特許 7574814 エネルギ管理装置、エネルギ管理システム、エネルギ管理方法、および、コンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】エネルギ管理装置、エネルギ管理システム、エネルギ管理方法、および、コンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/00 20060101AFI20241022BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20241022BHJP

   H02J 15/00 20060101ALI20241022BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20241022BHJP

   H01M 8/04992 20160101ALI20241022BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20241022BHJP

   F17C 13/02 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H02J3/00 170

H02J3/46

H02J15/00 D

H02J15/00 G

H02J15/00 E

H01M8/04 Z

H01M8/04992

H01M8/04858

F17C13/02 301Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022014807

(22)【出願日】2022-02-02

(65)【公開番号】P2023112843

(43)【公開日】2023-08-15

【審査請求日】2023-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】國富 誠一

(72)【発明者】

【氏名】山本 征治

(72)【発明者】

【氏名】松尾 秀仁

(72)【発明者】

【氏名】石川 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】小松原 充夫

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３２６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６２１９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０３６９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０４０４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７５８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６１８３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／００

Ｈ０２Ｊ ３／４６

Ｈ０２Ｊ １５／００

Ｈ０１Ｍ ８／０４

Ｈ０１Ｍ ８／０４９９２

Ｈ０１Ｍ ８／０４８５８

Ｆ１７Ｃ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

管理対象のエネルギを管理するエネルギ管理装置であって、
前記管理対象は、複数の機器と前記複数の機器のエネルギを管理する他のエネルギ管理装置とからなる１つ以上のユニットであり、
前記エネルギ管理装置は、前記管理対象に対して、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【請求項2】

請求項１に記載のエネルギ管理装置は、さらに、
前記管理対象の運転状態に関する情報を取得する情報取得部と、
前記管理対象の運転計画を取得する計画部と、
前記情報取得部が取得する前記情報と前記計画部が取得する運転計画とを用いて、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量とを決定する指令部と、を備える、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【請求項3】

請求項２に記載のエネルギ管理装置であって、
前記管理対象は、エネルギ変換機器と、エネルギの移動方向において前記エネルギ変換機器の上流側に接続する上流側エネルギ貯蔵機器と、エネルギの移動方向において前記エネルギ変換機器の下流側に接続する下流側エネルギ貯蔵機器と、を備えるユニットであり、
前記情報取得部は、前記上流側エネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分、および、前記下流側エネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に関する情報を取得し、
前記指令部は、前記情報取得部が取得する差分に関する情報を用いて、前記エネルギ変換機器の前記制御時間と、前記エネルギ変換機器におけるエネルギの融通量を決定する、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【請求項4】

請求項３に記載のエネルギ管理装置であって、
前記指令部は、式（１）を用いて、前記エネルギ変換機器の制御時間ｔ_hを決定する、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【数1】

（式（１）において、
ｔ_h：エネルギ変換機器の制御時間（ｓ）
Ｅ_max-α_{_i}：ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_min-α_{_i}：ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_now-α_{_i}：ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｐ_er-α_{_i}：ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器への入出力の想定予実ずれ（Ｗ）
Ｅ_max-β_{_j}：ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_min-β_{_j}：ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_now-β_{_j}：ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｐ_er-β_{_j}：ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器への入出力の想定予実ずれ（Ｗ）
ｉ，ｊは、１以上の整数であり、ｎ_iは、上流側エネルギ貯蔵機器の数であり、ｎ_jは、下流側エネルギ貯蔵機器の数である。）

【請求項5】

請求項２に記載のエネルギ管理装置であって、
前記管理対象は、複数のエネルギ貯蔵機器を備えるユニットであり、
前記情報取得部は、前記複数のエネルギ貯蔵機器のうちの特定のエネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分、および、前記特定のエネルギ貯蔵機器に接続するエネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に関する情報を取得し、
前記指令部は、前記情報取得部が取得する差分に関する情報に基づいて、前記特定のエネルギ貯蔵機器の前記制御時間と、前記特定のエネルギ貯蔵機器における前記エネルギの融通量と、を決定する、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【請求項6】

請求項５に記載のエネルギ管理装置であって、
前記指令部は、式（２）を用いて、前記特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間ｔ_hを決定する、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【数2】

（式（２）において、
ｔ_h：特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間（ｓ）
Ｅ_max-γ：特定のエネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_min-γ：特定のエネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_now-γ：特定のエネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｐ_er-γ：特定のエネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれ（Ｗ）
Ｅ_max-δ_{_i}：特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_min-δ_{_i}：特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｅ_now-δ_{_i}：特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）
Ｐ_er-δ_{_i}：特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれ（Ｗ）
ｉは、１以上の整数であり、ｎ_iは、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているエネルギ貯蔵機器の数である。）

【請求項7】

請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のエネルギ管理装置であって、
前記指令部は、式（３）を用いて、前記管理対象におけるエネルギの融通量Ｅを決定する、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【数3】

（式（３）において、
ｔ_now：現在時刻（ｓ）
ｔ_h：管理対象の制御時間（ｓ）
Ｐ_{op_}ε：管理対象の運転計画出力値（Ｗ）
である。）

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のエネルギ管理装置であって、
前記エネルギ管理装置は、前記制御時間が所定値以下である場合、前記管理対象に対する前記制御時間と前記エネルギの融通量の指令を停止する、
ことを特徴とするエネルギ管理装置。

【請求項9】

エネルギ管理システムであって、
１つ以上の機器に対して、前記機器の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう機器エネルギ管理装置と、
前記１つ以上の機器と、前記機器エネルギ管理装置とからなるユニットのエネルギを管理するユニットエネルギ管理装置であって、前記機器エネルギ管理装置に対して、前記ユニットの制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなうユニットエネルギ管理装置と、を備える、
ことを特徴とするエネルギ管理システム。

【請求項10】

管理対象のエネルギをエネルギ管理装置によって管理するエネルギ管理方法であって、
前記管理対象に対して、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう工程を備え、
前記管理対象は、複数の機器と前記複数の機器のエネルギを管理する他のエネルギ管理装置とからなる１つ以上のユニットである、
ことを特徴とするエネルギ管理方法。

【請求項11】

管理対象のエネルギ管理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記管理対象は、複数の機器と前記複数の機器のエネルギを管理する他のエネルギ管理装置とからなる１つ以上のユニットであり、
前記管理対象に対して、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう機能を前記コンピュータに実行させる、
コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エネルギ管理装置、エネルギ管理システム、エネルギ管理方法、および、コンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、複数の管理対象のエネルギを管理するエネルギ管理装置が知られている。一般的に、エネルギ管理装置は、複数の管理対象ごとのエネルギの融通計画に沿って管理対象ごとの運転パターンを作成し、複数の管理対象のそれぞれに指令を出力することで、管理対象間のエネルギのやり取りを管理する（例えば、特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－３５９４１号公報

【文献】特開２０１６－４２４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、管理対象の数が増加すると、エネルギ管理装置の管理負荷が増大するため、エネルギ管理装置は、複数の管理対象のそれぞれに、適した運転パターンに関する情報を出力することが難しくなる。このため、個別の管理対象レベルで最適な運転ができなくなるおそれがある。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、エネルギ管理装置において、エネルギ管理装置の負荷を低減しつつ、個別の管理対象レベルでの最適運転を実現する技術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】

【0006】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、管理対象のエネルギを管理するエネルギ管理装置が提供される。エネルギ管理装置は、１つ以上の機器、または、複数の機器と前記複数の機器のエネルギを管理する他のエネルギ管理装置とからなる１つ以上のユニットの管理対象のエネルギを管理し、前記管理対象に対して、前記管理対象の制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう。

