JP2008089432A - Energy management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住戸での電気使用量を管理するエネルギマネジメント装置に関する。 The present invention relates to an energy management device that manages the amount of electricity used in a dwelling unit.
従来、各家庭(住戸)等で消費される商用電源の月毎の電力量は、電力供給会社から送付される請求書で確認したり、電力供給会社が作成したウェブコンテンツで確認できる。 Conventionally, the monthly amount of commercial power consumed in each home (dwelling unit) can be confirmed with an invoice sent from the power supply company or with web content created by the power supply company.
一方、家庭の分電盤内で主幹電力量を計測し、その計測結果をウェブ画面上でモニタリングできるシステムがあり、さらにこのシステムでは、他の家庭の消費電力量と比較することもできる。(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に開示されているシステムでは、他の家庭の消費電力量との比較は行えるものの、各家庭(住戸)において現在使用している電力量が果たして省エネルギに相応しい使用電力量なのかは、省エネルギを果たすための指標となる目標値が各家庭内で分からないため、他の家庭での消費電力量の比較に止まって、実際の消費電力量が省エネルギに有効に寄与しているのかが分からないという課題があった。 However, in the system disclosed in Patent Document 1, although it is possible to compare with the power consumption of other households, the power currently used in each household (dwelling unit) is a power consumption suitable for energy saving. This is because the target value, which is an index for achieving energy conservation, is not known in each household, so it is only a comparison of power consumption in other households, and the actual power consumption contributes effectively to energy conservation. There was a problem of not knowing whether it was.
一方、例えば前月の電気使用料金から当月の電気使用料金を減らすために電気機器の使用時間を減らす等の努力を行えば、結果的に省エネルギにつながるものの、使用時間等の管理をユーザ自身が目的意識を持って管理しなければならず、それなりの努力が要求されるという課題がある。 On the other hand, for example, if efforts are made to reduce the usage time of electrical equipment in order to reduce the electricity usage fee for the current month from the previous month's electricity usage fee, it will lead to energy savings, but the user himself will manage the usage time etc. There is a problem that it must be managed with a sense of purpose and requires some effort.
本発明は、上記課題に鑑みて為されたもので、その目的とするところは電気使用量の指標となる所定条件の目標値を、ユーザの手を煩わすことなく設定できるとともに、所定条件の目標値を満たすような電気使用量に達したときに自動的にユーザに知らせることで、ユーザ自身が電気使用量を常時監視する必要が無く、省エネルギの促進が容易となるエネルギマネジメント装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to set a target value for a predetermined condition, which is an indicator of the amount of electricity used, without bothering the user and to set a target for the predetermined condition. Provided is an energy management device that facilitates energy saving by eliminating the need for the user to constantly monitor the amount of electricity used by automatically notifying the user when the amount of electricity used reaches the value. There is.
上述の目的を達成するために、請求項1のエネルギマネジメント装置に係る発明では、
住戸内の電気使用量を計測する計測手段と、該計測手段で計測した結果が予め設定された電気使用量の所定条件を満たした場合に報知や制御のイベント処理を行う手段とを備えるとともに、前記所定条件として電気使用量の目標値を電気使用量の履歴情報に基づいて自動設定する目標設定手段を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention according to the energy management device of claim 1,
A measuring means for measuring the amount of electricity used in the dwelling unit, and means for performing event processing for notification and control when the result of measurement by the measuring means satisfies a predetermined condition for the amount of electricity used in advance, As the predetermined condition, there is provided target setting means for automatically setting a target value of electricity usage based on history information of electricity usage.
請求項1のエネルギマネジメント装置に係る発明によれば、目標設定手段が自動的に電気使用量の所定条件としての目標値を電気使用量の履歴情報に基づいて自動設定するので、ユーザが目標値を設定する等の手間が必要なく、しかも電気使用量が目標値を満たした場合に報知や制御のイベント処理が行われるため、ユーザは、電気使用量が所定条件となる目標値を満たしたことを報知や制御により知ることができ、そのため目標値と電気使用量とを比較しながら電気使用量を管理監視するユーザの負担も無く、省エネルギを喚起することができ、その結果、省エネルギの促進に大変有効となるという効果がある。 According to the invention relating to the energy management apparatus of the first aspect, the target setting means automatically sets the target value as the predetermined condition of the electric usage based on the history information of the electric usage. When the electricity usage amount meets the target value, notification and control event processing is performed when the electricity usage amount meets the target value. Therefore, there is no burden on the user who manages and monitors the amount of electricity used while comparing the target value and the amount of electricity used, so that energy saving can be evoked. It has the effect of being very effective for promotion.
請求項2のエネルギマネジメント装置の発明では、請求項1の発明において、前記目標設定手段は、当月の前記目標値を前月の電気使用量の履歴情報に基づいて自動設定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the target setting means automatically sets the target value for the current month based on history information of electricity usage for the previous month.
請求項2の発明のエネルギマネジメント装置によれば、最近の電気使用傾向に基づいて目標値を設定することができる。 According to the energy management device of the second aspect of the present invention, the target value can be set based on the recent electricity usage tendency.
請求項3のエネルギマネジメント装置では、請求項1の発明において、前記目標設定手段は、当月の前記目標値を前年同月の電気使用量の履歴情報に基づいて自動設定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the target setting means automatically sets the target value for the current month based on the history information of the electricity usage of the same month of the previous year.
請求項3のエネルギマネジメント装置によれば、季節性を考慮した精度の高い目標値を設定することができる。
According to the energy management device of
請求項4のエネルギマネジメント装置の発明では、請求項1乃至3の何れかの発明において、域ネットワーク上のセンターサーバに接続するための通信手段を有し、前記目標設定手段は、前記センターサーバが地域別に分けて収集している各住戸での電気使用量の履歴情報から当該住戸と同一地域に属する住戸の電気使用量の履歴情報を前記センターサーバから前記通信手段を介して得て、該履歴情報に基づいて前記目標値を自動設定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an energy management apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising communication means for connecting to a center server on a regional network, wherein the target setting means is the center server. Obtaining history information on the amount of electricity used by the dwelling units belonging to the same area as the dwelling unit from the history information on the amount of electricity used at each dwelling unit separately collected from the center server via the communication means. The target value is automatically set based on information.
