JP5576218B2 - 地域内電力融通システム - Google Patents

Description

本発明は、地域内電力融通システムに関する。

特許文献１には、自然エネルギーの売買をオープン化し、電力負荷の平準化を推進する技術が記載されている。また、特許文献２には、太陽光発電を行った場合の二酸化炭素排出権の取引における売買価格の決定に係る技術が記載されている。

特開２００５−１８５０１６号公報 特開２００６−１６３５７６号公報

特許文献１では、蓄電池を備えた一般家庭から電力の買取りが行われないと需要家のコストメリットが得られず、太陽光発電システムの普及の推進が損なわれると指摘されている。これを解決するため、特許文献１では、商用電力系統から供給される電力と太陽光発電システムで生成した電力とを分離し、電力の素性を明らかにして、価格を設定することが重要であるとも指摘されている。そしてその方法として、パワーコンディショナーや電力計数器または電力盤などで蓄電池からの電力が商用電力系統へ逆潮流することを防止する方法と、住宅内の電力設備を情報ネットワークにより接続し、それぞれの稼動状態をモニタすることによって電力の素性を保証する方法との２つがあるとしている。この実現に当たっては、ホームネットワークやＨＥＭＳ（ホームエネルギーマネジメントシステム）などのシステムを適用して、電力機器、太陽電池、蓄電池等にホームネットワーク機能を付加し、ホームネットＧＷ（ゲートウェイ）と電力会社、プロバイダを広域ネットワークで接続してビジネスモデルを構築するようにしている。

特許文献１では、一般住宅に設置された自然エネルギーを利用した発電電力を無駄なく社会全体の資源として利用し、供給者、需要者ともに納得できる料金を提供して、分散型のエネルギーシステムの普及を目指している。そこで、社会全体でこのシステムの恩恵が得られるように、「（ソーラー設置者のソーラー電力料金）＜（機器ユーザのソーラー電力料金）＜（商用電力料金）」としている。このように、ソーラー電力を商用電力より安くし、分散発電設備を導入している比較的裕福な人のみが、ソーラシステムの恩恵を受けるのではなく、ソーラシステムを導入できない一般住宅（機器ユーザ）にも恩恵をもたらし、システムの普及を促進しようとしている。従って、自然エネルギーで発電した余剰エネルギーを安く有効に利用できる。

しかし、特許文献１には、以下のような問題がある。
特許文献１では、電力会社が分散して発電された自然エネルギーをすべて受け入れ、その電力を自由に分配できることを前提にしている。しかしその一方で、すべての分散電力を電力会社がいつでも受け入れることができなくなることが想定される。また、電力の価格の決定については公共の利益の観点から、あるいは、需給バランスの経済原理からのみ決定できるものではないと考えられる。従って、特許文献１のような大規模広域システムでは、電力の逆潮流ができる場所や時間が地区毎に異なってきた場合、全体で問題が解決できなくなる可能性がある。さらに、自然エネルギーの発電量と電力の需要量との調整を検討する際に、システム全体での解決策を考えなければいけなくなり、柔軟で早期の対策を立てにくくなる可能性がある。電力会社がすべての電力の逆潮流を受け入れる前提の上で、電力情報が適切に管理されるならば、地域ごとの料金設定の変更や条件による料金の設定等が可能となり、上記のような状況にも柔軟に対応することも可能であるが、電力の流れに制約が発生する場合、この前提が崩れる。また、特許文献２も、上記のような状況における電力の取引を想定したものではない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、電力会社による地域毎の逆潮流の受入状況が異なる場合にも適切に地域内で電力を取引することができる地域内電力融通システムを提供する。

本発明は、地域内の住宅の電力取引を管理する取引装置と、前記住宅のそれぞれに設置された発電設備、蓄電設備及び電力分配装置とからなる地域内電力融通システムであって、前記電力分配装置は、該電力分配装置が設置されている前記住宅において前記発電設備が発電した電力と、前記蓄電設備に蓄電または前記蓄電設備が放電する電力と、商用低圧線を介して電力会社から受電または前記電力会社へ逆潮流する電力と、共有低圧線を介して他の住宅から受電または他の住宅へ送電する電力と、電力負荷へ供給される電力との流れを切替える切替部と、前記発電設備の発電電力、前記蓄電設備の蓄電電力または放電電力、前記電力負荷の消費電力を計測する計測部と、電力の流れの切り替えを判断するために用いられるルールが設定された場合に、設定された前記ルールに従って前記計測部による計測結果に基づいて該電力分配装置における電力の流れを決定する状態判断部とを備え、前記取引装置は、記憶部に記憶され、電力の流れの切り替えを判断するために用いられるルールに従って、前記住宅の前記電力分配装置が備える前記計測部による計測結果に基づいて、前記電力分配装置における電力の流れを変更する対象の住宅と、変更後の電力の流れとを決定する状態移行判断部と、前記状態移行判断部による決定に従って、前記変更後の電力の流れを、前記変更対象の住宅の前記電力分配装置に指示する制御指示部とを備え、前記切替部は、前記状態判断部による決定、あるいは、前記制御指示部からの前記指示に従って電力の流れを切替える、ことを特徴とする地域内電力融通システムである。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記切替部は、前記記憶部に記憶されている前記ルールに従って、前記状態判断部が決定した電力の流れに従って電力の流れを切替え、前記状態移行判断部は、前記住宅の前記電力分配装置における現在の電力の流れと、該電力分配装置が備える前記計測部による計測結果に基づいて、前記電力分配装置における電力の流れを変更する対象の住宅と、変更後の電力の流れとを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記電力会社と取引する電力、または、前記地域内の住宅間で取引する電力の取引金額を算出するためのレートを、前記電力分配装置における前記電力の流れに基づいて決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記計測結果に基づいて、前記住宅において前記発電設備が発電した電力のうち当該住宅の前記蓄電設備への蓄電及び電力負荷への供給に用いられなかった余剰電力があると判断した場合、前記共有低圧線を介して前記余剰電力を他の住宅へ送電するよう当該住宅の前記電力分配装置における電力の流れを決定し、前記計測結果に基づいて前記住宅において前記発電設備が発電した電力及び前記蓄電設備が放電する電力が当該住宅内の前記電力負荷への供給よりも少ないと判断した場合、前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電するよう当該住宅の前記電力分配装置における電力の流れを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記発電設備が発電した電力及び前記蓄電設備が放電する電力が前記電力負荷への供給よりも少ないと判断した前記住宅が複数ある場合、当該複数の住宅の中から前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電するよう指示する対象の前記住宅を所定の優先度に基づいて選択する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記発電設備が発電した電力及び前記蓄電設備が放電する電力が前記電力負荷への供給よりも少ないと判断した前記住宅が複数ある場合、当該複数の住宅の中で前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電するよう電力の流れを指示する対象の住宅を時間によって切替える、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記余剰電力が減少した場合、前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電している前記住宅の前記電力分配装置において、前記商用低圧線を介して電力会社の電力を受電するよう電力の流れを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記住宅における前記電力負荷への急速充電の要求を受信した場合、前記共有低圧線を介して前記余剰電力を受電するように前記急速充電を要求した前記住宅の前記電力分配装置における電力の流れを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって前記状態移行判断部は、前記計測結果に基づいて前記蓄電設備が蓄電されていると判断された前記住宅の前記電力分配装置において、前記共有低圧線を介して該蓄電設備から放電される電力を、前記急速充電を要求した前記住宅の前記電力分配装置へ送電するよう電力の流れを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記状態移行判断部は、前記蓄電設備の蓄電電力量に応じて前記電力の取引金額を算出するためのレートを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する地域内電力融通システムであって、前記急速充電の要求に応じて供給される電力の取引金額を算出するためのレートは、余剰電力の取引金額を算出するためのレートよりも高い、ことを特徴とする。

本発明によれば、電力会社においてある地域において逆潮流が受け入れられないときでも、余剰電力がある場合には当該地域内で電力を取引することが可能となる。

本発明の一実施形態による地域内電力融通システムの地域内における電力共有の概要を説明するための示す図である。 同実施形態による地域内電力融通システムの電力線の接続構成図である。 同実施形態による地域内電力融通システムの情報ネットワークの接続構成図である。 同実施形態による宅内電力分配器の構成を示すブロック図である。 同実施形態によるホームゲートウェイの構成を示すブロック図である。 同実施形態によるデータセンタ装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態による取引装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態による宅内電力分配器の状態遷移を示す図である。 同実施形態による残存容量ＳＯＣから販売レートを決定するルールを示す図である。 同実施形態による予測危険度から販売レートを決定するルールを示す図である。 同実施形態によるホームゲートウェイの処理フローを示す図である。 同実施形態による取引装置の処理フローを示す図である。 同実施形態による電力レートの推移の例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を詳細に説明する。

［１．概要］
本実施形態の地域内電力融通システムは、太陽電池発電や風力発電等の自然エネルギーによる発電設備と、電力を保存する蓄電設備とを備えた複数の建物により構成される地域、すなわち、電力クラスタ内において電力を相互に融通し、電力クラスタ内での電力自給率を高める。また、電力クラスタ内での相互の電力の融通を促進することによって、自然エネルギーの廃棄量を削減する。以下、同一のクラスタ内の住宅において相互に融通する電力を、「共有電力」と記載する。また、ここで融通とは、ある住宅において余剰の電力または蓄電している電力を、電力が不足している住宅に供給することである。

