(57)【要約】【課題】需要家に供給されるピーク電力の大きさによって定まる電力料金の基本料金を低減させる電力制御システムを提供する。【解決手段】電力制御システムにおいて、サーバは、電力が供給される施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを、過去の消費電力の履歴に基づき出力する。ＨＥＭＳコントローラは、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力が上限設定値を超える時間帯において、上限設定値を超えて消費される電力量の総和を演算する。パワーコンディショナーは、演算結果に対応する電力を、予め蓄電池に確保させ、確保された蓄電容量の分、蓄電させる。パワーコンディショナーは、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に確保した蓄電容量の電力を施設へ供給する。【選択図】図８
2016015857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設への電力の供給を制御するための電力制御システムであって、
電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により前記施設へ供給するための蓄電池と、
前記施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、
前記予測データに基づいて、系統から前記施設へ供給される電力の上限設定値を前記消費電力が上回ると予測される時間帯の、前記上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、前記消費電力が前記上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に前記蓄電池に蓄電させる充電制御手段と、
前記施設に対し系統から供給される電力の上限を前記上限設定値までとするよう、前記施設の消費電力が前記上限設定値を超える場合に、前記蓄電池に蓄電される電力を前記施設へ供給する供給制御手段とを含む、電力制御システム。
【請求項２】
前記充電制御手段は、前記予測データに基づいて、前記消費電力が前記上限設定値を上回る各時間帯について、前記消費電力の予測値と前記上限設定値との差分の合計を算出し、各時間帯について算出された電力量の電力を、各時間帯より前に充電により前記蓄電池に蓄電させる、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項３】
前記充電制御手段は、前記上限設定値の指定を受け付ける受付部を含む、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記施設における一定期間内の消費電力の実績値を履歴データとして記憶するよう構成されており、
前記電力制御システムは、さらに、
前記履歴データに基づいて、前記施設の将来の消費電力を予測することにより前記予測データを出力する予測手段を含み、
前記記憶手段は、前記予測手段により出力される前記予測データを記憶するよう構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電力制御システム。
【請求項５】
施設への電力の供給を制御するための電力制御装置であって、
電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により前記施設へ供給するための蓄電池への充電を制御する充電制御手段と、
前記施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、
前記蓄電池から前記施設への電力の供給を制御する供給制御手段とを備え、
前記充電制御手段は、前記予測データに基づいて、系統から前記施設へ供給される電力の上限設定値を前記消費電力が上回ると予測される時間帯の、前記上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、前記消費電力が前記上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に前記蓄電池に蓄電させ、
前記供給制御手段は、前記施設に対し系統から供給される電力の上限を前記上限設定値までとするよう、前記施設の消費電力が前記上限設定値を超える場合に、前記蓄電池に蓄電される電力を前記施設へ供給する、電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、住宅などの施設に供給される電力を制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力の供給を受ける需要家のエネルギー消費を制御するため、例えばＨＥＭＳ（Home  Energy  Management  System）などのシステムが普及しつつある。例えば、需要家の施設に蓄電池や太陽電池を設置し、パワーコンディショナが、系統から施設への電力の供給、蓄電池の充放電、太陽電池が発電する電力の施設への供給または売電を制御する。これにより、需要家にとっては系統から供給される電力の消費量を抑えて電力料金の低減を図ることができ、発電所や変電所を有する電力供給事業者（電力会社）にとっても、負荷を平準化させて電力の供給を安定させることができる。
