JP6434097B2 - 制御装置、制御システム、分電盤及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、需要家において電力を制御する制御システム及び制御方法、これらに用いる制御装置及び分電盤に関する。

近年、需要家に設けられる複数の機器を制御する制御システム（ＥＭＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が注目を浴びている（例えば、特許文献１）。このような制御システムでは、複数の機器を制御する制御装置が設けられる。

制御装置としては、住宅に設けられるＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ビルに設けられるＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、工場に設けられるＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、店舗に設けられるＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等が挙げられる。

特開２０１０−１２８８１０号公報

ところで、系統を上流とした場合において、上流電力ラインは、分電盤において、複数の下流電力ラインに分岐する。言い換えると、分電盤は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための分岐を有する。

上述した制御システムでは、下流電力ラインに接続された機器を制御装置が制御する技術が主として着目を集めており、機器の制御によって電力が管理されている。このように、機器の制御によって電力を管理すればよいと考えられているものの、電力管理の精度には、一層の向上が求められている。 そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる分電盤、制御装置、制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る制御装置は、需要家において電力を制御する。制御装置は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、前記複数の分岐の情報である分岐情報を受信する受信部と、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部とを備える。

第１の特徴において、前記分岐情報は、前記上流電力ラインの電圧の種別を示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、前記分電盤に設定されている定格容量を示す情報である。

第１の特徴において、前記上流電力ラインは、複数の電力ラインを含む。前記下流電力ラインは、前記複数の電力ラインの少なくとも一部に接続されている。前記分岐情報は、前記分岐によって分岐される下流電力ラインが接続される上流電力ラインを示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、前記複数の分岐の数を示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、使用状態の分岐の数を示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、使用状態の分岐を示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、分散電源に接続される下流電力ラインに上流電力ラインを分岐する分岐の有無を示す情報である。

第１の特徴において、前記分岐情報は、前記複数の分岐のうち、分散電源に接続される下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐を示す情報である。

第１の特徴において、前記受信部は、停電から復旧したタイミングで、前記分岐情報を受信する。

第１の特徴において、前記受信部は、前記上流電力ラインが切断された場合に、前記複数の分岐の全てについて、前記分岐が非使用状態であることを示す前記分岐情報を受信する。

第１の特徴において、前記受信部は、前記下流電力ラインが切断された場合に、切断された下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐について、前記分岐が非使用状態であることを示す前記分岐情報を受信する。

第１の特徴において、前記制御部は、使用状態の分岐によって分岐される下流電力ラインの電流値又は電力値の送信を前記分電盤に要求する。

第１の特徴において、前記制御部は、使用状態の分岐に接続された下流電力ラインの切断を前記分電盤に要求する。

第２の特徴に係る制御システムは、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤と、需要家において電力を制御する制御装置とを備える。前記分電盤は、前記制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信する送信部を備える。前記制御装置は、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部を備える。

第３の特徴に係る分電盤は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する。分電盤は、需要家において電力を制御する制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信する送信部を備える。

第４の特徴に係る制御方法は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤と、需要家において電力を制御する制御装置とを備える制御システムで用いる。制御方法は、前記分電盤から前記制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信するステップＡと、前記制御装置が、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御するステップＢとを備える。

本発明によれば、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる分電盤、制御装置、制御システム及び制御方法を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る需要家１０を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る分電盤２００を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る分電盤２００を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態に係るＨＥＭＳ３００を示すブロック図である。 図５は、第１実施形態に係るメッセージフォーマットの一例を示す図である。 図６は、第１実施形態に係るメッセージフォーマットの一例を示す図である。 図７は、第１実施形態に係る制御方法を示すシーケンス図である。 図８は、第１実施形態に係る制御方法を示すシーケンス図である。

以下において、本発明の実施形態に係る制御システム及び制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る制御装置は、需要家において電力を制御する。制御装置は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、前記複数の分岐の情報である分岐情報を受信する受信部と、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部とを備える。

実施形態では、制御装置は、複数の分岐の情報である分岐情報を分電盤から受信するため、分岐情報に応じて、分電盤の状態を把握することが可能である。これによって、分電盤の状態をユーザに提示することができる。或いは、需要家において電力を適切に管理することができる。このように、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる。

［第１実施形態］
（制御システム）
以下において、第１実施形態に係る制御システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係る制御システムを示す図である。第１実施形態では、制御システムは、需要家１０に設けられる。

