地域内電力需給制御システム
【課題】需要家における発電及び蓄電の処理を制御して電力供給を行うことが可能な、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する地域内電力需給制御システムを提供する。
【解決手段】本発明は、地域内の電力の需要家の電力の需要量と逆潮流とによる電力を制御する地域内電力需給制御システムであり、宅内の電力供給、発電及び逆潮流を制御する宅内電力分配器と、宅内電力分配器の電力センサで、宅内の発電電力、蓄電電力及び電力需要を検出し、電力供給を制御するホームゲートウェイとを有する逆潮流需要家と、地域内住宅への商用電力供給及び地域内の逆潮流需要家に対して、電力の供給状況に応じた発電要請、蓄電要請及び需要要請を行う電力会社と、電力会社からの制御要請により、地域内の逆潮流需要家に対し、逆潮流電力、蓄電可能電力及び需要可能電力を問合わせて電力供給を制御する地域管理サーバとを有する。
【解決手段】本発明は、地域内の電力の需要家の電力の需要量と逆潮流とによる電力を制御する地域内電力需給制御システムであり、宅内の電力供給、発電及び逆潮流を制御する宅内電力分配器と、宅内電力分配器の電力センサで、宅内の発電電力、蓄電電力及び電力需要を検出し、電力供給を制御するホームゲートウェイとを有する逆潮流需要家と、地域内住宅への商用電力供給及び地域内の逆潮流需要家に対して、電力の供給状況に応じた発電要請、蓄電要請及び需要要請を行う電力会社と、電力会社からの制御要請により、地域内の逆潮流需要家に対し、逆潮流電力、蓄電可能電力及び需要可能電力を問合わせて電力供給を制御する地域管理サーバとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然エネルギー利用発電所、自然エネルギー発電設備と蓄電設備を備えた需要家、戸建てまたは集合住宅等の一般需要家、を含む地域における電力制御システムに関し、発電所と需要家をネットワークで接続し管理する地域管理サーバと需要家内でエネルギー需給機器を管理する地域内電力需給制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーへの関心から、個人の住宅（需要家）にも太陽光発電などの自然エネルギーを利用した発電設備が設けられるようになってきている。
しかし、自然エネルギーを用いた発電の場合、例えば、太陽光発電の場合、季節及び天候による発電量の変化があるため、自身の住宅の電力を自給できない状態、あるいは発電した電力を蓄積してさらに発電量が余る状態などの安定した発電を行うことができないことがある。
【０００３】
このため、発電所と発電設備を有する需要家とにおける電力の需給バランスを取るため、需要家毎の家庭電化製品（以降、家電）などを稼動させる制御を調停サーバが行うようにしたシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１においては、各需要家における家電の稼動に必要な電力量の供給要求を、需要家から調停サーバが受ける。そして、調停サーバは、需要家からの供給要求に対して、現在の総供給量を考慮し、供給要求に対して許可あるいは拒否を行う。
また、電力需要が増加して全ての需要家に対して供給要求に対応した電力を供給できない場合、調停サーバは、需要家間において予め設定された優先度や、家電の種別に応じて緊急度の低い家電を一次停止させたり、あるいは家電間の稼働時間をずらしたり、家電の能力を変更している。
【０００４】
また、自然エネルギーによって需要家が発電した電力の売買をオープンとし、電力会社が需要家が蓄電している電力を、需要家における蓄電量を管理している管理センターを介して買い取り、電力負荷の平準化を推進するビジネスモデルがある（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２においては、太陽電池による発電設備を有した需要家において、発電設備の発電量が需要家の需要を超える場合、発電設備が発電した電力を破棄することなく有効に活用するためには、余剰の電力を蓄電池に蓄える構成が必要となる。
しかし、現在の需要家が発電した電力の売買に関しては、蓄電池を有した発電設備の場合、安価な夜間電力により蓄電した電力と、昼間に太陽光により発電した電力との区別が付かない。このため、夜間電力により蓄電した電力を、昼間に電力会社に売ることにより、利鞘が生じることとなり、電力会社が損失を被ることになり、蓄電池を有する発電設備のある需要家から電力を買わないという買電制度となっている。
この特許文献２においては、管理センターが需要家で蓄電された電力の由来を厳格に管理し、電力会社に通知することにより、商用電力系統から供給される電力と太陽光発電システムで生成した電力とを分離し、買い取り価格を販売価格と別に設定することを可能としている。これにより、太陽電池と蓄電池とを設置した需要家に対するインセンティブを与え、蓄電池を普及させることで、電力負荷の平準化を推進する構成となっている。
【０００５】
また、需要家が大量に接続される、電力会社と接続された配電系統を、複数有する分散型発電装置からの逆潮流を制御する必要がある。すなわち、各需要家から逆潮流される場合、連系点における電圧は、変電所から離れるほど高くなる傾向がある。従って、連系点の位置が変電所から遠いほど系統連系装置の解列及び連系処理の頻度が高くなってしまう。その結果、逆潮流の機会が減るので、同じ配電系統内において需要家間で不公平が生じる。
このため、配電系統への負担を抑えつつ、電力会社が逆潮流を公平に受け入れるため、電力網の物理的特性を考慮した需要家のグループ化を行い、配電系統が所定の逆潮流の電力となるように、グループ内の各需要家の逆潮流電力の制御を行う構成がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、太陽電池の導入に加え、太陽電池による太陽光発電（以下発電）による発電電力の供給系統に対し、車載用バッテリーを接続して、車載バッテリの充電も太陽電池の発電により行う構成がある（例えば、特許文献４参照）。
これにより、車載用バッテリーの充電を、太陽電池で賄うことにより自然エネルギーの有効利用を図ることが期待できる。
しかしながら、この特許文献４の構成においても、自然エネルギーの不安定性をカバーするためのスケジュール管理が考案されている。すなわち、ユーザは予定した時間内になるべく安いコストで充電することを望む要望に対して、商用電力を適切に利用する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９３５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８５０１６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２００５３９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２６８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のシステムは、電力会社側から見た視点において、需要側の電力使用を制御することによって、電力の配電系統を安定させようとするものである。
需要側の電力使用の制御に対して、調停サーバの運用をうまく行うことにより、電力の配電系統を安定化するという効果が得られることが想定できる。
しかしながら、需要側において太陽電池が大量に導入され、さらにそのエネルギーを無駄なく活用するための蓄電池が導入されることを考慮すると、需要家の発電能力をさらに発電所や蓄電所としての機能として活用する必要がある。
特許文献１のシステムは、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【０００９】
また、特許文献２のシステムは、電力の売買をオープン化するため、電力の由来（電力の発電元）毎の計測を正確に行い公平な取引を行うことは必須の要素となる。
しかしながら、今後の自然エネルギーを用いた発電設備の大量導入を考慮すると、電力の発生と需要を自然（例えば、天候状態）に任せたり、より高く買う相手に電力を売るというような経済原理だけで運用することには、電力の安定した供給を阻害するという問題が発生することが想定される。
したがって、特許文献２のシステムは、特許文献１と同様に、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【００１０】
また、特許文献３のシステムは、自然エネルギーを配電系統に受け入れるためになされた考案である。
しかしながら、発電量そのものは、すでに述べたように自然の成り行きにより大きく変動することになる。
このため、配電系統への電力の受け入れには限界が発生し、この限界を超えた場合には逆潮流を禁止し、エネルギーを破棄する可能性がある。
より積極的に自然エネルギーを利用するためには、蓄電池への電力の蓄電や蓄電池からの電力の供給などの制御も必要になる。
したがって、特許文献３のシステムは、特許文献１と同様に、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【００１１】
また、特許文献４のシステムは、EV（Electric Vehicle）の普及に伴い今後、発生する課題に取り組んだ発明である。
しかしながら、ユーザ視点に立ってみると、電力会社の電力を必要な時だけうまく活用している方法ではあるが、配電系統からすると特許文献１にも記載されているように、車載用バッテリーに充電するなどの負荷の変動を抑えるため、車載バッテリーの充電を安いコストで充電するなどして、需要を制御したい要望もある。
すなわち、同一のロジックでスケジューリングされる電力を需要する機器が、その需要時期が集中した場合には、全体に対して安定的な電力を供給できないとする問題が発生することが想定される。
したがって、特許文献４のシステムは、特許文献１と同様に、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【００１２】
上述したように、配電系統における電力供給の安定化と、自然エネルギーにより発電した電力の有効活用を両立させるため、複数の需要家における電力設備と蓄電設備とを有機的に結合させたシステムを運用することが必要となる。
さらに、この先の自然エネルギーを用いた発電設備の導入は、より進捗すると考えられる。
しかしながら地域や建物の形態によっても、発電設備には多くのバラエティがあり、これらの管理の全てを発電所が取り扱っていくには、配電の設備が大型化し、処理が複雑となることが考えられる。
また、有機的なシステムを構成するためには、通信技術と電力制御技術とが必要となるが、各バラエティに応じて実現したい内容によって制御レベルが異なっており、コストも違ってくる。
結果として、発電設備及び蓄電設備の制御方式を決定するためには、社会システム全般にかかわるため、その仕様に関しては決定が非常に難しい。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、需要家における発電及び蓄電の処理を制御し、配電系統における安定した電力供給を行うことが可能な、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成を有する地域内電力需給制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の地域内電力需要管理システムは、地域内の電力の需要家における電力の需要量と逆潮流による電力の供給量とを制御する地域内電力需要管理システムであり、自然エネルギーを利用した発電設備と、電力を蓄積する蓄電設備と、宅内の電力供給、発電及び逆潮流を制御する宅内電力分配器と、前記宅内電力分配器における電力センサにより、前記発電設備の発電電力、前記蓄電設備の蓄電電力及び宅内における電力需要を検出し、宅内の電力供給を制御するホームゲートウェイとを有する、逆潮流需要家に設けられた電力制御装置と、前記地域内の住宅に対する商用電力の供給、及び前記地域内の前記逆潮流需要家に対して、電力の供給状況に応じた発電を要請する発電要請、蓄電を要請する蓄電要請及び需要を要請する需要要請の制御要請の各要請信号を出力する、電力会社に設けられたサーバと、前記電力会社からの前記要請信号の制御要請に応じて、前記地域内における全ての前記逆潮流需要家に対し、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を問い合わせを行う地域管理サーバとを有し、前記ホームゲートウェイが、前記問い合わせに対応し、前記電力センサにより得られる発電電力、蓄電電力及び需要電力に基づき、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を求めて、前記地域管理サーバへ回答として出力し、前記地域管理サーバが、前記逆潮流需要家各々からの前記回答を集計し、予め設定された選択のルールに従い、前記制御要請に対応した発電処理、蓄電処理及び需要処理を指示する処理制御信号を、選択した前記逆潮流需要家に対して出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記地域管理サーバが、予め設定したランク付けルールに従い、前記回答に応じて、前記逆潮流需要家のランク付けを行い、ランクの最上位から順に、前記電力会社からの制御要請における要請電力となるまで、前記回答における電力を加算し、前記要請電力となるランクまでの前記逆潮流需要家を、制御要請に対応した前記各処理を要請する逆潮流需要家として選択することを特徴とする。
【００１６】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記ランク付けルールが、Ａ．前記電力会社の要請が前記発電要請の際、Ａａ．前記宅内における前記発電電力が過剰であり、かつ前記商用電力による前記蓄電設備に対する充電を行う商用充電状態の場合、Ａｂ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記発電設備の発電電力による前記蓄電設備に対する充電を行う自己充電状態の場合、Ａｃ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ前記商用電力を受電している商用受電状態の場合、Ａｄ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用充電状態の場合、のＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した発電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、 Ｂ．前記電力会社の要請が前記蓄電要請の際、Ｂａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、かつ前記蓄電設備を放電している放電中状態の場合、Ｂｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用受電状態の場合、Ｂｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記逆潮流を行っている逆潮流状態の場合、Ｂｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記自己充電の場合、のＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した蓄電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、
Ｃ．前記電力会社の要請が前記需要要請の際、Ｃａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、Ｃｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、要請を受け入れた後の状態が前記商用受電の場合、Ｃｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、Ｃｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記自己充電の場合、のＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した需要電力の大きい方がランクが高くなるとした定義である、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記宅内電力分配器が、複数のスイッチを有しており、前記ホームゲートウェイが、前記スイッチの導通及び非導通状態により、前記発電設備と、前記蓄電設備及び前記電力会社の電力供給線との接続状態を制御し、前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の各々を制御することを特徴とする。
【００１８】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記ホームゲートウェイが、前記宅内電力分配器における前記スイッチの前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の状態毎のスイッチの制御ルールが定義された制御テーブルとが記憶された宅内記憶部と、前記残存容量と、電力センサから得られる発電電力、蓄電電力、放電電力及び宅内で消費される電力の状態及び前記地域管理サーバからの制御に基づき、前記制御テーブルから前記状態毎の前記制御ルールを読み出し、当該制御ルールに基づいて前記宅内電力分配器におけるスイッチを制御する分波器制御部と、前記蓄電設備における残存容量を、電力センサから得られる前記蓄電設備に対する蓄電電力及び放電電力の時間単位の積算により求める蓄電池残存容量算出部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、地域管理サーバが所定の地域における複数の逆潮流需要家の管理を行っているため、地域管理サーバを介して複数の逆流需要家に対して、発電要請、蓄電要請及び需要要請を行うことができ、電力会社から見た場合に仮想的な一般需要家と発電所および蓄電所に見えるように逆潮流需要家を制御し、逆潮流需要家に置かれた発電及び蓄電設備や、環境ごとに発生する複雑な状況（状態遷移）をすべて取り扱うことなく、商用低圧線における電力の正確な需給バランスを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態による地域内電力需給制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の技術思想を説明する電力会社３と逆潮流需要家１との関係を示す概念図である。
【図３】本実施形態における宅内電力分配器１２の構成例を示す概念図である。
【図４】本実施形態におけるホームゲートウェイ１４の構成例を示すブロック図である。
【図５】本実施形態における地域管理サーバ２の構成例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態における制御テーブル１４５の構成例を示す図である。
【図７】発電電力Ｐｐの数値に応じて宅内電力分配器１２における発電、蓄電などの状態遷移を示す図である。
【図８】発電要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。
【図９】地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。
【図１０】蓄電要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。
【図１１】地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。
【図１２】需要要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。
【図１３】地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による地域内電力需給制御システムの構成例を示す概略ブロック図である。
図１において、地域内電力需給制御システムは、逆潮流需要家１（電力制御装置）、地域管理サーバ２、電力会社３のサーバ（後述する電力会社３に設けられた電力調整サーバ）と従来電力網４とで構成されている。各逆潮流需要家１は、広域ネットワーク５を介して地域管理サーバ２と接続され、各種データの送受信を地域管理サーバ２と行う。
地域管理サーバ２は、電力会社３の電力調整サーバと接続されている。
従来電力網４は、発電所４１が発電した電力（交流電力）を、電力会社３が発電設備を有していない需要家に対して供給している電力（交流電力、以下特に断りのない場合、電力とは交流電力を指す）の供給網である。
【００２２】
逆潮流需要家１は、太陽電池１１、宅内電力分配器１２、蓄電池１３及びホームゲートウェイ１４とからなる電力制御装置を住宅に備えている。
ホームゲートウェイ１４は、太陽電池１１の発電状態を検出し、宅内電力分配器１２を制御し、蓄電池１３に対する蓄電処理、電力会社３からの受電処理、電力会社３への逆潮流処理などの各処理を制御する（後に詳述）。
地域管理サーバ２は、電力会社３からの電力制御の要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を受けると、これらの電力制御の要請信号に対応して、各逆潮流需要家１の蓄電処理、受電処理及び逆潮流処理の各々を制御する（後に詳述）。
【００２３】
次に、図２は本発明の技術思想を説明する電力会社３と逆潮流需要家１との関係を示す概念図である。
従来は、図２（ａ）に示すように、逆潮流需要家１において発電電力が余った場合（発電電力が自宅における需要を上回った場合）、電力会社３（すなわち、電力会社３の低圧線）に対して余剰電力を逆潮流し、発電電力が需要量に満たない場合、電力会社３から電力の供給を受けている。
一方、本実施形態によれば、電力会社３が地域管理サーバ２に対し、すでに述べた電力制御の要請信号を出力し、地域管理サーバ２がこの要請信号に基づいて、逆潮流需要家１に対して発電処理、蓄電処理及び逆潮流処理を制御している。
これにより、図２（ｂ）に示すように、電力会社３は、自身の有する発電所４１の他に、地域ごとにグループ化された逆潮流需要家１を、仮想発電所、仮想蓄電所及び仮想需要家として制御することができ、電力需要の急激な変化に対して、地域内で電力の不足及び余剰を解消して、電力の安定供給を行うことができる。
【００２４】
次に、図３は、宅内電力分配器１２の構成例を示す概念図である。図３に示すように、通信インターフェース１２１、ＤＣ（直流）／ＤＣコンバータ１２２、１２３、ＤＣ／ＡＣ（交流）コンバータ１２４、１２５、ダイオード１２６、電力測定器（電力センサ）ｍ１、ｍ２、ｍ３、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５を備えている。ここで、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３には例えば電子スイッチが用いられ、スイッチＳＷ４及びＳＷ５は例えば電子スイッチや、あるいは電圧や位相を制御することにより電流の流れる方向を切り替える機能を有するものを用いる。また、物理的に電線をオンオフして電気的な接続を切断したりする機構部品を用いても良い。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、太陽電池１１から電力測定器ｍ１方向にのみ電力を供給する片方向のコンバータであり、ダイオード１２６を介して太陽電池１１の発電する電力を予め設定された電圧に変換して出力する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、入力端子がダイオード１２６のカソードに接続され、出力端子がスイッチＳＷ１の共通端子３に接続されている。ダイオード１２６は、アノードが太陽電池１１に接続されている。
【００２５】
電力測定器ｍ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子から出力される電力である発電電力Ｐｐを測定し、この発電電力Ｐｐを通信インターフェース１２１を介してホームゲートウェイ１４へ出力する。
スイッチＳＷ１は、端子１がＤＣ／ＤＣコンバータ１２４の端子１２４ａと接続され、共通端子３がＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子と接続され、端子２がオープン状態である。そして、スイッチＳＷ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子とＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ａとを、オン状態（共通端子３が端子１と接続）にて接続とし、一方、オフ状態（共通端子３が端子２と接続）にて非接続とする。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３は、蓄電池１３と電力測定器ｍ２とのいずれの向きにも、予め設定した電圧にて電力を供給する双方向のコンバータであり、分配器制御部１４１の制御により電力を供給する方向を制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３は、入出力端子である端子１２３ａが蓄電池１３と接続され、入出力端子である端子１２３ｂがスイッチＳＷ２の共通端子３に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３は、蓄電池１３を蓄電する蓄電状態の場合、電力測定器ｍ２側から蓄電池１３に対して蓄電用の電力を供給し、蓄電池１３を放電する放電状態の場合、蓄電池１３から電力測定器ｍ２側に電力を供給する。
