JP2009165249A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として住宅、店舗、オフィスビルなどの建築物に配置された機器への給電を行う電力供給システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply system that mainly supplies power to equipment arranged in a building such as a house, a store, or an office building.
従来から、直流電力を供給する配線から受電する電気装置が、電力消費の開始前に動作開始を示す信号を送信し、また他の電気装置がこの信号を受信することによって、電気装置が連携して配線からの電力を消費するものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術は、電気装置同士が連携して受電することにより、電力の流れを適正化するものである。
ところで、特許文献1では、配線に過大な電流が流れないようにすることが可能であるが、電気装置(機器)の使用により電源装置が過負荷になるときに、どの電気装置を利用するかについては考慮されていない。 By the way, in Patent Document 1, it is possible to prevent an excessive current from flowing in the wiring, but which electric device is used when the power supply device is overloaded due to the use of the electric device (apparatus). Is not considered.
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、機器の使用によって許容された電力容量を超える可能性があるときに、機器の優先度に基づいて、機器側において使用する電力が制限されるようにし、電力供給線路の線間電圧の低下により機器が使用できなくなったり、過電流によって電力供給部の負担が大きくなったり、電力供給線路に設けたブレーカが遮断されたりするといった不都合を回避できる電力供給システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to be used on the device side based on the priority of the device when there is a possibility of exceeding the power capacity allowed by the use of the device. The power is limited, the equipment cannot be used due to the drop in the line voltage of the power supply line, the load on the power supply part increases due to overcurrent, or the breaker provided on the power supply line is cut off An object of the present invention is to provide a power supply system that can avoid such inconveniences.
請求項1の発明は、電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能であって機器が動作を開始するときに電力供給部に開始要求を通知する受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電力と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、給電側通信部で開始要求を受信したときに開始要求を行った受電制御部に対応する機器の使用電力と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部の電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力と情報抽出部で抽出した使用電力との比較結果により開始要求を行った受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、動作指示部は、使用電力が余裕電力の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電力が余裕電力を超える場合は、動作中の機器の中に開始要求を行った受電制御部に対応する機器よりも優先度の低い機器がなければ、開始要求を行った受電制御部に対応する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に開始要求を行った受電制御部に対応する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする。 The invention of claim 1 includes a power supply unit that supplies power to a plurality of devices via a power supply line, and a power reception control unit that controls power reception from the power supply line to each device, and a power reception control unit Includes a power receiving side communication unit that is communicable with the power supply unit and notifies the power supply unit of a start request when the device starts operation, and the power supply unit communicates with the power receiving side communication unit Corresponds to the power supply side communication unit, the device information storage unit that stores the power used and the priority associated with each device, and the power reception control unit that made the start request when the power supply side communication unit received the start request Information extraction unit that extracts power consumption and priority of the device to be used from the device information storage unit, and marginal power and information extraction that is the difference between the power capacity of the power supply unit and the supply power supplied to the operating device The start request was made based on the comparison result with the power consumption extracted in the department. An operation instructing unit for instructing whether to accept power to the power control unit, and the operation instructing unit allows the power receiving control unit to receive power when the power used is within the range of surplus power, and the power used exceeds the surplus power. If there is no device with a lower priority than the device corresponding to the power reception control unit that made the start request among the operating devices, the operation of the device corresponding to the power reception control unit that made the start request is rejected. If there is a device with a lower priority than the device corresponding to the power reception control unit that made the start request among the devices in operation, the operation of the device with a higher priority is restricted by restricting the operation of the device with a lower priority. It is characterized by permitting power reception.
請求項2の発明は、電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能である受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電力と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、機器ごとの動作の開始を予想する使用予想部と、使用予想部で予想された機器の使用前における規定のタイミングで当該機器の使用電力と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部の電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力と情報抽出部で抽出した使用電力との比較結果により動作を開始する機器に対応する受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、動作指示部は、使用電力が余裕電力の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電力が余裕電力を超える場合は、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器がなければ、動作を開始する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする。 The invention of claim 2 includes a power supply unit that supplies power to a plurality of devices via a power supply line, and a power reception control unit that controls power reception from the power supply line to each device, and a power reception control unit Includes a power receiving side communication unit capable of communicating with the power supply unit, and the power supply unit relates power usage and priority for each device, and power supply side communication unit communicating with the power receiving side communication unit. The device information storage unit stored, the usage prediction unit that predicts the start of operation for each device, and the power usage and priority of the device at the specified timing before use of the device predicted by the usage prediction unit Comparison result between the information extraction unit extracted from the device information storage unit and the marginal power, which is the difference between the power capacity of the power supply unit and the supply power supplied to the operating device, and the used power extracted by the information extraction unit To the power reception control unit corresponding to the device that starts operation. An operation instruction unit for instructing whether power can be used. The operation instruction unit permits the power reception control unit to receive power when the power used is within the range of surplus power, and operates when the power used exceeds the surplus power. If there is no device with lower priority than the device that starts the operation, the operation of the device that starts the operation is rejected, and the device that is operating has a priority higher than the device that starts the operation. If there is a low device, the operation of the low priority device is restricted to allow power reception by the high priority device.
