JP2007236023A - 建物の電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】災害時などにおいて商用電力の供給が停止された状態（停電状態）であっても、電源装置から継続的な給電を行わせる。
【解決手段】住宅では、商用電力系統とそれとは別の電源装置（ハイブリッド自動車３１）とのいずれかを用い各電気負荷に対して給電が行われる。電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに遮断装置４１〜４３と電力監視装置４４〜４６とが設けられている。そして、電力監視装置４４〜４６は、ハイブリッド自動車３１からの給電時に、電力監視装置４４〜４６ごとに電気負荷による電力使用状況を監視する。また、コントローラ４７は、電力監視装置４４〜４６により監視した電力使用状況に応じて、各電気負荷への給電を電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、建物の電力供給システムに関するものである。

一般に、住宅等の建物では、電力会社から供給される商用電力が取り込まれ、その商用電力によって建物内の各種電気負荷（家電装置、照明器具など）が駆動される。この場合、経済的な観点や地球エネルギの保全などの観点より、住宅内の消費電力を適正に管理することが要求されており、電力消費量をユーザ側で監視できる技術が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また近年では、災害時などによる停電時にも住宅等の建物で電力使用ができるよう、商用電源系統とは別系統で給電可能な外部電源装置を用い、その外部電源装置の供給電力を利用して建物内の電気負荷を駆動させる技術が検討されている。この場合、小型発電機や自動車などを外部電源装置として使うことが考えられる。

しかしながら、停電時に外部電源装置から給電を行っている場合において、使用される電気負荷がユーザによって任意に追加又は削減されることが考えられる。この場合、電気負荷が追加されると、外部電源装置の給電能力に対して電力需要過多となり、外部電源装置による給電が突然停止されるといった不都合が生じるおそれがあった。停電時などにおいて外部電源装置による給電が突然停止されることは、ユーザにとって極めて不都合な事態であり、その不都合が改善できる技術が望まれている。
特開２０００−１９３６９６号公報

本発明は、災害時などにおいて商用電力の供給が停止された状態（停電状態）であっても、電源装置から継続的な給電を行わせることができる建物の電力供給システムを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成例を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

本発明における建物の電力供給システムでは、商用電力系統とそれとは別の電源装置（外部電源装置３０）とのいずれかを用い、建物内の各電気負荷（家電装置などの電気負荷Ｌ）に給電を行うこととしている。そして、電力監視手段（電力監視装置４４〜４６）は、電源装置からの給電時に、給電可能となる系統（電力線Ｄ１〜Ｄ３）ごとに電気負荷による電力使用状況を監視する。また、電力制御手段（コントローラ４７）は、電力監視手段により監視した電力使用状況に応じて、電気負荷への給電を系統ごとに制御する。

上記構成によれば、電源装置からの給電に際し、電気負荷による電力使用が多いか少ないかなどを把握することができ、さらにその電力使用状況に応じた適正な電力管理が実現できる。このとき、系統ごとに電力管理を行うことができるため、多様でかつ細かな電力管理が可能となる。したがって、災害時などにおいて商用電力の供給が停止された状態（停電状態）であっても、ユーザが必要とする系統に対して電源装置から継続的な給電を行わせることができる。

商用電力の供給停止時（停電時）に給電を要する部屋をあらかじめ指定しておき、その部屋に対応する系統を対象に電源装置から給電を行わせるようにすると良い。例えば、住宅においては、停電時にリビング、ダイニング、キッチン、トイレなど、住居者が共用する部屋や共有スペースを対象にして給電を行わせると良い。

ここで、電源装置から給電可能となる系統ごとに電力消費量を計測し、系統ごとに定めた最大電力量と電力消費量の計測値とに基づいて電気負荷への給電を系統ごとに制御すると良い。この場合、系統ごとに過不足のない電力管理を行うことができる。

また、電源装置から給電可能となる系統ごとに電力消費量を計測し、電源装置による給電能力と電力消費量の計測値とに基づいて電気負荷への給電を系統ごとに制御すると良い。この場合、電源装置の供給能力を超えて電力が消費され、その結果電源装置による給電が不意に停止されるといった不都合が解消できる。

電源装置からの給電を継続的に行うには、都度使用される電気負荷数が過多とならないよう電気負荷の使用を制限するのが望ましく、次の（１）、（２）のように各電気負荷への給電状態を管理すると良い。

（１）電源装置による給電能力と前記電力消費量の計測値とから電力余裕を算出し、該電力余裕が小さい場合に、あらかじめ定めた優先順位に従い優先順位の低い系統への給電を停止する。

（２）電源装置による給電中にユーザが使用する電気負荷（家電装置等）を追加する際、該電気負荷の追加後の電力余裕を予測し、該予測した電力余裕が小さい場合に、あらかじめ定めた優先順位に従い優先順位の低い系統への給電を停止する。

