(57)【要約】【課題】全量買取制度に基づいて太陽光発電システムが接続されている場合において、電力量の需要と供給をバランスさせる。【解決手段】本発明に係るエネルギー管理装置１１は、消費電力量と太陽光発電システムの発電電力量の情報を取得する通信部１１１と、消費電力量の情報に基づいて、電力事業者６０に通知する今後の予測需要電力量の目標範囲を算出する制御部１１２とを備え、通信部は、電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システム１４の現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得し、制御部１１２は、現在の発電電力量と買取計画値との差分に基づいて目標範囲を修正し、需要電力量が目標範囲から外れないように蓄電池１５の充放電を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2015204698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費電力量と太陽光発電システムの発電電力量の情報を取得する通信部と、
前記消費電力量の情報に基づいて、電力事業者に通知する今後の予測需要電力量の目標範囲を算出する制御部とを備え、
前記通信部は、電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システムの現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得し、
前記制御部は、前記現在の発電電力量と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正し、需要電力量が前記目標範囲から外れないように蓄電池の充放電を制御することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記目標範囲を所定の時限毎に算出することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエネルギー管理装置において、前記所定の時限は、前記電力事業者との間で電気料金決定の基準となる時間長であることを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項４】
請求項２に記載のエネルギー管理装置において、前記所定の時限は、前記電力事業者との間で月次の従量連動料金とは別途設定される基本料金の基準となる時間長であることを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載のエネルギー管理装置において、
前記制御部は、
所定の日数分の前記消費電力量から、前記所定の時限毎における消費電力量の変化率または変化量の過去の統計値を算出し、
各時限の開始直後の短期間の消費電力量から、消費電力量の現在の変化率または変化量を算出し、
各時限における消費電力量の前記現在の変化率または変化量に基づいて、前記目標範囲から外れないように前記蓄電池を制御することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の変化率または変化量が過去の変化率または変化量の統計値より大きく、需要電力量が前記目標範囲の上限を上回りそうな場合に、前記蓄電池を放電させることを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の変化率または変化量が過去の変化率または変化量の統計値より小さく、需要電力量が前記目標範囲の下限を下回りそうな場合に、前記蓄電池を充電することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記所定の時限単位で放電又は充電を切り換えることを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項９】
請求項６に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記蓄電池を放電させた結果、需要電力量が前記目標範囲の下限を下回りそうになった場合は、前記蓄電池の放電を停止することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記蓄電池を充電させた結果、需要電力量が前記目標範囲の上限を上回りそうになった場合は、前記蓄電池の充電を停止することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記消費電力量の情報として、前記エネルギー管理装置外のデマンドコントローラにて用いられるデータを利用することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエネルギー管理装置において、
前記制御部は、
所定の日数分の前記発電電力量から、前記所定の時限毎における発電電力量の変化率または変化量の過去の統計値を算出し、
各時限の開始直後の短期間の発電電力量から、発電電力量の現在の変化率または変化量を算出し、
各時限における発電電力量の前記現在の変化率または変化量に基づいて、各時限の終期における発電電力量を予測し、前記発電電力量の予測値と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の発電電力量の変化率または変化量が過去の発電電力量の変化率または変化量の統計値より大きく、各時限における需要電力量が前記買取計画値を上回りそうな場合に、前記目標範囲を上方修正することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載のエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の発電電力量の変化率または変化量が過去の発電電力量の変化率または変化量の統計値より小さく、各時限における需要電力量が前記買取計画値を下回りそうな場合に、前記目標範囲を下方修正することを特徴とするエネルギー管理装置。
【請求項１５】
消費電力量の情報を取得するステップと、
前記消費電力量の情報に基づいて、電力事業者に通知する今後の予測需要電力量から目標範囲を算出するステップと、
