(57)【要約】【課題】蓄電池ユニットを効率的に運用できるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法を提供する。【解決手段】ＥＭＳ２００は、蓄電池１４１を有する蓄電池ユニット１４０が負荷群１２０に供給する電力を管理する。ＥＭＳ２００は、蓄電池１４１の蓄電量を、負荷群１２０の各々に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる。ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０の各々に供給された電力量に応じて、仮想蓄電量の各々を更新する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池を有する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに電力線を介して接続された複数の負荷と、前記蓄電池ユニットが前記複数の負荷に供給する電力を管理する管理装置とを備えるエネルギー管理システムであって、
前記管理装置は、
前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、
前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記負荷群のうち所定の負荷群に前記蓄電池ユニットから電力が供給された場合に、前記所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量から、前記所定の負荷群に供給された電力量を減じることにより、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３】
前記電力線毎に設けられたセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記電力線毎に対応する前記負荷群に供給された電力量を、前記センサの計測値に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載のエネルギー管理システム。
【請求項４】
前記電力線毎に設けられた遮断器をさらに備え、
前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が閾値を下回ると、前記制御部は、前記所定の負荷群に対応する前記電力線に設けられた前記遮断器を作動させることにより、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を停止することを特徴とする請求項３に記載のエネルギー管理システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記遮断器を作動させた場合に、系統から前記所定の負荷群に電力を供給させることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項６】
前記負荷群に属する前記負荷の各々に供給される電力を検出するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサの計測値に基づいて、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量を算出することを特徴とする請求項２に記載のエネルギー管理システム。
【請求項７】
前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が閾値を下回ると、前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を抑制することを特徴とする請求項６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記蓄電池の蓄電量の合計値を取得し、
前記制御部は、前記取得した蓄電量の合計値を、前記所定の比率に応じて前記負荷群に仮想蓄電量として割り当て直し、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項９】
前記負荷群には、優先順位が設定されており、
前記制御部は、優先順位の高い前記負荷群に、前記蓄電池の蓄電量に対する割合が大きい仮想蓄電量を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１０】
前記記憶部は、前記負荷群の各々の使用予定の時間帯を記憶し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯に応じて、前記負荷群に前記仮想蓄電量を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１１】
前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯を表示する表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１２】
蓄電池を有する蓄電池ユニットが電力線を介して複数の負荷に供給する電力を管理する管理装置であって、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、
前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新することを特徴とする管理装置。
【請求項１３】
蓄電池を有する蓄電池ユニットが電力線を介して複数の負荷に供給する電力を管理するエネルギー管理方法であって、
前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てるステップと、
前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶するステップと、
前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、記憶されている前記仮想蓄電量を更新するステップとを備えることを特徴とするエネルギー管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池ユニットを備える需要家におけるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力の需要家において、蓄電池を有する蓄電池ユニットの導入が進んでいる。蓄電池ユニットは、蓄電池に蓄積された電力を、電力線を介して負荷に供給する。
