JP2018080856A - Controller, control system, control method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、制御装置、制御システム、制御方法及び制御プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a control device, a control system, a control method, and a control program.
給湯機は、給湯需要を満たすように、電力を利用して湯を生成する。しかしながら、給湯需要の予測には誤差が生じる場合がある。給湯需要が予測値よりも大きい場合には給湯需要を満たすことができないので、給湯機の制御装置は、湯を多めに生成するよう給湯機の動作を制御する。このように従来では、給湯需要を満たすことはできても、給湯機の運転コストを最小化することができない場合があった。 The water heater generates hot water using electric power so as to satisfy the hot water supply demand. However, an error may occur in the prediction of hot water supply demand. Since the hot water supply demand cannot be satisfied when the hot water supply demand is larger than the predicted value, the hot water supply control device controls the operation of the hot water supply so as to generate more hot water. As described above, conventionally, even if the hot water supply demand can be satisfied, the operation cost of the hot water heater cannot be minimized.
本発明が解決しようとする課題は、給湯需要を満たし且つ運転コストを最小化することができる制御装置、制御システム、制御方法及び制御プログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a control device, a control system, a control method, and a control program capable of satisfying the hot water supply demand and minimizing the operation cost.
実施形態の制御装置は、待機順位決定部と、運転計画部とを持つ。待機順位決定部は、予め定められた期間において連続する複数の時間帯のうち給湯機の運転コストが高い時刻の時間帯に高い優先順位を割り当てる。運転計画部は、期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯における給湯機の運転を停止すると判定する。 The control device of the embodiment includes a standby order determination unit and an operation planning unit. The standby order determination unit assigns a high priority to a time period at a time when the operating cost of the water heater is high among a plurality of continuous time periods in a predetermined period. When the hot water supply demand in the period is satisfied, the operation planning unit determines to stop the operation of the hot water heater in a time zone to which a high priority is assigned.
以下、実施形態の制御装置、制御システム、制御方法及び制御プログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a control device, a control system, a control method, and a control program according to embodiments will be described with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、制御システム１００の構成の例を示す図である。制御システム１００は、ヒートポンプ給湯機等の給湯機が生成した湯の熱量を熱負荷に供給するシステムである。制御システム１００は、住宅等に設置される。制御システム１００は、ヒートポンプ給湯機１と、料金登録部２と、負荷３と、分電盤４と、系統５と、熱負荷６とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ヒートポンプ給湯機１は、電力を利用して湯を生成する。ヒートポンプ給湯機１は、生成した湯を熱負荷６に供給する。ヒートポンプ給湯機１は、制御部１１と、測定部１２と、電力量料金変換部１３と、ＨＰユニット１４（ヒートポンプユニット）と、貯湯ユニット１５とを備える。
The heat
料金登録部２は、ヒートポンプ給湯機１が設置されている住宅が加入している電気料金プランを表す電気料金単価情報を、ヒートポンプ給湯機１に登録する。負荷３は、電力を消費する負荷である。分電盤４は、電力線を介して系統５から電力を取得する。系統５は、ヒートポンプ給湯機１及び分電盤４に電力を供給する。
The
熱負荷６は、ヒートポンプ給湯機１が設置されている住宅の給湯需要に応じて発生する熱負荷である。熱負荷６は、貯湯ユニット１５に給水された水の温度と、ＨＰユニット１４によって生成された湯の温度との差に基づいて表される。以下、水から湯を生成することを「沸き上げ」という。
The
制御部１１（制御装置）は、測定部１２が測定した電力量情報（負荷情報）と、貯湯ユニット１５の貯湯量実測値と、電力量料金変換部１３から取得した電気料金単価情報（コスト情報）とに基づいて、ＨＰユニット１４の運転計画を生成する。制御部１１は、ＨＰユニット１４の運転計画を表す制御指示（制御指示値）を、ＨＰユニット１４に出力する。制御指示は、例えば、沸き上げを開始する指示、沸き上げを停止する指示である。制御指示は、沸き上げの温度の設定値（以下「沸き上げ温度設定値」という。）でもよい。
The control unit 11 (control device) includes the electric energy information (load information) measured by the
制御部１１は、複数の時間帯が連続している場合、予め定められた時間帯（以下「時刻スロット」）ごとに、ＨＰユニット１４の運転計画を時刻スロットごとに生成する。時刻スロットの時間幅は、予め定められる。以下、時刻スロットの時間幅は、一例として３０分間である。
When a plurality of time zones are continuous, the
以下、予め定められた期間において連続する複数の時刻スロットのうちＮ番目の時刻スロットを「第Ｎ時刻スロット」という。制御部１１が運転計画を生成する処理を開始した時刻（現在時刻）から始まる１番目の時刻スロットは、第１時刻スロット（次時刻スロット）である。
Hereinafter, the Nth time slot among a plurality of time slots that are continuous in a predetermined period is referred to as an “Nth time slot”. The first time slot starting from the time when the
制御部１１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの運転コストが最小となるように、ＨＰユニット１４が第１時刻スロットにおいて生成する熱量を表す制御指示をＨＰユニット１４に送信する。
The
測定部１２は、系統５が分電盤４に供給した電力量（受電点電力量）と、分電盤４からＨＰユニット１４に供給された電力量とを測定する。
電力量料金変換部１３は、料金登録部２によって電力量料金変換部１３に登録された時刻スロット単位の料金単価（電気料金単価情報）に基づいて、電力量情報を電気料金に変換する。
The
The electric energy
ＨＰユニット１４は、沸き上げ温度設定値に基づいて、ヒートポンプを用いて湯を生成する。沸き上げ温度設定値は、運転計画に基づいて定められる。貯湯ユニット１５は、ＨＰユニット１４が生成した湯を蓄える。貯湯ユニット１５は、熱負荷６に湯を供給する。
The HP