電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システムの現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得するステップと、
前記現在の発電電力量と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正するステップと、
需要電力量が前記目標範囲から外れないように蓄電池の充放電を制御するステップと
を含むことを特徴とするエネルギー管理方法。
【請求項１６】
エネルギー管理装置と蓄電池とを備えるエネルギー管理システムであって、
前記エネルギー管理装置は、
消費電力量の情報を取得する通信部と、
前記消費電力量の情報に基づいて、電力事業者に通知する今後の予測需要電力量の目標範囲を算出する制御部とを備え、
前記通信部は、電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システムの現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得し、
前記制御部は、前記現在の発電電力量と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正し、需要電力量が前記目標範囲から外れないように前記蓄電池の充放電を制御することを特徴とするエネルギー管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一時間帯における日毎の需要電力量のばらつきを抑えるエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
かつて電力小売事業は一般電気事業者により独占されていたが、改正電気事業法の施行により、電力小売の自由化が一部認められるようになった。
【０００３】
例えば、特定規模電気事業者（ＰＰＳ：Power Producer and Supplier）は、契約電力が５０ｋＷ以上の大口の需要者に対して電力を小売することを認められている。大口の需要者にとっては、有利な条件で契約できる電気事業者を選択することにより、電力コストを下げることができるというメリットがある。特定規模電気事業者に関連しては、低コスト化に関する様々な発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１２は、特定規模電気事業者（電力事業者）２２０が需要者に対して電力を供給する様子を概念的に示す図である。特定規模電気事業者２２０は、一般電気事業者２１０から電力の供給を受ける。ここで、一般電気事業者２１０は、電力会社等の発電設備を有する事業者である。
【０００５】
特定規模電気事業者２２０は、送配電ネットワーク２３０を経由して、一般電気事業者２１０から供給された電力を、契約している需用者２４０に供給する。ここで、送配電ネットワーク２３０は、通常、一般電気事業者２１０によって管理されている。
【０００６】
一般電気事業者２１０は、必要な発電量を見積もって発電計画を立てる必要があるため、特定規模電気事業者２２０から、例えば３０分単位の需要電力量の予測値の１日分を取得する。
【０００７】
特定規模電気事業者２２０は、一般電気事業者２１０から実際に供給を受けた電力量（需要電力量）が、予測需要電力量に近い場合（例えば±３％以内）は、インバランス料金が比較的低コストとすることが出来る。一方、例えば、需要電力量が予測需要電力量より３％以上大きくなってしまった場合は、特定規模電気事業者２２０は、予測需要電力量を超えた分の電力量に対して、高コストなインバランス料金が発生する。また、需要電力量が予測需要電力量より３％以上小さくなった場合、その余剰分を一般電気事業者２１０は買い取らない。したがって、特定規模電気事業者２２０にとっては、単に需要電力量を減らすのではなく、需要電力量を予測需要電力量に近づけることが好ましい。
【０００８】
一般電気事業者２１０が、需要電力量が予測需要電力量に近い場合に比較的低コストなインバランス料金を設定しているのは、一般電気事業者２１０から見ても発電計画が立てやすくなるなどのメリットがあることによる。よって、特定規模電気事業者２２０は、予測需要電力量に近い範囲の需要電力量で運営する実績を積むと、一般電気事業者２１０へ支払うインバランス料金を低減させることが出来るため、事業による利益を期待することが出来る。
【０００９】
ところで、特定規模電気事業者２２０は、一般電気事業者２１０へのインバランス料金を抑えるためには、翌日の需要電力量を精度良く予測する必要があるが、同一時間帯における日毎の消費電力量のばらつきは大きく、過去の消費電力量から精度の良い予測をすることは困難であった。
【００１０】
そして、同一時間帯における日毎の消費電力量のばらつきが大きいと、予測需要電力量と実際の需要電力量との差が大きくなり、インバランス料金が安価に済む範囲を超える可能性が高くなる。その結果、特定規模電気事業者２２０が一般電気事業者２１０へ支払うインバランス料金が高価になり、結果的にコストが増大するという問題があった。
【００１１】
また、特定規模電気事業者２２０が一般電気事業者２１０へ支払うインバランス料金が高くなると、結果的に、需要者２４０が特定規模電気事業者２２０から電力を購入する料金も高くなってしまう可能性が高いという問題があった。
【００１２】
このような問題に対して、例えば、特許文献２では、送電網を介すことなく需要者への電力供給が可能な補助電源を用いた電力制御・管理システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−３２７０８１号公報
【特許文献２】特開２００３−  ３２８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、特許文献２に記載の補助電源は、発電事業者からの発電電力量が減少した場合に、補助電源の電力を用いて需要者に対して電力補充するものである。従って、全量買取制度に基づいて太陽光発電システムが接続されている場合において、買取計画値と実際の発電電力量に差異が生じた場合には、補助電源を用いてもインバランス料金を低減させることができなかった。