【０００３】
電力料金の低減化を図る技術として、例えば、特開２００４−４８９８２号公報は、電力量料金が比較的安価な時間帯に二次電池を充電し、その時間帯外に二次電池から放電させる技術を記載している。これにより、電力使用契約の契約超過金を抑制し、契約電力の変更を回避することができ、電力料金の低減を図ることができる。また、特開２０１４−１０７９５０号公報は、消費電力のピークを予測し、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する制御を行う技術を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４８９８２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力料金は、例えば、契約電力に基づき定められる基本料金と、電力の使用量に応じて定められる電力量料金とから構成されている。特許文献１に記載の技術は、電力量料金が比較的安価な時間帯に蓄電池へ充電することで電力料金を安価にしているが、さらなる電力料金の低減を図る別の技術が必要とされている。また、特許文献２に記載の技術は、消費電力のピークを予測し、電力を供給すべき複数のピークが存在すると予測された場合に、これら複数のピークの間の時間帯において、蓄電池を充電する。しかし、複数のピークの間の時間帯において電気料金単価が必ずしも安価であるとは限らない。また、ピークカットに要する電力量を超えて充電してしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に従う電力制御システムは、施設への電力の供給を制御するためのものである。電力制御システムは、電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により施設へ供給するための蓄電池と、施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限設定値を消費電力が上回ると予測される時間帯の、上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池に蓄電させる充電制御手段と、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に蓄電される電力を施設へ供給する供給制御手段とを含む。
【０００７】
別の実施形態に従うと、施設への電力の供給を制御するための電力制御装置が提供される。電力制御装置は、電力の供給を受けて充電され、充電された電力を放電により施設へ供給するための蓄電池への充電を制御する充電制御手段と、施設の消費電力の時間変化を予測した予測データを記憶するための記憶手段と、蓄電池から施設への電力の供給を制御する供給制御手段とを備える。充電制御手段は、予測データに基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限設定値を消費電力が上回ると予測される時間帯の、上限設定値を超えて消費される電力の合計を算出し、算出された電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池に蓄電させる。供給制御手段は、施設に対し系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするよう、施設の消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池に蓄電される電力を施設へ供給する。
【発明の効果】
【０００８】
電力料金の基本料金は、需要家に供給されるピーク電力の大きさによって定まることがある。そのため、需要家の施設に供給されるピーク電力をいっそう低くすることで、さらなる電力料金の低減を図ることができる。上記一実施形態によると、上限設定値に応じて蓄電池に充電させ、系統から供給される電力の上限を上限設定値までとするように、系統および蓄電池から施設へ電力が供給される。そのため、施設に供給されるピーク電力を、上限設定値に定める大きさに留めることができ、ピーク電力をいっそう低くすることで、さらなる電力料金の低減を図ることができる。
【０００９】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の電力制御システム１の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】サーバ１００の構成を示すブロック図である。
【図３】ＨＥＭＳコントローラ７００の構成を示すブロック図である。
【図４】サーバ１００に記憶される消費電力予測データ１６２のデータ構造を示す図である。
【図５】消費電力予測データ１６２により示される、消費電力の時間変化を予測した予測結果を示す図である。
【図６】蓄電池８３０に予め確保される蓄電容量Ｒ（ｎ）を示す図である。
