WO2016129034A1 - 制御装置、制御システム、制御方法、及び、プログラム - Google Patents

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storage battery
charge
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香 佐藤
一郎 丸山
聡司 峯澤
裕信 矢野
矢部　正明
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device, a control system, a control method, and a program for executing charge / discharge control or power saving control.
  • the consumer checks whether or not the electricity price is likely to exceed the target value during the electricity price calculation period (for example, one month). Then, for example, if the consumer determines that the electricity rate is likely to exceed the target value, then the consumer takes measures to reduce the amount of power consumed.
  • Patent Document 1 discloses a terminal device that displays a calculated value of electricity charges from the first day of the current month to the current day and a predicted value of electricity charges for the current month on the screen.
  • the technique disclosed in Patent Document 1 is only a technique for supporting the user to keep the electricity charge below the target value, and it is a technique that entrusts the user whether or not the electricity charge can be kept below the target value. is there.
  • the technique disclosed in Patent Document 1 is not a technique for executing control for suppressing the electricity rate to a target value or less. For this reason, a technique for appropriately reducing the electricity bill is desired.
  • This invention aims at providing the control apparatus, control system, control method, and program which reduce an electricity bill appropriately.
  • a control device provides: A predicted value calculation unit that calculates a predicted value of the electricity charge based on the amount of power supplied from the commercial power source to the electric device within the electricity charge calculation period; In the first time zone, the power supplied from the commercial power source is stored in the storage battery, and the unit price of the power from the commercial power source is stored in the storage battery in the second time zone higher than the first time zone.
  • a selection unit that selects, as first-stage control, any one of charge / discharge control in which the electric power is supplied to the electric device and power saving control for the electric device;
  • a control unit that executes the first-stage control selected by the selection unit when the prediction value calculated by the prediction value calculation unit is larger than the target value of the electricity bill.
  • the control system 1000 is, for example, a HEMS (Home Energy Management System) that efficiently manages power consumed in a home.
  • the control system 1000 is basically a system in which the control device 100 controls the electric device 500.
  • the control device 100 executes control for reducing the electricity charge so that the electricity charge in the electricity charge calculation period (for example, one month) does not exceed the target value.
  • the control device 100 executes the first stage control. Furthermore, when the control device 100 detects that the difference between the prediction value and the target value is larger than the first threshold value when the prediction value is larger than the target value, the control device 100 performs the second step control in addition to the first step control. Execute.
  • the first stage control is charge / discharge control or power saving control.
  • the second stage control is charge / discharge control or power saving control, and is control other than the first stage control. As will be described later, one of the charge / discharge control and the power saving control is selected as the first stage control according to the user's request, the power consumption state, and the like.
  • the charge / discharge control is a control using the storage battery 420 and is a control in which the storage battery 420 is charged with the power supplied from the commercial power supply 600 and the power stored in the storage battery 420 is discharged and supplied to the electric device 500.
  • the power saving control is control for the electric device 500, and is control for reducing the power consumption of the electric device 500.
  • the control device 100 transmits a control command instructing execution of a process with relatively low power consumption to the electric device 500 or sets an energy saving mode in which a process with relatively low power consumption is executed. Or setting the device 500.
  • the power supplied from the commercial power source 600 is accumulated in the storage battery 420 during the first time zone (for example, at night (22:00 to next 06:00)).
  • the electric power stored in the storage battery 420 is supplied to the electric device 500 in a second time zone (for example, daytime (06: 00-22: 00)) that is relatively higher than the first time zone. . Therefore, when charge / discharge control is executed, the electricity bill may be significantly reduced.
  • charge / discharge control is executed due to power loss due to AC (Alternating Current) / DC (Direct Current) conversion during charging, power loss due to DC / AC conversion during discharge, and power loss due to natural discharge during power storage. Even if it is done, electricity charges may not be reduced. Moreover, when charge / discharge control is executed, the life of the storage battery 420 may be shortened, or the control of the electric device 500 may be complicated.
  • AC Alternating Current
  • DC Direct Current
  • the first-stage control and the second-stage control (charge / discharge control and power-saving control) are not executed while the predicted value of the electricity charge is smaller than the target value of the electricity charge, and the estimated value of the electricity charge Is detected to be larger than the target value of the electricity bill, the first stage control and the second stage control are executed.
  • control using the electric power generated by the power generation panel 410 can be considered.
  • the electric power generated by the power generation panel 410 is consumed by the electric device 500 or supplied to the commercial power source 600 (sold to an electric power company), and the storage battery 420. Shall not be supplied.
  • charging / discharging control using the storage battery 430 shall not be performed. In the present embodiment, it is assumed that the electric device 510 consumes power but cannot be controlled from the control device 100 for easy understanding.
  • the control system 1000 includes an electric vehicle 440 including a control device 100, a power measuring device 200, a power conditioner 310, a power conditioner 320, a power conditioner 330, a power generation panel 410, a storage battery 420, and a storage battery 430.
  • the control device 100 manages the power consumed by the electric device 500, and controls and monitors the electric device 500.
  • the control device 100 communicates with the power measurement device 200 and the electric device 500 via the first home network 710.
  • the control apparatus 100 communicates with the power conditioner 310, the power conditioner 320, the power conditioner 330, the cloud server 900, and the like via the second home network 720.
  • the configuration of the control device 100 will be described with reference to FIG.
  • the control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a flash memory 14, an RTC (Real Time Clock) 15, and a touch screen. 16, a first home interface 17 and a second home interface 18 are provided. Each component included in the control device 100 is connected to each other via a bus.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • flash memory 14 an RTC (Real Time Clock) 15
  • a touch screen a touch screen.
  • a first home interface 17 and a second home interface 18 are provided.
  • Each component included in the control device 100 is connected to each other via a bus.
  • the CPU 11 controls the overall operation of the control device 100.
  • the CPU 11 operates according to a program stored in the ROM 12 and uses the RAM 13 as a work area.
  • the ROM 12 stores programs and data for controlling the overall operation of the control device 100.
  • the RAM 13 functions as a work area for the CPU 11. That is, the CPU 11 temporarily writes programs and data in the RAM 13 and refers to these programs and data as appropriate.
  • the flash memory 14 is a nonvolatile memory that stores various types of information.
  • the flash memory 14 stores power information described later.
  • the RTC 15 is a time measuring device.
  • the RTC 15 incorporates a battery, for example, and keeps timing while the control device 100 is powered off.
  • the RTC 15 includes an oscillation circuit including a crystal oscillator, for example.
  • the touch screen 16 detects a touch operation performed by the user and supplies a signal indicating the detection result to the CPU 11.
  • the touch screen 16 displays an image based on the image signal supplied from the CPU 11 or the like. As described above, the touch screen 16 functions as a user interface of the control device 100.
  • the first home interface 17 is an interface for connecting the control device 100 to the first home network 710.
  • the control device 100 communicates with a device connected to the first home network 710 via the first home network 710.
  • the first in-home interface 17 includes a wireless LAN (Local Area Network) interface for connecting to a subnetwork such as ECHONET Lite.
  • the second home interface 18 is an interface for connecting the control device 100 to the second home network 720.
  • the control device 100 communicates with a device connected to the second home network 720 via the second home network 720.
  • the second home interface 18 includes a LAN interface such as a NIC (Network Interface Card).
  • the power measuring device 200 measures the value of the current flowing through the power line and the value of the voltage between the power lines, and measures the value of the power supplied via the power line. Further, the power measuring apparatus 200 calculates the amount of power in a unit period (for example, one minute), the amount of accumulated power from the reference time, and the like based on the measured power value.
  • the power measuring apparatus 200 stores information indicating the physical quantity acquired by measurement or calculation as power information.
  • the power measuring device 200 transmits the stored power information to the control device 100 as appropriate.
  • the power information indicates at least the amount of power supplied from the commercial power supply 600 to the distribution board 610 for each unit period (hereinafter referred to as “power purchased power amount” as appropriate).
  • the fact that power is supplied from the power supply source device to the power supply destination device via the distribution board 610 is indicated by the power supply source device. Power is supplied to the distribution board 610, and power is supplied from the distribution board 610 to a device to which power is supplied.
  • the power consumed by the control device 100, the power measurement device 200, the broadband router 800, and the like is assumed to be sufficiently smaller than the power consumed by the electrical device 500, the electrical device 510, and the like. Therefore, in the present embodiment, the state in which the control device 100, the power measurement device 200, and the broadband router 800 are supplied with power from the distribution board 610 is not illustrated.
  • the power measuring apparatus 200 typically includes power supplied from the commercial power supply 600 to the distribution board 610 (hereinafter referred to as “power purchase power” as appropriate), and power supplied from the power generation panel 410 to the distribution board 610. (Hereinafter referred to as “generated power” as appropriate), power supplied from the storage battery 420 to the distribution board 610 (or power supplied from the distribution board 610 to the storage battery 420), and supplied from the storage battery 430 to the distribution board 610. Power (or power supplied from the distribution board 610 to the storage battery 430) and the like.
  • the power measuring apparatus 200 includes a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, a flash memory 24, an RTC 25, a current detection sensor 26, a voltage detection sensor 27, and a first home interface 28. Each component provided in the power measuring apparatus 200 is connected to each other via a bus.
  • the CPU 21 controls the overall operation of the power measurement device 200.
  • the CPU 21 operates in accordance with a program stored in the ROM 22 and uses the RAM 23 as a work area.
  • the ROM 22 stores a program and data for controlling the overall operation of the power measuring apparatus 200.
  • the RAM 23 functions as a work area for the CPU 21. That is, the CPU 21 temporarily writes programs and data in the RAM 23 and refers to these programs and data as appropriate.
  • the flash memory 24 is a nonvolatile memory that stores various types of information.
  • the flash memory 24 stores, for example, power information indicating the purchased power amount every minute.
  • the RTC 25 is a time measuring device.
  • the RTC 25 includes, for example, a battery and keeps timing while the power of the power measuring device 200 is off.
  • the RTC 25 includes an oscillation circuit including a crystal oscillator, for example.
  • the current detection sensor 26 detects the value of the current supplied from the commercial power source 600 to the distribution board 610.
  • the current detection sensor 26 detects the value of the current supplied from the power generation panel 410 to the distribution board 610. Further, the current detection sensor 26 detects the value of the current supplied from the storage battery 420 to the distribution board 610 (or the value of the current supplied from the distribution board 610 to the storage battery 420). Further, the current detection sensor 26 detects the value of the current supplied from the storage battery 430 to the distribution board 610 (or the value of the current supplied from the distribution board 610 to the storage battery 430).
  • the CPU 21 calculates a power value, a power amount, an integrated power amount, and the like based on the current value detected by the current detection sensor 26 and the voltage value detected by the voltage detection sensor 27.
  • the voltage detection sensor 27 detects the voltage between the power lines in the distribution board 610. For example, when AC power is supplied from the commercial power supply 600 through a single-phase three-wire, a power line to which an L1-phase potential is applied, a power line to which an L2-phase potential is applied, and a power line to which an N-phase potential is applied And exist.
  • the voltage detection sensor 27 includes a potential difference between the L1 phase potential and the N phase potential, a potential difference between the L2 phase potential and the N phase potential, and a potential difference between the L1 phase potential and the L2 phase potential. , Is detected.
  • the first home interface 28 is an interface for connecting the power measuring apparatus 200 to the first home network 710.
  • the power measurement device 200 communicates with a device connected to the first home network 710 via the first home network 710.
