JP2010259186A - 制御システムおよびその制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】時間帯別電気料金情報に基づいて複数の電気機器の予約運転を行う制御システムにおいて、限られた契約電力や許容電力のもとで効率的かつ電力使用料金を安くするように運転を制御すること。
【解決手段】計時手段１３によって電力使用料金が安くなる時間帯となったときに第一の電気機器２の運転を開始し、動作検知手段１０によって電気機器２が許容値以上運転したときに第一の電気機器２を低消費電力運転にした後、第二の電気機器３の運転を開始して使用電力を所定範囲内に入れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、同じ電力供給系統に接続された第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、限られた契約電力や許容電力（上限電力）のもとで効率的にかつ電力使用料金を安くするように複数の電気機器の予約運転をして制御する制御システムおよび制御方法、プログラムに関するものである。

電力供給側の電力需要の平準化のために設定される時間帯別料金制度を活用すると電力使用料金が安くなる。時間帯別料金制度の一例をあげると、２３時〜午前７時の電力使用料金を１ｋＷあたりは９円程度、その前後の１７時〜２３時と午前７時〜１０時は２３円程度、午前１０時〜１７時は２８円〜３３円程度である。２３時〜午前７時の一番安い電力使用料金は午前１０時〜１７時の電力使用料金の約１／３である。本明細書ではこのような電力使用時間帯と電力使用料金との関連情報を時間帯別電気料金情報とする。

このような時間帯別電気料金情報は、時間帯や季節に応じて変化するが、それ以外にも、契約している家庭毎に異なる時間帯、異なる料金であってもよい。また時間帯別電気料金情報は、電気機器の種類毎に異なる時間帯、異なる料金であってもよい。

以下、時間帯別電気料金情報は上記例の通り、２３時〜午前７時を電力使用料金の安い時間帯として説明する。

電力使用料金の安い時間帯にあわせて予約運転する電気機器としてヒートポンプ給湯機や電気温水器などの貯湯式の給湯機器がある。近年、このような貯湯式給湯機器を備えたオール電化住宅が増えている。

また、給湯以外で消費電力の大きな電気機器として、エアコンのような暖房・冷房機器、炊飯器のような調理機器、衣類洗濯機・衣類乾燥機・食器洗い乾燥機のような家事機器がある。これらは使用者が電力使用料金の安い時間帯を意識して運転したりタイマー予約でその時間帯に設定をして使用することが考えられる。

これらに加えて、電気自動車や電動二輪車の車載電池を家庭で充電したり、家庭に電池を備えて電力が余っているときに充電し電力が必要なときにこれを放電するような蓄電機器、蓄熱・蓄エネルギー機器が増えつつある。

一方、家庭には使用電力の上限の契約がありこの契約電力（上限電力）を超えるとブレイカーが落ちる。したがって、電力使用料金の安い２３〜午前７時に上記のような家電機器を集中させすぎると、たとえば夜中にブレイカーが落ち、朝起きたときに予約設定していた炊飯器で朝ご飯が炊けていない、電気自動車の車載電池が未充電で通勤に使えない、というようなことが起きうる。

以上は一般家庭で説明したが、これに限らず様々な電気機器や電動の運送車両を備える事務所、工場、店舗など商業施設でも使用電力の上限契約があり、この範囲内で効率的にかつ電力使用料金を安くして電気機器を使いたいというニーズがある。

そして、従来の発明として、電気機器の運転と車載電池の充電とを併用して行うときに家全体の使用電力を考慮して契約電力や許容電力を超えてブレイカーが落ちないよう充電
装置の使用電力を減らすように制御するものがある（たとえば特許文献１、２）。

特許文献１には電子レンジを使用することにより契約電流を超えると家庭電池への充電電流を減らす車載電池充電装置が記載されている（特許文献１の段落００１５、００２８）。

また特許文献２には住宅の予想電力負荷マップ（特許文献２の図５）を作成して、契約電力を超えないように車載電池の充電開始後から充電終了までの使用電力を調整する充電電力マネジメントシステムが記載されている。

また、車載電池の充電ではないが、電気温水器の運転中にＩＨ調理機器を使用したいときに家全体の使用電力を検知して契約電力や許容電力を超えてブレイカーが落ちないよう電気温水器の使用電力を減らすように制御する通電制御装置がある（たとえば特許文献３の図３）。

特開２００８−１４１９２４号公報 特開２００８−１３６２９１号公報 特開２００３−３０４６４０号公報

前記従来の方法では以下のような課題を有する。

上記３例はいずれも電子レンジやＩＨ調理機器といった使用者がすぐ使用したい電気機器と車載電池の充電装置や電気温水器といった後回し可能な電気機器との組合せの併用運転であるので、電子レンジや調理機器を優先して使用し蓄電機器・蓄熱機器の使用電力を減らすという制御で解決できる。

上記のような調理機器の使用時間は比較的短時間（数分〜十数分程度）なので、それと比較して長時間（数時間）運転する蓄電機器・蓄熱機器がその使用電力を一時的に譲るような制御ができる。

しかし、蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、充電機器が普及してくれば長時間の運転を行う機器どうしの併用運転が増える。

たとえば、電力使用料金の安い時間帯に電気温水器と充電装置とを併用運転させると、どちらか一方の機器を優先して使用し他方の機器の使用電力を減らした場合、使用電力を減らした機器の運転がなかなか終わらず、所望の時間に運転が終わっていなくて使いづらいとか、電力使用料金の安い時間帯の中で終了せず電力使用料金の高い時間帯に入っても運転しているということが起きうる。したがって、どの電気機器を優先させるか、どのようにして優先させるかが重要である。

このように、従来の短時間使用の電気機器を組み合わせた使用電力制御の発明では長時間使用の電気機器どうしを組み合せたときに解決できない課題がある。従来の方法は併用運転により使用電力が増えたときのみにおこなう電流制御であり、そのときに短時間で対処するという一面がある。

一方で長時間使用の電気機器は運転時間の制御が可能となり従来の電流制御に新たに時
間制御を加えた課題解決が可能となる。特に長時間運転の電気機器が複数ある場合には有効である。

本発明は、以上の従来の課題を解決するもので、複数の電気機器の運転を時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、限られた契約電力や許容電力のもとで効率的にかつ電力使用料金を安くするよう運転を制御することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の制御システムは、同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、計時手段によって所定の開始時間となったときに第一の電気機器の運転を開始し、動作検知手段によって第一の電気機器が許容値以上運転したことを検知したときに低消費電力運転にした後、第二の電気機器の運転を開始して前記第一の電気機器および前記第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れる制御手段を備える。

本発明は、電力使用料金が安くなる時間帯を含むように、第一の電気機器の運転を開始し、その機器が許容値以上運転したときにこれを低消費電力運転にした後に第二の電気機器の運転を開始するので、両方の電気機器の運転の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

本発明の実施の形態１における制御システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における制御システムの制御を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における制御システムの時間と使用電力を示すグラフ 本発明の実施の形態２における制御システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２における制御システムの制御を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における制御システムの時間と使用電力を示すグラフ 本発明の実施の形態１、２における優先度と開始時間の演算を示すフローチャート 本発明の実施の形態１、２における使用電力平準化の制御を示すフローチャート 本発明の実施の形態１、２における運転時間帯の演算を示すフローチャート 本発明の実施の形態１、２における運転時間帯のパターンを示す図 本発明の実施の形態１、２における生活パターンと使用電力を示す図

第１の発明は、同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、計時手段によって所定の開始時間となったときに第一の電気機器の運転を開始し、動作検知手段によって第一の電気機器が許容値以上運転したことを検知したときに低消費電力運転にした後、第二の電気機器の運転を開始して前記第一の電気機器および前記第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れる制御手段を備えた制御システムである。

これにより、電力使用料金が安くなる時間帯を含むように、第一の電気機器の運転を開始し、その電気機器が許容値以上運転（たとえば８０％の充電終了や３時間の衣類乾燥運転終了）したときにこれを低消費電力運転（運転オフも含む））にした後に第二の電気機
器の運転を開始するので、両方の電気機器の運転の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

第２の発明は、同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、第一の電気機器と第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測する電力計測手段を備え、計時手段によって所定の開始時間となったときに第一の電気機器の運転を開始し、前記第一の電気機器の使用電力が下がって電力供給系統の上限電力と総合使用電力との差分が第二の電気機器の使用電力値以上となったことを検知したときに第二の電気機器の運転を開始して第一の電気機器および第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れる制御手段とを備えた制御システムである。

