JP2021164200A - 電力監視制御装置、電力監視制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】スマートメータから電力情報を取得する構成を構築し、有線配線、及びこれに伴う壁貫通工事を省略すると共に、スマートメータ、ＨＥＭＳ、及びコージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系との間の三者の通信形態において、相互に干渉することのない通信プロトコル等を構築する。【解決手段】ＨＥＭＳ６２が構築されていない環境では、無線通信により、スマートメータ３６から電力情報を取得する。ＨＥＭＳ６２が構築されている環境では、ＨＥＭＳ６２からスマートメータ３６に電力情報を要求し、かつコージェネレーション装置１０からＨＥＭＳ６２に電力情報等を要求することで、コージェネレーション装置１０が電力情報を取得する、或いはＨＥＭＳ６２からスマートメータ３６に電力情報等を要求し、かつコージェネレーション装置１０から要求せずとも、ＨＥＭＳ６２から電力情報を送信する。【選択図】図５

Description

本発明は、分散型電源設備の電力監視制御装置に関するものである。詳しくは、分散型電源設備の一例である、家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの運転制御に必要な電流、電力、電力量をはじめとする電力情報等を無線通信で取得する電力監視制御装置、電力監視制御プログラムに関するものである。

（既存設備）

商用電源に加え、太陽光発電や蓄電池、或いはガスエンジンや燃料電池を用いて発電し、かつ排熱を利用するコージェネレーションシステム等の所謂分散型電源が設置された家屋において、過電流や逆潮流等の監視は重要である。例えば、コージェネレーションシステム等の分散型電源は、クランプ型電流センサ（以下、ＣＴクランプという）等を家屋の分電盤等へ取り付け、家屋の壁を貫通する配線工事を経て、コージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系に接続することで、過電流や逆潮流等の監視を行うことが一般的であった。

分電盤に取り付けられたＣＴクランプに関する先行技術として、特許文献１がある。

特許文献１には、住宅に設置された負荷群と、住宅に設けられ、充電及び放電可能な蓄電装置と、商用電源に対する買電電力及び売電電力、負荷群に対する供給電力、蓄電装置に対する充放電電力を中継する分電盤と、買電電力量及び売電電力量、充電電力量及び放電電力量、分岐回路合計電力量とを計測可能な各ＣＴクランプ及び計測装置と、住宅と通信ネットワークを介して接続され、設定期間において各ＣＴクランプ及び計測装置で計測された買電電力量及び売電電力量、充電電力量及び放電電力量、分岐回路合計電力量に基づいて、蓄電装置の異常判定を行う管理施設に設置された外部サーバの運転監視部と、を備えることを特徴とする電力制御システムが記載されている。

しかし、ＣＴクランプとコージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系とを接続するための工事、特に信号線の配線作業は、家屋の壁貫通工事等を伴うため、作業時間が長く、コストもかかる。

ところで、スマートメータから家屋の電力使用状況のデータを直接取得すること、或いは、ＨＥＭＳ（ホームエネルギーマネジメントシステム）等のホームコントローラから家屋の電力使用状況のデータを間接的に取得することができれば、ＣＴクランプを分電盤等へ取り付ける作業及び家屋の壁を貫通する配線工事を省略することができるが、実現には至っていない。

なお、スマートメータの情報取得は、Ａルート、Ｂルート、Ｃルートの通信経路を有している。

Ａルートは、スマートメータと電力会社を結ぶ通信経路であり、Ｂルートは、スマートメータとＨＥＭＳ等を結ぶ通信経路であり、Ｃルートは、Ａルートを介して電力会社が取得したデータを第三者（小売電気事業者等）へ提供するための通信経路である。

スマートメータからＢルートを介してＨＥＭＳで取得した電力情報について、さらに特定小電力無線通信等を用いてＨＥＭＳからコージェネレーションシステム等の分散型電源に受け渡すことで、コージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系が電力情報を取得することが考えられる。

スマートメータに関する参考として、特許文献２には、分岐電路の使用電力データとスマートメータからの電力量データの双方を管理する機器を収容しても大型化を防止できる分電盤を提供することが記載されている。

