JP2018121522A - 電力管理システム、電力管理方法及び電力管理装置 - Google Patents

電力管理システム、電力管理方法及び電力管理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の需要家（電力管理装置）の都合も考慮して、各需要家に設けられる負荷の消費電力量を適切に抑制することを可能とする電力管理システム、電力管理方法及び電力管理装置を提供する。
【解決手段】電力管理システムは、複数のＨＥＭＳ１０と、ＣＥＭＳ４０とを備える。ＣＥＭＳ４０は、ＣＥＭＳ４０によって管理される複数の需要家の構成情報を電力事業者６０に送信する。電力事業者６０からＣＥＭＳ４０に送信される電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、構成情報に応じて定められる。ＣＥＭＳ４０は、構成情報の送信の後に電力事業者６０から送信される電力抑制信号に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各ＨＥＭＳ１０に送信する。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の需要家に設けられる負荷の消費電力量を削減する電力管理システム、電力管理方法及び電力管理装置に関する。
近年、需要家毎に設けられる電力管理装置（例えば、ＨＥＭＳ；Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）によって、需要家に設けられる負荷及び需要家に設けられる分散電源などを制御する技術が知られている。
分散電源としては、例えば、太陽光、風力、地熱などのクリーンなエネルギーを利用する発電装置が考えられる。或いは、分散電源としては、例えば、ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）などの燃料電池などが考えられる。
このようなシステムにおいて、電力系統から供給可能な電力量が電力系統に接続された需要家の総電力消費量よりも少ないことが予想される場合に、電力系統を管理する電力事業者は、電力消費量の抑制を指示する電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を各電力管理装置に送信し、各電力管理装置は、電力抑制信号に応じて、負荷の消費電力を削減する（例えば、特許文献１）。電力抑制信号は、各需要家が削減すべき削減電力量（例えば、現在の消費電力に対して削減すべき電力の比率、又は現在の消費電力に対して削減すべき電力の絶対値）を示す信号である。
特開２０１０−１２８８１０号公報
ここで、電力事業者の立場としては、電力系統に接続された需要家の個別の削減電力量に関わらず、総電力消費量が減少すればよい。しかしながら、複数の需要家（電力管理装置）の都合も考慮する必要が有る。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、各需要家に設けられる負荷の消費電力量を適切に抑制することを可能とする電力管理システム、電力管理方法及び電力管理装置を提供することを目的とする。
第１の特徴に係る電力管理システムは、複数の需要家毎に設けられる複数の下位電力管理装置と、複数の下位電力管理装置を管理する上位電力管理装置とを備える。前記上位電力管理装置は、前記上位電力管理装置によって管理される複数の需要家の構成情報を、電力系統を管理する電力事業者に送信する。前記上位電力管理装置は、前記構成情報の送信の後に前記電力事業者から送信される電力抑制信号に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各下位電力管理装置に送信する。
第１の特徴において、前記電力抑制信号は、前記電力事業者において前記構成情報に応じて定められる。
第１の特徴において、前記電力抑制信号は、前記電力系統に接続される負荷の現在の消費電力量から削減すべき削減電力量を含む。
第１の特徴において、前記構成情報は、前記上位電力管理装置によって管理される下位電力管理装置の数、前記上位電力管理装置によって管理される需要家の数、前記上位電力管理装置によって管理される需要家の住人数、前記上位電力管理装置によって管理される下位電力管理装置の位置、前記上位電力管理装置によって管理される需要家の位置、前記上位電力管理装置によって管理される地域の面積、前記上位電力管理装置によって管理される需要家に設けられる分散電源が供給可能な電力量、前記上位電力管理装置によって管理される需要家に設けられる分散電源が供給可能な電力予測量、前記上位電力管理装置によって管理される需要家に設けられる負荷の消費電力予測量のいずれかである。
第１の特徴において、前記上位電力管理装置は、電力系統を管理する電力事業者から送信される電力抑制信号に応じて、各下位電力管理装置に接続される負荷が属するカテゴリ毎に、現在の消費電力から削減可能な電力量の通知を要求する通知要求を各下位電力管理装置に送信する。前記下位電力管理装置は、前記通知要求に応じて、現在の消費電力から削減可能な電力量を含む削減可能情報を前記カテゴリ毎に前記上位電力管理装置に送信する。前記上位電力管理装置は、前記電力抑制信号及び前記削減可能情報に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各下位電力管理装置に送信する。
第１の特徴において、各下位電力管理装置は、各下位電力管理装置に接続される負荷が属するカテゴリ毎の消費電力量を含む電力情報を前記上位電力管理装置に送信する。前記上位電力管理装置は、前記電力抑制信号及び前記電力情報に応じて、前記削減情報を各下位電力管理装置に送信する。
第１の特徴において、前記カテゴリは、優先順位を有する。前記上位電力管理装置は、優先順位が低いカテゴリに属する負荷の消費電力を優先して削減するように、各需要家で削減すべき削減電力量を決定する。
