JP6287619B2 - 電力管理システム - Google Patents
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Description
本発明者は、エアコン等の冷暖房機器の消費電力量がトータルの消費電力量に占める割合が大きいことを考慮すると、上述の比較に際して対象となる需要家を選定するとき、冷暖房機器の消費電力量の変動に大きな影響を与える日射量を基準にすると良いと考えている。また、本発明者は、比較する需要家をできるだけ多く選定することを考慮すると、需要家の選定エリアの大きさを日射量データの対象地域の大きさに合わせると良いと考えている。これらのことは、特許文献1等の従来文献には開示されていない。
第1発明は、需要家が消費する電力を管理する電力管理システムであって、電力収支データ取得手段と、日射量データ取得手段と、関連付け判定手段と、日射地域番号記憶手段と、需要家データ作成手段と、需要家データ収集手段と、比較要求判定手段と、需要家選定手段と、比較データ作成手段と、比較データ出力手段とを備えている。
電力収支データ取得手段は、需要家の電力収支データを取得する。
日射量データ取得手段は、需要家の所在地の日射量データを取得する。
日射地域番号記憶手段は、関連付け判定手段の判定が肯定された場合には、日射量データに関連付けられている郵便番号を、日射量データの対象地域を表す番号である日射地域番号として記憶する。一方、日射地域番号記憶手段は、関連付け判定手段の判定が否定された場合には、需要家の所在地の郵便番号を、日射量データの対象地域の大きさに対応するよう有効桁数を調節したのちに日射地域番号として記憶する。
需要家データ収集手段は、複数の需要家について需要家データを収集する。
比較要求判定手段は、所定の需要家の電力収支データと、複数の需要家のうち所定の需要家を除く他の需要家の電力収支データとの比較が要求されているか否かを判定する。
比較データ作成手段は、所定の需要家の需要家データに含まれる電力収支データと比較需要家の需要家データに含まれる電力収支データとを比較したデータである比較データを作成する。
比較データ出力手段は、比較データを出力する。
また、日射量データに関連付けられた郵便番号、または、日射量データの対象地域の大きさに対応するよう有効桁数が調整された郵便番号が、日射地域番号として記憶されていることから、比較需要家の選定エリアを日射量データの対象地域の大きさに合わせることができる。そのため、例えば同じ住所の需要家の中から比較需要家を選定するというやり方と比べると、日射量条件に見合う比較需要家をできるだけ多く選定することができる。
したがって、第1発明によれば、消費電力量について比較するとき比較対象の需要家を効率よく選定することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態による電力管理システムは、図1に示す住宅に設定されている。本実施形態では、電力を需要する「所定の需要家」が住む一般的な戸建て住宅5に電力管理システム10が適用されている場合を例として説明する。
先ず、住宅5に配置された各機器について図1を参照して説明する。
図1に示すように、住宅5には、電力管理システム10を構成するコントローラ11に加え、分電盤12、太陽光発電装置13、蓄電装置14、スマートメータ15、および複数の電気機器が設置されている。上記電気機器には、エアコン16、17等の冷暖房機器が含まれている。図1では、エアコン16、17以外の電気機器の図示は省略している。
太陽光発電装置13は、太陽光を利用して発電し、発電した電力を分電盤12に供給する。また、太陽光発電装置13は、発電した電力量(発電電力量)を計測する。
スマートメータ15は、分電盤12と商用電力系統21との間に設けられており、商用電力系統21から購入した電力量(購入電力量)、および、商用電力系統21に売却した電力量(売却電力量)を計測する。
分電盤12は、商用電力系統21、太陽光発電装置13、および蓄電装置14の電力を電力消費機器に供給可能である。また、分電盤12は、電力消費機器に供給した電力量すなわち消費電力量を計測する。
図1において、各ブロックを結ぶ破線はホームネットワーク24を表している。この破線が示す通信は、有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。また、この通信には、例えばECHONET-Lite(登録商標)やSEP2.0(Smart Energy Profile 2.0)などの通信プロトコルが使用される。なお、図1ではルータ等の機器は図示を省略している。