図１は、本実施形態の地域内電力融通システムを用いた、地域内における電力共有の概要を説明するための図である。同図においては省略しているが、地域内の各住宅には、変圧器６０により高圧系統から低圧系統に変換された商用電力が供給される。さらに各住宅には、同図に示すように、太陽電池１１、及び、太陽電池１１が発電した電力を蓄電する住戸用バッテリーである蓄電池１２が備えられる。住宅内の機器である電力負荷には、住宅内の太陽電池１１や蓄電池１２から電力が供給されるが、これらの電力が不足している場合、同期調整器６１と接続されている共有低圧線を介して、他の住宅の太陽電池１１が発電した電力のうちこの他の住宅の電力負荷に供給されなかった余剰電力が供給される。地域内において余剰電力がない場合は商用電力が供給されるが、電力負荷が電気自動車であるなど急速充電が必要な場合には、他の住宅の蓄電池１２に蓄電されている電力が供給される。

［２．構成］
続いて、本実施形態による地域内電力融通システムの構成を説明する。

図２は、地域内電力融通システムにおける電力線の接続構成図である。
１つの電力クラスタである地域内の各住宅は、太陽電池１１、蓄電池１２、宅内電力分配器２０、ホームゲートウェイ４０を備える。ただし、同図ではホームゲートウェイ４０や保護回路やスイッチ等については省略している。当該地域の地域変電所は、変圧器６０、同期調整器６１を備える。各住宅内の宅内電力分配器２０は、地域変電所の変圧器６０と商用低圧線により接続されるとともに、地域変電所の同期調整器６１と共有低圧線により接続される。

蓄電池１２は、太陽電池１１が発電した電力または共有電力を蓄電する。宅内電力分配器２０は、太陽電池１１の発電量、蓄電池１２の充電量及び放電量、宅内機器などの電力負荷の消費電力量を計測し、計測値等に基づいて判断された動作モードに従って、太陽電池１１が発電した電力を蓄電池１２に蓄電、電力負荷へ供給、共有電力として送電、あるいは、電力会社に送電（逆潮流）したり、電力負荷への電力供給元を太陽電池１１、蓄電池１２、共有電力、あるいは、商用電力に切替えたり、蓄電池１２に蓄電された電力を共有電力として送電したり、蓄電池１２に共有電力を蓄電したりする。

変圧器６０は、商用高圧線により高圧受電した商用電力を低圧に変換し、商用低圧線によって各住宅の宅内電力分配器２０に配電するとともに、電力会社へ売電する逆潮流の電力を宅内電力分配器２０から受電して電力会社へ送電する。同期調整器６１は、共有低圧線による共有電力の送電及び受電と、変圧器６０による商用電力及び逆潮流の送電及び受電とを同期させる。つまり、同期調整器６１は、無瞬断で、各宅内電力分配器２０や地域電力分配器３０に対して、共有低圧線による送電及び受電と、商用低圧線による送電及び受電とを相互に切替える。そのため、各宅内電力分配器２０や地域電力分配器３０が備えるインバータは、同期調整器６１の内部のインバータと同期インバータ方式によって同期して動作する。

図３は、地域内電力融通システムにおける情報ネットワークの接続構成図である。同図において、図２と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
住宅内に備えられたホームゲートウェイ４０は、データ通信網である広域ネットワークＮを介して、データセンタが保有するデータセンタ装置７０及び電力取引プロバイダが保有する取引装置８０と接続される。

図４は、宅内電力分配器２０の構成を示すブロック図である。
同図に示すように宅内電力分配器２０は、計測部２１、通信インタフェース部２２、整流器２３、直流電圧変換器（以下、「ＤＣ／ＤＣ」と記載する。）３１、３２と、直流交流変換器（以下、「ＤＣ／ＡＣ」と記載する。）３３、３４と、スイッチ３５、３６、３７、３８、３９を備えて構成される。ＤＣ／ＡＣ３３、３４は、同期調整器６１内のインバータと同期している。この構成により、宅内電力分配器２０は、スイッチ３５、３６、３７、３８、３９を切替えることにより電力の流れを制御する。スイッチ３５、３６、３７、３８、３９は、制御信号に従って、電子スイッチや電圧や位相を制御することにより流れを切替える機能を有するものであって、物理的に電線の接続や切断を行なう機構の部品である必要はない。図面では、説明のためスイッチの形状で表現している。

整流器２３は、電流を一方向にのみ流すダイオードであり、アノード側に太陽電池１１が接続され、カソード側にＤＣ／ＤＣ３１が接続される。
ＤＣ／ＤＣ３１は、太陽電池１１が発電した直流の電力の電圧を変換（変更）する。ＤＣ／ＤＣ３２は、双方向の直流電圧変換器であり、蓄電池１２に蓄電する直流の電力の電圧を変換するとともに、蓄電池１２から放電される直流の電力の電圧を変換する。
ＤＣ／ＡＣ３３は、双方向の直流交流変換器である。ＤＣ／ＡＣ３３は、太陽電池１１により発電され、ＤＣ／ＤＣ３１により電圧が変換された直流の電力、または、蓄電池１２から放電され、ＤＣ／ＤＣ３２により電圧が変換された直流の電力を交流の電力に変換する。また、ＤＣ／ＡＣ３３は、商用低圧線を介して送電された交流の商用電力、あるいは、共有低圧線を介して送電された交流の共有電力を直流の電力に変換する。ＤＣ／ＡＣ３４は、太陽電池１１により発電され、ＤＣ／ＤＣ３１により電圧が変換された直流の電力、または、蓄電池１２から放電され、ＤＣ／ＤＣ３２により電圧が変換された直流の電力を交流の電力に変換する。

スイッチ３５は、ＤＣ／ＡＣ３３と、ＤＣ／ＤＣ３１及びスイッチ３７間の電力線を接続するか否かを切替える。ＤＣ／ＡＣ３３と、ＤＣ／ＤＣ３１及びスイッチ３７間の電力線を接続する場合の切替方向を３５ａ、接続しない場合の切替方向を３５ｂとする。
スイッチ３６は、ＤＣ／ＤＣ３２と、ＤＣ／ＡＣ３４及びスイッチ３７に接続される電力線を接続するか否かを切替える。ＤＣ／ＤＣ３２と、ＤＣ／ＡＣ３４及びスイッチ３７に接続される電力線ＤＣ／ＡＣ３４を接続する場合の切替方向を３６ａ、接続しない場合の切替方向を３６ｂとする。
スイッチ３７は、ＤＣ／ＤＣ３１及びスイッチ３５に接続される電力線と、ＤＣ／ＡＣ３４及びスイッチ３６に接続される電力線を接続するか否かを切替える。ＤＣ／ＤＣ３１及びスイッチ３５に接続される電力線と、ＤＣ／ＡＣ３４及びスイッチ３６に接続される電力線を接続しない場合の切替方向を３７ａ、接続する場合の切替方向を３７ｂとする。
スイッチ３８は、宅内機器や電気自動車などの電力負荷が接続される分電盤への電力の出力元をＤＣ／ＡＣ３４、あるいは、スイッチ３９に切替える。スイッチ３９側の切替方向を３８ａ、ＤＣ／ＡＣ３４側の切替方向を３８ｂとする。
スイッチ３９は、共有低圧線または商用低圧線のいずれをＤＣ／ＡＣ３３及びスイッチ３８に接続される電力電とに接続するかを切替える。商用低圧線側に接続する場合の切替方向を３９ａ、共有低圧線に接続する場合の切替方向を３９ｂとする。

計測部２１は、太陽電池１１の発電電力Ｐｐ、蓄電池１２の蓄電電力Ｐｓ、蓄電池１２の放電電力Ｐｄ、及び、電力負荷による消費電力Ｐｃを計測する。発電電力Ｐｐは、ＤＣ／ＤＣ３１とスイッチ３５の間の計測点ｍ１において計測される。蓄電池１２の蓄電電力Ｐｓ及び蓄電池１２の放電電力Ｐｄは、ＤＣ／ＤＣ３２とスイッチ３６との間の計測点ｍ２において計測される。消費電力Ｐｃは、スイッチ３８と分電盤との間の計測点ｍ３において計測される。

通信インタフェース部２２は、ホームゲートウェイ４０との間でデータを送受信し、計測部２１による計測結果、つまり、発電電力Ｐｐ、蓄電電力Ｐｓ、放電電力Ｐｄ、及び、消費電力Ｐｃの計測値を示す計測データを出力する。また、通信インタフェース部２２は、ホームゲートウェイ４０からスイッチの制御信号を受信し、制御信号に従ってスイッチ３５〜３９の切替えを指示する。

図５は、ホームゲートウェイ４０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ホームゲートウェイ４０は、通信部４１、記憶部４２、処理部４３を備えて構成される。
通信部４１は、広域ネットワークＮを介して他の装置とデータを送受信する。記憶部４２は、各種データを記憶する。

処理部４３は、通信部４１を介して他の装置とデータを送受信し、更新部４４、状態判断部４５、状態通知部４６、切替指示部４７、リクエスト充電要求部４８を備える。
更新部４４は、宅内電力分配器２０から計測データを受信して記憶部４２に書き込むとともに、データセンタ装置７０へ通知する。状態判断部４５は、記憶部４２に記憶されている計測データに基づいて、宅内電力分配器２０における電力の流れの状態を表す動作モードを判断する。動作モードの詳細については後述する。状態通知部４６は、状態判断部４５が判断した動作モードをデータセンタ装置７０に通知する。切替指示部４７は、状態判断部４５が判断した動作モード、あるいは、取引装置８０から指示された動作モードに従って、宅内電力分配器２０内の各スイッチの切替を指示する。リクエスト充電要求部４８は、リクエスト充電の要求信号を送信する。リクエスト充電とは、住宅内の分電盤につながる分岐回路のコネクタに電気自動車などを接続して急速充電を行うことであり、商用電力の受電の定格を超えることもある。