図２は、制御部１１の構成の例を示す図である。制御部１１は、ＰＶ発電量記憶部１１０と、電力需要記憶部１１１と、熱負荷記憶部１１２と、電力記憶部１１３と、出湯量記憶部１１４と、電力需要推定部１１６と、ＰＶ余剰計算部１１７と、沸き上げ電力推定部１１８と、コスト算出部１１９と、待機順位決定部１２０と、累積熱負荷上限推定部１２１と、貯湯熱量計算部１２２と、運転計画部１２３と、制御指示部１２４とを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ＰＶ発電量記憶部１１０と電力需要記憶部１１１と熱負荷記憶部１１２と電力記憶部１１３と出湯量記憶部１１４とは、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置である。
The PV power generation
電力需要推定部１１６とＰＶ余剰計算部１１７と沸き上げ電力推定部１１８とコスト算出部１１９と待機順位決定部１２０と累積熱負荷上限推定部１２１と貯湯熱量計算部１２２と運転計画部１２３と制御指示部１２４とのうち一部又は全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。これらのうち一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
Electric power
電力需要記憶部１１１は、対象住宅の負荷３の電力又は電力量に関する時系列データを記憶する。熱負荷記憶部１１２は、対象住宅の熱負荷６の熱量に関する時系列データを記憶する。電力記憶部１１３は、沸き上げ温度設定及び運転モードごとに定格電力量を表すデータテーブル（電力テーブル）を記憶する。運転モードには、通常運転モードと、セーブ運転モードとがある。電力記憶部１１３は、ＨＰユニット１４に供給される水の温度と気温とに基づいて電力を演算するための係数情報を、定格電力量を表すデータテーブルの代わりに記憶してもよい。
The electric power demand memory |
図３は、電力テーブルの例を示す図である。電力テーブルは、沸き上げ温度である摂氏６５度、摂氏７０度、摂氏８０度、摂氏９０度について、通常運転モードの電力（Ｗ）を表す。電力テーブルは、沸き上げ温度である摂氏６５度、摂氏７０度、摂氏８０度、摂氏９０度について、セーブ運転モードの電力（Ｗ）を表す。セーブ運転モードの電力は、例えば、通常運転モードの電力の「４分の３」の電力である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a power table. The power table represents the power (W) in the normal operation mode for the boiling temperature of 65 degrees Celsius, 70 degrees Celsius, 80 degrees Celsius, and 90 degrees Celsius. The power table represents the power (W) in the save operation mode for the boiling temperature of 65 degrees Celsius, 70 degrees Celsius, 80 degrees Celsius, and 90 degrees Celsius. The power in the save operation mode is, for example, “three quarters” of the power in the normal operation mode.
出湯量記憶部１１４は、沸き上げ温度設定及び運転モードごとに出湯量を表すデータテーブルである出湯量テーブルを記憶する。
The tapping
図４は、出湯量テーブルの例を示す図である。出湯量テーブルは、沸き上げ温度である摂氏６５度、摂氏７０度、摂氏８０度、摂氏９０度について、通常運転モードの出湯量（Ｌ／ｍｉｎ）を表す。出湯量テーブルは、沸き上げ温度である摂氏６５度、摂氏７０度、摂氏８０度、摂氏９０度について、セーブ運転モードの出湯量（Ｌ／ｍｉｎ）を表す。セーブ運転モードの出湯量は、例えば、通常運転モードの出湯量の「３分の２」の出湯量である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a tapping amount table. The tapping amount table represents the tapping amount (L / min) in the normal operation mode for the boiling temperatures of 65 degrees Celsius, 70 degrees Celsius, 80 degrees Celsius, and 90 degrees Celsius. The tapping amount table represents the tapping amount (L / min) in the save operation mode for the boiling temperatures of 65 degrees Celsius, 70 degrees Celsius, 80 degrees Celsius, and 90 degrees Celsius. The amount of hot water in the save operation mode is, for example, the amount of hot water that is “2/3” of the amount of hot water in the normal operation mode.
電力需要推定部１１６は、対象住宅の負荷３の電力又は電力量に関する時系列データに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要を推定する。電力需要推定部１１６は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要の上限値及び下限値を推定してもよい。電力需要推定部１１６は、電力需要を一意に求めるのではなく、例えば１００Ｗ単位の離散的な発電量（離散値）に対する確率分布を推定してもよい。
The power
電力需要推定部１１６は、複数の電力負荷パターンを、類似性が高い電力負荷パターンごとに分類してもよい。電力需要推定部１１６は、運転計画を生成する対象日の電力負荷パターンがどの電力負荷パターンに照合するか判定してもよい。電力需要推定部１１６は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要を判定結果に基づいて求めることによって、電力需要の予測精度を向上させてもよい。
The power
沸き上げ電力推定部１１８は、沸き上げ温度設定値に基づいて、電力需要を表す電力テーブルを参照して、沸き上げに必要な電力である沸き上げ電力を推定する。沸き上げ電力推定部１１８は、沸き上げ温度設定値に基づいて、電力需要の上限値を表す電力テーブルを参照して、沸き上げに必要な電力である沸き上げ電力の上限値を推定してもよい。
The boiling
コスト算出部１１９は、沸き上げ電力と料金テーブルの各時刻の買電単価とに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの運転コストを、時刻スロットごとに算出する。
The
図５は、料金テーブルの例を示す図である。料金テーブルは、買電単価情報を時刻スロットごとに表す。以下、湯を生成する指示があるまで湯を生成せずに待機することを「待機」という。以下、時刻スロットにおける運転計画を「待機」と定める優先順位を「待機順位」という。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a charge table. The charge table represents power purchase unit price information for each time slot. Hereinafter, waiting without generating hot water until an instruction to generate hot water is referred to as “standby”. Hereinafter, the priority order in which the operation plan in the time slot is defined as “standby” is referred to as “standby order”.
待機順位決定部１２０は、以下に示す第１条件及び第２条件に基づいて、時刻スロットに待機順位を定める。
The standby
第１条件：運転コストが高い時刻の時刻スロットである。
第２条件：運転コストが同じである場合、早い時刻の時刻スロットである。
First condition: a time slot at a time when the operating cost is high.
Second condition: If the operating cost is the same, it is a time slot at an earlier time.
