JP2017011804A - 電力管理装置、装置システム、電力管理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】停電時においても、機器の使用可能時間を利用者に提供可能な電力管理装置、装置システム、電力管理方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】電力管理装置は、停電の原因となり得る事象に関する情報と、機器の使用スケジュールを規定する機器使用計画を記憶する記憶部を備える。また、商用電源が停電した時に、商用電源の停電期間を推定する停電期間推定部１１１を備える。また、停電期間推定部１１１が推定した商用電源の停電期間内に、機器が消費する消費電力量を算出する消費電力量算出部１１４を備える。また、蓄電装置に蓄電されている電力量と、消費電力量算出部１１４が算出した消費電力量とから、商用電源の停電期間中に蓄電装置に蓄電されている電力量に基づいて機器使用可能時間を算出する電力収支算出部１１５を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電力管理装置、装置システム、電力管理方法、およびプログラムに関する。

蓄電装置を利用したＥＭＳ(Energy Management System）の導入が進んでいる。蓄電装置の導入は、夜間の安価な電力を蓄積し、電力価格の高い昼間に蓄電装置に蓄電した電力を使用することによる経済的効果を目的としている。また、電力不足や災害等に起因する商用電源の停電時における電力源として、蓄電装置の利用が注目されている。この停電時における使用可能な電力量は、蓄電装置に蓄電された電力量に限られるため、蓄電装置に蓄電されている電力量で機器を継続使用できる時間を利用者に提供することが重要となる。

例えば、特許文献１は、発電装置の発電量や機器の消費電力量を通信ネットワークを介して外部サーバから取得し、蓄電装置に蓄電された電力量で機器を継続して使用できる時間を利用者に提供する技術を開示している。

特開２０１４−５４１２３号公報

特許文献１が開示する技術では、電力管理装置は、蓄電装置の蓄電量や機器の消費電力量等の電力管理に必要な情報を通信ネットワークを介して外部サーバから取得している。したがって、通信ネットワークにも障害が発生するような大規模な停電時には、外部サーバとの通信を利用した電力管理が成立せず、蓄電装置に蓄電された電力量で機器を継続して使用できる時間を利用者に提供できないという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、停電時においても、機器の使用可能時間を利用者に提供可能な電力管理装置、装置システム、電力管理方法、およ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、本発明に係る電力管理装置は、停電の原因となり得る事象に関する情報を通信部を介して取得して記憶部に記憶しておき、商用電源が停電した時に、記憶部から停電の原因となり得る事象に関する情報を取得し、商用電源の停電期間を推定する。また、機器使用計画に基づいて電力の供給を受けて動作する機器を使用した場合に、推定した商用電源の停電期間内に、機器が消費する消費電力量を算出する。また、蓄電装置に蓄電されている電力量と、算出した消費電力量とから、商用電源の停電期間中に蓄電装置に蓄電されている電力量で機器使用計画に基づく機器の使用可能時間を算出する。また、通信部は、電力収支算出部が算出した機器の使用可能時間を含む情報を表示装置に送信する。

本発明によれば、停電時において外部サーバからの情報取得が困難である場合においても、停電前に取得した停電の原因となり得る情報から停電期間を推定し、推定した停電期間に機器が消費する消費電力量を算出することにより、機器の使用可能時間を利用者に提供することができる。

実施形態１に係る装置システムの構成を表すブロック図である。 実施形態１に係る電力管理装置の構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る電力管理装置の制御部の構成を示すブロック図である。 気象及び事故に起因する過去の停電期間データの図である。 停電推定期間内の発電量と消費電力量とを表すグラフの図である。 停電規模に対応する機器使用計画の設定画面の図である。 機器使用計画の表示画面の図である。 実施形態１に係る電力管理装置の機器使用可能時間算出処理について説明するためのフローチャート図である。 停電期間推定処理について説明するためのフローチャート図である。 発電量推定処理について説明するためのフローチャート図である。 機器使用計画設定処理について説明するためのフローチャート図である。 機器使用計画の表示画面の図である。 機器使用計画の修正処理について説明するためのフローチャート図である。 機器使用計画の表示画面の図である。 機器使用計画の表示画面の図である。

以下、本発明の実施形態に係る電力管理装置、装置システム、電力管理方法、およびプログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、図中同一または相当する部分には同一符号を付す。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る電力管理機能を備える装置システム１０００の構成について、図１を参照して説明する。装置システム１０００は、図１に示すように、電力管理装置１００からの制御命令に応じて自己の運転状態を変更する機器１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を備える。また、各電力供給路に流れる電流を検出する電流検出装置２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ）と、各電流検出装置２が供給する電流情報から機器１の消費電力量を測定するエネルギー測定装置３とを備える。さらに、電力系統（商用電源）１０を補助する発電装置４と、直流電力と交流電力の変換を行う電力変換装置５と、充放電により電力の蓄積と供給を行う蓄電装置６とを備える。装置システム１０００を管理する電力管理装置１００は、インターネット等の通信ネットワーク８を介して、電力管理装置１００に停電に関する情報や気象情報等を供給する外部サーバ７と接続される。また、装置システム１０００は、電力管理装置１００の入出力インタフェースとして機能する入出力端末９を備える。機器１は、平常時には、電力系統（商用電源）１０から分電盤１１を介して電力の供給を受け、停電時には、発電装置４と蓄電装置６から電力の供給を受ける。なお、図１中の太実線は電力線を、細実線は電流検出装置２からエネルギー測定装置３への信号線を、破線は通信線を表している。

