JP2012175825A - 電力管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】メッシュエリアの電力管理を精度良く、きめ細かく実施することができる電力管理システムを提供する。
【解決手段】天気予報が出される最小エリアを基本単位として、最小エリアを１つあるいは隣接する複数にて成るメッシュエリアとして複数形成し、メッシュエリア毎に管理を行うメッシュエリア管理サーバ４は、自然発電部の発電量予測と、消費量予測とに基づいて、メッシュエリア内の要求量を策定する。一方、電力管理サーバ４は各メッシュエリア管理サーバ４からの要求量から発電所で発電する発電計画を作成し、作成結果を発電所に通知するとともに、各メッシュエリアへの割当量をメッシュエリア管理サーバ４に通知する。メッシュエリア管理サーバ４は、消費量、発電量から総合消費量を算出し、総合消費量と割当量とを比較し供給電力が不足すると判断すると、電力管理サーバ２に対して不足を通知する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自然エネルギーによる自然発電部あるいはエネルギー蓄電部などの発電部を具備するまたは具備しない複数の需要家、および電力を供給する発電所とを有する電力管理システムに関し、特に、自然エネルギーの発電量を適切に判断して発電所の発電量を精度良く制御するものである。
近年、環境負荷の低減に向け、二酸化炭素を排出しない太陽光発電などの自然エネルギーを利用した発電システムが各家庭に普及し、分散型エネルギーコミュニティを形成しつつある。しかし、太陽光発電に代表される自然エネルギーを用いた発電は、気象条件により、その発電量は大きく変わる。そこで、分散型エネルギーコミュニティ全体の電気需要および発電量の予測を精度良く行いエネルギー供給コストを最小化する技術の開発が進められている。
例えば、従来の分散型エネルギーコミュニティにおいて、自然エネルギーによる発電量予測、電力消費量予測、蓄電量予測からコストミニマムになる電力計画を策定し、当該電力計画に基づき商用電源への発電所からの電力供給量を制御し、当該分散型エネルギーコミュニティ全体のエネルギー供給コストの低減を図る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、上記翌日の電力消費量については、各需要家から翌日の電力消費機器毎の電力消費計画（電力消費スケジュール）をネットワークを介して提出させ、これ基づいて電力需要計画を策定する。電力需要計画策定にあたっては、各需要家宅内の電力消費機器の単位時間あたりの電力消費量を事前にデータベース化し、需要家から提出される電力消費機器毎の電力消費計画に基づき各需要家の電力消費量を予測する。また、自然エネルギーによる発電量予測については、発電設備の設置場所における日射量、風量などを事前にデータベース化した天気概況別の経時的平均日射量、あるいは風量などと外部の気象情報機関から通知される天気概況予報とに基づき、該自然エネルギーによる発電量予測の精度向上を図るものである。
該自然エネルギーによる発電量予測に際しては、気象庁などの気象情報機関が発表する対象地域における翌日の天気概況予報、降水確率、予想平均気温、予想最高気温、予想最低気温、予想風向・風量などの予想を含む気象情報に基づいて、発電設備の設置場所における日射量、風量を予測する。予測の際に使用する天気概況予報は、「晴れ」、「曇」、「雨」に加え、「晴れ時々曇」、「曇のち晴れ」などの当該気象情報提供機関が定義している気象用語を使用する。気象用語を使用する際、２つ以上の天気現象が組み合わされた表現については、それぞれの発現する期間を決定し、その決定された各期間分の経時的平均日射強度を、対応する天気概況毎にそれぞれ抽出して合成し、発電量の予測に使用する。
特開２００５−０８６９５３号公報
従来の電力管理システムは、各需要家に設置された自然エネルギーを利用した発電システムの発電量予測、各需要家の電力需要計画、および蓄電池の蓄電されている蓄電量から、分散型エネルギーコミュニティに必要な電力量を予測し、発電所における発電計画を作成していた。また、自然エネルギーを利用した発電装置の発電量予測では、上述したように発電設備の設置場所における日射量、風量などを事前にデータベース化した天気概況別の経時的平均日射量、あるいは風量などを外部の気象情報機関から通知される天気概況予報に基づいて予測していた。
発電所で使用する発電計画は、各発電所が、受け持っている全ての地域の消費量を管理しなければならない。太陽光発電協会の調査では２００９年の国内総出荷量は６十数万ＫＷと２００５年の国内総出荷量の２倍となっている。現時点では、発電所での発電量に比べ、自然エネルギーを用いた発電システムによる発電量は大きくないため発電計画に大きな影響を及ぼす可能性は小さいが、今後、太陽光発電などの自然エネルギーを用いた発電設備が普及してくると、精度良く上記自然エネルギーを利用した発電システムの発電量の予測が必要となる。
しかしながら、従来の発電量予測は、気象庁などの気象情報機関が発表する対象地域における上記翌日の天気概況予報（晴れ、晴れ時々曇、・・・など）などを用いて、その該当する地域の需要家にて発電される発電量を予測するため、発電量の予測精度が良くないといった問題点があった。
また、自然エネルギーを利用した発電システムからの発電量予測は、装置を設置した需要家の場所、発電能力と、上記天気概況情報のリンクなどを行う必要があり、管理が複雑であるとともに、新たに太陽光発電設備など発電システムを需要家が追加した場合なども、上記装置を設置した需要家の場所、設置位置（方位などを含む）発電能力、天気概況情報とのリンクなどデータベース管理の作成も複雑であるという問題点があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、電気消費量、発電量予測から、全体に供給する発電計画を作成する際、消費量・需要家での発電量予想の精度を向上するとともに、ピーク電力量の削減制御、および発電計画の見直しを精度良く、きめ細かく実施することができる電力管理システムを提供することを目的とする。
この発明は、
電力を供給する発電所と、発電所を管理する電力管理部と、
電力を消費する需要家と、
自然エネルギーにより自然発電を行う自然発電部とを管理するために、
天気予報が出される最小エリアを基本単位として、上記最小エリアを１つあるいは隣接する複数にてなるメッシュエリアとして複数形成し、
上記各メッシュエリアに上記発電所が供給する供給量と、
上記需要家が消費する消費量と、
上記自然発電部による自然発電する発電量とを管理する電力管理システムであって、
上記メッシュエリア毎に管理を行うメッシュエリア管理部は、
上記メッシュエリア内の上記天気予報に基づいて上記自然発電部の発電量予測を算出する発電量予測部と、
上記メッシュエリア内の消費量予測結果を算出する消費量予測部とを有し、
上記発電量予測結果、および上記消費量予測結果に基づいて、上記メッシュエリア内の要求量を策定する要求量策定部を備え、
上記メッシュエリア管理部は、上記各メッシュエリア内で消費される上記消費量、および上記各メッシュエリア内での自然エネルギーによる上記発電量に基づいて上記メッシュエリア内で消費される総合消費量を算出し、
上記総合消費量と上記割当量とを比較し、供給電力が不足すると判断すると、上記電力管理部に対して不足を通知するものである。
この発明の電力管理システムは、
電力を供給する発電所と、発電所を管理する電力管理部と、
電力を消費する需要家と、
自然エネルギーにより自然発電を行う自然発電部とを管理するために、
天気予報が出される最小エリアを基本単位として、上記最小エリアを１つあるいは隣接する複数にてなるメッシュエリアとして複数形成し、
上記各メッシュエリアに上記発電所が供給する供給量と、
上記需要家が消費する消費量と、
上記自然発電部による自然発電する発電量とを管理する電力管理システムであって、
上記メッシュエリア毎に管理を行うメッシュエリア管理部は、
上記メッシュエリア内の上記天気予報に基づいて上記自然発電部の発電量予測を算出する発電量予測部と、
上記メッシュエリア内の消費量予測結果を算出する消費量予測部とを有し、
上記発電量予測結果、および上記消費量予測結果に基づいて、上記メッシュエリア内の要求量を策定する要求量策定部を備え、
上記メッシュエリア管理部は、上記各メッシュエリア内で消費される上記消費量、および上記各メッシュエリア内での自然エネルギーによる上記発電量に基づいて上記メッシュエリア内で消費される総合消費量を算出し、
上記総合消費量と上記割当量とを比較し、供給電力が不足すると判断すると、上記電力管理部に対して不足を通知するので、
各メッシュエリアに対して、電力管理を、精度良く、きめ細かく行うことができる。
この発明の実施の形態１の電力管理システムの最小エリア、およびメッシュエリアの構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における電力管理システムのシステム構成を示す図である。 図２に示される需要家宅内の家電機器構成を示すブロック図である。 図３に示されるスマートメータの構成を示すブロック図である。 図２に示されるメッシュエリア管理サーバの構成を示すブロック図である。 図２に示される電力管理サーバの構成を示すブロック図である。 図４に示したスマートメータの動作を説明するフローチャートである。 図４に示したスマートメータの動作を説明するフローチャートである。 図４に示したスマートメータの動作を説明するフローチャートである。 図４に示したスマートメータの動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１における省エネ対象機器のデータベース（優先度テーブル）の構成を示した図である。 この発明の実施の形態１におけるエアコン、および液晶ＴＶの省エネデータベースの構成を示した図である。 図５に示したメッシュエリア管理サーバの動作を説明するフローチャートである。 図５に示したメッシュエリア管理サーバの動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１における日射量データベースの構成を示した図である。 この発明の実施の形態１における日射量補正係数データベースの構成を示した図である。 この発明の実施の形態１における日射量予測方法を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における発電量データベースの構成を示した図である。 この発明の実施の形態１における発電量予測結果を示した図である。 この発明の実施の形態１における発電量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１における発電量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるスマートメータからメッシュエリア管理サーバへのパケットフォーマットの構成を示す図である。 図５に示したメッシュエリア管理サーバの動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１における曜日別、時間帯別電力消費量データベースの構成を示した図である。 この発明の実施の形態１におけるエアコンの消費量を予測する際に使用するデータベースの構成を示した図である。 この発明の実施の形態１における消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するフローチャートである。 この発明の実施の形態１における消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するフローチャートである。 図５に示したメッシュエリア管理サーバによる蓄電量情報収集の動作を説明するフローチャートである。 図５に示したメッシュエリア管理サーバによる省エネ要求・目標策定の動作を説明するフローチャートである。 図５に示したメッシュエリア管理サーバによる省エネ要求・目標策定の動作を説明するフローチャートである。 図５に示したメッシュエリア管理サーバによる電力供給要求策定・通知の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態１におけるメッシュエリア管理サーバによる電力供給要求策定結果を説明するための図である。 図６に示した電力管理サーバの動作を説明するフローチャートである。 図６に示した電力管理サーバでのメッシュエリアの消費量を監視する動作を説明するフローチャートである。 図６に示した電力管理サーバによる省エネ要求・目標策定・通知の動作を説明するフローチャートである。 図６に示した電力管理サーバによるメッシュエリアへの割当量を再算出・通知する動作を説明するフローチャートである。 図６に示した電力管理サーバによる発電計画を再策定する動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１における発電計画を再策定する際に使用する発電所に関するデータベースの構成を示した図である。 この発明の実施の形態１における電力管理サーバによる発電所に対する発電計画策定結果を示した図である。
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１の電力管理システムの最小エリア、およびメッシュエリアの構成を示す図、図２はこの発明の実施の形態１における電力管理システムのシステム構成を示す図、図３は図２に示される需要家宅内の家電機器構成を示すブロック図、図４は図３に示されるスマートメータの構成を示すブロック図、図５は図２に示されるメッシュエリア管理サーバの構成を示すブロック図、図６は図２に示される電力管理サーバの構成を示すブロック図、図７ないし図１０は図４に示したスマートメータの動作を説明するフローチャート、図１１はこの発明の実施の形態１における省エネ対象機器のデータベース（優先度テーブル）の構成を示した図、図１２はこの発明の実施の形態１におけるエアコン、および液晶ＴＶの省エネデータベースの構成を示した図である。
図１３は図５に示したメッシュエリア管理サーバの動作を説明するフローチャート、図１４は図５に示したメッシュエリア管理サーバの動作を説明するフローチャート、図１５はこの発明の実施の形態１における日射量データベースの構成を示した図、図１６はこの発明の実施の形態１における日射量補正係数データベースの構成を示した図、図１７はこの発明の実施の形態１における日射量予測方法を説明するための図、図１８はこの発明の実施の形態１における発電量データベースの構成を示した図、図１９はこの発明の実施の形態１における発電量予測結果を示した図、図２０はこの発明の実施の形態１における発電量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するためのフローチャート、図２１はこの発明の実施の形態１における発電量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するためのフローチャート、図２２はこの発明の実施の形態１におけるスマートメータからメッシュエリア管理サーバへのパケットフォーマットの構成を示す図である。
図２３は図５に示したメッシュエリア管理サーバの動作を説明するフローチャート、図２４はこの発明の実施の形態１における曜日別、時間帯別電力消費量データベースの構成を示した図、図２５はこの発明の実施の形態１におけるエアコンの消費量を予測する際に使用するデータベースの構成を示した図、図２６はこの発明の実施の形態１における消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するフローチャート、図２７はこの発明の実施の形態１における消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差を算出するフローチャート、図２８は図５に示したメッシュエリア管理サーバによる蓄電量情報収集の動作を説明するフローチャート、図２９は図５に示したメッシュエリア管理サーバによる省エネ要求・目標策定の動作を説明するフローチャート、図３０は図５に示したメッシュエリア管理サーバによる省エネ要求・目標策定の動作を説明するフローチャートである。
図３１は図５に示したメッシュエリア管理サーバによる電力供給要求策定・通知の動作を説明するフローチャート、図３２は実施の形態１におけるメッシュエリア管理サーバによる電力供給要求策定結果を説明するための図、図３３は図６に示した電力管理サーバの動作を説明するフローチャート、図３４は図６に示した電力管理サーバでのメッシュエリアの消費量を監視する動作を説明するフローチャート、図３５は図６に示した電力管理サーバによる省エネ要求・目標策定・通知の動作を説明するフローチャート、図３６は図６に示した電力管理サーバによるメッシュエリアへの割当量を再算出・通知する動作を説明するフローチャート、図３７は図６に示した電力管理サーバによる発電計画を再策定する動作を説明するフローチャート、図３８はこの発明の実施の形態１における発電計画を再策定する際に使用する発電所に関するデータベースの構成を示した図、図３９はこの発明の実施の形態１における電力管理サーバによる発電所に対する発電計画策定結果を示した図である。
