以下において、本発明の実施形態に係る制御システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態の概要]
実施形態に係る情報機器は、制御装置によって制御されており、需要家に設けられる情報機器である。情報機器は、前記制御装置に接続されるネットワークを介して前記制御装置と所定のプロトコルに準拠したコマンドの送受信を行い、前記制御装置からの操作指示を受信する通信部と、前記操作指示に従って自機器の動作を制御する制御部とを備える。前記通信部は、前記ネットワークが途絶した後に復旧すると、前記ネットワークが途絶したことを示す途絶通知メッセージを前記制御装置に送信する。
実施形態では、通信部は、ネットワークが途絶した後に復旧すると、ネットワークが途絶したことを示す途絶通知メッセージを制御装置に送信する。従って、安全面等の問題を配慮しながら、情報機器の遠隔操作を行うことができる。
[第1実施形態]
(制御システム)
以下において、第1実施形態に係る制御システムについて説明する。図1は、第1実施形態に係る制御システム100を示す図である。
図1に示すように、制御システム100は、需要家10と、CEMS20と、変電所30と、スマートサーバ40と、発電所50とを有する。需要家10、CEMS20、変電所30及びスマートサーバ40は、広域ネットワーク60によって接続されている。
需要家10は、分散電源、蓄電装置、蓄熱装置及び負荷の少なくともいずれか1つを有する需要家の一例である。分散電源、蓄電装置、蓄熱装置及び負荷は、制御装置によって制御される情報機器の一例である。
分散電源は、例えば、太陽電池などのように、太陽光、風力、地熱などの自然エネルギーを利用して電力を生成する装置である。或いは、分散電源は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を生成する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。蓄熱装置は、例えば、給湯器などのように、電力を熱に変換して、熱を蓄積する装置である。負荷は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどである。
需要家10は、例えば、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよく、店舗であってもよい。
第1実施形態では、複数の需要家10によって、需要家群10A及び需要家群10Bが構成されている。需要家群10A及び需要家群10Bは、例えば、地理的な地域によって分類される。
CEMS20は、複数の需要家10と電力系統との間の連系を制御する。CEMS20は、複数の需要家10を管理するため、CEMS(Cluster Energy Management System)と称されることもある。具体的には、CEMS20は、停電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を解列する。一方で、CEMS20は、復電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を連系する。
第1実施形態では、CEMS20A及びCEMS20Bが設けられている。CEMS20Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。CEMS20Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。
変電所30は、複数の需要家10に対して、配電線31を介して電力を供給する。具体的には、変電所30は、発電所50から供給される電圧を降圧する。
第1実施形態では、変電所30A及び変電所30Bが設けられている。変電所30Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10に対して、配電線31Aを介して電力を供給する。変電所30Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10に対して、配電線31Bを介して電力を供給する。
スマートサーバ40は、複数のCEMS20(ここでは、CEMS20A及びCEMS20B)を管理する。スマートサーバ40は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)を管理する。言い換えると、スマートサーバ40は、需要家群10A及び需要家群10Bに含まれる需要家10を統括的に管理する。スマートサーバ40は、例えば、需要家群10Aに供給すべき電力と需要家群10Bに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。
発電所50は、火力、風力、水力、原子力などによって発電を行う。発電所50は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)に対して、送電線51を介して電力を供給する。
広域ネットワーク60は、信号線を介して各装置に接続される。広域ネットワーク60は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、携帯電話網などである。
(需要家)
以下において、第1実施形態に係る需要家について説明する。図2は、第1実施形態に係る需要家10の詳細を示す図である。
図2に示すように、需要家10は、分電盤110と、負荷120と、PVユニット130と、蓄電池ユニット140と、燃料電池ユニット150と、貯湯ユニット160と、HEMS200とを有する。
分電盤110は、配電線31(系統)に接続されている。分電盤110は、電力線を介して、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140及び燃料電池ユニット150に接続されている。
分電盤110は、配電線31(系統)から供給される電力を計測する計測部を有していてもよい。計測部は、負荷120の消費電力を計測してもよい。
負荷120は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷120は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。負荷120は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
