JP2016025681A

JP2016025681A - 集合住宅節電システム

Info

Publication number: JP2016025681A
Application number: JP2014146206A
Authority: JP
Inventors: 仁中島; Hitoshi Nakajima
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: JP6328508B2

Abstract

【課題】高圧一括受電する集合住宅において、電力供給業者からの電力削減要求を受けて削減された電力に対して、住戸毎の削減量を適正に判断できる集合住宅節電システムを提供する。【解決手段】高圧一括受電した電力情報を基に一定時間毎に使用電力量情報を算出して電力供給事業者に通知する電力情報送信装置４と、アグリゲータ２からの電力削減要求を受けて、個々の住戸に対して節電指示を出すと共に、実施された電力削減量情報をアグリゲータ２に送信する親コントローラ３と、各住戸に設置されて親コントローラ３の指示を受けて節電指示を実施し、住戸内での電力削減量を計測して親コントローラ３に送信する宅内コントローラ１３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電力需給が逼迫した際に集合住宅の電力需要を抑制する集合住宅節電システムに関する。

電力需給が逼迫した際に、電力供給事業者からの要請を受けて需要家が電力の使用を抑制して電力不足を回避する方策が近年実施されている。こうした節電形態は、エネルギーの節約や環境への配慮から今後も実施されることが考えられ、効果的な節電形態が望まれている。
このような電力抑制技術に、デマンドレスポンス対応システムと呼ばれる形態がある。これは、電力供給事業者から需要抑制協力を要請するデマンドレスポンスが発動され、これを受けた電力管理事業者（アグリゲータ）が予め契約している企業やマンション等の電力需要家に対して電力の削減を実施させて、削減した分の電力（ネガワット）に見合った協力金（インセンティブ）を電力供給業者がアグリゲータに支払い、その協力金を削減量に応じて協力頂いた電力需要家に分配するシステムである（例えば、特許文献１参照）。

そして、このシステムを個々の住戸に対しても適用したシステムとして、例えば特許文献２に開示された技術がある。これは、需要家宅内にＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と称される制御装置を設置して、デマンドレスポンスの発動を受けて宅内電気設備の消費電力の削減制御を実施し、住戸内の節電を実施するものである。

特開２０１３−２３００５１号公報特開２０１４−９９９８５号公報

一般住宅に適用した上記システムは、宅内に太陽光発電装置等の分散型発電設備が設置されて、系統に逆潮流させる機能を備えている場合であっても、デマンドレスポンスに伴って削減された電力をこれとは別にアグリゲータが認識することができるため、適正なインセンティブの支払いを実施できた。

ところが、マンション等の集合住宅に一般住宅と同様のシステムを適用しようとした場合、特に集合住宅全体で高圧一括受電し、集合住宅内において変圧して各戸に電力を供給する形態の集合、電力の削減制御を個々の住宅で実施してもアグリゲータが把握できる電力削減情報は集合住宅全体の情報のみであり、個々の住戸の電力削減量まで検出できなかった。
そのため、例えば当日留守にしていた事により使用電力が減少した場合も電力削減に協力したと判断される場合が発生し、集合住宅が受け取った協力金を適正に個々の住戸へ分配することが難しかった。

