JP6002502B2 - 電力管理装置、電力管理システムおよび方法 - Google Patents
電力管理装置、電力管理システムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6002502B2 JP6002502B2 JP2012175083A JP2012175083A JP6002502B2 JP 6002502 B2 JP6002502 B2 JP 6002502B2 JP 2012175083 A JP2012175083 A JP 2012175083A JP 2012175083 A JP2012175083 A JP 2012175083A JP 6002502 B2 JP6002502 B2 JP 6002502B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power consumption
- total power
- power
- total
- operation mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 41
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 55
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 40
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 33
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 28
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 7
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 60
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/242—Home appliances
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
余分なエネルギーの消費を抑える一つの態様として、システム全体の消費電力を予め定めた目標値以下に抑える制御(以下、ピークカット制御ともいう)が考えられる。目標値は、エネルギーを節約するためにユーザが自ら設定する場合が考えられる。その他、電力を供給する電力会社等からの節電要請に応じて目標値を設定する場合が考えられる。
第三の手法は、気温、自然光など外的条件に応じて例えば照明機器と空調機器のどちらを主に制御するかを決めておき、その外的条件に応じたピークカット制御を行うものである(例えば、特許文献3参照)。
第四の手法は、家電機器の動作を停止させあるいは消費電力を低減させてよい機器の順位を予め定めておき、ピークカット制御時はその順位に従って各家電機器の動作を制御するものである(例えば、特許文献4参照)。
第一の手法に係る予測制御は快適性を確保できる場合があるが、ピークカット時の行動が予測したパターンと合わない場合はエネルギーの無駄が生じる。第二の手法は、予め電力使用量を部屋毎に按分する必要があるところ、ある部屋で使用できる電力に余力があったとしても、他の部屋で使用できる電力は按分された電力に制限される。また、第三の手法は、外的条件により消費電力を低減する機器が左右されてしまい、その機器の機能が損なわれてしまうおそれがある。第四の手法は、予め消費電力を低減させてよい順位を固定的に決めてしまうため、高い優先順位が割り当てられた家電機器は機能が損なわれやすい。
また、前記電力管理装置を備えてなる電力管理システムを提供する。
この発明において、電力管理システムは、住宅やオフィスなど、家屋に設置され使用される電気機器の動作と消費電力を管理するものである。その具体的な態様は、例えば、HEMSである。電力管理装置はその中核となって各電気機器を制御する装置である。後述する実施形態において、電力管理装置は、HEMSコントローラに相当する。
各電気機器は、電力管理装置と通信で接続され、ユーザからの操作のみでなく前記電力管理装置からの指示に応答して動作する。
また、通信部については、無線、有線を問わず、物理的な構成を問わず、また、通信プロトコルを問わない。
前記総消費電力算出部は、何れかの電気機器の動作状態が変わる旨の動作情報に応答して前記消費電力データ格納部を参照し、移行後の動作状態に関連付けられた消費電力に基づいて移行後総消費電力を取得ようにしてもよい。このようにすれば、電気機器の動作状態が実際に変わる前であっても動作情報を受信した時点で移行後総消費電力を推定し、その移行後総消費電力が前記許容消費電力に納まるような各電気機器の動作状態の組合せを抽出することができる。
この発明の好ましい態様は、ここで示した複数の態様のうち何れかを組み合わせたものも含む。
本実施の形態による家屋内電力管理システムは、電力管理装置を含み、電力管理装置は、少なくとも1つの電気機器における電力消費に関する電力情報を管理する。なお、太陽光発電装置(以下、外陽光発電装置ともいう)や燃料電池などを管理対象としてもよく、この場合には、本実施の形態による電力管理システムは、電力消費に加えて、あるいは、電力消費に代えて、電力発生に関する電力情報を管理してもよい。