【００１５】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、全量買取制度に基づいて太陽光発電システムが接続されている場合において、電力量の需要と供給をバランスさせることができるエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明に係るエネルギー管理装置は、消費電力量と太陽光発電システムの発電電力量の情報を取得する通信部と、前記消費電力量の情報に基づいて、電力事業者に通知する今後の予測需要電力量の目標範囲を算出する制御部とを備え、前記通信部は、電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システムの現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得し、前記制御部は、前記現在の発電電力量と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正し、需要電力量が前記目標範囲から外れないように蓄電池の充放電を制御することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記目標範囲を所定の時限毎に算出することが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記所定の時限は、前記電力事業者との間で電気料金決定の基準となる時間長であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記所定の時限は、前記電力事業者との間で月次の従量連動料金とは別途設定される基本料金の基準となる時間長であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、所定の日数分の前記消費電力量から、前記所定の時限毎における消費電力量の変化率または変化量の過去の統計値を算出し、各時限の開始直後の短期間の消費電力量から、消費電力量の現在の変化率または変化量を算出し、各時限における消費電力量の前記現在の変化率または変化量に基づいて、前記目標範囲から外れないように前記蓄電池を制御することが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の変化率または変化量が過去の変化率または変化量の統計値より大きく、需要電力量が前記目標範囲の上限を上回りそうな場合に、前記蓄電池を放電させることが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の変化率または変化量が過去の変化率または変化量の統計値より小さく、需要電力量が前記目標範囲の下限を下回りそうな場合に、前記蓄電池を充電することが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記所定の時限単位で放電又は充電を切り換えることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記蓄電池を放電させた結果、需要電力量が前記目標範囲の下限を下回りそうになった場合は、前記蓄電池の放電を停止することが好ましい。
【００２５】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記蓄電池を充電させた結果、需要電力量が前記目標範囲の上限を上回りそうになった場合は、前記蓄電池の充電を停止することが好ましい。
【００２６】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、前記消費電力量の情報として、前記エネルギー管理装置外のデマンドコントローラにて用いられるデータを利用することが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、所定の日数分の前記発電電力量から、前記所定の時限毎における発電電力量の変化率または変化量の過去の統計値を算出し、各時限の開始直後の短期間の発電電力量から、発電電力量の現在の変化率または変化量を算出し、各時限における発電電力量の前記現在の変化率または変化量に基づいて、各時限の終期における発電電力量を予測し、前記発電電力量の予測値と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正することが好ましい。
【００２８】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の発電電力量の変化率または変化量が過去の発電電力量の変化率または変化量の統計値より大きく、各時限における需要電力量が前記買取計画値を上回りそうな場合に、前記目標範囲を上方修正することが好ましい。
【００２９】
また、本発明に係るエネルギー管理装置において、前記制御部は、各時限において、前記現在の発電電力量の変化率または変化量が過去の発電電力量の変化率または変化量の統計値より小さく、各時限における需要電力量が前記買取計画値を下回りそうな場合に、前記目標範囲を下方修正することが好ましい。
【００３０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るエネルギー管理方法は、消費電力量の情報を取得するステップと、前記消費電力量の情報に基づいて、電力事業者に通知する今後の予測需要電力量から目標範囲を算出するステップと、電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システムの現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得するステップと、前記現在の発電電力量と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正するステップと、需要電力量が前記目標範囲から外れないように蓄電池の充放電を制御するステップとを含むことを特徴とするものである。
