電装置４００と制御装置１００との間も、充電量などの各種情報を通信可能となるように分電機２００及びルーター６４０を介して接続されている。図１では、このような通信の経路を示す通信線が点線によって示されている。
【００１８】
負荷６２０は、建物ＨＭ内に設置された空調装置等の電力消費機器である。建物ＨＭ内には複数の負荷６２０が設定されているが、図１においては、これらのうち一例として３つの負荷６２０のみが図示されている。負荷６２０は、基本的には使用者の手動操作によって動作するが、制御装置１００が行う制御によって動作することも可能である。
【００１９】
充放電スタンド３００は、建物ＨＭの屋外に設置された設備であって、建物ＨＭの近傍に駐車された電気自動車３５０への充放電を行うためのものである。建物ＨＭの近傍に電気自動車３５０が駐車されているときには、充放電スタンド３００と電気自動車３５０との間がケーブルＣＢで接続された状態とされる。
【００２０】
充放電スタンド３００は、電気自動車３５０に設けられるリチウムイオンバッテリーなどの蓄電池３５１に、ケーブルＣＢを通じて電力を供給し、電気自動車３５０への充電を行うことができる。また、充放電スタンド３００は、蓄電池３５１から放電された電力を、ケーブルＣＢを通じて受け入れて、当該電力を分電機２００に出力することもできる。
【００２１】
尚、電気自動車３５０は、蓄電池３５１に充電された電力のみによって走行する車両（ＥＶ）であってもよく、蓄電池３５１に充電された電力と、内燃機関の駆動力との両方によって走行する車両（ＰＨＶ）であってもよい。また、電気自動車３５０は４輪の車両に限られず、例えば２輪の車両であってもよい。
【００２２】
充放電スタンド３００は、通信部３１０と、制御部３２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０と、を有している。
【００２３】
通信部３１０は、充放電スタンド３００が制御装置１００と通信を行う際における通信インターフェースとして機能する部分である。当該通信は分電機２００及びルーター６４０を介して行われる。
【００２４】
制御部３２０は、充放電スタンド３００の全体の制御を行う部分である。制御部３２０は、例えば制御装置１００から送信される制御信号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３４０の動作を制御し、充放電スタンド３００における充放電を制御する。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０は、分電機２００から供給される直流電力を電力変換し、変換後の直流電力を電気自動車３５０に向けて出力する電力変換器である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０は、電気自動車３５０から放電される直流電力を電力変換し、変換後の直流電力を分電機２００に向けて出力することもできる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０は双方向の電力変換器として構成されている。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０は、分電機２００のうち後述の切り換え部２７０に対して接続されている。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０は、電気自動車３５０と切り換え部２７０との間で電力変換を行い、切り換え部２７０側で直流電力を入出力するものとなっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０の動作は、既に述べたように制御部３２０によって制御される。
【００２７】
後に説明するように、充放電スタンド３００のＤＣ／ＤＣコンバータ３４０から分電機２００に供給された電力は、分電機２００を経由して建物ＨＭに供給される場合がある。このため、充放電スタンド３００は、電力系統ＰＳからの電力とは別の電力を建物ＨＭに供給するためのもの、ということができる。このような充放電スタンド３００は、本実施形態における「電力供給装置」の一つに該当する。
【００２８】
蓄電装置４００は電力を蓄えるための装置である。蓄電装置４００は、例えばリチウムイオンバッテリーを備える据え置き型の装置として構成されている。本実施形態では、蓄電装置４００は建物ＨＭの屋外に設置されているが、屋内に設置されていてもよい。電力管理システム１０では、電力系統ＰＳから供給される電力を蓄電装置４００に蓄えたり、太陽光発電装置５００で発電された電力を蓄電装置４００に蓄えたりすることができる。また、蓄電装置４００から放電された電力を建物ＨＭの負荷６２０に供給したり、充放電スタンド３００を介して電気自動車３５０に供給したりすることもできる。
【００２９】
蓄電装置４００とその他の機器（太陽光発電装置５００や負荷６２０等）との間の電力の授受は、分電機２００を介して行われる。蓄電装置４００からの充放電は、分電機２００が有するＤＣ／ＤＣコンバータ２６０によって制御される。
【００３０】
