JP4799531B2

JP4799531B2 - 集合住宅の電力配電システム、集合住宅の電力配分方法、集合住宅の電力配電管理装置

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Publication number: JP4799531B2
Application number: JP2007295613A
Authority: JP
Inventors: 史郎鈴木; 善朗伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2011-10-26
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Description

本発明は、集合住宅における電力配電に関するものである。

近年、住宅の高気密・高断熱化により室内の空気の汚染がないクリーンな熱源として電力が見直され、電気温水給湯器やＩＨクッキングヒーター等の普及によりオール電化住宅が増加し、電力消費量は年々増加の一途をたどっている。
このような状況下で、電力供給の規制緩和が進められており、電力自由化により電力供給ビジネスが活発化し、電力供給に関する競争が激しさを増している。

また、一般家庭では、複数台のエアコン等の多くの電気製品を備えることが一般化したため、集合住宅ではさらに多くのエアコンが設置され、またキッチンの電化（ＩＨクッキングヒーター、食器洗浄機など）も普及し始めており、電灯線の過負荷により幹線ブレーカが落ちる恐れが顕在化している。
過負荷を回避する手段としては、電灯線の増強を行うことが一般的であるが、既存の幹線の増強工事に手間と多額の費用が必要となる。

そこで、『大電力を必要とする電気機器を家庭で同時に使用した場合に、その家庭の上限供給電源容量をオーバし、ブレーカが落ちてしまうといったような事態を未然に防止でき、各電気機器に対し、安全にしかも効率よく電力供給が行える電力供給制御システムを提供する。』ことを目的とした技術として、『電気機器（１０４）の使用電力に関する情報を収集する情報収集手段（１０４、１０３、１０２、１０１）と、この情報収集手段で収集された使用電力に関する情報を基に、予め定められた許容電力量の範囲内で前記電気機器に電力を供給できるか否かを判断する判断手段（１０１）と、この判断手段で電力の供給が可能と判断された電気機器の電力消費を許可する手段（１０２、１０３）とを具備している。』というものが提案されている（特許文献１）。

また、『集合住宅全体の電力負荷について制御していないため、複数の家庭の電灯線が接続されている幹線の過負荷を引き起こし、幹線ブレーカが落ちてしまう。』ことを課題とした技術として、『屋外電灯線から供給された電力は、トランス１１により１００もしくは１００Ｖと２００Ｖに降圧され電灯線でメイン・サーキット・ブレーカ１２（ＭＣＢ）を介して集合住宅１４に供給される。ＭＣＢ１２は、ＭＣＢ１２に流れる電流値を測定し、幹線電流制御指示器１３（ＩＢ制御器）に電流値を出力する。ＩＢ制御器１３は、出力された電流値の変化により処理アルゴリズムに基づき各戸の電力制御機能付き電気機器に対する制御命令を電灯線搬送信号として送信する。』というものが提案されている（特許文献２）。

特開平１０−９４１９９号公報（要約）特開２００５−３１２２１０号公報（要約）

上記特許文献１に記載の技術では、集合住宅全体の電力負荷について制御していないため、複数の家庭の電灯線が接続されている幹線が過負荷を引き起こし、幹線ブレーカが落ちてしまう可能性がある。

また、上記特許文献２に記載の技術では、全戸に同一の命令を出すため、各住戸はこの命令に従うかどうかの選択（例えば規定以上の電力消費を行っているかどうか）しかできず、各住戸の都合が充分に考慮されない。
そのため、「契約の範囲であるのに充分な電力が供給されない」、「この時間帯にはどうしても電力が必要なので供給して欲しい」、といった不満が各住戸に発生する可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、集合住宅の幹線の過負荷を防止しつつ、各住戸の要求にできるだけ沿った電力負荷制御を実現することを目的とする。

本発明に係る集合住宅の電力配電システムは、幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、を有し、前記住戸電力管理手段は、前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御するものである。

本発明に係る集合住宅の電力配電システムによれば、各住戸間の電力負荷を協調制御して、各住戸に最適な方法でピーク電力を抑制することが可能となる。
さらに、既存の集合住宅においては、新たに幹線増強工事をすることなく、新規集合住宅においては、幹線などの電気設備を過大にすることなく、適切なコストで電化促進を図ることが可能となる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。
図１において、１は幹線ブレーカ、２は幹線電流計測手段、３は幹線電力管理手段である。幹線ブレーカ１と幹線電流計測手段２は、幹線５に接続されている。
住戸Ａ〜Ｃは、幹線５に接続されており、幹線５から電力の供給を受ける。

幹線ブレーカ１は、幹線５の過負荷を防止するためのものである。
幹線電流計測手段２は、幹線５に流れる電流を計測し、過負荷を検出するものである。
幹線電力管理手段３は、幹線電流計測手段２が幹線５の過負荷を検出した時に、所定の分配式により削減電力分配量を算出し各住戸に出力する。また、後述の住戸電力管理手段６から出力される住戸電力の量計測信号を住戸毎に累積した住戸累積電力の量を蓄積する。

