JPWO2017199604A1 - 制御装置、制御方法及び蓄電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な、制御装置を提供する。
【解決手段】電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、を備える、制御装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本開示は、制御装置、制御方法及び蓄電制御装置に関する。

蓄電池を備えることで、入力電源からの電力が途絶えても、接続されている機器に対して、停電することなく所定の時間電力を蓄電池から供給し続けることができる無停電電源装置の存在が知られている。このような電源装置を需要家単位に拡大して、停電等の電力供給の異常発生時に電力を需要家に供給する技術が提案されている（特許文献１、２等参照）。

特開２０１５−０５６９７６号公報 国際公開第２０１５／０７２３０４号

需要家間で電力の融通を自律的に行わせると、各需要家に備えられる蓄電池個別の最適化は行われる。しかし、需要家間で電力の融通を自律的に行わせると、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体での最適化が実施されず、エネルギーの効率的な使用が行われない。

そこで、本開示では、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な、新規かつ改良された制御装置、制御方法及び蓄電制御装置を提案する。

本開示によれば、電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、を備える、制御装置が提供される。

また本開示によれば、電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、を含む、制御方法が提供される。

また本開示によれば、電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電池に蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、を備える、蓄電制御装置が提供される。

また本開示によれば、電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、を含む、制御方法が提供される。

以上説明したように本開示によれば、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な、新規かつ改良された制御装置、制御方法及び蓄電装置を提供することが出来る。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

バッテリに蓄えた電力をノード間で融通し合う電力供給システムの構成例を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る電力供給システムを構成するノード１０ａ、１０ｂ及び中央制御装置１００の機能構成例を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００の動作例を示す流れ図である。 本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００による制御データの生成の流れを説明するための説明図である。 一部のノードのみが中央制御装置１００が生成した制御データに従って電力融通を実施する場合の電力供給システムの例を示す説明図である。 中央制御装置１００と各ノードとの間に通信障害が発生した場合の電力供給システムの例を示す説明図である。 中央制御装置１００が生成する制御データに基づいてクラスタ間での電力融通を各ノードに実施させる場合の電力供給システムの例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施の形態
１．１．概要
１．２．構成例及び動作例
２．まとめ

＜１．本開示の実施の形態＞
［１．１．概要］
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、本開示の実施の形態の概要について説明する。

上述したように、太陽光発電装置などの自然エネルギーや再生可能エネルギーで発電する発電装置及び発電装置で発電された電力を蓄えるバッテリを備えるノード間で、バッテリに蓄えた電力を融通し合う電力供給システムの技術が開示されている（特許文献１等参照）。

このような電力供給システムにおいて、それぞれのノード間で自律的に電力融通を実施するシステムの技術も開示されている（特許文献２等参照）。ノード間で自律的に電力融通を実施することで、各バッテリの個別最適は実施される。

図１は、バッテリに蓄えた電力をノード間で融通し合う電力供給システムの構成例を示す説明図である。

図１には、４つのノード１０ａ〜１０ｄが示されている。各ノードは、例えば、家庭、会社、学校、病院、役所などで構成される１つの発電及び電力消費の単位である。ノード１０ａ〜１０ｄは、通信線３０及び電力線４０で接続されている。

ノード１０ａは、蓄電池２０ａ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａ、ＣＰＵ２２ａ、及び太陽光発電装置２３ａを含んで構成される。そしてノード１０ａは、制御データ２４ａを保持している。制御データ２４ａは、蓄電池２０ａの充放電を制御するためのデータであり、例えば、蓄電池２０ａの残量がどの程度まで低下したら他のノードに充電要求を送出するか、または、蓄電池２０ａの残量がどの程度以上あれば他のノードからの充電要求に応じて放電を許可するか、などが記述されたデータである。ノード１０ｂ〜１０ｄについても同様の構成を有する。

図１に示した電力供給システムにおいては、各ノード１０ａ〜１０ｄが自律的に電力の融通を行う。例えば、ＣＰＵ２２ｂは、制御データ２４ｂ及び蓄電池２０ｂの残量を参照し、他のノードに充電要求を送出するレベルまでノード１０ｂの蓄電池２０ｂの残り容量が低下していれば、通信線３０を通じて他のノード１０ａ、１０ｃ、１０ｄに対して充電要求を送出する。ノード１０ｂからの充電要求を受信したノード１０ａ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれ制御データ２４ａ、２４ｃ、２４ｄ及び蓄電池２０ａ、２０ｃ、２０ｄの残量を参照し、放電を許可するかどうか判断する。