以上のような蓄電装置４００は、電力系統ＰＳからの電力とは別の電力を建物ＨＭに供給するものである。このため、蓄電装置４００は、上記の充放電スタンド３００と共に、本実施形態における「電力供給装置」の一つに該当する。
【００３１】
太陽光発電装置５００は、所謂太陽光パネルであって、太陽光を受けて発電する装置である。太陽光発電装置５００は建物ＨＭの屋根に設置されている。電力管理システム１０では、太陽光発電装置５００で発電された電力を、充放電スタンド３００から電気自動車３５０へと充電することができる。また、太陽光発電装置５００で発電された電力を蓄電装置４００に充電することもできる。更に、太陽光発電装置５００で発電された電力を建物ＨＭの負荷６２０に供給することもできる。太陽光発電装置５００とその他の機器（蓄電装置４００や負荷６２０等）との間の電力の授受は、分電機２００を介して行われる。太陽光発電装置５００から出力される電力の大きさは、分電機２００が有するＤＣ／ＤＣコンバータ２５０によって調整される。
【００３２】
以上のような太陽光発電装置５００は、電力系統ＰＳからの電力とは別の電力を建物ＨＭに供給するものである。このため、太陽光発電装置５００は、上記の充放電スタンド３００及び蓄電装置４００と共に、本実施形態における「電力供給装置」の一つに該当する。
【００３３】
引き続き図１を参照しながら、電力管理システム１０の構成について説明する。電力管理システム１０は、分電機２００と、制御装置１００とを備えている。先ず分電機２００の構成について説明する。分電機２００は、充放電スタンド３００、蓄電装置４００、及び太陽光発電装置５００、が接続される装置であって、これら（つまり電力供給装置）と建物ＨＭとの間において電力の授受を行う装置として構成されている。
【００３４】
分電機２００は、電力系統ＰＳからの電力を建物に供給するための電力線ＰＬ１の途中となる位置に、電力線ＰＬ２を介して接続されている。図１では、電力線ＰＬ１のうち電力線ＰＬ２が接続されている部分に符号ＣＰが付されている。以下では、当該部分のことを「接続部ＣＰ」とも称する。電力線ＰＬ２は、その一端が接続部ＣＰに接続されており、その他端が後述のＡＣ／ＤＣコンバータ２４０に接続されている。
【００３５】
以上のような構成においては、充放電スタンド３００、蓄電装置４００、及び太陽光発電装置５００、のそれぞれから負荷６２０への電力の供給が、いずれも分電機２００を介して行われることとなる。また、太陽光発電装置５００から充放電スタンド３００や蓄電装置４００への電力の供給、及び充放電スタンド３００と蓄電装置４００との間における電力の授受のいずれについても、やはり分電機２００を介して行われることとなる。
【００３６】
分電機２００は、通信部２１０と、制御部２２０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０と、切り換え部２７０と、を有している。
【００３７】
通信部２１０は、分電機２００が制御装置１００と通信を行う際における通信インターフェースとして機能する部分である。当該通信はルーター６４０を介して行われる。
【００３８】
制御部２２０は、後に説明するＡＣ／ＤＣコンバータ２４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２６０のそれぞれの動作を制御する部分である。制御部２２０は、例えば制御装置１００から送信される制御信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０等の動作を制御する。また、制御部２２０は、充放電スタンド３００に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ３４０の動作を、制御部３２０を介して制御することもできる。
【００３９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０は、電力系統ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を切り換え部２７０側に向けて出力する電力変換器である。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０は、切り換え部２７０から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力線ＰＬ２から出力することもできる。つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０は双方向の電力変換器として構成されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０の動作は、既に述べたように制御部２２０によって制御される。このように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０は、電力系統ＰＳと切り換え部２７０との間で電力変換を行い、切り換え部２７０側で直流電力を入出力するものとなっている。
【００４０】