需要家１０は、例えば、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよく、店舗であってもよい。

図１に示すように、需要家１０は、負荷１２０と、ＰＶユニット１３０と、蓄電池ユニット１４０と、燃料電池ユニット１５０と、貯湯ユニット１６０とを有する。需要家１０は、系統電力ライン３０を分岐する分電盤２００と、需要家１０において電力を制御するＨＥＭＳ３００とを有する。需要家１０は、ＨＥＭＳ３００から各種情報を収集するためのアプリケーションを搭載する通信端末４００を有していてもよい。

負荷１２０は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷１２０は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。負荷１２０は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。

ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１と、ＰＣＳ１３２とを有する。ＰＶ１３１は、分散電源の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽光発電装置（ＰｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）である。ＰＶ１３１は、発電されたＤＣ電力を出力する。ＰＶ１３１の発電量は、ＰＶ１３１に照射される日射量に応じて変化する。ＰＣＳ１３２は、ＰＶ１３１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＰＣＳ１３２は、電力線を介してＡＣ電力を分電盤２００に出力する。ＰＣＳ１３２は、系統電力ライン３０又は燃料電池ユニット１５０から入力されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換してもよい。

ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。

ＰＶユニット１３０は、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）法によって制御される。詳細には、ＰＶユニット１３０は、ＰＶ１３１の動作点（動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点）を最適化する。

蓄電池ユニット１４０は、蓄電池１４１と、ＰＣＳ１４２とを有する。蓄電池１４１は、分散電源の一例であり、電力を蓄積する装置である。ＰＣＳ１４２は、蓄電池１４１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。

燃料電池ユニット１５０は、燃料電池１５１と、ＰＣＳ１５２とを有する。燃料電池１５１は、分散電源の一例であり、燃料ガスを利用して電力を生成する装置である。ＰＣＳ１５２は、燃料電池１５１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。

燃料電池ユニット１５０は、負荷追従制御によって動作する。詳細には、燃料電池ユニット１５０は、燃料電池１５１から出力される電力が負荷１２０の消費電力に追従するように燃料電池１５１を制御する。

貯湯ユニット１６０は、電力を熱に変換して、熱を蓄積する装置である。具体的には、貯湯ユニット１６０は、貯湯槽を有しており、燃料電池１５１の運転（発電）によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯ユニット１６０は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。また、貯湯ユニット１６０は、バックアップ熱源を有しており、湯が不足した場合にバックアップ熱源を動作させて貯湯槽の水を温める。バックアップ熱源の熱は、電力またはガスによって生成する。

分電盤２００は、系統電力ライン３０に接続されており、系統電力ライン３０を複数の宅内電力ラインに分岐する。分電盤２００は、宅内電力ラインを介して、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０及び燃料電池ユニット１５０に接続されている。

ＨＥＭＳ３００は、上述したように、需要家１０において電力を制御する。具体的には、ＨＥＭＳ３００は、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０に信号線を介して接続されており、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する。ＨＥＭＳ３００は、負荷１２０の動作モードを制御することによって、負荷１２０の消費電力を制御してもよい。ＨＥＭＳ３００と機器とを接続する信号線は、無線であってもよく、有線であってもよい。

第１実施形態において、ＨＥＭＳ３００は、分電盤２００に信号線を介して接続されており、分電盤２００から各種情報を収集する。ＨＥＭＳ３００と分電盤２００とを接続する信号線は、無線であってもよく、有線であってもよい。

ＨＥＭＳ３００は、宅外通信網（例えば、広域通信網、移動通信網など）を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、系統から供給される電力の購入単価、ＰＶユニット１３０から系統へ逆潮流される電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報（以下、エネルギー料金情報）を格納する。

或いは、各種サーバは、例えば、負荷１２０の消費電力を予測するための情報（以下、消費エネルギー予測情報）を格納する。消費エネルギー予測情報は、例えば、過去の負荷１２０の消費電力の実績値に基づいて生成されてもよい。或いは、負荷１２０の消費電力のモデルであってもよい。

或いは、各種サーバは、例えば、ＰＶ１３１の発電量を予測するための情報（以下、ＰＶ発電量予測情報）を格納する。ＰＶ発電予測情報は、ＰＶ１３１に照射される日射量の予測値であってもよい。或いは、ＰＶ発電予測情報は、天気予報、季節、日照時間などであってもよい。

通信端末４００は、上述したように、ＨＥＭＳ３００から各種情報を収集するためのアプリケーションを搭載する。アプリケーションは、ＨＥＭＳ３００に各種指示を送信する機能を有していてもよい。通信端末４００は、例えば、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどである。通信端末４００は、需要家１０に設けられるルータを介して、ＨＥＭＳ３００に接続される。通信端末４００は、ＨＥＭＳ３００に有線で接続されてもよく、ＨＥＭＳ３００に無線で接続されてもよい。

