JP2017175857A - ピークカット制御装置、ピークカット制御システム、ピークカット制御方法、及びピークカット制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電気契約が一括受電の集合住宅における各住戸でハイブリッド機器が利用される場合に、精度良くピークカットを実現することができる。【解決手段】外部サーバ６２は、一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器７４であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器７４の電気使用量を含む集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、ピークカット制御装置、ピークカット制御システム、ピークカット制御方法、及びピークカット制御プログラムに関する。

従来、ガス等を燃料とした熱源機と電気ヒートポンプとを加熱源として給湯暖房する給湯暖房システムにおいて、使用電力が閾値（契約電力）を越えないように制御を行っているものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、マンション等の集合住宅において、集合住宅全体で電力会社と高圧電力契約を行い、各住戸の利用者は高圧電力契約者と低圧契約することで電気の供給を受ける電気契約の方法として、一括受電と呼ばれるものがある。この一括受電では、高圧電力料金単価と低圧電力料金単価の差によって、各住戸の電気料金を引き下げることができる。

特開２０１２−９２９９７号公報

高圧電力料金は低圧電力料金と異なり、基本料金がピーク電力によって変わる。このため、電気契約が一括受電の集合住宅においては、ピークカットの効果、すなわち電力の使用量が契約電力を越えないようにすることの効果は大きい。

しかしながら、従来ではユーザーの節電を促すデマンドレスポンス（電力消費の総量を抑制する）はあったが、例えば電気及びガスの両方をエネルギーとして動作することが可能なハイブリッド機器を能動的に動かすことにより効果的なデマンドレスポンスを得るものは無く、精度良くピークカットを実現できるものは無かった。

そこで、本発明は、電気契約が一括受電の集合住宅における各住戸でハイブリッド機器が利用される場合に、精度良くピークカットを実現することができるピークカット制御装置、ピークカット制御システム、ピークカット制御方法、及びピークカット制御プログラム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、本発明のピークカット制御装置は、一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器の電気使用量を含む前記集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御するピークカット制御手段を備える。

本発明のピークカット制御システムは、ガスの燃焼により水を加熱する熱源機と、電気により水を加熱するヒートポンプと、前記ヒートポンプにより前記水を加熱した温水を貯める貯湯タンクと、を備えた給湯暖房機と、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のピークカット制御装置と、前記給湯暖房機により給湯される温水が供給される機器と前記給湯暖房機との間に設けられ、前記温水の熱量を測定する熱量計と、を含む。

本発明のピークカット制御方法は、一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器の電気使用量を含む前記集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御する。

本発明のピークカット制御プログラムは、コンピュータに、一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器の電気使用量を含む前記集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御することを実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、電気契約が一括受電の集合住宅における各住戸でハイブリッド機器が利用される場合に、精度良くピークカットを実現することができる。

一括受電について説明するための概念図である。 第１実施形態に係るピークカット制御システムの構成図である。 外部サーバの機能ブロック図である。 第１実施形態に係るピークカット制御処理ルーチンを示すフローチャートである。 機器情報の一例を示す図である。 電気比率の一例を示す図である。 第５実施形態に係るピークカット制御システムの構成図である。 エネルギー消費量について説明するための図である。 第６実施形態に係るピークカット制御処理ルーチンを示すフローチャートである。

（第１実施形態）

本発明の第１実施形態について説明する。

図１には、電気契約が一括受電の集合住宅７０に供給される電力の供給の概要を示した。図１に示すように、ｎ階建ての集合住宅７０を構成する複数の住戸７２は、ハイブリッド機器７４等の電気及びガスを使用する機器が設置されている。これらの機器のうち電気をエネルギーとして動作する機器は、高圧受電設備７６から供給される低圧電力によって動作する。また、ガスをエネルギーとして動作する機器は、図示しないガス供給会社から供給されるガスによって動作する。

高圧受電設備７６は、図示しない電力会社から一括受電により高圧電力を受電し、受電した高圧電力から低圧電力を生成して集合住宅７０の各住戸７２に供給する。

なお、ハイブリッド機器７４は、電気及びガスの何れをエネルギーとして用いても動作することが可能な機器である。ハイブリッド機器７４としては、例えば、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド（ＨＢ）給湯暖房装置、ハイブリッド（ＨＢ）コンロ（電気コンロ及びガスコンロの両方を含むコンロ）、ハイブリッド（ＨＢ）ミスト等があるが、これらに限られるものではない。

