JP2015198514A - 宅内電力需要制御装置及び宅内電力需要制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力需給逼迫時などの適切な時間帯に消費電力削減を行うことを可能とする。【解決手段】宅内電力需要制御装置は、一以上の宅内機器を示す宅内機器情報を生成して、当該生成された宅内機器情報を外部へ送信し、宅内機器情報に基づいて生成される情報であって一以上の宅内機器の動作レベルを消費電力が低減される動作レベルに変更するための消費電力削減制御案を示す情報を外部から受信し、外部から、一以上の宅内機器の動作を制御すべき指定時間帯を示す情報を含む電力需要制御要求を受信し、電力需要制御要求の指定時間帯において、消費電力削減制御案を示す情報に基づいて、一以上の宅内機器の動作を制限する。【選択図】 図２

Description

本発明は、宅内電力需要制御装置及び宅内電力需要制御方法に関する。

電力不足が中長期的に継続することが見込まれているなかで、電力需給の逼迫を防止すべく、電力を効率的に利用し、消費電力を節約する技術が求められている。

そこで、下記特許文献１、２の通り、電気機器を制御し電力を効率的に利用するための技術が提案されている。

特許文献１には、ＲＦＩＤタグによりユーザの施設への出入りを認識し、このユーザの存在状況に基づいて家電機器の制御を行う自動制御システム及び自動制御方法が記載されている。

特許文献２には、在宅モード時に設置室内に人が不在の場合には、エアコンをセーブ運転して一定時間経過後に運転停止し、かつ、照明器具を消灯又は低照度点灯し、また、留守モード時は、昼間には照明器具を消灯し、夜間には照明器具を点灯して夜半には消灯し、留守モード時に人感センサとマイクロフォンにより設置室内に人の存在を検出した場合には、携帯電話に警報を送信するセキュリティロボットが記載されている。

特開２００５−３２０８２８号公報 特開２００６−３１８１７３号公報

消費電力の削減は、需要のピークが発生する夏季の昼間時間帯や、設備故障による電力事業者の供給力低下時などの電力需給が逼迫する時間帯において行うことが求められる。

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、宅内に人が存在するか否かで電気機器の制御を行い消費電力を削減するものであるため、電力需給逼迫時などの適切な時間帯に消費電力削減を行うことは難しい。

このような電力需給状況に依存しない消費電力削減では、供給力に余裕のあるときでも消費電力を抑制することとなり電力平準化の観点で好ましくない場合があり、逆に供給力が不足するときに一層の節電が要求されたとしても対応することができないという問題がある。

上記の問題に鑑みて、本発明の目的は、電力需給逼迫時などの適切な時間帯に消費電力削減を行い得る宅内電力需要制御装置及び宅内電力需要制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る宅内電力需要制御装置は、需要家宅の一以上の宅内機器を制御する宅内電力需要制御装置であって、前記一以上の宅内機器を示す宅内機器情報を生成して、当該生成された宅内機器情報を外部へ送信する手段と、前記宅内機器情報に基づいて生成される情報であって一以上の宅内機器の動作レベルを消費電力が低減される動作レベルに変更するための消費電力削減制御案を示す情報を外部から受信する手段と、外部から、前記一以上の宅内機器の動作を制御すべき指定時間帯を示す情報を含む電力需要制御要求を受信し、前記電力需要制御要求の前記指定時間帯において、前記消費電力削減制御案を示す情報に基づいて、前記一以上の宅内機器の動作を制限するための制御を行う手段とを備えるようにしたものである。

また、本発明に係る宅内電力需要制御装置の一観点は以下のような態様を備える。
第１の態様は、前記消費電力削減制御案の情報を需要家に提示して前記消費電力削減制御案の情報を修正する修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新する手段を、さらに備える。

第２の態様は、前記消費電力削減制御案を更新する手段は、前記電力需要制御要求の受信前、及び、前記電力需要制御要求の受信後のうちの少なくとも一方で、前記消費電力削減制御案の情報を前記需要家に提示して前記修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新する。

第３の態様は、前記電力需要制御要求の受信後に入力された、前記指定時間帯についての前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新し、前記指定時間帯の終了時に更新後の消費電力削減制御案を更新前の消費電力削減制御案に戻す手段を、さらに備える。