図１の例では、ノード１０ｂからの充電要求に対して、ノード１０ｃのみが放電を許可し、その結果、ノード１０ｂとノード１０ｃとの間で電力の融通が行われている様子が示されている。

このような電力供給システムでは、制御データがそれぞれのノードで独立して決められているため、システム全体として必ずしも最適な電力融通が実施されるとは限らない。すなわち、複数のノードを含むコミュニティ全体としては、そのノード間での自律的な電力融通の結果、最適な電力融通になっていない場合があり、その場合は発電エネルギーを効率的に使えない。例えば、あるノードから別のノードへ電力融通が行われた結果、バッテリがフルに充電されている他のノードは、発電装置が発電する電力をバッテリに蓄えることが出来ず、発電装置が発電する電力が無駄になってしまう。

図１の例では、比較的バッテリの残量が少ないノード１０ｂとノード１０ｃとの間で電力の融通が行われており、システム全体としての効率を最大化するためには、比較的バッテリの残量が多いノード１０ａやノード１０ｄからノード１０ｂに電力が送られることが望ましい。また図１の例では蓄電池２０ｄの残量はほぼフルであり、ノード１０ｄから送電されないと、太陽光発電装置２３ｄが発電した電力が蓄電池２０ｄに蓄えられずに無駄になってしまう。

従って、蓄電池に蓄えた電力を融通し合うための基となる制御データがそれぞれのノードで独立して決められると、場合によっては発電エネルギーを効率的に使用することが出来なくなってしまう。

そこで本件開示者は、上述した内容に鑑み、複数の需要家で構成されるコミュニティ全体に対する最適な電力融通が可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、複数のノードに対して電力の融通を制御する中央制御装置を設けることで、発電エネルギーを効率的に使用することが可能な技術を考案するに至った。

以上、本開示の実施の形態の概要について説明した。

［１．２．構成例及び動作例］
（システム構成例）
まず、本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を説明する。図２は、本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例を示す説明図である。以下、図２を用いて本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例について説明する。

図２に示したように、本開示の実施の形態に係る電力供給システムは、ノード１０ａ〜１０ｄと、中央制御装置１００と、を含んで構成される。各ノードは、例えば、家庭、会社、学校、病院、役所などで構成される１つの発電及び電力消費の単位である。ノード１０ａ〜１０ｄは、通信線３０及び電力線４０で接続されている。なお、図１には、４つのノード１０ａ〜１０ｄを図示しているが、電力供給システムを構成するノードの数は係る例に限定されるものでは無いことは言うまでも無い。

ノード１０ａは、蓄電池２０ａ、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａ、ＣＰＵ２２ａ、及び太陽光発電装置２３ａを含んで構成される。そしてノード１０ａは、制御データ２４ａを保持している。制御データ２４ａは、蓄電池２０ａの充放電を制御するためのデータであり、例えば、蓄電池２０ａの残量がどの程度まで低下したら他のノードに充電要求を送出するか、または、蓄電池２０ａの残量がどの程度以上あれば他のノードからの充電要求に応じて放電を許可するか、などが記述されたデータである。ノード１０ｂ〜１０ｄについても同様の構成を有する。

中央制御装置１００は、ノード１０ａ〜１０ｄとの間で有線または無線による通信を行って、それぞれのノードが保持する制御データ２４ａ〜２４ｄを、システム全体で最適なエネルギー効率となるよう、定期的に更新する機能を有する。中央制御装置１００の具体的な機能構成例は後に詳述する。

また、中央制御装置１００による制御データ２４ａ〜２４ｄの更新処理についても後に詳述するが、一例を挙げれば以下の通りである。中央制御装置１００は、各ノードから電力の消費に関するデータ（消費履歴データまたは消費予測データ）を取得し、その取得したデータに基づいて、制御データ２４ａ〜２４ｄを更新し、各ノードに提供する。中央制御装置１００は、将来の天気や気温、予測日射量、各ノードが属する地域で行われるイベントの情報などに基づいて将来の消費電力を予測し、その予測結果を用いて制御データ２４ａ〜２４ｄを更新しても良い。