幹線電力管理手段３は、幹線電流計測手段２に接続されている。また、幹線電力制御信号通信媒体４を介して、後述の住戸電力管理手段６に接続されている。

各住戸は、住戸電力管理手段６、住戸分岐線ブレーカ７、住戸電力制御信号通信媒体８、住戸分岐線９、電気機器１０を備える。

住戸電力管理手段６は、後述の住戸分岐線９に流れる電流を取得し、幹線電力管理手段３への住戸電力の量計測信号を出力する。また、幹線電力管理手段２からの幹線電力制御信号を取得し、各電気機器１０への住戸電力制御信号を出力する。
住戸分岐線ブレーカ７は、幹線５と住戸分岐線９の間に配置され、住戸分岐線９を介して電気機器１０に幹線５からの電力を供給する際に、住戸分岐線９の過負荷を防止する。
住戸電力制御信号通信媒体８は、住戸電力管理手段６から出力された住戸電力制御信号を、当該住戸内の電気機器１０に伝達する。
住戸分岐線９は、住戸電力管理手段６、住戸分岐線ブレーカ７、電気機器１０に接続され、幹線５から供給される電力を電気機器１０に供給する。
電気機器１０は、幹線５から電力の供給を受けて動作する家電製品などの機器であり、住戸電力制御信号通信媒体８と住戸分岐線９とに接続される。

幹線電流計測手段２、幹線電力管理手段３、および住戸電力管理手段６は、これらの機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアを用いて実現することもできるし、その機能の全部または一部をマイコンやＣＰＵのような演算装置とその動作を規定するソフトウェアを用いて実現することもできる。

本実施の形態１における「電力配電管理装置」は、幹線電流計測手段２および幹線電力管理手段３がこれに相当する。これらの手段は、図１に示すように分離して構成してもよいし、一体的に構成してもよい。

以上、図１の構成図に示す各構成部について説明した。
次に、図１に示す電力配電システムの動作について、以下の（ステップ１）〜（ステップ６）で説明する。

（ステップ１）
各住戸の住人は、電気機器１０を使用し、幹線５から供給される電力を消費する。各住戸における電力消費量の総和が規定値を超えると、幹線５が過負荷状態となる。
（ステップ２）
幹線電流計測手段２は、幹線５が過負荷になったことを検出し、幹線電力管理手段３にその旨を通知する。
（ステップ３）
幹線電力管理手段３は、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の分配式で算出し、各住戸の削減電力の量を求める。次に、幹線電力管理手段３は、求めた削減電力の量を、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力して通知する。

（ステップ４）
各住戸の住戸電力管理手段６は、ステップ３で幹線電力管理手段３が出力した幹線電力制御信号を受信する。次に、住戸電力管理手段６は、受信した幹線電力制御信号に従って各電気機器１０に住戸電力制御信号を出力する。
（ステップ５）
各電気機器１０は、ステップ４で住戸電力管理手段６が出力した住戸電力制御信号に従って運転制御を行う。
（ステップ６）
各住戸の電気機器１０が同様の運転制御を行うことにより、電力消費量の総和が抑制され、幹線５が過負荷の状態になることを防ぐことができる。

上述のステップにより、本実施の形態１に係る電力配電システムは、各住戸の電力負荷を各住戸に最適となるよう制御しつつ、ピーク電力を抑制することが可能である。

以上のように、本実施の形態１では、幹線電力管理手段３は、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の分配式で算出して各住戸に通知し、各住戸の住戸電力管理手段６は、その通知に基づき各電気機器１０の運転制御を行って電力消費量を抑制する。
これにより、電力消費量の総和が抑制され、幹線５が過負荷の状態になって幹線ブレーカ１が遮断動作を行うことがない。したがって、各住戸は電力消費量を抑制しながらも電気機器１０の使用を継続することができ、突然電力供給が遮断されるような不都合を受けることがなくなる。

実施の形態２．
実施の形態１では、本発明に係る集合住宅の電力配電システムの構成と動作の概略を説明した。本発明の実施の形態２および後述の実施の形態３〜７では、幹線電力管理手段３が各住戸の削減電力の量を求める際の分配式について、それぞれ異なる具体例および数値例を説明する。
なお、実施の形態２〜６に係る電力配電システムの構成図は、実施の形態１で説明した図１と同様であるため、説明を省略する。

以下の実施の形態２〜７の説明において、電力の量の単位を（Ａ）で記載する。集合住宅では、供給される電圧は各住戸で共通であるため、記載の簡易の観点からこのようにしたものである。

