(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源、蓄電池及び電力負荷における電力の供給と消費とを制御する電力制御システムであり、
所定の期間と同様の期間の過去の供給と消費との電力の測定値から、当該所定の期間の電力制御推定値の各々を推定する電力制御推定部と、
前記所定の期間と比較する、過去の推定結果である過去電力制御推定値と過去の実績である過去実績値との差分を求めて、当該差分に対応させて所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせ補正し、シフトさせたシフト量毎に前記所定の期間における当該電力制御推定値による前記電力の供給と消費と制御の結果を示す所定の評価値を算出し、当該算出した評価値が所定の基準を満たす前記電力制御推定値を、電力制御に用いる電力制御推定値とする推定値補正部と、
前記推定値補正部の補正した前記電力制御推定値により、前記系統電源、前記蓄電池及び前記電力負荷における電力の供給と消費の管理を行う電力制御部と
を備えることを特徴とする電力制御システム。
【請求項２】
前記推定値補正部が当該差分の極性に対応させて、所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項３】
前記過去電力制御推定値及び前記過去実績値の各々が前記所定の期間を含む日の前日における値である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力制御システム。
【請求項４】
前記過去電力制御推定値及び前記過去実績値の各々が前記所定の期間を含む日の過去の同一曜日における値である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力制御システム。
【請求項５】
前記電力制御推定値が前記蓄電池に対する所定の期間毎の放電電力量である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項６】
発電装置がさらに備えられており、
前記電力制御推定値に前記発電装置の所定の期間毎の発電電力量からの蓄電池に対する充電電力量を含める
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項７】
発電装置がさらに備えられており、
前記電力制御推定値が前記発電装置の所定の期間毎の発電電力量である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項８】
前記電力制御推定値が前記電力負荷の所定の期間毎の消費電力量である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項９】
前記電力制御推定値が前記系統電源からの所定の期間毎の買電電力量である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項１０】
前記電力制御推定値が所定の期間毎における、前記蓄電池に対する充電電力量及び放電電力量、前記発電装置の発電電力量、前記電力負荷の消費電力量、前記系統電源からの買電電力量である
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電力制御システム。
【請求項１１】
電気設備の一つとして前記蓄電池及び前記電力負荷を備える需要家施設における電力の供給と消費との管理を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項１２】
電気設備の一つとして前記蓄電池及び前記電力負荷を備える需要家施設と、前記蓄電池を含まない他の需要家施設とを含んだグループにおける電力の供給と消費との管理を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項１３】
系統電源、蓄電池及び電力負荷における電力の供給と消費とを制御する電力制御システムを制御する電力制御方法であり、
電力制御推定部が、所定の期間と同様の期間の過去の供給と消費との電力の測定値から、当該所定の期間の電力制御推定値の各々を推定する電力制御推定過程と、
推定値補正部が、前記所定の期間と比較する、過去の推定結果である過去電力制御推定値と過去の実績である過去実績値との差分を求めて、当該差分に対応させて所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせ補正し、シフトさせたシフト量毎に前記所定の期間における当該電力制御推定値による前記電力の供給と消費と制御の結果を示す所定の評価値を算出し、当該算出した評価値が所定の基準を満たす前記電力制御推定値を、電力制御に用いる電力制御推定値とする推定値補正過程と、
電力制御部が、前記推定値補正部の補正した前記電力制御推定値により、前記系統電源、前記蓄電池及び前記電力負荷における電力の供給と消費の管理を行う電力制御過程と
を含むことを特徴とする電力制御方法。
【請求項１４】
系統電源、蓄電池及び電力負荷における電力の供給と消費とを制御する電力制御システムの動作をコンピュータに実行させるプログラムであり、
前記コンピュータを、
所定の期間と同様の期間の過去の供給と消費との電力の測定値から、当該所定の期間の電力制御推定値の各々を推定する電力制御推定手段、
前記所定の期間と比較する、過去の推定結果である過去電力制御推定値と過去の実績である過去実績値との差分を求めて、当該差分に対応させて所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせ補正し、シフトさせたシフト量毎に前記所定の期間における当該電力制御推定値による前記電力の供給と消費と制御の結果を示す所定の評価値を算出し、当該算出した評価値が所定の基準を満たす前記電力制御推定値を、電力制御に用いる電力制御推定値とする推定値補正手段、
前記推定値補正手段の補正した前記電力制御推定値により、前記系統電源、前記蓄電池及び前記電力負荷における電力の供給と消費の管理を行う電力制御手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御システム、電力制御方法及びプログラムに関する。
本願は、２０１４年１２月０２日に、日本国へ出願された特願２０１４−２４３９５７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力小売市場の自由化が進められており、電力消費者が電力の購入先としての選択肢が増加し、より安い電力の購入が可能となっている。
一方で、小売事業者の多くは、工場や施設の余剰電力や自然エネルギーからの電力の調達などの不安定な供給源を利用している。このため、小売事業者は、余剰電力あるいは自然エネルギーによる発電電力などとして得られる電力の予測精度の向上や、小売事業者間における電力の融通などの方策により、不安定な電力供給を回避している。
さらに、需要家が消費する消費電力に対して、デマンド要求やダイナミックプライシング（時間帯などによる価格調整）を行うことで、需要家に供給する電力を制御している。【０００３】
需要家においては、消費電力の抑制制御として家電品の稼働を制御して電力を削減したり、電力消費の大きい時間帯から少ない時間帯に稼働時間をシフトさせるなどの方策がとられている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
一方、需要家施設の各々の個別の環境に依存する対策が多く、蓄電池の充放電による電力制御、燃料電池による発電、電力を熱に変換して蓄熱する温水器などの方法による制御が、量的にもあるいは確実性でも勝っている。これらの蓄熱及び蓄電の効果は大きいものの、分散した機器の制御を行うための計画の作成、制御を実行する仕組みが提供されている（例えば、特許文献３参照）。【０００４】
ＴＥＭＳ（Town Energy Management System）あるいはＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などにおいて、例えば晴天の日中などで、太陽光発電設備の発電電力に対して負荷電力が小さいような状況となった場合、太陽光発電設備の発電電力に余剰電力が生じる場合がある。特許文献２の技術を用いて発電電力及び消費電力を基に、ある需要家施設（例えば住宅や商業施設、工業施設）で太陽光発電設備に余剰電力が生じた場合には、例えばこの需要家施設の蓄電池に余剰電力を充電することで、余剰電力を系統電源に逆流させることなくコミュニティ内において有効に利用できる。
予測される発電電力と、予測される消費電力とに基づいて、余剰電力を推定して蓄電池に蓄電された電力と、負荷で消費される電力との調整を行う電力制御システムがある（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７４９５２号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６４３７号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６８３１５号公報