すなわち、ノード１０ａ〜１０ｄは、それぞれ制御データ２４ａ〜２４ｄ及び蓄電池２０ａ〜２０ｄの残量に基づいて充電要求及び放電許可を送出する点は図１に示した電力供給システムと同じである。しかし、その制御データ２４ａ〜２４ｄが中央制御装置１００によって定期的に更新される点で、図１に示した電力供給システムと異なる。

本開示の実施の形態に係る電力供給システムは、図２に示したように構成されることで、各ノード１０ａ〜１０ｄが中央制御装置１００の制御のもとで電力の融通を行う。例えば、ＣＰＵ２２ｂは、制御データ２４ｂ及び蓄電池２０ｂの残量を参照し、他のノードに充電要求を送出するレベルまでノード１０ｂの蓄電池２０ｂの残り容量が低下していれば、通信線３０を通じて他のノード１０ａ、１０ｃ、１０ｄに対して充電要求を送出する。ノード１０ｂからの充電要求を受信したノード１０ａ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれ制御データ２４ａ、２４ｃ、２４ｄ及び蓄電池２０ａ、２０ｃ、２０ｄの残量を参照し、放電を許可するかどうか判断する。

図２の例では、ノード１０ｂからの充電要求に対して、残量がほぼフルである蓄電池２０ｄを有するノード１０ｄのみが放電を許可し、その結果、ノード１０ｂとノード１０ｄとの間で電力の融通が行われている様子が示されている。従って、図２に示した本開示の実施の形態に係る電力供給システムは、図１に示した電力供給システムと比較して、効率的なエネルギー融通を実現できている。

以上、図２を用いて本開示の実施の形態に係る電力供給システムの全体構成例について説明した。続いて、本開示の実施の形態に係る電力供給システムを構成する各ノード１０ａ〜１０ｄ及び中央制御装置１００の機能構成例を説明する。

（ノード及び中央制御装置の機能構成例）
図３は、本開示の実施の形態に係る電力供給システムを構成するノード１０ａ、１０ｂ及び中央制御装置１００の機能構成例を示す説明図である。以下、図３を用いてノード１０ａ、１０ｂ及び中央制御装置１００の機能構成例について説明する。なお、図３にはノード１０ａ、１０ｂのみを図示しているが、図２のノード１０ｃ、１０ｄも、ノード１０ａ、１０ｂと同様の構成を有する。

まずノード１０ａ、１０ｂの機能構成例を説明する。以下ではノード１０ａの機能構成例を説明するが、ノード１０ｂの機能構成例についても同様である。

図３に示したように、本開示の実施の形態に係るノード１０ａは、蓄電池２０ａと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａと、通信部５１ａ、５７ａと、通信制御部５２ａ、５６ａと、記憶部５３ａと、電力過不足判定部５４ａと、ＤＣ−ＤＣ制御部５５ａと、を含んで構成される。

通信部５１ａは、中央制御装置１００との間の通信処理を実行する。通信制御部５２ａは、通信部５１ａによる通信処理を制御する。通信部５１ａは、中央制御装置１００との間の通信処理により、中央制御装置１００へ電力の消費に関するデータ（消費履歴データまたは消費予測データ）を送信し、中央制御装置１００から制御データ２４ａを受信する。

記憶部５３ａは、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記録媒体で構成され、他のノードとの間の電力融通に関する情報、例えば制御データ２４ａを保持する。

電力過不足判定部５４ａは、蓄電池２０ａに蓄えられている電力量と、記憶部５３ａに記憶されている制御データ２４ａとを参照し、蓄電池２０ａに蓄えられている電力の過不足を判定する。

電力過不足判定部５４ａは、蓄電池２０ａに蓄えられている電力が不足していると判定すると、通信制御部５６ａに対して、他のノードへ充電要求を送出するよう指示する。電力過不足判定部５４ａは、他のノードから充電要求を受信した場合に、蓄電池２０ａに蓄えられている電力が送電に足りていると判定すると、通信制御部５６ａに対して、他のノードへ送電許可を送出するよう指示する。電力過不足判定部５４ａは、本開示の蓄電制御装置の制御部の一例として機能しうる。