図２には、一例として或る住戸７２に設けられたハイブリッド機器７４がハイブリッド給湯暖房装置の場合におけるピークカット制御システム８０の構成を示した。

図２に示すように、ピークカット制御システム８０は、各住戸７２に設けられたハイブリッド機器７４と、外部サーバ６２と、高圧受電設備７６と、がネットワーク６０を介して接続された構成である。図２では、１つのハイブリッド機器７４がネットワーク６０に接続された構成を示しているが、各住戸７２に設けられたハイブリッド機器７４がネットワーク６０に接続され、外部サーバ６２によって各住戸７２のハイブリッド機器７４が制御される。

図２に示すように、ハイブリッド給湯暖房装置としてのハイブリッド機器７４は、エアコン１０と、エアコン用ヒートポンプ１２と、貯湯タンク１４と、貯湯タンク用ヒートポンプ１６と、熱源機２０とを備える。

エアコン用ヒートポンプ１２は、空気（暖房循環熱媒）を電気ヒートポンプにより加熱する。エアコン１０とエアコン用ヒートポンプ１２とは、熱媒往き管３２及び熱媒戻り管３４によって接続されている。

貯湯タンク用ヒートポンプ１６は、給湯温水を電気ヒートポンプにより加熱する。また、貯湯タンク用ヒートポンプ１６は、床暖房用温水（暖房循環熱媒）を電気ヒートポンプにより加熱する。貯湯タンク１４と貯湯タンク用ヒートポンプ１６とは、温水往き管３６及び温水戻り管３８によって接続されている。

貯湯タンク１４に蓄えられた給湯温水は、給湯に用いられる。

熱源機２０は、ガスバーナの燃焼により給湯温水及び床暖房用温水の各々を加熱する。

また、ハイブリッド機器７４には、床暖房装置１８及びシャワー水栓等の給湯機器１９が接続されている。

床暖房装置１８は、内部に温水が流通する流通路を有し、熱源機２０と床暖房装置１８とが、温水往き管４２によって接続されており、温水往き管４２から供給された床暖房用温水が、床暖房装置１８の内部に流通する。

床暖房装置１８と貯湯タンク用ヒートポンプ１６とは、温水戻り管４４によって接続されている。

貯湯タンク用ヒートポンプ１６と熱源機２０とは、温水往き管４０によって接続されており、温水往き管４０から供給された床暖房用温水が、温度が十分でない場合は熱源機２０により加熱されて、温水往き管４２を介して、床暖房装置１８へ送られる。

また、ハイブリッド機器７４は、操作パネル５０と、制御ユニット４８とを更に備える。

操作パネル５０は、暖房を動作させるための暖房スイッチ等、各種操作を行うためのスイッチを有する。

制御ユニット４８は、例えばＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であり、ネットワーク６０を介して、ピークカット制御装置の一例としての外部サーバ６２と接続されている。

制御ユニット４８は、貯湯温センサ、外気温センサ、室温センサ、ドア開閉センサ、水量センサ、給水温センサ、電力量センサ等と接続されている。これらのセンサはハイブリッド機器内のセンサを含む。

貯湯温センサは、貯湯タンク１４に設けられており、貯湯タンク１４の下部に貯留された湯の温度を検出し、この湯の温度に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。外気温センサは、エアコン用ヒートポンプ１２の外部に設けられ、外気温を検出し、この外気温に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。

室温センサは、エアコン１０が設置されている室内に設けられ、室温を検出し、この室温に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。ドア開閉センサは、エアコン１０が設置されている部屋に設けられ、当該部屋のドアの開閉を検出し、ドアの開閉に応じた信号を制御ユニット４８に出力する。

制御ユニット４８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。制御ユニット４８は、外部サーバ６２から受信した情報、上述の操作パネル５０、各種センサから出力された信号に応じて、エアコン１０、エアコン用ヒートポンプ１２、貯湯タンク１４、貯湯タンク用ヒートポンプ１６、熱源機２０、床暖房装置１８、その他の家電の動作を制御する。

