(57)【要約】【課題】蓄電装置の充放電を、使用者による定期的な操作を要することなく適切に制御することができ、且つ、蓄電装置の劣化を抑制することのできる電力制御装置を提供する。【解決手段】電力制御装置１００は、発電予測データを作成する発電予測部１１０と、消費予測データを作成する消費予測部１２０と、発電予測データと消費予測データとに基づいて、蓄電装置３３０の充放電計画を作成する計画部１３０と、充放電計画に沿って充放電が行われるように蓄電装置３３０を制御する制御部１５０と、を備える。計画部１３０は、安価時間帯ＴＭ１において、系統電力による蓄電装置３３０の充電が途中まで行われ、その後、高価時間帯ＴＭ２において、蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となるまで発電電力による蓄電装置３３０の充電が行われるように、充放電計画を作成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物（ＨＭ）において電力の制御を行う電力制御装置（１００）であって、
前記建物に設けられた太陽光発電装置（３１０）により発電される電力の推移、の予測である発電予測データを作成する発電予測部（１１０）と、
前記建物に設けられた電力消費機器（３２０）により消費される電力の推移、の予測である消費予測データを作成する消費予測部（１２０）と、
前記発電予測データと前記消費予測データとに基づいて、前記建物に設けられた蓄電装置（３３０）の充放電計画を作成する計画部（１３０）と、
前記充放電計画に沿って充放電が行われるように前記蓄電装置を制御する制御部（１５０）と、を備え、
前記計画部は、
一日のうち電気料金の安い時間帯である安価時間帯（ＴＭ１）において、系統電力による前記蓄電装置の充電が途中まで行われ、
その後、一日のうち、前記安価時間帯よりも電気料金の高い時間帯である高価時間帯（ＴＭ２）において、前記蓄電装置の蓄電量が最大蓄電量となるまで、前記太陽光発電装置で発電された電力による前記蓄電装置の充電が行われるように、前記充放電計画を作成する電力制御装置。
【請求項２】
前記充放電計画には、
前記蓄電装置の蓄電量が最大蓄電量となり、以降は前記蓄電装置からの放電を行い得る状態となる時刻、である放電許可時刻が含まれており、
前記計画部は、電気料金が最も安くなるように前記放電許可時刻を設定する、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記計画部は、
前記放電許可時刻についての仮値（Ａ）を所定範囲で変化させながら、それぞれの前記仮値に対応する電気料金を算出して行くことにより、
電気料金が最も安くなるような前記放電許可時刻を設定する、請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
一日において、前記建物に設けられた貯湯式給湯装置（３４０）の加熱運転を行うべき時間の長さ、である必要加熱時間を算出する算出部（１４０）を更に備え、
前記計画部は、
前記安価時間帯において、系統電力による前記加熱運転が、前記必要加熱時間よりも短い第１時間だけ行われ、
その後、前記高価時間帯において、前記太陽光発電装置で発電された電力による前記加熱運転が、前記加熱運転から前記第１時間を差し引いた第２時間だけ行われるように、前記貯湯式給湯装置の運転計画を作成し、
前記制御部は、前記運転計画に沿って前記加熱運転が行われるように前記貯湯式給湯装置を制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記計画部は、電気料金が最も安くなるように、前記高価時間帯における前記加熱運転の開始時刻、及び前記第２時間の長さを設定する、請求項４に記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記計画部は、
前記開始時刻についての仮値（Ｂ）を所定範囲で変化させながら、それぞれの前記仮値に対応する電気料金を算出して行くことにより、
電気料金が最も安くなるような前記開始時刻を設定する、請求項５に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記計画部は、
前記第２時間の長さについての仮値（Ｙ）を所定範囲で変化させながら、それぞれの前記仮値に対応する電気料金を算出して行くことにより、
電気料金が最も安くなるような前記第２時間の長さを設定する、請求項５に記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記計画部は、
前記貯湯式給湯装置における湯切れが生じないという条件の下で電気料金が最も安くなるように、前記高価時間帯における前記加熱運転の開始時刻、及び前記第２時間の長さを設定する、請求項５に記載の電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物において電力の制御を行う電力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物において電力の制御を行う電力制御装置が一般家庭にも普及し始めている。電力制御装置によれば、例えば、一部の電力消費機器が動作する時間帯を変更することによって電力の使用量を平準化したり、夜間の割安な電力を利用して貯湯式給湯装置による湯の生成を行ったりすることにより、電力事業者に支払う電気料金を抑制することができる。