請求項4のエネルギマネジメント装置の発明によれば、請求項1乃至3の何れかの発明と同様な作用効果を奏し、しかも同一地域の住戸での電気使用量の履歴情報に基づいて目標値を設定するため、天候や生活様式が類似する地域性を考慮することができ、精度の高い目標値を設定することができる。 According to the invention of the energy management device of the fourth aspect, the same effect as the invention of any one of the first to third aspects is achieved, and the target value is set based on the history information of the electricity usage in the same area. Since it is set, it is possible to take into account the locality with similar weather and lifestyle, and it is possible to set a highly accurate target value.
請求項5のエネルギマネジメント装置の発明では、請求項1乃至4の何れかの発明において、広域ネットワーク上のセンターサーバに接続するための通信手段を有し、前記目標設定手段は、前記センターサーバが家族構成別に分けて収集している各住戸での電気使用量の履歴情報から当該住戸と同一家族構成の住戸の電気使用量の履歴情報を前記センターサーバから前記通信手段を介して得て、該履歴情報に基づいて前記目標値を自動設定することを特徴とする。 According to an invention of an energy management device of a fifth aspect, in the invention of any one of the first to fourth aspects, there is provided a communication means for connecting to a center server on a wide area network. Obtaining the history information of the electricity usage of the dwelling unit of the same family structure as the dwelling unit from the history information of the electricity usage at each dwelling unit collected separately by family structure from the center server via the communication means, The target value is automatically set based on history information.
請求項5のエネルギマネジメント装置の発明によれば、請求項1乃至4の何れかの発明と同様な作用効果を奏し、しかも同一家族構成の住戸での電気使用量の履歴情報に基づいて目標値を設定するため、家族構成を考慮することができ、精度の高い目標値を設定することができる。
According to the invention of the energy management device of
エネルギマネジメント装置に係る本発明は、目標設定手段が自動的に電気使用量の所定条件としての目標値を電気使用量の履歴情報に基づいて自動設定するので、ユーザが目標値を設定する等の手間が必要なく、しかも電気使用量が目標値を満たした場合に報知や制御のイベント処理が行われるため、ユーザは、電気使用量が所定条件となる目標値を満たしたことを報知や制御により知ることができ、そのため目標値と電気使用量とを比較しながら電気使用量を管理監視するユーザの負担も無く、省エネルギを喚起することができ、その結果、省エネルギの促進に大変有効となるという効果がある。 In the present invention related to the energy management device, the target setting means automatically sets a target value as a predetermined condition of the electric usage based on the history information of the electric usage, so that the user sets the target value, etc. Since there is no need for trouble and the event processing of notification and control is performed when the amount of electricity used satisfies the target value, the user can notify that the amount of electricity used satisfies the target value as a predetermined condition by notification and control. Therefore, there is no burden on the user who manages and monitors the electricity usage while comparing the target value with the electricity usage, and it is possible to stimulate energy saving, and as a result, it is very effective in promoting energy saving. There is an effect of becoming.
以下本発明を実施形態により詳説する。
(実施形態1)
本実施形態のエネルギマネジメント装置2を用いた電力監視システムは、図2に示すように、戸建て住戸や集合住宅の住戸内に設置された統合管理盤1と、商用電源を供給する分岐電力路Lp及び情報伝送路Li(エンハンスト・カテゴリ5若しくはカテゴリ6のLANケーブル)を介して統合管理盤1に接続されて、統合管理盤1が電力供給、制御並びに監視を行う照明器具、空調機器(エアコン)、床暖房器具、IH機器等の住戸内に設置された複数の電気機器Xmn(m=1,2,…、n=1,2,…)と、統合管理盤1にLANケーブルLiを介して接続される複数(図示例では、2つ)のネット端末(ウェブブラウザ機能を搭載したパーソナルコンピュータ(以下パソコンという)PC並びにウェブブラウザ機能を搭載したネットテレビ等からなる表示制御装置CV等のネット端末)とを備え、統合管理盤1とネット端末とが汎用の通信プロトコル(TCP/IP、UDP、HTTPなど)を利用した住戸内ネットワークを構成している。
The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 2, the power monitoring system using the
この住戸内ネットワークは、例えば100BASE-TX(IEEE 802.3u)規格に準拠したローカルエリアネットワーク(LAN)であって、統合管理盤1内においてレイヤー2スイッチやレイヤー3スイッチに相当する後述の統合装置TMに、ネット端末(パソコンPC並びに表示制御装置CV)などがスター配線で接続されている。
This dwelling unit network is a local area network (LAN) compliant with, for example, the 100BASE-TX (IEEE 802.3u) standard, and an integrated device TM described later corresponding to a
統合装置TMは、インターネットに接続するための回線の種類(電話回線、CATV回線、光ファイバ回線など)に応じたインターネット接続機能を有しており、住戸内ネットワークが外部の広域ネットワークたるインターネットに接続される。 The integrated device TM has an Internet connection function corresponding to the type of line (telephone line, CATV line, optical fiber line, etc.) for connecting to the Internet, and the dwelling unit network connects to the Internet as an external wide area network. Is done.
そして、住戸内ネットワークには住宅から離れた遠隔地に設置されたセンターサーバSVがインターネットを通じて接続されており、後述するようにインターネットに接続可能なノート型のパソコン、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistance)等からなるウェブブラウザ機能を有する携帯型ネット端末(携帯端末PT)とセンターサーバSVとの間でインターネットを介したデータ通信を行うことにより、外出先から住戸内の電気機器の制御や監視を行うことができる。 A center server SV installed in a remote place away from the house is connected to the dwelling network through the Internet. As will be described later, a laptop PC, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistance) that can be connected to the Internet. ), Etc., by performing data communication via the Internet between a portable network terminal (mobile terminal PT) having a web browser function and the center server SV, it is possible to control and monitor the electrical equipment in the dwelling unit from the outside. It can be carried out.
