JP2011229208A - 電力管理システム及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】分散型の発電システムによって発電された電力の余剰分を、効率よく利用する。
【解決手段】発電ユニット11によって発電された発電電力と、電気機器LD1〜LD4によって消費された消費電力とを計測し、計測結果を記憶ユニット16へ順次保存する。次に、記憶ユニット16に保存された発電電力の履歴と、消費電力の履歴とに基づいて、発電ユニット11によって発電された発電電力の余剰分の推移を推測する。そして、推測した結果を表示ユニット17に表示させる。また、余剰分の推移を考慮して、電気機器LD1〜LD4を運転する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電力管理システム及びプログラムに関し、更に詳しくは、電気機器を余剰電力に基づいて運転するための電力管理システム及びプログラムに関する。
近年の地球温暖化や、世界規模で進行する経済産業の発展にともない、エネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、太陽光発電システムに代表される分散型の発電システムが普及している。
この種の分散型発電システムの稼働時間や発電量は、天候などによって左右される。このため、分散型発電システムは、ユーザの要求に応じて電力を供給することが困難になる場合がある。そこで、分散型発電システムの稼働状況や発電量等を、グラフなどを用いてユーザに表示する表示システムが提案されている(例えば特許文献1及び2参照)。この表示システムを用いることにより、ユーザは、現在の発電量を正確に把握することができ、効率よく電力を使用することが可能となる。
特許第3394958号公報 特開2004−350359号公報
家屋などに設置された分散型の発電機による発電量が、家庭内で消費される電力量を超えた場合には、余剰電力を効率よく電力系統に潮流させることが必要になる。しかしながら、電力系統に余剰電力を潮流させることができない場合には、余剰電力が無駄になるおそれがある。
本発明は、上述の事情の下になされたもので、分散型の発電システムによって発電された電力の余剰分を、効率よく利用することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の電力管理システムは、
住戸に引き込まれた電力系統に接続された発電手段と、
前記発電手段によって発電される発電電力を計測する第1計測手段と、
前記住戸内で消費される消費電力を計測する第2計測手段と、
前記発電電力及び前記消費電力に関する情報を時系列的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記発電電力の履歴と前記消費電力の履歴とに基づいて、余剰電力の推移を予測する予測手段と、
前記予測手段による予測結果を表示する表示手段と、
を備える。
本発明によれば、発電電力及び消費電力の計測結果に基づいて、余剰電力の推移が予測される。これにより、余剰電力量を正確に把握し、効率よく利用することが可能となる。
第1の実施形態に係る電力管理システムのブロック図である。 発電電力及び消費電力の推移を示す図である。 余剰電力の推移を示す図(その1)である。 余剰電力の推移を示す図(その2)である。 第2の実施形態に係る電力管理システムのブロック図である。 余剰電力で運転することが可能な電気機器についてのリストを示す図である。 第3の実施形態に係る電力管理システムのブロック図である。 第4の実施形態に係る電力管理システムのブロック図である。 第5の実施形態に係る電力管理システムのブロック図である。
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係る電力管理システム10Aのブロック図である。電力管理システム10Aは、発電ユニット11によって発電された電力の余剰分を、電力系統100に接続された電気機器LD1〜LD4に効率よく供給するためのシステムである。図1に示されるように、この電力管理システム10Aは、発電ユニット11、発電量計測ユニット12、使用電力計測ユニット13、余剰電力予測ユニット14、稼働電気機器
検出ユニット15、記憶ユニット16、表示ユニット17、及び上記各部を相互に接続するバス30を有している。
電気機器LD1〜LD4それぞれは、電力系統100から分岐した電力系統102に接続されている。これらの電気機器LD1〜LD4は、例えば、空調装置、照明装置、炊飯器及び電磁調理器などである。