外部サーバ６２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、後述するピークカット制御処理ルーチンのプログラムを記憶したハードディスク等の不揮発性メモリ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。

この外部サーバ６２をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図３に示すように、外部サーバ６２は、取得部６４、判定部６７、ピークカット制御部６８、及び記憶部６９を備えている。

取得部６４は、高圧受電設備７６から集合住宅７０全体の電気使用量を取得する。また、集合住宅７０の各住戸７２の制御ユニット４８から、ハイブリッド機器７４が電気及びガスのどちらのエネルギーを使用して動いているのかを示す使用エネルギー情報、及びその他の情報(電気比率等)も取得する。

判定部６７は、集合住宅７０全体の電気使用量が、予め定めた閾値ＴＨ１以上であるか否か等を判定する。

ピークカット制御部６８は、判定部６７の判定結果に基づいて、ハイブリッド機器７４のエネルギーを電気からガスに切り替える。

記憶部６９には、後述する機器情報７１、切り替え情報７３、及び履歴情報７５が記憶される。なお、履歴情報７５は、１日の時間帯毎の電気消費量等の情報を含む。

次に、外部サーバ６２で実行されるピークカット制御処理ルーチンについて図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４に示す処理は、予め定めた時間が経過する毎に実行される。

まず、ステップＳ１００において、取得部６４が、高圧受電設備７６から集合住宅７０全体の電気使用量を取得する。

ステップＳ１０４では、判定部６７が、ステップＳ１０２で算出した集合住宅７０全体の電気使用量が、予め定めた閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨ１は、例えば電気使用量の上限値（契約電力）Ｐ（ｋＷ）よりも小さい値であって、仮にピークカットを実行しない場合は電気使用量が上限値Ｐを越える可能性が有ると判定できる値に設定される。

そして、集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上である場合は、集合住宅７０全体の電気使用量が上限値Ｐを越える可能性が有ると判定し、ステップＳ１０６へ移行する。一方、集合住宅７０全体の電気使用量が閾値ＴＨ１未満である場合は、集合住宅７０の電気使用量が上限値Ｐを越える虞が無いと判定し、ステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１０６では、ピークカット制御部６８が、記憶部６９から機器情報７１を取得し、取得した機器情報７１、使用エネルギー情報、その他の情報（電気比率等）、及び予め定めた優先順位に従って、電気で動作しているハイブリッド機器７４について、ハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスへ切り替えるように制御ユニット４８に指示する。優先順位は、ユーザーの使い勝手に影響が小さい順にハイブリッド機器７４毎に設定された優先順位である。なお、ステップＳ１０６では、１つずつ（例えば１機能ずつ、１機種ずつ、１住居ずつ等)電気からガスへの切り替えを行い、切り替え後にステップＳ１０４に戻り、再度判定を行う。

また、機器情報７１は、図５に示すように、住戸７２と住戸７２で使用されているハイブリッド機器７４との対応関係を示す情報である。

以下、第１の優先順位制御について説明する。例えば、各住戸で使用されるハイブリッド機器７４として、図２に示すようなハイブリッド給湯暖房装置の他、ハイブリッドミスト、ハイブリッドコンロが想定される場合、ピークカット制御の優先順位を以下のように予め設定する。ここで、ハイブリッド機器７４を動作させるエネルギーを電気からガスに切り替えてもユーザーの使い勝手に影響が少ない機器ほど、優先順位が高くなるように優先順位を設定する。

優先順位１位：ハイブリッド給湯暖房装置の給湯機能
優先順位２位：ハイブリッド給湯暖房装置の暖房機能
優先順位３位：ハイブリッドミスト
優先順位４位：ハイブリッドコンロ

優先順位１位が給湯機能となっているのは、電気による給湯からガスによる給湯に切り替わっても温水が供給されることに変わりはなく、ユーザーの使い勝手に最も影響が小さいと考えられるためである。逆に、優先順位４位がハイブリッドコンロとなっているのは、コンロが電気コンロからガスコンロに切り替わると、ユーザーの使い勝手に最も影響が大きいと考えられるからである。