【0008】

この構成によれば、エネルギ管理装置は、管理対象に対して、管理対象の制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう。ここで、エネルギの融通量とは、管理対象におけるエネルギの貯蔵、変換、消費、移動などエネルギの変化量に関するものを指す。管理対象は、エネルギ管理装置から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定する。これにより、エネルギ管理装置が管理対象の動作パターンまで決定する場合に比べ、エネルギ管理装置の負荷を低減することができる。さらに、管理対象は、エネルギ管理装置から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができる。これにより、個別の管理対象レベルでの最適運転を実現することができる。

【0009】

（２）上記形態のエネルギ管理装置において、前記管理対象の運転状態に関する情報を取得する情報取得部と、前記管理対象の運転計画を取得する計画部と、前記情報取得部が取得する前記情報と前記計画部が取得する運転計画とを用いて、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量とを決定する指令部と、を備えてもよい。この構成によれば、エネルギ管理装置は、管理対象の運転状態に関する情報と管理対象の運転計画とを用いて、制御時間とエネルギの融通量とを決定する。これにより、エネルギ管理装置は、管理対象の運転状態を考慮してエネルギの融通計画を立案し、制御時間とエネルギの融通量を決定することができる。

【0010】

（３）上記形態のエネルギ管理装置において、前記管理対象は、エネルギ変換機器と、エネルギの移動方向において前記エネルギ変換機器の上流側に接続する上流側エネルギ貯蔵機器と、エネルギの移動方向において前記エネルギ変換機器の下流側に接続する下流側エネルギ貯蔵機器と、であり、前記情報取得部は、前記上流側エネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分、および、前記下流側エネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に関する情報を取得し、前記指令部は、前記情報取得部が取得する差分に関する情報を用いて、前記エネルギ変換機器の前記制御時間と、前記エネルギ変換機器におけるエネルギの融通量を決定してもよい。この構成によれば、指令部は、管理対象としてのエネルギ変換機器に接続する上流側エネルギ貯蔵機器と下流側エネルギ貯蔵機器とのそれぞれのエネルギ量に関する情報を用いて、エネルギ変換機器の制御時間とエネルギの融通量を決定する。これにより、エネルギ貯蔵機器の実際の状態に合わせてエネルギを融通することができるため、エネルギ貯蔵機器でのエネルギの過不足が発生することを抑制することができる。

【0011】

（４）上記形態のエネルギ管理装置において、前記指令部は、式（１）を用いて、前記エネルギ変換機器の制御時間ｔ_hを決定してもよい。

【数4】

式（１）において、ｔ_hは、エネルギ変換機器の制御時間（ｓ）であり、Ｅ_max-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器への入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、Ｅ_max-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器への入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、ｉ，ｊは、１以上の整数であり、ｎ_iは、上流側エネルギ貯蔵機器の数であり、ｎ_jは、下流側エネルギ貯蔵機器の数である。この構成によれば、指令部は、エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に加え、エネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれを用いて、エネルギ変換機器の制御時間を決定する。これにより、入出力の想定予実ずれを想定した上で機器ごとに適した制御時間を設定できるため、エネルギ貯蔵機器でのエネルギの過不足の発生をさらに抑制することができる。

【0012】

（５）上記形態のエネルギ管理装置において、前記管理対象は、複数のエネルギ貯蔵機器であり、前記情報取得部は、前記複数のエネルギ貯蔵機器のうちの特定のエネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分、および、前記特定のエネルギ貯蔵機器に接続するエネルギ貯蔵機器における、現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に関する情報を取得し、前記指令部は、前記情報取得部が取得する差分に関する情報に基づいて、前記特定のエネルギ貯蔵機器の前記制御時間と、前記特定のエネルギ貯蔵機器における前記エネルギの融通量と、を決定してもよい。この構成によれば、指令部は、管理対象としての複数のエネルギ貯蔵機器のうちの特定のエネルギ貯蔵機器について、特定のエネルギ貯蔵機器に接続するエネルギ貯蔵機器のエネルギ量に関する情報を用いて、特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間とエネルギの融通量を決定する。ここで、「特定のエネルギ貯蔵機器」とは、エネルギ貯蔵機能を有する機器であって、例えば、蓄電池がこれに該当し、ガスタンクなどは該当しない。これにより、エネルギ貯蔵機器の実際の状態に合わせてエネルギを融通するため、エネルギ貯蔵機器でのエネルギの過不足が発生することを抑制することができる。

【0013】

（６）上記形態のエネルギ管理装置において、前記指令部は、式（２）を用いて、前記特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間ｔ_hを決定してもよい。

【数5】

式（２）において、ｔ_hは、特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間（ｓ）であり、Ｅ_max-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、Ｅ_max-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、ｉは、１以上の整数であり、ｎ_iは、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているエネルギ貯蔵機器の数である。この構成によれば、指令部は、エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に加え、エネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれを用いて、特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間を決定する。これにより、入出力の想定予実ずれを想定した上で機器ごとに適した制御時間を設定できるため、エネルギ貯蔵機器でのエネルギの過不足の発生をさらに抑制することができる。

【0014】

（７）上記形態のエネルギ管理装置において、前記指令部は、式（３）を用いて、前記管理対象におけるエネルギの融通量Ｅを決定してもよい。

【数6】

式（３）において、ｔ_nowは、現在時刻（ｓ）であり、ｔ_hは、管理対象の制御時間（ｓ）であり、Ｐ_{op_}εは、管理対象の運転計画出力値（Ｗ）である。この構成によれば、指令部は、制御時間における管理対象の運転計画出力値の積分によってエネルギの融通量を算出する。このことは、管理対象において、制御時間内でのエネルギの融通量が式（３）を満たせばよいことを示しており、管理対象は、式（３）を満たす範囲において、管理対象の運転パターンを自由に設定することができる。したがって、管理対象は、自身の最適な動作パターンを決定することができるため、個別の管理対象レベルでの最適運転を実現することができる。

【0015】

（８）上記形態のエネルギ管理装置において、前記エネルギ管理装置は、前記制御時間が所定値以下である場合、前記管理対象に対する前記制御時間と前記エネルギの融通量の指令を停止してもよい。この構成によれば、エネルギ管理装置は、決定される制御時間が短くなりすぎると、管理対象への制御時間とエネルギの融通量の出力を停止する。これにより、エネルギ管理装置は、例えば、単位時間ごとに所定のエネルギの融通量を管理対象に出力するなどして、管理対象の動作が不安定になることを抑制することができる。

【0016】

（９）本発明の別の形態によれば、エネルギ管理システムが提供される。このエネルギ管理システムは、１つ以上の機器に対して、前記機器の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう機器エネルギ管理装置と、前記１つ以上の機器と、前記機器エネルギ管理装置とからなるユニットのエネルギを管理するユニットエネルギ管理装置であって、前記機器エネルギ管理装置に対して、前記ユニットの制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなうユニットエネルギ管理装置と、を備える、この構成によれば、ユニットエネルギ管理装置は、１つ以上の機器と、機器のエネルギを管理する機器エネルギ管理装置と、を含むユニットのエネルギを管理する。ユニットに含まれる機器エネルギ管理装置は、ユニットに含まれる機器のエネルギを管理する。このように、機器に対して、ユニットエネルギ管理装置と機器エネルギ管理装置とを階層的に配置することで、比較的多くの機器のエネルギを管理するための負荷を、ユニットエネルギ管理装置と機器エネルギ管理装置とで分担することができる。これにより、個別の管理対象レベルでの最適運転を実現することができる。

【0017】

（１０）本発明のさらに別の形態によれば、管理対象のエネルギをエネルギ管理装置によって管理するエネルギ管理方法が提供される。このエネルギ管理方法は、前記管理対象に対して、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう工程を備え、前記管理対象は、１つ以上の機器、または、複数の機器と前記複数の機器のエネルギを管理する他のエネルギ管理装置とからなる１つ以上のユニットである。この構成によれば、管理対象に対して、管理対象の制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう工程を備える。管理対象では、指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定することができるため、エネルギ管理装置が管理対象の動作パターンまで決定する場合に比べ、エネルギ管理装置の負荷を低減することができる。さらに、管理対象は、指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができる。これにより、個別の管理対象レベルでの最適運転を実現することができる。

