JP2013162712A

JP2013162712A - 住宅機器制御サーバ装置及びプログラム

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Publication number: JP2013162712A
Application number: JP2012024957A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Katayama; 恭介片山; Masahiko Murai; 雅彦村井; Tomohiko Tanimoto; 智彦谷本; Minoru Iino; 穣飯野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: JP5498517B2

Abstract

【課題】家電機器を通常運転から節電運転に切り替える場合に生じるユーザへの負担を軽減すると共に、ユーザの意思に基づいた節電運転制御を実行すること。
【解決手段】実施形態の住宅機器制御サーバ装置は、第２記憶手段、優先順位設定手段及び制御信号送出手段を備えている。前記第２記憶手段は、前記ユーザ機器の節電運転時の動作状況を示す運転情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えたときの節電量を示す節電量情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替える優先順位を示す優先順位情報とが関連付けられた節電情報を記憶する。前記優先順位設定手段は、前記第２記憶手段に記憶する優先順位情報を設定する。前記制御信号送出手段は、前記要求信号を受信すると、前記記憶された節電情報に基づいて、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えるための駆動制御信号を当該ユーザ機器に送出する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、住宅機器制御サーバ装置及びプログラムに関する。

現在、災害時等、電力事業者が安定して電力を供給できない場合、電力事業者から住戸にむけて節電を要求する場合がある。この場合、どの家電機器を通常運転から節電運転に切り替えれば電力事業者からの要求（以下、節電要求と表記）を満たすかをユーザが判断する必要があり、ユーザへの負担が大きいという不都合がある。

このため、多数の家電機器の通常動作時の消費電力の総和量を供給可能な供給電力量と比較して電力需給のひっ迫の有無を判定し、ひっ迫している場合には家電機器を通常モードから節電モードへと変更制御する制御技術がある。

特開２００９−１７１８２３号公報特開２００３−２２４８９２号公報

"情報マネジメント用語辞典"、[online]、＜URL: http://www.atmarkit.co.jp/aig/04biz/ahp.html＞

しかしながら、以上のような制御技術では、全家電機器がユーザの意思に関わらず、家電機器毎に固定的に設定された節電モードへと変更されてしまうため、ユーザの快適性が保たれないという不都合がある。

本発明が解決しようとする課題は、電力事業者からの節電要求に対して、家電機器を通常運転から節電運転に切り替える場合に生じるユーザへの負担を軽減すると共に、ユーザの意思に基づいた節電運転制御を実行し得る住宅機器制御サーバ装置及びプログラムを提供することを目的とする。

実施形態の住宅機器制御サーバ装置は、第１記憶手段、第２記憶手段、優先順位設定手段、節電情報生成手段、要求信号受信手段及び制御信号送出手段を備えている。

前記第１記憶手段は、ユーザに係るユーザ機器の機器情報と、当該機器情報により特定される機器の消費電力を示す消費電力情報とが関連付けられたユーザ機器電力情報を記憶する。

前記第２記憶手段は、前記ユーザ機器の節電運転時の動作状況を示す運転情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えたときの節電量を示す節電量情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替える優先順位を示す優先順位情報とが関連付けられた節電情報を記憶する。

前記優先順位設定手段は、前記第２記憶手段に記憶する優先順位情報を設定する。

前記節電情報生成手段は、前記記憶されたユーザ機器電力情報に対応した節電情報を生成する。

前記要求信号受信手段は、電力事業者からの節電要求に係る要求信号を受信する。

前記制御信号送出手段は、前記要求信号を受信すると、前記記憶された節電情報に基づいて、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えるための駆動制御信号を当該ユーザ機器に送出する。

第１の実施形態に係る住宅機器制御システムの構成例を示す模式図である。同実施形態に係るユーザ機器電力情報の一例を示す模式図である。同実施形態に係る節電情報の一例を示す模式図である。同実施形態に係るモニタ用表示装置に表示される画面の一例を示す模式図である。同実施形態に係るホームゲートウェイの動作の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る住宅機器制御システムの構成例を示す模式図である。

