WO2012141315A1

WO2012141315A1 - 系統側制御装置及び方法

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Publication number: WO2012141315A1
Application number: PCT/JP2012/060185
Authority: WO
Inventors: 琢中山
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2012-10-18
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Abstract

　系統側制御装置は、需要家内に設けられる負荷機器の運転を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、需要家制御装置と通信する。系統側制御装置は、機器識別情報と運転パラメータと動作環境情報と消費電力とを関連付けて記憶する記憶部と、需要家内に設けられる負荷機器の機器識別情報と動作環境情報とを含む消費電力要求情報を、需要家制御装置から受信する受信部と、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報と動作環境情報とに基づいて、運転パラメータと消費電力とを記憶部から抽出する抽出部と、抽出部による抽出結果を需要家制御装置に送信する送信部とを備える。

Description

系統側制御装置及び方法

　本発明は、需要家内に設けられる負荷機器の運転を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、需要家制御装置と通信する系統側制御装置及び方法に関する。

　従来、社会、企業だけでなく、一般家庭などの需要家においても省エネルギーに対する要求が高まっている。このような中、家庭に設置される太陽電池などの分散電源や、家電などの負荷機器の消費電力を統括して管理するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）と称される需要家制御装置の導入が進められている（例えば、特許文献１参照）。

　また、近年では、情報通信技術を使用して、電力系統から需要家に供給される電力を効率的に制御する「スマートグリッド技術」を用いた電力制御システムが注目されている。

　かかる電力制御システムは、上述した需要家制御装置と、電力系統側に設けられる系統側制御装置とによって構成されている。かかる電力制御システムでは、需要家制御装置が、系統側制御装置からの電力需要に関する制御情報に応じて、需要家内に設けられる負荷機器の電力制御を行うことができる。

　例えば、電力需要のピーク時において、系統側制御装置が、電力需要が高まっていることを需要家制御装置に通知すれば、需要家制御装置は、電力需要を考慮して、需要家内に設けられる負荷機器の消費電力を抑制できるので、電力系統から需要家に供給される電力を効率的に制御することができる。

特開２００９－２５９１２５号公報

　ところで、上述した電力制御システムにおいて、需要家に設けられる需要家制御装置が、負荷機器の運転を制御する場合、負荷機器の運転状態を決定する運転パラメータに基づいて実行する。この運転パラメータは、負荷機器に数多く設けられているケースも多い。例えば、エアコンなどの空調装置を例に挙げると、運転パラメータとして、温度、湿度、風量、風向などの数多くの運転パラメータが存在する。

　更に、かかる需要家制御装置が、需要家内の電力制御を適切に実行するためには、それぞれの運転パラメータに基づいて負荷機器を運転した際の消費電力を予め把握しておく必要があるが、負荷機器が運転する際の消費電力には、様々な動作環境が影響を与える。例えば、空調装置では、空調装置が設けられている部屋の面積や、部屋床の建築部材（例えば、フローリング、絨毯）などの動作環境によって、負荷機器を運転する際の消費電力が異なる場合がある。

　上述するように、需要家制御装置が、負荷機器の消費電力を適切に制御するためには、多数の運転パラメータと様々な動作環境とに対応する消費電力を、予め保持しておくことが望まれる。しかし、このように多数の運転パラメータと消費電力とを予め需要家制御装置に保持させるとなると、需要家制御装置の装置規模を増大させてしまうという問題があった。

