專利名稱：能量供需控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對設(shè)置于規(guī)定區(qū)域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行能量供需控制的能量供需控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著環(huán)境意識的提高，除了購買電、燃?xì)膺@樣的由供應(yīng)商供給的能量以夕卜，還在需求方側(cè)進(jìn)行能量的創(chuàng)造、蓄積或者提高所購買的能量的利用效率，由此減輕環(huán)境負(fù)荷，對此提出了各種技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)I中記載了以下的技術(shù)使用包括發(fā)電設(shè)備、蓄電設(shè)備、蓄熱設(shè)備、氫儲存設(shè)備的分散能量設(shè)備，根據(jù)能量的需求和供給的實際狀況來預(yù)測能量的需求和供給，基于預(yù)測值來控制分散能量設(shè)備。如果采用該技術(shù)，則會抑制與能量供給量的變動、能量需求量的變動相應(yīng)的能量不足、浪費的產(chǎn)生，其結(jié)果是，能夠降低能量的購買費用，并且減輕環(huán)境負(fù)荷。專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-312798號公報另外，在專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，組合了進(jìn)行電能和熱能的創(chuàng)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(xiàn)I所記載的結(jié)構(gòu)中，并沒有采用考慮消耗能量的負(fù)載設(shè)備的使用條件、動作狀態(tài)來進(jìn)行能量供需控制的結(jié)構(gòu)。另一方面，住宅內(nèi)存在利用能量的多種負(fù)載設(shè)備。在各負(fù)載設(shè)備中，提供了很多具備檢測使用條件和動作狀態(tài)中的至少一方的傳感器的負(fù)載設(shè)備，在這些負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)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(shè)定的目標(biāo)照度。另外，在負(fù)載設(shè)備是空調(diào)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(nèi)是否有人或人在室內(nèi)的位置作為使用條件的傳感器等的空調(diào)裝置。在空調(diào)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(fēng)向這樣的動作。并且，在負(fù)載設(shè)備是洗衣機(jī)的情況下，存在以下的洗衣機(jī)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(tài)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(zhuǎn)模式設(shè)定的動作狀態(tài)。另外，在負(fù)載設(shè)備是洗碗機(jī)的情況下，存在以下的洗碗機(jī)具備測量餐具數(shù)量、餐具的污濁度的傳感器，與洗衣機(jī)同樣地，選擇以運轉(zhuǎn)模式設(shè)定的動作狀態(tài)。如上所述，住宅內(nèi)存在大量的具備傳感器并且根據(jù)由傳感器測量出的信息來自主地控制動作的負(fù)載設(shè)備。其中，在很多負(fù)載設(shè)備中，出于維持用戶所設(shè)定的環(huán)境的目的或根據(jù)使用條件(洗滌物、餐具的投入量等)來優(yōu)化動作的目的，在各負(fù)載設(shè)備中獨立地使用傳感器的信息。、
換言之，在各負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)備的動作控制。因而，無法根據(jù)負(fù)載設(shè)備的使用條件、動作狀態(tài)的實際狀況來進(jìn)行住宅這樣的規(guī)定區(qū)域內(nèi)的設(shè)備的能量供需控制。另外，無法將由設(shè)置于某一個負(fù)載設(shè)備的傳感器檢測出的信息使用于其它設(shè)備的能量供需控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述事由而完成的，提供一種將設(shè)置于規(guī)定區(qū)域的多個設(shè)備相關(guān)聯(lián)來控制能量的供需的能量供需控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)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(fù)載設(shè)備，各負(fù)載設(shè)備在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)使用，具備用于檢測使用條件和動作狀態(tài)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(fù)載設(shè)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(tài)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(jù)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(fù)載設(shè)備的預(yù)定使用量來對規(guī)定區(qū) 域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)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(tài)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(yù)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(fù)載設(shè)備有關(guān)的多個歷史記錄信息，來求出被估計為負(fù)載設(shè)備在規(guī)定的預(yù)測期間內(nèi)所使用的電使用量作為預(yù)定使用量。