【図７】実施の形態１のＨＥＭＳコントローラ７００が、系統から供給される電力が上限設定値を超えないよう、蓄電池８３０の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２において、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ１６２と、蓄電池８３０に確保される蓄電容量とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の電力制御システム１の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、電力制御システム１は、サーバ１００と、ブロードバンドルータ６００と、ＨＥＭＳコントローラ７００とが配置されている。ブロードバンドルータ６００、サーバ１００等の各装置は、インターネット９００に接続されている。
【００１３】
ブロードバンドルータ６００とＨＥＭＳコントローラ７００とは、建屋の中に配置されている。建屋には、屋外の屋根部分に、複数の太陽電池モジュールを含む太陽電池モジュール８１０が配置されている。パワーコンディショナ８２０、蓄電池８３０も屋外に配置されている。建屋の屋内には、分電盤８５０、マルチエネルギーモニタ８６０、多回路ＣＴ（Current  Transformer）センサ８７０、複数の家電機器（エアコンディショナ８０１、空気清浄機８０２、冷蔵庫８０３および洗濯機８０４など）を含む家電機器８００、タップ８８０が配置されている。
【００１４】
サーバ１００は、大容量の記憶装置を備えるコンピュータシステムであり、天候データ、各建屋の消費電力の実績値等を取得して、各建屋の消費電力の予測値、各建屋に設置される太陽電池モジュールの発電量の予測値などを算出する。
【００１５】
ＣＴセンサ８７０は、設置対象の機器の消費電力を測定し、測定した消費電力のデータをＨＥＭＳコントローラ７００へ送信する。実施の形態１では、ＣＴセンサ８７０は、分電盤８５０の主幹ブレーカーと分岐ブレーカーとに接続することができる。ＣＴセンサ８７０を分電盤８５０の主幹ブレーカーに接続した場合、ＣＴセンサ８７０は、建屋全体の消費電力を測定する。また、分岐ブレーカーが部屋全体に対応したものであると、ＣＴセンサ８７０を分電盤８５０の分岐ブレーカーに接続することで、ＣＴセンサ８７０は、部屋全体の消費電力を測定する。
【００１６】
タップ８８０は、家電機器８００の消費電力を測定する消費電力測定器であり、消費電力の測定結果を、ＨＥＭＳコントローラ７００へ無線通信によって送信する。タップ８８０は、図示しないプラグを備え、建屋内のコンセントと接続する。タップ８８０に接続される各家電機器（例えば、エアコンディショナ８０１、空気清浄機８０２、冷蔵庫８０３および洗濯機８０４など）は、タップ８８０とコンセントとが接続されることで、分電盤８５０から給電される。
【００１７】
ブロードバンドルータ６００は、インターネット９００と接続されており、ＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronic  Engineers）８０２．１１などの規格に対応した無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）機能を備えて他の通信機器と無線通信を行う。ブロードバンドルータ６００は、ＬＡＮ規格に対応して有線により他の通信機器と接続しており、ＨＥＭＳコントローラ７００およびマルチエネルギーモニタ８６０と有線により接続される。パワーコンディショナ８２０、マルチエネルギーモニタ８６０、ブロードバンドルータ６００およびＨＥＭＳコントローラ７００は、有線により接続されており、互いに通信をすることができる。
【００１８】
ＨＥＭＳコントローラ７００は、有線ＬＡＮによりブロードバンドルータ６００と接続されている。ＨＥＭＳコントローラ７００は、無線通信機能を有しており、例えばＣＴセンサ８７０およびタップ８８０等の機器と無線通信し、これらの機器から、各機器の消費電力の測定結果、および、建屋全体の消費電力の測定結果などを受信して記憶する。ＨＥＭＳコントローラ７００は、各機器の消費電力の測定結果および建屋全体の消費電力の測定結果を、ブロードバンドルータ６００によりサーバ１００へ送信する。また、ＨＥＭＳコントローラ７００は、各機器の消費電力や建屋全体の消費電力を可視化するため、これら消費電力の測定結果を、ブロードバンドルータ６００を経由してマルチエネルギーモニタ８６０へ送信する。
【００１９】
マルチエネルギーモニタ８６０は、太陽光発電システム、蓄電池システムなどの複数のエネルギーシステムの運転状況を表示して、様々な機器の稼働状況をユーザが容易に制御することを可能とするためのモニター装置である。マルチエネルギーモニタ８６０は、パワーコンディショナ８２０と接続されている。
【００２０】
パワーコンディショナ８２０には、蓄電池８３０と、太陽電池モジュール８１０とが接続されている。パワーコンディショナ８２０は、系統から建屋の分電盤８５０へ電力を供給する。パワーコンディショナ８２０は、太陽電池モジュール８１０で発電された直流電力を、建屋で使用できる交流電力に変換する機能を有しており、太陽電池モジュール８１０で発電された電力を、建屋の分電盤８５０または蓄電池８３０へ供給し、また、太陽電池モジュール８１０で発電された電力を、電力量計を通じて外部に売電する。また、パワーコンディショナ８２０は、蓄電池８３０への充電および蓄電池８３０からの放電を制御する。
