[0001] 本公开涉及电力系统。

[0002] 日本特开2018－107981号公报公开了一种配电系统，其能够减小在配电线中流动的电流(潮流)，能够谋求降低成本，并且，能够进行稳定的电力供给。在该配电系统中，由经由配电线而连接于杆式变压器的多个独立住宅和共享蓄电池形成电力交换街区，所述杆式变压器对电力网(电力系统)的电力进行降压。并且，对共享蓄电池等的充放电进行控制，以使得电力交换街区的配电线的电力状态被控制为预定状态。

[0003] 在日本特开2018－107981号公报中，通过对共享蓄电池等的充放电量进行控制以使得在配电线中流动的电流值成为预定值以下，由此电力交换街区的配电线的电力状态被控制为预定状态。在住宅设置有各种用电设备(电负载)。这些电负载中存在具备电容性负载、感应性负载的负载，在向这些电负载接入电源时(电负载启动时)，会产生浪涌电流(inrushcurrent)或者启动电流。浪涌电流或者启动电流有时也会成为稳态电流的十数倍，会导致电压下降。

[0004] 特别是，在共享配电用变压器(杆式变压器)的多个住宅中同时产生了浪涌电流或者启动电流的情况下，有可能导致大的电压下降，有可能无法忽略对电力网产生的影响。另外，在配电用变压器和配电线中流动的电流变得非常大，需要容许电流值大的设备。日本特开2018－107981号公报未提及由浪涌电流等导致的这些问题。

[0025] 以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细的说明。此外，对附图中的相同或者相当的部分标记同一标号，不重复进行其说明。

[0026] 图1是概略地表示本实施方式涉及的电力系统的整体构成的图。如图1所示，电力系统100包括电力网(电力系统)1、配电变电站3、配电用变压器(杆式变压器)5、住宅10、共享电池20以及服务器200。

[0027] 电力网1是包括发电站、送电线、高压变电站等的电力系统，是由电力零售商等管理的电力网。电力网1的送电线2的电力通过配电变电站3例如被降压为6.6kV的电压，并被输送至配电线4。配电线4的电力通过配电用变压器5例如被降压为单相三线式100V/200V，并被输送至配电线6。配电用变压器5例如可以为容量30kVA的杆式变压器。

[0028] 配电线6经由各住宅用的入户线7而连接于多个住宅10。由此，从配电用变压器5输送到了配电线6的电力被供给至多个住宅10。另外，在配电线6经由入户线7而连接有共享电池20。在本实施方式中，5所住宅10和1台共享电池20经由一个配电用变压器5而连接于电力网1。此外，将由共享一个配电用变压器5(与配电用变压器5连接)的住宅10和共享电池20构成的低压电力系统称为配电街区DB。

[0029] 图2是表示本实施方式涉及的住宅的概略构成的图。与配电线6连接的入户线7经由智能仪表50而连接于宅内电力线8。智能仪表50是具备通信功能的电子式电力量计，计测在预定计测期间(例如30分钟)中在电力网1与住宅10之间授受的电力量，每预定周期(例如每60分钟)而将所计测到的电力量与智能仪表50的识别码(ID)一起发送给电力零售商管辖的服务器300。

[0030] 在经由智能仪表50而连接于电力网1的住宅10中，经由支持HEMS(HomeEnergyManagementService(家庭能源管理服务))的配电盘11，例如使用宅内电力线而连接有功率调节器(PCS)12和太阳能发电装置13、热泵式热水器14、冰箱15、空气调节器(制冷制热装置)16、充放电设备17等的各种用电设备。由此，能够消耗从电力网1供给的电力，向电力网1供给由太阳能发电装置13发电产生的电力、从电动车辆40放电的电力(逆潮流)。这些各用电设备相当于本公开的“电负载”。

[0031] 充放电设备17是V2H(VehicletoHome(车辆到家庭))充放电设备，能够进行电动车辆40的蓄电装置的充电、和向电力网1放出从电动车辆40放电的电力的逆潮流。

[0032] 电动车辆40是搭载了未图示的电池(蓄电装置)的电动汽车(BEV：BatteryElectricVehicle)。但是，电动车辆40的类型为能够与充放电设备17连接的车辆即可，既可以是插电式混合动力车(PHEV：Plug‑inHybrid ElectricVehicle)，也可以是能够插电的燃料电池车(FCEV：FuelCell ElectricVehicle)。

