JP2018139469A - エネルギー制御方法、エネルギー制御装置及びエネルギー制御システム - Google Patents

エネルギー制御方法、エネルギー制御装置及びエネルギー制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】 測定データそのものを変更することなく、ユーザのプライバシーを守ることを可能とするエネルギー制御方法、エネルギー制御装置及びエネルギー制御システムを提供する。【解決手段】 エネルギー制御方法は、少なくとも施設に供給されるエネルギーを計器によって測定するステップAと、前記エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置を制御するステップBとを備える。前記ステップBは、前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行うステップと、前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行うステップとを含む。【選択図】 図5

Description

本発明は、エネルギー制御方法、エネルギー制御装置及びエネルギー制御システムに関する。
従来、電気やガスなどのエネルギーを測定するメータを施設に設けるとともに、メータから送信される測定データに基づいた管理を行う技術が知られている。このような技術において、施設のユーザの行動パターンが測定データから推定される恐れがあることから、測定データそのものを秘匿する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2011−244441号公報
しかしながら、上述した技術では、測定データの秘匿はスクランブル処理によって行われており、スクランブル処理後の測定データはスクランブル処理前の測定データと完全に一致しないことがある。従って、正確な測定データを必要とするVPP(Virtual Power Plant)等で上述した技術を用いることは好ましくない。
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、測定データそのものを変更することなく、ユーザのプライバシーを守ることを可能とするエネルギー制御方法、エネルギー制御装置及びエネルギー制御システムを提供することを目的とする。
第1の特徴に係るエネルギー制御方法は、少なくとも施設に供給されるエネルギーを計器によって測定するステップAと、前記エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置を制御するステップBとを備える。前記ステップBは、前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行うステップと、前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行うステップとを含む。
第2の特徴に係るエネルギー制御装置は、少なくとも施設に供給されるエネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行い、前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う。
第3の特徴に係るエネルギー制御システムは、少なくとも施設に供給されるエネルギーを測定する計器と、前記エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置と、前記エネルギー装置を制御するエネルギー制御装置とを備える。前記エネルギー制御装置は、前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行い、前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う。
一態様によれば、測定データそのものを変更することなく、ユーザのプライバシーを守ることを可能とするエネルギー制御方法、エネルギー制御装置及びエネルギー制御システムを提供することができる。
図1は、実施形態に係るエネルギー制御システム1を示す図である。 図2は、実施形態に係るEMS140を示す図である。 図3は、実施形態に係る適用例を説明するための図である。 図4は、実施形態に係る適用例を説明するための図である。 図5は、実施形態に係るエネルギー制御方法を示す図である。 図6は、変更例1に係る適用例を説明するための図である。 図7は、変更例2に係る適用例を説明するための図である。 図8は、変更例2に係る適用例を説明するための図である。
[実施形態]
(エネルギー制御システム)
以下において、実施形態に係るエネルギー制御システムについて説明する。
図1に示すように、エネルギー制御システム1は、施設100と、電力事業者210と、ガス事業者220とを有する。
施設100は、電力メータ110と、分電盤111と、蓄電池装置112と、電気機器113と、ガスメータ120と、ガス分岐部121と、給湯機器122と、ガス機器123と、燃料電池装置130と、EMS140とを有する。
電力メータ110は、少なくとも施設100に供給されるエネルギーとして電力を測定するメータの一例である。電力メータ110は、施設100から電力系統に出力される電力を測定してもよい。電力メータ110は、ネットワーク211を介して電力事業者210に測定データを送信する。電力メータ110は、所定周期(例えば、30分)で測定データを送信してもよい。