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒃O(shè)置于規(guī)定區(qū)域的多個設(shè)備相關(guān)聯(lián)來控制設(shè)備的能量供需。期望在上述控制裝置針對負(fù)載設(shè)備中的任一個負(fù)載設(shè)備檢測到開始使用的指示時，上述預(yù)測處理部從傳感器獲取該負(fù)載設(shè)備的使用條件和動作狀態(tài)中的至少一方的信息，將上述預(yù)測期間設(shè)為該負(fù)載設(shè)備運轉(zhuǎn)開始到結(jié)束的期間，求出被估計為該負(fù)載設(shè)備在該預(yù)測期間內(nèi)所消耗的電使用量作為預(yù)定使用量。另外，期望作為上述設(shè)備，具備分散電源，其具備利用自然能量進(jìn)行發(fā)電的發(fā)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(jìn)行蓄電的蓄電池，能夠?qū)⑿铍姵氐碾娏┙o至負(fù)載設(shè)備；以及通知裝置，其針對每個負(fù)載設(shè)備通知能否進(jìn)行運轉(zhuǎn)，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(fù)載設(shè)備中的任一個負(fù)載設(shè)備檢測到開始使用的指示時，預(yù)測處理部求出預(yù)定使用量，在不存在其它正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備時，從蓄電池的剩余容量中減去所求出的預(yù)定使用量來求出預(yù)約剩余容量，在存在其它正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備時，計算從針對該正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備求出的預(yù)定使用量中減去該正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)備求出的預(yù)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(yù)約剩余容量，在預(yù)約剩余容量為規(guī)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(fù)載設(shè)備的運轉(zhuǎn)開始變更至之后的時刻。


根據(jù)與如下的附圖一起提供的后述的優(yōu)選實施方式的說明，能夠理解本發(fā)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(yù)測的一例的圖。圖5是表示該實施方式2的能量需求預(yù)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(xì)地說明本發(fā)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(biāo)記，省略對其的重復(fù)說明。另外，在下面說明的實施方式中，假設(shè)單戶住宅作為配置多個負(fù)載設(shè)備的區(qū)域，但是，作為區(qū)域，也可以是集合住宅中的一個住戶、辦公樓中的一個事務(wù)所、商廈中的一個店鋪等。簡而言之，作為區(qū)域，要假設(shè)對多個負(fù)載設(shè)備進(jìn)行管理的主體(住居的居民、事務(wù)所或店鋪的管理者等)相同的范圍。另外，在本發(fā)明中，能量的供需控制除了向各能量供給設(shè)備指示負(fù)載設(shè)備中的能量需求、對負(fù)載設(shè)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(qū)域內(nèi)的負(fù)載設(shè)備進(jìn)行的動作。(實施方式I)如圖I所示，本實施方式以將本發(fā)明應(yīng)用于控制住宅中使用的負(fù)載設(shè)備I的情況為例來進(jìn)行說明。在以控制負(fù)載設(shè)備I為目的的情況下，進(jìn)行能量的創(chuàng)造、蓄積的分散型能量供給設(shè)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(shè)備的結(jié)構(gòu)為例來進(jìn)行說明，該分散電源4具備利用自然能量進(jìn)行發(fā)電以創(chuàng)造住宅所使用的電力的發(fā)電裝置41。另外，在本實施方式的結(jié)構(gòu)中，設(shè)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(jìn)行蓄電和放電。對于分散電源4中使用的發(fā)電裝置41，假設(shè)為太陽光發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置等。分散電源4中包含具有調(diào)節(jié)輸出的功能、調(diào)節(jié)發(fā)電效率的功能的電力調(diào)節(jié)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(jìn)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(shè)使用設(shè)置于分散電源4的發(fā)電裝置41的電力來對蓄電池51進(jìn)行充電的情況。