センターサーバSVは、ネットワーク機能を有する汎用のコンピュータ装置で構成されており、携帯端末PTからインターネットを通じて送信される統合管理盤1宛のメッセージや統合管理盤1から住戸内ネットワークに属さないネット端末宛に送信されるメッセージを中継するウェブサーバ機能を有している。但し、上述のようなインターネット接続機能を有する携帯端末PTやセンターサーバSVは従来周知であるから、詳細な構成についての図示並びに説明は省略する。 The center server SV is composed of a general-purpose computer device having a network function. The center server SV is a message addressed to the integrated management panel 1 transmitted from the portable terminal PT through the Internet, and is addressed to a network terminal that does not belong to the residential network from the integrated management panel 1. Web server function for relaying messages sent to However, since the portable terminal PT and the center server SV having the Internet connection function as described above are well known in the art, the detailed illustration and description thereof are omitted.
統合管理盤1は、分電盤としての機能と、住宅情報盤としての機能とを併せ持つものであり、図1に示すように、外部から住戸に供給される商用電源を一次側に受ける主幹ブレーカBsと、主幹ブレーカ1の二次側から分岐した電力路に挿入された複数の分岐ブレーカBmnと、エネルギマネジメント装置2と、統合装置TMと、電気機器コントローラC1とを備える。
The integrated management panel 1 has both a function as a distribution board and a function as a housing information panel. As shown in FIG. 1, the main breaker that receives commercial power supplied from the outside to the dwelling unit on the primary side. Bs, a plurality of branch breakers Bmn inserted in a power path branched from the secondary side of the main breaker 1, an
そして、分岐ブレーカBmnを介して分岐された各分岐電力路Lpmnは統合管理盤1外に導出されて、各電気機器Xmnに接続されて動作電源を供給している。 Each branch power path Lpmn branched via the branch breaker Bmn is led out of the integrated management panel 1 and connected to each electric device Xmn to supply operation power.
エネルギマネジメント装置2は、当該住戸全体の電気使用量を検出するとともに、各分岐ブレーカBmnを介して各電気機器Xmnで使用される使用電気量を分岐ブレーカBmn毎に検出して、検出データを分岐ブレーカBmn(分岐電力路Lpmn)毎に表示するウェブコンテンツ(ウェブページ)を生成するウェブサーバ機能を有しており、主幹ブレーカBsを流れる主幹電流の値を定期的に計測する主幹電流・電圧検出部CTVと、主幹電流・電圧から主幹ブレーカBsを介して供給されている住戸全体の電力(主幹電力)を演算する電力演算部2aと、各分岐ブレーカBmnを流れる分岐電流の値を分岐ブレーカBmn毎に検出する分岐電流検出部CTmnと、電力演算部2aで演算した主幹電力量の情報を取り込んで当該住戸全体の電力量(以下主幹電力量という)とを一定時間間隔で算出且つ積算する処理を行うとともに、各分岐電流検出部CTmnで計測した分岐電流値を入力されて、各分岐電流値と分岐電力路Lpmnに接続される電気機器の力率情報と分岐電力路Lpmnの電圧とに基づいて各分岐電力路Lpmnから電気機器へ供給される電力量(以下分岐電力量)を各分岐ブレーカBmnに対応付けて一定時間間隔で算出且つ積算する処理をし、主幹電力量及び各分岐電力量の積算値を主幹電気使用量、分岐電気使用量の履歴情報として記憶保持する演算部2bと、演算部2bから入力された主幹電力量、分岐電力量の情報に基づいて、主幹電力量(及び主幹電気使用量)や分岐電力量(及び分岐電気使用量)を表すウェブコンテンツや後述する報知のためのウェブコンテンツを生成する制御部2cとを備える。
The
演算部2bの構成を詳説すると、演算部2bは一定期間(例えば1ヶ月)での主幹電気使用量の上限値を省エネルギのための目標値(所定条件)として設定し、この目標値と刻々積算されている主幹電力量とを比較して、1ヶ月が経過する前に主幹電気使用量が目標値を越えたときに、制御部2cに対して目標値を超えたことを報知するウェブコンテンツを作成させる指示を与える機能と、目標値を毎月の始まりに、前月の主幹電気使用量の履歴情報に基づいて自動的に設定する目標値設定機能とを備えている。尚演算部2bには目標値を毎月の始まりに目標値を設定するためと、主幹電気使用量や分岐電気使用量の履歴情報を保存するためにカレンダー情報を得る時計部(図示せず)を内蔵しているものとする。
Describing the configuration of the
また制御部2cの構成を詳説すると、制御部2cは、電力量検知を行う分岐ブレーカBmnのデータ(分岐ブレーカの名称:分岐1、分岐2、...等)を予め格納しており、例えばリアルタイム的に主幹電力量及び分岐電力量を表示するための画像データ(例えば、分岐電力モニタ用画像データ)としてウェブコンテンツを作成したり、上述の主幹電気使用量が目標値を越えたというイベント発生を報知のためのウェブコンテンツを作成して、ネット端末からの要求に応じて当該ウェブコンテンツをネット端末に提供(配信)する機能(ウェブサーバ機能)を有し、LANケーブルを介してネット端末が接続される。
Further, the configuration of the control unit 2c will be described in detail. The control unit 2c stores in advance the data of the branch breaker Bmn for detecting the electric energy (name of the branch breaker: branch 1,
LANケーブルにはネット端末以外に上述した統合管理盤1内の統合装置TM、電気機器コントローラC1等が接続されている。 In addition to the network terminal, the integrated device TM in the integrated management panel 1 and the electric device controller C1 are connected to the LAN cable.
そして、住戸内にはリビング、寝室、子供部屋等の複数の部屋Rn(n=1,2,…)が設けられており、図1,図2において、例えば3つの部屋R1,R2,R3を備えたものとして、部屋R1内に設けた電気機器をX1n、部屋R2内に設けた電気機器をX2n、部屋R3内に設けた電気機器をX3nと称する(n=1,2,…)。 In the dwelling unit, a plurality of rooms Rn (n = 1, 2,...) Such as a living room, a bedroom, and a child room are provided. In FIGS. 1 and 2, for example, three rooms R1, R2, and R3 are provided. As provided, the electrical device provided in the room R1 is referred to as X1n, the electrical device provided in the room R2 is referred to as X2n, and the electrical device provided in the room R3 is referred to as X3n (n = 1, 2,...).
