(57)【要約】【課題】自然エネルギーを用いて発電する発電装置の発電電力の活用についてコストパフォーマンスを上げる。【解決手段】エネルギーマネジメントシステム１において、分電盤２は、太陽電池ＰＶの発電電力を電力負荷機器Ｌ１に供給するとともに、太陽電池ＰＶの余剰電力の提供先（電力会社ＡＣ、蓄電装置ＳＢ、蓄熱装置ＨＰ）を切り替えて上記提供先に上記余剰電力を提供する。給電制御装置３の情報取得部３１は、売電価格情報および買電価格情報を取得する。記憶部３４には電力使用ルールが記憶されている。電力使用ルールには、余剰電力に対する複数の提供先候補の優先順位が売電単価および買電単価に対応して設定されている。コントローラ３６は、売電価格情報および買電価格情報を電力使用ルールに照会して複数の提供先候補の優先順位を決定し、優先順位の高い提供先候補から順に提供先に切り替えて上記提供先に余剰電力を提供するように分電盤２を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを用いて発電する発電装置からの発電電力と電力負荷機器への供給電力とを管理するエネルギーマネジメントシステムであって、
前記発電装置の発電電力を前記電力負荷機器に供給するとともに前記発電電力の余剰電力の提供先を切り替えて当該提供先に当該余剰電力を提供する経路切替部と、
前記余剰電力の売電先である電力会社と前記余剰電力相当のエネルギーを蓄積可能なエネルギー蓄積装置とを含む複数の提供先候補から前記提供先を決定するコントローラと、
前記電力会社への売電価格情報を取得する情報取得部と、
前記余剰電力に対する前記複数の提供先候補の優先順位が売電価格に対応して設定されている電力使用ルールを記憶する記憶部とを備え、
前記コントローラは、前記情報取得部で取得された前記売電価格情報を前記電力使用ルールに照会して前記複数の提供先候補の優先順位を決定し、優先順位の高い提供先候補から順に前記提供先に切り替えて当該提供先に前記余剰電力を提供するように前記経路切替部を制御する
ことを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【請求項２】
前記情報取得部は、前記売電価格情報とともに前記電力会社からの買電価格情報を取得し、
前記電力使用ルールは、前記余剰電力に対する前記複数の提供先候補の優先順位が前記売電価格および買電価格に対応して設定され、
前記コントローラは、前記情報取得部で取得された前記売電価格情報および前記買電価格情報を前記電力使用ルールに照会して前記複数の提供先候補の優先順位を決定する
ことを特徴とする請求項１記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項３】
前記電力負荷機器への供給電力の時間変化を示す負荷パターンと、前記発電装置の発電電力の時間変化を示す発電パターンと、前記情報取得部で取得された前記売電価格情報および前記買電価格情報とを用いて、電力料金の収支を算出する算出部を備え、
前記電力使用ルールは、前記算出部の算出結果を用いて前記複数の提供先候補の優先順位が設定されている
ことを特徴とする請求項２記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積装置は、前記余剰電力を蓄電する蓄電装置と、前記余剰電力相当のエネルギーを蓄熱する蓄熱装置とであることを特徴とする請求項２または３記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積装置は、使用時間帯が設定され、
前記コントローラは、前記エネルギー蓄積装置の使用時間帯の前記買電価格情報を前記電力使用ルールに照会して前記複数の提供先候補の優先順位を決定する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項６】
前記コントローラで適用される電力使用ルールを選択する選択部を備え、
前記記憶部は、互いに設定内容が異なる前記電力使用ルールを複数記憶し、
前記選択部は、予め決められた条件によって、前記記憶部に記憶されている複数の電力使用ルールから、前記コントローラで適用される電力使用ルールを選択する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項７】
前記複数の電力使用ルールの１つは、前記複数の提供先候補の優先順位において前記エネルギー蓄積装置が前記電力会社への売電よりも常に優先度が高い電力使用ルールであることを特徴とする請求項６記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエネルギーマネジメントシステムに用いられる給電制御装置であって、
前記コントローラと、前記情報取得部と、前記記憶部とを備えることを特徴とする給電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然エネルギーを用いて発電する発電装置からの発電電力と電力負荷機器への供給電力とを管理するエネルギーマネジメントシステムおよびそれに用いられる給電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池の発電電力が電力負荷機器に優先的に給電された後に上記発電電力の余剰電力を電力会社へ売電するシステムが知られている。この余剰電力の売電によるコストメリットが、太陽電池を導入するインセンティブとなっている。上記コストメリットと二酸化炭素削減（省ＣＯ２）との観点から、今後さらに売電価格が高く設定され、太陽電池の導入が促進されることが予想される。上記コストメリットは、電力会社によって時系列で設定される売電単価が大きく影響する。
