JP2012098135A

JP2012098135A - 機器使用電力計測装置、機器使用電力計測プログラム、及び、機器使用電力計測方法

Info

Publication number: JP2012098135A
Application number: JP2010245739A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kushiro; 紀之久代; Shigenori Nakada; 成憲中田; Makoto Katsukura; 真勝倉; Shigeki Suzuki; 繁樹鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2012-05-24

Abstract

【課題】低コストで機器毎に使用電力を計測することができる機器使用電力計測装置等を提供する。
【解決手段】機器使用電力計測装置１は、電力線６上に設けられたセンサ３３から、複数の機器２の使用電力量の総量を取得する。また、機器使用電力計測装置１は、使用電力量の総量を取得している間の各機器の運転状態を通信線を介して取得する。そして、機器使用電力計測装置１は、各機器の運転状態における消費電力の概算値を求め、求めた概算値に応じて、取得した使用電力量の総量を各機器２に按分する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器使用電力計測装置、機器使用電力計測プログラム、及び、機器使用電力計測方法に関する。

建物の省エネ化を実現するためには、建物内の機器の使用電力量を個別に把握することが重要である。

特許文献１、２には、建物内の機器毎に使用電力を計測するセンサを配置し、機器毎に使用電力量を表示するシステムが開示されている。

特開２００６−１８５３１８号公報特開２００７−０３３３０５号公報

特許文献１、２に記載のシステムでは、建物内の機器毎にセンサを配置する必要があるため、センサ配置に伴う費用が増大してしまうという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、低コストで機器毎に使用電力を計測することができる機器使用電力計測装置、機器使用電力計測プログラム、及び、機器使用電力計測方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る機器使用電力計測装置は、
電力線上に設けられたセンサから、複数の機器の使用電力量の総量を計測する総電力計測手段と、
前記複数の機器各々について、機器の運転状態を示す情報と、該運転状態で機器を運転した場合の使用電力の概算値と、を対応付けて記憶する運転状態別概算電力記憶手段と、
前記総電力計測手段が使用電力量の総量を計測している間の、前記複数の機器各々の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段が検出した機器各々の運転状態を示す情報に対応付けられている使用電力の概算値を前記運転状態別概算電力記憶手段から取得し、取得した機器各々の使用電力の概算値と、前記総電力計測手段が計測した使用電力量の総量と、に基づいて、前記機器各々の使用電力量を検出する機器電力検出手段と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る機器使用電力計測プログラムは、
コンピュータを、
電力線上に設けられたセンサから、複数の機器の使用電力量の総量を計測する総電力計測手段、
前記複数の機器各々について、機器の運転状態を示す情報と、該運転状態で機器を運転した場合の使用電力の概算値と、を対応付けて記憶する運転状態別概算電力記憶手段、
前記総電力計測手段が使用電力量の総量を計測している間の、前記複数の機器各々の運転状態を検出する運転状態検出手段、
前記運転状態検出手段が検出した機器各々の運転状態を示す情報に対応付けられている使用電力の概算値を前記運転状態別概算電力記憶手段から取得し、取得した機器各々の使用電力の概算値と、前記総電力計測手段が計測した使用電力量の総量と、に基づいて、前記機器各々の使用電力量を検出する機器電力検出手段、
として機能させることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る機器使用電力計測方法は、
電力線上に設けられたセンサから、複数の機器の使用電力量の総量を計測する総電力計測ステップと、
前記総電力計測ステップで使用電力量の総量を計測している間の、前記複数の機器各々の運転状態を検出する運転状態検出ステップと、
前記運転状態検出ステップで検出した運転状態で各機器を運転した場合の各機器の使用電力の概算値を、前記複数の機器各々について、機器の運転状態を示す情報と、該運転状態で機器を運転した場合の使用電力の概算値と、を対応付けて記憶する運転状態別概算電力記憶手段から取得し、取得した各機器の使用電力の概算値と、前記総電力計測ステップで計測した使用電力量の総量と、に基づいて、前記機器各々の使用電力量を検出する機器電力検出ステップと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、１つのセンサで複数機器の使用電力量を個別に計測することができる。従って、低コストで機器毎に使用電力を計測することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る機器使用電力計測装置及びその周辺の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る機器使用電力計測装置の機能構成を示すブロック図である。電力計測部が計測した電力の時間変化を示す図である。運転状況別概算電力記憶部に記憶されている情報の例を示す図である。機器使用電力表示処理を説明するためのフローチャートである。機器使用電力計測装置の表示部に表示される画面の例を示した図である。本発明の第２の実施形態に係る機器使用電力計測装置及びその周辺の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で下記の実施形態及び図面に変更を加えることが出来るのはもちろんである。また、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