ここで制御データ２４ａの例を示す。表１は、制御データ２４ａの例を示す説明図である。制御データ２４ａは、表１に示すように、時間帯別の、目標残量、融通価格、融通相手が記述されたデータである。電力過不足判定部５４ａは、このような制御データ２４ａを参照して、蓄電池２０ａに蓄えられている電力の過不足を判定する。

目標残量は、その時間帯における蓄電池２０ａの残量であり、表１に示した制御データの例のように百分率で記述されてもよく、絶対値で記述されても良い。融通価格は、その時間帯における電力の融通時の金額である。融通相手は、その時間帯における電力の融通可能相手であり、どのノードにも融通可能であれば「anyone」と記述され、特定のノードにのみ融通可能であればそのノードを識別する情報が記述される。特定のノードにのみ融通可能である場合、ノードを識別する情報の数は１つでもよく、複数でも良い。また、特定のノードには融通しない、という設定も可能である。

制御データ２４ａは、外部電源との電力融通を制御するための機能を有する。例えば悪天が予想されるような場合には、夜間電力など安い料金の時間帯に電力会社より電力を購入し、蓄電池２０ａを満充電にしておくような制御データ２４ａが、中央制御装置１００によって生成されうる。また、好天が予想される場合には、蓄電池の電力を電力会社に売電し、できるだけ蓄電池を空にしておくことで、太陽光発電を最大限取り込めるようにしておくような制御データ２４ａが、中央制御装置１００によって生成されうる。

ＤＣ−ＤＣ制御部５５ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１ａを制御することで、蓄電池２０ａからの直流電力の放電、及び、蓄電池２０ａへの直流電力の給電を制御する。ＤＣ−ＤＣ制御部５５ａは、通信制御部５６ａによって取得された充電要求や放電許可に基づいて、どの程度の電力をどの程度の時間放電、または給電するかが制御される。

通信部５７ａは、通信線３０を通じた他のノードとの間の通信処理を実行する。通信制御部５６ａは、通信部５７ａによる通信処理を制御する。通信部５７ａは、他のノードとの間の通信処理により、他のノードに対して充電要求や放電許可を送信したり、他のノードからの充電要求や放電許可を受信したりする。

以上、ノード１０ａ、１０ｂの機能構成例を説明した。続いて中央制御装置１００の機能構成例を説明する。

図３に示したように、本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００は、通信部１０２、１２０と、通信制御部１０４、１１８と、記憶部１０６と、発電電力演算部１０８と、消費電力演算部１１０と、バッテリ残量演算部１１２と、電力配分演算部１１４と、制御データ生成部１１６と、を含んで構成される。

通信部１０２は、外部のクラウド２００との間の通信処理を実行する。通信制御部１０４は、通信部１０２による通信処理を制御する。通信部１０２は、外部のクラウド２００との間の通信処理により、ノード１０ａ〜１０ｄが属する地域の将来の気象データや、ノード１０ａ〜１０ｄが属する地域、または当該地域が属する範囲（町、市、県、国など）におけるイベントの情報、その他の電力消費に関係しうる情報を取得する。

記憶部１０６は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記録媒体で構成され、ノード１０ａ〜１０ｄにおけるノード間の電力融通に関する情報、例えば通信部１０２が取得した電力消費に関係しうる情報や、各ノードに提供する制御データを保持する。記憶部１０６が保持する制御データは、各ノードから送信されたもの、または、制御データ生成部１１６が生成したものがありうる。

発電電力演算部１０８は、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力を演算する。発電電力演算部１０８は、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力の演算に際し、例えば、通信部１０２が取得し、記憶部１０６に記憶された将来の気象データを用いる。

また発電電力演算部１０８は、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力の演算に際し、各ノードに設置された太陽光発電装置の過去の発電量の履歴を用いても良い。例えば発電電力演算部１０８は、過去のある日における発電量と、その日の天気や気温、日照時間とを参照すれば、将来の気象データから各ノードに設置された太陽光発電装置の発電量を、より正確な値に近付けて予測することが可能となる。

