JP2013174421A

JP2013174421A - ヒートポンプ機器エネルギー管理装置

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Publication number: JP2013174421A
Application number: JP2012040758A
Authority: JP
Inventors: Masato Kotake; 正人小竹; Yi Zheng; ▲イ▼ 鄭
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-09-05

Abstract

【課題】複数のヒートポンプ機器のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を事前に提供することが可能なヒートポンプ機器エネルギー管理装置を提供する。
【解決手段】複数のヒートポンプ機器を管理するヒートポンプ機器エネルギー管理装置である。収集部と、演算部と、計画値送信部とを備える。収集部は、各ヒートポンプ機器の時間帯別の消費予定エネルギーの計画値および実績値を収集する。演算部は、各ヒートポンプ機器が消費するエネルギーの総計画値を実績値に基づいて演算する。計画値送信部は、総計画値を上位のエネルギー統括装置に送信する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置に関する。

今日、環境に対する配慮から、自然エネルギーの占める割合を増やすことが求められている。

しかし、自然エネルギーは天候変化に左右されやすい。風力や太陽光発電が増えると発電量が天候により増減することになる。総発電量と総消費電力とが一致しないと電力系統の周波数が変化する。周波数が変化すると、電力系統に障害が発生する。総発電量と総消費電力とを一致させるには、蓄電池に余剰電力を貯めておいて発電量が不足する時に蓄電池の電力で補う等、電力供給を調整する方法がある。しかし、蓄電池は、まだまだ高価であり、調整に十分な蓄電池を配備するのは難しい。そこで、電力需要を調整する方法が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００６−３５３０７９号公報）には、電力系統に接続された複数の特定の負荷の消費電力を通信回線を介して制御することにより、発電電力の時系列の総量と消費電力の時系列の総量を一致させ、電力系統の周波数の安定化を図る電力系統安定化システムが提案されている。

ところで、特許文献１に記載の電力系統安定化システムは、発電電力の時系列の総量と消費電力の時系列の総量との瞬時的な不一致を検知してから一致させようとしているので、需給調整がどうしても後追いとなってしまい、効果的でない。また、需要家での消費電力において空調、給湯によるヒートポンプ機器が占める割合は大きい。よって、効果的に需給調整するには、多くの需要家の有するヒートポンプ機器が消費する電力について信頼性の高い情報を事前に把握することが重要である。

そこで、本発明の課題は、複数のヒートポンプ機器のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を事前に提供することが可能なヒートポンプ機器エネルギー管理装置を提供することである。

本発明の第１観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置は、複数のヒートポンプ機器を管理するヒートポンプ機器エネルギー管理装置である。収集部と、演算部と、計画値送信部とを備える。収集部は、各ヒートポンプ機器の時間帯別の消費予定エネルギーの計画値および実績値を収集する。演算部は、各ヒートポンプ機器が消費するエネルギーの総計画値を実績値に基づいて演算する。計画値送信部は、総計画値を上位のエネルギー統括装置に送信する。

本発明の第１観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、収集部が、各ヒートポンプ機器の時間帯別の消費予定エネルギーの計画値および実績値を収集する。演算部が、各ヒートポンプ機器が消費するエネルギーの総計画値を実績値に基づいて演算する。計画値送信部が、総計画値を上位のエネルギー統括装置に送信する。これにより、複数のヒートポンプ機器のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を事前に提供することができる。

なおエネルギーとは、例えば電気であり、ワット、又はワット時等の単位で表される。

本発明の第２観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置は、第１観点に係る各ヒートポンプ機器エネルギー管理装置であって、要求送信部をさらに備える。要求送信部は、各ヒートポンプ機器にエネルギー消費要求値を送信する。

本発明の第２観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、各ヒートポンプ機器にエネルギー消費要求値を送信する要求送信部をさらに備える。これにより、ヒートポンプ機器が消費するエネルギーを管理及び制御することができる。

本発明の第３観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置は、第１観点又は第２観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置であって、演算部は、総計画値を過去の実績値の平均又は分散に基づいて演算する。

これにより、複数のヒートポンプ機器のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を得ることができる。

本発明の第４観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置であって、要求送信部は、各ヒートポンプ機器にインセンティブに関する情報が含まれたエネルギー消費要求値を送信する。

