JP2013017296A - 電力管理システム、電力管理システムに用いる制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分岐ブレーカに接続される負荷機器での消費電力を管理することにより、分岐ブレーカの遮断前に消費電力のピークを抑制することを目的とする。
【解決手段】電流センサ１７は分岐ブレーカ１４ごとに通過電流を検出する。コンセント１５は、分岐ブレーカ１４から分岐線路Ｌｂを介して電力が供給され、負荷機器１２への電路を開閉する開閉器を備える。制御装置２０は、コンセント１５とそれぞれ通信し開閉器の開閉を指示する。さらに、制御装置２０は、確認モードでは、コンセント１５ごとに開閉器の開閉を指示し、電流センサ１７で検出される電流値の変化から分岐ブレーカ１４とコンセント１５との接続関係を推定する。また、制御装置２０は、通常モードでは、電流センサ１７から取得した電流値が規定の閾値に達するとコンセント１５のいずれかにおける開閉器をオフにする指示を行って、消費電力のピークを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分岐ブレーカを通過する電流のピークを抑制する電力管理システムおよび電力管理システムに用いる制御装置に関するものである。

従来から、需要家における負荷機器での消費電力を管理するために、負荷機器に給電する経路において負荷機器での消費電力を管理することが考えられている。また、分岐ブレーカにより分岐された分岐系統ごとに、負荷機器への供給電力を管理する技術も考えられている。

たとえば、負荷機器や分岐系統の電力を管理するために、コンセントに接続されるアダプタを介して負荷機器に電力を供給し、アダプタで計測される電力に基づいて、アダプタから負荷機器への電力の供給のオンオフを行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、分岐ブレーカ（配線用遮断器）とアダプタ（つまり、負荷機器）の接続関係を電力管理装置が管理し、分岐ブレーカやアダプタのオンオフを管理者が電力管理装置に指示する旨の記載がある。

また、特許文献１には、電力管理装置が分岐ブレーカとアダプタとの接続関係を取得するために、すべてのアダプタから負荷機器への電力供給をオフにした後に、アダプタを１台ずつ順にオンにして消費電力を監視する技術が記載されている。

特開２０１０−２１３４１１号公報

特許文献１に記載された技術を採用すると、電力管理装置を用いることにより、分岐ブレーカと負荷機器との接続関係を管理し、必要に応じて負荷機器への給電のオンオフを行うことが可能である。すなわち、特許文献１に記載された電力管理装置は、負荷機器での消費電力を監視し、管理者の指示に従って負荷機器への給電を行うか否かを遠隔で制御する機能を有している。ただし、この電力管理装置では、管理者からの指示に応じて負荷機器への給電のオンオフを行うから、分岐ブレーカごとに遮断前に消費電力を抑制することはできない。つまり、特許文献１に記載された電力管理装置では、分岐ブレーカが遮断されないように負荷機器での消費電力を抑制することはできない。

本発明は、分岐ブレーカに接続される負荷機器での消費電力を管理することにより、分岐ブレーカの遮断前に消費電力のピークを抑制する電力管理システムおよび電力管理システムに用いる制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電力管理システムは、複数台の分岐ブレーカごとに通過電流を検出する電流センサと、分岐ブレーカから分岐線路を介して電力が供給されるとともに負荷機器が接続され負荷機器への電路を開閉する開閉器を備えた複数台のコンセントと、コンセントとそれぞれ通信し開閉器の開閉を指示する制御装置とを備え、制御装置は、コンセントごとに開閉器の開閉を指示するとともに電流センサで検出される電流値の変化から分岐ブレーカとコンセントとの接続関係を推定する確認モードと、電流センサから取得した電流値が分岐ブレーカの電流容量より小さく設定された規定の閾値に達すると電流センサから取得する電流値が閾値より小さくなるようにコンセントのいずれかにおける開閉器をオフにする指示を行う通常モードとで選択的に動作することを特徴とする。

この構成において、制御装置は、通常モードにおいて開閉器をオフにするコンセントの優先順位を決める条件を定めていることが好ましい。

この構成において、コンセントは、負荷機器に供給する電力を検出する電力計測部を備え、制御装置は、優先順位を決める条件として電力計測部が計測したコンセントごとの電力の最大値を用い、電力計測部が計測した電力の最大値が大きいほど優先順位を高くすることが好ましい。

この構成において、制御装置は、優先順位を決める条件として時間帯を用い、時間帯ごとに優先順位を定めた優先順位テーブルを備えることが好ましい。

この構成において、制御装置は、優先順位を決める条件としてコンセントから負荷機器への通電時間を用い、負荷機器への通電時間が長いほど優先順位を高くすることが好ましい。