分電盤300は、各部屋、各コンセントに電気を分配し、また、使い過ぎや漏電で事故にならないよう、アンペアブレーカー、漏電遮断器および配線用遮断器を備えている。アンペアブレーカーは、予め定められたアンペア以上の電気が流れると自動的に電気が切れる。漏電遮断器は、漏電が生じたときにその異常をすばやく感知して電気を切る。配線用遮断器は、分岐回路の安全を守るためのものである。
また、分電盤300には交流電流計(CTセンサ305)を用いた電力計が設けられている。CTセンサ305は、家屋全体で消費している電力を測定する。さらにCTセンサ305は、HEMSコントローラとのデータ通信用通信モジュールを備えている。
HEMSコントローラ120は、家全体の消費電力が許容消費電力以下になるように各家電機器を制御する。その制御は各家電機器の省電力と動作が両立するように各家電機器の動作モードを相互に協調させるものである。制御の詳細については後述する。
HEMSコントローラ120は、有線または無線のネットワーク401を介して、それぞれの家電機器200(200A〜200F)および各家電機器200に関連付けられた電力計400(400A〜400F)との間でデータ通信が可能である。
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)、赤各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。
また、これらのいわゆる下位層に対する上位層として、例えば、ZigBee(登録商標)、ECHONET Lite、KNXやZ−Waveなどを用いることができるがこれに限定されない。
ネットワーク401上で遣り取りされる内容は、電力情報、動作情報および指示を含む。前記電力情報は、各家電機器200の消費電力を示すデータである。前記動作情報は、各家電機器200の動作状態を示すデータである。前記指示は、各家電機器200の動作状態(動作モード)を設定するデータである。各家電機器の動作モードは、ユーザが各家電機器200を操作して設定できるが、HEMSコントローラ120が各家電機器200に指示を送って設定することもできる。
なお、異なる態様として各家電機器の製造者および/または販売者がその家電機器がとり得る各動作状態での消費電力をデータとして提供し、CPU121は、そのデータをダウンロードし推測に基づく消費電力データとして前述のハードディスクに格納してもよい。
次に、図1に示す電力管理システム11を構成する点で主要な電力管理装置であるHEMSコントローラ120のハードウェアおよび機能的な構成について説明する。
まず、HEMSコントローラ120のハードウェア構成を説明する。
図2は、本発明の実施の形態によるHEMSコントローラ120のハードウェア構成を示すブロック図である。
なお、ハードディスク129に代えて、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。
図1に示すように、HEMSコントローラは、機能的側面から通信部141、総消費電力算出部143、許容消費電力保持部145、比較部147、協調動作制御部149、消費電力データ格納部151を備える。さらに、電力測定制御部153を備えていてもよい。
総消費電力算出部143は、各家電機器の動作情報とハードディスク129に格納された消費電力データおよび/または各電力計400からの電力情報とに基づいて、あるいは分電盤300に配置されたCTセンサ305の測定結果に基づいて家屋全体の消費電力値を算出する。
比較部147は、総消費電力が許容消費電力を超えているか否かを比較して結果を協調動作制御部149に伝える。
さらに、一時的に動作する家電機器の例として例えば洗濯乾燥機は、一連の動作モードを切換えて動作するが、それらの動作モードのうちある動作モードの完了後、次の動作モードの開始を待機せることによって、終了時間は通常よりも遅れるものの通常と同様の動作モードを経て通常と同様の仕上がりを得ることが可能である。
なお、電力測定制御部153を備える場合、電力測定制御部153は各家電機器がとり得る種々の動作モードを設定してモード毎の消費電力を測定し、消費電力データを作成する。例えば、エアコンであれば各動作モード(冷房/暖房、設定温度、周囲との温度差、風量)を時間の経過と共に切換えて設定し、それぞれの動作モードにおける消費電力を測定して消費電力データ格納部151に格納するように制御する。
図3は、本発明の実施の形態による電力計400の外観図である。ここで、図3(a)には、電力計400の電源ソケット4001を含む斜視図を示し、図3(b)には、電力計400の側面図を示し、図3(c)には、電力計400の電源プラグ4002を含む斜視図を示す。
電力計400は、基本的には接続されている電気機器で消費される消費電力(単位:WまたはkW))を測定する。この消費電力を所定時間に亘って積算することで、当該電気機器の消費電力量(単位:WhまたはkWh)が算出される。
消費電力データ格納部151は、各電気機器がとり得る動作状態に関連付けた消費電力を予め格納する。
図5は、本発明の実施の形態による消費電力データ格納部が格納するデータの一例を示す説明図である。図5(a)〜(f)の各表は、図1に示すエアコン200A、冷蔵庫200B、電気カーペット200C、温水洗浄便座200D、食器洗い乾燥機200Eおよび洗濯乾燥機200Fにそれぞれ対応している。