本発明の第４観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、エネルギー消費要求値には、インセンティブに関する情報が含まれる。これにより、ヒートポンプ機器を有する需要家にエネルギー消費要求値に従うインセンティブを与えることができる。

本発明の第１観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、複数のヒートポンプ機器のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を事前に提供することができる。

本発明の第２観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、各ヒートポンプ機器が消費するエネルギーを管理及び制御することができる。

本発明の第３観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、複数のヒートポンプ機器のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を得ることができる。

本発明の第４観点に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置では、ヒートポンプ機器を有する需要家にエネルギー消費要求値に従うインセンティブを与えることができる。

エネルギー需要調整システムの構成の模式図。本発明に係るヒートポンプ機器エネルギー管理装置の構成のブロック図。本発明に係るヒートポンプ機器の構成の模式図。ヒートポンプ機器制御装置の構成のブロック図。個別消費計画の例。総消費計画の例。総消費要求の例。個別消費要求の例。ヒートポンプ機器の運転計画の例。計画値演算処理のフロー図。計画値演算の例。過去の計画値及び実績値の分布図の例。

以下、図を参照しながら本発明に係る管理装置の一実施形態について説明する。

（１）全体構成
図１は、本発明に係る管理装置の一例であるヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０を含むエネルギー需要調整システム１の構成を模式的に示した図である。

エネルギー需要調整システム１は、主に、エネルギー統括装置９０、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０、複数のヒートポンプ機器制御装置１００、及び複数のヒートポンプ機器４０を備えている。エネルギー統括装置９０、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０、及びヒートポンプ機器制御装置１００は、通信回線、即ちインターネット等の通信ネットワーク８１により接続されている。ヒートポンプ機器制御装置１００は、ヒートポンプ機器４０に備えられた装置であり、ヒートポンプ機器４０を制御する制御部としての機能を有する。

（２）エネルギー統括装置９０
エネルギー統括装置９０は、電力会社が有する装置であり、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０から見て上位のエネルギー管理装置である。エネルギー統括装置９０は、電力会社が有するエネルギー系統におけるエネルギーの需要と供給とが合うように調節するために、エネルギーの需給に関する情報を収集する。エネルギーの需要が供給を上回りそうな時間帯では、エネルギーの消費抑制を需要家に要求する。逆にエネルギーの供給が需要を上回りそうな時間帯では、エネルギーの消費促進を需要家に要求する。エネルギー統括装置９０は、このような需要家に対するエネルギー消費に関する要求を時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費要求値として決定する。エネルギー統括装置９０は、エネルギー消費要求値（図７の要求値）を図７に示すようなデータである総消費要求１２３に含めてヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０に送信する。

（３）ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０
ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、複数のヒートポンプ機器４０を管理し、当該複数のヒートポンプ機器４０の総消費エネルギー量を目標値である総消費要求１２３の要求値に近づける管理装置である。ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、アグリゲータと呼ばれる事業者が有するサーバコンピュータである。アグリゲータは、複数の需要家を取りまとめて、各需要者に代わって電力会社との間に立ってエネルギー消費の調整の仲介を行う事業者である。

ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、電力会社のエネルギー統括装置９０から総消費要求１２３を受信し、総消費要求１２３に含まれている時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費要求値に基づいて各需要家が有するヒートポンプ機器４０が消費する時間帯別のエネルギー量をエネルギー消費要求値として決定する。ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、エネルギー消費要求値を個別消費要求１２４に含めて各ヒートポンプ機器４０、即ちヒートポンプ機器制御装置１００に送信する。個別消費要求１２４は、図８に示すように、各ヒートポンプ機器４０のＩＤ（識別情報）、時間帯別の要求値、インセンティブとしての報酬金又は罰金に関する情報を含むデータである。

また、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、各ヒートポンプ機器制御装置１００から、各ヒートポンプ機器４０の時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費の計画値及び各ヒートポンプ機器４０が実際に消費したエネルギー消費の時間帯別の実績値を受信する。

さらに、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、受信した各ヒートポンプ機器４０のエネルギー消費の計画値及び実績値を集計し、図６のような総消費計画１２２をエネルギー統括装置９０に送信する。