累積熱負荷上限推定部１２１は、熱負荷の時系列データに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの熱負荷の累積値の上限値（以下「累積熱負荷上限値」という。）を、時刻スロットごとに推定する。累積熱負荷上限推定部１２１は、累積熱負荷上限値を一意に求めるのではなく、例えば１ｋＪ単位の離散的な熱量に対する確率分布を推定してもよい。
The cumulative heat load upper
累積熱負荷上限推定部１２１は、複数の熱負荷パターンを、類似性が高い熱負荷パターンごとに分類してもよい。累積熱負荷上限推定部１２１は、運転計画を生成する対象日の熱負荷パターンがどのパターンに照合するかを判定してもよい。累積熱負荷上限推定部１２１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの累積熱負荷上限値を判定結果に基づいて求めることによって、累積熱負荷上限値の予測精度を向上させてもよい。
The cumulative heat load upper
貯湯熱量計算部１２２は、沸き上げ温度設定値と出湯量テーブルとに基づいて、ＨＰユニット１４が沸き上げ温度設定値に基づいて生成する熱量（貯湯熱量）を、時刻スロットごとに計算する。貯湯熱量計算部１２２は、沸き上げ温度設定値と出湯量テーブルとに基づいて、ＨＰユニット１４が沸き上げ温度設定値に基づいて生成する熱量を計算する。
The hot water storage heat
運転計画部１２３は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットの運転計画の初期設定を、「沸き上げ」と定める。運転計画部１２３は、第１条件に基づいて、運転コストが高い時刻の時刻スロットの運転計画を「待機」と定める。運転計画部１２３は、第２条件に基づいて、早い時刻の時刻スロットの運転計画を「待機」と定める。
The
運転計画部１２３は、運転計画を定める対象の時刻スロットを、待機順位が高い時刻の時刻スロットから順に選択する。運転計画部１２３は、対象の時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」から「待機」に変更した場合について、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットにおいて（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立するか否かを判定する。運転計画部１２３は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットにおいて（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立する場合、運転計画を定める対象の時刻スロット（対象時刻）における運転計画を「待機」に変更する。
The
制御指示部１２４は、運転計画を定める対象の時刻スロットが第１時刻スロットである場合、対象の時刻スロットの運転計画に基づく制御指示を、ＨＰユニット１４に出力する。
When the target time slot for which the operation plan is determined is the first time slot, the
図６は、制御部１１の動作の例を示すフローチャートである。制御部１１は、電力の負荷情報、熱負荷情報及び料金テーブルを取得する（ステップＳ１０１−２〜Ｓ１０１−４）。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
電力需要推定部１１６は、対象住宅の電力の負荷情報に基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要を推定する（ステップＳ１０３）。
The power
沸き上げ電力推定部１１８は、沸き上げ温度設定値に基づいて、電力テーブルを参照して、沸き上げ電力を推定する。コスト算出部１１９は、沸き上げ電力と料金テーブルの各時刻の買電単価とに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの運転コストを、時刻スロットごとに計算する（ステップＳ１０５）。
The boiling
待機順位決定部１２０は、ステップＳ１０５で計算された時刻スロットごとの運転コスト、第１条件及び第２条件に基づいて、時刻スロットに待機順位を定める（ステップＳ１０６）。
The standby
累積熱負荷上限推定部１２１は、対象住宅の熱負荷の時系列データに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの累積熱負荷上限値を、時刻スロットごとに推定する（ステップＳ１０７）。
The cumulative heat load upper
運転計画部１２３は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットの運転計画の初期設定を、「沸き上げ」と定める。ＨＰユニット１４は、「沸き上げ」と定められた時刻スロットでは、沸き上げ温度設定値に基づいて湯を生成する。
The
貯湯熱量計算部１２２は、貯湯ユニット１５に蓄えられる熱量を、時刻スロットごとに計算する。貯湯熱量計算部１２２は、沸き上げ温度設定値と出湯量テーブルとに基づいて、ＨＰユニット１４が沸き上げ温度設定値に基づいて生成する熱量を計算する（ステップＳ１０８）。
The hot water storage heat
運転計画部１２３は、運転計画を定める対象の時刻スロットを、待機順位が高い時刻の時刻スロットから順に選択する（ステップＳ１０９）。
運転計画部１２３は、対象の時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」から「待機」に変更した場合について、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットにおいて（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
運転計画部１２３は、（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立する場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、対象の時刻スロットにおける運転計画を「待機」に変更する（ステップＳ１１１）。
The
The
When the relationship of (accumulated value of hot water storage amount ≧ upper limit value of accumulated heat load) is established (step S110: YES), the
対象の時刻スロットが第１時刻スロットでない場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、運転計画部１２３は、待機順位が次に高い時刻の時刻スロットを、対象の時刻スロットと定める（ステップＳ１１３）。運転計画部１２３は、ステップＳ１１０に処理を戻す。
When the target time slot is not the first time slot (step S112: NO), the
運転計画部１２３は、対象の時刻スロットが第１時刻スロットであるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。対象の時刻スロットが第１時刻スロットである場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、運転計画部１２３は、対象の時刻スロットの運転計画として、第１時刻スロットにおける制御指示を、ＨＰユニット１４に出力する（ステップＳ１１４）。
The
ステップＳ１０９〜ステップＳ１１４の動作を図７を用いて説明する。 The operation in steps S109 to S114 will be described with reference to FIG.