【0018】

（１１）本発明のさらに別の形態によれば、管理対象のエネルギ管理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、前記管理対象に対して、前記管理対象の制御時間と、前記制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう機能を前記コンピュータに実行させるものであり、前記管理対象は、１つ以上の機器、または、複数の機器と前記複数の機器のエネルギを管理する他のエネルギ管理装置とからなる１つ以上のユニットである。この構成によれば、コンピュータプログラムは、管理対象に対して、管理対象の制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう機能を、コンピュータに実行させる。これにより、エネルギ管理装置が管理対象の動作パターンまで決定する場合に比べ、エネルギ管理装置の負荷を低減することができる。さらに、管理対象は、指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができる。これにより、個別の管理対象レベルでの最適運転を実現することができる。

【0019】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、エネルギ管理システムを含む管理対象の制御方法、管理対象内のエネルギの管理を管理させるためのコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、そのコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態のエネルギ管理システムが管理する工場の模式図である。

【図2】第１実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する第１模式図である。

【図3】第１実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する第２模式図である。

【図4】第２実施形態のエネルギ管理システムの管理対象の説明図である。

【図5】第２実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。

【図6】水電解装置の運転計画出力値の時間変化を説明する図である。

【図7】第３実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。

【図8】第４実施形態のエネルギ管理システムの管理対象の説明図である。

【図9】第４実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。

【図10】第５実施形態のエネルギ管理システムの管理対象の説明図である。

【図11】第５実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。

【図12】第１実施形態のエネルギ管理システムの変形例を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のエネルギ管理システムが管理する工場の模式図である。本実施形態のエネルギ管理システム１Ａは、図１に示すような、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３を備える工場１０に適用することができる。複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３のそれぞれは、エネルギラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ１２，Ｌ２３によって接続されており、機器間でエネルギを融通することができる。ここで、本実施形態での「エネルギ」とは、電力や熱などに限らず、化学反応によってエネルギを発生することが可能な水素ガスやメタンガスなども含まれる。

【0022】

図２は、本実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する第１模式図である。図３は、本実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する第２模式図である。エネルギ管理システム１Ａは、ユニットエネルギ管理装置５と、複数の機器エネルギ管理装置２０，３０，４０と、を備える。エネルギ管理システム１Ａは、工場１０が備える複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３のそれぞれのエネルギの需給状況を把握し、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３間のエネルギの融通量を管理する。

【0023】

本実施形態では、複数の機器エネルギ管理装置２０，３０，４０と、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３とのそれぞれは、工場１０が有する３つのユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのいずれかに属する。ユニット１０Ａは、機器２１，２２，２３と、機器２１，２２，２３のエネルギを管理する機器エネルギ管理装置２０を備える。ユニット１０Ｂは、機器３１，３２，３３と、機器３１，３２，３３のエネルギを管理する機器エネルギ管理装置３０を備える。ユニット１０Ｃは、機器４１，４２，４３と、機器４１，４２，４３のエネルギを管理する機器エネルギ管理装置４０を備える。

【0024】

ユニットエネルギ管理装置５は、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギの需給量や貯蔵量など、エネルギに関する情報を収集する。ユニットエネルギ管理装置５は、工場１０全体の運転計画を満たすように立案されているユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギの融通計画に基づいて、機器エネルギ管理装置２０，３０，４０のそれぞれに、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれについての指令を出力する。ユニットエネルギ管理装置５は、工場情報取得部５Ａと、工場計画部５Ｂと、工場指令部５Ｃと、を備える。

【0025】

工場情報取得部５Ａは、複数の機器エネルギ管理装置２０，３０，４０のそれぞれと電気的に接続されている。工場情報取得部５Ａは、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギに関する情報を取得する。

【0026】

工場計画部５Ｂは、工場情報取得部５Ａによって得られる情報に基づいて、工場１０全体の運転計画を満たすように、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギの融通計画を立案する。これにより、工場計画部５Ｂは、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギの融通計画を取得することができる。

【0027】

工場指令部５Ｃは、工場情報取得部５Ａが取得するユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギに関する情報と、工場計画部５Ｂが取得するユニット間のエネルギの融通計画を用いて、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃへの指令内容を決定する。本実施形態では、決定される指令内容は、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの制御時間と、ユニット間で融通するエネルギの融通量に関する情報が含まれる。ここで、エネルギの融通量とは、管理対象におけるエネルギの貯蔵、変換、消費、移動などエネルギの変化量に関するものを指す。工場指令部５Ｃにおいて決定される指令内容は、工場指令部５Ｃから複数の機器エネルギ管理装置２０，３０，４０のそれぞれに出力される。なお、本実施形態では、全てのユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれに、制御時間とエネルギの融通量を指令するとしたが、必ずしも全てのユニットに指令をする必要はない。例えば、ユニット１０Ａ，１０Ｂには、制御時間とエネルギの融通量を指令し、ユニット１０Ｃにのみ、単位時間ごとのエネルギの移動量を指令してもかまわない。

【0028】

複数の機器エネルギ管理装置２０，３０，４０のそれぞれは、ユニットエネルギ管理装置５と電気的に接続されている。機器エネルギ管理装置２０は、機器２１，２２，２３と電気的に接続している。機器エネルギ管理装置３０は、機器３１，３２，３３と電気的に接続している。機器エネルギ管理装置４０は、機器４１，４２，４３と電気的に接続している。機器エネルギ管理装置２０，３０，４０のそれぞれは、ユニット情報取得部と、ユニット計画部と、ユニット指令部と、を備える。ここでは、図３を用いて、機器エネルギ管理装置２０が備えるユニット情報取得部２０Ａ、ユニット計画部２０Ｂ、および、ユニット指令部２０Ｃの機能について説明するが、機器エネルギ管理装置３０，４０についても同様の構成と機能を有する。

【0029】

ユニット情報取得部２０Ａは、機器２１，２２，２３のそれぞれと電気的に接続している。ユニット情報取得部２０Ａは、機器２１，２２，２３のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報を取得する。

【0030】

ユニット計画部２０Ｂは、ユニットエネルギ管理装置５と電気的に接続されている。ユニット計画部２０Ｂには、ユニットエネルギ管理装置５から、ユニット１０Ａの制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量が入力される。

【0031】

ユニット指令部２０Ｃは、ユニット情報取得部２０Ａとユニット計画部２０Ｂとに電気的に接続されている。ユニット指令部２０Ｃは、ユニット情報取得部２０Ａが取得する複数の機器２１，２２，２３のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報と、ユニット計画部２０Ｂを介してユニットエネルギ管理装置５から入力される指令内容を用いて、複数の機器２１，２２，２３のそれぞれの制御時間と、複数の機器２１，２２，２３のそれぞれに割り当てられる、エネルギの融通量を決定する。ユニット指令部２０Ｃは、複数の機器２１，２２，２３に対して、複数の機器２１，２２，２３のそれぞれの制御時間とエネルギの融通量で指令をおこなう。

【0032】

複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３のそれぞれは、機器制御部と、機器機能部と、を備える。ここでは、図３を用いて、ユニット１０Ａが備える機器２１，２２，２３のそれぞれが備える、機器制御部２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ、および、機器機能部２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂの機能について説明するが、複数の機器３１，３２，３３，４１，４２，４３のそれぞれについても同様の構成を有する。