図６は、データセンタ装置７０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、データセンタ装置７０は、通信部７１、記憶部７２、処理部７３を備えて構成される。通信部７１は、広域ネットワークＮを介して他の装置とデータを送受信する。記憶部７２は、各種データを記憶する。処理部７３は、通信部７１を介して他の装置とデータを送受信し、ホームゲートウェイ４０から受信した計測データや、動作モードを記憶部７２に書き込む。

図７は、取引装置８０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、取引装置８０は、通信部８１、記憶部８２、処理部８３を備えて構成される。
通信部８１は、広域ネットワークＮを介して他の装置とデータを送受信する。記憶部８２は、各種データを記憶する。

処理部８３は、通信部８１を介して他の装置とデータを送受信し、更新監視部８４、状態移行判断部８５、制御指示部８６、レート通知部８７、課金部８８を備える。更新監視部８４は、各住宅の計測データ及び動作モードをデータセンタ装置７０から読み出し記憶部８２に書き込む。状態移行判断部８５は、記憶部８２に記憶されている計測データ及び動作モードに基づいて、動作モードの移行対象の住宅と、その移行させる動作モードとを判断する。制御指示部８６は、状態移行判断部８５が判断した動作モードへの移行を、移行の対象となる住宅のホームゲートウェイ４０に指示する。レート通知部８７は、電力取引価格の算出に用いるレートをホームゲートウェイ４０に通知する。課金部８８は、各住宅の電力取引についての課金管理を行なう。

［３．動作モード］
次に、宅内電力分配器２０の動作モードについて説明する。
図８は、宅内電力分配器２０の状態遷移を示す図である。
宅内電力分配器２０の動作モードは、電力過剰状態、すなわち、（発電電力Ｐｐ）≧｛（消費電力Ｐｃ）＋（蓄電電力Ｐｓ）｝である場合、充電中モード（ＳＯ１）、廃棄モード（ＳＯ２）、逆潮流モード（ＳＯ３）、共有送電モード（ＳＯ４）、リクエスト送電モード（ＳＯ５）の何れかの状態となる。また、電力不足状態、すなわち、（発電電力Ｐｐ）＜｛（消費電力Ｐｃ）＋（蓄電電力Ｐｓ）｝の場合、放電中モード（ＳＵ１）、商用受電モード（ＳＵ２）、共有受電モード（ＳＵ３）、共有充電モード（ＳＵ４）、リクエスト充電モード（ＳＵ５）の何れかの状態となる。

電力過剰状態である場合、充電中モード（ＳＯ１）であれば蓄電池１２の充電を行い、逆潮流モード（ＳＯ３）、共有送電モード（ＳＯ４）、リクエスト送電モード（ＳＯ５）であれば余剰電力を売電する。販売価格は、以下の式（１）により算出される。

（販売価格）＝（基準価格）×（電力レートｒ） …（１）

ここで、基準価格とは、商用電力を受電したときの価格であり、基準価格の算出の計算式は、各住宅の契約等によって異なる。電力レートｒは、動作モードによって変動する。

また、電力不足状態である場合、放電中モード（ＳＵ１）であれば蓄電池１２からの放電を行い、それ以外であれば商用電力または共有電力を購入する。ここでは、説明を簡単にするために、購入価格を、以下の式（２）により算出する。

（購入価格）＝（基準価格）×（電力レートｒ） …（２）

電力レートｒは、動作モードによって変動する。本実施形態では、販売と購入における基準価格が同一であり、販売の電力レートｒと購入の電力レートｒに電力プロバイダやデータセンタのマージン（手数料）が載せられていないものとして説明する。しかし、実際の運用時には、売買の電力レートに手数料を載せることが想定される。

一方、動作モードの判断に使用される蓄電池１２の残存容量ＳＯＣは、蓄電池１２の定格容量Ｐｍａｘと、蓄電電力Ｐｓ及び放電電力Ｐｄとから、以下の式（３）により算出される。

ＳＯＣ＝（ΣＰｓ−ΣＰｄ）／Ｐｍａｘ …（３）

続いて、各動作モードについて説明する。これらの動作モード間の遷移は、計測データや、データセンタ装置７０が収集した情報に基づいて行われる。

充電中モード（ＳＯ１）：残存容量ＳＯＣが１未満の場合、すなわち、蓄電池１２が充電可能状態である場合の動作モードである。この動作モードでは、外部に電気を売っておらず、蓄電池１２への充電のみを行う。本実施形態では、残存容量ＳＯＣの上限を１とし、残存容量ＳＯＣがこの上限未満であるかを判断しているが、蓄電池１２の運用に当たって、残存容量ＳＯＣの上限を０．９とするなど、蓄電池１２の寿命を考慮した運用を行う場合もある。

廃棄モード（ＳＯ２）：残存容量ＳＯＣが１以上であり、かつ、電力を他に販売することができない場合の動作モードである。この状態では電力レートｒ＝０であり、販売価格は０円となる。

逆潮流モード（ＳＯ３）：残存容量ＳＯＣが１以上であり、かつ、地域の変電所を経由して電力会社に電気を売ることができる場合の動作モードである。ここでは、電力レートｒ＝２とし、商用電力の購入価格の２倍の価格で売電できるものとして説明する。

共有送電モード（ＳＯ４）：残存容量ＳＯＣが１以上であり、かつ、共有低圧線を経由して電力を他の住宅に電気を売ることができる場合の動作モードである。ここでは、売電する電力を余剰電力の扱いとし、電力レートｒ＝０．２として説明している。これは、余剰電力を無駄にせず、地域内で安く共有するとの考えに基づいた設定である。

リクエスト送電モード（ＳＯ５）：電力に余剰があり、かつ、他の住宅からのリクエスト充電の要求に応じて送電を行う場合の動作モードである。ただし、複数の住宅がリクエスト充電の要求に対応でき、要求電力が余剰電力より多い場合については、後述するルールから電力レートｒが計算され、より電力レートｒが低い家がこの動作モードに移行する。なお、リクエスト充電であっても、一定電流以下の充電においては、通常負荷として扱う。契約電力を超えて消費電力が要求される場合に、地域内で電力レートを上げて電力を融通することにより、商用側への負担を与えずかつ、安い価格で電力を融通することができる。

放電中モード（ＳＵ１）：残存容量ＳＯＣが０ではない場合、すなわち、蓄電池１２の残存容量がある場合の動作モードである。この動作モードでは、蓄電池１２から電力負荷へ電力が供給されるため、外部から電力を購入する必要がなく、購入費用は０円となる。

商用受電モード（ＳＵ２）：共有低圧線から受電する電力がなく、商用電力を受電する場合の動作モードである。このときの購入電力の価格は、商用電力の購入価格となるため、電力レートｒ＝１となる。

共有受電モード（ＳＵ３）：共有低圧線から受電する電力がある場合の動作モードである。このときの電力レートｒは、商用受電より割安の電力レートを設定しており、ここでは電力レートｒ＝０．２としている。これは、余剰電力を使うためである。

共有充電モード（ＳＵ４）：共有受電モード（ＳＵ３）の状態でさらに、余剰電力が発生している場合の動作モードである。この動作モードは、余剰電力がなくなるか、または、残存容量ＳＯＣが１になるまで継続する。

リクエスト充電モード（ＳＵ５）：商用受電の定格を超えて電気自動車に急速充電を行う場合の動作モードである。急速充電は、放電中モード（ＳＵ１）の状態であっても可能であるが、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣが０になった場合には、リクエスト充電モード（ＳＵ５）に移行する。このときは、最低価格で提供可能となるように取引装置８０において電力の供給元が選択され電力が共有低圧線を通じて供給される。

なお、上記の動作モードへの移行を判断するために用いるルールは、各住宅のホームゲートウェイ４０に設定することができる。また、取引装置８０に上記の動作モードへの移行を判断するために用いるルールを記憶しておき、そのルールに従って取引装置８０が動作モードを移行させる対象とその移行先の動作モードを決定してホームゲートウェイ４０に指示することができる。

表１に、各動作モードとスイッチの接続方向との対応付けを示す。なお、異なる動作モードにおいてスイッチが同じ接続状態になっているものは、蓄電池１２の充放電を電圧により制御すること、系統の電圧と位相を監視することによってインバータ、つまり、ＤＣ／ＤＣ３２やＤＣ／ＡＣ３３の動作方向を切替えることによって実現するためであり、これらの技術は既存技術である。

上記の表は、ホームゲートウェイ４０の記憶部４２に記憶されており、切替指示部４７は、状態判断部４５により指示された動作モード、あるいは、取引装置８０から指示された動作モードに対応したスイッチ３５〜３９の動作方向を読み出して宅内電力分配器２０に指示する。宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、ホームゲートウェイ４０に指示された動作方向により示される切替方向への接続の切替を行なう。
例えば、充電中モード（ＳＯ１）へ移行する場合、ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、宅内電力分配器２０に対してスイッチ３５を切替方向３５ｂに、スイッチ３６を切替方向３６ａに、スイッチ３７を接続線３７ｂに、スイッチ３８を切替方向３８ｂに、スイッチ３９を切替方向３９ｂに切替えるよう指示する。

そして、本実施形態の地域内電力融通システムでは、上述した動作モードに従って宅内電力分配器２０のスイッチ３５、３６、３７、３８、３９が切替動作を行なうとともに、電力プロバイダの取引装置８０が動作モードや残存容量ＳＯＣに基づいて電力レートｒを決定することにより取引を実行する。この取引の実行にあたり、取引装置８０は、動作モードを移行させるために、移行対象の宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９の切替えを指示する。

［４．電力レート］
続いて、本実施形態による地域内電力融通システムにおいて適用する電力レートについて説明する。

［４．１ 購入レート］
電力を購入する場合の購入レートは電力レートｒと等しく、以下のようになる。

（１）商用受電の場合、購入レート＝１とする。つまり、取引のベースのなる価格を商用受電の購入価格とする。
（２）共有受電の場合、購入レート＝０．２とする。つまり、余剰電力を分けてもらうレートとして低く設定する。
（３）共有充電の場合、購入レート＝０．２とする。つまり、共有受電の場合と同一とする。
（４）リクエスト充電の場合、購入レート＝０．３〜０．９とする。

