(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための制御装置であって、
前記分散電源、前記蓄電装置又は前記蓄熱装置の動作を要素とし、系統から供給される電力の購入料金及び前記系統に提供される電力の売却料金の少なくとも１つを解として、複数の要素の組合せを探索することによって、所定期間を分割することによって得られる単位時間毎に最適解を演算する演算部と、
時間長が異なる単位時間毎に、前記最適解の演算時間と前記最適解の演算精度との対応関係を生成する生成部と、
時間長が異なる単位時間毎に生成された前記対応関係の中から、最適な単位時間の時間長を特定する特定部と、
前記最適解の演算に用いる単位時間として、前記最適な単位時間の時間長を有する単位時間を選択する選択部とを備え、
前記選択部は、前記演算部の処理負荷が閾値以上である場合に、前記最適解の演算に用いる単位時間として、前記最適な単位時間の時間長よりも短い時間長を有する単位時間を選択することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記生成部は、曜日、天候又は季節毎に前記対応関係を生成することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための制御方法であって、
所定期間を分割することによって得られる単位時間毎に、前記分散電源、前記蓄電装置又は前記蓄熱装置の動作を要素とし、系統から供給される電力の購入料金及び前記系統に提供される電力の売却料金の少なくとも１つを解として、最適解を演算するステップＡと、
時間長が異なる単位時間毎に、前記最適解の演算時間と前記最適解の演算精度との対応関係を生成するステップＢと、
時間長が異なる単位時間毎に生成された前記対応関係の中から、最適な単位時間の時間長を特定するステップＣと、
前記最適解の演算に用いる単位時間として、前記最適な単位時間の時間長を有する単位時間を選択するステップＤとを備え、
前記ステップＤは、前記ステップＡの処理負荷が閾値以上である場合に、前記最適解の演算に用いる単位時間として、前記最適な単位時間の時間長よりも短い時間長を有する単位時間を選択するステップを含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分散電源、蓄電装置及び蓄熱装置の動作を最適化する方法が提案されている。分散電源は、例えば、太陽電池などのように、太陽光、風力、地熱などの自然エネルギーを利用して電力を生成する装置である。或いは、分散電源は、例えば、ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）などの燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を生成する装置である。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。蓄熱装置は、例えば、給湯器などのように、電力を熱に変換して、熱を蓄積する装置である。
【０００３】
例えば、蓄電装置の充放電を制御することによって、系統から供給される電力量（買電量）を最適化して、電力の購入料金を最小化する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）。或いは、所定期間におけるエネルギー負荷の予測結果に基づいて、所定期間を分割することによって得られる単位時間毎に、燃料電池の運転パターンを決定する技術も提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００４】
ところで、電力の購入料金の最小化等の解を得るために、解に影響を与える複数の要素の組合せを探索することによって、単位時間毎に最適解を演算する手法が知られている。このような手法は、貪欲法、欲張り法、グリーディ法などと称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４７７６１号公報
【特許文献２】特開２００７−０２０２６０号公報
【特許文献３】特開２００７−２２０６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、電力の購入料金の最小化等の最適解を演算する手法（以下、貪欲法）では、単位時間毎に最適解を演算することが可能である。
【０００７】
しかしながら、所定期間（例えば、２４時間）を分割することによって得られる単位時間が長いと、解に影響を与える要素数が増大するため、所定期間全体の最適解を演算するための演算量が増大する。一方で、単位時間が短いと、所定期間全体の最適解の演算精度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、演算量の増大抑制及びの最適解の演算精度の両立を図ることを可能とする制御装置及び制御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】
【０００９】
第１の特徴に係る制御装置は、分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための装置である。制御装置は、前記分散電源、前記蓄電装置又は前記蓄熱装置の動作を要素とし、系統から供給される電力の購入料金及び前記系統に提供される電力の売却料金の少なくとも１つを解として、複数の要素の組合せを探索することによって、所定期間を分割することによって得られる単位時間毎に最適解を演算する演算部と、時間長が異なる単位時間毎に、前記最適解の演算時間と前記最適解の演算精度との対応関係を生成する生成部とを備える。
【００１０】