在利用自然能量進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置41中，隨著時間經(jīng)過，輸出會大幅變動，但是通過將發(fā)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(diào)節(jié)器而輸出，由此能夠與商用電源一起供給至負(fù)載設(shè)備I。此外，本實施方式并未假設(shè)使分散電源4與商用電源的電力系統(tǒng)互聯(lián)，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(lián)的結(jié)構(gòu)。另外，也能夠采用以下的結(jié)構(gòu)利用商用電源的電力對蓄電池51進(jìn)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(jié)構(gòu)。在下面的說明中，設(shè)為分散電源4使用太陽光發(fā)電裝置作為發(fā)電裝置41，利用太陽光發(fā)電裝置的輸出對設(shè)置于蓄電裝置5的蓄電池51蓄積電力。另外，設(shè)為由太陽光發(fā)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(diào)節(jié)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(fù)載設(shè)備I供給電力，分散電源4不向商用電源進(jìn)行反流。蓄電裝置5中設(shè)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(jiān)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(fù)載設(shè)備I以及配電盤2，該配電盤2對連接有負(fù)載設(shè)備I的各負(fù)載系統(tǒng)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(shè)置有測量各負(fù)載系統(tǒng)(分支后的 各系統(tǒng))的電使用量的電使用量測量裝置21。各負(fù)載系統(tǒng)中有時連接多個負(fù)載設(shè)備I，但是原則上設(shè)各負(fù)載系統(tǒng)分別連接一個負(fù)載設(shè)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(fù)載系統(tǒng)的電流并測量每個負(fù)載系統(tǒng)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(jìn)行說明。將負(fù)載設(shè)備I假設(shè)為消耗電能的設(shè)備，存在空調(diào)設(shè)備、取暖設(shè)備、照明設(shè)備、烹飪設(shè)備、視頻設(shè)備、冰箱/冷庫、供熱水設(shè)備等各種設(shè)備。各負(fù)載設(shè)備I具備傳感器11，其檢測使用條件和動作狀態(tài)；功能部12，其承擔(dān)作為負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)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?？刂撇?0也可以具備學(xué)習(xí)功能。在具備學(xué)習(xí)功能的情況下，對由傳感器11檢測出的信息進(jìn)行累積來學(xué)習(xí)實際狀況，對負(fù)載設(shè)備I的動作進(jìn)行指示以應(yīng)用適合于學(xué)習(xí)結(jié)果的規(guī)則來實現(xiàn)節(jié)能化。即，負(fù)載設(shè)備I使用由傳感器11檢測出的信息來自主且自適應(yīng)地控制動作。設(shè)置學(xué)習(xí)功能來自適應(yīng)地進(jìn)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(fù)載設(shè)備I的動作，則根據(jù)使用條件、用戶的生活模式的不同，未必一定節(jié)能。對于傳感器11所要檢測的使用條件，如果負(fù)載設(shè)備I是空調(diào)裝置，則是溫度、濕度等，如果負(fù)載設(shè)備I是洗衣機(jī)，則是洗滌物的質(zhì)量、污濁度等，是用戶所指示的內(nèi)容以外的信息，意味著負(fù)載設(shè)備I的外在信息。另外，對于傳感器11所要檢測的動作狀態(tài)，如果負(fù)載設(shè)備I是空調(diào)裝置，則是設(shè)定溫度等，如果負(fù)載設(shè)備I是洗衣機(jī)，則是運轉(zhuǎn)模式等，意味著用戶對負(fù)載設(shè)備I指示的信息。因而，傳感器11包含如開關(guān)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(shè)為用戶指示內(nèi)容以外的信息、將動作狀態(tài)設(shè)為用戶指示內(nèi)容來進(jìn)行說明，但是當(dāng)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(tài)中。負(fù)載設(shè)備I具備多種傳感器11，利用傳感器11來監(jiān)視使用條件，使負(fù)載設(shè)備I根據(jù)用戶所指示的動作狀態(tài)進(jìn)行動作。例如，如果負(fù)載設(shè)備I是空調(diào)裝置，則控制部10運轉(zhuǎn)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(tài)而從用戶提供給傳感器11的溫度。另外，如果負(fù)載設(shè)備I是洗衣機(jī)，則控制部10根據(jù)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(shù)，來使功能部12進(jìn)行動作。