JP2016096721A - エネルギーマネジメントシステム - Google Patents

Abstract

【課題】連携範囲をセキュリティ分野まで拡大することによって使い勝手の向上を図る。
【解決手段】制御装置２では、ネットワーク通信部２３で受信したパケットに含まれる検出状況がコントロール部２０に渡される。コントロール部２０は、受け取った検出状況が窓開または扉開であれば、エアコン９を強制的に停止させる。すなわち、制御装置２が、監視装置３から異常検出情報を受け取り、受け取った異常検出情報と電力計測値とに応じて負荷機器を制御するので、連携範囲をセキュリティ分野まで拡大することによって使い勝手の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、住宅において生成及び消費されるエネルギー（電気エネルギー）の管理を行うエネルギーマネジメントシステムに関する。

近年、原子力発電所の運転停止による電力供給の状況悪化に伴い、産業界のみならず、一般家庭においても節電が求められている。そして、住宅における節電（省エネルギー）を促進する一つの手段として、特許文献１に記載されているようなエネルギーマネジメントシステムが有効と考えられている。特許文献１に記載されている従来例は、商用の電力系統から供給される交流電力を宅内に分岐配線するための分電盤内で複数の分岐回路毎の消費電力を計測し、各分岐回路毎の消費電力を宅内の居間などに設置されているモニタ装置に表示させている。つまり、当該住宅の住人に対して宅内における電力（電気エネルギー）の使用状況を「見える化」することにより、不要な電灯を消灯するといった省エネ行動を当該住人がとるように促すことが期待できる。さらに、特許文献１記載の従来例では、電力を使い過ぎていれば、エアコンディショナなどの消費電力量の多い電気機器（負荷機器）を遠隔制御して停止させる場合もある。

また、電力計測装置で計測された電力量を、インターホン装置のディスプレイに表示するようにしたセキュリティインターホンシステムも提供されている（例えば、特許文献２参照）。セキュリティインターホンシステムとは、宅内に設置されるインターホン装置（インターホン親機）に電気錠や防犯・防災センサが有線または無線で接続され、防犯・防災センサで異常が検出されたときにインターホン装置で警報を発したり、インターホン装置から電気錠の施解錠を行うようにしたものである。

特開２００９−１３０９８３号公報 特開２０１０−２８８２２７号公報

ところで、特許文献１記載のエネルギーマネジメントシステムと特許文献２記載のセキュリティインターホンシステムは消費電力の見える化という共通の機能を有しているにもかかわらず、相互に連携して動作することが無かった。特に、防犯・防災センサによる異常検出や電気錠の施解錠状態が負荷機器の制御と連携されることがなかった。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、連携範囲をセキュリティ分野まで拡大することによって使い勝手の向上を図ることを目的とする。

本発明のエネルギーマネジメントシステムは、電力系統または分散電源から負荷機器に供給される電力を計測する計測装置で計測される電力計測値を受け取り、且つ受け取った前記電力計測値に応じて前記負荷機器を制御する制御装置と、防犯及び防災に関する異常を検出する１乃至複数のセキュリティセンサを監視し、何れかの前記セキュリティセンサが異常を検出した場合に異常検出情報を報知する監視装置とを備え、前記制御装置は、前記監視装置から前記異常検出情報を受け取り、受け取った前記異常検出情報と前記電力計測値とに応じて前記負荷機器を制御することを特徴とする。

本発明のエネルギーマネジメントシステムは、連携範囲をセキュリティ分野まで拡大することによって使い勝手の向上を図ることができるという効果がある。

本発明に係るエネルギーマネジメントシステムの実施形態を示すシステム構成図である。 同上における計測装置のブロック図である。 同上における制御装置のブロック図である。 同上における監視装置のブロック図である。

以下、本発明に係るエネルギーマネジメントシステムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態は、図１に示すようなシステム構成を有している。太陽電池５とパワーコンディショナ（以下、パワコンと略す。）６と蓄電装置７によって、系統連系形の太陽光発電システムからなる分散電源が構成されている。なお、系統連系形の太陽光発電システム及びパワコン６は従来周知であるから詳細な構成及び動作の説明を省略する。

