JPWO2012066651A1 - 電力管理システム及び電力管理方法 - Google Patents

Abstract

地域で生じる余剰電力を地域で消費させることにより、地域の電力を効率的に使用する。ＣＥＭＳ１０は、地域内の各需要家の装置ＨＥＭＳ２０、ＢＥＭＳ３０、ＦＥＭＳ４０、ＥＶ−ＥＭＳ５０等から電力の需要及び供給を示す情報を取得する。ＣＥＭＳ１０は、地域で発生する余剰電力を予測し、余剰電力の消費を促すためのインセンティブを算出し、各需要家にインセンティブを通知する。

Description

本発明は、電力管理システム及び電力管理方法に関する。

電力会社等の電力供給者から各需要家（個人住宅、ビルディング、工場等）に商用電源を供給するための経路及び電気設備を、電力系統と呼ぶ。従来は、一部の大規模需要家を除いて、各需要家は、電力系統からの商用電源のみを使用していた。

しかし、近年、いわゆる低炭素社会への対応が急がれており、太陽光発電、風力発電、ヒートポンプ、燃料電池等の、自然環境への負荷が少ない電源の普及が望まれている。それらの電源は各需要家毎に設けられるため、都市から離れた場所に設けられる従来の大規模発電所に対して、分散電源と呼ばれる（特許文献１，２）。

特開２００７−３３６７９６号公報 特開２００８−２７１７７７号公報

分散電源の普及率が低く、その発電量も比較的少なかった頃は、電力系統から供給される電力の消費量を抑制するために、分散電源が補助的に用いられていた。これに対し、近年では、分散電源の普及率も増大しており、かつ、その発電量も増加している。

従って、例えば、昼間の時間帯には、各需要家で消費される電力よりも各需要家で発電される電力の方が大きくなり、余剰電力が生じる場合がある。例えば、日中の住宅街等では、家族の一部が外出するため、その家の電力消費量は低下する。しかし、太陽光発電装置は、住人の有無とは無関係に発電する。太陽光発電装置の発電量が、その住宅の電力消費量を上回ると、余剰電力が生じる。

余剰電力は、電力供給者に売却することもできる。しかし、一般的に、自然エネルギを利用する分散電源は、発電量の変動が大きい。従って、電力系統が分散電源からの電力を受け入れるためには、変電設備及び配電網等を改善したり、または、補強したりする必要がある。各分散電源から電力系統に流れ込む電力量が変動すると、電力系統から各需要家に供給される電力の周波数が変動し、品質が低下するためである。

さらに、従来技術では、各需要家毎に分散電源を管理しており、ある需要家で余った電力を他の需要家に供給して消費させるのが難しい。

このように、従来技術では、地域内の各分散電源から出力される電力を有効に利用することができず、電力系統への売却も既存設備の許容範囲内に止められている。つまり、地域内の余剰電力は、無駄に捨てられることが多く、有効利用されていない。

一方、地域内で各分散電源の電力を有効に利用するためには、地域内の各需要家と電力系統とを接続する配電網の構成を把握する必要がある。例えば、発電量の多い家から電力消費量の多い家に、電力を融通するためには、配電網の構成が不可欠である。しかし、配電網の構成は、重要な極秘情報であるため入手は難しく、その管理も困難である。

そこで、本発明の目的は、所定区域での余剰電力を予測して、余剰電力量を低減させることができるようにした電力管理システム及び電力管理方法を提供することにある。本発明の他の目的は、所定区域内の余剰電力を低減し、かつ、需要家及び設備の位置と地図とに基づいて配電網の構成を推定できるようにした電力管理システム及び電力管理方法を提供することにある。発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。

上記課題を解決すべく、本発明に係る電力管理システムは、複数の需要家を含む所定区域毎に設けられる第１電力管理装置と、各需要家に設けられる第２電力管理装置とを含む電力管理システムであって、各第２電力管理装置は、各需要家での電力状態を監視して、電力状態を示す第２管理情報を第１電力管理装置に送信し、第１電力管理装置は、第各２管理情報に基づいて、所定区域における電力需要の総量及び発電量の総量を予測し、電力需要の総量と発電量の総量との差から所定区域における余剰電力量を算出し、余剰電力量を低減させるための情報を含む第１管理情報を作成し、第１管理情報を各第２電力管理装置に送信するようになっている。

「需要家」としては、例えば、個人住宅（戸建て住宅、集合住宅）、各種ビルディング、工場等を挙げることができる。「需要家」は、消費電力及び発電量を管理するための単位である。従って、需要家を電力管理単位と呼び変えることもできる。

「所定区域」とは、第１電力管理装置により管理される区域を意味する。例えば、共通の電線を介して電力系統に接続されている複数の需要家が存在する区域を、所定区域と定義することができる。

第１電力管理装置は、所定区域に少なくとも一つ設けられる。第２電力管理装置は、各需要家にそれぞれ設けられる。第１電力管理装置は、余剰電力を低減させるための情報を含む第１管理情報を、各第２電力管理装置に送信する。

「第２管理情報」は、例えば、各需要家の電力消費量及び発電量、各需要家の有する一つまたは複数の電気機器（電気的負荷）の状態、時刻等を含むことができる。各第２管理情報には予め優先度を対応付けてもよい。第１電力管理装置は、優先度に基づいて、各第２管理情報を処理することができる。

「第１管理情報」は、例えば、余剰電力の発生する時間帯及び発生量を示す情報、余剰電力を炭酸ガスの排出量に換算した情報、各需要家による余剰電力の消費を促すための所定情報等を含むことができる。所定情報としては、例えば、余剰電力を使用することにより付与されるポイントに関する情報、余剰電力が通常の電気料金よりも安く設定されていることを示す情報、余剰電力を消費することが地球環境に良い影響をもたらすことを示す情報等を挙げることができる。

各第２電力管理装置は、受信した第１管理情報をそのままで、または加工して、出力させてもよい。例えば、需要家に設けられるディスプレイ装置または音声出力装置等を介して、余剰電力の消費を促す情報を出力させてもよい。

第１電力管理装置は、各需要家の位置を示す需要家位置情報と、各需要家に電力を供給するための設備の位置を示す設備位置情報と、所定区域を含む地図の情報とに基づいて、設備と各需要家とを接続する配電網を予測することもできる。

第１電力管理装置は、各需要家に電力に関連する情報を提供可能な第３装置に接続されてもよい。第３装置は、各第２管理情報を監視するための監視条件を第１電力管理装置に設定することができる。第１電力管理装置は、各第２管理情報のうち監視条件に一致する情報があるか否かを監視し、監視条件に一致する第２管理情報を発見した場合は、第３装置に通知することができる。

本発明は、第１電力管理装置、または、電力管理方法として把握することもできる。さらに、本発明の構成の少なくとも一部は、コンピュータプログラムまたはハードウェア回路として実現できるであろう。コンピュータプログラムは、例えば、インターネットのような通信媒体、ハードディスクまたはフラッシュメモリデバイスのような記録媒体を介して、配布することができる。さらに、前記観点の組合せ以外の他の組合せも、本発明の範囲に含まれる。

図１は、電力系統と電力管理システムの全体を示す模式図である。 図２は、第１電力管理装置（ＣＥＭＳ）の機能構成と、第１電力管理装置と各第２電力管理装置（ＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＦＥＭＳ、ＥＶ−ＥＭＳ、地域発電／蓄電）との接続とを示す説明図である。 図３は、電力管理システムの物理的構成を示す全体図である。 図４は、ＣＥＭＳの構成を示す。 図５は、ＨＥＭＳを備える住宅の構成を示すブロック図である。 図６は、ＢＥＭＳを備えるビルディングの構成を示すブロック図である。 図７は、ＢＥＭＳを備える集合住宅の構成を示すブロック図である。 図８は、ＦＥＭＳを備える工場の構成を示すブロック図である。 図９は、ＥＶ−ＥＭＳを備える充電ステーションの構成を示すブロック図である。 図１０は、電力管理システムの機能構成を示す全体図である。 図１１は、ＣＥＭＳの一部を構成するＥＭＳ情報ハブの機能構成を示す説明図である。 図１２は、ＣＥＭＳの一部を構成する需要者側ＣＥＭＳアプリケーションの機能構成を示す説明図である。 図１３は、ＣＥＭＳの一部を構成する配電自動化システムの機能構成を示す説明図である。 図１４は、ＣＥＭＳの一部を構成する電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーションの機能構成を示す説明図である。 図１５は、ＣＥＭＳの一部を構成するＥＡＭアプリケーションの機能構成を示す説明図である。 図１６は、ＥＭＳ情報ハブの備える共通ＡＰＩの機能構成を示す説明図である。 図１７は、需要家及び設備の位置と地図とに基づいて配電網の構成を推測する様子を示す説明図である。 図１８は、地域内の需給バランスを予測してインセンティブ情報を作成する様子を示す説明図である。 図１９は、各需要家からＣＥＭＳに送信される需給情報の構成例を示す説明図である。 図２０は、ＣＥＭＳから各需要家に配信される計画情報の構成例を示す説明図である。 図２１は、ＣＥＭＳから各需要家に配信される二酸化炭素情報の構成例を示す説明図である。 図２２は、ＣＥＭＳの全体動作を示すフローチャートである。 図２３は、需要家側の装置から需給情報を送信する処理を示すフローチャートである。 図２４は、共通アダプタＩ／Ｆが優先度に応じて需給情報を処理する様子を示す模式図である。 図２５は、機器毎の優先度を管理するテーブルの一例を示す。 図２６は、需要家毎に優先度を管理するテーブルの一例を示す。 図２７は、共通データ処理機能が、サービス提供者等から設定される監視条件に基づいて需給情報を監視する様子を示す模式図である。 図２８は、共通データ処理機能が、アクセス制御を行う様子を示す模式図である。 図２９は、需要家側の装置が計画情報を受信した場合の処理を示すフローチャートである。 図３０は、電力の需給情報を表示する画面例である。 図３１は、二酸化炭素の排出量を表示する画面例である。 図３２は、余剰電力を消費することについてのインセンティブを表示する画面例を示す。 図３３は、需要家側で表示させる画面の他の例を示す。 図３４は、計測データを集約して保存する様子を示す模式図である。 図３５は、配電網情報を示す配電網テーブルの一例を示す。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、以下に詳述するように、所定区域に設けられる第１電力管理装置（ＣＥＭＳ１０）は、所定区域に存在する各需要家側の装置２０，３０，４０，５０，６０と通信し、所定区域での電力の需給バランスを予測する。第１電力管理装置は、需給バランスの予測結果から余剰電力を算出し、余剰電力の消費を各需要家に促す。これにより、所定区域で発電された電力を、その区域内で優先的に消費させることができ、いわゆる地産地消が実現する。

さらに、本実施形態では、後述のように、各需要家及び設備の位置情報と地図情報とに基づいて、所定区域の配電網の構成を予測できる。従って、各需要家間の接続状態を考慮して、ある需要家で生産された電力を他の需要家に供給等することができる。これにより、所定区域内の電力の需給をより細かく管理できる。

図１は、各区域毎の電力管理システムと電力系統との関係を模式的に示す全体構成図である。電力系統システム１は、発電所２，３で生成された電力を各需要家に供給するためのシステムであり、発電機能、変電機能、送電機能及び配電機能を含む。本実施例では、電力系統システム１は、交流電力を各需要家に供給する場合を説明する。しかし、交流電力を供給するシステムに代えて、直流電力を各需要家に供給するシステムでもよい。

集中電源２は、例えば、火力発電所、水力発電所、原子力発電所のような大規模発電所である。分散電源３は、例えば、比較的大規模な風力発電所または太陽光発電所あるいは太陽熱発電所等である。分散電源３は、系統側に属するため、系統側分散電源と呼ぶことができる。分散電源３は、比較的大規模な蓄電池３Ａを備える。風力発電機等で発電された電力を蓄電池３Ａに蓄えることにより、電力を有効に利用できる。

集中電源２及び分散電源３で生成された電力は、送電所４に送られて、所定の高電圧に昇圧される。送電所４は、蓄電池４Ａを備えることもできる。その蓄電池４Ａに、集中電源２または分散電源３からの電力の一部を蓄えることができる。

