JP2019046359A - 制御システム - Google Patents

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Osamu Sugao
修 菅生
理加 小西
Rika Konishi
理加 小西
淳一 小山
Junichi Koyama
淳一 小山
岡田 憲治
Kenji Okada
憲治 岡田
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Abstract

【課題】マンションの専有部およびマンション全体の使用電力量を適切に管理する。【解決手段】制御システム1では、専有部310_1における単位時間当たりの使用電力量が第1の閾値よりも少ない場合には第1の料金単価が適用され、かつ、単位時間当たりの使用電力量のうち第1の閾値を超えた分の使用電力量に対しては第1の料金単価よりも高い第2の料金単価が適用される。サーバ100は、単位時間内において専有部310_1の使用電力量が第1の閾値以下の第2の閾値を超えると、端末装置200_1に対して通知を行う。サーバ100は、通知に基づき端末装置200_1から制御命令を受信すると、制御対象機器320_1を制御する。サーバ100は、マンション300のデマンド時限における平均使用電力が予め定められた値を超える可能性があると判定すると、制御対象機器320_1の消費電力を低減する制御を実行する。【選択図】図1

Description

本発明は、制御システムおよび制御方法に関する。
電力を供給する事業者は、電力需要を一時期に集中させないために、電力の需要家(利用者)による使用電力の抑制を図る必要がある。
このような観点から、たとえば特許文献1には、電力需要のピーク時において利用者による使用電力の抑制に貢献し、さらには利用者の電気料金の低減に貢献することを目的とした電気料金算出装置が開示されている。
この電気料金算出装置では、各専有部電力計測器は、電力供給者から供給される電力を個別の利用者ごとに受電する専有部で、利用者が使用した電力量に時刻情報を付与して時間帯ごとの専有部使用電力量を計測する。各共用部電力計測器は、複数の利用者が共用して受電する共用部で、利用者が使用した電力量に利用者情報および時刻情報を付与して時間帯ごとの共用部使用電力量を計測する。演算部は、各専有部電力計測器で計測した専有部使用電力量および各共用部電力計測器で計測した共用部使用電力量に基づいて、個々の利用者が専有部および共用部で使用した合計使用電力量を時間帯ごとに集計する。
また、近年、需要家の電力需要を束ねて効果的にエネルギーマネジメントサービスを提供することがなされている。このようなサービスを提供する会社は、「アグリゲータ」とも称されている。
特開2013−58046号公報
特許文献1の電気料金算出装置では、電力需要のピーク時において利用者による使用電力を抑制できたとしても、マンション全体のデマンド値が、「デマンド料金制度」により決定される契約電力を超えてしまう可能性もある。なお、デマンド値とは、デマンド時限(30分)における平均使用電力である。
また、電力会社と需要家との間にアグリゲータが介在する場合、マンション全体のデマンド値がアグリゲータの需要予測値を超える場合には、アグリゲータの収支が悪化する可能性がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、マンションの専有部およびマンション全体の使用電力量を適切に管理することが可能な制御システムおよび制御方法を提供することにある。
本発明のある局面に従うと、制御システムは、複数の専有部を有するマンションにおける使用電力量を管理する。制御システムは、サーバ装置と、複数の専有部のうちの第1の専有部に設置された第1の制御対象機器と、第1の制御対象機器を遠隔制御するための端末装置とを備える。制御システムでは、第1の専有部における単位時間当たりの使用電力量が第1の閾値よりも少ない場合には第1の料金単価が適用され、かつ、単位時間当たりの使用電力量のうち第1の閾値を超えた分の使用電力量に対しては第1の料金単価よりも高い第2の料金単価が適用されることにより、第1の専有部における単位時間当たりの電気料金が算出される。サーバ装置は、単位時間内において第1の専有部の使用電力量が第1の閾値以下の第2の閾値を超えると、端末装置に対して第1の通知を行う。サーバ装置は、第1の通知に基づき端末装置から制御命令を受信すると、制御命令に基づいて第1の制御対象機器を制御する。サーバ装置は、マンションのデマンド時限における平均使用電力が予め定められた値を超える可能性があると判定したことに基づき、第1の制御対象機器の消費電力を低減する制御を実行する。
上記の発明によれば、マンションの専有部およびマンション全体の使用電力量を適切に管理することが可能となる。
制御システムの概略構成を説明するための図である。 電力会社とアグリゲータと需要家との関係を説明するための図である。 制御システムの典型的なシステム構成例を表した図である。 2段階の料金プランを説明するための図である。 サーバが電子メールを端末装置に通知するトリガを説明するための図である。 端末装置において電子メールを表示させた状態を表した図である。 サーバにログインした後に、端末装置において表示される画面例を表した図である。 オブジェクトが選択された後に、端末装置において表示される画面例を表した図である。 マンション全体における平均使用電力の変化の一例を表した図である。 サーバの機能的構成を表したブロック図である。 サーバのハードウェア構成の典型例を表した図である。 端末装置のハードウェア構成の典型例を表した図である。 制御システムにおける処理の流れを説明するためのシーケンス図である。 サーバの処理の流れを説明するためのフロー図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施の形態に係る制御システムについて説明する。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。
[実施の形態1]
<A.概要>
図1は、制御システム1の概略構成を説明するための図である。
図1を参照して、制御システム1は、サーバ100と、複数の端末装置200_1,200_2,…,200_nと、複数の制御対象機器320_1,320_2,…,320_nとを備えている。なお、本例の場合、nは、3以上の自然数である。
マンション300は、複数の専有部310_1,310_2,…,310_nを有する。図1では、説明の便宜上、各階に専有部が1つしか記載していないが、これに限定されるものではない。
