JP2019060503A - 制御情報送信によるブロック毎の貯湯式電気給湯器運用システム - Google Patents

Abstract

【課題】余剰発電量に起因する送配電系統の負担を軽減し得る、貯湯式電気給湯器運用システムを提供する。【解決手段】太陽光発電エリア６内に多数の太陽光パネル４が配置されるとともに、該太陽光発電エリア６の近隣に設定される制御エリア５内には多数の貯湯式電気給湯器が設置されたもので、該制御エリア内に通電制御送信装置１を設置するとともに、各貯湯式電気給湯器２には通電制御装置３を設置し、上記通電制御情報送信装置１は、太陽光発電による余剰発電量が基準発電量以上のときには、該余剰発電量を各貯湯式電気給湯器２の日中時間帯での通電により消費できるように制御ブロック毎に各貯湯式電気給湯器２に日中通電開始情報を送信し、上記通電制御装置３は日中通電開始時刻において各貯湯式電気給湯器２への通電を開始させるとともに、夜間通電を阻止するように構成する。【選択図】図１

Description

本願発明は、所定エリア内に存在する多数の貯湯式電気給湯器の一元的な運用システムに関するものである。

電気は、発電と消費が同時に行われ、基本的に貯めることができないことから、電力会社においては、刻々と変動している需要電力（消費電力）と供給電力を常時一致させることが要求される。即ち、この電力の需給バランスが維持できず、例えば、需要電力に対して給供電力が不足すると電力系統の周波数等が低下し、逆に需要電力に対して給供電力が過多になると電力系統の周波数等が上昇し、これら何れの場合においても、電気を使用する設備等に悪影響を与えるとともに、電力系統が不安定となることが懸念されるからである。

ところで、近年は太陽光発電システムの普及が著しく、この太陽光発電システムの売電により、電力系統の不安定化のリスクが高まっている。

例えば、一般家庭における太陽光発電システムでは、太陽光パネルでの発電電力を、商用電源の系統に接続し、発電電力が、家庭内の消費電力を超えた場合には、この余剰電力を商用電源系統に流す（いわゆる「売電」）一方、雨天等で発電電力が需要電力を下回るような場合には、商用電源系統の電力によって不足する電力を補うようになっている。

また、近年急激に拡大しつつある大規模発電装置（いわゆるメガソーラシステム）では、例えば、山間地等に多数の太陽光パネルを設置し、ここで発電された大電力のほぼ全量をそのまま商用電源系統に流すようになっている。

太陽光発電の発電電力のピークは、季節によって（即ち、日照時間とか太陽高度によって）変動するが、概ね１１時〜１３時の時間帯に表れ、その時間帯に一日の発電電力量の４割程度が集中することが知られている。この時間帯においては太陽光発電の発電電力の多くが余剰電力として電力系統に流れ込むこととなり、その結果として電力系統の不安定化が懸念されるものである。

このような事情に鑑み、特許文献１には、太陽光発電による昼間電力量を、電力消費機器としての貯湯式電気給湯器において湯を沸かし貯湯タンクを熱湯で満たすことによって消費させることで、日中時間帯における余剰電力の発生を抑制して電力系統への出力電力量を下げ、これによって電力系統の不安定化を抑制する技術が提案されている。

特開２０１５−１０６９３７号公報

ところが、この特許文献１に示される技術は、太陽光発電装置と貯湯式電気給湯器の双方が備えられた施設を対象としていることから、太陽光発電容量と貯湯式電気給湯器の電気容量がバランスしていないと十分な効果を得ることはできない。

また、単一の施設内において余剰電力量の消費によって電力系統への出力電力を下げるものであることから、その効果が限定的なものにならざるを得ない。仮に、係る効果を広範なエリア内において一元的に管理運営してより高い効果を安定的に得ようとすれば、上記施設毎に、太陽光発電装置の出力抑制情報を得て貯湯式電気給湯器への通電制御を行う必要があり、高価な追加設備及び工事が必要となり、コスト面からして実現性に乏しいものとなる。

