JP2015195696A - 電力管理システム、電力管理方法およびサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】停電時のバックアップ用の発電機が設置されていない施設であっても、商用電源の停電時に負荷を連続して動作させることができる電力管理システムを提供する。
【解決手段】管理装置１０が、負荷６，７の電力需要を予測又は監視し、予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、負荷６，７の電力消費を規制する電力管理システムにおいて、商用電源２の停電時に、管理装置１０が、蓄電池２０から各負荷６，７への電力供給を実施させ、しかも、蓄電池２０の残容量に応じて、各負荷６，７の電力消費を規制するように構成する。この結果、商用電源２が停電しても、負荷６，７を継続して動作させることができ、しかも、蓄電池から負荷への放電電力を抑えて、停電時に、蓄電池から負荷へ電力供給できなくなるのを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用電源から電力供給を受けて動作する負荷の電力需要を予測若しくは監視し、その予測結果若しくは監視結果が許容量を越える場合に、負荷への電力供給を制限する電力管理システム、電力管理方法およびサーバに関する。

従来、この種の電力管理システムとして、管理装置が負荷の電力需要を予測し、予測結果が許容量を超える期間内には、蓄電池から負荷へ電力供給を行うことで、負荷による商用電源の消費電力を抑制し、蓄電池からの電力供給だけでは負荷による商用電源の電力需要が許容量を越える場合に、負荷の電力消費を規制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２１５０１２号公報

上記従来の電力管理システムによれば、蓄電池から負荷に電力供給を行うことで、負荷の電力消費を規制する頻度を低減することができる。
しかしながら、上記電力管理システムは、負荷の電力需要の予測結果に基づき、蓄電池から負荷へ電力供給を行う期間、及び、負荷の電力消費を規制する期間を設定し、これら各期間からなる管理計画に基づき、蓄電池の充放電や負荷の動作を制御するシステムであり、商用電源が停電した場合の対応については検討されていなかった。

このため、商用電源の停電時には、バックアップ用電源である発電機を動作させて各負荷に電力供給するしかなく、発電機が設置されていない施設では、負荷への電力供給が遮断されてしまうという問題があった。

また、この問題は、負荷の実際の電力需要（換言すれば消費電力）を監視し、監視結果が許容量を超えることのないように、負荷の電力消費を規制する電力管理システムにおいても、同様に発生する。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、停電時のバックアップ用の発電機が設置されていない施設であっても、商用電源の停電時に負荷を連続して動作させることができる電力管理システム、電力管理方法およびサーバを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の第１の態様に係る電力管理システムは、商用電源から電力供給を受ける電力線に接続された負荷の電力需要を予測又は監視し、該電力需要の予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、前記負荷の電力消費を規制する管理装置を備えた電力管理システムであって、前記電力線には、当該電力線を介して充放電可能な蓄電池が接続されており、前記管理装置は、前記商用電源の停電時に、前記蓄電池から前記電力線へ放電させ、前記負荷の電力消費を規制することを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る電力管理方法は、商用電源から電力供給を受ける電力線に接続された負荷の電力需要を予測又は監視し、該電力需要の予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、前記負荷の電力消費を規制する電力管理方法であって、前記商用電源における停電を判定する停電判定ステップと、前記商用電源が停電したと判定された場合、前記電力線に接続され、当該電力線を介して充放電可能な蓄電池から前記電力線へ放電させ、前記負荷の電力消費を規制する放電・消費規制ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の第３の態様に係るサーバは、商用電源から電力供給を受ける電力線に接続された負荷の電力需要を予測又は監視し、該電力需要の予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、前記負荷の電力消費を規制するサーバであって、前記商用電源の停電時に、前記電力線を介して充放電可能に接続された蓄電池から前記電力線へ放電させる制御信号を出力し、前記負荷の電力消費を規制する制御信号を出力することを特徴とする。

このため、本発明の第１の態様に係る電力管理システム、第２の態様に係る電力管理方法、および、第３の態様に係るサーバによれば、商用電源の停電時には、蓄電池から負荷に電力供給を行うことで、負荷を継続して動作させることができる。また、停電時には、単に蓄電池から負荷へ電力供給を行うだけでなく、負荷の電力消費を規制するので、蓄電池から負荷への単位時間当たりの放電電力を抑制することができる。従って、停電時に、蓄電池の残容量が低下して、負荷へ電力供給できなくなるのを抑制できる。

上記発明の第１の態様において前記管理装置は、外部の情報センタ若しくは当該電力管理システムに設けられた検出装置から、前記商用電源の停電に関連する情報を取得し、該取得した情報に基づき前記商用電源の停電を予測し、前記商用電源の停電を予測すると、前記電力線から前記蓄電池への充電を実施させることが好ましい。

上記発明の第２の態様においては、外部の情報センタ若しくは当該電力管理システムに設けられた検出装置から、前記商用電源の停電に関連する情報を取得する情報取得ステップと、取得した前記停電に関連する情報に基づき前記商用電源の停電を予測判定する予測判定ステップと、前記商用電源が停電すると判定された場合、前記電力線から前記蓄電池への充電を実施する充電ステップと、を更に有することが好ましく、前記商用電源が停電すると判定された場合、前記充電ステップの前に、前記商用電源から供給される電力量が前記負荷において消費される電力量を超えているか否かを判定する余裕判定ステップが更に設けられ、前記商用電源から供給される電力量が前記負荷において消費される電力量を超えていると判定された場合、前記充電ステップにおいて前記電力線から前記蓄電池への充電の実施を行うことがさらに好ましい。

上記発明の第３の態様においては、外部の情報センタ若しくは当該電力管理システムに設けられた検出装置から取得した前記商用電源の停電に関連する情報に基づき前記商用電源の停電を予測し、前記商用電源の停電を予測すると、前記電力線から前記蓄電池への充電を実施させる制御信号を出力することが好ましい。

