JP2017055477A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】余剰電力を有効活用することが可能な電力供給システムを提供する。【解決手段】自然エネルギーを利用して発電可能な太陽光発電部１２と、電力を充放電可能な蓄電装置１１と、電力を消費して熱を発生させ蓄える給湯装置２２と、太陽光発電部１２において発電された電力から蓄電装置１１に充電される電力及び電力負荷（重要負荷１８及び一般負荷２０）で消費される電力を除いた余剰電力が発生する場合には、給湯装置２２を運転させることで前記余剰電力を給湯装置２２で消費させる制御装置と、を具備した。【選択図】図１

Description

本発明は、自然エネルギーを利用して発電可能な発電部を具備する電力供給システムの技術に関する。

従来、自然エネルギーを利用して発電可能な発電部を具備する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、太陽光発電部と、蓄電装置と、燃料電池と、を具備する電力供給システムが記載されている。当該電力供給システムにおいて、例えば太陽光発電部や燃料電池で発電された電力を、家庭内負荷に供給することができる。また、太陽光発電部で発電された電力を蓄電装置に充電したり、当該蓄電装置に充電された電力を家庭内負荷に供給したりすることができる。また、適宜の場合に太陽光発電部で発電された電力の余剰分（余剰電力）を売電する（商用電源へと逆潮流させる）ことができる。

特開２０１４−１６５９５３号公報

しかしながら、将来的な売電価格の値下げや、何らかの事情で売電ができなくなった場合を想定すると、太陽光発電部で発電された余剰電力を家庭内で有効活用する必要がある。そのため、このような余剰電力を有効活用することができる電力供給システムの開発が望まれている。特に、電力を消費して熱を発生させる熱発生装置を具備する電力供給システムが多く存在するため、当該熱発生装置を利用して余剰電力を有効活用する技術が望まれている。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、余剰電力を有効活用することが可能な電力供給システムを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、電力供給システムは、自然エネルギーを利用して発電可能な発電部と、電力を充放電可能な蓄電装置と、電力を消費して熱を発生させ蓄える熱発生装置と、前記発電部において発電された電力から前記蓄電装置に充電される電力及び電力負荷で消費される電力を除いた余剰電力が発生する場合には、前記熱発生装置を運転させることで前記余剰電力を前記熱発生装置で消費させる制御装置と、を具備するものである。

また、前記制御装置は、前記発電部が発電を行う発電時間帯に前記余剰電力が発生した場合には、当該余剰電力が発生した時間において前記熱発生装置を運転させることとしてもよい。
このような構成により、発電時間帯において、余剰電力を有効活用することができる。

また、前記制御装置は、前記電力負荷で消費される電力である電力需要、前記発電部において発電される電力である発電量、熱負荷で消費される熱量である熱需要又は前記蓄電装置が蓄えている電力である蓄電電力量の少なくともいずれか１つを予測することにより、前記余剰電力を予測し、予測された前記余剰電力に基づいて前記熱発生装置の運転方法を計画し、前記運転方法に従って前記熱発生装置の運転を行うこととしてもよい。
このような構成により、将来的に発生する余剰電力の有効活用を図ることができる。

また、前記制御装置は、前記発電部が発電を行う発電時間帯に前記余剰電力が発生すると予測した場合、前記発電時間帯において前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画することとしてもよい。
このような構成により、将来的に発電時間帯において発生する余剰電力の有効活用を図ることができる。

また、前記制御装置は、前記発電時間帯において、前記余剰電力が前記熱発生装置を運転するために最低限必要な電力を超過する場合にのみ、前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画することとしてもよい。
このような構成により、余剰電力が熱発生装置を運転させることができる程度に十分に発生している場合にのみ、当該熱発生装置を運転させることができる。

また、前記制御装置は、前記発電時間帯に発生した前記余剰電力が当該発電時間帯に前記熱発生装置によって消費しきれないと予測した場合、前記発電時間帯よりも前の時間帯において前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画することとしてもよい。
このような構成により、余剰電力をより有効活用することができる。

また、前記制御装置は、前記発電時間帯に前記熱発生装置によって消費しきれないと予測した前記余剰電力の総和の分だけ、前記発電時間帯よりも前の時間帯において前記熱発生装置で消費されるように、前記運転方法を計画することとしてもよい。
このような構成により、余剰電力をより有効活用することができる。

また、前記制御装置は、前記発電時間帯に前記熱発生装置によって消費しきれないと予測した前記余剰電力の総和が、予測された前記蓄電電力量の最低値よりも小さくなる場合、予測された前記蓄電電力量の最低値だけ、前記発電時間帯よりも前の時間帯において前記熱発生装置で消費されるように、前記運転方法を計画することとしてもよい。
このような構成により、可能な範囲で余剰電力を有効活用することができる。

また、前記制御装置は、前記熱発生装置が蓄えている熱量である蓄熱量を予測し、予測された前記蓄熱量が、予測された前記熱需要よりも小さくなる場合、前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画することとしてもよい。
このような構成により、熱需要を賄えるように熱発生装置を運転させることができる。

また、前記制御装置は、前記運転方法に従って前記熱発生装置の運転を行う際に、予測された前記蓄電電力量と実際の蓄電電力量が異なる場合には、前記運転方法を調整することとしてもよい。
このような構成により、より適切に熱発生装置を運転させることができる。

また、前記制御装置は、停電が発生した場合を想定して前記運転方法を計画し、停電が発生した場合に前記運転方法に従った前記熱発生装置の運転を行うこととしてもよい。
このような構成により、逆潮流のできない停電時において、余剰電力を有効活用することができる。

余剰電力を有効活用することができる。

本発明の一実施形態に係る電力供給システムの全体的な構成を示した模式図。 電力供給システムの制御に関する構成を示したブロック図。 （ａ）通常時の電力供給システムを示した模式図。（ｂ）停電時の電力供給システムを示した模式図。 運転方法決定制御の流れを示したフローチャート。 同じく、運転方法決定制御の流れを示したフローチャート。 同じく、運転方法決定制御の流れを示したフローチャート。 （ａ）予測された蓄電電力量等を示した図。（ｂ）発電時間帯に給湯装置を運転させるものとして更新された蓄電電力量等を示した図。 （ａ）発電時間帯よりも前に給湯装置を運転させるものとして更新された蓄電電力量等を示した図。（ｂ）蓄熱量が不足する場合に給湯装置を運転させるものとして更新された蓄電電力量等を示した図。 実運転制御の流れを示したフローチャート。 同じく、実運転制御の流れを示したフローチャート。 同じく、実運転制御の流れを示したフローチャート。 変形例に係る実運転制御の流れを示したフローチャート。

以下では、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係る電力供給システム１の構成について説明する。

電力供給システム１は、種々の施設（本実施形態においては、住宅とする）に設けられ、電力を適宜の機器へと供給するためのものである。電力供給システム１は、主として蓄電装置１１、太陽光発電部１２、パワーコンディショナー１３、変圧器１４、出力切替盤１５、第二通常用リレー１６、重要負荷１８、一般負荷２０、給湯装置２２及び制御装置２５等を具備する。

蓄電装置１１は、電力の充放電が可能なものである。蓄電装置１１は、商用電源１００（電力会社の電力系統）に連系して運用可能な系統連系型の蓄電装置である。蓄電装置１１は、リチウムイオン電池等の蓄電池や制御部等により構成される。

太陽光発電部１２は、自然エネルギーである太陽光を利用して発電するものである。太陽光発電部１２は、太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部１２は、例えば、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に配置される。

パワーコンディショナー１３は、電力を適宜変換するものである。パワーコンディショナー１３は、配電線を介して蓄電装置１１と接続される。またパワーコンディショナー１３は、配電線を介して太陽光発電部１２と接続される。またパワーコンディショナー１３は、配電線を介して商用電源１００及び後述する出力切替盤１５と接続される。パワーコンディショナー１３は、商用電源１００から供給される交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置１１へと供給することができる。またパワーコンディショナー１３は、蓄電装置１１及び太陽光発電部１２から供給される直流電力を交流電力に変換し、外部（後述する出力切替盤１５等）へと供給することができる。