送電所４は、送電網６を介して、各配電用変電所５（１），５（２）に接続されており、高電圧の交流電力を各配電用変電所５（１），５（２）に供給する。送電網６は、一つまたは複数の変電所を備えることができるが、図１では省略している。

配電用変電所５（１），５（２）は、送電所４からの電力の電圧値を低下させて、各需要家に所定電圧の電力を供給する。特に区別しない場合は、配電用変電所５と呼ぶ。各配電用変電所５は、複数の電力供給線７を介して、各需要家に電力を供給する。

図１の例では、一方の配電用変電所５（１）は、複数の電力供給線７（１ａ），７（１ｎ）を備えている。他方の配電用変電所５（２）は、他の複数の電力供給線７（２ａ），７（２ｎ）を備えている。特に区別しない場合は、電力供給線７と呼ぶ。

各電力供給線７には、ＣＥＭＳ１０が一つずつ設けられる。具体的には、電力供給線７（１ａ）にはＣＥＭＳ１０（１ａ）が、電力供給線７（１ｎ）にはＣＥＭＳ１０（１ｎ）が、電力供給線７（２ａ）にはＣＥＭＳ１０（２ａ）が、電力供給線７（２ｎ）にはＣＥＭＳ（２ｎ）が、設けられている。特に区別しない場合、ＣＥＭＳ１０と呼ぶ。ＣＥＭＳ１０は「第１電力管理装置」に該当する。

図１に示すＨＥＭＳ（Home Energy Management System）２０、ＢＥＭＳ（Building and Energy Management System）３０、ＦＥＭＳ（Factory Energy Management
System）４０、ＥＶ−ＥＭＳ（Electric Vehicle-Energy Management System）５０は、各需要家に設けられる装置であり、「第２電力管理装置」に該当する。それら各装置２０，３０，４０，５０は、ＣＥＭＳ１０により管理される。なお、各需要家には、図３で後述するように、符号２００，３００Ａ，３００Ｂ，４００，５００が与えられる。

各電力供給線７は、所定区域毎に設けられる。例えば、所定の広さの地域をカバーするようにして電力供給線７が設けられる。一つの電力供給線７が担当する地域の広さを第１サイズとした場合、複数の電力供給線７を備える配電用変電所５が担当する地域の広さは、第１サイズよりも大きい第２サイズとなる。

電力供給線７毎にＣＥＭＳ１０が設けられるため、第１サイズの広さを有する第１地域は、例えば、ＣＥＭＳ担当地域と呼ぶことができる。配電用変電所５が担当する第２サイズの広さを有する第２地域は、例えば配電用変電所担当地域と呼ぶこともできる。

本実施例では、後述のように、ＣＥＭＳ１０により、第１地域で生じた電力をできるだけ第１地域内で消費させる。さらに、本実施例では、同一の配電用変電所５に接続されている電力供給線７同士で電力を融通することもできる。これにより、第２地域内で発生した電力を第２地域内で消費させることができる。つまり、一方の第１地域で余った電力を、共通の配電用変電所５の管理下にある他方の第１地域に供給することもできる。このように、本実施例では、管理地域の広さに応じた複数の段階で、再生可能エネルギを効率的に消費させる。

図２は、ＣＥＭＳ１０の主要な機能構成を模式的に示す。物理的構成は図３及び図４で後述する。本発明は、図２に示された構成に限定されない。図２は、実施例の理解のために用意されたもので、本発明の範囲を限定するものではない。なお、図２以外の他の図面も、本発明の範囲を限定しないことは明らかである。

ＣＥＭＳ１０は、所定地域（上述の第１地域）毎に設けられ、所定地域に属する各需要家での電力状態を管理する。電力状態には、発電の状態、及び／または、電力消費の状態が含まれる。

ＣＥＭＳ１０の詳細な機能構成は図１０で後述する。図２のＣＥＭＳ１０は、需給調整機能１１０と、ＥＭＳ情報制御ハブ機能１２０（図１０参照）と、を備える。ＥＭＳ情報制御ハブ機能１２０は、例えば、共通アダプタＩ／Ｆ１２１と、共通ＡＰＩ（Application Programming Interface）１２２と、共通データ処理機能１２３と、共通データ管理機能１２４と、データベース群１２５と、セキュリティ機能１２６とを備える。需給調整機能１１０は、図１０等では需要者側ＣＥＭＳアプリケーション１１０と呼ばれる。ＥＭＳ情報制御ハブ機能１２０は、図１０等ではＥＭＳ情報制御ハブ１２０と呼ばれる。

需給調整機能１１０は、ＣＥＭＳ１０の担当する第１地域で生じる余剰電力量を予測し、その余剰電力を少なくさせるための情報を作成する。需給調整機能１１０は、例えば、第１地域における電力需要及び電力供給を予測する機能と、第１地域における電力需要及び電力供給の実績値を管理する機能と、第１地域における二酸化炭素ガスの排出量を算出する機能と、余剰電力の消費に関するインセンティブを算出する機能と、算出されたインセンティブを各需要家に提示する機能と、を備える。

ＥＭＳ情報制御ハブ機能１２０は、各需要家側の装置２０，３０，４０，５０，６０から収集されるデータを処理し、保存し、必要に応じて外部に提供する。地域の発電または／及び地域の蓄電を行うステーション６０は、図３で後述する。

共通アダプタＩ／Ｆ１２１は、各需要家側の装置２０，３０，４０，５０，６０が有する共通アダプタＣＡと双方向通信するためのインターフェースである。共通アダプタＣＡの役割については、図１２で後述する。

共通ＡＰＩ１２２は、サービス提供者９０Ａまたはアプリケーション開発者９０Ｂのような外部業者と双方向通信するためのインターフェースである。ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、地域のＥＭＳに関するデータを外部業者９０Ａ，９０Ｂに提供する。サービス提供者９０Ａとアプリケーション開発者９０Ｂを、外部業者９０と呼ぶ場合がある。

外部業者９０としては、例えば、各需要家で使用されている各種製品の製造者または販売者、天候情報を提供する天気予報業者、電力に関する助言を行うコンサルタント会社、などを挙げることができる。

共通データ処理機能１２３は、各需要家側の装置２０，３０，４０，５０，６０等から取得したデータを、予め定義された共通データとして処理する。共通データ管理機能１２４は、共通データをデータベース群１２５に記憶させる。データベース群１２５は、第１地域のＥＭＳに関する各種情報を記憶する。

セキュリティ機能１２６は、ＣＥＭＳと各需要家側の装置２０，３０，４０，５０，６０等の通信の信頼性及び安全性を確保する。セキュリティ機能１２６は、通信相手を認証したり、通信内容を暗号化したりする。

図３は、電力管理システムの物理的構成を示す全体図である。先に配電網について説明する。送電網６には、配電用変電所５と高圧用変電所５Ｈとが接続されている。配電用変電所５は、例えば、数万キロボルトの交流電力を数千キロボルトの交流電力に変換して、各電力供給線７（１），７（２）に供給する。高圧用変電所５Ｈは、配電用変電所５の出力電圧よりも高い電圧の交流電力を生成し、高圧用の電力供給線７Ｈに供給する。以下、特に区別しない場合、電力供給線７と呼ぶ。

各電力供給線７には、例えば、区分開閉器７１と、自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）７２Ａと、静止型無効電力補償装置（ＳＶＣ：Static Var Compensator）７２Ｂと、電圧調整器７２Ｃとが設けられている。特に区別しない場合、電圧調整器７２と呼ぶ。図３の例では、高圧用の電力供給線７Ｈには電圧調整器７２Ｃが設けられており、電力供給線７（１）にはＳＶＲ７２Ａ及びＳＶＣ７２Ｂが設けられている。さらに、各電力供給線７間には、連系開閉器７３が設けられている。

区分開閉器７１は、電力供給線７を開閉するスイッチ回路である。ＳＶＲ７２Ａ及びＳＶＣ７２Ｂは、電圧を自動的に調整する回路である。連系開閉器７３は、各電力供給線７同士を接続したり、各電力供給線７間を遮断させたりするためのスイッチ回路である。連系開閉器７３を制御することにより、一方の電力供給線７に断線等が生じた場合でも、他方の電力供給線７から各需要家に電力を供給できる。

電力供給線７に設けられる各回路７１，７２Ａ，７２Ｂ，７３は、通信親局（ＲＴＵ：Remote Terminal Unit）７１０，７２０に接続されている。図１０で述べるように、通信親局７１０，７２０は、通信子局（ＦＴＵ：Feeder Terminal Units）７５０を介して、電力供給線７上の各回路７１，７２Ａ，７２Ｂ，７３に接続される。

一方の通信親局７１０は、通信線７１１を介して、高圧の電力供給線７Ｈに設けられている回路７２Ｃに接続される。他方の通信親局７２０は、通信線７２１を介して、電力供給線７（１）に設けられている回路７１，７２Ａ，７２Ｂと、電力供給線７（１）と電力供給線７（２）とを接続する連系開閉器７３とに接続される。さらに、他方の通信親局７２０は、他の通信線７２２を介して、電力供給線７（２）に設けられている回路７１と、電力供給線７（２）と電力供給線７Ｈとを接続する連系開閉器７３とに接続される。

各通信親局７１０，７２０は、ＣＥＭＳ１０に接続される。これにより、ＣＥＭＳ１０は、各回路７１，７２Ａ，７２Ｂ，７３の状態を遠隔監視することができる。

電力供給線７は、複数の柱上変圧器７４に接続されている。各需要家２００，３００Ａ，３００Ｂ，４００，５００の受電設備は、最寄りの柱上変圧器７４を介して、電力供給線７から電力が供給される。なお、全ての需要家が柱上変圧器７４を介して電力を受け取るとは限らない。例えば、地中に設けられた電力ケーブルが使用される場合もあるし、電力供給線７から直接電力を受け取る場合もあり得る。

図３には、複数種類の需要家、つまり、戸建て住宅２００と、ビルディング３００Ａと、集合住宅３００Ｂと、工場４００と、充電ステーション５００とが示されている。各需要家の構成はそれぞれ後述するが、簡単に説明すると、戸建て住宅２００は、ＨＥＭＳ及びスマートメータ（図中、ＳＭ）により、発電量及び電力消費量が管理されている。ビルディング３００Ａ及び集合住宅３００Ｂは、ＢＥＭＳ及びスマートメータにより、建物全体の発電量及び電力消費量と、建物に含まれる各区分の発電量及び電力消費量とが管理されている。工場４００は、ＦＥＭＳ及びスマートメータにより、発電量及び電力消費量が管理される。充電ステーション５００は、ＥＶ−ＥＭＳ及びスマートメータにより、発電量及び電力消費量が管理される。

スマートメータは、通信線８１０を介して、ＡＭＩ（Advanced Metering Infrastructure）の有するＭＤＭＳ（Meter Data Management System）８０に接続されている。ＣＥＭＳ１０は、ＭＤＭＳ８０に接続されており、ＭＤＭＳ８０を介して各需要家のスマートメータから発電量及び電力消費量に関するデータ（実測値）を取得する。

ＣＥＭＳ１０は、他の通信線８２０を介して、ＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＦＥＭＳ、ＥＶ−ＥＭＳに接続されている。ＣＥＭＳ１０は、他の通信線８２０を用いて、ＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＦＥＭＳ、ＥＶ−ＥＭＳから後述の需給情報を受信したり、後述の計画情報をＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＦＥＭＳ、ＥＶ−ＥＭＳに送信したりする。

配電用変電所５が担当する地域には、自然エネルギーを利用する分散電源（需要家側分散電源）６０を少なくとも一つ設けることができる。分散電源６０は、例えば、風力発電所６１と、蓄電所６２と、太陽光発電所６３を備えることができる。さらに、例えば、太陽熱発電所、ヒートポンプ等の装置を備えることもできる。蓄電所６２は、風力発電所６１及び太陽光発電所６３等で発電された、再生可能電力を蓄積する。蓄電所６２は、電気エネルギを、例えば、熱エネルギ等の他のエネルギに変換して蓄える構成でもよい。