  • the first home interface 28 basically has the same configuration as the first home interface 17.
  • the power conditioner 310, the power conditioner 320, and the power conditioner 330 each perform processing such as DC / AC conversion in accordance with control by the control device 100.
  • the power conditioner 310 converts the DC power supplied from the power generation panel 410 into AC power and supplies it to the distribution board 610.
  • the power conditioner 320 converts the DC power supplied from the storage battery 420 into AC power and supplies it to the distribution board 610.
  • the power conditioner 320 converts AC power supplied from the distribution board 610 into DC power and supplies it to the storage battery 420.
  • the power conditioner 330 converts the DC power supplied from the storage battery 430 into AC power and supplies it to the distribution board 610.
  • the power conditioner 330 converts AC power supplied from the distribution board 610 into DC power and supplies it to the storage battery 430.
  • the configuration of the power conditioner 320 will be described with reference to FIG. Note that the power conditioner 310 and the power conditioner 330 basically have the same configuration as the power conditioner 320.
  • the power conditioner 320 includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, a flash memory 34, an RTC 35, a DC / AC converter 36, and a second in-home interface 37.
  • the components included in the power conditioner 320 are connected to each other via a bus.
  • the CPU 31 controls the entire operation of the power conditioner 320.
  • the CPU 31 operates in accordance with a program stored in the ROM 32, and uses the RAM 33 as a work area.
  • the ROM 32 stores programs and data for controlling the overall operation of the power conditioner 320.
  • the RAM 33 functions as a work area for the CPU 31. That is, the CPU 31 temporarily writes programs and data in the RAM 33 and refers to these programs and data as appropriate.
  • the flash memory 34 is a non-volatile memory that stores various types of information.
  • the RTC 35 is a time measuring device.
  • the RTC 35 incorporates, for example, a battery and keeps timing while the power of the power conditioner 320 is off.
  • the RTC 35 includes an oscillation circuit including a crystal oscillator, for example.
  • the DC / AC converter 36 converts the DC power supplied from the storage battery 420 into AC power.
  • the DC / AC converter 36 supplies AC power obtained by the conversion to the distribution board 610.
  • the DC / AC converter 36 converts AC power supplied from the distribution board 610 into DC power.
  • the DC / AC converter 36 supplies the direct-current power obtained by the conversion to the storage battery 420.
  • the DC / AC converter 36 converts electric power according to control by the CPU 31. Therefore, the DC / AC converter 36 converts the DC power supplied from the storage battery 420 into AC power when the CPU 31 is instructed to discharge, and supplies the AC power obtained by the conversion to the distribution board 610. Further, when charging is instructed by the CPU 31, the DC / AC converter 36 converts the AC power supplied from the distribution board 610 into DC power, and supplies the DC power obtained by the conversion to the storage battery 420.
  • the second home interface 37 is an interface for connecting the power conditioner 320 to the second home network 720.
  • the power conditioner 320 communicates with a device connected to the second home network 720 via the second home network 720.
  • the second home interface 37 includes a LAN interface such as a NIC.
  • the power generation panel 410 converts solar energy into electrical energy.
  • the power generation panel 410 supplies DC power obtained by power generation to the power conditioner 310.
  • Storage battery 420 is a stationary storage battery.
  • the storage battery 420 stores the electric power supplied from the power conditioner 320.
  • the storage battery 420 supplies the stored power to the power conditioner 320.
  • Storage battery 430 is a storage battery mounted on electric vehicle 440.
  • the storage battery 430 stores the electric power supplied from the power conditioner 330.
  • the storage battery 430 supplies the stored power to the power conditioner 330.
  • the electric power stored in the storage battery 430 is used as a power source for the electric vehicle 440. Further, the electric power stored in the storage battery 430 is supplied to the electric device 500 and the like via the power conditioner 330 and the distribution board 610 and is consumed by the electric device 500 and the like.
  • the electric vehicle 440 is a vehicle that uses electric energy as a power source.
  • the electric vehicle 440 includes a storage battery 430 and operates with electric energy stored in the storage battery 430. Note that while the user goes out using the electric vehicle 440, the control system 1000 cannot use the power stored in the storage battery 430 mounted on the electric vehicle 440. Therefore, in the present embodiment, an example will be described in which the storage battery 420 that is clearly usable can be used instead of the storage battery 430 that is unclear whether it can be used.
  • the electrical device 500 is a device that is arranged in the house and operates by consuming electrical energy.
  • the electric device 500 operates with AC power supplied from the distribution board 610.
  • the electric device 500 has the same configuration as the first home interface 17 and has a function of connecting to the first home network 710.
  • the electric device 500 is controlled by the control device 100 and monitored by the control device 100.
  • the electric device 500 is, for example, an air conditioner, a water heater, an electric stove, a rice cooker, a lighting device, an electric carpet, or the like.
  • the number of electrical devices 500 will be described as one, but it is needless to say that the number of electrical devices 500 may be two or more.
  • the electrical device 510 is a device that is arranged in the house and operates by consuming electrical energy.
  • the electric device 510 operates with AC power supplied from the distribution board 610.
  • the electric device 510 does not have a function of connecting to the first home network 710. Therefore, the electric device 510 is not controlled by the control device 100 and is not monitored by the control device 100.
  • the electric device 510 is, for example, an air conditioner, a water heater, an electric stove, a rice cooker, a lighting device, an electric carpet, or the like.
  • the commercial power source 600 is a power source for supplying power to consumers by an electric power company or the like.
  • the power supplied from the commercial power source 600 is AC power.
  • the commercial power source 600 supplies AC power to the distribution board 610.
  • the commercial power supply 600 supplies power at a different unit price for each time zone. It is assumed that the consumer can buy power from the power company or sell power to the power company.
  • the distribution board 610 converts AC power supplied from the power conditioner 310, the power conditioner 320, the power conditioner 330, the commercial power supply 600, etc. into the power conditioner 320, the power conditioner 330, the electric device 500, and the electric device 510. This is a case for storing a wiring board or breaker for distribution to the commercial power source 600 or the like. Note that the sum of the values of AC power supplied from the external device to the distribution board 610 is equal to the sum of values of AC power supplied from the distribution board 610 to the external device.
  • the first home network 710 is a network such as a wireless LAN built in the home, and is a network for the control device 100, the power measurement device 200, and the electric device 500 to communicate with each other.
  • the first home network 710 is, for example, a subnetwork such as ECHONET Lite.
  • the second home network 720 is a network such as a LAN built in the home, and the control device 100, the power conditioner 310, the power conditioner 320, the power conditioner 330, and the broadband router 800 communicate with each other. It is.
  • the first home network 710 and the second home network 720 are connected to each other via the control device 100. Therefore, the control device 100 also has a function as a gateway device.
  • the outside network 730 is a network constructed outside the house.
  • the outside network 730 is a network for the broadband router 800 and the cloud server 900 to communicate with each other, for example.
  • the outside network 730 is, for example, a WAN (Wide Area Network) such as the Internet.
  • the broadband router 800 is a relay device that connects the second home network 720 and the outside network 730.
  • the broadband router 800 relays communication between a device connected to the second home network 720 and a device connected to the external network 730.
  • the cloud server 900 is a server that provides resources in cloud computing.
  • the cloud server 900 includes a control unit that controls the operation of the entire cloud server 900, an interface for connecting to the external network 730, and a storage unit that stores various types of information.
  • the cloud server 900 supplies the information stored in the storage unit to the control device 100.
  • the cloud server 900 executes the requested processing in response to the request from the control device 100, and transmits information indicating the processing result to the control device 100.
  • the control system 1000 includes a measurement unit 101, a predicted value calculation unit 102, a selection unit 103, a control unit 104, a ratio calculation unit 105, and a reception unit 106.
  • the measuring unit 101 measures the amount of power supplied from the commercial power source 600 to the electric device 500.
  • the amount of power supplied from the commercial power source 600 to the electrical device 500 is the same as the amount of power directly supplied from the commercial power source 600 to the electrical device 500 and from the commercial power source 600 to the electrical device 500 via the storage battery 420. It is a concept including the amount of electric power generated. Therefore, the amount of power supplied from the commercial power supply 600 to the electric device 500 is the amount of purchased power unless charge / discharge control for the storage battery 420 is performed.
  • the measurement unit 101 measures the amount of electric power (the amount of electric power purchased) supplied from the commercial power supply 600 to the electric device 500 every minute from the start time of the calculation period to the current time.
  • the function of the measurement part 101 is implement
  • the predicted value calculation unit 102 calculates the predicted value of the electricity rate based on the amount of power measured by the measurement unit 101 within the calculation period of the electricity rate. For example, the predicted value calculation unit 102 measures the power amount measured by the measurement unit 101 in the first time zone (for example, night) and the second time zone (for example, daytime). And classified into the amount of electric power. Then, the predicted value calculation unit 102 calculates the amount of electric power purchased at night and the amount of electric power purchased during the day for each day.
  • FIG. 6 shows a state in which the amount of electric power purchased at night and the amount of electric power purchased during the day are calculated for each day.
  • the hatched portion indicates the amount of electric power purchased at night, and the white portion indicates the amount of electric power purchased during the day.
  • Fig. 6 shows the amount of power purchased for each day from the first day of the current month to the 11th of the current month after the end of the 11th month of the electricity bill calculation period (hereinafter referred to as "current month").
  • current month An example is shown in which the amount of electric power purchased is calculated separately from the amount of electric power purchased in the daytime.
  • the predicted value calculation unit 102 obtains a daily electricity bill. Specifically, the predicted value calculation unit 102 calculates the sum of the value obtained by multiplying the nighttime power purchase amount by the nighttime unit price and the value obtained by multiplying the daytime power purchase amount by the daytime unit price. Asking. Next, the predicted value calculation unit 102 obtains an integrated value of the electricity rate for each day.
  • FIG. 7 shows a state where the integrated value of the electricity rate increases every day.
  • P11 is an electricity bill when the 11th of the current month has passed.
  • the electricity charge means a metered electricity charge and does not include a basic charge.
  • the predicted value calculation unit 102 obtains a predicted value of the electricity rate based on the daily electricity rate or the integrated value of the daily electricity rate.
  • the method for obtaining the predicted value of the electricity rate can be adjusted as appropriate.
  • the predicted value calculation unit 102 obtains the average value of the electricity charge per day by dividing the integrated value of the electricity charge for each day by the number of days elapsed from the first day of the current month, and multiplies this average value by the number of days in the current month.
  • the predicted value calculation unit 102 may obtain the predicted value of the electricity price in consideration of the increase rate or decrease rate of the daily electricity charge.
  • the predicted value calculation unit 102 takes into account the fluctuation rate of the electricity rate for each day (for example, the fluctuation rate of the electricity rate for the day of the previous month, the fluctuation rate of the electricity rate for the day of the same month last year), and the predicted value of the electricity rate. You may ask for.
  • Ppre is a predicted value of the electricity bill.
  • the function of the predicted value calculation unit 102 is realized, for example, when the CPU 11 executes a program stored in the ROM 12.
  • the selection unit 103 selects one of the charge / discharge control for the storage battery 420 and the power saving control for the electric device 500 as the first step control.
  • the charge / discharge control for the storage battery 420 the power supplied from the commercial power source 600 is accumulated in the storage battery 420 in the first time zone, and the unit price of the power from the commercial power source 600 is relative to that in the first time zone.