【００２１】
上述したように、ＨＥＭＳコントローラ７００は、建屋内の各機器から、消費電力の測定結果を受信し、受信した測定結果を、ブロードバンドルータ６００を経由してサーバ１００へ送信する。サーバ１００は、ＨＥＭＳコントローラ７００からインターネット９００を介して建屋の消費電力の測定結果を受信し、過去の消費電力の履歴に基づき建屋の消費電力の予測値を演算により出力する。サーバ１００は、建屋の消費電力の予測値を、インターネット９００を介してＨＥＭＳコントローラ７００へ送信する。
【００２２】
ＨＥＭＳコントローラ７００は、建屋の消費電力の時間変化を予測した予測データを、インターネット９００を介してサーバ１００から受信し、受信した予測データを記憶する。ＨＥＭＳコントローラ７００は、系統からパワーコンディショナ８２０により建屋へ供給される電力の上限を設定する。ＨＥＭＳコントローラ７００は、例えば一日分の消費電力の予測データにおいて、建屋へ供給される電力の上限の設定値を、消費電力が上回ると予測される時間帯を特定する。ＨＥＭＳコントローラ７００は、特定されたこれらの時間帯において、予測データに示される消費電力と、上限の設定値との差分を演算することで、上限の設定値を超えて消費されると予測される電力の合計を算出する。
【００２３】
ＨＥＭＳコントローラ７００は、ブロードバンドルータ６００およびマルチエネルギーモニタ８６０を経由してパワーコンディショナ８２０の動作を制御することができる。ＨＥＭＳコントローラ７００は、上限の設定値を超えて消費されると予測される電力の合計の算出結果（電力量）に相当する電力を、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限の設定値を上回ると予測される時間帯より前に、パワーコンディショナ８２０によって蓄電池８３０に蓄電させる。パワーコンディショナ８２０は、ＨＥＭＳコントローラ７００からの制御信号に応じて、上限の設定値に対応する蓄電容量を蓄電池８３０に確保し、確保した蓄電容量まで、系統からの電力または太陽電池モジュール８１０によって発電される電力を蓄電池８３０へ供給する。例えば、パワーコンディショナ８２０は、予め定められた時間（例えば、電力料金が比較的安価な深夜の時間帯）に、消費電力の予測データにおいて上限の設定値を超えて消費されると予測される電力量に相当する一日分の電力を蓄電池８３０に蓄電させる。
【００２４】
パワーコンディショナ８２０は、建屋の消費電力と上限の設定値とを比較して、系統から建屋へ供給される電力が上限の設定値に達した場合に、蓄電池８３０に蓄積された電力を建屋の分電盤８５０へ供給する。こうすることで、系統から建屋へ供給される電力が、上限の設定値を超えないよう（建屋に対し系統から供給される電力の上限を、当該上限の設定値までとするよう）、パワーコンディショナ８２０は、蓄電池８３０に蓄電される電力を建屋の分電盤８５０へ供給することができる。また、パワーコンディショナ８２０は、ＨＥＭＳコントローラ７００の制御に従って、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限の設定値を上回ると予測される時間帯について、蓄電池８３０に予め蓄電された電力を放電させて分電盤８５０へ供給することとしてもよい。
【００２５】
＜サーバ１００の構成＞
図２は、サーバ１００の構成を示すブロック図である。図２を参照して、サーバ１００は、通信部１０２と、記憶部１０６と、制御部１０７とを含む。
【００２６】
通信部１０２は、サーバ１００が他の通信機器と信号を送受信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。
【００２７】
記憶部１０６は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等により構成され、サーバ１００が使用するプログラムを記憶し、サーバ１００が使用する各種のデータを蓄積する。ある局面において、記憶部１０６は、消費電力履歴データ１６１と、消費電力予測データ１６２とを記憶する。消費電力履歴データ１６１は、サーバ１００が管理する複数の施設それぞれについての消費電力の履歴を示すデータである。消費電力履歴データ１６１は、各施設の施設全体の消費電力、各施設に設置される家電機器の消費電力などの履歴を示す。消費電力予測データ１６２は、サーバ１００が消費電力履歴データ１６１に示される過去の消費電力の実績値に基づき演算により算出される、各施設の消費電力の時間変化を予測したデータである。
【００２８】
制御部１０７は、記憶部１０６に記憶される制御プログラムを読み込んで実行することにより、サーバ１００の動作を制御する。制御部１０７は、例えば複数のプロセッサにより実現される。制御部１０７は、プログラムに従って動作することにより、消費電力予測部１７１と、通信制御部１７２としての機能を発揮する。
【００２９】
