JP5204470B2 - 電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、住宅、店舗、オフィスなどの建築物に配置された機器への給電に際して、商用電源のような主電源とは別に、主電源の停電時などに電源供給のバックアップを行う分散電源を設けた電力供給システムに関するものである。

一般に、この種の電力供給システムは、商用電源のような主電源の停電時に、バッテリや太陽電池などの分散電源の電力を用いて電源のバックアップを行うように構成されている（たとえば、特許文献１）。特許文献１には、電源のバックアップを行う給電制御装置から電源を供給する電力線に出力側開閉器を介して負荷を接続した構成であって、負荷ごとに設けた出力側開閉器のオンオフを信号により制御する技術が記載されている。また、交流電源が停電すると重要負荷にのみ電力が供給されるように、出力側開閉器のオンオフを制御することが記載されている。
特開平９−１３５５４１号公報

分散電源は、主電源に比較すると供給可能な電力容量の小さいことが多く、持続して安定的に電力を供給することは困難である。たとえば、電池を電源とする分散電源では、機器への給電に伴って電池残量が低下するから、時間が経過すると機器への電力供給が停止することになる。また、太陽電池を電源とする分散電源では、十分な光量の太陽光が得られる晴天の昼間であれば、機器の駆動に必要な電力容量を確保できるとしても、雨天や夜間では機器の駆動に必要な発電量が得られない。

ところで、商用電源の電力を主電源として利用するときには、停電の平均頻度は現在の日本国内では１年間に１回にも満たず、１回の停電の継続時間は３０分以内であることが知られている。したがって、この程度の停電に対応できるようにバックアップ用の分散電源を設けておけば用が足りると言える。ただし、上述のように分散電源は供給可能な電力容量に限りがあるから、建築物に付設されたすべての機器が一斉に動作するとバックアップに足りなくなるという問題が生じる。

特許文献１に記載の技術では、分散電源（無停電電源装置）からの電力を重要負荷にのみ供給するように出力側開閉器のオンオフを制御するから、分散電源の限られた電力を利用して比較的長時間に亘って重要負荷に電力を供給することが可能になる。しかしながら、出力側開閉器ごとに接続された負荷を登録しておかなければ、停電時における各出力側開閉器のオンオフの状態を決めることができない。つまり、出力側開閉器に負荷を関係付ける作業が必須であり、どの出力側開閉器に重要負荷が接続されているかがわかりにくいという問題を有している。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、主電源とは別に設けた分散電源のみで機器に給電するにあたり、分散電源から給電する機器を制限することにより、必要な機器を確実に動作させ、しかも分散電源から給電する必要のある機器を直接指定することを可能にして機器の指定を容易にした電力供給システムを提供することにある。

請求項１の発明は、主電源の停止時にバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、建築物に付設され電力供給部から供給される電力により駆動される複数の機器と、主電源の停止を検出する停電検出部と、使用する機器の優先度を記憶する優先度記憶部と、機器との間で通信可能であって停電検出部が主電源の停止を検出すると優先度記憶部に設定されている機器別の優先度に従って電力供給部から給電する機器を選択し、非選択の機器に対して通信により動作の停止を指示する機器選択部とを備え、前記優先度記憶部は、前記機器ごとに、前記停電検出部により前記主電源の停止が検出された後の経過時間を優先度に関係付けて記憶する領域を備え、前記機器は、前記機器選択部により停止が指示されると主機能を停止し通信機能を継続動作させる構成であって、前記分散電源は電池を電源とし、前記機器選択部は、電池残量を監視する残量監視手段を備えるとともに、残量監視手段により監視した電池残量の段階ごとに優先度を関係付け、前記段階ごとに電池残量の減少に伴って優先度の低い機器から順に非選択とし、さらに、前記機器選択部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出してから復電するまでの期間において停止が検出された後の経過時間を計時する計時手段を備えるとともに、計時した経過時間を前記優先度記憶部に記憶された経過時間に照合して経過時間に関係付けられた優先度を用いて給電する機器を変更することを特徴とする。

ここに、主電源の停止は、主電源が利用できないことを意味し、停電のように電源が遮断される場合だけではなく線間電圧の異常な低下の場合も含まれる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記優先度記憶部は、前記機器との通信により取得した各機器の種別に基づいて機器別の優先度を設定することを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、優先度記憶部に記憶させた優先度に従って電力供給部から給電する機器を選択する機器選択部を設け、機器選択部は、選択されない機器に対しては通信することにより動作の停止を指示するから、選択された機器のみに分散電源から給電される。その結果、主電源の停止時に分散電源から給電する機器を制限することができ、分散電源の限られた電力容量でも必要な機器を確実に動作させることができる。しかも、電力供給部から給電する機器を選択し、非選択の機器には通信により動作の停止を指示し、分散電源から給電する必要のある機器を通信により直接指定しているから、機器の指定が容易である。

