WO2015033819A1 - 蓄電装置の放電開始時刻決定システム及び蓄電装置の放電開始時刻の決定方法 - Google Patents

蓄電装置の放電開始時刻決定システム及び蓄電装置の放電開始時刻の決定方法 Download PDF

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裕也 田中
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage device discharge start time determination system and a method for determining a power storage device discharge start time for effectively using a power storage device in a building including a solar power generation device and a power storage device. .
  • Charge / discharge control of a power storage device is known for the purpose of reducing power charges and leveling a power load for a house equipped with a solar power generation device and a power storage device (Patent Documents 1-4, etc.) reference).
  • the storage battery charging / discharging device of Patent Document 1 includes an arithmetic unit that calculates an optimal charging / discharging schedule of a storage location based on constraints, and an extracting unit that extracts a similar charging / discharging schedule from past charging / discharging patterns. And. And it is the structure which can provide a choice to a resident by displaying a several charging / discharging schedule calculated by the calculating part and the extraction part on a display part.
  • Patent Document 2 discloses a system that can reduce the peak power demand using a small storage battery.
  • this patent document 2 is set as the structure which reduces a peak power demand by using together the electric power generation by a solar power generation device, and the discharge of a storage battery in the daytime time zone when a peak power demand generate
  • Patent Documents 3 and 4 a plurality of simulations in which the discharge start time of the power storage device is changed using past measurement data, and a control pattern that is optimal when evaluated in a relatively long period are described.
  • a power control system that selects from calculation results is disclosed.
  • Patent Document 2 can reduce peak power demand with a small capacity storage battery, but is a system that can be effectively used when a large capacity storage battery is installed. Absent.
  • an object of the present invention is to provide a discharge start time determination system for a power storage device and a method for determining the discharge start time of a power storage device that can lead to effective use of the power storage device with a small calculation load. Yes.
  • a storage device discharge start time determination system is a storage device discharge start time determination system in a building including a solar power generation device and a power storage device, and the solar power generation device Predicting means for predicting the amount of power generated and the power consumption of the building, a medium price range from the first time to the second time, a high price range from the second time to the third time, The power price is different from the low price range from the third time to the first time of the next day, and the power price storage means storing these switching times, and the power generation amount from the power consumption in the high price range
  • a first comparison unit that compares the required amount at a high price obtained by subtracting the value and a dischargeable capacity of the power storage device, and the first comparison unit calculates the required price at a high price to be equal to or greater than the dischargeable capacity.
  • Discharge the second time A discharge start time determining means that sets a start time and any time from the first time to before the second time when the required amount at the high price is less than the dischargeable capacity
  • the method for determining the discharge start time of the power storage device includes the middle price range from the first time to the second time, the high price range from the second time to the third time, and the next day after the third time.
  • the method for determining the discharge start time of a power storage device in a building including a solar power generation device and a power storage device when the power price is different from the low price range before the first time of the solar power generation A prediction step for predicting the power generation amount of the device and the power consumption amount of the building is compared with the required amount at the high price obtained by subtracting the power generation amount from the power consumption amount of the high price range and the dischargeable capacity of the power storage device
  • the second time is set as the discharge start time when the required amount at the high price is calculated to be greater than or equal to the dischargeable capacity in the first comparison step, and the required amount at the high price is the discharge start time.
  • the power storage device discharge start time determination system and the power storage device discharge start time determination method of the present invention configured as described above are the high-price required amount and the power storage device in the time zone when the power price calculated by the subtraction process is high. Compared with the dischargeable capacity, the discharge start time is advanced when there is a remainder in the dischargeable capacity.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the flow of processing of the discharge start time determination system for the storage battery 2 as the power storage device of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a charge system in which three or more different power prices are set, which is a precondition for applying the present discharge start time determination system.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the entire system to which the present discharge start time determination system is connected.
  • Houses H1,..., HX as buildings controlled by this system are power grids for receiving power supply from power grids such as power plants of power companies and cogeneration facilities installed in each region. Connected to the power grid.
  • these houses H1,... are provided with a solar cell panel 1 as a solar power generation device and a power storage location 2 as a power storage device for temporarily storing electric power. Further, these houses H1,... Are connected to an external communication network N such as the Internet. Then, transmission / reception of data such as measurement values and calculation processing results, transmission / reception of control signals, and the like are performed with an external management server 5 also connected to the communication network N.
  • FIG. 4 is a block diagram showing details of the entire system schematically shown in FIG. This whole system has a configuration arranged in the house H1 as the house side and a configuration arranged in the management server 5 as the server side.
  • the house H1 to be processed mainly includes a solar cell panel 1, a storage battery 2, a measuring means 3 for measuring the power generation amount of the solar cell panel 1 and the power consumption of the house H1, and a display monitor 4 as a display device. In preparation.
  • the solar cell panel 1 installed in the house H1 is a device that generates sunlight by directly converting sunlight as solar energy into electric power using a solar cell.
  • the solar cell panel 1 is a device that can supply electric power only during a time period in which sunlight can be received. Moreover, the DC power generated by the solar cell panel 1 is normally used after being converted into AC power by a power conditioner (not shown). Specifications such as the power generation capacity of the solar battery panel 1 installed in the house H1 are stored in a later-described house information database 51 on the management server 5 side.
  • the storage battery 2 is also connected to the power conditioner in the same manner as the solar battery panel 1, and charging control and discharging control are performed.
  • the storage battery 2 is charged with electric power having a low electric power price such as night electric power supplied from the grid power network.
  • Specifications such as the storage capacity and rated output of the storage location 2 are also stored in the residence information database 51 on the management server 5 side.
  • 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 that are operated by electric power.