[0033] 在住宅10设置有HEMS控制器30。HEMS控制器30构成为能够与支持HEMS的配电盘11、PCS12、冰箱15、制冷制热装置16等的各用电设备进行通信。HEMS控制器30取得各用电设备的信息，并且，对各用电设备的工作进行控制。

[0034] HEMS控制器30构成为能够与服务器200进行通信。服务器200经由HEMS控制器30，对冰箱15、制冷制热装置16等的各用电设备(设置于住宅10的电负载)进行控制。服务器200包括未图示的控制装置、存储装置以及通信装置，控制装置构成为执行预定的运算处理。存储装置包括存储由控制装置执行的程序的存储器，存储在该程序中使用的各种信息(映射(map)、关系式、参数等)。另外，存储装置包括数据库，存储有各住宅10的HEMS控制器30的识别码(ID)以及该ID的所在地信息、与各用电设备有关的数据等。通信装置包括通信接口，构成为能够与HEMS控制器30、服务器300等进行通信。

[0035] 此外，共享电池20(参照图1)暂时性地储存由太阳能发电装置13发电产生的电力，向各住宅10供给所储存的电力。

[0036] 设置于住宅10的各用电设备包括电容性负载、感应性负载。例如，冰箱15、制冷制热装置16包括电动压缩机。当为了启动电动压缩机(电动马达)而接入电源时，会产生浪涌电流或者启动电流。也存在浪涌电流或者启动电流为稳态电流的十数倍的大电流的情况。在配电街区DB中，在设置于住宅10的用电设备同时产生了浪涌电流的情况下，会在由多个住宅10共享(与住宅10连接)的配电用变压器5中流动与在住宅10的用电设备中产生了的浪涌电流的总和相当的大电流，会导致大的电压下降。

[0037] 要容许流动与在住宅10的各种用电设备中所产生的浪涌电流的总和相当的大电流，需要容许电流值大的配电用变压器5和容许电流值大的配电线6，设备的成本会上升。另外，当容许与在住宅10的各种用电设备中所产生的浪涌电流的总和相当的大电流时，有可能电压下降变大，有可能无法忽略对电力网1产生的影响。

[0038] 在本实施方式中，通过对配电街区DB中的住宅10的各种用电设备的启动定时(启动时期)进行仲裁，抑制在设置于住宅10的各种用电设备中同时产生浪涌电流。由此，抑制大的电压下降，并且，抑制在由多个住宅10共享的配电用变压器5和配电线6中流动大电流。

[0039] 在本实施方式中，HEMS控制器30取得各用电设备的信息，并且，对各用电设备的工作进行控制。设置于住宅10的各用电设备将用户接入了电源这一状况(将用电设备的开关设为了接通(ON))作为启动请求(ON请求)来发送给HEMS控制器30。另外，在工作中的各用电设备中，在要启动当前停止的浪涌电流大的设备时，也向HEMS控制器30发送启动请求(ON请求)。例如，在冰箱15、制冷制热装置16工作的期间中，当要启动之前停止的电动压缩机(电动马达)时，冰箱15、制冷制热装置16向HEMS控制器30发送启动请求。

[0040] HEMS控制器30当接收到启动请求时，将“发送了启动请求的用电设备的信息(种类、额定功耗等)”和“HEMS控制器30的识别码(ID)”作为启动请求信号发送给服务器200。服务器200在配电街区DB中从多个HEMS控制器30同时接收到启动请求信号的情况下，对各用电设备的启动时期(启动定时)进行仲裁，向各HEMS控制器30发送启动允许指令，以使得各用电设备的启动时期不重叠(各用电设备不同时启动)。服务器200在从HEMS控制器30接收到的启动请求信号与其他用电设备的启动时期不重叠的情况下(各用电设备不同时启动的情况下)，向HEMS控制器30(不进行仲裁地)发送启动允许指令。HEMS控制器30当从服务器200接收到启动允许指令时，基于启动允许指令来对用电设备进行控制，以使得发送了启动请求的用电设备启动。此外，在电源接入时(开关接通(ON)时)的浪涌电流比预定值小、即使同时产生浪涌电流也能够忽略对电力网1产生的影响的用电设备中，可以不向HEMS控制器
30发送启动请求(ON请求)并接收启动允许指令而进行启动。

