(57)【要約】【課題】既存のシステムを大幅に変更することなく、売電できない余剰電力を有効活用できるようにする。【解決手段】自然エネルギーを受けて発電する発電装置１０を用いて、需要家１に設けられた負荷４０に電力を供給する電力システムにおいて、負荷４０を制御するＨＥＭＳ１００は、発電装置１０からの発電電力のうち負荷４０の消費電力量を超える余剰電力がある場合に、負荷４０の消費電力量を増加するよう制御する負荷制御部１３３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを受けて発電する発電装置を用いて、需要家に設けられた負荷に電力を供給する電力システムにおいて、前記負荷を制御する制御装置であって、
前記発電装置からの発電電力のうち前記負荷の消費電力量を超える余剰電力がある場合に、前記負荷の消費電力量を増加するよう制御する負荷制御部を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
消費電力量に関する消費電力情報を、前記需要家に設けられた複数の負荷毎に記憶する消費電力情報記憶部をさらに有し、
前記負荷制御部は、前記余剰電力がある場合に、前記消費電力情報に基づいて、前記余剰電力の範囲内で前記複数の負荷のうち消費電力量を増加させるべき少なくとも１つの負荷を選択し、当該選択した負荷の消費電力量を増加するよう制御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】
消費電力量を増加させるべき優先度を示す優先度情報を、前記需要家に設けられた複数の負荷毎に記憶する優先度情報記憶部をさらに有し、
前記負荷制御部は、前記余剰電力がある場合に、前記優先度情報に基づいて、前記複数の負荷のうち前記優先度が高い負荷を優先的に選択し、当該選択した負荷の消費電力量を増加するよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記複数の負荷毎に前記優先度情報を表示するための表示部と、
ユーザからの入力操作を受け付ける入力部と、をさらに有し、
前記優先度情報は、前記入力部が受け付けた入力操作に応じて、設定又は変更されることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
消費電力量を増加させる制御を許可するか否かを示す制御可否情報を、前記需要家に設けられた複数の負荷毎に記憶する制御可否情報記憶部をさらに有し、
前記負荷制御部は、前記余剰電力がある場合に、前記制御可否情報に基づいて、前記複数の負荷のうち消費電力量を増加させる制御が許可されている負荷を選択し、当該選択した負荷の消費電力量を増加するよう制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記複数の負荷毎に前記制御可否情報を表示するための表示部と、
ユーザからの入力操作を受け付ける入力部と、をさらに有し、
前記制御可否情報は、前記入力部が受け付けた入力操作に応じて、設定又は変更されることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記余剰電力があるか否かを判定する余剰電力判定部をさらに有し、
前記余剰電力判定部は、前記発電電力の量が前記負荷の消費電力量よりも多い場合で、前記発電電力を系統に売電できない場合に、前記余剰電力があると判定することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
自然エネルギーを受けて発電する発電装置を用いて、需要家に設けられた負荷に電力を供給する電力システムにおいて、前記負荷を制御する制御方法であって、
前記発電装置からの発電電力のうち前記負荷の消費電力量を超える余剰電力がある場合に、前記負荷の消費電力量を増加するよう制御するステップを有する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、太陽電池などの発電装置を用いて負荷に電力を供給する電力システムにおいて当該負荷を制御する制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まり等により、電力の需要家（以下、単に「需要家」と称する）において、太陽光エネルギーを受けて発電する太陽電池や風力エネルギーを受けて発電する風力発電装置などの発電装置（以下、適宜「自然エネルギー発電装置」と称する）の普及が進んでいる。
【０００３】
自然エネルギー発電装置の発電量は自然任せであることから、当該発電装置を電力会社の電力系統（以下、単に「系統」と称する）に連系し、当該発電装置からの発電電力を需要家内の負荷に供給しつつ、負荷の消費電力量に対する発電電力量の不足分を、系統からの電力（すなわち、買電）により賄うことが一般的である。
【０００４】
また、このような電力システムにおいて、自然エネルギー発電装置を逆潮流有りで系統に連系する場合には、負荷の消費電力量に対する発電電力量の余剰分（以下、「余剰電力」と称する）を、系統に逆潮流（すなわち、売電）することができる。
【０００５】