  • electric vehicles and plug-in hybrid cars become power load devices when they are charged for running. Moreover, when it discharges for the electric power load apparatus of the house H1 similarly to the electrical storage place 2, it becomes an electrical storage apparatus.
  • the measuring means 3 measures the amount of power actually generated by the solar cell panel 1 installed in the house H1. Moreover, the power consumption consumed by the power load device installed in the house H1 is also measured. This power consumption can be measured together with a distribution board or can be measured for each power load device.
  • Measurement by the measuring means 3 can be performed at arbitrary intervals such as seconds, minutes, or hours.
  • the measured values measured by the measuring means 3 are stored in a measured value database 52 (described later) on the management server 5 side for each measurement or every time it is aggregated in an arbitrary period such as a time unit or a day unit.
  • the display monitor 4 displays the measured value measured by the measuring unit 3, the determination result by the discharge start time determining unit 63 described later on the management server 5 side, and the like.
  • the display monitor 4 may be a dedicated terminal monitor or a screen of a general-purpose device such as a personal computer.
  • the management server 5 connected to the house H1 via the external communication network N has a communication unit 71 as a communication unit, a control unit 6 that performs various controls, and various databases (51, 51) as a storage unit. 52, 53).
  • the communication unit 71 sends specifications, measurement values, processing requests, and the like of various facilities transmitted from the house H1 to the control unit 6 of the management server 5, and data stored in various databases (51, 52, 53), It has the function of flowing the arithmetic processing result performed by the control part 6, an update program, etc. toward the house H1.
  • a house information database 51 a measured value database 52, and a power price database 53 as storage means for reading and writing data through the control unit 6.
  • the residence code (identification number) of each house H1,..., HX, the address associated with the residence code, the year of construction, the heat insulation performance, the floor plan, the electrical wiring, the member used, the solar cell Information such as the specifications of the panel 1 (power generation capacity (output)) and the specifications of the storage battery 2 (storage capacity, rated output) are stored.
  • the measurement value database 52 stores measurement value data measured by each house H1,..., HX and received by the management server 5 via the communication unit 71. This measurement value can be identified in which house H1,..., HX by being stored in the measurement value database 52 in association with the house code.
  • the data stored in the measurement value database 52 can store the data sent from the house H1 as it is, but can also store the result of calculation processing such as integration by the control unit 6. .
  • the power price database 53 as the power price storage means stores information on the power price (the power purchase price as seen from the resident side) that changes depending on the time of the day set by the power company that supplies the grid power.
  • the precondition that the discharge start time determination system of the present embodiment can be applied is that a contract is made for a charge system in which three or more different power prices are set in one day.
  • electricity prices There are three types of electricity prices: the middle price range in the evening from 17:00 to 23:00 and the low price range in the evening from 23:00 (third time) to the next day before 7:00 (first time). Is set.
  • the power price database 53 stores the time when the power price switches and the power price in each time zone.
  • the power price database 53 also stores a purchase price (a power selling price as viewed from the resident side) at which a power company or the like purchases the power generated by the solar cell panel 1.
  • the control unit 6 is provided with a predicting means 61, a comparing means 62 having a first comparing means 621 and a second comparing means 622, and a discharge start time determining means 63.
  • the structure provided in this control part 6 becomes a main structure of the discharge start time determination system of the storage battery 2 of this Embodiment.
  • the prediction means 61 is a means for predicting the power generation amount of the solar cell panel 1 and the power consumption amount of the house H1 on the day on which it is desired to determine the optimal discharge start time of the storage battery 2. For example, the power generation amount and power consumption on the next day can be predicted on the previous day. In addition, when the discharge start time to be applied in an arbitrary period (1 week, 10 days, 1 month, etc.) is determined by the previous day, an average value corresponding to the arbitrary period can be predicted.
  • the prediction by the prediction means 61 is performed based on the measurement values measured by the measurement means 3 and accumulated in the measurement value database 52. A detailed prediction method will be described later.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the details of the comparison means 62.
  • the dischargeable capacity X of the storage battery 2 can be calculated based on the value stored in the residence information database 51. Usually, in order to extend the life of the storage battery 2, the entire storage capacity is not discharged. Therefore, the dischargeable capacity X shown in FIG. 1 is a capacity that is set to be able to discharge 100%.
  • the curves of the photovoltaic power generation amount and the power consumption amount shown in the graph on the left side of FIG. 1 indicate the power generation amount and the power consumption amount predicted by the prediction means 61.
  • the amount of power required to be supplied from the grid power network or the storage battery 2 in each time zone indicated by the areas A, B, and C is calculated.
  • the power consumption exceeds the amount of power generation, it is necessary to receive power supply from the grid power network or the storage battery 2, so that the power amount becomes the necessary amount (A, B, C) in each time zone.
  • This required amount (A, B, C) can be calculated by subtracting the amount of photovoltaic power generation from the amount of power consumption and integrating during the time period. If the amount of photovoltaic power generation is greater than or equal to the power consumption at all times during the time period, the required amount is zero.
  • the morning requirement A indicates the amount of power that needs to be supplied in the morning time zone (medium price range) from 7 o'clock to 10 o'clock, when the electricity price is higher than at night.
  • the daytime required amount B indicates the amount of power that needs to be supplied in the daytime period (high price range) from 10:00 to 17:00 when the power price is highest during the day.
  • the evening required amount C indicates the amount of electricity that needs to be supplied in the evening time zone (medium price range) from 17:00 to before 23:00 when the electricity price is lower than in the daytime.
  • the calculation so far corresponds to step S1 of the flowchart shown on the right side of FIG.