[0041] 图3是表示在服务器200中执行的处理的一个例子的流程图。该流程图在服务器200中被按预定期间而反复进行处理。此外，按配电街区DB而由服务器200执行该处理。首先，在步骤(以下将步骤省略为“S”)10中，服务器200判定是否从HEMS控制器30接收到启动请求信号。在未从HEMS控制器30接收到启动请求信号的情况下，作出否定判定，结束本次的例程。

[0042] 在服务器200从HEMS控制器30接收到启动请求信号的情况下，作出肯定判定，进入S11。在S11中，服务器200判定所接收到的启动请求信号是否为多个。在从多个HEMS控制器30接收到了启动请求信号的情况下，判定为启动请求信号为多个。服务器200在从多个HEMS控制器30接收到了启动请求信号时，在S11中作出肯定判定，进入S12。

[0043] 在S12中，服务器200算出合计电力变动量ΣΔkW。服务器200根据在S10中接收的启动请求信号所包含的“发送了启动请求的用电设备的信息(种类、额定功耗等)”和“HEMS控制器30的识别码(ID)”算出由各用电设备中的浪涌电流引起的电力变动量ΔkW。例如，服务器200根据发送了启动请求的用电设备的种类和额定消耗电流算出浪涌电流的大小。此时，也可以为根据HEMS控制器30的ID推定用电设备的使用环境，算出浪涌电流的大小。例如，也可以为在用电设备的种类为制冷制热装置16的情况下，在该制冷制热装置16的额定功耗的基础上，根据HEMS控制器30的ID取得所在地信息，考虑该所在地的气温，算出浪涌电流的大小。然后，基于浪涌电流的大小来算出由浪涌电流导致的电力变动量ΔkW。

[0044] 服务器200按在S10中接收到的各启动请求信号(HEMS控制器30的各ID)，算出由浪涌电流导致的电力变动量ΔkW，对所算出的全部电力变动量ΔkW进行加法运算，由此，算出合计电力变动量ΣΔkW。

[0045] 接着，在S13中，判定合计电力变动量ΣΔkW的大小(绝对值)是否为容许值α以上。在合计电力变动量ΣΔkW的大小为容许值α以上的情况下(|ΣΔkW|≥α)，作出肯定判定，进入S14。容许值α例如可以根据能够在配电用变压器5和配电线6中容许的电流值来预先进行设定，或者也可以基于能够在电力网1中容许的电压下降量来进行设定。在S13中，在合计电力变动量ΣΔkW的大小比容许值α小的情况下(|ΣΔkW|＜α)，作出否定判定，进入S16。

[0046] 在S14中，在S10中接收到的启动请求信号之间(HEMS控制器30的ID之间)进行启动时期的仲裁。在本公开中，启动时期的仲裁是指发送错开了各用电设备的启动时期(启动定时)以使得各用电设备不同时启动的启动允许指令。例如，向该HEMS控制器30发送启动允许指令，以使得电力变动量ΔkW最大的用电设备即时地启动。然后，在电力变动量ΔkW最大的用电设备启动之后，向所对应的HEMS控制器30发送启动允许指令，以使得各用电设备具有数秒期间的间隙(间隔)地按电力变动量ΔkW的大小的顺序依次启动。启动时期的仲裁方法是任意的。例如，既可以为从HEMS控制器30的ID小的一方开始向各HEMS控制器30发送启动允许指令，以使得各用电设备依次具有数秒期间的间隙地进行启动，也可以为使用基于用电设备的种类的优先级，向各HEMS控制器30发送启动允许指令，以使得各用电设备依次具有数秒期间的间隙地进行启动。

[0047] 接收到了启动允许指令的HEMS控制器30基于启动允许指令来对发送了启动请求的用电设备进行控制，以使得该用电设备启动。启动允许指令例如包括“即时地启动用电设备的指令”、“在启动允许指令的接收后经过预定时间(数秒～十数秒)之后启动用电设备的指令”，是错开了各用电设备的启动时期(启动定时)以使得各用电设备不同时启动的启动允许指令。此外，启动允许指令也可以是对各用电设备的启动时刻进行指示来错开各用电设备的启动时期以使得各用电设备不同时启动的指令。

