WO2014013714A1 - エネルギ管理装置、エネルギ管理方法及びエネルギ管理プログラム - Google Patents

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energy management
energy
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熊澤　俊光
鳥羽　廣次
元紀 木谷
宮崎　保幸
操 木村
小坂　葉子
喜仁 木下
保博 田口
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株式会社 東芝
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    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to an energy management apparatus, an energy management method, and an energy management program.
  • a smart grid that aims to realize an energy supply and demand management system with high efficiency, high quality, and high reliability is drawing attention.
  • the smart grid uses information and power from distributed power sources such as solar power generation and wind power generation using recent information and communication technology (ICT). Enables integrated management of information on the customer side.
  • ICT information and communication technology
  • a method for controlling and managing power for a plurality of devices for example, a method in which a higher-level device of a hierarchically configured system performs control based on more abstract power supply and demand data, or a single function module A method of controlling the supply and demand of electric power by distributing the power supply has been proposed.
  • a method for controlling and managing power supply and demand by automatically linking devices together a specific device existing on the communication network automatically becomes the master of management, and the total power of the managed devices is determined in advance.
  • a method of performing control so that the value is less than the value is also known.
  • the conventional energy supply and demand management system with a large-scale hierarchical configuration requires adjustment between energy management devices when adding, deleting, or changing energy management devices. Is getting harder.
  • a problem to be solved by the present invention is to provide an energy management device, an energy management method, and an energy management program that can easily cope with a change in a system that manages the supply and demand of electric power.
  • the energy management apparatus of the embodiment includes first and second registration units, first and second reception units, a totaling unit, first and second transmission units, and a proration unit.
  • the first registration unit manages the first energy management device when acquiring information indicating registration permission as a response to the registration request requested from the energy management device of the embodiment to the first energy management device. Registered as an upper energy management device.
  • the second registration unit sets the second energy management device as a lower-order energy management device to be managed. sign up.
  • the first receiving unit includes an energy supply and demand adjustable amount representing an energy supply and demand amount representing the current power supply and demand amount and an adjustable amount with respect to the current power supply and demand amount from each of the plurality of registered lower energy management devices.
  • the totaling unit totals the received energy demand and supply amount and the energy supply and demand adjustable amount for each lower-order energy management device.
  • the first transmission unit transmits the totaled result to the registered upper energy management apparatus.
  • the second receiving unit receives an energy supply / demand adjustment amount representing an adjustment amount for adjusting the power supply / demand calculated based on the aggregation result from a higher-order energy management device.
  • the prorated portion apportions the received energy supply / demand adjustment amount for a plurality of lower energy management devices.
  • the second transmission unit transmits individual power supply / demand adjustment amounts prorated from the energy supply / demand adjustment amounts to the plurality of lower energy management devices.
  • the energy supply and demand management system 15 including the energy management apparatus according to the first to fifth embodiments classifies the position of hierarchical management of power supply and demand into groups A to D, for example.
  • a plurality of EMSs (Energy Management Systems) 1 to 14 are provided.
  • an energy management apparatus belonging to group A is an energy management apparatus in which both a lower-order energy management apparatus to be managed and a higher-order energy management apparatus to be managed exist on the system. 6 etc. correspond.
  • the energy management apparatus belonging to group B is an energy management apparatus in which there is no higher-order energy management apparatus to be managed on the system, and corresponds to EMS1.
  • the energy management apparatus belonging to group C is an energy management apparatus in which there is no lower-order energy management apparatus to be managed, and corresponds to, for example, EMS2, 7, 9-14.
  • the energy management apparatus belonging to group D is an energy management apparatus in which there are a plurality of higher-order energy management apparatuses that receive management, and corresponds to EMS8.
  • the EMS 1 is configured as a micro EMS (Micro Energy Management System) that manages the power supply and demand of the entire energy supply and demand management system 15 in cooperation with an electric power company and the like.
  • the EMS 2 manages the supply and demand of electric power for large-scale PV (Photovoltaic) power generation and, for example, a stationary smart battery linked with an electric power system.
  • EMS3 collects and analyzes information transmitted from smart meters that monitor power generation and consumer-side power consumption, and sets power rates and provides efficient energy use to consumers MDMS (Meter Data Management System) and the like.
  • the EMS 4 is configured as a CEMS (Community Energy Management System) that manages the amount of power supplied at a power plant including a solar power plant and a wind power plant and the demand for power within the region.
  • the EMS 5 includes a BEMS (Building Energy Management System) that manages the supply and demand of electric power for power distribution equipment, air conditioning equipment, lighting equipment, ventilation equipment, OA equipment, and the like in the building.
  • CEMS Common Energy Management System
  • BEMS Building Energy Management System
  • the EMS 6 is configured as, for example, a HEMS (Home Energy Management System) that manages power supply and demand in the home in conjunction with a HAN (Home Area Network) or the like.
  • the EMSs 9 to 13 are configured as energy management devices that respectively manage the supply and demand of electric power for air conditioners in buildings, lighting, electric vehicles (EV: Electric Vehicle) at home, washing dryers, and air conditioners.
  • the energy management apparatus 20 As shown in FIGS. 1 and 2, the energy management apparatus 20 according to the first embodiment is configured as, for example, EMS 3, 5, 6, etc. belonging to the group A described above. As shown in FIG. 2, the energy management device 20 receives management of power supply and demand from a single host device (upper energy management device) 21. On the other hand, the energy management device 20 sets a plurality of lower-level devices (lower-level energy management devices) 23 as power supply / demand management targets.
  • the energy management apparatus 20 of the present embodiment has a function for realizing three processes such as a cooperation management process, a measurement and monitoring process, and a control process.
  • the energy management device 20 includes a higher-level device registration unit 31 and a lower-level device management unit 32 for realizing cooperation management processing, and a lower-level device data reception unit for realizing measurement and monitoring processing. 24, energy supply and demand totaling unit 25, energy supply and demand adjustable amount totaling unit 26 and host device data transmission unit 27, host device data receiving unit 28 for realizing control processing, energy demand and supply adjustment amount proposing unit 29 and lower A device data transmission unit 30.
  • the host device 21, the slave device 23, and the energy management device 20 are connected to a network communication applying a short-range wireless communication standard such as ZigBee (registered trademark) or a wireless or wired communication line such as a LAN or Bluetooth (registered trademark). And are connected to each other via a higher-level device data transmission unit 27, a higher-level device data reception unit 28, a lower-level device data transmission unit 30, and a lower-level device data reception unit 24.
  • a short-range wireless communication standard such as ZigBee (registered trademark) or a wireless or wired communication line such as a LAN or Bluetooth (registered trademark).
  • the higher-level device registration unit 31 has a function as a first registration unit, and receives a registration request from the higher-level device 21 when receiving management of power supply and demand from the higher-level device 21 ( Create registration application data for registration application.
  • the registration application data includes at least unique information for identifying the energy management device 20 (for example, a preset serial number, IP address, physical address of a communication adapter, etc.).
  • the host device 21 receives the registration request requested via the registration application data, and registers the energy management device 20 as a management target.
  • the higher-level device registration unit 31 acquires (receives via the higher-level device data receiving unit 28) information indicating registration permission (a signal indicating acceptance of registration application) as a response from the higher level device 21 to the registration request.
  • the host device registration unit 31 registers the host device 21 as a host energy management device to be managed (registers identification information unique to the host device 21). Thereby, cooperation with the high-order apparatus 21 and the energy management apparatus 20 is established.
  • the host device registration unit 31 acquires information indicating permission for deregistration as a response to the registration cancel request requested to the registered host device 21, the host device registration unit 31 receives the information from the management target. exclude. In other words, the host device 21 replies to the energy management device 20 with the registration cancellation data that permits the cancellation of the registration when the appropriate cancellation application data from the energy management device 20 is received.
  • the host device registration unit 31 detects whether or not a registration cancellation trigger is input from the outside.
  • the host device registration unit 31 generates release application data as release application processing to the host device 21 when detecting an input of a registration release trigger.
  • the generated cancellation application data is transmitted to the host device 21 by the host device data transmission unit 27.
  • the above-described deregistration trigger may be directly input artificially via an input interface installed in the higher-level device registration unit 31. Further, the deregistration trigger may be indirectly input from a device other than the energy management device 20 via a communication line or the like.
  • the lower device management unit 32 has a function as a second registration unit.
  • the lower device management unit 32 registers the lower device 23 as a lower energy management device to be managed.