【０００３】
太陽電池が導入された従来のシステムとして、特許文献１には、電力会社が提供する各種料金プランの中から最適な料金プランを選択するのに有用な情報を提供するシステムが開示されている。特許文献１のシステムは、太陽電池の発電量、電力負荷機器の消費電力量および電力会社と売買される電力量に関する情報を集約して最適な料金プランを選択するのに有用な情報を提供する。
【０００４】
また、特許文献２には、自家発電の余剰電力を売電する際に、時間帯による価格差に起因するロスを最小にするシステムが開示されている。特許文献３には、電力会社への時系列的な売電価格と電力会社からの時系列的な買電価格とに基づく計算によって導出されるコストが低くなるように、ガスエンジンによって発電装置を駆動する熱電併給装置を運転させるシステムが開示されている。
【０００５】
また、太陽電池が導入された従来のシステムの中には、太陽電池の発電電力を蓄電するための蓄電装置が設置されたシステムがある。上記システムによれば、太陽電池の発電電力を電力会社に売電するか、蓄電装置に蓄電するかを選択することができる。つまり、上記システムでは、太陽電池の発電電力の提供先を選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５８７０１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６９３８１号公報
【特許文献３】特開２００５−２８７２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、太陽電池および蓄電装置が導入されたシステムでは、時系列で変動する売電単価に対応して太陽電池の発電電力の提供先を自動制御することによって、より大きなコストメリットを生み出すことが求められている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１のシステムは、予め決められている複数の料金プランの中から最適な料金プランを選択するための情報をユーザに提供するシステムであって、実際にコストメリットを最大化するために太陽電池の発電電力の提供先を自動で決定する手段は設けられていない。
【０００９】
また、特許文献２のシステムは、売電の時間帯を効率的に変更することができるものの、太陽電池の発電電力の提供先を自動で決定する手段は設けられていない。つまり、上記システムでは、太陽電池の発電電力を売電するか蓄電するかを決定することはできない。
【００１０】
さらに、特許文献３のシステムのようにガス燃料の供給量を制御することによって低コストとなるように熱電併給装置を運転することができるものの、太陽エネルギーを用いて発電する太陽電池の発電電力を調整することはできない。
【００１１】
上記より、従来のシステムでは、自然エネルギーを用いて発電する発電装置および上記発電電力を蓄積するエネルギー蓄積装置が導入された状態で、コストメリットを最大化するように、上記発電電力の提供先を自動で決定することはできない。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、自然エネルギーを用いて発電する発電装置の発電電力の活用についてコストパフォーマンスを上げることができるエネルギーマネジメントシステムおよびそれに用いられる給電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係るエネルギーマネジメントシステムの発明は、自然エネルギーを用いて発電する発電装置からの発電電力と電力負荷機器への供給電力とを管理するエネルギーマネジメントシステムであって、前記発電装置の発電電力を前記電力負荷機器に供給するとともに前記発電電力の余剰電力の提供先を切り替えて当該余剰電力を当該提供先に提供する経路切替部と、前記余剰電力の売電先である電力会社と前記余剰電力相当のエネルギーを蓄積可能なエネルギー蓄積装置とを含む複数の提供先候補から前記提供先を決定するコントローラと、前記電力会社への売電価格情報を取得する情報取得部と、前記余剰電力に対する前記複数の提供先の優先順位が売電価格に対応して設定されている電力使用ルールを記憶する記憶部とを備え、前記コントローラは、前記情報取得部で取得された前記売電価格情報を前記電力使用ルールに照会して前記複数の提供先の優先順位を決定し、優先順位の高い提供先から順に前記余剰電力を提供するように前記経路切替部を制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明の発電装置とは、太陽エネルギーを用いて発電する太陽電池や、風力エネルギーを用いて発電する風力発電装置などをいう。また、本発明のエネルギー蓄積装置とは、余剰電力を蓄電する蓄電装置や、余剰電力相当のエネルギーを蓄熱する蓄熱装置などをいう。
【００１５】