図１において、破線で区切られた正方形のエリアは、天気予報の出される最小エリアを示す。天気予報は、気象庁からは２０ｋｍメッシュの広域予報（８日先まで予測、１日１回更新）、および５ｋｍメッシュの詳細予報（１時間毎の予測を３３時間先まで予測、１日４回更新）の２種類が出されている。また、１ｋｍメッシュ（１０分単位で１時間先まで予測、１日１４４回更新）の天気予報を配信する業者もある。尚、本実施の形態１では、天気予報の最小エリアを１ｋｍメッシュで配信される場合を例に説明を行う。また、天気予報の最小エリアのメッシュの大きさは１ｋｍに限るものではなく、０．５ｋｍメッシュなどの更に最小エリア情報があればその情報を利用しても同様に行うことができる。
また、例えば１時間以内の天気予報は例えば１ｋｍメッシュの情報を最小エリアとして利用し、１時間後〜翌日までの天気予報は５ｋｍメッシュの情報を最小エリアとして利用することで、後述するメッシュエリア内の電力供給要求を策定しても良い。更に、人口が集中する都市部では細かいメッシュの天気予報を利用し、人口密度が低い農村部では粗いメッシュの天気予報を最小エリアとして利用しても同様に行うことができ、同様の効果を奏することができる。
また、図１において、太い実線で囲んだエリアはメッシュエリアを示す。メッシュエリアは、上記最小エリアを１つ、もしくは隣接する複数の最小エリアを集め構成する。本実施の形態１では、隣接するメッシュエリアの世帯数がほぼ同じになるようにメッシュエリアを選定した場合の例を示す。従って、本実施の形態１では、図１に示すように、Ａ市の人口の集中する中心部では３つの最小エリアを１つのメッシュエリアとして、また、人口が少ないエリアは７つの最小エリアを１つのメッシュエリアとしてそれぞれ定義した。
尚、本実施の形態１ではメッシュエリアの選定に際して、世帯数がほぼ同じになるように定義したが、これに限るものではなく、例えば、メッシュエリア内の消費量に関する契約（契約量）に基づく合計がほぼ同じになるようにメッシュエリアを選定しても良い。また、メッシュエリア内の人口がほぼ同じになるようにメッシュエリアを選定しても良い。更に、メッシュエリア内に企業の工場、あるいはオフィスビルなどの大口需要家が存在する場合は、当該メッシュエリアを選定する際、該大口需要家を除いてメッシュエリアを選定しても良い。
又、該需要家の契約量（使用契約電力量）は、需要家が契約している契約アンペア数、需要家が予め設定している電力の使用量（例えば、１ヶ月３００ｋＷｈを上限とした場合に使用できる電力の使用量から換算した電力の使用量）、あるいは需要家と電力会社が個別に結んでいる電力料金契約に基づく電力の使用量を指す。
また、本実施の形態１では、後述する発電計画策定に際して、発電計画の見直し判断を簡単に行うために、上述したように総世帯数、あるいは消費量に関する契約（契約量）に基づく合計、あるいは人口などに基づいてメッシュエリアを選定したがこれに限るものではなく、特に総世帯数などを気にせずメッシュエリアを選定しても良い。また、本実施の形態１では、発電計画は、天気予報情報に基づいて２４時間分を作成するものとして説明するがこれに限るものではなく、例えば発電量を切り替える必要が発生した５分後からの発電量を逐次発電所に発電計画として送付するように構成しても良い。また、発電計画の送付は、発電計画が変わる発電所のみに通知し、変わらない発電所には通知しなくても同様の効果を奏する。
図２において、電力管理システムは、電力管理部としての電力管理サーバ２と、発電所３Ａ〜３Ｎと、メッシュエリア管理部としてのメッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚとを管理するものであり、これらは基幹ネットワーク１にて接続されている。電力管理サーバ２は、メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚより通知される電力供給要求に基づき発電計画を作成し発電所３Ａ〜３Ｎに発電計画を通知する。また、電力管理サーバ２は、メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚより通知される各メッシュエリア内の消費量、および発電量に基づいて、自身が管理する各メッシュエリア内の総消費量と、発電計画に基づく総発電量を比較し、発電計画の見直し、各メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚに対して省エネ要求・省エネ目標値の作成、および通知を行う。
そして、発電所３Ａ〜３Ｎは、電力管理サーバ２より通知される発電計画に基づき系統内に電力を供給する。メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚは、１つあるいは複数のメッシュ構成されたメッシュエリアを管理するものであり、天気予報情報を用いて、管理するメッシュエリア内の自然エネルギーによる発電量、メッシュエリア内の総消費量を予測し、電力供給要求を作成し、電力管理サーバ２に通知するとともに、電力管理サーバ２から通知される割当量と、メッシュエリア内での総合消費量を算出し、算出の結果、総合消費量が割当量を超えると判断すると、メッシュエリア内の需要家６に対して省エネ要求・目標を通知する。
そして、メッシュネットワーク５Ａ〜５Ｚは需要家６ＡＡ〜６ＺＲとメッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚとを接続するネットワークである。メッシュエリア管理サーバ４ＡはメッシュＡネットワーク５Ａ、およびメッシュＢネットワーク５Ｂに接続された需要家ＡＡ６ＡＡ〜需要家ＢＸ６ＢＸを管理する。尚以下、発電所３Ａ〜３Ｎと、メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚ、メッシュネットワーク５Ａ〜５Ｚ、需要家６ＡＡ〜６ＺＲは、特定のものを示す場合除いて、発電所３と、メッシュエリア管理サーバ４、メッシュネットワーク５、需要家６として適宜示して説明する。
図３において、需要家６は、太陽光パネル１１、太陽光パネル１１により発電された直流電力をあらかじめ定められた電圧に昇圧するパワーコンディショナ１２、パワーコンディショナ１２より出力される直流電力、もしくは双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５より供給される直流電力のどちらか一方、あるいは両方の出力電力を蓄電するとともに、蓄電された電力を放電する蓄電池１３、スマートメータ１７の指令に基づき太陽光パネル１１により発電された余剰電力の蓄電池１３への蓄電、商用電源１８より供給される商用電力の蓄電池１３への蓄電、蓄電池１３からの放電を制御する充放電制御部１４、スマートメータ１７の指令の基づきパワーコンディショナ１２、あるいは充放電制御部１４から供給される直流電力を交流電力に変換して宅内電灯線２０へ供給、商用電源１８より供給される交流電力を直流電力に変換し充放電制御部１４に供給する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５、パワーコンディショナ１２、あるいは充放電制御部１４より供給される直流電力の電圧を測定する電圧計１６を備える。
そして、スマートメータ１７は、充放電制御部１４の制御指令、例えば蓄電・放電指令、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５の電力供給方向の切り替え、例えば、商用電源１８からの電力供給とパワーコンディショナ１２あるいは充放電制御部１４からの電力供給の切り替え制御を行うとともに、宅内電灯線２０に接続された家電機器の消費量、設定情報などを、宅内家電機器ネットワーク２１を介して収集する。また、メッシュ通信Ｉ／Ｆ１９はメッシュネットワーク５を介してメッシュエリア管理サーバ４との通信、商用電源１８より供給された電力量、太陽光パネル１１からの余剰電力の系統電源への供給量の管理を行う。更に、スマートメータ１７では電圧計１６の出力電圧に基づいて太陽光パネル１１で発電した余剰電力の有無を判断する。
そして、商用電源１８、メッシュネットワーク５に接続されスマートメータ１７とメッシュエリア管理サーバ４との通信を仲介するメッシュ通信Ｉ／Ｆ１９、宅内電灯線２０、宅内家電機器ネットワーク２１、宅内の各部屋に設置されたエアコン２２ａ〜２２ｘ、液晶ＴＶ２３ａ〜２３ｙ、照明２４ａ〜２４ｚ、冷蔵庫２５、エアコン２２ａ〜２２ｘに内蔵された宅内家電機器ネットワーク２１との通信Ｉ／Ｆ３０ａ〜３０ｘ、液晶ＴＶ２３ａ〜２３ｙに内蔵された宅内家電機器ネットワーク２１との通信Ｉ／Ｆ３１ａ〜３１ｙ、照明２４ａ〜２４ｚに内蔵された宅内家電機器ネットワーク２１との通信Ｉ／Ｆ３２ａ〜３２ｚ、冷蔵庫２５に内蔵された宅内家電機器ネットワーク２１との通信Ｉ／Ｆ３３を備える。
図４において、スマートメータ１７は、ＣＰＵバス４０、スマートメータ１７を制御するＣＰＵ４１、ＣＰＵ４１で実行するプログラムを内蔵するＲＯＭ４２を備える。尚、本実施の形態１ではＲＯＭ４２をフラッシュＲＯＭで構成し、スマートメータ１７自身のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、メッシュエリア管理サーバ４のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスなどの通信に関する情報、機器認証などに使用する暗号化の際の鍵情報、契約量情報、各種データベース情報（詳細は後述する）などを記憶する。更に、ＣＰＵ４１でプログラムを実行する際にワーク領域として使用するとともに、宅内電灯線２０に接続された各家電機器情報（消費量情報、制御情報）、太陽光パネル１１での発電量、蓄電池１３内に蓄電された蓄電量、メッシュエリア管理サーバ４より通知された省エネ要求などの情報を記憶するＲＡＭ４３、宅内家電機器ネットワーク２１に接続された家電機器との通信Ｉ／Ｆ４４、宅内に接続された家電機器から出力される動作状況・消費量、太陽光パネル１１での発電量、蓄電池１３の蓄電量、商用電源１８からの買電量（あるいは売電量）などをビジュアルに表示する表示器４５を備える。尚、表示器４５は宅内家電機器ネットワーク２１に接続された各家電機器を制御する際のグラフィックユーザＩ／Ｆ画面も表示する。
そして、宅内電灯線２０への供給量、商用電源１８への余剰電力の供給量を監視する使用量監視部４６、太陽光パネル１１での発電量を監視する発電量監視部４７、蓄電池１３の蓄電量、太陽光パネル１１で発電した発電量、宅内家電機器の消費量、時刻（深夜電力）を監視し、充放電制御部１４に蓄電池１３への蓄電、蓄電池１３からの放電指令を出力する蓄電量監視部４８、宅内家電機器ネットワーク２１を介して通知される宅内家電機器の消費量に基づいて、宅内での総消費量を監視する消費量監視部４９、電圧計１６より出力される電圧情報に基づいて、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５の電力供給方向（売電か買電）を判断し、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５に電力供給方向指令を与える直流電圧監視部５０、宅内家電機器ネットワーク２１を介して通知される宅内家電機器の機器情報・制御情報に基づいて制御対象となる家電機器の操作パネルを表示器４５に表示させ機器制御を行う家電機器制御部５１を備える。家電機器制御部５１ではメッシュ通信Ｉ／Ｆ１９を介して通知された省エネ要求・省エネ目標情報に基づいて機器設定値を算出し、対象の各機器に通信Ｉ／Ｆ４４を介して該機器設定値情報を出力する。
図５において、メッシュエリア管理サーバ４はＣＰＵバス６０、メッシュエリア管理サーバ４を制御するＣＰＵ６１、ＣＰＵ６１で実行するプログラムを内蔵するＲＯＭ６２を備える。尚、本実施の形態１ではＲＯＭ６２をフラッシュＲＯＭ、あるいはハードディスクドライブで構成し、メッシュエリア管理サーバ４自身のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、メッシュネットワーク５に接続された各需要家６内のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、最小エリア番号、契約量、自然発電部設備の有無、自然発電部設備の構成・仕様、機器認証などに使用する暗号化の際の鍵情報、契約量情報、各種データベース情報（詳細は後述する）、基幹ネットワーク１を介して接続された電力管理サーバ２のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスなどを記憶する。
そして、ＣＰＵ６１でプログラムを実行する際にワーク領域として使用するとともに、各需要家６より通知される消費量、太陽光パネル１１での発電量、蓄電池１３内に蓄電されている蓄電量、電力管理サーバ２より通知される割当量情報などを記憶するＲＡＭ６３、基幹ネットワーク１に接続された電力管理サーバ２との基幹通信Ｉ／Ｆ６４、メッシュネットワーク５に接続された需要家６のスマートメータ１７とのメッシュ通信Ｉ／Ｆ６５、メッシュエリア内の天気予報を取得し、取得した天気予報データを格納する天気予報データベース６６、天気予報データベース６６内に格納されている天気予報情報に基づいて需要家６宅内の自然エネルギーを用いた発電設備（実施の形態１では太陽光発電設備を導入している場合について説明する。）にて発電される発電量を予測する発電量予測部６７、天気予報データベース６６より出力される天気予報情報とその天気予報情報に基づき自然エネルギーを用いた発電装置により発電された発電量をデータベース化し記憶する発電量予測データベース６８である。発電量予測部６７は、上記発電量予測データベース６８内に記憶されたデータベースに基づき発電量を予測する。
そして、発電量予測部６７より出力される発電量予測結果、および後述する消費量予測部７０から出力される消費量予測結果から、あらかじめ定められた時間間隔におけるメッシュエリア内での必要な量を算出し、結果に基づいて電力管理サーバ２に通知する要求量を策定する要求量策定部６９、天気予報データベース６６より外気温情報、湿度情報、風量情報、風向き情報などを取得し、取得結果に基づいて各需要家６の消費量を予測する消費量予測部７０、消費量予測部７０を介して出力される天気予報情報（外気温、湿度、風量、風向き情報など）と、需要家６からの家電機器の消費量情報に基づいてデータベースを作成する消費量予測データベース７１、需要家６から通知される消費量情報に基づいてメッシュエリア内で消費される総消費量を算出する総消費量算出部７２、需要家６から通知される発電量情報に基づいてメッシュエリア内で発電される総発電力量を算出する総発電量算出部７３である。
そして、需要家６から通知される蓄電量情報に基づいてメッシュエリア内で蓄電されている総蓄電量を算出する総蓄電量算出部７４、総消費量算出部７２より出力される総消費量、総発電量算出部７３より出力される総発電量に基づいてメッシュエリア内で消費される発電所から供給される総合消費量を算出し、左記結果と電力管理サーバ２より通知された割当量を比較し、メッシュエリア内への発電所からの供給量が計画値とほぼ一致しているかを監視する監視部７５、メッシュエリア内の各需要家６が発電所３と契約している契約量データベース７６、監視部７５での監視結果、メッシュエリア内への供給量が、割当量を超えていた場合、あるいは電力管理サーバ２から省エネ要求・省エネ目標が通知された場合、メッシュエリア内の各需要家６に対して省エネを要求する要求通知、その際の目標電力削減量などを策定する省エネ要求・目標策定部７７を備える。
図６において、電力管理サーバ２は、ＣＰＵバス８０、電力管理サーバ２を制御するＣＰＵ８１、ＣＰＵ８１で実行するプログラムを内蔵するＲＯＭ８２を備える。尚、本実施の形態１ではＲＯＭ８２をフラッシュＲＯＭ、あるいはハードディスクドライブで構成し、電力管理サーバ２自身のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、基幹ネットワーク１に接続された各機器のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス情報、各メッシュエリア内の需要家６が契約している契約量の合計情報等を記憶する。
そして、ＣＰＵ８１でプログラムを実行する際にワーク領域として使用するとともに、各メッシュエリア管理サーバ４より通知されるメッシュエリア内の供給量要求通知、メッシュエリア内の総消費量、総発電量、総蓄電力量などを記憶するＲＡＭ８３、基幹ネットワーク１に接続された各機器との基幹通信Ｉ／Ｆ８４、各メッシュエリア管理サーバ４より通知される電力供給要求通知情報、ピーク電力監視部８６より出力されるピーク電力監視情報に基づいて各発電所３に通知する発電計画を策定する発電計画部８５、各メッシュエリア管理サーバ４より通知される総消費量情報、総発電量情報に基づいて総合消費量を算出し、左記結果と発電所での総発電量を比較し総合消費量が総発電量を超えないかを監視するピーク電力監視部８６、ピーク電力監視部８６で、総合消費量が総発電量を超えそうな場合、各メッシュエリアの省エネ目標値を算出し、各メッシュエリア管理サーバ４に対して通知する省エネ要求・省エネ目標を策定する省エネ要求・目標策定部８７を備える。
