WO2012144491A1 - 電力制御システム - Google Patents

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Definitions

  • priority is determined in the order of low cost among power generated by a solar power generator, power obtained from a grid power network in a time zone other than midnight, and midnight power.
  • An electric power supply system that can reduce an electric charge by using it is disclosed.
  • the applied control pattern can be re-evaluated by changing the discharge start time of the power storage device, and as a result, the subsequent control can be performed based on the highly evaluated control.
  • the equipment such as the capacity of the power storage device
  • This solar power generation device 4 is a device that generates power by directly converting sunlight as solar energy into electric power by using a solar cell.
  • This solar power generation device 4 is a device that can supply power only during a time period in which sunlight can be received.
  • the power load device 61 described later is a device that operates with direct current
  • the power generated by the solar power generation device 4 or the power discharged from the power storage device 5 is used as direct current.
  • various power load devices 61 to which power is supplied through the distribution board 6 are installed.
  • an air conditioner such as an air conditioner
  • an illumination device such as a lighting stand or a ceiling light
  • a home appliance such as a refrigerator or a television
  • power load devices 61 that are operated by electric power.
  • an electric vehicle or a plug-in hybrid car becomes a power load device 61 when charging for running.
  • the power storage device 5 is used when discharging for the power load device 61 in the house.
  • the electric power control system of this Embodiment is the setting part 2 which performs various settings for performing control, the measurement means 7 which measures the electric power generation amount of the solar power generation device 4, and the electric power consumption amount of a house, and the after-mentioned A power rate calculation unit 31 that calculates a power rate when controlled by a plurality of control patterns, and a control pattern selection unit 32 that evaluates a calculation result of the power rate calculation unit 31 according to a predetermined standard and selects one control pattern. And the control apparatus 1 which controls the electrical storage apparatus 5 and the solar power generation device 4 according to the selected control pattern.
  • control device 1 performs control according to one control pattern selected by the control pattern selection means 32.
  • control device 1 is connected to a distribution board 6 connected to the power storage device 5, the solar power generation device 4, the grid power network 8, and the power load device 61.
  • Such price setting may be performed from a terminal or the like, but may be extracted from a database (not shown) connected to the system. Moreover, the structure which connects to the server of an electric power company and performs automatic update may be sufficient.
  • the power charge calculation means 31 calculates the power charge for each set control pattern (step S6). Further, the control pattern selection means 32 extracts the control pattern that has the lowest power charge from among the control patterns for which the power charges have been calculated (step S7).
  • the applied control pattern can be re-evaluated over a relatively long period of 15 to 60 days, and as a result, the subsequent control can be performed based on the highly evaluated control.
  • evaluation can be performed again using measured values actually measured, so changes in electricity prices, changes in equipment such as power storage device 5 and solar power generation device 4, changes in lifestyle, construction in the vicinity It is possible to easily cope with changes such as the shade that has been generated by the buildings that have been constructed.
  • a simulation was performed in which the calculation period was set to 30 days in each of the summer, winter and intermediate periods between the summer and winter.
  • a control pattern was created in which the discharge start time (time de) of the power storage device 5 was shifted by 1 hour between 7 o'clock and 9 o'clock.
  • Each of these control patterns outputs at the rated output (2.0kW) as the upper limit from the start of discharge.
  • the simulation results of the six control patterns in summer will be described with reference to FIGS.
  • the power charge per day when the output of the power storage device 5 is not suppressed is 29 yen / day for the control pattern from 7 o'clock for the discharge start time, and for the control pattern from 8 o'clock. 37 yen / day, and the control pattern from 9 o'clock was 33 yen / day.
  • the power charge per day when the output of the power storage device 5 is suppressed for one hour after the start of discharge is the upper limit output for the first hour after the discharge start time is 7:00.