パワーコンディショナー１３は、後述する停電時（商用電源１００からの電力が供給されていない場合）に電力を出力可能な非常用出力部を有する。パワーコンディショナー１３の非常用出力部からは、所定の電圧（例えば、１００（Ｖ））の電力を取り出すことができる。

なお、パワーコンディショナー１３には、非常用出力部からの電力の取り出しの可否を切り替える切替スイッチが設けられる。前記切替スイッチが切られると、前記非常用出力部からの電力の取り出し（自立出力）が不能となる。一方、前記切替スイッチが入れられると、前記非常用出力部からの電力の取り出しが可能となる。当該切替スイッチは、後述する制御装置２５によって所定の場合に自動的に切り替えられる。また、当該切替スイッチは、住宅の居住者が手動で切り替えることも可能である。

また、パワーコンディショナー１３は、停電の発生を検出することができる。具体的には、パワーコンディショナー１３は、商用電源１００からの電力の供給の有無を検出するセンサ（不図示）に接続される。パワーコンディショナー１３は、前記センサにより商用電源１００からの電力の供給が無いことが検出された場合には、停電フラグをオン状態とする。一方、パワーコンディショナー１３は、前記センサにより商用電源１００からの電力の供給が有ることが検出された場合には、停電フラグをオフ状態とする。

変圧器１４は、電圧を適宜変更するものである。変圧器１４は、配電線を介してパワーコンディショナー１３の非常用出力部と接続される。変圧器１４は、パワーコンディショナー１３から供給される電力の電圧を、適宜の値（例えば、２００（Ｖ））に変更して出力する。

出力切替盤１５は、電力の流通経路を適宜切り替えるものである。出力切替盤１５は、配電線（配電線Ｌ１）を介してパワーコンディショナー１３及び商用電源１００と接続される。また出力切替盤１５は、配電線（配電線Ｌ２）を介して変圧器１４と接続される。出力切替盤１５は、主として第一通常用リレー１５ａ及び停電用リレー１５ｂを具備する。

第一通常用リレー１５ａは、パワーコンディショナー１３及び商用電源１００から後述する重要負荷１８等への電力の流通の可否を切り替えるものである。第一通常用リレー１５ａの一端は、配電線（配電線Ｌ１）を介してパワーコンディショナー１３及び商用電源１００と接続される。第一通常用リレー１５ａの他端は、配電線（配電線Ｌ３）を介して後述する重要負荷１８、一般負荷２０及び給湯装置２２と接続される。第一通常用リレー１５ａが閉じられる（連系される）と、パワーコンディショナー１３及び商用電源１００から重要負荷１８等への電力の流通が可能となる。一方、第一通常用リレー１５ａが開かれる（解列される）と、配電線Ｌ１を介してのパワーコンディショナー１３及び商用電源１００から重要負荷１８等への電力の流通が不能となる。

停電用リレー１５ｂは、変圧器１４から後述する重要負荷１８等への電力の流通の可否を切り替えるものである。停電用リレー１５ｂの一端は、配電線（配電線Ｌ２）を介して変圧器１４と接続される。停電用リレー１５ｂの他端は、配電線（配電線Ｌ４）を介して後述する重要負荷１８及び給湯装置２２と接続される。なお、配電線Ｌ４（停電用リレー１５ｂ）は、一般負荷２０には接続されていない。停電用リレー１５ｂが閉じられる（連系される）と、変圧器１４から重要負荷１８等への電力の流通が可能となる。一方、停電用リレー１５ｂが開かれる（解列される）と、変圧器１４から重要負荷１８等への電力の流通が不能となる。

第二通常用リレー１６は、パワーコンディショナー１３と商用電源１００及び出力切替盤１５との間での電力の流通の可否を切り替えるものである。第二通常用リレー１６は、パワーコンディショナー１３と商用電源１００及び出力切替盤１５（第一通常用リレー１５ａ）とを接続する配電線（配電線Ｌ１）の中途部に設けられる。第二通常用リレー１６が閉じられる（連系される）と、パワーコンディショナー１３と商用電源１００及び出力切替盤１５との間での電力の流通が可能となる。一方、第二通常用リレー１６が開かれる（解列される）と、パワーコンディショナー１３と商用電源１００及び出力切替盤１５との間での電力の流通が不能となる。

重要負荷１８は、当該電力供給システム１が設けられる住宅において電力が消費される電化製品等（電力負荷）である。より詳細には、重要負荷１８は、電力負荷の中で、停電時において電力を供給する必要性が比較的高いものである。例えば、重要負荷１８には、住宅のリビングに設けられるコンセント、当該リビングの照明、冷蔵庫等、生活において最低限不可欠なものが含まれる。重要負荷１８は、配電線（配電線Ｌ３及び配電線Ｌ４）を介して出力切替盤１５（第一通常用リレー１５ａ及び停電用リレー１５ｂ）と接続される。

一般負荷２０は、当該電力供給システム１が設けられる住宅において電力が消費される電化製品等（電力負荷）である。より詳細には、一般負荷２０は、電力負荷の中で、停電時において電力を供給する必要性が比較的低いものである。例えば、住宅のリビング以外に設けられるコンセントや、当該リビング以外の照明等が含まれる。一般負荷２０は、配電線（配電線Ｌ３）を介して出力切替盤１５（第一通常用リレー１５ａ）と接続される。

給湯装置２２は、電力を消費して熱を発生させ（すなわち、熱を製造し）、湯を沸かすものである。給湯装置２２は、配電線（配電線Ｌ３及び配電線Ｌ４）を介して出力切替盤１５（第一通常用リレー１５ａ及び停電用リレー１５ｂ）と接続される。給湯装置２２は、ヒートポンプを用いて空気の熱を取り出し、湯を沸かすことができる。給湯装置２２では、冷媒として例えば、二酸化炭素等が用いられる。給湯装置２２は貯湯タンクを有する。給湯装置２２で沸かされた湯は、前記貯湯タンクに蓄えられる。給湯装置２２は、前記貯湯タンクに湯を蓄えることによって、熱（熱エネルギー）を蓄えることができる。給湯装置２２は、前記貯湯タンクに蓄えられた湯（熱）を外部の湯を使用する機器等（熱負荷）へと供給することができる。

また給湯装置２２は、運転周波数を制御することで、消費電力を調節することができる。但し、消費電力が下がると製造される熱量も低下する。このため、同じ量の湯を沸かす（同じ熱量を得ようとする）場合、消費電力が低いほど給湯装置２２を長時間運転させる必要がある。

なお、出力切替盤１５と、重要負荷１８、一般負荷２０及び給湯装置２２と、の間には、図示せぬ分電盤が設けられる。出力切替盤１５からの電力は、当該分電盤を介して重要負荷１８、一般負荷２０及び給湯装置２２へと適宜分配される。

図２に示す制御装置２５は、種々の情報に基づいて電力供給システム１の各部の動作を制御するものである。制御装置２５としては、例えば蓄電装置１１の制御部、住宅に設けられたＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、その他図示しないコンピュータ等が用いられる。また、当該蓄電装置１１の制御部及びＨＥＭＳ等を組み合わせて、制御装置２５として用いることも可能である。

制御装置２５は、日常的な住宅の電力需要を常時学習することで、将来的な電力需要を予測することができる。ここで、電力需要とは、住宅（より具体的には、重要負荷１８及び一般負荷２０）で使用される電力量を意味する。制御装置２５は、重要負荷１８及び一般負荷２０で使用される電力量（電力需要）をそれぞれ予測することができる。

また制御装置２５は、太陽光発電部１２による日常的な発電量を常時学習すると共に、天気に関する情報（天気予報）を用いることで、当該太陽光発電部１２による将来的な発電量を予測することができる。

また制御装置２５は、日常的な住宅の熱需要を常時学習することで、将来的な熱需要を予測することができる。ここで、熱需要とは、住宅で使用される熱量を意味する。例えば、熱需要には、住宅の浴室や台所で使用される熱量（湯量）が含まれる。なお、本実施形態に係る住宅では、熱を使用するということは湯を使用することを意味するため、熱需要を給湯需要と言い換えることもできる。

