JP2014039368A - コントローラ、コントローラの制御方法、制御プログラムおよび電力管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】負荷急変を防止し、商用電力系統への逆潮流を規定量以下に確実に抑制することが可能なコントローラを提供する。
【解決手段】コントローラは、動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラであって、電気機器に対する動作の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付ける受付部と、受付部において電気機器に対する動作の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示する調整指示部とを備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、電気機器を制御するコントローラ、コントローラの制御方法、制御プログラムおよび電力管理システムに関する。

近年、太陽電池、風力発電装置および燃料電池のような分散電源装置が普及し始めている。分散電源装置が発電した直流電力は、インバータ装置によって交流電力に変換されて電気機器に供給される。インバータ装置が出力する電力が電気機器の消費電力を下回る場合には、商用電力系統から不足電力を潮流して電力会社から買電することができる。

このように、インバータ装置を介して分散電源装置を商用電力系統に連系させて負荷に電力を供給する系統連系においては、余剰電力を商用電力系統に逆潮流して電力会社に売電することもできる。

しかしながら、分散電源装置からの電力を商用電力系統へと逆潮流することは、系統連系時の電力品質確保の観点から抑える必要がある。例えば、詳細には、インバータ装置の定格出力電力の５％程度の電力が０．５秒間継続して電力系統側に逆潮流した場合には、逆電力継電器を動作させてインバータ装置を解列することにより、電力系統を保護している（たとえば、非特許文献１参照）。

このような逆潮流の発生を防止する技術としては、たとえば特開２００６−１４９０５８号公報（特許文献１）には、直列電圧補償式の無停電電源装置において、負荷が急変して零となった場合には、ＤＣ／ＡＣ変換器の電流指令値にこの負荷の急変を反映させることにより、ＤＣ／ＡＣ変換器の制御遅れによる逆潮流の発生を未然に防止する構成が開示される。この特許文献１による無停電電源装置は、商用電源の電圧上昇分を第１のＤＣ／ＡＣ変換器が吸収し、その吸収電力を第２のＤＣ／ＡＣ変換器が交流母線に回生させることにより、負荷の電圧を維持するように構成される。そして、上記構成において負荷急変時の電力制御の遅れを防止するために、第２のＤＣ／ＡＣ変換器の制御回路は、商用電源電圧の変動分と負荷電流の有効電流成分との積を演算するためのＡＣ／ＤＣ変換器、加算器、電流検出器、有効電流演算器および乗算器と、第２のＤＣ／ＡＣ変換器が流すべき有効電流成分を含む電流指令値を生成するための無効電流演算器および加算器と、電流指令値に従って第２のＤＣ／ＡＣ変換器の交流電流を制御するための電流検出器、加算器および電流調整器とを含んで構成される。

特開２００６−１４９０５８号公報

「小型分散型発電システム用系統連系保護装置等の試験方法通則」、平成２２年６月、財団法人 電気安全環境研究所

しかしながら、上記の特許文献１によれば、負荷の急変に伴なう負荷電流の急変を第２のＤＣ／ＡＣ変換器の電流指令値に反映させるために、電流指令値を生成するための制御回路をＡＣ／ＤＣ変換器をはじめとする多くの回路要素を用いて構成する。そのため、当該制御回路の処理速度の制約に起因して、ＤＣ／ＡＣ変換器の交流電流制御の応答性にはある程度の限界がある。その結果、ＤＣ／ＡＣ変換器の制御遅れによる逆潮流の発生を確実に防止できない可能性がある。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、負荷急変を防止し、商用電力系統への逆潮流を規定量以下に確実に抑制することが可能なコントローラ、コントローラの制御方法、制御プログラムおよび電力管理システムを提供することである。

本発明のある局面に従うコントローラは、動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラであって、電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付ける受付部と、受付部において電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示する調整指示部とを備える。

好ましくは、調整指示部は、１段階毎に減少させる消費電力を調整可能に構成される。
特に、電気機器は、外部の蓄電部からの電力を変換するための電力変換装置と接続され、電力変換装置の定格出力電力に応じて、１段階毎に減少させる消費電力を調整する。

特に、電気機器は、外部の電力系統とも接続され、コントローラは、蓄電部から電気機器への電力の供給が行われているか否かを判断する供給判断部と、供給判断部の判断結果に基づいて調整指示部は、受付部において電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示する。

好ましくは、動作態様に応じた消費電力の関係が登録されたテーブルを有する記憶部をさらに備え、調整指示部は、記憶部に格納されているテーブルに基づいて動作態様の変更を指示する。

特に、テーブルは、電気機器が動作する際の動作態様に応じた消費電力の関係あるいは電気機器の動作態様の変更により消費電力を低下させる際の動作態様に応じた消費電力の関係である。

本発明のある局面に従う動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラの制御方法であって、電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けるステップと、電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示するステップとを備える。

本発明のある局面に従う動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラのコンピュータに実行させる制御プログラムであって、制御プログラムは、コンピュータに、電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けるステップと、電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示するステップとを備える、処理を実行させる。

本発明のある局面に従う電力管理システムであって、動作態様に従って消費電力が異なる電気機器と、電気機器を制御するためのコントローラとを備え、コントローラは、電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付ける受付部と、受付部において電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示する調整指示部とを含む。