第１の特徴において、前記生成部は、曜日、天候又は季節毎に前記対応関係を生成する。
【００１１】
第１の特徴において、制御装置は、時間長が異なる単位時間毎に生成された前記対応関係の中から、最適な単位時間の時間長を特定する特定部と、前記最適解の演算に用いる単位時間として、前記最適な単位時間の時間長を有する単位時間を選択する選択部を備える。
【００１２】
第１の特徴において、前記選択部は、前記演算部の処理負荷が閾値以上である場合に、前記最適解の演算に用いる単位時間として、前記最適な単位時間の時間長よりも短い時間長を有する単位時間を選択する。
【００１３】
第２の特徴に係る制御方法は、分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための方法である。制御方法は、所定期間を分割することによって得られる単位時間毎に、前記分散電源、前記蓄電装置又は前記蓄熱装置の動作を要素とし、系統から供給される電力の購入料金及び前記系統に提供される電力の売却料金の少なくとも１つを解として、最適解を演算するステップと、時間長が異なる単位時間毎に、前記最適解の演算時間と前記最適解の演算精度との対応関係を生成するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、演算量の増大抑制及びの最適解の演算精度の両立を図ることを可能とする制御装置及び制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１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２】図２は、第１実施形態に係る需要家１０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るＨＥＭＳ２００を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る単位時間の時間長の変更を説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る演算時間と演算精度との対応関係を説明するための図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る演算時間と演算精度との対応関係を説明するための図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る演算時間と演算精度との対応関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る目的関数を説明するための図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る要素の組合せの探索方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下において、本発明の実施形態に係る制御装置について、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。
【００１７】
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。
【００１８】
［実施形態の概要］
実施形態に係る制御装置は、分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための装置である。制御装置は、前記分散電源、前記蓄電装置又は前記蓄熱装置の動作を要素とし、系統から供給される電力の購入料金及び前記系統に提供される電力の売却料金の少なくとも１つを解として、複数の要素の組合せを探索することによって、所定期間を分割することによって得られる単位時間毎に最適解を演算する演算部と、時間長が異なる単位時間毎に、前記最適解の演算時間と前記最適解の演算精度との対応関係を生成する生成部とを備える。
【００１９】
実施形態では、生成部は、時間長が異なる単位時間毎に、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係を生成する。従って、対応関係を参照しながら、最適解を演算すべき単位時間の時間長を選択することが可能である。これによって、演算量の増大抑制及びの最適解の演算精度の両立を図ることができる。
【００２０】
［第１実施形態］
（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について説明する。図１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。
【００２１】
図１に示すように、エネルギー管理システム１００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。
【００２２】
需要家１０は、分散電源、蓄電装置及び蓄熱装置の少なくともいずれか１つを有する。分散電源は、例えば、太陽電池などのように、太陽光、風力、地熱などの自然エネルギーを利用して電力を生成する装置である。或いは、分散電源は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を生成する装置である。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。蓄熱装置は、例えば、給湯器などのように、電力を熱に変換して、熱を蓄積する装置である。
【００２３】
需要家１０は、例えば、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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  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。