  • the first comparison means 621 compares the dischargeable capacity X with the daytime and evening required amounts (B, C) (step S2). In other words, the first comparison means 621 discharges the sum of the daytime requirement amount B in the daytime period when the power price is the highest and the evening requirement amount C in the following evening time period as the high price hourly requirement amount (B + C). Compare with possible capacity X.
  • the second comparison means 622 determines the high price required amount from the dischargeable capacity X.
  • a surplus discharge amount Y obtained by subtracting (B + C) is calculated (step S3).
  • step S4 the morning required amount A in the morning time zone is compared with the marginal discharge amount Y as the required amount at the middle price. As a result of this comparison, if it is determined that only the required amount (A) at the middle price can be supplied with the surplus discharge amount Y (A ⁇ Y), any of the middle price range from 7:00 to before 10:00 Is determined as the discharge start time (step S6). In this step S6, 8-9 o'clock is determined as the discharge start time.
  • step S11 the measurement means 3 of the house H1 measures the power generation amount of the solar panel 1 and the power consumption of the house H1, which is the power consumption of all the power load devices installed in the house H1.
  • the measurement value is accumulated at least over a period (for example, one month) to be compared. That is, in step S11, the measured value measured in the house H1 in N-1 month (previous month) is stored in the measured value database 52.
  • step S12 it is determined whether or not there are measurement values for the past year of the house H1.
  • the measured value of N month of the previous year is As it is, it is used as a predicted value of the power generation amount and the power consumption amount for this month (N month) of this year (step S14).
  • step S15 when the house H1 is newly built or when the measuring means 3 is just installed, measured values for the past year are not accumulated. Therefore, comparison with other residences is performed in step S15.
  • the management server 5 is connected to many houses H2,..., HX in addition to the house H1 to be processed. And since the measurement means 3, ... are installed in these houses H2, ..., HX respectively, those measurement values are stored in the measurement value database 52.
  • step S16 From the measured values measured in the previous month (N-1 month) in the houses H2,..., HX, the same as the measured value in the previous month (N-1 month) of the house H1 to be processed or A house where a similar measurement value is measured is extracted as a similar house (step S16).
  • step S15 to S17 The processing from step S15 to S17 described above is the same or similar when the measured value of the previous month (N-1 month) is compared with the measured value of N-1 month one year ago in step S13. It is also performed when it is determined that it cannot be said.
  • the processing in the above steps is the prediction by the prediction means 61. Then, the optimum discharge start time is determined using the predicted power generation amount and power consumption amount of the house H1 in the current month of January (step S18).
  • FIG. 6 illustrates the predicted power generation amount and power consumption prediction value of the solar cell panel 1 predicted by the prediction means 61. That is, in the second column from the left of the table in FIG. 6, the average value of the power consumption of the house H1 in the current month N (current month) is shown as a predicted value for each hour. Moreover, the average value of the electric power generation amount of the N month (this month) of the solar cell panel 1 is shown for every time as a predicted value in the column next to it.
  • the determination result calculated in this way is output as the optimum discharge start time as shown in step S19 of FIG. That is, the determination result by the discharge start time determining unit 63 is sent from the control unit 6 to the display monitor 4 of the house H1 via the communication unit 71 and displayed as shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the display result of the display monitor 4. Here, the current discharge start time (8:00 am) of the storage battery 2 and the state (good) of the storage battery 2 are shown, and the discharge start time at which the power rate is the cheapest is “10 am” It is displayed.
  • the resident who sees the display on the display monitor 4 can change the discharge start time of the storage battery 2 to 10:00 am if he wants to reduce the power charge as much as possible.
  • the system for determining the discharge start time of the storage battery 2 of the present embodiment configured as described above has a high-price required amount (B + C) in a time zone where the power price calculated by the subtraction process is high and the dischargeable capacity X of the storage battery 2. And the discharge start time is advanced when there is a remainder in the dischargeable capacity X.
  • the storage battery 2 is charged at a time when the power price is low (low price range) and the charged power is discharged at a time when the power price is high (high price range) or an intermediate time zone (medium price range). By using it, the electricity charge of the house H1 can be reduced.
  • the optimal discharge start time may change.
  • the optimal discharge start time may change when the season, family structure, electricity price system, etc. change. For this reason, the electric charge of the house H1 can be reduced by reviewing the optimal discharge start time from time to time or periodically. And the determination result by the discharge start time determination system of the storage battery 2 of this Embodiment becomes a suitable determination material of a resident.
  • the prediction accuracy is improved by performing the prediction based on the measurement values of the same or similar other houses H2, ..., HX. Can be increased.
  • the user can easily discharge more appropriately. This can lead to optimal discharge.
  • the charge system in which three different power prices exist in the day has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the power price and the switching time described in the above embodiment are examples, and the time when the power price changes and the number of time zones where the price is different are the management policy of the company that supplies the grid power, such as the power company, It changes depending on the policy.
  • the said embodiment demonstrated the case where the determination result of the discharge start time transmitted via the communication part 71 of the management server 5 was displayed on the display monitor 4, it is not limited to this, Electronic It can also be displayed on the screen of a mobile phone or computer via email. The resident can also know the determination result by browsing a predetermined Web page.
  • the prediction unit 61 that performs prediction based on the measurement value measured by the measurement unit 3 of the house H1 has been described.
  • the prediction unit 61 is not limited to this, and is obtained from existing statistical data. The average value obtained can also be used as the predicted value.
  • the said embodiment demonstrated only the display result of the determination by the discharge start time determination means 63 on the display monitor 4, and demonstrated the case where the setting change of the storage battery 2 performed by a resident, it is not limited to this. .
  • optimal discharge control can be automatically performed by outputting the determination result of the discharge start time to the control device of the storage battery 2.

