JP5801936B2 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統と連系及び解列する制御システムを備える需要家に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置及び制御方法に関する。

近年、太陽電池や蓄電池等の分散電源を備えた一般家庭等の需要家が増えている。また、配電線や送電線を含む電力系統と需要家に設けられた分散電源との連系を制御する電力管理装置も提案されている。なお、このような電力管理装置は、ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称される。

ここで、電力系統の過負荷や故障等に起因して停電が起きた後に、電力系統が復旧するケースが考えられる。このようなケースにおいて、電力系統の復旧時において分散電源から電力系統への逆潮流が生じることを抑制することを目的として、停電時において分散電源と電力系統とを解列する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２０４０６９公報

ところで、停電時においては、需要家に設けられる負荷機器に対しては、分散電源から電力が供給される（以下、自立運転）。一方で、電力系統の復旧時には、自立運転が解除されて、需要家に設けられる負荷機器に対して、電力系統から電力が供給される。

このようなケースにおいて、各需要家に設けられる負荷機器の自立運転を一斉に解除すると、電力系統から供給すべき電力が許容電力を超える可能性がある。このような過負荷が生じると、再び停電が起きる可能性がある。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電力系統の停電の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することを可能とする制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明に係る制御装置の特徴は、電力系統（電力系統２３０ａ乃至２３０ｂ）と連系及び解列する制御システム（需要家制御システム１）を備える需要家（需要家３０１）に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置（スマートメータ３１０）であって、前記電力系統から前記需要家を含む需要家群（需要家群３００ａ乃至３００ｂ）に供給される電力を制御する電力管理装置（ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂ）に接続しており、前記電力系統から供給可能な電力量に応じて定められる負荷情報を、前記電力管理装置から取得する取得部（取得部１６２）と、前記電力系統と解列した後に再連系する際、前記取得部によって取得された前記負荷情報に基づいて、前記需要家内における消費電力を制御する制御部（電力制御部１６４）とを備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、制御装置は、電力系統に停電が発生して電力系統と解列した後に、停電が復旧して再連系する際、電力管理装置から取得した負荷情報に基づいて、電力系統から供給可能な電力量を考慮して、需要家内の消費電力を制御する。

したがって、かかる制御装置によれば、電力系統から供給可能な電力量を考慮して、電力系統の停電の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することができる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記需要家には、複数の負荷機器（照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５など）が設けられており、前記制御部は、前記負荷情報に基づいて、前記複数の負荷機器の中から、電力の供給を優先すべき負荷機器を選択し、前記需要家内における消費電力を制御することを要旨とする。かかる特徴によれば、制御装置は、全ての負荷機器に電力を供給するのではなく、電力の供給を優先すべき負荷機器を選択して、需要家内における消費電力を制御する。よって、かかる制御装置によれば、需要家にとって重要な負荷機器を優先して、電力を供給することができる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記負荷情報は、電力料金を示す電力料金情報であることを要旨とする。かかる特徴によれば、制御装置は、電力料金情報に基づいて、電力系統から供給可能な電力量を推測して、需要家内における消費電力を制御することができるので、電力系統から供給可能な電力量を考慮して、電力系統の停電の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することができる。

本発明に係る制御装置の特徴は、電力系統（電力系統２３０ａ乃至２３０ｂ）と連系及び解列する電力システム（需要家制御システム１）を備える需要家（需要家３０１）に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置（スマートメータ３１０）であって、前記需要家に設けられる負荷機器（照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５など）の消費電力に対応する複数の動作モードが定められており、前記電力系統と解列した後に再連系する際、前記複数の動作モードの中から、最も消費電力が低い動作モードを選択して、前記需要家内における消費電力を制御する制御部（電力制御部１６４）を備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、制御装置は、電力系統に停電が発生して電力系統と解列した後に、停電が復旧して再連系する際、最も消費電力が低い動作モードを選択し、需要家内の消費電力が最も低くなるように制御する。したがって、かかる制御装置によれば、電力系統の停電の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することができる。