【０００３】
下記特許文献１には、商用電源から提供される電力を使用した場合の電気代である買電価格と、自然エネルギーを利用して発電された電力を使用した場合の電気代である発電電力価格と、蓄電装置に蓄電されている電力を使用した場合の電気代である蓄電電力価格とを、任意の時間帯について表示可能な装置が記載されている。使用者は、表示されたこれらの価格情報を参照しながら、電力消費機器の運転スケジュールを変更する操作を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０９４１４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている装置は、上記のように様々な価格情報を使用者に提示することが可能となっている。しかしながら、これらの価格情報に基づいて、電力消費機器の運転スケジュールを自ら確定させる機能までは有していない。このため、電力消費機器の運転スケジュールを確定させるための判断や、その判断結果を入力するための操作が、使用者によって定期的に行われる必要がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載されている装置は、価格情報などに基づいて蓄電池の充電スケジュール及び放電スケジュールを作成する機能を有している。これらは、電気料金を安くするという観点の下で作成されるものであって、充放電が頻繁に繰り返されることによる蓄電池の劣化についてまで考慮されたものとはなっていない。このため、電気料金が抑制される一方で、蓄電池が短期間のうちに劣化してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の充放電を、使用者による定期的な操作を要することなく適切に制御することができ、且つ、蓄電装置の劣化を抑制することのできる電力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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る電力制御装置は、建物において電力の制御を行う電力制御装置であって、建物に設けられた太陽光発電装置により発電される電力の推移、の予測である発電予測データを作成する発電予測部と、建物に設けられた電力消費機器により消費される電力の推移、の予測である消費予測データを作成する消費予測部と、発電予測データと消費予測データとに基づいて、建物に設けられた蓄電装置の充放電計画を作成する計画部と、充放電計画に沿って充放電が行われるように蓄電装置を制御する制御部と、を備える。計画部は、一日のうち電気料金の安い時間帯である安価時間帯において、系統電力による蓄電装置の充電が途中まで行われ、その後、一日のうち、安価時間帯よりも電気料金の高い時間帯である高価時間帯において、蓄電装置の蓄電量が最大蓄電量となるまで、太陽光発電装置で発電された電力による蓄電装置の充電が行われるように、充放電計画を作成する。
【０００９】
このような電力制御装置では、安価時間帯において蓄電装置の充電が途中まで行われ、その後、高価時間帯において、蓄電装置の蓄電量が最大蓄電量となるまで、太陽光発電装置で発電された電力による蓄電装置の充電が行われる。このような充放電が行われるように、蓄電装置の充放電計画が作成される。
【００１０】
例えば、高価時間帯において発電された電力のうち余剰分が有効に利用されるように、系統電力による充電量と、発電された電力による充電量とのバランスを調整するができる。これにより、系統電力のみによる充電が行われる場合よりも電気料金を抑制することが可能となる。このような調整を行うにあたっては、使用者に定期的な判断や操作を行わせる必要が無い。また、充放電計画の作成は、発電予測データと消費予測データとに基づいて行われるので、使用者の利便性を損ねてしまうことは防止される。
【００１１】
充放電計画は、高価時間帯において蓄電量が最大蓄電量となるように作成される。これにより、一日あたりに行われる充放電の回数が抑制される。例えば、蓄電量が最大蓄電量となった後は必要に応じて放電のみが行われることとすれば、一日あたりに行われる充放電のサイクルは１回のみとなる。充放電が頻繁に繰り返されることが無いので、蓄電装置が早期に劣化してしまうことが防止される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蓄電装置の充放電を、使用者による定期的な操作を要することなく適切に制御することができ、且つ、蓄電装置の劣化を抑制することのできる電力制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る電力制御装置、及び当該電力制御装置が設けられた建物の構成を模式的に示す図である。
【図２】消費予測データ、発電予測データ、及び過不足データの例を示す図である。
【図３】充放電計画、及び過不足データの例を示す図である。
【図４】貯湯式給湯装置の運転計画について説明するための図である。
【図５】電力制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】必要累計時間の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１５】