≪第１の実施形態≫
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る機器使用電力計測装置１について説明する。第１の実施形態に係る機器使用電力計測装置１は、ある特定の建物に設置された複数の機器２の全体の使用電力量から、機器２毎の使用電力量を推測する装置である。

なお、使用電力量の計測対象となる複数の機器２は、電力線６により電源４と接続されており、電力線６を介して電源４から電力が供給される。具体的には、電源４に接続された電力線６は分電盤３に接続される。そして、分電盤３内で主ブレーカー３１を経由した後２本に分岐し、それぞれ子ブレーカー３２を経由して分電盤３を出た後、複数の機器２と接続される。なお、本実施形態では、電源４に接続されて分岐する前の電力線６を幹線、分岐した後の電力線６を支線と呼称する。また、電力線６の幹線上には、センサ３３が配置されている。センサ３３は、電力線６を流れる電流を計測する電流計や、電力線６の電圧を計測する電圧計等を備えて構成されており、センサ３３の出力端は機器使用電力計測装置１と接続される。

また、複数の機器２は、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等の通信線（有線、無線を問わない）を介して、機器制御コントローラ５、および、機器使用電力計測装置１と接続されている。機器制御コントローラ５は、各機器２を制御するためのコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディドライブ、通信インターフェース、および、タッチパネル等を備えて構成される。機器制御コントローラ５は、通信線を介して、ユーザからの指示入力に基づいた制御信号を各機器２に送信して、各機器２を個別に制御する機能を有する。さらに、機器制御コントローラ５は、通信線を介して、各機器２から制御信号を受信することで、各機器２の運転状態を把握（表示）する機能を有する。また、このように機器制御コントローラ５と各機器２との間で送受信される機器２の制御情報は、通信線を介して、機器使用電力計測装置１にも送信される。

続いて、機器使用電力計測装置１の構成について説明する。機器使用電力計測装置１は、物理的には、ＣＰＵ、動作プログラムを記憶するＲＯＭ、ワーク領域となるＲＡＭ、記憶領域となるハードディスクドライブ、ＲＴＣ（Real Time Clock）、タイマー、および、通信インターフェース等を備えて構成される。

機器使用電力計測装置１は、機能的には、図２に示すように、電力計測部１１と、運転状態検出部１２と、運転状態別概算電力記憶部１３と、機器電力検出部１４と、表示制御部１５と、表示部１６と、を備える。

これら各部のうち、電力計測部１１、運転状態検出部１２、機器電力検出部１４、及び、表示制御部１５は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されている動作プログラムを実行することにより機能的に実現される。また、運転状態別概算電力記憶部１３は、ＲＡＭやハードディスクドライブに記憶されている情報やデータベースである。

電力計測部１１は、電源４から電力線６（幹線）に流れる電流や電圧を計測するセンサ３３と接続され、センサ３３の出力値に基づいて、電源４が各機器２に供給する電力の総量を計測する。具体的には、電力計測部１１は、センサ３３が出力する電流と電圧の値を乗算して電力を計測すればよい。そして、電力計測部１１は、所定時間毎（例えば、１分毎）に、計測した電力を該所定時間内で積算した電力量（即ち、各機器２の使用電力量の総量）を示す情報を機器電力検出部１４に出力する。

運転状態検出部１２は、通信線を介して、各機器２を制御する制御信号を受信する。運転状態検出部１２は、所定時間毎（例えば、１分毎）に、受信した制御信号を解析して、機器２各々の運転状態を検出（判別）する。そして、運転状態検出部１２は、検出した機器２の運転状態を識別する運転状態識別情報を機器電力検出部１４に出力する。
なお、運転状態検出部１２は、機器制御コントローラ５から、機器２各々の制御情報を受信して、運転状態を検出してもよい。

なお、電力計測部１１と運転状態検出部１２とは互いに同期が取れており、電力計測部１１が機器電力検出部１４に電力量を示す情報を出力するタイミングと、運転状態検出部１２が機器電力検出部１４に運転状態識別情報を出力するタイミングとは同じである。

ここで、電力計測部１１および運転状態検出部１２が、機器電力検出部１４へ情報を出力するタイミングについて、図３を参照してより具体的に説明する。図３は、電力計測部１１が計測した電力の時間変化を示す図である。