第１の特徴において、前記上位電力管理装置は、各需要家が利用可能な最大電流値の契約に対応する係数に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を決定する。
第２の特徴に係る電力管理方法は、複数の需要家毎に設けられる複数の下位電力管理装置と、複数の下位電力管理装置を管理する上位電力管理装置とを備える電力管理システムに適用される。電力管理方法は、前記上位電力管理装置から電力系統を管理する電力事業者に対して、前記上位電力管理装置によって管理される複数の需要家の構成情報を送信するステップと、前記構成情報の送信の後に、前記上位電力管理装置から各下位電力管理装置に対して、前記電力事業者から送信される電力抑制信号に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を含む削減情報を送信するステップとを備える。
第２の特徴において、前記電力抑制信号は、前記電力事業者において前記構成情報に応じて定められる。
第１の特徴において、前記電力抑制信号は、前記電力系統に接続される負荷の現在の消費電力量から削減すべき削減電力量を含む。
第３の特徴に係る上位電力管理装置は、複数の需要家毎に設けられる複数の下位電力管理装置を管理する。上位電力管理装置は、前記上位電力管理装置によって管理される複数の需要家の構成情報を、電力系統を管理する電力事業者に送信する送信部を備える。前記送信部は、前記構成情報の送信の後に前記電力事業者から送信される電力抑制信号に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各下位電力管理装置に送信する。
第３の特徴において、前記電力抑制信号は、前記電力事業者において前記構成情報に応じて定められる。
第３の特徴において、前記電力抑制信号は、前記電力系統に接続される負荷の現在の消費電力量から削減すべき削減電力量を含む。
本発明によれば、各需要家に設けられる負荷の消費電力量を適切に抑制することを可能とする電力管理システム、電力管理方法及び電力管理装置を提供することができる。
図１は、第１実施形態に係る電力管理システム１００の構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るＨＥＭＳ１０を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態に係るＣＥＭＳ４０を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態に係る電力管理方法を示すフロー図である。 図５は、第１実施形態に係る電力管理方法を示すシーケンス図である。 図６は、第１実施形態に係る電力管理方法を示すシーケンス図である。 図７は、第１実施形態に係る電力管理方法を示すシーケンス図である。 図８は、変更例１に係る電力管理方法を示すシーケンス図である。
以下において、本発明の実施形態に係る電力管理システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態の概要］
実施形態に係る電力管理システムは、複数の需要家毎に設けられる複数の下位電力管理装置と、複数の下位電力管理装置を管理する上位電力管理装置とを備える。前記上位電力管理装置は、前記上位電力管理装置によって管理される複数の需要家の構成情報を、電力系統を管理する電力事業者に送信する。前記上位電力管理装置は、構成情報の送信の後に前記電力事業者から送信される電力抑制信号に応じて、各需要家で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各下位電力管理装置に送信する。
従って、複数の上位電力管理装置のそれぞれに対して、適切な電力抑制信号が送信され、各需要家に設けられる負荷の消費電力量を適切に抑制することができる。
［第１実施形態］
（電力管理システムの構成）
以下において、第１実施形態に係る電力管理システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係る電力管理システム１００を示す図である。
図１に示すように、電力管理システム１００は、ＨＥＭＳ１０と、負荷群２０と、スマートメータ３０と、ＣＥＭＳ４０と、系統５０と、電力事業者６０とを有する。ＨＥＭＳ１０及び負荷群２０は、需要家７０内に設けられる。
ＨＥＭＳ１０は、需要家７０の電力を管理する装置（ＨＥＭＳ；Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。第１実施形態では、ＨＥＭＳ１０は、Echonet LiteあるいはZigBeeなどのプロトコルを用いて、負荷群２０を制御する機能を有する。例えば、ＨＥＭＳ１０は、負荷群２０の動作モードの制御によって、負荷群２０の消費電力を制御することが可能である。
第１実施形態では、ＨＥＭＳ１０として、ＨＥＭＳ１０Ａ１、ＨＥＭＳ１０Ａ２、ＨＥＭＳ１０Ｂ１、ＨＥＭＳ１０Ｂ２が設けられている。また、ＨＥＭＳ１０は、下位電力管理装置の一例である。ＨＥＭＳ１０の詳細については後述する（図２を参照）。
負荷群２０は、電力を消費する装置群である。例えば、負荷群２０は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。また、蓄電池、太陽光発電装置（ＰＶ）、燃料電池（ＳＯＦＣ）などの分散電源を、需要家７０内に設けてもよい。
ここで、負荷群２０に含まれる負荷（すなわち、ＨＥＭＳ１０に接続される負荷）は、複数のカテゴリに分類可能である。また、各カテゴリは、優先順位を有する。