分電盤111は、電力系統から延びる主幹電力線に接続されており、主幹電力線を複数の電力線に分岐する。図1に示す例では、分電盤111は、蓄電池装置112、電気機器113及び燃料電池装置130に電力線を介して接続される。
蓄電池装置112は、蓄電池及びPCS(Power Conditioning System)によって構成されており、電力を蓄積する装置である。蓄電池装置112は、蓄積された直流電力を出力する。蓄電池装置112は、VPP(Virtual Power Plant)に用いられる電源であってもよい。
実施形態において、蓄電池装置112は、エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置の一例である。具体的には、蓄電池装置112は、電力の蓄積動作(すなわち、蓄電動作)及び電力の放出動作(すなわち、放電動作)の双方を行う。
電気機器113は、電力線を介して供給される電力を消費する機器である。例えば、電気機器113は、エアーコンディショナ、照明機器、冷蔵庫、テレビなどの機器を含む。電気機器113は、単数の機器であってもよく、複数の機器を含んでもよい。
ガスメータ120は、少なくとも施設100に供給されるエネルギーとしてガスを測定するメータの一例である。ガスメータ120は、ネットワーク221を介してガス事業者220に測定データを送信する。ガスメータ120は、所定周期(例えば、30分)で測定データを送信してもよい。
ガス分岐部121は、ガス系統から延びる主幹ガス線に接続されており、主幹ガス線を複数のガス線に分岐する。図1に示す例では、ガス分岐部121は、給湯機器122、ガス機器123及び燃料電池装置130にガス線を介して接続される。
給湯機器122は、貯湯槽を有する。給湯機器122は、ガス線を介して供給されるガスを用いて、貯湯槽に貯留される水(湯)の量(以下、湯量)を維持又は増大し、或いは、貯湯槽に貯留される水(湯)の温度(以下、湯温)を維持又は上昇する。給湯機器122は、燃料電池装置130の排熱を用いて、湯量を維持又は増大し、或いは、湯温を維持又は上昇してもよい。
ガス機器123は、ガス線を介して供給されるガスを消費する機器である。例えば、ガス機器123は、ガスコンロ、床暖房などの機器を含む。ガス機器123は、単数の機器であってもよく、複数の機器を含んでもよい。
燃料電池装置130は、燃料電池及びPCSによって構成されており、ガス線を介して供給されるガスを用いて発電を行う装置である。ガスは、例えば水素を含む材料であってもよいし、アルコールを含む材料であってもよい。燃料電池は、例えば、固体酸化物型燃料電池(以下、SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、固体高分子型燃料電池(以下、PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)、リン酸型燃料電池(以下、PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell)及び溶融炭酸塩型燃料電池(以下、MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)のいずれかであってもよい。
実施形態において、燃料電池装置130は、エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置の一例である。具体的には、燃料電池装置130は、電力の放出動作(すなわち、発電電力の出力動作)を行う。
EMS140は、施設100における電力を管理する装置(EMS;Energy Management System)である。施設100における電力とは、施設100内を流れる電力、施設100が買電する電力又は施設100から売電する電力である。
実施形態において、EMS140は、少なくとも蓄電池装置112及び燃料電池装置130の少なくともいずれか1つを制御するエネルギー制御装置の一例である。EMS140は、電力メータ110及びガスメータ120から測定データを受信してもよい。EMS140は、電気機器113、給湯機器122及びガス機器123を制御してもよい。
電力事業者210は、電力発電事業者、電力送配事業者或いは電力小売事業者などの事業者である。電力事業者210は、これらの事業者によって管理されるサーバであると考えてもよい。
ガス事業者220は、ガス供給事業者、ガス送配事業者、ガス小売事業者などの事業者である。ガス事業者220は、これらの事業者によって管理されるサーバであると考えてもよい。
(エネルギー制御装置)
以下において、実施形態に係るエネルギー制御装置について説明する。ここでは、エネルギー制御装置の一例としてEMS140を例示する。図2に示すように、EMS140は、通信部141と、制御部142とを有する。
通信部141は、通信モジュールによって構成されており、少なくとも蓄電池装置112及び燃料電池装置130の少なくともいずれか1つと通信を行う。通信部141は、電力メータ110及びガスメータ120と通信を行ってもよい。通信部141は、電気機器113、給湯機器122及びガス機器123と通信を行ってもよい。
制御部142は、メモリ及びCPUなどによって構成されており、EMS140に設けられる各構成を制御する。制御部142は、少なくとも蓄電池装置112及び燃料電池装置130の少なくともいずれか1つを制御する。制御部142は、電力メータ110及びガスメータ120から測定データを受信してもよい。制御部142は、電気機器113、給湯機器122及びガス機器123を制御してもよい。
