JP5731635B2 - 電力制御装置、制御システム、及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、負荷機器を有する需要家内に設けられ、負荷機器の運転を制御する電力制御装置、制御システム、及び制御方法に関する。

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

かかる電力制御装置によれば、分散電源から負荷機器に供給される電力を電力需要に応じて最適に制御するだけでなく、需要家内における消費電力を抑制するなど、積極的な省エネルギーを実現することも可能になる。

特開２００９−２５９１２５号公報

しかしながら、従来技術に係る電力制御装置では、次のような問題があった。すなわち、かかる電力制御装置によって、負荷機器の消費電力を適切に制御するためには、負荷機器の運転状態を決定する運転パラメータと、当該運転パラメータによって負荷機器が運転される際の消費電力とを把握しておく必要がある。

この運転パラメータは、負荷機器に数多く設けられているケースも多い。例えば、エアコンなどの空調装置を例に挙げると、運転パラメータとして、温度、湿度、風量、及び風向などの数多くの運転パラメータが存在する。したがって、電力制御装置が、負荷機器の運転パラメータについて、一つ一つを管理しながら、負荷機器の消費電力を制御するとなると、処理負荷が大きくなる。

このような問題を解決する一つの方法として、複数の運転モードを設けるとともに、複数の運転モードのそれぞれを構成する運転パラメータを、消費電力の大きさに応じて予め定めておくという方法が考えられる。この方法によれば、負荷機器の運転パラメータの一つ一つを管理しなくとも、複数の運転モードによって負荷機器の制御を簡略化できるので、処理負荷を抑制できる。

しかし、負荷機器の消費電力については、負荷機器の設置環境に応じて異なる場合がある。例えば、空調装置を例に挙げると、空調装置が設けられている部屋の広さなどによって、同じ空調装置でも運転時の消費電力が異なる場合がある。したがって、負荷機器を運転する際の消費電力を正確に把握することは困難であった。

このように、従来技術に係る電力制御装置では、負荷機器を制御する際の処理負荷を抑制することはできるものの、負荷機器の消費電力を正確に把握することができない。よって、需要家における負荷機器の消費電力を適切に制御できないという問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、負荷機器を有する需要家において、負荷機器を制御する際の処理負荷を抑制するとともに、より適切に負荷機器の消費電力を制御することが可能な電力制御装置、制御システム、及び制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、負荷機器（例えば、空調装置１３２）を有する需要家（需要家１０）内に設けられ、前記負荷機器の運転を制御する電力制御装置（電力制御装置２００）であって、前記負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成し、前記負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する取得部（取得部２４１）と、前記負荷機器の前記複数の運転モードのうちいずれかを設定する設定部（設定部２４２）と、前記複数の運転モードに基づいて、前記負荷機器を仮運転する仮運転制御部（仮運転制御部２４３）と、前記負荷機器の仮運転時に、前記負荷機器によって消費される仮消費電力を、前記複数の運転モードごとに測定する測定部（測定部２４４）と、前記測定部によって測定した仮消費電力を当該測定したときの運転モードに対応づけて記憶する記憶部（記憶部２２０）と、を備え、前記記憶部に記憶される運転モードごとの仮消費電力を参照して前記負荷機器の運転を制御することを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、上記特徴に係り、前記取得部は、前記複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成する運転パラメータを、前記負荷機器から取得できるか否かを判定し、取得できないと判定した場合は、外部装置（例えば、系統側制御装置５０）から取得するか、又は、ユーザの入力操作に基づいて取得することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、上記特徴に係り、前記設定部は、ユーザの入力操作に基づいて変更された運転パラメータの変更結果に応じて、前記複数の運転モードのうちいずれかを再設定することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、上記特徴に係り、前記仮運転制御部は、前記需要家における電力需要が低い時間帯、電力供給が多い時間帯、又は電力料金が安い時間帯のいずれかの時間帯に、前記負荷機器を仮運転することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、上記特徴に係り、前記仮運転制御部は、前記需要家に設けられた複数の負荷機器を仮運転する場合において、仮運転時の総消費電力が段階的に多くなるように、仮運転を行う負荷機器の数及び／又は仮運転を行う負荷機器の運転モードを段階的に変更することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、上記特徴に係り、前記測定部は、前記仮消費電力を測定した後、前記複数の運転モードのうちいずれかによって前記負荷機器の運転が実行される際に、前記負荷機器によって消費される実消費電力を測定することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、上記特徴に係り、電力系統（電力系統２０）から前記需要家を含む需要家群に供給される電力を制御する系統側制御装置（系統側制御装置５０）と通信する通信部（通信部２１０）を更に備え、前記通信部は、前記測定部によって測定された前記実消費電力を前記系統側制御装置に送信することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、上記特徴に係り、前記仮消費電力と前記実消費電力との差異、又は異なる時点で測定された前記実消費電力の差異に基づいて、前記負荷機器の故障を診断する故障診断部を更に備えることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、需要家に設けられた負荷機器の運転を制御するための制御システムであって、前記負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成し、前記負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する取得部と、前記負荷機器の前記複数の運転モードのうちいずれかを設定する設定部と、前記複数の運転モードに基づいて、前記負荷機器を仮運転する仮運転制御部と、前記負荷機器の仮運転時に、前記負荷機器によって消費される仮消費電力を、前記複数の運転モードごとに測定する測定部と、前記測定部によって測定した仮消費電力を当該測定したときの運転モードに対応づけて記憶する記憶部と、を備え、前記記憶部に記憶される運転モードごとの仮消費電力を参照して前記負荷機器の運転を制御することを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、需要家に設けられた負荷機器の運転を電力制御装置が制御するための制御方法であって、前記負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成し、前記負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する取得ステップと、前記負荷機器の前記複数の運転モードのうちいずれかを設定する設定ステップと、前記複数の運転モードに基づいて、前記負荷機器を仮運転する仮運転ステップと、前記負荷機器の仮運転時に、前記負荷機器によって消費される仮消費電力を、前記複数の運転モードごとに測定する測定ステップと、測定した仮消費電力を当該測定したときの運転モードに対応づけて記憶する記憶ステップと、を含み、前記記憶ステップにて記憶される運転モードごとの仮消費電力を参照して前記負荷機器の運転を制御することを要旨とする。