そこで本願発明は、簡易且つ安価な構成によって、太陽光発電による余剰発電量を該エリア内の多数の貯湯式電気給湯器において吸収し、もって送配電系統の負担を軽減してその安定性を高め得るようにした貯湯式電気給湯器運用システムを提案することを目的としてなされたものである。

本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。

本願の第１の発明では、所定広さの太陽光発電エリア内に多数の太陽光パネルが設置される一方、該太陽光発電エリアの近隣に設定される制御エリア内にはそれぞれ通電制御装置を備えた多数の貯湯式電気給湯器が設置されるとともに、該制御エリアは複数の制御ブロックに区画され且つその適所には通電制御情報送信装置が設置されたものにおいて、上記太陽光発電エリアの翌日の天気と上記太陽光発電エリア内における太陽光パネルの設置状況に基づいて翌日の太陽光発電エリア全体の太陽光発電量と変動負荷による消費電力量を予測し、上記太陽光発電の予測量と上記変動負荷による消費電力の予測量との差分から余剰発電量を求め、該余剰発電量を上記各貯湯式電気給湯器の日中時間帯での通電により消費できるように上記制御ブロック毎に各貯湯式電気給湯器に対する日中通電開始時刻に関する情報を生成する通電制御情報生成装置を備え、上記通電制御情報送信装置は、上記通電制御情報生成装置からの通電制御情報を受けてこれを上記各制御ブロックの各通電制御装置に一斉送信する一方、上記各貯湯式電気給湯器に備えられた上記通電制御装置においては、上記通電制御情報送信装置からの上記制御情報を受信したとき、該制御情報で指示された日中通電開始時刻において上記各貯湯式電気給湯器への通電を開始させるとともに、該貯湯式電気給湯器への夜間通電を阻止するように構成されたことを特徴としている。

なお、ここでは、上記太陽光発電エリアの近隣に制御エリア設定される、としているが、この「近隣」とは、太陽光発電エリアと制御エリアの相対的な位置関係を示すもので、太陽光発電エリアと制御エリアが同一エリアとして全部重複する位置関係、太陽光発電エリア内に制御エリアが包含される位置関係、太陽光発電エリアと制御エリアが一部重複する位置関係、太陽光発電エリアと制御エリアが隣接している位置関係、太陽光発電エリアと制御エリアがこれら両者間における送電ロスが殆ど生じない程度に近距離で離隔しているような位置関係等を示す概念である。

本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムにおいて、上記太陽光発電エリアと上記制御エリアが同一のエリアとして設定されているか、又は上記太陽光発電エリアの内側に上記制御エリアが設定されていることを特徴としている。

本願の第３の発明では、上記第１又は第２の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムにおいて、上記太陽光発電エリアと制御エリアを、一つの超高圧変電所の電力供給エリアに設定し、該電力供給エリア内に生じる余剰発電量を、該電力供給エリア内の貯湯式電気給湯器において消費するように構成したことを特徴としている。

本願の第４の発明では、上記第１、第２又は第３の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムにおいて、上記通電制御情報生成装置及び上記通電制御情報送信装置を、日中時間帯から夜間時間帯の始点までの間に所定の制御を実行して上記制御情報の送信を完了するように構成したことを特徴としている

本願の第５の発明では、上記第１、第２、第３又は第４の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムにおいて、上記制御ブロックの範囲を緯度及び経度で規定し、上記通電制御情報送信装置から送信される制御情報に含めることを特徴としている。

本願の第６の発明では、上記第１又は第２の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムにおいて、上記余剰発電量が基準発電量以下である場合には、上記制御情報が送信されず、上記貯湯式電気給湯器は夜間通電にて運転されることを特徴としている。

本願発明では次のような効果が得られる。

（ａ）本願の第１の発明
（ａ−１）本願の第１の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムによれば、予測される翌日の太陽光発電量と変動負荷の消費電力量に基づいて翌日の余剰発電量を求め、この余剰発電量を制御エリア内の貯湯式電気給湯器への日中通電によって消費させることで、送配電系統への流入電力が可及的に低減され、送配電系統の安定性が担保される。

