JP5738726B2 - コントローラ、ネットワークシステム、および情報処理方法 - Google Patents

コントローラ、ネットワークシステム、および情報処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、住宅などに配置されて当該住宅内の電気機器に接続されるコントローラの技術に関する。
現在、環境保護の観点から、家電機器を使用するユーザの省エネ(省エネルギーの略)意識をより有効に高めることが要求されている。省エネは、エネルギーを効率的に使用したり、余分なエネルギーの消費を抑えることによって、エネルギーの消費量を削減しようというものである。
このような省エネの観点で、電気機器の自動制御実行中に手動操作がされると、一定時間、手動制御内容を実行し、その後、自動制御に復帰する制御装置が、特許文献1(特開昭63−208907号公報)に開示される。
特開昭63−208907号公報
特許文献1のように、ユーザ操作が行われると自動制御から手動制御に切替わる場合には、手動制御が消費電力について省エネ効果を奏するか否かにかかわらず、切替えがなされることから、上述した省エネの要求に応えることは困難であった。
それゆえに、本発明の目的は、消費電力に基づき電気機器を運転制御するコントローラ、ネットワークシステム、および情報処理方法を提供することにある。
この発明のある局面に従うコントローラは、複数台の電気機器のうちの少なくとも1台の電気機器を運転制御するための操作を受付けるための入力インターフェイスと、複数台の電気機器による総消費電力の許容値を用いて、少なくとも1台の電気機器を制御するプロセッサと、を備える。
プロセッサは、入力インターフェイスが受付けた操作に従って少なくとも1台の電気機器を制御した場合の総消費電力を見積り、見積もった総消費電力が、許容値よりも大きいと判定すると受付けた操作に従う少なくとも1台の電気機器の運転を制限する。
好ましくは、コントローラは、情報を出力するための出力インターフェイスを、さらに備える。プロセッサは、見積もった総消費電力が、許容値よりも小さい値であって、且つ許容値に基づき算出される目標よりも大きいと判定すると、出力インターフェイスを介して警告を出力する。
好ましくは、コントローラは、複数台の電気機器と通信するための通信インターフェイスを、さらに備える。プロセッサは、見積もった総消費電力が許容値以下であると判定すると、受付けた操作に従う運転制御の指令を通信インターフェイスを介して少なくとも1台の電気機器宛てに送信し、許容値よりも大きいと判定すると、当該運転制御の指令送信を制限する。
好ましくは、プロセッサは、見積もった総消費電力が許容値よりも大きいと判定すると、当該総消費電力が許容値以下となるように運転制御するための指令を通信インターフェイスを介して少なくとも1台の電気機器宛てに送信する。
好ましくは、プロセッサは、警告を出力後において入力インターフェイスが受付けた操作である警告後操作に従って少なくとも1台の電気機器を運転を制御した場合の総消費電力である警告後消費電力を見積り、見積もった警告後消費電力が許容値以下であると判定すると、受付けた警告後操作に従う運転制御の指令を通信インターフェイスを介して少なくとも1台の電気機器宛てに送信する。
好ましくは、許容値は、可変に変更される。
好ましくは、許容値は、複数台の電気機器の最大消費電力を用いて算出される。
好ましくは、複数台の電気機器は、電力供給源から電力が供給されることによって動作し、プロセッサは、電力供給源による供給電力量を取得し、取得する供給電力量に基づき許容値を決定する。
好ましくは、電力供給源は、太陽光発電装置であり、プロセッサは、太陽光発電装置による発電電力量を取得し、取得する発電電力量に基づき許容値を決定する。
好ましくは、電力供給源は、蓄電池であり、プロセッサは、蓄電池の電力量を取得し、取得する電力量に基づき許容値を決定する。
好ましくは、目標は、許容値に基づき算出される。
この発明の他の局面に従う、複数台の電気機器とコントローラとを備えるネットワークシステムでは、コントローラは、複数台の電気機器のうちの少なくとも1台の電気機器を運転制御するための操作を受付けるための入力インターフェイスと、複数台の電気機器による総消費電力の許容値を用いて、少なくとも1台の電気機器を制御するプロセッサと、を備える。
プロセッサは、入力インターフェイスが受付けた操作に従って少なくとも1台の電気機器を制御した場合の総消費電力を見積り、見積もった総消費電力が、許容値よりも大きいと判定すると受付けた操作に従う少なくとも1台の電気機器の運転を制限する。
この発明のさらに他の局面では、複数台の電気機器を制御するためのプロセッサを含むコントローラにおける情報処理方法が提供される。
コントローラは、複数台の電気機器のうちの少なくとも1台の電気機器を運転制御するための操作を受付けるための入力インターフェイスを、さらに含む。
情報処理方法は、プロセッサが、入力インターフェイスにより受付けた操作に従って少なくとも1台の電気機器を制御した場合の複数台の電気機器による総消費電力を見積もるステップと、プロセッサが、見積もった総消費電力が、許容値よりも大きいか否かを判定するステップと、判定するステップにより許容値よりも大きいと判定されると、プロセッサが、受付けた操作に従う少なくとも1台の電気機器の運転を制限するステップと、を備える。
本発明によれば、電気機器は、その消費電力に基づき運転が制御される。
本実施の形態に係るネットワークシステムの全体構成を示す図である。 本実施の形態に係るホームコントローラのハードウェア構成図である。 本実施の形態に係る発電条件テーブルの一例を示す図である。 本実施の形態に係る消費電力条件テーブルの一例を示す図である。 本実施の形態に係るホームコントローラの機能構成図である。 本実施の形態に係る電気機器のハードウェア構成図である。 本実施の形態に係る禁止条件と省エネ条件の関係を説明する図である。 本実施の形態に係る処理フローチャートである。 本実施の形態に係る処理フローチャートである。 本実施の形態に係る他のネットワークシステムの全体構成を示す図である。
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。