本実施形態に係る電力制御装置１００は建物ＨＭに設けられており、建物ＨＭにおける電力の制御を行うための装置として構成されている。図１には、電力制御装置１００及び建物ＨＭの構成が模式的に示されている。
【００１６】
建物ＨＭには、電力系統ＣＰから電力が供給される。かかる電力（以下、「系統電力」とも称する）は、後述の分電盤２００を介して、建物ＨＭ内に設けられた電力消費機器３２０や蓄電装置３３０、貯湯式給湯装置３４０へと供給される。
【００１７】
建物ＨＭには、系統電力の他、太陽光発電装置３１０からの電力（以下、「発電電力」とも称する）も供給される。太陽光発電装置３１０は、太陽光のエネルギーを電力に変換し、当該電力を建物ＨＭに供給するための装置である。太陽光発電装置３１０は建物ＨＭの屋根に設置されている。太陽光発電装置３１０で生じた発電電力も、分電盤２００を介して電力消費機器３２０や蓄電装置３３０、貯湯式給湯装置３４０へと供給される。
【００１８】
建物ＨＭには、分電盤２００と、電力消費機器３２０と、蓄電装置３３０と、貯湯式給湯装置３４０とが設けられている。
【００１９】
分電盤２００は、系統電力及び発電電力の供給を受けて、これらの電力を電力消費機器３２０等へと分配するものである。また、分電盤２００は、後述の蓄電装置３３０から放電された電力を受けて、当該電力を電力消費機器３２０や貯湯式給湯装置３４０へと供給することもできる。
【００２０】
分電盤２００は、建物ＨＭに供給される系統電力及び発電電力の値を個別に計測し、計測された電力値を電力制御装置１００へと送信することができる。また、分電盤２００は、電力消費機器３２０、蓄電装置３３０、貯湯式給湯装置３４０のそれぞれに供給される電力の値を個別に計測し、計測された電力値を電力制御装置１００へと送信することもできる。更に、分電盤２００には不図示のブレーカーが設けられており、電力消費機器３２０等への電力の供給を遮断することもできる。
【００２１】
電力消費機器３２０は、電力の供給を受けて動作する機器であって、例えば空調装置や冷蔵庫などである。尚、蓄電装置３３０及び貯湯式給湯装置３４０も「電力の供給を受けて動作する機器」に該当するのであるが、ここでいう電力消費機器３２０には含まれないものとする。建物ＨＭには複数の電力消費機器が設置されているのであるが、図１及び以下の説明においては、これらを総じて「電力消費機器３２０」と表記することとする。電力消費機器３２０のそれぞれの動作は、電力制御装置１００によって個別に制御される。
【００２２】
蓄電装置３３０は、供給された系統電力や発電電力を蓄電池に蓄える装置である。蓄電装置３３０は、蓄電池に蓄えられている電力を外部に出力し、当該電力を、分電盤２００を介して電力消費機器３２０等に供給することもできる。以下の説明においては、蓄電装置３３０が蓄電池に電力を蓄える動作を示すものとして「充電」の語を用いる。また、蓄電装置３３０が蓄電池から電力を外部に出力する動作を示すものとして「放電」の語を用いる。更に、充電及び放電の両方を示すものとして「充放電」の語を用いる。蓄電装置３３０による充電及び放電は、電力制御装置１００によって制御される。
【００２３】
貯湯式給湯装置３４０は、ヒートポンプユニットと貯湯タンクと（いずれも不図示）を備えた給湯装置である。ヒートポンプユニットは、供給される電力によって冷凍サイクルを動作させ、これにより水を加熱して湯を生成するものである。貯湯タンクは、ヒートポンプユニットにより生成された湯を貯えておくための大型の容器であって、建物ＨＭ近傍の屋外に設置されている。貯湯タンクに貯えられた湯は、建物ＨＭの浴室等に供給され使用される。建物ＨＭで湯が使用されると、貯湯タンクには水道水が下方側から供給される。
【００２４】
貯湯式給湯装置３４０では、貯湯タンクに十分な量の湯が貯えられている状態を維持するために、加熱運転が少なくとも一日一回行われる。加熱運転は、沸き上げ運転とも称されるものであって、貯湯タンクとヒートポンプユニットとの間で水を循環させながら、当該水をヒートポンプユニットにより加熱する動作である。加熱運転は、予め作成された運転計画に沿うように、電力制御装置１００が行う制御によって実行される。貯湯式給湯装置３４０の運転計画については後に説明する。
【００２５】
電力制御装置１００について説明する。電力制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。電力制御装置１００は、機能的な制御ブロックとして、発電予測部１１０と、消費予測部１２０と、計画部１３０と、算出部１４０と、制御部１５０と、を有している。
【００２６】
発電予測部１１０は、発電予測データを作成する部分である。発電予測データとは、太陽光発電装置３１０により発電される発電電力の推移、の予測を示すデータである。図２（Ｂ）には、発電予測データの一例が示されている。
【００２７】
同図に示されるように、発電予測データは、一日を例えば３０分間ごとの小期間に区切った上で、各小期間において建物ＨＭに供給されると予測される発電電力の電力量を示すデータとなっている。尚、発電予測データのデータ形式はこのようなものに限られない。例えば、各小期間において予測される発電電力の平均値（単位：Ｗ）を示すようなデータであってもよい。つまり、発電予測データは、今後において予測される発電電力の推移を示すデータとなっていればよい。