（分電盤の構成）
以下において、第１実施形態に係る分電盤の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る分電盤２００を示す図である。

図２に示すように、分電盤２００は、本体ユニット２００Ａ及び計測ユニット２００Ｂを有する。本体ユニット２００Ａは、例えば、既存の分電盤と同様の構成を有する。計測ユニット２００Ｂは、例えば、既存の分電盤に新たに接続されるユニットであり、ＨＥＭＳ３００と通信を行う機能を有する。

具体的には、本体ユニット２００Ａは、系統電力ライン３０を複数の宅内電力ライン４０に分岐するための複数の分岐ユニット２１０を有する。第１実施形態では、ｎ個の分岐ユニット２１０が設けられている。図２において、添字（下付文字）は、各分岐ユニット２１０を識別するために付されている。

ここで、系統電力ライン３０は、系統電力ライン３０Ａ、系統電力ライン３０Ｂ及び系統電力ライン３０Ｃによって構成される。系統電力ライン３０は、上流電力ラインの一例である。宅内電力ライン４０は、宅内電力ライン４０Ａ及び宅内電力ライン４０Ｂによって構成される。宅内電力ライン４０は、下流電力ラインの一例である。

分岐ユニット２１０は、ブレーカ２１１、接続端子２１２（接続端子２１２Ａ及び接続端子２１２Ｂ）及びセンサー６０を有する。ブレーカ２１１は、系統電力ライン３０と宅内電力ライン４０との接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替える装置である。接続端子２１２Ａは、宅内電力ライン４０Ａを接続するための端子であり、接続端子２１２Ｂは、宅内電力ライン４０Ｂを接続するための端子である。

例えば、分岐ユニット２１０_１では、系統電力ライン３０Ｂが接続端子２１２Ａ（宅内電力ライン４０Ａ）と接続されており、系統電力ライン３０Ｃが接続端子２１２Ｂ（宅内電力ライン４０Ｂ）と接続される。一方で、分岐ユニット２１０_２では、系統電力ライン３０Ａが接続端子２１２Ａ（宅内電力ライン４０Ａ）と接続されており、系統電力ライン３０Ｂが接続端子２１２Ｂ（宅内電力ライン４０Ｂ）と接続される。

分岐ユニット２１０_１又は分岐ユニット２１０_２によって分岐される２本の宅内電力ライン４０は、負荷１２０に接続される。一方で、ＰＶユニット１３０などの分散電源は、３本の宅内電力ライン４０を必要とする。従って、分岐ユニット２１０_ｎ−３及び分岐ユニット２１０_ｎ−１によって分岐される３本の宅内電力ライン４０は、ＰＶユニット１３０などの分散電源に接続される。このようなケースでは、分岐ユニット２１０_ｎ−１の一方の接続端子（例えば、接続端子２１２Ｂ）には宅内電力ライン４０が接続されない。さらに、分岐ユニット２１０_ｎのように、宅内電力ライン４０が接続されないケースも考えられる。

第１実施形態において、各分岐ユニット２１０には、宅内電力ライン４０Ｂを流れる電流を検出して、検出された電流を計測ユニット２００Ｂに通知するセンサー６０が接続される。図２に示すように、センサー６０は、宅内電力ライン４０が接続されている分岐ユニット２１０毎に接続されることが好ましい。但し、複数の分岐ユニット２１０に対して、１つのセンサー６０が接続されてもよい。

計測ユニット２００Ｂは、宅内電力ライン４０に接続されるセンサー６０が接続されており、センサー６０を介して宅内電力ライン４０Ｂを流れる電流を計測する。計測ユニット２００Ｂは、計測された電流値及び宅内電力ライン４０Ｂの電圧に基づいて電力値を算出する。計測ユニット２００Ｂは、上述したように、ＨＥＭＳ３００と通信を行う機能を有しており、計測ユニット２００Ｂによって計測された電流値又は電力値をＨＥＭＳ３００に送信する。

（分電盤の機能）
以下において、第１実施形態に係る分電盤の機能について説明する。図３は、第１実施形態に係る分電盤２００を示すブロック図である。

図３に示すように、分電盤２００は、通信部２５０及び制御部２６０を有する。通信部２５０及び制御部２６０は、計測ユニット２００Ｂに設けられる。

通信部２５０は、宅内通信網（例えば、狭域通信網）を介して、ＨＥＭＳ３００と通信を行うモジュールである。例えば、宅内通信網を介して行われる通信は、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格に準拠する。第１実施形態において、通信部２５０は、複数の分岐ユニット２１０の情報である分岐情報を送信する送信部及び制御信号を受信する受信部を構成する。