本実施の形態では、家電機器(以下、家電と略す)とは、家屋で使用される電気機器であり、外部から供給される電力によって駆動される電気機器を指す。家屋は、たとえば、住宅、オフィスなどを指す。
<ネットワークシステムの全体構成>
図1を参照して、本実施の形態に係るネットワークシステム1は、たとえば、住宅やオフィスなどに設置される。ネットワークシステム1は、屋内に設置されるエアコン(空気調和機)200A、テレビ200B、カーテン開閉装置200C、冷蔵庫200D、およびライト200Eなどの家電を含む。図示される家電は一例であり、これらに限定されるものではない。
ネットワークシステム1は、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、それらを制御するためのパワーコンディショナ200Zを含む。なお、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。
ネットワークシステム1は、家電200A〜200E、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、それらを制御するためのパワーコンディショナ200Z、などを制御するためのホームコントローラ100を含む。ホームコントローラ100は、有線あるいは無線のネットワーク401を介して、家電200A〜200E、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、それらを制御するためのパワーコンディショナ200Z、などとデータ通信が可能である。ネットワーク401として、たとえば、無線LAN(Local Area Network)、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、有線LAN、またはPLC(Power Line Communications)などが利用される。ホームコントローラ100は、持ち運び可能であってもよいし、テーブル上に載置されたベースに着脱自在であってもよいし、部屋の壁に固設されるものであってもよい。
本実施の形態に係るネットワークシステム1においては、パワーコンディショナ200Zが、電力線402を介して、蓄電池200Yと系統と家電200A〜200Eとに電力を供給する。そして、パワーコンディショナ200Zは、電力線402を介して、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、および系統(電力会社が提供する電力系統など)から電力を取得する。
<ホームコントローラ100のハードウェア構成>
図2を参照して、ホームコントローラ100は、メモリ101、ディスプレイ102、タブレット103、ボタン104、通信インターフェイス105、スピーカ107、時計108、およびCPU(Central Processing Unit)110を含む。タブレット103およびボタン104のユーザ操作を受付けるための入力インターフェイス1031と1041と、ディスプレイ102に情報を出力するために出力インターフェイス1021をさらに含む。ユーザに対して情報を出力するデバイスには、画像表示によるディスプレイ102と、音声出力によるスピーカ107とを用いることができる。
メモリ101は、各種のRAM(Random Access Memory)や、ROM(Read-Only Memory)や、ハードディスクなどによって実現される。たとえば、メモリ101は、読取用のインターフェイスを介して利用される、USB(Universal Serial Bus)メモリ、CD−ROM(Compact Disc - Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disk - Read Only Memory)、USB(Universal Serial Bus)メモリ、メモリカード、FD(Flexible Disk)、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、MO(Magnetic Optical Disc)、MD(Mini Disc)、IC(Integrated Circuit)カード(メモリカードを除く)、光カード、マスクROM、EPROM、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体などによっても実現される。
メモリ101は、CPU110によって実行される制御プログラム、発電条件テーブル305A、および消費電力条件テーブル305Bなどを記憶する。これらテーブルの詳細は、後述する。
ディスプレイ102は、CPU110によって制御されることによって、家電200A〜200Eやパワーコンディショナ200Zの状態を表示する。タブレット103は、ユーザの指によるタッチ操作を検出して、タッチ座標などをCPU110に入力する。
本実施の形態においては、ディスプレイ102の表面にタブレット103が敷設されている。すなわち、本実施の形態においては、ディスプレイ102とタブレット103とがタッチパネル106を構成する。ただし、ホームコントローラ100は、タブレット103を有していなくともよい。
ボタン104は、ホームコントローラ100の表面に配置される。ボタン104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,キーを有する。
入力インターフェイス1031または1041は、タブレット103またはボタン104を介したユーザ操作を受付けて、受付けた操作信号をCPU110に出力する。CPU110は、入力した操作信号を解析する。解析により、受付けたユーザ操作は家電の運転制御に関する操作であると判定すると、解析結果に基づき当該ユーザ操作に従う運転制御指令を生成する。生成された運転制御指令は通信インターフェイス105によって対象の家電宛てに送信される。
通信インターフェイス105は、CPU110によって制御されることによって、ネットワーク401を介して、家電200A〜200Eとデータを送受信する。上述したように、通信インターフェイス105は、たとえば、無線LAN、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、有線LAN、またはPLCなどを利用することによって、家電200A〜200Eとデータを送受信する。
