JP2017121138A - 住戸エネルギー管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 分電盤が複数であっても、１台のＨＥＭＳコントローラで対応可能な住戸エネルギー管理システムを提供する。【解決手段】 分岐ブレーカ１２に流れる電流情報を入手して外部からの要求に応じて送出する通信計測ユニット１５を備えた複数の分電盤１と、複数の分電盤１を跨いで設定された複数の分岐電路のグループを記憶する設定記憶部２１を有して当該グループを構成する複数の分岐電流情報を入手して統合する統合サーバ２と、ディスプレイ３１に表示するグループを選択する選択操作部３２を有するエネルギー管理装置３とを有し、統合サーバ２はエネルギー管理装置３において表示するグループが選択されると、選択されたグループを設定記憶部２１から読み取って、対応する個々の通信計測ユニット１５から情報を入手して統合した情報をエネルギー管理装置３に送信する。【選択図】 図２

Description

本発明は、分電盤から個々の家電機器に供給される電力等の消費エネルギーをディスプレイに表示可能とし、住戸内で使用されるエネルギーの管理を目的とした住戸エネルギー管理システムに関する。

近年、住戸内に設置された照明やクーラーといった家電機器の消費電力を管理する家庭内エネルギー管理システムが省エネルギーを進める上で有効であるため普及が進んでいる。例えば、特許文献１では、個々の分岐ブレーカから出力される電力のデータを入手して記憶するＨＥＭＳアダプタ（ＨＥＭＳコントローラ）を分電盤とは独立に設置し、ＨＥＭＳコントローラが備えている通信機能を利用して、記憶している情報を外部の端末へ送信して利用者が自宅で使用するエネルギーの管理をし易くしている。
また、分電盤に於いても、消費電力情報や発電している電力の情報をＨＥＭＳコントローラに通知する機能を備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

尚、ＨＥＭＳはHome Energy Management System の略で、タブレット端末やスマートフォン、更にはパソコン等の機器を使って使用エネルギーや発電エネルギーを”見える化”するための公知のシステムであり、ＨＥＭＳコントローラは個々の家電機器の消費電力情報や発電電力情報を入手して表示したり、外部機器に情報を送信する機能を備えている。

特開２０１５−０７６６４８号公報 特開２０１４−１９３１０４号公報

しかしながら、上記ＨＥＭＳコントローラは、上記特許文献２に記載されているような分電盤に組み付けられている通信計測ユニットと１対１で対応するよう構成されているため、分電盤が複数存在する場合はＨＥＭＳコントローラも複数必要であった。
そのため、例えば２世帯住宅や離れを備えた住宅では分電盤を複数設ける場合があるが、このような複数の分電盤を備えた住宅において家庭内エネルギー管理システムを構築しようした場合、ＨＥＭＳコントローラを１台に統合できないため、使用電力を一元管理することが難しかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、分電盤が複数であっても、１台のＨＥＭＳコントローラで対応可能な住戸エネルギー管理システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、分岐ブレーカにより分岐された個々の分岐電路に設けられた電流センサから分岐電流情報を入手し、この分岐電流情報及び分岐電流情報を元に算出した分岐電力情報のうち、少なくとも一方の情報を外部からの要求に応じて送出する通信計測ユニットを備えた複数の分電盤と、複数の分電盤を跨いで設定された複数の分岐電路のグループを記憶する分岐グループ記憶部、及び当該グループを構成する複数の分岐電流情報及び分岐電力情報のうち少なくとも一方を入手して統合するデータ統合手段を有する分電盤統合手段と、統合された情報を表示する表示部、及び表示部に表示するグループを選択するグループ選択手段を有する使用エネルギー管理手段とを有し、分電盤統合手段は、使用エネルギー管理手段において表示するグループが選択操作されると、選択されたグループを分岐グループ記憶部から読み取って、対応する個々の通信計測ユニットから情報を入手して統合した情報を使用エネルギー管理手段に送信することを特徴とする。
この構成によれば、分電盤統合手段が、使用エネルギー管理手段の要求を受けて複数の分電盤から情報を入手して要求されたグループの統合データを送信するため、使用エネルギー管理手段が、複数の分電盤に対応できなくても、分電盤統合手段が複数の分電盤を仮想的に１台の分電盤として振る舞うことができ、使用エネルギー管理手段を汎用の管理装置、例えばＨＥＭＳコントローラを使用することが可能となる。
そして、グループ分けを例えば照明のグループ、冷暖房機器のグループ等で括れば、電力管理がし易くなる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、通信計測ユニットは、主幹ブレーカを備えた幹線電路に設けられた電流センサから幹線電流情報を入手し、分電盤統合手段は、使用エネルギー管理手段から幹線電流情報或いは幹線電力情報の要求を受けたら、全分電盤の幹線電流情報及び幹線電流情報を元に算出した幹線電力情報のうち少なくとも一方の情報を統合して使用エネルギー管理手段に送信することを特徴とする。
この構成によれば、使用エネルギー管理手段から主幹ブレーカを設けた幹線電路に関する情報の閲覧要求があった場合は、全分電盤の幹線電流を統合した電流情報或いは幹線電力を統合した電力情報が送信されるため、分電盤の数に関わらず住戸全体で消費される電流或いは電力を容易に把握できる。