また、発電や蓄電した電力を放電する設備を備えた住戸が、電力削減の要請を受けて住戸外へ逆潮流させても、逆潮流分の殆どは集合住宅内で消費されてしまうため、集合住宅外から把握することは難しくアグリゲータ或いは電力供給事業者が把握することはできなかった。このような住戸の場合も、貢献度は大きいにも拘わらずそれに見合った協力金を受け取るのが難しかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、高圧一括受電する集合住宅において、電力供給業者からの電力削減要求を受けて削減された電力に対して、住戸毎の貢献度を適正に判断できる集合住宅節電システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、電力供給事業者から電力削減要請の発動を受けたアグリゲータからの電力削減要求に応じて、高圧一括受電した電力を変圧して各住戸に配電する受配電設備を備えた集合住宅の消費電力の削減制御を実施する集合住宅節電システムであって、高圧一括受電した電力情報を基に一定時間毎に使用電力量情報を算出して電力供給事業者に通知する電力情報送信装置と、アグリゲータからの電力削減要求を受けて、個々の住戸に対して節電指示を出すと共に、実施された電力削減量情報をアグリゲータに送信する電力管理装置と、集合住宅内各住戸に設置されて、電力管理装置の指示を受けて節電指示の通知及び節電制御のいずれか又は両方を実施し、住戸内での電力削減量を計測して電力管理装置に送信する宅内コントローラとを備えてなることを特徴とする。
この構成によれば、集合住宅に設置された電力管理装置は、各住戸の宅内コントローラから住戸毎の電力削減量情報を入手するため、高圧一括受電した場合でも電力供給事業者から電力削減要求を受けて削減された電力に対して、住戸毎の削減量を適正に判断できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、受配電設備から供給される電力を住戸内で分配するために各住戸に設置された分電盤において、使用電力情報を入手して宅内コントローラに通知する住戸電力計測部を具備し、住戸電力計測部は、分電盤の複数の分岐ブレーカに流れる電流を計測し、負荷が消費する電力に加えて住戸外へ逆潮流する電流も計測して宅内コントローラに通知することを特徴とする。
この構成によれば、住戸電力計測部が逆潮流電力を含む住戸内の電力を計測して宅内コントローラに通知するため、節電の貢献度を正確に把握できる。よって、電力供給事業者から支払われる協力金を適正に分配できる。

本発明によれば、集合住宅に設置された電力管理装置は、各住戸の宅内コントローラから住戸毎の電力削減量情報を入手するため、高圧一括受電した場合でも電力供給事業者から電力削減要求を受けて削減された電力に対して、住戸毎の削減量を適正に判断できる。

本発明に係る集合住宅節電システムの一例を示す構成図である。デマンドレスポンスの発動を受けた処理の流れを示すシーケンス図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る集合住宅節電システムの一例を示す構成図であり、１は電力を供給する電力供給事業者、２は電力供給事業者１と契約してデマンドレスポンスの発動を受けて集合住宅Ｍの消費電力を管理するアグリゲータ、３は集合住宅Ｍに設置されてアグリゲータ２と通信を実施し、集合住宅Ｍの使用電力を抑制するための親コントローラ（電力管理装置）、４は引き込み線Ｌ１から集合住宅Ｍに供給される電力を計測して電力供給事業者１に通知する電力情報送信部であり、Ｎは通信ネットワーク、Ｓは電力供給事業者１から電力需要家に電力を供給するための送配電網、Ｃ１，Ｃ２・・Ｃｎは住戸を示している。

親コントローラ３は、通信ネットワークＮを介してアグリゲータ２と通信を実施し、電力情報送信部４は通信ネットワークＮを介して電力供給事業者１に計測した使用電力量情報を通知する。尚、親コントローラ３が接続される通信ネットワークＮと、電力情報送信部４が接続される通信ネットワークＮとは、異なるネットワークであっても良い。

集合住宅Ｍには、送配電網Ｓの例えば６６００Ｖの高電圧電路を引き込んで１００Ｖ／２００Ｖに変圧して出力する受配電設備１１が設置され、集合住宅Ｍの全体に供給される電力を計測する電力量計１２が受配電設備１１の引き込み線Ｌ１側に設置されている。電力情報送信部４はこの電力量計１２に組み込まれている。

また、集合住宅Ｍの各住戸には親コントローラ３と例えばＬＡＮで構成される伝送線Ｌ２を介して通信する宅内コントローラ１３が設置されている。宅内コントローラ１３は、デマンドレスポンスの発動を居住者に通知する一方、住戸内の使用電力情報を入手して電力削減量を算出し、親コントローラ３に送信する。

更に、各住戸には照明やエアコン等の電気機器に電力を供給するための複数の分岐ブレーカ（図示せず）が組み付けられた分電盤１４が設置されており、受配電設備１１において変圧された１００Ｖ／２００Ｖの電圧線から成る引き込み線Ｌ３を引き込んでいる。そして、この分電盤１４に宅内の使用電力を計測して宅内コントローラ１３に送信する住戸電力計測部１５が設置されている。

住戸電力計測部１５は、分電盤１４内に組み付けられている複数の或いは全ての分岐ブレーカ毎に電流センサーを設置してそれぞれに流れる電流を計測し、使用電力を計測する。このとき、分散型発電設備がある住戸においては、住戸外へ逆潮流する電力も分岐ブレーカ毎で計測される。
そして、例えば１０分毎等の一定時間間隔で宅内コントローラ１３に対して計測した分岐ブレーカ毎の使用電力情報を送信する。