ここで、一般的には施工時に空調機器、床暖房機器等の固定機器、電源コンセント、照明器具等に用途別で且つ部屋別に分岐電力路Lpmnが配線され、分岐電力路Lpmnに対応する分岐ブレーカBmnはどの部屋のどの用途に対応するものかが一義的に決められている。 Here, in general, branch power paths Lpmn are wired according to usage and room to fixed equipment such as air conditioners and floor heaters, power outlets, lighting fixtures, etc. during construction, and branch breakers corresponding to the branch power paths Lpmn In Bmn, which room corresponds to which application is uniquely determined.
例えば統合管理盤1内の分岐ブレーカB1n(n=1,2,…)は分岐電力路Lp1n(n=1,2,…)を介して部屋R1内の電気機器X1nや、電源コンセント用電路に1:1の対応で個別に電力供給し、分岐ブレーカB3n(n=1,2,…)は、分岐電力路Lp3n(n=1,2,…)を介して部屋R3内の各電気機器X3nや電源コンセント用電路に1:1の対応で個別に電力供給し、同様に分岐ブレーカB20は、分岐電力路Lp20を介して部屋R2内の各電気機器X2nや電源コンセント用電路に1:nの対応で一括して電力供給している。 For example, the branch breaker B1n (n = 1, 2,...) In the integrated management panel 1 is connected to the electric device X1n in the room R1 or the power outlet circuit via the branch power path Lp1n (n = 1, 2,...). The power is individually supplied in a 1: 1 correspondence, and the branch breaker B3n (n = 1, 2,...) Is connected to each electric device X3n in the room R3 via the branch power path Lp3n (n = 1, 2,...). In addition, the branch breaker B20 supplies power to the electrical circuit for the power outlet individually in a 1: 1 correspondence. Similarly, the branch breaker B20 is connected to the electrical equipment X2n in the room R2 and the electrical circuit for the power outlet via the branch power path Lp20. Power is supplied collectively in response.
また、図1,図2において分岐ブレーカB1n,B3nの各分岐電流を検出する分岐電流検出部をCT1n,CT3n、分岐ブレーカB20の分岐電流を検出する分岐電流検出部をCT20と称す。 In FIG. 1 and FIG. 2, the branch current detectors for detecting the branch currents of the branch breakers B1n and B3n are referred to as CT1n and CT3n, and the branch current detector for detecting the branch current of the branch breaker B20 is referred to as CT20.
図3は、主幹ブレーカBs、分岐ブレーカBmn、分岐電流検出部CTmn周辺の詳細な構成を示し、主幹ブレーカBs、及び主幹電路11から分岐する分岐電路Lp(12a,12b)に設けられる分岐ブレーカBmnを備える統合管理盤1内に、各分岐電流を検出する複数のセンサSmnと、各センサSmnの検出出力に基づいて検出データを生成する複数のセンサユニットAmnと、各センサユニットAmnより分岐電流の検出データを収集し、収集した検出データを検出情報として出力する計測制御ユニットKaと、計測制御ユニットKaにセンサユニットAmnを鎖状に接続する伝送路6とを備えるとともに、統合管理盤1の外部に露出して設けられて使用者に計測制御ユニットKaから出力される検出情報の表示を行う表示ユニットKbを備えている。なお、センサSmn、センサユニットAmn、計測制御ユニットKaで上記分岐電流検出部CTmnを構成している。
FIG. 3 shows a detailed configuration around the main breaker Bs, the branch breaker Bmn, and the branch current detector CTmn. The main breaker Bs and the branch breaker Bmn provided on the branch circuit Lp (12a, 12b) branching from the
そして、複数のセンサユニットAmnは、伝送路6によって鎖状(数珠繋ぎ)に接続され、計測制御ユニットKaは、始端のセンサユニットA11にトリガ信号を出力するように構成され、各センサユニットAmnは、トリガ信号を受信すると検出データを生成して計測制御ユニットKaへ送信し、この後に末端側(次段)のセンサユニットにトリガ信号を出力するように構成されている。尚、分岐ブレーカB1n〜B2n〜B3n、センサS1n〜S2n〜S3nには、この順番に通し番号(No1、No2、No3、......)が付されている。
Then, the plurality of sensor units Amn are connected in a chain shape (in a daisy chain) by the
そして、主幹ブレーカBsの一次側には低圧配電線100が接続され、主幹ブレーカBsの二次側端子には主幹電路11が接続され、上記分岐電路Lpmnは、主幹電路11の電圧極11a,11bの一方に一端が接続された分岐電路12aと、主幹電路11の中性極11cに一端が接続された分岐路12bとで構成される。
And the low voltage distribution line 100 is connected to the primary side of the main breaker Bs, the main
主幹ブレーカBsは、低圧配電線100の電圧極101,102に接続される電源側端子(図示せず)及び中性極103に接続される電源側端子(図示せず)と、電圧極101,102に接続される電源側端子に各別に対応して電圧極となる2つの負荷側端子(図示せず)と、中性極103に接続される電源側端子に対応して中性極となる負荷側端子(図示せず)と、電源側端子と負荷側端子とが通電している際にはオン側に位置する操作ハンドルH1を備えている。そして主幹ブレーカBsは、電源側端子と負荷側端子との間に過電流が生じた際にはこれら端子間を遮断するとともに、操作ハンドルH1をオフ側に位置させるように構成されている。
The main breaker Bs includes a power supply side terminal (not shown) connected to the