発電ユニット11は、電力系統100から分岐した電力系統101に接続されている。この発電ユニット11は、例えば電気機器LD1〜LD4が設置された住戸の屋根に配置された太陽電池、及び太陽電池からの直流出力を交流出力に変換するインバータ等を有している。そして、発電ユニット11は、発電した電力を、電力系統101を介して電力系統100に出力する。
発電量計測ユニット12は、発電ユニット11から出力される電力(瞬時値)P1を、適当な周期で計測する。そして、計測した電力P1と、計測時刻tとを関連付けることによりデータP1(t)を生成する。そして、このデータP1(t)を、記憶ユニット16へ出力する。
使用電力計測ユニット13は、電気機器LD1〜LD4全体に供給される電力P2と、電気機器LD1〜LD4それぞれに供給される電力P2〜P2を、適当な周期で計測する。そして、計測した電力P2,P2〜P2と、計測時刻tとを関連付けることによりデータP2(t)、P2(t)〜P2(t)を生成する。そして、このデータP2(t)、P2(t)〜P2(t)を、記憶ユニット16へ出力する。
余剰電力予測ユニット14は、記憶ユニット16に記憶されたデータP1(t)、P2(t)、P2(t)〜P2(t)に基づいて、今後の余剰電力の推移を予測する。
例えば、データP1(t)は、横軸を時刻t、縦軸を電力とする座標系上では、図2に示されるように実線で表される。また、データP2(t)は、破線で表される。余剰電力予測ユニット14は、例えば前日の0時から24時までに取得したデータP1(t),P2(t)について、データP1(t)の値が、データP2(t)の値を上回る範囲、例えば図2における時刻t1から時刻t2までの範囲に取得したデータP1(t),P2(t)について、次式(1)で示される演算を行い、データP3(t)を生成する。
P3(t)=P1(t)−P2(t) …(1)
図3は、データP3(t)を示す図である。このデータP3(t)は、前日の余剰電力の推移を示す。余剰電力予測ユニット14は、データP3(t)を生成すると、データP3(t)を、余剰電力の予測結果として、記憶ユニット16に出力する。
図1に戻り、稼働電気機器検出ユニット15は、電気機器LD1〜LD4それぞれの稼働状況を検出する。例えば稼働電気機器検出ユニット15は、例えば、使用電力計測ユニット13によって計測された電流波形と、予め記憶した電気機器LD1〜LD4が動作したときの電流波形とを比較する。そして、稼働電気機器検出ユニット15は、電気機器LD1〜LD4から出力される電流波形に該当する電流波形を検出した場合に、電気機器LD1〜LD4が運転していると判断し、判断結果を記憶ユニット16へ出力する。なお。この判断方法は、非侵入型稼働機器方式として広く知られている方法である。
記憶ユニット16は、ROM(Read Only Memory)、ハードディスク、磁気ディスク、半導体メモリ等を有している。記憶ユニット16は、発電量計測ユニット12、使用電力計測ユニット13、余剰電力予測ユニット14、及び稼働電気機器検出ユニット15等から出力されるデータを記憶する。
表示ユニット17は、CRT(Cathode Ray Tube)またはLCD(Liquid Crystal Display)等を有している。この表示ユニット17は、記憶ユニット16から、余剰電力予測ユニット14によって予測された予測結果を読み出して、例えば現在時刻t以降の予測結果を表示する。具体的には、図4に示されるように、現在時刻t以降の余剰電力の推移を示す曲線を表示する。
以上説明したように、本実施形態では、表示ユニット17に、現在時刻以降の余剰電力の推移を示す曲線が表示される。このため、ユーザは、余剰電力の推移を勘案しつつ、電気機器LD1〜LD4を運転することができる。したがって、発電ユニット11によって発電された電力の余剰分を、効率よく利用することが可能となる。
また、本実施形態において、余剰電力の推移とともに、電気機器LD1〜LD4の稼働状況を表示することとしてもよい。これにより、ユーザは、余剰電力で運転する電気機器を、容易に決定することが可能となる。
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、上記第1の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。図5は、第2の実施形態に係る電力管理システム10Bのブロック図である。図5を参照するとわかるように、電力管理システム10Bは、管理ユニット18を有している点で、第1の実施形態に係る電力管理システム10Aと相違する。