尚、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０は、切り換え部２７０から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を、電力線ＰＬ３を介して非常時コンセント６３１に出力することも可能となっている。非常時コンセント６３１は、停電によって電力系統ＰＳからの電力供給が行われなくなった際において、太陽光発電装置５００等からの電力を建物ＨＭ内で利用可能とするためのコンセントである。停電時には、使用者は一部の負荷６２０を非常時コンセント６３１に接続して動作させることができる。非常時コンセント６３１から出力される電力は、太陽光発電装置５００、蓄電装置４００、及び電気自動車３５０のいずれかから、切り換え部２７０へと供給された電力である。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０は、太陽光発電装置５００から供給される直流電力を電力変換し、変換後の直流電力を切り換え部２７０側に向けて出力する電力変換器である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０によって、太陽光発電装置５００から出力される電力の大きさが調整される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０の動作は、既に述べたように制御部２２０によって制御される。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０は、太陽光発電装置５００と切り換え部２７０との間で電力変換を行い、切り換え部２７０側に直流電力を出力するものとなっている。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０は、蓄電装置４００から供給（つまり放電）される直流電力を電力変換し、変換後の直流電力を切り換え部２７０側に向けて出力する電力変換器である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０は、切り換え部２７０から供給される直流電力を電力変換し、変換後の直流電力を蓄電装置４００に向けて出力（つまり充電）することもできる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０は双方向の電力変換器として構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０の動作は、既に述べたように制御部２２０によって制御される。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０は、蓄電装置４００と切り換え部２７０との間で電力変換を行い、切り換え部２７０側で直流電力を入出力するものとなっている。
【００４３】
切り換え部２７０は、電力系統ＰＳ、太陽光発電装置５００、蓄電装置４００、及び充放電スタンド３００の接続状態を切り換えるための装置である。切り換え部２７０は、複数の電子リレーを組み合わせることによって構成されている。このような態様に換えて、切り換え部２７０が、複数の機械的なリレーを組み合わせることによって構成されている態様としてもよい。また、上記接続状態の切り換えが、リレーによって行われるのではなく、各ＤＣインバータ間の端子間電圧の調整によって行われるような態様としてもよい。
【００４４】
切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０とＤＣ／ＤＣコンバータ２６０との間を接続することにより、太陽光発電装置５００で発電された電力の一部又は全部が、蓄電装置４００に供給される状態とすることができる。また、切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０とＤＣ／ＤＣコンバータ３４０との間を接続することにより、太陽光発電装置５００で発電された電力の一部又は全部が、電気自動車３５０に供給される状態とすることができる。
【００４５】
切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０とＡＣ／ＤＣコンバータ２４０との間を接続することにより、太陽光発電装置５００で発電された電力の一部又は全部が、電力線ＰＬ２側へと出力される状態とすることができる。当該電力は、分電盤６１０を介して負荷６２０に供給される。また、当該電力が電力系統ＰＳ側へと逆潮流される場合もある。尚、当該状態におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２４０では、太陽光発電装置５００で発電された電力の一部又は全部を非常時コンセント６３１に出力することもできる。
【００４６】
切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０とＤＣ／ＤＣコンバータ３４０との間を接続することにより、蓄電装置４００と電気自動車３５０との間で電力の授受を行い得る状態とすることができる。当該状態においては、蓄電装置４００に蓄えられた電力を電気自動車３５０に供給したり、電気自動車３５０から出力された電力を蓄電装置４００に供給したりすることができる。