本発明に係る電力管理システムに用いる制御装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力管理システムに用いられ、電流センサから分岐ブレーカごとの通過電流を取得する機能と、コンセントと通信することにより開閉器の開閉を指示する機能とを備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、分岐ブレーカに接続される負荷機器での消費電力を管理し、分岐ブレーカの電流容量を超える前に負荷機器への給電を遮断するので、分岐ブレーカの遮断前に消費電力のピークが抑制され、結果的に分岐ブレーカの遮断を抑制できるという利点がある。

実施形態を示す全体構成図である。 （ａ）は同上に用いるコンセントを示すブロック図、（ｂ）は同上に用いる電力計測装置を示すブロック図、（ｃ）は同上に用いる制御装置を示すブロック図である。 同上の動作説明図である。

本実施形態として説明する電力管理システムは、図１に示すように、商用電源のような電源系統１１から供給される電力を負荷機器１２に供給する電力系と、電力系において消費電力を監視するとともに電源系の電路の開閉を制御する制御系とを備える。この電力管理システムは、需要家における消費電力のピークを抑制するために利用される。

電力系には、電源系統１１から受電する主幹ブレーカ１３と、主幹ブレーカ１３の負荷側に複数台接続された分岐ブレーカ１４と、分岐ブレーカ１４に分岐線路Ｌｂを介して接続される複数台のコンセント１５とが設けられる。１台の分岐ブレーカ１４には、分岐ブレーカ１４の電流容量の範囲において複数本の分岐線路Ｌｂが接続可能である。負荷機器１２は通常はコンセント１５に接続される。ただし、コンセント１５を介さずに分岐線路Ｌｂに負荷機器１２が直接接続される場合もある。なお、１本の分岐線路Ｌｂには複数のコンセント１５が接続可能である。

主幹ブレーカ１３における接点の電源側または負荷側（図示例では電源側）には、主幹ブレーカ１３の接点を通過する電流を計測するために第１の電流センサ１６が設けられる。また、分岐ブレーカ１４における接点の電源側または負荷側（図示例では電源側）には、分岐ブレーカ１４の接点を通過する電流を計測するために第２の電流センサ１７が設けられる。コンセント１５は、後述するように、分岐線路Ｌｂと負荷機器１２との間の電路を開閉する開閉器１５１（図２参照）を備える。

制御系には、第１の電流センサ１６および第２の電流センサ１７が検出した電流値を収集する機能を備えた電力計測装置２１と、電力計測装置２１から電流値を取得し消費電力のピークを抑制するようにコンセント１５を制御する制御装置２０とが設けられる。電力計測装置２１と制御装置２０とコンセント１５とは通信機能を備えている。制御装置２０は、電力計測装置２１から通信により電流値を取得し、コンセント１５に対して通信により制御内容を通知する。

コンセント１５は、図２（ａ）のように、分岐線路Ｌｂが接続される電源接続部１５２と、負荷機器１２が接続される負荷接続部１５３とを備え、電源接続部１５２と負荷接続部１５３との間に電路を開閉する開閉器１５１を備える。開閉器１５１は、電磁リレーや半導体リレーを用いて構成される。また、コンセント１５は、電源接続部１５２と負荷接続部１５３との間の電路を通過する電力を計測する電力計測部１５４を備える。開閉器１５１の開閉の制御および電力計測部１５４の計測結果の取得は、マイコンを備えたコンセント処理部１５０が行う。

さらに、コンセント１５は、通信のためにコンセント１５ごとに付与されたコンセント識別情報（以下、「コンセントＩＤ」という）を記憶する記憶部１５５を備える。記憶部１５５は、電力計測部１５４による計測結果なども記憶する。加えて、コンセント処理部１５０は、電力計測装置２１や制御装置２０との間で通信するための通信インターフェース１５６を備える。

本実施形態では、通信インターフェース１５６は、無線通信路を用いるが、有線通信路を用いる構成であってもよい。無線通信路を用いる場合、通信インターフェース１５６は、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）などの仕様で構成され、有線通信路を用いる場合、通信インターフェース１５６は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、電力線搬送通信などの仕様で構成される。

電力計測装置２１は、図２（ｂ）のように、電流センサ１６および電流センサ１７を接続するセンサ接続部２１１を備える。電流センサ１６および電流センサ１７による測定結果は、マイコンを備えた計測処理部２１０が行う。電力計測装置２１は、通信のために電力計測装置２１に付与された計測装置識別情報（以下、「計測ＩＤ」という）を記憶する記憶部２１２を備える。記憶部２１２は、センサ接続部２１１を通して取得した計測結果なども記憶する。また、電力計測装置２１は、コンセント１５や制御装置２０と通信するために通信インターフェース２１３を備える。通信インターフェース２１３は、コンセント１５の通信インターフェース１５６と同様の構成を備える。