【００３１】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るエネルギー管理システムは、エネルギー管理装置と蓄電池とを備えるエネルギー管理システムであって、前記エネルギー管理装置は、消費電力量の情報を取得する通信部と、前記消費電力量の情報に基づいて、電力事業者に通知する今後の予測需要電力量の目標範囲を算出する制御部とを備え、前記通信部は、電力の買取制度に基づいて電力系統に接続された太陽光発電システムの現在の発電電力量および発電電力の買取計画値をネットワークを介して取得し、前記制御部は、前記現在の発電電力量と前記買取計画値との差分に基づいて前記目標範囲を修正し、需要電力量が前記目標範囲から外れないように前記蓄電池の充放電を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、全量買取制度に基づいて太陽光発電システムが接続されている場合において、電力量の需要と供給をバランスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るエネルギー管理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエネルギー管理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】消費電力量の一日の動きの数日分の例を示す図である。
【図４】需要電力量の目標範囲の一例を示す図である。
【図５】需要電力量が目標範囲から外れないように、蓄電池を放電又は充電する様子を示す図である。
【図６】消費電力量が目標範囲の上限を上回ることが予想される場合の例を示す図である。
【図７】消費電力量が目標範囲の下限を下回ることが予想される場合の例を示す図である。
【図８】発電電力量が買取計画値を上回ることが予想される場合の例を示す図である。
【図９】発電電力量が買取計画値を下回ることが予想される場合の例を示す図である。
【図１０】予測需要電力量の修正された目標範囲の一例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るエネルギー管理方法の動作フローを示す図である。
【図１２】特定規模電気事業者が需要者に電力を供給する様子を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３５】
まず、本発明の一実施形態に係るエネルギー管理システムの概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエネルギー管理システム１０の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係るエネルギー管理システムは、需要者が、例えば一つの店舗においてエネルギーを管理するためのエネルギー管理システムである。図１の商用電源５０は、特定規模電気事業者６０が、一般電気事業者から購入し、一般電気事業者が管理する送配電ネットワークを経由して需要者に供給している電力を表すものである。
【００３６】
エネルギー管理システム１０は、エネルギー管理装置１１、スマートメータ１２、パワーコンディショナ１３，１８、太陽光発電システム１４、蓄電池１５、分電盤１６、負荷機器１７及び売電メータ１９を備える。
【００３７】
図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は、電力の流れを表す。また、図１において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号又は通信される情報の流れを表す。当該破線が示す通信は有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。
【００３８】
制御信号及び情報の通信には、各階層を含め、様々な方式を採用可能である。例えば、エネルギー管理装置１１と、スマートメータ１２、パワーコンディショナ１３，１８及び売電メータ１９との通信には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、物理層を含む下位の層の上で、各種プロトコル、例えばＺｉｇＢｅｅ  ＳＥＰ２．０（Smart Energy Profile 2.0）、ＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅ（登録商標）などのような物理層に自由度をもたせ、上位層だけを規定した通信プロトコルと、ＷｉＦｉ（登録商標）あるいはＰＬＣ（Power Line Communication）のような物理層が規定される通信プロトコルとを組み合わせて動作させてもよい。
【００３９】
エネルギー管理システム１０は、商用電源５０から供給される電力の他、蓄電池１５に充電された電力を、分電盤１６を介して負荷機器１７に供給可能である。
【００４０】
エネルギー管理装置１１は、例えば、一店舗のエネルギーを管理するエネルギー管理装置である。エネルギー管理装置１１は、パワーコンディショナ１３を介して、蓄電池１５の充放電の管理等をおこなう。なお、エネルギー管理装置１１の機能についての詳細は後述する。
【００４１】
スマートメータ１２は、商用電源５０に接続されて、商用電源５０から供給される電力量（需要電力量）を計測する。また、スマートメータ１２は、エネルギー管理システム１０内の負荷機器１７などによって消費される電力（消費電力量）を計測する。スマートメータ１２は、計測した電力量を、エネルギー管理装置１１に通知可能である。
【００４２】
パワーコンディショナ１３は、蓄電池１５から供給される直流（ＤＣ）の電力を、交流（ＡＣ）の電力に変換する。パワーコンディショナ１３は、変換した交流の電力を、分電盤１６で複数に分岐した支幹を介して各負荷機器１７に供給する。また、パワーコンディショナ１３は、商用電源５０から供給される交流の電力を、蓄電池１５に充電するための直流の電力に変換可能である。
【００４３】
一方、パワーコンディショナ１８は、太陽光発電システム１４が発電した直流電力を、交流の電力に変換する。そして変換した交流の電力を、売電メータ１９を介して電力会社に売電することができる。本実施形態において、太陽光発電システム１４は、発電した全ての電力を一般電気事業者２１０等に売電することを前提とした全量買取制度に基づいて接続されている。従って、太陽光発電システム１４が発電した電力は、蓄電池１５及び負荷機器１７等に供給されることなく、全て売電メータ１９を介して商用電源５０に逆潮流される。