  • the electric power stored in the storage battery 420 is supplied to the electric device 500 during the second high time period.
  • the function of the selection unit 103 is realized, for example, when the CPU 11 executes a program stored in the ROM 12.
  • the control unit 104 executes the first-stage control selected by the selection unit 103 when the predicted value calculated by the predicted value calculation unit 102 is larger than the target value of the electricity bill. That is, when it is predicted that the electricity charge exceeds the target value in the current control, the control unit 104 performs the first stage control to reduce the electricity charge.
  • Ptar is a target value for electricity charges.
  • FIG. 7 shows that the first stage control is executed because Ppre, which is the predicted value of the electricity bill, is larger than Ptar, which is the target value of the electricity bill.
  • the function of the control unit 104 is realized, for example, by the cooperation of the CPU 11 and the first home interface 17 or the cooperation of the CPU 11 and the second home interface 18.
  • the selection unit 103 can further select the other control of the charge / discharge control and the power saving control as the second stage control.
  • the control unit 104 executes the first stage control.
  • the control unit 104 further executes the second step control selected by the selection unit 103 in addition to the first step control. That is, when it is predicted that the current electricity charge will greatly exceed the target value in the current control, the control unit 104 performs not only the first-stage control but also the second-stage control, thereby significantly reducing the electricity charge. .
  • Pth represents the first threshold value.
  • FIG. 7 shows that only the first stage control is executed because Ppre, which is the predicted value of the electricity bill, is larger than Ptar, which is the target value of the electricity bill, but smaller than Ptar + Pth.
  • Ppre is larger than Ptar and further larger than Ptar + Pth
  • the second stage control is executed in addition to the first stage control.
  • the first threshold value may be directly specified as an amount of money (yen), or may be indirectly calculated as a ratio (for example, several% to several tens%) of the electricity rate.
  • the ratio calculation unit 105 calculates the ratio of the amount of power supplied from the commercial power source 600 in the second time zone out of the amount of power supplied from the commercial power source 600 to the storage battery 420. For example, the ratio calculation unit 105 calculates the ratio of the purchased power amount in the day to the sum of the total purchased power amount in the night and the total purchased power amount in the daytime. The ratio calculation unit 105 calculates this ratio based on, for example, the amount of power purchased in the period from the first day of the current month to the elapsed date, or the amount of power purchased in the last few days. The function of the ratio calculation unit 105 is realized, for example, when the CPU 11 executes a program stored in the ROM 12.
  • the selection unit 103 selects the charge / discharge control as the first stage control when the ratio calculated by the ratio calculation unit 105 is larger than the second threshold value.
  • the selection unit 103 selects the power saving control as the first step control.
  • the second threshold value is preferably set to be lower as the charge / discharge control is prioritized over the power saving control.
  • the accepting unit 106 accepts designation information for designating one of charge / discharge control and power saving control.
  • the selection unit 103 selects the control designated by the designation information received by the reception unit 106 as the first stage control.
  • the accepting unit 106 accepts designation information that designates charge / discharge control from a user who does not want the comfort to decrease due to power saving control.
  • the accepting unit 106 accepts designation information that designates power saving control from a user who is willing to reduce comfort due to power saving control.
  • the function of the reception unit 106 is realized, for example, by the cooperation of the CPU 11 and the touch screen 16.
  • control process executed by the control device 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
  • the control process is started in response to, for example, the control device 100 being powered on.
  • the CPU 11 sets a target value for electricity charges (step S101). For example, the CPU 11 sets a target value for electricity charges based on a user operation performed on the touch screen 16. When there is no user operation with respect to the touch screen 16, CPU11 sets the initial value memorize
  • step S101 the process of step S101 is completed (step S102).
  • step S102 The electrical device control process will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
  • the electric device control process is basically a process in which the control device 100 controls the electric device 500.
  • the CPU 11 determines whether or not charge / discharge control is being selected (step S201). Specifically, the CPU 11 determines whether the charge / discharge control is being selected as the first stage control or the second stage control.
  • step S201 When determining that the charge / discharge control is being selected (step S201: YES), the CPU 11 determines whether or not the current time belongs to the daytime time zone (step S202). When determining that the current time belongs to the daytime time zone (step S202: YES), the CPU 11 permits discharge by the storage battery 420 (step S203). Note that while the discharge by the storage battery 420 is permitted, the power stored in the storage battery 420 is used to control the electric device 500 in the power saving control in step S206 and the normal control in step S207.
  • the CPU 11 charges the storage battery 420 (step S204). Specifically, the CPU 11 controls the power conditioner 320 to store the power supplied from the commercial power supply 600 in the storage battery 420. Note that while the storage battery 420 is being charged, discharging by the storage battery 420 is prohibited. And while the discharge by the storage battery 420 is prohibited, the power (purchased power) supplied from the commercial power supply 600 is used to control the electric device 500 in the power saving control in step S206 and the normal control in step S207. .
  • step S201 NO
  • the CPU 11 determines whether the power saving control is selected when the process of step S203 or step S204 is completed (step S205). . Specifically, the CPU 11 determines whether or not the power saving control is being selected as the first stage control or the second stage control.
  • step S205 When the CPU 11 determines that power saving control is being selected (step S205: YES), the CPU 11 performs power saving control on the electric device 500 (step S206). For example, the CPU 11 controls the electric device 500 with a control command instructing control with lower power consumption, or transmits a control command instructing setting of the power saving mode to the electric device 500.
  • step S207 the CPU 11 normally controls the electric device 500 (step S207).
  • the CPU 11 controls the electric device 500 with a control command for instructing control with higher power consumption, or transmits a control command for instructing setting of the normal mode to the electric device 500.
  • CPU11 will complete
  • step S103 stores the track record value of electric energy, if the electric equipment control process of step S102 is completed (step S103). For example, the CPU 11 acquires power information from the power measurement device 200 and stores the acquired power information in the flash memory 14. This electric power information shall show the actual value of the electric power purchase amount at least every 1 minute.
  • step S104 the CPU 11 will complete
  • step S104 calculates the electricity charge for one day (step S105). Specifically, the CPU 11 calculates the nighttime power consumption and the daytime power consumption based on the power information stored in the flash memory 14. Then, the CPU 11 sets the sum of the value obtained by multiplying the nighttime power consumption by the nighttime unit price and the value obtained by multiplying the daytime power consumption by the daytime unit price as the electricity charge for one day.
  • step S106 the CPU11 will calculate the estimated value of an electricity bill, if the process of step S105 is completed (step S106). For example, the CPU 11 calculates the average value of the electricity charge for one day, and calculates the predicted value of the electricity charge for the current month by multiplying the calculated average value by the number of days in the current month.
  • step S107 the CPU 11 calculates an excess value of the predicted value of the electricity bill with respect to the target value of the electricity bill.
  • This excess value is a value obtained by subtracting the target value of the electricity rate from the predicted value of the electricity rate.
  • step S108 determines whether an excess value is 0 or less.
  • step S108 determines whether an excess value is 0 or less.
  • step S109 the CPU 11 executes the first stage control selection process.
  • the first stage control selection process will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
  • the CPU 11 determines whether or not the designation information has been acquired (step S301). For example, the CPU 11 determines whether or not the designation information received from the user via the touch screen 16 is stored in the flash memory 14. When determining that the designation information has been acquired (step S301: YES), the CPU 11 selects the control designated by the designation information as the first stage control (step S302).
  • the CPU 11 calculates the ratio of the purchased power amount in the daytime (step S303). For example, the CPU 11 obtains the ratio of the purchased power amount in the daytime in the most recent days to the purchased power amount in the most recent days.
  • CPU11 will complete
  • the CPU 11 selects charge / discharge control as the first stage control (step S305).
  • CPU11 will complete
  • step S110 When determining that the excess amount is equal to or less than the first threshold (step S110: YES), the CPU 11 returns the process to step S102.
  • step S111 the CPU 11 selects the second stage control (step S111).
  • the second stage control is a control that is not selected as the first stage control among the charge / discharge control and the power saving control.
  • the first stage control selected from the charge / discharge control or the power saving control is executed.
  • appropriate control for reducing the electricity bill is executed at an appropriate timing. Therefore, according to this embodiment, an electricity bill is reduced appropriately.
  • the second step control is added to the first step control. Is further executed. Therefore, according to this embodiment, the electricity bill is greatly reduced.
  • the ratio of the amount of power supplied from the commercial power source 600 to the electrical device 500 in the second time period out of the amount of power supplied from the commercial power source 600 to the electrical device 500 is lower than the second threshold value. If larger, the charge / discharge control is selected and executed as the first stage control. Therefore, according to this embodiment, an electricity bill is reduced by effective control.
  • control designated by the designation information is selected and executed as the first stage control. Therefore, according to this embodiment, an electricity bill is reduced by execution of designated control.
  • Embodiment 2 demonstrated the example in which 1st step control is selected according to the ratio of the electric power purchased in the daytime.
  • the method of selecting the first stage control is not limited to this example.
  • the control system 1100 according to the second embodiment will be described. Note that the physical configuration of the control system 1100 is the same as the physical configuration of the control system 1000.
  • charge / discharge control for the storage battery 430 mounted on the electric vehicle 440 is executed instead of charge / discharge control for the storage battery 420.
  • the first threshold value is set to a sufficiently large value, and the second stage control is not executed. That is, in the control system 1100, only one of the charge / discharge control and the power saving control is executed.
  • control system 1100 includes a measurement unit 101, a predicted value calculation unit 102, a selection unit 103, a control unit 104, a reception unit 106, and an acquisition unit 107.
  • the functions of the measurement unit 101, the predicted value calculation unit 102, the control unit 104, and the reception unit 106 are basically as described in the first embodiment.
  • the selection unit 103 and the acquisition unit 107 will be described.
  • the acquisition unit 107 acquires schedule information indicating the schedule of the electric vehicle 440.
  • the storage battery 430 is mounted on the electric vehicle 440 and moves together with the electric vehicle 440. For this reason, it can be estimated from schedule information which date and time the storage battery 430 can be used.
  • the schedule information is acquired by a user operation on the touch screen 16, for example.
  • the schedule information may be acquired from the cloud server 900.
  • the schedule information is stored in the flash memory 14, for example.
  • the function of the acquisition unit 107 is realized by, for example, the cooperation of the CPU 11 and the touch screen 16 or the cooperation of the CPU 11 and the second home interface 18.
  • the selection unit 103 selects the charge / discharge control as the first stage control when it is estimated that the storage battery 430 can be used based on the schedule information acquired by the acquisition unit 107. On the other hand, when it is estimated that the storage battery 430 is not usable from the schedule information, the selection unit 103 selects the power saving control as the first stage control. As described above, the selection unit 103 selects, as the first stage control, appropriate control as control for reducing the electricity bill.
  • the CPU 11 determines whether or not the designation information has been acquired (step S401). When determining that the designation information has been acquired (step S401: YES), the CPU 11 selects the control designated by the designation information as the first step control (step S402).
  • step S401 determines that the specified information has not been acquired (step S401: NO)
  • the CPU 11 acquires schedule information (step S403). For example, the CPU 11 acquires schedule information stored in the flash memory 14.
  • CPU11 will complete
  • step S404: YES the CPU 11 selects the charge / discharge control as the first stage control (step S405).
  • determines that the storage battery 430 is not usable step S404: NO
  • CPU11 will complete
  • the charge / discharge control is selected as the first stage control, and the storage battery 430 cannot be used based on the schedule information.