電力計測部１１は、所定の時間Δｔ毎に、直近時間Δｔ内での電力を積算した電力量を機器電力検出部１４に出力する。例えば、時刻ｔ１に電力量を出力した場合、次回の電力量の出力のタイミングは時刻ｔ１＋Δｔであり、その時刻ｔ１＋Δｔに、電力計測部１１は、図３の斜線で示した部分の面積に相当する電力量を機器電力検出部１４に出力する。また、この時刻ｔ１＋Δｔに、運転状態検出部１２は、各機器２の運転状態を検出して、機器電力検出部１４に出力する。

図２に戻り、運転状態別概算電力記憶部１３は、機器２の運転状態を識別する運転状態識別情報と、該運転状態で機器２を運転した場合の使用電力の概算値とを対応付けて記憶する。なお、機器２の周辺の環境（例えば、温度、湿度）等により、実際には、同じ運転状態であっても、使用電力は一定しない。従って、運転状態別概算電力記憶部１３に記憶されている使用電力の値は、あくまで目安となる概算値である。

なお、運転状態別概算電力記憶部１３のに記憶されている概算電力の値は、１つの機器２のみを運転した場合に電力計測部１１が計測した電力の値としてもよいし、機器２のマニュアルなどを参照して、オペレータが直接入力したものであってもよい。

ここで、機器２がエアコンである場合の運転状態別概算電力記憶部１３に記憶されている情報の具体例を図４（Ａ）に示す。この場合、運転状態別概算電力記憶部１３には、機種名とモードと設定温度とから構成される運転状態識別情報と、使用電力の概算値とが対応付けられ記憶される。例えば、この図の先頭エントリに示す情報から、エアコンを送風モードで運転した場合の使用電力は、およそ９０Ｗであることがわかる。

また、機器２が照明である場合の運転状態別概算電力記憶部１３に記憶されている情報の具体例を図４（Ｂ）に示す。なお、この照明は、調光機能付きの照明である。この場合、運転状態別概算電力記憶部１３には、機種名と点灯／消灯状態を示す情報と調光状態とから構成される運転状態識別情報と、使用電力の概算値とが対応付けられ記憶される。例えば、この図の先頭エントリに示す情報から、照明を１００パーセントの調光で点灯させた場合の使用電力は、およそ１００Ｗであることがわかる。

また、機器２がオーブンである場合の運転状態別概算電力記憶部１３に記憶されている情報の具体例を図４（Ｃ）に示す。この場合、運転状態別概算電力記憶部１３には、機種名とＯＮ／ＯＦＦ状態を示す情報とオーブン温度とから構成される運転状態識別情報と、使用電力の概算値とが対応付けられ記憶される。例えば、この図の先頭エントリに示す情報から、オーブンを６０℃で使用した場合の使用電力は、およそ４００Ｗであることがわかる。

図２に戻り、機器電力検出部１４は、電力計測部１１が計測した各機器２の使用電力量の総量と、運転状態検出部１２が検出した機器２各々の運転状態と、運転状態別概算電力記憶部１３に記憶されている情報とに基づいて、機器２各々の使用電力量を求める。機器電力検出部１４の行う処理の詳細については後述する。

表示制御部１５は、機器電力検出部１４が検出した機器２毎の使用電力量を表示する画面の表示データを作成して、表示部１６に当該画面を表示させる。表示部１６は、液晶パネル等を備え、表示制御部１５の指示のもと、各種の情報を表示する。

続いて、機器使用電力計測装置１の動作について説明する。図５は、機器使用電力計測装置１の機器電力検出部１４と表示制御部１５とによって実行される機器使用電力表示処理のフローチャートである。

例えば、ユーザから処理開始の指示入力を受信した場合等に、機器電力検出部１４は、電力計測部１１および運転状態検出部１２から、それぞれ、所定時間（例えば、１分間）内における各機器２の総電力量と、該所定時間内での各機器２の運転状態を識別する運転状態識別情報とを受信したか否かを判別する（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）。受信していないと判別した場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、機器電力検出部１４は、所定時間待機し（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０１の判別処理を再度繰り返す。

受信したと判別した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、機器電力検出部１４は、受信した運転状態識別情報が示す運転状態で各機器２を運転した場合の使用電力の概算値を機器２毎に取得する（ステップＳ１０３）。具体的には、機器電力検出部１４は、運転状態別概算電力記憶部１３から、受信した運転状態識別情報に対応付けられている使用電力の概算値を取得すればよい。