以下の実施の形態２〜７において、下記（１）〜（２）のような状況を仮定する。
（１）集合住宅内の住戸Ａ、Ｂ、Ｃの使用可能電力の量（契約電力の量）は、以下の通りとする。
（１．１）住戸Ａ：５０（Ａ）
（１．２）住戸Ｂ：３０（Ａ）
（１．３）住戸Ｃ：２０（Ａ）
（２）集合住宅全体の使用可能電力の量は、７０（Ａ）とする。

（３）さらに、上記（１）〜（２）の条件の下、各住戸の電力使用量が以下のように増加して合計７９（Ａ）となり、したがって電力消費量の総和を９（Ａ）抑えなければならないものとする。
（３．１）住戸Ａ：３０（Ａ） −＞３４（Ａ）
（３．２）住戸Ｂ：３０（Ａ） −＞３０（Ａ）
（３．３）住戸Ｃ：５（Ａ） −＞１５（Ａ）

なお、ここでいう増加量は、適当に定めた単位時間あたりの増加量としてもよいし、各住戸の電力使用量を定期的に監視した結果得られる瞬時的な増加量としてもよい。

本実施の形態２において、幹線電力管理手段３は、各住戸の削減電力の量が同量となるように、総削減量を平均化して各住戸に分配する。
即ち、集合住宅全体として削減すべき電力の量は９（Ａ）であるので、これを平均化すると各住戸の削減すべき電力の量は以下のようになる。
（１）住戸Ａ：−３（Ａ）
（２）住戸Ｂ：−３（Ａ）
（３）住戸Ｃ：−３（Ａ）

幹線電力管理手段３は、上記のような手順で各住戸の削減電力の量を求め、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力する。
各住戸の住戸電力管理手段６は、幹線電力制御信号に基づき電気機器１０の電力制御を行い、これにより各住戸の電力消費量は以下のようになり、幹線５への負荷は７０（Ａ）に抑えられる。
（１）住戸Ａ：３４（Ａ） −＞３１（Ａ）
（２）住戸Ｂ：３０（Ａ） −＞２７（Ａ）
（３）住戸Ｃ：１５（Ａ） −＞１２（Ａ）

本実施の形態２において、仮に使用電力の量が３Ａ未満の住戸がある場合は、その住戸は３（Ａ）の削減ができないため、各住戸の削減量が同一とならない。
この場合は、できる限り各住戸の削減量が同一に近づくよう、その住戸の電力の量を０（Ａ）にするとともに、残りの削減量を他の住戸で按分するとよい。

実施の形態３．
本実施の形態３において、幹線電力管理手段３は、使用可能電力の量（契約電力の量）の高い住戸ほど電力を多く使用できるように、使用量の優先順位を高くする。即ち、本実施の形態３では、使用可能電力の量の高い住戸ほど、削減すべき電力の量が小さくなるように、削減量の順位付けが行われる。
使用可能電力の量の高いのは、住戸Ａ＞住戸Ｂ＞住戸Ｃの順であるので、削減すべき電力の量が大きいのは、住戸Ｃ＞住戸Ｂ＞住戸Ａの順となる。

なお、本実施の形態３における「各住戸が使用を契約している電力の契約量」は、各住戸の契約電力の量がこれに相当する。
ここでは記載の簡易の観点から単位を（Ａ）として説明しているが、必ずしもアンペア契約に限られるものではなく、その他の単位系に準じて電力使用契約をしたものであってもよい。

集合住宅全体として削減すべき電力の量は９Ａであるので、これを各住戸の使用可能電力の量（契約電力の量）の比「５０：３０：２０」で配分すると、以下のようになる。
全体削減量＝９（Ａ） −＞４．５（Ａ）：２．７（Ａ）：１．８（Ａ）

本実施の形態３では、使用可能電力の量の高い住戸ほど削減すべき電力の量を小さくするので、これに従って上述の削減電力の量を配分すると、以下のようになる。
（１）住戸Ａ：−１．８（Ａ）
（２）住戸Ｂ：−２．７（Ａ）
（３）住戸Ｃ：−４．５（Ａ）

幹線電力管理手段３は、上記のような手順で各住戸の削減電力の量を求め、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力する。
各住戸の住戸電力管理手段６は、幹線電力制御信号に基づき電気機器１０の電力制御を行い、これにより各住戸の電力消費量は以下のようになり、幹線５への負荷は７０（Ａ）に抑えられる。
（１）住戸Ａ：３４（Ａ） −＞３２．２（Ａ）
（２）住戸Ｂ：３０（Ａ） −＞２７．３（Ａ）
（３）住戸Ｃ：１５（Ａ） −＞１０．５（Ａ）

本実施の形態３において、各住戸の使用可能電力の量（契約電力の量）は、幹線電力管理手段３または住戸電力管理手段６が備えるメモリやＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）などの記憶装置にあらかじめ格納しておき、これから取得すればよい。
あるいは、幹線電力管理手段３または住戸電力管理手段６が各住戸の契約情報を格納したサーバ等にアクセスし、これから取得してもよい。