【0033】

機器制御部２１Ａ，２２Ａ，２３Ａのそれぞれは、機器計画部２１Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃと、機器指令部２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄと、を備える。機器計画部２１Ｃは、ユニット指令部２０Ｃが出力する機器２１の制御時間とエネルギの融通量を満たす範囲内で、機器２１において最適な運転パターン（出力計画）を決定する。ここで、最適な運転パターンとして、例えば、運転の効率性や、機器２１の耐久性を考慮した運転パターンなどが挙げられる。機器指令部２１Ｄは、機器計画部２１Ｃが決定した運転パターンで機器機能部２１Ｂを制御する。機器計画部２２Ｃは、ユニット指令部２０Ｃが出力する機器２２の制御時間とエネルギの融通量を満たす範囲内で、機器２２において最適な運転パターン（出力計画）を決定する。ここで、最適な運転パターンとして、機器２１の場合と同様に、運転の効率性や、機器２２の耐久性を考慮した運転パターンなどが挙げられる。機器指令部２２Ｄは、機器計画部２２Ｃが決定した運転パターンで機器機能部２２Ｂを制御する。機器計画部２３Ｃは、ユニット指令部２０Ｃが出力する機器２３の制御時間とエネルギの融通量を満たす範囲内で、機器２３において最適な運転パターン（出力計画）を決定する。ここで、最適な運転パターンとして、機器２１の場合と同様に、運転の効率性や、機器２３の耐久性を考慮した運転パターンなどが挙げられる。機器指令部２３Ｄは、機器計画部２３Ｃが決定した運転パターンで機器機能部２３Ｂを制御する。

【0034】

機器機能部２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂのそれぞれは、機器２１，２２，２３のそれぞれに特有の機能を発揮する。例えば、機器が蓄電池である場合、機器機能部は、電池を有する蓄電部であったり、機器が発電機である場合、機器機能部は、発電部であったりする。機器機能部２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂのそれぞれは、機器指令部２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄのそれぞれと電気的に接続されており、機器指令部２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄのそれぞれが出力する運転パターンに応じて、機能を発揮する。

【0035】

以上説明した、本実施形態のエネルギ管理システム１Ａによれば、ユニットエネルギ管理装置５は、複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれに対して、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの制御時間と、制御時間でのユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ間のエネルギの融通量で指令をおこなう。複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれは、ユニットエネルギ管理装置５から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定する。これにより、ユニットエネルギ管理装置５がユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの動作パターンまで決定する場合に比べ、ユニットエネルギ管理装置５の負荷を低減することができる。さらに、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ユニットエネルギ管理装置５から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができるため、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとのレベルでの最適運転を実現することができる。

【0036】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ａによれば、ユニットエネルギ管理装置５は、機器エネルギ管理装置２０，３０，４０のそれぞれのエネルギに関する情報を取得する工場情報取得部５Ａを備えている。これにより、ユニットエネルギ管理装置５は、複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの運転状態に関する情報と管理対象の運転計画とを用いて、制御時間とエネルギの融通量とを決定する。これにより、ユニットエネルギ管理装置５は、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの運転状態を考慮してエネルギの融通計画を立案し、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれに対して、制御時間とエネルギの融通量を指令することができる。

【0037】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ａによれば、ユニット１０Ａにおいて、機器エネルギ管理装置２０は、複数の機器２１，２２，２３のそれぞれに対して、機器２１，２２，２３のそれぞれの制御時間と、制御時間での機器２１，２２，２３のエネルギの融通量で指令をおこなう。複数の機器２１，２２，２３のそれぞれは、機器エネルギ管理装置２０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量にあわせて、動作パターンを決定する。これは、ユニット１０Ｂとユニット１０Ｃにおいても同様である。これにより、ユニット１０Ａでは、機器エネルギ管理装置２０が機器２１，２２，２３のそれぞれの動作パターンまで決定する場合に比べ、機器エネルギ管理装置２０の負荷を低減することができる。さらに、機器２１，２２，２３は、機器エネルギ管理装置２０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができるため、機器２１，２２，２３ごとのレベルでの最適運転を実現することができる。このような効果は、ユニット１０Ｂが備える機器エネルギ管理装置３０とユニット１０Ｃが備える機器エネルギ管理装置４０においても同様である。

【0038】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ａによれば、エネルギ管理システム１Ａは、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギを管理するユニットエネルギ管理装置５と、ユニットに含まれる複数の機器のエネルギを管理する機器エネルギ管理装置２０，３０，４０と、が階層的に配置されている。これにより、比較的多くの機器のエネルギを管理するための負荷を、ユニットエネルギ管理装置５と複数の機器エネルギ管理装置２０，３０，４０とで分担することができるとともに、個別の機器レベルでの最適運転を実現することができる。

【0039】

また、本実施形態のエネルギ管理方法によれば、複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに対して、複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう工程を備える。複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれでは、指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定することができるため、ユニットエネルギ管理装置５が複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれの動作パターンまで決定する場合に比べ、ユニットエネルギ管理装置５の負荷を低減することができる。さらに、複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれは、指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができる。これにより、個別のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃレベルでの最適運転を実現することができる。

【0040】

＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態のエネルギ管理システムの管理対象を説明する模式図である。図５は、第２実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。第２実施形態のエネルギ管理システム１Ｂは、水電解装置５２、水素タンク５３、蓄電池５４などを含むユニット１０Ｄを備える工場１０に適用される。

【0041】

エネルギ管理システム１Ｂは、ユニットエネルギ管理装置５と、ユニット１０Ｄを管理する機器エネルギ管理装置５０を備える（図５参照）。機器エネルギ管理装置５０は、第１実施形態の機器エネルギ管理装置２０と同様の構成と機能を有している。これにより、エネルギ管理システム１Ｂは、工場１０全体の運転計画を満たしつつユニットエネルギ管理装置５の負荷を低減し、主に、水電解装置５２での最適運転を実現する。なお、ユニット１０Ｄは、第１実施形態のユニット１０Ａの変形例ともいえる。

【0042】

本実施形態では、ユニット１０Ｄは、太陽光発電装置５１１と、系統電力中継装置５１２と、水電解装置５２と、水素タンク５３と、水素消費部５５１と、蓄電池５４と、電力消費部５５２と、を備える。ユニット１０Ｄでは、太陽光発電装置５１１がエネルギの供給源として機能する。太陽光発電装置５１１から供給される電力は、水電解装置５２による水の電気分解に利用される。水の電気分解によって製造される水素は、水素タンク５３に貯蔵される。水素タンク５３に貯蔵される水素は、水素消費部５５１で消費される。また、太陽光発電装置５１１から供給される電力は、蓄電池５４に貯蔵され、蓄電池５４経由で水電解装置５２での水の電気分解にも利用されたり、電力消費部５５２で消費されたりする。さらに、ユニット１０Ｄ内のエネルギが不足する場合、系統電力中継装置５１２が他のユニットからユニット１０Ｄ内に電力を供給する。ユニット１０Ｄが備える機器のうち、機器エネルギ管理装置５０の管理の対象となりうるのは、水電解装置５２と、蓄電池５４と、である。本実施形態では、機器エネルギ管理装置５０は、水電解装置５２のみを制御し、蓄電池５４への指令を行わないものとする。蓄電池５４は、系統周波数（直流グリッドの場合は、系統電圧）を維持するように、機器エネルギ管理装置５０とは独立に動くものとする。

【0043】

本実施形態の機器エネルギ管理装置５０は、ユニット情報取得部５０Ａと、ユニット計画部５０Ｂと、ユニット指令部５０Ｃと、を備える。ユニット情報取得部５０Ａは、図５に示すように、水電解装置５２と、蓄電池５４と、水素タンク５３と、に電気的に接続している。ユニット情報取得部５０Ａは、水電解装置５２、蓄電池５４、および、水素タンク５３のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報を取得する。