同樣地，如果負(fù)載設(shè)備I是洗碗機(jī)，則與洗衣機(jī)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(fù)載設(shè)備I是照明裝置，則指示調(diào)光水平、照度作為動作狀態(tài)，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(tài)的信息來控制功能部12的動作。由設(shè)置于各負(fù)載設(shè)備I的傳感器11檢測出的負(fù)載設(shè)備I的使用條件和動作狀態(tài)中的至少一方的信息以及由設(shè)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(shè)置于住宅的控制裝置3?？刂蒲b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(jìn)行通信來獲取所需的信息。關(guān)于通信標(biāo)準(zhǔn)，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(nèi)的信息的傳遞路徑，實線表示電力的路徑?？刂蒲b置3能夠附設(shè)在配電盤2上。但是，在住宅內(nèi)設(shè)置有住宅內(nèi)服務(wù)器的情況下，能夠使住宅內(nèi)服務(wù)器具有控制裝置3的功能?；蛘?，在使用內(nèi)置計算機(jī)并具有通信功能的多功能電表的情況下，能夠?qū)﹄姳砀郊幼鳛榭刂蒲b置3的功能。在控制裝置3中，設(shè)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(dāng)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(fù)載設(shè)備I的種類。歷史記錄信息根據(jù)負(fù)載設(shè)備I的種類而不同。表I中示出了負(fù)載設(shè)備I為空調(diào)裝置、洗衣機(jī)、照明設(shè)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(fù)載設(shè)備歷史記錄信息的項目.
空調(diào)裝置日期和時間大氣溫度設(shè)定溫度人的存在消耗電力
洗衣機(jī)日期和時間重量污油度消耗電力；
洗碗機(jī)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(diào)光率人的存在消耗電力
供熱水裝置日期和時間水溫設(shè)定溫度人的存在消耗電力在表I中，空調(diào)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(jī)的“重量”、“污濁度”是與洗滌物有關(guān)的值，洗碗機(jī)的“餐具量”是餐具的個數(shù)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(fù)載系統(tǒng)進(jìn)行檢測的。表I中示出的負(fù)載設(shè)備I是在住宅內(nèi)消耗比較多電力的設(shè)備，每個負(fù)載系統(tǒng)中設(shè)置有一部負(fù)載設(shè)備1，在多個負(fù)載系統(tǒng)中設(shè)置了同種負(fù)載設(shè)備I的情況很多。因而，如果是按每個負(fù)載系統(tǒng)測量電力，則能夠代替負(fù)載系統(tǒng)而使用負(fù)載設(shè)備I的消耗電力。在這種負(fù)載設(shè)備I中，還有冰箱、電灶、取暖設(shè)備、視頻設(shè)備、信息設(shè)備、溫水清洗馬桶、餐具清洗干燥機(jī)、吸塵器等。
在如上所述那樣根據(jù)負(fù)載系統(tǒng)不同清楚可知負(fù)載設(shè)備I的種類的情況下，能夠通過將每個負(fù)載系統(tǒng)與負(fù)載設(shè)備I的種類進(jìn)行對應(yīng)來使歷史記錄信息中包含負(fù)載設(shè)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(jìn)行使用的負(fù)載設(shè)備I的情況下，無法與負(fù)載系統(tǒng)對應(yīng)。因而，期望在電使用量測量裝置21附加使用伴隨負(fù)載設(shè)備I的動作的電壓、電流的變動特性來判斷負(fù)載設(shè)備I的種類的功能?；蛘?，也可以不將這種負(fù)載設(shè)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(jìn)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(jìn)行顯示或加工后進(jìn)行顯示，而設(shè)置有具備顯示器和操作部(開關(guān)、觸摸面板)的監(jiān)視器6(在圖示例中連接在配電盤2上，但是連接關(guān)系并不特別限定于此)。在監(jiān)視器6中，能夠通過操作部的操作來選擇顯示內(nèi)容。對于設(shè)置監(jiān)視器6的場所并沒有特別限制，但是期望設(shè)置在如廚房、餐廳那樣一天中逗留時間長且看到監(jiān)視器6的機(jī)會多的房間中?？刂蒲b置3具備預(yù)測處理部32，該預(yù)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(jù)設(shè)置于住宅中的負(fù)載設(shè)備I的動作和各負(fù)載系統(tǒng)中的電力的使用模式預(yù)測在住宅中將來要產(chǎn)生的能量需求。預(yù)測處理部32具有以下的功能求出被估計為負(fù)載設(shè)備I在規(guī)定的預(yù)測期間內(nèi)所使用的電使用量作為預(yù)定使用量；基于所求出的預(yù)定使用量來對住宅內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行電力的供需管理控制。在預(yù)定使用量的估計中，使用蓄積在歷史記錄存儲部31中的關(guān)于負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)備I中的電力需求有關(guān)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(guān)的控制。 