尚、本実施の形態１では、説明を分かりやすくするために発電量監視部４７、蓄電量監視部４８、消費量監視部４９、直流電圧監視部５０、家電機器制御部５１、天気予報データベース６６、発電量予測部６７、発電量予測データベース６８、要求量策定部６９、消費量予測部７０、消費量予測データベース７１、総消費量算出部７２、総発電量算出部７３、総蓄電量算出部７４、監視部７５、契約量データベース７６、省エネ要求・目標策定部７７、発電計画部８５、ピーク電力監視部８６、省エネ要求・目標策定部８７などをＨ／Ｗで構成するものとして、図４〜図６を説明したがこれに限るものではなく、上記全て、あるいは一部をＳ／Ｗで実現しても同様の効果を奏することができる。また、上記各部の機能をＳ／ＷとＨ／Ｗに分割し同様の機能を実現しても良い。
次に上記のように構成された実施の形態１の電力管理システムの動作について説明する。まず、需要家６内のスマートメータ１７の動作について図７および図８に基づいて説明する。まず、商用電源による給電が開始するとスマートメータ１７が起動する（図７のステップＳ１）。次に、宅内に配置された各機器の登録、および登録設備の確認を実施する（図７のステップＳ２）。具体的には、図４に示すＲＯＭ４２内に格納されている情報に基づいて、図３に示す宅内家電機器ネットワーク２１に接続されている各家電機器の認証を、宅内家電機器ネットワーク２１を介して実施する。その際、宅内家電機器の個々の仕様（発電能力・供給電源電圧など）、省エネデータベース、省エネ時の優先度テーブルのＲＡＭ４３への展開も実施する。
次に、スマートメータ１７はパワーコンディショナ１２の初期化を実施する（図７のステップＳ３）。次に、充放電制御部１４の初期化を行う（図７のステップＳ４）。次に、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５の初期化を実施する（図７のステップＳ５）。次に、自然発電部設備の初期化が完了すると、パワーコンディショナ１２を起動し、太陽光パネル１１による太陽光発電を開始する（図７のステップＳ６）。次に、太陽光発電が実施されているか否かを確認する（図７のステップＳ７）。そして、太陽光発電が実施され発電されている場合（Ｙｅｓ）には、発電量が十分であるか否かを確認する（図７のステップＳ８）。そして、発電量が十分にある場合（Ｙｅｓ）には、余剰電力があるか否かを確認する（図７のステップＳ９）。
具体的には、電圧計１６でパワーコンディショナ１２の出力電圧を測定し、測定の結果、所定値以上の場合は余剰電力があると判断する。そして、余剰電力があると判断された場合（Ｙｅｓ）には、スマートメータ１７は充放電制御部１４に対して蓄電池１３に蓄電されている蓄電量が満蓄電か否かを判断する（図７のステップＳ１０）。そして、確認の結果、満蓄電の場合（Ｙｅｓ）は、スマートメータ１７は商用電源１８に対して余剰電力を売電するため双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５の設定をパワーコンディショナ１２から出力される直流電力を交流電力に変換するよう設定（尚、通常宅内機器はＡＣで駆動されるため、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５は商用電源１８から蓄電池１３へ蓄電する場合を除き、パワーコンディショナ１２から商用電源１８の方向に設定される）し、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５より出力される交流電力の余剰分を商用電源１８に売電する（図７のステップＳ１１）。
一方、蓄電池１３が満蓄電ではなかった場合（Ｎｏ）には、スマートメータ１７は充放電制御部１４に対して余剰電力を蓄電池１３に蓄電するよう指示を与える。そして、スマートメータ１７より蓄電池１３に対して余剰電力を蓄電するよう指示が入力されると充放電制御部１４はパワーコンディショナ１２より出力される電力を蓄電池１３に供給するよう図示していない内蔵されている双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、蓄電池１３への蓄電を開始する（図７のステップＳ１２）。次に、上記ステップＳ９において、余剰電力がないと判断された場合（Ｎｏ）を含めて、スマートメータ１７は、宅内家電機器ネットワーク２１を使用し、太陽光パネル１１での発電量、パワーコンディショナ１２、充放電制御部１４、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５での消費量、エアコンＡ２２ａ〜エアコンｘ２２ｘ、液晶ＴＶＡ２３ａ〜液晶ＴＶＹ２３ｙ、照明Ａ２４ａ〜照明Ｚ２４ｚ、冷蔵庫２５など宅内電灯線２０に接続されている機器の動作状態（発電量、蓄電量、消費量）の監視を行う（図７のステップＳ１３）。
一方、上記ステップＳ８において、太陽光パネル１１での発電量が十分ではなかった場合（Ｎｏ、発電量より消費量が多い場合）は、蓄電池１３の蓄電量の有無を確認する（図７のステップＳ１４）。そして、蓄電池１３に電力が蓄電されている場合（Ｙｅｓ）は、スマートメータ１７は充放電制御部１４に対して蓄電池１３から電力を放電するよう指示を出す（図７のステップＳ１５）。具体的には、充放電制御部１４はスマートメータ１７から放電指示が出されると図示していない双方向ＤＣ−ＤＣコンバータで蓄電池１３から出力される電力昇圧し、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１５に供給する。次に、蓄電池１３からの出力を開始すると、スマートメータ１７は供給量が十分であるか否かを確認する（図７のステップＳ１６）。そして、十分であれば（Ｙｅｓ）、先に示したステップＳ１３に移る。
一方、十分ではなかった場合（Ｎｏ）、および、上記ステップＳ１４にて蓄電池１３の蓄電されていない場合（Ｎｏ）には、商用電源１８から買電するよう制御を行う（図７のステップＳ１７）。尚、本実施の形態１では上記ステップＳ１４で蓄電池１３に蓄電量がある場合は蓄電池１３から電力を供給するよう制御する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、商用電源１８からの買電電力のほうが安い場合（電力消費量がピークになる時間帯以外）は、蓄電池１３に電力が蓄電されていた場合でも商用電源１８からの買電を行うように制御しても良い。一方、上記ステップＳ７において、太陽光パネル１１からの発電がなかった場合（Ｎｏ）は、スマートメータ１７は深夜料金の時間帯か否かを確認する（図８のステップＳ１８）。
そして、深夜料金の時間帯ではなかった場合（Ｎｏ）は、蓄電池１３に電力が蓄電されているか否かを確認する（図８のステップＳ１９）。そして、蓄電池１３に電力が蓄電されている場合（Ｙｅｓ）は、充放電制御部１４に対して蓄電池１３からの放電を開始するよう指示を出す。そして、スマートメータ１７より蓄電池１３からの放電指示が入力されると、充放電制御部１４は蓄電池１３からの放電制御を開始する（図８のステップＳ２０）。次に、蓄電池１３からの放電が開始されるとスマートメータ１７は蓄電池１３からの供給量と家電機器の消費量とを比較し供給量が十分であるか否かを確認する（図８のステップＳ２１）。そして、供給量が十分である場合（Ｙｅｓ）は、上記ステップＳ１３に移り宅内機器動作状況の監視を行う。
一方、上記ステップＳ１９において、蓄電池１３に電力が蓄電されていない場合（Ｎｏ）、あるいは、上記ステップＳ２１において、供給量が足らない場合（Ｎｏ）は、スマートメータ１７は買電を開始する（図８のステップＳ２２）。次に、買電開始後、スマートメータ１７は上記ステップＳ１３に移り宅内機器動作状況の監視を行う。一方、上記ステップＳ１８において、深夜料金の時間帯であるとされた場合（Ｙｅｓ）は、電力の購入価格が安いため、買電を開始する（図８のステップＳ２３）。次に、スマートメータ１７は、蓄電池１３に蓄電されている蓄電量が満蓄電か否かを確認する（図８のステップＳ２４）。
そして満蓄電でなかった場合（Ｎｏ）は、充放電制御部１４に対して、蓄電池１３に蓄電するよう指示を出す。そして、充放電制御部１４はスマートメータ１７から蓄電の指示を受け取ると蓄電池１３への蓄電を開始する（図８のステップＳ２５）。一方、上記ステップＳ２４において、蓄電池１３が満蓄電であるとされた場合（Ｙｅｓ）、あるいは、ステップＳ２５で蓄電池１３の蓄電を開始すると、スマートメータ１７は上記ステップＳ１３に移り宅内機器動作状況の監視を行う。
尚、本実施の形態１では、深夜電力の料金が一番安いものとして説明したがこれに限るものではなく、例えば、深夜料金と夜間料金の価格が変わらない場合は、蓄電池１３からの放電は行わず、買電を行い、蓄電池１３が満蓄電ではない場合は、蓄電するよう制御しても良い。また、翌日の天気が晴れの予想で、太陽光発電により十分な電力量が発電でき、蓄電池１３にも余剰電力で蓄電が行える場合は、蓄電池１３に対して蓄電を行わないように制御しても良い。次に、スマートメータ１７は宅内家電機器ネットワーク２１に接続された機器の情報を通信Ｉ／Ｆ４４を介して取得して監視する（図７のステップＳ１３）。
具体的には、パワーコンディショナ１２に対して太陽光パネル１１での発電量を通知するよう通信Ｉ／Ｆ４４を介して発電量確認要求パケットを出力する。パワーコンディショナ１２は上記発電量確認要求パケットを受信すると、現時点の太陽光パネル１１での発電量を応答パケットに乗せてスマートメータ１７に通知する。スマートメータ１７では、通信Ｉ／Ｆ４４を介して応答パケットを受信するとＣＰＵ４１に対して割り込みフラグを上げ、パケットを受信したことを通知する。ＣＰＵ４１はパケットが受信されるとパケットの中身を解析し、解析の結果、太陽光パネル１１による発電量通知と判断すると、発電量監視部４７に通知する。
そして、発電量監視部４７では、発電量情報（通知された時刻、および発電量）に基づいて、発電量に関するデータベースを作成する。また、入手した発電量データは、需要家６が見やすいように加工し、表示器４５にＣＰＵ４１を介して出力する。尚、本実施の形態１では、発電量予測はメッシュエリア管理サーバ４にて実施するため、スマートメータ１７では、自己の管理する太陽光パネル１１の発電能力に関するデータベースを構築する。その際、メッシュエリア管理サーバ４で使用している天気予報情報による天気情報と合わせてデータベース化を行っても良い。また、今後の発電量予測を該天気予報情報に基づいて作成し、需要家６に対して、発電量予測量を表示器４５を介して通知するとともに、効率の良い（電気料金が安くなる）家電機器制御スケジュールなどを作成し、上記発電量予測情報と合わせて、表示器４５に表示しても良い。
また、同様に、スマートメータ１７は通信Ｉ／Ｆ４４を介して充放電制御部１４に対して、蓄電池１３の蓄電量を通知するよう蓄電量確認要求パケット出力する。充放電制御部１４は上記蓄電量確認要求パケットを受信すると、現時点の蓄電池１３の蓄電量を応答パケットに乗せてスマートメータ１７に通知する。次に、スマートメータ１７では、通信Ｉ／Ｆ４４を介して応答パケットを受信するとＣＰＵ４１に対して割り込みフラグを上げ、パケットを受信したことを通知する。ＣＰＵ４１はパケットが受信されるとパケットの中身を解析し、解析の結果、蓄電池１３の蓄電量通知と判断すると、蓄電量監視部４８に通知する。そして、蓄電量監視部４８では、蓄電量情報を、需要家６が確認できるように表示器４５に表示する。
また、宅内家電機器ネットワーク２１上に接続された各家電機器に対して、現在の家電機器情報（エアコンの場合は動作モード、設定温度、外気温・湿度情報、室内温度情報、液晶ＴＶの場合は消費量、画面の明るさ情報、照明の場合は消費量、明るさ情報、冷蔵庫の場合は消費量、庫内温度、周囲温度情報など）を通知するようエアコン２２ａ〜２２ｘ、液晶ＴＶ２３ａ〜２３ｙ、照明２４ａ〜２４ｚ、冷蔵庫２５に確認要求パケットを通知し、各家電機器からの応答パケットを受信すると、受信データをＣＰＵ４１を介して消費量監視部４９に通知する。そして、消費量監視部４９では、各家電機器から通知された消費量情報、各機器の制御情報を、通知された時刻、外気温・湿度、周囲温度情報に基づいて、消費量に関するデータベースを作成する。
また、入手した消費量データ、および家電機器の設定情報は、需要家６が見やすいように加工し機器毎、あるいはトータル消費量を表示器４５にＣＰＵ４１を介して出力する。尚、本実施の形態１では、消費量予測はメッシュエリア管理サーバ４にて実施するため、スマートメータ１７では、自己の管理する家電機器の消費量に関するデータベースを構築する。そして、天気予報情報（外気温・湿度情報など）に基づいて、今後の消費量を予測し、需要家６に対して、消費予測量を表示器４５を介して通知するとともに、上記発電予測量、および蓄電池１３の蓄電量とあわせて効率の良い（電気料金が安くなる）家電機器制御スケジュールなどを作成し、表示器４５に表示しても良い。
更に、直流電圧監視部５０は電圧計１６より出力される電圧情報に基づいて、太陽光パネル１１による発電量が十分にあり、余剰電力があるかを判断する。余剰電力があると判断すると割り込みを上げ、その旨をＣＰＵ４１に通知する。ＣＰＵ４１では、余剰電力があると通知されると、上記ステップＳ１４〜ステップＳ１７に基づく一連の動作を実行する。また、使用量監視部４６では、商用電源１８からの買電量、もしくは太陽光パネル１１による余剰電力の売電を監視し、メッシュ通信Ｉ／Ｆ１９を介してメッシュエリア管理サーバ４に監視結果を通知する。
以上のように、ステップＳ１３での宅内機器動作状況の監視が終了すると、スマートメータ１７はメッシュエリア管理サーバ４から消費量、発電量などの要求コマンドをメッシュ通信Ｉ／Ｆ１９を介して受信したか否かを確認する（図７のステップＳ２６）。そして、受信していなかった場合（Ｎｏ）は、上記ステップＳ７に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、該要求コマンドを受信していた場合（Ｙｅｓ）は、メッシュエリア管理サーバ要求コマンド対応処理を開始する（図９のステップＳ２７）。次に、ＣＰＵ４１は、メッシュ通信Ｉ／Ｆ１９を介して入力された要求コマンドが発電量、蓄電量、消費量情報の通知要求であるか否かを確認する（図９のステップＳ３１）。
そして、通知要求であった場合（Ｙｅｓ）は、発電量監視部４７、蓄電量監視部４８、消費量監視部４９、および使用量監視部４６から所定の情報を収集し、応答パケットを生成し、メッシュエリア管理サーバ４に通知する（図９のステップＳ３２）。図２２に応答パケット、ペイロード部分を示す。尚、ＭＡＣヘッダやＴＣＰ／ＩＰなどＩＥＥＥ８０２．３などの通信規格により規定されているヘッダ情報などについては省略して示している。図２２において、応答パケットは、先頭に天気予報の最小エリア番号を付けた後に、需要家番号を付ける。
メッシュエリア管理サーバ４はこれらの情報に基づき需要家６を判断するとともに、メッシュエリア管理サーバ４内の各データベースの更新の際に上記情報を使用する。需要家番号に続き自然発電部（太陽光発電設備、風力発電設備、燃料電池など）の有無フラグを配置し、自然発電部ありの場合は自然発電部による発電量を付加する。尚、自然発電部を持たない場合は本データを送付しない。自然発電部の発電量に続き、本実施の形態１では、外気温度、蓄電池１３の有無フラグを配置する。蓄電池１３を有する場合は、管理する蓄電池１３の個数を付加し、その後に、管理する全ての蓄電池１３の蓄電情報を付加する。蓄電池１３の蓄電情報は、図に示すように電気自動車（ＥＶ）であるかを指し示すＥＶフラグに続き、蓄電池１３の蓄電量を通知する。蓄電池１３の蓄電情報に続き、宅内機器の消費量情報を通知する。
図においては、エアコンに関する通知情報を示した。本実施の形態１では、宅内機器に割り当てた宅内機器ＩＤ情報に続き、空調機器を識別するフラグ（尚、本実施の形態１では除湿機も空調機器に含むものとして説明する）、機器の消費量を付加する。空調機器フラグが１の場合は、空調機器をユーザが投入した時刻、終了した時刻（終了していない場合は現在の時刻を入れるものとする）、機器の設定情報、空調設備使用開始時の室温、湿度情報、終了時の外気温度、湿度を送付する。尚、図中その他宅内機器の消費量情報としては、髭剃りやドライヤーなど、ハンドキャリー可能な機器で、宅内家電機器ネットワーク２１との通信機能を持たない機器による消費量の総和を送付するものとする。尚、ＥＶフラグを設ける理由を以下に示す。
ピーク電力時、発電所３からの発電量が足らない場合、メッシュエリア管理サーバ４から蓄電池１３を保有する需要家６に対して、蓄電池１３からの放電要求が通知される。その際、メッシュエリア管理サーバ４は、メッシュエリア内の蓄電量を監視しており、監視結果に基づいて、発電所３からの電力供給量を決定するが、ＥＶの場合は、需要家６が車として使用を計画していることもあり、他の蓄電池１３と同じように蓄電量を管理していた場合、予定通りの放電量が確保できない可能性がある。従って、本実施の形態１では、ＥＶの蓄電量については、他の蓄電池１３とは別の管理を行うことで、メッシュエリア内への供給量の管理を行う。これにより、ピーク電力時についても適切な供給量の管理を行うことができる効果がある。一方、上記ステップＳ３１において、発電量・蓄電量・消費量情報通知要求ではなかった場合（Ｎｏ）は、スマートメータ１７は通知情報が割当量情報であるか否かを確認（図９のステップＳ３３）する。