優先順位が上記のように設定されている場合、まずハイブリッド給湯暖房装置を備えた住戸７２の制御ユニット４８に対して、貯湯タンク用ヒートポンプによる給湯から熱源機２０による給湯に切り替えるように指示する。すなわち、電気による給湯からガスによる給湯に切り替えるように、ハイブリッド給湯暖房装置を備えた住戸全ての制御ユニット４８に対して指示する。これにより、電気使用量が減り、集合住宅７０の電気使用量が上限値を越えるのを防ぐことができる。

また、電気による給湯からガスによる給湯に切り替えるように制御ユニット４８に指示した場合は、電気による給湯からガスによる給湯に切り替えるよう指示したハイブリッド給湯暖房装置を表す情報を切り替え情報７３として記憶部６９に記憶させる。

また、ステップＳ１０６が実行されてステップＳ１０４の判定が肯定判定となって再度ステップＳ１０６が実行される場合、すなわち、前回のステップＳ１０６で電気による給湯からガスによる給湯に切り替えるように制御しても集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上の場合には、優先順位が２位である暖房機能について、例えばエアコン１０による暖房から熱源機２０による床暖房に切り替える。すなわち、電気による暖房からガスによる暖房に切り替える。

以下同様に、集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上の状態が続く場合には、優先順位に従ってハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスに切り替える。すなわち、優先順位が２位の暖房機能について上記の切り替えを行っても集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上の場合には、優先順位が３位であるハイブリッドミストについて、省エネモードで運転されるように制御する。また、優先順位が３位のハイブリッドミストについて上記の制御を行っても集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上の場合には、優先順位が４位であるハイブリッドコンロについて、電気コンロではなくガスコンロを使用するよう促すために、ライトの点滅や音声等により警報されるように制御する。

このように、優先順位が高い順にハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスに切り替えるので、精度良くピークカットを実現することができる。

なお、エネルギー効率としては、給湯及び暖房においては基本的にはガスよりも電気の方が高いため、エネルギー効率の観点からは、なるべく電気を使用した方が好ましい。

そこで、ステップＳ１０８では、判定部６７が、ステップＳ１０２で算出した集合住宅７０の電気使用量が、予め定めた閾値ＴＨ２未満であるか否かを判定する。閾値ＴＨ２は、例えば閾値ＴＨ１よりも小さい値であって、しばらくは集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上になる可能性が低いと判定できる値に設定される。

そして、集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ２未満である場合は、集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上になる可能性が低いと判定し、ステップＳ１１０へ移行する。一方、集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ２以上の場合は、近いうちに集合住宅７０の電気使用量が閾値ＴＨ１以上になる可能性が有ると判定し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０では、判定部６７が、記憶部６９に記憶された切り替え情報７３を参照し、ハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスに切り替えたハイブリッド機器７４が存在するか否か、すなわち、過去にステップＳ１０６でハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスに切り替えたハイブリッド機器７４が存在するか否かを判定する。そして、ハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスに切り替えたハイブリッド機器７４が存在する場合はステップＳ１１２へ移行し、ハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーを電気からガスに切り替えたハイブリッド機器７４が存在しない場合は本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１２では、ピークカット制御部６８が、前述した優先順位と逆順で、ハイブリッド機器７４を動作させるためのエネルギーをガスから電気へ切り替えるように制御ユニット４８に指示する。なお、ステップＳ１１２では、１つずつ（例えば１機能ずつ、１機種ずつ、１住居ずつ等)電気からガスへの切り替えを行い、切り替え後にステップＳ１０８に戻り、再度判定を行う。

例えば、切り替え情報７３を参照し、過去に優先順位が１位及び２位について電気からガスへ切り替えていた場合には、優先順位２位の暖房機能についてエネルギーをガスから電気へ切り替えるよう制御ユニット４８に指示する。そして、ステップＳ１１２が実行されてステップＳ１０８の判定が肯定判定となって再度ステップＳ１１２が実行される場合には、今度は優先順位１位の給湯機能についてエネルギーをガスから電気に切り替えるよう制御ユニット４８に指示する。これにより、ハイブリッド機器７４のエネルギーがガスに切り替わったままとなってエネルギー効率が低下してしまうのを防ぐことができる。