例えば、負荷は、３つのカテゴリ（カテゴリＡ〜Ｃ）に分類される。カテゴリＡは、例えば、生活に必要不可欠な負荷が属するカテゴリ（例えば、冷蔵庫）である。カテゴリＢは、カテゴリＡに属さない負荷のうち、生活に直結する負荷（例えば、照明、エアコン）である。カテゴリＣは、カテゴリＡ及びカテゴリＢのいずれにも属さない負荷（例えば、テレビ）などである。ここで、カテゴリＡの優先順位が最も高く、カテゴリＣの優先順位が最も低い。
カテゴリは、基本的に、各負荷に予め設定されているが、ユーザによって変更可能であることが好ましい。例えば、ある負荷のカテゴリが製品出荷時にカテゴリＣと設定されていた場合であっても、ユーザの使用態様に応じて、他のカテゴリに変更可能であることが好ましい。ＨＥＭＳ１０は、例えば、負荷群２０に含まれる各負荷から、その負荷が属するカテゴリを通知する情報を定期的に受信し、記憶する。又は、負荷群２０に含まれる負荷のカテゴリに変更があった場合（例えば、負荷群２０に新しい負荷が追加された場合、負荷のカテゴリが変更された場合等）、ＨＥＭＳ１０は、その負荷からカテゴリの変更を通知する情報を受信し、記憶する。
第１実施形態では、負荷群２０として、負荷群２０Ａ１、負荷群２０Ａ２、負荷群２０Ｂ１、負荷群２０Ｂ２が設けられている。ＨＥＭＳ１０Ａ１及び負荷群２０Ａ１は、需要家７０Ａ１内に設けられており、ＨＥＭＳ１０Ａ２及び負荷群２０Ａ２は、需要家７０Ａ２内に設けられている。同様に、ＨＥＭＳ１０Ｂ１及び負荷群２０Ｂ１は、需要家７０Ｂ１内に設けられており、ＨＥＭＳ１０Ｂ２及び負荷群２０Ｂ２は、需要家７０Ｂ２内に設けられている。
スマートメータ３０は、基本的には、負荷群２０によって消費される電力を測定するメータである。第１実施形態では、スマートメータ３０は、通信機能を有しており、ＨＥＭＳ１０、ＣＥＭＳ４０及び系統５０（電力事業者６０）から情報を受信することが可能である。
第１実施形態では、スマートメータ３０として、スマートメータ３０Ａ１、スマートメータ３０Ａ２、スマートメータ３０Ｂが設けられている。図１に示すように、スマートメータ３０は、ＣＥＭＳ４０よりも系統５０側に設けられていてもよく、ＣＥＭＳ４０よりも需要家７０側に設けられていてもよい。
ＣＥＭＳ４０は、複数のＨＥＭＳ１０を管理する装置（ＣＥＭＳ；Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＣＥＭＳ４０は、各ＨＥＭＳ１０から情報を収集し、各ＨＥＭＳ１０に対して動作を指示する。
第１実施形態では、ＣＥＭＳ４０として、ＣＥＭＳ４０Ａ、ＣＥＭＳ４０Ｂが設けられている。また、ＣＥＭＳ４０は、上位電力管理装置の一例である。ＣＥＭＳ４０の詳細については後述する（図３を参照）。
系統５０は、発電所などから供給される電力を各需要家７０に供給する電力線である。電力事業者６０は、系統５０を管理する事業者である。
需要家７０は、１つのＨＥＭＳ１０によって管理される単位である。例えば、需要家７０は、一軒家であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよい。或いは、需要家７０は、集合住宅を構成する一戸であってもよい。
（下位電力管理装置）
以下において、第１実施形態に係る下位電力管理装置について説明する。図２は、第１実施形態に係るＨＥＭＳ１０（下位電力管理装置の一例）を示すブロック図である。図２に示すように、ＨＥＭＳ１０は、受信部１１と、送信部１２と、制御部１３とを有する。
受信部１１は、ＣＥＭＳ４０から様々な情報を受信する。第１に、受信部１１は、現在の消費電力から削減可能な電力量の通知を要求する通知要求をＣＥＭＳ４０から受信する。詳細には、受信部１１は、通知要求をカテゴリ毎に受信する。
第２に、受信部１１は、各需要家７０で削減すべき削減電力量を含む削減情報をＣＥＭＳ４０から受信する。ここで、削減情報は、削減電力量をカテゴリ別に含むことに留意すべきである。
送信部１２は、ＣＥＭＳ４０に様々な情報を送信する。送信部１２は、現在の消費電力から削減可能な電力量を含む削減可能情報をＣＥＭＳ４０に送信する。詳細には、送信部１２は、削減可能情報をカテゴリ毎にＣＥＭＳ４０に送信する。
削減可能な電力量は、ユーザが手動で入力した数値であってもよく、又は、ＨＥＭＳ１０に記憶された負荷の使用履歴に基づいて、ＨＥＭＳ１０が算出した数値であってもよい。あるいは、需要家７０内に分散電源が設けられている場合、削減可能な電力量は、負荷の運転停止によって削減される電力量のみならず、負荷群２０に分散電源からの出力電力を供給することによって系統５０からの供給が削減される電力量を含んでもよい。
制御部１３は、ＨＥＭＳ１０を統括的に制御する。制御部１３は、ＨＥＭＳ１０に接続される負荷群２０をEchonet LiteあるいはZigBeeなどのプロトコルに準拠した信号を用いて制御する。詳細には、制御部１３は、負荷群２０の動作モードの制御によって、負荷群２０の消費電力を制御することが可能である。具体的には、制御部１３は、ＣＥＭＳ４０から受信する削減情報に応じて、負荷群２０に含まれる負荷に対し、消費電力を削減することの出来る動作モードに遷移するよう信号を送信する。
ここで、制御部１３は、負荷群２０に含まれる負荷が属するカテゴリを把握している。また、制御部１３は、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力（現在の消費電力）を把握している。
需要家７０内に分散電源が設けられている場合、制御部１３は、分散電源からの出力電力を把握している。従って、負荷群２０の消費電力を削減する場合に、制御部１３は、負荷の運転を停止するのみならず、負荷群２０に供給される電力の少なくとも一部を分散電源からの出力電力に切り換えてもよい。
（上位電力管理装置）
以下において、第１実施形態に係る上位電力管理装置について説明する。図３は、第１実施形態に係るＣＥＭＳ４０（上位電力管理装置の一例）を示すブロック図である。図３に示すように、ＣＥＭＳ４０は、受信部４１と、送信部４２と、制御部４３とを有する。