在本實施方式中，為了估算負(fù)載設(shè)備I中的電力需求，針對每個負(fù)載設(shè)備I執(zhí)行以下動作將負(fù)載設(shè)備I運轉(zhuǎn)開始到結(jié)束的期間設(shè)為預(yù)測期間，求出被估計為在預(yù)測期間內(nèi)消耗的電使用量(消耗電力量)作為預(yù)定使用量。通過將來自傳感器的信息與歷史記錄信息進(jìn)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(jìn)行插值來計算出預(yù)定使用量。另外，作為插值以外的技術(shù)，也可以使用以下的技術(shù)等使用歷史記錄信息進(jìn)行模糊運算；使用利用歷史記錄信息來進(jìn)行學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。求出預(yù)定使用量的時刻是指示開始使用負(fù)載設(shè)備I的時間點，當(dāng)控制裝置3通過傳感器11檢測到已指示開始使用負(fù)載設(shè)備I時，在預(yù)測處理部32中求出預(yù)定使用量。在此，指示開始使用意味著用戶接通電源開關(guān)的操作、內(nèi)置于負(fù)載設(shè)備I的定時開關(guān)的接通
坐寸ο例如，在負(fù)載設(shè)備I是洗衣機(jī)的情況下，當(dāng)將洗滌物投入洗衣機(jī)并例如進(jìn)行了接通電源開關(guān)的操作時，控制裝置3識別為用戶指示開始使用洗衣機(jī)。在預(yù)測處理部32中，以對控制裝置3的該通知為觸發(fā)，來求出預(yù)定使用量。為了求出預(yù)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(yù)測處理部32中，在求出負(fù)載設(shè)備I運轉(zhuǎn)開始到結(jié)束的一次使用所涉及到的預(yù)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(yù)定使用量。減法運算的結(jié)果是由于使用該負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)備I預(yù)約后的容量，因此下面稱為預(yù)約剩余容量。在預(yù)約剩余容量為負(fù)的情況下，意味著蓄電池51中沒有殘留運轉(zhuǎn)該負(fù)載設(shè)備I所需的電力。即，如果評價預(yù)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(zhuǎn)負(fù)載設(shè)備I。但是，由于需要考慮從蓄電池51向負(fù)載設(shè)備I供給電力時的各種損耗，因此事先規(guī)定與損耗相抵的程度的閾值，在預(yù)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(zhuǎn)負(fù)載設(shè)備I。在預(yù)約處理部32中判斷為預(yù)約剩余容量為閾值以下的情況下，從商用電源對負(fù)載設(shè)備I供給電力。另外，根據(jù)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(guī)定值時電費單價變高的情況，按時間帶設(shè)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(yù)約剩余容量為閾值以下的時間點立即從商用電源對負(fù)載設(shè)備I供電則電費變高。因此，在本實施方式中，通過監(jiān)視器6向用戶提示將該負(fù)載設(shè)備I的運轉(zhuǎn)開始變更至之后的時刻的指示。作為利用監(jiān)視器6的提示方法，除了進(jìn)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(jìn)行使用警報聲、聲音消息的聽覺性提示。說明具體例。設(shè)為根據(jù)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(shè)為基準(zhǔn)價格，對10點 17點設(shè)定比較貴的電費，對23點 翌日7點設(shè)定比較便宜的電費。即，以將電費的單價設(shè)定為三級的情況為前提。在此，假設(shè)以下情況在8點將洗滌物投入洗衣機(jī)并進(jìn)行了接通洗衣機(jī)的電源開關(guān)的操作。如上所述，設(shè)置于控制裝置3的預(yù)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(zhuǎn)洗衣機(jī)的情況下的預(yù)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(yù)定使用量來計算預(yù)約剩余容量。另一方面，設(shè)在8點空調(diào)裝置正在運轉(zhuǎn)，空調(diào)裝置預(yù)定運轉(zhuǎn)到11點。在這種情況下，認(rèn)為在開始運轉(zhuǎn)空調(diào)裝置的時間點已經(jīng)計算了對蓄電池51的剩余容量的預(yù)定使用量。因此，首先，求出在空調(diào)裝置開始運轉(zhuǎn)的時間點針對空調(diào)裝置求出的預(yù)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(jī)求出的預(yù)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(yù)約剩余容量。將該預(yù)約剩余容量與閾值進(jìn)行比較。上述預(yù)約剩余容量等效于以下值，將在空調(diào)裝置開始運轉(zhuǎn)的時間點求出的蓄電池51的剩余容量減去空調(diào)裝置的預(yù)定使用量后的值視作洗衣機(jī)開始運轉(zhuǎn)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(jī)求出的預(yù)定使用量而求出的值。在此，在預(yù)約剩余容量為閾值以下時，預(yù)測處理部32判斷為無法以現(xiàn)狀的蓄電池51的剩余容量來運轉(zhuǎn)洗衣機(jī)，需要來自商用電源的電力供給。