  • the power saving control is selected as the first stage control. Therefore, according to this embodiment, an electricity bill is reduced by executing appropriate control.
  • neither the charge / discharge control nor the power saving control is executed while the predicted value of the electricity charge does not exceed the target value of the electricity charge. For this reason, it is hard to receive the disadvantage accompanying charging / discharging control.
  • the disadvantages associated with charge / discharge control include, for example, an increase in electricity charges due to power loss associated with charge / discharge, an increase in electricity charges due to the fact that the storage battery 430 cannot be used unexpectedly, and a shortening of the life of the storage battery 430.
  • the control of the electric device 500 is complicated. Moreover, it is hard to receive the disadvantage accompanying power saving control.
  • the disadvantage associated with the power saving control is, for example, that the optimum operation by the electric device 500 is limited and the convenience is lowered.
  • both charge / discharge control for the storage battery 420 and charge / discharge control for the storage battery 430 may be executed.
  • charge / discharge control is performed on one of the storage batteries 420 and 430, When this difference is larger than the third threshold value, it is preferable that charge / discharge control for both the storage battery 420 and the storage battery 430 is executed.
  • the storage battery 430 may be used when the storage battery 430 is available, and the storage battery 420 may be used when the storage battery 430 is not available.
  • the case where the storage battery 430 is not usable means, for example, that the electric vehicle 440 on which the storage battery 430 is mounted is not connected to the power conditioner 330 or that the storage battery 430 is discharged in order to secure the storage amount of the storage battery 430. This is a case where it is not desirable.
  • Embodiment 1 has described an example in which the power saving control is performed uniformly when the power saving control is executed.
  • the degree of power saving control may be determined according to the difference between the predicted value of the electricity bill and the target value of the electricity bill. For example, it is preferable that power saving control capable of significant power saving is executed as the difference increases.
  • Embodiment 1 has described an example in which whether or not to execute the first stage control or the second stage control is determined according to the difference between the predicted value of the electricity price and the target value of the electricity price.
  • the remaining number of days may be taken into consideration to determine whether or not to execute the first stage control or the second stage control. For example, it is preferable that the first stage control and the second stage control are more easily performed as the remaining days are smaller.
  • the example in which the electric power stored in the storage battery 420 is supplied from the commercial power source 600 has been described.
  • the electric power stored in the storage battery 420 may be supplied from the power generation panel 410.
  • the charge / discharge control by the purchased power may be executed only when the charge / discharge control is selected as the first stage control or the second stage control, and the charge / discharge control by the generated power may be always executed.
  • the generated power may be sold so that the electricity bill is substantially reduced.
  • Embodiment 1 has described an example in which the control device 100 includes a user interface (touch screen 16).
  • the control device 100 may not include a user interface.
  • the control system 1000 includes a terminal device (for example, a tablet terminal or a smartphone) connected to the control device 100 via the first in-home network 710, the second in-home network 720, the outside network 730, or the like. An interface may be provided.
  • Embodiment 1 has described an example in which the usage status of the storage battery 420 is not presented to the user.
  • the usage status of the storage battery 420 may be presented to the user.
  • the CPU 11 can present the usage status of the storage battery 420 on the touch screen 16.
  • the usage status of the storage battery 420 is, for example, a daily charge amount, a daily discharge amount, and an operating rate. Thereby, the user can grasp
  • control device 100, the power measuring device 200, and the electric device 500 are connected by the first home network 710, and the control device 100, the power conditioner 310, the power conditioner 320, and the power conditioner are connected by the second home network 720.
  • the example in which the network router 330 and the broadband router 800 are connected and the broadband router 800 and the cloud server 900 are connected by the outside network 730 has been described. In the present invention, the path to which each component is connected is not limited to this example.
  • the calculation period of the electric energy is 1 minute
  • the cycle for selecting the control such as the first stage control and the second stage control is one day interval
  • the calculation period of the electricity charge is one month.
  • An example has been described.
  • the calculation period of the electric energy, the cycle for selecting the control, and the calculation period of the electricity charge are not limited to this example.
  • control system 1000 includes the selection unit 103 that selects the first stage control or the second stage control.
  • the control system 1000 may not include the selection unit 103.
  • one of charge / discharge control and power saving control is preset as the first stage control, and the other control is preset as the second stage control.
  • appropriate control is executed step by step according to the difference between the predicted value of the electricity bill and the target value of the electricity bill.
  • the present invention is applicable to a control system that performs charge / discharge control or power saving control.

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Abstract

予測値算出部（１０２）は、電気料金の算定期間内に、商用電源から電気機器に供給された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する。選択部（１０３）は、第１の時間帯に、商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、商用電源からの電力の単価が第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、蓄電池に蓄積された電力が電気機器に供給される充放電制御と、電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する。制御部（１０４）は、予測値算出部（１０２）により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、選択部（１０３）により選択された第１段階制御を実行する。

Description

制御装置、制御システム、制御方法、及び、プログラム
　本発明は、充放電制御又は節電制御を実行する制御装置、制御システム、制御方法、及び、プログラムに関する。
