JP6338893B2 - エネルギー管理システムとその制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、エネルギー管理システムにおける制御装置の負荷を軽減する技術に関する。

ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）は、各家庭の消費電力を監視、表示、および制御するシステムである。ＨＥＭＳにおいては、ＨＥＭＳコントローラ（ＨＥＭＳ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を介して、ＥＶ（電気自動車：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）あるいはＰＶ（太陽光発電：Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）などの電力機器、および電力系統などに接続される。ＰＣＳは各種の電力機器および電力系統の間で直流および交流の電力を調整する装置である。ＨＥＭＳコントローラは、監視のために常時各種電力機器の状態情報を取得したり、制御のために電力機器に制御情報を送ったりする。そのためにＨＥＭＳコントローラとＰＣＳの間では頻繁に通信が行われる。

しかしながら、ＨＥＭＳコントローラの通信負荷が高くなると、電力機器の制御などの処理レスポンスが悪化する恐れがある。例えば、ＥＶに対する充放電の制御が遅れて、満充電に到達したときに即座に充電を停止させることができなければ、過充電を起こす恐れがある。

これに対して、特許文献１には、ジョブを実行するサービスを提供するサービス提供者システムに対してジョブの実行依頼があったとき、そのジョブを所定時間だけ待機状態とし、所定時間が経過した後にジョブを投入するという技術が開示されている。この技術をＨＥＭＳコントローラに利用することにより、時間的に負荷を分散させることができる。

特開２００９−２７１７１８号公報

しかしながら、ＨＥＭＳコントローラは各家庭などにそれぞれ設置されるものである。そして、家庭毎に電力機器の構成や設置状況が異なり、取得すべき情報の項目数が異なることが想定される。またＨＥＭＳコントローラに用いられるコンピュータの処理能力（性能）にも差があることが想定される。そのため、特許文献１のように処理を所定時間だけ待機させるだけでは適切な負荷の制御にならないことがあり得る。

また、ここではＨＥＭＳの例を示しているが、同様のことがＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などの各種エネルギー管理システム（ｘＥＭＳ）にも言える。
本発明の目的は、エネルギー管理システムにおけるコントローラの負荷を適切に低減することを可能にする技術を提供することである。

本発明の一態様によるエネルギー管理システムは、電力の入力および出力の少なくとも一方を行う電力機器に接続され該電力機器が入力あるいは出力する電力を調整するとともに状態を計測する電力調整装置と、予め定められた周期で前記電力調整装置から計測された前記状態を表す状態情報を取得する電力調整制御装置を介して、接続されるエネルギー管理システム制御装置であって、データを記憶する記憶手段と、前記電力調整制御装置と通信を行う通信手段と、前記通信手段を用いて、設定されたタイミングで前記電力調整制御装置から、前記状態情報を取得して前記記憶手段に記録するとともに、任意のタイミングで前記電力調整制御装置を介して前記電力機器を制御する演算手段と、を有している。

本発明によれば、エネルギー管理システムにおけるコントローラの負荷を適切に低減することが可能となる。

本実施形態によるＨＥＭＳのブロック図である。 本実施形態によるＨＥＭＳコントローラ１１のブロック図である。 実施例１によるＨＥＭＳのブロック図である。 実施例２によるＨＥＭＳのブロック図である。 実施例２によるＨＥＭＳにおける情報取得の処理を示すフローチャートである。 ＰＣＳ制御装置２００の情報を取得する時刻が格納された取得時刻テーブルの一例を示す図である。 ＰＣＳ制御装置２００の情報を取得する間隔が格納された取得間隔テーブルの一例を示す図である。 実施例３によるＨＥＭＳのブロック図である。 実施例３によるＨＥＭＳにおける情報取得の処理を示すフローチャートである。 情報種別マスタテーブルの一例を示す図である。図１１は、閾値管理テーブルの一例を示す図である。 閾値管理テーブルの一例を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態によるＨＥＭＳのブロック図である。図１を参照すると、ＨＥＭＳは、ＨＥＭＳコントローラ１１、ＰＣＳ制御装置１２、ＰＣＳ１３、ＰＶ１４、充電スタンド１５、およびＥＶ１６を有している。

ＨＥＭＳは各家庭の消費電力を監視、表示、および制御するシステムである。家庭に太陽光発電など発電装置があれば、各家庭の発電電力の監視、表示、および制御もＨＥＭＳによって行われる。ＰＶ１４、充電スタンド１５、およびＥＶ１６はＨＥＭＳによる監視、表示、制御の対象となる。

ＰＶ１４は、太陽光により発電を行う電力機器である。ＰＶ１４で発電された電力はＰＣＳ１３を介して家庭内の電化製品あるいは電力系統へ供給される。ＥＶ１６は内蔵する蓄電池に蓄えた電力で走行する電気自動車である。ＥＶ１６への充電はＰＣＳ１３から充電スタンド１５を介して行われる。また、ＥＶ１６の蓄電池に蓄えた電力を充電スタンド１５およびＰＣＳ１３を介して家庭内の電化製品へ供給することもできる。ＥＶ１６への充電の開始および停止は充電スタンド１５およびＨＥＭＳコントローラ１１の両方から制御することができる。
まず、ＨＥＭＳを構成する各装置とその相互関係について概要を説明する。