上記のように、購入レートは、（商用受電の購入レート）＞（リクエスト充電の購入レート）＞（共有受電の購入レート）＝（共有充電の購入レート）の関係とする。

［４．２ 販売レート］
実際の運用にあたっては、電力を販売する場合の販売レートはデータセンタと電力プロバイダの利ざやを加えて、購入レートに対して割り増しとすることが想定される。しかし、ここでは、説明をわかりやすくするために購入レート（電力レートｒ）と同一レートとする。また、電力の損失についても、ここでは言及されていないが、実際の運用時にはロスが発生するために販売量は購入量と一致しない。ここでも損失が発生するが、これについても、別の方法で回収されるものとして説明する。

（１）逆潮流の場合、販売レート＝２とする。つまり、電力会社は、販売価格より高く買い取る。
（２）共有送電の場合、販売レート＝０．２とする。つまり、余剰電力を低レートで販売する。
（３）廃棄の場合、販売レート＝０とする。つまり、電力は販売されずに捨てられてしまうため０となる。
（４）リクエスト送電の場合、販売レート＝０．３〜０．９とする。

上記のように、販売レートは、（逆潮流の販売レート）＞（リクエスト送電の販売レート）＞（共有送電の販売レート）の関係とする。

［４．３ リクエスト送電の販売レート］
続いて、リクエスト送電の販売レートの決定ルールについて説明する。
リクエスト送電とは、需要側が、電気自動車に急速充電をしたい場合に、他の住宅に電力の供給を要求することである。通常の充電は、共有受電モード（ＳＵ３）または、商用受電モード（ＳＵ２）の状態において可能である。共有受電モード（ＳＵ３）の場合は、安価であるが、余剰電力での充電となるので、充電の電流が保証できない。また、余剰電力がなくなると商用受電モード（ＳＵ２）に切り替わり割高となる。

一方、リクエスト充電モード（ＳＵ５）では、他の住宅における（余剰電力＋蓄電池１２に蓄電されている電力）を利用しての充電となるので充電が補償できるが、他の住宅の余剰ではなく他の住宅の蓄電池１２の電力を使うため、販売側の他の住宅では電力が不足するというリスクを伴うことになる。そこで、ルールとして電力レートを上げてリスクを回避する。本実施形態では、このルールがシステム全体で一意的に決まるものとして説明する。

図９は、残存容量ＳＯＣから販売レートを決定する場合のルールを示す図である。同図に示すルールでは、残存容量ＳＯＣと販売レートとが逆比例の関係を有する。販売側の住宅における蓄電池１２の残存容量ＳＯＣが１、つまり１００％のときは、販売レートを０．３とする。この状態は余剰電力が十分にあり、送電しても蓄電池１２が減らない状態である。この状態は、共有送電モード（ＳＯ４）と変わらない状態であるが、リクエスト送電が補償されるメリットが得られるため、受電側の販売レートを上げている。ここでは、販売レートは０．９を上限としている。

リクエスト送電の数が増えるか、発電電力が減ると、余剰電力だけでは間に合わなくなり、蓄電池１２の電力を使わなければならなくなる。取引装置８０は、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣから、図９に示す残存容量ＳＯＣと販売レートとの関係に基づいて、各住宅について販売レートを算出する。取引装置８０は、販売レートが最も低い、つまり、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣが高い住宅を送電側として選択し、リクエスト送電を要求した住宅に電力を供給する。リクエスト送電の数が増えた場合、取引装置８０は、電力を供給する住宅を増加させる。この場合、取引装置８０は、販売レートを再計算する。このように、このリクエスト充電モード（ＳＵ５）では、取引装置８０は、販売レートを余剰電力の状態と需要の状態によって動的に変動させる。

図１０は、予測危険度から販売レートを決定する場合のルールを示す図である。同図に示すルールでは、予測危険度と販売レートとが比例の関係を有する。予測危険度とは、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣに対して、その蓄電池１２を有する住宅に固有の危険係数を乗じて算出した値である。
各住宅の蓄電池１２が蓄電している電力は、夜間など太陽電池１１の発電がない時に使用される。そのため、翌日の天候が悪い場合には太陽電池１１の発電量が減少し、蓄電池１２が蓄電している電力を使用することが想定される。このとき、蓄電池１２の残量がより多ければ、翌日の商用電力の購入が減少することになる。このように、翌日の天候が悪い場合には、蓄電池１２からの放電はリスクが多くなる。よって、危険係数は、翌日の天候が悪けれれば大きくなる。さらに、危険係数は、その住宅の蓄電池１２の蓄電電力の使用量の実績が多ければ大きくなる。

［５．地域内電力融通システムの動作］
続いて、本実施形態による地域内電力融通システムの処理を示す。
図１１は、地域内電力融通システムのホームゲートウェイ４０の処理フローを示す図である。

宅内電力分配器２０の計測部２１は、所定の時間間隔ごとに計測点ｍ１を計測して太陽電池１１の発電電力Ｐｐを、計測点ｍ２を計測して蓄電池１２の蓄電電力Ｐｓ及び蓄電池１２の放電電力Ｐｄを、計測点ｍ３を計測して負荷の消費電力Ｐｃを得る。通信インタフェース部２２は、計測部２１による発電電力Ｐｐ、蓄電電力Ｐｓ、放電電力Ｐｄ、消費電力Ｐｃの計測結果を示す計測データをホームゲートウェイ４０へ出力する。ホームゲートウェイ４０の更新部４４は、通信部４１を介して計測データを受信し（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、記憶部４２に受信した時刻と対応づけて書き込むとともに（ステップＳ１１０）、計測データ、現在時刻（または計測データを受信した時刻）、及び、住宅を特定する設置場所識別情報を設定した計測結果通知データをデータセンタ装置７０へ送信する（ステップＳ１１５）。データセンタ装置７０の処理部７３は、ホームゲートウェイ４０から受信した計測結果通知データを記憶部７２に書き込む。

状態判断部４５は、記憶部４２に記憶されている計測データと、移行ルールに基づき動作モードを判断し（ステップＳ１２０）、判断した動作モード、現在時刻（または計測データを受信した時刻）、及び、住宅の設置場所識別情報を設定した状態データをデータセンタ装置７０に送信する（ステップＳ１２５）。データセンタ装置７０の処理部７３は、ホームゲートウェイ４０から受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

状態判断部４５は、動作モードが変化しなかった場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理を終了し、動作モードの移行が発生した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、状態の移行を切替指示部４７に通知する。切替指示部４７は、記憶部４２から動作モードに対応したスイッチ３５〜スイッチ３９の切替方向を読み出して宅内電力分配器２０にスイッチの切替えを指示する（ステップＳ１３５）。宅内電力分配器２０の通信インタフェース部２２は、ホームゲートウェイ４０から受信した接続指示を各スイッチへ出力する。これにより、宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、ホームゲートウェイ４０に指示された切替方向に切替える。
一方、切替指示部４７は、取引装置８０から移行先の動作モードを受信した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ、Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３５の処理を行なう。
なお、状態判断部４５は、動作モードの更新があった場合にのみステップＳ１２５の処理を行い、状態データをデータセンタ装置７０へ送信してもよい。

図１２は、地域内電力融通システムの取引装置８０の処理フローを示す図である。
取引装置８０の更新監視部８４は、データセンタ装置７０の記憶部７２内の情報をモニタし、更新があったことを検出する（ステップＳ２０５）。更新監視部８４は、記憶部７２から更新された状態データ、計測結果通知データを読み出し、同一の設置場所識別情報が設定されている状態データ及び計測結果通知データを対応づけて記憶部８２に書き込み、情報を更新する（ステップＳ２１０）。

レート通知部８７は、更新された状態データから動作モードが移行した住宅を特定し、特定した住宅のホームゲートウェイ４０に、新たな動作モードに対応した電力レートｒ（販売レートまたは購入レート）を通知する（ステップＳ２１５）。

状態移行判断部８５は、更新された状態データ、計測結果通知データと、移行ルールに基づいて、動作モードを移行させる対象があるか判断する（ステップＳ２２０）。動作モードを移行させる対象がなければ（ステップＳ２２０：ＮＯ）、状態移行判断部８５は処理を終了する。
動作モードを移行させる対象があった場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、状態移行判断部８５は、記憶部８２に記憶されている状態データ、計測結果通知データに基づいて、移行の対象となる住宅を選択し（ステップＳ２２５）、移行させる動作モードと、現在時刻と、選択した住宅の設置場所識別情報とからなる状態データを記憶部８２に書き込む（ステップＳ２３０）。制御指示部８６は、選択した設置場所識別情報により特定される住宅のホームゲートウェイ４０に、移行先の動作モードを通知する（ステップＳ２３５）。このとき、レート通知部８７は、移行先の動作モードに対応した電力レートｒ（販売レートまたは購入レート）を併せて通知する。
以下に、具体的な動作例について説明する。

［５．１ 動作例１］
昼間、ある住宅において、充電中モード（ＳＯ１）で、すなわち、太陽電池１１が発電している状態、かつ、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣが１以下の状態で、蓄電池１２が充電されている。宅内電力分配器２０において、太陽電池１１により発電された直流電力が整流器２３を介してＤＣ／ＤＣ３１に出力され、ＤＣ／ＤＣ３１は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。また、ＤＣ／ＤＣ３２は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力のうち電力負荷に消費されなかった直流電力の電圧を変換し、蓄電池１２は、ＤＣ／ＤＣ２により電圧が変換された直流電力を蓄電する。