請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明において、前記動作指示部は、前記使用電力が前記余裕電力を超える場合であって、優先度の低い前記機器の動作を制限する前に当該機器に対応する前記受電制御部に通知し、受電制御部は動作指示部から機器の動作を制限する通知を受けると報知する報知部を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the operation instructing unit is a case where the power consumption exceeds the marginal power and before the operation of the device with a low priority is restricted. The power reception control unit corresponding to the device, and the power reception control unit includes a notification unit that notifies when receiving a notification that restricts the operation of the device from the operation instruction unit.
請求項4の発明では、請求項1または請求項2の発明において、前記動作指示部は、前記使用電力が前記余裕電力を超える場合であって、優先度の低い前記機器の動作を制限する際に、当該機器で使用可能な電力を当該機器に対応する前記受電制御部に通知し、受電制御部では通知された電力の範囲内で当該機器に受電させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the operation instruction unit is configured to limit the operation of the device having a low priority when the used power exceeds the marginal power. In addition, power that can be used by the device is notified to the power reception control unit corresponding to the device, and the power reception control unit causes the device to receive power within the range of the notified power.
請求項5の発明では、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明において、前記受電制御部は、前記電力供給線路に接続されかつ前記機器が着脱可能に接続されるアウトレットに設けられていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the power reception control unit is provided at an outlet connected to the power supply line and detachably connected to the device. It is characterized by that.
請求項6の発明では、請求項5の発明において、前記受電制御部は、前記アウトレットに接続された前記機器の動作時において機器が消費する電力を取得し、前記機器情報記憶部に記憶させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, the power reception control unit acquires power consumed by the device during operation of the device connected to the outlet, and stores it in the device information storage unit. It is characterized by.
請求項7の発明では、請求項1ないし請求項6のいずれかの発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, in any one of the first to sixth aspects of the invention, the power supply unit supplies direct current power, and the device is a direct current device driven by direct current power. .
請求項8の発明では、電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能であって機器が動作を開始するときに電力供給部に開始要求を通知する受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電力と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、給電側通信部で開始要求を受信したときに開始要求を行った受電制御部に対応する機器の使用電流と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部に許容された電流容量と動作中の機器に供給している供給電流との差分である余裕電流と情報抽出部で抽出した使用電流との比較結果により開始要求を行った受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、動作指示部は、使用電流が余裕電流の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電流が余裕電流を超える場合は、動作中の機器の中に開始要求を行った受電制御部に対応する機器よりも優先度の低い機器がなければ、開始要求を行った受電制御部に対応する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に開始要求を行った受電制御部に対応する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする。 The invention according to claim 8 includes a power supply unit that supplies power to a plurality of devices via the power supply line, and a power reception control unit that controls power reception from the power supply line to each device. Includes a power receiving side communication unit that is communicable with the power supply unit and notifies the power supply unit of a start request when the device starts operation, and the power supply unit communicates with the power receiving side communication unit Corresponds to the power supply side communication unit, the device information storage unit that stores the power used and the priority associated with each device, and the power reception control unit that made the start request when the power supply side communication unit received the start request The margin of current that is the difference between the current extraction capacity that is extracted from the device information storage unit and the current capacity allowed by the power supply unit and the supply current that is supplied to the active device Start with the comparison result of the current used and the current extracted by the information extraction unit An operation instructing unit for instructing whether or not to accept power to the power receiving control unit that issued the request, and the operation instructing unit permits the power receiving control unit to receive power when the operating current is within the range of the surplus current. If the surplus current is exceeded, if there is no device with a lower priority than the device corresponding to the power reception control unit that has requested start in the operating device, the device corresponding to the power reception control unit that has requested start If there is a device with a lower priority than the device corresponding to the power reception control unit that has refused operation and made a start request, the priority of the device is restricted by restricting the operation of the device with a lower priority. It is characterized by permitting power reception at high equipment.
請求項9の発明では、電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能である受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電流と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、機器ごとの動作の開始を予想する使用予想部と、使用予想部で予想された機器の使用前における規定のタイミングで当該機器の使用電流と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部に許容された電流容量と動作中の機器に供給している供給電流との差分である余裕電流と情報抽出部で抽出した使用電流との比較結果により動作を開始する機器に対応する受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、動作指示部は、使用電流が余裕電流の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電流が余裕電流を超える場合は、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器がなければ、動作を開始する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする電力供給システム。 The invention according to claim 9 includes a power supply unit that supplies power to a plurality of devices via the power supply line, and a power reception control unit that controls power reception from the power supply line to each device, and a power reception control unit Includes a power receiving side communication unit that can communicate with the power supply unit, and the power supply unit relates a power supply side communication unit that communicates with the power receiving side communication unit, and a use current and a priority for each device. The device information storage unit stored, the use prediction unit that predicts the start of operation for each device, and the usage current and priority of the device at the specified timing before use of the device predicted by the use prediction unit An information extraction unit that is extracted from the device information storage unit, a margin current that is a difference between a current capacity allowed for the power supply unit and a supply current that is supplied to the device in operation, and a use current that is extracted by the information extraction unit It corresponds to the device that starts operation by the comparison result of An operation instruction unit for instructing whether or not to allow power reception to the power control unit. The operation instruction unit permits the power reception control unit to receive power when the current used is within the range of the surplus current, and the current used exceeds the surplus current. If there is no device with lower priority than the device that starts the operation, the operation of the device that starts the operation is rejected, and the device that is starting the operation If there is a low-priority device, the power supply system is characterized by permitting power reception by a high-priority device by restricting the operation of the low-priority device.