　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、需要家内の電力を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、需要家制御装置の装置規模を増大させることなく、負荷機器の消費電力をより適切に制御することが可能な系統側制御装置及び方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明に係る系統側制御装置の特徴は、需要家内に設けられる負荷機器（例えば、空調装置）の運転を制御する需要家制御装置（需要家制御装置１９０）を備える電力制御システム（電力制御システム１）において、前記需要家制御装置と通信する系統側制御装置（系統側制御装置２００）であって、負荷機器を識別する機器識別情報と、負荷機器の運転状態を決定するための運転パラメータ（例えば、温度値）と、負荷機器の動作環境を示す動作環境情報（例えば、負荷機器を設置した部屋面積値）と、負荷機器の動作環境に対応する消費電力とを関連付けて記憶する記憶部（記憶部２２０）と、前記需要家内に設けられる負荷機器の機器識別情報と、前記負荷機器の動作環境を示す動作環境情報とを含む消費電力要求情報を、前記需要家制御装置から受信する受信部（受信部２１１）と、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに基づいて、前記運転パラメータと前記消費電力とを前記記憶部から抽出する制御部（抽出部２３１）と、前記制御部による抽出結果を前記需要家制御装置に送信する送信部（送信部２１２）とを備えることを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第２の特徴は、上記特徴に係り、前記記憶部には、前記消費電力として、設計値に基づいて算出された既定消費電力、又は、実測された実測消費電力の少なくとも一方が記憶されており、前記制御部は、前記消費電力要求情報が受信された際、前記消費電力要求情報に含まれる動作環境情報に関連付けられている前記実測消費電力が前記記憶部に記憶されているか否かを判定し、前記実測消費電力が記憶されていると判定した場合、前記実測消費電力を抽出し、前記実測消費電力が記憶されていないと判定した場合、前記既定消費電力を抽出することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第３の特徴は、上記特徴に係り、前記制御部は、前記受信部において、前記記憶部に記憶されていない新たな動作環境情報を含む消費電力要求情報が受信された場合、前記実測消費電力が記憶されていないと判定して、前記既定消費電力を抽出し、前記機器識別情報と、前記運転パラメータと、前記新たな動作環境情報と、前記既定消費電力とを関連付けて前記記憶部に記憶することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第４の特徴は、上記特徴に係り、前記制御部は、前記実測消費電力が記憶されていないと判定した場合、前記実測消費電力の測定報告を指示する指示情報を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第５の特徴は、上記特徴に係り、前記記憶部は、前記需要家内に設けられる負荷機器それぞれについて、前記運転パラメータと関連付けられた運転モード毎に、前記動作環境情報及び前記消費電力を記憶しており、前記制御部は、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに基づいて、前記運転モード毎に前記運転パラメータ及び前記消費電力を記憶部から抽出し、抽出結果を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第６の特徴は、上記特徴に係り、前記制御部は、前記実測消費電力の測定報告を指示する指示情報を前記需要家制御装置に定期的に送信するよう前記送信部を制御し、前記需要家制御装置からの報告に基づいて前記記憶部に記憶されている前記実測消費電力を定期的に更新することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第７の特徴は、上記特徴に係り、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに関連付けられた運転パラメータ及び／又は消費電力が前記記憶部に記憶されていない場合、前記制御部は、当該運転パラメータ及び／又は消費電力消費電力を、広域通信網を介してサーバから取得することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第８の特徴は、上記特徴に係り、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに関連付けられた消費電力が前記記憶部に記憶されていない場合、前記制御部は、当該機器識別情報が示す負荷機器に類似すると判断される他の負荷機器と関連付けられた消費電力のうち、当該動作環境情報と関連付けられた消費電力を抽出し、抽出結果を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第９の特徴は、上記特徴に係り、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに関連付けられた消費電力が前記記憶部に記憶されていない場合、前記制御部は、当該機器識別情報が示す負荷機器と関連付けられた消費電力のうち、当該動作環境情報が示す動作環境に類似すると判断される他の動作環境と関連付けられた消費電力を抽出し、抽出結果を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを要旨とする。

　本発明に係る系統側制御装置の第１０の特徴は、上記特徴に係り、前記制御部は、前記抽出結果を前記需要家制御装置に送信する際に、当該抽出結果に含まれる消費電力の確からしさを示す情報を前記需要家制御装置に送信することを要旨とする。

　本発明に係る方法の特徴は、需要家内に設けられる負荷機器の運転を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、前記需要家制御装置と通信する方法であって、負荷機器を識別する機器識別情報と、負荷機器の運転状態を決定するための運転パラメータと、負荷機器の動作環境を示す動作環境情報と、負荷機器の動作環境に対応する消費電力とを関連付けて記憶する記憶ステップと、前記需要家内に設けられる負荷機器の機器識別情報と、前記負荷機器の動作環境を示す動作環境情報とを含む消費電力要求情報を、前記需要家制御装置から受信する受信ステップと、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに基づいて、前記運転パラメータと前記消費電力とを、前記記憶ステップでの記憶内容から抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップによる抽出結果を前記需要家制御装置に送信する送信ステップとを備えることを要旨とする。

図１は、本発明の実施形態に係る電力システムの構成を示す概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る需要家制御システムの概略構成を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る系統側制御装置のブロック図である。図４は、本発明の実施形態に係る系統側制御装置の記憶部に記憶されるテーブルの一例を示す図である。図５は、本発明の実施形態に係る電力制御システムの動作を示すシーケンス図である。図６は、本発明の実施形態に係る系統側制御装置の動作を示すシーケンス図である。図７は、本発明の実施形態に係る系統側制御装置の記憶部に記憶されるテーブルの一例を示す図である。図８は、本発明の変更例１に係る電力制御システムの動作を示すシーケンス図である。図９は、本発明の変更例１に係る系統側制御装置の記憶部に記憶されるテーブルの一例を示す図である。

　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）電力制御システムの構成、（２）需要家制御システムの構成、（３）系統側制御装置の構成、（４）電力制御システムの動作、（５）作用及び効果、（６）変更例１、（７）変更例２、（８）その他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態における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。

（１）電力制御システムの構成
　図１は、本実施形態に係る電力制御システム１の概略構成図である。電力制御システム１は、一般家庭などの需要家群１０００を構成する各需要家１０に供給される電力を制御することができる。電力制御システム１は、各需要家１０内に設けられる負荷機器の運転を制御する需要家制御装置１９０（図２参照）と、系統側制御装置２００と、変電所２を含む電力系統２０とを備える。

　また、需要家制御装置１９０と、系統側制御装置２００と、変電所２とは、広域通信網８０を介して通信する。系統側制御装置２００は、各需要家に設けられる需要家制御装置を管理するように構成されている。系統側制御装置２００は、この広域通信網８０を介して、需要家制御装置１９０などに、電力制御を指示することができる。なお、系統側制御装置２００は、ＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）と称される装置を想定している。