【００２７】
電力測定器ｍ２は、蓄電状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３に入力される電力である蓄電電力Ｐｓを測定し、一方、放電状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３から出力される電力である放電電力Ｐｄを測定する。ここで、電力測定器ｍ２は、電流の極性（電流の流れる向き）により、充電及び放電の状態を検出する。
スイッチＳＷ２は、共通端子３がＤＣ／ＤＣコンバータ１２３の端子１２３ｂと接続され、端子２がオープンであり、端子１がＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子である端子１２５ａと接続されている。そして、スイッチＳＷ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３の端子１２３ｂと、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子１２５ａとを、オン状態（共通端子３が端子１と接続）にて接続とし、一方、オフ状態（共通端子３が端子２と接続）にて非接続とする。
【００２８】
ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４は、端子１２４ａから供給されるＤＣ電圧の電力を、予め設定されたＡＣ電圧の電力に変換して端子１２４ｂから出力し、また、端子１２４ｂから入力されるＡＣ電圧の電力を、予め設定したＤＣ電圧の電力に変換して端子１２４ａから出力する双方向のコンバータである。
スイッチＳＷ５は、共通端子３がＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂに接続され、端子２がオープンであり、端子１が外部の商用低圧線（電力会社からの電力の供給線）に接続されている。そして、スイッチＳＷ５は、オン状態（共通端子３が端子１に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂと商用定圧線とを接続し、オフ状態（共通端子３が端子２に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂと商用定圧線とを非接続とする。
【００２９】
ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５は、入力端子１２５ａがスイッチＳＷ３の端子２に接続され、出力端子がスイッチＳＷ４の共通端子３に接続されている。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２は、スイッチＳＷ３の共通端子３から入力端子１２５ａに対して入力される所定のＤＣ電圧の電力を、予め設定されたＡＣ電圧の電力に変換して、出力端子からスイッチＳＷ４の端子１に対して出力する。
【００３０】
スイッチＳＷ４は、共通端子３が宅内の機器に電力を供給する宅内電力供給線に接続され、端子２がＤＣ／ＤＣコンバータ１２５の出力端子１２５ｂと接続され、端子１がＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂと接続されている。そして、スイッチＳＷ４は、共通端子３と端子２とが接続している状態において、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５から出力されるＡＣ電圧の電力を宅内電力供給線に供給し、一方、共通端子３が端子１に接続されている状態において、スイッチＳＷ５の共通端子３から出力されるＡＣ電圧の電力を宅内電力供給線に供給する。
電力測定器ｍ３は、共通端子３と端子２とが接続している状態において、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の出力端子から宅内電力供給線に供給される電力である蓄電電力Ｐｓを測定し、一方、放電状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３から出力される電力である放電電力Ｐｄを測定する。電力測定器ｍ１、ｍ２及びｍ３の各々は、それぞれ測定する測定電力をモニタデータ（Ｐｐ、Ｐｓ、Ｐｄ、Ｐｃ）として通信インターフェース１２１を介して、ホームゲートウェイ１４へ出力する。
【００３１】
スイッチＳＷ３は、共通端子３がＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子に接続され、端子１がオープンであり、端子２がＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子に接続されている。そして、スイッチＳＷ３は、オン状態（共通端子３が端子２に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子とを接続し、オフ状態（共通端子３が端子１に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子とを非接続とする。すなわち、スイッチＳＷ３は、共通端子３と端子２とが接続しているオン状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から出力されるＤＣ電圧の電力をＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子に供給し、一方、共通端子３が端子１に接続されている状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から出力されるＤＣ電圧の電力をＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子に供給しない。
通信インターフェース１２１は、ホームゲートウェイ１４からのスイッチ制御のための制御信号を、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４及びＳＷ５の各々へ供給し、電力測定器ｍ１、ｍ２及びｍ３から出力されるモニタデータ（Ｐｐ、Ｐｓ、Ｐｄ、Ｐｃ）を、ホームゲートウェイ１４に対して出力する。
また、上述した電力測定器ｍ１、ｍ２及びｍ３の各々は、測定器内部の電圧計が測定する電圧と、測定器内部の電流計が測定する電流とから、各々の電力を求める。
【００３２】
次に、図４は、ホームゲートウェイ１４の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、ホームゲートウェイ１４は、分配器制御部１４１、蓄電池残存容量算出部１４２、天気予報問い合わせ部１４３、宅内記憶部１４４を備えている。
分配器制御部１４１は、宅内記憶部１４４に記憶されている制御テーブル１４５に従い、宅内電力分配器１２の制御を行う。
蓄電池残存容量算出部１４２は、宅内電力分配器１２から供給されるモニタデータにおける蓄電電力Ｐｓ（Ｗ）及び放電電力Ｐｄ（Ｗ）により、蓄電池１３の残存容量ＳＯＣの算出を以下の（１）式により行う。
ＳＯＣ＝（Ｐｉｎｔ＋（ＫｃΣＰｓ−（１／Ｋｄ）ΣＰｄ））／Ｐｍａｘ …（１）
このＳＯＣを求める式において、係数Ｋｃは、蓄電池１３における充電効率係数である（０＜Ｋｃ＜１）。充電効率係数Ｋｃは、電力の交流から直流への変換における損失、直流での電圧変換における損失、蓄電池１３を構成するバッテリーセル内の内部抵抗による損失、及びこのバッテリーセルを直並列に組み合わせて運用するための蓄電池１３内の制御回路による蓄電池１３への充電の際における損失を実験的に求め、これら各損失により求めた蓄電池１３への与えられた電気エネルギーに対し、実際に蓄電池１３に対して充電される電気エネルギーの割合を示す充電効率係数である。ここで、蓄電池１３内の制御回路は、個々のバッテリーセルの安全性やバランスの制御、高電圧制御を行う回路であり、一般的に、バッテリーセルで構成される蓄電池で用いられているセルマネージメントユニットまたはバッテリーマネージメントユニットと呼ばれている電子回路である。
また、Ｋｄは、蓄電池１３における放電効率係数である（０＜Ｋｄ＜１）。電力の直流から交流への変換における損失、交流での電圧変換における損失、蓄電池１３を構成するバッテリーセルの内部抵抗による損失、及び上記蓄電池１３内の制御回路による蓄電池１３からの放電の際における損失を実験的に求める。そして、この実験的に求めた各損失かに基づき、蓄電池１３に蓄電された電気エネルギーを外部に供給する際、蓄電池１３から放電されるエネルギーに対して、上述した損失分減少して実際に外部に供給される割合を示す放電効率係数を求めている。したがって、電力容量Ｐｄを供給する際、実質的に（１／Ｋｄ）Ｐｄが蓄電池１３から放電されて消費されることになる。
【００３３】
ここで、Ｐｉｎｔ（Ｗｈ）は蓄電池を宅内電力分配器１２に接続した時点における蓄積されている初期電力量である。Ｐｍａｘ（Ｗｈ）は蓄電池１３の定格容量または、ＳＯＣが１００％の際の蓄電池１３の電力量を示している。
すなわち、蓄電池残存容量算出部１４２は、上記（１）式により、蓄電電力Ｐｓ及び放電電力Ｐｄの各々を、時間単位すなわち測定周期（例えば、３０分あるいは１時間周期など）毎の積算値として、電力量である蓄電量積算値ΣＰｄに係数Ｋｃを乗算した結果と放電量積算値ΣＰｄを係数Ｋｄにより除算した結果との差分を求め、この差分を初期電力量Ｐｉｎｔに加算し、電力量Ｐｍａｘで除算した結果を残存容量ＳＯＣとして求めている。
【００３４】
宅内記憶部１５６には、制御テーブル１４５、条件テーブル１４６および電力消費履歴テーブル１４７が記憶されている。
次に、図６は制御テーブル１４５の構成例を示す図である。この図６には、後述する分配器制御部１４１がモニタデータなどにより、条件テーブル１４６を参照して判定した、状態に応じたスイッチＳＷ１からＳＷ５の設定が記述されている。
分配器制御部１４１は、条件テーブル１４６を参照して、自己充電中である状態ＳＯ１、商用充電中である状態ＳＯ２、逆潮流である状態ＳＯ３、強制逆潮流である状態ＳＯ４、強制商用充電であるＳＯ５、放電中である状態ＳＵ１、商用受電である状態ＳＵ２、商用充電である状態ＳＵ３、強制逆潮流である状態ＳＵ４、強制商用充電であるＳＵ５の何れかの状態であるか否かの判定を行う。
条件テーブル１４６には、図７に示す各状態の条件が記載されている。電力過剰状態であるＰｐ≧（Ｐｃ＋Ｐｓ）の場合、状態ＳＯｎ（１≦ｎ≦５）の各状態と定義され、電力不足状態Ｐｐ＜（Ｐｃ＋Ｐｓ）の場合、状態ＳＯｑ（１≦ｑ≦５）の各状態と定義されている。図７は、発電電力Ｐｐの数値に応じて宅内電力分配器１２における発電、蓄電などの状態遷移を示す図である。以下の状態遷移が行われる際の各スイッチＳＷの制御は分配器制御部１４１が行う。また、図７において、実線の矢印は地域管理サーバ２からの要請信号に基づく要請制御による状態間の移行を示し、破線の矢印は宅内における分配器制御部１４１の判定処理に基づく状態間の移行を示している。
【００３５】
また、条件テーブル１４６で規定されている、各状態とする判定基準を以下に列挙する。
状態ＳＯ１：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した蓄電電力閾値以上である状態。すなわち蓄電池１３が充電可能な状態の場合に設定される。ここで、蓄電池１３の運用に関しては、ＳＯＣを１を上限とするのではなく、０．９を上限とするなど、蓄電池１３の寿命を考慮した運用をしても良い。すなわち、分配器制御部１４１は、電力過剰の状態となった場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を電力不足状態（ＳＵ１〜ＳＵ５）から状態ＳＯ１に移行させる。また、地域管理サーバ２の需要を行う処理を要請する要請信号である需要要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ３から状態ＳＯ１に移行させる。
状態ＳＯ２：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値以下であり、現在の時刻が電力料金が安価な（充電コストが安い）夜間である場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の需要を要請する要請信号である需要要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ３から状態ＳＯ２に移行させる。
状態ＳＯ３：電力会社３に対して電力を売る状態。太陽電池１１の発電電力Ｐｐが、Ｐｐ≧（Ｐｃ＋Ｐｓ）であって、ＳＯＣが１であり、逆潮流需要家１においてユーザが逆潮流とする制御を行った場合に設定される。すなわち、蓄電池１３の蓄電量がＰｍａｘとなった場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ１から状態ＳＯ３に移行させる。
状態ＳＯ４：電力会社３に対して電力を売る状態。ＳＯＣが供給閾値以上であり、地域管理サーバ２から、逆潮流を行うように発電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２からの発電を行う処理を要請する要請信号である発電要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ１またはＳＯ２から状態ＳＯ４に移行させる。
状態ＳＯ５：蓄電池１３が充電可能なＳＯＣが１未満の場合であり、地域管理サーバ２から蓄電を行う処理を要請する要請信号である蓄電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の蓄電要請により、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ１からＳＯ５に移行させる。この状態ＳＯ５は、宅内電力分配器１２の各スイッチ（ＳＷ１からＳＷ４）の接続状態が、商用電力から蓄電池１３に対して充電を行っている状態ＳＯ２と同様である。
また、状態ＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３、ＳＯ４及びＳＯ５の各々の電力過剰状態（Ｐｐ≧Ｐｃ＋Ｐｓ）にあったが、電力不足状態（Ｐｐ＜Ｐｃ＋Ｐｓ）となると、電力不足状態における状態ＳＵ１に設定が移行される。
【００３６】
状態ＳＵ１：ＳＯＣが０でなく、蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値以上である状態。すなわち、蓄電池１３は充電可能状態であるが、太陽電池１１の発電電力が宅内電力供給線に供給するのに不十分な数値（Ｐｐ＜Ｐｃ）であり、かつＰｐが予め設定した発電閾値を下回っていない場合に設定される。すなわち、分配器制御部１４１は、電力不足の状態となった場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を電力過剰状態（ＳＯ１〜ＳＯ５）から状態ＳＵ１に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値を超えた場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ２から状態ＳＵ１に移行させる。
状態ＳＵ２：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した蓄電電力閾値以下であり、現在の時刻が電力料金が安価な（充電コストが安い）夜間でない場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の需要を行う処理を要請する要請信号である需要要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１から状態ＳＵ２に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値を下回った場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１から状態ＳＵ２に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値を越えた場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ３から状態ＳＵ２に移行させる。
状態ＳＵ３：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した蓄電電力閾値以下であり、現在の時刻が電力料金が安価な（充電コストが安い）夜間である場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の需要を要請する要請信号である需要要求信号受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１から状態ＳＵ３に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが最大蓄電電力に対して余裕があり、夜間電力の時間帯となったことを検出した場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ２から状態ＳＵ３に移行させる。
状態ＳＵ４：電力会社３に対して電力を売る状態。ＳＯＣが供給閾値以上であり、地域管理サーバ２から、逆潮流を行う処理を要請する要請信号である発電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の発電要請により、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ２またはＳＵ３から状態ＳＵ４に移行させる。
状態ＳＵ５：蓄電池１３が充電可能なＳＯＣが１未満の場合であり、地域管理サーバ２から蓄電を行う処理を要請する要請信号である蓄電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、状態ＳＵ１から状態ＳＵ５への移行は、上述したように、地域管理サーバ２からの蓄電要請信号が供給された場合にしか行われない。この状態ＳＵ５は、宅内電力分配器１２の各スイッチ（ＳＷ１からＳＷ４）の接続状態が、商用電力から蓄電池１３に対して充電を行っている状態ＳＵ３と同様である。このとき、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１またはＳＵ２から状態ＳＵ５に移行させる。
また、分配器制御部１４１は、状態ＳＵ１、ＳＵ２及びＳＵ３において、電力が過剰となった場合、状態ＳＵ１、ＳＵ２、ＳＵ３から状態ＳＯ１に遷移させ、状態ＳＯ１、ＳＯ３において、電力が不足した場合、状態ＳＯ１、ＳＯ３から状態ＳＵ１に遷移させる。
また、状態ＳＵ１、ＳＵ２、ＳＵ３、ＳＵ４及びＳＵ５の各々の電力不足状態（Ｐｐ＜Ｐｃ＋Ｐｓ）にあったが、電力過剰状態（Ｐｐ≧Ｐｃ＋Ｐｓ）となると、電力過剰状態における状態ＳＯ１に設定が移行される。
【００３７】
上述したように、分配器制御部１４１は、モニタデータと、安価な夜間電力の時間帯と、蓄電電力閾値と、供給閾値と、発電閾値とに対応する条件を検索し、対応する条件が設定された状態（ＳＯｎ、ＳＯｑ）を読み出し、この状態に対応するスイッチ制御を制御テーブルから読み出し、スイッチＳＷ１からＳＷ５の各々の制御を行う。
天気予報問い合わせ部１４３は、一定周期毎に天気予報データを配信する天気予報会社のサーバにアクセスし、周期単位の天気予報データ（天候、温度など）を取得する。天候は「晴れ」、「曇り」、「雨」及び「雲量」などの種別がある。
宅内記憶部１４４には、すでに説明した制御テーブル１４５及び条件テーブル１４６と電力消費履歴テーブル１４７とが記憶されている。
電力消費履歴テーブル１４７には、天候毎に、月、曜日、時間帯における過去の使用電力が記憶されている。
【００３８】
また、分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から蓄電処理、受電処理及び逆潮流処理を制御する問い合わせ情報が供給されると、現在の残存容量ＳＯＣ、指定された時間帯における発電電力Ｐｐ及び使用電力Ｐｃに基づいて、供給可能な電力である供給可能電力Ｐｕと供給可能な時間である供給可能時間Ｔｕとを算出する（詳細な説明は後述）。
また、分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から供給された問い合わせ情報に対し、自身の識別情報と、計算した供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕと、現在の状態である元の状態及び要請を受け入れて動作する際の変更後の状態とを地域管理サーバ２に対して出力する。
【００３９】
上述した条件テーブルにおける判定基準、及び制御テーブルの状態の各々は一例であり、通常運転についてはホームゲートウェイ１４の各部が行い、以下に説明するように、地域管理サーバ２からの要請信号（発電要請信号、蓄電要請信号、需要要請信号）により、ホームゲートウェイ１４が分配器制御部１４１の状態を変更し、電力会社３からの発電、蓄電及び需要の要請に対応することが本実施形態の技術思想である。
【００４０】
次に、図５は、地域管理サーバ２の構成例を示すブロック図である。この図５において、地域管理サーバ２は、問い合わせ部２１、集計部２２、回答部２３、制御部２４を備えている。
問い合わせ部２１は、電力会社３から発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号（発電要請信号、蓄電要請信号、需要要請信号）を受けると、自身の管理する逆潮流需要家１のグループに対し、逆潮流処理、蓄電処理及び受電処理を行えるか否かの回答を要求する問い合わせ信号（以下、問い合わせ）情報を出力する。
集計部２２は、問い合わせに対する、各逆潮流需要家１からの回答信号（以下、回答）より、識別情報と、供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕと、元の状態及び変更後の状態とを抽出し、元の状態及び変更後の状態とが、予め内部に設定された状態の組み合わせ（元の状態及び変更後の状態の組み合わせ）に対応するか否かの判定を行い、設定されている状態の組み合わせと一致する状態の組み合わせを有する逆潮流需要家１の抽出を行う。この状態の組み合わせは、発電要請、蓄電要請及び需要要請の各々に対して別々に複数設けられている。
また、集計部２２は、状態の組み合わせと、残存容量ＳＯＣと、供給可能電力Ｐｕと、供給可能時間Ｔｕとの各々の大小関係で設定されたランク付けルールにより、状態の組み合わせが一致する逆潮流需要家１のランク付けを行う。ここで、集計部２２は、予め内部に設定されている供給時間より少ない供給可能時間Ｔｕの逆潮流需要家１をランクから削除するようにしても良い。
【００４１】
制御部２４は、集計部２２のランク付けの結果から、発電要請、蓄電要請及び需要要請を要請する要請信号に対し、要請された要請電力となるまで、ランクにおける最上位の逆潮流需要家１から順次下位の逆潮流需要家１の各可能電力を加算、例えば発電要請においては供給可能電力Ｐｕを加算する。この際、制御部２４は、ランク付けされた全ての逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを加算しても、電力会社３から要請信号により要請された要請電力に満たない場合、ランク付けされた全ての逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを加算した結果を、供給可能総電力とする。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の供給可能時間Ｔｕで最も短い時間を、供給可能総時間とする。
【００４２】
回答部２３は、制御部２４が求めた電力の供給が可能または供給可能総電力のいずれかと、供給可能総時間とを電力会社３へ回答として出力する。
上述した供給可能な能力である供給可能総電力を電力会社３に対して回答しておくことにより、電力会社３は逆潮流需要家１からの電力供給にリスクがあることを認識させることができる。この際、電力会社３は、能力いっぱいの回答をした地域管理サーバ２に対しては、追加の要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を出力しない。
そして、電力会社３は、他の逆潮流需要家１のグループを管理している地域管理サーバ２に対し、新たに要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を出力する。
【００４３】
次に、電力会社３が地域管理サーバ２に対して、要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を出力する際における、地域管理サーバ２及び逆潮流需要家１の各部の動作について説明する。
＜発電要請＞