一般に、商用電源の停電時に蓄電池から負荷へ大容量の電力供給を行うには、停電前に蓄電池を満充電状態にしておくことが望ましい。このためには、蓄電池が常時満充電状態となるよう頻度を高く定期的に充電すればよいが、電力ピーク時や電気料金の高い時間に充電は避けたい。

また、蓄電池を定期的に充電していても、蓄電池は、負荷の電力需要の増大に伴う蓄電池から負荷への電力供給、電気自動車等に搭載された車載バッテリへの充電、等によって、放電されるので、停電時に蓄電池が満充電状態になっているとは限らない。

このため、上述のようにすれば、停電前に蓄電池を満充電状態にしておくことができる。また、停電前に蓄電池を充電するので、停電対策のための蓄電池の充電を効率よく行うことができる。つまり、このようにすれば、停電前に蓄電池を満充電状態にしておくことができる。また、停電前に蓄電池を充電するので、停電対策のための蓄電池の充電を効率よく行うことができる。

上記発明の第１の態様において前記電力線には、前記蓄電池とは異なる他の蓄電池を接続可能で、該他の蓄電池の接続時には前記電力線からの供給電力による前記他の蓄電池への充電及び前記他の蓄電池から前記電力線への放電を行う接続部が設けられており、前記管理装置は、前記蓄電池から前記電力線への放電が必要なときに、前記接続部に前記他の蓄電池が接続されている場合には、前記接続部を介して前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させること、または、実施が可能であることが好ましく、前記管理装置は、前記蓄電池の電池容量に応じて、前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させること、または、実施が可能であることがより好ましく、前記他の蓄電池は、移動体に搭載されたバッテリであることが更に好ましい。

上記発明の第２の態様においては、前記蓄電池とは異なる他の蓄電池を接続可能で、前記他の蓄電池の接続時には前記電力線からの供給電力による前記他の蓄電池への充電及び前記他の蓄電池から前記電力線への放電を行う接続部に前記他の蓄電池が接続されているか否かを判定する接続判定ステップと、前記他の蓄電池が接続されていると判定された場合に、前記蓄電池から前記電力線への放電が必要か否かを判定する放電判定ステップと、放電が必要と判定された場合に、前記接続部を介して前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施する追加放電ステップと、を更に有することが好ましく、前記放電判定ステップでは、前記蓄電池の充電容量を検出し、検出した前記充電容量が予め定められた閾値以上か否かを判定し、検出した前記充電容量が予め定められた閾値未満と判定された場合に、放電が必要と判定することがより好ましい。

上記発明の第３の態様においては、前記蓄電池とは異なる他の蓄電池を接続可能で、該他の蓄電池の接続時には前記電力線からの供給電力による前記他の蓄電池への充電及び前記他の蓄電池から前記電力線への放電を行う接続部に前記他の蓄電池が接続されている場合であって、前記蓄電池から前記電力線への放電が必要なときには、前記接続部を介して前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させる制御信号を出力、または、出力可能であることが好ましく、前記蓄電池の電池容量に応じて、前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させる制御信号を出力、または、出力可能であることがより好ましい。

このため、上述のようにすれば、接続部に他の蓄電池（例えば、車載バッテリ）が接続されている場合に、他の蓄電池に蓄積された電力を利用して負荷への電力供給等を行うことができるようになり、電力線に接続された蓄電池の残容量が少ない場合であっても、負荷に電力供給を行うことができる。

さらに、例えば、蓄電池が満充電状態で残容量が多い場合には、蓄電池から電力線へ放電させ、蓄電池の残容量が少ないときに、他の蓄電池から放電させる、といったことができる。言い換えると、他の蓄電池から電力線への放電を最小限に抑えつつ、負荷への電力供給を実施させることができる。

上記発明の第１の態様においては、前記電力線に電力供給可能な発電装置を備え、前記管理装置は、前記発電装置の発電量を予測又は計測し、該発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きい場合には、前記発電装置から前記商用電源側の電力線に発電電力を供給させ、前記発電量が前記特定負荷の電力需要以下である場合には、前記発電装置から前記特定負荷に発電電力を供給させることが好ましく、前記発電装置は、太陽電池パネルであることがより好ましい。

上記発明の第２の態様においては、前記電力線に電力供給可能な発電装置の発電量を予測又は計測する予測・計測ステップと、前記発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きいか否かを判定する発電量判定ステップと、前記発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きいと判定された場合、前記発電装置から前記商用電源側の電力線に発電電力を供給させる第１供給ステップと、前記発電量が前記特定負荷の電力需要以下と判定された場合、前記発電装置から前記特定負荷に発電電力を供給させる第２供給ステップと、を更に有することが好ましい。

上記発明の第３の態様においては、前記電力線に電力供給可能な発電装置の発電量を予測又は計測し、該発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きい場合には、前記発電装置から前記商用電源側の電力線に発電電力を供給させ、前記発電量が前記特定負荷の電力需要以下である場合には、前記発電装置から前記特定負荷に発電電力を供給させる制御信号を出力することが好ましい。

例えば、発電装置による発電量が特定負荷の電力需要よりも大きい場合に、発電装置から特定負荷に直接発電電力を供給すると、特定負荷にて消費されない余剰電力を捨ててしまうことになり、逆に、発電装置から商用電源側の電力線に発電電力を供給するようにすると、その発電電力による電流が商用電源側の電力線に流れ、電路や電力変換等による電力損失が生じる。

そこで、上述のようにすれば、電力線に接続された負荷の内、電力需要が発電装置の発電量よりも大きい特定負荷に対し、発電装置から直接電力供給を行うことで、発電装置による発電電力を効率よく利用できるようになる。さらに、発電装置としては、自然エネルギを利用して発電する発電装置を用いることが好ましく、例えば、太陽電池パネルを利用することが好ましい。