また、上記目的を達成するために本発明に係る宅内電力需要制御方法は、需要家宅の一以上の宅内機器の動作を制御する宅内電力需要制御方法であって、前記一以上の宅内機器を示す宅内機器情報を生成して、当該生成された宅内機器情報を外部へ送信する工程と、前記宅内機器情報に基づいて生成される情報であって一以上の宅内機器の動作レベルを消費電力が低減される動作レベルに変更するための消費電力削減制御案を示す情報を外部から受信する工程と、外部から前記一以上の宅内機器の動作を制御すべき指定時間帯を示す情報を含む電力需要制御要求を受信し、前記電力需要制御要求の前記指定時間帯において、前記消費電力削減制御案を示す情報に基づいて、前記一以上の宅内機器の動作を制限するための制御を行う工程とを備えるようにしたものである。

また、本発明に係る宅内電力需要制御方法の一観点は以下のような態様を備える。
第１の態様は、前記消費電力削減制御案の情報を需要家に提示して前記消費電力削減制御案の情報を修正する修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新する工程をさらに備える。

第２の態様は、前記消費電力削減制御案を更新する工程は、前記電力需要制御要求の受信前、及び、前記電力需要制御要求の受信後のうち少なくとも一方で、前記消費電力削減制御案の情報を前記需要家に提示して前記修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新する。

第３の態様は、前記電力需要制御要求の受信後に入力された、前記指定時間帯についての前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新し、前記指定時間帯の終了時に更新後の消費電力削減制御案を更新前の消費電力削減制御案に戻す工程を、さらに備える。

本発明に係る需要家内電力需給制御装置、需要家内電力需給制御方法によれば、電力需要ピークの発生時に電力需給安定化に寄与することができる。

本発明の実施形態の全体構成を説明する図である。 本発明の実施形態の動作例におけるシーケンス図である。 本発明の実施形態における宅内機器の制御方針を説明する図である。 本発明の実施形態においてサーバが作成した宅内機器制御案である。 本発明の実施形態において需要家がカスタマイズした宅内機器制御案である。 本発明の実施形態において需要制御要求受信後に需要家に提示された需要制御要求と宅内機器制御案である。 本発明の実施形態において需要家が需要制御要求受信後にカスタマイズした宅内機器制御案である。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
（構成）
図１は、本発明の実施形態の一例を説明する図である。

電力事業者１は、需要家３₁〜３_n（ｎは自然数）に電力を供給する事業者であり、送電設備６及びサーバ７を備える。そして、電力事業者１は、サーバ７により通信ネットワーク５を介して需要家３₁〜３_nのＨＥＭＳサーバ１０へ需要制御要求を送信する。

サービス事業者２は、需要家３₁〜３_nに様々なサービスを提供する事業者であるが、それらサービスの一つとして、需要家３₁〜３_n（図１では３₁のみ図示）のＨＥＭＳサーバ１０に対し、通信ネットワーク５を介して消費電力削減制御案としての宅内機器制御案を提供する。需要家３₁〜３_n（図１では３₁のみ図示）の分電盤９は、電力事業者１の送電設備６から送配電網４を介して、交流電力の給電を受ける。分電盤９により受電した電力は、宅内機器１１に供給される。

ＨＥＭＳサーバ１０は、Home Energy Management Systemであり、宅内機器１１の情報を収集してサーバ８（サービス事業者２）へ登録し、サーバ８から通信ネットワーク５を介して宅内機器制御案を受信し、宅内機器制御案を例えば需要家３₁へ提示してその修正の入力を受け付け、電力事業者１のサーバ７から通信ネットワーク５を介して需要制御要求を受信し、宅内機器１１の動作を制御する機能を有する。

なお、この需要制御要求は、需要家３₁〜３_nに対し節電を要求するための情報で、例えば時間帯を指定して「その時間節電してください」等、需要家３₁〜３_n宅の一以上の宅内機器１１の動作を制御すべき指定時間帯を示す情報を含む。また、宅内機器制御案は、宅内機器１１の情報に基づいて生成される情報であって、一以上の宅内機器１１の動作レベルを、消費電力が低減される動作レベルに変更するための情報を含む。

需要家３_１は宅内機器１１（ＨＥＭＳサーバ１０の制御対象）としてテレビ、エアコン（居間、寝室）、照明（居間、寝室）を持つ。

以下、例えば需要家３₁に対して宅内機器制御案が通知され、需要家３₁が宅内機器制御案のカスタマイズを実施し、電力事業者１から需要制御要求を受けてＨＥＭＳサーバ１０が宅内機器制御案に基づき指定時間帯に宅内機器１１の制御を行う動作を説明する。

