JP2014039356A - 電力管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力管理装置における電流計の割当を適切に設定する。
【解決手段】電力管理装置１０は複数の検出器１９〜２１それぞれが計測する電力情報を取得可能である。電力管理装置１０は制御部１５を有する。制御部１５は複数の検出器１９〜２１のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、需要家に設けられる負荷機器および分散電源などの機器に流れる電流を管理する電力管理装置に関する。

近年、需要家ごとに設けられる電力管理装置（例えば、ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）によって、需要家に設けられる負荷機器および分散電源などを制御する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−３０９９２８号公報

電力管理装置は、制御のために負荷機器の消費電力および分散電源の発電電力を算出する必要がある。電力管理装置は、電力の算出のために、複数の電流計によって、複数の負荷機器および分散電源それぞれに流れる電流を取得する。しかし、各電流計に測定させる電流値の割当方法が定められていなかった。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、各電流計の割当を適切に定めた電力管理装置を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電力管理装置は、
複数の検出器それぞれが計測する電力情報を取得可能な電力管理装置であって、
前記複数の検出器のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更する制御部を備える
ことを特徴とするものである。

また、第２の観点による電力管理装置は、
前記制御部において、前記複数の検出器の中で少なくとも２つの特定の検出器の割当が前記複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更可能であり、当該少なくとも２つの特定の検出器以外の検出器の割当は分電盤の主幹および前記分電盤の分岐回路用に定められている
ことを特徴とするものである。

また、第３の観点による電力管理装置は、
前記制御部において、前記少なくとも２つの特定の検出器の割当が、発電装置の単相３線の測定用に１組に定められるか、それぞれ個別の測定対象に定められるかを設定変更可能である
ことを特徴とするものである。

また、第４の観点による電力管理装置は、
前記制御部は、前記少なくとも２つの特定の検出器の測定値に対し、現在設定されている測定対象を識別する情報を付して外部に対して出力する
ことを特徴とするものである。

また、第５の観点による電力管理システムは、
複数の検出器それぞれが計測する電力情報を取得可能な電力管理装置と、前記電力管理装置と通信を行い、電力情報に基づく画面を表示可能な通信端末とを含む電力管理システムであって、
前記電力管理装置は、
前記複数の検出器のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更する制御部を備え、
前記通信端末は、
前記複数の検出器の測定値を前記電力管理装置から受信し、受信した測定値に基づいて測定対象の電力情報を表示する
ことを特徴とするものである。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

また、本発明の第６の観点を方法として実現させた電力管理方法は、
複数の検出器それぞれが計測する電力情報を取得可能な電力管理装置と、前記電力管理装置と通信を行い、電力情報に基づく画面を表示可能な通信端末とを含む電力管理システムにおける電力管理方法であって、
前記電力管理装置が、前記複数の検出器のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更するステップと、
前記通信端末が、前記複数の検出器の測定値を前記電力管理装置から受信するステップと、
前記通信端末が、受信した測定値に基づいて測定対象の電力情報を表示するステップとを有する
ことを特徴としている。

上記のように構成された本発明に係る電力管理装置によれば、各電流計の割当を適切に設定可能である。

本発明の一実施形態に係る電力管理装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 第１の電力管理システムの概略構成を示す通信システム図である。 第２の電力管理システムの概略構成を示す通信システム図である。 第３の電力管理システムの概略構成を示す通信システム図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る電力管理装置の内部構成を示す機能ブロック図である。電力管理装置１０は、第１の通信Ｉ／Ｆ（Inter Face）１１、第２の通信Ｉ／Ｆ１２、第３の通信Ｉ／Ｆ１３、第４の通信Ｉ／Ｆ１４、および制御部１５を含んで構成される。

第１の通信Ｉ／Ｆ１１は、第１の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第１のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いる通信用のＩ／Ｆである。第１の規格は、例えばＲＳ２３２Ｃである。第１のプロトコルは、例えば独自の通信プロトコルである。第１の通信Ｉ／Ｆ１１は後述するＰＶ（PhotoVoltanic Power Generation） ＰＣＳ（Power Conditioning System）１６と通信可能であり、通信により太陽光発電装置の発電電力を取得する。

第２の通信Ｉ／Ｆ１２は、第２の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第２のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いる通信用のＩ／Ｆである。第２の規格は、例えばＲＳ４８５である。第２のプロトコルは、独自の通信プロトコルである。第２の通信Ｉ／Ｆ１２は後述する蓄電部ＰＣＳ１７と通信可能であり、通信により蓄電部の充放電の電力を取得する。

