JP5454030B2 - 電力制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、電気調理機器使用時に電気調理機器が消費する電力の検知及び制御を行い、電気の使いすぎによるブレーカ遮断の事態を未然に防いだり、家庭内の消費電力の省エネを促進する電力制御システムに関するものである。
従来から使用されている電力制御システムの一例を図10に示す。従来の電力制御システムは、分電盤71から分配され商用電源70につながっているコンセント72に接続され、電気調理機器73のプラグ74を接続するためのアダプタコンセント75を有するアダプタ76とコントローラ77によって構成している。アダプタ76は、アダプタプラグ78とアダプタプラグ78に接続している線路と、この線路に設けているリレー79と、電気調理機器73が消費している電力を検出する電力検知手段80と、前記リレー79を駆動する通電制御部81と、この通電制御部81を制御するアダプタ制御手段82と、コントローラ77との間で通信を行う通信手段83と、前記線路の末端となっているアダプタコンセント75と、電気調理機器73の動作状況を電気調理機器73から入手したり動作段階を電気調理機器73に指示するためのアダプタ側機器制御情報送受信手段84を備えている。
電気調理機器73は、冷蔵庫、食器洗い乾燥機、洗濯乾燥機、電子レンジ、炊飯器などであるが、このシステムではアダプタ76のアダプタ側機器制御情報送受信手段84と通信する機器側機器制御情報送受信手段85を有したいわゆるネットワーク機能を持つ電気調理機器である。86はマイクロコンピュータで構成される機器制御手段である。
また、コントローラ77は、アダプタ76の通信手段83と通信する通信手段87、コントローラ制御手段88と分電盤71の主幹ブレーカに接続される全ての電気調理機器が消費している電力を検知する電力検知手段90および91を備えている。アダプタの通信手段83およびコントローラの通信手段87には、電力線搬送通信手段や赤外通信手段や微弱無線通信手段や特定小電力無線通信手段が使用される。
92および93はハウスコード設定部である。これは隣家も同じシステムを使っている場合、隣家のシステムのコントローラやアダプタと通信し合わないようにするためにひとつの家ごとに固有のコードを割り当てるための設定部であり、3ビット程度のディップスイッチが用いられる。
94はアダプタの識別コード設定部でありコントローラ77がアダプタを見分けるための識別コードを設定するための識別コード設定部であり、ひとつの家の中で同じ識別コードを持つアダプタが存在しないように割り当てていく。これも8ビット〜16ビット程度のディップスイッチが用いられる。
95はコントローラ77の識別コード設定部である。通常、ひとつのシステムにコントローラはひとつしか用いられないため、コントローラ77のこの識別コード設定部95は省略される場合もある。
また、識別コード設定部94は電力を抑制するときのアダプタ間の優先順位を兼ねる場合もある。例えば電力が不足してきた場合、識別コードの若いものから順番に電力を抑制していくなどの優先順位づけが自動的にされる。
アダプタ制御手段82やコントローラ制御手段88にはマイクロコンピュータが用いられる。アダプタ制御手段82は、通信手段83から電気調理機器の電力制限の制御信号を受けると、通電制御部81に信号を出しリレー79を動作させ通電を切るものである。
ここで電気調理機器の使い過ぎでブレーカの定格に近づいていたり、あるいは、電気調理機器の使い過ぎでブレーカの定格を超えると、コントローラ77からアダプタ76に対して電力制限信号が出される。アダプタ76は内部のリレー79を動作させて電気調理機器73への通電を切る動作に入る。
電気調理機器73の機器制御手段86はマイクロコンピュータで制御されているため、アダプタ76により電源を切断されると、電源が復帰された際に電気調理機器73の機器制御手段85内のマイクロコンピュータの動作はリセットされ、電源切断前の電気調理機器の動作状態などを記憶していたRAM内情報が失われてしまい、通電制御前の動作状態に戻せなくなってしまう。
このため従来は、コントローラ77が電力制限をアダプタ76に指示する際、アダプタ76にまず機器側機器制御情報送受信手段85およびアダプタ側機器制御情報送受信手段84を通して、電気調理機器73の機器制御手段86であるマイクロコンピュータから復帰時に必要なRAM内情報を取得するよう指示する。