より詳しくは、特許文献２には、主幹ブレーカと、主幹バーに接続された複数の分岐ブレーカと、個々の分岐ブレーカに流れる電流を計測する電流センサユニットと、分岐ブレーカに隣接する部位に設置されて、電流センサユニットが計測した分岐電流情報を受けて分岐電路毎の使用電力を演算して出力する電力情報出力部を備えた電力情報送信ユニットとを有し、電力情報送信ユニットは主幹バー接続部を有して、接続された主幹バーを介して主幹ブレーカの一次側に設置されているスマートメータとＧ３−ＰＬＣ（Power Line Communication：電力線搬送通信）或いはＷｉ−ＳＵＮ（Wireless Smart Utility Network）無線通信の何れかでＢルート通信を実施し、通信により入手した電力量データに加えて、電流センサユニットから入手した分岐電路の使用電力データを外部に出力する。

なお、特許文献２に記載される従来技術として、分電盤に設けた電力情報送信ユニットが、スマートメータとＧ３−ＰＬＣ或いはＷｉ−ＳＵＮ無線通信の何れかでＢルート通信を実施しているが、電力情報送信ユニットと分散型電源との関係については記載されていない。

特開２０１８−１３３８６７号公報 特開２０１４−０７５８９５号公報

しかしながら、家屋には、ＨＥＭＳが構築されている場合と、ＨＥＭＳが構築されていない場合があり、ＨＥＭＳの有無を含め、スマートメータ、ＨＥＭＳ、及びコージェネレーションシステムの制御系との間の三者の情報通信において、相互に干渉することのない通信プロトコル等を構築しなければならないが、実現するに至っていない。

本発明は、スマートメータから電力情報を取得する構成を構築し、有線配線、及びこれに伴う壁貫通工事を省略すると共に、スマートメータ又はＨＥＭＳと、コージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系との間の通信形態において、相互に干渉することのない通信プロトコル等を構築することができる電力監視制御装置、電力監視制御プログラムを得ることが目的である。

本発明に係る電力監視制御装置は、取得した電力情報に応じて発電する分散型電源の電力監視制御装置であって、商用電源を屋内へ引き込むための電力引き込み線に接続され、前記屋内に設置された負荷機器の使用に応じた電力情報を計測するスマートメータとの間で無線通信を構築する通信部と、前記通信部による通信で、前記屋内の電力消費遷移を含む電力情報を取得する取得部と、を有している。

このため、スマートメータから電力情報を取得する構成を構築し、有線配線、及びこれに伴う壁貫通工事を省略すると共に、スマートメータと、コージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系との間の通信形態において、相互に干渉することのない通信プロトコル等を構築することができる。

本発明において、前記通信部が、前記スマートメータから、Ｂルートを介して、直接前記電力情報を取得する通信プロトコルを構築することを特徴としている。

ＨＥＭＳが構築されていない環境（構築されていて利用しない場合を含む）では、無線通信（特定小電力無線通信、Ｗｉ−ＳＵＮ無線通信／Ｂルート）により、スマートメータから電流、電力、電力量をはじめとする電力情報を取得すればよい。

本発明において、前記屋内には、前記スマートメータから前記電力情報を取得して管理するＨＥＭＳが構築されており、前記通信部が、前記ＨＥＭＳへ電力情報を要求することで、当該電力情報を取得する通信プロトコルを構築することを特徴としている。

ＨＥＭＳが構築されている環境では、ＨＥＭＳからスマートメータに電力及び電流値情報を要求し、かつ通信部からＨＥＭＳに電力及び電流値情報を要求することで、コージェネレーションシステム等の分散型電源が電力及び電流値情報を取得する。

本発明において、前記屋内には、前記スマートメータから前記電力情報を取得して管理するＨＥＭＳが構築されており、前記通信部が、前記ＨＥＭＳから予め定めた期間毎に送信される前記電力情報を受信することを特徴としている。

ＨＥＭＳが構築されている環境では、ＨＥＭＳからスマートメータに電力及び電流値情報を要求し、かつ前記通信部から要求せずとも、ＨＥＭＳから分散型電源に電力及び電流値情報を送信する。

本発明において、前記屋内には、前記スマートメータから前記電力情報を取得して管理するＨＥＭＳが構築されており、前記通信部が、前記スマートメータから取得した電力情報を、前記ＨＥＭＳへ通知することを特徴としている。

例えば、ＨＥＭＳにおいて、分散型電源の配分率等を精度よく把握することができる。

本発明において、前記通信部が、前記電力情報を、複数の分散型電源の情報を集約して格納するサーバへ、前記電力情報を取得する通信手段とは別の通信手段を用いて送信することを特徴としている。