（動作例）
図２は、本実施形態の動作例におけるシーケンス図である。サーバ７（電力事業者１）、サーバ８（サービス事業者２）、ＨＥＭＳサーバ１０（需要家３₁）相互間の通信は、通信ネットワーク５を介して行われる。

（１）機器情報収集
ＨＥＭＳサーバ１０は、需要家３₁の宅内機器１１の情報を収集する。サーバ８（サービス事業者２）から宅内機器１１の動作についての制御案の提供を受けるため、予め需要家３₁の宅内機器１１の構成をサーバ８へ登録しておく必要があるからである。

本例では、需要家３_１は宅内機器１１としてテレビ、エアコン（居間）、エアコン（寝室）、照明（居間）、照明（寝室）を有しており、これらの情報をＨＥＭＳサーバ１０が収集する。

（２）機器情報登録
ＨＥＭＳサーバ１０は、需要家３₁において収集した宅内機器１１の情報を通信ネットワーク５を介してサーバ８へ送信する。サーバ８は、需要家３₁から受信した宅内機器１１の情報を、需要家３₁を示す識別子に対応付けて登録する。

本例では、需要家３_１のＨＥＭＳサーバ１０は宅内機器１１としてテレビ１台、エアコン２台、照明２台があるという情報をサーバ８へ送信し、サーバ８がこれを登録する。

（３）宅内機器制御案作成
サーバ８（サービス事業者２）は、需要家３₁（ＨＥＭＳサーバ１０）から宅内機器情報を取得すると、宅内機器情報に基づいて、時間帯ごと、宅内機器１１ごとの動作状態のテーブルを作成し、このテーブルを宅内機器制御案とする。

需要家３_１について、宅内機器制御案は、図３に示す制御方針に基づいて、０〜２３時台それぞれについて宅内機器１１ごとに作成される（図４）。ここで、図３において、需要制御要求時の動作（消費電力が低減される動作レベル）は、テレビについては「電源ＯＦＦ」、エアコンについては「温度設定を＋／−２°Ｃ変更」（冷房時には＋２°Ｃ上げるようにし、暖房時には−２°Ｃ下げるようにする）、照明については「照度５０％を超えるとき５０％へ変更」（照明の照度が５０％未満ならば、制御しない）である。ここで、制御実行前に宅内機器１１としてテレビが「ＯＮ」に設定されていれば、消費電力が低減される動作レベルに従って「ＯＦＦ」となり、制御実行前にテレビが「ＯＦＦ」に設定されていれば、消費電力が低減される動作レベルと同じであるから「ＯＦＦ」を維持する。また、制御実行前に宅内機器１１として居間のエアコンが「冷房の２６°Ｃ」に設定されていれば、消費電力が低減される動作レベルに従って「冷房の２８°Ｃ（＋２°Ｃ）」となる。

（４）宅内機器制御案送信
サーバ８は、作成した宅内機器制御案をＨＥＭＳサーバ１０へ送信する。そして、ＨＥＭＳサーバ１０は受信した宅内機器制御案を図示しない記憶装置へ保存する。

（５）宅内機器制御案カスタマイズ（需要制御要求受信前）
ＨＥＭＳサーバ１０は、受信した宅内機器制御案を需要家３₁へ提示する。需要家３₁は宅内機器制御案を確認して、必要に応じて宅内機器制御案をカスタマイズ（修正）することができる。

需要家３_１が行ったカスタマイズ（修正）は、図５に示す通りである。テレビについては１９〜２１時台は毎日視聴予定があるため「制御なし」（空欄）に変更し、エアコン（居間）については１４〜１８時台は家事仕事が多く快適性を優先するため「制御なし」（空欄）に変更し、照明（居間）についても利便性を考慮し照度設定を「５０％」から「７０％」へと高く変更し、照明（寝室）については節電協力を重視し「ＯＦＦ」に変更する。

ＨＥＭＳサーバ１０は、カスタマイズされた宅内機器制御案を上記記憶装置に保存するとともに、カスタマイズされた宅内機器制御案をサーバ８へ送信する（図２（５−１））。

（６）需要制御要求作成
電力事業者１は、常に供給地域内の電力需給を監視しながら、将来の電力需給状況を予測している。このなかで、電力需要の平準化や電力ピーク時の消費電力抑制を実現するため、時間帯を指定した需要制御要求を作成する。