例えば、図5(a)は、エアコン200Aの各動作モードにおける消費電力を示す消費電力データの例である。冷房に関して見ると、外気温湿度が27℃、80%のときに設定温度22〜28℃の範囲で風量を静、微、弱、強の4段階としたときの各動作モードでの消費電力が格納されている。左端の「No.」欄には、各動作モードを他のモードと区別する便宜上の番号を記している。冷房については「1e」〜「1A」の番号を各動作モードに付している。この番号は、明細書の記載において各モードの特定に用いるためのものである。さらに、エアコンを停止させた状態での消費電力が格納されている。
図6は、ピークカット制御における各家電機器の動作モードを決定する手順の一例を示す第1の説明図である。許容消費電力は1900Wに定められているものとする。
図6でピークカット制御開始前は、各家電機器200の総消費電力が許容消費電力以下の状態にある。即ち、エアコン200Aは消費電力が345W(動作モードは1v)で冷房運転し、冷蔵庫200Bは消費電力が114.3W(動作モードは2e)で動作している。電気カーペット200Cは消費電力がゼロW(動作モードは3a)で停止し、温水洗浄便座200Dは消費電力が126W(動作モードは4f)で動作している。さらに、食器洗い乾燥機200Eは消費電力が900W(動作モードは5g)で乾燥中であり、洗濯乾燥機200Fは消費電力が300W(動作モードは6d)で脱水中である(図6の「ピークカット制御開始前」欄参照)。このピークカット制御開始前、各家電機器200は、ユーザにより設定された動作モードで動作しており、HEMSコントローラ120による協調制御は行われていない。
345+114.3+0+126+900+1170=2655.3(W)
である。洗濯乾燥機200Fが動作モードが6eへ移行した後の総消費電力の推測値は許容消費電力の1900Wを超える。超過分は
2655.3−1900=755.3(W)
である。CPU121は、各家電機器200A〜200Fがとり得る動作モードを変更して総消費電力が許容消費電力以下になる組合せを抽出する。
25+5+0+24+450+1170=1674(W)
であり、総消費電力が許容消費電力以下になる。よって、CPU121はこれを一つの組合せとして抽出してもよい。
25+114.3+0+126+450+1170=1885.3(W)
であり、総消費電力が許容消費電力以下になる。このように、CPU121は、動作モードを変更しても消費電力の変化が小さな家電機器について再調整したうえでその動作モードを一つの組合せとして抽出してもよい。
図7は、ピークカット制御における各家電機器の動作モードを決定する手順の一例を示す第2の説明図である。図7は、ID=2の冷蔵庫200Bから順に動作モードを変更すると仮定して組合せを抽出する場合を示している。CPU121は、まず冷蔵庫200Bを「切・切」(動作モード2a)に変更し(図7の「ID2動作モード変更」欄参照)、さらに温水洗浄便座200Dを「切・切」(動作モード4a)に変更する(図7の「ID4動作モード変更」欄参照)。このようにしても各家電機器200A〜200Fの消費電力の合計は、
345+15+0+24+900+1170=2454(W)
であり、総消費電力が許容消費電力を超える。そこで、食器洗い乾燥機200Eを「乾燥・エコ」(動作モード5f)に変更すると仮定する(図7の「ID5動作モードを5fに変更」欄参照)。この場合、各家電機器200A〜200Fの消費電力の合計は、
345+15+0+24+450+1170=2004(W)
であり、総消費電力がまだ許容消費電力を超える。さらに、食器洗い乾燥機200Eを「切」(動作モード5a)に変更すると(図7の「ID5動作モードを5aに変更」欄参照)、消費電力の合計は、
345+15+0+24+5+1170=1559(W)
であり、総消費電力が許容消費電力以下になる。CPU121はこれを一つの組合せとして抽出してもよいが、消費電力の変化が小さな家電機器について再調整してもよい。ID4およびID2を再調整した場合、各家電機器200A〜200Fの消費電力の合計は、
345+114.3+0+126+5+1170=1760.3(W)
になる(図7の「ID2再調整」欄参照)。
図8は、ピークカット制御における各家電機器の動作モードを決定する手順の一例を示す第3の説明図である。現状の「乾燥・通常」(動作モード6f)から「乾燥・送風のみ」(動作モード6e)に変更した場合、各家電機器200A〜200Fの消費電力の合計は、
345+114.3+0+126+900+300=1785.3(W)
になり、これだけで総消費電力が許容消費電力以下になる(図8の「ID6動作モード変更」欄参照)。CPU121はこれを一つの組合せとして抽出する。
以上のようにして、図6〜8に示す3通りの各動作モードの組合せが抽出される。
ピークカット制御のために各家電機器の動作モードを決定する手順の一例を上述したが、異なる手順を用いて組合せを抽出することもできる。
例えば、CPU121が洗濯乾燥機200Fの動作モードが6eへ移行した場合の総消費電力を算出し、許容消費電力に対する割合を求め、各家電機器200の現状の消費電力をその割合で除した個別の目標消費電力を算出する。そして、消費電力データ格納部151を参照し、各家電機器200について目標消費電力を下回る動作モードを決定する。ただし、このままでは各家電機器200のいずれも機能が低下しまたは損なわれることになる。そこで、CPU121は、一つの家電機器を元の動作モードに戻し、それによって総消費電力が許容消費電力を超える場合、他の家電機器の動作モードをより低消費電力の動作モードに変更して総消費電力を許容消費電力以下に抑える。これを一つの組合せとして抽出し、動作すべき各家電機器についてそれぞれ元の動作モードに戻し他の家電機器を低消費電力の動作モードにした複数の組合せを抽出する。