これにより、電力使用料金が安くなる時間帯に、第一の電気機器の運転を開始し、第一の電気機器の使用電力が下がって上限電力と総合使用電力との差分が第二の電気機器の使用電力値以上となったときに第二の電気機器の運転を開始するので、両方の機器の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

第３の発明は、前記第１または第２の発明において、第一の電気機器と第二の電気機器のうち少なくとも１つは、蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、充電機器、貯湯機器のいずれかとする制御システムである。

これにより、限られた契約電力や許容電力のもとで運転時間が長時間となるこれらの機器を効率的かつ電力使用料金を安くするように運転を制御するができる。

第４の発明は、前記第１または第２の発明において、優先度判断手段によって複数の電気機器の優先度を求め、制御手段は優先度に応じて複数の電気機器の中から第一電気機器と第二の電気機器を選択する制御システムである。

これにより、優先度の高い電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

第５の発明は、前記第４の発明において、複数の電気機器について、運転開始してから運転終了するまでの運転に必要な時間長、使用電力、使用電力量、の少なくとも１つを比較して優先度を求める制御システムである。

これにより、運転時間の長い電気機器、使用電力の大きい電気機器、使用電力量の大きい電気機器を考慮して優先度を求めることができる。

第６の発明は、前記第４の発明において、複数の電気機器について、運転に必要とする時間長を現在時刻に加えた時刻と運転終了が必要とされる時刻との時間差を比較して優先度を求める制御システムである。

これにより、運転終了が必要とされる時刻までの時間的余裕の短い電気機器を考慮して優先度を求めることができる。

第７の発明は、前記第４の発明において、複数の電気機器について、運転時間と使用電力のパターンから低消費電力運転が可能か否かを比較して優先度を求める制御システムである。

これにより、低消費電力運転など使用電力の増減制御が行いやすい電気機器の優先度を高く設定する。その結果、第一の電気機器と第二の電気機器とが併用運転しやすくなり、運転開始してから運転終了となるまでの運転時間を短くすることが可能となる。

第８の発明は、前記第１の発明において、制御システムは第一の電気機器と第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測する電力計測手段を備え、制御手段は電力計測手段による総合使用電力が所定の範囲内に入るよう複数の電気機器の少なくとも一つの使用電力を増減させる使用電力平準化制御を行う制御システムである。

これにより、電気機器が運転することで電力供給系統の総合使用電力が増えて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるような場合でも第一、第二の電気機器の使用電力を減らしてそれを回避することができる。また、第一の電気機器の運転が終了して電力供給系統の総合使用電力が減った場合は第二の機器の使用電力を増やして第二の電気機器の運転時間を短くすることができる。

第９の発明は、前記第１の発明において、制御システムは第一の電気機器と第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測して記憶する電力計測手段を備え、制御手段は電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、開始時間以前と終了期限時刻以後とで電力計測手段による総合使用電力を比較して総合使用電力量の少ないほうの時間帯を含むように開始時間を再設定して予約運転を行う制御システムである。

これにより、第二の電気機器の予約運転が終了期限時刻を越える場合（たとえば電力使用料金の安い時間帯である午前７時を１時間越える場合）は、開始時間を（１時間）繰り上げて予約運転した場合と終了期限時刻を（１時間）越えて運転した場合とで総合使用電力の少ないほう（上限電力に対して使用電力の余裕度が大きい）の時間帯を選択するので、電気機器が運転することによって電力供給系統の総合使用電力が増えて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちることを減らすことができる。

第１０の発明は、前記第８の発明において、制御手段は電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、開始時間以前と終了期限時刻以後とで使用電力平準化制御の必要回数を比較して少ないほうの時間帯を含むように開始時間を再設定して予約運転を行う制御システムである。

これにより、第二の電気機器の予約運転が終了期限時刻（を越える場合たとえば電力使用料金の安い時間帯である午前７時を１時間越える場合）は、開始時間を（１時間）繰り上げて予約運転した場合と終了期限時刻を（１時間）越えて運転した場合とで使用電力平準化制御の必要回数を比較して少ないほうの時間帯を選択するので、電気機器が運転することによる使用量平準化制御する回数を減らし使用量平準化制御による終了時刻の延長を減らすことができる。

第１１の発明は、前記第１または第２の発明において、制御手段は電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、開始時間以前と終了期限時刻以後とで時間帯別電気料金情報を比較して電力使用料金の安いほうの時間帯を含むように開始時間を再設定して予約運転を行う制御システムである。

これにより、電気機器の予約運転が終了期限時刻を越える場合（たとえば電力使用料金の安い時間帯である午前７時を１時間越える場合）は、開始時間を（１時間）繰り上げて予約運転した場合と終了期限時刻を（１時間）越えて運転した場合とで電力使用料金の安
いほうの時間帯を選択するのでより経済的なほうを選択することができる。

第１２の発明は、前記第１または第２の発明において、制御手段は電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、開始時間以前と終了期限時刻以後とで発電装置による電力発電量の多いほうの時間帯を含むように開始時間を再設定して予約運転を行う制御システムである。

これによって自家用太陽発電や燃料電池など発電によって電力が増える時間帯を含めて予約運転を行うのでより経済的なほうを選択することができる。

第１３の発明は、前記第１の発明において、制御システムは第一の電気機器と第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測する電力計測手段を備え、開始時間は電力計測手段による総合使用電力が所定値以下となる時間以後とする制御システムである。

これにより、総合使用電力が所定値以下となる時間、つまり使用電力の余裕が大きくなる時間を選択して予約運転を行うことができる。

第１４の発明は、前記第１または第２の発明において、制御システムは使用者の活動を検知する活動検知手段を備えて、開始時間は使用者の就寝または外出を検知した時間以後とする制御システムである。

これにより、使用者の就寝や外出など制御システムが制御する電気機器以外も含めて電気機器が運転する可能性の低い時間（使用電力の余裕が大きくなる時間）を選択して予約運転を行うことができる。

第１５の発明は、前記第１３の発明において、制御システムは、終了期限時刻を総合使用電力が所定値以上となる時間以前とする制御システムである。

これにより、総合使用電力が所定値以上となる時間、つまり使用電力の余裕が小さくなる時間を避けて予約運転を行うことができる。

第１６の発明は、前記第９、１０、１１、１２のいずれか１つの発明において、制御システムは使用者の活動を検知して記憶する活動検知手段を備えて、終了期限時刻は使用者の起床または帰宅を検知する時間以前とする制御システムである。

これにより、使用者の起床や帰宅など制御システムが制御する電気機器以外の機器が運転する可能性の高い時間を避けて予約運転を行うことができる。

第１７の発明は、同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムの制御方法において、計時手段によって所定の開始時間となったときに第一の電気機器の運転を開始するステップと、動作検知手段によって第一の電気機器が許容値以上運転したことを検知したときに低消費電力運転にするステップと、第二の電気機器の運転を開始して第一の電気機器および第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れるステップとを備えた制御システムの制御方法である。

これにより、電力使用料金が安くなる時間帯を含むように、第一の電気機器の運転を開始し、その電気機器が許容値以上運転（たとえば８０％の充電終了や３時間の衣類乾燥運転終了）したときにこれを低消費電力運転（運転オフも含む））にした後に第二の電気機
器の運転を開始するので、両方の電気機器の運転の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

第１８の発明は、同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムの制御方法において、計時手段によって所定の開始時間となったときに前記第一の電気機器の運転を開始するステップと、第一の電気機器の使用電力が下がって第一の電気機器と第二の電気機器が含まれる電力供給系統の上限電力と総合使用電力との差分が第二の電気機器の使用電力値以上となったことを検知したときに第二の電気機器の運転を開始して第一の電気機器および第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れるステップとを備えた制御システムの制御方法である。

これにより、電力使用料金が安くなる時間帯に、第一の電気機器の運転を開始し、第一の電気機器の使用電力が下がって電力供給系統の上限電力と総合使用電力との差分が第二の電気機器の使用電力値以上となったときに第二の電気機器の運転を開始するので、両方の機器の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

第１９の発明は、前記第１７または１８の発明において、制御システムの制御方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、本発明をプログラムとして記憶媒体や通信媒体によって配布しコンピュータにインストールして実行させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、こ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は本発明の実施の形態１における制御システムと複数の電気機器、太陽光発電装置、燃料電池装置の構成を示すブロック図である。

電気機器Ａ〜Ｃ（２〜４）、その他の電気機器５はブレイカー１を介して電力会社から交流１００Ｖや２００Ｖの電力供給をされている。たとえば、貯湯式給湯機、車載電池や家庭用蓄電池の充電装置、衣類洗濯乾燥機のほかに食器洗い乾燥機や空気清浄機、掃除機（掃除ロボット）などである。