一方で、複数の需要家を含む地域（コミュニティ）内で、発電装置やエネルギー蓄積装置（蓄電池など）を共用する電力システムも提案されている（例えば特許文献１参照）。当該システムは、発電装置やエネルギー蓄積装置を用いて、系統に依存せずに、コミュニティ内の消費電力を賄うものであり、コミュニティ内での供給電力量が過剰である場合には、余剰電力をエネルギー蓄積装置に蓄積するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１８７９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の電力システムは、余剰電力を蓄積することによって有効活用できるものの、既存の電力システムに対して大幅な変更が必要であるため、設備投資が大規模であり且つシステム構築に長期間を要するという問題がある。
【０００８】
また、既存の電力システムは、余剰電力を系統に逆潮流（売電）することによって有効活用できるものの、自然エネルギー発電装置の導入数が今後飛躍的に増大した場合には、時間帯によっては供給電力量が過剰になり、売電できなくなる可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は、既存のシステムを大幅に変更することなく、売電できない余剰電力を有効活用でき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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。
【００１１】
本発明に係る制御装置の特徴は、自然エネルギーを受けて発電する発電装置（発電装置１０）を用いて、需要家（需要家１）に設けられた負荷（負荷４０）に電力を供給する電力システムにおいて、前記負荷を制御する制御装置（例えばＨＥＭＳ１００）であって、前記発電装置からの発電電力のうち前記負荷の消費電力量を超える余剰電力がある場合に、前記負荷の消費電力量を増加するよう制御する負荷制御部（負荷制御部１３３）を有することを要旨とする。
【００１２】
本発明に係る制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、消費電力量に関する消費電力情報を、前記需要家に設けられた複数の負荷毎に記憶する消費電力情報記憶部（負荷情報記憶部１３２）をさらに有し、前記負荷制御部は、前記余剰電力がある場合に、前記消費電力情報に基づいて、前記余剰電力の範囲内で前記複数の負荷のうち消費電力量を増加させるべき少なくとも１つの負荷を選択し、当該選択した負荷の消費電力量を増加するよう制御することを要旨とする。
【００１３】
本発明に係る制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、消費電力量を増加させるべき優先度を示す優先度情報を、前記需要家に設けられた複数の負荷毎に記憶する優先度情報記憶部（負荷情報記憶部１３２）をさらに有し、前記負荷制御部は、前記余剰電力がある場合に、前記優先度情報に基づいて、前記複数の負荷のうち前記優先度が高い負荷を優先的に選択し、当該選択した負荷の消費電力量を増加するよう制御することを要旨とする。
【００１４】
本発明に係る制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記複数の負荷毎に前記優先度情報を表示するための表示部（表示部１２０ａ）と、ユーザからの入力操作を受け付ける入力部（入力部１２０ｂ）と、をさらに有し、前記優先度情報は、前記入力部が受け付けた入力操作に応じて、設定又は変更されることを要旨とする。
【００１５】
本発明に係る制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、消費電力量を増加させる制御を許可するか否かを示す制御可否情報を、前記需要家に設けられた複数の負荷毎に記憶する制御可否情報記憶部（負荷情報記憶部１３２）をさらに有し、前記負荷制御部は、前記余剰電力がある場合に、前記制御可否情報に基づいて、前記複数の負荷のうち消費電力量を増加させる制御が許可されている負荷を選択し、当該選択した負荷の消費電力量を増加するよう制御することを要旨とする。
【００１６】
本発明に係る制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記複数の負荷毎に前記制御可否情報を表示するための表示部（表示部１２０ａ）と、ユーザからの入力操作を受け付ける入力部（入力部１２０ｂ）と、をさらに有し、前記制御可否情報は、前記入力部が受け付けた入力操作に応じて、設定又は変更されることを要旨とする。
【００１７】
本発明に係る制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記余剰電力があるか否かを判定する余剰電力判定部（余剰電力判定部１３１）をさらに有し、前記余剰電力判定部は、前記発電電力の量が前記負荷の消費電力量よりも多い場合で、前記発電電力を系統に売電できない場合に、前記余剰電力があると判定することを要旨とする。
【００１８】