管理ユニット18は、稼働電気機器検出ユニット15によって検出された電気機器LD1〜LD4それぞれの稼働状況の履歴と、各電気機器LD1〜LD4の稼働時の消費電力に関する情報P2〜P2に基づいて、余剰電力で運転可能な電気機器LD1〜LD4を抽出する。そして、抽出した電気機器LD1〜LD4のリストを作成する。例えば、余剰電力が図4に示されるように推移する場合には、管理ユニット18は、図6に示すリストを作成する。このリストは、時刻tから時刻tまでの時間帯では、電気機器LD1,LD2を、余剰電力のみで運転することが可能であることを意味している。また、時刻tから時刻tまでの時間帯では、電気機器LD1〜LD3を、余剰電力のみで運転することが可能であることを意味している。また、時刻tから時刻tまでの時間帯では、電気機器LD1〜LD4を、余剰電力のみで運転することが可能であることを意味している。また、時刻tから時刻tまでの時間帯では、電気機器LD1〜LD3を、余剰電力のみで運転することが可能であることを意味している。
管理ユニット18は、図6に示されるリストを作成すると、このリストに関する情報を記憶ユニット16へ出力する。表示ユニット17は、記憶ユニット16へ出力されたリストに関する情報を読み出して、図6に示されるリストを表示する。
以上説明したように、本実施形態では、管理ユニット18によって、余剰電力で運転可能な電気機器LD1〜LD4のリストが作成される。そして、このリストが表示ユニット17によって表示される。これにより、ユーザは、余剰電力で運転することが可能な電気機器を、容易に選択し運転することができる。したがって、余剰電力を有効に利用することが可能となる。
なお、管理ユニット18は、図6に示されるリストを作成する際に、現在の余剰電力を勘案してもよい。例えば、予測結果と実測値との差を算出し、この差を用いて予測結果を補正し、補正後の予測値に基づいて、上述のリストを作成してもよい。
《第3の実施形態》
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。図7は、第3の実施形態に係る電力管理システム10Cのブロック図である。図7を参照するとわかるように、電力管理システム10Cは、運転ユニット19を有している点で、上記各実施形態に係る電力管理システム10A,10Bと相違する。
運転ユニット19は、各電気機器LD1〜LD4を個別に運転することができる。この運転ユニット19は、管理ユニット18によって作成された図6に示されるリストに関する情報を、記憶ユニット16から読み出す。そして、読み出した情報に基づいて、各電気機器LD1〜LD4を運転する。
例えば、運転ユニット19は、図6に示されるリストに基づいて、時刻tから時刻tまでの時間帯で、電気機器LD1,LD2を運転する。また、時刻tから時刻tまでの時間帯で、電気機器LD1〜LD3を運転する。また、時刻tから時刻tまでの時間帯で、電気機器LD1〜LD4を運転する。また、時刻tから時刻tまでの時間帯で、電気機器LD1〜LD3を運転する。
以上説明したように、本実施形態では、運転ユニット19によって、余剰電力で運転可能なリストに関する情報が読み出される。そして、この情報に基づいて余剰電力で運転可能な電気機器LD1〜LD4が運転される。これにより、余剰電力が発生する場合には、自動的に電気機器LD1〜LD4が運転される。したがって、余剰電力を有効に利用することが可能となる。
《第4の実施形態》
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。図8は、第4の実施形態に係る電力管理システム10Dのブロック図である。図8を参照するとわかるように、電力管理システム10Dは、環境情報取得ユニット20を有している点で、上記各実施形態に係る電力管理システム10A〜10Cと相違する。
環境情報取得ユニット20は、温度センサを介して、例えば電気機器LD1〜LD4が設置された空間の温度を検出する。また、湿度センサを介して、同様に電気機器LD1〜LD4が設置された空間の湿度を検出する。そして、環境情報取得ユニット20は、取得した温度に関する情報と、湿度に関する情報とを記憶ユニット16に出力する。
運転ユニット19は、記憶ユニット16から温度及び湿度に関する情報を読み出す。そして、温度及び湿度が所定の範囲にある場合には、例えば除湿機或いは空調機を優先的に運転する。
以上説明したように、本実施形態では、環境情報取得ユニット20によって、電気機器LD1〜LD4が設置された空間の温度に関する情報と、湿度に関する情報とが検出される。そして、検出された温度及び湿度が所定の条件を満たす場合に、除湿器或いは空調機が優先的に運転される。したがって、余剰電力によって効果的に居住空間の環境を改善することが可能となる。
《第5の実施形態》
次に、本発明の第5の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。
本実施形態に係る電力管理システム10Eは、一般的なコンピュータ、又はマイクロコンピュータなどの装置と同様の構成を有している点で、上記各実施形態に係る電力管理システム10A〜10Dと相違している。