受信部４１は、ＨＥＭＳ１０及び電力事業者６０から様々な情報を受信する。第１に、受信部４１は、電力消費量の抑制を指示する電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を電力事業者６０から受信する。電力抑制信号によって指定される削減量は、ＣＥＭＳ４０の配下に設けられる複数の需要家７０の全体で削減すべき電力量であることに留意すべきである。
第２に、受信部４１は、現在の消費電力から削減可能な電力量を含む削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。詳細には、受信部４１は、削減可能情報をカテゴリ毎に各ＨＥＭＳ１０から受信する。
送信部４２は、ＨＥＭＳ１０に様々な情報を送信する。第１に、送信部４２は、現在の消費電力から削減可能な電力量の通知を要求する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。詳細には、送信部４２は、カテゴリ毎に通知要求を送信する。
第２に、送信部４２は、各需要家７０で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各ＨＥＭＳ１０に送信する。上述したように、削減情報は、削減電力量をカテゴリ別に含むことに留意すべきである。
第３に、送信部４２は、ＣＥＭＳ４０によって管理される複数の需要家７０の構成情報を電力事業者６０に送信する。送信部４２は、複数の需要家７０の構成情報を定期的に電力事業者６０に送信することが好ましい。
ここで、ＣＥＭＳ４０によって管理される複数の需要家７０の構成情報は、例えば、以下に示す情報である。構成情報は、以下に示す情報（ａ）〜情報（ｉ）のうち、少なくとも１つの情報を含んでいればよい。
（ａ）ＣＥＭＳ４０によって管理されるＨＥＭＳ１０の数
（ｂ）ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０の数
（ｃ）ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０の住人数
（ｄ）ＣＥＭＳ４０によって管理されるＨＥＭＳ１０の位置
（ｅ）ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０の位置
（ｆ）ＣＥＭＳ４０によって管理される地域の面積
（ｇ）ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０に設けられる分散電源が供給可能な電力量
（ｈ）ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０に設けられる分散電源が供給可能な電力予測量
（ｉ）ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０に設けられる負荷の消費電力予測量
第１実施形態において、電力事業者６０は、ＣＥＭＳ４０から受信する構成情報に応じて、ＣＥＭＳ４０に送信すべき電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を定める。具体的には、電力事業者６０は、各ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０間で不公平感が生じないように、電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を定める。
例えば、情報（ａ）を用いる場合には、ＨＥＭＳ１０の数が多いほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｂ）を用いる場合には、需要家７０の数が多いほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｃ）を用いる場合には、需要家７０の住人数が多いほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｄ）を用いる場合には、互いに近い位置にあるＨＥＭＳ１０同士について、電力抑制信号によって指定される削減量が同量になるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｅ）を用いる場合には、互いに近い位置にある需要家７０同士について、電力抑制信号によって指定される削減量が同量になるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｆ）を用いる場合には、地域の面積が広いほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｇ）を用いる場合には、供給可能な電力量が大きいほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｈ）を用いる場合には、供給可能な電力予測量が大きいほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
情報（ｉ）を用いる場合には、負荷の消費電力予測量が小さいほど、電力抑制信号によって指定される削減量が大きくなるように電力抑制信号が定められる。
制御部４３は、ＣＥＭＳ４０を統括的に制御する。第１に、制御部４３は、各ＨＥＭＳ１０から受信する削減可能情報に応じて、電力抑制信号によって指定される電力抑制が達成されるか否かを判定する。詳細には、制御部４３は、優先順位が低いカテゴリから順に削減可能情報を収集して、優先順位が低いカテゴリに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるか否かを判定する。