次に、電力管理システム10の構成について図1〜図6を参照して説明する。
図1、図2に示すように、電力管理システム10は、コントローラ11と、情報サーバ31とを備えている。情報サーバ31は、処理部、記憶部、および入出力部(通信部)等からなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、例えばインターネット等のネットワーク32を介してコントローラ11と通信可能に接続されている。このネットワーク32には、「所定の需要家」以外の「他の需要家」のコントローラ33、34、および、各地域の日射量データを外部に提供可能な気象サーバ35が接続されている。なお、便宜上、図1には「他の需要家」は2件だけ示しているが、実際にはもっと多くの「他の需要家」が存在する。
関連付け判定手段43は、取得された日射量データに、その日射量データの対象地域を表す情報としての郵便番号が関連付けられているか否かを判定する。
需要家データ送信手段46は、需要家データ作成手段45が作成した需要家データを情報サーバ31に送信する。
需要家データ収集手段51は、「所定の需要家」を含む「複数の需要家」について需要家データを収集する。図5は、需要家データ収集手段51に収集された複数の需要家データの一部を示している。
比較要求判定手段52は、比較要求手段47による要求があるか否かを判定する。
一方、上記第1判定が否定された場合には、基準番号の有効桁に対応する部分同士を比べたとき、日射地域番号が、基準番号の有効桁の最下位から1引いた番号から基準番号の有効桁の最下位に1足した番号までの選定範囲に含まれる需要家が、「他の需要家」の中に所定数以上存在するか否かが判定される(第2判定の第1段階)。例えば、基準番号『123456□』については、『123455□』〜『123457□』が選定範囲となる。上記選定範囲に含まれる地域が選定エリアである。
一方、上記第2判定の第1段階が否定された場合には、基準番号の有効桁に対応する部分同士を比べたとき、日射地域番号が、基準番号の有効桁の最下位から2引いた番号から基準番号の有効桁の最下位に2足した番号までの選定範囲に含まれる需要家が、「他の需要家」の中に所定数以上存在するか否かが判定される(第2判定の第2段階)。例えば、基準番号『123456□』については、『123454□』〜『123458□』が選定範囲となる。
一方、上記第2判定の第2段階が否定された場合には、基準番号の有効桁に対応する部分同士を比べたとき、日射地域番号が、基準番号の有効桁の最下位から3引いた番号から基準番号の有効桁の最下位に3足した番号までの選定範囲に含まれる需要家が、「他の需要家」の中に所定数以上存在するか否かが判定される(第2判定の第3段階)。例えば、基準番号『123456□』については、『123453□』〜『123459□』が選定範囲となる。
以降、選定範囲に含まれる需要家が「他の需要家」の中に所定数以上存在するまで、選定範囲がプラスマイナス1ずつ拡大されて検索される。
比較データ出力手段48は、比較データを受信し、当該比較データを端末25に出力する。本実施形態では、例えば、図6に示すように端末25の画面に消費電力量に関する分布図、「最大値」、「最小値」、「中央値」、「平均値」、および「所定の需要家」の消費電力量が表示される。
次に、「所定の需要家」の消費電力量と「他の需要家」の消費電力量とを比較するために電力管理システム10が行う処理について図7〜図9を参照して説明する。図7、図8に示すルーチンはコントローラ11が行う処理であり、図9に示すルーチンは情報サーバ31が行う処理である。
図7に示すルーチンは、予め決められた所定の時間に実行される。本実施形態では、図7に示すルーチンは、日付が変わってしばらく経ったとき、例えば“0:10”などに実行される。図8、図9に示す各ルーチンは、電力管理システム10の電源がONである間、同時並行して繰り返し実行される。
ステップS2では、気象サーバ35との通信によって「所定の需要家」の所在地の日射量データが取得される。ステップS2のあと、処理はステップS3に移行する。
ステップS4では、日射量データに関連付けられている郵便番号が日射地域番号として記憶される。ステップS4のあと、処理はステップS6に移行する。
ステップS5では、「所定の需要家」の所在地の郵便番号が、日射量データの対象地域の大きさに対応するよう有効桁数が調節されたのちに日射地域番号として記憶される。ステップS5のあと、処理はステップS6に移行する。
ステップS7では、ステップS6で作成された需要家データが情報サーバ31に送信される。ステップS7のあと、処理は図7のルーチンを終了する。