図9は、電力管理システム10Eの物理的な構成を示すブロック図である。図9に示されるように、電力管理システム10Eは、CPU(Central Processing Unit)10a、主記憶部10b、補助記憶部10c、表示部10d、入力部10e、インタフェース部10f、及び上記各部を相互に接続するシステムバス10gを有している。
CPU10aは、補助記憶部10cに記憶されているプログラムに従って、後述する処理を実行する。
主記憶部10bは、RAM(Random Access Memory)等を有し、CPU10aの作業領域として用いられる。
補助記憶部10cは、ROM(Read Only Memory)、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリを有している。この補助記憶部10cは、CPU10aが実行するプログラム、及び各種パラメータなどを記憶している。また、CPU10aによる処理結果などを含む情報を順次記憶する。
表示部10dは、CRT(Cathode Ray Tube)またはLCD(Liquid Crystal Display)などを有し、CPU10aの処理結果を表示する。
入力部10eは、キーボードやマウス等のポインティングデバイスを有している。オペレータの指示は、この入力部10eを介して入力され、システムバス30gを経由してCPU10aに通知される。
インタフェース部10fは、シリアルインターフェイスまたはLAN(Local Area Network)インタフェース等を有している。電力P1,P2,P2〜P2に関する情報は、このインタフェースを介して、補助記憶部10cに出力される。
上述のように構成された電力管理システム10Eでは、CPU10aは、インタフェース部10fに接続された計測器を介して、電力P1,P2,P2〜P2に関する情報を取得する。
次に、CPU10aは、電力P1と、計測時刻tとを関連付けることによりデータP1(t)を生成し、補助記憶部10cに順次保存する。また、電力P2,P2〜P2と、計測時刻tとを関連付けることによりデータP2(t)、P2(t)〜P2(t)を生成し、補助記憶部10cに順次保存する。
次に、CPU10aは、データP1(t)、P2(t)、P2(t)〜P2(t)に基づいて、今後の余剰電力の推移を予測する。具体的には、CPU10aは、例えば前日の0時から24時までに取得したデータP1(t),P2(t)について、データP1(t)の値が、データP2(t)の値を上回る範囲、例えば図2における時刻t1から時刻t2までの範囲に取得したデータP1(t),P2(t)について、上記式(1)で示される演算を行い、データP3(t)を生成する。そして、CPU10aは、例えば現在時刻t以降のデータP3(t)を表示部10dに表示させる。これにより、表示部10dには、図4に示されるように、余剰電力の推移を示すグラフが表示される。
以上説明したように、本実施形態では、表示部10dに、現在時刻以降の余剰電力の推移を示すグラフが表示される。このため、ユーザは、余剰電力の推移を勘案しつつ、電気機器LD1〜LD4を運転することができる。したがって、発電ユニット11によって発電された電力の余剰分を、効率よく利用することが可能となる。
なお、CPU10aは、表示部10dに、上述のグラフとともに、例えば図6に示されるリストを表示させてもよい。これにより、ユーザは、余剰電力で運転することが可能な電気機器を容易に選択して運転することが可能となる。
また、CPU10aは、図6に示されるリストにしたがって、余剰電力で運転可能な電気機器LD1〜LD4を、自発的に運転してもよい。これにより、余剰電力が発生する場合には、自動的に電気機器LD1〜LD4が運転され、余剰電力が有効に利用される。
また、CPU10aは、温度センサや湿度センサを介して、電気機器LD1〜LD4が設置された空間の温度や湿度を検出し、検出した温度や湿度が所定の条件を満たす場合に、例えば除湿機或いは空調機を優先的に運転してもよい。これにより、余剰電力によって効果的に居住空間の環境が改善される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。
例えば、運転ユニット19或いはCPU10aは、余剰電力が不足している場合には、運転の優先順位が低いものから順次運転を停止したり、出力を低下させたりすることとしてもよい。また、余剰電力が不足している場合に、ユーザが電気機器を新規に運転しようとしたときには、余剰電力の推移を参照して、余剰電力が十分な時間帯に当該電気機器を運転をすることを、提案することとしてもよい。この提案は、例えば表示ユニット17或いは表示部10dに、提案内容を表示させることによって、ユーザに通知することができる。
また、運転ユニット19或いはCPU10aは、余剰電力で電気機器を動作させたときの電気料金と、余剰電力を売電したときの電気料金を比較して、表示ユニット17或いは表示部10dに表示させることとしてもよい。