図７は、運転計画の生成の例を示す図である。図７は、コスト算出部１１９によって算出された第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの期間における、沸き上げ電力のコスト（沸き上げ制御コスト）のグラフを含む。待機順位が高い時刻の時刻スロットほど優先的に、運転計画は「待機」と定められる。待機順位が同じである場合、早い時刻の時刻スロットほど優先的に、運転計画は「待機」と定められる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of generating an operation plan. FIG. 7 includes a graph of the heating power cost (boiling control cost) in the period from the first time slot to the Nth time slot calculated by the
図７では、待機順位「１」の時刻スロットが最も高い優先順位の時刻スロットであり、待機順位「１０」の時刻スロットが最も低い優先順位の時刻スロットである。図７は、待機順位「１」〜「３」の時刻スロットに対してステップＳ１１０〜Ｓ１１３を繰り返し実行した場合の結果を表すグラフを含む。図７では、棒グラフは、累積熱負荷上限推定部１２１により推定された蓄積熱量（累積熱負荷）を、時刻スロットごとに表す。折れ線グラフにおける直角三角形の記号は、貯湯熱量計算部１２２によって計算された貯湯熱量を表す。貯湯熱量を表す直角三角形の記号が累積熱負荷上限値の左上端よりも常に高いことは、給湯需要が満たされることを意味する。
In FIG. 7, the time slot with the standby order “1” is the highest priority time slot, and the time slot with the standby order “10” is the lowest priority time slot. FIG. 7 includes a graph showing the results when Steps S110 to S113 are repeatedly executed for the time slots of the standby ranks “1” to “3”. In FIG. 7, the bar graph represents the accumulated heat amount (cumulative heat load) estimated by the accumulated heat load upper
図７は、待機順位「４」〜「５」の時刻スロットに対してステップＳ１１０〜Ｓ１１３を繰り返し実行した場合の結果を表すグラフを含む。運転計画部１２３は、待機順位「４」〜「５」の時刻スロットに対してステップＳ１１０の判定を行った結果、待機順位「４」〜「５」の時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」から「待機」に変更した場合について、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットにおいて（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立すると判定する。運転計画部１２３は、待機順位「４」〜「５」の時刻スロットの運転計画を「待機」と定める。
FIG. 7 includes a graph showing the results when Steps S110 to S113 are repeatedly executed for the time slots of the standby ranks “4” to “5”. As a result of the determination in step S110 for the time slots of the standby ranks “4” to “5”, the
運転計画部１２３は、待機順位「６」の時刻スロットに対してステップＳ１１０の判定を行った結果、待機順位「６」の時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」から「待機」に変更した場合には、７時刻スロットにおいて、（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立しないと判定する。すなわち、運転計画部１２３は、待機順位「６」の時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」から「待機」に変更した場合には、給湯に必要な熱量を第７時刻スロットにおいて満たせないと判定する。運転計画部１２３は、判定結果に基づいて、待機順位「６」の時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。制御指示部１２４は、待機順位「６」の第１時刻スロットは現在時刻から開始する時刻スロットであるため、待機順位「６」の第１時刻スロットについて定めた運転計画「沸き上げ」を制御指示として、ＨＰユニット１４に送信する。
When the
このように、運転計画部１２３は、ステップＳ１０９からステップＳ１１４までの処理によって、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの累積熱負荷上限値を満たし、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの出湯量テーブルに基づいて算出された貯湯熱量の累積値を最小化することによって、電気料金等の運転コストを最小化することができる。
As described above, the
図８は、運転計画の更新の例を示す図である。以下、現在時刻の直前の時刻スロットを「前時刻スロット」という。運転計画部１２３は、前時刻スロットの貯湯量実測値を引き継ぎ、引き継いだ貯湯量実測値に基づいて運転計画を更新する。運転計画部１２３は、前時刻スロットの待機順位を更新し、更新された待機順位に基づいて運転計画を更新する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of updating the operation plan. Hereinafter, the time slot immediately before the current time is referred to as “previous time slot”. The
図９は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合の次時刻スロットの運転計画の例を示す図である。前時刻スロットの熱負荷実測値が熱負荷上限値の推定値（熱需要推定値）に近い場合、現在時刻の貯湯量には余裕がない。運転計画部１２３は、沸き上げ温度設定値と貯湯量実測値とに基づいて、時刻スロットの時間幅の周期で運転計画を更新する。現在時刻の貯湯量に余裕がない場合、図９の左側のグラフでは、運転計画部１２３は、待機順位「９」の第１時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。運転計画部１２３は、待機順位「４」の第２時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an operation plan for the next time slot when there is an error in the estimated heat demand value and the actual heat demand value for the previous time slot. When the actual heat load value of the previous time slot is close to the estimated value (heat demand estimated value) of the heat load upper limit value, there is no room for the amount of stored hot water at the current time. The
前時刻スロットの熱負荷実測値が熱負荷上限値の推定値によりも閾値以上に小さかった場合、現在時刻の貯湯量には余裕がある。運転計画部１２３は、沸き上げ温度設定値と貯湯量実測値とに基づいて、時刻スロットの時間幅の周期で運転計画を更新する。現在時刻の貯湯量に余裕がある場合、図９の右側のグラフでは、運転計画部１２３は、待機順位「４」の第１時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。運転計画部１２３は、待機順位「９」の第２時刻スロットの運転計画を「待機」と定める。
When the actual heat load value in the previous time slot is smaller than the threshold value by the estimated value of the heat load upper limit value, there is a margin in the hot water storage amount at the current time. The
以上のように、第１実施形態の制御部１１は、待機順位決定部１２０と、運転計画部１２３とを備える。待機順位決定部１２０は、予め定められた第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの期間において連続する複数の時刻スロットのうち、ヒートポンプ給湯機１の運転コストが高い時刻の時刻スロットに、高い優先順位（待機順位）を割り当てる。運転計画部１２３は、期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯におけるヒートポンプ給湯機１のＨＰユニット１４の運転を停止すると判定する。
As described above, the
これによって、第１実施形態の制御部１１は、給湯需要を満たし且つ運転コストを最小化することができる。第１実施形態の制御部１１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの累積熱負荷上限値を満たし、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの出湯量テーブルに基づいて算出された貯湯熱量の累積値（累積貯湯熱量）を最小化することによって、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金を最小化することができる。第１実施形態の制御部１１は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合でも、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金等の運転コストを最小化することができる。
Thereby, the
なお、第１実施形態の変形例として、制御部１１は、ヒートポンプ給湯機１の外部に備えられてもよい。制御部１１は、クラウド技術によってヒートポンプ給湯機１の外部に実装されてもよい。制御部１１は、ヒートポンプ給湯機１の外部に実装された場合、外部ネットワークを経由してＨＰユニット１４の運転計画を生成してもよい。
As a modification of the first embodiment, the
第１実施形態の待機順位決定部１２０は、運転コストが同じである時刻スロットのうち早い時刻の時刻スロットに、高い優先順位（待機順位）を割り当ててもよい。
The standby
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、太陽光発電による余剰電力が発生する点が、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。
(Second Embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in that surplus power is generated by solar power generation. In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.