ステップS13では、上述の比較の実施を情報サーバ31に要求する。ステップS13のあと、処理はステップS14に移行する。
ステップS15では、ステップS14で比較要求中フラグが“1”にセットされて以降、比較データが受信されたか否かが判定される。ステップS15の判定が肯定された場合(S15:Yes)、処理はステップS16に移行する。一方、ステップS15の判定が否定された場合(S15:No)、処理は図8のルーチンを終了する。
ステップS16では、情報サーバ31から送信された比較データが図6に示すように端末25の画面に出力される。ステップS16のあと、処理は図8のルーチンを終了する。
ステップS22では、コントローラ11から送信された需要家データが他の需要家データと共に記憶される。ステップS22のあと、処理はステップS23に移行する。
ステップS24では、「所定の需要家」の需要家データに含まれる日射地域番号、および、「他の需要家」の需要家データに含まれる日射地域番号に基づき、比較需要家が「他の需要家」の中から選定される。ステップS24のあと、処理はステップS25に移行する。
ステップS26では、ステップS25で作成された比較データがコントローラ11に送信される。ステップS26のあと、処理は図9のルーチンを終了する。
以上説明したように、第1実施形態による電力管理システム10は、電力収支データ取得手段41と、日射量データ取得手段42と、関連付け判定手段43と、日射地域番号記憶手段44と、需要家データ作成手段45と、需要家データ収集手段51と、比較要求判定手段52と、需要家選定手段53と、比較データ作成手段54と、比較データ出力手段48とを備えている。
このように日射地域番号に基づき比較需要家を選定することで、日射量が同じかあるいは近いとされる需要家を比較対象として選定することができる。
日射地域番号記憶手段44は、関連付け判定手段43の判定が肯定された場合には、日射量データに関連付けられている郵便番号を、日射量データの対象地域を表す番号である日射地域番号として記憶する。一方、日射地域番号記憶手段44は、関連付け判定手段43の判定が否定された場合には、需要家の所在地の郵便番号を、日射量データの対象地域の大きさに対応するよう有効桁数を調節したのちに日射地域番号として記憶する。
したがって、第1実施形態によれば、消費電力量について比較するとき比較対象の需要家を効率よく選定することができる。
一方、需要家選定手段53は、第1判定が否定された場合には、基準番号の有効桁に対応する部分同士を比べたとき、日射地域番号が基準番号の前後所定範囲に含まれる需要家が「他の需要家」の中に所定数以上存在するか否かを判定する第2判定を行う。需要家選定手段53は、第2判定が肯定されるまで選定範囲をプラスマイナス1ずつ拡大して検索を続け、第2判定が肯定された場合には、該当する需要家を比較需要家として選定する。
図10に示すように、本発明の第2実施形態による電力管理システム60では、比較データ作成手段54は、コントローラ61が備えている。情報サーバ62の比較需要家情報送信手段63は、選定された比較需要家の電力収支データをコントローラ61に送信する。比較データ作成手段54は、比較需要家情報送信手段63から送信されたデータに基づき比較データを作成する。
第2実施形態のように、比較データ作成手段54がコントローラ11に備えられる場合であっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の第3実施形態では、第1実施形態で用いた郵便番号に代えて、地域メッシュコードを用いている。地域メッシュとは、緯度および経度に基づいて地域をほぼ同じ大きさの網の目(メッシュ)に分けたものである。この地域メッシュには、第1次メッシュ、第2次メッシュ、第3次メッシュを含む標準地域メッシュがある。第1次メッシュの1辺の長さは約80kmである。第2次メッシュの1辺の長さは約10kmである。第3次メッシュの1辺の長さは約1kmである。さらに、地域メッシュコードには、第3次メッシュを細分化した分割地域メッシュとして、2分の1地域メッシュ、4分の1地域メッシュ、8分の1地域メッシュなどがある。
[電力管理システムの構成]
図11に示すように、第3実施形態による電力管理システム70では、コントローラ71は関連付け判定手段72および日射地域番号記憶手段73を備え、情報サーバ74は需要家選定手段75を備えている。
日射地域番号記憶手段73は、関連付け判定手段72の判定が肯定された場合には、日射量データに関連付けられている地域メッシュコードを日射地域番号として記憶する。一方、日射地域番号記憶手段73は、関連付け判定手段72の判定が否定された場合には、「所定の需要家」の所在地を含む地域メッシュの地域メッシュコードを、日射量データの対象地域の大きさに対応するよう次数を調節したのちに日射地域番号として記憶する。