請求項２に係るエネルギーマネジメントシステムの発明は、請求項１の発明において、前記情報取得部は、前記売電価格情報とともに前記電力会社からの買電価格情報を取得し、前記電力使用ルールは、前記余剰電力に対する前記複数の提供先の優先順位が前記売電価格および買電価格に対応して設定され、前記コントローラは、前記情報取得部で取得された前記売電価格情報および前記買電価格情報を前記電力使用ルールに照会して前記複数の提供先の優先順位を決定することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係るエネルギーマネジメントシステムの発明は、請求項２の発明において、前記電力負荷機器への供給電力の時間変化を示す負荷パターンと、前記発電装置の発電電力の時間変化を示す発電パターンと、前記情報取得部で取得された前記売電価格情報および前記買電価格情報とを用いて、電力料金の収支を算出する算出部を備え、前記電力使用ルールは、前記算出部の算出結果を用いて前記複数の提供先の優先順位が設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係るエネルギーマネジメントシステムの発明は、請求項２または３の発明において、前記エネルギー蓄積装置は、前記余剰電力を蓄電する蓄電装置と、前記余剰電力相当のエネルギーを蓄熱する蓄熱装置とであることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係るエネルギーマネジメントシステムの発明は、請求項２〜４のいずれか１項の発明において、前記エネルギー蓄積装置は、使用時間帯が設定され、前記コントローラは、前記エネルギー蓄積装置の使用時間帯の前記買電価格情報を前記電力使用ルールに照会して前記複数の提供先の優先順位を決定することを特徴とする。
【００１９】
請求項６に係るエネルギーマネジメントシステムの発明は、請求項１〜５のいずれか１項の発明において、前記コントローラで適用される電力使用ルールを選択する選択部を備え、前記記憶部は、互いに設定内容が異なる前記電力使用ルールを複数記憶し、前記選択部は、予め決められた条件によって、前記記憶部に記憶されている複数の電力使用ルールから、前記コントローラで適用される電力使用ルールを選択することを特徴とする。
【００２０】
請求項７に係るエネルギーマネジメントシステムは、請求項６の発明において、前記複数の電力使用ルールの１つは、前記複数の提供先候補の優先順位において前記エネルギー蓄積装置が前記電力会社への売電よりも常に優先度が高い電力使用ルールであることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に係る給電制御装置の発明は、請求項１〜７のいずれか１項のエネルギーマネジメントシステムに用いられる給電制御装置であって、前記コントローラと、前記情報取得部と、前記記憶部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１，８の発明によれば、売電価格が変化した場合に、売電価格情報と電力使用ルールとを用いて発電装置の余剰電力に対する複数の提供先候補の優先順位を決定し、優先順位の高い提供先候補から順に提供先として余剰電力を提供することによって、発電装置の発電電力の活用についてコストパフォーマンスを上げることができる。
【００２３】
また、請求項１，８の発明によれば、エネルギー蓄積装置が提供先に含まれることによって、売電価格情報に基づいて売電と蓄積との間の優先度を選択することができるので、発電装置の発電電力をより効率的に利用することができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、コントローラは、買電価格情報も用いて複数の提供先の優先順位を決定することができるので、さらにコストパフォーマンスを上げることができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、電力使用ルールを設定する際に、電力料金の収支を算出することによって、効率のよい電力使用ルールを精度よく設定することができる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、太陽電池の余剰電力の蓄積手段として蓄電と蓄熱とを選択することができるので、電力使用ルールにおいて、例えば気温に応じて上記余剰電力を蓄電するか蓄熱するかの判定基準を変更することができる。
【００２７】
請求項５の発明によれば、特定の時間帯（例えば夜間など）にエネルギー蓄積装置が運転する（エネルギー蓄積装置で蓄積されたエネルギーを消費する）ように設定されている場合、発電装置の発電の価値を上記特定の時間帯で評価することによって、コストパフォーマンスを精度よく評価することができる。
【００２８】
請求項６の発明によれば、複数の電力使用ルールの中から１つを選択することができるので、使用者は、状況に応じて最適な電力使用ルールを選択することができる。
【００２９】
請求項７の発明によれば、エネルギー蓄積装置が電力会社よりも常に優先順位が高い電力使用ルールをさらに記憶することによって、ユーザの意思などに応じて上記電力使用ルールを選択することができるので、自然エネルギーを用いた発電装置の発電電力を、エネルギー蓄積装置への蓄積を通じて電力負荷機器へできるだけ積極的に供給することができる。自然エネルギーを用いた発電の場合、二酸化炭素（ＣＯ２）の発生量も一次エネルギー消費原単位もどちらもほぼ０であるため、上記発電装置の発電電力をできるだけ売電せずに利用することによって、環境への負荷を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】同上において提供先の優先順位のパターンを示す図である。