分散型電源の制御系から、Ｂルートで取得した電力情報を、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等の中長距離通信によって、サーバへ転送する。すなわち、ＨＥＭＳの機能の代わりとして利用可能となる。

本発明において、前記分散型電源が、ガスを用いて発電する発電部と、発電時に発生する熱を利用して温水を生成する温水生成部と、が設けられた燃料電池コージェネレーションシステムであることを特徴としている。

本発明に係る電力監視制御プログラムは、コンピュータを、電力監視制御装置として動作させることを特徴としている。

本発明は、スマートメータとコージェネレーションシステム等の分散型電源との間で、壁貫通工事を行うことなく、無線通信で電力情報を取得する点が新しく、ＨＥＭＳを含めた三者の通信形態において、相互に干渉することのない通信プロトコル等を構築することができる点で大きく進歩している。

本発明によれば、スマートメータから電力情報を取得する構成を構築し、有線配線、及びこれに伴う壁貫通工事を省略すると共に、スマートメータ又はＨＥＭＳと、コージェネレーションシステム等の分散型電源の制御系との間の通信形態において、相互に干渉することのない通信プロトコル等を構築することができるという効果を奏する。

第１の実施の形態に係るコージェネレーション装置及び当該コージェネレーション装置が設置された家屋の概略図である。 コージェネレーション装置のコントローラの制御ブロック図である。 生活状況（１日の生活スタイル）に基づく、電力使用量、タンク貯湯量、給湯使用量、ガス使用量の遷移特性図である。 第１の実施の形態に係るコージェネレーション装置のコントローラと、スマートメータとの二者間で実行される、電力情報送受信のための通信プロトコルの概略図である。 第２の実施の形態及び第３の実施の形態に係るコージェネレーション装置及び当該コージェネレーション装置が設置された家屋の概略図である。 第２の実施の形態に係るコージェネレーション装置のコントローラと、スマートメータと、ＨＥＭＳコントローラとの三者間で実行される、電力情報送受信のための通信プロトコルの概略図である。 第３の実施の形態に係るコージェネレーション装置のコントローラと、スマートメータと、ＨＥＭＳコントローラとの三者間で実行される、電力情報送受信のための通信プロトコルの概略図である。

（第１の実施の形態）

図１には、第１の実施の形態に係る分散型電源設備の一例としての、家庭用燃料電池コージェネレーション装置（以下、単に「コージェネレーション装置１０」という）の概略図が示されている。

コージェネレーション装置１０は、タンクユニットと燃料電池ユニットとが併設されたシステムである。なお、併設とは、物理的に隣接していることに限定するものではなく、相互に連携しあうことを意味する。すなわち、タンクユニットと燃料電池ユニットとが離れた状態で設置され、配管や電気配線等で連結するようにしてもよい。

コージェネレーション装置１０は、図１に示される如く、家屋１２の外壁に沿って設置されるものであり、作業者が現場へ出向き、設置作業を実行する。

図１は、設置作業が完了し、試運転が完了し、家屋１２側の各種設備（電気機器、給湯設備等）と連携して、定常的に運転可能な状態である。

（コージェネレーション装置１０の構成）

コージェネレーション装置１０は、図示は省略したが、ホットモジュール、パワーコンディショナ、排熱回収装置、蓄熱タンク、ラジエータ、熱交換器等を備え、それぞれが、コントローラ１４によって、給湯関連制御部２７及び発電関連制御部２９（共に、図２参照）を介して、相互に連携して制御される。

ホットモジュールは、燃料処理装置で水素を取り出し、取り出した水素を燃料電池セルスタックへ供給し、空気中の酸素により直流電力を発生させる。

パワーコンディショナは、発電された直流電力を交流電力に変換し、家屋へ供給する。

排熱回収装置は、発電によって発生する排熱ガスから熱を回収する。

蓄熱タンクは、熱媒を介して回収した熱を高温で貯めることができ、貯められた熱は給湯時に利用される。

ラジエータは、熱媒を放熱させる。ラジエータは、必須ではない。

熱交換器は、熱媒タンクからの高温熱媒を利用し、水道水を温める。熱交換器は、必須ではない。

また、コージェネレーション装置１０は、発電電力を、電源線１５を介して熱源機１６へ送ることも可能である。熱源機１６は、コージェネレーション装置１０で加熱された温水を、必要に応じて都市ガス（例えば、１３Ａ）の燃焼によりさらに加熱して家屋１２へ供給する。

