專利名稱：能量供需控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對設置于規定區域內的設備進行能量供需控制的能量供需控制系統。
背景技術：
近年來，隨著環境意識的提高，除了購買電、燃氣這樣的由供應商供給的能量以夕卜，還在需求方側進行能量的創造、蓄積或者提高所購買的能量的利用效率，由此減輕環境負荷，對此提出了各種技術。例如，在專利文獻I中記載了以下的技術使用包括發電設備、蓄電設備、蓄熱設備、氫儲存設備的分散能量設備，根據能量的需求和供給的實際狀況來預測能量的需求和供給，基于預測值來控制分散能量設備。如果采用該技術，則會抑制與能量供給量的變動、能量需求量的變動相應的能量不足、浪費的產生，其結果是，能夠降低能量的購買費用，并且減輕環境負荷。專利文獻I :日本特開2004-312798號公報另外，在專利文獻I所記載的技術中，組合了進行電能和熱能的創造以及蓄積的多個裝置，并且控制整體的能量供給與需求之間的平衡，由此抑制能量供需中的過量與不足。但是，在專利文獻I所記載的結構中，并沒有采用考慮消耗能量的負載設備的使用條件、動作狀態來進行能量供需控制的結構。另一方面，住宅內存在利用能量的多種負載設備。在各負載設備中，提供了很多具備檢測使用條件和動作狀態中的至少一方的傳感器的負載設備，在這些負載設備中，通過使用由傳感器檢測出的信息來自主地控制動作。例如，在負載設備是照明器具的情況下，存在具備傳感器的照明器具，該傳感器測量桌子上表面的照度作為使用條件，該照明器具自主地控制來自光源的光輸出以維持所設定的目標照度。另外，在負載設備是空調裝置的情況下，存在具備測量空氣溫度、空氣濕度作為使用條件的傳感器、測量過濾器的污濁度作為使用條件的傳感器、測量室內是否有人或人在室內的位置作為使用條件的傳感器等的空調裝置。在空調裝置中，通過使用由這些傳感器檢測出的信息，來自主地控制輸出、風向這樣的動作。并且，在負載設備是洗衣機的情況下，存在以下的洗衣機具備測量所投入的洗滌物的重量、污濁度作為使用條件的傳感器，并具備測量注水量作為動作狀態的傳感器等，使用由這些傳感器檢測出的信息來選擇以運轉模式設定的動作狀態。另外，在負載設備是洗碗機的情況下，存在以下的洗碗機具備測量餐具數量、餐具的污濁度的傳感器，與洗衣機同樣地，選擇以運轉模式設定的動作狀態。如上所述，住宅內存在大量的具備傳感器并且根據由傳感器測量出的信息來自主地控制動作的負載設備。其中，在很多負載設備中，出于維持用戶所設定的環境的目的或根據使用條件(洗滌物、餐具的投入量等)來優化動作的目的，在各負載設備中獨立地使用傳感器的信息。、
換言之，在各負載設備中檢測出的傳感器的信息僅作為檢測出該信息的時間點的信息來使用，而且僅使用于該負載設備的動作控制。因而，無法根據負載設備的使用條件、動作狀態的實際狀況來進行住宅這樣的規定區域內的設備的能量供需控制。另外，無法將由設置于某一個負載設備的傳感器檢測出的信息使用于其它設備的能量供需控制。
發明內容
本發明是鑒于上述事由而完成的，提供一種將設置于規定區域的多個設備相關聯來控制能量的供需的能量供需控制系統。根據本發明的一個方式，提供了一種能量供需控制裝置，該能量供需控制裝置具備多個負載設備，各負載設備在規定的區域內使用，具備用于檢測使用條件和動作狀態的傳感器，使用由傳感器檢測出的信息來自主地控制動作；電使用量測量裝置，其測量負載設備各自的電使用量；以及控制裝置，其通過通信獲取由傳感器檢測出的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息以及由電使用量測量裝置測量出的電使用量的信息，根據基于獲取到的來自傳感器的信息以及電使用量的信息而求出的負載設備的預定使用量來對規定區 域內的設備進行能量供需控制。