図１は、本発明の実施形態に係る電力制御システムの構成を示す概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る電力制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る情報テーブルを説明するための図である。 図４は、本発明の実施形態に係る電力制御装置の動作を示すフロー図である。 図５は、本発明の実施形態の変更例４に係る電力制御装置の構成を示すブロック図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）電力制御システムの構成、（２）電力制御装置の構成、（３）電力制御装置の動作、（４）作用及び効果、（５）本実施形態に係る変更例１、（６）本実施形態に係る変更例２、（７）本実施形態に係る変更例３、（８）本実施形態に係る変更例３、（９）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）電力制御システムの構成
図１は、本実施形態に係る電力制御システム１の概略構成図である。電力制御システム１は、一般家庭などの需要家１０に設けられており、需要家１０内の機器の電力制御を行うことができる。

図１に示すように、電力制御システム１は、スマートメータ１１０、ハイブリッドＰＣＳ１２０、太陽電池１２１、蓄電池１２２、負荷機器（照明１３１、空調装置１３２など）、及び電力制御装置２００を有する。電力制御システム１は、電気自動車などに搭載される蓄電池を有していてもよい。太陽電池１２１は、太陽光を受光し、受光した太陽光に応じて直流電力を発生させることができる。また、照明１３１は、出力する照明の輝度を制御することができるＬＥＤ照明を想定している。負荷機器はこれに限定されず、例えば、冷蔵装置及び蓄熱器など、更に多くの負荷機器を備えていてもよく、逆に１つの負荷機器であってもよい。

スマートメータ１１０は、電力制御システム１の負荷機器によって消費される電力の合計である総消費電力を測定する。スマートメータ１１０は、広域通信網８０を介して、測定した総消費電力を系統側制御装置５０に通知することができる。系統側制御装置５０は、ＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称される装置を想定している。

ハイブリッドＰＣＳ１２０は、家庭内配電線１５０に接続されるとともに、分散電源としての太陽電池１２１と蓄電池１２２とに接続される。ハイブリッドＰＣＳ１２０は、電力制御装置２００の制御に応じて、太陽電池１２１と蓄電池１２２とを稼働させる。

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

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

負荷機器としての照明１３１、空調装置１３２は、家庭内配電線１５０に接続されるとともに、家庭内通信回線１８０に接続される。これらの負荷機器は、電力制御装置２００の制御に応じて、動作する。

電力制御装置２００は、需要家１０に設けられており、需要家内における各機器の電力制御を行う。電力制御装置２００は、家庭内通信回線１８０を介して、スマートメータ１１０、ハイブリッドＰＣＳ１２０、照明１３１、及び空調装置１３２との通信を行う。当該通信は、無線通信であってもよく、有線通信（電力線通信を含む）であってもよい。

また、電力制御装置２００は、広域通信網８０を介して、需要家１０を含む需要家群に供給される電力を制御する系統側制御装置５０に接続している。電力制御装置２００は、電力系統２０の電力の電力料金などを含む制御情報を系統側制御装置５０から受信し、受信した制御情報に基づいて、電力制御システム１における負荷機器の動作を制御できる。

また、電力制御装置２００は、所定数の運転モードに基づいて、負荷機器の運転を制御する。ここで、運転モードは、負荷機器の消費電力の大きさに応じて定められた負荷機器の運転状態を決定する情報である。

本実施形態では、所定数の運転モードとして、５つの運転モード１乃至５が定められている。電力制御装置２００は、負荷機器の運転を制御する際に運転モード１乃至５を利用する。運転モード１乃至５では、この番号が大きいほど、負荷機器が運転される際の消費電力は、小さくなるように設定されている。

例えば、電力制御装置２００は、系統側制御装置５０から消費電力を最も抑制する指示があった場合には、最も消費電力の少ない運転モード５によって負荷機器を運転するように制御することもできる。電力制御装置２００の構成と運転モードとについては詳細を後述する。

（２）電力制御装置の構成
図２を参照して、電力制御装置２００の構成について説明する。図２は、電力制御装置２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、電力制御装置２００は、通信部２１０と、記憶部２２０と、入力部２３０と、処理部２４０とを備える。