好ましくは、電気機器の動作態様を変更するための操作手段をさらに備え、コントローラの調整指示部は、受付部において電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、操作手段を介して消費電力が段階的に小さくなるように電気機器に対して動作態様の変更を指示する。

好ましくは、電気機器毎に設けられ、対応する電気機器の消費電力を測定する測定器をさらに備え、測定器は、測定された電気機器の消費電力をコントローラに送信する。

負荷急変を防止し、商用電力系統への逆潮流を規定量以下に確実に抑制することが可能である。

本発明の実施の形態に従う電力管理システム１の全体構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に従うホームコントローラ１００のハードウェア構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に従うホームコントローラ１００の電気機器の停止指示について説明するフロー図である。 本発明の実施の形態に従うエアコン２００Ａの動作テーブルを説明する図である。 本発明の実施の形態に従うエアコン２００Ａの動作テーブルを用いて制御する具体例を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例１に従うホームコントローラ１００の電気機器の停止指示について説明するフロー図である。 本発明の実施の形態の変形例１に従うエアコン２００Ａの停止テーブルを説明する図である。 本発明の実施の形態の変形例１に従うエアコン２００Ａの停止テーブルを用いて制御する具体例を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例２に従うホームコントローラ１００の電気機器の停止指示について説明するフロー図である。 本発明の実施の形態に従う別の電力管理システム１Ａの構成について説明する図である。 本発明の実施の形態に従う別の電力管理システム１Ｂの構成について説明する図である。 本発明の実施の形態に従う別の電力管理システム１Ｃの構成について説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜電力管理システムの構成＞
以下、家屋内で使用される１つまたは複数の電気機器を含む電力管理システムを一例として説明するが、本発明はこのような電力管理システムのみに適用されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に従う電力管理システム１の全体構成を示す模式図である。

図１を参照して、本実施の形態に従う電力管理システム１は、住宅やオフィスなどの家屋内に設置される。より具体的には、電力管理システム１は、電力を消費する電気機器として、複数の家電機器を含む。

図１には、これらに限られるものではないが、家電機器として、家屋内に設置されるエアコン（空気調和機）２００Ａ、テレビジョン２００Ｂ、および照明器具２００Ｃ（これらを「家電機器」とも総称する。）などが図示されている。また、電力管理システム１は、電力の充電／放電を行なう蓄電池２００Ｙを含む。蓄電池２００Ｙは、住宅などに設置されるものであってもよいし、自動車用の蓄電池を住宅用の蓄電池として兼用するものであってもよい。

さらに、電力管理システム１は、蓄電池２００Ｙに対してインバータ装置である双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚを介して電力系統（電力会社が提供する商用電力など）３０と接続されている。電力系統３０は、電力線４０２を介して各電気機器に電力を供給する。また、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚは、電力線４０２と接続され、蓄電池２００Ｙから電力を供給することが可能である。

双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚは、電力系統３０からの電力を用いて蓄電池２００Ｙを充電するときは、交流電力を直流電力に変換して蓄電池２００Ｙを充電する。また、放電する際には、蓄電池２００Ｙから放電された直流電力を交流電力に変換して電力線４０２に供給する。一例として双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力は５ｋＷであるものとする。なお、本例においては、蓄電池２００Ｙと双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚとが接続された構成について説明するが、当該構成に限られず、例えば、その間にＤＣ／ＤＣ変換器を接続して、ＤＣ／ＤＣ変換器が直流電力の値を調整して蓄電池２００Ｙと双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚとの間で電力が供給される構成としても良い。

電力系統３０は、電力会社等から受電する交流電力（たとえば、ＡＣ２００Ｖとする）を供給する。電力系統３０は、例えば、単相３線式の商用交流電力系統である。

さらに、電力管理システム１は、中継器１５０を介して電気機器２００に関連付けられた測定器４００Ａ〜４００Ｃ、蓄電池２００Ｙなどを監視・制御するためのホームコントローラ１００と、各電気機器に対して設けられたＩＲリモコン３００Ａ〜３００Ｃ（総称してＩＲリモコン３００とも称する）とを含む。ホームコントローラ１００は、中継器１５０と連携して有線または無線のネットワーク４０１を介して、電気機器２００に関連付けられた測定器４００Ａ〜４００Ｃ、蓄電池２００Ｙなどとの間でデータ通信が可能である。

ネットワーク４０１としては、任意のものを利用することができるが、有線のネットワークであれば、例えば、イーサネット（登録商標）、ＰＬＣ（Power Line Communications）などを用いることができる。また、無線のネットワークであれば、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信方式などを用いることができる。さらに、複数の通信方式を組み合わせてもよい。なお、本例においては、中継器１５０を設けた構成が示されているが中継器１５０を設けず、ホームコントローラ１００が直接制御する構成とすることも可能である。

測定器４００は、いずれかの電気機器２００に関連付けられ、当該関連付けられた電気機器２００における電力消費に関する情報を測定するとともに、その測定情報を中継器１５０を介してホームコントローラ１００へ送信する。典型的には、測定器４００としては、電力線４０２と電気機器２００のプラグとの間に配置されて電力消費の状態を測定する消費電力測定装置が用いられる。

