JP2016059250A - 機器運転計画作成装置、機器運転計画作成方法、及び機器運転計画作成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光熱費を低減することができる機器運転計画作成装置、機器運転計画作成方法、及び機器運転計画作成プログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の機器運転計画作成装置は、発電量予測部と電力需要予測部と給湯需要予測部と推定部と決定部と算出部と計画作成部とを持つ。発電量予測部は発電量を予測する。電力需要予測部は電力の需要量を予測する。給湯需要予測部は給湯の需要量を予測する。推定部は給湯の需要量の予測値に基づいて燃料電池による発電量を推定する。決定部は蓄電池の蓄電量を決定する。算出部は発電量の予測値と電力の需要量の予測値と蓄電池の蓄電量とに基づいて蓄電損失と買電損失とを算出し、蓄電損失と買電損失との合計を発電量に基づく売電利益から減算した差引額を算出する。計画作成部は蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値と燃料電池の運転又は停止の動作の計画とを差引額を増やすように作成する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、機器運転計画作成装置、機器運転計画作成方法、及び機器運転計画作成プログラムに関する。

需要家の住宅等に備えられた蓄電池や燃料電池などの機器を、その需要家のサーバ装置が制御する場合がある。しかしながら、従来の技術では、光熱費を低減することができない場合があった。

特開２０１３−２２２２９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、光熱費を低減することができる機器運転計画作成装置、機器運転計画作成方法、及び機器運転計画作成プログラムを提供することである。

実施形態の機器運転計画作成装置は、発電量予測部と、電力需要予測部と、給湯需要予測部と、推定部と、決定部と、算出部と、計画作成部とを持つ。発電量予測部は、需要家における太陽光発電装置の発電量を予測する。電力需要予測部は、需要家における電力の需要量を予測する。給湯需要予測部は、需要家における給湯の需要量を予測する。推定部は、給湯の需要量の予測値に基づいて、需要家における燃料電池による発電量を推定する。決定部は、電力の需要量の予測値と、燃料電池による発電量の推定値とに基づいて、蓄電池の蓄電量を決定する。算出部は、太陽光発電装置の発電量の予測値と、電力の需要量の予測値と、蓄電池の蓄電量とに基づいて、蓄電池への充電による蓄電損失と、電力の需要量の予測値に基づく買電損失とを算出し、蓄電損失と買電損失との合計を太陽光発電装置の発電量の予測値に基づく売電利益から減算し、減算した結果である差引額を算出する。計画作成部は、蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値と、燃料電池の運転又は停止の動作の計画とを、差引額を増やすように作成する。

実施形態における、エネルギー管理システムの図。 実施形態における、クラウドサーバ装置の図。 実施形態における、充放電の効率を示す表の図。 実施形態における、電気料金を示す表の図。 実施形態における、買い取り価格を示す表の図。 実施形態における、ローカルサーバ装置の図。 実施形態における、クラウドサーバ装置の動作を示す図。 実施形態における、ローカルサーバ装置の動作を示す図。

以下、実施形態の機器運転計画作成装置、機器運転計画作成方法、及び機器運転計画作成プログラムを、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態における、エネルギー管理システム１の図である。エネルギー管理システム１は、需要家１０と、通信回線ＮＴと、クラウドサーバ装置１００とを備える。エネルギー管理システム１は、需要家１０におけるエネルギー消費を管理する。クラウドサーバ装置１００は、需要家１０の機器の運転の計画を作成する装置（機器運転計画作成装置）である。クラウドサーバ装置１００は、クラウドコンピューティングシステムを備えてもよいし、クラウドコンピューティングシステムを備えずに、単独のサーバ装置でもよい。

需要家１０は、ローカルサーバ装置２００と、分電盤３００と、ＰＶモジュール４００と、家電群５００と、給湯装置６００と、蓄電池システム７００と、ＦＣシステム８００とを備える。ローカルサーバ装置２００と、分電盤３００と、家電群５００と、給湯装置６００とは、例えば、住宅ＨＭの屋内に備えられる。ＰＶモジュール４００は、例えば、住宅ＨＭの屋根に備えられる。蓄電池システム７００と、ＦＣシステム８００とは、例えば、住宅ＨＭの屋外に備えられる。

需要家１０は、ダブル発電契約を電力会社と結んでいる。ダブル発電契約とは、ＰＶ（photovoltaics）モジュール４００と、蓄電池システム７００と、ＦＣ（Fuel Cell）システム８００とを住宅ＨＭに備える契約である。ＰＶモジュール４００と、家電群５００と、蓄電池システム７００とは、分電盤３００を介して、電力系統ＰＧに接続されている。

