JP6626940B2 - 電力制御装置、機器制御装置、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の通信プロトコルに従って通信を行う電力制御装置、機器制御装置、及び方法に関する。

近年、電力の需要家に設けられ、複数の機器を制御する機器制御装置を備えた制御システム（ＥＭＳ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が注目を浴びている。このようなシステムには、様々なメーカにより提供される機器を機器制御装置が制御可能にするための通信プロトコルが導入される。

このような通信プロトコルの一つであるＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）は、機器の種別ごとに機器クラスを規定し、当該機器が持つ情報及び制御対象をプロパティとして機器クラスごとに規定する。例えば、蓄電池装置は蓄電池クラスに属しており、蓄電池クラスに対応するプロパティは蓄電池容量及び最大最少充電電力値等を含む（非特許文献１参照）。

一方で、複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な電力制御装置（パワーコンディショナ）を有し、交流電力を負荷に供給する給電システムの導入が検討されている。複数の電源装置は、太陽光発電装置、蓄電池装置、燃料電池装置等である。

「ＥＣＨＯＮＥＴ ＳＰＥＣＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＡＰＰＥＮＤＩＸ ＥＣＨＯＮＥＴ機器オブジェクト詳細規定Ｒｅｌｅａｓｅ Ｄ」、2013年10月31日、インターネット〈URL：http://www.echonet.gr.jp/spec/pdf_spec_app_d/SpecAppendixD.pdf〉

上述した給電システムは、複数の電源装置を組み合わせて使用する新たなシステムであり、電源装置を単独で使用する従来型のシステムには無い特徴がある。

例えば、太陽光発電装置が出力する直流電力を直流のまま蓄電池装置に充電することにより、電源装置において直流−交流変換を行う従来型のシステムに比べて、電力変換ロスを削減することができる。

しかしながら、上述した通信プロトコルは、電源装置を単独で使用する従来型のシステムのみを想定しており、複数の電源装置を組み合わせて使用する場合において効率的な制御を実現することが困難である。

そこで、本発明は、複数の電源装置を組み合わせて使用する場合において効率的な制御を実現可能とする電力制御装置、機器制御装置、及び方法を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る電力制御装置は、需要家に設けられ、複数の電源装置からの電力供給を制御する。前記電力制御装置は、前記複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な変換部と、所定の通信プロトコルに従って外部の機器制御装置との通信を行う通信部と、前記複数の電源装置を制御する制御部と、を備える。前記通信部は、前記電力制御装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記機器制御装置から受信する。前記制御部は、前記設定要求に基づいて、前記複数の電源装置のうち少なくとも１つを制御する。

第２の特徴に係る機器制御装置は、複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な電力制御装置の制御を行う。前記機器制御装置は、所定の通信プロトコルに従って前記電力制御装置との通信を行う通信部を備える。前記通信部は、前記電力制御装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記電力制御装置に送信する。

第３の特徴に係る方法は、複数の電源装置と、前記複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な電力制御装置と、を備えるシステムにおいて用いられる。前記方法は、前記電力制御装置と機器制御装置とは所定の通信プロトコルに従った通信を行い、当該通信において前記機器制御装置から前記電力制御装置に対し、前記電力制御装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を送信するステップと、前記設定要求に基づいて、前記電力制御装置が前記複数の電源装置のうち少なくとも１つを制御するステップと、を含む。

本発明によれば、複数の電源装置を組み合わせて使用する場合において効率的な制御を実現可能とする電力制御装置、機器制御装置、及び方法を提供することができる。

第１実施形態乃至第５実施形態に係る制御システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態乃至第５実施形態に係る電力制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態乃至第５実施形態に係る機器制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るノード接続時シーケンスを示すシーケンス図である。 第１実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。 第２実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。 第３実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。 第４実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。 第５実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。

［実施形態の概要］
第１実施形態乃至第５実施形態に係る電力制御装置は、需要家に設けられ、複数の電源装置からの電力供給を制御する。前記電力制御装置は、前記複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な変換部と、所定の通信プロトコルに従って外部の機器制御装置との通信を行う通信部と、前記複数の電源装置を制御する制御部と、を備える。前記通信部は、前記電力制御装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記機器制御装置から受信する。前記制御部は、前記設定要求に基づいて、前記複数の電源装置のうち少なくとも１つを制御する。

第１実施形態では、前記プロパティは、前記変換部の抑制値又は抑制率を含む。

第２実施形態では、前記プロパティは、前記変換部の瞬時入出力値を含む。

第３実施形態では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置及び太陽光発電装置が含まれる。前記プロパティは、前記蓄電池装置の充電モードを含む。前記充電モードは、前記太陽光発電装置の余剰電力のみを充電する余剰充電モードを含む。

第３実施形態の変更例では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置及び太陽光発電装置が含まれる。前記通信部は、前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記機器制御装置からさらに受信する。前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティは、前記蓄電池装置の充電モードを含む。前記充電モードは、前記太陽光発電装置の余剰電力のみを充電する余剰充電モードを含む。