  • the lower-level device management unit 32 determines whether the lower-level device data receiving unit 24 has received registration application data from the lower-level device 23.
  • This registration application data is at least unique information for identifying the lower device 23 (for example, a preset serial number, IP address, physical address of the communication adapter) as in the case of registration application data for the upper device 21. Etc.).
  • the low order device management unit 32 acquires registration application data from the low order device 23 via the low order device data receiving unit 24, the low order device 23 is registered as a device to be managed for power supply and demand (a diagram to be described later). 3), and a signal indicating acceptance of the registration application is transmitted from the lower apparatus data transmission unit 30 to the lower apparatus 23.
  • the lower device management unit 32 when the lower device management unit 32 receives a registration cancellation request from the registered lower device 23, the lower device management unit 32 excludes the lower device 23 from the management target. Specifically, when the lower-level device data receiving unit 24 receives the cancellation application data from the lower-level device 23, the lower-level device management unit 32 cancels the registration of the lower-level device 23 that has been the management target (the lower level illustrated in FIG. 3). The device-specific symbol or the like is deleted), and a signal indicating acceptance of the cancellation application is transmitted from the lower-level device data transmission unit 30 to the lower-level device 23.
  • the lower-level device data receiving unit 24 has a function as a first receiving unit.
  • the low-order device data receiving unit 24 adjusts the energy supply / demand amount representing the current power supply / demand amount and the current power supply / demand amount from each of the plurality of low-order devices 23 registered as management targets.
  • the energy supply and demand adjustable amount representing the possible amount is received together with the lower device unique symbol that can identify the lower device 23.
  • the energy supply / demand amount is a value obtained by adding, for example, the power consumption on the customer side (demand amount of power on the load side) monitored by a smart meter or the like and the power supply amount from the power supplier side. .
  • the energy supply and demand adjustable amount is an energy supply and demand increase adjustable amount upper limit value and an energy supply and demand reduction adjustable amount lower limit that respectively represent an upper limit value and a lower limit value that can be adjusted with respect to the current power supply and demand amount. Value. More specifically, such an energy supply and demand adjustable amount is set to a target value based on, for example, the current indoor temperature when the power device to be managed for supply and demand of power by the lower device (lower energy management device) 23 is, for example, an air conditioner. Based on the temperature difference required until the set temperature is reached, the remaining time from the current time to the time required to reach the set temperature, etc., the lower-level device 23 calculates.
  • the energy supply / demand adjustment amount is an electric vehicle or the like
  • the amount of energy that can be adjusted for energy supply and demand is added, for example, from the current charge amount to full charge. And the remaining time from the current time to the time required to be fully charged, and the like.
  • the energy supply and demand totaling unit 25 and the energy supply and demand adjustable amount totaling unit 26 include the energy supply and demand amount and the energy supply and demand adjustable amount for each of the plurality of lower devices 23 received by the lower device data receiving unit 24. It is a totaling unit (first totaling unit) that totals (energy energy supply / demand increase adjustable amount upper limit value and energy supply / demand reduction adjustable amount lower limit value).
  • the host device data transmission unit 27 has a function as a first transmission unit.
  • the higher-level device data transmission unit 27 transmits the totaling results (total values) illustrated in FIG. 4 that have been totaled by the energy supply and demand amount totaling unit 25 and the energy demand and supply adjustable amount totaling unit 26 to the registered higher-level device 21.
  • the host device data receiving unit 28 has a function as a second receiving unit.
  • the host device data receiving unit 28 receives from the host device 21 an energy supply and demand adjustment amount that represents an adjustment amount for adjusting the power supply and demand.
  • the energy supply / demand adjustment amount is calculated by the host device 21 based on the above-described total result.
  • the host device 21 is managed by EMS 7 and 8 in addition to EMS 6.
  • the host device 21 calculates the energy supply and demand adjustment amount based on the above-mentioned total result after ensuring the supply of electric power of a predetermined value or more to the EMS 7 and 8 side.
  • This energy supply and demand adjustment amount substantially adjusts the supply amount of power managed by the host device 21 with respect to the energy management device 20 side.
  • the energy supply / demand adjustment amount is calculated by adding a total value (for example, 678 W) of the energy supply / demand amount (amount obtained by adding the power demand amount and the power supply amount) illustrated in FIG. With respect to the above-mentioned 678 W, for example, it is calculated as an increased or decreased value within the range of +209 W of the upper limit value to ⁇ 144 W of the lower limit value.
  • the energy supply / demand adjustment amount distribution unit 29 distributes the energy supply / demand adjustment amount received by the host device data reception unit 28 from the host device 21 to the plurality of lower devices 23 (first distribution unit). Prorated part).
  • a method of apportioning (distributing) the energy supply / demand adjustment amount received from the host device 21 an apportionment method proportional to the energy supply / demand amount of each sub-device 23 can be considered.
  • the apportionment amount pi of the lower apparatus (23) i is calculated by, for example, the following formula 1, where P is the energy supply and demand adjustment amount received from the upper apparatus 21 and di is the energy supply and demand amount of the lower apparatus i. Is possible.
  • the apportionment amount pi of the lower apparatus (23) i is the energy supply / demand adjustment amount received from the upper apparatus 21, P, the upper limit value of the energy supply / demand increase adjustable amount of the lower apparatus i, ui, and the energy of the lower apparatus i.
  • the lower limit value of the supply / demand reduction adjustable amount is l i, it is possible to calculate with the following formula 2.
  • the lower-level device data transmission unit 30 has a function as a second transmission unit.
  • the lower device data transmission unit 30 transmits the individual power supply / demand adjustment amounts prorated from the energy supply / demand adjustment amounts to the plurality of lower devices 23.
  • the low-order device 23 is the EMS 12 (lowest energy management device) shown in FIG. 1 or the like
  • the electric equipment managed by the EMS 12 based on the adjustment amount of the electric power supply and demand allocated to the EMS 12 Supply of electric power to the (washer / dryer) is controlled.
  • the unit 28, the energy supply / demand adjustment amount allocation unit 29, and the lower-level device data transmission unit 30 may be realized by software by executing an energy management program on a computer, and each may be configured by hardware. May be.
  • registration application data is transmitted from the upper apparatus data transmission unit 27 to the upper apparatus 21 (S1), and information indicating acceptance of the registration application is received as a response to the registration application (registration request) to the upper apparatus 21.
  • the registration unit 31 obtains the data via the host device data reception unit 28, the host device registration unit 31 registers the host device 21 as a host energy management device to be managed. Thereby, cooperation with the high-order apparatus 21 and the energy management apparatus 20 is established.
  • the lower device management unit 32 determines whether or not the lower device data reception unit 24 has received the management registration application (or the lower device 23) depending on whether the registration application data (or the cancellation application data) has been received from the lower device 23. It is determined whether or not there is a management registration cancellation application (S2). When the lower device management unit 32 receives a management registration application (or management registration cancellation application) from the lower device 23 (YES in S2), the lower device 23 is registered as a management target (or excluded from the management target). (S3).
  • the lower device data receiving unit 24 determines whether or not the energy supply / demand amount and the energy supply / demand adjustable amount are received from the plurality of lower devices 23 registered as management targets, as shown in FIG. S4).
  • the energy supply and demand amount and the energy supply and demand adjustable amount are received (YES in S4), the energy supply and demand amount totaling unit 25 and the energy demand and supply adjustable amount totaling unit 26, as shown in FIG.
  • the supply and demand amount and the energy supply and demand adjustable amount (the energy supply and demand increase adjustable amount upper limit value and the energy supply and demand reduction adjustable amount lower limit value) are totalized.
  • the higher-level device data transmission unit 27 transmits, for example, the aggregate value illustrated in FIG. 4 that is aggregated by the energy supply / demand aggregation unit 25 to the higher-level device 21 (S5).
  • the lower device data receiving unit 24, the energy supply / demand totaling unit 25, the energy supply / demand adjustable amount totaling unit 26, and the upper device data transmitting unit 27 are the results of measurement and monitoring related to the power supply / demand of each lower device 23. To the host device 21 is realized.
  • the host device data receiving unit 28 determines whether or not the energy supply / demand adjustment amount is received from the host device 21 (S6).
  • the host device data reception unit 28 receives the energy supply / demand adjustment amount from the host device 21 (YES in S6)
  • the energy supply / demand adjustment amount distribution unit 29 receives the energy supply / demand balance received from the host device 21 by the host device data reception unit 28.
  • the adjustment amount is prorated to a plurality of subordinate devices 23 to be managed.