[0048] 在S10中接收到的启动请求信号为一个的情况下，在S11中作出否定判定，进入S15。在S15中，判定在前次的例程中在S14中执行了启动时期的仲裁时启动时期被延迟后的用电设备的启动时期(基于启动允许指令的启动时期)与基于本次在S10中接收到的启动请求信号的用电设备的启动时期是否同步。服务器200在对于本次在S10中接收到的启动请求信号发送了“即时地启动用电设备的指令”的启动允许指令的情况下，当该用电设备的启动时期与在前次的例程中在S14中执行了启动时期的仲裁时启动时期被延迟后的用电设备的启动时期(基于启动允许指令的启动时期)重叠时(同时启动时)，在S15中作出肯定判定，进入S12。

[0049] 在前次的例程中未在S14中进行启动时期的仲裁的情况下，在S15中作出否定判定，进入S16。另外，即使是在前次的例程中在S14中进行了启动时期的仲裁的情况下，当对于本次在S10中接收到的启动请求发送了“即时地启动用电设备的指令”的启动允许指令时，若该用电设备的启动时期与在前次的例程中在S14中执行了启动时期的仲裁时启动时期被延迟后的用电设备的启动时期(基于启动允许指令的启动时期)不重叠，则也在S15中作出否定判定，进入S16。

[0050] 在接着S15的S12中，通过对由发送了本次在S10中接收到的启动请求信号的用电设备(以下也称为本次用电设备)中的浪涌电流引起的电力变动量ΔkW、和由在前次的例程中因在S14中仲裁了启动时期而启动时期与本次用电设备重叠的用电设备中的浪涌电流引起的电力变动量ΔkW进行加法运算，从而算出合计电力变动量ΣΔkW，进入S13。S13的处理为如上述那样。

[0051] 在S16中，对于在S10中接收到的启动请求信号(HEMS控制器30)，发送“即时地启动用电设备的指令”来作为启动允许指令，结束本次的例程。

[0052] 在本实施方式中，设置于住宅10的各用电设备(电负载)向HEMS控制器30发信请求伴随预定值以上的浪涌电流或者启动电流的启动的启动请求。并且，设置于住宅10的各用电设备当从HEMS控制器30接收到对于启动请求的启动允许指令时，基于启动允许指令来进行启动。并且，服务器200在配电街区DB中从多个HEMS控制器30同时接收到启动请求信号的情况下，当对由各用电设备的浪涌电流导致的电力变动量ΔkW进行加法运算而得到的合计电力变动量ΣΔkW为容许值α以上时，对各用电设备的启动时期(启动定时)进行仲裁，向各HEMS控制器30发送启动允许指令，以使得各用电设备的启动时期不重叠(以使得各用电设备不同时启动)。因此，能够在配电街区DB中抑制在设置于各住宅10的用电设备中同时产生浪涌电流，能够抑制导致大的电压下降，能够减小对电力网1产生的影响。另外，能够抑制在由各住宅10共享的配电用变压器5和配电线6中流动大电流。

[0053] 在上述实施方式中，使用由浪涌电流引起的电力变动量ΔkW，判定电压下降的大小是否超过容许水平(S12、S13)。取而代之，也可以使用伴随着电压下降的频率变动量(ΔHz)，判定由浪涌电流引起的电压下降的大小是否超过容许水平。另外，也可以使用电压下降的大小，判定由浪涌电流引起的电压下降的大小是否超过容许水平。

[0054] 在上述实施方式中，住宅10的各用电设备通过经由HEMS控制器30向服务器200发送启动请求并且接受启动允许指令，从而进行启动时期的仲裁。但是，也可以为不经由HEMS控制器30而在住宅10的各用电设备与服务器200之间进行通信，对各用电设备的启动时期进行仲裁。

[0055] 在上述实施方式中，服务器200根据启动请求信号所包含的“发送了启动请求的用电设备的信息(种类、额定功耗等)”和“HEMS控制器30的识别码(ID)”算出了由各用电设备中的浪涌电流引起的电力变动量ΔkW。但是，也可以为将与各用电设备的“电力变动量ΔkW”有关的信息包含于从HEMS控制器30向服务器200发送的启动请求信号，在服务器200中，通过对所接收到的各用电设备的“电力变动量ΔkW”进行加法运算，从而求出合计电力变动量ΣΔkW。

