JP2018007385A - 管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電気機器の電力消費状態を適切に管理する。【解決手段】管理装置は、複数の電気機器が配置される家屋の状態により、前記複数の電気機器を稼働させる優先順位を設定する設定部と、前記設定部で設定された優先順位により前記複数の電気機器をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記設定部は、前記家屋の状態が変化すると、変化後の前記家屋の状態により前記優先順位を再設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、管理装置に関する。

運転優先順位に基づき電気機器を運転、停止する運転制御システムが知られている（例えば、特許文献１）。従来の運転制御システムは、運転優先順位の変更に、電気機器を手動操作しなければならなかった。

特開２０１４−１７９７７号公報

管理装置は、複数の電気機器が配置される家屋の状態により、前記複数の電気機器を稼働させる優先順位を設定する設定部と、前記設定部で設定された優先順位により前記複数の電気機器をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記設定部は、前記家屋の状態が変化すると、変化後の前記家屋の状態により前記優先順位を再設定する。

管理装置を含む全体構成を説明する図である。 管理装置の構成を例示するブロック図である。 電気機器の構成を例示するブロック図である。 携帯端末の構成を例示するブロック図である。 図５(a)は冷蔵庫に関する機器情報を示す図、図５(b)は洗濯乾燥機に関する機器情報を示す図である。 オフ状態の電気機器がオン操作された場合の処理を説明するフローチャートである。 オン状態の電気機器がオフ操作された場合の処理を説明するフローチャートである。 オン状態の電気機器の動作終了が予定されている場合の処理を説明するフローチャートである。

＜全体構成＞
一実施の形態の形態による管理装置について、図面を参照して説明する。図１は、管理装置１００を使用する「家庭用（住宅用）エネルギー管理システム」（ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）を説明する図である。管理装置１００は、複数の電気機器２００〜８００が消費する電力量を総合的に管理する。複数の電気機器２００〜８００は、住宅（以下、家屋）１０に設置されて使用される。家屋１０は、戸建て住宅、集合住宅のひとつの住居を含む概念である。家屋１０には、電力事業者によって商用電源２０が供給される。電気機器は、例えば、冷蔵庫２００、エアコン３００、照明４００、テレビ５００、洗濯乾燥機６００、掃除機７００、オーブンレンジ８００等である。
本明細書の電気機器は家庭用（住宅用）エネルギー管理システムで管理される電気機器であり、この意味で電気機器を電力消費機器ということもできる。電子機器の消費電力を家庭用（住宅用）エネルギー管理システムで管理する場合は、電子機器も電力消費機器である。
管理装置１００は、例えばネットワーク３０を介して各電気機器２００〜８００と接続されている。管理装置１００は、家屋１０の配電スペースに固定されていてもよいし、家屋１０の外へ持ち運び可能に構成されていてもよい。

なお、本実施の形態の管理装置は、家庭用（住宅用）エネルギー管理システムに限定されず、集合住宅一棟の電力管理、商業施設の電力管理、工場の電力管理などにも適用することができる。また、管理装置１０は、電気自動車の充電装置など住宅設備に関連しないが共通の商用電源を使用する電力消費装置の消費電力も管理することができる。さらに、管理装置１０は、太陽光発電装置による蓄電装置も含めて管理することもできる。

各電気機器２００〜８００には、分電盤５０を介して商用電源ライン２０からの電力が供給される。分電盤５０は、例えば、不図示の電力計およびサービスブレーカを備える。電力計は、家屋１０で使用される電力を計測する。サービスブレーカは、電力事業者との契約容量に基づき、家屋１０で同時に使用可能な電力を制限するための遮断器である。分電盤５０から管理装置１００に対し、家屋１０で使用中の電力を示す情報等（電力情報と称する）が伝達可能に構成されている。

＜管理装置＞
管理装置１００は、ネットワーク３０を介して各電気機器２００〜８００とデータ通信を行い、各電気機器２００〜８００の動作状態（後述する動作モード）を把握するともに、各電気機器の動作状態を制御することにより、家屋１０で消費されるトータルの消費電力（以下、総合消費電力とも称する）を管理する。図２は、管理装置１００の構成を例示するブロック図である。管理装置１００は、制御部１１０と、計時部１２０と、記憶部１３０と、通信部１４０とを含む。

制御部１１０は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を有するコンピュータにより構成される。制御部１１０は、例えばＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づき、電気機器２００〜８００による総合消費電力の管理に必要な処理を行う。計時部１２０は、制御部１１０からの指示に基づいて、計時情報を制御部１１０へ送出する。計時情報は、日時を示す信号や割り込み信号を含む。

記憶部１３０は、例えば不揮発性の記憶媒体によって構成され、後述する機器情報（図５）などを記憶する。記憶部１３０はさらに、ユーザまたは電力事業者が設定した、電力上限値を記憶する。電力上限値は、家屋１０で同時に使用可能な電力の上限をいう。使用可能な電力の上限は、電力事業者との契約容量を越えない範囲でユーザが任意に設定することができる。

通信部１４０は、制御部１１０からの指示に基づき、ネットワーク３０を介して各電気機器２００〜８００との間でデータ等を送受信する。通信部１４０は、例えば、無線LAN、ZigBee（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、有線LAN（Local Area Network）、またはPLC（PowerLine Communications）などを利用してネットワーク３０と接続することができる。

管理装置１００には、外部機器としての携帯端末７０（図１）を有線または無線によって接続することが可能である。携帯端末７０には、例えばスマートフォンやタブレットＰＣなどを用いることができる。通信部１４０は、制御部１１０からの指示に基づき、携帯端末７０との間でデータ等を送受信する。管理装置１００は、電気機器２００〜８００で消費される電力量の管理情報を、通信部１４０を介して携帯端末７０へ送信してもよい。