本発明に係る制御方法の特徴は、自然エネルギーを受けて発電する発電装置を用いて、需要家に設けられた負荷に電力を供給する電力システムにおいて、前記負荷を制御する制御方法であって、前記発電装置からの発電電力のうち前記負荷の消費電力量を超える余剰電力がある場合に、前記負荷の消費電力量を増加するよう制御するステップを有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、既存のシステムを大幅に変更することなく、売電できない余剰電力を有効活用できる制御装置及び制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る余剰電力判定処理を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係る各負荷に対するグループ分けを説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る省エネモード及び余剰電力モードのそれぞれにおける各負荷の運転状態及び消費電力量を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＨＥＭＳの全体動作の動作フロー図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＨＥＭＳの余剰電力制御動作の動作フロー図である。
【図７】本発明の実施形態に係るＨＥＭＳの余剰電力制御指令動作の動作フロー図である。
【図８】本発明の実施形態に係る余剰電力制御の具体例を説明するための図である（その１）。
【図９】本発明の実施形態に係る余剰電力制御の具体例を説明するための図である（その２）。
【図１０】本発明の実施形態に係る余剰電力制御の具体例を説明するための図である（その３）。
【図１１】本発明の実施形態に係る余剰電力制御の具体例を説明するための図である（その４）。
【図１２】本発明の実施形態に係る優先度設定・変更動作を説明するための図である（その１）。
【図１３】本発明の実施形態に係る優先度設定・変更動作を説明するための図である（その２）。
【図１４】本発明の実施形態に係る優先度設定・変更動作を説明するための図である（その３）。
【図１５】本発明の実施形態に係る優先度設定・変更動作を説明するための図である（その４）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態に係る図面において、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。
【００２２】
（１）電力システムの全体構成
まず、本実施形態に係る電力システムの全体構成を説明する。図１は、本実施形態に係る電力システムのブロック図である。図１において、ブロック間の実線は電力線を示し、ブロック間の破線は制御線を示す。なお、制御線は、有線に限らず無線であってもよい。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る電力システムは、発電所が発電した交流電力が流れる系統２と、系統２から交流電力の供給を受ける需要家１と、を有する。本実施形態では、系統２への逆潮流（売電）が許容されており、系統２には、需要家（需要家１及び他の需要家）が逆潮流（すなわち、売電）した交流電力も流れる。系統２の電圧は一定レベルになるよう電力会社により制御されているが、売電量が増大すると、系統２の電圧が上昇し、売電ができなくなる。
【００２４】
需要家１は、自然エネルギーを受けて発電する発電装置１０と、発電装置１０の発電電力を直流から交流に変換して出力するパワーコンディショナ（ＰＣＳ）２０と、ＰＣＳ２０と系統２との間に設けられた分電盤３０と、分電盤３０から交流電力が供給される複数の負荷４０と、需要家１内の電力管理を行うための宅内エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）１００と、を含む。本実施形態において、ＨＥＭＳ１００は、負荷４０を制御する制御装置に相当する。
【００２５】
発電装置１０は、例えば、自然エネルギーとしての太陽光エネルギーを受けて発電する太陽電池である。あるいは、発電装置１０は、自然エネルギーとしての風力エネルギーを受けて発電する風力発電装置などあってもよい。このような発電装置１０は、発電量を制御自在なガスタービン発電装置や燃料電池とは異なり、発電量が自然任せである。発電装置１０は、電力線を介して発電電力をＰＣＳ２０に出力する。
【００２６】
ＰＣＳ２０は、発電装置１０を系統２に連系する系統連系装置である。ＰＣＳ２０は、発電装置１０から入力された発電電力を交流に変換し、電力線を介して発電電力（交流）を分電盤３０に出力する。また、ＰＣＳ２０は、ＰＣＳ２０の入出力電力に関する計測を行うための電流センサや電圧センサを含み、これらセンサの計測データを、制御線を介してＨＥＭＳ１００に送信する。また、ＰＣＳ２０は、ＰＣＳ２０の出力電圧値が電圧上昇抑制ラインよりも高い状態を検出すると、ＰＣＳ２０の出力電圧上昇を抑制するように構成される。さらに、ＰＣＳ２０は、ＰＣＳ２０の出力電圧値が交流過電圧ラインよりも高い状態や、系統２の停電を検出すると、発電装置１０を系統２から解列するように構成される。なお、電圧上昇抑制ラインは交流過電圧ラインよりも低く設定されている（図２参照）。
【００２７】
分電盤３０は、ＰＣＳ２０が出力する発電電力（交流）が負荷４０の総消費電力未満であるときには、不足分の電力を系統２から受電（すなわち、買電）して、発電電力及び買電電力を負荷４０に供給する。また、分電盤３０は、ＰＣＳ２０が出力する発電電力（交流）が負荷４０の総消費電力を超えるときには、当該総消費電力に相当する発電電力（交流）を負荷４０に供給し、超過分の発電電力である余剰電力を系統２に売電する。分電盤３０は、過電流の検出により負荷４０への電力供給を停止するブレーカーを含む。また、分電盤３０は、負荷４０の総消費電力を計測するための電流センサや電圧センサを含み、これらセンサの計測データを、制御線を介してＨＥＭＳ１００に送信する。