  • the lower device data transmission unit 30 transmits the individual power supply and demand adjustment amounts prorated from the energy supply and demand adjustment amounts to the respective lower device 23 (S7).
  • the upper device data receiving unit 28, the energy supply / demand adjustment amount allocation unit 29, and the lower device data transmission unit 30 apportion the energy supply / demand adjustment amount from the upper device 21 and notify each of the lower devices 23. To implement the control process.
  • the host device registration unit 31 detects whether or not a registration cancellation trigger is input from the outside (S8).
  • the host device registration unit 31 generates cancellation application data when detecting an input of a registration cancellation trigger (YES in S8).
  • This cancellation application data is transmitted to the host device 21 by the host device data transmission unit 27.
  • an application for canceling the management registration is made to the higher-level device 21 (S9).
  • the higher-level device registration unit 31 and the lower-level device management unit 32 described above realize cooperative management processing between the higher-level device 21 and the lower-level device 23 and the energy management device 20.
  • the energy management apparatus 20 of the present embodiment cooperation between the upper apparatus 21 to be managed and the plurality of lower apparatuses 23 to be managed is performed, and accurate information on the supply and demand of power is passed. Can do.
  • the energy management device 20 of the present embodiment it is possible to easily cope with, for example, a partial change (addition or deletion of an upper or lower energy management device) in the energy supply and demand management system 15 having a hierarchical configuration. can do.
  • the energy management device 50 is an energy management device in which there is no upper energy management device.
  • the energy management apparatus 50 is configured as, for example, EMS ( ⁇ EMS) 1 belonging to the group B shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, the energy management device 50 is replaced with a higher-level device data transmission unit 27, a higher-level device data reception unit 28, and a higher-level device registration unit 31 included in the energy management device 20 of the first embodiment.
  • the energy supply / demand adjustment amount calculation unit 54 is provided.
  • the energy supply / demand adjustment amount calculation unit 54 calculates the aggregation results (the energy supply / demand amount for each of the lower devices 23, the energy supply / demand increase adjustable upper limit value, the energy supply / demand balance) and the energy supply / demand adjustment amount calculation unit 54. This is a calculation unit (first calculation unit) that calculates an energy supply and demand adjustment amount based on a total value of the reduction adjustment possible amount lower limit value).
  • the energy supply / demand adjustment amount allocation unit 29 apportions the energy supply / demand adjustment amount for each lower device 23.
  • the energy supply / demand adjustment amount calculation unit 54 acquires, as necessary, measurement data regarding the power supply / demand of each of the lower-level devices 23 from an external sensor 55 that is different from the above-described smart sensor, for example. This measurement data may be reflected in the calculated energy supply and demand adjustment amount.
  • the energy management device 50 of the present embodiment configured as described above is positioned at the top of other energy management devices, and can substantially play a role of managing the entire energy supply and demand management system 15.
  • the energy management device 70 is an energy management device in which no lower-order energy management device exists.
  • the energy management device 70 is configured as, for example, EMS2, 7, 9 to 14 belonging to the group C shown in FIG.
  • the energy management device 70 includes the lower device management unit 32, the lower device data reception unit 24, the energy supply / demand totaling unit 25, and the energy included in the energy management device 20 of the first embodiment.
  • an energy supply and demand control unit 77 In place of the supply and demand adjustable amount totaling unit 26, the energy supply and demand adjustment amount allocation unit 29, and the lower device data transmission unit 30, an energy supply and demand control unit 77, an energy supply and demand adjustable amount calculation unit 78 as a second calculation unit, and An energy supply / demand measuring unit 79 is provided.
  • an energy supply and demand device 72 is connected to the energy management device 70.
  • the energy supply and demand device 72 is configured as a power supply and demand device capable of supplying power to electric devices such as a distributed power source such as a solar power generation device and a power storage device, an air conditioner, and lighting.
  • the energy supply / demand control unit 77 controls the operation of the energy supply / demand device 72 based on the adjustment amount of the individual power supply / demand that is prorated based on the energy supply / demand adjustment amount from the host device 21.
  • the energy supply / demand measurement unit 79 is a measurement unit (first measurement unit) such as a smart meter that measures the current supply / demand amount of electric power by the energy supply / demand device 72 as the energy supply / demand amount described above.
  • the energy supply and demand adjustable amount calculation unit 78 determines the amount of energy supply and demand that can be adjusted by the energy supply and demand device 72 as the energy supply and demand adjustable amount (the energy supply and demand increase adjustable amount upper limit value and the energy supply and demand reduction adjustable amount lower limit value). ).
  • the energy supply and demand adjustable amount may be calculated based on the ratio of supply and demand measured by the energy supply and demand measurement unit 79 (ratio between power demand and power supply).
  • the energy supply / demand adjustable amount may be calculated as a difference from the energy supply / demand amount up to a predetermined threshold.
  • the energy supply and demand adjustable amount may be calculated based on other algorithms and rules.
  • the energy supply / demand control unit 77 described above is based on the energy supply / demand adjustment amount received by the host device data reception unit 28 from the host device 21, and the power supply / demand by the energy supply / demand device 72 within the range of the energy supply / demand adjustment possible amount. To control.
  • the energy management device 70 of the present embodiment is an energy management device positioned at the lowest level in the energy supply and demand management system 15 having a hierarchical configuration. That is, the energy management device 70 can manage the supply and demand of electric power for electric devices such as distributed power sources, air conditioners, lighting, and washing and drying machines.
  • the function of the energy management device 70 and the function of the energy supply and demand device 72 may be mounted on the electric device itself.
  • the energy management device 80 is an energy management device in which a plurality of higher-order energy management devices that receive management exist.
  • the energy management device 80 is configured as, for example, EMS 8 belonging to the group D shown in FIG.
  • the EMS 8 illustrated in FIG. 1 has a single lower device as a management target, a plurality of lower devices may be managed as in the energy management device 80 of this embodiment shown in FIG.
  • the energy management device 80 of the present embodiment has an energy supply and demand adjustment amount totaling unit as a second totaling unit in addition to the configuration of the energy management device 20 of the first embodiment. 82 and a subordinate device data total value prorated portion 83 as a second prorated portion.
  • the lower device data total value drafting unit 83 proposes a tabulated result in which the energy supply / demand amount and the energy supply / demand adjustable amount for each of the plurality of lower devices 23 are totaled for a plurality of registered upper devices 21. Divide.
  • the prorated proportion for each higher-level device may be determined in advance as a fixed value. Further, the prorated method may be a method in which the prorated proportion is increased, for example, in a device having a higher priority according to a preset priority for each higher-level device. Furthermore, the prorated method may be prorated based on other algorithms and rules.
  • the higher-level device data transmission unit 27 transmits the individual aggregation results prorated from the aggregation results by the lower-level device data aggregation value allocation unit 83 to the plurality of higher-level devices 21.
  • the host device data receiving unit 28 receives each energy supply / demand adjustment amount calculated by each host device 21 based on the individual tabulation results from each of the plurality of host devices 21.
  • the energy supply / demand adjustment amount totaling unit 82 totals the received energy supply / demand adjustment amounts for each of the plurality of higher-level devices 21.
  • the energy supply and demand adjustment amount proposing unit 29 apportions the energy supply and demand adjustment amount (the total value) calculated by the energy supply and demand adjustment amount totaling unit 82 for a plurality of lower devices 23.
  • the energy management device 80 of the present embodiment even when there are a plurality of higher-order devices 21 that receive management, current data relating to power supply and demand obtained from a plurality of lower-order devices 23 is converted into a plurality of higher-order devices 21. The device 21 is notified accurately. Furthermore, the energy management device 80 aggregates a plurality of energy supply and demand adjustment amounts respectively returned from the host devices 21 and apportions them. Therefore, according to the energy management device 80, it is possible to appropriately manage the supply and demand of the electric power of each lower device 23.
  • the energy management device 90 is configured by partially changing the energy management device 20 of the first embodiment shown in FIG.
  • the energy management device 90 replaces the lower device data reception unit 24 and the energy supply and demand adjustment amount distribution unit 29 included in the energy management device 20 of the first embodiment.
  • a data receiving unit 94 and an energy supply and demand adjustment amount proposing unit 99 are provided.
  • the lower device data receiving unit 94 calculates the energy supply and demand adjustable amount.
  • Supplementary information related to the condition is received from each of the plurality of lower-level devices 23.
