JP5410637B2 - オンデマンド型電力制御システム、オンデマンド型電力制御システムプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録 - Google Patents
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Description
上記システムを用いることによる最大のメリットは、需要サイドから省エネ、CO2排出削減が実現可能になることである。例えば、利用者があらかじめ電気料金を20%カットするという指示をホーム・サーバにセットすると、EoD制御により20%カットした電力しか流さないという利用者主体の取組みが可能になり、省エネ、CO2排出の削減が実現できるシステムである。
そして、上記調停サーバは、電気機器からの供給要求メッセージを受信すると、消費電力の上限値及び消費電力の目標値を設定する。上限値は、各電力源の現在の供給可能電力の総和であり(以下、これらの総和の供給可能電力を「電力源の総和電力」)、この設定を上記メモリに記憶された上記電力源状態テーブルを参照することにより算出される。そして、上記調停サーバは、使用中の各電気機器の電力総和を計算し、要求電力と電力総和との合計が電力源の総和電力の目標値未満であるかどうかを判断する。
更に、ユーザが日々の生活を通じて必要とする電力の使用パターン、例えば、小さな子供がいる場合、夫婦共稼ぎの場合、独身の場合等で電力の使用パターンが異なるのに、上記調停サーバは、その電力の使用パターンを全く考慮しないで電力制御を行っているために、ユーザのQoLが損なわれている。
そして、上記調停サーバは、現在試験的に行われている電力源(商用電源、太陽光発電装置及び燃料電池、そして、蓄電池)の装置の総和電力と、必要とする電気機器の消費電力との比較で供給電力を決めているが、本発明のEoD制御システムは、今日、喫緊の問題とされている商業用電源を節電するための発明であり、対象とする電源が相違している。
本発明の請求項1に係るオンデマンド型電力制御システムは、商用電源と、複数の電気機器と、その電気機器に接続されているスマートタップと、メモリを備える電気機器の電力の供給制御を行う動的優先度制御装置と、該動的優先度制御装置が上記スマートタップを介して接続するネットワークとを備えるオンデマンド型電力制御システムであって、前記動的優先度制御装置が、初期目標値の瞬時電力と実際の瞬時電力の差分を、その後の初期目標値の瞬時電力に配分して更新初期目標値を計算し、その更新初期目標値を最大瞬時電力と比較して、該更新初期目標値が小であればその後の初期目標値の瞬時電力を更新初期目標値として更新し、大であれば上記初期目標値の瞬時電力を最大瞬時電力に更新して更新初期目標値とする初期目標値更新手段と、前記スマートタップから電力要求メッセージを受信した時刻で、該電力要求メッセージを送信した電気機器、及び動作中の電気機器の消費電力の合計値を計算し、電気機器に対する電力の供給方法の特性でクラス分けした電気機器特性クラスデータに基づいて両者の電気機器の優先度を計算し、上記消費電力合計値を上記更新初期目標値と比較して、該消費電力合計値が小であれば上記送信した電気機器に電力を供給し、大であれば前記メモリから上記優先度を呼び出してその値が最小の電気機器を選び、上記電気機器特性クラスデータを参照して、該電気機器が上記特性の何れに該当するかを判断して、当該電気機器の該当する特性に応じて、電気機器間の優先度に基づいて調停する電力調停手段とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項2に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記瞬時電力が最小制御間隔τの間隔で消費電力を合算した合計値を平均した消費電力であることを特徴とする。
本発明の請求項3に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記最小制御間隔τが5〜10分であることを特徴とする。
本発明の請求項4に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記初期目標値更新手段と前記電力調停手段の処理する情報が、初期目標値更新手段が前記瞬時電力であり、電力調停手段が前記消費電力であることを特徴とする。
本発明の請求項5に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記初期目標値がユーザの電力消費パターンに基づいて作成された電力使用計画を、一定割合削減計画、ピーク削減計画又はコスト削減計画により作成することを特徴とする。
本発明の請求項6に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記一定割合削減計画で作成された初期目標値T0(t)(W)が以下の式(1)及び(2)から作成されることを特徴とする。
ただし、C(Wh)はユーザが設定したシーリング(積算電力量の上限値)、M(t)(W)は時刻tにおける最大瞬時電力、D(t)(W)は時刻tにおける電力需要予測値である。
本発明の請求項7に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記ピーク削減計画で作成された初期目標値が電力使用計画の電力使用ピーク時のみを削減して作成されることを特徴とする。
本発明の請求項8に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記コスト削減計画で作成された初期目標値が電力使用計画の電力コストに応じて削減して作成されることを特徴とする。
本発明の請求項9に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記動的優先度制御装置が前記シーリングを下回るように、また前記最大瞬時電力を下回るように電気機器への電力供給の制御を行っていることを特徴とする。
本発明の請求項10に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記動的優先度制御装置が稼働する前に、前記メモリに前記初期目標値の瞬時電力、前記実際の瞬時電力、前記電気機器特性クラスデータが格納されていることを特徴とする。
本発明の請求項11に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記その後の初期目標値の瞬時電力に配分する差分の分配方法が、均等に分配する差分の均等分配方法又は直後の1つの瞬時電力のみに分配する瞬時電力分配方法であることを特徴とする。
本発明の請求項12に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記電気機器特性クラスデータが、電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能な電気機器に対する電力の供給方法の特性で区分されていることを特徴とする。
本発明の請求項13に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能な電気機器に対する電力の供給方法の特性で区分される以外の区分に、安全・快適な生活を確保するために、ユーザが任意に機器を選択できる区分を有することを特徴とする。
本発明の請求項14に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記調節可能な特性が、運転中に供給されている電力を変化させることができる特性であり、前記待機可能な特性が起動時に電力の供給を待つことができる特性であり、一時停止可能な特性が運転中に一時的に電力の供給を停止できる特性であることを特徴とする。