【特許文献４】特開２０１４−３０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、電力の価値（料金）は、季節や１日の時間帯によって変動する。すなわち、電力制御の計画に対して余剰電力が発生する場合、電力が供給過剰となり、電力の価値は低下する。一方、電力制御の計画に対して不足電力が発生する場合、電力が需要過剰となり、電力の価値は上昇する。このため、余剰電力を含めた電力制御に対する推定の精度が低い場合、電力の自給率を向上させられないのみでなく、系統電源から高い買電電力を余分に購入することになり電力料金を増加させる虞がある。【０００７】
上述したように、自然エネルギーの有効利用の観点からすると、電力料金の低減や、自立率の向上や、系統電源からの買電電力の減少のためには、余剰電力を含めた電力制御に対する推定の精度を上げて、電力制御で用いる電力量の誤差を均等に減少させることが重要である。すなわち、電力料金の低減や、自立率の向上や、系統電源からの買電電力の減少の各々を実現するためには、推定した電力制御の計画と実際の管理の実績との間の誤差を減少させる必要がある。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、電力負荷に対する電力供給の管理計画の推定精度を従来に比較して向上させ、消費電力としての電力の供給を適正化することで、電力料金の低減や、自立率の向上や、系統電源からの買電電力の減少を実現する電力制御システム、電力制御方法及びプログラム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】
本発明の電力管理システムの一態様は、系統電源、蓄電池及び電力負荷における電力の供給と消費とを制御する電力制御システムであり、所定の期間と同様の期間の過去の供給と消費との電力の測定値から、当該所定の期間の電力制御推定値の各々を推定する電力制御推定部と、前記所定の期間と比較する、過去の推定結果である過去電力制御推定値と過去の実績である過去実績値との差分を求めて、当該差分に対応させて所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせ補正し、シフトさせたシフト量毎に前記所定の期間における当該電力制御推定値による前記電力の供給と消費と制御の結果を示す所定の評価値を算出し、当該算出した評価値が所定の基準を満たす前記電力制御推定値を、電力制御に用いる電力制御推定値とする推定値補正部と、前記推定値補正部の補正した前記電力制御推定値により、前記系統電源、前記蓄電池及び前記電力負荷における電力の供給と消費の管理を行う電力制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記推定値補正部が当該差分の極性に対応させて、所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせることを特徴とする
【００１１】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記過去電力制御推定値及び前記過去実績値が前記所定の期間を含む日の前日における値であることを特徴とする。【００１２】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記過去電力制御推定値及び前記過去実績値が前記所定の期間を含む日の過去の同一曜日における値であることを特徴とする。【００１３】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記電力制御推定値が前記蓄電池に対する所定の期間毎の放電電力量であることを特徴とする。【００１４】
本発明の電力管理システムの一態様は、発電装置がさらに備えられており、前記電力制御推定値に前記発電装置の所定の期間毎の発電電力量からの蓄電池に対する充電電力量を含めることを特徴とする。【００１５】
本発明の電力管理システムの一態様は、発電装置がさらに備えられており、前記電力制御推定値が前記発電装置の所定の期間毎の発電電力量であることを特徴とする。【００１６】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記電力制御推定値が前記電力負荷の所定の期間毎の消費電力量であることを特徴とする。【００１７】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記電力制御推定値が前記系統電源からの所定の期間毎の買電電力量であることを特徴とする。【００１８】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記電力制御推定値が所定の期間毎における、前記蓄電池に対する充電電力量及び放電電力量、前記発電装置の発電電力量、前記電力負荷の消費電力量、前記系統電源からの買電電力量であることを特徴とする。【００１９】
本発明の電力管理システムの一態様は、前記設備の一つとして前記蓄電池及び前記電力負荷を備える需要家施設と、前記蓄電池を含まない他の需要家施設とを含んだグループにおける電力の供給と消費との管理を行うことを特徴とする。【００２０】
本発明の電力管理システムの一態様は、電気設備の一つとして前記蓄電池及び前記電力負荷を備える需要家施設と、前記蓄電池を含まない他の需要家施設とを含んだグループにおける電力の供給と消費との管理を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明の電力管理方法の一態様は、 系統電源、蓄電池及び電力負荷における電力の供給と消費とを制御する電力制御システムを制御する電力制御方法であり、電力制御推定部が、所定の期間と同様の期間の過去の供給と消費との電力の測定値から、当該所定の期間の電力制御推定値の各々を推定する電力制御推定過程と、推定値補正部が、前記所定の期間と比較する、過去の推定結果である過去電力制御推定値と過去の実績である過去実績値との差分を求めて、当該差分に対応させて所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせ補正し、シフトさせたシフト量毎に前記所定の期間における当該電力制御推定値による前記電力の供給と消費と制御の結果を示す所定の評価値を算出し、当該算出した評価値が所定の基準を満たす前記電力制御推定値を、電力制御に用いる電力制御推定値とする推定値補正過程と、電力制御部が、前記推定値補正部の補正した前記電力制御推定値により、前記系統電源、前記蓄電池及び前記電力負荷における電力の供給と消費の管理を行う電力制御過程とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明のプログラムの一態様は、 系統電源、蓄電池及び電力負荷における電力の供給と消費とを制御する電力制御システムの動作をコンピュータに実行させるプログラムであり、前記コンピュータを、所定の期間と同様の期間の過去の供給と消費との電力の測定値から、当該所定の期間の電力制御推定値の各々を推定する電力制御推定手段、前記所定の期間と比較する、過去の推定結果である過去電力制御推定値と過去の実績である過去実績値との差分を求めて、当該差分に対応させて所定の期間の推定結果である電力制御推定値を所定の単位でシフトさせ補正し、シフトさせたシフト量毎に前記所定の期間における当該電力制御推定値による前記電力の供給と消費と制御の結果を示す所定の評価値を算出し、当該算出した評価値が所定の基準を満たす前記電力制御推定値を、電力制御に用いる電力制御推定値とする推定値補正手段、前記推定値補正手段の補正した前記電力制御推定値により、前記系統電源、前記蓄電池及び前記電力負荷における電力の供給と消費の管理を行う電力制御手段として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電力負荷に対する電力供給の管理計画の推定精度を従来に比較して向上させ、消費電力としての電力の供給を適正化することで、電力料金の低減や、自立率の向上や、系統電源からの買電電力の減少を実現する電力管理システム、電力管理方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】１つの需要家施設１０が備える電気設備の構成例を示す図である。
【図２】電力制御推定部１０８が推定する電力制御推定パターンの一例を示す図である。
【図３】１日における需要家施設１０において消費される消費電力の推移の一例を示す図である。
【図４】所定の日に対して過去の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の放電電力の差分（予測誤差）を示す図である。
【図５】電力料金が一定の場合において放電電力量を全体的に増加方向にシフトさせた際の損失金額を示す図である。