削減可能情報の収集は、通知要求の送信によって行われる。例えば、制御部４３は、優先順位が最も低いカテゴリＣに対応する通知要求の送信によって、カテゴリＣに対応する削減可能情報を収集する。制御部４３は、カテゴリＣに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されない場合には、カテゴリＢに対応する通知要求の送信によって、カテゴリＢに対応する削減可能情報を収集する。制御部４３は、カテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されない場合には、優先順位が最も高いカテゴリＡに対応する通知要求の送信によって、カテゴリＡに対応する削減可能情報を収集する。
第２に、制御部４３は、カテゴリ毎に受信する削減可能情報に応じて、各需要家７０で削減すべき削減電力量を割当てる。
例えば、需要家（ｉ）、すなわち、ＨＥＭＳ（ｉ）で削減すべき削減電力量Ｒ（ｉ）は、例えば、以下の手順で算出される。ここでは、負荷が属するカテゴリとして、カテゴリＡ〜Ｃが存在するケースについて例示する。
第１に、カテゴリＣに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるケースでは、以下の式（１）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）×ｃ（ｉ）×ＰＤＲ／ＰＣＳＵＭ …式（１）
但し、ΣＰＣ（ｉ）×ｃ（ｉ）＝ＰＣＳＵＭ
ここで、ＰＣ（ｉ）は、需要家（ｉ）においてカテゴリＣに属する負荷について削減可能な電力量（削減可能情報に含まれる電力量）である。ＰＤＲは、電力抑制信号によって指定される電力の削減量であり、具体的には、ＣＥＭＳ４０の配下に設けられる複数の需要家７０の全体で削減すべき電力量である。ＰＣＳＵＭは、ＣＥＭＳ４０の配下に設けられる複数の需要家７０の全体において、カテゴリＣに属する負荷について削減可能な電力量の合計値である。
ｃ（ｉ）は、需要家（ｉ）が利用可能な最大電流値の契約に対応する係数である。契約された最大電流値が大きいほど、ｃ（ｉ）の値が大きいことが好ましい。但し、ｃ（ｉ）は、一定値（例えば、“１”）であってもよい。
第２に、カテゴリＣ及びカテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるケースでは、以下の式（２）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）＋ＰＢ（ｉ）×ｂ（ｉ）×（ＰＤＲ−ＰＣＳＵＭ）／ＰＢＳＵＭ …式（２）
但し、ΣＰＢ（ｉ）×ｂ（ｉ）＝ＰＢＳＵＭ
ここで、ＰＢ（ｉ）は、需要家（ｉ）においてカテゴリＢに属する負荷について削減可能な電力量（削減可能情報に含まれる電力量）である。ＰＢＳＵＭは、ＣＥＭＳ４０の配下に設けられる複数の需要家７０の全体において、カテゴリＢに属する負荷について削減可能な電力量の合計値である。
ｂ（ｉ）は、需要家（ｉ）が利用可能な最大電流値の契約に対応する係数である。契約された最大電流値が大きいほど、ｂ（ｉ）の値が大きいことが好ましい。但し、ｂ（ｉ）は、一定値（例えば、“１”）であってもよい。また、ｂ（ｉ）は、ｃ（ｉ）と同じ値であってもよく、ｃ（ｉ）と異なる値であってもよい。
第３に、カテゴリＣ及びカテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されないケースでは、以下の式（３）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）＋ＰＢ（ｉ）＋ＰＡ（ｉ）×ａ（ｉ）×（ＰＤＲ−ＰＣＳＵＭ−ＰＢＳＵＭ）／ＰＡＳＵＭ …式（３）
但し、ΣＰＡ（ｉ）×ａ（ｉ）＝ＰＡＳＵＭ
ここで、ＰＡ（ｉ）は、需要家（ｉ）においてカテゴリＡに属する負荷について削減可能な電力量（削減可能情報に含まれる電力量）である。ＰＡＳＵＭは、ＣＥＭＳ４０の配下に設けられる複数の需要家７０の全体において、カテゴリＡに属する負荷について削減可能な電力量の合計値である。
ａ（ｉ）は、需要家（ｉ）が利用可能な最大電流値の契約に対応する係数である。契約された最大電流値が大きいほど、ａ（ｉ）の値が大きいことが好ましい。但し、ａ（ｉ）は、一定値（例えば、“１”）であってもよい。また、ａ（ｉ）は、ｃ（ｉ）又はｂ（ｉ）と同じ値であってもよく、ｃ（ｉ）又はｂ（ｉ）と異なる値であってもよい。
（電力管理方法）
以下において、第１実施形態に係る電力管理方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るＣＥＭＳ４０の動作を示すフロー図である。図５〜図７は、第１実施形態に係る電力管理システム１００の動作を示すシーケンス図である。
詳細には、図５は、図４に示すステップ４０１の判定結果が“ＹＥＳ”であるケースのシーケンス図である。図６は、図４に示すステップ４０１の判定結果が“ＮＯ”であり、図４に示すステップ４０２の判定結果が“ＹＥＳ”であるケースのシーケンス図である。図７は、図４に示すステップ４０１の判定結果が“ＮＯ”であり、図４に示すステップ４０２の判定結果が“ＮＯ”であるケースのシーケンス図である。
図４〜図７では、同一のステップについて、同一のステップ番号を付していることに留意すべきである。従って、以下においては、主として、図４を例に挙げながら説明する。
図４に示すように、ステップ０５において、ＣＥＭＳ４０は、ＣＥＭＳ４０によって管理される複数の需要家７０の構成情報を電力事業者６０に送信する。ＣＥＭＳ４０は、構成情報を定期的に電力事業者６０に送信することが好ましい。
ステップ１０において、ＣＥＭＳ４０は、電力消費量の抑制を指示する電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を電力事業者６０から受信する。電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、上述したように、構成情報に応じて定められる。
