WO2015008707A1 - 制御装置、分電盤及び制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a control method for controlling electric power in a consumer, a control device using the same, and a distribution board.
- HEMS Home Energy Management System
- BEMS Building Energy Management System
- FEMS Fractor Energy Management System Store installed in the factory
- Management Energy Management store installed in the factory
- the upstream power line branches into a plurality of downstream power lines in the distribution board.
- the distribution board has a branch for branching the upstream power line into a plurality of downstream power lines.
- the technology in which the control device controls the equipment connected to the downstream power line is mainly focused, and the power is managed by controlling the equipment.
- the accuracy of power management is required to be further improved.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and in managing power by controlling devices, a distribution board that can further improve the accuracy of power management by cooperating with each other. It is an object to provide a control device and a control method.
- the control device controls electric power at the consumer.
- the control device includes: a receiving unit that receives branch information that is information on the plurality of branches from a distribution board having a plurality of branches for branching the upstream power line into the plurality of downstream power lines; And a control unit that controls electric power in the consumer.
- the branch information is information indicating a voltage type of the upstream power line.
- the branch information is information indicating a rated capacity set in the distribution board.
- the upstream power line includes a plurality of power lines.
- the downstream power line is connected to at least a part of the plurality of power lines.
- the branch information is information indicating an upstream power line to which a downstream power line branched by the branch is connected.
- the branch information is information indicating the number of the plurality of branches.
- the branch information is information indicating the number of branches in use.
- the branch information is information indicating a branch in use state.
- the branch information is information indicating a branch in an unused state.
- the branch information is information indicating whether or not there is a branch branching the upstream power line to the downstream power line connected to the distributed power source.
- the branch information is information indicating a branch that branches the upstream power line to a downstream power line connected to a distributed power source among the plurality of branches.
- the said receiving part receives the said branch information at the timing recovered from a power failure.
- the reception unit when the upstream power line is disconnected, the reception unit receives the branch information indicating that the branch is not in use for all of the plurality of branches.
- the reception unit when the downstream power line is disconnected, the reception unit indicates that the branch is in an unused state with respect to a branch that branches the upstream power line to the disconnected downstream power line.
- the branch information is received.
- control unit requests the distribution board to transmit a current value or a power value of a downstream power line that is branched by a branch in use state.
- control unit requests the distribution board to disconnect the downstream power line connected to the branch in use.
- the distribution board according to the second feature has a plurality of branches for branching the upstream power line into a plurality of downstream power lines.
- a distribution board is provided with the transmission part which transmits the branch information which is the information of the said several branch with respect to the control apparatus which controls electric power in a consumer.
- a control method is used in a control system including a distribution board having a plurality of branches for branching an upstream power line into a plurality of downstream power lines, and a control device that controls power in a consumer.
- the control method includes a step A of transmitting branch information, which is information of the plurality of branches, from the distribution board to the control device, and the control device supplies power at a consumer according to the branch information. And control step B.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a customer 10 according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the distribution board 200 according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram showing the distribution board 200 according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a block diagram showing the HEMS 300 according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a message format according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a message format according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a control method according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a sequence diagram illustrating a control method according to the first embodiment.
- the control apparatus which concerns on embodiment controls electric power in a consumer.
- the control device includes: a receiving unit that receives branch information that is information on the plurality of branches from a distribution board having a plurality of branches for branching the upstream power line into the plurality of downstream power lines; And a control unit that controls electric power in the consumer.
- control device since the control device receives the branch information that is information of a plurality of branches from the distribution board, it is possible to grasp the state of the distribution board according to the branch information. As a result, the state of the distribution board can be presented to the user. Or electric power can be managed appropriately in a consumer. In this way, when managing power by controlling devices, the accuracy of power management can be further improved by cooperating with each other.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a control system according to the first embodiment.
- the control system is provided in the customer 10.
- the customer 10 may be a single-family house, an apartment house such as a condominium, a commercial facility such as a building, a factory, or a store. Good.
- the customer 10 includes a load 120, a PV unit 130, a storage battery unit 140, a fuel cell unit 150, and a hot water storage unit 160.
- the customer 10 includes a distribution board 200 that branches the grid power line 30 and a HEMS 300 that controls power in the customer 10.
- the customer 10 may have a communication terminal 400 equipped with an application for collecting various information from the HEMS 300.
- the load 120 is a device that consumes power supplied through the power line.
- the load 120 includes devices such as a refrigerator, lighting, an air conditioner, and a television.
- the load 120 may be a single device or may include a plurality of devices.
- the PV unit 130 has a PV 131 and a PCS 132.
- the PV 131 is an example of a distributed power source, and is a solar power generation device (PhotoVoltical device) that generates power in response to reception of sunlight.
- the PV 131 outputs the generated DC power.
- the amount of power generated by the PV 131 changes according to the amount of solar radiation applied to the PV 131.
- the PCS 132 is a device (Power Conditioning System) that converts DC power output from the PV 131 into AC power.
- the PCS 132 outputs AC power to the distribution board 200 via the power line.
- the PCS 132 may convert AC power input from the system power line 30 or the fuel cell unit 150 into DC power.
- the PV unit 130 may have a pyranometer that measures the amount of solar radiation irradiated on the PV 131.
- the PV unit 130 is controlled by the MPPT (Maximum Power Point Tracking) method. Specifically, the PV unit 130 optimizes the operating point (a point determined by the operating point voltage value and the power value, or a point determined by the operating point voltage value and the current value) of the PV 131.
- MPPT Maximum Power Point Tracking
- the storage battery unit 140 includes a storage battery 141 and a PCS 142.
- the storage battery 141 is an example of a distributed power supply and is a device that stores electric power.
- the PCS 142 is a device (Power Conditioning System) that converts DC power output from the storage battery 141 into AC power.
- the fuel cell unit 150 includes a fuel cell 151 and a PCS 152.
- the fuel cell 151 is an example of a distributed power source, and is a device that generates electric power using fuel gas.
- the PCS 152 is a device (Power Conditioning System) that converts DC power output from the fuel cell 151 into AC power.
- the fuel cell unit 150 operates by load following control. Specifically, the fuel cell unit 150 controls the fuel cell 151 so that the power output from the fuel cell 151 follows the power consumption of the load 120.
- the hot water storage unit 160 is an apparatus that converts electric power into heat and accumulates heat.
- the hot water storage unit 160 has a hot water storage tank, and warms water supplied from the hot water storage tank by exhaust heat generated by the operation (power generation) of the fuel cell 151.
- the hot water storage unit 160 warms the water supplied from the hot water storage tank and returns the warmed hot water to the hot water storage tank.
- the hot water storage unit 160 has a backup heat source, and when the hot water is insufficient, the hot water storage unit 160 operates the backup heat source to warm the water in the hot water storage tank.
- the heat of the backup heat source is generated by electric power or gas.
- the distribution board 200 is connected to the grid power line 30 and branches the grid power line 30 into a plurality of residential power lines.
- the distribution board 200 is connected to the load 120, the PV unit 130, the storage battery unit 140, and the fuel cell unit 150 via a residential power line.
