JP2001145262A - 電力制御装置及びその電力制御装置に接続する電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の電気機器の起動に必要な電力を
第２の電気機器を電力制御することにより補う電力制御
システムにおいて、第２の電気機器の稼動状態に応じて
リアルタイムに電力削減可能か否かを決定することによ
り、第２の電気機器の稼動状態に不都合が発生すること
を防止する。 【解決手段】 電力制御装置１０２は、電力会社から
の電力供給線１０１と電力線１０３との間に入り、家庭
内の電気機器への電力が定格許容量以上になったとき供
給を遮断するブレーカの機能を備えると共に、各電気機
器との通信を行い電気機器からその消費電力情報を取得
する機能、許容電力量の範囲内か否かチェックする機
能、電気機器に起動許可又は不許可を通知する機能、電
気機器に起動不許可を通知したときにその旨を使用者に
示す機能及び電気機器へ電力供給量を削減するよう通知
する機能を備える。また、電力制御装置１０２に接続す
る電気機器は、固有情報である電力消費量と、電力制御
装置から電力制御要求を受信したときの稼動状態に対す
る可否応答を格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電気機器を
例えば電力線を用いてネットワーク化することにより、
全消費電力を定格容量内に制御する電力制御システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば一般家庭では、通常安全装置を通
して冷蔵庫、電子調理器、冷暖房機、コンピュータ、テ
レビ、ビデオレコーダ等の電気機器に電力が供給されて
いる。この安全装置には、複数の電気機器を同時に使用
した場合の過電流を感知し、全ての電気機器に供給され
る電流を遮断する安全手段が施されている。しかしこの
安全手段によって稼動中のコンピュータの電源が落とさ
れることにより、コンピュータ内部の記憶装置にある電
子データが破壊されたり、ビデオレコーダの録画が停止
される等の問題を起こしていた。かかる問題を解決する
ため、本願出願人はこれらの電気機器をネットワーク化
し、それに繋がっている全ての電気機器のうち、現在の
稼動中の電気機器が消費している電力量と予め定められ
た供給可能な電力量とを比較し、必要な電力を供給でき
ない場合は稼働中の電気機器から電力削減を行う手段を
講じた電力供給制御装置が特願平１１−１９３０００号
として提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気機
器の中にはその機器の稼働状態によって、電力削減が可
能な場合と不可能な場合がある。例えば炊飯器では、保
温時ならば、釜内の温度を規定温度以上に保つことがで
きれば、一定期間電力を削減しても保温効果としては常
時電力供給している場合と変わらないと考えられる。し
かし炊飯時の場合は、炊飯に要する消費電力を落とすこ
とで味が落ちる等の不都合が出るため、電力を削減する
ことは不可能である。本発明では、電気機器の起動要求
に対して、電力制御装置がその機器の消費電力を基に起
動不可能であると判断したとき、他の稼働中の電気機器
のうちから、その稼動状態に応じてリアルタイムに電力
削減可能な電気機器を決定することにより、電力削減し
た機器の稼動状態に不都合が発生することを防止するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明は、複数の電気機器
を接続し、これらに電力を供給する電力制御装置であっ
て、第１の電気機器からの起動要求信号を受信する手段
と、この電気機器の消費電力情報を収集する情報収集手
段と、この情報収集手段により収集された消費電力情報
を基に、予め定められた許容電力量の範囲内で供給可能
か否かを判断する判断手段と、この判断手段で電力供給
が可能と判断された電気機器に対して起動許可を与える
手段と、前記判断手段で電気機器への電力の供給を不可
能と判断したとき、稼動中で電力制御可能な状態にある
第２の電気機器の電力消費量を削減させる手段を具備し
たことを特徴とする。

【０００５】また、本発明の電力制御装置に接続する電
気機器は、前記電力制御装置内で電気機器を一意に識別
可能なアドレス、必要な消費電力及び電力制御不可状態
の情報を設定する情報設定手段と、前記電力制御装置か
らの電力削減要求を受け取り、機器への供給電力を削減
して機器の運転が可能か否かを判断する判断手段と、前
記電力制御装置からの起動許可又は不許可通知を受け取
って機器を制御する制御手段とを具備したことを特徴と
する。

【０００６】また、本発明の電力制御装置及び電気機器
は、前記判断手段で第１の電気機器への電力の供給を不
可能と判断したとき、第１の電気機器が起動不可能であ
る旨を使用者に通知する手段を具備したことを特徴とす
る。