通信部２１０は、家庭内通信回線１８０及び広域通信網８０と接続する。通信部２１０は、家庭内通信回線１８０を介して、負荷機器などの各機器との通信を行う。通信部２１０は、広域通信網８０を介して、系統側制御装置５０と通信する。

記憶部２２０は、処理部２４０が実行するプログラムを記憶すると共に、処理部２４０でのプログラム実行中にワークエリアとして使用される。

また、本実施形態に係る記憶部２２０は、「運転モード」と、「運転パラメータ」と、「消費電力」とを関連付ける情報テーブルを記憶する。具体的に、図３を参照して説明する。図３には、空調装置１３２を対象とした情報テーブルの一例が示されている。

ここで、記憶部２２０に記憶される情報テーブルにおいて、「運転モード」は、負荷機器の運転を制御する際に用いられる情報である。本実施形態では、「運転モード」は、負荷機器の消費電力の大きさに応じて、“運転モード１乃至５”の５つが規定されている。運転モード１乃至５のそれぞれは、負荷機器を制御するための運転パラメータによって構成されている。「運転モード」は、５つに限定されず、更に設けてもよいし、少なくてもよい。

「運転パラメータ」は、負荷機器の運転状態を示す情報であり、“運転モード１乃至５”のそれぞれの運転モードに対応づけて記憶されている。本実施形態に係る「運転パラメータ」には、空調装置１３２の運転パラメータとして、季節（春、夏、秋、冬）、及び屋外の気温などの条件に対応づけて、暖房／冷房／送風運転を識別する情報、及び温度（設定温度）の情報が記憶されている。

「消費電力」には、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータによって、負荷機器が運転された際の消費電力が記憶されている。「消費電力」に記録される消費電力は、処理部２４０（測定部２４４）によって測定された値である。

図３では、空調装置１３２の運転パラメータを対象とした情報テーブルを一例として示しているが、記憶部２２０には、他の負荷機器を対象とした情報テーブルも記憶されている。

入力部２３０は、ユーザによって電力制御装置２００が操作される際のユーザインタフェースとして機能する。また、入力部２３０は、ユーザからの負荷機器への運転パラメータの変更を受け付けることができる。例えば、入力部２３０は、ユーザが空調装置１３２の設定温度を変更する際などに、設定温度（２８℃から２７℃など）の変更を受け付けることができる。

処理部２４０は、記憶部２２０に記憶されているプログラムに従った処理を行う。また、処理部２４０は、取得部２４１と、設定部２４２と、仮運転制御部２４３と、測定部２４４と、電力制御部２４５とを備える。

取得部２４１は、負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、複数の運転モードのそれぞれを構成し、負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する。ここで、本実施形態では、取得部２４１が、運転パラメータを取得する場合を例に挙げて説明する。

取得部２４１は、需要家１０において、家庭内配電線１５０と家庭内通信回線１８０とに負荷機器が新たに接続されると、これを検出する。例えば、通信方式が例えばジグビー方式のＳＥＰ２．０などの場合には、一定間隔で、新規に接続された機器のみが応答を返すような指令を家庭内通信回線１８０にブロードキャストすることで、当該機器を検出できる。もしくは、通信方式がエコーネット／エコーネットライト方式などの場合には、新規に接続された機器が、ネットワークに参加したことを通知する情報を自発的に家庭内通信回線１８０にブロードキャストし、その情報を通信部２１０が受信することで、当該機器を検出できる。

取得部２４１は、検出した負荷機器から、当該負荷機器を識別する機器識別情報を取得する。例えば、機器識別情報は、製造者やそのＩＤ、機器の種別・カテゴリ、機器の型番や製造番号、又は機種名の少なくとも１つである。また、それら機器の情報を入手することのできるＵＲＬなどの参照先アドレス情報を含んでいてもよい。また、取得部２４１は、運転パラメータを負荷機器から取得できるか否かを判定する。

例えば、取得部２４１は、空調装置１３２が新たに接続されると、空調装置１３２に対して、運転パラメータの送信を要求する。取得部２４１は、空調装置１３２から運転パラメータを取得できた場合は、取得可能と判定する。一方、取得部２４１は、空調装置１３２から運転パラメータを取得できなかった場合は、取得不可と判定し、外部装置から取得する。具体的に、取得部２４１は、外部装置としての系統側制御装置５０に対して、機器識別情報を含む要求情報を送信し、系統側制御装置５０から運転パラメータを取得する。参照先のＵＲＬが機器識別情報に含まれる場合には、当該ＵＲＬで示される参照先に要求情報を送信して運転パラメータを取得してもよい。

系統側制御装置５０に限らず、運転パラメータに関するデータベースサーバなどが別途設けられている場合には、取得部２４１は、かかるデータベースサーバから、負荷機器の運転パラメータを取得してもよい。

また、取得部２４１は、負荷機器から運転パラメータを取得できなかった場合は、ユーザの入力操作に基づいて、負荷機器の運転パラメータを取得してもよい。具体的には、取得部２４１は、ユーザによって入力部２３０に入力された運転パラメータの値を、負荷機器の運転パラメータとして取得してもよい。

