JP2019074812A - スケジューリングプログラム、スケジューリング方法、スケジューリング装置、及びスケジューリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプの沸き上げに要する各需要家の消費電力情報を発電機が許容できる範囲内にスケジューリングできるプログラムを提供する。【解決手段】プログラムは、ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報と電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた各需要家の消費電力情報を割り当て、消費電力情報の総和と特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報をヒートポンプの稼働計画情報として送信する、処理をコンピュータに実行させる。【選択図】図７

Description

本件は、スケジューリングプログラム、スケジューリング方法、スケジューリング装置、及びスケジューリングシステムに関する。

貯湯タンクを有するヒートポンプ式の給湯機が知られている。特に、できるだけユーザの希望する時間に給湯機が沸き上げ運転を行うことができる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、深夜時間帯の安価な電気料金の電力を活用して、一日に必要な熱量の大部分を深夜時間帯の間に発生させて貯湯タンク内に蓄熱するように制御される貯湯式給湯機も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６−１６６６８２号公報 特開２０１６−０２３８１４号公報

ところで、上述したヒートポンプ式の給湯機などを所有する複数の需要家がそれぞれ消費する消費電力に対し、電力会社や電力会社と需要家を仲介する企業などが１日の総消費電力のピークに対する対応を管理することは重要である。電力会社は複数の発電機（例えば火力発電を行う発電機など）を管理するが、発電機の中には消費電力の動向によって日中のピークを含むわずかな時間帯にのみ稼働する発電機も存在する。そのわずかな時間帯以外の時間帯ではその発電機は原則として稼働しないため、稼働率が低い発電機を維持して管理するコストは無駄になる。

一方で、夜中や深夜などの夜間帯では消費電力が少ないため、発電機が許容できる電力の供給能力には余裕がある。このため、夜間帯に供給される電力を利用してヒートポンプに沸き上げを行わせれば、日中の総消費電力のピークを低減させることができる。しかしながら、総消費電力のピークと比較して余裕がある夜間帯であっても、稼働率の低い発電機をさらに減少させて上記コストをいっそう削減することが求められる。

そこで、１つの側面では、ヒートポンプの沸き上げに要する各需要家の消費電力の情報を発電機が許容できる範囲内にスケジューリングできるスケジューリングプログラム、スケジューリング方法、スケジューリング装置、及びスケジューリングシステムを提供することを目的とする。

１つの実施態様では、スケジューリングプログラムは、ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部とを参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、処理をコンピュータに実行させる。

ヒートポンプの沸き上げに要する各需要家の消費電力の情報を発電機が許容できる範囲内にスケジューリングすることができる。

図１はスケジューリングシステムの一例を説明するための図である。 図２はサーバ装置のハードウェア構成の一例である。 図３は管理者端末、サーバ装置、及びヒートポンプ給湯機のブロック図の一例である。 図４（ａ）は消費電力記憶部の一例である。図４（ｂ）は消費電力情報の模式図の一例である。 図５は需要予測記憶部の一例である。 図６は供給能力記憶部の一例である。 図７はサーバ装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図８は許容消費電力量を特定する特定範囲の一例を説明するための図である。 図９は消費電力情報の割当例を説明するための図である。 図１０は消費電力情報の移動例を説明するための図である。 図１１（ａ）から（ｃ）は消費電力情報の割当例を説明するための図である。

以下、本件を実施するための形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１はスケジューリングシステムＳの一例を説明するための図である。スケジューリングシステムＳは端末装置としての管理者端末１００とスケジューリング装置としてのサーバ装置２００とヒートポンプとしてのヒートポンプ給湯機３００とを備えている。管理者端末１００は、電力会社や電力会社と需要家を仲介する仲介会社（例えばアグリゲータなど）の事業所に配置される。したがって、管理者端末１００は電力会社や仲介会社の社員によって操作される。サーバ装置２００はクラウドＣＬ上のデータセンターＤＣなどに設置される。ヒートポンプ給湯機３００は例えば需要家が有する家屋Ｘの屋外などに設置される。尚、需要家は個人であってもよいし、法人であってもよい。

管理者端末１００とサーバ装置２００とヒートポンプ給湯機３００は通信ネットワークＮＷを介して接続されている。特に、ヒートポンプ給湯機３００は家屋Ｘ内に設置されたルータＸ１及びゲートウェイＸ２を介して通信ネットワークＮＷと接続されている。通信ネットワークＮＷとしては例えばインターネットなどがある。したがって、管理者端末１００とサーバ装置２００は有線通信や無線通信を利用して互いに接続することができる。同様に、サーバ装置２００とヒートポンプ給湯機３００は有線通信や無線通信を利用して互いに接続することができる。尚、ルータＸ１とゲートウェイＸ２との間及びゲートウェイＸ２とヒートポンプ給湯機３００との通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。

ここで、図１では管理者端末１００の一例としてPersonal Computer（ＰＣ）が示されているが、管理者端末１００はＰＣに限定されず、スマートフォンやタブレット端末といったスマートデバイスであってもよい。また、図１では、１台の管理者端末１００が示されているが、管理者端末１００の台数も１台に限定されず、複数台であってもよい。