一方、上記第1判定が否定された場合には、日射地域番号が、地図上で基準番号に相当する地域メッシュコードを取り囲む1段階先のエリア(選定エリア)の地域メッシュコードと一致する需要家が、「他の需要家」の中に所定数以上存在するか否かが判定される(第2判定の第1段階)。上記「1段階先」とは、基準番号に対応する地域メッシュのメッシュサイズ分だけ先という意味である。図12に示すように、例えば、3次メッシュコード『52373090』が基準番号である場合、「地図上で基準番号に相当する地域メッシュコードを取り囲む1段階先のエリアの地域メッシュコード」は、『52364709』、『52374000』、『52374001』、『52363799』、『52373091』、『52363789』、『52373080』、『52373081』である。
一方、上記第2判定の第1段階が否定された場合には、日射地域番号が、地図上で基準番号に相当する地域メッシュコードを取り囲む2段階先のエリアの地域メッシュコードと一致する需要家が、「他の需要家」の中に所定数以上存在するか否かが判定される(第2判定の第2段階)。図12に示すように、例えば、3次メッシュコード『52373090』が基準番号である場合、「地図上で基準番号に相当する地域メッシュコードを取り囲む2段階先のエリアの地域メッシュコード」(第2判定の第1段階の説明で既出のものは除く)は、『52364718』、『52364719』、『52374010』、『52374011』、『52374012』、『52364708』、『52363798』、『52363788』、『52374002』、『52373092』、『52373082』、『52363778』、『52363779』、『52373070』、『52373071』、『52373072』である。
第3実施形態のように、日射量データの対象地域を表す番号としての地域メッシュコードを用いた場合であっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第3実施形態によれば、比較需要家を選定する際に選定エリアを順次拡大するとき、「所定の需要家」を選定エリアの中央に位置させつつ、選定エリアのメッシュサイズを東西南北に毎回等しい距離だけ拡大することができる。
本発明の他の実施形態では、電力管理システムは、戸建て住宅に限らず、例えば集合住宅の住戸、商用店舗、ビル、あるいは工場等に適用されてもよい。
本発明の他の実施形態では、端末は、電力管理システムと一体に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、太陽光発電装置に限らず、例えば燃料電池や風力発電装置等、自然エネルギを電力に変換可能なものであれば、任意のものを採用することができる。
本発明の他の実施形態では、電気機器は、ネットワークを介さず直接的に電力管理システムに接続されてもよい。
本発明の他の実施形態では、電力管理システムは、エアコン以外の機器を制御してもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
41・・・・・・・・・電力収支データ取得手段
42・・・・・・・・・日射量データ取得手段
43、72・・・・・・関連付け判定手段
44、73・・・・・・日射地域番号記憶手段
45・・・・・・・・・需要家データ作成手段
51・・・・・・・・・比較要求判定手段
53、74・・・・・・需要家選定手段
54・・・・・・・・・比較データ作成手段
55・・・・・・・・・比較データ出力手段
Claims (4)
- 需要家が消費する電力を管理する電力管理システム(10、60、70)であって、
前記需要家の電力収支データを取得する電力収支データ取得手段(41)と、
前記需要家の所在地の日射量データを取得する日射量データ取得手段(42)と、
前記日射量データに、当該日射量データの対象地域を表す情報としての郵便番号が関連付けられているか否かを判定する関連付け判定手段(43)と、
前記関連付け判定手段の判定が肯定された場合には、前記日射量データに関連付けられている郵便番号を、前記日射量データの対象地域を表す番号である日射地域番号として記憶する一方、前記関連付け判定手段の判定が否定された場合には、前記需要家の所在地の郵便番号を、前記日射量データの対象地域の大きさに対応するよう有効桁数を調節したのちに日射地域番号として記憶する日射地域番号記憶手段(44)と、