制御部１１０は、電気機器２００〜８００の消費電力を管理する際に、電気機器２００〜８００の動作状態(例えば、オン、オフ、各種動作モード等)を把握する。機器がオフされているときの電力消費量はゼロ、機器がオンされているときの電力消費量は、各機器の動作モードに応じた値となる。また、制御部１１０は、必要に応じて各電気機器２００〜８００へ動作モードを指示することもできる。

例えば、制御プログラムに基づいて、制御部１１０が各電気機器２００〜８００の動作状態（オン／オフの状態、強運転、弱運転などの動作モード、その動作モードにおける消費電力等）を認識し、その動作状態を記憶部１３０の所定領域に記憶する。上記のような動作状態のチェックを、例えば所定時間ごとに繰り返し行うことにより、各電気機器２００〜８００の動作状態を時系列に順次記憶させることができる。

＜電気機器＞
図３は、電気機器２００〜８００の構成を例示するブロック図である。管理装置１００が管理対象にする電気機器２００〜８００は、上述した冷蔵庫２００やテレビ５００などを含む。本実施の形態では、電気機器２００〜８００を共通の電気的構成を有する機器とし、図３において、例えば冷蔵庫２００をモデル化した電気機器２００を代表例として説明する。電気機器２００は、制御部２１０と、電源部２２０と、モード設定部２３０と、操作部２４０と、通信部２５０と、負荷２６０とを含む。なお、電気機器の種類によっては図３に例示した構成以外の他の構成を備えていてもよい。

制御部２１０は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を有するコンピュータにより構成される。制御部２１０は、例えばＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づき、その電気機器２００の動作を制御する。制御部２１０はさらに、その電気機器２００に設定されている動作モードや消費電力等の運転情報を、通信部２５０を介して管理装置１００へ送信する。また、制御部２１０は、通信部２５０で受信された管理装置１００からの指示を取得する。電気機器２００の動作状態や動作時間等を示す上記運転情報は、制御部２１０内の不揮発性メモリ２１０ａに記憶しておくことができる。

電源部２２０は、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源２０を、制御部２１０や負荷２６０等で使用される直流電源等に変換する。モード設定部２３０は、電気機器２００の動作モードを、管理装置１００から指示された動作モード、または、ユーザが設定して制御部２１０が判断した動作モードに設定する。操作部２４０は、電気機器２００のオン／オフ、動作モードの設定変更、運転予約等の電気機器２００に対する操作を受け付け、操作に応じた操作信号を制御部２１０へ送出する。
なお、制御部２１０が判断する動作モードは、ユーザが設定した動作モードに限定されない。機器が予め搭載する機能に応じて自動的に設定される動作モードも含まれる。

通信部２５０は、管理装置１００の通信部１４０と同様に、有線または無線によってネットワーク３０と接続され、ネットワーク３０を介して管理装置１００との間で通信を行い、データ等を送受信する。通信部２５０は、管理装置１００の通信部１４０と同様に、有線または無線によってネットワーク３０と接続することができる。

負荷２６０は、電気機器２００に備えられた負荷装置をいう。電気機器２００が冷蔵庫２００の場合、負荷２６０は冷却器やコンプレッサ等である。電気機器２００がエアコン３００の場合、負荷２６０はヒートポンプや送風ファンモータ等である。電気機器２００が照明４００の場合は、負荷２６０は発光回路等である。電気機器２００がテレビ５００の場合、負荷２６０は表示回路や受信回路等である。電気機器２００が洗濯乾燥機６００の場合、負荷２６０はモータやヒートポンプあるいはヒータ等である。電気機器２００が掃除機７００の場合、負荷２６０はモータ等である。電気機器２００がオーブンレンジ８００の場合、負荷２６０は加熱回路やマイクロ波発生回路等である。
電気自動車用充電装置の場合、負荷２６０は車載二次電池を充電する回路、太陽光発電装置における蓄電装置の場合、負荷２６０は蓄電装置に設けられた二次電池を充電する回路である。

＜電気機器の動作モード＞
各電気機器２００〜８００は、それぞれ消費電力が異なる複数の動作モードを備える。例えば冷蔵庫２００の場合は、「急冷運転」、「通常運転」、夜間や扉の開閉頻度が少ない場合等に消費電力を抑える「エコ運転」等を含む。また、エアコン３００の場合は、「強運転」や「弱運転」、除湿を行う「ドライ運転」、送風のみの「送風運転」等を含む。照明４００の場合は、「全点灯」や「減灯」等を含む。さらに、洗濯乾燥機６００の場合は、「洗濯運転」、「脱水運転」、「通常乾燥運転」、「念入り乾燥運転」、「槽洗浄運転」等を含む。さらにまた、掃除機７００の場合は、「強運転」や「通常運転」、「静音運転」等を含む。このように、電気機器２００〜８００は、相対的に消費電力が高い動作モードでの運転と、相対的に消費電力が低い動作モードでの運転とが可能となっている。
なお、本実施の形態において、消費電力が低い動作モードには、運転を停止した状態、すなわち、オフ状態も含むものとする。

＜携帯端末＞
携帯端末７０は、家屋１０で生活するユーザが使用する。携帯端末７０は、管理装置１００から送信された管理情報を表示することができる。図４は、携帯端末７０の構成を例示するブロック図である。携帯端末７０は、制御部７１と、表示部７３と、操作部７５と、通信部７７とを有する。

制御部７１は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を有するコンピュータにより構成される。制御部７１は、制御プログラムに基づき、携帯端末７０の動作を制御する。表示部７３は、例えば液晶ディスプレイパネルによって構成される。制御部７１がＨＥＭＳ用プログラム（以下、管理用プログラムと呼ぶが、プログラムはアプリケーション、ソフトウエアとも称される）を実行している場合、表示部７３は、管理装置１００から送信された管理情報を表示する。

