JP2014027721A - エネルギー管理システム、エネルギー管理装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】二次被害を防止し得るエネルギー管理システムを提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、エネルギー管理システムは、機器特定部と、把握部と、記憶部と、制御部とを具備する。機器特定部は、商用電力を供給される建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する。把握部は、特定された電気機器の個別の状態を把握する。記憶部は、把握された電気機器ごとの通常時における状態を記録した状態管理テーブルと、非常時からの回復後に通常時における状態への復旧の許否を電気機器ごとに登録した復旧許否テーブルとを記憶する。制御部は、非常時に、各々の電気機器を稼動停止させ、非常時からの回復後に、復旧許否テーブルにおいて許可された電気機器を、状態管理テーブルに記録された状態に復旧させる。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、需要者側におけるエネルギー消費を管理するエネルギー管理システム、エネルギー管理装置、制御方法およびプログラムに関する。

省エネルギー（省エネ）意識の高まりや災害時におけるエネルギー自給のニーズなどを背景として、エネルギー管理システムが普及しつつある。エネルギー管理システムは、電力需要者（家庭、店舗、事務所、工場あるいはビルなど）の有する電気機器（家電機器を含む）の消費エネルギーを表示したり、運転を制御したりする機能を備える。省エネはもとより省コスト、ＣＯ２排出量の削減などのメリットを得られるので今後のさらなる普及が望まれている。

特公平３−５０４９６号公報

住環境計画研究所、一般家庭におけるＨＥＭＳ導入実証試験による省エネルギー効果の評価解析 成果報告書、（ＮＥＤＯ報告書 １００００９２３５）

家庭用のエネルギー管理システムは、もっぱら家庭の電力やガスなどの消費エネルギーを減らし、エネルギーコストを削減することで、需要者に利益をもたらすとともに環境への負荷を低減することを目指す。地域用あるいは事業者向けなどの、より大規模なシステムにおいても同様である。

ところで、地震や落雷、あるいは洪水などの災害により給電系統がダウンし、停電が生じることがある。停電から回復（復旧）した後に生じる二次災害（二次被害と総称する）が、大きな問題になる。例えば災害時に住民が自宅から避難するとき、アイロンなどの機器のスイッチを切るとかコンセントを抜くなどの対応を忘れることは多い。通電が回復したときにはもはや誰もおらず、アイロンや電熱器、ドライヤーなどが火元になって火災が発生するケースが多数報告されている。

このような事態に備えたエネルギー管理システムは知られていない。省エネ機能だけでなく、非常時にも電気機器を安全な状態に保つことができ、人命や財産を守るための技術が要望されている。

目的は、二次被害を防止し得るエネルギー管理システム、エネルギー管理装置、制御方法およびプログラムを提供することにある。

実施形態によれば、エネルギー管理システムは、機器特定部と、把握部と、記憶部と、制御部とを具備する。機器特定部は、商用電力を供給される建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する。把握部は、前記特定された電気機器の個別の状態を把握する。記憶部は、前記把握された電気機器ごとの通常時における状態を記録した状態管理テーブルと、前記非常時からの回復後に前記通常時における状態への復旧の許否を前記電気機器ごとに登録した復旧許否テーブルとを記憶する。制御部は、非常時に、前記各々の電気機器を稼動停止させ、前記非常時からの回復後に、前記復旧許否テーブルにおいて許可された電気機器を、前記状態管理テーブルに記録された状態に復旧させる。

図１は、実施形態に係わるシステムの一例を示す図である。 図２は、実施形態に係るエネルギー管理システムの一例を示す図である。 図３は、図２に示されるシステムの要部を示す機能ブロック図である。 図４は、接続機器検知部１０の一例を示す図である。 図５は、ホームゲートウェイ１３の一例を示す機能ブロック図である。 図６は、機器リスト１３５ａに登録される情報の一例を示す図である。 図７は、状態管理テーブル１３５ｂに登録される情報の一例を示す図である。 図８は、復旧許否テーブル１３５ｃに登録される情報の一例を示す図である。 図９は、回復動作時における処理手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、非常時からの回復後の状態の一例を示す図である。 図１２は、ホームゲートウェイ１３の他の例を示す機能ブロック図である。 図１２は、非常時テーブル１３５ｅに登録される情報の一例を示す図である。 図１３は、回復時テーブル１３５ｆに登録される情報の一例を示す図である。 図９は、地震発生時における処理手順の一例を示すフローチャートである。

図１は、実施形態に係わるシステムの一例を示す図である。図１は、いわゆるスマートグリッドとして知られる電力送配電網の一例を示す。既存の配電ネットワークでは原子力、火力、水力などの既存発電所と、一般家庭や、ビル、工場といった多種多様な需要者とが電力網によって接続される。次世代の配電ネットワークではこれらに加えて新たな電源として太陽光や風力などの再生可能エネルギーと蓄電装置とを組み合わせた分散型電源や、新たな需要として新交通システムや充電スタンドなどが電力送配電網に接続される。これら多種多様な要素は通信ネットワークを介して接続され統括的に制御される。

電力をインテリジェントに分配するシステムは、エネルギーマネジメントシステム（Energy Management System：ＥＭＳ）と総称される。ＥＭＳはその規模などに応じて幾つかに分類される。例えば一般家庭向けのＨＥＭＳ（Home Energy Management System）、ビルディング向けのＢＥＭＳ（Building Energy Management System）などがある。このほか、より小規模なシステム、あるいは地域コミュニティ向けのＣＥＭＳ（Community Energy Management System）、大口の工場向けのＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）などがある。これらのシステムが連携することできめ細かな電力制御が実現される。