另外，期望上述控制裝置具備歷史記錄存儲部，其將由傳感器檢測出的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息以及從電使用量測量裝置獲取到的信息存儲為歷史記錄信息；以及預測處理部，其通過使用由傳感器檢測出的使用條件和動作條件中的至少一方的信息以及歷史記錄存儲部所存儲的與負載設備有關的多個歷史記錄信息，來求出被估計為負載設備在規定的預測期間內所使用的電使用量作為預定使用量。根據這種結構，能夠將設置于規定區域的多個設備相關聯來控制設備的能量供需。期望在上述控制裝置針對負載設備中的任一個負載設備檢測到開始使用的指示時，上述預測處理部從傳感器獲取該負載設備的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息，將上述預測期間設為該負載設備運轉開始到結束的期間，求出被估計為該負載設備在該預測期間內所消耗的電使用量作為預定使用量。另外，期望作為上述設備，具備分散電源，其具備利用自然能量進行發電的發電裝置；蓄電裝置，其具備利用分散電源和商用電源中的至少一方進行蓄電的蓄電池，能夠將蓄電池的電力供給至負載設備；以及通知裝置，其針對每個負載設備通知能否進行運轉，蓄電裝置還具備剩余容量檢測部，該剩余容量檢測部測量蓄電池的剩余容量，在針對負載設備中的任一個負載設備檢測到開始使用的指示時，預測處理部求出預定使用量，在不存在其它正在運轉的負載設備時，從蓄電池的剩余容量中減去所求出的預定使用量來求出預約剩余容量，在存在其它正在運轉的負載設備時，計算從針對該正在運轉的負載設備求出的預定使用量中減去該正在運轉的負載設備的已使用量而得到的剩余量與針對被檢測到開始使用的指示的負載設備求出的預定使用量之和，并且從蓄電池的剩余容量中減去該和來求出預約剩余容量，在預約剩余容量為規定的閾值以下的情況下，通過通知裝置提示將被檢測到開始使用的指示的負載設備的運轉開始變更至之后的時刻。
根據與如下的附圖一起提供的后述的優選實施方式的說明，能夠理解本發明的目的和特征。圖I是表示實施方式I的框圖。圖2是該實施方式I的動作說明圖。圖3是表示實施方式2的框圖。圖4是表示該實施方式2的能量需求預測的一例的圖。圖5是表示該實施方式2的能量需求預測的其它例的圖。
具體實施例方式
下面，參照形成本說明書的一部分的附圖來更詳細地說明本發明的實施方式。在所有附圖中，對同一或類似的部分附加相同的部件標記，省略對其的重復說明。另外，在下面說明的實施方式中，假設單戶住宅作為配置多個負載設備的區域，但是，作為區域，也可以是集合住宅中的一個住戶、辦公樓中的一個事務所、商廈中的一個店鋪等。簡而言之，作為區域，要假設對多個負載設備進行管理的主體(住居的居民、事務所或店鋪的管理者等)相同的范圍。另外，在本發明中，能量的供需控制除了向各能量供給設備指示負載設備中的能量需求、對負載設備的能量供給的控制以外，還包括以下的情況向用戶通知推薦區域內的負載設備進行的動作。(實施方式I)如圖I所示，本實施方式以將本發明應用于控制住宅中使用的負載設備I的情況為例來進行說明。在以控制負載設備I為目的的情況下，進行能量的創造、蓄積的分散型能量供給設備并非是必需的。但是，在本實施方式中，以具備分散電源4作為分散型能量供給設備的結構為例來進行說明，該分散電源4具備利用自然能量進行發電以創造住宅所使用的電力的發電裝置41。另外，在本實施方式的結構中，設置有蓄電裝置5，該蓄電裝置5對商用電源和分散電源4中的至少一方的電力進行蓄電和放電。對于分散電源4中使用的發電裝置41，假設為太陽光發電裝置、風力發電裝置等。分散電源4中包含具有調節輸出的功能、調節發電效率的功能的電力調節器(未圖示)。另夕卜，蓄電裝置5包括蓄電池51以及對蓄電池51進行充電和放電的充放電回路52。要充入蓄電池51的電力能夠從商用電源和分散電源4中的至少一方得到，但是在本實施方式中假設使用設置于分散電源4的發電裝置41的電力來對蓄電池51進行充電的情況。在利用自然能量進行發電的發電裝置41中，隨著時間經過，輸出會大幅變動，但是通過將發電裝置41的輸出蓄積到蓄電池51中，會緩和輸出變動。使蓄積在該蓄電池51中的電力通過電力調節器而輸出，由此能夠與商用電源一起供給至負載設備I。