図１に示す例では、電力線４０２に３つの測定器４００Ａ〜４００Ｃが電気的に接続されている。測定器４００Ａには、エアコン２００Ａのプラグ２５０Ａが接続されており、測定器４００Ｂには、テレビジョン２００Ｂのプラグ２５０Ｂが接続されており、測定器４００Ｃには、照明器具２００Ｃのプラグ２５０Ｃが接続されている。そのため、測定器４００Ａ〜４００Ｃは、それぞれ、エアコン２００Ａ、テレビジョン２００Ｂ、照明器具２００Ｃにおける電力消費に関する情報を測定する。

ホームコントローラ１００は、中継器１５０を介して取得した各電気機器２００に関連付けられた測定器４００等からそれぞれ送信される電力消費に関する情報をハードディスク１０９に格納する。

ＩＲリモコン３００Ａ〜３００Ｃは、電気機器２００Ａ〜２００Ｃにそれぞれ対応して設けられたものであり、ホームコントローラ１００からの指示により赤外線リモコン信号を送信して電気機器２００Ａ〜２００Ｃをそれぞれ制御するものである。

ホームコントローラ１００は、電力管理システム１における電力消費の状態などをユーザに提示したり、ユーザから電力管理システム１における電力管理、具体的には、電気機器の制御に関する指示を受け付けたりするような、ユーザインターフェイスを提供する。ホームコントローラ１００は、ポータブル型であってもよいし、テーブル上に配置されたベースに対して着脱自在であってもよいし、部屋の壁などに固定されるものであってもよい。

ホームコントローラ１００には、ＩＲリモコン３００Ａ〜３００Ｃを介して電気機器２００Ａ〜２００Ｃをそれぞれ制御するために必要な制御プログラムが格納されており、当該制御プログラムにより各電気機器を制御するためのユーザインターフェイス画面が表示されてホームコントローラ１００から各電気機器を操作することが可能となっている。そして、ホームコントローラ１００から操作に応じた所定の指示がＩＲリモコン３００に対して出力されてＩＲリモコンから所望の動作を実行するように指示する所定の赤外線信号が電気機器２００に送信される。

なお、本例においては、ホームコントローラ１００が、各測定器とデータ通信してデータを取得する構成について主に説明したが、図示しないデータを収集するサーバを設けて、当該サーバが各測定器とデータ通信してデータを蓄積し、ホームコントローラ１００が当該サーバに蓄積されたデータを取得する形態の構成とすることも可能である。

当該図１に示す電力管理システムにおいては、一例として、電力品質確保の観点から、蓄電池２００Ｙからの規定量を超える放電電力を電力系統３０へ逆潮流させることを抑制する場合について説明する。

次に、図１に示す電力管理システム１を構成するホームコントローラ１００のハードウェア構成について説明する。

＜ホームコントローラ１００＞
図２は、本発明の実施の形態に従うホームコントローラ１００のハードウェア構成を示す模式図である。

図２を参照して、ホームコントローラ１００は、プロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ディスプレイ１０３およびタブレット１０４を含むタッチパネル１０２と、操作ボタン１０５と、通信インターフェイス１０６と、出力インターフェイス１０７と、入力インターフェイス１０８と、ハードディスク１０９と、メモリ１１０と、スピーカー１１１とを含む。

ＣＰＵ１０１は、ホームコントローラ１００における全体処理を司る処理主体であり、メモリ１１０などに予め格納されたプログラムを実行することで、後述するような各種機能を提供する。ＣＰＵ１０１は、タブレット１０４または操作ボタン１０５を入力されたユーザ操作に応答して、当該ユーザ操作によって指示された処理を実行する。このような指示としては、電気機器２００に対する運転／停止に関する指示、現在または過去の電力管理状態を表示する指示などを含む。

タッチパネル１０２は、ユーザインターフェイスを提供する装置であり、ＣＰＵ１０１からの命令に従って各種情報をユーザに提示するとともに、ユーザから入力された指示をＣＰＵ１０１へ出力する。より具体的には、ディスプレイ１０３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどからなり、その表示面に画像を表示する。タブレット１０４は、ユーザの指などによるタッチ操作を検出して、そのタッチ操作がなされた位置を示す座標値などをＣＰＵ１０１へ出力する。本実施の形態においては、ディスプレイ１０３の表示面に対応付けてタブレット１０４が設けられている。

操作ボタン１０５は、ユーザ操作を受け付けるための入力手段であり、典型的には、ホームコントローラ１００の表面に１つまたは複数が配置される。典型的に、操作ボタン１０５は、決定ボタン、戻りボタン、方向ボタン、テンキーなどの複数のボタンやキーを含む。操作ボタン１０５は、ユーザ操作を受け付けると、そのユーザ操作を示す情報をＣＰＵ１０１へ出力する。

通信インターフェイス１０６は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、測定器４００、蓄電池２００Ｙ、ＩＲリモコン３００などとの間でデータ通信を行なう。より具体的には、通信インターフェイス１０６は、上述したような、イーサネット（登録商標）、ＰＬＣ（Power Line Communications）、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信方式などを利用する。

