JP2021192576A - 電力監視制御装置、及び電力監視制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】一定の通信頻度でスマートメータから電力情報を取得する場合に比べて、当該電力情報の追従性を高めることができる電力監視制御装置及び電力監視制御プログラムを提供する。【解決手段】電力監視制御装置は、商用電源を建物へ引き込むための電力引き込み線に接続されたスマートメータから電力情報を取得するための無線通信を、電力情報に応じて定められた周期で実行する無線通信部５０と、通信部による電力情報の取得に失敗した場合、失敗前と比べて電力情報を限定して、限定した電力情報に応じた周期で無線通信を実行するように、通信部を制御する通信制御部５２と、を備える。【選択図】図４

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値、電力値、及び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、及び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建物において、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等を建物の分電盤等へ取り付け、建物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。

ところで、スマートメータから建物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建物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、クランプ型電流センサを分電盤等へ取り付ける作業及び建物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と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。

スマートメータに関する参考として、特許文献１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１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旨について記載されている。

なお、特許文献１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Ｇ３ＰＬＣ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。

ここで、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、スマートメータからＢルート通信を介して、直接電力情報を取得することを想定した場合、無線通信による課題が発生し得る。或いは、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、スマートメータからＢルート通信を介してＨＥＭＳへ、さらにＨＥＭＳから特定小電力通信等を介して間接的に電力情報を取得することを想定した場合、無線通信による課題が発生し得る。

コージェネレーションシステム等の分散型電源側の制御系で電力情報を取得する場合、取得するインターバルが短ければ短いほど電力情報の追従性が高い。また、電力情報として電流値、電力値の２つを得ることでより制御の追従性を高めることができる。

一方、Ｂルートや特定小電力無線通信は、他機器との電波干渉回避や、スマートメータやＨＥＭＳの処理速度確保のため、各種基準により通信期間に制限を設けている。そこで、無線通信（特定小電力無線通信、Ｗｉ−ＳＵＮ無線通信／Ｂルート）による、スマートメータからの、電流値、及び電力値の取得のデフォルトのインターバルの一例として、３０秒に１回の通信頻度で取得する。３０秒／回程度の頻度で電流値、及び電力値の情報を取得できれば、建物で消費される電力に応じた発電制御が可能である。

特開２０１４−０７５８９５号公報

しかしながら、分散型電源を継続的に利用していると、他機器の通信（Ａルート通信、Ｂルート通信、特定小電力無線通信）の時期が重なり、電波干渉、或いは干渉回避のための通信待機制御（キャリアセンス）により通信が失敗する可能性が想定される。従って一定の頻度で通信するシステムでは、電波干渉が発生し、分散型電源は、必要頻度で電力情報を得ることができない可能性がある。つまり、電力情報の追従性が十分に得られないことがある。

本発明は、一定の通信頻度でスマートメータから電力情報を取得する場合に比べて、当該電力情報の追従性を高めることができる電力監視制御装置、及び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、商用電源を建物へ引き込むための電力引き込み線に接続されたスマートメータから電力情報を取得するための無線通信を、前記電力情報に応じて定められた周期で実行する通信部と、前記通信部による前記電力情報の取得に失敗した場合、失敗前と比べて前記電力情報を限定して、限定した前記電力情報に応じた周期で無線通信を実行するように、前記通信部を制御する通信制御部と、を備えている。

本発明によれば、商用電源を建物へ引き込むための電力引き込み線に接続されたスマートメータから電力情報を取得するための無線通信を、電力情報に応じて定められた周期で実行する。通信部による電力情報の取得に失敗した場合、失敗前と比べて電力情報を限定して、限定した電力情報に応じた周期で無線通信を実行するように、通信部を制御する。これにより、一定の周期でスマートメータから電力情報を取得する場合に比べて、当該電力情報の追従性が高められる。

本発明において、前記通信部により取得される前記電力情報には、電力に関する複数の情報が含まれ、前記通信制御部は、前記電力情報の取得に失敗した場合、前記複数の情報のうち単一の情報に限定して、限定した単一の情報に応じた周期で無線通信を実行するように、前記通信部を制御することを特徴としている。

本発明において、前記通信制御部は、前記電力情報の取得に失敗するまでは、前記複数の情報に応じた周期で、前記複数の情報を一度に取得するように、前記通信部を制御し、前記電力情報の取得に失敗すると、前記複数の情報よりも小さい単一の情報に応じて短縮した周期で、前記単一の情報を取得するように、前記通信部を制御することを特徴としている。