此外，本實施方式并未假設使分散電源4與商用電源的電力系統互聯，但是并不妨礙采用使分散電源4與商用電源的電力體系互聯的結構。另外，也能夠采用以下的結構利用商用電源的電力對蓄電池51進行充電，由此使針對商用電源的電力需求均衡。在這種情況下，能夠采用由分散電源4和商用電源共用蓄電裝置5的結構。在下面的說明中，設為分散電源4使用太陽光發電裝置作為發電裝置41，利用太陽光發電裝置的輸出對設置于蓄電裝置5的蓄電池51蓄積電力。另外，設為由太陽光發電裝置送出的直流電力和蓄積在蓄電池51中的直流電力通過電力調節器作為交流電力而從分散電源4輸出。并且,從商用電源和分散電源4中的一方選擇性地對負載設備I供給電力，分散電源4不向商用電源進行反流。蓄電裝置5中設置有測量蓄電池51的剩余容量的剩余容量檢測部53。剩余容量檢測部53通過監視蓄電池51的充電和放電的電流來測量蓄電池51的剩余容量。住宅中配置有多個負載設備I以及配電盤2，該配電盤2對連接有負載設備I的各負載系統分配電力。對配電盤2輸入來自商用電源的電力和來自分散電源4的電力。配電盤2中設置有測量各負載系統(分支后的 各系統)的電使用量的電使用量測量裝置21。各負載系統中有時連接多個負載設備I，但是原則上設各負載系統分別連接一個負載設備I。電使用量測量裝置21例如能夠使用電子式的電力量測量裝置，該電子式的電力量測量裝置通過使用羅哥夫斯基線圈(Rogowski Coil)測量每個負載系統的電流并測量每個負載系統的線間電壓來計算電力。在這種情況下，電使用量測量裝置21能夠測量電流、電壓、電力作為電使用量。在下面的說明中，對測量電力作為電使用量的情況進行說明。將負載設備I假設為消耗電能的設備，存在空調設備、取暖設備、照明設備、烹飪設備、視頻設備、冰箱/冷庫、供熱水設備等各種設備。各負載設備I具備傳感器11，其檢測使用條件和動作狀態；功能部12，其承擔作為負載設備I的功能；以及控制部10，其基于傳感器11的輸出來控制功能部12。S卩，負載設備I基于由傳感器11檢測出的信息來自主地控制功能部12。控制部10也可以具備學習功能。在具備學習功能的情況下，對由傳感器11檢測出的信息進行累積來學習實際狀況，對負載設備I的動作進行指示以應用適合于學習結果的規則來實現節能化。即，負載設備I使用由傳感器11檢測出的信息來自主且自適應地控制動作。設置學習功能來自適應地進行控制是由于如果針對傳感器11的輸出以固定形式控制負載設備I的動作，則根據使用條件、用戶的生活模式的不同，未必一定節能。對于傳感器11所要檢測的使用條件，如果負載設備I是空調裝置，則是溫度、濕度等，如果負載設備I是洗衣機，則是洗滌物的質量、污濁度等，是用戶所指示的內容以外的信息，意味著負載設備I的外在信息。另外，對于傳感器11所要檢測的動作狀態，如果負載設備I是空調裝置，則是設定溫度等，如果負載設備I是洗衣機，則是運轉模式等，意味著用戶對負載設備I指示的信息。因而，傳感器11包含如開關那樣接受用戶指示的部件。在本實施方式中，如上所述那樣將使用條件設為用戶指示內容以外的信息、將動作狀態設為用戶指示內容來進行說明，但是當然存在以下的情況例如雖然是使用條件，但污濁度等也能夠由用戶來指示，在這種情況下，污濁度包含于動作狀態中。負載設備I具備多種傳感器11，利用傳感器11來監視使用條件，使負載設備I根據用戶所指示的動作狀態進行動作。例如，如果負載設備I是空調裝置，則控制部10運轉功能部12使得由傳感器11檢測出的作為使用條件的氣溫成為作為運動狀態而從用戶提供給傳感器11的溫度。另外，如果負載設備I是洗衣機，則控制部10根據由傳感器11檢測出的作為使用條件的洗滌物的重量和污濁度來決定水量、洗滌時間等洗滌所需的參數，來使功能部12進行動作。同樣地，如果負載設備I是洗碗機，則與洗衣機同樣地，由傳感器11檢測餐具的量和污濁度作為使用條件，如果負載設備I是照明裝置，則指示調光水平、照度作為動作狀態，檢測亮度、照度作為使用條件。在控制部10中，使用由傳感器11檢測出的這些使用條件、動作狀態的信息來控制功能部12的動作。