実施形態において、制御部142は、蓄電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行う。制御部142は、蓄電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う。
ここで、所定スケジュールは、施設100のユーザの生活パターンに基づいて最適化されたスケジュールであってもよい。所定スケジュールは、エネルギー(電気又はガス)の料金に基づいて最適化されたスケジュールであってもよい。最適化は、例えば、コストメリット、CO排出量及びQoL(Quality of Life)などの中から選択された1以上の基準パラメータに基づいて行われてもよい。
制御部142は、秘匿制御において、蓄電池装置112の充電量及び蓄電池装置112の放電量が一定期間において同じとなるように、充電動作及び放電動作を変更してもよい。
一定期間は、電気の料金が同じである期間に含まれてもよい。すなわち、一定期間において、所定スケジュールに従った充電量からの変更量及び所定スケジュールに従った放電量からの変更量が同じであればよい。例えば、電気の料金として夜間料金及び昼間料金が定められている場合に、充電量及び放電量が夜間で同じとなるように充電動作及び放電動作が変更されてもよく、充電量及び放電量が昼間で同じとなるように充電動作及び放電動作が変更されてもよい。このような制御によれば、所定スケジュールに与える影響を軽減することができる。
制御部142は、施設100のユーザが不在である期間に秘匿制御を行ってもよい。制御部142は、電力メータ110によって測定される電力の変動量が第1所定量よりも小さい期間に秘匿制御を行ってもよい。第1所定量は、ユーザが不在であるときの変動量又はユーザが就寝しているときの変動量に基づいて定められてもよい。電力メータ110によって測定される電力は電力需要と概ね連動するため、電力メータ110によって測定される電力は電力需要で代替されてもよい。電力需要は、電気機器113が用いる電力の需要である。これらの期間は互いに重複してもよい。
制御部142は、施設100のユーザの指示に基づいて、秘匿制御を行ってもよい。ユーザは、実際に秘匿制御が行われる前に予め秘匿制御の実行を指示されていてもよい。このようなケースにおいては、制御部142は、秘匿制御が指示されていることを前提として、秘匿制御が必要であるタイミングで秘匿制御を行う。或いは、ユーザは、実際に秘匿制御が行われるタイミングで秘匿制御の実行を指示してもよい。このようなケースにおいては、制御部142は、秘匿制御が指示されたタイミングで秘匿制御を行う。このような秘匿制御の指示は、施設100の外部から携帯端末などを用いて遠隔制御で指示されてもよい。
(適用例)
以下において、実施形態の適用例について説明する。図3及び図4において、縦軸は、電力を表しており、横軸は、時間を表している。縦軸において、ゼロよりも小さい値は、蓄電池装置112の蓄電残量を表している。
ここでは、施設100のユーザの生活パターン及び電気の料金に基づいて所定スケジュールが最適化されたケースを例示する。ここで、電気の料金として夜間料金及び昼間料金が定められており、夜間料金が昼間料金よりも安い。
第1に、通常制御の一例について説明する。図3に示すように、EMS140は、夜間料金が適用される期間(例えば、1時〜4時)において、蓄電池装置112の充電動作を行い、電力需要が増大する期間(例えば、6時〜9時)において、蓄電池装置112の放電動作を行う(通常制御)。このような通常制御によって、ユーザはコストメリットを得られる。
第2に、秘匿制御の一例について説明する。図4に示すように、EMS140は、昼間料金が適用される期間のうち、ユーザが不在である期間において、電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールから変更する。このような秘匿制御によって、ユーザが不在である期間(例えば、10時〜16時)において電力メータ110によって測定される測定データ(電力メータ値)がランダム化されるため、電力メータ値からユーザの不在が推定されにくい。ここで、秘匿制御に伴う充電量及び放電量は同じであってもよい。このような構成によれば、所定スケジュールに与える影響を軽減することができる。
(エネルギー制御方法)
以下において、実施形態に係るエネルギー制御方法について説明する。ここでは、EMS140のフローについて説明する。
図5に示すように、ステップS10において、EMS140は、秘匿制御が必要であるか否かを判定する。EMS140は、ユーザが不在であるか否かに基づいて、秘匿制御が必要であるか否かを判定してもよい。EMS140は、電力メータ110によって測定される電力の変動量が第1所定量よりも小さいか否かに基づいて、秘匿制御が必要であるか否かを判定してもよい。EMS140は、施設100のユーザの指示に基づいて、秘匿制御が必要であるか否かを判定してもよい。EMS140は、秘匿制御が必要であると判定した場合にステップS12の処理を行う。EMS140は、秘匿制御が必要でないと判定した場合にステップS11の処理を行う。
ステップS11において、EMS140は、蓄電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行う。
ステップS12において、EMS140は、蓄電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う。