そして、電力の割り当て情報であった場合（Ｙｅｓ）は、ＲＡＭ４３にその割当量の情報を記憶（図９のステップＳ３４）する。一方、電力の割り当て通知ではなかった場合（Ｎｏ）は、省エネ要求・目標通知か否かを確認する（図９のステップＳ３５）。次に、省エネ要求・目標通知である場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ４１は優先度番号＃、および消費量削減予測値ΔＰｄを０にセットする（図９のステップＳ３６）。尚、優先度番号＃は、あらかじめ需要家６に設定させた番号で、省エネ通知を受信した際に省エネを行う家電機器の優先順位を示す。本実施の形態１では、若い番号ほど省エネを行う際の優先順位が高いものとして、以下の説明を行う。次に、宅内機器＃が省エネ対象機器（優先度テーブル）に登録されているか否かを確認する（図９のステップＳ３７）。
図１１に省エネ対象機器一覧を示す。図１１において、通常は宅内機器ＩＤを登録するが、本実施の形態１では、説明を分かりやすくするためエアコンＡなどの表記としている。そして、宅内機器＃が省エネ対象機器に登録されている場合（Ｙｅｓ）は、宅内機器＃の制御状態（停止中、動作中、エアコンなどの場合は運転モード、設定温度、外気温情報など）を確認する（図９のステップＳ３８）。次に、宅内機器＃の制御値の決定を行う（図９のステップＳ３９）。以下、エアコンＡ２２ａの場合を例に、本実施の形態１での制御値の決定方法を説明する。本実施の形態１では、あらかじめ需要家６が省エネ要求に基づく省エネを実施した場合に、エアコンＡ２２ａの設定温度（制御値に相当）を何度変更するか、例えば、２℃設定温度を下げる／上げるなどのようにスマートメータ１７に設定しておく。尚、設定温度の変更幅については、外気温度、室温、湿度などの情報に基づき、変更幅を変えるように設定しても良い。また、省エネを確実に行うために、現在の室温に対して１℃設定温度を下げる／上げるなどの制御を行っても良い。
次に、スマートメータ１７はエアコンＡ２２ａに対して、上記制御値を通知する（図９のステップＳ４０）。次に、該制御値を受信したエアコンＡ２２ａは制御値に基づき設定温度を変更する。また、スマートメータ１７内のＣＰＵ４１はステップＳ４０で該制御値の通知を完了すると、制御値変更に伴う宅内機器＃の削減量Ｐｄを算出する（図９のステップＳ４１）。具体的には、図１２に示すように、運転モード、外気温度、設定温度、設定温度変更に伴う削減量をデータベース化しておき、エアコンＡ２２ａより入手した外気温度、設定温度から消費量を求める。尚、同図には液晶ＴＶの省エネデータベースも合わせて示す。液晶ＴＶの場合は、バックライト輝度の設定を変更することで省エネを実施する。また、図示はしていないが、照明機器の場合は、明るさを変更することで省エネを実施する。
次に、ＣＰＵ４１はΔＰｄ＝ΔＰｄ＋Ｐｄを算出し（図９のステップＳ４２）、更に、＃＝＃＋１を算出する（図９のステップＳ４３）。そして、ΔＰｄが省エネ目標を超えているか否かを確認する（図９のステップＳ４４）。そして、省エネ目標を超えていなかった場合（Ｎｏ）は、上記ステップＳ３７に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、省エネ目標を超えていた場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ４１は省エネ予測値ΔＰｄをメッシュエリア管理サーバ４に通知（図９のステップＳ４９）する。そして、メッシュエリア管理サーバ要求コマンド対応処理を終了する。また、上記ステップＳ３７において、登録されている省エネ対象機器に対して省エネのための設定変更を全て実施したにも係らず省エネ目標をクリアできない場合、すなわち、宅内機器＃は省エネ対象機器に登録されていないに相当する場合（Ｎｏ）は、蓄電池１３に電力が蓄電されているかを確認する（図９のステップＳ４５）。
そして、蓄電池１３に電力が蓄電されている場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ４１は蓄電池１３からの放電は可能か否かを、通信Ｉ／Ｆ４４を介して充放電制御部１４に確認する（図９のステップＳ４６）。そして、放電可能な場合（Ｙｅｓ）は、蓄電池１３からの放電量Ｐｄｅｎを算出し（図９のステップＳ４７）、ΔＰｄ＝ΔＰｄ＋Ｐｄｅｎ（図９のステップＳ４８）を算出する。次に、上記ステップＳ４９に戻り、上記に示した動作を繰り返し、メッシュエリア管理サーバ要求コマンド対応処理を終了する。一方、上記ステップＳ４５において電力が蓄電されていない場合（Ｎｏ）、および、上記ステップＳ４６において、放電不可の場合（Ｎｏ）は、省エネ目標はクリアできないものの、上記場合と同様に、省エネ予測値ΔＰｄをメッシュエリア管理サーバ４に通知（図９のステップＳ４９）し、メッシュエリア管理サーバ要求コマンド対応処理を終了する。
そして、上記ステップＳ３５において、省エネ要求・目標通知でない場合（Ｎｏ）は、メッシュエリア管理サーバ４が蓄電池１３からの放電を要求しているか否かを判断する（図１０のステップＳ５０）。そして、蓄電池１３からの放電が要求されている場合（Ｙｅｓ）は、蓄電池１３に電力が蓄電されているかを確認する（図１０のステップＳ５１）。そして、蓄電池１３に電力が蓄電されている場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ４１は蓄電池１３からの放電は可能か否かを、通信Ｉ／Ｆ４４を介して充放電制御部１４に確認する（図１０のステップＳ５２）。そして、放電可能な場合（Ｙｅｓ）は、蓄電池１３からの放電量Ｐｄｅｎを算出し（図１０のステップＳ５３）、蓄電池１３からの放電量Ｐｄｅｎをメッシュエリア管理サーバ４に通知（図１０のステップＳ５４）し、メッシュエリア管理サーバ要求コマンド対応処理を終了する。一方、上記ステップＳ５０において、蓄電池１３からの放電が要求されていない場合（Ｎｏ）、および、上記ステップＳ５１において、蓄電池１３に蓄電されていない場合（Ｎｏ）、および、上記ステップＳ５２において、蓄電池１３からの放電が可能でない場合（Ｎｏ）は、メッシュエリア管理サーバ要求コマンド対応処理を終了する。
次に、メッシュエリア管理サーバ４の制御について説明する。まず、メッシュエリア管理サーバ４が起動するとＣＰＵ６１は、メッシュネットワーク５内に配置された需要家６の登録、および各需要家６の持つ各種設備（自然発電部、蓄電池１３、スマートメータ１７、家電機器）について確認する（図１３のステップＳ１０１）。具体的には図５に示すＲＯＭ６２内に格納されている情報に基づいて、図２に示すメッシュネットワーク５に接続されている各需要家６の持つスマートメータ１７について認証を実施する。その際、需要家６内の個々の装置仕様（発電能力・消費量など）、発電量予測部６７で自然発電部による発電量予測の際に用いる発電予測用の省エネデータベース、消費量予測部７０で需要家６内の家電機器による消費量を予測する際に用いる消費量予測、各需要家６の発電所と契約している契約量に関するデータベースなどを発電量予測データベース６８、消費量予測データベース７１、契約量データベース７６に登録する。
次に、ＣＰＵ６１はメッシュエリア内の需要家６から新規に登録・削除情報が通知されたか否かを確認する（図１３のステップＳ１０２）。そして、需要家６から新規に登録・削除要求が入力された場合（Ｙｅｓ）は、各種データベースの登録、もしくは削除のデータベースの変更を行う（図１３のステップＳ１０３）。尚、データベース登録の際は、需要家６の持つ、発電・蓄電に関する装置仕様、個数、宅内の家電機器情報についても登録する。一方、メッシュエリア内の需要家６の新規登録・削除要求がなかった場合（Ｎｏ）、および、上記ステップＳ１０３における、各種データベースの登録、あるいは削除が完了すると、天気予報情報を図示していない天気予報管理サーバよりダウンロードし、天気予報データベース６６に記憶する（図１３のステップＳ１０４）。
次に、メッシュエリア管理サーバ４は自然発電部（自然エネルギーを用いた発電）による発電量の予測を行う（図１３のステップＳ１０５）。図１４に、この発電量の予測のフローを示す。まず、発電量予測が開始されると、天気予報データベース６６は前回取得した最小エリアの天気予報情報と比較してデータが更新されているか否かを確認する（図１４のステップＳ１３１）。そして、天気予報情報が更新されていると判断した場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ６１は発電量予測部６７に対してメッシュエリア内に配置された各最小エリア内の自然発電部（本実施の形態１では説明を分かりやすくするため太陽光発電のみを例に説明するが、これに限るものではなく、風力発電装置など自然エネルギーを用いた発電設備であれば同様の効果を奏することはいうまでもない。）による発電量を予測するよう指示を出す。具体的には、メッシュエリア内の最小エリア番号を０、Ａｒｅａ＝０にセットする（図１４のステップＳ１３３）。
次に、最小エリア番号＝Ａｒｅａの日射量を当該エリアの天気予報情報に基づき日射量予測を行う（図１４のステップＳ１３４）。具体的には、日射量は太陽の方位、および高度により変わる。よって、発電量予測データベース６８は、図１５に示すような１月１日から１２月３１日までの日射量データベースをあらかじめ準備しておく。このデータベースは、太陽の方位、および高度から単位面積あたりの日射量を理論的に求めたものを使用する。同図では、１５分単位に各日の太陽方位と高度から日射量を算出した例を示した。同様に、日射量はその日の天気により変わる。そこで、天気予報に基づいて、上記図１５の日射量に対し補正係数を算出する。本実施の形態１では天気予報としては「晴れ」、「晴れ時々曇」、「晴れのち曇」、「うす曇」・・・「曇」、「曇時々雨」、「曇のち雨」、「雨」などの天気予報情報と、降水確率、降水量予測を使用して日射量補正係数を算出する場合について説明する。
図１６に上記パラメータに基づいて作成した日射量の補正係数のデータベースを示す。図に示すように各天気予報情報と降水確率、降雨量予測を組み合わせ日射量を補正する。例えば「曇」の場合でも、降水確率が高い場合は、一般に雲が厚いため日射量が下がる。また、雨が降った場合でも、降水量予測が多い場合のほうが日射量は下がる。本データベースは、各天気予報情報における日射量を測定し、統計的に処理して作成する。本実施の形態１では、図１６に示すデータベースは、基本的には電力管理サーバ２が管理する全てのメッシュエリア管理サーバ４で同一であっても良い。そして、発電量予測部６７は、発電量予測データベース６８より上記日射量データと日射量補正係数データに基づいて最小エリア内の日射量を算出する。具体的には、日射量データ×日射量補正係数データにより算出する。
更に、発電量予測部６７では、過去に予測した日射量と実際の日射量から予測誤差を算出し、上記算出した日射量に更に補正を行う。以下、図１７を用いて該動作を説明する。図１７（ａ）に午前０時に予測した日射量の予測値と、太陽光発電より発電された電力に基づき換算した日射量を示す。天気予報は１３：００までは「晴れ時々曇」、１３：００以降は「曇」とした場合に例を示す。例えば、８：００に天気予報が更新され、発電量予測を行う場合、８：００の時刻における予測日射量と、発電量に基づき算出した日射量との差分値（図中、「予測誤差」と示し、以下も同様に示す）を算出する。図１７では、実際に日射量が予測日射量より多い場合を示した。発電量予測部６７では、該予測誤差に基づいて、日射量補正係数データベース値を補正する。
図１７（ｂ）に８：００の時刻で予測しなおした日射量予測を、同図（ａ）のグラフに重ねて記載した。尚、本実施の形態１では、天気予報情報が変わる場合には、予測誤差による補正は行わないものとする。これは、「晴れ時々曇」などの天気予報は、上空の雲の量など、同じ天気予報情報でも異なる。上記予測誤差は、この条件を補正するために使用する。従って、天気予報が変わる場合は、上記予測誤差はそのまま使用した場合、誤差が大きくなる可能性が高い。従って、デフォルトの予測テーブルに基づいて日射量を予測し、次の予測のタイミングで、実際の日射量に基づき補正を加えるよう制御する。
次に、発電量予測部６７は発電量予測データベース６８に対して、最小エリア番号＃の発電量予測値ＰＶＰ＿ｐ［Ａｒｅａ］を算出するよう要求する（図１４のステップＳ１３５）。発電量予測データベース６８は過去の各需要家６から送付される発電量情報から図１８に示すように日射量に対する発電量をデータベース化しておき、発電量予測部６７から出力される日射量予測値から各需要家６での発電量を求め、その結果を加算することで発電量予測値を発電量予測部６７に出力する（図１４のステップＳ１３５）。次に、メッシュエリア内の全ての最小エリアの発電量を予測したか否かを確認する（図１４のステップＳ１３６）。そして、まだ全てを終了していない場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図１４のステップＳ１３７）、上記ステップＳ１３４に戻り、上記に示した動作を繰り返し、次の最小エリアでの発電量の予測を実施する。尚、最小エリア番号Ａｒｅａでの発電量予測結果は、図１９に示すように各時刻の発電量予測として発電量予測部６７に記憶する。
一方、上記ステップＳ１３１において、天気予報が更新されていなかった場合（Ｎｏ）は、発電量予測部６７は発電量実績と予測値とを比較し、予測誤差を算出する。図２０、２１に発電量実績と予測値との比較に基づく予測誤差算出のフローチャートを示す。まず、発電量実績と予測値との比較に基づく予測誤差算出が開始されると、発電量予測部６７は総発電量算出部７３に対して、最小エリア毎の総発電量を算出するよう指示を出す。よって、総発電量算出部７３では、各種パラメータの初期化を実施する（図２０のステップＳ１５１）。具体的には、最小エリア番号（Ａｒｅａ）、自然発電部を持つ需要家番号（ｉ）、および最小エリア番号Ａｒｅａでの実際の発電量ＰＶＰ＿ａ［Ａｒｅａ］を０に初期化する。次に、総発電量算出部７３は、最小エリア番号（Ａｒｅａ）内の需要家６から実際の発電量ＰａＡｒｅａ，ｉを取得し（図２０のステップＳ１５２）、取得結果を加算（ＰＶＰ＿ａ［Ａｒｅａ］＝ＰＶＰ＿ａ［Ａｒｅａ］＋ＰａＡｒｅａ，ｉ）する（図２０のステップＳ１５３）。
次に、最小エリア内の全ての発電設備を持つ需要家６の発電情報を取得したか否かを確認する（図２０のステップＳ１５４）。そして、まだ全てを終了していない場合（Ｎｏ）は、ｉ＝ｉ＋１を実施し（図２０のステップＳ１５５）、上記ステップＳ１５２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、最小エリア番号（Ａｒｅａ）での実際の発電量の算出を終了する（ステップＳ１５４でＹｅｓとなる）と、ｉを初期化（“０”）（図２０のステップＳ１５６）し、メッシュエリア内の全ての最小エリアの発電情報を取得したか否かを確認し（図２０のステップＳ１５７）、全ての確認が完了していなかった場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図２０のステップＳ１５８）、最小エリア番号Ａｒｅａでの平均日射量を算出し（図２０のステップＳ１５９）、上記ステップＳ１５２に戻り、上記に示した動作を繰り返し、次の最小エリア番号の実際の発電量の算出を行う。
一方、メッシュエリア内の全ての最小エリアの発電量の取得を終了する（ステップＳ１５７でＹｅｓとなる）と、総発電量算出部７３は、結果を発電量予測部６７に通知する。発電量予測部６７では、最小エリア番号Ａｒｅａでの平均日射量の推定を算出し（図２０のステップＳ１６０）、メッシュエリア内での発電量予測結果と実際の発電量の差分（ΔＰＶＰＰｌａｎ）を算出する（図２０のステップＳ１６１）。次に、上記ΔＰＶＰＰｌａｎの絶対値を所定値以上か否かを判断する（図２１のステップＳ１６２）。次に、所定値以上の場合（Ｙｅｓ）は、予測誤差が大きいと判断し、発電量予測（先に示したステップＳ１３３からステップＳ１３７の一連の処理）を実施する（図２１のステップＳ１６３）。
一方、上記ステップＳ１６２において、所定値を越えていなかった場合（Ｎｏ）は、発電量予測に基づくデータベースの更新を実施する。具体的には、初期値（ｉ＝０，Ａｒｅａ＝０）を設定する（図２１のステップＳ１６４）。次に、最小エリア番号＝Ａｒｅａ内の需要家番号＝ｉの発電量通知に基づき発電量データベースを更新する（図２１のステップＳ１６５）。発電量については、メッシュエリア管理サーバ４が需要家６に設置されたスマートメータ１７に対して、発電量・消費量・蓄電量を通知するよう要求パケットを送付すると、スマートメータ１７は上述したように、宅内家電機器ネットワーク２１に接続された各機器から発電量・消費量・蓄電量を吸い上げ、図２２に示すパケットを生成し、メッシュエリア管理サーバ４に通知する。
そして、データベース更新においては、発電量予測部６７は日射量予測値と需要家６から通知される発電量実績値、および発電量予測データベース６８に登録されているデータに基づいて更新データを生成する。具体的には、重み付け係数α（０＜α＜１）を決めておき、α×データベースより読み出した発電量値＋（１−α）×発電量実績値で求める。そして、前後の日射量に対する発電量と比較し、単調増加になっていない場合は、更に周辺情報を含め補正を実施する。また、重み付け係数αについては、ＣＰＵ６１より設定し、需要家６が新規に設備を設置した場合など、重み付け係数を小さく設定するなどしてデータベース内のデータを早く収束させるように制御しても良い。そして、需要家番号＝ｉの発電量予測データベース６８の書き換えを終了すると、最小エリア番号＝Ａｒｅａ内の全ての自然発電部設備を持つ需要家６のデータベースを更新が完了したか否かを確認し（図２１のステップＳ１６６）、終了していなかった場合（Ｎｏ）は、ｉ＝ｉ＋１を実施し（図２１のステップＳ１６７）、再びステップＳ１６５に戻り、上記に示した動作を繰り返し、次の需要家６のデータベースを変更する。