さらに、分散電源が電池を電源とし、電池残量の各段階に機器の優先度を関係付けてあり、電池残量が減少するに従って非選択の機器が増加し、優先度の高い機器には電池残量がなくなるまで給電されるから、安全の確保などのために必須の機器に対する給電を可能な限り継続することができる。

加えて、主電源の停止後において機器の通信機能を利用することにより、分散電源から電力を供給する機器の優先度を変更することを可能にしているから、たとえば、分散電源からの給電を行わないように優先度が設定されている照明機器に対して、当該照明機器を点灯させるスイッチが操作されたときに、当該照明機器にのみ給電するという動作が可能になる。すなわち、夜間に主電源が停止したときに、室内を照明する照明機器が機器選択部により選択されない機器であったとしても、手元のスイッチを操作することにより当該照明機器を強制的に点灯させることが可能になり、安全性の確保に役立てることができる。

その上、主電源の停止後の経過時間に伴って分散電源から電力を供給する機器の優先度を変更することができるから、たとえば、主電源の停止時にはすべての照明機器への給電を可能にしておき、時間経過に伴って徐々に点灯灯数を減少させるという動作が可能になる。このような動作を行えば、階段灯のような照明機器において、主電源の停止に伴って急に消灯して足元の安全が確保できなくなるということがなく、しかも点灯している照明機器の灯数が時間経過に伴って減少することによって主電源が停止したことを報知することが可能になり、すべての照明機器が消灯するまでに安全な場所に立ち去らせることが可能になる。

請求項２の発明の構成によれば、優先度記憶部は機器の種別を通信により獲得して優先度を設定するから、たとえば、各機器をセキュリティ機器、通信機器、照明機器という種別に分類しておき、各種別の機器にこの順で優先度を設定しておけば、分散電源の電力容量がもっとも小さい状態でもセキュリティ機器を最後まで動作させることができ、安全性を確保することができる。
請求項３の発明の構成によれば、機器が直流であるから分散電源として二次電池や太陽電池を用いる場合に交流電力に変換する必要がなく、分散電源では出力電圧の制御のみを行えばよく、分散電源の構成が簡単になる。

以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。図３は本実施形態を適用する電力供給システムの全体構成である。家屋Ｈには、図３に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部（電力供給部）１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（機器）１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

以下では、図１を参照して本実施形態の要部について説明する。図１において実線は電力の供給経路を示し、破線は通信経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Ｗｄｃとは別に設けてもよい。直流電力供給部１０１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を含み交流電源ＡＣを電源とする主電源１０と、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３のうち少なくとも二次電池１６２を含む分散電源２０とを備える。

また、図示例では、直流電力供給部１０１が、主電源１０の停止（停電や線間電圧の異常低下）を検出する停電検出部１１と、主電源１０と分散電源２０と直流供給線路Ｗｄｃとの接続を行う給電制御部１２とを備える。給電制御部１２は、分散電源２０に設けた二次電池１６２への充電電流を制御する機能も備える。停電検出部１１と給電制御部１２とは直流電力供給部１０１とは別に設けてもよい。給電制御部１２は、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出すると、直流供給線路Ｗｄｃから主電源１０を切り離し、分散電源２０のみを直流供給線路Ｗｄｃに接続する。この構成により、主電源１０の停止時に分散電源２０によるバックアップが可能になっている。

停電検出部１１と給電制御部１２とは、優先度記憶部１３および機器選択部１４とともに協調制御部１１３に設けられる。優先度記憶部１３は、直流機器１０２の種別などにより決められる優先度を、各直流機器１０２の識別情報（ＩＰアドレスなど）に関係付けて記憶する書換可能な不揮発性の半導体メモリを備える。

直流機器１０２は、図２に示すように、直流機器１０２として期待される機能を奏する主機能部１０２ａとは別に、通信を可能にするために通信機能部１０２ｂを備え、主機能部１０２ａと通信機能部１０２ｂとは直流電力と通信信号とを分離するフィルタ回路１０２ｃを通して直流供給線路Ｗｄｃに接続される。フィルタ回路１０２ｃと主機能部１０２ａとの間には通信機能部１０２ｂにより制御されるスイッチ要素１０２ｄが挿入されている。通信機能部１０２ｂは、常時はスイッチ要素１０２ｄをオンにしているが、機器選択部１４からの指示によりスイッチ要素１０２ｄをオフにする。通信機能部１０２ｂの電源はスイッチ要素１０２ｄに対してフィルタ回路１０２ｃ側から供給されており、スイッチ要素１０２ｄがオフになっても通信機能部１０２ｂには直流電力が供給される。また、通信機能部１０２ｂは主機能部１０２ａに比較して消費電力が微小であり、スイッチ要素１０２ｄがオフであるときには直流機器１０２はハイインピーダンスになる。

