(57)【要約】【課題】電力供給者からの電力使用量増加依頼に従って電力使用量を増加させ、余剰電力の有効利用を促進する。【解決手段】電力供給者の指令制御サーバから電力使用量増加依頼を受け取る電力使用量制御サーバと、電力使用量制御サーバに接続された複数個の機器稼働制御装置と、を含む電力使用量制御システムにおいて、機器稼働制御装置は、一個又は二個以上の機器に接続され、機器は、電気自動車、蓄電池、空調機、照明器具、昇降機、給湯器、家電製品、工作機械、運搬機械、吸収式又は吸着式の冷温水機、氷蓄熱装置、冷蔵庫、冷凍庫、圧力スイング吸着装置、オートクレーブ、掃除ロボット、クリーニング設備、散水装置及びポンプからなる群から選択される一個以上を含み、電力使用量制御サーバは、機器で新たに使用可能な電力量を算出し、機器の優先度に基づいて、電力使用量増加依頼に含まれる電力使用量を機器稼働制御装置に割り当てる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給者の指令制御サーバから電力使用量増加依頼を受け取る電力使用量制御サーバと、
前記電力使用量制御サーバに接続された複数個の機器稼働制御装置と、を含む電力使用量制御システムにおいて、
前記機器稼働制御装置は、一個又は二個以上の機器に接続され、
前記機器は、電気自動車、蓄電池、空調機、照明器具、昇降機、給湯器、家電製品、工作機械、運搬機械、吸収式又は吸着式の冷温水機、氷蓄熱装置、冷蔵庫、冷凍庫、圧力スイング吸着装置、オートクレーブ、掃除ロボット、クリーニング設備、散水装置及びポンプからなる群から選択される一個以上を含み、
前記電力使用量制御サーバは、前記機器で新たに使用可能な電力量を算出し、前記機器の優先度に基づいて、前記電力使用量増加依頼に含まれる電力使用量を前記機器稼働制御装置に割り当てることを特徴とする電力使用量制御システム。
【請求項２】
前記電力使用量制御サーバは、前記機器の電力使用量、稼働単位及び環境情報から、前記機器の前記稼働単位を変更した際に新たに使用可能となる電力量を算出する、請求項１記載の電力使用量制御システム。
【請求項３】
前記優先度は、需要家内の全電気機器に対して設定でき、
前記電力使用量制御サーバは、前記機器のうち、前記優先度の高いものから順に前記電力使用量を増加させ、前記電力使用量増加依頼に含まれる前記電力使用量を充足する、請求項１記載の電力使用量制御システム。
【請求項４】
前記機器稼働制御装置は、前記電力使用量制御サーバから割り当てられた前記電力使用量が消費される前記稼働単位を選択し、選択した前記稼働単位で前記機器を制御する、請求項２記載の電力使用量制御システム。
【請求項５】
前記機器稼働制御装置であって前記電気自動車の充電を制御するものは、前記電気自動車のバッテリを充電するための充電稼働単位と、前記電気自動車の空調機を稼働させるための空調稼働単位と、を備え、
前記充電稼働単位への電力使用量割り当ては、前記空調稼働単位への前記電力使用量割り当てより優先される、請求項４記載の電力使用量制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力使用量制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電、風力発電等の再生可能エネルギーの導入が進み、余剰電力が従来の夜間だけでなく、太陽光が強まる昼間や、天候や気温の変化により風が強くなる不規則な時間帯等に発生する場合がある状況となっている。このような状況においては、総発電量は、比較的短時間で変化する。このため、一日のうちでも、総発電量を監視し、電力供給量が不足気味となると予測される時間は需要を減らすとともに、電力供給量が過剰となると予測される時間は需要を増やすように、需給バランスの調整を行うことが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、太陽光発電機、風力発電機、バイオマス発電機、水力発電機等から構成されている再生可能エネルギーのみを利用した発電機器と電力貯蔵設備とＥＶ充電機、揚水ポンプ等の予備負荷とを備えた発電設備と、当該発電設備から電力供給を受ける需要家から構成される複数の電力需給単位システムと、が設けられている所定エリアにおいて、各電力需給単位システム内の電力の需給状況を監視して、電力需給バランスの制御を行うことにより、効率的かつ安定的に電力を供給することを可能とする電力供給システムが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、電気機器を制御・監視し、電気機器に供給される電力又は電力量を計測し、電力会社やアグリゲータが保有する供給元サーバからの増加要求を含むデマンドレスポンス指令であって需要地の消費電力量を増加させることの要求を受信し、その要求に従って稼働スケジュールを修正し、稼働スケジュールに基づいて複数の電気機器のそれぞれに優先度を付与する機能を有する制御装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、供給電力量と需要電力量とのバランスを適切に調整することを目的として、受給調整候補の電気機器の運転状況に関わる動的情報に基づいて、複数の電気機器を複数のグループに分け、推定余剰電力量を特定した一部のグループに消費促進量として割り当てる機能を有し、動的情報に基づいて各グループにおける消費可能な電力量の増加分を算出し、算出した増加分の多いグループの順に消費促進量を割り当てる受給調整装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１８９６９１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／００９９０９号