消費電力予測部１７１は、ＨＥＭＳコントローラ７００から受信する各施設の施設全体の消費電力、各施設に設置される各機器の消費電力の実績値に基づいて、これら施設の消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ１６２を算出する。消費電力の予測方法としては、例えば、（ｉ）過去の一定期間（例えば、予測対象の日の過去３週間分の消費電力の実績値、または過去１週間分の消費電力の実績値など）の消費電力の履歴の平均値を求めることで、消費電力の予測値として出力することができる。また、（ｉｉ）曜日によって消費電力の傾向が異なることがあるため、予測対象の日と同一の曜日の消費電力の履歴を参照して、消費電力の履歴の平均値を算出することで、消費電力の予測値を出力することができる。また、（ｉｉｉ）天候によっても消費電力の傾向が異なることがあるため、過去の一定期間の消費電力の履歴のうち、予測対象の日の天候（気温、湿度、風量など）と類似した気象条件の日の消費電力の履歴を参照し、これらの日の消費電力の平均値を算出することで、消費電力の予測値を出力することとしてもよい。また、これら（ｉ）〜（ｉｉｉ）の組み合わせにより、消費電力の予測値を出力することとしてもよい。
【００３０】
通信制御部１７２は、サーバ１００がインターネット９００を介して他の通信機器と通信する処理を制御する。例えば、通信制御部１７２は、各施設に設置されるＨＥＭＳコントローラ７００から、各施設の消費電力の測定結果を受信して消費電力履歴データ１６１として記憶する。また、通信制御部１７２は、消費電力予測データ１６２を、各施設のＨＥＭＳコントローラ７００へ送信する。
【００３１】
＜ＨＥＭＳコントローラ７００の構成＞
図３は、ＨＥＭＳコントローラ７００の構成を示すブロック図である。ＨＥＭＳコントローラ７００は、サーバ１００から建屋全体の消費電力の予測データ（消費電力予測データ１６２）を受信して消費電力予測データ７４１として記憶し、消費電力予測データ７４１とピーク電力上限設定値７４２とを参照して、蓄電池８３０に蓄積させる電力量を決定し、蓄電池８３０の充電及び放電をパワーコンディショナ８２０に実行させる。
【００３２】
図３を参照して、ＨＥＭＳコントローラ７００は、アンテナ７０１と、無線通信部７０２と、操作受付部７０３と、記憶部７０４と、発光部７０５と、有線通信部７０６と、制御部７０７とを含む。
【００３３】
アンテナ７０１は、ＨＥＭＳコントローラ７００が発する信号を電波として放射する。また、アンテナ７０１は、空間から電波を受信して受信信号を無線通信部７０２へ与える。無線通信部７０２は、ＨＥＭＳコントローラ７００が他の通信機器と無線通信するため、信号を送受信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。操作受付部７０３は、例えば入力操作を受け付けるためのボタンなどの操作部材により構成されており、ユーザの入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を制御部７０７へ出力する。
【００３４】
記憶部７０４は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ等により構成され、ＨＥＭＳコントローラ７００が使用するプログラム、および、データを記憶する。ある局面において、記憶部７０４は、消費電力予測データ７４１と、ピーク電力上限設定値７４２とを記憶する。消費電力予測データ７４１は、サーバ１００からＨＥＭＳコントローラ７００が受信した、ＨＥＭＳコントローラ７００が設置される施設（建屋）の消費電力の時間変化を予測した予測データである。ピーク電力上限設定値７４２は、ＨＥＭＳコントローラ７００が設置される施設（建屋）に対し、系統からパワーコンディショナ８２０によって供給される電力の上限の設定値を示す。このピーク電力上限設定値７４２は、ユーザによって指定を受け付けることとしてもよい。例えば、ユーザがマルチエネルギーモニタ８６０を操作して、マルチエネルギーモニタ８６０が上限設定値の指定を受け付けて、ＨＥＭＳコントローラ７００が、受け付けられた上限設定値をマルチエネルギーモニタ８６０から受信する。ＨＥＭＳコントローラ７００は、ユーザにより指定された上限設定値をもとに、ピーク電力上限設定値７４２を更新する。なお、ピーク電力上限設定値７４２のユーザによる指定を、ＨＥＭＳコントローラ７００など各種の機器によって受け付けることとしてもよい。
【００３５】
有線通信部７０６は、ＨＥＭＳコントローラ７００が他の通信機器と有線により通信するための変復調処理などを行う通信インタフェースである。ＨＥＭＳコントローラ７００は、有線通信部７０６によりブロードバンドルータ６００と接続されており、ブロードバンドルータ６００を介して、マルチエネルギーモニタ８６０、パワーコンディショナ８２０、サーバ１００などの通信機器と通信する。
【００３６】
制御部７０７は、記憶部７０４に記憶される制御プログラムを読み込んで実行することにより、ＨＥＭＳコントローラ７００の動作を制御する。制御部７０７は、プロセッサにより実現される。制御部７０７は、プログラムに従って動作することにより、通信制御部７７１と、充電制御部７７２と、供給制御部７７３と、ピーク電力指定受付部７７４としての機能を発揮する。