- the HEMS 300 controls electric power in the customer 10 as described above. Specifically, the HEMS 300 is connected to the load 120, the PV unit 130, the storage battery unit 140, the fuel cell unit 150, and the hot water storage unit 160 via signal lines, and the load 120, the PV unit 130, the storage battery unit 140, the fuel The battery unit 150 and the hot water storage unit 160 are controlled.
- the HEMS 300 may control the power consumption of the load 120 by controlling the operation mode of the load 120.
- the signal line that connects the HEMS 300 and the device may be wireless or wired.
- the HEMS 300 is connected to the distribution board 200 via a signal line, and collects various information from the distribution board 200.
- the signal line connecting the HEMS 300 and the distribution board 200 may be wireless or wired.
- the HEMS 300 is connected to various servers via an out-of-home communication network (for example, a wide area communication network, a mobile communication network, etc.).
- the various servers store, for example, information (hereinafter referred to as energy charge information) such as the unit price of power supplied from the grid, the unit price of power sold backward from the PV unit 130 to the grid, and the unit price of fuel gas.
- various servers store the information (henceforth energy consumption prediction information) for predicting the power consumption of the load 120, for example.
- the energy consumption prediction information may be generated based on, for example, the past power consumption actual value of the load 120.
- a model of power consumption of the load 120 may be used.
- the various servers store, for example, information for predicting the power generation amount of the PV 131 (hereinafter, PV power generation amount prediction information).
- the PV power generation prediction information may be a predicted value of the amount of solar radiation irradiated on the PV 131.
- the PV power generation prediction information may be weather forecast, season, sunshine time, and the like.
- the communication terminal 400 includes an application for collecting various information from the HEMS 300.
- the application may have a function of transmitting various instructions to the HEMS 300.
- the communication terminal 400 is, for example, a smartphone, a tablet, or a personal computer.
- the communication terminal 400 is connected to the HEMS 300 via a router provided in the customer 10.
- the communication terminal 400 may be connected to the HEMS 300 by wire or may be connected to the HEMS 300 wirelessly.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the distribution board 200 according to the first embodiment.
- the distribution board 200 includes a main unit 200A and a measurement unit 200B.
- the main unit 200A has, for example, the same configuration as an existing distribution board.
- the measurement unit 200B is a unit newly connected to an existing distribution board, for example, and has a function of communicating with the HEMS 300.
- the main unit 200 ⁇ / b> A has a plurality of branch units 210 for branching the system power line 30 into a plurality of residential power lines 40.
- n branch units 210 are provided.
- a subscript (subscript) is added to identify each branch unit 210.
- the system power line 30 includes a system power line 30A, a system power line 30B, and a system power line 30C.
- the grid power line 30 is an example of an upstream power line.
- the residential power line 40 is composed of a residential power line 40A and a residential power line 40B.
- the residential power line 40 is an example of a downstream power line.
- the branch unit 210 includes a breaker 211, a connection terminal 212 (a connection terminal 212A and a connection terminal 212B), and a sensor 60.
- the breaker 211 is a device that switches connection / disconnection between the system power line 30 and the home power line 40.
- the connection terminal 212A is a terminal for connecting the residential power line 40A
- the connection terminal 212B is a terminal for connecting the residential power line 40B.
- system power line 30B is connected to the connection terminal 212A (in-house power line 40A), and the system power line 30C is connected to the connection terminal 212B (in-house power line 40B).
- system power line 30A is connected to connection terminal 212A (in-house power line 40A)
- system power line 30B is connected to connection terminal 212B (in-house power line 40B).
- the two residential power lines 40 branched by the branch unit 2101 or the branch unit 2102 are connected to the load 120.
- a distributed power source such as the PV unit 130 requires three in-house power lines 40.
- the three residential power lines 40 branched by the branch unit 210n-3 and the branch unit 210n-1 are connected to a distributed power source such as the PV unit 130.
- the home power line 40 is not connected to one connection terminal (for example, the connection terminal 212B) of the branch unit 210n-1.
- the residential power line 40 is not connected as in the branch unit 210n.
- each branch unit 210 is connected to a sensor 60 that detects a current flowing through the in-home power line 40B and notifies the measurement unit 200B of the detected current.
- the sensor 60 is preferably connected to each branch unit 210 to which the home power line 40 is connected.
- one sensor 60 may be connected to the plurality of branch units 210.
- the measurement unit 200B is connected to a sensor 60 connected to the home power line 40, and measures the current flowing through the home power line 40B via the sensor 60.
- the measurement unit 200B calculates a power value based on the measured current value and the voltage of the home power line 40B.
- the measurement unit 200B has a function of communicating with the HEMS 300, and transmits the current value or power value measured by the measurement unit 200B to the HEMS 300.
- FIG. 3 is a block diagram showing the distribution board 200 according to the first embodiment.
- the distribution board 200 includes a communication unit 250 and a control unit 260.
- the communication unit 250 and the control unit 260 are provided in the measurement unit 200B.
- the communication unit 250 is a module that communicates with the HEMS 300 via a home communication network (for example, a narrow area communication network). For example, communication performed via a home network conforms to the ECHONET Lite standard.
- the communication part 250 comprises the transmission part which transmits the branch information which is the information of the some branch unit 210, and the receiving part which receives a control signal.
- the branch information is, for example, the following information.
- the branch information is information indicating the current value or the power value of the in-home power line 40 that is branched by the branch in use (the branch unit 210).
- the branch information is information indicating the voltage type of the system power line 30 (home power line 40). For example, the branch information is information indicating 100V / 200V.
- the branch information is information indicating the rated capacity (for example, 20A, 40A, etc.) set in the distribution board 200.
- Branch information is information indicating the grid power line 30 to which the in-home power line 40 branched by the branch (branch unit 210) is connected. For example, as shown in FIG.
- the branch information when the system power line 30 is configured by a three-phase power line, the branch information includes the system power line 30 ⁇ / b> A and the system power line 30 ⁇ / b> C with the system power line 30 ⁇ / b> B as a neutral line. It is the information which shows which is branched.
- the branch information is information indicating the number of branch units 210 (n in the case shown in FIG. 2).
- Branch information is information indicating the number of branch units 210 in use among a plurality of branch units 210.
- the branch information is information indicating the branch unit 210 in use (for example, identification information assigned to the branch unit 210).
- the branch information is information (for example, identification information assigned to the branch unit 210) indicating the branch unit 210 in an unused state.
- the branch information is information indicating the presence / absence of the branch unit 210 that branches the system power line 30 to the in-home power line 40 connected to the distributed power source (for example, the PV unit 130).
- the branch information is information indicating the branch unit 210 that branches the system power line 30 to the in-home power line 40 connected to the distributed power source among the plurality of branch units 210 (for example, identification assigned to the branch unit 210) Information).
- the branch information is information indicating the branch unit 210n-3 and the branch unit 210n-1.
- a sensor for example, a mechanical switch for detecting whether or not the breaker 211 is attached to the branch unit 210 is provided in the branch unit 210.
- a sensor for example, a mechanical switch
- a sensor that detects whether the in-home power line 40 is attached to the connection terminal 212 is provided in the branch unit 210.