ＰＣＳ１３は、ＰＶ１４、充電スタンド１５、ＥＶ１６などの電力機器に接続され、それらの電力機器が入出力する電力を調整するとともに、各電力機器が入出力する電力の状態を計測している。電力機器とＰＣＳ１３とが入出力する電力には直流電力と交流電力があるので、ＰＣＳ１３は直流と交流の変換も行っている。また、本実施形態では、発電を行うＰＶ１４が含まれているので、ＰＣＳ１３は、電力系統から家庭への方向と、家庭から電力系統への方向の両方向の電力の流れを扱うことができる双方向ＰＣＳである。

ＰＣＳ制御装置１２は、予め定められた周期で、ＰＣＳ１３から、電力機器の入出力する電力の計測値を状態情報として取得する。この周期は全ての家庭に共通であるとする。取得された状態情報はいったんＰＣＳ制御装置１２内に蓄積される。

ＨＥＭＳコントローラ１１は、ＨＥＭＳを制御するコントローラであり、予め設定されたタイミングでＰＣＳ制御装置１２から、状態情報を取得して記憶するとともに、任意のタイミングでＰＣＳ制御装置１２を介して電力機器を制御する。ＰＣＳ制御装置１２から状態情報を取得するタイミングを、各家庭のＨＥＭＳコントローラ１１に適切に設定することで、ＨＥＭＳコントローラ１１の処理負荷を適度に維持することが可能である。ＰＣＳ制御装置１２から状態情報を取得するタイミングは、例えば時間間隔（取得間隔）によって規定することにしてもよい。ＰＣＳ制御装置１２が各電力機器に対して行う制御に求められる遅延の限度と、ＰＣＳ制御装置１２にかかる負荷とを考慮して、その取得間隔を設定すればよい。

ＨＥＭＳコントローラ１１の構成例としては、ハードディスクドライブなどの記憶装置に格納されたソフトウェアプログラムをＲＡＭなどの揮発性メモリに呼び出し、ＣＰＵにより実行するコンピュータである。ＨＥＭＳコントローラ１１は、コンピュータが一般的に備えているキーボードやボタン類などの入力装置、ディスプレイなどの出力装置、演算を行う演算装置、閾値などの情報を管理する閾値管理テーブルを必要に応じて備える。

図２は、本実施形態によるＨＥＭＳコントローラ１１のブロック図である。図２を参照すると、ＨＥＭＳコントローラ１１は、基本的な構成として、記憶部２１、演算部２２、および通信部２３を有している。

記憶部２１は、データを記憶する記憶装置である。通信部２３は、ＰＣＳ制御装置１２と通信を行う通信装置である。演算部２２は、ＣＰＵがソフトウェアを実行することで機能する演算装置であり、通信部２３を用いて、設定されたタイミングでＰＣＳ制御装置１２から電力機器の状態情報を取得して記憶部２１に記録するとともに、任意のタイミングでＰＣＳ制御装置１２を介して電力機器を制御する。電力機器の制御は、ユーザによる操作入力に応じた制御と、電力機器の状態に基づいて自動的に行う制御とが含まれる。

本実施形態によれば、ＰＣＳ１３とＨＥＭＳコントローラ１１の間にＰＣＳ制御装置１２を設け、各家庭における電力機器の構成および設置状況と、各家庭におけるＨＥＭＳコントローラ１１の処理能力とを考慮して、ＨＥＭＳコントローラ１１が状態情報を取得するタイミングを設定できるので、ＨＥＭＳコントローラ１１にかかる負荷を適切に調整することができる。
続いて、各装置の動作の一例についてより詳しく説明する。

ＥＶ１６はＰＣＳ１３から充電スタンド１５を介して充電され、また充電スタンド１５を介してＰＣＳ１３に向けて放電するので、ＰＣＳ１３は、ＥＶ１６を充電している電力（ＥＶ充電電力）、ＥＶ１６が放電している電力（ＥＶ放電電力）を計測する。また、ＰＶ１４は発電した電力をＰＣＳ１３に供給するので、ＰＣＳ１３は、ＰＶ１４から供給されている電力を、ＰＶ１４が発電している電力（ＰＶ電力）として計測する。また、ＰＣＳ１３へは不図示の電力系統から電力が供給されるので、ＰＣＳ１３は、その電力（系統電力）を計測する。

ＰＣＳ制御装置１２は、ＰＣＳ１３で計測されたＥＶ１６、ＰＶ１４、および系統の電力情報（状態情報）を秒単位の周期（例えば１秒周期）でＰＣＳ１３から取得する。そして、ＰＣＳ制御装置１２は、ＰＣＳ１３から取得した電力情報をデータベースへ格納し保持する。
また、ＰＣＳ制御装置１２は、各電力の値から電力量を算出し、その電力量情報（状態情報）もデータベースに格納する。

ＨＥＭＳコントローラ１１は、予め設定された時間間隔（あるいは周期）でＰＣＳ制御装置１２から電力情報および電力量情報を取得し、自装置内のデータベースへ格納するとともに、リアルタイムで画面に表示する。また、ＨＥＭＳコントローラ１１は、取得した電力量情報に基づいて各電力機器への制御を決定し、ＰＣＳ制御装置１２およびＰＣＳ１３を介して各電力機器へ制御指示を送る。これら電力情報および電力量情報が上述した状態情報に相当する。