第４実施形態では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置が含まれる。前記プロパティは、前記蓄電池装置の放電モードを含む。前記放電モードは、負荷の消費電力の増減に追従するように放電を行う負荷追従放電モードを含む。

第４実施形態の変更例では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置が含まれる。前記通信部は、前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記機器制御装置からさらに受信する。前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティは、前記蓄電池装置の放電モードを含む。前記放電モードは、負荷の消費電力の増減に追従するように放電を行う負荷追従放電モードを含む。

第５実施形態では、前記プロパティは、負荷追従放電の最大放電値を含む。

第１実施形態乃至第５実施形態に係る機器制御装置は、複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な電力制御装置の制御を行う。前記機器制御装置は、所定の通信プロトコルに従って前記電力制御装置との通信を行う通信部を備える。前記通信部は、前記電力制御装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記電力制御装置に送信する。

第１実施形態では、前記プロパティは、前記電力制御装置に設けられ、前記複数の電源装置からの直流電力をまとめて交流に変換する変換部の抑制値又は抑制率を含む。

第２実施形態では、前記プロパティは、前記電力制御装置に設けられ、前記複数の電源装置からの直流電力をまとめて交流に変換する変換部の瞬時入出力値を含む。

第３実施形態では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置及び太陽光発電装置が含まれる。前記プロパティは、前記蓄電池装置の充電モードを含む。前記充電モードは、前記太陽光発電装置の余剰電力のみを充電する余剰充電モードを含む。

第３実施形態の変更例では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置及び太陽光発電装置が含まれる。前記通信部は、前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記電力制御装置にさらに送信する。前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティは、前記蓄電池装置の充電モードを含む。前記充電モードは、前記太陽光発電装置の余剰電力のみを充電する余剰充電モードを含む。

第４実施形態では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置が含まれる。前記プロパティは、前記蓄電池装置の放電モードを含む。前記放電モードは、負荷の消費電力の増減に追従するように放電を行う負荷追従放電モードを含む。

第４実施形態の変更例では、前記複数の電源装置には、蓄電池装置が含まれる。前記通信部は、前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を前記電力制御装置にさらに送信する。前記蓄電池装置の機器クラスに対応するプロパティは、前記蓄電池装置の放電モードを含む。前記放電モードは、負荷の消費電力の増減に追従するように放電を行う負荷追従放電モードを含む。

第５実施形態では、前記プロパティは、負荷追従放電の最大放電値を含む。

第１実施形態乃至第５実施形態に係る方法は、複数の電源装置と、前記複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な電力制御装置と、を備えるシステムにおいて用いられる。前記方法は、前記電力制御装置と機器制御装置とは所定の通信プロトコルに従った通信を行い、当該通信において前記機器制御装置から前記電力制御装置に対し、前記電力制御装置の機器クラスに対応するプロパティの設定を要求する設定要求を送信するステップと、前記設定要求に基づいて、前記電力制御装置が前記複数の電源装置のうち少なくとも１つを制御するステップと、を含む。

［第１実施形態］
以下において、第１実施形態について説明する。

（システム構成）
図１は、第１実施形態に係る制御システム１０の構成を示すブロック図である。図１において破線は信号線を示し、実線は電力線を示す。信号線は、無線であってもよく、有線であってもよい。図２は、第１実施形態に係る電力制御装置１５０の構成を示すブロック図である。図３は、第１実施形態に係る機器制御装置２００の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、制御システム１０は、配電線３０（電力系統）から電力供給を受ける需要家に設けられる。制御システム１０は、メータ装置１１０、負荷１２０、複数の電源装置（太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０）、電力制御装置１５０、及び機器制御装置２００を有する。第１実施形態では、複数の電源装置には、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０が含まれる。但し、太陽光発電装置１３０に加えて、又は太陽光発電装置１３０に代えて、他の発電装置（例えば、燃料電池装置、ガスタービン発電装置）を使用してもよい。

メータ装置１１０は、配電線３０から電力線を介して供給される系統電力（買電電力）を計測する機器である。メータ装置１１０は、電力制御装置１５０から電力線を介して供給される電力（売電電力）を計測してもよい。メータ装置１１０は、信号線を介して、計測値を機器制御装置２００に通知する。メータ装置１１０は、信号線を介して機器制御装置２００との通信を行う。メータ装置１１０は、公衆ネットワーク等の外部ネットワークを介して各種の情報を取得する。各種の情報は、時間帯ごとの買電単価及び売電単価等である。このようなメータ装置１１０は、スマートメータと称される。メータ装置１１０は、外部ネットワークを介して取得した各種の情報を、信号線を介して機器制御装置２００に通知する。

負荷１２０は、配電線３０及び／又は電力制御装置１５０から電力線を介して供給される電力を消費する機器である。例えば、負荷１２０は、冷蔵庫、照明、エアコン、又はテレビ等である。負荷１２０は、単数の機器であってもよく、複数の機器を含んでもよい。負荷１２０は、信号線を介して機器制御装置２００との通信を行う。