第１実施形態において、分岐情報は、例えば、以下に示す情報である。

（Ａ）分岐情報は、使用状態の分岐（分岐ユニット２１０）によって分岐される宅内電力ライン４０の電流値又は電力値を示す情報である。

（Ｂ）分岐情報は、系統電力ライン３０（宅内電力ライン４０）の電圧の種別を示す情報である。例えば、分岐情報は、１００Ｖ／２００Ｖの別を示す情報である。

（Ｃ）分岐情報は、分電盤２００に設定されている定格容量（例えば、２０Ａ、４０Ａ等）を示す情報である。

（Ｄ）分岐情報は、分岐（分岐ユニット２１０）によって分岐される宅内電力ライン４０が接続される系統電力ライン３０を示す情報である。例えば、図２に示すように、系統電力ライン３０が三相の電力ラインによって構成される場合には、分岐情報は、系統電力ライン３０Ｂを中性線として、系統電力ライン３０Ａ及び系統電力ライン３０Ｃのいずれを分岐するかを示す情報である。

（Ｅ）分岐情報は、複数の分岐ユニット２１０の数（図２に示すケースでは、ｎ個）を示す情報である。

（Ｆ）分岐情報は、複数の分岐ユニット２１０のうち、使用状態の分岐ユニット２１０の数を示す情報である。

（Ｇ）分岐情報は、使用状態の分岐ユニット２１０を示す情報（例えば、分岐ユニット２１０に割り当てられた識別情報）である。

（Ｈ）分岐情報は、非使用状態の分岐ユニット２１０を示す情報（例えば、分岐ユニット２１０に割り当てられた識別情報）である。

（Ｉ）分岐情報は、分散電源（例えば、ＰＶユニット１３０）に接続される宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０の有無を示す情報である。

（Ｊ）分岐情報は、複数の分岐ユニット２１０のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０を示す情報（例えば、分岐ユニット２１０に割り当てられた識別情報）である。例えば、図２に示すケースでは、分岐情報は、分岐ユニット２１０_ｎ−３及び分岐ユニット２１０_ｎ−１を示す情報である。

第１実施形態において、分岐ユニット２１０が非使用状態であるケースとしては、例えば、以下に示すケースが考えられる。
（Ａ）ブレーカ２１１が分岐ユニット２１０に取り付けられていないケース
（Ｂ）宅内電力ライン４０が接続端子２１２に取り付けられていないケース
（Ｃ）系統電力ライン３０と宅内電力ライン４０との接続がブレーカ２１１によってＯＦＦにされているケース
（Ｄ）宅内電力ライン４０の電圧値が０Ｖであるケース
なお、ケース（Ａ）においては、分岐ユニット２１０にブレーカ２１１が取り付けられているか否かを検出するセンサ（例えば、メカニカルなスイッチ）が分岐ユニット２１０に設けられる。ケース（Ｂ）においては、宅内電力ライン４０が接続端子２１２に取り付けられているか否かを検出するセンサ（例えば、メカニカルなスイッチ）が分岐ユニット２１０に設けられる。ケース（Ｃ）においては、系統電力ライン３０と宅内電力ライン４０との接続のＯＮ／ＯＦＦ（ブレーカ２１１のＯＮ／ＯＦＦ）を検出するセンサ（例えば、メカニカルなスイッチ）が分岐ユニット２１０に設けられる。ケース（Ｄ）においては、上述したセンサー６０が宅内電力ライン４０の電圧を検出する機能を有していればよい。

第１実施形態において、通信部２５０は、停電から復旧したタイミング、設置工事完了後の初回起動のタイミング、或いはリセット処理が発生した直後のタイミングで、分岐情報を送信することが好ましい。

さらに、通信部２５０は、系統電力ライン３０Ｂが切断されたタイミング（すなわち、停電が発生じたタイミング）で、分岐情報を送信することが好ましい。このようなケースにおいて、分岐情報は、分岐ユニット２１０の全てについて、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かを示す情を含むことが好ましい。分岐情報は、複数の分岐ユニット２１０の数を示す情報を含んでもよい。同様に、分岐情報は、複数の分岐ユニット２１０のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０を示す情報を含んでもよい。

或いは、通信部２５０は、宅内電力ライン４０が切断された場合に、切断された宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０を示す情報を分岐情報として送信することが好ましい。すなわち、通信部２５０は、切断された宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０が非使用状態であることを示す情報を分岐情報として送信する。

或いは、通信部２５０は、宅内電力ライン４０が接続された場合に、接続された宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０を示す情報を分岐情報として送信することが好ましい。すなわち、通信部２５０は、接続された宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０が使用状態であることを示す情報を分岐情報として送信する。