【００２８】
発電予測データは、外部の気象サーバーＣＴ（図１を参照）から定期的に取得される気象予測データに基づいて作成される。気象サーバーＣＴは、例えば気象予報会社によって運営されるサーバーである。気象予測データは、今後の天候や日照量の推移を、時間帯毎に示すデータである。発電予測部１１０は、気象予測データに含まれる各小期間の日照量と、太陽光発電装置３１０の発電性能（例えばエネルギー変換効率）とに基づいて、発電予測データの作成を行う。
【００２９】
消費予測部１２０は、消費予測データを作成する部分である。消費予測データとは、電力消費機器３２０により消費される電力の推移、の予測を示すデータである。図２（Ａ）には、消費予測データの一例が示されている。
【００３０】
同図に示されるように、消費予測データは、一日を例えば３０分間ごとの小期間に区切った上で、各小期間において電力消費機器３２０により消費されると予測される電力の電力量を示すデータとなっている。尚、消費予測データのデータ形式はこのようなものに限られない。例えば、各小期間において電力消費機器３２０により消費されると予測される電力の平均値（単位：Ｗ）を示すようなデータであってもよい。つまり、発電予測データは、今後において電力消費機器３２０により消費されると予測される電力、の推移を示すデータとなっていればよい。ただし、消費予測データのデータ形式（小期間の区切り方や、各予測値の単位）は、発電予測データのデータ形式と同一にしておくことが望ましい。
【００３１】
消費予測データは、過去において電力消費機器３２０で消費された電力の推移に基づいて、例えば自己回帰モデル等の手法を用いることによって作成される。
【００３２】
計画部１３０は、充放電計画を作成する部分である。充放電計画とは、蓄電装置３３０が今後において充電や放電を行う予定を示すデータである。図３（Ｄ）には、充放電計画の一例が示されている。
【００３３】
同図に示されるように、充放電計画は、一日を例えば３０分間ごとの小期間に区切った上で、各小期間において充電又は放電されると予測される電力の電力量を示すデータとなっている。図３（Ｄ）では、充電される電力量の値が正の値として示されており、放電される電力量の値が負の値として示されている。尚、充放電計画のデータ形式はこのようなものに限られない。例えば、各小期間において充電又は放電されると予測される電力の平均値（単位：Ｗ）を示すようなデータであってもよい。つまり、充放電計画は、今後において蓄電装置３３０により充電又は放電されると予測される電力、の推移を示すデータとなっていればよい。ただし、充放電計画のデータ形式（小期間の区切り方や、各予測値の単位）は、発電予測データや消費予測データのデータ形式と同一にしておくことが望ましい。
【００３４】
このような充放電計画は、発電予測データと消費予測データとに基づいて計画部１３０により作成される。その具体的な作成方法については後に説明する。
【００３５】
計画部１３０は、上記のような充放電計画の作成を行うことに加えて、貯湯式給湯装置３４０により加熱運転が行われるスケジュール（以下「運転計画」とも称する）の作成をも行う。運転計画の作成については、後に説明する。
【００３６】
算出部１４０は、必要加熱時間を算出する部分である。必要加熱時間とは、一日において、貯湯式給湯装置３４０の加熱運転を行うべき時間の長さのことである。必要加熱時間は、過去において行われた加熱運転の履歴や、建物ＨＭで使用された湯量の履歴等に基づいて、例えば自己回帰モデル等の手法を用いることによって算出される。貯湯式給湯装置３４０の運転計画は、一日に行われる加熱運転の時間の累計が、上記の必要加熱時間に一致するように作成される。
【００３７】
制御部１５０は、計画部１３０で作成された充放電計画に沿って充放電が行われるように、蓄電装置３３０を制御する部分である。また、制御部１５０は、計画部１３０で作成された運転計画に沿って加熱運転が行われるように、貯湯式給湯装置３４０を制御する部分でもある。
【００３８】
貯湯式給湯装置３４０の運転計画を作成するために行われる処理の概要について、図２乃至図４を参照しながら説明する。当該処理は、一日一回、０時となる直前のタイミングにおいて実行される。当該処理が行われた後、０時から翌日の０時までの期間（以下、当該期間のことを「制御対象期間」とも称する）において、作成された運転計画に沿って加熱運転が行われる。
【００３９】
先ず、電力制御装置１００は、制御対象期間についての発電予測データと、制御対象期間についての消費予測データとを作成する。既に述べたように、発電予測データは図２（Ｂ）に示されるようなデータであり、消費予測データは図２（Ａ）に示されるようなデータである。
【００４０】
続いて、電力制御装置１００は過不足データを作成する。過不足データとは、建物ＨＭの電力需要に対する発電電力の不足分の推移、の予測を示すデータである。特定の時間帯における過不足データの値が正の値であれば、当該時間帯では発電電力が不足するということになる。逆に、特定の時間帯における過不足データの値が負の値であれば、当該時間帯では発電電力が余剰となることになる。
【００４１】