電気機器２〜５に供給される電力供給系統にはその総合使用電力および総合使用電力量を計測して記憶し後述する制御装置１１に送信する電力計測手段６を備える。

また、太陽光発電装置７や燃料電池８で発電した電力はブレイカー９を介して自宅の電気機器２〜５や電力会社、他の家庭（図示せず）に供給できる。

電気機器Ａ〜Ｃ（２〜４）には、各電気機器の運転を検知して制御装置１１に送信する動作検知手段１０が備えられている。これは電気機器に内蔵して制御部（マイコンなど）から動作状態や運転モードの情報を取得するものでもよいし、電気機器が備えるリモコンと電気機器とで送受信されるリモコン信号を受信する機器非内蔵型（アダプタ方式）でもよい。

ここでは動作検知手段１０を備えた電気機器は三つとしたが、これ以上であってもよい
。

なお、その他の電気機器５（複数）は、この動作検知手段１１を備えておらず、制御装置１１の制御対象外である。

制御装置１１は、電気機器Ａ〜Ｃ（２〜４）のうちから二つ以上の電気機器を選択し電力使用料金が安くなる時間帯（たとえば２３時〜午前７時のあいだ）に予約運転を行うものである。

そのため、制御装置１１は、使用者に予約運転の状況（運転開始時間、終了予定時間、現在の運転状況など）を知らせる通知手段１２、時間帯別電気料金情報を記憶して電力使用料金が安くなる時間帯など２４時間３６５日（季節、月、曜日などカレンダー）を計時する計時手段１３、電気機器Ａ〜Ｃ（２〜４）のうちから二つ以上の電気機器を選択するための電気機器の優先度を判断する優先度判断手段１４、電気機器の使用者の活動を検知する活動検知手段１５を備える。

制御手段１６はこれらの手段と連携して予約運転の開始時間や終了時間を設定し、電気機器Ａ〜Ｃ（２〜４）に制御信号を出力して運転開始、運転停止、詳細な運転状態などを制御する。

また、太陽光発電装置７や燃料電池８で発生する発電量を検知する発電量検知手段１７や、燃料電池８や太陽熱利用装置（図示せず）で得られる給湯量を検知する給湯量検知手段１８を備え、これを制御装置１１に接続して電気機器の予約運転と連携させる。

ここで電力計測手段６、電気機器Ａ〜Ｃ（２〜４）、動作検知手段１０、発電量検知手段１７、給湯量検知手段１８、制御装置１１との接続は無線通信でも電灯線通信でも有線通信であってもよい。

なお、制御装置１１はブレイカー１や電気機器２〜５と同じ家屋に存在する必要はなく、家屋外にあって、たとえば集合住宅全体や地域の電気機器を統合制御する制御装置であってもよい。また制御装置は電力供給者の処に存在してもよい。この場合、無線通信は無線ＬＡＮや小電力無線のような近距離通信に限らず、携帯電話網やデータ通信網のような広域通信であってもよい。

また通知手段１２は電力供給者にインターネットや無線通信を介して知らせるものでもよいし、計時手段１３が記憶する時間帯別電気料金情報は電力供給者からインターネットや無線通信を介してダウンロードして更新するものでもよい。

制御装置１１は通知手段１２、計時手段１３、優先度判断手段１４、活動検知手段１５を一体として備える場合もあれば、別筐体とし各手段を他の装置と兼ね備える形態でも構わない。たとえば、通知手段１２はＴＶ受信機や電気機器のリモコンの表示手段と兼ね備え、計時手段１４は電波時計と兼ね備え、活動検知手段１５はホームセキュリティ装置の人検知センサ等と兼ね備えることが考えられる。

次に、この制御システムで行う連携制御のフローを図２で説明する。

優先度判断手段１４は後述する優先度判断の手順によって電気機器２〜４の優先度を判断して、第一の電気機器と第二の電気機器とを選択し設定する。また第一の電気機器の予約運転の開始時間を設定する（Ｓ１）。

ここでは仮に、第一の電気機器を貯湯式給湯機である電気機器Ａ（２）、第二の電気機器を車載電池の充電装置である電気機器Ｂ（３）とする。

また、優先度判断手段１４は所定時間毎に（たとえば１０分毎に）優先度を判断して第一の電気機器と第二の電気機器の設定を見直す。これは、Ｓ１で優先度を判断した後に使用者が電気機器の運転条件を変更した場合に対応するためである。なお、予約運転を開始して第一の電気機器を運転開始した後でも第二の電気機器の選択の変更を行う仕様でもよい。

計時手段１３によって所定の開始時間となったことを検知して（Ｓ２）、通知手段１２により使用者に電気機器の予約運転の開始を報知する（Ｓ３）。

制御手段１６は第一の電気機器である貯湯式給湯機２の運転を開始する（Ｓ４）。運転内容（沸きあげる給湯量、給湯温度、給湯を使用する時間など）は予め使用者が設定しているものとしてここでは説明を省く。

動作検知手段１０によって貯湯式給湯機２が許容値以上運転したか否かを検知する（Ｓ５）。許容値とは、たとえばその使用者が日常生活に必要な最低の貯湯量（貯湯タンクの８０％程度など）であり、使用者が予め設定しても良いし貯湯式給湯機２が毎日の使用貯湯量を検知して学習・判断してもよい。沸き上げ時間や使用電力に余裕があればこの許容値以上（貯湯タンクの１００％）を給湯してもよいが、その優先度は高くないので他の電気機器が使用電力を必要とするならば譲ってもよいというレベルを許容値とする。

この許容値の他の例として、充電装置であれば８０％の充電量（電気自動車の日常走行に必要な充電量）とか、衣類洗濯乾燥機であれば完全な乾燥ではないが２時間の乾燥運転をしたレベルで少し干せば衣類が乾くレベルとか、空気清浄機や掃除ロボットであれば通常３時間運転するところを２時間運転したレベルなどである。電気機器毎の許容値は制御手段１６に予め設定してもよいし、各電気機器２〜４の制御部（マイコン）に設定して動作検知手段１０を介して制御手段１６に許容値の運転を終了したことを伝送する構成でもよい。

以上のように、許容値は、必要最低限の蓄電時間、蓄熱時間、畜エネルギー時間、充電時間、貯湯時間、運転時間などである。また、許容値は、必要最低限の蓄電量、蓄熱量、畜エネルギー量、充電量、貯湯量、運転量などである。

動作検知手段１０はこのような許容値を第一の電気機器が越えた段階を検知して、制御手段１６は第一の電気機器を低消費電力運転に切り替え（Ｓ６）、第二の電気機器である充電装置３の運転を開始する（Ｓ７）。

低消費電力運転とは、たとえば貯湯式給湯機では沸き上げのためのエネルギー入力を落としたり、沸き上げから保温に切り替えたりして使用電力を減らす。充電装置であれば充電のための入力電流や電圧を減らし、衣類洗濯乾燥機であれば乾燥風の温度・風量を減らす運転である。インバータ制御を行っている電気機器であればある程度の範囲で使用電力を可変制御できる。また、運転停止にして消費電力をゼロに限りなく近くする運転も低消費電力運転に含める。したがって、第一の電気機器を選択する際には許容値が設定でき使用電力を可変制御可能な機器が有用である。

Ｓ７では、制御手段１６は第一の電気機器である貯湯式給湯機２が低消費電力運転になって総合使用電力が減少したことを電力計測手段６で確認し、第二の電気機器である車載電池の充電装置３の運転を開始する。

車載電池の充電装置３は住宅に備えてこれを制御する形態でも、自動車側に備えてこれを制御する形態でも構わない。また、自動車側に備えられた充電装置の２００Ｖ（または１００Ｖ）電源プラグの通電をオン／オフする通電スイッチつきコンセントの制御であっても構わない。またそのコンセントは屋外にある電気機器に備える構成でもよい。たとえば、貯湯式給湯機２の貯湯タンクの一部や給湯機器本体にコンセントを備えて、貯湯式給湯機２は貯湯制御とともに充電装置３の充電制御を兼ねる構成も考えられる。

そして制御手段１６は第一の電気機器と第二の電気機器の運転終了を監視する（Ｓ８）。運転終了は動作検知手段１０によって判断する。電力計測手段６で総合使用電力の計測をしてこれを確認してもよい。

ここで電力使用料金が安くなる時間帯である午前７時（遅くとも電気機器の運転終了が必要とされる時間であるので終了期限時刻と呼ぶ）を過ぎたかどうかを計時手段１３で監視し（Ｓ９）、午前７時を過ぎて第一の電気機器または第二の電気機器の運転が終了していない場合（あるいは運転状況と残り時間から見てそれが予想される場合）はそれが第二の許容値以上運転したか否かを判断する（Ｓ１３）。