直流機器１０２に設けた通信機能部１０２ｂは、直流機器２の識別情報や種別に関する情報を保有している。直流機器１０２の種別は、たとえば、玄関システムＫ１０３や住警器システムＫ１０４を構成する直流機器１０２のようなセキュリティ機器、照明システムＫ１０２，Ｋ１０５を構成する照明機器、情報機器システムＫ１０１を構成する情報機器などがある。直流機器１０２の種別に応じて優先度を付与するには、たとえば、セキュリティ機器、情報機器、照明機器の順で優先度を設定する。この例では、セキュリティ機器の優先度がもっとも高くなる。また、同じ種別の直流機器１０２に対して設置場所などに応じて優先度を設定してもよい。

直流機器１０２の識別情報と種別とは宅内サーバ１１６が管理しているから宅内サーバ１１６の情報を利用すればよいが、優先度記憶部１３が直流機器１０２と通信することにより情報を収集してもよい。直流機器１０２から取得した種別のみによって優先度を設定する場合には、優先度記憶部１３では、種別から自動的に機器別の優先度を設定し、表１に示すように、（直流機器１０２の識別情報，直流機器１０２の種別，直流機器１０２の優先度）の３つ組として、各直流機器１０２に優先度を関係付ける。表１において、優先度を表す数値１、２、３は、数値が小さいほど優先度が高いことを意味している。

優先度は、直流機器１０２の種別だけではなく、各直流機器１０２ごとに設置場所などの情報を用いて設定することも可能である。設置場所などの情報を用いて優先度を設定する場合には、宅内サーバ１１６と通信可能な情報端末や表示器１１７を用いて利用者が優先度記憶部１３に登録する。このようにして設定される優先度の利用については後述する。

機器選択部１４は、直流機器１０２と通信可能であり、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出したときに、優先度記憶部１３に設定されている優先度に従って直流電力供給部１０１（すなわち、分散電源２０）から給電する直流機器１０２を選択する。ここで、機器選択部１４では、選択されなかった直流機器１０２に対して通信を行い直流機器１０２に対して動作の停止を指示する。直流機器１０２は、上述したように通信機能部１０２ｂにより制御されるスイッチ要素１０２ｄを備えており、機器選択部１４から停止が指示されるとスイッチ要素１０２ｄをオフにする。すなわち、直流機器１０２は、機器選択部１４により停止が指示されると主機能を停止するが通信機能を継続動作させる。

上述の動作から明らかなように、本実施形態は、誘導灯や非常灯のように停電時に機器に強制的に給電するのではなく、主電源１０の停止中において、給電を停止してもよい直流機器１０２の動作を優先度に従って停止させるものである。優先度は、分散電源２０からの給電中に直流機器１０２を利用可能とするか否かを決めるために用いられており、優先度が低いことは主電源１０の停止中において利用できる可能性が低くなるということを意味している。主電源１０が停止したことによって、優先度の高い直流機器１０２に自動的に給電されるという意味ではない。したがって、たとえば、主電源１０の停止している期間が短いときには、すべての直流機器１０２を使用可能として利便性を確保しながらも、主電源１０の停止している期間が長くなると、電力容量に限りのある分散電源２０を有効利用するために、優先度の高い直流機器１０２は利用可能にしておき、優先度の低い直流機器１０２は動作中でも停止させることが可能になる。このような動作については後述する。

上述した動作により、優先度記憶部に記憶させた優先度に従って直流電力供給部１０１から給電する直流機器１０２が選択され、選択されなかった直流機器１０２は停止するから、選択された直流機器１０２のみに分散電源２０から給電されることになる。すなわち、主電源１０の停止時に分散電源２０から給電する直流機器１０２を制限することができる。以下では、優先度を利用する技術について具体的に説明する。

まず、主電源１０の停止後に分散電源２０から電力を供給する直流機器１０２の個数を、二次電池１６２の電池残量（二次電池１６２からの放電により利用できる電荷量）に応じて順に減らす制御を行う場合に優先度を利用する技術について説明する。この動作では、二次電池１６２の電池残量が低下するに従って動作可能な直流機器１０２の個数が少なくなるが、必要な直流機器１０２に対しては、可能なかぎり電力を供給することが可能になる。