本発明において、前記通信制御部は、前記電力情報の取得に失敗するまでは、前記複数の情報を順繰りに取得するように、前記制御し、前記電力情報の取得に失敗すると、次に前記電力情報の取得に成功するまでは、前記単一の情報を繰り返し取得するように、前記通信部を制御することを特徴としている。

本発明において、前記通信制御部は、前記限定した電力情報に応じた周期で実行した無線通信により、前記電力情報を取得できた場合、限定する前の電力情報に応じた周期で、前記複数の情報を取得するための無線通信を実行するように、前記通信部を制御することを特徴としている。

本発明において、前記通信制御部は、前記電力情報を予め定められた期間に取得できない、又は予め定められた回数の無線通信で取得できない場合、前記電力情報を取得できない旨を通知することを特徴としている。

本発明に係る電力監視制御装置は、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分散型電源の発電量を監視す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、上記の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、従来技術に対し、スマートメータと分散型電源との間、或いはＨＥＭＳと分散型電源との間で、無線通信により電力情報を取得し、分散型電源を制御する点が新しい。また、通信の成否、及び電力情報の情報量に応じて、通信のインターバルを調整して、追従性を高くする点で大きく進歩している。

本発明によれば、商用電源を建物へ引き込むための電力引き込み線に接続されたスマートメータから電力情報を取得するための無線通信を、電力情報の情報量に応じて定められた周期で実行する。通信部から電力情報が取得できない場合、電力情報の情報量を限定して、周期を短縮した無線通信を実行するように制御することで、一定の周期で電力情報を取得する場合に比べて、当該電力情報の追従性が高められるという効果を奏する。

各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。 各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の制御ブロック図である。 各実施の形態に係る生活状況（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。 各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における、通信制御のための機能ブロック図である。 各実施の形態に係る通信インターバル時間例を示す図である。 第１実施の形態に係るコージェネレーション装置、及びスマートメータの通信を示すシーケンス図である。 第１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で実行される、電力監視制御処理を示すフローチャートである。 第２実施の形態に係るコージェネレーション装置、及びスマートメータの通信を示すシーケンス図である。 第２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で実行される、電力監視制御処理を示すフローチャートである。 各実施の形態の変形例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１実施形態］

図１には、本実施の形態に係る分散型電源設備の一例として、家庭用燃料電池コージェネレーション装置（以下、本実施の形態において、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。なお、一例として、本実施の形態に係る建物は、家屋１２である形態について説明する。しかし、これに限定されない。例えば、建物は、事務所、店舗、興行場、倉庫、及びビルディング等であってもよいし、如何なる建物であってもよい。

図１の分散型電源設備は、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、熱媒を放熱し冷却する。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温して家屋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、本実施の形態では、通信インターバルの調整情報等）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す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、本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の電流値、電力値、及び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側を上流側とすると、上流側から順に、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ている。そのため、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の電流値、電力値、及び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。

本実施の形態では、Ｂルートの通信経路を介してスマートメータ３６から電流値、電力値、及び電力量の複数の電力情報を取得するインターバルとして、３０秒に１回を基準としている。当該インターバルであれば、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。

ところで、スマートメータ３６は、Ｂルートによるコージェネレーション装置１０のコントローラ１４の通信に加えて、Ａルートによる通信等の他の通信も行っている。

このため、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４が、３０秒に１回のインターバルで、Ｂルートの通信経路で電力情報を取得しようとした場合、自家あるいは隣家の他機器の通信（Ａルート、Ｂルート、特定小電力無線）が干渉する、或いは干渉回避のための通信待機（キャリアセンス）が規定回数以上となることにより、電力情報取得のための通信が失敗する可能性もある。

言い換えれば、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４において、３０秒に１回のインターバルで取得する通信制御のみでは、必要な頻度で電力情報を得ることができない可能性がある。

また、通信によって情報を取得する場合、情報量によって通信時間が変動することは、周知の事実である。本実施の形態においても同様に、Ｂルートの通信経路による電力情報を取得する際、電力情報の情報量に応じて、通信時間が変動する。

そこで、本実施の形態では、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４における３０秒に１回のインターバルによる、Ｂルートの通信経路による通信成功の成否、及び取得する電力情報の情報量に基づいて、通信インターバルを調整するようにした。ここで、通信インターバルは、周期の一例である。