前記電力収支データと前記日射地域番号とが互いに関連付けられたデータである需要家データを作成する需要家データ作成手段(45)と、
複数の需要家について前記需要家データを収集する需要家データ収集手段(51)と、
所定の需要家の前記電力収支データと、前記複数の需要家のうち前記所定の需要家を除く他の需要家の前記電力収支データとの比較が要求されているか否かを判定する比較要求判定手段(52)と、
前記比較要求判定手段の判定が肯定された場合、前記所定の需要家の前記需要家データに含まれる前記日射地域番号、および、前記他の需要家の前記需要家データに含まれる前記日射地域番号に基づき、比較対象の需要家である比較需要家を前記他の需要家の中から選定する需要家選定手段(53)と、
前記所定の需要家の前記需要家データに含まれる前記電力収支データと前記比較需要家の前記需要家データに含まれる前記電力収支データとを比較したデータである比較データを作成する比較データ作成手段(54)と、
前記比較データを出力する比較データ出力手段(55)と、
を備えることを特徴とする電力管理システム。 - 前記所定の需要家の前記日射地域番号を基準番号とすると、
前記需要家選定手段は、
前記基準番号の有効桁に対応する部分同士を比べたとき、前記日射地域番号が前記基準番号と一致する需要家が前記他の需要家の中に所定数以上存在するか否かを判定する第1判定を行い、
前記第1判定が肯定された場合には、該当する需要家を前記比較需要家として選定し、
前記第1判定が否定された場合には、前記基準番号の有効桁に対応する部分同士を比べたとき、前記日射地域番号が前記基準番号の前後所定範囲に含まれる需要家が、前記他の需要家の中に前記所定数以上存在するか否かを判定する第2判定を行い、
前記第2判定が肯定された場合には、該当する需要家を前記比較需要家として選定することを特徴とする請求項1に記載の電力管理システム。 - 需要家が消費する電力を管理する電力管理システムであって、
前記需要家の電力収支データを取得する電力収支データ取得手段と、
前記需要家の所在地の日射量データを取得する日射量データ取得手段と、
前記日射量データに、当該日射量データの対象地域を表す情報としての地域メッシュコードが関連付けられているか否かを判定する関連付け判定手段(72)と、
前記関連付け判定手段の判定が肯定された場合には、前記日射量データに関連付けられている地域メッシュコードを、前記日射量データの対象地域を表す番号である日射地域番号として記憶する一方、前記関連付け判定手段の判定が否定された場合には、前記需要家の所在地の地域メッシュコードを、前記日射量データの対象地域の大きさに対応するよう次数を調節したのちに日射地域番号として記憶する日射地域番号記憶手段(73)と、
前記電力収支データと前記日射地域番号とが互いに関連付けられたデータである需要家データを作成する需要家データ作成手段と、
複数の需要家について前記需要家データを収集する需要家データ収集手段と、
所定の需要家の前記電力収支データと、前記複数の需要家のうち前記所定の需要家を除く他の需要家の前記電力収支データとの比較が要求されているか否かを判定する比較要求判定手段と、
前記比較要求判定手段の判定が肯定された場合、前記所定の需要家の前記需要家データに含まれる前記日射地域番号、および、前記他の需要家の前記需要家データに含まれる前記日射地域番号に基づき、比較対象の需要家である比較需要家を前記他の需要家の中から選定する需要家選定手段(75)と、
前記所定の需要家の前記需要家データに含まれる前記電力収支データと前記比較需要家の前記需要家データに含まれる前記電力収支データとを比較したデータである比較データを作成する比較データ作成手段と、
前記比較データを出力する比較データ出力手段と、
を備えることを特徴とする電力管理システム。 - 前記所定の需要家の前記日射地域番号を基準番号とすると、
前記需要家選定手段は、
前記日射地域番号が前記基準番号と一致する需要家が、前記他の需要家の中に所定数以上存在するか否かを判定する第1判定を行い、
前記第1判定が肯定された場合には、該当する需要家を前記比較需要家として選定し、
前記第1判定が否定された場合には、前記日射地域番号が、地図上で前記基準番号に相当する地域メッシュコードを取り囲む所定エリアの地域メッシュコードと一致する需要家が、前記他の需要家の中に前記所定数以上存在するか否かを判定する第2判定を行い、
前記第2判定が肯定された場合には、該当する需要家を前記比較需要家として選定することを特徴とする請求項3に記載の電力管理システム。
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