上記（１）によれば、電源装置の電力余裕に応じて、使用中の電気負荷への給電が停止されるため、電源装置の電力余裕を常に確保することができる。これにより、限られた給電能力の範囲内で適正な給電を行うことができる。また、電源装置からの給電が突然停止されるといった不都合が解消できる。このとき、先に給電停止される系統（電気負荷）は優先順の低いものであるため、ユーザに及ぶ支障も少ないと考えられる。

また、上記（２）によれば、ユーザが使用する電気負荷を追加する場合において、その負荷追加に伴い電力需要過多となり、それにより電源装置からの給電が突然停止されるといった不都合が解消できる。このとき、新たな電気負荷の使用に伴い給電停止される系統（電気負荷）は優先順の低いものであるため、ユーザに及ぶ支障も少ないと考えられる。

なお、上記（１），（２）において、給電の優先順位はユーザによって任意に変更できると良い。

また、電気負荷に対して商用電力系統から給電を行うか、電源装置から給電を行うかを切替装置（電源切替装置２１）によって切り替える構成が想定される。本構成においては、切替装置により電源を商用電力系統から電源装置に切り替えようとする際に、電気負荷に対していずれの電源からも給電を行わない非給電状態に一旦移行させる手段と、その非給電状態で、電源切り替え直後に要する電力消費量を予測する手段と、前記予測した電力消費量に応じて電力制限を行った後、前記切替装置による電源切り替えを実行する手段と、を備えると良い。

上記構成によれば、商用電力系統→電源装置への電源切り替えに際し、その切り替え直後に電力消費量が過多となりそれが原因で電源装置からの給電が突然停止されるといった不都合が解消できる。また、電源装置の出力電力が一気に上昇し、それにより電源装置が故障したりすることを抑制できる。

停電発生時において、商用電力系統から電源装置へ電源の切り替えが行われる際、ユーザにとっては停電発生前（すなわち電源切り替え前）に使用していた電気負荷を継続的に使用できるのが望ましい。そこで、商用電力系統からの給電が遮断された時に、その遮断直前に給電状態であった電気負荷を記憶し、商用電力遮断後の電源装置による給電開始に際し、前記記憶した電気負荷に対して優先的に給電を行うと良い。これにより、電源切り替えの前後において同じ電気負荷の利用が可能となり、利便性が向上する。

電力監視手段による監視状況と、電力制御手段による制御状況とを表示するための表示装置（電力監視装置４４〜４６に設けたディスプレイ装置等）を備えていると良い。これにより、ユーザは外部からの電力供給状況を容易に知ることができる。

ここで、電源装置による給電時において、電気負荷による現状の電力使用を継続した場合における今後将来の給電可能時間を算出し、該給電可能時間を前記表示装置に表示すると良い。これにより、ユーザは今後将来の給電可能時間を把握でき、仮に給電可能時間が短い場合には意図的に電気負荷の使用制限したりしてその給電可能時間を長引かせることができる。

また、電源装置による給電時において、都度の電力余裕に基づいて給電可能な電気負荷使用パターンを決定し、その電気負荷使用パターンを前記表示装置に表示すると良い。この場合、表示装置に表示された電気負荷使用パターンに従ってユーザが電気負荷を使用すれば、電源装置の給電能力を超えて電力が消費されるといった不都合を抑制することができる。なお、電気負荷使用パターンは、１パターンだけでなく、複数のパターンが表示されると良い。

自動車などの車両は一般に広く普及している。それ故に、電源装置として、蓄電機能及び発電機能の少なくともいずれかを有する車両を用いると良い。この場合、車両が有するバッテリにより蓄電機能が実現される。また、車載エンジンの運転により発電を行うオルタネータ（発電機）により発電機能が実現される。

ここで、動力源であるエンジン及びモータと、オルタネータと、バッテリとを備えたハイブリッドタイプの車両を電源装置として用いることが考えられる。この場合、建物側への給電時においてバッテリの電気残量が多い場合には該バッテリに蓄えられた電力を建物側に供給させ、バッテリの電気残量が少ない場合にはエンジンを始動させてオルタネータにより発生する電力を建物側に供給させると良い。上記のように車両のエネルギ管理が行われることにより、長期にわたって車両から建物側への給電を好適に行わせることができる。

前記車両により建物側に給電を行う際、車両側に少なくとも所定の走行距離分の走行を可能とするエネルギが残っていることを条件に給電を実施すると良い。これにより、車両を電源装置として利用しつつ、車両本来の使用目的である移動手段としても利用できる。故に、車両の燃料が少なくなった場合に、燃料スタンドに移動して燃料補給を受けることができる。また、災害時などにおいて、車両を使って避難場所などへの移動を行うことができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、電力会社から供給される商用電力と、蓄電又は発電機能を有する外部電源装置から供給される電力（以下、外部電力ともいう）とのいずれかを用いて住宅内の電気負荷を作動させる電力供給システムを具体化するためのものであり、本電力供給システムの概略構成を図１に示す。