第３の通信Ｉ／Ｆ１３は、第３の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第３のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いる通信用のＩ／Ｆである。第３の規格は、例えばＩ２Ｃである。第３のプロトコルは、例えばＥＣＨＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のＳＥＰ２．０、およびＫＮＸである。第３の通信Ｉ／Ｆ１３は、スマートセンサ１８と通信する。

スマートセンサ１８は、例えばＣＴ（Current Transformer）などの第１の電流計１９、第２の電流計２０、および第３の電流計２１などの検出器が測定する電流値を別々に取得する。第１の電流計１９は、例えば２個であり、後述する分電盤の主幹の単相３線の電線に取付けられ、主幹に供給される電流を測定する。第２の電流計２０は、例えば１６個であり、分電盤の支幹に取付けられ、支幹それぞれに供給される電流を測定する。第３の電流計２１は、例えば２個であり、例えば燃料電池装置などの発電装置の単相３線または個別に負荷機器に取付けられ、発電装置から供給される電流または負荷機器に供給される電流を測定する。また、スマートセンサ１８は、例えばＶＴ（Voltage Transformer）などの電圧計が測定する電圧値を取得する。また、スマートセンサ１８は、測定した電流値および電圧値に基づいて、主幹および支幹における消費電力と、第３の電流計２１による計測対象の電力値を算出する。なお、図１から４の記載を含む本実施形態において、スマートセンサ１８は電力管理装置１０の外部に設けられる構成であるが、電力管理装置１０に内蔵される構成であってもよい。

第４の通信Ｉ／Ｆ１４は、第４の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第３のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いる通信用のＩ／Ｆである。第４の規格は、例えばイーサーネットである。第４の通信Ｉ／Ｆ１４は、有線・無線ルータ２２を介して無線端末２３と通信する。

制御部１５は、第１の通信Ｉ／Ｆ１１、第２の通信Ｉ／Ｆ１２、および第３の通信Ｉ／Ｆ１３が取得する情報を蓄積する。制御部１５は取得した情報を蓄積するために、記憶媒体２４を有する。記憶媒体２４は、電力管理装置１０の外部に接続される構成であっても、電力管理装置１０に内蔵される構成であってもよい。

制御部１５は、取得する情報の種類を区別して蓄積する。例えば、制御部１５は、第１の通信Ｉ／Ｆ１１がＰＶ ＰＣＳ１６から情報を取得したときには当該情報を太陽光発電装置の発電電力として蓄積する。また、制御部１５は、第２の通信Ｉ／Ｆ１２が蓄電部ＰＣＳ１７から情報を取得したときには当該情報を蓄電部が充放電する電力として蓄積する。また、制御部１５は、第３の通信Ｉ／Ｆ１３がスマートセンサ１８から取得する情報を、第１の電流計１９、第２の電流計２０、および第３の電流計２１に割当てられた用途に対応する電力値として蓄積する。

制御部１５では、第１の電流計１９は２個１組で分電盤の主幹の単相３線の電流の測定用に割当てられている。また、制御部１５では、各第２の電流計２０は個別に分電盤の分岐回路の電流の測定用に割当てられている。また、制御部１５では、第３の電流計２１の割当を、２個１組で任意の発電装置が発電して供給する単相３線の電流の測定、個別に分岐回路または負荷機器の電流の測定用途に変更可能である。

以上のような本実施形態の電力管理装置１０は、分散電源の設置態様の異なる多様な電力管理システムに適用可能である。例えば、図２に示すような第１の電力管理システムに、電力管理装置１０を適用可能である。以下に、第１の電力管理システム２５について説明する。図２は、第１の電力管理システムの概略構成を示す通信システム図である。

電力管理システム２５は、太陽光発電装置２６、ＰＶ ＰＣＳ１６、蓄電部２７、蓄電部ＰＣＳ１７、燃料電池装置２８、分電盤２９、スマートセンサ１８、電力管理装置１０、無線ルータ２２、および無線端末２３を含んで構成される。

電力管理装置１０は、第１の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第１のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いて、ＰＶ ＰＣＳ１６と通信する。また、電力管理装置１０は、第２の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第２のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いて、蓄電部ＰＣＳ１７と通信する。また、電力管理装置１０は、第３の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第３のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いて、スマートセンサ１８と通信する。また、電力管理装置１０は、第４の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第３のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いて、有線・無線ルータ２２を介して無線端末２３と通信する。