実施形態の電力管理システム全体の構成を表すブロック図である。 管理装置にて実行される停電時負荷規制処理を表すフローチャートである。 管理装置にて実行される停電前充電処理を表すフローチャートである。 管理装置にて実行される車載バッテリ充放電設定処理を表すフローチャートである。 管理装置にて実行される発電出力切換処理を表すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の電力管理システムは、所定の施設内で商用電源２から電力供給を受ける交流電力線４及び直流電力線５にそれぞれ接続された、交流負荷６及び直流負荷７の電力需要を管理するためのものであり、これら各部に接続された管理装置（サーバ）１０を備える。

直流電力線５には、直流電力線５を介して充放電可能な蓄電池２０、及び、電気自動車（ＥＶ）等に搭載された車載バッテリ（他の蓄電池）２３を接続可能で車載バッテリ２３に対する充電及び放電を行うＥＶ充電器２２、が接続されている。

なお、本実施形態では、直流電力線５にＥＶ充電器２２を接続し、電気自動車に搭載された車載バッテリ２３がＥＶ充電器２２に接続される例に適用して説明するが、直流電力線５に接続されるものは、電動自転車や、電動バイクや、電動船舶等の移動体に搭載された車載バッテリに接続される充電器であってもよい。さらに、移動体に搭載される車載バッテリの他に、蓄電池２０とは別の充放電可能なバッテリ（固定設置されるもの、移動可能に接地されるものを含む）であってもよく、特に限定するものではない。

商用電源２からの供給電力は交流であるため、交流電力線４は商用電源２からの電力供給経路に直接接続されており、直流電力線５は、その電力供給経路に設けられた電力変換装置１２を介して接続されている。

電力変換装置１２は、商用電源２から供給された交流電力を直流電力に変換して直流電力線５に出力する交流−直流変換機能、及び、蓄電池２０やＥＶ充電器２２から直流電力線５に供給された直流電力を交流電力に変換して交流電力線４若しくは商用電源２側に出力する直流−交流変換機能を有する。

また、管理対象となる施設には、太陽光発電パネル（ＰＶ）３０が設置されている。そして、このＰＶ３０からの発電電力（直流）を、交流電力線４、直流電力線５、又は、商用電源２側に選択的に出力できるように、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）３２、及び、経路切換スイッチ３４、３６が設けられている。

ＰＣＳ３２は、ＰＶ３０から出力される直流電力を交流電力に変換するためのものであり、経路切換スイッチ３４は、ＰＶ３０の出力を直流電力線５に接続するか、ＰＣＳ３２の入力に接続するか、を切り換えるためのものである。また、経路切換スイッチ３６は、ＰＣＳ３２の出力を交流電力線４に接続するか、商用電源２からの電力供給経路に接続するか、を切り換えるためのものである。

なお、経路切換スイッチ３４には、経路切換用の接点として、２つの接点ａ、ｂが備えられており、接点ａは直流電力線５に接続され、接点ｂはＰＣＳ３２の入力端子に接続されている。また、経路切換スイッチ３６にも、経路切換用の接点として、２つの接点ｃ、ｄが備えられており、接点ｃは交流電力線４に接続され、接点ｄは商用電源２からの電力供給経路に接続されている。

そして、経路切換スイッチ３４、３６には、管理装置１０からの指令に従い、ＰＶ３０又はＰＣＳ３２の出力を２つの接点の一方に接続する駆動回路（ソレノイド等）が内蔵されている。

また、交流負荷６、直流負荷７、電力変換装置１２、蓄電池２０、ＥＶ充電器２２、ＰＶ３０及びＰＣＳ３２には、自身の動作状態を検出して管理装置１０に送信したり、管理装置１０からの指令を受けて自身の動作を制御したりするためのマイクロコンピュータ（図示せず）が内蔵されている。

一方、管理装置１０は、これら各部のマイクロコンピュータとの間で通信可能なコンピュータシステムにて構成されている。
そして、管理装置１０は、交流負荷６及び直流負荷７に設けられたマイクロコンピュータとの通信により得られる各負荷６，７の前日（若しくは過去）の電力需要に基づき、次の日の制御期間内の電力需要を予測し、その予測結果に基づき、電力需要が目標値（換言すれば許容量）を超えることのないよう、次の日の制御期間内に、各負荷６，７での電力消費を規制するための規制計画を立て、その規制計画に従い、各負荷６，７での電力消費を規制する。

また、各負荷６，７の電力消費を規制する際、管理装置１０は、各負荷６，７の実際の電力需要を監視し、実際の電力需要が規制計画を立てたときの予測結果と異なる場合には、規制計画を見直す。

また、管理装置１０は、蓄電池２０に設けられたマイクロコンピュータとの通信により蓄電池２０の残容量を監視し、必要に応じて蓄電池２０への充電及び蓄電池２０から直流電力線５への放電を実行させる。

また、管理装置１０は、蓄電池２０から直流電力線５への放電を実行させる際には、各負荷６，７の電力需要に応じて、電力変換装置１２に対し、直流電力線５から交流電力線４（延いては交流負荷６）への電力供給も実行させる。

また更に、管理装置１０は、電力変換装置１２に設けられたマイクロコンピュータとの通信により、商用電源２の停電を監視し、商用電源２の停電時には、蓄電池２０から直流電力線５への放電を実行させることで、各負荷６，７へ電力供給を行い、各負荷６，７の動作を継続させる。

そして、このとき、管理装置１０は、図２に示す停電時負荷規制処理を実行することで、各負荷６，７での電力消費を制限し、蓄電池２０からの放電量を抑制して、蓄電池２０に蓄積された電力により各負荷６，７を動作可能な時間を長くする。