上述の動作を行うために、機器選択部１４は、分散電源２０に設けた二次電池１６２の電池残量を監視する残量監視手段１４ａを備える。残量監視手段１４ａは、規定値の電気抵抗を通して規定時間だけ放電させたときの電圧変化により二次電池２０の電池残量を検出する構成、あるいは、二次電池２０の充放電電流を監視して電池残量を推定する構成を採用する。残量監視手段１４ａにより監視される電池残量には、優先度と同様に段階が付与されており、各段階ごとに優先度が関係付けられる。つまり、電池残量は複数の基準値により区分された区間が設定されおり、残量監視手段１４ａにより検出された電池残量がどの区間に属するかの段階に、直流機器１０２の優先度が関係付けられる。

機器選択部１４では、主電源１０が停止して分散電源２０から電力供給を行っている期間において、残量監視手段１４ａにより検出された電池残量の各段階ごとに（電池残量が基準値を横切ると）、電池残量の減少に伴って優先度の低い直流機器１０２から順に停止する指示を与える。

ここでは、上述した表１に従って、機器１と機器３との優先度が３、機器ｎの優先度が２、機器２の優先度が１である場合を例として説明する。いま、主電源１０が停止した直後における二次電池１６２の電池残量の段階は、優先度３に関係付けられるものとする。この場合は、機器１、機器２、機器３、機器ｎのすべてに直流電力を供給することが可能であるから、これらの直流機器１０２には停止の指示は与えられない。

主電源１０の停止状態が継続した後に機器１、機器２、機器３、機器ｎのいずれかの直流機器１０２が使用されると、二次電池１６２の電池残量は低下し、やがて優先度２に関係付けられた段階まで低下する。このとき、機器１と機器３とには機器選択部１４から動作の停止が指示される。この時点まで機器１と機器３とのいずれかを使用していた場合には、二次電池１６２に対する消費電力が低減され、二次電池１６２の電池残量の減少率が小さくなる。

同様にして、電池残量が優先度１に関係付けられた段階まで低下すると、機器２以外は停止が指示されるから、残された電池残量で機器２の動作を継続することができ、可能な限り機器２が動作可能な期間を引き延ばすことができる。したがって、安全の確保などのために必須となる直流機器１０２を機器２として割り当てておけば、この直流機器１０２に対する給電を可能な限り継続して安全性の確保に寄与することになる。

なお、主電源１が復電したときには機器選択部１４は、すべての直流機器１０２に対して動作停止の指示を解除する。すなわち、どの直流機器１０２もスイッチ要素１０２ｄがオンになり、通常の動作が可能になる。

次に、主電源１０の停止した時間帯に応じて直流機器１０２の優先度を変更する動作について説明する。この動作は、たとえば夜間の時間帯には点灯させる必要があるが、昼間の時間帯には点灯させる必要のない照明機器などに適用される。この動作を採用すれば、時間帯によっては動作が不要になる直流機器１０２に電力が供給されないようにして分散電源２０の電力を節約することができる。
時間帯に応じて優先度を変更する動作は、電池残量に応じて給電する直流機器１０２を制限する先の動作と組み合わせることができる。

この動作を行うには機器選択部１４において現在時刻を計時する時計手段１４ｂが必要である。また、優先度記憶部１３に記憶される情報は、表２のように、（直流機器１０２の識別情報，直流機器１０２の種別，直流機器１０２の優先度，時間帯）の４つ組になる。つまり、優先度記憶部１３は優先度に関係付けて時間帯を記憶する領域を備える。優先度記憶部１３に上記４つ組を設定するには、宅内サーバ１１６が取得している情報、優先度記憶部１３が独自に取得した情報、利用者が表示器１１７や情報端末を用いて設定した情報を組み合わせる。

機器選択部１４では、主電源１０が停止して分散電源２０からの電力供給を行う期間には、時計手段１４ｂにより計時される現在時刻を優先度記憶部１３に記憶されている時間帯に照合する。時間帯が設定されている直流機器１０２があり、しかも、その時間帯に現在時刻が含まれているときには、その時間帯に関係付けた優先度を採用する。したがって、同じ直流機器１０２でも時間帯が異なると優先度を変えることが可能になるのである。この動作では、直流機器１０２の使用中において優先度が低くなる時間帯に移行した場合には、当該直流機器１０２の動作を禁止することになる。