【００２６】
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。
【００２７】
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から供給される電圧を降圧する。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
発電所５０は、火力、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。
【００３１】
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。
【００３２】
（需要家）
以下において、第１実施形態に係る需要家について説明する。図２は、第１実施形態に係る需要家１０の詳細を示す図である。
【００３３】
図２に示すように、需要家１０は、分電盤１１０と、負荷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、ＨＥＭＳ２００とを有する。
【００３４】
分電盤１１０は、配電線３１（系統）に接続されている。分電盤１１０は、電力線を介して、負荷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。
【００３５】
分電盤１１０は、配電線３１（系統）から供給される電力を計測する計測部を有していてもよい。計測部は、負荷１２０の消費電力を計測してもよい。
【００３６】
負荷１２０は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷１２０は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。なお、負荷１２０は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
【００３７】
ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１と、ＰＣＳ１３２とを有する。ＰＶ１３１は、分散電源の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う装置である。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、蓄電池１４１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。
【００４１】
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、分散電源の一例であり、燃料ガスを利用して電力を生成する装置である。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。
【００４２】
燃料電池ユニット１５０は、負荷追従制御によって動作する。詳細には、燃料電池ユニット１５０は、燃料電池１５１から出力される電力が負荷１２０の消費電力に追従するように燃料電池１５１を制御する。
【００４３】
貯湯ユニット１６０は、電力を熱に変換して、熱を蓄積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。
【００４４】
ＨＥＭＳ２００は、分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置を制御するための制御装置である。
【００４５】
第１実施形態では、ＨＥＭＳ２００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を制御する。また、ＨＥＭＳ２００は、負荷１２０の動作モードを制御することによって、負荷１２０の消費電力を制御してもよい。
【００４６】
また、ＨＥＭＳ２００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、系統から供給される電力の購入単価、系統から供給される電力の売却単価、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。
【００４７】
或いは、各種サーバは、例えば、負荷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１２０の消費電力のモデルであってもよい。
【００４８】
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。
【００４９】
詳細には、図３に示すように、ＨＥＭＳ２００は、受信部２１０と、送信部２２０と、生成部２３０と、演算部２４０と、制御部２５０とを有する。
【００５０】
受信部２１０は、信号線を介して接続された装置から各種信号を受信する。例えば、受信部２１０は、ＰＶ１３１の発電量を示す情報をＰＶユニット１３０から受信する。受信部２１０は、蓄電池１４１の蓄電量を示す情報を蓄電池ユニット１４０から受信する。受信部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から受信する。受信部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から受信する。
【００５１】
第１実施形態において、受信部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。但し、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報は、予めＨＥＭＳ２００に記憶されていてもよい。