PVユニット130は、PV131と、PCS132とを有する。PV131は、分散電源の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う装置である。PV131は、発電されたDC電力を出力する。PV131の発電量は、PV131に照射される日射量に応じて変化する。PCS132は、PV131から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。PCS132は、電力線を介してAC電力を分電盤110に出力する。
第1実施形態において、PVユニット130は、PV131に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。
PVユニット130は、MPPT(Maximum Power Point Tracking)法によって制御される。詳細には、PVユニット130は、PV131の動作点(動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点)を最適化する。
蓄電池ユニット140は、蓄電池141と、PCS142とを有する。蓄電池141は、電力を蓄積する装置である。PCS142は、蓄電池141から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。
燃料電池ユニット150は、燃料電池151と、PCS152とを有する。燃料電池151は、分散電源の一例であり、燃料ガスを利用して電力を生成する装置である。PCS152は、燃料電池151から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。
燃料電池ユニット150は、負荷追従制御によって動作する。詳細には、燃料電池ユニット150は、燃料電池151から出力される電力が負荷120の消費電力に追従するように燃料電池151を制御する。
貯湯ユニット160は、電力を熱に変換して、熱を蓄積する蓄熱装置の一例である。具体的には、貯湯ユニット160は、貯湯槽を有しており、燃料電池151の運転(発電)によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯ユニット160は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。
HEMS200は、需要家10に設けられた情報機器(負荷、分散電源、蓄電装置又は蓄熱装置)を管理する制御装置である。
第1実施形態では、HEMS200は、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160に信号線を介して接続されており、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御する。HEMS200は、負荷120の動作モードを制御することによって、負荷120の消費電力を制御してもよい。HEMS200と情報機器とを接続する信号線は、無線であってもよく、有線であってもよい。
HEMS200は、広域ネットワーク60を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、系統から供給される電力の購入単価、系統から供給される電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報(以下、エネルギー料金情報)を格納する。
或いは、各種サーバは、例えば、負荷120の消費電力を予測するための情報(以下、消費エネルギー予測情報)を格納する。消費エネルギー予測情報は、例えば、過去の負荷120の消費電力の実績値に基づいて生成されてもよい。或いは、消費エネルギー予測情報は、負荷120の消費電力のモデルであってもよい。
或いは、各種サーバは、例えば、PV131の発電量を予測するための情報(以下、PV発電量予測情報)を格納する。PV発電予測情報は、PV131に照射される日射量の予測値であってもよい。或いは、PV発電予測情報は、天気予報、季節、日照時間などであってもよい。
(適用シーン)
以下において、第1実施形態の適用シーンについて説明する。図3は、第1実施形態の適用シーンを示す図である。
図3に示すように、第1実施形態の適用シーンに係るシステムは、HEMS200、情報機器300、ルータ400、操作装置500及びサーバ600を有する。
HEMS200は、需要家10に設けられる情報機器300を管理する制御装置の一例である。HEMS200は、有線又は無線によってルータ400と接続されており、ルータ400を経由して、情報機器300、操作装置500及びサーバ600と通信を行う。
情報機器300は、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150、貯湯ユニット160などのように、HEMS200によって制御される。
ルータ400は、需要家10に設けられた狭域ネットワーク70を構成する。ルータ400は、狭域ネットワーク70として、無線LANを構成してもよく、有線LANを構成してもよい。図3では、HEMS200とルータ400との間が有線で接続されており、情報機器300及び操作装置500とルータ400との間が無線で接続されるケースが例示されている。但し、HEMS200とルータ400との間が無線で接続されてもよく、情報機器300及び操作装置500とルータ400との間が有線で接続されてもよい。
操作装置500は、情報機器300に対する操作指示を送信する操作装置である。操作装置500は、ルータ400又はHEMS200を経由せずに、情報機器300に対して直接的に操作を入力する操作装置(例えば、リモートコントローラ、或いは、情報機器300に設けられる操作ボタン)であってもよい。或いは、操作装置500は、狭域ネットワーク70に接続された操作装置(例えば、ルータ400に無線で接続された携帯端末、或いは、ルータ400に有線で接続されたパーソナルコンピュータ)であってもよい。狭域ネットワーク70に接続された操作装置は、ルータ400及びHEMS200を経由して、情報機器300に対して間接的に操作を入力する。或いは、操作装置500は、狭域ネットワーク70とは異なる広域ネットワーク60に接続された操作装置(例えば、サーバ600にアクセス可能な携帯端末、或いは、サーバ600にアクセス可能なパーソナルコンピュータ)であってもよい。広域ネットワーク60に接続された操作装置は、ユーザが所持する装置に限定されるものではなく、広域ネットワーク60上に設けられるサーバ(例えば、電力会社が管理するサーバ)であってもよい。このようなサーバから送信される操作指示としては、デマンドレスポンス等が考えられる。