図８及び図９を用いて発電要請における地域内電力需給制御システムの動作を説明する。図８は、発電要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。図９は、地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。この図９において、ランキングの順位と、元の状態、変更後の状態、残存容量ＳＯＣ、発電量（供給可能電力Ｐｕ）、電力供給が可能な継続時間（供給可能時間Ｔｕ）とが対応され、図示しないがそれぞれランキングされた逆潮流需要家１の識別情報も対応付けられている。
【００４４】
ステップＳ１１：
電力会社３の電力調整サーバは、電力網における供給電力が不足すると、地域管理サーバ２に対し、この地域管理サーバ２の管理する逆潮流需要家１に対して逆潮流を行わせるための発電要請を示す発電要請信号に対し、必要とする電力である要請電力と、この要請電力を供給する時間と付加し、地域管理サーバ２に出力する。
【００４５】
ステップＳ１２：
問い合わせ部２１は、電力会社３の電力調整サーバからの発電要請信号を受信すると、自身の管理する逆潮流需要家１の全てに対し、逆潮流処理に対する能力の問い合わせを行う問い合わせ情報を出力する。
【００４６】
ステップＳ１３：
分配器制御部１４１は、天気予報会社のサーバから天気予報データを取得し、電力消費履歴テーブル１４７から、この天気予報データが表す天候における月及び曜日及び時間帯における単位時間当たりの使用電力Ｐｄと発電電力Ｐｐとを読み出し、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとする。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣ、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとを用いて、以下の（２）式に基づいて、供給可能電力Ｐｕと供給可能時間Ｔｕとを予め設定された単位時間（例えば、３０分や１時間）毎に算出する。この単位時間の長さは、気象情報の示す現在の気象状態（天気、外気温などの状態）や、過去の気象状態における電力使用の実績記録の精度に基づいて設定される。
Ｐｕ＝ＳＯＣ・Ｐｍａｘ＋Ｋｃ・Ｐｐ−（１／Ｋｄ）・Ｐｄ …（２）
また、分配器制御部１４１は、例えば、単位時間を１時間とした場合、１時間毎に積算値ΣＰｕを計算し、計算を行った時点からΣＰｕが０となる時点までの時間を供給可能時間Ｔｕとする。したがって、分配器制御部１４１は、ΣＰの積算回数、すなわち単位時間毎に算出した供給可能電力Ｐｕの加算値が４回でΣＰｕが負となると、３回まではΣＰｕが正であることを検出し、１時間×３を計算し、供給可能時間Ｔｕを３時間として求める。
また、分配器制御部１４１は、単位時間が３０分の場合、３回目でΣＰｕが負となると、直前の単位時間の計算時の２回目まではΣＰｕが正であるため、３０分×２を計算し、供給可能時間Ｔｕを１時間（６０分）として求める。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣと、算出した供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕとを、回答（能力回答）として地域管理サーバ２へ出力する。
このとき、分配器制御部１４１は、上記回答に対して、自身の識別情報と、現在の状態と、発電要請により変更した後の状態を付加する。ここで、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＯ１からＳＯ３の場合、逆潮流処理を行うため、条件テーブル１４６のルール（制御ルール）により、変更後の状態を状態ＳＯ４とする。一方、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＵ１からＳＵ３の場合、逆潮流処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＵ４とする。本実施形態において、複数の要請が同一の地域管理サーバ２に対して行われないとし、要請された際、各逆潮流需要家１は通常運転状態の状態ＳＯ１からＳＯ３、状態ＳＵ１からＳＵ３のいずれかの状態にある。
【００４７】
ステップＳ１４：
集計部２２は、予め内部記憶部に記憶されている管理下にある全ての逆潮流需要家１の識別情報と、回答を送信してきた逆潮流需要家１の識別情報とを比較し、全ての逆潮流需要家１から回答が来たことを検出すると、以下の集計処理を行う。
そして、集計部２２は、逆潮流需要家１毎に、元の状態と変更後の状態との組み合わせと、予め内部に発電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態とを比較し、一致する組み合わせの逆潮流需要家１を抽出する。ここで、内部に発電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態の組み合わせは、図９に示すように、[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］である。
【００４８】
したがって、集計部２２は、各逆潮流需要家１の元の状態と変更後の状態の組み合わせ[元の状態，変更後の状態]が、設定されている組み合わせ［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］のいずれかに一致するか否かの判定を行う。
そして、集計部２２は、設定されている組み合わせ［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］のいずれかに一致した組み合わせ[元の状態，変更後の状態]の逆潮流需要家１を抽出し、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。
例えば、ランク付けのルール（制御ルール）としては、
Ａａ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰（Ｐｐ≧Ｐｃ＋Ｐｓ）であり、かつ商用電力による蓄電設備に対する充電を行う商用充電状態（ＳＯ２）の場合、
Ａｂ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、かつ発電設備の発電電力による蓄電池１３に対する充電を行う自己充電状態（ＳＯ１）の場合、
Ａｃ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足（Ｐｐ＜Ｐｃ＋Ｐｓ）であり、かつ商用電力を受電している商用受電状態（ＳＵ２）の場合、
Ａｄ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、かつ商用充電状態（ＳＵ３）の場合、
のＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した発電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義がなされている。
【００４９】
ここで、集計部２２は、内部に設定されているランク付けのルールに対応して、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。例えば、ランク付けのルールとしては、組み合わせ[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］の順番にランク付けする。また、この組み合わせが同一の場合、残存容量ＳＯＣの大きい順番にランクが付くルールとなっている。
したがって、集計部２２は、上述したルールに従い、逆潮流需要家１のランク付けを行い、それぞれ供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕを付加し、図９に示すランク付けのテーブルを生成し、内部記憶部に書き込んで記憶する。図示されていないが、集計部２２は、逆潮流需要家１の識別情報を、この逆流需要家１のランクに対応してランク付けのテーブルに書き込み記憶させる。
次に、制御部２４は、ランク付けのテーブルにおいて、要請信号の発電要請として供給された要請電力の数値となるまで、識別情報により最上位のランクの逆潮流需要家１から順番に下位のランクの逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを積算する。
このとき、制御部２４は、供給可能電力Ｐｕの加算が要請電力を超えた場合、そのとき要請電力を超えるまで加算した供給可能電力Ｐｕの逆潮流需要家１を電力供給元として選択する。一方、制御部２４は、ランク付けした全ての逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを加算しても要請電力を超えない場合、ランク付けした全ての逆潮流需要家１を電力供給元として選択する。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の供給可能時間Ｔｕで最も短い時間を、供給可能総時間とする。このとき、制御部２４は、電力供給元として選択した逆潮流需要家１の識別情報を内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
そして、回答部２３は、電力の供給が可能または供給可能総電力のいずれかと、供給可能総時間とを電力会社３の電力調整サーバへ回答として出力する。
【００５０】
ステップＳ１５：
電力会社３の電力調整サーバは、地域管理サーバ２から、発電要請を要請する発電要請信号に対する回答として、電力の供給が可能または供給可能総電力のいずれかと、供給可能総時間とが入力されると、電力と時間とを確認する。
そして、電力会社３の電力調整サーバ（本実施形態においては電力会社３と記載する）は、各選択された逆潮流需要家１の電力制御装置（本実施形態においては逆潮流需要家１と記載する）に対して、逆潮流を開始することを指示する了解信号を地域管理サーバ２へ出力する。
【００５１】
ステップＳ１６：
地域管理サーバ２は、電力会社３の電力調整サーバから了解信号が供給されると、ステップＳ１４において電力供給元として選択した逆潮流需要家１（識別情報により識別）の各々に対し、個別に逆潮流処理（強制逆潮流）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。すなわち、地域管理サーバ２において、制御部２４は、電力供給元として選択した内部の記憶部に記憶している逆潮流需要家１の識別情報を読み出し、当該識別情報の示す逆潮流需要家１の各々に対し、個別に逆潮流処理（強制逆潮流）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。
【００５２】
ステップＳ１７：
分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から強制逆潮流を行うことを指示する変更要請信号が供給されると、自身が送信した変更後の状態に対応するスイッチ制御の情報を制御テーブル１４５から読み出し、宅内電力分配器１２における各スイッチＳＷの制御を行う。
例えば、状態ＳＯ４に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ４のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ａから入力される電力を、端子１２４ｂから商用低電圧線へ供給するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ａから入力される蓄電池１３からの電力を、端子１２３ｂから出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力ＰｄとをＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を介して、商用電圧線に対して逆量流させる。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力Ｐｄとが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００５３】
また、例えば、状態ＳＵ４に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ４のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ａから入力される電力を、端子１２４ｂから商用低電圧線へ供給するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ａから入力される蓄電池１３からの電力を、端子１２３ｂから出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力ＰｄとをＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を介して、商用電圧線に対して逆潮流させる。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力Ｐｄとが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００５４】
次に、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの制御が終了した後、終了したことを示す了解信号を、地域管理サーバ２に対して出力する。
上述したように、電力会社３の電力調整サーバ出力する発電要請を示す発電要請信号に応じて、地域管理サーバ２が各逆潮流需要家１に対して逆潮流処理の制御を行うことにより、電力会社３は逆潮流需要家１のグループをあたかも発電所（仮想発電所）として用いることが可能となる。
また、上述したステップＳ１４において、電力会社３の電力調整サーバが要請電力とともに要請時間（要請電力を供給する時間）が要求された場合、時間をずらして要請する場合もある。
【００５５】
＜蓄電要請＞
図１０及び図１１を用いて蓄電要請における地域内電力需給制御システムの動作を説明する。図１０は、蓄電要請における電力会社３の電力調整サーバ、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。図１１は、地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。この図１１において、ランキングの順位と、元の状態、変更後の状態、残存容量ＳＯＣ、発電量（蓄電可能電力Ｐｓｔ）、継続時間（蓄電可能時間Ｔｓｔ）とが対応され、図示しないがそれぞれランキングされた逆潮流需要家１の識別情報も対応付けられている。
【００５６】
ステップＳ２１：
電力会社３の電力調整サーバは、天気の状態などから、将来（数時間あるいは翌日など）の電力網における供給電力の不足が予想されると、地域管理サーバ２に対し、この地域管理サーバ２の管理する逆潮流需要家１に対して電力を蓄電させるための蓄電要請を示す蓄電要請信号に対し、必要とする電力である要請電力と、この要請電力を供給する時間と付加し、地域管理サーバ２に出力する。
【００５７】
ステップＳ２２：
問い合わせ部２１は、電力会社３の電力調整サーバからの蓄電要請を示す蓄電要請信号を受信すると、自身の管理する逆潮流需要家１の全てに対し、蓄電処理に対する能力の問い合わせを行う問い合わせ情報を出力する。
【００５８】
ステップＳ２３：
分配器制御部１４１は、天気予報会社からの天気予報データを取得し、電力消費履歴テーブル１４７から、この天候における月及び曜日及び時間帯における単位時間当たりの使用電力Ｐｄと発電電力Ｐｐとを読み出し、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとする。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣ、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとを用いて、以下の（３）式に基づいて、蓄電可能電力Ｐｓｔと蓄電可能時間Ｔｓｔとを、予め設定された単位時間（例えば、３０分や１時間）毎に算出する。この単位時間の長さは、気象情報の示す現在の気象状態（天気、外気温などの状態）や、過去の気象状態における電力使用の実績記録の精度に基づいて設定される。
Ｐｓｔ＝（１／Ｋｃ）・（１−ＳＯＣ）・Ｐｍａｘ−Ｐｐ＋Ｐｄ …（３）
また、分配器制御部１４１は、例えば、単位時間を１時間とした場合、１時間毎に積算値ΣＰｓｔを計算し、計算を行った時点からΣＰｓｔが０となる時点までの時間を蓄電可能時間Ｔｓｔとする。したがって、分配器制御部１４１は、ΣＰｓｔの積算回数、すなわち単位時間毎に算出した蓄電可能電力Ｐｓｔの加算値が４回でΣＰｓｔが負となると、３回まではΣＰｓｔが正であることを検出し、１時間×３を計算し、蓄電可能時間Ｔｓｔを３時間として求める。
また、分配器制御部１４１は、単位時間が３０分の場合、３回目でΣＰｓｔが負となると、直前の単位時間の計算時の２回目まではΣＰｓｔが正であるため、３０分×２を計算し、蓄電可能時間Ｔｓｔを１時間（６０分）として求める。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣと、算出した蓄電可能電力Ｐｓｔ及び蓄電可能時間Ｔｓｔとを、回答（能力回答）として地域管理サーバ２へ出力する。
このとき、分配器制御部１４１は、上記回答に対して、自身の識別情報と、現在の状態と、蓄電要請により変更した後の状態を付加する。ここで、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＵ１からＳＵ３の場合、蓄電処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＵ５とする。一方、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＯ１からＳＯ３の場合、蓄電処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＯ５とする。本実施形態において、複数の要請が同一の地域管理サーバ２に対して行われないとし、要請された際、各逆潮流需要家１は通常運転状態の状態ＳＯ１からＳＯ３、状態ＳＵ１からＳＵ３のいずれかの状態にある。
【００５９】
ステップＳ２４：
集計部２２は、予め内部記憶部に記憶されている管理下にある全ての逆潮流需要家１の識別情報と、回答を送信してきた逆潮流需要家１の識別情報とを比較し、全ての逆潮流需要家１から回答が来たことを検出すると、以下の集計処理を行う。
そして、集計部２２は、逆潮流需要家１毎に、元の状態と変更後の状態との組み合わせと、予め内部に蓄電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態とを比較し、一致する組み合わせの逆潮流需要家１を抽出する。ここで、内部に蓄電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態の組み合わせは、図１１に示すように、[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］である。
【００６０】
したがって、集計部２２は、各逆潮流需要家１の元の状態と変更後の状態の組み合わせ[元の状態，変更後の状態]が、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］のいずれかに一致するか否かの判定を行う。
そして、集計部２２は、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］のいずれかに一致した組み合わせ[元の状態，変更後の状態]の逆潮流需要家１を抽出し、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。
例えば、ランク付けのルールとしては、
Ｂａ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、かつ蓄電設備を放電している放電中状態（ＳＵ１）の場合、
Ｂｂ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、かつ商用受電状態（ＳＵ２）の場合、
Ｂｃ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、かつ逆潮流を行っている逆潮流状態（ＳＯ３）の場合、
Ｂｄ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、かつ自己充電（ＳＯ１）の場合、
のＢａ．Ｂｂ．Ｂｃ．Ｂｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した蓄電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義が成されている。
【００６１】
ここで、集計部２２は、内部に設定されているランク付けのルールに対応して、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。例えば、ランク付けのルールとしては、組み合わせ[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］の順番にランク付けする。また、この組み合わせが同一の場合、残存容量ＳＯＣの小さい順番に（蓄電する電力量が大きいため）ランクが付くルールとなっている。
したがって、集計部２２は、上述したルールに従い、逆潮流需要家１のランク付けを行い、それぞれ蓄電可能電力Ｐｓｔ及び蓄電可能時間Ｔｓｔを付加し、図１１に示すランク付けのテーブルを生成し、内部記憶部に書き込んで記憶する。図示されていないが、集計部２２は、逆潮流需要家１の識別情報を、この逆流需要家１のランクに対応してランク付けのテーブルに書き込み記憶させる。
次に、制御部２４は、ランク付けのテーブルにおいて、蓄電要請として供給された要請電力の数値となるまで、識別情報により最上位のランクの逆潮流需要家１から順番に下位のランクの逆潮流需要家１の蓄電可能電力Ｐｓｔを積算する。
このとき、制御部２４は、蓄電可能電力Ｐｓｔの加算が要請電力を超えた場合、そのとき要請電力を超えるまで加算した蓄電可能電力Ｐｓｔの逆潮流需要家１を電力蓄電先として選択する。一方、制御部２４は、ランク付けした全ての逆潮流需要家１の蓄電可能電力Ｐｓｔを加算しても要請電力を超えない場合、ランク付けした全ての逆潮流需要家１を電力蓄電先として選択する。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の蓄電可能時間Ｔｓｔで最も短い時間を、蓄電可能総時間とする。このとき、制御部２４は、電力蓄積先として選択した逆潮流需要家１の識別情報を内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
そして、回答部２３は、電力の供給が可能または蓄電可能総電力のいずれかと、蓄電可能総時間とを電力会社３へ回答として出力する。
【００６２】
ステップＳ２５：
電力会社３は、地域管理サーバ２から、蓄電要請の回答として、電力の蓄電が可能または蓄電可能総電力のいずれかと、蓄電可能総時間とが入力されると、電力と時間とを確認する。
そして、電力会社３は、選択された各逆潮流需要家１に対して、蓄電を開始することを指示する了解信号を地域管理サーバ２へ出力する。
【００６３】
ステップＳ２６：
地域管理サーバ２は、電力会社３から了解信号が供給されると、ステップＳ１４において電力の蓄電元として選択した逆潮流需要家１（識別情報により識別）の各々に対し、個別に蓄電処理（強制商用蓄電）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。すなわち、地域管理サーバ２において、制御部２４は、電力蓄積先として選択した内部の記憶部に記憶している逆潮流需要家１の識別情報を読み出し、当該識別情報の示す逆潮流需要家１の各々に対し、個別に蓄電処理を行うことを指示する変更要請信号を出力する。
【００６４】
ステップＳ２７：
分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から変更要請信号が供給されると、自身が送信した変更後の状態に対応するスイッチ制御の情報を制御テーブル１４５から読み出し、宅内電力分配器１２における各スイッチＳＷの制御を行う。
例えば、状態ＳＵ５に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＵ５のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用低圧線からの商用電力により、蓄電池１３を充電する。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用定圧線から入力される電力とが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００６５】