【００４４】
なお、全量買取制度は、設置するソーラ・パネルの総出力が１０ｋＷ以上であることを前提に、自分で消費した電力とは無関係に、太陽光発電したすべての電力を売電できる制度である。従って、事業者が設置する太陽光発電所、賃貸集合住宅の屋根、工場または学校の屋上等にソーラ・パネルを設置する場合など、産業用途で利用されることが多い。
【００４５】
売電メータ１９は、商用電源５０に接続されて、商用電源５０に逆潮流される電力量（発電電力量）を計測する。そして、売電メータ１９は、計測した電力量を、エネルギー管理装置１１に通知可能である。
【００４６】
太陽光発電システム１４は、太陽光を利用して発電する。このため、太陽光発電システム１４は、太陽電池を備えており、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換する。本実施形態において、太陽光発電システム１４は、例えば家の屋根などにソーラ・パネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定している。しかしながら、太陽光発電システム１４は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、任意のものを採用することができる。
【００４７】
太陽光発電システム１４は、エネルギー管理装置１１の管轄下にあり、太陽光発電システム１４が発電する電力は、上述したように、パワーコンディショナ１８によって交流に変換されてから、電力会社に売電可能である。
【００４８】
蓄電池１５は、エネルギー管理装置１１の管轄下にあり、充電された電力を負荷機器１７及びエネルギー管理装置１１等に供給可能である。また、蓄電池１５は、商用電源５０等から供給される電力を充電可能である。
【００４９】
分電盤１６は、供給された電力を複数の支幹に分岐させて各負荷機器１７に分配する。
【００５０】
図１において、エネルギー管理システム１０に接続される負荷機器１７は、任意の数とすることができる。負荷機器１７は分電盤１６を介してパワーコンディショナ１３に接続されて、電力が供給される。
【００５１】
次に、エネルギー管理装置１１の動作について具体的に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るエネルギー管理装置１１の概略構成を示すブロック図である。エネルギー管理装置１１は、通信部１１１と、制御部１１２とを備える。
【００５２】
通信部１１１は、エネルギー管理システム１０が管理する店舗などにおいて負荷機器１７によって消費されている消費電力量の情報を、スマートメータ１２から取得する。なお、通信部１１１は、エネルギー管理装置１１の外部にある図示しないデマンドコントローラから消費電力量の情報を取得してもよい。また、通信部１１１は、売電メータ１９から、商用電源５０に逆潮流される太陽光発電システム１４からの電力に関する情報を取得する。
【００５３】
制御部１１２は、通信部１１１が取得した消費電力量の情報を、記憶媒体２５に記憶させる。記憶媒体２５は、エネルギー管理装置１１の外部に接続されるようにしてもよいし、エネルギー管理装置１１に内蔵されるようにしてもよい。
【００５４】
図３は、通信部１１１が取得した消費電力量の情報を、５日分重ねて表示した例である。図３に示されるように、通常、エネルギー管理システム１０内における消費電力量は、日毎にばらつく。
【００５５】
図４は、制御部１１２が、図３に示したようなデータから、所定の時限における、平均値及び目標範囲を算出したグラフの例である。実線は平均値であり、破線は目標範囲の上限及び下限を示している。
【００５６】
ここで、所定の時限とは、エネルギー管理システム１０が管理する店舗と特定規模電気事業者６０との契約において、電気料金決定の基準となる時間長であり、例えば３０分などを単位とするものである。この時限はデマンド時限とも称され、基本料金の基準となる時間長であり、また、月次の従量連動料金も、デマンド時限毎の電力量に基づいて算出される。
【００５７】
制御部１１２は、過去の所定の日数分の消費電力量の統計値に基づいて、所定の時限毎に目標範囲を算出する。以下、算出方法の一例を具体的に説明する。
【００５８】
制御部１１２は、各時限において、過去の所定の日数分の消費電力量のデータを平均して、平均値を算出する。制御部１１２は、例えば、午前９時から午前９時３０分までの直近１４日分のデータを平均して、午前９時から午前９時３０分までの時限における消費電力量の平均値を算出する。デマンド時限が３０分である場合、１日は４８時限からなるが、この場合、制御部１１２は、４８時限の全てについて、上述の方法で平均値を算出する。
【００５９】
また、制御部１１２は、各時限において、過去の所定の日数分の消費電力量のデータから標準偏差を算出する。制御部１１２は、例えば、午前９時から午前９時３０分までの直近１４日分のデータから、午前９時から午前９時３０分までの時限における消費電力量の標準偏差を算出する。
【００６０】
制御部１１２は、各時限において、例えば、以下のような数式により、目標範囲の上限を算出する。
【００６１】
【数１】
2015204698.tif 000003
【００６２】
上記数式（１）において、Ｐ1は需要電力量の目標範囲の上限値、Ｐａは消費電力量の平均値、σは消費電力量の標準偏差、αは所定の係数である。所定の係数αは、蓄電池１５の仕様を満たす範囲内で充放電が確保できるように決められる値である。
【００６３】
制御部１１２は、各時限において、例えば、以下のような数式により、目標範囲の下限を算出する。
【００６４】
【数２】
2015204698.tif 000004
【００６５】
上記数式（２）において、Ｐ2は需要電力量の目標範囲の下限値、Ｐａは消費電力量の平均値、σは消費電力量の標準偏差、βは所定の係数である。所定の係数βは、蓄電池１５の仕様を満たす範囲内で充放電が確保できるように決められる値である。係数βは、αと同じ値であってもよいし異なる値であってもよい。
【００６６】