- a sensor for example, a mechanical switch
- a sensor that detects ON / OFF of the connection between the system power line 30 and the home power line 40 (ON / OFF of the breaker 211) is provided in the branch unit 210.
- it is only necessary that the sensor 60 described above has a function of detecting the voltage of the residential power line 40.
- the communication unit 250 transmits the branch information at the timing of recovery from a power failure, the timing of initial activation after completion of installation work, or the timing immediately after the reset processing occurs.
- the communication unit 250 transmits the branch information at a timing when the system power line 30B is disconnected (that is, when a power failure occurs).
- the branch information includes information indicating whether or not the branch unit 210 is in an unused state for all of the branch units 210.
- the branch information may include information indicating the number of the plurality of branch units 210.
- the branch information may include information indicating the branch unit 210 that branches the system power line 30 to the home power line 40 connected to the distributed power source among the plurality of branch units 210.
- the communication unit 250 preferably transmits, as branch information, information indicating the branch unit 210 that branches the system power line 30 to the disconnected home power line 40 when the home power line 40 is disconnected. That is, the communication unit 250 transmits information indicating that the branch unit 210 that branches the system power line 30 to the disconnected in-home power line 40 is in an unused state as branch information.
- the communication unit 250 preferably transmits information indicating the branch unit 210 that branches the system power line 30 to the connected home power line 40 as branch information when the home power line 40 is connected. That is, the communication unit 250 transmits information indicating that the branch unit 210 that branches the grid power line 30 to the connected home power line 40 is in use as branch information.
- the control unit 260 controls the distribution board 200. For example, the control unit 260 switches ON / OFF of the connection between the system power line 30 and the home power line 40 by controlling the breaker 211 described above in accordance with a control signal received from the HEMS 300.
- FIG. 4 is a block diagram showing the HEMS 300 according to the first embodiment.
- the HEMS 300 includes an in-home communication unit 310, an out-of-home communication unit 320, and a control unit 330.
- the home communication unit 310 communicates with various devices via a home communication network (for example, a narrow area communication network). For example, communication performed via a home network conforms to the ECHONET Lite standard.
- the in-home communication unit 310 transmits a signal for controlling these devices to the load 120, the PV unit 130, the storage battery unit 140, the fuel cell unit 150, and the hot water storage unit 160.
- the in-home communication unit 310 receives information held by these devices from the load 120, the PV unit 130, the storage battery unit 140, the fuel cell unit 150, and the hot water storage unit 160.
- the in-home communication unit 310 receives information indicating the power generation amount of the PV 131, information indicating the power storage amount of the storage battery 141, information indicating the power generation amount of the fuel cell 151, and information indicating the hot water storage amount of the hot water storage unit 160.
- the home communication unit 310 may transmit information collected from each device to the communication terminal 400.
- the in-home communication unit 310 transmits branch information to the communication terminal 400.
- the in-home communication unit 310 may receive a signal for controlling each device from the communication terminal 400.
- the home communication unit 310 may receive a signal instructing disconnection / connection of the home power line 40 connected to the branch unit 210.
- the in-home communication unit 310 transmits a control signal to the distribution board 200.
- the in-home communication unit 310 transmits to the distribution board 200 a control signal that requests transmission of the current value of the in-home power line 40 branched by the branch unit 210 in use.
- the in-home communication unit 310 transmits a control signal requesting disconnection of the in-home power line 40 connected to the branch unit 210 in use to the distribution board 200.
- the in-home communication unit 310 transmits a control signal requesting connection of the in-home power line 40 connected to the branch unit 210 in the unused state to the distribution board 200.
- the external communication unit 320 communicates with various devices via an external communication network (for example, a wide area communication network, a mobile communication network, etc.).
- the out-of-home communication unit 320 receives, for example, energy charge information, energy consumption prediction information, and PV power generation amount prediction information from various servers.
- the energy fee information, the energy consumption prediction information, and the PV power generation amount prediction information may be stored in the HEMS 300 in advance.
- the control unit 330 controls the operation of the HEMS 300. Further, the control unit 330 controls the load 120, the PV unit 130, the storage battery unit 140, the fuel cell unit 150, and the hot water storage unit 160.
- the control unit 330 requests the distribution board 200 to transmit the current value or the power value of the residential power line 40 branched by the branch unit 210 in use. That is, the control unit 330 does not request the distribution board 200 to transmit the current value or the power value of the residential power line 40 branched by the branch unit 210 that is not in use.
- the control unit 330 requests the distribution board 200 to disconnect the in-home power line 40 connected to the branch unit 210 in use according to the detection of the disconnect trigger.
- the in-home communication unit 310 requests the distribution board 200 to connect the in-home power line 40 connected to the branch unit 210 that is not in use in response to the detection of the connection trigger.
- the control unit 330 requests the distribution board 200 to disconnect / connect the in-house power line 40 in response to the occurrence of a demand response or the occurrence of a power tight situation at the 30-minute demand value. It is preferable.
- the disconnection trigger is to detect a state where it is necessary to limit the amount of power supplied from the grid power line 30 according to the demand response or the status of the 30-minute demand value.
- the connection trigger is to detect the release of the state that limits the amount of power used from the system power line 30.
- the disconnection trigger and the connection trigger may be instructions (that is, user instructions) from the communication terminal 400 to the HEMS 300.
- the branch information is information indicating whether or not the branch unit 210 is in an unused state, and conforms to the ECHONET Lite standard.
- the branch information includes “header” and “ON / OFF information”.
- “Header” indicates the type of message.
- the header represents that “ON / OFF information” indicates whether or not the branch unit 210 is in an unused state.
- “ON / OFF information” is a bit string composed of the same number of bits as the branch unit 210. “1” indicates that the branch unit 210 is in use, and “0” indicates that the branch unit 210 is not in use.
- each branch unit 210 can be identified by the order of bits in the “ON / OFF information”, the branch information may not include identification information for identifying each branch unit 210.
- the branch information is composed of “header”, “identification information”, and “ON / OFF information”.
- “Header” indicates the type of message.
- the header represents that “ON / OFF information” indicates whether or not the branch unit 210 is in an unused state.
- “Identification information” is information for identifying the branch unit 210.
- “Identification information” may indicate a group of branch units 210 when a plurality of branch units 210 are grouped.
- “ON / OFF information” indicates whether or not the branch unit 210 identified by “identification information” is in a non-use state.
- the message format shown in FIG. 5 and the message format shown in FIG. 6 may be properly used as necessary. For example, when it is necessary for all the branch units 210 to notify the HEMS 300 whether or not the branch units 210 are not in use, the message format shown in FIG. 5 is used. On the other hand, when it is necessary for the individual branch unit 210 to notify the HEMS 300 whether or not the branch unit 210 is in an unused state, the message format shown in FIG. 6 is used.
- the message format shown in FIG. 5 or 6 may be used as a message format indicating whether or not the breaker 211 is attached to the branch unit 210.
- the message format shown in FIG. 5 or 6 may be used as the format of the message indicating whether or not the home power line 40 is attached to the connection terminal 212.