【０００３】
蓄電池ユニットを備える需要家では、例えば系統の停電時においても、蓄電池に蓄積された電力が残っている限り、蓄電池ユニットから負荷への電力供給が可能となる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５２９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蓄電池ユニットが複数の負荷に電力を供給する場合、例えば系統の停電時において、一部の負荷（例えば、生活に不可欠ではない負荷）の電力消費により、蓄電池に蓄積された電力が尽きると、他の負荷（例えば、生活に不可欠な負荷）が使用不能になる。
【０００６】
そこで、本発明は、蓄電池ユニットを効率的に運用できるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係るエネルギー管理システムは、蓄電池を有する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに電力線を介して接続された複数の負荷と、前記蓄電池ユニットが前記複数の負荷に供給する電力を管理する管理装置とを備える。前記管理装置は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備える。前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。
【０００８】
第１の特徴において、前記制御部は、前記負荷群のうち所定の負荷群に前記蓄電池ユニットから電力が供給された場合に、前記所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量から、前記所定の負荷群に供給された電力量を減じることにより、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。
【０００９】
第１の特徴において、前記電力線毎に設けられたセンサをさらに備え、前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記電力線毎に対応する前記負荷群に供給された電力量を、前記センサの計測値に基づいて算出する。
【００１０】
第１の特徴において、前記電力線毎に設けられた遮断器をさらに備え、前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が前記閾値を下回ると、前記制御部は、前記所定の負荷群に対応する前記電力線に設けられた前記遮断器を作動させることにより、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を停止する。
【００１１】
第１の特徴において、前記制御部は、前記遮断器を作動させた場合に、前記系統から前記所定の負荷群に電力を供給させる。
【００１２】
第１の特徴において、前記負荷群に属する前記負荷の各々に供給される電力を検出するセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサの計測値に基づいて、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量を算出する。
【００１３】
第１の特徴において、前記複数の負荷群のうち所定の負荷群に対応する前記仮想蓄電量が閾値を下回ると、前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記所定の負荷群への電力供給を抑制する。
【００１４】
第１の特徴において、前記制御部は、前記蓄電池の蓄電量の合計値を取得し、前記制御部は、前記取得した蓄電量の合計値を、前記所定の比率に応じて前記負荷群に仮想蓄電量として割り当て直し、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。
【００１５】
第１の特徴において、前記負荷群には、優先順位が設定されており、前記制御部は、優先順位の高い前記負荷群に、前記蓄電池の蓄電量に対する割合が大きい仮想蓄電量を割り当てる。
【００１６】
第１の特徴において、前記記憶部は、前記負荷群の各々の使用予定の時間帯を記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯に応じて、前記負荷群に前記仮想蓄電量を割り当てる。
【００１７】
第１の特徴において、前記記憶部に記憶されている使用予定の時間帯を表示する表示装置をさらに備える。
【００１８】
第２の特徴に係る管理装置は、蓄電池を有する蓄電池ユニットが電力線を介して複数の負荷に供給する電力を管理する。管理装置は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備える。前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。
【００１９】
第３の特徴に係るエネルギー管理方法は、蓄電池を有する蓄電池ユニットが電力線を介して複数の負荷に供給する電力を管理する。