スピーカ107は、CPU110からの命令に基づいて、音声を出力する。たとえば、CPU110は、音声データに基づいて、スピーカ107に音声を出力させる。
時計108は、CPU110からの命令に基づいて、現在の日付や時刻をCPU110に入力する。
CPU110は、メモリ101に記憶されている各種のプログラムを実行することによって、各種の情報処理を実行する。換言すれば、ホームコントローラ100における処理は、各ハードウェアおよびCPU110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、メモリ101に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、記憶媒体に格納されて、プログラム製品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製品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、図示しない読取装置を利用することによってその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス105を利用することによってダウンロードされて、メモリ101に一旦格納される。CPU110は、ソフトウェアを実行可能なプログラムの形式でメモリ101に格納してから、当該プログラムを実行する。
なお、記憶媒体としては、CD−ROM(Compact Disc - Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disk - Read Only Memory)、USB(Universal Serial Bus)メモリ、メモリカード、FD(Flexible Disk)、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、MO(Magnetic Optical Disc)、MD(Mini Disc)、IC(Integrated Circuit)カード(メモリカードを除く)、光カード、マスクROM、EPROM、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体が挙げられる。
ここでいうプログラムとは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、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、暗号化されたプログラム等を含む。
<ネットワークシステムの動作概要>
次に、本実施の形態に係るネットワークシステム1の動作概要について説明する。
ホームコントローラ100は、ネットワーク401を介して、住宅に設置される複数の家電200A〜200Eのそれぞれから、家電200A〜200Eの消費電力のデータを受信する。各家電200A〜200Eは、ホームコントローラ100と通信するための通信部および当該家電の瞬間消費電力量(単位:kW)を測定するための電力センサを内蔵する。
ホームコントローラ100は、受信した家電200A〜200Eの消費電力のデータを蓄積することによって、家電200A〜200Eの消費電力量を所定期間にわたって累積加算し、累積加算した消費電力量を所定記憶領域に格納し、必要に応じて外部に出力(表示)し、または外部の情報処理装置に送信する。
パワーコンディショナ200Zは、図示のない電力センサを用いて太陽光発電装置200Xの発電電力である太陽光発電量および蓄電池200Yの残留電荷による電圧である蓄電量を検出し、検出した電力量のデータをホームコントローラ100に送信する。この太陽光発電量と蓄電量は、本日の積算(朝からの積算)値を指す。
ホームコントローラ100は、系統からの供給電力、太陽光発電装置200Xの発電電力、および蓄電池200Yの蓄電量のうちの1種以上の電力を各家電に供給しながら、各家電の運転を制御する。この場合において、ネットワークシステム1内の家電の電力消費の総量(以下、ネットワーク総消費電力と称する)が、少なくとも供給可能な電力量を超えない範囲の消費電力となるような省エネ条件の下で各家電の運転を制御する。このような制御を、省エネ制御という。
なお、本実施の形態では、全ての家電に対して、系統の電力、太陽光発電装置200Xの発電電力、および蓄電池200Yの蓄電量によって供給可能な総電力の最大を“禁止条件CD1”すなわち全ての家電による総消費電力の“許容値”と称し、当該総電力の最大よりも少ない電力を“省エネ条件CD2”または“目標”と称する。本実施の形態では、省エネ条件の電力は、禁止条件の電力の例えば80%とする。ホームコントローラ100は、通常は、ネットワーク総消費電力が省エネ条件CD2以下となるような省エネ制御により各家電の運転を制御する。
省エネ制御の下で、各家電の運転制御のためにユーザが操作部(タッチパネル106またはボタン104)を操作した場合には、ホームコントローラ100は、該当する家電に運転制御指令を送信する前に、受付けた操作に従って当該家電を運転制御した場合のネットワーク総消費電力を見積もる(算出する)。そして、見積もったネットワーク総消費電力が目標(すなわち省エネ条件CD2)を超えると判定したときは、出力インターフェイス1021を介してディスプレイ102に警告を出力する。また、目標より大きい許容値(すなわち禁止条件CD1)を超えるときは家電の運転を制限する。ここで、制限とは、受付けたユーザ操作に従って対象家電が運転されるのを制限することを指す。つまり、ユーザ操作に基づく制御指令を対象家電宛てに送信することなく、当該家電について現在の制御(省エネ制御を含む)を継続することを指す。
ここでは、説明を簡単にするために、各家電の運転を制御するためのユーザ操作は、操作部(タッチパネル106またはボタン104)を介して入力インターフェイス1031により受付けると想定しているが、各家電が固有に有する操作部から受付けるとしてもよい。
<発電条件テーブル305Aの内容>
図3を参照して、発電条件テーブル305Aには、禁止条件CD1(単位:kW)および省エネ条件CD2(単位:kW)を決定するための複数種類の決定条件と、決定条件のそれぞれに対応して、禁止条件CD1と省エネ条件CD2とが格納される。