［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態に係る住宅機器制御システムの構成例を示す模式図であり、図２は同実施形態に係るユーザ機器電力情報の一例を示す模式図であり、図３は同実施形態に係る節電情報の一例を示す模式図であって、図４は同実施形態に係るモニタ用表示装置に表示される画面の一例を示す模式図である。住宅機器制御システム１は、図１に示すように、ホームゲートウェイ（以下、ホームＧＷと表記）１１及び複数の家電機器１２１…１２ｎを備えている。ホームＧＷ１１は、住宅機器制御サーバ装置として用いられ、家庭内ネットワークに接続される各家電機器１２１…１２ｎを統括的に制御するもので、ルータ１３を介して外部のネットワーク２１に接続されており、ネットワーク２１上のＣＥＭＳ２２（Cluster/Community Energy Management System）からの電力需給情報の提供を受ける。

このホームＧＷ１１は、第１記憶部１１１、第２記憶部１１２、制御部１１３、通信部１１４、入力制御部１１５及び無線制御部１１６を備えている。

第１記憶部１１１は、制御部１１３によって読出／書込可能なデータベースであり、機器情報及び消費電力情報が関連付けられたユーザ機器電力情報を予め記憶している。機器情報は、住宅内に設置された各家電機器１２１…１２ｎの種別を示す情報である。また、消費電力情報は、機器情報によって特定される家電機器１２１…１２ｎの仕様上の消費電力を示す情報である。

第２記憶部は、制御部１１３によって読出／書込可能なデータベースであり、図３に示すように、節電運転情報、節電量情報及び優先順位情報が関連付けられた節電情報を記憶している。この節電情報は、第１記憶部内のユーザ機器電力情報に対応した情報であり、例えば、第１記憶部内に乾燥機に関するユーザ機器電力情報が記憶されている場合、図３に示すように、「乾燥機停止」を示す節電運転情報を含む節電情報が記憶される。

節電運転情報は、家電機器１２１…１２ｎの節電運転時の動作状況を示す情報である。また、節電量情報は、通常運転から節電運転に切り替えたときに、節約可能な電力量（以下、節電量と表記）を示す情報である。更に、優先順位情報は、電力事業者から節電要求を受けたときに、どの家電機器から節電運転に切り替えるかの順位を示す情報である。

制御部１１３は、予め決められたプログラムに沿って、通信部１１４、入出力制御部１１５及び無線制御部１１６を制御する。なお、制御部１１３の詳細な機能については後述するものとし、ここでは詳細な機能の説明を省略する。

入出力制御部１１５にはモニタ用表示装置１４が接続され、入出力制御部１１５は、例えば、図４に示すように、どの家電機器が節電運転しているかを示す節電実行情報をモニタ用表示装置１４に表示する。

無線制御部１１６には、家電機器１２１…１２ｎと無線通信を行うための無線部１５が接続され、無線制御部１１６は、無線ＬＡＮルータ等による無線部１５を通じて家電機器１２１…１２ｎに駆動制御信号を送信する。駆動制御信号は、各家電機器１２１…１２ｎを通常運転から節電運転に切り替えるための信号である。また、無線制御部１１６は、各家電機器１２１…１２ｎから機器の稼働状態を示す稼働状態情報や機器によって使用されている電力量を示す使用電力量情報を受信する。

なお、制御部１１３はパーソナルコンピュータ（PC: Personal Computer）１６を接続可能となされており、このパーソナルコンピュータ１６から直接、ユーザ機器電力情報の追加／削除処理を行ったり、通信設定を行ったりすることができる。

また、制御部１１３は、ユーザ機器電力情報の追加／削除処理を実行すると、第１記憶部１１１内のユーザ機器電力情報に対応した節電情報を生成し、この節電情報を第２記憶部１１２に書込む処理を実行する。

このとき、節電情報内の優先順位情報により示される優先順位の決定方法としては、快適性と節電量とを評価基準とした階層分析法（AHP: Analytic Hierarchy Process）が適用可能である。この場合、優先順位は、例えば快適性及び節電量のどちらを重要視するかと、各家電機器１２１…１２ｎによる快適性の重要度と、各家電機器１２１…１２ｎによる節電量の重要度とから決定される。