【００３７】
通信制御部７７１は、ＨＥＭＳコントローラ７００による通信処理を制御する。例えば、通信制御部７７１は、多回路ＣＴセンサ８７０、タップ８８０等の建屋内の機器と通信し、これらの機器から消費電力のデータを受信する処理と、受信した消費電力のデータをサーバ１００へ送信する処理と、サーバ１００から建屋全体の消費電力の予測データを受信する処理等を行う。
【００３８】
充電制御部７７２は、消費電力予測データ７４１に基づいて、消費電力の予測値が、ピーク電力上限設定値７４２に示される上限設定値を上回ると予測される時間帯を特定し、特定した時間帯において、上限設定値を超えて消費されると予測される電力の合計を算出する。充電制御部７７２は、このようにして算出される電力量の電力を、消費電力が上限設定値を上回ると予測される時間帯より前に予め蓄電池８３０に蓄積させるよう、パワーコンディショナ８２０に蓄電池８３０の充電を指示する。
【００３９】
供給制御部７７３は、系統から建屋の分電盤８５０へ供給される電力の上限を、ピーク電力上限設定値７４２に示される上限設定値までとするようパワーコンディショナ８２０に指示を送信する。パワーコンディショナ８２０は、ＨＥＭＳコントローラ７００から上限設定値を受信し、系統から建屋の分電盤８５０へ供給する電力が上限設定値を超えないよう、系統から分電盤８５０電力を供給し、系統から分電盤８５０へ供給する消費電力が上限設定値を超える可能性がある場合に、蓄電池８３０に蓄電される電力を、建屋の分電盤８５０へ供給する。すなわち、パワーコンディショナ８２０は、建屋で消費される消費電力が上限設定値を超える場合に、蓄電池８３０に蓄電される電力と、系統からの電力とを建屋の分電盤８５０へ供給することにより、系統から建屋に供給される電力が上限設定値を超えないようにする。
【００４０】
ピーク電力指定受付部７７４は、系統から施設へ供給される電力の上限（ピーク電力の上限）の指定を受け付ける処理を行う。例えば、ピーク電力指定受付部７７４は、マルチエネルギーモニタ８６０と通信を行い、マルチエネルギーモニタ８６０において、ユーザからピーク電力の上限の指定を受け付けて、受け付けられた上限設定値をマルチエネルギーモニタ８６０から受信してピーク電力上限設定値７４２として記憶部７０４に記憶させる。
【００４１】
＜データ構造＞
図４は、サーバ１００に記憶される消費電力予測データ１６２のデータ構造を示す図である。
【００４２】
図４を参照して、消費電力予測データ１６２の１件のレコードは、施設識別情報１６２Ａと、予測時刻１６２Ｂと、対象機器１６２Ｃと、予測消費電力１６２Ｄとを対応付けたものである。施設識別情報１６２Ａは、サーバ１００が管理する各施設のそれぞれを識別するための情報である。予測時刻１６２Ｂは、各施設の消費電力が予測されている時間帯を示す。例えば、サーバ１００は、各施設の消費電力の予測値を、１５分間隔など一定の期間ごとに演算により出力する。
【００４３】
対象機器１６２Ｃは、施設識別情報１６２Ａに示される施設において、消費電力を予測している対象を示す。例えば、対象機器１６２Ｃとして、施設識別情報１６２Ａに示される施設全体の消費電力の予測値であることを示す対象「施設全体」、また、各施設において消費電力を予測する機器そのものを示す対象「家電１」などがある。予測消費電力１６２Ｄは、予測時刻１６２Ｂに示される予測時刻において、施設全体や機器それぞれについて予測されている消費電力の大きさを示す。
【００４４】
図５は、消費電力予測データ１６２により示される、消費電力の時間変化を予測した予測結果を示す図である。ＨＥＭＳコントローラ７００は、サーバ１００から消費電力予測データ１６２を受信して、消費電力予測データ７４１として記憶する。図５では、ある施設の消費電力の時間変化の予測結果を示しており、横軸は時刻を示し、縦軸は各時刻において予測される消費電力を示す。図５の例は、一日分の消費電力の予測結果を示すものとし、消費電力予測データ１６２は、時刻ｔ１１〜時刻ｔ２６の各期間について、消費電力の予測結果を示している。この消費電力予測データ１６２において、施設で消費される消費電力は、時刻ｔ２４においてピーク電力Ｅｐ（Ｗ）に達すると予測されている。また、系統から施設へ供給される電力の上限設定値（ピーク電力上限設定値７４２）を、上限設定値Ｅｔｈ（Ｗ）とした場合に、消費電力予測データ１６２は、時刻ｔ１６、時刻ｔ２３、および時刻ｔ２４において、上限設定値を超える消費電力に達すると予測されている。
【００４５】
ここで、時刻ｔ１６において、消費電力と上限設定値との差分（上限設定値を超えて消費される電力）を電力Ｓ１（ｔ）（Ｗ）とし、時刻ｔ２３において、消費電力と上限設定値との差分を電力Ｓ２（ｔ）（Ｗ）とし、時刻ｔ２４において、消費電力と上限設定値との差分を電力Ｓ３（ｔ）（Ｗ）とする。この場合、時刻ｔ１１〜時刻ｔ２６の期間において、消費電力が上限設定値Ｅｔｈ（Ｗ）以上となる期間の電力量の総和は、総和Ｓｐ（ｔ）＝ΣＳｎ（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）＋Ｓ２（ｔ）＋Ｓ３（ｔ）となる。ＨＥＭＳコントローラ７００の充電制御部７７２は、このようにして総和Ｓｐ（ｔ）を算出する。
【００４６】