由設置于各負載設備I的傳感器11檢測出的負載設備I的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息以及由設置于配電盤2中的電使用量測量裝置21測量出的電使用量被提供給設置于住宅的控制裝置3。控制裝置3具有通信功能，通過與傳感器11和電使用量測量裝置21之間進行通信來獲取所需的信息。關于通信標準，并沒有特別限制，可以使用利用專用通信線路的有線通信、將電力線用作通信線路的電力線載波通信、無線通信中的任一個。在圖I中，虛線表示包括通信在內的信息的傳遞路徑，實線表示電力的路徑。控制裝置3能夠附設在配電盤2上。但是，在住宅內設置有住宅內服務器的情況下，能夠使住宅內服務器具有控制裝置3的功能。或者，在使用內置計算機并具有通信功能的多功能電表的情況下，能夠對電表附加作為控制裝置3的功能。在控制裝置3中，設置有歷史記錄存儲部31，該歷史記錄存儲部31獲取來自傳感 器11的信息和來自電使用量測量裝置21的信息并將這些信息存儲為歷史記錄。歷史記錄存儲部31具備計算當前日期和時間的時鐘部，將每隔測量單位期間(例如5分鐘、10分鐘、30分鐘等的期間)從傳感器11和電使用量測量裝置21獲取的信息與獲取到該信息的日期和時間一起存儲為歷史記錄信息。另外，歷史記錄信息中還包括負載設備I的種類。歷史記錄信息根據負載設備I的種類而不同。表I中示出了負載設備I為空調裝置、洗衣機、照明設備、供熱水裝置(電氣式)的情況下的歷史記錄信息的項目。[表 I]
負載設備歷史記錄信息的項目.
空調裝置日期和時間大氣溫度設定溫度人的存在消耗電力
洗衣機日期和時間重量污油度消耗電力；
洗碗機日期和時間餐具量污濁度消耗電力
照明裝置日期和時間調光率人的存在消耗電力
供熱水裝置日期和時間水溫設定溫度人的存在消耗電力在表I中，空調裝置中的“人的存在”有時不僅指是否有人，還包括人的位置。另夕卜，照明裝置中的“人的存在”指是否有人即可，供熱水裝置中的“人的存在”除了在如浴室、洗臉室、廚房那樣從供熱水裝置供給熱水的場所是否有人的信息以外，在浴室的情況下，也可以還包括是否浸泡在浴缸中的信息。洗衣機的“重量”、“污濁度”是與洗滌物有關的值，洗碗機的“餐具量”是餐具的個數和重量，“污濁度”是餐具的污濁程度。供熱水裝置中的“水溫”意味著出水溫度。消耗電力是按每個負載系統進行檢測的。表I中示出的負載設備I是在住宅內消耗比較多電力的設備，每個負載系統中設置有一部負載設備1，在多個負載系統中設置了同種負載設備I的情況很多。因而，如果是按每個負載系統測量電力，則能夠代替負載系統而使用負載設備I的消耗電力。在這種負載設備I中，還有冰箱、電灶、取暖設備、視頻設備、信息設備、溫水清洗馬桶、餐具清洗干燥機、吸塵器等。
在如上所述那樣根據負載系統不同清楚可知負載設備I的種類的情況下，能夠通過將每個負載系統與負載設備I的種類進行對應來使歷史記錄信息中包含負載設備I的種類。但是，在吸塵器、熨斗等僅在使用時插入插座來進行使用的負載設備I的情況下，無法與負載系統對應。因而，期望在電使用量測量裝置21附加使用伴隨負載設備I的動作的電壓、電流的變動特性來判斷負載設備I的種類的功能。或者，也可以不將這種負載設備I所消耗的能量記錄于歷史記錄信息中，而作為固定的能源量與損耗同樣地進行處理。另外，為了將由傳感器11檢測出的信息、由電使用量測量裝置21檢測出的信息、歷史記錄信息等直接進行顯示或加工后進行顯示，而設置有具備顯示器和操作部(開關、觸摸面板)的監視器6(在圖示例中連接在配電盤2上，但是連接關系并不特別限定于此)。在監視器6中，能夠通過操作部的操作來選擇顯示內容。對于設置監視器6的場所并沒有特別限制，但是期望設置在如廚房、餐廳那樣一天中逗留時間長且看到監視器6的機會多的房間中。控制裝置3具備預測處理部32，該預測處理部32通過將保存在歷史記錄存儲部 31中的歷史記錄信息組合使用，來根據設置于住宅中的負載設備I的動作和各負載系統中的電力的使用模式預測在住宅中將來要產生的能量需求。