ＣＥＭＳ１０は、地域に設けられた分散電源６０とも接続されており、分散電源６０の発電量及び蓄電量等を管理することができる。

図４は、ＣＥＭＳ１０の物理的構成を示す。ＣＥＭＳ１０は、複数のサーバ１１０１，１１０２，１２０１，１２０２，１２０３，１３０１，１３０２，１３０３，１４０１，１４０２と、複数のデータベース１１０３，１２０４，１２０５，１３０４，１３０５，１４０３等を備える。なお、図４中の「ＦＷ」はFireWallの略であり、「ＤＭＺ」はDeMilitarized Zoneの略である。ＣＥＭＳ１０は、外部のネットワークからの侵入を阻止しており、さらに、ＣＥＭＳ１０内にはセキュリティに配慮されたエリアが設けられている。安全なエリア内に、例えば、需給調整機能１１０とＥＭＳ情報制御ハブ機能１２０及び電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０（図１０参照）等を実現するためのサーバ及びデータベースの少なくとも一部が設けられる。

配電自動化ＡＰサーバ１３０１と、配電自動化ＤＢサーバ１３０２と、連携用ＤＢサーバ１３０３と、マスタＤＢ１３０４と、スレーブＤＢ１３０５とは、配電自動化システム１３０（図１０参照）を実現するための構成である。「ＡＰ」はアプリケーションの略であり、「ＤＢ」はデータベースの略である。

配電自動化ＡＰサーバ１３０１は、配電を自動的に制御するためのアプリケーションプログラムを提供する。配電自動化ＤＢサーバ１３０２は、配電を自動制御するためのデータベースを管理する。連携用ＤＢサーバ１３０３は、他のシステム（例えば、ＥＭＳ情報制御ハブ）との間でデータベースを連携させる。

マスタＤＢ１３０４は、例えば、現在の系統情報（ＳＭ及びＴＭ）と、設備情報と、負荷を記録した情報と、図形情報とを備える。ＳＶは、系統設備の監視データである。ＴＭは、系統設備の負荷を遠隔測定したデータである。設備情報とは、配電網に設けられている各種設備（系統側の設備）の情報である。図形情報とは、電力系統の配置等を示す情報である。

スレーブＤＢ１３０５には、マスタＤＢ１３０４で管理されているデータがコピーされている。紙面の都合上、スレーブＤＢ１３０５に記憶される情報名は、図４では省略されている。

Ｄ−ＥＭＳ ＡＰサーバ１４０１は、Ｄ−ＥＭＳ ＤＢサーバ１４０２と、スレーブＤＢ１４０３と共に、電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０を実現するための構成である。ここでＤ−ＥＭＳとは、電力供給者側ＣＥＭＳを指す。

Ｄ−ＥＭＳ ＡＰサーバ１４０１は、電力供給者側におけるＣＥＭＳアプリケーションを提供する。Ｄ−ＥＭＳ ＤＢサーバ１４０２は、スレーブＤＢ１４０３を管理する。スレーブＤＢ１４０３は、連携用ＤＢサーバ１３０２により管理されるスレーブＤＢ１３０５と、ハブＤＢサーバ１２０３で管理されるマスタＤＢ１２０４とに接続される。従って、スレーブＤＢ１４０３には、例えば、構成情報と、需給情報と、予測情報と、計画情報と、系統情報（ＳＭ、ＴＶ）とが記憶される。

構成情報とは、系統側の構成である配電網の構成と、各需要家内部の電気的構成とを含む情報である。本実施例では、後述のように、需要家の位置と設備の位置及び地図に基づいて、配電網の構成を予測できる。但し、電力供給者から配電網情報を取得できるのであれば、その配電網情報を使用してもよい。ここで、電力供給者から配電網情報を取得した場合の方がより好適である。需給のバランス調整（供給及び消費）は、物理的位置が近いかどうかよりも配電網上で近いもの同士で調整する方が、送電ロスの観点または／及び逆潮流の観点からみて望ましいからである。

需給情報とは、地域に存在する各需要家毎の電力消費量の実績値及び発電量の実績値と、その地域に関する電力系統システム１側の設備の発電量等を管理する情報である。

予測情報とは、地域全体の発電量及び電力消費量の予測値を示す。地域全体の発電量の予測値と地域全体の電力消費量の予測値との差は、余剰電力となる（予測発電量−予測電力消費量＝余剰電力）。

計画情報とは、地域の余剰電力を低減させるための計画を管理する情報である。構成情報と、需給情報と、予測情報と、計画情報とは、ハブＤＢサーバ１２０３で管理されるマスタＤＢ１２０４からコピーされる。系統情報は、連携用ＤＢサーバ１３０３で管理されるスレーブＤＢ１３０５からコピーされる。

需要家側ＣＥＭＳ ＤＢサーバ１１０１と、需要家側ＣＥＭＳ ＡＰサーバ１１０２と、スレーブＤＢ１１０３とは、需要家側ＣＥＭＳアプリケーション１１０（需給調整機能）を実現するための構成である。

需要家側ＣＥＭＳ ＤＢサーバ１１０１は、スレーブＤＢ１１０３を管理する。需要家側ＣＥＭＳ ＡＰサーバ１１０２は、需要家側のＣＥＭＳアプリケーションを提供する。スレーブＤＢ１１０３は、ハブＤＢサーバ１２０３で管理されるマスタＤＢ１２０４に接続されている。スレーブＤＢ１１０３には、マスタＤＢ１２０４から、構成情報と、需給情報と、計画情報と、天気情報と、地図情報等がコピーされる。

ハブフロントサーバ１２０１と、サービス向けフロントサーバ１２０３と、ハブＤＢサーバ１２０３と、マスタＤＢ１２０４と、スレーブＤＢ１２０５とは、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０を実現するための構成である。

ハブフロントサーバ１２０１は、各需要家と情報を交換するもので、共通アダプタＩ／Ｆ１２１を備えている。サービス向けフロントサーバ１２０２は、サービス提供者９０Ａまたはアプリケーション開発者９０Ｂと情報を交換するもので、共通ＡＰＩ１２２を備えている。ハブＤＢサーバ１２０３は、マスタＤＢ１２０４及びスレーブＤＢ１２０５を管理する。

マスタＤＢ１２０４は、スレーブＤＢ１４０３とスレーブＤＢ１１０３とに接続されている。マスタＤＢ１２０４は、例えば、構成情報と、需要家と設備及び地域のの需給情報と、予測情報と、計画情報と、天気情報と、地図情報と、需要家側の位置等を示す図形情報と、機器の型番を管理する情報（「機器＃」と表示）と、サービス情報とを記憶することができる。

機器型番とは、各需要家が有する電気機器（例えば、空調機、温水器、給湯器、冷蔵庫、テレビジョン）等を識別するための情報である。サービス情報は、各需要家に提供される各種サービスを管理するための情報である。

スレーブＤＢ１２０５は、連携用ＤＢサーバ１３０３で管理されるスレーブＤＢ１３０５に接続されている。スレーブＤＢ１２０５には、スレーブＤＢ１３０５から、設備情報と、設備の需給情報と、系統の図形情報とがコピーされる。

図５は、一般の戸建て住宅２００の電気的構成を模式的に示す。住宅２００には、ＨＥＭＳ２０と、スマートメータ２１と、メータ付き分電盤２２と、ＰＣＳ（Power Conditioning System）２３と、ＰＶ（PhotoVoltaic）２４と、バッテリ２５と、複数の電気機器２６Ａ−２６Ｈと、ＰＬＣ（Power Line Communications）２７とを備える。

ＨＥＭＳ２０は、住宅２００内の電力状態（発電と電力消費の両方の状態）を管理しており、ＣＥＭＳ１０と接続されている。ＨＥＭＳ２０は、例えば、マイクロプロセッサと、メモリと、通信インターフェースと、モニタディスプレイを含むマイクロコンピュータシステムとして構成することができる。以下に述べるＢＥＭＳ３０，ＦＥＭＳ４０，ＥＶ−ＥＭＳ５０も、マイクロコンピュータシステムとして構成される。

モニタディスプレイは、ＨＥＭＳ２０に一体化させてもよいし、ＨＥＭＳ２０とは別に形成してもよい。さらに、テレビジョン放送等を表示するディスプレイ装置をＨＥＭＳ２０のモニタディスプレイとして利用する構成でもよい。

スマートメータ２１は、電力系統システム１から購入した電力を計測するための買電電力計と、電力系統システム１に売却した電力を計測するための売電電力計と、図３のＭＤＭＳ８０と通信するための通信回路と、を備える。スマートメータ２１とＨＥＭＳ２０とが通信可能な構成でもよい。

メータ付き分電盤２２は、住宅２００の各部屋に電力を分配するための装置であり、漏電ブレーカ等を備える。分電盤２２は、ＨＥＭＳ２０に接続されている。

ＰＣＳ２３は、ＰＶ（太陽光発電装置）２４とバッテリ２５を制御する。ＰＣＳ２３は、分電盤２２に接続されている。さらに、ＰＣＳ２３は、ＨＥＭＳ２０にも接続されている。ＰＶ２４で発電された電力は、バッテリ２５に蓄積される。ＰＣＳ２３は、電圧変動が生じないように、バッテリ２５で蓄積された電力を住宅２００内の各機器２６Ａ−２６Ｈに供給したり、あるいは、スマートメータ２１を介して電力系統システム１に売電したりする。

さらに、住宅２００で発電された余分な電力は、同一のＣＥＭＳ１０で管理されている他の需要家に供給できる。または、複数のＣＥＭＳ１０が連携することにより、ある住宅で余った電力を、同一の配電用変電所５に属する他のＣＥＭＳ１０で管理されている他の住宅２００またはビルディング３００Ａ等に供給することもできる。

住宅２００内の電気機器としては、例えば、燃料電池２６Ａと、ヒートポンプ給湯機２６Ｂと、空調機２６Ｃと、冷蔵庫２６Ｄと、乾燥機２６Ｅと、ブラインド２６Ｆと、照明Ｓ６Ｇと、電気自動車（ＥＶ／ＰＨＶ）２６Ｈとを挙げることができる。

ブラインド２６Ｆは、電気モータ等のアクチュエータを備えており、手動または自動的に開閉する。電気自動車には、例えば、バッテリと電気モータだけで走行するＥＶ（Electric Vehicle）と、住宅２００の電気コンセントから充電可能なＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）とが含まれる。なお、電気自動車に限らず、電気自動二輪車等でもよい。

ＰＬＣ２７は、住宅２００内の電力配線を通信回線として利用し、ＨＥＭＳ２０と各機器２６Ａ−２６Ｈとを通信させるための装置である。

図６は、ビルディング３００Ａの電気的構成を模式的に示す。ビルディング３００Ａは、例えば、ＢＥＭＳ３０と、スマートメータ３１と、ＰＣＳ３２Ａと、ＰＶ３２と、ＰＣＳ３３Ａと、バッテリ３３と、各テナント毎の構成３４と、電力計測ユニット３６Ｂと、電気機器３７Ｂと、コントローラ３８Ｂと、を備える。

ビルディング３００Ａは、共通構成３１，３２，３２Ａ，３３，３３Ａ，３６Ｂ，３７Ｂ，３８Ｂと、ビルディングに入居している各テナント毎の個別構成３４とを備える。ＢＥＭＳ３０は、ビルディング３００Ａの共通構成及びテナント毎の個別構成のそれぞれについて、電力状態を管理する。

ＢＥＭＳ３０は、ビルディング内の電力状態を管理する。スマートメータ３１は、電力系統システム１からビルディング３００Ａに供給された電力の量（買電量）と、ビルディング３００Ａから電力系統システム１に供給された電力の量（売電量）とを計測する。スマートメータ３１は、ＭＤＭＳ８０に、電力量の情報を送信する。

ＰＶ制御用のＰＣＳ３２Ａは、ＢＥＭＳ３０からの指示に従って、ビルディング３００Ａの屋上等に設けられたＰＶ３２を管理する。バッテリ制御用のＰＣＳ３３Ａは、ＢＥＭＳ３０からの指示に従って、バッテリ３３を管理する。

ＰＶ３２で発電された電力は、バッテリ３３を介して、共通設備である機器３７Ｂまたは／及び各テナントの機器３７Ａに供給される。ビルディング３００Ａ内で消費できなかった余剰の電力は、電力系統システム１に売却できる。または、ビルディング３００Ａで余った電力は、同一のＣＥＭＳ１０で管理されている他の需要家に、または、共通の配電用変電所５に属する他のＣＥＭＳ１０で管理されている他の需要家に、供給することもできる。