快適性及び節電量のどちらを重要視するかは、“快適性及び節電量は同程度に重要”、“快適性は節電量よりやや重要”、“快適性は節電量よりかなり重要”、“快適性は節電量より非常に重要”、“快適性は節電量より圧倒的に重要”の５段階の項目の中からユーザに１つを選択してもらうことで決定される。

各家電機器１２１…１２ｎによる快適性の重要度は、住宅内に設置された家電機器の２つ（例えば、家電機器Ａと家電機器Ｂ）を１組とした後に、この２つの家電機器の重要度を比較することで決定され、例えば、“家電機器Ａ及び家電機器Ｂは快適性の面で同程度に重要”、“家電機器Ａは家電機器Ｂより快適性の面でやや重要”、“家電機器Ａは家電機器Ｂより快適性の面でかなり重要”、“家電機器Ａは家電機器Ｂより快適性の面で非常に重要”、“家電機器Ａは家電機器Ｂより快適性の面で圧倒的に重要”の５段階の項目の中からユーザに１つを選択してもらうことで決定される。

各家電機器１２１…１２ｎによる節電量の重要度は、第１記憶部１１１内のユーザ機器電力情報に基づいて、制御部１１３により決定される。

上記のようにして、快適性及び節電量のどちらを重要視するかと、各家電機器１２１…１２ｎによる快適性の重要度と、各家電機器１２１…１２ｎによる節電量の重要度とを決定することで、制御部１１３は家電機器１２１…１２ｎの優先度を定量化して優先順位を決定することができ、これによりこの優先順位に係る優先順位情報は第２記憶部１１２に書込まれ設定される。なお、優先順位を決定するに際して、ユーザは５段階の項目のうちの１つを直感的に選択すればよいため、操作に手間取ることなく優先順位を決定することができる。

また、節電情報内の優先順位情報により示される優先順位の別の決定方法としては、優先順位情報に係る信号の入力をユーザに促す方法が適用可能である。ユーザは、パーソナルコンピュータ１６より優先順位情報を入力することができ、入力された優先順位情報は第２記憶部１１２に書込まれ設定される。

ホームＧＷ１１及び各家電機器１２１…１２ｎは、いずれも分電盤１７を介して配電系統２３からの電力供給を受けて動作する。各家電機器１２１…１２ｎは、内部機器の制御を司る機器制御部１２Ａ、ホームＧＷ１１に接続する無線部１５と無線通信を行うための無線部１２Ｂ及びその動作を制御する無線制御部１２Ｃを備えている。

ここで、以上のように構成されたホームＧＷ１１の動作例について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。

但し、住宅内において使用されている電力量（以下、使用電力量と表記）のうち、１５％の電力量を削減してほしい旨の節電要求が電力事業者からホームＧＷ１１に送信されたものとする。

始めに、通信部１１４は、電力事業者からの節電要求に係る要求信号をルータ１３を介して受信し、当該受信した節電要求を制御部１１３に送出する（ステップＳ１）。

続いて、制御部１１３は、通信部１１４から送出された要求信号を受信すると、現在の使用電力量を示す使用電力量情報を分電盤１７から取得する、あるいは各家電機器１２１…１２ｎから無線部１５を介して取得する（ステップＳ２）。

次に、制御部１１３は、優先順位情報により示される順位に従って節電情報を第２記憶部１１２から読出す（ステップＳ３）。この場合、制御部１１３は、優先順位情報により示される順位が「１」を示す節電情報を第２記憶部１１２から読出す。

続いて、制御部１１３は、第２記憶部１１２から読出した節電情報内の節電量情報により示される節電量と、分電盤１７から取得した、あるいは各家電機器１２１…１２ｎから無線部１５を介して取得した使用電力量情報により示される使用電力量とに基づいて、節電割合を算出する（ステップＳ４）。なお、節電割合とは、節電量と使用電力量との商である。

次に、制御部１１３は、当該算出した節電割合が、当該受信した要求信号に係る節電要求により示される割合の値「１５％」に達しているか否かを判定する（すなわち、節電要求を満たしているか否かを判定する）（ステップＳ５）。