エネルギー管理方法は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てるステップと、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶するステップと、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、記憶されている前記仮想蓄電量を更新するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、蓄電池ユニットを効率的に運用できるエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る送配電システム１を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るエネルギー管理システム１００を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る蓄電池ユニット１４０と負荷群１２０との関係を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るＥＭＳ２００を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るＥＭＳ２００の記憶部２２０に記憶されるテーブルを示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るエネルギー管理方法を示すフロー図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係るエネルギー管理方法におけるステップＳ２００を示すフロー図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係るエネルギー管理方法におけるステップＳ３００を示すフロー図である。
【図９】図９は、変形例２に係るエネルギー管理システム１００’を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下において、本発明の実施形態に係るエネルギー管理システム、管理装置、及びエネルギー管理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００２３】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２４】
［実施形態の概要］
実施形態に係るエネルギー管理システムは、蓄電池を有する蓄電池ユニットと、前記蓄電池ユニットに電力線を介して接続された複数の負荷と、前記蓄電池ユニットが前記複数の負荷に供給する電力を管理する管理装置とを備える。前記管理装置は、前記蓄電池の蓄電量を、前記複数の負荷が属する負荷群毎に、所定の比率に応じて仮想蓄電量として割り当てる制御部と、前記負荷群に割り当てられた前記仮想蓄電量を記憶する記憶部とを備える。前記制御部は、前記蓄電池ユニットから前記負荷群に供給された電力量に応じて、前記記憶部に記憶されている前記仮想蓄電量を更新する。
【００２５】
実施形態では、蓄電池の蓄電量を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当てる。これによって、例えば系統の停電時において、一部の負荷の電力消費によって蓄電池に蓄積された電力が尽きることを防止し、蓄電池ユニットを効率的に運用することができる。
【００２６】
［第１実施形態］
（送配電システム）
以下において、第１実施形態に係るエネルギー管理システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係る送配電システム１を示す図である。
【００２７】
図１に示すように、送配電システム１は、需要家１０と、ＣＥＭＳ２０と、変電所３０と、スマートサーバ４０と、発電所５０とを有する。なお、需要家１０、ＣＥＭＳ２０、変電所３０及びスマートサーバ４０は、ネットワーク６０によって接続されている。
【００２８】
需要家１０は、例えば、発電装置及び蓄電装置を有する。発電装置は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。
【００２９】
需要家１０は、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよい。或いは、需要家１０は、コンビニエンスストア又はスーパーマーケットなどの店舗であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよい。
【００３０】
第１実施形態では、複数の需要家１０によって、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂが構成されている。需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂは、例えば、地理的な地域によって分類される。
【００３１】
ＣＥＭＳ２０は、複数の需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。なお、ＣＥＭＳ２０は、複数の需要家１０を管理するため、ＣＥＭＳ（Ｃｌｕｓｔｅｒ／Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称されることもある。具体的には、ＣＥＭＳ２０は、停電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を解列する。一方で、ＣＥＭＳ２０は、復電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を連系する。
【００３２】
第１実施形態では、ＣＥＭＳ２０Ａ及びＣＥＭＳ２０Ｂが設けられている。ＣＥＭＳ２０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。ＣＥＭＳ２０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。
【００３３】
変電所３０は、複数の需要家１０に対して、配電線３１を介して電力を供給する。具体的には、変電所３０は、発電所５０から供給を受ける電圧を降圧する。
【００３４】
第１実施形態では、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂが設けられている。変電所３０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ａを介して電力を供給する。変電所３０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ｂを介して電力を供給する。
【００３５】