【特許文献３】特開２０１８−１５７６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の電力供給システムは、既存の発電設備が存在しない離島等の地域において再生可能エネルギーのみを利用することを前提とするものである。このシステムは、商用電源も利用できる地域において、再生可能エネルギーからの電力供給量が大きく変動することにより生じる問題を解決するものではない。
【０００８】
特許文献２に記載の制御装置は、電力会社で余っている電力が大きい場合に、電力会社が家庭に対して消費電力量を増加させることを要求することを想定したものである。このため、特許文献２は、１つのビル全体や、ビル群を含む地域といった比較的大規模の需要家が保有する電力消費設備を具体的な制御対象として記載したものではない。
【０００９】
特許文献３に記載の受給調整装置は、受給調整候補の複数の電気機器を複数のグループに分け、各グループに消費促進量として割り当てるものである。しかしながら、特許文献３においては、グループを構成する電気機器が具体的にどのように電力を消費するかについては明らかにされていない。
【００１０】
本発明は、電力供給者からの電力使用量増加依頼に従って電力使用量を増加させ、余剰電力の有効利用を促進することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電力供給者の指令制御サーバから電力使用量増加依頼を受け取る電力使用量制御サーバと、電力使用量制御サーバに接続された複数個の機器稼働制御装置と、を含む電力使用量制御システムにおいて、機器稼働制御装置は、一個又は二個以上の機器に接続され、機器は、電気自動車、蓄電池、空調機、照明器具、昇降機、給湯器、家電製品、工作機械、運搬機械、吸収式又は吸着式の冷温水機、氷蓄熱装置、冷蔵庫、冷凍庫、圧力スイング吸着装置、オートクレーブ、掃除ロボット、クリーニング設備、散水装置及びポンプからなる群から選択される一個以上を含み、電力使用量制御サーバは、機器で新たに使用可能な電力量を算出し、機器の優先度に基づいて、電力使用量増加依頼に含まれる電力使用量を機器稼働制御装置に割り当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力供給者からの電力使用量増加依頼に従って電力使用量を増加させ、余剰電力の有効利用を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電力使用量制御システムを示す構成図である。
【図２】本発明の電力使用量制御サーバの例を示す構成図である。
【図３】本発明の電力使用量制御システムをビルに適用した例を示す構成図である。
【図４】図３のＥＶ充放電制御装置とＥＶとの接続状態の詳細を示す構成図である。
【図５】実施例の電力使用量制御サーバが電力使用量増加依頼を受信した場合における機器稼働制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例の機器稼動状態取得テーブルを示す模式図である。
【図７】実施例の管理者端末の表示画面を示す模式図である。
【図８】本発明の電力使用量制御システムを一般家庭に適用した例を示す構成図である。
【図９】本発明の電力使用量制御システムを工場に適用した例を示す構成図である。
【図１０】本発明の電力使用量制御システムを大規模商業施設に適用した例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、電力供給者側で余剰電力が発生した場合に、需要家の電力使用量を増加させる依頼をする状況において、依頼を受けた需要家が優先度に基づいて自らが保有する設備又は機器を制御し、電力使用量を所望の値に調整する電力使用量制御システムに関する。
【００１５】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の電力使用量制御システムの構成を示したものである。
【００１７】
本図において、需要家は、電力を消費する機器３０１、３０２、３０３、３０４を有する。機器３０１、３０２、３０３、３０４は、従来、需要家が所有し使用する物品である。ここで、機器３０１、３０２、３０３、３０４には、電力消費機器及び蓄電機器が含まれる。電力消費機器とは、例えば空調機や照明器具をいう。また、蓄電機器とは、例えば蓄電池やＥＶバッテリをいう。電力消費機器及び蓄電機器はともに、電力を消費する物品である。
【００１８】
電力使用量制御システムは、電力使用量制御サーバ１と、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４と、を含む。電力使用量制御サーバ１は、電力供給者の指令制御サーバ４から電力使用量増加依頼の信号を受信するものである。機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４は、電力使用量制御サーバ１に接続され、電力使用量制御サーバ１から割り当てられた電力使用量に基づいて機器３０１、３０２、３０３、３０４を制御するものである。また、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４は、機器３０１、３０２、３０３、３０４の稼働状態、消費電力、消費電力量等の情報を電力使用量制御サーバ１に送信する。
【００１９】
電力使用量制御サーバ１には、管理者端末６がインターネット等を介して接続されている。管理者端末６は、管理者が所有している。管理者は、アグリゲータ、電力供給者（広域の電力会社、再生エネルギー事業者等）、需要家等である。
【００２０】
本図に示す電力使用量制御システムは、需要家が使用する。また、需要家が電力使用量制御システムの購入又は借用をし、使用することが望ましい。
【００２１】
電力使用量制御システムは、ビル、一般家庭、工場、商業施設等に適用されるものである。需要家は、ビルの所有者、ビルの管理者（管理会社）等、一般家庭の家屋等の所有者等、工場や商業施設等の事業主等である。