【図６】図５における差分の分布をヒストグラムで表した図を示している。
【図７】電力料金が一定でない場合において放電電力量を全体的に増加方向にシフトさせた際の損失金額を示す図である。
【図８】放電電力量をシフトする電力シフト量の求め方を説明するテーブルの図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による電力制御システムの構成例を示す図である。
【図１０】１つの需要家施設１０Ａが備える電気設備の構成例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態における電力制御装置２００の電力分配制御に対応する構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１の実施形態＞
図１を参照して、１つの需要家施設１０が備える電気設備の一例について説明する。図２は、１つの需要家施設１０が備える電気設備の構成例を示す図である。本実施形態における電力制御システムは、例えば、需要家施設に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を一括して管理するものである。このような電力制御システムは、例えばＨＥＭＳ（Home Energy Management System）などといわれるものに対応する。この図１は需要家施設１０が備える電気設備の構成例を示している。この図１において、需要家施設１０は、電気設備として、太陽電池１０１、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５、負荷１０６（電力負荷）、施設別制御部１０７、電力制御推定部１０８、推定値補正部１０９及び記憶部１１０の各々を備えている。
【００２６】
需要家施設１０は、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。需要家施設１０は、太陽電池１０１の発電電力を蓄電池１０３に充電させることができる。
太陽電池１０１は、再生可能エネルギーである太陽光を利用する発電装置の１つであり、光起電力効果により光エネルギーを電力に変換することにより発電を行う。太陽電池１０１は、例えば需要家施設１０の屋根などのように、発電素子が配置されている面に対し、太陽光が遮蔽されにくい場所に設置されることにより、太陽光を効率的に電力に変換する。
パワーコンディショナ１０２は、太陽電池１０１に対応して備えられ、太陽電池１０１から出力される直流の電力を、負荷の電源入力の仕様に対応した電圧及び周波数の交流の電力に変換する。
【００２７】
インバータ１０４は、複数の蓄電池１０３ごとに対応して備えられ、蓄電池１０３に充電する電力として、交流の電力を直流の電力に変換、又は蓄電池１０３から放電により出力される電力として、直流の電力を交流の電力に変換する。つまり、インバータ１０４は、蓄電池１０３が入出力する直流の電力或いは交流の電力の間の双方向変換を行う。
具体的に、蓄電池１０３に対する充電時には、商用電源２又はパワーコンディショナ１０２から電力経路切替部１０５を介して充電のための交流の電力がインバータ１０４に供給される。インバータ１０４は、このように供給される交流の電力を直流の電力に変換し、蓄電池１０３に供給する。また、蓄電池１０３の放電時には、蓄電池１０３から直流の電力が出力される。インバータ１０４は、このように蓄電池１０３から出力される直流の電力を交流の電力に変換して電力経路切替部１０５に供給する。
【００２８】
電力経路切替部１０５は、施設別制御部１０７の制御に応じて電力経路の切り替えを行う。この際、施設別制御部１０７は、施設別制御部１０７の指示に応じて、電力経路切替部１０５を制御する。上記制御に応じて、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、商用電源２を負荷１０６に供給するように電力経路を形成する。また、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、太陽電池１０１により発生された電力をパワーコンディショナ１０２から負荷１０６に供給するように電力経路を形成する。
【００２９】
また、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、商用電源２と太陽電池１０１の一方又は両方から供給される電力をインバータ１０４経由で蓄電池１０３に充電する電力経路を形成する。また、電力経路切替部１０５は、同じ需要家施設１０において、蓄電池１０３から放電により出力させた電力を、インバータ１０４経由で負荷１０６に供給する電力経路を形成する。
【００３０】
負荷１０６は、需要家施設１０において自己が動作するために電力を消費する機器や設備などが一つ以上含まれて構成されている。
施設別制御部１０７は、需要家施設１０における電気設備（太陽電池１０１、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５、負荷１０６のすべてまたは一部）を制御する。
【００３１】
電力制御推定部１０８は、需要家施設１０における負荷１０６の消費電力、太陽電池１０１の発電量、蓄電池１０３における充電あるいは放電量の推定を行う。このとき、電力制御推定部１０８は、所定の日が翌日の場合、前日を含む所定の期間（例えば一週間）における需要家施設１０の消費電力の履歴を読み込む。また、電力制御推定部１０８は、需要家施設１０の所定期間（例えば１年間）における、翌日と同一季節の範囲における需要家施設１０の消費電力の履歴を読み込む構成としても良い。
次に、電力制御推定部１０８は、インターネットを介していずれかの天気予報のデータを提示している天気予報のホームページから、翌日の天気予報を読み込む。または、電力制御推定部１０８は、気象情報配信会社のサーバから、翌日などの日射量の予測データの配信を受けても良い。
【００３２】
そして、電力制御推定部１０８は、この需要家施設１０における消費電力の履歴と、予測する日（あるいは所定の日の予測する時間帯（例えば、１３時から１５時などの時間範囲））、例えば次の日（あるいは次の日の予測する時間帯）の天気予報のデータとから、次の日（あるいは次の日の予測する時間帯）の消費電力の予測値としての消費電力の電力量パターン（所定の間隔で離散的に推定された電力需要予測の値の時系列な集合体）を所定の期間間隔（日毎、時間毎、分毎などであり、以下、時間間隔と示し、例えば、本実施形態においては時間間隔を１日単位とし、この１日において１分毎に離散的に推定した電力値を求め、この求めた離散的な電力値を時系列に配列した集合である電力量パターンを、後述する電力制御推定パターンの一部とし、記憶部１１０に対して書き込んで記憶させる。ここで、時間帯は、例えば、１３時から１５時などの時間範囲である。このとき、消費電力の予測値としての電力パターンを求める一例として、電力制御推定部１０８は、予測する日と同一季節の範囲における天候と温度とが所定の設定した範囲で近似している日を選択し、選択した日の消費電力を平均する計算を行い、この計算から得られた平均値を予測する日、すなわち翌日の消費電力量とする。また、電力制御推定部１０８は、時間帯において推定する場合、予測する時間帯の日と同一季節の範囲における天候と温度とが所定の設定した範囲で近似している日を選択し、選択した日の予測する時間帯の消費電力を平均する計算を行い、この計算から得られた平均値を予測する時間帯、すなわち翌日の予測する時間帯の消費電力量とする。以下、本実施形態においては、予測する期間間隔を日毎、予測する日を翌日として説明する。
【００３３】
そして、電力制御推定部１０８は、翌日と同一季節の範囲、かつ同様の天気の発電電力の電力量パターン（所定の間隔で離散的に測定された過去の発電電力測定値の時系列な集合体）から翌日における太陽電池１０１の発電する発電電力の電力量パターン（所定の間隔で離散的に推定された発電電力予測の値の時系列な集合体）を推定する。また、電力制御推定部１０８は、消費電力の電力量に対応して、上記発電電力から蓄電池１０３に対して充電する充電電力の電力量パターン（所定の間隔で離散的に推定された発電電力から蓄電池１０３に対する充電電力予測の値の時系列な集合体）、及び系統電力から蓄電池１０３に対して充電する充電電力の電力量パターン（所定の間隔で離散的に推定された系統電力から蓄電池１０３に対する充電電力予測の値の時系列な集合体）を推定する。すなわち、瞬時値を含む一定時間（例えば、１分間）の離散的な各種電力値を、求める期間（日毎、所定の時間帯）における連続値として求めて電力量パターンとする。