ステップ２０１において、ＣＥＭＳ４０は、現在の消費電力から削減可能な電力量の通知を要求する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＣに対応する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。ＣＥＭＳ４０は、ステップ２０１に次いで、ステップ１１０，１２０の処理を行う（図５〜図７に示すシーケンス図を併せて参照）。
ステップ３０１において、ＣＥＭＳ４０は、現在の消費電力から削減可能な電力量を含む削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＣに対応する削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。
ステップ４０１において、ＣＥＭＳ４０は、電力抑制信号によって指定される電力抑制が達成されるか否かを判定する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＣに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるか否かを判定する。
ステップ４０１の判定結果が“ＹＥＳ”である場合には、ＣＥＭＳ４０は、ステップ５０の処理を行う（図５に示すシーケンス図を併せて参照）。ステップ４０１の判定結果が“ＮＯ”である場合には、ＣＥＭＳ４０は、ステップ２０２の処理を行う。
ステップ２０２において、ＣＥＭＳ４０は、現在の消費電力から削減可能な電力量の通知を要求する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＢに対応する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。
ステップ３０２において、ＣＥＭＳ４０は、現在の消費電力から削減可能な電力量を含む削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＢに対応する削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。
ステップ４０２において、ＣＥＭＳ４０は、電力抑制信号によって指定される電力抑制が達成されるか否かを判定する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＣ及びカテゴリＣに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるか否かを判定する。
ステップ４０２の判定結果が“ＹＥＳ”である場合には、ＣＥＭＳ４０は、ステップ５０の処理を行う（図６に示すシーケンス図を併せて参照）。ステップ４０２の判定結果が“ＮＯ”である場合には、ＣＥＭＳ４０は、ステップ２０３の処理を行う（図７に示すシーケンス図を併せて参照）。
ステップ２０３において、ＣＥＭＳ４０は、現在の消費電力から削減可能な電力量の通知を要求する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＣに対応する通知要求を各ＨＥＭＳ１０に送信する。
ステップ３０３において、ＣＥＭＳ４０は、現在の消費電力から削減可能な電力量を含む削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。ここでは、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリＣに対応する削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。
ステップ５０において、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリ毎に受信する削減可能情報に応じて、各需要家７０で削減すべき削減電力量を割当てる。
例えば、カテゴリＣに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるケース（すなわち、図５に示すシーケンス図）では、以下の式（１）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）×ｃ（ｉ）×ＰＤＲ／ＰＣＳＵＭ …式（１）
但し、ΣＰＣ（ｉ）×ｃ（ｉ）＝ＰＣＳＵＭ
カテゴリＣ及びカテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるケース（すなわち、図６に示すシーケンス図）では、以下の式（２）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）＋ＰＢ（ｉ）×ｂ（ｉ）×（ＰＤＲ−ＰＣＳＵＭ）／ＰＢＳＵＭ …式（２）
但し、ΣＰＢ（ｉ）×ｂ（ｉ）＝ＰＢＳＵＭ
カテゴリＣ及びカテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されないケース（すなわち、図７に示すシーケンス図）では、以下の式（３）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）＋ＰＢ（ｉ）＋ＰＡ（ｉ）×ａ（ｉ）×（ＰＤＲ−ＰＣＳＵＭ−ＰＢＳＵＭ）／ＰＡＳＵＭ …式（３）
但し、ΣＰＡ（ｉ）×ａ（ｉ）＝ＰＡＳＵＭ
ステップ６０において、ＣＥＭＳ４０は、各需要家７０で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各ＨＥＭＳ１０に送信する。削減情報は、削減電力量をカテゴリ別に含むことに留意すべきである。ＣＥＭＳ４０は、ステップ６０に次いで、ステップ１３０の処理を行う（図５〜図７に示すシーケンス図を併せて参照）。