【００２２】
電力使用量制御サーバ１に接続される機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４の台数に制限はなく、需要家が保有する機器３０１、３０２、３０３、３０４の数に応じて増減させることができる。
【００２３】
また、機器３０１、３０２、３０３、３０４のうち同じ機器が複数存在する場合、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４は、１台の機器に対して１台ずつ接続し、制御してもよいし、複数の機器に対して１台だけ接続し、制御してもよい。例えば、２台の機器３０３ａ及び３０３ｂが同じものである場合においては、２台の機器稼働制御装置２０３ａ及び２０３ｂのうち、機器稼働制御装置２０３ａが機器３０３ａに接続され機器３０３ａを制御し、機器稼働制御装置２０３ｂが機器３０３ｂに接続され機器３０３ｂを制御するように構成してもよい。また、１台の機器稼働制御装置２０４が２台の機器３０４ａ及び３０４ｂの両方を制御するように構成してもよい。
【００２４】
なお、１台の機器稼働制御装置で複数の機器を制御する構成の場合、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４と電力使用量制御サーバ１との間の情報の送信は、個別の機器毎に分けて行うことが望ましい。
【００２５】
例えば、１台の機器稼働制御装置２０４が機器３０４ａ及び３０４ｂの２台を制御する構成の場合、機器稼働制御装置２０４は、機器３０４ａに関する情報と機器３０４ｂに関する情報とをそれぞれ電力使用量制御サーバ１に送信する。なお、このような機器稼働制御装置２０４からの送信及び電力使用量制御サーバ１における受信においては、機器３０４ａ、３０４ｂのそれぞれに関する情報が判別可能な信号を含むものであれば、機器稼働制御装置２０４において特に分別することなく送信し、受信後に電力使用量制御サーバ１が分別する方式を採用してもよい。
【００２６】
電力使用量制御サーバ１は、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４から受信した機器３０１、３０２、３０３、３０４のそれぞれの情報に基づいて、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４による機器３０１、３０２、３０３、３０４のそれぞれの稼働単位の変更により新たに使用できる電力量を算出する。ここで、稼働単位とは、機器の運転強度や設定値をいう。例えば、空調機の強風、弱風や設定温度である。
【００２７】
電力使用量制御サーバ１は、電力供給者の指令制御サーバ４から電力使用量増加依頼を受信すると、あらかじめそれぞれの機器３０１、３０２、３０３、３０４に設定した優先度に基づいて、依頼された電力使用増加量を対応する機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４に割り当てる。電力使用量制御サーバ１は、割り当てた電力使用増加量の情報を機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４にそれぞれ送信する。
【００２８】
機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４は、電力使用量制御サーバ１から割り当てられた電力使用増加量を充足できるような稼働単位を選択し、選択した稼働単位で機器３０１、３０２、３０３、３０４を稼働する。
【００２９】
機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４は、上記の機能を有していれば、その設置場所や形態はどのようなものであってもよい。本図においては、機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４は、機器３０１、３０２、３０３、３０４の外部に設置されているが、例えば、機器３０１、３０２、３０３、３０４の内部に設置されていてもよいし、機器３０１、３０２、３０３、３０４が有する制御装置の機能の一部として上記の機能が含まれているという形態をとってもよい。
【００３０】
機器３０１、３０２、３０３、３０４それぞれの稼働状態、消費電力、消費電力量や、稼働単位の変更により、新たに使用可能となった電力量、依頼された電力使用増加量等は、電力使用量制御サーバ１に接続された管理者端末６で確認できる。
【実施例１】
【００３１】
図２は、実施例１の電力使用量制御システムのうち、図１の電力使用量制御サーバ１の詳細な構成を示したものである。
【００３２】
本図においては、電力使用量制御サーバ１は、主記憶装置１１と、外部記憶装置１２と、中央演算処理装置１３（ＣＰＵ）と、インターフェース部１４と、で構成されている。
【００３３】
主記憶装置１１は、電力使用量制御を実行するプログラムを有する。例えば、需要予測部１１１と、蓄電池ＳＯＣ取得部１１２と、ＥＶバッテリＳＯＣ取得部１１３と、機器稼働状態取得部１１４と、機器周辺環境情報取得部１１５と、電力使用量増加依頼対応部１１６と、スケジュール設定部１１７と、制御部１１８と、を含む。
【００３４】
需要予測部１１１は、外部記憶装置１２に保存されている過去のデータ、インターフェース部１４を通じて受け取る外部入力データ等に基づいて、需要家における電力需要量の予測を行う。
【００３５】
蓄電池ＳＯＣ取得部１１２は、需要家が所有する定置蓄電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）、消費電力及び消費電力量を取得する。なお、定置蓄電池が複数あり、かつ、各々の蓄電池に常に均等に充放電を行わない場合は、蓄電池毎にそのＳＯＣを取得する。
【００３６】
ＥＶバッテリＳＯＣ取得部１１３は、需要家で充放電している各々の電気自動車（ＥＶ）のＳＯＣ、消費電力及び消費電力量を取得する。