分岐ブレーカBmnは、分岐路12a,12bの他端側をそれぞれ接続可能な分岐路用端子部(図示せず)と、負荷側の電源線(図示せず)を電気的に接続するための電源線用端子部(図示せず)と、通常時はオン側に位置する操作ハンドルH2とを備えている。そして、分岐ブレーカBmnは、分岐路用端子部と電源線用端子部との間に過電流が生じた際にこれら端子部間を遮断するとともに、操作ハンドルH2をオフ側に位置させるように構成されている。尚、主幹ブレーカBs及び分岐ブレーカBmnは、過電流だけではなく、短絡電流の発生に対しても回路を遮断するように構成してもよい。
The branch breaker Bmn is a power source for electrically connecting a branch path terminal portion (not shown) to which the other ends of the
一方、主幹電路11及び分岐電路12a,12bは、いずれも導電性を有する金属板から形成されており、その幅、厚み等は、主幹ブレーカの最大定格電流に合わせた最大電流容量を有するように設定されている。
On the other hand, the main
次に、センサSmnと、センサユニットAmnと、計測制御ユニットKaと、表示ユニットKbと、伝送路6とについて説明する。ここで、センサSmnと、センサユニットAmnと、伝送路6とは、プリント基板7上に形成されて一体化されており、まずプリント基板7について説明する。
Next, the sensor Smn, the sensor unit Amn, the measurement control unit Ka, the display unit Kb, and the
プリント基板7は、複数の絶縁板を積層してなる多層構造のもの(すなわち多層基板)であって、図4に示すように、プリント基板7を表裏に貫通する分岐路12b用の挿通孔7aを複数備えている。また、プリント基板7には、プリント基板7を表裏に貫通するスルーホール7bが、各挿通孔7aの周辺部に挿通孔7aを囲繞するように複数形成されている。さらに、プリント基板7には、各挿通孔7aの周辺部に表面から中層(表面と裏面との間の層)まで貫通するスルーホール7cが複数形成されている。そして、このプリント基板7の表面には、センサSmn及びセンサユニットAmnが実装されるとともに、伝送路6が形成されている。尚、センサユニットAmnは、ディスクリート半導体等の必要な電子部品を個々にプリント基板に実装することで構成してもよいし、必要な電子部品をIC化(集積化)したものであってもよい。また尚、プリント基板7としては、上記のような多層基板に限らず、両面基板を用いてもよい。
The printed
センサSmnは、各分岐ブレーカBmnに対応する分岐路12bの電流値、つまりは分岐ブレーカBmnに流れる電流値を検出するための電流センサである。このようなセンサSmnは、いずれも同様の構成を有するものであるから、センサS11についてのみ詳細に説明する。
The sensor Smn is a current sensor for detecting the current value of the
このセンサS11は、図4に示すように、上記のプリント基板7に形成されたコイル線路20からなるロゴスキコイルを有する電流センサであり、電流の微分形を検出出力として出力するものである。コイル線路20は、プリント基板7の挿通孔7aの周辺部のスルーホール7bを介してプリント基板7の表面に形成されたパターン21a(図4に実線で示す)及びプリント基板7の裏面に形成されたパターン21b(図4に点線で示す)を接続してなるコイル部21を有している。さらに、コイル部21の末端は、スルーホール7cを介して戻し線路22(図4に一点破線で示す)の一端側と接続されており、この戻し線路22は、他端側がコイル部21の末端側からコイル部21内を通ってコイル部21の始端側へ戻るようにプリント基板7の中層に形成されている。つまり、このセンサS11では、コイル部21の始端側と、戻し配線22の他端側とが、それぞれ入力端子として用いられる。
As shown in FIG. 4, the sensor S11 is a current sensor having a Rogowski coil composed of the
次にセンサユニットAmnは、センサSmnの検出出力に基づいて検出データを生成するものであって、センサSmnより取得した検出出力に基づいて電流値の実効値からなる検出データを生成し、動作開始用のトリガ信号を受信すると検出データを伝送用信号に変調して計測制御ユニットKaへ送信する。さらに、検出データの送信後には、次のセンサユニットAmnへトリガ信号を出力する。 Next, the sensor unit Amn generates detection data based on the detection output of the sensor Smn. The sensor unit Amn generates detection data including an effective value of the current value based on the detection output acquired from the sensor Smn, and starts operation. When the trigger signal is received, the detection data is modulated into a transmission signal and transmitted to the measurement control unit Ka. Furthermore, after transmitting the detection data, a trigger signal is output to the next sensor unit Amn.
計測制御ユニットKaは、センサユニットAmnが出力する伝送用信号を復調して検出データを取り出し、受信した検出データを順次演算部2bへ出力する機能と、センサユニットから検出データを収集するためのトリガ信号を始端のセンサユニットA11へ出力する機能と、検出データに応じた表示用データを生成して表示ユニットKbへ出力する機能とを備える。
The measurement control unit Ka demodulates the transmission signal output by the sensor unit Amn, extracts detection data, and sequentially outputs the received detection data to the
表示ユニットKbは、例えば各分岐ブレーカBmnに対応した複数のLEDを具備し、計測制御ユニットKaから出力される表示用データに基づいて、分岐ブレーカBmnの番号と、その分岐ブレーカBmnに対応する電流値との表示をLEDの消灯、点滅、点灯、あるいは色の変化等で行うようにされており、LEDを統合管理盤1外に露出させた状態で統合管理盤1内に設けている。 The display unit Kb includes, for example, a plurality of LEDs corresponding to each branch breaker Bmn, and the number of the branch breaker Bmn and the current corresponding to the branch breaker Bmn based on the display data output from the measurement control unit Ka. The value is displayed by turning off, blinking, turning on, or changing the color of the LED, and is provided in the integrated management panel 1 with the LED exposed to the outside of the integrated management panel 1.
