JP2014023378A - 電力管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】各建物に節電を喚起する電力管理システムを提供することを目的とする。
【解決手段】分電盤14は、系統電力から供給される電力の電流値を計測する主幹電流センサ16を備え、同じく分電盤14に設けられた電力算出部20は、主幹電流センサ16が計測した電流値を取得し、取得した電流値から建物12Aの消費電力量を当該電流値を取得した時刻に対応付けて算出し、HEMS30は、建物12Aの消費電力量を、当該消費電力量に対応付けられた時刻の情報と共に通信回線26を介して情報センターに60送信する。操作端末32は、通信回線28を介して建物12A及び建物12B〜12Dから送信された建物12A〜12Dの消費電力量に基づいて算出された建物12A〜12Dの消費電力量の順位の情報を情報センター60から受信して表示することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、電力が供給されている地域内での各建物の消費電力量の順位を各建物において表示させることにより、各建物の電力のユーザに節電を喚起する電力管理システムに関する。
以前から、地域内の各住宅の消費電力量を比較する電力監視システムが提案されている。
例えば、特許文献1に記載の技術では、ユーザが自宅の電気使用量と、他の家庭での電気使用量とを比較することで、自宅の電気使用量の傾向を把握することができ、省エネルギーを図る行動の指標を得ることが容易となる電力監視システムが提案されている。
特開2008−92681号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、電力が供給されている地域内での各戸の電気使用量の順位を表示しないため、ユーザへの節電の喚起が十分ではないという問題点があった。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、電力が供給されている地域内での各建物の消費電力量の順位を各建物において表示させることにより、各建物の電力のユーザに節電を喚起する電力管理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、系統電力から建物の分電盤に供給される電力の電流値を計測する主幹電流計測手段と、前記主幹電流計測手段が計測した電流値を取得し、該取得した電流値から前記建物の消費電力量を、該電流値を取得した時刻と対応付けて算出する電力算出手段と、前記電力算出手段が算出した前記消費電力量を前記消費電力量に対応付けられた時刻の情報と共に通信網を介して情報センターに送信する送信手段と、前記通信網を介して前記建物が属している配電対象地域の各建物から送信された前記各建物の消費電力量及び該消費電力量に対応付けられた時刻の情報に基づいて前記情報センターが算出した前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位の情報を前記情報センターから受信する受信手段と、前記電力算出手段が算出した前記建物の消費電力量及び該消費電力量に対応付けられた時刻並びに前記情報センターから受信した情報を表示可能な表示手段と、を備えることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、主幹電流計測手段は、系統電力から建物の分電盤に供給される電力の電流値を計測する。
電力算出手段は、主幹電流計測手段が計測した電流値に基づいて建物の消費電力量を算出する。
送信手段は、算出した建物の消費電力量を情報センターに送信する。
受信手段は、情報センターが算出した、配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位の情報を情報センターから受信する。
表示手段は、建物の消費電力量及び情報センターから受信した情報を表示するLCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置であり、各建物の消費電力量の順位の情報を表示することにより、各建物のユーザに節電を喚起できる。
なお、請求項2に記載の発明のように、前記情報センターは、前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量のうち前記対応付けられた時刻が同一である各建物の消費電力量を集計し、該集計された消費電力量が所定の閾値以上となった時刻をピーク時間帯が始まった時刻とすると共に、前記集計された消費電力量が前記所定の閾値未満となった時刻を前記ピーク時間帯が終了した時刻とし、前記ピーク時間帯において前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を算出してもよい。これによって、電力供給が逼迫しているピーク時間帯において、各建物のユーザに節電を喚起できる。
また、請求項3に記載の発明のように、前記情報センターは、前記ピーク時間帯が始まった時刻に、前記ピーク時間帯の開始情報を前記配電対象地域に属する各建物に配信し、前記表示手段は、音声出力が可能な音声出力手段をさらに備え、前記受信手段が前記ピーク時間帯の開始情報の通知を受信した場合に、前記ピーク時間帯の開始を表示すると共に、警告音を出力するようにしてもよい。これによって、ピーク時間帯が始まったことをユーザに報知できる。