以下では、説明の便宜上、複数の端末装置200_1,200_2,…,200_nの各々を区別しない場合には、「端末装置200」と表記する。また、複数の制御対象機器320_1,320_2,…,320_nの各々を区別しない場合には、「制御対象機器320」と表記する。さらに、複数の専有部310_1,310_2,…,310_nの各々を区別しない場合には、「専有部310」と表記する。また、以下では、iを、1以上かつn以下の任意の自然数として説明する。
制御対象機器320_iは、本例の場合、エアーコンディショナである。制御対象機器320_iは、マンション300の専有部310_iに設置されている。たとえば、制御対象機器320_1は、マンション300の専有部310_1に設置されている。なお、制御対象機器320_iは、ヒートポンプ技術を利用し、空気の熱で湯を沸かすことができる電気給湯機であってもよい。
サーバ100は、マンション300におけるエネルギーマネジメントサービスを提供するアグリゲータによって、管理および運営されている。サーバ100は、複数の端末装置200の各々と、複数の制御対象機器320の各々と通信可能に構成されている。サーバ100は、デマンド監視装置としての機能を有する。
端末装置200_iは、専有部310_iの住人によって利用される通信機器である。たとえば、端末装置200_1は、専有部310_1の住人によって利用される。端末装置200_iは、制御対象機器320_iを遠隔制御するコントローラとしての機能を果たす。端末装置200_iは、たとえば、スマートフォン、タブレット端末である。
なお、図1においては、1台のサーバ100を例示しているが、サーバ100の機能を複数台のサーバで分散して実行するように、制御システム1を構成してもよい。また、図1においては、一例として、端末装置200_iが屋内にある状態を示しているが、屋外であってもよい。
図2は、電力会社とアグリゲータと需要家との関係を説明するための図である。
図2を参照して、アグリゲータ900は、電力会社800から高圧の電力を購入する。アグリゲータは、基本料金と、マンション300における従量制部分の電気料金との合計金額を、電力会社800に支払う。
基本料金は、「デマンド料金制度」により決定された契約電力に基づく料金である。契約電力は、過去一年間の最大需要電力(月単位)で決定される。このため、デマンド値が契約電力を超えると、アグリゲータ900は、超えたデマンド値で契約電力を更新することになる。それゆえ、アグリゲータ900が電力会社800に対して支払う基本料金は、上がることになる。
アグリゲータ900は、マンション300におけるデマンド値を予測して、契約電力の値を決定する。アグリゲータ900にとっては、収支の観点から、デマンド値が契約電力を超えないようにマンション300の使用電力を管理する必要がある。
なお、「デマンド値」とは、デマンド時限における平均使用電力(稼動負荷の合計平均使用電力)である。デマンド時限は、毎時0分から30分までの30分間と、毎時30分から0分(60分)までの30分間である。つまり、本実施例では、「デマンド値」とは、30分デマンド値を意味する。
たとえば、500kWの負荷を30分間変化なしで使用した場合、この30分間の使用電力量は、250kWh(=500kW×0.5h)となる。この場合、デマンド値は、500kWとなる。
なお、1ヵ月の中で最大の30分デマンド値がその月の最大需要電力となる。
アグリゲータ900は、マンション300の住人(電力の需要家)に対して、2段階の料金プランを提供している。アグリゲータ900は、単位時間当たりの使用電力量が予め定められた閾値Th1を超えた専有部310に対して、閾値Th1を超えた使用電力量については割増料金単価を適用する。
単位時間としては、デマンド時限と同じ30分が用いられる。また、単位時間は、デマンド時限と同じ時間帯である。すなわち、毎時0分から30分までの30分間と、毎時30分から0分(60分)までの30分間とである。
マンション300の専有部310の住人は、2段階の料金プランに従い、アグリゲータ900に対して使用電力量に応じた料金を支払う。30分毎の電気使用量が閾値Th1を超えると割増料金となるため、住人にとっては、30分毎の使用電力量を閾値Th1以下に抑えることが、電気料金を抑える観点から好ましい。
また、この閾値Th1は、各専有部310の30分毎の使用電力量が閾値Th1以下となっている限り、マンション300のデマンド値が契約電力を超えることのない範囲で設定されることが好ましい。
アグリゲータ900にとっては、2段階の料金プランに基づく収入と、電力会社に支払う基本料金および従量制部分の料金との合計額との差額が儲けとなる。このような観点から、アグリゲータ900は、契約電力、2段階の料金プランの料金単価および上記閾値Th1等を決定することになる。
再び、図1を参照して、サーバ100は、一例として、専有部310_1の単位時間(30分)における使用電力量が上記閾値Th1以下の閾値Th2を超えると、端末装置200_1に対して所定の電子メールを送信する(図1の処理(i))。
端末装置200_1のユーザ(専有部310_1の住人)は、当該電子メールを受信すると、単位時間における使用電力量が閾値Th1に近づいていることを知ることができる。つまり、住人は、このままの状態では、専有部310_1に対して2段階の料金プランにおける割増料金単価が適用されてしまうことを知ることができる。
住人は、端末装置200_1を操作することにより(図1の処理(ii))、制御対象機器320_1に対して消費電力を低減するための制御命令を、端末装置200_1からサーバ100を介して制御対象機器320_1に送信する(図1の処理(iii))。なお、当該制御命令は、サーバ100を介さずに、端末装置200_1から制御対象機器320_1に直接送信されてもよい。
これにより、専有部310_1の住人は、割増料金単価が適用されることを防止することができる。
また、サーバ100は、マンション全体のデマンド値が契約電力を超える可能性があると判定すると、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信する(図1の処理(iv))。つまり、サーバ100は、マンション300の住人による端末装置200の操作なしで、強制制御を実行する。具体的には、サーバ100は、各制御対象機器320の消費電力を低減させるための制御命令を送信する。
それゆえ、マンション300のデマンド値が契約電力を超えることを防止できる。その結果、契約更新によって基本料金が上がってしまうことを防止することができる。
以上のように、制御システム1によれば、マンション300の専有部310およびマンション全体における使用電力量を適切に管理することが可能となる。