【００２８】
負荷４０は、分電盤３０から発電電力及び／又は買電電力が供給され、供給された電力を消費して動作する。本実施形態では、負荷４０は、照明器具４０ａや、エアコン４０ｂ、給湯器４０ｃなどを含む。負荷４０は、制御線を介してＨＥＭＳ１００との通信を行うための通信部４１を含む。なお、各負荷４０に個別の通信部４１が設けられてもよく、複数の負荷４０で１つの通信部４１を共用してもよい。負荷４０のそれぞれは、ＨＥＭＳ１００からの制御指令に応じて運転状態の切り替えを行うように構成される。
【００２９】
ＨＥＭＳ１００は、省エネのために需要家１内の電力管理を行うものであり、各負荷４０を制御する機能と、各負荷４０に関する状態を監視・表示する機能とを有する。ＨＥＭＳ１００は、外部ネットワークとの通信を行うように構成されてもよい。
【００３０】
（２）ＨＥＭＳの構成
次に、ＨＥＭＳ１００の構成を説明する。ＨＥＭＳ１００は、各種の制御を行うための制御部１３０と、制御部１３０に接続された通信部１１０と、制御部１３０に接続された表示部１２０ａ及び入力部１２０ｂと、を含む。
【００３１】
通信部１１０は、制御部１３０の制御下で、負荷４０に設けられた通信部４１との通信を行う。
【００３２】
表示部１２０ａは、例えば液晶パネルを用いて構成されており、制御部１３０の制御下で各種の表示を行う。入力部１２０ｂは、例えば複数のボタンを用いて構成されており、ユーザからの入力操作を受け付ける。表示部１２０ａ及び入力部１２０ｂは、個別に設けられる場合に限らず、タッチパネルとして一体化されていてもよい。
【００３３】
制御部１３０は、メモリやプロセッサを用いて構成されており、省エネモード及び余剰電力モードを制御する。余剰電力モードの詳細については後述する。また、制御部１３０には、制御線を介してＰＣＳ２０からの計測データが入力される。
【００３４】
制御部１３０は、余剰電力判定部１３１と、負荷情報記憶部１３２と、負荷制御部１３３と、表示制御部１３４と、を含む。
【００３５】
余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０からの計測データに基づいて、発電電力のうち負荷４０の総消費電力量を超える電力であって系統２に買電できない余剰電力が存在するか否かを判定する。図２は、余剰電力判定部１３１による余剰電力判定処理を説明するための図である。図２に示すように、ＰＣＳ２０の出力側は、分電盤３０を介して負荷４０及び系統２に接続されているため、ＰＣＳ２０の出力電圧値は、系統２の状態及び負荷４０の状態を反映している。詳細には、発電電力量が総消費電力量を超過し、且つ、発電電力を系統２に売電できない場合には、ＰＣＳ２０の出力電圧値は上昇する。これに対し、発電電力量が総消費電力量未満である場合や、発電電力を系統２に売電できる場合には、ＰＣＳ２０の出力電圧値は上昇しない。
【００３６】
上述したように、ＰＣＳ２０は、ＰＣＳ２０の出力電圧値が電圧上昇抑制ラインよりも高い状態を検出すると、ＰＣＳ２０の出力電圧上昇を抑制するように構成される。余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０が電圧上昇抑制を行っているか否かを示す情報（以下、「電圧上昇抑制フラグ」と称する）をＰＣＳ２０からの計測データとして取得し、当該電圧上昇抑制フラグから、売電できない状態であるか否かを判定する。詳細には、余剰電力判定部１３１は、電圧上昇抑制フラグが電圧上昇抑制中を示す場合には、売電できない状態であると判定し、電圧上昇抑制フラグが電圧上昇抑制中を示さない場合には、売電できる状態であると判定する。また、余剰電力判定部１３１は、売電できない状態であると判定した場合に、ＰＣＳ２０からの計測データとしての出力電圧値及び出力電流値から出力電力値を求め、分電盤３０からの計測データに基づく負荷４０の総消費電力値を求め、ＰＣＳ２０の出力電力値から負荷４０の総消費電力値を減じた値を余剰電力量として取得する。また、余剰電力量は分電盤３０でも算出可能である。余剰電力量を分電盤３０で算出する構成とする場合、余剰電力判定部１３１は、分電盤３０で算出した余剰電力量を取得する。
【００３７】
負荷情報記憶部１３２は、各負荷４０に関する情報を記憶する。図３は、各負荷４０に対するグループ分けを説明するための図である。図３に示すように、本実施形態では、売電できない余剰電力がある場合の負荷制御方法を定めるために、各負荷４０を３つのグループに分類している。
【００３８】
第１のグループは、省エネ機能を持つ負荷からなるグループである。第１のグループに属する負荷４０は、通常時は省エネ運転させることで、消費電力を抑えて電気代を抑えるように構成されている。しかし、消費電力を抑えているため、本来の能力を制限している。
【００３９】
第２のグループは、電気代が安価な夜間などに運転する負荷からなるグループである。第２のグループに属する負荷４０は、昼間よりも安価な夜間電力を使うことで電気代を抑えるように構成されている。しかし、昼間の電気代が安い場合は、運転しても問題のない負荷である。
【００４０】