出力インターフェイス１０７は、ＣＰＵ１０１とディスプレイ１０３との間の内部コマンドの遣り取りを仲介する。入力インターフェイス１０８は、タブレット１０４および／または操作ボタン１０５とＣＰＵ１０１との間の内部コマンドの遣り取りを仲介する。

ハードディスク１０９は、ホームコントローラ１００での情報処理に必要な各種データを格納する。

メモリ１１０は、揮発性記憶装置であるＲＡＭ（Random Access Memory）や、不揮発性記憶装置であるＲＯＭ（Read-Only Memory）などによって実現され、ＣＰＵ１０１によって実行されるプログラムや、ＣＰＵ１０１によるプログラムの実行に必要なワークデータを格納する。本例においては、ＩＲリモコン３００を制御するための制御プログラムや後述するテーブル等も当該メモリ１１０あるいはハードディスク１０９に格納されているものとする。なお、ＩＲリモコン３００に指示した内容をメモリ１１０あるいはハードディスク１０９に記憶するようにしてもよい。ＩＲリモコン３００に指示した内容を記憶しておくことにより後述する動作テーブルから対象となる電気機器の消費電力を算出することも可能である。

スピーカー１１１は、音声デバイスであり、ＣＰＵ１０１からの命令に従って音声を出力する。時計１１２は、計時手段であり、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、現在の日付や時刻をＣＰＵ１０１へ応答する。

なお、ハードディスク１０９および／またはメモリ１１０は、通信インターフェイスを介して接続される記憶媒体を用いて実現してもよい。このような記憶媒体としては、フラッシュメモリ、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Electronically Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＩＣ（Integrated Circuit）カードなどの半導体記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）やＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk-Read Only Memory）などの光学ディスク記憶媒体、ＭＯ（Magnetic Optical Disc）やＭＤ（Mini Disc）などの光磁気ディスク記憶媒体、ＦＤ（Flexible Disk）、磁気テープ、カセットテープなどの磁気記憶媒体を用いることができる。

ホームコントローラ１００における情報処理は、ＣＰＵ１０１が周辺のハードウェアコンポーネントと連係してプログラムを実行することで実現される。一般的には、このようなプログラムは、メモリ１１０などに予めインストールされる。

このようなプログラムは、任意の記憶媒体に格納されて流通することで提供されうる。あるいは、このようなプログラムは、インターネットなどに接続されているサーバ装置（または、他の装置）からのダウンロードによって提供されうる。すなわち、記憶媒体から格納されているプログラムが読み出されて、または、サーバ装置からダウンロードによりプログラムが取得されて、メモリ１１０などに一旦格納される。そして、ＣＰＵ１０１は、メモリ１１０に格納されたプログラムを実行可能な形式に展開した上で、当該プログラムを実行する。このようなプログラムを格納する記憶媒体としては、フラッシュメモリ、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＩＣカードなどの半導体記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学ディスク記憶媒体、ＭＯやＭＤなどの光磁気ディスク記憶媒体、ＦＤ、磁気テープ、カセットテープなどの磁気記憶媒体を用いることができる。

さらに、メモリ１１０などに予めプログラムをインストールするのではなく、別のシステムまたは装置に格納されているプログラムをＣＰＵ１０１が読み出して実行するようにしてもよい。

さらに、記憶媒体などから読み出されたプログラムが、コンピュータに装着された機能拡張ボードや機能拡張ユニットに搭載されるメモリなどに書き込まれた後、当該プログラムに従って、当該機能拡張ボードや機能拡張ユニットに搭載される演算部（ＣＰＵなど）が必要な処理の全部または一部を行なうことで、本実施の形態に従う機能を実現するようにしてもよい。

さらに、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することにより本実施の形態に従うすべての機能を実現するだけでなく、プログラムに従って、コンピュータ上で実行されているＯＳ（オペレーティングシステム）などが必要な処理の全部または一部を行なうことで、本実施の形態に従う機能を実現するようにしてもよい。

上述のようなソフトウェアによって本実施の形態に従う機能を実現する場合には、記憶媒体などから読み出されたプログラム自体、または、当該プログラムを格納した記憶媒体が本発明の一形態を構成することになる。

なお、本明細書において、プログラムは、ＣＰＵ１０１により直接的に実行可能なプログラムだけではなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、および暗号化されたプログラムを含む。

＜制御フロー＞
本例においては、ホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止する場合について説明する。

図３は、本発明の実施の形態に従うホームコントローラ１００の電気機器の停止指示について説明するフロー図である。当該フローは主に、ＣＰＵ１０１がメモリ１１０に格納されている制御プログラム等を実行することにより実現するものである。以下のフローにおいても同様である。

図３を参照して、まず、電気機器に対する停止（ＯＦＦ）指令が有ったかどうかを判断する（ステップＳ２）。具体的には、ホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止する指示が有ったかどうかを判断する。

次に、ステップＳ２において、停止（ＯＦＦ）指令が有ったと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）には、停止が指示された電気機器に対応する動作テーブルを取得する（ステップＳ４）。当該動作テーブルは、ハードディスク１０９あるいはメモリ１１０に予め格納されているものとする。