制御装置２０は、図２（ｃ）のように、インターネットのような広域網ＮＴを介してコンピュータサーバのような上位装置１０と通信するためのネットワークインターフェース２０１を備える。また、制御装置２０は、マイコンを備えた制御処理部２００および通信のために制御装置２０に付与された制御装置識別情報（以下、「制御ＩＤ」という）を記憶する記憶部２０２を備える。記憶部２０２は、電力系における接続関係なども記憶する。さらに、制御装置２０は、コンセント１５や電力計測装置２１との間で通信するための通信インターフェース２０３を備える。通信インターフェース２０３は、コンセント１５の通信インターフェース１５６と同様の構成を備える。なお、制御装置２０の制御処理部２００は、起動時に、コンセントＩＤ、計測ＩＤを取得し、取得したコンセントＩＤ、計測ＩＤを記憶部２０２に登録する。

上述のように、制御装置２０は、ネットワークインターフェース２０１および通信インターフェース２０３を備えるから、制御装置２０に設けた制御処理部２００は、コンセント１５および電力計測装置２１と上位装置１０との間で情報を仲介する機能を有する。ただし、本実施形態では、上位装置１０と制御装置２０との間の通信については要旨ではないから詳述しない。

以下では、制御装置２０と電力計測装置２１およびコンセント１５との関係について説明する。制御装置２０は、消費電力のピークを抑制するために、コンセント１５および電力計測装置２１から取得した情報を用いて負荷機器１２への供給電力ないし消費電力を監視し、コンセント１５に設けた開閉器１５１の開閉を指示する機能を備える。制御装置２０は、消費電力のピークを抑制する際に適切なコンセント１５を指定するために、分岐ブレーカ１４とコンセント１５との接続関係を把握している必要がある。

したがって、制御装置２０は、消費電力を監視する通常モードの動作に加えて、電力系の構成を把握する確認モードの動作が選択可能になっている。確認モードは、適宜のタイミングで実行される。たとえば、施工が完了したときのほか、負荷機器１２の接続を変更したとき、適宜に定めた時間毎などに確認モードの動作を行えばよい。

確認モードでは、制御装置２０は、コンセント１５ごとに開閉器１５１を制御するとともに、電力計測装置２１が計測している分岐ブレーカ１４ごとの電流の変化の有無を検出することにより、分岐ブレーカ１４とコンセント１５との接続関係を検証する。以下では図３に基づいて、確認モードの動作を説明する。図３はコンセント１５がＮ台である場合を示している。

制御装置２０は、確認モードを開始すると、すべてのコンセント１５に対して開閉器１５１を開く（オフにする）ように指示する（Ｐ１１）。すべてのコンセント１５において開閉器１５１がオフになった後、制御装置２０は、電力計測装置２１に対して分岐ブレーカ１４ごとの電流値（電圧値は一定とみなせるから電力値に相当）を要求し（Ｐ１２）、電力計測装置２１から電流値を取得する（Ｐ１３）。すなわち、どのコンセント１５にも通電していない状態で各分岐ブレーカ１４ごとの通過電流を取得する。この動作により、制御装置２０は、コンセント１５に接続されている負荷機器１２に電力を供給していない状態での分岐ブレーカ１４ごと（つまり、分岐系統ごと）の通過電流を取得する。取得した通過電流は、分岐系統ごとに対応付けて記憶部２０２に格納される。

次に、制御装置２０は、１台ずつのコンセント１５に対して開閉器１５１を閉じる（オンにする）ように指示した後（Ｐ１４）、電流計測装置２１に対して分岐ブレーカ１４ごとの電流値を要求し（Ｐ１５）、電力計測装置２１から電流値を取得する（Ｐ１６）。すなわち、制御装置２０は、１台のコンセント１５から負荷機器１２に通電したときに、どの分岐ブレーカ１４において通過電流に変化が生じるかを検出する。

この動作により、制御装置２０は、通過電流に変化が生じた分岐ブレーカ１４と、開閉器１５１をオンにしたコンセント１５とが接続されていると推定することができる。ここに、負荷機器１２が接続されていなければ、分岐ブレーカ１４の通過電流に変化が生じないから、確認モードの際に、負荷機器１２を接続していないコンセント１５には、ダミー負荷を接続しておく。