【００３７】
機器稼働状態取得部１１４は、各々の機器稼働制御装置に接続されている機器の稼働状態、消費電力、消費電力量等を取得する。
【００３８】
機器周辺環境情報取得部１１５は、各々の機器の稼働に関する機器周辺の環境情報を取得する。例えば、室温、気温や照度が挙げられる。
【００３９】
電力使用量増加依頼対応部１１６は、電力供給者の指令制御サーバ４から送信された電力使用量増加依頼を基に、需要家において増加させる電力使用量を算出する。また、蓄電池ＳＯＣ取得部１１２、ＥＶバッテリＳＯＣ取得部１１３及び機器稼働状態取得部１１４が取得した情報を用いて、蓄電池、ＥＶバッテリ４３、その他の機器において新たに使用可能となる電力量を算出する。そして、新たに使用可能となる電力量及び優先度に基づいて、電力使用増加量を各々の機器稼働制御装置に割り当てる。
【００４０】
優先度は、機器稼働制御装置で制御可能なすべての機器について、余剰電力による稼働を行う順位として設定する。この順位は、複数の機器に対して同率順位を付して設定することができる。順位の高い機器が高優先度の機器である。順位を付さない機器は、稼働単位を変更しない機器として扱われる。
【００４１】
優先度には、変更する稼働単位に条件を付すことができる。条件を付すことで、機器利用者の快適性を損ねるような過度の機器稼働を防止することもできる。
【００４２】
優先度は、指定した方法により電力使用量制御サーバ１が自動で指定してもよいし、管理者端末６の入力によって管理者が任意に決定してもよい。
【００４３】
電力使用量制御サーバ１が自動で指定する場合、例えば、最初に需要家の電力消費機器の稼働単位の変更を行い、依頼された電力使用増加量に達しないときは、蓄電機器の充電電力を増加させるという方法で決めることができる。
【００４４】
電力消費機器の稼働単位の変更は、まず、省エネルギー運転の解除を行い、次に、依頼された電力使用増加量を充足するか、電力消費機器の新たに使用可能な電力量の最大値に達するまで運転強度を段階的に上昇させるという方法がある。なお、優先度は、需要家内の活動者あるいは居住者の快適性を維持し向上する観点で設定するようにしてもよい。
【００４５】
電力使用量制御サーバ１が自動で指定する場合の別の方法として、最初に、蓄電機器の充電電力を増加させ、依頼された電力使用増加量に達しないとき、電力消費機器の稼働単位の変更を行うこともできる。現在時刻以後に電力需要の増大が予想される場合、蓄電をしておくことで、高需要時に系統から受電する電力量を抑制できる。
【００４６】
また、電力使用量制御サーバ１の外部記憶装置１２に保持される過去のデータから、同時期・同時刻に稼働頻度の高い機器の順番に優先度をつけることもできる。
【００４７】
スケジュール設定部１１７は、需要予測部１１１、蓄電池ＳＯＣ取得部１１２、ＥＶバッテリＳＯＣ取得部１１３、機器稼働状態取得部１１４及び機器周辺環境情報取得部１１５に保持されるデータを基に、蓄電池、ＥＶバッテリ充放電スケジュール及び各々の機器の稼働スケジュールを設定する。
【００４８】
制御部１１８は、蓄電池及びＥＶバッテリの充放電並びに各々の機器を稼働するための制御信号を生成する。特に、スケジュール設定部１１７で蓄電池及びＥＶバッテリの充放電スケジュール並びに各々の機器の稼働スケジュールが設定されている場合、設定されたスケジュールのとおりに実施できるよう制御信号を生成する。生成された制御信号は、インターフェース部１４を通じて各々の機器稼働制御装置２０１〜２０４に送信される。
【００４９】
また、電力使用量増加依頼対応部１１６において、蓄電池、ＥＶバッテリ及び各々の機器に電力使用量が割り当てられたとき、制御部１１８は、割り当てられた電力量を使用できるように制御信号を生成し、インターフェース部１４を通じて各々の機器稼働制御装置２０１〜２０４に送信する。
【００５０】
外部記憶装置１２は、電力使用量制御に関する過去のデータを保存する。例えば、各々の機器毎の電力使用量データ１２１、気象データ１２２、蓄電池ＳＯＣデータ１２３、ＥＶバッテリＳＯＣデータ１２４、機器稼働データ１２５、機器周辺環境データ１２６及び電力使用量増加依頼データ１２７を保存する。これらのデータは、管理者端末６で確認できる。
【００５１】
外部記憶装置１２に保存するデータは、需要予測部１１１で使用する期間のデータだけでもよいし、需要予測部１１１で使用しない期間のデータを含めてもよい。
【００５２】
中央演算処理装置１３は、主記憶装置１１のプログラムを実行する。
【００５３】
インターフェース部１４は、電力使用量制御サーバ１の外部と通信を行う。制御部１１８で生成される制御信号を、各々の機器稼働制御装置２０１〜２０４に送信する。インターフェース部１４は、機器稼働制御装置２０１〜２０４から送信されるデータ、需要予測部１１１で用いる気象データ１２２などの外部入力データ及び電力使用量増加依頼を受信する。また、管理者端末６に表示するデータや入力された情報の送受信を行う。
【００５４】
図３は、本発明の電力使用量制御システムをビルに適用した場合の構成例を示したものである。
【００５５】
本図においては、電力使用量制御サーバ１は、ＥＶ充放電制御装置２１１、蓄電池充放電制御装置２１２、空調稼働制御装置２１３、照明稼働制御装置２１４及び昇降機稼働制御装置２１５に接続されている。ＥＶ充放電制御装置２１１はＥＶ３１１、蓄電池充放電制御装置２１２は蓄電池３１２、空調稼働制御装置２１３は空調機３１３、照明稼働制御装置２１４は照明器具３１４、昇降機稼働制御装置２１５は昇降機３１５に接続されている。
【００５６】
これらの構成はそれぞれ、図１の機器稼働制御装置２０１、２０２、２０３、２０４及び機器３０１、３０２、３０３、３０４に相当する。
【００５７】
本図に示すように、例えば、ＥＶ充放電制御装置２１１が１台のＥＶ３１１のみの充放電を制御する構成でもよいし、複数のＥＶの充放電を制御する構成でもよい。すなわち、図１のように、１台の機器稼働制御装置２０４が２台以上の機器３０４ａ、３０４ｂを制御するような構成であってもよい。