【００４７】
切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０とＡＣ／ＤＣコンバータ２４０との間を接続することにより、蓄電装置４００と電力線ＰＬ１との間で電力の授受が行われる状態とすることができる。当該状態においては、電力系統ＰＳからの電力を蓄電装置４００に蓄えたり、蓄電装置４００から出力された電力を電力線ＰＬ１側に出力したりすることができる。尚、当該状態におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２４０では、蓄電装置４００から出力された電力の一部又は全部を非常時コンセント６３１に出力することもできる。
【００４８】
切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４０とＡＣ／ＤＣコンバータ２４０との間を接続することにより、電気自動車３５０と電力線ＰＬ１との間で電力の授受が行われる状態とすることができる。当該状態においては、電力系統ＰＳからの電力を電気自動車３５０の蓄電池３５１に蓄えたり、蓄電池３５１から出力された電力を電力線ＰＬ１側に出力したりすることができる。尚、当該状態におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２４０では、蓄電池３５１から出力された電力の一部又は全部を非常時コンセント６３１に出力することもできる。
【００４９】
尚、以上に挙げた切り換え部２７０の各状態は、択一的に選択されるのではなく、複数の状態が同時に選択されることも可能となっている。例えば、切り換え部２７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０とＤＣ／ＤＣコンバータ２６０との間を接続し、且つ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０とＤＣ／ＤＣコンバータ３４０との間を接続することもできる。この場合、太陽光発電装置５００で発電された電力を、蓄電装置４００と電気自動車３５０とのそれぞれに同時に供給することが可能となる。
【００５０】
制御装置１００の構成について説明する。制御装置１００は、所謂ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）として構成されたコンピュータシステムである。制御装置１００は、分電機２００の動作を制御することにより、太陽光発電装置５００の発電量を制御したり、蓄電装置４００や電気自動車３５０の充放電を制御したりすることができる。また、制御装置１００は、それぞれの負荷６２０の動作を個別に制御することもできる。これらの制御のために必要な通信はルーター６４０を介して行われる。
【００５１】
その他の構成について説明する。電力管理システム１０には、電力計ＭＴ１、ＭＴ２が設けられている。電力計ＭＴ１は、電力線ＰＬ１のうち、電力線ＰＬ２が接続されている部分（接続部ＣＰ）よりも電力系統ＰＳ側となる位置に設けられている。電力計ＭＴ１は、建物ＨＭと電力系統ＰＳとの間で授受される電力の大きさを測定するためのものとして設けられている。送配電などを行う事業者は、電力計ＭＴ１で測定された電力の値に基づいて、建物ＨＭにおける電力の需給に関する状況を把握することができる。
【００５２】
電力計ＭＴ２は、電力線ＰＬ１のうち、電力線ＰＬ２が接続されている部分（接続部ＣＰ）よりも建物ＨＭ側となる位置に設けられている。電力計ＭＴ２は、電力線ＰＬ１を介して建物ＨＭに供給される電力を測定するためのものとして設けられている。尚、ここでいう「建物ＨＭに供給される電力」とは、分電盤６１０を介して負荷６２０に供給される電力のことである。電力計ＭＴ２は、本実施形態における「建物側電力計」に該当する。電力計ＭＴ２が設けられている位置は、電力線ＰＬ１（系統電力線）のうち、分電機２００が接続されている部分（接続部ＣＰ）よりも建物ＨＭ側となる位置、ということができる。
【００５３】
電力計ＭＴ１、ＭＴ２は、いずれも、測定した電力の値を外部に送信する機能を有している。電力計ＭＴ１、ＭＴ２のそれぞれによって測定された電力の値は、電力会社サーバー７１０へと送信され、建物ＨＭの使用者が支払うべき電気料金の算出等に供される。尚、電力計ＭＴ１、ＭＴ２のそれぞれによって測定された電力の値は、ルーター６４０を介して電力会社サーバー７１０に送信されてもよく、他の専用線を介して直接電力会社サーバー７１０に送信されてもよい。尚、これら電力計ＭＴ１、ＭＴ２としては、計量法第１６条にて取引または証明における計量への使用の条件を満足する特定計量器（所謂「検定付きメーター」）が用いられることが好ましい。
【００５４】
電力会社サーバー７１０は、例えば送電等を行う電力会社が管理するサーバーであって、建物ＨＭとは異なる位置に設定されている。電力会社サーバー７１０は、後に説明するように電力計ＭＴ２から送信される電力の値に基づいて、上記の電気料金を算出する。
【００５５】