図3においては、操作装置500として、情報機器300に対して直接的に操作を入力する操作装置500A、狭域ネットワーク70に接続された操作装置500B、広域ネットワーク60に接続された操作装置500Cが例示されている。操作指示がデマンドレスポンス等である場合には、操作装置500Cをサーバ600と同一視してもよいことに留意すべきである。
サーバ600は、広域ネットワーク60上に設けられており、広域ネットワーク60に接続された操作装置500Cから、情報機器300に対する操作指示を受け付けるサーバである。但し、操作装置500Cがサーバ600に常時接続されているとは限らないことに留意すべきである。
ここで、セキュリティの観点から、需要家10に設けられる狭域ネットワーク70に接続されたHEMS200とサーバ600とのセッションが常に維持されることは好ましくない。一般的には、狭域ネットワーク70に接続された装置を保護するために、広域ネットワーク60と狭域ネットワーク70との間にファイアウォールが設けられる。従って、サーバ600からHEMS200に対するアクセスを任意に行うことはできない。このような観点から、サーバ600は、HEMS200からサーバ600に対して定期的に実行される問合せに応じて、操作装置500Cから受け付ける操作指示をHEMS200に送信することが好ましい。
但し、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、ファイアウォールに対してポート解放等を行うことによって、サーバ600からHEMS200に対して、操作装置500Cから受け付ける操作指示を任意のタイミングで送信してもよい。
ここで、情報機器300は、操作装置500Aによって直接的に操作を入力される場合を除き、HEMS200及びルータ400経由で受信した操作指示に従って動作することに留意すべきである。そこで、HEMS200は、HEMS200と情報機器300とを接続するネットワークが途絶しているか否かを確認するためのネットワーク確認コマンド(例えば、pingコマンド)を、ルータ400を介して、情報機器300と定期的に送受信する。或いは、HEMS200は、HEMS200とサーバ600とを接続するネットワークが途絶しているか否かを確認するためのネットワーク確認コマンドを、ルータ400を介して、サーバ600と定期的に送受信してもよい。
同様に、情報機器300は、情報機器300とHEMS200とを接続するネットワークが途絶しているか否かを確認するためのネットワーク確認コマンドを、ルータ400を介して、HEMS200と定期的に送受信する。
(制御装置)
以下において、第1実施形態に係る制御装置について説明する。図4は、第1実施形態に係るHEMS200を示すブロック図である。
図4に示すように、HEMS200は、受信部210と、送信部220と、制御部230と、格納部240とを有する。
第1実施形態において、受信部210及び送信部220は、所定の通信プロトコルに準拠したメッセージを情報機器300と送受信する通信部を構成する。
受信部210は、信号線(無線又は有線)を介して接続された装置から各種信号を受信する。例えば、受信部210は、PV131の発電量を示す情報をPVユニット130から受信する。受信部210は、蓄電池141の蓄電量を示す情報を蓄電池ユニット140から受信する。受信部210は、燃料電池151の発電量を示す情報を燃料電池ユニット150から受信する。受信部210は、貯湯ユニット160の貯湯量を示す情報を貯湯ユニット160から受信する。
第1実施形態において、受信部210は、HEMS200に接続されるネットワークを介して、情報機器300から所定のプロトコルに準拠したコマンドを受信する。HEMS200と情報機器300との間の通信がECHONET Lite方式で行われる場合には、受信部210は、ECHONET Lite方式に準拠するメッセージ(SET応答コマンド、GET応答コマンド、INFOコマンド)を各装置から受信する。SET応答コマンドは、情報機器300に対する操作指示を含む設定コマンド(SETコマンド)に対する応答コマンドであり、設定結果を示す設定応答を含む(後述する図6を参照)。GET応答コマンドは、情報機器300の状態を示す情報の参照を要求する要求コマンド(GETコマンド)に対する応答コマンドであり、参照を要求された情報(状態情報)を含む(後述する図7を参照)。INFOコマンドは、HEMS200から情報機器300に対するコマンドに依存せずに、情報機器300から自律的に送信されるコマンドであり、情報機器300の状態を示す状態情報を含む(後述する図8を参照)。
ここで、受信部210は、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びPV発電量予測情報を、広域ネットワーク60を介して各種サーバから受信してもよい。但し、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びPV発電量予測情報は、予めHEMS200に記憶されていてもよい。
第1実施形態において、受信部210は、操作指示(需要家内操作)を操作装置500Bから受信する。受信部210は、操作装置500Cから受け付ける操作指示(需要家外操作)をサーバ600から受信する。
送信部220は、信号線を介して接続された装置に各種信号を送信する。例えば、送信部220は、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御するための信号を各装置に送信する。
第1実施形態において、送信部220は、HEMS200に接続されるネットワークを介して、情報機器300に所定のプロトコルに準拠したコマンドを送信する。HEMS200と情報機器300との間の通信がECHONET Lite方式で行われる場合には、送信部220は、ECHONET Lite方式に準拠するメッセージ(SETコマンド、GETコマンド)を各装置に送信する。SETコマンドは、情報機器300に対する操作指示を含む設定コマンドである(後述する図6(A)を参照)。GETコマンドは、情報機器300の状態を示す情報の参照を要求する要求コマンドである(後述する図7(A)を参照)。
