JP2010074591A - デマンド制御装置、その制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】一般家電などでも導入の容易なデマンド制御装置の提供。
【解決手段】分電盤２からデマコン制御機器３の消費電流検出部７が、家屋１契約した消費電流量やデマコン契約の消費電流値を越えそうな場合に、ユーザが電波リモコン９で操作用にエアコン１０、１３が元々備えている電波リモコン受信部１２、１５に対して、運転停止や消費電力を下げる運転に移行するような電文を送信する。これにより、赤外線リモコン用の受発光部を各家電へ配線したり、デマコン用の専用インターフェイスを備えた家電機器などを必要とせず、一般家庭などでも最小限の投資と施工で導入しやすいデマコン制御装置を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デマンド制御用の特別な制御インターフェイスを備えた家電機器や電源装置を導入する必要がなく、一般の家電機器が元々備える電波リモコンのインターフェイスを使って、簡易な構成で構築できるデマンド制御装置に関するものである。

従来、デマンド制御装置は、営業所やビルなどの電気設備に専用のデマコン制御機器を設置すると共に、負荷側のデマコン制御装置からリモート制御で電源を遮断できる特別の電源装置や、運転状態をコントロールできる特別な空調装置などの機器の導入を必要としていた。こうした設備の導入により、契約電力量を超えそうな場合には、予め設定した優先順位等に従って、電力系統を遮断してエアコンを停止したり、回転数を制御できるコントローラを設けたエアコンを制御して消費電力量を低下させたりする構成となっており、投資が高価、大規模で、一般の家庭に設置するには不向きであった。

このため、一般家庭などにも設置可能な官位名構成のデマンド制御装置として、エアコンなどの家電機器が元々備える赤外線リモコンの信号を利用してデマンド制御を行う構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、デマンド制御装置から各機器の対向位置に配線した赤外線の受発光部を備えたローカル端末を設置して、デマンド制御装置からの消費電力を低下させる赤外線リモコンに代わる信号を送ったり、ユーザが元々家電機器に付属していた赤外線リモコンを操作した際の信号を同時に受光してモニタリングし、デマンド制御装置からの制御との調停を行うようにしている。

加えて近年では、これまでの赤外線リモコン装置に変わって電波式の電波リモコンを備えた家電機器が登場し始めている。電波リモコンは、赤外線リモコンの赤外線に比べて、電波が回折や反射しやすい特徴を活かして、リモコンと機器の間に遮蔽物が有った場合や、リモコン側の発光部と機器側の受光部が対向していない場合でも、リモコン操作が可能となる利点がある。更に、電波リモコンでは使用する電波の周波数帯や方式によっては、隣室や階上のエアコンを操作するなど家屋中の家電機器を居間に居ながらにして制御するといったことも可能となる。
特開平１０−２４６４９７号公報

家電機器の赤外線リモコンの受光部を利用したデマンド制御装置では、やはりデマンド制御装置と家電機器の通信を行うための受発光部をデマンド制御装置や、ローカル端末を制御対象となる各家電機器の近辺にそれぞれ配線する必要があり、施工の手間や費用が生じてしまう。

しかし、電波リモコンを備えた家電機器を制御対象としたデマンド制御装置では、分電盤など家庭の電力量を計測する箇所に設置したデマンド制御機器に電波リモコンの送受信部を備えておけば、赤外線リモコンの場合のように、各家電機器の付近にそれぞれリモコン送受信部を配線する必要なく、各家電機器を停止したり、消費電力を低下させる運転モードへ移行させたりといった制御が可能となる。

本発明は、上記する従来の問題を解消するためになされたものであり、電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、家屋の消費電力量を検出する消費電力検出部と、前記消費電力検出部が検出した消費電力量が所定の電力量を超えた際に、運転を停止する電文もしくは消費電力量の少ない運転方法に移行するように制御する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するデマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置となっている。

これにより、デマコン制御用の特別なインターフェイス回路を備えた家電機器を導入したり、家屋内の各機器から制御用の配線や制御装置を設置する必要なしに、分電盤などの家屋の電力量を計測する箇所に設置したデマンド制御装置から、家屋内の家電機器をデマンド制御することが可能となる。

このように、本発明によれば、デマコン制御のための制御信号を送信する機器を各機器ごとに設置する必要や、デマコン制御用の特別な制御部を備えた専用の家電機器を購入する必要なく、必要最小限の投資や施工で、簡易な構成のデマンド制御装置を実現でき、一般家庭などにも広く普及が期待できるデマコン装置設置を実現できうるものである。