また制御装置２５は、日常的な蓄電装置１１の充電量（単位時間あたりに蓄電装置１１に充電される電力）を常時学習することで、将来的な蓄電装置１１の充電量を予測することができる。これに伴って、制御装置２５は、将来的に蓄電装置１１に蓄えられることになる電力量（蓄電電力量）も予測することができる。

制御装置２５は蓄電装置１１に接続され、種々の情報を受信することができる。具体的には、制御装置２５は、蓄電装置１１に蓄えられている電力量（蓄電電力量）に関する信号を受信することで、当該蓄電電力量を把握することができる。これによって制御装置２５は、蓄電装置１１の最大容量のうちどの程度の電力量が蓄電されているかを把握することができる。

また制御装置２５はパワーコンディショナー１３に接続され、種々の情報を受信することができる。具体的には、制御装置２５は、パワーコンディショナー１３の停電フラグに関する信号を受信することで、商用電源１００の停電の発生を検出することができる。また制御装置２５は、パワーコンディショナー１３の切替スイッチを切り替えることができる。

また制御装置２５は給湯装置２２に接続され、種々の情報を受信することができる。具体的には、制御装置２５は、給湯装置２２の貯湯タンクに蓄えられている熱量（蓄熱量）に関する信号を受信することで、当該蓄熱量を把握することができる。

また制御装置２５は出力切替盤１５（より詳細には、第一通常用リレー１５ａ及び停電用リレー１５ｂ）並びに第二通常用リレー１６にそれぞれ接続され、当該各リレーを開閉することができる。

その他、制御装置２５は適宜他の機器と接続され、情報のやり取りを行うことができる。

以下では、図３を用いて、上述の如く構成された電力供給システム１における電力の流通の様子（電力の供給態様）の概要について説明する。なお、以下では、商用電源１００からの電力が住宅（電力供給システム１）に問題なく供給されている状態（以下、単に「通常時」と称する）と、商用電源１００からの電力が何らかの理由で住宅に供給されていない（停電が発生している）状態（以下、単に「停電時」と称する）に分けて説明を行う。

図３（ａ）に示すように、通常時においては、制御装置２５は第一通常用リレー１５ａ及び第二通常用リレー１６を連系させると共に、停電用リレー１５ｂを解列させる。また制御装置２５は、パワーコンディショナー１３の切替スイッチを切る。これによって、パワーコンディショナー１３の非常用出力部から変圧器１４を介して重要負荷１８等へと電力が供給されることはない。

このような通常時において、太陽光発電部１２において発電された電力を重要負荷１８、一般負荷２０及び給湯装置２２へと供給し、当該重要負荷１８等で使用することができる。また、太陽光発電部１２において発電された電力のうち、重要負荷１８等で使用しきれない余剰分を、蓄電装置１１へと供給し、当該蓄電装置１１に充電させることができる。

また、蓄電装置１１を放電させ、当該蓄電装置１１からの電力をパワーコンディショナー１３及び出力切替盤１５を介して重要負荷１８等へと供給することもできる。例えば、太陽光発電部１２において発電される電力だけでは重要負荷１８等で使用される電力が賄えない場合等に、蓄電装置１１を放電させる。

また、太陽光発電部１２及び蓄電装置１１からの電力では重要負荷１８等で使用される電力が賄えない場合等には、商用電源１００からの電力を当該重要負荷１８等に供給することができる。また、深夜電力等、比較的単価の安い電力を蓄電装置１１に充電させ、必要に応じて当該電力を使用することで、電気料金の節約を図ることもできる。

なお、通常時における電力の供給態様（どのようなタイミングで、どこからどこへ電力を供給するのか）は任意に設定することができる。
本実施形態では、通常時においては、基本的には重要負荷１８及び一般負荷２０、蓄電装置１１、給湯装置２２の順に太陽光発電部１２からの電力の供給が優先されている。すなわち、太陽光発電部１２において発電された電力は、まず重要負荷１８及び一般負荷２０の要求に応じて当該重要負荷１８等へと供給される。重要負荷１８等で消費しきれない電力（余剰分の電力）は、蓄電装置１１に充電される。さらに、蓄電装置１１に充電しきれない電力（余剰分の電力）は、後述するように給湯装置２２で消費される。

図３（ｂ）に示すように、停電時においては、制御装置２５は第一通常用リレー１５ａ及び第二通常用リレー１６を解列させると共に、停電用リレー１５ｂを連系させる。また制御装置２５は、パワーコンディショナー１３の切替スイッチを入れる。これによって、パワーコンディショナー１３の自立出力が可能となり、非常用出力部から変圧器１４を介して出力切替盤１５へと電力が流通可能となる。

このような停電時において、太陽光発電部１２において発電された電力を重要負荷１８及び給湯装置２２へと供給し、当該重要負荷１８等で使用することができる。また、太陽光発電部１２において発電された電力のうち、重要負荷１８等で使用しきれない余剰分を、蓄電装置１１へと供給し、当該蓄電装置１１に充電させることができる。

また、蓄電装置１１を放電させ、当該蓄電装置１１からの電力を重要負荷１８等へと供給することもできる。例えば、太陽光発電部１２において発電される電力だけでは重要負荷１８等で使用される電力が賄えない場合等に、蓄電装置１１を放電させる。

なお、停電時における電力の供給態様は任意に設定することができる。
本実施形態では、停電時かつ太陽光発電部１２が発電している場合には、基本的には重要負荷１８、蓄電装置１１、給湯装置２２の順に太陽光発電部１２からの電力の供給が優先されている。また、停電時かつ太陽光発電部１２が発電していない場合には、基本的には重要負荷１８、給湯装置２２の順に蓄電装置１１からの電力の供給が優先されている。このように、停電時においては特に重要負荷１８への電力の供給を優先することで、停電時における住宅の居住者の利便性を確保することができる。

また、停電時においては、一般負荷２０に電力が供給されることがない。このように、停電時には必要性の低い一般負荷２０への電力の供給を停止することで、電力の浪費を抑制することができる。

また、一般的には給湯装置２２は深夜の時間帯に、比較的安価な深夜電力を用いて運転される。しかし本実施形態では、上述のように重要負荷１８等及び蓄電装置１１で使用しきれなかった余剰分の電力を用いて給湯装置２２を運転させ、太陽光発電部１２において発電された電力を住宅内で有効活用するようにしている。当該有効活用のための給湯装置２２の制御（運転方法の決定及び運転）については、以下で詳述する。

以下では、制御装置２５による電力供給システム１の制御について、停電時と通常時に分けて具体的に説明する。
なお、停電時のための制御と通常時のための制御は概ね同様である。よって以下では、まず停電時のための制御について詳細に説明し、通常時のための制御については、停電時と異なる点についてのみ説明する。

停電時のための制御装置２５による電力供給システム１の制御は、電力供給システム１の運転方法を決定するための運転方法決定制御（図４から図６まで参照）、及び実際に電力供給システム１の各部を制御する実運転制御（図９から図１１まで参照）に分類される。

まず、図４から図６までを用いて、制御装置２５による運転方法決定制御について説明する。運転方法決定制御は、将来的に予測される電力需要等に基づいて停電時における電力供給システム１の運転方法（特に、給湯装置２２の運転方法）を決定（計画）するものである。制御装置２５は、所定のタイミング（例えば、毎日０時）で運転方法決定制御を行う。このように制御装置２５は、万が一停電が発生した場合に備えて、停電の発生の有無にかかわらず定期的に運転方法決定制御を行う。

図４に示すステップＳ１０１において、制御装置２５は、将来的な電力需要、発電量、給湯需要及び蓄電電力量を予測する。具体的には、制御装置２５は、現在から所定期間（具体的には、３日間）の電力需要等を、各時間毎に予測する。すなわち制御装置２５は、０時（０時台）、１時（１時台）、２時（２時台）・・・の電力需要等を予測する。なお、以下では、電力需要等の予測の対象となる期間（本実施形態においては３日間）を、単に予測期間と称する。
ここで、停電時には重要負荷１８にのみ電力を供給する（一般負荷２０には電力を供給しない）ことを想定しているため（図３（ｂ）参照）、ステップＳ１０１における電力需要とは、重要負荷１８で使用される電力を意味する。
制御装置２５は、ステップＳ１０１の処理を行った後、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２において、制御装置２５は、ステップＳ１０１で予測した給湯需要から、将来的な蓄熱量を算出する。具体的には、制御装置２５は、現在の蓄熱量と予測した給湯需要から、予測期間における蓄熱量を、各時間毎に算出する。
制御装置２５は、ステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３に移行する。