パワコン６から供給される交流電力並びに電力系統（図示せず）から供給される交流電力は、住宅用分電盤（以下、住宅盤と略す。）８によって宅内の負荷機器に配電される。この住宅盤８は従来周知であって、壁に取り付けられたキャビネット内に主開閉器（主幹ブレーカ）や複数の分岐開閉器（分岐ブレーカ）が収納され、分岐開閉器で分岐された分岐回路に直接またはコンセントを介して負荷機器が接続されている。負荷機器は、例えば、冷房機器と暖房機器を兼ねるエアコンディショナ（以下、エアコンと略す。）９の他、電磁調理器、照明器具などが含まれる。ただし、本実施形態における住宅盤８は、特許文献１記載の従来例と同様に各分岐開閉器（分岐回路）毎に電流センサが設けられ、分岐回路毎の電流（負荷機器で消費される消費電流）が計測できるようになっている
計測装置１は、住宅盤８に設けられた複数の電流センサから電流計測値を取得し、各分岐回路毎の消費電力（瞬時電力）及び消費電力量（積算電力量）を演算する。この計測装置１は、図２に示すように演算部１０、電流センサ接続部１１、無線通信部１２、メモリ１３、メータインタフェース（Ｉ／Ｆ）部１４、パワコン通信部１５などを備える。

電流センサ接続部１１に住宅盤８の複数の電流センサが接続され、各電流センサで計測される電流計測値が電流センサ接続部１１を介して演算部１０に取り込まれる。演算部１０はマイクロコンピュータからなり、電流センサ接続部１１を介して取り込む電流計測値に基づいて各分岐回路毎の消費電力及び消費電力量を演算し、その演算結果をメモリ１３に記憶する。メモリ１３は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性半導体メモリからなり、演算部１０で演算される消費電力及び消費電力量（以下、電力計測値と呼ぶ。）などを記憶している。

また、パワコン通信部１５は、演算部１０とパワコン６との間のデータ通信を実現するものであって、例えば、ＲＳ−２３２ＣやＲＳ−４８５などの汎用のシリアル通信プロトコルに準拠したシリアル通信を行う。無線通信部１２は、例えば、電波法施行規則第６条に規定される「特定小電力無線局」や「微弱無線局」に準拠し、演算部１０と制御装置２との間の無線通信を実現するものである。メータＩ／Ｆ部１４は、住宅のガスメータＭ１で計測されるガス使用量及び水道メータＭ２で計測される水道使用量の計測値を取得して演算部１０に渡している。演算部１０は、メータＩ／Ｆ部１４を介して取得したガス使用量及び水道使用量の計測値をメモリ１３に記憶する。

制御装置２は、計測装置１で計測される電力計測値を受け取り、且つ受け取った電力計測値に応じて負荷機器（エアコン９など）を制御する。この制御装置２は、図３に示すようにコントロール部２０、メモリ２１、無線通信部２２、ネットワーク通信部２３、負荷機器通信部２４などを備える。

無線通信部２２は、計測装置１の無線通信部１２と共通の方式で無線通信を行うものであって、計測装置１の無線通信部１２から送信される無線信号を受信し、当該無線信号に含まれる種々のデータ（電力計測値や太陽電池５の発電量など）をコントロール部２０に渡す。コントロール部２０はマイクロコンピュータからなり、無線通信部２２から受け取る種々のデータを、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性半導体メモリからなるメモリ２１に記憶する。

ネットワーク通信部２３は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどのツイストペアケーブルを用いるＬＡＮ規格に準拠したネットワーク通信を行うものであり、ツイストペアケーブルを介してルータ１１０のＬＡＮポート（図示せず）に接続されている。なお、ルータ１１０は複数のＬＡＮポートを有しており、他のＬＡＮポートにはツイストペアケーブルを介して監視装置３や表示装置４が接続されている。表示装置４は、例えば、ネットワーク通信機能を搭載したテレビ受像機などである。負荷機器通信部２４は、電波や赤外線などの無線媒体を利用して負荷機器と無線通信を行うものである。ただし、このようなネットワーク通信部２３や負荷機器通信部２４は従来周知の技術で実現可能であるから、詳細な説明は省略する。