図２は、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０の概略構成図である。ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、主に、通信部１１１、制御部１１２、及び記憶部１１３を備える。

（３−１）通信部
通信部１１１は、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０を、イーサネット（登録商標、以下同じ）等を用いた通信ネットワーク８１と接続可能にするインターフェースである。

（３−２）記憶部１１３
記憶部１１３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなる。記憶部１１３には、個別消費計画１２１、総消費計画１２２、個別消費要求１２３、総消費要求１２４、後述する補正値１２８、各ヒートポンプ機器４０の機種等の情報である機器情報１２９及び各ヒートポンプ機器４０の運転データ１０３ａ等を蓄積して記憶するデータベース１１３ａが構築されている。また、記憶部１１３には、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０用プログラム等、その他の各種情報も記憶されている。

（３−３）制御部１１２
制御部１１２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１１３に格納されたヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０用プログラムを実行する。ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０用プログラムが実行されると制御部１１０は、主に、計画値送信部１１２ａ、エネルギー消費要求受信部１１２ｂ、収集部１１２ｃ、演算部１１２ｄ、要求送信部１１２ｅ、割り振り部１１２ｆ、及び補正値計算部１１２ｉを備えるようになる。

（３−３−１）計画値送信部１１２ａ
計画値送信部１１２ａは、ヒートポンプ機器４０が消費するエネルギーの総計画値を上位のエネルギー統括装置９０に送信する。具体的には、総計画値は、図６に示すような総消費計画１２２として、エネルギー統括装置９０に送信される。総消費計画１２２は、総計画値（図６の計画値）と実績値を含むデータである。総計画値は、図５に示すような個別消費計画１２１に含まれている各ヒートポンプ機器４０の時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費計画値および実績値を基に演算部１１２ｄが演算したものである。計画値送信部１１２ａは、総消費計画１２２を通信部１１１を介してエネルギー統括装置９０に送信する。

（３−３−２）エネルギー消費要求受信部１１２ｂ
エネルギー消費要求受信部１１２ｂは、上位のエネルギー統括装置９０からエネルギー消費要求値に関する情報である供給側提供情報を受ける。具体的には、供給側提供情報は、図７に示すような、総消費要求１２３としてエネルギー統括装置９０から所定の間隔（例えば、１０分）で送信されてくる。総消費要求１２３は、時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費要求値（図７の要求値）を含むデータである。エネルギー消費要求受信部１１２ｂは、総消費要求１２３を通信部１１１を介して受信し、記憶部１１３に記憶させる。

（３−３−３）収集部１１２ｃ
収集部１１２ｃは、各ヒートポンプ機器４０の時間帯別の消費予定エネルギーの計画値および実績値を収集する。具体的には、計画値および実績値は、図５に示すような個別消費計画１２１として、各ヒートポンプ機器４０から送信されてくる。個別消費計画１２１は、ヒートポンプ機器４０のＩＤ（識別情報）、時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費計画値、および実績値を含むデータである。

また、収集部１１２ｃは、通信部１１１を介して各ヒートポンプ機器４０から、後述する運転データ１０３ａを受信する。

収集部１１２ｃは、通信部１１１を介して個別消費計画１２１及び運転データ１０３ａを各ヒートポンプ機器４０から、所定の間隔（例えば、３時間）で受信し、記憶部１１３のデータベース１１３ａにＤＢＭＳを介して蓄積する。

（３−３−４）演算部１１２ｄ
演算部１１２ｄは、各ヒートポンプ機器４０が消費するエネルギーの総計画値を実績値に基づいて演算する。演算部１１２ｄは、総計画値を過去の実績値の平均に基づいて演算する。具体的には、演算部１１２ｄは、過去の実績値に基づいて計算された補正値１２８を用いて総計画値を演算する。演算した総計画値は、記憶部１１３のデータベース１１３ａに総消費計画１２２として記憶される。

（３−３−５）要求送信部１１２ｅ
要求送信部１１２ｅは、各ヒートポンプ機器４０にエネルギー消費要求値（個別消費要求１２４）を通信部１１１を介して送信する。個別消費要求１２４は、図８に示すように、各ヒートポンプ機器４０のＩＤ（識別情報）、時間帯別（例えば、１分毎）の要求値、インセンティブとしての報酬金又は罰金を含むデータである。要求値は、例えば、図８に示すように、ヒートポンプ機器４０の定格能力の割合を上限又は下限として設定した情報である。報酬金又は罰金は、例えば、電力会社とヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０を運用する事業者との間の契約で取り決められた金額を基にして、事業者が各ヒートポンプ機器４０に要求値に応じてインセンティブとして割り振ったものである。