設定部２４２は、負荷機器の複数の運転モードのうちいずれかを設定する。具体的に、設定部２４２は、取得部２４１によって負荷機器の運転パラメータが取得されると、記憶部２２０に情報テーブルを作成する。

また、設定部２４２は、取得部２４１によって取得された負荷機器の運転パラメータを、５つに分類する。例えば、空調装置１３２の運転パラメータを暖房運転の温度とした場合、設定部２４２は、暖房運転の温度２０〜２８℃範囲を特定するとともに、当該温度範囲を運転モード１乃至５に対応する５つに分類する。具体的には、運転モード１として温度２８℃、運転モード２として温度２６℃、運転モード３として温度２４℃、運転モード４として温度２２℃、運転モード５として温度２０℃、にそれぞれ分類する。

また、設定部２４２は、運転モード１乃至５と、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータとを対応づけて、情報テーブルに記憶する。この運転パラメータは、照明１３１と空調装置１３２とを含む負荷機器の運転状態を決定する情報となる。

仮運転制御部２４３は、複数の運転モード１乃至５に基づいて、負荷機器を仮運転する。具体的に、仮運転制御部２４３は、設定部２４２によって、運転モード１乃至５のそれぞれに運転パラメータが記憶されると、負荷機器に対して、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータによって仮運転を実行するように順次指示する。

また、仮運転制御部２４３は、需要家１０における電力需要が低い時間帯、電力供給が多い時間帯、又は電力料金が安い時間帯のいずれかの時間帯に、負荷機器の仮運転を実行させることが好ましい。このような時間帯に仮運転を行えば、コスト及び電力の有効利用などの観点からも有益である。

電力需要の低い時間帯としては、夜間又はユーザの不在時などが挙げられる。電力供給が多い時間帯としては、天候が晴れており、太陽電池１２１の発電量が多い時などが挙げられる。電力料金の安い時間帯としては、時間帯別に定められるＴＯＵ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｕｓｅ）や、リアルタイムで定められるＲＴＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｐｒｉｃｉｎｇ）などの情報に基づいて、所定料金よりも安くなる時間帯などが挙げられる。

測定部２４４は、負荷機器の仮運転時に、負荷機器によって消費される電力（以下、「仮消費電力」という）を、運転モード１乃至５ごとに測定する。具体的に、測定部２４４は、仮運転制御部２４３の指示によって、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータによって負荷機器が運転される際、仮消費電力を測定する。また、測定部２４４は、測定した消費電力を、運転モード１乃至５のそれぞれの運転パラメータに対応づけて、記憶部２２０の情報テーブルに記憶する。

測定部２４４は、負荷機器の消費電力を測定する際、負荷機器が家庭内配電線１５０に接続するコンセント（図示せず）において消費電力を測定してもよいし、家庭内配電盤（図示せず）において消費電力を測定してもよい。測定部２４４は、負荷機器単体の消費電力を測定できる箇所であれば、どのような箇所で消費電力を測定してもよい。

電力制御部２４５は、需要家１０内の電力を制御する。具体的に、電力制御部２４５は、スマートメータ１１０によって測定された需要家１０の総消費電力、及び／又は、ハイブリッドＰＣＳ１２０などから取得した太陽電池１２１の発電量などに基づいて、需要家１０内における消費電力の最適化を図る。また、電力制御部２４５は、負荷機器の消費電力を制御する際に、運転モード１乃至５の内のいずれかの運転モードを特定する。

このとき、電力制御部２４５は、複数の運転モード１乃至５と、それぞれの運転モード１乃至５に対応する仮消費電力とに基づいて、負荷機器の運転を制御する。具体的に、電力制御部２４５は、記憶部２２０に記憶されている情報テーブルを参照して、「運転モード」に対応づけて記憶されている「消費電力」の値に基づいて、負荷機器の運転に用いるべき運転モードを特定する。また、電力制御部２４５は、特定した運転モードに対応する運転パラメータに基づいて、負荷機器に運転するように指示する。

例えば、太陽電池１２１の発電量Ｗの範囲内で、需要家１０内の負荷機器を運転する場合、電力制御部２４５は、負荷機器の消費電力が発電量Ｗの範囲内となる運転モードを特定するとともに、特定した運転モードに対応する運転パラメータの情報に基づいて、負荷機器に運転するように指示する。

また、電力制御部２４５は、カレンダー機能を有するとともに、屋外温度センサ（図示せず）と接続されており、外気温を取得することができる。電力制御部２４５は、季節、及び屋外の温度などの条件に応じて、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータに基づいて、負荷機器に運転を指示することができる。

（３）電力制御装置の動作
次に、電力制御装置２００の動作について説明する。図４は、電力制御装置２００の動作を示すフロー図である。ここで、図４には、電力制御システム１において、負荷機器の一つである空調装置１３２が新たに接続された際に、電力制御装置２００が実行する動作が示されている。

ステップＳ１０１において、取得部２４１は、電力制御システム１（家庭内通信回線１８０）に空調装置１３２が新たに接続されたことを検出すると、空調装置１３２から機器識別情報を取得する。

ステップＳ１０２において、取得部２４１は、空調装置１３２から運転パラメータを取得可能か否かを判定する。具体的に、取得部２４１は、空調装置１３２に対して、運転パラメータの送信を要求する。電力制御装置２００では、空調装置１３２から運転パラメータを取得できた場合は、ステップＳ１０４の動作を行う。