伝送路6は、図3に示すように、計測制御ユニットKaにセンサユニットAmnを、トリガ用伝送線60とデータ用伝送線61とグラウンド線62との3線を用いて接続するものである。ここで、トリガ用伝送線60は、計測制御ユニットKaが出力するトリガ信号を始端のセンサユニットA11に1対1で接続する接続線60aと、センサユニットから順次送信されるトリガ信号を末端側(次段)のセンサユニットに1対1で接続する送り用接続線60b〜60pとからなり、計測制御ユニットKaに、センサユニットAmnを鎖状に接続するものである。
As shown in FIG. 3, the
また、データ用伝送線61は、計測制御ユニットKaに各センサユニットAmnが出力する検出データを接続するものであり、グラウンド線62は、計測制御ユニットKa及び各センサユニットAmn等においてトリガ用伝送線60及びデータ用伝送線61の電圧基準として用いられるものである。尚、グラウンド線62については図面の簡略化のためにセンサユニットAmnとの接続部分の図示は省略している。
The
このように、センサSmnとしてプリント基板7に形成したコイル線路20を用いれば、主幹ブレーカBsや、分岐ブレーカBmn、主幹電路11、分岐電路12a,12b等によって利用できるスペースが狭くなっている統合管理盤1の筐体内でも、センサSmnを効率的に配置できるという効果を奏する。また、センサSmnが統合管理盤1の施工時に邪魔にならず、統合管理盤1の施工性を損なうことがないという効果を奏する。さらに、このようなセンサSmnは、空芯のものであるから、鉄芯(磁気コア)がないため小型化、及び軽量化を図れるという効果を奏し、しかも鉄芯による飽和がないという利点があり、これによりダイナミックレンジが広く、大電流を検出できる電流センサを得ることが可能になるという効果を奏する。
As described above, when the
また、図5はセンサSmnの別の構造を示しており、プリント基板7に形成されたトロイダルコイル31を備える。トロイダルコイル31は、巻き進み方向の巻き進みコイル32(以下、進みコイルという)と、巻き戻し方向の巻き戻しコイル33(以下、戻しコイルという)とを有し、それらが同じプリント基板7上に二重形成され、直列に連続接続されている。これらの進みコイル32、戻しコイル33は、プリント基板7の表裏両面に挿通孔7aから放射状に形成された放射状ライン34と、この複数の放射状ライン34間を接続する外周上に等ピッチ間隔で表裏面に設けられた接続部35と、表裏の放射状ライン34と接続部35とを電気的に連続接続するスルーホール36とにより形成される。これらの放射状ライン34および接続部35は、図5において、プリント基板7の表面側において濃い実線で示され、裏面側において白抜きの実線で示されている。
FIG. 5 shows another structure of the sensor Smn, which includes a
接続部35は、表裏両面において、隣接する放射状ラインを避けるように引き回し形成される。また、接続部35は、進みコイル32、戻しコイル33において、接続部35の表面側コイルと裏面側コイルをスルーホール36aによる繋ぎ部で接続するとともに、この繋ぎ部は、繋ぎ部を挟んで両コイルの表面側と裏面側とが略等分の長さになるように配設されている。
The connecting
スルーホール36は、挿通孔7aの中心7dを略中心とする挿通孔7aに遠い側及び近い側の円周上にスルーホール36a,36bを等間隔に同数配設されるとともに、戻しコイル33における表裏の放射状ライン34及び接続部35(35b)の各端部である境界部分には、表裏の放射状ライン34および接続部35(35b)間を接続するスルーホール36c,36dが設けられている。この36c,36dは、スルーホール36a,36bを結ぶ直線に対して対称に配設されている。また、最外周上に存在するスルーホール36a(半径R1の円周上とする)と接続部35を接続する円周上のスルーホール36c,36d(半径R2の円周上とする)は、外部磁界に対して影響を抑えるため、半径R1,R2の差はできるだけ小さいことが望ましく、この半径R1とR2の差は、プリント基板の製造上の制約(ライン幅、スルーランド径)から、具体的には1mm以下としている。
The same number of through
放射状ライン34は、挿通孔7aの中心7dを略中心として放射状に一定ピッチでプリント基板7上に配列されている。放射状ライン34および接続部35を構成する導体部は、プリント基板7に銅箔で形成され、この銅箔は、例えばガラス入りエポキシ樹脂からなる両面プリント基板をエッチング加工することにより形成することができる。
The radial lines 34 are arranged on the printed
接続部35は、放射状ライン34の外周側の端部(ここでは、放射状ライン34および接続部35との境界部分となり、例えば、戻しコイル33ではスルーホール36cまたは36dを指し、進みコイル32においては、戻しコイル33のスルーホール36cまたは36dに対応する進みコイル32の放射状ライン34上のラインとなる)から円周方向に延設され、複数の放射状ライン34間を電気的に接続する。そして、スルーホール36(36a〜36d)を介して、プリント基板7の表裏両面に形成された複数の放射状ライン34の端部および接続部35と、反対側の面にある放射状ライン34の端部および接続部35とが電気的に直列に接続されることにより、プリント基板7を導体部で巻回するコイルが形成される。
The
進みコイル32は、表側および裏側における放射状ライン34および進みコイル32の接続部35aを、接続部35aの中間位置に設けられたスルーホール36aを繋ぎ部として、スルーホール36aで電気的に接続することにより一巻きのコイルを形成する。同様に、戻しコイル33は、表側および裏側における放射状ライン34および戻しコイル33の接続部35bを互いにスルーホール36(36a,36c,36d)で電気的に接続することにより一巻きのコイルを形成する。そして、この進みコイル32および戻しコイル33の一巻きのコイルのピッチは、等しく形成されている。また、接続部35は、隣接する放射状ライン34を避けるように引き回して形成され、両コイル32,33の接続部35と放射状ライン34によるコイルパターンは、プリント基板7の表裏で同一形状として形成されている。以上の構成により、トロイダルコイル31のコイルを形成する導体部(導体膜)は、プリント基板7の挿通孔7aの中心7dの中心軸に関してほぼ対称に、かつ均一に形成される。また、このセンサSmnを用いた電流測定では、挿通孔7aに電流が流れる被測定導体が通され、この電流による磁界の磁束が両コイル32,33の断面領域を通ることにより発生する誘導電流を検出する。
The
図6は、統合管理盤1内における主幹ブレーカBs、分岐ブレーカBmn、分岐電流検出部CTmn等の配置を示す一部分解斜視図であり、主幹ブレーカBsの横に電流センサブロックSBが配置され、電流センサブロックSBは、上記センサSmn、センサユニットAmn、伝送路6を形成したプリント基板7を、長尺状のブロック本体SB1の短手方向の両側に対向して取り付けて構成される。そして、複数の分岐ブレーカBmnが、電流センサブロックSBの両側に長手方向に沿って並設されており、各分岐ブレーカBmnは、その分岐路用端子部が各センサSmnに対向するように配置されて、分岐ブレーカBmnとセンサSmnとの間の配線作業が容易に行えるようにしている。また、電流センサブロックSBの上方には、スペーサ40を介して設けた矩形枠上のブラケット41に表示ユニットKbを取り付けており、表示ユニットKbの各LEDが統合管理盤1外に露出して、各分岐電流の概略値を表示している。
FIG. 6 is a partially exploded perspective view showing the arrangement of the main breaker Bs, the branch breaker Bmn, the branch current detection unit CTmn and the like in the integrated management panel 1, and a current sensor block SB is arranged beside the main breaker Bs. The sensor block SB is configured by attaching the printed
図1に示す統合装置TMは、LANケーブルを介して、盤内の制御部2cや電気機器コントローラC1、盤外のパソコンPC、表示制御装置CVが接続されるとともに、インターネットを通じてセンターサーバSVや携帯電話機MP、又は他のネット端末に接続しており、パケット処理機能、経路切換機能、ネットワークセキュリティ機能、UPnP(ユニバーサル・プラグ・アンド・プレイ)のコントロールポイントの機能等を有して、ネットワークにおけるデータ授受をコントロールしている。 The integrated device TM shown in FIG. 1 is connected to a control unit 2c in the panel, an electric device controller C1, a personal computer PC outside the panel, and a display control device CV via a LAN cable, and a center server SV or a mobile phone through the Internet. Connected to the telephone MP or other network terminal, it has packet processing function, path switching function, network security function, UPnP (Universal Plug and Play) control point function, etc. I control the giving and receiving.