【図３】同上において１日の負荷パターンと発電パターンとを示す図である。
【図４】同上に係るエネルギーマネジメントシステムの動作を示すフローチャートである。
【図５】同上に係るエネルギーマネジメントシステムにおいて太陽電池の余剰電力を売電するか蓄電するかの決定ラインを示す図である。
【図６】同上に係るエネルギーマネジメントシステムにおいて太陽電池の余剰電力を蓄電するか蓄熱するかの決定ラインであって、（ａ）は同じ地域の季節ごとの特性を示す図、（ｂ）は同じ季節の地域ごとの特性を示す図である。
【図７】同上に係るエネルギーマネジメントシステムにおいて買電単価と年間光熱費の関係において、（ａ）は売電単価が２５円／ｋＷｈの場合の図、（ｂ）は売電単価が４０円／ｋＷｈの場合の図である。
【図８】実施形態２において提供先の優先順位のパターンを示す図である。
【図９】同上に係るエネルギーマネジメントシステムの動作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】
【００３１】
（実施形態１）
実施形態１に係るエネルギーマネジメントシステム１は、図１に示すように、太陽電池ＰＶからの発電電力と、施設Ｈに設けられた電力負荷機器Ｌ１への供給電力とを管理する。太陽電池ＰＶは、自然エネルギーである太陽エネルギーを用いて発電する発電装置である。上記エネルギーマネジメントシステム１は、分電盤２と、給電制御装置３と、第１の設定操作部４と、第２の設定操作部５とを備えている。なお、図１において、太線の矢印は電力供給の流れを示し、細線の矢印は信号の流れを示し、破線の矢印は熱供給の流れを示している。
【００３２】
分電盤２は、電力会社ＡＣからの電力または太陽電池ＰＶの発電電力を電力負荷機器Ｌ１に供給するとともに、上記発電電力の余剰電力の提供先を切り替えて上記余剰電力を上記提供先に提供する。分電盤２は、本発明の経路切替部に相当する。なお、太陽電池ＰＶから電力負荷機器Ｌ１および提供先への電力は、それぞれ適宜交流／直流変換が行われる。
【００３３】
上記提供先としては、上記余剰電力の売電先である電力会社ＡＣと、上記余剰電力を蓄電する蓄電装置（蓄電池）ＳＢと、上記余剰電力相当のエネルギーを蓄熱する蓄熱装置ＨＰとがある。蓄電装置ＳＢは、分電盤２を介して電力負荷機器Ｌ１に電力供給することが可能である。蓄電装置ＳＢには、蓄電率の上限および下限ならびに蓄電速度（例えば１ｋＷ／ｈ）が予め設定されているとともに、蓄電ロスおよび放電ロスがある。蓄熱装置ＨＰは、給湯負荷機器Ｌ２に熱エネルギーを与えて給湯負荷機器Ｌ２を動作させる。蓄熱装置ＨＰには、蓄熱率の上限および下限が予め設定されているとともに、放熱ロスがある。蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰには、それぞれ主な使用時間帯が設定されている。本実施形態では、蓄電装置ＳＢが主に昼間に使用されるように設定され、蓄熱装置ＨＰが主に夜間に使用されるように設定されている。蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰは、本発明のエネルギー蓄積装置に相当する。
【００３４】
給電制御装置３は、情報取得部３１と、情報送信部３２と、負荷情報取得部３３と、記憶部３４と、算出部３５と、コントローラ（提供先導出部）３６と、提供先設定部３７とを備えている。
【００３５】
情報取得部３１は、ネットワークＮを介してセンターサーバＳから情報を受信する機能を有している。情報取得部３１は、電力会社ＡＣへの売電価格情報と電力会社ＡＣからの買電価格情報とをセンターサーバＳからリアルタイムで受信して取得する。また、情報取得部３１は、使用者による第１の設定操作部４への設定操作によっても売電価格情報および買電価格情報を取得することができる。これにより、情報取得部３１は、センターサーバＳに繋がっていない場合であっても、売電価格情報および買電価格情報を取得することができる。
【００３６】
情報送信部３２は、ネットワークＮを介してセンターサーバＳへ情報を送信する機能を有している。情報送信部３２は、使用者の操作によって第２の設定操作部５から入力された情報をセンターサーバＳに送信する。上記情報としては、地域情報（電力会社情報）や電力契約形態などがある。
【００３７】
負荷情報取得部３３は、電力負荷機器Ｌ１および給湯負荷機器Ｌ２の負荷情報を取得する。
【００３８】
記憶部３４には、情報取得部３１で取得された売電価格情報と買電情報価格とが記憶されているとともに、電力使用ルールが記憶されている。電力使用ルールは、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する複数の提供先（電力会社ＡＣ、蓄電装置ＳＢ、蓄熱装置ＨＰ）の優先順位が売電単価および買電単価に対応して設定されている。複数の提供先の優先順位としては、図２に示すように６つの制御パターン（第１〜６の制御パターン）がある。例えば第１の制御パターンの場合、最初に売電優先となり、太陽電池ＰＶの余剰電力に対して電力会社ＡＣへの売電が行われる。すべての余剰電力を電力会社ＡＣへ売電できない場合、次に蓄電優先となり、上記余剰電力に対して蓄電装置ＳＢへの蓄電が行われる。その後、まだ余剰電力が残っている場合、蓄熱優先となり、上記余剰電力に対して蓄熱装置ＨＰへの蓄熱が行われる。
【００３９】