本発明の請求項15に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記調節可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、ヒータエアコン、冷蔵庫、TV、ドライヤー等であることを特徴とする。
本発明の請求項16に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記待機可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、食洗機、炊飯器、トースター等であることを特徴とする。
本発明の請求項17に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記一時停止可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、ヒータエアコン、冷蔵庫、食洗機、炊飯器、コピー機、湯沸かしポット等であることを特徴とする。
本発明の請求項18に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記調節可能、一時停止可能及び待機可能な特性を備えない電気機器がガス検出器、人工呼吸器、ルーター等のネットワーク機器等であることを特徴とする。
本発明の請求項19に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記電気機器特性クラスデータが8種類のクラスから構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項20に係るオンデマンド型電力制御システムは、請求項1に記載の動的優先度制御装置が、更に常時消費電力を監視する常時監視手段を備えることを特徴とする。
本発明の請求項21に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記常時監視手段は、全体の消費電力が前記最大瞬時電力をある一定期間d以上の間超過するときには、前記最小制御間隔τの経過を待たずに上記全体の消費電力の代わりに上記最大瞬時電力を下回るように電力の供給を制御することを特徴とする。
本発明の請求項22に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記一定期間dが0.5〜2秒であることを特徴とする。
本発明の請求項23に係るオンデマンド型電力制御システムは、前記常時監視手段が、動作中の電気機器の消費電力を合算して合計値を計算し、電気機器を3種類の特性でクラス分けした電気機器特性クラスデータに基づいて上記電気機器の優先度を計算し、上記消費電力合計値を前記最大瞬時電力と比較して、該消費電力合計値が小であれば処理を終了し、大であれば優先度が最小の電気機器を選び、上記電気機器特性クラスデータを参照して、該電気機器が上記3種類の特性の何れに該当するかを判断して、当該電気機器の該当する特性に応じて優先度が最小の機器を選択することを特徴とする。
本発明の請求項24に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、商用電源と、複数の電気機器と、その電気機器に接続されているスマートタップと、メモリを備える電気機器の電力の供給制御を行う動的優先度制御装置と、該動的優先度制御装置が上記スマートタップを介して接続するネットワークとを備えるオンデマンド型電力制御システムにおける上記動的優先度制御装置として、コンピュータを動作させるプログラムであって、前記動的優先度制御装置が、初期目標値の瞬時電力と実際の瞬時電力の差分を、その後の初期目標値の瞬時電力に配分して更新初期目標値を計算し、その更新初期目標値を最大瞬時電力と比較して、該更新初期目標値が小であればその後の初期目標値の瞬時電力を更新初期目標値として更新し、大であれば上記初期目標値の瞬時電力を最大瞬時電力に更新して更新初期目標値とする初期目標値を更新する処理と、前記スマートタップから電力要求メッセージを受信した時刻で、該電力要求メッセージを送信した電気機器、及び動作中の電気機器の消費電力の合計値を計算し、電気機器を3種類の特性でクラス分けした電気機器特性クラスデータに基づいて両者の電気機器の優先度を計算し、上記消費電力合計値を上記更新初期目標値と比較して、該消費電力合計値が小であれば上記送信した電気機器に電力を供給し、大であれば前記メモリから上記優先度を呼び出してその値が最小の電気機器を選び、上記電気機器特性クラスデータを参照して、該電気機器が上記3種類の特性の何れに該当するかを判断して、当該電気機器の該当する特性に応じて、電気機器間の優先度に基づいて調停する処理を行うことをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明の請求項25に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記瞬時電力が最小制御間隔τの間隔で消費電力を合算した合計値を平均した消費電力であることを特徴とする。
本発明の請求項26に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記最小制御間隔τが5〜10分であることを特徴とする。
本発明の請求項27に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記初期目標値更新手段と前記電力調停手段の処理する情報が、初期目標値更新手段が前記瞬時電力であり、電力調停手段が前記消費電力であることを特徴とする。
本発明の請求項28に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記シーリングを下回るように、また前記最大瞬時電力を下回るように電気機器への電力供給の制御を行っていることを特徴とする。
本発明の請求項29に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記電気機器特性クラスデータが、電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能の特性で区分されていることを特徴とする。
本発明の請求項30に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、安全・快適な生活を確保するために、上記電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能な電気機器に対する電力の供給方法の特性で区分される以外の区分に、ユーザが任意に機器を選択できることを特徴とする。
本発明の請求項31に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記調節可能の特性が運転中に供給されている電力を変化させることができる特性であり、前記待機可能な特性が起動時に電力の供給を待つことができる特性であり、一時停止可能な特性が運転中に一時的に電力の供給を停止できる特性であることを特徴とする。
本発明の請求項32に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記調節可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、ヒータエアコン、冷蔵庫、TV、ドライヤー等であることを特徴とする。
