JP2017003192A - エネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】空調機が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合でも、停電時の所定時間に亘り建物の内部の温度を設定温度に維持する可能性を向上させることができるエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムを提供することである。【解決手段】実施形態のエネルギー管理装置は、行動予測部と熱量予測部と決定部と出力部とを持つ。行動予測部はユーザの行動を予測する。熱量予測部は空調機によって建物の内部の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された行動と設定温度の情報とに基づいて予測する。決定部は、空調機の消費電力の計画値を予測された熱量に基づいて決定する。出力部は、空調機の消費電力の計画値に基づいて空調機が所定時間に亘り電力を消費しても蓄電システムの蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、空調機の消費電力の計画値に基づく情報を出力する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムに関する。

エネルギー管理装置は、建物における空調機や蓄電システムの運転計画を管理することによって、建物におけるエネルギーを管理する。空調機は、停電時、自立運転する蓄電システム等から放電された電力によって建物の内部を空調する場合がある。建物の内部の温度は、空調機の消費電力に比例するとは限らない。また、空調機は、自機の消費電力の上限値を制限（出力制限）する機能を有していない場合、蓄電システムの蓄電量を短時間で大量に消費してしまう。したがって、エネルギー管理装置は、空調機が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合には、停電時の所定時間に亘り建物の内部の温度を設定温度に維持することができない場合があった。

特許第５４７４２２６号公報 特開２０１４−１５５４３５号公報 特開２０１４−２１７２３７号公報 特許第５５６８６６０号公報

本発明が解決しようとする課題は、空調機が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合でも、停電時の所定時間に亘り建物の内部の温度を設定温度に維持する可能性を向上させることができるエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムを提供することである。

実施形態のエネルギー管理装置は、行動予測部と、熱量予測部と、決定部と、出力部とを持つ。行動予測部は、ユーザの行動を予測する。熱量予測部は、蓄電システムから放電された電力を消費する空調機によって建物の内部の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された行動と設定温度の情報とに基づいて予測する。決定部は、将来の時刻に対応付けて計画される値である計画値であって、空調機の消費電力の計画値を、予測された熱量に基づいて決定する。出力部は、空調機の消費電力の計画値に基づいて空調機が所定時間に亘り電力を消費しても蓄電システムの蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、空調機の消費電力の計画値に基づく情報を出力する。

エネルギー管理システムの構成の第１例を示す図。 エネルギー管理装置の動作の第１例を示すフローチャート。 エネルギー管理システムの構成の第２例を示す図。 エネルギー管理装置の動作の第２例を示すフローチャート。

以下、実施形態のエネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラムを、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、エネルギー管理システム１（EMS: Energy Management System）の構成の第１例の図である。第１の実施形態では、エネルギー管理システム１を「エネルギー管理システム１ａ」という。エネルギー管理システム１ａは、蓄電システム２１と、空調機２２と、電力測定部２３と、環境測定部２４と、設計情報記憶部２５と、エネルギー管理装置２６ａとを備える。蓄電システム２１と空調機２２と電力測定部２３と環境測定部２４とは、それぞれが複数でもよい。

蓄電システム２１と空調機２２と電力測定部２３と環境測定部２４と設計情報記憶部２５とエネルギー管理装置２６ａとは、建物２に備えられる。第１の実施形態では、建物２を「建物２ａ」という。建物２ａは、例えば、住宅、工場、体育館であり、特定の建物に限定されない。建物２ａが住宅である場合、エネルギー管理システム１ａは、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）でもよい。

エネルギー管理システム１ａは、電力線１００と、制御線２００とを更に備える。電力線１００は、蓄電システム２１から放電された電力を、空調機２２に供給する。制御線２００は、無線通信又は有線通信によって制御信号を伝送する通信線である。制御線２００は、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）規格に基づく通信によって制御信号を伝送する通信線でもよい。エネルギー管理システム１ａは、蓄電システム２１や空調機２２の運転計画を管理することによって、建物２ａにおけるエネルギーを管理する。なお、エネルギー管理システム１ａは、停電時（外部から建物２ａへの電力の供給が停止している時間）において外部のクラウドサーバ装置との通信が確保できる場合には、クラウド処理を実行してもよい。

エネルギー管理システム１ａは、ユーザ（居住者等）の過去の行動に基づいて、ユーザの将来の行動を予測する。エネルギー管理システム１ａは、予測された行動と空調機２２の設定温度の情報とに基づいて、建物２ａの内部の温度を空調機２２の設定温度に維持するために必要とされる熱量（熱負荷）を予測する。エネルギー管理システム１ａは、建物２ａの設計情報に基づいて、熱量を予測してもよい。エネルギー管理システム１ａは、予測された熱量に基づいて、空調機２２の消費電力の計画値を決定する。計画値とは、将来の時刻に対応付けて計画される値である。エネルギー管理システム１ａは、蓄電量条件（後述する）が満たされると判定した場合、空調機２２の消費電力の計画値に基づく情報を出力する。