ダミー負荷は、コンセント１５に着脱可能とするほか、コンセント１５に内蔵していてもよい。コンセント１５に内蔵したダミー負荷は、必要に応じて手動スイッチで接続するか、制御装置２０から指示して接続すればよい。分岐ブレーカ１４とコンセント１５とが接続されているか否かの判断には、開閉器１５１の開閉に伴う通過電流の差に適宜の閾値が設定される。制御装置２０は、通過電流の差が閾値を超えるときに、分岐ブレーカ１４とコンセント１５とが接続されていると判断する。

いま、３台の分岐ブレーカ１４が設けられ、３つの分岐系統Ａ，Ｂ，Ｃが形成されていると仮定し、分岐系統ごとに分岐ブレーカ１４の通過電流（供給電力）を計測したときの計測結果を（Ａ，Ｂ，Ｃ）という形式で表すものとする。すべてのコンセント１５の開閉器１５１がオフであるときに計測結果が（３０Ｗ，５０Ｗ，２００Ｗ）であり、１台のコンセント１５の開閉器１５１がオンになったときに（５０Ｗ，５０Ｗ，２００Ｗ）という計測結果が得られたとする。この場合、開閉器１５１のオンによって分岐系統Ａの消費電力（つまり、電流）が増加しているから、開閉器１５１がオンになったコンセント１５は分岐系統Ａの分岐ブレーカ１４に接続されていると推定される。

分岐ブレーカ１４とコンセント１５とが接続されていると推定されると、制御装置２０の制御処理部２００は、分岐ブレーカ１４に対応する分岐系統とコンセントＩＤとを対応付けて記憶部２０２に追加して記憶させる（Ｐ１７）。その後、開閉器１５１をオンにしていたコンセント１５に対して開閉器１５１のオフを指示する（Ｐ１８）。

以後、制御装置２０は、手順Ｐ１４から手順Ｐ１８までの処理を繰り返し、すべてのコンセント１５について、分岐ブレーカ１４との接続関係を記憶部２０２に記憶させ、接続テーブルを生成する。表１は、接続テーブルの一例であって、３台の分岐ブレーカ１４と６台のコンセント１５の接続関係を示している。表中において、「コンセント１」〜「コンセント６」は、コンセントＩＤを意味する。

上述した動作によって、分岐ブレーカ１４とコンセント１５との接続関係が記憶部２０２に登録される。しかも、接続関係は人手を介さずに記憶部２０２に自動的に登録されるから、人手による接続関係の確認作業が不要である。

上述した動作例では、制御装置２０が管理しているすべてのコンセント１５の開閉器１５１をオフにし、個々のコンセント１５の開閉器１５１を順にオンにすることによって、コンセント１５が接続された分岐系統が推定されている。これに対して、制御装置２０が管理しているすべてのコンセント１５の開閉器１５１をオンにし、個々のコンセント１５の開閉器１５１を順にオフにし、消費電力（電流）の減少を用いて接続関係を推定してもよい。

各分岐系統についてコンセント１５の接続関係が記憶部２０２に登録されると、制御装置２０は通常モードに移行する。制御装置２０は、通常モードにおいては、電力計測装置２１との通信により分岐系統ごとの消費電力を監視し、コンセント１５の開閉器１５１の開閉を制御することによって、分岐系統ごとの消費電力のピークを抑制する。また、制御装置２０は、必要に応じてコンセント１５との通信によりコンセント１５ごとに消費電力を監視する。制御装置２０は、電力計測装置２１およびコンセント１５とは、比較的短い時間間隔（たとえば、３０秒、１分、５分など）で定期的に通信を行い、消費電力の時間変化を取得する。

制御装置２０の制御処理部２００は、電力計測装置２１から分岐系統ごとに分岐ブレーカ１４の通過電流（つまり、分岐系統の消費電力）を取得すると、制御装置２０の記憶部２０２にあらかじめ設定されている閾値と比較する。この閾値は、電流に対して設定されているが、電圧が一定であるから実質的には電力に対して設定されていることと等価である。以下では、この閾値を電力と比較するために設定している場合には、「電力閾値」という。

電力閾値は、分岐系統ごとに設定する場合と、分岐系統にかかわらず一定値に設定する場合とがある。前者は、分岐系統に接続されている負荷機器１２が変化しない場合に採用すればよい。また、いずれの場合でも電力閾値は、該当する分岐系統に対応する分岐ブレーカ１４の電流容量を超えないように設定される。

制御処理部２００は、いずれかの分岐系統において消費電力が設定された電力閾値を超過すると、記憶部２０２に記憶されている接続テーブルを参照し、該当する分岐系統に接続されているコンセント１５を抽出する。