また、管理装置１０は、蓄電池２０から各負荷６，７に電力供給できるように、ネットワーク４０を介して、外部の情報センタ４２から停電発生に関する情報（雷情報や地震情報等）を取得し、その取得した情報に基づき停電の発生を予測して蓄電池２０を充電する、停電前充電処理（図３参照）も実行する。

なお、本実施形態では停電発生に関する情報として雷情報や地震情報を用いる例に適用して説明するが、雷情報や地震情報の代わりに停電の発生と関連のある情報である大雨情報や、大雪情報や、暴風情報や、竜巻情報などの他の気候に関する情報や、災害に関する情報であってもよく、特に限定するものではない。さらに、気候に関する情報や災害に関する情報の他に、電力の需給バランスの崩れに関する情報など、更に別の停電の発生と関連のある情報であってもよい。

また、管理装置１０は、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されているときに、蓄電池２０の残容量に応じて、蓄電池から車載バッテリ２３への充電許可、充電禁止、車載バッテリ２３から直流電力線５への放電許可を設定する車載バッテリ２３充放電設定処理（図４参照）、及び、ＰＶ３０による発電量と、交流負荷６及び直流負荷７の需要電力とに基づき、経路切換スイッチ３４、３６を切り換える発電出力切換処理（図５参照）も実行する。

次に、上記のように管理装置１０にて実行される停電時負荷規制処理、停電前充電処理、車載バッテリ充放電設定処理、及び、発電出力切換処理について説明する。
停電時負荷規制処理は、管理装置１０において、メインルーチンの一つとして常時実行される処理であり、図２に示すように、所定が開始されると、まずＳ１１０（停電判定ステップ：Ｓはステップを表す）にて、電力変換装置１２から商用電源２の停電を表す情報が送信されてきたか否かを判断することにより、商用電源２の停電を監視する。そして、商用電源２が停電した際には、Ｓ１２０（検出ステップ）に移行して、蓄電池２０の残容量（蓄電池容量）を検出する。

次に、Ｓ１３０（容量判定ステップ）では、蓄電池容量が予め設定された閾値Ａｈ１以上であるか否かを判断し、蓄電池容量が閾値Ａｈ１以上であれば、Ｓ１４０（放電・消費規制ステップ）に移行して、停電時の交流負荷６及び直流負荷７の規制モードとして、予め設定された停電負荷規制モード１を設定する。

また、Ｓ１３０にて、蓄電池容量は閾値Ａｈ１以上ではないと判断された場合には、Ｓ１５０（容量判定ステップ）に移行し、蓄電池容量は閾値Ａｈ２（但し、Ａｈ２＜Ａｈ１）以上であるか否かを判断する。

そして、蓄電池容量が閾値Ａｈ２以上（つまり、Ａｈ１＞蓄電池容量≧Ａｈ２）であれば、Ｓ１６０（放電・消費規制ステップ）に移行して、停電時の交流負荷６及び直流負荷７の規制モードとして、予め設定された停電負荷規制モード２を設定し、蓄電池容量が閾値Ａｈ２未満であれば、Ｓ１７０（放電・消費規制ステップ）に移行して、停電時の交流負荷６及び直流負荷７の規制モードとして、予め設定された停電負荷規制モード３を設定する。

ここで、停電負荷規制モード１、２、３は、商用電源２の停電時に、蓄電池２０から直流負荷７及び交流負荷６に電力供給を行いつつ、これら各負荷６，７での電力消費を規制するための、管理装置１０の動作モードであり、管理装置１０は、停電時負荷規制処理にて停電負荷規制モードが設定されると、蓄電池２０から直流電力線５へ放電させ、各負荷６，７での電力消費を規制する。

また、管理装置１０は、停電負荷規制モード１では、各負荷６，７での電力消費の規制量が最も少なく、停電負荷規制モード３では、各負荷６，７での電力消費の規制量が最も多くなるように、各負荷６，７の電力消費を規制する。

この結果、商用電源２の停電時に蓄電池２０の残容量が少ない程、各負荷６，７に対する電力消費の規制量が多くなり、停電時に蓄電池２０から各負荷６，７に電力供給できる時間を確保することができる。

次に、Ｓ１４０、Ｓ１６０又はＳ１７０にて、停電時負荷規制モードを設定すると、Ｓ１８０に移行し、商用電源２が停電状態から正常状態に復旧したか否かを判断する。そして、正常状態に復旧していれば、Ｓ２００に移行して、停電時の負荷規制を解除し、再度Ｓ１１０の停電判定処理に移行する。

また、Ｓ１８０にて、商用電源２は停電状態から復旧していないと判断されると、Ｓ１９０に移行して、予め設定された設定時間が経過したか否かを判断し、設定時間が経過していなければ再度Ｓ１８０に移行することで、商用電源２が停電状態から復旧するか、設定時間が経過するのを待つ。

そして、Ｓ１９０にて、設定時間が経過したと判断されると、Ｓ１２０に移行して、蓄電池容量を検出し、Ｓ１３０〜Ｓ１７０の処理にて、停電負荷規制モードを、最新の蓄電池２０の残容量に応じて設定し直す。

次に、停電前充電処理は、管理装置１０において、商用電源２が停電していない通常時に所定時間毎に定期的に実行される処理であり、図３に示すように、処理が開始されると、まずＳ２１０（情報取得ステップ）にて、外部の情報センタ４２から地震情報及び雷情報を取得する。

そして、続くＳ２２０（予測判定ステップ）では、Ｓ２１０で取得した地震情報の中に、当該地域に対する設定震度（例えば震度５）以上の地震情報（地震警報、地震速報等）があるか否かを判断し、設定震度以上の地震情報があれば、Ｓ２４０に移行する。