太陽光発電装置１３０は、発電を行う機器であり、ＰＶ（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ）１３１及び直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換部１３２を有する。ＰＶ１３１は、太陽光の受光に応じて発電し、発電したＤＣ電力を出力する。ＤＣ−ＤＣ変換部１３２は、ＰＶ１３１から出力されたＤＣ電力を昇圧又は降圧し、電力線を介してＤＣ電力（発電電力）を出力する。また、ＤＣ−ＤＣ変換部１３２は、信号線を介して電力制御装置１５０との通信を行う。

蓄電池装置１４０は、電力を蓄積する機器である。蓄電池装置１４０は、配電線３０から電力制御装置１５０を介して供給される系統電力、太陽光発電装置１３０から供給される発電電力、のうち少なくとも一方によって充電される。蓄電池装置１４０は、蓄電池１４１及びＤＣ−ＤＣ変換部１４２を有する。蓄電池１４１は、電力の蓄積（充電）及び電力の供給（放電）を行う。ＤＣ−ＤＣ変換部１４２は、蓄電池１４１の充電時において、電力線を介して供給されたＤＣ電力を昇圧又は降圧し、ＤＣ電力を蓄電池１４１に出力する。ＤＣ−ＤＣ変換部１４２は、蓄電池１４１の放電時において、蓄電池１４１から出力されたＤＣ電力を昇圧又は降圧し、電力線を介してＤＣ電力（放電電力）を出力する。また、ＤＣ−ＤＣ変換部１４２は、信号線を介して電力制御装置１５０との通信を行う。

太陽光発電装置１３０から延びる電力線は、蓄電池装置１４０から延びる電力線と電気的に連結されており、連結された電力線が電力制御装置１５０に接続されている。当該電力線は、ＤＣ電力を伝送する。

電力制御装置１５０は、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０からの電力供給を制御する機器である。図２に示すように、電力制御装置１５０は、通信部１５１、制御部１５２、及び直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）変換部１５３を有する。通信部１５１は、信号線を介して、太陽光発電装置１３０、蓄電池装置１４０、及び機器制御装置２００との通信を行う。制御部１５２は、当該通信により、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０を制御する。また、制御部１５２は、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３を制御する。ＤＣ−ＡＣ変換部１５３は、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のそれぞれが出力するＤＣ電力をまとめてＡＣに変換する。また、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３は、配電線３０から供給されるＡＣ電力（系統電力）をＤＣに変換することもできる。

電力制御装置１５０は、複数の電源装置のそれぞれが出力するＤＣ電力をまとめてＡＣに変換し、負荷１２０にＡＣ電力を供給する給電システムを構成する。以下において、このような給電システムを「マルチＤＣリンクシステム」と称する。マルチＤＣリンクシステムは、複数の電源装置を組み合わせて使用する新たなシステムであり、電源装置を単独で使用する従来型のシステムには無い特徴がある。例えば、太陽光発電装置１３０が出力するＤＣ電力（発電電力）をＤＣのまま蓄電池装置１４０に充電することにより、ＤＣ−ＡＣ変換ロスが生じないようにすることができる。

機器制御装置２００は、需要家に設けられた複数の機器を制御する。機器制御装置２００は、例えば、住宅に設けられた複数の機器を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。図３に示すように、機器制御装置２００は、通信部２１０及び制御部２２０を有する。通信部２１０は、信号線を介して、メータ装置１１０、負荷１２０、及び電力制御装置１５０との通信を行う。制御部２２０は、通信部２１０により、例えばメータ装置１１０から取得する情報に基づいて、負荷１２０及び電力制御装置１５０を制御する。電力制御装置１５０の通信部１５１及び機器制御装置２００の通信部２１０は、所定の通信プロトコルに従って通信を行う。

（通信プロトコル）
第１実施形態では、所定の通信プロトコルは、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）である。

ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）に準拠した機器（「ノード」とも称される）のプロトコルスタックは、下位通信層、通信ミドルウェア、及びアプリケーションソフトウェアの３つに分けられる。ＯＳＩ参照モデルにおいて、下位通信層は第１層乃至第４層に相当し、通信ミドルウェアは第５層乃至第６層に相当し、アプリケーションソフトウェアは第７層に相当する。ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）は、通信ミドルウェアの仕様を規定しており、下位通信層の仕様については規定していない。

第１実施形態において、電力制御装置１５０の通信部１５１及び機器制御装置２００の通信部２１０のそれぞれは、下位通信層及び通信ミドルウェアの機能を実行する。また、電力制御装置１５０の制御部１５２及び機器制御装置２００の制御部２２０のそれぞれは、アプリケーションソフトウェアの機能を実行する。

また、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）では、機器の種別ごとに機器クラス（「機器オブジェクト」とも称される）を規定し、当該機器に関するパラメータをプロパティとして機器クラスごとに規定する。例えば、太陽光発電装置１３０は「住宅用太陽光発電クラス」に属し、蓄電池装置１４０は「蓄電池クラス」に属する。また、蓄電池クラスに対応するプロパティは、蓄電池容量及び最大最少充電電力値等を含む。第１実施形態では、電力制御装置１５０の機器クラスとして、「マルチＤＣリンククラス」を新たに規定する。