本発明に係る制御装置の他の特徴は、上記の特徴に係る制御装置において、前記制御部は、再連系した後、又は、前記需要家を含む需要家群が前記電力系統と再連系した後に、前記複数の動作モードの中から、動作モードを再選択することを要旨とする。かかる特徴によれば、制御装置は、再連系した後、又は需要家群が再連系を行った後など、電力系統からの電力の供給が正常な状態となった後に、需要家において適切な動作モードを再選択することができる。

本発明に係る制御方法は、電力系統と連系及び解列する制御システムを備える需要家に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置における制御方法であって、前記制御装置は、前記電力系統から前記需要家を含む需要家群に供給される電力を制御する電力管理装置に接続しており、前記電力系統から供給可能な電力量に応じて定められる負荷情報を、前記電力管理装置から取得するステップ（ステップＳ１０１）と、前記電力系統と解列した後に再連系する際、取得された前記負荷情報に基づいて、前記需要家内における消費電力を制御するステップ（ステップＳ１０３）とを備えることを要旨とする。

本発明に係る制御方法は、電力系統と連系及び解列する電力システムを備える需要家に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置における制御方法であって、前記需要家に設けられる負荷機器の消費電力に対応する複数の動作モードが定められており、前記電力系統と解列した後に再連系する際、前記複数の動作モードの中から、最も消費電力が低い動作モードを選択して、前記需要家内における消費電力を制御するステップ（ステップＳ２０１乃至Ｓ２０２）を備えることを要旨とする。

本発明によれば、電力系統の復旧時において電力系統の過負荷状態の発生を抑制することを可能とする制御装置及び制御方法を提供できる。

本発明の第１及び第２実施形態に係る電力系統システムの概要を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るに係る需要家制御システムの構成を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係るスマートメータの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る記憶部に記憶される優先テーブルを示す図である。 本発明の第１実施形態に係る記憶部に記憶される対象順位テーブルを示す図である。 本発明の第１実施形態に係るスマートメータの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る記憶部に記憶されるモードテーブルを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るＲＴＰの電力料金と料金閾値と動作モードとの関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るスマートメータの動作を示すシーケンス図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。具体的には、（１）電力系統システムの概略構成、（２）需要家の構成、（３）スマートメータの構成、（４）スマートメータの動作、（５）作用及び効果について説明する。なお、以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（１）電力系統システムの概略構成
図１は、本実施形態に係る電力系統システム１０の概略構成図である。

図１に示すように、電力系統システム１０は、発電所２１０、変電所２２０ａ乃至２２０ｂ、スマートサーバ４００、エネルギーマネジメントシステム（以下、ＥＭＳ）１００ａ乃至１００ｂ、及び需要家３０１によって構成される複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂを有する。変電所２２０ａ乃至２２０ｂは、発電所２１０から供給される電力を変換し、例えば地域単位（例えば横浜市など）といった範囲に電力を供給する。図１の例では、各需要家３０１は、変電所２２０ａ乃至２２０ｂ及び電力系統２３０ａ乃至２３０ｂを介して、発電所２１０で発電される電力の供給を受ける。

各需要家３０１は、一般家庭などである。本実施形態においては、各需要家３０１は、需要家内の負荷機器の電力制御を行うことができる。また、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂには、分散電源としての太陽電池３２１や蓄電池３２２（図２参照）が設置されている需要家も含まれているものとする。

ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、広域通信網９０（例えばインターネット）を介して、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂや、スマートサーバ４００と接続する。ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂの各々を構成する需要家３０１から、需要家３０１に設けられている負荷機器が消費する消費電力量を示す消費電力情報を取得する。また、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、スマートサーバ４００から、電力系統が供給可能な電力量（以下、供給可能電力量）を示す供給可能情報を取得する。

また、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、需要家群３００ａ乃至３００ｂにおける消費電力情報及び供給可能情報を、スマートサーバ４００に通知するとともに、スマートサーバ４００からの指示に応じて、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂに供給される電力を制御することができる。このように、本実施形態に係るＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、電力系統２３０ａから需要家３０１を含む需要家群３００ａ乃至３００ｂに供給される電力を制御する電力管理装置を構成する。