(作用及び効果)
実施形態において、EMS140は、蓄電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う。従って、電力メータ110によって測定される測定データ(電力メータ値)がランダム化されるため、電力メータ値からユーザの不在が推定されにくい。一方で、電力メータ110によって測定される測定データを変更する必要もない。従って、測定データそのものを変更することなく、ユーザのプライバシーを守ることができる。
[変更例1]
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について説明する。
変更例1において、EMS140は、電力メータ110によって測定される電力の増大量が第2所定量を超えるタイミングを含む期間に行われる。第2所定量は、ユーザの生活パターンを推定しやすい特徴的な変動量に応じて定められる。電力メータ110によって測定される電力は電力需要と概ね連動するため、電力メータ110によって測定される電力は電力需要で代替されてもよい。
(適用例)
以下において、実施形態の適用例について説明する。以下においては、上述した図4に対する差異について主として説明する。
図6に示すように、EMS140は、電力メータ110によって測定される電力の増大量が第2所定量を超えるタイミング(例えば、21時)を含む期間において、電池装置112の充電動作及び放電動作を所定スケジュールから変更する。具体的には、EMS140は、電力メータ110によって測定される電力の増大量が第2所定量を超えるタイミングよりも前に電池装置112の充電動作を行い、電力メータ110によって測定される電力の増大量が第2所定量を超えるタイミングで電池装置112の放電動作を行う。このような秘匿制御によって、電力メータ110によって測定される測定データ(電力メータ値)の特徴的な増大が抑制され、ユーザの生活パターンが推定されにくい。ここで、秘匿制御に伴う充電量及び放電量は同じであってもよい。このような構成によれば、所定スケジュールに与える影響を軽減することができる。
[変更例2]
以下において、実施形態の変更例2について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について説明する。
変更例2において、EMS140は、蓄電池装置112を用いる秘匿制御に加えて、燃料電池装置130を用いる秘匿制御を行う。具体的には、EMS140は、蓄電池装置112を用いる秘匿制御と同様の目的で、施設100のユーザが不在である期間に燃料電池装置130を用いる秘匿制御を行ってもよい。EMS140は、蓄電池装置112を用いる秘匿制御と同様の目的で、ガスメータ120によって測定されるガスの変動量が第1所定量よりも小さい期間に燃料電池装置130を用いる秘匿制御を行ってもよい。EMS140は、蓄電池装置112を用いる秘匿制御と同様の目的で、施設100のユーザの指示に基づいて、燃料電池装置130を用いる秘匿制御を行ってもよい。
ガスメータ120によって測定される電力はガス需要と概ね連動するため、ガスメータ120によって測定されるガスはガス需要で代替されてもよい。ガス需要は、例えば、給湯機器122、ガス機器123及び燃料電池装置130が用いるガスの需要である。
(適用例)
以下において、変更例2の適用例について説明する。
図7に示すように、EMS140は、ユーザが不在である期間において、燃料電池装置130の発電電力の出力動作を所定スケジュールから変更する。このような秘匿制御によって、ユーザが不在である期間(例えば、12時〜14時)においてガスメータ120によって測定される測定データ(ガスメータ値)がランダム化されるため、ガスメータ値からユーザの不在が推定されにくい。
ここで、図7においては、燃料電池装置130に適用される所定スケジュールは、0時〜16時の間において第1発電電力を出力し、16時〜24時の間において第1発電電力よりも大きい第2発電電力を出力するスケジュールである。このような所定スケジュールは、例えば、給湯機器122が燃料電池装置130の排熱を利用するケースに適用されるスケジュールである。但し、所定スケジュールはこれに限定されるものではない。燃料電池装置130に適用される所定スケジュールは、蓄電池装置112に適用される所定スケジュールと同様に、施設100のユーザの生活パターンに基づいて最適化されたスケジュールであってもよく、ガスの料金に基づいて最適化されたスケジュールであってもよい。
結果として、図8に示すように、電力メータ110によって測定される測定データ(電力メータ値)もランダム化されるため、電力メータ値からもユーザの不在が推定されにくい。図8の縦軸において、ゼロよりも小さい値は、蓄電池装置112の蓄電残量又は燃料電池装置130の発電電力量を示している。図8においては、燃料電池装置130の発電電力が考慮されるため、蓄電池装置112の蓄電残量は図6と比べて相対的に少ない。
[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、エネルギー制御装置がEMS140であるケースを例示した。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。エネルギー制御装置は、蓄電池装置112に設けられるPCSであってもよく、燃料電池装置130に設けられるPCSであってもよい。このようなケースにおいて、エネルギー装置は、蓄電池装置112に設けられる蓄電池であってもよく、燃料電池装置130に設けられる燃料電池であってもよい。