なお、本実施形態では、集合住宅７０全体の電気使用量が、予め定めた閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定し、肯定判定だった場合にピークカットを実行する場合について説明したが、これに限らず、集合住宅７０全体の電気使用量と閾値ＴＨ１との偏差・微分値・積分値を考慮した制御によりピークカットを実行するようにしてもよい。また、ピークカットを実行するか否かの判定に学習制御を用いても良い。例えば、記憶部６９に記憶された履歴情報７５を参照し、電気使用量が前日の電気使用量と類似しており、かつ前日に電気使用量の微分値等が閾値を下回っていたにも関わらず、その後閾値を超えた場合等にピークカットを行うようにしてもよい。

（第２実施形態）

本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態では、第２の優先順位制御について説明する。なお、装置構成は第１実施形態と同一であるので説明は省略する。

第２の優先順位制御では、住戸７２毎に優先順位を設定する。さらに、住戸７２間でハイブリッド機器７４の省エネ効果を公平に享受できるように、例えば日単位又は月単位等、予め定めた期間単位で優先順位をローテーションさせる。例えば優先順位が高い順にＡ宅、Ｂ宅、Ｃ宅・・・のように優先順位を設定した場合、以下のように優先順位をローテーションさせる。

１月１日：Ａ宅、Ｂ宅、Ｃ宅・・・、Ｙ宅、Ｚ宅
１月２日：Ｂ宅、Ｃ宅、Ｄ宅・・・、Ｚ宅、Ａ宅
１月３日：Ｃ宅、Ｄ宅、Ｅ宅・・・、Ａ宅、Ｂ宅

上記の例では、日単位で優先順位をローテーションさせる場合の例であり、１月１日はＡ宅が優先順位１位、Ｂ宅が優先順位２位、Ｃ宅が優先順位３位である。従って、まずＡ宅のハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられる。なお、図４のステップＳ１０６でハイブリッド機器７４のエネルギーを電気からガスへ切り替える際には、Ａ宅に存在する全てのハイブリッド機器７４のエネルギーを電気からガスへ一斉に切り替えても良いし、Ａ宅に存在するハイブリッド機器７４を１つずつ電気からガスへ切り替えるようにしてもよい。そして、Ａ宅の全てのハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられると、Ｂ宅のハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられる。また、１月２日はＢ宅が優先順位１位となり、Ａ宅は優先順位最下位となる。同様に、１月３日はＣ宅が優先順位１位となり、Ｂ宅は優先順位最下位となる。

このように、予め定めた期間単位で優先順位をローテーションさせることにより、特定の住戸７２だけハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられてしまうのを防ぐことができ、住戸７２間でハイブリッド機器７４の省エネ効果を公平に享受することができる。

（第３実施形態）

本発明の第３実施形態について説明する。

第３実施形態では、第３の優先順位制御について説明する。なお、装置構成は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。

第３の優先順位制御では、住戸７２の階毎に優先順位を設定する。さらに、住戸間でハイブリッド機器７４の省エネ効果を公平に享受できるように、例えば日単位又は月単位等、予め定めた期間単位で優先順位をローテーションさせる。例えば集合住宅が１０階建ての場合において、優先順位が高い順に１階、２階、３階・・・、１０階のように優先順位を設定した場合、以下のように優先順位をローテーションさせる。

１月：１階、２階、３階・・・、９階、１０階
２月：２階、３階、４階・・・、１０階、１階
３月：３階、４階、５階・・・、１階、２階

上記の例では、月単位で優先順位をローテーションさせる場合の例であり、１月は１階が優先順位１位、２階が優先順位２位、３階が優先順位３位である。従って、まず１階の住戸のハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられる。なお、１階に複数の住戸７２が存在する場合には、例えば部屋番号の小さい順に電気からガスへ切り替える等すればよい。そして、１階の住戸の全てのハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられると、２階の住戸のハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられる。また、２月は２階が優先順位１位となり、１階は優先順位最下位となる。同様に、３月は３階が優先順位１位となり、２階は優先順位最下位となる。