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Abstract

蓄電装置の放電開始時間及び出力の大きさの変更が可能な構成において、適用中の制御パターンを一定の長さ以上の期間をかけて評価し、その後の制御に活かすことが可能な電力制御システムを提供する。 太陽光発電装置４の発電量及び電力消費量を計測する計測手段７と、電力価格及び買取価格の設定をおこなう電力価格設定手段２３と、蓄電装置５の放電開始時間及び出力の大きさを変更可能な因子とした複数の制御パターンを記憶させる制御パターン記憶手段２４と、過去の計算期間に計測された計測値と電力価格とを使って各制御パターンの電力料金を算出する電力料金算出手段３１と、それらの演算値を所定の基準で評価して一つの制御パターンを選択する制御パターン選択手段３２と、選択された制御パターンに従って制御をおこなう制御装置１とを備えている。

Description

電力制御システム
　本発明は、太陽光発電装置と蓄電装置とを備えた建物において、太陽光発電装置と蓄電装置と系統電力網とから供給される電力の最適配分を制御する電力制御システムに関するものである。
　従来、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた住宅を対象とした、電力料金の削減や電力負荷を平準化させるための制御などが知られている（特許文献１－３など参照）。
　例えば、特許文献１には、太陽光発電装置で発電された電力と、系統電力網から深夜以外の時間帯に得られる電力と、深夜電力とのなかで、コストが安い順番で優先順位を決めて使用させることで、電力料金を低減させることが可能な電力供給システムが開示されている。
　また、特許文献２には、太陽光発電装置と蓄電装置の最適な組み合わせを求めるための蓄電池容量の算出方法が開示されている。この文献には、蓄電装置の電力を優先して使った場合と、太陽光発電装置によって発電された電力を優先して使った場合とを比較することが記載されている。
　さらに、特許文献３には、蓄電装置が搭載された電気自動車と太陽光発電装置を備えた住宅とを接続した構成の電力システムが開示されている。この電力システムは、電力センサによって各種電力データを計測するとともに、天気や住人のスケジュールなどの外的要因データを取得してデータの分類や学習をおこない、その結果に基づいて将来の電力需要の予測や発電量の予測をおこなっている。
特開平１１－１７８２３７号公報 特開２００４－３２９８９号公報 特開２００８－５４４３９号公報
　しかしながら、特許文献１の電力供給システムは、その時々の状態を判断して使用する電力を決定するシステムであって、数日間で集計した場合に必ずしも最適な制御となっているとはいえない。
　また、特許文献２の蓄電池容量の算出方法は、過去の計測値や推定値から設備を導入する時点での最適な蓄電装置の容量を算出しているが、電力価格の変化や生活スタイルの変化や近隣に建設された建物によって日陰が発生するようになったなどの導入後の変化に対応できるものではない。さらに、蓄電装置を優先して使用するか否かの検討はおこなっているが、蓄電装置の出力の大きさを変化させてメリットを比較する点については開示されていない。
　また、特許文献３に開示された電力システムは、将来の電力需要や発電量などの予測値に基づいて、その予測値に対して最も適切な制御を選択するシステムであり、予測が外れると選択された制御は最適なものにはならない。
　そこで、本発明は、蓄電装置の放電開始時間及び出力の大きさの変更が可能な構成において、適用中の制御パターンを一定の長さ以上の期間をかけて評価し、その後の制御に活かすことが可能な電力制御システムを提供することを目的としている。