ステップＳ１０３において、取得部２４１は、例えば、空調装置１３２から運転パラメータを取得できなかったと判定した場合、空調装置１３２に対応する運転パラメータを外部装置から取得する。具体的に、取得部２４１は、系統側制御装置５０に対して、機器識別情報を含む運転パラメータの要求情報を送信し、系統側制御装置５０から運転パラメータを取得する。

このようにして、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０３において、取得部２４１は、空調装置１３２の運転状態を決定するための運転パラメータを取得する。例えば、既設の空調装置１３２と同様の他の空調装置が需要家１０に追加されるような場合は、取得部２４１は、既に情報テーブルに記憶されている空調装置１３２の運転パラメータを、他の空調装置の運転パラメータとして取得してもよい。

ステップＳ１０４において、設定部２４２は、空調装置１３２の複数種類の運転パラメータを、予め定められた所定数に分類して、複数の運転モード１乃至５を設定する。

具体的に、設定部２４２は、記憶部２２０に情報テーブルを作成する。設定部２４２は、取得部２４１によって取得された空調装置１３２の複数種類の運転パラメータを、想定される消費電力に応じて、５つの運転パラメータに分類して、運転モード１乃至５のそれぞれに対応づけて記憶する。

ステップＳ１０５において、仮運転制御部２４３は、運転モード１乃至５に対応する運転パラメータごとに、空調装置１３２と照明１３１とを仮運転する。具体的に、仮運転制御部２４３は、記憶部２２０を参照して、情報テーブルに記憶される運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータを取得する。仮運転制御部２４３は、運転モード１乃至５に対応する運転パラメータに基づいて、空調装置１３２に対して、仮運転を実行するように指示する。

ステップＳ１０６において、測定部２４４は、仮運転制御部２４３の指示によって、空調装置１３２の仮運転が行われる際、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する消費電力を測定する。測定部２４４は、仮運転が実行されている期間中、消費電力を測定し、平均値を算出してもよい。また、運転モード１乃至５のそれぞれの仮運転の期間は、数秒〜数十秒間でもよい。

ステップＳ１０７において、測定部２４４は、運転モード１乃至５ごとに測定した消費電力を、運転モード１乃至５のそれぞれに対応づけて、記憶部２２０の情報テーブルに記憶する。

ステップＳ１０８において、電力制御部２４５は、運転モード１乃至５と、それぞれに対応づけられている運転パラメータと仮消費電力とに基づいて、空調装置１３２などの負荷機器の運転を制御する。具体的に、電力制御部２４５は、需要家１０内の負荷機器の消費電力を制御する際、記憶部２２０に記憶されている情報テーブルを参照する。また、電力制御部２４５は、情報テーブルにおいて、「運転モード」に対応づけて記憶されている「消費電力」の値に基づいて、運転モードを特定する。また、電力制御部２４５は、特定した運転モードに対応する運転パラメータに基づいて、空調装置１３２などの負荷機器に運転を指示する。

この後、設定部２４２は、ユーザの入力操作に基づいて変更された運転パラメータの変更結果に応じて、運転パラメータを再設定してもよい。例えば、空調装置１３２が、運転モード１において、暖房、温度２８℃の運転パラメータに基づいて運転を行っている際に、入力部２３０が、ユーザによって空調装置１３２の温度の変更（例えば、２８℃から２７℃の変更）を受け付けた場合、設定部２４２は、運転モード１に対応づけて記憶されている温度を、ユーザによって変更された温度（例えば、２７℃）に再設定してもよい。

（４）作用及び効果
上述した実施形態に係る電力制御装置２００では、電力制御システム１に負荷機器が接続される場合、負荷機器の運転モードを構成する運転パラメータを取得する。電力制御装置２００は、取得した運転パラメータを予め定められた５つの運転モード１乃至５に分類して、負荷機器の運転状態を決定する運転モードを設定する。

かかる電力制御装置２００によれば、負荷機器が複数種類の運転パラメータを有する場合であっても、５つの運転モード１乃至５に対応する運転パラメータに分類して管理されている。よって、かかる電力制御装置２００では、複数種類の運転パラメータの一つ一つを調整する必要がなく、運転モード１乃至５によって統括して調整できるので、負荷機器の運転を制御する際の処理負荷を抑制できる。

また、かかる電力制御装置２００によれば、複数の運転モード１乃至５ごとに設定された運転パラメータに基づいて、負荷機器の仮運転を実行して、仮消費電力を取得する。したがって、かかる電力制御装置２００では、負荷機器のそれぞれの消費電力を、設計上の値から算出する処理が不要になるので、算出に費やされる処理負荷も抑制できる。

更に、本実施形態に係る電力制御装置２００では、運転モード１乃至５ごとの負荷機器の消費電力を、設計上の値から算出するのではなく、仮運転による実測値によって取得する。したがって、本実施形態に係る電力制御装置２００は、運転モード１乃至５ごとの負荷機器の消費電力を、より正確に把握しているので、需要家１０における負荷機器の消費電力をより正確に制御することができる。