- the message format shown in FIG. 5 or 6 may be used as a message format indicating whether or not the connection between the grid power line 30 and the in-home power line 40 is turned off by the breaker 211.
- the message format shown in FIG. 5 or 6 includes (A) branch information indicating the current value or power value of the in-home power line 40 branched by the branch in use (branch unit 210), and (D) branch (branch). Branch information indicating the grid power line 30 to which the in-home power line 40 branched by the unit 210) is connected, (E) branch information indicating the number of branch units 210 (n in the case shown in FIG. 2), (G) Branch information indicating the branch unit 210 in use, (H) Branch information indicating the branch unit 210 in a non-use state, and (J) Home power line 40 connected to the distributed power source among the plurality of branch units 210. May be used as a message format of branch information indicating the branch unit 210 that branches the system power line 30.
- Control method Hereinafter, a control method according to the first embodiment will be described.
- 7 to 8 are sequence diagrams showing a control method according to the first embodiment.
- step S10 the distribution board 200 detects a transmission trigger.
- the transmission trigger is, for example, restoration of a power failure, disconnection of the system power line 30B (for example, occurrence of a power failure), disconnection of the home power line 40, connection of the home power line 40.
- the distribution board 200 transmits the branch information to the HEMS 300.
- the branch information is information indicating the branch unit 210 in use among the plurality of branch units 210.
- the branch information may be information indicating the branch unit 210 that is not in use among the plurality of branch units 210.
- the HEMS 300 transmits a power value request to the distribution board 200.
- the power value request is information (assigned to the branch unit 210) that identifies the branch unit 210 corresponding to the residential power line 40 that requires the power value among the branch units 210 that are found to be in use.
- a control signal of a predetermined message format having information requesting transmission of the power value of the in-home power line 40 of the identified branch unit 210. That is, the HEMS 300 requests the distribution board 200 to transmit the required power value of the residential power line 40 among the branch units 210 in use.
- step S13 the distribution board 200 generates a response signal in accordance with a predetermined message format and transmits the power value of the in-home power line 40 of the specific branch unit requested by the power value request to the HEMS 300.
- step S20 the HEMS 300 detects a cutting trigger.
- the disconnection trigger is to detect a state in which the amount of power supplied from the system power line 30 is limited due to the occurrence of a demand response or the occurrence of a tight situation in the 30 minute demand value.
- the disconnect trigger may be an instruction from the communication terminal 400 to the HEMS 300 (that is, a user instruction). At this time, it is desirable to acquire branch information in the distribution board 200 in advance in the manner shown in FIG.
- step S21 the HEMS 300 transmits a disconnection request to the distribution board 200.
- the disconnection request is generated according to a predetermined message format, and is a control signal for requesting disconnection of the in-home power line 40 connected to the branch unit 210 in use. That is, the HEMS 300 requests the distribution board 200 to disconnect the home power line 40 connected to the branch unit 210 in use.
- the HEMS 300 may specify the branch unit 210 to be disconnected based on the branch information acquired in advance, and may include the ID (identification information) of the specified branch unit 210.
- step S22 the distribution board 200 disconnects the residential power line 40 requested by the disconnection request.
- the distribution board 200 disconnects the home power line 40 under the control of the breaker 211.
- the distribution board 200 disconnects the in-home power line 40 by controlling the breaker 211 of the corresponding branch unit 210 if the ID of the branch unit 210 to be disconnected is included in the control signal.
- the HEMS 300 detects a connection trigger.
- the connection trigger is to detect the release of the state that limits the amount of power used from the system power line 30.
- the connection trigger may be an instruction from the communication terminal 400 to the HEMS 300 (that is, a user instruction).
- the HEMS 300 transmits a connection request to the distribution board 200.
- the connection request is a control signal that requests connection of the in-home power line 40 connected to the branch unit 210 that is not in use. That is, the HEMS 300 specifies the branch unit 210 that is not in use, and requests the distribution board 200 to connect the home power line 40 connected to the branch unit 210. Alternatively, the HEMS 300 specifies the branch unit 210 corresponding to the in-home power line 40 requesting connection by including the ID of the branch unit 210 to be disconnected in step S21 in the control signal for requesting connection. May be.
- the distribution board 200 connects the residential power line 40 requested by the connection request.
- the distribution board 200 connects the home power line 40 under the control of the breaker 211.
- the distribution board 200 connects the in-home power line 40 by controlling the breaker 211 of the corresponding branch unit 210 if the ID of the branch unit 210 to be connected is included in the control signal.
- the HEMS 300 since the HEMS 300 receives the branch information that is the information of the plurality of branch units 210 from the distribution board 200, it is possible to grasp the state of the distribution board 200 according to the branch information. . Thereby, the state of the distribution board 200 can be presented to the user. Alternatively, the power can be appropriately managed in the customer 10. In this way, when managing power by controlling devices, the accuracy of power management can be further improved by cooperating with each other.
- the communication terminal 400 is connected to the HEMS 300 via a home communication network.
- the embodiment is not limited to this.
- Communication terminal 400 may be connected to HEMS 300 via an out-of-home communication network.
- control device is the HEMS 300 .
- the control device may be provided in BEMS (Building Energy Management System), may be provided in FEMS (Factor Energy Management System), or may be provided in SEMS (Store Energy Management System).
- the present invention it is possible to provide a distribution board, a control device, and a control method that can further improve the accuracy of power management by cooperating with each other when managing power by controlling devices.