図４は、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４における、通信制御のための機能ブロック図である。この機能ブロック図の各ブロックは、機能別に分類したものである。本実施の形態では、ＲＯＭ２２に記憶された電力監視制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ１８が当該電力監視制御プログラムに基づいて動作する、ソフトウェアによる制御として実行される。なお、一部又は全部の機能ブロックに示す動作プログラムを、ＡＳＩＣ等のＩＣチップを組み込んで動作させるようにしてもよい。

図４に示される如く、無線通信部５０は、スマートメータ３６のＢルートの通信経路を介して電力情報を取得するための通信プロトコルを確立する。無線通信部５０は、通信制御部５２に接続されており、通信プロトコルの確立のタイミングを通信制御部５２から受けるようになっている。

無線通信部５０は、電力情報取得部５４に接続されている。無線通信部５０において、通信プロトコルが確立すると（成功すると）、電力情報取得部５４は、Ｂルートの通信経路によって、スマートメータ３６から電力情報を取得する。

電力情報取得部５４は、システム稼働制御部５６に接続されて、取得した電力情報をシステム稼働制御部５６へ通知する。

システム稼働制御部５６では、取得した電力情報に基づいて、発電出力等を計算し、コージェネレーション装置１０の必要な制御対象デバイスへ制御指示信号を送出する。

これにより、コージェネレーション装置１０は、家屋１２における使用電力におおむね追従した発電出力で運転することができる。

一方、無線通信部５０は、通信成否判定部５８に接続されている。通信成否判定部５８では、無線通信部５０における、所定インターバルでの通信プロトコルの確立の結果の成功又は失敗を判定するようになっている。

通信成否判定部５８は、通信成否情報（所定インターバル毎の成否（二値信号））を通信制御部５２へ通知する。

通信制御部５２では、通信成否情報、及び取得した電力情報に応じた通信インターバル時間を設定する。ここで、通信インターバル時間は、通信成否情報、及び取得した電力情報の情報量によって、定められている。

一例として図５に示される如く、コージェネレーション装置１０は、調整情報として通信インターバル時間を記憶しており、通信成否情報、及び電力情報の情報量に応じて、通信インターバル時間を設定する。通信成否情報が成功であり、かつ電力情報として、複数種類の情報（以下、「複数の情報」という。）を取得した場合、通信インターバル時間は、「３０秒」が設定され、通信成否情報が成功であり、かつ電力情報として単一の情報を取得した場合、通信インターバル時間は、「１５秒」が設定される。また、通信成否情報が失敗であり、かつ複数の情報を取得しようとした場合、通信インターバル時間は、「６０秒」が設定され、通信成否情報が失敗であり、かつ単一の情報を取得しようとした場合、通信インターバル時間は、「２０秒」が設定される。

このように、コージェネレーション装置１０は、電力情報として、一度に複数の情報を取得しようとして失敗した後、電力情報を限定せずに、再度複数の情報を取得する場合、通信インターバル時間が３０秒から６０秒に延びてしまう。しかし、本実施の形態では、複数の電力情報を取得しようとして失敗した場合に、電力情報を限定して、すなわち、電力情報に含まれる複数の情報のうち単一の情報に限定して通信を再挑戦する。以下では、電流値、及び電力量を複数の情報として含む電力情報を取得しようとして失敗した場合に、電力情報を単一の情報である電流値のみに限定して通信を再挑戦する場合について、説明する。以下では、電力情報として電流値、及び電力値を一度に取得する状態を、通常状態という。通常状態において、電流値、及び電力値の取得に失敗した場合、コージェネレーション装置１０は、通常状態に比べて（失敗前に比べて）電力情報を限定して取得する。具体的には、コージェネレーション装置１０は、一度に取得していた複数種類の情報から単一の情報、例えば、電流値に限定し、通信を再挑戦する。以下では、単一の情報を取得する状態を、観察状態という。

図６に示される如く、コージェネレーション装置１０の無線通信部５０がスマートメータ３６から複数の情報として電流値、及び電力量を含む電力情報を取得する。正常に電力情報が取得できた場合、通信成否判定部５８は、通信が成功した旨を通信制御部５２に通知する。通信制御部５２は、通信インターバル時間として３０秒を設定し、通信インターバル時間が経過した後に、複数の電力情報を取得するように無線通信部５０に通知し、無線通信部５０はスマートメータ３６に複数の情報を要求する。