スマートサーバ４０は、複数のＣＥＭＳ２０（ここでは、ＣＥＭＳ２０Ａ及びＣＥＭＳ２０Ｂ）を管理する。また、スマートサーバ４０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）を管理する。言い換えると、スマートサーバ４０は、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０を統括的に管理する。スマートサーバ４０は、例えば、需要家群１０Ａに供給すべき電力と需要家群１０Ｂに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。
【００３６】
発電所５０は、火力、太陽光、風力、水力、原子力などによって発電を行う。発電所５０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）に対して、送電線５１を介して電力を供給する。
【００３７】
ネットワーク６０は、信号線を介して各装置に接続される。ネットワーク６０は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、携帯電話網などである。
【００３８】
（エネルギー管理システム）
以下において、第１実施形態に係るエネルギー管理システム１００について説明する。図２は、第１実施形態に係るエネルギー管理システム１００の詳細を示す図である。
【００３９】
図２に示すように、エネルギー管理システム１００は、分電盤１１０と、負荷群１２０と、ＰＶユニット１３０と、蓄電池ユニット１４０と、燃料電池ユニット１５０と、貯湯ユニット１６０と、ＥＭＳ２００と、表示装置２５０とを有する。エネルギー管理システム１００は、需要家１０内に設けられる。
【００４０】
第１実施形態において、各機器は、系統に近い順から見て、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び負荷群１２０の順で電力線に接続されている。但し、蓄電池ユニット１４０と燃料電池ユニット１５０との接続が逆の場合にも、本発明は実施可能である。
【００４１】
分電盤１１０は、電力線１１を介して配電線３１（系統）に接続されている。分電盤１１０は、電力線１１から分岐する電力線を介して、負荷群１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０及び燃料電池ユニット１５０に接続されている。後述するように、負荷群１２０が複数の負荷群に分類されている場合には、電力線１１は負荷群毎に分岐する。電力線１１から分岐した電力線には、対応する負荷群における漏電又は過電流の発生時に作動する分岐遮断器が設けられている。
【００４２】
負荷群１２０は、電力線を介して供給を受ける電力を消費する装置、すなわち負荷の群である。例えば、負荷は、冷蔵庫、冷凍庫、照明、エアコンなどの装置を含む。例えば、負荷群１２０は、図２に示すように、３つの負荷群（負荷群１２０−１、１２０−２、１２０−３）に分類される。電力線１１は、電力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に分岐し、電力線Ｌ１は負荷群１２０−１と、電力線Ｌ２は負荷群１２０−２と、電力線Ｌ３は負荷群１２０−３と接続される。例えば、負荷群１２０−１は住居内の台所で使用される負荷（冷蔵庫、電子レンジ等）の群であり、負荷群１２０−２は、居間で使用される負荷（エアコン、テレビ等）の群であり、負荷群１２０−３は、住居内のその他の部屋で使用される負荷（照明、パソコン等）である。電力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３には、それぞれ分岐遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３が設けられている（図３参照）。以下、負荷群１２０は３つの負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３に分類されるものとして説明するが、これに限定されるものではない。
【００４３】
ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１と、ＰＣＳ１３２とを有する。ＰＶ１３１は、発電装置の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽光発電装置である。ＰＶ１３１は、発電されたＤＣ電力を出力する。ＰＶ１３１の発電量は、ＰＶ１３１に照射される日射量に応じて変化する。ＰＣＳ１３２は、ＰＶ１３１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＰＣＳ１３２は、電力線を介してＡＣ電力を分電盤１１０に出力する。
【００４４】
第１実施形態において、ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。
【００４５】
ＰＶユニット１３０は、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）法によって制御される。詳細には、ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１の動作点（動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点）を最適化する。
【００４６】
蓄電池ユニット１４０は、蓄電池１４１と、ＰＣＳ１４２とを有する。蓄電池１４１は、電力を蓄積する装置である。ＰＣＳ１４２は、電力線１１から分岐する電力線１４３を介して配電線３１（系統）から供給を受けるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。また、ＰＣＳ１４２は、蓄電池１４１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。
【００４７】
燃料電池ユニット１５０は、燃料電池１５１と、ＰＣＳ１５２とを有する。燃料電池１５１は、発電装置の一例であり、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。ＰＣＳ１５２は、燃料電池１５１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。
【００４８】