【００５２】
送信部２２０は、信号線を介して接続された装置に各種信号を送信する。例えば、送信部２２０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を制御するための信号を各装置に送信する。
【００５３】
生成部２３０は、時間長が異なる単位時間毎に、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係（例えば、テーブル）を生成する。単位時間とは、後述する演算部２４０によって最適解を算出すべき時間である。また、単位時間とは、所定期間（例えば、２４時間、１週間、１ヶ月、３ヶ月（季節毎の期間）など）を分割して得られる時間である。
【００５４】
ここで、単位時間の時間長の変更の概念について、図４を参照しながら説明する。図４では、ＰＶユニット１３０の発電量（図４では、ＰＶ［Ｗｈ］）、負荷１２０の消費電力（図４では、ＣＯＮＳＵＭＥ［Ｗｈ］）、系統から購入する電力の購入単価（図４では、ＢＵＹ［Ｃｅｎｔ］）、系統に提供される電力の売却料金（図４では、ＳＥＬＬ［Ｃｅｎｔ］）について、所定期間（図４では、３日間）における推移が例示されている。
【００５５】
第１実施形態では、生成部２３０は、所定期間を分割して得られる単位時間の時間長毎に、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係（例えば、テーブル）を予め生成する。
【００５６】
ここで、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係は、例えば、図５に示すように、単位時間が長いほど、最適解の演算時間が長く、最適解の演算精度（電力の購入料金）が高い。
【００５７】
但し、図５に示すように、第１の単位時間（例えば、６時間）よりも長い第２の単位時間（例えば、８時間）に対応する最適解（電力の購入料金）が第１の単位時間に対応する最適解（電力の購入料金）よりも悪いケースが存在する。このようなケースでは、第２の単位時間で最適解を演算するメリットが存在しない。従って、図６に示すように、第２の単位時間は、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係（例えば、テーブル）から除外されることが好ましい。
【００５８】
最終的に、生成部２３０は、図７に示す対応関係（例えば、テーブル）を生成する。図７に示す対応関係（例えば、テーブル）では、最適化レベル、時間長、演算時間及び最適化精度が対応付けられる。
【００５９】
最適化レベルは、最適解の演算精度の度合いを示す値である。ここでは、最適化レベルの値が大きいほど、最適解の演算精度が高い。時間長は、単位時間の時間長である。演算時間は、該当する単位時間毎に最適解を演算した場合に、所定期間の全体として、最適解の演算に要する時間である。最適化精度は、最適解の演算精度を示す値である。図７に示す例では、最適化レベルｎ（１≦ｎ≦７）の最適化精度は、演算精度が最も高い最適解に対する最適化レベルｎの最適解の比率（％）を示している。
【００６０】
ここでは、最適解の演算精度として最適化精度が用いられているが、最適解の演算精度は、最適解（例えば、電力の購入料金）の値であってもよい。
【００６１】
第１実施形態において、所定期間は、上述したように、例えば、２４時間、１週間、１ヶ月、３ヶ月（季節毎の期間）などである。生成部２３０は、曜日、天候又は季節毎に対応関係を生成することが好ましい。
【００６２】
演算部２４０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の動作を要素とし、系統から供給される電力の購入料金及び系統に提供される電力の売却料金の少なくとも１つを解として、複数の組合せを探索することによって最適解を演算する。詳細には、演算部２４０は、以下に示す目的関数を用いて、単位時間毎に最適解を演算する。
【００６３】
【数１】
0005840542.tif 000002
【００６４】
ここで、ｓｅｌｌ＿ｐｏｗｅｒ(ｔ)は、単位時間ｔにおける売買電力を示しており、ｓｅｌｌ＿ｐｏｗｅｒ(ｔ)が正の値である場合には、系統に対して逆潮流が行われており、ｓｅｌｌ＿ｐｏｗｅｒ(ｔ)が負の値である場合には、系統から電力の供給が行われる。ｓｅｌｌ＿ｕｎｉｔ＿ｐｒｉｃｅ(ｔ)は、単位時間ｔにおける売電電力の単価を示しており、ｂｕｙ＿ｕｎｉｔ＿ｐｒｉｃｅ(ｔ)は、単位時間ｔにおける買電電力の単価を示している。ここで、単位時間ｔは、例えば、蓄電装置の充放電を切り替え可能な最小の時間間隔である。
【００６５】
ここで、パラメータは、例えば、系統から供給される電力の購入単価である。或いは、パラメータは、例えば、系統に提供される電力の売却単価である。或いは、パラメータは、燃料ガスの購入単価である。
【００６６】
ここで、目的関数に適用する要素は、図８に示すように、ＰＶユニット１３０の動作（ＰＶの動作）、蓄電池ユニット１４０の動作（蓄電池の動作）、燃料電池ユニット１５０の動作（燃料電池の動作）及び貯湯ユニット１６０の動作（貯湯ユニットの動作）の組合せである。
【００６７】
ＰＶユニット１３０の動作は、ＰＶ発電量予測情報に基づいて予測される動作である。例えば、ＰＶユニット１３０は、ＭＰＰＴ法によって制御される。図８では、ＰＶユニット１３０の動作が”ＡＡ”、”ＡＢ”（図面上省略）及び”ＡＣ”の３種類であるケースが例示されている。
【００６８】
蓄電池ユニット１４０の動作は、例えば、蓄電、放電及び維持である。図８では、蓄電池ユニット１４０の動作が”ＢＡ”、”ＢＢ”（図面上省略）及び”ＢＣ”の３種類であるケースが例示されている。