【0044】

ユニット計画部５０Ｂは、ユニットエネルギ管理装置５と電気的に接続されている。ユニット計画部５０Ｂには、ユニットエネルギ管理装置５から、ユニット１０Ｄの制御時間と、その制御時間でのエネルギの融通量が入力される。ユニット計画部５０Ｂは、ユニット情報取得部５０Ａが取得する水電解制御部５２Ａと蓄電制御部５４Ａのそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報と、ユニット１０Ｄの制御時間と、その制御時間でのエネルギの融通量とを用いて、水電解装置５２の運転計画を立案する。本実施形態では、水電解装置５２の出力（蓄電池充放電出力と水電解出力）、および、蓄電池５４のエネルギ貯蔵量の計画を、例えば、０．５時間単位で２４時間後まで、最適化計算で導出する。最適化計算の手法としては、例えば、時間を離散点として扱い、混合整数計画法により、系統電力中継装置５１２による系統電力の導入量を最小化する解を導出する。なお、運転計画の立案における最適化の有無やその手法、計画における単位時間などは、これらに限定されない。

【0045】

ユニット指令部５０Ｃは、ユニット計画部５０Ｂが立案した運転計画に基づいて、水電解装置５２の制御期間を算出し、水電解装置５２に出力する。本実施形態では、ユニット指令部５０Ｃは、以下の式（１）を用いて、制御時間ｔ_hを算出する。

【数7】

式（１）において、ｔ_hは、エネルギ変換機器の制御時間（ｓ）であり、Ｅ_max-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-α_{_i}は、ｉ番目の上流側エネルギ貯蔵機器への入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、Ｅ_max-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-β_{_j}は、ｊ番目の下流側エネルギ貯蔵機器への入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、ｉ，ｊは、１以上の整数であり、ｎ_iは、上流側エネルギ貯蔵機器の数であり、ｎ_jは、下流側エネルギ貯蔵機器の数である。

【0046】

本実施形態では、式（１）の「上流側エネルギ貯蔵装置」とは、エネルギの移動方向において水電解装置５２の上流側に接続する蓄電池５４であり、「下流側エネルギ貯蔵装置」とは、エネルギの移動方向において水電解装置５２の下流側に接続する水素タンク５３である。本実施形態では、水電解装置５２の上流側と下流側とのそれぞれには、エネルギ貯蔵装置は、１つずつ接続していることから、ｉ，ｊは、いずれも１となる。

【0047】

ここで、ユニット指令部５０Ｃでの式（１）を用いた制御時間ｔ_hの算出の具体例を説明する。式（１）を用いる計算の一例として、蓄電池５４のエネルギ貯蔵量の上限を５０（ＭＷｈ）とし、下限を０（ＭＷｈ）とする。水素タンク５３のエネルギ貯蔵量の上限を１００（ＭＷｈ）とし、下限を０（ＭＷｈ）とする。蓄電池５４の現在のエネルギ貯蔵量を１０（ＭＷｈ）とし、水素タンク５３の現在のエネルギ貯蔵量を６０（ＭＷｈ）とする。蓄電池５４と水素タンク５３のそれぞれの入出力の想定予実ずれを１５（ＭＷｈ）、１０（ＭＷｈ）と設定する。この入出力の想定予実ずれは、経験則から決定してもよいし、何らかの予測モデルを基に決定してもよい。これらの数値を式（１）に代入すると、制御時間ｔ_hは、以下のように計算される。
ｔ_h＝Ｍｉｎ（Ｍｉｎ（（５０－１０）／１５，（１０－０）／１５），Ｍｉｎ（（１００－６０）／１０，（６０－０）／１０））
＝Ｍｉｎ（Ｍｉｎ（２．６７，０．６７），Ｍｉｎ（４，６））
＝０．６７［ｈｏｕｒ］

【0048】

ユニット指令部５０Ｃは、ユニット計画部５０Ｂが立案した運転計画に基づいて、水電解装置５２のエネルギの融通量Ｅを算出する。ユニット指令部５０Ｃは、以下の式（３）を用いて、エネルギの融通量Ｅを算出する。

【数8】

式（３）において、ｔ_nowは、現在時刻（ｓ）であり、ｔ_hは、水電解装置５２の制御時間（ｓ）であり、Ｐ_{op_}εは、水電解装置５２の運転計画出力値（Ｗ）である。

【0049】

図６は、水電解装置の運転計画出力値の時間変化を説明する図である。図６には、一例として、工場１０内でのエネルギの需給予測に基づく水電解装置５２の運転計画出力が実線で示されている（図６の実線Ｇ１）。具体的には、現在時刻ｔ_now＝０として、水電解装置５２の運転計画出力値Ｐ_{op_}εは、図６に示すように、０．５時間単位で変化する。式（３）で示したように、水電解装置５２の運転計画における時刻ｔ_nowから時刻（ｔ_now＋ｔ_h）までの積分がエネルギの融通量Ｅとなるため、図６に示す斜線部Ｓ１の面積が、水電解装置５２におけるエネルギの融通量Ｅに相当する。すなわち、図６に示す例では、エネルギの融通量Ｅは、図６を用いて、以下のように計算される。
Ｅ＝１０×０．５＋２０×０．１７＝８．４（ＭＷｈ）

【0050】

ユニット指令部５０Ｃは、このようにして、水電解装置５２の制御時間ｔ_hと、水電解装置５２におけるエネルギの融通量Ｅを算出する。ユニット指令部５０Ｃは、水電解装置５２の制御時間ｔ_hと、水電解装置５２におけるエネルギの融通量Ｅを含む情報を水電解制御部５２Ａに出力する。

【0051】

水電解装置５２は、水電解制御部５２Ａと、水電解部５２Ｂと、を備える。水電解制御部５２Ａは、ユニット指令部５０Ｃの指令に応じて、水の電気分解を行う水電解部５２Ｂを制御する。蓄電池５４は、蓄電制御部５４Ａと、蓄電部５４Ｂと、を備える。蓄電制御部５４Ａは、上述したように、機器エネルギ管理装置５０とは独立に、電力の充放電を行う蓄電部５４Ｂを制御する。

【0052】

本実施形態では、水電解制御部５２Ａは、ユニット指令部５０Ｃから入力される水電解装置５２の制御時間ｔ_hと、水電解装置５２におけるエネルギの融通量Ｅを含む情報に基づいて、例えば、制御時間ｔ_h＝０．６７（時間）内に、エネルギの融通量Ｅ＝８．４（ＭＷｈ）に相当する水素を生成することができるように、運転パターンを決定する。本実施形態では、水電解制御部５２Ａは、ユニット指令部５０Ｃから入力される制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅの範囲内で、水電解装置５２の能力や耐久性などの各種の制約、運転効率などを考慮して、最適な運転パターンを決定する。このとき、制御時間ｔ_hの値を可能な限り大きくとることで、水電解制御部５２Ａでの制御自由度を増加させることができる。

【0053】

算出される制御時間ｔ_hが短くなると、水電解制御部５２Ａが短期間で指令を更新することが難しくなる。本実施形態では、制御時間ｔ_hが所定値以下になった場合、機器エネルギ管理装置５０は、制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅに関する指令の出力を中断し、水電解装置５２に直接指令を出力する。このときの所定値は、例えば、水電解制御部５２Ａの応答が間に合わなくなる時間としてもよいし、それ以上の時間を任意に設定することも可能である。

【0054】

以上説明した、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｂによれば、機器エネルギ管理装置５０は、水電解装置５２に対して、水電解装置５２の制御時間と、制御時間での水電解装置５２と蓄電池５４と水素タンク５３との間のエネルギの融通量で指令をおこなう。水電解装置５２は、機器エネルギ管理装置５０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定する。これにより、機器エネルギ管理装置５０が水電解装置５２の動作パターンまで決定する場合に比べ、機器エネルギ管理装置５０の負荷を低減することができる。さらに、水電解装置５２は、機器エネルギ管理装置５０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができるため、水電解装置５２レベルでの最適運転を実現することができる。