操作部７５は、例えば表示部７３の表面に設けられたタッチ操作パネルによって構成される。操作部７５は、ユーザの指によるタッチ操作を検知して、タッチ位置を示す情報を制御部７１へ送出する。通信部７７は、ネットワーク３０を介して管理装置１００との間で通信を行い、データ等を送受信する。管理装置１００が家屋１０内に設置されている場合でも、家屋１０の外部に設置されている場合でも、通信部７７は、一般公衆回線網を経由して管理装置１００の通信部１４０と接続される。もちろん、通信部７７と管理装置１００の通信部２５０とは一般公衆回線網を経由せずに通信する構成であってもよい。

制御部７１が管理用プログラム（アプリケーション）を実行している場合、ユーザによるタッチ操作に基づき、電気機器２００〜８００に対する動作モードのリクエストを通信部７７から管理装置１００へ送信することができる。
また、ユーザによるタッチ操作に基づき、電力上限値を変更するリクエストを通信部７７から管理装置１００へ送信することもできる。
これらのリクエストは、設定されている動作モードを変更する要求あるいは設定変更指示などと呼ぶこともできる。

＜機器情報＞
機器情報は、複数の電気機器２００〜８００に関する情報であり、管理装置１００の記憶部１３０に予め記憶しておくことができる。具体的には、電気機器２００〜８００ごとに、その電気機器の優先度（家屋１０内で優先して使用する電気機器の優先順位をいう；以降、全体優先度と称する）と、その電気機器が備える複数の動作モードと、その電気機器の各動作モードにおいて標準的に設定されている消費電力と、その電気機器における複数の動作モード間の優先度（その電気機器で優先して設定する動作モードの優先順位をいう；以降、機器優先度と称する）とが含まれる。各優先度は、数字が小さいほど順位が高い。
なお、機器情報には、各機器に設定されている運転予約情報を含めてもよい。

図５は、機器情報の一例を説明する図であり、図５(a)は冷蔵庫２００に関する機器情報を示し、図５(b)は洗濯乾燥機６００に関する機器情報を示す。管理装置１００は、家屋１０で使用される電力が電力上限値を超えると見込まれる場合に、全体優先度に基づいて使用する電気機器を決定する。例えば、図５(a)において冷蔵庫２００の全体優先度が１位であるので、管理装置１００は、冷蔵庫２００を他の電気機器よりも優先して使用させる。

冷蔵庫２００の制御部２１０は、機器優先度に基づき、設定する動作モードを決定する。例えば、図５(a)において「急冷運転」の機器優先度が１位であるので、制御部２１０は、「急冷運転」を他の動作モードよりも優先して設定する。また、図５(a)の機器情報には、各動作モードにおける消費電力が含められている。管理装置１００は、冷蔵庫２００に設定される動作モードを把握することにより、図５(a)の機器情報に基づいて冷蔵庫２００で消費される電力を見積もることができる。

図５(b)において、洗濯乾燥機６００の全体優先度が４位であるので、管理装置１００は、洗濯乾燥機６００を４番目に優先して使用させる。洗濯乾燥機６００の制御部２１０は、機器優先度に基づき、設定する動作モードを決定する。例えば、図５(b)において「洗濯運転」の機器優先度が１位であるので、制御部２１０は、「洗濯運転」を他の動作モードよりも優先して設定する。また、図５(b)の機器情報には、各動作モードにおける消費電力が含められている。管理装置１００は、洗濯乾燥機６００に設定される動作モードを把握することにより、図５(b)の機器情報に基づいて洗濯乾燥機６００で消費される電力を見積もることができる。

図示を省略するが、エアコン３００、照明４００、テレビ５００、掃除機７００、およびオーブンレンジ８００についても、それぞれの機器情報が管理装置１００の記憶部１３０に記憶されている。

なお、図５(a)、図５(b)に例示した電気機器の全体優先度は初期値である。全体優先度は、管理装置１００によって適宜変更することができる。管理装置１００による全体優先度の変更については後述する。
また、図５(a)、図５(b)に例示した機器情報を管理装置１００の記憶部１３０に予め記憶しておくのではなく、管理装置１００によって各電気機器の接続が確認されるときに、管理装置１００がデータ通信によって電気機器２００〜８００から各々の全体優先度、動作モード、消費電力、機器優先度などの情報を取り込み、記憶部１３０に最新の機器情報を動的に記憶するようにしてもよい。このようにすると、家屋１０内に新たな電気機器を追加したり、既存の電気機器を撤去したりする場合において自動的に最新の機器情報に更新されるので、ユーザが機器情報を手動で更新する手間を省くことができる。
さらにまた、上述した電気機器の全体優先度は、ユーザによる操作によって携帯端末７０から管理装置１００へ送信されるリクエストに基づいて変更してもよい。

＜電力消費状態の管理の具体例＞
制御部１１０は、家屋１０の電気機器２００〜８００で使用される電力が電力上限値を超えると見込まれる場合に、全体優先度、機器優先度に基づいて、使用中の電気機器２００〜８００の動作モードを変更したり、使用中の電気機器２００〜８００を停止（オフ状態）したりすることにより、使用される電力を電力上限値より低く抑える。以下に、具体例をあげて説明する。
なお、説明をわかりやすくするため、管理装置１００による管理開始時において、全ての電気機器２００〜８００がオフ状態にあるものとする。

（１）オフ状態の電気機器２００〜８００は、ユーザによってオン操作される。ユーザによってオン操作された電気機器は、その電気機器において機器優先度が１位の動作モードで動作しようとする。その電気機器は、動作開始前に、動作しようとする動作モード（遷移先の動作モードと称する）を管理装置１００に通知する。

（２）管理装置１００は、通知を行った電気機器の全てが電源オフから遷移先の動作モードに遷移した場合における全ての電気機器の消費電力の和を推定し、この推定値と電力上限値とを比較する。管理装置１００は、推定値が電力上限値を下回っている場合、通知を行った電気機器へ、遷移先の動作モードへの遷移指示を送信する。これにより、通知を行った電気機器、すなわちユーザによりオン操作された全ての電気機器は、遷移先の動作モードで運転を開始する（オン状態へ移行）。