（ａ−２）制御エリア内に少なくとも一つの通電制御情報送信装置を配置するとともに、該制御エリア内の各貯湯式電気給湯器に通電制御装置をそれぞれ設けるという簡易且つ安価な構成によって、該制御エリア内の各貯湯式電気給湯器を一元的に管理運営することができるものであり、例えば、特許文献１に示されるシステムを広範な制御エリアでの一元的な管理運営に適用しようとする場合のように高価な追加設備及び工事を必要としないことから、電力系統の不安定化を防止するための手段として、極めて有用で実現性の高い貯湯式電気給湯器運用システムを提供できる。

（ａ−３）太陽光パネルによる発電量は、天気に最も大きく依存し、天気の良い日は発電量が多くなり、天気が悪い日は発電量が少なくなる。また、例え一日の天気が同じであっても、設置場所の相違による日照時間の長短によって太陽光パネルの発電量は異なる。即ち、日当たりの良い場所に設置された太陽光パネルと、日当たりがあまり良くない場所に設置された太陽光パネルとでは、発電に有効な日照時間が異なることから、一日当たりの発電量に差が生じる。さらに、一日の内においても、例えば、日当たりの良い時間帯（即ち、太陽高度が高い時間帯）においては発電量が多くなり、日当たりの良くない時間帯（即ち、太陽高度が低い時間帯）では発電量少なくなるなど、一日の時間帯によっても発電量は変化する。これら太陽光パネルによる発電量の支配要因のうち、天気以外の要因は、太陽光パネルの設置状況（特に設置場所）に基づいて把握することができるものである。

このため、この発明では、上記太陽光発電エリアの翌日の天気と、該太陽光発電エリア内における上記太陽光パネル設置状況の双方を勘案して、翌日の太陽光発電エリア全体の太陽光発電量を予測するようにしていることから、この太陽光発電量の予測値の信頼性が高く、延いてはこの太陽光発電量の予測値を用いて算出される翌日の余剰発電量をより正確に知ることができる。

（ａー４） この発明では、上記天気予報に対応して変動する変動負荷による消費電力量を予測し、この変動負荷による消費電力量の予測量と上記太陽光発電の予測量との差分から余剰発電量を求めるようにしているところ、上述のように太陽光発電の予測量の信頼性が高いことから、ここで求められる余剰発電量も信頼性の高いものとなる。なお、ここで求められる余剰発電量は、単に太陽光発電エリア全体における総和としての余剰発電量のみではなく、太陽光パネルの設置状況に対応した余剰発電量の地域的及び時間的な余剰発電量の分布状態も得ることができ、その結果、この余剰発電量を上記各貯湯式電気給湯器の日中時間帯での通電により消費させる場合における上記各制御ブロックの制御順序とか、該各制御ブロックに属する多数の電気給湯器に対する日中時間帯での通電時刻をより細かく適正に設定して、余剰発電量を削減することで、いわば電力の「地産地消」が実現され、電力系統の不安定化の抑制効果がより一層向上する。

（ｂ）本願の第２の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムでは、上記第１の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムにおいて、太陽光発電エリアと制御エリアの相対的な位置関係を、該太陽光発電エリアと上記制御エリアを同一のエリアとして設定したものか、又は上記太陽光発電エリアの内側に上記制御エリアを設定したものに特定する。換言すれば、上記第１の発明における太陽光発電エリアと制御エリアの相対的な位置関係の概念のうち、「太陽光発電エリアと制御エリアが同一エリアとして全部重複する位置関係」又は「太陽光発電エリア内に制御エリアが包含された位置関係」のいずれかに特定したものである。したがって、この第２の発明においても基本的に、上記（ａ）に記載の効果が得られるものである。

（ｃ）本願の第３の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムによれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような、特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記太陽光発電エリアと制御エリアを、一つの超高圧変電所の電力供給エリアに設定し、該電力供給エリア内に生じる余剰発電量を、該電力供給エリア内の貯湯式電気給湯器において消費できるように構成したので、上記超高圧変電所の電力供給エリア内において、一定のスケールメリットを備えつつ、電力輸送ロスを避けることができ、いわば電力の「地産地消」が実現される。