預測處理部32具有以下的功能求出被估計為負載設備I在規定的預測期間內所使用的電使用量作為預定使用量；基于所求出的預定使用量來對住宅內的設備進行電力的供需管理控制。在預定使用量的估計中，使用蓄積在歷史記錄存儲部31中的關于負載設備I的多個歷史記錄信息以及來自傳感器11的信息。作為電力的供需管理控制，存在在本實施方式中說明的與負載設備I中的電力需求有關的控制，以及在實施方式2中說明的與分散電源(例示了燃料電池)等的供給電力有關的控制。 在本實施方式中，為了估算負載設備I中的電力需求，針對每個負載設備I執行以下動作將負載設備I運轉開始到結束的期間設為預測期間，求出被估計為在預測期間內消耗的電使用量(消耗電力量)作為預定使用量。通過將來自傳感器的信息與歷史記錄信息進行對照，來抽取出多個條件與由傳感器11得到的信息接近的歷史記錄信息，使用抽取出的歷史記錄信息進行插值來計算出預定使用量。另外，作為插值以外的技術，也可以使用以下的技術等使用歷史記錄信息進行模糊運算；使用利用歷史記錄信息來進行學習的神經網絡。求出預定使用量的時刻是指示開始使用負載設備I的時間點，當控制裝置3通過傳感器11檢測到已指示開始使用負載設備I時，在預測處理部32中求出預定使用量。在此，指示開始使用意味著用戶接通電源開關的操作、內置于負載設備I的定時開關的接通
坐寸ο例如，在負載設備I是洗衣機的情況下，當將洗滌物投入洗衣機并例如進行了接通電源開關的操作時，控制裝置3識別為用戶指示開始使用洗衣機。在預測處理部32中，以對控制裝置3的該通知為觸發，來求出預定使用量。為了求出預定使用量，使用作為使用條件而由傳感器11檢測出的洗滌物的重量和洗滌物的污濁度以及存儲在歷史記錄存儲部31中的歷史記錄信息。在本實施方式的預測處理部32中，在求出負載設備I運轉開始到結束的一次使用所涉及到的預定使用量(使用電力量)之后，使從蓄電裝置5的剩余容量檢測部53獲取到的蓄電池51的剩余容量減去預定使用量。減法運算的結果是由于使用該負載設備I而使用了蓄電池51的電力時在蓄電池51中殘留的剩余容量，是由該負載設備I預約后的容量，因此下面稱為預約剩余容量。在預約剩余容量為負的情況下，意味著蓄電池51中沒有殘留運轉該負載設備I所需的電力。即，如果評價預約剩余容量，則能夠判斷以蓄電池51的剩余容量是否能夠運轉負載設備I。但是，由于需要考慮從蓄電池51向負載設備I供給電力時的各種損耗，因此事先規定與損耗相抵的程度的閾值，在預約剩余容量為閾值以下的情況下，判斷為以蓄電池51的剩余容量無法運轉負載設備I。在預約處理部32中判斷為預約剩余容量為閾值以下的情況下，從商用電源對負載設備I供給電力。另外，根據與電力公司的合同不同，存在每個固定時間(例如30分鐘)的電力使用量的峰值超過規定值時電費單價變高的情況，按時間帶設定不同的電費的情況等。在這種情況下，存在以下的可能性如果在判斷為預約剩余容量為閾值以下的時間點立即從商用電源對負載設備I供電則電費變高。因此，在本實施方式中，通過監視器6向用戶提示將該負載設備I的運轉開始變更至之后的時刻的指示。作為利用監視器6的提示方法，除了進行使用顯示在畫面上的文字、圖形的視覺性提示以外，也可以進行使用警報聲、聲音消息的聽覺性提示。說明具體例。設為根據與電力公司的合同而將平日的7點 10點和17點 23點的電費設為基準價格，對10點 17點設定比較貴的電費，對23點 翌日7點設定比較便宜的電費。即，以將電費的單價設定為三級的情況為前提。在此，假設以下情況在8點將洗滌物投入洗衣機并進行了接通洗衣機的電源開關的操作。如上所述，設置于控制裝置3的預測處理部32通過使用從傳感器11獲取到的洗滌物的重量和污濁度以及歷史記錄存儲部31所存儲的歷史記錄信息來估計運轉洗衣機的情況下的預定使用量。另外，從剩余容量檢測部53獲取該時間點的蓄電池51的剩余容量，基于剩余容量和預定使用量來計算預約剩余容量。另一方面，設在8點空調裝置正在運轉，空調裝置預定運轉到11點。在這種情況下，認為在開始運轉空調裝置的時間點已經計算了對蓄電池51的剩余容量的預定使用量。因此，首先，求出在空調裝置開始運轉的時間點針對空調裝置求出的預定使用量中減去已使用的電力量后的余量。