実施の形態４．
本実施の形態４において、幹線電力管理手段３は、各住戸の電力削減率が同一となるように、削減量を各住戸に分配する。ここでいう削減率とは、各住戸の使用可能電力の量（契約電力の量）を基準とした電力使用量の削減割合のことである。
集合住宅全体として削減すべき電力の量は９（Ａ）であるので、これを各住戸の削減率が同一となるように配分するには、下記（式１）（式２）のＡ０、Ｂ０、Ｃ０を求めればよい。

Ａ０／Ａｍａｘ＝Ｂ０／Ｂｍａｘ＝Ｃ０／Ｃｍａｘ・・・（式１）
（Ａ０＋Ｂ０＋Ｃ０）＝９（Ａ）・・・（式２）
ただし、
Ａ０：住戸Ａの制限電力の量（Ａ）
Ｂ０：住戸Ｂの制限電力の量（Ａ）
Ｃ０：住戸Ｃの制限電力の量（Ａ）
Ａｍａｘ：住戸Ａの使用可能電力の量（契約電力の量）＝５０（Ａ）
Ｂｍａｘ：住戸Ｂの使用可能電力の量（契約電力の量）＝３０（Ａ）
Ｃｍａｘ：住戸Ｃの使用可能電力の量（契約電力の量）＝２０（Ａ）

上記（式１）（式２）の解を求めると、下記のようになる。
（１）Ａ０＝４．５（Ａ）
（２）Ｂ０＝２．７（Ａ）
（３）Ｃ０＝１．８（Ａ）

また、各住戸の削減率は、下記のように全住戸で等しくなる。
（１）住戸Ａ：４．５／５０＝９（％）
（２）住戸Ｂ：２．７／３０＝９（％）
（３）住戸Ｃ：１．８／２０＝９（％）

幹線電力管理手段３は、上記のような手順で各住戸の削減電力の量を求め、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力する。
各住戸の住戸電力管理手段６は、幹線電力制御信号に基づき電気機器１０の電力制御を行い、これにより各住戸の電力消費量は以下のようになり、幹線５への負荷は７０（Ａ）に抑えられる。
（１）住戸Ａ：３４（Ａ） −＞２９．５（Ａ）
（２）住戸Ｂ：３０（Ａ） −＞２７．３（Ａ）
（３）住戸Ｃ：１５（Ａ） −＞１３．２（Ａ）

実施の形態５．
本実施の形態５において、幹線電力管理手段３は、現時点で電力を多く必要としている住戸（電力使用量の増加が大きい住戸）ほど電力を多く使用できるように、使用量の優先順位を高くする。
即ち、本実施の形態５では、電力使用量の増加が大きい住戸ほど電力削減量が少なくなり、電力使用量の増加が小さい住戸ほど電力削減量が大きくなるように、削減量の順位付けが行われる。

各住戸の電力使用量の増加は、先に述べた条件より、以下のようになる。
（１）住戸Ａ：３４（Ａ）−３０（Ａ）＝４（Ａ）
（２）住戸Ｂ：３０（Ａ）−３０（Ａ）＝０（Ａ）
（３）住戸Ｃ：１５（Ａ）− ５（Ａ）＝１０（Ａ）

したがって、電力使用量の増加が大きいのは、住戸Ｃ＞住戸Ａ＞住戸Ｂの順であるので、削減すべき電力の量が大きいのは、住戸Ｂ＞住戸Ａ＞住戸Ｃの順となる。

集合住宅全体として削減すべき電力の量は９Ａであるので、これを各住戸の電力使用量の増加分の比「４：０：１０」で配分すると、以下のようになる。
全体削減量＝９（Ａ） −＞２．６（Ａ）：０（Ａ）：６．４（Ａ）

本実施の形態５では、住戸Ｂ＞住戸Ａ＞住戸Ｃの順に削減すべき電力の量を順位付けするので、これに従って上述の削減電力の量を配分すると、以下のようになる。
（１）住戸Ａ：−２．６（Ａ）
（２）住戸Ｂ：−６．４（Ａ）
（３）住戸Ｃ：０（Ａ）

幹線電力管理手段３は、上記のような手順で各住戸の削減電力の量を求め、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力する。
各住戸の住戸電力管理手段６は、幹線電力制御信号に基づき電気機器１０の電力制御を行い、これにより各住戸の電力消費量は以下のようになり、幹線５への負荷は７０（Ａ）に抑えられる。
（１）住戸Ａ：３４（Ａ） −＞３１．４（Ａ）
（２）住戸Ｂ：３０（Ａ） −＞２３．６（Ａ）
（３）住戸Ｃ：１５（Ａ） −＞１５．０（Ａ）

実施の形態６．
本実施の形態６において、幹線電力管理手段３は、過去の電力使用量に基づき、電力使用頻度の高い住戸ほど電力を多く使用できるように、使用量の優先順位を高くする。
即ち、本実施の形態６では、過去の電力使用量が大きい住戸ほど電力削減量が少なくなるように、削減量の順位付けが行われる。