一方、上記ステップＳ１６６において、最小エリア番号＝Ａｒｅａ内の全ての自然発電部設備を持つ需要家６のデータベースを更新が完了していた場合（Ｙｅｓ）は、ｉを初期化（＝０）し（図２１のステップＳ１６８）、メッシュエリア内の全ての最小エリアのデータベースを更新したか否かを確認し（図２１のステップＳ１６９）、更新が完了していなかった場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図２１のステップＳ１７０）、再びステップＳ１６５に戻り、上記に示した動作を繰り返し、次の需要家６のデータベースを変更する。一方、ステップＳ１６９において、全ての最小エリアのデータベースの更新が完了していた場合（Ｙｅｓ）は、発電量実績値と予測値の比較に基づく予測誤差の算出を終了する。尚、本フローのステップＳ１５９、あるいはステップＳ１６０で算出した平均日射量推定値は、本実施の形態１では、図１４に示すフローの日射量予測に使用するものとする。
次に、図１３においてステップＳ１０５の発電量予測を上記に示したようにして完了すると、メッシュエリア管理サーバ４はメッシュエリア内の消費量の予測を開始する（図１３のステップＳ１０６）。図２３に、この消費量の予測のフローを示し、図２４、図２５を交えて消費量予測部７０、消費量予測データベース７１、および総消費量算出部７２における消費量の予測の動作について説明する。まず、消費量予測が開始されると、天気予報データベース６６は前回取得した天気予報情報と比較してデータが更新されているか否かを確認する（図２３のステップＳ２０１）。そして、天気予報情報が更新されていると判断した場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ６１は消費量予測部７０に対してメッシュエリア内に配置された各最小エリア内の消費量を予測するよう指示を出す。
具体的には、メッシュエリア内の最小エリア番号を０（Ａｒｅａ＝０）にセットする（図２３のステップＳ２０３）。次に、最小エリア番号＝Ａｒｅａの気象条件（本実施の形態１では、外気温度、湿度、風量、風向きなどの天気予測情報）を、天気予報データベース６６から取得する（図２３のステップＳ２０４）。次に、需要家６毎の消費量の予測を開始する（図２３のステップＳ２０５）。具体的には、メッシュエリア管理サーバ４内のカレンダー情報に基づき本日の曜日（祭日かを含む）を取得する。消費量予測データベース７１は、図２４に示すような需要家６毎の各曜日における時間帯別電力消費量のデータベースを管理しており、消費量予測部７０は、該データベースに基づいて需要家６の消費量を予測する。
以下、図２４に示す曜日別の電力消費量データベースについて説明する。本実施の形態１では、上記曜日別の電力消費量データベース作成にあたっては、冷暖房などの空調機器の消費量は除いてデータベースを構築する。これは、該空調機器は、外気温度、湿度、風量、風向きによって消費量が大きく異なることに基づく。また、曜日毎に作成する理由としては、多くの場合、平日と休日（土曜日を含む）では生活サイクルが異なる。また、平日も習い事、ＴＶ番組などの関係で生活サイクルが異なる場合がある。以上を鑑みて、本実施の形態１では、曜日毎に空調機器を除く時間帯別の電力消費量データベースを構築する。また、本実施の形態１では、空調機器については別のデータベースを用いて管理する。
図２５に、本実施の形態１の空調機器の消費量を推定する際に使用するデータベースを示す。空調機器の消費は、温度、湿度、風量によって異なる。例えば、気温が同じ２９℃であっても、湿度が１０％ではエアコンを使用する人は多くないが、湿度が１００％の場合、多くの人がエアコンを使用する。同様に、気温が３０℃であっても窓を通して風が入ってくればエアコンを使用しない人は多い。また、風については、需要家６の窓の配置にも依存する。同じ風量でも、風向きが異なれば、家の中に流れ込む風量は異なる。従って、データベースを作成するにあたっては、気温、湿度、風量、風向きに基づいてデータベースを構築することで、消費量の予測精度の向上を図る。
また、本実施の形態１では、時刻をデータベースのパラメータとして入れていないが、ユーザによっては、夏の暑い日も、午前中は冷房を我慢しようなど、その日の気象条件以外に、時刻などの条件で空調機器のＯＮ／ＯＦＦ管理を行うことも考えられる。図２５に示すデータベースでは、時刻情報をパラメータに入れていないが、時刻情報を空調機器制御のパラメータとして使用しても良い。尚、本実施の形態１では、該時刻情報もパラメータとして使用するため、図２２に示す通信プロトコルには開始時刻情報、および終了時刻情報を通知するような仕組みを導入している。また、夜間の空調機器の使用（特に夏場）については就寝時の気象条件（気温、湿度、風量、風向き）が大きく係る。就寝時は、昼間はエアコンを使用しない温度でも寝苦しいなどの理由でエアコンが使用されることが多い。
よって、空調機器の消費量予測では、昼間と就寝時で分けてデータベースを構築するものとして以下説明を続ける。消費量予測部７０は、消費量予測データベース７１より曜日別、時間帯別電力消費量データベースを読み出す。通常、平日は仕事や学校があるため、家族の起床時刻、ごはんを作る時間帯、食べる時間帯、洗濯・掃除を行う時間帯など、ほぼ同じ時刻で実施される場合が多い。また、帰宅の時間帯も、学生は時間割が決まっており、ほぼ同じ時刻に帰ってくることが多い。また、会社員も曜日によって、残業を規制している会社もあり、帰宅時刻は曜日によってほぼ決まっていることが多い。更に、炊飯器や冬場の暖房機器については、就寝前に翌日の朝の予約をしておくことが多く、データベースを作成することで、消費量予測を精度良く行うことが可能となる。
また、ほとんどのユーザは起床と同時にＴＶを使用する。また、視聴する番組も曜日によって決まっていることが多い。従って、本実施の形態１では、生活サイクルがほぼ同じになる曜日別にデータベースを作成することで、消費量予測制度の向上を図ることができる。尚、データベース作成にあたっては、本実施の形態１では、図２２に示すプロトコルを使用し、家電機器の使用開始時刻、使用終了時刻に基づいて時間帯別消費量算出用のデータベースを構築する。消費量予測にあたっては、消費量予測部７０は、消費量予測データベース７１より曜日別の時間帯別電力消費量データベースを読み出す。そして、空調機器の消費量を予測するために、その日の気温、湿度、風量、風向き、天気予報情報から空調設備の開始時刻、および終了時刻、設定温度などを予測し、予測結果から、空調機器での消費量を各時刻別に算出する。
そして、算出した空調機器の消費予想量と消費量予測データベース７１より読み出した曜日別の時間帯別電力消費量データベースを加算し、需要家番号ｉの消費量予測を完了する（図２３のステップＳ２０５）。次に、消費量の予測を最小エリア内の全ての需要家６について求めた後、消費量予測部７０はメッシュエリア内の全ての最小エリアの消費量を予測したか否かを確認し（図２３のステップＳ２０６）、予測が全て完了していない場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図２３のステップＳ２０７）、上記ステップＳ２０４に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、上記ステップＳ２０６において、予測が完了していた場合（Ｎｏ）は、消費量予測フローを終了する。
また、上記ステップＳ２０１において、天気予報が更新されていなかった場合（Ｎｏ）は、消費量実績値と予測値とを比較し、予測誤差の算出を消費量予測部７０で実施する（図２３のステップＳ２０２）。図２６および図２７に消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差算出フローを示す。まず、消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差算出が開始されると、消費量予測部７０は、総消費量算出部７２に対して最小エリア毎の総消費量を算出するよう指示を出す。そして、総消費量算出部７２は該指示を受けると、各種パラメータの初期化を実施する（図２６のステップＳ２２１）。具体的には、最小エリア番号（Ａｒｅａ）、需要家番号（ｉ）、および最小エリア番号Ａｒｅａでの実際の総消費量ＰＣ＿ａ［Ａｒｅａ］を０に初期化する。
次に、初期化が完了すると、総消費量算出部７２は、最小エリア番号（Ａｒｅａ）内の需要家ｉから実際の消費量ＴＰＣａＡｒｅａ，ｉを取得し（図２６のステップＳ２２２）、取得結果を加算（ＰＣ＿ａ［Ａｒｅａ］＝ＰＣ＿ａ［Ａｒｅａ］＋ＴＰＣａＡｒｅａ，ｉ）する（図２６のステップＳ２２３）。次に、最小エリア内の全ての需要家６の消費量情報を取得したか否かを確認する（図２６のステップＳ２２４）。そして、まだ全てを終了していない場合（Ｎｏ）は、ｉ＝ｉ＋１を実施し（図２６のステップＳ２２５）、上記ステップＳ２２２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、ステップＳ２２４において、最小エリア番号（Ａｒｅａ）での実際の消費量の算出を終了する（Ｙｅｓ）と、ｉを初期化（“０”）し（図２６のステップＳ２２６）、メッシュエリア内の全ての最小エリアの発電情報を取得したか否かを確認し（図２６のステップＳ２２７）、全ての確認が完了していなかった場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図２６のステップＳ２２８）、ステップＳ２２２に移り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、メッシュエリア内の全ての最小エリアの消費量の取得を終了する（ステップＳ２２７にＹｅｓ）と、総消費量算出部７２は消費量予測部７０に対して算出した最小エリア毎の総消費量を通知する。そして消費量予測部７０は、情報を受け取ると、メッシュエリア内での消費量予測結果と実際の消費量との差分（ΔＰＣＰｌａｎ）を算出する（図２７のステップＳ２２９）。次に、当該ΔＰＣＰｌａｎの絶対値は所定値以上か否かを判断する（図２７のステップＳ２３０）。次に、所定値以上の場合（Ｙｅｓ）は、予測誤差が大きいと判断し、消費量予測（上記に示した図２３におけるステップＳ２０３からステップＳ２０７の一連の処理）を実施する（図２７のステップＳ２３１）。
一方、所定値を越えていなかった場合（Ｎｏ）は、消費量予測に基づくデータベースの更新を実施する。具体的には、初期値（ｉ＝０，Ａｒｅａ＝０）を設定する（図２７のステップＳ２３２）。次に、最小エリアの番号Ａｒｅａの各時刻の平均気温、湿度、風量、風向きを算出し（図２７のステップＳ２３２）、該結果、および実際の消費量通知情報に基づき最小エリア番号＝Ａｒｅａ内の需要家番号＝ｉの消費量データベースを更新する（図２７のステップＳ２３４）。消費量については、発電量と同様にメッシュエリア管理サーバ４が需要家ｉに設置されたスマートメータ１７に対して、発電量・消費量・蓄電量を通知するよう要求パケットを送付すると、スマートメータ１７は上述したように、宅内家電機器ネットワーク２１に接続された各機器から発電量・消費量・蓄電量を吸い上げ、図２２に示すパケットを生成し、メッシュエリア管理サーバ４に通知する。また、データベース更新にあたっては、消費量予測部７０は需要家ｉから通知される家電機器の開始時刻情報、終了時刻情報、および消費量に基づいて、曜日別、時刻別電力消費量の実績値を求め、該実績値と消費量予測データベース７１に登録されているデータに基づいて更新データを生成する。
具体的には、発電量予測の場合と同様、重み付け係数β（０＜β＜１）を決めておき、β×データベースより読み出した消費量値＋（１−β）×消費量実績値で求める。また、エアコンなどの空調機器については、開始時刻情報、開始時の外気温、湿度、風量、風向き情報、および設定値情報に基づき図２５に示すデータベースの更新を行う。同図では、気温情報を分かりやすくするために２８℃、２９℃など１℃刻みで記載しているが、実際のデータベースでは、２８．２℃などの数値をデータベースでは管理しておき、消費量予想時には、小数点以下を丸め予想する。よって、データベース更新に際しては、曜日別・時刻別電力消費量と同様に、重み付け係数γ（０＜γ＜１）を決めておき、γ×データベースより読み出した温度情報（あるいは湿度情報）＋（１−γ）×温度情報（あるいは湿度情報）実績値で求める。尚、上記重み付け係数β、およびγについては、ＣＰＵ６１より設定し、需要家６が新規に設備を設置した場合など、重み付け係数を小さく設定するなどしてデータベース内のデータを早く収束させるように制御しても良い。
次に、需要家番号＝ｉの消費量予測データベース７１の書き換えを終了すると、最小エリア番号＝Ａｒｅａ内の全ての需要家６のデータベースを更新したか否かを確認し（図２７のステップＳ２３５）、終了していなかった場合（Ｎｏ）は、ｉ＝ｉ＋１を実施し（図２７のステップＳ２３６）、上記ステップＳ２３４に戻り、上記に示した動作を繰り返し、次の需要家６のデータベースを変更する。一方、上記ステップＳ２３５において、最小エリア番号＝Ａｒｅａ内の全ての需要家６のデータベースを更新が完了していた場合（Ｙｅｓ）は、ｉを初期化（＝０）し（図２７のステップＳ２３７）、メッシュエリア内の全ての最小エリアのデータベースを更新したか否かを確認し（図２７のステップＳ２３８）、更新が完了していなかった場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図２７のステップＳ２３９）、上記ステップＳ２３３に戻り、上記に示した動作を繰り返し、次の最小エリアのデータベースを変更する。
一方、ステップＳ２３８において、全ての最小エリアのデータベースの更新が完了していた場合（Ｙｅｓ）は、消費量実績値と予測値との比較に基づく予測誤差の算出を終了する。次に、図１３においてステップＳ１０６で消費量予測を完了すると、メッシュエリア管理サーバ４はメッシュエリア内の蓄電量情報の収集を開始する（図１３のステップＳ１０７）。図２８に総蓄電量算出部７４における蓄電量の情報の収集のフローに基づいて説明する。まず、蓄電量情報の収集が開始されると、ＣＰＵ６１は総蓄電量算出部７４に対してメッシュエリア内に配置された各最小エリア内の総蓄電量情報を収集するよう指示を出す。具体的には、メッシュエリア内の最小エリア番号を０（Ａｒｅａ＝０）にセットする（図２８のステップＳ２５２）。次に、最小エリア番号＝Ａｒｅａの各需要家６に対して現時点で蓄電池１３に蓄電している蓄電量を通知するよう要求パケットを該メッシュ通信Ｉ／Ｆ６５を介して通知する（図２８のステップＳ２５３）。
そして、需要家番号ｉからの応答パケット（パケットフォーマットは図２２を参照）を受信すると総蓄電量算出部７４は最小エリア番号＝Ａｒｅａの蓄電量の総和を算出する。次に、メッシュエリア内の全ての最小エリアの蓄電量を収集したか否かを確認し（図２８のステップＳ２５４）、全て確認できていない場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実施し（図２８のステップＳ２５５）、上記ステップＳ２５３に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、ステップＳ２５４において、全ての情報を収集している場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ６１に収集した各最小エリアの総蓄電量を通知し、蓄電量情報の収集を終了する。
尚、本実施の形態１では、図２２に示すように蓄電量情報を各需要家６から受信する場合、その蓄電電力が電気自動車のバッテリーに蓄電されたものか、通常の蓄電池１３（電気自動車のバッテリー以外）に蓄電されたものかを分けて管理する。これは、ピーク電力時に、蓄電池１３を持つ需要家６に対して、放電要求を通知するが、蓄電池１３が電気自動車であった場合、ユーザが車を使用する、あるいは数時間後に使用予定であった場合、車から放電させるとユーザが後で車を使用できないケースも発生する。従って、本実施の形態１では、蓄電量を管理する場合、電気自動車と、通常の蓄電池１３（電気自動車のバッテリー以外）に分けて蓄電量を管理することで、確実に放電が期待できる電力量を管理することができる効果がある。
尚、ピーク電力時に、電気自動車のバッテリーに対しても、放電要求を出し、系統に電力を供給するよう制御しても良い。その際は、需要家６の許可を得るような形式でスマートメータ１７を制御すれば、電気自動車を使用予定の需要家６については、後で使用できないといった問題が発生しないという効果がある。また、電気自動車のバッテリーからの放電については、例えば蓄電量の３０％までなどあらかじめ制限を設けておくことで、緊急に車を使用する場合についても、ユーザは電気自動車を動かすことができる効果がある。尚、蓄電池１３からの放電を促すため、放電を行ったユーザについては、電気料金の使用料金を安くするなどのメリットを持たせるように制御しても良い。次に、図１３においてステップＳ１０７で蓄電量情報の収集を完了すると、メッシュエリア管理サーバ４はメッシュエリア内の総合消費量がメッシュエリア内に割り当てられた割当量を超えているか否かを監視部７５で確認する（図１３のステップＳ１０８）。