制御部１１２は、目標範囲の範囲内のデータを、今後の予測需要電力量、例えば、翌日の予測需要電力量として、特定規模電気事業者６０に通知する。制御部１１２は、例えば平均値を予測需要電力量とすることができる。
【００６７】
制御部１１２は、スマートメータ１２を経由して、特定規模電気事業者６０に予測需要電力量を通知してもよいし、ネットワーク７０を経由して、特定規模電気事業者６０に予測需要電力量を通知してもよい。なお、特定規模電気事業者６０は、契約している複数の需要者から通知された予測需要電力量をまとめて、特定規模電気事業者６０全体としての予測需要電力量を、一般電気事業者２１０に通知する。
【００６８】
制御部１１２は、目標範囲を毎日更新する。すなわち、制御部１１２は、１日分の新しい消費電力量データを取得すると、最も古い１日分の消費電力量データを新しい消費電力量データに置き換えて、消費電力量の平均値、目標範囲の上限及び目標範囲の下限を算出する。なお、制御部１１２が、目標範囲を毎日更新することは必須ではなく、数日おきに更新するなど、更新頻度は適宜調整してもよい。
【００６９】
制御部１１２は、目標範囲を算出すると、実際の需要電力量が目標範囲から外れないように、パワーコンディショナ１３を介して蓄電池１５を制御する。具体的には、制御部１１２は、消費電力量が目標範囲の上限を上回りそうになると、蓄電池１５を放電させるように制御して、商用電源５０から供給を受ける電力を減らす。また、制御部１１２は、消費電力量が目標範囲の下限を下回りそうになると、蓄電池１５を充電させるように制御して、商用電源５０から供給を受ける電力を増やす。
【００７０】
なお、制御部１１２は、当該デマンド時限における全量買取制度を前提として接続された太陽光発電システム１４の発電電力量を予測し、買取計画値との差分を計算する。そして、制御部１１２は、好ましくは、この算出された差分に基づいて予測需要電力量の目標範囲を修正する。ここで、買取計画値とは、特定規模電気事業者が太陽光発電システムの容量と予測日射量に基づいて作成した、各日にち及び各時限ごとの買取電力量の計画値である。なお、制御部１１２の動作については後ほど詳述する。
【００７１】
図５に、制御部１１２が、需要電力量が目標範囲を超えないように蓄電池１５を制御する様子を示す。
【００７２】
制御部１１２は、図５において、Ａ１、Ａ２及びＡ３で示しているようなとき、すなわち、当日の消費電力量が目標範囲の上限を上回りそうになっている場合は、蓄電池１５を放電させて、商用電源５０から供給を受ける需要電力量を減少させる。
【００７３】
また、制御部１１２は、図５において、Ｂ１及びＢ２で示しているようなとき、すなわち、当日の消費電力量が目標範囲の下限を下回りそうになっている場合は、蓄電池１５を充電させて、商用電源５０から供給を受ける需要電力量を増加させる。
【００７４】
図６を参照して、当日の消費電力量が目標範囲の上限を上回りそうになっている場合に、制御部１１２が蓄電池１５を放電させる制御をする動作の一例を説明する。
【００７５】
図６は、横軸が時間、縦軸が消費電力量のグラフである。横軸は、あるデマンド時限の開始から終了までを示している。以下、デマンド時限が開始する時間をデマンド時限の始期、デマンド時限が終了する時間をデマンド時限の終期と称する。図６は、デマンド時限が３０分の場合の例であり、例えば、午前９時から午前９時３０分までの３０分間のグラフである。なお、デマンド時限を３０分としたのは、あくまでも一例であり、３０分に限るものではない。
【００７６】
縦軸は、デマンド時限内における消費電力量を示し、デマンド時限の始期の消費電力量を０として記載したものである。
【００７７】
図６に示す消費電力量の変化率の平均値は、デマンド時限の始期と終期における消費電力量を結んだ直線を、過去の所定の日数分（例えば、１４日間）について平均したものである。制御部１１２は、過去の所定の日数分の消費電力量のデータに基づいて、全ての時限について、消費電力量の変化率の平均値を算出する。
【００７８】
制御部１１２は、デマンド時限の始期から所定の時刻ｔ０までの短期間の消費電力量から、消費電力量の現在の変化率を算出し、デマンド時限の終期における消費電力量を予測する。図６に示す例においては、消費電力量の現在の変化率が過去の消費電力量の変化率の平均値より大きく、予測消費電力量が目標範囲の上限を上回っている。この場合、制御部１１２は、需要電力量が目標範囲の上限を上回らないように、予測消費電力量が目標範囲の上限を上回っている分だけ、蓄電池１５を放電させるように制御する。
【００７９】
なお、制御部１１２は、時刻ｔ０以降も消費電力量を継続して監視し、デマンド時限の終期における予測消費電力量に応じて、蓄電池１５の充放電量が常に最適となるように制御をおこなってもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、現在の消費電力量の変化率と、過去の消費電力量の変化率の平均値とを比較して蓄電池１５の制御をおこなっているが、この構成に限定されない。各時限における開始から現在までの消費電力量の変化量と、過去の消費電力量の変化量の平均値とを比較して蓄電池１５の制御をおこなってもよい。
【００８１】
制御部１１２は、予測消費電力量が目標範囲の上限を上回り、蓄電池１５を放電させる制御をした後も、消費電力量の監視を続ける。例えば、蓄電池１５を放電させた結果、デマンド時限の終期における消費電力量が予測以上に減り、消費電力量が目標範囲の下限を下回りそうになった場合は、制御部１１２は、蓄電池１５の放電を停止させる。
【００８２】
続いて、図７を参照して、当日の消費電力量が目標範囲の下限を下回りそうになっている場合に、制御部１１２が蓄電池１５を充電させる制御をする動作の一例を説明する。
【００８３】
制御部１１２は、デマンド時限の始期から所定の時刻ｔ０までの短期間の消費電力量から、消費電力量の現在の変化率を算出し、デマンド時限の終期における消費電力量を予測する。図７に示す例においては、消費電力量の現在の変化率が過去の消費電力量の変化率の平均値より小さく、予測消費電力量が目標範囲の下限を下回っている。この場合、制御部１１２は、需要電力量が目標範囲の下限を下回らないように、予測消費電力量が目標範囲の下限を下回っている分だけ、蓄電池１５を充電させるように制御する。
【００８４】
