JP3878963B2 - 複数の電力需要者集合エリアの電力システム - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は単一または複数の建造物からなる集合住宅へ電力を適切に供給し管理するシステムに関するもので、集合住宅の居住者が個別に設定する優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにする電力システムに関する。なお、同一出願人の先の出願(特願2004−293356:特許文献9)の記載にある「電力の品質」は、前記居住者が設定する「優先順位」に反映されるもので、その順位に応じて居住者が価値を認知し、供給者がかかる価値に応じた電力料金を設定するものである。
【背景技術】
【0002】
エネルギー供給の手段として電力は重要で、過剰な電力消費により、供給不足による停電が問題となっている。たとえば、夏期の空調のための電力の多大な消費に供給側が対応できず、特定地域で停電するなどである。このような、電力の需給アンバランスを是正し、さらに電力を含むエネルギー一般のエネルギー需給バランスをネットワークとコンピュータを駆使したIT(Information Technology)で最適化する技術が提案されている。
【0003】
とりわけ近年では、特定規模電気事業者(PPS:Power Producer and Supplier)から任意の需要家に売電するビジネスの規制が撤廃され、電力供給において需要家に魅力的な新しいサービスを付加したビジネスが模索されている。こういった状況下で、電力需給を最適化しつつ、さらに、需要家の利便性を向上させるものが望まれ提案されつつある。
【0004】
かかる提案の中で、汎用電源や家屋にて、管理者や居住者が設定する優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにする電気機器や電力システムは公知である(特許文献1から特許文献8参照)。たとえば特許文献1に優先順位の最も低い電気機器から電源から切り離す過負荷防止制御装置、特許文献2に電力会社との契約電力超過の時にあらかじめ設定可能な機器遮断優先順位にしたがって遮断する制御装置が開示されている。
【0005】
しかしながら、単一または複数の建造物からなる集合住宅の電力システム、または、複数の建造物に分散し点在している、たとえば、数百m以内の狭い住宅開発地区などのディベロッパーエリアの電力システムで、前記の優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにする適切なシステムは提案されていない。すなわちたとえば図4(単一建造物からなる集合住宅へ複数の供給ラインで電力を供給し管理する従来のシステム)のような従来システムでは、居住者の住居区画14の配電盤16にて、遠隔遮断手段のない配電ラインの遮断手段Cが過電流保護のために配設されているのみであり、優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにする、といったことは困難であった。集合住宅居住者が個別に特許文献1、特許文献2記載の装置を住居区画に配設することは公知であるが、さらに遮断条件に自由度をもたせ、インターネットで自由に条件設定できるものは提案されていなかった。
【0006】
同一出願人は、単一または複数の建造物からなる集合住宅へ複数の供給ラインで電力を供給し管理するシステムに好適なる電力計を提案している。この電力計はIT(Information Technology)を駆使した電力需給バランス制御に好適である(特許文献9参照)。しかしながら、この電力量計を単一または複数の建造物からなる集合住宅の電力システムに適用し、居住者が個別に設定する優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにする具体的なシステムは提案されていなかった。
【0007】
【特許文献1】
実開昭57−130543「過負荷防止制御装置」北谷電機工業株式会社
【特許文献2】
特開平3 -285518「家電用電力制御装置」日本電気株式会社
【特許文献3】
特開平11-341707「遠隔自動電源開閉装置」株式会社ロニック
【特許文献4】
特開2000-83323「電力管理システム」株式会社ミヤモトエンジニアリング
【特許文献5】
特開2000-13933「制御配電盤」日本電気エンジニアリング株式会社
【特許文献6】
特開2003-319572「屋内機器電力制御システム」日本電信電話株式会社
【特許文献7】
特開2004-320849「電源管理システム」NECフィールディング株式会社
【特許文献8】
特開2004-129477「負荷制限装置株式会社」大日製作所
【特許文献9】
特願2004-293336「電力使用量計測方法及び電力管理システム」株式会社アイ・ピー・ビー