さらに、アグリゲータ900が契約電力を守ってくれるため、電力会社800にとっては、電力需要がピークとなる時間帯等において消費される電力の抑制が図れる。それゆえ、電力会社800は、余分な設備投資を行わなくても良くなる。
なお、上記においてはマンション全体のデマンド値が契約電力を超える可能性があると判定すると、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。マンション全体のデマンド値が契約電力よりも低めに設定した値(目標値)を超える可能性があると判定した場合に、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信するように、サーバ100を構成してもよい。
以下、このような制御システム1の詳細な構成について説明する。
<B.システム構成>
図3は、制御システム1の典型的なシステム構成例を表した図である。
図3を参照して、マンション300は、共用部350と、n戸の専有部310とを有する。なお、図3には、便宜上、端末装置200の記載を行っていない。
(b1.共用部350)
共用部350には、受変電設備390と、WHM(電力量計)383と、ルータ351と、MEMS(マンションエネルギマネージメントシステム)352と、分電盤381と、複数の無線アダプタ363_1,363_2,363_3と、複数の制御対象機器360_1,360_2,360_3と、制御対象外機器群365とが設置されている。
制御対象機器360_1,360_2,360_3は、本例の場合、エアーコンディショナである。制御対象外機器群365には、たとえば、エレベータ、照明、非常用発電機、蓄電池等の機器が含まれる。
受変電設備390は、電力会社800の電力系統と接続されている。受変電設備390は、電力会社から受電した電力を負荷設備に適した電圧に変換する。
WHM383は、受変電設備390と接続されている。WHM383には、受変電設備390から低圧の電力が供給される。WHM383は、共用部350に設置された機器の使用電力量を測定する。
WHM383は、電気料金の算出のため、30分毎の使用電力量のデータを一月以上分保持可能である。これらのデータは、MEMS352によって、共用部のネットワーク回線(RS485回線)を介して、サーバ100に送信される。また、MEMS352は、デマンド監視のために、WHM383によって測定された15分毎の使用電力量を、共用部のネットワーク回線を介してサーバ100に送信する。なお、15分は例示であって、これに限定されるものではない。
このように、WHM383は、従量制部分の電気料金の測定のためだけではなく、デマンド監視にも利用される。
分電盤381は、WHM383と接続されている。分電盤381には、WHM383を介して、受変電設備390から電力が供給される。分電盤381には、図示しないコンセントおよび配線を介して、MEMS352と、ルータ351と、複数の無線アダプタ363_1,363_2,363_3と、複数の制御対象機器360_1,360_2,360_3と、制御対象外機器群365とが、電気的に接続されている。
無線アダプタ363_1,363_2,363_3は、それぞれ、制御対象機器360_1,360_2,360_3と接続されている。なお、制御対象機器360_1,360_2,360_3が無線アダプタの機能を有する場には、これらの無線アダプタ363_1,363_2,363_3は不要となる。
MEMS352は、ルータ351を介して、サーバ100から制御命令を受信する。MEMS352は、無線アダプタ363_1を介して、制御対象機器360_1に制御命令を送信可能である。同様に、MEMS352は、無線アダプタ363_2,363_3を介して、それぞれ、制御対象機器360_2,360_3に制御命令を送信可能である。
(b2.専有部310)
専有部310_iには、WHM343_iと、HEMS(ホームエネルギマネージメントシステム)332_iと、分電盤341_iと、無線アダプタ323_iと、制御対象機器320_iと、制御対象外機器群325_iとが設置されている。
制御対象外機器群325_iには、照明器具、テレビ、食器洗い乾燥機等の機器が含まれる。
WHM343_iは、受変電設備390と接続されている。WHM343_iには、受変電設備390から低圧の電力が供給される。WHM343_iは、専有部310_iに設置された機器の使用電力量を測定する。
WHM343_iは、電気料金の算出のため、30分毎の使用電力量のデータを一月以上分保持可能である。これらのデータは、MEMS352によって、共用部のネットワーク回線を介して、サーバ100に送信される。また、共用部350に設置されたMEMS352は、デマンド監視のために、WHM343_iによって測定された15分毎の使用電力量を、共用部のネットワーク回線を介してサーバ100に送信する。なお、15分は例示であって、これに限定されるものではない。
このように、WHM343_iは、従量制部分の電気料金の測定のためだけではなく、デマンド監視にも利用される。
分電盤341_iは、WHM343_iと接続されている。分電盤341_iには、WHM343_iを介して、受変電設備390から電力が供給される。分電盤341_iには、図示しないコンセントおよび配線を介して、HEMS332_iと、無線アダプタ323_iと、制御対象機器320_iと、制御対象外機器群325_iとが、電気的に接続されている。
無線アダプタ323_iは、制御対象機器320_iと接続されている。なお、制御対象機器320_iが無線アダプタの機能を有する場合には、これらの無線アダプタ323_iは不要となる。
HEMS332_iは、ルータ351を介して、サーバ100から制御命令を受信する。HEMS332_iは、無線アダプタ323_iを介して、制御対象機器320_iに制御命令を送信可能である。なお、HEMS332_iは、それぞれに設けられた図示しないルータを介して、サーバ100から制御命令を受信する構成であってもよい。
なお、以下では、複数の電力量計343_1,343_2,…,343_nの各々を区別しない場合には、「電力量計343」と表記する。
<C.処理の詳細>
(c1.専有部の料金システム)
図4は、2段階の料金プランを説明するための図である。
図4を参照して、30分間の使用電力量が0.6kWhを超えると、0.6kWhを超えた使用電力量については割増料金単価が適用される。なお、この例の場合、0.6kWhが上述した閾値Th1に該当する。
たとえば、4月30日の22時00分から22時30分までの使用電力量が0.75kWhであったとする。また、1kWhあたりの標準料金単価がC1であり、1kWhあたりの割増料金単価がC2(C2>C1)であるとする。この場合、22時00分から22時30分までの30分間の電気料金Pは、以下の式(1)のとおりとなる。