このとき、電力制御推定部１０８は、所定の時間帯の電力量パターン（消費電力、発電電力）を推定する際、推定を行う時間帯の前の時間帯の電力量パターンと類似する（最もパターン形状が近い）過去の履歴における推定する時間帯の電力量パターンを抽出する構成としても良い。一例として、例えば、朝（９時）以降の時間帯の電力量パターンの推定を行う場合、電力制御推定部１０８は、推定する日の朝６時から朝９時までの電力量パターンと類似する、朝６時から朝９時までの電力量パターンを有する日を抽出する。そして、電力制御推定部１０８は、この抽出された日の朝９時以降の電力量パターンを用いて、推定する日の朝９時以降の電力量パターンを推定する。特に、朝９時以降から夕方（日没）までの電力パターンの推定に有効である。ここで用いる、パターンの類似性は、最小二乗法などの公知の方法のいずれを用いても良い。
また、一日における消費電力や発電電力がピークとなる昼のピークパターンの類似性も、電力量パターンの推定に重要である。消費電力が最もピークとなる時間帯が１３時から１４時であれば、この時間を高い精度で推定する場合、電力制御推定部１０８は、この日の推定する時間帯の直前の時間帯である１０時から１２時の電力量パターンと類似する、１０時から１２時までの電力量パターンを有する日を履歴から抽出する。そして、電力制御推定部１０８は、この抽出した日の１３時から１４時の時間帯の電力量パターンを用いて、推定する日の１３時から１４時の電力量パターンを推定する。
また、電力制御推定部１０８は、上述のように推定した消費電力及び発電電力を元にして、自立率が最も高くなるように、翌日における蓄電池１０３の所定の時間間隔毎における充電量及び放電量の推定を行う。そして、電力制御推定部１０８は、翌日の需要家施設１０における、少なくとも消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量などが所定の間隔の離散値からなる所定の時間間隔で示された電力量パターンから構成される電力制御推定パターンを生成する。
【００３４】
図２は、電力制御推定部１０８が推定する電力制御推定パターンの一例を示す図である。横軸が所定の時刻（１分毎の経過時間）を示し、縦軸が所定の時間間隔毎の電力量を示している。図２においては、部分的な時間間隔における電力量の数値の時系列の集合体であるパターン（例えば、１分毎における推定値の時系列な集合体）のみを示し、他の時間間隔におけるパターンを省略して記載しているが、１分単位の時間間隔で推定された、消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量の各々の電力量のパターンが示されている。また、パターンの時間は同一の時間間隔で連続している必要はなく、例えば図２における７時、１２時及び１３時における電力量の離散的な推定値の各々を時系列に抽出してグループ化した電力量をパターンとして用いても良い。
このように、推定される所定の時間間隔毎の電力制御推定パターンは、例えば、図２に示すように、消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量などの電力量の離散的な推定値からなる推定パターンから構成されている。
【００３５】
図３は、１日における需要家施設１０において消費される消費電力の推移の一例を示す図である。この図３において、横軸が所定の時刻（１分毎の経過時間）を示し、縦軸が時刻毎の消費電力を示している。
需要家施設１０における負荷１０６が消費する消費電力は、時々刻々と変化するため、必要に応じて蓄電池１０３から放電する電力あるいは系統電源から充電する電力も絶えず変化することになる。そのため、電力制御推定部１０８においては、負荷１０６の消費する消費電力に対応して適切に、蓄電池１０３からの放電、系統電源からの電力あるいは太陽電池１０１の発電電力による充電を行う必要がある。したがって、需要家施設１０の負荷１０６に対する消費電力の供給の管理に用いる電力制御推定パターンは、実績パターンにより近似している必要がある。
【００３６】
図１に戻り、推定値補正部１０９は、過去の所定の期間における過去電力制御推定パターンと、この過去の所定の期間を含む日（以下、所定の日と示す）と同一日における実際の消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量などが示された過去実績パターンとを用いて、電力制御推定部１０８が生成した電力制御推定パターンの修正を行う。ここで、所定の期間との比較に用いる過去電力制御推定パターン及び過去実績パターンは、推定を行う日の前日などの近傍の過去の日、あるいは同一曜日の過去の近傍の日、あるいは前年の同一の季節、天候、曜日などが同一の過去の日などのデータを用いる。また、補正対象の所定の期間と過去の所定の期間とは、同一の長さの期間である必要はない。すなわち、過去の日における１時間の過去電力制御推定パターン及び過去実績パターンの各々における推定値と実績値との差分から、補正対象の１日の全ての時間帯の電力制御推定パターンを補正するようにしても良い。
【００３７】
このとき、推定値補正部１０９は、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとの所定の時間間隔毎における推定値と実績値との差分を求めて、この差分に対応した補正値を、自給率が最も高くなるように、電力制御推定パターンの対応する時間の各推定値の電力量に反映、例えば加算あるいは減算することで、電力制御推定パターンを補正する。自給率が高くなるように、電力制御推定パターンにおける電力量パターンを変化させるため、差分に対応させる補正値は、所定の電力量パターンにおける電力値に加算あるいは減算した際に、売電電力の電力量パターンにおける電力値が減少するように生成される。
【００３８】
ここで、自給率が最も高くなるという判定基準としては、系統電源から供給を受ける買電電力量が最も小さくなる、あるいは買電電力の供給を受ける電力料金が最も安くなるなどを基準として設定される。すなわち、需要家施設１０が消費する電力における太陽電池１０１の発電した発電電力量の比率、あるいは系統電源から買電する買電電力の料金が最も安くなる場合である。ここで、１日の時間帯による電気料金が異なるため、時間帯を考慮せずに買電電力の総量を減少させても、１日の電気料金が最小となるとは限らない。
【００３９】
次に、一例として、推定値補正部１０９は、過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおいて、消費電力量の電力量パターンにおける電力値の差分に対応させた、蓄電池１０３に対する放電電力を補正することで、系統電源からの購買電力を低減させる処理を説明する。以下の説明を簡易とするため、太陽電池１０１が発電する発電電力からの蓄電池１０３への充電は省略して説明する。推定値補正部１０９は、推定値補正部１０９は、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとの所定の時間間隔毎における消費電力量を構成する電力値の差分を求める。そして、推定値補正部１０９は、以下の説明の処理により、この求めた差分により、蓄電池１０３からの放電電力量の電力量パターンの所定の時間間隔毎の補正を行うための補正値を求め、電力制御推定パターンにおける放電電力量の電力量パターンを構成する電力値を補正して補正電力制御推定パターンを生成する。
【００４０】
図４は、所定の日に対して過去の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の放電電力を構成する電力値の差分（予測誤差）を示す図である。この図４において、横軸が所定の時刻（１分毎の経過時間）を示し、縦軸が各時刻の放電電力量を構成する電力値の差分を示している。すなわち、差分が正の数値の場合、予測した放電電力量に対して実績の放電電力量が多く系統電源に流れた電力量を示している。一方、差分が負の数値の場合、予測した放電電力量に対して実績の放電電力量が少なく、不足分を買電電力量として系統電源から供給する。
【００４１】
例えば、ある所定間隔の消費電力量が１ｋＷであり、予測値が４００Ｗの場合、電力が−６００Ｗ不足となり、この−６００Ｗの分が系統電源から供給される。本実施形態においては、所定の時間間隔が１分であるため、−６００Ｗ×（１／６０）ｈ（時）となり、所定の時間間隔においては−１０Ｗｈ（ワット時）の負の差分となる。この図４は、１日を分ごとの時間間隔で１４４０分（２４時間×６０分）として表した際の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける放電電力の電力量パターンを構成する電力値の差分の分布を示している。
【００４２】
上述したように、過去電力制御推定パターンの放電電力の不足分は、系統電源から買電電流を購入することになる。このため、過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける放電電力の電力量パターンにおいて過剰な負の電力値の差分が発生する。結果として、自立率を低下させる購買電力の増加による損失が大きくなり、需要家施設１０における自立率が低下する。自立率を増加させるための方策としては、蓄電池１０３からの放電電力量を、１日全体において増加させる方向にシフトさせることで、電力制御推定パターンにおける購買電力量（蓄電池１０３に充電するための電力量）を低減させることができ、自立率が増加させることが考えられる。