　前記目的を達成するために、本発明の電力制御システムは、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物の電力制御システムであって、前記太陽光発電装置及び前記蓄電装置の制御に必要な演算条件を設定する初期設定手段と、前記太陽光発電装置の発電量及び前記建物の電力消費量を計測する計測手段と、時間によって変化する電力価格及び前記太陽光発電装置で発電した電力を電力会社が買い取る買取価格の設定をおこなう電力価格設定手段と、前記蓄電装置の放電開始時間を変更可能な因子とした複数の制御パターンを記憶する制御パターン記憶手段と、前記建物の電力料金を算出する基準となる過去の計算期間を設定する計算期間設定手段と、前記計算期間において前記建物の前記計測手段によって計測された過去の計測値と前記電力価格設定手段によって設定された電力価格とを使って、前記複数の制御パターンのそれぞれでシミュレーションをおこなって各電力料金を算出する電力料金算出手段と、前記電力料金算出手段によって算出された演算値を所定の基準で評価して一つの制御パターンを選択する制御パターン選択手段と、前記制御パターン選択手段によって選択された制御パターンに従って演算後の制御をおこなう制御装置とを備えたことを特徴とする。
　ここで、前記制御パターン記憶手段では、前記蓄電装置の出力の大きさを変更可能な因子とした制御パターンを記憶させることができる。また、前記複数の制御パターンには、前記蓄電装置の放電開始時間を単位時間ずつ変えた制御パターンが含まれていることが好ましい。
　このように構成された本発明の電力制御システムは、太陽光発電装置と蓄電装置とを備えた建物の発電量や電力消費量を実際に計測し、その計測値を使った電力料金のシミュレーションを複数の制御パターンについておこなう。シミュレーションされる複数の制御パターンは、蓄電装置の放電開始時間を変更可能な因子としており、その演算結果に基づいてその後の制御パターンが決定される。
　このため、蓄電装置の放電開始時間を変更して適用中の制御パターンを評価しなおすことができ、その結果、評価が高かった制御に基づいてその後の制御をおこなうことができる。すなわち、蓄電装置の容量などの設備を変更するのではなく、実際に計測した計測値を使って、放電開始時間を変更した制御パターンの中からその時点での最適な制御パターンを見つけ出すことができる。
　また、放電開始時間だけでなく蓄電装置の出力の大きさを変更可能な因子とすることによって、様々な制御パターンの中から最適な制御パターンを見つけ出すことができる。
本発明の実施の形態の電力制御システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態の電力制御システムの処理の流れを説明するフローチャートである。 制御パターンＡ１を説明する説明図である。 実施例のシミュレーションをおこなうに際しての電力価格の設定図である。 放電開始時から定格出力を上限にして放電した場合の夏期のシミュレーション結果を示したグラフである。 放電開始当初の出力を抑えた場合の夏期のシミュレーション結果を示したグラフである。 放電開始時から定格出力を上限にして放電した場合の冬期のシミュレーション結果を示したグラフである。 放電開始当初の出力を抑えた場合の冬期のシミュレーション結果を示したグラフである。 放電開始時から定格出力を上限にして放電した場合の中間期のシミュレーション結果を示したグラフである。 放電開始当初の出力を抑えた場合の中間期のシミュレーション結果を示したグラフである。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の電力制御システムの概略構成を説明するためのブロック図である。まず、図１を参照しながら電力制御システムの全体構成について説明する。
　この電力制御システムによって制御される建物としての住宅は、電力会社の発電所や地域毎に設置されたコジェネレーション設備などの系統電力から電力の供給を受けるための電力網としての系統電力網８に接続されている。
　また、この住宅は、分散型の発電装置としての太陽光発電装置４と、電力を一時的に蓄えておく蓄電装置５とを備えている。
　この太陽光発電装置４は、太陽エネルギーとしての太陽光を、太陽電池を利用することによって、直接、電力に変換して発電をおこなう装置である。この太陽光発電装置４は、太陽光を受けることができる時間帯にのみ電力を供給することが可能な装置である。
　また、太陽光発電装置４によって発電された直流電力は、通常、パワーコンディショナ（図示省略）によって交流電力に変換されて使用される。さらに、蓄電装置５に充電又は蓄電装置５から放電される際にも、パワーコンディショナ（図示省略）によって直流と交流の変換がおこなわれる。
　なお、後述する電力負荷装置６１の一部又は全部が、直流によって作動する装置である場合は、太陽光発電装置４によって発電された電力や蓄電装置５から放電される電力を、直流のまま利用することもできる。