【００５８】
また、電力使用量制御サーバ１に接続される制御装置の台数に制限はなく、ビル内の機器数に応じて増減させてよい。例えば、図３において、ビル内にポンプや換気扇がある場合は、それらの制御装置を含めてもよい。
【００５９】
図４は、図３の一部であるＥＶ充放電制御装置およびＥＶの詳細を示したものである。図４において、矢印付き実線は制御信号あるいはデータの通信線を表し、太い実線は電力線を表す。
【００６０】
本図において、ＥＶ３１１は、ＥＶバッテリ４３、ＥＶ空調機４４及びＥＶ制御装置４５を有する。ＥＶ充放電制御装置２１１は、ＥＶ充放電器に含まれている。ＥＶ充放電器は、電力変換器４２を有している。電力変換器４２は、電力供給部４１に接続されている。また、電力変換器４２は、ＥＶバッテリ４３及びＥＶ空調機４４に接続されている。
【００６１】
ＥＶ充放電制御装置２１１は、電力使用量制御サーバ１からＥＶバッテリ４３の充放電制御信号を受信すると、電力変換器４２を駆動して、電力供給部４１の電力でＥＶバッテリ４３を充電し、あるいはＥＶバッテリ４３の電力を電力供給部４１に放電する。
【００６２】
ＥＶ制御装置４５は、ＥＶバッテリ４３のＳＯＣ情報をＥＶ充放電制御装置２１１に送信する。ＥＶ充放電制御装置２１１は、受信したＥＶバッテリ４３のＳＯＣ情報を電力使用量制御サーバ１に送信する。
【００６３】
ＥＶ充放電制御装置２１１は、電力使用量制御サーバ１からＥＶ空調機４４の稼働制御信号を受信すると、ＥＶ制御装置４５にＥＶ空調機４４を稼働させる制御信号を送信する。ＥＶ空調機４４を稼働させる電力は、ＥＶ充放電制御装置２１１が駆動する電力変換器４２により、電力供給部４１から供給される。
【００６４】
ＥＶ空調機４４が稼働しているとき、ＥＶ制御装置４５は、ＥＶ充放電制御装置２１１にＥＶ空調機４４の稼働情報を送信する。ＥＶ空調機４４の稼働情報には、設定温度、風量等の稼働単位、車内温度等が含まれる。ＥＶ充放電制御装置２１１は、受信したＥＶ空調機４４の稼働情報を電力使用量制御サーバ１に送信する。
【００６５】
なお、電力供給部４１は、受電電力、太陽光発電等の自家発電、及び蓄電池の放電電力のうちいずれでもよい。
【００６６】
なお、ＥＶ充放電制御装置２１１は、稼働単位として、ＥＶバッテリ４３を充電するための充電稼働単位と、ＥＶ空調機４４を稼働させるための空調稼働単位と、を備えている。充電稼働単位への電力使用量の割り当ては、空調稼働単位への電力使用量割り当てより優先される。
【００６７】
図５は、電力使用量制御サーバが電力使用量増加依頼を受信した場合における機器稼働制御の手順の例を示すフローチャートである。以下の説明においては、図１〜４に示す構成及び符号を用いる。
【００６８】
電力使用量制御サーバ１が電力供給者からの電力使用量増加依頼を受信する（ステップＳ１）。これに応じて、電力使用量制御サーバ１は、機器稼働制御装置２０１〜２０４を介して機器３０１〜３０４の情報（稼働単位、消費電力、３０分間積算消費電力量等）を取得する（ステップＳ２）。例えば、ＥＶ充放電制御装置２１１からＥＶバッテリ４３のＳＯＣ、充放電電力、３０分間積算充放電電力等、ＥＶ空調機４４の消費電力、３０分間積算消費電力量等を、蓄電池充放電制御装置２１２から蓄電池３１２のＳＯＣ、充放電電力、３０分間積算充放電電力等を取得する。また、空調稼働制御装置２１３からは空調機３１３の消費電力、３０分間積算消費電力量等を、照明稼働制御装置２１４からは照明器具３１４の消費電力、３０分間積算消費電力量等を、昇降機稼働制御装置２１５からは昇降機３１５の消費電力、３０分間積算消費電力量等を取得する。また、機器３０１〜３０４の周辺環境情報を取得する。
【００６９】
つぎに、電力使用量制御サーバ１は、ステップＳ２で取得した各々の機器３０１〜３０４の稼働単位、消費電力、３０分間積算消費電力量、機器周辺環境情報等から、各々の機器３０１〜３０４において稼働単位を変更した際に新たに使用可能となる電力量を算出する（ステップＳ３）。
【００７０】
電力使用量制御サーバ１は、ステップＳ１の電力使用量増加依頼で依頼された電力使用増加量を機器稼働制御装置２０１〜２０４に割り当てる（ステップＳ４）。割り当てる電力量の決定には、ステップＳ３で算出した各々の機器３０１〜３０４において新たに使用可能な電力量、及び優先度を用いる。例えば、優先度の高い機器から順に、新たに使用可能となった電力量の最大値をその機器の電力使用増加量として割り当てていく。依頼された電力使用増加量を充足したら、割り当てを終了する。また、すべての機器で稼働単位を変更して、電力使用量を増加させてもよい。この場合、優先度の高い機器ほど電力使用量の増加割合が大きくなるように、各々の機器の稼働単位を変更する。
【００７１】
なお、ステップＳ４では、ＥＶ空調機４４への電力使用量割り当ては行わない。
【００７２】
電力使用量制御サーバ１は、ステップＳ４で割り当てた電力量を、各々の機器３０１〜３０４が使用するよう制御信号を生成し、機器稼働制御装置２０１〜２０４に送信する（ステップＳ５）。機器稼働制御装置２０１〜２０４は、受信した制御信号を基に各々の機器３０１〜３０４を制御し、割り当てられた電力量を使用する。
【００７３】
ステップＳ５で増加させた各々の機器３０１〜３０４の電力使用量の合計と依頼された電力使用増加量とを比較する（ステップＳ６）。各々の機器３０１〜３０４の電力使用量の合計が、依頼された電力使用増加量に満たない場合は、ステップＳ７へ進む。一方、当該合計が、依頼された電力使用増加量以上である場合は、ステップＳ８へ進む。
【００７４】
ステップＳ７は、電力使用量増加依頼で依頼された電力使用増加量を充足していない場合に実行される。電力使用量制御サーバ１は、依頼された電力使用増加量とステップＳ５までに増加させた電力使用量との差分の電力量をＥＶ充放電制御装置２１１に割り当て、ＥＶ空調稼働制御信号を送信する。ＥＶ充放電制御装置２１１及びＥＶ制御装置４５は、空調稼働制御信号に基づき、ＥＶ空調機４４を稼働させる。