（３−３−６）割り振り部１１２ｆ
割り振り部１１２ｆは、エネルギー消費の調整量及びインセンティブを各ヒートポンプ機器４０に割り振る。具体的には、例えば、割り振り部１１２ｆは、エネルギー消費の調整量及びインセンティブを等分して各ヒートポンプ機器４０に割り振る。

（３−３−７）補正値計算部１１２ｉ
補正値計算部１１２ｉは、補正値１２８をデータベース１１３ａに蓄積されている過去の実績値に基づいて補正値１２８を計算する。補正値１２８は、演算部１１２ｄが総計画値を演算するのに用いられる。補正値１２８の計算処理の詳細については、後述する。

（４）ヒートポンプ機器４０
（４−１）ヒートポンプ機器４０の全体構成
図３は、ヒートポンプ機器４０の構成を模式的に示した図である。

本実施形態では、ヒートポンプ機器４０は、暖房給湯装置であり、居室の暖房と給湯が可能である。ヒートポンプ機器４０は、ヒートポンプユニット４１と、貯湯タンク４２と、給湯配管４３と、暖房用循環回路４４と、ヒートポンプ機器制御装置１００とを備えている。

ヒートポンプユニット４１は、冷媒回路１６を有しており、貯湯タンク４２から送られてくる水を沸き上げて温水にする。冷媒回路１６は、主として、圧縮機１２と、放熱器としての水熱交換器１３と、膨張機構としての電動膨張弁１５と、蒸発器１１とを順に接続して構成される。水熱交換器１３は、冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。

貯湯タンク４２は、ヒートポンプユニット４１で加熱された温水を貯える。貯湯タンク４２の内側には、複数の図示しないセンサが上下にならんで設置されており、これらのセンサは、貯湯タンク内の温水の温度を感知し、温度情報をヒートポンプ機器制御装置１００に送信する。貯湯タンク４２は、ヒートポンプユニット１と、沸き上げ用循環回路４５を介して接続されている。沸き上げ用循環回路４５は貯湯タンク４２の下部にある比較的低温の温水を、水熱交換器１３に通し、貯湯タンク４２に戻す。

給湯配管４３は、水が供給される給水配管から分岐され、貯湯タンク４２内に設けられた給湯用熱交換器３２に引き込まれており、給水配管から供給される水道水を給湯用熱交換器３２により貯湯タンク４２内の温水と熱交換させて、家庭のキッチン、浴槽、シャワーなどに温湯を供給する配管である。

暖房用循環回路４４は、貯湯タンク４２内に貯められた温水を、建物の居室等に熱利用手段の一つである居室内放熱器として設けられる複数のラジエタ４８を経由させた後、再び、貯湯タンク４２内に戻して循環させることにより、複数のラジエタ４８を居室内の暖房器具として利用するためのものである。

ヒートポンプ機器制御装置１００は、ヒートポンプ機器４０の圧縮機１２等の構成要素を制御する。ヒートポンプ機器制御装置１００は、例えば、貯湯タンク４２内の温水の温度が所定の下限を下回ると温水の温度が所定の温度に上昇するまで沸き上げ運転を開始する。沸き上げ運転では、貯湯タンク４２内の温水を、沸き上げ用循環回路４５を介してヒートポンプユニット４１へ流し、水熱交換器１３を通して温水を加熱し、貯湯タンク４２に戻す。また、制御部４７は、後述する運転計画１０３ｂに基づいて、ヒートポンプ機器４０の構成要素を制御する。運転計画１０３ｂは、ユーザによりリモコン１３０から入力されて設定されるほか、ヒートポンプ機器制御装置１００によるヒートポンプ機器４０の日々の運転データ１０３ａの学習によっても作成される。また、ヒートポンプ機器制御装置１００は、ユーザによるリモコン１３０を介した操作にしたがってヒートポンプ機器４０の構成要素を制御する。