第二の許容値とは、車載電池の充電装置３であれば、たとえば日常生活に必要な最低充電量であり、使用者が明日の走行距離を考慮して設定しても良いし充電装置３が毎日の走行距離（電力使用量）を検知して学習・判断してもよい。

ここでは次の３つの場合が考えられる。第一・第二の電気機器が共にまだ運転している場合、第一の電気機器が運転終了して第二の電気機器のみが運転している場合、第二の電気機器が運転終了して第一の電気機器のみが運転している場合。

第一の電気機器については、第二の許容値が上記のＳ５の許容値と同じ設定にすれば、第一の電気機器はこの許容値をクリアしている。Ｓ５の許容値＜Ｓ１３の第二の許容値に設定すれば第一の電気機器はまだ第二の許容値を達していない場合がある。

第一または第二の電気機器が第二の許容値以上運転していない場合（または第二の許容値を設定していない場合）は、制御装置１１の通知手段１２によって第一の電気機器または第二の電気機器の運転が終了期限時刻を越えることを使用者に報知する。そしてその運転を継続するか停止するかの選択肢を表示して使用者の指示を受け付ける（Ｓ１０）。使用者が運転継続を希望した電気機器はそのまま運転を継続し、それ以外の電気機器は運転を停止する。

Ｓ１３にて第二の許容値以上運転している場合は通知手段１２によって電気機器の運転終了とその運転内容（第一の電気機器または第二の電気機器が第二の許容値レベルであること）を使用者に知らせる。

また午前７時前に第一の電気機器と第二の電気機器の運転が共に終了した場合は通知手段１２によって電気機器の運転が終了したことを使用者に報知する（Ｓ１１）。

以上、第二の実施の形態の運転制御を時間軸と使用電力のグラフ図３で説明する。

開始時間Ｔ１（たとえば２３時）にて第一の電気機器を運転させた後、許容値となるまで通常に運転させる（Ｔ２）。Ｔ２で第一の電気機器を低消費電力運転に切り替え、上限電力（契約電力や許容電力）に対して使用電力の余裕をつくってから第二の電気機器を運転させる。

図３では、一例として、先に運転させた第一の電気機器がＴ３にて運転終了、第二の電気機器はＴ４にて運転終了とした。また、第一の電気機器が運転終了したＴ３において上限電力と使用電力とに余裕ができたので第三の電気機器を運転させている。ここで第三の電気機器は優先度判断手段１４によって複数の電気機器の中で第一の電気機器、第二の電気機器についで優先度が高いと判断された電気機器である。

終了時間Ｔ４（たとえば午前６時）において、第一の電気機器、第二の電気機器、第三の電気機器のすべての機器の運転が終了し、午前７時前に（終了期限時刻の前に）予約運転が終わったことを使用者に報知することができる。

以上のように、図１〜３に示す実施の形態１によれば、電力使用料金が安くなる時間帯を含むように、第一の電気機器の運転を開始し、その電気機器が許容値以上運転（たとえば８０％の充電終了や３時間の衣類乾燥運転終了）したときにこれを低消費電力運転（運転オフも含む）にした後に第二の電気機器の運転を開始するので、両方の電気機器の運転の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

そして、電気機器の予約運転が終了期限時刻（たとえば電力使用料金の安い時間帯）を越えるときは使用者に知らせることができる。電力供給者にそのような実態があることを知らせることができる。

また、電気機器の予約運転が終了期限時刻を越えた場合は、たとえば９０％の蓄電完了や２時間の乾燥運転済みというような第二の許容値以上であればその運転を停止することで、安い電気使用料金とある程度の必要なレベルの予約運転とを両立させることができる。

（実施の形態２）
次に上述の実施の形態１とは異なる本発明の実施の形態２における制御システムについて説明する。

図４はその構成を示すブロック図である。図１と同じ構成部分については同じ符号を付与し詳細な説明を省く。

図１においては動作検知手段１０によって各電気機器の運転を検知して制御装置１１に送信しているが、本実施の形態２（図４）ではその代わりに各電気機器の使用電力を検知する個別電力計測手段１９を備える。

これは電気機器本体に備えてもよいし、電気機器の電力供給系統の上流で電力計測手段６との間に設けてもよい。たとえば、電気機器とコンセントのあいだに挿入するコンセントアダプタ方式の電力計（または電流計）、コンセント一体型の電力計、コンセントと電力計測手段６のあいだに備えた電力計でもよい。

個別電力計測手段１９は、各電気機器２〜４の使用電力を検知・測定してこれを制御装置１１に送信する。制御装置１１は各電気機器２〜４の使用電力を判断して各電気機器２〜４を制御する。

この制御システムで行う連携制御のフローを図５で説明する。図２と同じフロー部については同じ符号を付与し詳細な説明を省く。

図２においては第二の電気機器の運転を開始する時期として、第一の電気機器が許容値以上運転したときにこれを低消費電力運転にした後に第二の電気機器の運転を開始していたが（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）、本実施の形態２（図５）ではその代わりに第一の電気機器の使用電力を個別電力計測手段１９で計測し、第二の電気機器との併用運転が可能な使用電力となったときに第二の電気機器を運転開始する（Ｓ１２、Ｓ７）。

ここで第一の電気機器の使用電力特性として、充電装置のように最初は使用電力が大きく、充電されるにつれて使用電力が小さくなっていくもの、エアコンのように最初は使用電力が大きく、所定の状態（設定した温度）に近づくにつれて使用電力が小さくなっていく電気機器を想定する。

第一の電気機器は運転時間とともに使用電力が小さくなっていくので、電力計測手段６と個別電力計測手段１９によってこれを検知し、電力計測手段６で計測される総合使用電力が個別電力計測手段１９の使用電力とともに小さくなっていくこと、総合使用電力と上限電力との差分が第二の電気機器の最大使用電力（併用運転可能値）よりも大きくなって併用運転可能な状態となれば第二の電気機器の運転を開始する（Ｓ１２，Ｓ７）。

個別使用電力計測手段１９なしで、電力計測手段６で計測される総合使用電力のみで総合使用電力と上限電力との差分が第二の電気機器の最大使用電力よりも大きくなって併用運転可能な状態を判断してもよいが、どの電気機器が理由で総合使用電力が減少しているのかを個別電力計測手段１９で検知すると精度が高まる。

また、制御手段１６が第一・第二の電気機器の併用運転が可能であるか否かを判断するのは、第二の電気機器との併用運転が可能な使用電力となったことを検知して所定時間（たとえば１０分間）継続したことを検知して、一時的な使用電力の減少を除外してもよい。

なお、図５では実施の形態１（図２）のように第二の許容値の判断（Ｓ１３、Ｓ１４）を設けていないが、実施の形態２においても第二の許容値の判断制御を加えてもよい。

以上、第二の実施の形態の運転を時間軸と使用電力のグラフ図６で説明する。

開始時間Ｔ５（たとえば２３時）に第一の電気機器を運転させた後、第一の電気機器の使用電力と家庭の総合使用電力とを計測して、家庭の上限電力（契約電力）と総合使用電力との差分が併用運転可能値（第二の電気機器の使用電力量）以上となったときに（Ｔ６）第二の電気機器を運転させる。

総合使用電力は電力計測手段６によって計測し、第一の電気機器の使用電力は個別使用電力計測手段１９によって計測される。Ｔ５からＴ６の時間帯において、制御手段１６は、総合使用電力の減少と第一の電気機器の使用電力の減少との相関関係を確認して第一の電気機器の使用電力の減少したことによって総合使用電力が減少した結果、総合使用電力と契約電力との差分が第二の電気機器の最大使用電力である併用運転可能値以上となったことを判断する。

なお、その他の電気機器５の運転によって使用電力は変動するが、図６ではこれを一定値で描いている。

また、図６では、一例として、第一の電気機器の使用電力の減少にともないＴ７で第三の電気機器を併用運転も可能と判断してこれを運転させている。第三の電気機器は複数の
電気機器の中で第一の電気機器、第二の電気機器についで優先度が高いと優先度判断手段１４が判断した電気機器である。またこのとき、Ｔ７の併用運転可能値は第三の電気機器の最大使用電力であり、併用運転可能値は運転したい電気機器に応じて異なる。

終了時間Ｔ８（たとえば午前６時）において、第一の電気機器、第二の電気機器、第三の電気機器のすべての機器の運転が終了し、午前７時前に（終了期限時刻の前に）予約運転が終わったことを使用者に報知することができる。