　電力会社から電力の供給を受ける需要家は、電気料金を目標値以下に抑えたいと考える場合がある。このような場合、需要家は、例えば、電気料金の算定期間（例えば、１ヶ月）の途中で、電気料金が目標値を超えそうであるか否かをチェックする。そして、需要家は、例えば、電気料金が目標値を超えそうであると判断した場合、以後、消費される電力量を減らすための対策を採る。
　現在、このような対策を支援するための種々の技術が知られている。例えば、特許文献１には、当月の初日から当日までの電気料金の算出値と当月の電気料金の予測値とを画面内に表示する端末装置が開示されている。
特開２０１４－１３７７２６号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された技術は、ユーザが電気料金を目標値以下に抑えることを支援する技術に過ぎず、電気料金が目標値以下に抑えられるか否かがユーザに委ねられる技術である。つまり、特許文献１に開示された技術は、電気料金を目標値以下に抑える制御を実行する技術ではない。このため、電気料金を適切に低減する技術が望まれている。
　本発明は、電気料金を適切に低減する制御装置、制御システム、制御方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、
　電気料金の算定期間内に、商用電源から電気機器に供給された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する予測値算出部と、
　第１の時間帯に、前記商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、前記商用電源からの電力の単価が前記第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、前記蓄電池に蓄積された電力が前記電気機器に供給される充放電制御と、前記電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する選択部と、
　前記予測値算出部により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、前記選択部により選択された第１段階制御を実行する制御部と、を備える。
　本発明では、電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、充放電制御と節電制御とのうちの少なくとも一方の制御が実行される。従って、本発明によれば、電気料金を適切に低減することができる。
本発明の実施形態１に係る制御システムの構成図である。 本発明の実施形態１に係る制御装置の構成図である。 本発明の実施形態１に係る電力計測装置の構成図である。 本発明の実施形態１に係るパワーコンディショナの構成図である。 本発明の実施形態１に係る制御システムの機能を説明するための図である。 日毎の買電電力量を示す図である。 日毎に電気料金が増加する様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 図８に示す電気機器制御処理を示すフローチャートである。 図８に示す第１段階制御選択処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る制御システムの機能を説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る制御装置が実行する第１段階制御選択処理を示すフローチャートである。
（実施形態１）
　まず、図１を参照して、本発明の実施形態１に係る制御システム１０００の構成について説明する。制御システム１０００は、例えば、宅内で消費される電力を効率的に管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）である。制御システム１０００は、基本的に、制御装置１００が電気機器５００を制御するシステムである。制御装置１００は、電気料金の算定期間（例えば、１ヶ月間）における電気料金が目標値を超えないように、電気料金を低減させるための制御を実行する。
　具体的には、制御装置１００は、算定期間内に、電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも大きいことを検知した場合、第１段階制御を実行する。更に、制御装置１００は、予測値が目標値よりも大きい場合において、予測値と目標値との差が第１閾値よりも大きいことを検知した場合、第１段階制御に加え、第２段階制御を実行する。第１段階制御は、充放電制御又は節電制御である。第２段階制御は、充放電制御又は節電制御であって、第１段階制御以外の制御である。なお、後述するように、ユーザの要望や電力の消費状況などに応じて、充放電制御と節電制御とのうちの一方が第１段階制御として選択される。
　充放電制御は、蓄電池４２０を用いた制御であって、商用電源６００から供給された電力で蓄電池４２０を充電し、蓄電池４２０に蓄積された電力を放電させて電気機器５００に供給させる制御である。節電制御は、電気機器５００に対する制御であり、電気機器５００の消費電力を低減させるための制御である。制御装置１００は、節電制御を実行する場合、消費電力が比較的小さい処理の実行を指示する制御コマンドを電気機器５００に送信したり、消費電力が比較的小さい処理が実行される省エネモードを電気機器５００に設定したりする。
　充放電制御が実行されると、第１の時間帯（例えば、夜間（２２：００～翌０６：００））に、商用電源６００から供給された電力が蓄電池４２０に蓄積され、電力の単価が第１の時間帯よりも相対的に高い第２の時間帯（例えば、昼間（０６：００～２２：００））に、蓄電池４２０に蓄積された電力が電気機器５００に供給されることになる。従って、充放電制御が実行されると、電気料金が大幅に低減される可能性がある。
　しかしながら、充電時のＡＣ（Alternating Current）／ＤＣ（Direct Current）変換による電力ロス、放電時のＤＣ／ＡＣ変換による電力ロス、電力の蓄積時の自然放電による電力ロスなどにより、充放電制御が実行されても、電気料金が低減されない可能性がある。また、充放電制御が実行されると、蓄電池４２０の寿命が短縮したり、電気機器５００に対する制御が複雑化したりする可能性がある。
　また、節電制御が実行されると、電気機器５００の消費電力が小さくなることが期待できる。従って、節電制御が実行されると、電気料金が大幅に低減される可能性がある。しかしながら、節電制御が実行されると、電気機器５００による最適な動作が制限され、利便性が低下する可能性がある。そこで、本実施形態では、電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも小さい間、第１段階制御や第２段階制御（充放電制御や節電制御）が実行されず、電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも大きいことが検知された場合に、第１段階制御や第２段階制御が実行される。
　なお、蓄電池４２０を用いた充放電制御としては、発電パネル４１０により発電された電力を用いた制御が考えられる。しかしながら、本実施形態では、理解を容易にするため、発電パネル４１０により発電された電力は、電気機器５００により消費されるか、商用電源６００に供給され（電力会社に売電され）、蓄電池４２０には供給されないものとする。また、本実施形態では、理解を容易にするため、蓄電池４３０を用いた充放電制御は実行されないものとする。また、本実施形態では、理解を容易にするため、電気機器５１０は、電力を消費するものの、制御装置１００から制御可能でないものとする。
　制御システム１０００は、制御装置１００と、電力計測装置２００と、パワーコンディショナ３１０と、パワーコンディショナ３２０と、パワーコンディショナ３３０と、発電パネル４１０と、蓄電池４２０と、蓄電池４３０を備える電気自動車４４０と、電気機器５００と、電気機器５１０と、商用電源６００と、分電盤６１０と、第１宅内ネットワーク７１０と、第２宅内ネットワーク７２０と、宅外ネットワーク７３０と、ブロードバンドルータ８００と、クラウドサーバ９００と、を備える。
　制御装置１００は、電気機器５００により消費される電力を管理するとともに、電気機器５００を制御・監視する。制御装置１００は、第１宅内ネットワーク７１０を介して、電力計測装置２００や電気機器５００と通信する。制御装置１００は、第２宅内ネットワーク７２０を介して、パワーコンディショナ３１０、パワーコンディショナ３２０、パワーコンディショナ３３０、クラウドサーバ９００などと通信する。以下、図２を参照して、制御装置１００の構成について説明する。
　図２に示すように、制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、フラッシュメモリ１４、ＲＴＣ（Real Time Clock）１５、タッチスクリーン１６、第１宅内インターフェース１７、第２宅内インターフェース１８を備える。制御装置１００が備える各構成要素は、バスを介して相互に接続される。
　ＣＰＵ１１は、制御装置１００の全体の動作を制御する。なお、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムに従って動作し、ＲＡＭ１３をワークエリアとして使用する。ＲＯＭ１２には、制御装置１００の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１のワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。
　フラッシュメモリ１４は、各種の情報を記憶する不揮発性メモリである。フラッシュメモリ１４には、後述する電力情報などが記憶される。ＲＴＣ１５は、計時用のデバイスである。ＲＴＣ１５は、例えば、電池を内蔵し、制御装置１００の電源がオフの間も計時を継続する。ＲＴＣ１５は、例えば、水晶発振子を備える発振回路を備える。
　タッチスクリーン１６は、ユーザによりなされたタッチ操作を検知し、検知の結果を示す信号をＣＰＵ１１に供給する。また、タッチスクリーン１６は、ＣＰＵ１１などから供給された画像信号に基づく画像を表示する。このように、タッチスクリーン１６は、制御装置１００のユーザインターフェースとして機能する。
　第１宅内インターフェース１７は、制御装置１００を、第１宅内ネットワーク７１０に接続するためのインターフェースである。制御装置１００は、第１宅内ネットワーク７１０を介して、第１宅内ネットワーク７１０に接続された装置と通信する。第１宅内インターフェース１７は、ＥＣＨＯＮＥＴ　Ｌｉｔｅなどのサブネットワークに接続するための無線ＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースを備える。
　第２宅内インターフェース１８は、制御装置１００を、第２宅内ネットワーク７２０に接続するためのインターフェースである。制御装置１００は、第２宅内ネットワーク７２０を介して、第２宅内ネットワーク７２０に接続された装置と通信する。第２宅内インターフェース１８は、ＮＩＣ（Network Interface Card）などのＬＡＮインターフェースを備える。
　電力計測装置２００は、電力線に流れる電流の値と電力線間の電圧の値とを計測し、この電力線を介して供給される電力の値を計測する。また、電力計測装置２００は、計測された電力の値に基づいて、単位期間（例えば、１分間）における電力量、基準時刻からの累積電力量などを算出する。電力計測装置２００は、計測や算出により取得された物理量を示す情報を電力情報として記憶する。電力計測装置２００は、記憶された電力情報を、適宜、制御装置１００に送信する。本実施形態では、電力情報は、少なくとも、単位期間毎に商用電源６００から分電盤６１０に供給された電力量（以下、適宜「買電電力量」という。）を示すものとする。
　なお、本実施形態では、理解を容易にするため、分電盤６１０を介して電力の供給元の装置から電力の供給先の装置に電力が供給されることを、電力の供給元の装置から分電盤６１０に電力が供給され、分電盤６１０から電力の供給先の装置に電力が供給されるという。また、本実施形態では、制御装置１００、電力計測装置２００、ブロードバンドルータ８００などにより消費される電力は、電気機器５００、電気機器５１０などにより消費される電力よりも十分に小さいものとする。従って、本実施形態では、制御装置１００、電力計測装置２００、ブロードバンドルータ８００が、分電盤６１０から電力の供給を受ける様子を図示していない。
　電力計測装置２００は、典型的には、商用電源６００から分電盤６１０に供給される電力（以下、適宜「買電電力」という。）、発電パネル４１０から分電盤６１０に供給される電力（以下、適宜「発電電力」という。）、蓄電池４２０から分電盤６１０に供給される電力（又は分電盤６１０から蓄電池４２０に供給される電力）、蓄電池４３０から分電盤６１０に供給される電力（又は分電盤６１０から蓄電池４３０に供給される電力）などを計測する。以下、図３を参照して、電力計測装置２００の構成について説明する。
　図３に示すように、電力計測装置２００は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、フラッシュメモリ２４、ＲＴＣ２５、電流検出センサ２６、電圧検出センサ２７、第１宅内インターフェース２８を備える。電力計測装置２００が備える各構成要素は、バスを介して相互に接続される。
　ＣＰＵ２１は、電力計測装置２００の全体の動作を制御する。なお、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納されているプログラムに従って動作し、ＲＡＭ２３をワークエリアとして使用する。ＲＯＭ２２には、電力計測装置２００の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１のワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２３にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。
　フラッシュメモリ２４は、各種の情報を記憶する不揮発性メモリである。フラッシュメモリ２４は、例えば、買電電力量を１分毎に示す電力情報を記憶する。ＲＴＣ２５は、計時用のデバイスである。ＲＴＣ２５は、例えば、電池を内蔵し、電力計測装置２００の電源がオフの間も計時を継続する。ＲＴＣ２５は、例えば、水晶発振子を備える発振回路を備える。
　電流検出センサ２６は、商用電源６００から分電盤６１０に供給される電流の値を検出する。また、電流検出センサ２６は、発電パネル４１０から分電盤６１０に供給される電流の値を検出する。また、電流検出センサ２６は、蓄電池４２０から分電盤６１０に供給される電流の値（又は分電盤６１０から蓄電池４２０に供給される電流の値）を検出する。また、電流検出センサ２６は、蓄電池４３０から分電盤６１０に供給される電流の値（又は分電盤６１０から蓄電池４３０に供給される電流の値）を検出する。なお、ＣＰＵ２１は、電流検出センサ２６により検出された電流の値と、電圧検出センサ２７により検出された電圧の値と、に基づいて、電力の値、電力量、積算電力量などを算出する。
　電圧検出センサ２７は、分電盤６１０内の電力線間の電圧を検出する。例えば、商用電源６００から単相３線で交流電力が供給される場合、Ｌ１相の電位が印加される電力線と、Ｌ２相の電位が印加される電力線と、Ｎ相の電位が印加される電力線とが存在する。この場合、電圧検出センサ２７は、Ｌ１相の電位とＮ相の電位との電位差と、Ｌ２相の電位とＮ相の電位との電位差と、Ｌ１相の電位とＬ２相の電位との電位差と、を検出する。