本発明によれば、分電盤統合手段が、使用エネルギー管理手段の要求を受けて複数の分電盤から情報を入手して要求されたグループの統合データを送信するため、使用エネルギー管理手段が、複数の分電盤に対応できなくても、分電盤統合手段が複数の分電盤を仮想的に１台の分電盤として振る舞うことができ、使用エネルギー管理手段を汎用の管理装置、例えばＨＥＭＳコントローラを使用することが可能となる。
また、グループ分けを例えば照明のグループ、冷暖房機器のグループ等で括れば、電力管理がし易くなる。

本発明に係る住戸エネルギー管理システムの一例を示す構成図である。 統合サーバの回路ブロック図と分電盤の構成図である。 統合サーバの動作の流れを示すフローチャートである。 グループ分けした分岐電路の一覧を示すチャートである。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る住戸エネルギー管理システムの一例を示す構成図であり、複数の分電盤１が分電盤統合手段としてのサーバ（統合サーバ）２を介して使用エネルギー管理手段としてのエネルギー管理装置３に接続されている。
分電盤１は、内部に設けられた通信計測ユニット（図２に示す）１５がＨＵＢ４を介して統合サーバ２にＬＡＮ接続されている。また、エネルギー管理装置３はＨＵＢ５を介して統合サーバ２にＬＡＮ接続されている。更に、エネルギー管理装置３は、ルータ６を介してインターネットＮに接続され、タブレット端末等の外部のインターネット接続機器により閲覧可能に構成されている。

図２は、統合サーバ２、エネルギー管理装置３の回路ブロック図、及び分電盤１の内部構成を示している。分電盤１は、図２に示すように主幹ブレーカ１１、複数の分岐ブレーカ１２に加えて、拡張計測ユニット１３、パルス計測ユニット１４、更に通信計測ユニット１５を備えている。
主幹ブレーカ１１、分岐ブレーカ１２は過電流の発生を検知したら遮断動作する通常の遮断動作をする機器であるが、主幹ブレーカ１１、分岐ブレーカ１２は内部に電流センサ（図示せず）を備えて幹線電流或いは分岐電流を計測して出力するよう構成されている。

拡張計測ユニット１３は、太陽光発電設備の発電電力を計測したり、電気温水器の消費電力を計測するユニットであり計測したデータを通信計測ユニット１５に送信する。また、パルス計測ユニット１４は、ガスメータや水道メータから使用量情報がパルス信号で送信され、このパルス信号を受信して使用量を算出して通信計測ユニット１５に使用量情報を送信する。