ＨＥＭＳコントローラ７００は、少なくとも、算出した総和Ｓｐ（ｔ）に対応する電力を、消費電力が上限設定値Ｅｔｈを超えると予測される時刻より前に蓄電池８３０に充電させる。この実施形態の説明では、ＨＥＭＳコントローラ７００は、総和Ｓｐ（ｔ）に対応する電力に、マージンΔｒ（Ｗ）を加算した蓄電容量を蓄電池８３０に確保させる。蓄電池８３０の蓄電状況は、例えばパワーコンディショナ８２０によって管理されている。パワーコンディショナ８２０は、蓄電池８３０に蓄積可能な蓄電容量を、どの用途で使用するか、例えばフラグ等により管理している。蓄電池８３０に蓄積される電力のうち、パワーコンディショナ８２０は、家屋において、上限設定値Ｅｔｈをカットするために蓄電池８３０に確保される蓄電容量Ｒ（ｎ）＝Ｓｐ（ｔ）＋Δｒの電力を、消費電力が上限設定値Ｅｔｈを超えると予測される時刻ｔ１６より前に蓄電池８３０に充電させる。パワーコンディショナ８２０は、ＨＥＭＳコントローラ７００から送信される指示に応じて、上限設定値Ｅｔｈをカットするために蓄電池８３０に確保した蓄電容量の電力を、建屋の分電盤８５０へ供給する。
【００４７】
図６は、蓄電池８３０に予め確保される蓄電容量Ｒ（ｎ）を示す図である。図６に示すように、パワーコンディショナ８２０は、蓄電池８３０の蓄電池容量のうち、パワーコンディショナ８２０の通常運転用に確保される容量と、建屋に供給されるピーク電力をカットするための蓄電容量Ｒ（ｎ）とを確保する。図６は、図５に対応して、蓄電容量Ｒ（ｎ）＝Ｓｐ（ｔ）＋Δｒの電力を蓄電池８３０に確保する例を示す。例えば、時刻ｔ１１〜時刻ｔ２６が一日分の消費電力の予測結果を示すものとした場合に、パワーコンディショナ８２０は、時刻ｔ１１より前に（一日の始まりの前に）、蓄電容量Ｒ（ｎ）の電力を蓄電池８３０に蓄電させる。また、パワーコンディショナ８２０は、消費電力が上限設定値Ｅｔｈを超えると予測される時刻より前の時間帯であって、電気料金が比較的安価な時間帯に、パワーコンディショナ８２０へ蓄電することとしてもよい。
【００４８】
＜動作＞
図７は、実施の形態１のＨＥＭＳコントローラ７００が、系統から供給される電力が上限設定値を超えないよう、蓄電池８３０の充放電を制御する処理を示すフローチャートである。図７に示す処理は、例えば、ＨＥＭＳコントローラ７００がステップＳ７０１の処理を定刻に行うことにより、繰り返し実行される。
【００４９】
ステップＳ７０１において、ＨＥＭＳコントローラ７００の制御部７０７は、サーバ１００に対し、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ１６２をＨＥＭＳコントローラ７００へ送信するよう要求する。
【００５０】
ステップＳ１０１において、サーバ１００の制御部１０７は、当該要求の受信に応答して、消費電力予測部１７１によって出力する消費電力予測データ１６２をＨＥＭＳコントローラ７００へ送信する。
【００５１】
ステップＳ７０３において、ＨＥＭＳコントローラ７００の制御部７０７は、サーバ１００から消費電力予測データ１６２を受信して、消費電力予測データ７４１として記憶部７０４に記憶させる。制御部７０７は、記憶部７０４に基づいて、建屋の消費電力がピーク電力上限設定値７４２以上となる期間の電力量の総和Ｓｐ（ｔ）を算出する。
【００５２】
ステップＳ７０５において、制御部７０７は、算出された総和Ｓｐ（ｔ）の電力に対応する蓄電容量を蓄電池８３０に予め確保させ、消費電力がピーク電力上限設定値７４２を上回ると予測される時間帯より前に蓄電池８３０に充電されるようパワーコンディショナ８２０に指示を送信する。
【００５３】
ステップＳ８０１において、パワーコンディショナ８２０は、当該支持の受信に応答して、消費電力がピーク電力上限設定値７４２を上回ると予測される時間帯より前に、電力量の総和Ｓｐ（ｔ）にマージンΔｒを加えた蓄電容量Ｒ（ｎ）を蓄電池８３０に確保して、蓄電池８３０の蓄電を実行する。
【００５４】
＜実施の形態１のまとめ＞
以上のように説明した処理を行うことにより、電力制御システム１は、蓄電池８３０に予め蓄電容量を確保して蓄電させることにより、建屋などの施設に対して系統から供給される電力の上限を、上限設定値までとすることができる。すなわち、施設に供給される電力を、上限設定値に定める大きさに留めることができる。そのため、需要家に供給される電力料金が、ピーク電力の大きさにより定まる基本料金と、電力の使用量に応じて定められる電力量料金とにより構成される場合に、系統から供給される電力のピーク電力を小さくすることができ、需要家の電力料金のうちの基本料金を低減させることができる。また、電力を供給する電力会社にとっても、各施設のピーク電力を、上限設定値に定められる水準に平準化させることができ、ピーク時の電力の供給力に余力を持たせて電力の供給を安定させることができる。
【００５５】
＜実施の形態２＞