管理者端末１００は入力装置１１０、表示装置１２０、及び制御装置１３０を含んでいる。制御装置１３０は入力装置１１０から入力された指示に基づいて、入力された各種情報をサーバ装置２００に向けて送信する。例えば、制御装置１３０は１日１回若しくは２回又は１ヶ月１回若しくは２回の頻度で情報を定期的に送信する。尚、送信頻度は適宜変更してもよいし非定期的であってもよい。詳細は後述するが、入力装置１１０から入力される情報としては、例えば電力の需要予測に関する需要予測情報や発電機が供給する電力の上限値に関する供給能力情報などがある。その他、制御装置１３０は入力装置１１０から入力された情報を表示装置１２０に表示したり、サーバ装置２００から送信された情報を表示装置１２０に表示したりする。詳細は後述するが、表示装置１２０が表示する情報としては全てのヒートポンプ給湯機３００の稼働計画に関する稼働計画情報などがある。

ヒートポンプ給湯機３００は沸上消費電力と沸上時間とを含む消費電力情報を定期的にサーバ装置２００に向けて送信する。例えば、ヒートポンプ給湯機３００は１日１回又は２回程度の頻度で情報を送信する。送信頻度は適宜変更してもよい。沸上消費電力はヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに要する消費電力の大きさである。一方、沸上時間はヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに要する時間である。詳細は後述するが、ヒートポンプ給湯機３００はサーバ装置２００から送信された稼働スケジュール情報を受信すると、稼働スケジュール情報に基づいて沸き上げを開始する。

サーバ装置２００は管理者端末１００から送信された需要予測情報及び供給能力情報、並びにヒートポンプ給湯機３００から送信された消費電力情報に基づいて、ヒートポンプ給湯機３００の稼働計画に関する稼働計画情報を生成し送信する。そして、サーバ装置２００は稼働計画情報を需要家毎に分割して稼働スケジュール情報を生成し、生成した稼働スケジュール情報を各需要家のヒートポンプ給湯機３００に送信する。尚、サーバ装置２００が実行する処理の詳細については以下に詳しく説明する。

次に、上述したサーバ装置２００のハードウェア構成について説明する。

図２はサーバ装置２００のハードウェア構成の一例である。図２に示すように、サーバ装置２００は、少なくともハードウェアプロセッサとしてのCentral Processing Unit（ＣＰＵ）２００Ａ、Random Access Memory（ＲＡＭ）２００Ｂ、Read Only Memory（ＲＯＭ）２００Ｃ及びネットワークＩ／Ｆ（インタフェース）２００Ｄを含んでいる。サーバ装置２００は、必要に応じて、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）２００Ｅ、入力Ｉ／Ｆ２００Ｆ、出力Ｉ／Ｆ２００Ｇ、入出力Ｉ／Ｆ２００Ｈ、ドライブ装置２００Ｉの少なくとも１つを含んでいてもよい。ＣＰＵ２００Ａからドライブ装置２００Ｉまでは、内部バス２００Ｊによって互いに接続されている。少なくともＣＰＵ２００ＡとＲＡＭ２００Ｂとが協働することによってコンピュータが実現される。尚、ＣＰＵ２００Ａに代えてMicro Processing Unit（ＭＰＵ）をハードウェアプロセッサとして利用してもよい。

入力Ｉ／Ｆ２００Ｆには、入力装置７１０が接続される。入力装置７１０としては、例えばキーボードやマウスなどがある。尚、上述した入力装置１１０についても入力装置７１０と基本的に同様である。出力Ｉ／Ｆ２００Ｇには、表示装置７２０が接続される。表示装置７２０としては、例えば液晶ディスプレイがある。尚、上述した表示装置１２０についても表示装置７２０と基本的に同様である。入出力Ｉ／Ｆ２００Ｈには、半導体メモリ７３０が接続される。半導体メモリ７３０としては、例えばUniversal Serial Bus（ＵＳＢ）メモリやフラッシュメモリなどがある。入出力Ｉ／Ｆ２００Ｈは、半導体メモリ７３０に記憶されたプログラムやデータを読み取る。入力Ｉ／Ｆ２００Ｆ及び入出力Ｉ／Ｆ２００Ｈは、例えばＵＳＢポートを備えている。出力Ｉ／Ｆ２００Ｇは、例えばディスプレイポートを備えている。

ドライブ装置２００Ｉには、可搬型記録媒体７４０が挿入される。可搬型記録媒体７４０としては、例えばCompact Disc（ＣＤ）−ＲＯＭ、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）といったリムーバブルディスクがある。ドライブ装置２００Ｉは、可搬型記録媒体７４０に記録されたプログラムやデータを読み込む。ネットワークＩ／Ｆ２００Ｄは、例えばＬＡＮポートを備えている。ネットワークＩ／Ｆ２００Ｄは上述した通信ネットワークＮＷと接続される。