決定条件は電力量の値を指し、具体的にはユーザが操作部を介して可変に変更可能なユーザ設定値、ならびに電力供給源である太陽光発電装置200Xおよび蓄電池200Yの太陽光発電量および蓄電量の値を含む。この太陽光発電量と蓄電量は、上述したように本日の積算(朝からの積算)値を指す。
決定条件が“ユーザ設定値”である場合には、禁止条件CD1および省エネ条件CD2はユーザが可変に変更可能な値を指す。決定条件が太陽光発電量および蓄電量である場合には、禁止条件CD1および省エネ条件CD2の値は、対応する発電量および蓄電量の値に応じた値を指す。
禁止条件CD1は、ネットワークシステム1に供給され得る電力量の範囲内において、同時に運転され得る家電の運転能力を保証するような電力量を指す。また、省エネ条件CD2は、対応の禁止条件CD1の80%の値として決定される。
ここでは、禁止条件CD1および省エネ条件CD2の値はユーザにより可変に変更され、また太陽光発電装置200Xまたは蓄電池200Yの発電量または蓄電量に基づき可変に変更され得る。禁止条件CD1および省エネ条件CD2の値を決定する条件は、これらに限定されず、たとえば、消費電力の多くなる季節(冬、夏など)、毎日の時間帯などの条件を組合わせてもよい。または、消費電力条件テーブル305Bの各家電に対応の最大消費電力W1(後述の図4参照)の総計値に基づき決定するようにしてもよい。
<消費電力条件テーブル305Bの内容>
図4を参照して、消費電力条件テーブル305Bには、家電200A〜200Eの各家電に対応して、当該家電を識別するための機器名と、最大消費電力W1、現消費電力W2および現運転状態の情報が対応付けて格納される。
最大消費電力W1は、対応する家電の製品規格に従う値であり、固定値である。現消費電力W2は、ホームコントローラ100のCPU110が、対応する家電から定期的に受信する消費電力を指し、定期的に更新(書換え)される。
現運転状態は、対応する家電の現在の運転状態を示す。たとえば、エアコン200Aの場合には、運転モード(冷房・暖房などの別)および目標温度を含む。現運転状態は、CPU110が、操作部を介して受付けたユーザ操作に従う運転制御指令を送信する毎に、当該運転制御指令を用いて更新する(書換える)。本実施の形態では、通常は、省エネ制御により各家電が運転されることから、現運転状態の初期値は、省エネ制御の値を指す。その後、後述の指令送信部131によって家電宛てに運転制御指令が送信される毎に、当該家電の現運転状態は、送信された運転制御指令を用いて値が更新される。したがって、現運転状態により、対応家電の現在の運転状態を表すことが可能となる。
<ホームコントローラ100の機能構成>
図5を参照して、ホームコントローラ100の機能構成を説明する。図示される各機能部は、CPU110が実行するプログラムを用いて実現されることから、ここでは、CPU110が有する機能として説明する。なお、各機能はハードウェア回路を用いて実現されるとしてもよく、またはプログラム・データとハードウェア回路の組合せにより実現されるとしてもよい。
CPU110は、禁止条件CD1および省エネ条件CD2を設定するための条件設定部121、ネットワーク総消費電力を見積もるための見積り部125、見積もられたネットワーク総消費電力と禁止条件CD1または省エネ条件CD2と比較し、比較結果に基づき所定条件が成立するか否かを判定する判定部127、判定部127の判定結果に基づき出力するべき警告メッセジを生成し、出力インターフェイス1021に出力するための警告出力部129、およびユーザ操作に基づく対象家電宛の制御指令を生成し通信インターフェイス105に出力するための指令送信部131を含む。
条件設定部121は、入力インターフェイス1031または1041を介して入力したユーザ操作に基づき、禁止条件CD1および省エネ条件CD2を決定し、メモリ101の発電条件テーブル305Aに書込む。これにより、発電条件テーブル305Aの決定条件が“ユーザ設定値”に対応した禁止条件CD1および省エネ条件CD2は、ユーザ操作に基づく値を指すように更新される。
また、条件設定部121は、条件読出部123を含む。条件読出部123は、指定された決定条件に基づき発電条件テーブル305Aを検索する。これにより、指定された決定条件に対応する禁止条件CD1および省エネ条件CD2の値を発電条件テーブル305Aから読出し、判定部127に出力する。
ここで、指定される条件が“太陽光発電量”を指す場合には、条件読出部123は、通信インターフェイス105を介してパワーコンディショナ200Zから定期的に受信する太陽光発電量に基づき、発電条件テーブル305Aを検索する。これにより、当該太陽光発電量に該当する決定条件に対応の禁止条件CD1および省エネ条件CD2の値を発電条件テーブル305Aから読出し、判定部127に出力する。
また、指定される条件が“蓄電量”を指す場合には、条件読出部123は、通信インターフェイス105を介してパワーコンディショナ200Zから定期的に受信する蓄電量に基づき、発電条件テーブル305Aを検索する。これにより、当該蓄電量に該当する決定条件に対応の禁止条件CD1および省エネ条件CD2の値を発電条件テーブル305Aから読出し、判定部127に出力する。
<家電のハードウェア構成>
家電の一例として、エアコン200Aの構成を説明する。図6を参照して、エアコン200Aは、運転に関するデータ・プログラムを記憶するためのメモリ201、ユーザによる運転制御のための操作を受付けるためのボタン204、通信インターフェイス205、図示しない熱交換サイクルを駆動するためのモータなどを含む空調部207、温度・湿度のセンサなどの各種のセンサ209、およびCPU210を含む。
メモリ201は、ホームコントローラ100のメモリ101と同様に実現され得る。メモリ201は、CPU210によって実行される制御プログラム、エアコン200Aの消費電力、エアコン200Aに入力された命令、エアコン200Aの動作状態などを記憶する。
通信インターフェイス205は、CPU210によって制御されることによって、ネットワーク401を介して、ホームコントローラ100とデータを送受信する。上述したように、通信インターフェイス205は、無線LAN、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、有線LAN(Local Area Network)、またはPLC(Power Line Communications)などを利用することによって、ホームコントローラ100とデータを送受信する。