この種のシステムによれば既存の発電所、分散型電源、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源、および需要者の相互間で高度な協調運用が可能になる。これにより自然エネルギーを主体とするエネルギー供給システムや、需要者と事業者との双方向連携による需要者参加型のエネルギー供給といった、新規かつスマートな形態の電力供給サービスが生み出される。
図２は、実施形態に係るエネルギー管理システムの一例を示す図である。このシステムの主体は、配電網から電力を供給される加入者宅１００のそれぞれごとに形成されるＨＥＭＳと、各ＨＥＭＳにサービスを提供するサーバ装置２００である。サーバ装置２００はＩＰネットワーク３００に接続される。ＩＰネットワーク３００には、実施形態に係る種々のデータを蓄積するデータベース４００も備えられる。

ＨＥＭＳは、ホームゲートウェイ（Home Gateway：ＨＧＷ）１３を中核として形成される。ホームゲートウェイ１３はＩＰネットワーク３００に接続され、ＩＰネットワーク３００を介してサーバ装置２００と互いに情報やデータを授受することが可能である。すなわちホームゲートウェイ１３は、自らの識別子を含むサービス提供要求メッセージをサーバ装置２００に送る。これに応じてサーバ装置２００は、ＨＥＭＳ内の電気機器を制御するための制御指示をホームゲートウェイ１３に返送する。これを受信したホームゲートウェイ１３は、制御指示に基づいて加入者宅１００内の電気機器を制御する。すなわちホームゲートウェイ１３は、ＨＥＭＳにおけるエネルギー管理装置としての位置付けにある。

ＨＥＭＳについては多数の実証試験が行われている。ＨＥＭＳの代表的な機能には、例えばエアコンの在不在制御（人が居ないときにはエアコンを切る）、照明の在不在制御・明るさ制御（人が居ないときには照明を切る、または暗くする）、待機電力遮断などがある。また、家庭内の電力消費量やガス消費量の表示（見える化）、複数世帯間の比較による省エネコンテスト、外気温などに応じたアドバイス、ＣＯ２排出量の表示などの機能もある。

図２において、配電系統（power grid）６０から供給される電力（商用電力）は電柱の変圧器６１などを経て各家庭に分配され、スマートメータなどの電力量計２を経て加入者宅１００の分電盤４に接続される。電力量計２は、加入者宅１００に備わる再生可能エネルギー発電システムの発電電力量、加入者宅１００の消費電力量、電力系統６０から流れ込む電力量、あるいは電力系統６０に逆潮流する電力量などを計測する。

電力線２１は、加入者宅１００の配電系統として形成される。分電盤４は、電力線２１を介して電気機器（エアコン２２、照明２３、冷蔵庫２４、テレビ２５など（図示しないヒートポンプ式給湯器（ＨＰ）などもこれに含まれる）やパワーコンディショナ（Power Conditioning System：ＰＣＳ）２６に電力を供給する。要するに電気機器は電力線２１に接続される機器であり、電気自動車（ＥＶ）２７やＰＶシステム２８などを含め、電力を消費する機器、電力を生成する機器、および電力を消費し生成する機器の全てを意味する。なお分電盤４はフィーダごとの電力量を計測する計測装置を備えていてもよい。

加入者宅１００の屋根や外壁には太陽光パネルが設置され、ＰＶシステム２８が形成される。ＰＶシステム２８で生成された直流電力はパワーコンディショナ２６に供給される。パワーコンディショナ２６は加入者宅１００に据え置かれる蓄電装置としての蓄電池２９を充電すべく、この直流電力を蓄電池２９に与える。

パワーコンディショナ２６はコンバータ（図示せず）を備え、電力線２１からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池２９に与える。これにより深夜電力などを利用して蓄電池２９を充電することもできる。さらにパワーコンディショナ２６はインバータ（図示せず）を備え、蓄電池２９あるいは燃料電池３０から供給される直流電力を交流電力に変換して電力線２１に印加する。これにより電力線２１に接続される機器は、蓄電池２９や燃料電池３０からも電力（自給電力）の供給を受けることができる。

要するにパワーコンディショナ２６は、蓄電池２９、燃料電池３０と電力線２１との間でエネルギーを授受するための電力変換器としての機能を備える。パワーコンディショナ２６は蓄電池２９や燃料電池３０を安定的に稼動させるための制御機能も備える。さらにパワーコンディショナ２６は、電気自動車２７に接続可能な充電用コンセント３３にも電力を分配する。これにより電気自動車２７に搭載される車上バッテリーを充放電することが可能になる。

加入者宅１００にはＬＡＮ（Local Area Network）などのホームネットワーク３１が形成される。ホームゲートウェイ１３はホームネットワーク３１を介して電力量計２、分電盤４、パワーコンディショナ２６、および各電気機器と相互に通信可能である。なおホームネットワーク３１は有線リンク、あるいは無線リンクのいずれでも良い。

ホームゲートウェイ１３はサーバ装置２００に各種のデータを送信し、またサーバ装置２００から各種のデータを受信する通信装置である。すなわちホームゲートウェイ１３はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）を備えるコンピュータであり、サーバ装置２００との通信機能に加え、サーバ装置２００に各種サービスの提供を要求したり、システムの制御に加入者の意思を反映させたりするための機能を備える。これらの機能は不揮発性メモリなどに記憶されたプログラムにより実現される。