この指示に基づいて、機器制御手段86はRAMの予め定められた所定アドレスに記憶されていた電気調理機器の動作状態などの復帰時に必要なRAM内情報をアダプタ76に送信する。このRAM内情報はアダプタ76によって、コントローラ77に送られコントローラ77で記憶される。コントローラ77は、電力制限終了時に電力復帰の指示と共にアダプタ76にRAM内情報を送信する。アダプタ76はリレー79により電気調理機器73への通電を再開し、機器制御手段86を動作させた後、RAM内情報を機器側機器制御情報送受信手段85およびアダプタ側機器制御情報送受信手段84を通して送信し、電力制限前の状態に復帰させる。
このように従来では、コントローラ77による電力制限開始直前の機器制御手段86の動作再開に必要なRAM内情報を、電力復帰時に機器制御手段86に戻すことで、電力制限指示による電源切断によって失われる電気調理機器73のマイコンのRAM情報を復帰させ、電気調理機器73を元の状態から動作を継続させることができるようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
また、分電盤の分岐ごとにつながる電気調理機器の使用状況や消費電力を集計し、コントローラから各消費電力の状況や長期の不稼動期間を越えて電気調理機器が再稼動された場合に電気調理機器を再稼動する際の注意事項を画像データに変換し、画像データを受信したパーソナルコンピュータ、やその他表示制御装置、携帯端末等のネット端末で当該画像データをモニタできるシステムもある。
このため、使用者は分岐ごとに供給している電力量を容易に随時監視できるたり、シーズンオフなどで長く使わなかった機器をまた使い始める場合などに、再稼動時の注意事項を容易に知ることができる(例えば、特許文献2参照)。
特開2001−251760号公報 特開2008−202982号公報
しかしながら、前記従来の構成は、電気調理機器としてアダプタと情報をやりとりするためのいわゆるネットワーク機能を有したものが対象であった。今後ネットワーク機能を有した電気調理機器は増加していく可能性は高いが、まだまだ現状では他の機器との通信を可能にした電気調理機器は少ない。また、マイクロコンピュータのRAM情報を外部に出したり外部からRAMに動作にかかわる情報を取り込んだりすることも技術的には可能であるが、高い信頼性を持った高度な通信方式が必要となりコストの面から実現されているものは少ない。そこでネットワーク機能を有していない一般の電気調理機器としてたとえばオーブントースタがアダプタに接続されている場合について以下に説明する。
たとえば使用者がオーブントースタにてグラタン調理するとき、オーブントースタの調理温度と加熱時間を設定して調理を開始する。この後、通常使用者はずっとオーブントースタの前でグラタンが出来上がるのを待つことはなく、他の調理や家事あるいはテレビを見たりする。
このため、電気調理機器の使い過ぎでコントローラからアダプタに対して電力制限信号が出され、アダプタは内部のリレーを動作させて通電を切った場合、使用者は調理が止まっていることに気づかないことがある。そして他の機器の使用が終わるなどして電力に余裕ができると、コントローラからアダプタに対して電力復帰信号が出され、アダプタ内のリレーを動作させて再度通電を始めるが、通電再開後のオーブントースタの動作は機種により以下のように異なる。
最初に、オーブントースタがマイクロコンピュータを使っていないタイプで、かつ、加熱時間を設定するタイマーがゼンマイ式の場合について述べる。タイマーがゼンマイ式の場合、電源が切れるとヒータ加熱は当然停止するがタイマーは動作を続ける。つまり電力制限によりアダプタの内部のリレーが働いて通電を切られても、タイマーは所定の時間だけ動作を続けた後、停止する。したがって、オーブントースタの前を離れていた使用者は加熱不足の可能性があることを全く気づかない。
2番目に、オーブントースタがマイクロコンピュータを使っていないタイプで、かつ、加熱時間を設定するタイマーがモータ式の場合について述べる。タイマーがモータ式の場合、電源が切れるとヒータ加熱もタイマー動作も停止する。このため、電力制限によりアダプタの内部のリレーが働いて通電を切られると加熱は停止し、その後、電力制限が解除されアダプタの内部のリレーが働いて通電が再開されるとヒータ加熱もタイマー動作も再開する。つまり、この場合のグラタンの加熱は当所使用者が設定したとおりの時間だけ行われたことになる。ただし、電力制限されていた時間が長かった場合は、加熱途中に通電が長時間切られたことになり、積算の加熱時間は設定どおりでも加熱不足になっている可能性が高く、しかも、使用者にはこのことが全く判らない。