本発明の請求項33に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記待機可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、食洗機、炊飯器、トースター等であることを特徴とする。
本発明の請求項34に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記一時停止可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、ヒータエアコン、冷蔵庫、食洗機、炊飯器、コピー機、湯沸かしポット等であることを特徴とする。
本発明の請求項35に係るオンデマンド型電力制御システムのプログラムは、前記調節可能、一時停止可能及び待機可能な特性を備えない電気機器がガス検出器、人工呼吸器、ルーター等のネットワーク機器等であることを特徴とする。
本発明の請求項36に係るオンデマンド型電力制御システムの記録媒体は、請求項24に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体であることを特徴とする。
本発明の請求項37に係るオンデマンド型電力制御システムの記録媒体は、請求項25に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体であることを特徴とする。
本発明の請求項38に係るオンデマンド型電力制御システムの記録媒体は、請求項28に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体であることを特徴とする。
本発明の請求項39に係るオンデマンド型電力制御システムの記録媒体は、請求項30に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体であることを特徴とする。
また、本発明のEoD制御システムは、ユーザが使用する電力使用パターン、そして、ユーザが設定した最大瞬時電力及びシーリングに基づいて電力の供給を制御しているので、電気機器を使用するユーザの生活の質を損なわずに、ユーザが設定した最大瞬時電力及びシーリングを保証できるシステムであり、また、ユーザが電力要求をすると電気機器の消費電力により優先度を変更しているので、リアルタイムで電力の供給を制御できるシステムである。
また、本発明のEoD制御システムは、供給側の電力削減要請を確実に満たすように自動で制御を行うことができるため、新たな手間を増やすことなく、かつ必要な電気機器を利用しながら、供給側の要請に対して需要側の電力削減率を保証できるシステムである。
更に、本発明のEoD制御システムは、電力のマネージメント手法であるという点に特徴があり、そのために電気機器の分類方法も電力調整方法に基づいた分類を行い、また使用電力の上限を保証するような電力調停手段を導入することで,節電率やピーク削減率を保証することができる。そのため従来型のHEMSに代わりオンデマンド型電力制御システムを利用すれば、現在の電力需給の逼迫という問題にも対処できる。
図1は、本発明のEoD制御システムの通信ネットワークの構成を示す概略図である。本発明のEoD制御システム50は、オフィス及び家庭において設置されており、動的優先度制御装置1(以下、単に「優先度装置」という。)、スマートタップ11、家庭用又はオフィス用電気製品である電気機器20(以下、単に「機器」という。)及び電力制御装置30から構成されている。上記優先度装置には、Local Area Network(以下、「LAN」という。)を介してスマートタップ11(以下、「ST」という。)に有線また無線LANで接続されている。LANは本発明の一例であってそれに限定されるものではなく、本発明はWiFi、PLC、ZigBee、特定小電力無線等のネットワークを介してSTに接続しても良い。そのSTには、各機器の電源コンセントを介して接続されている。従って、上記STはLANを介して上記優先度装置と通信可能である。
商用電源からの電力は、電力制御装置30を介して優先度装置及び各機器20に供給される。
なお、本発明のEoD制御システム50の設置場所として一般家庭を説明するが、これに限定するものではなくオフィス等のSTが設置できる場所であれば何れの場所であっても良い。そして、本発明のEoD制御システムのSTとして電源コンセントに接続する外付けタイプを説明するが、これに限定するものではなく電源コンセントに埋め込まれた内蔵タイプであっても良い。
図1を参照して説明したように、EoD制御システム50は、電力制御装置30を含み、この電力制御装置30には、商用電源32が接続されている。また、電力制御装置30は、例えば、複数のブレーカ(図示せず)によって構成され、1つのメインブレーカと複数のサブブレーカとを含む。商用電源32からの電力(交流電圧)は、メインブレーカの1次側に与えられ、メインブレーカの2次側から複数のサブブレーカに分配される。ただし、商用電源32は、商用電流を供給/停止するためのスイッチ(図示せず)を介してメインブレーカの1次側に接続される。このスイッチは、優先度装置の切り替え信号にOn/Offされる。
上述したように、本発明のEoD制御システムは、図2に示す電力ネットワークのみならず、図1に示した通信ネットワークも構築されている。
図3を参照して、家200は、例えば、リビング200A、和室200B、洋室200C、200Dとから構成されている。リビング200A及び和室200Bは、1階に配置されており、洋室200C、200Dは、2階に配置されている。図3が示すように、壁に設置されたコンセントにはそれぞれSTが接続されている。例えば、リビング200Aの壁に設置されたコンセントには、5個のSTが、和室200Bの壁に設置されたコンセントには、2個のSTが、洋室200Cの壁に設置されたコンセントには、2個のSTが、洋室200Dの壁に設置されたコンセントには、2個のSTが接続されている。以上のように、 全ての機器はSTを介して電源とつながっている。
上記モデルハウスは1LDKタイプであって、図に記載された番号は、表1に示す機器の名称とその機器のスイッチが設置されている場所を表しており、図に記載されたSTは、スマートタップ11が配置されている場所を表している。5個のSTが配置されている。
図示しないが、優先度装置は、プログラム記憶領域及びデータ記憶領域のメモリを備えている。プログラム記憶領域には、通信処理プログラム、電力使用計画設定プログラム、初期目標値更新プログラム及び優先度調停プログラム等のプログラムが記憶されている。データ記憶領域には、機器特性クラスデータ、メッセージデータ等が記憶されている。
図6において、縦軸が電力(W)を横軸が時間を表しており、そのグラフは、1日における10分間隔での消費する消費電力を示している。なお、いままで、この電力を消費電力と呼んでいたが、一般の「消費電力」と異なる意味なので、以下に「瞬時電力」という定義された用語を用いる。この瞬時電力は、最小制御間隔τ(5〜10分)の間隔で、上記消費電力を合算した合計値を平均した消費電力を意味している。
上記グラフは、昼間の時間帯には電力が使用されず、午後8時から午前1時の時間帯に電力が使用されており、その間の瞬時電力の値が1900Wと高いことが分かる。
図7は、縦軸が消費電力量(KWh)を、横軸が時間を表しており、そのグラフは、1日における10分間隔での瞬時電力の積算量である消費電力量を示しており、その値は10.0KWhである。
日本の一世帯の1ヶ月当たりの消費電力量が300KWhであり、1日当たりでは約10.0KWhであり、図7の消費電力量は、一世帯の1ヶ月当たりのそれと同じであることを示している。なお、いままで、この電力の積算量を消費電力量と呼んでいたが、上記瞬時電力が一般の「消費電力」と異なる意味で用いられているので、この消費電力量は一般と異なる意味となり、以下に「積算電力量」という定義された用語で用いられるので留意されたい。