（ｄ）本願の第４の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムによれば、上記（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）に記載の効果に加えて以下のような、特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記通電制御情報生成装置及び上記通電制御情報送信装置を、日中時間帯から夜間時間帯の始点までの間に所定の制御を実行して上記制御情報の送信を完了するように構成しているので、翌日の日中時間帯における各制御ブロックの各貯湯式電気給湯器の日中通電、及び前夜の夜間時間帯における貯湯式電気給湯器への通電阻止が、共に確実に実行され、その結果、余剰電力の有効利用が促進される。

（ｅ）本願の第５の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムによれば、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）に記載の効果に加えて以下のような、特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記制御ブロックを緯度及び経度で指定し、上記通電制御情報送信装置から送信される制御情報に含めるようにしているので、該制御ブロックの範囲の設定が容易であり、かつ多数の貯湯式電気給湯器の効率的な制御が可能である。

（ｆ）本願の第６の発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムによれば、上記（ａ）又は（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような、特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記余剰発電量が基準発電量以下である場合には、上記制御情報は送信されず、上記貯湯式電気給湯器は夜間通電にて運転されることから、例えば、雨天等で太陽光発電量が少ない場合でも、上記貯湯式電気給湯器の必要給湯量を賄うことができ、給湯システム信頼性が確保される。

本願発明の貯湯式電気給湯器運用システムの太陽光発電エリア、制御エリア及び制御ブロックの説明図である。 本願発明の実施形態に係る貯湯式電気給湯器運用システムのシステム構成を示す機能ブロック図である。 通電制御情報送信装置における制御フローチャートである。 貯湯式電気給湯器側における制御フローチャートである。

Ａ：太陽光発電エリア、制御エリア及び制御ブロック
図１には、本願発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムの運用に係るエリアとして、広範に設定された太陽光発電エリア６と該太陽光発電エリア６の内側に設定された制御エリア５を示している。なお、この実施形態では、上記太陽光発電エリア６と制御エリア５の相対的な位置関係を、該太陽光発電エリア６の内側に制御エリア５を設定したもの、即ち、上記太陽光発電エリア６に上記制御エリアが包含されたものを例示しているが、他の実施形態においては、例えば、太陽光発電エリア６と制御エリア５が同一エリアとして全部重複するもの、太陽光発電エリア６と制御エリア５が一部重複するもの、太陽光発電エリア６と制御エリア５が隣接しているもの、あるいは太陽光発電エリア６と制御エリア５が近距離で離隔しているものを採用し得る。

上記太陽光発電エリア６は、本願発明の貯湯式電気給湯器運用システムによる運用対象の一つである太陽光パネル４の配置エリアであって、ここには大規模太陽光発電装置における各太陽光パネルとか、家庭用の小規模太陽光発電装置における太陽光パネルが配置されている。そして、これら太陽光パネル４は太陽光発電エリア６内に均等に配置されるのではなく、大規模太陽光発電装置における各太陽光パネルは比較的配置スペースに余裕のある郊外に設置されることが多く、逆に小規模太陽光発電装置における太陽光パネルは人口の密集した住宅地に設置されることが多い。

上記制御エリア５は、上記太陽光発電エリア６の近隣に設定されたエリアであって、ここには通電制御装置３を備えた多数の貯湯式電気給湯器２が設置されている。なお、この制御エリア５内における上記電気給湯器２の配置は、概ね人口密度に対応し、人口密度の高い住宅密集地ほど配置数が多くなるような分布傾向にある。

なお、上記太陽光発電エリア６及び上記制御エリア５の設定は任意であるが、この実施形態では後述するように上記制御エリア５の中心部に配置される通電制御情報送信装置１からの電波到達距離を勘案して、上記制御エリア５を円形のエリアに設定するとともに、該制御エリア５の外側に同心状に太陽光発電エリア６を設定している。

また、上記太陽光発電エリア６における太陽光パネル４の配置情報と、上記制御エリア５における上記電気給湯器２の配置情報は、上記通電制御情報送信装置１とは別設置の通電制御情報生成装置１０（図２参照）において一元的に管理されている。