消費電力が電力閾値を超過した分岐系統に１台のコンセント１５のみが接続されている場合は、制御装置２０から当該コンセント１５に対して開閉器１５１をオフにするように遮断要求を行う。また、該当する分岐系統に複数台のコンセント１５が接続されている場合は、制御装置２０において選択したいずれかのコンセント１５に対して開閉器１５１をオフにするように遮断要求を行う。制御装置２０がコンセント１５を選択する基準については後述する。

上述のように、いずれかの分岐系統において電力閾値を超過すると、コンセント１５の開閉器１５１をオフにし、負荷機器１２への給電を停止させるから、分岐ブレーカ１４が遮断する前に負荷機器１２を停止させることができる。すなわち、分岐ブレーカ１４の遮断が抑制される。

いま、複数の分岐線路Ｌｂが接続された分岐ブレーカ１４に対応した分岐系統において消費電力が電力閾値を超えた場合を想定する。この場合、該当する分岐ブレーカ１４に接続されているコンセント１５のうちのいずれかにおいて開閉器１５１がオフになるから、当該コンセント１５に接続された負荷機器１２への給電は停止するが、残りの負荷機器１２への給電は継続される。したがって、分岐ブレーカ１４が遮断する場合のように、分岐系統のすべての負荷機器１２が停止するということがなく、できるだけ多くの負荷機器１２の動作を継続させることが可能になる。要するに、給電を停止させる負荷機器１２の台数をできるだけ減らすとともに、分岐ブレーカ１４の遮断という事象の発生を抑制することが可能になる。なお、この動作を実現する場合、上述した電力閾値に対応する電流値を分岐ブレーカ１４の電流容量よりもやや小さく設定することが好ましい。

ところで、分岐ブレーカ１４に複数の分岐線路Ｌｂが接続されている分岐系統において消費電力が電力閾値を超えた場合に、開閉器１５１をオフにするコンセント１５を選択する際の基準は、たとえば、以下のように定められる。

コンセント１５に接続される大部分の負荷機器１２が既知である場合、コンセント１５の開閉器１５１をオフにする優先順位（先にオフにする順番）は、既知の負荷機器１２の仕様に基づいてあらかじめ定めることができる。この場合、優先順位の設定には、負荷機器１２ごとの消費電力の目安と、負荷機器１２ごとに給電を停止したときに故障などの重大な障害が生じないか否かの情報とを用いる。

たとえば、給電停止によって重大な障害が発生しない負荷機器１２のうち、消費電力が大きいほうの優先順位を高くする。消費電力に基づく優先順位は、運転中に消費電力がほとんど変化しない負荷機器１２では、あらかじめ設定することが可能である。すなわち、制御装置２０には、通常モードの前に、コンセント１５の開閉器１５１をオフにする優先順位の初期設定が行われる。なお、負荷機器１２への給電停止によって重大な障害が生じるか否かは人手によって記憶部２０２に設定される。記憶部２０２への情報の設定は、ネットワークインターフェース２０１と通信インターフェース２０３とのいずれかを通して行われる。

上述した動作では、開閉器１５１をオフにするコンセント１５の優先順位を初期設定によってあらかじめ定められている。したがって、コンセント１５に接続される負荷機器１２が頻繁に変化する場合や、運転中に消費電力が大きく変動する負荷機器１２がコンセント１５に接続されている場合に、定めた優先順位が消費電力の抑制に有効に寄与しないことがある。

そこで、コンセント１５をオフにする優先順位は、コンセント１５に内蔵した電力計測部１５４で監視している電力の最大値に基づいて動的に決定してもよい。すなわち、制御装置２０は、電力計測装置２１が監視している分岐系統ごとの消費電力が電力閾値を超えると、電力の最大値が大きいコンセント１５から順に開閉器１５１をオフにするように遮断要求を送信する。ここで、１台のコンセント１５の開閉器１５１をオフにしても該当する分岐系統の消費電力が電力閾値を超えている場合には、電力の最大値が次に大きいコンセント１５に遮断要求を送信し、最終的に分岐系統の消費電力が電力閾値を下回るようにする。なお、電力の最大値は履歴として記憶部２０２に記憶させておけばよい。ただし、電力の最大値は、電力の取得時刻に対応付けておき、一定期間（１日、１週間、１ヶ月など）が経過した場合は更新するのが好ましい。