図１において、商用電力は、図示しない送電線及び電力メータを介して分電盤１１に供給される。分電盤１１は、主幹ブレーカ１２と、複数の分岐電力線１４ごとに設けられる分岐ブレーカ１３とを有している。分岐電力線１４は住宅内の電源系統ごとに設けられており、各分岐電力線１４を通じて、各部屋の電源コンセントに接続された家電装置、コンピュータ機器、照明器具など、各種の電気負荷Ｌに電力が供給される。

また、電源切替装置２１は分電盤１１に接続される他、外部電源装置３０に接続されるようになっており、この電源切替装置２１によって、分電盤１１及び分岐電力線１４を介して供給される商用電力と、外部電源装置３０から供給される外部電力とのいずれかが住宅内に取り込まれる。本実施の形態の場合、電源切替装置２１は、商用電力による給電を可能とする状態（商用電力ＯＮ状態）と、外部電源装置３０による給電を可能とする状態（外部電力ＯＮ状態）と、給電禁止の状態（給電ＯＦＦ状態）とのいずれかの状態に切り替えられる。例えば、通常使用時には電源切替装置２１が「商用ＯＮ位置」に保持され、停電の発生時、すなわち商用電力の供給停止時には電源切替装置２１が「外部ＯＮ位置」に切り替えられる。

電源切替装置２１と電気負荷Ｌとの間には電力制御部２２が設けられている。電力制御部２２は、都度の電力使用状況をモニタしたり、電気負荷Ｌに通じる電力線を必要に応じて遮断したりする機能を有する。ただしその詳細は後述する。

本システムでは、住宅内に設けられる電気負荷Ｌのうち、特定の電気負荷を対象にして外部電源装置３０から電力供給を受けることができる構成としている。図１において、ＬＡは商用電力の供給により作動可能となる負荷群を示し、ＬＢは商用電力以外に、外部電力の供給により作動可能となる負荷群を示す。この場合、負荷群ＬＢに含まれる各電気負荷Ｌには、電源切替装置２１の切替状態に応じて商用電力又は外部電力のいずれかが供給される。

本実施の形態では、住宅内のリビング、ダイニング及びキッチンに設けられる電気負荷Ｌを対象に外部電力の供給を可能としており、これらリビング等に設けられる電気負荷Ｌが負荷群ＬＢに相当する。この場合、負荷群ＬＢの各電気負荷Ｌに対して外部電力を供給するには、停電時など、非常時であると考えられる。この意味では、リビング等に設けられる負荷群ＬＢ（電気負荷Ｌ）を「非常時給電負荷」と称することができる。

ただし、いずれの電気負荷Ｌを非常時給電負荷とするかは、ユーザ又はメーカ側の設定等により任意に変更できる。また、住宅に設けられた電気負荷Ｌが数少ない場合、或いは外部電源装置３０の給電能力が高い場合などにおいては、住宅内の全ての電気負荷Ｌを対象に外部電力の供給を可能とする構成としても良い。

外部電源装置３０としては、蓄電機能を有する蓄電装置（二次電池等）、発電機能を有する発電装置、蓄電及び発電の両機能を有する蓄電・発電装置、又はこれらの蓄電装置、発電装置、蓄電・発電装置を搭載した車両などが適用できる。

図２は、電力制御部２２やその周辺構成の詳細を示す電気的構成図である。図２では、外部電源装置３０として、動力源としてエンジン３２とモータ３３とを搭載したハイブリッド自動車３１を用いる構成を想定しており、ハイブリッド自動車３１のバッテリ３４に蓄えられた電力が外部電力として取り出されるようになっている。また、同ハイブリッド自動車においてエンジン３２の運転状態では、オルタネータ（発電機）３５による発電が行われるため、そのオルタネータ３５にて発生する電力も外部電力として取り出されるようになっている。

ハイブリッド自動車３１には、エンジン３２やモータ３３の駆動を制御したり、バッテリ３４の蓄電状態（残存容量等）を管理したりするためのＥＣＵ（電子制御ユニット）３６が設けられている。その他、ハイブリッド自動車３１には、電力取り出し用の電力出力端子３７が設けられている。電力出力端子３７には、電源切替装置２１の外部ＯＮ端子に接続された結合プラグ３８が結合可能となっており、ユーザによって結合プラグ３８が電力出力端子３７に差し込まれることにより、結合プラグ３８及び外部電力線３９を介してハイブリッド自動車３１から住宅側（電源切替装置２１）に電力供給が行われるようになっている。

ただし、ハイブリッド自動車３１と住宅側（電源切替装置２１）との電気的な結合は、上記のようにユーザによる結合プラグ３８の差込作業を要するもの以外に、ハイブリッド自動車３１が所定の駐車スペースに駐車された場合に、自動的にハイブリッド自動車３１と住宅側（電源切替装置２１）との電気的な結合が行われるものであっても良い。