（２）需要家制御システムの構成
　図２は、本実施形態に係る需要家制御システム１００の概略構成図である。かかる需要家制御システム１００は、一般家庭などの需要家１０に設けられており、需要家１０内の機器の電力制御を行うことができる。

　図２に示すように、需要家制御システム１００は、スマートメータ１１０、ハイブリッドパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１２０、太陽電池１２１、蓄電池１２２、負荷機器（照明１３１、空調装置１３２）、需要家制御装置１９０を有する。なお、需要家制御システム１００は、電気自動車などに搭載される蓄電池を有していてもよい。

　スマートメータ１１０は、需要家制御システム１００の負荷機器によって消費される電力の合計である総消費電力を測定する。スマートメータ１１０は、広域通信網８０を介して、測定した総消費電力を系統側制御装置２００に通知することができる。

　ハイブリッドＰＣＳ１２０は、家庭内配電線１５０に接続されるとともに、分散電源としての太陽電池１２１と蓄電池１２２とに接続される。ハイブリッドＰＣＳ１２０は、需要家制御装置１９０の制御に応じて、太陽電池１２１と蓄電池１２２とを稼働させる。

　ハイブリッドＰＣＳ１２０は、太陽電池１２１によって発電された電力を蓄電池１２２に蓄電させることができる。ハイブリッドＰＣＳ１２０は、家庭内配電線１５０から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を蓄電池１２２に蓄電させることができる。

　ハイブリッドＰＣＳ１２０は、蓄電池１２２の放電による直流電力や、太陽電池１２１によって発電された直流電力を交流電力に変換して家庭内配電線１５０へ送り出すことができる。家庭内配電線１５０へ送り出された交流電力は、適宜、照明１３１、空調装置１３２において使用され、あるいは、電力系統２０への逆潮流の電力となる。

　負荷機器群を構成する照明１３１、空調装置１３２は、家庭内配電線１５０に接続されるとともに、家庭内通信回線１８０に接続される。なお、これらの負荷機器群は、需要家制御装置１９０の制御に応じて、動作する。なお、負荷機器として、冷蔵装置や、蓄熱器などが更に設けられていてもよい。

　需要家制御装置１９０は、需要家１０に設けられており、需要家１０内における各機器の電力制御を行う。需要家制御装置１９０は、家庭内通信回線１８０を介して、スマートメータ１１０、ハイブリッドＰＣＳ１２０、照明１３１、空調装置１３２との通信を行う。

　また、需要家制御装置１９０は、広域通信網８０を介して、需要家１０を含む需要家群１０００に供給される電力を制御する系統側制御装置２００と通信する。需要家制御装置１９０は、電力系統２０の電力の電力料金などを含む制御情報を系統側制御装置２００から受信し、かかる制御情報に基づいて、負荷機器の運転を制御できる。

　また、需要家制御装置１９０は、運転モードと、運転モードに応じて負荷機器の運転状態を決定するための運転パラメータと、負荷機器が運転パラメータによって運転される際の消費電力とを対応づけて記憶する。なお、運転モード、運転パラメータ、消費電力の各情報の詳細については、後述する。また、需要家制御装置１９０は、これらの情報を系統側制御装置２００から取得することができる。

　また、需要家制御装置１９０は、系統側制御装置２００から負荷機器の消費電力の測定を指示する指示情報を受信した場合、この指示に応じて、負荷機器の消費電力を測定することもできる。需要家制御装置１９０は、測定した消費電力を測定情報に含めて、系統側制御装置２００に報告することもできる。

（３）系統側制御装置の構成
　図３を参照して、系統側制御装置２００の構成について説明する。図３は、系統側制御装置２００の構成を示すブロック図である。具体的に、図３に示すように、系統側制御装置２００は、広域通信網８０と接続する通信部２１０と、記憶部２２０と、処理部２３０とを備える。

　通信部２１０は、広域通信網８０を介して、需要家制御装置１９０などとの間で通信を行う。また、通信部２１０は、受信部２１１と、送信部２１２とを備える。

　受信部２１１は、需要家制御装置１９０から送信される各種情報を受信する。本実施形態に係る受信部２１１は、負荷機器の消費電力を要求する消費電力要求情報を、需要家制御装置１９０から受信する。消費電力要求情報は、需要家１０内に設けられる負荷機器の機器識別情報と、負荷機器の動作環境情報とを含む。ただし、消費電力要求情報は、機器識別情報及び動作環境情報に加えて、運転モード及び／又は運転パラメータを含んでもよい。また、受信部２１１は、受信した消費電力要求情報を処理部２３０に出力する。

　送信部２１２は、処理部２３０から出力される各種情報を、需要家制御装置１９０に送信する。

　記憶部２２０は、処理部２３０が実行するプログラムを記憶すると共に、処理部２３０でのプログラム実行中にワークエリアとして使用される。

　本実施形態に係る記憶部２２０は、需要家１０内に設けられる負荷機器を識別する機器識別情報と、負荷機器の運転状態を決定するための運転パラメータと、負荷機器の動作環境を示す動作環境情報と、負荷機器の消費電力とを関連付けて記憶する。具体的に、記憶部２２０は、図４に示すように、機器識別情報と、運転モードと、運転パラメータと、動作環境情報と、消費電力とを関連付けて記憶する情報テーブルを記憶する。

　ここで、機器識別情報は、負荷機器を識別する情報であり、図４の例では、空調装置を識別する“空調装置Ａ”が示されている。機器識別情報としては、負荷機器の種類、型式、製造番号、製造年数などの情報を含めてもよい。

　運転モードは、負荷機器の消費電力の大きさに応じて定められた負荷機器の運転状態を管理する情報である。需要家１０に設けられる需要家制御装置１９０では、所定数の運転モード（例えば、５つの運転モード１乃至５）と、それぞれの運転モードに関連付けられている運転パラメータとに基づいて、負荷機器の運転を制御する。なお、運転モード１乃至５は、この番号が大きいほど、負荷機器が運転される際の消費電力は、小さくなるように設定されており、運転モード１乃至５のそれぞれに関連付けられる運転パラメータは異なる。

　運転パラメータは、負荷機器の運転状態を決定する情報である。例えば、空調装置を例に挙げると、運転パラメータは、暖房／冷房／送風運転、温度、風量などの運転状態を決定する情報である。図４の例では、暖房運転を示す“暖房Ａ１”、温度値を示す“温度Ｂ１”、風量の度合いを示す“風量Ｃ１”などが一例として示されている。

　動作環境情報は、負荷機器が設けられている需要家１０の環境に関する情報である。例えば、動作環境情報は、空調装置が設けられている部屋の面積、部屋壁の建築部材（例えば、木造、コンクリート）、部屋床の建築部材（例えば、フローリング、絨毯）などを示す情報である。動作環境情報は、需要家１０内に需要家制御装置１９０を設ける際に、利用者の入力によって設定される。なお、動作環境情報は、寒冷地、温暖地、北海道、沖縄などのように、地域を示す情報であってもよく、負荷機器の運転時の消費電力に影響を与える様々な条件を示す情報であってもよい。

　消費電力は、機器識別情報によって識別される負荷機器が、運転パラメータと、動作環境情報とに基づいて運転される際に消費される消費電力値を示す情報である。また、本実施形態に係る記憶部２２０には、図４に示すように、消費電力として、設計値に基づいて算出された既定消費電力、又は、実測された実測消費電力の少なくとも一方が記憶されている。

　既定消費電力は、運転パラメータと動作環境情報とに基づいて運転される負荷機器の消費電力を、設計値に基づいて算出した値である。

　実測消費電力は、需要家１０内において、運転パラメータと動作環境情報とに基づいて運転される負荷機器の消費電力を、実際に測定した値である。具体的に、実測消費電力は、動作環境情報に示される動作環境と同一の需要家において、同一の運転パラメータに基づいて負荷機器を運転した際に、当該需要家の需要家制御装置によって測定された消費電力値である。なお、実測消費電力は、実際に測定された値であるため、既定消費電力よりも、精度の高い消費電力値である。

　処理部２３０は、記憶部２２０に記憶されているプログラムに従った処理を行う。また、処理部２３０は、抽出部２３１と、電力制御部２３２とを備える。

　抽出部２３１は、受信部２１１において、消費電力要求情報が受信されると、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報と動作環境情報とに基づいて、運転パラメータと消費電力とを記憶部２２０から抽出する。

　具体的に、抽出部２３１は、受信部２１１において、消費電力要求情報が受信されると、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報と動作環境情報とを取得する。また、抽出部２３１は、記憶部２２０の情報テーブルを参照して、機器識別情報に対応するレコードを特定する。抽出部２３１は、特定したレコードにおいて、機器識別情報に関連付けられている運転モードと、運転パラメータとを抽出する。

　続いて、抽出部２３１は、消費電力要求情報に含まれる動作環境情報に関連付けられている実測消費電力が、記憶部２２０に記憶されているか否かを判定する。抽出部２３１は、実測消費電力が記憶されていると判定した場合、実測消費電力を抽出する。

　例えば、図４に示すように、消費電力要求情報に含まれる動作環境情報が“Ｘ１１”である場合、抽出部２３１は、動作環境情報“Ｘ１１”に関連付けられている実測消費電力“１０１０Ｗ”が記憶されていると判定し、実測消費電力“１０１０Ｗ”を抽出する。

　一方、抽出部２３１は、実測消費電力が記憶されていないと判定した場合、既定消費電力を抽出する。例えば、図４に示すように、動作環境情報が“Ｚ１１”である場合、抽出部２３１は、動作環境情報“Ｚ１１”に関連付けられている実測消費電力が記憶されていないと判定し、既定消費電力“１０００Ｗ”を抽出する。

　なお、抽出部２３１は、消費電力要求情報に含まれる動作環境情報そのものが、記憶部２２０に記憶されていないと判定した場合には、新たな動作環境情報が受信されたと判定し、機器識別情報と、運転パラメータと、新たな動作環境情報と、既定消費電力とを関連付けて記憶部２２０に記憶する。また、この場合、抽出部２３１は、実測消費電力については、記憶されていないと判定して、既定消費電力を抽出する。

　また、抽出部２３１は、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報及び動作環境情報に対応する消費電力（実測消費電力又は既定消費電力）を複数の運転モード毎に抽出してもよい。

　電力制御部２３２は、抽出部２３１による抽出結果を、送信部２１２を介して、需要家制御装置１９０に送信する。具体的に、電力制御部２３２は、運転モードと、運転モードに対応する運転パラメータと、実測消費電力又は既定消費電力とを含む消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信する。抽出部２３１が複数の運転モード毎に消費電力（実測消費電力又は既定消費電力）を抽出した場合、電力制御部２３２は、当該複数の運転モードと、当該複数の運転モード毎の運転パラメータと、当該複数の運転モード毎の消費電力（実測消費電力又は既定消費電力）と、を含む消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信する。これにより、需要家制御装置１９０は運転パラメータと消費電力とのセットを複数持つことができるため、複数の選択肢の中から適切な制御を行うことが可能となる。

（４）電力制御システムの動作
（４－１）電力制御システムの概略動作
　次に、電力制御システム１の動作を説明する。図５は、電力制御システム１の動作を示すシーケンス図である。ここで、図５には、需要家１０内に設けられる需要家制御装置１９０から、消費電力を要求する消費電力要求情報が送信される際の動作が示されている。

　ステップＳ１０において、需要家制御装置１９０は、需要家１０内に設けられている負荷機器の機器識別情報と、負荷機器の動作環境情報とを含む消費電力要求情報を系統側制御装置２００に送信する。

　ステップＳ２０において、系統側制御装置２００は、消費電力要求情報を受信すると、消費電力要求情報から、機器識別情報と動作環境情報とを取得する。系統側制御装置２００は、取得した機器識別情報と動作環境情報とに基づいて、運転モードと、運転モードに対応する運転パラメータと、実測消費電力又は既定消費電力とを記憶部２２０から抽出し、これらの情報を含む消費電力応答情報を生成する。

　ステップＳ３０において、系統側制御装置２００は、生成した消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信する。

　このようにして、系統側制御装置２００は、需要家制御装置１９０に対して、負荷機器の運転の制御に用いる各種情報を送信する。

（４－２）系統側制御装置の動作
　次に、図６を参照して、上述したステップＳ２０における系統側制御装置２００の動作を具体的に説明する。図６は、系統側制御装置２００の動作を示すシーケンス図である。

　まず、ステップＳ２０１において、系統側制御装置２００では、受信部２１１が、消費電力要求情報を受信する。また、抽出部２３１は、受信部２１１において、消費電力要求情報が受信されると、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報と動作環境情報とを取得する。抽出部２３１は、記憶部２２０の情報テーブルを参照して、機器識別情報に関連付けられている運転モード１乃至５と、運転モード１乃至５に対応する運転パラメータとを抽出する。

　ステップＳ２０２において、抽出部２３１は、記憶部２２０において、消費電力要求情報から取得した動作環境情報が、機器識別情報に関連付けて記憶されているか否かを判定する。

　ステップＳ２０３において、抽出部２３１は、動作環境情報が記憶部２２０に記憶されていると判定した場合、消費電力要求情報に含まれる動作環境情報に関連付けられている実測消費電力が、記憶部２２０に記憶されているか否かを判定する。

　一方、ステップＳ２０４において、抽出部２３１は、動作環境情報が記憶部２２０に記憶されていないと判定した場合、消費電力要求情報に新たな動作環境情報が含まれていると判定する。そして、抽出部２３１は、機器識別情報と、運転パラメータと、新たな動作環境情報と、既定消費電力とを関連付けて情報テーブルに記憶する。例えば、新たな動作環境情報を“Ｗ１１”とした場合、抽出部２３１は、図７に示すように、動作環境情報“Ｗ１１”を新たに設けて記憶する。

　ステップＳ２０５において、抽出部２３１は、ステップＳ２０３の動作の際に、実測消費電力が記憶されていると判定した場合、記憶部２２０から、実測消費電力を抽出する。

　ステップＳ２０６において、電力制御部２３２は、抽出部２３１による抽出結果を含む消費電力応答情報を生成して、需要家制御装置１９０に送信する。具体的に、電力制御部２３２は、運転モード１乃至５と、運転モード１乃至５に対応する運転パラメータと、実測消費電力とを含む消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信する。なお、送信部２１２は、抽出部２３１による抽出結果を需要家制御装置１９０に送信する送信部を構成する。

　ステップＳ２０７において、抽出部２３１は、実測消費電力が記憶されていないと判定した場合、記憶部２２０から、既定消費電力を抽出する。また、抽出部２３１は、ステップＳ２０４の動作において、記憶部２２０に記憶されていない新たな動作環境情報を含む消費電力要求情報が受信されたと判定した場合も、実測消費電力が記憶されていないと判定して、既定消費電力を抽出する。

　ステップＳ２０８において、電力制御部２３２は、運転モード１乃至５と、運転モード１乃至５に対応する運転パラメータと、既定消費電力とを含む消費電力応答情報を生成して、需要家制御装置１９０に送信する。

（５）作用及び効果
　上述した実施形態において、系統側制御装置２００では、記憶部２２０が、機器識別情報と、運転パラメータと、動作環境情報と、負荷機器の消費電力とを関連付けて記憶する。また、抽出部２３１は、需要家制御装置１９０から消費電力要求情報を受信すると、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報と動作環境情報とに基づいて、運転モードと運転パラメータと消費電力とを記憶部２２０から抽出する。送信部２１２は、抽出した運転モードと運転パラメータと消費電力とを需要家制御装置１９０に送信する。

　かかる系統側制御装置２００によれば、需要家制御装置１９０の要求に応じて、需要家制御装置１９０に負荷機器の運転パラメータと消費電力とを送信することができるので、需要家制御装置１９０は、系統側制御装置２００から必要な情報のみを取得して、負荷機器の運転を制御することができる。

　よって、かかる系統側制御装置２００によれば、需要家制御装置１９０では、負荷機器の制御に用いる必要最低限の情報のみを記憶する機能を備えていればよいので、装置規模を増大させることなく、消費電力を把握して、負荷機器の消費電力をより適切に制御することが可能になる。

　また、系統側制御装置２００は、消費電力として、実測消費電力が記憶されている場合、実測消費電力を需要家制御装置１９０に送信し、実測消費電力が記憶されていない場合は、既定消費電力を送信する。

　ここで、実測消費電力は、同一の負荷機器を備え、かつ、同一の動作環境である需要家の需要家制御装置によって、実際に負荷機器を運転した際に測定された消費電力である。よって、系統側制御装置２００は、より精度の高い実測消費電力を、需要家制御装置１９０に送信することができる。

　さらに、系統側制御装置２００は、系統側制御装置２００の配下にある需要家制御装置１９０によって測定された実測消費電力を記憶する。つまり、系統側制御装置２００は、測定された実測消費電力を一元化管理するので、配下の各需要家制御装置に何度も測定させることなく、一度測定された実測消費電力を、他の需要家制御装置との間で共有することが可能になる。よって、電力制御システム１全体の需要家制御装置において、測定する際の負荷を抑制できる。

　また、系統側制御装置２００では、新たな動作環境情報を含む消費電力要求情報が受信された場合、記憶部２２０に新たな動作環境情報が追加されていくので、記憶部２２０に記憶される動作環境情報の種類を充実させることができる。

（６）変更例１
　次に、本実施形態の変更例１について説明する。上述した実施形態に係る系統側制御装置２００では、抽出部２３１によって、記憶部２２０に実測消費電力が記憶していないと判定された場合、電力制御部２３２は、既定消費電力を含む消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信していた。

　本変更例に係る系統側制御装置２００では、抽出部２３１によって、記憶部２２０に実測消費電力が記憶されていないと判定された場合、電力制御部２３２は、送信部２１２を介して、実測消費電力の測定報告を指示する指示情報を需要家制御装置１９０に送信する。

　具体的に、図８を参照して説明する。図８には、系統側制御装置２００が、需要家制御装置１９０に対して、実測消費電力の測定報告を指示する際の動作が示されている。

　ステップＳ３０において、系統側制御装置２００では、電力制御部２３２が、運転モード１乃至５と、運転モード１乃至５に対応する運転パラメータと、既定消費電力とに加え、負荷機器の消費電力の測定と測定結果の報告を指示する指示情報を含めて消費電力応答情報を生成し、需要家制御装置１９０に送信する。なお、負荷機器の機器識別情報を消費電力応答情報に含めてもよい。

　ステップＳ４０において、需要家制御装置１９０では、消費電力応答情報を受信すると、消費電力応答情報に含まれる運転パラメータに基づいて、負荷機器の運転を実行するとともに、運転時に負荷機器によって消費される実測消費電力を測定する。

　ステップＳ５０において、需要家制御装置１９０は、機器識別情報と、運転パラメータと、動作環境情報と、測定した実測消費電力とを含む測定情報を系統側制御装置２００に送信する。

　ステップＳ６０において、系統側制御装置２００は、測定情報を受信すると、機器識別情報と、運転パラメータと、動作環境情報と、実測消費電力とを関連付けて、記憶部２２０に記憶する。例えば、測定情報が、機器識別情報“空調装置Ａ”、運転パラメータ“暖房Ａ１、温度Ｂ１、風量Ｃ１”、動作環境情報“Ｗ１１”、実測消費電力“１０５０Ｗ”である場合、系統側制御装置２００では、図９に示すように、これらの情報を関連付けて記憶する。

　本変更例に係る系統側制御装置２００によれば、動作環境情報に対応する消費電力として、実測消費電力が記憶されていない場合、需要家制御装置１９０に対して、負荷機器の消費電力の測定を指示して、実測消費電力を取得することができる。