制御指示にはリアルタイム性が求められるものがある。例えば、ＥＶ１６への充電の停止は過充電を防止するためにリアルタイムで実行することが求められる。ここでは制御指示は、制御内容が決定されたら即座に送信されるものとする。
ここでＨＥＭＳにおける通信タイミングの一例について更に説明する。
ＨＥＭＳにおける通信には定期的な通信と不定期な通信がある。

定期的な通信として、ＰＣＳ１３とＰＣＳ制御装置１２の間では、一定周期（例えば一秒周期）でＰＣＳ１３から電力情報などの各種状態情報をＰＣＳ制御装置１２に送るための通信が行われている。この通信はＰＣＳ制御装置１２が主導し、ＰＣＳ１３に対してポーリングを行うことで起動される。

また定期的な通信として、ＰＣＳ制御装置１２とＨＥＭＳコントローラ１１の間では、比較的長い周期（例えば一分周期）でＰＣＳ制御装置１２から電力情報をＨＥＭＳコントローラ１１に送るための通信が行われている。この通信は、家庭内の電力消費の様子をＨＥＭＳコントローラ１１にて画面表示するための通信であり、ＰＣＳ制御装置１２が主導し、定期的にＨＥＭＳコントローラ１１にメッセージを送信する形で行われる。

また定期的な通信として、ＰＣＳ制御装置１２とＨＥＭＳコントローラ１１の間では、比較的短い周期（例えば一秒周期）でＰＣＳ制御装置１２から装置状態情報をＨＥＭＳコントローラ１１に送るための通信が行われている。この通信は、ＨＥＭＳコントローラ１１が各電力機器の状態を監視するための通信であり、ＰＣＳ制御装置１２が主導し、定期的にＨＥＭＳコントローラ１１にメッセージを送信する形で行われる。

一方、不定期の通信として、ＨＥＭＳコントローラ１１からのイベント起動によって発生するものがある。この通信は、ＨＥＭＳコントローラ１１が主導し、ＰＣＳ制御装置１２から定期的あるいは不定期に受信する装置状態情報に基づいてＰＣＳ制御装置１２、ＰＣＳ１３、ＰＶ１４、充電スタンド１５、あるいはＥＶ１６を制御するとき、またユーザがＨＥＭＳコントローラ１１に対して所定の操作を行ったときに起動される。例えば、ＥＶ１６が満充電になると、ＨＥＭＳコントローラ１１はＰＣＳ１３に充電の停止を指示する。

また、不定期な通信として、ＥＶ１６等の電力機器からのイベント起動によって発生するものがある。この通信は、ＥＶ１６等の電力機器が主導し、装置状態が変化したとき等に装置状態情報のメッセージを送信するという形で行われる。例えば、ＥＶ１６は満充電になるとその旨を、充電スタンド１５、ＰＣＳ１３、ＰＣＳ制御装置１２を介して、ＨＥＭＳコントローラ１１に通知する。また、ＥＶ１６は自身の故障を検知したときもＨＥＭＳコントローラ１１にその旨を通知する。また、充電スタンド１５の充電用ケーブルに接続された充電ガンがＥＶ１６に差し込まれたり、抜き取られたりした場合にも、その旨がＨＥＭＳコントローラ１１に通知される。

なお、ここでは、ＰＣＳ制御装置１２が、電力情報を一分周期で、装置状態情報を一秒周期でというように、状態情報の項目によって設定された周期で通知する例を示した。しかし、本処理がこの例に限定されることはない。他の例として、ＰＣＳ制御装置１２が項目によらず設定された同じ周期で全ての状態情報を通知することにしてもよい。

また、ここでは、ＰＣＳ制御装置１２が電力情報または装置状態情報をＨＥＭＳコントローラ１１に一定周期で送信する例を示した。しかし、本処理がこの例に限定されることはない。他の例として、ＰＣＳ制御装置１２が蓄積された電力情報または装置状態情報のデータ量に基づいて、それらの情報をＨＥＭＳコントローラ１１に通知するタイミングを決めることにしてもよい。
以上説明した本実施形態によるＨＥＭＳには様々な変形が可能である。

例えば、本実施形態のＨＥＭＳコントローラ１１における演算部２２は、複数項目の状態情報を項目毎に設定されたタイミングでＰＣＳ制御装置１２から取得するものであってもよい。状態情報の項目によって要求されるリアルタイム性が異なる。例えば、ＥＶ１６が満充電となると、過充電を防ぐために即座に充電を停止することが求められる。そのため、ＥＶ１６が満充電になったことを示す情報には高いリアルタイム性が要求される。そのような場合に、この例によれば、状態情報を取得するタイミングを項目毎に設定することができるので、必要なリアルタイム性を確保しながら、ＨＥＭＳコントローラ１１の負荷をより軽減することが可能である。

また、例えば、ＨＥＭＳコントローラ１１の演算部２２は、ＰＣＳ制御装置１２に蓄積された状態情報のデータ量を予測し、得られた予測データ量が所定のデータ量閾値を超えたときに、ＰＣＳ制御装置１２から状態情報を取得することにしてもよい。より具体的には、例えば、ＨＥＭＳコントローラ１１の演算部２２は、状態情報を前回取得してから現在までの経過時間と、ＰＣＳ制御装置１２における状態情報について単位時間当たりに増加する単位データの個数と、単位データの最大サイズとを乗算して得られる予測データ量（見積値）がデータ量閾値を超えたときに、ＰＣＳ制御装置１２から状態情報を取得することにしてもよい。この例によれば、データ量を予測し、予測データ量が閾値を超えたら、状態情報を取得するので、一度に取得する状態情報のデータ量を許容範囲内に抑えることができ、ＨＥＭＳコントローラ１１の処理負荷を効果的に抑制することができる。また、状態情報を前回取得してから現在までの経過時間と、ＰＣＳ制御装置１２における状態情報について単位時間当たりに増加する単位データの個数と、単位データの最大サイズとを乗算して予測データ量を算出するので、容易に予測データ量を見積もることができる。