機器１は、電力管理装置１００から受信した制御命令に応じて自己の動作状態を変更する機能を有する。動作状態の変更とは、電源のＯＮ／ＯＦＦ、及び、機器１の消費電力が異なる使用状態に変更することをいう。エアコンを例にすると、電源のＯＮ／ＯＦＦ、及び、冷暖房の設定温度を変更して省エネモードで動作させることに該当する。機器１は、例えば、テレビ、照明装置、エアコン、冷蔵庫、ＩＨ（Inverter Heater）調理機器である。

電流検出装置２は、機器１、発電装置４、電力変換装置５および蓄電装置６の入出力電流を検出し、エネルギー測定装置３に検出した電流値を示す情報を供給する。

エネルギー測定装置３は、電流検出装置２が供給した電流情報から、機器１の消費電力、発電装置４の発電量等を求め、電力管理装置１００に供給する。

発電装置４は、電力系統１０から供給される電力を補うための発電装置であり、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置である。

電力変換装置５は、直流電力と交流電力の変換を行う。また、電力変換装置５は、蓄電装置６の充電時には、電力系統１０から分電盤１１を介して蓄電装置６に電力を供給する。また、電力変換装置５は、蓄電装置６の放電時には、蓄電装置６から分電盤１１を介して機器１に電力を供給する。また、発電装置４が発電した電力を機器１もしくは蓄電装置６に供給する。例えば、電力変換装置５は、電力料金の高い昼間は、発電装置４と蓄電装置６から機器１に電力を供給し、電力料金が安い夜間に、電力系統１０から蓄電装置６に電力を蓄電する。また、電力変換装置５は、停電時には、発電装置４と蓄電装置６の電力を機器１に分電盤１１を介して供給する。

蓄電装置６は、蓄電した電力を電力変換装置５を介して機器１に供給する。蓄電装置６は、例えばニカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、および、それらを搭載した電気自動車や定置型蓄電装置から構成される。

外部サーバ７は、例えばクラウドサーバである。電力管理装置１００は、通信事業者が提供する通信ネットワーク８を介して外部サーバ７と通信する。電力管理装置１００は、電力管理に必要な気象情報や日射量の地域ごとの情報、及び、停電原因となり得る気象（災害を含む）や事故の情報を外部サーバ７から定期的に取得する。また、停電時でも外部サーバ７と通信可能な場合、電力管理装置１００は、停電の規模や原因、復旧時期の目安となる情報を外部サーバ７から取得する。

電力系統１０は、電力事業者の電力網（商用電源）であり、ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ等の電力を供給する。停電とは、この電力系統１０からの電力供給が停止した状態をいう。

入出力端末９は、ユーザが所有する携帯端末に専用アプリケーションを搭載することにより構築することができる。入出力端末９は、電力管理装置１００の入出力端末として機能する。後述する機器使用計画の入力も入出力端末９から入力する。

電力管理装置１００は、装置システム１０００に含まれる機器１の消費電力、発電装置４の発電量、蓄電装置６に蓄電されている電力量等を管理する。電力管理装置１００は、図２に示すように、外部サーバ７や入出力端末９等との通信を行う通信部１０１と、通信部１０１が取得した情報を記憶しておく記憶部１０２を備える。また、電力管理装置１００の機能を制御するとともに、停電期間の電力管理を行うために、通信部１０１が取得した情報と記憶部１０２に記憶された情報に基づいて停電期間の推定、発電量の推定、機器使用可能時間の算出等を行う機能を制御部１０３に備える。

通信部１０１は、通信モジュールで構成され、外部サーバ７や入出力端末９等と通信する（受信機能は第１の通信手段に対応する）。通信部１０１は、制御部１０３の制御を受けて、外部サーバ７もしくは入出力端末９から、停電原因となり得る情報や気象情報等を受信し、記憶部１０２に記憶する。また、表示情報生成部１１６から供給された入出力端末９の表示部に表示する表示情報を入出力端末９に送信する（送信機能は第２の通信手段に対応する）。また、機器運転管理部１１７が作成した制御情報を各機器１に対して送信する。

記憶部１０２は、外部サーバ７から取得した過去の停電期間情報、日射量に関する情報、発電量に関する情報等を記憶する。また、外部サーバ７から定期的に取得する停電の原因となり得る気象や事故の情報や、１週間程度先までの気象予報を随時記憶する。また、記憶部１０２は、蓄電装置６の残電力量、エネルギー測定装置３を介して取得した発電装置４の発電量と機器１の消費電力量を随時記憶する。

制御部１０３は、ＣＰＵ(Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。制御部１０３は、電力管理装置１００の機能を制御する。特に、停電時の電力管理機能として、図３に示すように、停電期間を推定する停電期間推定部１１１を備える。また、停電推定期間内に発電装置４が発電する発電量を推定する発電量推定部１１２と、停電推定期間中の機器１の使用予定を設定登録する機器使用計画設定部１１３と、停電推定期間に機器１が消費する消費電力量を機器１の使用計画に基づいて算出する消費電力量算出部１１４と、を備える。また、停電推定期間内の発電装置４による発電量と機器１による消費電力量との収支から機器１の使用可能時間を算出する電力収支算出部１１５を備える。また、入出力端末９に表示する表示情報を生成する表示情報生成部１１６と、機器使用計画に基づいて電力管理装置１００に接続されている機器１を制御する機器運転管理部１１７を備える。

停電期間推定部１１１は、気象もしくは事故に対応する過去の停電期間のデータと停電直前に取得した気象情報や事故情報とから、停電期間（停電が復旧するまでの期間）を推定する。具体的には、停電期間推定部１１１は、予め記憶部１０２に記憶されている図４に示す気象もしくは事故に起因する過去の停電期間データと、定期的に取得していた気象情報や事故情報の中の停電直前に取得した情報とを対応づけて停電期間を推定する。例えば、停電前に震度７以上の大地震が発生した情報を取得した後に停電になった場合は、停電期間推定部１１１は、図４に示す「震度７以上の地震」と対応づけられた「停電期間７日間」という情報を取得し、停電期間を７日間と推定する。大型台風が接近した際に停電が発生した場合は、「大型台風」と対応づけられた「停電期間２日間」という情報を取得し、停電期間を２日間と推定する。落雷の気象情報を取得した後に停電が発生した場合は、「落雷」と対応づけられた「停電期間１時間」という情報を取得し、停電期間を１時間と推定する。