また、使用者が各時間帯にどれだけ電力を使用するかという電力使用パターンは様々である。そこで、予測される電力使用パターンから、瞬時値と積算値の上限を満たすためには各時刻にどれだけの電力が使用できるかを電力使用計画として定めておく必要がある。その際、ユーザの電力使用パターンを予測し、そこから各上限値を考慮して電力使用計画を定めれば、QoLを維持しながら各上限値を満たすことができる。そこで、ユーザの電力使用パターンを予測し、そこから上記瞬時値と積算値の上限が定められた電力使用パターンを「電力使用計画」と定義して以下に用いる。
このように、家庭内における全ての機器の瞬時電力が示すグラフは、ある電力使用パターンで推移することを表しており、ユーザが日々の生活を通じて必要とする電力は、ユーザごとにその電力使用パターンがあり、そのパターンが維持されることでQoLを担保することができる。例えば、図6及び図7が示すグラフの電力使用パターンで生活しているユーザが、電力会社と20Aの契約をしているとすると、ユーザが一時に各種の機器を使用して2KWを超えればブレーカーが落ち、また、一日当たり10.0KWhの消費電力量が増えることにより電気代がかさむことになる。それをユーザが避けるために、瞬時値と積算値の上限値を例えば1割削減する計画を立てたとすれば、ユーザの電力使用パターンに基づいて、瞬時電力と積算電力量をその1割削減して設定される計画を「電力使用計画」という。そして、この電力使用計画におけるシーリングが9.0KWhであり、最大瞬時電力が1.8KWである。
図8は、図1に示す優先度装置が備える機能を示す第1の実施形態の機能ブロック図である。
図8の符号1は優先度装置を、符号10はそのメモリを、符号11はSTを表しており、その優先度装置は、初期目標値更新手段120と電力調停手段122から構成されている。符号(1)は、STから送信された消費電力を表している。そして、優先度装置はそれが稼働する前に、前処理として上記消費電力を最小制御間隔τごとの使用電力を定める電力使用計画に変換して、その電力使用計画、初期目標値の瞬時電力及び最大瞬時電力をメモリ10に格納する。符号(2)は、STから送信された電力要求メッセージを表しており、その電力要求メッセージは、上記電力調停手段122に送信される。
優先度装置を起動させる前に行う事前の処理として、上記電力使用計画を設定する処理がある。以下にその電力使用計画の設定処理を説明する。
優先度装置がSTから送信された0.5秒間隔で計算した消費電力をメモリに格納して、最小制御間隔τ(5〜10分)の間隔で、上記消費電力を合算した合計値を平均した瞬時電力をメモリに格納する。ユーザの過去の電力の使用実績、例えば、一週間、一ヶ月又は春夏秋冬の四季毎等の瞬時電力と積算電力量を、電力使用計画として設定してメモリに格納しておく。
本発明のEoD制御システムは、予めユーザの過去の電力の使用実績である電力の使用パターンを用いて、ユーザが定める目標値、例えば3割削減を目標値として、電力使用計画を立て、そのシーリングと最大瞬時電力を決めて電力制御を行う。本発明のEoD制御システムは、このシーリングと最大瞬時電力を用いて実際の制御を行う。
従って、本発明の優先度装置は、予め、ユーザの過去の電力の使用実績により時間帯ごとの瞬時電力を用いて電力使用計画を設定しているので、より詳細にこの電力使用計画を設定できる。
また、各機器の使用電力は常に優先度装置に送信されており、優先度装置はこれをメモリに蓄積している。
優先度装置は、上記電力使用計画に従って上記初期目標値T0(t) (W)の電力を対象にして、また上記最大瞬時電力を下回るように各機器の制御を行っている。
初期目標値(瞬時電力)に基づいて、最小制御間隔(τ) ごとにその初期目標値を更新する処理(interval)を行う初期目標値更新手段120を説明する。
優先度装置が起動すると、実際の電力の制御を行う際、τあたりの電力の初期目標値を目標として制御を行うが、過去の実績にない行動をした場合、QoLや機器の特性を考慮すると、どうしても電力を削減できない場合が存在し、そのときには実際の瞬時電力が一時的に初期目標値を超えてしまう。それとは逆に、使用する機器の台数が少なく、実際の瞬時電力が初期目標値を下回るようなことも考えられる。また、もちろん機器は人の使うものであるので、実際の瞬時電力はそのときの行動にも依存して変化する。このようなとき初期目標値を維持したまま制御を続けると、最終的に上限値を満たすことができなくなる。図10は、初期目標値に対してその値を維持したまま制御を行った実際の瞬時電力の例を示す棒グラフである。
図11は、実際の瞬時電力と初期目標値との差分を以降の計画値にフィードバックする制御を行った場合の説明図である。優先度装置が稼働して制御開始時刻がtnow - tstart≧iτを満たす時刻tnowになると、この優先度装置は電力使用計画の更新を行う。
i:=i+1とすると、電力使用計画Ti(t)は、i回更新を行った、つまりiτ経過後での時刻tにおける電力使用計画を表す。また、式(3)のγは、電力使用計画を更新するための分配関数であり、初期目標値の瞬時電力と実際の瞬時電力の差分をその後の瞬時電力に分配するものである。従って、上記差分を式(3)に入力することで、その後の瞬時電力に分配する差分の電力が決められる。
図11に示したグラフは、差分をその後の新たな初期目標値すべてに均等に分配する方法(以下、「差分の均等分配方法」という。)で行ったもので、他の方法としては、直後の1つの瞬時電力のみに分配する方法(以下、「瞬時電力分配方法」という。)で行うことも考えられる。このように差分の分配方法は、差分の均等分配又は瞬時電力分配の方法があり、最初に全体としての電力使用計画を作成し、実際の制御を行っていく際に、最大瞬時電力を上回らない範囲で使用状況に合わせた初期目標値を改めて更新することで、柔軟な制御を行いながらシーリングを満たすことができる。
機器間の優先順位を与えることで、QoLを維持しながら機器からの要求に応じて、他の機器との調停の処理(event driven) を行う電力調停手段122を説明する。
機器からの電力要求は、ユーザがその機器を使用したいタイミングで発生するため、上記のτとは無関係に行われる。更に、この要求には、最小制御間隔τの5〜10分が来るまで待つことのできるものもあるが、即座に電力を必要とするものも存在する。このような機器に対しては、τごとの制御をしていたのでは電力供給が間に合わず、QoLを低下させる原因となる。電力要求が有ったときに、電力調停手段で用いられる電力は、瞬時電力ではなく実際の消費電力である。これにより、さまざまなタイミングで発生する電力要求にも即座に判断をすることができるようになり、待機するか否かの判断も即座に下すことができる。
(1)調節可能な機器(運転中に供給されている電力を変化させることができるかどうか) (属する機器の集合をAadjとする。)
(2)待機可能な機器(起動時に電力の供給を待つことができるかどうか) (属する機器の集合をAwaitとする。)
(3)一時停止可能な機器(運転中に一時的に電力の供給を停止できるかどうか) (属する機器の集合をAsusとする。)
各機器を上記3種類の電力制御方法で組み合わせることにより、表2に示すように機器が8種類のクラスに分類される。この8種類のクラスに分類されたデータを「電気機器特性クラスデータ」と定義して用いる。この電気機器特性クラスデータを用いて機器間の優先度の制御を行う。