各テナント毎の構成３４には、例えば、スマートメータ３５Ａと、電力計測ユニット３６Ａと、電気機器３７Ａと、コントローラ３８Ａとが含まれる。スマートメータ３５Ａは、テナントの消費電力量を計測して、ＭＤＭＳ８０に送信する。電力計測ユニット３６Ａは、各電気機器３７Ａ毎に設けられ、各電気機器３７Ａの消費電力（発電量を計測可能な構成でもよい）を計測する。各電力計測ユニット３６Ａは、各電気機器３７Ａの消費電力をＢＥＭＳ２０に送信する。

テナントの備える電気機器３７Ａとしては、例えば、空調機、照明、パーソナルコンピュータ及びコピーマシン等のオフィスオートメーション機器を挙げることができる。コントローラ３８Ａは、テナント内の各電気機器３７Ａを制御する。コントローラ３８Ａは、ＢＥＭＳ３０に接続されている。

ビルディングの共通設備である電気機器３７Ｂとしては、例えば、ヒートポンプ給湯機、冷凍機を挙げることができる。電力計測ユニット３６Ｂは、電気機器３７Ｂ毎に設けられており、各電気機器３７Ｂの消費電力を計測してＢＥＭＳ３０に送信する。コントローラ３８Ｂは、ビルディング３００Ａの共通設備である電気機器３７Ｂを制御する。コントローラ３８Ｂは、ＢＥＭＳ３０に接続されている。

図７は、集合住宅３００Ｂの電気的構成を模式的に示す。集合住宅３００Ｂは、図６で述べたビルディング３００Ａと共通する構成３０，３１，３２，３２Ａ，３３，３３Ａ，３６Ｂ，３７Ｂ，３８Ｂを備える。さらに、集合住宅３００Ｂは、図５で述べた住宅２００の構成も備える。集合住宅３００Ｂは、個人住宅の集合体だからである。集合住宅３００Ｂ内の各住宅２００は、各ＨＥＭＳ２０により管理される。集合住宅３００Ｂの共通構成３６Ｂ，３７Ｂ，３８ＢはＢＥＭＳ３０により管理される。

図８は、工場４００の電気的構成を模式的に示す。工場４００は、例えば、ＦＥＭＳ４０と、スマートメータ４１と、ＰＶ４２とＰＶ制御用ＰＣＳ４２Ａと、バッテリ４３と、バッテリ制御用ＰＣＳ４３Ａと、コジェネレータ４４と、生産設備に関する構成４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８と、工場内の環境に関する構成４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂとを、備えている。

ＦＥＭＳ４０は、工場４００の電力状態を管理する。スマートメータ４１は、電力系統システム１から工場４００に供給された電力量と、工場４００から電力系統システム１に供給した電力量とを計測し、ＭＤＭＳ８０に送信する。

ＰＣＳ４２Ａは、ＦＥＭＳ４０からの指示に従って、ＰＶ４２の動作を制御する。ＰＣＳ４３Ａは、ＦＥＭＳ４０からの指示に従って、バッテリ４３の動作を制御する。ＰＶ４２で発電された電力は、バッテリ４３を経由して、工場４００内の各機器４６Ａ，４６Ｂで消費させることができる。工場４００で余った電力は、共通のＣＥＭＳ１０で管理されている他の需要家に、または、共通の配電用変電所５に属する他の需要家に、供給することができる。

生産設備の構成を説明する。工場４００は、例えば、プレスマシン、シャーリングマシン、溶接機、射出成型機、包装機等の各種電気機器４６Ａを備える。電力計測ユニット４５Ａは、各電気機器４６Ａ毎に設けられている。各電力計測ユニット４５Ａは、各電気機器４６Ａの消費電力（発電量を計測可能な構成でもよい。以下同様）を計測して、ＦＥＭＳ４０に送信する。

コントローラ４７Ａは、各電気機器４６Ａを制御する。コントローラ４７Ａは、生産管理システム４８に接続されている。生産管理システム４８は、ＣＥＭＳ１０から通知された計画情報等に基づいて、コントローラ４７Ａに指示を与えることができる。

工場内の環境に関する構成を説明する。工場の環境に関する電気機器４６Ｂとしては、例えば、空調機、ボイラ、冷凍機、空気圧縮機等を挙げることができる。電力計測ユニット４５Ｂは、各電気機器４６Ｂ毎に設けられる。各電力計測ユニット４５Ｂは、各電気機器４６Ｂの消費電力を計測して、ＦＥＭＳ４０に送信する。

図９は、充電ステーション５００の電気的構成を模式的に示す。充電ステーション５００は、ＥＶ（ＰＨＶを含む）５７に充電するための施設である。充電ステーション５００は、例えば、ＥＶ−ＥＭＳ５０と、スマートメータ５１と、電力計測ユニット５２と、充電コンバータ盤５３と、ＰＶ５４Ａと、バッテリ５４Ｂと、ＰＣＳ５５と、急速充電端末５６Ａと、普通充電端末５６Ｂと、キオスク端末５８とを備える。

ＥＶ−ＥＭＳ５０は、充電ステーション５００の電力状態を管理する。スマートメータ５１は、電力系統システム１から充電ステーション５００に供給された電力量、及び、充電ステーション５００から電力系統システム１に供給した電力量を計測し、ＭＤＭＳ８０に送信する。

電力計測ユニット５２は、各充電端末５６Ａ，５６Ｂ等での電力量を計測し、ＥＶ−ＥＭＳ５０に送信する。

ＰＣＳ５５は、ＥＶ−ＥＭＳ５０からの指示に従って、ＰＶ５４Ａとバッテリ５４Ｂとを制御する。ＰＶ５４Ａにより発電された電力は、充電ステーション５００内で消費することができる。充電ステーション５００内の余った電力は、共通のＣＥＭＳ１０で管理されている他の需要家に、または、共通の配電用変電所５に属する他の需要家に、供給することができる。

充電コンバータ盤５３は、電力系統システム１またはバッテリ５４Ｂから供給された電力を、所定の高電圧を有する電力に変換して、急速充電端末５６Ａに供給するための装置である。充電コンバータ盤５３は、ＥＶ−ＥＭＳ５０に接続されている。

急速充電端末５６Ａは、普通充電端末５６Ｂよりも高い電圧でＥＶ５７のバッテリを充電する装置である。急速充電端末５６Ａを用いることにより、比較的短時間で、ＥＶ５７のバッテリ残量を所定量まで回復させることができる。普通充電端末５６Ｂは、例えば、電力系統システム１から供給される通常の電力で、ＥＶ５７のバッテリを充電する装置である。

キオスク端末５８は、急速充電端末５６Ａを制御するための情報端末である。キオスク端末５８は、例えば、利用者認証、充電料金の決済、充電端末５６Ａの保守、クーポン券の発行等を行う。急速充電端末５６Ａの使用状況は、キオスク端末５８からＣＥＭＳ１０を介して、地域内のユーザまたは地域外のユーザに通知することができる。

図１０は、電力管理システムの機能に着目した全体構成図である。ＣＥＭＳ１０は、例えば、需要者側ＣＥＭＳアプリケーション１１０と、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０と、配電自動化システム１３０と、電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０と、ＥＡＭアプリケーション１５０とを備える。

配電自動化システム（ＤＭＳ：Distribution Management System）１３０は、電力系統システム１から各需要家への電力供給を管理する。例えば、配電自動化システム１３０は、各需要家に供給される電力の電圧値が一定範囲に収まるように電圧を制御したり、障害の発生した設備を特定したりする。

配電自動化システム１３０は、ＲＴＵ７１０，７２０とＦＴＵ７５０とを介して、電力供給線７上の各回路（図１０ではＳＷと表示）７１，７２，７３に接続される。配電自動化システム１３０は、ＲＴＵ７１０，７２０等を介して、各区分開閉器７１，電圧調整器７２，連系開閉器７３等の状態を遠隔監視する。配電自動化システム１３０については、図１３で後述する。

各需要家側の管理装置２０，３０，４０，５０，５０Ｃ，６０は、通信線８２０を介して、ＣＥＭＳ１０に接続されている。さらに、各需要家側のスマートメータは、通信線８１０を介してＭＤＭＳ８０に接続されている。図１０では、ＨＥＭＳ２０がＭＤＭＳ８０に接続されているかのように示すが、実際には、スマートメータ２１がＭＤＭＳ８０に接続される。他の需要家についても同様に、それぞれのスマートメータが通信線８１０を介してＭＤＭＳ８０に接続される。ＭＤＭＳ８０は、配電自動化システム１３０に接続されており、各スマートメータからの情報を配電自動化システム１３０に送信する。

通信線８１０は、例えば、電柱７４Ａを介して各需要家のスマートメータに取り付けることができる。これに代えて、地中の通信ケーブルまたは無線通信を用いて、スマートメータとＭＤＭＳ８０を接続してもよい。

ＥＶセンタ５０Ｃは、複数のＥＶ５７を管理するための施設である。例えば、地域内のユーザは、ＥＶセンタ５０Ｃで管理されている複数のＥＶ５７を共同使用できる。

需要者側ＣＥＭＳアプリケーション１１０は、例えば、地域の電力需要及び発電量を予測して、余剰電力を算出し、余剰電力を低減させるための情報を生成する。需要者側ＣＥＭＳアプリケーション１１０については、図１１で後述する。

ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、例えば、ＣＥＭＳ１０で管理される情報（ＥＭＳ関連情報と呼ぶことができる）の流通等を制御する。ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、例えば、サービス提供者９０Ａまたは／及びアプリケーション開発者９０Ｂのような外部業者のサーバと接続することができる。さらに、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、他の地域を担当するＣＥＭＳ１０と接続することもできる。ＥＭＳ情報制御ハブ１２０については、図１２で後述する。

電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０は、例えば、電力系統システム１側の設備を管理する。電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０については、図１４で後述する。

ＥＡＭ（Enterprise Asset Management）アプリケーション１５０は、例えば、電力系統システム１側の各設備の保守等を担当する。ＥＡＭアプリケーション１５０については、図１５で後述する。

図１１は、需要者側ＣＥＭＳアプリケーション１１０の機能を示す。需要者側ＣＥＭＳアプリケーション１１０は、例えば、需給予測機能１１１と、需給バランス予測機能１１２と、二酸化炭素可視化機能１１３と、インセンティブ算出機能１１４と、インセンティブ可視化機能１１５と、需給実績管理機能１１６と、各ＤＢ１１７Ａ−１１７Ｇと、供給と需要を連携させる機能１１８とを備えている。

需給予測機能１１１は、需給実績機能１１６で管理される電力の需給実績と天気情報１１７Ｅとに基づいて、次サイクルにおける電力の需給を予測する。予測サイクルは、例えば、３０分程度に設定される。予測結果は、予測情報ＤＢ１１７Ｃに記憶される。ここで、電力の需給とは、電力需要と電力供給を示す。電力供給とは、地域に存在する各分散電源６０，２４，３２，４２，５４Ａから発電される電力である。

需給バランス予測機能１１２は、予測された電力需要と予測された電力供給のバランスを時間毎に予測する機能である。予測される電力需要と予測される電力供給とが一致する時間帯では、電力の需給がバランスしている。この場合、地域内の各需要家が必要とする電力は、その地域内の分散電源から供給されるため、電力系統システム１から電力供給を受ける必要はない。

予測される電力需要よりも、予測される電力供給の方が多い時間帯では、余剰電力が生じる。この場合は、余剰電力の消費を促すための計画情報を、余剰電力の生じる時間帯が始まる前に、地域内の各需要家に向けて配信する。

各需要家に余剰電力の消費を促してもなお余った電力は、配電用変電所５を介して他の地域の需要家に供給できる。あるいは、余剰電力の生じる時間帯では、分散電源を電力管理システムから切り離して、空運転させる構成でもよい。空運転とは、分散電源で発電された電力を使用せずに捨てることを意味する。あるいは、余剰電力を他の配電用変電所５に供給し、遠く離れた別の地域に供給する構成としてもよい。つまり、余剰電力を電力系統システム１に逆潮流させる構成でもよい。