監視装置３は、特許文献２記載のセキュリティインターホン装置と同等の機能を有するものであって、住宅の外玄関に設置されるドアホン子機３１０との通話機能、玄関扉に設置される電気錠３２０の施解錠機能、防犯・防災センサ（以下、セキュリティセンサと呼ぶ。）の監視・報知機能などを有する。また、ドアホン子機３１０にはテレビカメラが搭載されており、監視装置３では、テレビカメラで撮像された映像（来訪者を撮像した動画像）を表示デバイス（液晶ディスプレイ）に表示させながら通話できるようになっている。

監視装置３は、図４に示すように制御部３０、音声入出力部３１、通話処理部３２、ネットワーク通信部３３、センサ通信部３４、表示部３５、電気錠管理部３６などを備える。音声入出力部３１は、マイクロホン及びスピーカ、マイクロホンで集音される音声信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、デジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換してスピーカに出力するＤ／Ａ変換器などを有する。通話処理部３２は、音声入出力部３１から入力される音声信号（送話信号）、並びにドアホン子機３１０から入力される音声信号（受話信号）を信号処理することで音声スイッチやエコーキャンセラなどの通話に関連する機能を実現する。

表示部３５は、液晶ディスプレイのような表示デバイス、表示デバイスを駆動して映像を表示させる駆動回路などを有する。なお、図示は省略しているが、表示部３５の表示デバイスと一体に構成されたタッチパネルや押釦スイッチなどの入力デバイスが設けられており、これらの入力デバイスによって入力される種々の操作入力が制御部３０に渡される。

ネットワーク通信部３３は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどのツイストペアケーブルを用いるＬＡＮ規格に準拠したネットワーク通信を行うものであり、ツイストペアケーブルを介してルータ１１０のＬＡＮポート（図示せず）に接続されている。ただし、ネットワーク通信部３３は、計測装置２のネットワーク通信部２３とともに無線ＬＡＮの規格に準拠した無線通信を行うものであってもよい。

センサ通信部３４は、電波や赤外線などの無線媒体を利用して複数のセキュリティセンサと無線通信を行い、各セキュリティセンサから異常検出情報を受信して制御部３０に渡すものである。セキュリティセンサは、例えば、窓の開閉を検出する窓開閉センサ３３０、窓ガラスの破壊を検知する窓ガラス破壊検知センサ３３１、扉（玄関扉）の開閉を検出する扉開閉センサ３３２、火災を検出して警報音を鳴動する火災警報器３３３などである。

電気錠管理部３６は、電波や赤外線などの無線媒体を利用して電気錠３２０と無線通信を行い、電気錠３２０を施解錠したり、電気錠３２０の状態（施錠または解錠）を確認するものである。すなわち、電気錠３２０は、外玄関に設置されている操作装置（図示せず）を用いても施解錠可能であるから、電気錠管理部３６で電気錠３２０の状態を確認する必要がある。

制御部３０はマイクロコンピュータからなり、各部３１〜３６を制御することによってドアホン子機３１０との通話機能、電気錠３２０の施解錠機能、セキュリティセンサの監視・報知機能などを実現する。また、制御部３０には、セキュリティセンサが異常を検出した場合にスピーカや表示部３５から異常検出情報を報知する警戒モードと、セキュリティセンサが異常を検出しても異常検出情報を報知しない非警戒モードとに択一的に切替可能となっている。つまり、住人が在宅している場合は非警戒モードに切り替えられ、住人が不在（留守）である場合に警戒モードに切り替えられる。ただし、制御部３０によって実現される通話機能、施解錠機能、監視・報知機能の詳細については、特許文献２にも開示されているように従来周知であるから説明を省略する。

次に、本発明の要旨であるセキュリティセンサとの連携動作について説明する。例えば、住人がエアコン９を起動させるとエアコン９が接続されている分岐回路の電流が大幅に増加する。したがって、制御装置２のコントロール部２０は、計測装置１から受け取る電力計測値に基づいてエアコン９の運転が開始されたと判断することができる。そして、コントロール部２０は、エアコン９の運転開始と判断した場合、監視装置３に対して窓開閉センサ３３０及び扉開閉センサ３３２の検出状況を問い合わせるコマンドを含むパケットをネットワーク通信部２３から送信させる。