図１０は、制御システム１００の構成の例を示す図である。制御システム１００は、ヒートポンプ給湯機１と、料金登録部２と、負荷３と、分電盤４と、系統５と、熱負荷６と、ＰＶ７とを備える。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ＰＶ７は、太陽光発電システム（Photovoltaics System）である。ＰＶ７は、太陽光を利用して発電した電力を、分電盤４及びヒートポンプ給湯機１に供給する。測定部１２は、系統５が供給した電力量（受電点電力量）と、ＨＰユニット１４に供給された電力量と、ＰＶ７が発電した電力量とを測定する。
PV7 is a photovoltaic system (Photovoltaics System). The
図１１は、制御部１１の構成の例を示す図である。制御部１１は、ＰＶ発電量記憶部１１０と、電力需要記憶部１１１と、熱負荷記憶部１１２と、電力記憶部１１３と、出湯量記憶部１１４と、ＰＶ発電量推定部１１５と、電力需要推定部１１６と、ＰＶ余剰計算部１１７と、沸き上げ電力推定部１１８と、コスト算出部１１９と、待機順位決定部１２０と、累積熱負荷上限推定部１２１と、貯湯熱量計算部１２２と、運転計画部１２３と、制御指示部１２４とを備える。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ＰＶ発電量記憶部１１０は、気象予報とＰＶ発電量との関係を表すデータテーブルであるＰＶ発電電量テーブルを記憶する。例えば、ＰＶ発電量記憶部１１０は、晴、曇又は雨などの気象予報に対する各時刻のＰＶ発電量の確率分布情報を記憶する。気象予報とＰＶ発電量との関係を表すデータテーブルは、例えば、季節又は月単位でＰＶ発電量を表すデータテーブルである。ＰＶ発電量記憶部１１０は、暦に応じた太陽の位置と気温とに基づいてＰＶ発電量を演算するための係数情報を表すデータテーブルを記憶してもよい。
The PV power generation
ＰＶ発電量推定部１１５は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。これらのうち一部又は全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
The PV power generation
ＰＶ発電量推定部１１５は、気象予報とＰＶ発電電量テーブルとに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ発電量を推定する。ＰＶ発電量推定部１１５は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ発電量の上限値及び下限値を推定してもよい。ＰＶ発電量推定部１１５は、ＰＶ発電量を一意に求めるのではなく、例えば１００Ｗ単位の離散的な発電量に対する確率分布を推定してもよい。
The PV power generation
ＰＶ余剰計算部１１７は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ発電量推定値から、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要推定値を減算した結果として、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ余剰推定量を算出する。ＰＶ余剰計算部１１７は、ＰＶ余剰電力量を一意に求めるのではなく、例えば１００Ｗ単位の離散的な発電量（離散値）に対する確率分布を推定してもよい。
The PV
図１２は、料金テーブル（買電単価、太陽光発電売電単価）の例を示す図である。料金テーブルは、買電単価情報及び太陽光発電売電単価情報を、時刻スロットごとに表す。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a charge table (unit price for power purchase, unit price for photovoltaic power generation sale). The charge table represents power purchase unit price information and photovoltaic power generation unit price information for each time slot.
図１３は、制御部１１の動作の例を示すフローチャートである。制御部１１は、気象予報、負荷情報、熱負荷情報及び料金テーブルを取得する（ステップＳ１０１−１〜Ｓ１０１−４）。
ＰＶ発電量推定部１１５は、気象予報とＰＶ発電電量テーブルとに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ発電量を推定する（ステップＳ１０２）。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
The PV power generation
ＰＶ余剰計算部１１７は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ発電量推定値から、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要推定値を減算した結果として、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ余剰推定量を算出する（ステップＳ１０４）。
The PV
沸き上げ電力推定部１１８は、沸き上げ温度設定値に基づいて、電力テーブルを参照して、沸き上げ電力を推定する。
コスト算出部１１９は、沸き上げ電力とＰＶ余剰量と料金テーブルの各時刻の買電単価及び太陽光発電売電単価とに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの運転コストを、時刻スロットごとに計算する（ステップＳ１０５）。
The boiling
Based on the boiling power, PV surplus amount, power purchase unit price and photovoltaic power generation unit price at each time in the charge table, the
図１４は、運転計画の生成の例を示す図である。図１４は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの沸き上げ制御コストのグラフを含む。沸き上げ制御コストは、ＰＶ余剰電力量が確率分布として与えられた場合、期待値として計算される。図１４は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ余剰電力量のグラフを含む。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of generation of an operation plan. FIG. 14 includes a graph of the boiling control cost from the first time slot to the Nth time slot. The boiling control cost is calculated as an expected value when the PV surplus power is given as a probability distribution. FIG. 14 includes a graph of the PV surplus power amount of each time slot from the first time slot to the Nth time slot.
コスト算出部１１９は、ＰＶ余剰電力量の予測誤差を見込んで、沸き上げ制御コストを算出する。例えば、コスト算出部１１９は、ＰＶ余剰電力量の予測値の下限値に基づいて、沸き上げ制御コストを算出してもよい。例えば、コスト算出部１１９は、沸き上げ電力と買電単価とＰＶ余剰電力量と太陽光発電の売電単価とに基づいて、沸き上げ制御コスト（運転コスト）を算出してもよい。
The
図１５は、運転計画の更新の例を示す図である。運転計画部１２３は、前時刻スロットの貯湯量実測値を引き継ぎ、引き継いだ貯湯量実測値に基づいて運転計画を更新する。運転計画部１２３は、前時刻スロットの待機順位を更新し、更新された待機順位に基づいて運転計画を更新する。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of updating the operation plan. The
図１６は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合の次時刻スロットの運転計画の例を示す図である。前時刻スロットの熱負荷実測値が熱負荷上限値の推定値（熱需要推定値）に近い場合、現在時刻の貯湯量には余裕がない。運転計画部１２３は、沸き上げ温度設定値と貯湯量実測値とに基づいて、時刻スロットの時間幅の周期で運転計画を更新する。現在時刻の貯湯量に余裕がない場合、図１６の左側のグラフでは、運転計画部１２３は、待機順位「９」の第１時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。運転計画部１２３は、待機順位「４」の第２時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an operation plan for the next time slot when there is an error in the estimated heat demand value and the actual heat demand value for the previous time slot. When the actual heat load value of the previous time slot is close to the estimated value (heat demand estimated value) of the heat load upper limit value, there is no room for the amount of stored hot water at the current time. The