続いて、機器電力検出部１４は、機器２毎に取得した使用電力の概算値の各機器２間での比率を求める（ステップＳ１０４）。

そして、機器電力検出部１４は、ステップＳ１０１で取得した総電力量を求めた比率で按分した電力量を、各機器２の電力量として検出する（ステップＳ１０５）。

例えば、総電力量がＷ_ＡＬＬであり、機器２_Ａ、２_Ｂ、２_Ｃの使用電力の概算値の比率が「Ｒ_Ａ：Ｒ_Ｂ：Ｒ_Ｃ」と算出された場合を考える。この場合、機器電力検出部１４は、機器２_Ａ、２_Ｂ、２_Ｃの使用電力用量Ｗ_Ａ、Ｗ_Ｂ、Ｗ_Ｃを下式のように求めることができる。
Ｗ_Ａ＝Ｗ_ＡＬＬ・（Ｒ_Ａ／Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ｂ＋Ｒ_Ｃ）
Ｗ_Ｂ＝Ｗ_ＡＬＬ・（Ｒ_Ｂ／Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ｂ＋Ｒ_Ｃ）
Ｗ_Ｃ＝Ｗ_ＡＬＬ・（Ｒ_Ｃ／Ｒ_Ａ＋Ｒ_Ｂ＋Ｒ_Ｃ）

続いて、表示制御部１５は、機器電力検出部１４が検出した各機器２の電力量を表示する画面の表示データを作成し（ステップＳ１０６）、表示部１６に当該画面を表示させる（ステップＳ１０７）。なお、既に表示部１６に前回分の画像が表示されている場合には、表示制御部１５は、画面を更新して表示する。

以降は、処理はステップＳ１０１に戻り、電力計測部１１と運転状態検出部１２とからの情報の受信（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）がある度に、上述した一連の処理（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７）が実施されて、機器２毎の最新の使用電力量が表示部１６に表示され続ける。

続いて、具体例を挙げて、上述の機器使用電力表示処理についてさらに説明する。なお、運転状態別概算電力記憶部１３には、図４に示す情報が予め記憶されているものとする。

機器使用電力表示処理が開始され、機器電力検出部１４が、電力計測部１１から総電力量３０００Ｗ・ｓを示す情報を受信し、同タイミングで運転状態検出部１２から、エアコンを冷房モードの設定温度２６℃で運転したことを示す運転状態識別情報と、照明を１００％の調光で点灯させたことを示す運転状態識別情報と、オーブンを１００℃で使用していることを示す運転状態識別情報とを受信した場合を考える（図５、ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）。

この場合、機器電力検出部１４は、図４に示す運転状態別概算電力記憶部１３に記憶されている情報から、エアコンの使用電力の概算値３００Ｗ、照明の使用電力の概算値１００Ｗ、および、オーブンの使用電力の概算値６００Ｗを取得する（ステップＳ１０３）。

よって、オーブン、照明、エアコンの使用電力の比率は、「３：１：６」と求まる（ステップＳ１０４）。従って、機器電力検出部１４は、この比率に基づいて総電力量３０００Ｗ・ｓを按分し、オーブン、照明、エアコンの使用電力量は、それぞれ、９００Ｗ・ｓ、３００Ｗ・ｓ、１８００Ｗ・ｓと求める（ステップＳ１０５）。

そして、表示制御部１５は、求めた機器２別の使用電力をグラフで表示する図６に示すような画面の表示データを作成し（ステップＳ１０６）、表示部１６に表示させる（ステップＳ１０７）。

以上詳細に説明したように、第１の実施形態によれば、電力線６の幹線部分の電力量を計測するだけで、支線に接続された各機器２の使用電力を個別に計測することが可能となる。従って、機器２毎に電力計測センサ等を設ける必要がなく、低コストで機器２毎に使用電力を計測して表示することができる。

≪第２の実施形態≫
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態に係る機器使用電力計測装置１は、図７に示すように、表示制御部１５と表示部１６とが無く、検出結果送信部１７を新たに備える点が、第１の実施形態と異なる。

検出結果送信部１７は、機器電力検出部１４が検出した機器２毎の使用電力量を表示する画面の表示データを作成する。そして、検出結果送信部１７は、ＲＳ４８５等の規格に準拠した通信線を介して、機器制御コントローラ５に作成した表示データを送信する。機器制御コントローラ５は、検出結果送信部１７から受信した表示データを、タッチパネル等の画面に表示する。