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Abstract
分電盤200は、系統電力ライン30を複数の宅内電力ライン40に分岐するための複数の分岐を有する。HEMS300は、複数の分岐の情報である分岐情報を分電盤200から受信する宅内通信部310を備える。
Description
本発明は、需要家において電力を制御する制御方法、これを用いる制御装置及び分電盤に関する。
近年、需要家に設けられる複数の機器を制御する制御システム(EMS:Energy Management System)が注目を浴びている(例えば、特許文献1)。このような制御システムでは、複数の機器を制御する制御装置が設けられる。
制御装置としては、住宅に設けられるHEMS(Home Energy Management System)、ビルに設けられるBEMS(Building Energy Management System)、工場に設けられるFEMS(Factory Energy Management System)、店舗に設けられるSEMS(Store Energy Management System)等が挙げられる。
ところで、系統を上流とした場合において、上流電力ラインは、分電盤において、複数の下流電力ラインに分岐する。言い換えると、分電盤は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための分岐を有する。
上述した制御システムでは、下流電力ラインに接続された機器を制御装置が制御する技術が主として着目を集めており、機器の制御によって電力が管理されている。このように、機器の制御によって電力を管理すればよいと考えられているものの、電力管理の精度には、一層の向上が求められている。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる分電盤、制御装置、及び制御方法を提供することを目的とする。
第1の特徴に係る制御装置は、需要家において電力を制御する。制御装置は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、前記複数の分岐の情報である分岐情報を受信する受信部と、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部とを備える。
第1の特徴において、前記分岐情報は、前記上流電力ラインの電圧の種別を示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、前記分電盤に設定されている定格容量を示す情報である。
第1の特徴において、前記上流電力ラインは、複数の電力ラインを含む。前記下流電力ラインは、前記複数の電力ラインの少なくとも一部に接続されている。前記分岐情報は、前記分岐によって分岐される下流電力ラインが接続される上流電力ラインを示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、前記複数の分岐の数を示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、使用状態の分岐の数を示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、使用状態の分岐を示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、分散電源に接続される下流電力ラインに上流電力ラインを分岐する分岐の有無を示す情報である。
第1の特徴において、前記分岐情報は、前記複数の分岐のうち、分散電源に接続される下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐を示す情報である。
第1の特徴において、前記受信部は、停電から復旧したタイミングで、前記分岐情報を受信する。
第1の特徴において、前記受信部は、前記上流電力ラインが切断された場合に、前記複数の分岐の全てについて、前記分岐が非使用状態であることを示す前記分岐情報を受信する。
第1の特徴において、前記受信部は、前記下流電力ラインが切断された場合に、切断された下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐について、前記分岐が非使用状態であることを示す前記分岐情報を受信する。
第1の特徴において、前記制御部は、使用状態の分岐によって分岐される下流電力ラインの電流値又は電力値の送信を前記分電盤に要求する。
第1の特徴において、前記制御部は、使用状態の分岐に接続された下流電力ラインの切断を前記分電盤に要求する。
第2の特徴に係る分電盤は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する。分電盤は、需要家において電力を制御する制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信する送信部を備える。
第3の特徴に係る制御方法は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤と、需要家において電力を制御する制御装置とを備える制御システムで用いる。制御方法は、前記分電盤から前記制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信するステップAと、前記制御装置が、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御するステップBとを備える。
以下において、本発明の実施形態に係る制御システム及び制御方法について、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]
実施形態に係る制御装置は、需要家において電力を制御する。制御装置は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、前記複数の分岐の情報である分岐情報を受信する受信部と、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部とを備える。
実施形態に係る制御装置は、需要家において電力を制御する。制御装置は、上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、前記複数の分岐の情報である分岐情報を受信する受信部と、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部とを備える。
実施形態では、制御装置は、複数の分岐の情報である分岐情報を分電盤から受信するため、分岐情報に応じて、分電盤の状態を把握することが可能である。これによって、分電盤の状態をユーザに提示することができる。或いは、需要家において電力を適切に管理することができる。このように、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる。
[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を示す図である。第1実施形態では、制御システムは、需要家10に設けられる。
(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を示す図である。第1実施形態では、制御システムは、需要家10に設けられる。
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。
図1に示すように、需要家10は、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とを有する。需要家10は、系統電力ライン30を分岐する分電盤200と、需要家10において電力を制御するHEMS300とを有する。需要家10は、HEMS300から各種情報を収集するためのアプリケーションを搭載する通信端末400を有していてもよい。
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太陽光発電装置(PhotoVoltaic device)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200に出力する。PCS132は、系統電力ライン30又は燃料電池ユニット150から入力されたAC電力をDC電力に変換してもよい。
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、分散電源の一例であり、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、熱を蓄積する装置である。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。また、貯湯ユニット160は、バックアップ熱源を有しており、湯が不足した場合にバックアップ熱源を動作させて貯湯槽の水を温める。バックアップ熱源の熱は、電力またはガスによって生成する。
分電盤200は、系統電力ライン30に接続されており、系統電力ライン30を複数の宅内電力ラインに分岐する。分電盤200は、宅内電力ラインを介して、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。
HEMS300は、上述したように、需要家10において電力を制御する。具体的には、HEMS300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に信号線を介して接続されており、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。HEMS300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。HEMS300と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。
第1実施形態において、HEMS300は、分電盤200に信号線を介して接続されており、分電盤200から各種情報を収集する。HEMS300と分電盤200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。
HEMS300は、宅外通信網(例えば、広域通信網、移動通信網など)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、PVユニット130から系統へ逆潮流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、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。