電力制御装置１５０の通信部１５１は、太陽光発電装置１３０（住宅用太陽光発電クラス）に関する各プロパティ、蓄電池装置１４０（蓄電池クラス）に関する各プロパティ、及び電力制御装置１５０（マルチＤＣリンククラス）に関する各プロパティを管理する。このように機器クラスごとに管理される情報は、「インスタンス」と称される。また、電力制御装置１５０の通信部１５１は、電力制御装置１５０の属性情報（例えば、メーカコード、商品コード、製造番号）を「ノードプロファイル（プロファイルオブジェクト）」として管理する。

通信ミドルウェアが送受信するメッセージは、例えば、「送信元オブジェクト識別コード」、「送信先オブジェクト識別コード」、「サービス識別コード」、「プロパティ識別コード」、及び「プロパティ値」等を含む。送信元オブジェクト識別コードは、送信元のオブジェクトを識別するための情報である。送信先オブジェクト識別コードは、送信先のオブジェクトを識別するための情報（機器クラス識別コード）である。サービス識別コードは、当該プロパティ値に対する操作内容を識別するための情報である。サービス識別コードは、例えば、プロパティ値設定要求である「Ｓｅｔ」又はプロパティ値読み出し要求である「Ｇｅｔ」等である。プロパティ識別コードは、プロパティを識別するための情報である。

（ノード接続時シーケンス）
図４は、第１実施形態に係るノード接続時シーケンスを示すシーケンス図である。ノード接続時シーケンスは、例えば機器制御装置２００が起動した際に開始される。図４に示す各メッセージは、電力制御装置１５０の通信部１５１及び機器制御装置２００の通信部２１０が送受信するものである。

図４に示すように、ステップＳ１１において、機器制御装置２００は、主要なノードプロファイル（メーカコード、商品コード、製造番号など）の読み出しを要求する読み出し要求（以下、「Ｇｅｔメッセージ」という）を電力制御装置１５０に送信する。

ステップＳ１２において、電力制御装置１５０は、当該Ｇｅｔメッセージの受信に応じて、主要なノードプロファイルを通知する読み出し応答（以下、「Ｇｅｔ Ｒｅｓメッセージ」という）を機器制御装置２００に送信する。機器制御装置２００は、当該Ｇｅｔ Ｒｅｓメッセージにより、主要なノードプロファイルを取得し、ノードを検出するが、この時点では当該ノードが管理しているインスタンスは不明である。

ステップＳ１３において、機器制御装置２００は、検出したノード（電力制御装置１５０）に対して、当該ノードが管理しているインスタンスの一覧であるインスタンスリストの読み出しを要求するＧｅｔメッセージを送信する。

ステップＳ１４において、電力制御装置１５０は、当該Ｇｅｔメッセージの受信に応じて、自ノードのインスタンスリストを通知するＧｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。当該インスタンスリストは、住宅用太陽光発電クラスのインスタンス、蓄電池クラスのインスタンス、及びマルチＤＣリンククラスのインスタンスを含む。換言すると、電力制御装置１５０は、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のそれぞれの機器クラスを機器制御装置２００に通知することに加えて、電力制御装置１５０の機器クラスを機器制御装置２００に通知する。

機器制御装置２００は、当該Ｇｅｔ Ｒｅｓメッセージにより、インスタンスリストを取得する。換言すると、機器制御装置２００は、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のそれぞれの機器クラスを電力制御装置１５０から取得することに加えて、電力制御装置１５０の機器クラスを電力制御装置１５０から取得する。これにより、機器制御装置２００は、検出したノード（電力制御装置１５０）が、住宅用太陽光発電クラス及び蓄電池クラスのそれぞれのインスタンスを管理しているとともに、マルチＤＣリンククラスのインスタンスを管理していることを把握する。

ステップＳ１５において、機器制御装置２００は、蓄電池クラスのインスタンスのプロパティマップの読み出しを要求するＧｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。プロパティマップは、当該インスタンスに含まれるプロパティの一覧である。

ステップＳ１６において、電力制御装置１５０は、当該Ｇｅｔメッセージの受信に応じて、蓄電池クラスのインスタンスのプロパティマップを通知するＧｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。機器制御装置２００は、当該Ｇｅｔ Ｒｅｓメッセージにより、蓄電池クラスのインスタンスのプロパティマップを取得する。蓄電池クラスのインスタンスに含まれるプロパティ（以下、「蓄電池クラスに対応するプロパティ」という）としては、例えば、動作状態、運転モード設定、瞬時充放電電力計測値、蓄電残量、蓄電池タイプが挙げられる。

ステップＳ１７において、機器制御装置２００は、住宅用太陽光発電クラスのインスタンスのプロパティマップの読み出しを要求するＧｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。