第１の発明は、電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、家屋の消費電力量を検出する消費電力検出部と、前記消費電力検出部が検出した消費電力量が所定の電力量を超えた際に、運転を停止する電文もしくは消費電力量の少ない運転方法に移行するように制御する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するデマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置となっている。

これにより、デマコン制御用の特別なインターフェイス回路を備えた家電機器を導入したり、家屋内の各機器から制御用の配線や制御装置を設置する必要なしに、分電盤などの家屋の電力量を計測する箇所に設置したデマンド制御機器から、家屋内の家電機器をデマンド制御することが可能となる。

第２の発明は、電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、家屋の消費電流量を検出する消費電流検出部と、前記電波リモコンの電文を受信する電波リモコン電文送受信部と、前記電波リモコン電文送受信部が受信した電文内容に従った制御を行なった際に前記家屋の契約電流量を越える事が予測される際に、運転を停止もしくは消費電流の少ない運転方法に移行する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するデマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置となっている。

これにより、最大電流量を越えて安全ブレーカが作動するケースを未然に防止でき、より快適、安全に電気を使用できるデマコン制御を行なうことが可能となる。

第３の発明は、第２の発明に加えて、デマンド制御機器が、前記電波リモコンから前記家電機器に送信された電文を前記電波リモコン電文送受信部によりモニタ受信し、前記電文により前記家電機器の運転方法が変化する前後の消費電流量差を記憶し、前記消費電流差に基づいて前記契約電流量を越えるか否かを判定するようになっている。

これにより、実際の家屋での使用実態を学習したより精度の高いデマコン制御が可能となっている。

第４の発明は、第２の発明に加えて、デマンド制御機器が、前記電波リモコンから前記家電機器に送信された電文を前記電波リモコン電文送受信部によりモニタ受信し、前記電文に従った制御が行なわれた際に前記家屋の契約電流量を越える事が予測された際に、前記電文に従って行われた制御を、以前の状態に戻す電文を送信するようになっている。

これにより、安全ブレーカの作動する危惧のある操作を即時的にキャンセルし、より確実に安全ブレーカの茶道を防止できうるようになっている。

第５の発明は、電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、デマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置の制御方法であって、前記デマンド成語機器は、家屋の消費電流量を検出するステップと、前記消費電力検出部が検出した消費電力量が所定の電力量を超えた際に、運転を停止する電文もしくは消費電力量の少ない運転方法に移行するように制御する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するステップとを備えたデマンド制御装置の制御方法となっている。

これにより、デマコン制御用の特別なインターフェイス回路を備えた家電機器を導入したり、家屋内の各機器から制御用の配線や制御装置を設置する必要なしに、分電盤などの家屋の電力量を計測する箇所に設置したデマンド制御装置から、家屋内の家電機器をデマンド制御することが可能な制御方法を提供できる。

第６の発明は、第１から第５の発明のいずれか１項に記載のデマンド制御装置の制御を実行するプログラムとなっている。

これにより、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させて本発明の情報配信システムの少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における一般家屋１に設置したデマコン制御装置の一例を示すブロック図である。デマコン制御の対象としては、説明の簡略化のために、室Ａ，室Ｂに設置した各エアコンである室Ａエアコン１３、室Ｂエアコン１０のみを記載しているが、家電機器の対象とする家電機器はエアコンに限らず他の家電機器を対象とすることも可能であり、台数も本実施の形態１のように２台に限定されるものではない。

図１の分電盤２は、家庭内への電力分配系統８のように各電力分配線へ商用電源を分配し、漏電ブレーカや安全ブレーカを納めたものである。デマコン制御機器３の消費電力検出部７は、分電盤２から現在の消費電力を検知する。消費電力の検知は、電力計の機能を備えた分電の場合には有線通信などで計測値を入力する方法でも構わないし、新たに電力計や検知回路を追加するといった方法でも構わない。また、消費電流を検出する構成の場合には、消費電流が検知できる検知回路で構成する。

デマコン制御機器３は、装置全体を制御する制御部５と、電波リモコンのプロトコルで電文の送受信を行なう電波リモコン電文送受信部４と、記憶部６から構成する。記憶部６は、制御部５がデマコン制御を行なう内容を決定するためのデータを記憶し、例えばユー
ザが電波リモコン９でエアコン１３を制御した場合のように、各家電機器の運転モードが変化した際の消費電力の変化量や、ユーザが予め明示的に指定したデマコン制御の方法を記憶する。例えば、室Ｂのエアコン１０の温度設定上昇→室Ｂのエアコン１０の停止→、次に室Ａのエアコン１３の温度設定上昇→室Ａのエアコン１３停止、といった優先順位である。