以上のように、図４〜６に示す実施の形態２によれば、電力使用料金が安くなる時間帯に、第一の電気機器の運転を開始し、第一の電気機器の使用電力が下がって総合使用電力と上限電力の差分が第二の電気機器の使用電力値以上となったときに第二の電気機器の運転を開始するので、両方の機器の使用電力を所定範囲内に入れて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるということを回避できる。また第一の電気機器を先に運転することで利便性を高めることができる。

上記実施の形態１と形態２とを組み合わせてもよい。すなわち、動作検知手段を備えた電気機器と個別電力検知手段を備えた電気機器とを組み合わせて制御システムを構築する、動作検知手段と個別電力検知手段の両方を備えた電気機器を制御システムに加えてもよい。

なお、このように構築すれば、運転時間とともに使用電力が下がる電気機器については実施の形態２のように第一の電気機器の使用電力が下がるのを待って総合使用電力と上限電力の差分が第二の電気機器の使用電力値以上となったときに第二の電気機器の運転を開始し、また運転時間とともに使用電力が下がらない電気機器については実施の形態１のように許容値以上運転した後に第一の電気機器を低消費電力運転にしてから第二の電気機器を運転する、というように電気機器の使用電力の特性によって選択することができる。

さらに、第一の電気機器が衣類洗濯乾燥機のように運転シーケンス毎（洗濯モード、脱水モード、乾燥モードなど）に使用電力が変化する電気機器についても、動作検知手段で運転シーケンスを検知することで、各運転シーケンス毎に第一または第二の実施の形態の制御を行うことができる。

以上、本実施の形態の概略を説明した。以下、上述の実施の形態１、２において詳細をいくつか説明する。

まず機器の優先度を判断して第一の電気機器と第二の電気機器を選択、設定する（図２、図５のＳ１）制御フローを図７に示す。

制御装置１１の通知手段１２において使用者が各電気機器２〜４の運転終了を必要とする時刻、そのときに必要な状態、さらに運転を開始したい時刻があればそれを設定する（Ｓ２１）。

たとえば、貯湯式給湯機であれば給湯を使いたい時刻とそのときに必要な給湯量である。車載電池の充電装置であれば電気自動車を使用したい時刻と走行距離（充電量）である。これらは使用者の使用状態を判断・学習して制御装置１１で自動設定する形態でもよい。

次に優先度判断手段１４において、Ｓ２１で設定された必要な時刻に必要な状態にするために運転に必要な時間長、それに必要な使用電力（最大値）、使用電力量を各電気機器２〜４毎に算出する（Ｓ２２）。

これらの値は各電気機器２〜４や制御装置１１に予め記憶しておいてもよいし、実際に運転した過去の値を記録しておき、それを基にして算出するようにしてもよい。

優先度判断手段１４は、各電気機器２〜４について、使用者が運転終了を必要とする時刻・そのときに必要な状態・運転を開始したい時刻と、運転に必要な時間長・使用電力・使用電力量と、上限電力・時間帯別電気料金情報（電力使用料金の安い時間帯）とを比較演算する。

以上から次のように予約運転の優先度を設定する（Ｓ２３）。

優先度判断手段１４は、下記の（ａ）〜（ｈ）のうちいずれか１つを選択して優先度を求めてもよいし、たとえば季節、日時、曜日などに応じて（ａ）〜（ｈ）の選択を切り替えてもよい。また、これら（ａ）〜（ｈ）のうちのいくつかを選択して重み付けして加算することで、複数の組み合わせで優先順位を決めてもよい。

（ａ）使用者が運転を開始したい時刻を指定した電気機器があればこれを予約運転の最優先する。たとえば、２３時に衣類洗濯乾燥機を使用したい等。

（ｂ）運転終了を必要とする時刻の早い電気機器の順番に予約運転の優先度を設定する。たとえば、運転終了時刻が午前１時と午前２時とであれば午前１時の電気機器を優先する。

（ｃ）運転終了時に必要な状態を考慮してそのための運転に必要とする時間長を求める。それに現在時刻に加えた時刻と、遅くとも運転終了が必要とされる時刻との時間差を比較して優先度を求める。たとえば、遅くとも午前１時から運転しないと間に合わない電気機器と、遅くとも午前２時から運転しないと間に合わない電気機器とがあれば午前１時の電気機器を優先する。

これにより、必要とする時刻から運転の必要時間長を遡って、現在時刻との余裕が少ない、すなわち電気機器の運転を開始すべき時刻が早い電気機器の順番に予約運転の優先度を設定する。これにより、運転終了が必要とされる時刻までの時間的余裕の短い電気機器を考慮して優先度を求めることができる。

（ｄ）運転終了時に必要な状態を考慮してそのための運転に必要とする時間長の長い電気機器の順番に予約運転の優先度を設定する。たとえば、運転時間長が１時間の電気機器と２時間の電気機器では２時間の電気機器を優先する。

これは、時間長の短い電気機器は日中のいつでも総合使用電力の小さい時間を見つけてその時間に運転させることができる。運転に必要な時間長が長い電気機器のほうが運転させる時間を見つけにくい。また、運転時間の長い電気機器を優先して電気料金の安い時間帯を有効に利用できるようにする。

（ｅ）運転終了までの使用電力の大きい電気機器の順番に予約運転の優先度を設定する。たとえば、設定された運転コースの使用電力が最大８００Ｗの電気機器と最大５００Ｗであれば最大８００Ｗの電気機器を優先する。

これは、使用電力の小さい電気機器は日中のいつでも総合使用電力の小さい時間を見つけてその時間に運転させることができる。使用電力の大きい電気機器のほうが運転させる時を見つけにくい。

（ｆ）運転終了までの使用電力量の大きい電気機器の順番に予約運転の優先度を設定する。たとえば、設定された運転コースの使用電力が最大８００Ｗｈの電気機器と最大５００Ｗｈであれば最大８００Ｗｈの電気機器を優先する。これは上記（ｄ）と（ｅ）の両方を考慮して優先度を設定することになる。

（ｇ）蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、充電機器、貯湯機器の中で使用頻度の高い電気機器を優先して設定することにより、必要なときにいつでも使える状態にできる。

（ｈ）複数の電気機器について、運転時間と使用電力のパターンから低消費電力運転が可能か否かを比較して優先度を求める制御システムである。たとえば蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、充電機器、貯湯機器はエネルギーを貯めるための使用電力の増減制御が行いやすいので優先度を高く設定して第一の電気機器として設定しやすくする。また、インバータ制御のように低消費電力制御が容易な電気機器も含める。

その結果、第一の電気機器と第二の電気機器とが併用運転しやすくなり、運転開始してから運転終了となるまでの運転時間を短くすることが可能となる。

以上によって優先度を求め、優先度の高い電気機器から順に第一の電気機器、第二の電気機器を選択する（Ｓ２４）。図示しないが、優先度に応じて第三の電気機器以下を選択してもよい。

そして、制御手段１６は初期設定として予約運転の開始時間を電力使用料金の安い時間帯の始まりである２３時で設定し、第一の電気機器、第二の電気機器を上記実施の形態１または２で制御した場合の運転終了時刻を演算する（Ｓ２５）。ここで、実施の形態１と２とで運転終了時刻を比較して終了時刻の早いほう（電力使用料金の安いほう）を選択するようにしてもよい。

また、２３時に運転開始したときに午前７時迄に運転が終了しない（電力使用料金の安い時間帯内で終了しない）場合は開始時間を早める処理を行う（Ｓ２６、Ｓ２９）。詳細は後述する。

また午前７時前に運転終了する場合であっても、蓄電、蓄熱、蓄エネルギー、充電、貯湯の放電ロス・放熱ロスを減らすために、午前７時の間近に運転終了する場合が望ましい電気機器は、午前６時付近（午前７時の１時間前とするがこれに限るものではない）に終了するよう開始時間を２３時より遅らせて運転終了時刻を午前６時付近に調整する（Ｓ２７、Ｓ２８）。

以上のように、優先度判断手段によって複数の電気機器の優先度を求め、制御手段は優先度に応じて第一電気機器と第二の電気機器を選択することで、優先度の高い電気機器を先に予約運転することで利便性を高めることができる。

また、運転時間の長い電気機器、使用電力の大きい電気機器、使用電力量の大きい電気機器を考慮して優先度を求めることができる。とくに、運転終了が必要とされる時刻（終了期限時刻）までの時間的余裕の短い電気機器を考慮して優先度を求めることができる。

あるいは、低消費電力運転など使用電力の増減制御が行いやすい電気機器の優先度を高く設定する。その結果、第一の電気機器と第二の電気機器とが併用運転しやすくなり、運転開始してから運転終了となるまでの運転時間を短くすることが可能となる。