また、例えば、状態ＳＯ５に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ５のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力ＰｄとをＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を介して、商用電圧線に対して逆潮流させる。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力Ｐｄとが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００６６】
次に、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの制御が終了した後、終了したことを示す了解信号を、地域管理サーバ２に対して出力する。
上述したように、電力会社３の蓄電要請を示す蓄電要請信号に応じて、地域管理サーバ２が各逆潮流需要家１に対して蓄電処理の制御を行うことにより、電力会社３は逆潮流需要家１のグループをあたかも蓄電所（仮想蓄電所）として用いることが可能となる。
また、上述したステップＳ１４において、電力会社３が要請電力とともに要請時間（要請電力を供給する時間）が要求された場合、時間をずらして要請する場合もある。
【００６７】
＜需要要請＞
図１２及び図１３を用いて需要要請における地域内電力需給制御システムの動作を説明する。図１２は、需要要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。図１３は、地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。この図１３において、ランキングの順位と、元の状態、変更後の状態、残存容量ＳＯＣ、発電量（需要可能電力Ｐdemand）、継続時間（需要可能時間Ｔdemand）とが対応され、図示しないがそれぞれランキングされた逆潮流需要家１の識別情報も対応付けられている。
【００６８】
ステップＳ３１：
電力会社３は、天気の状態などから、電力網における供給電力が余剰である場合、地域管理サーバ２に対し、この地域管理サーバ２の管理する逆潮流需要家１に対して電力を需要（消費）させる必要がある。このため、電力会社３は、需要要請を示す需要要請信号に対し、必要とする電力である要請電力と、この要請電力を供給する時間と付加し、地域管理サーバ２に出力する。
【００６９】
ステップＳ３２：
問い合わせ部２１は、電力会社３からの需要要請を示す需要要請信号を受信すると、自身の管理する逆潮流需要家１の全てに対し、需要処理に対する能力の問い合わせを行う問い合わせ情報を出力する。
【００７０】
ステップＳ３３：
分配器制御部１４１は、天気予報会社のサーバから天気予報データを取得し、電力消費履歴テーブル１４７から、この天気予報データが表す天候における月及び曜日及び時間帯における単位時間当たりの使用電力Ｐｄと発電電力Ｐｐとを読み出し、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとする。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣ、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとを用いて、以下の（４）式に基づいて、需要可能電力Ｐdemandと需要可能時間Ｔdemandとを、予め設定された単位時間（例えば、３０分や１時間）毎に算出する。この単位時間の長さは、気象情報の示す現在の気象状態（天気、外気温などの状態）や、過去の気象状態における電力使用の実績記録の精度に基づいて設定される。
Ｐｓ＝（１／Ｋｃ）・（１−ＳＯＣ）・Ｐｍａｘ−Ｐｐ＋Ｐｄ−Ｐｔ …（４）
また、分配器制御部１４１は、例えば、単位時間を１時間とした場合、１時間毎に積算値ΣＰdemandを計算し、計算を行った時点からΣＰｓが０となる時点までの時間を需要可能時間Ｔｓとする。したがって、分配器制御部１４１は、ΣＰdemandの積算回数、すなわち単位時間毎に算出した需要可能電力Ｐdemandの加算値が４回でΣＰdemandが負となると、３回まではΣＰｓが正であることを検出し、１時間×３を計算し、蓄電可能時間Ｔdemandを３時間として求める。
また、分配器制御部１４１は、単位時間が３０分の場合、３回目でΣＰdemandが負となると、直前の単位時間の計算時の２回目まではΣＰｓが正であるため、３０分×２を計算し、需要可能時間Ｔdemandを１時間（６０分）として求める。
上記（４）式におけるＰｔは、タイムシフト可能負荷の単位時間当たりの電力使用量を示している。このタイムシフト可能負荷とは、指定された時間帯へ、家電製品の動作時間や温水器の動作時間の変更を行う場合の負荷を示している。すなわち、需要要請が供給されたということは、電力供給が過剰であるため、負荷を追加して需要可能電力Ｐdemandを増加させることになる。例えば、「スタンバイ状態としていた洗濯乾燥機を動作させる」、「風呂の水を温める電気温水器の動作時間を早める」の負荷の追加が考えられる。このように、需要要請に対応して動作の時間帯をシフトして（ずらして）、電力消費量を増加させる負荷を、本実施形態においてはタイムシフト可能負荷Ｐｔとしている。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣと、算出した需要可能電力Ｐdemand及び需要可能時間Ｔdemandとを、回答（能力回答）として地域管理サーバ２へ出力する。
このとき、分配器制御部１４１は、上記回答に対して、自身の識別情報と、現在の状態と、需要要請により変更した後の状態を付加する。ここで、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＵ１の場合、需要処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＵ３またはＳＵ２とする。また、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＯ３の場合、需要処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＯ２またはＳＯ１とする。
すなわち、分配器制御部１４１は、残存容量ＳＯＣが１未満である場合、条件テーブル１４６のルールにより、元の状態ＳＵ１を変更後の状態ＳＵ３とする状態遷移を行い、残存容量ＳＯＣが１である場合、元の状態ＳＵ１を変更後の状態ＳＵ２とする状態遷移を行う。また、分配器制御部１４１は、条件テーブル１４６のルールにより、残存容量ＳＯＣが１未満であり、商用電源を用いた充電コストが安い時間帯（夜間電力帯）の場合、元の状態ＳＯ３を変更後の状態ＳＵ２とする状態遷移を行い、残存容量ＳＯＣが１未満であり、商用電源を用いた充電コストが安くない時間帯の場合、状態ＳＯ３から状態ＳＯ１への状態遷移を行う。
【００７１】
ステップＳ３４：
集計部２２は、予め内部記憶部に記憶されている管理下にある全ての逆潮流需要家１の識別情報と、回答を送信してきた逆潮流需要家１の識別情報とを比較し、全ての逆潮流需要家１から回答が来たことを検出すると、以下の集計処理を行う。
そして、集計部２２は、逆潮流需要家１毎に、元の状態と変更後の状態との組み合わせと、予め内部に需要要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態とを比較し、一致する組み合わせの逆潮流需要家１を抽出する。ここで、内部に需要要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態の組み合わせは、図１３に示すように、[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］である。
【００７２】
したがって、集計部２２は、各逆潮流需要家１の元の状態と変更後の状態の組み合わせ[元の状態，変更後の状態]が、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］のいずれかに一致するか否かの判定を行う。
そして、集計部２２は、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］のいずれかに一致した組み合わせ[元の状態，変更後の状態]の逆潮流需要家１を抽出し、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。
例えば、ランク付けのルールとしては、
Ｃａ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、放電中状態（ＳＵ１）であり、かつ要請を受け入れた後の状態が商用充電（ＳＵ３）の場合、
Ｃｂ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、放電中状態（ＳＵ１）であり、要請を受け入れた後の状態が商用受電（ＳＵ２）の場合、
Ｃｃ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、逆潮流状態（ＳＯ３）であり、かつ要請を受け入れた後の状態が商用充電（ＳＯ２）の場合、
Ｃｄ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、逆潮流状態（ＳＯ３）であり、かつ要請を受け入れた後の状態が自己充電（ＳＯ１）の場合、
のＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した需要電力の大きい方がランクが高くなるとした定義が成されている。
【００７３】
ここで、集計部２２は、内部に設定されているランク付けのルールに対応して、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。例えば、ランク付けのルールとしては、組み合わせ[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］の順番にランク付けする。また、この組み合わせが同一の場合、残存容量ＳＯＣの小さい順番に（需要する電力量が大きいため）ランクが付くルールとなっている。
したがって、集計部２２は、上述したルールに従い、逆潮流需要家１のランク付けを行い、それぞれ需要可能電力Ｐdemand及び需要可能時間Ｔdemandを付加し、図１３に示すランク付けのテーブルを生成し、内部記憶部に書き込んで記憶する。図示されていないが、集計部２２は、逆潮流需要家１の識別情報を、この逆流需要家１のランクに対応してランク付けのテーブルに書き込み記憶させる。
次に、制御部２４は、ランク付けのテーブルにおいて、需要要請として供給された要請電力の数値となるまで、識別情報により最上位のランクの逆潮流需要家１から順番に下位のランクの逆潮流需要家１の需要可能電力Ｐdemandを積算する。
このとき、制御部２４は、需要可能電力Ｐdemandの加算が要請電力を超えた場合、そのとき要請電力を超えるまで加算した需要可能電力Ｐdemandの逆潮流需要家１を電力需要先として選択する。一方、制御部２４は、ランク付けした全ての逆潮流需要家１の需要可能電力Ｐdemandを加算しても要請電力を超えない場合、ランク付けした全ての逆潮流需要家１を電力需要先として選択する。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の需要可能時間Ｔdemandで最も短い時間を、需要可能総時間とする。このとき、制御部２４は、電力需要先として選択した逆潮流需要家１の識別情報を内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
そして、回答部２３は、電力の供給が可能または需要可能総電力のいずれかと、需要可能総時間とを電力会社３へ回答として出力する。
【００７４】
ステップＳ３５：
電力会社３は、地域管理サーバ２から、需要要請の回答として、電力の需要が可能または需要可能総電力と、需要可能総時間とが入力されると、電力と時間とを確認する。
そして、電力会社３は、各逆潮流需要家１に対して、需要を開始することを指示する了解信号を地域管理サーバ２へ出力する。
【００７５】
ステップＳ３６：
地域管理サーバ２は、電力会社３から了解信号が供給されると、ステップＳ１４において電力の需要先（電力需要先）として選択した逆潮流需要家１（識別情報により識別）の各々に対し、個別に需要処理（電力の消費）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。すなわち、地域管理サーバ２において、制御部２４は、電力需要先として選択した内部の記憶部に記憶している逆潮流需要家１の識別情報を読み出し、当該識別情報の示す逆潮流需要家１の各々に対し、個別に需要処理を行うことを指示する変更要請信号を出力する。
【００７６】
ステップＳ３７：
分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から変更要請信号が供給されると、自身が送信した変更後の状態に対応するスイッチ制御の情報を制御テーブル１４５から読み出し、宅内電力分配器１２における各スイッチＳＷの制御を行う。
例えば、状態ＳＵ３に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＵ３のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用低圧線からの商用電力により、蓄電池１３を充電する。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用定圧線から入力される電力とが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００７７】
また、例えば、状態ＳＵ２に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＵ２のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子２と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子１と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からの発電電力Ｐｐを、蓄電池１３に対して充電することもなく、宅内電力供給線に供給することもない。宅内電力分配器１２は、商用低圧線からの商用電力を直接に、宅内電力供給線に対して供給する。
【００７８】
また、例えば、状態ＳＯ２に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ２のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐを使用せず、商用定圧線から供給される商用電力により、蓄電池１３に対する充電を行う。また、このとき、宅内電力分配器１２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２５を介し、商用定圧線から供給される商用電力を宅内電力供給線に対して供給する。
【００７９】
また、例えば、状態ＳＯ１に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ１のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子２と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子２と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、商用定圧線から供給される商用電力を用いず、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐにより、蓄電池１３に対する充電を行う。また、このとき、宅内電力分配器１２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介し、太陽電池１１の発電した発電電力Ｐｐを宅内電力供給線に対して供給する。
【００８０】
次に、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの制御が終了した後、終了したことを示す了解信号を、地域管理サーバ２に対して出力する。
上述したように、電力会社３の需要要請を示す需要要請信号に応じて、地域管理サーバ２が各逆潮流需要家１に対して重要処理の制御を行うことにより、電力会社３は逆潮流需要家１のグループをあたかも需要家（仮想需要家）として用いることが可能となる。
また、上述したステップＳ１４において、電力会社３が要請電力とともに要請時間（要請電力を供給する時間）が要求された場合、時間をずらして要請する場合もある。
【００８１】
上述したように、自然エネルギーの導入の進捗状況は、地域や建物の形態によって、すなわち逆流需要家１毎に異なるため、多くのパターンがある。このパターン全てに対応するように、自然エネルギーの効率的な利用のため制御を発電所が全て処理することは複雑すぎて困難である。
また、自然エネルギーの効率的な利用する制御を行うため、従来技術全体に導入すべき技術としては、通信技術と電力制御技術がある。しかしながら、実現したい処理内容によって制御レベルが異なってきて、コストも違ってくる。そのため、方式を決定するためには社会システム全版にかかわることになり、自然エネルギーの効率的な利用の制御方式の決定が非常に難しくなる。
【００８２】
そのため、本実施形態においては、地域管理サーバ２が電力会社３からの要請信号（発電要請の発電要請信号、蓄電要請の発電要請信号及び需要要請の発電要請信号）を、自身の管理下にある発電及び蓄電の設備を有する（太陽電池１１と蓄電池１３とを有する）需要家である逆流需要家１の監視制御を一括して受け付ける。
これにより、本実施形態によれば、地域管理サーバ２が所定の地域における複数の逆潮流需要家１の管理を行っているため、地域管理サーバ２を介して複数の逆流需要家１に対して、発電要請、蓄電要請及び需要要請を行うことができ、電力会社３から見た場合に仮想的な一般需要家と発電所および蓄電所に見えるように逆潮流需要家１を制御し、逆潮流需要家１に置かれた発電及び蓄電設備や、環境ごとに発生する複雑な状況（状態遷移）をすべて取り扱うことなく、商用定圧線に対する正確な需給バランスを行うことができる。
【００８３】
また、図１における地域管理サーバ２あるいはホームゲートウェイ１４の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより自身の管理化にある逆潮流需要家の発電及び蓄電の制御、あるいは逆潮流需要家の宅内電力分配器の管理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００８４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００８５】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１…逆潮流需要家
２…地域管理サーバ
３…電力会社
４…従来電力網
５…広域ネットワーク
１１…太陽電池
１２…宅内電力分配器
１３…蓄電池
１４…ホームゲートウェイ
２１…問い合わせ部
２２…集計部
２３…回答部
２４…制御部
１４１…分配器制御部
１４２…蓄電池残存容量算出部
１４３…天気予報問い合わせ部
１４４…宅内記憶部
１４５…制御テーブル
１４６…条件テーブル
１４７…電力消費履歴テーブル
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然エネルギー利用発電所、自然エネルギー発電設備と蓄電設備を備えた需要家、戸建てまたは集合住宅等の一般需要家、を含む地域における電力制御システムに関し、発電所と需要家をネットワークで接続し管理する地域管理サーバと需要家内でエネルギー需給機器を管理する地域内電力需給制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーへの関心から、個人の住宅（需要家）にも太陽光発電などの自然エネルギーを利用した発電設備が設けられるようになってきている。
しかし、自然エネルギーを用いた発電の場合、例えば、太陽光発電の場合、季節及び天候による発電量の変化があるため、自身の住宅の電力を自給できない状態、あるいは発電した電力を蓄積してさらに発電量が余る状態などの安定した発電を行うことができないことがある。
【０００３】
このため、発電所と発電設備を有する需要家とにおける電力の需給バランスを取るため、需要家毎の家庭電化製品（以降、家電）などを稼動させる制御を調停サーバが行うようにしたシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１においては、各需要家における家電の稼動に必要な電力量の供給要求を、需要家から調停サーバが受ける。そして、調停サーバは、需要家からの供給要求に対して、現在の総供給量を考慮し、供給要求に対して許可あるいは拒否を行う。
また、電力需要が増加して全ての需要家に対して供給要求に対応した電力を供給できない場合、調停サーバは、需要家間において予め設定された優先度や、家電の種別に応じて緊急度の低い家電を一次停止させたり、あるいは家電間の稼働時間をずらしたり、家電の能力を変更している。
【０００４】
また、自然エネルギーによって需要家が発電した電力の売買をオープンとし、電力会社が需要家が蓄電している電力を、需要家における蓄電量を管理している管理センターを介して買い取り、電力負荷の平準化を推進するビジネスモデルがある（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２においては、太陽電池による発電設備を有した需要家において、発電設備の発電量が需要家の需要を超える場合、発電設備が発電した電力を破棄することなく有効に活用するためには、余剰の電力を蓄電池に蓄える構成が必要となる。
しかし、現在の需要家が発電した電力の売買に関しては、蓄電池を有した発電設備の場合、安価な夜間電力により蓄電した電力と、昼間に太陽光により発電した電力との区別が付かない。このため、夜間電力により蓄電した電力を、昼間に電力会社に売ることにより、利鞘が生じることとなり、電力会社が損失を被ることになり、蓄電池を有する発電設備のある需要家から電力を買わないという買電制度となっている。
この特許文献２においては、管理センターが需要家で蓄電された電力の由来を厳格に管理し、電力会社に通知することにより、商用電力系統から供給される電力と太陽光発電システムで生成した電力とを分離し、買い取り価格を販売価格と別に設定することを可能としている。これにより、太陽電池と蓄電池とを設置した需要家に対するインセンティブを与え、蓄電池を普及させることで、電力負荷の平準化を推進する構成となっている。
【０００５】
また、需要家が大量に接続される、電力会社と接続された配電系統を、複数有する分散型発電装置からの逆潮流を制御する必要がある。すなわち、各需要家から逆潮流される場合、連系点における電圧は、変電所から離れるほど高くなる傾向がある。従って、連系点の位置が変電所から遠いほど系統連系装置の解列及び連系処理の頻度が高くなってしまう。その結果、逆潮流の機会が減るので、同じ配電系統内において需要家間で不公平が生じる。
このため、配電系統への負担を抑えつつ、電力会社が逆潮流を公平に受け入れるため、電力網の物理的特性を考慮した需要家のグループ化を行い、配電系統が所定の逆潮流の電力となるように、グループ内の各需要家の逆潮流電力の制御を行う構成がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、太陽電池の導入に加え、太陽電池による太陽光発電（以下発電）による発電電力の供給系統に対し、車載用バッテリーを接続して、車載バッテリの充電も太陽電池の発電により行う構成がある（例えば、特許文献４参照）。
これにより、車載用バッテリーの充電を、太陽電池で賄うことにより自然エネルギーの有効利用を図ることが期待できる。
しかしながら、この特許文献４の構成においても、自然エネルギーの不安定性をカバーするためのスケジュール管理が考案されている。すなわち、ユーザは予定した時間内になるべく安いコストで充電することを望む要望に対して、商用電力を適切に利用する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９３５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８５０１６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２００５３９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２６８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のシステムは、電力会社側から見た視点において、需要側の電力使用を制御することによって、電力の配電系統を安定させようとするものである。
需要側の電力使用の制御に対して、調停サーバの運用をうまく行うことにより、電力の配電系統を安定化するという効果が得られることが想定できる。
しかしながら、需要側において太陽電池が大量に導入され、さらにそのエネルギーを無駄なく活用するための蓄電池が導入されることを考慮すると、需要家の発電能力をさらに発電所や蓄電所としての機能として活用する必要がある。
特許文献１のシステムは、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【０００９】