なお、本実施形態では、各ノードに太陽光発電装置が設置された例を示しているが、他にも、例えば各ノードに風力発電装置が設置されていれば、発電電力演算部１０８は、各ノードに設置された風力発電装置の発電電力の演算を行いうる。発電電力演算部１０８は、風力発電装置の発電電力の演算に際しては、例えば将来の気象データとして風向きや風力といった、風力発電装置の発電に影響を与える情報を参照する。

消費電力演算部１１０は、各ノードの消費電力を演算する。消費電力演算部１１０は、各ノードの消費電力の演算に際し、例えば、通信部１０２が取得し、記憶部１０６に記憶された電力消費に関係しうる情報を用いる。

例えば、消費電力演算部１１０は、未来のある日においてスポーツのイベントが開催されることが、通信部１０２が取得した情報から分かれば、各家庭でテレビの視聴が増えることを想定した消費電力の演算を行う。また例えば消費電力演算部１１０は、未来のある日において気温が上昇することが、通信部１０２が取得した情報から分かれば、各家庭でエアーコンディショナの使用が増えることを想定した消費電力の演算を行う。また例えば消費電力演算部１１０は、未来のある日において各ノードが属する地域でお祭りが開催されることが、通信部１０２が取得した情報から分かれば、各家庭がそのお祭りの時間帯で不在になることを想定した消費電力の演算を行う。

バッテリ残量演算部１１２は、発電電力演算部１０８が演算した太陽光発電装置の発電電力と、消費電力演算部１１０が演算した各ノードの消費電力とから、将来における各ノードの蓄電池の残量を演算する。

電力配分演算部１１４は、バッテリ残量演算部１１２が演算した将来における各ノードの蓄電池の残量に基づいて、ノード間で融通させる電力の配分量を演算する。例えば、電力配分演算部１１４は、再生可能エネルギーからの発電電力を最大限取り込むために、放電余力のある蓄電池から充電余力のある蓄電池に充電するような電力配分となるような配分量の演算を行う。

制御データ生成部１１６は、電力配分演算部１１４が演算したノード間で融通させる電力の配分量に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成する。制御データ生成部１１６が生成する制御データは、表１に示したような、時間帯ごとの目標残量、融通価格、融通相手のデータである。制御データ生成部１１６は、本開示の制御装置の制御部の一例として機能しうる。

通信部１２０は、各ノードとの間の通信処理を実行する。通信制御部１１８は、通信部１２０による通信処理を制御する。通信部１２０は、各ノードとの間の通信処理により、制御データ生成部１１６が生成した制御データを各ノードへ提供したり、各ノードにおける発電電力履歴、消費電力履歴、他のノードとの間の融通電力履歴等を各ノードから取得したりすることが可能となる。

本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００は、係る構成を有することで、将来の電力消費に関する情報に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成し、生成した制御データを各ノードに提供することができる。

以上、図３を用いてノード１０ａ、１０ｂ及び中央制御装置１００の機能構成例について説明した。続いて、本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００の動作例を説明する。

（動作例）
図４は、本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００の動作例を示す流れ図である。図４に示したのは、各ノードに制御データを生成する際の、中央制御装置１００の動作例である。以下、図４を用いて本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００の動作例について説明する。

中央制御装置１００は、各ノードの電力の消費に関するデータを、クラウド２００や各ノードから定期的に取得する（ステップＳ１０１）。各ノードの電力の消費に関するデータは、過去の各ノードの電力の消費履歴や、将来の各ノードの電力の発電及び消費の予測のデータである。

各ノードの電力の消費に関するデータを、クラウド２００や各ノードから定期的に取得すると、続いて中央制御装置１００は、取得した電力の消費に関するデータに基づき、制御データをノードごとに生成する（ステップＳ１０２）。中央制御装置１００は、制御データを生成する際には、各ノードに設置された太陽光発電装置の発電電力の演算結果及び各ノードの消費電力の演算結果から導かれる、各ノードの蓄電池の残量の演算結果及びノード間の電力の配分量を用いる。

制御データをノードごとに生成すると、続いて中央制御装置１００は、生成した制御データを各ノードに提供する（ステップＳ１０３）。

中央制御装置１００は、制御データの生成を、定期的に実行する。例えば中央制御装置１００は、制御データの生成を所定の間隔、例えば、１時間ごと、６時間ごと、半日ごと、１日ごと、等の様々な間隔で実行しうる。