なお、ステップＳ５の判定の結果が否を示す場合（ステップＳ５：「Ｎｏ」）には、ステップＳ３の処理に戻り、制御部１１３は、優先順位情報により示される順位が「２」を示す節電情報を第２記憶部１１２から読出した後に、ステップＳ４の処理に進み、節電割合を再度算出する。このとき節電割合は、第２記憶部１１２から読出した節電情報であり、かつ順位情報により示される順位が「１」及び「２」を示す節電情報内の節電量情報により示される節電量の累計と、使用電力量とに基づいて算出される。

ステップＳ５の判定の結果が達している旨を示す場合（ステップＳ５：「Ｙｅｓ」）には、制御部１１３は、第２記憶部１１２から読出した少なくとも１つの節電情報に基づいて、当該節電情報内の節電運転情報により示される節電運転に切り替えるための駆動制御信号を無線制御部１１６に送出する（ステップＳ５）。

しかる後に、無線制御部１１６は、制御部１１３から送出された駆動制御信号を受信すると、当該受信した駆動制御信号を無線部１５を介して各家電機器１２１…１２ｎに送信し（ステップＳ６）、ホームＧＷ１１での動作を終了させる。

各家電機器１２１…１２ｎ内の無線部１２Ｂは、ホームＧＷ１１内の無線制御部１１６から送信された駆動制御信号を受信すると、当該受信した駆動制御信号を機器制御部１２Ａに送出する。機器制御部１２Ａは、無線部１２Ｂから送出された駆動制御信号を受信すると、当該受信した駆動制御信号に基づいて、通常運転から節電運転に切り替える。

なお、本実施形態では、ユーザ機器電力情報内の機器情報が各家電機器１２１…１２ｎの種別を示すとしたが、これに限定されず、例えば種別の他に、型式、製造番号及びメーカー名等を示してもよい。

以上説明した第１の実施形態によれば、第１記憶部１１１内のユーザ機器電力情報に対応した節電情報の生成処理と優先順位情報の設定処理とを実行し、電力事業者から節電要求を受けたときに当該節電情報に基づいて、駆動制御信号を送出するホームＧＷ１１を備えた構成により、電力事業者からの節電要求に対して、家電機器を通常運転から節電運転に切り替える場合に生じるユーザへの負担を軽減すると共に、ユーザの意思に基づいた節電運転制御を実行することができる。

［第２の実施形態］
図６は第２の実施形態に係る住宅機器制御システムの構成例を示す模式図である。本実施形態では、第１の実施形態に係るホームＧＷ１１の機能を外部の住宅機器制御サーバ装置３１にもたした場合について説明する。

この住宅機器制御システムでは、住宅機器制御サーバ装置３１と、本システムの加入者宅４１１…４１ｎのホームＧＷとがネットワーク４２を介して接続されている。また、前述のネットワーク４２には、電力事業者が管理する電力事業者サーバ装置４３も接続されており、電力量逼迫になると、電力事業者サーバ装置４３から節電要求が送信され、各加入者宅４１１…４１ｎの電力供給源である配電系統４４に供給電力を下げるように通知する。

ここで、住宅機器制御サーバ装置３１は、第１´記憶部３１１、第２´記憶部３１２、ネットワーク通信部３１３及びサーバ制御部３１４を備えている。第１´記憶部３１１には、上記第１の実施形態に係るユーザ機器電力情報に加入者宅識別情報を更に関連付けたユーザ機器電力情報が記憶されている。また、第２´記憶部３１２には、上記第１の実施形態に係る節電情報に加入者宅識別情報を更に関連付けた節電情報が記憶されている。なお、加入者宅識別情報は加入者宅４１１…４１ｎを特定するための情報である。

サーバ制御部３１４は、電力事業者サーバ装置４３からの節電要求を受けると、第１´記憶部３１１及び第２´記憶部３１２に記憶された情報に基づいて、加入者宅４１１…４１ｎ内に設置された家電機器を通常運転から節電運転に切り替えるための駆動制御信号をネットワーク通信部３１３を通じてネットワーク４２上の該当する加入者宅に送信する。