[0056] (变形例)

[0057] 当住宅10的用电设备的工作停止时，该用电设备的功耗成为0，电力消耗急剧地降低。在配电街区DB中，当各住宅10的用电设备同时停止时，功耗的降低量变大。当功耗急剧地大幅度降低时，在配电用变压器5和配电线6中会瞬间地产生电压上升。也有可能无法忽略该瞬间的电压上升对配电用变压器5产生的影响以及对电力网1产生的影响。在变形例中，除了进行用电设备的启动时期的仲裁，还进行用电设备的停止时期的仲裁，由此抑制配电街区DB中的瞬间的电压上升。

[0058] 在变形例中，设置于住宅10的各用电设备在要停止自身的工作时，向HEMS控制器30发送请求工作停止的停止请求(OFF请求)。另外，在工作中的各用电设备中，在要停止正在工作的功耗大的设备时，也向HEMS控制器30发送停止请求(OFF请求)。例如，在冰箱15、制冷制热装置16工作的期间中，在要停止正在工作的电动压缩机(电动马达)时，冰箱15、制冷制热装置16向HEMS控制器30发送停止请求。

[0059] HEMS控制器30当接收到停止请求时，将“发送了停止请求的用电设备的信息(种类、额定功耗等)”和“HEMS控制器30的识别码(ID)”作为停止请求信号发送给服务器200。服务器200在配电街区DB中从多个HEMS控制器30同时接收到停止请求信号的情况下，对各用电设备的停止时期(停止定时)进行仲裁，向各HEMS控制器30发送停止允许指令，以使得各用电设备的停止时期不重叠(以使得各用电设备不同时停止)。服务器200在从HEMS控制器30接收到的停止请求信号与其他用电设备的停止时期不重叠的情况下(各用电设备不同时停止的情况下)，向HEMS控制器30(不进行仲裁地)发送停止允许指令。HEMS控制器30当从服务器200接收到停止允许指令时，基于停止允许指令，对用电设备进行控制，以使得发送了停止请求的用电设备停止。此外，在功耗小、即使同时发生工作停止也能够忽略对电力网1产生的影响的用电设备中，也可以不向HEMS控制器30发送停止请求(OFF请求)而停止工作。

[0060] 图4是表示变形例中在服务器200中执行的处理的一个例子的流程图。该流程图在服务器200中被按预定期间而反复进行处理。此外，按配电街区DB而在基于图3的流程图的处置的基础上由服务器200执行该处理。

[0061] 在图4中，S20～S26实质上与图3中的S10～S16的处理相同，在服务器200中，将从HEMS控制器30接收的信号从启动请求信号(图3)置换为了停止请求信号(图4)。在S20中，服务器200判定是否从HEMS控制器30接收到停止请求信号。在未接收到停止请求信号的情况下，作出否定判定，结束本次的例程。

[0062] 在接收到停止请求信号的情况下，作出肯定判定，进入S21，服务器200判定所接收到的停止请求信号是否为多个。在从多个HEMS控制器30接收到停止请求信号的情况下，判定为停止请求信号为多个(作出肯定判定)，进入S22。

[0063] 在S22中，服务器200算出合计电力变动量ΣΔkW。服务器200根据在S20中接收的停止请求信号所包含的“发送了停止请求的用电设备的信息(种类、额定功耗等)”和“HEMS控制器30的识别码(ID)”，算出各用电设备停止了的情况下的电力变动量ΔkW。例如，根据发送了停止请求的用电设备的种类和额定消耗电流，算出停止了的情况下的电力变动量ΔkW。服务器200按在S20中接收到的各停止请求信号(HEMS控制器30的各ID)，算出停止了工作的情况下的电力变动量ΔkW，对所算出的全部电力变动量ΔkW进行加法运算，由此，算出合计电力变动量ΣΔkW。