(1)調節可能な機器に分類されるものは、機器を使用中に供給されている電力が多少減少しても、機器の機能を利用できるものがあり、例としてはドライヤーや電球等があげられる。また、(2)機器が電力を要求した際、決まった時間までに供給するのであれば、今すぐに電力を供給せずとも機器の機能上、問題がないものがあり、例としては炊飯器や洗濯機等があげられる。更に、(3)機器を使用中に電力供給を一時停止しても、機器を利用することによるユ−ザの生活には影響がほとんどないものがあり、例としてはエアコンや冷蔵庫等がある。
なお、クラス8は、安全・快適な生活を確保するために、例えば人工呼吸器等が分類されている。そして、上記8種類のクラスに分類された機器は、表2に示したクラスに固定されているものではない。ユーザが任意にどのクラスに機器を分類するかを決めることができる。例えば、寝たきりの高齢者の方がエアコンを常に必要な機器として選択すれば、クラス8に分類される。換言すれば、クラス8は、上記調節可能、一時停止可能及び待機可能な電力制御方法でクラス分けできない電気機器として、ガス検出器、人工呼吸器、ルーター等のネットワーク機器等の機器が入る。
電力の調節が可能な例としてドライヤーがそれに相当する。電力の調節可能な機器では,図12に示すように、要求した通りの電力が供給されるとユーザの満足度は最も高いが、供給電力が多少減少しても満足度は大きく変わらない。しかし、大幅に電力が減少すると家電の能力が制限されユーザの満足度は低下し、最終的にある一定以下の電力になるとその家電の機能を果たせなくなる。つまり、最低限使用するのに必要な電力の優先度は高く、要求電力通りに供給する優先度は低いという、供給電力に対して単調減少の関数で優先度を与えることができる。電力調停手段では、家電a の要求電力をpreq a 、最低限必要な電力をpmin a としたとき、電力調整可能な家電の優先度Pria dja (p) を次式のように定義する。
このようにして設計した電力が調節可能な機器に対する優先度(adjust)の一例は、図12及び式(6)のようになる。
起動時に待機可能な場合の例として炊飯器がそれに相当する。時刻までに家電の動作が完了していればよく、起動時刻を遅らせることのできる家電である。つまり、図13に示すように、電力を要求した直後は優先度が低く、起動しなければならない時刻に近づくにつれ優先度が高くなるように定義すれば良い。
要求時刻をtreq a 、 起動しなければならない時刻をtmust a としたとき、待機可能な家電a の優先度Prishift a (t) を次式のように定義する。
一時停止可能な場合の例としてエアコンがそれに相当する。一時停止可能な機器は、エアコンの温度設定のように、運転中はある定常状態を目指して動作するが、一旦定常状態に到達すると、一時運転を停止しても、定常状態を保つことのできる家電である。このような家電の場合、図14 に示すように、運転開始直後は定常状態を目指して動作するため高い優先度を与える必要があるが、定常状態に到達すると一時停止しても定常状態が維持されるため優先度を下げることができる。また、一時停止後は、時間が経つにつれ定常状態からはずれるため、優先度を高くして再開する必要がある。一時停止可能な家電の優先度Priint a (t) は、次式のようにa が動作中の場合と停止中の場合に分けて定義する。
一般には、家電のクラスは表2に示した3つの特性の組み合わせで定義する。それぞれの特性に対して定義された優先度の組み合わせによってそれぞれのクラスの優先度関数を表3の優先度関数の項目に示したように定義する。例えば、クラス1の優先度関数はそれぞれの特性に対応する優先度関数の積によって次式のように定義される。
また、クラス8 の優先度関数は1となり、これは常に優先的に電力が供給されることを意味している。
1.機器に接続されたSTは、電力要求メッセージを優先度装置に送信する(1)。
2.優先度制御装置1は、現在の供給可能量や家庭での生活パターンから、電力要求メッセージを送ってきた機器、及び動作中の機器の優先順位を決める。
3.機器の優先順位に従って、各機器に許可する消費電力、時間を含む電力割当メッセージ(2)、あるいは電力を供給できない機器には拒否メッセージ(2’)を返信する。また、動作中の機器の優先度が低く、停止、あるいは電力削減させる場合には当該機器に割込メッセージ(3)を送信する。
4.電力使用を許可された機器は、許可された電力で、許可された時間だけ動作する。電力使用を拒否された機器は一定時間後に再割当メッセージを送信する(4)。
この処理手順では、ユーザ自身で供給可能な最大電力量を設定(シーリング)することで、好きなだけ電力削減が実現できる。
以上のように、各機器から要求を受信した優先度装置は、現時刻tnowの動作中の合計使用電力Etotal(tnow)と要求電力Ereqの和E’total(tnow)と、電力使用計画Ti(tnow)とを比較して、上記合計使用電力E’total(tnow)が上記電力使用計画Ti(tnow)を上回っていれば、式13に従って優先度の最小の機器aminの電力を削減して優先度の更新を行う。
項目の欄に示す機器識別用ID、要求電力、最小起動電力、一時停止可能時間及び必須起動時間に対して各項目に値の欄と必要とするクラスの欄のデータが紐付けられており、上記STはその値と必要とするクラスのデータを優先度装置に送信する。
項目の欄に示す機器識別用ID、メッセージの種類、許可する瞬時電力及び許可する使用時間に対して値の欄のデータが紐付けられており、上記優先度装置はそのデータをSTに送信する。
上記動的優先度制御手段1は、最終的に瞬時電力を最大瞬時電力以下に制御でき、積算電力量の上限値C(Wh)を満たす制御ができるが、機器を使用する際、負荷変動等により予期しない瞬時電力の増加が起き、最大瞬時電力を超える場合がある。このような場合に対処する第2の実施形態を説明する。
図16は、第2の実施形態の機能ブロック図である。
優先度装置は、初期目標値更新手段120、電力調停手段122及び常時監視手段124から構成されている。
初期目標値更新手段120と電力調停手段122は、上述した各手段と同じ機能を備えるので説明を省略する。
上記常時監視手段124は、常時消費電力を監視し、全体の消費電力が最大瞬時電力をある一定期間d(0.5〜2秒程度)以上の間超過するときには、その全体の消費電力が最大瞬時電力を下回るよう、τの経過を待たずに上記全体の消費電力の代わりに最大瞬時電力Mを下回るように、上記電力調停手段124が優先度に基づいた調停を行う。
上記優先度装置のCPU1aが稼働する前に、前処理としてステップS1で電力使用計画の初期目標値の設定を行い、その初期目標値をメモリに格納する処理を行う。
図19は、上述したステップS1の電力使用計画設定処理のフロー図である。
図19に示すように、上記CPU1aは、ステップS11で各機器のSTから送信された一日、一週間又は一ヶ月等の消費電力を、最小制御間隔τの間隔、例えば10分の間隔で合算して平均した瞬時電力と積算電力量に変換する。ステップS13で上記瞬時電力及び積算電力量からユーザが設定したシーリング(積算電力量の上限値)をC(Wh)、最大瞬時電力(瞬時電力の上限値)をM(t)(W)、時刻tにおける電力需要予測値をD(t)(W) とすると、式(1)及び(2)から電力使用計画の一例である初期目標値T0(t)(W)が作成される。
稼働する前の前処理として上記初期目標値T0(t)(W)をメモリに格納しておく。
他の電力使用計画として、一日の電力使用計画の瞬時電力を超えている電力使用ピーク時のみを削減するピーク削減計画(図9−2)、又は電力コストに応じて削減するコスト削減計画(図9−3)がある。これらの削減計画により初期目標値を設定でき、またこれらの削減計画を組み合わせて設定することも可能である。