ローカルサーバ装置２００は、クラウドサーバ装置１００と協調して動作する。ローカルサーバ装置２００は、インターネットなどの通信回線ＮＴを介して、クラウドサーバ装置１００と通信する。ローカルサーバ装置２００は、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）−ＶＰＮ（Virtual Private Network）など技術を利用して、クラウドサーバ装置１００と通信する。

ローカルサーバ装置２００は、情報ラインを介して、ＰＶモジュール４００と、家電群５００と、給湯装置６００と、蓄電池システム７００と、ＦＣシステム８００と通信する。この通信のプロトコルは、例えば、「ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標） Ｌｉｔｅ」である。ローカルサーバ装置２００は、電力線通信（PLC: Power Line Communication）技術を利用して、電力ラインを情報ラインとして利用してもよい。

分電盤３００は、漏電遮断器や配線用遮断器を有する。
ＰＶモジュール４００は、太陽光発電装置である。したがって、ＰＶモジュール４００は、創エネルギー機器である。ＰＶモジュール４００は、太陽光を利用して発電する。ＰＶモジュール４００は、発電した直流の電力を、パワーコンディショニングシステム（PCS: Power Conditioning System）（不図示）によって交流に変換する。パワーコンディショニングシステムは、直流電力と交流電力を双方向に変換可能である。ＰＶモジュール４００は、交流の電力を、住宅電力ＨＭの電力ラインに給電する。

家電群５００は、電力ラインを介して、電力を取得する。家電群５００は、取得した電力を消費する。
給湯装置６００は、給湯ラインを介して、ＦＣシステム８００から温水を取得する。

蓄電池システム７００は、蓄エネルギー機器である。蓄電池システム７００は、電力系統ＰＧからの電力を充電することにより、自システムに蓄電する。蓄電池システム７００は、電力ラインと分電盤３００を介して、ＰＶモジュール４００からの電力を充電することにより、自システムに蓄電する。蓄電池システム７００に蓄えられた電力は、交流に変換されて、需要家１０における電力の需要量を賄う。

蓄電池システム７００は、電力ラインと分電盤３００を介して、商用の電力系統ＰＧに放電することにより、電力を逆潮流させる。エネルギー管理システム１は、逆潮流させる電力を確保することにより、押し上げ効果を利用することができるので、押し上げ効果を利用しない場合と比較して売電利益を多く得ることができる。押し上げ効果とは、ＦＣシステム８００等の創エネルギー機器を併設することによって、ＰＶモジュール４００が発電した電力から売電する電力量が増加する効果である。

ＦＣシステム８００は、創エネルギー機器である。ＦＣシステム８００は、例えば、ガスボイラを有する。ＦＣシステム８００は、購入したガスを利用して、直流の電力を発電する。ＦＣシステム８００は、パワーコンディショニングシステム（不図示）によって、直流の電力を交流の電力に変換する。ＦＣシステム８００は、この交流の電力を住宅ＨＭの電力ラインに供給する。ＦＣシステム８００は、発電により生じた排熱を、温水の形態で蓄熱する。ＦＣシステム８００は、住宅ＨＭの給湯ラインに温水を供給する。

ＦＣシステム８００は、住宅ＨＭに供給する温水の量が不足している場合、給湯装置６００を使用して、必要な量の温水を供給する。ＦＣシステム８００は、ＦＣシステム８００が住宅ＨＭの電力ラインに供給する電力が家電群５００の消費電力を上回る場合、逆潮流防止ヒータを使用して、不正な系統への逆潮流を防止することができる。

図２は、実施形態における、クラウドサーバ装置１００の図である。クラウドサーバ装置１００は、発電量予測部１１０と、電力需要予測部１２０と、給湯需要予測部１３０と、推定部１４０と、決定部１５０と、作成部１６０と、記憶部１７０とを備える。作成部１６０は、算出部１６１と、計画作成部１６２とを備える。

発電量予測部１１０と、電力需要予測部１２０と、給湯需要予測部１３０と、推定部１４０と、決定部１５０と、算出部１６１と、計画作成部１６２とのうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部１７０に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

発電量予測部１１０は、天気予報情報を、所定の通信回線を介して受信する。発電量予測部１１０は、天気予報情報に基づいて、需要家１０におけるＰＶモジュール４００の発電量を予測する。発電量予測部１１０は、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値を表す情報を、作成部１６０に送信する。