なお、幹線電力管理手段３は、各住戸の電力使用量の累積値を格納する記憶手段（図示せず）を備えているものとする。記憶手段は、ＨＤＤのような書き込み可能な記憶装置で構成することができる。
幹線電力管理手段３は、上述の記憶手段より、住戸の電力使用量の累積値を取得する。

まず、過去の電力使用量を累積する手順について説明する。
（１）住戸電力管理手段６は、各住戸の電力使用量を計測し、幹線電力管理手段３へ住戸電力の量計測信号を出力する。
（２）幹線電力管理手段３は、住戸電力の量計測信号を住戸毎に累積してその累積値を記憶手段に格納する。

ここでは、各住戸の累積使用電力の量の比が、住戸Ａ：住戸Ｂ：住戸Ｃ＝１０：６：４であったものと仮定する。
したがって、過去の電力使用量が大きいのは、住戸Ａ＞住戸Ｂ＞住戸Ｃの順であるので、削減すべき電力の量が大きいのは、住戸Ｃ＞住戸Ｂ＞住戸Ａの順となる。

集合住宅全体として削減すべき電力の量は９Ａであるので、これを各住戸の過去の電力使用量の比「１０：６：４」で配分すると、以下のようになる。
全体削減量＝９（Ａ） −＞４．５（Ａ）：２．７（Ａ）：１．８（Ａ）

本実施の形態６では、住戸Ｃ＞住戸Ｂ＞住戸Ａの順に削減すべき電力の量を順位付けするので、これに従って上述の削減電力の量を配分すると、以下のようになる。
（１）住戸Ａ：−１．８（Ａ）
（２）住戸Ｂ：−２．７（Ａ）
（３）住戸Ｃ：−４．５（Ａ）

幹線電力管理手段３は、上記のような手順で各住戸の削減電力の量を求め、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力する。
各住戸の住戸電力管理手段６は、幹線電力制御信号に基づき電気機器１０の電力制御を行い、これにより各住戸の電力消費量は以下のようになり、幹線５への負荷は７０（Ａ）に抑えられる。
（１）住戸Ａ：３４（Ａ） −＞３２．２（Ａ）
（２）住戸Ｂ：３０（Ａ） −＞２７．３（Ａ）
（３）住戸Ｃ：１５（Ａ） −＞１１．５（Ａ）

なお、本実施の形態６において、幹線電力管理手段３が記憶手段を備えるものとしたが、記憶手段を備える箇所は幹線電力管理手段３の外部でもよい。即ち、当該集合住宅の電力配電システムからアクセス可能な位置に配置されていればよい。

実施の形態７．
図２は、本発明の実施の形態７に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。
図２において、各住戸には実施の形態１の図１で説明した構成に加えて新たに住戸電力予約入力手段１３が備えられている。住戸電力予約入力手段１３は、住戸電力管理手段６に接続されている。
また、幹線電力管理手段３は、後述する各住戸の電力使用の予約情報を格納する記憶手段（図示せず）を備えているものとする。記憶手段は、ＨＤＤのような書き込み可能な記憶装置で構成することができる。
幹線電力管理手段３は、上述の記憶手段より、住戸の電力使用の予約情報を取得する。
その他の構成は実施の形態１で説明した図１と同様であるため、説明を省略する。

住戸電力予約入力手段１３は、例えばタッチパネルのような入力デバイスで構成され、各住戸の住人が電力を使用したい日時と使用量等を、電力使用の予約情報として入力するためのものである。
住戸電力予約入力手段１３に入力された予約情報は、幹線電力制御信号通信媒体４を介して幹線電力管理手段３に出力される。
幹線電力管理手段３は、受信した予約情報を住戸毎に記憶手段に格納する。

本実施の形態７において、幹線電力管理手段３は、電力の使用を予約している住戸に優先して電力が割り当てられるように、使用量の優先順位を高くする。
即ち、予約した使用量までは必ず電力の量が確保されるよう各住戸に電力を割り当てるとともに、予約量を超えて電力を使用している場合は、予約量まで使用量を抑えるように削減量を割り当てる。

ここでは、例として各住戸の予約情報が下記のように入力されているものとする。
（１）住戸Ａ：２００７年４月１９日１８：００〜２０：００＝４０（Ａ）
（２）住戸Ｂ：２００７年４月１９日１９：００〜１９：３０＝２５（Ａ）
（３）住戸Ｃ：予約なし

２００７年４月１９日１９：２０に、各住戸の電力使用量が以下のように増加して合計７９（Ａ）となり、したがって電力消費量の総和を９（Ａ）抑えなければならないものと仮定する。
（１）住戸Ａ：３０（Ａ） −＞４６（Ａ）
（２）住戸Ｂ：２０（Ａ） −＞２４（Ａ）
（３）住戸Ｃ：５（Ａ） −＞９（Ａ）