電力使用ルールには、算出部３５の算出結果を用いて複数の提供先の優先順位が設定されている。算出部３５は、電力負荷機器Ｌ１の負荷電力の時間変化を示す負荷パターンと、太陽電池ＰＶの発電電力の時間変化を示す発電パターンと、情報取得部３１で取得された売電価格情報および買電価格情報とを用いて、電力料金の収支を算出する。なお、負荷パターンおよび発電パターンは、記憶部３４に予め記憶されている。
【００４０】
図３には、記憶部３４に記憶されている負荷パターンＷLと発電パターンＷPVとが示されている。まず、蓄電装置ＳＢに蓄電されている蓄電電力と太陽電池ＰＶの余剰電力とをすべて電力会社ＡＣへ売電する場合、電力料金の収支は、式１，２のようになる。
（Ｗsel1＋ＷSB）×ｃsel−（Ｗpur,d×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n）  （式１）
（Ｗsel2＋ＷHP）×ｃsel−（Ｗpur,d×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n）  （式２）
ただし、ｃselは売電単価、ｄpur,dは昼間の買電単価、ｄpur,nは夜間の買電単価、Ｗsel1は蓄電時の売電電力量（蓄電装置ＳＢへの蓄電後に残りの余剰電力を電力会社ＡＣへ売電した場合の売電電力量）、Ｗsel2は蓄熱時の売電電力量（蓄熱装置ＨＰへの蓄熱後に残りの余剰電力を電力会社ＡＣへ売電した場合の売電電力量）、ＷSBは蓄電負荷給電量（蓄電装置ＳＢに蓄電されている電力量）、ＷHPは蓄熱負荷給電量（蓄熱装置ＨＰに蓄熱されているエネルギーの電力換算量）、Ｗpur,dは昼間の買電電力量、Ｗpur,nは夜間の買電電力量である。
【００４１】
一方、蓄電装置ＳＢへの蓄電を優先し蓄電後においても余剰電力が残っている場合の電力料金の収支は、式３のようになる。また、蓄熱装置ＨＰへの蓄熱を優先し蓄熱後においても余剰電力が残っている場合の電力料金の収支は、式４のようになる。
Ｗsel1×ｃsel−｛（Ｗpur,d−ＷSB×ηSB）×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n｝  （式３）
Ｗsel2×ｃsel−｛Ｗpur,d×ｄpur,d＋（Ｗpur,n−ＷHP×ηHP）×ｄpur,n｝  （式４）
ただし、ηSBは蓄電装置ＳＢの効率（蓄電効率および放電効率を含む）、ηHPは蓄熱装置ＨＰの効率（放熱効率を含む）である。
【００４２】
ここで、売電優先と蓄電優先とを比較する場合、式１と式３とを比較し、式１の値が式３の値より大きい場合、売電優先のほうが蓄電優先よりコストパフォーマンスがよくなる。式１の値が式３の値より小さい場合、蓄電優先のほうが売電優先よりコストパフォーマンスがよくなる。
式１−式３
＝［（Ｗsel1＋ＷSB）×ｃsel−（Ｗpur,d×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n）］
−［Ｗsel1×ｃsel−｛（Ｗpur,d−ＷSB×ηSB）×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n｝］
＝ＷSB×（ｃsel−ηSB×ｄpur,d）  （式５）
蓄電装置ＳＢの効率ηSBがほぼ一定とすると、式５より、売電優先と蓄電優先の優先順位は、売電単価ｃselと昼間の買電単価ｄpur,dとで決定される。
【００４３】
続いて、売電優先と蓄熱優先とを比較する場合、式２と式４とを比較し、式２の値が式４の値より大きい場合、売電優先のほうが蓄熱優先よりコストパフォーマンスがよくなる。式２の値が式４の値より小さい場合、蓄熱優先のほうが売電優先よりコストパフォーマンスがよくなる。
式２−式４
＝［（Ｗsel2＋ＷHP）×ｃsel−（Ｗpur,d×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n）］
−［Ｗsel2×ｃsel−｛Ｗpur,d×ｄpur,d＋（Ｗpur,n−ＷHP×ηHP）×ｄpur,n｝］
＝ＷHP×（ｃsel−ηHP×ｄpur,n）  （式６）
蓄熱装置ＨＰの効率ηHPがほぼ一定とすると、式６より、売電優先と蓄熱優先の優先順位は、売電単価ｃselと夜間の買電単価ｄpur,nとで決定される。
【００４４】
続いて、蓄電優先と蓄熱優先とを比較する場合、式３と式４とを比較し、式３の値が式４の値より大きい場合、蓄電優先のほうが蓄熱優先よりコストパフォーマンスがよくなる。式３の値が式４の値より小さい場合、蓄熱優先のほうが蓄電優先よりコストパフォーマンスがよくなる。
式３−式４
＝［Ｗsel1×ｃsel−｛（Ｗpur,d−ＷSB×ηSB）×ｄpur,d＋Ｗpur,n×ｄpur,n｝］
−［Ｗsel2×ｃsel−｛Ｗpur,d×ｄpur,d＋（Ｗpur,n−ＷHP×ηHP）×ｄpur,n｝］
＝（Ｗsel1×ｃsel＋ＷSB×ηSB×ｄpur,d）−（Ｗsel2×ｃsel＋ＷHP×ηHP×ｄpur,n）  （式７）
式７より、蓄電優先と蓄熱優先の優先順位は、売電価格ｃselと買電価格ｄpur,d，ｄpur,nのみで決定することはできず、売電電力量Ｗsel1，Ｗsel2、蓄電負荷給電量ＷSB、蓄熱負荷給電量ＷHPによって変化する。
【００４５】
本実施形態の電力使用ルールとしては、まず、式６を用いて売電優先と蓄熱優先との比較を行い、その後、式５を用いて売電優先と蓄電優先との比較を行い、最後に式７を用いて蓄電優先と蓄熱優先との比較を行うように設定されている。