  • the energy supply and demand adjustment amount proposing part 99 corrects the energy supply and demand adjustment amount according to the received supplementary information.
  • the supplementary information described above for example, information on power costs (electricity charges) that associates the operating efficiency of electric equipment with the amount of power supplied, and the stability (instability) related to the amount of power supplied and the operation of the electric equipment.
  • the associated uncertainty information, the attribute information of the lower device 23 (information indicating the installation location of the lower device and the output capacity of the lower device), and the like can be exemplified.
  • the attribute information of the lower-level device 23 the probable amount of the energy supply and demand adjustment amount is corrected in consideration of, for example, a loss, voltage fluctuation, frequency fluctuation, etc. during power transmission based on the attribute information. can do.
  • the energy supply and demand adjustment amount prorated portion 99 uses these supplementary information together to apportion only the subordinate devices that reflect the cost optimization and uncertainty, or the subordinate devices having specific attributes. Make it possible to target.
  • the prorated amount pi of the subordinate device (23) i to be managed is P for the energy supply / demand adjustment amount received from the upper device 21, e for the allowable adjustment error, di for the energy supply / demand for the subordinate device i, and energy supply / demand
  • the cost per unit amount of the adjustment amount is ci
  • it is calculated as a prorated amount that satisfies the condition of the following Equation 3, so that it is possible to adjust the energy supply and demand with the cost optimized.
  • the energy management device 90 of the present embodiment it is possible to stabilize the operation of the load-side electric device and optimize the power cost in consideration of the operation efficiency of the electric device.
  • an energy management device including all the components of the first to fifth embodiments may be configured, or some components may be configured from the energy management device including all such components.
  • the deleted energy management apparatus may be applied.
  • each component for example, the energy supply and demand amount totaling unit 25, the energy demand and supply adjustable amount totaling unit 26 shown in FIG. 2, the energy supply and demand adjustment amount plan shown in FIG. 2 provided in the energy management devices according to the first to fifth embodiments.
  • the splitting unit 29, the higher-level device registration unit 31, the lower-level device management unit 32, etc. are provided as magnetic disks (flexible disks, hard disks, etc.), optical disks (CD-ROM, DVD, etc.). It can also be stored and distributed in a storage medium such as a semiconductor memory.

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Abstract

　電力の需給を管理するシステムの変更に対して容易に対応する。実施形態のエネルギ管理装置は、以下の構成要素を備える。第１の登録部は、登録の許可を表す情報を返信してきた第１のエネルギ管理装置を上位のエネルギ管理装置として登録する。第２の登録部は、登録要求を受け付けた第２のエネルギ管理装置を下位のエネルギ管理装置として登録する。第１の受信部は、複数の下位のエネルギ管理装置からエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量とを受信する。集計部はこれらを集計する。第１の送信部は、集計結果を上位のエネルギ管理装置へ送信する。第２の受信部は、集計結果を基に算出されたエネルギ需給調整量を上位のエネルギ管理装置より受信する。案分部は、エネルギ需給調整量を、下位の各エネルギ管理装置を対象として案分する。第２の送信部は、案分されたエネルギ需給調整量を下位の各エネルギ管理装置へ送信する。

Description

エネルギ管理装置、エネルギ管理方法及びエネルギ管理プログラム
　本発明の実施形態は、エネルギ管理装置、エネルギ管理方法及びエネルギ管理プログラムに関する。
　高効率及び高品質で、しかも信頼度の高いエネルギ需給管理システムの実現を目指すスマートグリッドが注目されている。スマートグリッドは、従来の集中型電源と送電系統との一体運用に加え、近年の情報通信技術（ＩＣＴ）を活用し、太陽光発電、風力発電などの分散型電源の情報や、電力を使用する需要家側の情報を統合した管理を可能にする。
　ところで、上記した情報通信技術が様々な機器に適用されるようになると、より緻密に、電力の需給に関する情報の取得や制御が可能となる。これに伴い、多種多様な複数の機器を対象として電力の需給を管理するためのエネルギ管理装置が必要となる。
　複数の機器に対し電力を制御及び管理する方法としては、例えば階層的に構成されるシステムの上位側の装置が、より抽象的な電力の需給データに基づいて制御を行う方法や、単機能モジュールを分散配置して電力の需給を制御する方法などが提案されている。また、機器どうしが自動的に連携して電力の需給を制御及び管理する方法として、通信ネットワーク上に存在する特定の機器が自動的に管理のマスタとなり、管理下の機器の電力の総和を所定値以下にするよう制御を行う方法なども知られている。
特開２０００－１１２５１５号公報 特開２０００－１１６０００号公報 特開２０１０－１６６６９０号公報
　前述したように、情報通信技術が様々な機器に適用されることによって、電力の需給に関する情報の取得や制御を可能とする機器が増えてくることが想定される。これに伴い、複数のエネルギ管理装置を介して階層的に管理を行うエネルギ需給管理システムの変更の機会も増加することが予想される。