本実施形態では、消費予測データから発電予測データを差し引くことによって過不足データが作成される。つまり、制御対象期間に含まれるそれぞれの小期間について、対応する消費予測データから対応する発電予測データを差し引くことにより、過不足データが作成される。図２（Ｃ）には、過不足データの一例が示されている。この過不足データは、図２（Ａ）に示される消費予測データから、図２（Ｂ）に示される発電予測データを差し引くことによって得られたものである。図２（Ｃ）に示される例では、太陽光発電が行われる日中の時間帯において、過不足データは負の値となっている。また、太陽光発電が行われない夜間の時間帯においては、過不足データは正の値となっている。
【００４２】
ところで、２３時から翌朝７時までの期間は、ｋＷＨあたりの電気料金が比較的安い安価時間帯ＴＭ１となっている。また、７時から当日の２３時までの期間は、ｋＷＨあたりの電気料金が、安価時間帯ＴＭ１の電気料金よりも高い高価時間帯ＴＭ２となっている。
【００４３】
尚、安価時間帯ＴＭ１におけるｋＷｈあたりの電気料金は、安価時間帯ＴＭ１において常に同じである必要はない。例えば安価時間帯ＴＭ１の一部において、ｋＷｈあたりの電気料金が更に安くなるような時間帯があってもよい。同様に、高価時間帯ＴＭ２におけるｋＷｈあたりの電気料金は、高価時間帯ＴＭ２において常に同じである必要はない。例えば高価時間帯ＴＭ２の一部において、ｋＷｈあたりの電気料金が更に高くなるような時間帯があってもよい。
【００４４】
上記のような過不足データを作成した後、電力制御装置１００は充放電計画を作成する。本実施形態では、蓄電装置３３０への充電が安価時間帯ＴＭ１において開始され、高価時間帯において蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量（つまり満充電）となるように、充放電計画が作成される。安価時間帯ＴＭ１においては、蓄電装置３３０には系統電力が充電される。高価時間帯ＴＭ２においては、蓄電装置３３０には発電電力が充電される。
【００４５】
図３（Ｄ）には、上記のように作成された充放電計画の一例が示されている。図３（Ｄ）の例では、２時から７時までの期間において系統電力による充電が途中まで行われ、その後は、発電電力のうち余剰となった分の電力による充電が行われる。図２（Ｃ）に示されるように、余剰となった分の電力は９時以降に生じている。このため、図３（Ｄ）の例では、高価時間帯ＴＭ２における充電が９時以降に行われる。
【００４６】
計画部１３０で作成される充放電計画には、放電許可時刻が含まれている。放電許可時刻とは、その直前において蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となり、以降は蓄電装置３３０からの放電のみが許可された状態（つまり、放電を行い得る状態）となる時刻、として設定されるものである。図３（Ｄ）の例では、符号ｔ１０により示される１３時が、放電許可時刻として設定されている。
【００４７】
つまり、計画部１３０は、予め定められた放電許可時刻において蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となっているように、過不足データに基づいて充放電計画の作成を行う。例えば、安価時間帯ＴＭ１において充電が開始される時刻（図３（Ｄ）の例では２時）を調整することにより、蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となるタイミングを、放電許可時刻又はその直前のタイミングに一致させることができる。
【００４８】
系統電力による充電量と、発電電力による充電量との比率は、放電許可時刻の設定に応じて定まる。また、放電許可時刻以降において生じる余剰電力を電力会社に買い取らせること、すなわち売電が可能な場合には、売電により得られる金額も放電許可時刻の設定に応じて定まる。
【００４９】
このため、放電許可時刻を変化させると、それに伴い、電気料金も変化することとなる。ここでいう電気料金は、買電により電力会社に支払われる金額と、売電により得られる金額と、の両方を考慮した料金のことである。（ただし、売電が行えない場合には、前者のみを考慮した料金のことである。）本実施形態では、電気料金が最も安くなるように放電許可時刻が設定される。その設定方法については後に説明する。
【００５０】
放電許可時刻以降においては、必要に応じて蓄電装置３３０からの放電が行われる。つまり、建物ＨＭにおける電力需要が発電電力を上回るような時間帯において蓄電装置３３０からの放電が行われ、これにより系統電力の使用が抑制される。図３（Ｄ）に示される充放電計画の例では、１６時以降の時間帯、すなわち、図２（Ｃ）の過不足データに示される電力量が正の値となるような時間帯において、蓄電装置３３０からの放電が行われる予定となっている。
【００５１】
上記のように充放電計画を作成した後、電力制御装置１００は、充放電計画に沿って蓄電装置３３０からの充放電が行われることを考慮しながら、過不足データを改めて作成しなおす。つまり、図２（Ｃ）に示される当初の過不足データに対し、蓄電装置３３０に充電される系統電力の電力量の推移を加算し、蓄電装置３３０から放電される電力量の推移を減算することにより、過不足データが再作成される。図３（Ｅ）は、このように再作成された過不足データの例である。同図に示されるように、２時から６時までの期間においては系統電力による充電が行われるので、同期間における過不足データの値は図２（Ｃ）に示される当初の値よりも大きくなっている。また、１６時以降の期間においては蓄電装置３３０からの放電が行われるので、同期間における過不足データの値は０となっている。