一方、無線通信部５０がスマートメータ３６から電力情報として複数の情報を取得しようとして、正常に電力情報が取得できなかった場合、通信成否判定部５８は、通信が失敗した旨を通信制御部５２に通知する。通信制御部５２は、通信インターバル時間として６０秒を設定し、通信インターバル時間が経過した後に、単一の情報として電流のみを取得するように無線通信部５０に通知し、無線通信部５０はスマートメータ３６に単一の情報を要求する。

また、無線通信部５０がスマートメータ３６から電力情報として単一の情報（例えば、電流値）を取得しようとして、正常に電力情報が取得できなかった場合、通信成否判定部５８は、通信が失敗した旨を通信制御部５２に通知する。通信制御部５２は、通信インターバル時間として２０秒を設定し、通信インターバル時間が経過した後に、継続して単一の情報として電流値を取得するように無線通信部５０に通知し、無線通信部５０はスマートメータ３６に単一の情報を要求する。

また、無線通信部５０がスマートメータ３６から単一の電力情報を取得しようとして、正常に電力情報が取得できた場合、通信成否判定部５８は、通信が成功した旨を通信制御部５２に通知する。通信制御部５２は、通信インターバル時間として３０秒を設定し、通信インターバル時間が経過した後に、複数の電力情報を取得するように無線通信部５０に通知し、無線通信部５０はスマートメータ３６に複数の情報を要求する。

すなわち、通信制御部５２では、電力情報の追従性を高くする手段として、電力情報が取得できなかった場合、電力情報の情報量を絞って、通信インターバルを短くする。例えば、電力情報を取得できなかった場合において、電力情報として複数の情報を取得しようとした場合、通信インターバル時間は、６０秒であるが、電力情報として単一の情報を取得しようとした場合、通信インターバルは２０秒となる。

つまり、電力情報を取得できなかった（通信状態が失敗である）場合において、電力情報の取得時間が４０秒短縮される。また、再び電力情報が取得できるようになった場合、インターバル時間に３０秒を設定して複数の情報を取得するように制御することによって、一定の頻度において電力情報を取得する場合と比較して、電力情報の追従性は向上する。

追従性が向上することで、コージェネレーション装置１０による発電量を、商用電源３４との組み合わせによる分散型電源として、より最適な出力とすることができる。

以下に本実施の形態の作用を図７のフローチャートに従い説明する。

図７は、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４で実行される、電力監視制御処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１８がＲＯＭ２２又は大規模記憶装置３０から電力監視制御プログラムを読み出し、実行することによって、図７に示す電力監視制御処理が実行される。図７に示す電力監視制御処理は、例えば、ユーザから電力監視制御プログラムの実行指示が入力された場合、電力監視制御処理が実行される。

ステップＳ１００において、ＣＰＵ１８は、通信成否情報が成功、かつ電力情報として複数の情報を取得した場合の通信インターバル時間（例えば、３０秒）を設定する。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１８は、通信インターバル時間が経過したか否かの判定を行う。通信インターバル時間が経過した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１０４に移行する。一方、通信インターバル時間が経過していない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＣＰＵ１８は、通信インターバル時間が経過するまで待機する。

ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１８は、電力情報として、電流値、電力値、及び電力量を含む複数の情報を取得する。

ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１８は、電力情報を取得できなかったか否かの判定を行う。電力情報を取得できなかった場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１０８に移行する。一方、電力情報を取得できた場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１８は、通信成否情報が失敗、かつ電力情報として複数の情報を取得しようとした場合の通信インターバル時間（例えば、６０秒）を設定する。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１８は、通信インターバル時間が経過したか否かの判定を行う。通信インターバル時間が経過した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１１２に移行する。一方、通信インターバル時間が経過していない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ＣＰＵ１８は、通信インターバル時間が経過するまで待機する。

ステップＳ１１２において、ＣＰＵ１８は、電力情報として、電流のみの単一の情報を取得する。

ステップＳ１１４において、ＣＰＵ１８は、電力情報を取得できたか否かの判定を行う。電力情報を取得できた場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１１６に移行する。一方、電力情報を取得できなかった場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１１８に移行する。

ステップＳ１１６において、ＣＰＵ１８は、処理を終了するか否かの判定を行う。処理を終了する場合（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、電力監視制御処理を終了する。一方、処理を終了しない場合（ステップＳ１１６：ＮＯ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１００に移行する。

ステップＳ１１８において、ＣＰＵ１８は、通信成否情報が失敗、かつ電力情報として単一の情報を取得しようとした場合の通信インターバル時間（例えば、２０秒）を設定する。