制御部２６０は、分電盤２００を制御する。例えば、制御部２６０は、ＨＥＭＳ３００から受信する制御信号に応じて、上述したブレーカ２１１を制御することによって、系統電力ライン３０と宅内電力ライン４０との接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

（制御装置の機能）
以下において、第１実施形態に係る制御装置の機能について説明する。図４は、第１実施形態に係るＨＥＭＳ３００を示すブロック図である。

図４に示すように、ＨＥＭＳ３００は、宅内通信部３１０と、宅外通信部３２０と、制御部３３０とを有する。

宅内通信部３１０は、宅内通信網（例えば、狭域通信網）を介して、各種装置と通信を行う。例えば、宅内通信網を介して行われる通信は、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格に準拠する。

具体的には、宅内通信部３１０は、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０に対して、これらの機器を制御するための信号を送信する。宅内通信部３１０は、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０から、これらの機器が有する情報を受信する。例えば、宅内通信部３１０は、ＰＶ１３１の発電量を示す情報、蓄電池１４１の蓄電量を示す情報、燃料電池１５１の発電量を示す情報、貯湯ユニット１６０の貯湯量を示す情報を受信する。

宅内通信部３１０は、通信端末４００に対して、各機器から収集する情報を送信してもよい。例えば、宅内通信部３１０は、通信端末４００に対して、分岐情報を送信する。宅内通信部３１０は、通信端末４００から、各機器を制御するための信号を受信してもよい。例えば、宅内通信部３１０は、分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の切断／接続を指示する信号を受信してもよい。

第１実施形態において、宅内通信部３１０は、分電盤２００に対して制御信号を送信する。例えば、宅内通信部３１０は、使用状態の分岐ユニット２１０によって分岐される宅内電力ライン４０の電流値の送信を要求する制御信号を分電盤２００に送信する。或いは、宅内通信部３１０は、使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の切断を要求する制御信号を分電盤２００に送信する。或いは、宅内通信部３１０は、非使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の接続を要求する制御信号を分電盤２００に送信する。

宅外通信部３２０は、宅外通信網（例えば、広域通信網、移動通信網など）を介して、各種装置と通信を行う。宅外通信部３２０は、例えば、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報を、各種サーバから受信する。但し、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報は、予めＨＥＭＳ３００に記憶されていてもよい。

制御部３３０は、ＨＥＭＳ３００の動作を制御する。また、制御部３３０は、負荷１２０、ＰＶユニット１３０、蓄電池ユニット１４０、燃料電池ユニット１５０及び貯湯ユニット１６０を制御する。

第１実施形態において、制御部３３０は、使用状態の分岐ユニット２１０によって分岐される宅内電力ライン４０の電流値又は電力値の送信を分電盤２００に要求する。すなわち、制御部３３０は、非使用状態の分岐ユニット２１０によって分岐される宅内電力ライン４０の電流値又は電力値の送信を分電盤２００に要求しない。或いは、制御部３３０は、切断トリガの検出に応じて、使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の切断を分電盤２００に要求する。或いは、宅内通信部３１０は、接続トリガの検出に応じて、非使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の接続を分電盤２００に要求する。

特に限定されるものではないが、制御部３３０は、デマンドレスポンスの発生又は３０分デマンド値における電力逼迫状況の発生等に応じて、宅内電力ライン４０の切断／接続を分電盤２００に要求することが好ましい。すなわち、切断トリガは、デマンドレスポンス又は３０分デマンド値の状況等によって、系統電力ライン３０から供給される電力の使用量を制限する必要が生じた状態を検出することである。一方で、接続トリガは、系統電力ライン３０から供給される電力の使用量を制限する状態の解除を検出することである。或いは、切断トリガ及び接続トリガは、通信端末４００からＨＥＭＳ３００に対する指示（すなわち、ユーザ指示）であってもよい。

（メッセージフォーマットの一例）
以下において、分岐情報のメッセージフォーマットの一例について説明する。図５〜図６は、第１実施形態に係る分岐情報のメッセージフォーマットの一例を示す図である。ここでは、分岐情報は、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かを示す情報であり、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格に準拠する。

図５に示すように、一例として、分岐情報は、“ヘッダ”及び“ＯＮ／ＯＦＦ情報”によって構成される。“ヘッダ”は、メッセージの種別を示している。ここでは、ヘッダは、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かを“ＯＮ／ＯＦＦ情報”が示していることを表しているものとする。“ＯＮ／ＯＦＦ情報”は、分岐ユニット２１０と同数のビットによって構成されるビット列である。“１”は、分岐ユニット２１０が使用状態であることを示しており、“０”は、分岐ユニット２１０が非使用状態であることを示している。