電力会社サーバー７１０は、通信ネットワークＮＷを介して制御装置１００と接続されている。電力会社サーバー７１０は、必要に応じて逆潮流要求を制御装置１００に送信することにより、建物ＨＭ側から電力系統ＰＳへと電力を逆潮流させることも可能となっている。電力会社サーバー７１０が、地域における一部の建物ＨＭに向けて逆潮流要求を送信することにより、電力の需給バランスを保ち電力の品質を確保することが可能となる。尚、電力会社サーバー７１０と制御装置１００との間の通信は、両者の間で直接行われてもよく、次に述べる情報サーバー７２０を介して行われてもよい。
【００５６】
情報サーバー７２０は、制御装置１００に情報を送信したり、制御装置１００から情報を収集したりすることのできるサーバーである。情報サーバー７２０は、電力会社サーバー７１０と同様に、建物ＨＭとは異なる位置に設定されており、通信ネットワークＮＷを介して制御装置１００と接続されている。情報サーバー７２０は、例えば、制御装置１００による充放電計画の作成に必要な気象予報情報を、定期的に制御装置１００に送信する。
【００５７】
建物ＨＭには、切り替えスイッチＳＷが設けられている。切り替えスイッチＳＷは、本実施形態に係る電力管理システム１０の一部である。図１に示されるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０から伸びる電力線ＰＬ３の端部は、この切り替えスイッチＳＷに接続されている。先に述べた非常時コンセント６３１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０と切り替えスイッチＳＷとを繋ぐ電力線ＰＬ３の途中となる位置に接続されている。
【００５８】
電力線ＰＬ２の途中となる位置には、電力線ＰＬ４の一端が接続されている。電力線ＰＬ４の他端は切り替えスイッチＳＷに接続されている。
【００５９】
切り替えスイッチＳＷには更に、電力線ＰＬ５の一端が接続されている。電力線ＰＬ５の他端はコンセント６３２に接続されている。コンセント６３２は、制御装置１００及びルーター６４０のそれぞれに、動作用の電力を供給するためのコンセントである。電力線ＰＬ５は、制御装置１００に電力を供給するための電力線であって、本実施形態における「装置用電力線」に該当する。
【００６０】
以上のように設けられた切り替えスイッチＳＷは、図１のように電力線ＰＬ４と電力線ＰＬ５とが接続されている状態と、図２のように電力線ＰＬ３と電力線ＰＬ５とが接続されている状態と、を切り換えるためのスイッチである。
【００６１】
電力系統ＰＳから電力が供給されている通常時においては、切り替えスイッチＳＷは図１に示される状態となっている。このため、電力系統ＰＳから供給される電力は、電力線ＰＬ４及び電力線ＰＬ５を通って、制御装置１００及びルーター６４０のそれぞれに供給される。このように、本実施形態に係る電力管理システム１０は、制御装置１００を動作させるための電力が、電力線ＰＬ１（系統電力線）のうち電力計ＭＴ２（建物側電力計）よりも電力系統ＰＳ側となる部分から取り出されるように構成されている。
【００６２】
一方、電力系統ＰＳからの電力供給が停止されている停電時においては、切り替えスイッチＳＷは図２に示される状態に切り換えられる。このため、停電時には、分電機２００のＡＣ／ＤＣコンバータ２４０から出力される電力（例えば蓄電装置４００から放電された電力）が、電力線ＰＬ３及び電力線ＰＬ５を通って、制御装置１００及びルーター６４０のそれぞれに供給される。また、分電機２００は、図示されていないが、ブレーカー等を用いて電力線ＰＬ１（系統電力線）から切り離される。
【００６３】
以上のように、本実施形態に係る電力管理システム１０は、電力系統ＰＳから制御装置１００に電力が供給される図１の状態（第１状態）と、分電機２００から制御装置１００に電力が供給される図２の状態（第２状態）と、を切り換える切り換えスイッチＳＷを備えている。
【００６４】
停電時には、切り換えスイッチＳＷが上記の第１状態（図１）から第２状態（図２）に自動的に切り換わる。切り替えスイッチＳＷは、電力線ＰＬ４からの電力供給の有無に応じて内部のリレー（不図示）が動作し、上記の切り換えを自動的に行うように構成されている。このような態様に替えて、切り替えスイッチＳＷの切り替え動作が、例えば制御部２２０から送信される制御信号に基づいて行われることとしてもよい。
【００６５】
以上のような構成の電力管理システム１０において、本発明者らは、充放電スタンド３００、蓄電装置４００、太陽光発電装置５００、制御装置１００、及びルーター６４０のそれぞれを、例えば電力会社のような事業者の費用負担によって建物ＨＭに設置することとした上で、充放電スタンド３００から電気自動車３５０に充電された電力については無償若しくは（安価な）定額とするような事業形態について検討している。尚、上記における「事業者の費用負担によって」とは、設置に必要な費用の全部を事業者が負担することのほか、必要な費用の一部を事業者が負担することも含まれる。また、事業者が所有する機器を有償または無償でレンタルすることも含まれる。
【００６６】