図20に示すように、上記CPU1aは、ステップS31で初期目標値の瞬時電力と実際の瞬時電力との差分を差分の分配方法(差分の均等分配方法又は瞬時電力分配方法)により分配電力を計算し、その分配電力をその後の上記初期目標値の瞬時電力に加算して、更新初期目標値を計算する。ステップS33で更新初期目標値と最大瞬時電力を比べ、S35でYesと判断すればステップS37でその後の初期目標値の瞬時電力を更新初期目標値に更新する。Noと判断すればステップS39で上記初期目標値を最大瞬時電力に更新して更新初期目標値とする。
図21―1に示すように、上記CPU1aは、ステップS51でSTから電力要求メッセージを受信すると、ステップS53でそれを受信した時刻で、メモリから上記電力要求メッセージの送信した機器及び動作中の機器の消費電力を呼び出して、両者の消費電力を合算して合計値を得る。ステップS55で表2を参照して優先度関数に基づいて上記両者の機器の優先度を計算し、その値をメモリに格納する。ステップS57で初期目標値更新手段から送られた更新初期目標値と上記合算値の大小を比較して、ステップS59でYesと判断すれば、ステップS61で送信した機器のSTに許可メッセージを送信して処理を終了する。ステップS59でNoと判断すれば、ステップS63でメモリから上記優先度を呼び出してその値が最小の機器を選択してステップS65に進む。図21―2に示すように、ステップS65で表2を参照して当該機器が調節可能かを判断して、ステップS67でYesと判断すれば、ステップS69で当該機器に電力を下げる割込メッセージを送信して、ステップS71で下げた電力に基づいて消費電力の合計値を更新してステップS59へ戻る。ステップS67でNoと判断すればステップS73に進む。
図22−1が示すように、上記CPU1aは、ステップS91でメモリから最大瞬時電力を呼び出し、ステップS93で一定期間δ(0.5〜2秒)毎に、メモリから動作中の機器の消費電力を呼び出して合算して消費電力の合計値を得る。ステップS95で表2を参照して、優先度関数に基づいて上記機器の優先度を計算し、その値をメモリに格納する。ステップS97で上記消費電力の合計値と上記最大瞬時電力を比較して、ステップS99で消費電力の合計値が小であると判断すれば処理を終了する。ステップS99で消費電力の合計値が大と判断すれば、ステップS101でメモリから上記優先度を呼び出してその値が最小の機器を選択して(4)に進む。
優先度装置の電力調停手段は、消費電力の合計値が最大瞬時電力より小になるまで処理が繰り返されることから分かるように、上記優先度装置は最大瞬時電力を常に下回るように電気機器への電力供給の制御を行っている。
上記電力調停手段のステップS51〜ステップS87の処理手順及び機器特性クラスデータから分かるように、優先度装置は、家庭及びオフィスに設置される全ての機器を対象にしており、3種類の特性の機器が設置されていなくとも、例えば調節可能な機器が設置されていなくともシーリング及び最大瞬時電力の上限値を超えることはない。
図23は、電力調停手段が行う処理を説明する説明図である。
最初に、図5に示したモデルハウスに設置された機器のうち、TV(1)、エアコン(2)、ポット(4)、リビング照明(11)、寝室照明(12)及び廊下照明(15)の6種類の機器を使用して、実施例の優先度の調停処理を説明する。従って、実施例は、廊下に設置されている照明(15)、リビングルームに設置されているTV(1)、エアコン(2)、ポット(4)、リビング照明(11)、そして寝室に設置されている照明(12)だけを使用した例である。番号は各機器が設置又は配置されたスイッチの位置を表している。
実施例は、電力の初期目標値を800Wに、最大瞬時電力を2KWに設定されており、ポットの電源だけがOFFの状態にあり、そのポットは1.2KWの電力が必要である。上記の設定条件で1.2KWのポットがONされた場合に、各機器の優先度がどの様に変わりながら、ポットが1.2KWの電力を確保するために、電力調停手段が行う処理を示す例である。
図23−1は、ポットの電源をONにする前の各機器の電力の状況を表している図である。図の右側に表示されている「No」は機器の優先度の値を示し、その値が小さいほど優先度が高いことを表している。ポットだけが電源がOFFであり、他の機器は稼働しており、各機器の電力の合計は771Wである。
上記消費電力が1.2KWのポットの実施例で分かるように、TV、エアコンを停止しないで、電力要求のあった1.2KWのポットを稼働させて、生活者のQoLを損なうことなく達成できることが分かる。それは、電力調停手段が各機器の優先度を瞬時に計算してその値と機器の特性で優先的に選択すべき機器が判断されるからである。
本発明のEoD制御システムが実際の生活を通じてQoLを損なわずに大幅な節電を実現できることを実証する。
3名の被験者A,B,Cが同じスマートマンションルームでQoLの実証実験を行った。
上記生活実験で使用した使用家電として、以下に示すスマート家電と従来家電を用いた。
・スマート家電(ネットワークによる電力制御)
照明(リビング・寝室)・テレビ・エアコン・電子レンジ・洗濯機・加湿器・ヒーター・炊飯器
・従来家電(スマートタップによる電力制御)
照明(玄関・台所・洗面所・トイレ・風呂場)・電磁調理器(IH)・冷蔵庫・湯沸かしポット・温水洗浄便座
(実験内容)
・節電をせずに通常の生活を行い、標準消費電力パターンを学習
・1日当たりの積算電力量を標準と比べ、10%、30%を削減した生活をそれぞれ行った。
・得られたデータを数値的に分析し、削減した生活がQoLに与える影響の評価を行った。
図24−2は、通常利用時の消費電力のパターンと、優先度装置により30%削減した電力使用計画と実験計画の瞬時電力のパターンを示す図である。
従来の消費電力のパターンと10%、30%削減の瞬時電力のパターンがほぼ類似していること、そして、従来の消費電力のパターンの上限値を超えることがないことを示している。
図25−1は、通常利用時の積算電力量と、優先度装置により10%削減した電力使用計画と実験計画の積算電力量を示す図である。
図25−2は、通常利用時の積算電力量と、優先度装置により30%削減した電力使用計画と実験計画の積算電力量を示す図である。
10%及び30%の削減共に、通常利用時、初期目標値、そして、実使用電力の積算電力量の順に消費量がほぼ低い値を示しており、また、従来の積算電力量の上限値を超えることがないことを示している。
この図24及び図25が示す値は、日常生活の生活パターンを変更しなくても消費電力及び積算電力が削減されていることを表している。
そこで、3名の被験者から生活の体験談を聴取して、EoD制御システムを設置したスマートマンションルームで何か問題点が生じているかを調べてみた。
・被験者A,B,C
全体として電力削減率にかかわらず、特に不自由を感じることなく生活できた。
・被験者A
電力削減生活をしていることを感じるのは、照明やテレビが暗く点灯した時だけであり、いずれも慣れにより気にならなかった。
・被験者B
湯沸かしポットが沸くのが遅かった時だけであり、いずれも慣れにより気にならなかった。
・被験者C
調理を行う際のピーク時においては、他の家電の電力を削減して調理を行った。
3名の被験者の生活の体験談から、10%、30%の電力削減率にかかわらず、特に不自由を感じることなく生活できることが判明した。
図26−2は、優先度装置により30%削減した実験計画の6種類の機器の瞬時電力を示す図である。
6種類の機器は、TV、湯沸かしポット、電磁調理器(IHコンロ)、冷蔵庫、洗濯機及び照明である。
図26−1の10%削減の場合に、湯沸かしポットと洗濯機の消費電力が1:30と11:00にピークを示しているのに対して、図26−2の30%削減の場合には、ポットと洗濯機の消費電力が22:00と9:40にピークを示しており、湯沸かしポットはピークの時間帯が3時間半ほど前倒しに起きており、洗濯機はピークの時間帯が1時間40分ほど前倒しに起きていることが分かる。