図１のエアコン１０、エアコン１３は、それぞれエアコン全体を制御する制御部１１、制御部１４と、ユーザが操作する電波リモコンからの操作を指示する電文を受信する電波リモコン受信部１２、１５から構成する。例えば、ユーザがリモコン９によりエアコン１３の「運転開始」のスイッチを押下すると、その旨の電文が電波リモコン９から送信され、これをエアコン１３のリモコン受信部１５が受信し、制御部１４に入力され電文が正しい内容であると判定された場合にはエアコン１３の運転が開始される。これらエアコン１０、１３は、電波リモコンを備える場合の一般的な構成であり、本実施の形態１のデマンド制御装置３からの制御を行なうための特別な構成を備えるものではない。

一般の家庭では、電力会社の契約形態の種別やユーザの選択に従い、上限電流値を決めてこれを超えると分電晩に設置した安全ブレーカが作動して給電が停止する最大電流契約タイプや、実際に使用した実績から例えば３０分間の平均消費電力値の最大値を元に基本料金が更新されるにデマンド電力契約により電気料金を決定しているのが一般的である。

本実施の形態１では、こうした電力契約の状況に対応して、家電機器の運転や運転モードの変更などにより、使用電流量が契約上限電流値を超えて安全ブレーカが作動したり、平均消費電力値の最大値を越えて基本料金が増加する状態を、自動的に家電機器を停止したり運転モードを変更することにより未然に防止する。特に、家電機器を停止したり運転モードを変更する際には、予め家電機器が備えた電波リモコンのプロトコルを使って、各家電機器を元々備える電波リモコン受信部に電文を送信して制御を行なう。

従って、デマコン制御のための制御回路を備えた専用の家電機器を導入して買い揃えたり、赤外線リモコンのプロトコルを使用して制御する場合のように各家電機器の近辺にデマンド制御装置３から受発光部をわざわざ配線するといった工事を行なう必要がなくなり、一般ユーザが導入し易いデマンド制御装置を実現できうるものである。

以下、図２のフローチャート図により、本実施の形態１でのデマコン制御装置３の動作の一例を説明する。

まず、デマコン制御機器３は動作を開始すると、所定時間おきに消費電力検出部７により、消費電力を検出する（ステップＳ１６）。この検出値が所定の閾値を越えているかどうかを判定し（ステップＳ１７）、越えていない場合には（ＮＯ）、ステップＳ２０に進む。ステップＳ１７で越えている場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１８に進んでデマコン制御内容の判定を行ない、この判定内容に従った家電機器の制御を行なうための電文を対象の家電機器の電波リモコンの電文形式に従って送信する（ステップＳ１９）。

ここでステップＳ１７の所定閾値は、対象家屋の電力会社との契約形態により契約電流量や消費電力量に基づいて決定する。３０分などの規定の時間幅での平均消費電力などのように、即時検出値に対する演算を要する方式の場合には演算内容を決定するプログラムと共に記憶部７に記憶しておく（図示せず）。

次に、エアコン１３は、電波リモコンの電文を受信すると（ステップＳ２７）、これが自機器宛の正しい内容の電文かを判定し正しければ電文内容に従って運転モードを変更する制御を実行する（ステップＳ２８）。また、エアコン１０のステップＳ２５、Ｓ２６に
ついてもエアコン１３と同様である。

更に、電波リモコン９では、電波リモコン９のスイッチが操作されたかどうかを電波リモコンのマイコンが判定し（ステップＳ２３）、操作された場合には操作されたスイッチの内容に応じた電文を送信する（ステップＳ２４）。

最後に、再びデマコン制御装置３のフローチャート図に戻り、ステップＳ２０〜Ｓ２２について説明する。デマコン制御機器３は、ステップＳ２０で電波リモコン９からの電文を受信したかどうかを判定し、受信していない場合は（ＮＯ）、ステップＳ１６に戻って所定時間おきの消費電力の検出を継続する。受信している場合（ＹＥＳ）は消費電力を再び検出し（ステップＳ２０）、受信した電文の内容とステップＳ１６とステップＳ２１で検出した計測値の差を算出し、記憶部７に記憶してステップＳ１６に戻る。

ステップＳ２０〜Ｓ２２は、本発明のデマコン制御に必須の処理ではないが、エアコンの運転と停止前後の消費電力の変化や、温度設定を何度か上昇させる設定を行なった場合の消費電力の変化、などを学習値として記憶し、ステップＳ１８でのデマコン制御内容の判定に反映することができ、より精度の高い判定を行なう上で有効なものである。