ステップＳ１８において、電力制御装置１５０は、当該Ｇｅｔメッセージの受信に応じて、住宅用太陽光発電クラスのインスタンスのプロパティマップを通知するＧｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。機器制御装置２００は、当該Ｇｅｔ Ｒｅｓメッセージにより、住宅用太陽光発電クラスのインスタンスのプロパティマップを取得する。住宅用太陽光発電クラスのインスタンスに含まれるプロパティ（以下、「住宅用太陽光発電クラスに対応するプロパティ」という）としては、例えば、動作状態、瞬時発電電力計測値、積算発電電力計測値、発電電力制限設定等が挙げられる。

ステップＳ１９において、機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスのインスタンスのプロパティマップの読み出しを要求するＧｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。

ステップＳ２０において、電力制御装置１５０は、当該Ｇｅｔメッセージの受信に応じて、マルチＤＣリンククラスのインスタンスのプロパティマップを通知するＧｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。機器制御装置２００は、当該Ｇｅｔ Ｒｅｓメッセージにより、マルチＤＣリンククラスのインスタンスのプロパティマップを取得する。マルチＤＣリンククラスのインスタンスに含まれるプロパティ（以下、「マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティ」という）の具体例については後述する。

（第１実施形態に係る動作）
上述したノード接続時シーケンスが完了すると、機器制御装置２００は、電力制御装置１５０が管理している各インスタンスに含まれるプロパティを把握し、機器制御装置２００が電力制御装置１５０を制御可能な状態になる。

機器制御装置２００の通信部２１０は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティ（特定プロパティ）の設定を要求する設定要求を電力制御装置１５０に送信する。当該設定要求は、「送信元オブジェクト識別コード」として機器制御装置２００のオブジェクト識別コードを含み、「送信先オブジェクト識別コード」として電力制御装置１５０のオブジェクト識別コードを含み、「サービス識別コード」として例えばＳｅｔを含み、「プロパティ識別コード」として特定プロパティの識別コードを含み、「プロパティ値」として特定プロパティのプロパティ値を含むメッセージである。以下において、このようなメッセージを「Ｓｅｔメッセージ」と称する。Ｓｅｔメッセージには、応答を要するＳｅｔメッセージである「ＳｅｔＣメッセージ」及び応答を要しないＳｅｔメッセージである「ＳｅｔＩメッセージ」がある。

電力制御装置１５０の通信部１５１は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティの設定を要求するＳｅｔメッセージを機器制御装置２００から受信する。電力制御装置１５０の制御部１５２は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のうち少なくとも１つを制御する。このように、電力制御装置１５０は、住宅用太陽光発電クラスに対応するプロパティ又は蓄電池クラスに対応するプロパティではなく、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティに基づいて、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のうち少なくとも１つを制御する。つまり、電力制御装置１５０は、機器制御装置２００に代わって、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０を自律的に制御する。これにより、複数の電源装置を組み合わせて使用する新たなシステム（マルチＤＣリンクシステム）が導入される場合において効率的な制御を実現可能とすることができる。

第１実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値又は抑制率を含む。ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値とは、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力の上限値であり、瞬時電力値（Ｗ）で指定される。ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制率とは、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力の上限値であり、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の定格出力値に対する割合（％）で指定される。

電力制御装置１５０の制御部１５２は、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値又は抑制率に基づいて、太陽光発電装置１３０の出力を抑制することなく、太陽光発電装置１３０の発電電力を蓄電池装置１４０に充電させる制御を行う。これにより、太陽光発電装置１３０の発電電力が無駄にならずに、効率的な制御を行うことができる。また、太陽光発電装置１３０の出力を極力抑制することなく、系統の安定化を図ることもできる。

図５は、第１実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。

図５に示すように、メータ装置１１０は、例えば系統電圧上昇時において、分散電源の出力を抑制するよう指示する抑制運転指示を外部ネットワークから受信し、当該抑制運転指示を機器制御装置２００に転送する。

ステップＳ１０１において、機器制御装置２００は、メータ装置１１０から抑制運転指示を受信し、当該抑制運転指示に基づいて、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値又は抑制率を決定する。ここでは、２．０ｋＷの抑制値を決定したと仮定する。

ステップＳ１０２において、機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティとして、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値の設定を要求するＳｅｔＣメッセージを電力制御装置１５０に送信する。

電力制御装置１５０は、当該ＳｅｔＣメッセージの受信に応じて、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力を監視し、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力が２．０ｋＷを超えないように制御する。例えば、太陽光発電装置１３０の発電電力が２．０ｋＷを超える場合に、超過分の発電力を蓄電池装置１４０に充電させる制御を行う。

ステップＳ１０３において、電力制御装置１５０は、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値「２．０ｋＷ」の設定を通知する設定応答である「Ｓｅｔ Ｒｅｓメッセージ」を機器制御装置２００に送信する。

（第１実施形態のまとめ）
上述したように、機器制御装置２００の通信部２１０は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティの設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０の通信部１５１は、当該Ｓｅｔメッセージを機器制御装置２００から受信する。電力制御装置１５０の制御部１５２は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のうち少なくとも１つを制御する。