また、特許文献２のシステムは、電力の売買をオープン化するため、電力の由来（電力の発電元）毎の計測を正確に行い公平な取引を行うことは必須の要素となる。
しかしながら、今後の自然エネルギーを用いた発電設備の大量導入を考慮すると、電力の発生と需要を自然（例えば、天候状態）に任せたり、より高く買う相手に電力を売るというような経済原理だけで運用することには、電力の安定した供給を阻害するという問題が発生することが想定される。
したがって、特許文献２のシステムは、特許文献１と同様に、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【００１０】
また、特許文献３のシステムは、自然エネルギーを配電系統に受け入れるためになされた考案である。
しかしながら、発電量そのものは、すでに述べたように自然の成り行きにより大きく変動することになる。
このため、配電系統への電力の受け入れには限界が発生し、この限界を超えた場合には逆潮流を禁止し、エネルギーを破棄する可能性がある。
より積極的に自然エネルギーを利用するためには、蓄電池への電力の蓄電や蓄電池からの電力の供給などの制御も必要になる。
したがって、特許文献３のシステムは、特許文献１と同様に、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【００１１】
また、特許文献４のシステムは、EV（Electric Vehicle）の普及に伴い今後、発生する課題に取り組んだ発明である。
しかしながら、ユーザ視点に立ってみると、電力会社の電力を必要な時だけうまく活用している方法ではあるが、配電系統からすると特許文献１にも記載されているように、車載用バッテリーに充電するなどの負荷の変動を抑えるため、車載バッテリーの充電を安いコストで充電するなどして、需要を制御したい要望もある。
すなわち、同一のロジックでスケジューリングされる電力を需要する機器が、その需要時期が集中した場合には、全体に対して安定的な電力を供給できないとする問題が発生することが想定される。
したがって、特許文献４のシステムは、特許文献１と同様に、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成とはなっておらず、需要家の発電する電力を十分に生かすことができない。
【００１２】
上述したように、配電系統における電力供給の安定化と、自然エネルギーにより発電した電力の有効活用を両立させるため、複数の需要家における電力設備と蓄電設備とを有機的に結合させたシステムを運用することが必要となる。
さらに、この先の自然エネルギーを用いた発電設備の導入は、より進捗すると考えられる。
しかしながら地域や建物の形態によっても、発電設備には多くのバラエティがあり、これらの管理の全てを発電所が取り扱っていくには、配電の設備が大型化し、処理が複雑となることが考えられる。
また、有機的なシステムを構成するためには、通信技術と電力制御技術とが必要となるが、各バラエティに応じて実現したい内容によって制御レベルが異なっており、コストも違ってくる。
結果として、発電設備及び蓄電設備の制御方式を決定するためには、社会システム全般にかかわるため、その仕様に関しては決定が非常に難しい。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、需要家における発電及び蓄電の処理を制御し、配電系統における安定した電力供給を行うことが可能な、需要家の発電設備及び蓄電設備を十分に活用する構成を有する地域内電力需給制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の地域内電力需要管理システムは、地域内の電力の需要家における電力の需要量と逆潮流による電力の供給量とを制御する地域内電力需要管理システムであり、自然エネルギーを利用した発電設備と、電力を蓄積する蓄電設備と、宅内の電力供給、発電及び逆潮流を制御する宅内電力分配器と、前記宅内電力分配器における電力センサにより、前記発電設備の発電電力、前記蓄電設備の蓄電電力及び宅内における電力需要を検出し、宅内の電力供給を制御するホームゲートウェイとを有する、逆潮流需要家に設けられた電力制御装置と、前記地域内の住宅に対する商用電力の供給、及び前記地域内の前記逆潮流需要家に対して、電力の供給状況に応じた発電を要請する発電要請、蓄電を要請する蓄電要請及び需要を要請する需要要請の制御要請の各要請信号を出力する、電力会社に設けられたサーバと、前記電力会社からの前記要請信号の制御要請に応じて、前記地域内における全ての前記逆潮流需要家に対し、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を問い合わせを行う地域管理サーバとを有し、前記ホームゲートウェイが、前記問い合わせに対応し、前記電力センサにより得られる発電電力、蓄電電力及び需要電力に基づき、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を求めて、前記地域管理サーバへ回答として出力し、前記地域管理サーバが、前記逆潮流需要家各々からの前記回答を集計し、予め設定された選択のルールに従い、前記制御要請に対応した発電処理、蓄電処理及び需要処理を指示する処理制御信号を、選択した前記逆潮流需要家に対して出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記地域管理サーバが、予め設定したランク付けルールに従い、前記回答に応じて、前記逆潮流需要家のランク付けを行い、ランクの最上位から順に、前記電力会社からの制御要請における要請電力となるまで、前記回答における電力を加算し、前記要請電力となるランクまでの前記逆潮流需要家を、制御要請に対応した前記各処理を要請する逆潮流需要家として選択することを特徴とする。
【００１６】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記ランク付けルールが、Ａ．前記電力会社の要請が前記発電要請の際、Ａａ．前記宅内における前記発電電力が過剰であり、かつ前記商用電力による前記蓄電設備に対する充電を行う商用充電状態の場合、Ａｂ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記発電設備の発電電力による前記蓄電設備に対する充電を行う自己充電状態の場合、Ａｃ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ前記商用電力を受電している商用受電状態の場合、Ａｄ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用充電状態の場合、のＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した発電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、 Ｂ．前記電力会社の要請が前記蓄電要請の際、Ｂａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、かつ前記蓄電設備を放電している放電中状態の場合、Ｂｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用受電状態の場合、Ｂｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記逆潮流を行っている逆潮流状態の場合、Ｂｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記自己充電の場合、のＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した蓄電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、
Ｃ．前記電力会社の要請が前記需要要請の際、Ｃａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、Ｃｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、要請を受け入れた後の状態が前記商用受電の場合、Ｃｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、Ｃｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記自己充電の場合、のＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した需要電力の大きい方がランクが高くなるとした定義である、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記宅内電力分配器が、複数のスイッチを有しており、前記ホームゲートウェイが、前記スイッチの導通及び非導通状態により、前記発電設備と、前記蓄電設備及び前記電力会社の電力供給線との接続状態を制御し、前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の各々を制御することを特徴とする。
【００１８】
本発明の地域内電力需要管理システムは、前記ホームゲートウェイが、前記宅内電力分配器における前記スイッチの前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の状態毎のスイッチの制御ルールが定義された制御テーブルとが記憶された宅内記憶部と、前記残存容量と、電力センサから得られる発電電力、蓄電電力、放電電力及び宅内で消費される電力の状態及び前記地域管理サーバからの制御に基づき、前記制御テーブルから前記状態毎の前記制御ルールを読み出し、当該制御ルールに基づいて前記宅内電力分配器におけるスイッチを制御する分波器制御部と、前記蓄電設備における残存容量を、電力センサから得られる前記蓄電設備に対する蓄電電力及び放電電力の時間単位の積算により求める蓄電池残存容量算出部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、地域管理サーバが所定の地域における複数の逆潮流需要家の管理を行っているため、地域管理サーバを介して複数の逆流需要家に対して、発電要請、蓄電要請及び需要要請を行うことができ、電力会社から見た場合に仮想的な一般需要家と発電所および蓄電所に見えるように逆潮流需要家を制御し、逆潮流需要家に置かれた発電及び蓄電設備や、環境ごとに発生する複雑な状況（状態遷移）をすべて取り扱うことなく、商用低圧線における電力の正確な需給バランスを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態による地域内電力需給制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の技術思想を説明する電力会社３と逆潮流需要家１との関係を示す概念図である。
【図３】本実施形態における宅内電力分配器１２の構成例を示す概念図である。
【図４】本実施形態におけるホームゲートウェイ１４の構成例を示すブロック図である。
【図５】本実施形態における地域管理サーバ２の構成例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態における制御テーブル１４５の構成例を示す図である。
【図７】発電電力Ｐｐの数値に応じて宅内電力分配器１２における発電、蓄電などの状態遷移を示す図である。
【図８】発電要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。
【図９】地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。
【図１０】蓄電要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。
【図１１】地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。
【図１２】需要要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。
【図１３】地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による地域内電力需給制御システムの構成例を示す概略ブロック図である。
図１において、地域内電力需給制御システムは、逆潮流需要家１（電力制御装置）、地域管理サーバ２、電力会社３のサーバ（後述する電力会社３に設けられた電力調整サーバ）と従来電力網４とで構成されている。各逆潮流需要家１は、広域ネットワーク５を介して地域管理サーバ２と接続され、各種データの送受信を地域管理サーバ２と行う。
地域管理サーバ２は、電力会社３の電力調整サーバと接続されている。
従来電力網４は、発電所４１が発電した電力（交流電力）を、電力会社３が発電設備を有していない需要家に対して供給している電力（交流電力、以下特に断りのない場合、電力とは交流電力を指す）の供給網である。
【００２２】
逆潮流需要家１は、太陽電池１１、宅内電力分配器１２、蓄電池１３及びホームゲートウェイ１４とからなる電力制御装置を住宅に備えている。
ホームゲートウェイ１４は、太陽電池１１の発電状態を検出し、宅内電力分配器１２を制御し、蓄電池１３に対する蓄電処理、電力会社３からの受電処理、電力会社３への逆潮流処理などの各処理を制御する（後に詳述）。
地域管理サーバ２は、電力会社３からの電力制御の要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を受けると、これらの電力制御の要請信号に対応して、各逆潮流需要家１の蓄電処理、受電処理及び逆潮流処理の各々を制御する（後に詳述）。
【００２３】
次に、図２は本発明の技術思想を説明する電力会社３と逆潮流需要家１との関係を示す概念図である。
従来は、図２（ａ）に示すように、逆潮流需要家１において発電電力が余った場合（発電電力が自宅における需要を上回った場合）、電力会社３（すなわち、電力会社３の低圧線）に対して余剰電力を逆潮流し、発電電力が需要量に満たない場合、電力会社３から電力の供給を受けている。
一方、本実施形態によれば、電力会社３が地域管理サーバ２に対し、すでに述べた電力制御の要請信号を出力し、地域管理サーバ２がこの要請信号に基づいて、逆潮流需要家１に対して発電処理、蓄電処理及び逆潮流処理を制御している。
これにより、図２（ｂ）に示すように、電力会社３は、自身の有する発電所４１の他に、地域ごとにグループ化された逆潮流需要家１を、仮想発電所、仮想蓄電所及び仮想需要家として制御することができ、電力需要の急激な変化に対して、地域内で電力の不足及び余剰を解消して、電力の安定供給を行うことができる。
【００２４】
次に、図３は、宅内電力分配器１２の構成例を示す概念図である。図３に示すように、通信インターフェース１２１、ＤＣ（直流）／ＤＣコンバータ１２２、１２３、ＤＣ／ＡＣ（交流）コンバータ１２４、１２５、ダイオード１２６、電力測定器（電力センサ）ｍ１、ｍ２、ｍ３、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５を備えている。ここで、スイッチＳＷ１、ＳＷ２及びＳＷ３には例えば電子スイッチが用いられ、スイッチＳＷ４及びＳＷ５は例えば電子スイッチや、あるいは電圧や位相を制御することにより電流の流れる方向を切り替える機能を有するものを用いる。また、物理的に電線をオンオフして電気的な接続を切断したりする機構部品を用いても良い。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、太陽電池１１から電力測定器ｍ１方向にのみ電力を供給する片方向のコンバータであり、ダイオード１２６を介して太陽電池１１の発電する電力を予め設定された電圧に変換して出力する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、入力端子がダイオード１２６のカソードに接続され、出力端子がスイッチＳＷ１の共通端子３に接続されている。ダイオード１２６は、アノードが太陽電池１１に接続されている。
【００２５】
電力測定器ｍ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子から出力される電力である発電電力Ｐｐを測定し、この発電電力Ｐｐを通信インターフェース１２１を介してホームゲートウェイ１４へ出力する。
スイッチＳＷ１は、端子１がＤＣ／ＤＣコンバータ１２４の端子１２４ａと接続され、共通端子３がＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子と接続され、端子２がオープン状態である。そして、スイッチＳＷ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子とＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ａとを、オン状態（共通端子３が端子１と接続）にて接続とし、一方、オフ状態（共通端子３が端子２と接続）にて非接続とする。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３は、蓄電池１３と電力測定器ｍ２とのいずれの向きにも、予め設定した電圧にて電力を供給する双方向のコンバータであり、分配器制御部１４１の制御により電力を供給する方向を制御する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３は、入出力端子である端子１２３ａが蓄電池１３と接続され、入出力端子である端子１２３ｂがスイッチＳＷ２の共通端子３に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３は、蓄電池１３を蓄電する蓄電状態の場合、電力測定器ｍ２側から蓄電池１３に対して蓄電用の電力を供給し、蓄電池１３を放電する放電状態の場合、蓄電池１３から電力測定器ｍ２側に電力を供給する。
【００２７】
電力測定器ｍ２は、蓄電状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３に入力される電力である蓄電電力Ｐｓを測定し、一方、放電状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３から出力される電力である放電電力Ｐｄを測定する。ここで、電力測定器ｍ２は、電流の極性（電流の流れる向き）により、充電及び放電の状態を検出する。
スイッチＳＷ２は、共通端子３がＤＣ／ＤＣコンバータ１２３の端子１２３ｂと接続され、端子２がオープンであり、端子１がＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子である端子１２５ａと接続されている。そして、スイッチＳＷ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３の端子１２３ｂと、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子１２５ａとを、オン状態（共通端子３が端子１と接続）にて接続とし、一方、オフ状態（共通端子３が端子２と接続）にて非接続とする。
【００２８】
ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４は、端子１２４ａから供給されるＤＣ電圧の電力を、予め設定されたＡＣ電圧の電力に変換して端子１２４ｂから出力し、また、端子１２４ｂから入力されるＡＣ電圧の電力を、予め設定したＤＣ電圧の電力に変換して端子１２４ａから出力する双方向のコンバータである。
スイッチＳＷ５は、共通端子３がＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂに接続され、端子２がオープンであり、端子１が外部の商用低圧線（電力会社からの電力の供給線）に接続されている。そして、スイッチＳＷ５は、オン状態（共通端子３が端子１に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂと商用定圧線とを接続し、オフ状態（共通端子３が端子２に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂと商用定圧線とを非接続とする。
【００２９】
ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５は、入力端子１２５ａがスイッチＳＷ３の端子２に接続され、出力端子がスイッチＳＷ４の共通端子３に接続されている。そして、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２は、スイッチＳＷ３の共通端子３から入力端子１２５ａに対して入力される所定のＤＣ電圧の電力を、予め設定されたＡＣ電圧の電力に変換して、出力端子からスイッチＳＷ４の端子１に対して出力する。
【００３０】
スイッチＳＷ４は、共通端子３が宅内の機器に電力を供給する宅内電力供給線に接続され、端子２がＤＣ／ＤＣコンバータ１２５の出力端子１２５ｂと接続され、端子１がＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の端子１２４ｂと接続されている。そして、スイッチＳＷ４は、共通端子３と端子２とが接続している状態において、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５から出力されるＡＣ電圧の電力を宅内電力供給線に供給し、一方、共通端子３が端子１に接続されている状態において、スイッチＳＷ５の共通端子３から出力されるＡＣ電圧の電力を宅内電力供給線に供給する。
電力測定器ｍ３は、共通端子３と端子２とが接続している状態において、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の出力端子から宅内電力供給線に供給される電力である蓄電電力Ｐｓを測定し、一方、放電状態の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３から出力される電力である放電電力Ｐｄを測定する。電力測定器ｍ１、ｍ２及びｍ３の各々は、それぞれ測定する測定電力をモニタデータ（Ｐｐ、Ｐｓ、Ｐｄ、Ｐｃ）として通信インターフェース１２１を介して、ホームゲートウェイ１４へ出力する。
【００３１】
スイッチＳＷ３は、共通端子３がＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子に接続され、端子１がオープンであり、端子２がＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子に接続されている。そして、スイッチＳＷ３は、オン状態（共通端子３が端子２に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子とを接続し、オフ状態（共通端子３が端子１に接続）の場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力端子とを非接続とする。すなわち、スイッチＳＷ３は、共通端子３と端子２とが接続しているオン状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から出力されるＤＣ電圧の電力をＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子に供給し、一方、共通端子３が端子１に接続されている状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から出力されるＤＣ電圧の電力をＤＣ／ＡＣコンバータ１２５の入力端子に供給しない。
通信インターフェース１２１は、ホームゲートウェイ１４からのスイッチ制御のための制御信号を、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４及びＳＷ５の各々へ供給し、電力測定器ｍ１、ｍ２及びｍ３から出力されるモニタデータ（Ｐｐ、Ｐｓ、Ｐｄ、Ｐｃ）を、ホームゲートウェイ１４に対して出力する。
また、上述した電力測定器ｍ１、ｍ２及びｍ３の各々は、測定器内部の電圧計が測定する電圧と、測定器内部の電流計が測定する電流とから、各々の電力を求める。
【００３２】
次に、図４は、ホームゲートウェイ１４の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、ホームゲートウェイ１４は、分配器制御部１４１、蓄電池残存容量算出部１４２、天気予報問い合わせ部１４３、宅内記憶部１４４を備えている。
分配器制御部１４１は、宅内記憶部１４４に記憶されている制御テーブル１４５に従い、宅内電力分配器１２の制御を行う。
蓄電池残存容量算出部１４２は、宅内電力分配器１２から供給されるモニタデータにおける蓄電電力Ｐｓ（Ｗ）及び放電電力Ｐｄ（Ｗ）により、蓄電池１３の残存容量ＳＯＣの算出を以下の（１）式により行う。
ＳＯＣ＝（Ｐｉｎｔ＋（ＫｃΣＰｓ−（１／Ｋｄ）ΣＰｄ））／Ｐｍａｘ …（１）