太陽光発電装置２６は、太陽光を利用して発電する。このため、太陽光発電装置２６は、太陽電池を備えており、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換する。本実施形態において、太陽光発電装置２６は、例えば家の屋根などにソーラパネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定している。しかしながら、本発明において、太陽光発電装置２６は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、風力発電装置など任意のものを採用することができる。

ＰＶ ＰＣＳ１６は太陽光発電装置２６から供給される直流の電力を交流の電力に変換する。ＰＶ ＰＣＳ１６は変換した交流の電力を分電盤２９に供給する。ＰＶ ＰＣＳ１６は太陽光発電装置２６の発電電力を測定する。ＰＶ ＰＣＳ１６は、測定した太陽光発電装置２６の発電電力を電力管理装置１０に通知する。

蓄電部２７は、蓄電池を備えており、この蓄電池に充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電部２７は、商用電源または太陽光発電装置２６から供給される電力を充電可能である。

蓄電部ＰＣＳ１７は、蓄電部２７から放電される直流の電力を交流の電力に変換して、分電盤２９に供給する。また、蓄電部ＰＣＳ１７は、商用電源から供給される交流の電力を直流の電力に変換して、蓄電部２７に充電する。また、蓄電部ＰＣＳ１７は、蓄電部２７に充放電される電力を測定する。また、蓄電部ＰＣＳ１７は、測定した蓄電部２７に充放電された電力を電力管理装置１０に通知する。

燃料電池装置２８は燃料電池を備えており、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電する。また、燃料電池装置２８はインバータを備えており、燃料電池が発電する直流の電力を交流の電力に変換して分電盤２９に供給する。

分電盤２９は、商用系統、ＰＶ ＰＣＳ１６、蓄電部ＰＣＳ１７、および燃料電池装置２８から供給される交流の電力を複数の支幹（分岐回路）に分岐させて各負荷機器に分配する。ここで、各支幹には、消費電力の大きい代表的な負荷機器が直接接続されるものと、部屋ごとにまとめられたものとがある。前者における負荷機器は、例えばエアコン、冷蔵庫、ＩＨクッキングヒータなどであって、支幹電力がすなわち該当カテゴリ機器の消費電力に相当する。後者における負荷機器は、各部屋にいくつか設けられているコンセントの組であって、支幹電力がすなわち該当部屋におけるコンセントの全体消費電力に相当する。ここで、コンセントに対し、どのような負荷機器が接続されるかは不定である。

無線ルータ２２は電力管理装置１０および無線端末２３と通信し、電力管理装置１０および無線端末２３間において、情報および指令を伝達する。

無線端末２３はディスプレイおよび入力部を有する端末であり、例えばパソコン、スマートフォン、またはタブレット型コンピュータである。無線端末２３は、無線ルータ２２を介して電力管理装置１０から、太陽光発電装置２６の発電電力、蓄電部２７の充放電した電力、燃料電池装置２８の発電電力、および主幹および支幹における消費電力などの第１の電力管理システム２５における多様な情報を取得する。無線端末２３は、取得した多様な情報を数値、表、グラフなどの多様な表示態様で表示する。また、無線端末２３は、無線ルータ２２を介して電力管理装置１０に多様な情報を要求する。

図２に示す第１の電力管理システム２５においては、電力管理装置１０の設置者が、制御部１５において、第３の電流計２１の割当を燃料電池装置２８の単相３線の電流の測定用途に設定する。そして、この第３の電流計２１が２つ一組で燃料電池装置２８の単相３線の電流の測定を行っているという設定情報が、記憶媒体２４に保存される。以降、第１の電力管理システム２５は、第３の電流計２１の測定値の組と燃料電池装置２８の単相３線の電流値とを対応づけて管理する。第３の電流計２１の割当をこのように設定することにより、電力管理装置１０は第３の電流計２１の測定値に基づいて算出される電力を、燃料電池装置２８の発電電力として蓄積する。その後、電力管理装置１０は無線端末２３などに電力情報を出力する際に、燃料電池装置２８の単相３線の電流値としてのヘッダなどを付して、第３の電流計２１の１組の測定値を出力する。

したがって、無線端末２３ではヘッダなどから判別し、電力管理装置１０から取得する第３の電流計２１の測定値に基づいて算出される電力を、燃料電池装置２８の発電電力として表示可能である。なお、このヘッダなどは、無線端末２３と電力管理装置１０との間の通信プロトコル、特に上位側の層の第４のプロトコルにおいて、規定されているヘッダ情報を利用することが望ましい。

また、本実施形態の電力管理装置１０は、例えば図３に示すような第２の電力管理システムに適用可能である。第２の電力管理システム３０は、第１の電力管理システム２５と異なり、燃料電池装置を含まず、２つの太陽光発電装置２６、３１を含む。