図５〜図７は、第１実施形態に係る電力管理方法を示すシーケンス図である。ステップ１１０において、各ＨＥＭＳ１０は、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力（現在の消費電力）を要求する負荷情報要求を各負荷群２０に送信する。
ステップ１２０において、各ＨＥＭＳ１０は、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力（現在の消費電力）を含む負荷情報を負荷群２０から受信する。
ステップ１３０において、各ＨＥＭＳ１０は、ＣＥＭＳ４０から受信する削減情報に応じて、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力を削減する。
第１実施形態では、ＣＥＭＳ４０は、ＣＥＭＳ４０によって管理される複数の需要家７０の構成情報を電力事業者６０に送信する。また、電力抑制信号は、複数の需要家７０の構成情報に応じて定められる。
削減可能な電力量は、需要家毎に異なる。また、通常時から節電に努めている需要家もいれば、通常時から節電に努めていない需要家も存在する。そのため、需要家に対して消費電力の削減が一律に要求されると、需要家の間で不公平感が生じる。従って、複数のＣＥＭＳ４０のそれぞれに対して、適切な電力抑制信号が送信されることにより、各ＣＥＭＳ４０によって管理される需要家７０の間で生じる不公平感を解消することができる。
第１実施形態では、複数のＨＥＭＳ１０を管理するＣＥＭＳ４０は、優先順位を有するカテゴリ毎に受信する削減可能情報に応じて、削減情報を各ＨＥＭＳ１０に送信する。
このように、複数のＨＥＭＳ１０を管理するＣＥＭＳ４０が、各需要家７０にとって削減可能な電力量を考慮した上で、各需要家７０の削減電力量を割当てることによって、各需要家間の不公平感を抑制可能である。
電力事業者６０は、目標削減量（例えば、１０％）の達成が困難な場合、より大きな削減量（例えば、１５％）を示す電力抑制信号を送信することによって、複数の需要家７０の全体として、現在の総消費電力から目標削減量を削減することが考えられる。しかしながら、ＣＥＭＳ４０は、各需要家７０にとって削減可能な量の削減電力量を割当てることから、高い確実性で目標削減量を達成することができる。そのため、電力事業者６０は、電力抑制信号によって指定する削減量を目標削減量よりも大きくする必要もない。
さらに、優先順位を有するカテゴリ毎に受信する削減可能情報に応じて削減情報が送信されるため、優先順位の低いカテゴリに属する負荷の消費電力から順に削減され、優先順位の高いカテゴリに属する負荷、すなわち、生活に必要な負荷に供給すべき電力の削減が抑制される。
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
第１実施形態では、ＣＥＭＳ４０は、各カテゴリに対応する通知要求の送信によって、各カテゴリに対応する削減可能情報を各ＨＥＭＳ１０から収集する。これに対して、変更例１では、各ＨＥＭＳ１０は、ＨＥＭＳ１０に接続される負荷（負荷群２０に含まれる負荷）が属するカテゴリ毎の消費電力量を含む分類結果情報（電力情報）をＣＥＭＳ４０に送信する。分類結果情報に含まれる消費電力量は、カテゴリ毎に削減可能な電力量であってもよい。
（電力管理方法）
以下において、第１実施形態に係る電力管理方法について説明する。図８は、変更例１に係る電力管理システム１００の動作を示すシーケンス図である。
図８に示すように、ステップ２０５において、ＣＥＭＳ４０は、ＣＥＭＳ４０によって管理される複数の需要家７０の構成情報を電力事業者６０に送信する。ＣＥＭＳ４０は、構成情報を定期的に電力事業者６０に送信することが好ましい。
ステップ２１０１において、各ＨＥＭＳ１０は、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力（現在の消費電力）を要求する負荷情報要求を各負荷群２０に送信する。
ステップ２２０１において、各ＨＥＭＳ１０は、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力（現在の消費電力）を含む負荷情報を負荷群２０から受信する。ここで、負荷情報は、カテゴリ毎の消費電力量を含むことに留意すべきである。
ステップ２３０１において、ＣＥＭＳ４０は、ＨＥＭＳ１０に接続される負荷（負荷群２０に含まれる負荷）が属するカテゴリ毎の消費電力量を含む分類結果情報を各ＨＥＭＳ１０から受信する。
ここで、ステップ２１０２〜ステップ２３０２の処理は、ステップ２１０１〜ステップ２３０１の処理と同様である。すなわち、ＣＥＭＳ４０は、各ＨＥＭＳ１０から定期的に分類結果情報を受信する。
ステップ２４０において、ＣＥＭＳ４０は、電力消費量の抑制を指示する電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を電力事業者６０から受信する。
ステップ２５０において、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリ毎の消費電力量を含む分類結果情報に応じて、各需要家７０で削減すべき削減電力量を割当てる。
例えば、カテゴリＣに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるケース（すなわち、ＰＤＲ≦ＰＣＳＵＭが満たされるケース）では、以下の式（１）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）×ｃ（ｉ）×ＰＤＲ／ＰＣＳＵＭ …式（１）
但し、ΣＰＣ（ｉ）×ｃ（ｉ）＝ＰＣＳＵＭ