リビング、ダイニング及びキッチンの各部屋にはそれぞれ電力線Ｄ１〜Ｄ３が設けられている。電力制御部２２においては、各部屋の電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに遮断装置４１，４２，４３と電力監視装置４４，４５，４６とが設けられている。また、電力制御部２２には、ＣＰＵや各種メモリ等を備えた周知のマイクロコンピュータを有してなるコントローラ４７が設けられている。なお、コントローラ４７は、通常、電力線を介しての給電より作動するが、仮に電力線による給電が停止された場合にも、電池等の内部電源により作動可能となっている。

遮断装置４１〜４３は、電力線Ｄ１〜Ｄ３ごと個別に電力遮断を行う電力遮断手段であり、この遮断装置４１〜４３が個別に開放されることにより、系統単位で電力遮断が実現できるようになっている。

電力監視装置４４〜４６は、各電力線Ｄ１〜Ｄ３を通じて供給される電力量を計測する電力計測機能を有しており、電力量（消費電力）の計測結果はコントローラ４７に逐次送信される。また、電力監視装置４４〜４６は、電力量の計測結果等を表示するためのディスプレイ装置（表示部）やランプ装置等を備えている。電力量の計測結果等をディスプレイ装置に表示することにより、ユーザは都度の電力使用状況を容易に確認できる。なお、電力監視装置４４〜４６に、表示機能に加えて又は表示機能に代えて、音声発生機能を付与し、電力量の計測結果を音声でユーザに伝えるようにすることも可能である。

コントローラ４７には、各電力監視装置４４〜４６で計測された電力量が逐次入力されるとともに、分電盤１１等から送信される停電情報、停電後の給電再開情報などが入力される。その他、コントローラ４７には、ハイブリッド自動車３１のＥＣＵ３６から送信される発電情報やバッテリ３４の残存容量情報などが入力される。

コントローラ４７は、停電情報や給電再開情報に基づいて電源切替装置２１の切替を実行するとともに、電力監視装置４４〜４６による電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとの電力監視結果や、ハイブリッド自動車３１から住宅への電力供給状態に基づいて各遮断装置４１〜４３の開閉操作を実行する。なお、図２では便宜上、コントローラ４７から遮断装置４１〜４３への信号線を共通の信号線で示しているが、実際には遮断装置４１〜４３の開閉状態が個別に制御されるようになっている。

住宅側のコントローラ４７とハイブリッド自動車３１のＥＣＵ３６とは、住宅側とハイブリッド自動車３１とが結合プラグ３８及び外部電力線３９を介して電気に接続された場合に両者間で通信可能となる構成となっている。ただし、コントローラ４７とハイブリッド自動車３１のＥＣＵ３６とが無線通信により通信可能となる構成であっても良い。

実際の構成として、電力制御部２２を構成する遮断装置４１〜４３、電力監視装置４４〜４６及びコントローラ４７は一体装置として具現化される。この場合、その一体装置はリビングなど、住宅内のユーザが確認しやすい場所に設置されるのが望ましい。ただし、それら遮断装置４１〜４３、電力監視装置４４〜４６及びコントローラ４７のうち、遮断装置４１〜４３と電力監視装置４４〜４６とが電力線Ｄ１〜Ｄ３（系統）ごとに一体化される構成や、遮断装置４１〜４３とコントローラ４７とが一体化される構成などを採用することも可能である。電力線Ｄ１〜Ｄ３（系統）ごとに各装置を設ける場合、当該装置をそれに対応する各部屋に設置すると良い。

図３は、コントローラ４７により実行される外部電力の給電開始制御処理を示すフローチャートである。本処理は、例えば、分電盤１１からの停電情報（停電発生信号）の入力をトリガとして起動される。

図３において、まずステップＳ１１では、遮断装置４１〜４３に対して遮断信号を出力する。これにより、遮断装置４１〜４３が開放状態となり、電源系とリビング等の電気負荷Ｌ（非常時給電負荷）との間の電気経路が一旦遮断される。ステップＳ１２では、電源切替装置２１を操作し、商用電力ＯＮ状態から給電ＯＦＦ状態への切替を実行する。

次に、ステップＳ１３では、ハイブリッド自動車３１（外部電源装置３０）に対して給電指令を出力する。ただしその際、住宅側とハイブリッド自動車３１とが電気的に未接続であれば、給電指令に先立って、その電気的な接続がなされるよう音声などによる通告が行われる。そして、この通告により結合プラグ３８が電力出力端子３７に差し込まれるなどして住宅側とハイブリッド自動車３１とが電気的に接続された後、ハイブリッド自動車３１に対して給電指令が出力される。

ハイブリッド自動車３１側においてＥＣＵ３６が住宅側からの給電指令を受けると、ＥＣＵ３６は住宅側への電力供給を開始する。このとき、ＥＣＵ３６は、バッテリ３４の残存容量をモニタし、その残存容量が十分にあれば、バッテリ３４の電気エネルギを用いて住宅側への電力供給を開始する。また、バッテリ４３の残存容量が少なければ、エンジン３２を始動させ、オルタネータ３５による発電電力を用いて住宅側への電力供給を開始する。