　よって、かかる系統側制御装置２００によれば、様々な動作環境情報に対応する実測消費電力を記憶部２２０に記憶させることができる。また、これにより、系統側制御装置２００は、様々な動作環境情報に対応する実測消費電力を、他の需要家制御装置に送信することもできるようになる。

　なお、系統側制御装置２００は、消費電力応答情報により系統側制御装置２００に対して消費電力の測定及び報告を指示するケースに限らず、系統側制御装置２００に対して消費電力の測定及び報告を定期的に指示してもよい。これにより、系統側制御装置２００は、ある機器、環境の消費電力を継続的に取得できる。

（７）変更例２
　次に、本実施形態の変更例２について説明する。上述した実施形態に係る系統側制御装置２００では、記憶部２２０が実測消費電力を記憶していない場合、電力制御部２３２は、既定消費電力を含む消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信していた。

　しかしながら、実測消費電力だけでなく既定消費電力も記憶部２２０に記憶されていない場合や、運転モード及び運転パラメータも記憶部２２０に記憶されていない場合も想定される。

　これらの場合において、電力制御部２３２は、需要家制御装置１９０からの消費電力要求情報に含まれる機器識別情報が示す負荷機器のメーカが運営するサーバにアクセスすることで、当該機器識別情報に対応する情報（運転モード、運転パラメータ、既定消費電力）を、広域通信網８０を介して取得する。そして、電力制御部２３２は、取得した情報（運転モード、運転パラメータ、既定消費電力）を含む消費電力応答情報を需要家制御装置１９０に送信する。

　また、メーカが運営するサーバにも当該情報（運転モード、運転パラメータ、既定消費電力）が存在しない場合、電力制御部２３２は、該当する情報が存在しない旨（Ｕｎｋｎｏｗｎ）を需要家制御装置１９０に返し、実測消費電力の測定を需要家制御装置１９０に依頼する。

　或いは、需要家制御装置１９０からの消費電力要求情報に含まれる機器識別情報及び動作環境情報に対応する消費電力（実測消費電力及び既定消費電力）が記憶部２２０に記憶されていない場合において、抽出部２３１は、以下の第１の方法又は第２の方法により消費電力を抽出してもよい。

　第１の方法では、抽出部２３１は、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報が示す負荷機器に類似すると判断される他の負荷機器に対応する消費電力のうち、当該消費電力要求情報に含まれる動作環境情報に対応する消費電力を抽出する。すなわち、ある動作環境下における負荷機器の消費電力の情報を、当該動作環境下における他の負荷機器の消費電力の情報で補完する。

　第２の方法では、抽出部２３１は、消費電力要求情報に含まれる機器識別情報に対応する消費電力のうち、当該消費電力要求情報に含まれる動作環境情報が示す動作環境に類似すると判断される他の動作環境に対応する消費電力を抽出する。すなわち、ある動作環境下における負荷機器の消費電力の情報を、他の動作環境下における当該負荷機器の消費電力の情報で補完するものである。

　第１の方法又は第２の方法で消費電力を求めた場合、需要家制御装置１９０に通知される消費電力の信頼度は低いものとなり得る。例えば、類似度の低い他の負荷機器、又は類似度の低い他の動作環境に基づき補完された消費電力の信頼度は、低いものとなる。

　したがって、電力制御部２３２は、需要家制御装置１９０に対して消費電力を通知する際に、当該消費電力の信頼度（確からしさ）を需要家制御装置１９０に通知してもよい。例えば、当該信頼度（確からしさ）の情報は、０から１の範囲内で表現し、１は「完全に条件に合致」、０は「該当する情報が無い」といった定義が可能である。

　また、電力制御部２３２は、需要家制御装置１９０に対して消費電力を通知する際に、当該消費電力の信頼度も需要家制御装置１９０に通知する場合、通知対象である信頼度の情報を次に示すパラメータ（α）で規定してもよい。パラメータ（α）は、消費電力に基づいて算出される。消費電力は、例えば、前述した実測消費電力、既定消費電力、第１の方法で求められた消費電力、および第２の方法で求められた消費電力である。なお、実測消費電力又は既定消費電力に基づくパラメータ（α１）よりも、第１の方法又は第２の方法で求められた消費電力に基づくパラメータ（α２）が小さくなるように規定できる。この場合、パラメータ（α）の値が大きいほど信頼度が高い（より確からしい）ことを意味する。

（８）その他の実施形態
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、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る。

　例えば、上述した実施形態において、系統側制御装置２００の記憶部２２０に記憶される情報は、他の需要家群を管理する他の系統側制御装置との間で共有するようにしてもよい。

　また、上述した実施形態において、系統側制御装置２００は、需要家制御装置１９０から、運転パラメータを含む消費電力要求情報を受信するように構成されていてもよい。また、系統側制御装置２００は、受信した消費電力要求情報に、新たな運転パラメータが含まれていた場合、この新たな運転パラメータと、機器識別情報と、動作環境情報と、消費電力とを関連付けて、新たなレコードを記憶部２２０の情報テーブルに記憶してもよい。