通信部１０１は、気象情報や事故情報を通信ネットワーク８を介して外部サーバ７から定期的に取得する。停電により外部サーバ７との通信が出来なくなった場合には、停電期間推定部１１１は、取得した情報に基づいて停電期間を推定する。

図３に戻って、発電量推定部１１２は、停電期間推定部１１１が推定した停電推定期間内に、発電装置４が発電する電力量を推定する。発電量推定部１１２は、停電直前に外部サーバ７から取得した停電推定期間の気象予報と、記憶部１０２に記憶されている気象に対応するその季節の時刻ごとの日射量とを対応づけて、停電推定期間の日射量を推定する。そして、発電量推定部１１２は、推定した日射量と日射量に対する発電装置４の発電量に関する特性データとから、停電推定期間に発電装置４が発電する発電量を時系列で推定する。例えば、発電量推定部１１２は、停電推定期間が７日であり、「晴れ、雨、晴れ、曇り、晴れ、曇り、晴れ」という７日間の気象予報を取得していた場合、日々の気象に応じた日射量とその日射量に対応する発電量とから、図５に一点鎖線で示す予想発電量の累積グラフを作成する。同じ気象でも時刻によって日射量は変化するので、例えば、１０分ごとのように詳細なデータに基づいて発電量を推定した方が望ましい。

図３に戻って、機器使用計画設定部１１３は、ユーザにより作成された停電期間中の機器１の使用計画を記憶部１０２に記憶する。例えば、機器使用計画設定部１１３は、図６に示すような入力画面を入出力端末９に表示し、ユーザが、停電規模に応じて、機器１の使用時間を制限する機器使用計画を予め設定登録できるようにする。すなわち、停電期間に応じた生活レベルの設定画面をユーザに提供する。ユーザは、図６に示す選択ボタンで停電規模の選択を行い、停電規模に応じた機器使用計画を作成する。図６に示す例では、停電規模に応じた５種類の機器使用計画を予め作成する。ユーザが該当する選択ボタンを押下すると、電力管理装置１００は、図７に示す機器使用計画の設定画面を入出力端末９に表示する。

図７は、停電期間２日間用の機器使用計画の例である。機器表示欄２０１には、停電期間に応じた使用機器を表示する。本実施形態では、リビングのＴＶ、リビングの照明、リビングのエアコン、冷蔵庫、子供部屋のエアコン、寝室のエアコンを対象とした場合について説明する。ユーザは、図７に示す選択ボタン２０６を用いて機器ごとの使用時間を設定し、機器使用計画を作成する。ユーザは、停電期間が長くなるに従って使用時間表示欄２０５に表示される機器の使用時間を短くして、合計電力量表示欄２０３に表示される１日の合計電力量が少なくなるように機器使用計画を作成する。機器使用計画を予め作成する時には、停電期間も停電期間中の発電量も不明であるので、機器使用計画設定部１１３は、作成された機器使用計画を初期値として記憶部１０２に記憶する。機器使用計画設定部１１３は、停電発生時にユーザが停電期間に応じた機器使用計画の変更要求を行った場合、機器使用計画の更新を行う。ユーザは、作成した機器使用計画を登録する場合は、図７の設定ボタン２２０を押下する。

図３に戻って、消費電力量算出部１１４は、機器使用計画に基づいて停電推定期間中の機器１の消費電力量を算出する。消費電力量算出部１１４は、単位時間ごとの消費電力量を加算して時系列の消費電力量の累積グラフを作成する。例えば、図７に例示する使用計画に基づいた場合は、合計電力量表示欄２０３に表示される１日の合計電力量は１３ｋＷｈであるので、消費電力量算出部１１４が作成する累積グラフは、図５に点線で示す累積グラフとなる。

図３に戻って、電力収支算出部１１５は、蓄電装置６に蓄電されている電力量と発電量推定部１１２が推定した発電量と消費電力量算出部１１４が算出した消費電力量とから、機器１の使用可能時間を算出する。具体的には、消費電力量算出部１１４が算出した累積消費電力量と発電量推定部１１２が推定した累積発電量との差が、停電直前に蓄電装置６に蓄電されていた電力量よりも大きくなるまでの時間を求める。この時点で、蓄電装置６に蓄電されている電力が空になり、機器１を使用できなくなるからである。

図５を用いて説明すると、蓄電装置６に蓄電されている電力量が１０ｋＷｈであった場合、累積消費電力量（実線もしくは点線）と累積発電量（一点鎖線）との差が、停電直前に蓄電装置６に蓄電されている電力量（１０ｋＷｈ）よりも大きくなるまでの時間を算出する。例えば、合計電力量表示欄２０３に表示される１日の合計電力量が１３ｋＷｈである図７に示す機器使用計画に基づいて機器を使用すると、消費電力量の累積グラフは図５に点線で示すグラフとなるので、機器使用可能時間は２日間となる。

図３に戻って、表示情報生成部１１６は、入出力端末９に表示する表示情報を生成する。具体的には、機器１の使用計画と使用可能時間を示す図５、図６、図７を含む表示情報を生成する。

機器運転管理部１１７は、機器使用計画に基づいて、電力管理装置１００に接続されている機器１を制御する。具体的には、図７に示す機器使用計画に基づいて、該当する機器１の運転を制御する。