その後、ステップＳ１４では、ハイブリッド自動車３１からの給電が開始されたか否かを判定する。そして、給電が開始されていればステップＳ１５に進み、給電開始前であればそのまま本処理を終了する。

ステップＳ１５では、ハイブリッド自動車３１のＥＣＵ３６から受信したバッテリ３４の残存容量情報に基づいてハイブリッド自動車３１の給電能力を算出し、続くステップＳ１６では、給電開始後直ちに通電開始されると予測される電気負荷の電力消費量を推定する。このとき、停電発生直前に使用していた電気負荷が何であったかに基づいて、給電開始後直ちに通電開始される電気負荷が決められると良い。具体的には、停電発生時に、その直前に使用していた電気負荷情報がコントローラ４７内のメモリに記憶される。そして、該記憶された電気負荷（停電直前に使用していた電気負荷）が優先されて、給電開始直後に給電対象となる電気負荷が決められる。

そして、ステップＳ１７では、上記ステップＳ１５，Ｓ１６の各算出値に基づいて、ハイブリッド自動車３１からの給電開始後における電力余裕を推定する（電力余裕＝給電能力−電力消費量）。その後、ステップＳ１８では、前記推定した電力余裕に応じて、給電可能な電力線Ｄ１〜Ｄ３を決定するとともに、その給電可能な電力線Ｄ１〜Ｄ３に対応する遮断装置４１〜４３を閉鎖する。このとき、電力余裕が比較的大きければ、全ての遮断装置４１〜４３を閉鎖するが、電力余裕が比較的小さければ、優先順位の高い遮断装置のみを閉鎖する。最後に、ステップＳ１９では、電源切替装置２１を操作し、給電ＯＦＦ状態から外部電力ＯＮ状態への切替を実行する。

図４は、外部電力の供給開始後に実行される電力制御処理を示すフローチャートであり、本処理はコントローラ４７によって所定の時間周期で繰り返し実行される。

図４において、まずステップＳ２１では、現在使用中の電気負荷による電力消費量を算出する。このとき、電力監視装置４４〜４６により計測された電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとの電力量の総和として電力消費量を算出する。また、ステップＳ２２では、ハイブリッド自動車３１のＥＣＵ３６から受信したバッテリ３４の残存容量情報やオルタネータ３５の発電情報等に基づいて、ハイブリッド自動車３１の給電能力を算出する。そして、ステップＳ２３では、住宅側の電力消費量とハイブリッド自動車３１の給電能力との差分により電力余裕を算出する（電力余裕＝給電能力−電力消費量）。

その後、ステップＳ２４では、その時の電力余裕と所定のしきい値とを比較し、電力余裕が小さいか否かを判定する。電力余裕が小さい場合、ステップＳ２５に進み、事前に定めた優先順位に従い優先順位の低い電力線Ｄ１〜Ｄ３への給電を停止する。つまり、各電力線Ｄ１〜Ｄ３に設けた遮断装置４１〜４３のうち、優先順位の低い電力線の遮断装置を開放する。これにより、電力余裕を回復させることができる。このとき、優先順位は、事前に設定されているが、ユーザによって任意に変更可能となっている。

続くステップＳ２６では、電力余裕が小さいことを通知するための警告を実行する。このとき、例えば電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに設けられた電力監視装置４４〜４６を用いて警告が行われる。こうして警告を行うことにより、電力余裕のないことをユーザに告知できる。

その後、ステップＳ２７では、ユーザによる電気負荷の追加要求が入っているか否か、具体的には新しい電気負荷をユーザが使用したいと要求しているか否かを判定する。電気負荷の追加要求が入っていない場合、そのまま本処理を終了する。また、電気負荷の追加要求が入っている場合、ステップＳ２８に進み、電気負荷を追加したと仮定した上での電力余裕を予測する。このとき、電気負荷追加後の電力消費量を算出するとともに、その電力消費量とその時のハイブリッド自動車３１の給電能力とに基づいて電力余裕を算出する。

そして、ステップＳ２９では、上記ステップＳ２８で算出した電力余裕と所定のしきい値とを比較し、電力余裕が小さいか否かを判定する。電力余裕が大きい場合、ステップＳ３１に進み、今回の電気負荷の追加を許可する。

また、電力余裕が小さい場合、ステップＳ３０に進み、事前に定めた優先順位に従い優先順位の低い電力線Ｄ１〜Ｄ３への給電を停止する。つまり、各電力線Ｄ１〜Ｄ３に設けた遮断装置４１〜４３のうち、優先順位の低い電力線の遮断装置を開放する。そしてその後、ステップＳ３１では、今回の電気負荷の追加を許可する。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

上記システムの構成によれば、停電時などにおけるハイブリッド自動車３１（外部電源装置３０）からの給電に際し、電気負荷による電力使用が多いか少ないかなどを把握することができ、さらにその電力使用状況に応じた適正な電力管理が実現できる。このとき、電力線Ｄ１〜Ｄ３（系統）ごとに電力管理を行うことができるため、多様でかつ細かな電力管理が可能となる。したがって、災害時などにおいて商用電力の供給が停止された状態（停電状態）であっても、ユーザが必要とする系統に対してハイブリッド自動車３１（外部電源装置３０）から継続的な給電を行わせることができる。