ホームゲートウェイ１３は端末３２に接続される。端末３２はタッチパネルなどの形態のほか、例えば汎用的な携帯情報機器やパーソナルコンピュータなどでもよい。端末３２は各電気機器、燃料電池３０、蓄電池２９、ＰＶシステム２８の稼働状況や消費電力を例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に表示したり、音声ガイダンスなどで加入者（ユーザ）に報知する。また端末３２は操作パネルを備え、加入者による各種の操作や設定入力を受け付ける。

ホームゲートウェイ１３の接続されるＩＰネットワーク３００は、いわゆるインターネット、あるいはシステムベンダのＶＰＮ（Virtual Private Network）などである。ホームゲートウェイ１３はＩＰネットワーク３００を経由してサーバ装置２００と通信したり、データベース４００とデータを授受したりできる。また各電気機器も、ホームゲートウェイ１３を介してＩＰネットワーク３００のサーバ装置２００と通信したり、データベース４００とデータを授受したりできる。

通信プロトコルとしては、ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｚ−Ｗａｖｅ（登録商標）、ＫＮＸ（登録商標）などを使用することができる。下位レイヤの通信層としてはイーサネット（登録商標）などの有線ＬＡＮ、電力線通信、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを使用することができる。なおＩＰネットワーク３００は、ホームゲートウェイ１３とサーバ装置２００との間に双方向の通信環境を形成するための、無線または有線の通信インフラストラクチャを含むことができる。

図３は、図２に示されるシステムの要部を示す機能ブロック図である。電力会社から供給される電力は、電力系統６０から電力量計２および主幹ブレーカ３を経由して、加入者宅１００の分電盤４に接続される。主幹ブレーカ３は末端側の給電状態判定部５に接続される。主幹ブレーカ３までは電力会社の管理下にあり、加入者と電力会社との責任分界点は主幹ブレーカ３と給電状態判定部５との間にある。

給電状態判定部５からの電力は、系統分離部６と、ＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）１４とに接続される。
系統分離部６は給電状態判定部５からさらに末端側に位置し、加入者宅１００内における複数の電力線２１をまとめる主幹回路（図示せず）に接続される。主幹回路から宅内に配線される複数の電力線２１は、各電器機器またはコンセントに至るまでにそれぞれ回路遮断器７、電流計測装置８、および分離部９を経由する。実施形態ではさらに、電力線２１に接続されるコンセントに接続機器検知部１０を設ける。

ホームゲートウェイ１３は、系統分離部６およびＵＰＳ１４の双方に、電力線２１を介して接続される。これにより停電時にもホームゲートウェイ１３を稼動させることができる。
ホームゲートウェイ１３は、ホームネットワーク３１を介して各電気機器と通信可能である。さらにホームゲートウェイ１３は、ホームネットワーク３１を介して給電状態判定部５、接続機器検知部１０、および地震検知部１１と通信することも可能である。

地震検知部１１は地震の発生を検知すると、その旨をホームゲートウェイ１３に通知する。地震検知部１１は通信機能を備える地震計などのほか、テレビジョン放送、あるいはＩＰネットワーク３００などの公共の通信インフラから緊急地震速報を受信可能なインタフェースであっても良い。

図３に示される構成において、給電状態判定部５は、加入者宅１００への電力供給の有無を判定する。つまり給電状態判定部５は、給電中か停電中かを判定し、その判定結果をホームゲートウェイ１３に出力する。例えば電力系統６０の停電時、または主幹ブレーカ３がオフになれば、給電状態判定部５は停電を判定し、その旨をホームゲートウェイ１３に通知する。給電／停電の判定は、例えば対地電位の計測値に基づく閾値判定により簡易に実施することが可能である。なお、給電電圧をホームゲートウェイ１３に通知し、判定処理はホームゲートウェイ１３で行うようにしても良い。

系統分離部６は、ホームゲートウェイ１３の制御に従って主幹回路を電力系統６０から切り離し、あるいは接続する。つまり系統分離部６は、停電などの非常時に、加入者宅１００の電力線２１を電力系統６０から分離し、電力線２１に自給電力を供給する。
回路遮断器７は、過電流が流れた場合などに電力線２１を個別に遮断する、いわゆるサーキットブレーカである。回路遮断器７の下位に接続される電流計測装置８は、各電力線２１を流れる電流の値を計測し、ホームゲートウェイ１３に通知する。これによりホームゲートウェイ１３は各電力線２１の電流値を把握する。
なお、各電流計測装置８により計測された電流値をホームゲートウェイ１３に通知するのに代えて、電流計測装置８としてＣＴ（Current Transformer）を用い、ＣＴ計測値をホームゲートウェイ１３側で数値化するようにしても良い。

電流計測装置８の下位に設けられる分離部９は機械式、あるいは電磁式リレーなどであり、ホームゲートウェイ１３の制御に従って、主幹回路と電力線２１とを分離したり、接続したりする。なお図３においては分電盤４内に分離部９が設けられているが、これに代えて、電力線２１の末端となるコンセントに分離部９を埋め込んでも良い。

図４は、接続機器検知部１０の一例を示す図である。接続機器検知部１０は、例えば無線タグリーダであり、自らに固有のＩＤ（IDentification）情報と、無線タグの識別情報を取得する機能とを備える。接続機器検知部１０は、例えばコンセントに埋め込まれたり、あるいは差込口に挿抜可能なアダプタとして供されることが可能である。

電気機器としてのアイロン３４は、当該アイロン３４を特定するための情報を記憶する無線タグ（ＲＦ−ＩＤ）４０を備える。無線タグ４０は、例えばアイロン３４の本体から延伸されるコンセントプラグに取り付けられる。