（３）管理装置１００は、ユーザによってオフ状態の電気機器がオン操作される度に、上述した動作を繰り返す。たとえば、複数の電気機器が動作しているとき、電源オフの別の電気機器が動作モードに遷移する場合を想定する。稼働中の電気機器の消費電力の合計値に、新たな動作モードに遷移する電気機器の消費電力を加算する。この加算結果が電力上限値未満であれば、新たな電気機器の動作を許可する。すなわち、管理装置１００は、その電気機器に動作指示を送信する。

（４）一方、管理装置１００は、上述した推定値が電力上限値を上回っている場合、家屋１０内でオン状態にある全ての電気機器と、新たな電源オンの通知を行った電気機器とのうち最も全体優先度の低い電気機器を特定する。
次に、管理装置１００は、特定した電気機器の動作モードを、より消費電力が低い動作モードに変更させることにより、通知を行った電気機器が遷移先の動作モードに遷移するために必要な電力を確保する（動作モードの変更）。管理装置１００は、動作モードを変更するだけでは必要な電力を確保できない場合は、特定した電気機器をオフ状態に移行させることによって必要な電力を確保する（オフ状態へ移行）。
管理装置１００は、上述したように必要な電力を確保してから、通知を行った電気機器へ、遷移先の動作モードへの遷移指示を送信する。これにより、通知を行った電気機器は、遷移先の動作モードで運転を開始する（オン状態へ移行）。

（５）管理装置１００は、最も全体優先度の低い電気機器が管理装置に通知をしたときに演算された電力推定値が電力上限値を上回った場合には、その電気機器に対して遷移先の動作モードへの遷移指示を送信しない。この場合、その電気機器はオン状態へ移行せず、運転を開始しない。

なお、管理装置１００が、最も全体優先度の低い電気機器を特定する場合において、通知を行った電気機器を除外して全体優先度の低い電気機器を特定するようにしてもよい。このようにすると、上記（５）のようにユーザによってオン操作された電気機器が使えない事態を回避することができる。
（５−１）たとえば、冷蔵庫と洗濯乾燥機がともに最高の消費電力で運転されているとき、優先度が洗濯乾燥機よりも低い掃除機が電源オン操作され、３つの電気機器の合計の消費電力推定値が電力上限値を越えるとき、次のようにして掃除機の使用を許可してもよい。洗濯乾燥機および／または冷蔵庫の動作モードをより低消費電力の動作モード（オフも含む）に遷移させ、そのときの合計消費電力推定値が電力上限値未満となるようにする。これにより、ユーザが電源投入を試みた掃除機が使用可能となる。

（６）オン状態の電気機器がオフ状態となると、運転中の電気機器の消費電力の和が減少する。この場合、消費電力が低い動作モードで運転中の電気機器の動作モードをより消費電力が高い動作モードへ移行させることが可能となる。制御部１１０は、例えば、ある電気機器の電源オンの影響でより低い消費電力の動作モードに変更を余儀なくされた電気機器へ、消費電力の大きな動作モードへの遷移指示を送信する。これにより、遷移指示を受けた電気機器は、新たな動作モードで運転を開始する（動作モードの変更）。
たとえば、上記の掃除機の電源がオンされたときに洗濯乾燥機の動作モードを洗濯の動作モードに遷移した例、つまり、消費電力が小さい運転モードに遷移した例について説明する。掃除機の電源がオンされてからオフされるまでの間に家屋１０全体の消費電力に変動がないときは、掃除機の電源がオフされたときに洗濯乾燥機の動作モードを洗濯動作モードに遷移する前の、より消費電力の大きな動作モードに復帰させてもよい。

＜フローチャートの説明＞
管理装置１００の制御部１１０が電力消費状態を管理する処理の流れについて、図６、図７のフローチャートを参照して説明する。図６は、ユーザによってオフ状態の電気機器がオン操作された場合の処理を示し、図７は、ユーザによってオン状態の電気機器がオフ操作された場合の処理を示す。制御部１１０は、図６および図７の処理を、それぞれ繰り返し実行する。

（オン操作の処理）
図６のステップＳ１００において、制御部１１０は、オン操作された電気機器から電源オンの通知を受信すると、ステップＳ１００を肯定判定してステップＳ１１０へ進む。電気機器から電源オンの通知を受信していない場合には、ステップＳ１００を否定判定して図６による処理を終了する。

ステップＳ１１０において、制御部１１０は、家屋１０で現在使用されている電力に、通知を行った機器の消費電力（遷移先の動作モードの消費電力）を加算してステップＳ１２０へ進む。加算結果は、上述した推定値に対応する。ステップＳ１２０において、制御部１１０は、推定値が電力上限値を超過するか否かを判定する。制御部１１０は、推定値が電力上限値を上回る場合にステップＳ１２０を肯定判定してステップＳ１３０へ進み、推定値が電力上限値を下回る場合にはステップＳ１２０を否定判定してステップＳ１４０へ進む。

ステップＳ１３０において、制御部１１０は、上述した機器情報による優先順位（全体優先度、機器優先度）に基づいて、上記（４）、上記（５）あるいは（５−１）のように、電気機器の運転制御を行う。ステップＳ１４０において、制御部１１０は、ユーザによりオン操作された電気機器をオン状態へ移行させて、図６による処理を終了する。

ステップＳ１４０でオン操作された電気機器を使用状態にするのは、ステップＳ１２０が否定されたとき（推定値が電力上限値を下回るとき）、または、ステップＳ１２０が肯定されたときであってオン操作された電気機器の優先度が最も低くないときである。推定した総合消費電力が電力上限値を上回り、かつ、オン操作が通知された電気機器の優先度が最も低いときには、ユーザが電源オンをしたにも拘わらず当該電気機器は使用することができない。