１７は住戸内に設置された電気機器を示し、照明や冷蔵庫等の一般家電に加えて分散型発電設備等が分電盤１４の分岐ブレーカに接続されている。ここでは、１０１号の住戸Ｃ１に一般家電機器に加えて分散型発電装置の一つである太陽光発電装置１７ａ、その発電電力や夜間電力を蓄電するための蓄電装置１７ｂ等が設置されている。また、１０２号の住戸Ｃ２に電気自動車を充電するための充電装置１７ｃが設置されている。

上記の如く構成された集合住宅節電システムの節電制御は以下の様である。図２はデマンドレスポンスの発動を受けた処理の流れを示すシーケンス図であり、図２を参照して説明する。
電力供給事業者１からデマンドレスポンスが発動（Ｓ１）されると、アグリゲータ２は契約している電力需要家である集合住宅Ｍに対してデマンドレスポンスを伝達（Ｓ２）して電力削減を実施させる。具体的に、電力供給事業者１から通信ネットワークＮを介してアグリゲータ２に対してデマンドレスポンス発動情報が送信され、これを受信したアグリゲータ２が、契約により電力削減対象となっている集合住宅Ｍの親コントローラ３に対して通信ネットワークＮを介して節電要請信号が送信される。

この節電要請信号を受信した親コントローラ３は、集合住宅Ｍ内の各住戸Ｃ１，Ｃ２，・・Ｃｎに設置されている宅内コントローラ１３に対して伝送線Ｌ２を介して節電要請信号を送信する。尚、アグリゲータ２が送出する電力削減要求コマンドの要求する削減量は、電力需要の想定するピーク値に対応して設定されるため、一律ではなく通常複数段階で設定されるが、ここでは言及せず一律な要求コマンドとする。

宅内コントローラ１３は、節電要請信号を受けて予め設定されたプログラムに従って節電制御を実施する。宅内コントローラ１３は、例えば内蔵するスピーカ（図示せず）から節電要請を受けたことをアナウンスする。また、図示しない集合住宅内ＬＡＮ、及び無線ルータ等を介して居住者の携帯電話と通信して節電要請を受けたことを通知する。また、ＬＡＮを介してテレビに表示させて認識させても良い。

これらの通知により節電要請を認識した居住者により節電は実施される。例えば、蓄電装置１７ｂが設置されている住戸Ｃ１の場合は、蓄電装置１７ｂの放電を実施させて住戸外へ逆潮流させたり、エアコンが冷房動作中の場合は、設定温度を上げる操作がなされ、電力の削減が実施される。また、住戸Ｃ２においては、充電装置１７ｃが放電機構を備えている場合は接続されている電気自動車を放電状態として電力を逆潮流させ、使用電力の削減に加えて電力を他の住戸へ供給する。

住戸電力計測部１５は、上述したように、一定時間間隔で分岐ブレーカ毎の使用電力情報を宅内コントローラ１３に送信しており、宅内コントローラ１３はデマンドレスポンス発動中の住戸電力計測部１５から受信した使用電力情報と、デマンドレスポンス発動前の使用電力情報を比較して電力削減量を算出し、削減量情報を親コントローラ３へ送信する。

親コントローラ３は、各宅内コントローラ１３から入手した電力削減量情報から集合住宅Ｍ全体で削減した電力量を算出し、算出した電力削減情報を通信ネットワークＮを介してアグリゲータ２に送信（Ｓ３）する。

一方、電力量計１２により引き込み線Ｌ１から受配電設備１１に供給される電力が計測されており、集合住宅Ｍ全体に供給される電力が一括して計測されている。電力情報送信部４は、この供給電力を一定時間毎（例えば、３０分毎）に使用電力量として計測して電力供給事業者へ通信ネットワークＮを介して送信（Ｓ４）している。
電力供給事業者１は、個々の節電協力需要者が備えている電力量計１２内の電力情報送信部４から送信されたデータを集積する電力削減データベース１ａを備えており、この使用電力量情報とデマンドレスポンスが発動される直前の使用電力量情報、更には前日の同一時間帯の使用電力量情報等を参照して電力削減量（ネガワット）を算出し、協力金を決定してアグリゲータ２に対して支払う（Ｓ５）。