貯湯ユニット１６０は、電力を熱に変換し、変換された熱を湯として蓄積したり、燃料電池ユニット１５０等のコージェネレーション機器が発生する熱を湯として蓄えたりする蓄熱装置の一例である。具体的には、貯湯ユニット１６０は、貯湯槽を有しており、燃料電池１５１の運転（発電）によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯ユニット１６０は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。
【００４９】
ＥＭＳ２００は、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する装置（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。具体的には、ＥＭＳ２００は、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０に信号線を介して接続されており、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を、Echonet LiteあるいはZigBee（登録商標）などのプロトコルに準拠した信号を用いて制御する。
【００５０】
また、ＥＭＳ２００は、ネットワーク６０を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、系統から供給を受ける電力の購入単価、系統から供給を受ける電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報（以下、エネルギー料金情報）を格納する。
【００５１】
或いは、各種サーバは、例えば、負荷群１２０の消費電力を予測するための情報（以下、消費エネルギー予測情報）を格納する。消費エネルギー予測情報は、例えば、過去の負荷群１２０の消費電力の実績値に基づいて生成されてもよい。或いは、消費エネルギー予測情報は、負荷群１２０の消費電力のモデルであってもよい。
【００５２】
或いは、各種サーバは、例えば、ＰＶ１３１の発電量を予測するための情報（以下、ＰＶ発電量予測情報）を格納する。ＰＶ発電予測情報は、ＰＶ１３１に照射される日射量の予測値であってもよい。或いは、ＰＶ発電予測情報は、天気予報、季節、日照時間などであってもよい。
【００５３】
表示装置２５０は、ＥＭＳ２００と接続されており、ＥＭＳ２００に格納された各種情報をアプリケーションによって可視化して表示する。ＥＭＳ２００と表示装置２５０との接続形式は、有線であってもよく、無線であってもよい。また、表示装置２５０は、タッチパネル等の操作部を有してもよい。このようなケースにおいては、ユーザは操作部を介してＥＭＳ２００に接続された装置を制御するための制御情報を入力し、表示装置２５０は、ユーザが入力した制御情報を、ＥＭＳ２００に送信する。
【００５４】
（蓄電池ユニット及び負荷群）
以下において、第１実施形態に係る蓄電池ユニットと負荷群との関係について説明する。図３は、第１実施形態に係る蓄電池ユニット１４０と負荷群１２０との関係を示す図である。
【００５５】
電力線１４３は、電力線１１と蓄電池ユニット１４０との間で、電力線１４４と接続される。電力線１４４は、蓄電池ユニット１４０と負荷群１２０とを接続する。電力線１４３は、電力線１４４との接続点よりも電力線１１側（すなわち、系統に近い側）にスイッチＳＷ１を備え、電力線１４４は、電力線１４３との接続点と負荷群１２０との間にスイッチＳＷ２を備える。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、オンの場合には電力線の接続を維持し、オフの場合には電力線の接続を遮断する。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＥＭＳ２００と信号線を介して接続され、ＥＭＳ２００から受信した信号によって作動し、オン又はオフを切り替える。
【００５６】
図３に示すように、電力線１４４は負荷群１２０に向かう途中で分岐して、電力線１４４−１、１４４−２、１４４−３となる。電力線１４４−１、１４４−２、１４４−３は、分岐遮断器ＣＢ１,ＣＢ２，ＣＢ３において、電力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とそれぞれ接続されている。
【００５７】
電力線１４４−１、１４４−２、１４４−３には、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３に供給される電力を検出するセンサＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３が、それぞれ設けられている。センサＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３は、ＥＭＳ２００と信号線を介して接続され、計測値をＥＭＳ２００に送信する。
【００５８】
また、電力線１４４−１、１４４−２、１４４−３には、蓄電池ユニット１４０と負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３との接続を維持又は切断する遮断器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３がそれぞれ設けられている。遮断器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、オンの場合には電力線の接続を維持し、オフの場合には電力線の接続を切断する。遮断器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、ＥＭＳ２００と信号線を介して接続され、ＥＭＳ２００から受信した信号によってオンとオフとを切り替え、電力線との接続を維持又は切断する。
【００５９】
（ＥＭＳの構成）
以下において、第１実施形態に係るＥＭＳについて説明する。図４は、第１実施形態に係るＥＭＳ２００を示すブロック図である。図５は、第１実施形態に係るＥＭＳ２００の記憶部２２０に記憶されるテーブルを示す図である。
【００６０】
図４に示すように、ＥＭＳ２００は、通信部２１０と、記憶部２２０と、制御部２３０とを有する。
【００６１】