　また、上述した実施形態において、需要家制御装置１９０は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）である場合を想定して説明したが、これに限定されず、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等、スマートグリッド技術における様々なシステムに適用可能である。　このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。

　なお、日本国特許出願第２０１１－０９０５２４号（２０１１年４月１４日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

　以上のように、本発明に係る系統側制御装置及び方法は、需要家内の電力を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、需要家制御装置の装置規模を増大させることなく、負荷機器の消費電力をより適切に制御できるので、スマートグリッドなどの電力分野において有用である。

Claims

　需要家内に設けられる負荷機器の運転を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、前記需要家制御装置と通信する系統側制御装置であって、
　負荷機器を識別する機器識別情報と、負荷機器の運転状態を決定するための運転パラメータと、負荷機器の動作環境を示す動作環境情報と、負荷機器の動作環境に対応する消費電力とを関連付けて記憶する記憶部と、
　前記需要家内に設けられる負荷機器の機器識別情報と、前記負荷機器の動作環境を示す動作環境情報とを含む消費電力要求情報を、前記需要家制御装置から受信する受信部と、
　前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに基づいて、前記運転パラメータと前記消費電力とを前記記憶部から抽出する制御部と、
　前記制御部による抽出結果を前記需要家制御装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする系統側制御装置。
　前記記憶部には、前記消費電力として、設計値に基づいて算出された既定消費電力、又は、実測された実測消費電力の少なくとも一方が記憶されており、
　前記制御部は、
　前記消費電力要求情報が受信された際、前記消費電力要求情報に含まれる動作環境情報に関連付けられている前記実測消費電力が前記記憶部に記憶されているか否かを判定し、
　前記実測消費電力が記憶されていると判定した場合、前記実測消費電力を抽出し、
　前記実測消費電力が記憶されていないと判定した場合、前記既定消費電力を抽出することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　前記制御部は、
　前記受信部において、前記記憶部に記憶されていない新たな動作環境情報を含む消費電力要求情報が受信された場合、前記実測消費電力が記憶されていないと判定して、前記既定消費電力を抽出し、
　前記機器識別情報と、前記運転パラメータと、前記新たな動作環境情報と、前記既定消費電力とを関連付けて前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項２に記載の系統側制御装置。
　前記制御部は、前記実測消費電力が記憶されていないと判定した場合、前記実測消費電力の測定報告を指示する指示情報を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを特徴とする請求項２に記載の系統側制御装置。
　前記記憶部は、前記需要家内に設けられる負荷機器それぞれについて、前記運転パラメータと関連付けられた運転モード毎に、前記動作環境情報及び前記消費電力を記憶しており、
　前記制御部は、前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに基づいて、前記運転モード毎に前記運転パラメータ及び前記消費電力を前記記憶部から抽出し、抽出結果を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　前記制御部は、前記実測消費電力の測定報告を指示する指示情報を前記需要家制御装置に定期的に送信するよう前記送信部を制御し、前記需要家制御装置からの報告に基づいて前記記憶部に記憶されている前記実測消費電力を定期的に更新することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに関連付けられた運転パラメータ及び／又は消費電力が前記記憶部に記憶されていない場合、前記制御部は、当該運転パラメータ及び／又は消費電力消費電力を、広域通信網を介してサーバから取得することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに関連付けられた消費電力が前記記憶部に記憶されていない場合、前記制御部は、当該機器識別情報が示す負荷機器に類似すると判断される他の負荷機器と関連付けられた消費電力のうち、当該動作環境情報と関連付けられた消費電力を抽出し、抽出結果を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに関連付けられた消費電力が前記記憶部に記憶されていない場合、前記制御部は、当該機器識別情報が示す負荷機器と関連付けられた消費電力のうち、当該動作環境情報が示す動作環境に類似すると判断される他の動作環境と関連付けられた消費電力を抽出し、抽出結果を前記需要家制御装置に送信するよう前記送信部を制御することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　前記制御部は、前記抽出結果を前記需要家制御装置に送信する際に、当該抽出結果に含まれる消費電力の確からしさを示す情報を前記需要家制御装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の系統側制御装置。
　需要家内に設けられる負荷機器の運転を制御する需要家制御装置を備える電力制御システムにおいて、前記需要家制御装置と通信する方法であって、
　負荷機器を識別する機器識別情報と、負荷機器の運転状態を決定するための運転パラメータと、負荷機器の動作環境を示す動作環境情報と、負荷機器の動作環境に対応する消費電力とを関連付けて記憶する記憶ステップと、
　前記需要家内に設けられる負荷機器の機器識別情報と、前記負荷機器の動作環境を示す動作環境情報とを含む消費電力要求情報を、前記需要家制御装置から受信する受信ステップと、
　前記消費電力要求情報に含まれる前記機器識別情報と前記動作環境情報とに基づいて、前記運転パラメータと前記消費電力とを、前記記憶ステップでの記憶内容から抽出する抽出ステップと、
　前記抽出ステップによる抽出結果を前記需要家制御装置に送信する送信ステップと
を備えることを特徴とする方法。