カテゴリＣ及びカテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されるケース（すなわち、ＰＤＲ≦ＰＣＳＵＭ＋ＰＢＳＵＭが満たされるケース）では、以下の式（２）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）＋ＰＢ（ｉ）×ｂ（ｉ）×（ＰＤＲ−ＰＣＳＵＭ）／ＰＢＳＵＭ …式（２）
但し、ΣＰＢ（ｉ）×ｂ（ｉ）＝ＰＢＳＵＭ
カテゴリＣ及びカテゴリＢに属する負荷の消費電力の削減によって電力抑制が達成されないケース（すなわち、ＰＣＳＵＭ＋ＰＢＳＵＭ＜ＰＤＲが満たされるケース）では、以下の式（３）によって削減電力量Ｒ（ｉ）が算出される。
Ｒ（ｉ）＝ＰＣ（ｉ）＋ＰＢ（ｉ）＋ＰＡ（ｉ）×ａ（ｉ）×（ＰＤＲ−ＰＣＳＵＭ−ＰＢＳＵＭ）／ＰＡＳＵＭ …式（３）
但し、ΣＰＡ（ｉ）×ａ（ｉ）＝ＰＡＳＵＭ
ステップ２６０において、ＣＥＭＳ４０は、各需要家７０で削減すべき削減電力量を含む削減情報を各ＨＥＭＳ１０に送信する。削減情報は、削減電力量をカテゴリ別に含むことに留意すべきである。
ステップ２７０において、各ＨＥＭＳ１０は、ＣＥＭＳ４０から受信する削減情報に応じて、負荷群２０に含まれる負荷の消費電力を削減する。
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
実施形態では、下位電力管理装置としてＨＥＭＳ１０を例示し、上位電力管理装置としてＣＥＭＳ４０を例示したが、実施形態は、これに限定されるものではない。上位電力管理装置は、複数の下位電力管理装置を管理していればよい。言い換えると、下位電力管理装置は、上位電力管理装置によって管理されていればよい。また、下位電力管理装置は、例えば、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよい。
実施形態において、ＣＥＭＳ４０は、カテゴリ毎の消費電力量を含む分類結果情報を定期的に各需要家７０（ＨＥＭＳ１０）から受信する。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥＭＳ４０は、電力抑制信号（ＤＲ；Ｄｅｍａｎｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）に応じて、分類結果情報の送信を各需要家７０（ＨＥＭＳ１０）に要求してもよい。
実施形態において、ＣＥＭＳ４０は、複数の需要家７０の構成情報を定期的に電力事業者６０に送信する。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＥＭＳ４０は、電力事業者６０から送信される構成情報要求に応じて、複数の需要家７０の構成情報を電力事業者６０に送信してもよい。
なお、日本国特許出願第２０１１−２０９９５７号（２０１１年９月２６日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。
本発明によれば、各需要家に設けられる負荷の消費電力量を適切に抑制することができる電力管理システム、電力管理方法及び上位電力管理装置を提供することができる。

Claims (7)

  1. 電力事業者から送信された電力抑制信号に応じた処理を行うように構成された電力管理装置を備える電力管理システムであって、
    前記電力管理装置は、前記電力管理装置によって管理される需要家の構成情報を前記電力事業者に送信し、
    前記構成情報は、前記電力管理装置によって管理される需要家に設けられる分散電源が供給可能な電力量及び前記分散電源が供給可能な電力予測量のいずれかを示す情報を含み、
    前記電力抑制信号は、前記分散電源が供給可能な電力量及び前記分散電源が供給可能な電力予測量のいずれかに応じて定められる、電力管理システム。
  2. 前記分散電源は、蓄電池である、請求項１に記載の電力管理システム。
  3. 前記電力抑制信号は、電力系統に接続される負荷の現在の消費電力量から削減すべき削減電力量を含む、請求項１又は請求項２に記載の電力管理システム。
  4. 前記電力管理装置は、前記構成情報を前記電力事業者に定期的に送信する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電力管理システム。
  5. 前記電力管理装置は、前記電力事業者から前記構成情報の送信を要求する構成情報要求に応じて、前記構成情報を前記電力事業者に送信する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電力管理システム。
  6. 電力事業者から送信された電力抑制信号に応じた処理を行うように構成された電力管理装置を備える電力管理システムに適用される電力管理方法であって、
    前記電力管理装置によって管理される需要家の構成情報を前記電力管理装置から前記電力事業者に送信するステップを備え、
    前記構成情報は、前記電力管理装置によって管理される需要家に設けられる分散電源が供給可能な電力量及び前記分散電源が供給可能な電力予測量のいずれかを示す情報を含み、
    前記電力抑制信号は、前記分散電源が供給可能な電力量及び前記分散電源が供給可能な電力予測量のいずれかに応じて定められる、電力管理方法。
  7. 電力事業者から送信された電力抑制信号に応じた処理を行うように構成された電力管理装置であって、
    前記電力管理装置によって管理される需要家の構成情報を前記電力事業者に送信する送信部を備え、
    前記構成情報は、前記電力管理装置によって管理される需要家に設けられる分散電源が供給可能な電力量及び前記分散電源が供給可能な電力予測量のいずれかを示す情報を含み、
    前記電力抑制信号は、前記分散電源が供給可能な電力量及び前記分散電源が供給可能な電力予測量のいずれかに応じて定められる、電力管理装置。
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