　しかしながら、これまでの特に大規模な階層的構成のエネルギ需給管理システムは、エネルギ管理装置の追加、削除、変更の際には、エネルギ管理装置間の調整などを行う必要があり、この場合の対応が難しくなっている。
　そこで、本発明が解決しようとする課題は、電力の需給を管理するシステムの変更に対して容易に対応することができるエネルギ管理装置、エネルギ管理方法及びエネルギ管理プログラムを提供することである。
　実施形態のエネルギ管理装置は、第１及び第２の登録部、第１及び第２の受信部、集計部、第１及び第２の送信部、並びに案分部を備えている。第１の登録部は、当該実施形態のエネルギ管理装置から第１のエネルギ管理装置に要求した登録要求に対する応答として登録の許可を表す情報を取得した場合に、第１のエネルギ管理装置を、管理を受ける上位のエネルギ管理装置として登録する。第２の登録部は、第２のエネルギ管理装置から当該実施形態のエネルギ管理装置が登録要求を受け付けた場合に、前記第２のエネルギ管理装置を、管理の対象とする下位のエネルギ管理装置として登録する。第１の受信部は、登録された複数の下位のエネルギ管理装置それぞれから、現状の電力の需給量を表すエネルギ需給量と現状の電力の需給量に対する調整可能な量を表すエネルギ需給調整可能量とを受信する。集計部は、受信された下位のエネルギ管理装置毎のエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量とをそれぞれ集計する。第１の送信部は、集計された集計結果を、登録された上位のエネルギ管理装置へ送信する。第２の受信部は、集計結果に基づき算出された電力の需給を調整する調整量を表すエネルギ需給調整量を上位のエネルギ管理装置より受信する。案分部は、受信されたエネルギ需給調整量を、複数の下位のエネルギ管理装置を対象として案分する。第２の送信部は、エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量を複数の下位のエネルギ管理装置へそれぞれ送信する。
第１～第５の実施形態に係るエネルギ管理装置を含むエネルギ需給管理システムの構成を例示した図。 第１の実施形態に係るエネルギ管理装置の構成を示す図。 図２のエネルギ管理装置が備えた下位装置データ受信部が下位装置から受信するエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量とを例示した図。 図２のエネルギ管理装置が備えた上位装置データ送信部が上位装置へ送信するエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量とのそれぞれの集計値を例示した図。 図２のエネルギ管理装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るエネルギ管理装置の構成を示す図。 第３の実施形態に係るエネルギ管理装置の構成を示す図。 第４の実施形態に係るエネルギ管理装置の構成を示す図。 第５の実施形態に係るエネルギ管理装置の構成を示す図。
　以下、実施の形態を図面に基づき説明する。
　図１に示すように、第１～第５の実施形態に係るエネルギ管理装置を含むエネルギ需給管理システム１５は、電力の需給の階層的な管理の位置付けについて例えばグループＡ～Ｄなどにそれぞれ分類することの可能な複数のＥＭＳ（Energy Management System／エネルギ管理装置）１～１４を備えている。
　例えばグループＡに属するエネルギ管理装置は、管理の対象となる下位のエネルギ管理装置と、管理を受ける上位のエネルギ管理装置と、の双方がシステム上に存在するエネルギ管理装置であって、例えばＥＭＳ３～６などが該当する。また、グループＢに属するエネルギ管理装置は、管理を受ける上位のエネルギ管理装置がシステム上に存在しないエネルギ管理装置であって、ＥＭＳ１が該当する。
　さらに、グループＣに属するエネルギ管理装置は、管理の対象となる下位のエネルギ管理装置が存在しないエネルギ管理装置であって、例えばＥＭＳ２、７、９～１４が該当する。また、グループＤに属するエネルギ管理装置は、管理を受ける上位のエネルギ管理装置が複数存在するエネルギ管理装置であって、ＥＭＳ８が該当する。
　具体的には、ＥＭＳ１は、電力会社などと協調してエネルギ需給管理システム１５全体の電力の需給を管理するμＥＭＳ（Micro Energy Management System）などとして構成されている。ＥＭＳ２は、大規模ＰＶ（Photovoltaic）発電や、電力系統と連携する例えば定置型のスマートバッテリなどについての電力の需給を管理する。ＥＭＳ３は、発電量や需要家側の電力消費量をモニタするスマートメータなどから送信されてきた情報を収集して分析し、電力料金の設定や需要家に対して効率的なエネルギの利用を提供するＭＤＭＳ（Meter Data Management System）などで構成されている。
　ＥＭＳ４は、太陽光発電所や風力発電所などを含む発電所での電力の供給量と地域内での電力の需要を管理するＣＥＭＳ（Community Energy Management System）などとして構成されている。ＥＭＳ５は、ビル内の配電設備、空調設備、照明設備、換気設備、ＯＡ機器などに対する電力の需給を管理するＢＥＭＳ（Building Energy Management System）などで構成されている。
　ＥＭＳ６は、例えばＨＡＮ（Home Area Network）などと連動し家庭内での電力の需給を管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）などとして構成されている。さらに、例えばＥＭＳ９～１３は、ビル内のエアコン、照明、家庭での電気自動車（EV : Electric Vehicle）、洗濯乾燥機、エアコンに対する電力の需給をそれぞれ管理するエネルギ管理装置として構成されている。
　以降、上記したグループＡ～Ｄに属するエネルギ管理装置の構成を第１～第４の実施形態、及び第５の実施形態によって具体的に説明する。
［第１の実施の形態］
　図１、図２に示すように、第１の実施形態に係るエネルギ管理装置２０は、上述したグループＡに属する例えばＥＭＳ３、５、６などとして構成されている。このエネルギ管理装置２０は、図２に示すように、単一の上位装置（上位のエネルギ管理装置）２１から電力の需給についての管理を受ける。この一方で、エネルギ管理装置２０は、複数の下位装置（下位のエネルギ管理装置）２３を電力の需給の管理対象とする。
　ここで、上位装置２１及び下位装置２３の構成については、後記の第２の実施形態及び第３の実施形態で詳述する。本実施形態のエネルギ管理装置２０は、大きく分けて、連携管理処理、計測及び監視処理、並びに、制御処理といった３つの処理を実現するための機能を有している。
　つまり、エネルギ管理装置２０は、図２に示すように、連携管理処理を実現するための上位装置登録部３１及び下位装置管理部３２と、計測及び監視処理を実現するための下位装置データ受信部２４、エネルギ需給量集計部２５、エネルギ需給調整可能量集計部２６並びに上位装置データ送信部２７と、制御処理を実現するための上位装置データ受信部２８、エネルギ需給調整量案分部２９及び下位装置データ送信部３０と、を備えている。
　上位装置２１及び下位装置２３とエネルギ管理装置２０とは、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離無線通信規格を適用したネットワーク通信や、ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）などの無線又は有線による通信回線を利用し、上位装置データ送信部２７、上位装置データ受信部２８、下位装置データ送信部３０及び下位装置データ受信部２４を介して互いに接続されている。
　図２に示すように、上位装置登録部３１は、第１の登録部としての機能を有し、上位装置２１から電力の需給についての管理を受ける際に、上位装置２１に対して登録要求（登録申請）を行うための登録申請データを作成する。登録申請データは、少なくとも当該エネルギ管理装置２０を識別するための固有の情報（例えば予め設定したシリアル番号、ＩＰアドレス、通信アダプタの物理アドレスなど）を含むものとする。
　上位装置２１は、登録申請データを介して要求された登録要求を受け付けて、エネルギ管理装置２０を管理対象として登録する。上位装置登録部３１は、この登録要求に対する上位装置２１からの応答として、登録の許可を表す情報（登録申請の受理を示す信号）を取得（上位装置データ受信部２８を介して受信）した場合に、上位装置登録部３１は、当該上位装置２１を、管理を受ける上位のエネルギ管理装置として登録（上位装置２１固有の識別情報などを登録）する。これにより、上位装置２１とエネルギ管理装置２０との連携が確立する。
　また、上位装置登録部３１は、登録された上位装置２１に要求した登録の解除要求に対する応答として、登録解除の許可を表す情報を取得した場合に、当該上位装置２１を、管理を受ける対象から除外する。言い換えると、上位装置２１は、エネルギ管理装置２０からの適正な解除申請データを受け付けた場合に、登録の解除を許可する登録解除データをエネルギ管理装置２０に返信する。
　詳述すると、上位装置登録部３１は、登録解除のトリガが外部より入力されたか否かを検出する。上位装置登録部３１は、登録解除のトリガの入力を検出した場合、上位装置２１への解除申請処理として解除申請データを生成する。生成されたこの解除申請データは、上位装置データ送信部２７によって上位装置２１へ送信される。上記した登録解除のトリガは、上位装置登録部３１に搭載された入力インタフェースを介して人為的に直接入力されるものであってもよい。さらに、登録解除のトリガは、エネルギ管理装置２０とは別の他の装置から通信回線などを介して間接的に入力されるものであってもよい。