また、本実施形態に係るＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、電力系統２３０ａ乃至２３０ｂから供給可能な電力量に応じて定められる負荷情報を生成することができる。ここで、本実施形態において、かかる負荷情報は、電力料金を示す電力料金情報であることとする。

具体的に、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、取得した消費電力情報及び供給可能情報に基づいて、需要家群の電力需要と電力系統２３０ａ乃至２３０ｂの電力供給とに基づく電力料金を決定する。ここで、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、電力系統２３０ａ乃至２３０ｂから需要家群への電力の供給可能量から需要家群における消費電力量（需要量）を差し引いた値（需給差）が大きいほど、電力料金を下げ、需給差が小さいほど、電力料金を上げる。

また、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、過去の需給差に基づいて時間帯別に予め定められる電力料金であるＴＯＵ（Time of Use）と、リアルタイムの需給差に基づいて定められる電力料金であるＲＴＰ（Real Time Pricing）の２種類の電力料金を決定することができる。

更に、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、決定した電力料金を示す電力料金情報を生成する。ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、電力料金情報を、広域通信網９０を介して、需要家３０１へ送信する。具体的には、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、ＴＯＵについては、例えば２４時間周期で、当該ＴＯＵが適用される時間帯よりも所定期間前（例えば１日前）に送信し、ＲＴＰについては、ＴＯＵの送信周期よりも短い周期（例えば１０分周期）で送信する。

なお、本実施形態では、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂは、電力系統２３０ａ乃至２３０ｂが復旧する際、又は復旧する直前に、電力料金情報を、広域通信網９０を介して、需要家３０１へ送信するものとする。

また、本実施形態では、ＥＭＳ１００ａは、需要家群３００ａに対応して設けられており、需要家群３００ａにおける電力制御を実行するものとする。ＥＭＳ１００ｂは、需要家群３００ｂに対応して設けられており、需要家群３００ｂにおける電力制御を実行するものとする。また、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１は、ＥＭＳ１００ａから送信された制御情報を使用して電力制御を行う。需要家群３００ｂを構成する各需要家３０１は、ＥＭＳ１００ｂによって生成された制御情報を使用して電力制御を行う。

本実施形態において、需要家群３００ａは、ある地域（市町村等）に属する需要家３０１からなるグループである。需要家群３００ｂは、他の地域（市町村等）に属する需要家３０１からなるグループである。つまり、複数の需要家３０１は、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂに分類されている。

このように需要家３０１を分類しているのは、主に次の理由による。具体的には、分散電源としての太陽電池は、天候（日照時間）に応じて発電量が変動するため、各地域の天候に適応させて、地域別での電力制御を行うことが好ましいからである。

また、需要家３０１は、電力系統２３０ａに停電が発生した際、太陽電池３２１から供給される電力によって、自立運転を実行することができる。このとき、需要家３０１は、電力系統２３０ａと解列する。一方、停電が復旧した際、需要家３０１は、電力系統２３０ａと再連系することができる。

スマートサーバ４００は、広域通信網９０を介して、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂと変電所２２０ａ乃至２２０ｂと接続する。スマートサーバ４００は、変電所２２０ａ乃至２２０ｂから供給される電力を制御することができる。具体的に、スマートサーバ４００は、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂから、複数の需要家群３００ａ乃至３００ｂにおける電力の需要状況及び供給状況に関する情報を取得し、これらの情報に基づいて、ＥＭＳ１００ａ乃至１００ｂに対して、需要家群３００ａ乃至３００ｂの電力制御を指示することができる。

（２）需要家の構成
図２は、需要家３０１における需要家制御システム１の概略構成を示す図である。図２では、需要家群３００ａを構成する各需要家３０１を例示している。なお、需要家群３００ｂを構成する各需要家３０１も同様の構成である。