上記構成では電力管理が電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに行われ、電力余裕の状況に応じて各電力線Ｄ１〜Ｄ３の遮断装置４１〜４３がそれぞれ開閉されるため、電力余裕が小さい場合にユーザが家電装置等の電源スイッチを個々にＯＦＦしたりする必要がない。この場合、数が多く、かつ点在して設けられる家電装置等の電源スイッチを個々にＯＦＦするのは面倒であるが、その面倒な作業に要する手間を省くことができる。

ハイブリッド自動車３１による給電能力と、各電力線Ｄ１〜Ｄ３で計測した電力消費量とに基づいて電力余裕を算出し、その電力余裕に応じて電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに電力管理を行うようにしたため、ハイブリッド自動車３１による供給能力を超えて電力が消費され、その結果ハイブリッド自動車３１による給電が不意に停止されるといった不都合が解消できる。

より具体的には、電力余裕が小さい場合に、所定の優先順位に従い優先順位の低い電力線Ｄ１〜Ｄ３への給電を停止するようにしたため、電力余裕を常に確保することができる。これにより、限られた給電能力の範囲内で適正な給電を行うことができる。このとき特に、先に給電停止される電力線Ｄ１〜Ｄ３は優先順の低いものであるため、ユーザに及ぶ支障も少ないと考えられる。

また、ユーザが使用する電気負荷（家電装置等）を追加しようとする場合に、該電気負荷の追加後の電力余裕を予測し、該予測した電力余裕が小さい場合に、所定の優先順位に従い優先順位の低い電力線Ｄ１〜Ｄ３への給電を停止するようにしたため、ユーザが使用する電気負荷を追加する場合において電力需要過多となり、それによりハイブリッド自動車３１からの給電が突然停止されるといった不都合が解消できる。このとき、新たな電気負荷の使用に伴い給電停止される電力線Ｄ１〜Ｄ３は優先順の低いものであるため、ユーザに及ぶ支障も少ないと考えられる。

停電発生後のハイブリッド自動車３１からの給電開始時には、住宅内のどの家電装置等の電源スイッチがＯＮであるかは分からず、また多数の家電装置等の電源スイッチがＯＮであってもそれを各々ＯＦＦすることは困難である。故に、電源切り替え直後に、電源ＯＮ状態の電気負荷が多すぎて電力消費過多となり、それが原因でハイブリッド自動車３１からの給電が突然停止されるといった不都合が生じるおそれがある。この点本実施の形態では、電源系の切り替え時に、電源切替装置２１を一旦給電ＯＦＦ状態として電源切り替え直後に要する電力消費量を予測し、その予測した電力消費量に応じて電力制限を行った後、電源切替装置２１による電源切り替えを実行するようにしたため、上記のように電源切り替え直後に、ハイブリッド自動車３１からの給電が突然停止されるといった不都合が回避できる。また、ハイブリッド自動車３１の出力電力が一気に上昇し、それによりハイブリッド自動車３１の電源系が故障したりすることを抑制できる。

停電発生時にその停電直前に使用していた電気負荷の情報がメモリに記憶されるため、電源切り替えの前後において同じ電気負荷の利用が可能となり、利便性が向上する。これにより、ユーザにとっては停電発生前（すなわち電源切り替え前）に使用していた電気負荷を継続的に使用することが可能となる。

外部電源装置３０としてハイブリッド自動車３１を使用する構成において、バッテリ３４の電気残量が多い場合には該バッテリ３４に蓄えられた電力を住宅側に供給させ、バッテリ３４の電気残量が少ない場合にはエンジン３２を始動させてオルタネータ３５により発生する電力を住宅側に供給させるようにしたため、長期にわたって車両から住宅側への給電を好適に行わせることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、各電力線Ｄ１〜Ｄ３の電力消費量の総和を求め、その電力消費量の総和によりシステム内の電力管理を行う構成としたが、これを変更する。例えば、電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに電力消費量を計測し、その電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに定めた最大電力量と電力消費量の計測値とに基づいて電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに電力管理を実施する。この場合、電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとに過不足のない電力管理を行うことができる。

上記実施の形態では、電力制御部２２において、外部電力を供給する各部屋（リビング、ダイニング及びキッチン）の電力を統括制御するためのコントローラ４７を設けたが、この構成を変更する。例えば、リビング、ダイニング及びキッチンの各系統の電力を系統ごとに個別に制御する構成であっても良い。この場合、電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとの電力監視装置４４〜４６にコントローラ（制御装置）を設け、個々に各電力線Ｄ１〜Ｄ３の電力量をモニタするとともに、遮断装置４１〜４３の開閉を適宜実施する。本構成においては、電力監視装置４４〜４６ごとにコントローラやディスプレイ装置等が設けられることとなり、電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとの電力使用状況や電力余力などがディスプレイ装置にリアルタイム表示される。また、各電力線Ｄ１〜Ｄ３で電力余裕が小さくなった場合には、各自で警告等が行われると良い。