これにより、複数の電源装置を組み合わせて使用する新たなシステム（マルチＤＣリンクシステム）が導入される場合において効率的な制御を実現可能とすることができる。

第１実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値又は抑制率を含む。電力制御装置１５０の制御部１５２は、設定された抑制値又は抑制率に基づいて、太陽光発電装置１３０の出力を抑制することなく、例えば太陽光発電装置１３０の発電電力を蓄電池装置１４０に充電させる制御を行う。

これにより、太陽光発電装置１３０の発電電力が無駄にならずに、効率的な制御を行うことができる。

［第１実施形態の変更例］
機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティとして、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値又は抑制率の読み出しを要求するＧｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信してもよい。

また、電力制御装置１５０は、当該Ｇｅｔメッセージの受信に応じて、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の抑制値又は抑制率を通知するＧｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信してもよい。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。第２実施形態は、システム構成については第１実施形態と同様である。

電力制御装置１５０のＤＣ−ＡＣ変換部１５３では、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のそれぞれの出力をまとめてＡＣに変換する際に、ＤＣ−ＡＣ変換ロスが生じる。

よって、機器制御装置２００が太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のそれぞれの出力値を設定し、これらの出力値の合計を電力制御装置１５０の出力値とみなす場合には、ＤＣ−ＡＣ変換ロス分の誤差が生じる。

なお、図５のステップＳ１０１の説明においては機器制御装置２００が抑制率を決定する例を示したが、メータ装置１１０からの抑制運転指示に予め抑制率が含まれているよう構成されていても良い。この場合、メータ装置１１０からの抑制運転指示には高い強制力が与えられており、抑制運転指示を受信した機器制御装置２００は抑制運転指示に含まれる抑制率をそのまま電力制御装置１５０に通知しなければならないよう構成されることが好ましい。これにより、系統からの系統の安定のための制御指示に忠実に動作することが出来るため、多数の需要家を横断した安定化制御を行いやすくなる。

（第２実施形態に係る動作）
第２実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値を含む。ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値は、上述したようなＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力の上限値（抑制値）とは異なり、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力を直接的に指定するものである。

機器制御装置２００の通信部２１０は、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値の設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０の通信部１５１は、当該Ｓｅｔメッセージを機器制御装置２００から受信する。電力制御装置１５０の制御部１５２は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、太陽光発電装置１３０及び蓄電池装置１４０のうち少なくとも１つを制御する。

図６は、第２実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。

図６に示すように、機器制御装置２００は、メータ装置１１０から得られる電力単価情報及び蓄電池装置１４０の蓄電残量等に基づいて、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値を決定する。ここでは、３．０ｋＷの瞬時入出力値を決定したと仮定する。

ステップＳ２０１において、機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティとして、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値の設定を要求するＳｅｔＣメッセージを電力制御装置１５０に送信する。

電力制御装置１５０は、当該ＳｅｔＣメッセージの受信に応じて、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力を監視し、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力が３．０ｋＷになるように制御する。例えば、太陽光発電装置１３０の発電電力が３．０ｋＷを超える場合に、超過分の発電力を蓄電池装置１４０に充電させる制御を行う。或いは、太陽光発電装置１３０の発電電力が３．０ｋＷ未満である場合に、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の出力が３．０ｋＷになるように蓄電池装置１４０から放電させる。

ステップＳ２０２において、電力制御装置１５０は、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値の設定を通知するＳｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。

（第２実施形態のまとめ）
上述したように、第２実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、ＤＣ−ＡＣ変換部１５３の瞬時入出力値を含む。電力制御装置１５０の制御部１５２は、設定された瞬時入出力値に基づいて、太陽光発電装置１３０の出力を抑制することなく、例えば太陽光発電装置１３０の発電電力を蓄電池装置１４０に充電させる制御を行う。

これにより、太陽光発電装置１３０の発電電力が無駄にならずに、効率的な制御を行うことができる。

また、機器制御装置２００からは、太陽光発電装置１３０と蓄電池装置１４０とのそれぞれに対しての具体的な指示を行わず、瞬時入出力値を設定することとなる。これにより、電力制御装置１５０において太陽光発電装置１３０と蓄電池装置１４０とに対しての具体的な動作を決定する形となり、制御のための演算処理等を分散させることができ、よりレスポンスのよいシステム構築を可能とする。

［第３実施形態］
以下において、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。第３実施形態は、システム構成については第１実施形態と同様である。

（第３実施形態に係る動作）
第３実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、蓄電池装置１４０の充電モードを含む。充電モードは、太陽光発電装置１３０の余剰電力のみを充電する余剰充電モードを含む。余剰充電モードは、系統電力も充電する通常充電モードとは異なり、発電電力のみを充電する特殊な充電モードである。