また、Ｓ２２０にて、設定震度以上の地震情報がないと判断された場合には、Ｓ２３０（予測判定ステップ）に移行し、Ｓ２１０で取得した雷情報から、当該地域に対し雷警報が発令されているか否かを判断する。そして、雷警報が発令されていれば、Ｓ２４０（余裕判定ステップ）に移行し、雷警報が発令されていなければ、Ｓ２６０（予測判定ステップ）に移行する。

Ｓ２４０では、当該施設における需要電力と設定した電力値、例えば契約電力とを比較することで、設定した電力値に対し需要電力に余裕があるか否か（換言すれば蓄電池２０に充電しても需要電力の設定した電力値を越えることはないか否か）を判断する。

そして、需要電力に余裕がある場合（つまり、蓄電池２０に充電しても問題ない場合）には、Ｓ２５０（充電ステップ）に移行して、蓄電池２０に設けられたマイクロコンピュータに充電指令を送信することで、直流電力線５から蓄電池２０への充電を実施させ、当該停電前充電処理を終了する。

また、Ｓ２４０にて、需要電力に余裕がないと判断された場合には、Ｓ２８０に移行して、蓄電池２０への充電はしないことを設定（記憶）し、当該停電前充電処理を終了する。

次に、Ｓ２３０にて雷警報は発令されていないと判断された場合には、Ｓ２６０に移行し、雷注意報は発令されているか否かを判断する。
そして、雷注意報が発令されていれば、Ｓ２７０に移行して、蓄電池２０の残容量は予め設定された閾値Ａｈ３以上であるか否かを判断し、蓄電池２０の残容量が閾値以上であれば、Ｓ２８０にて充電なしを設定した後、当該停電前充電処理を終了する。また、Ｓ２６０にて、雷注意報は発令されていないと判断された場合にも、Ｓ２８０にて充電なしを設定した後、当該停電前充電処理を終了する。

また、Ｓ２７０にて、蓄電池２０の残容量は閾値Ａｈ３未満であると判断された場合には、Ｓ２４０に移行することで、設定した電力値に対し需要電力に余裕があることを条件として、蓄電池２０への充電を実行させる。

このように、停電前充電処理では、当該地域に対する地震警報がある場合や、雷警報が発令されている場合に、商用電源２からの需要電力に余裕があれば、蓄電池２０への充電を実行させる。また、雷注意報が発令されているときには、蓄電池２０の残容量が閾値Ａｈ３未満で、商用電源２からの需要電力に余裕があるときに、蓄電池２０への充電を実行させる。

従って、地震や雷によって停電が発生しそうなときには、各負荷６，７の動作に影響を与えることのない条件下で、事前に蓄電池２０を充電することができ、停電発生後に蓄電池２０から各負荷６，７に電力供給できなくなるのを防止できる。

次に、車載バッテリ充放電設定処理は、管理装置１０において、メインルーチンの一つとして常時実行される処理であり、図４に示すように、処理が開始されると、まずＳ３１０（接続判定ステップ）にて、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されたか否かを判断することにより、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されるのを待つ。

そして、Ｓ３１０にて、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されたと判断されると、Ｓ３２０に移行して、蓄電池２０の残容量（蓄電池容量）を検出し、続くＳ３３０（放電判定ステップ）にて、蓄電池容量は予め設定された閾値Ａｈ１１以上であるか否かを判断する。

Ｓ３３０にて、蓄電池容量が閾値Ａｈ１１以上であると判断されると、Ｓ３４０に移行して、ＥＶ充電器２２に対し、直流電力線５から車載バッテリ２３への充電を許可し、Ｓ３８０に移行する。

また、Ｓ３３０にて、蓄電池容量は閾値Ａｈ１１以上ではないと判断された場合には、Ｓ３５０（放電判定ステップ）に移行し、蓄電池容量は閾値Ａｈ１２（但し、Ａｈ１２＜Ａｈ１１）以上であるか否かを判断する。

そして、蓄電池容量が閾値Ａｈ１２以上（つまり、Ａｈ１１＞蓄電池容量≧Ａｈ１２）であれば、Ｓ３６０に移行して、ＥＶ充電器２２に対し、直流電力線５から車載バッテリ２３への充電を禁止し、Ｓ３８０に移行する。

また、Ｓ３５０にて、蓄電池容量は閾値Ａｈ１２以上ではないと判断された場合には、Ｓ３７０（追加放電ステップ）に移行して、ＥＶ充電器２２に対し、車載バッテリ２３から直流電力線５への放電を許可、または、放電を開始し、Ｓ３８０に移行する。

つまり、蓄電池容量が閾値Ａｈ１１以上で、蓄電池２０の残容量が多い場合には、蓄電池２０への充電電力を確保する必要がないため、車載バッテリ２３への充電を許可し、蓄電池容量が閾値Ａｈ１１未満、閾値Ａｈ１２以上である場合には、蓄電池２０への充電が必要であるため、車載バッテリ２３への充電を禁止する。

また、蓄電池容量が閾値Ａｈ１２未満である場合には、蓄電池２０から直流電力線５へ放電させて各負荷６，７へ電力供給することができないことから、車載バッテリ２３から直流電力線５への放電を許可、または、放電を開始することで、当該施設での電力需要を抑える必要のある制御期間内に、車載バッテリ２３から直流電力線５へ放電できるようにする、もしくは、放電する。

この結果、各負荷６，７による電力需要が増加して目標値を越える場合に、蓄電池２０の残容量が少なくなっても、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されていれば、その車載バッテリ２３から直流電力線５に放電させることで、各負荷６，７への電力供給を継続することができるようになる。

次に、Ｓ３４０、Ｓ３６０又はＳ３７０にて、車載バッテリ２３の充・放電を許可若しくは禁止する設定を行うと、Ｓ３８０に移行して、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されているか否かを判断する。そして、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されていなければ、Ｓ４００に移行して、車載バッテリ接続時の充放電の設定を解除し、Ｓ３１０に移行する。