図２に示される如く、コントローラ１４は、ＣＰＵ１８、ＲＡＭ２０、ＲＯＭ２２、Ｉ／Ｏ２４、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス２６で構成されたマイクロコンピュータ２８を備える。

Ｉ／Ｏ２４には、給湯関連制御部２７と、発電関連制御部２９とが接続され、給湯及び発電に伴う動作がコントローラ１４によって制御される。

また、Ｉ／Ｏ２４には、大規模記憶装置３０が接続されており、コントローラ１４で実行される発電及び給湯に関する処理プログラムが記憶されると共に、発電に基づく履歴情報（例えば、通信インタバルの調整情報等）が記憶されるようになっている。

さらに、Ｉ／Ｏ２４には、リモコン３２が接続されている。リモコン３２は、コージェネレーション装置１０が設置される対象の家屋１２の内部に設置され、使用者がコージェネレーション装置１０（及び熱源機１６）に関して指令を入力できる機能やコージェネレーション装置１０の状態を表示する機能等を有する。

（分散型電源の構成）

図１に示される如く、第１の実施の形態に係る分散型電源では、商用電源３４とコージェネレーション装置１０の発電電力が、家屋１２での電源とされている。

商用電源３４は、スマートメータ３６に接続されている。スマートメータ３６は商用電源３４の電流、電力、電力量をはじめとする電力情報等を計測し、計測した情報を、Ａルート、Ｂルート、Ｃルートの通信経路によって、特定の通信先へ送信することが可能である。

すなわち、Ａルートは、スマートメータ３６と電力会社とを結ぶ通信経路であり、Ｂルートは、スマートメータ３６と家屋１２に設置された機器（例えば、ＨＥＭＳが構築されている場合は、そのコントローラ等）を結ぶ通信経路であり、Ｃルートは、Ａルートを介して電力会社が取得したデータを第三者（小売電気事業者等）へ提供するための通信経路である。

スマートメータ３６から出力される電源線３８は、家屋１２に設置された分電盤４０へ配線されている。

分電盤４０は、スマートメータ３６側を上流とすると、上流から順に、サービスブレーカ４２、漏電遮断器４６、及び安全ブレーカ４８が設置されている。

サービスブレーカ４２は、契約容量を決定するための遮断器であるが、設置されていない場合もある。

漏電遮断器４６は、家屋１２の内部配線や電気機器の漏電を素早く感知・遮断し、電気事故を未然に防ぐための遮断器である。

安全ブレーカ４８は、分電盤４０から家屋１２の各使用場所へ送電するための分岐回路のそれぞれに取り付けられ、電気機器の故障等に伴うショートや一定以上の電力使用を検知した場合に自動的に回路を保護する遮断器である。

ここで、コージェネレーション装置１０によって発電した発電電力は、分電盤４０に設けられた専用の安全ブレーカ４８Ａを介して、商用電源３４と合流し、家屋１２の内部の電気機器の電源として用いることができる。

なお、図示は省略したが、コージェネレーション装置１０には、商用電源３４の停電時専用の電源線が設けられ、停電により商用電源３４から電力が供給されない状況において、コージェネレーション装置１０の発電電力を、家屋１２の一部に取り付けられた停電時専用コンセントを介して、供給することができるようになっている。

ここで、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４では、時々刻々と変動する家屋１２における電力使用量に応じて、発電電力を制御する必要がある。

一例として、図３に、生活状況（１日の生活スタイル）に基づく、電力使用量、タンク貯湯量、給湯使用量、ガス使用量の遷移特性図を示す。この図３では、一例としてコージェネレーション装置１０の定格発電出力が０．７ｋＷであるものとして、家屋１２における使用電力が０．７ｋＷ以下である場合には発電出力のみで、家屋１２における使用電力が０．７ｋＷを超える場合は発電電力と商用電源３４により電力供給するように運転する制御を示している。このため、コントローラ１４では、スマートメータ３６からＢルートの通信経路を利用して、商用電源３４の電流、電力、電力量をはじめとする電力情報等を取得するようにしている。

第１の実施の形態では、Ｂルートの通信経路を介してスマートメータ３６から電力情報を取得するインタバルとして、３０秒に１回を基準としている。当該インタバルであれば、無線通信の各種基準に抵触することなく、時々刻々と変動する家屋１２における使用電力におおむね追従し、図３の電力遷移特性に近似する制御が可能である。