なお、制御装置２５は、現在の時間ｔから所定の期間（１日間（２４時間））の各時間ｔ（すなわち、１から２４までの各時間ｔ）について、以下のステップＳ１０３からステップＳ１０７までの処理を行う。なお、以下では、給湯装置２２の運転方法を決定する対象となる当該所定の期間（本実施形態においては２４時間）を、単に対象期間と称する。本実施形態においては、予測期間が３日間であるのに対し、その一部（１日間（２４時間））を対象期間として設定している。

ステップＳ１０３において、制御装置２５は、時間ｔが発電時間帯に含まれているか否かを判定する。
ここで、発電時間帯とは、太陽光発電部１２が発電を行う時間帯である。制御装置２５は、予測した発電量に基づいて、時間ｔが発電時間帯に含まれているか否かを判定することができる。すなわち、予測した発電量が０より大きい（太陽光発電部１２が発電を行う）場合、当該時間ｔは発電時間帯に含まれていると判定する。
制御装置２５は、時間ｔが発電時間帯に含まれていると判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
制御装置２５は、時間ｔが発電時間帯に含まれていないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０７の次の処理に移行する。

ステップＳ１０４において、制御装置２５は、時間ｔにおける余剰電力を算出する。
ここで、余剰電力とは、時間ｔにおいて太陽光発電部１２が発電した電力量のうち、重要負荷１８で使用されず、また蓄電装置１１に充電されなかった余剰分の電力である。すなわち、余剰電力は、「余剰電力＝発電量−電力需要−充電量」の式で算出することができる。
制御装置２５は、ステップＳ１０４の処理を行った後、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５において、制御装置２５は、ステップＳ１０４において算出された余剰電力が、給湯装置２２を運転するために最低限必要な電力（最低消費電力）より大きいか否かを判定する。これは、余剰電力で給湯装置２２を運転することができるか否かを判定するためのものである。最低消費電力は給湯装置２２に応じて予め定まっており、制御装置２５に予め記憶されている。
制御装置２５は、余剰電力が最低消費電力よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０６に移行する。
制御装置２５は、余剰電力が最低消費電力以下であると判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０７の次の処理に移行する。

ステップＳ１０６において、制御装置２５は、時間ｔにおける給湯装置２２の運転周波数を決定する。
具体的には、制御装置２５は、給湯装置２２の消費電力が余剰電力を超えない範囲で極力大きな周波数となるように、給湯装置２２の運転周波数を決定する。これによって、余剰電力を熱（湯）の製造に最大限活用することができる。
制御装置２５は、ステップＳ１０６の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０７において、制御装置２５は、時間ｔにおける給湯装置２２の運転方法を決定する。すなわち制御装置２５は、時間ｔではステップＳ１０６で決定した運転周波数で給湯装置２２を運転させることを決定し、その旨を記憶する。

制御装置２５は、前述の如く１から２４までの各時間ｔについて、ステップＳ１０３からステップＳ１０７までの処理を行った後、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８において、制御装置２５は、ステップＳ１０７において決定した運転方法に基づいて、ステップＳ１０１において予測した蓄電電力量及びステップＳ１０２において算出した蓄熱量を更新する。
具体的には、ステップＳ１０７において決定した運転方法に基づいて給湯装置２２を運転させた場合には、各時間における蓄電電力量及び蓄熱量は、ステップＳ１０１において予測した蓄電電力量及びステップＳ１０２において算出した蓄熱量とは異なる値を取り得る。よって制御装置２５は、当該給湯装置２２の運転を考慮して、各時間における蓄電電力量及び蓄熱量を更新する。
制御装置２５は、ステップＳ１０８の処理を行った後、ステップＳ２０１（図５参照）に移行する。

図５に示すステップＳ２０１において、制御装置２５は、発電終了時に蓄電装置１１が満蓄であるか否かを判定する。
ここで、発電終了時とは、太陽光発電部１２による発電が終了した時、すなわち発電時間帯が終了する時間ｔである。また、満蓄とは、蓄電装置１１が最大容量（又はそれに近い値）まで蓄電されていることを意味する。発電終了時に蓄電装置１１が満蓄になっている場合には、発電時間帯において余剰電力が発生している可能性があると考えられる。
制御装置２５は、発電終了時に蓄電装置１１が満蓄であると判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、ステップＳ２０２に移行する。
制御装置２５は、発電終了時に蓄電装置１１が満蓄ではないと判定した場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、ステップＳ３０１（図６参照）に移行する。

ステップＳ２０２において、制御装置２５は、超過電力量を算出する。
ここで、超過電力量とは、発電時間帯において余剰電力となる電力量の総和である。
制御装置２５は、ステップＳ２０２の処理を行った後、ステップＳ２０３に移行する。

ステップＳ２０３において、制御装置２５は、ステップＳ２０２において算出された超過電力量が、発電時間帯における蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値よりも小さいか否かを判定する。
ここで、発電時間帯において太陽光発電部１２が発電を行い、当該電力が蓄電装置１１に充電されることを考慮すると、通常は、発電時間帯の最初の時間（発電開始時）の蓄電装置１１の蓄電電力量（蓄電装置１１に蓄えられている電力量）が、当該発電時間帯における蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値となる。
制御装置２５は、超過電力量が、蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値よりも小さいと判定した場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、ステップＳ２０４に移行する。
制御装置２５は、超過電力量が、蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値以上であると判定した場合（ステップＳ２０３でＮｏ）、ステップＳ２０５に移行する。

ステップＳ２０４において、制御装置２５は、ステップＳ２０２において算出された超過電力量の値を、発電時間帯における蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値とする。
すなわち、制御装置２５は超過電力量の値を、蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値に置き換える。これは、後述するように発電時間帯より前に給湯装置２２を運転した場合に、蓄電装置１１の蓄電電力量が不足するのを防止するためである。
制御装置２５は、ステップＳ２０４の処理を行った後、ステップＳ２０５に移行する。

なお、制御装置２５は、発電開始時の時間ｔから所定の期間の最初の時間ｔ（すなわち、発電開始時の時間ｔから１までの各時間ｔ）について、すなわち発電開始時の時間ｔから時間を遡りながら、以下のステップＳ２０５からステップＳ２０８までの処理を行う。

ステップＳ２０５において、制御装置２５は、時間ｔにおける給湯装置２２の運転周波数を決定する。
具体的には、制御装置２５は、給湯装置２２の消費電力が、蓄電装置１１の出力（自立出力）から重要負荷１８の消費電力を引いた電力以下となるように運転周波数を決定する。これは、過負荷により蓄電装置１１のトリップが発生するのを防止するためである。
制御装置２５は、ステップＳ２０５の処理を行った後、ステップＳ２０６に移行する。

ステップＳ２０６において、制御装置２５は、時間ｔにおける給湯装置２２の運転方法を決定する。すなわち制御装置２５は、時間ｔではステップＳ２０５で決定した運転周波数で給湯装置２２を運転させることを決定し、その旨を記憶する。
制御装置２５は、ステップＳ２０６の処理を行った後、ステップＳ２０７に移行する。

ステップＳ２０７において、制御装置２５は、現在の超過電力量の値からステップＳ２０６で決定された給湯装置２２の運転による消費電力を引いた値を、新たな超過電力量の値とする。
制御装置２５は、ステップＳ２０７の処理を行った後、ステップＳ２０８に移行する。

ステップＳ２０８において、制御装置２５は、ステップＳ２０７の新たな超過電力量が０より大きいか否かを判定する。超過電力量が０より大きい場合には、まだ余剰電力となる電力量が存在する、すなわち電力が無駄になっていると判断することができる。
制御装置２５は、超過電力量が０より大きいと判定した場合（ステップＳ２０８でＹｅｓ）、次の処理に移行する。
制御装置２５は、超過電力量が０以下であると判定した場合（ステップＳ２０８でＮｏ）、ステップＳ２０９に移行する。