特に、負荷機器が空調装置１３２である場合、空調装置１３２を設置している部屋がどのような部屋（例えば、キッチン又はリビング）であるか、及び部屋の広さ等の設置環境に応じて、実際の消費電力は、設計上の値から算出した消費電力と異なる場合も想定される。本実施形態に係る電力制御装置２００は、仮運転による実測値によって取得するので、このような場合において特に有用である。

また、本実施形態に係る電力制御装置２００によれば、負荷機器に対応する運転パラメータが、負荷機器から取得できない場合であっても、系統側制御装置５０などの外部装置から動作パラメータを取得する、又はユーザの入力操作によって動作パラメータを取得することができるので、より確実に運転パラメータを取得できる。

（５）本実施形態に係る変更例１
次に、本実施形態に係る変更例１について説明する。上述した実施形態に係る電力制御装置２００は、運転モード１乃至５に対応する消費電力として、仮運転による仮消費電力を対応づけて記憶していた。しかし、仮運転時に測定した仮消費電力は、短時間の測定結果であるため、仮消費電力の精度が低いことも考えられる。

そこで、本変更例に係る測定部２４４は、仮消費電力を測定した後、所定数の運転モード１乃至５のうちのいずれかの運転モード（例えば、運転モード１）によって負荷機器の運転が実行される際に、負荷機器によって消費される実消費電力を測定する。つまり、本変更例に係る電力制御装置２００は、測定部２４４が、負荷機器によって実運転される際の消費電力を、再度測定することによって、より精度の高い実消費電力を測定する。

また、測定部２４４は、測定した実消費電力を、再測定時の運転モード（例えば、運転モード１）に対応づけて記憶部２２０の情報テーブルに記憶する。このとき、測定部２４４は、情報テーブルにおいて、「消費電力」に記憶されている消費電力が、“仮消費電力”又は“実消費電力”のいずれであるかを判断できるように、“仮消費電力”又は“実消費電力”のいずれかを示すフラグを記憶するようにしてもよい。

この後、電力制御部２４５は、負荷機器の運転を制御する際、運転モードと、実消費電力とに基づいて、負荷機器の運転を制御する。これによって、電力制御部２４５は、より精度の高い実消費電力に基づいて、需要家１０内の負荷機器の電力制御を実行できる。

通信部２１０は、測定部２４４によって測定された実消費電力を系統側制御装置５０に送信してもよい。このようにして、各需要家１０から、系統側制御装置５０に実消費電力が通知されることによって、系統側制御装置５０は、配下の需要家群に対する電力管理を、より正確に実行可能になる。特に、系統側制御装置５０が、各需要家の運転モードに対応する実消費電力を把握できていれば、各需要家１０に節電などを指示する場合においても、電力系統２０からの電力供給に応じた適切な運転モードを特定できるので、最適な節電を実行できる。

（６）本実施形態に係る変更例２
次に、本実施形態に係る変更例２について説明する。上述した実施形態に係る電力制御装置２００では、運転モード１乃至５のそれぞれに対応する運転パラメータ及び消費電力を管理するように構成されていた。しかし、ユーザが頻繁に運転パラメータを変更することも想定される。このような場合、電力制御装置２００は、新たな運転モードを追加してもよい。

例えば、空調装置１３２が、運転モード１に基づいて、暖房、温度２８℃、及び風量自動の運転パラメータによって運転を行っている際に、電力制御装置２００の入力部２３０が、ユーザから空調装置１３２の温度の変更（例えば、２８℃から２７℃の変更）を所定回数以上受け付けた場合、設定部２４２は、変更結果に応じた運転パラメータ（暖房、温度２７℃、及び風量自動）によって構成される新たな運転モード（例えば、運転モード１．５）を情報テーブルに追加してもよい。

また、設定部２４２は、新たな運転モードが追加された際、仮運転制御部２４３にその旨を通知し、仮運転制御部２４３が、新たな運転モードに対応する運転パラメータに基づいて、空調装置１３２に対して仮運転を行うように指示してもよい。この場合、測定部２４４は、仮運転時に新たな運転モードに対応する仮消費電力を測定して、新たな運転モードと運転パラメータと実測消費電力とを対応づけて、記憶部２２０の情報テーブルに記憶する。

一方、新たな運転モードが追加された際、設定部２４２は、空調装置１３２が実運転を行っている場合には、測定部２４４にその旨を通知してもよい。測定部２４４は、この通知に基づいて、新たな運転モードに対応する実消費電力を測定する。この場合、測定部２４４は、新たな運転モードと運転パラメータと実測消費電力とを対応づけて、記憶部２２０の情報テーブルに記憶する。

本変更例に係る電力制御装置２００によれば、ユーザの入力操作に応じて、運転モードを新たに追加できるので、ユーザの嗜好に合わせて、最適な運転モードを生成するとともに、新たな運転モードに対応する仮消費電力又は実消費電力を測定して、記憶部２２０に記憶させることができる。

（７）本実施形態に係る変更例３
次に、本実施形態に係る変更例４について説明する。上述した実施形態では、電力制御装置２００が１つの負荷機器について、電力需要が低い時間帯、電力供給が多い時間帯、又は電力料金が安い時間帯のいずれかの時間帯において仮運転を行うケースを説明した。しかしながら、１つの負荷機器を仮運転する場合に限らず、電力制御装置２００が複数の負荷機器を仮運転してもよい。