センサ209は、電力センサを含む。電力センサはエアコン200Aの消費電力を測定する。測定された消費電力は、通信インターフェイス205によりCPU210に送信され、またメモリ201に格納される。
他の種類の家電についても、図6に類似の構成を有するので、説明を略す。
<ネットワーク総消費電力の見積り>
本実施の形態では、ホームコントローラ100側で、各家電から電力センサで測定した消費電力(瞬間消費電力(単位:kW))を定期的に受信し、消費電力を積算することにより単位期間あたりの消費電力量(単位:kWh)を算出する。なお、この算出は各家電側で行うようにしてもよい。つまり、各家電が電力センサで測定した消費電力をメモリ201を用いて累積加算し、累積加算結果を消費電力量としてホームコントローラ100に送信する構成であってもよい。
見積り部125は、上述のように各家電からの消費電力に基づき、ネットワーク総消費電力を算出することにより見積もる。見積り部125は、入力インターフェイス1031,1041を介して家電の運転を制御するための操作を入力すると、操作内容を解析し、解析結果を用いて当該家電を操作に従って運転制御した場合のネットワーク総消費電力を見積もる。
たとえば、エアコン200Aの運転操作がされた場合を想定して説明する。ユーザ操作がエアコン200Aの目標温度を下降/上昇させるように変更した場合には、消費電力条件テーブル305Bの現運転状態の値と、目標温度の変動量と、目標温度を単位量だけ変更する場合の消費電力の変動量とを用いて、ユーザ操作に従って目標温度が運転された場合のエアコン200Aによる消費電力を見積もる(算出する)。そして、他の家電について算出されている消費電力、すなわち消費電力条件テーブル305Bから読出した他の各家電の現消費電力W2と、見積もったエアコン200Aの消費電力とを加算することにより、ネットワーク総消費電力を算出する(見積もる)。このように見積もられたネットワーク総消費電力は、判定部127に出力される。
なお、目標温度を単位量だけ変更する場合のエアコン200Aの消費電力の変動量は、予め実験などにより取得されて、メモリ101に格納されていると想定する。
ここでは、エアコン200Aの運転についてユーザ操作される場合を説明したが、他の種類の家電であってもユーザ操作がされた場合には、同様にしてネットワーク総消費電力を見積もることができる。
<省エネ条件と禁止条件>
図6を参照して、省エネ条件と禁止条件について説明する。ホームコントローラ100は、家電の運転を、ネットワーク総消費電力と閾値を参照して制御する。閾値として、条件設定部121により発電条件テーブル305Aから読出された禁止条件CD1と省エネ条件CD2が用いられる。
本実施の形態では、ホームコントローラ100は、通常、各家電を省エネ制御で運転する。省エネ制御では、省エネ条件CD2以下のネットワーク総消費電力となるように運転が制御される。
省エネ制御において、家電の運転についてユーザ操作がされた場合に、判定部127は、見積り部125から入力するネットワーク総消費電力が、条件設定部121から入力する省エネ条件CD2以下であると判定すると、ユーザ操作を受容れる指示を指令送信部131に出力する。これにより、指令送信部131は、入力インターフェイス1031,1041により受付けたユーザ操作に基づく運転制御指令を生成し通信インターフェイス105に出力する。通信インターフェイス105は、当該制御指令を家電宛てに送信する。これにより、対象家電は、省エネ制御の運転からユーザ操作による手動モードの運転に遷移する。
一方、見積もられたネットワーク総消費電力が、省エネ条件CD2よりも大きく禁止条件CD1以下であると判定すると、判定結果に基づき、警告出力部129は、警告メッセージを生成し出力インターフェイス1021に出力する。出力インターフェイス1021は、ディスプレイ102に警告(“省エネ条件を超えていますが操作を受付けます”)を表示する。また、当該ユーザ操作をは受容れられる。つまり、判定部127は、指令送信部131に指示を出力する。これにより、指令送信部131は、当該操作に基づく運転制御指令を生成し、通信インターフェイス105に出力する。通信インターフェイス105は、当該制御指令を家電宛てに送信する。これにより、対象家電は、省エネ制御の運転からユーザ操作による手動モードの運転に遷移する。
また、見積もられたネットワーク総消費電力が、禁止条件CD1よりも大きいと判定すると、判定結果に基づき、警告出力部129は、警告メッセージを生成し、出力インターフェイス1021に出力する。これによりディスプレイ102に警告(“省エネ条件を超えており、動作を保証できませんので、操作を受付けることはできません”)が表示されて、ユーザ操作は受容れられない。つまり、指令送信部131は、判定部127の指示に基づき、当該操作に基づく運転制御指令を生成しない。したがって、ユーザ操作に基づく制御指令の送信が制限される(送信されない)ことから、対象家電の制御は変更されることなく、省エネ制御が継続する。
このように、省エネ条件CD2〜禁止条件CD1の範囲は、省エネ制御から手動操作による制御への遷移を許可する場合におけるネットワーク総消費電力の許容範囲を指す。
本実施の形態では、見積もったネットワーク総消費電力が、目標である省エネ条件CD2を超えるときは出力インターフェイス1021を介して警告を出力し、許容範囲を超えて禁止条件CD1(許容値)よりも大きくなるときは、ユーザの手動操作による運転を制限する。これにより、ユーザ操作がされたとしても、ネットワーク総消費電力の許容範囲を超えて各家電が運転されるようなユーザ操作の受容れを防止でき、各家電の安定した運転を保証することが可能となる。
<制御の切替処理>
図8と図9のフローチャートを参照して、ホームコントローラ100による省エネ制御とユーザ操作による手動制御の切替処理について説明する。当該フローチャートに従うプログラムは予めメモリ101に格納されて、CPU110がそのプログラムを読出し実行することにより機能が実現される。ここでは、ネットワークシステム1の各家電は省エネ制御で運転されていると想定し、判定部127に、条件設定部121から与えられる禁止条件CD1と省エネ条件CD2は、発電条件テーブル305Aの“ユーザ設定値”に対応の値であると想定する。なお、与えられる禁止条件CD1と省エネ条件CD2は、操作部を介したユーザ操作によって“太陽光発電量”または“蓄電量”に対応した値に可変に変更することができる。