第３のグループは、ユーザの許可があれば自動的に運転させても問題のない負荷からなるグループである。第３のグループに属する負荷４０は、ユーザが当該負荷４０を運転させる準備が整っていればいつ運転させても問題のない負荷である。
【００４１】
図４は、省エネモード及び余剰電力モードのそれぞれにおける各負荷の状態及び消費電力量を説明するための図である。負荷制御部１３３は、売電できない余剰電力があると判定された場合に省エネモードから余剰電力モードに移行する。負荷情報記憶部１３２は、図４に示す消費電力情報を記憶している。当該消費電力情報は、通信部１１０を用いた各負荷４０との通信により取得できる。あるいは、当該消費電力情報は、ユーザが手動で入力してもよく、外部ネットワークから取得してもよい。
【００４２】
図４に示すように、第１のグループに属するエアコン、冷蔵庫、照明器具、パソコン、テレビ、ウォシュレット便座については、省エネモードでは省エネ運転、余剰電力モードではフルパワー運転又は通常運転を行うよう定められている。また、第３のグループに属する洗濯機、乾燥機、自動食器洗い機については、省エネモードでは待機状態、余剰電力モードでは動作状態になるよう定められている。第３のグループに属する急速充電器については、省エネモードでは通常充電、余剰電力モードでは急速充電を行うよう定められている。
【００４３】
また、負荷情報記憶部１３２は、負荷４０毎に、消費電力量を増加させる制御（以下、「余剰電力制御」と称する）の対象とすべき優先度の情報（以下、適宜「優先度情報」と称する）を記憶している。当該優先度情報は、ユーザが手動で設定してもよく、負荷制御部１３３が自動で設定してもよい。以下においては、ユーザが手動で優先度情報を設定するケースを主として説明する。
【００４４】
さらに、負荷情報記憶部１３２は、負荷４０毎に、余剰電力制御を許容するか否かを示す情報（以下、適宜「制御可否情報」と称する）を記憶していてもよい。当該制御可否情報は、ユーザが手動で設定してもよく、負荷制御部１３３が自動で設定してもよい。以下においては、ユーザが手動で制御可否情報を設定するケースを主として説明する。制御可否情報の詳細については後述する。
【００４５】
このように、本実施形態において、負荷情報記憶部１３２は、消費電力情報を記憶する消費電力情報記憶部、優先度情報を記憶する優先度情報記憶部、及び制御可否情報を記憶する制御可否情報記憶部に相当する。
【００４６】
負荷制御部１３３は、余剰電力判定部１３１により、売電できない余剰電力があると判定された場合に、余剰電力制御の対象とする負荷４０を選択する。詳細には、負荷制御部１３３は、余剰電力判定部１３１により取得される余剰電力量と、負荷情報記憶部１３２が記憶している消費電力情報及び優先度情報と、に基づいて、余剰電力制御の対象とする負荷４０を選択する。
【００４７】
本実施形態では、負荷制御部１３３は、優先度情報に基づく優先度が高い負荷４０から順に、図４に示す消費電力情報に基づいて、省エネモードから余剰電力モードへ切り替えた場合の消費電力量の増加量を積算する。そして、積算値が余剰電力量に達するまでの各負荷４０を、余剰電力制御の対象とする負荷４０として選択する。負荷制御部１３３は、余剰電力制御の対象とする負荷４０を選択すると、消費電力量を増加させるための制御指令を当該負荷４０に対して送信するよう通信部１１０を制御する。
【００４８】
通信部１１０は、負荷制御部１３３の制御に応じて、消費電力量を増加させるための制御指令を当該負荷４０に対して送信する。また、通信部１１０は、当該制御指令に対する当該負荷４０の制御結果の通知を監視する。なお、負荷制御部１３３は、負荷４０が制御指令に従わない場合（例えば、当該負荷４０の電源が入っていない場合や、当該負荷４０が既にフルパワーで運転している場合など）には、当該負荷４０に代えて他の負荷４０を改めて選択し、改めて選択した負荷４０に対して制御指令を送信してもよい。
【００４９】
表示制御部１３４は、負荷情報記憶部１３２が記憶している負荷一覧や運転状態などを表示するよう表示部１２０ａを制御する。表示部１２０ａによる表示例については後述する。
【００５０】
（３）ＨＥＭＳの動作
次に、ＨＥＭＳ１００の動作について説明する。
【００５１】
（３．１）全体動作フロー
図５は、ＨＥＭＳ１００の全体動作の動作フロー図である。
【００５２】
図５に示すように、ステップＳ１００において、ＰＣＳ２０からの計測データを取得するループ１に入る。
【００５３】
ステップＳ２００において、余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０からの計測データを取得する。計測データは、電圧上昇抑制フラグＦ、ＰＣＳ２０の出力電力情報Ｙ（出力電圧値や出力電流値など）を含む。
【００５４】
ステップＳ３００において、余剰電力判定部１３１は、電圧上昇抑制フラグが“１”であるか否かを確認する。電圧上昇抑制フラグ“１”は、電圧上昇抑制中であることを示す。電圧上昇抑制フラグが“１”である場合（ステップＳ３００；ＹＥＳ）、処理がステップＳ４００に進む。これに対し、電圧上昇抑制フラグが“０”である場合（ステップＳ３００；ＮＯ）、処理がステップＳ２００に戻る。
【００５５】
ステップＳ４００において、省エネモードから余剰電力モードに移行し、後述する余剰電力制御を行う。
【００５６】