なお、制御部１１２は、時刻ｔ０以降も消費電力量を継続して監視し、デマンド時限の終期における予測消費電力量に応じて、蓄電池１５の充放電量が常に最適となるように制御をおこなってもよい。
【００８５】
制御部１１２は、予測消費電力量が目標範囲の下限を下回り、蓄電池１５を充電させる制御をした後も、消費電力量の監視を続ける。例えば、蓄電池１５を充電させた結果、デマンド時限の終期における消費電力量が予測以上に増え、需要電力量が目標範囲の上限を上回りそうになった場合は、制御部１１２は、蓄電池１５の充電を停止させる。
【００８６】
なお、図６及び図７に示す例においては、制御部１１２は、デマンド時限の始期から時刻ｔ０までの消費電力量の変化率が、デマンド時限の終期まで続くものとして、デマンド時限の終期における消費電力量を予測しているが、消費電力量の予測方法はこれに限るものではない。例えば、制御部１１２は、もっと多くの測定点における消費電力量を用いて、高次の関数で近似することにより、デマンド時限の終期における消費電力量を予測してもよい。
【００８７】
また、図６及び図７に示す例においては、制御部１１２は、デマンド時限の始期から時刻ｔ０までの時間の傾きで、デマンド時限の終期における消費電力量を予測しているが、この時間範囲は一例であり、これに限るものではない。例えば、制御部１１２は、デマンド時限の始期より前の時限の消費電力量のデータを用いて、消費電力量を予測してもよい。具体的には、例えば、制御部１１２は、９時から９時３０分までの消費電力量を予測する際に、８時３０分から９時までの消費電力量のデータや、もっと前のデマンド時限の消費電力量のデータを用いて予測してもよい。
【００８８】
エネルギー管理装置１１の制御部１１２が、このように蓄電池１５を制御することにより、需要電力量が目標範囲内に収まるように平準化することができる。
【００８９】
次に、太陽光発電システム１４における発電電力量の予測値と、買取計画値との差分に基づいて、予測需要電力量の目標範囲を修正する動作について説明する。
【００９０】
本実施形態では、太陽光発電システム１４における発電電力量が買取計画値に対してずれた場合には、そのずれ量に基づいて上述の予測需要電力量の目標範囲を修正するように動作させる。以下に具体的な動作について詳説する。
【００９１】
図８は、横軸が時間、縦軸が太陽光発電システム１４における発電電力量を示すグラフである。横軸は、ある発電時限の開始から終了までを示している。以下、発電時限が開始する時間を発電時限の始期、発電時限が終了する時間を発電時限の終期と称する。図８は、発電時限が３０分の場合の例であり、例えば、午前９時から午前９時３０分までの３０分間のグラフである。
【００９２】
縦軸は、発電時限内における発電電力量を示し、発電時限の始期の発電電力量を０として記載したものである。
【００９３】
図８に示す発電電力量の変化率の平均値は、発電時限の始期と終期における発電電力量を結んだ直線を、過去の所定の日数分（例えば、１４日間）について平均したものである。制御部１１２は、過去の所定の日数分の発電電力量のデータに基づいて、全ての時限について、発電電力量の変化率の平均値を算出する。
【００９４】
制御部１１２は、発電時限の始期から所定の時刻ｔ０までの短期間の発電電力量から、発電電力量の現在の変化率を算出し、発電時限の終期における発電電力量を予測する。図８に示す例においては、発電電力量の現在の変化率が過去の発電電力量の変化率の平均値より大きく、予測発電電力量が過去の発電電力量の平均値に基づく買取計画値を上回っている。この場合、制御部１１２は、予測需要電力量の目標範囲を上方修正する。そして、制御部１１２は、実際の消費電力量が上方修正された予測需要電力量の目標範囲内となるように、その分だけ蓄電池１５を充電させるように制御する。なお、図８の例では、過去の発電電力量の平均値が買取計画値と等しくなるように記載されているが、必ずしも等しくなる必要はなく、一般電気事業者が、過去の発電電力量以外の事情を考慮に入れて買取計画値を決めてもよい。
【００９５】
一方、図９に示す例においては、発電電力量の現在の変化率が過去の発電電力量の変化率の平均値より小さく、予測発電電力量が過去の発電電力量の平均値に基づく買取計画値を下回っている。この場合、制御部１１２は、予測需要電力量の目標範囲を下方修正する。そして、制御部１１２は、実際の消費電力量が下方修正された予測需要電力量の目標範囲内となるように、その分だけ蓄電池１５を放電させるように制御する。
【００９６】
図１０は、予測発電電力量が、買取計画値を上回った場合及び下回った場合において、予測需要電力量の目標範囲を修正した後の状態を示す。実際の需要電力量が、この修正後の予測需要電力量の目標範囲内となるように、制御部１１２は、蓄電池１５の充放電の制御をおこなう。
【００９７】
なお、本実施形態では、現在の発電電力量の変化率と、過去の発電電力量の変化率の平均値とを比較して、予測需要電力量の目標範囲の修正をおこなっているが、この構成に限定されない。各時限における開始から現在までの発電電力量の変化量と、過去の発電電力量の変化量の平均値とを比較して、予測需要電力量の目標範囲の修正をおこなってもよい。
【００９８】
なお、本実施形態では、全量買取制度に基づいて太陽光発電システムが電力系統に接続されているが、この構成には限定されない。発電電力の買取量に何らかの制限が設けられている他の買取制度に基づいて太陽光発電システムが電力系統に接続されていてもよい。
【００９９】
次に、本実施形態に係るエネルギー管理方法に基づく制御フローについて図１１を用いて説明する。まずエネルギー管理装置１１内の通信部１１１は、エネルギー管理システム１０が管理する店舗などにおいて負荷機器１７によって消費されている消費電力量の情報をスマートメータ１２等から取得する（ステップＳ１１０１）。そして制御部１１２は、通信部１１１が取得した消費電力量の情報を、記憶媒体２５に保存する（ステップＳ１１０２）。
【０１００】
制御部１１２は、ステップＳ１１０２において保存された、例えば過去５日分の消費電力量情報に基づいて、今後の予測需要電力量の目標範囲を算出する（ステップＳ１１０３）。この目標範囲の算出は、先述したように、各時限における過去の所定の日数分の消費電力量のデータから平均値及び標準偏差を算出し、それらを用いておこなう。