各家電機器の消費電力が動作モードの変更により細かく設定できる場合、この手法は有効である。
図10は、この発明に係る協調動作制御部149が実行するピークカット制御の処理順を示すフローチャートである。図10に沿って処理を説明する。
協調動作制御部149としてのCPU121は、何れかの家電機器200が動作モードを変更することを知らせる動作情報の受信を監視する(ステップS11)。その動作情報受信したら、CPU121は、消費電力データ格納部151を参照して、移行後の各家電機器200の消費電力を得(ステップS13)、そのときの総消費電力を得る(ステップS15)。そして、移行後の総消費電力が許容消費電力を超えるか否かを判断する(ステップS17)。許容消費電力を超えなければ(ステップS17のNo)、移行後の動作モードに特に介入することなくルーチンはステップS11へ戻り、動作情報の監視を続ける。
前記ステップS17で、移行後の総消費電力が許容消費電力を超える場合(ステップS17のYes)、CPU121は、消費電力データ格納部151を参照し、前記ステップS15で総消費電力を得たときよりも各家電機器をより低消費電力の動作モードに変更するかまたは停止させて、総消費電力が許容消費電力以下になると推測される動作モードの組合せを抽出する(ステップS19)。
さらに、CPU121は、抽出された動作モードの組合せが一通りだけか、複数通りあるかを判断する(ステップS21)。一通りしかない場合は(ステップS21のNo)、抽出された動作モードで各家電機器を動作させる(ステップS23)。複数通りの組合せが抽出された場合(ステップS21のYes)、それらの組合せの順番を決め、第1番目の組合せで各家電機器を動作させる(ステップS25)。
その後、CPU121は、動作モードの変更を知らせる動作情報が受信されたか否かを監視する(ステップS27)。受信された場合(ステップS27のYes)、ルーチンは前記ステップS13へ進み、移行後の動作モードについて総消費電力を計算し許容消費電力を超えるか否かを調べる。
一方、前記動作情報が受信されない間(ステップS27のNo)、ルーチンはステップS29へ進み、所定時間が経過したか否かを調べる。ここでいう所定時間は、動作モードを切換える時間間隔として予め定められた期間である。初手時間が経過するまで(ステップS29のNo)ルーチンは前記ステップS27へ戻るループを辿り、動作情報の監視を続ける。所定時間が経過したら(ステップS29のYes)、次の順番として定められた動作モードの組合せで各家電機器を動作させる(ステップS31)。なお、順番の末尾に達したら第一番目の組合せに戻り循環式に動作モードを切換える。
以上が協調動作制御部149のピークカット制御の処理の流れである。
<ピークカット制御−動作モードの切換え制御1>
図11は、この発明に係る協調動作制御部149が時間の経過と共に各電気機器の動作状態の組合せを変更して順次切換えるように制御する様子を示すグラフである。縦軸は消費電力、横軸は時間である。グラフは、各家電機器200A〜200Fの消費電力および総消費電力が時間の経過と共に変化する様子を示している。図11で、横軸方向の期間P1は、ピークカット制御開始前の状態を示している。期間P2は、洗濯乾燥機の動作モードが6fへ移行し他の家電機器は期間P1の動作モードを維持するとした場合の状態を示す。期間P2は、仮想的な期間であり、鎖線はそのことを示している。それに続くC1、C2およびC3は、各家電機器200が図9に示す「組合せ1」、「組合せ2」および「組合せ3」に対応する動作モードで動作し切換えを繰り返す様子を示している。C1は図9の「組合せ1」で動作する期間を表しており、C2は図9の「組合せ2」で動作する期間を表しており、C3は図9の「組合せ3」で動作する期間を表している。
協調動作制御部149が動作モードの組合せを切換える時間間隔は、電力管理システムの設計者が予め定めておいてもよく、また、前記システムを設置する施工業者または前記システムを使用するユーザが設定および変更できるようにしてもよい。この時間間隔は特に限定されないが、間隔が短すぎると各家電機器が追従できなくなり、長すぎると時間の経過と共に切換える意義がなくなる。エアコンを例に挙げて説明すると、一般に、空調を停止すると室内の温度は数分程度で変化する。よって、切換えの間隔は2〜5分程度が好ましく、例えば5秒間隔で切換えるとすれば間隔が短すぎてエアコンの応答が追従できない。一方、例えば50分間隔で切換えるとすれば間隔が長すぎてユーザは不快な思いをする。
家電機器の中には、定常的に動作するものと所定の処理を実行するために短期的に動作するものがある。短期的に動作するものには、異なる動作モードが一連の動作として予め定められそれらの動作モードを順次切換るものが含まれる。便宜上、前者を定常動作型、後者を一時動作型と呼ぶ。さらに、一時動作型のうち、一連の動作モードを順次切換えるものを順次動作型と呼ぶ。定常動作型の具体例はエアコン200A、冷蔵庫200B、電気カーペット200Cおよび温水洗浄便座200Dである。一時動作型の具体例は食器洗い乾燥機200Eおよび洗濯乾燥機200Fである。なお、食器洗い乾燥機200Eおよび洗濯乾燥機200Fは順次動作型でもある。