また、制御手段は、終了期限時刻付近に第二の電気機器の運転が終了するように第一の電気機器の開始時間を前後に調整するので、第二の電気機器の予約運転が終了期限時刻（たとえば電力使用料金の安い時間帯である午前７時）よりも早い時刻に終了することが予測されるときは開始時間を遅くして終了期限時刻付近に（多少の余裕を見て少し早めの時刻でもよい）に運転終了することができるので放電・放熱ロスを小さくできる。

さて、ここでもう一度、実施の形態１の図３や実施の形態２の図６のグラフを見ると、第一・第二・第三の電気機器の運転中に、制御装置１１と接続された電気機器２〜４以外の電気機器５の運転によって総合使用電力が変動し上限電力を超えた場合にはブレイカー１が遮断することが考えられる。また逆に、電気機器５の運転が終了して総合使用電力が減り使用可能な電力が増えることが考えられる。これについて電気機器５には動作検知手段１０や個別電力計測手段１９を備えていないので制御手段１６によって制御することはできない。このような電気機器はヘアドライヤーなどが存在する。

そこで本実施の形態１、２では、第一・第二・第三の電気機器の運転中（あるいは運転の前後）に、電力計測手段６にて電気機器２〜５が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測し、制御手段１６は総合使用電力が所定の範囲内（上限電力以下）に入るよう電気機器２〜４の少なくとも一つの使用電力を増減させる使用電力平準化制御を行う。この制御フローを図８に示す。

電力計測手段６で総合使用電力を計測して（Ｓ３１）、制御手段１６にてその総合使用電力と予め設定した最大値（たとえば上限電力の９０％）・最小値（上限電力の３０％）と比較する。第一の電気機器、第二の電気機器の運転中にその最大値・最小値を超えないよう第一の電気機器、第二の電気機器の使用電力を以下のように増減させて制御する。

（ａ）総合使用電力が設定した最大値以上であれば（Ｓ３２）、運転中の電気機器２〜４の中で優先度の低い機器から低消費電力運転（一時停止を含む）に切り替えて総合使用電力を削減する（Ｓ３５）。これによりブレイカー遮断を回避する。

（ｂ）総合使用電力が設定した最小値以下であれば（Ｓ３３）、低消費電力で運転中の電気機器２〜４の中で優先度の高い機器から通常電力の運転（または使用電力の大きい高速運転）に切り替えて総合使用電力を増やす（Ｓ３６）。これにより電力使用料金が安くなる時間帯において電気機器を効率的に運転させる。

（ｃ）総合使用電力が最小値以上最大値以下の場合には（Ｓ３４）、使用電力平準化制御は必要ない。

以上のようにして、制御システムが制御対象とする第一、第二の電気機器が運転しているときに電力供給系統の総合使用電力が増え、契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちるような場合でも第一、第二の電気機器の使用電力を減らしてそれを回避することができる。また逆に総合使用電力が減った場合は第一、第二の電気機器の使用電力を増やして運転終了時間を短縮させることができる。

もちろん、第一の電気機器の運転が終了して電力供給系統の総合使用電力が減った場合も第二の機器の使用電力を増やして電力使用料金が安くなる時間帯において効率的に運転させることができる。

このような使用電力平準化制御は第一・第二の電気機器の運転中に限らず、電気機器２〜４の運転中であれば電力使用料金が安くなる時間帯や終日的に使用電力平準化制御を行
ってもよい。

以上の使用電力平準化制御を説明したところで、午前７時までに運転が終了しないときの開始時間を早める処理（図７のＳ２９）を図９のフロー図で説明する。

制御手段１６は以下の（１）〜（３）の３通り（Ｓ４１〜Ｓ４４）について運転開始の時刻、運転終了の時刻を算出し、この（１）〜（３）の運転時間帯の中から１つを選択して予約運転の開始時間を設定する（Ｓ４５）。

たとえば通知手段１２を通じて使用者に知らせて選択させてもよいし、季節、日時、曜日などに応じて選択を切り替えてもよい。また、（１）〜（３）のうちのいくつかを選択して重み付けして加算する組み合わせで決めてもよい。

（ａ）時間帯別電気料金情報に基づいて運転開始時刻を一番早い２３時として、第一の電気機器と第二の電気機器を実施の形態１または２で運転させたときの運転終了時刻を求める（Ｓ４１、図７のＳ２５と同じ）。

（ｂ）時間帯別電気料金情報に基づいて運転終了時刻を一番遅い午前７時として、第一の電気機器と第二の電気機器を実施の形態１または２で運転させたときの運転開始時刻を求める（Ｓ４２）。

（ｃ）いますぐ第一の電気機器と第二の電気機器を運転させたときの運転終了時刻を求める（Ｓ４３）。

この３つを時間軸で図示すると図１０のように、（ａ）開始時間優先の予約運転、（ｂ）終了時刻優先の予約運転、（ｃ）いますぐ運転開始、の３つの運転を比較検討している。

そして上記の３つの予約運転について制御手段１６は次の比較を行う（Ｓ４４）。

（１）３つの予約運転の時間帯について総合使用電力を算出し比較して通知手段１２に表示する。ここでその時間帯における総合使用電力は電力計測手段６で過去に計測・記憶した時間毎の総合使用電力値を基にして得られる。あるいは予め時間帯毎の総合使用電力値を記憶していてもよい。

これには単位時間毎（たとえば１５分間隔）の最大使用電力値、平均使用電力値、最初使用電力値を用いて算出する。このとき個別電力計測手段により電気機器２〜４の使用電力を計測していればこれを削除する。

これにより、予約運転が終了期限時刻（たとえば電力使用料金の安い時間帯である午前７時）を越える場合は、開始時間を繰り上げて予約運転した場合と終了期限時刻を越えて運転した場合とで総合使用電力の少ないほう（使用電力の余裕度が大きい）の時間帯を選択するので、制御システムが制御対象とする電気機器以外の機器が運転する等で電力供給系統の総合使用電力が増えて契約電力や許容電力を超えブレイカーが落ちることを減らすことができる。

（２）３つの予約運転の時間帯について上述の図８で説明した使用電力平準化制御が行われた回数や頻度を算出し比較し通知手段１２に表示する。ここで時間帯における使用電力平準化制御が行われた回数や頻度は制御手段１６で過去に行った制御回数・頻度を時間毎に記憶してこれを基にして得られる。

これにより、予約運転が終了期限時刻（たとえば電力使用料金の安い時間帯である午前７時）を越える場合は、開始時間を繰り上げて予約運転した場合と終了期限時刻を越えて運転した場合とで使用電力平準化制御の回数を比較して頻度の少ないほうの時間帯を選択するので、制御システムが制御対象とする電気機器以外の機器が運転する等による使用量平準化制御する回数を減らし使用量平準化制御によるさらなる終了時刻の延長を減らすことができる。

（３）３つの予約運転の時間帯について時間帯別電気料金情報に基づいて電力使用料金を算出し比較し通知手段１２に表示する。これは使用電力値と時間帯毎の電力使用料金との積で得られる。

たとえば、時間帯別電気料金情報として２３時〜午前７時の電力使用料金を１ｋＷあたりは９円程度、その前後の１７時〜２３時と午前７時〜１０時は２３円程度、午前１０時〜１７時は２８円〜３３円程度とすると、第一の電気機器と第二の電気機器の運転時間長が２３時〜午前７時を５時間越えるとき、運転開始を５時間早くして１８時から運転して午前７時に終了するときと、運転終了時刻を５時間遅くして２３時から運転して午前１２時に終了するときでは、同じ使用電力量のときは１８時に運転開始するほうが電力使用料金は安くなる。

また電気機器別に時間帯別電気料金情報が異なる場合は、同じ時間帯であっても第一・第二の電気機器の組合せによって電力使用料金が異なる。

これにより、電気機器の予約運転が終了期限時刻を越える場合は、開始時間を繰り上げて予約運転した場合と終了期限時刻を越えて運転した場合とで電力使用料金を比較して安いほうの時間帯を選択するので電力使用料金を安くできる。

なお、上記（１）〜（３）の予約運転の時間帯の比較と選択は、予約運転の対象となる電気機器が２つに限らず３つ以上であっても、また１つであっても有効である。

ところで上記（１）〜（２）については第一・第二以外のその他の電気機器５による使用電力が関与して使用電力の余裕度が大きい時間帯を選択しているので使用者の電気機器の使用パターンや生活パターンによるところが大きい。これを図１１で説明する。