【０００７】上記の構成とすることで、第１の電気機器
の起動に必要な電力を第２の電気機器を電力制御するこ
とにより補う電力制御システムにおいて、第２の電気機
器の稼動状態に応じてリアルタイムに電力削減可能か否
かを決定することにより、第２の電気機器の稼動状態に
不都合が発生することを防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【０００９】図１は、本発明の実施形態に係わる電力制
御システムの全体の構成例を示した図で、一例として、
家庭内で実施した場合を示している。

【００１０】図１において、電力線網は電力制御装置１
０２、電力線１０３、コンセント１０４、エアコン１０
５、炊飯器１０６からなる。

【００１１】電力制御装置１０２は、電力会社からの電
力供給線１０１と電力線１０３との間に入り、家庭内の
電気機器への電力が定格許容量以上になったとき供給を
遮断するブレーカの機能を備えると共に、各電気機器と
の通信を行い電気機器からその消費電力情報を取得する
機能、許容電力量の範囲内か否かチェックする機能、電
気機器に起動許可又は不許可を通知する機能、電気機器
に起動不許可を通知したときにその旨を使用者に示す機
能及び電気機器へ電力供給量を削減するよう通知する機
能を備える。

【００１２】電力線１０３は、電力供給線１０１により
供給された電力をコンセント１０４を介して家庭内の電
気機器に供給すると共に、電力制御装置１０２と各電気
機器との間の情報の伝送にも使用される。

【００１３】本実施形態では、家庭内の電気機器として
エアコン、炊飯器を示しているが、当然これに限定され
るものではない。

【００１４】図２に、電力制御を行うために必要な電気
機器、例えばエアコン１０５の内部構成図を示す。

【００１５】電源線２０１は、コンセント１０４から供
給される電流及び電力制御装置１０２からのデータを伝
送する電力線である。

【００１６】フィルタ部２０２は、電力制御装置１０２
からのデータを電力線１０３から抽出する機能、及びエ
アコン１０５のデータ作成／受信部２０５で作成された
データを電力線１０３に送出する機能を持つ。

【００１７】電源供給部２０３は、電源線２０１からの
電力をエアコン１０５の各構成部に供給する機能を持
つ。

【００１８】ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）処理部２０４は、フィルタ部２０２により抽
出されたデータが、自分宛てに届いたものか否かを識別
し、自分宛てであればデータ作成／受信部２０５に送
り、そうでなければ破棄する。

【００１９】図３に、本実施例で送受信されるデータの
フォーマットを示す。図に示すようにデータフォーマッ
トは、送信先アドレス、送信元アドレス及びメッセージ
で構成され、送信先及び送信元アドレスは、それぞれ製
造メーカーＩＤ、製品種別ＩＤ、製造番号から構成さ
れ、電気機器を一意に識別できる。またメッセージは、
１バイトのコマンドＩＤ及び不定数のパラメータからな
り、コマンドＩＤによってパラメータの個数、意味付け
がなされている。

【００２０】データ作成／受信部２０５は、制御部２０
７がエアコン１０５外へのデータを送出する際に送出デ
ータを作成する機能、及びＭＡＣ処理部２０４から受信
したデータを制御部２０７に送る機能を持つ。

【００２１】メモリ２０６は、エアコン１０５の固有情
報である電力消費量と、電力制御装置から電力制御要求
を受信したときの稼動状態に対する可否応答を格納す
る。稼動状態に対する可否応答は、例えば図４のよう
に、後述する製品依存部２０８の稼動状態を予め定義し
ておき、電気機器が各状態にあるとき、電力制御要求に
どのように応答するかを記憶しておく。図４の場合、エ
アコン１０５が冷房運転を行っているとき、予め設定し
た温度以上であれば電力削減は不可とし、設定した温度
以下であれば電力削減可能とする。逆に、暖房運転を行
っているときは、設定温度以下であれば電力削減不可能
とし、設定した温度以上であれば電力削減は可能である
とする。またこの消費電力や可否応答情報をユーザＩＦ
２０９により、使用者自身が設定することもできる。

【００２２】制御部２０７は、電力制御装置１０２から
受信したデータの解釈、メモリ２０６の情報の取得又は
更新、ユーザＩＦ２０９に対する処理、製品依存部２０
８を制御する機能を持つ。