　第１宅内インターフェース２８は、電力計測装置２００を、第１宅内ネットワーク７１０に接続するためのインターフェースである。電力計測装置２００は、第１宅内ネットワーク７１０を介して、第１宅内ネットワーク７１０に接続された装置と通信する。第１宅内インターフェース２８は、基本的に、第１宅内インターフェース１７と同様の構成である。
　パワーコンディショナ３１０、パワーコンディショナ３２０、パワーコンディショナ３３０は、それぞれ、制御装置１００による制御に従って、ＤＣ／ＡＣ変換等の処理を実行する。パワーコンディショナ３１０は、発電パネル４１０から供給された直流電力を交流電力に変換し、分電盤６１０に供給する。パワーコンディショナ３２０は、蓄電池４２０から供給された直流電力を交流電力に変換し、分電盤６１０に供給する。また、パワーコンディショナ３２０は、分電盤６１０から供給された交流電力を直流電力に変換し、蓄電池４２０に供給する。パワーコンディショナ３３０は、蓄電池４３０から供給された直流電力を交流電力に変換し、分電盤６１０に供給する。また、パワーコンディショナ３３０は、分電盤６１０から供給された交流電力を直流電力に変換し、蓄電池４３０に供給する。
　以下、図４を参照して、パワーコンディショナ３２０の構成について説明する。なお、パワーコンディショナ３１０やパワーコンディショナ３３０は、基本的に、パワーコンディショナ３２０と同様の構成である。
　図４に示すように、パワーコンディショナ３２０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、フラッシュメモリ３４、ＲＴＣ３５、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６、第２宅内インターフェース３７を備える。パワーコンディショナ３２０が備える各構成要素は、バスを介して相互に接続される。
　ＣＰＵ３１は、パワーコンディショナ３２０の全体の動作を制御する。なお、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムに従って動作し、ＲＡＭ３３をワークエリアとして使用する。ＲＯＭ３２には、パワーコンディショナ３２０の全体の動作を制御するためのプログラムやデータが記憶される。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１のワークエリアとして機能する。つまり、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３にプログラムやデータを一時的に書き込み、これらのプログラムやデータを適宜参照する。
　フラッシュメモリ３４は、各種の情報を記憶する不揮発性メモリである。ＲＴＣ３５は、計時用のデバイスである。ＲＴＣ３５は、例えば、電池を内蔵し、パワーコンディショナ３２０の電源がオフの間も計時を継続する。ＲＴＣ３５は、例えば、水晶発振子を備える発振回路を備える。
　ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、蓄電池４２０から供給された直流電力を交流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、変換により得られた交流電力を、分電盤６１０に供給する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、分電盤６１０から供給された交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、変換により得られた直流電力を、蓄電池４２０に供給する。
　ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、ＣＰＵ３１による制御に従って、電力を変換する。従って、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、ＣＰＵ３１から放電が指示された場合、蓄電池４２０から供給された直流電力を交流電力に変換し、変換により得られた交流電力を分電盤６１０に供給する。また、ＤＣ／ＡＣコンバータ３６は、ＣＰＵ３１から充電が指示された場合、分電盤６１０から供給された交流電力を直流電力に変換し、変換により得られた直流電力を蓄電池４２０に供給する。
　第２宅内インターフェース３７は、パワーコンディショナ３２０を、第２宅内ネットワーク７２０に接続するためのインターフェースである。パワーコンディショナ３２０は、第２宅内ネットワーク７２０を介して、第２宅内ネットワーク７２０に接続された装置と通信する。第２宅内インターフェース３７は、ＮＩＣなどのＬＡＮインターフェースを備える。
　発電パネル４１０は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する。発電パネル４１０は、発電により得られた直流電力を、パワーコンディショナ３１０に供給する。
　蓄電池４２０は、定置型の蓄電池である。蓄電池４２０は、パワーコンディショナ３２０から供給された電力を蓄積する。蓄電池４２０は、蓄積された電力をパワーコンディショナ３２０に供給する。
　蓄電池４３０は、電気自動車４４０に搭載される蓄電池である。蓄電池４３０は、パワーコンディショナ３３０から供給された電力を蓄積する。蓄電池４３０は、蓄積された電力をパワーコンディショナ３３０に供給する。蓄電池４３０が蓄積した電力は、電気自動車４４０の動力源として利用される。また、蓄電池４３０が蓄積した電力は、パワーコンディショナ３３０と分電盤６１０とを介して電気機器５００などに供給され、電気機器５００などにより消費される。
　電気自動車４４０は、電気エネルギーを動力源とする自動車である。電気自動車４４０は、蓄電池４３０を備え、蓄電池４３０に蓄積されている電気エネルギーで動作する。なお、ユーザが電気自動車４４０を利用して外出している間、制御システム１０００は、電気自動車４４０が搭載する蓄電池４３０に蓄積された電力を利用することができない。従って、本実施形態では、利用できるか否かが不明確である蓄電池４３０ではなく、利用できることが明確である蓄電池４２０を利用する例について説明する。
　電気機器５００は、宅内に配置される機器であり、電気エネルギーを消費して動作する機器である。電気機器５００は、分電盤６１０から供給された交流電力で動作する。電気機器５００は、第１宅内インターフェース１７と同様の構成を備え、第１宅内ネットワーク７１０に接続する機能を有する。電気機器５００は、制御装置１００により制御され、制御装置１００により監視される。電気機器５００は、例えば、空調機器、給湯器、電気ストーブ、炊飯器、照明装置、電気カーペットなどである。本実施形態では、電気機器５００の個数は１個であるものとして説明するが、電気機器５００の個数は２個以上であってもよいことは勿論である。
　電気機器５１０は、宅内に配置される機器であり、電気エネルギーを消費して動作する機器である。電気機器５１０は、分電盤６１０から供給された交流電力で動作する。電気機器５１０は、第１宅内ネットワーク７１０に接続する機能を有さない。従って、電気機器５１０は、制御装置１００により制御されず、制御装置１００により監視されない。電気機器５１０は、例えば、空調機器、給湯器、電気ストーブ、炊飯器、照明装置、電気カーペットなどである。
　商用電源６００は、電力会社などが需要家に電力を供給する電源である。商用電源６００により供給される電力は、交流電力である。商用電源６００は、分電盤６１０に交流電力を供給する。商用電源６００は、時間帯毎に異なる単価で電力を供給する。なお、需要家は、電力会社から電力を買うこともできるし、電力会社に電力を売ることもできるものとする。
　分電盤６１０は、パワーコンディショナ３１０、パワーコンディショナ３２０、パワーコンディショナ３３０、商用電源６００などから供給された交流電力を、パワーコンディショナ３２０、パワーコンディショナ３３０、電気機器５００、電気機器５１０、商用電源６００などに分配するための配線基板やブレーカを収納するケースである。なお、外部の装置から分電盤６１０に供給された交流電力の値の和と、分電盤６１０から外部の装置に供給される交流電力の値の和とは、等しい。
　第１宅内ネットワーク７１０は、宅内に構築される無線ＬＡＮなどのネットワークであり、制御装置１００と電力計測装置２００と電気機器５００とが相互に通信するためのネットワークである。第１宅内ネットワーク７１０は、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ　Ｌｉｔｅなどのサブネットワークである。
　第２宅内ネットワーク７２０は、宅内に構築されるＬＡＮなどのネットワークであり、制御装置１００とパワーコンディショナ３１０とパワーコンディショナ３２０とパワーコンディショナ３３０とブロードバンドルータ８００とが相互に通信するためのネットワークである。なお、第１宅内ネットワーク７１０と第２宅内ネットワーク７２０は、制御装置１００を介して相互に接続される。従って、制御装置１００は、ゲートウェイ装置としての機能も有する。
　宅外ネットワーク７３０は、宅外に構築されるネットワークである。宅外ネットワーク７３０は、例えばブロードバンドルータ８００とクラウドサーバ９００とが相互に通信するためのネットワークである。宅外ネットワーク７３０は、例えば、インターネットなどのＷＡＮ（Wide Area Network）である。
　ブロードバンドルータ８００は、第２宅内ネットワーク７２０と宅外ネットワーク７３０とを接続する中継装置である。ブロードバンドルータ８００は、第２宅内ネットワーク７２０に接続される機器と宅外ネットワーク７３０に接続される機器との通信を中継する。
　クラウドサーバ９００は、クラウドコンピューティングにおけるリソースを提供するサーバである。クラウドサーバ９００は、クラウドサーバ９００全体の動作を制御する制御部と、宅外ネットワーク７３０に接続するためのインターフェースと、各種の情報を記憶する記憶部と、を備える。クラウドサーバ９００は、制御装置１００からの要求に応答して、記憶部に記憶されている情報を制御装置１００に供給する。また、クラウドサーバ９００は、制御装置１００からの要求に応答して、要求された処理を実行し、処理結果を示す情報を制御装置１００に送信する。
　次に、図５を参照して、制御システム１０００の基本的な機能について説明する。制御システム１０００は、機能的には、計測部１０１、予測値算出部１０２、選択部１０３、制御部１０４、割合算出部１０５、受付部１０６を備える。
　計測部１０１は、商用電源６００から電気機器５００に供給された電力量を計測する。なお、商用電源６００から電気機器５００に供給された電力量は、商用電源６００から直接的に電気機器５００に供給された電力量と、商用電源６００から蓄電池４２０を経由して電気機器５００に供給された電力量とを含む概念である。従って、商用電源６００から電気機器５００に供給された電力量は、蓄電池４２０に対する充放電制御が実行されなければ、買電電力量となる。計測部１０１は、例えば、算定期間の開始時刻から現在時刻までの間、１分毎に商用電源６００から電気機器５００に供給された電力量（買電電力量）を計測する。計測部１０１の機能は、例えば、ＣＰＵ２１と電流検出センサ２６と電圧検出センサ２７とが協働することにより実現される。
　予測値算出部１０２は、電気料金の算定期間内に、計測部１０１により計測された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する。例えば、予測値算出部１０２は、計測部１０１により計測された電力量を、第１の時間帯（例えば、夜間）に計測された電力量と、第２の時間帯（例えば、昼間）に計測された電力量と、に分類する。そして、予測値算出部１０２は、夜間の買電電力量と昼間の買電電力量とを日毎に算出する。
　図６に、夜間の買電電力量と昼間の買電電力量とが日毎に算出された様子を示す。図６において、ハッチングされた部分が夜間の買電電力量を示し、白抜きの部分が昼間の買電電力量を示している。図６には、電気料金の算定期間である月（以下「当月」という。）の１１日が終了した後、当月の初日から当月の１１日までの各日分の買電電力量が、夜間の買電電力量と昼間の買電電力量とに分けて算出された例が示されている。
　次に、予測値算出部１０２は、日毎の電気料金を求める。具体的には、予測値算出部１０２は、夜間の買電電力量に夜間の単価を乗じた値と、昼間の買電電力量に昼間の単価を乗じた値との和を、１日の電気料金として求める。次に、予測値算出部１０２は、日毎の電気料金の積算値を求める。図７に、電気料金の積算値が日毎に増加していく様子を示す。図７において、Ｐ１１は、当月の１１日が経過した時点における電気料金である。なお、本実施形態では、理解を容易にするため、電気料金は、従量制の電気料金を意味し、基本料金を含まない概念であるものとする。
　ここで、予測値算出部１０２は、日毎の電気料金もしくは日毎の電気料金の積算値に基づいて、電気料金の予測値を求める。電気料金の予測値を求める手法は、適宜、調整することができる。例えば、予測値算出部１０２は、日毎の電気料金の積算値を当月の初日からの経過日数で除算することにより１日当たりの電気料金の平均値を求め、この平均値に当月の日数を乗じることにより電気料金の予測値を求める。あるいは、予測値算出部１０２は、日毎の電気料金の増加率又は減少率を加味して、電気料金の予測値を求めてもよい。また、予測値算出部１０２は、日毎の電気料金の変動実績（例えば、前月の日毎の電気料金の変動実績、前年同月の日毎の電気料金の変動実績）を加味して、電気料金の予測値を求めてもよい。図７において、Ｐｐｒｅは、電気料金の予測値である。予測値算出部１０２の機能は、例えば、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
　選択部１０３は、蓄電池４２０に対する充放電制御と電気機器５００に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する。なお、蓄電池４２０に対する充放電制御は、第１の時間帯に、商用電源６００から供給された電力が蓄電池４２０に蓄積され、商用電源６００からの電力の単価が第１の時間帯よりも相対的に高い第２の時間帯に、蓄電池４２０に蓄積された電力が電気機器５００に供給される制御である。選択部１０３の機能は、例えば、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
　制御部１０４は、予測値算出部１０２により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、選択部１０３により選択された第１段階制御を実行する。つまり、制御部１０４は、現在の制御では電気料金が目標値を超えると予測した場合、第１段階制御を実行することにより、電気料金の低減を図る。図７において、Ｐｔａｒは、電気料金の目標値である。図７は、電気料金の予測値であるＰｐｒｅが電気料金の目標値であるＰｔａｒよりも大きいため、第１段階制御が実行されることを示している。制御部１０４の機能は、例えば、ＣＰＵ１１と第１宅内インターフェース１７とが協働することにより、又は、ＣＰＵ１１と第２宅内インターフェース１８とが協働することにより実現される。
　選択部１０３は、充放電制御と節電制御とのうちの他方の制御を第２段階制御として更に選択することができる。この場合、制御部１０４は、予測値が目標値よりも大きく、予測値と目標値との差が第１閾値よりも小さい場合、第１段階制御を実行する。一方、制御部１０４は、予測値が目標値よりも大きく、この差が第１閾値よりも大きい場合、第１段階制御に加え、選択部１０３により選択された第２段階制御を更に実行する。つまり、制御部１０４は、現在の制御では電気料金が目標値を大幅に超えると予測した場合、第１段階制御のみならず第２段階制御も実行することにより、電気料金の大幅な低減を図る。