P=C1×0.6+C2×(0.75−0.6) … (1)
(c2.通知サービス)
図5は、サーバ100が電子メールを端末装置200_iに通知するトリガを説明するための図である。
図5を参照して、サーバ100は、専有部310_iの単位時間(30分)における使用電力量が、0.6kWh(閾値Th1)以下の0.5kWhを超えると、端末装置200_iに対して所定の電子メールを送信する。典型的には、サーバ100は、WHM343_iから取得した15分毎の使用電力量に基づき、専有部310_iの単位時間(30分)における使用電力量が測定開始から15分を経過した時点で0.5kWhを超えていると判断すると、端末装置200_iに対して所定の電子メールを送信する。
たとえば、同図のプロットV1のときには、サーバ100は電子メールを送信しない。その一方、プロットV2のときには、サーバ100は、電子メールを送信する。なお、上記の例の場合、0.5kWhが上述した閾値Th2に該当する。
閾値Th2の値は、専有部310_iの住人によって適宜設定可能に構成されている。当該住人は、端末装置200_iを用いてサーバ100にログインすることにより、閾値Th2の値を変更できる。
サーバ100は、使用電力量が0.5kWhを超える度に、端末装置200_iに電子メールを通知する。
図6は、端末装置200_iにおいて電子メールを表示させた状態を表した図である。 図6を参照して、電子メールを表示した画面290には、30分間における使用電力量が0.5kWhを超えたことが記載されている。これにより、専有部310_iの住人は、2段階の料金プランにおける割増料金単価が適用されてしまう可能性があることを知ることができる。
また、電子メールには、リンク先のアドレスとして、制御対象機器320を制御するための操作画面を表示するためのアドレス291が記載されている。具体的には、当該アドレスとして、URL(Uniform Resource Locator)が記載されている。
専有部310_iの住人が、端末装置200_iにおいて表示されたURLを選択すると、サーバ100にログインするための画面に遷移する。
(c3.家電制御サービス)
図7は、サーバ100にログインした後に、端末装置200_iにおいて表示される画面例を表した図である。
図7を参照して、端末装置200_iは、制御対象機器を制御するための操作画面を表示する。この操作画面は、典型的にはWebページであって、複数の選択可能なオブジェクト281〜287を含む。たとえば、オブジェクト281は、専有部310_iのリビングのエアーコンディショナに対応付けられている。オブジェクト286が選択されると、次ページに遷移し、他の制御対象機器に対応付けられたオブジェクトが表示される。
図8は、オブジェクト281が選択された後に、端末装置200_iにおいて表示される画面例を表した図である。
図8を参照して、端末装置200_iは、リビングのエアーコンディショナを制御するための操作画面を表示する。この操作画面は、型的にはWebページであって、複数の選択可能なオブジェクト271〜276を含む。
オブジェクト271は、エアーコンディショナを動作させるためのものである。オブジェクト272は、エアーコンディショナを停止させるためのである。
オブジェクト273は、運転モードを選択するためのプルダウンメニュである。運転モードとしては、冷房運転、暖房運転、送風運転、除湿運転が含まれる。
オブジェクト274は、現在の設定温度が表示される。オブジェクト274は、設定温度を上下させるオブジェクトを含んでいる。住人は、当該オブジェクトを選択することにより、設定温度を変更することができる。
オブジェクト275は、住人によって選択または入力された内容に基づく制御の実行を、サーバ100に指示するためのものである。オブジェクト276は、図7の操作画面に戻るためのものである。
端末装置200_iを使用している住人は、図8の例では設定温度を上昇させることにより、専有部310_iの使用電力量を低減することが可能となる。したがって、割増料金単価が適用されてしまうことを防止できる。
(c4.自動制御システム)
時間の経過とともに、マンション全体の平均使用電力は上昇する。そこで、サーバ100は、デマンド値(30分間におけるマンション300の平均使用電力量)が契約電力(kW)を超える可能性があるか否かを、たとえば15分毎に判定する。具体的には、サーバ100は、マンション300のデマンド時限における使用電力量(kWh)が、契約電力から算出される電力量(契約電力(kW)×0.5h)を超えると判断した場合、デマンド値が契約電力を超える可能性があると判定する。
図9は、マンション全体における平均使用電力の一例を表した図である。なお、図9では、プロットV3、V4を用いて、2つのケースを表している。
サーバ100は、開始時刻から15分経過すると、WHM343_iから取得した15分間における平均使用電力に基づき、デマンド値が30分経過するまでに契約電力を超える可能性があるか否かを判断する。
15分間の平均使用電力がプロットV3で示される値の場合、プロットV3と原点とを結ぶ線分L3を延長しても、30分時点での平均使用電力は契約電力を超えない(破線の線分L8参照)。この場合、サーバ100は、デマンド値が30分経過するまでに契約電力を超える可能性はないと判断する。
一方、15分間の平均使用電力がプロットV4で示される値の場合、プロットV4と原点とを結ぶ線分L4を延長すると、30分時点での平均使用電力が契約電力を超える(破線の線分L9参照)。この場合、サーバ100は、デマンド値が30分経過するまでに契約電力を超える可能性があると判断する。
サーバ100は、契約電力を超える可能性があると判断すると、各専有部310における各制御対象機器320の消費電力を低減する制御を実行する。具体的には、サーバ100は、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信する。つまり、サーバ100は、強制制御を実行する。
以上のように、本例の場合、サーバ100は、15分間(特に、0分〜15分)の平均使用電力(kW)に基づいて、デマンド値が契約電力を超えるか否かを判定する。サーバ100は、デマンド値が契約電力を超える場合には、図1に基づいて説明したように、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信する(処理(iv))。
このような構成によれば、マンション300のデマンド値が契約電力を超えることを防止できる。
なお、上述したように、契約電力の代わりに、契約電力よりも低めに設定した値(目標値)を超える可能性があると判定した場合に、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信するように、サーバ100を構成してもよい。