ホームゲートウェイ４０の状態判断部４５は、宅内電力分配器２０から受信した計測データに基づき、電力過剰状態、すなわち、（発電電力Ｐｐ）≧｛（消費電力Ｐｃ）＋（蓄電電力Ｐｓ）｝であり、かつ、式（３）を用いて算出した残存容量ＳＯＣが１未満であるため、充電中モード（ＳＯ１）であると判断している。状態通知部４６は、状態判断部４５により判断された充電中モード（ＳＯ１）と、当該住宅の設置場所識別情報とを設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信する。データセンタ装置７０の処理部７３は、ホームゲートウェイ４０から受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

蓄電池１２への充電量が上限に達した場合、データセンタ装置７０にこの情報が即座に伝わる。つまり、ホームゲートウェイ４０の状態判断部４５は、宅内電力分配器２０から受信した計測データに基づき、電力過剰状態、かつ、残存容量ＳＯＣが１であることを検出し、共有送電モード（ＳＯ４）であると判断する。状態通知部４６は、共有送電モード（ＳＯ４）を設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、共有送電モード（ＳＯ４）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する（表１参照）。宅内電力分配器２０の通信インタフェース部２２は、ホームゲートウェイ４０から受信した接続指示をスイッチ３５〜３９へ出力し、スイッチ３５〜３９は、指示された切替方向に切替える。
この切替により、宅内電力分配器２０においては、太陽電池１１により発電された直流電力が整流器２３を介してＤＣ／ＤＣ３１に出力され、ＤＣ／ＤＣ３１は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。また、ＤＣ／ＡＣ３３は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力のうち電力負荷に消費されなかった直流電力を交流電力に変換し、ＤＣ／ＤＣ３３により交流電力に変換された電力は共有低圧線に送電される。

一方、他の住宅において、ホームゲートウェイ４０の状態判断部４５は、宅内電力分配器２０から受信した計測データに基づき、電力不足状態、すなわち、（発電電力Ｐｐ）＜｛（消費電力Ｐｃ）＋（蓄電電力Ｐｓ）｝であり、かつ、残存容量ＳＯＣが０ではないことを検出し、放電中モード（ＳＵ１）であると判断する。状態通知部４６は、放電中モード（ＳＵ１）と、当該住宅の設置場所識別情報とを設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。
このとき宅内電力分配器２０においては、蓄電池１２に蓄電されている電力がＤＣ／ＤＣ３２に出力され、ＤＣ／ＤＣ３２は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３２から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。

蓄電池１２の蓄電量が０になった場合、データセンタ装置７０にこの情報が即座に伝わる。つまり、ホームゲートウェイ４０の状態判断部４５は、宅内電力分配器２０から受信した計測データに基づき、電力不足状態であり、かつ、残存容量ＳＯＣが０であることを検出し、商用受電モード（ＳＵ２）であると判断する。状態通知部４６は、商用受電モード（ＳＵ２）を設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、商用受電モード（ＳＵ２）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する（表１参照）。宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、ホームゲートウェイ４０に指示された切替方向に切替える。
この切替により、宅内電力分配器２０においては、商用低圧線から供給された交流電力が、電力負荷に供給される。

図１２に示したように、取引装置８０の更新監視部８４は、常にデータセンタ装置７０の記憶部７２内の情報をモニタしており、記憶部８２の情報を更新している。
取引装置８０の状態移行判断部８５は、記憶部８２から、共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）が設定されている状態データと同じ設置場所識別情報を含む計測データを特定する。そして、特定した計測データから受電電力を算出して合算し、地域において共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）の状態で受電されている電力の合計（以下、「合計消費余剰電力」と記載）を算出する。受電電力は、共有受電モード（ＳＵ３）の場合、消費電力Ｐｃであり、共有充電モード（ＳＵ４）の場合、消費電力Ｐｃと蓄電電力Ｐｓの合計である。

また、さらに、状態移行判断部８５は、記憶部８２から、共有送電モード（ＳＯ４）が設定されている状態データと同じ設置場所識別情報を含む計測データを特定する。そして、特定した計測データから余剰電力を算出して合算し、地域における余剰電力の合計（以下、「合計供給余剰電力」と記載）を算出する。余剰電力は、（発電電力Ｐｐ）−（消費電力Ｐｃ）により算出される。

状態移行判断部８５は、地域における合計供給余剰電力が、当該地域の合計消費余剰電力を上回る場合は、商用受電モード（ＳＵ２）で受電している住宅を共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）に移行させる。この移行順序は、決められたものでもよいし、ランダムでもよい。また、商用受電モード（ＳＵ２）で受電している対象が多い場合には、一定時間毎に、共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）とする住宅を切替えてもよい。ただし、電力の使用量と供給量の総量が一致するようにバランスをとって調整する。

例えば、商用受電モード（ＳＵ２）から共有受電モード（ＳＵ３）への移行を行なう場合、以下のように動作する。
状態移行判断部８５は、記憶部８２から商用受電モード（ＳＵ２）が設定されている状態データを特定し、特定した状態データの中から１つを選択して設置場所識別情報を読み出す。選択は、ランダムに選択する、予め記憶部８２に設置場所識別情報に対応して記憶されている優先順に選択する、あるいは、状態データと同じ設置場所識別情報により特定される計測データで示される消費電力Ｐｃが多いあるいは少ないものを選択するなど、任意とすることができる。

状態移行判断部８５は、読み出された設置場所識別情報である選択設置場所識別情報に対応した計測データから消費電力Ｐｃを読み出し、現在の合計消費余剰電力と読み出した消費電力Ｐｃとの合計から新たな合計消費余剰電力を算出する。状態移行判断部８５は、算出した新たな合計消費余剰電力が、合計供給余剰電力より小さい場合、選択設置場所識別情報により特定される住宅を共有受電モード（ＳＵ３）に移行させると決定する。状態移行判断部８５は、選択設置場所識別情報及び時刻と、共有受電モード（ＳＵ３）を設定した状態データを記憶部８２に書き込む。

続いて制御指示部８６は、選択設置場所識別情報により特定される住宅のホームゲートウェイ４０に、共有受電モード（ＳＵ３）への移行指示を送信する。ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、宅内電力分配器２０に対して共有受電モード（ＳＵ３）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する。宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、ホームゲートウェイ４０に指示された切替方向に切替える。この切替により、宅内電力分配器２０においては、共有低圧線から供給された交流電力が、電力負荷に供給される。状態通知部４６は、共有受電モード（ＳＵ３）を設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

状態移行判断部８５は、記憶部８２に商用受電モード（ＳＵ２）が設定されている状態データがまだあればその中から１つを選択して設置場所識別情報を読み出し、制御指示部８６は、上記と同様に共有受電モード（ＳＵ３）へ移行させる処理を繰り返す。

なお、共有充電モード（ＳＵ４）に移行させる場合も上記と同様の処理を行なうが、ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、宅内電力分配器２０に対して共有充電モード（ＳＵ４）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する。宅内電力分配器２０においては、共有低圧線から供給された交流電力が、電力負荷に供給されるとともに、共有低圧線から供給された交流電力がＤＣ／ＡＣ３３により直流電力に変換される。ＤＣ／ＤＣ３２は、ＤＣ／ＡＣ３３から出力された直流電力の電圧を変換し、蓄電池１２は、ＤＣ／ＤＣ２により電圧が変換された直流電力を蓄電する。

一方、取引装置８０の状態移行判断部８５は、地域における合計供給余剰電力が、当該地域の合計消費余剰電力を下回り、余剰電力の供給が不足する場合には、共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）の住宅を商用受電モード（ＳＵ２）の状態に移行させる。あるいは、状態移行判断部８５は、共有充電モード（ＳＵ４）の住宅を共有受電モード（ＳＵ３）に移行させてもよい。

例えば、共有受電モード（ＳＵ３）から商用受電モード（ＳＵ２）への移行が行なわれる場合、以下のように動作する。
状態移行判断部８５は、記憶部８２から共有受電モード（ＳＵ３）が設定されている状態データを特定し、特定した状態データの中から１つを選択して設置場所識別情報を読み出す。選択は、ランダムに選択する、予め記憶部８２に設置場所識別情報に対応して記憶されている優先順に選択する、あるいは、状態データと同じ設置場所識別情報により特定される計測データで示される消費電力Ｐｃが多いあるいは少ないものを選択するなど、任意とすることができる。

状態移行判断部８５は、読み出された設置場所識別情報である選択設置場所識別情報、時刻、及び、商用受電モード（ＳＵ２）を設定した状態データを記憶部８２に書き込む。続いて制御指示部８６は、選択設置場所識別情報により特定される住宅のホームゲートウェイ４０に、商用受電モード（ＳＵ２）への移行指示を送信する。ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、宅内電力分配器２０に対して商用受電モード（ＳＵ２）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する。宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、ホームゲートウェイ４０に指示された切替方向に切替える。ホームゲートウェイ４０の状態通知部４６は、商用受電モード（ＳＵ２）を設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

状態移行判断部８５は、現在の合計消費余剰電力から、選択設置場所識別情報に対応して記憶部８２に記憶されている計測データ内の消費電力Ｐｃを減算して新たな合計消費余剰電力を算出する。新たな合計消費余剰電力が合計供給余剰電力より大きい場合、状態移行判断部８５は、さらに、記憶部８２に共有受電モード（ＳＵ３）が設定されている状態データを特定し、上記と同様に、商用受電モード（ＳＵ２）への移行を指示する。

なお、共有充電モード（ＳＵ４）から商用受電モード（ＳＵ２）に移行させる場合も上記と同様の処理を行なうが、状態移行判断部８５は、現在の合計消費余剰電力から、選択した設置場所識別情報に対応して記憶部８２に記憶されている計測データ内の消費電力Ｐｃ及び蓄電電力Ｐｓを減算して新たな合計消費余剰電力を算出する。