ここで、上記構成を有する装置システム１０００の動作について説明する。電力管理装置１００は、機器１の消費電力量、発電装置４の発電量、蓄電装置６に蓄電されている電力量を示す情報をエネルギー測定装置３から逐次取得し、装置システム１０００の電力を管理する。また、電力管理装置１００は、定常時において外部サーバ７から、停電の原因となり得る地震等の災害や事故等の情報、および、１週間程度先までの気象予報を定期的に取得して、記憶部１０２に蓄積する。また、停電時においては、予め記憶されている機器使用計画に基づいて機器１の動作を制御する。

次に、電力管理装置１００の特に特徴的な機能である停電時における機器使用可能時間の算出処理について、図８から図１１に示すフローチャート図を参照しながら説明する。図８は、電力管理装置１００の全体の動作を示すフローチャート図である。図９は、停電期間推定処理について説明するためのフローチャート図である。図１０は、発電量推定処理について説明するためのフローチャート図である。図１１は、機器使用計画設定処理について説明するためのフローチャート図である。

電力管理装置１００の記憶部１０２には、図４に例示する気象（災害を含む）と事故に関する過去の停電期間データ、外部サーバ７から取得した気象に対応する時刻ごとの日射量のデータ、電力管理装置１００に接続されている機器１の動作モードごとの消費電力のデータが記憶されている。また、図７に例示する停電期間に対応する停電時における機器１の使用計画が予め記憶されている。

電力管理装置１００は、公知の技術を用いて停電の発生を検知すると、図８に示す機器使用可能時間算出処理のフローチャートを開始し、停電期間の推定処理を行う（ステップＳ１１）。停電期間推定処理の詳細について図９を参照して説明する。

停電期間の推定処理を開始すると、停電期間推定部１１１は、外部サーバ７との通信が可能か否かを判別する（ステップＳ２１）。外部サーバ７と通信が可能な場合は(ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、外部サーバ７から停電期間情報を取得して(ステップＳ２２）、処理を終了する。外部サーバ７との通信ができない場合は（ステップＳ２１：Ｎｏ）、停電期間推定部１１１は、外部サーバ７から定期的に取得して記憶部１０２に記憶してある停電の原因となり得る情報の中から、外部サーバ７と通信できなくなる前の最後に取得した情報を記憶部１０２から取得する(ステップＳ２３）。そして、停電期間推定部１１１は、記憶部１０２に記憶している図４に例示する気象もしくは事故に対応する過去の停電期間データを参照して、停電期間を推定する(ステップＳ２４）。

停電期間の推定処理が終わると、図８に示す発電量推定処理（ステップＳ１２）に移行する。発電量推定処理の詳細について図１０を参照して説明する。

発電量推定処理を開始すると、発電量推定部１１２は、外部サーバ７との通信が可能か否かを判別する（ステップＳ３１）。外部サーバ７と通信が可能な場合は(ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、外部サーバ７から停電推定期間中の日射量に関する推定情報を取得する(ステップＳ３２）。外部サーバ７との通信ができない場合は（ステップＳ３１：Ｎｏ）、発電量推定部１１２は、外部サーバ７から定期的に取得して記憶部１０２に記憶してある気象予報の中から、外部サーバ７と通信できなくなる前の最後に取得した気象予報を記憶部１０２から取得する(ステップＳ３３）。また、発電量推定部１１２は、気象に対応する日射量のデータを記憶部１０２から取得し（ステップＳ３４）、停電推定期間の気象予報とその気象に対応する日射量のデータとから、停電推定期間内の日射量を推定する(ステップＳ３５）。

発電量推定部１１２は、推定した停電推定期間内の日射量と、記憶部１０２に記憶している日射量と発電量に関する発電装置４の特性データとから、停電推定期間内に発電装置４が発電する発電量を推定する(ステップＳ３６）。具体的には、停電推定期間内の気象予報に対応する日射量から単位時間ごとに発電量を推定し、図５に一点鎖線で示す発電量の累積グラフを作成する。

停電推定期間内の発電量の推定処理が終わると、図８に示す機器使用計画設定処理(ステップＳ１３）に移行する。機器使用計画設定処理の詳細について図１１を参照して説明する。

機器使用計画設定処理を開始すると、機器使用計画設定部１１３は、予め記憶部１０２に記憶されている停電期間に応じた複数の機器使用計画の中から、停電期間推定部１１１が推定した停電推定期間に対応する機器使用計画を選択し、表示情報生成部１１６と通信部１０１を介して、機器使用計画を入出力端末９の表示部に表示する（ステップＳ４１）。ユーザが機器使用計画の変更入力を所定期間内にしない場合は（ステップＳ４２：Ｎｏ）、何も処理を行わずに終了する。

ユーザが必要に応じて機器使用計画の設定変更を行った場合は（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、機器使用計画設定部１１３は、変更された機器使用計画を取得し（ステップＳ４３）、記憶部１０２に記憶する。機器使用計画設定部１１３は、変更後の機器使用計画を取得すると機器使用計画設定処理は終了し、図８に示すステップＳ１４に移行する。

消費電力量算出部１１４は、機器使用計画に基づいて停電推定期間に機器１が消費する消費電力量を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、最後に登録した機器使用計画に基づいて、単位時間ごとの消費電力量を算出して、図５に示す時系列の消費電力量の累積グラフを作成する。

電力収支算出部１１５は、ステップＳ１２で求めた停電推定期間内に発電装置４が発電する発電量の予測値と、ステップＳ１４で求めた停電推定期間内に機器１が消費する消費電力量の予測値と、停電直前の蓄電装置６に蓄電されていた電力量とから、機器１の使用可能時間を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、電力収支算出部１１５は、最後に取得した機器使用計画に基づいて作成した消費電力量（図５に点線で示すグラフ）と、発電装置４による予想発電量（図５に一点鎖線で示すグラフ）との差が１０ｋＷｈ（蓄電装置６に蓄電されていた電力量）以上となる、２日後までの期間を機器使用可能時間として算出する。