電力需要予測部１２０は、電力の需要量の履歴情報を、所定の通信回線を介して受信する。電力需要予測部１２０は、電力の需要量の履歴情報に基づいて、需要家１０における電力の需要量を予測する。電力需要予測部１２０は、例えば、過去の直近３日間の電力の需要量の最大値、最小値又は平均値に基づいて、需要家１０における電力の需要量を予測する。電力需要予測部１２０は、電力の需要量の予測値を表す情報を、決定部１５０と作成部１６０に送信する。

給湯需要予測部１３０は、給湯の需要量の履歴情報を、所定の通信回線を介して受信する。給湯需要予測部１３０は、給湯の需要量の履歴情報に基づいて、需要家１０における給湯の需要量を予測する。給湯需要予測部１３０は、給湯の需要量の予測値を表す情報を、推定部１４０に送信する。

推定部１４０は、ＦＣシステム８００の発電特性と、給湯の需要量の予測値とに基づいて、ＦＣシステム８００の発電量を推定する。推定部１４０は、ＦＣシステム８００の発電量の推定値を表す情報を、決定部１５０に送信する。

決定部１５０は、電力の需要量の予測値と、ＦＣシステム８００の発電量の推定値とに基づいて、蓄電池システム７００の蓄電量を決定する。つまり、決定部１５０は、蓄電池システム７００が管理するエネルギー量を決定する。決定部１５０は、蓄電池システム７００の蓄電量を表す情報を、作成部１６０に送信する。

以下、電力の需要量の予測値を蓄電池システム７００の放電が賄うことによって買電損失が打ち消される額と、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値に基づく売電利益との和を、「放電価値の予測値」という。

以下、蓄電池システム７００への充電による蓄電損失と、電力の需要量の予測値に基づく買電損失との合計を、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値に基づく売電利益から減算した結果（以下、「差引額」という。）である。

以下、放電価値の予測値を、蓄電池システム７００が放電する電力量で除算した値を、「放電単価の予測値」という。つまり、放電単価は、蓄電池システム７００から放電する電力量あたりの放電価値である。

以下、蓄電池システム７００への充電に応じて放電単価の予測値が増加する増分から、蓄電池システム７００への充電による蓄電損失の単価を減算した値を、「充電単価」という。つまり、充電単価は、蓄電池システム７００に充電する電力量あたりの充電価値である。

作成部１６０は、算出部１６１と、計画作成部１６２とを備える。算出部１６１は、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値と、電力の需要量の予測値と、蓄電池システム７００の蓄電量と、蓄電池システム７００の充放電の効率と、時間帯ごとの電気料金とに基づいて、差引額を算出する。算出部１６１は、差引額に基づいて、充電単価の予測値を算出する。算出部１６１は、充電単価の予測値に基づいて、放電価値の予測値と、放電単価の予測値を算出する。

図３は、実施形態における、充放電の効率を示す表の図である。充放電の効率を示す表（以下、「充放電効率表」という。）では、充電又は放電の電力量と、効率とが対応付けられている。充放電効率表は、蓄電池システム７００の充電の電力と、その電力を充電する効率とを対応付けた表である。充放電効率表は、蓄電池システム７００の放電の電力と、その電力を放電する効率とを対応付けた表でもよい。図３では、充放電効率表は、例えば、５００ワットの電力の充電の効率が０．８であることを示す。同様に、充放電効率表は、例えば、５００ワットの電力の放電の効率が０．８であることを示す。なお、充放電効率表に記載の無い効率は、補間によって得られる。

図４は、実施形態における、電気料金を示す表の図である。電気料金を示す表は、時間帯ごとの買電単価の一覧表である。電気料金を示す表には、昼間の需要ピークを含む時間帯における電気料金が、夜間における電気料金の３倍を超えることが示されている。

図５は、実施形態における、買い取り価格を示す表の図である。買い取り価格を示す表は、ＰＶモジュール４００が発電した余剰電力の買い取り価格（売電単価）を、時間帯ごとに示す。図５では、買い取り価格は、時間帯にかかわらず一律３４円である。

計画作成部１６２は、蓄電池システム７００に蓄電されている残電力量の実績値を表す情報を、通信回線ＮＴを介して、ローカルサーバ装置２００から取得する。計画作成部１６２は、放電単価の予測値と、蓄電池システム７００に蓄電されている残電力量の実績値とに基づいて、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値（充電ルール）を作成する。計画作成部１６２は、放電単価の予測値と、蓄電池システム７００に蓄電されている残電力量の実績値とに基づいて、蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値（放電ルール）を作成する。計画作成部１６２は、放電単価の予測値と、蓄電池システム７００に蓄電されている残電力量の実績値とに基づいて、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画を作成する。