通信端末400は、上述したように、HEMS300から各種情報を収集するためのアプリケーションを搭載する。アプリケーションは、HEMS300に各種指示を送信する機能を有していてもよい。通信端末400は、例えば、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどである。通信端末400は、需要家10に設けられるルータを介して、HEMS300に接続される。通信端末400は、HEMS300に有線で接続されてもよく、HEMS300に無線で接続されてもよい。
(分電盤の構成)
以下において、第1実施形態に係る分電盤の構成について説明する。図2は、第1実施形態に係る分電盤200を示す図である。
以下において、第1実施形態に係る分電盤の構成について説明する。図2は、第1実施形態に係る分電盤200を示す図である。
図2に示すように、分電盤200は、本体ユニット200A及び計測ユニット200Bを有する。本体ユニット200Aは、例えば、既存の分電盤と同様の構成を有する。計測ユニット200Bは、例えば、既存の分電盤に新たに接続されるユニットであり、HEMS300と通信を行う機能を有する。
具体的には、本体ユニット200Aは、系統電力ライン30を複数の宅内電力ライン40に分岐するための複数の分岐ユニット210を有する。第1実施形態では、n個の分岐ユニット210が設けられている。図2において、添字(下付文字)は、各分岐ユニット210を識別するために付されている。
ここで、系統電力ライン30は、系統電力ライン30A、系統電力ライン30B及び系統電力ライン30Cによって構成される。系統電力ライン30は、上流電力ラインの一例である。宅内電力ライン40は、宅内電力ライン40A及び宅内電力ライン40Bによって構成される。宅内電力ライン40は、下流電力ラインの一例である。
分岐ユニット210は、ブレーカ211、接続端子212(接続端子212A及び接続端子212B)及びセンサー60を有する。ブレーカ211は、系統電力ライン30と宅内電力ライン40との接続のON/OFFを切り替える装置である。接続端子212Aは、宅内電力ライン40Aを接続するための端子であり、接続端子212Bは、宅内電力ライン40Bを接続するための端子である。
例えば、分岐ユニット2101では、系統電力ライン30Bが接続端子212A(宅内電力ライン40A)と接続されており、系統電力ライン30Cが接続端子212B(宅内電力ライン40B)と接続される。一方で、分岐ユニット2102では、系統電力ライン30Aが接続端子212A(宅内電力ライン40A)と接続されており、系統電力ライン30Bが接続端子212B(宅内電力ライン40B)と接続される。
分岐ユニット2101又は分岐ユニット2102によって分岐される2本の宅内電力ライン40は、負荷120に接続される。一方で、PVユニット130などの分散電源は、3本の宅内電力ライン40を必要とする。従って、分岐ユニット210n-3及び分岐ユニット210n-1によって分岐される3本の宅内電力ライン40は、PVユニット130などの分散電源に接続される。このようなケースでは、分岐ユニット210n-1の一方の接続端子(例えば、接続端子212B)には宅内電力ライン40が接続されない。さらに、分岐ユニット210nのように、宅内電力ライン40が接続されないケースも考えられる。
第1実施形態において、各分岐ユニット210には、宅内電力ライン40Bを流れる電流を検出して、検出された電流を計測ユニット200Bに通知するセンサー60が接続される。図2に示すように、センサー60は、宅内電力ライン40が接続されている分岐ユニット210毎に接続されることが好ましい。但し、複数の分岐ユニット210に対して、1つのセンサー60が接続されてもよい。
計測ユニット200Bは、宅内電力ライン40に接続されるセンサー60が接続されており、センサー60を介して宅内電力ライン40Bを流れる電流を計測する。計測ユニット200Bは、計測された電流値及び宅内電力ライン40Bの電圧に基づいて電力値を算出する。計測ユニット200Bは、上述したように、HEMS300と通信を行う機能を有しており、計測ユニット200Bによって計測された電流値又は電力値をHEMS300に送信する。
(分電盤の機能)
以下において、第1実施形態に係る分電盤の機能について説明する。図3は、第1実施形態に係る分電盤200を示すブロック図である。
以下において、第1実施形態に係る分電盤の機能について説明する。図3は、第1実施形態に係る分電盤200を示すブロック図である。
図3に示すように、分電盤200は、通信部250及び制御部260を有する。通信部250及び制御部260は、計測ユニット200Bに設けられる。
通信部250は、宅内通信網(例えば、狭域通信網)を介して、HEMS300と通信を行うモジュールである。例えば、宅内通信網を介して行われる通信は、ECHONET Lite規格に準拠する。第1実施形態において、通信部250は、複数の分岐ユニット210の情報である分岐情報を送信する送信部及び制御信号を受信する受信部を構成する。
第1実施形態において、分岐情報は、例えば、以下に示す情報である。
(A)分岐情報は、使用状態の分岐(分岐ユニット210)によって分岐される宅内電力ライン40の電流値又は電力値を示す情報である。
(B)分岐情報は、系統電力ライン30(宅内電力ライン40)の電圧の種別を示す情報である。例えば、分岐情報は、100V/200Vの別を示す情報である。
(C)分岐情報は、分電盤200に設定されている定格容量(例えば、20A、40A等)を示す情報である。
(D)分岐情報は、分岐(分岐ユニット210)によって分岐される宅内電力ライン40が接続される系統電力ライン30を示す情報である。例えば、図2に示すように、系統電力ライン30が三相の電力ラインによって構成される場合には、分岐情報は、系統電力ライン30Bを中性線として、系統電力ライン30A及び系統電力ライン30Cのいずれを分岐するかを示す情報である。
(E)分岐情報は、複数の分岐ユニット210の数(図2に示すケースでは、n個)を示す情報である。
(F)分岐情報は、複数の分岐ユニット210のうち、使用状態の分岐ユニット210の数を示す情報である。
(G)分岐情報は、使用状態の分岐ユニット210を示す情報(例えば、分岐ユニット210に割り当てられた識別情報)である。
(H)分岐情報は、非使用状態の分岐ユニット210を示す情報(例えば、分岐ユニット210に割り当てられた識別情報)である。
(I)分岐情報は、分散電源(例えば、PVユニット130)に接続される宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210の有無を示す情報である。
(J)分岐情報は、複数の分岐ユニット210のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210を示す情報(例えば、分岐ユニット210に割り当てられた識別情報)である。例えば、図2に示すケースでは、分岐情報は、分岐ユニット210n-3及び分岐ユニット210n-1を示す情報である。
(B)分岐情報は、系統電力ライン30(宅内電力ライン40)の電圧の種別を示す情報である。例えば、分岐情報は、100V/200Vの別を示す情報である。
(C)分岐情報は、分電盤200に設定されている定格容量(例えば、20A、40A等)を示す情報である。
(D)分岐情報は、分岐(分岐ユニット210)によって分岐される宅内電力ライン40が接続される系統電力ライン30を示す情報である。例えば、図2に示すように、系統電力ライン30が三相の電力ラインによって構成される場合には、分岐情報は、系統電力ライン30Bを中性線として、系統電力ライン30A及び系統電力ライン30Cのいずれを分岐するかを示す情報である。
(E)分岐情報は、複数の分岐ユニット210の数(図2に示すケースでは、n個)を示す情報である。
(F)分岐情報は、複数の分岐ユニット210のうち、使用状態の分岐ユニット210の数を示す情報である。
(G)分岐情報は、使用状態の分岐ユニット210を示す情報(例えば、分岐ユニット210に割り当てられた識別情報)である。
(H)分岐情報は、非使用状態の分岐ユニット210を示す情報(例えば、分岐ユニット210に割り当てられた識別情報)である。
(I)分岐情報は、分散電源(例えば、PVユニット130)に接続される宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210の有無を示す情報である。
(J)分岐情報は、複数の分岐ユニット210のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210を示す情報(例えば、分岐ユニット210に割り当てられた識別情報)である。例えば、図2に示すケースでは、分岐情報は、分岐ユニット210n-3及び分岐ユニット210n-1を示す情報である。
第1実施形態において、分岐ユニット210が非使用状態であるケースとしては、例えば、以下に示すケースが考えられる。
(A)ブレーカ211が分岐ユニット210に取り付けられていないケース
(B)宅内電力ライン40が接続端子212に取り付けられていないケース
(C)系統電力ライン30と宅内電力ライン40との接続がブレーカ211によってOFFにされているケース
(D)宅内電力ライン40の電圧値が0Vであるケース
(B)宅内電力ライン40が接続端子212に取り付けられていないケース
(C)系統電力ライン30と宅内電力ライン40との接続がブレーカ211によってOFFにされているケース
(D)宅内電力ライン40の電圧値が0Vであるケース
なお、ケース(A)においては、分岐ユニット210にブレーカ211が取り付けられているか否かを検出するセンサ(例えば、メカニカルなスイッチ)が分岐ユニット210に設けられる。ケース(B)においては、宅内電力ライン40が接続端子212に取り付けられているか否かを検出するセンサ(例えば、メカニカルなスイッチ)が分岐ユニット210に設けられる。ケース(C)においては、系統電力ライン30と宅内電力ライン40との接続のON/OFF(ブレーカ211のON/OFF)を検出するセンサ(例えば、メカニカルなスイッチ)が分岐ユニット210に設けられる。ケース(D)においては、上述したセンサー60が宅内電力ライン40の電圧を検出する機能を有していればよい。
第1実施形態において、通信部250は、停電から復旧したタイミング、設置工事完了後の初回起動のタイミング、或いはリセット処理が発生した直後のタイミングで、分岐情報を送信することが好ましい。
さらに、通信部250は、系統電力ライン30Bが切断されたタイミング(すなわち、停電が発生じたタイミング)で、分岐情報を送信することが好ましい。このようなケースにおいて、分岐情報は、分岐ユニット210の全てについて、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを示す情を含むことが好ましい。分岐情報は、複数の分岐ユニット210の数を示す情報を含んでもよい。同様に、分岐情報は、複数の分岐ユニット210のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210を示す情報を含んでもよい。