【００６９】
燃料電池ユニット１５０の動作は、消費エネルギー予測情報に基づいて予測される動作である。例えば、燃料電池ユニット１５０は、負荷追従制御によって制御される。図８では、燃料電池ユニット１５０の動作が”ＣＡ”、”ＣＢ”及び”ＣＣ”の３種類であるケースが例示されている。
【００７０】
貯湯ユニット１６０の動作は、例えば、貯湯量の増大、貯湯量の維持及び温めなしである。図８では、貯湯ユニット１６０の動作が”ＤＡ”、”ＤＢ”及び”ＤＣ”の３種類であるケースが例示されている。
【００７１】
図８に示すケースでは、要素の組合せが８１種類（３４）である。演算部２４０は、全ての組合せを総当たりで目的関数に適用して、「Ｓｅｌｌ＿ｐｒｉｃｅ（ｔ）」の最大値（最適解）を構成する要素（動作）の組合せを特定する。
【００７２】
ここで、Ｓｅｌｌ＿ｐｒｉｃｅ（ｔ）は、系統から供給される電力の購入料金と考えてもよく、系統に提供される電力の売却料金と考えてもよい。
【００７３】
第１実施形態において、演算部２４０は、実際に各装置を制御するケースに加えて、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係を生成するケースにおいても、最適解を演算することに留意すべきである。
【００７４】
制御部２５０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。制御部２５０は、演算部２４０によって算出された最適解を構成する要素（動作）に基づいて、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する。
【００７５】
第１実施形態において、制御部２５０は、時間長が異なる単位時間毎に生成された対応関係（例えば、図７に示すテーブル）の中から、最適な単位時間の時間長を特定する特定部を構成する。また、制御部２５０は、最適解の演算に用いる単位時間として、最適な単位時間の時間長を有する単位時間を選択する選択部を構成する。
【００７６】
具体的には、制御部２５０は、基本的に、最適解の演算精度が最も高い単位時間を選択することが好ましい。例えば、図７に示すテーブルでは、制御部２５０は、最適化レベル７に対応する単位時間を選択することが好ましい。
【００７７】
或いは、制御部２５０は、最適解の演算精度が所定閾値以上であり、演算時間の増大幅に対して演算精度が上昇する割合（演算精度の上昇率）が高い単位時間を選択してもよい。例えば、図７に示すテーブルでは、演算精度の上昇率が線形で推移するため、制御部２５０は、最適化レベル７に対応する単位時間を選択することが好ましい。
【００７８】
或いは、制御部２５０は、ＨＥＭＳ２００の処理負荷が閾値以上である場合に、最適解の演算に用いる単位時間として、最適な単位時間の時間長よりも短い時間長を有する単位時間を選択する。例えば、図７に示すテーブルでは、制御部２５０は、ＨＥＭＳ２００の処理負荷が閾値以上である場合に、６以下の最適化レベルに対応する単位時間を選択することが好ましい。
【００７９】
このようなケースにおいて、制御部２５０は、ＨＥＭＳ２００の処理負荷が高いほど、演算時間が短い単位時間を選択することが好ましい。
【００８０】
上述した演算部２４０は、実際に各装置を制御するケースにおいて、制御部２５０によって選択された単位時間毎に最適解を演算することは勿論である。
【００８１】
（探索方法の概要）
以下において、探索方法の概要について説明する。図９は、第１実施形態に係る探索方法の概要を説明するための図である。第１実施形態では、複数の単位時間によって構成される所定期間毎に最適解を算出するケースについて例示する。すなわち、単位時間は、所定期間を分割することによって得られる期間である。
【００８２】
例えば、図９に示すように、各単位時間（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４…）において、各装置の要素の分岐が３種類であるケースについて説明する。具体的には、図９において、各装置の動作（要素）は、Ａ、Ｂ、Ｃで表されている。例えば、単位時間ｔ２において、各装置の動作（要素）は、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２である。このようなケースにおいて、演算部２４０は、原則として、上述した目的関数を用いて、全ての要素の組合せについて最適解を算出する。
【００８３】
但し、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の制約条件を満たしていない要素の組合せの探索については省略されてもよい。
【００８４】
なお、演算部２４０は、全ての要素の組合せに対して、ビタビアルゴリズム等の、総当り探索法と同等の性能が保証されるアルゴリズムを用いて最適解を算出してもよい。
【００８５】
第１実施形態において、各装置の制約条件とは、各要素に対応する各装置の状態が各装置の能力を超えていないことである。具体的には、制約条件は、例えば、ＰＶ１３１の発電量がＰＶ発電量予測情報に反していない、蓄電池１４１の蓄電量が閾値よりも小さくない、燃料電池１５１の発電量が閾値を超えていない、貯湯ユニット１６０の貯湯量が閾値よりも小さくないといった条件である。このようなケースでは、制約条件を満たしていない要素を含む要素の組合せの探索が省略される。
【００８６】
（制御方法）
以下において、第１実施形態に係る制御方法について説明する。図１０及び図１１は、第１実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。具体的には、図１０及び図１１は、ＨＥＭＳ２００の動作を示すフロー図である。