本発明のEoD制御システムは、機器と優先度装置間のメッセージ交換による調停に基づいて電力供給を行うシステムである。ユーザが機器の電源を入れたとき、特許文献2の需給調停システムがリフレッシュタイマのカウントする2〜3秒が経った後に電力が供給されるのに対して、本発明は、以下のステップ1)〜4)を経て瞬時に電力が供給される。1) 機器から要求電力や優先度と共に“電力要求メッセージ”を優先度装置に送信する。2) 優先度装置はそのときの機器の優先度に、機器への電力供給の可否や,供給電力を調停する。3) 優先度装置は調停結果に従って“電力割当(許可/削減/棄却)メッセージ”を機器に送信する。4)“電力割当メッセージ”を受け取った機器は,そのメッセージに従って動作する。
EoD 制御システムは、1) 生活の質を維持しつつ電力を削減するために,どの機器へ電力を供給し,どの機器への電力を削減するかを決める機器の動的な優先度の採用、2) 生活者の生活パターンに基づいてシーリングと最大瞬時電力の上限値を達成するために、瞬時電力を処理する電力使用計画設定手段の採用、3) 機器からの電力要求に対してリアルタイムで電力を供給するために、消費電力を処理する電力調停手段の採用、また、4)負荷変動等により予期しない瞬時電力の増加が起き、最大瞬時電力を超えるのを防止するため、瞬時電力を処理する常時監視手段の採用、これらの採用により従来の課題を全て解決していることが分かる。
Claims (39)
- 商用電源と、複数の電気機器と、その電気機器に接続されているスマートタップと、メモリを備える電気機器の電力の供給制御を行う動的優先度制御装置と、該動的優先度制御装置が上記スマートタップを介して接続するネットワークとを備えるオンデマンド型電力制御システムであって、
前記動的優先度制御装置が、初期目標値の瞬時電力と実際の瞬時電力の差分を、その後の初期目標値の瞬時電力に配分して更新初期目標値を計算し、その更新初期目標値を最大瞬時電力と比較して、該更新初期目標値が小であればその後の初期目標値の瞬時電力を更新初期目標値として更新し、大であれば上記初期目標値の瞬時電力を最大瞬時電力に更新して更新初期目標値とする初期目標値更新手段と、
前記スマートタップから電力要求メッセージを受信した時刻で、該電力要求メッセージを送信した電気機器、及び動作中の電気機器の消費電力の合計値を計算し、電気機器に対する電力の供給方法の特性でクラス分けした電気機器特性クラスデータに基づいて両者の電気機器の優先度を計算し、上記消費電力合計値を上記更新初期目標値と比較して、該消費電力合計値が小であれば上記送信した電気機器に電力を供給し、大であれば前記メモリから上記優先度を呼び出してその値が最小の電気機器を選び、上記電気機器特性クラスデータを参照して、該電気機器が上記特性の何れに該当するかを判断して、当該電気機器の該当する特性に応じて、電気機器間の優先度に基づいて調停する電力調停手段とを備えることを特徴とするオンデマンド型電力制御システム。 - 前記瞬時電力が最小制御間隔τの間隔で消費電力を合算した合計値を平均した消費電力であることを特徴とする請求項1に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記最小制御間隔τが5〜10分であることを特徴とする請求項2に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記初期目標値更新手段と前記電力調停手段の処理する情報が、初期目標値更新手段が前記瞬時電力であり、電力調停手段が前記消費電力であることを特徴とする請求項3に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記初期目標値がユーザの電力消費パターンに基づいて作成された電力使用計画を、一定割合削減計画、ピーク削減計画又はコスト削減計画により作成することを特徴とする請求項4に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記一定割合削減計画で作成された初期目標値T0(t)(W)が以下の式(1)及び(2)から作成されることを特徴とする請求項5に記載のオンデマンド型電力制御システム。
ただし、C(Wh)はユーザが設定したシーリング、M(t)(W)は時刻tにおける最大瞬時電力、D(t)(W)は時刻tにおける電力需要予測値である。 - 前記ピーク削減計画で作成された初期目標値が電力使用計画の電力使用ピーク時のみを削減して作成されることを特徴とする請求項5に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記コスト削減計画で作成された初期目標値が電力使用計画の電力コストに応じて削減して作成されることを特徴とする請求項5に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記動的優先度制御装置が前記シーリングを下回るように、また前記最大瞬時電力を下回るように電気機器への電力供給の制御を行っていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記動的優先度制御装置が稼働する前に、前記メモリに前記初期目標値の瞬時電力、前記実際の瞬時電力、前記電気機器特性クラスデータが格納されていることを特徴とする請求項9に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記その後の初期目標値の瞬時電力に配分する差分の分配方法が、均等に分配する差分の均等分配方法又は直後の1つの瞬時電力のみに分配する瞬時電力分配方法であることを特徴とする請求項10に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記電気機器特性クラスデータが、電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能な電気機器に対する電力の供給方法の特性で区分されていることを特徴とする請求項11に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能な電気機器に対する電力の供給方法の特性で区分される以外の区分に、安全・快適な生活を確保するために、ユーザが任意に機器を選択できる区分を有することを特徴とする請求項12に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記調節可能な特性が、運転中に供給されている電力を変化させることができる特性であり、前記待機可能な特性が起動時に電力の供給を待つことができる特性であり、一時停止可能な特性が運転中に一時的に電力の供給を停止できる特性であることを特徴とする請求項12に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記調節可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、ヒータエアコン、冷蔵庫、TV、ドライヤー等であることを特徴とする請求項14に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記待機可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、食洗機、炊飯器、トースター等であることを特徴とする請求項14に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記一時停止可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、ヒータエアコン、冷蔵庫、食洗機、炊飯器、コピー機、湯沸かしポット等であることを特徴とする請求項14に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記調節可能、一時停止可能及び待機可能な特性を備えない電気機器がガス検出器、人工呼吸器、ルーター等のネットワーク機器等であることを特徴とする請求項14に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記電気機器特性クラスデータが8種類のクラスから構成されていることを特徴とする請求項12に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 請求項1に記載の動的優先度制御装置が、更に常時消費電力を監視する常時監視手段を備えることを特徴とするオンデマンド型電力制御システム。