コンセント１５の電力計測部１５４で監視している電力の最大値に基づいて開閉器１５１をオフにする順番を決めると、負荷機器１２での実際の消費電力に応じて電力供給を停止させる優先順位が動的に決まる。したがって、人手による優先順位の初期設定が不要であり、また、コンセント１５に接続される負荷機器１２が変化する場合や、運転中に消費電力が大きく変動する負荷機器１２を用いる場合でも対応可能になる。しかも、消費電力の最大値が大きい負荷機器１２から順に停止させることになるので、消費電力のピークを抑制する際に停止させる負荷機器１２の台数を最小化することになる。なお、給電を停止させると重大な障害が生じる負荷機器１２については、あらかじめ電力供給を停止させないように記憶部２０２に登録しておけば、この種の負荷機器１２への給電を継続させながら、消費電力のピーク抑制が可能になる。

コンセント１５の開閉器１５１をオフにする優先順位は、時間帯を基準に用いて設定することも可能である。一般に、需要家の生活パターンに応じて負荷機器１２の重要度が変化するから、時間帯別に重要度の高い負荷機器１２ほど優先順位が低くなるように優先順位を設定することが好ましい。たとえば、夕刻から就寝までの時間帯では、照明負荷への給電が停止することは不都合であり、また、食事を準備する時間帯であれば台所で使用する負荷機器１２への給電が停止することは不都合である。このように、時間帯によって負荷機器１２の種類や設置場所に応じた負荷機器１２の重要度が変動することがある。

そこで、表２のように、需要家において所望の時間帯と、コンセント１５をオフにする優先順位とを対応付けた優先順位テーブルを設定し、優先順位テーブルを記憶部２０２に登録しておくことが好ましい。この構成を採用する場合は、制御装置２０の制御処理部２００は、現在時刻を計時する時計部を内蔵し、時計部が計時する現在時刻と優先順位テーブルの時間帯とを照合して、時間帯別に優先順位を変更する。

すなわち、いずれかの分岐系統において消費電力が電力閾値を超えると、制御処理部２００は、優先順位テーブルに設定された時間帯を参照し、該当する時間帯における優先順位を取得する。その後、該当する分岐系統に接続されたコンセント１５のうち取得した優先順位の高いコンセント１５の開閉器１５１をオフにするように遮断要求を送信する。この場合も、１台のコンセント１５からの電力供給を停止させただけでは消費電力が電力閾値を下回らない場合には、優先順位が次に高いコンセント１５に対して遮断要求を送信する。

たとえば、時間帯が１２：００〜１７：００であって、電力系統Ａ（表１参照）において消費電力が電力閾値を超えた場合には、優先順位がもっとも高い「コンセント６」に遮断要求を送信する。また、「コンセント６」からの給電が停止しても消費電力が電力閾値を下回らない場合には、「コンセント２」に遮断要求を送信する。制御処理部２００がこの動作を行うことによって、消費電力のピークを抑制することが可能になる。

表２の優先順位テーブルに設定された優先順位は、コンセント１５の電力計測部１５４が計測した電力に基づく優先順位とともに用いてもよい。たとえば、優先順位テーブルにおいて優先順位の高いコンセント１５が使用されていない場合は、優先順位テーブルでの優先順位が高く、かつ負荷機器１２に電力を供給しているコンセント１５に遮断要求を送信することが好ましい。

コンセント１５を遮断する優先順位を時間帯に応じて変更することによって、需要家の生活パターンに応じて必要な負荷機器１２への給電を継続しながらも、消費電力のピークを抑制することが可能になる。

コンセント１５の開閉器１５１をオフにする優先順位は、負荷機器１２の使用時間により決定してもよい。使用時間により優先順位を決定する場合、制御処理部２００は、コンセント１５に設けた電力計測部１５４から取得している電力に規定の変化が生じた時点を負荷機器１２の使用開始時点とみなる。そして、制御処理部２００は、使用開始の順番をコンセントＩＤに対応付けて記憶部２０２に記憶させる。また、記憶部２０２に記憶された使用開始の順番は、負荷機器１２の使用が終了が検出されると消去される。

負荷機器１２の使用開始は、コンセント１５ごとに規定された最小電力に対して、あらかじめ設定された閾値を超える電力の増加が生じたことが検出されることを条件として判断される。同様にして、負荷機器１２の使用終了は、コンセント１５ごとに規定された最小電力であることが検知されることを条件として判断される。なお、負荷機器１２がコンセント１５に接続されている場合であって、制御装置２０からコンセント１５に対して開閉器１５１の開閉を指示するだけで、負荷機器１２のオンオフが可能になる場合がある。このような場合には、コンセント１５をあらかじめ遮断した状態で、制御装置２０からコンセント５に対して開閉器１５１をオンにする要求を送信し、その後、コンセント１５で検出される通過電流の増加をもって負荷機器１２のオンと判断してもよい。