3番目に、オーブントースタがマイクロコンピュータを使っている場合について述べる。一般的にマイクロコンピュータ式のオーブントースタは、電源スイッチは付いているが、この電源スイッチを入れるだけでは加熱は始まらず、電源スイッチを入れた後、調理温度や加熱時間などの設定を入力しなければ待機状態が続いているだけである。また、タイマー機能はマイクロコンピュータのプログラムで実現するため、ゼンマイ式タイマーやモータ式タイマーは用いない。そして調理温度や加熱時間などの設定が入力され一旦加熱が始まると、設定された時間だけ加熱調理が続き、所定の時間が経過すると加熱が停止し待機状態になる。また、加熱調理中に電源が一旦切れ再度電源が復帰した場合も自動的に加熱調理を再開することはなく、電源スイッチを入れた直後と同じ待機状態になる。従って途中で電気調理機器の使いすぎによりコントローラからの指令によりアダプタが内部のリ
レーを働かせてオーブントースタの電源を切りその後復帰した場合、加熱不足の可能性があるが、使用者には、設定どおりの時間の加熱が終わって待機状態になっているのか、途中で止められて加熱不足なのかが全く判らない。
以上3つの場合について説明したが、どの場合でも、電力制限の指令がコントローラから出されてアダプタが内部のリレーを働かせてオーブントースタの電源を切っているときに使用者がオーブントースタの前に戻ってくれば、使用者は加熱が止められていることに気づくことができる。しかし、使用者が加熱を開始後いつから加熱が止められたのか判らないため、加熱不足を補うためにあと何分加熱を追加すれば良いのか全く判らない。
また、長期間使用されていない電気調理機器を特定し、その電気調理機器の使用を再開するときの注意事項等を画像表示し使用者に通知できるシステムはあったが、上記のような使用中に一旦電源が切られた電気調理機器の電源復帰時に生じる不具合を解決できるものではなかった。
本発明は上記の従来の課題に鑑み、たとえばオーブントースタを使った調理中に電気調理機器の使いすぎにより途中でオーブントースタの電源が切られたため、再度加熱を開始するにあたり、どれくらいの時間の加熱が必要かを使用者に通知できるシステムの提供を目的としている。
前記従来の課題を解決するために、本発明の電力制御システムは、使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気機器への通電制御を行い、前記アダプタは電気機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に前記電気機器の再稼動に必要な情報を前記通知手段に伝達する電力制御システムとしている。
これにより、一旦、電力制限状態にさせた電気調理機器の使用者にその電気調理機器が通常通りの運転ではなかったこと、さらに、運転を再開するにあたり運転時間の推奨値を通知し、使用者が必要な補完処理を判断しやすくする電力制御システムを提供できる。
本発明の電力制御システムは、電気調理機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った際あるいは電力制限状態から通常状態に復帰した際にそれまでの運転時間情報を使用者に通知するための通知手段を有しているため、たとえばオーブントースタを使った調理中に電気調理機器の使いすぎがあったため途中でオーブントースタの電源が切られた場合、加熱を再開する際に何分の加熱時間設定にすれば良いかを使用者に通知でき、このため使用者は不足を補うために追加すべき最適の加熱時間を設定できる。
本発明の電力制御システムのシステム構成図 電力制御システムのコントローラの構成図 電力制御システムのオーブントースタ接続するアダプタの構成図 電力制御システムのエアコンに接続するアダプタの構成図 電力制御システムの状況通知装置の構成図 状況通知装置が表示する画面の説明図 電力制御システムの制御フロー図 状況通知装置が時間情報を表示する画面の説明図 状況通知装置が時間情報を表示する画面の第2の説明図 従来の電力制御システムの一例の構成図
第1の発明は、使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気機器への通電制御を行い、前記コントローラは電気機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に前記電気機器の再稼動に必要な情報を前記通知手段に伝達する電力制御システムとすることで、一旦、電力制限状態にされた電気機器の使用者にその電気機器が通常通りの運転ではなかったことと、運転再開にあたり必要な補完処理の判断が容易になる。