このようなケースでは、“ＯＮ／ＯＦＦ情報”におけるビットの順序によって各分岐ユニット２１０を識別することができるため、分岐情報は、各分岐ユニット２１０を識別する識別情報を含まなくてもよい。

或いは、図６に示すように、分岐情報は、“ヘッダ”、“識別情報”及び“ＯＮ／ＯＦＦ情報”によって構成される。“ヘッダ”は、メッセージの種別を示している。ここでは、ヘッダは、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かを“ＯＮ／ＯＦＦ情報”が示していることを表しているものとする。“識別情報”は、分岐ユニット２１０を識別する情報である。“識別情報”は、複数の分岐ユニット２１０がグループ化されている場合において、分岐ユニット２１０のグループを示していてもよい。“ＯＮ／ＯＦＦ情報”は、“識別情報”によって識別される分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かを示す。

図５に示すメッセージフォーマット及び図６に示すメッセージフォーマットは、必要に応じて使い分けられてもよい。例えば、全ての分岐ユニット２１０について、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かをＨＥＭＳ３００に通知する必要がある場合には、図５に示すメッセージフォーマットが用いられる。一方で、個別の分岐ユニット２１０について、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かをＨＥＭＳ３００に通知する必要がある場合には、図６に示すメッセージフォーマットが用いられる。

図５及び図６では、分岐ユニット２１０が非使用状態であるか否かを示す情報について説明したが、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、ブレーカ２１１が分岐ユニット２１０に取り付けられているか否かを示すメッセージのフォーマットとして、図５又は図６に示すメッセージフォーマットが用いられてもよい。或いは、宅内電力ライン４０が接続端子２１２に取り付けられているか否かを示すメッセージのフォーマットとして、図５又は図６に示すメッセージフォーマットが用いられてもよい。或いは、系統電力ライン３０と宅内電力ライン４０との接続がブレーカ２１１によってＯＦＦにされているか否かを示すメッセージのフォーマットとして、図５又は図６に示すメッセージフォーマットが用いられてもよい。

さらに、図５又は図６に示すメッセージフォーマットは、（Ａ）使用状態の分岐（分岐ユニット２１０）によって分岐される宅内電力ライン４０の電流値又は電力値を示す分岐情報、（Ｄ）分岐（分岐ユニット２１０）によって分岐される宅内電力ライン４０が接続される系統電力ライン３０を示す分岐情報、（Ｅ）複数の分岐ユニット２１０の数（図２に示すケースでは、ｎ個）を示す分岐情報、（Ｇ）使用状態の分岐ユニット２１０を示す分岐情報、（Ｈ）非使用状態の分岐ユニット２１０を示す分岐情報、（Ｊ）複数の分岐ユニット２１０のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン４０に系統電力ライン３０を分岐する分岐ユニット２１０を示す分岐情報のメッセージフォーマットとして用いられてもよい。

（制御方法）
以下において、第１実施形態に係る制御方法について説明する。図７〜図８は、第１実施形態に係る制御方法を示すシーケンス図である。

第１に、電力値を要求する処理について説明する。図７に示すように、ステップＳ１０において、分電盤２００は、送信トリガを検出する。送信トリガは、例えば、停電の復旧、系統電力ライン３０Ｂの切断（例えば、停電の発生）、宅内電力ライン４０の切断、宅内電力ライン４０の接続である。

ステップＳ１１において、分電盤２００は、分岐情報をＨＥＭＳ３００に送信する。分岐情報は、上述したように、複数の分岐ユニット２１０のうち、使用状態の分岐ユニット２１０を示す情報である。或いは、分岐情報は、複数の分岐ユニット２１０のうち、非使用状態の分岐ユニット２１０を示す情報であってもよい。

ステップＳ１２において、ＨＥＭＳ３００は、電力値要求を分電盤２００に送信する。具体的には、電力値要求は、使用状態であることが判明した分岐ユニット２１０のうち、電力値を必要とする宅内電力ライン４０に対応する分岐ユニット２１０を特定する情報（分岐ユニット２１０に割り当てられるＩＤなど）と、特定した分岐ユニット２１０の宅内電力ライン４０の電力値の送信を要求する情報を有する所定のメッセージフォーマットの制御信号である。すなわち、ＨＥＭＳ３００は、使用状態の分岐ユニット２１０のうち、必要とする宅内電力ライン４０の電力値の送信を分電盤２００に要求する。