そのとき、データ量閾値は、ＰＣＳ制御装置１２から状態情報を取得する処理が、演算部２２のＣＰＵの使用率が所定のＣＰＵ使用率閾値を上回ることがないような値に設定することにしてもよい。この例によれば、ＣＰＵ使用率が所定値を超えないように閾値を設定するので、ＨＥＭＳコントローラ１１の負荷を効果的に抑制することができる。

また、演算部２２は、状態情報を取得したら、取得した状態情報に基づいて単位時間当たりに増加する単位データの個数を更新することにしてもよい。この例によれば、実際に取得された状態情報のデータ量を予測にフィードバックし、予測を随時見直すことができる。

その際、演算部２２は、状態情報を前回取得してから現在までの経過時間が、予め設定された上限時間を超えたら、予測データ量がデータ量閾値を超えていなくても、ＰＣＳ制御装置１２から状態情報を取得することにしてもよい。この例によれば、データ量が増えなくても所定時間が経過したら状態情報を取得するので、負荷軽減とともにリアルタイム性の確保も維持できる。

また、ＥＶ１６などの電力機器は状態変化を自律的に送出する場合がある。例えば、満充電に達した旨が自律的にＥＶ１６から送出される。その場合に、例えば、ＰＣＳ１３は電力機器から自律的に送出された所定の状態変化を表す状態変化情報をリアルタイムでＰＣＳ制御装置１２に送り、ＰＣＳ制御装置１２はＰＣＳ１３からの状態変化情報をリアルタイムでＨＥＭＳコントローラ１１に送ることにしてもよい。そして、ＨＥＭＳコントローラ１１は状態変化情報に基づいて電力機器をリアルタイムで制御する。ＥＶ１６が満充電に達したのであれば、ＥＶ１６への充電を停止する制御指令をリアルタイムで送出することにすればよい。これによりリアリタイム性が要求される制御を迅速に実行することが可能となる。

また、本実施形態では、ＰＶ１４によって発電された電力を電力系統へ供給（売電）することが可能であるとし、ＰＣＳ１３は、電力系統から家庭への方向と、家庭から電力系統への方向の両方向の電力の流れを扱うことができるものとした。しかし、ＰＣＳ１３が電力系統へ電力を出力する機能を備えていない実施形態も可能である。例えば、ＨＥＭＳにＰＶ１４あるいはその他の発電装置がなければ、電力系統へ電力を出力することはない。このようにＰＣＳが双方向のものに限定されないことは、後述する各実施例においても同様である。
以下、より具体的な実施例について説明する。

図３は、実施例１によるＨＥＭＳのブロック図である。図３を参照すると、本実施例においてＨＥＭＳは、ＨＥＭＳコントローラ１００、ＰＣＳ制御装置２００、および双方向ＰＣＳ３００で構成されている。ＨＥＭＳには、ＰＶ５００および電力系統６００が接続され、また充電スタンド４５０経由でＥＶ４００が接続されている。

双方向ＰＣＳ３００とＥＶ４００は充電スタンド４５０を介してＥＶ充電電力およびＥＶ放電電力を入出力する。また、双方向ＰＣＳ３００へはＰＶ５００からＰＶ電力が入力する。また、双方向ＰＣＳ３００と電力系統６００は系統電力を入出力する。双方向ＰＣＳ３００では、通信部・制御部３０１がこれらＥＶ充電電力、ＥＶ放電電力、ＰＶ電力、系統電力を常時計測している。

ＰＣＳ制御装置２００は、双方向ＰＣＳ３００で計測されたＥＶ充電電力、ＥＶ放電電力、ＰＶ電力、系統電力を秒単位の周期（例えば１秒周期）で、双方向ＰＣＳ３００から取得する。このときＰＣＳ制御装置２００は双方向ＰＣＳ３００に対して周期的にポーリングを行うことにより、各電力情報を取得する。

ＰＣＳ制御装置２００は、双方向ＰＣＳ３００から取得した電力情報をデータ管理部２１０におけるＥＶ充電電力ＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）２１６、ＥＶ放電電力ＤＢ２１８、ＰＶ電力ＤＢ２１２、系統電力ＤＢ２１４へ格納し、保持する。また、ＰＣＳ制御装置２００は、データ管理部２１０によってＥＶ充電電力、ＥＶ放電電力、ＰＶ電力、および系統電力の情報をもとに、それぞれの電力量であるＥＶ充電電力量、ＥＶ放電電力量、ＰＶ電力量、および系統電力量を算出し、ＥＶ充電電力量ＤＢ２１５、ＥＶ放電電力量ＤＢ２１７、ＰＶ電力量ＤＢ２１１、系統電力量ＤＢ２１３にそれぞれ格納する。