プラグがコンセントに近づく、あるいは差し込まれると接続機器検知部１０と無線タグ４０とが相互に通信し、これにより接続機器検知部１０は、アイロン３４の識別情報を取得する。接続機器検知部１０は、アイロン３４の識別情報と自らのＩＤ情報とをホームゲートウェイ１３に通知する。これによりホームゲートウェイ１３は、どのコンセントに、どの電気機器が接続されたかを把握することが可能になる。接続機器検知部１０とホームゲートウェイ１３との通信は、専用の通信線を利用したり、無線通信、あるいは電力線２１を利用する電力線通信により実現可能である。もちろん、電気機器がＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）などに対応していれば、その通信機能を用いても良い。

図３に戻り、ホームゲートウェイ１３は、エネルギー管理システムにおけるエネルギー管理装置としての位置付けにある。ホームゲートウェイ１３は、通常時においては、主幹ブレーカ３の負荷側から給電される電力（商用電力）により稼動する。停電時には、ＵＰＳ１４から自給電力を供給される。蓄電池２９あるいは太陽光発電（ＰＶ）システムからホームゲートウェイ１３に給電することも可能である。次に、上記構成を基礎として第１および第２の実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
図５は、ホームゲートウェイ１３の一例を示す機能ブロック図である。ホームゲートウェイ１３は、入力部１３１、インタフェース部１３２、記憶部１３５、プログラムメモリ１３４およびCentral Processing Unit（ＣＰＵ）１３３を備える。すなわちホームゲートウェイ１３は、プログラムメモリ１３４に記憶されたプログラムをＣＰＵ１３３が実行することで機能するコンピュータである。

入力部１３１は、家庭の居住者である加入者（ユーザ）などが操作するためのヒューマンマシンインタフェース（操作パネルやスイッチなど）である。加入者はＨＥＭＳの運用に係わる情報を入力部１３１から入力する。入力部１３１から入力された情報は記憶部１３５に記憶される。

ＨＥＭＳの運用に係わる情報は、各電気機器の特性（消費電力など）、電気機器の動作設定、操作設定、蓄電池２９の容量、運転計画などの情報を含む。運転計画は電気機器の運転計画であり、それぞれの電気機器を稼働させる際の設定、稼動時間、稼動期間などの情報を含む。

このほか、各家庭の省エネ・省ＣＯ２について希望する運転条件、地震発生時、停電発生時、あるいは停電回復時における各電気機器の稼動条件の設定なども、入力部１３１を用いて入力することが可能である。

インタフェース部１３２はホームネットワーク３１に接続され、各電気機器やＩＰネットワーク３００との通信機能を担う。なおインタフェース部１３２は、無線基地局としてのアクセスポイント１３６に接続されても良い。アクセスポイント１３６は、無線通信機能を備える電気機器との通信インタフェースである。

記憶部１３５は、実施形態に係るデータとして機器リスト１３５ａ、状態管理テーブル１３５ｂ、復旧許否テーブル１３５ｃ、および、上記運転計画１３５ｄを記憶する。
プログラムメモリ１３４は、この実施形態に係わる処理機能に必要な命令を含むプログラムとしての、機器特定プログラム１３４ａ、把握プログラム１３４ｂ、プランニングプログラム１３４ｃ、および、制御プログラム１３４ｄを記憶する。なお機器特定プログラム１３４ａ、把握プログラム１３４ｂ、プランニングプログラム１３４ｃ、および、制御プログラム１３４ｄは、ＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブルメディア（記録媒体）に記録することも、通信回線（ＩＰネットワーク３００を含む）を介してダウンロードすることも可能である。
ＣＰＵ１３３はプログラムメモリ１３４から各プログラムを読み出してハードウェアによる演算処理を行うもので、その処理機能として機器特定部１３３ａ、把握部１３３ｂ、プランニング部１３３ｃ、および制御部１３３ｄを備える。このうち、制御部１３３ｄは、停電、あるいは地震が発生したなどの非常時に、各々の電気機器の稼動を停止させる。

稼動を停止させるには、例えば系統分離部６や回路遮断器７、あるいは分離部９を制御して、各電気機器への電力系統６０からの給電を遮断する方法がある。このほか、通信機能を備える電気機器に対しては、ホームネットワーク３１を介して稼動停止コマンドを投入する方法もある。

機器特定部１３３ａは、電力線２１に接続される各々の電気機器を特定する。特定された電気機器は機器リスト１３５ａに登録される。
図６は、機器リスト１３５ａに登録される情報の一例を示す図である。機器リスト１３５ａは、加入者宅１００に備わる電気機器の一覧表である。各電気機器は、例えば通し番号などの機器番号に対応付けられる。実施形態では、各電気機器が通信に対応するかどうか、つまり通信機能を備えているか否かを併せて管理する。

例えばエアコン（居間）、エアコン（寝室）、洗濯機、照明（居間）は通信対応（あり）なので、ＥＣＨＯＮＥＴ−Ｌｉｔｅ（登録商標）などに準拠する通信機能を備えることがわかる。その他の電気機器は通信機能を持たないことが示され、機器特定部１３３ａは、これらの機器を特定するために接続機器検知部１０の機能を利用する。