図２に示すように、需要家３０１には、電力系統２３０ａから交流の電力が供給される。需要家制御システム１は、スマートメータ３１０、遮断器３１１、ハイブリッドＰＣＳ３２０、太陽電池３２１、蓄電池３２２、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５を有する。このように、本実施形態において、需要家３０１は、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５などの複数の負荷機器を有する。また、太陽電池３２１は、太陽光を受光し、受光した太陽光に応じて直流電力を発生させることができる。なお、需要家制御システム１は、電気自動車などに搭載される蓄電池を有していてもよい。また、本実施形態において、需要家制御システム１は、電力系統２３０ａと連系及び解列する制御システムを構成する。

スマートメータ３１０は、需要家３０１内での電力制御を行う。本実施形態において、スマートメータ３１０は、需要家３０１において消費される電力を制御する制御装置を構成する。

スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａに接続されるとともに、家庭内配電線３５０に接続される。また、スマートメータ３１０は、家庭内通信回線３８０を介して、遮断器３１１、ハイブリッドＰＣＳ３２０、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５との通信を行う。当該通信は、無線通信であってもよく、有線通信であってもよい。

また、スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａから、ハイブリッドＰＣＳ３２０、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５に供給される消費電力量の合計を検知し、この合計を消費電力情報として生成する。また、スマートメータ３１０は、広域通信網９０を介して、ＥＭＳ１００ａに接続しており、かかる消費電力情報をＥＭＳ１００ａへ送信する。なお、スマートメータ３１０は、この消費電力情報を定期的にＥＭＳ１００ａに送信してもよいし、ＥＭＳ１００ａからの要求に応じて、送信してもよい。

また、スマートメータ３１０は、停電時において、ハイブリッドＰＣＳ３２０に対して、電力系統２３０ａとの解列を指示する。また、スマートメータ３１０は、停電時において、遮断器３１１に電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０との遮断を指示し、遮断器３１１は、この指示に応じて、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０とを遮断する。また、停電が復旧した際には、遮断器３１１に電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０との接続を指示し、遮断器３１１は、この指示に応じて、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０と接続する。

ハイブリッドＰＣＳ３２０は、家庭内配電線３５０に接続されるとともに、分散電源としての太陽電池３２１と蓄電池３２２とに接続される。ハイブリッドＰＣＳ３２０は、スマートメータ３１０の制御に応じて、太陽電池３２１と蓄電池３２２とを稼働させる。また、ハイブリッドＰＣＳ３２０は、太陽電池３２１によって発電された電力を蓄電池３２２に蓄電させることができる。ハイブリッドＰＣＳ３２０は、家庭内配電線３５０から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を蓄電池３２２に蓄電させることができる。

また、ハイブリッドＰＣＳ３２０は、蓄電池３２２の放電による直流電力や、太陽電池３２１によって発電された直流電力を交流電力に変換して家庭内配電線３５０へ送り出すことができる。家庭内配電線３５０へ送り出された交流電力は、適宜、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５において使用され、あるいは、電力系統２３０ａへの逆潮流の電力となる。

負荷機器としての照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５は、家庭内配電線３５０に接続されるとともに、家庭内通信回線３８０に接続される。これらの負荷機器は、スマートメータ３１０の制御に応じて、動作する。なお、蓄熱機器３３５は、例えば、ヒートポンプや温水器などである。

（３）スマートメータの構成
図３を参照して、スマートメータ３１０の構成について説明する。図３は、スマートメータ３１０の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、本実施形態に係るスマートメータ３１０は、通信部１５２と、記憶部１５３と、処理部１５４とを備える。通信部１５２は、広域通信網９０を介して、ＥＭＳ１００ａとの通信を行う。また、通信部１５２は、家庭内通信回線３８０を介して、ハイブリッドＰＣＳ３２０と各負荷機器と通信する。記憶部１５３は、処理部１５４が実行するプログラムを記憶すると共に、処理部１２０でのプログラム実行中にワークエリアとして使用される。

また、本実施形態に係る記憶部１５３は、図４に示すように、負荷機器名と、優先順位とが関連付けられた優先テーブルを記憶する。また、記憶部１５３は、図５に示すように、対象優先順位と、料金閾値とが関連付けられた対象順位テーブルを記憶する。なお、これらのテーブルの情報は、負荷機器の利用者によって、予め記憶部１５３に記憶される。また、これらのテーブルは、後述する処理部１５４によって参照される。