　また、住宅には、分電盤６を通して電力が供給される様々な電力負荷装置６１が設置される。例えば、エアコンなどの空調装置、照明スタンドやシーリングライトなどの照明装置、冷蔵庫やテレビなどの家電装置などが電力によって稼働する電力負荷装置６１となる。
　さらに、電気自動車やプラグインハイブリッドカーは、走行させるために充電をおこなう場合は電力負荷装置６１となる。また、蓄電装置５と同様に、住宅の電力負荷装置６１のために放電させる場合は、蓄電装置５となる。
　そして、本実施の形態の電力制御システムは、制御をおこなうための様々な設定をおこなう設定部２と、太陽光発電装置４の発電量及び住宅の電力消費量を計測する計測手段７と、後述する複数の制御パターンによって制御した場合の電力料金を算出する電力料金算出手段３１と、電力料金算出手段３１の演算結果を所定の基準で評価して一つの制御パターンを選択する制御パターン選択手段３２と、その選択された制御パターンに従って蓄電装置５や太陽光発電装置４の制御をおこなう制御装置１とを備えている。
　また、設定部２は、太陽光発電装置４及び蓄電装置５の制御に必要な演算条件を設定する初期設定手段２１と、住宅の電力料金を算出するために過去のある期間を計算期間として設定する計算期間設定手段２２と、電力価格及び買取価格の設定をおこなう電力価格設定手段２３と、太陽光発電装置４及び蓄電装置５の制御についての複数の制御パターンを記憶する制御パターン記憶手段２４とを備えている。
　この初期設定手段２１では、住宅に取り付けられた太陽光発電装置４の発電容量と、蓄電装置５の蓄電容量及び定格出力とを設定する。また、計算期間設定手段２２は、過去の計算対象となる期間を設定する。例えば、計算期間の長さとしては、１５～６０日、好ましくは１５～３０日程度に設定することができる。
　さらに、電力価格設定手段２３では、一日の時間によって変化する電力価格（住人側から見て買電価格）の設定をおこなう。例えば、２３時（a1）から６時台（b1)までの深夜割引価格、７時（a2）から９時台（b2）までのリビングタイム価格、１０時（a3）から１６時台（b3）までのデイタイム価格、１７時（a4）から２２時台（b4）までのリビングタイム価格などが設定される。
　また、電力価格設定手段２３では、太陽光発電装置４で発電した電力を電力会社等が買い取る買取価格（住人側から見て売電価格）の設定もおこなう。さらに、二酸化炭素の排出量の削減量を電力会社が買い取る場合は、その排出量価格の設定もおこなう。
　また、制御パターン記憶手段２４には、電力の供給方法や充電のタイミングなどの電力の使用方法に関する複数の制御パターンを記憶させる。図３に、本実施の形態の説明において基本となる制御パターンＡ１を示した。
　この制御パターンＡ１は、前提条件として、太陽光発電装置（ＰＶ）４によって発電した電力のうち、住宅で消費されずに余剰分が発生した場合は系統電力網８側に逆潮流として流し、電力会社に買い取ってもらう。また、この際の買取価格は、深夜割引価格よりも高いものとする。さらに、深夜割引価格よりリビングタイム価格が高く、それよりもデイタイム価格が高い設定となっている。また、蓄電装置５は、系統電力網８から流入する電力を充電することができる。
　この制御パターンＡ１の制御によって期待されることは、太陽光発電装置４の余剰分の買い取りをおこなうことによる電力料金の削減効果と、価格の安い深夜電力を有効利用する効果である。このため、蓄電装置５への充電は、深夜割引価格の時間帯に系統電力網８から流入した電力によっておこなう。
　そして、制御パターンＡ１では、住宅への供給電力の配分を次の優先順位でおこなう。まず、深夜割引価格の時間帯（a1時～b1時台）及びb1時～（de-1)時台までは、太陽光発電装置４によって発電された電力の使用を優先し、足りない場合に系統電力網８の電力を供給する。ここで、時間deは、時間a2～時間b3までの間で設定される時間である。この時間deを変化させることによって、制御パターンＡ１の中でさらに複数の制御パターンを作成することができる。
　また、de時からb4時台までは、蓄電装置５からの放電、太陽光発電装置４によって発電された電力、系統電力網８から供給される電力の優先順位で住宅への電力の供給をおこなう。
　ここで、蓄電装置５は、出力の大きさ（上限）を変更することができる。例えば、蓄電装置５の定格出力に割合Ni（0＜Ni≦1）を乗じた値を上限出力に設定することで、蓄電装置５の放電量（出力）を時間毎に変更することができる。