一方の太陽光発電装置２６の発電電力を測定するＰＶ ＰＣＳ１６は、第１の電力管理システム２５と同様に、第１の規格を通信プロトコルの物理層を含む下位側の層に、第１のプロトコルを通信プロトコルの上位側の層に用いて、電力管理装置１０と通信する。他方の太陽光発電装置３１の発電電力を測定するＰＶ ＰＣＳ３２は、第１の規格および第１のプロトコルの少なくとも一方に対応していないため、第１の通信Ｉ／Ｆ１１を用いて電力管理装置１０と通信ができない。そこで、他方の太陽光発電装置３１の発電電力を測定するＰＶ ＰＣＳ３２には第３の電流計２１が取付けられ、第３の電流計２１はＰＶ ＰＣＳ３２から供給される電流を測定する。

図３に示す第２の電力管理システム３０においては、電力管理装置１０の設置者が、制御部１５において、第３の電流計２１の割当を他方のＰＶ ＰＣＳ３２の単相３線の電流の測定用途に設定する。そして、この第３の電流計２１が２つ一組で他方のＰＶ ＰＣＳ３２の単相３線の電流の測定を行っているという設定情報が、記憶媒体２４に保存される。以降、電力管理システム３０は、第３の電流計２１の測定値の組と他方のＰＶ ＰＣＳ３２の単相３線の電流値とを対応づけて管理する。第３の電流計２１の割当をこのように設定することにより、電力管理装置１０は第３の電流計２１の測定値に基づいて算出される電力を、他方の太陽光発電装置３１の発電電力として蓄積する。その後、電力管理装置１０は無線端末２３などに電力情報を出力する際に、他方のＰＶ ＰＣＳ３２の単相３線の電流値としてのヘッダなどを付して、第３の電流計２１の１組の測定値を出力する。

したがって、無線端末２３ではヘッダなどから判別し、電力管理装置１０から取得する第３の電流計２１の測定値に基づいて算出される電力を、太陽光発電装置３１の発電電力として表示可能である。無線端末２３では、同じ種類の機器における消費電力、発電電力、および充放電の電力を合算して表示可能であり、一方の太陽光発電装置２６の発電電力と他方の太陽光発電装置３１の発電電力を合算して表示可能である。

また、本実施形態の電力管理装置１０は、例えば図４に示すような第３の電力管理システムに適用可能である。第３の電力管理システム３３は、第１の電力管理システム２５と異なり、燃料電池装置を含まず、第１の電力管理システム２５よりも多くの負荷機器３４またはより多くの支幹を有する分電盤２９を含む。第３の電流計２１は特定の負荷機器３４および／または支幹に取付けられ、第３の電流計２１は特定の負荷機器３４および／または支幹に供給される電流を測定する。

図４に示す第３の電力管理システム３３においては、電力管理装置１０の設置者が、制御部１５において、第３の電流計２１の割当を特定の負荷機器３４および／または支幹の電流の測定用途に設定する。そして、この第３の電流計２１がそれぞれ個別に負荷機器３４および／または支幹の電流の測定を行っているという設定情報が、記憶媒体２４に保存される。以降、電力管理システム３０は、第３の電流計２１の個々の測定値と負荷機器３４および／または支幹の電流値とを対応づけて管理する。第３の電流計２１の割当をこのように設定することにより、電力管理装置１０は第３の電流計２１の測定値に基づいて算出される電力を、特定の負荷機器３４および／または支幹における消費電力として蓄積する。その後、電力管理装置１０は無線端末２３などに電力情報を出力する際に、第３の電流計２１それぞれにおける測定値ごとに、設定として対応づけた負荷機器３４あるいは支幹の電流値としてのヘッダなどを付して出力する。

したがって、無線端末２３ではヘッダなどから判別し、電力管理装置１０から取得する第３の電流計２１の測定値に基づいて算出される電力を、特定の負荷機器３４および／または支幹の消費電力として表示可能である。前述のように、無線端末２３では、同じ種類の機器における消費電力、発電電力、および充放電の電力を合算して表示可能である。例えば、任意の支幹が特定の種類の機器、例えばエアコンへの電流供給用に用いられており、第３の電流計２１が別のエアコンの電流を測定した場合に、無線端末２３は両者の消費電流を合算して表示可能である。