予約している住戸を優先させて分配量を算出すると、以下のようになる。
（１）住戸Ａ：予約が４０（Ａ）なので、６（Ａ）削減して４０（Ａ）とする。
（２）住戸Ｂ：予約が２５（Ａ）、現在の使用量は２４（Ａ）なので、削減なし。
（３）住戸Ｃ：予約がないので優先割り当てはしない。残りの必要削減量である３（Ａ）を削減し、６（Ａ）とする。

幹線電力管理手段３は、上記のような手順で各住戸の削減電力の量を求め、幹線電力制御信号として各住戸の住戸電力管理手段６に出力する。
各住戸の住戸電力管理手段６は、幹線電力制御信号に基づき電気機器１０の電力制御を行い、これにより各住戸の電力消費量は上記のようになり、幹線５への負荷は７０（Ａ）に抑えられる。

本実施の形態７において、住戸の住人が住戸電力予約入力手段１３を用いて使用電力を予約する際には、以下のような制約条件を課してもよい。

（１）契約電力の量のチェック
各住戸の使用可能電力の量（契約電力の量）を超えて電力を予約しないよう、住戸電力予約入力手段１３、住戸電力管理手段６、または幹線電力管理手段３で入力内容をチェックするようにしてもよい。

（２）集合住宅全体の使用電力の量のチェック
各住戸の予約電力の量の総和が集合住宅全体の使用可能電力の量を超えないよう、住戸電力予約入力手段１３、住戸電力管理手段６、または幹線電力管理手段３で入力内容をチェックするようにしてもよい。

なお、本実施の形態７において、幹線電力管理手段３が記憶手段を備えるものとしたが、記憶手段を備える箇所は幹線電力管理手段３の外部でもよい。即ち、当該集合住宅の電力配電システムからアクセス可能な位置に配置されていればよい。

なお、上述した実施の形態２〜７において、設定した数値は一例であり、適応する集合住宅に応じて適切に設定され、快適性を失わずに、電化促進と遮断防止を図るための電流制御が行われることはいうまでもない。

実施の形態８．
図３は、本発明の実施の形態８に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。
図３において、各住戸には実施の形態１の図１で説明した構成に加えて新たに電気機器制御用通信手段１１が備えられている。電気機器制御用通信手段１１は、住戸電力管理手段６と電気機器１０に接続されている。
その他の構成は実施の形態１で説明した図１と同様であるため、説明を省略する。

実施の形態１〜７では、住戸電力管理手段６は電気機器１０へ住戸電力制御信号を出力することを説明した。
本実施の形態８では、住戸電力管理手段６は電気機器制御用通信手段１１に住戸電力制御信号を出力する。
電気機器制御用通信手段１１は、住戸電力管理手段６より受け取った住戸電力制御信号に基づき、電気機器１０の電力制御を行う。電気機器制御用通信手段１１と電気機器１０の間の通信は、有線でも無線でもよい。
その他の動作に関しては、実施の形態１〜６のいずれかと同様であるため、説明を省略する。
なお、実施の形態７と同様に各住戸に住戸電力予約入力手段１３を設け、電力配分に係る動作を実施の形態７と同様に構成することもできる。この場合の信号伝達経路も、上記と同様である。

以上のように、本実施の形態８では、住戸電力管理手段６は電気機器制御用通信手段１１を介して住戸電力制御信号を出力する。
これにより、住戸電力管理手段６が電気機器１０とのインターフェースを持たない場合でも、電気機器制御用通信手段１１が電気機器１０との通信を媒介することにより、実施の形態１〜７と同様の電力制御を実現することができる。

例えば、既に住戸電力管理手段６を設置している住戸において、本実施の形態８のような構成を適用することで、既設の集合住宅でも実施の形態１〜７と同様の電力制御を行うことができる。

実施の形態９．
図４は、本発明の実施の形態９に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。
図４において、幹線ブレーカ１、幹線電流計測手段２、幹線電力管理手段３、幹線電力制御信号通信媒体４、および幹線５は、実施の形態１で説明した図１と同様である。

各住戸は、住戸分岐線９、電気機器１０、および住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ１２を備える。
住戸分岐線９と電気機器１０は、実施の形態１で説明した図１と同様である。
住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ１２は、住戸分岐線９に流れる電流を取得し、幹線電力管理手段３へ住戸電力の量計測信号を出力する。また、幹線電力管理手段３からの幹線電力制御信号を受信し、各電気機器１０へ供給される電力を制御して住戸分岐線９の過負荷を防止する。

住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ１２は、実施の形態１〜７で説明した住戸電力管理手段６と住戸分岐線ブレーカ７の役割を兼ね備えるものである。
即ち、住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ１２は、幹線電力管理手段３より幹線電力制御信号を受信し、電気機器１０に住戸電力制御信号を出力して電力制御を行う。