また、請求項4に記載の発明のように、前記情報センターは、前記配電対象地域に供給可能な電力量の情報を前記系統電力の供給者から受信し、前記配電対象地域に供給可能な電力量の情報と前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量と該消費電力量に対応付けられた時刻とに基づいて、前記配電対象地域における電力供給の余力を実時間処理で算出し、該算出した前記配電対象地域における電力供給の余力情報を前記配電対象地域に属する各建物に配信し、前記表示手段は、前記実時間処理で算出された前記配電対象地域における電力供給の余力を表示するようにしてもよい。これによって、ユーザに配電対象地域の電力供給の余力を認識させ、節電を喚起できる。
また、請求項5に記載の発明のように、前記情報センターは、前記配電対象地域に属する建物が系統電力以外の他の電源から電力供給が可能な場合に、該他の電源から電力供給を受けたときの前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測してもよい。これによって、消費電力量が予測でき、当該予測に基づいた節電を実行できる。
また、請求項6に記載の発明のように、前記情報センターは、前記配電対象地域に属する複数の建物のいくつかは系統電力以外の他の電源から電力供給が可能な場合に、該他の電源から電力供給を受けたときの前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測してもよい。これによって、系統電力以外の他の電源を用いた場合の実情に合致した消費電力量の順位を予測することができる。
また、請求項7に記載の発明のように、前記建物の分電盤が有する複数の分岐回路に各々設けられ、前記複数の分岐回路に各々接続されている電力負荷手段への通電電流の電流値を計測する複数の分岐回路電流計測手段をさらに備え、前記電力算出手段は、前記複数の分岐回路電流計測手段が計測した電流値を取得し、該取得した電流値から各分岐回路の消費電力量を該電流値を取得した時刻と対応付けて算出し、前記表示手段は、前記各分岐回路の消費電力及び該消費電力量に対応付けられた時刻をさらに表示可能であってもよい。これによって、ユーザは分岐回路毎の消費電力量を把握でき、節電すべき分岐回路を判断できる。
また、前記表示手段は、
前記電力算出手段が算出した前記建物の消費電力量及び前記各分岐回路における消費電力量を表示可能な第1の表示手段と、前記受信手段が前記情報センターから受信した情報を表示する第2の表示手段と、を含むようにしてもよい。これによって、第1の表示手段が、外部からの不正アクセスを受けるおそれが軽減される。
以上説明したように本発明によれば、各建物の消費電力量に基づいて算出された電力が供給されている地域内での各建物の消費電力量の順位を各建物において表示させることにより、各建物の電力のユーザに節電を喚起する電力管理システムを提供することができる。
本発明の実施の形態に係る電力管理システムの一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る給電制御システムに含まれるHEMSの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電力管理システムにおける情報センターが算出した配電対象地域内の消費電力量と当該配電対象地域内に供給可能な電力量とを対比させた図である。 本発明の実施の形態に係る電力管理システムで表示される消費電力量の順位の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力管理システムで表示される配電対象地域内の個々の建物の時系列での消費電力量の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電力管理システムで表示される個々の建物の各分岐回路での消費電力量の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係る電力管理システム100の概略構成を示すブロック図である。
図1では、電力会社の発電所又は変電所等の配電設備10から供給される系統電力の電力が、建物12A、12B、12C及び12Dの各々に供給されている。建物12A、12B、12C及び12Dは、同一の配電設備10から電力が供給される地域(以下、当該地域を「配電対象地域」とする)に属している。
なお、図1において、実線は電力の供給に係る電力線を表すものとし、破線は、ネットワーク等の、情報通信が行われる情報線を表すものとする。
また、本実施の形態では、建物12A〜12Dの構成は同一であるので、以下、建物12Aの構成を中心に、本実施の形態に係る電力管理システムの説明をする。
図1で、系統電力は、建物12Aでは、分電盤14に供給されている。
分電盤14には、系統電力から供給された電力の電流値を計測する主幹電流センサ16が設けられている。
また、分電盤14は、複数の分岐回路毎に系統電力から供給された電力を分配し、各分岐回路は、図示しない建物12Aの居室及び建物12A内の電気機器等の電力負荷に電力を供給する。
複数の分岐回路の各々には、各分岐回路の電流値を計測する分岐回路電流センサ18A〜18Jが各々設けられている。
主幹電流センサ16及び分岐回路電流センサ18A〜18Jには、主幹電流センサ16が計測した電流値を取得し、取得した電流値から建物12Aの消費電力量を、当該電流値を取得した時刻と対応付けて算出し、分岐回路電流センサ18A〜18Jが計測した電流値を取得し、取得した電流値から各分岐回路の消費電力量を、当該電流値を取得した時刻と対応付けて算出する電力算出部20が接続されている。