以上のような構成の本実施形態の電力管理装置によれば、第３の電流計の割当が発電装置の電流値の測定用途を含む複数の用途のいずれかに変更可能となるように、電流計の割当が適切に定められている。それゆえ、例えば燃料電池装置２８などの発電装置が設けられていない電力管理システムにおいて、第３の電流計２１を他の用途に割当て可能であり、第３の電流計２１が使用されない状況を防ぐことが可能である。

また、本実施形態の電力管理装置によれば、割当を変更可能な第３の電流計２１以外の第１の電流計１９および第２の電流計２０の割当てが、それぞれ主幹および支幹の電流測定用に定まっている。それゆえ、設置者による電力管理装置１０および第１の電流計１９、第２の電流計２０、および第３の電流計２１の設置時における、取付けや設定の煩雑さを低減化させることが可能である。

また、本実施形態の電力管理装置によれば、第３の電流計２１の割当が第１の通信Ｉ／Ｆ１１〜第３の通信Ｉ／Ｆ１３で情報を取得する特定の機器と同じ機器である場合に、当該特定の機器の電力値を合計可能である。このような構成により、特定の機器全体の電力値の把握が容易になる。

また、検出器を電流計とし、電流値の測定を例として各実施形態を説明したが、検出器が電圧計や電力計であってもよい。つまり本発明は電流値の測定に限定されるものではなく、電圧値あるいは電力値などの電力情報の測定であれば置換可能である。

本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、通信の物理層およびプロトコルは、本実施形態に記載された物理層およびプロトコル以外の物理層およびプロトコルであってもよい。

１０ 電力管理装置
１１ 第１の通信Ｉ／Ｆ（Inter Face）
１２ 第２の通信Ｉ／Ｆ
１３ 第３の通信Ｉ／Ｆ
１４ 第４の通信Ｉ／Ｆ
１５ 制御部
１６ ＰＶ（PhotoVoltanic Power Generation） ＰＣＳ（Power Conditioning System）
１７ 蓄電部ＰＣＳ
１８ スマートセンサ
１９ 第１の電流計
２０ 第２の電流計
２１ 第３の電流計
２２ 無線ルータ
２３ 無線端末
２４ 記憶媒体
２５ 第１の電力管理システム
２６ 太陽光発電装置
２７ 蓄電部
２８ 燃料電池装置
２９ 分電盤
３０ 第２の電力管理システム
３１ 太陽光発電装置
３２ ＰＶ ＰＣＳ
３３ 第３の電力管理システム
３４ 負荷機器

Claims (6)

1. 複数の検出器それぞれが計測する電力情報を取得可能な電力管理装置であって、
   前記複数の検出器のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更する制御部を備える
   ことを特徴とする電力管理装置。
2. 請求項１に記載の電力管理装置であって、前記制御部において、前記複数の検出器の中で少なくとも２つの特定の検出器の割当が前記複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更可能であり、当該少なくとも２つの特定の検出器以外の検出器の割当は分電盤の主幹および前記分電盤の分岐回路用に定められていることを特徴とする電力管理装置。
3. 請求項２に記載の電力管理装置であって、前記制御部において、前記少なくとも２つの特定の検出器の割当が、発電装置の単相３線の測定用に１組に定められるか、それぞれ個別の測定対象に定められるかを設定変更可能であることを特徴とする電力管理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の電力管理装置であって、前記制御部は、前記少なくとも２つの特定の検出器の測定値に対し、現在設定されている測定対象を識別する情報を付して外部に対して出力することを特徴とする電力管理装置。
5. 複数の検出器それぞれが計測する電力情報を取得可能な電力管理装置と、前記電力管理装置と通信を行い、電力情報に基づく画面を表示可能な通信端末とを含む電力管理システムであって、
   前記電力管理装置は、
   前記複数の検出器のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更する制御部を備え、
   前記通信端末は、
   前記複数の検出器の測定値を前記電力管理装置から受信し、受信した測定値に基づいて測定対象の電力情報を表示する
   ことを特徴とする電力管理システム。
6. 複数の検出器それぞれが計測する電力情報を取得可能な電力管理装置と、前記電力管理装置と通信を行い、電力情報に基づく画面を表示可能な通信端末とを含む電力管理システムにおける電力管理方法であって、
   前記電力管理装置が、前記複数の検出器のうちのいずれかの割当を、発電装置を含む複数の測定対象の測定用途のいずれかに設定変更するステップと、
   前記通信端末が、前記複数の検出器の測定値を前記電力管理装置から受信するステップと、
   前記通信端末が、受信した測定値に基づいて測定対象の電力情報を表示するステップとを有する
   ことを特徴とする電力管理方法。

Images