【００５２】
続いて、電力制御装置１００は、貯湯式給湯装置３４０の運転計画を作成する。図４には、運転計画の一例が示されている。尚、図４に示される点線ＤＬは、図３（Ｅ）に示されたものと同一の過不足データを示すものである。
【００５３】
図４においては、貯湯式給湯装置３４０の加熱運転で消費される電力量の推移が、符号Ｐ１及び符号Ｐ２が付された領域として示されている。図４に示されるように、本実施形態では、加熱運転の一部が安価時間帯ＴＭ１において行われ（符号Ｐ１）、加熱運転の残部が高価時間帯ＴＭ２において行われる（符号Ｐ２）ように運転計画が作成される。
【００５４】
以下の説明においては、安価時間帯ＴＭ１において加熱運転が行われる期間のことを「第１期間」と称し、第１期間の長さのことを第１時間と称する。また、高価時間帯ＴＭ２において加熱運転が行われる期間のことを「第２期間」と称し、第２期間の長さのことを第２時間と称する。第１時間と第２時間との合計は、算出部１４０で算出された必要加熱時間となっている。
【００５５】
第１期間においては、安価な系統電力を用いて貯湯式給湯装置３４０の加熱運転を行うことができる。また、第２期間においては、余剰電力を用いて貯湯式給湯装置３４０の加熱運転を行うことができる。このため、第２期間の開始時刻や第２時間を変化させると、それに伴い電気料金も変化することとなる。ここでいう電気料金は、買電により電力会社に支払われる金額と、売電により得られる金額と、の両方を考慮した料金のことである。（ただし、売電が行えない場合には、前者のみを考慮した料金のことである。）本実施形態では、電気料金が最も安くなるように、第２期間の開始時刻及び第２時間がそれぞれ設定される。図４に示される例では、余剰電力が生じている１３時から１５時までの期間において加熱運転が行われるように、第２期間の開始時刻及び第２時間が設定されている。第２期間の開始時刻及び第２時間の具体的な設定方法については後に説明する。
【００５６】
以上に説明した運転計画の作成などを行うために、電力制御装置１００で実行される処理の具体的な内容について、図５を参照しながら説明する。図５に示される一連の処理は、一日一回、０時となる直前のタイミングにおいて実行される。つまり、制御対象期間が始まる直前のタイミングにおいて実行される。
【００５７】
最初のステップＳ０１では、発電予測部１１０によって発電予測データが作成される。既に述べたように、発電予測データは、外部の気象サーバーＣＴからの気象予測データに基づいて作成される。
【００５８】
ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、消費予測部１２０によって消費予測データが作成される。既に述べたように、消費予測データは、過去において電力消費機器３２０で消費された電力の推移に基づいて作成される。
【００５９】
ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、算出部１４０によって必要加熱時間が算出される。既に述べたように、必要加熱時間は、過去において行われた加熱運転の履歴や、建物ＨＭで使用された湯量の履歴等に基づいて算出される。
【００６０】
ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、各小期間における必要累計時間の算出が行われる。必要累計時間とは、貯湯式給湯装置３４０の貯湯タンク内に貯えられた湯が使い果たされた状態となること、すなわち湯切れが生じることを防止するために、それぞれの小期間において必要となる加熱運転時間の累計値のことである。
【００６１】
図６には、制御対象期間おける必要累計時間の推移の一例が示されている。図６の例では、１４時の時点における必要累計時間が時間Ｔ１４となっており、１８時の時点における必要累計時間が時間Ｔ１８となっている。つまり、１４時までに加熱運転が行われた時間の累計が時間Ｔ１４に満たない場合や、１８時までに加熱運転が行われた時間の累計が時間Ｔ１８に満たない場合には、湯切れが生じる可能性が高いことが示されている。このような必要累計時間の推移は、建物ＨＭで使用された湯量の履歴や、貯湯式給湯装置３４０が備える貯湯タンクの容量等に基づいて算出される。
【００６２】
図５に戻って説明を続ける。ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、過不足データが作成される。既に述べたように、過不足データは、制御対象期間に含まれるそれぞれの小期間について、対応する消費予測データから対応する発電予測データを差し引くことにより作成される。
【００６３】
ステップＳ０５に続いては、計画部１３０によってループＬ１が実行される。ループＬ１では、放電許可時刻を設定するための処理が行われる。ループＬ１では、最初に、仮値Ａの初期値として、安価時間帯ＴＭ１の終了時刻（本実施形態では７時）が設定される。仮値Ａとは、放電許可時刻を決定するにあたり、放電許可時刻についての仮の値が格納される変数である。
【００６４】