【0055】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｂによれば、ユニット指令部５０Ｃは、管理対象としての水電解装置５２の上流側に接続する蓄電池５４と下流側に接続する水素タンク５３とのそれぞれのエネルギ量に関する情報を用いて、水電解装置５２の制御時間とエネルギの融通量を決定する。これにより、蓄電池５４および水素タンク５３の実際の状態に合わせてエネルギを融通することができるため、蓄電池５４および水素タンク５３でのエネルギの過不足が発生することを抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｂによれば、ユニット指令部５０Ｃは、式（１）で示したように、蓄電池５４と水素タンク５３の現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に加え、蓄電池５４と水素タンク５３の入出力の想定予実ずれを用いて、水電解装置５２の制御時間を決定する。これにより、入出力の想定予実ずれを想定した上で機器ごとに適した制御時間を設定できるため、水電解装置５２でのエネルギの過不足の発生をさらに抑制することができる。

【0057】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｂによれば、機器エネルギ管理装置５０は、算出される制御時間ｔ_hが短くなりすぎると、水電解制御部５２Ａへの制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅの出力を停止する。これにより、水電解制御部５２Ａは、例えば、単位時間ごとに所定のエネルギの融通量を出力するなどして、水電解装置５２の動作が不安定になることを抑制することができる。

【0058】

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。第３実施形態のエネルギ管理システム１Ｃは、第２実施形態のエネルギ管理システム（図５）と比較すると、機器エネルギ管理装置５０のユニット指令部５０Ｃと蓄電池５４とが電気的に接続されている点が異なる。

【0059】

第３実施形態のエネルギ管理システム１Ｃでは、ユニット１０Ｄのエネルギを管理する場合、最初に、ユニット指令部５０Ｃから、水電解制御部５２Ａに制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅに含む情報が入力される（図７の符号Ｏｐ１）と、水電解制御部５２Ａは、制御時間ｔ_hの期間内の運転パターンを決定する。水電解制御部５２Ａは、運転パターンが決定すると、決定した運転パターンを機器エネルギ管理装置５０に送る（図７の符号Ｏｐ２）。機器エネルギ管理装置５０は、水電解制御部５２Ａから送られた運転パターンを用いて、例えば、ユニット１０Ｄ内の電力バランスが保てるように、蓄電池５４の出力（Ｗ）を算出し、蓄電制御部５４Ａに秒単位の指令を行う（図７の符号Ｏｐ３）。

【0060】

水電解制御部５２Ａが制御時間ｔ_hの時間内に運転パターンを変更する場合、水電解制御部５２Ａは、運転パターンを変更するたびに、機器エネルギ管理装置５０に、運転パターンの変更に関する情報を送る。機器エネルギ管理装置５０は、水電解制御部５２Ａから送られる情報を受けて、蓄電池５４への出力を算出し直し、蓄電制御部５４Ａに秒単位の指令を行う。

【0061】

以上説明した、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｃによれば、水電解装置５２を制御する水電解制御部５２Ａが、制御時間内に運転パターンを変更する場合、水電解制御部５２Ａは、運転パターンの変更に関する情報を機器エネルギ管理装置５０に送る。ユニット１０Ｄでは、水電解装置５２の運転パターンの変更によって、蓄電池５４のエネルギ貯蔵量の今後の時間変化も変わるため、機器エネルギ管理装置５０は、水電解装置５２の運転パターンの変更に合わせて、蓄電池５４の制御の内容を変更する。これにより、ユニット１０Ｄおよびユニット１０Ｄを含む工場１０におけるエネルギバランスを維持することができる。

【0062】

＜第４実施形態＞
図８は、第４実施形態のエネルギ管理システムの管理対象を説明する模式図である。図９は、本実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。第４実施形態のエネルギ管理システム１Ｄは、水電解装置６２、水素タンク６３、燃料電池６４、蓄電池６５、メタン化装置６６、メタンガスタンク６７、発電機６８、などを備えるユニット１０Ｅを備える工場１０に適用される。

【0063】

エネルギ管理システム１Ｄは、ユニット１０Ｅを管理する機器エネルギ管理装置６０を備える。機器エネルギ管理装置６０は、第１実施形態の機器エネルギ管理装置２０と同様の機能を有しており、ユニット情報取得部６０Ａと、ユニット計画部６０Ｂと、ユニット指令部６０Ｃと、を備える。これにより、エネルギ管理システム１Ｄは、工場１０全体の運転計画を満たしつつユニットエネルギ管理装置５の負荷を低減し、水電解装置５２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれでの最適運転を実現する。なお、ユニット１０Ｅは、第１実施形態のユニット１０Ａの変形例ともいえる。

【0064】

本実施形態では、ユニット１０Ｅは、太陽光発電装置６１１と、系統電力中継装置６１２と、水電解装置６２と、水素タンク６３と、燃料電池６４と、蓄電池６５と、電力消費部６９１と、メタン化装置６６と、メタンガスタンク６７と、メタン消費部６９２と、発電機６８と、を備える。ユニット１０Ｅでは、エネルギの供給源として機能する太陽光発電装置６１１は、発生した電力を水電解装置６２と蓄電池６５と電力消費部６９１とに供給する。水電解装置６２は、太陽光発電装置６１１や蓄電池６５から供給される電力を利用して水を電気分解し、水素を発生させる。水素タンク６３は、水電解装置６２で発生する水素を貯蔵する。燃料電池６４は、水素タンク６３に貯蔵される水素を用いて電力を発生させる。蓄電池６５は、燃料電池６４で発生した電力を蓄電するとともに、太陽光発電装置６１１で発生する電力の一部も蓄電する。

【0065】

メタン化装置６６は、水素タンク６３に貯蔵される水素と、ユニット１０Ｅの外部から供給される二酸化炭素を用いてメタンを生成する（４Ｈ₂＋ＣＯ₂→ＣＨ₄＋２Ｈ₂Ｏ）。二酸化炭素は、例えば、ユニット１０Ｅの外部に設置されている燃焼器から排出される排ガスから回収するなどの手段で取得可能である。メタンガスタンク６７は、メタン化装置６６で発生したメタンガスを貯留する。メタン消費部６９２は、メタンガスタンク６７に貯留されているメタンガスを利用する。

【0066】

発電機６８は、メタンガスタンク６７に貯留されているメタンガスを利用して発電する。発電機６８が発電した電力は、水電解装置６２で利用されたり、蓄電池６５に蓄電されたりする。また、ユニット１０Ｅでは、ユニット１０Ｅ内のエネルギが不足する場合、系統電力中継装置６１２が他のユニットからユニット１０Ｅ内に電力を供給する。

【0067】

ユニット１０Ｅが備える装置のうち、機器エネルギ管理装置６０の管理の対象となりうるのは、蓄電池６５と、水電解装置６２と、燃料電池６４と、メタン化装置６６と、発電機６８とである。本実施形態では、機器エネルギ管理装置６０は、水電解装置６２と、燃料電池６４と、メタン化装置６６と、発電機６８と、を制御する。本実施形態では、機器エネルギ管理装置６０は、蓄電池６５への指令を行わないものとして、例えば、第２実施形態の蓄電池５４のように、蓄電制御部６５Ａは、上述したように、機器エネルギ管理装置６０とは独立に、電力の充放電を行う蓄電部６５Ｂを制御する。

【0068】

本実施形態の機器エネルギ管理装置６０は、ユニット情報取得部６０Ａと、ユニット計画部６０Ｂと、ユニット指令部６０Ｃと、を備える。ユニット情報取得部６０Ａは、図９に示すように、蓄電池６５と、水電解装置６２と、燃料電池６４と、メタン化装置６６と、発電機６８とに電気的に接続しており、蓄電池６５、水電解装置６２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報を取得する。