上記（５−１）で説明した運転制御を行うためには、ステップＳ１３０における優先順位に基づく運転制御を次のように設定すればよい。すなわち、オン操作が通知された電気機器の優先度を除外して最も低い優先度の電気機器を特定する。これにより、優先度が最も低い電気機器がオン操作されたとき、その電気機器を使用することができる。

なお、オフ状態の電気機器がオン操作されたとき、全体優先度が低い使用中の電気機器の動作モードを消費電力が低い動作モードに変更する運転制御を行った場合、またはオフ状態に変更する場合は、管理装置１００から携帯端末７０へ、その旨を知らせるメッセージ等を送信してもよい。例えば「掃除機をオンするために、エアコンを送風運転に切り替えます。」というメッセージを表示させて、運転モードが低出力モードに変わったことをユーザに知らせることができる。

（オフ操作の処理）
図７のステップＳ２００において、制御部１１０は、オフ操作された電気機器が存在するか否かを判定する。オフ操作された電気機器は、その旨を管理装置１００に通知する。電気機器から通知を受けた制御部１１０は、ステップＳ２００を肯定判定してステップＳ２１０へ進み、電気機器から通知を受けない場合には、ステップＳ２００を否定判定して図７による処理を終了する。

ステップＳ２１０において、制御部１１０は、ユーザによりオフ操作された電気機器をオフ状態へ移行させてステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０において、制御部１１０は、電力上限値を超えない範囲で使用可能な電力を算出する。制御部１１０は、例えば、家屋１０内でオン状態にある全ての電気機器の消費電力の和と電力上限値とを比較することにより、使用できる電力を算出してステップＳ２３０へ進む。

ステップＳ２３０において、制御部１１０は、上述した機器情報による優先順位（全体優先度、機器優先度）に基づく上記（４）の運転制御によって、他の電気機器のために動作モードを変更しているか否かを判定する。制御部１１０は、動作モードを変更した電気機器が存在する場合にステップＳ２３０を肯定判定してステップＳ２４０へ進み、動作モードを変更した電気機器が存在しない場合にはステップＳ２３０を否定判定して図７による処理を終了する。

ステップＳ２４０において、制御部１１０は、元の動作モードに復帰可能か否かを判定する。制御部１１０は、例えば、元の動作モードへ遷移した場合に増加する消費電力が、ステップＳ２２０で算出した使用可能な電力を超えない場合に、ステップＳ２４０を肯定判定してステップＳ２５０へ進む。制御部１１０は、元の動作モードへ遷移した場合に増加する消費電力が、ステップＳ２２０で算出した使用可能な電力を超えている場合は、ステップＳ２４０を否定判定して図７による処理を終了する。

ステップＳ２５０において、制御部１１０は、上述した機器情報による優先順位（全体優先度、機器優先度）に基づいて、上記（６）のように電気機器の運転制御を行い、図７による処理を終了する。
なお、使用中の電気機器に対して動作モードを変更する場合は、管理装置１００から携帯端末７０へ、その旨を知らせるメッセージ等を送信してもよい。例えば「エアコンを送風運転から冷房運転に戻します。」というメッセージを表示させて、ユーザに知らせることができる。

＜全体優先度を変更する場合＞
制御部１１０は、以下に例示するように、上述した機器情報のうちの全体優先度を、家屋１０の状態に応じて変更することができる。
（１）制御部１１０は、家屋１０内に滞在する人物が子供のみ（例えば、未就学児）であることを検出すると、洗濯乾燥機６００、掃除機７００、オーブンレンジ８００など子供が使用する可能性が低い電気機器の全体優先度を下げてもよい。滞在する人物が子供か否かの判定は、例えば家屋１０に監視カメラを設け、監視カメラで得られた画像に基づいて行うことができる。
また、制御部１１０は、家屋１０の滞在人物が子供のみの場合に、エアコン３００の全体優先度を下げてもよく、照明４００の全体優先度を上げてもよい。

（２）制御部１１０は、家屋１０内に滞在する人物の数が所定数より多いことを検出すると、エアコン３００の全体優先度を上げてもよい。人数は、家屋１０に設けた監視カメラで得られた画像に基づいてカウントすることができる。

（３）制御部１１０は、時間帯によって電気機器２００〜８００の全体優先度を変更してもよい。例えば、朝食前に相当する時間帯（６時〜９時）、夕食前に相当する時間帯（１７時〜２０時）には、オーブンレンジ８００のような調理機器の全体優先度を上げる。
また、制御部１１０は、例えば９時〜１５時の時間帯には、洗濯乾燥機６００や掃除機７００の全体優先度を上げる。
さらにまた、制御部１１０は、夜の時間帯（１８時〜２４時）には、照明４００やテレビ５００の全体優先度を上げる。

（４）制御部１１０は、季節によって電気機器２００〜８００の全体優先度を変更してもよい。例えば、夏季に相当する６月〜９月には、エアコン３００や冷蔵庫２００の全体優先度を上げる。
また、制御部１１０は、冬季に相当する１２月〜２月には、エアコン３００を含む暖房機器の優先度を上げる。

（５）制御部１１０は、家屋１０内の環境によって、電気機器２００〜８００の全体優先度を変更してもよい。例えば、気温が上昇した部屋のエアコン３００の全体優先度を上げたり、湿度が上昇した部屋のエアコン３００の全体優先度を上げたりする。同様に、気温が下降した部屋のエアコン３００の全体優先度を上げてもよい。

（６）制御部１１０は、家屋１０の中の人物の位置によって電気機器２００〜８００の全体優先度を変更してもよい。例えば、人物がキッチンに居る場合には、オーブンレンジ８００のような調理機器の全体優先度を上げる。人物の位置は、例えば、家屋１０に設けた監視カメラで得られた画像、または家屋１０に設けた赤外センサからの信号に基づいて検知することができる。