前時刻スロットの熱負荷実測値が熱負荷上限値の推定値によりも閾値以上に小さかった場合、現在時刻の貯湯量には余裕がある。運転計画部１２３は、沸き上げ温度設定値と貯湯量実測値とに基づいて、時刻スロットの時間幅の周期で運転計画を更新する。現在時刻の貯湯量に余裕がある場合、図１６の右側のグラフでは、運転計画部１２３は、待機順位「４」の第１時刻スロットの運転計画を「沸き上げ」と定める。運転計画部１２３は、待機順位「９」の第２時刻スロットの運転計画を「待機」と定める。
When the actual heat load value in the previous time slot is smaller than the threshold value by the estimated value of the heat load upper limit value, there is a margin in the hot water storage amount at the current time. The
以上のように、第２実施形態のＰＶ発電量推定部１１５は、期間におけるＰＶ発電量の下限値を推定してもよい。ＰＶ余剰計算部１１７は、ＰＶ発電量の下限値と期間における電力需要との差であるＰＶ余剰電力又はＰＶ余剰電力量を計算してもよい。コスト算出部１１９は、沸き上げ電力と買電単価とＰＶ余剰電力とＰＶ発電の売電単価とに基づいて運転コストを算出してもよい。
As described above, the PV power generation
これによって、第２実施形態の制御部１１は、ＰＶ発電量を利用して、給湯需要を満たし且つ運転コストを最小化することができる。第２実施形態の制御部１１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの累積熱負荷上限値を満たし、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの出湯量テーブルに基づいて算出された貯湯熱量の累積値（累積貯湯熱量）を最小化することによって、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金を最小化することができる。第２実施形態の制御部１１は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合でも、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金等の運転コストを最小化することができる。なお、第２実施形態の変形例は、第１実施形態の変形例と同様でもよい。
Thereby, the
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、制御指示部１２４は第１時刻スロット（次時刻スロット）について制御指示をＨＰユニット１４に送信する。第３の実施形態では、制御指示部１２４は複数の時刻スロットについて複数の制御指示をＨＰユニット１４に送信する点が、第１及び第２の実施形態と相違する。第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the
ＨＰユニット１４は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの複数の制御指示を記憶する。制御指示部１２４は、複数の時刻スロットについて、複数の制御指示を時刻スロットごとにＨＰユニット１４に送信する。
The
図１７は、制御部１１の動作の例を示すフローチャートである。運転計画部１２３は、（貯湯熱量の累積値≧累積熱負荷の上限値）の関係が成立する場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、運転計画を生成する対象の時刻スロットにおける運転計画を「待機」に変更する（ステップＳ１１１）。運転計画部１２３は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットの運転計画を生成したか否かを判定する（ステップＳ１１２ａ）。
FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの全ての時刻スロットの運転計画を生成している場合（ステップＳ１１２ａ：ＹＥＳ）、運転計画部１２３は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットについて、複数の制御指示をＨＰユニット１４に時刻スロットごとに送信する（ステップＳ１１４ａ）。第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでのいずれかの時刻スロットの運転計画を生成していない場合（ステップＳ１１２ａ：ＮＯ）、運転計画部１２３は、ステップＳ１１３に処理を進める。
When the operation plans for all the time slots from the first time slot to the Nth time slot are generated (step S112a: YES), the
以上のように、運転計画部１２３は、期間における複数の時刻スロットについて、湯の生成を開始又は停止する制御指示を、制御指示部１２４を介してＨＰユニット１４に出力してもよい。
As described above, the
これによって、第３実施形態のＨＰユニット１４は、制御部１１が何らかの不具合によりＨＰユニット１４に制御指示を送信できなくなった場合でも、不具合が発生する前に取得した制御指示に基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットにおいて、運転計画に従って貯湯ユニット１５に給湯することができる。
Thereby, even if the
第３実施形態の制御部１１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの累積熱負荷上限値を満たし、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの出湯量テーブルに基づいて算出された貯湯熱量の累積値（累積貯湯熱量）を最小化することによって、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金を最小化することができる。第３実施形態の制御部１１は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合でも、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金等の運転コストを最小化することができる。なお、第３実施形態の変形例は、第１実施形態の変形例と同様でもよい。
The
（第４の実施形態）
第１−第３の実施形態では、負荷情報及び熱負荷情報の収集周期と料金テーブルの時刻スロットの時間幅とが同じである。第４の実施形態では、負荷情報及び熱負荷情報の収集周期と料金テーブルの時刻スロットの時間幅とが異なる場合がある点が、第１−第３の実施形態と相違する。第４の実施形態では、第１−第３の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Fourth embodiment)
In the first to third embodiments, the collection period of the load information and the thermal load information and the time width of the time slot of the fee table are the same. The fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that the collection period of load information and thermal load information may be different from the time width of the time slot of the charge table. In the fourth embodiment, only differences from the first to third embodiments will be described.
デマンドレスポンス時では、負荷情報及び熱負荷情報の収集周期と料金テーブルの時刻スロットの時間幅とが異なる場合がある。例えば、時刻スロットの時間幅が３０分間であり、負荷情報及び熱負荷情報の収集周期が３０分間である場合でも、デマンドレスポンス時の買電単価は、例えば、５分間等の短周期で変化してもよい。 At the time of demand response, the collection period of load information and thermal load information may differ from the time width of the time slot of the charge table. For example, even if the time slot has a time width of 30 minutes and the collection period of load information and thermal load information is 30 minutes, the power purchase unit price at demand response changes in a short period of, for example, 5 minutes. May be.