在這種情況下，在監(jiān)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(zhuǎn)洗衣機(jī)那樣將洗衣機(jī)的運轉(zhuǎn)開始變更至之后的時刻的提案等。另外，預(yù)測處理部32還能夠在通過由發(fā)電裝置41對蓄電池51進(jìn)行充電而能夠運轉(zhuǎn)洗衣機(jī)的時間點在監(jiān)視器6上提示已經(jīng)能夠運轉(zhuǎn)洗衣、機(jī)。圖2中簡單地歸納了上述的預(yù)測處理部32的處理過程。首先，當(dāng)控制裝置3檢測到負(fù)載設(shè)備I使用開始指示時(SI)，預(yù)測處理部32獲取檢測時間點的負(fù)載設(shè)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(yù)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(jìn)行對照，來估計負(fù)載設(shè)備I開始運轉(zhuǎn)到運轉(zhuǎn)結(jié)束的預(yù)測期間內(nèi)的使用電力量(預(yù)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(fù)載設(shè)備I中使用了與預(yù)約使用量相當(dāng)?shù)碾娏Φ那闆r下的預(yù)約剩余容量(S6)。在此，關(guān)于蓄電池51的剩余容量，在不存在其它正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備時，是步驟SI中負(fù)載設(shè)備開始運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備時，將在其它正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備的開始運轉(zhuǎn)的時間點求出的蓄電池的剩余容量減去該負(fù)載設(shè)備的預(yù)定使用量后得到的值視作當(dāng)前要計算的負(fù)載設(shè)備I開始運轉(zhuǎn)的時間點的蓄電池的剩余容量。將計算出的預(yù)約剩余容量與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較(S7)，如果超過閾值(S7 是”)，則通過監(jiān)視器6提示能夠運轉(zhuǎn)(S8)，如果小于等于閾值(S7 否”)，則通過監(jiān)視器6提示最好變更運轉(zhuǎn)時刻(S9)。 如上所述，在使用如太陽光發(fā)電裝置或風(fēng)力發(fā)電裝置那樣利用自然能量的發(fā)電裝置作為能量創(chuàng)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(yù)定使用量，由此能夠高精確度地控制發(fā)電裝置的輸出與蓄電池51的充放電之間的關(guān)系。(實施方式2)在實施方式I中設(shè)置分散電源4和蓄電裝置5，并控制負(fù)載設(shè)備I的運轉(zhuǎn)(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(shè)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(chuàng)造能量的能量創(chuàng)造設(shè)備，使用同時創(chuàng)造電能和熱能的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。在此，假設(shè)了一種使用燃料電池7來創(chuàng)造電能和熱能的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，但是也能夠使用利用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)來驅(qū)動發(fā)電機(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。在這種熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中，使用儲熱水罐以蓄積熱能，將熱能轉(zhuǎn)換為熱水量來進(jìn)行蓄積。另外，能夠兼用蓄電池以蓄積電能。即，能量創(chuàng)造設(shè)備有時包括儲熱水罐、蓄電池。配電盤2的一次側(cè)電力包括使用燃料電池7進(jìn)行發(fā)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(nèi)的所有電力的容量，因此期望與由電供應(yīng)商供給電力的電力系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)互聯(lián)來使用于一次側(cè)電力。本實施方式的預(yù)測處理部32針對每個預(yù)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(fù)載設(shè)備I。)預(yù)測能量需求。在本實施方式中，使用燃料電池7作為能量創(chuàng)造設(shè)備，因此，作為能量需求，需要同時預(yù)測電能的需求和熱能的需求。這樣，在對兩種能量進(jìn)行需求預(yù)測的情況下，在很多時候產(chǎn)生以下情況為了滿足由燃料電池7發(fā)出的電能的量和在發(fā)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(chǎn)生過量或不足。為了應(yīng)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(yù)測，使另一方產(chǎn)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(jìn)行蓄熱并且通過追加焚燒來補(bǔ)充不足部分。關(guān)于焚燒所需的能量，從電力系統(tǒng)購買電力或購買燃料氣體。