【0069】

ユニット計画部６０Ｂは、ユニットエネルギ管理装置５と電気的に接続されており、ユニットエネルギ管理装置５から、ユニット１０Ｅの制御時間と、その制御時間でのエネルギの融通量が入力される。ユニット計画部６０Ｂは、ユニット情報取得部６０Ａが取得する、蓄電池６５、水電解装置６２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報と、ユニット１０Ｅの制御時間と、その制御時間でのエネルギの融通量とを用いて、水電解装置６２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれの運転計画を立案する。

【0070】

ユニット指令部６０Ｃは、ユニット計画部６０Ｂが立案した運転計画に基づいて、電水電解装置６２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれの制御期間とエネルギの融通量を算出し、それぞれの機器に出力する。本実施形態では、ユニット指令部６０Ｃは、例えば、第２実施形態の式（１）および式（３）のそれぞれを用いて、水電解装置６２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれの制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを算出する。ユニット指令部６０Ｃは、算出した制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを含む情報を、水電解装置６２、燃料電池６４、メタン化装置６６、および、発電機６８のそれぞれに出力する。

【0071】

水電解装置６２は、エネルギの移動方向において、蓄電池６５が上流側に接続され、水素タンク６３が下流側に接続されている（図８参照）。したがって、水電解装置６２については、ユニット指令部６０Ｃにおける式（１）を用いた制御時間ｔ_hの算出では、蓄電池６５と水素タンク６３のそれぞれの現在のエネルギ貯蔵量、エネルギ貯蔵量の上下限、および、入出力の想定予実ずれを用いる。水電解装置６２の水電解制御部６２Ａは、ユニット指令部６０Ｃが出力する算出した制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを含む情報に基づいて、最適な運転パターンを決定し、水の電気分解を行う水電解部６２Ｂに出力する。これにより、水電解部６２Ｂは、ユニット１０Ｅの運転計画を満たしつつ、最適な運転パターンで運転する。

【0072】

燃料電池６４は、エネルギの移動方向において、水素タンク６３が上流側に接続され、蓄電池６５が下流側に接続されている（図８参照）。したがって、燃料電池６４については、ユニット指令部６０Ｃにおける式（１）を用いた制御時間ｔ_hの算出では、水素タンク６３と蓄電池６５のそれぞれの現在のエネルギ貯蔵量、エネルギ貯蔵量の上下限、および、入出力の想定予実ずれを用いる。燃料電池６４の燃料電池制御部６４Ａは、ユニット指令部６０Ｃが出力する算出した制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを含む情報に基づいて、最適な運転パターンを決定し、水と酸素の反応によって発電する燃料電池部６４Ｂに出力する。これにより、燃料電池部６４Ｂは、ユニット１０Ｅの運転計画を満たしつつ、最適な運転パターンで運転する。

【0073】

メタン化装置６６は、エネルギの移動方向において、水素タンク６３が上流側に位置し、メタンガスタンク６７が下流側に位置する。したがって、メタン化装置６６については、ユニット指令部６０Ｃにおける式（１）を用いた制御時間ｔ_hの算出では、水素タンク６３とメタンガスタンク６７のそれぞれの現在のエネルギ貯蔵量、エネルギ貯蔵量の上下限、および、入出力の想定予実ずれを用いる。メタン化装置６６の反応制御部６６Ａは、ユニット指令部６０Ｃが出力する算出した制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを含む情報に基づいて、最適な運転パターンを決定し、水素と二酸化炭素の反応によってメタンを生成するメタン化反応部６６Ｂに出力する。これにより、メタン化反応部６６Ｂは、ユニット１０Ｅの運転計画を満たしつつ、最適な運転パターンで運転する。

【0074】

発電機６８は、エネルギの移動方向において、メタンガスタンク６７が上流側に位置し、蓄電池６５が下流側に位置する。したがって、発電機６８については、ユニット指令部６０Ｃにおける式（１）を用いた制御時間ｔ_hの算出では、メタンガスタンク６７と蓄電池６５のそれぞれの現在のエネルギ貯蔵量、エネルギ貯蔵量の上下限、および、出力の想定予実ずれを用いる。発電機６８の発電制御部６８Ａは、ユニット指令部６０Ｃが出力する算出した制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを含む情報に基づいて、最適な運転パターンを決定し、メタンガスの燃焼によって発電する発電部６８Ｂに出力する。これにより、発電部６８Ｂは、ユニット１０Ｅの運転計画を満たしつつ、最適な運転パターンで運転する。

【0075】

以上説明した、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｄによれば、機器エネルギ管理装置６０は、水電解装置６２と燃料電池６４とメタン化装置６６と発電機６８のそれぞれに対して、制御時間と、制御時間でのエネルギの融通量で指令をおこなう。水電解装置６２と燃料電池６４とメタン化装置６６と発電機６８のそれぞれは、機器エネルギ管理装置６０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定する。これにより、機器エネルギ管理装置６０が水電解装置６２と燃料電池６４とメタン化装置６６と発電機６８のそれぞれの動作パターンまで決定する場合に比べ、機器エネルギ管理装置６０の負荷を低減することができる。さらに、水電解装置６２と燃料電池６４とメタン化装置６６と発電機６８のそれぞれは、機器エネルギ管理装置６０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができるため、水電解装置６２と燃料電池６４とメタン化装置６６と発電機６８のそれぞれのレベルでの最適運転を実現することができる。

【0076】

＜第５実施形態＞
図１０は、第５実施形態のエネルギ管理システムの管理対象を説明する模式図である。図１１は、本実施形態のエネルギ管理システムの構成を説明する模式図である。第５実施形態のエネルギ管理システム１Ｅは、２つの蓄電池７２，７３を備えるユニット１０Ｆを備える工場１０に適用される（図１０参照）。

【0077】

エネルギ管理システム１Ｅは、ユニット１０Ｆを管理する機器エネルギ管理装置７０を備える。機器エネルギ管理装置７０は、第１実施形態の機器エネルギ管理装置２０と同様の機能を有しており、これにより、第５実施形態のエネルギ管理システム１Ｆは、工場１０全体でのシステム運転計画を満たしつつユニットエネルギ管理装置５の負荷を低減し、２つの蓄電池７２，７３のいずれか一方での最適運転を実現する。なお、ユニット１０Ｆは、第１実施形態のユニット１０Ａの変形例ともいえる。

【0078】

本実施形態では、ユニット１０Ｆは、太陽光発電装置７１１と、系統電力中継装置７１２と、２つの蓄電池７２，７３と、電力消費部７４と、を備える。ユニット１０Ｆでは、太陽光発電装置７１１がエネルギの供給源として機能する。太陽光発電装置７１１から供給される電力は、２つの蓄電池７２，７３に貯蔵される。太陽光発電装置７１１に貯蔵される電力は、電力消費部７４で消費される。また、ユニット１０Ｆでは、ユニット１０Ｆ内のエネルギが不足する場合、系統電力中継装置７１２が他のユニットからユニット１０Ｆ内に電力を供給する。ユニット１０Ｆが備える装置のうち、機器エネルギ管理装置７０の管理の対象となりうるのは、蓄電池７２と蓄電池７３とである。本実施形態では、機器エネルギ管理装置７０は、蓄電池７３への指令を行わないものとして、例えば、第２実施形態の蓄電池５４のように、蓄電制御部７３Ａは、上述したように、機器エネルギ管理装置７０とは独立に、電力の充放電を行う蓄電部７３Ｂを制御する。

【0079】

本実施形態の機器エネルギ管理装置７０は、装置情報取得部７０Ａと、ユニット計画部７０Ｂと、ユニット指令部７０Ｃと、を備える。装置情報取得部７０Ａは、図１１に示すように、２つの蓄電池７２，７３のそれぞれに電気的に接続している。装置情報取得部７０Ａは、蓄電池７２，７３のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報を取得する。