まず、CPU110は、入力インターフェイス1031の出力に基づき、ユーザが操作部を操作し、家電に対するユーザ操作を受付けたか否かを判定する(ステップS3)。受付けないと判定すると(ステップS3でNO)、S3の処理を繰返すが、受付けたと判定すると(ステップS3でYES)、見積り部125は、受付けたユーザ操作に基づき上述手順でネットワーク総消費電力の見積り処理を行う(ステップS5)。
判定部127は、見積もられたネットワーク総消費電力と、条件設定部121から入力する禁止条件CD1とを比較する。比較結果に基づき(見積もったネットワーク総消費電力>禁止条件CD1)の条件が成立すると判定すると(ステップS7でYES)、処理は、禁止条件をオーバした場合の処理(ステップS13)に移行する。ステップS13の処理については後述する。
一方、上記の条件は成立しないと判定すると(ステップS7でNO)、次に、見積もったネットワーク総消費電力と条件設定部121から入力する省エネ条件CD2とを比較する。比較結果に基づき(見積もったネットワーク総消費電力>省エネ条件CD2)の条件は成立しないと判定すると(ステップS9でNO)、判定部127からの指示に基づき指令送信部131は、ユーザ操作を受容れる(ステップS11)。ステップS11では、ユーザ操作に基づく運転制御の指令が生成されて、対象家電宛てに送信される。対象家電では、受信した運転制御指令に基づき、運転が制御される。
一方、上記の条件が成立すると判定すると(ステップS9でYES)、警告出力部129と出力インターフェイス1021を介して、警告(“省エネ条件を超えていますが操作を受付けます”)が出力される(ステップS15)。その後、処理はステップS11に移行し、ユーザ操作は受容れられて、指令送信部131および通信インターフェイス195を介して、制御指令が対象家電宛てに送信される(ステップS11)。
ステップS11で運転制御の指令が送信された後は、処理はステップS3に戻り、ステップS3以降の処理が同様に繰返される。
(禁止条件をオーバした場合の処理)
図9には、上述のステップS13の処理が示される。
判定部127は、見積もったネットワーク総消費電力が禁止条件CD1をオーバしたと判定すると(ステップS7でYES)、処理は、図9の処理に移行する。
まず、警告出力部129は、判定部127の判定結果に基づく警告メッセージを生成し、出力インターフェイス1021に出力する。出力インターフェイス1021は、ディスプレイ102に警告メッセージ(“省エネ条件を超えており、動作を保証できませんので、操作を受付けることはできません”)を表示する(ステップS21)。
その後、CPU110は、入力インターフェイス1031からの出力に基づき、ユーザ操作が受付されたか否かを判定する(ステップS23)。つまり、ステップS21の警告を確認したユーザが、新たな操作をするか否かが判定される。
ユーザ操作が受付けされないと判定すると(ステップS23でNO)、ステップS29に移行する。ステップS29では、CPU110は、家電の運転制御を変更することなく省エネ制御を継続する。
ユーザ操作が受付けされたと判定すると(ステップS23でYES)、見積り部125は、受付けたユーザ操作に基づきネットワーク総消費電力を見積もる(ステップS25)。判定部127は、見積もったネットワーク総消費電力が許容範囲内に該当する、すなわち(省エネ条件CD2≦見積りネットワーク総消費電力≦禁止条件CD1)の関係が成立するか否かを判定する(ステップS27)。成立すると判定すると(ステップS27でYES)、ステップS11の処理に戻り、指令送信部131により当該ユーザ操作に基づく制御指令が生成されて、通信インターフェイス105を介して対象の家電宛てに送信される。その後、ステップS11以降の処理を行う。
これにより、ステップS3で受付けたユーザ操作によればネットワーク総消費電力が禁止条件CD1よりも大きくなる場合(図7のケースST1参照)であっても、警告を出力した後にステップS23で新たに受付けたユーザ操作に基づき見積もったネットワーク総消費電力が許容範囲内にあると判定される場合(図7のケースST2参照)には、当該ユーザ操作が受容れられて制御指令が出力される。
一方、上記の関係が成立しないと判定すると(ステップS27でNO)、処理はステップS29に移行し、ステップS29において、家電の運転制御は変更されることなく省エネ制御が継続する。
なお、省エネ制御から、ユーザ操作に従う運転制御に切替えられた後に、省エネ制御に復帰させるようにしてもよい。具体的には、CPU110は、ユーザ操作に基づく制御指令を対象家電に送信してから所定時間を経過したときに、対象の家電宛てに新たな制御指令を送信し省エネ制御に復帰させるようにする。この所定時間は、固定値であってもよく、またはユーザ操作により可変に変更するようにしてもよい。
なお、図9の処理では、警告出力(ステップS21)後に、ユーザ操作を受付るか否かが判定される(ステップS23)が、次のようにしてもよい。つまり、ステップS21で警告後は、ユーザ操作の有無にかかわらず、家電の運転制御を変更することなく省エネ制御を継続するとしてもよい。
ここでは、ユーザ操作による対象家電は1台としているが、2台以上の家電を操作する場合であっても同様にネットワーク総消費電力を見積り、見積もったネットワーク総消費電力に基づきユーザ操作を受容れるか否かを判定することができる。したがって、複数台の家電を対象とする場合において、(見積もったネットワーク総消費電力が禁止条件D1をオーバしたと判定される場合(ステップS7でYESの場合に相当する)には、ステップS21で警告を出力し、その後は、ユーザ操作の有無にかかわらず、複数台の家電の全ての運転制御を省エネ制御に移行させるようにしてもよい。
<制御切替の変形例>
省エネ制御とユーザ操作による制御の切替は、次のようにしてもよい。
たとえば、エアコン200Aを、省エネ制御中(たとえば、目標温度28℃)に、ユーザが目標温度を25℃に変更するための操作をした場合には、CPU110は、目標温度が25℃の場合の見積りネットワーク総消費電力を算出し、算出した見積りネットワーク総消費電力が許容範囲を超える、または消費電力条件テーブル305Bのエアコン200Aの最大消費電力W1を越えると判定した場合には、許容範囲内、且つ最大消費電力W1未満となるような目標温度を算出して提示するようにしてもよい。