そして、電気機器の消費電力を算出する（ステップＳ６）。具体的には、電気機器に対応して設けられた測定器４００で測定された情報から消費電力を算出することが可能である。あるいは、ＩＲリモコンを用いて前回操作した操作内容に従って取得した動作テーブルに基づいて消費電力を算出することも可能である。

そして、算出した消費電力は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えるかどうかを判断する（ステップＳ８）。本例においては、一例として双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力は５ｋＷであるものとする。すなわち、２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。

ステップＳ８において、消費電力は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えると判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）には、次の動作態様への変更を計算して決定する（ステップＳ９）。具体的には、動作テーブルを参照して現在の動作態様の消費電力に基づいて、変更可能な次の動作態様への変更を計算して決定する。動作テーブルは、それぞれの動作態様の消費電力の値が格納されており、消費電力が定格出力の５％を超える場合には、変更に伴う消費電力の変化量を定格出力の５％以下とするための動作態様を決定する必要がある。変更に伴う消費電力の変化量を定格出力の５％以下とすることにより、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの制御遅れに起因した定格出力の５％を超える電力が商用電力系統へ逆潮流することを確実に防止することが可能である。

そして、決定した動作態様となるように消費電力削減指示を出力する（ステップＳ１０）。当該消費電力削減指示については後述する。

一方で、ステップＳ８において、消費電力は双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）には、全停止を指示する（ステップＳ１２）。

そして、処理を終了する（エンド）。
図４は、本発明の実施の形態に従うエアコン２００Ａの動作テーブルを説明する図である。

図４を参照して、ここでは、エアコン２００Ａの動作テーブルが示されている。
具体的には、エアコン２００Ａの動作態様として送風時と、冷房時とに分けられている場合が示されている。

送風時としては、風量がＯＦＦから急速風となる動作態様の変化に従って消費電力が異なる場合が示されている。具体的には、停止（ＯＦＦ）の場合には、消費電力は０である。また、ＯＦＦ＜静風＜微風＜弱風＜中風＜強風＜急速風の順番で風量が強まる場合が示されている。

また、冷房時としては、設定温度として対外気温との差が無い場合、つまり０℃の温度維持の場合には、消費電力は３００Ｗである。設定温度が対外気温と比較して１℃ずつ低下させる場合に必要な消費電力が示されている。本例においては、０℃（温度維持）から−１２℃に変化させる場合の１℃ずつの消費電力の変化が示されている。

本例においては、当該動作テーブルが予め設けられている場合について説明するが、測定器４００で測定される消費電力とＩＲリモコンを用いて操作した操作内容とを蓄積してデータベース化することにより作成するようにしても良い。停止テーブルについても同様である。具体的には、動作テーブルを用いて停止させた手順を蓄積してデータベース化することにより作成することが可能である。

図５は、本発明の実施の形態に従うエアコン２００Ａの動作テーブルを用いて制御する具体例を示す図である。

図５を参照して、本例においては、図３のフロー図に従ってエアコン２００Ａの消費電力が７００Ｗとして算出された場合について説明する。

なお、当該消費電力は、測定器４００で取得したものであっても良いし、ＩＲリモコンを介して前回設定した操作指示と動作テーブルとに基づいて算出したものであってもよい。

そして、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力は５ｋＷであるため２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。

本例においては、算出されたエアコン２００Ａの消費電力が７００Ｗであり２５０Ｗを超えるため次の動作態様への変更を計算して決定する。具体的には、動作テーブルを参照して、変更可能な動作態様を計算し決定する。本例においては、動作態様への変更として消費電力を５００Ｗまで変更可能であるため当該動作態様で動作するように指示する。具体的には、消費電力の変化が２５０Ｗ以下となるために、消費電力が５００Ｗとして動作するように消費電力削減指示を出力する。本例においては、動作テーブルに基づいて消費電力が５００Ｗに設定されるようにホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介して設定温度を対外気温との差が―２℃となるように指示する。

そして、再び、消費電力を算出して、消費電力が２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。算出されたエアコン２００Ａの消費電力が５００Ｗであり２５０Ｗを超えるため次の動作態様への変更を計算して決定する。具体的には、動作テーブルを参照して、変更可能な動作態様を計算し決定する。本例においては、動作態様への変更として消費電力を３００Ｗまで変更可能であるため当該動作態様で動作するように指示する。具体的には、消費電力の変化が２５０Ｗ以下となるために、消費電力が３００Ｗとして動作するように消費電力削減指示を出力する。本例においては、動作テーブルに基づいて消費電力が３００Ｗに設定されるようにホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介して設定温度を対外気温と同じ温度、すなわち差が０℃となるように指示する。

そして、再び、消費電力が２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。算出されたエアコン２００Ａの消費電力が３００Ｗであり２５０Ｗを超えるため次の動作態様への変更を計算して決定する。具体的には、動作テーブルを参照して、変更可能な動作態様を計算し決定する。本例においては、動作態様への変更として消費電力を７０Ｗまで変更可能であるため当該動作態様で動作するように指示する。具体的には、消費電力の変化が２５０Ｗ以下となるために、消費電力が７０Ｗとして動作するように消費電力削減指示を出力する。本例においては、動作テーブルに基づいて消費電力が７０Ｗに設定されるようにホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介して風量が中風となるように指示する。