さらに、上記制御エリア５は、ここに設置された電気給湯器２の管理運営を容易且つ適正に行うべく、緯度及び経度によって９個のエリアに分割し、これら分割された各エリアをそれぞれ第１制御ブロックＢＬ−１〜第９制御ブロックＢＬ−９としており、実際の貯湯式電気給湯器２に対する通電制御はこれら各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９単位で行われる。なお、上記制御ブロックの設定は、緯度と経度によって規定する限り、その設定は任意であり、例えば、ブロック数、区画面積等は必要に応じて自由に設定することができる。また、この各制御ブロックの緯度と経度による位置情報も、上記通電制御情報生成装置１０において一元的に管理されている。

なお、上記制御エリア５内に配置される貯湯式電気給湯器２は、電気で駆動するヒートポンプ又はヒーター等によって湯を沸かして２００〜１０００Ｌ程度の容量の貯湯タンクに温水を溜めておき、必要に応じてその貯湯タンクから給湯する構造の給湯器とされる。そして、この貯湯式電気給湯器２は、その設置者（顧客）のリモコン操作による通電制御が最優先とされ、当該操作が為されていない場合は、予め設定された制御プログラムに基づいて、夜間（例えば、２３時〜翌朝７時）の安価に販売される商用電源の電気によって貯湯するように設定されているが、さらにこの実施形態においては、後述するように、上記通電制御情報送信装置１から無線送信された情報を受けて、余剰発電力量の日中通電により貯湯するように設定されている。

一方、この実施形態においては、上述のように上記太陽光発電エリア６内に多数の太陽光パネル４が設置されるとともに、該太陽光発電エリア６の内側に設定された上記制御エリア５内には多数の電気給湯器２が設置されているが、これら各太陽光パネル４の設置状況と上記電気給湯器２の設置状況の間には、太陽光パネル４と電気給湯器２がセットとして設置されることが多い小規模発電装置の場合を除き、基本的に対応関係は認められない。

これらのことから、後述する通電制御情報生成装置１０においては、各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９における貯湯式電気給湯器２の日中通電開始時刻を設定するに際しては、全ての制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９において効率的な貯湯効果、即ち、太陽光発電電力量の効果的な消費を図るべく、該各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の通電を開始する順番を設定するようにしている。

Ｂ：機能ブロック図
図２には、本願発明の実施形態に係る貯湯式電気給湯器運用システムのシステム構成を示す機能ブロック図を示している。この運用システムは、上記制御エリア５内に設置された通電制御情報送信装置１と、該通電制御情報送信装置１とは別設置され該通電制御情報送信装置１と通信回線で接続された通電制御情報生成装置１０と、上記各貯湯式電気給湯器２のそれぞれに備えられた通電制御装置３で構成される。

Ｂ−１：通電制御情報生成装置１０
上記通電制御情報生成装置１０は、太陽光パネル４の設置状況１２と電気給湯器２の設置状況１３と制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の位置情報１４を一元管理するとともに、翌日の天気予報に基づいて予想される予想変動負荷電力量１５と予想太陽光発電量１６、及びこの予想変動負荷電力量１５と予想太陽光発電量１６に基づいて予想される予想余剰発電量１７をも一元管理しており、これら各情報に基づいて上記各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の日中通電開始時刻情報１８を算出し且つこれを保有している。そして、この日中通電開始時刻情報１８は、通信回線を通して上記制御エリア５内に設置された上記通電制御情報送信装置１に出力される。

なお、上記予想変動負荷電力量１５は、翌日の天気予報に関する情報を得て、翌日の天気に関連して変動する負荷、例えば、冷暖房負荷、朝晩の照明使用に伴う照明用負荷、風呂の必要湯温の上昇に伴う湯温負荷等の予想値である。また、上記予想太陽光発電量１６は、翌日の天気に関する情報と上記太陽光パネル４の設置情報に基づいて、上記太陽光発電エリア６内の全ての太陽光パネル４による翌日の発電量の予測値である。さらに、上記予想余剰発電量１７は、上記予想太陽光発電量と予想変動負荷電力量の差分として取得される。