これにより、エネルギー管理システム１ａは、空調機２２が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合でも、停電時の所定時間（例えば、２日間）に亘り、建物２ａの内部の温度を空調機２２の設定温度に維持する可能性を向上させることができる。なお、消費電力の上限値を制限する機能とは、例えば、定格電力の５０％までに消費電力を制限する機能である。

蓄電システム２１は、パワーコンディショナ（Power Conditioning System：PCS）と、蓄電池とを含む給電システムである。蓄電システム２１は、他の蓄電池及びプラグを有する電気自動車でもよい。電気自動車に備えられた他の蓄電池は、電気自動車のプラグを介して、蓄電システム２１の蓄電池に電力を供給してもよい。蓄電システム２１は、制御線２００を介してエネルギー管理装置２６ａによって制御される。停電時以外では、蓄電システム２１は、外部から建物２ａに供給された電力（受電電力）を、エネルギー管理装置２６ａによる制御に応じて蓄電する。

蓄電システム２１（給電システム）の動作モードは、停電時の所定時間において、エネルギー管理装置２６ａによる制御に応じて自立運転モードになる。蓄電システム２１は、動作モードが自立運転モードである場合、エネルギー管理装置２６ａによる制御に応じて放電する。放電された電力は、電力線１００を介して空調機２２に供給される。

空調機２２は、エネルギー管理装置２６ａによって定められた設定温度に応じて、建物２ａの内部の温度を調節する。空調機２２は、エネルギー管理装置２６ａによるオン制御に応じて運転を開始する。空調機２２は、エネルギー管理装置２６ａによるオフ制御に応じて運転を終了する。なお、空調機２２は、自機の消費電力の上限値を制限（出力制限）する機能を有していなくてもよい。また、空調機２２は、自機の消費電力の上限値を制限する機能を無効にしてもよい。

電力測定部２３は、スマートメータである。電力測定部２３は、例えば、蓄電システム２１のパワーコンディショナに備えられる。電力測定部２３は、制御線２００を介して、蓄電システム２１の蓄電量（充電量）を測定する。電力測定部２３は、蓄電システム２１の蓄電量を周期的に測定してもよい。電力測定部２３は、蓄電システム２１の蓄電量の実測値を、エネルギー管理装置２６ａに送信する。

電力測定部２３は、制御線２００を介して、蓄電システム２１の放電量を測定してもよい。電力測定部２３は、蓄電システム２１の放電量を周期的に測定してもよい。電力測定部２３は、蓄電システム２１の放電量の実測値を、エネルギー管理装置２６ａに送信してもよい。電力測定部２３は、停電時以外では、建物２ａの外部から電力線１００に供給された受電電力又は受電電力量を測定してもよい。

電力測定部２３は、制御線２００を介して、空調機２２の消費電力を測定する。電力測定部２３は、空調機２２の消費電力を周期的に測定してもよい。電力測定部２３は、空調機２２の消費電力の実測値を、エネルギー管理装置２６ａに送信する。また、電力測定部２３は、エネルギー管理システム１ａの各部の動作状態を表す制御情報を、エネルギー管理装置２６ａに送信してもよい。動作状態を表す制御情報は、例えば、オン状態、オフ状態である。

環境測定部２４は、通信部とセンサとを有する。センサは、建物２ａにおける環境の物理量を周期的に測定する。以下、環境の物理量を表す情報を「環境情報」という。環境情報は、建物２ａの周囲における外気の温度情報、建物２ａの内部の温度情報、建物２ａの内部の湿度情報、建物２ａの内部の照度情報、建物２ａの部屋ごとの二酸化炭素の濃度情報、建物２ａに対する日射量の情報、ユーザが建物２ａに在室しているか否かを示す判定結果（生活パターン）の情報、空調機２２の排熱量の情報である。環境測定部２４は、環境情報をエネルギー管理装置２６ａに送信する。

なお、建物２ａの部屋ごとの二酸化炭素がユーザの呼吸によるものである場合、環境測定部２４は、ユーザが建物２ａに在室しているか否かを、二酸化炭素の濃度情報に基づいて検出することができる。

設計情報記憶部２５は、建物２ａの設計情報を記憶する。設計情報は、例えば、壁の材質、壁の厚さ、窓の材質、窓の構造、窓の厚み、窓の熱貫通率である。設計情報は、建物２ａの構造の設計に関する情報であれば、特定の情報に限定されない。設計情報記憶部２５は、建物２ａの設計情報をエネルギー管理装置２６ａに送信する。

エネルギー管理装置２６ａは、エネルギー管理システム１ａの全体を制御する装置である。例えば、空調機２２の設定温度の情報と、ユーザの行動とに基づいて、建物２ａの内部の温度を空調機２２の設定温度に維持するために必要とされる熱量（熱負荷）を、予測された行動と設定温度の情報とに基づいて予測する。エネルギー管理装置２６ａは、予測された熱量に基づいて、空調機２２の消費電力の計画値を決定する。