在預(yù)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(yù)測每個預(yù)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(yù)測當(dāng)天的需求來決定運轉(zhuǎn)安排以避免當(dāng)天的電能、熱能產(chǎn)生過量與不足。在此，歷史記錄存儲部31中包含設(shè)置于各個負(fù)載設(shè)備I中的傳感器11的檢測信息和每個負(fù)載系統(tǒng)的電力信息，因此能夠考慮到多個負(fù)載設(shè)備I的使用條件和用戶的生活模式，從而能夠正確地進(jìn)行能量的需求預(yù)測。因而，能夠優(yōu)化運轉(zhuǎn)安排，結(jié)果是能夠使能量的供需平衡的精度高。此外，用于優(yōu)化運轉(zhuǎn)安排的過程乃至規(guī)則需要預(yù)先設(shè)定。在上述的例子中，原則上將預(yù)測單位期間設(shè)為一天，但是也可以在一天中設(shè)定多個時間區(qū)間(以30分鐘為單位、以I個小時為單位等)，以時間區(qū)間為預(yù)測單位期間來大 致實時地進(jìn)行負(fù)載設(shè)備I的動作控制。圖4、圖5是將預(yù)測單位期間設(shè)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(qū)域)和熱能(以左下的影線表示的區(qū)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(yù)測處理部32中，使用多個負(fù)載設(shè)備I的使用條件、動作狀態(tài)以及多個負(fù)載設(shè)備I中的使用電力作為歷史記錄信息，因此能夠預(yù)測出住宅整體對于如圖4、圖5那樣預(yù)測出的電能和熱能的需求。因而，能夠根據(jù)該需求預(yù)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(chǎn)生不足。簡而言之，能夠針對每個預(yù)測單位期間預(yù)測電能和熱能的需求，決定燃料電池7的運轉(zhuǎn)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(nèi)的熱能的量設(shè)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(nèi)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(shè)定熱能量小于最大值的上限值，通常進(jìn)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(jù)熱能量的需求預(yù)測將上限值設(shè)定為固定值。但是，設(shè)置有設(shè)定部71以能夠由用戶提高設(shè)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(yù)測處理部32的熱能的需求預(yù)測無法對應(yīng)。因此，構(gòu)成為將儲熱水罐所能夠蓄積的熱能量的上限值提供給預(yù)測處理部32。由此，能夠進(jìn)行追蹤上限值的變化的需求預(yù)測，以完成對所要購買的能源量的調(diào)節(jié)。另外，如上所述，設(shè)置有監(jiān)視器6，因此能夠視覺確認(rèn)負(fù)載設(shè)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(jié)能意識。另外，在如上所述那樣使用燃料電池7作為能量創(chuàng)造設(shè)備的情況下，一般來說，當(dāng)使電能的需求滿足時熱能的供給會產(chǎn)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?；蛘?，在能量的購買單價根據(jù)時間帶而變動的情況下，如果在購買單價便宜的時間帶預(yù)先購買所需的能量，則能夠降低能量的購買金額。在對負(fù)載設(shè)備I的動作、儲熱水罐的上限值設(shè)定進(jìn)行了變更的情況下(例如，空調(diào)裝置的設(shè)定溫度被變更的情況下)，期望通過監(jiān)視器6進(jìn)行通知，來向用戶通知能量的使用狀況相對于需求預(yù)測發(fā)生了變化。特別是在對負(fù)載設(shè)備I的設(shè)定進(jìn)行了增加能量需求量的變更的情況下、進(jìn)行了在能量創(chuàng)造設(shè)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(jìn)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(jié)果的是能夠使用戶有意識考慮節(jié)能地使用負(fù)載設(shè)備I。在監(jiān)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(chuàng)造設(shè)備，例示了燃料電池，但是在利用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)進(jìn)行發(fā)電的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置中也能夠采用上述的技術(shù)?；蛘撸谶M(jìn)行與電力系統(tǒng)的系統(tǒng)互聯(lián)并且允許反流的分散電源中，也能夠利用需求預(yù)測來使分散電源與買賣電之間的關(guān)系恰當(dāng)。其它結(jié)構(gòu)和動作與實施方式I相同。