また、Ｓ３８０にて、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されていると判断された場合には、Ｓ３９０に移行して、予め設定された設定時間が経過したか否かを判断し、設定時間が経過していなければ、再度Ｓ３８０に移行することで、ＥＶ充電器２２への車載バッテリ２３の接続が遮断されるか、設定時間が経過するのを待つ。

そして、Ｓ３９０にて、設定時間が経過したと判断されると、Ｓ３２０に移行して、蓄電池容量を検出し、Ｓ３３０〜Ｓ３７０の処理にて、車載バッテリ２３の充放電の設定を、最新の蓄電池２０の残容量に応じて更新する。

次に、発電出力切換処理は、管理装置１０において、所定時間間隔で定期的に実行される処理である。
図５に示すように、処理が開始されると、まずＳ４１０（予測・計測ステップ）にて、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖ、交流負荷６の需要電力Ｐａｃ、直流負荷７の需要電力Ｐｄｃを予測（又は計測）する。

そして、続くＳ４２０（発電量判定ステップ）では、Ｓ４１０での予測（又は計測）結果に基づき、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが直流負荷７の需要電力Ｐｄｃ以下であるか否かを判断し、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが直流負荷７の需要電力Ｐｄｃ以下である場合には、Ｓ４３０（第２供給ステップ）に移行して、経路切換スイッチ３４の切換位置を、接点ａ側に設定し、当該発電出力切換処理を終了する。

一方、Ｓ４２０にて、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが直流負荷７の需要電力Ｐｄｃ以下ではないと判断された場合には、Ｓ４４０に移行して、Ｓ４１０での予測（又は計測）結果に基づき、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖは、交流負荷６の需要電力Ｐａｃ以下であるか否かを判断する。

そして、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが交流負荷６の需要電力Ｐａｃ以下である場合（つまり、Ｐｄｃ＜Ｐｐｖ≦Ｐａｃの場合）には、Ｓ４５０に移行して、経路切換スイッチ３４の切換位置を接点ｂ側、経路切換スイッチ３６の切換位置を接点ｃ側、にそれぞれ設定し、当該発電出力切換処理を終了する。

また、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが交流負荷６の需要電力Ｐａｃ以下ではない場合（つまり、Ｐａｃ＜Ｐｐｖの場合）には、Ｓ４６０（第１供給ステップ）に移行して、経路切換スイッチ３４の切換位置を接点ｂ側、経路切換スイッチ３６の切換位置を接点ｄ側、にそれぞれ設定し、当該発電出力切換処理を終了する。

このように、発電出力切換処理では、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが直流負荷７の需要電力Ｐｄｃ以下である場合には、経路切換スイッチ３４が接点ａ側に切り換えられて、ＰＶ３０による発電電力が直流負荷７に供給されるようにする。

また、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが直流負荷７の需要電力Ｐｄｃよりも大きく、交流負荷の需要電力Ｐａｃ以下である場合には、経路切換スイッチ３４が接点ｂ側、経路切換スイッチ３６が接点ｃ側、にそれぞれ切り換えられて、ＰＶ３０による発電電力がＰＣＳ３２を介して交流負荷６に供給されるようにする。

また、ＰＶ３０の発電量Ｐｐｖが直流負荷７の需要電力Ｐｄｃよりも大きく、かつ交流負荷の需要電力Ｐａｃよりも大きい場合には、経路切換スイッチ３４が接点ｂ側、経路切換スイッチ３６が接点ｄ側、にそれぞれ切り換えられて、ＰＶ３０による発電電力がＰＣＳ３２を介して電力変換装置の２次側（出力側）のみならず商用電源２からの電力供給経路に出力されるようにする。

つまり、本実施形態では、ＰＶ３０による発電電力が直流負荷７又は交流負荷６の需要電力よりも小さい場合に、直流負荷７又は交流負荷６に発電電力を直接供給することで、ＰＶ３０による発電電力を商用電源２側の電力供給経路に出力するようにした場合に比べて、ＰＶ３０による発電電力の電力損失を少なくし、商用電源２からの供給電力の消費量を低減するようにしている。

以上説明したように、本実施形態の電力管理システムにおいては、管理対象となる施設内の交流負荷６及び直流負荷７の需要電力が目標値を超えるときに、管理装置１０が、各負荷６，７での電力消費を規制すると共に、蓄電池２０から各負荷６，７への電力供給を実施させることで、商用電源２からの供給電力の消費量を抑制する。

また、管理装置１０は、交流負荷６及び直流負荷７の需要電力が目標値を超える場合に、商用電源２からの供給電力の消費量を抑制するだけでなく、商用電源２が停電したときには、蓄電池２０から各負荷６，７への電力供給を実施させることで、各負荷６，７が動作を停止するのを防止し、しかも、蓄電池２０の残容量に応じて停電負荷規制モードを設定することで、各負荷６，７での電力消費を規制する。

このため、本実施形態の電力管理システムによれば、商用電源２が停電しても、各負荷６，７を継続して動作させることができ、しかも、商用電源２の停電時に、蓄電池２０の残容量が低下して、各負荷６，７に電力供給できなくなるのを抑制できる。

また、管理装置１０は、商用電源２の停電時に、蓄電池２０からの電力供給によって各負荷６，７を動作させることができるようにするため、雷情報や地震情報に基づき、商用電源２の停電を予測し、商用電源２の停電を予測した際には、蓄電池２０への充電を行う。

このため、本実施形態の電力管理システムによれば、商用電源２の停電前に蓄電池２０を充電しておくことができ、商用電源２の停電時に、蓄電池２０の残容量が少なく、蓄電池２０から各負荷６，７に電力供給できなくなるのを防止できる。