請求項1の発明の構成によれば、機器の使用を新たに開始するときに当該機器の使用電力を求め、求めた使用電力が、電力供給部に許容された電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力の範囲内であるときには、そのまま機器の使用を許可し、新たに使用する機器の使用電力が余裕電力を超える場合には、機器間の優先度を用いて優先度の低い機器の動作を制限するから、少なくとも優先度の高い機器は動作が可能になる。また、優先度の低い機器は動作が制限されることにより、低出力で動作したり停止することになるが、電力供給部において給電を停止させることがないから、電力供給線路に接続されている他の機器は動作を継続することができる。すなわち、機器側で使用電力を制限することによって、電力供給線路の線間電圧の低下により機器が使用できなくなったり、過電流によって電力供給部の負担が大きくなったり、電力供給線路に設けたブレーカが遮断されたりするといった不都合を回避することが可能になる。 According to the configuration of the first aspect of the invention, when the use of a device is newly started, the power consumption of the device is obtained, and the obtained power consumption is determined by the power capacity allowed by the power supply unit and the device in operation. When it is within the marginal power range that is the difference from the supplied power supply, the device is allowed to be used as it is, and when the power consumption of the newly used device exceeds the marginal power, the priority between the devices Since the operation of a device with a low priority is limited by using, at least a device with a high priority can operate. In addition, low-priority devices are operated or stopped at low output due to limited operations, but are not connected to the power supply line because they do not stop power supply in the power supply unit. Other devices can continue to operate. In other words, by limiting the power used on the device side, the device cannot be used due to a decrease in the line voltage of the power supply line, the load on the power supply unit increases due to overcurrent, or the breaker provided on the power supply line Can be avoided.
請求項2の発明の構成によれば、機器ごとに動作の開始を予想し、予想された機器の使用を新たに開始する前に当該機器の使用電力をあらかじめ求めておき、求めた使用電力が、電力供給部に許容された電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力の範囲内であるときには、そのまま機器の使用を許可し、新たに使用する機器の使用電力が余裕電力を超える場合には、機器間の優先度を用いて優先度の低い機器の動作を制限する。したがって、請求項1と同様の効果を奏する。さらに、請求項1の構成では、開始要求を行ってから優先度の判断などを行っているが、請求項2の構成では、予想される使用開始に対して事前に優先度の判断などを行うから、利用者が機器の使用を指示してから受電制御部に指示が与えられるまでの時間は請求項1の構成のほうが短くなる。 According to the configuration of the invention of claim 2, the start of operation is predicted for each device, and the power consumption of the device is obtained in advance before the predicted use of the device is newly started. When the power capacity allowed by the power supply unit is within the range of the marginal power that is the difference between the supply power supplied to the operating device, the use of the device is allowed as it is and the newly used device When the power used exceeds the surplus power, the operation of the low priority device is limited using the priority between the devices. Therefore, an effect similar to that of the first aspect is obtained. Further, in the configuration of claim 1, the priority is determined after the start request is made. However, in the configuration of claim 2, the priority is determined in advance for the expected start of use. From the time when the user gives an instruction to use the device to the time when the instruction is given to the power reception control unit, the configuration of claim 1 is shorter.
請求項3の発明の構成によれば、機器において動作が制限されるときには報知されることにより、機器が停止するか機器の出力が低下するという事象が生じたときに、利用者は電力容量の制限によって当該事象が生じたことを認識するから、利用者に不安を感じさせることがない。 According to the configuration of the invention of claim 3, when the operation is restricted in the device, the user is notified of the power capacity when an event that the device is stopped or the output of the device is reduced occurs. Since it recognizes that the event has occurred due to restrictions, it does not make the user feel uneasy.
請求項4の発明の構成によれば、受電制御部において機器で受電可能な電力を調節するから、機器を動作させる電力がわずかでも供給可能であれば、機器の使用を継続することができ、電力容量の不足により機器が停止する事態を極力避けることができる。 According to the configuration of the invention of claim 4, since the power that can be received by the device is adjusted in the power reception control unit, if even a small amount of power for operating the device can be supplied, the use of the device can be continued. It is possible to avoid as much as possible the situation where the equipment stops due to insufficient power capacity.
請求項5の発明の構成によれば、受電制御部をアウトレットに設けているから、受電側通信部を備える受電制御部を設けていない一般の機器であっても上述した動作が可能になる。 According to the configuration of the fifth aspect of the invention, since the power reception control unit is provided at the outlet, the above-described operation can be performed even with a general device that does not include the power reception control unit including the power reception side communication unit.