(c5.機能的構成)
図10は、サーバ100の機能的構成を表したブロック図である。
図10を参照して、サーバ100は、制御部110と、記憶部120と、通信処理部130とを備える。制御部110は、通知制御部111と、デマンド制御部112と、電気料金算出部113とを含む。記憶部120は、2段階の料金プランのデータを記憶している。
通信処理部130は、他の機器との間で通信を行なうための通信インターフェイスである。通信処理部130によって、サーバ100は、端末装置200と通信する。通信処理部130によって、サーバ100は、図3に示したようにルータ351およびMEMS352を介して、共用部350の電力量計383と各専有部310の各電力量計343と通信する。さらに、通信処理部130によって、サーバ100は、ルータ351およびHEMS332_iを介して、制御対象機器320_iと通信する。
制御部110は、各電力量計343から各専有部310における使用電力量の情報を取得する。また、制御部110は、電力量計383から共用部350の使用電力量の情報を取得する。
制御部110の通知制御部111は、各専有部310について、30分間における使用電力量が閾値Th2(図5の例の場合には0.5kWh)を超えているか否かを判断する。
通知制御部111は、専有部310_iにおける30分間における使用電力量が閾値Th2を超えたと判断した場合、端末装置200_iに対して上述したように電子メールを送信する。
制御部110は、電子メールを受信した端末装置200_iから制御対象機器320_iを制御するための制御命令を受信すると、当該制御命令に従い、制御対象機器320_iの動作を制御する。これにより、専有部310_iの使用電力量を低減することが可能となる。
電気料金算出部113は、記憶部120に記憶された2段階の料金プランのデータを参照し、専有部310における使用電力量に応じた電気料金を算出する。
デマンド制御部112は、各専有部310の各電力量計343から取得した使用電力量と、共用部350の電力量計383から取得した使用電力量との合計に基づき、マンション300のデマンド時限における使用電力量(kWh)が契約電力(kW)を超える可能性があるか否かを判断する。
デマンド制御部112は、契約電力を超える可能性があると判断すると、各専有部310における各制御対象機器320の消費電力を低減する制御を実行する。具体的には、デマンド制御部112は、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信する。つまり、サーバ100は、強制制御を実行する。
上述したように、サーバ100の機能を複数台のサーバで分散して実行するように、制御システム1を構成してもよい。たとえば、電気料金の計算は、デマンド制御等に関する処理を実行するサーバとは別のサーバで行うように、制御システム1を構成してもよい。
<D.ハードウェア構成>
(d1.サーバ100)
図11は、サーバ100のハードウェア構成の典型例を表した図である。図11を参照して、サーバ100は、主たる構成要素として、プログラムを実行するプロセッサ151と、データを不揮発的に格納するROM152と、プロセッサ151によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は入力装置を介して入力されたデータを揮発的に格納するRAM153と、データを不揮発的に格納するHDD154と、通信IF(Interface)155と、操作キー156と、電源回路157と、ディスプレイ158とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。なお、通信IF155は、他の機器と間における通信を行なためのインターフェイスである。
サーバ100における処理は、各ハードウェアおよびプロセッサ151により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、HDD154に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信IF155等を介してダウンロードされた後、HDD154に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ151によってHDD154から読み出され、RAM153に実行可能なプログラムの形式で格納される。CPU151は、そのプログラムを実行する。
同図に示されるサーバ100を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、RAM153、HDD154、記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、サーバ100の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
なお、図10に示した制御部110は、典型的には、プロセッサ151がHDD154等に格納されたプログラムを実行することにより、実現される。
(d2.端末装置200)
図12は、端末装置200のハードウェア構成の典型例を表した図である。図12を参照して、端末装置200は、主たる構成要素として、プログラムを実行するプロセッサ251と、データを不揮発的に格納するROM252と、プロセッサ251によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は入力装置を介して入力されたデータを揮発的に格納するRAM253と、データを不揮発的に格納するフラッシュメモリ254と、通信IF255と、電源回路256と、タッチスクリーン257と、操作キー258と、アンテナ259とを含む。構成要素251〜258は、相互にデータバスによって接続されている。
タッチスクリーン257は、ディスプレイ2571と、タッチパネル2572により構成される。アンテナ259は、通信IF255用のアンテナである。通信IF255は、たとえば、サーバ100に対するデータの送信処理およびサーバ100から送信されたデータの受信処理を行なう。タッチスクリーン257は、各種のデータを表示し、かつ操作入力を受け付けるためのデバイスである。
端末装置200における処理は、各ハードウェアおよびプロセッサ251により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、フラッシュメモリ254に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信IF255等を介してダウンロードされた後、フラッシュメモリ254に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ251によってフラッシュメモリ254から読み出され、RAM253に実行可能なプログラムの形式で格納される。プロセッサ251は、そのプログラムを実行する。