　例えば、de時から（gk-1)時台までは蓄電装置５の出力を抑えて放電させ、gk時～b4時台までは定格出力で放電させるという制御パターンを作成することができる。すなわち、蓄電装置５の放電開始直後の出力を抑えて、その後の出力を上げるという制御パターンが作成できる。
　ここで、時間gkは、時間a2～時間b3までの間で設定される時間である。また、この時間gkを変化させることによって、制御パターンＡ１の中でさらに複数の制御パターンを作成することができる。なお、Ni＝1とした場合は、de時～b4時台までの蓄電装置５の上限出力は同じ大きさになる。
　このように制御パターンＡ１の中で、時間de及び時間gk、並びに蓄電装置５の出力の割合Niを変数（変更可能な因子）にすることによって、複数の制御パターンを作成することができる。例えば、蓄電装置５の放電開始時間を、単位時間ずつ変えた制御パターンを作成することができる。
　そして、電力料金算出手段３１では、この制御パターン記憶手段２４に記憶された複数の制御パターンについて電力料金の演算をおこなう。この電力料金の演算は、計算期間設定手段２２で設定した計算期間についておこなう。
　また、この計算期間の太陽光発電装置４の発電量及び売電量（逆潮流量）、並びに住宅の電力消費量は、計測手段７によって過去のその計算期間に計測された計測値を使用する。例えば、１年前の同一月日前のｎ日間に計測された計測値を使用することができる。この場合は、実際に計測された計測値をそのまま使うこともできるが、ｎ日間の計測値から一日の各時間の平均値を算出して使用することもできる。
　さらに、制御パターン選択手段３２では、複数の制御パターンについて算出された電力料金の中で、最も安い電力料金となる制御パターンを選択する。すなわち、本実施の形態で説明する制御パターンの評価基準は、金額の低さである。
　そして、制御装置１では、制御パターン選択手段３２において選択された一つの制御パターンに従って制御をおこなう。ここで、制御装置１は、蓄電装置５、太陽光発電装置４、系統電力網８及び電力負荷装置６１に繋がる分電盤６に接続されている。
　この制御装置１は、蓄電装置５の充電及び放電のタイミングを制御するパワーコンディショナの機能を備えている。また、蓄電装置５から放電された電力を分電盤６に向けて流す制御をおこなう。さらに、太陽光発電装置４で発電された電力を分電盤６に流すか、系統電力網８に逆潮流させるかを制御する。また、系統電力網８の電力を蓄電装置５に流すか、分電盤６に流すかの制御をおこなう。
　次に、本実施の形態の電力制御システムの処理の流れを、図２を参照しながら説明する。
　まず、初期設定手段２１によって太陽光発電装置４の発電容量（kW）、蓄電装置５の蓄電容量（kW）及び定格出力を入力する（ステップＳ１）。この入力は、システムに接続された端末（図示省略）や住宅に設置されたモニタ（図示省略）などからおこなう。また、システムに接続された太陽光発電装置４や蓄電装置５の仕様が自動的に検知される構成であってもよい。
　続いて、演算時の電力価格及び買取価格を電力価格設定手段２３によって設定する（ステップＳ２）。すなわち、本実施の形態の電力制御システムは、実際に計測手段７によって計測された住宅の消費電力量を使って演算をおこなうが、設定される電力価格及び買取価格は計測時の価格を使用するのではなく、制御パターンの評価をおこないたい時期に適用される価格を使用することができる。
　このような価格の設定は、端末などからおこなうこともできるが、システムに接続されたデータベース（図示省略）から抽出するものであってもよい。また、電力会社のサーバに接続して自動更新させる構成であってもよい。
　さらに、演算をおこなう前提として、少なくとも計算期間分の太陽光発電装置４の発電量及び売電量、並びに住宅の消費電力量を計測手段７によって計測させ、計測値を蓄積させる（ステップＳ３）。
　そして、計算期間設定手段２２で計算期間を設定する（ステップＳ４）。例えば、直前までのｎ日間（１５～６０日間）や１年前の同一月日前のｎ日間を計算期間として設定することができる。
　また、制御パターン記憶手段２４には、蓄電装置５の放電開始時間及び出力の大きさ（上限出力）を変数（変更可能な因子）として複数、作成された制御パターンを記憶させる（ステップＳ５）。この制御パターンの設定は、端末からおこなうこともできるが、システムがそれまでの運用から学習したり、他の運用実績から援用したりして自動設定されるものであってもよい。