また、上記各実施形態では、電力系統102に4つの電気機器LD1〜LD4が接続されている場合について説明した。これに限らず、電力系統102には、5つ以上の電気機器が接続されていてもよい。
また、上記各実施形態では、余剰電力を、前日の0時から24時までに取得したデータP1(t),P2(t)に基づいて算出した。これに限らず、余剰電力を他の方法、例えば過去数日分のデータを用いて算出してもよい。
また、電力の計測方法は種々の方法が考えられる。例えば、各電気機器に接続された電線を通過する電力を直接計測する場合の他に、例えば、電気機器が消費電力を計測する機能を有している場合等には、CPU10a等は、当該電気機器と通信することにより、計測された電力についての情報を取得することとしてもよい。
また、上記各実施形態では、発電ユニット11が太陽電池である場合について説明した。これに限らず、発電ユニット11は、燃料電池、風力発電機、などの発電装置を有していてもよい。つまり、発電ユニット11は、家屋や集合住宅等に配置された分散型の発電システムであってもよい。
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
本発明の電力管理システム及びプログラムは、余剰電力を有効に利用するのに適している。
10A〜10E 電力管理システム
10a CPU
10b 主記憶部
10c 補助記憶部
10d 表示部
10e 入力部
10f インタフェース部
10g システムバス
11 発電ユニット
12 発電量計測ユニット
13 使用電力計測ユニット
14 余剰電力予測ユニット
15 稼働電気機器検出ユニット
16 記憶ユニット
17 表示ユニット
18 管理ユニット
19 運転ユニット
20 環境情報取得ユニット
30 バス
30g システムバス
100 電力系統
101 電力系統
102 電気系統
LD1〜LD4 電気機器

Claims (8)

  1. 住戸に引き込まれた電力系統に接続された発電手段と、
    前記発電手段によって発電される発電電力を計測する第1計測手段と、
    前記住戸内で消費される消費電力を計測する第2計測手段と、
    前記発電電力及び前記消費電力に関する情報を時系列的に記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された前記発電電力の履歴と前記消費電力の履歴とに基づいて、余剰電力の推移を予測する予測手段と、
    前記予測手段による予測結果を表示する表示手段と、
    を備える電力管理システム。
  2. 前記予測結果に基づいて、前記余剰電力で動作可能な電気機器を抽出する抽出手段を備え、
    前記表示手段は、前記抽出手段の抽出結果を表示する請求項1に記載の電力管理システム。
  3. 前記予測結果に基づいて、前記余剰電力で動作可能な電気機器を制御する制御手段を備える請求項1又は2に記載の電力管理システム。
  4. ユーザによって前記電気機器が運転される際に、前記予測結果に基づいて、後の時間帯に発生すると予測される余剰電力で、前記電気機器が運転できると判断した場合に、前記ユーザに、前記後の時間帯での前記電気機器の運転を提案する提案手段を備える請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電力管理システム。
  5. 前記制御手段は、ユーザによって前記電気機器が運転される際に、前記予測結果に基づいて、後の時間帯に発生すると予測される余剰電力で、前記電気機器が運転できると判断した場合に、前記後の時間帯に前記電気機器を運転する請求項3に記載の電力管理システム。
  6. 前記住戸内の温度及び湿度のうちの少なくとも1つの環境情報を取得する環境情報取得手段を備え、
    前記制御手段は、前記環境情報と前記予測結果に基づいて、前記余剰電力で空気調和装置を優先的に運転する請求項3に記載の電力管理システム。
  7. 前記制御手段は、前記予測結果に基づいて、余剰電力が発生しないと判断した場合に、前記電気機器の運転を抑制する請求項3に記載の電力管理システム。
  8. コンピュータを、
    発電手段によって発電される発電電力に関する情報を取得する手段、
    住戸内で消費される消費電力に関する情報を取得する手段、
    前記発電電力及び前記消費電力に関する情報を時系列的に記憶する手段、
    前記記憶手段に記憶された前記発電電力の履歴と前記消費電力の履歴とに基づいて、余剰電力の推移を予測する手段、
    予測した結果を表示する手段、
    として機能させるプログラム。
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