このように、第２の実施形態では、機器２毎の使用電力量が機器制御コントローラ５に表示される。従って、ユーザはこの表示を見て、電力を余分に使用している機器２等があった場合に、機器制御コントローラ５からこの機器２の出力を下げるなどといった制御をすることができるため、ユーザの利便性をより高めることが可能となる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、第２の実施形態において、機器使用電力計測装置１の検出結果送信部１７は、機器制御コントローラ５に表示データを送信したが、ユーザの携帯電話やＰＣ（Personal Compute）、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等の外部機器に表示データを送信してもよい。また、検出結果送信部１７は、機器電力検出部１４が検出した機器２毎の使用電力量を示す情報を直接外部機器に送信して、外部機器側で当該情報を表示するための表示データを作成して表示してもよい。

また、例えば、本発明に係る機器使用電力計測装置１の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等に適用することで、当該パーソナルコンピュータ等を本発明に係る機器使用電力計測装置１として機能させることも可能である。

また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。

１機器使用電力計測装置
１１電力計測部
１２運転状態検出部
１３運転状態別概算電力記憶部
１４機器電力検出部
１５表示制御部
１６表示部
１７検出結果送信部
２機器
３分電盤
３１主ブレーカー
３２子ブレーカー
３３センサ
４電源
５機器制御コントローラ
６電力線

Claims

電力線上に設けられたセンサから、複数の機器の使用電力量の総量を計測する総電力計測手段と、
前記複数の機器各々について、機器の運転状態を示す情報と、該運転状態で機器を運転した場合の使用電力の概算値と、を対応付けて記憶する運転状態別概算電力記憶手段と、
前記総電力計測手段が使用電力量の総量を計測している間の、前記複数の機器各々の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段が検出した機器各々の運転状態を示す情報に対応付けられている使用電力の概算値を前記運転状態別概算電力記憶手段から取得し、取得した機器各々の使用電力の概算値と、前記総電力計測手段が計測した使用電力量の総量と、に基づいて、前記機器各々の使用電力量を検出する機器電力検出手段と、
を備えることを特徴とする機器使用電力計測装置。
前記機器電力検出手段は、
前記運転状態検出手段が検出した運転状態で各機器を運転した場合の各機器の使用電力の概算値の比率に応じて前記総電力計測手段が計測した使用電力量の総量を按分した電力量を前記各機器の電力量として検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の機器使用電力計測装置。
前記機器電力検出手段が検出した前記機器各々の使用電力量を前記機器毎に表示する表示手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の機器使用電力計測装置。
前記機器電力検出手段が検出した前記機器各々の使用電力量を前記機器毎に表示するためのデータを通信ネットワークを介して外部機器に送信する検出結果送信手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の機器使用電力計測装置。
コンピュータを、
電力線上に設けられたセンサから、複数の機器の使用電力量の総量を計測する総電力計測手段、
前記複数の機器各々について、機器の運転状態を示す情報と、該運転状態で機器を運転した場合の使用電力の概算値と、を対応付けて記憶する運転状態別概算電力記憶手段、
前記総電力計測手段が使用電力量の総量を計測している間の、前記複数の機器各々の運転状態を検出する運転状態検出手段、
前記運転状態検出手段が検出した機器各々の運転状態を示す情報に対応付けられている使用電力の概算値を前記運転状態別概算電力記憶手段から取得し、取得した機器各々の使用電力の概算値と、前記総電力計測手段が計測した使用電力量の総量と、に基づいて、前記機器各々の使用電力量を検出する機器電力検出手段、
として機能させることを特徴とする機器使用電力計測プログラム。
電力線上に設けられたセンサから、複数の機器の使用電力量の総量を計測する総電力計測ステップと、
前記総電力計測ステップで使用電力量の総量を計測している間の、前記複数の機器各々の運転状態を検出する運転状態検出ステップと、
前記運転状態検出ステップで検出した運転状態で各機器を運転した場合の各機器の使用電力の概算値を、前記複数の機器各々について、機器の運転状態を示す情報と、該運転状態で機器を運転した場合の使用電力の概算値と、を対応付けて記憶する運転状態別概算電力記憶手段から取得し、取得した各機器の使用電力の概算値と、前記総電力計測ステップで計測した使用電力量の総量と、に基づいて、前記機器各々の使用電力量を検出する機器電力検出ステップと、
を有することを特徴とする機器使用電力計測方法。