そして、再び、消費電力が２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。
算出されたエアコン２００Ａの消費電力は７０Ｗであり２５０Ｗ以下であるため全停止を指示する。すなわち、消費電力が０Ｗに設定されるようにホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介してエアコン２００Ａを停止させる。

上記で説明したように、ホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介して動作テーブルを用いてエアコン２００Ａに対して段階的に消費電力を削減する動作態様となるように指示する。当該処理により段階的に消費電力を削減するため負荷急変を防止し、かつ、消費電力の変化は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％以下であるため双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの制御遅れに起因した５％を超える電力が商用電力系統へ逆潮流することを確実に防止することが可能である。

なお、本例においては、エアコン２００Ａを主に例として挙げて説明したが、エアコン２００Ａに限らず、テレビジョン２００Ｂ、照明機器２００Ｃ等の他の電気機器（ドライヤー、ＩＨクッキングヒータ等）についても同様に適用可能である。

（変形例１）
図６は、本発明の実施の形態の変形例１に従うホームコントローラ１００の電気機器の停止指示について説明するフロー図である。

図６を参照して、本例においては停止テーブルを用いる例について説明する。
まず、電気機器に対する停止（ＯＦＦ）指令が有ったかどうかを判断する（ステップＳ２０）。具体的には、ホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止する指示が有ったかどうかを判断する。

次に、ステップＳ２０において、停止（ＯＦＦ）指令が有ったと判断した場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）には、電気機器の消費電力を算出する（ステップＳ２２）。具体的には、電気機器に対応して設けられた測定器４００で測定された情報から消費電力を算出することが可能である。

そして、次に、算出した消費電力は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えるかどうかを判断する（ステップＳ２４）。本例においては、一例として双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力は５ｋＷであるものとする。すなわち、消費電力が２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。

ステップＳ２４において、消費電力は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えると判断した場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）には、停止テーブルを取得する（ステップＳ２８）。当該停止テーブルは、ハードディスク１０９あるいはメモリ１１０に予め格納されているものとする。

そして、次に、停止テーブルに従って消費電力削減指示を出力する（ステップＳ３０）。当該消費電力削減指示については後述する。

そして、処理を終了する（エンド）。
一方、ステップＳ２４において、消費電力は双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の超えないと判断した場合（ステップＳ２４においてＮＯ）には、全停止を指示する（ステップＳ２６）。

そして、処理を終了する（エンド）。
したがって、図３で説明したフロー図と比較して、消費電力が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えると判断した場合に、消費電力を算出して次の動作態様への変更を計算して決定する処理は行われない。停止テーブルに従う動作態様に変更される。

図７は、本発明の実施の形態の変形例１に従うエアコン２００Ａの停止テーブルを説明する図である。

図７を参照して、ここでは、エアコン２００Ａの停止テーブルが示されている。
具体的には、エアコンの動作態様として送風時と、冷房時とに分けられている場合が示されている。当該停止テーブルは、電気機器を停止させる場合に動作態様の変更として定格出力の５％を超える消費電力の変化とならないように予め規定されたテーブルである。したがって、当該停止テーブルを用いる場合には、動作テーブルを用いる際に説明したように変更に伴う消費電力の変化量を定格出力の５％以下とするために変更する際の動作態様の消費電力を計算する必要がなく、停止テーブルに従って動作態様を変更していけばよい。すなわち、ある停止テーブルの動作態様から順番に１つずつ動作態様を変更すればよい。

具体的には、送風時としては、風量がＯＦＦの場合は消費電力０Ｗであり、中風の場合は７０Ｗである場合が示されている。

また、冷房時としては、設定温度として対外気温との差が無い場合、つまり０℃の温度維持の場合には、消費電力は３００Ｗである。また、消費電力が２００Ｗずつ変化する場合における設定温度として対外気温との差との関係が示されている。

当該停止テーブルを用いて電気機器の停止制御を実行する。
図８は、本発明の実施の形態の変形例１に従うエアコン２００Ａの停止テーブルを用いて制御する具体例を示す図である。

図８を参照して、本例においては、図５のフロー図に従ってエアコン２００Ａの消費電力が７００Ｗとして算出された場合について説明する。

なお、当該消費電力は、測定器４００で取得したものであるものとする。
そして、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力は５ｋＷであるため２５０Ｗを超えるかどうかを判断する。

本例においては、２５０Ｗを超えるため停止テーブルが取得される。
そして、停止テーブルに従う消費電力削減指示が出力される。

具体的には、ホームコントローラ１００は、停止テーブルのうちの７００Ｗに対応する動作態様から順番に１つずつ動作態様を変更すればよい。具体的には、まず、７００Ｗに対応する動作態様から７００Ｗよりも少ない消費電力（１つ上）５００Ｗとなるように動作態様の変更を指示する。すなわち、ＩＲリモコン３００Ａを介して設定温度を対外気温との差が―２℃となるように指示する。

次に、ホームコントローラ１００は、停止テーブルの５００Ｗよりも少ない消費電力（１つ上）３００Ｗとなるように動作態様の変更を指示する。すなわち、ＩＲリモコン３００Ａを介して設定温度を対外気温と同じ温度、差が０℃となるように指示する。