【0080】

ユニット計画部７０Ｂは、ユニットエネルギ管理装置５と電気的に接続されている。ユニット計画部７０Ｂには、ユニットエネルギ管理装置５から、ユニット１０Ｆの制御時間と、その制御時間でのエネルギの融通量が入力される。ユニット計画部７０Ｂは、装置情報取得部７０Ａが取得する２つの蓄電池７２，７３のそれぞれの運転状態やエネルギ状態に関する情報と、ユニット１０Ｆの制御時間と、その制御時間でのエネルギの融通量とを用いて、蓄電池７２の蓄電計画を立案する。

【0081】

ユニット指令部７０Ｃは、ユニット計画部７０Ｂが立案した運転計画に基づいて、蓄電池７２の制御期間を算出し、蓄電池７２に出力する。本実施形態では、ユニット指令部７０Ｃは、以下の式（２）を用いて、制御時間ｔ_hを算出する。

【数9】

式（２）において、ｔ_hは、特定のエネルギ貯蔵機器の制御時間（ｓ）であり、Ｅ_max-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-γは、特定のエネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、Ｅ_max-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の上限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_min-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の下限エネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｅ_now-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の現在のエネルギ貯蔵量（Ｗｈ）であり、Ｐ_er-δ_{_i}は、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているｉ番目のエネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれ（Ｗ）であり、ｉは、１以上の整数であり、ｎ_iは、特定のエネルギ貯蔵機器に接続されているエネルギ貯蔵機器の数である。

【0082】

本実施形態では、式（２）の「特定のエネルギ貯蔵装置」とは、蓄電池７２であり、「接続されているエネルギ貯蔵装置」とは、蓄電池７３である。本実施形態では、蓄電池７２に接続されているエネルギ貯蔵装置は、蓄電池７３のみであることから、ｉは、１である。

【0083】

ユニット指令部７０Ｃは、ユニット計画部７０Ｂが立案した運転計画に基づいて、蓄電池７２のエネルギの融通量Ｅを算出する。ユニット指令部７０Ｃは、第２実施形態と同様に、式（３）を用いて、エネルギの融通量Ｅを算出する。

【数10】

式（３）において、ｔ_nowは、現在時刻（時間）であり、ｔ_hは、蓄電池７２の制御時間（ｓ）であり、Ｐ_{op_}εは、蓄電池７２の運転計画出力値（Ｗ）である。

【0084】

ユニット指令部７０Ｃは、蓄電池７２の制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを算出する。ユニット指令部７０Ｃは、蓄電池７２の制御時間ｔ_hとエネルギの融通量Ｅを含む情報を、蓄電池７２の蓄電制御部７２Ａに出力する。蓄電制御部７２Ａは、ユニット指令部７０Ｃの指令に応じて、蓄電する蓄電部７２Ｂを制御する。

【0085】

以上説明した、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｅによれば、機器エネルギ管理装置７０は、蓄電池７２に対して、蓄電池７２の制御時間と、制御時間での蓄電池７２と蓄電池７３との間のエネルギの融通量で指令をおこなう。蓄電池７２は、機器エネルギ管理装置７０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量に適合するように動作パターンを決定する。これにより、機器エネルギ管理装置７０が蓄電池７２の動作パターンまで決定する場合に比べ、機器エネルギ管理装置７０の負荷を低減することができる。さらに、蓄電池７２は、機器エネルギ管理装置７０から指令された制御時間と制御時間でのエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身の最適な動作パターンを決定することができるため、蓄電池７２レベルでの最適運転を実現することができる。

【0086】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｅによれば、ユニット指令部７０Ｃは、管理対象としての蓄電池７２について、蓄電池７２に接続する蓄電池７３のエネルギ量に関する情報を用いて、蓄電池７２の制御時間とエネルギの融通量を決定する。これにより、蓄電池７３の実際の状態に合わせてエネルギを融通するため、蓄電池７３でのエネルギの過不足が発生することを抑制することができる。

【0087】

また、本実施形態のエネルギ管理システム１Ｅによれば、ユニット指令部７０Ｃは、蓄電池７３の現在のエネルギ貯蔵量とエネルギ貯蔵量の上下限値との差分に加え、エネルギ貯蔵機器の入出力の想定予実ずれを用いて、蓄電池７２の制御時間を決定する。これにより、入出力の想定予実ずれを想定した上で機器ごとに適した制御時間を設定できるため、蓄電池７３でのエネルギの過不足の発生をさらに抑制することができる。

【0088】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0089】

［変形例１］
上述の実施形態では、エネルギ管理システムは、ユニットエネルギ管理装置５によって複数のユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのエネルギを管理し、機器エネルギ管理装置２０，３０，４０などのそれぞれによって、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃなどのそれぞれに属する複数の機器を管理するとした。しかしながら、エネルギ管理システムの構成は、これに限定されない。１つのエネルギ管理装置によって、複数の機器を直接管理してもよい。

【0090】

図１２は、第１実施形態のエネルギ管理システムの変形例を説明する模式図である。図１２に示す工場１０は、工場エネルギ管理装置６と、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３を備えている。工場エネルギ管理装置６は、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３のそれぞれと電気的に接続されており、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３のそれぞれのエネルギの需給量や貯蔵量など、エネルギに関する情報を収集する。工場エネルギ管理装置６は、第１実施形態のユニットエネルギ管理装置５と同様の構成を有しており、工場情報取得部６Ａと、工場計画部６Ｂと、工場指令部６Ｃと、を備える。工場エネルギ管理装置６は、工場１０全体の運転計画を満たすように立案される、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３のそれぞれのエネルギの融通計画に基づいて、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３のそれぞれに、制御時間と、エネルギの融通量の指令を出力する。複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３のそれぞれは、工場エネルギ管理装置６が出力する制御時間とエネルギの融通量を満たす範囲内で、自身において最適な運転パターンを決定する。これにより、工場エネルギ管理装置６の負荷を低減することができるとともに、工場１０全体の運転計画を満たしつつ、複数の機器のそれぞれのレベルでの最適運転を実現することができる。

【0091】

［変形例２］
上述の実施形態では、ユニットエネルギ管理装置５は、機器エネルギ管理装置に属する装置のエネルギに関する情報を取得する工場情報取得部５Ａを備えるとした。しかしながら、工場情報取得部５Ａを備えていなくてもよい。この場合、工場計画部５Ｂは、工場１０全体の運転計画を満たすように、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギの融通計画を立案してもよい。

【0092】

［変形例３］
第１～５実施形態では、エネルギ管理システムは、ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのそれぞれのエネルギを管理するユニットエネルギ管理装置５と、ユニットに含まれる複数の機器のエネルギを管理する機器エネルギ管理装置とが階層的に配置されているとした。３つ以上の管理装置が階層的に配置されていてもよい。

【0093】

［変形例４］
上述の実施形態では、エネルギ管理システムは、複数の機器２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３を備える工場１０内でのエネルギを管理するとした。しかしながら、エネルギ管理システムの管理対象は、工場に限定されない。複数の要素を含んでおり、要素間でエネルギのやり取りが行われるものであれば、エネルギ管理システムの管理対象とすることができる。

【0094】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0095】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ…エネルギ管理システム
５…ユニットエネルギ管理装置
６…工場エネルギ管理装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ…ユニット
２０，３０，４０，５０，６０，７０…機器エネルギ管理装置
２１，２２，２３，３１，３２，３３，４１，４２，４３…機器
５２，６２…水電解装置
５３，６５，７２，７３…蓄電池
５４，６３…水素タンク
６４…燃料電池
６６…メタン化装置
６７…メタンガスタンク
６８…発電機
ｔ_h…制御時間
Ｅ…エネルギの融通量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】