好ましくは、CPU121はこれら2通りの組合せを図11に示すように順次切換える制御を行う。
以上が、協調動作制御部149が順次動作型に対して動作モードの移行を待機させてピークカット制御を行う手法の具体例である。
異なる態様として、その家電機器を移行後の動作モードでしばらく動作させてCTセンサ305により総消費電力を実測し、許容消費電力を超える場合にピークカット制御を行うこともできる。力率の関係で個別の家電機器の消費電力を単純に合算した総消費電力は実測値と誤差があるところ、この態様の利点は総消費電力を実測して確実に許容消費電力以下に抑える点にある。短期間であれば許容消費電力を超えることが許される場合に、この手法が適用できる。
120:HEMSコントローラ
121:CPU
122:メモリ
123:ディスプレイ
124:タッチパネル
125:操作ボタン
126:通信インターフェイス
127:出力インターフェイス
128:入力インターフェイス
129:ハードディスク
131:スピーカー
132:時計
141:通信部
143:総消費電力算出部
145:許容消費電力保持部
147:比較部
149:協調動作制御部
151:消費電力データ格納部
153:電力測定制御部
200:家電機器
200A:エアコン
200B:冷蔵庫
200C:電気カーペット
200D:温水洗浄便座
200E:食器洗い乾燥機
200F:洗濯乾燥機
250、250A、250B、250C、250D、250E、250F:電源プラグ
300:分電盤
305:CTセンサ
400、400A、400B、400C、400D、400E、400F:電力計
401:ネットワーク
402:電力線
4001:電源ソケット
4002:電源プラグ
4003:シャント抵抗
4004,4005:主配線
4007:電源部
4010:電力検出部
4011:電圧入力ADC
4012:電流入力ADC
4013:乗算器
4014:デジタル/周波数変換部
4020:通信モジュール
4021:CPU
4022:ROM
4023:RAM
4024:GPIO
4025:無線RF部
4030:アンテナ
4041:LED
4042:設定ボタン
Claims (7)
- 複数の電気機器と通信し、各電気機器の動作状態を示す動作情報および各電気機器の消費電力に係る電力情報を受信しかつその電気機器の動作状態を変更する指示を送信する通信部と、
各電気機器がとり得る動作状態に関連付けられた消費電力に関する情報を予め格納する消費電力データ格納部と、
各電気機器の消費電力の合計として総消費電力を算出する総消費電力算出部と、
前記総消費電力が予め定められた許容消費電力を超えるか否かを比較する比較部と、
前記総消費電力が前記許容消費電力を超える場合に各電気機器の動作状態を変更する指示を発するように制御する協調動作制御部とを備え、
前記総消費電力算出部は、何れかの電気機器の動作状態が変わることを知らせる動作情報を前記通信部が受信したことに応答して移行後の動作状態に基づく移行後総消費電力を取得し、
前記協調動作制御部は、前記移行後総消費電力が前記許容消費電力を超える場合、前記複数の電気機器のうちの少なくとも一部の電気機器の動作状態を、より低消費電力に移行または停止とした場合の総消費電力が前記許容消費電力以下となるような前記電気機器の動作状態の組合せを複数抽出し、抽出された複数通りの組合せを順次切換えるように前記複数の電気機器を制御する電力管理装置。 - 前記総消費電力算出部は、何れかの電気機器の動作状態が変わる旨の動作情報に応答して前記消費電力データ格納部を参照し、移行後の動作状態に関連付けられた消費電力に基づいて移行後総消費電力を取得する請求項1に記載の電力管理装置。
- 家屋内の総消費電力を計測する総消費電力計測部をさらに備え、
前記総消費電力算出部は、何れかの電気機器の動作状態が変わる旨の動作情報に応答して移行後に前記総消費電力計測部が計測する総消費電力を参照し、移行後総消費電力を取得する請求項1に記載の電力管理装置。 - 各電気機器および/または各動作状態には、定常的に動作する定常動作型または一時的に動作する一時動作型の何れかの属性が予め付与されており、
前記協調動作制御部は、一時動作型の電気機器の動作状態が変わることによって移行後総消費電力が許容消費電力をこえる場合、定常動作型の各電気機器のみを対象としてより低消費電力の動作状態に移行させた場合にそのときの移行後総消費電力が前記許容消費電力に納まるような各電気機器の動作状態の組合せを抽出し、複数通りの組合せが抽出できる場合、各電気機器の動作状態を変更するように制御する請求項1〜3に記載の電力管理装置。 - 複数の電気機器の動作状態に関連付けられた消費電力に関する情報を予め格納する消費電力データ格納部と、
前記複数の電気機器のいずれかの動作状態が変わることを知らせる情報を取得する通信部と、
前記通信部が前記情報を取得した場合、該電気機器の変更後の動作状態を含む前記複数の電気機器の消費電力の合計である総消費電力を算出する総消費電力算出部と、
前記総消費電力が予め定められた許容消費電力を超える場合には、前記複数の電気機器のうちの少なくとも一部の電気機器の動作状態を、より低消費電力に移行または停止とした場合の総消費電力が前記許容消費電力以下となるような前記電気機器の動作状態の組合せを複数抽出し、抽出された複数通りの組合せを順次切換えるように前記複数の電気機器を制御する協調動作制御部とを備える電力管理装置。 - 請求項1〜5に記載の電力管理装置を備えてなる電力管理システム。