たとえば、許容範囲内、且つ最大消費電力W1未満となるような目標温度として26℃と判定した場合には、警告として「25℃にすると省エネできませんよ!26℃なら大丈夫なので26℃にしておきますね」を出力し、目標温度を26℃に変更する制御指令を生成し、エアコン200A宛てに送信するようにしてもよい。
また、目標温度26℃で制御を開始した後に、部屋への入射光量の増加、または居室人数の増加などに伴いエアコン200Aの現消費電力W2が増加したと想定する。その場合に、CPU110は、消費電力条件テーブル305Bから読出すエアコン200Aの現消費電力W2を用いて、許容範囲内、且つ対応の最大消費電力W1未満の条件を満たさないと判定すると、「段々省エネ達成がきびしくなってきたので28℃に戻します。」とメッセージを表示し、ユーザの手動操作による制御から省エネ制御に復帰するようにしてもよい。
<プログラムの変形例>
上述の実施の形態に係る処理は、CPU110を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、メモリ101に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、記憶媒体に格納されて、プログラム製品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製品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、図示しない読取装置を利用することによってその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信インターフェイス105を利用することによってダウンロードされて、メモリ101に一旦格納される。CPU110は、ソフトウェアを実行可能なプログラムの形式でメモリ101に格納してから、当該プログラムを実行する。なお、記憶媒体およびプログラムは、ホームコントローラ100に係る記録媒体やプログラムと同様に実現され得る。
[他の実施の形態]
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。上述の実施の形態に係るネットワークシステム1では、家電200A〜200Eが、消費電力を測定し、消費電力をホームコントローラ100に送信するものであった。一方、本実施の形態に係るネットワークシステム1Bでは、家電200A〜200Eの各々がホームコントローラ100に消費電力を送信しない。すなわち、家電200A〜200Eの代わりに、家電200A〜200Eに電力を供給するためのコンセントに取り付けられた通信装置が、家電200A〜200Eの各々の消費電力を測定し、消費電力をホームコントローラ100に送信するものである。
<ネットワークシステムの全体構成>
図10を参照して、本実施の形態に係るネットワークシステム1Bは、たとえば、住宅やオフィスなどに設置される。ネットワークシステム1Bは、エアコン200A、テレビ200B、カーテン開閉装置200C、冷蔵庫200D、ライト200Eなどの家電(電気機器)を含む。
ネットワークシステム1Bは、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、それらを制御するためのパワーコンディショナ200Zを含む。
本実施の形態に係るネットワークシステム1Bでは、エアコン200A用の通信装置400Aが、エアコン200Aとエアコン200Aのコンセントとの間に設置される。換言すれば、通信装置400Aがエアコン200Aのコンセントに差し込まれ、エアコン200Aのアダプタ250Aが通信装置400Aに差し込まれる。同様に、カーテン開閉装置200C用の通信装置400Cが、カーテン開閉装置200Cとカーテン開閉装置200Cのコンセントとの間に設置される。換言すれば、通信装置400Cがカーテン開閉装置200Cのコンセントに差し込まれ、カーテン開閉装置200Cのアダプタ250Cが通信装置400Cに差し込まれる。冷蔵庫200D用の通信装置400Dが、冷蔵庫200Dと冷蔵庫200Dのコンセントとの間に設置される。換言すれば、通信装置400Dが冷蔵庫200Dのコンセントに差し込まれ、冷蔵庫200Dのアダプタ250Dが通信装置400Dに差し込まれる。ライト200E用の通信装置400Eが、ライト200Eとライト200Eのコンセントとの間に設置される。換言すれば、通信装置400Eがライト200Eのコンセントに差し込まれ、ライト200Eのアダプタ250Eが通信装置400Eに差し込まれる。
ネットワークシステム1Bは、家電200A〜200E、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、それらを制御するためのパワーコンディショナ200Z、などを制御するためのホームコントローラ100を含む。ホームコントローラ100は、有線あるいは無線のネットワーク401を介して、家電200A〜200E、太陽光発電装置200X、蓄電池200Y、それらを制御するためのパワーコンディショナ200Z、などとデータ通信が可能である。ホームコントローラ100は、ネットワーク401として、たとえば、無線LAN、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、有線LAN(Local Area Network)、またはPLC(Power Line Communications)などを利用する。ホームコントローラ100は、持ち運び可能であってもよいし、テーブル上に載置されたベースに着脱自在であってもよいし、部屋の壁に固設されるものであってもよい。
本実施の形態に係るネットワークシステム1Bは、上述の実施の形態に係るネットワークシステム1と比較して、ホームコントローラ100が、通信装置400A〜400Eを介して、家電200A〜200Eの消費電力を取得する点において異なるものである。他の構成については、上述の実施の形態のそれらと同様であるため、説明を繰り返さない。
[さらなる他の実施の形態]