電気機器コントローラC1は、統合装置TMと日本電機工業会(JEMA)の統一規格に適合した電気機器Xmnとのインタフェース機能を有し、統合装置TMを介してネット端末から制御要求のメッセージを受け取ったときに制御ケーブルLjを介して各電気機器Xmnを個別に制御して運転(照明器具の場合は点灯)と停止(照明器具の場合は消灯)を切り換え、統合装置TMを介してネット端末から監視要求のメッセージを受け取ったときに制御ケーブルLjを介して各電気機器Xmnの動作状態(運転<点灯>又は停止<消灯>)を個別に取得するとともに、制御要求や監視要求に対する応答(各電気機器Xmnの動作状態)のメッセージを要求メッセージの送信元であるネット端末に向けて統合装置TMを介して送信させる機能(制御監視機能)を有する。 The electric device controller C1 has an interface function between the integrated device TM and the electric device Xmn conforming to the unified standard of the Japan Electrical Manufacturers' Association (JEMA), and has received a control request message from the network terminal via the integrated device TM. Sometimes each electric device Xmn is individually controlled via the control cable Lj to switch between operation (lighting for lighting fixtures) and stop (lighting off for lighting fixtures) and monitoring from the network terminal via the integrated device TM When the request message is received, the operation state (operation <lighting> or stop <lighting>) of each electric device Xmn is individually acquired via the control cable Lj, and a response to each control request or monitoring request (each electric device) Xmn (operating state) message is sent to the network terminal that is the source of the request message via the integrated device TM (control supervision) Visual function).
また電気機器コントローラC1は、自己の配下にある電気機器Xmnの機器名称情報等を予め格納しており、電気機器Xmnの名称並びに動作状態を文字や記号で表示するためのウェブコンテンツを作成し、ネット端末からの要求に応じて当該ウェブコンテンツをネット端末に提供(配信)する機能(ウェブサーバ機能)も有している。 In addition, the electrical device controller C1 stores in advance device name information of the electrical device Xmn under its control, creates web content for displaying the name and operation state of the electrical device Xmn with characters and symbols, It also has a function (web server function) for providing (distributing) the web content to the network terminal in response to a request from the network terminal.
上記のように構成された電力監視システムでは、住戸内のパソコンPCや表示制御装置CV、又はインターネットに接続された携帯端末PT等のネット端末からエネルギマネジメント装置2に電力モニタ要求のメッセージを送信し、エネルギマネジメント装置2の制御部2cが統合装置TMを介して電力モニタ要求を受信すると、制御部2cで生成した電力モニタ用画像データを、統合装置TMを介して、電力モニタ要求を送信してきたネット端末に向けて送信する。
In the power monitoring system configured as described above, a power monitoring request message is transmitted to the
画像データを受信したパソコンPC、表示制御装置CV、携帯端末PT等のネット端末では、当該画像データが各ネット端末のモニタ画面に表示され、主幹電力量及び分岐ブレーカBmn毎の分岐電力量をモニタできる。図7は、ネット端末で表示された分岐電力モニタ用画像を示しており、分岐ブレーカBmn毎の分岐電力量を棒グラフG1で表している。尚、電力量のモニタ画面は、電力量のグラフ表示以外に、日時表示や、メニュー画面に遷移するメニューボタン、前ページや後ページに遷移する前ページボタン及び後ページボタン、過去の電力量のデータを表示する履歴ボタン等が設けられている。 In network terminals such as personal computers PC, display control devices CV, and portable terminals PT that have received image data, the image data is displayed on the monitor screen of each network terminal, and the main power and the branch power for each branch breaker Bmn are monitored. it can. FIG. 7 shows a branch power monitor image displayed on the network terminal, and the branch power amount for each branch breaker Bmn is represented by a bar graph G1. In addition to the power graph display, the power monitor screen displays the date and time, the menu button that transitions to the menu screen, the previous page button and the rear page button that transition to the previous page and the subsequent page, and the past power amount. A history button for displaying data is provided.
このように、分岐ブレーカBmn毎に供給している電力量をユーザがネット端末を用いて随時監視できるので、無駄な電力消費をしている分岐電力系統を特定することができ、ユーザは、特定された分岐電力系統に接続している電気機器Xmnに対して、停止、消灯等の具体的な操作を行うことで、容易に省エネルギー化を図ることができる。 In this way, since the user can monitor the amount of power supplied for each branch breaker Bmn at any time using the network terminal, it is possible to identify the branch power system that is wasting power consumption, and the user can specify Energy saving can be easily achieved by performing specific operations such as stopping and turning off the electrical device Xmn connected to the branched power system.