このように、予め定めた期間単位で優先順位をローテーションさせることにより、特定の住戸７２だけハイブリッド機器７４のエネルギーが電気からガスに切り替えられてしまうのを防ぐことができ、住戸７２間でハイブリッド機器７４の省エネ効果を公平に享受することができる。

なお、第１〜第３実施形態で説明した優先順位を組み合わせて優先順位を設定してもよい。例えば、第１、第２実施形態で説明した優先順位を組み合わせる場合、以下のように優先順位を設定する。

１月１日：Ａ宅の給湯機能、Ｂ宅の給湯機能、・・・、Ｚ宅の給湯機能、
Ａ宅の暖房機能、Ｂ宅の暖房機能、・・・、Ｚ宅の暖房機能、・・・
１月２日：Ｂ宅の給湯機能、Ｃ宅の給湯機能、・・・、Ａ宅の給湯機能、
Ｂ宅の暖房機能、Ｃ宅の暖房機能、・・・、Ａ宅の暖房機能、・・・

また、以下のように優先順位を設定してもよい。

１月１日：Ａ宅の給湯機能、Ａ宅の暖房機能、・・・、
Ｂ宅の給湯機能、Ｂ宅の暖房機能、・・・、
Ｚ宅の給湯機能、Ｚ宅の暖房機能、・・・
１月２日：Ｂ宅の給湯機能、Ｂ宅の暖房機能、・・・、
Ｃ宅の給湯機能、Ｃ宅の暖房機能、・・・、
Ａ宅の給湯機能、Ａ宅の暖房機能、・・・

（第４実施形態）

本発明の第４実施形態について説明する。

第４実施形態では、第４の優先順位制御について説明する。なお、装置構成は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。

第４の優先順位制御では、住戸７２の電気比率毎に優先順位を設定する。ここで、電気比率とは、ハイブリッド機器７４の電気及びガスの出力の合計に対する電気の出力の割合をいう。なお、各住戸７２の電気比率は、取得部６４で取得したその他の情報の値を使用する。

以下では、各住戸の電気比率が図６に示すような結果だった場合について説明する。図６の例では、１月１日〜１５日までのＡ宅、Ｂ宅、Ｃ宅の給湯の電気比率の平均値がそれぞれ５０％、６０％、７０％であり、暖房の電気比率の平均値がそれぞれ４０％、３０％、５０％である。この場合、１月１６日の給湯についての優先順位は、Ｃ宅、Ｂ宅、Ａ宅の順となる。また、１月１６日の暖房についての優先順位は、Ｃ宅、Ａ宅、Ｂ宅の順となる。すなわち、電気比率が高いほど優先順位が高くなる。

従って、１月１６日の給湯については、Ｃ宅、Ｂ宅、Ａ宅の順にエネルギーが電気からガスに切り替わり、暖房については、Ｃ宅、Ａ宅、Ｂ宅の順にエネルギーが電気からガスに切り替わる。

このように、過去の予め定めた期間における電気比率の平均値が高い順に、使用するエネルギーを電気からガスに切り替えることにより、精度良くピークカットを実現することができる。

（第５実施形態）

本発明の第５実施形態について説明する。

第５実施形態では、各住戸７２のハイブリッド給湯暖房装置の電気使用量及びガス使用量に対する料金を、熱量計で測定した熱量に基づいて課金する場合について説明する。

図７には、本実施形態に係るピークカット制御システム８０Ａを示した。図７に示すように、ピークカット制御システム８０Ａは、熱量計９０Ａ、９０Ｂを備えている。また、ピークカット制御システム８０Ａは、図示は省略したが、図２のピークカット制御システム８０と同様に、制御ユニット４８及び操作パネル５０を備えており、ネットワーク６０を介して外部サーバ６２と接続されている。