図５に戻り、把握部１３３ｂは、機器特定部１３３ａにより特定された電気機器の個別の稼動状態を把握する。稼動状態とは、端的にはオン／オフを示す情報であるが、この他にも各種の動作モードや照度、冷房温度などの情報を含めても良い。これらの情報は電気機器の通信機能を利用したり、通信非対応の機器については例えば接続されたコンセントへの通電状態、電流計測部９からの情報などに基づいて把握することが可能である。

稼動状態をリアルタイムで把握するために、把握部１３３ｂは、その処理を比較的短い周期（例えば１秒ごと）で実行するのが好ましい。把握された稼動状態は、状態管理テーブル１３５ｂに登録される。

図７は、状態管理テーブル１３５ｂに登録される情報の一例を示す図である。状態管理テーブル１３５ｂは、機器リスト１３５ａに登録される電気機器ごとに、稼動／停止／点灯などの、最新の状態を対応付けたテーブルである。なお、稼働中の電気機器による消費電力も併せて記録することも可能である。

図５に戻り、プランニング部１３３ｃは、入力部１３１から与えられた各種の設定や過去の運転実績などを参照して、主にエネルギーコスト最小化、あるいは省ＣＯ２の観点から、電気機器の運転計画１３５ｄを策定する。策定された運転計画１３５ｄは記憶部１３５に記憶される。

図８は、復旧許否テーブル１３５ｃに登録される情報の一例を示す図である。復旧許否テーブル１３５ｃは、非常時からの回復後に、通常時における状態への復旧の許否を電気機器ごとに登録したテーブルである。例えば洗濯機、照明（居間）、照明（寝室）については、非常時から回復すると稼動停止前の状態に復旧することが設定されている。その他の機器は、非常時から回復しても稼動を停止したままに保つことが設定されている。

図５に戻り、制御部１３３ｄは、通常時においては運転計画１３５ｄに従って各電気機器を制御する。制御項目としては、エアコンの在／不在制御、照明の明るさ制御、給湯器における湯沸し開始時刻や、エアコン稼働中の部屋で扇風機が運転された場合のエアコンの温度設定調整などがある。

制御部１３３ｄは、さらに、非常時においては電気機器の各々を、運転計画１３５ｄとは無関係に稼動停止させる。非常時からの回復後には、制御部１３３ｄは、復旧許否テーブル１３５ｃにおいて復旧を許可されている電気機器を、非常事態の発生する前、つまり状態管理テーブル１３５ｂに記録された状態に復旧させる。

次に、上記構成における作用を説明する。第１の実施形態では、制御部１３３ｄは、地震発生時などの非常時には全ての電気機器を稼動停止させる。つまり制御部１３３ｄは、回路遮断機７を遮断するとともに分離部９を切断する、または通信により電気機器に稼動停止コマンドを投入する。そして、地震が収まった場合、あるいは、地震による停電が回復した場合に制御部１３３ｄは、回路遮断機７を再接続したのち、図９に示す処理手順を実行する。

図９は、回復動作時における処理手順の一例を示すフローチャートである。非常時から回復すると、制御部１３３ｄは、まず機器リスト１３５ａに登録された電気機器のデータを取得する（ステップＳ１１）。すなわち制御部１３３ｄは、機器リスト１３５ａを参照して全ての電気機器を特定し、それぞれの電気機器について通信対応の有無を機器リスト１３５ａから読み取る。

次に制御部１３３ｄは、ひとつの電気機器について、状態管理テーブル１３５ｂ、および復旧許否テーブル１３５ｃに登録されたデータを読み取る（ステップＳ１２）。次に制御部１３３ｄは、この電気機器を稼動させるか否かを、読み取ったデータに基づいて判断する（ステップＳ１３）。つまり、状態管理テーブル１３５ｂにおいて稼働中（点灯を含む）であった機器のうち、復旧許否テーブル１３５ｃに（○）がチェックされている電気機器を再稼動させることを、制御部１３３ｄは判断する。

対象となっている電気機器を稼動させない（非稼動）ことが判断されると処理手順はステップＳ１７に移り、全ての電気機器についての処理を完了したか否かが判断される。ステップＳ１２〜Ｓ１７のループは、例えば機器番号の昇順に、全ての電気機器についての処理が完了するまで繰り返される。

ステップＳ１３において稼動させることが判断されると、制御部１３３ｄは、該当する電気機器に接続される分岐を投入（接続）する（ステップＳ１４）。つまり、分離部９を再接続する。次に制御部１３３ｄは、この電気機器が通信に対応しているか否かを判断する（ステップＳ１５）。通信に対応していれば、制御部１３３ｄは、この電気機器に起動信号（またはコマンド）を送信し、再稼動させたのち（ステップＳ１６）、ステップＳ１７にて全ての電気機器への処理が完了したか否かを判断する。通信に対応していなければステップＳ１６はスキップされ、処理手順はステップＳ１７に移行する。

図１０は、非常時からの回復後の状態の一例を示す図である。例えばエアコン（居間）とアイロンは、非常時前には稼動していたが復旧することを許されていないので、回復後においても停止した状態が保たれる。稼動していた洗濯機と点灯していた照明（居間）は、復旧を許されているので再稼動する。最初から停止していた機器は、たとえ復旧を許可されていても停止したままである（（照明（寝室）など）。

以上述べたように第１の実施形態では、エネルギー管理システムにおいて管理される電気機器ごとに、通常時における状態（稼動しているかどうか）をリアルタイムでモニタし、テーブルに登録しておく。また、非常時から回復後に再稼動させるかどうかを、電気機器ごとに予め設定登録する。そして、非常時には全ての電気機器を停止させ、回復後には、再稼動させることを登録された電気機器を復旧させるようにする。ＥＣＨＯＮＥＴ（登録商標）などに対応する電気機器に対しては、直接に設定変更したり、コマンド投入により起動／停止の切り替えを行う。通信に対応しない電気機器に対しては、分電盤４の分離部９によりオン／オフを切り替えるようにする。