図１１（ａ）は朝型（早寝早起き型）のひとの使用電力パターンの一例を示す。図１１（ｂ）は夜型（遅寝遅起き型）の人の使用電力パターンの一例を示す。

図１１（ａ）において、使用者は日常的にほぼ２２時３０分頃に就寝して電気機器の使用が減るとすれば電力計測手段６で計測する総合使用電力は２２時３０分から減少する。ここを予約運転の開始時間に設定して予約運転の時間帯を調整すれば、使用電力の余裕度が大きい時間帯を有効に活用して他の電気機器の運転の影響を受けにくい時間帯に予約運転を行うことができる。ただし２３時までの電力使用料金は高くなる。

そして、使用者は日常的に午前６時３０分頃に起床して電気機器の使用が増えるとすれば電力計測手段６で計測する総合使用電力は午前６時３０分から増加する。ここを予約運転の終了期限時刻に設定して予約運転の時間帯を調整すれば、午前６時３０分以降という使用電力の余裕度が小さく他の電気機器の運転の影響を受けやすい時間帯を避けて予約運転を行うことができる。

また図１１（ｂ）において、使用者は日常的にほぼ２４時頃を過ぎて就寝して電気機器
の使用が減るとすれば電力計測手段６で計測する総合使用電力は２４時を過ぎて減少する。ここを予約運転の開始時間に設定して予約運転の時間帯を調整すれば、２３時直後の使用電力の余裕度が小さく他の電気機器の運転の影響を受けやすい時間帯を避けて予約運転を行うことができる。

そして、使用者は日常的に午前８時頃に起床して電気機器の使用が増えるとすれば電力計測手段６で計測する総合使用電力は午前８時以後から増加する。ここを予約運転の終了期限時刻に設定して予約運転の時間帯を調整すれば、午前８時までの使用電力の余裕度が大きい時間帯を有効に活用して他の電気機器の運転の影響を受けにくい予約運転を行うことができる。ただし午前８時までの電力使用料金は高くなる。

上記は一例であるが、いずれも電力使用料金の安くなる時間帯を含むようにして、使用者の電気機器の使用パターンにあわせて、それと干渉しにくいような予約運転を行うことができる。もちろん、図１０（ａ）、図１０（ｂ）の比較にこのような使用者の使用パターンを組み合わせてもよい。

図１１（ａ）、図１１（ｂ）のように朝型、夜型の生活パターンを考慮すると、２３時〜午前７時の時間枠を前後に調整して、２３時より少し早めの時間帯（または午前７時より少し遅めの時間帯）を選択した方が他の電気機器の影響を受けにくくて予約運転がスムーズとなる（運転終了時刻の予測精度が高まる）時間帯を選択することが可能となる。

そのための使用者の朝型、夜型の生活パターンを使用者毎に把握するために、電力計測手段６にて２４時間／曜日／月毎の家庭の総合使用電力量を記憶・学習し総合使用電力が所定値以下となる時間帯、すなわち図１１（ａ）、図１１（ｂ）の開始時間を検知することが可能である。そして、制御システムは予約運転の開始時間を総合使用電力が所定値以下となる時間以後として、使用電力の余裕が大きくなる時間を検知して予約運転を行う。

また、電力計測手段６にて２４時間／曜日／月毎の家庭の総合使用電力量を記憶・学習し総合使用電力が所定値以上となる時間帯、すなわち図１１（ａ）、図１１（ｂ）の終了期限時刻を検知することが可能である。そして、制御システムは予約運転の終了期限時刻を総合使用電力が所定値以上となる時間以前として、使用電力の余裕が小さくなる時間を検知して予約運転を行う。

また、電力計測手段６のほかに生活者の活動検知手段１５を制御装置１１に備えてもよい。

活動検知手段１５は、たとえば部屋毎に備えられた人感センサや電気機器１〜４であり、寝室での人感検知、寝室の照明や空調機器の運転履歴、寝室の電気機器の利用履歴などで、これにより使用者の就寝・起床を検知する。また、玄関の施錠履歴やトイレの使用履歴、部屋の照明や空調機器の運転履歴などで、これにより使用者の外出・帰宅を検知する。

また、使用者が電波発信機を携帯し、その電波発信機から発信される電波を活動検知手段１５が受信することで使用者の在・不在の検知をする。使用者の家族毎に電波発信機の識別符号を異ならせることで家族一人一人の在・不在も判別できる。さらに、電波発信機から発信される電波のエリアを狭くして部屋毎に活動検知手段を備えれば、部屋毎に誰がいるかを検知することができる。

制御装置１１はこれらの履歴を記憶・学習して生活パターンを導き出すことで精度を高めることができる。

また、制御装置１１はホームセキュリティ機器（図示しない）との連携で「就寝警戒モード」「外出警戒モード」を把握したり、使用者のスケジュール表（パソコンや情報端末、携帯電話など）と情報共有することでさらに精度を高めることができる。また、使用者が使用する携帯電話の位置検出情報、電源オン／オフ履歴情報、充電のオン／オフ履歴情報、操作履歴情報を利用しても良い。

あるいはまた、電気機器２〜４が備える動作検知手段１０や個別電力計測手段１９が活動検知手段１５の機能を兼ねることにより使用者の各電気機器の使用を検知することで活動を検知してもよい。

このようにして、制御システムは使用者の活動を検知する活動検知手段を備えて、開始時間は使用者の就寝または外出を検知した時間以後とすることで、制御システムが制御する電気機器以外の機器が運転する可能性の低い時間を重点的に選択して予約運転を行うことができる。

また、終了期限時刻は使用者の起床または帰宅を検知する時間以前とすることで、使用者の起床や帰宅など制御システムが制御する電気機器以外の機器が運転する可能性の高い時間を避けて予約運転を行うことができる。

なお、使用者の生活パターンと２３時〜午前７時の電力使用料金との乖離については、このような使用者の生活パターンや電気機器の使用パターンを制御装置１１は通知手段１２によって電力供給者に知らせ、電力供給の平準化上有効であれば、電力供給者が使用者毎に電力使用料金の安い時間帯を個別に設定、その電力料金情報を制御装置１１に記憶させる。

加えて、使用者の就寝中・不在中を判断することができるので、上述の蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、充電機器、貯湯機器のほかに、空気清浄機や加湿・除湿機器、部屋掃除機器、空間掃除機など使用者が家屋や特定の部屋に不在の時に運転することが可能な電気機器についても予約運転の対象機器に含めることができる。

このように身近にある電気機器を以下の区分に分け、このうち（２）、（３）について本実施の形態によって電力使用料金が安い時間帯に自動的に予約運転させる生活が可能となる。

（１）すぐに運転させたい電気機器・・・調理機器、ＴＶなど。

（２）所定時間（たとえば明日の午前７時）までであれば、できれば電気使用料金を安くして運転してくれればよい電気機器・・・蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、貯湯機器、洗濯乾燥機、食器洗い乾燥機など。

（３）１、２日間隔であれば都合の良いとき（就寝時、不在時など）に、できれば電気使用料金を安くして運転してくれればよい電気機器・・・空質制御機器（空気清浄、加湿、除湿）、掃除機器など。

そして（２）、（３）については運転に必要な時間長と時間帯に応じて優先度を切り替える。

つまり、就寝〜起床の時間長に比べて外出〜帰宅の時間長は一般的に短いこと、日によって時間長が変動すること、必ずしも毎日外出するわけではないこと、から、就寝から起
床の時間帯には運転に必要な時間長の長い電気機器や上記（２）の電気機器の優先度を高くし、家庭での総合使用電力の少ない時間帯を検知して運転する。

一方、外出〜帰宅の時間帯には運転に必要な時間長の短い電気機器や上記（３）の電気機器の優先度を高くし、家庭での総合使用電力の少ないときを検知して運転する。

また、就寝から起床の時間帯でも上記（２）の電気機器がない場合は上記（３）の電気機器を運転させる。

なお、最後になるが、図１の制御システムには太陽光電池装置７や燃料電池装置８など発電装置の発電力検知手段１７と給湯量検知手段１８が制御装置１１に接続されている。これまでの説明では電力使用料金が安くなる時間帯として２３時〜午前７時の夜間電力帯で説明してきたが、電力会社以外で自宅に発電装置があればこれらの装置から発電される時間帯も電気使用料金が安くなる時間帯となる。

たとえば、時間帯電気料金情報によれば午前７時を過ぎてからの電力使用料金は高くなるが、晴れていれば太陽光発電装置７による発電が行われており、夕方にかけて日中での発電量は増えていく。もちろん天候や季節によってことなるが、日の出〜日没の時間帯は使用電力の余裕が大きくなるとともに電力使用量が安い時間帯となる。