以上，對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于這些特定的實施方式，在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下能夠進(jìn)行各種變更和變形，這些也屬于本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種能量供需控制系統(tǒng)，具備 多個負(fù)載設(shè)備，各負(fù)載設(shè)備在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)使用，具備用于檢測使用條件和動作狀態(tài)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(fù)載設(shè)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(tài)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(jù)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(fù)載設(shè)備的預(yù)定使用量來對上述規(guī)定區(qū)域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行能量供需控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能量供需控制系統(tǒng)，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(tài)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(yù)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(tài)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(fù)載設(shè)備有關(guān)的多個歷史記錄信息，來求出被估計為上述負(fù)載設(shè)備在規(guī)定的預(yù)測期間內(nèi)所使用的電使用量作為預(yù)定使用量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量供需控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上述控制裝置針對上述負(fù)載設(shè)備中的任一個負(fù)載設(shè)備檢測到開始使用的指示時，上述預(yù)測處理部從上述傳感器獲取該負(fù)載設(shè)備的使用條件和動作狀態(tài)中的至少一方的信息，將上述預(yù)測期間設(shè)為該負(fù)載設(shè)備運轉(zhuǎn)開始到結(jié)束的期間，求出被估計為該負(fù)載設(shè)備在該預(yù)測期間內(nèi)所消耗的電使用量作為預(yù)定使用量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量供需控制系統(tǒng)，其特征在于， 作為上述設(shè)備具備 分散電源，其具備利用自然能量進(jìn)行發(fā)電的發(fā)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(jìn)行蓄電的蓄電池，能夠?qū)⑸鲜鲂铍姵氐碾娏┙o至上述負(fù)載設(shè)備；以及 通知裝置，其針對每個上述負(fù)載設(shè)備通知能否進(jìn)行運轉(zhuǎn)， 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(fù)載設(shè)備中的任一個負(fù)載設(shè)備檢測到開始使用的指示時，上述預(yù)測處理部求出預(yù)定使用量，在不存在其它正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備時，從上述蓄電池的剩余容量中減去所求出的預(yù)定使用量來求出預(yù)約剩余容量，在存在其它正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備時，計算從針對該正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)備求出的預(yù)定使用量中減去該正在運轉(zhuǎn)的負(fù)載設(shè)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(fù)載設(shè)備求出的預(yù)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(yù)約剩余容量，在預(yù)約剩余容量為規(guī)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(fù)載設(shè)備的運轉(zhuǎn)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(tǒng)，其具備多個負(fù)載設(shè)備，該多個負(fù)載設(shè)備在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)使用，具備用于檢測使用條件和動作狀態(tài)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(fù)載設(shè)備各自的電使用量。上述能量供需控制系統(tǒng)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(tài)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(jù)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(fù)載設(shè)備的預(yù)定使用量來對上述規(guī)定區(qū)域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)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(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者小林晉 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社