エネルギー管理装置２６ａは、インタフェース２６０と、記憶部２７０と、計画装置２８０ａと、制御部２９０とを備える。エネルギー管理装置２６ａは、電源部を更に備えてもよい。電源部は、例えば、蓄電池を備える。インタフェース２６０と、計画装置２８０ａと、制御部２９０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２７０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。

インタフェース２６０は、操作部（第１インタフェース）と、表示部（第２インタフェース）とを有する。表示部は、例えば、液晶パネルを備える表示装置である。操作部は、例えば、タッチパネル、操作キー、キーボードである。操作部がタッチパネルである場合、表示部及び操作部は一体でもよい。表示部は、計画装置２８０ａによって決定された運転計画情報を表示する。表示部は、計画装置２８０ａによって決定された複数の運転計画情報を表示してもよい。ユーザは、インタフェース２６０の表示部に表示された運転計画情報を確認することができる。ユーザは、インタフェース２６０の操作部を操作することによって、表示されている運転計画情報から、空調機２２等に実行させる運転計画情報を選択する。インタフェース２６０は、ユーザによって選択された運転計画情報を、記憶部２７０を介してエネルギー管理装置２６ａに送信する。

インタフェース２６０の表示部は、蓄電システム２１から放電された電力によって自立運転する空調機２２などの運転に関するアドバイスを表示してもよい。運転に関するアドバイスは、例えば、設定温度に関するアドバイスである。ユーザは、インタフェース２６０の操作部を操作することによって、空調機２２の設定温度を要望に応じて変更することができる。ユーザは、例えば、季節に応じて空調機２２の設定温度を変更してもよい。インタフェース２６０は、ユーザによって定められた設定温度の情報を、記憶部２７０に記憶させる。設定温度の情報は、複数の設定温度を示してもよい。

記憶部２７０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２７０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。記憶部２７０は、例えば、ソフトウェア機能部を機能させるためのプログラムを記憶する。記憶部２７０は、例えば、運転計画情報を記憶する。

計画装置２８０ａは、空調機２２の運転計画を決定する装置である。例えば、計画装置２８０ａは、空調機２２の消費電力の計画値を、時刻ごとに決定する。計画装置２８０ａは、蓄電システム２１の運転計画を更に決定してもよい。計画装置２８０ａは、電力測定部２３及び環境測定部２５の運転計画を更に決定してもよい。

計画装置２８０ａは、取得部２８１と、行動予測部２８２と、熱量予測部２８３と、決定部２８４と、判定部２８５と、出力部２８６とを備える。第１の実施形態では、行動予測部２８２を「行動予測部２８２ａ」という。第１の実施形態では、熱量予測部２８３を「熱量予測部２８３ａ」という。第１の実施形態では、決定部２８４を「決定部２８４ａ」という。第１の実施形態では、判定部２８５を「判定部２８５ａ」という。

取得部２８１は、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とを、電力測定部２３から取得する。取得部２８１は、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とを、時刻情報に対応付けて記憶部２７０に記憶させる。取得部２８１は、外部から建物２ａに供給された電力を、時刻に対応付けて記憶部２７０に記憶させてもよい。取得部２８１は、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とを、例えば、過去２週間の日時や曜日ごとに記憶部２７０に記憶させてもよい。取得部２８１は、空調機２２の消費電力の実測値を、熱量予測部２８３ａに送信する。

取得部２８１は、環境情報を環境測定部２４から取得する。取得部２８１は、時刻情報に対応付けて、環境情報を記憶部２７０に記憶させる。取得部２８１は、環境情報及び時刻情報を行動予測部２８２ａに送信する。取得部２８１は、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と空調機２２の消費電力の実測値とを、行動予測部２８２ａに更に送信してもよい。

行動予測部２８２ａは、環境情報を取得部２８１又は記憶部２７０から取得する。行動予測部２８２ａは、設計情報を取得部２８１から取得する。行動予測部２８２ａは、環境情報及び設計情報に所定の統計処理を施すことによって、将来におけるユーザの行動を時刻ごとに予測する。予測された行動とは、例えば、建物２ａのいずれの部屋にユーザが在室するか、ユーザが空調機２２の設定温度を摂氏何度に設定するか等である。

行動予測部２８２ａは、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とを、取得部２８１から取得してもよい。行動予測部２８２ａは、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とに所定の統計処理を施すことによって、ユーザの行動を時刻ごとに予測してもよい。以下、ユーザの行動を表す情報を「行動予測情報」という。

熱量予測部２８３ａは、行動予測情報を行動予測部２８２ａから取得する。熱量予測部２８３ａは、電力の実測値を取得部２８１又は記憶部２７０から取得する。電力の実測値は、例えば、蓄電システム２１の蓄電量の実測値、空調機２２の消費電力の実測値である。