ステップＳ５００において、負荷制御部１３３は、入力部１２０ｂに設けられた終了ボタンが押下されたか否かを確認する。終了ボタンが押下された場合（ステップＳ５００；ＹＥＳ）、ループ１を抜けて処理が終了する。これに対し、終了ボタンが押下されない場合（ステップＳ５００；ＮＯ）、処理がループ１の最初（ステップＳ１００）に戻る。
【００５７】
（３．２）余剰電力制御フロー
図６は、ＨＥＭＳ１００の余剰電力制御動作（すなわち、図５のステップＳ４００）の動作フロー図である。
【００５８】
図６に示すように、ステップＳ４１０において、余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０の出力電力情報Ｙから負荷４０の総消費電力を減じた値を余剰電力量（余剰電力値）Ｚとして取得する。
【００５９】
ステップＳ４２０において、余剰電力判定部１３１は、余剰電力値Ｚが正であるか否かを確認する。余剰電力値Ｚが正である場合（ステップＳ４２０；ＹＥＳ）、処理がステップＳ４３０に進む。これに対し、余剰電力値Ｚがゼロ又は負である場合（ステップＳ４２０；ＮＯ）、処理が終了する。
【００６０】
ステップＳ４３０において、負荷制御部１３３は、負荷情報記憶部１３２が記憶している各負荷４０の消費電力情報に基づいて負荷データＥ［ｎ］を取得する。負荷データＥ［ｎ］は、需要家１に設けられた負荷４０ａ〜負荷４０ｎそれぞれについて、省エネモードから余剰電力モードへ切り替えた場合の消費電力の増加量を示す。
【００６１】
ステップＳ４４０において、消費電力量を増加させるべき負荷を選択するためのループ２に入る。ここで、負荷制御部１３３は、負荷４０のインデックスである“ｉ”に初期値“０”を設定し、余剰電力制御の対象とする負荷４０をカウントするための変数“ｍ”に初期値“０”を設定する。
【００６２】
ステップＳ４５０において、負荷制御部１３３は、負荷情報記憶部１３２が記憶している優先度情報に基づいて優先度の高い順に負荷４０を選択し、当該選択した負荷４０を余剰電力モードへ切り替えた場合の消費電力増加量をＳに加算した結果を、積算値Ｓとして計算する。なお、Ｓの初期値はゼロである。
【００６３】
ステップＳ４６０において、負荷制御部１３３は、積算値Ｓが余剰電力値Ｚ未満であるか否かを確認する。積算値Ｓが余剰電力値Ｚ未満である場合（ステップＳ４６０；ＹＥＳ）、処理がステップＳ４７０に進む。これに対し、積算値Ｓが余剰電力値Ｚ以上である場合（ステップＳ４６０；ＮＯ）、処理がステップＳ４９０に進む。
【００６４】
ステップＳ４７０において、負荷制御部１３３は、余剰電力制御の対象とする負荷４０のリスト（以下、「制御リスト」と称する）Ｅｃを更新する。詳細には、負荷制御部１３３は、ステップＳ４５０で選択した負荷４０を制御リストＥｃに加える。
【００６５】
ステップＳ４８０において、処理がループ２の最初（すなわち、ステップＳ４４０）に戻る。２回目以降のループ２では、負荷４０のインデックスである“ｉ”がインクリメントされ、次に優先度の高い負荷について処理が行われる。
【００６６】
このようにして、負荷制御部１３３は、消費電力増加量の積算値Ｓが余剰電力値Ｚを超えない範囲で最大となるように、余剰電力制御対象の負荷４０を選出し、選出した負荷４０の一覧である制御リストＥｃを作成する。
【００６７】
ステップＳ４９０において、負荷制御部１３３は、作成した制御リストＥｃに基づいて、余剰電力制御の対象となる負荷４０への制御指令を送信するよう通信部１１０を制御する。
【００６８】
（３．３）余剰電力制御指令フロー
図７は、ＨＥＭＳ１００の余剰電力制御指令動作（すなわち、図６のステップＳ４９０）の動作フロー図である。
【００６９】
図７に示すように、ステップＳ４９１において、負荷制御部１３３は、制御リストＥｃ及び余剰電力制御対象数ｍを取得する。
【００７０】
ステップＳ４９２において、負荷制御部１３３は、余剰電力制御対象数ｍが０よりも多いか否かを確認する。余剰電力制御対象数ｍが０よりも多い場合（ステップＳ４９２；ＹＥＳ）、処理がステップＳ４９３に進む。これに対し、余剰電力制御対象数ｍが０以下である場合（ステップＳ４９２；ＮＯ）、処理が終了する。
【００７１】
ステップＳ４９３において、余剰電力制御対象の負荷４０に対して制御指令を送信するためのループ３に入る。ここで、負荷制御部１３３は、負荷４０のインデックスである“ｉ”に初期値“０”を設定する。
【００７２】
ステップＳ４９４において、負荷制御部１３３は、制御リストＥｃ中の負荷“ｉ”が制御済みであるか否かを確認する。制御リストＥｃ中の負荷“ｉ”が制御済みである場合（ステップＳ４９４；ＹＥＳ）、処理がステップＳ４９７に進む。これに対し、制御リストＥｃ中の負荷“ｉ”が制御済みでない場合（ステップＳ４９４；ＮＯ）、処理がステップＳ４９５に進む。
【００７３】
ステップＳ４９５において、負荷制御部１３３は、制御リストＥｃ中の負荷“ｉ”に対応する負荷４０に対して、余剰電力制御の制御指令を送信するよう通信部１１０を制御する。通信部１１０は、当該負荷４０からの制御結果の通知を受信し、負荷制御部１３３は、当該余剰電力制御が成功したか否かを確認する。なお、負荷制御部１３３は、制御対象の負荷４０の電源が入っていない場合や既にフルパワー状態の場合は、制御済みと判定してもよい。あるいは、当該負荷４０に代えて他の負荷４０を改めて選択し、改めて選択した負荷４０に対して制御指令を送信してもよい。
【００７４】