ＨＥＭＳコントローラ１００は、ハードディスクドライブなどの記憶装置に格納されたプログラムをＲＡＭ１０２などの揮発性メモリに呼び出してＣＰＵ１０１によって実行することにより上述の各処理を行う。また、ＨＥＭＳコントローラ１００は、コンピュータが一般的に備えているキーボードや操作ボタンなどの各種入力部１０３、ディスプレイなどの出力部１０４、演算を行う演算装置、閾値を管理する閾値管理テーブルを備えている。

ＨＥＭＳコントローラ１００では演算部１０５が処理を行い、通信部１０９を介して通信を行う。演算部１０５にある制御指示部１０６が、予め設定された時間間隔で定期的に、ＰＣＳ制御装置２００からＥＶ充電電力、ＥＶ放電電力、ＰＶ電力、系統電力、ＥＶ充電電力量、ＥＶ放電電力量、ＥＶ電力量、系統電力量を取得し、記憶部１１０内のＰＶ電力量ＤＢ１１１、系統電力量ＤＢ１１３、ＥＶ充電電力量ＤＢ１１５、ＥＶ放電電力量ＤＢ１１７、ＰＶ電力ＤＢ１１２、系統電力ＤＢ１１４、ＥＶ充電電力ＤＢ１１６、ＥＶ充放電電力ＤＢ１１８へ格納する。なお、本実施例では、制御指示部１０６がＰＣＳ制御装置２００から各電力情報および電力量情報を取得する時間間隔は、ＨＥＭＳコントローラ１００毎に設定することができる。その時間間隔は、各家庭における電力機器の構成および設置状況と、各家庭におけるＨＥＭＳコントローラ１００の処理能力とを考慮して、各家庭のＨＥＭＳコントローラ１００毎に設定することができる。ただし、ＨＥＭＳコントローラ１００の中では全ての電力情報および電力量情報の項目に対して共通の時間である。
そして、制御指示算定部１０８は、ＥＶ充電電力量、ＥＶ放電電力量、ＰＶ電力量、系統電力量を基に制御指示を算出する。

また、画面表示部１０７は、取得されたＥＶ充電電力、ＥＶ放電電力、ＰＶ電力、系統電力をリアルタイムで画面に表示するとともに、現在までどの電力がどれだけ入力あるいは出力されたかという電力量の情報についても画面に表示する。
続いて、本実施例によるＨＥＭＳの動作について説明する。

ＥＶ４００、ＰＶ５００、電力系統６００の電力情報は双方向ＰＣＳ３００で計測される。ＰＣＳ制御装置２００は、双方向ＰＣＳ３００に蓄積されたＥＶ、ＰＶ、系統の電力情報を電力情報取得処理により秒単位の周期で取得し、電力情報更新処理により各電力機器の電力情報とその電力情報から算出した電力量情報とを保持する電力テーブルを更新する。

ＨＥＭＳコントローラ１００は、電力情報取得処理により、ＰＣＳ制御装置２００から電力情報と電力量情報を取得し、電力情報更新処理により、各機器の電力情報および電力量情報を保持する電力テーブルと電力量テーブルとを更新する。その際、ＨＥＭＳコントローラ１００による電力情報取得処理では、予め設定された周期（例えば１分周期）で、ＰＣＳ制御装置２００から各電力機器の電力情報と電力量情報が取得される。

そして、ＨＥＭＳコントローラ１００は、各電力機器の電力情報および電力量情報を基に、制御指示算出処理により、各電力機器への制御指示を算出する。また、ＨＥＭＳコントローラ１００は、電力情報表示処理により、ＰＣＳ制御装置２００から取得した各電力機器の電力情報と電力量情報を画面に表示する。その際、ＨＥＭＳコントローラ１００の電力情報取得処理および電力情報更新処理が適切な時間間隔をあけて実施されるように制御されているので、ＨＥＭＳコントローラ１００に異常な過負荷がかかるのが抑えられ、電力機器に悪影響が出るような制御指示算出処理の遅延が起こるのを抑制することができる。

実施例２は、ＨＥＭＳコントローラ１００が項目毎に予め設定された取得間隔でＰＣＳ制御装置２００から電力情報等を取得する例である。

図４は、実施例２によるＨＥＭＳのブロック図である。図４を参照すると、本実施例２のＨＥＭＳは、ＨＥＭＳコントローラ１００の記憶部１１０に更に取得間隔ＤＢ１２１および取得時刻ＤＢ１２２が備えられている点で図３に示した実施例１のＨＥＭＳと異なる。
ここでは、ＥＶ充電電力量の情報を例にＨＥＭＳコントローラ１００がＰＣＳ制御装置２００から情報を取得する様子について説明する。

図５は、実施例２によるＨＥＭＳにおける情報取得の処理を示すフローチャートである。ＨＥＭＳコントローラ１００の処理は主に制御指示算定部１０８によって行われる。図５を参照すると、まず、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＰＣＳ制御装置２００の情報取得時刻を取得する処理（処理２−１）において、ＰＣＳ制御装置２００の情報を取得する時刻の情報が格納された、取得時刻ＤＢ１２２の時刻テーブルＤ２−１から、取得情報種別がＥＶ充電電力量であるレコードを参照し、前回取得時刻と次回取得予定時刻を取得する。前回取得時刻は、ＨＥＭＳコントローラ１００がＰＣＳ制御装置２００から当該情報を前回取得した時刻である。次回取得予定時刻は、ＨＥＭＳコントローラ１００がＰＣＳ制御装置２００から当該情報を次回取得する予定の時刻である。