ステップＳ１３において、分電盤２００は、電力値要求によって要求された特定分岐ユニットの宅内電力ライン４０の電力値を、所定のメッセージフォーマットに則った応答信号を生成してＨＥＭＳ３００に送信する。

第２に、宅内電力ライン４０を切断／接続する処理について説明する。図８に示すように、ステップＳ２０において、ＨＥＭＳ３００は、切断トリガを検出する。切断トリガは、デマンドレスポンス発生又は３０分デマンド値における逼迫状況の発生等によって、系統電力ライン３０から供給される電力の使用量を制限する状態を検出することである。切断トリガは、通信端末４００からＨＥＭＳ３００に対する指示（すなわち、ユーザ指示）であってもよい。このとき、図７にて示した要領で、予め分電盤２００における分岐情報を取得しておくことが望ましい。

ステップＳ２１において、ＨＥＭＳ３００は、切断要求を分電盤２００に送信する。切断要求は所定のメッセージフォーマットに則って生成されており、使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の切断を要求する制御信号である。すなわち、ＨＥＭＳ３００は、使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の切断を分電盤２００に要求する。このとき、ＨＥＭＳ３００は、予め取得しておいた分岐情報に基づいて切断対象とするべき分岐ユニット２１０を特定し、特定された分岐ユニット２１０のＩＤ（識別情報）などを含めてもよい。

ステップＳ２２において、分電盤２００は、切断要求によって要求された宅内電力ライン４０を切断する。例えば、分電盤２００は、ブレーカ２１１の制御によって宅内電力ライン４０を切断する。特に分電盤２００は、切断対象とするべき分岐ユニット２１０のＩＤなどが制御信号に含まれていれば、対応する分岐ユニット２１０のブレーカ２１１を制御することによって宅内電力ライン４０を切断する。

ステップＳ２３において、ＨＥＭＳ３００は、接続トリガを検出する。接続トリガは、系統電力ライン３０から供給される電力の使用量を制限する状態の解除を検出することである。接続トリガは、通信端末４００からＨＥＭＳ３００に対する指示（すなわち、ユーザ指示）であってもよい。

ステップＳ２４において、ＨＥＭＳ３００は、接続要求を分電盤２００に送信する。接続要求は、非使用状態の分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の接続を要求する制御信号である。すなわち、ＨＥＭＳ３００は、非使用状態の分岐ユニット２１０を特定し、当該分岐ユニット２１０に接続された宅内電力ライン４０の接続を分電盤２００に要求する。或いは、ＨＥＭＳ３００は、ステップＳ２１において切断対象とした分岐ユニット２１０のＩＤなどを、接続を要求するための制御信号に含めることで、接続を要求する宅内電力ライン４０に対応する分岐ユニット２１０を指定してもよい。

ステップＳ２５において、分電盤２００は、接続要求によって要求された宅内電力ライン４０を接続する。例えば、分電盤２００は、ブレーカ２１１の制御によって宅内電力ライン４０を接続する。特に分電盤２００は、接続対象とするべき分岐ユニット２１０のＩＤなどが制御信号に含まれていれば、対応する分岐ユニット２１０のブレーカ２１１を制御することによって宅内電力ライン４０を接続する。

以上説明したように、ＨＥＭＳ３００は、複数の分岐ユニット２１０の情報である分岐情報を分電盤２００から受信するため、分岐情報に応じて、分電盤２００の状態を把握することが可能である。これによって、分電盤２００の状態をユーザに提示することができる。或いは、需要家１０において電力を適切に管理することができる。このように、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施形態では、通信端末４００は、宅内通信網を介してＨＥＭＳ３００と接続される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。通信端末４００は、宅外通信網を介してＨＥＭＳ３００と接続されてもよい。

実施形態では、宅内通信網を介して行われる通信がＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ規格に従って行われるケースについて主として説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。宅内通信網を介して行われる通信は、他の通信プロトコルに準拠していてもよい。

実施形態では、制御装置がＨＥＭＳ３００であるケースを例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。制御装置は、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよく、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよく、ＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に設けられていてもよい。

１０…需要家、３０…系統電力ライン、４０…宅内電力ライン、６０…センサー、１２０…負荷、１３０…ＰＶユニット、１３１…ＰＶ、１３２…ＰＣＳ、１４０…蓄電池ユニット、１４１…蓄電池、１４２…ＰＣＳ、１５０…燃料電池ユニット、１５１…燃料電池、１５２…ＰＣＳ、１６０…貯湯ユニット、２００…分電盤、２００Ａ…本体ユニット、２００Ｂ…計測ユニット、２１０…分岐ユニット、２１１…ブレーカ、２１２…接続端子、２５０…通信部、２６０…制御部、３００…ＨＥＭＳ、３１０…宅内通信部、３２０…宅外通信部、３３０…制御部、４００…通信端末