ステップＳ４９６において、負荷制御部１３３は、制御リストＥｃ中の負荷“ｉ”についての制御結果に基づいて、負荷情報記憶部１３２が記憶している負荷運転状態を更新する。表示制御部１３４は、更新された負荷運転状態を表示するよう表示部１２０ａを制御する。
【００７５】
ステップＳ４９７において、処理がループ３の最初（すなわち、ステップＳ４９３）に戻る。２回目以降のループ３では、負荷４０のインデックスである“ｉ”がインクリメントされ、次の負荷について処理が行われる。このようにして、負荷制御部１３３は、Ｅｃ［ｉ］の制御結果を更新して全ての制御指令を行った後にループ３を抜ける。
【００７６】
（３．４）動作具体例
次に、ＨＥＭＳ１００の動作具体例を説明する。
【００７７】
（３．４．１）余剰電力制御
図８〜図１１を用いて、余剰電力制御の具体例を説明する。以下においては、発電装置１０としての太陽電池（ＰＶ）を例示している。また、負荷４０としての照明器具４０ａ、エアコン４０ｂ、給湯器４０ｃ、冷蔵庫４０ｄ、テレビ４０ｅを例示している。さらに、ＨＥＭＳ１００がＰＣＳ２０及び各負荷４０と無線により通信するケースを例示している。
【００７８】
図８に示すように、ＨＥＭＳ１００の余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０からの計測データに基づいて、発電装置１０の発電電力のうち負荷４０の総消費電力量を超える電力であって系統２に買電できない余剰電力が存在すると判定し、余剰電力値を取得する。
【００７９】
その後、図９に示すように、ＨＥＭＳ１００の負荷制御部１３３は、余剰電力制御の対象とした場合の消費電力増加量の積算値が余剰電力値を超えないように、管理している各負荷４０のうち、余剰電力制御の対象とする負荷４０を選択する。ここでは、エアコン４０ｂ、給湯器４０ｃ、テレビ４０ｅを選択したとする。
【００８０】
その後、図１０に示すように、ＨＥＭＳ１００の負荷制御部１３３は、エアコン４０ｂ、給湯器４０ｃ、テレビ４０ｅに対して制御指令を送信するようＨＥＭＳ１００の通信部１１０を制御する。詳細には、エアコン４０ｂに対してフルパワー運転を指示する制御指令を送信し、給湯器４０ｃに対して湯沸し開始を指示する制御指令を送信し、テレビ４０ｅに対して通常運転を指示する制御指令を送信する（図４参照）。ただし、テレビ４０ｅは電源が入っていないので、制御できないという結果を受け取っている。
【００８１】
その後、図１１に示すように、ＨＥＭＳ１００の負荷制御部１３３は、テレビ４０ｅの代わりとして冷蔵庫４０ｄを選択する。そして、ＨＥＭＳ１００の負荷制御部１３３は、冷蔵庫４０ｄに対して制御指令を送信するようＨＥＭＳ１００の通信部１１０を制御する。詳細には、冷蔵庫４０ｄに対してフルパワー運転を指示する制御指令を送信する（図４参照）。
【００８２】
このように、余剰電力の範囲内で負荷４０の消費電力量を増加させることで、ユーザが余剰電力を無駄なく活用できる。
【００８３】
（３．４．２）優先度設定・変更動作
次に、図１２〜図１５を用いて、ＨＥＭＳ１００における優先度設定・変更動作を説明する。
【００８４】
図１２は、余剰電力制御の対象とすべき負荷４０及び優先度を設定する際の表示部１２０ａの表示画面を示す図である。図１２（ａ）に示すように、ユーザは、ＨＥＭＳ１００の入力部１２０ｂを用いて、余剰電力制御の対象とする優先度を、エアコンが最も高く、急速充電器が最も低く設定しており、ＨＥＭＳ１００の表示制御部１３４は、設定された優先度を表示するよう表示部１２０ａを制御する。このように、ユーザは事前に優先度を設定することができ、優先度を変えることで、余剰電力制御の対象とすべき負荷４０を選択することができる。
【００８５】
また、図１２（ｂ）に示すように、ユーザは、ＨＥＭＳ１００の入力部１２０ｂを用いて、各負荷４０（エアコン、冷蔵庫、照明、パソコン、テレビ、ウォシュレット便座、洗濯機、乾燥機、自動食器洗い機、急速充電器）のうち、余剰電力制御を許可しない負荷４０として、洗濯機、乾燥機、自動食器洗い機を選択しており、ＨＥＭＳ１００の表示制御部１３４は、設定された情報（余剰電力制御の許可／不許可の情報）を表示するよう表示部１２０ａを制御する。ただし、余剰電力制御を許可しない負荷４０として選択された洗濯機、乾燥機、自動食器洗い機については、後述するように、余剰電力モードに切り替わった後にユーザから許可されれば任意のタイミングで運転可能となる。
【００８６】
図１３〜図１５は、余剰電力モードに切り替わった後に、優先度を変更する動作を説明するための図である。
【００８７】
図１３に示すように、ＨＥＭＳ１００の負荷制御部１３３は、余剰電力モードに切り替わった後、照明、給湯器、エアコンに対して余剰電力制御を行っている。このとき、ユーザは余剰電力制御を不許可にしている洗濯機に洗濯物を入れて準備している。ここで、図１４（ａ）に示すように、ＨＥＭＳ１００の表示制御部１３４は、各負荷４０の運転状態及び余剰電力制御の許可／不許可の情報を表示するよう表示部１２０ａを制御している。
【００８８】
その後、図１４（ｂ）に示すように、ユーザは、ＨＥＭＳ１００の入力部１２０ｂを用いて、洗濯機と湯沸し機の優先度を入れ替え、洗濯機の余剰電力運転を不許可から許可に変更しており、ＨＥＭＳ１００の表示制御部１３４は、変更後の情報を表示するよう表示部１２０ａを制御する。その結果、図１５に示すように、ＨＥＭＳ１００の負荷制御部１３３は、ユーザによって優先度が変更されたことを認識し、湯沸しを停止させ、洗濯機を運転させている。以上のように、優先度を変更することで、ユーザが任意のタイミングで任意の負荷４０を余剰電力制御の対象とすることができる。