制御装置２５は、前述の如く発電開始時の時間ｔから１までの各時間ｔについて、ステップＳ２０５からステップＳ２０８までの処理を行った後、ステップＳ２０９に移行する。
なお、制御装置２５は、ステップＳ２０８において超過電力量が０以下であると判定した場合（ステップＳ２０８でＮｏ）には、その時点でステップＳ２０５からステップＳ２０８までの処理の繰り返しを終了し、ステップＳ２０９へと移行する。

ステップＳ２０９において、制御装置２５は、ステップＳ２０６において決定した運転方法に基づいて、ステップＳ１０８で更新した蓄電電力量及び蓄熱量をさらに更新する。
制御装置２５は、ステップＳ２０９の処理を行った後、ステップＳ３０１（図６参照）に移行する。

制御装置２５は、所定の期間（１日間（２４時間））の最後の時間ｔから最初の時間ｔまでの各時間ｔ（すなわち、２４から１までの各時間ｔ）について、すなわち最後の時間ｔから時間を遡りながら、以下のステップ３０１からステップＳ３０５までの処理を行う。

ステップＳ３０１において、制御装置２５は、時間ｔにおける蓄熱量が当該時間ｔにおける給湯需要よりも小さいか否かを判定する。
蓄熱量が給湯需要よりも小さいということは、当該時間ｔにおいて蓄熱量が不足する（給湯需要を満たせない）ことを意味する。
制御装置２５は、蓄熱量が給湯需要よりも小さいと判定した場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、ステップＳ３０２に移行する。
制御装置２５は、蓄熱量が給湯需要以上であると判定した場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、ステップＳ３０５の次の処理に移行する。

ステップＳ３０２において、制御装置２５は、時間ｔにおいて不足する熱量（給湯需要と蓄熱量の差）が得られるように給湯装置２２を運転させるために必要な消費電力（必要消費電力）が、予測期間における蓄電装置１１の蓄電電力量の最低値よりも小さいか否かを判定する。必要消費電力が蓄電電力量の最低値以上である場合には、給湯装置２２を運転させると蓄電装置１１の蓄電電力量が不足し、蓄電装置１１のトリップが発生すると考えられる。
制御装置２５は、必要消費電力が蓄電電力量の最低値よりも小さいと判定した場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、ステップＳ３０３に移行する。
制御装置２５は、必要消費電力が蓄電電力量の最低値以上であると判定した場合（ステップＳ３０２でＮｏ）、本制御（運転方法決定制御）を終了する。

ステップＳ３０３において、制御装置２５は、時間ｔにおける給湯装置２２の運転周波数を決定する。
具体的には、制御装置２５は、給湯装置２２の消費電力が、時間ｔにおける給湯需要が満たされるために必要な最低限の消費電力となるように運転周波数を決定する。すなわち、時間ｔにおいて不足する熱量が得られる最低限の消費電力となるように運転周波数を決定する。
制御装置２５は、ステップＳ３０３の処理を行った後、ステップＳ３０４に移行する。

ステップＳ３０４において、制御装置２５は、時間ｔにおける給湯装置２２の運転方法を決定する。すなわち制御装置２５は、時間ｔではステップＳ３０３で決定した運転周波数で給湯装置２２を運転させることを決定し、その旨を記憶する。
制御装置２５は、ステップＳ３０４の処理を行った後、ステップＳ３０５に移行する。

ステップＳ３０５において、制御装置２５は、ステップＳ３０４において決定した運転方法に基づいて、ステップＳ２０９で更新した蓄電電力量及び蓄熱量をさらに更新する。
制御装置２５は、ステップＳ３０５の処理を行った後、次の処理に移行する。

制御装置２５は、前述の如く所定の期間の最後の時間ｔから最初の時間ｔまでの各時間ｔについて、ステップＳ３０１からステップＳ３０５までの処理を行った後、本制御（運転方法決定制御）を終了する。
なお、制御装置２５は、ステップＳ３０２において必要消費電力が蓄電電力量の最低値以上であると判定した場合（ステップＳ３０２でＮｏ）には、その時点でステップＳ３０１からステップＳ３０５までの処理の繰り返しを終了し、本制御を終了する。

次に、図７及び図８を用いて、上述のような運転方法決定制御によって電力供給システム１（給湯装置２２）の運転方法が決定される様子について、具体例を用いて説明する。なお、図７及び図８では、横軸を時間、縦軸を電力量及び熱量として、電力需要等を示している。また給湯需要は正の値として上述の制御で処理（例えばステップＳ３０１）を行っているが、図７及び図８においては説明の便宜上、当該給湯需要を負の値で示している。

制御装置２５は、将来的な電力需要、発電量、給湯需要及び蓄電電力量を予測する（ステップＳ１０１）。図７（ａ）には、予測された電力需要等を示している。また制御装置２５は、予測した給湯需要から、将来的な蓄熱量を算出する（ステップＳ１０２）。図７（ａ）には、算出された蓄熱量を示している。

太陽光発電部１２が発電している時間帯（発電時間帯）の中で（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、余剰電力（重要負荷１８及び蓄電装置１１で使用（充電）しきれなかった余剰分の電力）が発生する時間ｔには、給湯装置２２を運転するように計画する（ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７）。

この際に、給湯装置２２の運転周波数をできるだけ大きく設定することで、短時間で大きな熱量を得られるように運転（急速運転）する。また、給湯装置２２の消費電力が余剰電力を超えないように給湯装置２２の運転周波数を設定する（ステップＳ１０６）。

このようにして、発電時間帯に給湯装置２２を運転させるものとして更新した蓄電電力量等を、図７（ｂ）に示している（ステップＳ１０８）。図７（ｂ）では、発電時間帯（６時〜１８時）のうち、９時〜１１時及び１５時〜１６時において給湯装置２２を運転させるものとしている。

また、発電終了時に蓄電装置１１が満蓄になると予想される場合には（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、まだ余剰電力があると考えられる。この場合には、制御装置２５は、太陽光発電部１２が発電を開始するよりも前の時間（発電時間帯よりも前の時間）に給湯装置２２を運転させることで、当該余剰電力を使用する（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０８）。

このようにして、発電時間帯よりも前に給湯装置２２を運転させるものとして更新した蓄電電力量等を、図８（ａ）に示している（ステップＳ２０９）。図８（ａ）では、発電時間帯（６時〜１８時）よりも前の５時に給湯装置２２を運転させるものとしている。図からも分かるように、発電時間帯よりも前に給湯装置２２を運転させる場合には、蓄電装置１１に充電された電力が用いられる。

また、ステップＳ２０９までの処理を行っても給湯需要を満たせない（蓄熱量が不足する）場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）には、蓄熱量が不足する時間の直近において給湯装置２２を運転し、熱量を必要な量だけ製造する（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５）。但し、蓄電装置１１の蓄電電力量が不足する（トリップが発生する）場合には、給湯装置２２の運転を行わない（ステップＳ３０２でＮｏ）。

このようにして、蓄熱量が不足する場合に給湯装置２２を運転させるものとして更新した蓄電電力量等を、図８（ｂ）に示している（ステップＳ３０５）。図８（ａ）では２０時に蓄熱量が不足する（負の値になる）ため、図８（ｂ）では当該２０時に給湯装置２２を運転させるものとしている。

次に、図９から図１１までを用いて、制御装置２５による実運転制御について説明する。実運転制御は、前述の運転方法決定制御で決定された給湯装置２２の運転方法に従って給湯装置２２を運転すると共に、必要に応じて当該給湯装置２２の運転方法を調整するものである。制御装置２５は、停電時に当該実運転制御を行う。制御装置２５は、所定の期間（例えば、１日間（２４時間））に亘って当該実運転制御を行う。

図９に示すステップＳ４０１において、制御装置２５は、現在の時間が発電時間帯に含まれているか否かを判定する。
制御装置２５は、現在の時間が発電時間帯に含まれていると判定した場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、ステップＳ４０２に移行する。
制御装置２５は、現在の時間が発電時間帯に含まれていないと判定した場合（ステップＳ４０１でＮｏ）、ステップＳ５０１（図１０参照）に移行する。