通信部２１０は、接続された装置との間で信号線を介して各種信号を送受信する。例えば、通信部２１０は、ＰＶ１３１の発電量を示す情報をＰＶユニット１３０から受信してもよい。通信部２１０は、蓄電池１４１の蓄電量を示す情報を蓄電池ユニット１４０から受信してもよい。通信部２１０は、燃料電池１５１の発電量を示す情報を燃料電池ユニット１５０から受信してもよい。通信部２１０は、貯湯ユニット１６０の貯湯量を示す情報を貯湯ユニット１６０から受信してもよい。通信部２１０は、例えば表示装置２５０に設けられたタッチパネルなどを介してユーザが入力した情報を、表示装置２５０から受信してもよい。
【００６２】
第１実施形態において、通信部２１０は、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報を、ネットワーク６０を介して各種サーバから受信してもよい。また、通信部２１０は、例えば、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御するための信号を各装置に送信する。
【００６３】
記憶部２２０は、通信部２１０が受信した情報を記憶する。また、記憶部２２０は、接続された装置を制御するために制御部２３０が設定した制御情報を記憶する。
【００６４】
制御部２３０は、負荷群１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０、貯湯ユニット１６０、及び表示装置２５０を、Echonet LiteあるいはZigBee（登録商標）などのプロトコルに準拠した信号を用いて制御する。
【００６５】
次に、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０に電力を供給する場合における、制御部２３０による蓄電池ユニット１４０の制御を説明する。ここで、例えば、系統の停電又は電力不安定により、系統と需要家１０とは解列状態であり、蓄電池ユニット１４０は、単独で負荷群１２０に電力を供給することに留意すべきである。
【００６６】
第１実施形態において、制御部２３０は、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにする。また、制御部２３０は、遮断器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をオンにして、電力線１４４−１，１４４−２，１４４−３の接続を維持する。これにより、蓄電池ユニット１４０からの出力電力は、電力線１１を介さず、電力線１４４を介して負荷群１２０に供給される。
【００６７】
第１実施形態において、制御部２３０は、蓄電池１４１の蓄電量を蓄電池ユニット１４０から取得し、取得した蓄電量を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当てる。図３に示すように、制御部２３０は、負荷群１２０−１に仮想蓄電量Ｖ１、負荷群１２０−２に仮想蓄電量Ｖ２負荷群１２０−２、負荷群１２０−３に仮想蓄電量Ｖ３負荷群１２０−３を割り当てる。仮想蓄電量Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、蓄電池１４１の蓄電量の合計値（蓄電量の実測値）を所定の比率で分配した電力量である。所定の比率は、例えば、ユーザが表示装置２５０に設けられたタッチパネルなどの操作部を介して設定してもよい。例えば、所定の比率は、各仮想蓄電量に対応する負荷群の優先順位に応じて設定されてもよい。例えば、優先順位の高い負荷群（例えば、生活に不可欠な負荷を含む負荷群）の比率が高く、優先順位の低い負荷群（例えば、生活に不可欠な負荷を含まない負荷群）の比率が低くなるように、設定されてもよい。記憶部２２０は、負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３に割り当てられた仮想蓄電量Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を記憶する。
【００６８】
制御部２３０は、センサＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３の計測値に基づいて、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３に供給された電力量をそれぞれ算出する。制御部２３０は、蓄電池ユニット１４０から負荷群に供給された電力量を、仮想蓄電量から減算し、記憶部２２０に記憶されている仮想蓄電量を更新する。
【００６９】
つまり、制御部２３０は、センサＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３の計測値に基づき、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１に供給された電力量Ｐ１、負荷群１２０−２に供給された電力量Ｐ２、負荷群１２０−３に供給された電力量Ｐ３を算出する。この場合、蓄電池１４１の蓄電量の減少量は、実際にはＰ１、Ｐ２及びＰ３の総和であるが、制御部２３０は、仮想蓄電量Ｖ１の減少量をＰ１、仮想蓄電量Ｖ２の減少量をＰ２、仮想蓄電量Ｖ３の減少量をＰ３として、蓄電池１４１の蓄電量を管理する。
【００７０】
記憶部２２０は、仮想蓄電量の閾値（下限値）を記憶する。閾値は、例えば、ゼロであってもよい。仮想蓄電量が閾値を下回ると、制御部２３０は、蓄電池ユニット１４０からその負荷群への電力供給を停止する。例えば、図３において、仮想蓄電量Ｖ１が閾値を下回ると、制御部２３０は、遮断器Ｂ１をオンからオフに切り替え、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１への電力供給を停止する。
【００７１】
次に、蓄電池ユニット１４０が系統から電力を供給される場合における、制御部２３０による蓄電池ユニット１４０の制御を説明する。
【００７２】
第１実施形態において、制御部２３０は、スイッチＳＷ１をオンにし、スイッチＳＷ２をオフにする。これにより、電力線１４３の接続が維持され、系統から蓄電池ユニット１４０への電力供給が可能となる。制御部２３０は、蓄電池１４１が電力を蓄積すると、蓄電池ユニット１４０から蓄電池１４１の蓄電量の合計値（実測値）を取得する。制御部２３０は、取得した蓄電量の合計値を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当て直し、記憶部２２０に記憶されている仮想蓄電量を更新する。また、制御部２３０は、センサの計測誤差を較正するために、蓄電池ユニット１４０から蓄電池１４１の蓄電量の合計値を定期的に取得し、仮想蓄電量を割り当て直してもよい。