また、上記日中通電開始時刻情報１８は、翌日の天気条件の下において太陽光発電により得られる電力（余剰発電量）を上記貯湯式電気給湯器２の日中通電によって消費させるに際し、上記各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の貯湯式電気給湯器２への日中通電をどの時刻で開始させるのが最適か（換言すれば、どのような順序で通電開始させるのが最適か）という観点で設定される。

例えば、翌日が晴天の予報であれば、太陽光発電量が増えて余剰発電量が多くなると予測されるので、上記制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の全てにおいて、翌日の午前中の早い時間から日中通電させるように設定すれば良いが、翌日が曇天の予報であれば、上記制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９のいずれかの数ブロックのみにおいて、午前中から午後にかけてブロック毎に通電開始時刻をずらして日中通電するように設定すれば良い。さらに、翌日が豪雨や降雪の予報であれば、余剰発電量は生じないと予測されるので、上記制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の全てにおいて日中通電させないように設定すれば良い。

上記通電制御情報送信装置１は、上記通電制御情報生成装置１０で得られた日中通電開始時刻情報１８を上記各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の各貯湯式電気給湯器２の通電制御装置３に対して一斉に無線送信するものであって、該通電制御情報送信装置１として、例えば、ＬＰＷＡ送信機を使用することができる。このＬＰＷＡ送信機を使用することで、一つの通電制御情報送信装置１から、上記各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９における多数の貯湯式電気給湯器２に対し、放送型の無線送信で一度に一斉に制御情報を送信し、上記制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９毎の指定による集中制御指令方式とすることができ、特定の制御ブロック内の多数の貯湯式電気給湯器２を対象とした、効率的な制御情報の送信および制御が可能となる。

なお、上記通電制御情報送信装置１からの上記制御情報の発信は、必要な全ての情報を１回で送信するようにできるほか、例えば、制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９毎の情報を複数回で送信するようにしても良い。

例えば、上記制御情報のうち、翌日に日中通電する制御ブロックについては、少なくとも翌日に日中通電する旨の情報だけは、夜間時間帯の始点までに送信を完了する必要がある。そうしないと、その制御ブロック内の貯湯式電気給湯器２に対して夜間通電が行われてしまい翌日の日中通電ができなくなるからである。しかし、日中通電を開始するためのトリガー情報は、制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９毎に翌日の日中通電の開始時刻までに送信すれば良い。

なお、上記制御情報の全ての送信を、日中時間帯から夜間時間帯の始点までの間に完了するようにすれば、翌日の日中時間帯における各制御ブロックの各貯湯式電気給湯器の日中通電、及び前夜の夜間時間帯における貯湯式電気給湯器への通電阻止が、共に計画的に確実に実行されるため好ましい。

Ｂ−２：通電制御装置３
上記通電制御装置３は、上記貯湯式電気給湯器２のそれぞれに配置されており、上記通電制御情報送信装置１からの制御情報を受けて上記貯湯式電気給湯器２に対する日中通電を制御する。

上記通電制御情報送信装置１から送信される制御情報は、上記各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９のそれぞれの日中通電開始時刻に関する情報を一つの情報信号としてまとめて一斉に送信するものであって、ここには自己が属する制御ブロックに関する情報と他の制御ブロックに関する情報が混在している。

したがって、上記各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の各通電制御装置３では、上記通電制御情報送信装置１から入力される制御情報の中から、自己が属する制御ブロックに関する制御情報のみを抽出し、上記貯湯式電気給湯器２への日中通電を、該制御情報に示された通電開始時刻において実行させる。

Ｃ：実際の制御内容
ここで、図３及び図４を参照して、上記通電制御生成装置１０及び通電制御装置３における制御の内容を具体的に説明する。

Ｃ−１：通電制御情報生成装置１０側における制御（図３参照）
上記通電制御情報生成装置１０側における制御では、図３に示すように、制御開始後、先ず計測時刻に達したかどうかが判断される（ステップＳ１）。この計測時刻とは、日中時間帯から夜間時間帯の始点までの間の時刻、即ち、その日の日中通電開始時点から夜間通電が開始されるまでの時刻であって、翌日の制御の起点となる時刻であり、例えば、８時〜２３時の間の任意の時刻とされる。