第1実施形態において、送信部220は、操作装置500Cから受け付ける操作指示の問合せをサーバ600に送信する。
第1実施形態では、送信部220は、情報機器300に対して操作指示を送信する。操作指示は、情報機器300の動作を制御するために、後述する制御部240が生成した操作指示の他、狭域ネットワーク70に接続された操作装置500Bからの需要家内操作によって入力された指示と、広域ネットワーク60に接続された操作装置500Cからの需要家外操作によって入力された指示とを含む。
送信部220は、操作指示の送信元(すなわち、HEMS200、操作装置500B又は操作装置500C)が区別可能なように、操作指示を情報機器300に送信する。HEMS200と情報機器300との間の通信がECHONET Lite方式で行われる場合には、送信部220は、例えば、ECHONET Lite方式における既存のメッセージ(SETコマンド)に、操作指示と、操作指示の送信元を区別するための操作経路特定情報とを含めて送信する。操作経路特定情報は、例えば、1bitフラグとすることができる。
次に、ネットワークが途絶し、その後に復旧した場合について説明する。ここで、ネットワークとは、上述したネットワーク確認コマンドの送受信によって、HEMS200が途絶の有無を検知し得た範囲の通信回線を意味し、具体的には、HEMS200と情報機器200とを接続するネットワーク(狭域ネットワーク70)、或いは、HEMS200とサーバ600とを接続するネットワーク(広域ネットワーク60及び狭域ネットワーク70)を意味するものとする。
第1実施形態において、送信部220は、ネットワークが途絶した後に復旧すると、情報機器300に操作指示を送信する。詳細には、送信部220は、ネットワークが復旧した場合に、後述する途絶通知メッセージの送信を要求する要求コマンド(GETコマンド)を、情報機器300に繰り返し送信する。受信部210が、途絶通知メッセージを情報機器300から受信した場合に、送信部220は、後述する格納部240に格納した最新の操作指示を含む設定コマンド(SETコマンド)を、情報機器300に送信する。
HEMS200は、例えば情報機器200との間においてネットワークの途絶を検知しても、HEMS200は、情報機器300が、HEMS200から受信した操作指示に応じた動作を継続しているのか、又は、安全の観点から動作を停止しているのかを、把握することができない。そこで、送信部220は、ネットワークの復旧後、要求コマンド(GETコマンド)を、情報機器300に繰り返し送信する。受信部210が情報機器300からGET応答コマンドを受信し、情報機器300もネットワークの途絶を検知していた場合には、送信部220は、格納部240に格納された最新の操作指示を情報機器300に送信(再送)する。これにより、情報機器300は、ネットワークの途絶前と同じ動作状態に戻ることができる。
但し、情報機器300が、操作装置500Aによる直接操作に従って動作している場合、ネットワークが途絶しても、操作装置500Aと情報機器300との間の通信は影響を受けない。後述するように、情報機器300から受信したメッセージ(INFOコマンド等)に含まれる操作種別識別子によって、情報機器300が操作装置500Aによる直接操作に従って動作していることをHEMS200が把握している場合は、送信部220は、要求コマンドの送信及び操作指示の送信を省略することができる。
図4に戻って、制御部230は、HEMS200の動作を制御する。制御部230は、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御する。
第1実施形態において、制御部230は、情報機器300の動作を制御する。詳細には、制御部230は、情報機器300に対する操作指示を生成し、送信部220を介して情報機器300に送信する。
第1実施形態において、制御部230は、制御部230が生成した操作指示ではなく、他の機器から受信した情報機器300に対する操作指示の経路種別(送信元)を判定する。詳細には、制御部230は、制御部230は、広域ネットワーク60上に設けられるサーバ600を操作指示が経由しない場合に、経路種別が需要家内操作であると判定する。一方で、制御部230は、広域ネットワーク60上に設けられるサーバ600を操作指示が経由する場合に、経路種別が需要家外操作であると判定する。
上述したように、経路種別が需要家内操作である場合には、操作装置500BからHEMS200に対してルータ400を経由して操作指示が送信される。従って、制御部230は、操作指示の送信元IPアドレスを確認すれば、サーバ600を操作指示が経由していないと判定することができる。一方で、経路種別が需要家外操作である場合には、操作装置500Cからサーバ600が受け付けた操作指示がサーバ600からHEMS200に送信される。従って、制御部230は、操作指示の送信元IPアドレスを確認すれば、サーバ600を操作指示が経由していると判定することができる。
格納部240は、制御部230が、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を制御するために必要な情報を格納する。また、格納部240は、機器300の制御及び管理に必要な情報を格納する。
第1実施形態において、格納部240は、機器300に対する操作指示を格納する。格納部240は、機器300に対する操作指示と、操作指示の経路種別(送信元)とを関連付けて格納する。
(情報機器)
以下において、第1実施形態に係る情報機器について説明する。図5は、第1実施形態に係る情報機器300を示すブロック図である。
図5に示すように、情報機器300は、受信部310と、送信部320と、格納部330と、制御部340とを有する。
第1実施形態において、受信部310及び送信部320は、所定の通信プロトコルに準拠したメッセージをHEMS200と送受信する通信部を構成する。
受信部310は、信号線(無線又は有線)を介して接続された装置から各種信号を受信する。具体的には、受信部310は、操作装置500A又はHEMS200から操作指示を受信する。HEMS200からの操作指示は、HEMS200(制御部230)が生成した操作指示の他、操作装置500B又は操作装置500Cからの操作指示を含む。