【００２３】製品依存部２０８は、その製品の主要な機
能（エアコンならば送風機能部分、炊飯器ならば炊飯機
能部分等）を実現する部分である。

【００２４】ユーザＩＦ２０９は、ユーザから指示（電
源ＯＮ、強弱、メモリへの設定）を入力する部分であ
る。

【００２５】また、通知部２１０は、必要な電力供給が
不可能であることによって、エアコン１０５の起動がで
きない場合にその旨を通知するための機能を持つ。

【００２６】次に、図５に本実施例における電力制御装
置１０２の内部構成図を示す。

【００２７】ブレーカ部５０１は、電力線１０３に所定
以上の電力が流れると電力供給線１０１から電力線１０
３への電力供給を遮断する機能を持つ。その際制御部５
０５へ遮断時の電力量（最大許容電力量）を送信する機
能を持つ。

【００２８】フィルタ部５０２は、電気機器に供給する
電力に制御部５０５からのデータを重畳する機能、及び
電気機器から送信されたデータを抽出する機能を持つ。

【００２９】ＭＡＣ処理部５０４は、フィルタ部５０２
により抽出されたデータが、自分宛てに届いたものか否
かを識別し、自分宛てであればデータ作成／受信部５０
６に送り、そうでなければ破棄する。

【００３０】データ作成／受信部５０６は、制御部５０
５がデータを送出する際に送出データを作成する機能、
及びＭＡＣ処理部５０４から受信したデータを制御部５
０５に送る機能を持つ。

【００３１】制御部５０５は、電気機器の起動要求を受
信したとき、既に稼動中である電気機器の消費電力量と
最大許容電力量を基に、電気機器の起動が可能か否かを
判断する機能を持つ。

【００３２】次に、本実施例における電力制御装置と電
気機器の動作手順について説明する。ここでは、使用者
がエアコン１０５を起動する際、それに必要な消費電力
が供給不可能であったとき、稼動中である炊飯器１０６
の消費電力から補う場合を例に説明する。ここで、炊飯
器１０６内のメモリ２０６には、図６で示す値が格納さ
れているとする。図７に、エアコン１０５、電力制御装
置１０２及び炊飯器１０６の動作手順の関係について示
す。

【００３３】図８に、エアコン１０５の動作手順を表し
たフローチャートを示す。まず使用者からエアコン１０
５の電源スイッチが入れられる。すなわちエアコン１０
５のユーザＩＦ２０９から入力された起動信号が制御部
２０７により受信される（ステップＳ８０１）。

【００３４】制御部２０７は、メモリ２０６に格納され
たエアコン１０５の固有情報（消費電力情報）を取り出
し、起動要求メッセージを作成する（ステップＳ８０
２、Ｓ８０３）。データ作成／受信部２０５で、送信先
アドレス、送信元アドレスがメッセージに付加され、Ｍ
ＡＣ処理部２０４、フィルタ部２０２を通して電力線１
０３に送られる（ステップＳ８０４）。

【００３５】図９に、メモリ２０６に格納されたエアコ
ン１０５の固有情報が、例えば図４で示す値であった場
合の起動要求の送信データを示す。ここで、送信先アド
レスは電力制御装置１０２のアドレスに設定しており、
コマンドＩＤは、起動要求を示すコマンドＩＤを割り振
っているものとする。エアコン１０５から送信された起
動要求データは電力線１０３を通って電力制御装置１０
２に送られる。

【００３６】図１０に電力制御装置１０２の動作手順を
表したフローチャートを示す。電力制御装置１０２のフ
ィルタ部５０２、ＭＡＣ処理部５０４及びデータ受信部
５０６によって抽出されたデータは、制御部５０５に送
られる（ステップＳ１００１）。

【００３７】制御部５０５は、データ中のコマンドＩＤ
を解釈しエアコン１０５の起動要求であることを認識
し、エアコン１０５の消費電力情報Ｐを取得する（ステ
ップＳ１００２）。

【００３８】次に制御部５０５は、ブレーカ部５０１か
らブレーカ部に設定されている安全対策のために電力供
給を遮断する電力量に満たない範囲での最大値、すなわ
ち最大許容電力量Ｍと、現在稼動中の電気機器が消費し
ている総電力量Ｑを取得し（ステップＳ１００３）、次
式からモニター１０５が起動可能か否かを判断する（ス
テップＳ１００４）。

【００３９】

【数１】

【００４０】式（１）が成立する場合、エアコン１０５
に対して、起動許可メッセージを図３のフォーマットに
従って作成し送信する（ステップＳ１００５、Ｓ１００
６）。これを図１１に示す。

【００４１】式（１）が成立しない場合、電力制御装置
１０２は、エアコン１０５の起動に必要な電力を確保す
るため、図３のフォーマットに従って電力の削減を要求
するメッセージを作成し、電力線１０３に接続されてい
る全ての電気機器に対して送信する（ステップＳ１００
７、Ｓ１００８）。これを図１２に示す。ここで、送信
先アドレスを全て０としているが、これは電力線１０３
に接続された全ての電気機器が受信することを意味して
いる。

【００４２】各電気機器は、電力削減要求メッセージを
受信したとき、自己の消費電力を落として運転すること
が可能か否かを検討する。この電気機器のフローチャー
トを図１３に示す。電気機器が消費電力の削減が可能で
あるためには、以下の３つの条件を満足することが必要
である。

【００４３】 起動要求した電気機器ではないこと。

【００４４】 現在稼動中であること。

【００４５】 現在の電気機器の稼動状態が電力削減
可能であること。

【００４６】条件は、図１２のパラメータ指定を参照
することにより判定する（ステップＳ１３０２）。条件
は、自己の動作状態を確認できるので判定可能である
（ステップＳ１３０３）。条件は、まず電気機器の製
品依存部から現在の稼動状態を取得し（ステップＳ１３
０４）、メモリ２０６内の稼動状態に対する電力削減可
否情報を用いることにより判定を行う（ステップＳ１３
０５）。

【００４７】炊飯器１０６の場合は、図６より、現在の
稼動状態が保温状態であれば、電力制御装置１０２に対
して、図３のフォーマットに従って電力削減が可能であ
ることを通知するメッセージを作成し送信する（ステッ
プＳ１３０６、Ｓ１３０７）。これを図１４に示す。一
方、現在の稼動状態が炊飯状態であれば、上記の条件
を満足しないため、データを破棄する（ステップＳ１３
０８）。

【００４８】電力制御装置１０２は、タイムカウンタに
よって時間内に返信しなかった電気機器を電力削減不可
能であるものと判断する（図１０のステップＳ１０１
０）。但し別方法として全ての電気機器からの返信デー
タを受信し返信内容を吟味しても良い。タイムアウトに
なったとき、各電気機器の返信データから削減可能な電
力量を取得する。

【００４９】この削減可能電力量Ｄを、式（１）の左辺
部から減算し、起動可能か否かを判定する（ステップＳ
１０１１）。すなわち判定式は次式で表される。

【００５０】

【数２】

【００５１】式（２）が成立する場合、炊飯器１０６に
対して、電力削減を実際に実行するよう図３のフォーマ
ットに従って指示データを作成し送信する（ステップＳ
１０１２、Ｓ１０１３）。これを図１５に示す。

【００５２】図１６に、炊飯器１０６が電力削減実行指
示を受信したときのフローチャートを示す。炊飯器１０
６が電力削減実行指示を受信すると、機器の電力消費量
を削減するよう運転状態を変更する（ステップＳ１６０
１、Ｓ１６０２）。この動作例としては、保温電力を強
から弱に変更する、又は電源をＯＦＦする等である。電
力削減を実行後、図１７の削減実行済みデータを送信す
る（ステップＳ１６０３、Ｓ１６０４）。

【００５３】電力制御装置１０２は、炊飯器１０６から
削減実行済みデータを受信した後、エアコン１０５に図
１１の起動許可データを送信する（図１０のステップＳ
１０１５、Ｓ１０１６）。

【００５４】式（２）が成立しない場合は、エアコン１
０５に対して、エアコンの起動不許可メッセージを作成
し送信する（ステップＳ１０１７、Ｓ１０１８）。これ
を図１８に示す。

【００５５】エアコン１０５では、起動要求を電力制御
装置１０２に送信後、電力制御装置１０２からの返信デ
ータの受信待ちになる（図８のステップＳ８０５）。エ
アコン１０５が、電力制御装置１０２から起動許可メッ
セージを受け取った場合、エアコン１０５の制御部２０
７は、製品依存部２０８に対して起動実行する（ステッ
プＳ８０６、Ｓ８０７）。

【００５６】エアコン１０５が起動不許可メッセージを
受け取った場合は、通知部２１０に消費電力の制限によ
って起動が行えない旨を通知する（ステップＳ８０
８）。この通知方法は、例えば、警告音や音声による通
知、警告ランプの点灯等が考えられる。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば、電気
機器の起動要求に対して、電力制御装置がその機器の消
費電力を基に起動不可能であると判断したとき、他の稼
働中の電気機器のうちから、その稼動状態に応じてリア
ルタイムに電力削減可能な電気機器を決定することによ
り、電力削減した機器の稼動状態に不都合が発生するこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わる電力制御システムの
全体の構成を示した図である。

【図２】本発明の実施形態に係わる電気機器の内部構成
を示した図である。

【図３】電力制御装置と電気機器との間で送受信される
データのフォーマットを示した図である。

【図４】エアコン１０５内のメモリに格納されている消
費電力、電力制御要求に対する可否応答を示す図であ
る。

【図５】本発明の実施形態に係わる電力制御装置の内部
構成を示した図である。

【図６】炊飯器１０６内のメモリに格納されている消費
電力、電力制御要求に対する可否応答を示す図である。

【図７】本発明の実施形態に係わるエアコン、電力制御
装置、及び炊飯器の動作手順の関係を示す図である。

【図８】本発明の実施形態に係わるエアコンの動作手順
を示すフローチャートである。

【図９】エアコンから電力制御装置へ送信される起動要
求データを示す図である。

【図１０】本発明の実施形態に係わる電力制御装置の動
作手順を示すフローチャートである。

【図１１】電力制御装置からエアコンへ送信される起動
許可データを示す図である。

【図１２】電力制御装置から接続されている全ての電気
機器へ送信される電力削減要求データを示す図である。

【図１３】本発明の実施形態に係わる電力削減要求デー
タを受信した炊飯器の動作手順を示すフローチャートで
ある。

【図１４】炊飯器から電力制御装置へ送信される電力削
減可能データを示す図である。

【図１５】電力制御装置から炊飯器へ送信される電力削
減実行指示データを示す図である。

【図１６】電力削減実行指示データを受信した炊飯器の
動作手順を示すフローチャートである。

【図１７】炊飯器から電力制御装置へ送信される電力削
減実行済みデータを示す図である。

【図１８】電力制御装置からエアコンへ送信される起動
不許可データを示す図である。

【符号の説明】

１０１ 電力供給線 １０２ 電力制御装置 １０３ 電力線 １０４ コンセント １０５ エアコン １０６ 炊飯器 ２０１ 電源線 ２０２ フィルタ部 ２０３ 電源供給部 ２０４ ＭＡＣ処理部 ２０５ データ作成／受信部 ２０６ メモリ ２０７ 制御部 ２０８ 製品依存部 ２０９ ユーザＩＦ ２１０ 通知部 ５０１ ブレーカ部 ５０２ フィルタ部 ５０３ 電力伝送線 ５０４ ＭＡＣ処理部 ５０５ 制御部 ５０６ データ作成／受信部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月３０日（１９９９．１１．
３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 電力制御装置及びその電力制御装置
に接続する電気機器

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G066 KA01 KA11 KB06 KD01 KD06 5K046 AA03 BA05 BB06 PS31 5K048 AA16 BA12 DA02 DC06 EA11 EB01 EB02 FC01 HA01 HA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電気機器を接続し、これらに電力
   を供給する電力制御装置であって、第１の電気機器から
   の起動要求信号を受信する手段と、この電気機器の消費
   電力情報を収集する情報収集手段と、この情報収集手段
   により収集された消費電力情報を基に、予め定められた
   許容電力量の範囲内で供給可能か否かを判断する判断手
   段と、この判断手段で電力供給が可能と判断された電気
   機器に対して起動許可を与える手段と、前記判断手段で
   電気機器への電力の供給を不可能と判断したとき、稼動
   中で電力制御可能な状態にある第２の電気機器の電力消
   費量を削減させる手段を具備したことを特徴とする電力
   制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電力制御装置に接続する
   電気機器であって、前記電力制御装置内で電気機器を一
   意に識別可能なアドレス、必要な消費電力及び電力制御
   不可状態の情報を設定する情報設定手段と、前記電力制
   御装置からの電力削減要求を受け取り、機器への供給電
   力を削減して機器の運転が可能か否かを判断する判断手
   段と、前記電力制御装置からの起動許可又は不許可通知
   を受け取って機器を制御する制御手段とを具備したこと
   を特徴とする電気機器。
3. 【請求項３】 前記判断手段で第１の電気機器への電力
   の供給を不可能と判断したとき、第１の電気機器が起動
   不可能である旨を使用者に通知する手段を具備した請求
   項１記載の電力制御装置及び請求項２記載の電気機器。