このようにしたので、非常時からの通電回復後に、稼動して良い電気機器が停電前に稼動していれば場合には再稼動させ、通電回復後に再稼動させたくない電気機器は停止させておくことが可能になる。いわば事前の設定により、どの電気機器を切ったままにするかを任意に選択指定することができるようになる。例えば、アイロン３４や電気コンロなど発熱の大きい機器は地震時には停止させるのが安全であり、地震時に停止とする。また、停電回復後においても、アイロン３４や電気ストーブは回復後には停止させておくのが安全であるので、回復後停止とする。

例えば電流量をモニタし、電流量の大きい機器については再稼動させないようにした技術が知られている。しかしながら近年の省エネ指向により、電流あるいは消費電力量をモニタするだけでは電気機器を特定することが難しく、まして熱源機器であるかどうかを特定することは困難である。

そこで第１の実施形態では、例えば無線タグ技術により、あるいはＨＥＭＳから提供される情報により電気機器を特定し、非常時／回復時の状態を電気機器ごとに個別に設定できるようにしている。また、非常灯などのように消費電力量が多くても、安全のためには直ちに復旧させるべき機器もある。第１の実施形態によれば事前の設定によりユーザの意思を反映させ、これらの機器を優先的に復旧させることができるようになる。このように優先的に復旧させる機器を指定できることは、蓄電池２９により電力を自給せざるを得ないケースにおいては特に有効である。

以上から第１の実施形態によれば、地震や落雷、あるいは事故により停電が生じても、スイッチの切り忘れにより電気機器が不意に、あるいは危険な動作を起こすことを防止し、安全な状態を保つように機器を制御することができる。これらのことから、二次被害を防止し得るエネルギー管理システム、エネルギー管理装置、制御方法およびプログラムを提供することが可能となり、ひいては、火災や人身事故といった危険を低減することができる。

［第２の実施形態］
図１１は、ホームゲートウェイ１３の他の例を示す機能ブロック図である。図１２において図５と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図１１において、記憶部１３５は、非常時テーブル１３５ｅと回復時テーブル１３５ｆとを記憶する。

図１２は、非常時テーブル１３５ｅに登録される情報の一例を示す図である。非常時テーブル１３５ｅは、非常時における状態を電気機器ごとに登録したテーブルである。
図１３は、回復時テーブル１３５ｆに登録される情報の一例を示す図である。回復時テーブル１３５ｆは、非常時からの回復後における状態を電気機器ごとに登録したテーブルである。

制御部１３３ｄは、非常時に、機器特定部１３３ａにより特定された電気機器の状態を、非常時テーブル１３５ｅに登録された状態に、運転計画１３５ｄとは無関係に、いわば強制的に切り替える。また制御部１３３ｄは、非常時からの回復後に、上記特定された電気機器の状態を、回復時テーブル１３５ｆに登録された状態に切り替える。

図１４は、地震発生時における処理手順の一例を示すフローチャートである。地震が発生すると地震検知部１１はその旨を検知し、ＣＰＵ１３３に通知する。すると制御部１３３ｄは、まず機器リスト１３５ａに登録された電気機器のデータを取得する（ステップＳ１）。すなわち制御部１３３ｄは、機器リスト１３５ａを参照して全ての電気機器を特定し、それぞれの電気機器について通信対応の有無を機器リスト１３５ａから読み取る。

次に制御部１３３ｄは、ひとつの電気機器について、非常時テーブル１３５ｅに登録されたデータを読み取る（ステップＳ２）。次に制御部１３３ｄは、この電気機器を稼動させたままにするか、あるいは停止させるかどうかを、読み取ったデータに基づいて判断する（ステップＳ３）。停止させないのであれば、処理手順はステップＳ１７に移り、全ての電気機器についての処理を完了したか否かが判断される。ステップＳ２〜Ｓ７のループは、例えば機器番号の昇順に、全ての電気機器についての処理が完了するまで繰り返される。

ステップＳ３において停止させることが判断されると、制御部１３３ｄは、この電気機器が通信に対応しているか否かを判断する（ステップＳ４）。通信に対応していれば、制御部１３３ｄは、この電気機器に停止信号（またはコマンド）を送信し、停止させる（ステップＳ５）。通信に対応していなければステップＳ５はスキップされ、制御部１３３ｄは、該当する電気機器に接続される分岐を遮断（切断）する（ステップＳ６）。つまり、分離部９を切断する。

以上は、通常時に稼働中の電気機器を非常時に停止させる手順である。また逆に、通常時に停止中の電気機器を非常時に稼動させるのも同様の手順で実施できる。さらに、非常時から回復した状態においては、回復時テーブル１３５ｆの内容に基づいて、各電気機器を一つずつ稼動あるいは停止させれば良い。その処理手順は当業者には明らかであろう。