さらに、本実施形態では、エネルギマネジメント装置2の演算部2bが主幹電気使用量と目標値とを刻々比較しており、この比較において主幹電気使用量が目標値を超えたときに演算部2bは超えたことを報知するように制御部2cに通知する。これにより制御部2cは、主幹電気使用量が目標値を超えたことを報知するためのウェブコンテンツを作成し、ネット端末から統合装置TMを介して電力モニタ要求を送信してきたときに当該ネット端末に主幹電気使用量が目標値を超えたことを報知するためのウェブコンテンツを配信する。図8(a)はネット端末で表示された報知用画像を示しており、この画像では、主幹電気使用量が目標値を超えたことを報知するメッセージとともに超えるまでの期間を示している。
Further, in the present embodiment, the
この画像を見たユーザは画像上の確認ボタンをクリックすることで、確認したことをウェブコンテンツを通じてエネルギマネジメント装置2の制御部2cに知らせると、制御部2cは報知用のページから上述の電力モニタ要求に対応するページの配信に切り換える処理を行う。
When the user who sees this image notifies the control unit 2c of the
そしてエネルギマネジメント装置2の演算部2bは時計部のカレンダー情報に基づいて月の切り替わり時に、記憶している前月の主幹電気使用量の履歴情報に基づいて、当月の目標値を算出して目標値を更新する処理を行う。この場合履歴情報が示す前月の主幹電気し電力量の積算値に対して省エネルギ方向(マイナス方向)に目標値を設定する。
Then, the
この目標値の設定に用いる履歴情報としては、演算部2bに記憶している前月の履歴情報を用いているが、演算部2bの記憶部の容量等を考慮して履歴情報を毎月の最終日にセンターサーバSVへ転送して保存させ、目標値の設定時にセンターサーバSVで保存している履歴情報を参照するようにしても良い。
As the history information used for setting the target value, the previous month's history information stored in the
また、空調機器等季節性のある電気機器の使用を考慮する場合には、目標値を設定するに当たり、前年の同月の履歴情報に基づいて設定するようにしても良い。この場合も、エネルギマネジメント装置2の演算部2bの記憶容量等を考慮してセンターサーバSVで履歴情報を保存するようにすれば良い。
Further, when considering the use of electrical equipment with seasonality such as air conditioning equipment, the target value may be set based on the history information of the same month of the previous year. Also in this case, the history information may be stored in the center server SV in consideration of the storage capacity of the
またセンターサーバSVにおいて管理する各住戸の当月の主幹電気使用量を収集し、その収集した積算値に基づいて省エネルギに対応した電力使用住戸の順位付けを行い、その順位付けの表示を行うウェブコンテンツをネット端末に配信することで、省エネルギを促すようなサービスを行っても良い。この順位付けは地域別や住戸の世帯人数別で行っても勿論良い。 In addition, the main electricity usage amount of each dwelling unit managed in the center server SV is collected for this month, the dwelling units using power corresponding to energy saving are ranked based on the accumulated value, and the ranking is displayed. A service that promotes energy saving may be performed by distributing content to a network terminal. Of course, this ranking may be done by region or by the number of households in the dwelling unit.
図8(b)は携帯端末PTでのウェブコンテンツの表示例を、同図(c)はパソコンPCや表示制御装置CVでのウェブコンテンツの表示例を示す。 FIG. 8B shows a display example of web content on the portable terminal PT, and FIG. 8C shows a display example of web content on the personal computer PC and the display control device CV.
更に、主幹電気使用量が目標値を越えたときに制御部2cで報知のためのウェブコンテンツを作成しているが、特定の電気機器の動作をコントローラC1を通じて停止させるようにしても良い。勿論報知と制御とを併用するようにしても良い。 Furthermore, although the web content for notification is created by the control unit 2c when the main electricity usage exceeds the target value, the operation of a specific electric device may be stopped through the controller C1. Of course, notification and control may be used in combination.
また、1ヶ月単位の目標値に基づいて1日当たりの目標値を設定し、該目標値と当日の主幹電気使用量とを比較して、目標値を主幹電気使用量が越えた場合にも上述と同様な報知や制御を行うようにしても良い。
(実施形態2)
実施形態1ではエネルギマネジメント装置2の演算部2bが目標値を設定する際に用いる履歴情報は、当該エネルギマネジメント装置2を設置している住戸での主幹電気使用量の履歴情報であったが、本実施形態では、センターサーバSVにおいて、各住戸での履歴情報を収集するとともに、地域性(例えば都道県、市町村)が共通の住戸をグループ化して履歴情報を地域別に分ける機能を持たせ、エネルギマネジメント装置2から目標値を設定するために履歴情報の参照要求があると、当該エネルギマネジメント装置2を設置している住戸の所属地域に対応した他の住戸の履歴情報を当該エネルギマネジメント装置2に対してインターネットと当該住戸の統合装置TMを介して与えるようにしたものである。この場合の履歴情報は、前月の履歴情報でも或いは前年の同月の履歴情報でも良い。
The target value per day is set based on the target value in units of one month, and the target value is compared with the main electricity usage amount on the current day. You may make it perform the alerting | reporting and control similar to.
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the history information used when the
而して目標値設定を行おうとしているエネルギマネジメント装置2の演算部2bでは、センターサーバSVから受け取った履歴情報から同一地域の住戸での主幹電気使用量から、例えば平均値等を算出してその算出値に基づいて目標値を設定する。これにより気温や降雨などの天候や、生活様式が似ている地域特性を考慮した目標値を精度良く設定することができることになる。
Thus, the
尚地域別ではなく、例えば各住戸の家族構成(世帯人数や世帯の年齢構成)の情報に基づき、同じ家族構成の住戸をグループ化し、収集した履歴情報を家族構成別に分ける機能をセンターサーバSVに持たせ、エネルギマネジメント装置2から目標値を設定するために履歴情報の参照要求があると、当該エネルギマネジメント装置2を設置している住戸と同じ家族構成の他の住戸の履歴情報を当該エネルギマネジメント装置2に対してインターネットと当該住戸の統合装置TMを介して与えるようにしても良い。この場合の履歴情報は、前月の履歴情報でも或いは前年の同月の履歴情報でも良い。
The center server SV has a function for grouping the dwelling units having the same family structure and dividing the collected history information according to the family structure, for example, based on the information of the family structure (number of households and age structure of each household) of each dwelling unit. If there is a reference request for history information to set a target value from the
而して目標値設定を行おうとしているエネルギマネジメント装置2の演算部2bでは、センターサーバSVから受け取った履歴情報から同一家族構成の住戸での主幹電気使用量から、例えば平均値等を算出してその算出値に基づいて目標値を設定する。これにより電気機器の使用傾向が似た家族特性を考慮した目標値を精度良く設定することができることになる。
Thus, the
1 統合管理盤
2 エネルギマネジメント装置
Bs 主幹ブレーカ
Bm 分岐ブレーカ
CTV 主幹電流・電圧検出部
CTmn 分岐電流検出部
2a 電力演算部
2b 演算部
2c 制御部
TM 統合装置
C1 電気機器コントローラ
PC パソコン
CV 表示制御装置
PT 携帯端末
Xmn 電気機器
SV センターサーバ
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