- 複数の電気機器の動作状態に関連付けられた消費電力に関する情報を格納部に格納し、前記複数の電気機器を制御する方法であって、
前記複数の電気機器のいずれかの動作状態が変わることを知らせる情報を取得した場合、該電気機器の変更後の動作状態を含む前記複数の電気機器の消費電力の合計である総消費電力を算出し、
該総消費電力が予め定められた許容消費電力を超える場合には、前記複数の電気機器のうちの少なくとも一部の電気機器の動作状態を、より低消費電力に移行または停止とした場合の総消費電力が前記許容消費電力以下となるような前記電気機器の動作状態の組合せを複数抽出し、抽出された複数通りの組合せを順次切換えるように前記複数の電気機器を制御する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012175083A JP6002502B2 (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 電力管理装置、電力管理システムおよび方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012175083A JP6002502B2 (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 電力管理装置、電力管理システムおよび方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014036466A JP2014036466A (ja) | 2014-02-24 |
JP2014036466A5 JP2014036466A5 (ja) | 2015-10-08 |
JP6002502B2 true JP6002502B2 (ja) | 2016-10-05 |
Family
ID=50285150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012175083A Active JP6002502B2 (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 電力管理装置、電力管理システムおよび方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6002502B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150111804A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-06 | 이지세이버 주식회사 | 지능형 전원 플러그 및 전원 어댑터 |
KR20150111813A (ko) | 2014-03-26 | 2015-10-06 | 이지세이버 주식회사 | 전자기기의 동작 제어 장치 |
JP5606645B1 (ja) * | 2014-03-27 | 2014-10-15 | 松尾建設株式会社 | 目標値設定型需要電力比例制御装置 |
CN105612546B (zh) * | 2014-07-11 | 2020-05-22 | 英科德技术股份有限公司 | 用于能量测量的装置、服务器、***和方法 |
WO2017134788A1 (ja) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 三菱電機株式会社 | 消費電力予測装置、消費電力予測システム、消費電力予測方法、及び、プログラム |
JP6783156B2 (ja) * | 2017-01-25 | 2020-11-11 | 三菱電機株式会社 | 電力制御システムおよび電力制御装置 |
JP7142311B2 (ja) * | 2017-11-29 | 2022-09-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 便座システム |
JP6741720B2 (ja) * | 2018-04-20 | 2020-08-19 | ソフトバンク株式会社 | 電池残量推定システム、電池残量推定方法、電池残量推定プログラム、算出システム、算出方法、及び算出プログラム |
CN109450005A (zh) | 2018-10-30 | 2019-03-08 | 北京小米移动软件有限公司 | 插排的控制方法及装置 |
CN111596550B (zh) * | 2019-02-20 | 2022-09-09 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 家居***的控制方法 |
WO2024111839A1 (ko) * | 2022-11-22 | 2024-05-30 | 삼성전자주식회사 | 의류처리시스템 및 의류처리시스템의 제어방법 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002084658A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Alps Electric Co Ltd | 家庭内ネットワークシステム |