【００４３】
図５は、電力料金が一定の場合において放電電力量を全体的に増加方向にシフトさせた際の損失金額を示す図である。この図５において、横軸が放電電力をシフトさせた電力シフト量を示し、縦軸は損失金額を示している。電力料金が１日の全ての時間帯で一定の場合、放電電力の電力量パターンを増加方向にシフトさせない場合に比較し、より所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の電気料金の損失金額が増加している。この結果から、電気料金が１日の全ての時間帯で一定の２０円／ｋＷｈ（０．０２円／Ｗｈ）である場合、図４の差分の分布の中心が０でなく、増加方向の一方にずれると、単純に電気料金の損失金額が増加することになる。
【００４４】
図６は、図５における差分の分布をヒストグラムで表した図を示している。図６に示すように、１日全体の所定の時間間隔である１分毎の差分の分布を見ると、過去電力制御推定パターンの推定誤差のために、差分は正規分布となる。すなわち、電力量パターンの差分が正となる場合と負となる場合の確率は同等である。このため、図５で説明したように、電気料金が１日の全ての時間帯で一定の２０円／ｋＷｈ（０．０２円／Ｗｈ）である場合、単純に損失としての電気料金が増加することになる。
【００４５】
図７は、電力料金が一定でない場合において放電電力量を全体的に増加方向にシフトさせた際の損失金額を示す図である。この図７において、横軸が放電電力をシフトさせた電力シフト量（補正値）を示し、縦軸は損失金額を示している。すなわち、電力量パターンの差分が正となる場合と負となる場合の確率は同等であっても、図５のように電力料金が１日の全ての時間帯で一定ではなく、時間帯によって変化する場合、放電量のシフトの仕方によっては、電力料金の損失金額を低減することができる。
【００４６】
例えば、ある時間帯の電力料金が２００円／ｋＷｈ（０．２円／Ｗｈ）であり、それ以外の時間帯の電気料金が２０円／ｋＷｈ（０．０２円／Ｗｈ）である場合、電力を系統から買うと損金は２００円であるが、蓄電池１０３から放電電力を放電させると、電気料金における損金は２０円となる。この場合、図７に示すように、放電電力を全体的に増加方向に徐々シフトさせていくと、所定の放電電力量までは１日全体の損金が低下していく。
そして、放電電力の増加方向へのシフトが進み、ある放電電力量において損金が最低値となる。この最低値の放電電力量から、さらに放電電力量を増加方向へシフトさせると、損金が放電電力量の増加に従って徐々に増加していく。すなわち、系統電源からの蓄電池１０３への充電に対応した買電電力を減少させれば、１日全体の損金が低下していくが、最適値である最小の放電電力量に対して放電電力量を増加させ過ぎると、単価の安い電力であるが損失金額は増加してしまう。
【００４７】
図８は、放電電力量をシフトする電力シフト量の求め方を説明するテーブルの図である。図８のテーブルにおいて、シフト電力量に対応して、１日の差分放電電力量と、１日の差分買電電力量と、放電による１日の損失金額を示す放電損失金額と、買電による１日の損失金額を示す買電損失金額と、放電損失金額及び売電損失金額を加算した合計損失金額とが記述されている。差分放電電力量は、過去電力制御推定パターンにおける放電電力パターンと補正値であるシフト量との差分の１日分の合計を示している。差分買電電力量は、過去電力制御推定パターン放電電力パターンのシフト量に対応した、蓄電池１０３に対する充電に用いられる充電電力量の差分の１日分の合計を示している。放電損失金額は、放電電力量の差分の合計に対し、充電した際の電気料金（例えば、２０円／ｋＷ時）を乗じた金額を示している。買電損失金額は、充電電力量の差分の合計に対し、充電した際の電気料金（例えば、２００円／ｋＷ時）を乗じた金額を示している。合計損失金額は、放電損失金額に対して買電損失金額を加算した合計金額を示している。
図８に示すように、図４における１４４０個の差分の電力量のうち、補正値を加算しない状態において、放電電力が供給過剰である正の電力量を積算すると、差分放電電力量が７７０．４５である。
【００４８】
一方、１日全体の１４４０個の差分の電力量のうち、補正値を加算しない状態において、蓄電池１０３に対して充電するために買電電力が余分に供給されている所定の時間間隔における負の電力量を積算すると、差分買電電力量が−７６２．４３３である。そして、シフト電力量を１（Ｗｈ／分）の単位で増加させたときの、差分放電電力量、差分買電電力量、放電損失金額、買電損失金額、合計損失金額の各々の変化が各行に記載されている。このテーブルにおいては、シフト電力量を１（Ｗｈ／分）の単位で増加させ、差分放電電力量、差分買電電力量、放電損失金額、買電損失金額、合計損失金額の各々を算出している。この差分放電電力量、差分買電電力量、放電損失金額、買電損失金額、合計損失金額の各々を算出するシミュレーションは、推定値補正部１０９が行っている。
【００４９】
図１に戻り、推定値補正部１０９は、上述したように、シフト電力量を１（Ｗｈ／分）の単位で増加させ、差分放電電力量、差分買電電力量、放電損失金額、買電損失金額、合計損失金額の各々を算出するシミュレーションを行う。そして、推定値補正部１０９は、図７に示す合計損失金額が最小となるシフト電力量を求める。
また、推定値補正部１０９は、電力制御推定パターンにおいて、求めたシフト電力量を放電電力量のパターンに補正値として加算する。推定値補正部１０９は、補正した翌日の補正電力制御推定パターンを、補正する前の電力制御推定パターンとともに記憶部１１０に対して記憶させる。
【００５０】
推定値補正部１０９は、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとの各々を、記憶部１１０から読み出して用いる。
また、このとき、推定値補正部１０９は、推定する所定の日の前日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとではなく、補正する対象の電力制御推定パターンに最も相似した所定の日の過去電力制御推定パターンを記憶部１１０から読み出す構成としても良い。そして、推定値補正部１０９は、この過去電力制御推定パターンとともに、過去電力制御推定パターンに対応する過去実績パターンを読み出す。推定値補正部１０９は、これら読み出した過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとから電力量の差分を求める。
【００５１】
記憶部１１０には、需要家施設１０Ａの過去数年にわたった１日毎の過去電力制御推定パターンと、過去実績パターンとが、書き込まれて記憶されている。また、記憶部１１０には、１日における時間帯毎の電気料金が記憶されている。ここで、施設別制御部１０７は、インターネットなどのネットワークを介して、電気料金の変更がなされた際に、系統電源を管理する電力会社から変更された電気料金を読み込み、読み込んだ電気料金を記憶部１１０に対して書き込んで電気料金の更新を行う。
【００５２】
施設別制御部１０７は、記憶部１１０に書き込まれている補正電力制御推定パターンを読み出し、この補正電力制御推定パターンに基づいて、蓄電池１０３の充放電、電力経路切替部１０５の切替、インバータ１０４の動作、パワーコンディショナ１０２の動作の制御を行い、負荷１０６に対して電力経路切替部１０５を介して消費電力を供給する。
また、施設別制御部１０７は、補正電力制御推定パターンの対応する１日が終了すると、負荷１０６の実際に消費した消費電力に対応した実績パターンを過去実績パターンとして、補正電力制御推定パターンに対応させて、所定の日の年月日とともに、記憶部１１０に対して書き込んで記憶させる。ここで、施設別制御部１０７は、負荷１０６で消費された消費電力、系統電源から供給された買電電力、太陽電池１０１が発電した発電電力、発電電力から蓄電池１０３の充電に用いられた充電電力の各々の電力量を、電力経路切替部１０５に設けられた電力センサにより、所定の時間間隔毎に計測して、これらの電力量パターンからなる上記実績パターンを生成する。
【００５３】
上述したように、本実施形態においては、１日において放電が行われている全ての時間帯、又は１日における電気料金が高い全ての時間帯の時間間隔における放電電力量を増加させることにより、蓄電池１０３の充電に用いる消費電力が増加する時刻が微妙にずれたとした場合にも対応でき、増加した消費電力に対して放電電力をシフトさせた分、蓄電池１０３の充電に用いる買電電力の供給を低減させ、電気料金の損失金額を低下させ、自立率を向上させることができる。
【００５４】
また、上述した説明においては、１日において放電が行われている全ての時間帯、又は１日における電気料金が高い全ての時間帯の時間間隔隔における放電電力量を増加させているが、電気料金が高く、かつ負の差分の密度が高い（予測した消費電力量が実績に対して少なく、系統電源から買電電力の供給を受ける）時間範囲のみの放電電力量を増加させるように構成しても良い。