熱量予測部２８３ａは、設定温度の情報を記憶部２７０から取得する。熱量予測部２８３ａは、設定温度の情報に基づいて、空調機２２の設定温度の候補値を決定する。熱量予測部２８３ａは、空調機２２の設定温度の候補値を、設定温度の情報が示す設定温度と同じ設定温度に決定する。熱量予測部２８３ａは、蓄電量条件を満たさないことを示す信号（後述する）を判定部２８５ａから取得した場合には、決定した空調機２２の設定温度の候補値を、より低い設定温度の候補値に変更してもよい。

熱量予測部２８３ａは、ユーザによって定められた設定温度の情報が複数の設定温度を示す場合、設定温度の情報が示す設定温度ごとに、空調機２２の設定温度の候補値を定める。熱量予測部２８３ａは、空調機２２の設定温度の候補値を、現時刻以降の時刻ごとに定めてもよい。

熱量予測部２８３ａは、空調機２２の設定温度の候補値と行動予測情報と設計情報とに基づいて、設定温度の情報が示す設定温度を空調機２２が維持するために必要とされる熱量を予測する。すなわち、熱量予測部２８３ａは、熱負荷を予測する。熱量予測部２８３ａは、例えば、微分方程式に基づいて熱収支をシミュレーションすることによって熱量を予測する。

決定部２８４ａは、熱量予測部２８３ａによって予測された熱量（熱負荷）に基づいて、空調機２２の消費電力の計画値を決定する。空調機２２の消費電力の計画値は、空調機２２の消費電力を時刻ごとに表す値である。決定部２８４ａは、空調機２２の消費電力の計画値に基づいて、空調機２２の運転計画情報を作成する。空調機２２の運転計画情報は、例えば、時刻ごとの空調機２２の設定温度の計画値と、空調機２２の動作状態をオン状態に遷移させる時刻と、空調機２２の動作状態をオフ状態に遷移させる時刻とを含む。決定部２８４ａは、記憶部２７０に記憶された設定温度の情報が複数の設定温度を示す場合には、空調機２２の運転計画情報を設定温度ごとに作成する。

決定部２８４ａは、空調機２２の消費電力の計画値に基づいて、蓄電システム２１の蓄電量の計画値を決定する。決定部２８４ａは、蓄電システム２１の蓄電量の計画値に基づいて、蓄電システム２１の運転計画情報を作成する。蓄電システム２１の運転計画情報は、例えば、時刻ごとの蓄電システム２１の蓄電量の計画値と、蓄電システム２１の動作状態をオン状態に遷移させる時刻と、蓄電システム２１の動作状態をオフ状態に遷移させる時刻とを含む。決定部２８４ａは、記憶部２７０に記憶された設定温度の情報が複数の設定温度を示す場合、蓄電システム２１の運転計画情報を設定温度ごとに作成する。

判定部２８５ａは、空調機２２の消費電力の計画値が蓄電量条件を満たすか否かを判定する。蓄電量条件とは、空調機２２の消費電力の計画値（空調機２２の運転計画情報）に基づいて空調機２２が所定時間（例えば、２日間）に亘り電力を消費しても、蓄電システム２１の蓄電量が閾値以上を維持することである。つまり、判定部２８５ａは、空調機２２が所定時間に亘り電力を消費しても蓄電システム２１の蓄電量が閾値以上を維持するか否かを判定する。閾値は、例えば、エネルギー管理装置２６ａの製造時に記憶部２７０に記憶された値である。閾値は、ユーザによって更新されてもよい。

判定部２８５ａは、空調機２２の設定温度の計画値が蓄電量条件を満たさないと判定した場合、蓄電量条件を満たさないことを示す信号を、熱量予測部２８３ａに送信する。判定部２８５ａは、空調機２２の設定温度の計画値が蓄電量条件を満たすと判定した場合、空調機２２の消費電力の計画値（空調機２２の運転計画情報）を、出力部２８６に送信する。また、判定部２８５ａは、空調機２２の設定温度の計画値が蓄電量条件を満たすと判定した場合、蓄電システム２１の運転計画情報を、出力部２８６に送信する。

判定部２８５ａは、終了条件が満たされたか否かを判定する。終了条件とは、空調機２２の複数の運転計画情報が決定部２８４ａによって作成されたことである。判定部２８５ａは、終了条件が満たされた場合、終了条件が満たされたことを示す信号を、出力部２８６に送信する。なお、判定部２８５ａの代わりに、出力部２８６が判定処理を実行してもよい。

出力部２８６は、記憶部２７０にアクセスし、空調機２２の消費電力の計画値を初期化する。出力部２８６は、例えば、停電時に記憶部２７０にアクセスし、空調機２２の消費電力の計画値を初期化してもよい。

出力部２８６は、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報とを、判定部２８５ａから取得する。出力部２８６は、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報とを、記憶部２７０に記憶させる。

出力部２８６は、終了条件が満たされたことを示す信号を判定部２８５ａから取得した場合、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報とを、記憶部２７０を介して、制御部２９０及びインタフェース２６０に出力する。各運転計画情報は、インタフェース２６０の表示部に表示される。