図１８は、制御部１１の動作の例を示すフローチャートである。制御部１１は、気象予報、負荷情報、熱負荷情報及び料金テーブルを取得する（ステップＳ１０１−１〜Ｓ１０１−４）。ＰＶ発電量推定部１１５は、気象予報とＰＶ発電電量テーブルとに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットのＰＶ発電量を推定する。ＰＶ発電量推定部１１５は、月日又は時間に応じた太陽の位置及び気温に基づいて、ＰＶ発電量又はＰＶ余剰電力の予測誤差を、買電単価が変更されるごとに推定してもよい（ステップＳ１０２ａ）。
FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
図１９は、デマンドレスポンス時の運転計画の例を示す図である。コスト算出部１１９は、デマンドレスポンスの買電単価の変化に応じて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの運転コストを時刻スロットごとに計算してもよい。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an operation plan at the time of demand response. The
運転計画部１２３は、時刻スロットの時間幅よりも短い周期で、運転計画を生成してもよい。運転計画部１２３は、デマンドレスポンスの買電単価の変化に応じて、負荷及び熱負荷の収集周期よりも短い周期で、運転計画を生成してもよい。
The
運転計画部１２３は、時刻スロットの時間幅よりも短い周期で、制御指示部１２４を介して制御指示をＨＰユニット１４に出力してもよい。運転計画部１２３は、デマンドレスポンスの買電単価の変化に応じて、負荷及び熱負荷の収集周期よりも短い周期で、制御指示部１２４を介して制御指示をＨＰユニット１４に出力してもよい。
The
以上のように、第４実施形態の運転計画部１２３は、湯の生成を開始又は停止する制御指示を、時刻スロットの時間幅よりも短い周期で、制御指示部１２４を介してＨＰユニット１４に出力してもよい。
As described above, the
これによって、第４実施形態の制御部１１は、デマンドレスポンスに対応して、給湯需要を満たし且つ運転コストを最小化することができる。第４実施形態の制御部１１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの累積熱負荷上限値を満たし、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの出湯量テーブルに基づいて算出された貯湯熱量の累積値（累積貯湯熱量）を最小化することによって、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金を最小化することができる。第４実施形態の制御部１１は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合でも、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金等の運転コストを最小化することができる。第４実施形態の制御部１１は、短い時間周期の料金ベースに基づくデマンドレスポンスに対応できる。なお、第４実施形態の変形例は、第１実施形態の変形例と同様でもよい。
Thereby, the
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、ユーザの外出に関する情報に基づいて制御部１１がＨＰユニット１４の動作を制御する点が、第１−第４の実施形態と相違する。第５の実施形態では、第１−第４の実施形態との相違点についてのみ説明する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments in that the
図２０は、制御システム１００の構成の例を示す図である。制御システム１００は、住宅等に設置される。制御システム１００は、ヒートポンプ給湯機１と、料金登録部２と、負荷３と、分電盤４と、系統５と、熱負荷６と、ＰＶ７と、遠隔端末８とを備える。遠隔端末８は、携帯電話、スマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ等のモバイル端末である。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
ヒートポンプ給湯機１は、制御部１１と、測定部１２と、電力量料金変換部１３と、ＨＰユニット１４と、貯湯ユニット１５と、制御設定部１６と、遠隔情報受信部１７とを備える。制御設定部１６は、ユーザの外出に関する情報（以下「外出情報」という。）を、遠隔情報受信部１７から取得する。外出情報は、例えば、ユーザの過去の外出に関する出発及び帰宅の日時を表す時刻情報を含む。外出情報は、例えば、ユーザの将来の外出に関する出発及び帰宅の日時を表す時刻情報を含んでもよい。ユーザの外出時刻情報とユーザの帰宅時刻情報とを含む。制御設定部１６は、外出情報を制御部１１に送信する。遠隔情報受信部１７は、通信装置である。遠隔情報受信部１７は、外出情報を遠隔端末８から取得する。制御部１１は、外出情報に基づいて、ユーザの外出時の運転計画を生成する。
The heat
図２１は、制御部１１の構成の例を示す図である。制御部１１は、ＰＶ発電量記憶部１１０と、電力需要記憶部１１１と、熱負荷記憶部１１２と、電力記憶部１１３と、出湯量記憶部１１４と、電力需要推定部１１６と、ＰＶ余剰計算部１１７と、沸き上げ電力推定部１１８と、コスト算出部１１９と、待機順位決定部１２０と、累積熱負荷上限推定部１２１と、貯湯熱量計算部１２２と、運転計画部１２３と、制御指示部１２４と、外出情報記憶部１２５とを備える。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
外出情報記憶部１２５は、外出情報を記憶する。外出情報を記憶する期間の上限は、電力需要テーブル又は出湯量テーブルの期間と同じ期間でもよい。
The outing
図２２は、制御部１１の動作の例を示すフローチャートである。図２２では、整数Ｎは例えば４８である。時刻スロットの時間幅が３０分間である場合、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの時間長は２日間である。図２２に示すステップＳ４０１−ステップＳ４０２は、図１３に示すステップＳ１０１−ステップＳ１０２と同じである。制御部１１は、図２２に示すステップＳ４０３−ステップＳ４１０を、図１３に示すステップＳ１０３の代わりに実行する。
FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
運転計画部１２３は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの外出情報が外出情報記憶部１２５に記録されているか否かを判定する（ステップＳ４０３）。第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの外出情報が外出情報記憶部１２５に記録されている場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、電力需要推定部１１６は、外出情報記憶部１２５に過去の期間の外出情報が記録されているか否か判定する（ステップＳ４０４）。
The
外出情報記憶部１２５に過去の期間の外出情報が記録されている場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、電力需要推定部１１６は、過去の期間の外出情報に含まれている日時情報を検索キーとして、対象住宅の負荷３の電力又は電力量に関する時系列データから、過去の期間の外出期間の電力需要情報を抽出する。電力需要推定部１１６は、過去の期間の外出期間の電力需要情報に基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要を推定する（ステップＳ４０５）。
When the outing information of the past period is recorded in the outing information storage unit 125 (step S404: YES), the power
電力需要推定部１１６は、過去の期間の外出情報に含まれている日時情報を検索キーとして、対象住宅の熱負荷６の熱量に関する時系列データから、過去の期間の外出期間の熱負荷情報を抽出する。累積熱負荷上限推定部１２１は、過去の期間の外出期間の熱負荷情報に基づいて、熱負荷を推定する（ステップＳ４０６）。
The power
外出情報記憶部１２５に過去の期間の外出情報が記憶されていない場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）、電力需要推定部１１６は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの外出期間の電力需要を０と推定する（ステップＳ４０７）。累積熱負荷上限推定部１２１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの外出期間の給湯需要を０と推定する（ステップＳ４０８）。
When the outing information for the past period is not stored in the outing information storage unit 125 (step S404: NO), the power
外出情報記憶部１２５に過去の期間の外出情報が記憶されていない場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）、累積熱負荷上限推定部１２１は、対象住宅の負荷３の電力又は電力量に関する時系列データに基づいて、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの電力需要（累積熱負荷上限値）を推定する（ステップＳ４０９）。
When the outing information for the past period is not stored in the outing information storage unit 125 (step S404: NO), the cumulative heat load upper
累積熱負荷上限推定部１２１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの外出情報が登録されている場合、ステップＳ４０６又はステップＳ４０８で算出された熱負荷推定値を、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの外出期間における熱負荷推定値と定める（ステップＳ４１０）。
The cumulative heat load upper
図２２に示すステップＳ４１１−ステップＳ４２０は、図１３に示すステップＳ１０４−ステップＳ１０６、ステップＳ１０８−ステップＳ１１４と同じである。 Steps S411 to S420 shown in FIG. 22 are the same as steps S104 to S106 and steps S108 to S114 shown in FIG.