その他の動作に関しては、実施の形態１〜６のいずれかと同様であるため、説明を省略する。
なお、実施の形態７と同様に各住戸に住戸電力予約入力手段１３を設け、電力配分に係る動作を実施の形態７と同様に構成することもできる。この場合の信号伝達経路も、上記と同様である。

以上のように、本実施の形態９では、住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ１２は住戸電力管理手段６と住戸分岐線ブレーカ７の役割を兼ね備え、電気機器１０の電力制御を行って住戸分岐線９の過負荷を防止する。
本実施の形態９のような構成は、住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ１２の機能が既存の住戸用ブレーカとは異なるため、新規に建てる集合住宅のように設計上の自由が利く環境下に向いている。

実施の形態１に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。実施の形態７に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。実施の形態８に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。実施の形態９に係る集合住宅の電力配電システムの構成図である。

符号の説明

１幹線ブレーカ、２幹線電流計測手段、３幹線電力管理手段、４幹線電力制御信号通信媒体、５幹線、６住戸電力管理手段、７住戸分岐線ブレーカ、８住戸電力制御信号通信媒体、９住戸分岐線、１０電気機器、１１電気機器制御用通信手段、１２住戸分岐線電力管理機能付きブレーカ、１３住戸電力予約入力手段。

Claims

幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、
を有し、
前記幹線電力管理手段は、
各住戸が使用を契約している電力の契約量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記契約量の比で配分し、前記契約量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出し、
前記住戸電力管理手段は、
前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電システム。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、
を有し、
前記幹線電力管理手段は、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、各住戸が削減すべき電力使用量が同量となるように、前記総削減量を前記各住戸数で平均化した値を前記削減電力の量とし、
前記各住戸のうち、現在の電力使用量が前記削減電力量未満の住戸がある場合は、当該住戸の電力使用量をゼロとするとともに、当該住戸が削減すべき残りの電力使用量を、他の住戸数で平均化して前記削減電力の量に加算した値を前記削減電力の量とし、
前記住戸電力管理手段は、
前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電システム。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、
を有し、
前記幹線電力管理手段は、
各住戸が使用を契約している電力の契約量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、
各住戸の前記削減電力の量の合計が前記総削減量となり、且つ、各住戸の前記削減電力の量を当該住戸の前記契約量で除した電力削減率が、各住戸で同一となるように、前記削減電力の量を算出し、
前記住戸電力管理手段は、
前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電システム。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、
を有し、
前記幹線電力管理手段は、
各住戸の電力使用量の増加量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記増加量の比で配分し、前記増加量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出し、
前記住戸電力管理手段は、
前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電システム。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、
各住戸の累積電力使用量を格納する記憶手段と、
を有し、
前記幹線電力管理手段は、
前記記憶手段に格納された各住戸の累積電力使用量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記累積電力使用量の比で配分し、前記累積電力使用量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出し、
前記住戸電力管理手段は、
前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電システム。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅の電力配電システムであって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸に設けられ当該住戸の電力使用量を制御する住戸電力管理手段と、
住戸の電力使用量を予約する予約入力手段を各住戸に有するとともに、
前記予約入力手段より予約された予約情報を格納する記憶手段と、
を有し、
前記幹線電力管理手段は、
前記記憶手段に格納された各住戸の電力使用量の予約情報を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、
予約のある住戸の現在の使用電力量が、予約した使用電力量を超えている場合、当該超えた値を前記削減電力の量とし、
予約のある住戸の現在の使用電力量が、予約した使用電力量以下の場合、当該住戸の前記削減電力の量をゼロとし、
前記総削減量から、前記予約のある住戸の前記削減電力の量を減算した残りの電力使用量を、予約のない住戸に配分して前記削減電力の量を算出し、
前記住戸電力管理手段は、
前記幹線電力管理手段が通知した前記削減電力の量に基づき、当該住戸内の電力使用量を制御する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電システム。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に電力を配分する方法であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出するステップと、
過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する算出ステップと、
前記削減電力の量に基づき各住戸の電力使用量を制御するステップと、
を有し、
前記算出ステップにおいて、
各住戸が使用を契約している電力の契約量を取得し、
前記過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記契約量の比で配分し、前記契約量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配分方法。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に電力を配分する方法であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出するステップと、
過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する算出ステップと、
前記削減電力の量に基づき各住戸の電力使用量を制御するステップと、
を有し、
前記算出ステップにおいて、
前記過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、各住戸が削減すべき電力使用量が同量となるように、前記総削減量を前記各住戸数で平均化した値を前記削減電力の量とし、
前記各住戸のうち、現在の電力使用量が前記削減電力量未満の住戸がある場合は、当該住戸の電力使用量をゼロとするとともに、当該住戸が削減すべき残りの電力使用量を、他の住戸数で平均化して前記削減電力の量に加算した値を前記削減電力の量とする
ことを特徴とする集合住宅の電力配分方法。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に電力を配分する方法であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出するステップと、