上記のように電力線Ｄ１〜Ｄ３ごとにコントローラを設ける場合、各コントローラ間で相互通信が可能となる構成を付加し、相互にデータの送受信が可能とすると良い。この場合、各コントローラでは、他系統の電力使用状況やシステム全体の電力使用状況を表示できるようにする。

上記実施の形態では、リビング、ダイニング及びキッチンの各部屋ごとに分岐した電力線Ｄ１〜Ｄ３を設け、これら各電力線Ｄ１〜Ｄ３を遮断装置４１〜４３によって個別に遮断できる構成としたが、この構成を変更し、各電力線Ｄ１〜Ｄ３の分岐前のポイント（電力線集合部）に遮断装置を１つ設け、その遮断装置によって各電力線Ｄ１〜Ｄ３をまとめて遮断できる構成としても良い。

ハイブリッド自動車３１による給電時において、電気負荷による現状の電力使用を継続した場合における今後将来の給電可能時間を算出し、該給電可能時間をディスプレイ装置（電力監視装置４４〜４６に設けたディスプレイ装置等）に表示するようにしても良い。これにより、ユーザは今後将来の給電可能時間を把握でき、仮に給電可能時間が短い場合には意図的に電気負荷の使用制限したりしてその給電可能時間を長引かせることができる。

また、ハイブリッド自動車３１による給電時において、都度の電力余裕に基づいて給電可能な電気負荷使用パターンを決定し、その電気負荷使用パターンをディスプレイ装置（電力監視装置４４〜４６に設けたディスプレイ装置等）に表示するようにしても良い。この場合、ディスプレイ装置に表示された電気負荷使用パターンに従ってユーザが電気負荷を使用すれば、ハイブリッド自動車３１の給電能力を超えて電力が消費されるといった不都合を抑制することができる。なお、電気負荷使用パターンは、１パターンだけでなく、複数のパターンが表示されると良い。

電気負荷使用パターンとしては、例えば次の各パターンが考えられる。
パターン１．「リビングの照明器具、空調装置、テレビ」＆「ダイニングの照明器具」＆「キッチンの照明器具」
パターン２．「リビングの照明器具、パソコン」＆「ダイニングの照明器具」
パターン３．「リビング、ダイニング、キッチン、トイレの照明器具」
なお、上記の各パターンは、あらかじめ定めた優先順位に従って決定されると良い。

電力線通信（ＰＬＣ）技術を用い、住宅内の各種の電気負荷と電力制御部２２との間で電力制御を行う構成とすることも可能である。この場合、家電装置などに設けられた通信装置（ＰＬＣモデム）を介して家電装置の使用状況などが電力制御部２２に送信される。そして、電力制御部２２において、都度の受信情報に基づいて系統ごとに電力制御が行われる。

上記実施の形態では、電源切替装置２１の切り替えをコントローラ４７によって行う構成としてが、これを変更し、ユーザが手動で行うものであっても良い。

ハイブリッド自動車３１から住宅側に給電を行う際、ハイブリッド自動車３１側に少なくとも所定の走行距離分の走行を可能とするエネルギが残っていることを条件に給電を実施するようにしても良い。なおこのとき、燃料タンク内に残存する燃料が所定量以下となった時に、ハイブリッド自動車３１による給電を停止すると良い。これにより、ハイブリッド自動車３１を外部電源装置として利用しつつ、車両本来の使用目的である移動手段としても利用できる。故に、車両の燃料が少なくなった場合に、燃料スタンドに移動して燃料補給を受けることができる。また、災害時などにおいて、車両を使って避難場所などへの移動を行うことができる。

上記実施の形態では、外部電源装置３０としてハイブリッド自動車３１を利用したが、これを他に変更することも可能である。その適用例を以下に示す。
（１）外部電源装置３０として、モータを動力源として備える電気自動車を利用する。この場合、電気自動車のバッテリに蓄えられた電気エネルギを外部電力として取り出し、住宅側に供給する。
（２）外部電源装置３０として、エンジンを動力源として備える車両を利用する。この場合、エンジンを運転状態とし、その際オルタネータ（発電機）により発生する電力を取り出し、住宅側に供給する。
（３）外部電源装置３０として、家庭用の小型発電機を利用する。この場合、発電機を始動させ、該発電機により発生する電力を住宅側に供給する。小型発電機を用いる場合には、定格出力が定められているため、その定格出力を基準に給電能力やシステム全体の電力余裕が判断されると良い。
（４）外部電源装置３０として、住宅に並設された燃料電池装置を利用する。この場合、燃料電池装置から供給される電気エネルギを外部電力として取り出し、住宅側に供給する。