また、共有充電モード（ＳＵ４）から共有受電モード（ＳＵ３）に移行させる場合も上記と同様の処理を行なうが、ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、宅内電力分配器２０に対して共有受電モード（ＳＵ３）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する。また、取引装置８０の状態移行判断部８５は、現在の合計消費余剰電力から、選択した設置場所識別情報に対応して記憶部８２に記憶されている計測データ内の蓄電電力Ｐｓを減算して新たな合計消費余剰電力を算出する。

［５．２ 動作例２］
動作例１と同様に、昼間、ある住宅において、充電中モード（ＳＯ１）の状態、すなわち、太陽電池１１が発電している状態、かつ、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣが１以下の状態で、蓄電池１２を充電している。そして、残存容量ＳＯＣが１になった時点で逆潮流が可能であれば逆潮流モード（ＳＯ３）の状態に移行する。
つまり、ホームゲートウェイ４０の状態判断部４５は、充電中モード（ＳＯ１）において宅内電力分配器２０から受信した計測データから、電力過剰状態、かつ、残存容量ＳＯＣが１であることを検出する。状態判断部４５は、逆潮流が可能である場合、逆潮流モード（ＳＯ３）であると判断する。逆潮流が可能か否かの情報は、例えば、予め記憶部４２に記憶さている逆潮流が可能な日時を示す情報を参照することによって、取引装置８０へ問い合わせることによって、あるいは、取引装置８０から自律的に送信される通知によって得ることができる。状態通知部４６は、逆潮流モード（ＳＯ３）を設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、逆潮流モード（ＳＯ３）に対応したスイッチ接続方向を宅内電力分配器２０に指示する。宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、ホームゲートウェイ４０に指示された切替方向に切替える。この切替えにより、宅内電力分配器２０においては、太陽電池１１により発電された直流電力が整流器２３を介してＤＣ／ＤＣ３１に出力され、ＤＣ／ＤＣ３１は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。また、ＤＣ／ＡＣ３３は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力のうち電力負荷に消費されなかった直流電力を交流電力に変換し、商用低圧線により送電する。

逆潮流モード（ＳＯ３）への移行後、例えば、取引装置８０が記憶部８２に記憶さている逆潮流が不可である日時になったことを検出する、あるいは、電力会社の装置から通知を受信するなどして、何らかの原因によって逆潮流が不可の状態になったことを検出した場合、共有送電モード（ＳＯ４）の状態に移行させる。しかし、逆潮流モード（ＳＯ３）から共有送電モード（ＳＯ４）への状態移行が一斉に起こると、共有低圧線の電圧と周波数を安定に保てなくなる。このような状態を回避するために、取引装置８０は、逆潮流が不可のために一斉に動作が変化するような状態が発生したことを検出した場合、共有送電モード（ＳＯ４）への移行を禁止し、逆潮流モード（ＳＯ３）で動作している住宅の宅内電力分配器２０を一旦廃棄モード（ＳＯ２）に移行させ、商用受電モード（ＳＵ２）で動作している住宅の宅内電力分配器２０を順次共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）に移行させながら、先ほど廃棄モード（ＳＯ２）に移行させた住宅の宅内電力分配器２０を順次共有送電モード（ＳＯ４）に移行させてバランスをとる制御を行う。
このように、取引装置８０は、電力線の状態を正常に保つために適切に動作の移行の制御を行う。

なお、逆潮流モード（ＳＯ３）から廃棄モード（ＳＯ２）への移行、商用受電モード（ＳＵ２）から共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）への移行、廃棄モード（ＳＯ２）から共有送電モード（ＳＯ４）への移行の動作は、動作例１に記載した共有受電モード（ＳＵ３）から商用受電モード（ＳＵ２）への移行を行なう場合と同様である。

具体的には、状態移行判断部８５は、記憶部８２に記憶されている状態データから移行元動作モードに対応付けられている設置場所識別情報を選択し、選択した設置場所識別情報及び時刻と、移行先動作モードを設定した状態データを記憶部８２に書き込む。続いて制御指示部８６は、選択した設置場所識別情報により特定される住宅のホームゲートウェイ４０に、移行先動作モードへの移行指示を送信する。ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７は、移行先動作モードに対応したスイッチ３５〜３９の接続方向を記憶部４２から読み出して宅内電力分配器２０に指示し、宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９は、指示された切替方向に切替える。ホームゲートウェイ４０の状態通知部４６は、移行先動作モードを設定した状態データをデータセンタ装置７０へ送信し、データセンタ装置７０の処理部７３は、受信した状態データを記憶部７２に書き込む。

なお、廃棄モード（ＳＯ２）の場合、宅内電力分配器２０においては、太陽電池１１により発電された直流電力が整流器２３を介してＤＣ／ＤＣ３１に出力され、ＤＣ／ＤＣ３１は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力のうち電力負荷に消費されなかった直流の電力は廃棄される。

以上２つの動作例では、固定レートでの状態遷移を示しているが、取引装置８０の記憶部８２に記憶されている各住宅の計測データ及び状態データから、各住宅が各動作モードにおいて受電した商用電力または共有電力の電力量、あるいは、電力会社へ売電または共有電力として売電した電力量を得ることができる。課金部８８は、記憶部８２から課金対象期間において動作モードが共有受電モード（ＳＵ３）、共有充電モード（ＳＵ４）であるときの各住宅の受電量を取得し、電力量から商用受電価格である基準価格を算出する所定の算出式により、取得した受電量と同じ電力量の商用電力を受電した場合の基準価格を算出する。課金部８８は、この算出した基準価格に共有受電モード（ＳＵ３）及び共有充電モード（ＳＵ４）の購入レート＝０．２を乗算し、各住宅の共有電力の購入価格を算出する。

さらに、課金部８８は、記憶部８２から課金対象期間において動作モードが共有送電モード（ＳＯ４）であるときの各住宅の送電量を取得し、同様の算出式により、取得した送電量と同じ電力量の商用電力を受電した場合の基準価格を算出し、この算出した基準価格に共有送電モード（ＳＯ４）の販売レート＝０．２を乗算し、各住宅の共有電力の販売価格を算出する。
課金部８８は、各住宅について、共有電力の購入価格から共有電力の販売価格を減算した価格によって課金価格を算出して課金データを作成し、記憶部８２に書き込む。電力プロバイダは、この課金データに基づいて各住宅に請求を行なう。

また、取引装置８０の記憶部８２に記憶されている計測結果通知データ及び状態データから、各住宅の商用電力の取引についても得ることができる。そこで、さらに、取引装置８０において商用電力の取引についての課金データも生成し、共有電力の課金と併せて商用電力の取引についての課金も同時に行うことができる。電力プロバイダは、各家の個別支払いに代わって、電力会社との取引も行う。

商用電力の課金データは以下のように生成する。課金部８８は、記憶部８２から課金対象期間において動作モードが商用受電モード（ＳＵ２）であるときの各住宅の受電量を取得し、電力量から上記と同様の算出式により、取得した受電量についての基準価格を算出し、各住宅の商用電力の購入価格とする。さらに、課金部８８は、記憶部８２から課金対象期間において動作モードが逆潮流モード（ＳＯ３）であるときの各住宅の送電量を取得し、上記と同様の算出式により、取得した送電量と同じ電力量の商用電力を受電した場合の基準価格を算出し、この算出した基準価格に逆潮流モード（ＳＯ３）の販売レート＝２を乗算し、各住宅の電力会社への販売価格を算出する。そして、各住宅について、商用電力の購入価格から販売価格を減算した価格によって課金価格を算出して課金データを作成し、記憶部８２に書き込む。

［５．３ 動作例３：リクエスト充電］
現在、地域内において余剰電力が発生しており、宅内電力分配器２０が共有受電モード（ＳＵ３）で動作している住宅がある。この住宅において、電気自動車の急速充電を行いたいため、リクエスト充電を要求する場合についての動作を説明する。

ホームゲートウェイ４０のリクエスト充電要求部４８は、電気自動車に備えられたコンピュータ装置などから電気自動車の急速充電要求及び要求電力量を受信すると、設置場所識別情報及び要求電力量を設定したリクエスト充電要求を取引装置８０に送信する。
取引装置８０の状態移行判断部８５は、受信したリクエスト充電要求に設定されている要求電力量と、動作例１と同様に取得した合計供給余剰電力とを比較する。合計供給余剰電力の方が多い場合は残存容量ＳＯＣが１００％であり、図９に示すようにこのときの販売レート、つまり、電力レートｒは０．３である。購入レートも電力レートｒと等しい。

取引装置８０は、ランダムに、または、予め定められたルール（例えば、販売による利益が電力クラスタ内の各住宅でなるべく均等にする等）に従って共有受電モード（ＳＵ３）の住宅を何邸かをこの動作モードからはずした上で、共有送電モード（ＳＯ４）の住宅を何邸かリクエスト送電モード（ＳＯ５）に、リクエスト充電要求を送信した住宅の宅内電力分配器２０をリクエスト充電モード（ＳＵ５）に変更し、リクエストに答えるように需給のバランスをとる。

具体的には、取引装置８０の状態移行判断部８５は、記憶部８２から共有受電モード（ＳＵ３）と対応付けられている設置場所識別情報を読み出し、読み出した設置場所識別情報により特定される住宅の中から選択した住宅について、商用受電モード（ＳＵ２）への移行を指示する。選択は、ランダムに選択する、予め記憶部８２に設置場所識別情報に対応して記憶されている優先順に選択する、あるいは、計測データから得られる所定の値に基づいて選択するなど、任意とすることができる。このとき、例えば、共有電力を受電している電力量の合計が、リクエスト充電の要求電力量に達するまで住宅を選択する。また、移行の手順は、上述の動作例と同様である。