Abstract

蓄電池（２）の放電開始時刻決定システムであって、太陽電池パネル（１）の発電量及び電力消費量を予測する予測手段（６１）と、電力価格の切り替わり時刻が記憶された電力価格データベース（５３）と、高価格時必要量と放電可能容量とを比較する第１比較手段（６２１）と、高価格時必要量が放電可能容量以上と算定された場合に第２時刻を放電開始時刻とし、高価格時必要量が前記放電可能容量未満と算定された場合に第１時刻以降第２時刻の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻とする放電開始時刻決定手段（６３）とを備えている。

Description

蓄電装置の放電開始時刻決定システム及び蓄電装置の放電開始時刻の決定方法
　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、蓄電装置を有効に活用するための蓄電装置の放電開始時刻決定システム、及び蓄電装置の放電開始時刻の決定方法に関するものである。
　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ことを目的とした蓄電装置の充放電制御が知られている（特許文献１－４など参照）。
　例えば、特許文献１の蓄電池充放電装置は、制約条件に基づいて蓄電地の最適な充放電スケジュールを演算する演算部と、過去の充放電パターンの中から類似した充放電スケジュールを抽出する抽出部とを備えている。そして、演算部と抽出部とで算定された複数の充放電スケジュールを表示部に表示させることによって、住人に選択肢が提供できる構成となっている。
　また、特許文献２には、小さな蓄電池を用いてピーク電力需要を削減することができるシステムが開示されている。この特許文献２では、ピーク電力需要が発生する昼間の時間帯に、太陽光発電装置による発電と蓄電池の放電とを併せて使用することで、ピーク電力需要を削減する構成としている。
　さらに、特許文献３，４には、過去の計測データを使用して蓄電装置の放電開始時刻を変化させた複数のシミュレーションを行い、比較的に長い期間で評価した場合に最適となる制御パターンを演算結果から選択する電力制御システムが開示されている。
特開２０１０－２６８６０２号公報 特開２００３－７９０５４号公報 特許第４９６７０５２号公報 特許第５２３２２６６号公報
　しかしながら、特許文献１の蓄電池充放電装置では、最適な充放電スケジュールをシミュレーションするうえに、過去の充放電スケジュールから類似するパターンを抽出する処理も行うため、演算負荷が高い。また、複数の充放電スケジュールの選択肢が提供されることにはなるが、いずれを選択するかを利用者が判断しなければならない。
　また、特許文献２に開示されたシステムは、小さな容量の蓄電池でピーク電力需要を削減することはできるが、大きな容量の蓄電池が設置された場合に、有効に活用できるようなシステムにはなっていない。
　そこで、本発明は、少ない演算負荷で蓄電装置の有効活用に導くことが可能となるような蓄電装置の放電開始時刻決定システム、及び蓄電装置の放電開始時刻の決定方法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、本発明の蓄電装置の放電開始時刻決定システムは、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物における蓄電装置の放電開始時刻決定システムであって、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予測する予測手段と、第１時刻以降第２時刻の前までの中価格帯と、第２時刻以降第３時刻の前までの高価格帯と、第３時刻以降翌日の第１時刻の前までの低価格帯と電力価格が異なっており、これらの切り替わり時刻が記憶された電力価格記憶手段と、前記高価格帯の前記電力消費量から前記発電量を減算した高価格時必要量と前記蓄電装置の放電可能容量とを比較する第１比較手段と、前記第１比較手段によって前記高価格時必要量が前記放電可能容量以上と算定された場合に前記第２時刻を放電開始時刻とし、前記高価格時必要量が前記放電可能容量未満と算定された場合に前記第１時刻以降前記第２時刻の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻とする放電開始時刻決定手段とを備えたことを特徴とする。
　また、蓄電装置の放電開始時刻の決定方法は、第１時刻以降第２時刻の前までの中価格帯と、第２時刻以降第３時刻の前までの高価格帯と、第３時刻以降翌日の第１時刻の前までの低価格帯と電力価格が異なっている場合に、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物における蓄電装置の放電開始時刻の決定方法であって、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予測する予測ステップと、前記高価格帯の前記電力消費量から前記発電量を減算した高価格時必要量と前記蓄電装置の放電可能容量とを比較する第１比較ステップと、前記第１比較ステップにおいて前記高価格時必要量が前記放電可能容量以上と算定された場合に前記第２時刻を放電開始時刻とし、前記高価格時必要量が前記放電可能容量未満と算定された場合に前記第１時刻以降前記第２時刻の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻とする放電開始時刻決定ステップとを備えたことを特徴とする。
　このように構成された本発明の蓄電装置の放電開始時刻決定システム及び蓄電装置の放電開始時刻の決定方法は、減算処理によって算出された電力価格が高い時間帯の高価格時必要量と蓄電装置の放電可能容量とを比較して、放電可能容量に余りが出る場合に放電開始時刻を早める。
　このため、減算という少ない演算負荷で、蓄電装置の放電可能容量を最大限に利用するという有効活用に導くことができる。