事業者にとっては、例えば、蓄電装置４００からの充放電（例えば逆潮流）を外部から制御することにより、地域全体の電力平準化等を行うことができるというメリットがある。一方、建物ＨＭの住民にとっては、電気自動車３５０への充電を無料若しくは（安価な）定額で行うことができるというメリットがある。更に、太陽光発電装置５００等の設備の設置に伴う経済的な負担を負うことなく、環境にやさしい再生可能エネルギーを利用することができるというメリットもある。
【００６７】
ところで、上記のような態様の事業では、電気自動車３５０に充電される電力については上記のように無料若しくは定額とするものの、建物ＨＭ内の負荷６２０で消費される電力については、住民は電気料金を支払うこととしたい。このため、電力管理システム１０が、電気自動車３５０に充電される電力とは別に、負荷６２０で消費される電力を正確に把握する必要がある。
【００６８】
また、電力系統ＰＳから供給された電力のうち、蓄電装置４００に蓄えられた電力は、その後において負荷６２０で消費される場合もあれば、逆潮流によって電力系統側に戻される場合もある。更に、蓄電装置４００から出力され電気自動車３５０に充電される場合もある。逆潮流によって電力系統ＰＳ側に戻された電力、及び、蓄電装置４００から出力され電気自動車３５０に充電された電力は、いずれも建物ＨＭの住民に対する請求の対象外としなければならない。
【００６９】
以上のような消費電力の把握を実現するために、本実施形態に係る電力管理システム１０では、電力計ＭＴ１とは別に電力計ＭＴ２を備えることとしている。既に述べたように、電力計ＭＴ２は、電力線ＰＬ１のうち接続部ＣＰよりも建物ＨＭ側となる位置に設けられた所謂検定付きメーターである。このため、上記電力供給体制においては課金の対象とならない電力、すなわち、蓄電装置４００と充放電スタンド３００との間で授受される電力や、電力系統ＰＳと分電機２００との間で授受される電力（例えば逆潮流される電力や、電気自動車３５０に充電される電力等）は、電力計ＭＴ２によって計測されない。一方、課金の対象となる電力、すなわち、電力系統ＰＳ、太陽光発電装置５００、蓄電装置４００、及び充放電スタンド３００のそれぞれから建物ＨＭ内の負荷６２０へと供給される電力は、いずれも電力計ＭＴ２によって法定条件を満足した形で計測される。
【００７０】
このように、電力管理システムでは、建物ＨＭ内の負荷６２０で消費された電力の値を、それ以外の電力の値と区別して把握することができる。電力会社サーバー７１０は、課金の対象となる電力の値を、電力計ＭＴ２によって容易に測定し取得することができるので、事業者が上記態様の事業を行うことが可能となる。
【００７１】
また一方で、電力計ＭＴ１により、電力線ＰＬ１を経由する順潮流および逆潮流の双方についても法定条件を満足した形で計測することもできる。この電力計ＭＴ１において計測される値についても別途電力会社サーバー７１０に出力されるため、電力会社サーバー７１０では、建物ＨＭの住民に対する課金対象電力量とは別に、電力系統からの純粋な順潮流量および逆潮流量を計測できる。これにより、太陽光発電装置５００、蓄電装置４００、及び充放電スタンド３００のそれぞれを、例えば上述の事業形態（電力会社のような事業者の費用負担によって建物ＨＭに設置することを前提とした事業形態）を好まない住民が仮に発生したとしても、システム構成に大きな変更を行うことなく、電力計ＭＴ１による通常の課金用計測を行うこともできる。
【００７２】
ところで、上記のような事業形態においては、制御装置１００やルーター６４０は事業者によって設置され、主に事業者のために機能するものであるから、制御装置１００の動作に要した電力の電気料金を、建物ＨＭの利用者に請求することは適切ではない。
【００７３】
そこで、本実施形態に係る電力管理システム１０では、制御装置１００やルーター６４０を動作させるための電力が、電力線ＰＬ１（系統電力線）のうち、電力計ＭＴ２（建物側電力計）よりも電力系統ＰＳ側となる部分（具体的に接続部ＣＰ）から取り出されるように構成されている。
【００７４】
このような構成においては、制御装置１００を動作させるための電力が、電気料金の算出に供される電力計ＭＴ２を通らない経路で制御装置１００に供給される。このため、建物ＨＭで消費される電力のうち、制御装置１００等を動作させるための電力を除いた電力を、電力計ＭＴ２によって測定することができる。これにより、建物ＨＭで使用された電力のうち、制御装置１００等の動作に要した電力を除いたものを、使用者への請求対象とすることが可能となる。
【００７５】
本実施形態では、停電時には切り替えスイッチＳＷが動作し、図２のように分電機２００から制御装置１００に電力が供給される状態へと切り替えられる。このため、停電中においても、制御装置１００を含む電力管理システム１０の全体の動作を継続させることができる。
【００７６】
第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と同一の点については適宜説明を省略する。
【００７７】