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1から特許文献8に記載されているような優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにする電力システム技術について、特に単一または複数の建造物からなる集合住宅に適用できるものを具体的に提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に記載した電力需要者集合エリアの電力システムは、複数電力需要者の集合エリアをなす各電力需要者区画内に、それぞれ配電優先順位を予め設定した電気機器毎の複数の配電ラインとともに、これら各配電ラインの消費電力を計測するための電力計が配設されており、それら各電力計と遠隔地の管理拠点とをインターネットを経由で接続して各電力需要者区画内の電力総消費量を遠隔計測する手段を有する構成のものであり、各電力需要者区画内の複数の配電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、各電力需要者区画に供給できる最大電力以内である消費限界電力量をインターネット経由で設定する手段と、電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、配電優先順位が最下位である通電中の配電ラインから最上位の通電中の配電ラインに向けて遠隔遮断手段により順次遮断する指令を出す手段と、インターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に、上記電力量計の緊急事態前の一定期間の電力データをロギングするデータロギング手段とを有することを特徴としている。
【0010】
請求項2に記載した電力需要者集合エリアの電力システムは、複数電力需要者の集合エリアをなす各電力需要者区画内に、給電優先順位があらかじめ設定され、電源からの電力供給をするための複数の給電ラインとともに、これら各給電ラインの消費電力を計測するための電力計が配設されており、それら各電力量計と遠隔地の管理拠点とをインターネット経由で接続して各電力需要者区画の電力総消費量を遠隔計測する手段を有する構成のものであり、各電力需要者区画への複数の給電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、各電力需要者区画に供給できる最大電力以内である消費限界電力量をインターネット経由で設定する手段と、電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、給電優先順位が最下位である通電中の給電ラインから最上位の通電中の給電ラインに向けて遠隔遮断手段により順次遮断する指令を出す手段と、インターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に、上記電力量計の緊急事態発生前の一定期間の電力データをロギングするデータロギング手段とを有することを特徴としている。
【0011】
請求項3に記載した電力需要者集合エリアの電力システムは、複数電力需要者の集合エリアをなす各電力需要者区画内に、給電優先順位があらかじめ設定され、電源からの電力供給をするための複数の給電ライン、それぞれ配電優先順位を予め設定した電気機器毎の複数の配電ライン、及びこれら各給配電ラインの消費電力を計測するための電力計が配設されており、それら各電力量計と遠隔地の管理拠点とをインターネット経由で接続して各電力需要者区画の電力総消費量を遠隔計測する手段を有する電力需要者集合エリアの電力システムであって、各電力需要者区画への複数の給電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、各電力需要者区画内の複数の配電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、当該一電力需要者区画に供給できる最大電力以内である消費限界電力量をインターネット経由で設定する手段と、電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、給電優先順位が最下位である通電中の給電ラインから最上位の通電中の給電ラインに向けて、又は配電優先順位が最下位である通電中の配電ラインから最上位の通電中の配電ラインに向けて遠隔遮断手段で順次遮断する指令を出す手段と、インターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に、上記電力量計の緊急事態発生前の一定期間の電力データをロギングするデータロギング手段とを有することを特徴としている。
【0012】
請求項4に記載した電力需要者集合エリアの電力システムは、請求項1〜3のいずれかに記載した電力計とインターネットとの間に、複数電力需要者の集合エリア内に配設されてデータの授受を集約するサーバーを設けたことを特徴としている。
【0013】
請求項5に記載した電力需要者集合エリア内の電力システムは、請求項1〜4のいずれかに記載した配電ライン又は給電ラインを遮断する指令を出す手段が、その遮断指令を送出する前に、遮断すべきか否かを確認するための遮断確認信号を送信することを特徴としている。
【発明の効果】
【0017】
単一または複数の建造物からなる集合住宅へ複数の供給ラインで電力を供給し管理するシステムにて、居住者が設定する優先順位が高い供給ラインをできるだけ供給遮断させないようにできる。
【0019】
すなわち、夏場の空調などで電力需要の短期間の増大を気温予測などで上位システムが予想した場合、消費電力をできるだけ必要分に抑える節電指令がインターネットなどで発信されるようになるだろう。本案システムはその節電指令を受信し優先順位の低い安価で供給される給電ラインは遮断し、本システム給電先の電力消費量を制限し減少させることが可能となる。このような対応がとれれば、広域大停電を未然に防止できる。ここで、「優先順位の低い安価で供給される給電ライン」とは、先の出願(特許文献9)の記載にある「電力の品質」と関連する考え方であり、居住者が設定する「優先順位」に価値が反映され、その順位に応じて居住者が価値を認知し、供給者がかかる価値に応じた電力料金を設定するものであるため、優先順位の低いラインでの配電・給電電力は安価になる。