機器制御装置２００の通信部２１０は、余剰充電モードの設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０の通信部１５１は、当該Ｓｅｔメッセージを機器制御装置２００から受信する。電力制御装置１５０の制御部１５２は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、太陽光発電装置１３０の発電電力のみを充電するよう蓄電池装置１４０（及びＤＣ−ＡＣ変換部１５３）を制御する。

図７は、第３実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。

図７に示すように、ステップＳ３０１において、機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティとして、余剰充電モードの設定を要求するＳｅｔＣメッセージを電力制御装置１５０に送信する。

電力制御装置１５０は、当該ＳｅｔＣメッセージの受信に応じて、太陽光発電装置１３０の発電電力のみを充電するよう蓄電池装置１４０（及びＤＣ−ＡＣ変換部１５３）を制御する。

ステップＳ３０２において、電力制御装置１５０は、余剰充電モードの設定を通知するＳｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。

（第３実施形態のまとめ）
上述したように、第３実施形態では、余剰充電モードを設定することにより、太陽光発電装置１３０の発電電力を全て負荷１２０に消費（すなわち、自家消費）させるために蓄積することができる。これにより、発電量の多い期間（例えば昼間）において蓄えた発電電力を、発電量の少ない期間（例えば夜間）において消費することができる。

［第３実施形態の変更例］
余剰充電モードの設定は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティではなく、蓄電池クラスに対応するプロパティとしてもよい。この場合、機器制御装置２００は、蓄電池クラスに対応するプロパティとしての余剰充電モードの設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、太陽光発電装置１３０の発電電力のみを充電するよう蓄電池装置１４０（及びＤＣ−ＡＣ変換部１５３）を制御する。

［第４実施形態］
以下において、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。第４実施形態は、システム構成については第１実施形態と同様である。

（第４実施形態に係る動作）
第４実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、蓄電池装置１４０の放電モードを含む。放電モードは、負荷１２０の消費電力の増減に追従するように放電を行う負荷追従放電モードを含む。負荷追従放電モードでは、電力制御装置１５０は、メータ装置１１０又は他のセンサの計測値から得られる消費電力量に応じて発電電力を調整する。

機器制御装置２００の通信部２１０は、負荷追従放電モードの設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０の通信部１５１は、当該Ｓｅｔメッセージを機器制御装置２００から受信する。電力制御装置１５０の制御部１５２は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、負荷追従放電モードで放電を行うよう蓄電池装置１４０を制御する。

図８は、第４実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。

図８に示すように、ステップＳ４０１において、機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティとして、負荷追従放電モードの設定を要求するＳｅｔＣメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０は、当該ＳｅｔＣメッセージの受信に応じて、負荷追従放電モードで放電を行うよう蓄電池装置１４０を制御する。

ステップＳ４０２において、電力制御装置１５０は、負荷追従放電モードの設定を通知するＳｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。

（第４実施形態のまとめ）
上述したように、第４実施形態では、負荷追従放電モードを設定することにより、太陽光発電装置１３０の発電電力だけでは負荷１２０での消費電力を賄いきれない場合であっても、適切に放電が制御されることとなるため、出来る限り電力系統からの購入電力（買電）を低減させることができる。

［第４実施形態の変更例］
負荷追従放電モードの設定は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティではなく、蓄電池クラスに対応するプロパティとしてもよい。この場合、機器制御装置２００は、蓄電池クラスに対応するプロパティとしての負荷追従放電モードの設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、負荷追従放電モードで放電を行うよう蓄電池装置１４０を制御する。

［第５実施形態］
以下において、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。第５実施形態は、システム構成については第１実施形態と同様である。

第５実施形態では、特定規模電気事業者（ＰＰＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓｕｐｐｌｉｅｒ）から電力を購入するケースを想定する。需要家（企業、店舗等）は、一般的に通常の電力会社よりも安価な電力をＰＰＳから購入することができる。この場合、機器制御装置２００は、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、又はＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等であってもよい。

ＰＰＳが想定した需要電力量（想定需要電力量）に対して、実際の消費電力量が所定の変動範囲を超えて超過した場合に、不足分の電力を電力会社が補うことになるが、その対価としてＰＰＳが電力会社にペナルティ料金を支払う。ここで、所定の変動範囲は、３０分単位の想定需要電力量の３％である。ペナルティ料金は、インバランス料金（或いは、変動範囲外発電料金）と称される。

インバランス料金を抑えるためには、３０分単位の負荷１２０の消費電力量を想定需要電力量の３％以内に収めるように、蓄電池装置１４０から最大限に放電（負荷追従放電）を行う方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、蓄電池装置１４０が定格出力まで放電し得るため、蓄電池装置１４０の蓄電残量が早期に尽きてしまう。その結果、蓄電残量が尽きた後においてインバランス料金を抑えることができない。

（第５実施形態に係る動作）
第５実施形態では、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティは、負荷追従放電の最大放電値を含む。最大放電値は、瞬時電力値により指定される。また、最大放電値は、蓄電池装置１４０の定格出力値よりも小さい値である。