本発明の実施の形態の蓄電池の放電開始時刻決定システムの処理の流れを説明する説明図である。 ３つ以上の異なる電力価格が設定された料金体系を例示する説明図である。 全体システムの構成を模式的に説明する説明図である。 本発明の実施の形態の蓄電池の放電開始時刻決定システムの構成を説明するブロック図である。 放電開始時刻決定システムが組み込まれた全体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。 予測手段による予測結果を例示する一覧表である。 放電開始時刻決定手段による判定結果の表示例を示した説明図である。
　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、本実施の形態の蓄電装置としての蓄電池２の放電開始時刻決定システムの処理の流れを説明する説明図である。
　また、図２は、本放電開始時刻決定システムが適用される前提条件となる、３つ以上の異なる電力価格が設定された料金体系を例示する説明図である。さらに、図３は、本放電開始時刻決定システムが繋がる全体システムの構成を模式的に説明する説明図である。
　まず、図３を参照しながらシステムの全体構成について説明する。このシステムによって制御される建物としての住宅Ｈ１，・・・，ＨＸ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に接続されている。
　また、これらの住宅Ｈ１，・・・は、太陽光発電装置としての太陽電池パネル１と、電力を一時的に蓄えておく蓄電装置としての蓄電地２とを備えている。さらに、これらの住宅Ｈ１，・・・は、インターネットなどの外部の通信網Ｎに繋がっている。そして、同じく通信網Ｎに接続された外部の管理サーバ５との間で、計測値や演算処理結果などのデータの送受信や制御信号の送受信などが行われる。
　図４は、図３に模式的に示した全体システムの詳細について、ブロック図で示した図である。この全体システムは、住宅側としての住宅Ｈ１に配置される構成と、サーバ側としての管理サーバ５に配置される構成とを有している。
　処理対象となる住宅Ｈ１は、太陽電池パネル１と、蓄電池２と、太陽電池パネル１の発電量及び住宅Ｈ１の電力消費量を計測する計測手段３と、表示装置としての表示モニタ４とを主に備えている。
　住宅Ｈ１に設置された太陽電池パネル１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。
　この太陽電池パネル１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、太陽電池パネル１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。この住宅Ｈ１に設置された太陽電池パネル１の発電容量などの仕様は、管理サーバ５側の後述する邸情報データベース５１に記憶される。
　一方蓄電池２も、太陽電池パネル１と同様にパワーコンディショナに接続されて、充電制御及び放電制御が行われる。例えば、蓄電池２には、系統電力網から供給される夜間電力などの電力価格が安い電力を充電する。この、蓄電地２の蓄電容量や定格出力などの仕様も、管理サーバ５側の邸情報データベース５１に記憶される。
　なお住宅Ｈ１には、分電盤を通して電力が供給される様々な電力負荷装置が設置される。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となる。
　また、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となる。また、蓄電地２と同様に、住宅Ｈ１の電力負荷装置のために放電させる場合は、蓄電装置となる。
　計測手段３では、住宅Ｈ１に設置された太陽電池パネル１によって実際に発電された発電量が計測される。また、住宅Ｈ１に設置された電力負荷装置によって消費された電力消費量も計測される。この電力消費量は、分電盤でまとめて計測することもできるし、電力負荷装置毎に計測することもできる。
　計測手段３による計測は、秒単位、分単位、時間単位などの任意の間隔で行うことができる。また計測手段３によって計測された計測値は、計測毎又は時間単位や日単位など任意の期間で集計した毎に、管理サーバ５側の後述する計測値データベース５２に記憶される。
　表示モニタ４には、計測手段３で計測された計測値や、管理サーバ５側の後述する放電開始時刻決定手段６３による判定結果などを表示させる。この表示モニタ４は、専用の端末モニタであっても、パソコンなどの汎用機器の画面であってもいずれでもよい。
　そして、住宅Ｈ１と外部の通信網Ｎを介して接続される管理サーバ５側には、通信手段としての通信部７１と、各種制御を行う制御部６と、記憶手段としての各種データベース（５１，５２，５３）とが主に備えられている。
　通信部７１は、住宅Ｈ１から送信されてくる各種設備の仕様、計測値、処理要求などを管理サーバ５の制御部６に流すとともに、各種データベース（５１，５２，５３）に記憶されたデータ、制御部６で行われた演算処理結果、更新プログラムなどを住宅Ｈ１に向けて流す機能を有している。
　また、制御部６を通してデータの読み書きが行われる記憶手段には、邸情報データベース５１、計測値データベース５２、電力価格データベース５３などの各種データベースが存在する。
　例えば邸情報データベース５１には、各住宅Ｈ１，・・・，ＨＸの邸コード（識別番号）、その邸コードに関連付けられた住所、建築年、断熱性能、間取り、電気配線、使用部材、太陽電池パネル１の仕様（発電容量（出力））、蓄電池２の仕様（蓄電容量、定格出力）などの情報が記憶される。
　また、計測値データベース５２には、各住宅Ｈ１，・・・，ＨＸで計測されて通信部７１を介して管理サーバ５が受信した計測値のデータが記憶される。この計測値は、邸コードに関連付けて計測値データベース５２に記憶させることで、いずれの住宅Ｈ１，・・・，ＨＸで計測された結果であるかを識別させることができる。
　さらに、計測値データベース５２に記憶されるデータは、住宅Ｈ１から送られてきたデータをそのまま記憶させることもできるが、制御部６で積算するなどの演算処理を行った結果を記憶させることもできる。
　一方、電力価格記憶手段としての電力価格データベース５３には、系統電力を供給する電力会社等が設定する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）に関する情報が記憶される。
　本実施の形態の放電開始時刻決定システムが適用できる前提条件は、一日のうちで３つ以上の異なる電力価格が設定された料金体系の契約を行っていることである。