ここで、中央制御装置１００による制御データの生成の流れを、具体的な情報を提示しながらより詳細に説明する。

図５は、本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００による制御データの生成の流れを説明するための説明図である。

中央制御装置１００は、各ノード１０から、太陽光発電装置による発電電力履歴、各ノードでの消費電力履歴、他のノードとの間の融通電力履歴、各ノードで独自に保持している制御データ等の情報を取得する。

また中央制御装置１００は、例えばクラウド２００から、各ノードが属する地域における予測日射量などの太陽光発電装置による発電に影響を与える情報、予測気温、曜日・季節、イベント情報等の将来の消費電力量に影響を与える情報を取得する。

中央制御装置１００は、各ノード１０から取得した発電電力履歴と、例えばクラウド２００から取得した予測日射量とを用いて、各ノード１０に設置された太陽光発電装置の将来の発電電力を演算する。

また中央制御装置１００は、例えばクラウド２００から取得した予測日射量などの太陽光発電装置による発電に影響を与える情報、予測気温、曜日・季節、イベント情報等の将来の消費電力量に影響を与える情報と、各ノード１０から取得した制御データ、消費電力履歴とに基づいて、各ノードの将来の消費電力を演算する。

中央制御装置１００は、各ノードの将来の消費電力を演算する際に、各ノードに居住する人物のスケジュールを用いても良い。中央制御装置１００は、各ノードに居住する人物が外出すれば消費電力は少ないであろうと予測し、各ノードに居住する人物が外出しなければ消費電力は多いであろうと予測することができる。

中央制御装置１００は、各ノード１０に設置された太陽光発電装置の将来の発電電力と、各ノードの将来の消費電力とを演算すると、その演算結果に基づいて将来の各ノードの蓄電池の残容量を演算する。

中央制御装置１００は、将来の各ノードの蓄電池の残容量を演算すると、その演算結果に基づいて将来のノード間の電力配分を決定する。例えば、将来のある時点においてノード１０ａの蓄電池２０ａの残容量が少なくなり、ノード１０ｂの蓄電池２０ｂの残容量に余裕があることが分かれば、中央制御装置１００は、その時点でノード１０ｂからノード１０ａに電力を融通することを決定する。

そして中央制御装置１００は、将来のノード間の電力配分を決定すると、その電力配分が実施されるような制御データをノードごとに生成する。例えば上述したように、将来のある時点においてノード１０ａの蓄電池２０ａの残容量が少なくなり、ノード１０ｂの蓄電池２０ｂの残容量に余裕があることが分かれば、中央制御装置１００は、その時点でノード１０ｂからノード１０ａへの電力融通が実施される制御データを生成する。

中央制御装置１００は、制御データの生成に際して、各ノードから取得した過去の電力融通履歴を参照しても良い。例えば、ノード１０ａとノード１０ｂとの間で頻繁に電力の融通が行われていれば、ノード１０ａとノード１０ｂとの間で電力融通が実施される制御データを生成してもよく、また、ノード１０ａとノード１０ｂ以外のノードとの間で電力融通が実施される制御データを生成してもよい。

中央制御装置１００は、各ノードの融通電力履歴及びバッテリ残量履歴から、その融通が効果的であったかどうかを判断してもよい。そして中央制御装置１００は、各ノードの融通が効果的でなかった場合には、同一条件においてその融通が発生しないような制御データを生成してもよい。

例えば、電力融通によって電力を受け取ったノードの蓄電池がその後満充電となり、太陽光発電を取り込めないような状況になったことが融通電力履歴及びバッテリ残量履歴からわかれば、中央制御装置１００は、その融通の効果は無かったと判断して、同一の条件において同じ電力融通が起きないような制御データを生成する。

中央制御装置１００は、ノードごとに制御データを生成すると、生成した制御データを各ノード１０に提供する。

本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００は、上述したような動作を実行することで、将来の電力消費に関する情報に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成し、生成した制御データを各ノードに提供することができる。

このように、各ノード１０は、中央制御装置１００が生成した制御データに基づいて電力融通を実施することができるが、全てのノード１０が必ずしも中央制御装置１００が生成した制御データに従って電力融通を実施する必要は無い。

図６は、一部のノードのみが中央制御装置１００が生成した制御データに従って電力融通を実施する場合の電力供給システムの例を示す説明図である。

図６に示した例では、ノード１０ａ、１０ｂが、中央制御装置１００が生成した制御データではなく、それぞれ独自に保持している制御データに従って電力融通を実施し、ノード１０ｃ、１０ｄが、中央制御装置１００が生成した制御データに従って電力融通を実施する。各ノード間の電力融通は、中央制御装置１００への接続の有無にかかわらず実施される。従って、蓄電池の残量及び制御データの条件が整えば、ノード１０ｂとノード１０ｃとの間の電力融通も実施されうる。

仮に、中央制御装置１００と各ノードとの間に通信障害が発生し、中央制御装置１００から制御データが各ノードに提供できなくなっても、各ノードは、障害発生前に中央制御装置１００から提供された制御データや、独自に保持している制御データに基づいて電力融通を実施することができる。

図７は、中央制御装置１００と各ノードとの間に通信障害が発生した場合の電力供給システムの例を示す説明図である。図７に示したように、中央制御装置１００と各ノードとの間に通信障害が発生しても、ノード１０ａ〜１０ｄは、障害発生前に中央制御装置１００から提供された制御データや、独自に保持している制御データに基づいて、他のノードへ充電要求や放電許可を送信したり、他のノードから充電要求や放電許可を受信したりすることができる。

中央制御装置１００は、各ノードに提供する制御データを生成することで、複数のノードをまとめたクラスタ間での電力融通を各ノードに実施させることができる。すなわち、クラスタをまたいでの情報の授受ができなくても、中央制御装置１００が制御データを生成して各ノードに提供することで、クラスタを跨いだ電力融通が可能になる。以下はその例について示したものである。

図８は、中央制御装置１００が生成する制御データに基づいてクラスタ間での電力融通を各ノードに実施させる場合の電力供給システムの例を示す説明図である。図８では、ノード１０ｂが、クラスタ１とクラスタ２とを中継するノードとなっている。

電力供給システムが図８のように構成されている場合、ノード１０ｂは、クラスタ１用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１ｂと、クラスタ２用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１ｂ’と、を有している。なお、クラスタ１のみに属するノードと、クラスタに２のみに属するノードとは、情報及び電力の授受を直接行えないものとする。すなわち、ノード１０ａと、ノード１０ｃまたはノード１０ｄとは、情報及び電力の授受を直接行えない。

例えば、クラスタ１を構成するノード１０ａ、１０ｂのそれぞれの蓄電池２０ａ、２０ｂの残容量が少なくなっており、クラスタ２を構成するノード１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにおける蓄電池２０ｃ、２０ｄの残容量に余裕がある場合、中央制御装置１００は、クラスタ２からクラスタ１へ電力融通が行われるような制御データを生成して、各ノードに提供することができる。

例えば、蓄電池２０ａの残容量が少なくなってきた場合に、ノード１０ａは、ノード１０ｂに対して充電要求を送出する。ノード１０ｂは、クラスタ２に属するノード１０ｃ、１０ｄへ充電要求を送出する。ここではノード１０ｃが、中央制御装置１００が生成した制御データに基づいて、ノード１０ｂからの充電要求に対する放電許可を返し、ノード１０ｂに電力を送る。その後ノード１０ｂからノード１０ａに電力が送られる。

中央制御装置１００は、このように、全てのノードに対して制御データを生成して各ノードに制御データを提供することで、クラスタを跨いだ電力融通をノードに行わせることを可能にする。

＜３．まとめ＞
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、複数のノードに対して電力の融通を制御することで、自然エネルギーや再生可能エネルギーによって発電された電力を効率的に使用することが可能な中央制御装置、及び中央制御装置からの制御データまたは自らの制御データによって発電エネルギーの授受を制御するノードが提供される。

本開示の実施の形態に係る中央制御装置１００は、各ノードや、クラウドなどから様々な情報を取得し、その情報に基づいて、各ノードに提供する制御データを生成する。中央制御装置１００は、ノード間の電力融通が電力供給システム全体で最適化されるように制御データを生成する。そして中央制御装置１００は、生成した制御データを各ノードに提供する、中央制御装置１００は、制御データの生成を定期的に実行し、生成した制御データを定期的に各ノードに提供する。

各ノードは、中央制御装置１００が生成した制御データに基づいて電力融通を実施することで、自然エネルギーや再生可能エネルギーによって発電された電力を効率的に使用することが可能となる。

本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

また、各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアまたはハードウェア回路で構成することで、一連の処理をハードウェアまたはハードウェア回路で実現することもできる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、
を備える、制御装置。
（２）
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、各前記ノードにおける、電力を蓄電する蓄電装置間の電力配分に関するデータを生成する、前記（１）に記載の制御装置。
（３）
前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費履歴に関する情報を取得する、前記（１）または（２）に記載の制御装置。
（４）
前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費予測に関する情報を取得する、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の制御装置。
（５）
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報及び前記蓄電目標に関するデータを用いて、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータの効果性を判断する、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の制御装置。
（６）
前記制御部は、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータが効果的でないと判断すると、同一の条件では異なる前記蓄電目標に関するデータを生成する、前記（５）に記載の制御装置。
（７）
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、目標となる蓄電量を設定したデータを生成する、前記（１）〜（６）のいずれかにに記載の制御装置。
（８）
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通する相手を指定したデータを生成する、前記（７）に記載の制御装置。
（９）
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通時の価格を指定したデータを生成する、前記（７）または（８）に記載の制御装置。
（１０）
電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、
前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、
を含む、制御方法。
（１１）
電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、
を備える、蓄電制御装置。
（１２）
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報を提供する、前記（１１）に記載の蓄電制御装置。
（１３）
前記制御部は、前記電力の消費に関する情報として蓄電した電力を使用するユーザのスケジュールに関する情報を提供する、前記（１２）に記載の蓄電制御装置。
（１４）
前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータを前記取得部が取得できなかった場合は、自装置固有の蓄電目標に関するデータに基づいて制御を行う、前記（１１）〜（１３）のいずれかに記載の蓄電制御装置。
（１５）
電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、
前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、
を含む、制御方法。

１０ａ〜１０ｄ ノード
３０ 電力線
４０ 通信線
１００ 中央制御装置

Claims (15)

1. 電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得する取得部と、
   前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成する制御部と、
   を備える、制御装置。
2. 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、各前記ノードにおける、電力を蓄電する蓄電装置間の電力配分に関するデータを生成する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費履歴に関する情報を取得する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記取得部は、各前記ノードから、前記電力の消費に関する情報として電力の消費予測に関する情報を取得する、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記電力の消費に関する情報及び前記蓄電目標に関するデータを用いて、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータの効果性を判断する、請求項１に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、過去に各前記ノードに提供した前記蓄電目標に関するデータが効果的でないと判断すると、同一の条件では異なる前記蓄電目標に関するデータを生成する、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、目標となる蓄電量を設定したデータを生成する、請求項１に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通する相手を指定したデータを生成する、請求項７に記載の制御装置。
9. 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータとして、時間帯毎に、さらに、融通時の価格を指定したデータを生成する、請求項７に記載の制御装置。
10. 電力を蓄電及び消費する複数のノードから電力の消費に関する情報を取得することと、
    前記電力の消費に関する情報を用いて、各前記ノードに提供する、各前記ノードにおける蓄電目標に関するデータを生成することと、
    を含む、制御方法。
11. 電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得する取得部と、
    前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電池に蓄電した電力の融通に関する制御を行う制御部と、
    を備える、蓄電制御装置。
12. 前記制御部は、前記電力の消費に関する情報を提供する、請求項１１に記載の蓄電制御装置。
13. 前記制御部は、前記電力の消費に関する情報として蓄電した電力を使用するユーザのスケジュールに関する情報を提供する、請求項１２に記載の蓄電制御装置。
14. 前記制御部は、前記蓄電目標に関するデータを前記取得部が取得できなかった場合は、自装置固有の蓄電目標に関するデータに基づいて制御を行う、請求項１１に記載の蓄電制御装置。
15. 電力の消費に関する情報を提供した装置において生成された、蓄電目標に関するデータを取得することと、
    前記蓄電目標に関するデータに基づいて、蓄電した電力の融通に関する制御を行うことと、
    を含む、制御方法。

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