監視装置３では、ネットワーク通信部３３で受信したパケットに含まれる前記コマンドが制御部３０に渡される。制御部３０は、前記コマンドを受け取ると、窓開閉センサ３３０と扉開閉センサ３３２に対して検出状況を問い合わせる信号をセンサ通信部３４から送信させる。窓開閉センサ３３０と扉開閉センサ３３２は、前記問い合わせ信号を受信すると、その時点の検出状況（窓開または窓閉、扉開または扉閉）を含む応答信号を監視装置３へ返信する。

監視装置３の制御部３０は、窓開閉センサ３３０と扉開閉センサ３３２から返信された応答信号に含まれる検出状況を含むパケットをネットワーク通信部３３から制御装置２へ送信させる。

制御装置２では、ネットワーク通信部２３で受信したパケットに含まれる検出状況がコントロール部２０に渡される。コントロール部２０は、受け取った検出状況が窓閉及び扉閉であれば何もせず、受け取った検出状況が窓開または扉開であれば、エアコン９に対して停止を指示する制御コマンドを生成し、当該制御コマンドを含む無線信号を負荷機器通信部２４からエアコン９へ送信させる。さらにコントロール部２０は、窓または扉が開いているためにエアコン９を強制的に停止したことを通知する通知コマンドを生成し、当該通知コマンドを含むパケットをネットワーク通信部２３から表示装置４へ送信させる。

エアコン９は、無線信号を受信して前記制御コマンドを受け取ると停止する。また表示装置４は、前記パケットを受信して通知コマンドを受け取ると、窓または扉が開いているためにエアコンが強制的に停止した旨のメッセージを画面に表示する。

すなわち、扉や窓が開いている状況でエアコン９が運転されると冷房あるいは暖房の効率が低下してエアコン９の消費電力量が増大してしまうので、上述のように制御装置２がエアコン９を強制的に停止させることで省エネルギーを図ることができる。また、エアコン９が強制的に停止されたことが表示装置４に表示されて住人に通知されるので、住人が窓または扉を閉じる行動を起こすように促すことができる。

また、監視装置３の制御部３０は、非警戒モードと警戒モードが相互に切り替えられた場合、並びに電気錠３２０が施錠または解錠されたことを通知する通知コマンドを生成し、当該通知コマンドを含むパケットをネットワーク通信部３３から制御装置２へ送信させる。

制御装置２では、前記通知コマンドを受け取ったコントロール部２０が予め決められた負荷機器、例えば、エアコン９の状態（運転または停止）を計測装置１から受け取る電力計測値によって判断する。そして、監視装置３が警戒モードに切り替えられた場合、または電気錠３２０が施錠された場合、コントロール部２０は、エアコン９が運転中であれば、上述したように負荷機器通信部２４から制御コマンド（パケット）を送信させてエアコン９を停止させる。つまり、監視装置３が警戒モードに切り替えられるか、あるいは電気錠３２０が施錠されれば住人が不在になる可能性が高いと判断し、コントロール部２０がエアコン９を強制的に停止させてエアコン９の切り忘れによる無駄な電力消費を抑えることができる。ただし、強制的に停止される負荷機器はエアコン９に限定されず、例えば、照明器具などであっても構わない。

ここで、制御装置２のコントロール部２０は、ガスメータＭ１のガス使用量や水道メータＭ２の水道使用量の計測値を計測装置１から取得することができる。したがって、コントロール部２０は、上述した各制御動作において、電力計測値に代えてガス使用量や水道使用量の計測値に基づいて負荷機器を制御しても構わない。また、コントロール部２０は、上述のように住人が不在になる可能性が高いと判断した場合、計測装置１を介してパワコン６に制御コマンドを送信し、予め設定された運転モード（例えば、蓄電装置７への蓄電または売電を優先する運転モード）に切り替えてもよい。

ところで、セキュリティセンサ及び電気錠３２０は、電力系統及び分散電源の双方から、予め決められた配分で同時に電力供給されるか、または、電力系統及び分散電源の何れか一方から択一的に電力供給されることが好ましい。なお、電力系統が停電した場合、コントロール部２０が重要度の低い負荷機器、例えば、エアコン９を強制的に停止させてもよい。