図３に示されるように、本実施形態では、切り替えスイッチＳＷから伸びる電力線ＰＬ５の途中に、電力線ＰＬ６の一端が接続されている。電力線ＰＬ６の他端側は２つに分岐しており、分岐した線のそれぞれの端部にはコンセント６３３、６３４が設けられている。コンセント６３３には照明装置６２１が接続されており、コンセント６３４には冷蔵庫６２２が接続されている。なお、コンセント６３３、６３４に接続される負荷は、予め定められている。照明装置６２１及び冷蔵庫６２２はいずれも負荷６２０の一種であって、建物ＨＭに設置された電力消費機器のうち、停電時においても動作させる必要性の高い電力消費機器である。
【００７８】
制御装置１００には、通常時及び停電時のいずれにおいても、電力線ＰＬ５（装置用電力線）を介して常に電力が供給されている。コンセント６３３、６３４はこのような電力線ＰＬ５に設けられている（具体的には、電力線ＰＬ６を介して電力線ＰＬ５に接続されている）ので、コンセント６３３、６３４に接続された照明装置６２１及び冷蔵庫６２２にも常に電力が供給される。停電時においても照明装置６２１等が動作するので、建物ＨＭの利用者に不便な思いをさせてしまうことが無い。
【００７９】
電力線ＰＬ５から供給される電力は、電気料金の請求対象外となっている。しかしながら、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２の動作に要した電力は、本来は電気料金の請求対象とすべきものである。
【００８０】
そこで、本実施形態に係る電力管理システム１０は、コンセント６３３、６３４から出力された電力の値を取得するための電力取得部１１０を更に備えている。電力取得部１１０は、制御装置１００の機能的な制御ブロックとして構成されているのであるが、制御装置１００とは別体の装置として構成されていてもよい。
【００８１】
尚、電力取得部１１０によって取得される「電力の値」とは、電力量（単位：Ｗｈ）であってもよく、電力値（単位：Ｗ）であってもよい。
【００８２】
制御装置１００によって実行される処理の流れについて、図４を参照しながら説明する。図４に示される一連の処理は、所定の期間が経過する毎に、制御装置１００によって繰り返し実行されるものである。
【００８３】
当該処理の最初のステップＳ０１では、コンセント６３３、６３４から出力された電力量の合計値を算出する処理が、電力取得部１１０によって行われる。ここで算出される値は、図４に示される一連の処理が前回実行されてから、今回実行されるまでの期間（以下では「算出期間」とも称する）において、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２のそれぞれで消費された電力量の合計値である。
【００８４】
電力量の合計値は、以下の式（１）によって算出される。
（電力量の合計値）＝（電力計ＭＴ１で測定された電力量）−（電力計ＭＴ２で測定された電力量）＋（太陽光発電装置５００で発電した電力量）−（蓄電池３５１及び蓄電装置４００に充電された電力量）−（第１みなし電力量）・・・・・（１）
【００８５】
式（１）の右辺にある「電力計ＭＴ１で測定された電力量」は、算出期間において電力計ＭＴ１で測定された電力量のことである。同様に、式（１）の右辺にある「電力計ＭＴ２で測定された電力量」は、算出期間において電力計ＭＴ２で測定された電力量のことである。
【００８６】
式（１）の右辺にある「太陽光発電装置５００で発電した電力量」は、算出期間において太陽光発電装置５００で発電した電力量のことである。当該電力量は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０の動作状態を監視する制御部２２０によって算出され、通信によって制御部２２０から電力取得部１１０へと送信された値である。
【００８７】
式（１）の右辺にある「蓄電池３５１及び蓄電装置４００に充電された電力量」は、算出期間において蓄電池３５１及び蓄電装置４００に充電された電力量のことである。当該電力量は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０やＤＣ／ＤＣコンバータ３４０の動作状態を監視する制御部２２０によって算出され、通信によって制御部２２０から電力取得部１１０へと送信された値である。
【００８８】
式（１）の右辺にある「第１みなし電力量」とは、算出期間において制御装置１００やルーター６４０によって消費されると予測される電力量として、予め設定された固定値である。
【００８９】
ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、ステップＳ０１で算出された値が、電力会社サーバー７１０へと送信される。電力会社は、送信された値に基づいて、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２で消費された電力量に応じた電気料金を算出し、建物ＨＭの使用者に請求することができる。
【００９０】
第３実施形態について説明する。以下では、第２実施形態と異なる点について主に説明し、第２実施形態と同一の点については適宜説明を省略する。
【００９１】
本実施形態では、図２のステップＳ０１で行われる処理、すなわち、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２のそれぞれで消費された電力量の合計値を算出するための処理において、第２実施形態と異なっている。