上述したＲＡＭ２００Ｂには、ＲＯＭ２００ＣやＨＤＤ２００Ｅに記憶されたプログラムがＣＰＵ２００Ａによって格納される。ＲＡＭ２００Ｂには、可搬型記録媒体７４０に記録されたプログラムがＣＰＵ２００Ａによって格納される。格納されたプログラムをＣＰＵ２００Ａが実行することにより、ＣＰＵ２００Ａは後述する各種の機能を実現し、また、後述する各種の処理を実行する。プログラムは後述するフローチャートに応じたものとすればよい。

尚、上述した管理者端末１００については基本的にサーバ装置２００と同様のハードウェア構成であるため、説明を省略する。一方、上述したヒートポンプ給湯機３００は少なくともＣＰＵ２００Ａ、ＲＡＭ２００Ｂ、ＲＯＭ２００Ｃ及びネットワークＩ／Ｆ２００Ｄを含んでいればよい。

次に、図３から図６までを参照して、管理者端末１００、サーバ装置２００、及びヒートポンプ給湯機３００の機能について説明する。

図３は管理者端末１００、サーバ装置２００、及びヒートポンプ給湯機３００のブロック図の一例である。図３では、管理者端末１００が備える制御装置１３０、サーバ装置２００、及びヒートポンプ給湯機３００の機能構成を表している。図４（ａ）は消費電力記憶部２１０の一例である。図４（ｂ）は消費電力情報の模式図の一例である。図５は需要予測記憶部２２０の一例である。図６は供給能力記憶部２３０の一例である。

まず、制御装置１３０について説明する。制御装置１３０は、図３に示すように、入力部１３１、表示部１３２、通信部１３３、及び制御部１３４を備えている。尚、入力部１３１、表示部１３２、通信部１３３は例えば上述した入力Ｉ／Ｆ２００Ｆ、出力Ｉ／Ｆ２００Ｇ、ネットワークＩ／Ｆ２００Ｄによってそれぞれ実現することができる。制御部１３４は例えば上述したＣＰＵ２００Ａ及びＲＡＭ２００Ｂによって実現することができる。

入力部１３１は入力装置１１０から入力された情報を受け付けて、制御部１３４に出力する。入力装置１１０から入力される情報としては、上述した需要予測情報や供給能力情報などがある。表示部１３２は制御部１３４から出力された情報を受け付けて、表示装置１２０に出力する。表示装置１２０は表示部１３２から出力された情報に基づいて、種々の画面を表示する。例えば、表示部１３２が上述した稼働計画情報を出力すると、表示装置１２０はヒートポンプ給湯機３００の稼働計画を表す画面を表示する。通信部１３３は制御部１３４から出力された情報をサーバ装置２００に送信する。また、通信部１３３はサーバ装置２００から送信された情報を受信して制御部１３４に出力する。

制御部１３４は入力部１３１から出力された情報や指示の種別を判断し、判断結果に応じて、表示部１３２に情報を出力したり、通信部１３３に情報を出力したりする。情報の種別によっては、制御部１３４は各種の情報処理を実行してから表示部１３２や通信部１３３に情報を出力する。

次に、サーバ装置２００について説明する。サーバ装置２００は、図３に示すように、第１記憶部としての消費電力記憶部２１０、第２記憶部としての需要予測記憶部２２０、第３記憶部としての供給能力記憶部２３０、通信部２４０、及び情報処理部２５０を備えている。尚、消費電力記憶部２１０、需要予測記憶部２２０、及び供給能力記憶部２３０は例えば上述したＨＤＤ２００Ｅによって実現することができる。通信部２４０は例えば上述したネットワークＩ／Ｆ２００Ｄによって実現することができる。情報処理部２５０は例えば上述したＣＰＵ２００Ａ及びＲＡＭ２００Ｂによって実現することができる。

消費電力記憶部２１０は消費電力情報を記憶する。具体的には、消費電力記憶部２１０は、図４（ａ）に示すように、第１テーブルＴ１により複数の消費電力情報を管理する。消費電力情報は沸上消費電力と沸上時間とを需要家毎に関連付けた情報である。沸上消費電力は、上述したように、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに要する消費電力の大きさを表している。特に、沸上消費電力は消費電力の大きさの予測値を表している。本実施形態では当該予測値の単位としてワット（Ｗ）を利用するが、予測値の単位は特に限定されない。一方、沸上時間は、上述したように、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに要する時間を表している。特に、沸上時間は沸き上げに要する時間の予測値を表している。本実施形態では当該予測値の単位として時間を利用するが、予測値の単位は特に限定されず、例えば分であってもよい。

各消費電力情報は、図４（ｂ）に示すように、沸上消費電力の大きさと沸上時間の長さによって模式的に表すことができる。例えば、需要家Ａの消費電力情報は沸上消費電力「１０００（Ｗ）」と沸上時間「３（時間）」とに基づいて特定される二次元の情報により表すことができる。需要家Ｂ、需要家Ｃ、及び需要家Ｄについても需要家Ａと同様である。尚、詳細は後述するが、消費電力情報は情報処理部２５０によって消費電力記憶部２１０に保存され、情報処理部２５０は消費電力記憶部２１０から消費電力情報を取得して各種の処理を実行する。