　例えば、図２に示した料金体系には、7時（第１時刻）以降10時の前までの朝の中価格帯、10時（第２時刻）以降17時の前までの昼間の高価格帯、17時以降23時の前までの晩の中価格帯、23時（第３時刻）以降翌日の7時（第１時刻）の前までの夜間の低価格帯という３種類の電力価格が設定されている。
　すなわち電力価格データベース５３には、電力価格が切り替わる時刻と、各時間帯の電力価格が記憶されている。また、電力価格データベース５３には、太陽電池パネル１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）も記憶されている。
　そして、制御部６には、予測手段６１と、第１比較手段６２１及び第２比較手段６２２を有する比較手段６２と、放電開始時刻決定手段６３とが設けられる。この制御部６に設けられる構成が、本実施の形態の蓄電池２の放電開始時刻決定システムの主要な構成となる。
　予測手段６１は、蓄電池２の最適な放電開始時刻を決めたい日の太陽電池パネル１の発電量と、住宅Ｈ１の電力消費量とを予測する手段である。例えば、前日に翌日の発電量と電力消費量を予測することができる。また、任意の期間（１週間、１０日間、１ヶ月間など）に適用する放電開始時刻を前日までに決定する場合には、それら任意の期間に該当する平均値などを予測させることもできる。
　予測手段６１による予測は、計測手段３によって計測されて計測値データベース５２に蓄積された計測値に基づいて行われる。なお、詳細な予測方法については後述する。
　そして、予測手段６１によって予測された発電量及び電力消費量と、蓄電池２の放電可能容量Ｘとの比較を、比較手段６２において行う。図１は、比較手段６２の詳細を説明するための図である。
　蓄電池２の放電可能容量Ｘは、邸情報データベース５１に記憶された値に基づいて算定することができる。通常は、蓄電池２の寿命を延ばすために、蓄電容量のすべてを放電させることはない。よって、図１に示した放電可能容量Ｘは、100%放電させることができるものとして設定された容量となる。
　また、図１の左側のグラフに図示した太陽光発電量と電力消費量の曲線は、予測手段６１によって予測された発電量及び電力消費量を示している。まず、Ａ，Ｂ，Ｃの面積で示される、各時間帯の系統電力網又は蓄電池２からの供給が必要な電力量を算出する。
　すなわち電力消費量が発電量を上回る場合は、系統電力網又は蓄電池２から電力の供給を受ける必要があるので、その電力量が各時間帯の必要量（Ａ，Ｂ，Ｃ）となる。この必要量（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、電力消費量から太陽光発電量を減算して時間帯中の積算をすることによって算出することができる。なお、時間帯中のすべての時刻で太陽光発電量が電力消費量以上であった場合は、必要量は0となる。
　ここで、朝必要量Ａは、夜間よりも電力価格が上がる7時以降10時の前までの朝の時間帯（中価格帯）における供給が必要な電力量を示している。また、昼必要量Ｂは、一日の中で最も電力価格が高い10時以降17時の前までの昼間の時間帯（高価格帯）における供給が必要な電力量を示している。
　さらに、晩必要量Ｃは、昼間よりも電力価格が下がる17時以降23時の前までの晩の時間帯（中価格帯）における供給が必要な電力量を示している。ここまでの演算が、図１の右側に示したフローチャートのステップＳ１に該当する。
　続いて、第１比較手段６２１によって、放電可能容量Ｘと昼間及び晩の必要量（Ｂ，Ｃ）との比較を行う（ステップＳ２）。すなわち第１比較手段６２１では、電力価格が最も高い昼間の時間帯の昼必要量Ｂと、それに続く晩の時間帯の晩必要量Ｃとの合計を、高価格時必要量（Ｂ＋Ｃ）として放電可能容量Ｘと比較する。
　この比較の結果、放電可能容量Ｘでは高価格時必要量（Ｂ＋Ｃ）の供給しかできない（Ｂ＋Ｃ≧Ｘ）と判定された場合は、高価格帯に切り替わる10時を放電開始時刻として決定する（ステップＳ５）。
　これに対して、放電可能容量Ｘが高価格時必要量（Ｂ＋Ｃ）を上回っている（Ｂ＋Ｃ＜Ｘ）と判定された場合は、第２比較手段６２２によって放電可能容量Ｘから高価格時必要量（Ｂ＋Ｃ）を減算した余裕放電量Ｙを算出する（ステップＳ３）。
　そしてステップＳ４では、朝の時間帯の朝必要量Ａを中価格時必要量として余裕放電量Ｙと比較する。この比較の結果、余裕放電量Ｙでは中価格時必要量（Ａ）の供給しかできない（Ａ≧Ｙ）と判定された場合は、中価格帯である7時以降10時の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻として決定する（ステップＳ６）。このステップＳ６では、8～9時を放電開始時刻として決定している。
　これに対して、余裕放電量Ｙが中価格時必要量（Ａ）を上回っている（Ａ＜Ｙ）と判定された場合は、中価格帯に切り替わる7時を放電開始時刻として決定する（ステップＳ７）。
　次に、本実施の形態の蓄電池２の放電開始時刻決定システムが組み込まれるシステム全体の処理の流れを、図５を参照しながら説明する。
　まず、ステップＳ１１では、住宅Ｈ１の計測手段３によって、太陽電池パネル１の発電量と住宅Ｈ１に設置されたすべての電力負荷装置の電力消費量である住宅Ｈ１の電力消費量とを計測する。
　ここで、蓄電池２のN月（当月）の最適放電開始時刻を判定する予測を行うには、少なくとも類否の比較対象とする期間（例えば１ヶ月間）にわたって計測値を蓄積させる。すなわちステップＳ１１では、N-1月（前月）に住宅Ｈ１で計測された計測値を計測値データベース５２に記憶させる。
　そして、この住宅Ｈ１が建築後13ヶ月以上経過していれば、住宅Ｈ１で実際に計測された１年前の計測値を使って、N月（当月）の予測を行うことができる。そこで、ステップＳ１２では、住宅Ｈ１の過去１年分の計測値があるか否かの判定を行う。
　１年前のN-1月の計測値が蓄積されていた場合は、計測値データベース５２から読み出して、前月（N-1月）の計測値と１年前のN-1月の計測値との比較を行う（ステップＳ１３）。
　この比較の結果、前月（N-1月）の計測値と１年前のN-1月の計測値とが同一又は類似といえる範囲内であれば、１年前のN月の計測値をそのまま今年の当月（N月）の発電量と電力消費量の予測値として利用する（ステップＳ１４）。