また、本実施形態においては、太陽電池１０１が設けられている構成となっているが、太陽電池１０１及びパワーコンディショナ１０２が設けられていない構成においても、同様に、上述した推定値補正部１０９の電力制御推定パターンを補正する機能を用いることができる。この構成の場合、電力制御推定パターン、補正電力制御推定パターン、過去電力制御推定パターン及び過去実績パターンの各々には、発電電力の電力量パターンが含まれていない。
【００５５】
また、上述した説明においては、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分に応じて、すなわち差分が正の場合、多めに消費電力量が推定されるため、消費電力量を低減させる変化を行うように推定値補正部１０９を構成しても良い。すなわち、電気料金が高い時間帯において、消費電力量を差分に対応したシフト電力量を低減して補正し、同様のシフト電力量により買電電力量を低減させる。これにより、買電電力量を低減させて自立率を向上させることができる。
また  消費電力量を所定の単位の電力量で低減させつつ、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量を含めて再計算するシミュレーションを行うように、推定値補正部１０９を構成しても良い。この構成の場合、損失金額が最小あるいは、あるいは買電電力量が最小となるようにシフト電力量を求め、電気料金が高い時間帯における電力制御推定パターンを補正し、補正電力制御推定パターンを求める。
【００５６】
また、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分に応じて、太陽電池１０１が発電する発電電力量の使用量を増加させ、すなわち逆潮流させる売電電力や蓄電池１０３に対して供給する充電電力の電力量を低減させるように推定値補正部１０９を構成しても良い。この構成の場合、発電電力量の差分が正の場合、実績における発電電力量が推定における発電電力量に比較して大きいため、発電電力量を系統電源に逆潮流させるのではなく、有効に需要家施設１０内で消費させることにより、自立率を向上させることができる。このとき、推定値補正部１０９は、電力料金の損失が最小となるように、あるいは買電電力量が最小となるように消費電力量の差分が正の電力量の時間帯における買電電力量を低減させる。
【００５７】
また、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分に応じて、太陽電池１０１が発電する発電電力量の使用量を増加させ、蓄電池１０３から放電される放電電力量を低減させるように推定値補正部１０９を構成しても良い。この構成の場合、発電電力量の差分が正の場合、実績における発電電力量が推定における発電電力量に比較して大きいため、発電電力量を系統電源に逆潮流させるのではなく、有効に需要家施設１０内で消費させることにより、自立率を向上させることができる。
したがって、推定値補正部１０９は、電力料金における損失金額が最小となる、あるいは買電電力量が最小となるように、消費電力量の差分が正の電力量の時間帯における逆潮流させる電力量を所定のシフト電力量により低減させ、消費電力量の差分が負の電力量の時間帯における放電電力量を所定のシフト量により増加させる。
【００５８】
また、所定の日より過去の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分に応じて、系統電源からの買電電力量を低減させるように推定値補正部１０９を構成しても良い。この構成の場合、消費電力量の差分が正の電力量の時間帯における買電電力量を、電力料金における損失金額が最小となる、あるいは買電電力量が最小となるシフト電力量を求めて買電電力量を低減させる。
【００５９】
また、上述した実施形態において、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分を電力制御推定部１０８に対して供給する構成としても良い。電力制御推定部１０８は、フィードバックされる差分を「０」とするように、電力制御推定パターンを推定する際に用いる各種パラメータを変更する構成としても良い。
【００６０】
上述したように、本実施形態においては、所定の日の電力制御推定パターンを生成する場合、この所定の日より過去の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分に応じて、電力料金における損失金額が最小となるように、あるいは買電電力量が最小とするシフト電力量を求め、このシフト電力量により電力制御推定パターンを補正している。
これにより、本実施形態によれば、有効に、電力料金における損失金額を最小として、あるいは買電電力量を最小として、消費電力の自給率を向上させることができる。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態による電力制御システムの構成例を示す図である。本実施形態における電力制御システムは、例えば、所定の地域範囲における複数の需要家に対応する住宅、商業施設、産業施設などの需要家施設における電力を一括して管理するものである。このような電力制御システムは、例えばＴＥＭＳ（Town Energy Management System）やＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などといわれるものに対応する。
【００６２】
本実施形態の電力制御システムは、図９において電力制御地域１として示す一定範囲の地域における複数の需要家施設１０Ａごとに備えられる電気設備を対象として電力制御を行う。
需要家施設１０Ａは、例えば、住宅、商業施設、あるいは産業施設などに該当する。また、電力制御地域１が、例えば１つまたは複数の集合住宅に対応し、需要家施設１０Ａのそれぞれが集合住宅における各戸であるような態様でもよい。
また、需要家施設１０Ａの位置は、電力制御システムが管理する構成となっていれば、同様に管理されている他の需要家施設と同一地域に限定されなくとも良い。すなわち、電力制御システムは、自身の管理下の需要家施設１０Ａとして登録され、後述するネットワーク３００を利用して管理する情報の送受信が行うことができれば、異なる地域（例えば、北海道、本州、九州、四国などの各地域）において登録された複数の需要家施設１０Ａの集合体でも良い。この場合、共通の系統電源３は、需要家施設１０Ａの各々に接続される地域における電源線の集合体となる。ネットワーク３００は、インターネットを主体としたネットワークである。後述するクラウドコンピューティングは、インターネットを主体としたネットワーク３００をベースにしたコンピュータ資源の利用形態である。
【００６３】
図９に示す電力制御地域１における複数の需要家施設１０Ａにおいては、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置である太陽電池１０１を備える需要家施設１０Ａが含まれる。また、電力制御地域１における複数の需要家施設１０Ａにおいては、電気設備の１つとして蓄電池１０３を備える需要家施設１０Ａが含まれる。このような需要家施設１０Ａのうちには、太陽電池と蓄電池の両者を備える需要家施設１０Ａが有ってもよいし、太陽電池と蓄電池のいずれか一方を備える需要家施設１０が有ってもよい。
【００６４】
電力制御地域１における各需要家施設１０Ａには、共通の系統電源３と接続されることで、商用電源２が分岐して供給される。各需要家施設１０Ａは、系統電源３から供給される電力を負荷に供給することができる。これにより、負荷１０６としての各種の電気設備（機器）が稼働される。
また、太陽電池（後述する太陽電池１０１）を備える需要家施設１０Ａは、太陽電池の発電電力を系統電源３に出力させることができる。また、蓄電池（後述する太陽電池１０１）を備える需要家施設１０においては、系統電源３から電力供給を受けて蓄電池に蓄電（充電）させることができる。また、蓄電池と太陽電池を備える需要家施設１０においては、太陽電池の発電電力を蓄電池に充電させることができる。
【００６５】
また、本実施形態の電力制御システムにおいては、電力制御装置２００が備えられる。
電力制御装置２００は、電力制御地域１に属する各需要家施設１０Ａにおける電気設備を対象として電力制御を実行する。このために、図９における電力制御装置２００は、ネットワーク３００を介して需要家施設１０Ａの各々と相互通信可能なように接続される。
これにより、電力制御装置２００は、各需要家施設１０Ａにおける電気設備を制御することができる。
【００６６】
図９においては、電力制御装置２００を系統電源３に接続しているが、需要家施設１０Ａが異なる地域に設けられている場合など、電力制御装置２００と系統電源３とを接続しない構成としても良い。この場合、電力制御装置２００と各需要家施設１０Ａとがネットワーク３００を介して接続されているため、ネットワーク３００を介して、各需要家施設１０Ａが接続されている系統電源３の情報を、各需要家施設１０から得るように、電力制御装置２００を構成する。