以下に第１の実施の形態の作用を、図４の通信プロトコルに従い説明する。

図４は、第１の実施の形態に係るコージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、スマートメータ３６との二者間で実行される、電力情報送受信（コントローラ１４が電力情報受信側）のための通信プロトコルの概略図である。

まず、コントローラ１４から、スマートメータ３６へ、Ｂルートの接続を要求する（ステップ１００）。スマートメータ３６では、ステップ１００の要求を受けて、Ｂルートの接続に応答する（ステップ１０２）。

コントローラ１４とスマートメータ３６との間で通信可能となると、コントローラ１４は、スマートメータ３６に対して、電力情報を要求する（ステップ１０４）。スマートメータ３６では、ステップ１０４の要求を受けて、電力情報をコントローラ１４へ送信する（ステップ１０６）。コントローラ１４では、受信した電力情報を記憶する（ステップ１０８）。

コントローラ１４は、所定のインタバル（第１の実施の形態では、デフォルト値は３０秒／回）で電力情報を取得する（ステップ１１０→ステップ１１２→ステップ１１４）ことを繰り返す。この繰り返しの電力情報取得により、時々刻々と変動する家屋１２における使用電力におおむね追従し、図３の電力遷移特性に近似する制御が可能である。

ここで、従来の実施例では、コージェネレーション装置１０を家屋１２に設置するに際し、当該コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、スマートメータ３６から家屋１２の電力使用状況のデータを取得するために、ＣＴクランプを分電盤４０等へ取り付ける作業、及び家屋１２の壁を貫通して配線する工事が必須であった。

これに対して、第１の実施の形態では、コージェネレーション装置１０を家屋１２に設置するに際し、当該コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、スマートメータ３６から家屋の電力使用状況のデータを直接取得することができる。

この場合、所定のインタバル（第１の実施の形態では、３０秒／回）を設定することで、スマートメータ３６のＢルートを用いた通信を行う他の機器との間で、相互に電波が干渉することを回避しているため、最適な通信プロトコル等を構築することができる。

（第２の実施の形態）

以下に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。

前記第１の実施の形態に係るコージェネレーション装置１０のコントローラ１４では、家屋１２に設置されたスマートメータ３６から直接Ｂルートを介して、電力情報を取得するようにした。なお、第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。

図５に示される如く、第２の実施の形態に係る家屋１２には、ＨＥＭＳ６２が構築されている。

ＨＥＭＳ６２は、家屋１２で使用する電気及びガスを、リアルタイムで管理して節約すると共に、二酸化炭素削減等、温暖化対策にも役立つものである。

ＨＥＭＳ６２に内蔵されたＨＥＭＳコントローラ６４に、家電製品等を接続し、電気やガスの使用状況をモニタで管理することで、可視化（モニタ表示）を実現し、かつ家電製品を自動制御する。

ここで、前記第１の実施の形態の特徴は、ＨＥＭＳ６２が構築されていない場合、或いはＨＥＭＳ６２が構築されているが利用しない場合において、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、無線通信により、スマートメータ３６から電力情報を取得することにあった。

これに対して、第２の実施の形態の特徴は、ＨＥＭＳ６２が構築されている環境において、ＨＥＭＳコントローラ６４からスマートメータ３６に電力情報を要求し、かつコージェネレーション装置１０のコントローラ１４からＨＥＭＳコントローラ６４に電力情報を要求することで、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が電力情報を取得することにある。

なお、ＨＥＭＳ６２では、管理のもとになるデータを、スマートメータ３６から取得する。言い換えれば、ＨＥＭＳコントローラ６４は、スマートメータ３６と同等の電力情報を取得している。

そこで、第２の実施の形態では、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、ＨＥＭＳコントローラ６４との間で、Ｗｉ−ＳＵＮ ＨＡＮ無線通信、Ｗｉ−ＳＵＮ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＨＡＮ無線通信、特定小電力無線通信、ＬＰＷＡ等の通信手段を用いて、通信プロトコルを構築し、ＨＥＭＳコントローラ６４から電力情報を取得する。

以下に第２の実施の形態の作用を図６の通信プロトコルに従い説明する。

ＨＥＭＳコントローラ６４から取得する電力情報は、スマートメータ３６から取得する電力情報と同等であるため、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４は、ＨＥＭＳコントローラ６４との間の通信を行う。