[0064] 接着，在S23中判定合计电力变动量ΣΔkW的大小(绝对值)是否为阈值β以上。在合计电力变动量ΣΔkW的大小为阈值β以上的情况下(|ΣΔkW|≥β)，作出肯定判定，进入S24。阈值β例如基于在电力网1中能够容许的电压上升量来进行设定。在S23中合计电力变动量ΣΔkW的大小比阈值β小的情况下(|ΣΔkW|＜β)，作出否定判定，进入S26。

[0065] 在S24中，在S20中接收到的停止请求信号之间(HEMS控制器30的ID之间)进行停止时期的仲裁。在本公开中，停止时期的仲裁是指发送错开了各用电设备的停止时期(停止定时)以使得各用电设备不同时停止的停止允许指令。例如，向该HEMS控制器30发送停止允许指令，以使得电力变动量ΔkW最大的用电设备即时地停止。并且，在电力变动量ΔkW最大的用电设备停止之后，向所对应的HEMS控制器30发送停止允许指令，以使得各用电设备具有数秒期间的间隙(间隔)地按电力变动量ΔkW的大小的顺序依次停止。停止时期的仲裁方法是任意的。例如，既可以为从HEMS控制器30的ID小的一方开始向各HEMS控制器30发送停止允许指令，以使得各用电设备依次具有数秒期间的间隙地进行停止，也可以为使用基于用电设备的种类的优先级，向各HEMS控制器30发送停止允许指令，以使得各用电设备依次具有数秒期间的间隙地进行停止。

[0066] 接收到停止允许指令的HEMS控制器30基于停止允许指令来对发送了停止请求的用电设备进行控制，以使得该用电设备停止。停止允许指令例如包括“即时地停止用电设备的指令”、“在停止允许指令的接收后经过预定时间(数秒～十数秒)之后停止用电设备的指令”，是错开了各用电设备的停止时期以使得各用电设备不同时停止的停止允许指令。此外，停止允许指令也可以是对各用电设备的停止时刻进行指示来错开各用电设备的停止时期以使得各用电设备不同时停止的指令。

[0067] 在S20中接收到的停止请求信号为一个的情况下，在S21中作出否定判定，进入S25。在S25中，判定在前次的例程中在S24中执行了停止时期的仲裁时停止时期被延迟后的用电设备的停止时期(基于停止允许指令的停止时期)与基于本次在S20中接收到的停止请求信号的用电设备的停止时期是否同步。服务器200在对于本次在S20中接收到的停止请求信号发送了“即时地停止用电设备的指令”的停止允许指令的情况下，当该用电设备的停止时期与在前次的例程中在S24中执行了停止时期的仲裁时停止时期被延迟后的用电设备的停止时期(基于停止允许指令的停止时期)重叠时(同时停止时)，在S25中作出肯定判定，进入S22。

[0068] 在前次的例程中未在S24中进行停止时期的仲裁的情况下，在S25中作出否定判定，进入S26。另外，即使是在前次的例程中在S24中进行了停止时期的仲裁的情况下，当对于本次在S20中接收到的停止请求发送了“即时地停止用电设备的指令”的停止允许指令时，若该用电设备的停止时期与在前次的例程中在S24中执行了停止时期的仲裁时停止时期被延迟后的用电设备的停止时期(基于停止允许指令的停止时期)不重叠，则也在S25中作出否定判定，进入S26。

[0069] 在接着S25的S22中，通过对发送了本次在S20中接收到的停止请求信号的用电设备(也成为本次用电设备)中的电力变动量ΔkW和在前次的例程中因在S24中仲裁了停止时期而停止时期与本次用电设备重叠的用电设备中的电力变动量ΔkW进行加法运算，从而算出合计电力变动量ΣΔkW，进入S23。S23的处理为如上述那样。

[0070] 在S26中，对于在S20中接收到的停止请求信号(HEMS控制器30)，发送“即时地停止用电设备的指令”来作为停止允许指令，结束本次的例程。

[0071] 根据该变形例，能够在配电街区DB中抑制在设置于各住宅10的用电设备中同时产生浪涌电流，能够抑制导致大的电压下降，并且，能够抑制设置于各住宅10的用电设备同时停止、导致瞬间的电压上升。

[0072] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，应该认为本次公开的实施方式在全部方面是例示的，并不是限制性的。由本公开表示的技术范围由权利要求书来表示，意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。