Claims (18)

1. 需要家において電力を制御する制御装置であって、
   上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、分岐情報を受信する受信部と、
   前記分岐情報に応じて、前記需要家において電力を制御する制御部とを備え、
   前記分電盤は、前記下流電力ラインを取り付け可能に構成された接続端子及び前記接続端子に接続されるブレーカが取り付け可能に構成されており、
   前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報を含み、
   前記非使用状態は、前記分電盤に前記ブレーカが取り付けられていない状態、前記接続端子に前記下流電力ラインが取り付けられていない状態、及び、前記ブレーカがオフである状態の少なくともいずれか１つの状態を含むことを特徴とする制御装置。
2. 前記分岐情報は、前記上流電力ラインの電圧の種別を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記分岐情報は、前記分電盤に設定されている定格容量を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記上流電力ラインは、複数の電力ラインを含み、
   前記下流電力ラインは、前記複数の電力ラインの少なくとも一部に接続されており、
   前記分岐情報は、前記分岐によって分岐される下流電力ラインが接続される上流電力ラインを示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 前記分岐情報は、前記複数の分岐の数を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
6. 前記分岐情報は、使用状態の分岐の数を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
7. 前記分岐情報は、使用状態の分岐を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
8. 前記分岐情報は、分散電源に接続される下流電力ラインに上流電力ラインを分岐する分岐の有無を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
9. 前記分岐情報は、前記複数の分岐のうち、分散電源に接続される下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐を示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
10. 前記受信部は、停電から復旧したタイミングで、前記分岐情報を受信することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の制御装置。
11. 前記分岐情報は、前記上流電力ラインが切断された場合に、前記複数の分岐の全てが前記非使用状態であることを示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
12. 前記分岐情報は、前記下流電力ラインが切断された場合に、切断された下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐が前記非使用状態であることを示す情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
13. 前記制御部は、前記使用状態の分岐によって分岐される下流電力ラインの電流値又は電力値の送信を前記分電盤に要求することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の制御装置。
14. 前記制御部は、前記使用状態の分岐に接続された下流電力ラインの切断を前記分電盤に要求することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の制御装置。
15. 前記分電盤は、前記分電盤に前記ブレーカが取り付けられているか否かを検出するセンサ、前記接続端子に前記下流電力ラインが取り付けられているか否かを検出するセンサ、及び、前記ブレーカがオフであるか否かを検出するセンサの少なくともいずれか１つのセンサを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の制御装置。
16. 上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤と、需要家において電力を制御する制御装置とを備える制御システムであって、
    前記分電盤は、前記制御装置に対して、分岐情報を送信する送信部を備え、
    前記制御装置は、前記分岐情報に応じて、前記需要家において電力を制御する制御部を備え、
    前記分電盤は、前記下流電力ラインを取り付け可能に構成された接続端子及び前記接続端子に接続されるブレーカが取り付け可能に構成されており、
    前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報を含み、
    前記非使用状態は、前記分電盤に前記ブレーカが取り付けられていない状態、前記接続端子に前記下流電力ラインが取り付けられていない状態、及び、前記ブレーカがオフである状態の少なくともいずれか１つの状態を含むことを特徴とする制御システム。
17. 上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤であって、
    需要家において電力を制御する制御装置に対して、分岐情報を送信する送信部を備え、
    前記分電盤は、前記下流電力ラインを取り付け可能に構成された接続端子及び前記接続端子に接続されるブレーカが取り付け可能に構成されており、
    前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報を含み、
    前記非使用状態は、前記分電盤に前記ブレーカが取り付けられていない状態、前記接続端子に前記下流電力ラインが取り付けられていない状態、及び、前記ブレーカがオフである状態の少なくともいずれか１つの状態を含むことを特徴とする分電盤。
18. 上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤と、需要家において電力を制御する制御装置とを備える制御システムで用いる制御方法であって、
    前記分電盤から前記制御装置に対して、分岐情報を送信するステップＡと、
    前記制御装置が、前記分岐情報に応じて、前記需要家において電力を制御するステップＢとを備え、
    前記分電盤は、前記下流電力ラインを取り付け可能に構成された接続端子及び前記接続端子に接続されるブレーカが取り付け可能に構成されており、
    前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報を含み、
    前記非使用状態は、前記分電盤に前記ブレーカが取り付けられていない状態、前記接続端子に前記下流電力ラインが取り付けられていない状態、及び、前記ブレーカがオフである状態の少なくともいずれか１つの状態を含むことを特徴とする制御方法。

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