以上のように、運転計画部１２３は、湯の生成を開始又は停止する制御指示を、外出情報に基づいて、制御指示部１２４を介してＨＰユニット１４に出力してもよい。これによって、第５実施形態の制御部１１は、ユーザの過去の外出時における負荷実績及び熱負荷実績に基づいて、給湯需要を満たし且つ運転コストを最小化することができる。
As described above, the
第５実施形態の制御部１１は、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの各時刻スロットの累積熱負荷上限値を満たし、第１時刻スロットから第Ｎ時刻スロットまでの出湯量テーブルに基づいて算出された貯湯熱量の累積値（累積貯湯熱量）を最小化することによって、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金を最小化することができる。第５実施形態の制御部１１は、前時刻スロットの熱需要推定値及び熱需要実測値に誤差がある場合でも、給湯に必要な熱量を満たし且つ電気料金等の運転コストを最小化することができる。第５実施形態の制御部１１は、ユーザの外出時の無駄な沸き上げを減らし、電気料金等の運転コストを最小化することができる。なお、第５実施形態の変形例は、第１実施形態の変形例と同様でもよい。
The
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯における給湯機の運転を停止すると判定する運転計画部を持つことにより、給湯需要を満たし且つ運転コストを最小化することができる。 According to at least one embodiment described above, when the hot water supply demand in the period is satisfied, the hot water supply demand is determined by having an operation planning unit that determines to stop the operation of the hot water heater in a time zone assigned a high priority. Satisfaction and operating costs can be minimized.
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。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…ヒートポンプ給湯機、２…料金登録部、３…負荷、４…分電盤、５…系統、６…熱負荷、７…ＰＶ、８…遠隔端末、１１…制御部、１２…測定部、１３…電力量料金変換部、１４…ＨＰユニット、１５…貯湯ユニット、１６…制御設定部、１７…遠隔情報受信部、１００…制御システム、１１０…ＰＶ発電量記憶部、１１１…電力需要記憶部、１１２…熱負荷記憶部、１１３…電力記憶部、１１４…出湯量記憶部、１１５…ＰＶ発電量推定部、１１６…電力需要推定部、１１７…ＰＶ余剰計算部、１１８…沸き上げ電力推定部、１１９…コスト算出部、１２０…待機順位決定部、１２２…貯湯熱量計算部、１２３…運転計画部、１２４…制御指示部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯における前記給湯機の運転を停止すると判定する運転計画部と、
を備える制御装置。 A standby order determination unit that assigns a high priority to a time zone at a time when the operating cost of the water heater is high among a plurality of time zones that are continuous in a predetermined period;
When satisfying the hot water supply demand in the period, an operation planning unit that determines to stop the operation of the water heater in a time zone assigned a high priority,
A control device comprising:
前記沸き上げ電力と買電単価とに基づいて前記運転コストを算出するコスト算出部と、
をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。 A boiling power estimation unit that estimates boiling power that is necessary power for generating hot water based on an upper limit value of power demand in the period;
A cost calculator that calculates the operating cost based on the boiling power and the unit price of power purchase;
The control device according to claim 1, further comprising:
前記太陽光発電量の下限値と前記期間における電力需要との差である余剰電力を計算するＰＶ余剰計算部と、
をさらに備え、
前記コスト算出部は、前記沸き上げ電力と買電単価と前記余剰電力と太陽光発電の売電単価とに基づいて前記運転コストを算出する、請求項３に記載の制御装置。 PV power generation amount estimation unit for estimating a lower limit value of solar power generation amount in the period;
PV surplus calculation unit that calculates surplus power that is the difference between the lower limit value of the photovoltaic power generation amount and the power demand in the period;
Further comprising
The said cost calculation part is a control apparatus of Claim 3 which calculates the said operating cost based on the said boiling-up electric power, electric power purchase unit price, the said surplus electric power, and the electric power sale unit price of photovoltaic power generation.
を有する給湯機と、
予め定められた期間において連続する複数の時間帯のうち前記給湯機の運転コストが高い時刻の時間帯に高い優先順位を割り当てる待機順位決定部と、
前記期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯における前記給湯機の運転を停止すると判定する運転計画部と、
を有する制御装置と、
を備える制御システム。 A water heater having a heat pump unit for generating hot water;
A standby order determination unit that assigns a high priority to a time zone at a time when the operating cost of the water heater is high among a plurality of time zones continuous in a predetermined period;
When satisfying the hot water supply demand in the period, an operation planning unit that determines to stop the operation of the water heater in a time zone assigned a high priority,
A control device comprising:
A control system comprising:
予め定められた期間において連続する複数の時間帯のうち給湯機の運転コストが高い時刻の時間帯に高い優先順位を割り当てるステップと、
前記期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯における前記給湯機の運転を停止すると判定するステップと、
を含む制御方法。 A control method executed by a control device,
Assigning a high priority to a time zone at a time when the operating cost of the water heater is high among a plurality of continuous time zones in a predetermined period;
When satisfying the hot water supply demand in the period, determining to stop the operation of the water heater in a time zone assigned a high priority;
Control method.
予め定められた期間において連続する複数の時間帯のうち給湯機の運転コストが高い時刻の時間帯に高い優先順位を割り当てる手順と、
前記期間における給湯需要を満たす場合、高い優先順位が割り当てられた時間帯における前記給湯機の運転を停止すると判定する手順と、
を実行させるための制御プログラム。 On the computer,
A procedure for assigning a high priority to a time zone at a time when the operating cost of the water heater is high among a plurality of continuous time zones in a predetermined period;
When satisfying the hot water supply demand in the period, a procedure for determining to stop the operation of the water heater in a time zone assigned a high priority,
A control program to execute.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016221694A JP2018080856A (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Controller, control system, control method, and control program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016221694A JP2018080856A (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Controller, control system, control method, and control program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018080856A true JP2018080856A (en) | 2018-05-24 |
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ID=62198675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016221694A Pending JP2018080856A (en) | 2016-11-14 | 2016-11-14 | Controller, control system, control method, and control program |
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-
2016
- 2016-11-14 JP JP2016221694A patent/JP2018080856A/en active Pending
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