第2の発明は、使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気調理機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気調理機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気調理機器への通電制御を行い、前記コントローラは電気調理機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に電力制限状態が続いた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達することで、一旦、電力制限状態にされた電気調理機器の使用者にその電気調理機器が通常通りの運転ではなかったことと、運転再開にあたり必要な加熱時間の判断が容易になる。
第3の発明は、使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気機器への通電制御を行い、前記アダプタは電気機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に前記電気機器の再稼動に必要な情報を前記通知手段に伝達する電力制御システムとすることで、一旦、電力制限状態にされた電気機器の使用者にその電気機器が通常通りの運転ではなかったことと、運転再開にあたり必要な補完処理の判断が容易になる。
第4の発明は、使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気調理機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気調理機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気調理機器への通電制御を行い、前記アダプタは電気調理機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に電力制限状態が続いた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達することで、一旦、電力制限状態にされた電気調理機器の使用者にその電気調理機器が通常通りの運転ではなかったことと、運転再開にあたり必要な加熱時間の判断が容易になる。
第5の発明は、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する
ことで、一旦、電力制限状態にされた電気調理機器の運転再開にあたり必要な加熱時間の判断が容易になる。
第6の発明は、電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達することで、一旦、電力制限状態にされた電気調理機器の運転再開にあたり必要な加熱時間の判断が容易になる。
第7の発明は、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達することで、一旦、電力制限状態にされた電気調理機器の運転再開にあたり必要な加熱時間の判断が容易になる。
第8の発明は、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と加熱時の電力と加熱時のon/offパターンと電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達することで、一旦、電力制限状態にされた電気調理機器の運転再開にあたり必要な加熱時間の判断が容易になる。
第9の発明は、通知手段をWebサーバ機能を備えた状況通知装置と、Webブラウザ機能を備えたパーソナルコンピュータまたはテレビなどの表示装置とすることで、使用者は電気調理機器から離れたリビング等に居ても、電気調理機器が電力制限状態になったことと運転再開時の必要な加熱時間を知ることができる。
第10の発明は、アダプタまたはコントローラの筐体に付けた液晶表示部で電気調理機器が電力制限状態になったことや時間情報を表示するため、使用者は電気調理機器の近くですぐに、電気調理機器が電力制限状態になったことを認識でき容易に電気調理機器の運転再開時の必要な加熱時間を知ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態における電力制御システムの構成図を示すものである。