　図２に示すように、下位装置管理部３２は、第２の登録部としての機能を有する。下位装置管理部３２は、下位装置２３から登録要求を受け付けた場合に、当該下位装置２３を、管理の対象とする下位のエネルギ管理装置として登録する。具体的には、下位装置管理部３２は、下位装置データ受信部２４が登録申請データを下位装置２３から受信したか否かを判定する。この登録申請データは、上位装置２１に対する登録申請データの場合と同様に、少なくとも、当該下位装置２３を識別するための固有の情報（例えば予め設定したシリアル番号や、ＩＰアドレス、通信アダプタの物理アドレスなど）を含むものとする。
　つまり、下位装置管理部３２は、下位装置データ受信部２４を介して下位装置２３から登録申請データを取得した場合に、下位装置２３を、電力の需給の管理対象の装置として登録（後述する図３に例示した下位装置固有記号などを登録）し、さらに、下位装置２３へ登録申請の受理を示す信号を下位装置データ送信部３０から送信させる。
　また、下位装置管理部３２は、登録されている下位装置２３から登録の解除要求を受け付けた場合に、当該下位装置２３を管理の対象から除外する。具体的には、下位装置データ受信部２４が下位装置２３から解除申請データを受信した場合に、下位装置管理部３２は、管理対象としていた下位装置２３の登録を解除（図３に例示する下位装置固有記号などを削除）し、さらに、下位装置２３へ解除申請の受理を示す信号を下位装置データ送信部３０から送信させる。
　図２に示すように、下位装置データ受信部２４は、第１の受信部としての機能を有する。下位装置データ受信部２４は、管理対象として登録された複数の下位装置２３それぞれから、図３に示すように、現状の電力の需給量を表すエネルギ需給量と、現状の電力の需給量に対する調整可能な量を表すエネルギ需給調整可能量とを、下位装置２３を識別可能な下位装置固有記号と共に受信する。ここで、エネルギ需給量は、例えばスマートメータなどでモニタされる需要家側の電力消費量（負荷側の電力の需要量）と電力の供給者側からの電力供給量とを加算した値である。
　図３に示すように、エネルギ需給調整可能量は、現状の電力の需給量に対する調整可能な上限の値及び下限の値をそれぞれ表すエネルギ需給増加調整可能量上限値とエネルギ需給削減調整可能量下限値とを有している。詳述すると、このようなエネルギ需給調整可能量は、下位装置（下位のエネルギ管理装置）２３による電力の需給の管理対象となる電力機器が例えばエアコンなどである場合、例えば現在の室内温度から目標の設定温度にするまでに必要な温度差と、現在の時刻から設定温度にすることが必要な時刻までの残り時間などとに基づいて、下位装置２３が算出する。
　また例えば、エネルギ需給調整可能量は、下位装置（下位のエネルギ管理装置）２３による電力の需給の管理対象が電気自動車などである場合、例えば現状の充電量から満充電にするまでに必要な追加の充電量と、現在の時刻から満充電にさせることが必要な時刻までの残り時間などとに基づき、下位装置２３によって算出される。
　エネルギ需給量集計部２５及びエネルギ需給調整可能量集計部２６は、図４に示すように、下位装置データ受信部２４で受信された複数の下位装置２３毎のエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量（エネルギ需給増加調整可能量上限値及びエネルギ需給削減調整可能量下限値）とをそれぞれ集計する集計部（第１の集計部）である。上位装置データ送信部２７は、第１の送信部としての機能を有する。上位装置データ送信部２７は、エネルギ需給量集計部２５及びエネルギ需給調整可能量集計部２６で集計された図４に例示する集計結果（集計値）を、登録された上位装置２１へ送信する。
　図２に示すように、上位装置データ受信部２８は、第２の受信部としての機能を有する。上位装置データ受信部２８は、電力の需給を調整する調整量を表すエネルギ需給調整量を上位装置２１から受信する。このエネルギ需給調整量は、上記の集計結果に基づき上位装置２１によって算出される。図１に示すように、例えば、本実施形態のエネルギ管理装置２０がＥＭＳ６であり、上位装置２１がＥＭＳ３である場合、上位装置２１は、ＥＭＳ６の他、ＥＭＳ７、８が管理対象となる。
　つまり、上位装置２１は、ＥＭＳ７、８側への所定値以上の電力の供給を確保したうえで、上記の集計結果に基づきエネルギ需給調整量を算出する。このエネルギ需給調整量は、上位装置２１側がエネルギ管理装置２０側に対して管理する電力の供給量を実質的に調整するものである。このエネルギ需給調整量は、図４に例示したエネルギ需給量（電力需要量と電力供給量とを加算した量）の集計値（例えば６７８Ｗ）を、エネルギ需給調整可能量の集計値の範囲内（前記の６７８Ｗを基準として例えば上限値の＋２０９Ｗ～下限値の－１４４Ｗの範囲内）で、増減させた値として算出される。
　エネルギ需給調整量案分部２９は、上位装置２１から上位装置データ受信部２８が受信したエネルギ需給調整量を、複数の下位装置２３を対象として案分（配分）する案分部（第１の案分部）である。上位装置２１から受信したエネルギ需給調整量を案分する（振り分ける）方法としては、個々の下位装置２３のエネルギ需給量に比例した案分方法が考えられる。具体的には、下位装置（２３）ｉの案分量ｐiは、上位装置２１から受信したエネルギ需給調整量をＰ、下位装置ｉのエネルギ需給量をｄi、とすると、例えば次の数式１で計算することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、上位装置２１から受信したエネルギ需給調整量を案分する別の方法としては、個々の下位装置２３のエネルギ需給調整可能量に比例した案分方法も考えられる。具体的には、下位装置（２３）ｉの案分量ｐiは、上位装置２１から受信したエネルギ需給調整量をＰ、下位装置ｉのエネルギ需給増加調整可能量上限値をｕi、下位装置ｉのエネルギ需給削減調整可能量下限値をｌi、とすると、次のような数式２で計算することが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　下位装置データ送信部３０は、第２の送信部としての機能を有する。下位装置データ送信部３０は、エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量を複数の下位装置２３へそれぞれ送信する。ここで、下位装置２３が、図１に示したＥＭＳ１２（最下位のエネルギ管理装置）などである場合、ＥＭＳ１２へと案分された電力需給の調整量に基づいて、このＥＭＳ１２が管理する電気機器（洗濯乾燥機）への電力の供給が制御される。
　また、前述した上位装置登録部３１、下位装置管理部３２、下位装置データ受信部２４、エネルギ需給量集計部２５、エネルギ需給調整可能量集計部２６、上位装置データ送信部２７、上位装置データ受信部２８、エネルギ需給調整量案分部２９、下位装置データ送信部３０は、コンピュータ上でエネルギ管理プログラムを実行することによってソフトウェアで実現されるものであってもよいし、各々がハードウェアで構成されていてもよい。
　次に、このように構成されたエネルギ管理装置２０によって実行されるエネルギ管理方法を図５に示すフローチャートに基づき説明する。まず、上位装置データ送信部２７から登録申請データが上位装置２１に送信され（Ｓ１）、この上位装置２１への登録申請（登録要求）に対する応答として、登録申請の受理を示す情報を、上位装置登録部３１が、上位装置データ受信部２８を介して取得した場合に、上位装置登録部３１は、当該上位装置２１を、管理を受ける上位のエネルギ管理装置として登録する。これにより、上位装置２１とエネルギ管理装置２０との連携が確立する。
　また、下位装置管理部３２は、下位装置データ受信部２４が、登録申請データ（又は解除申請データ）を下位装置２３から受信したか否かに応じて、下位装置２３からの管理登録申請（又は管理登録の解除申請）の有無を判定する（Ｓ２）。下位装置管理部３２は、下位装置２３から管理登録申請（又は管理登録の解除申請）を受け付けた場合（Ｓ２のＹＥＳ）、当該下位装置２３を、管理対象として登録（又は管理対象から除外するために登録を解除）する（Ｓ３）。
　さらに、下位装置データ受信部２４は、管理対象として登録された複数の下位装置２３から、図３に示すように、エネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量とを受信したか否かを判別する（Ｓ４）。エネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量が受信された場合（Ｓ４のＹＥＳ）、エネルギ需給量集計部２５及びエネルギ需給調整可能量集計部２６は、図４に示すように、下位装置２３毎のエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量（エネルギ需給増加調整可能量上限値及びエネルギ需給削減調整可能量下限値）とをそれぞれ集計する。
　さらに、上位装置データ送信部２７は、エネルギ需給量集計部２５で集計された例えば図４に例示する集計値を上位装置２１へ送信する（Ｓ５）。このようにして、下位装置データ受信部２４、エネルギ需給量集計部２５、エネルギ需給調整可能量集計部２６及び上位装置データ送信部２７は、各下位装置２３の電力の需給に関する計測及び監視の結果を上位装置２１へと通知する計測及び監視処理を実現する。
　次に、上位装置データ受信部２８は、エネルギ需給調整量を上位装置２１から受信したか否かを判別する（Ｓ６）。上位装置データ受信部２８が上位装置２１からエネルギ需給調整量を受信した場合（Ｓ６のＹＥＳ）、エネルギ需給調整量案分部２９は、上位装置２１から上位装置データ受信部２８が受信したエネルギ需給調整量を、管理対象とした複数の下位装置２３へ案分する。
　次いで、下位装置データ送信部３０は、エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量を各下位装置２３へそれぞれ送信する（Ｓ７）。このようにして、上位装置データ受信部２８、エネルギ需給調整量案分部２９及び下位装置データ送信部３０は、上位装置２１からのエネルギ需給調整量を案分して各下位装置２３へと通知する制御処理を実現する。