処理部１５４は、記憶部１５３に記憶されているプログラムに従った処理を行う。また、処理部１５４は、取得部１６２と電力制御部１６４とを備える。

取得部１６２は、電力系統２３０ａから需要家群３００ａに供給される電力量によって定められる負荷情報を、ＥＭＳ１００ａから取得する。具体的に、取得部１６２は、通信部１５２を介して、ＥＭＳ１００ａから電力料金情報を取得する。

電力制御部１６４は、電力系統２３０ａと解列した後に再連系する際、取得部１６２によって取得された電力料金情報に基づいて、需要家３０１内における消費電力を制御する。

このとき、電力制御部１６４は、電力料金情報に基づいて、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５などの複数の負荷機器の中から、電力の供給を優先すべき負荷機器を選択し、需要家３０１内における消費電力を制御する。なお、電力系統２３０ａと解列した後に電力系統２３０ａと再連系するケースとしては、電力系統２３０ａが停電から復旧する場合が挙げられる。

具体的に、電力制御部１６４は、取得部１６２から電力料金情報を取得するとともに、記憶部１５３の対象順位テーブルを参照し、料金閾値を特定する。このとき、電力制御部１６４は、料金閾値のうち、電力料金情報によって示される電力料金よりも高く、且つ、電力料金に最も近い料金閾値を特定する。そして、電力制御部１６４は、特定した料金閾値に対応する対象優先順位を特定する。

また、電力制御部１６４は、優先テーブルを参照し、特定した対象優先順位に対応する負荷機器名を選択する。電力制御部１６４は、選択した負荷機器名に該当する負荷機器に対して、家庭内配電線３５０との接続を指示するか、又は、起動を指示する。一方、電力制御部１６４は、選択しなかった負荷機器に対しては、家庭内配電線３５０との接続を指示しないか、又は、動作の停止を指示する。

また、電力制御部１６４は、負荷機器に対する指示を行った後、遮断器３１１に対して、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０との接続を指示する。遮断器３１１は、この指示に応じて、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０とを接続し、電力系統２３０ａからの電力が、家庭内配電線３５０を介して、各負荷機器に供給される。

また、スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０とが接続されて、所定期間（例えば、５分）経過後、ハイブリッドＰＣＳ３２０に対して、再連系を指示する。なお、スマートメータ３１０は、所定期間を待たずに、ハイブリッドＰＣＳ３２０に対して、すぐに再連系を指示してもよい。

（４）スマートメータの動作
次に、需要家制御システム１において、停電が復旧し、需要家３０１が再連系する際のスマートメータ３１０の動作を説明する。なお、ここでは、需要家群３００ａに含まれる需要家３０１の動作を例に挙げて説明するが、需要家群３００ｂに含まれる需要家３０１も同様の動作を行うことができる。図６は、スマートメータ３１０の動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ１０１において、スマートメータ３１０の取得部１６２は、停電から復旧した際、広域通信網９０を介して、ＥＭＳ１００ａから電力料金情報を取得する。

ステップＳ１０２において、スマートメータ３１０の電力制御部１６４は、電力料金情報に基づいて、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５などの複数の負荷機器の中から、電力の供給を優先すべき負荷機器を選択する。

具体的に、電力制御部１６４は、取得部１６２から電力料金情報を取得するとともに、記憶部１５３の対象順位テーブルを参照し、料金閾値を特定する。そして、電力制御部１６４は、特定した料金閾値に対応する対象優先順位を特定する。続いて、電力制御部１６４は、優先テーブルを参照し、特定した対象優先順位に対応する負荷機器名を選択する。

ステップＳ１０３において、電力制御部１６４は、選択した負荷機器名に該当する負荷機器に対して、家庭内配電線３５０との接続を指示するか、又は、起動を指示する。一方、電力制御部１６４は、選択しなかった負荷機器に対しては、家庭内配電線３５０との接続を指示しないか、又は、動作の停止を指示する。このようにして、スマートメータ３１０は、電力を供給すべき負荷機器を選択して、需要家３０１内における消費電力を制御する。