制御部２９０は、制御線２００を介して、蓄電システム２１及び空調機２２の状態を監視する。制御部２９０は、蓄電システム２１の運転計画情報と空調機２２の運転計画情報とを、記憶部２７０から取得する。制御部２９０は、制御線２００を介して、蓄電システム２１の運転計画情報に基づいて蓄電システム２１を制御する。制御部２９０は、制御線２００を介して、空調機２２の運転計画情報に基づいて空調機２２を制御する。

図２は、エネルギー管理装置２６ａの動作の第１例を示すフローチャートである。出力部２８６は、記憶部２７０にアクセスし、空調機２２の消費電力の計画値を初期化する（ステップＳ１０１）。取得部２８１は、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値と、環境情報とを取得する（ステップＳ１０２）。行動予測部２８２ａは、ユーザの行動を時刻ごとに予測する（ステップＳ１０３）。熱量予測部２８３ａは、空調機２２の設定温度の候補値を決定又は変更する（ステップＳ１０４）。熱量予測部２８３ａは、空調機２２の設定温度の候補値と行動予測情報と設計情報とに基づいて、設定温度の情報が示す設定温度を空調機２２が維持するために必要とされる熱量を予測する（ステップＳ１０５）。

決定部２８４ａは、熱量予測部２８３ａによって予測された熱量（熱負荷）に基づいて、空調機２２の消費電力の計画値を決定する（ステップＳ１０６）。決定部２８４ａは、空調機２２の消費電力の計画値に基づいて、蓄電システム２１の蓄電量の計画値を決定する（ステップＳ１０７）。

判定部２８５ａは、空調機２２の消費電力の計画値が蓄電量条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。空調機２２の消費電力の計画値が蓄電量条件を満たす場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、判定部２８５ａは、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報とを、出力部２８６を介して記憶部２７０に記憶させる（ステップＳ１０９）。空調機２２の消費電力の計画値が蓄電量条件を満たさない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、判定部２８５ａは、蓄電量条件を満たさないことを示す信号を、熱量予測部２８３ａに送信する。出力部２８６は、ステップＳ１１０に処理を進める。

判定部２８５ａは、終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。終了条件が満たされていない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、判定部２８５ａは、ステップＳ１０４に処理を戻す。終了条件が満たされている場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、判定部２８５ａは、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報とを、記憶部２７０を介して、制御部２９０及びインタフェース２６０に出力する（ステップＳ１１１）。

以上のように、第１の実施形態のエネルギー管理装置２６ａは、行動予測部２８２ａと、熱量予測部２８３ａと、決定部２８４ａと、出力部２８６とを持つ。行動予測部２８２ａは、ユーザの行動を予測する。熱量予測部２８３ａは、蓄電システム２１から放電された電力を消費する空調機２２が建物２ａの内部の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された行動と設定温度の情報とに基づいて予測する。決定部２８４ａは、空調機２２の消費電力の計画値を、予測された熱量に基づいて決定する。出力部２８６は、空調機２２の消費電力の計画値に基づいて空調機２２が所定時間に亘り電力を消費しても蓄電システム２１の蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、空調機２２の消費電力の計画値に基づく運転計画情報を、記憶部２７０を介して制御部２９０に出力する。

これによって、第１の実施形態のエネルギー管理装置２６ａは、空調機２２が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合でも、停電時の所定時間に亘り建物２ａの内部の温度を設定温度に維持する可能性を向上させることができる。

第１の実施形態のエネルギー管理装置２６ａは、停電が発生してから復電するまでに、ユーザの快適性をできる限り維持して、自立運転を継続するための空調機２２の設定温度等に関するアドバイスを、ユーザに提供することができる。第１の実施形態のエネルギー管理装置２６ａは、設定温度を維持する空調機２２の消費電力を、正確に予測することができる。第１の実施形態のエネルギー管理装置２６ａは、自立運転が可能である時間を、正確に予測することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、発電システム２０及び機器２７をエネルギー管理システム１が更に備える点が、第１の実施形態と相違する。第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。

図３は、エネルギー管理システム１の構成の第２例の図である。第２の実施形態では、エネルギー管理システム１を「エネルギー管理システム１ｂ」という。エネルギー管理システム１ｂは、発電システム２０と、蓄電システム２１と、空調機２２と、電力測定部２３と、環境測定部２４と、設計情報記憶部２５と、エネルギー管理装置２６ｂと、機器２７とを備える。空調機２２は複数でもよい。機器２７は複数でもよい。

発電システム２０と、蓄電システム２１と、空調機２２と、電力測定部２３と、環境測定部２４と、設計情報記憶部２５と、エネルギー管理装置２６ｂと、機器２７とは、建物２に備えられる。第２の実施形態では、建物２を「建物２ｂ」という。エネルギー管理システム１ｂは、電力線１００と、制御線２００とを更に備える。