この場合、複数の分岐線路Ｌｂを備える分岐系統において消費電力が電力閾値を超えると、制御処理部２００は、記憶部２０２から使用開始の順番が１番であるコンセント１５のコンセントＩＤを抽出する。制御処理部２００は、負荷機器１２への通電中であるコンセント１５のうち、もっとも早く通電が開始されたコンセントＩＤを記憶部２０２から抽出する。さらに、制御処理部２００は、抽出したコンセントＩＤを持つコンセント１５に遮断要求を送信することにより、使用時間が最長である負荷機器１２への給電を停止させる。

いま、１つの分岐系統に３台のコンセント１５が設けられている場合を考える。また、コンセント１５を区別するために、各コンセント１５に、「コンセント１」「コンセント２」「コンセント３」の名称を与える。また、「コンセント２」「コンセント３」の開閉器１５１はオンであり、「コンセント１」の開閉器１５１はオフである状態を初期条件とする。さらに、「コンセント２」「コンセント３」に接続された負荷機器１２はオフであり、「コンセント１」に接続された負荷機器１２は「コンセント１」の通電によりオンになると仮定する。

負荷機器１２の使用開始の順番を管理するには、記憶部２０２にコンセント１５の通電開始の順番を記憶する管理テーブルを設ける。すなわち、管理テーブルには、通電が開始された順でコンセントＩＤを並べて記憶させる。管理テーブルは、コンセント１５の台数に応じたデータ長でデータが登録される。

ここでは、３台のコンセント１５が存在する場合を例にしているから、管理テーブルには、（コンセントＩＤ１，コンセントＩＤ２，コンセントＩＤ３）という形式で最大３個のコンセントＩＤが登録される。この管理テーブルでは、コンセントＩＤ１で示されるコンセント１５に接続された負荷機器１２の使用時間が最長であることを示し、コンセントＩＤ３で示されるコンセント１５に接続された負荷機器１２の使用時間が最短であることを示している。たとえば、管理テーブルの内容が（コンセント３，コンセント１，コンセント２）であれば、「コンセント３」に接続された負荷機器１２の使用時間が最長であると解釈される。また、使用時間が次に長い負荷機器１２は「コンセント１」に接続されていることが示される。

ここでは、管理テーブルの内容が（−，−，−）であるときに、「コンセント３」に接続された負荷機器１２がオンになり、負荷機器１２の使用開始が制御装置２０に通知されたとすると、管理テーブルの内容は（コンセント３，−，−）になる。ここに、「−」はデータが存在しないことを表している。次に、制御装置２０から「コンセント１」に開閉器１５１のオンが要求され、この要求により負荷機器１２への通電が開始され、「コンセント１」から負荷機器１２の使用開始が制御装置２０に通知されたとする。このとき、管理テーブルの内容は（コンセント３，コンセント１，−）に更新される。

次に、「コンセント２」に接続された負荷機器１２の使用が開始されると、管理テーブルの内容は（コンセント３，コンセント１，コンセント２）になり、その後、「コンセント３」に接続された負荷機器１２の使用が終了すると、管理テーブルの内容は（コンセント１，コンセント２，−）になる。さらに、「コンセント３」に接続された負荷機器１２の使用が再び開始されると、今度は、管理テーブルの内容が（コンセント１，コンセント２，コンセント３）になる。

このように、負荷機器１２の使用状態に応じて管理テーブルが更新され、使用時間が最長である負荷機器１２が接続されたコンセント１５のコンセントＩＤが、管理テーブルの左端に位置するから、コンセント１５を遮断する優先順位が自動的に決定される。

上述の処理により、分岐系統における消費電力が低減され、消費電力のピークを抑制することが可能になる。なお、１台のコンセント１５を遮断するだけでは消費電力が電力閾値を下回らない場合、制御処理部２００は、使用開始の順番が次に古いコンセント１５に遮断要求を送信し、該当する分岐系統の消費電力が電力閾値を下回るようになるまで同処理を繰り返す。

この処理では、負荷機器１２の使用時間（実際には、負荷機器１２への通電時間）が長いほどコンセント１５を遮断する優先順位を高めているから、長く使用している負荷機器１２から先に給電が停止することになる。負荷機器１２が長時間に亘って使用されている場合に、負荷機器１２を消し忘れていることがあるから、使用時間の長い負荷機器１２への給電を遮断すれば、不要な消費電力の抑制につながる。また、長時間に亘って負荷機器１２が使用された結果、需要家では負荷機器１２の機能が十分に享受されたと考えられるから、この場合も負荷機器１２を停止させてもよいと言える。