（７）制御部１１０は、電気機器２００〜８００の消費電力に基づいて、電気機器２００〜８００の全体優先度を変更してもよい。例えば、家屋１０内でオン状態にある全ての電気機器の消費電力の和が上限電力に近づいた場合に、消費電力が大きい１つの電気機器をオフ状態にすると、消費電力が小さい複数の電気機器を新たに使用できる場合がある。使用できる電力に余裕がなくなった場合に、全体優先度を設定し直すことで、家屋１０で使用する複数の電気機器２００〜８００の電力消費状態を適切に管理する。

（全体優先度の初期値設定について）
本実施の形態では、管理装置１００の制御部１１０が、以下のような運転の継続性の重要度を考慮して予め全体優先度の初期値を定めた上で、上記に例示したように、全体優先度を変更可能に構成している。
（ａ）電気機器２００〜８００のうち、運転の継続性が重要な機器がある。例えばオーブンレンジ８００などの調理機器は、調理の途中で運転が中断されると、調理の目的を達成できない場合がある。一般に、調理は加熱加減や加熱時間を切り替えるタイミング等が重要な要素であり、加熱の不足や加熱のタイミングが損なわれた場合には、料理の仕上がりが悪くなる。そのため、オーブンレンジ８００の使用中は、動作モードの変更や運転の停止（オフ状態）をすることなく、運転を継続させる方がよい。

（ｂ）照明４００は、一時的でもオフ状態にされると、家屋１０の中が暗くなってユーザの生活に支障をきたすことがある。そのため、照明４００の使用中は、その使用を継続する方がよい。
（ｃ）テレビ５００は、一時的でもオフ状態にされると、ユーザの不満が高まることがある。そのため、テレビ５００の使用中は、その使用を継続する方がよい。

反対に、運転の継続性がそれほど重要でない機器もある。例えばエアコン３００の場合、一時的に運転を停止（オフ状態）したとしても、その運転を再開すれば温度調節という目的を達成することができる。また、洗濯乾燥機６００の場合、一時的に運転を停止（オフ状態）したとしても、その運転を再開すれば洗濯や乾燥の目的を達成することができる。このような電気機器の優先度の初期値は上記（ａ）〜（ｃ）の電気機器に比べて低い値に設定されることになる。

＜機器優先度を変更する場合＞
制御部１１０は、以下に例示するように、上述した機器情報のうちの機器優先度を変更することができる。
制御部１１０は、夏季と冬季とで、エアコン３００の動作モードの機器優先度を変化させてもよい。例えば、夏季は「冷房運転」の機器優先度を高くするとともに「暖房運転」の機器優先度を低くし、冬季は「暖房運転」の機器優先度を高くするとともに「冷房運転」の機器優先度を低くする。このように、季節によって機器優先度の高低を入れ替えてもよい。

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）管理装置１００は、複数の電気機器２００〜８００が配置される家屋１０の状態により、複数の電気機器２００〜８００を稼働させる全体優先度を設定する制御部１１０と、全体優先度により複数の電気機器２００〜８００をそれぞれ制御する制御部１１０とを備え、制御部１１０は、家屋１０の状態が変化すると、変化後の家屋１０の状態により全体優先度を変更（再度設定）する。これにより、家屋１０で使用される複数の電気機器２００〜８００の電力消費状態を適切に管理することができる。

（２）上記（１）の管理装置１００において、制御部１１０は、複数の電気機器２００〜８００がそれぞれ消費する電力に基づいて、家屋１０の状態により全体優先度を変更する。これにより、例えば、家屋１０で使用できる電力に余裕がなくなった場合に、複数の電気機器２００〜８００の電力消費状態を適切に管理することができる。

（３）複数の電気機器２００〜８００のうち少なくとも１つの電気機器は、消費電力が異なる複数の動作モードを有し、制御部１１０は、電気機器２００〜８００がそれぞれ有する動作モードに基づいて、全体優先度を変更する。これにより、例えば消費電力が少ない動作モードを有する電気機器の全体優先度を高くするなどして、家屋１０で使用される電気機器２００〜８００の電力消費状態を適切に管理することができる。

（４）制御部１１０は、全体優先度が変更されると、電気機器２００〜８００が消費する電力を制御する。例えば、全体優先度が低く、消費電力が異なる動作モードを有する電気機器を消費電力が少ない動作モードにするなどして、家屋１０で使用される電気機器２００〜８００の電力消費状態を適切に管理することができる。

（５）上記管理装置１００において、家屋１０の状態は、家屋１０内の人物、時刻、季節、および温度の少なくとも１つに関する状態であるので、例えば生活する人の数、時間帯、自然環境を考慮して、家屋１０で使用される電気機器２００〜８００の電力消費状態を管理することができる。

（６）管理装置１００の制御部１１０は、合計の消費電力が上限電力を下回るように複数の電気機器２００〜８００の消費電力を制御するので、例えば、電力事業者との契約容量を超えないように、または、節電のための省エネルギー目標を超えないように、家屋１０で使用される電気機器２００〜８００の電力消費状態を管理することができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
上述した電力上限値を動的に変化させるようにしてもよい。管理装置１００の制御部１１０は、例えば、家屋１０に不図示の太陽光発電システムが設置されている場合に、太陽光発電システムによる発電量に応じて電力上限値を変化させてもよい。また、不図示の電気自動車のバッテリーを家屋１０のバックアップ電源として使用する場合にも、電気自動車から供給される電力に応じて電力上限値を変化させてもよい。

なお、電力上限値は、家屋１０の契約容量に対応する使用可能電力と必ずしも同じ値に設定する必要はない。例えば、家屋１０に供給される電力が２０００Ｗである場合において、省エネルギーを目的に１５００Ｗを電力上限値として設定してもよい。
省エネルギーを目的にユーザが電力上限値を設定する場合、ユーザは、例えば上述した携帯端末７０を操作することにより、携帯端末７０から管理装置１００へ電力上限値を変更するリクエストを送信させることができる。