　続いて、設定された各制御パターンの電力料金を電力料金算出手段３１において算出する（ステップＳ６）。さらに、制御パターン選択手段３２によって、電力料金が算出された制御パターンの中から最も安い電力料金となった制御パターンを抽出する（ステップＳ７）。
　そして、演算後は、この選択された最も電力料金が安くなる制御パターンによる制御を制御装置１によっておこなう（ステップＳ８）。この制御パターンの見直しは、毎日おこなうこともできるが、計算期間と同等の長さ単位でおこなってもよい。
　次に、本実施の形態の電力制御システムの作用について説明する。
　このように構成された本実施の形態の電力制御システムは、太陽光発電装置４と蓄電装置５とを備えた住宅の発電量や電力消費量を一定以上の期間をかけて実際に計測し、その計測値を使った電力料金のシミュレーションを複数の制御パターンについておこなう。ここで、シミュレーションされる複数の制御パターンは、蓄電装置５の放電開始時間及び出力の大きさを変更可能な因子としている。
　このため、蓄電装置５の放電開始時間及び出力の大きさを変更して適用中の制御パターンを評価しなおすことができ、その結果、評価が高かった制御に基づいてその後の制御をおこなうことができる。すなわち、蓄電装置５の容量などの設備を変更するのではなく、実際に計測した計測値を使って、放電開始時間や出力の大きさを変更した制御パターンの中からその時点での最適な制御パターンを見つけ出すことができる。
　また、適用中の制御パターンを１５～６０日間といった比較的長い期間をかけて評価しなおすことができ、その結果、評価が高かった制御に基づいてその後の制御をおこなうことができる。
　さらに、一旦選択された制御を一定期間続けておこなうことにより、その後に選択された制御パターンの再評価をおこなうに際して、実際の運用結果に基づいた長いスパンでの評価をおこなうことができる。
　また、実際に計測した計測値を使って評価を適宜、しなおすことができるので、電力価格の変化、蓄電装置５や太陽光発電装置４などの設備の変化、生活スタイルの変化、近隣に建設された建物によって日陰が発生するようになったなどの変化にも容易に対応することができる。
　次に、前記実施の形態で説明した制御パターンＡ１に基づいてシミュレーションをおこなった結果について、図４－図１０を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
　この実施例でシミュレーションをおこなうに際して、電力価格設定手段２３で、図４に示すように電力価格（住人側から見て買電価格）の設定をおこなった。すなわち、２３時（a1時）から６時台（b1時台)までの深夜割引価格を9円／kWh、７時（a2時）から９時台（b2時台）までのリビングタイム価格を23円／kWh、１０時（a3時）から１６時台（b3時台）までのデイタイム価格を28円／kWh、１７時（a4時）から２２時台（b4時台）までのリビングタイム価格を23円／kWhとした。
　また、太陽光発電装置４で発電した電力を電力会社が買い取る買取価格（住人側から見て売電価格）を、39円／kWhとした。よって、買取価格は深夜割引価格よりも高くなり、深夜割引価格よりリビングタイム価格が高く、それよりもデイタイム価格が高くなるという制御パターンＡ１の前提条件を満たしている。
　また、この実施例では、夏期、冬期及び夏期と冬期の間の中間期のそれぞれにおいて、計算期間を３０日間に設定したシミュレーションをおこなった。まず、図５，７，９に示すように、各季節において、蓄電装置５の放電開始時間（時間de）を７時～９時の間で１時間ずつずらした制御パターンを作成した。これらの制御パターンは、いずれも放電開始時から定格出力（2.0kW）を上限とした出力をおこなう。
　さらに、図６，８，１０に示すように、各季節において、蓄電装置５の出力を放電開始後１時間にわたり抑制する制御パターンを作成した。これらの制御パターンは、放電開始時からの１時間は蓄電装置５の上限出力を1.0kW又は1.5kWに抑え、それ以降は定格出力（2.0kW）を上限とした出力をおこなう。