【００６７】
また、電力制御装置２００は、地域管理会社のクラウドコンピューティングで提供されるクラウドサービスで実現できるように構成しても良いし、クラウドサービスプロバイダーがクラウドコンピューティングを介して提供するクラウドサービスとして構成しても良い。
すなわち、電力制御装置２００は、クラウドコンピューティングにおけるサーバとしてネットワーク３００に管理されていても良い。また、電力制御装置２００は、クラウドサービスプロバイダーのサーバから、制御されるように構成しても良い。
【００６８】
次に、図１０を参照して、１つの需要家施設１０Ａが備える電気設備の一例について説明する。図１０は、１つの需要家施設１０Ａが備える電気設備の構成例を示す図である。
図１の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第２の実施形態における需要家施設１０Ａには、図１における電力制御推定部１０８、推定値補正部１０９及び記憶部１１０の各々がない。図１０において、需要家施設１０Ａは、電気設備として、太陽電池１０１、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５Ａ、負荷１０６及び施設別制御部１０７Ａの各々を備える。
【００６９】
電力経路切替部１０５Ａは、施設別制御部１０７の制御に応じて電力経路の切り替えを行う。この際、施設別制御部１０７は、電力制御装置２００の指示に応じて、電力経路切替部１０５を制御する。上記の制御に応じて、電力経路切替部１０５Ａは、同じ需要家施設１０Ａにおいて、商用電源２を負荷１０６に供給するように電力経路を形成する。
【００７０】
また、電力経路切替部１０５Ａは、同じ需要家施設１０Ａにおいて、太陽電池１０１により発生された電力をパワーコンディショナ１０２から負荷１０６に供給する電力経路を形成する。また、電力経路切替部１０５Ａは、同じ需要家施設１０Ａにおいて、商用電源２と太陽電池１０１の一方または両方から供給される電力をインバータ１０４経由で蓄電池１０３に充電する電力経路を形成する。
【００７１】
また、電力経路切替部１０５Ａは、同じ需要家施設１０Ａにおいて、蓄電池１０３から放電により出力させた電力を、インバータ１０４経由で負荷１０６に供給する電力経路を形成する。電力経路切替部１０５Ａは、太陽電池１０１により発生された電力を、例えば商用電源２の電力系統を経由して、他の需要家施設１０Ａにおける蓄電池に対して供給す電力経路を形成する。電力経路切替部１０５Ａは、蓄電池１０３の放電により出力される電力を、他の需要家施設１０における負荷１０６に供給する電力経路を形成する。
【００７２】
施設別制御部１０７Ａは、需要家施設１０Ａにおける電気設備（太陽電池１０１、パワーコンディショナ１０２、蓄電池１０３、インバータ１０４、電力経路切替部１０５Ａ、負荷１０６のすべてまたは一部）を制御する。
【００７３】
すでに説明した、先に図９に示した電力制御装置２００は、電力制御地域１に属する需要家施設１０Ａ全体における電気設備を対象として電力制御を実行する。このために、電力制御装置２００は、需要家施設１０Ａにおける施設別制御部１０７Ａの各々と、ネットワーク３００経由で相互通信可能なように接続される。これにより、施設別制御部１０７Ａは、電力制御装置２００の制御に応じて自己の管理下にある需要家施設１０の各々の電気設備を制御することができる。
【００７４】
なお、例えば施設別制御部１０７Ａを省略して、電力制御装置２００が各需要家施設１０における電気設備などを直接制御するようにしてもよい。しかし、本実施形態のように、電力制御装置２００と施設別制御部１０７Ａを備えた構成とすることで、電力制御地域１全体と、需要家施設１０Ａとで制御を階層化することにより、電力制御装置２００の制御の複雑化を回避する。
また、前述のように、電力制御地域１内の需要家施設１０Ａのうちの一部において、例えば太陽電池１０１や、蓄電池１０３及びインバータ１０４を備えないもでもよい。
【００７５】
ここで、例えば日中は、太陽電池１０１により電力が発生される一方で、例えば需要家施設１０Ａ内に在室する人の存在数（人数）が少ないような状態では、負荷１０６の消費電力が相当に小さくなる。このような状態では、電力制御地域１全体の太陽電池１０１により発生される電力の総量が、同じ電力制御地域１全体の負荷１０６が必要とする電力の総量を超える場合がある。このような場合、電力制御地域１全体の負荷１０６に電力制御地域１全体の太陽電池１０１により発生される電力を供給しても、電力制御地域１全体の太陽電池１０１の電力に余剰が生じる。生じた余剰電力は、例えば電力制御地域１において設置された蓄電池１０３に充電して蓄積させれば、有効に利用でき好ましい。
【００７６】
ただし、上記のように発生する太陽電池１０１の余剰電力は、例えばそのときの日照条件などに応じて異なる。例えば、余剰電力が小さい場合には、蓄電池１０３に蓄積させるべき電力も小さくなる。
そこで、本実施形態の電力制御装置２００は、電力制御地域１内の需要家施設１０の蓄電池１０３に対して充電または放電を行うにあたり、以降説明するように、電力制御地域１内の需要家施設１０Ａ全体の余剰電力を合成し、所定の需要家施設１０Ａが備える蓄電池１０３に対する充放電動作を制御する。すなわち、以降において説明する蓄電池１０３の充放電動作の制御は、電力制御地域１における太陽電池１０１から蓄電池１０３への充電電力の分配、もしくは、蓄電池１０３から負荷１０６への放電電力の分配を伴う。このため、以降において説明する蓄電池１０３に対する充放電動作の制御については電力分配制御とも呼ぶ。
【００７７】
次に、図１１を参照して、電力制御装置２００の電力分配制御に対応する構成例について説明する。図１１は、第２の実施形態における電力制御装置２００の電力分配制御に対応する構成例を示す図である。電力制御装置２００は、電力分配制御に対応して、ネットワークＩ／Ｆ部２０１、第１電力制御部２０２及び電力量推定部２２５を備える。
ネットワークＩ／Ｆ部２０１は、ネットワーク３００を介して、各需要家施設１０の施設別制御部１０７と間で各種データの送受信を行う。
【００７８】
第１電力制御部２０２（需要家施設対応電力制御部の一例）は、電力制御地域１における複数の需要家施設１０Ａにおける電気設備を対象とする所定の電力制御を実行する。
図１１に示す第１電力制御部２０２は、総電力算出部２２１、分配電力決定部２２２及び分配制御部２２３の各々を備える。
総電力算出部２２１は、電力制御地域１において、複数の蓄電池１０３の群に対して充電すべき総電力（充電総電力）または複数の蓄電池１０３の群から放電させるべき総電力（放電総電力）を算出する。なお、以降において、充電総電力と放電総電力とで特に区別しない場合には、総電力と記載する。
【００７９】
また、分配電力決定部２２２は、需要家施設１０Ａのインバータ１０４ごとのインバータ効率特性に基づいて複数の需要家施設１０Ａの蓄電池１０３のうちから、少なくとも１つの蓄電池１０３を総電力の分配対象として決定する。また、これとともに、分配電力決定部２２２は、決定された分配対象としての需要家施設１０Ａにおける蓄電池１０３ごとに分配する分配電力を決定する。
分配制御部２２３は、分配対象としての各需要家施設１０Ａの蓄電池１０３それぞれに決定された分配電力が分配されるように制御する。
【００８０】
電力量推定部２２５は、電力制御推定部２２５１、推定値補正部２２５２及び記憶部２２５３を備えている。
電力制御推定部２２５１は、自身が管理する電力制御地域１における需要家施設１０Ａの各々における負荷１０６の消費電力、太陽電池１０１の発電量を推定する。このとき、電力制御推定部２２５１は、需要家施設１０Ａの所定期間（例えば１年間）における、翌日と同一季節の範囲における需要家の消費電力の履歴を読み込む。また、電力制御推定部２２５１は、インターネットを介していずれかの天気予報のデータを提示している天気予報のホームページから、翌日の天気予報を読み込む。または、電力制御推定部２２５１は、気象情報配信会社のサーバから、翌日などの日射量の予測データの配信を受けても良い。
【００８１】
そして、電力制御推定部２２５１は、この需要家施設１０Ａの各々における消費電力の履歴と、次の日の天気予報のデータとから、次の日の消費電力の予測値としての消費電力量（電力需要予測）を所定の時間間隔（例えば、１分毎）で求め、需要家施設１０Ａ毎に求めた消費電力量を記憶部２２５３に対して書き込んで記憶させる。
このとき、消費電力の予測値を求める一例として、電力制御推定部１０８は、予測する日と同一季節の範囲における天候と温度とが所定の設定した範囲で近似している日を選択し、選択した日の消費電力を平均する計算を行い、この計算から得られた平均値を翌日の消費電力量とする。
【００８２】