図６は、ＰＣＳ制御装置２００の情報を取得する時刻が格納された取得時刻テーブルの一例を示す図である。図６の例では、取得情報種別がＥＶ充電電力量であるレコードには、前回取得時刻１２：００：００と、次回取得予定時刻１２：３０：００が格納されているので、それらの情報が取得される。

次に、ＨＥＭＳコントローラ１００は、取得した前回取得時刻がＮＵＬＬか否か判定する。前回取得時刻がＮＵＬＬであれば、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＰＣＳ制御装置２００のＥＶ充電電力量の情報を取得する処理（処理２−２）において、ＰＣＳ制御装置２００のＥＶ充電電力量ＤＢ２１５にあるＥＶ充電電力量情報テーブルＤ２−２から、ＰＣＳ制御装置２００のＥＶ充電電力量の情報を取得する。これは未だ前回取得時刻が存在しない初回において即座に情報を取得する処理である。

一方、前回取得時刻がＮＵＬＬでなければ、ＨＥＭＳコントローラ１００は、取得した次回取得予定時刻と現在時刻とを比較する処理を、現在時刻が次回取得予定時刻に達するまで繰り返す。現在時刻が次回取得予定時刻に達すると、ＨＥＭＳコントローラ１００は、処理２−２において、ＰＣＳ制御装置２００のＥＶ充電電力量情報テーブルＤ２−２から、ＰＣＳ制御装置２００のＥＶ充電電力量の情報を取得する。

次に、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＥＶ充電電力量の情報を取得するための処理２−２のトライ回数が所定の閾値を超えたか否か判定する。処理２−２のトライ回数が閾値を超えていれば、ＨＥＭＳコントローラ１００は処理を終了する。一方、処理２−２のトライ回数が閾値を超えていなければ、ＨＥＭＳコントローラ１００は、処理２−２が正常に行われたか否か判定する。処理２−２が正常に行われていなければ、ＨＥＭＳコントローラ１００は、処理２−２に再びトライする。これは、ＨＥＭＳコントローラ１００からＰＣＳ制御装置２００から情報の取得に失敗しても複数回のトライを可能にする処理である。

処理２−２が正常に行われていれば、ＨＥＭＳコントローラ１００は、処理２−３により、取得間隔ＤＢ１２１にある取得間隔テーブルＤ２−３において、取得情報がＥＶ充電電力量であるレコードを参照し、コマンド発行間隔を取得する。コマンド発行間隔は、当該情報を取得する時間間隔を規定する設定値である。

図７は、ＰＣＳ制御装置２００の情報を取得する間隔が格納された取得間隔テーブルの一例を示す図である。図７の例では、取得情報種別がＥＶ充電電力量であるレコードには、コマンド発行間隔１８０００００ｍｓｅｃが格納されているので、その情報が取得される。

続いて、ＨＥＭＳコントローラ１００は、処理２−５において、現在時間にコマンド発行間隔を加算し、ＰＣＳ制御装置２００からＥＶ充電電力量を次回取得する予定時刻である次回取得予定時刻を算出する。

最後に、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＰＣＳ制御装置２００の取得時刻テーブルを更新する処理２−６において、取得情報種別がＥＶ充電電力量であるレコードの次回取得予定時刻を、処理２−５で算出した値に更新する。

実施例３は、ＨＥＭＳコントローラ１００が、ＰＣＳ制御装置２００に蓄積された情報のデータ量を予測し、予測結果に基づいて、ＰＣＳ制御装置２００から情報を取得するタイミングを決定する例である。

図８は、実施例３によるＨＥＭＳのブロック図である。図８を参照すると、本実施例３のＨＥＭＳは、ＨＥＭＳコントローラ１００記憶部１１０に更に情報種別マスタＤＢ１３１および閾値管理ＤＢ１３２が備えられている点で図３に示した実施例１のＨＥＭＳと異なる。
ここでは、ＥＶ充電電力量の情報を例にＨＥＭＳコントローラ１００がＰＣＳ制御装置２００から取得する様子について説明する。

図９は、実施例３によるＨＥＭＳにおける情報取得の処理を示すフローチャートである。ＨＥＭＳコントローラ１００の処理は主に制御指示算定部１０８によって行われる。図９を参照すると、まず、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＰＣＳ制御装置２００が双方向ＰＣＳ３００から取得したＥＶ充電電力量の情報のデータ量を算出する処理５−１において、閾値管理ＤＢ１３２にある閾値管理テーブルおよび情報種別マスタテーブルＤ５−１における対象の情報種別を持つレコードより、レコード最大長と、一秒間に増加するレコード数と、前回の情報取得時刻とを取得する。

図１０は、情報種別マスタテーブルの一例を示す図である。図１１は、閾値管理テーブルの一例を示す図である。図１０の情報種別マスタテーブルからはレコード最大長と、一秒間に増加するレコード数とが得られる。また、図１１の閾値管理テーブルからは情報別の閾値と、前回の情報取得時刻が得られる。

続いて、ＨＥＭＳコントローラ１００は演算部１０５によって、処理５−１で取得した情報と現在時刻とに基づき、前回の情報取得時点からＰＣＳ制御装置２００が蓄積している取得情報のデータ量の見積値（推定値）を算出する。レコード最大長と、一秒間に増加するレコード数と、前回の情報取得時点から現在までの経過時間とを乗算することにより、見積値は算出される。