負荷機器１２の使用時間によってコンセント１５を遮断する優先順位を決める処理は、優先順位を決める他の処理と併用可能である。たとえば、給電を停止すると障害が生じる負荷機器１２が接続されているコンセント１５については、負荷機器１２の使用時間にかかわらず開閉器１５１をオフにしないように制限することが必要である。また、コンセント１５の通過電流に応じて開閉器１５１を遮断する優先順位を定めている場合に、通過電流が同程度のコンセント１５があるときに、負荷機器１２の使用時間を併せて優先順位を定めるようにしてもよい。

ところで、コンセント１５の通電時間（負荷機器１２の使用時間）に基づいてコンセント１５の開閉器１５１がオフになっている状態で、コンセント１５の開閉器１５１をオンに復帰させるには、制御装置２０からコンセント１５に対して復帰要求を送信する。コンセント１５は復帰要求を受け取ると開閉器１５１をオンにし、負荷機器１２への給電を再開する。

復帰要求を送信するタイミングは、たとえば、同じ分岐系統において他のコンセント１５に接続された負荷機器１２の使用が終了した時点とすればよい。あるいはまた、分岐ブレーカ１４の通過電流が低下し、遮断中のコンセント１５を復帰させても消費電力が電力閾値を超えないと予測される場合に、制御装置２０から遮断中のコンセント１５に対して復帰要求を送信してもよい。

さらに、制御機器２０がコンセント１５や電力計測装置２１からの情報を受けてコンセント１５に復帰要求を送信するのではなく、手操作によって復帰要求を送信したり、コンセント１５を操作することにより復帰させてもよい。あるいはまた、制御装置２０に広域網ＮＴを通して接続されている上位装置１０から復帰の指示を行うようにすることも可能である。

なお、上述した実施形態では、すべてのコンセント１５がコンセント処理部１５０や開閉器１５１などを備えている場合を想定しているが、コンセント処理部１５０や開閉器１５１を備えていないコンセントが混在していてもよい。つまり、電源接続部１５２と負荷接続部１５３とのみを備えるコンセントを併用してもよい。また、上述した構成例では、電力計測装置２１と制御装置２０とが分離されているが、制御装置２０に電力計測装置２１の機能が含まれていてもよい。

１２ 負荷機器
１４ 分岐ブレーカ
１５ コンセント
１７ 電流センサ
２０ 制御装置
１５１ 開閉器
１５４ 電力計測部
２０２ 記憶部（優先順位テーブル）
Ｌｂ 分岐線路

Claims (6)

1. 複数台の分岐ブレーカごとに通過電流を検出する電流センサと、前記分岐ブレーカから分岐線路を介して電力が供給されるとともに負荷機器が接続され前記負荷機器への電路を開閉する開閉器を備えた複数台のコンセントと、前記コンセントとそれぞれ通信し前記開閉器の開閉を指示する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記コンセントごとに前記開閉器の開閉を指示するとともに前記電流センサで検出される電流値の変化から前記分岐ブレーカと前記コンセントとの接続関係を推定する確認モードと、前記電流センサから取得した電流値が前記分岐ブレーカの電流容量より小さく設定された規定の閾値に達すると前記電流センサから取得する電流値が前記閾値より小さくなるように前記コンセントのいずれかにおける前記開閉器をオフにする指示を行う通常モードとで選択的に動作することを特徴とする電力管理システム。
2. 前記制御装置は、前記通常モードにおいて前記開閉器をオフにする前記コンセントの優先順位を決める条件を定めていることを特徴とする請求項１記載の電力管理システム。
3. 前記コンセントは、前記負荷機器に供給する電力を検出する電力計測部を備え、前記制御装置は、前記優先順位を決める条件として前記電力計測部が計測した前記コンセントごとの電力の最大値を用い、前記電力計測部が計測した電力の最大値が大きいほど前記優先順位を高くすることを特徴とする請求項２記載の電力管理システム。
4. 前記制御装置は、前記優先順位を決める条件として時間帯を用い、時間帯ごとに前記優先順位を定めた優先順位テーブルを備えることを特徴とする請求項２記載の電力管理システム。
5. 前記制御装置は、前記優先順位を決める条件として前記コンセントから前記負荷機器への通電時間を用い、前記負荷機器への通電時間が長いほど前記優先順位を高くすることを特徴とする請求項２記載の電力管理システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力管理システムに用いられ、前記電流センサから前記分岐ブレーカごとの通過電流を取得する機能と、前記コンセントと通信することにより前記開閉器の開閉を指示する機能とを備えることを特徴とする電力管理システムに用いる制御装置。

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