　図７において、Ｐｔｈは、第１閾値を示す。図７は、電気料金の予測値であるＰｐｒｅが、電気料金の目標値であるＰｔａｒよりも大きいものの、Ｐｔａｒ＋Ｐｔｈよりも小さいため、第１段階制御のみが実行されることを示している。Ｐｐｒｅが、Ｐｔａｒよりも大きく、更に、Ｐｔａｒ＋Ｐｔｈよりも大きい場合、第１段階制御に加え第２段階制御が実行される。第１閾値は、金額（円）として直接的に指定されてもよいし、電気料金の目標値に対する割合（例えば、数％～数十％）として間接的に算出されてもよい。
　割合算出部１０５は、商用電源６００から蓄電池４２０に供給された電力量のうち、第２の時間帯に商用電源６００から供給された電力量の割合を算出する。例えば、割合算出部１０５は、夜間の合計買電電力量と昼間の合計買電電力量との和に対する昼間の買電電力量の割合を算出する。割合算出部１０５は、例えば、当月の初日から経過済の日までの期間における買電電力量、又は、直近数日間における買電電力量に基づいて、この割合を算出する。割合算出部１０５の機能は、例えば、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
　選択部１０３は、割合算出部１０５により算出された割合が第２閾値よりも大きい場合、充放電制御を第１段階制御として選択する。一方、選択部１０３は、この割合が第２閾値よりも小さい場合、節電制御を第１段階制御として選択する。ここで、昼間の消費電力量の割合が高いと、充放電制御による電気料金の低減効果が高くなると推定される。そこで、選択部１０３は、このような場合、充放電制御を第１段階制御として選択する。第２閾値は、例えば、節電制御よりも充放電制御を優先させたい場合ほど、低く設定されることが好適である。
　受付部１０６は、充放電制御と節電制御とのうちのいずれか一方の制御を指定する指定情報を受け付ける。この場合、選択部１０３は、受付部１０６により受け付けられた指定情報により指定された制御を第１段階制御として選択する。例えば、受付部１０６は、節電制御により快適性が低下することを望まないユーザから、充放電制御を指定する指定情報を受け付ける。もしくは、受付部１０６は、節電制御により快適性が低下することを厭わないユーザから、節電制御を指定する指定情報を受け付ける。受付部１０６の機能は、例えば、ＣＰＵ１１とタッチスクリーン１６とが協働することにより実現される。
　次に、図８に示すフローチャートを参照して、制御装置１００が実行する制御処理について説明する。制御処理は、例えば、制御装置１００の電源が投入されたことに応答して開始される。
　まず、ＣＰＵ１１は、電気料金の目標値を設定する（ステップＳ１０１）。例えば、ＣＰＵ１１は、タッチスクリーン１６に対してなされたユーザ操作に基づいて、電気料金の目標値を設定する。タッチスクリーン１６に対するユーザ操作がない場合、ＣＰＵ１１は、例えば、フラッシュメモリ１４などに記憶された初期値を、電気料金の目標値に設定する。この初期値は、例えば、前年同月における電気料金の実績値、一般的な家庭における電気料金の平均値などに応じて設定される。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、電気機器制御処理を実行する（ステップＳ１０２）。電気機器制御処理については、図９に示すフローチャートを参照して、詳細に説明する。ここで、電気機器制御処理は、基本的に、制御装置１００が、電気機器５００を制御する処理である。
　まず、ＣＰＵ１１は、充放電制御が選択中であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＣＰＵ１１は、充放電制御が第１段階制御又は第２段階制御として選択中であるか否かを判別する。
　ＣＰＵ１１は、充放電制御が選択中であると判別すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、現在時刻が昼間の時間帯に属するか否かを判別する（ステップＳ２０２）。ＣＰＵ１１は、現在時刻が昼間の時間帯に属すると判別すると（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、蓄電池４２０による放電を許可する（ステップＳ２０３）。なお、蓄電池４２０による放電が許可されている間、ステップＳ２０６における節電制御やステップＳ２０７における通常制御において、蓄電池４２０に蓄積された電力が、電気機器５００の制御に使用される。
　一方、ＣＰＵ１１は、現在時刻が昼間の時間帯に属さないと判別すると（ステップＳ２０２：ＮＯ）、蓄電池４２０を充電する（ステップＳ２０４）。具体的には、ＣＰＵ１１は、パワーコンディショナ３２０を制御して、商用電源６００から供給された電力を蓄電池４２０に蓄積させる。なお、蓄電池４２０が充電されている間、蓄電池４２０による放電が禁止される。そして、蓄電池４２０による放電が禁止されている間、ステップＳ２０６における節電制御やステップＳ２０７における通常制御において、商用電源６００から供給された電力（買電電力）が、電気機器５００の制御に使用される。
　ＣＰＵ１１は、充放電制御が選択中でないと判別した場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０３又はステップＳ２０４の処理を完了した場合、節電制御が選択中であるか否かを判別する（ステップＳ２０５）。具体的には、ＣＰＵ１１は、節電制御が第１段階制御又は第２段階制御として選択中であるか否かを判別する。
　ＣＰＵ１１は、節電制御が選択中であると判別すると（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、電気機器５００を節電制御する（ステップＳ２０６）。例えば、ＣＰＵ１１は、消費電力が低めの制御を指示する制御コマンドで電気機器５００を制御したり、節電モードの設定を指示する制御コマンドを電気機器５００に送信したりする。
　一方、ＣＰＵ１１は、節電制御が選択中でないと判別すると（ステップＳ２０５：ＮＯ）、電気機器５００を通常制御する（ステップＳ２０７）。例えば、ＣＰＵ１１は、消費電力が高めの制御を指示する制御コマンドで電気機器５００を制御したり、通常モードの設定を指示する制御コマンドを電気機器５００に送信したりする。ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０６又はステップＳ２０７の処理を完了すると、電気機器制御処理を完了する。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２の電気機器制御処理を完了すると、電力量の実績値を蓄積する（ステップＳ１０３）。例えば、ＣＰＵ１１は、電力計測装置２００から電力情報を取得し、取得した電力情報をフラッシュメモリ１４に記憶させる。この電力情報は、少なくとも１分毎の買電電力量の実績値を示すものとする。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、１日分の実績値を蓄積したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。例えば、ＣＰＵ１１は、１分間分の買電電力量の実績値を、６０×２４個蓄積済であるか否かを判別する。もしくは、ＣＰＵ１１は、例えば、ＲＴＣ１４から供給される情報を参照して、現在時刻が深夜の０時を過ぎたか否かを判別する。ＣＰＵ１１は、１日分の実績値を蓄積していないと判別すると（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０２に処理を戻す。
　一方、ＣＰＵ１１は、１日分の実績値を蓄積したと判別すると（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、１日分の電気料金を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶された電力情報に基づいて、夜間の消費電力量と、昼間の消費電力量とを算出する。そして、ＣＰＵ１１は、夜間の消費電力量に夜間の単価を乗じた値と昼間の消費電力量に昼間の単価を乗じた値との和を、１日分の電気料金とする。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、電気料金の予測値を算出する（ステップＳ１０６）。例えば、ＣＰＵ１１は、１日分の電気料金の平均値を算出し、算出された平均値に当月の日数を乗じることにより、当月の電気料金の予測値を算出する。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０６の処理を完了すると、電気料金の目標値に対する電気料金の予測値の超過値を算出する（ステップＳ１０７）。この超過値は、電気料金の予測値から電気料金の目標値を減じた値である。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０７の処理を完了すると、超過値が０以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。ＣＰＵ１１は、超過値が０以下であると判別すると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に処理を戻す。
　一方、ＣＰＵ１１は、超過値が０以下でないと判別すると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、第１段階制御選択処理を実行する（ステップＳ１０９）。第１段階制御選択処理については、図１０に示すフローチャートを参照して、詳細に説明する。
　まず、ＣＰＵ１１は、指定情報を取得済であるか否かを判別する（ステップＳ３０１）。例えば、ＣＰＵ１１は、タッチスクリーン１６を介してユーザから受け付けられた指定情報が、フラッシュメモリ１４に記憶されているか否かを判別する。ＣＰＵ１１は、指定情報を取得済であると判別すると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、指定情報により指定された制御を第１段階制御として選択する（ステップＳ３０２）。
　一方、ＣＰＵ１１は、指定情報を取得済でないと判別すると（ステップＳ３０１：ＮＯ）、昼間の買電電力量の割合を算出する（ステップＳ３０３）。例えば、ＣＰＵ１１は、直近の数日間における買電電力量に対する、直近の数日間における昼間の買電電力量の割合を求める。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０３の処理を完了すると、算出された割合が第２閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０４）。ＣＰＵ１１は、算出された割合が第２閾値以上であると判別すると（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、充放電制御を第１段階制御として選択する（ステップＳ３０５）。一方、ＣＰＵ１１は、算出された割合が第２閾値以上でないと判別すると（ステップＳ３０４：ＮＯ）、節電制御を第１段階制御として選択する（ステップＳ３０６）。ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０２、ステップＳ３０５、ステップＳ３０６の処理を完了すると、第１段階制御選択処理を完了する。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０９の第１段階制御選択処理を完了すると、超過量が第１閾値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ１１は、超過量が第１閾値以下であると判別すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に処理を戻す。
　一方、ＣＰＵ１１は、超過量が第１閾値以下でないと判別すると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、第２段階制御を選択する（ステップＳ１１１）。なお、第２段階制御は、充放電制御と節電制御とのうち、第１段階制御として選択されていない制御である。ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、ステップＳ１０２に処理を戻す。
　以上説明したように、本実施形態では、電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、充放電制御又は節電制御から選択された第１段階制御が実行される。このように、本実施形態では、電気料金を低減する適切な制御が適切なタイミングで実行される。従って、本実施形態によれば、電気料金が適切に低減される。
　また、本実施形態では、電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも大きく、予測値と目標値との差が第１閾値よりも大きい場合、第１段階制御に加え、第２段階制御が更に実行される。従って、本実施形態によれば、電気料金が大幅に低減される。
　また、本実施形態では、商用電源６００から電気機器５００に供給された電力量のうち、第２の時間帯に商用電源６００から電気機器５００に供給された電力量の割合が第２閾値よりも大きい場合、充放電制御が第１段階制御として選択されて実行される。従って、本実施形態によれば、電気料金が効果的な制御により低減される。
　また、本実施形態では、指定情報により指定された制御が第１段階制御として選択されて実行される。従って、本実施形態によれば、指定された制御の実行により電気料金が低減される。
（実施形態２）
　実施形態１では、昼間の買電電力量の割合に応じて第１段階制御が選択される例について説明した。本発明において、第１段階制御を選択する手法は、この例に限定されない。以下、実施形態２に係る制御システム１１００について説明する。なお、制御システム１１００の物理的な構成は、制御システム１０００の物理的な構成と同様である。制御システム１１００では、蓄電池４２０に対する充放電制御に代えて、電気自動車４４０に搭載された蓄電池４３０に対する充放電制御が実行される。また、制御システム１１００では、第１閾値が十分に大きな値に設定され、第２段階制御が実行されない。つまり、制御システム１１００では、充放電制御と節電制御とのうちいずれか一方の制御のみが実行される。
　図１１を参照して、制御システム１１００の基本的な機能について説明する。制御システム１１００は、機能的には、計測部１０１、予測値算出部１０２、選択部１０３、制御部１０４、受付部１０６、取得部１０７を備える。計測部１０１、予測値算出部１０２、制御部１０４、受付部１０６の機能は、基本的に、実施形態１で説明した通りである。以下、選択部１０３と取得部１０７とについて説明する。
　取得部１０７は、電気自動車４４０のスケジュールを示すスケジュール情報を取得する。ここで、蓄電池４３０は、電気自動車４４０に搭載され、電気自動車４４０とともに移動する。このため、蓄電池４３０がどの日時に利用可能であるのかは、スケジュール情報により推定可能である。スケジュール情報は、例えば、タッチスクリーン１６に対するユーザ操作により取得される。又は、スケジュール情報は、クラウドサーバ９００から取得されてもよい。スケジュール情報は、例えば、フラッシュメモリ１４に記憶される。取得部１０７の機能は、例えば、ＣＰＵ１１とタッチスクリーン１６とが協働することにより、又は、ＣＰＵ１１と第２宅内インターフェース１８とが協働することにより実現する。
　選択部１０３は、取得部１０７により取得されたスケジュール情報により蓄電池４３０が利用可能であることが推定される場合、充放電制御を第１段階制御として選択する。一方、選択部１０３は、スケジュール情報により蓄電池４３０が利用可能でないことが推定される場合、節電制御を第１段階制御として選択する。このように、選択部１０３は、電気料金を低減する制御として適切な制御を第１段階制御として選択する。