以上述べたように第２の実施形態では、非常時における稼動／停止を、事前に用意したテーブル（非常時テーブル１３５ｅ）に沿って制御するようにしている。また回復時においても、事前に用意された回復時テーブル１３５ｆに基づいて、復旧後の状態を決めるようにしている。このようにしたので、通常時における状態をモニタして状態管理テーブル１３５ｂを作成する必要が無くなり、ホームゲートウェイ１３処理負荷の低減や、ホームネットワーク３１のトラフィック抑制などのメリットを得られる。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。例えば実施形態では、電気機器ごと、あるいはコンセント単位で、非常時のオン／オフ、復旧時のオン／オフを制御するようにした。このほか、部屋ごとに給電のオン／オフを制御することも可能である。すなわち、分電盤４から各部屋に分岐された配線を個別にオン／オフすれば良い。
また実施形態では無線タグリーダを用いて電気機器を特定するようにした。これに代えて、電力線２１に生じる、機器に特有の高調波パターンをモニタすることでも電気機器を特定することができる。

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するものであり、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。

１００…加入者宅、２００…サーバ装置、３００…ＩＰネットワーク、４００…データベース、１３…ホームゲートウェイ、６０…電力系統、６１…変圧器、２…電力量計、４…分電盤、２１…電力線、２２…エアコン、２３…照明、２４…冷蔵庫、２５…テレビ、２６…パワーコンディショナ、２７…電気自動車（ＥＶ）、２８…ＰＶシステム、２９…蓄電池、３０…燃料電池、３３…充電用コンセント、３１…ホームネットワーク、３２…端末、３…主幹ブレーカ、５…給電状態判定部、６…系統分離部、１４…ＵＰＳ、７…回路遮断器、８…電流計測装置、９…分離部、１０…接続機器検知部、１１…地震検知部、３４…アイロン、４０…無線タグ、１３１…入力部、１３２…インタフェース部、１３５…記憶部、１３４…プログラムメモリ、１３３…ＣＰＵ、１３６…アクセスポイント、１３５ａ…機器リスト、１３５ｂ…状態管理テーブル、１３５ｃ…復旧許否テーブル、１３５ｄ…運転計画、１３４ａ…機器特定プログラム、１３４ｂ…把握プログラム、１３４ｃ…プランニングプログラム、１３４ｄ…制御プログラム、１３３ａ…機器特定部、１３３ｂ…把握部、１３３ｃ…プランニング部、１３３ｄ…制御部、１３５ｅ…非常時テーブル、１３５ｆ…回復時テーブル

Claims (27)