求出該余量與針對洗衣機求出的預定使用量相加的和，并且，如果從蓄電池51的剩余容量中減去該和則能夠求出預約剩余容量。將該預約剩余容量與閾值進行比較。上述預約剩余容量等效于以下值，將在空調裝置開始運轉的時間點求出的蓄電池51的剩余容量減去空調裝置的預定使用量后的值視作洗衣機開始運轉的時間點的蓄電池51的剩余容量，從該剩余容量中減去針對洗衣機求出的預定使用量而求出的值。在此，在預約剩余容量為閾值以下時，預測處理部32判斷為無法以現狀的蓄電池51的剩余容量來運轉洗衣機，需要來自商用電源的電力供給。在這種情況下，在監視器6上提示在電費單價便宜的時間帶(例如23點 翌日7點的時間帶)運轉洗衣機那樣將洗衣機的運轉開始變更至之后的時刻的提案等。另外，預測處理部32還能夠在通過由發電裝置41對蓄電池51進行充電而能夠運轉洗衣機的時間點在監視器6上提示已經能夠運轉洗衣、機。圖2中簡單地歸納了上述的預測處理部32的處理過程。首先，當控制裝置3檢測到負載設備I使用開始指示時(SI)，預測處理部32獲取檢測時間點的負載設備I的傳感器11的輸出(S2)，并且從歷史記錄存儲部31獲取歷史記錄信息(S3)。接著，預測處理部32將從傳感器11獲取到的信息與歷史記錄信息進行對照，來估計負載設備I開始運轉到運轉結束的預測期間內的使用電力量(預定使用量)(S4)。另外，從蓄電裝置5獲取蓄電池51的剩余容量(S5)，計算在該負載設備I中使用了與預約使用量相當的電力的情況下的預約剩余容量(S6)。在此，關于蓄電池51的剩余容量，在不存在其它正在運轉的負載設備時，是步驟SI中負載設備開始運轉的時間點的蓄電池51的實際剩余容量，在存在其它正在運轉的負載設備時，將在其它正在運轉的負載設備的開始運轉的時間點求出的蓄電池的剩余容量減去該負載設備的預定使用量后得到的值視作當前要計算的負載設備I開始運轉的時間點的蓄電池的剩余容量。將計算出的預約剩余容量與規定的閾值進行比較(S7)，如果超過閾值(S7 是”)，則通過監視器6提示能夠運轉(S8)，如果小于等于閾值(S7 否”)，則通過監視器6提示最好變更運轉時刻(S9)。 如上所述，在使用如太陽光發電裝置或風力發電裝置那樣利用自然能量的發電裝置作為能量創造裝置、使用具備蓄電池51的蓄電裝置5作為能量蓄積裝置的本實施方式中，使用來自傳感器11和電使用量測量裝置21的信息以及保存在歷史記錄存儲部31中的歷史記錄信息來求出預定使用量，由此能夠高精確度地控制發電裝置的輸出與蓄電池51的充放電之間的關系。(實施方式2)在實施方式I中設置分散電源4和蓄電裝置5，并控制負載設備I的運轉(參照圖I)，但是在本實施方式中，如圖3所示，例示了取代分散電源4和蓄電裝置5而設置燃料電池7的情況，說明控制燃料電池7的動作的例子。即，在本實施方式中，例示了以下的情況作為在住宅中使用的創造能量的能量創造設備，使用同時創造電能和熱能的熱電聯產裝置。在此，假設了一種使用燃料電池7來創造電能和熱能的熱電聯產裝置，但是也能夠使用利用燃氣發動機來驅動發電機的熱電聯產裝置。在這種熱電聯產裝置中，使用儲熱水罐以蓄積熱能，將熱能轉換為熱水量來進行蓄積。另外，能夠兼用蓄電池以蓄積電能。即，能量創造設備有時包括儲熱水罐、蓄電池。配電盤2的一次側電力包括使用燃料電池7進行發電而得到的電力。但是，住宅用的燃料電池7大多不具備單獨使用能供給住宅內的所有電力的容量，因此期望與由電供應商供給電力的電力系統進行系統互聯來使用于一次側電力。本實施方式的預測處理部32針對每個預測單位期間(通常是一天，但是也考慮一周的周期性和一年的周期性。另外，是負載設備I。)預測能量需求。在本實施方式中，使用燃料電池7作為能量創造設備，因此，作為能量需求，需要同時預測電能的需求和熱能的需求。這樣，在對兩種能量進行需求預測的情況下，在很多時候產生以下情況為了滿足由燃料電池7發出的電能的量和在發出該量的電能時得到的熱能的量中的一方的需求，而另一方產生過量或不足。為了應對這種問題，想到了以下方法控制燃料電池7的動作以滿足電能和熱能中的一方的需求預測，使另一方產生不足，另外購買不足部分的能量。