【００７５】
ＥＶ充放電制御装置２１１に複数のＥＶ３１１が接続されている場合は、すべてのＥＶ空調機４４を一律に稼働してよい。このとき、各々のＥＶ充放電制御装置２１１には、前記差分の電力量を接続されているＥＶ３１１の台数で等分した電力量を割り当てる。
【００７６】
また、事前に設定した順番に基づいて、特定のＥＶ空調機４４から順に稼働してもよい。この順番は、例えば、ＥＶバッテリ４３のＳＯＣの高い順番や、ＥＶ３１１の発車予定時刻又は発車が予想される時刻の早い順番である。このとき、高順位のＥＶ充放電制御装置２１１から順に、ＥＶ空調機４４で使用可能な電力量の最大値を割り当てていく。依頼された電力使用増加量を充足したら、割り当てを終了する。
【００７７】
ステップＳ８においては、ステップＳ５、Ｓ７で実施した電力使用量増加制御による需要家全体における電力使用増加量を算出する。
【００７８】
ステップＳ９においては、ステップＳ８で算出した需要家全体における電力使用増加量を電力供給者の指令制御サーバ４に送信する。
【００７９】
その後、電力使用量増加依頼時間が終了したかどうかを判別する（ステップＳ１０）。電力使用量増加依頼が終了していれば、ステップＳ１１に進む。電力使用量増加依頼が継続している場合は、ステップＳ２に戻る。
【００８０】
ステップＳ１１は、電力使用量増加依頼が終了した後に実行される。各々の機器３０１〜３０４の稼働単位を、電力使用量増加依頼を受信する前の稼働単位に変更する。なお、スケジュール設定部１１７で機器稼働スケジュールが設定されている場合、電力使用量増加依頼終了時刻にスケジュールされている稼働単位に変更する。
【００８１】
例えば、空調機３１３を設定温度２６℃、弱風で運転しているとする。そして、１２時に電力使用量増加依頼を受信し、空調機３１３の稼働単位を設定温度２４℃、強風に変更したとする。１６時に電力使用量増加依頼が終了したとき、空調機３１３の稼働単位は、設定温度２６℃、弱風に変更する。１６時以降は設定温度２８℃、弱風運転するスケジュールが設定されていれば、設定温度２８℃、弱風に稼働単位を変更する。
【００８２】
図６は、機器稼動状態取得テーブルの例を示したものである。
【００８３】
本図においては、図３のＥＶ充放電制御装置２１１、蓄電池充放電制御装置２１２、空調稼働制御装置２１３、照明稼働制御装置２１４及び昇降機稼働制御装置２１５で稼働制御できる各々の機器に関して、消費電力量、消費電力、定格電力、稼働状態及び優先度をまとめて確認することができる。電力使用量増加依頼を受信し、電力使用量の増加が割り当てられた機器については、稼働状態の枠に割り当てられた電力使用増加量が表示される。
【００８４】
図７は、図３の管理者端末６の表示画面の例を示したものである。
【００８５】
本図においては、管理者端末６の表示画面には、各時間帯における消費電力量のグラフ６１を表示する。また、電力使用量制御サーバ１が電力使用量増加依頼を受信すると、依頼された電力使用増加量を反映した目標電力量をグラフ６１に併せて表示する。
【００８６】
指定した時間帯の電力量の値及び指定した時間帯に受信していた電力使用量増加依頼を反映した目標電力量の値を、グラフ６１とは別に電力量表示枠６２に表示してもよい。
【００８７】
また、管理者端末６の表示画面には、図６に示す機器稼動状態取得テーブル６３を表示してもよい。機器稼動状態取得テーブル６３は、その全部又は一部を表示するものであってもよい。
【００８８】
グラフ６１及び機器稼動状態取得テーブル６３は、閲覧日及び閲覧時刻の状態を表示するだけでなく、外部記憶装置１２に保存されている過去のデータを表示することもできる。
【００８９】
管理者端末６の表示画面においては、機器稼動状態取得テーブル６３の優先度の項目を編集できる。編集された優先度の情報は、管理者端末６から電力使用量制御サーバ１に随時送信される。電力使用量増加依頼時間中に優先度が編集された場合、電力使用量制御サーバ１は、各々の機器で増加させる電力使用量を即時再割り当てし、制御信号を各々の機器稼働制御装置に送信する。
【実施例２】
【００９０】
図８は、電力使用量制御システムを一般家庭に適用した場合の構成例を示したものである。
【００９１】
本図においては、図１の機器稼働制御装置２０１〜２０４に対応する制御装置として、ＥＶ充放電制御装置２２１、ヒートポンプ給湯制御装置２２２、空調稼働制御装置２２３、照明稼働制御装置２２４及び家電製品稼働制御装置２２５が設けられている。ＥＶ充放電制御装置２２１にはＥＶ３２１、ヒートポンプ給湯制御装置２２２にはヒートポンプ給湯器３２２、空調稼働制御装置２２３には空調機３２３、照明稼働制御装置２２４には照明器具３２４が接続されている。また、家電製品稼働制御装置２２５には、ＩＨクッキングヒーター３２５、電子レンジ３２６、冷蔵庫３２７、テレビ３２８及び洗濯機３２９が接続されている。
【００９２】
本実施例においては、例えば、各部屋の空調機毎に空調稼働制御装置を接続して制御する構成や、家庭内のすべての空調機を１台の空調稼働制御装置で制御する構成であってもよい。また、図８に示す機器稼働制御装置２２１〜２２５及び機器３２１〜３２９の他にも、機器および対応する機器稼働制御装置を接続してもよい。
【００９３】
本実施例においては、電力使用量制御サーバ１は、電力使用量増加依頼を受信したとき、家庭内の電力使用量を増大させることができる。
【００９４】
一般家庭には、機器３２５〜３２９に示すような家庭用電化製品が多数存在する。これらの機器の中には、余剰電力による出力増強に適さない機器もある。例えば、一般的な冷蔵庫は、庫内温度を一定に保つ必要があるため、電力使用量増加依頼を受信した際に、電力使用量を増加させ、必要以上に庫内を冷却することは好ましくない。このような余剰電力による出力増強に適さない機器については、優先度の指定をしないことで、余剰電力による稼働を行わない。