熱量計９０Ａは、貯湯タンク１４、熱源機２０、ヒートポンプ１６等を含むハイブリッド給湯暖房機２１と床暖房装置１８との間に設けられており、熱量計９０Ｂは、ハイブリッド給湯暖房機２１とシャワー水栓等の給湯機器１９との間に設けられている。なお、ハイブリッド給湯暖房機２１は、図２に示すハイブリッド給湯暖房装置とは異なり、エアコン１０、エアコン用ヒートポンプ１２を含まない。また、家電、照明等の電気機器には電気メーターＥＭが接続されており、コンロ等のガス機器にはガスメータＧＭが接続されている。この場合、給湯及び暖房に関しては、電気メーターＥＭにより測定された電気使用量やガスメータＧＭにより測定されたガス使用量に基づいて課金されるのではなく、実際に床暖房装置１８で使用したエネルギー（温水の熱量）及び実際に給湯機器１９で使用したエネルギー（温水の熱量）に対して課金されるため、各住戸に設置されたハイブリッド機器７４のエネルギー効率に関係無く、公平に料金を徴収することができる。従来では、ガスメータＧＭ及び電気メータＥＭを、電気及びガスが供給される電気機器、ガス機器よりも上流側のパイプシャフトＰＳ等に設けるのが通常であった。この場合、ハイブリッド機器７４のエネルギー効率によっては公平に料金を徴収するのが困難である。この理由について以下に説明する。

熱を作る際、電気とガスとではエネルギー効率が大きく異なる。エネルギー効率が高い給湯器の場合、給湯におけるガスのエネルギー効率は９５％程度である。一方、ハイブリッド給湯器のヒートポンプの場合、例えば冬期において消費電力５１０Ｗで２．５ｋＷの加熱能力を有する。ＣＯＰ（＝加熱能力／消費電力：Coefficient of Performance）は４．９０（エネルギー効率４９０％)であり、消費電力の約５倍の加熱能力を有する。

図８には、１００の熱エネルギーを利用する際におけるＡ宅からＣ宅の電気比率の違いによるエネルギーの消費量の変化を示した。なお、ガス熱源機のエネルギー効率を９５％、ヒートポンプのＣＯＰを５（エネルギー効率５００％）と仮定した。

図８に示すように、同じ１００の熱エネルギーを利用する場合でも、電気比率が異なることによって電気及びガスの合計消費量が異なり、公平に料金を徴収することができない。これに対して、本実施形態では、給湯及び暖房によって使用したエネルギーを熱量計９０Ａ、９０Ｂによって測定し、測定した熱量に応じた料金を徴収するので、各住戸のハイブリッド機器７４の電気比率に関係無く、公平に料金を徴収することができる。

（第６実施形態）

本発明の第６実施形態について説明する。

第６実施形態では、集合住宅７０全体の電気使用量を予測し、上限値Ｐを越える期間が存在する場合には、前倒しでお湯を沸かして貯湯タンク１４に貯めるハイブリッド機器７４に指示する貯湯前倒し制御について説明する。なお、装置構成は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。

以下、図９を参照して外部サーバ６２で実行される貯湯前倒し制御ルーチンについて説明する。

まずステップＳ２００では、集合住宅７０の予め定めた期間、本実施形態では一例として１日の電気使用量を予測する。具体的には、例えば、記憶部６９の履歴情報７５を参照して時間帯毎の電気使用量の平均値を算出し、算出した各時間帯の電気使用量の平均値を将来の１日の予測値とすればよい。

ステップＳ２０２では、ステップＳ２００で予測した各時間帯の予測値のうち、上限値を越える時間帯が存在するか否かを判定する。そして、上限値を越える時間帯が存在する場合はステップＳ２０４へ移行し、上限値を越える時間帯が存在しない場合は本ルーチンを終了する。

ステップＳ２０４では、上限値Ｐを越える時間帯よりも前の時間帯で貯湯タンク用ヒートポンプ１６でお湯を沸かして貯湯タンク１４に貯湯するように、各住戸７２のハイブリッド機器７４を制御する制御ユニット４８に指示する。これにより、電気使用量が上限値Ｐを越える時間帯を避けて前倒しでお湯が貯湯タンク１４に貯湯されるため、電気使用量が上限値Ｐを越えるのを防ぐことができる。

なお、第１〜第５実施形態に係る発明と本実施形態に係る発明とを組み合わせてもよい。例えば、図４に示す制御と図９に示す制御とを両方実行するようにしてもよい。これにより、精度良くピークカットを実現することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