　これに対して、住宅Ｈ１が新築である場合や計測手段３を取り付けて間もない場合は、過去１年分の計測値が蓄積されていない。そこで、ステップＳ１５で他邸との比較を行う。
　すなわち、図３に示したように、管理サーバ５には、処理対象としている住宅Ｈ１以外にも多くの住宅Ｈ２，・・・，ＨＸが接続されている。そして、これらの住宅Ｈ２，・・・，ＨＸにもそれぞれ計測手段３，・・・が設置されているので、計測値データベース５２にはそれらの計測値が蓄積されている。
　そこで、住宅Ｈ２，・・・，ＨＸで前月（N-1月）に計測された計測値の中から、処理対象となっている住宅Ｈ１の前月（N-1月）の計測値と同一又は類似する計測値が計測された住宅を類似邸として抽出する（ステップＳ１６）。
　類似邸の抽出に際しては、昼必要量Ｂ、晩必要量Ｃ、朝必要量Ａの順に類似する住宅を探索し、最も近い住宅を類似邸として抽出する。例えば類似邸として住宅Ｈ２が抽出されたとすると、住宅Ｈ２の過去１年分の計測値が蓄積されていれば、住宅Ｈ２の１年前のN月の計測値を住宅Ｈ１の今年の当月（N月）の発電量と電力消費量の予測値として利用する（ステップＳ１７）。
　上述したステップＳ１５～Ｓ１７までの処理は、ステップＳ１３で前月（N-1月）の計測値と１年前のN-1月の計測値との比較を行った場合に、同一又は類似とは言えないと判定された場合にも行われる。
　以上のステップにおける処理が予測手段６１による予測となる。そして、予測された住宅Ｈ１の今年のN月の発電量と電力消費量を使って、最適放電開始時刻の判定を行う（ステップＳ１８）。
　図６に、予測手段６１によって予測された太陽電池パネル１の発電量と電力消費量の予測値を例示した。すなわち図６の表の左から２列目には、住宅Ｈ１の今年のN月（当月）の電力消費量の平均値が予測値として時間毎に示されている。また、その隣の列には、太陽電池パネル１のN月（当月）の発電量の平均値が予測値として時間毎に示されている。
　ここで、最適放電開始時刻の判定の処理の流れについては、図１を使って既に説明した。すなわち時間毎に電力消費量から発電量を減算して、供給が必要な電力量（必要量）を算出する。なお、この図６に示した表では、図１と違って発電量が電力消費量を上回る時間はなかった。
　そして、算出された時間毎の必要量を各時間帯で積算して、朝必要量Ａ（=2.21kWh）、昼必要量Ｂ（=5.16kWh）及び晩必要量Ｃ（=7.03kWh）をそれぞれ求める（図１のステップＳ１）。
　続いて上述したように第１比較手段６２１、第２比較手段６２２による比較を行って、最も適切となる放電開始時刻を判定する（図１のステップＳ２～Ｓ７）。この図６に示した表の値に基づくと、放電可能容量Ｘが5.05kWhのときには、昼必要量Ｂ＋晩必要量Ｃ＝5.16kWh + 7.03kWh ≧ 5.05kWhとなって、放電開始時刻の判定結果は10時（ステップＳ２，ステップＳ５参照）となる。
　このようにして算出された判定結果は、図５のステップＳ１９に示すように最適放電開始時刻として出力される。すなわち放電開始時刻決定手段６３による判定結果は、図４に示すように、制御部６から通信部７１を介して住宅Ｈ１の表示モニタ４に送られて表示される。
　図７は、表示モニタ４の表示結果の一例を示した図である。ここには、現在の蓄電池２の放電開始時刻（午前8時）と、蓄電池２の状態（良好）が示されるとともに、最も電力料金が安くなる放電開始時刻が「午前10時」であることが表示されている。
　そして、この表示モニタ４の表示を見た住人は、電力料金をできるだけ安くしたいと思えば、蓄電池２の放電開始時刻を午前10時に変更する設定を行うことができる。
　次に、本実施の形態の蓄電池２の放電開始時刻決定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蓄電池２の放電開始時刻決定システムは、減算処理によって算出された電力価格が高い時間帯の高価格時必要量（Ｂ＋Ｃ）と蓄電池２の放電可能容量Ｘとを比較して、放電可能容量Ｘに余りが出る場合に放電開始時刻を早める。
　このため、減算という少ない演算負荷で、蓄電池２の放電可能容量Ｘを最大限に利用するという有効活用に導くことができる。また、上記比較に加えて、減算処理によって算出された電力価格が中間にある時間帯の中価格時必要量（Ａ）と余裕放電量Ｙとの比較を行うことで、より経済的な放電開始時刻を提案することができるようになる。
　すなわち、電力価格が安い時間帯（低価格帯）に蓄電池２の充電を行い、充電された電力を電力価格が高い時間帯（高価格帯）や中間となる時間帯（中価格帯）に放電して利用することで、住宅Ｈ１の電力料金を削減することができる。
　例えば、住人の生活スタイルが変化して、平日の朝の電力消費量が増加したり、休日の昼間の電力消費量が増加したりした場合は、最適放電開始時刻が変化する可能性がある。この他にも、季節、家族構成、電力価格の料金体系などが変化すると、最適放電開始時刻も変化する可能性がある。このため、時々又は定期的に最適放電開始時刻の見直しを行うことで、住宅Ｈ１の電力料金を削減できるようになる。そして、本実施の形態の蓄電池２の放電開始時刻決定システムによる判定結果は、住人の好適な判断材料となる。
　また、計測手段３によって実際にその住宅Ｈ１で蓄積された計測値に基づいて予測を行うことで、住宅Ｈ１の設備や断熱性能、住人の生活スタイル、季節、家族構成などが考慮された予測を行うことができるようになる。
　さらに、処理対象となる住宅Ｈ１において計測値が充分に蓄積されていない段階でも、同一又は類似する別の住宅Ｈ２，・・・，ＨＸの計測値に基づいて予測を行うことで、予測精度を高めることができる。
　そして、放電開始時刻の判定結果を、端末モニタやパソコンの画面などの表示モニタ４に出力させたり、プリンタやファクシミリなどの印刷装置に出力させたりすることで、利用者を容易により適切な放電又は最適放電に導くことができる。
　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、一日の中で３つの異なる電力価格が存在する料金体系を例に説明したが、これに限定されるものではない。前記実施の形態で説明した電力価格及び切り替わり時刻は例示であって、電力価格が変化する時刻や価格が異なる時間帯の数は、電力会社などの系統電力を供給する会社の経営方針やその時の政策などによって変化する。