さらに、ＨＥＭＳコントローラ１００は、算出した見積値と、予め登録されている閾値（図１１の情報別閾値）とを比較する。なお、閾値は、情報の取得とその情報に対する処理が集中することで、ＨＥＭＳコントローラ１００のＣＰＵ使用率が所定値まで達しないように設定すればよい。より具体的には、ＨＥＭＳコントローラ１００のＣＰＵ使用率が、制御指示などの処理に実質的な遅延が発生してしまう程のＣＰＵ使用率まで達しないように閾値を設定すればよい。取得する情報のデータ量とＣＰＵ使用率の関係は、例えば過去の実績から得ることができる。

ここではＣＰＵ使用率が７０％を超えるとＣＰＵ処理の遅延が大きくなる可能性があるため、ＨＥＭＳコントローラ１００のＣＰＵ使用率が７０％を超えないように閾値を設定することにする。

ここで、取扱う情報は、レコード最大長が５ＫＢであり、１秒間に増加するレコード数が２であるとすると、１秒間で取得情報のデータ量は（５×２）＝１０ＫＢだけ増加することになる。また、ここで、ＨＥＭＳコントローラ１００は、４０００ＫＢのＥＶ充電電力量の情報を取得しても、その処理においてＣＰＵ使用率が７０％以内に収まるものとする。更にここでは、ＨＥＭＳコントローラ１００は一分おきに見積値の算出を行うものとする。

そうすると、一分間に増加するデータ量は１０ＫＢ×６０秒＝６００ＫＢである。そこで閾値を３０００ＫＢに設定したとすると、ＰＣＳ制御装置２００に蓄積されるＥＶ充電電力量の情報のデータ量の最大値は最大でも（３０００＋１０×６０）＝３６００ＫＢとなり、４０００ＫＢ以内に収まる。そのためＣＰＵ使用率が７０％を越えることはない。また、一秒間に増加するレコード数が変化しなければ、ＨＥＭＳコントローラ１００がＰＣＳ制御装置２００からＥＶ充電量情報を取得するタイミングは最大で６分に一回程度の周期に収束することが想定される。

以上のように設定した閾値よりも見積値が小さければ、ＨＥＭＳコントローラ１００は処理５−１に戻り、再び演算部１０５にて見積値を算出する。一方、見積値が閾値に達していれば、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＰＣＳ制御装置２００から情報を取得する一連の処理に移行する。

一連の処理において、まずＨＥＭＳコントローラ１００は、処理５−３により、情報取得命令をＰＣＳ制御装置２００に送り、ＰＣＳ制御装置２００から情報（ここではＥＶ充電電力量）を取得し、実績データとしてＥＶ充電電力量ＤＢ１１５にログ情報として記録する。次に、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＥＶ充電電力量の情報を取得する処理のトライ回数が所定の閾値を超えたか否か判定する。トライ回数が閾値を超えていれば、ＨＥＭＳコントローラ１００は処理を終了する。

一方、トライ回数が閾値を超えていなければ、次に、ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＥＶ充電電力量の情報が正常に取得されているか否か判定する。ＥＶ充電電力量の情報が正常に取得されていなければ、ＨＥＭＳコントローラ１００は、処理５−３に戻り、ＥＶ充電電力量を取得する処理に再度トライする。

一方、ＥＶ充電電力量が正常に取得されていれば、ＨＥＭＳコントローラ１００は、閾値管理テーブルＤ５−３における、ＥＶ充電電力量に対応する情報取得時刻を現在時刻に更新する。

なお、本実施例においては、情報種別マスタテーブルに記録されている、一秒間に増加するレコード数は固定値であってもよく、逐次更新される可変値であってもよい。ＨＥＭＳコントローラ１００は、ＰＣＳ制御装置２００から実際に蓄積された情報を取得すると、前回情報を取得したときから実際に増加したレコード数を知ることができる。その値を用いて、情報種別マスタテーブルに記録されている値を更新してもよい。そのとき実際の最新の値を上書きすることでテーブルの値を更新してもよく、あるいは過去複数回の値から所定の演算によって更新する値を算出することにしてもよい。

一秒間に増加するレコード数を更新する場合には、情報取得時間間隔の上限時間を設定することにしてもよい。その場合、前回情報を取得してから現在までの秒数が上限時間に達したら、見積値が閾値に達していなくても、ＨＥＭＳコントローラ１００から１１ＰＣＳ制御装置２００から情報を取得することにしてもよい。そうすることで、双方向ＰＣＳ３００で情報が計測されてからＨＥＭＳコントローラ１００がそれを取得するまでの時間が一定以上にかかり過ぎるのを防ぐことができる。その場合、更に、項目ごとに上限時間を設定したり、しなかったりできてもよい。ある程度以内の遅延で取得する必要があるような重要な項目について遅延を一定時間内に抑えることが可能となる。

以上、実施形態および実施例について説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態または実施例に限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。例えば、これまでの説明ではＨＥＭＳを例示したが、本発明はＨＥＭＳに限定されるものではなく、ＦＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＣＥＭＳなどの各種エネルギー管理システム（ｘＥＭＳ）に広く適用することができる。