さらに、状態移行判断部８５は、共有送電モード（ＳＯ４）と対応付けられている設置場所識別情報を記憶部８２から読み出し、読み出した設置場所識別情報により特定される住宅の中から選択した住宅について、リクエスト送電モード（ＳＯ５）に移行させ、リクエスト充電要求の送信元の住宅をリクエスト充電モード（ＳＵ５）に移行させる。また、レート通知部８７は、これらの住宅へ販売レートを通知する。状態移行判断部８５は、記憶部８２及びデータセンタ装置７０の記憶部７２に、リクエスト送電モード（ＳＯ５）、リクエスト充電モード（ＳＵ５）の販売レートを時刻と対応付けて書き込む。

リクエスト送電モード（ＳＯ５）において、宅内電力分配器２０は、太陽電池１１により発電された直流電力が整流器２３を介してＤＣ／ＤＣ３１に出力され、ＤＣ／ＤＣ３１は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。また、ＤＣ／ＡＣ３３は、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力のうち電力負荷に消費されなかった直流電力を交流電力に変換し、ＤＣ／ＤＣ３３により交流に変換された電力は共有低圧線に送電される。
また、リクエスト充電モード（ＳＵ５）において、宅内電力分配器２０は、共有低圧線から受電した交流電力を、電気自動車へ供給する。

この状態で、リクエスト充電を要求する住宅が増えた場合、あるいは、天候が悪化した場合、取引装置８０は、まだ共有受電モード（ＳＵ３）である住宅を順次商用受電モード（ＳＵ２）に切替えていく。この順序は、ランダムに選択していく、予め記憶部８２に設置場所識別情報に対応して記憶されている優先順に選択していく、あるいは、計測データから得られる所定の値に基づいて選択していくなど、任意とすることができる。

さらに、この状態でも送電電力量が不足する場合は、取引装置８０は、さらに多くの送電側をリクエスト送電モード（ＳＯ５）に切替えていく。つまり、リクエスト充電要求に設定されている要求電力量が、動作例１に記載したように取得した合計供給余剰電力よりも大きい場合、送電電力が不足すると判断する。
取引装置８０の状態移行判断部８５は、リクエスト送電モード（ＳＯ５）以外の動作モードと対応付けられている設置場所識別情報を記憶部８２から読み出し、読み出した設置場所識別情報により特定される計測データによって残存容量ＳＯＣを算出する。このときの残存容量ＳＯＣを算出する際、式（３）におけるΣＰｄとして、計測データから得られる放電電力Ｐｄの合計を用いてもよく、計測データから得られる放電電力Ｐｄとリクエスト充電要求に設定されている要求電力量の合計を用いてもよい。そして、図９に示すルールに従って得られる販売レートが低い住宅から順番にリクエスト送電モード（ＳＯ５）に移行させる。つまり、販売レートは残存容量ＳＯＣと反比例するため、残存容量ＳＯＣが最も高い住宅から順にリクエスト送電モード（ＳＯ５）への移行を指示する。

この場合、宅内電力分配器２０は、蓄電池１２に蓄電されている電力がＤＣ／ＤＣ３２に出力され、ＤＣ／ＤＣ３２は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。なお、太陽電池１１により発電された直流電力がある場合は、整流器２３を介してＤＣ／ＤＣ３１に出力され、ＤＣ／ＤＣ３１は、入力された直流電力を所定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＡＣ３４は、ＤＣ／ＤＣ３２、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力の一部を交流電力に変換し、電力負荷に供給する。また、ＤＣ／ＡＣ３３は、ＤＣ／ＤＣ３２、ＤＣ／ＤＣ３１から出力された直流電力のうち電力負荷に消費されなかった直流電力を交流電力に変換し、ＤＣ／ＤＣ３３により交流に変換された電力は共有低圧線に送電される。

リクエスト充電の要求元では、この時点で販売レートが上がる。新たな販売レートは、例えば、０．４となる。状態移行判断部８５は、新たな販売レートを時刻と対応付けて記憶部８２に書き込むとともに、データセンタ装置７０の記憶部７２にも書き込む。

なおもこの状態でリクエスト充電の要求が増えると、取引装置８０は、上記と同様の処理により、さらに送電側をリクエスト送電モード（ＳＯ５）に切替えていく。残存容量ＳＯＣが高い住宅からリクエスト送電モード（ＳＯ５）へ移行させているため、ここでは、すでにリクエスト送電モード（ＳＯ５）に移行した住宅の残存容量ＳＯＣより低くなり、従って、販売レートはさらに上がることになる。状態移行判断部８５は、販売レートが変わるたびに、記憶部８２にその販売レート及び時刻を書き込むとともに、データセンタ装置７０の記憶部７２にも書き込む。

なお、取引装置８０のレート通知部８７は、リクエスト充電の要求元のホームゲートウェイ４０に販売レートを通知し、ホームゲートウェイ４０、または、ホームゲートウェイ４０に接続されている電気自動車のコンピュータ装置に販売レートを表示させる。これによって、リクエスト充電をする際の参考になる。つまり、販売レートが０．３の場合は、余剰があるのでリクエスト充電をしてもよいと判断することができる。ただし、ユーザは、本当に緊急で必要な場合はレートが高くても充電を要求することになる。このような、運用をすれば、余剰電力が十分にある場合には電気自動車を充電することで、効果的に電力の無駄を減らすことが可能になる。
さらにリクエスト充電の要求が増えて販売レートが０．９まで上がり、さらにリクエスト充電の要求が増えた場合、取引装置８０はその要求を受け付けない。

また、動作例１のように、地域における合計供給余剰電力が当該地域の合計消費余剰電力を上回り、商用受電モード（ＳＵ２）で受電している住宅を共有受電モード（ＳＵ３）または共有充電モード（ＳＵ４）に移行させる処理など他の処理の途中であっても、取引装置８０は、リクエスト充電要求を受信した場合は、リクエスト充電要求受信後の当該動作例の処理を優先して行うようにしてもよい。

上記においては、残存容量ＳＯＣに対応した販売レートを得ているが、予測危険度に対応した販売レートを得てもよい。取引装置８０は、例えば、天候と危険係数の相関関係を記憶部８２に記憶しておくとともに、取引装置８０に明日の天候の情報を入力しておく。状態移行判断部８５は、明日の天候に対応した危険係数を読み出し、各住宅の残存容量ＳＯＣと乗算して予測危険度を算出する。あるいは、取引装置８０は、蓄電量の使用量と危険係数の相関関係と、各住宅の蓄電電力の使用実績とを記憶部８２に記憶しておき、各住宅の蓄電電力の使用実績に対応した危険係数を読み出し、当該住宅の残存容量ＳＯＣと乗算して予測危険度を算出する。そして、記憶部８２に記憶されている予測危険度と販売レートの関係から、各住宅について、算出した予測危険度に対応した販売レートを決定する。

図１３は、上述した動作例における販売レートの推移について説明するための図である。図１３（ａ）は、販売レートの推移を示し、図１３（ｂ）は、リクエスト充電が要求されている電力を示し、図１３（ｃ）は、供給可能予測電力を示す。

同図に示すように、リクエスト充電が要求されていないときには、地域内全体において、太陽電池１１による発電によって余剰電力が発生している。そして、時刻ｔ１において、リクエスト充電の要求が発生する。このときの要求充電量が、時刻ｔ１における余剰電力より小さいため、販売レートは０．３である。
そして、時刻ｔ２において、さらにリクエスト充電の要求が発生する。このときの要求充電量の合計が、時刻ｔ２における余剰電力より小さいため、販売レートは０．３のままである。

時刻ｔ３において、さらにリクエスト充電の要求が発生する。このときの要求充電量が、時刻ｔ３における余剰電力より大きいため、地域内の蓄電池１２からの電力供給によって、太陽電池１１のよる発電では不足している電力を補う。このとき、蓄電池１２の残存容量ＳＯＣに対応して販売レートは上昇する。
時刻ｔ４において、さらにリクエスト充電の要求が発生する。時刻ｔ３のときよりも低い残存容量ＳＯＣの住宅が選択されるため、販売レートはさらに上昇する。
時刻ｔ５において、さらにリクエスト充電の要求が発生する。時刻ｔ４のときよりも低い残存容量ＳＯＣの住宅が選択され、リクエスト充電用に供給可能な蓄電池１２から提供可能な電力の容量は０となり、販売レートは上限の０．９となる。

時刻ｔ６において、さらにリクエスト充電の要求が発生する。販売レートが上限に達しているため、この状態ではさらなるリクエスト充電は受け付けない。
時刻ｔ７、ｔ８において、順次リクエスト充電が完了し、リクエスト充電の供給可能予測電力は減少していく。しかし、太陽電池１１によって発電された電気は、全てリクエスト充電に使用されるため、蓄電池１２は蓄電されない。よって、販売レートは維持される。
時刻ｔ９において、さらにリクエスト充電が完了し、リクエスト充電の要求電力は減少していく。時刻ｔ９における要求電力量は、太陽電池１１の発電量よりも小さいため、蓄電池１２へ蓄電される。これにより残存容量ＳＯＣが上昇するため、販売レートは低下し、０．７となる。
以降、販売レート＝０．７によって、新たなリクエスト充電が受付可能となる。