說到燃料電池7，通常使其滿足電能的需求，而對于熱能，則使用儲熱水罐來進行蓄熱并且通過追加焚燒來補充不足部分。關于焚燒所需的能量，從電力系統購買電力或購買燃料氣體。在預測處理部32中，通過使用保存在歷史記錄存儲部31中的歷史記錄信息來預測每個預測單位期間的電能和熱能的需求，因此，例如能夠通過基于到前一天為止的歷史記錄信息來預測當天的需求來決定運轉安排以避免當天的電能、熱能產生過量與不足。在此，歷史記錄存儲部31中包含設置于各個負載設備I中的傳感器11的檢測信息和每個負載系統的電力信息，因此能夠考慮到多個負載設備I的使用條件和用戶的生活模式，從而能夠正確地進行能量的需求預測。因而，能夠優化運轉安排，結果是能夠使能量的供需平衡的精度高。此外，用于優化運轉安排的過程乃至規則需要預先設定。在上述的例子中，原則上將預測單位期間設為一天，但是也可以在一天中設定多個時間區間(以30分鐘為單位、以I個小時為單位等)，以時間區間為預測單位期間來大 致實時地進行負載設備I的動作控制。圖4、圖5是將預測單位期間設為I個小時的例子，示出每小時的電能(以右下的影線表示的區域)和熱能(以左下的影線表示的區域)的變化。另外，圖4示出冬季，圖5示出夏季。如上所述，在使用儲熱水罐來蓄積熱能的情況下，只要在熱能的需求增大的時間帶蓄積(在圖中為6點點、18點 19點、21點 22點等)所需的熱能即可。在本實施方式的預測處理部32中，使用多個負載設備I的使用條件、動作狀態以及多個負載設備I中的使用電力作為歷史記錄信息，因此能夠預測出住宅整體對于如圖4、圖5那樣預測出的電能和熱能的需求。因而，能夠根據該需求預測來決定能量的購買量和購買的時間，以避免在熱能的需求增大的時間帶產生不足。簡而言之，能夠針對每個預測單位期間預測電能和熱能的需求，決定燃料電池7的運轉安排以減少能量的購買量。另外，在燃料電池7中，兼用蓄積熱能的儲熱水罐，對蓄積在儲熱水罐內的熱能的量設定上限值。即，儲熱水罐所能夠蓄積的熱能的最大值是由儲熱水罐的內容積來決定的，但是在實際使用時并非蓄熱到最大值，而是設定熱能量小于最大值的上限值，通常進行管理使得所蓄積的熱能量不超過上限值。在通常使用時，根據熱能量的需求預測將上限值設定為固定值。但是，設置有設定部71以能夠由用戶提高設定上限值，以備由于來客等而熱能量的需求臨時增加的情況。在這種情況下，通過預測處理部32的熱能的需求預測無法對應。因此，構成為將儲熱水罐所能夠蓄積的熱能量的上限值提供給預測處理部32。由此，能夠進行追蹤上限值的變化的需求預測，以完成對所要購買的能源量的調節。另外，如上所述，設置有監視器6，因此能夠視覺確認負載設備I的動作、歷史記錄信息。即，能夠使電能和熱能的需求、供給“可視化”，從而能夠給用戶帶來節能意識。另外，在如上所述那樣使用燃料電池7作為能量創造設備的情況下，一般來說，當使電能的需求滿足時熱能的供給會產生不足。因而，如果能夠降低熱能的需求，則能夠減少熱能的不足部分，從而減少所要購買的能源量。或者，在能量的購買單價根據時間帶而變動的情況下，如果在購買單價便宜的時間帶預先購買所需的能量，則能夠降低能量的購買金額。在對負載設備I的動作、儲熱水罐的上限值設定進行了變更的情況下(例如，空調裝置的設定溫度被變更的情況下)，期望通過監視器6進行通知，來向用戶通知能量的使用狀況相對于需求預測發生了變化。特別是在對負載設備I的設定進行了增加能量需求量的變更的情況下、進行了在能量創造設備(燃料電池7)中增加能量供給量的變更的情況下，期望一定進行通知。通過這種通知，能夠使用戶意識到能量購買費用的變化等，其結果的是能夠使用戶有意識考慮節能地使用負載設備I。在監視器6中，能夠參照歷史記錄信息并且實時地獲取來自傳感器11和電使用量測量裝置21的信息，因此通過使用這些信息，能夠提出減少購買能量的方案、減少能量購買金額的方案。 在本實施方式2中，作為能量創造設備，例示了燃料電池，但是在利用燃氣發動機進行發電的熱電聯產裝置中也能夠采用上述的技術。或者，在進行與電力系統的系統互聯并且允許反流的分散電源中，也能夠利用需求預測來使分散電源與買賣電之間的關系恰當。其它結構和動作與實施方式I相同。以上，對本發明的優選的實施方式進行了說明，但本發明并不限于這些特定的實施方式，在不脫離權利要求的范圍的情況下能夠進行各種變更和變形，這些也屬于本發明的范疇。