請求項6の発明の構成によれば、アウトレットに接続される機器の動作を監視することにより機器での使用電力を検出することができるから、機器情報記憶部に機器の仕様をあらかじめ登録しておく必要がなく、受電制御部を備えていない一般の機器をアウトレットに接続するだけで、機器情報記憶部に記憶させる使用電力を取得することができ、簡便に使用することができる。 According to the configuration of the invention of claim 6, since the power used in the device can be detected by monitoring the operation of the device connected to the outlet, the device specification is registered in the device information storage unit in advance. The power used to be stored in the device information storage unit can be acquired simply by connecting a general device that does not have a power reception control unit to the outlet, and can be used easily.
請求項7の発明の構成によれば、機器が直流機器であり電力供給部から直流電力を供給するから、電力供給部としてスイッチング電源などを用いることで、種々の電圧を簡単に配電することができる。また、電源アダプタを用いることなく直流機器に電力を供給することが可能になる。 According to the configuration of the invention of claim 7, since the device is a DC device and supplies DC power from the power supply unit, it is possible to easily distribute various voltages by using a switching power supply or the like as the power supply unit. it can. In addition, it is possible to supply power to the DC device without using a power adapter.
請求項8、9の発明は、請求項1、2の発明における使用電力、余裕電力、電力容量、供給電力を、それぞれ使用電流、余裕電流、電流容量、供給電流と読み替えたものであり、請求項1、2の発明と同様の効果を奏する。 The inventions of claims 8 and 9 are obtained by replacing the use power, surplus power, power capacity, and supply power in the inventions of claims 1 and 2 with use current, surplus current, current capacity, and supply current, respectively. The same effects as the inventions of Items 1 and 2 are obtained.
(基本構成)
以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。図2は本実施形態を適用する電源システムの全体構成である。家屋Hには、図2に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部101と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器102とが設けられ、直流電力供給部101の出力端部に接続した直流供給線路Wdcを通して直流機器102に直流電力が供給される。直流電力供給部101と直流機器102との間には、直流供給線路Wdcに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Wdc上で直流電力供給部101から直流機器102への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ114が設けられる。
(Basic configuration)
Although the embodiment described below is described assuming a detached house as a building to which the present invention is applied, it does not preclude applying the technical idea of the present invention to an apartment house. FIG. 2 shows the overall configuration of a power supply system to which this embodiment is applied. As shown in FIG. 2, the house H is provided with a DC
直流供給線路Wdcは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Wdcに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。 The DC supply line Wdc is used as both a DC power supply path and a communication path, and is connected to the DC supply line Wdc by superimposing a communication signal for transmitting data on a DC voltage using a high-frequency carrier wave. Enables communication between devices. This technique is similar to a power line carrier technique in which a communication signal is superimposed on an AC voltage in a power line that supplies AC power.
直流供給線路Wdcは、直流電力供給部101を介して宅内サーバ116に接続される。宅内サーバ116は、宅内の通信網(以下、「宅内網」という)を構築する主装置であり、宅内網において直流機器102が構築するサブシステムなどと通信を行う。
The DC supply line Wdc is connected to the
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、IP電話機のような情報系の直流機器102からなる情報機器システムK101、照明器具のような照明系の直流機器102からなる照明システムK102,K105、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器102からなるインターホンシステムK103、火災感知器のような警報系の直流機器102からなる住警器システムK104などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
In the example shown in the drawing, as an subsystem, an illumination system comprising an information equipment system K101 comprising an information-
上述した直流ブレーカ114は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムK101、照明システムK102およびインターホンシステムK103、住警器システムK104、照明システムK105に関連付けて4個の直流ブレーカ114を設けている。1台の直流ブレーカ114に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Wdcの系統を分割する接続ボックス121が設けられる。図示例においては、照明システムK102とインターホンシステムK103との間に接続ボックス121が設けられている。
The above-described