【００４６】
図１に示すコントローラ３６は、太陽電池ＰＶの発電電力を電力負荷機器Ｌ１へ優先的に給電するように分電盤２を制御する。上記制御を行ったコントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力の提供先を複数の提供先候補から決定する。複数の提供先候補は、電力会社ＡＣと蓄電装置ＳＢと蓄熱装置ＨＰとである。コントローラ３６は、情報取得部３１で取得された売電価格情報および買電価格情報を電力使用ルールに照会して複数の提供先の優先順位を決定する。優先順位を決定したコントローラ３６は、優先順位の高い提供先から順に余剰電力を提供するように分電盤２を制御する。コントローラ３６で決定された提供先情報は、提供先設定部３７によって分電盤２に送信される。
【００４７】
次に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１の動作について図４を用いて説明する。まず、給電制御装置３の情報取得部３１が新しい売電価格情報または買電情報価格を取得すると（図４のＳ１）、コントローラ３６は、売電価格情報および買電情報価格を電力使用ルールに照会して、複数の提供先（電力会社ＡＣ、蓄電装置ＳＢ、蓄熱装置ＨＰ）の優先順位を決定する。このとき、まず、コントローラ３６は、売電優先のコストメリットと蓄熱優先のコストメリットとを比較する（Ｓ２）。売電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリットより大きい場合、蓄電優先のコストメリットと売電優先のコストメリットとを比較する（Ｓ３）。蓄電優先のコストメリットが売電優先のコストメリットより大きい場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第３の制御パターン（図２参照）に決定する。蓄電優先のコストメリットが蓄電優先のコストメリット以下である場合、蓄電優先のコストメリットと蓄熱優先のコストメリットとを比較する（Ｓ４）。蓄電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリットより大きい場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第１の制御パターン（図２参照）に決定する。蓄電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリット以下である場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第２の制御パターン（図２参照）に決定する。
【００４８】
一方、ステップＳ２において、売電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリット以下である場合、売電優先のコストメリットと蓄電優先のコストメリットとを比較する（Ｓ５）。売電優先のコストメリットが蓄電優先のコストメリットより大きい場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第５の制御パターン（図２参照）に決定する。売電優先のコストメリットが蓄電優先のコストメリット以下である場合、蓄電優先のコストメリットと蓄熱優先のコストメリットとを比較する（Ｓ６）。蓄電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリットより大きい場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第４の制御パターン（図２参照）に決定する。蓄電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリット以下である場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第６の制御パターン（図２参照）に決定する。
【００４９】
図５には、太陽電池ＰＶの余剰電力を売電するか蓄電するかを決定するための決定ラインの一例が示されている。図５に示す決定ラインを用いると、買電単価が２５円／ｋＷｈである場合、売電単価が２５円／ｋＷｈであっても４０円／ｋＷｈであっても、コントローラ３６は売電優先に決定する。一方、買電単価が３５円／ｋＷｈである場合、売電単価が４０円／ｋＷｈであるときは、コントローラ３６は売電優先に決定する。しかし、売電単価が２５円／ｋＷｈであるときは、コントローラ３６は売電優先には決定しない。
【００５０】
続いて、太陽電池ＰＶの余剰電力を蓄電するか蓄熱するかを決定するための決定ラインの一例を図６に示す。図６（ａ）は、同じ地域の季節ごとの特性を示す。図６（ａ）のＡは夏季であるときの決定ライン、Ｂは中間期（春、秋）であるときの決定ライン、Ｃは冬季であるときの決定ラインである。図６（ａ）によれば、季節が異なると決定ラインは変動する。図６（ｂ）は、同じ季節（図示例は冬季）の地域ごとの特性を示す。図６（ｂ）のＡは最も暖かい地域の決定ライン、Ｂは中間の地域の決定ライン、Ｃは最も寒い地域の決定ラインを示す。図６（ｂ）によれば、地域が異なると決定ラインは変動する。上記より、本実施形態のエネルギーマネジメントシステム１では、気温によって上記決定ラインを変化させることができる。
【００５１】