一方、火災警報器３３３は、何れかの火災警報器３３３で火災が検知されると全ての火災警報器３３３が連動して火災警報を報知する、いわゆる連動型の住宅用火災警報器であることが望ましい。ただし、複数台の火災警報器３３３のうちの少なくとも１台が監視装置３と無線通信可能であればよい。監視装置３と無線通信可能な火災警報器３３３は、自機もしくは他の火災警報器３３３が火災を感知したら、電気錠３２０への供給電力を省エネモードではなくフル給電されるように、監視装置３へ無線で依頼し、窓センサ３３０，３３１の窓開閉検知や窓破壊検知の機能を無効にして窓センサ３３０，３３１に無用な発報をさせないように監視装置３へ無線で依頼する。このようにして、いずれかの火災警報器３３３が火災を感知したら、電気錠３２０を確実に開扉できる体勢を整え、しかも、煙を屋外に逃がすために窓を開けても異常だと判断しないように窓センサ３３０，３３１の検知機能を停止もしくは窓センサ３３０，３３１からの無線発報を受け付けないように、監視装置３が判断処理を行うのである。

上述のように本実施形態では、制御装置２が、監視装置３から異常検出情報を受け取り、受け取った異常検出情報と電力計測値とに応じて負荷機器を制御するので、連携範囲をセキュリティ分野まで拡大することによって使い勝手の向上を図ることができる。

１ 計測装置
２ 制御装置
３ 監視装置
５ 太陽電池（分散電源）
６ パワーコンディショナ（分散電源）
７ 蓄電装置（分散電源）
９ エアコン（負荷機器）
３３０ 窓開閉センサ（セキュリティセンサ）
３３１ 窓ガラス破壊検知センサ（セキュリティセンサ）
３３２ 扉開閉センサ（セキュリティセンサ）
３３３ 火災警報器（セキュリティセンサ）

Claims (6)

1. 電力系統または分散電源から負荷機器に供給される電力を計測する計測装置で計測される電力計測値を受け取り、且つ受け取った前記電力計測値に応じて前記負荷機器を制御する制御装置と、防犯及び防災に関する異常を検出する１乃至複数のセキュリティセンサを監視し、何れかの前記セキュリティセンサが異常を検出した場合に異常検出情報を報知する監視装置とを備え、前記制御装置は、前記監視装置から前記異常検出情報を受け取り、受け取った前記異常検出情報と前記電力計測値とに応じて前記負荷機器を制御することを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
2. 前記セキュリティセンサは、前記電力系統及び前記分散電源の双方から、予め決められた配分で同時に電力供給されるか、または、前記電力系統及び前記分散電源の何れか一方から択一的に電力供給されることを特徴とする請求項１記載のエネルギーマネジメントシステム。
3. 前記監視装置によって施解錠される電気錠を備え、前記電気錠は、前記電力系統及び前記分散電源の双方から、予め決められた配分で同時に電力供給されるか、または、前記電力系統及び前記分散電源の何れか一方から択一的に電力供給されることを特徴とする請求項１又は２記載のエネルギーマネジメントシステム。
4. 前記監視装置によって施解錠される電気錠を備え、前記制御装置は、前記電気錠の状態に応じて前記負荷機器を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエネルギーマネジメントシステム。
5. 前記監視装置は、前記セキュリティセンサが異常を検出した場合に前記異常検出情報を報知する警戒モードと、前記セキュリティセンサが異常を検出しても前記異常検出情報を報知しない非警戒モードとに択一的に切替可能であって、前記監視装置が前記非警戒モードから前記警戒モードに切り替えられた場合、前記制御装置は、予め決められた前記負荷機器を停止させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエネルギーマネジメントシステム。
6. 窓の開閉を検出する窓開閉センサ若しくは扉の開閉を検出する扉開閉センサの少なくとも何れか一方を前記セキュリティセンサとして備えるとともに冷房機器または暖房機器を前記負荷機器として備え、前記制御装置は、前記電力計測値から前記冷房機器または前記暖房機器の運転が開始されたと判断した場合、前記窓開閉センサで前記窓の開状態が検出されるか、あるいは前記扉開閉センサで前記扉の開状態が検出されていれば、前記冷房機器または前記暖房機器の運転を停止させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエネルギーマネジメントシステム。

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