情報機器システムK101としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Hに先行配置(家屋Hの建築時に施工)される直流コンセント131に接続される直流機器102からなる情報機器システムK101が設けられる。
As the information equipment system K101, there is provided an information equipment system K101 composed of a
照明システムK102、K105としては、家屋Hに先行配置される照明器具(直流機器102)からなる照明システムK102と、天井に先行配置される引掛シーリング132に接続する照明器具(直流機器102)からなる照明システムK105とが設けられる。引掛シーリング132には、家屋Hの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
The lighting systems K102 and K105 include a lighting system K102 composed of a lighting device (DC device 102) arranged in advance in the house H and a lighting device (DC device 102) connected to a
照明システムK102を構成する直流機器102である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Wdcに接続されたスイッチ141から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ141は直流機器102とともに通信の機能を有している。また、スイッチ141の操作によらず、宅内網の別の直流機器102あるいは宅内サーバ116から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
In addition to using an infrared remote control device, a control instruction for the lighting apparatus that is the
上述した直流コンセント131、引掛シーリング132には、任意の直流機器102を接続することができ、接続された直流機器102に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント131、引掛シーリング132を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
Since any
これらの直流アウトレットは、直流機器102に直接設けた接触子(図示せず)または接続線を介して設けた接触子(図示せず)が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器102が通信機能を有する場合には、直流供給線路Wdcを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器102だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
These DC outlets have a plug-in connection port into which a contact (not shown) provided directly on the
宅内サーバ116は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網NTに接続される接続口を有している。宅内サーバ116が広域網NTに接続されている場合には、広域網NTに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ200によるサービスを享受することができる。
The
センタサーバ200が提供するサービスには、広域網NTを通して宅内網に接続された機器(主として直流機器102であるが通信機能を有した他の機器も含む)の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットTV、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末(図示せず)を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
The service provided by the
宅内サーバ116は、広域網NTに接続されたセンタサーバ200との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報(ここでは、IPアドレスを用いるものとする)の取得の機能を備える。
The in-
宅内サーバ116は、センタサーバ200との通信機能を用いることにより、広域網NTに接続された通信端末からセンタサーバ200を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ200は、宅内の機器と広域網NT上の通信端末とを仲介する。
The
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ200に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
When monitoring and controlling home devices from a communication terminal, monitoring and control requests are stored in the
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ200に通知し、センタサーバ200から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
Further, when an event that should be notified to the communication terminal, such as a fire detection, occurs in the home device, the home device notifies the
宅内サーバ116における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ116では、UPnP(Universal Plug and Play)を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ116はブラウザ機能を有する表示器117を備え、検出した機器の一覧を表示器117に表示する。この表示器117はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器117の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ116の利用者(施工業者あるいは家人)は、表示器117の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器117は宅内サーバ116とは分離して設けてもよい。
An important function among the communication functions with the home network in the
宅内サーバ116では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ116にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
The in-
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ116を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
Each device holds the relationship of the interlocking operation of the devices. Therefore, the device can operate in an interlocked manner without passing through the
ところで、直流電力供給部101は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ACの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ACは、分電盤110に内器として取り付けられた主幹ブレーカ111を通して、スイッチング電源を含むAC/DCコンバータ112に入力される。AC/DCコンバータ112から出力される直流電力は、協調制御部113を通して各直流ブレーカ114に接続される。