この場合、なるべく少ない時間で効率よく仮運転を行うことが要求される。一方で、多数の負荷機器を消費電力の多い運転モードで同時に仮運転すると、総消費電力が許容値（以下、「電力許容値」という）を超えて、ブレーカが作動してしまう可能性がある。

そこで、本変更例では、実際の消費電力が分らない状況下で、仮運転制御部２４３は、消費電力が少ないと予測される条件での仮運転を最初に行う。例えば、仮運転の対象となる複数の負荷機器のうち一部の負荷機器を、消費電力の最も少ない運転モードで仮運転する。測定部２４４は、最初の仮運転時の消費電力（仮消費電力）を負荷機器毎に測定する。

最初の仮運転が終了すると、仮運転制御部２４３は、同時に仮運転する負荷機器の数を増やす、及び／又は、仮運転する負荷機器の運転モードを最初の仮運転時の運転モードの次に消費電力が多い運転モードに変更する。このように、仮運転制御部２４３は、仮運転時の総消費電力が段階的に多くなるように、仮運転を行う負荷機器の数及び／又は仮運転を行う負荷機器の運転モードを段階的に変更する。

このような仮運転を連続的に行う過程において、仮運転制御部２４３は、仮運転時の総消費電力が電力許容値を超えると予測すると、同時に仮運転する負荷機器の数を減らす。

このように、本変更例によれば、仮運転時の総消費電力が段階的に多くなるように、仮運転を行う負荷機器の数及び／又は仮運転を行う負荷機器の運転モードを段階的に変更することによって、仮運転時の総消費電力が電力許容値を超えることを回避しつつ、複数の負荷機器を短時間で効率的に仮運転することができる。

（８）本実施形態に係る変更例４
次に、本実施形態に係る変更例４について説明する。上述した実施形態では、負荷機器の初期設置時（初期接続時）における電力制御装置２００の動作を主として説明したが、記憶部２２０が記憶している情報テーブルは、負荷機器の制御に使用するだけでなく、負荷機器の故障（或いは異常）の診断に使用することができる。

図５は、本変更例に係る電力制御装置２００のブロック図である。図５に示すように、電力制御装置２００は、記憶部２２０が記憶している情報テーブルに含まれる「消費電力」に基づいて、負荷機器の故障を診断する故障診断部２４６を備える。故障診断部２４６は、同じ運転モード（すなわち、同じ運転パラメータ）であるにもかかわらず、負荷機器の消費電力が大幅に変化した場合に、当該負荷機器に故障が生じたと判断する。

例えば、故障診断部２４６は、ある負荷機器について、所定の運転モードでの仮運転時に測定された消費電力（仮消費電力）と、当該所定の運転モードでの実運転時に測定された消費電力（実消費電力）と、の差分が、予め定められた閾値を超える場合に、当該負荷機器に故障が生じたと判断する。これに対し、当該差分が当該閾値以下であれば、実運転時に測定された消費電力（実消費電力）で情報テーブルを更新（すなわち、上書き）する。

或いは、故障診断部２４６は、ある負荷機器について、ある時点において所定の運転モードでの実運転時に測定された消費電力（実消費電力Ａ）と、当該時点よりも後の時点において当該所定の運転モードでの実運転時に測定された消費電力（実消費電力Ｂ）と、の差分が、予め定められた閾値を超える場合に、当該負荷機器に故障が生じたと判断する。これに対し、当該差分が当該閾値以下であれば、最新の消費電力（実消費電力Ｂ）で情報テーブルを更新（すなわち、上書き）する。

ここで、診断の精度を高めるために、１つの運転モードについて消費電力の差分が閾値を超えただけでは故障と判断せずに、複数の運転モードについて消費電力の差分が閾値を超えたことを以て故障と判断してもよい。

故障診断部２４６は、負荷機器の故障を検知した場合において、当該負荷機器についての警告メッセージを出力するように、電力制御装置２００に設けられた出力部２５０を制御する。出力部２５０がディスプレイである場合、故障診断部２４６は、当該負荷機器の交換又は修理などを促すための画像又は文字を出力するよう出力部２５０を制御してもよい。出力部２５０がスピーカである場合、故障診断部２４６は、当該負荷機器の交換又は修理などを促すための音声を出力するよう出力部２５０を制御してもよい。

或いは、故障診断部２４６は、負荷機器の故障を検知した場合において、当該負荷機器についての警告メッセージを所定の宛先に宛てて送信するように通信部２１０を制御する。所定の宛先とは、ユーザの通信端末であってもよく、メーカ又は修理業者の通信端末であってもよい。

このように、本変更例によれば、負荷機器の故障を自動で検知してユーザなどに通知することができる。

（９）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態においては、電力制御装置２００は、負荷機器ごとに運転モードを設定するように構成されていたが、部屋に設けられる複数の負荷機器をグループ化して、部屋ごとに運転モードを設定してもよい。この場合、記憶部２２０の情報テーブルは、運転モード１乃至５と、複数の負荷機器のそれぞれの運転パラメータと、複数の負荷機器による消費電力の合計値とを対応づけて記憶する。