本発明は、ホームコントローラ100や家電200A〜200Eや他の携帯電話などにプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。そして、本発明を達成するためのソフトウェアによって表されるプログラムを格納した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU(Micro Processing Unit)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、上述の実施の形態で説明した効果を奏することが可能となる。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
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。
1,1B ネットワークシステム、100 ホームコントローラ、102 ディスプレイ、103 タブレット、104 ボタン、105 通信インターフェイス、106 タッチパネル、108 時計、200A エアコン、200B テレビ、200C カーテン開閉装置、200D 冷蔵庫、200E ライト、305A 発電条件テーブル、305B 消費電力条件テーブル、400A,400C,400D,400E 通信装置、401 ネットワーク、402 電力線、CD1 禁止条件、CD2 省エネ条件。

Claims (12)

  1. 複数台の電気機器のうちの少なくとも1台の電気機器を運転制御するための操作を受付けるための入力インターフェイスと、
    前記複数台の電気機器による総消費電力の許容値及び該許容値より小さな目標値を用いて、前記少なくとも1台の電気機器を制御するプロセッサと、
    情報を出力するための出力インターフェイスと、
    前記複数台の電気機器と通信するための通信インターフェイスと、を備え、
    前記プロセッサは、
    前記入力インターフェイスが受付けた操作に従って前記少なくとも1台の電気機器を制御した場合の前記総消費電力を見積り、
    見積もった前記総消費電力が前記許容値よりも小さくかつ前記目標値よりも大きいと判定すると、前記出力インターフェイスを介して第1警告を出力して、前記受付けた操作に従う運転制御指令を前記通信インターフェイスを介して前記少なくとも1台の電気機器宛てに送信し、
    見積もった前記総消費電力が前記許容値よりも大きいと判定すると、前記出力インターフェイスを介して第2警告を出力して、前記受付けた操作に従う前記少なくとも1台の電気機器の運転を制限する、コントローラ。
  2. 記プロセッサは、
    前記見積もった総消費電力が前記許容値よりも大きいと判定すると、当該運転制御指令の送信を制限する、請求項1に記載のコントローラ。
  3. 前記プロセッサは、
    前記見積もった総消費電力が前記許容値よりも大きいと判定すると、当該総消費電力が前記許容値以下となるように運転制御するための指令を前記通信インターフェイスを介して前記少なくとも1台の電気機器宛てに送信する、請求項に記載のコントローラ。
  4. 前記プロセッサは、
    前記第2警告を出力後において前記入力インターフェイスが受付けた操作である第2警告後操作に従って前記少なくとも1台の電気機器を運転を制御した場合の前記総消費電力である第2警告後消費電力を見積り、見積もった前記第2警告後消費電力が前記許容値以下であると判定すると、受付けた前記第2警告後操作に従う運転制御指令を前記通信インターフェイスを介して前記少なくとも1台の電気機器宛てに送信する、請求項1から3のいずれかに記載のコントローラ。
  5. 前記許容値を、可変に変更する、請求項1からのいずれかに記載のコントローラ。
  6. 前記許容値を、前記複数台の電気機器の消費電力の上限値を用いて算出する、請求項に記載のコントローラ。
  7. 前記複数台の電気機器は、電力供給源から電力が供給されることによって動作し、
    前記プロセッサは、
    前記電力供給源による供給電力量を取得し、取得する供給電力量に基づき前記許容値を決定する、請求項5に記載のコントローラ。
  8. 前記電力供給源は、太陽光発電装置であり、
    前記プロセッサは、
    前記太陽光発電装置による発電電力量を取得し、取得する発電電力量に基づき前記許容値を決定する、請求項に記載のコントローラ。
  9. 前記電力供給源は、蓄電池であり、
    前記プロセッサは、
    前記蓄電池の電力量を取得し、取得する電力量に基づき前記許容値を決定する、請求項に記載のコントローラ。
  10. 前記目標は、前記許容値に基づき算出する、請求項からのいずれかに記載のコントローラ。
  11. 請求項1から10のいずれかに記載のコントローラと該コントローラにより制御可能な電気機器とを備えるネットワークシステム。
  12. 複数台の電気機器を制御するためのプロセッサを含むコントローラにおける情報処理方法であって、
    前記コントローラは、
    前記複数台の電気機器のうちの少なくとも1台の電気機器を運転制御するための操作を受付けるための入力インターフェイスと、
    情報を出力するための出力インターフェイスと、
    前記複数台の電気機器と通信するための通信インターフェイスとを、さらに含み、
    前記情報処理方法は、
    前記プロセッサが、前記入力インターフェイスにより受付けた操作に従って前記少なくとも1台の電気機器を制御した場合の前記複数台の電気機器による総消費電力を見積もるステップと、
    前記プロセッサが、見積もった前記総消費電力、許容値及び該許容値より小さな目標値と比較するステップと、
    前記比較するステップにより、見積もった前記総消費電力が前記許容値よりも小さくかつ前記目標値よりも大きいと判定されると、前記プロセッサが、前記出力インターフェイスを介して第1警告を出力して、前記受付けた操作に従う運転制御指令を前記通信インターフェイスを介して前記少なくとも1台の電気機器宛てに送信し、見積もった前記総消費電力が前記許容値よりも大きいと判定されると、前記プロセッサが、前記出力インターフェイスを介して第2警告を出力して、前記受付けた操作に従う前記少なくとも1台の電気機器の運転を制限するステップと、を備える、情報処理方法。
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