ループＬ１では、ステップＳ０６乃至ステップＳ０８の処理が繰り返し行われる。ステップＳ０６では充放電計画が作成される。ここでは、放電許可時刻が仮値Ａに設定されているという条件の下で充放電計画が作成される。つまり、仮値Ａの時刻において蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となるような充放電計画が作成される。
【００６５】
ステップＳ０６に続くステップＳ０７では、上記充放電計画に沿って蓄電装置３３０の充放電が行われた場合における、制御対象期間の電気料金が算出される。当該電気料金は、買電により電力会社に支払われる金額と、売電により得られる金額と、の両方を考慮した料金のことである。（売電が行えない場合には、前者のみを考慮した料金のことである。）算出された電気料金は、このときの仮値Ａの値と共に、電力制御装置１００が備えるＲＡＭに記憶される。
【００６６】
ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、仮値Ａに３０分が加算される。つまり、当初の仮値Ａに設定されていた時刻から３０分後の時刻が、仮値Ａの新たな値として設定される。
【００６７】
以降は、ステップＳ０６からステップＳ０８までの処理が繰り返し実行される。ループＬ１は、仮値Ａに設定されている時刻が２３時となるまで、すなわち、高価時間帯ＴＭ２が終了する時刻となるまで、繰り返し実行される。このように、計画部１３０は、放電許可時刻についての仮値Ａを所定範囲で変化させながら、それぞれの仮値に対応する電気料金を算出して行く。
【００６８】
ループＬ１が終了するとステップＳ０９に移行する。ステップＳ０９では、ステップＳ０７で算出された電気料金が最も安かったとき、において仮値Ａに格納されていた時刻が、放電許可時刻として設定される。これにより、電気料金が最も安くなるように放電許可時刻が設定される。
【００６９】
ステップＳ０９に続くステップＳ１０では、過不足データが再作成される。既に述べたように、ここでは、図２（Ｃ）に示される当初の過不足データに対し、蓄電装置３３０に充電される系統電力の電力量の推移を加算し、蓄電装置３３０から放電される電力量の推移を減算することにより、図３（Ｅ）に示される過不足データが再作成される。
【００７０】
ステップＳ１０に続いては、計画部１３０によってループＬ２が実行される。ループＬ２の中では、計画部１３０によって更にループＬ３が実行される。ループＬ２及びループＬ３では、第２期間の開始時刻、及び第２期間の長さである第２時間、のそれぞれを設定するための処理が行われる。
【００７１】
ループＬ２では、最初に、仮値Ｂの初期値として放電許可時刻が設定される。仮値Ｂとは、第２期間の開始時刻を決定するにあたり、当該開始時刻についての仮の値が格納される変数である。
【００７２】
その後、ループＬ３が実行される。ループＬ３では、最初に、仮値Ｙの初期値として０が設定される。仮値Ｙとは、第２期間の長さである第２時間を決定するにあたり、第２時間についての仮の値が格納される変数である。
【００７３】
ループＬ３では、ステップＳ１１乃至ステップＳ１４の処理が繰り返し行われる。ステップＳ１１では、貯湯式給湯装置３４０の運転計画が作成される。ここでは、第２期間の開始時刻が仮値Ｂに設定されており、第２時間が仮値Ｙに設定されているという条件の下で運転計画が作成される。
【００７４】
具体的には、必要加熱時間から仮値Ｙの時間を差し引いた長さの時間が第１時間として設定された上で、１回目の加熱運転（図４の符号Ｐ１）が安価時間帯ＴＭ１の終了時刻に終了するように運転計画が作成される。また、２回目の加熱運転（図４の符号Ｐ２）が仮値Ｂの時刻から開始され、仮値Ｙの時間だけ行われるように運転計画が作成される。
【００７５】
ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、ステップＳ１１で作成された運転計画に沿って加熱運転が行われた場合に、貯湯式給湯装置３４０の湯切れが発生するか否かが判定される。当該判定は、ステップＳ１１で作成された運転計画と、ステップＳ０４で算出された必要累計時間とに基づいて判定される。
【００７６】
例えば、制御対象期間の全ての時刻において、それぞれの時刻までに行われる加熱運転の累計時間が、当該時刻における必要累計時間（図６）よりも少ない場合には、制御対象期間において湯切れが発生すると判定される。いずれの時刻においても、加熱運転の累計時間が必要累計時間以上となっている場合には、制御対象期間において湯切れが発生しないと判定される。
【００７７】
湯切れが発生しないと判定された場合には、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、作成された運転計画に沿って加熱運転が行われた場合における、制御対象期間の電気料金が算出される。当該電気料金は、買電により電力会社に支払われる金額と、売電により得られる金額と、の両方を考慮した料金のことである。（売電が行えない場合には、前者のみを考慮した料金のことである。）算出された電気料金は、このときの仮値Ｂの値及び仮値Ｙの値と共に、電力制御装置１００が備えるＲＡＭに記憶される。その後、ステップＳ１４に移行する。
【００７８】
ステップＳ１２において、湯切れが発生すると判定された場合には、ステップＳ１３を経ることなくステップＳ１４に移行する。
【００７９】