発電システム２０（給電システム）は、発電するシステムである。発電システム２０は、例えば、太陽光による発電システム、燃料電池、風力による発電システムである。発電システム２０は、発電した電力を、エネルギー管理装置２６ｂによる制御に応じて電力線１００に放電する。

電力測定部２３は、発電システム２０が発電した電力又は電力量を測定する。電力測定部２３は、発電システム２０が発電した電力を周期的に測定してもよい。電力測定部２３は、発電システム２０の発電量の実測値を、エネルギー管理装置２６ｂに送信する。電力測定部２３は、機器２７の消費電力又は消費電力量を、機器２７ごとに測定する。電力測定部２３は、分岐回路ごとの消費電力又は消費電力量を測定してもよい。電力測定部２３は、全ての機器２７の消費電力又は消費電力量を、まとめて測定してもよい。

機器２７は、空調機以外の機器である。空調機以外の機器とは、例えば、家電機器又は設備機器である。家電機器又は設備機器とは、例えば、照明機器、換気扇、クッキングヒータ機器、電子レンジ機器、冷蔵庫、炊飯器、表示装置、パーソナルコンピュータ、床暖房機器、電気温水器、電動窓、電動ブラインド機器である。機器２７は、空調機以外の機器であれば、特定の機器に限定されない。機器２７は、電力線１００から供給された電力を消費することによって、所定の機能をユーザに提供する。機器２７は、エネルギー管理装置２６ｂによる制御に応じて動作してもよい。

エネルギー管理装置２６ｂは、インタフェース２６０と、記憶部２７０と、計画装置２８０ｂと、制御部２９０とを備える。エネルギー管理装置２６ｂは、電源部を更に備えてもよい。

計画装置２８０ｂは、空調機２２の運転計画を決定する装置である。例えば、計画装置２８０ｂは、空調機２２の消費電力の計画値を、時刻ごとに決定する。計画装置２８０ｂは、発電システム２０の運転計画を、更に決定してもよい。計画装置２８０ｂは、蓄電システム２１の運転計画を、更に決定してもよい。計画装置２８０ｂは、機器２７の運転計画を、更に決定してもよい。計画装置２８０ｂは、電力測定部２３及び環境測定部２５の測定動作の計画を、更に決定してもよい。

計画装置２８０ａは、取得部２８１と、行動予測部２８２と、熱量予測部２８３と、決定部２８４と、判定部２８５と、出力部２８６と、データ予測部２８７とを備える。第２の実施形態では、行動予測部２８２を「行動予測部２８２ｂ」という。第２の実施形態では、熱量予測部２８３を「熱量予測部２８３ｂ」という。第２の実施形態では、決定部２８４を「決定部２８４ｂ」という。第２の実施形態では、判定部２８５を「判定部２８５ｂ」という。電力線１００は、発電システム２０から放電された電力を、蓄電システム２１及び空調機２２に供給する。

取得部２８１は、発電システム２０の発電量の実測値と、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値と、機器２７の消費電力の実測値とを、電力測定部２３から取得する。

行動予測部２８２ｂは、環境情報及び設計情報に所定の統計処理を施すことによって、将来におけるユーザの行動を時刻ごとに予測する。行動予測部２８２ｂは、発電システム２０の発電量の実測値と、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とを、取得部２８１から取得してもよい。行動予測部２８２ｂは、発電システム２０の発電量の実測値と、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値とに所定の統計処理を施すことによって、ユーザの行動を時刻ごとに予測してもよい。

データ予測部２８７は、環境情報を取得部２８１又は記憶部２７０から取得する。発電システム２０が太陽光による発電（PV: Photovoltaics）システムである場合、環境情報は、例えば、過去における日射量の平均値、過去における発電システム２０の発電量の平均値である。

データ予測部２８７は、環境情報に基づいて、将来における環境の物理量を時刻ごとに予測する。データ予測部２８７は、将来における環境の物理量の情報を、記憶部２７０から取得してもよい。将来における環境の物理量の情報は、天気予報情報である。天気予報情報は、例えば、予測された日射量や気温の情報を含む。

データ予測部２８７は、将来における環境の物理量の情報に基づいて、発電システム２０の発電量を予測する。発電システム２０が太陽光による発電システムである場合、発電システム２０の発電量は、太陽光による発電量である。データ予測部２８７は、予測された日射量とモデル式とに基づいて、太陽光発電パネルに対する斜面日射量を予測する。モデル式は、例えば、エルビスのモデル（Ｅｒｂｓモデル）を示す式である。熱量予測部２８３ｂは、予め定められた係数を斜面日射量に乗算することによって、太陽光による発電量を予測してもよい。

熱量予測部２８３ｂは、機器２７の運転計画情報を、記憶部２７０から取得する。機器２７の運転計画情報は、例えば、機器２７ごとの定格電力を示す情報である。熱量予測部２８３ｂは、行動予測情報と、予測された環境の物理量の情報と、予測された発電システム２０の発電量と、機器２７の運転計画情報と、設定温度の情報とに基づいて、空調機２２の設定温度の候補値を決定する。