したがって、発電力検知手段１７によって２４時間／曜日毎／月毎の家庭の発電量を記憶・学習して発電量が所定値以上となる時間帯を検知して本実施の形態１・２の予約運転と連携させることができる。さらに、外部の情報サーバと連携して天気予報情報を取得し、これによって明日が晴れ／曇り／雨によって予約運転の開始時間・終了時間を切り替えてもよい。

同様に、燃料電池装置８は発電とともに給湯も行うので給湯量検知手段１８に２４時間／曜日毎／月毎の家庭の給湯量を記憶・学習し、給湯の必要な時刻と必要量にこの給湯量を考慮して貯湯機器の予約運転を行う。あるいは貯湯機器の予約運転にあわせて燃料電池装置８を運転させる、また、第一・第二の電気機器の予約運転で電力需要が増えるときに燃料電池装置８を運転させるなど本実施の形態１・２の予約運転と連携させることができる。

これによって自家用太陽発電や燃料電池など発電によって電力が増える時間帯を含めて予約運転を行うのでより経済的なほうを選択することができる。

なお、上記実施の形態で、図３、図６は第一、第二、第三の電気機器の予約運転について説明したが、第四以上の電気機器を含めて予約運転してもよい。また第一の電気機器の必要運転時間が２３時〜午前７時よりも長い場合は第一の電気機器のみで予約運転してもよい。

同様に、図１０において第一、第二の電気機器で説明したが、第三以上の電気機器を含めて予約運転してもよいし、第一の電気機器のみで予約運転してもよい。この場合、第一の電気機器の必要運転時間が２３時〜午前７時よりも長い場合は、第一の電気機器のみで図１０（ａ）の開始時間優先の予約運転と図１０（ｂ）の終了時刻優先の予約運転とを比較して選択してもよい。

なお、電気機器に備える動作検知手段や個別電力計測手段、発電量検知手段、給湯量検知手段のいくつかに携帯電話網や無線回線網等の宅外無線通信手段を備えて宅外と通信し、制御装置は電力供給者やエネルギーサービス事業者が備えてもよい。

以上のように本発明によると、家庭や事務所、工場などにおいて複数の電気機器を電力使用料金が安くなる時間帯を含むように予約運転を行う制御システムであり、限られた契約電力や許容電力のもとで効率的にまたは電力使用料金を安くするように運転を制御することができる。

本発明は、複数の電気機器が同じ場所に存在しなくても複数の店舗や事業場に散在する電気機器について、電力供給者との契約内で効率的にまたは電力使用料金を安くするように運転を制御することが可能である。

太陽光発電や風力発電装置など使用者が所有する発電装置を組み合わせた予約運転に利用することができる。

１、９ ブレイカー
２、３、４、５ 電気機器
６ 電力計測手段
７ 太陽光発電装置
８ 燃料電池装置
１０ 動作検知手段
１１ 制御装置
１２ 通知手段
１３ 計時手段
１４ 優先度判断手段
１５ 活動検知手段
１６ 制御手段
１７ 発電量検知手段
１８ 給湯量検知手段
１９ 個別電力計測手段

Claims (19)

1. 同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、
   計時手段によって所定の開始時間となったときに前記第一の電気機器の運転を開始し、動作検知手段によって前記第一の電気機器が許容値以上運転したことを検知したときに低消費電力運転にした後、前記第二の電気機器の運転を開始して前記第一の電気機器および前記第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れる制御手段を備えた制御システム。
2. 同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムにおいて、
   前記第一の電気機器と前記第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測する電力計測手段を備え、計時手段によって所定の開始時間となったときに前記第一の電気機器の運転を開始し、前記第一の電気機器の使用電力が下がって前記電力供給系統の上限電力と前記総合使用電力との差分が前記第二の電気機器の使用電力値以上となったことを検知したときに前記第二の電気機器の運転を開始して前記第一の電気機器および前記第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れる制御手段とを備えた制御システム。
3. 前記第一の電気機器と前記第二の電気機器のうち少なくとも１つは、蓄電機器、蓄熱機器、蓄エネルギー機器、充電機器、貯湯機器のいずれかとする請求項１または２記載の制御システム。
4. 優先度判断手段によって複数の電気機器の優先度を求め、前記制御手段は前記優先度に応じて複数の電気機器の中から前記第一電気機器と前記第二の電気機器を選択する請求項１または２記載の制御システム。
5. 優先度判断手段は前記複数の電気機器について、運転開始してから運転終了するまでの運転に必要な時間長、使用電力、使用電力量、の少なくとも１つを比較して優先度を求める請求項４記載の制御システム。
6. 優先度判断手段は前記複数の電気機器について、運転に必要とする時間長を現在時刻に加えた時刻と運転終了が必要とされる時刻との時間差を比較して優先度を求める請求項４記載の制御システム。
7. 優先度判断手段は前記複数の電気機器について、運転時間と使用電力のパターンから前記低消費電力運転が可能か否かを比較して優先度を求める請求項４記載の制御システム。
8. 前記制御システムは前記第一の電気機器と前記第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測する電力計測手段を備え、
   前記制御手段は前記電力計測手段による総合使用電力が所定の範囲内に入るよう前記複数の電気機器の少なくとも一つの使用電力を増減させる使用電力平準化制御を行う請求項１記載の制御システム。
9. 前記制御システムは前記第一の電気機器と前記第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測して記憶する電力計測手段を備え、
   前記制御手段は前記電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、前記開始時間以前と前記終了期限時刻以後とで前記電力計測手段による総合使用電力を比較して前記総合使用電力量の少ないほうの時間帯を含むように前記開始時間を再設定して前記予約運転を行う請求項１記載の制御システム。
10. 前記制御手段は前記電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、前記開始時間以前と前記終了期限時刻以後とで前記使用電力平準化制御の必要回数を比較して少ないほうの時間帯を含むように前記開始時間を再設定して前記予約運転を行う請求項８記載の制御システム。
11. 前記制御手段は前記電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、前記開始時間以前と前記終了期限時刻以後とで前記時間帯別電気料金情報を比較して電力使用料金の安いほうの時間帯を含むように前記開始時間を再設定して前記予約運転を行う請求項１または２記載の制御システム。
12. 前記制御手段は前記電気機器の運転終了の時刻が運転終了の期限時刻（終了期限時刻）を越えるような場合は、前記開始時間以前と前記終了期限時刻以後とで発電装置による電力発電量の多いほうの時間帯を含むように前記開始時間を再設定して前記予約運転を行う請求項１または２記載の制御システム。
13. 前記制御システムは前記第一の電気機器と前記第二の電気機器が含まれる電力供給系統の総合使用電力を計測する電力計測手段を備え、前記開始時間は前記電力計測手段による総合使用電力が所定値以下となる時間以後とする請求項１記載の制御システム。
14. 前記制御システムは使用者の活動を検知する活動検知手段を備えて、前記開始時間は前記使用者の就寝または外出を検知した時間以後とする請求項１または２記載の制御システム。
15. 前記制御システムは、前記終了期限時刻を前記電力計測手段による総合使用電力が所定値以上となる時間以前とする請求項１３記載の制御システム。
16. 前記制御システムは使用者の活動を検知して記憶する活動検知手段を備えて、前記終了期限時刻は前記使用者の起床または帰宅を検知する時間以前とする請求項９、１０、１１、１２のいずれか１項記載の制御システム。
17. 同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムの制御方法において、
    計時手段によって所定の開始時間となったときに前記第一の電気機器の運転を開始するステップと、
    動作検知手段によって前記第一の電気機器が許容値以上運転したことを検知したときに低消費電力運転にするステップと、
    前記第二の電気機器の運転を開始して前記第一の電気機器および前記第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れるステップとを備えた制御システムの制御方法。
18. 同じ電力供給系統に接続された少なくとも第一の電気機器と第二の電気機器とを時間帯別電気料金情報に基づいて予約運転を行う制御システムの制御方法において、
    計時手段によって所定の開始時間となったときに前記第一の電気機器の運転を開始するステップと、
    前記第一の電気機器の使用電力が下がって前記第一の電気機器と前記第二の電気機器が含まれる前記電力供給系統の上限電力と総合使用電力との差分が前記第二の電気機器の使用電力値以上となったことを検知したときに前記第二の電気機器の運転を開始して前記第一の電気機器および前記第二の電気機器の使用電力を所定範囲内に入れるステップとを備えた制御システムの制御方法。
19. 請求項１７または１８記載の制御システムの制御方法をコンピュータに実行させるプログ
    ラム。

Images