具体的には、総消費量算出部７２から出力される総消費量から総発電量算出部７３より出力される総発電量結果を引くことで、メッシュエリア内の総合消費量を算出する。尚、本フローの説明では、蓄電池１３からの放電による電力供給が行われていないものとして説明を続けるが、蓄電池１３からの放電がある場合については、放電量についても、総消費量から差し引くことで、メッシュエリア内の総合消費量を算出する。また、ステップＳ１０８で判断する場合、電力管理サーバ２で発電計画を作成する場合、あらかじめマージンを持たせず発電計画を作成する場合は、メッシュエリアの割当量からあらかじめ定められたマージンを差し引いた割当量と比較して判断するよう構成しても良い。
これにより、ピーク電力が発電所での発電量を越える前に、消費量の削減などを実施でき、安定に系統電力系統を制御できる。そして、ステップＳ１０８にて、メッシュエリア内の総合消費量がメッシュエリア内に割り当てられた割当量を超えている場合（Ｙｅｓ）は、メッシュエリア管理サーバ４は各需要家６に対して消費量を削減するよう省エネ要求、および省エネ目標を策定する（図１３のステップＳ１０９）。図２９および図３０に省エネ要求・目標策定時のフローを示し、これに基づいて説明する。まず、監視部７５でメッシュエリア内の総合消費量がメッシュエリア内に割り当てられた割当量を超えていると判断した場合（ステップＳ１０８にてＹｅｓ）は、省エネ要求・目標策定部７７で省エネ要求・目標通知を作成する。そして、省エネ要求・目標通知の作成が開始されると、省エネ要求・目標策定部７７は＃（需要家番号を示す）とΔＰｏｗｅｒ（省エネによる電力削減予測量の合計を示す）とを初期化する(図２９のステップＳ３０１）。
次に、需要家＃への供給量を確認する。電力供給量は、図２２に示すパケットフォーマットで送付された需要家６からの消費量情報、発電量情報、および蓄電池１３からの放電量情報に基づいて算出する。具体的には、「需要家＃への供給量」＝（需要家＃での総消費−需要家＃での発電量−需要家＃での蓄電池１３からの放電量）を算出することで求める。次に、省エネ要求・目標策定部７７は、監視部７５を介して契約量データベース７６から需要家＃の契約量を読み込む。そして、「需要家＃への供給量」は需要家＃の契約量を超えているか否かを判断し、供給量が契約量より小さい場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３０７に移る。一方、供給量が契約量を超えていた場合（Ｙｅｓ）は、省エネ目標値を作成する（図２９のステップＳ３０３）。
本実施の形態１では、上記供給量−該契約量を引いた値を省エネの目標値とする。尚、契約量を超えた需要家６のみ省エネを行った場合、メッシュエリアに与えられた割当量未満に該供給量は抑えられない可能性がある。その場合は、スマートメータ１７は電力管理サーバ２に対して割当量を引き上げるように要求通知を出力する。次に、省エネ要求・目標策定部７７はＣＰＵ６１に対して、該当需要家＃に省エネ要求・省エネ目標を通知するよう要求する。ＣＰＵ６１は該要求を受け取ると、メッシュ通信Ｉ／Ｆ６５を介して、該当需要家＃に省エネ要求・省エネ目標通知を出力する（図２９のステップＳ３０４）。該省エネ要求・省エネ目標通知を受信すると、該当需要家＃のスマートメータ１７は、図９、図１０に示すフローに基づき宅内家電機器の制御目標の変更を行うとともに省エネ予測値を算出し、結果をメッシュエリア管理サーバ４に通知する。
次に、ＣＰＵ６１は該当需要家＃からの省エネ予測値（省エネ削減量予測値：ΔＰｄ）を受信したか否かを判断する（図２９のステップＳ３０５）。そして、受信していない場合（Ｎｏ）は、再びステップＳ３０５を行う。一方、受信した場合（Ｙｅｓ）は、省エネ要求・目標策定部７７に受信結果を通知する。次に、省エネ要求・目標策定部７７では、ΔＰｏｗｅｒ＝ΔＰｏｗｅｒ＋ΔＰｄを算出し（図２９のステップＳ３０６）、メッシュエリア内の全ての需要家６に対して供給量の確認、および該供給量が契約量を超えている需要家６に対しては、省エネ要求・省エネ通知を送信したか否かを確認し（図２９のステップＳ３０７）、全ての需要家６に対して実施していなかった場合（Ｎｏ）は、＃＝＃＋１を実施し（図２９のステップＳ３０８）、上記ステップＳ３０２に移り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、全ての需要家６に対して、当該処理が完了していた場合（Ｙｅｓ）は、消費量予測値の計算結果を変更（図２９のステップＳ３０９）し、上記ΔＰｏｗｅｒがメッシュエリア内の省エネ目標値を満足したか否かを確認する（図３０のステップＳ３１０）。尚、メッシュエリア内の省エネ目標値は、基本的には電力管理サーバ２から通知されるが、電力管理サーバ２からの通知がない場合は、本実施の形態１では、電力管理サーバ２からの割当量を目標とする。そして、目標をクリアしていた場合（Ｙｅｓ）は、省エネ要求・目標策定を終了する。一方、目標が未達成の場合（Ｎｏ）は、Ｊ（需要家番号を示す）、およびΔＢＴＰｏｗｅｒを０に初期化する（図３０のステップＳ３１１）。次に、省エネ要求・目標策定部７７は電力管理サーバ２からの省エネ要求が通知された否か確認する（図３０のステップＳ３１２）。
そして、電力管理サーバ２からの省エネ要求が通知されていない場合（Ｎｏ）は、電力系統での発電量は十分に確保されていると判断し、メッシュエリア内の需要家６に対しては、更に省エネのための要求は実施しないため、ステップＳ３１９に移る。一方、電力管理サーバ２からの省エネ要求が通知されていた場合（Ｙｅｓ）は、更にメッシュエリア内への供給量を削減するため、ＣＰＵ６１は蓄電設備を有する需要家番号Ｊの需要家６に対して蓄電池１３の放電要求を通知する（図３０のステップＳ３１３）。そして、需要家Ｊのスマートメータ１７は該放電要求を受信すると、図７および図８に示すフローに基づき、需要家Ｊの蓄電池１３の蓄電量確認後、放電の可否を充放電制御部１４に確認する。確認の結果、放電可能であれば、放電可能量Ｐｄｅｎをメッシュエリア管理サーバ４に通知する。放電不可の場合は、放電可能量Ｐｄｅｎを０として通知する。そして、需要家Ｊ宅内のスマートメータ１７から放電可能量Ｐｄｅｎを受信したか否かを判断し（図３０のステップＳ３１４）、受信していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３１４を繰り返す。
一方、受信した場合（Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ６１は省エネ要求・目標策定部７７に該受信したＰｄｅｎＪを出力する。省エネ要求・目標策定部７７は上記ＰｄｅｎＪ情報を受け取ると、ΔＢＴＰｏｗｅｒ＝ΔＢＴＰｏｗｅｒ＋ＰｄｅｎＪを実施し（図３０のステップＳ３１５）、メッシュエリア内の蓄電設備を有する全ての需要家６に対して蓄電池１３の放電要求を通知したか否かを確認し（図３０のステップＳ３１６）、完了していない場合（Ｎｏ）は、Ｊ＝Ｊ＋１を実施し（図３０のステップＳ３１７）、ステップＳ３１３に戻り、上記に示した動作を繰り返す。次に、ステップＳ３１６において、完了していた場合（Ｙｅｓ）は、供給予測量を変更し、通知する（図３０のステップＳ３１８）。次に、通知された、ΔＰｏｗｅｒ＋ΔＢＴＰｏｗｅｒが省エネ目標値をクリアしたか否かを確認する（図３０のステップＳ３１９）。そして、クリアしていた場合（Ｙｅｓ）は、省エネ要求・目標策定フローを終了する。
一方、クリアしていなかった場合（Ｎｏ）は、不足フラグをセットし、ＣＰＵ６１に対して省エネ目標が未達成であることを通知し（図３０のステップＳ３２０）、省エネ要求・目標策定フローを終了する。尚、省エネ要求・目標策定部７７は、図２９および図３０に示すフローで作成した、ΔＰｏｗｅｒ情報、ΔＢＴＰｏｗｅｒ情報、消費量予測変更値、供給予測量値についてもＣＰＵ６１に対して通知する。次に、図１３に示したステップＳ１０９で省エネ要求・目標策定が完了すると、メッシュエリア管理サーバ４は、電力供給要求策定・通知処理を行う（図１３のステップＳ１１１）。図３１に基づいて電力供給要求策定・通知の動作について説明する。まず、ＣＰＵ６１から電力供給要求策定について実行するよう指示を受けると、要求量策定部６９は、天気予報が更新されたか否かを確認する（図３１のステップＳ３５１）。そして、天気予報が更新されていない場合（Ｎｏ）は、不足フラグが立っているか否かを判断する（図３１のステップＳ３５２）。そして、不足フラグが立っていない場合（Ｎｏ）は、電力供給要求策定・通知を終了する。
一方、不足フラグが立っている場合（Ｙｅｓ）、および、ステップＳ３５１において、更新された場合（Ｙｅｓ）は、電力供給要求の策定を開始する。次に、Ａｒｅａを０に初期化（図３１のステップＳ３５３）し、最小エリア番号＝Ａｒｅａの最新の発電量予測結果を発電量予測部６７より読み込む（図３１のステップＳ３５４）。次に、最小エリア番号＝Ａｒｅａの最新の消費量予測結果を消費量予測部７０より読み込む（図３１のステップＳ３５５）。次に、要求量策定部６９は該消費量予測結果より該発電量予測結果を減算することで最小エリア番号＝Ａｒｅａに要求される要求量（ＰＳＡｒｅａ）を算出する（図３１のステップＳ３５６）。次に、メッシュエリア内の全ての最小エリアに対して要求量を算出したか否かを確認（図３１のステップＳ３５７）し、完了していなかった場合（Ｎｏ）は、Ａｒｅａ＝Ａｒｅａ＋１を実行し（図３１のステップＳ３５８）、上記ステップＳ３５４に戻り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、完了していた場合（Ｙｅｓ）は、各時刻のΣＰステップＳＡｒｅａを算出し、供給要求を策定する（図３１のステップＳ３５９）。図３２に電力管理サーバ２に通知する要求量要求データの構成を示す。本実施の形態１では１０分単位で、２４時間分の要求量を通知するものとして説明を続ける。次に、要求量策定部６９は不足フラグをクリアし（図３１のステップＳ３６０）、ステップＳ３５９で算出した電力供給要求を基幹通信Ｉ／Ｆ６４を介して電力管理サーバ２に通知し（図３１のステップＳ３６１）、電力供給要求策定・通信フローを終了する。次に、図１３に示した上記ステップＳ１１１において、電力供給要求策定・通信フローが終了するか、あるいは、上記ステップＳ１１０において、天気予報が更新されなかった場合（Ｎｏ）、メッシュエリア管理サーバ４は、電力管理サーバ２からのメッシュエリア内の発電量・蓄電量・消費量情報通知要求を受信しているか否か確認する（図１３のステップＳ１１２）。
そして、要求通知を受信していた場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ６１は、総消費量算出部７２、総発電量算出部７３、および総蓄電量算出部７４から、総消費量、総発電量、および総蓄電量を読み出し、基幹通信Ｉ／Ｆ６４を介して、電力管理サーバ２に総消費量、総発電量、および総蓄電量を通知し、上記ステップＳ１０２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、メッシュエリア内の発電量・蓄電量・消費量情報通知要求を受信していなかった場合（Ｎｏ）は、電力管理サーバ２からの電力の割り当て（割当量）通知を受信したか否かを確認する（図１３のステップＳ１１４）。そして、受信していた場合（Ｙｅｓ）は、受信した割当量をＲＡＭ６３に登録し（図１３のステップＳ１１５）、該割当量に基づき、監視部７５でメッシュエリア内の需要家６毎に、契約量データベースに基づいて、供給量を算出し、図示していない監視部７５内のデータベースに算出結果を登録し（図１３のステップＳ１１６）、上記ステップＳ１０２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、電力管理サーバ２からの割当量の通知ではなかった場合（Ｎｏ）、メッシュエリア管理サーバ４は、電力管理サーバ２から省エネ要求・目標を受信したか否かを確認する（図１３のステップＳ１１７）。そして、省エネ要求・目標を受信していなかった場合（Ｎｏ）は、上記ステップＳ１０２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、受信していた場合（Ｎｏ）は、電力管理サーバ２からの省エネ要求・目標に基づき、各需要家６に通知する省エネ通知・目標を、上記ステップＳ１０９において説明した場合と同様に、図２９、図３０のフローチャートに基づいて作成する（図１３のステップＳ１１８）。次に、メッシュエリア管理サーバ４は、電力管理サーバ２に対する電力供給要求通知を、上記ステップＳ１１１において説明した場合と同様に、図３１のフローチャートに基づいて策定し（図１３のステップＳ１１９）、上記ステップＳ１０２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。
次に、図６に示す電力管理サーバ２の動作を図３３〜図３７に基づいて説明する。まず、電力管理サーバ２が起動すると、ＣＰＵ８１は発電所３Ａ〜３Ｎの登録を行う（図３３のステップＳ４０１）。具体的には、電力管理サーバ２と発電所内の図示していない発電量を管理するサーバとの間で、機器認証を実施する。次に、ＣＰＵ８１は、発電計画部８５に対して初期発電計画を策定するよう指示を出す、該指示を受け取ると、発電計画部８５はＲＯＭ８２内に格納されている発電所３に関するデータベースを読み出し、自内の図示していないメモリに書き込む。図３８に発電所３の優先順位と発電量の初期値とをそれぞれ示す。発電計画部８５は図３８に示すデータベースに基づいて、初期発電計画を策定する。具体的には、本実施の形態１では、図３８に示す発電量初期値にて各発電所３が発電を開始するよう発電計画を策定する。そして、発電計画は各発電所３に対して通知する（図３３のステップＳ４０２）。次に、ＣＰＵ８１は、各メッシュエリア内に配置されたメッシュエリア管理サーバ４の登録を行う（図３３のステップＳ４０３）。
具体的には、電力管理サーバ２とメッシュエリア管理サーバ４との間で、機器認証を実施する。次に、電力管理サーバ２は、メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚに対して、メッシュエリア内の各需要家６の契約量の合計を通知するよう指示を出す。そして、メッシュエリア管理サーバ４Ａ〜４Ｚは、概要求通知を受信すると、契約量データベース７６から各需要家６の契約量を読み出し、メッシュエリア内の全ての需要家６の契約量の総和を求め、その結果を電力管理サーバ２に通知する。電力管理サーバ２では、メッシュエリア管理サーバ４より契約量の総和を受信すると省エネ要求・目標策定部８７内のデータベースに登録する（図３３のステップＳ４０４）。次に、電力管理サーバ２はメッシュエリア内の消費量の監視を行う（図３３のステップＳ４０５）。図３４のメッシュエリア内の消費量の監視時のフローに基づいて説明する。まず、メッシュエリアの消費量の監視を開始すると、ＣＰＵ８１はピーク電力監視部８６に対して消費量を監視するよう指示を出す。ピーク電力監視部８６は、ＣＰＵ８１から通知を受けるとｉ＝０に初期化する（図３４のステップＳ４２１）。
次に、メッシュエリア番号＝ｉのメッシュエリア管理サーバ４に対して消費量ＭＰＣ［ｉ］（本実施の形態１では、メッシュエリア内へ発電所３から供給される供給量をＭＰＣ［ｉ］と定義する。）を通知するよう基幹通信Ｉ／Ｆ８４を介して指示を出す（図３４のステップＳ４２２）。次に、消費量ＭＰＣ［ｉ］を受信すると、発電計画部８５内に記憶されているメッシュエリア番号＝ｉの割当量Ｓ［ｉ］を読み込む（図３４のステップＳ４２３）。割当量ＭＰＳ［ｉ］の読み込みが完了すると、全てのメッシュエリアについて、上記ステップＳ４２２およびステップＳ４２３の動作を実施したか否かを確認（図３４のステップＳ４２４）し、完了していない場合（Ｎｏ）は、ｉ＝ｉ＋１を実施し（図３４のステップＳ４２５）、ステップＳ４２２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、ステップＳ４２４において、メッシュエリアに対して上記動作を完了すると（Ｙｅｓ）、各メッシュエリアから通知された消費量ＭＰＣ［ｉ］の総和（ΣＭＰＣ［ｉ］）と各メッシュエリアの割当量ＭＰＳ［ｉ］の総和（ΣＭＰＳ［ｉ］）を算出し、ΣＭＰＳ［ｉ］−ΣＭＰＣ［ｉ］が所定値ａ未満か否かを確認する（図３４のステップＳ４２６）。そして、所定値ａ以上の場合（Ｙｅｓ）は、発電所３からの供給量が十分にあると判断し、ΣＭＰＳ［ｉ］−ΣＭＰＣ［ｉ］が所定値ｂを超えているか否かを確認する（図３４のステップＳ４３０）。そして、所定値ｂを超えていない場合（Ｎｏ）は、発電所３からの電力供給量は特に問題なしと判断して、メッシュエリア消費量の監視を終了する。一方、ステップＳ４２６において、所定値ａ未満であった場合（Ｎｏ）は、発電所３からの供給量が足らなくなる可能性があると判断し、ピーク電力監視部８６は省エネ要求・目標策定部８７に対して、省エネ要求・目標通知を策定するよう指示を出す（図３４のステップＳ４２７）。
図３５を用いて、電力管理サーバ２での省エネ要求・目標策定・通知制御時の動作を説明する。まず、ピーク電力監視部８６から省エネ指示を受け取ると、省エネ要求・目標策定部８７は、＃＝０（＃はメッシュエリア番号を示す）、ΔＭＰｏｗｅｒ＝０に初期化する（図３５のステップＳ４５１）。次に、ピーク電力監視部８６からメッシュエリア番号＝＃の消費量ＭＰＣ［＃］と割当量ＭＰＳ［＃］を読み出し、消費量ＭＰＣ［＃］が割当量ＭＰＳ［＃］を超えているか否かを確認する（図３５のステップＳ４５２）。そして、超えていない場合（Ｎｏ）は、当該メッシュエリアは計画通り電力を消費していると判断し、現時点で電力供給通知を更新するよう通知を出し（図３５のステップＳ４５９）、ステップＳ４５５に移る。一方、超えている場合（Ｙｅｓ）は、メッシュエリアは計画通り電力を消費していないと判断し、省エネ目標値を作成する（図３５のステップＳ４５３）。
本実施の形態１では、当該メッシュエリアの契約量の総和と現在の総消費量とを比較し、該総消費量が当該メッシュエリアの契約量の総和を超えていた場合、その超えた電力量を省エネ目標とするよう制御する。尚、省エネ目標値の作成方法は本方法に限るものではない。次に、当該メッシュエリアに対して省エネ要求・目標値を作成し通知する（図３５のステップＳ４５４）。その際、省エネ目標値が０以下の場合は、特に省エネ目標を設定せず、当該メッシュエリア管理サーバ４に省エネ要求を通知する。これは、省エネ目標を通知しなくても本実施の形態１では、図１３、および図２９、図３０に示すフローに基づき省エネに向けた制御をメッシュエリア管理サーバ４が実施するため、省エネ要求は通知しない。但し、省エネ要求に対する電力供給要求通知はメッシュエリア管理サーバ４から出力する。
次に、省エネ要求・目標策定部８７は、メッシュエリア＃のメッシュエリア管理サーバ４からの電力供給要求通知の受信をしたか否かを判断する（図３５のステップＳ４５５）。そして、受信していない場合（Ｎｏ）は、再びステップＳ４５５の処理を行う。また、受信した場合（Ｙｅｓ）は、ΔＭＰｏｗｅｒ＝ΔＭＰｏｗｅｒ＋要求量を算出し（図３５のステップＳ４５６）、全てのメッシュエリアに対してステップＳ４５２〜ステップＳ４５６の動作を実施したか否かを確認し（図３５のステップＳ４５７）、実施していなかった場合（Ｎｏ）は、＃＝＃＋１を実施し（図３５のステップＳ４５８）、ステップＳ４５２に戻り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、完了していた場合（Ｙｅｓ）は、省エネ要求・目標通知動作を終了する。次に、上記ステップＳ４２７において、処理が終了するか、上記ステップＳ４３０において所定値ｂが超えていた場合は、メッシュエリアへの割当量を再度算出・通知する（図３４のステップＳ４２８）。図３６を用いて、メッシュエリアへの割当量を再度算出・通知の動作のフローを説明する。まず、メッシュエリアへの割当量を再度算出・通知動作が開始すると、発電計画部８５は省エネ要求・目標策定部８７より先ほど算出した供給量の総和ΔＭＰｏｗｅｒが発電所３の発電能力（所定値ｃと記す）を超えていないか否かを確認する（図３６のステップＳ４７１）。そして、超えていた場合（Ｙｅｓ）は、各メッシュエリア管理サーバ４に対して蓄電池１３からの放電要求を作成し通知する。
次に、上記ステップＳ４７２において蓄電池１３の放電要求通知後、または、上記ステップＳ４７１において、超えていない場合（Ｎｏ）は、各メッシュエリア管理サーバ４より新たな電力供給量の通知（その際、新たにΔＭＰｏｗｅｒを算出する）がされる。よって、発電計画部８５は初期値設定（＃＝０）を実施する（図３６のステップＳ４７３）。次に、発電計画部８５はメッシュエリア番号＝＃の要求量が契約量を超えていないか否かを確認する（図３６のステップＳ４７４）。そして、超えている場合（Ｎｏ）は、ΔＭＰｏｗｅｒが所定値ｄを超えていないか否か確認する（図３６のステップＳ４７６）。本実施の形態１では、所定値ｄは発電所３の発電能力からマージン分を差し引いた数値とする。そして、超えている場合（Ｎｏ）は、割当量をメッシュエリア＃の契約量の総和×所定値ｅにより算出し、当該メッシュエリア＃のメッシュエリア管理サーバ４に通知し（図３６のステップＳ４７７）、ステップＳ４７８へ移る。
一方、所定値ｄを超えていない場合（Ｙｅｓ）、あるいは、上記ステップＳ４７４において、契約量を超えていない場合（Ｙｅｓ）は、メッシュエリア＃が要求してきた供給量を割当量として、当該メッシュエリア＃のメッシュエリア管理サーバ４に通知する（図３６のステップＳ４７５）。次に、発電計画部８５は全てのメッシュエリアに当該割当量を通知したか否かを確認し（図３６のステップＳ４７８)、未通知のメッシュエリアが残っている場合（Ｎｏ）は、＃＝＃＋１を実施し（図３６のステップＳ４７９）、上記ステップＳ４７４に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、全てのメッシュエリアが確認した場合（ステップＳ４７８にてＹｅｓ）は、メッシュエリアへの割当量算出・通知制御が完了する。次に、発電計画部８５は発電計画の作成する(図３３のステップＳ４０８）。
図３７を用いて、発電計画の再策定処理の動作時の制御フローを説明する。尚、本実施の形態１では、各時刻の発電必要量を算出する。まず、各時刻の発電総必要量［ｔ］を算出する(図３７のステップＳ５０１）。具体的には、各メッシュエリアに割り当てた割当量を時刻毎に加算し算出する。次に、発電計画部８５は、各時刻の総発電量を算出する(図３７のステップＳ５０２）。総発電量については、実施の形態１ではステップＳ５０１で算出した総発電必要量［ｔ］に所定値ｆを乗算することで求める。所定値ｆは１を超える乗数である。所定値ｆは、総消費量のピーク電力を総発電量以下に抑えるために、あらかじめ、例えば、ステップＳ５０１で算出した発電総必要量［ｔ］に対して１０％のマージン（この場合、所定値ｆは１．１になる。）を与え発電する。これにより、ピーク電力が発電総必要量［ｔ］を超えたとしても、１０％の電力マージンがあるため、需要家６への省エネ要求や、発電計画の見直しにより、系統より安定に電力の供給を図れるようにできる。
しかし、上記所定値ｆを大きくすると、マージンが大きくなり、余剰電力が増加する。従って、本実施の形態１では、ピーク電力の増減があまりない深夜の時間帯や、ピーク電力の増減が激しい日中の時間帯があるので、所定値ｆについても時刻毎に切り替えるよう構成する。具体的には、図示していないが、曜日別、季節別に各時刻における所定値ｆを記憶するデータベースを作成し、実績に基づいてデータベースの内容を更新する。そして、電力の供給量の予測結果と電力消費量が大きくずれない深夜時間帯の時間帯は、例えば所定値ｆを１．０２５程度に設定し、消費量がピーク電力に近づく朝や、夕方から夜の時間帯には、上記所定値ｆを１．１５程度に設定し、昼間の時間帯は、自然発電部による発電量も安定しないので１．０５〜１．１２５の間で制御し、例えば昼食の時間帯などについては所定値ｆを大きく（例えば、１．１２５）するよう構成する。また、休日のように平日と生活リズムが異なる曜日については、係数を少し大きめに設定することで、急なピーク電力の増加にも対応する。
上述のように所定値ｆを制御することで、急なピーク電力の増加についても、系統からの供給量不足に発生させることなく、供給量の制御が行えるとともに、深夜電力の時間帯など、予測値からのピーク電力の変動量が少ない時間帯では、余剰電力を抑え発電することができるので、過剰な電力供給も、電力供給不足に起因するトラブルの発生も抑えることができる効果がある。更に、自然エネルギーによる発電量、天気予報情報に応じて該所定値ｆを設定しても良い。これは、自然エネルギーによる発電量が多い場合は、天気の急変により系統に供給する電力量が大きく変化した場合でも、系統に安定に電力を供給するためである。また、天気情報については、天候が安定している“晴れ”では、自然エネルギーによる発電量が安定しているため所定値ｆを”曇“や”雨“と比較し、小さく設定し余剰電力の発生を抑える。
一方、日射量の予測が難しい”晴れ時々曇“、”曇“、”雨“などの天気では、発電量予測結果に誤差が発生するため、所定値ｆを大きく設定することで、ピーク電力発生時も電力系統に安定して電力供給が行える効果がある。例えば、最近良く発生する”ゲリラ豪雨”などは、局地的に日射量が急変するため、夏の夕方ごろの時刻は、該所定値ｆを大きく設定しても良い。次に、発電計画部８５は、優先順位ｎ、時刻ｔを０に初期化するとともに、ＰをＰｉｎｉｔに初期化する（図３７のステップＳ５０３）。例えば、原子力発電所や火力発電所などから電力を供給する場合は、電力供給量が少ない場合でも最低限発電を行う必要がある。図３８に各発電所が最低限行う発電量に関するデータベースを示す。従って、発電計画を作成する際は、供給量Ｐをあらかじめ、各発電所３が最低限行う発電量の合計値（Ｐｉｎｉｔ：図３８に示す発電量初期値の合計値）に初期化する。次に、時刻ｔにおける各発電所３の発電量計画（ＰＷＱｎ［ｔ］）の初期化（上記、図３８に示す各発電所３の発電量初期値の代入）を、全ての発電所３の発電量に対して行う（図３７のステップＳ５０４）。
本実施の形態１の該データベースには、各発電所３の特最大発電量と、通常の最大発電量の２つが少なくとも記憶されており、発電量を決定する際は、通常の最大発電量をベースに発電量を決定する。尚、発電所３の特最大発電量は、全ての発電所３が通常の最大発電量で電力を供給しても供給量が足らない場合に設定する。ここで、優先順位ｎについて説明する。優先順位ｎは、発電計画を策定する上で、優先的に使用する発電所３を示す。図３８では、発電の種別によって優先順位を決定した場合の例を示した。図３８では、発電コストが低く、環境にもやさしい（二酸化炭素を排出しない）原子力発電の優先順位を高くした場合について示した。次に、安定に電力の供給が可能な火力発電、そして水力発電の優先順位を一番低く設定した。尚、優先順位は図３８に示す場合に限るものではなく、例えば、太陽光、風力などの自然エネルギーを用いた発電所３の優先順位を高く設定しても良い。
発電計画策定にあたって、電力供給量が安定しない自然エネルギーによる発電所３の発電量を消費する場合は、ステップＳ５０２中の所定値ｆを大きめに設定し、系統からの供給量を安定化させるように制御しても良い。更に、優先順位は図３８に示すように固定的に割り振るものではなく、例えば、ダムに蓄えられた水量、およびダム周辺の降雨量に基づき、ダムの水量が多い場合、あるいはダム周辺の降雨量が多く、今後ダムの水位が上がると予想される場合などは、水力発電による発電の優先順位を高くするように制御しても良い。このように制御することで、ダムの貯水量を有効に活用し発電できる効果を有する。更に、電力供給量に対して、発電所３での発電量に余裕がある場合は、揚水発電所など、余剰電力をエネルギーとしてためておく発電所３からの発電量を優先して消費しても良い。
また、揚水発電所などからの発電は、季節別・時間帯別に最低限必要となる貯水量をデータベース化しておき、該貯水量が確保されている場合は、優先的に発電するよう制御しても良い。特に、揚水発電は、夜間など余剰電力が発生しやすい時間帯には貯水量を少なくしておくことで、発電した電力を有効的に活用することが求められる。よって、電力消費量がピークとなる時間帯には、十分発電ができるように貯水量を確保しておき、上記時間帯以外は所定の貯水量が確保できていた場合は優先順位を高くし、ピーク電力時には、供給量不足が発生した場合に即座に対応するため優先順位を低く制御する。これにより、余剰電力を効率よく蓄電できるとともに、ピーク電力不足時には、即座に対応できる効果がある。
次に、優先順位＝ｎの発電所３の通常の最大発電量Ｐｏｗｅｒ［ｎ］を検索する（図３７のステップＳ５０５）。次に、Ｐ＝Ｐ＋Ｐｏｗｅｒ［ｎ］を算出し（図３７のステップＳ５０６）、電力供給量Ｐが総発電量を超えたか否かを判断（図３７のステップＳ５０７）し、超えていない場合（Ｎｏ）は、優先順位＝ｎの発電所３の時刻ｔでの発電量をＰｏｗｅｒ［ｎ］とし（図３７のステップＳ５０８）、ｎ＝ｎ＋１を実行（図３７のステップＳ５０９）し、上記ステップＳ５０５に戻り、上記に示した動作を繰り返す。一方、上記ステップＳ５０７において、電力供給量Ｐが総発電量を超えたと判断した場合（Ｙｅｓ）は、時刻ｔの優先順位＝ｎの発電所３の発電量（ＰＷＱｎ［ｔ］）をＰｏｗｅｒ［ｎ］−｛Ｐ−総発電量｝とする（図３７のステップＳ５１０）。尚、該発電量（ＰＷＱｎ［ｔ］）が、発電所３が最低限行う発電量未満の場合は、該発電量（ＰＷＱｎ［ｔ］）を発電所３が最低限行う発電量として発電計画を策定する。
また、図３７には図示していないが、全ての発電所３を通常の最大発電量で発電しても総発電量を超えなかった場合は、各発電所３の最大発電量で発電計画を策定する。全ての発電所３が、最大発電量で発電しても総電力量を超えない場合は、実施の形態１では、メッシュエリア管理サーバ４に対して、その旨を通知する。該通知を受信したメッシュエリア管理サーバ４は、電力消費量の多い需要家６のスマートメータ１７に対してから順番に強制的に消費量を削減するよう指示を出す。指示を受け取ったスマートメータ１７は強制的にエアコンなどの設定温度を変更し省エネを行う。次に、発電計画部８５はｎ＝０、Ｐ＝Ｐｉｎｉｔとし（図３７のステップＳ５１１）、全ての所定時刻の発電所３での発電量を計画したか否かを確認し（図３７のステップＳ５１２）、計画が完了していない場合（Ｎｏ）は、ｔ＝ｔ＋１を実施後（図３７のステップＳ５１３）、上記ステップＳ５０４に戻り、上記に示した動作を繰り返す。
一方、全て完了していた場合（Ｙｅｓ）は、各発電所３に発電計画を通知し（図３７のステップＳ５１４）、電力発電計画の再策定は終了する。図３９に発電所Ｎに通知される発電計画の内容の例を示す。図に示すように、発電計画は計画の開始時刻と各時刻の発電量を送付する。発電量の通知間隔としては、実施の形態１では１５分刻みに、１日分の発電計画を発電所３に対して通知するものとする。次に、ステップＳ４０８で発電計画の作成・通知を完了すると、電力管理サーバ２は、メッシュエリア関連のデータベースの更新要求があるか否かを確認する（図３３のステップＳ４０９）。具体的には、需要家６の増減に伴う契約量の総和の変更、あるいはメッシュエリア変更に伴うメッシュエリア数の変更、および各種データベースの変更などを確認する。そして、変更があった場合（Ｙｅｓ）は、メッシュエリアデータベースを変更する（図３３のステップＳ４１０）。
次に、最小エリアの日射量情報などを受信したか否かを確認する（図３３のステップＳ４１１）。本実施の形態１では、上述したようにメッシュエリア管理サーバ４で、実際に発電された発電量に基づき日射量を推定する。本実施の形態１では、メッシュエリア管理サーバ４は時刻情報、各最小エリアの日射量推定結果、および天気予報情報を電力管理サーバ２に通知する。電力管理サーバ２は当該情報に基づいて最小エリアの日射量の変化を推定する。具体的には、電力管理サーバ２は、発電所３が電力を供給する広域の日射量情報をメッシュエリア管理サーバ４から収集することが可能である。一方、メッシュエリア管理サーバ４は複数のメッシュエリアを管理していた場合も周辺のごく限られた範囲の天気予報情報しか管理できない。本実施の形態１では、例えば、晴れのち曇という天気予報情報が出されている最小エリアにおいて、何時ごろから曇ってくるかを、各メッシュエリア管理サーバ４から通知される最小エリアの日射量情報、時刻情報、および天気予報情報（天気情報、気温、湿度、風向き、風速など）から予測する。
具体的には、雲の移動する速度、方向を最小エリアの日射量の変化で推定する。例えば、最小エリアＡと、該最小エリアＡの東の方向に１０ｋｍ離れた最小エリアＢがあり、該天気予報が両エリアとも晴れのち曇だとする。最小エリアＡの日射量が下がってから３０分後に、最小エリアＢの日射量が下がった場合、雲は東側へは、時速２０ｋｍ程度で進んでいることが推定できる。この情報に基づいて、最小エリアＢの２０ｋｍ程度東側にある最小エリアＣは１時間後から曇ってくる可能性があると推定できる。また、最小エリアＡの周辺に配置された最小エリアの日射量の変化する時間帯から、曇のエリアが拡大する方向と速度から上空の風向き、および風速なども推定できる。
この推定結果に基づいて、曇のエリアの広がりを推定し、各最小エリアの曇になる時刻、および日射量変化を推定する。日射量については、風上にある最小エリアの日射量の変化に基づいて推定する。電力管理サーバ２で推定した曇になる時刻や日射量予測は当該メッシュエリア管理サーバ４に通知され、発電量予測に使用される。上述のように、曇になる時刻、日射量などを推定するので、メッシュエリア管理サーバ４での発電量の予測の際の精度の向上を図ることができる。また、天気予報は、あらかじめ設定された計測地点の天気情報に基づいて天気を予報するため、処理する演算量が非常に多く、性能の良いコンピュータを用いて解析して天気を予測するしかなかった。しかし、本実施の形態１では、最小エリア内に配置された複数の需要家６の持つ太陽光パネル１１で発電される電力量（実測値）から雲の移動速度、移動方向、日射量などを推定するので、該発電量予測値を精度良く求めることができる効果がある。
更に、各最小エリアからデータが通知されるため、従来のような複雑な演算を行うことなしの比較的に簡単な演算の繰り返しで天気予報の推定を行うことができる効果がある。また、日射量の変化を確認することで、雲の大きさ（日射量の少ない最小エリアの大きさ）なども推定でき、発電量予測の際の精度を向上させることができる。更に、日射量の変化の広がり方をデータベース化することで、地形情報などを考慮した雲の流れなどを推定できるので、更に精度の高い日射量予測ができるので、太陽光パネル１１による発電量の予測向上を図れる効果がある。次に、ステップＳ４１２で最小エリアの日射量の推定を完了すると、電力管理サーバ２は上記ステップＳ４０５に戻り、上記に示した動作を繰り返し、メッシュエリア消費量の監視を開始する。
尚、上記実施の形態１では、自然エネルギーによる発電装置の一例として太陽光を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば風力を利用した発電などを用いた場合でも、メッシュエリアを定義し、定義したメッシュエリア内で天気予報に基づき発電量を予測すれば、同様に行うことができ、同様の効果を奏することができる。
また、電力消費量の推定にあたり、曜日別・時間帯別に電力消費量をデータベース化する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば季節別、サマータイムなどの条件に基づきデータベースを構築し制御すれば、更に電力消費量の予測精度が向上することができる。また、空調機器については別のデータベースにて管理する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば該曜日別・時間帯別に電力消費量のデータベースを月別・曜日別・時間帯別などで管理することで空調機器を含むデータベースを構築しても良く、同様の効果を奏することができる。また、空調機器のみではなく、天気別にデータベースを構築すれば、消費量の予測精度は更に向上することができる。また、空調機器については、タイマを設定して制御することも考えられる。よって、電力消費量の予測にあたり、需要家よりタイマ情報を取得し制御しても同様の効果を奏することができる。
上記に示した実施の形態１によれば、最小エリアを１つ、あるいは隣接する複数の最小エリアを集めメッシュエリアとして定義し、該定義したメッシュエリア毎に、自然エネルギーによる発電量推定、消費量予測、蓄電量管理を実施するので、従来の天気予報情報を利用した発電量予測、消費量予測と比較して精度の向上を図ることができる効果がある。また、需要家を整然と配置された（例えば１ｋｍのエリア）最小エリアで管理することで、需要家の設置した自然エネルギーによる発電設備の位置を天気予報のメッシュの細かいエリアで管理することができる。
これにより、例えば太陽光パネルによる発電量予測を行う際の日射量補正係数データベース、日射量予測値と発電量に基づく日射量計算値の予測誤差の算出、発電量データベースの構築など最小エリアをリンクさせ管理できるので、メッシュエリア管理サーバでの管理が簡便に行うことができる。更に、発電量から算出した日射量値の変化から自然エネルギーによる発電量を推定する場合も、最小エリア毎に雲の状況や日射量を推定できるので、予測精度の向上を図ることができる。
また、各最小エリアの更に細かい気象情報（いつ雲が懸かり始める、あるいはいつ晴れ始めるなど）を、各最小エリアからの日射量の変化情報に基づいて推定できるので、定点観測を行う気象予報と比較して、演算負荷が軽減できるとともに、精度の高い予報を行うことができる効果がある。尚、本実施の形態１では、最小エリアの日射量情報から気象を予報する場合について説明したが、これに限るものではなく、更に演算量を減らす場合は、観測する最小エリアを千鳥状に２個に１つの間隔で使用する、あるいは３個に１つ、あるいはメッシュエリアで１つなど観測点を減らしても同様の効果を奏することができる。
更に、メッシュエリア管理サーバを用いて、当該メッシュエリア内の各需要家による総消費量と当該メッシュエリアでの自然エネルギーによる発電量に基づいてメッシュエリア内での量を算出し、該結果と、当該メッシュエリアへの割当量からあらかじめ定められたマージンを差し引いた割当量と比較し、比較の結果、当該量があらかじめ定められたマージンを差し引いた割当量を超えた場合に、当該メッシュエリア内の需要家に対して省エネ要求・省エネ目標を通知するので、発電計画を策定する際の所定値ｆを小さく抑えることができる。
また、メッシュエリアを単位として電力量を管理するので、メッシュエリア管理サーバでは限られた需要家を管理すれば良いため、消費量を逐次監視しておくことができる。更に、該メッシュエリア管理サーバでの演算量を抑えることができるので、リアルタイムで当該メッシュエリア内の電力消費状況（総消費量、自然エネルギーに総発電量、メッシュエリア内への要求量）を管理できる効果がある。これにより、更に上記所定値の値（総発電量に対するマージン）を小さく設定することができる効果がある。
更に、該メッシュエリア管理サーバが、需要家に対して省エネ要求、および省エネ目標を通知する際、あらかじめ電力供給会社と需要家の間で締結した電力消費量に関する契約に対して、電力消費量が該契約量を超えている需要家に対してのみ省エネ要求・省エネ目標を通知するよう構成するので、あらかじめ契約量内で消費している需要家に対しては省エネ要求を通知しないため、公平な電力供給割り当てを実現することができる効果がある。尚、契約量を結んでいない場合は、該メッシュエリア管理サーバで予測した消費量を所定の割合以上超えている需要家に対して省エネ要求・目標を通知しても同様の効果を奏する。尚、該所定の割合ｆについては、曜日別、時間帯別に設定値を変更して制御しても良い。具体的には、曜日別・時間帯別に最小エリア、あるいはメッシュエリア内の消費量の推移をデータベース化し、消費量がピークを迎える時間帯について、所定の割合ｆを小さく設定し、比較的安定している深夜の時間帯については所定の割合ｆを大きく設定しても良い。
更に、このようなデータベースを構築する場合は、曜日別、時刻別で消費量予想値と実際の消費量値の差をデータベース化し、データベースの値が大きい時間帯は、該所定の割合を小さく設定し、小さい時間帯は該所定の割合を小さく設定しても良い。上述のように構成することで、省エネ要求・目標通知を不必要に通知することなく消費量の管理を行うことができる。尚、上記曜日別・時刻別の省電力予測誤差データベースは、電力管理サーバが発電計画を策定する際の該所定値ｆを決定する際に使用しても良い。具体的には、該予測誤差が大きい時間帯については該所定値ｆを大きく設定し、予測誤差の少ない時間帯は小さく設定することで余剰電力の発電をできる限り抑えることができるとともに、系統への電力供給も安定に行うことができる。
更に、電力管理サーバは、各メッシュエリア管理サーバより通知される不足量を監視し、該不足量の総和と割当量の総和とを加えた量が、現在発電中の総発電量からあらかじめ定められた閾値を差し引いた発電量を超えた場合は、新たに発電計画を策定し、発電所に対して見直した発電計画を通知するよう構成するので、電力管理サーバは、各需要家から通知される消費量、自然エネルギーによる発電量を管理しないため、当該量を、各メッシュエリア管理サーバより出力される情報を加算するだけで良いので、演算量を抑えることができ、該発電所における発電計画の再作成にあたっても、迅速に対応できる。
更に、特定のメッシュエリアでの消費量が多い場合については、電力計画は策定せず、当該特定のメッシュエリアの各メッシュエリア管理サーバに対して、省エネ要求・省エネ目標を通知するだけで良く、各需要家での電力消費量、自然エネルギーを用いた発電量、契約量の管理を行わないため、発電計画を低負荷（少ない演算量）で算出できるため、大きな消費量（あるいは、大きな自然エネルギーによる発電量）変化にも、瞬時に対応できる効果がある。更に、電力管理サーバは、各メッシュエリア管理サーバより通知される不足量を監視し、該不足量の総和と割当量の総和を加えた総電力消費量が、現在発電中の総発電量からあらかじめ定められた閾値以上に増えた場合は、電力供給過多と判断し、新たに発電計画を策定し、発電所に対して見直した発電計画を通知するよう構成するので、発電所における余剰な発電を抑えることができ、発電コストを抑えることができる。
更に、供給量が不足する場合、各メッシュエリア管理サーバに対して、省エネ要求、および省エネ目標値を通知するよう、該電力管理サーバを制御するよう構成するので、新たな発電計画策定に際しても、必要以上に発電所における発電量を増加させることがないので、余剰な発電を抑えることができ、発電コストを抑えることができる。更に、該発電計画の見直しを行わない場合も、割当量と該総消費量が大きく異なるメッシュに対しては、割当量を変更しメッシュエリア管理サーバに通知するので、需要家に対して不必要な消費量削減要求を行うことなしに、発電所における発電電力を有効に活用することができる。
更に、該メッシュエリア管理サーバは、メッシュエリア内で消費される電力量、およびメッシュエリア内で発電される電力量に基づいてメッシュエリア内で消費される総消費量を算出し、該総消費量結果と要求量とを比較し、あらかじめ定められた閾値以上離れていた場合は再度電力供給要求を策定し、該発電計画部に通知するよう構成すれば、天気予報に基づいて策定した自然エネルギーによる発電量予測が大きく外れた場合、あるいは天気予報での気温／湿度情報などが外れた、消費量予想が大きく外れた場合でも、発電計画をリアルタイムで見直すことができるので、発電所において効率よく発電することができる効果がある。
更に、該メッシュエリアは、隣り合うメッシュエリアの平均電力消費量、あるいは契約電力量、あるいは世帯数、あるいは人口の少なくともいずれかがほぼ一致になるように選定するよう構成するので、隣接するメッシュエリアの総消費量に大きな影響を与える気象条件は、ほぼ同じになる。従って、隣接する各メッシュエリアの総消費量はほぼ等しくなるので、複雑な演算を行うことなしに、省エネ要求の通知を実施するか、あるいは発電計画の見直しを行うかを判断できる効果がある。例えば、隣接するメッシュエリアでの総消費量が割当量に対して全て多い（あるいは少ない）場合は、天気予報による気温・湿度情報が異なったと判断でき、発電計画を見直すことで、需要家に対して、無理な省エネ要求などを通知しない効果がある。
一方、１つにメッシュエリアだけ総合消費量が多い場合は、そのメッシュエリア特有の事象で総合消費量が多くなっているため、省エネ要求を行うことで、発電所での不必要な発電を抑えることができ、二酸化炭素など、温室効果ガスの排出量を抑えることができる。更に、該不足量を発電するよう要求する不足量要求内容が、該メッシュエリア内での総消費量で通知するように構成するので、発電計画を策定する場合も同じ部構成、あるいはプログラムを使用することができるので、開発工数の削減、コスト削減ができる。
１ 基幹ネットワーク、２ 電力管理サーバ、３，３Ａ，３Ｎ 発電所、
４，４Ａ〜４Ｚ メッシュエリア管理サーバ、５，５Ａ〜５Ｚ メッシュネットワーク、
６，６ＡＡ〜６ＺＲ 需要家、１１ 太陽光パネル、１２ パワーコンディショナ、
１３ 蓄電池、１４ 充放電制御部、１５ 双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ、
１６ 電圧計、１７ スマートメータ、１８ 商用電源、１９ メッシュ通信Ｉ／Ｆ、
２０ 宅内電灯線、２１ 宅内家電機器ネットワーク、２２ａ〜２２ｘ エアコン、
２３ａ〜２３ｙ 液晶ＴＶ、２４ａ〜２４ｚ 照明、２５ 冷蔵庫、
３０ａ〜３３ 通信Ｉ／Ｆ、４０ ＣＰＵバス、４１ ＣＰＵ、４２ ＲＯＭ、
４３ ＲＡＭ、４４ 通信Ｉ／Ｆ、４５ 表示器、４６ 使用量監視部、
４７ 発電量監視部、４８ 蓄電量監視部、４９ 消費量監視部、
５０ 直流電圧監視部、５１ 家電機器制御部、６０ ＣＰＵバス、６１ ＣＰＵ、
６２ ＲＯＭ、６３ ＲＡＭ、６４ 基幹通信Ｉ／Ｆ、６５ メッシュ通信Ｉ／Ｆ、
６６ 天気予報データベース、６７ 発電量予測部、６８ 発電量予測データベース、
６９ 要求量策定部、７０ 消費量予測部、７１ 消費量予測データベース、
７２ 総消費量算出部、７３ 総発電量算出部、７４ 総蓄電量算出部、７５ 監視部、
７６ 契約量データベース、７７ 省エネ要求・目標策定部、８０ ＣＰＵバス、
８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＲＡＭ、８４ 基幹通信Ｉ／Ｆ、
８５ 発電計画部、８６ ピーク電力監視部、８７ 省エネ要求・目標策定部。

Claims (12)

  1. 電力を供給する発電所と、上記発電所を管理する電力管理部と、
    電力を消費する需要家と、
    自然エネルギーにより自然発電を行う自然発電部とを管理するために、
    天気予報が出される最小エリアを基本単位として、上記最小エリアを１つあるいは隣接する複数にて成るメッシュエリアとして複数形成し、
    上記各メッシュエリアに上記発電所が供給する供給量と、
    上記需要家が消費する消費量と、
    上記自然発電部による自然発電する発電量とを管理する電力管理システムであって、
    上記メッシュエリア毎に管理を行うメッシュエリア管理部は、
    上記メッシュエリア内の上記天気予報に基づいて上記自然発電部の発電量予測を算出する発電量予測部と、
    上記メッシュエリア内の消費量予測結果を算出する消費量予測部とを有し、
    上記発電量予測結果、および上記消費量予測結果に基づいて、上記メッシュエリア内の要求量を策定する要求量策定部を備え、
    上記メッシュエリア管理部は、上記各メッシュエリア内で消費される上記消費量、および上記各メッシュエリア内での自然エネルギーによる上記発電量に基づいて上記メッシュエリア内で消費される総合消費量を算出し、
    上記総合消費量と上記割当量とを比較し、供給電力が不足すると判断すると、上記電力管理部に対して不足を通知することを特徴とする電力管理システム。
  2. 上記メッシュエリア管理部の、上記総合消費量と、上記電力管理部より出力される上記メッシュエリアの割当量からあらかじめ定められた閾値より離れたと判断すると、該当メッシュエリア内の需要家に対して省エネ要求、または省エネ目標の少なくてもいずれか一方を通知することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  3. 上記メッシュエリア管理部が、省エネ要求、または省エネ目標の少なくともいずれか一方の通知は、上記発電所と上記需要家との間で締結された契約量に対して、上記需要家の消費量が上記契約量を超えている当該需要家に対してのみ行うことを特徴とする請求項２に記載の電力管理システム。
  4. 上記電力管理部は、上記各メッシュエリアの供給量と割当量との差があらかじめ定められた閾値より大きいと判断するか、または、小さいと判断すると、新たに発電計画を策定し、発電所に対して再発電計画を通知することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  5. 上記電力管理部は、上記供給量が不足すると判断すると、上記各メッシュエリア管理部に対して、省エネ要求、または省エネ目標値の少なくともいずれか一方を通知することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  6. 上記電力管理部は、上記割当量と上記総合消費量とが大きく異なるメッシュエリアに対しては、当該割当量を変更するとともに上記メッシュエリア管理部に通知することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  7. 上記メッシュエリア管理部は、上記総合消費量と上記供給量とを比較し、あらかじめ定められた閾値より離れたと判断すると、再度要求量を策定し、上記電力管理部に通知することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  8. 上記各メッシュエリアは、上記各メッシュエリア内の平均消費量、あるいは契約量、あるいは世帯数、あるいは人口の少なくともいずれかがほぼ一致するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  9. 上記メッシュエリア管理部は、上記総合消費量と上記割当量とを比較し不足する量と上記割当量と合計の量を、上記各メッシュエリア内での総合消費量とすることを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  10. 上記各メッシュエリアを設定するための上記最小エリアは、人口密度に応じて異なるサイズを利用することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  11. 上記各メッシュエリア内に配置された蓄電部と、
    上記蓄電部に蓄積された蓄電量を管理する充放電制御部と、
    上記メッシュエリア管理部は、上記各メッシュエリアへの供給量が不足すると判断すると、上記充放電制御部からの蓄電情報に基づいて蓄電池放電要求を通知し、
    上記蓄電部は、上記蓄電池放電要求を受信すると電力を放電することを特徴とする請求項１に記載の電力管理システム。
  12. 上記蓄電部は、複数の蓄電手段にて構成され、当該蓄電手段の１つが電気自動車バッテリーである場合、
    上記充放電制御部は、上記電気自動車バッテリーに蓄電された蓄電量と、上記他の蓄電手段に蓄電された蓄電量とを区別して管理することを特徴とする請求項１１に記載の電力管理システム。
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