このＳＯＣを求める式において、係数Ｋｃは、蓄電池１３における充電効率係数である（０＜Ｋｃ＜１）。充電効率係数Ｋｃは、電力の交流から直流への変換における損失、直流での電圧変換における損失、蓄電池１３を構成するバッテリーセル内の内部抵抗による損失、及びこのバッテリーセルを直並列に組み合わせて運用するための蓄電池１３内の制御回路による蓄電池１３への充電の際における損失を実験的に求め、これら各損失により求めた蓄電池１３への与えられた電気エネルギーに対し、実際に蓄電池１３に対して充電される電気エネルギーの割合を示す充電効率係数である。ここで、蓄電池１３内の制御回路は、個々のバッテリーセルの安全性やバランスの制御、高電圧制御を行う回路であり、一般的に、バッテリーセルで構成される蓄電池で用いられているセルマネージメントユニットまたはバッテリーマネージメントユニットと呼ばれている電子回路である。
また、Ｋｄは、蓄電池１３における放電効率係数である（０＜Ｋｄ＜１）。電力の直流から交流への変換における損失、交流での電圧変換における損失、蓄電池１３を構成するバッテリーセルの内部抵抗による損失、及び上記蓄電池１３内の制御回路による蓄電池１３からの放電の際における損失を実験的に求める。そして、この実験的に求めた各損失かに基づき、蓄電池１３に蓄電された電気エネルギーを外部に供給する際、蓄電池１３から放電されるエネルギーに対して、上述した損失分減少して実際に外部に供給される割合を示す放電効率係数を求めている。したがって、電力容量Ｐｄを供給する際、実質的に（１／Ｋｄ）Ｐｄが蓄電池１３から放電されて消費されることになる。
【００３３】
ここで、Ｐｉｎｔ（Ｗｈ）は蓄電池を宅内電力分配器１２に接続した時点における蓄積されている初期電力量である。Ｐｍａｘ（Ｗｈ）は蓄電池１３の定格容量または、ＳＯＣが１００％の際の蓄電池１３の電力量を示している。
すなわち、蓄電池残存容量算出部１４２は、上記（１）式により、蓄電電力Ｐｓ及び放電電力Ｐｄの各々を、時間単位すなわち測定周期（例えば、３０分あるいは１時間周期など）毎の積算値として、電力量である蓄電量積算値ΣＰｄに係数Ｋｃを乗算した結果と放電量積算値ΣＰｄを係数Ｋｄにより除算した結果との差分を求め、この差分を初期電力量Ｐｉｎｔに加算し、電力量Ｐｍａｘで除算した結果を残存容量ＳＯＣとして求めている。
【００３４】
宅内記憶部１５６には、制御テーブル１４５、条件テーブル１４６および電力消費履歴テーブル１４７が記憶されている。
次に、図６は制御テーブル１４５の構成例を示す図である。この図６には、後述する分配器制御部１４１がモニタデータなどにより、条件テーブル１４６を参照して判定した、状態に応じたスイッチＳＷ１からＳＷ５の設定が記述されている。
分配器制御部１４１は、条件テーブル１４６を参照して、自己充電中である状態ＳＯ１、商用充電中である状態ＳＯ２、逆潮流である状態ＳＯ３、強制逆潮流である状態ＳＯ４、強制商用充電であるＳＯ５、放電中である状態ＳＵ１、商用受電である状態ＳＵ２、商用充電である状態ＳＵ３、強制逆潮流である状態ＳＵ４、強制商用充電であるＳＵ５の何れかの状態であるか否かの判定を行う。
条件テーブル１４６には、図７に示す各状態の条件が記載されている。電力過剰状態であるＰｐ≧（Ｐｃ＋Ｐｓ）の場合、状態ＳＯｎ（１≦ｎ≦５）の各状態と定義され、電力不足状態Ｐｐ＜（Ｐｃ＋Ｐｓ）の場合、状態ＳＯｑ（１≦ｑ≦５）の各状態と定義されている。図７は、発電電力Ｐｐの数値に応じて宅内電力分配器１２における発電、蓄電などの状態遷移を示す図である。以下の状態遷移が行われる際の各スイッチＳＷの制御は分配器制御部１４１が行う。また、図７において、実線の矢印は地域管理サーバ２からの要請信号に基づく要請制御による状態間の移行を示し、破線の矢印は宅内における分配器制御部１４１の判定処理に基づく状態間の移行を示している。
【００３５】
また、条件テーブル１４６で規定されている、各状態とする判定基準を以下に列挙する。
状態ＳＯ１：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した蓄電電力閾値以上である状態。すなわち蓄電池１３が充電可能な状態の場合に設定される。ここで、蓄電池１３の運用に関しては、ＳＯＣを１を上限とするのではなく、０．９を上限とするなど、蓄電池１３の寿命を考慮した運用をしても良い。すなわち、分配器制御部１４１は、電力過剰の状態となった場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を電力不足状態（ＳＵ１〜ＳＵ５）から状態ＳＯ１に移行させる。また、地域管理サーバ２の需要を行う処理を要請する要請信号である需要要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ３から状態ＳＯ１に移行させる。
状態ＳＯ２：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値以下であり、現在の時刻が電力料金が安価な（充電コストが安い）夜間である場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の需要を要請する要請信号である需要要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ３から状態ＳＯ２に移行させる。
状態ＳＯ３：電力会社３に対して電力を売る状態。太陽電池１１の発電電力Ｐｐが、Ｐｐ≧（Ｐｃ＋Ｐｓ）であって、ＳＯＣが１であり、逆潮流需要家１においてユーザが逆潮流とする制御を行った場合に設定される。すなわち、蓄電池１３の蓄電量がＰｍａｘとなった場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ１から状態ＳＯ３に移行させる。
状態ＳＯ４：電力会社３に対して電力を売る状態。ＳＯＣが供給閾値以上であり、地域管理サーバ２から、逆潮流を行うように発電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２からの発電を行う処理を要請する要請信号である発電要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ１またはＳＯ２から状態ＳＯ４に移行させる。
状態ＳＯ５：蓄電池１３が充電可能なＳＯＣが１未満の場合であり、地域管理サーバ２から蓄電を行う処理を要請する要請信号である蓄電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の蓄電要請により、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＯ１からＳＯ５に移行させる。この状態ＳＯ５は、宅内電力分配器１２の各スイッチ（ＳＷ１からＳＷ４）の接続状態が、商用電力から蓄電池１３に対して充電を行っている状態ＳＯ２と同様である。
また、状態ＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３、ＳＯ４及びＳＯ５の各々の電力過剰状態（Ｐｐ≧Ｐｃ＋Ｐｓ）にあったが、電力不足状態（Ｐｐ＜Ｐｃ＋Ｐｓ）となると、電力不足状態における状態ＳＵ１に設定が移行される。
【００３６】
状態ＳＵ１：ＳＯＣが０でなく、蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値以上である状態。すなわち、蓄電池１３は充電可能状態であるが、太陽電池１１の発電電力が宅内電力供給線に供給するのに不十分な数値（Ｐｐ＜Ｐｃ）であり、かつＰｐが予め設定した発電閾値を下回っていない場合に設定される。すなわち、分配器制御部１４１は、電力不足の状態となった場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を電力過剰状態（ＳＯ１〜ＳＯ５）から状態ＳＵ１に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値を超えた場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ２から状態ＳＵ１に移行させる。
状態ＳＵ２：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した蓄電電力閾値以下であり、現在の時刻が電力料金が安価な（充電コストが安い）夜間でない場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の需要を行う処理を要請する要請信号である需要要請信号を受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１から状態ＳＵ２に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値を下回った場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１から状態ＳＵ２に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが予め設定した数値を越えた場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ３から状態ＳＵ２に移行させる。
状態ＳＵ３：ＳＯＣが１未満であり、蓄電電力Ｐｓが予め設定した蓄電電力閾値以下であり、現在の時刻が電力料金が安価な（充電コストが安い）夜間である場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の需要を要請する要請信号である需要要求信号受け、上記状態の場合、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１から状態ＳＵ３に移行させる。また、分配器制御部１４１は、蓄電池１３の蓄電電力Ｐｓが最大蓄電電力に対して余裕があり、夜間電力の時間帯となったことを検出した場合、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ２から状態ＳＵ３に移行させる。
状態ＳＵ４：電力会社３に対して電力を売る状態。ＳＯＣが供給閾値以上であり、地域管理サーバ２から、逆潮流を行う処理を要請する要請信号である発電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、地域管理サーバ２の発電要請により、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ２またはＳＵ３から状態ＳＵ４に移行させる。
状態ＳＵ５：蓄電池１３が充電可能なＳＯＣが１未満の場合であり、地域管理サーバ２から蓄電を行う処理を要請する要請信号である蓄電要請信号を受けた場合に設定される。すなわち、状態ＳＵ１から状態ＳＵ５への移行は、上述したように、地域管理サーバ２からの蓄電要請信号が供給された場合にしか行われない。この状態ＳＵ５は、宅内電力分配器１２の各スイッチ（ＳＷ１からＳＷ４）の接続状態が、商用電力から蓄電池１３に対して充電を行っている状態ＳＵ３と同様である。このとき、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷを制御して、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの接続を状態ＳＵ１またはＳＵ２から状態ＳＵ５に移行させる。
また、分配器制御部１４１は、状態ＳＵ１、ＳＵ２及びＳＵ３において、電力が過剰となった場合、状態ＳＵ１、ＳＵ２、ＳＵ３から状態ＳＯ１に遷移させ、状態ＳＯ１、ＳＯ３において、電力が不足した場合、状態ＳＯ１、ＳＯ３から状態ＳＵ１に遷移させる。
また、状態ＳＵ１、ＳＵ２、ＳＵ３、ＳＵ４及びＳＵ５の各々の電力不足状態（Ｐｐ＜Ｐｃ＋Ｐｓ）にあったが、電力過剰状態（Ｐｐ≧Ｐｃ＋Ｐｓ）となると、電力過剰状態における状態ＳＯ１に設定が移行される。
【００３７】
上述したように、分配器制御部１４１は、モニタデータと、安価な夜間電力の時間帯と、蓄電電力閾値と、供給閾値と、発電閾値とに対応する条件を検索し、対応する条件が設定された状態（ＳＯｎ、ＳＯｑ）を読み出し、この状態に対応するスイッチ制御を制御テーブルから読み出し、スイッチＳＷ１からＳＷ５の各々の制御を行う。
天気予報問い合わせ部１４３は、一定周期毎に天気予報データを配信する天気予報会社のサーバにアクセスし、周期単位の天気予報データ（天候、温度など）を取得する。天候は「晴れ」、「曇り」、「雨」及び「雲量」などの種別がある。
宅内記憶部１４４には、すでに説明した制御テーブル１４５及び条件テーブル１４６と電力消費履歴テーブル１４７とが記憶されている。
電力消費履歴テーブル１４７には、天候毎に、月、曜日、時間帯における過去の使用電力が記憶されている。
【００３８】
また、分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から蓄電処理、受電処理及び逆潮流処理を制御する問い合わせ情報が供給されると、現在の残存容量ＳＯＣ、指定された時間帯における発電電力Ｐｐ及び使用電力Ｐｃに基づいて、供給可能な電力である供給可能電力Ｐｕと供給可能な時間である供給可能時間Ｔｕとを算出する（詳細な説明は後述）。
また、分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から供給された問い合わせ情報に対し、自身の識別情報と、計算した供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕと、現在の状態である元の状態及び要請を受け入れて動作する際の変更後の状態とを地域管理サーバ２に対して出力する。
【００３９】
上述した条件テーブルにおける判定基準、及び制御テーブルの状態の各々は一例であり、通常運転についてはホームゲートウェイ１４の各部が行い、以下に説明するように、地域管理サーバ２からの要請信号（発電要請信号、蓄電要請信号、需要要請信号）により、ホームゲートウェイ１４が分配器制御部１４１の状態を変更し、電力会社３からの発電、蓄電及び需要の要請に対応することが本実施形態の技術思想である。
【００４０】
次に、図５は、地域管理サーバ２の構成例を示すブロック図である。この図５において、地域管理サーバ２は、問い合わせ部２１、集計部２２、回答部２３、制御部２４を備えている。
問い合わせ部２１は、電力会社３から発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号（発電要請信号、蓄電要請信号、需要要請信号）を受けると、自身の管理する逆潮流需要家１のグループに対し、逆潮流処理、蓄電処理及び受電処理を行えるか否かの回答を要求する問い合わせ信号（以下、問い合わせ）情報を出力する。
集計部２２は、問い合わせに対する、各逆潮流需要家１からの回答信号（以下、回答）より、識別情報と、供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕと、元の状態及び変更後の状態とを抽出し、元の状態及び変更後の状態とが、予め内部に設定された状態の組み合わせ（元の状態及び変更後の状態の組み合わせ）に対応するか否かの判定を行い、設定されている状態の組み合わせと一致する状態の組み合わせを有する逆潮流需要家１の抽出を行う。この状態の組み合わせは、発電要請、蓄電要請及び需要要請の各々に対して別々に複数設けられている。
また、集計部２２は、状態の組み合わせと、残存容量ＳＯＣと、供給可能電力Ｐｕと、供給可能時間Ｔｕとの各々の大小関係で設定されたランク付けルールにより、状態の組み合わせが一致する逆潮流需要家１のランク付けを行う。ここで、集計部２２は、予め内部に設定されている供給時間より少ない供給可能時間Ｔｕの逆潮流需要家１をランクから削除するようにしても良い。
【００４１】
制御部２４は、集計部２２のランク付けの結果から、発電要請、蓄電要請及び需要要請を要請する要請信号に対し、要請された要請電力となるまで、ランクにおける最上位の逆潮流需要家１から順次下位の逆潮流需要家１の各可能電力を加算、例えば発電要請においては供給可能電力Ｐｕを加算する。この際、制御部２４は、ランク付けされた全ての逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを加算しても、電力会社３から要請信号により要請された要請電力に満たない場合、ランク付けされた全ての逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを加算した結果を、供給可能総電力とする。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の供給可能時間Ｔｕで最も短い時間を、供給可能総時間とする。
【００４２】
回答部２３は、制御部２４が求めた電力の供給が可能または供給可能総電力のいずれかと、供給可能総時間とを電力会社３へ回答として出力する。
上述した供給可能な能力である供給可能総電力を電力会社３に対して回答しておくことにより、電力会社３は逆潮流需要家１からの電力供給にリスクがあることを認識させることができる。この際、電力会社３は、能力いっぱいの回答をした地域管理サーバ２に対しては、追加の要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を出力しない。
そして、電力会社３は、他の逆潮流需要家１のグループを管理している地域管理サーバ２に対し、新たに要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を出力する。
【００４３】
次に、電力会社３が地域管理サーバ２に対して、要請信号（発電要請、蓄電要請及び需要要請の要請信号）を出力する際における、地域管理サーバ２及び逆潮流需要家１の各部の動作について説明する。
＜発電要請＞
図８及び図９を用いて発電要請における地域内電力需給制御システムの動作を説明する。図８は、発電要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。図９は、地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。この図９において、ランキングの順位と、元の状態、変更後の状態、残存容量ＳＯＣ、発電量（供給可能電力Ｐｕ）、電力供給が可能な継続時間（供給可能時間Ｔｕ）とが対応され、図示しないがそれぞれランキングされた逆潮流需要家１の識別情報も対応付けられている。
【００４４】
ステップＳ１１：
電力会社３の電力調整サーバは、電力網における供給電力が不足すると、地域管理サーバ２に対し、この地域管理サーバ２の管理する逆潮流需要家１に対して逆潮流を行わせるための発電要請を示す発電要請信号に対し、必要とする電力である要請電力と、この要請電力を供給する時間と付加し、地域管理サーバ２に出力する。
【００４５】
ステップＳ１２：
問い合わせ部２１は、電力会社３の電力調整サーバからの発電要請信号を受信すると、自身の管理する逆潮流需要家１の全てに対し、逆潮流処理に対する能力の問い合わせを行う問い合わせ情報を出力する。
【００４６】
ステップＳ１３：
分配器制御部１４１は、天気予報会社のサーバから天気予報データを取得し、電力消費履歴テーブル１４７から、この天気予報データが表す天候における月及び曜日及び時間帯における単位時間当たりの使用電力Ｐｄと発電電力Ｐｐとを読み出し、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとする。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣ、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとを用いて、以下の（２）式に基づいて、供給可能電力Ｐｕと供給可能時間Ｔｕとを予め設定された単位時間（例えば、３０分や１時間）毎に算出する。この単位時間の長さは、気象情報の示す現在の気象状態（天気、外気温などの状態）や、過去の気象状態における電力使用の実績記録の精度に基づいて設定される。
Ｐｕ＝ＳＯＣ・Ｐｍａｘ＋Ｋｃ・Ｐｐ−（１／Ｋｄ）・Ｐｄ …（２）
また、分配器制御部１４１は、例えば、単位時間を１時間とした場合、１時間毎に積算値ΣＰｕを計算し、計算を行った時点からΣＰｕが０となる時点までの時間を供給可能時間Ｔｕとする。したがって、分配器制御部１４１は、ΣＰの積算回数、すなわち単位時間毎に算出した供給可能電力Ｐｕの加算値が４回でΣＰｕが負となると、３回まではΣＰｕが正であることを検出し、１時間×３を計算し、供給可能時間Ｔｕを３時間として求める。
また、分配器制御部１４１は、単位時間が３０分の場合、３回目でΣＰｕが負となると、直前の単位時間の計算時の２回目まではΣＰｕが正であるため、３０分×２を計算し、供給可能時間Ｔｕを１時間（６０分）として求める。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣと、算出した供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕとを、回答（能力回答）として地域管理サーバ２へ出力する。
このとき、分配器制御部１４１は、上記回答に対して、自身の識別情報と、現在の状態と、発電要請により変更した後の状態を付加する。ここで、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＯ１からＳＯ３の場合、逆潮流処理を行うため、条件テーブル１４６のルール（制御ルール）により、変更後の状態を状態ＳＯ４とする。一方、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＵ１からＳＵ３の場合、逆潮流処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＵ４とする。本実施形態において、複数の要請が同一の地域管理サーバ２に対して行われないとし、要請された際、各逆潮流需要家１は通常運転状態の状態ＳＯ１からＳＯ３、状態ＳＵ１からＳＵ３のいずれかの状態にある。
【００４７】
ステップＳ１４：
集計部２２は、予め内部記憶部に記憶されている管理下にある全ての逆潮流需要家１の識別情報と、回答を送信してきた逆潮流需要家１の識別情報とを比較し、全ての逆潮流需要家１から回答が来たことを検出すると、以下の集計処理を行う。
そして、集計部２２は、逆潮流需要家１毎に、元の状態と変更後の状態との組み合わせと、予め内部に発電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態とを比較し、一致する組み合わせの逆潮流需要家１を抽出する。ここで、内部に発電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態の組み合わせは、図９に示すように、[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］である。
【００４８】
したがって、集計部２２は、各逆潮流需要家１の元の状態と変更後の状態の組み合わせ[元の状態，変更後の状態]が、設定されている組み合わせ［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］のいずれかに一致するか否かの判定を行う。
そして、集計部２２は、設定されている組み合わせ［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］のいずれかに一致した組み合わせ[元の状態，変更後の状態]の逆潮流需要家１を抽出し、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。
例えば、ランク付けのルール（制御ルール）としては、
Ａａ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰（Ｐｐ≧Ｐｃ＋Ｐｓ）であり、かつ商用電力による蓄電設備に対する充電を行う商用充電状態（ＳＯ２）の場合、
Ａｂ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、かつ発電設備の発電電力による蓄電池１３に対する充電を行う自己充電状態（ＳＯ１）の場合、
Ａｃ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足（Ｐｐ＜Ｐｃ＋Ｐｓ）であり、かつ商用電力を受電している商用受電状態（ＳＵ２）の場合、
Ａｄ．電力会社３の電力調整サーバの要請信号が発電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、かつ商用充電状態（ＳＵ３）の場合、
のＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した発電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義がなされている。
【００４９】
ここで、集計部２２は、内部に設定されているランク付けのルールに対応して、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。例えば、ランク付けのルールとしては、組み合わせ[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＯ２，ＳＯ４］、［ＳＯ１，ＳＯ４］、［ＳＵ２，ＳＵ４］、［ＳＵ３，ＳＵ４］の順番にランク付けする。また、この組み合わせが同一の場合、残存容量ＳＯＣの大きい順番にランクが付くルールとなっている。
したがって、集計部２２は、上述したルールに従い、逆潮流需要家１のランク付けを行い、それぞれ供給可能電力Ｐｕ及び供給可能時間Ｔｕを付加し、図９に示すランク付けのテーブルを生成し、内部記憶部に書き込んで記憶する。図示されていないが、集計部２２は、逆潮流需要家１の識別情報を、この逆流需要家１のランクに対応してランク付けのテーブルに書き込み記憶させる。