【0020】
また、本システム給電先の居住者などにとって重要な電気機器(パソコンなど)は優先順位の高い高価な給電ラインで使用するようにすれば緊急停電のおそれがある状況下でも、非優先ラインを先行して遮断するので優先ラインはできるだけ遮断されず、個人のリスクを減少できる。従来はこういった対応がとれなかったので、パソコンなどの重要電気機器もその他の重要でないものと同様に給電を遮断されていた。このような不具合が解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
図1が、配電ラインの優先順位付けをした集合住宅13に適用した本発明実施例の説明図(請求項1)であり、図2が図1にさらに給電ラインの優先順位付けをした本発明実施例の説明図(請求項2)である。すなわち、複数電力需要者の集合エリアが集合住宅13であり、一電力需要者区画が集合住宅の一住居区画14であり、電力需要者区画個別の電力量計が電力計測機器21であり、21は計測管理装置23に計測通信線22で接続された計測管理装置23を介してインターネット(広域通信網)25に接続されている。
【0022】
集合住宅の一住居区画14にて、J(1)は第一優先の電気機器、J(2)は第二優先の電気機器、J(3)は第三優先の電気機器、J(N−1)は第N−1優先の電気機器、J(N)は第N優先の電気機器(優先順位が最下位である電気機器)で、C(1)からC(N)はJ(1)からJ(N)への100V配電ラインを遠隔遮断する手段で、一電力需要者区画内の複数の配電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段である。他の符号の個別説明は略す(符号の説明参照)。
【0023】
集合住宅の一住居区画14の電力計測制御機器Jは、電力量の計測と遠隔送信ならびに所定の配電ラインの遠隔遮断機能を兼備したものである。16は、好適には同一出願人が特許文献9で開示した電力量計を応用するとよい。これは図3(本案に用いる電力計測制御機器16の例の全体構成図)、図5(図3の例にて151の部分構成図)、図6(図3の例にて152の部分構成図)で例示されるものである。
【0024】
ただし、図3、図5、図6の構成がそのまま16であるわけではない。これらに示される電力量の計測と遠隔送信ならびに所定の配電ラインの遠隔遮断機能を16の計測制御の仕様に合わせて再構成し実現するのは容易である。151(100V系の電流電圧計測と総電力表示器をもつ部分)と152(配電・給電ラインを遠隔遮断する遠隔遮断手段RBをもつ部分)とを一体化して構成してもよい。図3、図5、図6に記された他の符号の個別説明は略す(符号の説明参照)。
【0025】
電力需要者区画の電力総消費量の全総和は集合住宅13への給電上流部にて図1の電力量計測装置26で計測され、計測管理装置23を介してインターネット(広域通信網)25に接続されている。図1の構成で、集合住宅の一住居区画14の電力総消費量遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、該配電優先順位が最下位である通電中の配電ラインから順次に遠隔遮断できる。優先順位と消費限界電力量は一住居区画居住者がインターネットを介して設定すればよい。
【0026】
図2が、複数電力需要者の集合エリアの一電力需要者区画に電源より複数の給電ラインで電力供給され、かつ、一電力需要者区画への複数の給電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段をもつ実施例である。31が優先の(高品質の)100V給電ライン、32が非優先の(低品質の)100V給電ライン、BXが200Vの給電ラインの遠隔遮断手段、CXが31の給電ラインの遠隔遮断手段、DXが32の給電ラインの遠隔遮断手段、27は非優先の(低品質の)100V給電ラインのライン最上流での遠隔遮断手段である。これら、BX、CX、DX、27は取捨選択的に採用してよい。他の符号の個別説明は略す(符号の説明参照)。
【0027】
図2の構成で、請求項2に記載されたあらかじめ設定された給電ラインの優先順位付け(図2では優先31と非優先32の2ランク)に応じて非優先32のラインを先行して遠隔遮断できる。なお、図2では図1の構成との組み合わせとして、一電力需要者区画内の複数の配電ラインをも遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段(C(1)からC(N)およびD(1)からD(N))を記載しているが、これらも取捨選択的に採用してよい。
【0028】
複数の給電ラインが、100V系給電と200V系給電だけでもよい。たとえば給電優先順位が100V優先、200V非優先であれば、電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、図2のBX(200Vの給電ラインの遠隔遮断手段)を遠隔遮断する。
【0029】
本案実施に際して、インターネットでのいたずらやノイズによる計測誤差による遮断の誤作動の問題に対応する必要がある。たとえば、配電ラインまたは給電ラインを遮断する指令を出す手段が、遮断指令を出す前にインターネット経由で遮断の前に遮断確認信号を送信する手段をもち、送電先からの信号を再受信して、確かに遮断すべき状態なのか、を送電先から再受信・再確認すること、一戸建て家屋の住民や管理者に再確認させること、ができる構成が望ましい。この再確認は携帯電話へ遮断を事前送信し、機械系のみで遮断せず住民や管理者の確認返信を待って遮断する、などである。