二酸化炭素可視化機能１１３は、地域の電力状態に基づいて、その地域で排出される二酸化炭素の量を算出し、可視化する。地域内の分散電源は、その多くが再生可能な自然エネルギを利用している。従って、地域内の分散電源を多く消費する時間帯では、その地域から排出される二酸化炭素の量は少なくなる。これに対し、集中電源２は、石油または石炭等を消費するため、電力系統システム１からの電力を多く消費する時間帯では、その地域の二酸化炭素の排出量が増大する。二酸化炭素可視化機能１１３は、地域で排出される二酸化炭素の量を算出し、その値をグラフ化して各需要家に提示する。

インセンティブ算出機能１１４は、地域で生じた余剰電力を地域内の各需要家に積極的に消費してもらうためのインセンティブを算出する。インセンティブとしては、例えば、ポイントの付与を挙げることができる。指定された時間帯の余剰電力をより多く消費した需要家には、より多くのポイントが与えられる。そのポイントは、例えば、地域で共有するＥＶ５７を使用する権利として使ったり、電力系統システム１から購入した電力の代金に充てたりすることができる。

インセンティブ可視化機能１１５は、算出されたインセンティブに基づいて計画情報を作成する。計画情報とは、余剰電力の発生が予測される時間帯において、余剰電力の消費を促すための情報である。作成された計画情報は、計画情報１１７Ｄに記憶される。

需給実績管理機能１１６は、地域の電力需要及び電力供給の実績値を管理する。その需給実績のデータは、需給情報Ｔ１１７Ｂに記憶される。

構成情報１１７Ａは、各需要家の電気的構成を示す情報と、配電用変電所５から各需要家の受電設備に至るまでの配電網の構成を示す情報とを記憶する。各需要家の電気的構成は、ＣＥＭＳ１０による電力管理サービスに需要家が加入した場合に、その需要家から得ることができる。各需要家の電気的構成を示す情報には、各需要家で使用されている電気機器の種類と、電気機器の消費電力とを含めることができる。

配電網の構成は、その地域に電力を供給する電力供給者が許可するのであれば、その電力供給者から得てもよい。電力供給者の許可が得られない場合でも、本実施例では、各需要家の位置と、電力系統システム１側の設備の位置と、その地域を含む地図とに基づいて、その地域の配電網の構成を推定できる。

機器型番情報Ｔ１１７Ｇには、各需要家で使用されている電気機器を識別するための情報が記憶される。

供給と需要とを連携させる機能１１８は、例えば、意図的な停電または意図しない停電が生じた場合の処理、需要のピークをカットする処理等を行う。

図１２は、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０の機能を示す。上述の通り、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、ＥＭＳ関連情報の流通等を制御する。ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、ＣＥＭＳ１０内の各システム１１０，１３０，１４０，１５０と接続されている。さらに、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、ＣＥＭＳ１０の外部に存在する各需要家の装置２０，３０，４０，５０，６０等と、外部業者９０のサーバとにも接続されている。

ＥＭＳ情報制御ハブ１２０は、共通アダプタＩ／Ｆ１２１と、共通ＡＰＩ１２２と、共通データ処理機能１２３と、共通データ管理機能１２４と、複数のデータベース１２５Ａ−１２５Ｇと、セキュリティ機能１２６と、ハブ間連携機能１２７と、システム監視及びシステム運用の機能１２８を備える。

共通アダプタＩ／Ｆ１２１は、上述の通り、ＨＥＭＳ２０，ＢＥＭＳ３０，ＦＥＭＳ４０，ＥＶ−ＥＭＳ５０の有する共通アダプタＣＡと通信するための通信インターフェースである。

共通アダプタＩ／Ｆ１２１は、各管理装置２０，３０，４０，５０等の共通アダプタＣＡとの間でコネクションを確立し、通信状態を把握し、メッセージを受け渡し、トランザクションを管理する。さらに、共通アダプタＩ／Ｆ１２１は、フォーマット変換、データ項目及びデータ値の変換または翻訳、識別情報（ＩＤ）の変換等も行う。

共通アダプタＣＡは、需要者側の管理装置２０，３０，４０，５０等に設けられ、共通アダプタＩ／Ｆ１２１と通信する。共通アダプタＣＡは、需要家における電力の需給状態の実績値を管理装置から取得して、その実績値をＣＥＭＳ１０との間で取り決められた標準形式のデータに変換し、ＣＥＭＳ１０に送信する。

さらに、共通アダプタＣＡは、ＣＥＭＳ１０から計画情報を受信して、管理装置に送信する。さらに、共通アダプタＣＡは、通信先が正しいか否かを判断するための認証処理、データを暗号化する暗号化処理、暗号データを復号する復号化処理等も行う。

共通アダプタＣＡと共通アダプタＩ／Ｆ１２１とを用いることにより、各需要家の種類、及び、需要家で使用される電気機器の種類に影響されずに、ＣＥＭＳ１０と各需要家側との通信を行うことができ、かつ、将来の機能拡張にも容易に対応できる。

共通ＡＰＩ１２２は、外部業者９０に、共通のＡＰＩを提供する。これにより、外部業者９０は、ＥＭＳ関連情報の少なくとも一部を利用して、各需要家にサービスを提供することができる。外部業者は、共通ＡＰＩ１２２を利用することにより、より少ない工数で、アプリケーションまたはサービスを開発することができる。

共通データ処理機能１２３は、共通アダプタＩ／Ｆ１２１を介して各需要家から収集された各種の情報について、共通のデータ処理を実施する。共通のデータ処理には、例えば、異常値の監視処理がある。共通データ処理機能１２３は、予め設定された条件に基づいて、共通アダプタＩ／Ｆ１２１から受信したデータを検査し、異常なデータを発見した場合は警告を出力する。

つまり、共通データ処理機能１２３は、随時流れ込む多量の時系列データをリアルタイムでモニタリングし、迅速にイベントを検出する。イベント条件は複数設定することができ、かつ、変更可能である。イベント条件は、ＣＥＭＳ１０の管理者、外部業者９０、需要家が設定することができる。

イベントとしては、例えば、異常に多量の電力を消費している場合、通常値を超えた多量の電力が発電されている場合等がある。共通データ処理機能１２３でイベントを監視することにより、地域の異常（需要家での電気機器の故障等を含む）を早期に検出することができる。検出されたイベントに基づいて、例えば、火災の発生を予防したり、ＥＶセンタ５０Ｃでの犯罪を検出したりすることができる。従って、地域の電力管理だけでなく、地域の安全性向上にも寄与する。

共通データ管理機能１２４は、各需要家から時々刻々と集められる多量のデータを集約し、利用可能な形態で保持するためのデータモデルとデータ処理機能を提供する。共通データ管理機能１２４は、収集された多量のデータを、所定のデータベース１２５Ａ−１２５Ｇに格納して、保存する。ここでは、データベースを「情報」と呼ぶ。

機器型番情報Ｔ１２５Ａは、各需要家で使用される電気機器を識別するための情報を管理する。型番に限らず、識別情報（ＩＤ）でもよい。各電気機器を識別可能な情報であればよく、呼び名は特に問わない。

構成情報Ｔ１２５Ｂは、需要家側の電気的構成に関する情報と、地域の配電網の構成に関する情報とを管理する。

需給情報（需要家）１２５Ｃは、各需要家から取得される需給情報（電力の需要及び電力の供給を示す情報）を管理する。

予測情報１２５Ｄは、地域における電力の需要と電力の供給とを時間帯毎に予測した結果を管理する。電力需要と電力供給の予測には、例えば、実績値、天気、インセンティブの有効度、需要家側の構成変化等を考慮することができる。

天気情報１２５Ｅは、地域の過去の天気及び将来の予報とを管理する。天気に関する情報は、気象予報業者等から得ることができる。

図形情報（需要家）１２５Ｆは、地域の各需要家の位置を管理する。

サービス情報１２５Ｍは、各需要家に提供されるサービスの内容等を管理する。

設備情報１２５Ｌは、電力系統システム１側の設備（変圧器、蓄電池、発電機等）に関する情報を管理する。

需給情報（設備）１２５Ｋは、電力系統システム１側の設備に関する電力の需給情報を管理する。

計画情報１２５Ｊは、余剰電力を消費させるためのインセンティブを含む計画情報Ｄ２０（図２０参照）を管理する。

地図情報１２５Ｈは、地域の地図を管理する。二次元の地図でもよいし、三次元の地図でもよい。さらに、交通量等の関連情報を含めてもよい。

図形情報（設備）１２５Ｇは、電力系統システム１側の設備の位置を管理する。

時系列データは、日々多量に発生するため、そのままの形式で保存すると、多量のストレージ装置が必要となる。そこで、後述のように、所定期間内のデータは、時系列データとして保存しておき、所定期間が経過した後のデータは圧縮して保存してもよい。

セキュリティ機能１２６は、ＣＥＭＳ１０で取り扱うデータ（情報）の安全を確保する機能である。ＣＥＭＳ１０で取り扱われる電力の需給情報等は、需要家のプライバシー、個人情報、財産に関わる重要な情報である。従って、正当な権限の無い第三者に漏れたり、改ざんされたりしないようにしなければならない。

そこで、セキュリティ機能１２６は、データの暗号化及び復号化、通信相手先の認証、等を行う。

ハブ間連携機能１２７は、他のＣＥＭＳ１０と連携するための機能である。各ＣＥＭＳ１０は、ハブ間連携機能１２７を介して情報を交換することができる。その情報交換に基づいて、各ＣＥＭＳ１０間で余剰電力を融通しあうこともできる。

システム監視及びシステム運用の機能１２８は、例えば、データベースを追加したり、データベースのバックアップを作成したりするための機能である。

図１３は、配電自動化システム１３０の機能を示す。配電自動化システム１３０は、例えば、オンライン配電アプリケーション１３１と、オフライン配電アプリケーション１３２と、基本ＳＣＡＤＡ機能１３３と、通信インターフェース１３４と、各データベース１３５Ａ−１３５Ｅとを備える。

オンライン配電アプリケーション１３１は、例えば、事故の復旧操作を行う機能１３１１と、配電網の電圧を所定電圧に制御する機能１３１２と、潮流を計算する機能１３１３とを含む。潮流計算機能１３１３は、需要家側で発電された電力が系統に流れ込むという、いわゆる逆潮流の解析も含む。

オフライン配電アプリケーション１３２は、例えば、電力系統システム１側の設備計画、系統の最適な運用計画、分散電源の連系解析、訓練シミュレータ等を含む。

基本ＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition）機能１３３は、例えば、電力系統システム１の設備及び電力供給線等の状態を監視する。

通信インターフェース１３４は、例えば、電力供給線７に設けられる各機器７１，７２，７３とＲＴＵ等を介して通信するためのインターフェースと、各需要家のスマートメータ２１，３１，４１，５１と通信するためのインターフェースと、ＥＭＳ情報制御ハブ１２０と通信するためのインターフェースとを備える。

現在（ＳＶ／ＴＭ）情報１３５Ａは、ＳＶデータ及びＴＭデータの最新値を管理するデータベースである。設備情報１３５Ｂは、電力系統システム１側の設備に関する情報を管理する。負荷記録情報１３５Ｃは、各設備の負荷状態を記録する。図形情報１３５Ｄは、各設備の位置を、例えば、ＧＩＳ（Geographic Information System）データのような形式で管理する。

他システムと連携して運用するための情報１３５Ｄには、他のＣＥＭＳ１０と連携して電力を管理するために必要な情報が記憶される。

図１４は、電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０の機能を示す。電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０は、電力会社等の電力供給者により使用されるアプリケーションを提供する。

電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０は、例えば、統括管理機能１４１と、短周期リアルタイムフィードバック制御機能１４２と、中周期リアルタイムフィードバック制御機能１４３と、長周期予測機能１４４と、稼働状況監視機能１４５と、制御連携機能１４６と、データ連携機能１４７と、各データベース１４８Ａ−１４８Ｅと、供給と需要を連携させる機能１４９とを備える。

統括制御機能１４１は、電力供給者側ＣＥＭＳアプリケーション１４０の全体を制御する機能である。

短周期リアルタイムフィードバック制御機能１４２は、例えば、ＰＶ及び蓄電池等を、短周期で（例えば、秒単位で）監視し、フィードバック制御する。

中周期リアルタイムフィードバック制御機能１４３は、例えば、蓄熱器のような装置を、中周期で（例えば、時間単位で）監視し、フィードバック制御する。

長周期予測機能１４４は、地域内の各分散電源の発電量、電力需要、系統間の連系量等を、長周期で（例えば、数時間単位で）予測する。

稼働状況監視機能１４５は、運用を管理したり、稼働状況を監視したりする。制御連携機能１４６は、各需要家の電気機器を直接制御する場合に使用される。データ連携機能１４７は、配電自動化システム１３０及びＥＭＳ情報制御ハブ１２０との間で、データを連携させる機能である。そのデータ連携により、データベース１４８Ａ−１４８Ｅにデータが記憶され、更新される。

構成情報１４８Ａは、需要家側の構成及び電力系統システム１側の構成（配電網等）を管理する。需給情報１４８Ｂは、地域の電力の需給情報（実績値）を管理する。予測情報１４８Ｃは、地域の電力の需給の予測値を管理する。計画情報１４８Ｄは、計画情報を管理する。ＴＭ／ＳＶ情報１４８Ｅは、ＴＭデータ及びＳＶデータを管理する。

供給と需要を連携させる機能１４９は、例えば、系統電圧を安定化させる機能１４９１と、需要のピークをカットする機能１４９２と、運転計画を最適化する機能１４９３とを備える。

図１５は、ＥＡＭアプリケーション１５０の機能を示す。ＥＡＭアプリケーション１５０は、例えば、保全機能１５１と、設計及び工事機能１５２と、計画機能１５３と、各データベース１５４Ａ−１５４Ｅとを備える。

保全機能１５１は、例えば、需要家の電気機器を点検するための計画等を作成する。設計及び工事機能１５２は、例えば、設計及び工事の計画を作成する。計画機能１５３は、例えば、計画の進捗状況を管理したり、優先して工事されるべき区分を管理したりする機能である。

設備情報１５４Ａは、設備に関する情報を管理する。保全計画情報１５４Ｂは、保全計画に関する情報を管理する。保全実績情報１５４Ｃは、保全作業の実績を管理する。工事計画情報１５４Ｄは、工事計画に関する情報を管理する。工事実績情報１５４Ｅは、工事の実績に関する情報を管理する。

図１６は、共通ＡＰＩ１２２の機能を示す。例えば、需給実績情報１２５Ｃには、各需要家の電力の需給情報（実績値）が、共通データ項目と各サービス毎の固有項目とを対応付けて記憶される。各サービス毎の固有項目のデータは暗号化されている。

共通ＡＰＩ１２２は、例えば、複数の出力プロトコル１２２１と、複数の出力形式１２２２と、複数の出力データ条件１２２３を疎なる。共通ＡＰＩ１２２は、外部業者９０の提供する各サービス毎に、データを出力するための条件１２２３を保持している。共通ＡＰＩ１２２は、条件に合致するデータを、所定形式のデータに変換し、所定のプロトコルで外部業者９０に出力する。

出力プロトコルとしては、例えば、ＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）、ＳＯＡＰ（Simple Object Access Protocol）、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）等がある。データの出力形式としては、例えば、ＸＭＬ（Extensible Markup Language）、ＣＳＶ（Comma-Separated Values）、ＰＨＰ（Hypertext Preprocessor）シリアライズ、ＪＳＯＮ（JavaScript Object Notation）等がある。

共通ＡＰＩ１２２は、そのサービス（アプリケーション）を提供する業者にのみ、そのサービスに関するデータを提供する。外部業者９０は、自分の提供するサービスに関するデータのみを、共通ＡＰＩ１２２を介してＣＥＭＳ１０から取得でき、他人の提供するサービスに関するデータは取得できない。

図１７は、地域の配電網の構成を予測する処理を示す。ＣＥＭＳ１０は、例えば、地図情報１２５Ｈと、各需要家の位置情報１２５Ｆと、各設備の位置情報１２５Ｇとを取得し、それらの情報を照らし合わせる（Ｓ１０）。ＣＥＭＳ１０は、例えば、地図上に、各需要家及び設備の位置をそれぞれマッピングし、各要素（需要家と設備）間の距離等を算出する。

ＣＥＭＳ１０は、例えば、需要家は最も近い柱上変圧器から受電しており、かつ、物理的に近い需要家同士は共通の設備から受電していると推定する。これにより、ＣＥＭＳ１０は、地域の配電網の構成を推定できる（Ｓ１１）。

ＣＥＭＳ１０は、推定された配電網の構成を、配電網情報１２５Ｂ１として構成情報１２５Ｂに格納させる。構成情報１２５Ｂには、各需要家での電気的接続構成を示す機器接続情報１２５Ｂ２も記憶されている。機器接続情報１２５Ｂ２は、ＣＥＭＳ１０の管理者と各需要家との契約等に基づいて、各需要家から取得される。
図３５に配電網情報の具体例を示す。ここに示すとおり、配電網情報は、CEMS１０が把握している各機器を複数のサブコミュニュティに分けて管理している。このサブコミュニュティは、１又は複数の設備の単位で各機器を集約したものである。例えば、一つの柱上変圧器以下に接続される複数の機器は一つのサブコミュニティを構成する。

なお、電力系統システム１側から正確な配電網情報を取得できるのであれば、その配電網情報を使用してもよい。

図１８は、地域の電力需要と電力供給とを予測して、余剰電力を消費させるための情報を作成する様子を示す。図１８の処理は、需給調整機能（需要者側ＣＥＭＳアプリケーション）１１０により実行される。

需給予測機能１１１は、例えば、電力需給の実績値と天気予報とに基づいて、電力需給を例えば３０分単位で予測する。需給情報を各需要家から取得する周期を仮に３分とすると、予測周期はその１０倍に設定される。

需給バランス予測機能１１２は、各時間帯毎に、電力供給の予測値と電力需要の予測値とを比較し、需要と供給がバランスするかを予測する。グラフＧ１０は、時間帯毎の電力供給の変化を示す供給予測グラフである。グラフＧ１１は、時間帯毎の電力需要の変化を示す需要予測グラフである。Ｇ１２は、電力供給の予測（Ｇ１０）と電力需要の予測（Ｇ１１）との差分を示すグラフである。電力需要を電力供給が上回る場合に、余剰電力ＳＰが生じる。

二酸化炭素可視化機能１１３は、電力の需給バランスの予測結果に基づいて、地域で排出される二酸化炭素量の時間変化を予測する。グラフＧ１３は、時間帯毎の二酸化炭素の排出量の変化を示す二酸化炭素排出グラフである。

インセンティブ算出機能１１４は、余剰電力ＳＰを消費させるためのインセンティブを算出する。余剰電力の発生する時間帯に、各需要家が電気機器を作動させれば、余剰電力を有効に利用することができる。例えば、余剰電力を給湯機、蓄熱器、蓄電池等に使用できれば、結果的に、それらの機器の電力需要をシフトさせることになり、余剰電力を低減できる。

そこで、インセンティブ算出機能１１４は、各需要家に余剰電力の消費を促すためのインセンティブを算出する。インセンティブ算出機能１１４は、例えば、「余剰電力を用いてヒートポンプ給湯機を２時間作動させた場合は、１０ポイントを付与する。」等のインセンティブを立案する。

インセンティブ可視化機能１１５は、インセンティブを含む計画情報を各需要家に送信させる。各需要家が計画情報に従って余剰電力を消費すると、グラフＧ１４に示すように、余剰電力ＳＰａが予測値ＳＰよりも低下する（ＳＰａ＜ＳＰ）。所定の電気機器が余剰電力の発生する時間帯で使用されるため、それらの電気機器が通常使用される時間帯での電力需要は低下する。その電力需要の低下分を、グラフＧ１４では、ＰＰ１，ＰＰ２として示している。

インセンティブ可視化機能１１５は、地域の各需要家が計画情報に従って行動した場合の予測グラフＧ１４を、計画情報に含めて、または、計画情報と一緒に、あるいは、計画情報とは別に、各需要家に送信してモニタディスプレイに表示させることができる。予測結果を各需要家に提示することにより、需要家が計画情報に従って行動する動機を高めることができる。

図１９は、各需要家からＣＥＭＳ１０に送信される電力の需給情報Ｄ１０を示す。各需要家から、その需要家の有する各機器毎に需給情報Ｄ１０が作成されて、ＣＥＭＳ１０に送信される。

需給情報Ｄ１０は、例えば、需要家ＩＤ Ｃ１０と、機器ＩＤ Ｃ１１と、消費電力／発電量Ｃ１２と、時刻Ｃ１３と、操作Ｃ１４と、状態Ｃ１５とを備える。これら以外の項目を含んでも良い。

需要家ＩＤ Ｃ１０は、各需要家を識別するための情報である。機器ＩＤ Ｃ１１は、各電気機器（ＰＶ、バッテリ、家電製品等）を識別するための情報である。消費電力／発電量Ｃ１２は、Ｃ１１で特定される機器で消費された電力量を示す情報、または、Ｃ１１で特定される機器から発電される電力量を示す情報である。

時刻Ｃ１３は、需給情報Ｄ１０の作成された時刻を示す情報である。操作Ｃ１４は、例えば、「オン操作された」、「オフ操作された」、「設定温度が１８度に変更された」等の、機器の操作に関する情報である。状態Ｃ１５は、例えば、「発電中」、「電力消費中」、「充電中」、「メンテナンス中」等の、機器の状態を示す情報である。

図２０は、ＣＥＭＳ１０から各需要家に配信される計画情報Ｄ２０を示す。計画情報Ｄ２０は、各需要家単位で作成されて、各需要家に送信される。計画情報Ｄ２０は、例えば、需要家ＩＤ Ｃ２０と、時間帯Ｃ２１と、ポイントＣ２２と、合計消費電力の上限値Ｃ２３と、合計消費電力の下限値Ｃ２４と、機器ＩＤ Ｃ２５と、消費電力の上限値Ｃ２６と、消費電力の下限値Ｃ２７とを含む。これら以外の項目を備えても良い。

需要家ＩＤ Ｃ２０は各需要家を識別するための情報である。時間帯Ｃ２１は、インセンティブの適用される時間帯、つまり、地域で余剰電力が発生する時間帯を示す。ポイントＣ２２は、インセンティブの内容を示す情報である。

合計消費電力の上限値Ｃ２３は、その需要家が消費できる余剰電力の上限値を示す情報である。本実施例では、地域で生じた余剰電力を、地域の各需要家が公平に使用できるように、需要家毎に上限値を設定している。

合計消費電力の下限値Ｃ２４は、その需要家が消費すべき余剰電力の下限値を示す情報である。本実施例では、各需要家が消費すべき余剰電力の量を提示している。下限値は、努力目標値であって、それを達成できなくても特別な不都合は生じない。但し、余剰電力を下限値以上使用しなかった需要家に、何らかのペナルティを与える構成でもよい。

機器ＩＤ Ｃ２５は、需要家の有する機器を識別する情報である。消費電力の上限値Ｃ２６は、その機器で使用可能な余剰電力の上限値を示す。消費電力の下限値Ｃ２７は、その機器で消費すべき余剰電力の下限値を示す。

本実施例では、需要家に割り当てられた余剰電力を、その需要家の有する各機器毎に再割当てする。つまり、需要家の有する各機器に割り当てられた消費電力の上限値Ｃ２６を合計すると、合計消費電力の上限値Ｃ２３となる。同様に、各機器の消費電力の下限値Ｃ２７を合計すると、合計消費電力の下限値Ｃ２４となる。

図２０の例では、一つの機器ＩＤのみを示すが、実際には、需要家ＩＤで特定される需要家の有する各機器（ＣＥＭＳによる管理対象の機器）について、消費電力の上限値及び下限値が設定される。

図２１は、二酸化炭素情報Ｄ３０を示す。二酸化炭素情報Ｄ３０は、計画情報Ｄ２０に含める構成でもよいし、または、計画情報Ｄ２０とは別に作成して各需要家に送信する構成でもよい。

二酸化炭素情報Ｄ３０は、例えば、需要家ＩＤ Ｃ３０と、地域で発生する二酸化炭素の量Ｃ３１と、その需要家で発生する二酸化炭素の量Ｃ３２と、その需要家の有する各機器毎の二酸化炭素の発生量Ｃ３３とを備えることができる。

本実施例では、上述の通り、ＣＥＭＳ１０による管理対象の各機器に関する電力状態を、電力計測ユニットまたはスマートメータで管理する。従って、各機器の消費電力または発電量を計測できる。これにより、本実施例では、計測された情報に基づいて機器単位の二酸化炭素排出量を算出することができる。

図２２は、ＣＥＭＳ１０の全体動作を示すフローチャートである。ＣＥＭＳ１０は、上述の通り、各需要家の装置２０，３０，４０，５０等から需給情報Ｄ１０を取得し（Ｓ２０）、取得した需給情報Ｄ１０に異常があるか否かを判定する（Ｓ２１）。異常が発見された場合、ＣＥＭＳ１０は、その需要家に警告を送信し、需要家に設けられているモニタディスプレイ等に出力させる。さらに、ＣＥＭＳ１０は、必要があると判断した場合、例えば、警察署、消防署、病院、学校、勤務先、事前に指定された個人等に、電子メールまたは電話等の手段を用いて、警告を送信することもできる。

ＣＥＭＳ１０は、需給情報Ｄ１０を保存した後（Ｓ２２）、計画情報Ｄ２０の達成状況を評価する（Ｓ２３）。つまり、ＣＥＭＳ１０は、各需要家が前回の計画情報にどの程度従ったかを評価する。例えば、計画情報Ｄ２０の達成状況に応じて、各需要家をランク分けすることができる。高ランクの需要家は、計画情報Ｄ２０に従う可能性が高く、低ランクの需要家は計画情報Ｄ２０に従う可能性が低い。

ＣＥＭＳ１０は、需給情報の実績値と天気予報と各需要家のランク等に基づいて、次のサイクル（例えば、３０分後）における電力の需給状態を予測する（Ｓ２４）。さらに、ＣＥＭＳ１０は、電力需給の予測結果に基づいて、電力の需要と供給がバランスするかを予測する（Ｓ２５）。

ＣＥＭＳ１０は、電力需給のバランス予測に基づいて、地域で発生する二酸化炭素の量を算出する（Ｓ２６）。Ｓ２６では、各需要家での二酸化炭素量、及び、各機器毎の二酸化炭素量を算出することもできる。

ＣＥＭＳ１０は、余剰電力の消費を促すためのインセンティブを算出して、計画情報Ｄ２０を作成し（Ｓ２７）、その計画情報Ｄ２０を各需要家側の管理装置２０，３０，４０，５０等に送信する（Ｓ２８）。

図２３は、需要家側の管理装置の動作を示す。需要家側の各管理装置２０，３０，４０，５０等を、ＨＥＭＳ２０等と呼ぶ。ＨＥＭＳ２０等は、送信時刻が到来したか否かを監視している（Ｓ３０）。ＨＥＭＳ２０等は、例えば、３分程度の周期で、需給情報Ｄ１０をＣＥＭＳ１０に送信するように予め設定されている。

所定の送信時刻が到来すると（Ｓ３０：ＹＥＳ）、ＨＥＭＳ２０等は、需給情報Ｄ１０を作成する（Ｓ３１）。ＨＥＭＳ２０等は、ＣＥＭＳ１０にアクセスして（Ｓ３２）、需給情報Ｄ１０をＣＥＭＳ１０に送信する（Ｓ３３）。ＨＥＭＳ２０等がＣＥＭＳ１０にアクセスする場合には、所定の認証処理が行われる。さらに、ＨＥＭＳ２０等からＣＥＭＳ１０には、暗号化された需給情報Ｄ１０が送信される。

図２４は、共通アダプタＩ／Ｆ１２１が優先度に応じて需給情報を処理する様子を模式的に示す。共通アダプタＩ／Ｆ１２１は、例えば、データ変換機能１２１１と、メッセージ振り分け機能１２１２を備える。

データ変換機能１２１１は、変換テーブルＴ１２１１を用いて、需給情報Ｄ１０を標準形式のデータに変換し、共通データ処理機能１２３に引き渡す。

メッセージ振り分け機能１２１２は、優先度管理テーブルＴ１２１２を用いて、各共通アダプタＣＡから受信した需給情報Ｄ１０を、その優先度に応じて振り分ける。メッセージ振り分け機能１２１２は、優先度の高い需給情報Ｄ１０を優先処理キューに登録し、それ以外の需給情報Ｄ１０を通常処理キューに登録する。図２４に示す例では、地域の発電／蓄電６０から送信される需給情報Ｄ１０（４）には高い優先度が設定されており、優先的に処理される。

図２５は、各機器毎の優先度を管理するテーブルＴ１２１２（１）を示す。機器毎の優先度管理テーブルＴ１２１２（１）は、例えば、機器タイプ１２１２１Ｃ１と、優先度１２１２１Ｃ２と、処理周期１２１２１Ｃ３と、を備える。

機器タイプ１２１２１Ｃ１は、各機器のタイプを示す。優先度１２１２１Ｃ２は、機器の優先度が設定される。優先度は、例えば、「高」と「低」の２値で設定してもよいし、より細かく設定してもよい。処理周期１２１２１Ｃ３は、機器の需給情報Ｄ１０を処理すべき周期が設定される。優先度の高い需給情報Ｄ１０は短い周期で処理され、優先度の低い需給情報Ｄ１０は長い周期で処理される。即ち、優先度の高い需給情報Ｄ１０は、優先処理キューに接続されて速やかに処理され、優先度の低い需給情報Ｄ１０は、通常処理キューに接続されて処理される。

消費電力の大きい機器ほど、優先度が高くなるように設定できる。さらに、電力を消費する機器よりも、電力を発電する機器または蓄電する機器の優先度の方が高くなるように設定することもできる。または、大型蓄電池のようなリアルタイムでの監視が必要な機器ほど高い優先度を設定することもできる。

機器タイプ１２１２１Ｃ１は、機器タイプ管理テーブルＴ１２１２（２）に関連付けられている。機器タイプ管理テーブルＴ１２１２（２）は、例えば、機器ＩＤ１２１２２Ｃ１と、機器タイプ１２１２２Ｃ２とを備える。

メッセージ振り分け機能１２１２は、需給情報Ｄ１０の機器ＩＤ Ｃ１１（図１９参照）に基づいて、機器タイプ管理テーブルＴ１２１２（２）を参照することにより、その需給情報Ｄ１０に対応する機器タイプを判別する。メッセージ振り分け機能１２１２は、判別された機器タイプに基づいて、優先度管理テーブルＴ１２１２（１）を参照することにより、その機器に設定された優先度と周期を知る。

図２６は、各需要家毎の優先度を管理するテーブルＴ１２１２（３）を示す。優先度管理テーブルＴ１２１２（３）は、例えば、需要家タイプ１２１２３Ｃ１と、優先度１２１２３Ｃ２と、処理周期１２１２３Ｃ３とを備える。

需要家タイプ１２１２３Ｃ１は、各需要家のタイプを示す。便宜上、図２６では、需要家のタイプをＨＥＭＳ、ＢＥＭＳ、ＦＥＭＳとして示してある。ＨＥＭＳは住宅を示し、ＢＥＭＳはビルディングまたは集合住宅を示し、ＦＥＭＳは工場を示す。消費電力量または発電量の大きい需要家ほど高い優先度に設定される。

需要家タイプ１２１２３Ｃ１は、需要家タイプ管理テーブルＴ１２１２（４）に関連付けられている。需要家タイプ管理テーブルＴ１２１２（４）は、例えば、需要家ＩＤ１２１２４Ｃ１と、需要家タイプ１２１２４Ｃ２とを備える。

メッセージ振り分け機能１２１２は、需給情報Ｄ１０の需要家ＩＤ Ｃ１０（図１９参照）に基づいて、機器タイプ管理テーブルＴ１２１２（４）を参照することにより、その需給情報Ｄ１０に対応する需要家タイプを判別する。メッセージ振り分け機能１２１２は、判別された需要家タイプに基づいて、優先度管理テーブルＴ１２１２（３）を参照することにより、その需要家に設定された優先度と周期を知る。

本実施例では、各機器毎の優先度に基づいて情報処理の速度を変える構成（図２５）と、各需要家毎の優先度に基づいて情報処理の速度を変える構成（図２６）のいずれも、実行することができる。または、機器毎の優先度と需要家毎の優先度の両方を組み合わせて、情報処理の速度を制御する構成としてもよい。その場合、高い優先度の需要家から送信された需給情報Ｄ１０のうち、高い優先度を持つ機器に関する需給情報は、最も早く処理される。これに対し、低い優先度の需要家から送信された需給情報Ｄ１０のうち、低い優先度を持つ機器に関する需給情報は、最も遅く処理される。

図２７は、共通データ処理機能１２３が有する監視機能を示す。サービス提供者等の外部業者９０（９０Ａ，９０Ｂ）は、共通ＡＰＩ１２２を介して、共通データ処理機能１２３に監視条件１２３１Ａ，１２３１Ｂを設定することができる。

共通データ処理機能１２３は、共通アダプタＣＡから共通アダプタＩ／Ｆ１２１を介して流れ込む需給情報Ｄ１０のうち、監視条件１２３１Ａ，１２３１Ｂに該当する需給情報Ｄ１０が有るか否かを監視する。

例えば、監視条件１２３１Ａに一致する需給情報Ｄ１０（２）が検出された場合、共通データ処理機能１２３は、その需給情報Ｄ１０（２）をそのままで、または、加工処理１２３１Ｃして、外部業者９０に引き渡す。引き渡し先の外部業者９０は、監視条件１２３１Ａを設定した業者である。監視条件を設定する外部業者と、その監視条件に一致する需給情報に関する通知を受信する外部業者とが異なる構成でもよい。

さらに、共通データ処理機能１２３は、監視条件に一致する需給情報の送信元である需要家に、監視条件に一致した旨を通知することもできる。

図２８は、共通データ管理機能１２４によるアクセス制御処理を示す。外部業者９０は、共通ＡＰＩ１２２を介して、需給実績情報１２５Ｃ内の需給情報の少なくとも一部を利用することができる。しかし、需給情報は、各需要家のプライバシーに関わる重要な情報であるため、外部業者９０への送信は慎重に行われる必要がある。

そこで、共通データ管理機能１２４には、アクセス制御機能１２４１と、アクセス権限管理テーブルＴ１２４１とが設けられる。アクセス権限管理テーブルＴ１２４１は、例えば、外部業者９０を識別するための情報と、外部業者９０に許可された情報内容とを対応付けて管理する。

外部業者９０に許可された情報内容としては、例えば、外部業者９０が情報を取得可能な需要家の範囲（許可された需要家ＩＤのリスト、または、許可された需要家タイプ）、情報を取得可能な機器の範囲（許可された機器ＩＤのリスト、または、許可された機器タイプ）を挙げることができる。

アクセス制御機能１２４１は、外部業者９０のサーバが共通ＡＰＩ１２２を介して、情報の取得を要求してきた場合、アクセス権限管理テーブルＴ１２４１を参照し、情報の送信を許可するか否かを判定する。許可された場合、例えば、需給実績情報１２５Ｃに記憶された情報のうち外部業者９０が要求する情報が、共通ＡＰＩ１２２を介して外部業者９０のサーバに送信される。許可されない場合、共通データ管理機能１２４は、外部業者９０のサーバにエラーを通知する。

図２９は、ＨＥＭＳ２０等がＣＥＭＳ１０から情報を受信した場合の処理を示す。ＨＥＭＳ２０等は、ＣＥＭＳ１０から計画情報Ｄ２０を受信すると（Ｓ４０：ＹＥＳ）、その情報の内容をモニタディスプレイに表示させる（Ｓ４１）。

例えば、モニタディスプレイには、余剰電力の発生する時間帯、余剰電力の推奨消費量（合計消費電力の下限値）、ポイント等が表示される（Ｓ４１）。表示画面の例はさらに後述する。

需要家のエネルギ管理者は、モニタディスプレイに表示されたインセンティブに触発されて、機器の操作を予約することができる（Ｓ４２）。

ＨＥＭＳ２０等は、インセンティブが有効になる時間帯が到来すると、または、インセンティブの有効になる時間帯よりも所定時間だけ前に、エネルギ管理者に注意を喚起することもできる（Ｓ４３）。ＨＥＭＳ２０等は、例えば、「余剰電力をお得に利用できる時刻が迫っています。」等のメッセージを、モニタディスプレイに表示させたり、音声出力したり、登録されたエネルギ管理者の電子メールアドレスに送信したりする。

図３０は、ＨＥＭＳ２０等がモニタディスプレイに表示させる、電力の需給状況を示す画面Ｇ２０である。電力の需給状況を示す画面Ｇ２０は、例えば、各種のデータをグラフ化して表示させる領域ＧＰ２１と、各種のデータを数値または文字で表示させる領域ＧＰ２２と、ポイントを表示させる領域ＧＰ２３を備える。

画面Ｇ２０には、例えば、その地域における電力需要の予測と、その地域における電力供給の予測と、その地域で発生する余剰電力の予測と、その需要家における電力需要の予測と、その需要家における電力供給の予測と、その需要家における余剰電力の予測と、を表示させることができる。さらに、地域及び需要家の、電力需要及び電力供給の実績値、電力料金等を画面Ｇ２０に表示させることもできる。

図３１は、二酸化炭素の排出量を表示する画面Ｇ３０を示す。画面Ｇ３０には、地域全体の二酸化炭素の排出量を示す領域ＧＰ３１と、その需要家における二酸化炭素の排出量を示す領域ＧＰ３２とを含むことができる。

図３２は、インセンティブを表示する画面Ｇ４０を示す。画面Ｇ４０には、複数の領域ＧＰ４１−ＧＰ４５が含まれる。

領域ＧＰ４１は、計画情報Ｄ２０が達成された場合の余剰電力の変化等を示す。領域ＧＰ４２は、余剰電力の使用を促すメッセージを表示する。領域ＧＰ４３は、余剰電力の上限値及び下限値を示す。領域ＧＰ４４は、余剰電力の消費方法を機器毎に示す。領域ＧＰ４５は、余剰電力の発生する時間帯で作動を停止させるべき機器（ＰＶ等）を示す。

図３３は、需要家側に表示させる画面の他の例を示す。情報表示画面Ｇ５０は、例えば、日付欄ＧＰ５１と、インセンティブ情報欄ＧＰ５２と、インセンティブ実績欄ＧＰ５３とを備える。

インセンティブ情報欄ＧＰ５２には、例えば、インセンティブの付与される対象ＧＰ５２１と、インセンティブの内容ＧＰ５２２と、インセンティブの付与される時間ＧＰ５２３とが含まれる。

図３３では、１２時から１４時までの時間帯で、給湯機を使用すると、１ｋＷｈ毎に１ポイントが与えられることが示されている。さらに、１２時から１４時までの時間帯で空調機を停止させた場合、１ｋＷｈの電力消費を節約する度に、１ポイントが与えられることが示されている。

インセンティブ実績欄ＧＰ５３には、例えば、インセンティブの使用実績ＧＰ５３１と、付与されたポイントの実績ＧＰ５３２とが含まれる。図３３では、給湯機が２ｋＷｈの余剰電力を使用したため、２ポイント与えられたことが示されている。さらに、空調機が停止されたために、２ポイント与えられたことが示されている。このように、余剰電力の消費に貢献した内容は、毎日集計されて管理される。

図３４は、需給情報を圧縮して管理する様子を示す。図３４（ａ）に示すように、需給情報は、例えば３分間程度の短い周期で、各需要家から取得される。従って、ＣＥＭＳ１０に蓄積される需給情報の量は日々増大する。

そこで、図３４（ｂ）に示すように、需給情報の低周波成分を抽出して、傾向を示すデータに変換する。簡単に言えば、３分毎の需給情報の示す値の包絡線を検出し、全体的な傾向を示すデータをＣＥＭＳ１０に保存する。なお、最近の需給情報はそのまま保存し、所定時間が経過した場合に傾向データに変換して保存することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

１：電力系統システム、５：配電用変電所、１０：ＣＥＭＳ、２０：ＨＥＭＳ、３０：ＢＥＭＳ、４０：ＦＥＭＳ、５０：ＥＶ−ＥＭＳ

Claims (16)

1. 複数の需要家を含む所定区域毎に設けられる第１電力管理装置と、前記各需要家に設けられる第２電力管理装置とを含む電力管理システムであって、
   前記各第２電力管理装置は、前記各需要家での電力状態を監視して、前記電力状態を示す第２管理情報を前記第１電力管理装置に送信し、
   前記第１電力管理装置は、
   前記第各２管理情報に基づいて、前記所定区域における電力需要の総量及び発電量の総量を予測し、
   前記電力需要の総量と前記発電量の総量との差から前記所定区域における余剰電力量を算出し、
   前記余剰電力量を低減させるための情報を含む第１管理情報を作成し、
   前記第１管理情報を前記各第２電力管理装置に送信する、
   電力管理システム。
2. 前記各第２管理情報には、前記各需要家での電力消費量及び発電量が含まれ、
   前記第１管理情報には、前記余剰電力の生じる時間帯において前記余剰電力の消費を前記各需要家に促すための情報が含まれている、
   請求項１に記載の電力管理システム。
3. 前記第１管理情報には、前記需要家単位で前記余剰電力の使用を促す情報と、前記需要家の有する複数の所定の機器単位で前記余剰電力の使用を促す情報とが含まれている、請求項２に記載の電力管理システム。
4. 前記第１電力管理装置は、
   前記各需要家の位置を示す需要家位置情報と、前記各需要家に電力を供給するための設備の位置を示す設備位置情報と、前記所定区域を含む地図の情報とに基づいて、前記設備と前記各需要家とを接続する配電網を予測する、
   請求項３に記載の電力管理システム。
5. 前記第１電力管理装置は、前記各需要家に電力に関連する情報を提供可能な第３装置に接続されており、
   前記第３装置は、前記各第２管理情報を監視するための監視条件を前記第１電力管理装置に設定し、
   前記第１電力管理装置は、前記各第２管理情報のうち前記監視条件に一致する情報があるか否かを監視し、前記監視条件に一致する前記第２管理情報を発見した場合は、前記第３装置に通知する、
   請求項４に記載の電力管理システム。
6. 前記第１電力管理装置は、前記監視条件に一致する前記第２管理情報を加工して、前記監視条件を設定した前記第３装置に通知する、
   請求項５に記載の電力管理システム。
7. 前記各第２管理情報には予め優先度が対応付けられており、
   前記第１電力管理装置は、前記優先度に基づいて前記各第２管理情報を処理する、
   請求項６に記載の電力管理システム。
8. 前記優先度は、前記各需要家毎に、または／及び、前記各需要家の有する機器毎に予め設定されており、
   前記第１電力管理装置は、前記優先度の高い前記第２管理情報ほど優先的に処理する、請求項７に記載の電力管理システム。
9. 前記各需要家には複数種類の需要家が含まれており、
   前記複数種類の需要家毎に前記第２電力管理装置が用意されており、
   前記各第２電力管理装置は、前記第１電力管理装置と双方向通信するための共通通信アダプタを備え、
   前記第１電力管理装置は、前記各共通通信アダプタを介して前記各第２電力管理装置と通信するための共通通信インターフェース部を備えている、
   請求項８に記載の電力管理システム。
10. 第１の電力管理装置と、前記第１の電力管理装置に接続される複数の第２の電力管理装置とを備える電力管理システムであって、
    前記第２の電力管理装置は、当該第２の電力管理装置に接続される一つまたは複数の電気機器の電力状態を示す電力消費情報と電力供給状況情報とを取得して、前記電気機器の電力状態を示す第２の管理情報として前記第１の電力管理装置に送信し、
    前記第１の電力管理装置は、前記第２の管理情報と、前記複数の第２の電力管理装置の存在地点を含む地図情報から作成される配電網情報とに基づいて、前記第２の電力管理装置が管理する前記電気機器の電力需要量と発電量とを予測し、
    前記需要量と前記発電量の差分を低減させる第１管理情報を生成し、
    前記第１管理情報を前記各第２電力管理装置に送信する、
    電力管理システム。
11. 前記作成された配電網情報では、前記複数の第２の電力管理装置が複数集まって構成されるサブコミュニティ毎に当該第２の電力管理装置が管理され、
    前記第１の電力管理装置は、
    前記作成された配電網情報の前記サブコミュニティ単位で、当該サブコミュニティに含まれる前記複数の第２の電力管理装置についての前記第２の管理情報を合算することで、前記電気機器の前記電力需要量と前記発電量とを予測し、前記第１管理情報を生成することを特徴とする請求項１０に記載の電力管理システム。
12. 複数の需要家を含む所定区域毎に設けられる第１電力管理装置と、前各需要家に設けられる第２電力管理装置とを含む電力管理システムであって、
    前記第２電力管理装置は、前記需要家での電力状態を監視して、前記電力状態を示す第２管理情報を前記第１電力管理装置に送信し、
    前記第１電力管理装置は、
    前記需要家の位置を示す需要家位置情報と、前記需要家に電力を供給するための設備の位置を示す設備位置情報と、前記所定区域を含む地図の情報とに基づいて、前記設備と前記需要家とを接続する配電網を予測し、
    前記予測した配電網と、前記第２管理情報の電力状態とに基づいて、前記所定区域における余剰電力量を算出し、
    前記余剰電力量を低減させるための情報を含む第１管理情報を作成し、
    前記第１管理情報を前記各第２電力管理装置に送信する、
    電力管理システム。
13. 所定区域内の複数の需要家に設けられる第２電力管理装置に通信可能に接続される第１電力管理装置であって、
    前記各需要家の位置を示す需要家位置情報と、前記各需要家に電力を供給するための設備の位置を示す設備位置情報と、前記所定区域を含む地図の情報とに基づいて、前記設備と前記各需要家とを接続する配電網を予測し、
    前記各需要家での電力状態を示す第２管理情報を前記各第２電力管理装置からそれぞれ取得し、
    前記各第２管理情報に基づいて、前記所定区域での電力需要の総量及び発電量の総量を予測し、
    前記電力需要の総量と前記発電量の総量との差から余剰電力量を算出し、
    前記余剰電力量を低減させるための情報を含む第１管理情報を作成し、
    前記第１管理情報を前記各第２電力管理装置に送信する、
    第１電力管理装置。
14. 第２の電力管理装置に接続される第１の電力管理装置であって、
    前記第２の電力管理装置から当該第２の電力管理装置に接続される電気機器の電力状態を示す電力消費情報と電力供給状況情報を取得して、
    前記第２の管理情報と、前記第２の電力管理装置の在地点を含む地図情報から作成される配電網情報とに基づいて、前記第２の電力管理装置が管理する電気機器の電力需要量と発電量とを予測し、
    前記需要量と前記発電量の差分を低減させる第１管理情報を生成し、
    前記第１管理情報を前記第２の電力管理装置に送信する、
    第１の電力管理装置。
15. 複数の需要家を含む所定区域毎に設けられる第１電力管理装置と、前記各需要家に設けられる第２電力管理装置とを含むシステムを管理する電力管理方法であって、
    前記各需要家の位置を示す需要家位置情報と、前記各需要家に電力を供給するための設備の位置を示す設備位置情報と、前記所定区域を含む地図の情報とに基づいて、前記設備と前記各需要家とを接続する配電網を予測し、
    前記各第２電力管理装置は、前記各需要家での電力状態を示す第２管理情報を前記第１電力管理装置に送信し、
    前記第１電力管理装置は、
    前記第各２管理情報に基づいて、前記所定区域での電力需要の総量及び発電量の総量を予測し、
    前記電力需要の総量と前記発電量の総量との差から余剰電力量を算出し、
    前記余剰電力量を低減させるための情報を含む第１管理情報を作成し、
    前記第１管理情報を前記各第２電力管理装置に送信する、
    電力管理方法。
16. 第１の電力管理装置と、前記第１の電力管理装置に接続される複数の第２の電力管理装置とを備えるシステムを管理する電力管理方法であって、
    前記第２の電力管理装置は、当該第２の電力管理装置に接続される一つまたは複数の電気機器の電力状態を示す電力消費情報と電力供給状況情報を取得して、前記電気機器の電力状態を示す第２の管理情報として前記第１の電力管理装置に送信し、
    前記第１の電力管理装置は、前記第２の管理情報と、前記複数の第２の電力管理装置の在地点を含む地図情報から作成される配電網情報とに基づいて、前記第２の電力管理装置が管理する電気機器の電力需要量と発電量とを予測し、
    前記需要量と前記発電量の差分を低減させる第１管理情報を生成し、
    前記第１管理情報を前記各第２電力管理装置に送信する、
    電力管理方法。

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