需要予測記憶部２２０は需要予測情報を記憶する。具体的には、需要予測記憶部２２０は、図５に示すように、ヒートポンプ給湯機３００以外の機器が消費（又は要求）する消費電力（又は需要電力）の需要予測を時系列に管理する。例えば需要予測記憶部２２０は需要予測を所定時間単位（例えば３０分単位）に管理してもよい。また、図５では、需要予測記憶部２２０は１日の需要予測を管理しているが、複数日の需要予測を日毎に管理してもよいし、１ヶ月の需要予測を管理してもよい。ここで、ヒートポンプ給湯機３００以外の機器としては、例えば蓄電池やInduction Heating（ＩＨ）調理器などがある。また、図５に示すように、当日午後１１時（２３時）から翌日午前７時までなどの所定の時間帯は、消費電力に対して日中の料金より割安な深夜料金が適用される時間帯である。需要予測情報は情報処理部２５０によって需要予測記憶部２２０に保存され、情報処理部２５０は需要予測記憶部２２０から需要予測情報を取得して利用する。

供給能力記憶部２３０は供給能力情報を記憶する。具体的には、供給能力記憶部２３０は、図６に示すように、第２テーブルＴ２により複数の供給能力情報を管理する。供給能力情報は１台又は複数台の発電機が供給できる電力の上限値を供給能力として含んでいる。例えば、第１発電機１台の供給能力の上限値はＰ１ワット（Ｗ）によって表すことができる。第１発電機と第２発電機の２台の供給能力の上限値はＰ２ワット（Ｗ）によって表すことができる。同様に、第１発電機から第３発電機までの３台の供給能力の上限値はＰ３ワット（Ｗ）によって表すことができ、第１発電機から第４発電機までの４台の供給能力の上限値はＰ４ワット（Ｗ）によって表すことができる。供給能力情報は情報処理部２５０によって供給能力記憶部２３０に保存され、情報処理部２５０は供給能力記憶部２３０から供給能力情報を取得して利用する。

通信部２４０はヒートポンプ給湯機３００から送信された消費電力情報を受信し、受信した消費電力情報を情報処理部２５０に出力する。また、通信部２４０は管理者端末１００から送信された需要予測情報及び供給能力情報を受信し、受信した需要予測情報及び供給能力情報を情報処理部２５０に出力する。通信部２４０は情報処理部２５０から出力された稼働計画情報を受信し、受信した稼働計画情報を管理者端末１００に向けて送信する。通信部２４０は情報処理部２５０から出力された稼働スケジュール情報を受信し、受信した稼働スケジュール情報を各ヒートポンプ給湯機３００に向けて送信する。

情報処理部２５０は通信部２４０から出力された消費電力情報、需要予測情報及び供給能力情報を受け付けて、種々の情報処理を実行する。例えば、情報処理部２５０はヒートポンプ給湯機３００から送信された消費電力情報を受け付ける度に、受け付けた消費電力情報を消費電力記憶部２１０に保存する。例えば、情報処理部２５０は管理者端末１００から送信された需要予測情報及び供給能力情報を受け付ける度に、受け付けた需要予測情報を需要予測記憶部２２０に保存し、受け付けた供給能力情報を供給能力記憶部２３０に保存する。

また、情報処理部２５０は消費電力記憶部２１０から消費電力情報を取得し、需要予測記憶部２２０から需要予測情報を取得し、供給能力記憶部２３０から供給能力情報を取得すると、取得した消費電力情報、需要予測情報、及び供給能力情報に基づいて、稼働計画情報及び稼働スケジュール情報を生成して出力する。尚、情報処理部２５０が実行するその他の情報処理については後述する。

次に、ヒートポンプ給湯機３００について説明する。ヒートポンプ給湯機３００は、図３に示すように、通信部３１０及び沸上制御部３２０を備えている。尚、通信部３１０は例えば上述したネットワークＩ／Ｆ２００Ｄによって実現することができる。沸上制御部３２０は例えば上述したＣＰＵ２００Ａ及びＲＡＭ２００Ｂによって実現することができる。

通信部３１０は消費電力情報をサーバ装置２００に向けて送信する。また、通信部３１０はサーバ装置２００から送信された稼働スケジュール情報を受信して沸上制御部３２０に出力する。沸上制御部３２０は通信部３１０から出力された稼働スケジュール情報に基づいて、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げを制御する。より詳しくは、沸上制御部３２０は稼働スケジュール情報に基づいて沸上開始時刻に沸き上げを開始し、沸上終了時刻に沸き上げを終了する。

次に、図７から図１０を参照して、サーバ装置２００の動作について説明する。

図７はサーバ装置２００の動作の一例を示すフローチャートである。図８は許容消費電力量を特定する特定範囲の一例を説明するための図である。図９は消費電力情報の割当例を説明するための図である。図１０は消費電力情報の移動例を説明するための図である。