【0030】
また、インターネットの送受信ラインは災害などで送受信できなくなる場合も想定される。その場合に電力計のデータを一定期間、上書きでロギングする記憶手段を兼備するのが好ましい。すなわち、非常時での複数電力需要者情報のバックアップする機能である。このデータロギング手段は、災害などでインターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に災害発生前の一定期間の電力データが保存され、その効果として、災害解析にも利用でき、ユーザの電力消費情報は消失されない、といったブラックボックス的な機能を果たしうるので有効である。(ここでブラックボックスとは航空機などに搭載され事故発生のときの操作・通信記録を保持するレコーダである。)
【0031】
なお、複数電力需要者の電力計測制御機器とのデータの授受が、直接インターネットに接続しないで集合住宅内サーバーに集約し、これを経由とするのが好適である。図1、図2では不明確であるが、23が集合住宅内の安全な区画に配設されデータの授受を集約するサーバーである。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】 集合住宅13に適用した本発明実施例の説明図(配電の優先順位付け:請求項1)
【図2】 集合住宅13に適用した本発明実施例の説明図(給電の優先順位付け:請求項2)
【図3】 本案に用いる電力計測制御機器16の例の全体構成図(特許文献9)
【図4】 集合住宅向けの従来の電力システム
【図5】 図3の例にて151の部分構成図(特許文献9)
【図6】 図3の例にて152の部分構成図(特許文献9)
【符号の説明】
【0033】
11 広域配電網
12 変電装置
13 集合住宅
14 居住者の住居区画
16 電力計測制御機器
21 電力計測機器
22 計測通信線
23 計測管理装置
25 インターネット(広域通信網)
26 電力量計測装置
27 非優先の(低品質の)100V給電ラインのライン最上流での遠隔遮断手段
31 優先の(高品質の)100V給電ライン
32 非優先の(低品質の)100V給電ライン
90 電力会社または特定規模電気事業者(PPS:Power Producer and Supplier)
91 高圧・特別高圧送電線
101 電力供給側からのホット線(チップ相:T)
102 電力供給側からのコールド線:N
103 電力供給側からのホット線(リング相:R)
104 151と152を接続するホット線(チップ相)
105 151と152を接続するコールド線
106 151と152を接続するホット線(リング相)
107 電力量表示パネル
110 CPU−1・CPU−2間のデータ受送信バスライン
117 負荷へ接続するホット線(チップ相)
118 負荷へ接続するコールド線 117と118が100V配電ライン、119と118が第二の100V配電ラインである
119 負荷へ接続するホット線(リング相)
120 負荷へ接続するホット線(チップ相)
121 負荷へ接続するホット線(リング相) 120と121が200V配電ラインである
141 動作確認表示手段
142 料金未払い等の管理情報の表示手段
143 電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合の表示手段
151 100V系の電流電圧計測と総電力表示器をもつ部分の構成図
152 配電(給電)ラインを遠隔遮断する遠隔遮断手段RBをもつ部分の構成図
160 200V系の負荷
ADC−1 アナログデジタル変換機(チップ相電流電圧計測用)
ADC−2 アナログデジタル変換機(リング相電流電圧計測用)
B 200Vの配電ラインの遠隔遮断手段
BX 200Vの給電ラインの遠隔遮断手段
C 従来の(遠隔遮断手段のない)配電ラインの遮断手段
C(1) 31から給電してJ(1)へ配電するラインの遠隔遮断手段
C(2) 31から給電してJ(2)へ配電するラインの遠隔遮断手段
C(3) 31から給電してJ(3)へ配電するラインの遠隔遮断手段
C(N−1) 31から給電してJ(N−1)へ配電するラインの遠隔遮断手段
C(N) 31から給電してJ(N)へ配電するラインの遠隔遮断手段
CPU−1 総電力量を演算するための第一の演算ユニット
CPU−2 総電力量を演算するための第二の演算ユニット
CT1 電流変換器(チップ相電流計測用)
CT2 電流変換器(リング相電流計測用)
CT3 電流変換器(200V系の電流計測用)
CX 31の給電ラインの遠隔遮断手段
D(1) 32から給電してK(1)へ配電するラインの遠隔遮断手段
D(2) 32から給電してK(2)へ配電するラインの遠隔遮断手段
D(3) 32から給電してK(3)へ配電するラインの遠隔遮断手段
D(N−1) 32から給電してK(N−1)へ配電するラインの遠隔遮断手段
D(N) 32から給電してK(N)へ配電するラインの遠隔遮断手段
DX 32の給電ラインの遠隔遮断手段
J(1) 第一優先の電気機器
J(2) 第二優先の電気機器
J(3) 第三優先の電気機器
J(N−1) 第N−1優先の電気機器
J(N) 第N優先の電気機器(優先順位が最下位である電気機器)
K(1) 第一優先の電気機器
K(2) 第二優先の電気機器