　続いて図５，６を参照しながら、夏期の６つの制御パターンのシミュレーション結果について説明する。まず、図５に示すように、蓄電装置５の出力を抑制しない場合の１日あたりの電力料金は、放電開始時間が７時からの制御パターンでは29円／日、８時からの制御パターンでは37円／日、９時からの制御パターンでは33円／日となった。一方、図６に示すように、蓄電装置５の出力を放電開始後の１時間にわたり抑制する場合の１日あたりの電力料金は、放電開始時間が７時からで最初の１時間の上限出力を1.0kWとした制御パターンでは18円／日、放電開始時間が７時からで最初の１時間の上限出力を1.5kWとした制御パターンでは25円／日、放電開始時間が８時からで最初の１時間の上限出力を1.0kWとした制御パターンでは22円／日となった。
　これらの夏期の６つの制御パターンを比較すると、図６（ａ）に示した放電開始時間を７時とし、７時から８時までの蓄電装置５の上限出力を1.0kWに抑え、８時からは上限出力を2.0kW（定格出力）に上げた制御パターンが、最も電力料金が低くなった。
　一方、冬期においては、図７に示すように、蓄電装置５の出力を抑制しない場合の１日あたりの電力料金は、放電開始時間が７時からの制御パターンでは398円／日、８時からの制御パターンでは374円／日、９時からの制御パターンでは389円／日となった。また、図８に示すように、蓄電装置５の出力を放電開始後の１時間にわたり抑制する場合の１日あたりの電力料金は、放電開始時間が７時からで最初の１時間の上限出力を1.0kWとした制御パターンでは389円／日、放電開始時間が７時からで最初の１時間の上限出力を1.5kWとした制御パターンでは392円／日、放電開始時間が８時からで最初の１時間の上限出力を1.0kWとした制御パターンでは389円／日となった。
　これらの冬期の６つの制御パターンを比較すると、図７（ｂ）に示した放電開始時間を８時とし、放電開始後の出力の抑制をおこなわずに定格出力（2.0kW）を上限とした出力をおこなった場合が、最も電力料金が低くなった。
　さらに、中間期においては、図９に示すように、蓄電装置５の出力を抑制しない場合の１日あたりの電力料金は、放電開始時間が７時からの制御パターンでは-47円／日、８時からの制御パターンでは-21円／日、９時からの制御パターンでは-5円／日となった。なお、-（マイナス）の表示は、電力料金の支払いがなく、住人の利益になることを示している。
　また、図１０に示すように、蓄電装置５の出力を放電開始後の１時間にわたり抑制する場合の１日あたりの電力料金は、放電開始時間が７時からで最初の１時間の上限出力を1.0kWとした制御パターンでは-23円／日、放電開始時間が７時からで最初の１時間の上限出力を1.5kWとした制御パターンでは-50円／日、放電開始時間が８時からで最初の１時間の上限出力を1.0kWとした制御パターンでは-21円／日となった。
　これらの中間期の６つの制御パターンを比較すると、図１０（ｂ）に示した放電開始時間を７時とし、７時から８時までの蓄電装置５の上限出力を1.5kWに抑え、８時からは上限出力を2.0kW（定格出力）に上げた制御パターンが、１日あたり50円の利益が出て、電力料金が最も低くなった。
　このように蓄電装置５の放電開始時間及び出力の大きさを変えることによって、その他が同じ演算条件であっても、算出される電力料金が変化することがわかる。また、この実施例のシミュレーションは、計算期間を３０日間としておこなっており、このように比較的長い期間の計算をおこなうことで、瞬時値による制御とは異なる、実際の運用に即した経済的な制御を導き出すことができる。
　なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
　以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
　例えば、前記実施の形態では、分散型の発電装置として太陽光発電装置４のみを使用した場合についてしか説明していないが、燃料電池、化石燃料による小型発電機なども備えた住宅の電力制御システムであってもよい。
　また、前記実施の形態又は実施例で説明した電力価格及び買取価格は例示であって、電力価格が変化する時間や価格が異なる時間帯の数は、電力会社の経営方針やその時の政策などによって変化する。
　さらに、前記実施の形態で説明した制御装置１は、太陽光発電装置４、蓄電装置５、系統電力網８及び分電盤６に接続されていたが、これに限定されるものではなく、例えば蓄電装置５と分電盤６との間に配置されるパワーコンディショナが制御装置であってもよい。