或いは、通信部250は、宅内電力ライン40が切断された場合に、切断された宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210を示す情報を分岐情報として送信することが好ましい。すなわち、通信部250は、切断された宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210が非使用状態であることを示す情報を分岐情報として送信する。
或いは、通信部250は、宅内電力ライン40が接続された場合に、接続された宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210を示す情報を分岐情報として送信することが好ましい。すなわち、通信部250は、接続された宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210が使用状態であることを示す情報を分岐情報として送信する。
制御部260は、分電盤200を制御する。例えば、制御部260は、HEMS300から受信する制御信号に応じて、上述したブレーカ211を制御することによって、系統電力ライン30と宅内電力ライン40との接続のON/OFFを切り替える。
(制御装置の機能)
以下において、第1実施形態に係る制御装置の機能について説明する。図4は、第1実施形態に係るHEMS300を示すブロック図である。
以下において、第1実施形態に係る制御装置の機能について説明する。図4は、第1実施形態に係るHEMS300を示すブロック図である。
図4に示すように、HEMS300は、宅内通信部310と、宅外通信部320と、制御部330とを有する。
宅内通信部310は、宅内通信網(例えば、狭域通信網)を介して、各種装置と通信を行う。例えば、宅内通信網を介して行われる通信は、ECHONET Lite規格に準拠する。
具体的には、宅内通信部310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に対して、これらの機器を制御するための信号を送信する。宅内通信部310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から、これらの機器が有する情報を受信する。例えば、宅内通信部310は、PV131の発電量を示す情報、蓄電池141の蓄電量を示す情報、燃料電池151の発電量を示す情報、貯湯ユニット160の貯湯量を示す情報を受信する。
宅内通信部310は、通信端末400に対して、各機器から収集する情報を送信してもよい。例えば、宅内通信部310は、通信端末400に対して、分岐情報を送信する。宅内通信部310は、通信端末400から、各機器を制御するための信号を受信してもよい。例えば、宅内通信部310は、分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の切断/接続を指示する信号を受信してもよい。
第1実施形態において、宅内通信部310は、分電盤200に対して制御信号を送信する。例えば、宅内通信部310は、使用状態の分岐ユニット210によって分岐される宅内電力ライン40の電流値の送信を要求する制御信号を分電盤200に送信する。或いは、宅内通信部310は、使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の切断を要求する制御信号を分電盤200に送信する。或いは、宅内通信部310は、非使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の接続を要求する制御信号を分電盤200に送信する。
宅外通信部320は、宅外通信網(例えば、広域通信網、移動通信網など)を介して、各種装置と通信を行う。宅外通信部320は、例えば、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、各種サーバから受信する。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HEMS300に記憶されていてもよい。
制御部330は、HEMS300の動作を制御する。また、制御部330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330は、使用状態の分岐ユニット210によって分岐される宅内電力ライン40の電流値又は電力値の送信を分電盤200に要求する。すなわち、制御部330は、非使用状態の分岐ユニット210によって分岐される宅内電力ライン40の電流値又は電力値の送信を分電盤200に要求しない。或いは、制御部330は、切断トリガの検出に応じて、使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の切断を分電盤200に要求する。或いは、宅内通信部310は、接続トリガの検出に応じて、非使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の接続を分電盤200に要求する。
特に限定されるものではないが、制御部330は、デマンドレスポンスの発生又は30分デマンド値における電力逼迫状況の発生等に応じて、宅内電力ライン40の切断/接続を分電盤200に要求することが好ましい。すなわち、切断トリガは、デマンドレスポンス又は30分デマンド値の状況等によって、系統電力ライン30から供給される電力の使用量を制限する必要が生じた状態を検出することである。一方で、接続トリガは、系統電力ライン30から供給される電力の使用量を制限する状態の解除を検出することである。或いは、切断トリガ及び接続トリガは、通信端末400からHEMS300に対する指示(すなわち、ユーザ指示)であってもよい。
(メッセージフォーマットの一例)
以下において、分岐情報のメッセージフォーマットの一例について説明する。図5~図6は、第1実施形態に係る分岐情報のメッセージフォーマットの一例を示す図である。ここでは、分岐情報は、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを示す情報であり、ECHONET Lite規格に準拠する。
以下において、分岐情報のメッセージフォーマットの一例について説明する。図5~図6は、第1実施形態に係る分岐情報のメッセージフォーマットの一例を示す図である。ここでは、分岐情報は、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを示す情報であり、ECHONET Lite規格に準拠する。
図5に示すように、一例として、分岐情報は、“ヘッダ”及び“ON/OFF情報”によって構成される。“ヘッダ”は、メッセージの種別を示している。ここでは、ヘッダは、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを“ON/OFF情報”が示していることを表しているものとする。“ON/OFF情報”は、分岐ユニット210と同数のビットによって構成されるビット列である。“1”は、分岐ユニット210が使用状態であることを示しており、“0”は、分岐ユニット210が非使用状態であることを示している。
このようなケースでは、“ON/OFF情報”におけるビットの順序によって各分岐ユニット210を識別することができるため、分岐情報は、各分岐ユニット210を識別する識別情報を含まなくてもよい。
或いは、図6に示すように、分岐情報は、“ヘッダ”、“識別情報”及び“ON/OFF情報”によって構成される。“ヘッダ”は、メッセージの種別を示している。ここでは、ヘッダは、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを“ON/OFF情報”が示していることを表しているものとする。“識別情報”は、分岐ユニット210を識別する情報である。“識別情報”は、複数の分岐ユニット210がグループ化されている場合において、分岐ユニット210のグループを示していてもよい。“ON/OFF情報”は、“識別情報”によって識別される分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを示す。
図5に示すメッセージフォーマット及び図6に示すメッセージフォーマットは、必要に応じて使い分けられてもよい。例えば、全ての分岐ユニット210について、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かをHEMS300に通知する必要がある場合には、図5に示すメッセージフォーマットが用いられる。一方で、個別の分岐ユニット210について、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かをHEMS300に通知する必要がある場合には、図6に示すメッセージフォーマットが用いられる。
図5及び図6では、分岐ユニット210が非使用状態であるか否かを示す情報について説明したが、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、ブレーカ211が分岐ユニット210に取り付けられているか否かを示すメッセージのフォーマットとして、図5又は図6に示すメッセージフォーマットが用いられてもよい。或いは、宅内電力ライン40が接続端子212に取り付けられているか否かを示すメッセージのフォーマットとして、図5又は図6に示すメッセージフォーマットが用いられてもよい。或いは、系統電力ライン30と宅内電力ライン40との接続がブレーカ211によってOFFにされているか否かを示すメッセージのフォーマットとして、図5又は図6に示すメッセージフォーマットが用いられてもよい。
さらに、図5又は図6に示すメッセージフォーマットは、(A)使用状態の分岐(分岐ユニット210)によって分岐される宅内電力ライン40の電流値又は電力値を示す分岐情報、(D)分岐(分岐ユニット210)によって分岐される宅内電力ライン40が接続される系統電力ライン30を示す分岐情報、(E)複数の分岐ユニット210の数(図2に示すケースでは、n個)を示す分岐情報、(G)使用状態の分岐ユニット210を示す分岐情報、(H)非使用状態の分岐ユニット210を示す分岐情報、(J)複数の分岐ユニット210のうち、分散電源に接続される宅内電力ライン40に系統電力ライン30を分岐する分岐ユニット210を示す分岐情報のメッセージフォーマットとして用いられてもよい。
(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7~図8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。
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7~図8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。