熱量予測部２８３ｂは、空調機２２の設定温度の候補値と行動予測情報と設計情報とに基づいて、設定温度の情報が示す設定温度を空調機２２が維持するために必要とされる熱量を予測する。また、熱量予測部２８３ｂは、機器２７ごとの排熱量に基づいて、熱量を予測してもよい。

決定部２８４ｂは、機器２７ごとの定格電力の情報を記憶部２７０から取得してもよい。決定部２８４ｂは、機器２７ごとの定格電力の情報と、熱量予測部２８３ｂによって予測された熱量（熱負荷）とに基づいて、空調機２２の消費電力の計画値と、機器２７の消費電力の計画値とを決定する。決定部２８４ｂは、空調機２２の消費電力の計画値に基づいて、空調機２２の運転計画情報を作成する。決定部２８４ｂは、機器２７の消費電力の計画値に基づいて、機器２７の運転計画情報を作成する。

判定部２８５ｂは、空調機２２の消費電力の計画値と機器２７の消費電力の計画値とが蓄電量条件を満たすか否かを判定する。すなわち、判定部２８５ｂは、空調機２２及び機器２７が計画値に基づいて所定時間に亘り電力を消費しても、蓄電システム２１の蓄電量が閾値以上を維持するか否かを判定する。また、判定部２８５ｂは、空調機２２及び機器２７が計画値に基づいて所定時間に亘り電力を消費しても、発電システム２０の発電量が閾値未満を維持するか否かを判定してもよい。

図４は、エネルギー管理装置２６ｂの動作の第２例を示すフローチャートである。出力部２８６は、記憶部２７０にアクセスし、空調機２２の消費電力の計画値と、機器２７の消費電力の計画値とを初期化する（ステップＳ２０１）。取得部２８１は、発電システム２０の発電量の実測値と、蓄電システム２１の蓄電量の実測値と、空調機２２の消費電力の実測値と、機器２７の消費電力の実測値と、環境情報とを取得する（ステップＳ２０２）。

データ予測部２８７は、将来における環境の物理量を予測する（ステップＳ２０３）。データ予測部２８７は、発電システム２０の発電量を予測する（ステップＳ２０４）。行動予測部２８２ｂは、ユーザの行動を時刻ごとに予測する（ステップＳ２０５）。熱量予測部２８３ｂは、空調機２２の設定温度の候補値を決定又は変更する（ステップＳ２０６）。決定部２８４ｂは、機器２７ごとの定格電力に基づいて、機器２７の消費電力の計画値を決定する（ステップＳ２０７）。

熱量予測部２８３ｂは、機器２７ごとの予測された排熱量と空調機２２の設定温度の候補値と行動予測情報と設計情報とに基づいて、設定温度の情報が示す設定温度を空調機２２が維持するために必要とされる熱量を予測する（ステップＳ２０８）。

決定部２８４ｂは、熱量予測部２８３ｂによって予測された熱量（熱負荷）に基づいて、空調機２２の消費電力の計画値を決定する（ステップＳ２０９）。決定部２８４ｂは、空調機２２の消費電力の計画値に基づいて、蓄電システム２１の蓄電量の計画値を決定する（ステップＳ２１０）。

判定部２８５ｂは、空調機２２の消費電力の計画値と、機器２７の消費電力の計画値とが蓄電量条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２１１）。計画値が蓄電量条件を満たす場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、判定部２８５ｂは、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報と、機器２７の運転計画情報とを、出力部２８６を介して記憶部２７０に記憶させる（ステップＳ２１２）。計画値が蓄電量条件を満たさない場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、判定部２８５ｂは、蓄電量条件を満たさないことを示す信号を、熱量予測部２８３ｂに送信する。出力部２８６は、ステップＳ２１３に処理を進める。

判定部２８５ｂは、終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ２１３）。終了条件が満たされていない場合（ステップＳ２１３：ＮＯ）、判定部２８５ｂは、ステップＳ２０６に処理を戻す。終了条件が満たされている場合（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、判定部２８５ｂは、空調機２２の運転計画情報と、蓄電システム２１の運転計画情報と、機器２７の運転計画情報とを、記憶部２７０を介して、制御部２９０及びインタフェース２６０に出力する（ステップＳ２１４）。

以上のように、第２の実施形態の決定部２８４ｂは、蓄電システム２１から放電された電力を消費する機器２７の消費電力の計画値を、予測された熱量（熱負荷）に基づいて更に決定する。出力部２８６は、所定時間（例えば、２日間）に亘り空調機２２及び機器２７が電力を消費しても蓄電システム２１の蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、空調機２２の消費電力の計画値と機器２７の消費電力の計画値に基づく運転計画情報とを出力する。

これによって、第２の実施形態のエネルギー管理装置２６ｂは、空調機２２が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合でも、停電時の所定時間に亘り建物２ｂの内部の温度を設定温度に維持する可能性を向上させることができる。