　この後、上位装置登録部３１は、登録解除のトリガが外部より入力されたか否かを検出する（Ｓ８）。上位装置登録部３１は、登録解除のトリガの入力を検出した場合（Ｓ８のＹＥＳ）、解除申請データを生成する。この解除申請データは、上位装置データ送信部２７によって上位装置２１へと送信される。これにより、上位装置２１に対して管理登録の解除が申請される（Ｓ９）。このようにして上位装置登録部３１及び前述した下位装置管理部３２は、上位装置２１及び下位装置２３と、エネルギ管理装置２０と、の間での連携管理処理を実現する。
　既述したように、本実施形態のエネルギ管理装置２０では、管理を受ける上位装置２１と管理対象の複数の下位装置２３との間で連携を図り、電力の需給に関する的確な情報を受け渡しすることができる。これにより、本実施形態のエネルギ管理装置２０によれば、階層的構成のエネルギ需給管理システム１５における例えば部分的変更（上位又は下位のエネルギ管理装置の追加、削除）などに対して、容易に対応することができる。
［第２の実施の形態］
　次に、第２の実施形態を主に図６に基づいて説明する。なお、図６において、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
　図１、図６に示すように、この実施形態に係るエネルギ管理装置５０は、上位のエネルギ管理装置が存在しないエネルギ管理装置である。エネルギ管理装置５０は、図１に示したグループＢに属する例えばＥＭＳ（μＥＭＳ）１などとして構成されている。つまり、エネルギ管理装置５０は、図６に示すように、第１の実施形態のエネルギ管理装置２０が備えていた上位装置データ送信部２７、上位装置データ受信部２８、上位装置登録部３１に代えて、エネルギ需給調整量算出部５４を備えている。
　エネルギ需給調整量算出部５４は、エネルギ需給量集計部２５及びエネルギ需給調整可能量集計部２６で集計した集計結果（下位装置２３毎のエネルギ需給量、エネルギ需給増加調整可能量上限値及びエネルギ需給削減調整可能量下限値の集計値）に基づき、エネルギ需給調整量を算出する算出部（第１の算出部）である。エネルギ需給調整量案分部２９は、個々の下位装置２３を対象としてエネルギ需給調整量を案分する。
　なお、エネルギ需給調整量算出部５４は、前述したスマートセンサとは例えば別系統の外部センサ５５から、各下位装置２３の電力の需給についての計測データを必要に応じて取得するようにし、取得したこの計測データを、算出されるエネルギ需給調整量に反映させるようにしてもよい。
　このようにして構成される本実施形態のエネルギ管理装置５０は、他のエネルギ管理装置の最上位に位置し、実質的にエネルギ需給管理システム１５全体を管理する役割を担うことができる。
［第３の実施の形態］
　次に、第３の実施形態を主に図７に基づいて説明する。なお、図７において、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
　図１、図７に示すように、この実施形態に係るエネルギ管理装置７０は、下位のエネルギ管理装置が存在しないエネルギ管理装置である。エネルギ管理装置７０は、図１に示したグループＣに属する例えばＥＭＳ２、７、９～１４などとして構成されている。
　つまり、エネルギ管理装置７０は、図７に示すように、第１の実施形態のエネルギ管理装置２０が備えていた下位装置管理部３２、下位装置データ受信部２４、エネルギ需給量集計部２５、エネルギ需給調整可能量集計部２６、エネルギ需給調整量案分部２９、下位装置データ送信部３０に代えて、エネルギ需給制御部７７、第２の算出部としてのエネルギ需給調整可能量算出部７８、及びエネルギ需給量計測部７９を備えている。また、エネルギ管理装置７０には、エネルギ需給装置７２が接続されている。エネルギ需給装置７２は、例えば太陽光発電装置や蓄電装置などの分散型電源、エアコン、照明といった電気機器へ電力を供給可能な電力需給装置として構成されている。
　エネルギ需給制御部７７は、上位装置２１からのエネルギ需給調整量より案分された個別の電力需給の調整量に基づいて、エネルギ需給装置７２の動作を制御する。エネルギ需給量計測部７９は、エネルギ需給装置７２による現状の電力の需給量を上記したエネルギ需給量として計測するスマートメータなどの計測部（第１の計測部）である。エネルギ需給調整可能量算出部７８は、エネルギ需給装置７２により電力の需給を調整可能な量を、上記したエネルギ需給調整可能量（エネルギ需給増加調整可能量上限値及びエネルギ需給削減調整可能量下限値）として算出する。
　エネルギ需給調整可能量は、エネルギ需給量計測部７９で計測した需給量の比率（電力需要量と電力供給量との比率）を基に算出されてもよい。また、エネルギ需給調整可能量は、予め定めた閾値までのエネルギ需給量との差分として算出されてもよい。さらには、エネルギ需給調整可能量は、その他のアルゴリズムやルールに基づいて算出されてもよい。詳述すると、前述したエネルギ需給制御部７７は、上位装置データ受信部２８が上位装置２１から受信したエネルギ需給調整量に基づき、エネルギ需給調整可能量の範囲内でエネルギ需給装置７２による電力の需給を制御する。
　既述したように、本実施形態のエネルギ管理装置７０は、階層的構成のエネルギ需給管理システム１５において最下位に位置するエネルギ管理装置である。つまり、エネルギ管理装置７０は、分散型電源、エアコン、照明、洗濯乾燥機などの電気機器を対象として、電力の需給を管理することが可能となる。なお、上述した電気機器は、エネルギ管理装置７０の機能やエネルギ需給装置７２の機能が当該電気機器自体に実装されていてもよい。
［第４の実施の形態］
　次に、第４の実施形態を主に図８に基づいて説明する。なお、図８において、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。
　図１、図８に示すように、この実施形態に係るエネルギ管理装置８０は、管理を受ける上位のエネルギ管理装置が複数存在するエネルギ管理装置である。エネルギ管理装置８０は、図１に示したグループＤに属する例えばＥＭＳ８などとして構成されている。図１に例示したＥＭＳ８は、単一の下位装置を管理対象としているが、図８に示す本実施形態のエネルギ管理装置８０のように複数の下位装置を管理の対象としてもよい。
　具体的には、本実施形態のエネルギ管理装置８０は、図８に示すように、第１の実施形態のエネルギ管理装置２０の構成に加え、第２の集計部としてのエネルギ需給調整量集計部８２と第２の案分部としての下位装置データ集計値案分部８３とをさらに備えている。下位装置データ集計値案分部８３は、複数の下位装置２３毎のエネルギ需給量とエネルギ需給調整可能量とがそれぞれ集計された集計結果を、各々登録された複数の上位装置２１を対象として案分する。
　案分の方法は、予め個々の上位装置に対する案分割合を固定値として決めておいてもよい。また、案分の方法は、予め設定しておいた上位装置毎の優先順位に従って優先順位の高い装置ほど、例えば案分割合を多くするような方法であってもよい。さらには、案分の方法は、その他のアルゴリズムやルールに基づいて案分するものであってもよい。
　上位装置データ送信部２７は、下位装置データ集計値案分部８３により前記集計結果から案分された個別の集計結果を、複数の上位装置２１へそれぞれ送信する。さらに、この個別の集計結果に基づき各上位装置２１がそれぞれ算出した各エネルギ需給調整量を、上位装置データ受信部２８は、複数の上位装置２１それぞれから受信する。また、エネルギ需給調整量集計部８２は、受信された複数の上位装置２１毎のエネルギ需給調整量を集計する。さらに、エネルギ需給調整量案分部２９は、エネルギ需給調整量集計部８２により集計されたエネルギ需給調整量（の集計値）を、複数の下位装置２３を対象として案分する。
　このように、本実施形態のエネルギ管理装置８０では、管理を受ける上位装置２１が複数存在する場合であっても、複数の下位装置２３から取得した電力の需給に関する現状のデータを、複数の上位装置２１に対して的確に通知する。さらに、エネルギ管理装置８０は、各上位装置２１からそれぞれ返信される複数のエネルギ需給調整量を集計しこれを案分する。したがって、エネルギ管理装置８０によれば、各下位装置２３の電力の需給を適切に管理することが可能となる。
［第５の実施の形態］
　次に、第５の実施形態を図９に基づき説明する。なお、図９において、図２に示した第１の実施形態中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し重複する説明を省略する。図９に示すように、この実施形態に係るエネルギ管理装置９０は、図２に示した第１の実施形態のエネルギ管理装置２０に対し一部変更を加えて構成されている。
　つまり、エネルギ管理装置９０は、図９に示すように、第１の実施形態のエネルギ管理装置２０が備えていた下位装置データ受信部２４及びエネルギ需給調整量案分部２９に代えて、下位装置データ受信部９４及びエネルギ需給調整量案分部９９を備えている。下位装置データ受信部９４は、エネルギ需給量及びエネルギ需給調整可能量（エネルギ需給増加調整可能量上限値及びエネルギ需給削減調整可能量下限値）に加えて、前記のエネルギ需給調整可能量を算出した条件に関連する補足情報を、複数の下位装置２３それぞれから受信する。エネルギ需給調整量案分部９９は、受信された補足情報に基づいて、エネルギ需給調整量の案分に補正を加える。