本発明は、住宅以外に、店舗や病院やオフィスビルなどの建物にも適用できる。

住宅の電力供給システムの概略構成を示す図。 電力制御部やその周辺構成の詳細を示す電気的構成図。 外部電力の給電開始時に実行される給電開始制御処理を示すフローチャート。 外部電力供給後に実行される電力制御処理を示すフローチャート。

符号の説明

１１…分電盤、２１…電源切替装置、２２…電力制御部、３０…外部電源装置、３１…ハイブリッド自動車、３２…エンジン、３３…モータ、３４…オルタネータ、３５…ＥＣＵ、４１〜４３…遮断装置、４４〜４６…電力監視装置、４７…コントローラ、Ｄ１〜Ｄ３…電力線、Ｌ…電気負荷。

Claims (13)

1. 商用電力系統とそれとは別の電源装置とのいずれかを用い、建物内の各電気負荷に給電を行う建物の電力供給システムであって、
   前記電源装置からの給電時に、給電可能となる系統ごとに前記電気負荷による電力使用状況を監視する電力監視手段と、
   該電力監視手段により監視した電力使用状況に応じて、前記電気負荷への給電を系統ごとに制御する電力制御手段と、
   を備えたことを特徴とする建物の電力供給システム。
2. 前記電力監視手段は、前記電源装置から給電可能となる系統ごとに電力消費量を計測する手段を備え、
   前記電力制御手段は、系統ごとに定めた最大電力量と前記電力消費量の計測値とに基づいて電気負荷への給電を系統ごとに制御する請求項１に記載の建物の電力供給システム。
3. 前記電力監視手段は、前記電源装置から給電可能となる系統ごとに電力消費量を計測する手段を備え、
   前記電力制御手段は、前記電源装置による給電能力と前記電力消費量の計測値とに基づいて電気負荷への給電を系統ごとに制御する請求項１に記載の建物の電力供給システム。
4. 前記電力制御手段は、前記電源装置による給電能力と前記電力消費量の計測値とから電力余裕を算出し、該電力余裕が小さい場合に、あらかじめ定めた優先順位に従い優先順位の低い系統への給電を停止する請求項３に記載の建物の電力供給システム。
5. 前記電力制御手段は、前記電源装置による給電中にユーザが使用する電気負荷を追加する際、該電気負荷の追加後の電力余裕を予測し、該予測した電力余裕が小さい場合に、あらかじめ定めた優先順位に従い優先順位の低い系統への給電を停止する請求項３に記載の建物の電力供給システム。
6. 前記電気負荷に対して商用電力系統から給電を行うか、前記電源装置から給電を行うかを切替装置によって切り替える構成とした電力供給システムであって、
   前記切替装置により電源を商用電力系統から電源装置に切り替えようとする際に、電気負荷に対していずれの電源からも給電を行わない非給電状態に一旦移行させる手段と、
   その非給電状態で、電源切り替え直後に要する電力消費量を予測する手段と、
   前記予測した電力消費量に応じて電力制限を行った後、前記切替装置による電源切り替えを実行する手段と、
   を備えた請求項１乃至５のいずれかに記載の建物の電力供給システム。
7. 前記商用電力系統からの給電が遮断された時に、その遮断直前に給電状態であった電気負荷を記憶する記憶手段を備え、
   前記電力制御手段は、商用電力遮断後の前記電源装置による給電開始に際し、前記記憶した電気負荷に対して優先的に給電を行う請求項１乃至６のいずれかに記載の建物の電力供給システム。
8. 前記電力監視手段による監視状況と、前記電力制御手段による制御状況とを表示するための表示装置を備えた請求項１乃至７のいずれかに記載の建物の電力供給システム。
9. 前記電源装置による給電時において、前記電気負荷による現状の電力使用を継続した場合における今後将来の給電可能時間を算出し、該給電可能時間を前記表示装置に表示する請求項８に記載の建物の電力供給システム。
10. 前記電源装置による給電時において、都度の電力余裕に基づいて給電可能な電気負荷使用パターンを決定し、その電気負荷使用パターンを前記表示装置に表示する請求項８又は９に記載の建物の電力供給システム。
11. 前記電源装置として、蓄電機能及び発電機能の少なくともいずれかを有する車両を用いた請求項１乃至１０のいずれかに記載の建物の電力供給システム。
12. 前記電源装置として、動力源であるエンジン及びモータと、エンジン駆動されるオルタネータと、前記エンジンの運転又は前記モータの電力回生により蓄電されるバッテリとを備えたハイブリッドタイプの車両を用い、
    前記建物側への給電時において前記バッテリの電気残量が多い場合には該バッテリに蓄えられた電力を建物側に供給させ、前記バッテリの電気残量が少ない場合には前記エンジンを始動させて前記オルタネータにより発生する電力を建物側に供給させる請求項１乃至１１のいずれかに記載の建物の電力供給システム。
13. 前記車両により建物側に給電を行う際、前記車両側に少なくとも所定の走行距離分の走行を可能とするエネルギが残っていることを条件に給電を実施する請求項１１又は１２に記載の建物の電力供給システム。

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