また、ＥＶ充電器２２に車載バッテリ２３が接続されているときには、蓄電池２０の残容量に応じて、ＥＶ充電器２２による車載バッテリ２３への充電を許可若しくは禁止し、しかも、蓄電池２０の残容量が少なく、蓄電池２０から各負荷６，７への電力供給ができないときには、ＥＶ充電器２２を介して車載バッテリ２３から各負荷６，７への電力供給を実施させる。

このため、本実施形態の電力管理システムによれば、蓄電池２０の残容量が少ない場合に、電気自動車等に搭載された車載バッテリ２３を利用して、各負荷６，７に電力供給を行うことができる。

また、本実施形態の電力管理システムにおいて、管理対象となる施設には、ＰＶ３０が設置されており、管理装置１０は、ＰＶ３０の発電電力を予測又は計測し、交流負荷６及び直流負荷７の電力需要と比較することで、ＰＶ３０の発電電力を単独で消費し得る負荷を選択し、ＰＶ３０の発電電力を単独で消費し得る負荷があれば、その負荷に対しＰＶ３０の発電電力を直接供給し、ＰＶ３０の発電電力を単独で消費し得る負荷がなければ、ＰＶ３０の発電電力を電力変換装置の２次側（出力側）のみならず商用電源２側の電力供給経路に出力させる。このため、各負荷６，７への電力供給に、ＰＶ３０による発電電力を効率よく利用することができる。

なお、本実施形態においては、ＥＶ充電器２２が、本発明の接続部に相当し、ＰＶ（太陽光発電パネル）３０が、本発明の発電装置に相当する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。

例えば、上記実施形態では、管理対象となる施設内には、商用電源２から電力供給を受ける負荷として、交流負荷６及び直流負荷７が存在し、管理装置１０は、これら各負荷６，７の電力消費を規制するものとして説明したが、負荷としては、照明装置や空調装置等、施設内に設置された各種電気機器を挙げることができる。

また、管理装置１０は、施設内での商用電源２の電力消費を規制する際には、これらの負荷の内、動作させる負荷を制限することによって電力消費を規制するようにしてもよく、或いは、負荷の動作モード（例えば空調装置であれば設定温度等）を切り換えることで電力消費を規制するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、管理装置１０は、管理対象となる施設に設けられるものとして説明したが、外部の管理施設に設置し、ネットワーク４０を介して施設内の各部と通信することにより、施設内の需要電力を管理するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、管理対象となる施設には、発電装置として、太陽光発電パネル（ＰＶ）３０が設置されているものとして説明したが、その他直流の発電装置が設置されていてもよい。

また、上記実施形態において、管理装置１０は、商用電源の停電に関連する情報として、地震情報及び気象情報を、外部の情報センタから取得するものとして説明したが、例えば、地震発生時の震度を検出する検出装置（振動センサ）を、管理装置１０若しくは管理装置１０に接続される他の装置（交流負荷６，直流負荷７，電力変換装置１２等）に設けておき、管理装置１０は、その検出装置から震度情報を取得することで、地震による停電の発生を予測するようにしてもよい。

２…商用電源、４…交流電力線、５…直流電力線、６…交流負荷、７…直流負荷、１０…管理装置（サーバ）、１２…電力変換装置、２０…蓄電池、２２…ＥＶ充電器、２３…車載バッテリ（他の蓄電池）、３０…ＰＶ（太陽光発電パネル）、３２…ＰＣＳ（パワーコンディショナ）、３４，３６…経路切換スイッチ、４０…ネットワーク、４２…情報センタ、Ｓ１１０…停電判定ステップ、Ｓ１２０…検出ステップ、Ｓ１３０…容量判定ステップ、Ｓ１４０…放電・消費規制ステップ、Ｓ１５０…容量判定ステップ、Ｓ１６０…放電・消費規制ステップ、Ｓ１７０…放電・消費規制ステップ、Ｓ２１０…情報取得ステップ、Ｓ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２６０…予測判定ステップ、Ｓ２４０…余裕判定ステップ、Ｓ２５０…充電ステップ、Ｓ３１０…接続判定ステップ、Ｓ３３０…放電判定ステップ、Ｓ３５０…放電判定ステップ、Ｓ３７０…追加放電ステップ、Ｓ４１０…予測・計測ステップ、Ｓ４２０…発電量判定ステップ、Ｓ４３０…第２供給ステップ。

Claims (19)