通信計測ユニット１５は、データ保存部、入手した電流情報から電力等を演算する演算部、外部にデータを送信する通信部等を有し、主幹ブレーカ１１、分岐ブレーカ１２、拡張計測ユニット１３、パルス計測ユニット１４から、電流情報、発電電力情報、ガス等の使用量情報を入手して保存し、統合サーバ２からの要求を受けて入手している情報、或いは蓄積されている情報を送信する。

統合サーバ２は、個々の分電盤１に設けられている多数の分岐ブレーカ１２に接続されている家電機器の種類等に応じて、分電盤１を跨いでグループ分けした分岐電路のグループ情報、更に個々の分電盤１に設置されている拡張計測ユニット１３やパルス計測ユニット１４をグループ化したグループ情報等を記憶する設定記憶部２１、各分電盤１の通信計測ユニット１５からデータを取得してエネルギー管理装置３に送信する統合サーバ制御部２２、分電盤１と通信する第１通信ＩＦ２３、エネルギー管理装置３と通信する第２通信ＩＦ２４等を備えている。尚、エネルギー管理装置３からは、この設定されたグループが選択されて情報が要求される。

エネルギー管理装置３は、入手した情報を表示するディスプレイ３１、表示する情報を選択する選択操作部３２、エネルギー管理装置３を制御するエネルギー管理装置制御部３３、統合サーバ２及びインターネットＮを介して外部機器と通信するエネルギー管理装置ＩＦ３４等を備えている。

上記の如く構成された住戸エネルギー管理システムは以下の様に動作する。図３は統合サーバ２の動作フローを示し、このフローを参照して説明する。
統合サーバ２は、エネルギー管理装置３からの情報要求待ちの状態にあり、エネルギー管理装置３から情報の要求を受けたら（Ｓ１）、要求に対応した情報を送信する。
例えば、予め設定された複数のグループのうちの何れかが選択されて、その情報の要求が成される。この要求を受けて、個々の分電盤１の通信計測ユニット１５から対応する情報を取得して、データの統合等の必要な演算を実施してエネルギー管理装置３に送信する。

図４は、設定されたグループの具体例を示し、設定記憶部２１が記憶するグループの一例を示している。尚、本システムは５台の分電盤１（第１分電盤１ａ〜第５分電盤１ｅ）を備えている場合を示している。また、分岐電路の数である分岐ブレーカ１２の数は各分電盤１において１０台程度とし、それぞれの分岐電路を第１分岐電路〜第１０分岐電路としている。
図４に示すように、第１グループは、第１分電盤１ａの中の第１分岐電路、第２分電盤１ｂの第１分岐電路、・・・第５分電盤１ｅの第５分岐電路により構成されていることを示している。そのため、エネルギー管理装置３から第１グループの情報の要求があった場合は、統合サーバ２がこのグループを構成する個々の分岐電路を設定記憶部２１から読み取って、関連する分岐ブレーカ１２の分岐電流を収集して、統合した電流値（或いは電力値を演算して）をエネルギー管理装置３に送信する。

このように、エネルギー管理装置３から要求信号を受けたら、要求に関連する複数の分電盤１に要求を送信（Ｓ２）し、要求を受けた分電盤１の通信計測ユニット１５は、要求に応じた情報を返信する。この間、統合サーバ２は要求した全ての分電盤１からの応答を待ち（Ｓ３）、全ての情報を受信したら（Ｓ４でＹＥＳ）、エネルギー管理装置３への応答信号を作成（Ｓ５）する。このとき、応答信号として複数の計測データの統合処理が行われる。こうして応答信号を生成したら、エネルギー管理装置３に送信する（Ｓ６）。
統合サーバ２から情報を受信したエネルギー管理装置３は、ディスプレイ３１に表示する。

また、エネルギー管理装置３は、インターネットＮを介して外部から情報閲覧の要求があったら、外部機器により選択されたグループの情報を統合サーバ２を介して同様に入手して送信する。

更に、全ての分電盤に流れる全体の電流の情報、或いは全消費電力の情報の閲覧要求がエネルギー管理装置３からなされたら、統合サーバ２の設定記憶部２１には全ての主幹ブレーカ１１がグループ化されており、この情報から全ての分電盤（ここでは５台の分電盤）の幹線電流、或いは幹線電流から求めた電力データを通信計測ユニット１５から入手し、合算して統合した電流データ、或いは電力データをエネルギー管理装置３へ送信する。

このように、統合サーバ２が、エネルギー管理装置３の要求を受けて複数の分電盤１から情報を入手して要求されたグループの統合データを送信するため、エネルギー管理装置３が複数の分電盤１から成る複数の情報に対応できなくても、統合サーバ２が複数の分電盤１を仮想的に１台の分電盤として振る舞うことができる。
この結果、エネルギー管理装置３は、分電盤１の数に関わらず全ての分電盤１からエネルギー管理に必要な情報を１台の統合サーバ２と通信するだけで入手することができるため、電力の使用状況を表示するディスプレイ、統合サーバ２とＬＡＮ通信すると共に、インターネットＮを介して外部機器と通信するインターフェースを備えたＨＥＭＳコントローラをエネルギー管理装置３として使用することができる。
そして、グループ分けを例えば照明のグループ、冷暖房機器のグループ等で括れば、電力管理がし易くなる。
更に、エネルギー管理装置３から主幹ブレーカ１１を設けた幹線に関する情報の閲覧要求があった場合は、全分電盤１の幹線電流を統合した電流情報或いは幹線電力を統合した電力情報が送信されるため、分電盤１の数に関わらず住戸全体で消費される電流或いは電力を容易に把握できる。

尚、上記実施形態では、分電盤１に拡張計測ユニット１３、パルス計測ユニット１４を設置したが、これらは無くとも良いし分電盤１とは独立して設けても良い。また、統合サーバ２を分電盤１の外部に設けたが、分電盤１と一体に設けても良い。

１・・分電盤、２・・統合サーバ（分電盤統合手段）、３・・エネルギー管理装置（使用エネルギー管理手段）、１１・・主幹ブレーカ、１２・・分岐ブレーカ、１５・・通信計測ユニット、２１・・設定記憶部（分岐グループ記憶部）、２２・・統合サーバ制御部（データ統合手段）、３１・・ディスプレイ、３２・・選択操作部（グループ選択手段）。

Claims (2)

1. 分岐ブレーカにより分岐された個々の分岐電路に設けられた電流センサから分岐電流情報を入手し、この分岐電流情報及び分岐電流情報を元に算出した分岐電力情報のうち、少なくとも一方の情報を外部からの要求に応じて送出する通信計測ユニットを備えた複数の分電盤と、
   前記複数の分電盤を跨いで設定された複数の分岐電路のグループを記憶する分岐グループ記憶部、及び当該グループを構成する複数の分岐電流情報及び分岐電力情報のうち少なくとも一方を入手して統合するデータ統合手段を有する分電盤統合手段と、
   統合された前記情報を表示する表示部、及び前記表示部に表示する前記グループを選択するグループ選択手段を有する使用エネルギー管理手段とを有し、
   前記分電盤統合手段は、前記使用エネルギー管理手段において表示するグループが選択操作されると、選択されたグループを前記分岐グループ記憶部から読み取って、対応する個々の通信計測ユニットから情報を入手して統合した情報を前記使用エネルギー管理手段に送信することを特徴とする住戸エネルギー管理システム。
2. 前記通信計測ユニットは、主幹ブレーカを備えた幹線電路に設けられた電流センサから幹線電流情報を入手し、
   分電盤統合手段は、前記使用エネルギー管理手段から前記幹線電流情報或いは幹線電力情報の要求を受けたら、全分電盤の幹線電流情報及び幹線電流情報を元に算出した幹線電力情報のうち少なくとも一方の情報を統合して前記使用エネルギー管理手段に送信することを特徴とする請求項１記載の住戸エネルギー管理システム。

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