同図に示される端末装置200を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、RAM253、フラッシュメモリ254、記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、端末装置200の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
<E.制御構造>
図13は、制御システム1における処理の流れを説明するためのシーケンス図である。
図13に示されるように、シーケンスSQ2において、共用部350の電力量計383は、15分間の使用電力量をサーバ100に通知する。シーケンスSQ4において、各専有部310の各電力量計343は、15分間の使用電力量をサーバ100に通知する。
シーケンスSQ6において、サーバ100は、各専有部310の各電力量計343から通知された使用電力量に基づき、端末装置200毎に、電子メールによる通知が必要であるか否かを判定する。シーケンスSQ8において、サーバ100は、電子メールによる通知が必要であると判定した端末装置200に対して電子メールを送信する。
シーケンスSQ10において、制御対象機器320を制御するための入力操作を端末装置200が受け付けると、シーケンスSQ12において、端末装置200は入力操作に基づいた制御命令をサーバ100に送信する。
シーケンスSQ14において、サーバ100は、端末装置200によって遠隔制御される制御対象機器320に対して、端末装置200から受け付けた制御命令を送信する。
シーケンスSQ16において、サーバ100は、マンション300のデマンド時限における平均使用電力(デマンド値)が契約電力を超える可能性があるか否かを判定する。契約電力を超える可能性があると判断すると、シーケンスSQ18において、サーバ100は、各制御対象機器320に対して、各制御対象機器320の消費電力を低減するための制御命令を自動送信する。
図14は、サーバ100の処理の流れを説明するためのフロー図である。
図14を参照して、ステップS2において、サーバ100は、共用部350の電力量計383と、各専有部310の各電力量計343から、15分毎の使用電力量を取得する。ステップS4において、サーバ100は、使用電力量が閾値Th2(たとえば、0.5kWh)を超えている専有部310が存在するか否かを判定する。
サーバ100は、使用電力量が閾値Th2を超えている専有部310があると判定すると(ステップS2においてYES)、ステップS6において、当該専有部310に設置されている制御対象機器320を制御する端末装置200に対して、電子メールによる通知を行う。
サーバ100は、使用電力量が閾値Th2を超えている専有部310がないと判定すると(ステップS2においてNO)、処理をステップS12に進める。
サーバ100は、ステップS8において、電子メールの送信先の端末装置200から制御命令を受信すると、ステップS10において、制御対象機器320に対して制御命令を送信する。たとえば、サーバ100は、端末装置200_1から制御命令を受信すると、制御対象機器320_1に対して制御命令を送信する。
ステップS12において、サーバ100は、デマンド値が契約電力を超える可能性があるか否かを判定する。サーバ100は、契約電力を超える可能性があると判断すると(ステップS12においてYES)、ステップS14において、各専有部310の各制御対象機器320に対して制御命令を送る。これにより、マンション全体の使用電力量を低減し、デマンド値が契約電力を超えないようにする。
サーバ100は、契約電力を超える可能性がないと判断すると(ステップS12においてNO)、処理をステップS2に進める。
<F.変形例>
(f1.第1の変形例)
サーバ100は、デマンド値(マンション300のデマンド時限における平均使用電力)が契約電力を超えると判断した場合、契約電力に対する上記平均使用電力の超過量を予測する。この予測は、図9に示した破線の線分L8,L9等からも求められる。サーバ100は、予測された超過量に基づき、各制御対象機器320に対する制御内容を決定する。
サーバ100は、たとえば、冷房の設定温度を超過量に基づき決定する。サーバ100は、超過量が基準値よりも多い場合には、冷房の設定温度を基準値以下の場合よりも高く設定する。あるいは、サーバ100は、超過量が基準値よりも多い場合には、各制御対象機器320の運転モードを冷房運転から送風運転に切り換える制御を行う。なお、この基準値は、アグリゲータ900によってサーバ100に予め記憶されている。
以上のように、サーバ100は、契約電力に対するデマンド値の超過量を予測し、予測された超過量に基づき、各制御対象機器320に対する制御内容を決定する。このような構成によれば、マンション300のデマンド値が契約電力を超えることを防止できる。
なお、上記においては、契約電力(kW)に対するデマンド時限における平均使用電力量(kW)の超過量を予測したが、これに限定されるものではない。契約電力から算出される電力量(契約電力(kW)×0.5h)に対するマンション300のデマンド時限における使用電力量(kWh)の超過量を予測し、当該超過量に基づき、各制御対象機器320に対する制御内容を決定するように、サーバ100を構成してもよい。これは、以下の「(f2.第2の変形例)」の構成においても同様である。
(f2.第2の変形例)
上記においては、サーバ100は、デマンド値が契約電力を超えると判断した場合、各専有部310の各制御対象機器320の動作を制御する構成を説明した。しかしながら、全ての制御対象機器320を制御する必要は必ずしもない。サーバ100は、デマンド値が契約電力を超えると判断した場合、予測された超過量に基づき、制御を実行する制御対象機器320を決定してもよい。
たとえば、サーバ100は、複数の制御対象機器320の各々を、各々が設置された専有部310の階数に応じてグルーピングしてもよい。たとえば、サーバ100は、同じ階の専有部310に設置された制御対象機器を同一のグループとすることができる。あるいは、サーバ100は、高層階の専有部310に設置された制御対象機器を同一のグループとし、低層階の専有部310に設置された制御対象機器を同一のグループとすることもできる。