　また、前記実施の形態では、管理サーバ５の通信部７１を介して送信された放電開始時刻の判定結果を表示モニタ４に表示させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電子メールを介して携帯電話やパソコンの画面などに表示させることもできる。また、住人が所定のＷｅｂページを閲覧することで判定結果を知ることもできる。
　さらに、前記実施の形態では、住宅Ｈ１の計測手段３によって計測された計測値に基づいて予測を行う予測手段６１ついて説明したが、これに限定されるものではなく、既存の統計資料などから得られる平均値などを予測値とすることもできる。
　また、前記実施の形態では、放電開始時刻決定手段６３による判定結果を表示モニタ４に表示させるだけで、蓄電池２の設定変更は住人が行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、放電開始時刻の判定結果を蓄電池２の制御装置に出力させることで、自動的に最適な放電制御を行わせることもできる。
　そして、前記実施の形態では、蓄電地２の放電開始時刻決定システムについて説明したが、これに限定されるものではなく、演算装置などを部分的に使用した又はまったく使用しない蓄電装置の放電開始時刻の決定方法であってもよい。
［関連出願への相互参照］
　本出願は、2013年9月6日に日本国特許庁に出願された特願2013-185387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 (7)

  1. 　太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物における蓄電装置の放電開始時刻決定システムであって、
    　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予測する予測手段と、
    　第１時刻以降第２時刻の前までの中価格帯と、第２時刻以降第３時刻の前までの高価格帯と、第３時刻以降翌日の第１時刻の前までの低価格帯と電力価格が異なっており、これらの切り替わり時刻が記憶された電力価格記憶手段と、
    　前記高価格帯の前記電力消費量から前記発電量を減算した高価格時必要量と前記蓄電装置の放電可能容量とを比較する第１比較手段と、
    　前記第１比較手段によって前記高価格時必要量が前記放電可能容量以上と算定された場合に前記第２時刻を放電開始時刻とし、前記高価格時必要量が前記放電可能容量未満と算定された場合に前記第１時刻以降前記第２時刻の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻とする放電開始時刻決定手段とを備えたことを特徴とする蓄電装置の放電開始時刻決定システム。
  2. 　前記第１比較手段によって前記高価格時必要量が前記放電可能容量未満と算定された場合に、前記放電可能容量から前記高価格時必要量を減算した余裕放電量と前記中価格帯の前記電力消費量から前記発電量を減算した中価格時必要量とを比較する第２比較手段を備え、
    　前記放電開始時刻決定手段では、前記第２比較手段によって前記中価格時必要量が前記余裕放電量未満と算定された場合に前記第１時刻を放電開始時刻とし、前記中価格時必要量が前記余裕放電量以上と算定された場合に前記第１時刻より遅い前記第２時刻の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻とすることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の放電開始時刻決定システム。
  3. 　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を備え、
    　前記予測手段による予測は、前記計測手段による計測値に基づいて行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置の放電開始時刻決定システム。
  4. 　前記予測手段による予測は、比較対象とする期間の前記計測手段による計測値と同一又は類似する計測値が得られた別の建物における計測値に基づいて行われることを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置の放電開始時刻決定システム。
  5. 　前記放電開始時刻決定手段による判定結果が、表示装置又は印刷装置に出力されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電装置の放電開始時刻決定システム。
  6. 　前記放電開始時刻決定手段による判定結果が、前記蓄電装置の制御をおこなう制御装置に出力されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蓄電装置の放電開始時刻決定システム。
  7. 　第１時刻以降第２時刻の前までの中価格帯と、第２時刻以降第３時刻の前までの高価格帯と、第３時刻以降翌日の第１時刻の前までの低価格帯と電力価格が異なっている場合に、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物における蓄電装置の放電開始時刻の決定方法であって、
    　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予測する予測ステップと、
    　前記高価格帯の前記電力消費量から前記発電量を減算した高価格時必要量と前記蓄電装置の放電可能容量とを比較する第１比較ステップと、
    　前記第１比較ステップにおいて前記高価格時必要量が前記放電可能容量以上と算定された場合に前記第２時刻を放電開始時刻とし、前記高価格時必要量が前記放電可能容量未満と算定された場合に前記第１時刻以降前記第２時刻の前までのいずれかの時刻を放電開始時刻とする放電開始時刻決定ステップとを備えたことを特徴とする蓄電装置の放電開始時刻の決定方法。
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