計画作成部１６２は、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値と、蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値と、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画とを、差引額を増やすように作成する。

計画作成部１６２は、蓄電池システム７００の充電又は放電の動作を定める閾値を表す情報と、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画を表す情報とを、通信回線ＮＴを介して、需要家１０のローカルサーバ装置２００に送信する。

記憶部１７０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体（非一時的な記憶媒体）を有する。記憶部１７０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。

図６は、実施形態における、ローカルサーバ装置２００の図である。ローカルサーバ装置２００は、情報管理部２１０と、ＦＣ制御部２２０と、算出部２３０と、充放電制御判定部２４０と、記憶部２５０とを備える。

情報管理部２１０と、ＦＣ制御部２２０と、算出部２３０と、充放電制御判定部２４０とのうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部２５０に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェア機能部であってもよい。

情報管理部２１０は、ＰＶモジュール４００の発電量を表す情報と、家電群５００の消費電力を表す情報と、給湯装置の給湯量を表す情報と、蓄電池システム７００に蓄電されている残電力量を表す情報と、蓄電池システム７００が充放又は放電した電力量を表す情報とを、住宅ＨＭで測定された各実績値として、通信回線ＮＴを介してクラウドサーバ装置１００に送信する。

情報管理部２１０は、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値（充電ルール）を表す情報と、蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値（放電ルール）を表す情報と、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画（運転計画）を表す情報とを、通信回線ＮＴを介してクラウドサーバ装置１００から受信する。
ＦＣ制御部２２０は、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画を表す情報に基づいて、ＦＣシステム８００の運転と停止を制御する。

算出部２３０は、クラウドサーバ装置１００の算出部１６１とは異なり、予測値ではなく実績値に基づいて、充電単価の予測値と、放電単価の予測値とを算出する。具体的には、算出部２３０は、ＰＶモジュール４００の発電量の実績値と、電力の需要量の実績値と、蓄電池システム７００の蓄電量と、蓄電池システム７００の充放電の効率と、時間帯ごとの電気料金とに基づいて、差引額を算出する。算出部２３０は、差引額に基づいて、充電単価の実績値を算出する。算出部２３０は、充電単価の実績値に基づいて、放電価値の実績値と、放電単価の実績値を算出する。

充放電制御判定部２４０は、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値を表す情報と、蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値を表す情報とを取得する。充放電制御判定部２４０は、放電単価の閾値が放電単価未満である場合、蓄電池システム７００から放電させる。充放電制御判定部２４０は、放電単価の閾値が放電単価未満でなく、かつ、充電単価の閾値が充電単価未満である場合、蓄電池システム７００に充電させる。充放電制御判定部２４０は、放電単価の閾値が放電単価未満でなく、かつ、充電単価の閾値が充電単価未満でない場合、蓄電池システム７００の充電又は放電を停止させる。

記憶部２５０は、例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤなどの不揮発性の記憶媒体（非一時的な記憶媒体）を有する。記憶部２５０は、例えば、ＲＡＭやレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。

次に、エネルギー管理システム１の動作を説明する。
図７は、実施形態における、クラウドサーバ装置１００の動作（放電ルールの作成）を示す図である。図７に表された動作は、例えば、１分単位の周期、１時間単位の周期、又は、１日単位の周期で繰り返し実行される。以下、ｔは、任意の１日における時刻を表す。１日（基準期間）を例えば３０分間（単位期間）の集合で表す場合、ｔの範囲は、０〜４７である。

計画作成部１６２は、停止を表す信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。需要家１０のユーザは、操作キー（不図示）などを操作することにより、停止を表す信号を、クラウドサーバ装置１００の外部から計画作成部１６２に送信することができる。

以下、二つの電源（ＰＶモジュール４００と、蓄電池システム７００）を動作させる場合における、電力の需要量の予測値を「Ｄ（ｔ）」と表記する。以下、三つの電源（ＰＶモジュール４００と、蓄電池システム７００と、ＦＣシステム８００）を動作させる場合における、電力の需要量の予測値を「Ｄｅｆｆ（ｔ）」と表記する。

停止を表す信号を受信した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、計画作成部１６２は、図７に表す処理を終了する。停止を表す信号を受信していない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、電力需要予測部１２０は、電力の需要量を予測する。電力需要予測部１２０は、時系列の電力の需要量の予測値Ｄ（ｔ）を得る（ステップＳ１０２）。