HEMS200と情報機器300との間の通信がECHONET Lite方式で行われる場合には、受信部310は、ECHONET Lite方式に準拠するメッセージ(SETコマンド、GETコマンド)をHEMS200から受信する。
第1実施形態において、受信部310は、経路種別が需要家内操作である場合に、第1フォーマットの操作指示をHEMS200から受信する。一方で、受信部310は、経路種別が需要家外操作である場合に、第1フォーマットとは異なる第2フォーマットの操作指示をHEMS200から受信する。
送信部320は、信号線(無線又は有線)を介して接続された装置に各種信号を送信する。
HEMS200と情報機器300との間の通信がECHONET Lite方式で行われる場合には、送信部320は、ECHONET Lite方式に準拠するメッセージ(SET応答コマンド、GET応答コマンド、INFOコマンド)をHEMS200に送信する。
詳細には、送信部320は、情報機器300に対する操作指示を含む設定コマンドの受信に応じて、設定コマンドに含まれる操作指示の経路種別を示す操作経路識別子をHEMS200に通知する。例えば、送信部320は、図6(B)に示すように、SETコマンドの受信に応じて、SETコマンドに含まれる操作指示の経路種別を示す操作経路識別子を含むSET応答コマンドをHEMS200に送信する。
或いは、送信部320は、情報機器300の状態を示す情報の参照を要求する要求コマンドの受信に応じて、要求コマンドの受信前に受け付けた操作指示の経路種別を示す操作経路識別子をHEMS200に通知する。例えば、送信部320は、図7(B)に示すように、GETコマンドの受信に応じて、GETコマンドの受信前に受け付けた操作指示の経路種別を示す操作経路識別子を含むGET応答コマンドをHEMS200に送信する。すなわち、送信部320は、現在の動作がどのような操作経路で指示されたかを示す操作経路識別子を含むGET応答コマンドをHEMS200に送信する。
或いは、送信部320は、後述する格納部330に格納された変数が変更された場合に、変更後の変数を示す操作経路識別子をHEMS200に通知する。例えば、送信部320は、図10に示すように、変更後の変数を示す操作経路識別子を含むINFOコマンドをHEMS200に送信する。
次に、ネットワークが途絶し、その後に復旧した場合について説明する。ここで、ネットワークとは、上述したネットワーク確認コマンドの送受信によって、情報機器300が途絶の有無を検知し得た範囲の通信回線を意味し、具体的には、情報機器300とHEMS200とを接続するネットワーク(狭域ネットワーク70)を意味するものとする。
第1実施形態において、送信部320は、ネットワークが途絶した後に復旧すると、ネットワークが途絶したことを示す途絶通知メッセージをHEMS200に送信する。
途絶通知メッセージは、後述するネットワーク途絶情報を含む。所定の通信プロトコルがECHONET Liteである場合、途絶通知メッセージは、制御部340がネットワークの復旧を検知した場合に、送信部320がHEMS200に送信するINFOコマンドである。
或いは、送信部320は、後述するように、途絶に起因して情報機器300の動作が停止した後でネットワークの復旧を検知した場合に、途絶通知メッセージをHEMS200に送信してもよい。
第1実施形態において、送信部320は、受信部310が途絶通知メッセージを送信した後、HEMS200から応答を受信するまで、途絶通知メッセージを繰り返し送信する。
情報機器300は、例えばHEMS200との間においてネットワークの途絶を検知しても、HEMS200は、情報機器300が、HEMS200から受信した操作指示に応じた動作を継続しているのか、又は、安全の観点から動作を停止しているのかを、把握することができない。そこで、送信部320は、ネットワークの復旧後、途絶通知メッセージ(INFOコマンド)を、HEMS200に繰り返し送信することにより、HEMS200に情報機器300の状況を把握させる。受信部310がHEMS200から最新の操作指示を受信すると、情報機器300は、ネットワークの途絶前と同じ動作状態に戻ることができる。
但し、情報機器300が、操作装置500Aによる直接操作に従って動作している場合、ネットワークが途絶しても、操作装置500Aと情報機器300との間の通信は影響を受けない。従って、情報機器300が操作装置500Aによる直接操作に従って動作している場合は、送信部220は、途絶通知メッセージの送信を行わない。
格納部330は、情報機器300に対する操作指示の経路種別を示す変数を格納する。上述したように、情報機器300に対する操作指示の経路種別を示す変数は、HEMS200を送信元とする操作を示す変数、需要家10に設けられた狭域ネットワーク70に接続された操作装置500Bから情報機器300に対して操作を入力する需要家内操作を示す変数、狭域ネットワーク70とは異なる広域ネットワーク60に接続された操作装置500Cから情報機器300に対して操作を入力する需要家外操作を示す変数を含む。
さらに、需要家内操作を示す変数は、他の機器(例えば、HEMS200又はルータ400)を経由せずに情報機器300に対して直接的に操作を入力する直接操作を示す変数、及び、他の機器(例えば、HEMS200又はルータ400)を経由して情報機器300に対して間接的に操作を入力する間接操作を示す変数を含んでもよい。
直接操作は、情報機器300に設けられた操作ボタンの操作であってもよく、情報機器300に付随するリモートコントローラを用いる操作であってもよい。間接操作は、需要家10に設けられる狭域ネットワーク70に接続された操作装置500Bを用いる操作である。
第1実施形態において、格納部330は、ネットワークの途絶に関するネットワーク途絶情報を格納する。ネットワーク途絶情報は、例えば、ネットワークが途絶した時刻及び復旧した時刻等を含む。ネットワークは、広域ネットワーク60及び狭域ネットワーク70を含む。
第1実施形態において、ネットワーク途絶情報は、情報機器300の動作状態を起因別に示す起因別動作状態をさらに含む。具体的には、起因別動作状態は、起動、停止、遠隔起動(需要家内操作)、遠隔起動(需要家外操作)、遠隔停止(需要家内操作)、遠隔停止(需要家外操作)、及びネットワーク途絶検知による停止等を含む。