まず、図７に示すように、情報処理部２５０は消費電力情報を取得する（ステップＳ１０１）。次いで、情報処理部２５０は需要予測情報を取得する（ステップＳ１０２）。次いで、情報処理部２５０は供給能力情報を取得する（ステップＳ１０３）。尚、ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３の処理順序は特に限定されない。例えば、情報処理部２５０は需要予測情報と供給能力情報を異なるタイミングで取得してから消費電力情報を取得してもよい。

ステップＳ１０３の処理が完了すると、次いで、情報処理部２５０は消費電力情報を割り当てる（ステップＳ１０４）。より詳しくは、まず、情報処理部２５０は取得した需要予測情報及び供給能力情報に基づいて、図８に示すように、許容消費電力量を特定する特定範囲１０を生成する。特に、情報処理部２５０は供給能力情報に含まれる複数の供給能力上限値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の中から、深夜料金時間帯又は夜間料金時間帯（以下、単に深夜料金時間帯という）において時系列の消費電力を表すグラフＧと交差する供給能力上限値Ｐ２を特定し、グラフＧと供給能力上限値Ｐ２とによって囲われる範囲を特定範囲１０として決定する。すなわち、特定範囲１０は需要予測が第１発電機と第２発電機の２台が供給できる電力の上限値Ｐ２を下回っているため、電力の供給能力に余裕又は余剰が残存する。したがって、情報処理部２５０は、図９に示すように、特定範囲１０に複数の消費電力情報を順に割り当てる。本実施形態では情報処理部２５０は需要家Ａの消費電力情報から順に需要家Ｄまで割り当てている。このように、深夜料金時間帯に供給される電力を利用してヒートポンプ給湯機３００に沸き上げを行わせることで、日中のヒートポンプ給湯機３００の使用を減少させて総消費電力のピークを低減させることができる。

ここで、情報処理部２５０は、消費電力情報を特定範囲１０内に割り当てる際、所定の割当規則に基づいて消費電力情報を割り当てる。まず、情報処理部２５０は、図９に示すように、深夜料金時間帯が終了する時刻間近にヒートポンプ給湯機３００の沸き上げを完了させる第１の割当規則に基づいて、消費電力情報を割り当てる。これにより、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げが完了してからヒートポンプ給湯機３００が使われ始めるまでの時刻に消失する熱量（以下、放熱ロスという）を少なくすることができる。

すなわち、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げが深夜（例えば午前２時や午前３時など）に完了すると、ヒートポンプ給湯機３００は朝方（例えば午前７時や午前８時など）になるまで使用されない可能性が高い。この場合、ヒートポンプ給湯機３００の沸上完了時刻から使用開始時刻までヒートポンプ給湯機３００は放熱し、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに消費した電力が無駄になるおそれがある。しかしながら、第１の割当規則を採用することにより、放熱ロスを少なくすることができる。

情報処理部２５０は、第１の割当規則に基づいて消費電力情報を割り当てることができなくなると、次に、深夜料金時間帯が開始する時刻間近にヒートポンプ給湯機３００の沸き上げを開始させる第２の割当規則に基づいて、消費電力情報を割り当てる。これにより、消費電力情報が割り当てられなかった特定範囲１０の残存領域にさらに消費電力情報を割り当てることができる。第２の割当規則を採用することにより、日中のヒートポンプ給湯機３００の使用をさらに減少させて総消費電力のピークを低減させることができる。

情報処理部２５０は、第２の割当規則に基づいて消費電力情報を割り当てることができなくなると、次に、深夜料金時間帯が終了する時刻間近にヒートポンプ給湯機３００の沸き上げを完了させる第３の割当規則に基づいて、消費電力情報を特定範囲１０外に割り当てる。例えば、需要家Ｅ（不図示）の消費電力情報が残存している場合、情報処理部２５０は第３の割当規則に基づいて需要家Ｅの消費電力情報を需要家Ａの消費電力情報の上に積み上げる。これにより、消費電力情報の残存が消失する。

ステップＳ１０４の処理が完了すると、次いで、情報処理部２５０は消費電力情報移動前後の分散値を算出し（ステップＳ１０５）、移動前後の分散値を評価する（ステップＳ１０６）。具体的には、図１０（ａ）に示すように、まず、情報処理部２５０は特定範囲１０に割り当てた直後の状態である需要家Ａ〜需要家Ｄの各消費電力情報の総和と特定範囲１０との差（より詳しくは誤差）に関する移動前の分散値を算出する。次に、図１０（ｂ）に示すように、情報処理部２５０は放熱ロスが最も少ない需要家Ａの消費電力情報を深夜料金時間帯開始時刻に向けて１分移動した場合の需要家Ａ〜需要家Ｄの各消費電力情報の総和と特定範囲１０との差（より詳しくは誤差）に関する移動後の分散値を算出する。そして、情報処理部２５０は移動前の分散値と移動後の分散値を評価する。