また、図７は、ある地域において、売電優先と蓄電優先と蓄熱優先とにおける買電単価と年間光熱費との関係について示す。図７（ａ）および（ｂ）のＡは売電優先の場合、Ｂは蓄電優先の場合、Ｃは蓄熱優先の場合の特性を示す。図７（ａ）は売電単価が２５円／ｋＷｈの場合であり、図７（ｂ）は売電単価が４０円／ｋＷｈの場合である。図７より、売電単価および買電単価に関わらず、売電優先のほうが蓄熱優先よりも年間光熱比は安い。これは、蓄熱装置ＨＰが負荷平準化機器であり、蓄熱装置ＨＰが主に運転する時間帯（夜間）の買電単価ｄpur,nが安くなるためである。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、売電価格（売電価格情報）または買電価格（買電価格情報）が変化した場合に、売電価格情報と買電価格情報と電力使用ルールとを用いて太陽電池ＰＶの余剰電力に対する複数の提供先候補（電力会社ＡＣ、蓄電装置ＳＢ、蓄熱装置ＨＰ）の優先順位を決定し、優先順位の高い提供先候補から順に提供先として余剰電力を提供することによって、太陽電池ＰＶの発電電力の活用についてコストパフォーマンスを上げることができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰ（エネルギー蓄積装置）が提供先に含まれることによって、売電価格情報および買電価格情報に基づいて余剰電力の売電と蓄積との間の優先度を選択することができるので、太陽電池ＰＶの発電電力をより効率的に利用することができる。
【００５４】
さらに、本実施形態によれば、電力使用ルールを設定する際に、売電優先、蓄電優先、蓄熱優先のそれぞれにおける電力料金の収支を算出することによって、効率のよい電力使用ルールを精度よく設定することができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、太陽電池ＰＶの余剰電力の蓄積手段として蓄電と蓄熱とを設定することができるので、電力使用ルールにおいて、気温に応じて上記余剰電力を蓄電するか蓄熱するかの判定基準を変更することができる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、それぞれが特定の時間帯に蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰが運転する（蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰで蓄積されたエネルギーを消費する）ように設定されている場合、太陽電池ＰＶの発電の価値を上記特定の時間帯で評価することによって、コストパフォーマンスを精度よく評価することができる。
【００５７】
（実施形態２）
実施形態２に係るエネルギーマネジメントシステム１は、複数の電力使用ルールを記憶している点で、実施形態１に係るエネルギーマネジメントシステム１と相違する。なお、本実施形態のシステム構成は、実施形態１のシステム構成と同様である。
【００５８】
本実施形態の記憶部３４には、実施形態１と同様の電力使用ルール（以下「第１の電力使用ルール」という）が記憶されているとともに、第１の電力使用ルールとは設定内容が異なる電力使用ルール（以下「第２の電力使用ルール」という）が記憶されている。
【００５９】
第２の電力使用ルールは、図８に示すように３つの制御パターンがあり、まず、蓄電優先と売電優先との比較を行い、続いて、蓄電優先と蓄熱優先との比較を行うように設定されている。
【００６０】
本実施形態のコントローラ３６は、複数の提供先の優先順位を決定する際に適用する電力使用ルールを選択する選択機能を有している。コントローラ３６は、予め決められた条件によって、記憶部３４に記憶されている複数の電力使用ルール（第１，２の電力使用ルール）から、上記優先順位を決定する際に適用する電力使用ルールを選択する。予め決められた条件とは、例えば買電単価が売電単価よりも安いか否かの条件などである。例えばオール電化契約などのように夜間の買電単価が売電単価よりも安い場合、第２の電力使用ルールが用いられる。本実施形態のコントローラ３６は、本発明のコントローラおよび選択部に相当する。
【００６１】
次に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１において第２の電力使用ルールを用いた場合の動作について図９を用いて説明する。まず、給電制御装置３の情報取得部３１が新しい売電価格情報または買電情報価格を取得すると（図９のＳ１１）、コントローラ３６は、売電価格情報および買電情報価格を第２の電力使用ルールに照会して、複数の提供先（電力会社ＡＣ、蓄電装置ＳＢ、蓄熱装置ＨＰ）の優先順位を決定する。このとき、まず、蓄電優先のコストメリットと売電優先のコストメリットとを比較する（Ｓ１２）。蓄電優先のコストメリットが売電優先のコストメリットより大きい場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第３の制御パターン（図８参照）に決定する。蓄電優先のコストメリットが蓄電優先のコストメリット以下である場合、蓄電優先のコストメリットと蓄熱優先のコストメリットとを比較する（Ｓ１３）。蓄電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリットより大きい場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第１の制御パターン（図８参照）に決定する。蓄電優先のコストメリットが蓄熱優先のコストメリット以下である場合、コントローラ３６は、太陽電池ＰＶの余剰電力に対する制御パターンを第２の制御パターン（図８参照）に決定する。