建物内に供給される電力の電圧は略100Vなので、本実施の形態では、主幹電流センサ16及び分岐回路電流センサ18A〜18Jが計測した電流値に100を乗じた値を消費電力量として算出する。
しかしながら、接続される電力負荷の特性等によって、電圧の変動が考えられる場合には、主幹電流センサ16の付近及び各分岐回路に電圧を測定する手段を別途備え、当該手段が計測した電圧値と主幹電流センサ16及び分岐回路電流センサ18A〜18Jが計測した電流値とを乗算して、消費電力量を算出してもよい。
また、電力算出部20には、シリアル通信等によって操作端末であるHEMS(Home Energy Management System)30が接続されている。
HEMS30は、例えばブロードバンド・ネットワークのような通信回線26を介して情報センター60に接続されており、通信回線26を通じて、電力算出部20が算出した消費電力量を当該消費電力量に対応付けられた時刻の情報と共に情報センター60に送信する。
情報センター60は、建物12Aの他にも建物12B、12C及び12D等の、建物12Aが属している配電対象地域内の他の建物から、時刻が対応付けられている消費電力量を受信し、受信した消費電力量に基づいて、配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位の情報を各々算出し、算出した消費電力量の順位の情報を、通信回線26を通じて各建物に配信する。
また、本実施の形態では、HEMS30で情報センター60が算出した消費電力量の順位の情報を受信して、HEMS30の表示部に表示するようにしてもよいが、図1に示したように、別途、情報表示用の操作端末32を備え、有線ネットワーク又は広域無線ネットワークによる通信回線28を通じて情報センター60からの情報を操作端末32で受信するようにしてもよい。
HEMS30は、建物の電力供給の制御を司っているので、外部からの不正アクセスによって制御が阻害されると、場合によっては、甚大な被害を蒙るおそれがある。
本実施の形態では、外部の通信回線を通じた情報の受信は、HEMS30以外の端末に担わせることにより、HEMS30が外部からの不正アクセスを受ける危険を低減するようにしている。
なお、操作端末32は、情報センター60からの情報を受信可能な受信部と、情報を表示可能な表示部と、操作端末32を操作するためのタッチパネル、キーボード又はマウス等の少なくともいずれか1つを備えた情報通信機器であればよく、例えば、パソコン又は携帯情報端末等の機器を使用できる。
図2は、本発明の実施の形態に係る給電制御システム100に含まれるHEMS30の概略構成を示すブロック図である。
HEMS30は、コンピュータを含んで構成されており、図2に示すように、CPU36、ROM38、RAM40、及び入出力ポート42を備えて、これらがアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス44を介して互いに接続されている。
入出力ポート42には、各種入出力機器として、表示部46、操作部48、及びメモリ50が接続されている。なお、表示部46及び操作部48は一体で構成され、操作部48は、表示部46に設けられたタッチパネルを適用するようにしてもよいし、タッチパネルの他に操作ボタンを備えるようにしてもよい。
メモリ50には、建物内の電力供給に関する各種制御や表示部46に表示するための表示制御等を行うためのプログラム、分電盤14の制御を行うためのプログラム、並びにこれらのプログラムを実行するための各種情報等が記憶されており、メモリ50に記憶されたプログラムをRAM40等に展開してCPU36が実行することにより、建物内の電力供給に関する各種制御や表示制御等の制御を行うようになっている。
さらに、入出力ポート62には、電力算出部20及び通信回線26を介して情報の送信又は受信をするためのネットワークインタフェース24が接続されている。
また、図1において、情報センター60は、上記の配電対象エリアに供給可能な電力を情報センター60に逐次通知する電力会社の管理センター62とも、別途通信回線で接続されている。
情報センター60は、管理センター62から通知された、上記の配電対象エリアに供給可能な電力と、各建物から受信した各建物の消費電力量とから、当該配電対象地域での電力供給と消費電力量との対比を行うことが可能である。
図3は、本発明の実施の形態に係る電力管理システムにおける情報センター60が算出した配電対象地域内の消費電力量と当該配電対象地域内に供給可能な電力量とを対比させた図である。
情報センター60は、配電対象地域内の各建物から受信した消費電力量のうち、対応付けられた時刻が同じである消費電力量を集計し、グラフ化する。
グラフの形式は種々考えられるが、管理センター62から取得した供給可能な電力量の情報と地域の各建物から送信された各建物の時刻に対応付けられた消費電力量とに基づいて、配電対象地域における電力供給の余力を実時間処理で算出した結果を表示することが考えられる。
図3では、建物12Aが属する配電対象地域へ供給可能な電力量の上限を100%で表現し、集計した消費電力量を供給可能な電力量に対する百分率で、1時間毎に表示している。
従って、100%と、供給可能な電力量に対する消費電力の百分率の値との差から、配電対象地域における電力供給の余力を実時間処理で算出した結果を把握できる。
また、情報センター60は、各建物の消費電力量の集計が所定の閾値以上となった時刻を、配電対象地域における1日の消費電力量が極大となるピーク時間帯が始まった時刻であるとする。