【００９２】
本実施形態では、電力量の合計値が以下の式（２）によって算出される。
（電力量の合計値）＝（第２みなし電力量）・・・・・（２）
【００９３】
式（２）の右辺にある「第２みなし電力量」とは、算出期間において照明装置６２１及び冷蔵庫６２２によって消費されると予測される電力量として、予め設定された固定値である。つまり、本実施形態では、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２のそれぞれで消費された電力量の合計値が、予め予測された推定値として、電力取得部１１０により算出される。
【００９４】
このような態様では、建物ＨＭの使用者が、仮に、消費電力の大きな電力消費機器をコンセント６３３等に接続して使用すると、電気料金が本来請求すべき金額よりも低く算出されてしまうこととなる。そこで、このような電力の不正利用を防止するために、本実施形態に係る制御装置１００は図５に示される処理を実行する。当該処理は、所定の周期が経過する毎に、制御装置１００によって繰り返し実行されるものである。
【００９５】
当該処理の最初のステップＳ１１では、制御装置１００を、一定期間の間だけ待機モードに切り換える処理が行われる。「待機モード」とは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６０、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３４０の動作がいずれも停止しており、電力線ＰＬ２から分電機２００へと供給される電力が概ね０となるような制御装置１００の動作状態のことである。上記一定の期間が経過した後は、制御装置１００が待機モードから通常の動作モードに戻される。その後、ステップＳ１２に移行する。
【００９６】
ステップＳ１２では、コンセント６３３、６３４から出力された電力量の合計値を算出する処理が、電力取得部１１０によって行われる。ここで算出される値は、制御装置１００が上記の待機モードに切り換えられていた期間において、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２のそれぞれで消費された電力量の合計値である。
【００９７】
電力量の合計値は、以下の式（３）によって算出される。
（電力量の合計値）＝（電力計ＭＴ１で測定された電力量）−（電力計ＭＴ２で測定された電力量）−（第３みなし電力量）・・・・・（３）
【００９８】
式（３）の右辺にある「電力計ＭＴ１で測定された電力量」とは、制御装置１００が上記の待機モードに切り換えられている期間に、電力計ＭＴ１で測定された電力量のことである。式（３）の右辺にある「電力計ＭＴ２で測定された電力量」とは、制御装置１００が上記の待機モードに切り換えられている期間に、電力計ＭＴ２で測定された電力量のことである。式（３）の右辺にある「第３みなし電力量」とは、制御装置１００が上記の待機モードに切り換えられている期間に、制御装置１００やルーター６４０によって消費されると予測される電力量として、予め設定された固定値である。
【００９９】
ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出された電力量が、所定の閾値を越えているか否かが判定される。当該閾値は、制御装置１００が上記の待機モードに切り換えられている期間に、照明装置６２１及び冷蔵庫６２２で消費されると予測される電力量の上限として、予め設定されたものである。電力量が閾値を越えていなければ、図５に示される一連の処理を終了する。電力量が閾値を越えていれば、ステップＳ１４に移行する。
【０１００】
ステップＳ１４に移行した場合には、コンセント６３３、６３４に、消費電力の大きな電力消費機器が接続されて使用されている可能性が高い。そこで、ステップＳ１４では、その旨を示す信号が電力会社サーバー７１０へと送信される。このとき、ステップＳ１２で算出された電力量も併せて電力会社サーバー７１０へと送信される。これにより電力会社は、例えば、不正な電力使用に応じた電気料金を追加で請求する等の対応をとることができる。
【０１０１】
ステップＳ１４に続くステップＳ１５では、不正な電力使用を警告するメッセージを例えばタッチパネル画面（不図示）等に表示し、使用者に報知する処理が行われる。これにより、不正な電力使用を中断する等の対応を使用者にとらせることができる。
【０１０２】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
ＨＭ：建物
１０：電力管理システム
１００：制御装置
２００：分電機
３００：充放電スタンド
４００：蓄電装置
５００：太陽光発電装置
ＣＰ：接続部
ＭＴ１,ＭＴ２：電力計
ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６：電力線
【図１】
2020160593.tif 000003
【図２】
2020160593.tif 000004
【図３】
2020160593.tif 000005
【図４】
2020160593.tif 000006
【図５】
2020160593.tif 000007