【０１０１】
次に制御部１１２は、一般電気事業者が作成した、買取計画値に関する情報をネットワーク７０経由で取得する（ステップＳ１１０４）。また、制御部１１２は、太陽光発電システム１４が発電した電力量に関する情報を、売電メータ１９等から取得する（ステップＳ１１０５）。
【０１０２】
制御部１１２は、ステップＳ１１０５において取得した太陽光発電システム１４における発電電力量に基づいて、各時限における発電電力量の予測をおこなう（ステップＳ１１０６）。この予測は、例えば、図８又は図９における時刻ｔ０までの発電電力量の測定値の時間変化が当該時限の終期まで継続すると仮定しておこなう。
【０１０３】
次に制御部１１２は、ステップＳ１１０６において算出した各時限の終期における発電電力量の予測値と、ステップＳ１１０４において取得した買取計画値との比較をおこない、差分の算出をおこなう（ステップＳ１１０７）。この差分値は、例えば図８の各時限の終期における発電電力量の予測値と、買取計画値との差分を読み取ることによっておこなう。
【０１０４】
制御部１１２は、ステップＳ１１０７において算出した買取計画値と発電電力量の予測値との差分に基づき、予測需要電力量の修正をおこなう（ステップＳ１１０８）。例えば、発電電力量の現在の変化率が過去の発電電力量の変化率の平均値より大きく、予測発電電力量が買取計画値を上回っている場合には、制御部１１２は、予測需要電力量の目標範囲を上方修正する。
【０１０５】
制御部１１２は、各時限の開始から現在までの消費電力量に関する情報に基づいて、各時限の終期における消費電力量の予測をおこなう（ステップＳ１１０９）。この予測は、例えば、図６又は図７における時刻ｔ０までの消費電力量の測定値の時間変化が当該時限の終期まで継続すると仮定しておこなう。
【０１０６】
そして制御部１１２は、ステップＳ１１０９において算出した消費電力量の予測値が、ステップＳ１１０８で修正した予測需要電力量の範囲内であるか否かを判定する。そして実際の消費電力量が修正された予測需要電力量の目標範囲内となるように、蓄電池１５を充電又は放電させるように制御をおこなう（ステップＳ１１１０）。
【０１０７】
ステップＳ１１１０の実行により、本実施形態に係るエネルギー管理方法に基づく制御フローは終了する。制御部１１２は、この制御フローを、各時限の終期まで一定時間間隔ごとに継続しておこなってもよい。
【０１０８】
このように、本実施形態によれば、エネルギー管理装置１１が、今後の予測需要電力量の目標範囲を算出し、需要電力量が目標範囲から外れないように蓄電池１５を制御するため、同一時間帯における日毎の需要電力量のばらつきを抑えることができる。また、特定規模電気事業者６０は、契約している各需要者のエネルギー管理装置１１が、同一時間帯における日毎の需要電力量のばらつきを抑えると、特定規模電気事業者６０全体としての需要電力量のばらつきを抑えることができ、一般電気事業者から低コストで電力の供給を受けることができる。また、特定規模電気事業者６０が一般電気事業者から低コストで電力の供給を受けることができるようになると、結果的に、需要者は特定規模電気事業者６０と有利な条件で契約できる可能性が高くなり、電力コストを下げることを期待できる。また、一般電気事業者にとってみても、特定規模電気事業者６０が同一時間帯における日毎の需要電力量のばらつきを抑えることは、発電計画が立てやすくなるため好ましい。
【０１０９】
また、エネルギー管理装置１１が、所定の日数分の消費電力量から、所定の時限毎における消費電力量の変化率の過去の平均値を算出し、各時限の開始直後の短期間の消費電力量から、消費電力量の現在の変化率を算出し、各時限における消費電力量の変化率に基づいて、前記目標範囲から外れないように蓄電池１５を制御することにより、同一時間帯の日毎の需要電力量のばらつきを抑えることができ、需要電力量を精度良く把握できるようになる。
【０１１０】
また、エネルギー管理装置１１が、現在の変化率が過去の変化率の平均値より大きく、需要電力量が目標範囲の上限を上回りそうな場合に、蓄電池１５を放電させ、現在の変化率が過去の変化率の平均値より小さく、需要電力量が目標範囲の下限を下回りそうな場合に、蓄電池１５を充電することにより、同一時間帯の日毎の需要電力量のばらつきを抑えることができ、需要電力量を精度良く把握できるようになる。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、全量買取制度を前提として接続された太陽光発電システム１４の発電電力量を予測し、買取計画値との差分を計算し、この算出された差分に基づいて予測需要電力量の目標範囲を修正する。これにより、実際の発電電力量と、買取計画値との差分も考慮して、需要電力量を蓄電池１５の充放電により制御することができるので、効果的にインバランス料金を抑制することができる。
【０１１２】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  エネルギー管理システム
１１  エネルギー管理装置
１２  スマートメータ
１３，１８  パワーコンディショナ
１４  太陽光発電システム
１５  蓄電池
１６  分電盤
１７  負荷機器
１９  売電メータ
２５  記憶媒体
５０  商用電源
６０，２２０  特定規模電気事業者（電力事業者）
７０  ネットワーク
１１１  通信部
１１２  制御部
２１０  一般電気事業者
２３０  送配電ネットワーク
２４０  需要者
【図１】
2015204698.tif 000005
【図２】
2015204698.tif 000006
【図３】
2015204698.tif 000007
【図４】
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【図５】
2015204698.tif 000009
【図６】
2015204698.tif 000010
【図７】
2015204698.tif 000011
【図８】
2015204698.tif 000012
【図９】
2015204698.tif 000013
【図１０】
2015204698.tif 000014
【図１１】
2015204698.tif 000015
【図１２】
2015204698.tif 000016