ステップＳ１０４において、電力制御部１６４は、遮断器３１１に対して、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０との接続を指示する。遮断器３１１は、この指示に応じて、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０とを接続し、電力系統２３０ａからの電力が負荷機器に供給される。

ステップＳ１０５において、電力制御部１６４は、所定期間（例えば、５分）経過後、ハイブリッドＰＣＳ３２０に対して、再連系を指示する。ハイブリッドＰＣＳ３２０は、この指示に応じて、電力系統２３０ａ及び家庭内配電線３５０との再連系を開始する。

（５）作用及び効果
上述した実施形態によれば、スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａに停電が発生して解列した後に、停電が復旧して再連系する際、ＥＭＳ１００ａから取得した電力料金情報に基づいて、電力系統２３０ａから供給可能な電力量を推測して、需要家３０１内の消費電力を制御する。

したがって、かかるスマートメータ３１０によれば、電力系統２３０ａの停電の復旧時において、電力系統２３０ａから供給可能な電力量を考慮して、需要家３０１内の消費電力を制御するので、電力系統の過負荷状態の発生を抑制することができる。

また、かかるスマートメータ３１０によれば、全ての負荷機器に電力を供給するのではなく、電力の供給を優先すべき負荷機器を選択して、需要家３０１内における消費電力を抑制できる。よって、かかるスマートメータ３１０によれば、利用者にとって重要な負荷機器を優先して、電力を供給することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る需要家制御システム１の構成について説明する。本実施形態に係る需要家制御システム１の構成は、スマートメータ３１０の構成を除き第１実施形態に係る需要家制御システム１と同様である。したがって、スマートメータ３１０の構成について説明する。

（１）スマートメータの構成
本実施形態に係るスマートメータ３１０は、負荷機器に対して、動作モードを指示し、負荷機器は、スマートメータ３１０から指示された動作モードに従って動作するように構成されている。

ここで、動作モードとは、負荷機器の消費電力の多寡と対応付けられるものである。つまり、負荷機器は、設定される動作モードによって、消費電力が異なる。本実施形態では、負荷機器の消費電力の大きさに対応する複数の動作モードが予め定められている。

また、本実施形態に係るスマートメータ３１０では、記憶部１５３が、図７に示すように、複数の動作モードと、それぞれの動作モードに対応する料金閾値とが関連付けられたモードテーブルを記憶する。

動作モードと料金閾値とは、消費電力の少ない動作モードほど、料金閾値が低くなり、消費電力が多い動作モードほど、料金閾値が高くなるという対応関係を有している。図７の例では、動作モードは、番号が大きくなるほど、対応する消費電力が小さく、料金閾値は、番号が大きくなるほど、当該料金閾値は高くなっている。この動作モードと料金閾値との対応関係は、負荷機器毎に予め設定され、記憶部１５３に記憶されている。

また、本実施形態に係るスマートメータ３１０では、電力制御部１６４は、電力料金情報によって示される電力料金と、予め定められている電力料金の閾値（料金閾値）との比較によって、照明３３１、空調装置３３２、冷蔵装置３３３、テレビ３３４、及び蓄熱機器３３５など負荷機器の動作モードを決定することができる。

ここで、料金情報によって示される電力料金は、ＴＯＵとＲＴＰの２種類が存在し、ＲＴＰの方がＴＯＵよりも送信周期が短く、リアルタイムの需給状況に対応している。このため、電力制御部１６４は、ＲＴＰを所定の送信周期で取得している間は、ＲＴＰと料金閾値との比較によって、動作モードを決定し、通信障害等によってＲＴＰを所定の送信周期で取得することができない間は、ＴＯＵと料金閾値との比較によって、動作モードを決定してもよい。