次に、制御部２４は、ランク付けのテーブルにおいて、要請信号の発電要請として供給された要請電力の数値となるまで、識別情報により最上位のランクの逆潮流需要家１から順番に下位のランクの逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを積算する。
このとき、制御部２４は、供給可能電力Ｐｕの加算が要請電力を超えた場合、そのとき要請電力を超えるまで加算した供給可能電力Ｐｕの逆潮流需要家１を電力供給元として選択する。一方、制御部２４は、ランク付けした全ての逆潮流需要家１の供給可能電力Ｐｕを加算しても要請電力を超えない場合、ランク付けした全ての逆潮流需要家１を電力供給元として選択する。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の供給可能時間Ｔｕで最も短い時間を、供給可能総時間とする。このとき、制御部２４は、電力供給元として選択した逆潮流需要家１の識別情報を内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
そして、回答部２３は、電力の供給が可能または供給可能総電力のいずれかと、供給可能総時間とを電力会社３の電力調整サーバへ回答として出力する。
【００５０】
ステップＳ１５：
電力会社３の電力調整サーバは、地域管理サーバ２から、発電要請を要請する発電要請信号に対する回答として、電力の供給が可能または供給可能総電力のいずれかと、供給可能総時間とが入力されると、電力と時間とを確認する。
そして、電力会社３の電力調整サーバ（本実施形態においては電力会社３と記載する）は、各選択された逆潮流需要家１の電力制御装置（本実施形態においては逆潮流需要家１と記載する）に対して、逆潮流を開始することを指示する了解信号を地域管理サーバ２へ出力する。
【００５１】
ステップＳ１６：
地域管理サーバ２は、電力会社３の電力調整サーバから了解信号が供給されると、ステップＳ１４において電力供給元として選択した逆潮流需要家１（識別情報により識別）の各々に対し、個別に逆潮流処理（強制逆潮流）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。すなわち、地域管理サーバ２において、制御部２４は、電力供給元として選択した内部の記憶部に記憶している逆潮流需要家１の識別情報を読み出し、当該識別情報の示す逆潮流需要家１の各々に対し、個別に逆潮流処理（強制逆潮流）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。
【００５２】
ステップＳ１７：
分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から強制逆潮流を行うことを指示する変更要請信号が供給されると、自身が送信した変更後の状態に対応するスイッチ制御の情報を制御テーブル１４５から読み出し、宅内電力分配器１２における各スイッチＳＷの制御を行う。
例えば、状態ＳＯ４に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ４のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ａから入力される電力を、端子１２４ｂから商用低電圧線へ供給するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ａから入力される蓄電池１３からの電力を、端子１２３ｂから出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力ＰｄとをＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を介して、商用電圧線に対して逆量流させる。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力Ｐｄとが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００５３】
また、例えば、状態ＳＵ４に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ４のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ａから入力される電力を、端子１２４ｂから商用低電圧線へ供給するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ａから入力される蓄電池１３からの電力を、端子１２３ｂから出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力ＰｄとをＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を介して、商用電圧線に対して逆潮流させる。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力Ｐｄとが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００５４】
次に、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの制御が終了した後、終了したことを示す了解信号を、地域管理サーバ２に対して出力する。
上述したように、電力会社３の電力調整サーバ出力する発電要請を示す発電要請信号に応じて、地域管理サーバ２が各逆潮流需要家１に対して逆潮流処理の制御を行うことにより、電力会社３は逆潮流需要家１のグループをあたかも発電所（仮想発電所）として用いることが可能となる。
また、上述したステップＳ１４において、電力会社３の電力調整サーバが要請電力とともに要請時間（要請電力を供給する時間）が要求された場合、時間をずらして要請する場合もある。
【００５５】
＜蓄電要請＞
図１０及び図１１を用いて蓄電要請における地域内電力需給制御システムの動作を説明する。図１０は、蓄電要請における電力会社３の電力調整サーバ、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。図１１は、地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。この図１１において、ランキングの順位と、元の状態、変更後の状態、残存容量ＳＯＣ、発電量（蓄電可能電力Ｐｓｔ）、継続時間（蓄電可能時間Ｔｓｔ）とが対応され、図示しないがそれぞれランキングされた逆潮流需要家１の識別情報も対応付けられている。
【００５６】
ステップＳ２１：
電力会社３の電力調整サーバは、天気の状態などから、将来（数時間あるいは翌日など）の電力網における供給電力の不足が予想されると、地域管理サーバ２に対し、この地域管理サーバ２の管理する逆潮流需要家１に対して電力を蓄電させるための蓄電要請を示す蓄電要請信号に対し、必要とする電力である要請電力と、この要請電力を供給する時間と付加し、地域管理サーバ２に出力する。
【００５７】
ステップＳ２２：
問い合わせ部２１は、電力会社３の電力調整サーバからの蓄電要請を示す蓄電要請信号を受信すると、自身の管理する逆潮流需要家１の全てに対し、蓄電処理に対する能力の問い合わせを行う問い合わせ情報を出力する。
【００５８】
ステップＳ２３：
分配器制御部１４１は、天気予報会社からの天気予報データを取得し、電力消費履歴テーブル１４７から、この天候における月及び曜日及び時間帯における単位時間当たりの使用電力Ｐｄと発電電力Ｐｐとを読み出し、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとする。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣ、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとを用いて、以下の（３）式に基づいて、蓄電可能電力Ｐｓｔと蓄電可能時間Ｔｓｔとを、予め設定された単位時間（例えば、３０分や１時間）毎に算出する。この単位時間の長さは、気象情報の示す現在の気象状態（天気、外気温などの状態）や、過去の気象状態における電力使用の実績記録の精度に基づいて設定される。
Ｐｓｔ＝（１／Ｋｃ）・（１−ＳＯＣ）・Ｐｍａｘ−Ｐｐ＋Ｐｄ …（３）
また、分配器制御部１４１は、例えば、単位時間を１時間とした場合、１時間毎に積算値ΣＰｓｔを計算し、計算を行った時点からΣＰｓｔが０となる時点までの時間を蓄電可能時間Ｔｓｔとする。したがって、分配器制御部１４１は、ΣＰｓｔの積算回数、すなわち単位時間毎に算出した蓄電可能電力Ｐｓｔの加算値が４回でΣＰｓｔが負となると、３回まではΣＰｓｔが正であることを検出し、１時間×３を計算し、蓄電可能時間Ｔｓｔを３時間として求める。
また、分配器制御部１４１は、単位時間が３０分の場合、３回目でΣＰｓｔが負となると、直前の単位時間の計算時の２回目まではΣＰｓｔが正であるため、３０分×２を計算し、蓄電可能時間Ｔｓｔを１時間（６０分）として求める。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣと、算出した蓄電可能電力Ｐｓｔ及び蓄電可能時間Ｔｓｔとを、回答（能力回答）として地域管理サーバ２へ出力する。
このとき、分配器制御部１４１は、上記回答に対して、自身の識別情報と、現在の状態と、蓄電要請により変更した後の状態を付加する。ここで、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＵ１からＳＵ３の場合、蓄電処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＵ５とする。一方、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＯ１からＳＯ３の場合、蓄電処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＯ５とする。本実施形態において、複数の要請が同一の地域管理サーバ２に対して行われないとし、要請された際、各逆潮流需要家１は通常運転状態の状態ＳＯ１からＳＯ３、状態ＳＵ１からＳＵ３のいずれかの状態にある。
【００５９】
ステップＳ２４：
集計部２２は、予め内部記憶部に記憶されている管理下にある全ての逆潮流需要家１の識別情報と、回答を送信してきた逆潮流需要家１の識別情報とを比較し、全ての逆潮流需要家１から回答が来たことを検出すると、以下の集計処理を行う。
そして、集計部２２は、逆潮流需要家１毎に、元の状態と変更後の状態との組み合わせと、予め内部に蓄電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態とを比較し、一致する組み合わせの逆潮流需要家１を抽出する。ここで、内部に蓄電要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態の組み合わせは、図１１に示すように、[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］である。
【００６０】
したがって、集計部２２は、各逆潮流需要家１の元の状態と変更後の状態の組み合わせ[元の状態，変更後の状態]が、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］のいずれかに一致するか否かの判定を行う。
そして、集計部２２は、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］のいずれかに一致した組み合わせ[元の状態，変更後の状態]の逆潮流需要家１を抽出し、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。
例えば、ランク付けのルールとしては、
Ｂａ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、かつ蓄電設備を放電している放電中状態（ＳＵ１）の場合、
Ｂｂ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、かつ商用受電状態（ＳＵ２）の場合、
Ｂｃ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、かつ逆潮流を行っている逆潮流状態（ＳＯ３）の場合、
Ｂｄ．電力会社３の電力調整サーバからの要請信号が蓄電要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、かつ自己充電（ＳＯ１）の場合、
のＢａ．Ｂｂ．Ｂｃ．Ｂｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した蓄電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義が成されている。
【００６１】
ここで、集計部２２は、内部に設定されているランク付けのルールに対応して、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。例えば、ランク付けのルールとしては、組み合わせ[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ５］、［ＳＵ２，ＳＵ５］、［ＳＯ３，ＳＯ５］、［ＳＯ１，ＳＯ５］の順番にランク付けする。また、この組み合わせが同一の場合、残存容量ＳＯＣの小さい順番に（蓄電する電力量が大きいため）ランクが付くルールとなっている。
したがって、集計部２２は、上述したルールに従い、逆潮流需要家１のランク付けを行い、それぞれ蓄電可能電力Ｐｓｔ及び蓄電可能時間Ｔｓｔを付加し、図１１に示すランク付けのテーブルを生成し、内部記憶部に書き込んで記憶する。図示されていないが、集計部２２は、逆潮流需要家１の識別情報を、この逆流需要家１のランクに対応してランク付けのテーブルに書き込み記憶させる。
次に、制御部２４は、ランク付けのテーブルにおいて、蓄電要請として供給された要請電力の数値となるまで、識別情報により最上位のランクの逆潮流需要家１から順番に下位のランクの逆潮流需要家１の蓄電可能電力Ｐｓｔを積算する。
このとき、制御部２４は、蓄電可能電力Ｐｓｔの加算が要請電力を超えた場合、そのとき要請電力を超えるまで加算した蓄電可能電力Ｐｓｔの逆潮流需要家１を電力蓄電先として選択する。一方、制御部２４は、ランク付けした全ての逆潮流需要家１の蓄電可能電力Ｐｓｔを加算しても要請電力を超えない場合、ランク付けした全ての逆潮流需要家１を電力蓄電先として選択する。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の蓄電可能時間Ｔｓｔで最も短い時間を、蓄電可能総時間とする。このとき、制御部２４は、電力蓄積先として選択した逆潮流需要家１の識別情報を内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
そして、回答部２３は、電力の供給が可能または蓄電可能総電力のいずれかと、蓄電可能総時間とを電力会社３へ回答として出力する。
【００６２】
ステップＳ２５：
電力会社３は、地域管理サーバ２から、蓄電要請の回答として、電力の蓄電が可能または蓄電可能総電力のいずれかと、蓄電可能総時間とが入力されると、電力と時間とを確認する。
そして、電力会社３は、選択された各逆潮流需要家１に対して、蓄電を開始することを指示する了解信号を地域管理サーバ２へ出力する。
【００６３】
ステップＳ２６：
地域管理サーバ２は、電力会社３から了解信号が供給されると、ステップＳ１４において電力の蓄電元として選択した逆潮流需要家１（識別情報により識別）の各々に対し、個別に蓄電処理（強制商用蓄電）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。すなわち、地域管理サーバ２において、制御部２４は、電力蓄積先として選択した内部の記憶部に記憶している逆潮流需要家１の識別情報を読み出し、当該識別情報の示す逆潮流需要家１の各々に対し、個別に蓄電処理を行うことを指示する変更要請信号を出力する。
【００６４】
ステップＳ２７：
分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から変更要請信号が供給されると、自身が送信した変更後の状態に対応するスイッチ制御の情報を制御テーブル１４５から読み出し、宅内電力分配器１２における各スイッチＳＷの制御を行う。
例えば、状態ＳＵ５に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＵ５のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用低圧線からの商用電力により、蓄電池１３を充電する。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用定圧線から入力される電力とが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００６５】
また、例えば、状態ＳＯ５に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ５のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力ＰｄとをＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を介して、商用電圧線に対して逆潮流させる。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、蓄電池１３からの放電電力Ｐｄとが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００６６】
次に、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの制御が終了した後、終了したことを示す了解信号を、地域管理サーバ２に対して出力する。
上述したように、電力会社３の蓄電要請を示す蓄電要請信号に応じて、地域管理サーバ２が各逆潮流需要家１に対して蓄電処理の制御を行うことにより、電力会社３は逆潮流需要家１のグループをあたかも蓄電所（仮想蓄電所）として用いることが可能となる。
また、上述したステップＳ１４において、電力会社３が要請電力とともに要請時間（要請電力を供給する時間）が要求された場合、時間をずらして要請する場合もある。
【００６７】
＜需要要請＞
図１２及び図１３を用いて需要要請における地域内電力需給制御システムの動作を説明する。図１２は、需要要請における電力会社３、地域管理サーバ２及び住戸（逆潮流需要家１）とにおける制御のシーケンスの一例を示す図である。図１３は、地域管理サーバ２の集計部２２が生成する逆潮流需要家１のランク付けの結果を示すテーブルである。この図１３において、ランキングの順位と、元の状態、変更後の状態、残存容量ＳＯＣ、発電量（需要可能電力Ｐdemand）、継続時間（需要可能時間Ｔdemand）とが対応され、図示しないがそれぞれランキングされた逆潮流需要家１の識別情報も対応付けられている。
【００６８】
ステップＳ３１：
電力会社３は、天気の状態などから、電力網における供給電力が余剰である場合、地域管理サーバ２に対し、この地域管理サーバ２の管理する逆潮流需要家１に対して電力を需要（消費）させる必要がある。このため、電力会社３は、需要要請を示す需要要請信号に対し、必要とする電力である要請電力と、この要請電力を供給する時間と付加し、地域管理サーバ２に出力する。
【００６９】
ステップＳ３２：
問い合わせ部２１は、電力会社３からの需要要請を示す需要要請信号を受信すると、自身の管理する逆潮流需要家１の全てに対し、需要処理に対する能力の問い合わせを行う問い合わせ情報を出力する。
【００７０】
ステップＳ３３：
分配器制御部１４１は、天気予報会社のサーバから天気予報データを取得し、電力消費履歴テーブル１４７から、この天気予報データが表す天候における月及び曜日及び時間帯における単位時間当たりの使用電力Ｐｄと発電電力Ｐｐとを読み出し、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとする。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣ、予想使用電力Ｐｄ、予想発電電力Ｐｐとを用いて、以下の（４）式に基づいて、需要可能電力Ｐdemandと需要可能時間Ｔdemandとを、予め設定された単位時間（例えば、３０分や１時間）毎に算出する。この単位時間の長さは、気象情報の示す現在の気象状態（天気、外気温などの状態）や、過去の気象状態における電力使用の実績記録の精度に基づいて設定される。
Ｐｓ＝（１／Ｋｃ）・（１−ＳＯＣ）・Ｐｍａｘ−Ｐｐ＋Ｐｄ−Ｐｔ …（４）
また、分配器制御部１４１は、例えば、単位時間を１時間とした場合、１時間毎に積算値ΣＰdemandを計算し、計算を行った時点からΣＰｓが０となる時点までの時間を需要可能時間Ｔｓとする。したがって、分配器制御部１４１は、ΣＰdemandの積算回数、すなわち単位時間毎に算出した需要可能電力Ｐdemandの加算値が４回でΣＰdemandが負となると、３回まではΣＰｓが正であることを検出し、１時間×３を計算し、蓄電可能時間Ｔdemandを３時間として求める。
また、分配器制御部１４１は、単位時間が３０分の場合、３回目でΣＰdemandが負となると、直前の単位時間の計算時の２回目まではΣＰｓが正であるため、３０分×２を計算し、需要可能時間Ｔdemandを１時間（６０分）として求める。
上記（４）式におけるＰｔは、タイムシフト可能負荷の単位時間当たりの電力使用量を示している。このタイムシフト可能負荷とは、指定された時間帯へ、家電製品の動作時間や温水器の動作時間の変更を行う場合の負荷を示している。すなわち、需要要請が供給されたということは、電力供給が過剰であるため、負荷を追加して需要可能電力Ｐdemandを増加させることになる。例えば、「スタンバイ状態としていた洗濯乾燥機を動作させる」、「風呂の水を温める電気温水器の動作時間を早める」の負荷の追加が考えられる。このように、需要要請に対応して動作の時間帯をシフトして（ずらして）、電力消費量を増加させる負荷を、本実施形態においてはタイムシフト可能負荷Ｐｔとしている。
そして、分配器制御部１４１は、現在の残存容量ＳＯＣと、算出した需要可能電力Ｐdemand及び需要可能時間Ｔdemandとを、回答（能力回答）として地域管理サーバ２へ出力する。
このとき、分配器制御部１４１は、上記回答に対して、自身の識別情報と、現在の状態と、需要要請により変更した後の状態を付加する。ここで、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＵ１の場合、需要処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＵ３またはＳＵ２とする。また、分配器制御部１４１は、現在の状態が状態ＳＯ３の場合、需要処理を行うため、条件テーブル１４６のルールにより、変更後の状態を状態ＳＯ２またはＳＯ１とする。
すなわち、分配器制御部１４１は、残存容量ＳＯＣが１未満である場合、条件テーブル１４６のルールにより、元の状態ＳＵ１を変更後の状態ＳＵ３とする状態遷移を行い、残存容量ＳＯＣが１である場合、元の状態ＳＵ１を変更後の状態ＳＵ２とする状態遷移を行う。また、分配器制御部１４１は、条件テーブル１４６のルールにより、残存容量ＳＯＣが１未満であり、商用電源を用いた充電コストが安い時間帯（夜間電力帯）の場合、元の状態ＳＯ３を変更後の状態ＳＵ２とする状態遷移を行い、残存容量ＳＯＣが１未満であり、商用電源を用いた充電コストが安くない時間帯の場合、状態ＳＯ３から状態ＳＯ１への状態遷移を行う。
【００７１】
ステップＳ３４：
集計部２２は、予め内部記憶部に記憶されている管理下にある全ての逆潮流需要家１の識別情報と、回答を送信してきた逆潮流需要家１の識別情報とを比較し、全ての逆潮流需要家１から回答が来たことを検出すると、以下の集計処理を行う。
そして、集計部２２は、逆潮流需要家１毎に、元の状態と変更後の状態との組み合わせと、予め内部に需要要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態とを比較し、一致する組み合わせの逆潮流需要家１を抽出する。ここで、内部に需要要請に対応して設定されていた元の状態と変更後の状態の組み合わせは、図１３に示すように、[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］である。
【００７２】
したがって、集計部２２は、各逆潮流需要家１の元の状態と変更後の状態の組み合わせ[元の状態，変更後の状態]が、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］のいずれかに一致するか否かの判定を行う。
そして、集計部２２は、設定されている組み合わせ［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］のいずれかに一致した組み合わせ[元の状態，変更後の状態]の逆潮流需要家１を抽出し、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。