ステップＳ１４では、仮値Ｙに５分が加算される。つまり、当初の仮値Ｙに設定されていた時刻から５分後の時刻が、仮値Ｙの新たな値として設定される。
【００８０】
以降は、ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理が繰り返し実行される。ループＬ３は、第２期間の終了時刻が日没の時刻となるまで繰り返し実行される。第２期間の終了時刻とは、仮値Ｂに設定された時刻から、仮値Ｙに設定された時間が経過した時刻のことである。本実施形態では、日没の時刻として１７時が設定されている。
【００８１】
このように、計画部１３０は、第２時間についての仮値Ｙを所定範囲で変化させながら、それぞれの仮値に対応する電気料金を算出して行く。
【００８２】
ループＬ３が終了するとステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、仮値Ｂに３０分が加算される。つまり、当初の仮値Ｂに設定されていた時刻から３０分後の時刻が、仮値Ｂの新たな値として設定される。
【００８３】
ループＬ２では、以上に説明したループＬ３及びステップＳ１５の処理が繰り返し実行される。ループＬ２は、仮値Ｂに設定されている時刻が日没の時刻（上記のように、本実施形態では１７時である）となるまで繰り返し実行される。
【００８４】
ループＬ２が終了するとステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では、ステップＳ１３で算出された電気料金が最も安かったとき、において仮値Ｂに格納されていた時刻が、第２期間の開始時刻として設定される。また、そのときにおいて仮値Ｙに格納されていた時間が、第２時間として設定される。これにより、湯切れが生じないという条件の下で電気料金が最も安くなるように、第２期間の開始時刻（高価時間帯ＴＭ２における加熱運転の開始時刻）、及び第２時間（第２期間の長さ）が設定される。
【００８５】
その後、制御対象期間の開始時刻になると、制御部１５０は、充放電計画に沿って充放電が行われるように蓄電装置３３０を制御する。また、制御部１５０は、運転計画に沿って加熱運転が行われるように貯湯式給湯装置３４０を制御する。
【００８６】
以上に説明したように、本実施形態に係る電力制御装置１００では、安価時間帯ＴＭ１において系統電力による蓄電装置３３０の充電が途中まで行われ、その後、高価時間帯ＴＭ２において、蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となるまで、発電電力による蓄電装置３３０の充電が行われるように、蓄電装置３３０の充放電計画が作成される。
【００８７】
このため、例えば、高価時間帯ＴＭ２において発電された電力のうち余剰分が有効に利用されるように、系統電力による充電量と、発電された電力による充電量とのバランスを調整することができる。これにより、系統電力のみによる充電が行われる場合よりも電気料金を抑制することが可能となる。このような調整を行うにあたっては、使用者に定期的な判断や操作を行わせる必要が無い。また、充放電計画の作成は、発電予測データと消費予測データとに基づいて行われるので、使用者の利便性を損ねてしまうことは防止される。
【００８８】
充放電計画は、高価時間帯ＴＭ２の放電許可時刻において蓄電量が最大蓄電量となるように作成される。また、充放電開始時刻以降においては、必要に応じて蓄電装置３３０の放電のみが行われる。このため、一日あたりに行われる充放電のサイクルは１回のみとなっている。充放電が頻繁に繰り返されることが無いので、蓄電装置３３０が早期に劣化してしまうことが防止される。
【００８９】
充放電計画に含まれる充放電許可時刻は、電気料金が最も安くなるように設定される。また、充放電計画の後に作成される運転計画も、電気料金が最も安くなるように作成される。このため、電力制御装置１００によれば、使用者による操作を必要とすることなく、電気料金が安くなるような制御が自動的に行われる。
【００９０】
尚、実際の発電電力の推移が発電予測データとは異なるものになってしまったり、電力消費機器３２０により実際に消費される電力の推移が消費予測データとは異なるものになってしまったりする可能性はある。このように予測が外れてしまった場合には、系統電力が余計に消費されてしまうようにも思われる。
【００９１】
しかしながら、本実施形態では、高価時間帯ＴＭ２において行われる２回目の加熱運転が、蓄電装置３３０の蓄電量が最大蓄電量となった後に行われる。このため、上記のように予測が外れ、加熱運転に必要な電力が余剰の発電電力を超えてしまったとしても、系統電力ではなく蓄電装置３３０からの放電によって加熱運転が行われることとなる。従って、系統電力が余計に消費されてしまうことはない。
【００９２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９３】
１００：電力制御装置
１１０：発電予測部
１２０：消費予測部
１３０：計画部
１４０：算出部
１５０：制御部
ＨＭ：建物
３１０：太陽光発電装置
３２０：電力消費機器
３３０：蓄電装置
３４０：貯湯式給湯装置
【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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