　上記した補足情報としては、例えば電気機器の運転効率と電力の供給量とを対応付けた電力コスト（電気料金）の情報、電力の供給量と電気機器の動作に関する安定性（不安定性）とを対応付けた不確実性の情報、下位装置２３の属性情報（下位装置の設置場所や下位装置の出力容量を表す情報）などを例示することができる。下位装置２３の例えば上記属性情報を適用することで、属性情報を基に想定される例えば電力送電時のロス、電圧変動、周波数変動などを加味したうえで、エネルギ需給調整量の案分を補正することができる。つまり、エネルギ需給調整量案分部９９は、これらの補足情報を併用することで、コストの最適化や不確実性を反映させた案分や、特定の属性を有する下位装置のみを案分の対象にすることなどを可能にする。
　例えば、管理対象の下位装置（２３）ｉの案分量ｐiは、上位装置２１から受信したエネルギ需給調整量をＰ、許容可能な調整誤差をｅ、下位装置ｉのエネルギ需給量をｄi、エネルギ需給調整量の単位量当たりのコストをｃiとすると、次の数式３の条件を満たす案分量として計算されることにより、コストを最適化したエネルギ需給の調整が可能となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　既述したように、本実施形態のエネルギ管理装置９０によれば、負荷側の電気機器における動作の安定化や、電気機器の運転効率を考慮した電力コストの最適化を図ることができる。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　より詳細には、第１～第５の実施形態の全ての構成要素を含むエネルギ管理装置を構成してもよいし、このような全ての構成要素を含むエネルギ管理装置から幾つかの構成要素を削除したエネルギ管理装置を適用してもよい。また、第１～第５の実施形態に係るエネルギ管理装置がそれぞれ備えた各構成要素（例えば図２に示したエネルギ需給量集計部２５、エネルギ需給調整可能量集計部２６、エネルギ需給調整量案分部２９、上位装置登録部３１、下位装置管理部３２など）を、コンピュータに実行させることのできるエネルギ管理プログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に、格納して頒布することもできる。
　１～１４…ＥＭＳ、１５…エネルギ需給管理システム、２０，５０，７０，８０，９０…エネルギ管理装置、２１…上位装置、２３…下位装置、２４，９４…下位装置データ受信部、２５…エネルギ需給量集計部、２６…エネルギ需給調整可能量集計部、２７…上位装置データ送信部、２８…上位装置データ受信部、２９，９９…エネルギ需給調整量案分部、３０…下位装置データ送信部、３１…上位装置登録部、３２…下位装置管理部、５４…エネルギ需給調整量算出部、７２…エネルギ需給装置、７７…エネルギ需給制御部、７８…エネルギ需給調整可能量算出部、７９…エネルギ需給量計測部、８２…エネルギ需給調整量集計部、８３…下位装置データ集計値案分部。

Claims (8)

  1. 　第１のエネルギ管理装置に要求した登録要求に対する応答として登録の許可を表す情報を取得した場合に、前記第１のエネルギ管理装置を、管理を受ける上位のエネルギ管理装置として登録する第１の登録部と、
    　第２のエネルギ管理装置から登録要求を受け付けた場合に、前記第２のエネルギ管理装置を、管理の対象とする下位のエネルギ管理装置として登録する第２の登録部と、
    　登録された複数の前記下位のエネルギ管理装置それぞれから、現状の電力の需給量を表すエネルギ需給量と前記現状の電力の需給量に対する調整可能な量を表すエネルギ需給調整可能量とを受信する第１の受信部と、
    　前記受信された前記下位のエネルギ管理装置毎の前記エネルギ需給量と前記エネルギ需給調整可能量とをそれぞれ集計する集計部と、
    　前記集計された集計結果を、登録された前記上位のエネルギ管理装置へ送信する第１の送信部と、
    　前記集計結果に基づき算出された電力の需給を調整する調整量を表すエネルギ需給調整量を前記上位のエネルギ管理装置より受信する第２の受信部と、
    　前記受信されたエネルギ需給調整量を、前記複数の下位のエネルギ管理装置を対象として案分する案分部と、
    　前記エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量を前記複数の下位のエネルギ管理装置へそれぞれ送信する第２の送信部と、
    を備えるエネルギ管理装置。
  2. 　前記第１の登録部は、登録された前記上位のエネルギ管理装置に要求した登録の解除要求に対する応答として登録解除の許可を表す情報を取得した場合に、当該上位のエネルギ管理装置を、管理を受ける対象から除外し、
    　前記第２の登録部は、登録された前記下位のエネルギ管理装置から登録の解除要求を受け付けた場合に、当該下位のエネルギ管理装置を管理の対象から除外する、
    請求項１に記載のエネルギ管理装置。
  3. 　前記エネルギ需給調整量を前記集計結果に基づいて算出する算出部、
    を備える請求項１又は２に記載のエネルギ管理装置。
  4. 　電気機器へ電力を供給可能なエネルギ需給装置の動作を、前記エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量に基づいて、制御するエネルギ需給制御部と、
    　前記エネルギ需給装置による現状の電力の需給量を前記エネルギ需給量として計測する計測部と、
    　前記エネルギ需給装置により電力の需給を調整可能な量を前記エネルギ需給調整可能量として算出する第２の算出部と、
    をさらに備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエネルギ管理装置。
  5. 　前記複数の下位のエネルギ管理装置毎の前記エネルギ需給量と前記エネルギ需給調整可能量とがそれぞれ集計された集計結果を、各々登録された複数の前記上位のエネルギ管理装置を対象として案分する第２の案分部をさらに備え、
    　前記第１の送信部は、前記第２の案分部により前記集計結果から案分された個別の集計結果を、前記複数の上位のエネルギ管理装置へそれぞれ送信し、
    　さらに、前記第２の受信部は、前記個別の集計結果に基づきそれぞれ算出された各エネルギ需給調整量を前記複数の上位のエネルギ管理装置それぞれから受信し、
    　前記受信された複数の上位のエネルギ管理装置毎のエネルギ需給調整量を集計する第２の集計部をさらに備え、
    　前記案分部は、前記第２の集計部により集計されたエネルギ需給調整量を、前記複数の下位のエネルギ管理装置を対象として案分する、
    請求項１ないし４のいずれか１項に記載のエネルギ管理装置。
  6. 　前記第１の受信部は、前記複数の前記下位のエネルギ管理装置それぞれから、前記エネルギ需給量及び前記エネルギ需給調整可能量に加え、前記エネルギ需給調整可能量を算出した条件に関連する補足情報を受信し、
    　前記案分部は、前記受信された補足情報に基づいて、前記エネルギ需給調整量の案分に補正を加える、
    請求項１ないし５のいずれか１項に記載のエネルギ管理装置。
  7. 　第１のエネルギ管理装置に要求した登録要求に対する応答として登録の許可を表す情報を取得した場合に、前記第１のエネルギ管理装置を、管理を受ける上位のエネルギ管理装置として登録するステップと、
    　第２のエネルギ管理装置から登録要求を受け付けた場合に、前記第２のエネルギ管理装置を、管理の対象とする下位のエネルギ管理装置として登録するステップと、
    　登録された複数の前記下位のエネルギ管理装置それぞれから、現状の電力の需給量を表すエネルギ需給量と前記現状の電力の需給量に対する調整可能な量を表すエネルギ需給調整可能量とを受信するステップと、
    　前記受信された前記下位のエネルギ管理装置毎の前記エネルギ需給量と前記エネルギ需給調整可能量とをそれぞれ集計するステップと、
    　前記集計された集計結果を、登録された前記上位のエネルギ管理装置へ送信するステップと、
    　前記集計結果に基づき算出された電力の需給を調整する調整量を表すエネルギ需給調整量を前記上位のエネルギ管理装置より受信するステップと、
    　前記受信されたエネルギ需給調整量を、前記複数の下位のエネルギ管理装置を対象として案分するステップと、
    　前記エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量を前記複数の下位のエネルギ管理装置へそれぞれ送信するステップと、
    を有するエネルギ管理方法。
  8. 　第１のエネルギ管理装置に要求した登録要求に対する応答として登録の許可を表す情報を取得した場合に、前記第１のエネルギ管理装置を、管理を受ける上位のエネルギ管理装置として登録する第１の登録部と、
    　第２のエネルギ管理装置から登録要求を受け付けた場合に、前記第２のエネルギ管理装置を、管理の対象とする下位のエネルギ管理装置として登録する第２の登録部と、
    　登録された複数の前記下位のエネルギ管理装置それぞれから、現状の電力の需給量を表すエネルギ需給量と前記現状の電力の需給量に対する調整可能な量を表すエネルギ需給調整可能量とを受信する第１の受信部と、
    　前記受信された前記下位のエネルギ管理装置毎の前記エネルギ需給量と前記エネルギ需給調整可能量とをそれぞれ集計する集計部と、
    　前記集計された集計結果を、登録された前記上位のエネルギ管理装置へ送信する第１の送信部と、
    　前記集計結果に基づき算出された電力の需給を調整する調整量を表すエネルギ需給調整量を前記上位のエネルギ管理装置より受信する第２の受信部と、
    　前記受信されたエネルギ需給調整量を、前記複数の下位のエネルギ管理装置を対象として案分する案分部と、
    　前記エネルギ需給調整量から案分された個別の電力需給の調整量を前記複数の下位のエネルギ管理装置へそれぞれ送信する第２の送信部、
    としてコンピュータを機能させるエネルギ管理プログラム。
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