所定の通信プロトコルがECHONET Liteである場合、ネットワーク途絶情報は、ECHONET Liteにおいて規定されたECHONET機器オブジェクトの中のプロパティの一つである。
制御部340がネットワークの復旧を検知した後に、受信部310が情報機器300の状態の通知を要求する要求コマンド(GETコマンド)をHEMS200から受信した場合には、送信部320は、要求コマンドに応答するGET応答コマンドにネットワーク途絶情報を含めて、HEMS200に送信してもよい。
制御部340は、情報機器300の動作を制御する。具体的には、制御部340は、操作指示に応じて、情報機器300の動作を制御する。
第1実施形態において、制御部340は、操作指示の経路種別を判定する。制御部340は、操作指示を含むメッセージに含まれる操作経路特定情報に応じて、HEMS200による操作、需要家内操作及び需要家外操作のいずれかを特定することが可能である。また、制御部340は、直接操作を特定することが可能であるため、直接操作以外の操作を特定することが可能である。これによって、制御部340は、需要家内操作が直接操作であることを特定可能であり、かつ、需要家内操作が間接操作であることも特定可能である。
第1実施形態において、制御部340は、ネットワークが途絶しているか否かを検知する。詳細には、制御部340は、受信部310及び送信部320を介して、HEMS200とネットワーク確認コマンド(例えば、pingコマンド)の送受信を定期的に行うことにより、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを検知する。或いは、制御部340は、サーバ600とネットワーク確認コマンドを定期的に送受信してもよい。
第1実施形態において、制御部340は、ネットワークの途絶を検知すると、情報機器300の動作を停止させる。或いは、制御部340は、ネットワークの途絶を検知してから所定の期間T1が経過した場合に、自機器の動作を停止させてもよい。
ここで、制御部340は、HEMS200から受信した操作指示に従って情報機器300が動作している場合には、ネットワークの途絶を検知すると情報機器300の動作を停止させるが、HEMS200を経由せずに受信した指示(すなわち、操作装置500Aによる直接操作による指示)に従って情報機器300が動作している場合には、ネットワークの途絶を検知しても情報機器300の動作を停止させないことに留意すべきである。
或いは、操作指示が、広域ネットワーク60上に設けられたサーバ600からネットワークを介してHEMS200が受信した操作指示(すなわち、操作装置500Cによる需要家外操作指示)であり、需要家外操作指示に従って情報機器300が動作している場合には、制御部340は、ネットワークの途絶を検知すると自機器の動作を停止させる。一方で、操作指示が、サーバ600を経由せずにネットワークを介してHEMS200が受信した操作指示(すなわち、操作装置500Bによる需要家内操作指示)であり、需要家内操作指示に従って情報機器300が動作している場合には、制御部340は、ネットワークの途絶を検知しても情報機器300の動作を停止させなくてもよい。操作装置500Bによる需要家内操作指示の場合、操作者が需要家内、すなわち、情報機器300の近傍において操作指示の入力を行っているはずであり、情報機器300の動作状態を確認することができると考えられるからである。
(制御方法)
以下において、第1実施形態に係る制御方法について説明する。図9〜図11は、第1実施形態に係る制御方法を示すシーケンス図である。図9〜図11では、HEMS200と情報機器300との間の通信がECHONET Lite方式で行われるケースについて例示する。
図9は、操作装置500Aによる直接操作のシーケンス図を示す。ステップS110において、情報機器300は、操作装置500Aから操作指示を受信する。
ステップS120において、情報機器300は、受信した操作指示に応じた動作(処理の実行)を行う。
ステップS130において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワーク確認コマンドを送受信し、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを確認する。ステップS140において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワーク確認コマンドを送受信し、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを確認する。ステップS130及びステップS140の処理は、それぞれ定期的に行われているものとする。
ステップS150において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワークが途絶していることを検知する。具体的には、HEMS200が送信したネットワーク確認コマンドに対して、ルータ400からの応答を受信しなかった場合に、HEMS200は、ネットワークの途絶を検知する。
ステップS160において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワークが途絶していることを検知する。具体的には、情報機器300が送信したネットワーク確認コマンドに対して、ルータ400からの応答を受信しなかった場合に、情報機器300は、ネットワークの途絶を検知する。
ステップS170において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワークが復旧したことを検知する。具体的には、情報機器300が送信したネットワーク確認コマンドに対する応答が得られなくなった後、再びルータ400からの応答を受信した場合に、情報機器300は、ネットワークの復旧を検知する。
ステップS180において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワークが復旧したことを検知する。
図9においては、HEMS200によるネットワーク復旧の検知(ステップS180)のタイミングよりも、情報機器300によるネットワーク復旧の検知(ステップS170)のタイミングの方が早いものとして示したが、これらのタイミングは、それぞれのネットワーク確認コマンドの送受信周期等により変化することに留意すべきである。