（４−２）ヒートポンプ機器制御装置１００の詳細構成
図４は、ヒートポンプ機器制御装置１００の構成のブロック図である。

ヒートポンプ機器制御装置１００は、主に、通信部１０１、制御部１０２、記憶部１０３、表示部１０５、及び入力部１０６を備える。

通信部１０１は、イーサネット等の通信ネットワーク８１とのインターフェースである。

制御部１０２は、ＣＰＵからなり、ヒートポンプ機器制御装置１００用のプログラムを実行する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びハードディスク、等の記憶装置からなり、ヒートポンプ機器制御装置１００用のプログラム、運転データ１０３ａ、運転計画１０３ｂ、個別消費計画１２１、及び個別消費要求１２３、等を記憶している。

表示部１０５、及び入力部１０６は、リモコン１３０に備えて提供されている。表示部１０５は、タッチパネル式の液晶画面である。したがって、当該液晶画面は、入力部１０６としての機能も有する。この他、リモコン１３０は、操作用のボタンも備えており、当該ボタンも入力部１０６としての機能を有する。

ヒートポンプ機器制御装置１００用のプログラムが実行されると制御部１０２は、主に、需要側情報送信部１０２ａ、消費要求受信部１０２ｂ、運転計画作成部１０２ｃ、消費計画作成部１０２ｄ、運転データ記録部１０２ｅ、及び運転制御部１０２ｆを備えるようになる。

（４−２−１）需要側情報送信部１０２ａ
需要側情報送信部１０２ａは、ヒートポンプ機器４０のエネルギー消費計画値及びエネルギー消費実績値をヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０に送信する。具体的には、需要側情報送信部１０２ａは、記憶部１０３に記憶されているデータである個別消費計画１２１を通信部１０１を介してヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０へ送信する。個別消費計画１２１には、例えば図５に示すように当日及び翌日の時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費計画値が含まれている。また、既に経過した時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー消費実績値も含まれている。

また、需要側情報送信部１０２ａは、運転データ１０３ａを通信部１０１を介してヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０へ送信する。

需要側情報送信部１０２ａは、上記のデータを所定の間隔（例えば、３時間）でヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０へ送信する。

（４−２−２）消費要求受信部１０２ｂ
消費要求受信部１０２ｂは、通信部１０１を介してヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０から個別消費要求１２４を受信する。具体的には、消費要求受信部１０２ｂは、通信部１０１を介して個別消費要求１２４を受信する。消費要求受信部１０２ｂは、受信した個別消費要求１２４を記憶部１０３に記憶させる。消費要求受信部１０２ｂは、個別消費要求１２４を所定の間隔（例えば、１０分）でヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０から個別消費要求１２４を受信する。個別消費要求１２４を受信したら、消費要求受信部１０２ｂは、運転計画作成部１０２ｃに運転計画１０３ｂを作成又は再作成するように命令する。

（４−２−３）運転計画作成部１０２ｃ
運転計画作成部１０２ｃは、時間帯別（例えば、１分間毎）のヒートポンプ機器４０の運転計画１０３ｂを作成する。

具体的には、例えば、ユーザが設定したスケジュールが存在する場合は、運転計画作成部１０２ｃは、当該スケジュールに基づいて運転計画１０３ｂを作成する。

運転データ１０３ａが記憶されている場合は、運転データ１０３ａを学習し、当該学習結果に基づいて運転計画１０３ｂを作成する。学習は、例えば、時間帯別に最も確率が高い運転を計算することにより行う。

スケジュールと運転データ１０３ａが共に存在する場合は、スケジュール及び運転データ１０３ａの学習結果に基づいて運転計画１０３ｂを作成する。

スケジュールも運転データ１０３ａも存在しない場合は、予め初期設定されている計画を運転計画１０３ｂとする。

いずれの場合も、エネルギー単価が比較的低い時、例えば、夜間になるべくエネルギーを消費するように運転計画１０３ｂを作成する。

又は、個別消費要求１２４が記憶部１０３に記憶されている場合は、個別消費要求１２４を参照し、個別消費要求１２４に従うように運転計画１０３ｂを作成する。例えば、運転計画１０３ｂは、図９に示されているように、使用下限が定格の２５％と定められている時間帯（０：０１）では、出力２５％で、即ち圧縮機１２を定格の２５％以上の回転数で稼働させて温水を生成し、余剰エネルギーを熱として蓄える。使用上限が定格の５０％と定められている時間帯（１７：００）では、出力５０％で暖房する、即ち圧縮機１２を定格の５０％を超える回転数で稼働させないようにする。

運転計画１０３ｂは、記憶部１０３に記憶される。

（４−２−４）消費計画作成部１０２ｄ
消費計画作成部１０２ｄは、運転計画１０３ｂに基づいて個別消費計画１２１を作成する。即ち、運転計画１０３ｂを個別消費計画１２１に変換する。具体的には、記憶部１０３には、ヒートポンプ機器４０の定格消費エネルギー量に関するデータが記憶されている。消費計画作成部１０２ｄは、当該データを参照し、運転計画１０３ｂに基づいて時間帯別（例えば、１分毎）の消費するエネルギー量を計算し、個別消費計画１２１として記憶部１０３に記憶させる。

（４−２−５）運転データ記録部１０２ｅ
運転データ記録部１０２ｅは、時間帯別（例えば、１分間毎）の圧縮機１２の回転数やユーザの運転指示等、ヒートポンプ機器４０の各構成要素の稼働状態に関する情報を運転データ１０３ａとして記憶部１０３に記憶させる。また、運転データ記録部１０２ｅは、時間帯別（例えば、１分間毎）のエネルギー消費の実績値、即ちエネルギー消費実績値を個別消費計画１２１に含めて記憶部１０３に記憶させる。

（４−２−６）運転制御部１０２ｆ
運転制御部１０２ｆは、運転計画１０３ｂに従ってヒートポンプ機器４０を制御する。また、運転制御部１０２ｆは、リモコン１３０を介して入力されるユーザの指示に従ってヒートポンプ機器４０を制御する。

（５）動作
（５−１）
以下、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０の総計画値の演算及び送信に係る一連の処理の流れを図１０のフローチャートを用いて説明する。

先ず、ステップＳ１０１では、収集部１１２ｃは、各ヒートポンプ機器４０（ヒートポンプ機器制御装置１００）からエネルギー消費の計画値及び実績値を含んだ個別消費計画１２１を、通信部１１１を介して受信し、データベース１１３ａに蓄積する。受信は、所定の間隔（例えば、３時間）で行われる。

次のステップＳ１０２では、補正値計算部１１２ｉが、データベース１１３ａに蓄積されている各ヒートポンプ機器４０の計画値及び実績値（個別消費計画１２１）から補正値１２８を計算する。即ち、各ヒートポンプ機器４０から実績値が受信されると、補正値計算部１１２ｉは、データベース１１３ａにアクセスし当該実績値にかかる時間帯の計画値を参照し、実績値と照らし合わせ、補正値１２８を計算する。補正値計算処理については、後述する。

次のステップＳ１０３では、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０がその通信部１１１を介して電力会社（エネルギー統括装置９０）から総計画値送信の要求を受信すると、ステップＳ１０４へ進む。要求がなければ、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０４では、各ヒートポンプ機器４０のエネルギー消費の計画値及び補正値１２８から総計画値を演算する。具体的には、演算部１１２ｄが各ヒートポンプ機器４０のエネルギー消費の計画値を集計（合計）し、例えば図１１に示すように、当該集計値に補正値１２８を掛け算して総計画値を演算する。補正値１２８は、例えば、朝昼夜等の時間帯別、及び季節、外気温度、平日、休日等のその日の種別により用意してあり、当日の種別に応じた補正値１２８を用いて総計画値を演算する。

次のステップＳ１０５では、計画値送信部１１２ａが総計画値を総消費計画１２２に含めて電力会社のエネルギー統括装置９０へ通信部１１１を介して送信する。

処理は、上記ステップＳ１０１に戻る。

（５−２）補正値計算処理
次に、補正値計算処理について説明する。

補正値計算部１１２ｉは、データベース１１３ａに蓄積されている各ヒートポンプ機器４０の個別消費計画１２１に含まれた時間帯別の計画値と同時間帯における実績値を参照する。

補正値計算部１１２ｉは、同時間帯の計画値と実績値とを比較し、第１の所定の期間（例えば、過去３ヶ月）の計画値に対する実績値の比の平均及び分散を計算する。当該平均及び分散は、例えば、朝昼夜等の時間帯別、及び季節、外気温度、平日、休日等のその日の種別によって計算される。例えば、過去３ヶ月間の平日の計画値に対する実績値の比は、図１２のように正規分布となる。計画値に対する実績値の比は、計画値と実績値とが一致していれば、１である。計画値に対して実績値が５０％大きければ、比は１．５である。

また、補正値計算部１１２ｉは、第１の所定の期間よりも短い第２の所定の期間（例えば、過去１ヶ月）の計画値に対する実績値の比の平均及び分散を計算する。ここでも、当該平均及び分散は、例えば、朝昼夜等の時間帯別、及び季節、外気温度、平日、休日等のその日の種別に計算する。

次に、補正値計算部１１２ｉは、第１の所定の期間（例えば、過去３ヶ月）の平均及び分散と、第２の所定の期間（例えば、過去１ヶ月）の平均及び分散とをそれぞれ比較する。これにより、傾向が同一なのか異なっているのか（ヒートポンプ機器４０が何らかの学習をしたか否か）が分かる。

補正値計算部１１２ｉは、第１の所定の期間の平均と第２の所定の期間の平均との差、又は第１の所定の期間の分散と第２の所定の期間の分散との差、のどちらかが所定の閾値を超えていたら、第２の所定の期間の平均を補正値１２８とする。即ち、第２の所定の期間より過去のデータは、補正値１２８の計算には使用しない。それ以外の場合は、第１の所定の期間の平均を補正値１２８とする。

計算された補正値１２８は、記憶部１１３のデータベース１１３ａに記憶される。

（６）特徴
（６−１）
上記実施形態では、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、複数のヒートポンプ機器４０を管理するヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０である。収集部１１２ｃと、演算部１１２ｄと、計画値送信部１１２ａとを備えている。収集部１１２ｃは、各ヒートポンプ機器４０の時間帯別の消費予定エネルギーの計画値および実績値を含むデータである個別消費計画１２１を収集している。演算部１１２ｄは、各ヒートポンプ機器４０が消費するエネルギーの総計画値を実績値に基づいて演算している。計画値送信部１１２ａは、時間帯別の総計画値及び実績値を含むデータである総消費計画１２２を上位のエネルギー統括装置９０に送信している。これにより、複数のヒートポンプ機器４０のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を事前に提供することができている。

また、熱的バッファを持つヒートポンプ機器４０を利用してエネルギー消費調整を行うためユーザの利便性を大きく損なうことなく、規定の範囲内に電力系統周波数の変動を抑制することができている。

また、既存の消費調整手段（揚水発電、蓄電池、フライホイール等）と比較し設備投資のコストを抑えることができている。

（６−２）
上記実施形態では、要求送信部１１２ｅをさらに備えている。要求送信部１１２ｅは、各ヒートポンプ機器４０にエネルギー消費要求値を含むデータである個別消費要求１２４を送信している。これにより、各ヒートポンプ機器４０が消費するエネルギーを管理及び制御することができている。

（６−３）
上記実施形態では、補正値計算部１１２ｉは、第１の所定の期間（例えば、過去３ヶ月）の実績値と計画値との比の平均又は分散と、第２の所定の期間（例えば、過去１ヶ月）の実績値と計画値との比の平均又は分散とを比較し、補正値を決めている。演算部１１２ｄは、当該補正値を用いて総計画値を演算している。即ち、演算部１１２ｄは、の総計画値を過去の実績値の平均又は分散に基づいて演算している。これにより、複数のヒートポンプ機器４０のエネルギー消費量について信頼性の高い情報を得ることができている。

（６−４）
上記実施形態では、要求送信部１１２ｅは、各ヒートポンプ機器４０にインセンティブに関する情報が含まれた個別消費要求１２４を送信している。これにより、ヒートポンプ機器４０を有する需要家にエネルギー消費要求値に従うインセンティブを与えることができている。