【実施例３】
【００９５】
図９は、電力使用量制御システムを工場に適用した場合の構成例を示したものである。
【００９６】
本図においては、図１の機器稼働制御装置２０１〜２０４に対応する制御装置として、ＥＶ充放電制御装置２３１、蓄電池充放電制御装置２３２、工場内機器稼働制御装置２３３及び事務室内機器稼働制御装置２３４が設けられている。ＥＶ充放電制御装置２３１にはＥＶ３３１が、蓄電池充放電制御装置２３２には蓄電池３３２が、工場内機器稼働制御装置２３３には空調機３３３、照明器具３３４、工作機械３３５及び運搬機器３３６が、事務室内機器稼働制御装置２３４には空調機３３７及び照明器具３３８が接続されている。
【００９７】
本実施例においても、機器稼働制御装置は、１台の機器に対して１台ずつ接続し、制御してもよいし、複数の機器に対して１台だけ接続し、制御してもよい。
【００９８】
電力使用量増加依頼を受信したとき、電力使用量制御サーバ１は、実施例２で示した手順と同様にして、工場内の電力使用量を増大させることができる。
【００９９】
工場には、例えば、工作機械３３５や運搬機器３３６など、生産・製造に必要な電気機器が存在する。工場の稼働率を一定に保つ必要がある場合、一定周期で一定の電力量を使用し、余剰電力の供給は適さない。この場合、工作機械３３５や運搬機器３３６に優先度を入力しないことで、電力使用量増加依頼を受信したときに電力使用量の割り当てを回避する。
【０１００】
余剰電力の使用によるインセンティブあるいは電気料金の抑制のため工場の稼働率を時間的に変更させる場合、稼働率に応じて生産・製造に必要な電気機器の電力使用量も変更し得る。生産・製造に必要な電気機器に同一順位の優先度を入力することで、電力使用量増加依頼を受信したときに、生産・製造に必要な電気機器を余剰電力で稼働でき、稼働率を変化させることができる。
【０１０１】
図１０は、電力使用量制御システムを大規模商業施設に適用した場合の構成例を示したものである。ここで、大規模商業施設には、病院、駐車場、壁面緑化、屋上緑化、芝生又は庭園を含む植栽等が設けられていてもよい。
【０１０２】
本図においては、図１の機器稼働制御装置２０１〜２０４に対応する制御装置として、ＥＶ充放電制御装置２４１、蓄電池充放電制御装置２４２、蓄熱系機器稼働制御装置２４３、病院内設備制御装置２４４及び環境向上・清浄化機器稼働制御装置２４５が設けられている。ＥＶ充放電制御装置２４１にはＥＶ３４１が、蓄電池充放電制御装置２４２には蓄電池３４２が、蓄熱系機器稼働制御装置２４３には吸収式又は吸着式の冷温水機３４３、氷蓄熱装置３４４、給湯機３４５及び冷蔵庫又は冷凍庫３４６が、病院内設備制御装置２４４には圧力スイング吸着装置３４７（ＰＳＡ装置）及びオートクレーブ３４８が、環境向上・清浄化機器稼働制御装置２４５には、掃除ロボット３４９、クリーニング工場３５０（クリーニング設備）、散水装置３５１及びポンプ３５２が接続されている。
【０１０３】
ここで、蓄熱系機器稼働制御装置２４３は、電力使用量増加依頼を受けた場合に、電力を用いて何らかの蓄熱運転を行うことができる機器を稼働するように制御する装置である。
【０１０４】
吸収式又は吸着式の冷温水機３４３のうち、吸収式の冷温水機は、臭化リチウム水溶液等を吸収液として水等の冷媒を吸収し、かつ、冷媒を吸収して濃度が低下した吸収液を加熱して再生するサイクルを構成した熱駆動型のヒートポンプを用いるものである。吸収式の冷温水機は、吸収器、蒸発器、再生器及び凝縮器を主たる構成要素として有するものである。通常は、蒸発器において冷熱を発生させて冷水を供給する機能、又は吸収器において冷媒の凝縮熱を利用して温水を供給する機能を有する。電力使用量増加依頼により余剰電力を使用する場合であって冷水又は温水の需要がない場合には、余剰電力による再生器の加熱で発生した冷媒を凝縮器で液化して貯留することにより蓄熱する。凝縮器の液冷媒は、必要になるまで蒸発器に送ることなく貯留したままとする。すなわち、蓄熱運転である。これにより、冷水又は温水の生成に時間差を設けることができる。なお、凝縮器の液冷媒は、蒸発器に送って貯留してもよい。
【０１０５】
また、吸着式の冷温水機は、シリカゲル、活性炭、ゼオライト等の吸着材を用いて水、アンモニア等の冷媒を吸着し、かつ、吸着された冷媒を脱着して再生するサイクルを構成した熱駆動型のヒートポンプを用いるものである。吸着式の冷温水機は、複数の吸着器と蒸発器と、凝縮器と、を備えている。一方の吸着器の吸着材に冷媒を吸着させ、他方の吸着器の吸着材を加熱して冷媒を脱着させる。脱着した冷媒は、凝縮器で液化する。電力使用量増加依頼により余剰電力を使用する場合であって冷水又は温水の需要がない場合には、余剰電力を冷媒の脱着のための熱源として利用し、凝縮器で液化した冷媒を貯留することにより蓄熱する。これにより、吸収式の冷温水機と同様に、冷水又は温水の生成に時間差を設けることができる。
【０１０６】
給湯機３４５は、二酸化炭素等を冷媒として用いるヒートポンプ式の貯湯型のものが望ましい。通常の夜間だけでなく、電力使用量増加依頼を受けて使用する余剰電力により貯湯して蓄熱することができる。施設内の温水プールに用いる水の加熱に余剰電力を利用してもよい。温水プール自体が蓄熱槽となり得るからである。
【０１０７】
氷蓄熱装置３４４も、通常の夜間だけでなく、電力使用量増加依頼により余剰電力を用いて柔軟に氷の生成を行い、冷熱による蓄熱を行うことができる。
【０１０８】
冷蔵庫又は冷凍庫３４６においては、余剰電力により製氷室の氷を必要以上に生成して貯えてもよい。また、別途、蓄冷材を追加設置し、この蓄冷材を冷却して貯蔵してもよい。蓄冷材は、例えば氷点下の凝固点を有する氷以外の物質を用いてもよい。さらに、蓄冷材として窒素等の気体を用い、この気体を圧縮機等により液化して貯え、必要な時に気化させることにより冷熱を生成する方式を用いてもよい。