【００７３】
また、ユーザは、負荷群の使用を予定する時間帯を設定してもよい。この場合、ユーザは、例えば表示装置２５０に設けられたタッチパネルなどの操作部を介して負荷群の使用予定の時間帯を入力してもよい。記憶部２２０は、負荷群の使用予定の時間帯を記憶する。制御部２３０は、記憶部２２０に記憶されている使用予定の時間帯に応じて、負荷群に仮想蓄電量を割り当てる。表示装置２５０は、記憶部２２０に記憶されている負荷群の使用予定の時間帯を表示してもよい。図５に示すように、記憶部２２０は、蓄電池１４１の蓄電量の合計値（実測値）、仮想蓄電量（残量）、仮想蓄電量に対応する負荷群に供給される電力量、各仮想蓄電量の所定の比率、各負荷群の使用予定時間帯等を、テーブル形式で記憶する。
【００７４】
（エネルギー管理方法）
以下において、第１実施形態に係るエネルギー管理方法について説明する。図６〜図８は、第１実施形態に係るエネルギー管理方法を示すフロー図である。
【００７５】
図６に示すように、ステップＳ１００において、ＥＭＳ２００は、仮想蓄電量の割り当て処理を行う。すなわち、ＥＭＳ２００は、蓄電池１４１の蓄電量を、負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３に、所定の比率に応じて仮想蓄電量Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３として割り当てる。
【００７６】
ステップＳ１１０において、ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０の放電処理、すなわち、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０に電力を供給するか否かを判定する。ＥＭＳ２００は、判定結果が“ＹＥＳ”の場合はステップＳ２００の処理を行い、判定結果が“ＮＯ”の場合はステップＳ１２０の処理を行う。
【００７７】
ステップＳ１２０において、ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０の充電処理、すなわち、系統から蓄電池ユニット１４０に電力を供給するか否かを判定する。ＥＭＳ２００は、判定結果が“ＹＥＳ”の場合はステップＳ３００の処理を行う。
【００７８】
図７は、第１実施形態に係るエネルギー管理方法におけるステップＳ２００を示すフロー図である。ステップＳ２００は、蓄電池ユニット１４０の放電処理時における、エネルギー管理フローである。ステップＳ２００は、各仮想蓄電量について繰り返し行われるが、以下、仮想蓄電量Ｖ１についての処理を例に説明する。また、ステップＳ２００は、蓄電池ユニット１４０の放電時において、定期的に行われる。
【００７９】
図７に示すように、ステップＳ２１０において、ＥＭＳ２００は、仮想蓄電量Ｖ１を取得する。
【００８０】
ステップＳ２２０において、ＥＭＳ２００は、センサＣＴ１の計測値に基づいて、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１に供給された電力量Ｐ１を算出する。
【００８１】
ステップＳ２３０において、ＥＭＳ２００は、仮想蓄電量Ｖ１から電力量Ｐ１を減じ、仮想蓄電量Ｖ１を更新する。
【００８２】
ステップＳ２４０において、ＥＭＳ２００は、更新された仮想蓄電量Ｖ１が閾値を上回るか否かを判定する。判定結果が“ＹＥＳ”の場合、ＥＭＳ２００は、仮想蓄電量Ｖ１についての処理を終了し、仮想蓄電量Ｖ２についての処理を行う。判定結果が“ＮＯ”の場合、ＥＭＳ２００は、ステップＳ２５０の処理を行う。
【００８３】
ステップＳ２５０において、ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１への電力供給を停止する。ＥＭＳ２００は、ステップＳ２１０〜ステップＳ２５０の処理を、各仮想蓄電量に対して繰り返し行う。
【００８４】
図８は、第１実施形態に係るエネルギー管理方法におけるステップＳ３００を示すフロー図である。ステップＳ３００は、蓄電池ユニット１４０の充電処理終了時に行われるエネルギー管理フローである。図８に示すように、ステップＳ３１０において、ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０から蓄電池１４１の蓄電量の合計値を取得する。
【００８５】
ステップＳ３２０において、ＥＭＳ２００は、取得した蓄電量を、所定の比率に応じて各仮想蓄電量に割り当て直す。
【００８６】
ステップＳ３３０において、ＥＭＳ２００は、記憶されている仮想蓄電量を更新する。
【００８７】
以上説明したように、第１実施形態では、ＥＭＳ２００が、蓄電池１４１の蓄電量を、所定の比率に応じて負荷群に仮想蓄電量として割り当てる。ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０から負荷群に供給された電力量に応じて、記憶されている仮想蓄電量を更新する。これによって、例えば系統の停電時において、一部の負荷の電力消費によって蓄電池に蓄積された電力が尽きることを防止し、蓄電池ユニットを効率的に運用することができる。
【００８８】
［変形例１］
以下において、変形例１に係るエネルギー管理システムについて、第１実施形態に係るエネルギー管理システムとの相違点を中心に説明する。
【００８９】
変形例１においては、系統とエネルギー需要家１０とが連系状態にある。ＥＭＳ２００は、蓄電池ユニット１４０から負荷群への電力供給を停止した場合に、系統からその負荷群に電力を供給させてもよい。図３に示すように、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３に電力が供給されている場合は、ＥＭＳ２００は遮断器Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をオンにする。例えば、負荷群１２０−１に割り当てられた仮想蓄電量Ｖ１が閾値を下回ると、ＥＭＳ２００は遮断器Ｂ１をオンからオフに切り換える。その結果、遮断器Ｂ１において電力線１４４−１の接続が切断され、蓄電池ユニット１４０から負荷群１２０−１への電力供給が停止する。ここで、系統とエネルギー管理システム１００Ｂとの連系が維持されている場合には、負荷群１２０−１は電力線Ｌ１を介して系統から電力供給を受けることができる。