このような場合、ある局面では、サーバ100は、予測された超過量が基準値よりも小さいときには、複数のグループのうちの第1のグループに属する複数の制御対象機器320の消費電力を低減する制御を実行する。また、サーバ100は、予測された超過量が基準値よりも大きくなったことを条件に、第1のグループに属する複数の制御対象機器320と、複数のグループのうちの第2のグループに属する複数の制御対象機器320との消費電力を低減する制御を実行する。
典型的には、第1のグループの制御対象機器320は、第2のグループの制御対象機器320よりも高層階の専有部310に設置された機器である。
(1)たとえば、図1に示した専有部310_1と、専有部310_2と、制御対象機器320_1と、制御対象機器320_2とに着目すると以下のとおりである。
サーバ100は、契約電力に対するデマンド値の超過量を予測し、予測された超過量が基準値よりも小さい場合には、制御対象機器320_1の消費電力を低減する制御を実行する。サーバ100は、予測された超過量が基準値よりも大きくなったことを条件に、さらに制御対象機器320_2の消費電力を低減する制御を実行する。このような構成によれば、強制制御の範囲を限定することが可能となる。
(2)また、図1に示した専有部310_1と、専有部310_2と、専有部310_nと、制御対象機器320_1と、制御対象機器320_2と、制御対象機器320_nとに着目すると以下のとおりである。なお、制御対象機器320_1と、制御対象機器320_2とが同一のグループであるとする。
サーバ100は、契約電力に対するデマンド値の超過量を予測し、予測された超過量が基準値よりも小さい場合には、制御対象機器320_1の消費電力を低減する制御を実行する。サーバ100は、予測された超過量が基準値よりも大きくなったことを条件に、制御対象機器320_2および制御対象機器320_nのうちの制御対象機器320_1と同じグループの制御対象機器320_2の消費電力を低減する制御をさらに実行する。このような構成によれば、グループ毎の強制制御が可能となる。
(f3.第3の変形例)
上記においては、サーバ100は、デマンド値が契約電力を超えると判断した場合、各専有部310の各制御対象機器320の動作を制御する構成を説明した。しかしながら、これに限定されず、共用部350の制御対象機器360_1,360_2,360_3に対しても、消費電力を低減する制御を行ってもよい。
このような構成によれば、各専有部310の各制御対象機器320のみを制御する構成に比べて、マンション300のデマンド値が契約電力を超えることを、より一層防止できる。
(f4.第4の変形例)
翌日以降の日(たとえば、数日後)の各デマンド時限における平均使用電力(各デマンド値)を予測する機能をさらに備えるように、サーバ100を構成してもよい。
このような構成を有するサーバ100は、たとえば過去35日間のデマンド値をデマンド時限単位(30分単位)で記憶している。また、サーバ100は、当該デマンド値の各々に対して、気温および天候の情報を関連付けて記憶している。サーバ100は、これらの情報と、翌日以降の日の天気予報および気温予報に基づいて、翌日以降の日の各デマンド時限における平均使用電力を予測する。
サーバ100は、予測した各デマンド値が契約電力を超えるか否かを、所定のアルゴリズムを有するプログラムによって解析する。サーバ100は、予測したデマンド値のいずれかが契約電力を超えると判定した場合、各端末装置200に対して、事前通知を行う。サーバ100は、たとえば*月**日の午前*時**分から午前*時**分までの間、デマンド値が契約電力を超える可能性があることを通知する。サーバ100は、この通知に、この日時に節電を行うことを促すメッセージを含めることが好ましい。このような構成によれば、デマンド値が契約電力を超えることを、事前に住人に通知できる。それゆえ、デマンド値が契約電力を超えることを防止できる可能性が高まる。
なお、上記においては、サーバ100が、翌日以降の日の各デマンド時限における平均使用電力(デマンド値)を予測する機能を備える構成を例に挙げて説明したが、当日の各デマンド時限における平均使用電力を予測するように、サーバ100を構成してもよい。
このように、サーバ100は、少なくとも、過去のデマンド時限における平均使用電力(実績値)を、過去の日時に関連付けて記憶している。サーバ100は、過去の平均使用電力(実績値)に基づき、当日または翌日以降の日の各デマンド時限における平均使用電力を予測する。サーバ100は、予測された平均使用電力が契約電力よりも高い場合、予め定められたタイミングで、各端末装置200に対して所定の通知を行う。
また、上記においては、節電を促すメッセージを送信する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。契約電力を超えると判定した日時において、制御対象機器320の消費電力を下げるための強制制御を行ってもよい。たとえば、サーバ100は、マンション300における上述した全てあるいは一部の電気給湯機の運転を停止させてもよい。
このように、サーバ100は、予測された平均使用電力が契約電力よりも高くなると予測されたデマンド時限における使用電力量を下げるために、制御対象機器320を自動制御する。
(f5.第5の変形例)
マンション300の住人の中には、制御対象機器320の強制制御(図1の処理(iv))に同意しないものもいる。このような場合、サーバ100は、このような住人の専有部310の制御対象機器320に対しては、マンション全体のデマンド値が契約電力を超える可能性があると判定しても、各制御対象機器320に対して制御命令を自動送信しない。
一方で、サーバ100は、制御対象機器320の強制制御に同意してくれた住人に対しては、電気料金の割引、所定のポイントの付与等の処理を行なうことが好ましい。
(f6.第6の変形例)
上記においては、2段階の料金プランを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、3段階の料金プランであってもよい。この場合、次の段階に移る使用電力量(たとえば、0.6kWh、0.9kWh)以下の予め設定された各閾値(たとえば、0.5kWh、0.8kWh)を超えると、電子メールによる通知を行うように、サーバ100を構成すればよい。