ステップＳ１０６の処理が完了すると、情報処理部２５０は分散値が減少したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。より詳しくは、情報処理部２５０は移動後の分散値が移動前の分散値から減少したか否かを判断する。情報処理部２５０は分散値が減少したと判断した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、消費電力情報を移動する（ステップＳ１０８）。すなわち、移動後の分散値が移動前の分散値から減少したことにより、移動後の消費電力情報の総和と特定範囲１０との差が移動前より小さくなったため、情報処理部２５０は実際に需要家Ａの消費電力情報を深夜料金時間帯開始時刻に向けて移動させる。

ステップＳ１０８の処理が完了すると、移動回数に関して予め定めた設定回数に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０９）。設定回数は移動方向毎かつ各需要家の消費電力情報毎に定められている。情報処理部２５０は設定回数に到達していないと判断した場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１０５からＳ１０８の処理を繰り返す。

したがって、移動後の分散値が移動前の分散値より減少していれば、図１０（ｃ）に示すように、情報処理部２５０は需要家Ａの次に放熱ロスが少ない需要家Ｂの消費電力情報を深夜料金時間帯開始時刻に向けて移動させる。逆に、移動後の分散値が移動前の分散値より減少していなければ、図１０（ｄ）に示すように、情報処理部２５０は需要家Ｂの次に放熱ロスが少ない需要家Ｃの消費電力情報を深夜料金時間帯開始時刻に向けて移動させない。そして、図１０（ｄ）に示す状態に応じた移動前の分散値と、図１０（ｅ）に示す状態に応じた移動後の分散値とを対比し、移動後の分散値が移動前の分散値より減少していれば、図１０（ｅ）に示すように、需要家Ｄの消費電力情報を深夜料金時間帯開始時刻に向けて移動させる。

さらに、情報処理部２５０は全ての消費電力情報について深夜料金時間帯開始時刻に向けての移動が完了すると、次に、各需要家の消費電力情報を放熱ロスが大きい消費電力情報から順に深夜料金時間帯終了時刻に向けて設定回数に到達するまで移動させる。例えば、上述した第２の割当規則に基づいて割り当てられた消費電力情報は、深夜料金時間帯が開始する時刻間近にヒートポンプ給湯機３００の沸き上げを開始させるように割当られているため放熱ロスが大きい。このため、情報処理部２５０は当該消費電力情報を深夜料金時間帯終了時刻に向けて移動させる移動対象として特定し、移動前後の分散値を算出して評価する。情報処理部２５０は分散値が減少したと判断した場合、移動対象の消費電力情報を深夜料金時間帯終了時刻に向けて１分移動させる。このような処理を情報処理部２５０は次の移動対象に対しても同様に実行する。これにより、分散値が収束し、消費電力情報の総和と特定範囲１０との差が縮小する。結果として、深夜料金時間帯における需要予測の部分が平滑化して供給能力上限値Ｐ２に近づく。したがって、日中のピークを含む時間帯に電力を消費してヒートポンプ給湯機３００を沸き上げることが回避され、発電機の稼働台数を増やさずに済む。

情報処理部２５０は、ステップＳ１０７の処理において分散値が減少していない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、又は、設定回数に到達したと判断した場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、稼働計画情報を送信する（ステップＳ１１０）。より詳しくは、情報処理部２５０は移動が完了して沸上開始時刻及び沸上終了時刻が確定した全ての消費電力情報を含む情報を全ヒートポンプ給湯機３００の稼働計画情報として管理者端末１００に向けて送信する。これにより、管理者端末１００を操作する社員はスケジューリングシステムＳが対象とする全てのヒートポンプ給湯機３００の稼働計画を表示装置１２０で確認することができる。

ステップＳ１１０の処理が完了すると、次いで、情報処理部２５０は稼働スケジュール情報を送信する（ステップＳ１１１）。より詳しくは、情報処理部２５０は稼働計画情報を需要家毎に分割して稼働スケジュール情報を生成し、各需要家の稼働スケジュール情報をその需要家のヒートポンプ給湯機３００に送信する。これにより、ヒートポンプ給湯機３００の沸上制御部３２０は、稼働スケジュール情報に基づいて、沸上開始時刻に沸き上げを開始し、沸上終了時刻に沸き上げを終了する。

以上、第１実施形態によれば、サーバ装置２００は消費電力記憶部２１０と需要予測記憶部２２０と供給能力記憶部２３０と情報処理部２５０とを備えている。消費電力記憶部２１０はヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する。需要予測記憶部２２０はヒートポンプ給湯機３００以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する。供給能力記憶部２３０は電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する。そして、情報処理部２５０は需要予測情報と供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲１０内に、各需要家の消費電力情報を割り当てる。その後、情報処理部２５０は消費電力情報の総和と特定範囲１０との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させる。情報処理部２５０は移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報をヒートポンプ給湯機３００の稼働計画情報として送信する。これにより、ヒートポンプ給湯機３００の沸き上げに要する各需要家の消費電力情報を発電機が許容できる特定範囲１０内にスケジューリングすることができる。