ステップＳ４０２において、制御装置２５は、現在の実際の余剰電力が給湯装置２２を運転するために最低限必要な電力（最低消費電力）より大きいか否かを判定する。これは、実際の余剰電力で給湯装置２２を運転することができるか否かを判定するためのものである。
制御装置２５は、余剰電力が最低消費電力よりも大きいと判定した場合（ステップＳ４０２でＹｅｓ）、ステップＳ４０３に移行する。
制御装置２５は、余剰電力が最低消費電力以下であると判定した場合（ステップＳ４０２でＮｏ）、本制御（実運転制御）を終了する。

ステップＳ４０３において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の運転周波数を決定する。
ここで、給湯装置２２の運転周波数は、運転方法決定制御（図４のステップＳ１０６）で予め決定されている。しかし、運転方法決定制御で予測（算出）した余剰電力の値が、実際の余剰電力と異なる場合も想定される。そこでステップＳ４０３において、給湯装置２２を運転させた際に、当該給湯装置２２の消費電力が実際の余剰電力を超えないように、運転周波数の値が調整される。
制御装置２５は、ステップＳ４０３の処理を行った後、ステップＳ４０４に移行する。

ステップＳ４０４において、制御装置２５は、ステップＳ４０３で決定した運転周波数で給湯装置２２を実際に運転させる。

図１０に示すステップＳ５０１において、制御装置２５は、現在の時間が発電開始前の時間帯に含まれているか否かを判定する。すなわち制御装置２５は、現在の時間が発電開始の時間よりも前か否かを判定する。
制御装置２５は、現在の時間が発電開始の時間よりも前であると判定した場合（ステップＳ５０１でＹｅｓ）、ステップＳ５０２に移行する。
制御装置２５は、現在の時間が発電開始の時間以降であると判定した場合（ステップＳ５０１でＮｏ）、ステップＳ６０１（図１１参照）に移行する。

ステップＳ５０２において、制御装置２５は、現在の時間に給湯装置２２を運転するように運転方法決定制御で予め決定（計画）されているか否かを判定する。
制御装置２５は、現在の時間に給湯装置２２を運転するように計画されていると判定した場合（ステップＳ５０２でＹｅｓ）、ステップＳ５０３に移行する。
制御装置２５は、現在の時間に給湯装置２２を運転するように計画されていないと判定した場合（ステップＳ５０２でＮｏ）、ステップＳ６０１（図１１参照）に移行する。

ステップＳ５０３において、制御装置２５は、運転方法決定制御で予測された現在の時間の蓄電電力量（予測蓄電電力量）（図８（ｄ）参照）が、現在の時間の実際の蓄電電力量（実蓄電電力量）よりも小さいか否かを判定する。
制御装置２５は、予測蓄電電力量が実蓄電電力量よりも小さいと判定した場合（ステップＳ５０３でＹｅｓ）、ステップＳ５０４に移行する。
制御装置２５は、予測蓄電電力量が実蓄電電力量以上であると判定した場合（ステップＳ５０３でＮｏ）、ステップＳ５０５に移行する。

ステップＳ５０４において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の消費電力を増加（加算）させることを決定する。
具体的には、運転方法決定制御（図５のステップＳ２０５）で予め決定された給湯装置２２の消費電力（運転周波数）を増加させることを決定する。当該増加させる電力の値は、実蓄電電力量から予測蓄電電力量を引いた値（超過分）とする。これによって、予測していたよりも多くの電力が蓄電装置１１に蓄えられていた場合には、当該電力を有効活用することができる。
制御装置２５は、ステップＳ５０４の処理を行った後、ステップＳ５０７に移行する。

ステップＳ５０５において、制御装置２５は、現在の時間の予測蓄電電力量（図８（ｄ）参照）が、現在の時間の実蓄電電力量よりも大きいか否かを判定する。
制御装置２５は、予測蓄電電力量が実蓄電電力量よりも大きいと判定した場合（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、ステップＳ５０６に移行する。
制御装置２５は、予測蓄電電力量が実蓄電電力量以下であると判定した場合（ステップＳ５０５でＮｏ）、ステップＳ５０７に移行する。

ステップＳ５０６において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の消費電力を減少（減算）させることを決定する。
具体的には、運転方法決定制御（図５のステップＳ２０５）で予め決定された給湯装置２２の消費電力（運転周波数）を減少させることを決定する。当該減少させる電力の値は、予測蓄電電力量から実蓄電電力量を引いた値（不足分）とする。これによって、予測していたよりも少ない電力しか蓄電装置１１に蓄えられていない場合であっても、当該蓄電装置１１に過負荷が加わりトリップが発生するのを防止することができる。
制御装置２５は、ステップＳ５０６の処理を行った後、ステップＳ５０７に移行する。

ステップＳ５０７において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の運転周波数を決定する。
具体的には、ステップＳ５０４又はステップＳ５０６で給湯装置２２の運転周波数を増加又は減少させることが決定された場合には、運転方法決定制御で予め決定された運転周波数を増加又は減少させることで、運転周波数を調整する。また、それ以外の場合、すなわち予測蓄電電力量が実蓄電電力量と同一である場合（ステップＳ５０３及びステップＳ５０５でＮｏ）には、給湯装置２２の運転周波数として、運転方法決定制御で予め決定された値を用いることを決定する。
制御装置２５は、ステップＳ５０７の処理を行った後、ステップＳ５０８に移行する。

ステップＳ５０８において、制御装置２５は、ステップＳ５０７で決定した運転周波数で給湯装置２２を実際に運転させる。

図１１に示すステップＳ６０１において、制御装置２５は、現在の実際の蓄熱量が、現在の実際の給湯需要よりも小さいか否かを判定する。
制御装置２５は、蓄熱量が給湯需要よりも小さいと判定した場合（ステップＳ６０１でＹｅｓ）、ステップＳ６０２に移行する。
制御装置２５は、蓄熱量が給湯需要以上であると判定した場合（ステップＳ６０１でＮｏ）、本制御（実運転制御）を終了する。

ステップＳ６０２において、制御装置２５は、現在の時間の予測蓄電電力量（図８（ｄ）参照）が、現在の時間の実蓄電電力量よりも大きいか否かを判定する。
制御装置２５は、予測蓄電電力量が実蓄電電力量よりも大きいと判定した場合（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、ステップＳ６０３に移行する。
制御装置２５は、予測蓄電電力量が実蓄電電力量以下であると判定した場合（ステップＳ６０２でＮｏ）、本制御（実運転制御）を終了する。

ステップＳ６０３において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の消費電力を減少（減算）させることを決定する。
具体的には、運転方法決定制御（図５のステップＳ３０３）で予め決定された給湯装置２２の消費電力（運転周波数）を減少させることを決定する。当該減少させる電力の値は、予測蓄電電力量から実蓄電電力量を引いた値（不足分）とする。これによって、予測していたよりも少ない電力しか蓄電装置１１に蓄えられていない場合であっても、当該蓄電装置１１に過負荷が加わりトリップが発生するのを防止することができる。
制御装置２５は、ステップＳ６０３の処理を行った後、ステップＳ６０４に移行する。

ステップＳ６０４において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の運転周波数を決定する。
具体的には、ステップＳ６０３で給湯装置２２の運転周波数を減少させることが決定された場合には、運転方法決定制御で予め決定された運転周波数を減少させることで、運転周波数を調整する。また、それ以外の場合、すなわち予測蓄電電力量が実蓄電電力量以下である場合（ステップＳ６０２でＮｏ）には、給湯装置２２の運転周波数として、運転方法決定制御で予め決定された値を用いることを決定する。
制御装置２５は、ステップＳ６０４の処理を行った後、ステップＳ６０５に移行する。

ステップＳ６０５において、制御装置２５は、ステップＳ６０４で決定した運転周波数で給湯装置２２を実際に運転させる。

以上のように、制御装置２５は、予め運転方法決定制御を行い、停電時における電力供給システム１（特に、給湯装置２２）の運転方法を計画（決定）する。そして、停電時には、実運転制御を行い、運転方法決定制御で計画された運転方法を適宜調整しながら、実際に給湯装置２２の運転を制御する。