１００…ＨＥＭＳコントローラ、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、入力部１０３、出力部１０４、１０５…演算部、１０６…制御指示部、１０７…画面表示部、１０８…制御指示算定部、１０９…通信部、１１…ＨＥＭＳコントローラ、１１０…記憶部、１１１…ＰＶ電力量ＤＢ、１１２…ＰＶ電力ＤＢ、１１３…系統電力量ＤＢ、１１４…系統電力ＤＢ、１１５…ＥＶ充電電力量ＤＢ、１１６…ＥＶ充電電力ＤＢ、１１７…ＥＶ放電電力量ＤＢ、１１８…ＥＶ充放電電力ＤＢ、１２…ＰＣＳ制御装置、１２１…取得間隔ＤＢ、１２２…取得時刻ＤＢ、１３…ＰＣＳ、１３１…情報種別マスタＤＢ、１３２…閾値管理ＤＢ、１４…ＰＶ、１５…充電スタンド、１６…ＥＶ、２００…ＰＣＳ制御装置、２１…記憶部、２１０…データ管理部、２１１…ＰＶ電力量ＤＢ、２１２…ＰＶ電力ＤＢ、２１３…系統電力量ＤＢ、２１４…系統電力ＤＢ、２１５…ＥＶ充電電力量ＤＢ、２１６…ＥＶ充電電力ＤＢ、２１７…ＥＶ放電電力量ＤＢ、２１８…ＥＶ放電電力ＤＢ、２２…演算部、２３…通信部、３００…双方向ＰＣＳ、３０１…通信部・制御部、４００…ＥＶ、４５０…充電スタンド、５００…ＰＶ、６００…電力系統

Claims (7)

1. 電力の入力および出力の少なくとも一方を行う電力機器に接続され該電力機器が入力あるいは出力する電力を調整するとともに状態を計測する電力調整装置と、予め定められた周期で前記電力調整装置から計測された前記状態を表す状態情報を取得する電力調整制御装置を介して、接続されるエネルギー管理システム制御装置であって、
   データを記憶する記憶手段と、
   前記電力調整制御装置と通信を行う通信手段と、
   前記通信手段を用いて、設定されたタイミングで前記電力調整制御装置から、前記状態情報を取得して前記記憶手段に記録するとともに、任意のタイミングで前記電力調整制御装置を介して前記電力機器を制御する演算手段と、
   を有し、
   前記演算手段は、前記状態情報を前回取得してから現在までの経過時間と、前記電力調整制御装置における前記状態情報について単位時間当たりに増加する単位データの個数と、前記単位データの最大サイズとを乗算して得られる、前記電力調整制御装置に蓄積された状態情報のデータ量の見積値が所定のデータ量閾値を超えたときに、前記電力調整制御装置から前記状態情報を取得する、
   エネルギー管理システム制御装置。
2. 前記データ量閾値は、前記電力調整制御装置から前記状態情報を取得する処理が、前記演算手段のＣＰＵの使用率が所定のＣＰＵ使用率閾値を上回ることがないような値に設定される、請求項１に記載のエネルギー管理システム制御装置。
3. 前記演算手段は、前記状態情報を取得したら、取得した前記状態情報に基づいて前記単位時間当たりに増加する単位データの個数を更新する、請求項１に記載のエネルギー管理システム制御装置。
4. 前記演算手段は、前記状態情報を前回取得してから現在までの経過時間が、任意に設定された上限時間を超えたら、前記予測データ量が前記データ量閾値を超えていなくても、前記電力調整制御装置から前記状態情報を取得する、請求項３に記載のエネルギー管理システム制御装置。
5. 前記請求項１に記載のエネルギー管理システム制御装置と、
   電力の入力および出力の少なくとも一方を行う電力機器に接続され、該電力機器が入力あるいは出力する電力を調整するとともに状態を計測する電力調整装置と、
   予め定められた周期で前記電力調整装置から計測された前記状態を表す状態情報を取得する電力調整制御装置と、
   を有するエネルギー管理システム。
6. 前記電力調整装置は、前記電力機器から自律的に送出された所定の状態変化を表す状態変化情報をリアルタイムで前記電力調整制御装置に送り、
   前記電力調整制御装置は、前記電力調整装置からの前記状態変化情報をリアルタイムで前記エネルギー管理システム制御装置に送り、
   前記エネルギー管理システム制御装置は、前記状態変化情報に基づいて、前記電力機器を制御する、
   請求項５に記載のエネルギー管理システム。
7. 電力の入力および出力の少なくとも一方を行う電力機器に接続され該電力機器が入力あるいは出力する電力を調整するとともに状態を計測する電力調整装置と、予め定められた周期で前記電力調整装置から計測された前記状態を表す状態情報を取得する電力調整制御装置を介して、接続される制御装置によるエネルギー管理システム制御方法であって、
   前記状態情報を前回取得してから現在までの経過時間と、前記電力調整制御装置における前記状態情報について単位時間当たりに増加する単位データの個数と、前記単位データの最大サイズとを乗算して得られる、前記電力調整制御装置に蓄積された状態情報のデータ量の見積値が所定のデータ量閾値を超えたタイミングで前記電力調整制御装置から、前記状態情報を取得するステップと、
   任意のタイミングで前記電力調整制御装置を介して前記電力機器を制御するステップと、
   を有するエネルギー管理システム制御方法。

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