（第２実施形態）
続いて、図１１を参照して、本件の第２実施形態について説明する。図１１（ａ）から（ｃ）は消費電力情報の割当例を説明するための図である。上述した情報処理部２５０は消費電力情報を特定範囲１０内に割り当てる際、特定範囲１０内に割り当てる消費電力情報の割当順序を毎日変更する。特に、情報処理部２５０は複数日の放熱ロスの平均時間が多い消費電力情報から順に特定範囲１０内に割り当てる。これにより、需要家間で生じる放熱ロスのばらつき又は偏り（以下、単にばらつきという）を解消することができる。

例えば、図１１（ａ）に示すように、割当日前日の消費電力情報が需要家Ａ、需要家Ｂ、需要家Ｃ、需要家Ｄに割り当てられていた場合、需要家Ａの放熱ロスが最も小さく、需要家Ｄの放熱ロスが最も大きい。このため、図１１（ｂ）に示すように、情報処理部２５０は割当日当日の消費電力情報を前日までの放熱ロスの平均時間が多い需要家Ｄ、需要家Ｃ、需要家Ｂ、需要家Ａの順に割り当てる。これにより、需要家Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間の放熱ロスのばらつきが減少する。

同様に、図１１（ｃ）に示すように、情報処理部２５０は割当日翌日の消費電力情報を前日及び前々日の放熱ロスの平均時間が多い需要家Ｂ、需要家Ｄ、需要家Ａ、需要家Ｃの順に割り当てる。これにより、需要家Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間の放熱ロスのばらつきがさらに減少する。

このように、第２実施形態によれば、需要家Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間の放熱ロスのばらつきを解消することができ、需要家Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間の公平性を確保することができる。尚、第２実施形態では、平均値の一例として平均時間を利用したが、平均時間に代えて平均熱量を利用してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、ヒートポンプ給湯機３００を一例として説明したが、ヒートポンプを利用した機器であれば、ヒートポンプ給湯機３００に特に限定されず、例えば洗濯機や乾燥機、空調機器などであってもよい。また、第３の割当規則に基づいて割り当てられた消費電力情報は第１の割当規則に基づいて割り当てられた消費電力情報より放熱ロスが小さければ、第３の割当規則に基づいて割り当てられた消費電力情報から移動させてもよい。さらに、情報処理部２５０は、ヒートポンプ給湯機３００以外の機器（例えば蓄電池）の制御に消費する電力とヒートポンプ給湯機３００の沸き上げの状況のいずれか一方又は両方にも基づいて、特定範囲１０を決定してもよい。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部とを参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、処理をコンピュータに実行させるためのスケジューリングプログラム。
（付記２）前記ヒートポンプ以外の機器の制御と前記ヒートポンプの沸き上げの状況のいずれか一方又は両方にも基づいて、前記特定範囲を決定する、処理を含むことを特徴とする付記１に記載のスケジューリングプログラム。
（付記３）前記特定範囲は夜間電力を供給する所定の時間帯に設けられる、ことを特徴とする付記１又は２に記載のスケジューリングプログラム。
（付記４）前記消費電力情報を割り当てる処理は、前記所定の時間帯における時刻の遅い方を該時刻の早い方に優先して消費電力情報を割り当てる、ことを特徴とする付記３に記載のスケジューリングプログラム。
（付記５）前記消費電力情報を割り当てる処理は、割当日前日までの放熱ロスの平均値が多い需要家の順に各需要家の消費電力情報の割当順序を決定し、前記割当順序に基づいて、各需要家の消費電力情報を割り当てる、ことを特徴とする付記１から４のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
（付記６）前記消費電力情報を割り当てる処理は、前記特定範囲内に消費電力情報を割り当てることができないと判断した場合、割り当てることができない消費電力情報を、前記特定範囲外であって、該消費電力情報によって特定される沸上終了時刻が夜間電力を供給する時間帯の終了近くになる領域に割り当てる、ことを特徴とする付記１から５のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
（付記７）前記稼働計画情報を需要家毎に分割した稼働スケジュール情報を生成し、前記稼働スケジュール情報を各需要家のヒートポンプに送信する、処理を含むことを特徴とする付記１から６のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
（付記８）前記消費電力情報を移動させる処理は、前記移動対象の消費電力情報を、時間が進む方向と時間が戻る方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値未満である場合、前記ヒートポンプの沸上開始時刻を補正する、ことを特徴とする付記１から７のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
（付記９）ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部とを参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、処理をコンピュータが実行するスケジューリング方法。
（付記１０）ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部と、前記第１記憶部、前記第２記憶部、及び前記第３記憶部を参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、処理を実行する情報処理部と、を備えるスケジューリング装置。
（付記１１）前記情報処理部は、前記ヒートポンプ以外の機器の制御と前記ヒートポンプの沸き上げの状況のいずれか一方又は両方にも基づいて、前記特定範囲を決定する、ことを特徴とする付記１０に記載のスケジューリング装置。
（付記１２）前記特定範囲は夜間電力を供給する所定の時間帯に設けられる、ことを特徴とする付記１０又は１１に記載のスケジューリング装置。
（付記１３）前記情報処理部は、前記所定の時間帯における時刻の遅い方を該時刻の早い方に優先して消費電力情報を割り当てる、ことを特徴とする付記１２に記載のスケジューリング装置。
（付記１４）前記情報処理部は、割当日前日までの放熱ロスの平均値が多い需要家の順に各需要家の消費電力情報の割当順序を決定し、前記割当順序に基づいて、各需要家の消費電力情報を割り当てる、ことを特徴とする付記１０から１３のいずれか１項に記載のスケジューリング装置。
（付記１５）前記情報処理部は、前記特定範囲内に消費電力情報を割り当てることができないと判断した場合、割り当てることができない消費電力情報を、前記特定範囲外であって、該消費電力情報によって特定される沸上終了時刻が夜間電力を供給する時間帯の終了近くになる領域に割り当てる、ことを特徴とする付記１０から１４のいずれか１項に記載のスケジューリング装置。
（付記１６）前記情報処理部は、前記稼働計画情報を需要家毎に分割した稼働スケジュール情報を生成し、前記稼働スケジュール情報を各需要家のヒートポンプに送信する、ことを特徴とする付記１０から１５のいずれか１項に記載のスケジューリング装置。
（付記１７）前記情報処理部は、前記移動対象の消費電力情報を、時間が進む方向と時間が戻る方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値未満である場合、前記ヒートポンプの沸上開始時刻を補正する、ことを特徴とする付記１０から１６のいずれか１項に記載のスケジューリング装置。
（付記１８）沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを関連付けた消費電力情報をそれぞれ送信する各需要家のヒートポンプと、前記各需要家のヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報、及び前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を送信する端末装置と、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として前記端末装置に送信するスケジューリング装置と、を備えるスケジューリングシステム。