【０１０９】
圧力スイング吸着装置３４７は、吸着材を利用して大気中の窒素ガス、酸素ガス等を分離して供給することができる装置である。余剰電力を利用して圧力スイング吸着装置３４７を稼働し、分離した窒素ガス、酸素ガス等をそれぞれ圧縮してボンベ等に蓄えてもよい。酸素ガスは、病院において吸入に用いることができる。窒素ガスは、例えば、嫌気性微生物の保存、培養等に用いることができる。
【０１１０】
オートクレーブ３４８は、密閉式の高圧加熱装置であり、病院で使用する手術用具等、細胞培養に用いるシャーレ、フラスコ等の滅菌に用いる装置である。また、オートクレーブ３４８は、レトルト食品や缶詰を製造する際にも用いることができるため、施設内でそのような製造を行っている場合は、加熱調理装置として用いることもできるものである。
【０１１１】
掃除ロボット３４９は、余剰電力を用いて充電することができる。例えば、電力使用量増加依頼を受けた場合に、最寄りの充電器に自走して移動し、充電するように制御してもよい。
【０１１２】
クリーニング工場３５０は、洗濯、乾燥、プレス（アイロン）等の工程に関して、時間的に余裕がある工程については、電力使用量増加依頼を受けてから実施するように制御してもよい。この場合、クリーニングの要求終了時刻に間に合うように自動的に開始するようにタイマーを設定してもよい。また、クリーニング工場３５０ほど大規模でなくても、例えば、ビルの従業員等の制服等のクリーニング（洗濯、乾燥、プレス（アイロン）等）の工程について、電力使用量増加依頼を受けてから実施するように制御してもよい。この場合も、クリーニングの要求終了時刻に間に合うように自動的に開始する設定としてもよい。
【０１１３】
散水装置３５１は、庭園、植栽等への散水、遮光用植物への水やりを行う装置である。太陽光が強い時間は、乾燥が進むため、散水が有効である。また、乾燥し、風が強い時間は、ほこりが舞いやすいため、地面や道路への散水が有効である。これらは、太陽光発電、風力発電等の再生可能エネルギーの供給が過剰になりやすい時間に対応する点で望ましい。同様に、散水装置３５１は、冷却ミスト発生装置として使用することもできる。これは、施設を利用する顧客に涼感を提供する点で望ましく、必要な時間帯も一致している。散水装置３５１を利用して、商用車（バス等）の洗車を行ってもよい。
【０１１４】
ポンプ３５２は、余剰電力を利用して、屋上等に設置された水タンクへの水の汲み上げに利用することができる。また、ビルの庭園等に設けた瀧や池の水の循環に利用してもよい。このほか、ポンプ３５２は、雨水や施設の排水の浄化設備に設置し、余剰電力を用いて稼働させてもよい。
【０１１５】
なお、施設内のパン屋、飲食店等のテナントにおける調理（パン焼き、煮込み、グリル等）にも、余剰電力を利用することができる。作り置きの調理にも好適である。この場合にも、要求終了時刻を設定してもよい。
【０１１６】
以上のとおり、本発明によれば、電力供給者からの電力使用量増加依頼に従って電力使用量を増加させる多数の選択肢を用いることができ、余剰電力の有効利用を促進することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１：電力使用量制御サーバ、４：指令制御サーバ、６：管理者端末、１１：主記憶装置、１２：外部記憶装置、１３：中央演算処理装置、１４：インターフェース部、４１：電力供給部、４２：電力変換器、４３：ＥＶバッテリ、４４：ＥＶ空調機、４５：ＥＶ制御装置、６１：グラフ、６２：電力量表示枠、６３：機器稼動状態取得テーブル、１１１：需要予測部、１１２：蓄電池ＳＯＣ取得部、１１３：ＥＶバッテリＳＯＣ取得部、１１４：機器稼働状態取得部、１１５：機器周辺環境情報取得部、１１６：電力使用量増加依頼対応部、１１７：スケジュール設定部、１１８：制御部、１２１：電力使用量データ、１２２：気象データ、１２３：蓄電池ＳＯＣデータ、１２４：ＥＶバッテリＳＯＣデータ、１２５：機器稼働データ、１２６：機器周辺環境データ、１２７：電力使用量増加依頼データ、２０１、２０２、２０３、２０４：機器稼働制御装置、２１１、２２１、２３１、２４１：ＥＶ充放電制御装置、２１２、２３２、２４２：蓄電池充放電制御装置、２１３、２２３：空調稼働制御装置、２１４、２２４：照明稼働制御装置、２１５：昇降機稼働制御装置、２２２：ヒートポンプ給湯制御装置、２２５：家電製品稼働制御装置、２３３：工場内機器稼働制御装置、２３４：事務室内機器稼働制御装置、２４３：蓄熱系機器稼働制御装置、２４４：病院内設備制御装置、２４５：環境向上・清浄化機器稼働制御装置、３０１、３０２、３０３、３０４：機器、３１１、３２１、３３１、３４１：ＥＶ、３１２、３３２、３４２：蓄電池、３１３、３２３、３３３、３３７：空調機、３１４、３２４、３３４、３３８：照明器具、３１５：昇降機、３２２：ヒートポンプ給湯器、３２５：ＩＨクッキングヒーター、３２６：電子レンジ、３２７：冷蔵庫、３２８：テレビ、３２９：洗濯機、３３５：工作機械、３３６：運搬機器、３４３：吸収式又は吸着式の冷温水機、３４４：氷蓄熱装置、３４５：給湯機、３４６：冷蔵庫又は冷凍庫、３４７：圧力スイング吸着装置、３４８：オートクレーブ、３４９：掃除ロボット、３５０：クリーニング工場、３５１：散水装置、３５２：ポンプ。
【図１】
2020167815.tif 000003
【図２】
2020167815.tif 000004
【図３】
2020167815.tif 000005
【図４】
2020167815.tif 000006
【図５】
2020167815.tif 000007
【図６】
2020167815.tif 000008
【図７】
2020167815.tif 000009
【図８】
2020167815.tif 000010
【図９】
2020167815.tif 000011
【図１０】
2020167815.tif 000012