次に、ホームコントローラ１００は、停止テーブル３００Ｗよりも少ない消費電力（１つ上）７０Ｗとなるように動作態様の変更を指示する。すなわち、ＩＲリモコン３００Ａを介して風量が中風となるように指示する。

次に、ホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介してエアコン２００Ａを停止させる。上記動作態様の変更の指示は、所定期間ごとに実行されるものとする。

上記で説明したように、ホームコントローラ１００は、ＩＲリモコン３００Ａを介して停止テーブルを用いてエアコン２００Ａに対して段階的に消費電力を削減する動作態様となるように指示する。

当該処理により段階的に消費電力を削減するため負荷急変を防止し、かつ、消費電力の変化は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％以下であるため双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの制御遅れに起因した５％を超える電力が商用電力系統へ逆潮流することを確実に防止することが可能である。

本停止テーブルは、消費電力の削減指示として、消費電力の変化が２５０Ｗ以下となるようにテーブルが設けられている。したがって、ホームコントローラ１００内部のＣＰＵ１０１が変更する動作態様の消費電力を計算しなくてもテーブルに設定された制御を順番に実行すればよい。それゆえ、高速な処理が可能となる。

（変形例２）
図９は、本発明の実施の形態の変形例２に従うホームコントローラ１００の電気機器の停止指示について説明するフロー図である。

図９を参照して、本例においては、図３のフローと比較して、さらに電気機器の停止指示が蓄電池２００Ｙからの放電中であるかどうかを確認して、放電中である場合に段階的に消費電力を削減する動作態様となるように指示する場合について説明する。その他の部分については図３のフローで説明したのと同様である。

具体的には、ステップＳ２において、電気機器に対する停止（ＯＦＦ）指令が有ったと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）に、蓄電池２００Ｙからの放電中であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。具体的には、ホームコントローラ１００は、蓄電池２００Ｙの動作状態を確認して放電中であるかどうかを判断する。蓄電池２００Ｙの動作状態を確認する方式としては、種々の方式があるが例えば、蓄電池２００Ｙと接続された図示しない電流センサにより放電中か否かその状態を確認することも可能であるし、あるいは、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの動作状態から確認することも可能である。

ステップＳ３において、電気機器に対する停止（ＯＦＦ）指令が蓄電池２００Ｙからの放電中であると判断した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）に、停止が指示された電気機器に対応する動作テーブルを取得する（ステップＳ４）。以降の処理については、図３で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

一方、ステップＳ３において、電気機器に対する停止（ＯＦＦ）指令が蓄電池２００Ｙからの放電中でないと判断した場合（ステップＳ３においてＮＯ）には、全停止を指示する（ステップＳ１２）。すなわち、段階的に停止するのではなく電力の供給を停止する。

蓄電池２００Ｙの動作状態を確認して放電中であることを確認してから段階的に消費電力を削減する上記動作態様となるように指示することにより負荷急変を防止し、かつ、確実に規定量を超える電力量が商用電力系統へ逆潮流することを防止することが可能である。

なお、図６のフローについても同様に適用可能である。
なお、上記においては、エアコン２００Ａを主に例として挙げて説明したが、エアコン２００Ａに限らず、テレビジョン２００Ｂ、照明機器２００Ｃ等の他の電気機器についても同様に適用可能である。

＜別の電力管理システムの構成（その１）＞
図１０は、本発明の実施の形態に従う別の電力管理システム１Ａの構成について説明する図である。

図１０を参照して、電力管理システム１Ａは、図１で説明した電力管理システム１と比較して、測定器４００を設けない点で異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

当該構成においても上記で説明したのと同様の方式でホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止することが可能である。

具体的には、図３〜図５で説明したように動作テーブルを用いて、消費電力の変化が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えないように段階的に消費電力を削減するように指示すればよい。なお、消費電力の算出は、ＩＲリモコンを用いて前回操作した操作内容をメモリ１１０等に記憶しておいて、当該記憶された操作内容に従って取得した動作テーブルに基づいて消費電力を算出するものとする。

また、当該構成においても変形例１および２に従う方式を同様に適用することが可能である。

＜別の電力管理システムの構成（その２）＞
図１１は、本発明の実施の形態に従う別の電力管理システム１Ｂの構成について説明する図である。

図１１を参照して、電力管理システム１Ｂは、図１で説明した電力管理システム１と比較して、電気機器の機能が異なる。具体的には、本例における電気機器は、消費電力の測定機能および当該測定した消費電力を中継器１５０を介してホームコントローラ１００に送信する機能ならびにリモコン等を介さずに直接的にホームコントローラ１００からの指示に基づく制御が可能であるものとする。

当該構成においても上記で説明したのと同様の方式でホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止することが可能である。

具体的には、図３〜図９で説明したように動作テーブルあるいは停止テーブルを用いて、消費電力の変化が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えないように段階的に消費電力を削減するように指示すればよい。

また、当該構成においても変形例１および２に従う方式を同様に適用することが可能である。

＜別の電力管理システムの構成（その３）＞
図１２は、本発明の実施の形態に従う別の電力管理システム１Ｃの構成について説明する図である。

図１２を参照して、電力管理システム１ＡＣ、図１で説明した電力管理システム１と比較して、分散電源２１０と、ＤＣ／ＤＣ変換器２２０をさらに設けた点が異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