以上、本実施の形態によれば、通信制御部５２では、通信に失敗した場合に、電力情報の情報量を制限して、通信インターバル時間を短縮することによって、電力情報が追従性を高められる。

［第２実施形態］

第１実施形態では、複数の情報を含む電力情報を一度に取得しようとして失敗した場合に、電力情報を単一の情報に限定して、通信インターバル時間を短縮する形態について説明した。第２実施形態では、電力情報として複数の情報を順繰りに取得する途中で、何れかの情報の取得に失敗した場合に、電力情報を限定し、すなわち、複数の情報のうち単一の情報のみに限定して通信を再挑戦する形態について説明する。

なお、本実施の形態に係る家屋の概略図（図１参照）、及び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（図２参照）は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、本実施の形態に係る電力使用量等の遷移特性図（図３参照）、通信制御のための機能ブロック図（図４参照）、及び通信インターバル時間例を示す図（図５参照）は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図８に示される如く、第２実施形態では、コージェネレーション装置１０は、スマートメータ３６から電力情報として複数の情報を順繰りに取得する。ここで、例えば、コージェネレーション装置１０は、電力情報として電流値、及び電力値、及び電力量を順に取得する。以下では、電力情報として電流値、電力値、電力量を順に取得する状態を、通常状態という。通常状態において、電流値、電力値、又は電力量の取得に失敗した場合、コージェネレーション装置１０は、通常状態に比べて（失敗前に比べて）電力情報を限定して取得する。具体的には、コージェネレーション装置１０は、順繰りに取得していた複数種類の情報から単一の情報、例えば、電流値に限定し、通信を再挑戦する。以下では、単一の情報を取得する状態を、観察状態という。

以下に本実施の形態の作用を図９のフローチャートに従い説明する。

図９は、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４で実行される、電力監視制御処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１８がＲＯＭ２２又は大規模記憶装置３０から電力監視制御プログラムを読み出し、実行することによって、図９に示す電力監視制御処理が実行される。図９に示す電力監視制御処理は、例えば、ユーザから電力監視制御プログラムの実行指示が入力された場合、電力監視制御処理が実行される。なお、図９における図７に示す電力監視制御処理と同一のステップについては、図７と同一の符号を付して、その説明を省略する。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ１８は、取得する電力情報に優先順位（例えば、優先順位１位に電流、２位に電力値、３位に電力量等）を設定する。

ステップＳ１２２において、ＣＰＵ１８は、取得順に初期値（例えば、１）を設定する。

ステップＳ１２４において、ＣＰＵ１８は、通信成否情報が成功、かつ単一の情報を取得した場合の通信インターバル時間（例えば、１５秒）を設定する。

ステップＳ１２６において、ＣＰＵ１８は、電力情報として、取得順に応じた情報（例えば、取得順が１の場合、優先順位１位の電流）を取得する。

ステップＳ１２８において、ＣＰＵ１８は、電力情報を取得できなかったか否かの判定を行う。電力情報を取得できなかった場合（ステップＳ１２８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１３０に移行する。一方、電力情報を取得できた場合（ステップＳ１２８：ＮＯ）、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１３２に移行する。

ステップＳ１３０において、ＣＰＵ１８は、通信成否情報が失敗、かつ電力情報として単一の情報を取得しようとした場合の通信インターバル時間（例えば、２０秒）を設定する。

ステップＳ１３２において、ＣＰＵ１８は、取得順に１を加算し、ステップＳ１０２に移行する。ここで、取得順が取得する電力情報の種類の数を超えた場合、取得順に１を設定する。例えば、取得する電力情報が電流値、電力値、及び電力量の３つである場合において、取得順が４になった場合、取得順に１を設定する。

以上、本実施の形態によれば、通常状態において、複数の情報を順繰りに取得する一方、観察状態においては、通信が成功するまで単一の情報のみを取得する。これにより、複数の情報のうち、最優先される情報について、より早く取得できる。例えば、観察状態において、電流値を取得する場合、中性線に流れる電流値を抽出して、過電流をより早く検知できる。

上述した実施の形態によって電力情報の追従性が向上し、コージェネレーション装置１０と、商用電源３４とによる分散型電源として、最適な出力（コージェネレーション装置１０の最適な発電量）とすることができる。また、適正な通信インターバルによる電力情報取得により、一次エネルギー消費量の削減、二酸化炭素排出量の削減、エネルギーコストの削減が実現できる。