【００６２】
以上、本実施形態によれば、複数の電力使用ルール（第１，２の電力使用ルール）の中から１つを選択することができるので、使用者は、状況に応じて最適な電力使用ルールを選択することができる。
【００６３】
（実施形態３）
実施形態３に係るエネルギーマネジメントシステム１は、複数の電力使用ルールとして、第１，２の電力使用ルールとともに、環境優先の第３の電力使用ルールを記憶している点で、実施形態２に係るエネルギーマネジメントシステム１と相違する。なお、本実施形態のシステム構成は、実施形態２のシステム構成と同様である。
【００６４】
第３の電力使用ルールは、蓄電装置ＳＢへの蓄電および蓄熱装置ＨＰへの蓄熱を電力会社ＡＣへの売電よりも常に優先するように設定されている。第３の電力使用ルールは、第１，２の電力使用ルールとともに記憶部３４に記憶されている。
【００６５】
本実施形態のコントローラ３６は、ユーザの意思などによって、記憶部３４に記憶されている複数の電力使用ルール（第１〜３の電力使用ルール）から、提供先の優先順位を決定する際に適用する電力使用ルールを選択する。例えばユーザの環境への意識が高い場合、ユーザによる第１の設定操作部４への設定操作によって、第３の電力使用ルールが選択される。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰが電力会社ＡＣよりも常に優先順位が高い第３の電力使用ルールをさらに記憶することによって、ユーザの意思などに応じて、コスト優先の第１，２の電力使用ルールと環境優先の第３の電力使用ルールとを選択することができる。本実施形態のエネルギーマネジメントシステム１は、第３の電力使用ルールを選択した場合、太陽電池ＰＶの発電電力を、蓄電装置ＳＢへの蓄電または蓄熱装置ＨＰへの蓄熱を通じて施設Ｈ内の電力負荷機器Ｌ１へできるだけ積極的に供給することができる。太陽エネルギーを用いた発電の場合、二酸化炭素（ＣＯ２）の発生量も一次エネルギー消費原単位もどちらもほぼ０であるため、本実施形態によれば、太陽電池ＰＶの発電電力をできるだけ売電せずに利用することによって、環境への負荷を小さくすることができる。
【００６７】
なお、実施形態３の変形例として、第３の電力使用ルールは、売電価格が予め設定されている基準価格よりも安い場合に、蓄電装置ＳＢおよび蓄熱装置ＨＰへの蓄熱を電力会社ＡＣへの売電よりも常に優先するように設定されていてもよい。つまり、変形例の第３の電力使用ルールを用いた場合、エネルギーマネジメントシステム１は、売電価格が安いときに環境優先となり、売電価格が高いときにコスト優先となるように、太陽電池ＰＶの発電電力の提供先を決定することができる。
【００６８】
なお、実施形態１〜３の変形例として、コントローラ３６は、買電価格情報を用いずに売電価格情報のみを用いて複数の提供先の優先順位を決定してもよい。上記変形例の場合、ある指数に対して売電価格が高い場合に、電力会社ＡＣの優先順位が高くなり、上記指数に対して売電価格が低い場合に、電力会社ＡＣの優先順位が低くなる。
【００６９】
また、実施形態１〜３では、自然エネルギーを用いて発電する発電装置が太陽電池ＰＶである場合について説明しているが、本発明を実施するにあたって、上記発電装置は必ずしも太陽電池ＰＶである必要はなく、自然エネルギーを用いて発電する装置であればよい。上記より、実施形態１〜３の変形例として、上記発電装置が、例えば風力エネルギーを用いて発電する風力発電装置などであってもよい。上記のような発電装置であっても、本発明の実施には何ら問題がなく、実施形態１〜３と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
また、実施形態１〜３では、エネルギー蓄積装置として蓄電装置ＳＢと蓄熱装置ＨＰとを併用した場合について説明しているが、本発明を実施するにあたって、エネルギー蓄積装置として蓄電装置ＳＢと蓄熱装置ＨＰとを併用する必要はない。上記より、実施形態１，２の変形例として、蓄電装置ＳＢまたは蓄熱装置ＨＰのいずれか一方のみをエネルギー蓄積装置としてもよい。上記変形例においても、本発明の実施には何ら問題がなく、実施形態１〜３と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
さらに、実施形態１〜３の変形例として、給電制御装置３は、算出部３５を備えずに、別装置による式１〜７を用いたシミュレーションによって予め設定された電力使用ルールを記憶部３４に記憶させてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  エネルギーマネジメントシステム
２  分電盤（経路切替部）
３  給電制御装置
３１  情報取得部
３４  記憶部
３５  算出部
３６  コントローラ
ＰＶ  太陽電池
ＡＣ  電力会社
ＳＢ  蓄電装置
ＨＰ  蓄熱装置
Ｌ１  電力負荷機器
Ｌ２  給湯負荷機器
【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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