K(3) 第三優先の電気機器
K(N−1) 第N−1優先の電気機器
K(N) 第N優先の電気機器(優先順位が最下位である電気機器)
L RBの遮断・投入動作の動作検知器(リミットスイッチ)
LX 優先順位付けができない従来システムで給電される電気機器
M RBの遮断操作のアクチュエータ(コンタクタ駆動用モータ)
RB 配電(給電)ラインを遠隔遮断する遠隔遮断手段
RBX RBに遠隔遮断信号およびRBの状態信号(接続中か遮断中か)の送受信ライン
VP1 電位差計測のための計測ライン(チップ相電圧計測用)
VP2 電位差計測のための計測ライン(リング相電圧計測用)
VP3 電位差計測のための計測ライン(基本電圧負荷単独の電圧計測用)
Claims (5)
- 複数電力需要者の集合エリアをなす各電力需要者区画内に、それぞれ配電優先順位を予め設定した電気機器毎の複数の配電ラインとともに、これら各配電ラインの消費電力を計測するための電力計が配設されており、それら各電力計と遠隔地の管理拠点とをインターネット経由で接続して各電力需要者区画の電力総消費量を遠隔計測する手段を有する電力需要者集合エリアの電力システムであって、
各電力需要者区画内の複数の配電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、
各電力需要者区画に供給できる最大電力以内である消費限界電力量をインターネット経由で設定する手段と、
電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、配電優先順位が最下位である通電中の配電ラインから最上位の通電中の配電ラインに向けて遠隔遮断手段により順次遮断する指令を出す手段と、
インターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に、上記電力計の緊急事態発生前の一定期間の電力データをロギングするデータロギング手段とを有していることを特徴とする電力需要者集合エリアの電力システム。 - 複数電力需要者の集合エリアをなす各電力需要者区画内に、給電優先順位が予め設定され、電源からの電力供給をするための複数の給電ラインとともに、これら各給電ラインの消費電力を計測するための電力計が配設されており、それら各電力量計と遠隔地の管理拠点とをインターネット経由で接続して各電力需要者区画の電力総消費量を遠隔計測する手段を有する電力需要者集合エリアの電力システムであって、
各電力需要者区画への複数の給電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、
各電力需要者区画に供給できる最大電力以内である消費限界電力量をインターネット経由で設定する手段と、
電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、給電優先順位が最下位である通電中の給電ラインから最上位の通電中の給電ラインに向けて遠隔遮断手段により順次遮断する指令を出す手段と、
インターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に、上記電力量計の緊急事態発生前の一定期間の電力データをロギングするデータロギング手段とを有していることを特徴とする電力需要者集合エリアの電力システム。 - 複数電力需要者の集合エリアをなす各電力需要者区画内に、給電優先順位が予め設定され、電源からの電力供給をするための複数の給電ライン、それぞれ配電優先順位を予め設定した電気機器毎の複数の配電ライン、及びこれら各給配電ラインの消費電力を計測するための電力計が配設されており、それら各電力計と遠隔地の管理拠点とをインターネット経由で接続して各電力需要者区画の電力総消費量を遠隔計測する手段を有する電力需要者集合エリアの電力システムであって、
各電力需要者区画への複数の給電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、
各電力需要者区画内の複数の配電ラインを遠隔地の管理拠点から遠隔操作で個別に遮断する手段と、
当該一電力需要者区画に供給できる最大電力以内である消費限界電力量をインターネット経由で設定する手段と、
電力総消費量の遠隔計測値が、消費限界電力量の設定値以上になった場合に、給電優先順位が最下位である通電中の給電ラインから最上位の通電中の給電ラインに向けて、又は配電優先順位が最下位である通電中の配電ラインから最上位の通電中の配電ラインに向けて遠隔遮断手段で順次遮断する指令を出す手段と、
インターネットの送受信ラインが送受信できなくなる緊急時に、上記電力量計の緊急事態発生前の一定期間の電力データをロギングするデータロギング手段とを有していることを特徴とする電力需要者集合エリアの電力システム。 - 電力計とインターネットとの間に、複数電力需要者の集合エリア内に配設されてデータの授受を集約するサーバーを設けたことを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の電力需要者集合エリアの電力システム。
- 配電ライン又は給電ラインを遮断する指令を出す手段は、その遮断指令を送出する前に、遮断すべきか否かを確認するための遮断確認信号を送信することを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の電力需要者集合エリアの電力システム。
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