過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する算出ステップと、
前記削減電力の量に基づき各住戸の電力使用量を制御するステップと、
を有し、
前記算出ステップにおいて、
各住戸が使用を契約している電力の契約量を取得し、
前記過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、
各住戸の前記削減電力の量の合計が前記総削減量となり、且つ、各住戸の前記削減電力の量を当該住戸の前記契約量で除した電力削減率が、各住戸で同一となるように、前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配分方法。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に電力を配分する方法であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出するステップと、
過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する算出ステップと、
前記削減電力の量に基づき各住戸の電力使用量を制御するステップと、
を有し、
前記算出ステップにおいて、
各住戸の電力使用量の増加量を取得し、
前記過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記増加量の比で配分し、前記増加量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配分方法。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に電力を配分する方法であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出するステップと、
過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する算出ステップと、
前記削減電力の量に基づき各住戸の電力使用量を制御するステップと、
を有し、
各住戸の累積電力使用量を格納する記憶手段を設けておき、
前記算出ステップにおいて、
前記記憶手段に格納された各住戸の累積電力使用量を取得し、
前記過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記累積電力使用量の比で配分し、前記累積電力使用量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配分方法。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に電力を配分する方法であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出するステップと、
過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する算出ステップと、
前記削減電力の量に基づき各住戸の電力使用量を制御するステップと、
を有し、
各住戸の電力使用量の予約情報を格納する記憶手段を設けておき、
住戸の電力使用量を予約して予約情報を前記記憶手段に格納するステップを有し、
前記算出ステップにおいて、
前記記憶手段に格納された各住戸の電力使用量の予約情報を取得し、
前記過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、
予約のある住戸の現在の使用電力量が、予約した使用電力量を超えている場合、当該超えた値を前記削減電力の量とし、
予約のある住戸の現在の使用電力量が、予約した使用電力量以下の場合、当該住戸の前記削減電力の量をゼロとし、
前記総削減量から、前記予約のある住戸の前記削減電力の量を減算した残りの電力使用量を、予約のない住戸に配分して前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配分方法。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に配分する電力を管理する装置であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
を備え、
前記幹線電力管理手段は、
各住戸が使用を契約している電力の契約量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記契約量の比で配分し、前記契約量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電管理装置。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に配分する電力を管理する装置であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
を備え、
前記幹線電力管理手段は、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、各住戸が削減すべき電力使用量が同量となるように、前記総削減量を前記各住戸数で平均化した値を前記削減電力の量とし、
前記各住戸のうち、現在の電力使用量が前記削減電力量未満の住戸がある場合は、当該住戸の電力使用量をゼロとするとともに、当該住戸が削減すべき残りの電力使用量を、他の住戸数で平均化して前記削減電力の量に加算した値を前記削減電力の量とする
ことを特徴とする集合住宅の電力配電管理装置。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に配分する電力を管理する装置であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
を備え、
前記幹線電力管理手段は、
各住戸が使用を契約している電力の契約量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、
各住戸の前記削減電力の量の合計が前記総削減量となり、且つ、各住戸の前記削減電力の量を当該住戸の前記契約量で除した電力削減率が、各住戸で同一となるように、前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電管理装置。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に配分する電力を管理する装置であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
を備え、
前記幹線電力管理手段は、
各住戸の電力使用量の増加量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記増加量の比で配分し、前記増加量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電管理装置。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に配分する電力を管理する装置であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸の累積電力使用量を取得する手段と、
を備え、
前記幹線電力管理手段は、
前記各住戸の累積電力使用量を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、前記総削減量を各住戸の前記累積電力使用量の比で配分し、前記累積電力使用量が大きい住戸ほど削減すべき電力の量が少なくなるように前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電管理装置。
幹線を介して各住戸に電力を配電する集合住宅において各住戸に配分する電力を管理する装置であって、
前記幹線に流れる電流を計測して過負荷を検出する幹線電流計測手段と、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出した際に、各住戸が削減すべき電力使用量を所定の算出式で算出して求めた結果として得られた削減電力の量を各住戸に通知する幹線電力管理手段と、
各住戸の電力使用量の予約情報を取得する手段と、
を備え、
前記幹線電力管理手段は、
前記各住戸の電力使用量の予約情報を取得し、
前記幹線電流計測手段が過負荷を検出する電力の量を超えた値を、総削減量として求め、
予約のある住戸の現在の使用電力量が、予約した使用電力量を超えている場合、当該超えた値を前記削減電力の量とし、
予約のある住戸の現在の使用電力量が、予約した使用電力量以下の場合、当該住戸の前記削減電力の量をゼロとし、
前記総削減量から、前記予約のある住戸の前記削減電力の量を減算した残りの電力使用量を、予約のない住戸に配分して前記削減電力の量を算出する
ことを特徴とする集合住宅の電力配電管理装置。