例として、８月２３日の夕方、電力事業者１は需給状況予測の結果、８月２４日１９〜２０時台に電力需給の逼迫を予想したとする。そこで、電力事業者１は、サーバ７を用いて１９〜２０時の時間帯について需要制御要求を作成し、需要家３₁へ送信する。つまり、サーバ７は、「８月２４日１９〜２０時台」を指定時間帯とする需要制御要求を作成する。

（７）需要制御要求送信
電力事業者１のサーバ７は、上記で作成した需要制御要求を事前にＨＥＭＳサーバ１０へ送信する。そして、ＨＥＭＳサーバ１０は受信した需要制御要求を図示しない記憶装置へ保存する。これにより電力事業者１としては、指定時間帯における消費電力削減が期待できる。

８月２３日１８時に、「８月２４日１９〜２０時台」を指定時間帯とする需要制御要求を需要家３₁のＨＥＭＳサーバ１０へ送信する。

（８）宅内機器制御案カスタマイズ（需要制御要求受信後）
ＨＥＭＳサーバ１０は、受信した需要制御要求を需要家３₁へ提示する。これにより需要家３₁は需要制御要求（指定時間帯）を、宅内機器制御案とともに確認することができる。需要家３_１に対しては図６に示す通り需要制御要求（指定時間帯）が宅内機器制御案とともに提示される。

この後、宅内機器制御が実行されるまでに、需要家３₁は必要に応じて宅内機器制御案を再度カスタマイズすることができる。ＨＥＭＳサーバ１０は、カスタマイズされた宅内機器制御案を図示しない記憶装置へ保存したうえで、カスタマイズされた宅内機器制御案をサーバ８へ送信する（図２（８−１））。

本例では、図７に示す通り、需要家３_１は指定時間帯において寝室に居る家族の快適性を考慮し、照明（寝室）の照度設定を「ＯＦＦ」から「５０％」に変更するカスタマイズを行うとする。

（９）宅内機器制御実行
ＨＥＭＳサーバ１０は、指定時間帯が到来すると、宅内機器制御案（カスタマイズ後）に従って、宅内機器１１の制御を行う。

本例の需要家３_１では、指定時間帯である１９〜２０時台においては、需要制御要求前後のカスタマイズを反映した宅内機器制御案に基づいて、テレビは制御されず、エアコン（居間、寝室）は温度設定が２°Ｃ上昇（冷房の場合）し、照明（居間）は照度７０％へ変更（７０％を超える場合）され、照明（寝室）は照度５０％へ変更（５０％を超える場合）される。

本実施形態では、需要家３_１は宅内機器制御案のカスタマイズを行ったが、カスタマイズは任意であり、サービス事業者２が作成した宅内機器制御案をそのまま指定時間帯に実施することも可能である。

宅内機器制御案に対する需要家３₁のカスタマイズは、その実行時期によって需要家３₁の意図が異なると考えられる。まず、需要制御要求提示前のカスタマイズは、日常的な生活パターン（１９〜２１時台はいつもテレビを視聴する、１４〜１８時台はいつも家事仕事が多く快適性を優先など）を反映したものであると考えられる。一方で、需要制御要求提示後のカスタマイズは、時間帯が指定されるため、特定の日・時間帯について機器を使用したいという要望を反映したものと考えられる。

これらの想定から、需要制御要求提示前のカスタマイズの場合は恒常的に宅内機器制御案を修正するものとし、需要制御要求提示後のカスタマイズの場合は指定時間帯についてのみの修正し指定時間帯終了時に元に戻すという運用が可能である。

本実施形態においてこれを適用すれば、需要制御要求提示後にカスタマイズされた宅内機器制御案（図７）は、指定時間帯（８月２４日１９〜２０時台）終了時に需要制御要求提示前にカスタマイズされた宅内機器制御案（図５）に戻る。

このような運用により、需要家３₁の日常の生活パターンに沿った提案を実現しつつ、特定日時についての機器使用要望をも満足させる宅内電力需要制御を提供することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態では、ＨＥＭＳサーバ１０において、需要制御要求を受信する前に、宅内機器制御案をカスタマイズする例と、需要制御要求を受信した後に、宅内機器制御案をカスタマイズする例について説明したが、需要制御要求を受信する前、需要制御要求を受信した後のいずれか一方であってもよい。

また、本実施形態では、サービス事業者２のサーバ８において、宅内機器制御案を生成する例について説明したが、電力事業者１のサーバ７において、宅内機器制御案を生成するものであってもよい。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