　次に、制御システム１１００が備える制御装置１００が実行する第１段階制御選択処理について、図１２に示すフローチャートを参照して、詳細に説明する。
　まず、ＣＰＵ１１は、指定情報を取得済であるか否かを判別する（ステップＳ４０１）。ＣＰＵ１１は、指定情報を取得済であると判別すると（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、指定情報により指定された制御を第１段階制御として選択する（ステップＳ４０２）。
　一方、ＣＰＵ１１は、指定情報を取得済でないと判別すると（ステップＳ４０１：ＮＯ）、スケジュール情報を取得する（ステップＳ４０３）。例えば、ＣＰＵ１１は、フラッシュメモリ１４に記憶されたスケジュール情報を取得する。
　ＣＰＵ１１は、ステップＳ４０３の処理を完了すると、取得したスケジュール情報に基づいて、当日、蓄電池４３０が利用可能であるか否かを判別する（ステップＳ４０４）。ＣＰＵ１１は、蓄電池４３０が利用可能であると判別すると（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、充放電制御を第１段階制御として選択する（ステップＳ４０５）。一方、ＣＰＵ１１は、蓄電池４３０が利用可能でないと判別すると（ステップＳ４０４：ＮＯ）、節電制御を第１段階制御として選択する（ステップＳ４０６）。ＣＰＵ１１は、ステップＳ４０２、ステップＳ４０５、ステップＳ４０６の処理を完了すると、第１段階制御選択処理を完了する。
　以上説明したように、本実施形態では、スケジュール情報により蓄電池４３０が利用可能であることが推定される場合、充放電制御が第１段階制御として選択され、スケジュール情報により蓄電池４３０が利用可能でないことが推定される場合、節電制御が第１段階制御として選択される。従って、本実施形態によれば、適切な制御の実行により電気料金が低減される。
　なお、本実施形態では、電気料金の予測値が電気料金の目標値を超えない間、充放電制御も節電制御も実行されない。このため、充放電制御に伴う不利益を受けにくい。充放電制御に伴う不利益は、例えば、充放電に伴う電力ロスによる電気料金の増加や、蓄電池４３０が予想に反して利用できないことに伴う電気料金の増加や、蓄電池４３０の寿命の短縮化や、電気機器５００に対する制御の複雑化などである。また、節電制御に伴う不利益を受けにくい。節電制御に伴う不利益は、例えば、電気機器５００による最適な動作が制限され、利便性が低下することである。
（変形例）
　以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
　本発明において、実施形態１や実施形態２において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、実施形態１や実施形態２において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。
　例えば、実施形態１では、蓄電池４２０に対する充放電制御が実行される例について説明し、実施形態２では、蓄電池４３０に対する充放電制御が実行される例について説明した。本発明において、蓄電池４２０に対する充放電制御と蓄電池４３０に対する充放電制御との双方が実行されてもよい。この場合、例えば、電気料金の予測値と電気料金の目標値との差が第３閾値よりも小さい場合、蓄電池４２０と蓄電池４３０とのうちのいずれか一方の蓄電池に対する充放電制御が実行され、この差が第３閾値よりも大きい場合、蓄電池４２０と蓄電池４３０との双方に対する充放電制御が実行されることが好適である。
　もしくは、蓄電池４３０が利用可能である場合に蓄電池４３０が利用され、蓄電池４３０が利用可能でない場合に蓄電池４２０が利用されてもよい。なお、蓄電池４３０が利用可能でない場合とは、例えば、蓄電池４３０を搭載する電気自動車４４０がパワーコンディショナ３３０に接続されていない場合や、蓄電池４３０の蓄電量を確保するために蓄電池４３０に放電させることが望ましくない場合である。
　実施形態１では、節電制御が実行される場合、節電制御の程度が一律である例について説明した。本発明において、電気料金の予測値と電気料金の目標値との差に応じて、節電制御の程度が決定されてもよい。例えば、この差が大きいほど、大幅な節電が可能な節電制御が実行されることが好適である。
　実施形態１では、電気料金の予測値と電気料金の目標値との差に応じて、第１段階制御や第２段階制御を実行するか否かが決定される例について説明した。本発明において、この差に加え、更に、残日数が考慮されて、第１段階制御や第２段階制御を実行するか否かが決定されてもよい。例えば、残日数が少ないほど、第１段階制御や第２段階制御が実行されやすくすることが好適である。
　実施形態１では、蓄電池４２０に蓄積される電力が、商用電源６００から供給される例について説明した。蓄電池４２０に蓄積される電力は、発電パネル４１０から供給されてもよい。ここで、買電電力による充放電制御は、充放電制御が第１段階制御や第２段階制御として選択されたときのみ実行され、発電電力による充放電制御は、常時実行されてもよい。また、電気料金が実質的に低減されるように、発電電力が売電されてもよい。
　実施形態１では、制御装置１００がユーザインターフェース（タッチスクリーン１６）を備える例について説明した。本発明において、制御装置１００がユーザインターフェースを備えていなくてもよい。例えば、本発明において、制御システム１０００は、第１宅内ネットワーク７１０、第２宅内ネットワーク７２０、宅外ネットワーク７３０などを介して制御装置１００に接続される端末装置（例えば、タブレット端末、スマートフォン）がユーザインターフェースを備えていてもよい。
　実施形態１では、蓄電池４２０の利用状況がユーザに提示されない例について説明した。本発明において、蓄電池４２０の利用状況がユーザに提示されてもよい。この場合、例えば、ＣＰＵ１１は、タッチスクリーン１６に、蓄電池４２０の利用状況を提示することができる。蓄電池４２０の利用状況は、例えば、１日の充電量、１日の放電量、稼働率である。これにより、例えば、ユーザは、蓄電池４２０を用いた充放電制御が効率的に実行されているか否かなどを把握することができる。
　実施形態１では、第１宅内ネットワーク７１０により制御装置１００と電力計測装置２００と電気機器５００とが接続され、第２宅内ネットワーク７２０により制御装置１００とパワーコンディショナ３１０とパワーコンディショナ３２０とパワーコンディショナ３３０とブロードバンドルータ８００とが接続され、宅外ネットワーク７３０によりブロードバンドルータ８００とクラウドサーバ９００とが接続される例について説明した。本発明において、各構成要素が接続される経路は、この例に限定されないことは勿論である。
　また、実施形態１では、電力量の算出期間が１分間であり、第１段階制御や第２段階制御などの制御を選択する周期が１日間隔であり、電気料金の算定期間が１ヶ月である例について説明した。電力量の算出期間や制御を選択する周期や電気料金の算定期間は、この例に限定されないことは勿論である。
　また、実施形態１では、制御システム１０００が第１段階制御や第２段階制御を選択する選択部１０３を備える例について説明した。本発明において、制御システム１０００が選択部１０３を備えていなくてもよい。この場合、例えば、充放電制御と節電制御とのうちのいずれか一方の制御が第１段階制御として予め設定され、他方の制御が第２段階制御として予め設定される。かかる構成でも、電気料金の予測値と電気料金の目標値との差などに応じて、適切な制御が段階的に実行される。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　本発明は、充放電制御又は節電制御を実行する制御システムに適用可能である。
１１，２１，３１　ＣＰＵ、１２，２２，３２　ＲＯＭ、１３，２３，３３　ＲＡＭ、１４，２４，３４　フラッシュメモリ、１５，２５，３５　ＲＴＣ、１６　タッチスクリーン、１７，２８　第１宅内インターフェース、１８，３７　第２宅内インターフェース、２６　電流検出センサ、２７　電圧検出センサ、３６　ＤＣ／ＡＣコンバータ、１００　制御装置、１０１　計測部、１０２　予測値算出部、１０３　選択部、１０４　制御部、１０５　割合算出部、１０６　受付部、１０７　取得部、２００　電力計測装置、３１０，３２０，３３０　パワーコンディショナ、４１０　発電パネル、４２０，４３０　蓄電池、４４０　電気自動車、５００，５１０　電気機器、６００　商用電源、６１０　分電盤、７１０　第１宅内ネットワーク、７２０　第２宅内ネットワーク、７３０　宅外ネットワーク、８００　ブロードバンドルータ、９００　クラウドサーバ、１０００，１１００　制御システム

Claims (9)

  1. 　電気料金の算定期間内に、商用電源から電気機器に供給された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する予測値算出部と、
    　第１の時間帯に、前記商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、前記商用電源からの電力の単価が前記第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、前記蓄電池に蓄積された電力が前記電気機器に供給される充放電制御と、前記電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する選択部と、
    　前記予測値算出部により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、前記選択部により選択された第１段階制御を実行する制御部と、を備える、
    　制御装置。
  2. 　前記選択部は、前記充放電制御と前記節電制御とのうちの他方の制御を第２段階制御として更に選択し、
    　前記制御部は、前記予測値が前記目標値よりも大きく、前記予測値と前記目標値との差が第１閾値よりも小さい場合、前記第１段階制御を実行し、前記予測値が前記目標値よりも大きく、前記差が前記第１閾値よりも大きい場合、前記第１段階制御に加え、前記選択部により選択された第２段階制御を更に実行する、
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記商用電源から前記電気機器に供給された電力量のうち、前記第２の時間帯に前記商用電源から前記電気機器に供給された電力量の割合を算出する割合算出部を更に備え、
    　前記選択部は、前記割合算出部により算出された割合が第２閾値よりも大きい場合、前記充放電制御を前記第１段階制御として選択し、前記割合が前記第２閾値よりも小さい場合、前記節電制御を前記第１段階制御として選択する、
    　請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 　前記充放電制御と前記節電制御とのうちのいずれか一方の制御を指定する指定情報を受け付ける受付部を更に備え、
    　前記選択部は、前記受付部により受け付けられた指定情報により指定された制御を前記第１段階制御として選択する、
    　請求項１又は２に記載の制御装置。
  5. 　前記蓄電池は、電気自動車に搭載される蓄電池であり、
    　前記電気自動車のスケジュールを示すスケジュール情報を取得する取得部を更に備え、
    　前記選択部は、前記取得部により取得されたスケジュール情報により前記蓄電池が利用可能であることが推定される場合、前記充放電制御を前記第１段階制御として選択し、前記スケジュール情報により前記蓄電池が利用可能でないことが推定される場合、前記節電制御を前記第１段階制御として選択する、
    　請求項１に記載の制御装置。
  6. 　電気料金の算定期間内に、商用電源から電気機器に供給された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する予測値算出部と、
    　前記予測値算出部により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きく、前記予測値と前記目標値との差が第１閾値よりも小さい場合、第１の時間帯に、前記商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、前記商用電源からの電力の単価が前記第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、前記蓄電池に蓄積された電力が前記電気機器に供給される充放電制御と、前記電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を実行し、前記予測値が前記目標値よりも大きく、前記差が前記第１閾値よりも大きい場合、前記充放電制御と前記節電制御とを実行する制御部と、を備える、
    　制御装置。
  7. 　商用電源から電気機器に供給された電力量を計測する計測部と、
    　電気料金の算定期間内に、前記計測部により計測された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する予測値算出部と、
    　第１の時間帯に、前記商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、前記商用電源からの電力の単価が前記第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、前記蓄電池に蓄積された電力が前記電気機器に供給される充放電制御と、前記電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する選択部と、
    　前記予測値算出部により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、前記選択部により選択された第１段階制御を実行する制御部と、を備える、
    　制御システム。
  8. 　選択部が、第１の時間帯に、商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、前記商用電源からの電力の単価が前記第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、前記蓄電池に蓄積された電力が電気機器に供給される充放電制御と、前記電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する選択ステップと、
    　制御部が、電気料金の算定期間内に算出された電気料金の予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、前記選択ステップで選択された第１段階制御を実行する制御ステップと、を備える、
    　制御方法。
  9. 　コンピュータを、
    　電気料金の算定期間内に、商用電源から電気機器に供給された電力量に基づいて、電気料金の予測値を算出する予測値算出部、
    　第１の時間帯に、前記商用電源から供給された電力が蓄電池に蓄積され、前記商用電源からの電力の単価が前記第１の時間帯よりも高い第２の時間帯に、前記蓄電池に蓄積された電力が前記電気機器に供給される充放電制御と、前記電気機器に対する節電制御とのうちのいずれか一方の制御を第１段階制御として選択する選択部、
    　前記予測値算出部により算出された予測値が電気料金の目標値よりも大きい場合、前記選択部により選択された第１段階制御を実行する制御部、として機能させる、
    　プログラム。
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