【００８９】
（４）実施形態のまとめ
以上説明したようにＨＥＭＳ１００は、発電装置１０からの発電電力のうち負荷４０の消費電力量を超える余剰電力がある場合に、負荷４０の消費電力量を増加するよう制御する負荷制御部１３３を有する。このように、余剰電力を需要家１内の負荷４０に消費させることで、大規模で高価な設備を要することなく、ユーザが余剰電力を活用できる。
【００９０】
本実施形態では、ＨＥＭＳ１００の負荷情報記憶部１３２は、需要家１に設けられた複数の負荷４０毎に、消費電力量に関する消費電力情報を記憶する。そして、負荷制御部１３３は、余剰電力がある場合に、消費電力情報に基づいて、余剰電力の範囲内で複数の負荷４０のうち消費電力量を増加させるべき少なくとも１つの負荷４０を選択し、当該選択した負荷４０の消費電力量を増加するよう制御する。これにより、ユーザが余剰電力を無駄なく活用できる。
【００９１】
本実施形態では、ＨＥＭＳ１００の負荷情報記憶部１３２は、需要家１に設けられた複数の負荷４０毎に、消費電力量を増加させるべき優先度を示す優先度情報を記憶する。そして、負荷制御部１３３は、余剰電力がある場合に、優先度情報に基づいて、複数の負荷４０のうち優先度が高い負荷４０を優先的に選択し、当該選択した負荷４０の消費電力量を増加するよう制御する。これにより、より効率的に余剰電力を活用できる。
【００９２】
また、本実施形態では、優先度情報は、入力部１２０ｂが受け付けた入力操作に応じて、設定又は変更される。これにより、余剰電力を消費する負荷４０をユーザの意志に基づいて選択できる。
【００９３】
本実施形態では、ＨＥＭＳ１００の負荷情報記憶部１３２は、需要家１に設けられた複数の負荷４０毎に、消費電力量を増加させる制御を許可するか否かを示す制御可否情報を記憶する。そして、負荷制御部１３３は、余剰電力がある場合に、制御可否情報に基づいて、複数の負荷４０のうち消費電力量を増加させる制御が許可されている負荷４０を選択し、当該選択した負荷４０の消費電力量を増加するよう制御する。これにより、より効率的に余剰電力を活用できる。
【００９４】
また、本実施形態では、制御可否情報は、入力部１２０ｂが受け付けた入力操作に応じて、設定又は変更される。これにより、余剰電力を消費する負荷４０をユーザの意志に基づいて選択できる。
【００９５】
（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、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る。
【００９６】
上述した実施形態では、余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０からの電圧上昇抑制フラグに基づいて、売電できる状態であるか否かを判定していた。しかしながら、余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０の出力電圧値をＰＣＳ２０からの計測データとして取得し、当該出力電圧値に基づいて売電できる状態であるか否かを判定してもよい。詳細には、余剰電力判定部１３１は、ＰＣＳ２０の出力電圧値を、予め設定されている電圧上昇抑制ライン及び交流過電圧ラインと比較し、ＰＣＳ２０の出力電圧値が電圧上昇抑制ラインと交流過電圧との間にある場合に、売電できる状態であると判定する。
【００９７】
さらに、外部ネットワークから得られる情報を利用して余剰電力の有無を判定してもよい。例えば、発電装置１０の発電電力量が負荷４０の総消費電力量を超える場合で、外部ネットワークから得られる売電料金情報によって示される売電料金が閾値よりも低い場合に、余剰電力があると判定してもよい。
【００９８】
上述した実施形態では、負荷制御部１３３は、消費電力情報、優先度情報、及び制御可否情報のそれぞれに基づいて余剰電力制御の対象とする負荷４０を選択していた。しかしながら、消費電力情報、優先度情報、及び制御可否情報のいずれか１つのみに基づいて余剰電力制御の対象とする負荷４０を選択してもよい。
【００９９】
上述した実施形態では、発電装置１０を逆潮流有りで系統２に連系する一例を説明したが、発電装置１０を逆潮流無しで系統２に連系してもよい。
【０１００】
上述した実施形態では、宅内のエネルギー管理システム（ＥＭＳ）であるＨＥＭＳ１００を、本発明に係る制御装置の一例として説明した。しかしながら、ビルのＥＭＳであるＢＥＭＳを、本発明に係る制御装置としてもよい。あるいは、ＰＣＳ２０のコントローラを、本発明に係る制御装置としてもよい。
【０１０１】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…需要家、２…系統、１０…発電装置、２０…ＰＣＳ、３０…分電盤、４０…負荷、４１…通信部、１００…ＨＥＭＳ、１１０…通信部、１２０ａ…表示部、１２０ｂ…入力部、１３０…制御部、１３１…余剰電力判定部、１３２…負荷情報記憶部、１３３…負荷制御部、１３４…表示制御部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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