1. 商用電力を供給される建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
   前記特定された電気機器の個別の状態を把握する把握部と、
   記憶部と、
   制御部とを具備し、
   前記記憶部は、
   前記把握された電気機器ごとの通常時における状態を記録した状態管理テーブルと、
   前記非常時からの回復後に前記通常時における状態への復旧の許否を前記電気機器ごとに登録した復旧許否テーブルとを記憶し、
   前記制御部は、
   非常時に、前記各々の電気機器を稼動停止させ、
   前記非常時からの回復後に、前記復旧許否テーブルにおいて許可された電気機器を、前記状態管理テーブルに記録された状態に復旧させる、エネルギー管理システム。
2. 商用電力と自給電力とを利用可能な建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムにおいて、
   前記建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
   記憶部と、
   制御部とを具備し、
   前記記憶部は、
   非常時における状態を前記電気機器ごとに登録した非常時テーブルと、
   前記非常時からの回復後における状態を前記電気機器ごとに登録した回復時テーブルとを記憶し、
   前記制御部は、
   前記非常時に、前記特定された電気機器の状態を、前記非常時テーブルに登録された状態に強制的に切り替え、
   前記非常時からの回復後に、前記特定された電気機器の状態を、前記回復時テーブルに登録された状態に切り替える、エネルギー管理システム。
3. さらに、地震を検知する地震検知部を具備し、
   前記制御部は、前記地震が検知されると前記非常時における制御を実行する、請求項１および２のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
4. 前記地震検知部は、公共の通信インフラからの地震発生の通知を受信可能である、請求項３に記載のエネルギー管理システム。
5. 前記制御部は、前記商用電力を供給する系統に停電が発生すると前記非常時における制御を実行する、請求項１および２のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
6. さらに、前記配電系統を介して前記電気機器の各々に自給電力を供給する蓄電装置を具備する、請求項１および２のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
7. さらに、前記非常時に、前記建物の配電系統を前記商用電力を供給する系統から分離して、当該配電系統に前記自給電力を供給する系統分離部を具備する、請求項６に記載のエネルギー管理システム。
8. 前記機器特定部は、
   前記電気機器に個別に取り付けられ当該電気機器の情報を記憶する無線タグと、
   前記配電系統のコンセントに設けられ、前記無線タグに記憶される情報を取得するタグリーダとを備える、請求項１および２のいずれか１項に記載のエネルギー管理システム。
9. 商用電力と自給電力とを利用可能な建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムにおいて、
   前記建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
   非常時における状態を前記電気機器ごとに登録したテーブルと、
   前記非常時において、前記特定された電気機器の状態を、前記テーブルに基づいて前記非常時における状態に強制的に切り替える制御部とを具備する、エネルギー管理システム。
10. 建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムに設けられるエネルギー管理装置において、
    商用電力を供給される建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
    前記特定された電気機器の個別の状態を把握する把握部と、
    記憶部と、
    制御部とを具備し、
    前記記憶部は、
    前記把握された電気機器ごとの通常時における状態を記録した状態管理テーブルと、
    前記非常時からの回復後に前記通常時における状態への復旧の許否を前記電気機器ごとに登録した復旧許否テーブルとを記憶し、
    前記制御部は、
    非常時に、前記各々の電気機器を稼動停止させ、
    前記非常時からの回復後に、前記復旧許否テーブルにおいて許可された電気機器を、前記状態管理テーブルに記録された状態に復旧させる、エネルギー管理装置。
11. 商用電力と自給電力とを利用可能な建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムに設けられるエネルギー管理装置において、
    前記建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
    記憶部と、
    制御部とを具備し、
    前記記憶部は、
    非常時における状態を前記電気機器ごとに登録した非常時テーブルと、
    前記非常時からの回復後における状態を前記電気機器ごとに登録した回復時テーブルとを記憶し、
    前記制御部は、
    前記非常時に、前記特定された電気機器の状態を、前記非常時テーブルに登録された状態に強制的に切り替え、
    前記非常時からの回復後に、前記特定された電気機器の状態を、前記回復時テーブルに登録された状態に切り替える、エネルギー管理装置。
12. 前記制御部は、地震を検知する地震検知部により前記地震が検知されると前記非常時における制御を実行する、請求項１０および１１のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
13. 前記地震検知部は、公共の通信インフラからの地震発生の通知を受信可能である、請求項１２に記載のエネルギー管理装置。
14. 前記制御部は、前記商用電力を供給する系統に停電が発生すると前記非常時における制御を実行する、請求項１０および１１のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
15. さらに、前記電気機器と通信する通信部を具備し、
    前記機器特定部は、前記電気機器と通信して取得した情報に基づいて当該電気機器を特定する、請求項１０および１１のいずれか１項に記載のエネルギー管理装置。
16. 商用電力を供給される建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定し、
    前記特定された電気機器の個別の状態を把握し、
    前記把握された電気機器ごとの通常時における状態を記録した状態管理テーブルと、前記非常時からの回復後に前記通常時における状態への復旧の許否を前記電気機器ごとに登録した復旧許否テーブルとを記憶部に記憶し、
    非常時に、前記各々の電気機器を稼動停止させ、
    前記非常時からの回復後に、前記復旧許否テーブルにおいて許可された電気機器を、前記状態管理テーブルに記録された状態に復旧させる、制御方法。
17. 商用電力と自給電力とを利用可能な建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムに適用可能な制御方法において、
    前記建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定し、
    非常時における状態を前記電気機器ごとに登録した非常時テーブルと、前記非常時からの回復後における状態を前記電気機器ごとに登録した回復時テーブルとを記憶部に記憶し、
    前記非常時に、前記特定された電気機器の状態を、前記非常時テーブルに登録された状態に強制的に切り替え、
    前記非常時からの回復後に、前記特定された電気機器の状態を、前記回復時テーブルに登録された状態に切り替える、制御方法。
18. 地震を検知する地震検知部により前記地震が検知されると前記非常時における制御を実行する、請求項１６および１７のいずれか１項に記載の制御方法。
19. 前記地震検知部は、公共の通信インフラからの地震発生の通知を受信可能である、請求項１８に記載の制御方法。
20. 前記商用電力を供給する系統に停電が発生すると前記非常時における制御を実行する、請求項１６および１７のいずれか１項に記載の制御方法。
21. さらに、前記非常時に、前記建物の配電系統を前記商用電力を供給する系統から分離し、
    前記配電系統を介して前記電気機器の各々に蓄電装置からの自給電力を供給する、請求項１６および１７のいずれか１項に記載の制御方法。
22. 建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムに設けられるコンピュータにより実行されるプログラムであって、
    前記プログラムは、前記コンピュータを、
    商用電力を供給される建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
    前記特定された電気機器の個別の状態を把握する把握部と、
    記憶部と、
    制御部として動作させ、
    前記記憶部は、
    前記把握された電気機器ごとの通常時における状態を記録した状態管理テーブルと、
    前記非常時からの回復後に前記通常時における状態への復旧の許否を前記電気機器ごとに登録した復旧許否テーブルとを記憶し、
    前記制御部は、
    非常時に、前記各々の電気機器を稼動停止させ、
    前記非常時からの回復後に、前記復旧許否テーブルにおいて許可された電気機器を、前記状態管理テーブルに記録された状態に復旧させる、プログラム。
23. 商用電力と自給電力とを利用可能な建物のエネルギー消費を管理するエネルギー管理システムに設けられるコンピュータにより実行されるプログラムであって、
    前記プログラムは、前記コンピュータを、
    前記建物の配電系統に接続される各々の電気機器を特定する機器特定部と、
    記憶部と、
    制御部として動作させ、
    前記記憶部は、
    非常時における状態を前記電気機器ごとに登録した非常時テーブルと、
    前記非常時からの回復後における状態を前記電気機器ごとに登録した回復時テーブルとを記憶し、
    前記制御部は、
    前記非常時に、前記特定された電気機器の状態を、前記非常時テーブルに登録された状態に強制的に切り替え、
    前記非常時からの回復後に、前記特定された電気機器の状態を、前記回復時テーブルに登録された状態に切り替える、プログラム。
24. 前記制御部は、地震を検知する地震検知部により前記地震が検知されると前記非常時における制御を実行する、請求項２２および２３のいずれか１項に記載のプログラム。
25. 前記地震検知部は、公共の通信インフラからの地震発生の通知を受信可能である、請求項２４に記載のプログラム。
26. 前記制御部は、前記商用電力を供給する系統に停電が発生すると前記非常時における制御を実行する、請求項２２および２３のいずれか１項に記載のプログラム。
27. さらに、前記コンピュータを、前記電気機器と通信する通信部として動作させ、
    前記機器特定部は、前記電気機器と通信して取得した情報に基づいて当該電気機器を特定する、請求項２２および２３のいずれか１項に記載のプログラム。

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