例えば、ランク付けのルールとしては、
Ｃａ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、放電中状態（ＳＵ１）であり、かつ要請を受け入れた後の状態が商用充電（ＳＵ３）の場合、
Ｃｂ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が不足であり、放電中状態（ＳＵ１）であり、要請を受け入れた後の状態が商用受電（ＳＵ２）の場合、
Ｃｃ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、逆潮流状態（ＳＯ３）であり、かつ要請を受け入れた後の状態が商用充電（ＳＯ２）の場合、
Ｃｄ．電力会社３の要請信号が需要要請信号の際、逆潮流需要家１の宅内における発電電力が過剰であり、逆潮流状態（ＳＯ３）であり、かつ要請を受け入れた後の状態が自己充電（ＳＯ１）の場合、
のＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した需要電力の大きい方がランクが高くなるとした定義が成されている。
【００７３】
ここで、集計部２２は、内部に設定されているランク付けのルールに対応して、抽出した逆潮流需要家１のランク付けを行う。例えば、ランク付けのルールとしては、組み合わせ[元の状態，変更後の状態]として、［ＳＵ１，ＳＵ３］、［ＳＵ１，ＳＵ２］、［ＳＯ３，ＳＯ２］、［ＳＯ３，ＳＯ１］の順番にランク付けする。また、この組み合わせが同一の場合、残存容量ＳＯＣの小さい順番に（需要する電力量が大きいため）ランクが付くルールとなっている。
したがって、集計部２２は、上述したルールに従い、逆潮流需要家１のランク付けを行い、それぞれ需要可能電力Ｐdemand及び需要可能時間Ｔdemandを付加し、図１３に示すランク付けのテーブルを生成し、内部記憶部に書き込んで記憶する。図示されていないが、集計部２２は、逆潮流需要家１の識別情報を、この逆流需要家１のランクに対応してランク付けのテーブルに書き込み記憶させる。
次に、制御部２４は、ランク付けのテーブルにおいて、需要要請として供給された要請電力の数値となるまで、識別情報により最上位のランクの逆潮流需要家１から順番に下位のランクの逆潮流需要家１の需要可能電力Ｐdemandを積算する。
このとき、制御部２４は、需要可能電力Ｐdemandの加算が要請電力を超えた場合、そのとき要請電力を超えるまで加算した需要可能電力Ｐdemandの逆潮流需要家１を電力需要先として選択する。一方、制御部２４は、ランク付けした全ての逆潮流需要家１の需要可能電力Ｐdemandを加算しても要請電力を超えない場合、ランク付けした全ての逆潮流需要家１を電力需要先として選択する。ここで、制御部２４は、ランク付けされた逆潮流需要家１の需要可能時間Ｔdemandで最も短い時間を、需要可能総時間とする。このとき、制御部２４は、電力需要先として選択した逆潮流需要家１の識別情報を内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
そして、回答部２３は、電力の供給が可能または需要可能総電力のいずれかと、需要可能総時間とを電力会社３へ回答として出力する。
【００７４】
ステップＳ３５：
電力会社３は、地域管理サーバ２から、需要要請の回答として、電力の需要が可能または需要可能総電力と、需要可能総時間とが入力されると、電力と時間とを確認する。
そして、電力会社３は、各逆潮流需要家１に対して、需要を開始することを指示する了解信号を地域管理サーバ２へ出力する。
【００７５】
ステップＳ３６：
地域管理サーバ２は、電力会社３から了解信号が供給されると、ステップＳ１４において電力の需要先（電力需要先）として選択した逆潮流需要家１（識別情報により識別）の各々に対し、個別に需要処理（電力の消費）を行うことを指示する変更要請信号を出力する。すなわち、地域管理サーバ２において、制御部２４は、電力需要先として選択した内部の記憶部に記憶している逆潮流需要家１の識別情報を読み出し、当該識別情報の示す逆潮流需要家１の各々に対し、個別に需要処理を行うことを指示する変更要請信号を出力する。
【００７６】
ステップＳ３７：
分配器制御部１４１は、地域管理サーバ２から変更要請信号が供給されると、自身が送信した変更後の状態に対応するスイッチ制御の情報を制御テーブル１４５から読み出し、宅内電力分配器１２における各スイッチＳＷの制御を行う。
例えば、状態ＳＵ３に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＵ３のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用低圧線からの商用電力により、蓄電池１３を充電する。また、このとき、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐと、商用定圧線から入力される電力とが、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介して宅内電力供給線に対して供給される。
【００７７】
また、例えば、状態ＳＵ２に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＵ２のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子２と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子１と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からの発電電力Ｐｐを、蓄電池１３に対して充電することもなく、宅内電力供給線に供給することもない。宅内電力分配器１２は、商用低圧線からの商用電力を直接に、宅内電力供給線に対して供給する。
【００７８】
また、例えば、状態ＳＯ２に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ２のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子１と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子１と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐを使用せず、商用定圧線から供給される商用電力により、蓄電池１３に対する充電を行う。また、このとき、宅内電力分配器１２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２５を介し、商用定圧線から供給される商用電力を宅内電力供給線に対して供給する。
【００７９】
また、例えば、状態ＳＯ１に遷移した場合、分配器制御部１４１は、図６に示す制御テーブル１４５の状態ＳＯ１のスイッチ設定に基づいて、スイッチＳＷ１において共通端子３を端子２と導通状態にさせ、スイッチＳＷ２において共通端子３を端子１と導通状態とさせ、スイッチＳＷ３において共通端子３を端子２と導通状態とさせ、スイッチＳＷ４において共通端子３を端子２と導通状態とし、スイッチＳＷ５において共通端子３を端子２と導通状態とする。
このとき、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を、端子１２４ｂから入力される商用低電圧線のＡＣ電力を、端子１２４ａからＤＣ電力として出力するように制御する。また、分配器制御部１４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２３を、端子１２３ｂから入力される電力を、端子１２３ａから蓄電池１３に対して出力するように制御する。
これにより、宅内電力分配器１２は、商用定圧線から供給される商用電力を用いず、太陽電池１１からＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を介して得られる発電電力Ｐｐにより、蓄電池１３に対する充電を行う。また、このとき、宅内電力分配器１２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２５を介し、太陽電池１１の発電した発電電力Ｐｐを宅内電力供給線に対して供給する。
【００８０】
次に、分配器制御部１４１は、宅内電力分配器１２の各スイッチＳＷの制御が終了した後、終了したことを示す了解信号を、地域管理サーバ２に対して出力する。
上述したように、電力会社３の需要要請を示す需要要請信号に応じて、地域管理サーバ２が各逆潮流需要家１に対して重要処理の制御を行うことにより、電力会社３は逆潮流需要家１のグループをあたかも需要家（仮想需要家）として用いることが可能となる。
また、上述したステップＳ１４において、電力会社３が要請電力とともに要請時間（要請電力を供給する時間）が要求された場合、時間をずらして要請する場合もある。
【００８１】
上述したように、自然エネルギーの導入の進捗状況は、地域や建物の形態によって、すなわち逆流需要家１毎に異なるため、多くのパターンがある。このパターン全てに対応するように、自然エネルギーの効率的な利用のため制御を発電所が全て処理することは複雑すぎて困難である。
また、自然エネルギーの効率的な利用する制御を行うため、従来技術全体に導入すべき技術としては、通信技術と電力制御技術がある。しかしながら、実現したい処理内容によって制御レベルが異なってきて、コストも違ってくる。そのため、方式を決定するためには社会システム全版にかかわることになり、自然エネルギーの効率的な利用の制御方式の決定が非常に難しくなる。
【００８２】
そのため、本実施形態においては、地域管理サーバ２が電力会社３からの要請信号（発電要請の発電要請信号、蓄電要請の発電要請信号及び需要要請の発電要請信号）を、自身の管理下にある発電及び蓄電の設備を有する（太陽電池１１と蓄電池１３とを有する）需要家である逆流需要家１の監視制御を一括して受け付ける。
これにより、本実施形態によれば、地域管理サーバ２が所定の地域における複数の逆潮流需要家１の管理を行っているため、地域管理サーバ２を介して複数の逆流需要家１に対して、発電要請、蓄電要請及び需要要請を行うことができ、電力会社３から見た場合に仮想的な一般需要家と発電所および蓄電所に見えるように逆潮流需要家１を制御し、逆潮流需要家１に置かれた発電及び蓄電設備や、環境ごとに発生する複雑な状況（状態遷移）をすべて取り扱うことなく、商用定圧線に対する正確な需給バランスを行うことができる。
【００８３】
また、図１における地域管理サーバ２あるいはホームゲートウェイ１４の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより自身の管理化にある逆潮流需要家の発電及び蓄電の制御、あるいは逆潮流需要家の宅内電力分配器の管理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００８４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００８５】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１…逆潮流需要家
２…地域管理サーバ
３…電力会社
４…従来電力網
５…広域ネットワーク
１１…太陽電池
１２…宅内電力分配器
１３…蓄電池
１４…ホームゲートウェイ
２１…問い合わせ部
２２…集計部
２３…回答部
２４…制御部
１４１…分配器制御部
１４２…蓄電池残存容量算出部
１４３…天気予報問い合わせ部
１４４…宅内記憶部
１４５…制御テーブル
１４６…条件テーブル
１４７…電力消費履歴テーブル
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地域内の電力の需要家における電力の需要量と逆潮流による電力の供給量とを制御する地域内電力需要管理システムであり、
自然エネルギーを利用した発電設備と、電力を蓄積する蓄電設備と、宅内の電力供給、発電及び逆潮流を制御する宅内電力分配器と、前記宅内電力分配器における電力センサにより、前記発電設備の発電電力、前記蓄電設備の蓄電電力及び宅内における電力需要を検出し、宅内の電力供給を制御するホームゲートウェイとを有する、逆潮流需要家に設けられた電力制御装置と、
前記地域内の住宅に対する商用電力の供給、及び前記地域内の前記逆潮流需要家に対して、電力の供給状況に応じた発電を要請する発電要請、蓄電を要請する蓄電要請及び需要を要請する需要要請の制御要請の各要請信号を出力する、電力会社に設けられたサーバと、
前記電力会社からの前記要請信号の制御要請に応じて、前記地域内における全ての前記逆潮流需要家に対し、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を問い合わせを行う地域管理サーバと
を有し、
前記ホームゲートウェイが、前記問い合わせに対応し、前記電力センサにより得られる発電電力、蓄電電力及び需要電力に基づき、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を求めて、前記地域管理サーバへ回答として出力し、
前記地域管理サーバが、前記逆潮流需要家各々からの前記回答を集計し、予め設定された選択のルールに従い、前記制御要請に対応した発電処理、蓄電処理及び需要処理を指示する処理制御信号を、選択した前記逆潮流需要家に対して出力する
ことを特徴とする地域内電力需給制御システム。
【請求項２】
前記地域管理サーバが、予め設定したランク付けルールに従い、前記回答に応じて、前記逆潮流需要家のランク付けを行い、ランクの最上位から順に、前記電力会社からの制御要請における要請電力となるまで、前記回答における電力を加算し、前記要請電力となるランクまでの前記逆潮流需要家を、制御要請に対応した前記各処理を要請する逆潮流需要家として選択することを特徴とする請求項１に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項３】
前記ランク付けルールが、
Ａ．前記電力会社の要請が前記発電要請の際、
Ａａ．前記宅内における前記発電電力が過剰であり、かつ前記商用電力による前記蓄電設備に対する充電を行う商用充電状態の場合、
Ａｂ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記発電設備の発電電力による前記蓄電設備に対する充電を行う自己充電状態の場合、
Ａｃ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ前記商用電力を受電している商用受電状態の場合、
Ａｄ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用充電状態の場合、
のＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した発電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、
Ｂ．前記電力会社の要請が前記蓄電要請の際、
Ｂａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、かつ前記蓄電設備を放電している放電中状態の場合、
Ｂｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用受電状態の場合、
Ｂｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記逆潮流を行っている逆潮流状態の場合、
Ｂｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記自己充電の場合、
のＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した蓄電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、
Ｃ．前記電力会社の要請が前記需要要請の際、
Ｃａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、
Ｃｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、要請を受け入れた後の状態が前記商用受電の場合、
Ｃｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、
Ｃｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記自己充電の場合、
のＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した需要電力の大きい方がランクが高くなるとした定義である、
ことを特徴とする請求項２に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項４】
前記宅内電力分配器が、複数のスイッチを有しており、
前記ホームゲートウェイが、前記スイッチの導通及び非導通状態により、前記発電設備と、前記蓄電設備及び前記電力会社の電力供給線との接続状態を制御し、前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の各々を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項５】
前記ホームゲートウェイが、
前記宅内電力分配器における前記スイッチの前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の状態毎のスイッチの制御ルールが定義された制御テーブルとが記憶された宅内記憶部と、
前記残存容量と、電力センサから得られる発電電力、蓄電電力、放電電力及び宅内で消費される電力の状態及び前記地域管理サーバからの制御に基づき、前記制御テーブルから前記状態毎の前記制御ルールを読み出し、当該制御ルールに基づいて前記宅内電力分配器におけるスイッチを制御する分波器制御部と、
前記蓄電設備における残存容量を、電力センサから得られる前記蓄電設備に対する蓄電電力及び放電電力の時間単位の積算により求める蓄電池残存容量算出部と
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項１】
地域内の電力の需要家における電力の需要量と逆潮流による電力の供給量とを制御する地域内電力需要管理システムであり、
自然エネルギーを利用した発電設備と、電力を蓄積する蓄電設備と、宅内の電力供給、発電及び逆潮流を制御する宅内電力分配器と、前記宅内電力分配器における電力センサにより、前記発電設備の発電電力、前記蓄電設備の蓄電電力及び宅内における電力需要を検出し、宅内の電力供給を制御するホームゲートウェイとを有する、逆潮流需要家に設けられた電力制御装置と、
前記地域内の住宅に対する商用電力の供給、及び前記地域内の前記逆潮流需要家に対して、電力の供給状況に応じた発電を要請する発電要請、蓄電を要請する蓄電要請及び需要を要請する需要要請の制御要請の各要請信号を出力する、電力会社に設けられたサーバと、
前記電力会社からの前記要請信号の制御要請に応じて、前記地域内における全ての前記逆潮流需要家に対し、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を問い合わせを行う地域管理サーバと
を有し、
前記ホームゲートウェイが、前記問い合わせに対応し、前記電力センサにより得られる発電電力、蓄電電力及び需要電力に基づき、逆潮流可能な電力、蓄電可能な電力及び需要可能な電力を求めて、前記地域管理サーバへ回答として出力し、
前記地域管理サーバが、前記逆潮流需要家各々からの前記回答を集計し、予め設定された選択のルールに従い、前記制御要請に対応した発電処理、蓄電処理及び需要処理を指示する処理制御信号を、選択した前記逆潮流需要家に対して出力する
ことを特徴とする地域内電力需給制御システム。
【請求項２】
前記地域管理サーバが、予め設定したランク付けルールに従い、前記回答に応じて、前記逆潮流需要家のランク付けを行い、ランクの最上位から順に、前記電力会社からの制御要請における要請電力となるまで、前記回答における電力を加算し、前記要請電力となるランクまでの前記逆潮流需要家を、制御要請に対応した前記各処理を要請する逆潮流需要家として選択することを特徴とする請求項１に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項３】
前記ランク付けルールが、
Ａ．前記電力会社の要請が前記発電要請の際、
Ａａ．前記宅内における前記発電電力が過剰であり、かつ前記商用電力による前記蓄電設備に対する充電を行う商用充電状態の場合、
Ａｂ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記発電設備の発電電力による前記蓄電設備に対する充電を行う自己充電状態の場合、
Ａｃ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ前記商用電力を受電している商用受電状態の場合、
Ａｄ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用充電状態の場合、
のＡａ、Ａｂ、Ａｃ、Ａｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した発電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、
Ｂ．前記電力会社の要請が前記蓄電要請の際、
Ｂａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、かつ前記蓄電設備を放電している放電中状態の場合、
Ｂｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、かつ商用受電状態の場合、
Ｂｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記逆潮流を行っている逆潮流状態の場合、
Ｂｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、かつ前記自己充電の場合、
のＢａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した蓄電電力の大きい方がランクが高くなるとした定義であり、
Ｃ．前記電力会社の要請が前記需要要請の際、
Ｃａ．前記宅内における前記発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、
Ｃｂ．前記宅内における発電電力が不足であり、前記放電中状態であり、要請を受け入れた後の状態が前記商用受電の場合、
Ｃｃ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記商用充電の場合、
Ｃｄ．前記宅内における発電電力が過剰であり、前記逆潮流状態であり、かつ要請を受け入れた後の状態が前記自己充電の場合、
のＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄの順番であり、同一の場合には要請電力に対応した需要電力の大きい方がランクが高くなるとした定義である、
ことを特徴とする請求項２に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項４】
前記宅内電力分配器が、複数のスイッチを有しており、
前記ホームゲートウェイが、前記スイッチの導通及び非導通状態により、前記発電設備と、前記蓄電設備及び前記電力会社の電力供給線との接続状態を制御し、前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の各々を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の地域内電力需給制御システム。
【請求項５】
前記ホームゲートウェイが、
前記宅内電力分配器における前記スイッチの前記逆潮流処理、前記蓄電処理及び前記需要処理の状態毎のスイッチの制御ルールが定義された制御テーブルとが記憶された宅内記憶部と、
前記残存容量と、電力センサから得られる発電電力、蓄電電力、放電電力及び宅内で消費される電力の状態及び前記地域管理サーバからの制御に基づき、前記制御テーブルから前記状態毎の前記制御ルールを読み出し、当該制御ルールに基づいて前記宅内電力分配器におけるスイッチを制御する分波器制御部と、
前記蓄電設備における残存容量を、電力センサから得られる前記蓄電設備に対する蓄電電力及び放電電力の時間単位の積算により求める蓄電池残存容量算出部と
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の地域内電力需給制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１９６１２２（Ｐ２０１２−１９６１２２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３４１７５（Ｐ２０１２−３４１７５）
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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