なお、エアコンが電波リモコン上の液晶画面に表示するために、エアコンで計測した室温情報や、現在の運転設定情報などの情報を送信する機能を有する場合がある。この場合には、デマコン制御機器３は、事前にデマコン制御内容を判定する際に各室のエアコンに室温や運転設定情報を送信させる電文を送信し、その返送内容を参照してデマコン制御内容を決定するような構成にすれば、より精度高いデマコン制御が決定でき有効なものである。

また、機器を制御する制御内容を決定する方法としては、ユーザが使用する頻度の低い室のエアコンから運転停止するといったように、ユーザが自らの判断で優先順位を入力するようなインターフェイスを設けておく構成も可能である他、消費電力の一番大きい家電機器から順に停止したり、一番長く動作している家電機器から順に停止したりといったように、幾つかの代表的なアルゴリズムからユーザの事情に近いアルゴリズムが選択できうるようにしておいても有効なものである。

更に、ユーザが電波リモコン９から操作した内容を実行すると契約電流量を越えて安全ブレーカが作動することが予測される場合には、家電機器の制御の応答時間にも依存するが、この動作を元に戻すような電文を送信するといった制御も有効である。加えて、ユーザが電波リモコン９から操作した電文内容をデマコン制御機器３で一旦記憶しておき、他の家電機器の運転状態を消費電流が少なくなるように制御してから、記憶した電文を再送信するといった構成も可能である。

最後に、本実施の形態１では、エアコンのみを例示しているが、テレビや冷蔵庫、温水給湯器や照明機器など電波リモコンを備えうる機器であれば、もちろんデマコン制御装置の制御対象機器とできうるものである。

以上のように、本発明によれば、デマコン制御のためのインターフェイス回路を供えた特別な家電機器を買い揃えたり、分電盤近くに設置したデマコン制御機器から各家電機器から制御信号を送信するための配線を施工するといった工事が必要なくなり、一般家屋などにも導入のしやすいデマコン制御装置を提供できる。

本発明の一例となる実施の形態１におけるデマコン制御装置を設置した一例を示すブロック図 本発明の実施の形態１におけるデマコン制御装置および制御対象となる家電装置の動作シーケンスの一例を示すフロー図

符号の説明

１ 家屋
３ デマンド制御機器
４ 電波リモコン電文送受信部
７ 消費電力検出部（消費電流検出部）
９ 電波リモコン
１０ 室Ｂエアコン（家電機器）
１２ 電波リモコン受信部
１３ 室Ａリモコン（家電機器）
１５ 電波リモコン受信部

Claims (6)

1. 電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、家屋の消費電力量を検出する消費電力検出部と、前記消費電力検出部が検出した消費電力量が所定の電力量を超えた際に、運転を停止する電文もしくは消費電力量の少ない運転方法に移行するように制御する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するデマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置。
2. 電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、家屋の消費電流量を検出する消費電流検出部と、前記電波リモコンの電文を受信する電波リモコン電文送受信部と、前記電波リモコン電文送受信部が受信した電文内容に従った制御を行なった際に前記家屋の契約電流量を越える事が予測される際に、運転を停止もしくは消費電流の少ない運転方法に移行する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するデマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置。
3. 前記デマンド制御機器が、前記電波リモコンから前記家電機器に送信された電文を前記電波リモコン電文送受信部によりモニタ受信し、前記電文により前記家電機器の運転方法が変化する前後の消費電流量差を記憶し、前記消費電流差に基づいて前記契約電流量を越えるか否かを判定する請求項２記載のデマンド制御装置。
4. 前記デマンド制御機器が、前記電波リモコンから前記家電機器に送信された電文を前記電波リモコン電文送受信部によりモニタ受信し、前記電文に従った制御が行なわれた際に前記家屋の契約電流量を越える事が予測された際に、前記電文に従って行われた制御を、以前の状態に戻す電文を送信する請求項２記載のデマンド制御装置。
5. 電波リモコンから受信した電文内容に従った制御を行なう電波リモコン受信部を備えた家電機器と、デマンド制御機器とを備えたデマンド制御装置の制御方法であって、
   前記デマンド成語機器は、家屋の消費電流量を検出するステップと、前記消費電力検出部が検出した消費電力量が所定の電力量を超えた際に、運転を停止する電文もしくは消費電力量の少ない運転方法に移行するように制御する電文の少なくとも一方を前記電波リモコン受信部の受信できる電文形式で、少なくとも１つ以上の前記家電機器に対して送信するステップとを備えたデマンド制御装置の制御方法。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のデマンド制御装置の制御を実行するプログラム。

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