取引装置８０の課金部８８は、各住宅のリクエスト充電モード（ＳＵ５）における購入価格を以下のように算出する。つまり、課金部８８は、記憶部８２を参照して、リクエスト充電モード（ＳＵ５）における受電量を販売レートが変化するまでの期間毎に算出し、それぞれの期間について、当該期間の受電量から算出した基準価格に当該期間の販売レートを乗算した金額を求め、求めた金額を合計する処理を各住宅について行なう。
同様に、各住宅のリクエスト送電モード（ＳＯ５）における販売価格を以下のように算出する。つまり、課金部８８は、記憶部８２を参照して、リクエスト送電モード（ＳＯ５）における送電量を販売レートが変化するまでの期間毎に算出し、それぞれの期間について、当該期間の送電量から算出した基準価格に当該期間の販売レートを乗算した金額を求め、求めた金額を合計する処理を各住宅について行なう。

［６．効果］
本実施形態によれば、地域内で電力の流れを制御し、地域内での電力売買を実現する。これにより、電力会社の逆潮流の受け入れ状況に応じて、地域内での電力取引を適切に実行することが可能となる。具体的には、太陽電池発電や風力発電等の自然エネルギーによる発電設備と、電力を保存する蓄電設備とを有する複数の建物により構成される電力クラスタ内において電力を相互に融通し、電力クラスタ内での電力自給率を高める。さらには、電力取引に公平感を持たせるために、通常モードとリクエストモードで異なる価格体系を設け、かつ余剰電力の状態や蓄電池の残存容量に応じた価格設定を行うことが可能となる。従って、以下を実現することができる。
（１）分散している自然エネルギーの廃棄を減らすことができる。
（２）低価格の電力を地域内で利用できる。
（３）低価格の電力で電気自動車への充電ができる。
（４）需要の緊急性と供給状況に応じて価格が決定するので、電力の有効な使い方が促進される。

上述したように、本実施形態では、地域毎に電力の流れを制御し、電力会社による地域毎の逆潮流の受入状況が異なる場合であっても、地域内の住宅に設定された宅内電力分配器で計測された発電設備の発電量、蓄電池の蓄電量及び放電量、ならびに、電力負荷の消費電量の計測結果に応じて宅内電力分配器の状態を切り替えるとともに、その状態に応じた電力レートを決定することができる。よって、一般住宅に設置された自然エネルギーを利用した発電電力を無駄なく社会全体の資源として利用し、供給者、需要者ともに納得できる料金を提供して、分散型のエネルギーシステムの普及に貢献する。よって、自然エネルギーの有効な利用を図ることができる。また、電力売買を行なう場合に、需要者側からの緊急度の高いリクエストにより、個別の需要家間での融通を行い、その価格を供給者側の蓄電池の蓄電量などから決定することができる。

［７．その他］
なお、データセンタ装置７０は、１つの地域（電力クラスタ）についての管理を行なってもよく、広域の複数の地域のデータを一括して管理してもよい。また、取引装置８０は、１つの電力クラスタを単位として上記のような状態の監視制御と課金の管理を行う。つまり、取引装置８０は、データセンタ装置７０に記憶されるデータのうち、自装置が含まれる電力クラスタに関するデータのみを読み出し及び書き込みの対象とする。取引装置８０は、複数の電力クラスタを管理しても良いが、電力クラスタ毎にレート設定や、優先順位の設定ルールもしくは、その他の状態遷移に係るルールの管理を個別に行う。

また、上記実施形態では、ホームゲートウェイ４０において状態を切替え、宅内電力分配器２０内の電力の流れを切り替えているが、宅内電力分配器２０においてこの処理をおこなってもよい。この場合、ホームゲートウェイ４０の記憶部４２、更新部４４、状態判断部４５、切替指示部４７を宅内電力分配器２０に備える。
また、上記実施形態では、ホームゲートウェイ４０の切替指示部４７が動作モードに従って宅内電力分配器２０のスイッチ３５〜３９の接続を指示しているが、宅内電力分配器２０に切替指示部４７を設け、ホームゲートウェイ４０から動作モードを受信し、宅内電力分配器２０においてスイッチ３５〜３９の接続先を決定するようにしてもよい。

上述のホームゲートウェイ４０、データセンタ装置７０、及び、取引装置８０は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、ホームゲートウェイ４０の処理部４３、データセンタ装置７０の処理部７３、及び、取引装置８０の処理部８３の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

１１…太陽電池（発電設備）
１２…蓄電池（蓄電設備）
２０…宅内電力分配器（電力分配装置）
２１…計測部
２２…通信インタフェース部
２３…整流器
３１、３２…直流電圧変換器（ＤＣ／ＤＣ）
３３、３４…直流交流変換器（ＤＣ／ＡＣ）
３５、３６、３７、３８、３９…スイッチ（切替部）
４０…ホームゲートウェイ
４１…通信部
４２…記憶部
４３…処理部
４４…更新部
４５…状態判断部
４６…状態通知部
４７…切替指示部
４８…リクエスト充電要求部
６０…変圧器
６１…同期調整器
７０…データセンタ装置
７１…通信部
７２…記憶部
７３…処理部
８０…取引装置
８１…通信部
８２…記憶部
８３…処理部
８４…更新監視部
８５…状態移行判断部
８６…制御指示部
８７…レート通知部
８８…課金部

Claims (11)

1. 地域内の住宅の電力取引を管理する取引装置と、前記住宅のそれぞれに設置された発電設備、蓄電設備及び電力分配装置とからなる地域内電力融通システムであって、
   前記電力分配装置は、
   該電力分配装置が設置されている前記住宅において前記発電設備が発電した電力と、前記蓄電設備に蓄電または前記蓄電設備が放電する電力と、商用低圧線を介して電力会社から受電または前記電力会社へ逆潮流する電力と、共有低圧線を介して他の住宅から受電または他の住宅へ送電する電力と、電力負荷へ供給される電力の流れを切替える切替部と、
   前記発電設備の発電電力、前記蓄電設備の蓄電電力または放電電力、前記電力負荷の消費電力を計測する計測部と、
   電力の流れの切り替えを判断するために用いられるルールが設定された場合に、設定された前記ルールに従って前記計測部による計測結果に基づいて該電力分配装置における電力の流れを決定する状態判断部とを備え、
   前記取引装置は、
   記憶部に記憶され、電力の流れの切り替えを判断するために用いられるルールに従って、前記住宅の前記電力分配装置が備える前記計測部による計測結果に基づいて、前記電力分配装置における電力の流れを変更する対象の住宅と、変更後の電力の流れとを決定する状態移行判断部と、
   前記状態移行判断部による決定に従って、前記変更後の電力の流れを、前記変更対象の住宅の前記電力分配装置に指示する制御指示部とを備え、
   前記切替部は、前記状態判断部による決定、あるいは、前記制御指示部からの前記指示に従って電力の流れを切替える、
   ことを特徴とする地域内電力融通システム。
2. 前記状態移行判断部は、前記記憶部に記憶されている前記ルールに従って、前記住宅の前記電力分配装置における現在の電力の流れと、該電力分配装置が備える前記計測部による計測結果に基づいて、前記電力分配装置における電力の流れを変更する対象の住宅と、変更後の電力の流れとを決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の地域内電力融通システム。
3. 前記状態移行判断部は、前記電力会社と取引する電力、または、前記地域内の住宅間で取引する電力の取引金額を算出するためのレートを、前記電力分配装置における前記電力の流れに基づいて決定する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地域内電力融通システム。
4. 前記状態移行判断部は、前記計測結果に基づいて、前記住宅において前記発電設備が発電した電力のうち当該住宅の前記蓄電設備への蓄電及び電力負荷への供給に用いられなかった余剰電力があると判断した場合、前記共有低圧線を介して前記余剰電力を他の住宅へ送電するよう当該住宅の前記電力分配装置における電力の流れを決定し、前記計測結果に基づいて前記住宅において前記発電設備が発電した電力及び前記蓄電設備が放電する電力が当該住宅内の前記電力負荷への供給よりも少ないと判断した場合、前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電するよう当該住宅の前記電力分配装置における電力の流れを決定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の地域内電力融通システム。
5. 前記状態移行判断部は、前記発電設備が発電した電力及び前記蓄電設備が放電する電力が前記電力負荷への供給よりも少ないと判断した前記住宅が複数ある場合、当該複数の住宅の中から前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電するよう指示する対象の前記住宅を所定の優先度に基づいて選択する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の地域内電力融通システム。
6. 前記状態移行判断部は、前記発電設備が発電した電力及び前記蓄電設備が放電する電力が前記電力負荷への供給よりも少ないと判断した前記住宅が複数ある場合、当該複数の住宅の中で前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電するよう電力の流れを指示する対象の住宅を時間によって切替える、
   ことを特徴とする請求項４に記載の地域内電力融通システム。
7. 前記状態移行判断部は、前記余剰電力が減少した場合、前記共有低圧線を介して他の住宅からの余剰電力を受電している前記住宅の前記電力分配装置において、前記商用低圧線を介して電力会社の電力を受電するよう電力の流れを決定する、
   ことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の地域内電力融通システム。
8. 前記状態移行判断部は、前記住宅における前記電力負荷への急速充電の要求を受信した場合、前記共有低圧線を介して前記余剰電力を受電するように前記急速充電を要求した前記住宅の前記電力分配装置における電力の流れを決定する、
   ことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかの項に記載の地域内電力融通システム。
9. 前記状態移行判断部は、前記計測結果に基づいて前記蓄電設備が蓄電されていると判断された前記住宅の前記電力分配装置において、前記共有低圧線を介して該蓄電設備から放電される電力を、前記急速充電を要求した前記住宅の前記電力分配装置へ送電するよう電力の流れを決定する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の地域内電力融通システム。
10. 前記状態移行判断部は、前記蓄電設備の蓄電電力量に応じて前記電力の取引金額を算出するためのレートを決定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の地域内電力融通システム。
11. 前記急速充電の要求に応じて供給される電力の取引金額を算出するためのレートは、余剰電力の取引金額を算出するためのレートよりも高い、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の地域内電力融通システム。

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