例えば、エアコン用ヒートポンプ１２と貯湯タンク用ヒートポンプ１６とを、１つのヒートポンプとして構成してもよい。

１４・・・貯湯タンク、１６・・・貯湯タンク用ヒートポンプ、２０・・・熱源機、６２・・・外部サーバ、６８・・・ピークカット制御部、７０・・・集合住宅、７２・・・住戸、７４・・・ハイブリッド機器、７６・・・高圧受電設備、８０、８０Ａ・・・ピークカット制御システム、９０Ａ、９０Ｂ・・・熱量計

Claims (10)

1. 一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器の電気使用量を含む前記集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御するピークカット制御手段
   を備えたピークカット制御装置。
2. 前記ピークカット制御手段は、前記集合住宅の電気使用量が、前記上限値よりも小さい予め定めた第１の閾値以上になった場合に、予め定めた優先順位に従って、前記ハイブリッド機器を動作させるためのエネルギーを前記電気から前記ガスへ切り替えるように制御する
   請求項１記載のピークカット制御装置。
3. 前記優先順位は、ユーザーの使い勝手に影響が小さい順に前記ハイブリッド機器毎に設定された優先順位であり、
   前記ピークカット制御手段は、前記優先順位が高い前記ハイブリッド機器から順に、前記エネルギーを前記電気から前記ガスへ切り替えるように制御する
   請求項２記載のピークカット制御装置。
4. 前記優先順位は、前記集合住宅を構成する住戸毎に設定された優先順位であり、
   前記ピークカット制御手段は、前記優先順位が高い住戸の前記ハイブリッド機器から順に、前記エネルギーを前記電気から前記ガスへ切り替えるように制御すると共に、予め定めた期間単位で前記優先順位をローテーションさせる
   請求項２又は請求項３記載のピークカット制御装置。
5. 前記優先順位は、前記集合住宅を構成する住戸の電気比率毎に設定された優先順位であり、
   前記ピークカット制御手段は、前記優先順位が高い電気比率の住戸の前記ハイブリッド機器から順に、前記エネルギーを前記電気から前記ガスへ切り替えるように制御する
   請求項２又は請求項３記載のピークカット制御装置。
6. 前記ピークカット制御手段は、前記集合住宅の電気使用量が、前記第１の閾値よりも小さい予め定めた第２の閾値未満になった場合に、前記優先順位と逆順で、前記ハイブリッド機器を動作させるためのエネルギーを前記ガスから前記電気へ切り替えるように制御する
   請求項２〜請求項５の何れか１項に記載のピークカット制御装置。
7. 前記ハイブリッド機器は、前記ガスの燃焼により水を加熱する熱源機と、前記電気により水を加熱するヒートポンプと、前記ヒートポンプにより前記水を加熱した温水を貯める貯湯タンクと、を備えた給湯装置であり、
   前記ピークカット制御手段は、前記集合住宅における将来の予め定めた期間の電気使用量を予測し、予測した前記予め定めた期間の電気使用量が前記上限値を越えると予想される予想期間が存在する場合、前記予想期間において前記上限値を越えないように、前記予想期間よりも前の期間で前記ヒートポンプを作動させ、前記ヒートポンプにより前記水を加熱した温水が前記貯湯タンクに貯められるように制御する
   請求項１〜６の何れか１項に記載のピークカット制御装置。
8. ガスの燃焼により水を加熱する熱源機と、電気により水を加熱するヒートポンプと、前記ヒートポンプにより前記水を加熱した温水を貯める貯湯タンクと、を備えた給湯暖房機と、
   請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のピークカット制御装置と、
   前記給湯暖房機により給湯される温水が供給される機器と前記給湯暖房機との間に設けられ、前記温水の熱量を測定する熱量計と、
   を含む記載のピークカット制御システム。
9. 一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器の電気使用量を含む前記集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御する
   ピークカット制御方法。
10. コンピュータに、
    一括受電により高圧電力を受電する高圧受電設備を介して低圧電力が供給される集合住宅を構成する住戸に設けられたハイブリッド機器であって、電気及びガスの何れによっても動作するハイブリッド機器の電気使用量を含む前記集合住宅の電気使用量が上限値を超えないようにピークカット制御する
    ことを実行させるためのピークカット制御プログラム。

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