- 前記常時監視手段は、全体の消費電力が前記最大瞬時電力をある一定期間d以上の間超過するときには、前記最小制御間隔τの経過を待たずに上記全体の消費電力の代わりに上記最大瞬時電力を下回るように電力の供給を制御することを特徴とする請求項20に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記一定期間dが0.5〜2秒であることを特徴とする請求項21に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 前記常時監視手段が、動作中の電気機器の消費電力を合算して合計値を計算し、電気機器を3種類の特性でクラス分けした電気機器特性クラスデータに基づいて上記電気機器の優先度を計算し、上記消費電力合計値を前記最大瞬時電力と比較して、該消費電力合計値が小であれば処理を終了し、大であれば優先度が最小の電気機器を選び、上記電気機器特性クラスデータを参照して、該電気機器が上記3種類の特性の何れに該当するかを判断して、当該電気機器の該当する特性に応じて優先度が最小の機器を選択することを特徴とする請求項20乃至22の何れか1項に記載のオンデマンド型電力制御システム。
- 商用電源と、複数の電気機器と、その電気機器に接続されているスマートタップと、メモリを備える電気機器の電力の供給制御を行う動的優先度制御装置と、該動的優先度制御装置が上記スマートタップを介して接続するネットワークとを備えるオンデマンド型電力制御システムにおける上記動的優先度制御装置として、コンピュータを動作させるプログラムであって、
前記動的優先度制御装置が、初期目標値の瞬時電力と実際の瞬時電力の差分を、その後の初期目標値の瞬時電力に配分して更新初期目標値を計算し、その更新初期目標値を最大瞬時電力と比較して、該更新初期目標値が小であればその後の初期目標値の瞬時電力を更新初期目標値として更新し、大であれば上記初期目標値の瞬時電力を最大瞬時電力に更新して更新初期目標値とする初期目標値を更新する処理と、
前記スマートタップから電力要求メッセージを受信した時刻で、該電力要求メッセージを送信した、及び動作中の電気機器の消費電力の合計値を計算し、電気機器を3種類の特性でクラス分けした電気機器特性クラスデータに基づいて両者の電気機器の優先度を計算し、上記消費電力合計値を上記更新初期目標値と比較して、該消費電力合計値が小であれば上記送信した電気機器に電力を供給し、大であれば前記メモリから上記優先度を呼び出してその値が最小の電気機器を選び、上記電気機器特性クラスデータを参照して、該電気機器が上記3種類の特性の何れに該当するかを判断して、当該電気機器の該当する特性に応じて、電気機器間の優先度に基づいて調停する処理を行うことをコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記瞬時電力が最小制御間隔τの間隔で消費電力を合算した合計値を平均した消費電力であることを特徴とする請求項24に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記最小制御間隔τが5〜10分であることを特徴とする請求項25に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記初期目標値更新手段と前記電力調停手段の処理する情報が、初期目標値更新手段が前記瞬時電力であり、電力調停手段が前記消費電力であることを特徴とする請求項26に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記シーリングを下回るように、また前記最大瞬時電力を下回るように電気機器への電力供給の制御を行っていることを特徴とする請求項24に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記電気機器特性クラスデータが、電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能の特性で区分されていることを特徴とする請求項28に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 安全・快適な生活を確保するために、上記電気機器の調節可能、一時停止可能及び待機可能な電気機器に対する電力の供給方法の特性で区分される以外の区分に、ユーザが任意に機器を選択できることを特徴とする請求項29に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記調節可能の特性が運転中に供給されている電力を変化させることができる特性であり、前記待機可能な特性が起動時に電力の供給を待つことができる特性であり、一時停止可能な特性が運転中に一時的に電力の供給を停止できる特性であることを特徴とする請求項29に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記調節可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、ヒータエアコン、冷蔵庫、TV、ドライヤー等であることを特徴とする請求項31に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記待機可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、温水洗浄便座、電子レンジ、食洗機、炊飯器、トースター等であることを特徴とする請求項31に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記一時停止可能な特性を備える電気機器が、ノートPC、給湯機、ヒータエアコン、冷蔵庫、食洗機、炊飯器、コピー機、湯沸かしポット等であることを特徴とする請求項31に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 前記調節可能、一時停止可能及び待機可能な特性を備えない電気機器がガス検出器、人工呼吸器、ルーター等のネットワーク機器等であることを特徴とする請求項30に記載のコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項24に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項25に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項28に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項30に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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