分散電源２１０としては、太陽電池、燃料電池等を挙げることができる。当該分散電源２１０とＤＣ／ＤＣ変換器２２０とが接続され、ＤＣ／ＤＣ変換器２２０と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚとが接続されている。なお、ＤＣ／ＤＣ変換器２２０を設けない構成とすることも可能である。

本電力管理システム１Ｃにおいては、蓄電池２００Ｙ以外からも、分散電源２１０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚを介して電力を供給することが可能である。

当該構成においても上記で説明したのと同様の方式でホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止することが可能である。

具体的には、図３〜図５で説明したように動作テーブルを用いて、消費電力の変化が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超えないように段階的に消費電力を削減するように指示すればよい。

また、当該構成においても変形例１および２に従う方式を同様に適用することが可能である。

なお、上記の構成については、蓄電池２００Ｙが設けられる構成について主に説明したが、特に当該構成に限られず、分散電源２１０として例えば、太陽電池等のみが設けられる構成とすることも可能である。

＜その他の形態＞
なお、上記においては、指示された電気機器の動作を停止させる場合について主に説明したが、特に停止させる場合に限らず、指示された電気機器の動作を低下させる場合についても同様に適用可能である。具体的には、指示された電気機器が目標となる動作態様となるまで上記と同様の方式に従って段階的に消費電力を削減するように指示する。

上記においては、１つの電気機器についてホームコントローラ１００から対象となる電気機器を停止する場合について説明したが、複数の電気機器を一括して停止する指示が与えられる場合もある。当該場合には、それぞれの電気機器について１つずつ上記フローを実行するようにすればよい。

また、上記においては、規定量として、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器２００Ｚの定格出力の５％を超える電力を逆潮流させない場合について説明したが、５％は一例であり、適宜変更が可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 電力管理システム、１００ ホームコントローラ、１０１ ＣＰＵ、１０２ タッチパネル、１０３ ディスプレイ、１０４ タブレット、１０５ 操作ボタン、１０６ 通信インターフェイス、１０７ 出力インターフェイス、１０８ 入力インターフェイス、１０９ ハードディスク、１１０ メモリ、１１１ スピーカー、１１２ 時計、１５０ 中継器、２００ 電気機器、２１０ 分散電源、２２０ ＤＣ／ＤＣ変換器。

Claims (11)

1. 動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラであって、
   前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付ける受付部と、
   前記受付部において前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように前記電気機器に対して前記動作態様の変更を指示する調整指示部とを備える、コントローラ。
2. 前記調整指示部は、１段階毎に減少させる消費電力を調整可能に構成される、請求項１記載のコントローラ。
3. 前記電気機器は、外部の蓄電部からの電力を変換するための電力変換装置と接続され、
   前記電力変換装置の定格出力電力に応じて、前記１段階毎に減少させる消費電力を調整する、請求項２記載のコントローラ。
4. 前記電気機器は、外部の電力系統とも接続され、
   前記コントローラは、
   前記蓄電部から前記電気機器への電力の供給が行われているか否かを判断する供給判断部と、
   前記供給判断部の判断結果に基づいて前記調整指示部は、前記受付部において前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように前記電気機器に対して前記動作態様の変更を指示する、請求項３記載のコントローラ。
5. 動作態様に応じた消費電力の関係が登録されたテーブルを有する記憶部をさらに備え、
   前記調整指示部は、前記記憶部に格納されているテーブルに基づいて前記動作態様の変更を指示する、請求項１〜４のいずれかに記載のコントローラ。
6. 前記テーブルは、前記電気機器が動作する際の動作態様に応じた消費電力の関係あるいは前記電気機器の動作態様の変更により消費電力を低下させる際の動作態様に応じた消費電力の関係である、請求項５に記載のコントローラ。
7. 動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラの制御方法であって、
   前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けるステップと、
   前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように前記電気機器に対して前記動作態様の変更を指示するステップとを備える、コントローラの制御方法。
8. 動作態様に従って消費電力が異なる電気機器を制御するコントローラのコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
   前記制御プログラムは、前記コンピュータに、
   前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けるステップと、
   前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように前記電気機器に対して前記動作態様の変更を指示するステップとを備える、処理を実行させる、コントローラの制御プログラム。
9. 動作態様に従って消費電力が異なる電気機器と、
   前記電気機器を制御するためのコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付ける受付部と、
   前記受付部において前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、消費電力が段階的に小さくなるように前記電気機器に対して前記動作態様の変更を指示する調整指示部とを含む、電力管理システム。
10. 前記電気機器の動作態様を変更するための操作手段をさらに備え、
    前記コントローラの調整指示部は、前記受付部において前記電気機器に対する動作態様の変更による消費電力の低下あるいは停止の指示を受け付けた場合には、前記操作手段を介して消費電力が段階的に小さくなるように前記電気機器に対して前記動作態様の変更を指示する、請求項９記載の電力管理システム。
11. 電気機器毎に設けられ、対応する電気機器の消費電力を測定する測定器をさらに備え、
    前記測定器は、測定された前記電気機器の消費電力を前記コントローラに送信する、請求項９または１０記載の電力管理システム。

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