By the way, the DC
直流電力供給部101には、交流電源ACから電力が供給されない期間(たとえば、商用電源ACの停電期間)に備えて二次電池162が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池161や燃料電池163を併用することも可能になっている。交流電源ACから直流電力を生成するAC/DCコンバータ112を備える主電源に対して、太陽電池161や二次電池162や燃料電池163は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池161、二次電池162、燃料電池163は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池162は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
The DC
分散電源のうち太陽電池161や燃料電池163は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池162は設けるのが望ましい。二次電池162は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池162の放電は、交流電源ACから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池162の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部113により行われる。すなわち、協調制御部113は、直流電力供給部101を構成する主電源および分散電源から直流機器102への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池161、二次電池162、燃料電池163の出力を交流電力に変換し、AC/DCコンバータ112の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
Of the distributed power sources, the
直流機器102の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部113にDC/DCコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、1系統のサブシステム(もしくは1台の直流ブレーカ114に接続された直流機器102)に対して1種類の電圧が供給されるが、1系統のサブシステムに対して3線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Wdcを2線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。DC/DCコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
Since the driving voltage of the
上述の構成例では、AC/DCコンバータ112を1個だけ図示しているが、複数個のAC/DCコンバータ112を並設することが可能であり、複数個のAC/DCコンバータ112を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するAC/DCコンバータ112の台数を増減させるのが望ましい。
In the above configuration example, only one AC /
上述したAC/DCコンバータ112、協調制御部113、直流ブレーカ114、太陽電池161、二次電池162、燃料電池163には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器102を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器2に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
The AC /
上述の例では主幹ブレーカ111から出力された交流電力をAC/DCコンバータ112により直流電力に変換するために、AC/DCコンバータ112を分電盤110内に配置しているが、主幹ブレーカ111の出力側において分電盤110内に設けた分岐ブレーカ(図示せず)で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にAC/DCコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
In the above example, the AC /
この場合、家屋Hの各階や各部屋を単位として直流電力供給部101を設けることができるから、直流電力供給部101を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器102との間の直流供給線路Wdcの距離が小さくなるから、直流供給線路Wdcでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ111および分岐ブレーカを分電盤110に収納し、AC/DCコンバータ112と協調制御部113と直流ブレーカ114と宅内サーバ116とを分電盤110とは別の盤に収納してもよい。
In this case, since the DC
(実施形態1)
以下では、図1を参照して本実施形態の要部について説明する。図1において実線は電力の供給経路を示し、破線は信号の経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Wdc(電力供給線路)とは別に設けてもよい。直流電力供給部101(電力供給部)は、電源回路部10を備えている。ここでは、AC/DCコンバータ112、太陽電池161、二次電池162、燃料電池163をとくに区別せず、直流供給線路Wdcに電源を供給する構成を一括して電源回路部10とする。電源回路部10には、スイッチング電源が含まれる。
(Embodiment 1)
Below, the principal part of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. In FIG. 1, a solid line indicates a power supply path, and a broken line indicates a signal path. As described above, the communication signal is superimposed on the DC voltage, but a communication path for transmitting the communication signal may be provided separately from the DC supply line Wdc (power supply line). The DC power supply unit 101 (power supply unit) includes a power
図1では、直流供給線路Wdcに直接接続する直流機器102と、直流供給線路Wdcに接続された直流アウトレット(アウトレット)に対して着脱可能に接続される直流機器102′とを示している。つまり、受電制御部20を直流機器102に一体に内蔵または結合して設ける場合と、受電制御部20を直流機器102′とは別体であって直流アウトレットに内蔵または結合して設ける場合とを示している。いずれにしても、1系統の直流供給線路Wdcから複数台の直流機器102,102′に直流電力を供給する。
FIG. 1 shows a
以下では、直流アウトレットとして直流コンセント131を例示するが、引掛シーリング132を用いることも可能である。図1の例では、直流機器102に受電制御部20を内蔵した例(左側)と、直流コンセント131に受電制御部20を内蔵した例(右側)とを示している。
In the following, the
受電制御部20は、電力供給線路Wdcから各直流機器102,102′への受電を制御する。受電制御部20には制限部21が設けられており、制限部21では、電磁継電器や半導体スイッチのようなスイッチ要素を用いてオンオフの切換を行うか、通過電流を制御する。通過電流を制御する構成には、定電流回路などを用いて電流を連続的に制御する構成と、電流を断続させて平均電流を制御する構成とがあり、これらの構成は受電する直流機器102,102′に応じて適宜に選択する。
The power