Ｓ スケジューリングシステム
１００ 管理者端末
２００ サーバ装置
２１０ 消費電力記憶部
２２０ 需要予測記憶部
２３０ 供給能力記憶部
２４０ 通信部
２５０ 情報処理部
３００ ヒートポンプ給湯機

Claims (11)

1. ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部とを参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、
   前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、
   移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、
   処理をコンピュータに実行させるためのスケジューリングプログラム。
2. 前記ヒートポンプ以外の機器の制御と前記ヒートポンプの沸き上げの状況のいずれか一方又は両方にも基づいて、前記特定範囲を決定する、
   処理を含むことを特徴とする請求項１に記載のスケジューリングプログラム。
3. 前記特定範囲は夜間電力を供給する所定の時間帯に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスケジューリングプログラム。
4. 前記消費電力情報を割り当てる処理は、前記所定の時間帯における時刻の遅い方を該時刻の早い方に優先して消費電力情報を割り当てる、
   ことを特徴とする請求項３に記載のスケジューリングプログラム。
5. 前記消費電力情報を割り当てる処理は、割当日前日までの放熱ロスの平均値が多い需要家の順に各需要家の消費電力情報の割当順序を決定し、前記割当順序に基づいて、各需要家の消費電力情報を割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
6. 前記消費電力情報を割り当てる処理は、前記特定範囲内に消費電力情報を割り当てることができないと判断した場合、割り当てることができない消費電力情報を、前記特定範囲外であって、該消費電力情報によって特定される沸上終了時刻が夜間電力を供給する時間帯の終了近くになる領域に割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
7. 前記稼働計画情報を需要家毎に分割した稼働スケジュール情報を生成し、前記稼働スケジュール情報を各需要家のヒートポンプに送信する、
   処理を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
8. 前記消費電力情報を移動させる処理は、前記移動対象の消費電力情報を、時間が進む方向と時間が戻る方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値未満である場合、前記ヒートポンプの沸上開始時刻を補正する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のスケジューリングプログラム。
9. ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部とを参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、
   前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、
   移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、
   処理をコンピュータが実行するスケジューリング方法。
10. ヒートポンプの沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを需要家毎に関連付けた消費電力情報を記憶する第１記憶部と、
    前記ヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報を記憶する第２記憶部と、
    前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を記憶する第３記憶部と、
    前記第１記憶部、前記第２記憶部、及び前記第３記憶部を参照して、前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、
    前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、
    移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として送信する、処理を実行する情報処理部と、
    を備えるスケジューリング装置。
11. 沸き上げに要する消費電力の大きさと時間とを関連付けた消費電力情報をそれぞれ送信する各需要家のヒートポンプと、
    前記各需要家のヒートポンプ以外の機器が消費する電力の需要予測を表す需要予測情報、及び前記電力を供給する発電機の供給能力を表す供給能力情報を送信する端末装置と、
    前記需要予測情報と前記供給能力情報とに基づく許容消費電力量を特定する特定範囲内に、各需要家の消費電力情報を割り当て、前記消費電力情報の総和と前記特定範囲との差に関する消費電力情報移動前後の分散値を算出し、移動後の分散値が移動前の分散値未満である状態が続く場合、移動対象の消費電力情報を時間の方向に繰り返し移動させ、移動後の分散値が移動前の分散値以上になった場合、各需要家の消費電力情報を含む情報を前記ヒートポンプの稼働計画情報として前記端末装置に送信するスケジューリング装置と、
    を備えるスケジューリングシステム。

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