次に、図１２を用いて、停電時のための実運転制御の変形例について説明する。

上述のステップＳ４０２（図９参照）では、単に余剰電力が最低消費電力よりも大きいか否かを判定し、余剰電力が最低消費電力よりも大きい場合（ステップＳ４０２でＹｅｓ）には給湯装置２２を運転させる（ステップＳ４０３及びステップＳ４０４）ものとした。しかし、ステップＳ４０２の処理を、以下で説明する処理（図１２のステップＳ４１１〜ステップＳ４１３）に置き換えることも可能である。以下、具体的な数値を用いて当該処理の一例（変形例）について説明する。

まず前提として、本変形例においては、蓄電装置１１の充電量の最大値は１．５ｋＷ、電力需要（特に停電時においては、重要負荷１８で使用される電力）の最大値は２．０ｋＷであるものとする。また太陽光発電部１２の発電量は、最大３．５ｋＷであるものとする。すなわち、停電時においては、太陽光発電部１２からの電力を最大で３．５ｋＷ利用することができる。

本変形例において、制御装置２５は、現在の時間が発電時間帯に含まれていると判定した場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、ステップＳ４１１に移行する。

ステップＳ４１１において、制御装置２５は、現在の時間の電力需要が１ｋＷ未満かつ充電量が１．５ｋＷ（最大値）であるか否かを判定する。
ここで、電力需要が所定値（１ｋＷ）未満か否かを判定するのは、給湯装置２２を運転させることができる程度の余剰電力があることを確認するためである。また充電量が最大値（１．５ｋＷ）であるか否かを判定するのは、充電量が最大値である場合にはパワーコンディショナー１３によって出力（太陽光発電部１２で発電された電力）が抑制されている、すなわち余剰電力があると考えられるためである。
制御装置２５は、現在の時間の電力需要が１ｋＷ未満かつ充電量が１．５ｋＷ（最大値）であると判定した場合（ステップＳ４１１でＹｅｓ）、ステップＳ４０３に移行する。
制御装置２５は、現在の時間の電力需要が１ｋＷ以上又は充電量が１．５ｋＷ（最大値）ではないと判定した場合（ステップＳ４１１でＮｏ）、ステップＳ４１２に移行する。

ステップＳ４０３及びステップＳ４０４において、制御装置２５は、現在の時間における給湯装置２２の運転周波数を決定し、当該給湯装置２２を実際に運転させる。

ステップＳ４１２において、制御装置２５は、現在の時間の電力需要が１．９ｋＷ以上、又は充電量が１．３ｋＷ未満であるか否かを判定する。
ここで、電力需要が所定値（１．９ｋＷ）以上であるか否かを判定するのは、給湯装置２２を運転させることができる程度の余剰電力がないことを確認するためである。また充電量が所定値（１．３ｋＷ）未満であるか否かを判定するのは、パワーコンディショナー１３によって出力が抑制されていないことを確認するためである。
制御装置２５は、現在の時間の電力需要が１．９ｋＷ以上、又は充電量が１．３ｋＷ未満であると判定した場合（ステップＳ４１２でＹｅｓ）、ステップＳ４１３に移行する。
制御装置２５は、現在の時間の電力需要が１．９ｋＷ未満、かつ充電量が１．３ｋＷ以上であると判定した場合（ステップＳ４１２でＮｏ）、ステップＳ５０１（図１０参照）に移行する。

ステップＳ４１３において、制御装置２５は、給湯装置２２の運転を停止させる。このようにして、給湯装置２２を運転するのに十分な余剰電力がないと考えられる場合には、給湯装置２２の運転を停止させることができる。

なお、上述の変形例（図１２参照）で示した具体的な数値は一例であり、適宜変更することが可能である。

以上、停電時のための制御（運転方法決定制御及び実運転制御）を説明したが、通常時のための制御（運転方法決定制御及び実運転制御）も概ね同様である。すなわち、制御装置２５は、所定のタイミング（例えば、毎日０時）で運転方法決定制御を行う。また制御装置２５は、通常時に実運転制御を行う。

なお、通常時のために運転方法決定制御を行う場合、制御装置２５は、図６に示すステップＳ３０２の処理を行わない。すなわち、制御装置２５は、ステップＳ３０１でＹｅｓの場合、ステップＳ３０３に移行する。これは、通常時においては、必要消費電力が蓄電電力量の最低値以上である場合に給湯装置２２を運転させても、商用電源１００から不足分の電力が供給されるため、蓄電装置１１のトリップが発生することがないためである。

以上のように、本実施形態に係る電力供給システム１では、停電時（非常時）においても給湯装置２２を運転させることができる。これによって、停電時であっても湯（熱）が不足するのを防止することができる。

また電力供給システム１では、給湯装置２２を運転させるために十分な電力（余剰電力）が確保できる場合にのみ当該給湯装置２２を運転させるように構成している。これによって、他の電化製品等（重要負荷１８等）を動かすことができなくなったり、蓄電装置１１の過負荷によるトリップの発生を防止することができる。

また電力供給システム１では、将来的な蓄電電力量等を予測し、それに基づいて給湯装置２２の運転方法を決定するため、長期間に亘る停電が発生した場合であっても、将来的に発生する給湯需要を満たせるように給湯装置２２を適切に運転させることができる。

以上の如く、本実施形態に係る電力供給システム１は、
自然エネルギーを利用して発電可能な太陽光発電部１２（発電部）と、
電力を充放電可能な蓄電装置１１と、
電力を消費して熱を発生させ蓄える給湯装置２２（熱発生装置）と、
太陽光発電部１２において発電された電力から蓄電装置１１に充電される電力及び電力負荷（重要負荷１８及び一般負荷２０）で消費される電力を除いた余剰電力が発生する場合には、給湯装置２２を運転させることで前記余剰電力を給湯装置２２で消費させる制御装置２５と、
を具備するものである。

このように構成することにより、余剰電力を有効活用することができる。すなわち、給湯装置２２で余剰電力を消費することで、逆潮流（売電）する電力を抑制しながらも、余剰電力を有効活用することができる。

また、制御装置２５は、
太陽光発電部１２が発電を行う発電時間帯に前記余剰電力が発生した場合には、当該余剰電力が発生した時間において給湯装置２２を運転させるものである（図９参照）。

このように構成することにより、発電時間帯において、余剰電力を有効活用することができる。これによって、発生した余剰電力をすぐに有効活用することができる。

また、制御装置２５は、
前記電力負荷で消費される電力である電力需要、太陽光発電部１２において発電される電力である発電量、熱負荷で消費される熱量である給湯需要（熱需要）及び蓄電装置１１が蓄えている電力である蓄電電力量を予測することにより、前記余剰電力を予測し、
予測された前記余剰電力に基づいて給湯装置２２の運転方法を計画し（図４から図６まで参照）、前記運転方法に従って給湯装置２２の運転を行うものである。

このように構成することにより、将来的に発生する余剰電力の有効活用を図ることができる。

また、制御装置２５は、
太陽光発電部１２が発電を行う発電時間帯に前記余剰電力が発生すると予測した場合、
前記発電時間帯において給湯装置２２を運転するように前記運転方法を計画する（図４参照）ものである。

このように構成することにより、将来的に発電時間帯において発生する余剰電力の有効活用を図ることができる。

また、制御装置２５は、
前記発電時間帯において、前記余剰電力が給湯装置２２を運転するために最低限必要な電力を超過する場合にのみ（図４のステップＳ１０５でＹｅｓ）、給湯装置２２を運転するように前記運転方法を計画するものである。

このように構成することにより、余剰電力が給湯装置２２を運転させることができる程度に十分に発生している場合にのみ、当該給湯装置２２を運転させることができる。

また、制御装置２５は、
前記発電時間帯に発生した前記余剰電力が当該発電時間帯に給湯装置２２によって消費しきれないと予測した場合（図５のステップＳ２０１でＹｅｓ）、
前記発電時間帯よりも前の時間帯において給湯装置２２を運転するように前記運転方法を計画する（図５のステップＳ２０５〜ステップＳ２０９）ものである。

このように構成することにより、余剰電力をより有効活用することができる。すなわち、発電時間帯だけでは余剰電力を十分に消費しきれないことを事前に予測した場合には、予め給湯装置２２を運転させることで事前に電力を消費し、有効活用することができる。