以下に、本発明によって生じる効果について説明する。
電力需給状況に依存しない消費電力削減では、供給力に余裕のあるときでも消費電力を抑制することとなり電力平準化の観点で好ましくない場合があり、逆に供給力が不足するときに一層の節電が要求されたとしても対応することができないという問題がある。
本発明により、電力需給逼迫時などの適切な時間帯に消費電力削減を行うことが可能となる。

また、需要家は、需要制御要求が提示される前に予め宅内機器制御案を確認・修正することができるため、宅内機器が需要制御要求に係る指定時間帯においてどのように動作制限されるかについて認識し、生活スタイルに応じて動作制限を緩和したり強化したりすることを検討する期間を十分に確保することができる。このため、需要家の生活の利便性・快適性を確保しながら、電力供給側としてもより多くの節電協力を得ることが期待できる。

１…電力事業者、２…サービス事業者、３₁〜３_ｎ…需要家、４…送配電網、５…通信ネットワーク、６…送電設備、７…サーバ、８：サーバ、９…分電盤、１０…ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）サーバ、１１…宅内機器。

Claims (8)

1. 需要家宅の一以上の宅内機器を制御する宅内電力需要制御装置であって、
   前記一以上の宅内機器を示す宅内機器情報を生成して、当該生成された宅内機器情報を外部へ送信する手段と、
   前記宅内機器情報に基づいて生成される情報であって一以上の宅内機器の動作レベルを消費電力が低減される動作レベルに変更するための消費電力削減制御案を示す情報を外部から受信する手段と、
   外部から、前記一以上の宅内機器の動作を制御すべき指定時間帯を示す情報を含む電力需要制御要求を受信し、前記電力需要制御要求の前記指定時間帯において、前記消費電力削減制御案を示す情報に基づいて、前記一以上の宅内機器の動作を制限するための制御を行う手段と、
   を備えることを特徴とする宅内電力需要制御装置。
2. 前記消費電力削減制御案の情報を需要家に提示して前記消費電力削減制御案の情報を修正する修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の宅内電力需要制御装置。
3. 前記消費電力削減制御案を更新する手段は、前記電力需要制御要求の受信前、及び、前記電力需要制御要求の受信後のうちの少なくとも一方で、前記消費電力削減制御案の情報を前記需要家に提示して前記修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新することを特徴とする請求項２に記載の宅内電力需要制御装置。
4. 前記電力需要制御要求の受信後に入力された、前記指定時間帯についての前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新し、前記指定時間帯の終了時に更新後の消費電力削減制御案を更新前の消費電力削減制御案に戻す手段を、さらに備えること
   を特徴とする請求項２または３に記載の宅内電力需要制御装置。
5. 需要家宅の一以上の宅内機器の動作を制御する宅内電力需要制御方法であって、
   前記一以上の宅内機器を示す宅内機器情報を生成して、当該生成された宅内機器情報を外部へ送信する工程と、
   前記宅内機器情報に基づいて生成される情報であって一以上の宅内機器の動作レベルを消費電力が低減される動作レベルに変更するための消費電力削減制御案を示す情報を外部から受信する工程と、
   外部から前記一以上の宅内機器の動作を制御すべき指定時間帯を示す情報を含む電力需要制御要求を受信し、前記電力需要制御要求の前記指定時間帯において、前記消費電力削減制御案を示す情報に基づいて、前記一以上の宅内機器の動作を制限するための制御を行う工程と、
   を備えることを特徴とする宅内電力需要制御方法。
6. 前記消費電力削減制御案の情報を需要家に提示して前記消費電力削減制御案の情報を修正する修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新する工程を、さらに備えることを特徴とする請求項５に記載の宅内電力需要制御方法。
7. 前記消費電力削減制御案を更新する工程は、前記電力需要制御要求の受信前、及び、前記電力需要制御要求の受信後のうち少なくとも一方で、前記消費電力削減制御案の情報を前記需要家に提示して前記修正情報の入力を受付け、前記提示に対し前記需要家が前記修正情報を入力した場合に前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新することを特徴とする請求項６に記載の宅内電力需要制御方法。
8. 前記電力需要制御要求の受信後に入力された、前記指定時間帯についての前記修正情報に基づいて前記消費電力削減制御案を更新し、前記指定時間帯の終了時に更新後の消費電力削減制御案を更新前の消費電力削減制御案に戻す工程を、さらに備えること
   を特徴とする請求項６または７に記載の宅内電力需要制御方法。

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