JP2002369383A (ja) * | 2001-06-06 | 2002-12-20 | Hitachi Ltd | 家電機器の制御装置 |
JP2010200589A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Toshiba Corp | 電力制御装置および方法 |
JP5436396B2 (ja) * | 2010-11-01 | 2014-03-05 | 三菱電機株式会社 | 電力制御装置、電力制御システム、電力制御プログラム、及び電力制御方法 |
-
2012
- 2012-08-07 JP JP2012175083A patent/JP6002502B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014036466A (ja) | 2014-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6002502B2 (ja) | 電力管理装置、電力管理システムおよび方法 | |
JP6072465B2 (ja) | 電力管理装置 | |
US9685784B2 (en) | Network system for a component | |
KR101828461B1 (ko) | 전기기기, 전력 관리기 및 그 제어 방법 | |
WO2011162405A1 (ja) | 複数の電気機器を効率的に動作させる電気管理システム、及びそのための電気機器、中央管理装置、コンピュータプログラムとその記憶媒体、並びに中央管理装置における電気機器の管理方法 | |
US20150253364A1 (en) | Electric household appliance remote monitoring system | |
JP6243029B2 (ja) | 電子機器の動作制御装置 | |
US20130245841A1 (en) | Method for controlling component for network system | |
EP3498905B1 (en) | Network system | |
EP2587727B1 (en) | Network system | |
WO2022266230A1 (en) | Method and apparatus for intelligent splitting and controlling of a high voltage outlet | |
CN102075013A (zh) | 家庭用电负荷远程控制方法与装置 | |
EP2587732A2 (en) | Network system | |
JP6028044B2 (ja) | 電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法 | |
JP5951362B2 (ja) | 電力管理システムおよび電力管理装置の制御方法 | |
WO2012009340A1 (en) | Network system | |
WO2014091725A1 (ja) | コントローラ | |
JP2018007385A (ja) | 管理装置 | |
KR20160041027A (ko) | 전자기기의 동작 제어 장치 | |
JP2018078713A (ja) | 機器制御装置、機器制御方法、およびプログラム | |
JP7165922B2 (ja) | センサ情報管理システム、及びセンサ情報通信装置 | |
CN110410935A (zh) | 一种空调掉电自动开机的控制方法 | |
US20130018520A1 (en) | Execution method of one function of a plurality of functions at a component | |
EP2539812A1 (en) | An execution method of one function of a plurality of functions at a component | |
WO2011103283A1 (en) | A movable component for a network system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150710 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150820 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160516 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160524 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160630 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160809 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160905 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6002502 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |