JP2004363661A - 家電機器デマンド制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】従来、デマンド制御は単純に一定量の制限を掛けたり、使用者に判断をさせてから実行するものであり、不便かつ操作が煩わらしいものであった。
本発明は、家電機器のデマンド制御に関するもので、ネットワークシステム上で、運転状態を電力センサとその他の複数のセンサの情報を元に動的に遷移することによりブレーカ切断を防ぎ、使用者に快適性を提供するものである。
【解決手段】複数の運転レベルを設定し、複数のセンサの情報により、状態を変化させる手段とした。また、電力を大量に使用する家電機器は他の家電機器に対して予告を行い、予め電力を一時的に削減する制御を行う手段とした。
【選択図】 図1
本発明は、家電機器のデマンド制御に関するもので、ネットワークシステム上で、運転状態を電力センサとその他の複数のセンサの情報を元に動的に遷移することによりブレーカ切断を防ぎ、使用者に快適性を提供するものである。
【解決手段】複数の運転レベルを設定し、複数のセンサの情報により、状態を変化させる手段とした。また、電力を大量に使用する家電機器は他の家電機器に対して予告を行い、予め電力を一時的に削減する制御を行う手段とした。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力消費のピークを抑制し、ブレーカの切断を防ぐために、電力計測センサとその他のセンサを設け、さらに家電機器に電力の使用を宣言する機能を設け、その複数の情報に基づいて家電機器の動作順位を動的に変更するデマンド制御アルゴリズムを持つ家電機器ネットワークによるデマンド制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
家電機器のネットワークを用いて電力を抑制する方法として、ある家電機器の消費電力が一定値以下になるように制御したり、制御装置に警告を表示して使用者の判断を仰いで操作させる方法があり、下記の特許文献1に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−86572号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開2002−86572号公報に開示されている技術では、単純にある家電機器の電力を一定値以下に制御するだけであり、快適性を損なうものであった。また、エアコンが設置している部屋が在室であっても不在であっても同じ制御であるので、不在の部屋であっても一律に制御を行い、エネルギの無駄があった。
【0005】
また前記発明の使用者の判断を仰ぐ制御方式の場合、使用者は常に制御装置を監視する必要があり、全ての時間を電源制御のために使用しなくてはならない。また消費電力の警告が発生した時点で即座にどの家電機器を制御するか判断を下す必要があるが、判断が遅れた場合、消費電力がブレーカの容量を超えて家庭全体が停電する場合がある。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、使用者の判断を仰ぐ必要なしに、快適性の損失を最小限に抑えた上で、動的に優先順位を変更することによって消費電力を抑制する制御方式を提供するものである。
【0007】
さらに、家電機器にこれから使用する消費電力を宣言する機能を設け、予め他の家電機器の消費電力を抑制する制御方式を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、電力センサとその他のセンサの情報を家電機器へ通信する機能と、これらの複数のセンサ情報により動的に電力制御を行い電力を制限する制御アルゴリズムを実現するソフトウェアを家電機器に備え、ブレーカの遮断による快適性の損失を低減するデマンド制御を行う手段を備えるものである。
(2)本発明は、デマンド制御を実行するアルゴリズムを実現するソフトウェアを集中制御装置に備え、ブレーカの遮断による快適性の損失を低減するデマンド制御を行う手段を備えるものである。
(3)本発明は、複数の電力計測を行う手段として、1つの筐体に複数の電力センサと1つの通信機能を持つ手段を備えるものである。
(4)本発明は、電力の増加および現象を他の機器に通信する手段として、複数の通信情報により段階的に出す手段を備えるものである。
(5)本発明は、家電機器の状態を示す手段として、複数の状態になる手段を備えるものである。
(6)本発明は、家電機器が起動することによって増大する電力の総和を抑える手段として、家電機器の動作前、および動作終了後に通信により他の家電機器の電力を一時的に減少させる手段を備えるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面にしたがって説明する。
【0010】
図1は本発明の基本説明図である。図2は本発明の電力センサ機器の内部構成図である。
【0011】
図3は本発明の電力センサ機器が発生する電力レベル表である。図4は本発明の人検知センサ機器の内部構成図である。図5は本発明の人検知センサ機器の設定表である。図6は本発明の照度センサ機器の内部構成図である。図7は本発明の照度センサ機器の設定表である。図8は本発明の家電機器の内部構成図である。図9は本発明の家電機器の運転レベル表である。図10は本発明のエアコンの状態遷移図である。図11は本発明のエアコンの遷移タイマ設定表である。図12は本発明の照明の状態遷移図である。図13は本発明の照明の遷移タイマ設定表である。図14は本発明の電子レンジの状態遷移図である。図15は本発明の電子レンジの遷移タイマ設定表である。
【0012】
図1により本発明の基本を説明する。
【0013】
本発明は家電機器をネットワークで接続して構成する家電機器ネットワークシステム1上のアプリケーションのデマンド制御アルゴリズムである。
【0014】
本家電機器ネットワークシステム1は、電灯線2の各ブレーカ3に流れる消費電力を測定する1つまたは複数の電力センサ4と、電力センサ4の値を通信する電力センサ機器5と、1台または複数の家電機器6〜10と、1台または複数の人検知センサ機器11や屋外の照度を測定する照度センサ機器12やその他のセンサ機器13から構成され、これらの機器はネットワーク13によって相互に通信する。
【0015】
本アルゴリズムが動作する家電機器ネットワークシステム1内には、全ての機器や情報を一括して処理する集中コントローラ15を含む集中制御方式と、集中コントローラ15を持たずに各家電機器が独自の判断で制御を行う自立分散制御方式の2つの方式がある。自立分散制御方式の場合は、家電機器ネットワークシステム1内部に電力センサ機器5や家電機器6〜10やセンサ11〜13の各種の設定を行う宅内端末15を持つ場合がある。
【0016】
家電機器ネットワークシステム1は1つまたは複数のサブネットワーク17から構成される。サブネットワーク16間はルータ17で接続される。サブネットワーク17の伝送メディア14の種類は同一の場合と異なる場合がある。また、電灯線を用いて通信する場合には、伝送メディア14と電灯線2は物理的に同一である。
【0017】
また、家電機器ネットワークシステム1は宅外端末19と接続するゲートウェイ20を持つ場合もある。
【0018】
本発明のアルゴリズムによるデマンド制御ソフトウェアは、集中制御方式の場合には集中コントローラ15に実装し、自立分散制御方式の場合には各家電機器6〜10にそれぞれ実装するが、基本的なアルゴリズムは同じである。
【0019】
集中制御方式の場合は、集中コントローラ15が電力センサ機器5やセンサ機器11〜13や家電機器6〜10の情報を全て把握し、内蔵するデマンド制御アルゴリズムによって家電機器6〜10に対して制御を行う。
【0020】
自立分散制御方式の場合は、電力センサ機器5やセンサ機器11〜13が一斉同報通信を用いてネットワーク内の全ての機器に対して情報を発信する。受け取った家電機器6〜10は、その情報が自分に必要な情報であれば自分が持つアルゴリズムに従ってデマンド制御を行い、不要な情報であれば破棄する。これらの設定は予め各機器に設定するか、宅内端末16によって使用者が設定する。
【0021】
家電機器ネットワークシステム1を構成するサブネットワーク17の伝送メディアとしては、電灯線や無線や赤外線や専用線などの色々な方式がある。これらの通信プロトコルとして、エコーネット等の家庭用ネットワークシステムとしてこれらが規格標準化されている。これらのプロトコルでは、伝送メディアの仕様や機器をモデル化した機器オブジェクト仕様やアプリケーションインタフェース仕様などが明確になっており、製造メーカに関係なく相互に通信できる。センサ機器11〜13や家電機器6〜10の設置されている部屋の情報(設置場所プロパティ)もあり、自室と他室の区別が可能である。また、プラグアンドプレイ機能や、隣家との区別を行うためのハウスコードの仕様やサブネットとの通信を行うルータの仕様も明確になっている。さらに本発明によるアルゴリズムを含むアプリケーションソフトウェアのインタフェースの仕様も明確になっており、実装が容易である。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0022】
図2に電力センサ機器5の内部構成の例を示す。
【0023】
電力センサ機器5は、各種の演算や制御を行うCPU100に、不揮発性記憶装置101と、揮発性記憶装置102と、時計機能103と、通信装置104と、電力計測器105と、電力センサ4から構成される。一般的に配電盤には複数のブレーカ3が集中して配置されている。従って1つの筐体内に電力計測器105を複数内臓し、1つのCPU101で処理して1つの通信装置104で通信をすることにより、価格を抑制することができる。
【0024】
電力を検出する方法としては、電流検出トランスを用いて電流を測定し、電圧と乗算する方法などがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0025】
図3に電力センサ機器5が発生する電力レベル表106の例を示す。
【0026】
ブレーカ3に流れる電力が切断される電力に近づいた場合、電力センサ機器5が集中コントローラ15または直接家電機器6〜10に情報を伝達し、快適性を失わないように動的に優先順位を考慮してデマンド制御を行う。
【0027】
電力センサ機器5は予め設定した電力値を超えた場合、電力レベル発生の情報PL1、PL2を発生する。また、それぞれの電力レベル発生を解除する情報PR1、PR2も発生する。電力が制限値にある程度近づいた場合に警告的な意味合いを持つPL1を発信し、早急に電力を低減しないとブレーカが遮断する危険性がある場合は警報的な意味合いを持つPL2を発信する。
【0028】
電力レベル情報が頻繁に発生したり解除された場合、家電機器がオンオフを繰り返す場合があり、動作が不安定になる。そこで電力レベル解除には、電力値と時間にヒステリシスを持たせ、瞬間的に電力値が低下した場合であっても電力レベルが変化しないようにする。
【0029】
図3に設定する値については、ブレーカ3の遮断電流値などによって後から設定できるようにする。また、その値は不揮発性記憶装置101に保存する。
【0030】
図3の設定値は自立分散制御方式の場合は各電力センサ機器が自分の設定値として保持する。一方、集中制御方式であっても、通信トラフィックを低くするために、各電力センサ機器5が自分の設定値として保持する。
【0031】
集中制御方式の場合、電力センサ機器5は集中コントローラ15に電力レベルの発生と解除を送信する。自立分散制御方式の場合、電力センサ5は全ての家電機器6〜10に電力レベルの発生情報PL1、PL2と解除情報PR1、PR2を送信する。
【0032】
図3では2つの電力レベルの例を示したが、本発明による手段ではさらに多くの段階の電力レベル情報を出すことも可能である。
【0033】
図4に人検知センサ機器11の内部構成の例を示す。
【0034】
人検知センサ機器11は、各種の演算や制御を行うCPU200に、不揮発性記憶装置201と、揮発性記憶装置202と、時計機能203と、通信装置204と、人検知センサ205と、人検知計測器206から構成される。
【0035】
その部屋の在不在を判定する人検知を行う方法としては、人体が出す赤外線を赤外線検出器を用いて測定し、その変化から推定活動量を計算する方法などがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0036】
図5に人検知センサ機器11が発生する信号の設定表207の例を示す。
【0037】
推定活動量が在室と判定する値を超えた場合、在室を示す信号ENを通信装置204を介して伝送メディア14へ送信する。また、推定活動量が設定された値を下回った時間が設定された時間以上連続して続いた場合に不在信号DAを伝送メディア14へ送信する。
【0038】
図5では推定活動量を計算して判定する方式について記載したが、一定量以上の赤外線の変化量を判定する方法など、色々な方法がある。
【0039】
図6に照度センサ機器12の内部構成の例を示す。
【0040】
照度センサ機器12は、各種の演算や制御を行うCPU300に、不揮発性記憶装置301と、揮発性記憶装置302と、時計機能303と、通信装置304と、照度センサ305と、照度計測器306から構成される。
【0041】
屋外の照度の明暗を判定する方法としては、光の強さに反応する半導体素子を用いて計測する方法などがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0042】
図7に照度センサ機器12が発生する信号の設定表307の例を示す。
【0043】
測定した照度が明るいと判定した値を設定された時間異常連続して超えた場合、明るいと判定し、屋外が明るいことを示す信号BRを通信装置304を介して伝送メディア14へ送信する。また、測定した照度が設定された値を下回った時間が設定された時間以上連続して続いた場合に屋外が暗いをことを示す信号DKを伝送メディア14へ送信する。
【0044】
図8に家電機器6〜10の内部構成の例を示す。
【0045】
家電機器6〜10は、各種の演算や制御を行うCPU400に、不揮発性記憶装置401と、揮発性記憶装置402と、時計機能403と、通信装置404と、家電機能405と、家電機能405と通信する家電通信装置406から構成される。
【0046】
家電機能405には図1に示したエアコン、照明、電子レンジ、IHクッキングヒータ、給湯器以外にも色々なものがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0047】
家電機器6〜10は通信装置404を介して、伝送メディサ14との間との通信により各種の設定や自己の状態の報告を行う。例えば、エアコン6であるならば、オンオフの他に温度設定値や運転モードの設定を行ったり、現在の室温や故障状態の報告などを行う。
【0048】
自立分散制御方式の場合は、本発明によるデマンド制御アルゴリズムを含むソフトウェアを、不揮発性記憶装置401に実装する。必要に応じて書き換えを行う。
【0049】
家電機器6〜10はその機能によってエネルギ消費を変更することができる。最も単純な制御としてオンオフ動作がある。その他にエアコンでは設定温度を変更することによりエネルギ消費を減らすことができる。また照明では調光することによりエネルギ消費を減らすことができる。
【0050】
以上、図2〜8に電力センサ機器5、人検知センサ機器11、照度センサ機器12、家電機器6〜10の構成を示したが、これらは固定的な構成ではなく、必要に応じて複数の機能を内臓したり、複数の筐体に分割する場合がある。例えば、エアコン6の家電機能405の筐体を切り離し、人検知センサ205と人検知計測器206を内臓する筐体を持つ構成も考えられる。このように機能を複合し、高価なCPUや通信装置を共通化することにより、機器全体を低価格化することが可能である。
【0051】
図9にデマンド制御に必要な運転レベル表500の例を示す。この運転レベル表500は固定のものではなく、使用者が運転レベルを自由に設定することができる。また、図2では運転レベルを5つのレベルで表現したが、2つ以上の運転レベルであれば自由に設定することができる。
【0052】
図2の運転レベル表500は、運転レベル1から運転レベル5と予告フラグから構成される。
【0053】
運転レベル1は通常運転である。運転レベル2は、家電機器としては通常運転であるが、省エネ運転前の状態である。運転レベル3は、省エネ運転状態である。運転レベル4は一時停止状態である。運転レベル5は停止状態である。
【0054】
予告フラグは、その機器が起動をする前に、充分な電力を確保するために、これから電力を使用することを予告するためのフラグである。また、動作終了後に電力の開放を連絡する機能を含む。
【0055】
図9に示す論理式によって、家電機器6〜10を動的に状態を遷移することによって、快適性を失わずにデマンド制御することができる。
【0056】
後述の図10、図12、図14の状態遷移図は、図9に示すように簡単な論理式で表すことができる。従ってアプリケーション開発者が容易にソフトウェアを開発することができるので、開発費用を削減することが容易である。また、前途のエコーネットによるプロトコルでは、アプリケーションインタフェースの仕様が明確になっているので、移植も容易である。
【0057】
但し図9は本発明の1つの例であり、本発明の全てを表現しているものではない。
【0058】
図10にエアコン6の動作レベル遷移図を示す。
【0059】
エアコン6の場合、一時的に設定温度を変更しても急激には温度は変化しないので、快適性は失われない。また、数分間冷暖房が停止しても部屋の温度は急激に変化しないので、快適性は失われない。また、不在の部屋であれば完全に停止しても誰も不快には感じない。従って、人検知センサ機器11の情報を用いて運転レベルを決定する。しかし、短時間退室後、再入室した時にエアコンが停止しており、一々再起動するのは不便である。このようにエアコン6では人検知センサ機器11の情報の他に時間を加味した上で運転レベルを決定する。このようにセンサや時間などをパラメータとし、運転レベルを動的に変化させることによってデマンド制御を行う。
【0060】
図10の人検知センサ11による在不在制御を説明する。
【0061】
リモコンなどによるMAN_ON運転命令を受けたエアコン6は運転レベル1に設定し通常運転する。人検知センサ機器11が不在を検出し、不在信号DAを発信した場合、運転レベル2に遷移して省エネ運転前状態にする。運転レベル2の状態で時間TA1が経過した場合、運転レベル3に遷移する。不在の状態で冷暖房を行うのはエネルギの無駄であるので、設定温度を変更して省エネ運転する。運転レベル3の状態でさらに時間TA2が経過した場合、退室時にエアコンをオフするのを忘れたと判定し、運転レベル5へ遷移し、エアコン6を停止する。運転レベル2または3の状態で使用者が再度部屋に戻った場合、人検知センサ11が在室情報を出し、一時的に退室したと判定して、再度運転レベル1に遷移する。一旦運転レベル5になった状態で、再度使用者が入室した場合、必要があればオンするので、自動的に運転レベル1に戻す動作は行わない。
【0062】
図11に時間T1とT2の設定値の例を示す。この値は固定値として持つ場合と、デフォルト値として持ち使用者が後から設定できる場合がある。
【0063】
次に電力センサ機器5によるデマンド制御を説明する。
【0064】
在室中のエアコン6が運転レベル1で動作中に、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1を発生した場合、ブレーカ3の切断を防止するために運転レベル3に遷移して省エネ運転を行い、消費電力を低減する。電力センサ機器5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR1を発生した場合、元の運転レベル1に戻して使用者の快適性を保つ。
【0065】
在室中のエアコン6が運転レベル1で動作中に、電力センサ5が大きな電力の増加を検出し電力レベル情報PL2を発生した場合、省エネ運転を行う運転レベル3では電力の減少が少ないので、運転レベル4に遷移して一時的にオフする。一時的にエアコンが停止しても急激に室温が変化するわけではないので、使用者の快適性はあまり損なわれない。電力センサ5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR2を発生した場合、元の運転レベル1に戻して使用者の快適性を保つ。
【0066】
不在の部屋のエアコン6が運転レベル2または3で動作中に、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1またはPL2を発生した場合、即座に運転レベル5に遷移してオフする。その部屋には誰もいないので、誰も快適性を失うことはない。電力センサ機器5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR1またはPR2を発生した場合でも、誰もいない部屋で再度運転する必要はないので、その状態のままとする。
【0067】
後述する電子レンジ10による電力要求信号DRQ、電力開放信号DRLについて、エアコン6の動作はPL2、PR2と同様な動作を行う。
【0068】
図10に示す状態遷移アルゴリズムは全てのエアコン6に適用されるものではない。使用者の環境によって遷移条件などを変更しても問題はない。
【0069】
図12に照明7の動作レベル遷移図を示す。
【0070】
照明7は、太陽光がなく外が暗い夜間に在室中の部屋の照明が消灯するのは非常に不便であり、快適性が失われるので、運転レベル1に設定する。しかし、不在の部屋の照明を調光したり、消灯しても不便ではない。また、在室中であっても充分な太陽光があれば不便ではない。このように照明7では、人検知センサ機器11の他に屋外の照度を測定する照度センサ機器12の情報を加味して運転レベルを決定する。
【0071】
図12の人検知センサ機器11による在不在制御を説明する。
【0072】
リモコンなどによるMAN_ONオン命令を受けた照明7は、運転レベル1に遷移し、通常の点灯を行う。人検知センサ11が不在情報DAを発信した場合、運転レベル2に遷移して省エネ運転前状態にする。運転レベル2の状態で時間TL1が経過した場合、運転レベル3に遷移する。不在の状態で長時間点灯するのはエネルギの無駄であるので、調光点灯する。運転レベル3の状態でさらに時間TL2が経過した場合、退室時に照明をオフするのを忘れたと判定し、運転レベル5へ遷移し、照明7をオフする。運転レベル2または3の状態で使用者が再度部屋に戻った場合、人検知センサ機器11が在室情報ENを出し、一時的に退室したと判定して、再度運転レベル1に遷移する。一旦運転レベル5になった状態で、再度使用者が入室した場合、必要があればオンするので、自動的に運転レベル1戻す動作は行わない。
【0073】
図13に時間TL1とTL2の設定値の例を示す。この値は固定値として持つ場合と、デフォルト値として持ち使用者が後から設定できる場合がある。
【0074】
次に電力センサ機器5によるデマンド制御を説明する。
【0075】
屋外が暗い時に在室中の照明7が消灯するのは、快適性を著しく損なうので行わない。従って、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1やPL2を発生した場合でも、現在の状態を保持する。
【0076】
不在の部屋の照明7が運転レベル2または3で動作中に、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1またはPL2を発生した場合、即座に運転レベル5に遷移してオフする。その部屋には誰もいないので、誰も快適性を失うことはない。電力センサ機器5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR1またはPR2を発生した場合でも、誰もいない部屋で再度運転する必要はないので、その状態のままとする。
【0077】
図12に示す状態遷移アルゴリズムは全ての照明7に適用されるものではない。使用者の環境によって遷移条件などを変更しても問題はない。
【0078】
図14に電子レンジ8の動作レベル遷移図を示す。また、図15に電子レンジの遷移タイマ設定表を示す。
【0079】
電子レンジ8は、加熱調理しようとして起動スイッチを押してから実際に起動するまで数分必要とするならば快適性を失う。しかし、電子レンジ8が起動することによってブレーカ3が切断した場合、他の家電機器まで停止してしまうので非常に不便である。
【0080】
電子レンジ8は一般的に消費電力が大きく、使用する時間が短いという特徴を持つ。短時間であれば、エアコン6などの冷暖房機器を一時的に停止しても特には問題がないので、実際に加熱動作をする前に事前に一時停止すれば、ブレーカが遮断して快適性を著しく損なうことはない。
【0081】
そこで電子レンジ8では、これから電力を使用することを集中コントローラ15または直接各家電機器6〜10に情報を伝達することにより、他の家電機器の消費電力を予め低下させ、ブレーカ3の切断を防止する。
【0082】
この操作を行うため、表の中に予告フラグを設け、このフラグがオンであれば、実際に起動する前に動作予告情報DRQを発信する。また、動作終了後に電力を開放するために電力開放情報DRLを発信する。DRQ情報とDRL情報は、PL2、PR2情報と同等に取り扱う。
【0083】
次に電力センサ機器5によるデマンド制御を説明する。
【0084】
ネットワークに接続されない家電機器などが動作したため、エアコン6や不在の部屋の照明7が停止しても、ブレーカに流れる電力が設定値を超える場合も考えられる。このような場合、電子レンジが一時的に停止する不便さと、ブレーカが切断されて他の家電機器まで停止する不便さを比較した場合、電子レンジを停止した方が快適性を失わない。
【0085】
そこで、運転レベル1で動作中に電力センサ機器5が電力レベル情報PL2を発信した場合、運転レベル2に遷移する。エアコン6などの他の家電機器のデマンド制御によって、電力消費が低減し、電力センサ機器5が電力レベル解除情報PR2を発信した場合は、元の運転レベル1に戻す。しかし、設定された設定時間TR1以上経過しても消費電力が低減しない場合は、電子レンジ8を運転レベル4に設定して一時停止させ、ブレーカの切断を防ぐ。
【0086】
図14に示す状態遷移アルゴリズムは全ての電子レンジ8に適用されるものではない。使用者の環境によって遷移条件などを変更しても問題はない。
【0087】
図1に示すように、家電機器としてエアコン6、照明7、電子レンジ8の他にも、家庭内にはIHクッキングヒータ9、給湯器10、炊飯器、冷蔵庫などの多種の機器があり、同一機種を複数設置する場合もある。従ってそれぞれの家電機器の特徴に応じた運転レベルを設定する。従ってエアコン6、照明7、電子レンジ8の家電機器に限定されるものではない。
【0088】
このように、図9に示す運転レベル表500を用いてデマンド制御の基本制御を行う。図9に示す運転レベル表500は、集中制御方式の場合は全て集中コントローラ15が持ち、自立分散制御方式の場合は各家電機器6〜10が自分の表のみを持つ。
【0089】
運転レベルは固定的に持つ場合と、使用者が全て設定する場合と、初期値として設定されているものを使用者の判断で変更できるようにする場合がある。
【0090】
図9の運転レベル表500は本発明の1つの例であり、固定的なものではない。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、家電機器のデマンド制御に関連して、ネットワークシステム上で、運転状態を電力センサとその他の複数のセンサの情報を元に動的に遷移することによりブレーカ切断を防ぎ、使用者に快適性を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本説明図である。
【図2】本発明の電力センサ機器の内部構成図である。
【図3】本発明の電力センサ機器が発生する電力レベル表である。
【図4】本発明の人検知センサ機器の内部構成図である。
【図5】本発明の人検知センサ機器の設定表である。
【図6】本発明の照度センサ機器の内部構成図である。
【図7】本発明の照度センサ機器の設定表である。
【図8】本発明の家電機器の内部構成図である。
【図9】本発明の家電機器の運転レベル表である。
【図10】本発明のエアコンの状態遷移図である。
【図11】本発明のエアコンの遷移タイマ設定表である。
【図12】本発明の照明の状態遷移図である。
【図13】本発明の照明の遷移タイマ設定表である。
【図14】本発明の電子レンジの状態遷移図である。
【図15】本発明の電子レンジの遷移タイマ設定表である。
【符号の説明】
1…家電機器ネットワークシステム、2…電灯線、3…ブレーカ、4…電力センサ、5…電力センサ機器、6…エアコン、7…照明、8…電子レンジ、9…IHクッキングヒータ、10…給湯器、11…人検知センサ機器、12…照度センサ機器、13…センサ機器、14…伝送メディア、15…集中コントローラ、16…宅内端末、17…サブネットワーク、18…ルータ、19…宅外端末、20…ゲートウェイ、100…CPU、101…不揮発性記憶装置、102…揮発性記憶装置、103…時計機能、104…通信装置、105…電力計測器、106…電力レベル設定表、200…CPU、201…不揮発性記憶装置、202…揮発性記憶装置、203…時計機能、204…通信装置、205…人検知センサ、206…人検知計測器、207…人検知センサ設定表、300…CPU、301…不揮発性記憶装置、302…揮発性記憶装置、303…時計機能、304…通信装置、305…照度センサ、306…照度計測器、307…照度センサ設定表、400…CPU、401…不揮発性記憶装置、402…揮発性記憶装置、403…時計機能、404…通信装置、405…家電機能、406…家電通信装置、500…運転レベル表、501…エアコン遷移タイマ設定表、502…照明遷移タイマ設定表、503…電子レンジ遷移タイマ設定表。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力消費のピークを抑制し、ブレーカの切断を防ぐために、電力計測センサとその他のセンサを設け、さらに家電機器に電力の使用を宣言する機能を設け、その複数の情報に基づいて家電機器の動作順位を動的に変更するデマンド制御アルゴリズムを持つ家電機器ネットワークによるデマンド制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
家電機器のネットワークを用いて電力を抑制する方法として、ある家電機器の消費電力が一定値以下になるように制御したり、制御装置に警告を表示して使用者の判断を仰いで操作させる方法があり、下記の特許文献1に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−86572号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開2002−86572号公報に開示されている技術では、単純にある家電機器の電力を一定値以下に制御するだけであり、快適性を損なうものであった。また、エアコンが設置している部屋が在室であっても不在であっても同じ制御であるので、不在の部屋であっても一律に制御を行い、エネルギの無駄があった。
【0005】
また前記発明の使用者の判断を仰ぐ制御方式の場合、使用者は常に制御装置を監視する必要があり、全ての時間を電源制御のために使用しなくてはならない。また消費電力の警告が発生した時点で即座にどの家電機器を制御するか判断を下す必要があるが、判断が遅れた場合、消費電力がブレーカの容量を超えて家庭全体が停電する場合がある。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、使用者の判断を仰ぐ必要なしに、快適性の損失を最小限に抑えた上で、動的に優先順位を変更することによって消費電力を抑制する制御方式を提供するものである。
【0007】
さらに、家電機器にこれから使用する消費電力を宣言する機能を設け、予め他の家電機器の消費電力を抑制する制御方式を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、電力センサとその他のセンサの情報を家電機器へ通信する機能と、これらの複数のセンサ情報により動的に電力制御を行い電力を制限する制御アルゴリズムを実現するソフトウェアを家電機器に備え、ブレーカの遮断による快適性の損失を低減するデマンド制御を行う手段を備えるものである。
(2)本発明は、デマンド制御を実行するアルゴリズムを実現するソフトウェアを集中制御装置に備え、ブレーカの遮断による快適性の損失を低減するデマンド制御を行う手段を備えるものである。
(3)本発明は、複数の電力計測を行う手段として、1つの筐体に複数の電力センサと1つの通信機能を持つ手段を備えるものである。
(4)本発明は、電力の増加および現象を他の機器に通信する手段として、複数の通信情報により段階的に出す手段を備えるものである。
(5)本発明は、家電機器の状態を示す手段として、複数の状態になる手段を備えるものである。
(6)本発明は、家電機器が起動することによって増大する電力の総和を抑える手段として、家電機器の動作前、および動作終了後に通信により他の家電機器の電力を一時的に減少させる手段を備えるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面にしたがって説明する。
【0010】
図1は本発明の基本説明図である。図2は本発明の電力センサ機器の内部構成図である。
【0011】
図3は本発明の電力センサ機器が発生する電力レベル表である。図4は本発明の人検知センサ機器の内部構成図である。図5は本発明の人検知センサ機器の設定表である。図6は本発明の照度センサ機器の内部構成図である。図7は本発明の照度センサ機器の設定表である。図8は本発明の家電機器の内部構成図である。図9は本発明の家電機器の運転レベル表である。図10は本発明のエアコンの状態遷移図である。図11は本発明のエアコンの遷移タイマ設定表である。図12は本発明の照明の状態遷移図である。図13は本発明の照明の遷移タイマ設定表である。図14は本発明の電子レンジの状態遷移図である。図15は本発明の電子レンジの遷移タイマ設定表である。
【0012】
図1により本発明の基本を説明する。
【0013】
本発明は家電機器をネットワークで接続して構成する家電機器ネットワークシステム1上のアプリケーションのデマンド制御アルゴリズムである。
【0014】
本家電機器ネットワークシステム1は、電灯線2の各ブレーカ3に流れる消費電力を測定する1つまたは複数の電力センサ4と、電力センサ4の値を通信する電力センサ機器5と、1台または複数の家電機器6〜10と、1台または複数の人検知センサ機器11や屋外の照度を測定する照度センサ機器12やその他のセンサ機器13から構成され、これらの機器はネットワーク13によって相互に通信する。
【0015】
本アルゴリズムが動作する家電機器ネットワークシステム1内には、全ての機器や情報を一括して処理する集中コントローラ15を含む集中制御方式と、集中コントローラ15を持たずに各家電機器が独自の判断で制御を行う自立分散制御方式の2つの方式がある。自立分散制御方式の場合は、家電機器ネットワークシステム1内部に電力センサ機器5や家電機器6〜10やセンサ11〜13の各種の設定を行う宅内端末15を持つ場合がある。
【0016】
家電機器ネットワークシステム1は1つまたは複数のサブネットワーク17から構成される。サブネットワーク16間はルータ17で接続される。サブネットワーク17の伝送メディア14の種類は同一の場合と異なる場合がある。また、電灯線を用いて通信する場合には、伝送メディア14と電灯線2は物理的に同一である。
【0017】
また、家電機器ネットワークシステム1は宅外端末19と接続するゲートウェイ20を持つ場合もある。
【0018】
本発明のアルゴリズムによるデマンド制御ソフトウェアは、集中制御方式の場合には集中コントローラ15に実装し、自立分散制御方式の場合には各家電機器6〜10にそれぞれ実装するが、基本的なアルゴリズムは同じである。
【0019】
集中制御方式の場合は、集中コントローラ15が電力センサ機器5やセンサ機器11〜13や家電機器6〜10の情報を全て把握し、内蔵するデマンド制御アルゴリズムによって家電機器6〜10に対して制御を行う。
【0020】
自立分散制御方式の場合は、電力センサ機器5やセンサ機器11〜13が一斉同報通信を用いてネットワーク内の全ての機器に対して情報を発信する。受け取った家電機器6〜10は、その情報が自分に必要な情報であれば自分が持つアルゴリズムに従ってデマンド制御を行い、不要な情報であれば破棄する。これらの設定は予め各機器に設定するか、宅内端末16によって使用者が設定する。
【0021】
家電機器ネットワークシステム1を構成するサブネットワーク17の伝送メディアとしては、電灯線や無線や赤外線や専用線などの色々な方式がある。これらの通信プロトコルとして、エコーネット等の家庭用ネットワークシステムとしてこれらが規格標準化されている。これらのプロトコルでは、伝送メディアの仕様や機器をモデル化した機器オブジェクト仕様やアプリケーションインタフェース仕様などが明確になっており、製造メーカに関係なく相互に通信できる。センサ機器11〜13や家電機器6〜10の設置されている部屋の情報(設置場所プロパティ)もあり、自室と他室の区別が可能である。また、プラグアンドプレイ機能や、隣家との区別を行うためのハウスコードの仕様やサブネットとの通信を行うルータの仕様も明確になっている。さらに本発明によるアルゴリズムを含むアプリケーションソフトウェアのインタフェースの仕様も明確になっており、実装が容易である。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0022】
図2に電力センサ機器5の内部構成の例を示す。
【0023】
電力センサ機器5は、各種の演算や制御を行うCPU100に、不揮発性記憶装置101と、揮発性記憶装置102と、時計機能103と、通信装置104と、電力計測器105と、電力センサ4から構成される。一般的に配電盤には複数のブレーカ3が集中して配置されている。従って1つの筐体内に電力計測器105を複数内臓し、1つのCPU101で処理して1つの通信装置104で通信をすることにより、価格を抑制することができる。
【0024】
電力を検出する方法としては、電流検出トランスを用いて電流を測定し、電圧と乗算する方法などがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0025】
図3に電力センサ機器5が発生する電力レベル表106の例を示す。
【0026】
ブレーカ3に流れる電力が切断される電力に近づいた場合、電力センサ機器5が集中コントローラ15または直接家電機器6〜10に情報を伝達し、快適性を失わないように動的に優先順位を考慮してデマンド制御を行う。
【0027】
電力センサ機器5は予め設定した電力値を超えた場合、電力レベル発生の情報PL1、PL2を発生する。また、それぞれの電力レベル発生を解除する情報PR1、PR2も発生する。電力が制限値にある程度近づいた場合に警告的な意味合いを持つPL1を発信し、早急に電力を低減しないとブレーカが遮断する危険性がある場合は警報的な意味合いを持つPL2を発信する。
【0028】
電力レベル情報が頻繁に発生したり解除された場合、家電機器がオンオフを繰り返す場合があり、動作が不安定になる。そこで電力レベル解除には、電力値と時間にヒステリシスを持たせ、瞬間的に電力値が低下した場合であっても電力レベルが変化しないようにする。
【0029】
図3に設定する値については、ブレーカ3の遮断電流値などによって後から設定できるようにする。また、その値は不揮発性記憶装置101に保存する。
【0030】
図3の設定値は自立分散制御方式の場合は各電力センサ機器が自分の設定値として保持する。一方、集中制御方式であっても、通信トラフィックを低くするために、各電力センサ機器5が自分の設定値として保持する。
【0031】
集中制御方式の場合、電力センサ機器5は集中コントローラ15に電力レベルの発生と解除を送信する。自立分散制御方式の場合、電力センサ5は全ての家電機器6〜10に電力レベルの発生情報PL1、PL2と解除情報PR1、PR2を送信する。
【0032】
図3では2つの電力レベルの例を示したが、本発明による手段ではさらに多くの段階の電力レベル情報を出すことも可能である。
【0033】
図4に人検知センサ機器11の内部構成の例を示す。
【0034】
人検知センサ機器11は、各種の演算や制御を行うCPU200に、不揮発性記憶装置201と、揮発性記憶装置202と、時計機能203と、通信装置204と、人検知センサ205と、人検知計測器206から構成される。
【0035】
その部屋の在不在を判定する人検知を行う方法としては、人体が出す赤外線を赤外線検出器を用いて測定し、その変化から推定活動量を計算する方法などがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0036】
図5に人検知センサ機器11が発生する信号の設定表207の例を示す。
【0037】
推定活動量が在室と判定する値を超えた場合、在室を示す信号ENを通信装置204を介して伝送メディア14へ送信する。また、推定活動量が設定された値を下回った時間が設定された時間以上連続して続いた場合に不在信号DAを伝送メディア14へ送信する。
【0038】
図5では推定活動量を計算して判定する方式について記載したが、一定量以上の赤外線の変化量を判定する方法など、色々な方法がある。
【0039】
図6に照度センサ機器12の内部構成の例を示す。
【0040】
照度センサ機器12は、各種の演算や制御を行うCPU300に、不揮発性記憶装置301と、揮発性記憶装置302と、時計機能303と、通信装置304と、照度センサ305と、照度計測器306から構成される。
【0041】
屋外の照度の明暗を判定する方法としては、光の強さに反応する半導体素子を用いて計測する方法などがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0042】
図7に照度センサ機器12が発生する信号の設定表307の例を示す。
【0043】
測定した照度が明るいと判定した値を設定された時間異常連続して超えた場合、明るいと判定し、屋外が明るいことを示す信号BRを通信装置304を介して伝送メディア14へ送信する。また、測定した照度が設定された値を下回った時間が設定された時間以上連続して続いた場合に屋外が暗いをことを示す信号DKを伝送メディア14へ送信する。
【0044】
図8に家電機器6〜10の内部構成の例を示す。
【0045】
家電機器6〜10は、各種の演算や制御を行うCPU400に、不揮発性記憶装置401と、揮発性記憶装置402と、時計機能403と、通信装置404と、家電機能405と、家電機能405と通信する家電通信装置406から構成される。
【0046】
家電機能405には図1に示したエアコン、照明、電子レンジ、IHクッキングヒータ、給湯器以外にも色々なものがある。これらの技術については周知の技術であり、その詳細な説明は省略する。
【0047】
家電機器6〜10は通信装置404を介して、伝送メディサ14との間との通信により各種の設定や自己の状態の報告を行う。例えば、エアコン6であるならば、オンオフの他に温度設定値や運転モードの設定を行ったり、現在の室温や故障状態の報告などを行う。
【0048】
自立分散制御方式の場合は、本発明によるデマンド制御アルゴリズムを含むソフトウェアを、不揮発性記憶装置401に実装する。必要に応じて書き換えを行う。
【0049】
家電機器6〜10はその機能によってエネルギ消費を変更することができる。最も単純な制御としてオンオフ動作がある。その他にエアコンでは設定温度を変更することによりエネルギ消費を減らすことができる。また照明では調光することによりエネルギ消費を減らすことができる。
【0050】
以上、図2〜8に電力センサ機器5、人検知センサ機器11、照度センサ機器12、家電機器6〜10の構成を示したが、これらは固定的な構成ではなく、必要に応じて複数の機能を内臓したり、複数の筐体に分割する場合がある。例えば、エアコン6の家電機能405の筐体を切り離し、人検知センサ205と人検知計測器206を内臓する筐体を持つ構成も考えられる。このように機能を複合し、高価なCPUや通信装置を共通化することにより、機器全体を低価格化することが可能である。
【0051】
図9にデマンド制御に必要な運転レベル表500の例を示す。この運転レベル表500は固定のものではなく、使用者が運転レベルを自由に設定することができる。また、図2では運転レベルを5つのレベルで表現したが、2つ以上の運転レベルであれば自由に設定することができる。
【0052】
図2の運転レベル表500は、運転レベル1から運転レベル5と予告フラグから構成される。
【0053】
運転レベル1は通常運転である。運転レベル2は、家電機器としては通常運転であるが、省エネ運転前の状態である。運転レベル3は、省エネ運転状態である。運転レベル4は一時停止状態である。運転レベル5は停止状態である。
【0054】
予告フラグは、その機器が起動をする前に、充分な電力を確保するために、これから電力を使用することを予告するためのフラグである。また、動作終了後に電力の開放を連絡する機能を含む。
【0055】
図9に示す論理式によって、家電機器6〜10を動的に状態を遷移することによって、快適性を失わずにデマンド制御することができる。
【0056】
後述の図10、図12、図14の状態遷移図は、図9に示すように簡単な論理式で表すことができる。従ってアプリケーション開発者が容易にソフトウェアを開発することができるので、開発費用を削減することが容易である。また、前途のエコーネットによるプロトコルでは、アプリケーションインタフェースの仕様が明確になっているので、移植も容易である。
【0057】
但し図9は本発明の1つの例であり、本発明の全てを表現しているものではない。
【0058】
図10にエアコン6の動作レベル遷移図を示す。
【0059】
エアコン6の場合、一時的に設定温度を変更しても急激には温度は変化しないので、快適性は失われない。また、数分間冷暖房が停止しても部屋の温度は急激に変化しないので、快適性は失われない。また、不在の部屋であれば完全に停止しても誰も不快には感じない。従って、人検知センサ機器11の情報を用いて運転レベルを決定する。しかし、短時間退室後、再入室した時にエアコンが停止しており、一々再起動するのは不便である。このようにエアコン6では人検知センサ機器11の情報の他に時間を加味した上で運転レベルを決定する。このようにセンサや時間などをパラメータとし、運転レベルを動的に変化させることによってデマンド制御を行う。
【0060】
図10の人検知センサ11による在不在制御を説明する。
【0061】
リモコンなどによるMAN_ON運転命令を受けたエアコン6は運転レベル1に設定し通常運転する。人検知センサ機器11が不在を検出し、不在信号DAを発信した場合、運転レベル2に遷移して省エネ運転前状態にする。運転レベル2の状態で時間TA1が経過した場合、運転レベル3に遷移する。不在の状態で冷暖房を行うのはエネルギの無駄であるので、設定温度を変更して省エネ運転する。運転レベル3の状態でさらに時間TA2が経過した場合、退室時にエアコンをオフするのを忘れたと判定し、運転レベル5へ遷移し、エアコン6を停止する。運転レベル2または3の状態で使用者が再度部屋に戻った場合、人検知センサ11が在室情報を出し、一時的に退室したと判定して、再度運転レベル1に遷移する。一旦運転レベル5になった状態で、再度使用者が入室した場合、必要があればオンするので、自動的に運転レベル1に戻す動作は行わない。
【0062】
図11に時間T1とT2の設定値の例を示す。この値は固定値として持つ場合と、デフォルト値として持ち使用者が後から設定できる場合がある。
【0063】
次に電力センサ機器5によるデマンド制御を説明する。
【0064】
在室中のエアコン6が運転レベル1で動作中に、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1を発生した場合、ブレーカ3の切断を防止するために運転レベル3に遷移して省エネ運転を行い、消費電力を低減する。電力センサ機器5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR1を発生した場合、元の運転レベル1に戻して使用者の快適性を保つ。
【0065】
在室中のエアコン6が運転レベル1で動作中に、電力センサ5が大きな電力の増加を検出し電力レベル情報PL2を発生した場合、省エネ運転を行う運転レベル3では電力の減少が少ないので、運転レベル4に遷移して一時的にオフする。一時的にエアコンが停止しても急激に室温が変化するわけではないので、使用者の快適性はあまり損なわれない。電力センサ5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR2を発生した場合、元の運転レベル1に戻して使用者の快適性を保つ。
【0066】
不在の部屋のエアコン6が運転レベル2または3で動作中に、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1またはPL2を発生した場合、即座に運転レベル5に遷移してオフする。その部屋には誰もいないので、誰も快適性を失うことはない。電力センサ機器5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR1またはPR2を発生した場合でも、誰もいない部屋で再度運転する必要はないので、その状態のままとする。
【0067】
後述する電子レンジ10による電力要求信号DRQ、電力開放信号DRLについて、エアコン6の動作はPL2、PR2と同様な動作を行う。
【0068】
図10に示す状態遷移アルゴリズムは全てのエアコン6に適用されるものではない。使用者の環境によって遷移条件などを変更しても問題はない。
【0069】
図12に照明7の動作レベル遷移図を示す。
【0070】
照明7は、太陽光がなく外が暗い夜間に在室中の部屋の照明が消灯するのは非常に不便であり、快適性が失われるので、運転レベル1に設定する。しかし、不在の部屋の照明を調光したり、消灯しても不便ではない。また、在室中であっても充分な太陽光があれば不便ではない。このように照明7では、人検知センサ機器11の他に屋外の照度を測定する照度センサ機器12の情報を加味して運転レベルを決定する。
【0071】
図12の人検知センサ機器11による在不在制御を説明する。
【0072】
リモコンなどによるMAN_ONオン命令を受けた照明7は、運転レベル1に遷移し、通常の点灯を行う。人検知センサ11が不在情報DAを発信した場合、運転レベル2に遷移して省エネ運転前状態にする。運転レベル2の状態で時間TL1が経過した場合、運転レベル3に遷移する。不在の状態で長時間点灯するのはエネルギの無駄であるので、調光点灯する。運転レベル3の状態でさらに時間TL2が経過した場合、退室時に照明をオフするのを忘れたと判定し、運転レベル5へ遷移し、照明7をオフする。運転レベル2または3の状態で使用者が再度部屋に戻った場合、人検知センサ機器11が在室情報ENを出し、一時的に退室したと判定して、再度運転レベル1に遷移する。一旦運転レベル5になった状態で、再度使用者が入室した場合、必要があればオンするので、自動的に運転レベル1戻す動作は行わない。
【0073】
図13に時間TL1とTL2の設定値の例を示す。この値は固定値として持つ場合と、デフォルト値として持ち使用者が後から設定できる場合がある。
【0074】
次に電力センサ機器5によるデマンド制御を説明する。
【0075】
屋外が暗い時に在室中の照明7が消灯するのは、快適性を著しく損なうので行わない。従って、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1やPL2を発生した場合でも、現在の状態を保持する。
【0076】
不在の部屋の照明7が運転レベル2または3で動作中に、電力センサ機器5が電力の増加を検出し電力レベル情報PL1またはPL2を発生した場合、即座に運転レベル5に遷移してオフする。その部屋には誰もいないので、誰も快適性を失うことはない。電力センサ機器5が電力の減少を検出し電力レベル解除情報PR1またはPR2を発生した場合でも、誰もいない部屋で再度運転する必要はないので、その状態のままとする。
【0077】
図12に示す状態遷移アルゴリズムは全ての照明7に適用されるものではない。使用者の環境によって遷移条件などを変更しても問題はない。
【0078】
図14に電子レンジ8の動作レベル遷移図を示す。また、図15に電子レンジの遷移タイマ設定表を示す。
【0079】
電子レンジ8は、加熱調理しようとして起動スイッチを押してから実際に起動するまで数分必要とするならば快適性を失う。しかし、電子レンジ8が起動することによってブレーカ3が切断した場合、他の家電機器まで停止してしまうので非常に不便である。
【0080】
電子レンジ8は一般的に消費電力が大きく、使用する時間が短いという特徴を持つ。短時間であれば、エアコン6などの冷暖房機器を一時的に停止しても特には問題がないので、実際に加熱動作をする前に事前に一時停止すれば、ブレーカが遮断して快適性を著しく損なうことはない。
【0081】
そこで電子レンジ8では、これから電力を使用することを集中コントローラ15または直接各家電機器6〜10に情報を伝達することにより、他の家電機器の消費電力を予め低下させ、ブレーカ3の切断を防止する。
【0082】
この操作を行うため、表の中に予告フラグを設け、このフラグがオンであれば、実際に起動する前に動作予告情報DRQを発信する。また、動作終了後に電力を開放するために電力開放情報DRLを発信する。DRQ情報とDRL情報は、PL2、PR2情報と同等に取り扱う。
【0083】
次に電力センサ機器5によるデマンド制御を説明する。
【0084】
ネットワークに接続されない家電機器などが動作したため、エアコン6や不在の部屋の照明7が停止しても、ブレーカに流れる電力が設定値を超える場合も考えられる。このような場合、電子レンジが一時的に停止する不便さと、ブレーカが切断されて他の家電機器まで停止する不便さを比較した場合、電子レンジを停止した方が快適性を失わない。
【0085】
そこで、運転レベル1で動作中に電力センサ機器5が電力レベル情報PL2を発信した場合、運転レベル2に遷移する。エアコン6などの他の家電機器のデマンド制御によって、電力消費が低減し、電力センサ機器5が電力レベル解除情報PR2を発信した場合は、元の運転レベル1に戻す。しかし、設定された設定時間TR1以上経過しても消費電力が低減しない場合は、電子レンジ8を運転レベル4に設定して一時停止させ、ブレーカの切断を防ぐ。
【0086】
図14に示す状態遷移アルゴリズムは全ての電子レンジ8に適用されるものではない。使用者の環境によって遷移条件などを変更しても問題はない。
【0087】
図1に示すように、家電機器としてエアコン6、照明7、電子レンジ8の他にも、家庭内にはIHクッキングヒータ9、給湯器10、炊飯器、冷蔵庫などの多種の機器があり、同一機種を複数設置する場合もある。従ってそれぞれの家電機器の特徴に応じた運転レベルを設定する。従ってエアコン6、照明7、電子レンジ8の家電機器に限定されるものではない。
【0088】
このように、図9に示す運転レベル表500を用いてデマンド制御の基本制御を行う。図9に示す運転レベル表500は、集中制御方式の場合は全て集中コントローラ15が持ち、自立分散制御方式の場合は各家電機器6〜10が自分の表のみを持つ。
【0089】
運転レベルは固定的に持つ場合と、使用者が全て設定する場合と、初期値として設定されているものを使用者の判断で変更できるようにする場合がある。
【0090】
図9の運転レベル表500は本発明の1つの例であり、固定的なものではない。
【0091】
【発明の効果】
本発明によれば、家電機器のデマンド制御に関連して、ネットワークシステム上で、運転状態を電力センサとその他の複数のセンサの情報を元に動的に遷移することによりブレーカ切断を防ぎ、使用者に快適性を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本説明図である。
【図2】本発明の電力センサ機器の内部構成図である。
【図3】本発明の電力センサ機器が発生する電力レベル表である。
【図4】本発明の人検知センサ機器の内部構成図である。
【図5】本発明の人検知センサ機器の設定表である。
【図6】本発明の照度センサ機器の内部構成図である。
【図7】本発明の照度センサ機器の設定表である。
【図8】本発明の家電機器の内部構成図である。
【図9】本発明の家電機器の運転レベル表である。
【図10】本発明のエアコンの状態遷移図である。
【図11】本発明のエアコンの遷移タイマ設定表である。
【図12】本発明の照明の状態遷移図である。
【図13】本発明の照明の遷移タイマ設定表である。
【図14】本発明の電子レンジの状態遷移図である。
【図15】本発明の電子レンジの遷移タイマ設定表である。
【符号の説明】
1…家電機器ネットワークシステム、2…電灯線、3…ブレーカ、4…電力センサ、5…電力センサ機器、6…エアコン、7…照明、8…電子レンジ、9…IHクッキングヒータ、10…給湯器、11…人検知センサ機器、12…照度センサ機器、13…センサ機器、14…伝送メディア、15…集中コントローラ、16…宅内端末、17…サブネットワーク、18…ルータ、19…宅外端末、20…ゲートウェイ、100…CPU、101…不揮発性記憶装置、102…揮発性記憶装置、103…時計機能、104…通信装置、105…電力計測器、106…電力レベル設定表、200…CPU、201…不揮発性記憶装置、202…揮発性記憶装置、203…時計機能、204…通信装置、205…人検知センサ、206…人検知計測器、207…人検知センサ設定表、300…CPU、301…不揮発性記憶装置、302…揮発性記憶装置、303…時計機能、304…通信装置、305…照度センサ、306…照度計測器、307…照度センサ設定表、400…CPU、401…不揮発性記憶装置、402…揮発性記憶装置、403…時計機能、404…通信装置、405…家電機能、406…家電通信装置、500…運転レベル表、501…エアコン遷移タイマ設定表、502…照明遷移タイマ設定表、503…電子レンジ遷移タイマ設定表。
Claims (6)
- 通信機能を持つ1つまたは複数の電力センサ機器と通信機能を持つ1つまたは複数のセンサ機器と通信機能を持つ1つまたは複数の家電機器と該電力センサ機器と該センサ機器と該家電機器を該通信機能を用いて通信を行うシステムにおいて、該電力センサ機器と該センサ機器とによって検出された複数の情報に基づいて動的に該家電機器の状態を遷移するアルゴリズムを実現するソフトウェアを該家電機器に備えることを特徴とする家電機器デマンド制御システム。
- 請求項1に記載の家電機器デマンド制御システムにおいて、該システム内に通信機能を持つ集中制御装置を備え、該電力センサ機器と該センサ機器の複数の情報に基づいて該家電機器の状態を動的に遷移するアルゴリズムを実現するソフトウェアを該集中制御装置に備えることを特徴とする家電機器デマンド制御システム。
- 請求項1乃至2の何れかに記載のデマンド制御システムにおいて、複数の電力値を取得する手段として、1つの筐体内に複数の該電力センサ機能と1つの通信機能を持つ該電力センサ機器を備えることを特徴とする家電機器デマンド制御システム。
- 請求項1乃至3の何れかに記載のデマンド制御システムにおいて、電力の増加及び減少を伝える情報の手段として、複数の段階の情報を出す機能を持つ該電力センサ機器を備えることを特徴とする家電機器デマンド制御システム。
- 請求項1乃至4の何れかに記載のデマンド制御システムにおいて、該家電機器の状態として複数の運転状態を遷移する機能を持つ該家電機器を備えることを特徴とする家電機器デマンド制御システム。
- 請求項1乃至5の何れかに記載のデマンド制御システムにおいて、該家電機器が動作前及び動作終了後に該通信機能を用いて他の該家電機器または該集中制御装置に通信を行う機能を持つ該家電機器を備えることを特徴とする家電機器デマンド制御システム。
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