（７）変形例
（７−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、ヒートポンプ機器エネルギー管理装置１１０は、電力会社のエネルギー統括装置９０から総消費要求１２３を受信し、個別消費要求１２４を各ヒートポンプ機器４０のヒートポンプ機器制御装置１００に送信していた。しかし、他の実施形態においては、エネルギー消費要求受信部１１２ｂが電力会社のエネルギー統括装置９０から時間帯別（例えば、１分毎）のエネルギー単価に関する情報を受信し、要求送信部１１２ｅが当該情報を各ヒートポンプ機器４０のヒートポンプ機器制御装置１００に送信しても良い。

（７−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、補正値計算部１１２ｉは、同時間帯の計画値と実績値とを比較し、過去の所定の期間の計画値に対する実績値の比の平均及び分散を計算し、当該平均を補正値１２８としていた。しかし、他の実施形態においては、過去の所定の期間の計画値と実績値との差の平均及び分散を計算し、当該平均を補正値１２８としてもよい。この場合、演算部１１２ｄは、各ヒートポンプ機器４０のエネルギー消費の計画値を集計し、当該集計値に補正値１２８を足し算して総計画値を演算する。

また、他の実施形態においては、計画値に対する実績値の比又は計画値と実績値との差の分散を補正値としてもよい。また、平均及び分散に基づいて補正値を決めても良いし、標準偏差を用いて補正値を決めても良い。

また、上記実施形態では、補正値計算部１１２ｉは、全てのヒートポンプ機器４０の計画値を集計（合計）してから補正値１２８を用いて補正していたが、他の実施形態においては、各ヒートポンプ機器４０ごとに補正値１２８を計算し、各ヒートポンプ機器４０の計画値を補正値１２８を用いて補正してから全てのヒートポンプ機器４０の補正後の計画値を集計してもよい。また、他の実施形態においては、ヒートポンプ機器４０の機種ごとに補正値１２８を計算してもよい。なお、各ヒートポンプ機器４０の機種については、データベース１１３ａに記憶されている機器情報１２９を参照することにより取得する。

（７−３）変形例１Ｃ
上記実施形態では、ヒートポンプ機器制御装置１００は、ヒートポンプ機器４０に備えられた装置であったが、他の実施形態においては、ヒートポンプ機器４０とは、独立した装置であっても良い。

本発明は、電力会社とヒートポンプ機器を所有する複数の小規模の需要家との間に入って、これらの需要家が消費するエネルギーをとりまとめて調整を行うアグリゲータ事業に利用可能である。

Ａ、Ｂ需要家
４０ヒートポンプ機器
９０エネルギー統括装置
１００ヒートポンプ機器制御装置
１１０ヒートポンプ機器エネルギー管理装置
１１２ａ計画値送信部
１１２ｂエネルギー消費要求受信部
１１２ｃ収集部
１１２ｄ演算部
１１２ｅ要求送信部
１１２ｆ割り振り部
１１２ｉ補正値計算部
１１３記憶部
１１３ａデータベース
１２１個別消費計画
１２２総消費計画
１２３総消費要求
１２４個別消費要求

特開２００６−３５３０７９号公報

Claims

複数のヒートポンプ機器（４０）を管理するヒートポンプ機器エネルギー管理装置（１１０）であって、
前記各ヒートポンプ機器の時間帯別の消費予定エネルギーの計画値および実績値（１２１）を収集する収集部（１１２ｃ）と、
前記各ヒートポンプ機器が消費するエネルギーの総計画値（１２２）を前記実績値に基づいて演算する演算部（１１２ｄ）と、
前記総計画値を上位のエネルギー統括装置（９０）に送信する計画値送信部（１１２ａ）と、
を備えた、
ヒートポンプ機器エネルギー管理装置（１１０）。
前記各ヒートポンプ機器にエネルギー消費要求値（１２４）を送信する要求送信部（１１２ｅ）、
をさらに備えた、
請求項１に記載のヒートポンプ機器エネルギー管理装置（１１０）。
前記演算部は、前記総計画値を過去の実績値の平均又は分散に基づいて演算する、
請求項１又は２に記載のヒートポンプ機器エネルギー管理装置（１１０）。
前記要求送信部は、前記各ヒートポンプ機器にインセンティブに関する情報が含まれた前記エネルギー消費要求値を送信する
請求項１〜３のいずれかに記載のヒートポンプ機器エネルギー管理装置（１１０）。