以上説明した第２の実施形態によれば、外部の住宅機器制御サーバ装置３１で各家庭の家電機器を制御することが可能となり、各家庭での制御設備の拡充を軽減することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…住宅機器制御システム、１１…ホームゲートウェイ、１２１…１２ｎ…家電機器、１２Ａ…機器制御部、１２Ｂ…無線部、１２Ｃ…通信制御部、１３…ルータ、１４…表示装置、１５…無線部、１６…ＰＣ、１７…分電盤、２１…ネットワーク、２２…ＣＥＭＳ、２３…配電系統、３１…住宅機器制御サーバ装置、４１１…４１ｎ…加入者宅、４２…ネットワーク、４３…電力事業者サーバ装置、４４…配電系統、１１１…第１記憶部、１１２…第２記憶部、１１３…制御部、１１４…通信部、１１５…入出力制御部、１１６…無線制御部、３１１…第１´記憶部、３１２…第２´記憶部、３１３…ネットワーク通信部、３１４…サーバ制御部。

Claims

ユーザに係るユーザ機器の機器情報と、当該機器情報により特定される機器の消費電力を示す消費電力情報とが関連付けられたユーザ機器電力情報を記憶する第１記憶手段と、
前記ユーザ機器の節電運転時の動作状況を示す運転情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えたときの節電量を示す節電量情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替える優先順位を示す優先順位情報とが関連付けられた節電情報を記憶する第２記憶手段と、
前記第２記憶手段に記憶する優先順位情報を設定する優先順位設定手段と、
前記記憶されたユーザ機器電力情報に対応した節電情報を生成する節電情報生成手段と、
電力事業者からの節電要求に係る要求信号を受信する要求信号受信手段と、
前記要求信号を受信すると、前記記憶された節電情報に基づいて、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えるための駆動制御信号を当該ユーザ機器に送出する制御信号送出手段とを備え、
前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えることを特徴とする住宅機器制御サーバ装置。
請求項１に記載の住宅機器制御サーバ装置において、
前記優先順位設定手段は、
前記優先順位情報に係る信号を受信する手段と、
前記受信された信号に基づいて優先順位情報を設定する手段と
を備えたことを特徴とする住宅機器制御サーバ装置。
請求項１に記載の住宅機器制御サーバ装置において、
前記優先順位設定手段は、
快適性と節電量とを評価基準とした階層分析法を適用することで前記優先順位情報を設定する手段を備えたことを特徴とする住宅機器制御サーバ装置。
ユーザに係るユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替える優先順位を示す優先順位情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶する優先順位情報を設定する優先順位設定手段と、
電力事業者からの節電要求に係る要求信号を受信する要求信号受信手段と、
前記要求信号を受信すると、前記記憶された優先順位情報に基づいて、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えるための駆動制御信号を当該ユーザ機器に送出する制御信号送出手段とを備え、
前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えることを特徴とする住宅機器制御サーバ装置。
第１記憶手段及び第２記憶手段を備えた住宅機器制御サーバ装置のプログラムであって、
前記住宅機器制御サーバ装置を、
ユーザに係るユーザ機器の機器情報と、当該機器情報により特定される機器の消費電力を示す消費電力情報とが関連付けられたユーザ機器電力情報を前記第１記憶手段に書込む手段、
前記ユーザ機器の節電運転時の動作状況を示す運転情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えたときの節電量を示す節電量情報と、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替える優先順位を示す優先順位情報とが関連付けられた節電情報を前記第２記憶手段に書込む手段、
前記第２記憶手段に記憶する優先順位情報を設定する手段、
前記記憶されたユーザ機器電力情報に対応した節電情報を生成する手段、
電力事業者からの節電要求に係る要求信号を受信する手段、
前記要求信号を受信すると、前記記憶された節電情報に基づいて、前記ユーザ機器を通常運転から節電運転に切り替えるための駆動制御信号を当該ユーザ機器に送出する手段、
として機能させるためのプログラム。