また、制御装置２５は、
前記発電時間帯に給湯装置２２によって消費しきれないと予測した前記余剰電力の総和の分だけ（図５のステップＳ２０２）、前記発電時間帯よりも前の時間帯において給湯装置２２で消費されるように、前記運転方法を計画する（図５のステップＳ２０５〜ステップＳ２０９）ものである。

このように構成することにより、余剰電力をより有効活用することができる。すなわち、余剰電力が全て給湯装置２２で消費されるように運転方法を計画することで、当該余剰電力を無駄なく活用することができる。

また、制御装置２５は、
前記発電時間帯に給湯装置２２によって消費しきれないと予測した前記余剰電力の総和が、予測された前記蓄電電力量の最低値よりも小さくなる場合（図５のステップＳ２０３でＹｅｓ）、
予測された前記蓄電電力量の最低値だけ、前記発電時間帯よりも前の時間帯において給湯装置２２で消費されるように、前記運転方法を計画する（図５のステップＳ２０４〜ステップＳ２０９）ものである。

このように構成することにより、可能な範囲で余剰電力を有効活用することができる。すなわち、蓄電電力量の最低値だけ給湯装置２２で消費されるように計画することで、蓄電装置１１のトリップの発生を防止しながらも、可能な限り多くの余剰電力を有効活用することができる。

また、制御装置２５は、
給湯装置２２が蓄えている熱量である蓄熱量を予測し（図４のステップＳ１０２）、
予測された前記蓄熱量が、予測された前記熱需要よりも小さくなる場合（図６のステップＳ３０１でＹｅｓ）、
給湯装置２２を運転するように前記運転方法を計画する（図６のステップＳ３０３〜ステップＳ３０５）ものである。

このように構成することにより、熱需要を賄えるように給湯装置２２を運転させることができる。すなわち、熱需要に対して蓄熱量が不足することが予測された場合には、給湯装置２２を運転させ、熱不足の発生を防止することができる。

また、制御装置２５は、
前記運転方法に従って給湯装置２２の運転を行う際に、予測された前記蓄電電力量と実際の蓄電電力量が異なる場合には、前記運転方法を調整する（図９から図１１まで参照）ものである。

このように構成することにより、より適切に給湯装置２２を運転させることができる。すなわち、予測された蓄電電力量と実際の蓄電電力量が異なる場合には、運転方法を見直し、適宜調整することで、より適切な給湯装置２２の運転が可能となる。

また、制御装置２５は、
停電が発生した場合を想定して前記運転方法を計画し、停電が発生した場合に前記運転方法に従った給湯装置２２の運転を行うものである。

このように構成することにより、逆潮流のできない停電時において、余剰電力を有効活用することができる。また、本実施形態においては、蓄電装置１１に過負荷が加わりトリップが発生するのを防止することができるので、停電時に蓄電装置１１が使用できなくなるのを防止することができる。

なお、本実施形態に係る太陽光発電部１２は、発電部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る給湯装置２２は、熱発生装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る重要負荷１８及び一般負荷２０は、電力負荷の実施の一形態である。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、電力供給システム１は太陽光発電部１２を具備するものとしたが、その他自然エネルギーを利用して発電可能な機器（風力発電装置等）を用いることも可能である。

また、電力供給システム１は、運転方法決定制御で給湯装置２２の運転方法を決定（計画）した後、実運転制御で当該運転方法に従って給湯装置２２を運転させるものとした。しかし、発電時間帯における給湯装置２２の運転（図９参照）に関しては、予め運転方法を計画せずに、給湯装置２２を運転させることも可能である。この場合、制御装置２５は、余剰電力が給湯装置２２の最低消費電力より大きいか否かをリアルタイムに判定し、余剰電力が大きい場合に給湯装置２２を運転するように制御することができる。

また、本実施形態においては、予測期間（電力需要等の予測の対象となる期間）を３日間、対象期間（給湯装置２２の運転方法を決定する対象となる期間）を２４時間と例示したが、当該予測期間及び対象期間はこれに限らず任意に設定することが可能である。また、例えば予測期間や対象期間の開始時間を、一般的に給湯装置２２が運転を開始する時間（２３時等）に設定すると、電力の有効活用の観点からより効果的である。

また、本実施形態においては、制御装置２５は電力需要、発電量、給湯需要及び蓄電電力量を予測し、これらに基づいて運転方法決定制御を行うものとしたが、これらのうち少なくとも１つに基づいて運転方法決定制御を行うことも可能である。但し、運転方法の計画精度を上げる観点からは、これら全てを予測することが好ましい。

また、本実施形態に係る電力供給システム１は住宅に設けられるものとしたが、その他種々の施設に設けることが可能である。

１ 電力供給システム
１１ 蓄電装置
１２ 太陽光発電部
１３ パワーコンディショナー
１８ 重要負荷
２０ 一般負荷
２２ 給湯装置
２５ 制御装置

Claims (11)

1. 自然エネルギーを利用して発電可能な発電部と、
   電力を充放電可能な蓄電装置と、
   電力を消費して熱を発生させ蓄える熱発生装置と、
   前記発電部において発電された電力から前記蓄電装置に充電される電力及び電力負荷で消費される電力を除いた余剰電力が発生する場合には、前記熱発生装置を運転させることで前記余剰電力を前記熱発生装置で消費させる制御装置と、
   を具備する電力供給システム。
2. 前記制御装置は、
   前記発電部が発電を行う発電時間帯に前記余剰電力が発生した場合には、当該余剰電力が発生した時間において前記熱発生装置を運転させる、
   請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記制御装置は、
   前記電力負荷で消費される電力である電力需要、前記発電部において発電される電力である発電量、熱負荷で消費される熱量である熱需要又は前記蓄電装置が蓄えている電力である蓄電電力量の少なくともいずれか１つを予測することにより、前記余剰電力を予測し、
   予測された前記余剰電力に基づいて前記熱発生装置の運転方法を計画し、前記運転方法に従って前記熱発生装置の運転を行う、
   請求項１に記載の電力供給システム。
4. 前記制御装置は、
   前記発電部が発電を行う発電時間帯に前記余剰電力が発生すると予測した場合、
   前記発電時間帯において前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画する、
   請求項３に記載の電力供給システム。
5. 前記制御装置は、
   前記発電時間帯において、前記余剰電力が前記熱発生装置を運転するために最低限必要な電力を超過する場合にのみ、前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画する、
   請求項４に記載の電力供給システム。
6. 前記制御装置は、
   前記発電時間帯に発生した前記余剰電力が当該発電時間帯に前記熱発生装置によって消費しきれないと予測した場合、
   前記発電時間帯よりも前の時間帯において前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画する、
   請求項４又は請求項５に記載の電力供給システム。
7. 前記制御装置は、
   前記発電時間帯に前記熱発生装置によって消費しきれないと予測した前記余剰電力の総和の分だけ、前記発電時間帯よりも前の時間帯において前記熱発生装置で消費されるように、前記運転方法を計画する、
   請求項６に記載の電力供給システム。
8. 前記制御装置は、
   前記発電時間帯に前記熱発生装置によって消費しきれないと予測した前記余剰電力の総和が、予測された前記蓄電電力量の最低値よりも小さくなる場合、
   予測された前記蓄電電力量の最低値だけ、前記発電時間帯よりも前の時間帯において前記熱発生装置で消費されるように、前記運転方法を計画する、
   請求項７に記載の電力供給システム。
9. 前記制御装置は、
   前記熱発生装置が蓄えている熱量である蓄熱量を予測し、
   予測された前記蓄熱量が、予測された前記熱需要よりも小さくなる場合、
   前記熱発生装置を運転するように前記運転方法を計画する、
   請求項３から請求項８までのいずれか一項に記載の電力供給システム。
10. 前記制御装置は、
    前記運転方法に従って前記熱発生装置の運転を行う際に、予測された前記蓄電電力量と実際の蓄電電力量が異なる場合には、前記運転方法を調整する、
    請求項３から請求項９までのいずれか一項に記載の電力供給システム。
11. 前記制御装置は、
    停電が発生した場合を想定して前記運転方法を計画し、停電が発生した場合に前記運転方法に従った前記熱発生装置の運転を行う、
    請求項３から請求項１０までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

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