また、上述した実施形態においては、取得部２４１が負荷機器を制御するための運転パラメータを取得し、設定部２４２で運転モードに分類する場合について説明したが、取得部２４１が複数の運転パラメータで設定された運転モードそのものを取得するようにしてもよい。つまり、取得部２４２は、運転モードと、運転モードに対応するように分類された運転パラメータとを取得してもよい。

また、上述した実施形態においては、分散電源として、太陽電池１２１や蓄電池１２２を例に挙げて説明したが、風力発電などの他の発電装置であってもよい。

また、上述した実施形態において、電力制御装置２００の機能の全部又は一部は、スマートメータ１１０等の他の装置に備えられてもよい。

また、上述した実施形態に係る電力制御装置２００の機能は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）に限定されず、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等、スマートグリッド技術における様々なシステムにおいて適用可能である。さらに、上述した実施形態において電力制御装置２００が実施していた処理の少なくとも一部を、系統側制御装置５０が実施してもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。

日本国特許出願第２０１１−０９６６２０号（２０１１年４月２２日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

以上のように、本発明に係る電力制御装置及び制御方法は、負荷機器を有する需要家において、負荷機器を制御する際の処理負荷を抑制するとともに、より適切に負荷機器の消費電力を制御できるので、スマートグリッドなどの電力制御技術において有用である。

Claims (10)

1. 負荷機器を有する需要家内に設けられ、前記負荷機器の運転を制御する電力制御装置であって、
   前記負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成し、前記負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する取得部と、
   前記負荷機器の前記複数の運転モードのうちいずれかを設定する設定部と、
   前記複数の運転モードに基づいて、前記負荷機器を仮運転する仮運転制御部と、
   前記負荷機器の仮運転時に、前記負荷機器によって消費される仮消費電力を、前記複数の運転モードごとに測定する測定部と、
   前記測定部によって測定した仮消費電力を当該測定したときの運転モードに対応づけて記憶する記憶部と、を備え、
   前記記憶部に記憶される運転モードごとの仮消費電力を参照して前記負荷機器の運転を制御することを特徴とする電力制御装置。
2. 前記取得部は、前記複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成する運転パラメータを、前記負荷機器から取得できるか否かを判定し、取得できないと判定した場合は、外部装置から取得するか、又は、ユーザの入力操作に基づいて取得することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記設定部は、ユーザの入力操作に基づいて変更された運転パラメータの変更結果に応じて、前記複数の運転モードのうちいずれかを再設定することを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
4. 前記仮運転制御部は、前記需要家における電力需要が低い時間帯、電力供給が多い時間帯、又は電力料金が安い時間帯のいずれかの時間帯に、前記負荷機器を仮運転することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
5. 前記仮運転制御部は、前記需要家に設けられた複数の負荷機器を仮運転する場合において、仮運転時の総消費電力が段階的に多くなるように、仮運転を行う負荷機器の数及び／又は仮運転を行う負荷機器の運転モードを段階的に変更することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
6. 前記測定部は、前記仮消費電力を測定した後、前記複数の運転モードのうちいずれかによって前記負荷機器の運転が実行される際に、前記負荷機器によって消費される実消費電力を測定することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
7. 電力系統から前記需要家を含む需要家群に供給される電力を制御する系統側制御装置と通信する通信部を更に備え、
   前記通信部は、前記測定部によって測定された前記実消費電力を前記系統側制御装置に送信することを特徴とする請求項６に記載の電力制御装置。
8. 前記仮消費電力と前記実消費電力との差異、又は異なる時点で測定された前記実消費電力の差異に基づいて、前記負荷機器の故障を診断する故障診断部を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の電力制御装置。
9. 需要家に設けられた負荷機器の運転を制御するための制御システムであって、
   前記負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成し、前記負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する取得部と、
   前記負荷機器の前記複数の運転モードのうちいずれかを設定する設定部と、
   前記複数の運転モードに基づいて、前記負荷機器を仮運転する仮運転制御部と、
   前記負荷機器の仮運転時に、前記負荷機器によって消費される仮消費電力を、前記複数の運転モードごとに測定する測定部と、
   前記測定部によって測定した仮消費電力を当該測定したときの運転モードに対応づけて記憶する記憶部と、を備え、
   前記記憶部に記憶される運転モードごとの仮消費電力を参照して前記負荷機器の運転を制御することを特徴とする制御システム。
10. 需要家に設けられた負荷機器の運転を電力制御装置が制御するための制御方法であって、
    前記負荷機器の運転状態を決定する複数の運転モード、又は、前記複数の運転モードのそれぞれを構成し、前記負荷機器を制御するための運転パラメータを取得する取得ステップと、
    前記負荷機器の前記複数の運転モードのうちいずれかを設定する設定ステップと、
    前記複数の運転モードに基づいて、前記負荷機器を仮運転する仮運転ステップと、
    前記負荷機器の仮運転時に、前記負荷機器によって消費される仮消費電力を、前記複数の運転モードごとに測定する測定ステップと、
    測定した仮消費電力を当該測定したときの運転モードに対応づけて記憶する記憶ステップと、を含み、
    前記記憶ステップにて記憶される運転モードごとの仮消費電力を参照して前記負荷機器の運転を制御することを特徴とする制御方法。

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