発電量予測部１１０は、ＰＶモジュール４００の発電量を予測する。発電量予測部１１０は、時系列のＰＶモジュール４００の発電量の予測値ＰＶ（ｔ）を得る（ステップＳ１０３）。
給湯需要予測部１３０は、給湯需要の履歴に基づいて、給湯の需要量を予測する。給湯需要予測部１３０は、時系列の給湯の需要量の予測値Ｑ（ｔ）を得る（ステップＳ１０４）。
推定部１４０は、予測に対する信頼区間計算によって、給湯の需要量の予測値の上限を推定する。推定部１４０は、時系列の給湯の需要量の予測値の上限Ｑ＿ｕｐｐｅｒ（ｔ）を得る。推定部１４０は、給湯の需要量の予測値の上限に基づいて、ＦＣシステム８００による発電量を推定する。推定部１４０は、時系列のＦＣシステム８００の発電量の上限Ｐｆｃ＿ｕｐｐｅｒ（ｔ）を得る。

決定部１５０は、需要家１０においてＦＣシステム８００以外で必要とされる電力の需要量を、時系列の電力の需要量の予測値Ｄ（ｔ）から、時系列のＦＣシステム８００の発電量の上限Ｐｆｃ＿ｕｐｐｅｒ（ｔ）を減算することにより算出する。この算出された電力の需要量は、時系列の電力の需要量の予測値Ｄｅｆｆ（ｔ）である（ステップＳ１０５）。

計画作成部１６２は、三つの電源（ＰＶモジュール４００と、蓄電池システム７００と、ＦＣシステム８００）を動作させる場合について、運転計画（最適スケジューリング）を作成する（ステップＳ１０６ａ）。この運転計画は、電力の需要量の予測値Ｄｅｆｆ（ｔ）と、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値ＰＶ（ｔ）と、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値と、蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値とにより表される。

計画作成部１６２は、二つの電源（ＰＶモジュール４００と、蓄電池システム７００）を動作させる場合について、運転計画（最適スケジューリング）を作成する（ステップＳ１０６ｂ）。この運転計画は、電力の需要量の予測値Ｄ（ｔ）と、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値ＰＶ（ｔ）と、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値と、蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値とにより表される。

算出部１６１は、三つの電源を動作させる場合について、計画作成部１６２が計画した運転計画に基づいて、光熱費を算出する（ステップＳ１０７ａ）。
算出部１６１は、二つの電源を動作させる場合について、計画作成部１６２が計画した運転計画に基づいて、光熱費を算出する（ステップＳ１０７ｂ）。

計画作成部１６２は、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画を、差引額を増やすように作成する。具体的には、計画作成部１６２は、三つの電源を動作させる場合の光熱費が、二つの電源を動作させる場合の光熱費よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

三つの電源を動作させる場合の光熱費が、二つの電源を動作させる場合の光熱費よりも少ない場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、計画作成部１６２は、ＦＣシステム８００を運転させるための信号を生成する（ステップＳ１０９）。
三つの電源を動作させる場合の光熱費が、二つの電源を動作させる場合の光熱費以上である場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、計画作成部１６２は、ＦＣシステム８００を停止させるための信号を生成する（ステップＳ１１０）。

計画作成部１６２は、ＦＣシステム８００を運転させるための信号を生成した場合、ＦＣシステム８００を運転させるための信号を、ローカルサーバ装置２００に送信する。計画作成部１６２は、ＦＣシステム８００を停止させるための信号を生成した場合、ＦＣシステム８００を停止させるための信号を、ローカルサーバ装置２００に送信する（ステップＳ１１１）。

図８は、実施形態における、ローカルサーバ装置２００の動作を示す図である。図８に表された動作は、例えば、１分単位の周期、１時間単位の周期、又は、１日単位の周期で繰り返し実行される。
情報管理部２１０は、停止を表す信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。需要家１０のユーザは、操作キー（不図示）などを操作することにより、停止を表す信号を、ローカルサーバ装置２００の外部から情報管理部２１０に送信することができる。

停止を表す信号を受信した場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、情報管理部２１０は、図８に表す処理を終了する。停止を表す信号を受信していない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、情報管理部２１０は、クラウドサーバ装置１００から受信した信号があるか否かを判定する。クラウドサーバ装置１００から受信した信号がない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、情報管理部２１０は、ステップＳ２０１に処理を戻す。

クラウドサーバ装置１００から受信した信号がある場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、情報管理部２１０は、放電単価を表す情報と、ＦＣシステム８００を運転させるための信号、又は、ＦＣシステム８００を停止させるための信号とを、受信した信号から抽出する。情報管理部２１０は、放電単価を表す情報を、算出部２３０に転送する（ステップＳ２０３）。
情報管理部２１０は、ＦＣシステム８００を運転させるための信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ＦＣシステム８００を運転させるための信号を受信していない場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、情報管理部２１０は、ステップＳ２０６に処理を進める。

ＦＣシステム８００を運転させるための信号を受信している場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、情報管理部２１０は、ＦＣシステム８００を運転させるための信号を、ＦＣ制御部２２０に転送する（ステップＳ２０５）。
情報管理部２１０は、電力の需要量の実績値を取得する。情報管理部２１０は、ＰＶモジュール４００の発電量の実績値を取得する。情報管理部２１０は、蓄電池システム７００の残量データを取得する。情報管理部２１０は、電力の需要量の実績値などを、記憶部２５０に記憶させる（ステップＳ２０６）。

算出部２３０は、放電単価と充電単価を算出する（ステップＳ２０７）。
充放電制御判定部２４０は、放電単価の閾値が放電単価未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。放電単価の閾値が放電単価未満である場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、充放電制御判定部２４０は、放電指示を表す信号を生成する。放電指示は、値で表現されてもよい（ステップＳ２０９）。
充放電制御判定部２４０は、生成した信号を蓄電池システム７００に送信する（ステップＳ２１０）。

ステップＳ２０８において、放電単価の閾値が放電単価未満でない場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、充放電制御判定部２４０は、充電単価の閾値が充電単価未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。充電単価の閾値が充電単価未満である場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、充放電制御判定部２４０は、充電指示を表す信号を生成する。充電指示は、値で表現されてもよい（ステップＳ２１２）。充放電制御判定部２４０は、ステップＳ２１０に処理を進める。

ステップＳ２１１において、充電単価の閾値が充電単価未満でない場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、充放電制御判定部２４０は、停止指示を表す信号を生成する（ステップＳ２１３）。充放電制御判定部２４０は、ステップＳ２１０に処理を進める。

以上のように、実施形態のクラウドサーバ装置１００（機器運転計画作成装置）は、発電量予測部１１０と、電力需要予測部１２０と、給湯需要予測部１３０と、推定部１４０と、決定部１５０と、算出部１６１と、計画作成部１６２とを持つ。発電量予測部１１０は、ＰＶモジュール４００（太陽光発電装置）の発電量を予測する。電力需要予測部１２０は、需要家１０における電力の需要量を予測する。給湯需要予測部１３０は、需要家１０における給湯の需要量を予測する。推定部１４０は、需要家１０における給湯の需要量の予測値に基づいて、需要家１０におけるＦＣシステム８００（燃料電池）による発電量を推定する。決定部１５０は、電力の需要量の予測値と、ＦＣシステム８００による発電量の推定値とに基づいて、蓄電池システム７００の蓄電量を決定する。算出部１６１は、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値と、電力の需要量の予測値と、蓄電池システム７００の蓄電量とに基づいて、蓄電池システム７００への充電による蓄電損失と、電力の需要量の予測値に基づく買電損失とを算出する。算出部１６１は、蓄電損失と買電損失との合計を、ＰＶモジュール４００の発電量の予測値に基づく売電利益から減算し、減算した結果である差引額を算出する。計画作成部１６２は、蓄電池システム７００の充電又は放電の動作を定める閾値と、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画とを、差引額を増やすように作成する。

この構成によって、計画作成部１６２は、蓄電池システム７００の充電又は放電の動作を定める閾値と、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画とを、差引額を増やすように作成する。実施形態のクラウドサーバ装置１００、機器運転計画作成方法、及び機器運転計画作成プログラムは、需要家１０の光熱費を低減することができる。

実施形態のクラウドサーバ装置１００は、熱エネルギーも対象にして、需要家１０の光熱費を低減することができる。
実施形態のクラウドサーバ装置１００は、需要家１０の機器の電力の瞬時値に、ばらつきがある場合でも、需要家１０の光熱費を低減することができる。
実施形態のクラウドサーバ装置１００は、クラウドサーバ装置１００とローカルサーバ装置２００との通信に遅延がある場合でも、需要家１０の光熱費を低減することができる。

実施形態のクラウドサーバ装置１００は、押し上げ効果を考慮した正味の買電利益や売電損失を評価可能な指標として、充電価値と放電価値とを算出する。実施形態のクラウドサーバ装置１００は、充電量あたりの価値である充電単価を算出する。実施形態のクラウドサーバ装置１００は、放電量あたりの価値である放電単価を算出する。

実施形態のクラウドサーバ装置１００は、充電単価と放電単価に基づいて、買電利益を最大化し得る充電又は放電の動作の計画を作成する。すなわち、実施形態のクラウドサーバ装置１００は、充電単価と放電単価に基づいて、売電損失を最小化し得る充電又は放電の動作の計画を作成する。

したがって、実施形態のクラウドサーバ装置１００は、蓄電池システム７００において限りある電力を、放電価値の高い時間帯に放電させるように、蓄電池システム７００の充電の動作を定める閾値（充電ルール）を作成することができる。実施形態のクラウドサーバ装置１００は、売電による正味の利益を最大にすることができる。

蓄電池システム７００の放電の動作を定める閾値（放電ルール）は、放電単価の閾値Ｅｔｔｈと表記される。実施形態の充放電制御判定部２４０は、放電単価の実績値が放電単価の閾値Ｅｔｔｈ以上であるか否かに基づいて、蓄電池システム７００の放電の可否を判定する。これにより、実施形態のクラウドサーバ装置１００は、放電のオン又はオフを時刻で制御する場合と比較して、放電ルール及び蓄電ルールの数を減らして、リソースを節約することができる。

実施形態の算出部１６１は、蓄電池システム７００の充電又は放電の動作を定める閾値を表す情報と、ＦＣシステム８００の運転又は停止の動作の計画を表す情報とを、需要家１０のローカルサーバ装置２００に送信する。

実施形態の算出部１６１は、電力の需要量の予測値を蓄電池システム７００の放電が賄うことによって買電損失が打ち消される額と、売電利益との和である放電価値の予測値を、複数の期間について算出する。算出部１６１は、算出した放電価値の予測値を蓄電池システム７００から放電する電力量で除算した値である放電単価の予測値を、複数の期間について算出する。算出部１６１は、蓄電池システム７００への充電に応じて放電単価の予測値が増加する増分から、蓄電池システム７００への充電による蓄電損失の単価を減算した結果である充電単価を、複数の期間について算出する。計画作成部１６２は、放電単価の予測値が相対的に高い期間に放電するように閾値を作成する。計画作成部１６２は、充電単価が正の値となる期間に充電するように閾値を作成する。

実施形態の計画作成部１６２は、電力の需要量の予測値を、放電単価の予測値が相対的に高い期間の順に加算した場合に、電力の需要量の予測値の合計が蓄電池システム７００から放電する電力量以上となる期間を特定し、特定した期間における放電単価の予測値を閾値とする。

実施形態の算出部１６１は、電力の需要量の予測値と、電力の需要量の予測値からＦＣシステム８００による発電量を減算した結果である電力量との両方について、充電単価と放電単価とを算出する。

実施形態の推定部１４０は、給湯の需要量の予測値の上限に基づいて、ＦＣシステム８００による発電量を推定する。
実施形態の推定部１４０は、ＦＣシステム８００の発電特性に基づいて、ＦＣシステム８００による発電量を推定する。

以上述べた少なくともひとつの実施形態のクラウドサーバ装置１００（機器運転計画作成装置）によれば、蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値と、燃料電池の運転又は停止の動作の計画とを、差引額を増やすように作成する計画作成部１６２を持つことにより、光熱費を低減することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…エネルギー管理システム、１０…需要家、１００…クラウドサーバ装置、１１０…発電量予測部、１２０…電力需要予測部、１３０…給湯需要予測部、１４０…推定部、１５０…決定部、１６０…作成部、１６１…算出部、１６２…計画作成部、１７０…記憶部、２００…ローカルサーバ装置、２１０…情報管理部、２２０…ＦＣ制御部、２３０…算出部、２４０…充放電制御判定部、２５０…記憶部、３００…分電盤、４００…ＰＶモジュール、５００…家電群、６００…給湯装置、７００…蓄電池システム、８００…ＦＣシステム、ＮＴ…通信回線、ＨＭ…住宅、ＰＧ…電力系統

Claims (9)

1. 需要家における太陽光発電装置の発電量を予測する発電量予測部と、
   前記需要家における電力の需要量を予測する電力需要予測部と、
   前記需要家における給湯の需要量を予測する給湯需要予測部と、
   前記給湯の需要量の予測値に基づいて、前記需要家における燃料電池による発電量を推定する推定部と、
   前記電力の需要量の予測値と、前記燃料電池による発電量の推定値とに基づいて、蓄電池の蓄電量を決定する決定部と、
   前記太陽光発電装置の発電量の予測値と、前記電力の需要量の予測値と、前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記蓄電池への充電による蓄電損失と、前記電力の需要量の予測値に基づく買電損失とを算出し、前記蓄電損失と前記買電損失との合計を前記太陽光発電装置の発電量の予測値に基づく売電利益から減算し、前記減算した結果である差引額を算出する算出部と、
   前記蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値と、前記燃料電池の運転又は停止の動作の計画とを、前記差引額を増やすように作成する計画作成部と、
   を備える機器運転計画作成装置。
2. 前記計画作成部は、前記蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値を表す情報と、前記燃料電池の運転又は停止の動作の計画を表す情報とを、前記蓄電池及び前記燃料電池を制御するサーバ装置に送信する、請求項１に記載の機器運転計画作成装置。
3. 前記算出部は、
   前記電力の需要量の予測値を前記蓄電池の放電が賄うことによって前記買電損失が打ち消される額と、前記売電利益との和である放電価値の予測値を、複数の期間について算出し、
   算出した前記放電価値の予測値を前記蓄電池から放電する電力量で除算した値である放電単価の予測値を、前記複数の期間について算出し、
   前記蓄電池への充電に応じて前記放電単価の予測値が増加する増分から、前記蓄電池への充電による蓄電損失の単価を減算した結果である充電単価を、前記複数の期間について算出し、
   前記計画作成部は、
   前記放電単価の予測値が相対的に高い前記期間に放電するように前記閾値を作成し、
   前記充電単価が正の値となる前記期間に充電するように前記閾値を作成する、請求項１又は請求項２に記載の機器運転計画作成装置。
4. 前記計画作成部は、前記電力の需要量の予測値を、前記放電単価の予測値が相対的に高い期間の順に加算した場合に、前記電力の需要量の予測値の合計が前記蓄電池から放電する電力量以上となる前記期間を特定し、特定した前記期間における前記放電単価の予測値を前記閾値とする、請求項３に記載の機器運転計画作成装置。
5. 前記算出部は、前記電力の需要量の予測値と、前記電力の需要量の予測値から前記燃料電池による発電量を減算した結果である電力量との両方について、前記充電単価と前記放電単価とを算出する、請求項３又は請求項４に記載の機器運転計画作成装置。
6. 前記推定部は、前記給湯の需要量の予測値の上限に基づいて、前記燃料電池による発電量を推定する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の機器運転計画作成装置。
7. 前記推定部は、前記燃料電池の発電特性に基づいて、前記燃料電池による発電量を推定する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の機器運転計画作成装置。
8. 機器運転計画作成装置における機器運転計画作成方法であって、
   需要家における太陽光発電装置の発電量を予測するステップと、
   前記需要家における電力の需要量を予測するステップと、
   前記需要家における給湯の需要量を予測するステップと、
   前記給湯の需要量の予測値に基づいて、前記需要家における燃料電池による発電量を推定するステップと、
   前記電力の需要量の予測値と、前記燃料電池による発電量の推定値とに基づいて、蓄電池の蓄電量を決定するステップと、
   前記太陽光発電装置の発電量の予測値と、前記電力の需要量の予測値と、前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記蓄電池への充電による蓄電損失と、前記電力の需要量の予測値に基づく買電損失とを算出し、前記蓄電損失と前記買電損失との合計を前記太陽光発電装置の発電量の予測値に基づく売電利益から減算し、前記減算した結果である差引額を算出するステップと、
   前記蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値と、前記燃料電池の運転又は停止の動作の計画とを、前記差引額を増やすように作成するステップと、
   を含む機器運転計画作成方法。
9. コンピュータに、
   需要家における太陽光発電装置の発電量を予測する手順と、
   前記需要家における電力の需要量を予測する手順と、
   前記需要家における給湯の需要量を予測する手順と、
   前記給湯の需要量の予測値に基づいて、前記需要家における燃料電池による発電量を推定する手順と、
   前記電力の需要量の予測値と、前記燃料電池による発電量の推定値とに基づいて、蓄電池の蓄電量を決定する手順と、
   前記太陽光発電装置の発電量の予測値と、前記電力の需要量の予測値と、前記蓄電池の蓄電量とに基づいて、前記蓄電池への充電による蓄電損失と、前記電力の需要量の予測値に基づく買電損失と算出し、前記蓄電損失と前記買電損失との合計を前記太陽光発電装置の発電量の予測値に基づく売電利益から減算し、減算した結果である差引額を算出する手順と、
   前記蓄電池の充電又は放電の動作を定める閾値と、前記燃料電池の運転又は停止の動作の計画とを、前記差引額を増やすように作成する手順と、
   を実行させるための機器運転計画作成プログラム。

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