第1に、電力値を要求する処理について説明する。図7に示すように、ステップS10において、分電盤200は、送信トリガを検出する。送信トリガは、例えば、停電の復旧、系統電力ライン30Bの切断(例えば、停電の発生)、宅内電力ライン40の切断、宅内電力ライン40の接続である。
ステップS11において、分電盤200は、分岐情報をHEMS300に送信する。分岐情報は、上述したように、複数の分岐ユニット210のうち、使用状態の分岐ユニット210を示す情報である。或いは、分岐情報は、複数の分岐ユニット210のうち、非使用状態の分岐ユニット210を示す情報であってもよい。
ステップS12において、HEMS300は、電力値要求を分電盤200に送信する。具体的には、電力値要求は、使用状態であることが判明した分岐ユニット210のうち、電力値を必要とする宅内電力ライン40に対応する分岐ユニット210を特定する情報(分岐ユニット210に割り当てられるIDなど)と、特定した分岐ユニット210の宅内電力ライン40の電力値の送信を要求する情報を有する所定のメッセージフォーマットの制御信号である。すなわち、HEMS300は、使用状態の分岐ユニット210のうち、必要とする宅内電力ライン40の電力値の送信を分電盤200に要求する。
ステップS13において、分電盤200は、電力値要求によって要求された特定分岐ユニットの宅内電力ライン40の電力値を、所定のメッセージフォーマットに則った応答信号を生成してHEMS300に送信する。
第2に、宅内電力ライン40を切断/接続する処理について説明する。図8に示すように、ステップS20において、HEMS300は、切断トリガを検出する。切断トリガは、デマンドレスポンス発生又は30分デマンド値における逼迫状況の発生等によって、系統電力ライン30から供給される電力の使用量を制限する状態を検出することである。切断トリガは、通信端末400からHEMS300に対する指示(すなわち、ユーザ指示)であってもよい。このとき、図7にて示した要領で、予め分電盤200における分岐情報を取得しておくことが望ましい。
ステップS21において、HEMS300は、切断要求を分電盤200に送信する。切断要求は所定のメッセージフォーマットに則って生成されており、使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の切断を要求する制御信号である。すなわち、HEMS300は、使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の切断を分電盤200に要求する。このとき、HEMS300は、予め取得しておいた分岐情報に基づいて切断対象とするべき分岐ユニット210を特定し、特定された分岐ユニット210のID(識別情報)などを含めてもよい。
ステップS22において、分電盤200は、切断要求によって要求された宅内電力ライン40を切断する。例えば、分電盤200は、ブレーカ211の制御によって宅内電力ライン40を切断する。特に分電盤200は、切断対象とするべき分岐ユニット210のIDなどが制御信号に含まれていれば、対応する分岐ユニット210のブレーカ211を制御することによって宅内電力ライン40を切断する。
ステップS23において、HEMS300は、接続トリガを検出する。接続トリガは、系統電力ライン30から供給される電力の使用量を制限する状態の解除を検出することである。接続トリガは、通信端末400からHEMS300に対する指示(すなわち、ユーザ指示)であってもよい。
ステップS24において、HEMS300は、接続要求を分電盤200に送信する。接続要求は、非使用状態の分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の接続を要求する制御信号である。すなわち、HEMS300は、非使用状態の分岐ユニット210を特定し、当該分岐ユニット210に接続された宅内電力ライン40の接続を分電盤200に要求する。或いは、HEMS300は、ステップS21において切断対象とした分岐ユニット210のIDなどを、接続を要求するための制御信号に含めることで、接続を要求する宅内電力ライン40に対応する分岐ユニット210を指定してもよい。
ステップS25において、分電盤200は、接続要求によって要求された宅内電力ライン40を接続する。例えば、分電盤200は、ブレーカ211の制御によって宅内電力ライン40を接続する。特に分電盤200は、接続対象とするべき分岐ユニット210のIDなどが制御信号に含まれていれば、対応する分岐ユニット210のブレーカ211を制御することによって宅内電力ライン40を接続する。
以上説明したように、HEMS300は、複数の分岐ユニット210の情報である分岐情報を分電盤200から受信するため、分岐情報に応じて、分電盤200の状態を把握することが可能である。これによって、分電盤200の状態をユーザに提示することができる。或いは、需要家10において電力を適切に管理することができる。このように、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる。
[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。
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、通信端末400は、宅内通信網を介してHEMS300と接続される。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。通信端末400は、宅外通信網を介してHEMS300と接続されてもよい。
実施形態では、宅内通信網を介して行われる通信がECHONET Lite規格に従って行われるケースについて主として説明した。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。宅内通信網を介して行われる通信は、他の通信プロトコルに準拠していてもよい。
実施形態では、制御装置がHEMS300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、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。
なお、日本国特許出願第2013-148918(2013年7月17日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
本発明によれば、機器の制御によって電力を管理するにあたり、互いに協働することで電力管理の精度をさらに向上することができる分電盤、制御装置、及び制御方法を提供することができる。
Claims (17)
- 需要家において電力を制御する制御装置であって、
上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤から、前記複数の分岐の情報である分岐情報を受信する受信部と、
前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御する制御部とを備えることを特徴とする制御装置。 - 前記分岐情報は、前記上流電力ラインの電圧の種別を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記分岐情報は、前記分電盤に設定されている定格容量を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記上流電力ラインは、複数の電力ラインを含み、
前記下流電力ラインは、前記複数の電力ラインの少なくとも一部に接続されており、
前記分岐情報は、前記分岐によって分岐される下流電力ラインが接続される上流電力ラインを示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記分岐情報は、前記複数の分岐の数を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記分岐情報は、使用状態の分岐の数を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記分岐情報は、使用状態の分岐を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記分岐情報は、非使用状態の分岐を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記分岐情報は、分散電源に接続される下流電力ラインに上流電力ラインを分岐する分岐の有無を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記分岐情報は、前記複数の分岐のうち、分散電源に接続される下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐を示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記受信部は、停電から復旧したタイミングで、前記分岐情報を受信することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記受信部は、前記上流電力ラインが切断された場合に、前記複数の分岐の全てについて、前記分岐が非使用状態であることを示す前記分岐情報を受信することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記受信部は、前記下流電力ラインが切断された場合に、切断された下流電力ラインに前記上流電力ラインを分岐する分岐について、前記分岐が非使用状態であることを示す前記分岐情報を受信することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記制御部は、使用状態の分岐によって分岐される下流電力ラインの電流値又は電力値の送信を前記分電盤に要求することを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 前記制御部は、使用状態の分岐に接続された下流電力ラインの切断を前記分電盤に要求することを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤であって、
需要家において電力を制御する制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信する送信部を備えることを特徴とする分電盤。 - 上流電力ラインを複数の下流電力ラインに分岐するための複数の分岐を有する分電盤と、需要家において電力を制御する制御装置とを備える制御システムで用いる制御方法であって、
前記分電盤から前記制御装置に対して、前記複数の分岐の情報である分岐情報を送信するステップAと、
前記制御装置が、前記分岐情報に応じて、需要家において電力を制御するステップBとを備えることを特徴とする制御方法。
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