【００９０】
以上説明したように、変形例１では、負荷群が蓄電池１４１の蓄電量を一定量以上消費し、割り当てられた仮想蓄電量が閾値を下回った場合には、系統からの電力供給を受けることができる。これにより、エネルギー管理システム１００は、蓄電池１４１の蓄電量のさらなる消費を防止し、蓄電池ユニット１４０からの出力電力を効率的に管理することができる。
【００９１】
［変形例２］
以下において、変形例２に係るエネルギー管理システムについて、第１実施形態に係るエネルギー管理システムとの相違点を中心に説明する。図９は、変形例２に係るエネルギー管理システム１００’を示す図である。
【００９２】
図９において、エネルギー管理システム１００’は、負荷群１２０に含まれる各負荷に対応するセンサと、遮断器とを備える。詳細には、電力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３上の、分岐遮断器ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３と各負荷（例えば、図９に示す負荷Ｘ１〜Ｘ７）との間において、各負荷に供給される電力を検出するセンサｃ（例えば、図９に示すセンサｃ１〜ｃ７）と、電力線の接続を維持又は切断する遮断器ｂ（例えば、図９に示す遮断器ｂ１〜ｂ７）とが設けられる。センサｃは、信号線を介してＥＭＳ２００と接続され、計測値をＥＭＳ２００に送信する。遮断器ｂは、信号線を介してＥＭＳ２００と接続され、ＥＭＳ２００から受信した信号によってオン又はオフを切り替え、電力線の接続を維持又は切断する。
【００９３】
ユーザは、負荷群１２０に含まれる負荷を任意に選択し、電力線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３によって物理的に分類された負荷群（すなわち、第１実施形態における負荷群１２０−１，１２０−２，１２０−３）に関わらず、負荷群を構成することができる。例えば、ユーザは、センサｃ１に対応する負荷Ｘ１と、センサｃ４に対応する負荷Ｘ４とから負荷群Ｙ１を構成し、負荷群Ｙ１に対して仮想蓄電量ＶＹ１割り当てる比率を設定することができる。このようなケースにおいては、ＥＭＳ２００は、センサｃ１及びセンサｃ４の計測値を合算することによって、蓄電池ユニット１４０から負荷群Ｙ１に供給された電力量ＰＹ１を算出する。ＥＭＳ２００は、算出された電力量ＰＹ１に基づいて、記憶された仮想蓄電量ＶＹ１を更新する。
【００９４】
ＥＭＳ２００は、仮想蓄電量ＶＹ１が閾値を下回ると、蓄電池ユニット１４０から負荷Ｘ１又は負荷Ｘ４のいずれかへの電力供給を停止する。この場合、ＥＭＳ２００は、停止する負荷に対応する遮断器ｂ（遮断器ｂ１又は遮断器ｂ４）をオンからオフに切り替え、電力線の接続を遮断する。
【００９５】
以上説明したように、変形例２では、負荷群１２０に含まれる各負荷に対応するセンサ及び遮断器が設けられることにより、ユーザが任意に負荷を選択して負荷群を構成することができる。これにより、ＥＭＳ２００は、ユーザが選択した負荷によって構成された負荷群に所定の比率で仮想蓄電量を割り当てることにより、効率的に蓄電池ユニットからの出力電力を管理する。
【００９６】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００９７】
ＥＭＳ２００は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよい。
【００９８】
実施形態では、需要家１０は、負荷群１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を有する。しかしながら、需要家１０は、少なくとも、負荷群１２０及び蓄電池ユニット１４０を有していればよい。
【００９９】
実施形態では、蓄電池ユニット１４０の蓄電池１４１は、系統から供給された電力を蓄積するものとして説明したが、例えばＰＶユニット１３０又は燃料電池ユニット１５０が出力した電力を蓄積してもよい。
【０１００】
燃料電池ユニット１５０の燃料電池１５１は、例えばＳＯＦＣであってもよく、ＰＥＦＣであってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１…送配電システム、１０…需要家、１１…電力線、２０…ＣＥＭＳ、３０…変電所、３１…配電線、４０…スマートサーバ、５０…発電所、５１…送電線、６０…ネットワーク、１００，１００’…エネルギー管理システム、１１０…分電盤、１２０…負荷群、１２０−１，１２０−２，１２０−３…負荷群、１３０…ＰＶユニット、１３１…ＰＶ、１３２…ＰＣＳ、１４０…蓄電池ユニット、１４１…蓄電池、１４２…ＰＣＳ、１４３…電力線、１４４…電力線、１５０…燃料電池ユニット、１５１…燃料電池、１５２…ＰＣＳ、１６０…貯湯ユニット、２００…ＥＭＳ、２１０…通信部、２２０…記憶部、２３０…制御部、２５０…表示装置、ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３…分岐遮断器、ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３…センサ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３…遮断器、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…電力線、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…仮想蓄電量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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