機器制御装置２００の通信部２１０は、負荷追従放電の最大放電値の設定を要求するＳｅｔメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０の通信部１５１は、当該Ｓｅｔメッセージを機器制御装置２００から受信する。電力制御装置１５０の制御部１５２は、当該Ｓｅｔメッセージに基づいて、負荷追従放電の放電値が最大放電値を超えないように蓄電池装置１４０を制御する。

図９は、第５実施形態に係る動作を示すシーケンス図である。

図９に示すように、ステップＳ５０１において、機器制御装置２００は、負荷追従放電の最大放電値をＰＰＳから取得する。ここでは、負荷追従放電の最大放電値が２．１ｋＷであると仮定する。

ステップＳ５０２において、機器制御装置２００は、マルチＤＣリンククラスに対応するプロパティとして、負荷追従放電の最大放電値の設定を要求するＳｅｔＣメッセージを電力制御装置１５０に送信する。電力制御装置１５０は、当該ＳｅｔＣメッセージの受信に応じて、負荷追従放電の放電値が２．１ｋＷを超えないように蓄電池装置１４０を制御する。

ステップＳ５０３において、電力制御装置１５０は、負荷追従放電の最大放電値の設定を通知するＳｅｔ Ｒｅｓメッセージを機器制御装置２００に送信する。

図９では、機器制御装置２００が負荷追従放電の最大放電値をＰＰＳから取得するケースを例示しているが、機器制御装置２００が過去の統計データに基づく予測により負荷追従放電の最大放電値を決定してもよい。例えば、店舗を想定すると、予め日時、外気温、客数、使用電力推移（ｋＷ）、３０分毎の使用電力量（ｋＷｈ）などのデータを蓄積しておき、予測する日の条件で過去のデータを検索して、もっとも近い条件の過去の消費電力量を導き、その過去の消費電力量を想定需要電力量とする。次に、３０単位の消費電力量が平均して使用されると想定して、瞬時的な想定需用電力（ｋＷ）を求め、その時の消費電力の推移との差分から負荷追従放電の最大放電値を決定する。

（第５実施形態のまとめ）
上述したように、第５実施形態では、負荷追従放電の最大放電値を設定することにより、蓄電池装置１４０が定格出力まで放電することを防止し、蓄電池装置１４０の蓄電残量を長持ちさせることができるため、より長期間でインバランス料金を抑えることができる。

［その他の実施形態］
上述した各実施形態では、需要家として住宅を想定しており、機器制御装置２００がＨＥＭＳであるケースを例示した。しかしながら、機器制御装置２００は、ＣＥＭＳ（Ｃｌｕｓｔｅｒ／Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、又はＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等であってもよい。

上述した各実施形態では、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）に準拠したシステムを例示した。しかしながら、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）に準拠したシステムに限定されるものではなく、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）又はＫＮＸ等の他の通信プロトコルに準拠したシステムに対して本発明を応用してもよい。

１０…制御システム、３０…配電線（電力系統）、１１０…メータ装置、１２０…負荷、１３０…太陽光発電装置、１３１…ＰＶ、１３２…ＤＣ−ＤＣ変換部、１４０…蓄電池装置、１４１…蓄電池、１４２…ＤＣ−ＤＣ変換部、１５０…電力制御装置、１５１…通信部、１５２…制御部、１５３…ＤＣ−ＡＣ変換部、２００…機器制御装置、２１０…通信部、２２０…制御部

Claims (5)

1. 複数の電源装置に接続される電力制御装置であって、
   前記複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換可能な変換部と、
   所定の通信プロトコルに従って機器制御装置と通信を行う通信部と、を備え、
   前記通信部は、前記電力制御装置に直流電力を出力する電源装置のリストを要求するメッセージを前記機器制御装置から受信した場合に、前記電力制御装置に直流電力を出力する電源装置のリストとして前記複数の電源装置を示すリストを前記機器制御装置に送信する、電力制御装置。
2. 前記複数の電源装置を示すリストは、前記複数の電源装置のインスタンスに関する情報を含む、請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記複数の電源装置を示すリストは、前記複数の電源装置の機器クラスに関する情報を含む、請求項１又は請求項２に記載の電力制御装置。
4. 複数の電源装置に接続される電力制御装置と所定の通信プロトコルに従って通信を行う機器制御装置であって、
   前記電力制御装置に直流電力を出力する電源装置のリストを要求するメッセージを前記電力制御装置に送信する送信部と、
   前記電力制御装置に直流電力を出力する電源装置のリストとして前記複数の電源装置を示すリストを前記電力制御装置から受信する受信部と、を備える機器制御装置。
5. 電力制御装置が、前記電力制御装置に接続される複数の電源装置のそれぞれが出力する直流電力をまとめて交流に変換するステップと、
   機器制御装置から前記電力制御装置に対して、前記電力制御装置に直流電力を出力する電源装置のリストを要求するメッセージを送信するステップと、
   前記電力制御装置から前記機器制御装置に対して、前記電力制御装置に直流電力を出力する電源装置のリストとして前記複数の電源装置を示すリストを送信するステップと、を備える通信方法。

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