次に、別の実施の形態にかかる通知制御システムについて説明する。実施の形態１では、ＨＥＭＳコントローラ７００は、一例として、一日分の消費電力の予測結果に基づき、消費電力の予測値が上限設定値を超える期間の電力量の総和Ｓｐ（ｔ）を算出し、算出された電力量の総和Ｓｐ（ｔ）（にマージンΔｒを加えた電力量）に対応する電力を蓄電池８３０に確保することとしている。この他に、消費電力の予測データにおいて、消費電力が上限設定値を上回る各時間帯について消費電力の予測値と上限設定値との差分を算出し（電力Ｓ１（ｔ）、電力Ｓ２（ｔ）、電力Ｓ３（ｔ））、消費電力が上限設定値を上回る各時間帯より前に、算出される各電力量に対応する電力を蓄電池８３０に蓄電させることとしてもよい。
【００５６】
図８は、実施の形態２において、消費電力の時間変化を予測した消費電力予測データ１６２と、蓄電池８３０に確保される蓄電容量とを示す図である。
【００５７】
図８に示すように、ＨＥＭＳコントローラ７００は、時刻ｔ１６について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力Ｓ１（ｔ）（Ｗ）を算出し、時刻ｔ２３について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力Ｓ２（ｔ）（Ｗ）を算出し、時刻ｔ２４について消費電力と上限設定値との差分に相当する電力Ｓ３（ｔ）（Ｗ）を算出している。ＨＥＭＳコントローラ７００は、蓄電池８３０に対し、時刻ｔ１６より前に、時刻ｔ１６において上限設定値を超えて消費される電力Ｓ１（ｔ）に対応する電力を蓄電池８３０に蓄電させる。図８では、ＨＥＭＳコントローラ７００は、時刻ｔ１６より前に、電力Ｓ１（ｔ）に、マージンΔｒを加えた蓄電容量Ｒ１（ｎ）＝Ｓ１（ｔ）＋Δｒを蓄電池８３０に確保させている。時刻ｔ１６において、施設の消費電力が上限設定値を超えたとする。この場合、パワーコンディショナ８２０は、蓄電池８３０に蓄電される電力を施設の分電盤８５０へ供給することにより、系統から施設へ供給される電力を上限設定値の大きさに留めている。すなわち、ＨＥＭＳコントローラ７００は、上限設定値を超えて施設で消費される電力を、蓄電池８３０に確保される電力によって施設に供給している。
【００５８】
消費電力予測データ１６２によると、時刻ｔ２３および時刻ｔ２４において、上限設定値を超えて電力が消費されると予測されている。ＨＥＭＳコントローラ７００は、電力Ｓ２（ｔ）（Ｗ）と、電力Ｓ３（ｔ）（Ｗ）との和に対応する電力を、時刻ｔ２３より前に蓄電池８３０に蓄電させる。図８では、ＨＥＭＳコントローラ７００は、時刻ｔ２３より前に、電力Ｓ２（ｔ）と電力Ｓ３（ｔ）との和に、マージンΔｒを加えた蓄電容量Ｒ２（ｔ）＝Ｓ２（ｔ）＋Ｓ３（ｔ）＋Δｒを蓄電池８３０に確保させている。時刻ｔ２３および時刻ｔ２４において、施設の消費電力が上限設定値を超えたとする。この場合、パワーコンディショナ８２０は、蓄電池８３０に蓄電される電力を施設の分電盤８５０へ供給することにより、系統から施設へ供給される電力を上限設定値の大きさに留めている。
【００５９】
＜実施の形態２のまとめ＞
実施の形態２の電力制御システムによると、消費電力が上限設定値を超える時間帯それぞれに先立って、各時間帯で上限設定値を超えて消費される電力に相当する電力を蓄電池８３０に蓄電させている。すなわち、蓄電池８３０において、系統から施設へ供給される電力を上限設定値に留めるために蓄電池８３０に確保する蓄電容量を、各時間帯について確保しているため、蓄電池８３０で確保する蓄電容量をなるべく小さくすることができ、パワーコンディショナ８２０の通常運転用に確保する蓄電容量を比較的大きくすることができる。そのため、太陽電池モジュール８１０の発電量に応じた施設への電力供給および売電等の、パワーコンディショナ８２０の制御の自由度を高く維持することができる。
【００６０】
上記の実施の形態では、図７で説明したように、サーバ１００は、消費電力予測部１７１により各施設の消費電力の予測データを出力し、ＨＥＭＳコントローラ７００が、充電制御部７７２および供給制御部７７３により、消費電力予測データ７４１に基づいて、系統から施設へ供給される電力の上限の設定を示すピーク電力上限設定値７４２を超えないように、蓄電池８３０に蓄積させる電力量の算出と、蓄電池８３０への蓄電を制御している。この他にも、ステップＳ７０３の処理とステップＳ７０５の処理は、サーバ１００によって行うこととしてもよいし、その他の機器によって行うこととしてもよい。
【００６１】
本実施の形態に係る電力制御システムは、プロセッサと、その上で実行されるプログラムにより実現される。本実施の形態を実現するプログラムは、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信等により提供される。
【００６２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１  電力制御システム、１００  サーバ、６００  ブロードバンドルータ、７００  ＨＥＭＳコントローラ、８００  家電機器、８１０  太陽電池モジュール、８２０  パワーコンディショナ、８３０  蓄電池、８５０  分電盤、８６０  マルチエネルギーモニタ、８７０  多回路ＣＴセンサ、８８０  タップ、９００  インターネット。
【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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