アグリゲータ２は、親コントローラ３から受信した各契約先の需要家の電力削減情報を基に、電力供給事業者１から支払われた協力金から集合住宅Ｍに対して支払う割合を算出し、算出した協力金を支払う（Ｓ６）。こうして分配された協力金は、集合住宅Ｍにおいて宅内コントローラ１３から得た貢献度に応じて更に分配されて各住戸に支払われる。

このように、集合住宅Ｍに設置された親コントローラ３は、各住戸の宅内コントローラ１３から住戸毎の電力削減量情報を入手するため、高圧一括受電した場合でも電力供給事業者１から電力削減要求を受けて削減された電力に対して、住戸毎の削減量を適正に判断できる。よって、電力供給事業者から支払われる協力金を、削減量に応じて個々の住戸に適正に配分することができる。
また、住戸電力計測部１４が逆潮流電力を含む住戸内の電力を計測して宅内コントローラ１３に通知するため、この逆潮流した電力が集合住宅Ｍ内で消費されて集合住宅Ｍ外まで逆潮流しなくても節電の貢献度を正確に把握でき、電力供給事業者から支払われる協力金を適正に分配できる。

尚、上記実施形態は、デマンドレスポンス発動を受けて宅内コントローラ１３が節電要請をアナウンス等で居住者に通知して、居住者自身が節電操作して電力削減要求に応じる場合を説明したが、アナウンス等の通知動作に加えて或いは通知動作を行わず宅内コントローラ１３自身が予め設定されたプログラムに従って、主な電気設備を節電制御しても良く、例えば以下の様に行うことができる。
宅内コントローラ１３と制御対象の機器とをＬＡＮ接続することで、接続機器を自動で節電制御することができる。例えば、太陽光発電等の分散型発電装置と蓄電池を備えている場合は、蓄電池等への充電を行わず住戸外への逆潮流を実施させる。また、蓄電池のみ備えている場合は、充電量が設定下限値になるまで放電させる。更に、電気自動車の充電装置に充電し電気を放電させる放電機能を備えている場合は、電気自動車を放電させる制御を行う。また、エアコンは夏は通常より高い温度設定に変更し、冬であれば通常より低い温度に設定する。或いはオフ操作する。

このように、デマンドレスポンスの発動を受けて、宅内コントローラ１３により節電制御させることで、確実に電力の削減を実施でき、居住者はいちいち節電操作することなく節電でき、利便性が良い。

１・・電力供給事業者、２・・アグリゲータ、３・・親コントローラ（電力管理装置）、４・・電力情報送信部、１１・・受配電設備、１２・・電力量計、１３・・宅内コントローラ、１４・・分電盤、１５・・住戸電力計測部、Ｎ・・通信ネットワーク、Ｍ・・集合住宅。

Claims

電力供給事業者から電力削減要請の発動を受けたアグリゲータからの電力削減要求に応じて、高圧一括受電した電力を変圧して各住戸に配電する受配電設備を備えた集合住宅の消費電力の削減制御を実施する集合住宅節電システムであって、
前記高圧一括受電した電力情報を基に一定時間毎に使用電力量情報を算出して前記電力供給事業者に通知する電力情報送信装置と、
前記アグリゲータからの電力削減要求を受けて、個々の住戸に対して節電指示を出すと共に、実施された電力削減量情報を前記アグリゲータに送信する電力管理装置と、
集合住宅内各住戸に設置されて、前記電力管理装置の指示を受けて節電指示の通知及び節電制御のいずれか又は両方を実施し、住戸内での電力削減量を計測して前記電力管理装置に送信する宅内コントローラとを備えてなることを特徴とする集合住宅節電システム。
前記受配電設備から供給される電力を住戸内で分配するために各住戸に設置された分電盤において、使用電力情報を入手して前記宅内コントローラに通知する住戸電力計測部を具備し、
前記住戸電力計測部は、分電盤の複数の分岐ブレーカに流れる電流を計測し、負荷が消費する電力に加えて住戸外へ逆潮流する電流も計測して前記宅内コントローラに通知することを特徴とする請求項１記載の集合住宅節電システム。