図６は、第２の実施の形態に係るコージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、スマートメータ３６と、ＨＥＭＳコントローラ６４との三者間で実行される、電力情報送受信（コントローラ１４が電力情報受信側）のための通信プロトコルの概略図である。

ＨＥＭＳコントローラ６４は、スマートメータ３６へ、Ｂルートの接続を要求する（ステップ１５０）。スマートメータ３６は、ステップ１５０の要求を受けて、Ｂルートの接続に応答する（ステップ１５２）。

ＨＥＭＳコントローラ６４とスマートメータ３６との間で通信可能となると、ＨＥＭＳコントローラ６４は、スマートメータ３６に対して、電力情報を要求する（ステップ１５４）。スマートメータ３６では、ステップ１５４の要求を受けて、電力情報をＨＥＭＳコントローラ６４へ送信する（ステップ１５６）。ＨＥＭＳコントローラ６４において、スマートメータ３６から受信した電力情報は、蓄積して記憶される（ステップ１５８）。

一方、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、ＨＥＭＳコントローラ６４との間は、Ｂルートとは異なる、Ｗｉ−ＳＵＮ ＨＡＮ無線通信、Ｗｉ−ＳＵＮ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＨＡＮ無線通信、特定小電力無線通信、ＬＰＷＡ等の通信手段によって通信プロトコルを構築している。

そこで、所定のインタバル（第２の実施の形態では、３０秒／回）で（ステップ１６０）、ＨＥＭＳコントローラ６４に対して電力情報を要求すると（ステップ１６２）、ＨＥＭＳコントローラ６４は、スマートメータ３６から受信して記憶していた電力情報をコントローラ１４へ送信する（ステップ１６４）。コントローラ１４は、受信した電力情報を記憶する（ステップ１６６）。ここでは、ＨＥＭＳコントローラ６４は事前に情報を取得して記憶しているが、コントローラ１４から要求された場合にスマートメータ３６から情報を取得、記憶してもよい。
コントローラ１４は、所定のインタバルで電力情報を取得する（ステップ１６８→ステップ１７０→ステップ１７２）ことを繰り返す。この繰り返しの電力情報取得により、時々刻々と変動する家屋１２における使用電力におおむね追従し、図３の電力遷移特性に近似する制御が可能である。

ここで、従来の実施例では、コージェネレーション装置１０を家屋１２に設置するに際し、当該コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、スマートメータ３６から家屋１２の電力使用状況のデータを取得するために、ＣＴクランプ等を分電盤４０等へ取り付ける作業、及び家屋１２の壁を貫通して配線する工事が必須であった。

これに対して、第２の実施の形態では、コージェネレーション装置１０を家屋１２に設置するに際し、当該コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、ＨＥＭＳコントローラ６４がスマートメータ３６から取得した、家屋の電力使用状況のデータを間接的に取得することができる。

この場合、所定のインタバル（第２の実施の形態では、３０秒／回）を設定することで、スマートメータ３６のＢルートを用いた通信を行う他の機器との間で、相互に電波が干渉することを回避しているため、最適な通信プロトコル等を構築することができる。今回は、スマートメータ３６とコージェネレーション装置１０のコントローラ１４との間でＨＥＭＳコントローラ６４を介して通信しているが、スマートメータ３６とＨＥＭＳコントローラ６４との間にコントローラ１４を介した場合も同様の動作フローとなる。

（第３の実施の形態）

以下に、本発明に係る第３の実施の形態について説明する。

前記第１の実施の形態に係るコージェネレーション装置１０のコントローラ１４では、家屋１２に設置されたスマートメータ３６から直接Ｂルートを介して、電力情報を取得するようにした。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。

図５に示される如く、第３の実施の形態に係る家屋１２には、ＨＥＭＳ６２が構築されている。すなわち、図５のコージェネレーション装置１０が設置された家屋の概略図は、第２の実施の形態及び第３の実施の形態において共通である。

ここで、前記第１の実施の形態の特徴は、ＨＥＭＳ６２が構築されていない場合、或いはＨＥＭＳ６２が構築されているが利用しない場合において、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、無線通信により、スマートメータ３６から電力情報を取得することにあった。

また、前記第２の実施の形態の特徴は、ＨＥＭＳ６２が構築されている環境において、ＨＥＭＳコントローラ６４からスマートメータ３６に電力情報を要求し、かつコージェネレーション装置１０のコントローラ１４からＨＥＭＳコントローラ６４に電力情報を要求することで、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が電力情報を取得することにあった。