第２の実施形態の決定部２８４ｂは、発電システム２０によって発電された電力を更に消費する空調機２２の消費電力の計画値を、予測された熱量（熱負荷）に基づいて決定する。

これによって、第２の実施形態のエネルギー管理装置２６ｂは、発電システム２０が発電する場合でも、停電時の所定時間に亘り建物２ｂの内部の温度を設定温度に維持する可能性を向上させることができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、蓄電システム２１から放電された電力を消費する空調機２２が建物２内の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された行動と設定温度の情報とに基づいて予測する熱量予測部２８３と、空調機の消費電力の計画値を、予測された熱量に基づいて決定する決定部２８４とを持つことにより、空調機２２が自機の消費電力の上限値を制限する機能を有していない場合でも、停電時の所定時間に亘り建物２内の温度を設定温度に維持する可能性を向上させることができる。

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。

１ａ…エネルギー管理システム、１ｂ…エネルギー管理システム、２ａ…建物、２０…発電システム、２１…蓄電システム、２２…空調機、２３…電力測定部、２４…環境測定部、２５…設計情報記憶部、２６ａ…エネルギー管理装置、２６ｂ…エネルギー管理装置、２７…機器、１００…電力線、２００…制御線、２６０…インタフェース、２７０…記憶部、２８０ａ…計画装置、２８０ｂ…計画装置、２８１…取得部、２８２ａ…行動予測部、２８２ｂ…行動予測部、２８３ａ…熱量予測部、２８３ｂ…熱量予測部、２８４ａ…決定部、２８４ｂ…決定部、２８５ａ…判定部、２８５ｂ…判定部、２８６…出力部、２８７…データ予測部、２９０…制御部

Claims (11)

1. ユーザの行動を予測する行動予測部と、
   蓄電システムから放電された電力を消費する空調機によって建物の内部の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された前記行動と前記設定温度の情報とに基づいて予測する熱量予測部と、
   将来の時刻に対応付けて計画される値である計画値であって、前記空調機の消費電力の計画値を、予測された前記熱量に基づいて決定する決定部と、
   前記空調機の消費電力の計画値に基づいて前記空調機が所定時間に亘り電力を消費しても前記蓄電システムの蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、前記空調機の消費電力の計画値に基づく情報を出力する出力部と、
   を備えるエネルギー管理装置。
2. 前記熱量予測部は、前記建物の設計情報に基づいて前記熱量を予測する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
3. 前記熱量予測部は、前記建物における環境の物理量に基づいて前記熱量を予測する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
4. 前記熱量予測部は、前記ユーザが在室しているか否かに基づいて前記熱量を予測する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
5. 前記決定部は、前記蓄電システムから放電された電力を消費する機器の消費電力の計画値を、予測された前記熱量に基づいて更に決定し、
   前記出力部は、前記所定時間に亘り前記空調機及び前記機器が電力を消費しても前記蓄電システムの蓄電量が前記閾値以上を維持すると判定された場合、前記空調機の消費電力の計画値と前記機器の消費電力の計画値とに基づく情報を出力する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
6. 前記熱量予測部は、前記機器の排熱に基づいて前記熱量を予測する、請求項５に記載のエネルギー管理装置。
7. 前記決定部は、発電システムによって発電された電力を更に消費する前記空調機の消費電力の計画値を、予測された前記熱量に基づいて決定する、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
8. 前記設定温度の情報を取得する第１インタフェース
   を更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
9. 前記空調機の消費電力の計画値に基づく情報を出力する第２インタフェース
   を更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理装置。
10. エネルギー管理装置におけるエネルギー管理方法であって、
    ユーザの行動を予測するステップと、
    蓄電システムから放電された電力を消費する空調機によって建物の内部の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された前記行動と前記設定温度の情報とに基づいて予測するステップと、
    将来の時刻に対応付けて計画される値である計画値であって、前記空調機の消費電力の計画値を、予測された前記熱量に基づいて決定するステップと、
    前記空調機の消費電力の計画値に基づいて前記空調機が所定時間に亘り電力を消費しても前記蓄電システムの蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、前記空調機の消費電力の計画値に基づく情報を出力するステップと、
    を含むエネルギー管理方法。
11. コンピュータに、
    ユーザの行動を予測する手順と、
    蓄電システムから放電された電力を消費する空調機によって建物の内部の温度を設定温度に維持するために必要とされる熱量を、予測された前記行動と前記設定温度の情報とに基づいて予測する手順と、
    将来の時刻に対応付けて計画される値である計画値であって、前記空調機の消費電力の計画値を、予測された前記熱量に基づいて決定する手順と、
    前記空調機の消費電力の計画値に基づいて前記空調機が所定時間に亘り電力を消費しても前記蓄電システムの蓄電量が閾値以上を維持すると判定された場合、前記空調機の消費電力の計画値に基づく情報を出力する手順と、
    を実行させるためのエネルギー管理プログラム。

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