実施形態では、エネルギー装置が蓄電池装置112を含むケースを例示した。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。エネルギー装置は、蓄電池装置112を含まずに燃料電池装置130を含んでもよい。
実施形態では特に触れていないが、施設100は、太陽光、風力及び地熱などの自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置を有していてもよい。このようなケースにおいて、所定スケジュールは、このような発電装置を考慮して最適化される。秘匿制御において所定スケジュールが変更される点は実施形態と同様である。
1…エネルギー制御システム、100…施設、110…電力メータ(計器)、111…分電盤、112…蓄電池装置(エネルギー装置)、113…電気機器、120…ガスメータ(計器)、121…ガス分岐部、122…給湯機器、123…ガス機器、130…燃料電池装置(エネルギー装置)、140…EMS、141…通信部、142…制御部

Claims (13)

  1. 少なくとも施設に供給されるエネルギーを計器によって測定するステップAと、
    前記エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置を制御するステップBとを備え、
    前記ステップBは、
    前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行うステップと、
    前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行うステップとを含む、エネルギー制御方法。
  2. 前記秘匿制御において、前記エネルギーの蓄積量及び前記エネルギーの放出量が一定期間において同じとなるように、前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を変更する、請求項1に記載のエネルギー制御方法。
  3. 前記一定期間は、前記エネルギーの料金が同じである期間に含まれる、請求項2に記載のエネルギー制御方法。
  4. 前記秘匿制御は、前記施設のユーザが不在である期間に行われる、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  5. 前記秘匿制御は、前記計器によって測定されるエネルギーの変動量が第1所定量より小さい期間に行われる、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  6. 前記秘匿制御は、前記計器によって測定されるエネルギーの増大量が第2所定量を超えるタイミングを含む期間に行われる、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  7. 前記秘匿制御は、前記施設のユーザの指示に基づいて行われる、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  8. 前記所定スケジュールは、前記施設のユーザの生活パターンに基づいて最適化されたスケジュールである、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  9. 前記所定スケジュールは、前記エネルギーの料金に基づいて最適化されたスケジュールである、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  10. 前記エネルギーは、少なくとも電気を含み、
    前記エネルギー装置は、少なくとも蓄電池装置を含む、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  11. 前記エネルギーは、電気及びガスを含み、
    前記エネルギー装置は、蓄電池装置及び燃料電池装置を含む、請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のエネルギー制御方法。
  12. 少なくとも施設に供給されるエネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、
    前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行い、
    前記エネルギーの蓄積動作又は前記エネルギーの放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う、エネルギー制御装置。
  13. 少なくとも施設に供給されるエネルギーを測定する計器と、
    前記エネルギーの蓄積動作及び前記エネルギーの放出動作の少なくともいずれかを行うエネルギー装置と、
    前記エネルギー装置を制御するエネルギー制御装置とを備え、
    前記エネルギー制御装置は、
    前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を所定スケジュールに従って制御する通常制御を行い、
    前記エネルギー蓄積動作又は前記エネルギー放出動作を前記所定スケジュールから変更する秘匿制御を行う、エネルギー制御システム。
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