（変形例２）
電気機器によっては、動作終了時刻を予測することができる。例えば、洗濯乾燥機６００の場合、運転スケジュールが予め定められているので、洗濯運転や乾燥運転の終了時刻を予測できる。オーブンレンジ８００の場合も、調理のスケジュールが予め定められているので、調理の終了時刻を予測できる。終了時刻が予測可能な電気機器を使用する場合、管理装置１００に予定終了時刻を通知しておくことで、管理装置１００に、将来の使用可能な電力を予測させることが可能になる。

変形例２において、予定終了時刻がわかる電気機器は、例えば動作開始のタイミングで、予定終了時刻を管理装置１００へ通知する。例えば、動作モードの変化に関する情報として、動作モードと、動作モードの変化のタイミングを示す情報（例えば２０分後に機器優先度が５番目の動作モードに切り替わる等）とを、電気機器から管理装置１００へ通知する。

管理装置１００は、電気機器から動作モードの変化に関する情報を受信すると、将来（例えば２０分後）において使用可能な電力を予測する。具体的には、上記予定終了時刻以降（本例では２０分経過後）も継続運転が見込まれる全ての電気機器について、２０分経過後の動作モードに基づく消費電力を加算することにより、２０分経過後に家屋１０で使用される電力を推定する。管理装置１００は、推定値が電力上限値を下回る場合は、以下のようなメッセージ等を携帯端末７０へ送信してもよい。例えば、「約２０分後に洗濯乾燥機の運転が終了します。」というメッセージを携帯端末７０に表示させると、将来に使用可能な電力が変更されることを、ユーザに事前に知らせることができる。

（変形例３）
また、制御部１１０は、次のような処理を繰り返し行ってもよい。図８は、オン状態の電気機器の動作終了が予定されている場合の処理の一例を説明するフローチャートである。制御部１１０は、図８の処理を、繰り返し実行する。図８のステップＳ３００において、制御部１１０は、オフ予定の電気機器が存在するか否かを判定する。電気機器から予定終了時刻が通知されている場合、管理装置１００は、ステップＳ３００を肯定判定してステップＳ３１０へ進み、電気機器から予定終了時刻が通知されていない場合には、ステップＳ３００を否定判定して図８による処理を終了する。

ステップＳ３１０において、制御部１１０は、電力上限値を超えない範囲で、上記予定終了時刻以降において使用可能な電力を算出する。制御部１１０は、例えば、上記予定終了時刻以降に家屋１０内で継続運転が見込まれる全ての電気機器の消費電力の和と電力上限値とを比較することにより、使用できる電力を算出してステップＳ３２０へ進む。

ステップＳ３２０において、制御部１１０は、動作モードを変更可能な電気機器が存在するか否かを判定する。制御部１１０は、例えば、ある電気機器の動作モードを他の動作モードへ遷移した場合に増加する消費電力が、ステップＳ３１０で算出した使用可能な電力を超えない電気機器が存在する場合に、ステップＳ３２０を肯定判定してステップＳ３３０へ進む。一方、制御部１１０は、上記のような電気機器が存在しない場合には、ステップＳ３２０を否定判定して図８による処理を終了する。

ステップＳ３３０において、制御部１１０は、上記予定終了時刻以降に動作モードの変更が可能な電気機器が存在する旨を、携帯端末７０へ知らせて図８による処理を終了する。例えば「約２０分後にエアコンを送風運転から冷房運転に変更できます。」というメッセージを端末装置７０に表示させると、将来に電気機器で使用される電力が変更可能（換言すると、電気機器の動作モードが変更可能）であることを、ユーザに予告することができる。

なお、制御部１１０は、上記予定終了時刻以降に動作モードの変更が可能な電気機器の動作モードを変更する旨を、携帯端末７０へ知らせて図８による処理を終了してもよい。例えば「約２０分後にエアコンを送風運転から冷房運転に変更します。」というメッセージを端末装置７０に表示させると、将来に電気機器で使用される電力が変更予定（換言すると、電気機器の動作モードを変更予定）であることを、ユーザに予告することができる。制御部１１０は、上記予定終了時刻が経過したときに、例えばエアコンに対して送風運転から冷房運転へ動作モードを切り替える指示を送ることにより、電気機器で使用される電力を変更する。

以上説明した変形例３によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）管理装置１００は、将来の複数の電気機器２００〜８００の消費電力の変更予定を端末装置７０に知らせる通信部１４０を備えるので、将来に電気機器で使用される電力が変更予定（電気機器の動作モードが変更予定）であることを、ユーザに前もって知らせることができる。これにより、ユーザは他の電気機器の動作モードを変更するなどの予定をたてることが可能になる。

（２）管理装置１００の制御部１１０は、通信部１４０により複数の電気機器２００〜８００の消費電力の変更予定が報知されてから所定時間後に、複数の電気機器２００〜８００の消費電力量を変更するので、突然変更してユーザを驚かすことを避けることができる。

（変形例４）
上述した説明では、全ての電気機器２００〜８００がオフ状態にあるものとし、オフ状態からオン状態への変更操作時を例に説明した。これに加えて、既にいくつかの電気機器がオン状態にあり、オン状態にある電気機器に対し、消費電力が低い動作モードから消費電力が高い動作モードへの変更操作が行われた時においても、同様の処理を行ってよい。
変形例５において、ユーザによって動作モードの変更操作がなされた電気機器は、変更操作された動作モードを遷移先の動作モードとし、この動作モードに変更する前に、遷移先の動作モードを管理装置１００に通知する。

（変形例５）
上述した実施の形態では、使用中の電気機器のうち全体優先度が低い機器の動作モードを変更したり、全体優先度が低い機器をオフ状態にしたりすることにより、使用される電力を電力上限値より低く抑えた。変形例５においては、上述した実施の形態による電力消費状態の管理に加えて、例外的に、特定の電気機器を他の電気機器に優先して時限的に使用可能に構成してもよい。管理装置１００は、例えばユーザがオン操作した電気機器を、予め定められた時間（例えば３０分）だけ、その機器をユーザの操作に基づく動作モードで動作させる。管理装置１００は、家屋１０で使用される電力が電力上限値を超えると見込まれる場合は、使用中の電気機器のうち、運転の継続性の重要度が低い機器の運転を一時的に停止（オフ状態）させるとともに、ユーザがオン操作した電気機器をユーザの操作に基づく動作モードで動作させる。