ところで、上述の動作では、優先度はあらかじめ与えられているもののみを用いる場合を例示したが、停電検出部１１が主電源１０の停止を検出した後に、機器選択部１４において優先度を変更可能としておけば利便性を向上させることができる。たとえば、夜間に主電源１０が停止している期間において、室内を照明する照明機器の使用が禁止された状態であっても、手元のスイッチを操作したときには、当該照明機器のみは強制的に点灯させることができれば、安全性の確保に役立てることができる。そこで、直流機器１０２のうち照明機器のように安全性の確保に必要な直流機器１０２については、優先度が低く設定されている場合でも、特定のスイッチの操作に対しては、優先度を変更して使用可能な状態とする構成を採用するのが望ましい。この構成は、上述した他の構成と組み合わせることが可能である。

主電源１０が停止している期間において優先度を変更可能とする構成として、変更する基準を優先度記憶部１３にあらかじめ登録した構成を採用することもできる。すなわち、優先度記憶部１３において、主電源１０が停止してからの経過時間と優先度とを直流機器１０２ごと関係付けておき、機器選択部１４には、主電源１０が停止してから復電するまでの期間において停止してからの経過時間を計時する計時手段１４ｃを設けておいて、計時手段１４ｃが計時した経過時間を優先度記憶部１３に記憶された経過時間に照合し、経過時間に関係付けられた優先度を各直流機器１０２に適用するのである。優先度記憶部１３には、表３のように、経過時間を登録する領域が設けられる。優先度記憶部１３には（直流機器１０２の識別情報，直流機器１０２の種別，直流機器１０２の優先度，経過時間）の４つ組が格納される。

たとえば、機器１のように経過時間に応じて優先度を設定しておけば、主電源１０の停止から１０秒間は優先度が１であるから、動作が禁止されることなく使用でき、主電源１０の停止から１０〜２０秒間は優先度が２になるから、電池残量によっては使用できない場合が生じ、主電源１０の停止から２０秒以後は優先度が３になるから、使用が禁止されるという動作が可能になる。また、廊下灯や階段灯のように同空間に複数個の照明機器を配置している場合には、各照明機器ごとに経過時間による優先度を異ならせておけば、時間経過に伴って徐々に点灯灯数を減少させるという動作も可能になる。したがって、主電源１０の停止に伴って急に消灯して足元の安全が確保できなくなるということがなく、点灯している照明機器の灯数が時間経過に伴って減少するから主電源１０が停止したことを報知することもでき、すべての照明機器が消灯するまでに安全な場所に立ち去らせることが可能になる。

上述した実施形態では、電力供給部として直流電力供給部１０１を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器１０２に代えて機器として交流機器を用いることになる。

本発明の実施形態を示す要部ブロック図である。 同上の動作説明図である。 同上の全体構成を示す構成図である。

符号の説明

１０ 主電源
１１ 停電検出部
１２ 給電制御部
１３ 優先度記憶部
１４ 機器選択部
１４ａ 残量監視手段
１４ｂ 時計手段
１４ｃ 計時手段
２０ 分散電源
１０１ 直流電力供給部（電力供給部）
１０２ 直流機器（機器）
１６２ 二次電池（電池）
Ｈ 家屋（建築物）
Ｗｄｃ 直流供給線路

Claims (3)

1. 主電源の停止時にバックアップが可能な分散電源を備える電力供給部と、建築物に付設され電力供給部から供給される電力により駆動される複数の機器と、主電源の停止を検出する停電検出部と、使用する機器の優先度を記憶する優先度記憶部と、機器との間で通信可能であって停電検出部が主電源の停止を検出すると優先度記憶部に設定されている機器別の優先度に従って電力供給部から給電する機器を選択し、非選択の機器に対して通信により動作の停止を指示する機器選択部とを備え、前記優先度記憶部は、前記機器ごとに、前記停電検出部により前記主電源の停止が検出された後の経過時間を優先度に関係付けて記憶する領域を備え、前記機器は、前記機器選択部により停止が指示されると主機能を停止し通信機能を継続動作させる構成であって、前記分散電源は電池を電源とし、前記機器選択部は、電池残量を監視する残量監視手段を備えるとともに、残量監視手段により監視した電池残量の段階ごとに優先度を関係付け、前記段階ごとに電池残量の減少に伴って優先度の低い機器から順に非選択とし、さらに、前記機器選択部は、前記停電検出部が前記主電源の停止を検出してから復電するまでの期間において停止が検出された後の経過時間を計時する計時手段を備えるとともに、計時した経過時間を前記優先度記憶部に記憶された経過時間に照合して経過時間に関係付けられた優先度を用いて給電する機器を変更することを特徴とする電力供給システム。
2. 前記優先度記憶部は、前記機器との通信により取得した各機器の種別に基づいて機器別の優先度を設定することを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
3. 前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電力供給システム。

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