なお、本実施の形態では、電力情報として、電流値、電力値、及び電力量を取得する形態について説明した。しかし、これに限定されない。電力使用量、電気料金、逆潮流電力量等を取得してもよい。また、通信状態が観察状態において、電流値を取得する形態について説明した。しかし、これに限定されない。電圧、電力値、又は電力量を取得してもよいし、スマートメータ３６と通信を介して得られる情報であれば、如何なる情報であってもよい。

また、上述した実施の形態では、通信状態が観察状態において、電力情報を取得できなかった場合、通信インターバル時間経過した後に、繰り返し電力情報を取得する形態について説明した。しかし、これに限定されない。通信状態が観察状態において、所定の期間、又は所定の回数の間、電力情報を取得できなかった場合、電力情報を取得できない旨を通知してもよい。これにより、電力情報を追従できないことによる過電流等が発生を抑制される。

また、上述した実施の形態では、通信状態が観察状態において、電流値、及び電力値等の複数の情報を電流値の単一の情報に限定する、すなわち電力情報の種類の数を限定して取得する形態について説明した。しかし、これに限定されない。一回当たりの通信で取得する情報量を限定して取得してもよい。例えば、電力情報が取得できなかった場合、一回当たりの通信で取得する情報の容量を少なくして取得してもよい。これにより、一回当たりの通信の通信インターバル時間が速められ、一回当たりの通信で取得する情報の容量が一定である場合と比較してより追従性が向上する。

（変形例）

本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。

ここで、図１０に示される如く、変形例に係る家屋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。

ところで、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、ＨＥＭＳ６２の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、変形例では、コージェネレーション装置１０のコントローラ１４と、ＨＥＭＳ６２の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（Low Power Wide Area）等の通信手段を用いて、通信プロトコルを確立し、ＨＥＭＳ６２のＨＥＭＳコントローラ６４から電力情報を取得する。

ＨＥＭＳ６２の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。例えば、スマートメータ３６のＢルートの通信経路に電波障害が発生するような場合は、ＨＥＭＳ６２を設置し、そのＨＥＭＳコントローラ６４との間の通信を行うことで、通信成功率を向上させることができる。

なお、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とに限らない。例えば、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
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
５０ 無線通信部
５２ 通信制御部
５４ 電力情報取得部
５６ システム稼働制御部
５８ 通信成否判定部
６２ ＨＥＭＳ
６４ ＨＥＭＳコントローラ

Claims (8)

1. 商用電源を建物へ引き込むための電力引き込み線に接続されたスマートメータから電力情報を取得するための無線通信を、前記電力情報に応じて定められた周期で実行する通信部と、
   前記通信部による前記電力情報の取得に失敗した場合、失敗前と比べて前記電力情報を限定して、限定した前記電力情報に応じた周期で無線通信を実行するように、前記通信部を制御する通信制御部と、
   を備えた電力監視制御装置。
2. 前記通信部により取得される前記電力情報には、電力に関する複数の情報が含まれ、
   前記通信制御部は、前記電力情報の取得に失敗した場合、前記複数の情報のうち単一の情報に限定して、限定した単一の情報に応じた周期で無線通信を実行するように、前記通信部を制御する請求項１に記載の電力監視制御装置。
3. 前記通信制御部は、前記電力情報の取得に失敗するまでは、前記複数の情報に応じた周期で、前記複数の情報を一度に取得するように、前記通信部を制御し、
   前記電力情報の取得に失敗すると、前記複数の情報よりも小さい単一の情報に応じて短縮した周期で、前記単一の情報を取得するように、前記通信部を制御する請求項２に記載の電力監視制御装置。
4. 前記通信制御部は、前記電力情報の取得に失敗するまでは、前記複数の情報を順繰りに取得するように、前記制御し、
   前記電力情報の取得に失敗すると、次に前記電力情報の取得に成功するまでは、前記単一の情報を繰り返し取得するように、前記通信部を制御する請求項２に記載の電力監視制御装置。
5. 前記通信制御部は、前記限定した電力情報に応じた周期で実行した無線通信により、前記電力情報を取得できた場合、限定する前の電力情報に応じた周期で無線通信を実行するように、前記通信部を制御する請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電力監視制御装置。
6. 前記通信制御部は、前記電力情報を予め定められた期間に取得できない、又は予め定められた回数の無線通信で取得できない場合、前記電力情報を取得できない旨を通知する請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電力監視制御装置。
7. 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分散型電源の発電量を監視する請求項１〜請求項６の何れか１項に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項に記載の電力監視制御装置として動作させるための電力監視制御プログラム。

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