1. 商用電源から電力供給を受ける電力線に接続された負荷の電力需要を予測又は監視し、該電力需要の予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、前記負荷の電力消費を規制する管理装置を備えた電力管理システムであって、
   前記電力線には、当該電力線を介して充放電可能な蓄電池が接続されており、
   前記管理装置は、
   前記商用電源の停電時に、前記蓄電池から前記電力線へ放電させ、前記負荷の電力消費を規制することを特徴とする電力管理システム。
2. 前記管理装置は、
   外部の情報センタ若しくは当該電力管理システムに設けられた検出装置から、前記商用電源の停電に関連する情報を取得し、該取得した情報に基づき前記商用電源の停電を予測し、
   前記商用電源の停電を予測すると、前記電力線から前記蓄電池への充電を実施させ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. 前記電力線には、前記蓄電池とは異なる他の蓄電池を接続可能で、該他の蓄電池の接続時には前記電力線からの供給電力による前記他の蓄電池への充電及び前記他の蓄電池から前記電力線への放電を行う接続部が設けられており、
   前記管理装置は、前記蓄電池から前記電力線への放電が必要なときに、前記接続部に前記他の蓄電池が接続されている場合には、前記接続部を介して前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させること、または、実施が可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力管理システム。
4. 前記管理装置は、前記蓄電池の電池容量に応じて、前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させること、または、実施が可能であることを特徴とする請求項３に記載の電力管理システム。
5. 前記他の蓄電池は、移動体に搭載されたバッテリであることを特徴とする請求項３または４に記載の電力管理システム。
6. 前記電力線に電力供給可能な発電装置を備え、
   前記管理装置は、前記発電装置の発電量を予測又は計測し、該発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きい場合には、前記発電装置から前記商用電源側の電力線に発電電力を供給させ、
   前記発電量が前記特定負荷の電力需要以下である場合には、前記発電装置から前記特定負荷に発電電力を供給させることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電力管理システム。
7. 前記発電装置は、太陽電池パネルであることを特徴とする請求項６に記載の電力管理システム。
8. 商用電源から電力供給を受ける電力線に接続された負荷の電力需要を予測又は監視し、該電力需要の予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、前記負荷の電力消費を規制する電力管理方法であって、
   前記商用電源における停電を判定する停電判定ステップと、
   前記商用電源が停電したと判定された場合、前記電力線に接続され、当該電力線を介して充放電可能な蓄電池から前記電力線へ放電させ、前記負荷の電力消費を規制する放電・消費規制ステップと、
   を有することを特徴とする電力管理方法。
9. 前記放電・消費規制ステップの前に、前記商用電源が停電したと判定された場合、前記蓄電池の充電容量を検出する検出ステップと、
   検出した前記充電容量が、予め定められた閾値以上か否かを判定する容量判定ステップと、
   が更に設けられ、
   前記放電・消費規制ステップでは、検出した前記充電容量が予め定められた閾値以上と判定された場合、検出した前記充電容量が予め定められた閾値未満と判定された場合と比較して前記負荷における電力消費の規制量を大きくすることを特徴とする請求項８に記載の電力管理方法。
10. 外部の情報センタ若しくは当該電力管理システムに設けられた検出装置から、前記商用電源の停電に関連する情報を取得する情報取得ステップと、
    取得した前記停電に関連する情報に基づき前記商用電源の停電を予測判定する予測判定ステップと、
    前記商用電源が停電すると判定された場合、前記電力線から前記蓄電池への充電を実施する充電ステップと、
    を更に有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電力管理方法。
11. 前記商用電源が停電すると判定された場合、前記充電ステップの前に、前記商用電源から供給される電力量が前記負荷において消費される電力量を超えているか否かを判定する余裕判定ステップが更に設けられ、
    前記商用電源から供給される電力量が前記負荷において消費される電力量を超えていると判定された場合、前記充電ステップにおいて前記電力線から前記蓄電池への充電の実施を行うことを特徴とする請求項１０記載の電力管理方法。
12. 前記蓄電池とは異なる他の蓄電池を接続可能で、前記他の蓄電池の接続時には前記電力線からの供給電力による前記他の蓄電池への充電及び前記他の蓄電池から前記電力線への放電を行う接続部に前記他の蓄電池が接続されているか否かを判定する接続判定ステップと、
    前記他の蓄電池が接続されていると判定された場合に、前記蓄電池から前記電力線への放電が必要か否かを判定する放電判定ステップと、
    放電が必要と判定された場合に、前記接続部を介して前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施する追加放電ステップと、
    を更に有することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の電力管理方法。
13. 前記放電判定ステップでは、前記蓄電池の充電容量を検出し、検出した前記充電容量が予め定められた閾値以上か否かを判定し、
    検出した前記充電容量が予め定められた閾値未満と判定された場合に、放電が必要と判定することを特徴とする請求項１２記載の電力管理方法。
14. 前記電力線に電力供給可能な発電装置の発電量を予測又は計測する予測・計測ステップと、
    前記発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きいか否かを判定する発電量判定ステップと、
    前記発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きいと判定された場合、前記発電装置から前記商用電源側の電力線に発電電力を供給させる第１供給ステップと、
    前記発電量が前記特定負荷の電力需要以下と判定された場合、前記発電装置から前記特定負荷に発電電力を供給させる第２供給ステップと、
    を更に有することを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の電力管理方法。
15. 商用電源から電力供給を受ける電力線に接続された負荷の電力需要を予測又は監視し、該電力需要の予測又は監視結果が許容量を越える期間内に、前記負荷の電力消費を規制するサーバであって、
    前記商用電源の停電時に、前記電力線を介して充放電可能に接続された蓄電池から前記電力線へ放電させる制御信号を出力し、前記負荷の電力消費を規制する制御信号を出力することを特徴とするサーバ。
16. 外部の情報センタ若しくは当該電力管理システムに設けられた検出装置から取得した前記商用電源の停電に関連する情報に基づき前記商用電源の停電を予測し、
    前記商用電源の停電を予測すると、前記電力線から前記蓄電池への充電を実施させる制御信号を出力することを特徴とする請求項１５に記載のサーバ。
17. 前記蓄電池とは異なる他の蓄電池を接続可能で、該他の蓄電池の接続時には前記電力線からの供給電力による前記他の蓄電池への充電及び前記他の蓄電池から前記電力線への放電を行う接続部に前記他の蓄電池が接続されている場合であって、前記蓄電池から前記電力線への放電が必要なときには、
    前記接続部を介して前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させる制御信号を出力、または、出力可能であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のサーバ。
18. 前記蓄電池の電池容量に応じて、前記他の蓄電池から前記電力線への放電を実施させる制御信号を出力、または、出力可能であることを特徴とする請求項１７に記載のサーバ。
19. 前記電力線に電力供給可能な発電装置の発電量を予測又は計測し、該発電量が前記電力線に接続された特定負荷の電力需要よりも大きい場合には、前記発電装置から前記商用電源側の電力線に発電電力を供給させ、
    前記発電量が前記特定負荷の電力需要以下である場合には、前記発電装置から前記特定負荷に発電電力を供給させる制御信号を出力することを特徴とする請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載のサーバ。