以上説明したように、情報機器300は、操作装置500Aから操作指示を受信した場合は、ネットワークが途絶したことを検知しても、ステップS110において受信した操作指示に従って動作(処理を実行した状態)を維持する。
図10は、HEMS200から情報機器300に操作指示を送信する場合のシーケンス図を示す。特に、図10は、情報機器300の動作を中心としたシーケンス図を示す。
ステップS210において、操作装置500B又は操作装置500Cは、HEMS200に操作指示を送信する。ここで、操作装置500Cの場合は、サーバ600を経由してHEMS200に操作指示を送信していることに留意すべきである。
ステップS211において、HEMS200は、操作指示をSETコマンドに含めて送信する。ここで、HEMS200が送信する操作指示は、HEMS200が生成した操作指示である場合と、操作装置500B又は操作装置500Cから受信した操作指示である場合とを含む。
ステップS212において、ルータ400は情報機器300にSETコマンドを送信する。
ステップS220において、HEMS200は、操作指示を格納する。
ステップS230において、情報機器300は、受信した操作指示に応じた動作(処理の実行)を行う。
ステップS240において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワーク確認コマンドを送受信し、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを確認する。ステップS245において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワーク確認コマンドを送受信し、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを確認する。ステップS240及びステップS245の処理は、それぞれ定期的に行われているものとする。
ステップS250において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワークが途絶していることを検知する。具体的には、HEMS200が送信したネットワーク確認コマンドに対して、ルータ400からの応答を受信しなかった場合に、HEMS200は、ネットワークの途絶を検知する。
ステップS255において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワークが途絶していることを検知する。具体的には、情報機器300が送信したネットワーク確認コマンドに対して、ルータ400からの応答を受信しなかった場合に、情報機器300は、ネットワークの途絶を検知する。
情報機器300は、ネットワーク途絶の検知から所定の期間T1が経過した場合、ステップS260において、自機器の動作を停止させる。
ステップS275において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワークが復旧したことを検知する。具体的には、情報機器300が送信したネットワーク確認コマンドに対する応答が得られなくなった後、再びルータ400からの応答を受信した場合に、情報機器300は、ネットワークの復旧を検知する。
ステップS280において、情報機器300は、ネットワークが途絶したことを示す途絶通知メッセージを、ルータ400に送信し、ステップS281において、ルータ400は、途絶通知メッセージをHEMS200に送信する。所定の通信プロトコルがECHONET Liteである場合、途絶通知メッセージは、ネットワーク復旧の検知に応じて情報機器300が送信するINFOコマンドである。情報機器300が、HEMS200から途絶通知メッセージに対する応答を受信するまで、ステップS280及びステップS281の処理を繰り返す。
ステップS270において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワークが復旧したことを検知する。図10においては、HEMS200によるネットワーク復旧の検知(ステップS270)のタイミングよりも、情報機器300によるネットワーク復旧の検知(ステップS275)のタイミングの方が早いものとして示したが、これらのタイミングは、それぞれのネットワーク確認コマンドの送受信周期等により変化することに留意すべきである。
ステップS290において、HEMS200は、格納された最新の操作指示を含むSETコマンドを、ルータ400に送信し、ステップS291において、ルータ400は、SETコマンドを情報機器300に送信する。
以上説明したように、情報機器300は、HEMS200から受信した操作指示に従って動作している場合は、ネットワークが途絶した後に復旧すると、途絶通知メッセージをHEMS200に送信する。これにより、情報機器300は、ネットワークが途絶していたことをHEMS200に通知し、HEMS200に最新の操作指示を再送させることにより、ネットワーク途絶前の動作状態に戻ることできる。
図11は、HEMS200から情報機器300に操作指示を送信する場合のシーケンス図を示す。特に、図11は、HEMS200の動作を中心としたシーケンス図を示す。
ステップS310において、操作装置500B又は操作装置500Cは、HEMS200に操作指示を送信する。ここで、操作装置500Cの場合は、サーバ600を経由してHEMS200に操作指示を送信していることに留意すべきである。
ステップS311において、HEMS200は、操作指示をSETコマンドに含めて送信する。ここで、HEMS200が送信する操作指示は、HEMS200が生成した操作指示である場合と、操作装置500B又は操作装置500Cから受信した操作指示である場合とを含む。
ステップS312において、ルータ400は情報機器300にSETコマンドを送信する。
ステップS320において、HEMS200は、操作指示を格納する。
ステップS330において、情報機器300は、受信した操作指示に応じた動作(処理の実行)を行う。