表示情報生成部１１６は、図１２に示す停電推定期間２１１、蓄電装置残電力量２１２、予想発電量２１３、消費電力量の算出結果２１４、不足電力量２１５、機器使用可能時間２１６の算出結果を、通信部１０１を介して入出力端末９の表示部に表示する（ステップＳ１６）。

算出結果を見たユーザは、必要に応じて、図１２に示す機器使用可能時間２１６を停電推定期間２１１に合わせるように各機器１の使用時間２０５を調整し、停電期間と推定発電量に応じた機器使用計画を作成する。例えば、停電推定期間が４日間である場合、図１２に点線で示す時間の機器使用を取り消すことにより、機器使用可能時間２１６を停電推定期間２１１と合わせるようにする。ユーザが、機器使用計画を修正した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、制御部１０３は、ステップＳ１３に戻って機器使用計画の設定処理を行い、修正後の機器使用計画に基づいて機器１の使用可能時間を算出する（ステップＳ１３〜Ｓ１６）。具体的には、電力収支算出部１１５は、図１２に実線で示す修正後の機器使用計画に基づいて作成した消費電力量（図５に実線で示すグラフ）と、発電装置４による予想発電量（図５に一点鎖線で示すグラフ）との差が１０ｋＷｈ（蓄電装置６に蓄電されていた電力量）以上となる、４日後までの期間を機器使用可能時間として算出する。ユーザよる機器使用計画の変更入力が無い場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）は、機器使用可能時間の算出処理を終了する。

以上のように、電力管理装置１００は、停電時に外部サーバ７との通信が可能な場合には、外部サーバ７から取得した停電期間情報、発電量の予測情報に基づいて、機器使用可能時間を表示する。これにより、ユーザは、機器１の使用可能時間を容易に把握することができる。また、外部サーバ７との通信ができない場合、電力管理装置１００は、停電の直前に取得した気象情報と事故情報から停電期間を推定し、推定した停電期間内の発電量と機器１の消費電力量を推定し、蓄電装置６に蓄電されている電力量に基づいて、機器１の使用可能時間を表示する。これにより、外部サーバ７との通信ができない場合でも、停電推定期間と停電推定期間内の発電量に基づいた機器使用可能時間を表示することができる。

なお、図１１のステップＳ４３における説明では、機器１の使用時間を変更する例について説明したが、機器１の動作モードの変更を行ってもよい。例えば、エアコンの設定温度を変更することにより、同じ電力量で長い時間エアコンを使用することができる。

また、図９と図１０を用いて停電期間の原因となり得る情報及び気象予報を外部サーバ７から取得する場合について説明したが、ユーザが直接入力できるようにしてもよい。記憶部１０２に記憶している気象予報と実際の気象とが異なった場合、気象情報を補正することが望ましい。また、ラジオなどから停電期間の情報を取得した場合にも、新しい停電期間の情報を入力することが望ましい。

また、実施形態１の説明では、機器１の消費電力や発電装置４の日射量に対する発電量のデータを予め記憶部１０２に記憶してあるものとして説明した。この記憶部１０２に記憶されている発電効率、天候ごとの日射量情報、機器１の消費電力等のデータを、電流検出装置２を用いて測定してエネルギー測定装置３から逐次取得した電力量を示す情報を用いて補正できるようにしてもよい。

また、必要に応じて温度センサ等を用いて温度情報を取得することにより、発電装置４の温度特性（発電効率）を考慮したより正確な発電量を推定するようにしてもよい。

また、機器運転管理部１１７による制御は、機器使用計画に設定した時間どおりに機器１が動作するように制御してもよい。また、機器ごとに割り振った１日の使用可能時間を経過することをトリガーとして機器１を停止するように制御してもよい。また、１日の使用可能時間に対して実際に機器１を使用した時間の方が短い場合には、翌日以後の機器使用可能時間に繰り越すことができるようにしてもよい。

また、電流検出装置２およびエネルギー測定装置３は、他の装置に含まれていてもよい。例えば各機器１に内蔵され、各機器１がそれぞれの消費電力または、消費電流を測定し、電力管理装置１００に送信してもよい。また、電流検出装置２は、電流センサに加えて、電圧センサを備えてもよい。

また、理解を容易にするために発電量推定部１１２と消費電力量算出部１１４とが、図５に示すグラフを作成することとして説明したが、テーブルを用いた引き算処理、近似式を用いた数式処理などで、機器使用可能時間を求めてもよい。

また、発電装置４は、風力や地熱等の自然エネルギー、都市ガス・ＬＰガス・灯油などの化石燃料、水素等を使用した発電装置であってもよい。風力発電を用いる場合は、停電期間の風力情報に基づいて発電量を推定する。また、化石燃料や水素を用いる場合は、蓄積されている燃料に基づいて発電量を計算する。

（実施形態２）
実施形態１では、ユーザが設定した機器使用計画に基づいて、機器１の使用可能時間を算出する技術について説明した。実施形態２では、停電推定期間が終了するまで、機器１を継続使用できるように機器使用計画を電力管理装置１００が作成する技術について説明する。

停電推定期間が終了するまで機器１を使用できるように、実施形態２に係る制御部１０３は、機器使用計画における機器１の使用時間及び機器１の動作モードを変更設定する。

例えば、停電推定期間が７日間の停電が発生し、予め準備してあった停電推定期間７日間用の機器使用計画の１日の消費電力量が５ｋＷｈであったとする（図１２に実線で示す使用計画）。この場合の消費電力量の累積グラフは図５の実線のグラフである。また、この停電推定期間に発電装置４が発電する推定発電量が１７ｋＷｈであったとする。この場合の推定発電量の累積グラフは、図５に一点鎖線で示すグラフであったとする。この場合、蓄電装置６の蓄電量が１０ｋＷｈであった場合でも、機器使用可能時間は４日であり、残りの３日間、機器１の使用ができない状態となる。そこで、制御部１０３は、７日間にわたって機器１を使用できるようにするために、図１３に示すフローチャートに基づいて機器使用計画の修正処理を行う。

停電期間推定処理（ステップＳ５１）、発電量推定処理（ステップＳ５２）、消費電力量の算出（ステップＳ５３）の説明は、実施形態１の説明と同じであるので省略する。制御部１０３は、停電推定期間の最終日である７日目の終了時における不足電力量を求める（ステップＳ５４）。具体的には、図５に実線で示す停電推定期間中における機器１の消費電力量(５ｋＷｈ×７日＝３５ｋＷｈ）と、一点鎖線で示す発電装置４による発電量(１７ｋＷｈ）と蓄電装置６に蓄電されている電力量（１０ｋＷｈと仮定）とから、７日後における不足電力量（約８ｋＷｈ）を算出する。

制御部１０３は、この算出結果から、停電推定期間終了まで機器１を使用するために必要な、機器１の使用時間の削減率を求める（ステップＳ５５）。図１２に示す機器使用計画に対しては、削減率を約２５％（≒８ｋＷｈ／３５ｋＷｈ）と算出する。

制御部１０３は、図１２に示す機器使用計画時間のそれぞれを約２５％削減するように機器使用計画を修正処理する（ステップＳ５６）。修正後の機器使用計画を図１４に示す。この時、冷蔵庫のように２４時間動作させる必要がある機器や夜間の照明については、動作を停止しない優先設定を可能とする。この機器使用計画に基づいて、機器運転管理部１１７が機器１を制御することにより、停電が復旧するまでの７日間、機器１を継続して使用することが可能となる。

以上の実施形態２で説明したように、制御部１０３が機器１の機器使用計画を自動設定することにより、機器１の使用時間を調整する煩わしさを解消することができる。また、この自動設定機能を動作させた後で、ユーザが機器使用計画を見直した方が機器使用計画の修正が容易になる。また、ユーザは、停電推定期間中に機器１を使用できなくなるという心配を抱くこと無く、機器１を使用することができる。

なお、実施形態２の説明では、機器１の使用時間を一律に２５％削減する説明をしたが、機器に優先順位を設けて、優先順位の低い機器から順に使用制限を行うようにしてもよい。

また、停電期間に応じた機器使用計画が予め入力されているとして説明したが、予め入力されていない場合には、制御部１０３は、図６に示す停電規模に応じて登録されている「主な使用機器」に対して、各機器１に付与した優先順位に基づいて電力配分を行うようにしてもよい。そして、配分した電力の超過を条件に該当する機器１を停止する制御を行ってもよい。

（変形例）
機器使用計画の設定と機器使用可能時間の表示方法の変形例について図１５を用いて説明する。図１５に示す機器使用計画画面は、機器名３００と、平均消費電力３０１と、機器使用予定時間３０２と、平均消費電力３０１と機器使用予定時間３０２から求まる機器の消費電力量を表す消費電力量予測３０３と、予め指定した使用予定時間を超過した場合に自動的に機器１の運転を停止させるように制御するか否かを選択するＯＦＦタイマー設定ボタン３０４と、累計消費電力量予測３０５と、蓄電装置残電力量３０６と、予想発電量３０７と、から構成される。

停電発生時に、ユーザが停電期間中の各機器１の機器使用予定時間３０２を入力すると、電力管理装置１００は、機器１ごとの使用予定を消費電力量予測３０３に黒丸で表示する。登録した消費電力の内、実際に消費した電力量を白丸で表示し、残使用可能電力量を黒丸で表示する。電流検出装置２を用いて測定してエネルギー測定装置３から逐次取得した電力量を示す情報を用いて、機器１の電力消費に従って、黒色の面積を変化させてもよい。したがって、ユーザは、黒丸表示により機器使用可能時間を知ることが出来る。また、電力管理装置１００は、機器１のそれぞれの消費電力量予測３０３を合計した累計消費電力量予測３０５を左下に表示し、停電推定期間中に発電装置４が発電する予想発電量３０７を右下に表示する。予想発電量３０７の内、すでに消費した電力量を白丸で表示する。黒丸は、停電期間の予想発電量を含む蓄電装置残電力量３０６を表示する。

機器運転管理部１１７は、使用予定時間が超過することを条件に、ＯＦＦタイマー設定ボタン３０４が押下された機器１の運転を停止するように制御する。

以上の実施形態で説明したように、外部サーバ７との通信ができない場合でも、電力管理装置１００は、推定した停電期間における機器１の消費電力量と蓄電装置６に蓄電されている電力量から、機器使用計画に基づく機器１の使用可能時間を算出して表示する。これにより、ユーザは、機器１の使用可能時間を容易に把握することができる。

また、電力管理装置１００は、推定した停電期間中に発電装置４が発電する発電量を推定する。これにより、停電推定期間中の発電量を考慮した電力管理をすることができる。

また、発電装置４が自然エネルギーを用いた発電装置である場合、停電期間内の気象情報に基づいて停電期間中に発電装置が発電する発電量を推定する。これにより、停電推定期間中の気象を考慮した電力管理をすることができる。

また、電力管理装置１００は、機器使用計画に基づいて機器１を制御する。これにより、ユーザは、停電推定期間の途中で機器１を使用することができなくなるという不安を抱くこと無く機器１を使用することができる。

また、電力管理装置１００は、停電期間中、機器１を継続して使用できるように機器使用計画を設定登録する。これにより、機器使用計画を作成するユーザの負担を軽減することができる。

また、停電により外部サーバ７との通信ができなくなった場合においても、電力管理装置１００は、気象情報もしくは事故情報に対応する停電期間の過去のデータと、停電直前の気象情報もしくは事故情報とから、停電期間を推測する。これにより、外部サーバ７との通信ができない場合でも、停電推定期間に応じた機器１の使用計画を作成して電力管理を行うことができる。

また、電力管理装置１００は、外部サーバ７との通信ができる場合には、外部サーバ７から停電期間に関する情報を取得する。これにより、より正確な停電期間に対応した電力管理を行うことができる。

また、停電により外部サーバ７との通信ができなくなった場合においても、電力管理装置１００は、停電前に取得した停電推定期間の気象情報と日射量に対応する発電装置４による発電量のデータとから、停電推定期間の発電装置４の発電量を推定する。これにより、発電装置４による発電量を考慮した適切な機器１の使用計画を作成して電力管理を行うことができる。

また、電力管理装置１００は、ユーザが入力した気象情報に基づいて停電推定期間の発電装置４の発電量を推定する。これにより、取得した気象情報と実際の気象とが異なる場合でも、気象情報を修正して実際の気象に即した電力管理を行うことができる。

また、電力管理装置１００は、外部サーバ７との通信ができる場合には、外部サーバ７から発電量に関する情報を取得する。これにより、より正確な発電量に対応した電力管理を行うことができる。

なお、以上の実施形態の説明において、日射量のデータを１０分程度の単位で計算することが望ましいと説明したが、さらに時間精度を上げてもよい。また、停電期間の推定、機器使用計画も分単位の時系列データとして計算処理することが望ましい。しかし、詳細な気象情報等を得られない場合は、例えば１日単位で電力収支の算出を行ってもよい。

また、以上の説明では、停電期間の電力管理について説明したが、日常の消費電力量を目標値以下に抑えるために、機器使用計画設定部１１３が機器使用計画を作成するようにしてもよい。日々の気象情報から日射量を推定し、１日の発電量を推定する。この推定発電量から、電力系統１０から供給される電力量を目標値以下にするように、機器使用計画設定部１１３は、機器使用計画を作成する。また、実際の発電量（蓄電装置６に蓄電された電力量）から機器使用計画を作成してもよい。

また、装置システム１０００は、機器１として、エコキュートなどの給湯・貯湯装置を使用してもよい。この場合、エネルギーを熱湯として貯蓄することができる。この場合、電力管理装置１００は、使用可能な電力量と同様に、使用可能な温水の温度及び量も管理するようにしてもよい。

また、本発明に係る機能を実現するための構成を予め備えた電力管理装置として提供できることはもとより、上記実施形態で例示した電力管理装置の各機能構成を実現させるためのプログラムを、既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器を制御するＣＰＵ等が実行できるように適用することにより、本発明に係る電力管理装置として機能させることも出来る。また、本発明に係る電力管理方法は、電力管理装置を用いて実施できる。

また、このようなプログラムの適用方法は任意である。例えば、プログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して適用できるほか、インターネット等のネットワーク上のサーバにプログラムを格納しておき、これをダウンロードさせることにより適用することも出来る。

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ） 機器、２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ） 電流検出装置、３ エネルギー測定装置、４ 発電装置、５ 電力変換装置、６ 蓄電装置、７ 外部サーバ、８ 通信ネットワーク、９ 入出力端末、１０ 電力系統（商用電源）、１１ 分電盤、１００ 電力管理装置、１０１ 通信部、１０２ 記憶部、１０３ 制御部、１１１ 停電期間推定部、１１２ 発電量推定部、１１３ 機器使用計画設定部、１１４ 消費電力量算出部、１１５ 電力収支算出部、１１６ 表示情報生成部、１１７ 機器運転管理部、２０１ 機器表示欄、２０２ 消費電力量表示欄、２０３ 合計電力量表示欄、２０４ 合計使用時間表示欄、２０５ 使用時間表示欄、２０６ 選択ボタン、２１１ 停電推定期間表示欄、２１２ 蓄電装置残電力量表示欄、２１３ 予想発電量表示欄、２１４ 消費電力量の算出結果表示欄、２１５ 不足電力量表示欄、２１６ 機器使用可能時間表示欄、２２０ 設定ボタン、３００ 機器名、３０１ 平均消費電力、３０２ 機器使用予定時間、３０３ 消費電力量予測、３０４ ＯＦＦタイマー設定ボタン、３０５ 累計消費電力量予測、３０６ 蓄電装置残電力量、３０７ 予想発電量、１０００ 装置システム

Claims (13)

1. 停電の原因となり得る事象に関する情報を取得する第１の通信手段と、
   前記第１の通信手段が取得した前記停電の原因となり得る事象に関する情報と、機器の使用スケジュールを規定する機器使用計画とを記憶する記憶手段と、
   商用電源が停電した時に、前記記憶手段から前記停電の原因となり得る事象に関する情報を取得し、前記商用電源の停電期間を推定する停電期間推定手段と、
   前記機器使用計画に基づいて電力の供給を受けて動作する機器を使用した場合に、前記停電期間推定手段が推定した前記商用電源の停電期間内に、前記機器が消費する消費電力量を算出する消費電力量算出手段と、
   蓄電装置に蓄電されている電力量と、前記消費電力量算出手段が算出した消費電力量とから、前記商用電源の停電期間中に前記蓄電装置に蓄電されている電力量で前記機器の前記機器使用計画に基づく使用可能時間を算出する電力収支算出手段と、
   前記電力収支算出手段が算出した前記機器の使用可能時間を含む情報を表示装置に送信する第２の通信手段と、
   を備える電力管理装置。
2. 前記商用電源の停電期間の気象情報から、前記停電期間推定手段が推定した前記商用電源の停電期間内に前記商用電源を補助する発電装置が発電する発電量を推定する発電量推定手段をさらに備え、
   前記電力収支算出手段は、前記蓄電装置に蓄電されている電力量と、前記発電量推定手段が推定した発電量と、前記消費電力量算出手段が算出した消費電力量とから、前記商用電源の停電期間中に前記蓄電装置に蓄電されている電力量と前記発電量推定手段が推定した発電量で、前記機器使用計画に基づいて前記機器を使用可能な時間を算出する、請求項１に記載の電力管理装置。
3. 前記発電装置は、自然エネルギーを利用する発電装置であって、
   前記発電量推定手段は、前記停電期間推定手段が推定した前記商用電源の停電期間内の気象情報に基づいて前記停電期間内の日射量を推定し、推定した日射量から前記停電期間中に前記発電装置が発電する発電量を推定する、請求項２に記載の電力管理装置。
4. 前記蓄電装置に蓄電されている電力量と前記発電量推定手段が推定した発電量との合計電力量よりも前記消費電力量算出手段が算出した消費電力量を小さくするように、前記停電期間推定手段が推定した停電期間中の前記機器使用計画を作成する、請求項２又は３に記載の電力管理装置。
5. 前記停電期間推定手段は、前記記憶手段が記憶した前記商用電源の停電原因となり得る気象もしくは事故に関する情報の中から停電前に取得した停電原因となり得る情報を取得し、取得した停電原因となり得る情報と、前記商用電源の停電原因となり得る気象もしくは事故に対応する過去の停電期間のデータと、から停電期間を推定する、請求項１から４の何れか１項に記載の電力管理装置。
6. 前記停電期間推定手段は、停電期間に関する情報を外部サーバから取得可能な場合、前記外部サーバから停電期間に関する情報を取得する、請求項１から４の何れか１項に記載の電力管理装置。
7. 前記発電量推定手段は、外部サーバから取得した気象情報から前記停電期間推定手段が推定した停電期間内の日射量を推定し、前記記憶手段に予め記憶した日射量に対応する前記発電装置が発電する発電量のデータから、前記停電期間推定手段が推定した停電期間内に前記発電装置が発電する発電量を推定する、請求項２から４の何れか１項に記載の電力管理装置。
8. 前記発電量推定手段は、ユーザが入力した気象情報と前記記憶手段に予め記憶した気象情報に対応する日射量のデータから前記停電期間推定手段が推定した停電期間内の日射量を推定し、前記記憶手段に予め記憶した日射量に対応する前記発電装置が発電する発電量のデータから、前記停電期間推定手段が推定した停電期間内に前記発電装置が発電する発電量を推定する、請求項２から４の何れか１項に記載の電力管理装置。
9. 前記発電量推定手段は、停電期間に前記発電装置が発電する発電量の推定情報を外部サーバから取得可能な場合、前記外部サーバから停電期間に前記発電装置が発電可能な発電量の推定情報を取得する、請求項２から４の何れか１項に記載の電力管理装置。
10. 前記機器使用計画に基づいて、機器の使用時間もしくは機器の消費電力を決める動作モードを制御する機器運転管理手段を備える、請求項１から９の何れか１項に記載の電力管理装置。
11. 商用電源を補助する電力を供給する発電装置、
    前記商用電源の電力、もしくは、前記発電装置が発電した電力を蓄電する蓄電装置、及び、
    停電の原因となり得る情報を取得する第１の通信手段と、
    前記第１の通信手段が取得した停電の原因となり得る情報を記憶する記憶手段と、
    前記商用電源が停電した時に、前記記憶手段から前記商用電源の停電の原因となり得る情報を取得し、前記商用電源の停電期間を推定する停電期間推定手段と、
    前記商用電源、前記発電装置、前記蓄電装置のいずれかから電力の供給を受けて動作する機器が、前記停電期間推定手段が推定した前記商用電源の停電期間内に消費する消費電力量を算出する消費電力量算出手段と、
    前記蓄電装置に蓄電されている電力量と、前記消費電力量算出手段が算出した消費電力量とから、前記商用電源の停電期間中に前記蓄電装置に蓄電されている電力量で前記機器を使用可能な時間を算出する電力収支算出手段と、
    前記電力収支算出手段が算出した前記機器の使用可能時間を含む情報を送信する第２の通信手段と、
    を備える電力管理装置、
    を備える装置システム。
12. 商用電源の停電の原因となり得る情報から前記商用電源の停電期間を推定する工程と、
    前記商用電源、発電装置、蓄電装置のいずれかから電力の供給を受けて動作する機器が、推定した前記商用電源の停電期間内に消費する消費電力量を算出する工程と、
    前記蓄電装置に蓄電されている電力量と、算出した消費電力量とから、前記商用電源の停電期間中に前記蓄電装置に蓄電されている電力量で前記機器を使用可能な時間を算出する工程と、
    を含む電力管理方法。
13. コンピュータを
    商用電源が停電した時、前記商用電源の停電の原因となり得る情報から前記商用電源の停電期間を推定する停電期間推定手段、
    前記商用電源、発電装置、蓄電装置のいずれかから電力の供給を受けて動作する機器が、前記停電期間推定手段が推定した前記商用電源の停電期間内に消費する消費電力量を算出する消費電力量算出手段、
    前記蓄電装置に蓄電されている電力量と、前記消費電力量算出手段が算出した消費電力量とから、前記商用電源の停電期間中に前記蓄電装置に蓄電されている電力量で前記機器を使用可能な時間を算出する電力収支算出手段、
    として機能させるためのプログラム。

Images