ステップＳ１において、計測時刻に達したと判定された場合には、次にステップＳ２において、自己蓄積情報から、予想変動負荷電力及び予想太陽光発電量を読み出し、これに基づいて太陽光発電による余剰発電量を取得する（ステップＳ３）。

次に、この余剰発電量と予め定めた基準発電量を対比する（ステップＳ４）。そして、余剰発電量が基準発電量より大きい場合には、この余剰発電量を各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の貯湯式電気給湯器２において消費させる必要があると判断し、各制御ブロックＢＬ−１〜ＢＬ−９の各貯湯式電気給湯器２に対する日中通電開始時刻を設定する（ステップＳ５）。

次に、設定した日中通電開始時刻を各制御エリア５内の全貯湯式電気給湯器２の通電制御装置３に対して、通電制御情報として出力する（ステップＳ６）。以上が上記通電制御情報生成装置１０側の制御である。

Ｃ−２：貯湯式電気給湯器２側における制御（図４参照）
上記貯湯式電気給湯器２の制御においては、該貯湯式電気給湯器２の設置者（即ち、顧客）によるリモコン操作が最優先とされ、この顧客操作が無い場合において初めて商業電源による夜間通電制御及び太陽光発電の余剰電力による日中通電制御が実行される。

先ず、ステップＳ２１において、顧客操作がされたか否かが判断される。ここで、顧客操作はされなかったと判断される場合は、そのままステップＳ２５以下の制御に移行するが、顧客操作があったと判断される場合は、これを優先すべく貯湯式電気給湯器２に商業電源系統から電力を供給し、貯湯作用を実行させ（ステップＳ２２）、この電力供給を顧客操作が終了するまで継続させる（ステップＳ２３）。

そして、顧客操作に基づく貯湯式電気給湯器２への電力供給が停止された後、該貯湯式電気給湯器２における貯湯余裕量を判断する（ステップＳ２４）。ここで、貯湯余裕量が十分ではない場合（太陽光発電の余剰電力量を貯湯式電気給湯器２において消費させることが難しい場合）には、ステップＳ２５以下の制御に移行することなく制御をリターンする。これに対して、上記貯湯式電気給湯器２には十分な貯湯余裕量があると判断される場合には、ステップＳ２５以下の制御に移行する。

まず、ステップＳ２５において、上記通電制御情報送信装置１からの通電制御情報が受信されたか否かが判断される。ここで、通電制御情報が入力されたと判断される場合は、さらにこの通電制御情報には自己が属する制御ブロックが含まれているか否かを判断し（ステップＳ２６）、自己が属する制御ブロックが含まれている場合には、電力系統の不安定化を未然に防止するための操作がなされる。

即ち、翌日の日中通電の開始より以前に、商業電源による上記貯湯式電気給湯器２の夜間通電が実行されて、その貯湯タンクが夜間のうちに熱湯で満たされると、翌日の日中通電による貯湯ができなくなるため、この夜間通電を阻止するとともに、指定された日中通電開始時刻において上記貯湯式電気給湯器２への太陽光発電の余剰電力の通電を開始し、余剰発電量を上記貯湯式電気給湯器２の貯湯による運転負荷によって消費し、これによって電力系統の不安定化を未然に防止する（ステップＳ２７）。この貯湯式電気給湯器２への日中通電は、日中通電停止時刻まで継続され、時刻の経過をもって制御をリターンする（ステップＳ２８）。