上述した説明において、各電気機器２００〜８００による消費電力の検知を各電気機器２００〜８００に設けられた不図示の電力センサで行い、管理装置１００の制御部１１０が、電気機器２００〜８００による個々の消費電力を所定時間ごとに集計し、家屋１０で使用される電気機器２００〜８００による消費電力を管理した。家屋１０で使用される電気機器２００〜８００による消費電力は、各電気機器２００〜８００において検知された消費電力を集計して管理する代わりに、分電盤５０から管理装置１００へ伝達される電力情報によって総括的に管理してもよい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
本発明は次のような管理装置も含む。
（１）複数の電気機器が配置される家屋の状態により、複数の電気機器を稼働させる優先順位を設定する設定部と、上記設定部で設定された優先順位により複数の電気機器をそれぞれ制御する制御部とを備え、上記設定部は、家屋の状態が変化すると、変化後の家屋の状態により優先順位を再設定する管理装置。
（２）（１）のような管理装置において、上記設定部は、複数の電気機器がそれぞれ消費する電力に基づいて、家屋の状態により優先順位を再設定する。
（３）（１）あるいは（２）の管理装置において、複数の電気機器のうち少なくとも１つの電気機器は、消費する電力が異なる複数の動作モードを有していてよい。上記設定部は、複数の電気機器がそれぞれ有する動作モードに基づいて、家屋の状態により優先順位を再設定する。
（４）（１）〜（３）のような管理装置において、上記制御部は、上記設定部で優先順位が再設定されると、電気機器が消費する電力を制御する。
（５）（４）のような管理装置において、上記制御部は、上記設定部で優先順位が再設定されると、１つの電気機器の動作モードを変更することにより、１つの電気機器が消費する電力を制御する。
（６）（１）〜（５）のような管理装置において、家屋の状態は、家屋内の人物、時刻、季節、および温度の少なくとも１つに関する状態である。
（７）（１）〜（６）のような管理装置において、複数の電気機器がそれぞれ消費可能な電力の許容値を変更する変更部を備え、上記制御部は、複数の電気機器がそれぞれ消費可能な電力が許容値未満となるように複数の電気機器を制御する。
（８）（７）のような管理装置において、上記変更部は、複数の電気機器が合わせて消費可能な電力の許容値を変更し、上記制御部は、複数の電気機器が合わせて消費可能な電力が許容値未満となるように複数の電気機器を制御する。
（９）（１）〜（８）のような管理装置において、所定時間後の複数の電気機器が消費する電力の変更予定を報知する報知部を備える。
（１０）（９）のような管理装置において、上記制御部は、上記報知部により複数の電気機器が消費する電力の変更予定が報知されてから所定時間後に、複数の電気機器が消費する電力を変更する。

１０…家屋
２０…商用電源
３０…ネットワーク
７０…携帯端末
１００…管理装置
７１、１１０、２１０…制御部
１３０…記憶部
７７、１４０、２５０…通信部
２００〜８００…電気機器
２００…冷蔵庫
２３０…モード設定部
３００…エアコン
４００…照明
５００…テレビ
６００…洗濯乾燥機
７００…掃除機
８００…オーブンレンジ

Claims (10)

1. 複数の電気機器が配置される家屋の状態により、前記複数の電気機器を稼働させる優先順位を設定する設定部と、
   前記設定部で設定された優先順位により前記複数の電気機器をそれぞれ制御する制御部とを備え、
   前記設定部は、前記家屋の状態が変化すると、変化後の前記家屋の状態により前記優先順位を再設定する管理装置。
2. 請求項１に記載の管理装置において、
   前記設定部は、前記複数の電気機器がそれぞれ消費する電力に基づいて、前記家屋の状態により前記優先順位を再設定する管理装置。
3. 請求項１または２に記載の管理装置において、
   前記複数の電気機器のうち少なくとも１つの電気機器は、消費する電力が異なる複数の動作モードを有し、
   前記設定部は、前記複数の電気機器がそれぞれ有する動作モードに基づいて、前記家屋の状態により前記優先順位を再設定する管理装置。
4. 請求項３に記載の管理装置において、
   前記制御部は、前記設定部で優先順位が再設定されると、電気機器が消費する電力を制御する管理装置。
5. 請求項４に記載の管理装置において、
   前記制御部は、前記設定部で優先順位が再設定されると、前記１つの電気機器の動作モードを変更することにより、前記１つの電気機器が消費する電力を制御する管理装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の管理装置において、
   前記家屋の状態は、前記家屋内の人物、時刻、季節、および温度の少なくとも１つに関する状態である管理装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の管理装置において、
   前記複数の電気機器がそれぞれ消費可能な電力の許容値を変更する変更部を備え、
   前記制御部は、前記複数の電気機器がそれぞれ消費可能な電力が前記許容値未満となるように前記複数の電気機器を制御する管理装置。
8. 請求項７に記載の管理装置において、
   前記変更部は、前記複数の電気機器が合わせて消費可能な電力の許容値を変更し、
   前記制御部は、前記複数の電気機器が合わせて消費可能な電力が許容値未満となるように前記複数の電気機器を制御する管理装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の管理装置において、
   所定時間後の前記複数の電気機器が消費する電力の変更予定を報知する報知部を備える管理装置。
10. 請求項９に記載の管理装置において、
    前記制御部は、前記報知部により前記複数の電気機器が消費する電力の変更予定が報知されてから所定時間後に、前記複数の電気機器が消費する電力を変更する管理装置。

Images