また、電力制御推定部２２５１は、上述して推定した需要家施設１０Ａの各々の消費電力及び発電電力を元にして、電力制御地域１の電力における自立率が最も高くなるように、需要家施設１０Ａそれぞれの所定の日（例えば、翌日）における蓄電池１０３の所定の時間間隔毎における充電量及び放電量の推定を行う。そして、電力制御推定部１０８は、翌日の電力制御地域１内の需要家施設１０Ａにおける、少なくとも消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量などが所定の時間間隔で示された個別電力制御推定パターンを生成する。この個別電力制御推定パターンは、すでに説明した図２に示す電力制御推定パターンと同様に、消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量などの推定パターンから構成されている。
次に、電力制御推定部２２５１は、電力制御地域１内における各需要家施設１０Ａの個別電力制御推定パターンを合成し、電力制御地域１全体における電力制御推定パターンを生成する。
【００８３】
推定値補正部２２５２は、所定の日に対して過去の日における電力制御地域１の過去電力制御推定パターンと、この過去の日と同一日における実際の消費電力量、買電電力量、発電電力量、充電電力量及び放電電力量などが示された電力制御地域１の過去実績パターンとを用いて、電力制御推定部２２５１が生成した電力制御推定パターンの修正を行う。
ここで用いた電力制御地域１の過去電力制御推定パターン及び過去実績パターンは、推定を行う所定の日の前日、あるいは同一曜日の過去の近傍の日、あるいは前年の同一の季節、天候、曜日などが同一の日などのデータを用いる。
このとき、推定値補正部２２５２は、所定の日の電力制御地域１の過去電力制御推定パターンと電力制御地域１の過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の差分を求めて、この差分に対応した補正値を、自給率が最も高くなるように、電力制御推定パターンの対応する時間の電力量に加算することで、電力制御推定パターンを補正する。
【００８４】
ここで、自給率が最も高くなるという判定基準としては、系統電源から供給を受ける買電電力量が最も小さくなる、あるいは電力料金が最も安くなるなどを基準として設定される。すなわち、電力制御地域１内において消費される消費電力における太陽電池１０１の発電した発電電力量の比率、あるいは系統電源から買電する買電電力の料金が最も安くなる場合である。
例えば、推定値補正部２２５２は、電力制御地域１の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおいて、蓄電池１０３に対する放電電力と系統電源からの充電電力とにおける差分を求める。説明を簡単にするため、太陽電池１０１が発電する電力の充電については省略して説明する。推定値補正部２２５２は、所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の放電電力と充電電力との差分を求める。
【００８５】
推定値補正部２２５２は、すでに第１の実施形態と同様に、シフト電力量を１（Ｗｈ／分）の単位で増加させ、差分放電電力量、差分買電電力量、放電損失金額、買電損失金額、合計損失金額の各々を算出するシミュレーションを行う。そして、推定値補正部２２５２は、電力制御地域１における図７に示す合計損失金額が最小となるシフト電力量を求める。
また、推定値補正部２２５２は、電力制御推定パターンにおいて、求めたシフト電力量を放電電力量のパターンに補正値として加算する。推定値補正部２２５２は、補正した翌日の補正電力制御推定パターンを、補正する前の電力制御推定パターンとともに記憶部２２５３に対して記憶させる。
【００８６】
推定値補正部２２５２は、電力制御地域１内における需要家施設１０Ａの各々の所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとの各々を、記憶部２２５３から読み出して用いる。
また、このとき、推定値補正部２２５２は、第１の実施形態と同様に、前日ではなく、補正する対象の電力制御推定パターンに最も相似した所定の日の過去電力制御推定パターンを記憶部２２５３から読み出す構成としても良い。そして、推定値補正部２２５２は、各需要家施設１０Ａの過去電力制御推定パターンに対応する過去実績パターンも読み出し、これら所定の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとから電力量の差分を求める。
【００８７】
そして、推定値補正部２２５２は、第１の実施形態において図８で説明したように、電力制御推定パターンにおける放電電力のパターンを補正し、補正電力制御推定パターンを生成する。
また、推定値補正部２２５２は、電力制御地域１内における蓄電池を有する需要家施設１０Ａ各々に対して、個別電力制御推定パターンにおける放電電力のパターンにおける放電電力量の割合に応じて、各需要家施設１０Ａに対してシフト電力量を振り分ける。推定値補正部２２５２は、この振り分けたシフト電力量により、各需要家施設１０Ａの個別電力制御推定パターンにおける放電電力のパターンを補正して、補正個別電力制御推定パターンを生成する。
【００８８】
記憶部２２５３には、電力制御地域１内における需要家施設１０Ａの各々の過去個別電力制御推定パターンと過去個別実績パターンとが、書き込まれて記憶されている。
電力制御装置２００は、記憶部２２５３に書き込まれている補正電力制御推定パターンを読み出し、この補正電力制御推定パターンに基づいて、電力制御地域１内の需要家施設１０Ａの各々における蓄電池１０３の充放電、電力経路切替部１０５Ａの切替、インバータ１０４の動作、パワーコンディショナ１０２の動作の制御を行い、負荷１０６に対して消費電力を供給する。また、電力制御装置２００は、補正電力制御推定パターンの対応する１日が終了すると、負荷１０６の実際に消費した消費電力に対応した実績パターンを過去実績パターンとして、各需要家施設１０Ａの補正電力制御推定パターンに対応させて、所定の日の年月日とともに、記憶部２２５３に対して書き込んで記憶させる。ここで、各需要家施設１０Ａにおいて、施設別制御部１０７Ａは、各負荷１０６で消費された消費電力、系統電源から供給された買電電力、太陽電池１０１が発電した発電電力の各々の電力量を、電力経路切替部１０５Ａに設けられた電力センサにより、所定の時間間隔毎に計測して、上記実績パターンを生成し、電力制御装置２００に対して送信する。
【００８９】
本実施形態においては、電力制御地域１内における需要家施設１０Ａ各々所定の日の電力制御推定パターンを生成する場合、第１の実施形態と同様に、この所定の日より過去の日の過去電力制御推定パターンと過去実績パターンとにおける所定の時間間隔毎の消費電力の差分に応じて、電力料金の損失が最小となるように、あるいは買電電力量が最小とするシフト電力量を求め、このシフト電力量により電力制御推定パターンを補正している。
また、本実施形態においては、電力制御推定パターンを補正したシフト電力量を、補正したパターンの電力量に対応させて、各需要家施設１０Ａに振り分けて、需要家施設１０Ａの各々の個別電力制御推定パターンを補正し、補正個別電力制御推定パターンを生成し、各需要家施設１０Ａの電力制御を行っている。
これにより、本実施形態によれば、有効に、電力料金の損失が最小として、あるいは買電電力量が最小として、電力制御地域１における消費電力の自給率を向上させ、電力制御地域１内の各需要家施設１０Ａの電力制御の処理を行うことができる。
【００９０】
また、図１の施設別制御部１０７、図１０の施設別制御部１０７Ａ及び図１１の電力制御装置２００の各々の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、電力料金の損失が最小となるように、あるいは買電電力量が最小とするように、需要家施設１０、需要家施設１０Ａの電力の管理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００９１】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９２】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００９３】
１…電力制御地域  ２…商用電源  ３…系統電源  １０，１０Ａ…需要家施設  １０１…太陽電池  １０２…パワーコンディショナ  １０３…蓄電池  １０４…インバータ  １０５，１０５Ａ…電力経路切替部  １０６…負荷  １０７，１０７Ａ…施設別制御部  １０８，２２５１…電力制御推定部  １０９，２２５２…推定値補正部  １１０，２２５３…記憶部  ２００…電力制御装置  ２０１…ネットワークＩ／Ｆ部  ２０２…第１電力制御部  ２２１…総電力算出部  ２２２…分配電力決定部  ２２３…分配制御部  ２２５…電力量推定部
【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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