上記の所定の閾値は、種々の値を想定できるが、例えば、その配電対象地域に供給可能な電力量の80%程度とすることが考えられる。
また、情報センターは、各建物の消費電力量の集計が所定の閾値未満となった時刻を、ピーク時間帯が終了した時刻であると認識する。
情報センター60は、ピーク時間帯が始まったと判断した場合、その旨の通知を配電対象地域内の各建物に配信し、各建物では、受信した当該通知に基づいて、音声、文字又は画像の少なくともいずれか1つを用いて、ユーザにピーク時間帯が始まったことを報知してもよい。
例えば、HEMS30の表示部46に、図3のようなピーク時間帯が目立つように着色されたグラフを表示する等によりピーク時間帯の開始情報を文字又は画像で示してもよいし、HEMS30に音声を出力可能な手段としてスピーカー又はブザー等を設け、当該手段を用いて警告音を出力するようにしてもよい。
図4は、本実施の形態に係る電力管理システムにおける各々の建物の消費電力量の順位の一例を示す図である。
情報センター60は、配電対象地域内の各建物の消費電力量を集計し、図4に示すような各建物の順位を示すグラフにして、配電対象地域内の各建物に配信する。
なお、図4に示した順位の算出は、前述のピーク時間帯が始まった時刻に開始し、ピーク時間帯が終了した時刻まで行うようにしてもよい。また、図4のような形式以外にも、各建物の順位を示す表でもよいし、横軸に消費電力量、縦軸に建物の数をとった正規分布曲線のグラフを作成し、各建物が、当該グラフのどの位置にあるかを示すようにしてもよい。
図5は、本実施の形態に係る電力管理システムで表示される建物12Aの時系列での消費電力量の一例を示す図である。
図5で示した建物の時系列での消費電力量は、建物12A〜12Dの電力算出部20が算出したものである。算出された消費電力量はHEMS30において図5のようなグラフに編集され、HEMS30の表示部46に表示される。
本実施の形態では、各建物の消費電力の順位が図4のように示されるので、それによって、各建物における節電を喚起する。
その結果、図5のように、ピーク時間帯における建物12Aの消費電力量を低下させることができる。
このように、本実施の形態に係る電力管理システムによれば、建物のユーザに節電を喚起することにより、当該建物での使用電力量を削減することが可能であり、さらには、配電対象地域全体での節電にも効果がある。
また、本実施の形態では、各分岐回路の消費電力量を計測しているので、計測した各分岐回路での消費電力量を、HEMS30の表示部46にグラフ化して表示することができる。
図6は、本実施の形態に係る電力管理システムで表示される建物12Aでの各分岐回路での消費電力量の一例を示す図である。
ユーザは、図4の順位を見て、自分の建物の消費電力量をより低減させたい場合は、図6を確認することにより、突出して消費電力量の高い箇所を把握できる。
図6では、キッチン、居室2又は居室4の消費電力量が高いことが示されているので、例えば、居室4には誰も居ないのに、エアコンが作動していたような場合であれば、居室4のエアコンをオフにすることにより、建物の消費電力量を削減することができる。
なお、図6の横軸の表示は、「キッチン(分岐回路B)」としたが、キッチンに電子レンジと照明が備わっているのであれば、「キッチン:電子レンジ、照明(分岐回路B)」というように、分岐回路に接続されている機器を示すようにしてもよい。
また、本実施の形態では、情報センター60は、配電対象地域の各建物から送信された消費電力量及び配電対象地域の各建物から送信された各建物の消費電力量に基づいて算出した配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を記憶し、記憶した各建物の消費電力量及び配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位に基づいて、事前に配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測するようにしてもよい。
さらに本実施の形態では、配電対象地域の建物が系統電力以外の他の電源から電力供給が可能な場合に、当該他の電源から電力供給を受けたときの配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測するようにしてもよい。
この場合、情報センター60は、各建物が備える他の電源の電力供給能力を予め把握しておき、把握した各建物の他の電源の電力供給量と、記憶している消費電力量及び配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位とに基づいて、当該他の電源から電力供給を受けたときの配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測する。
系統電力以外の他の電源としては、系統電力から供給された電力を平時において蓄えた蓄電池、燃料電池、ガスエンジンによる発電装置又は太陽光発電装置等が考えられる。
さらには、建物12A〜12Dが、EV(Electric Vehicle)、HV(Hybrid Vehicle)又はPHV(Plug-in Hybrid Vehicle)等の車両と分電盤14とを電気的に接続可能な車両連結部(図示せず)を有し、当該車両連結部を介して当該車載蓄電池が蓄えた電力を建物で使用可能な場合は、これらの車両の車載蓄電池を他の電源としてもよい。
10 配電設備
12A、12B、12C、12D 建物
14 分電盤