電力制御部１６４は、取得部１６２から電力料金情報を取得して、負荷機器毎の動作モードを決定する。具体的に、電力制御部１６４は、記憶部１５３のモードテーブルを参照して、料金閾値のうち、電力料金情報によって示される電力料金よりも高く、且つ、料金情報によって示される電力料金に最も近い料金閾値を特定する。

例えば、料金情報によって示される電力料金が図７に示す料金閾値３と料金閾値４との間の値である場合、電力制御部１６４は、料金閾値４を特定する。更に、電力制御部１６４は、負荷装置毎に、特定した料金閾値に対応する動作モードを特定する。例えば、図３において料金閾値４が特定された場合、当該料金閾値４に対応する動作モード４が特定されることになる。

また、図８には、ＲＴＰの電力料金における時間遷移の一例が示されている。図８に示すように、電力制御部１６４は、ＲＴＰの電力料金が上昇し、料金閾値を越える度に、動作モードを変更する。このようにして、電力制御部１６４は、電力料金情報によって示される電力料金に基づいて、動作モードを決定し、決定した動作モードを負荷機器に指示する。また、負荷機器は、指示された動作モードに応じて、動作する。

ここで、上述した第１実施形態では、スマートメータ３１０は、電力系統２３０ａと解列した後に再連系する際、ＥＭＳ１００ａから送信される電力料金情報に基づいて、需要家３０１内の消費電力を制御するように構成されていたが、本実施形態に係るスマートメータ３１０は、電力料金情報を受信すること無く、需要家３０１内の消費電力を制御する。

具体的に、本実施形態に係る電力制御部１６４は、電力系統と解列した後に再連系する際、複数の動作モードの中から、最も消費電力が低い動作モードを選択して、前記需要家内における消費電力を制御する。

例えば、電力制御部１６４は、電力系統２３０ａの停電が復旧して、電力系統２３０ａと接続する際、最も低い動作モードである動作モード４を選択する。また、電力制御部１６４は、選択した動作モード４で動作するように、負荷機器に指示する。

（２）スマートメータの動作
次に、本実施形態に係るスマートメータ３１０の動作について説明する。なお、以下の動作は、電力系統２３０ａに停電が発生して解列した後に、停電が復旧して再連系する際のスマートメータ３１０の動作である。図９には、本実施形態に係るスマートメータ３１０の動作が示されている。

ステップＳ２０１において、スマートメータ３１０では、電力制御部１６４が、記憶部１５３のモードテーブルを参照して、最も低い動作モードである動作モード４を選択する。

ステップＳ２０２において、電力制御部１６４が、選択した動作モード４で動作するように、それぞれの負荷機器に指示する。このようにして、スマートメータ３１０は、需要家３０１内における負荷機器の消費電力が低くなるように制御する。

ステップＳ２０３において、電力制御部１６４は、遮断器３１１に対して、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０との接続を指示する。遮断器３１１は、この指示に応じて、電力系統２３０ａと家庭内配電線３５０とを接続し、電力系統２３０ａからの電力が負荷機器に供給される。このとき、負荷機器は、消費電力の最も低い動作モード４で動作を開始する。

ステップＳ２０４において、電力制御部１６４は、所定期間（例えば、５分）経過後、ハイブリッドＰＣＳ３２０に対して、再連系を指示する。ハイブリッドＰＣＳ３２０は、この指示に応じて、電力系統２３０ａ及び家庭内配電線３５０との再連系を開始する。

なお、電力制御部１６４は、再連系した後、電力料金情報を受信した際に、当該電力料金情報によって示される電力料金に基づいて、複数の動作モードの中から、動作モードを再選択してもよい。さらに、電力制御部１６４は、需要家３０１を含む需要家群３００ａが電力系統２３０ａと再連系が完了した後に、ＥＭＳ１００ａからその旨の通知と電力料金情報とを受信した場合、当該電力料金情報によって示される電力料金に基づいて、複数の動作モードの中から、動作モードを再選択してもよい。

（３）作用及び効果
本実施形態に係るスマートメータ３１０によれば、電力系統２３０ａに停電が発生して解列した後に、停電が復旧して再連系する際、最も消費電力量が少ない動作モード（動作モード４）を選択して、需要家３０１内の負荷機器の消費電力を制御する。