以下では、受電制御部20を設けた直流機器102について説明した後、受電制御部20を設けた直流コンセント131について説明する。直流機器102には、直流機器102として期待される機能を奏する主機能部25が設けられており、直流供給線路Wdcから主機能部25に至る給電経路に制限部21が挿入されている。したがって、制限部21を上述のように制御することによって、直流供給線路Wdcから供給される直流電力について主機能部25での受電を制限することができる。
Hereinafter, after describing the
受電制御部20は、直流電力供給部101と通信可能な受電側通信部22を備え、受電側通信部22は、直流電力供給部101との通信を行って直流電力供給部101からの指示を受けることにより制限部21を制御する。直流機器102に設けた電源スイッチ(図示せず)をオンにしたり、直流機器102とは別に設けたスイッチ141(図2参照)の操作により直流機器102の動作開始が指示されると、受電側通信部22は、直流電力供給部101に対して動作の開始要求を送信する。
The power
受電側通信部22には、ディップスイッチなどにより構成された設定部23が接続されており、設定部23では直流機器102の優先度が設定可能になっている。さらに、受電側通信部22には、ブザーや発光ダイオードのように利用者が報知状態を容易に認識することのできる報知部24が接続されており、制限部21により受電を停止するか受電電力を制限する場合は、報知部24を通して利用者に報知できるようにしてある。ここに、設定部23には、不揮発性メモリを用いてもよく、その場合には別途の設定装置により不揮発性メモリの内容を書き込むことにより優先度を設定する。優先度については後述する。
The power
一方、直流電力供給部101は、電源回路部10のほか、受電側通信部22と通信可能な給電側通信部11と、直流機器102の設定部23で設定された優先度および直流機器102の動作時の使用電力を直流機器102の識別情報と関係付けて記憶する機器情報記憶部12とを備える。機器情報記憶部12に記憶されるデータ例を表1に示す。
On the other hand, the DC
直流電力供給部101には、さらに、直流機器102に設けた受電側通信部22からの開始要求を給電側通信部11が受信したときに、開始要求を行った直流機器102の使用電力と優先度とを機器情報記憶部12から抽出する情報抽出部13と、電源回路部10に許容された電力容量と動作中の直流機器101に電源回路部10から供給している供給電力との差分である余裕電力を求めて開始要求を行った直流機器102に受電の可否を指示する動作指示部14とが設けられる。
The DC
動作指示部14は、開始要求の送信元である直流機器102について機器情報記憶部12から抽出した当該直流機器102の使用電力を、求めた余裕電力と比較し、比較結果において余裕電力のほうが使用電力よりも大きいときには、開始要求を行った直流機器102に対して受電を許可する指示を当該直流機器102に与える。
The
一方、開始要求の送信元である直流機器102の使用電力が余裕電力を超えるときには、動作指示部14は、開始要求を行った直流機器102と現在使用中の直流機器102との優先度を比較する。ここで、優先度のもっとも高い直流機器102を動作させるのに必要な電力を確保できるように、優先度の低い直流機器102に対して受電の制限を指示する。つまり、開始要求を行った直流機器102の優先度が、使用中のどの直流機器102の優先度よりも低いときには、開始要求を行った直流機器102の動作を制限する。また、開始要求を行った直流機器102の優先度が、使用中の直流機器102のうちの少なくとも1台よりも高いときには、開始要求を行った直流機器102を動作させるのに必要な電力が確保できるように、使用中の直流機器102のうちで優先度の低い直流機器102での受電を制限するとともに、開始要求を行った直流機器102の受電を許可するように指示する。
On the other hand, when the power used by the
上述の動作例では、開始要求の送信元である直流機器102における使用電力を余裕電力と比較しているが、直流供給線路Wdcに接続されている直流機器102を動作させる組合せと、各組合せにおいて受電を制限する直流機器102とを関係付けて記憶する供給電力記憶部を設け、開始要求を行った直流機器102と動作中の直流機器102との組合せに対して受電を制限する直流機器102を供給電力記憶部から抽出してもよい。供給電力記憶部をあらかじめ作成しておけば、電力の関係に関する演算を伴うことなく受電を制限する直流機器102を容易に決定することができる。供給電力記憶部は、たとえば、表2のようになる。表2では、直流機器102をA,B,Cの3台とし、優先度は降順であって、3台を同時には動作させることができないものとしている。
In the above operation example, the power used in the
以上の説明から明らかなように、優先度は各直流機器102で優先的に受電する順序であり、優先度が高いほど受電できる確率が高くなる。優先度は、上述のように直流機器102に設けた設定部23に設定することができるから、利用者が優先度を適宜に決めることができる。このように、直流機器102において使用電力を制限することによって、電源回路部10に許容された電力容量の範囲内で直流機器102の使用を可能にするから、直流供給線路Wdcの線間電圧が低下して直流機器102が使用できなくなったり、過電流によって電源回路部10の負担が大きくなったり、あるいはまた、直流供給線路Wdcに設けたブレーカが遮断されたりすることなく、直流機器102を使用することが可能になる。
As is clear from the above description, the priority is the order in which each
ところで、いずれかの直流機器102が開始要求を行ったときに、直流供給線路Wdcで使用される電力が電源回路部10の電力容量を超えていると、優先度の低い直流機器102では受電が制限されるから、当該直流機器102では動作が急に停止したり、出力が急に低下したりすることになる。そこで、優先度の低い直流機器102の動作を制限する前に、当該直流機器102の受電制御部22に受電の制限を通知し、受電制御部22を通して報知部24による報知を行う。利用者は、報知部24による報知がなされることにより、電力容量の制限によって直流機器102の動作の制限がなされたことを認識するから、利用者の不安感を緩和することができる。
By the way, when any
報知部24を設けている場合には、優先度の低い直流機器102において電力消費を低減する省エネルギモードあるいは低出力動作(照明機器の光出力を下げたり、電動機器のモータを低速にする動作)を選択するように指示してもよい。
When the
また、直流機器102が照明機器であって調光制御を行う場合のように、出力を制限しても動作が可能である場合には、動作指示部14が優先度の低い直流機器102の動作を制限を指示する際に、当該直流機器102で使用可能な電力を通知し、当該直流機器102では通知された電力の範囲内で当該直流機器102が受電するように制限部21を制御するようにしてもよい。すなわち、優先度の低い直流機器102において省エネルギモードあるいは低出力動作を自動的に選択させてもよい。
Further, when the
このような動作を行えば、直流機器102は低出力になるが、電源回路部10の電力容量を満足し、かつ給電が継続されることになるから、電力容量の不足により直流機器102の動作が停止する事態をできるかぎり回避することができる。なお、直流機器102の使用電力を制限しても電源回路部10の電源容量では充足できないときには直流機器102の動作を停止させるのはもちろんのことである。
If such an operation is performed, the
上述した構成例では、直流機器102において制限部21および受電側通信部22を設けているが、主機能部25を除く構成を直流コンセント131に設けてもよい。直流コンセント131の器体には、電力供給線路Wdcと接続するための電源接続端子131aと、受電制御部20を備えていない直流機器102′に設けたプラグの接続子などが着脱可能に接続される機器接続口131bとが設けられる。機器接続口131bは接続子を差込接続する構造が望ましい。受電側通信手段22は、直流供給線路Wdcの線間に印加された直流電圧に高周波の通信信号を重畳することにより給電側通信手段12との間で通信信号を授受する構成であるから、電源接続端子131aにおいて通信専用の接続部を設ける必要がなく、直流コンセント131と直流供給線路Wdcとの接続作業が容易であり施工が容易になる。このことは、受電制御部20を備える直流機器102を直流供給線路Wdcに接続する場合も同様である。
In the configuration example described above, the