16 主幹電流センサ
18A〜18J 分岐回路電流センサ
20 電力算出部
24 ネットワークインタフェース
26、28 通信回線
30 HEMS
32 操作端末
36 CPU
38 ROM
40 RAM
42 入出力ポート
44 バス
46 表示部
48 操作部
50 メモリ
60 情報センター
62 管理センター
100 電力管理システム

Claims (8)

  1. 系統電力から建物の分電盤に供給される電力の電流値を計測する主幹電流計測手段と、
    前記主幹電流計測手段が計測した電流値を取得し、該取得した電流値から前記建物の消費電力量を該電流値を取得した時刻と対応付けて算出する電力算出手段と、
    前記電力算出手段が算出した前記消費電力量を前記消費電力量に対応付けられた時刻の情報と共に通信網を介して情報センターに送信する送信手段と、
    前記通信網を介して前記建物が属している配電対象地域の各建物から送信された前記各建物の消費電力量及び該消費電力量に対応付けられた時刻の情報に基づいて前記情報センターが算出した前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位の情報を前記情報センターから受信する受信手段と、
    前記電力算出手段が算出した前記建物の消費電力量及び該消費電力量に対応付けられた時刻並びに前記情報センターから受信した情報を表示可能な表示手段と、
    を備える電力管理システム。
  2. 前記情報センターは、前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量のうち前記対応付けられた時刻が同一である各建物の消費電力量を集計し、該集計された消費電力量が所定の閾値以上となった時刻をピーク時間帯が始まった時刻とすると共に、前記集計された消費電力量が前記所定の閾値未満となった時刻を前記ピーク時間帯が終了した時刻とし、前記ピーク時間帯において前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を算出する請求項1に記載の電力管理システム。
  3. 前記情報センターは、前記ピーク時間帯が始まった時刻に、前記ピーク時間帯の開始情報を前記配電対象地域に属する各建物に配信し、
    前記表示手段は、音声出力が可能な音声出力手段をさらに備え、前記受信手段が前記ピーク時間帯の開始情報を受信した場合に、前記ピーク時間帯の開始を表示すると共に、警告音を出力する請求項1又は2に記載の電力管理システム。
  4. 前記情報センターは、前記配電対象地域に供給可能な電力量の情報を前記系統電力の供給者から受信し、前記配電対象地域に供給可能な電力量の情報と前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量と該消費電力量に対応付けられた時刻とに基づいて、前記配電対象地域における電力供給の余力を実時間処理で算出し、該算出した前記配電対象地域における電力供給の余力情報を前記配電対象地域に属する各建物に配信し、
    前記表示手段は、前記実時間処理で算出された前記配電対象地域における電力供給の余力を表示する請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  5. 前記情報センターは、前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量及び前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を記憶し、該記憶した前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量及び前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位に基づいて、事前に前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測する請求項1〜4の何れか1項に記載の電力管理システム。
  6. 前記情報センターは、前記配電対象地域に属する建物が系統電力以外の他の電源から電力供給が可能な場合に、該他の電源から電力供給を受けたときの前記配電対象地域に属する各建物の消費電力量の順位を予測する請求項5に記載の電力管理システム。
  7. 前記建物の分電盤が有する複数の分岐回路に各々設けられ、前記複数の分岐回路に各々接続されている電力負荷手段への通電電流の電流値を計測する複数の分岐回路電流計測手段をさらに備え、
    前記電力算出手段は、前記複数の分岐回路電流計測手段が計測した電流値を取得し、該取得した電流値から各分岐回路の消費電力量を該電流値を取得した時刻と対応付けて算出し、
    前記表示手段は、前記各分岐回路の消費電力及び該消費電力量に対応付けられた時刻を表示可能な請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力管理システム。
  8. 前記表示手段は、
    前記電力算出手段が算出した前記建物の消費電力量及び前記各分岐回路における消費電力量を表示可能な第1の表示手段と、
    前記受信手段が前記情報センターから受信した情報を表示する第2の表示手段と、
    を含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の電力管理システム。
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