　また、前記実施の形態及び実施例では、制御パターンＡ１を基本にして蓄電装置５の放電開始時間及び出力の大きさを変更した複数の制御パターンを作成したが、これに限定されるものではなく、基本となる制御パターンを変更することもできる。また、蓄電装置５の放電開始時間のみを変更し、蓄電装置５の出力の大きさを変更した制御パターンが制御パターン記憶手段２４に記憶されていなくてもよい。
　さらに、前記実施の形態及び実施例では、電力料金の金額の低さのみを制御パターンの評価基準にしたが、これに限定されるものではなく、二酸化炭素の排出量などの他の要素を評価基準に加えることもできる。
［関連出願への相互参照］
　本出願は、2011年4月21日に日本国特許庁に出願された特願2011-094727に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (9)

  1. 　太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物の電力制御システムであって、
    　前記太陽光発電装置及び前記蓄電装置の制御に必要な演算条件を設定する初期設定手段と、
    　前記太陽光発電装置の発電量及び前記建物の電力消費量を計測する計測手段と、
    　時間によって変化する電力価格及び前記太陽光発電装置で発電した電力を電力会社が買い取る買取価格の設定をおこなう電力価格設定手段と、
    　前記蓄電装置の放電開始時間を変更可能な因子とした複数の制御パターンを記憶する制御パターン記憶手段と、
    　前記建物の電力料金を算出する基準となる過去の計算期間を設定する計算期間設定手段と、
    　前記計算期間において前記建物の前記計測手段によって計測された過去の計測値と前記電力価格設定手段によって設定された電力価格とを使って、前記複数の制御パターンのそれぞれでシミュレーションをおこなって各電力料金を算出する電力料金算出手段と、
    　前記電力料金算出手段によって算出された演算値を所定の基準で評価して一つの制御パターンを選択する制御パターン選択手段と、
    　前記制御パターン選択手段によって選択された制御パターンに従って演算後の制御をおこなう制御装置とを備えたことを特徴とする電力制御システム。
  2. 　前記制御パターン記憶手段では、前記蓄電装置の出力の大きさを変更可能な因子とした制御パターンを記憶させることを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
  3. 　前記複数の制御パターンには、前記蓄電装置の放電開始時間を単位時間ずつ変えた制御パターンが含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御システム。
  4. 　前記蓄電装置の出力の大きさは、時間毎に変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の電力制御システム。
  5. 　前記複数の制御パターンには、前記蓄電装置の放電開始直後の出力を抑えてその後の出力を上げる制御パターンが含まれていることを特徴とする請求項４に記載の電力制御システム。
  6. 　前記計算期間は１５～６０日の長さであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  7. 　前記制御パターン選択手段では、前記電力料金算出手段において算出された電力料金の低さを基準にして評価をおこなうことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  8. 　前記制御パターン選択手段による制御パターンの選択は、一定期間間隔でおこなわれることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  9. 　前記制御パターン選択手段による制御パターンの選択は、前記計算期間と同等の長さ間隔でおこなわれることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力制御システム。
     
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