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は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 制御システム、100 サーバ、110 制御部、111 通知制御部、112 デマンド制御部、113 電気料金算出部、120 記憶部、130 通信処理部、151,251 プロセッサ、152,252 ROM、153,253 RAM、156,258 操作キー、157,256 電源回路、158,2571 ディスプレイ、200 端末装置、254 フラッシュメモリ、257 タッチスクリーン、259 アンテナ、271〜276,281,286,287 オブジェクト、290 画面、291 アドレス、300 マンション、310 専有部、320,360 制御対象機器、323,363 無線アダプタ、325,365 制御対象外機器群、332 HEMS、341,381 分電盤、343,383 電力量計、350 共用部、351 ルータ、352 MEMS、390 受変電設備、800 電力会社、900 アグリゲータ、2572 タッチパネル、155,255 通信IF。

Claims (10)

  1. 複数の専有部を有するマンションにおける使用電力量を管理する制御システムであって、
    サーバ装置と、
    前記複数の専有部のうちの第1の専有部に設置された第1の制御対象機器と、
    前記第1の制御対象機器を遠隔制御するための端末装置とを備え、
    前記制御システムでは、前記第1の専有部における単位時間当たりの使用電力量が第1の閾値よりも少ない場合には第1の料金単価が適用され、かつ、前記単位時間当たりの使用電力量のうち前記第1の閾値を超えた分の使用電力量に対しては前記第1の料金単価よりも高い第2の料金単価が適用されることにより、前記第1の専有部における前記単位時間当たりの電気料金が算出され、
    前記サーバ装置は、
    前記単位時間内において前記第1の専有部の使用電力量が前記第1の閾値以下の第2の閾値を超えると、前記端末装置に対して第1の通知を行い、
    前記第1の通知に基づき前記端末装置から制御命令を受信すると、前記制御命令に基づいて前記第1の制御対象機器を制御し、
    前記マンションのデマンド時限における平均使用電力が予め定められた値を超える可能性があると判定したことに基づき、前記第1の制御対象機器の消費電力を低減する制御を実行する、制御システム。
  2. 前記単位時間は、前記デマンド時限と同じ時間帯に設定されている、請求項1に記載の制御システム。
  3. 前記第1の通知は、電子メールによる通知であって、
    前記電子メールには、リンク先のアドレスとして、前記第1の制御対象機器を制御するための操作画面を表示するためのアドレスが記載されている、請求項1または2に記載の制御システム。
  4. 前記サーバ装置は、
    前記予め定められた値から算出される電力量に対する前記マンションのデマンド時限における使用電力量の超過量を予測し、
    予測された前記超過量に基づき、前記第1の制御対象機器に対する制御内容を決定する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。
  5. 前記複数の専有部のうちの第2の専有部に設置された第2の制御対象機器をさらに備え、
    前記サーバ装置は、
    前記予め定められた値から算出される電力量に対する前記マンションのデマンド時限における使用電力量の超過量を予測し、
    予測された前記超過量が基準値よりも大きくなったことを条件に、前記第2の制御対象機器の消費電力を低減する制御をさらに実行する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。
  6. 前記複数の専有部のうちの第2の専有部に設置された第2の制御対象機器と、
    前記複数の専有部のうちの第3の専有部に設置された第3の制御対象機器とをさらに備え、
    前記サーバ装置において、前記第1の制御対象機器と前記第3の制御対象機器とは、同一のグループにグルーピングされており、
    前記サーバ装置は、前記平均使用電力が前記予め定められた値を超える可能性があると判定したことに基づき、前記第2の制御対象機器および前記第3の制御対象機器のうちの前記第1の制御対象機器と同じグループの前記第3の制御対象機器の消費電力を低減する制御をさらに実行する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。
  7. 前記マンションは、共有部をさらに有し、
    前記制御システムは、前記共有部に設置された第2の制御対象機器をさらに備え、
    前記サーバ装置は、前記平均使用電力が前記予め定められた値を超える可能性があると判定したことに基づき、前記第2の制御対象機器の消費電力を低減する制御をさらに実行する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御システム。
  8. 前記サーバ装置は、
    過去の前記平均使用電力を、過去の日時に関連付けて記憶しており、
    前記過去の平均使用電力に基づき、当日または翌日以降の日の各前記平均使用電力を予測し、
    予測された前記平均使用電力が前記予め定められた値よりも高い場合、予め定められたタイミングで、前記端末装置に対して第2の通知を行う、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御システム。
  9. 前記サーバ装置は、予測された前記平均使用電力が前記予め定められた値よりも高くなると予測された前記デマンド時限における使用電力量を下げるために、前記第1の制御対象機器を自動制御する、請求項8に記載の制御システム。
  10. 複数の専有部を有するマンションにおける使用電力量を管理する制御方法であって、
    前記複数の専有部のうちの予め定められた専有部における単位時間当たりの使用電力量が第1の閾値よりも少ない場合には第1の料金単価が適用され、かつ、前記単位時間当たりの使用電力量のうち前記第1の閾値を超えた分の使用電力量に対しては前記第1の料金単価よりも高い第2の料金単価が適用されることにより、前記予め定められた専有部における前記単位時間当たりの電気料金を算出するステップと、
    前記単位時間内において前記予め定められた専有部の使用電力量が前記第1の閾値以下の第2の閾値を超えると、前記予め定められた専有部に設置された制御対象機器を遠隔制御するための端末装置に対して、予め定められた通知を行うステップと、
    前記予め定められた通知に基づき前記端末装置から制御命令を受信するステップと、
    前記制御命令に基づいて前記制御対象機器を制御するステップと、
    前記マンションのデマンド時限における平均使用電力が予め定められた値を超える可能性があると判定されたことに基づき、前記制御対象機器の消費電力を低減する制御を実行するステップとを備える、制御方法。
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