權利要求
1.一種能量供需控制系統，具備 多個負載設備，各負載設備在規定的區域內使用，具備用于檢測使用條件和動作狀態的傳感器，使用由上述傳感器檢測出的信息來自主地控制動作； 電使用量測量裝置，其測量上述負載設備各自的電使用量；以及 控制裝置，其通過通信獲取由上述傳感器檢測出的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息以及由上述電使用量測量裝置測量出的電使用量的信息，根據基于獲取到的來自上述傳感器的信息以及電使用量的信息而求出的負載設備的預定使用量來對上述規定區域內的設備進行能量供需控制。
2.根據權利要求I所述的能量供需控制系統，其特征在于， 上述控制裝置具備 歷史記錄存儲部，其將由上述傳感器檢測出的使用條件和動作狀態中的至少一方的信 息以及從上述電使用量測量裝置獲取到的信息存儲為歷史記錄信息；以及 預測處理部，其通過使用由上述傳感器檢測出的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息以及上述歷史記錄存儲部所存儲的與上述負載設備有關的多個歷史記錄信息，來求出被估計為上述負載設備在規定的預測期間內所使用的電使用量作為預定使用量。
3.根據權利要求2所述的能量供需控制系統，其特征在于， 在上述控制裝置針對上述負載設備中的任一個負載設備檢測到開始使用的指示時，上述預測處理部從上述傳感器獲取該負載設備的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息，將上述預測期間設為該負載設備運轉開始到結束的期間，求出被估計為該負載設備在該預測期間內所消耗的電使用量作為預定使用量。
4.根據權利要求3所述的能量供需控制系統，其特征在于， 作為上述設備具備 分散電源，其具備利用自然能量進行發電的發電裝置； 蓄電裝置，其具備利用上述分散電源和商用電源中的至少一方進行蓄電的蓄電池，能夠將上述蓄電池的電力供給至上述負載設備；以及 通知裝置，其針對每個上述負載設備通知能否進行運轉， 上述蓄電裝置還具備剩余容量檢測部，該剩余容量檢測部測量上述蓄電池的剩余容量， 在針對上述負載設備中的任一個負載設備檢測到開始使用的指示時，上述預測處理部求出預定使用量，在不存在其它正在運轉的負載設備時，從上述蓄電池的剩余容量中減去所求出的預定使用量來求出預約剩余容量，在存在其它正在運轉的負載設備時，計算從針對該正在運轉的負載設備求出的預定使用量中減去該正在運轉的負載設備的已使用量而得到的剩余量與針對被檢測到開始使用的指示的上述負載設備求出的預定使用量之和，并且從上述蓄電池的剩余容量中減去該和來求出預約剩余容量，在預約剩余容量為規定的閾值以下的情況下，通過上述通知裝置提示將被檢測到開始使用的指示的上述負載設備的運轉開始變更至之后的時刻。
全文摘要
提供了一種能量供需控制系統，其具備多個負載設備，該多個負載設備在規定的區域內使用，具備用于檢測使用條件和動作狀態的傳感器，使用由上述傳感器檢測出的信息來自主地控制動作；以及電使用量測量裝置，其測量上述負載設備各自的電使用量。上述能量供需控制系統還具備控制裝置，該控制裝置通過通信獲取由上述傳感器檢測出的使用條件和動作狀態中的至少一方的信息以及由上述電使用量測量裝置測量出的電使用量的信息，根據基于獲取到的來自傳感器的信息以及電使用量的信息而求出的負載設備的預定使用量來對上述規定區域內的設備進行能量供需控制。
文檔編號H02J13/00GK102742120SQ201180008433
公開日2012年10月17日 申請日期2011年1月27日 優先權日2010年2月5日
發明者小林晉 申請人:松下電器產業株式會社