ステップS340において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワーク確認コマンドを送受信し、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを確認する。ステップS345において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワーク確認コマンドを送受信し、ルータ400との間のネットワークが途絶しているか否かを確認する。ステップS340及びステップS345の処理は、それぞれ定期的に行われているものとする。
ステップS350において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワークが途絶していることを検知する。具体的には、HEMS200が送信したネットワーク確認コマンドに対して、ルータ400からの応答を受信しなかった場合に、HEMS200は、ネットワークの途絶を検知する。
ステップS355において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワークが途絶していることを検知する。具体的には、情報機器300が送信したネットワーク確認コマンドに対して、ルータ400からの応答を受信しなかった場合に、情報機器300は、ネットワークの途絶を検知する。
情報機器300は、ネットワーク途絶の検知から所定の期間T1が経過した場合、ステップS360において、自機器の動作を停止させる。
ステップS370において、HEMS200は、ルータ400との間でネットワークが復旧したことを検知する。具体的には、HEMS200が送信したネットワーク確認コマンドに対する応答が得られなくなった後、再びルータ400からの応答を受信した場合に、HEMS200は、ネットワークの復旧を検知する。
ステップS380において、HEMS200は、途絶通知メッセージの送信を要求する要求コマンド(GETコマンド)を、ルータ400に送信し、ステップS381において、ルータ400は、GETコマンドを情報機器300に送信する。HEMS200が情報機器300からGET応答コマンドを受信するまで、ステップS380及びステップS381の処理を繰り返す。
ステップS375において、情報機器300は、ルータ400との間でネットワークが復旧したことを検知する。図11においては、HEMS200によるネットワーク復旧の検知(ステップS370)のタイミングよりも、情報機器300によるネットワーク復旧の検知(ステップS375)のタイミングの方が遅いものとして示したが、これらのタイミングは、それぞれのネットワーク確認コマンドの送受信周期等により変化することに留意すべきである。
ステップS382において、情報機器300は、ネットワーク途絶情報を含むGET応答コマンドをルータ400に送信し、ステップS383において、ルータ400は、GET応答コマンドをHEMS200に送信する。
ステップS390において、HEMS200は、格納された最新の操作指示を含むSETコマンドを、ルータ400に送信し、ステップS391において、ルータ400は、SETコマンドを情報機器300に送信する。
以上説明したように、情報機器300がHEMS200から受信した操作指示に従って動作している場合に、ネットワークが途絶した後に復旧すると、HEMS200は、情報機器300からの途絶通知メッセージに応じて、最新の操作指示を含むSETコマンドを情報機器300に送信する。これにより、HEMS200は、情報機器300に接続されたネットワークが途絶していたことを把握し、最新の操作指示を情報機器300に再送することにより、情報機器300をネットワーク途絶前の状態で動作させることできる。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
実施形態では、所定の通信プロトコルとして、ECHONET Liteを例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではなく、所定の通信プロトコルとして、ECHONET Lite以外の通信プロトコル(例えば、ZigBee(登録商標)又はKNX等)を用いてもよい。あるいは、所定の通信プロトコルとして、ECHONET Liteと他の通信プロトコルとを組み合わせて用いてもよい。
実施形態では、操作指示の経路種別として、需要家内操作(直接操作)、需要家内操作(間接操作)、需要家外操作の3種類を例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。操作指示の経路種別は、需要家内操作及び需要家外操作の2種類であってもよい。或いは、操作指示の経路種別は、直接操作及び直接操作以外の操作であってもよい。
実施形態では、ネットワーク途絶情報は、ECHONET Liteにおいて規定されたECHONET機器オブジェクトの中のプロパティの一つであると説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。ネットワーク途絶情報は、任意形式のデータとして、メッセージに含まれてもよい。
実施形態では、情報機器300は、操作指示を含むメッセージのフォーマットの違いに応じて、需要家内操作及び需要家外操作を特定する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。情報機器300は、送信元IPアドレスの確認等によって、需要家内操作及び需要家外操作を特定してもよい。
実施形態では、制御装置がHEMS200であるケースを例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。制御装置は、CEMS20に設けられていてもよく、スマートサーバ40に設けられていてもよい。或いは、制御装置は、BEMS(Building Energy Management System)に設けられていてもよく、FEMS(Factory Energy Management System)に設けられていてもよく、SEMS(Store Energy Management System)に設けられていてもよい。
実施形態では、需要家10は、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160を有する。しかしながら、需要家10は、負荷120、PVユニット130、蓄電池ユニット140、燃料電池ユニット150及び貯湯ユニット160のいずれかを有していればよい。