【００８７】
第１に、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係を生成するケースについて、図１０を参照しながら説明する。
【００８８】
図１０に示すように、ステップ１０において、ＨＥＭＳ２００は、単位時間をセットする。ここでは、時間長が短い順に単位時間がセットされることに留意すべきである。
【００８９】
ステップ２０Ａにおいて、ＨＥＭＳ２００は、単位時間毎に各要素（動作）をセットする。ＨＥＭＳ２００は、所定期間に含まれる単位時間の全てについて最適解が算出されるまで、ステップ３０〜ステップ５０の処理を繰り返す。
【００９０】
ステップ３０において、ＨＥＭＳ２００は、単位時間毎に最適解を演算する。
【００９１】
ステップ４０において、ＨＥＭＳ２００は、最適解の演算が初回のループであるか否かを判定する。ＨＥＭＳ２００は、判定結果が”ＹＥＳ”である場合には、ステップ５０の処理に移る。一方で、ＨＥＭＳ２００は、判定結果が”ＮＯ”である場合には、ステップ２０Ｂの処理に移り、ステップ２０Ａの処理に戻る。
【００９２】
ステップ５０において、ＨＥＭＳ２００は、他の時間長に対して、最適解の精度が悪化したか否かを判定する。ＨＥＭＳ２００は、判定結果が”ＹＥＳ”である場合には、ステップ７０の処理に移る。一方で、ＨＥＭＳ２００は、判定結果が”ＮＯ”である場合には、ステップ２０Ｂの処理に移り、ステップ２０Ａの処理に戻る。
【００９３】
ここでは、時間長が短い順に単位時間がセットされるため、最適解の演算時間が長いにもかかわらず、最適解の演算精度が劣化する単位時間が対応関係の生成から除外される。
【００９４】
ステップ６０において、ＨＥＭＳ２００は、単位時間の時間長、最適解の演算時間及び最適解を記録する。
【００９５】
ステップ７０において、ＨＥＭＳ２００は、全ての時間長について、ステップ１０〜ステップ６０の処理を終了しているか否かを確認する。ＨＥＭＳ２００は、判定結果が”ＹＥＳ”である場合には、ステップ８０の処理に移る。一方で、ＨＥＭＳ２００は、判定結果が”ＮＯ”である場合には、ステップ１０の処理に戻る。
【００９６】
ステップ８０において、ＨＥＭＳ２００は、ステップ６０で記録された情報に基づいて、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係を生成する。
【００９７】
第２に、実際に各装置を制御するケースについて、図１１を参照しながら説明する。
【００９８】
図１１に示すように、ステップ１１０において、ＨＥＭＳ２００は、ＨＥＭＳ２００の負荷などの情報を収集する。ＨＥＭＳ２００の負荷は、ＨＥＭＳ２００で処理すべき情報量であってもよく、ＨＥＭＳ２００の処理遅延であってもよい。
【００９９】
ステップ１２０において、ＨＥＭＳ２００は、ステップ１０で収集された情報に基づいて、最適化レベル（単位時間）を選択する。
【０１００】
ステップ１３０において、ＨＥＭＳ２００は、上述した目的関数を用いて、ステップ２０で選択された単位時間毎に最適解を算出する。
【０１０１】
ステップ１４０において、ＨＥＭＳ２００は、最適解を構成する要素（動作）に基づいて、各装置を制御する。
【０１０２】
（作用及び効果）
第１実施形態では、制御部２５０は、時間長が異なる単位時間毎に、最適解の演算時間と最適解の演算精度との対応関係を生成する。従って、対応関係を参照しながら、最適解を演算すべき単位時間の時間長を選択することが可能である。これによって、演算量の増大抑制及びの最適解の演算精度の両立を図ることができる。
【０１０３】
［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。
【０１０４】
実施形態において、制御装置として、ＨＥＭＳ２００を例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。制御装置は、ＣＥＭＳ２０であってもよく、スマートサーバ４０であってもよい。或いは、制御装置は、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよい。
【０１０５】
実施形態では、需要家１０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を有する。しかしながら、需要家１０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のいずれかを有していればよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…需要家、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…エネルギー管理システム、１１０…分電盤、１２０…負荷、１３０…ＰＶユニット、１３１…ＰＶ、１３２…ＰＣＳ、１４０…蓄電池ユニット、１４１…蓄電池、１４２…ＰＣＳ、１５０…燃料電池ユニット、１５１…燃料電池、１５２…ＰＣＳ、１６０…貯湯ユニット、２００…ＨＥＭＳ、２１０…受信部、２２０…送信部、２３０…生成部、２４０…演算部、２５０…制御部
【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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【図１０】
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【図１１】
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