したがって、かかるスマートメータ３１０によれば、外部から情報を取得しなくとも、自主的に需要家３０１内の消費電力を抑制した上で、電力系統２３０ａと接続することができるので、電力系統２３０ａの停電の復旧時において、電力系統２３０ａの過負荷状態の発生を抑制することができる。

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

上述した第１実施形態においては、負荷情報を電力料金情報として説明したが、かかる負荷情報は、供給可能情報によって示される供給可能電力量と、消費電力情報によって示される消費電力量との間にどれだけ差（需給差）があるかを示す情報であればよく、例えば、供給可能電力量に対する消費電力量の比率などでもよい。かかる場合、料金閾値に変えて、比率に応じた複数の閾値を予め決定しておけばよい。また、消費電力量は、負荷機器が消費する消費電力量から需要家３０１の分散電源から供給可能な電力量を差し引いたものであってもよい。

上述した各実施形態においては、分散電源として、太陽電池３２１や蓄電池３２２を例に挙げて説明したが、風力発電などの他の電源装置であってもよい。

また、上述した各実施形態において、スマートメータ３１０の機能は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等、スマートグリッド技術における様々なシステムにおいて適用可能である。

また、上述した各実施形態において、遮断器３１１の機能は、スマートメータ３１０内に備えていてもよい。

また、上述した各実施形態において、スマートメータ３１０の処理部１５４の機能は、需要家３０１に別途設けられる他の装置に備えるようにしてもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１…需要家制御システム、１０…電力系統システム、９０…広域通信網、１００ａ乃至１００ｂ…ＥＭＳ、１２０…処理部、１５２…通信部、１５３…記憶部、１５４…処理部、１６２…取得部、１６４…電力制御部、２１０…発電所、２２０ａ乃至２２０ｂ…変電所、２３０ａ乃至２３０ｂ…電力系統、３００ａ乃至３００ｂ…需要家群、３０１…需要家、３１０…スマートメータ、３１１…遮断器、３２０…ハイブリッドＰＣＳ、３２１…太陽電池、３２２…蓄電池、３３１…照明、３３２…空調装置、３３３…冷蔵装置、３３４…テレビ、３３５…蓄熱機器、３５０…家庭内配電線、３８０…家庭内通信回線、４００…スマートサーバ

Claims (7)

1. 電力系統と連系及び解列する制御システムを備える需要家に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置であって、
   前記電力系統からの電力供給と前記需要家を含む需要家群における電力消費との差に基づいて需給差に関する情報を生成する電力装置から、前記需給差に関する情報を取得する取得部と、
   前記電力系統と解列した後に再連系する際、前記取得部によって取得された前記需給差に関する情報に基づいて、前記需要家内における消費電力を制御する制御部とを備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記需給差に関する情報は、前記電力系統からの電力の供給可能量から前記需要家群における需要量を差し引いた値が大きいほど低く、小さいほど高くなるよう前記電力装置により設定される電力料金情報であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記需給差に関する情報は、リアルタイムの需給差に基づいた電力料金情報であることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記取得部は、前記需給差に関する情報を広域通信網経由で通信により取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記取得部によって取得された前記需給差に関する情報に基づいて、前記需要家内における複数の負荷機器の中から電力供給を優先する機器を選択することにより消費電力の制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、前記取得部によって取得された前記需給差に関する情報に基づいて、前記需要家内における負荷機器が有する複数の動作モードの中からいずれかを選択することにより消費電力の制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 電力系統と連系及び解列する制御システムを備える需要家に設けられ、前記需要家において消費される電力を制御する制御装置における制御方法であって、
   前記電力系統からの電力供給と前記需要家を含む需要家群における電力消費との差に基づいて需給差に関する情報を生成する電力装置から、前記需給差に関する情報を取得するステップと、
   前記電力系統と解列した後に再連系する際、取得された前記需給差に関する情報に基づいて、前記需要家内における消費電力を制御するステップとを備えることを特徴とする制御方法。

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