一方、ステップＳ２５において、未だ通電制御情報が受信されていないと判断された場合、並びに、ステップＳ２５において通電制御情報は受信されていると判断されたものの、続くステップＳ２６においてこの通電制御情報には自己が属する制御ブロックが含まれていないと判断された場合には、共に、ステップＳ２９以下の夜間通電制御側に移行する。即ち、ステップＳ２９において、夜間通電時刻になったか否かが判断され、夜間通電開始時刻に達した場合に、上記貯湯式電気給湯器２への商用電源の通電を開始し（ステップＳ３０）、商用電源により貯湯式電気給湯器２を炊き上げ、夜間通電終了時刻にて貯湯式電気給湯器２への給電を停止する（ステップＳ３１）。以上で、通電制御装置３側の制御が終了する。

本願発明に係る貯湯式電気給湯器運用システムは、太陽光発電を商用電源系統に接続した送配電分野において利用されるものである。

１ ・・通電制御情報送信装置
２ ・・貯湯式電気給湯器
３ ・・通電制御装置
４ ・・太陽光パネル
５ ・・制御エリア
６ ・・太陽光発電エリア
１０ ・・通電制御情報生成装置
１２ ・・太陽光パネル設置情報
１３ ・・貯湯式電気給湯器設置情報
１４ ・・制御ブロック位置情報
１５ ・・予想変動負荷電力量
１６ ・・予想太陽光発電量
１７ ・・予想余剰発電量
１８ ・・日中通電開始時刻情報
ＢＬ−１〜ＢＬ−９ ・・制御ブロック

Claims (6)

1. 所定広さの太陽光発電エリア内に多数の太陽光パネルが設置される一方、該太陽光発電エリアの近隣に設定される制御エリア内にはそれぞれ通電制御装置を備えた多数の貯湯式電気給湯器が設置されるとともに、該制御エリアは複数の制御ブロックに区画され且つその適所には通電制御情報送信装置が設置されたものにおいて、
   上記太陽光発電エリアの翌日の天気と上記太陽光発電エリア内における太陽光パネルの設置状況に基づいて翌日の太陽光発電エリア全体の太陽光発電量と変動負荷による消費電力量を予測し、上記太陽光発電の予測量と上記変動負荷による消費電力の予測量との差分から余剰発電量を求め、該余剰発電量を上記各貯湯式電気給湯器の日中時間帯での通電により消費できるように上記制御ブロック毎に各貯湯式電気給湯器に対する日中通電開始時刻に関する情報を生成する通電制御情報生成装置を備え、
   上記通電制御情報送信装置は、上記通電制御情報生成装置からの通電制御情報を受けてこれを上記各制御ブロックの各通電制御装置に一斉送信する一方、
   上記各貯湯式電気給湯器に備えられた上記通電制御装置においては、上記通電制御情報送信装置からの上記制御情報を受信したとき、該制御情報で指示された日中通電開始時刻において上記各貯湯式電気給湯器への通電を開始させるとともに、該貯湯式電気給湯器への夜間通電を阻止するように構成されたことを特徴とする貯湯式電気給湯器運用システム。
2. 請求項１において、
   上記太陽光発電エリアと上記制御エリアが同一のエリアとして設定されているか、又は上記太陽光発電エリアの内側に上記制御エリアが設定されていることを特徴とする貯湯式電気給湯器運用システム。
3. 請求項１又は２において、
   上記太陽光発電エリアと制御エリアが、一つの超高圧変電所の電力供給エリアに設定され、該電力供給エリア内に生じる余剰発電量を、該電力供給エリア内の貯湯式電気給湯器において消費できるように構成されたことを特徴とする貯湯式電気給湯器運用システム。
4. 請求項１，２又は３において、
   上記通電制御情報生成装置及び上記通電制御情報送信装置が、日中時間帯から夜間時間帯の始点までの間に所定の制御を実行して上記制御情報の送信を完了するように構成されたことを特徴とする貯湯式電気給湯器運用システム。
5. 請求項１，２，３又は４において、
   上記制御ブロックは、その範囲が緯度及び経度で規定され、上記通電制御情報送信装置から送信される制御情報に含められることを特徴とする貯湯式電気給湯器運用システム。
6. 請求項１又は２において、
   上記余剰発電量が基準発電量以下である場合には、上記制御情報は送信されず、上記貯湯式電気給湯器は夜間通電にて運転されることを特徴とする貯湯式電気給湯器運用システム。

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