これに対して、第３の実施の形態の特徴は、ＨＥＭＳ６２が構築されている環境において、ＨＥＭＳコントローラ６４からスマートメータ３６に電力情報を要求し、かつコージェネレーション装置１０のコントローラ１４から要求せずとも、ＨＥＭＳコントローラ６４から電力情報を、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４へ送信することにある。

なお、ＨＥＭＳ６２では、管理のもとになるデータを、スマートメータ３６から取得する。言い換えれば、ＨＥＭＳコントローラ６４には、スマートメータ３６と同等の電力情報を取得している。

そこで、第３の実施の形態では、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、ＨＥＭＳコントローラ６４との間で、Ｗｉ−ＳＵＮ ＨＡＮ無線通信、Ｗｉ−ＳＵＮ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＨＡＮ無線通信、特定小電力無線通信、ＬＰＷＡ等の通信手段を用いて、通信プロトコルを構築し、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４から要求せずとも、ＨＥＭＳコントローラ６４から電力情報を取得する。

以下に第３の実施の形態の作用を図７の通信プロトコルに従い説明する。

ＨＥＭＳコントローラ６４から取得する電力情報は、スマートメータ３６から取得する電力情報と同等であるため、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４は、ＨＥＭＳコントローラ６４との間の通信を行う。

図７は、第３の実施の形態に係るコージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、スマートメータ３６と、ＨＥＭＳコントローラ６４との三者間で実行される、電力情報送受信（コントローラ１４が電力情報受信側）のための通信プロトコルの概略図である。

ＨＥＭＳコントローラ６４は、スマートメータ３６へ、Ｂルートの接続を要求する（ステップ２００）。スマートメータ３６は、ステップ２００の要求を受けて、Ｂルートの接続に応答する（ステップ２０２）。

ＨＥＭＳコントローラ６４とスマートメータ３６との間で通信可能となると、ＨＥＭＳコントローラ６４は、スマートメータ３６に対して、電力情報を要求する（ステップ２０４）。スマートメータ３６では、ステップ２０４の要求を受けて、電力情報をＨＥＭＳコントローラ６４へ送信する（ステップ２０６）。次いで、ＨＥＭＳコントローラ６４において、スマートメータ３６から受信した電力情報は、蓄積して記憶される（ステップ２０７）。

一方、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、ＨＥＭＳコントローラ６４との間は、Ｂルートとは異なる、Ｗｉ−ＳＵＮ ＨＡＮ無線通信、Ｗｉ−ＳＵＮ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＨＡＮ無線通信、特定小電力無線通信、ＬＰＷＡ等の通信手段によって通信プロトコルを構築している。

そこで、ＨＥＭＳコントローラ６４に組み込んだプログラムに基づいて、所定のインタバル（第３の実施の形態では、３０秒／回）で（ステップ２０８）、ＨＥＭＳコントローラ６４に対して電力情報を送信する（ステップ２１０）。コントローラ１４では、受信した電力情報を記憶する（ステップ２１２）。

この一連の処理（ステップ２０８→ステップ２１０→ステップ２１２の所定インタバルでＨＥＭＳコントローラ６４から受信した電力情報を逐次記憶する処理）を繰り返す（ステップ２１４→ステップ２１６→ステップ２１８）。この繰り返しの電力情報取得により、時々刻々と変動する家屋１２における使用電力におおむね追従し、図３の電力遷移特性に近似する制御が可能である。

ここで、従来の実施例では、コージェネレーション装置１０を家屋１２に設置するに際し、当該コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、スマートメータ３６から家屋１２の電力使用状況のデータを取得するために、ＣＴクランプ等を分電盤４０等へ取り付ける作業、及び家屋１２の壁を貫通して配線する工事が必須であった。

これに対して、第３の実施の形態では、コージェネレーション装置１０を家屋１２に設置するに際し、当該コージェネレーション装置１０のコントローラ１４は、ＨＥＭＳコントローラ６４がスマートメータ３６から取得した、家屋の電力使用状況のデータを間接的に取得することができる。しかも、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、ＨＥＭＳコントローラ６４に対して、逐一電力情報を要求せずとも、ＨＥＭＳコントローラ６４から電力情報を受信でき、スマートメータ３６のＢルートを用いた通信を行う他の機器との間で、相互に電波が干渉することを回避しているため、最適な通信プロトコル等を構築することができる。今回は、スマートメータ３６とＨＥＭＳコントローラ６４との間で通信して電力情報を記憶し、ＨＥＭＳコントローラ６４からコージェネレーション装置１０のコントローラ１４に電力情報を送信しているが、スマートメータ３６とコージェネレーション装置１０のコントローラ１４との間で通信して電力情報を記憶し、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４からＨＥＭＳコントローラ６４に電力情報を送信してもよい。