上述のように、直流コンセント131に受電制御部20を設けた構成を採用することにより、直流電力供給部101との通信機能を備えていない直流機器102′であっても受電制御部20を備える直流機器102と同様の動作が可能になる。直流コンセント131に受電制御部20を設ける場合には、直流コンセント131の識別情報を直流機器102′の識別情報として代用する。また、直流機器102′は使用電力の情報を持っていないから、機器接続口131bから直流機器102′に供給する電流を電流センサSIで監視し、電流センサSIの出力から電力検出部26において直流機器102′での使用電力を推定する。電流センサSIには、たとえばトロイダルコアとホール素子とを組み合わせた、いわゆる直流変流器を用いることができる。
As described above, by adopting the configuration in which the power
電力検出部26では、電流センサSIの出力に基づいて直流機器102′の停止時と動作時とのうちの少なくとも動作時において直流機器102′が消費する電力を取得することができるから、直流コンセント131の識別情報とともに取得した電力を直流機器102′の使用電力として直流電力供給部101に通知する。また、直流コンセント131には、受電制御部20を備える直流機器102と同様に、設定部23および報知部24を設けているから、設定部23により設定した優先度も直流電力供給部101に通知する。
The power detection unit 26 can acquire the power consumed by the DC device 102 'based on the output of the current sensor SI, at least when the DC device 102' is stopped and operating. The power acquired together with the
直流電力供給部101では、直流コンセント131から通知された識別情報と使用電力と優先度とを関係付けて機器情報記憶部12に格納する。したがって、直流コンセント131を介して直流供給線路Wdcに接続されている直流機器102′についても、受電制御部20を備える直流機器102と同様に扱うことが可能になる。
In the DC
(実施形態2)
実施形態1は、受電制御部20を備える直流機器102あるいは直流機器102′を接続した直流コンセント131が、動作を開始する前に開始要求を直流供給部101に通知する構成を採用している。この場合、直流供給部101では開始要求を受信した後に優先度などの判断を行って直流機器102あるいはコンセント131の受電制御部20に指示を与えるから、開始要求から受電制御部20に指示がなされるまでに若干の時間遅れを生じる。
(Embodiment 2)
The first embodiment employs a configuration in which a
本実施形態では、図3に示すように、直流機器102ごとの動作の開始を予想する使用予想部16を設け、使用予想部16において動作の開始が予想される直流機器102(直流コンセント131に接続された直流機器102′であってもよい)の使用電力と、動作中の直流機器102,102′に供給している給電電力と、電源回路部10の電力容量とを用いて、受電を制限させる必要がある直流機器102,102′の有無を使用前における規定のタイミングで求めている。つまり、使用予想部16で予想された直流機器102、102′の使用前における規定のタイミングで機器情報記憶部12から情報を抽出し、動作指示部13から受電制御部20に受電の可否を指示する。上記タイミングは、この処理に必要な程度の時間を考慮して設定される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a
本実施形態では、開始要求がなくとも直流機器102,102′を使用予想部16で予想されたタイミングで自動的に動作させることが可能であるが、基本的には、直流機器102,102′からの開始要求を受けてから直流機器102,102′に対して受電を制限するか否かを通知する動作になる。
In the present embodiment, it is possible to automatically operate the
ところで、本実施形態の動作では、優先度の高い直流機器102,102′が使用されると予想されるときに、優先度の低い直流機器102、102′の受電を制限することができればよいから、使用予想部16では、優先度の低い直流機器102,102′について受電の制限を行うか否かを予想できればよい。
By the way, in the operation of this embodiment, when it is expected that the
具体的には、起床や帰宅などのシーンに応じた直流機器102,102′の使用状況をあらかじめ規定しておくか、日々の直流機器102,102′の使用状況の履歴をとることにより、時刻毎に動作する可能性の高い直流機器102,102′の組み合わせをデータとして作成しておき、このデータを用いて直流機器102,102′の受電の制限が必要か否かを予想する。
Specifically, the usage status of the
表3は時間帯別に動作させる直流機器102,102′のデータ例を示し、表4はシーン別に動作させる直流機器102,102′のデータ例を示している。各シーンは時間帯または、シーン選択用のスイッチ141に関係付けられる。また、表3、表4においては、各直流機器102,102′において、制限部21で受電を制限する際に、受電電力を各直流機器102,102′に規定された使用電力(最大の受電電力)よりも低下させることにより受電を継続させることができる場合を想定しており、表中の数値は、受電が制限される場合の各直流機器102,102′の使用電力に対する百分率を示している。実施形態2の他の構成および動作は実施形態1と同様である。
Table 3 shows an example of data of the
上述した実施形態では、電力供給部として直流電力供給部101を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器102に代えて機器として交流機器を用いることになる。また、給電側通信手段12は受電制御部20の受電側通信手段22と通信を直接行う例を示したが、給電側通信手段12と受電側通信手段22との間で、宅内サーバ116を介在させて通信を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the DC
なお、上述した実施形態における使用電力、余裕電力、電力容量、供給電力を、それぞれ使用電流、余裕電流、電流容量、供給電流と読み替えることにより、電流を管理することで、上述の実施形態と同様の機能を実現することができる。また、電力を管理する場合には、電流と電圧との両方を監視する必要があるが、電流を管理する場合には、電流のみの管理でよいから、構成が簡単になる利点がある。 In addition, it is the same as that of the above-mentioned embodiment by managing electric current by replacing the electric power used, the surplus power, the power capacity, and the supply power in the above-described embodiment with the use current, the surplus current, the current capacity, and the supply current, respectively The function can be realized. In addition, when managing power, it is necessary to monitor both current and voltage. However, when managing current, it is only necessary to manage current, so there is an advantage that the configuration is simplified.
11 給電側通信部
12 機器情報記憶部
13 情報抽出部
14 動作指示部
16 使用予想部
20 受電制御部
21 制限部
22 受電側通信部
24 報知部
101 直流電力供給部(電力供給部)
102 直流機器(機器)
131 直流コンセント(アウトレット)
Wdc 直流供給線路(電力供給線路)
DESCRIPTION OF
102 DC equipment (equipment)
131 DC outlet (Outlet)
Wdc DC supply line (power supply line)
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