なお、第１の実施の形態では、家屋１２にＨＥＭＳ６２が設置されていない環境であり、屋内の生活スタイルに応じた電力情報を、例えば、電力会社や小売電気事業者等へ通知する手段がなかった。そこで、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４から、Ｂルートで取得した電力情報を、ＬＰＷＡ等の中長距離通信によって、電力会社や小売電気事業者等のサーバへ転送する。すなわち、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、ＨＥＭＳの機能の代わりとして利用可能となる。

また、第２の実施の形態及び第３の実施の形態では、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、電力情報を受信することが主体であったが、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４から、ＨＥＭＳコントローラ６４へ、定期的に発電に関する情報を含む電力情報を通知するようにしてもよい。これにより、ＨＥＭＳ６２では、分散型電源の配分率等を精度よく把握することができる。

なお、本発明において、分散型電源の組み合わせは、商用電源３４とコージェネレーション装置１０とに限らず、太陽光発電、地熱発電、風力発電、蓄電池等、他の再生可能エネルギーと組み合わせたとき、スマートメータ３６等から電力情報を取得して、発電量を制御する構成の全てに、本発明は適用可能である。

１０ コージェネレーション装置
１２ 家屋
１４ コントローラ
１５ 電源線
１６ 熱源機
１８ ＣＰＵ（通知部、取得部）
２０ ＲＡＭ
２２ ＲＯＭ
２４ Ｉ／Ｏ
２６ バス
２７ 給湯関連制御部
２８ マイクロコンピュータ
２９ 発電関連制御部
３０ 大規模記憶装置
３２ リモコン
３４ 商用電源
３６ スマートメータ
３８ 電源線
４０ 分電盤
４２ サービスブレーカ
４６ 漏電遮断器
４８ 安全ブレーカ
４８Ａ 安全ブレーカ
６２ ＨＥＭＳ
６４ ＨＥＭＳコントローラ

Claims (8)

1. 取得した電力情報に応じて発電する分散型電源の電力監視制御装置であって、
   商用電源を屋内へ引き込むための電力引き込み線に接続され、前記屋内に設置された負荷機器の使用に応じた電力情報を計測するスマートメータとの間で無線通信を構築する通信部と、
   前記通信部による通信で、前記屋内の電力消費遷移を含む電力情報を取得する取得部と、
   を有する電力監視制御装置。
2. 前記通信部が、
   前記スマートメータから、Ｂルートを介して、直接前記電力情報を取得する通信プロトコルを構築する、請求項１記載の電力監視制御装置。
3. 前記屋内には、前記スマートメータから前記電力情報を取得して管理するＨＥＭＳが構築されており、
   前記通信部が、前記ＨＥＭＳへ電力情報を要求することで、当該電力情報を取得する通信プロトコルを構築する、請求項１記載の分散型電源の電力監視制御装置。
4. 前記屋内には、前記スマートメータから前記電力情報を取得して管理するＨＥＭＳが構築されており、
   前記通信部が、前記ＨＥＭＳから予め定めた期間毎に前記電力情報を受信する、請求項１記載の電力監視制御装置。
5. 前記屋内には、前記スマートメータから前記電力情報を取得して管理するＨＥＭＳが構築されており、
   前記通信部が、前記スマートメータから取得した電力情報を、前記ＨＥＭＳへ通知する、請求項１又は請求項２記載の電力監視制御装置。
6. 前記通信部が、
   前記電力情報を、複数の分散型電源の情報を集約して格納するサーバへ、前記電力情報を取得する通信手段とは別の通信手段を用いて送信する、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電力監視制御装置。
7. 前記分散型電源が、
   ガスを用いて発電する発電部と、発電時に発生する熱を利用して温水を生成する温水生成部と、が設けられた燃料電池コージェネレーションシステムである、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電力監視制御装置。
8. コンピュータを、
   請求項１〜請求項７の何れか１項記載の電力監視制御装置として動作させる、
   電力監視制御プログラム。

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