図1において、本発明の実施の形態では、単相3線式200Vを家庭内に引き込んだ分電盤1の出口側の電源ラインL1とL2をクランパ式の電流センサ2で挟み、コントローラ3にて家庭内で消費する電力を測定する。家庭内で消費する電力を正確に測定するためには、電圧も測定しかつ電圧位相と電流位相も見て力率を算出したり、あるいは、電圧と電流を例えば100μ秒間隔ごとに測定しては電圧値と電流値を掛け算した結果を1秒間分足し合わせることで電力値を算出しなければならないが、電流値だけからでも家庭内の消費電力の大小は観測できるため、電流測定だけで電力を推定する方式をとっている。
コントローラ3は通常分電盤1の隣に分電盤と同じように壁の上部に取り付けられるので、玄関や勝手口、収納庫、あるいは、洗面所、トイレなどに設置される。
分電盤の出力ラインには、AC200V系としてIHクッキングヒータ4、AC100V系として、L1相にはドライヤー36と、オーブントースタ7が接続されたアダプタ5a、L2相にはエアコン8が接続されたアダプタ5bと、テレビ10が接続されている。
また、コントローラ3とアダプタ5a、5b、および状況通知装置9には、第一の通信媒体として無線電波で通信する通信手段(図示なし)が内蔵されていて互いに情報の伝達を行うことができる。
特にコントローラ3からは総使用電力が多くなりすぎた場合にはアダプタ5aまたはアダプタ5bに通電を制限させるための電力制御信号を送り、アダプタに接続されている電気調理機器を電力制限状態にする。また、その後、総使用電力に余裕ができるとアダプタ5aまたはアダプタ5bに通電を通常に戻すための電力制御信号を送り、アダプタに接続されている電気調理機器を通常状態にする。
なお、無線電波の通信方式としては、特定小電力無線を使用し400MHz帯の周波数を用いている。6は第一の通信媒体にて通信する通信手段のアンテナである。
状況通知装置9は、同一システム内の空間で伝送される無線通信データを傍受し各電気調理機器の情報を収集することができ、内部にはソフトウェアとしてWebサーバを搭載していて、文字や画像などが表示できるような表示手段は持たないため安価に構築できるユニットである。
さらに、状況通知装置9とテレビ10は、第二の通信媒体である汎用的なLANケーブル11を介して互いに通信するための第二の通信手段(図示なし)を内部に備えている。テレビ10にはWebブラウザが備えられていて、汎用的なLANケーブルを介して、テレビ10やパーソナルコンピュータ(図示なし)などのWebクライアント機能を備えた電気調理機器のWebブラウザを利用して画面表示により状況通知装置9で収集した情報などを閲覧することができる。
なお、汎用的なLANとは、物理的には特に指定するものではなく、HTTPプロトコルで送受信が可能なネットワーク網であれば、何でも良く、また、有線である必要もない。
また、12はLANケーブルを分岐分配するためのハブである。テレビ10は、モデム/ルータ13を介して、インターネット14に接続可能である。
なお、実際の家庭では、他にも多数の電気調理機器が接続されるが、説明を簡略化するため上記構成として、以下、説明していく。
図2は電力制御システムのコントローラ3のブロック図であり、コントローラ3は、単相3線式200VのL1相に付けられたクランパ式の電流センサ(図1における2)の信号から電源系統ラインに流れる電流を測定するL1電流検知部15aと、同様に単相3線式200VのL2相に付けられたクランパ式の電流センサ(図1における2)の信号から電源系統ラインに流れる電流を測定するL2電流検知部15bがあり、L1電流検知部15aとL2電流検知部15bで測定した電流値をもとに電力算出手段16で電力値を算出する。
17は第一の通信媒体である無線電波で通信するための通信手段である。制御部18は、計測した電力データを演算処理したり、通信手段17で受信した電文を解析したり、制御信号やデータを送信するための送信電文の生成を行う。
上限値記憶部19は、L1相とL2相に流れる電流値やこの電流値を元に算出される電力の上限値を記憶する。上限値の設定は、デフォルト値として予め制御部のマイクロコンピュータのプログラムの中に記述しておいても良い。変更が必要な場合は、後述する手順
により記憶内容を変更できる。
20はシステム設定情報記憶部であり、ハウスコードや各電気調理機器の識別コード、および各電気調理機器の電力制限の優先順位などを記憶する。
37は時計機能部で時刻を刻んでいる。38は制御部18が時計機能部37の時刻を読み出し記憶しておくための時刻記憶手段である。
従来例の図10で示したハウスコード設定部93および識別コード設定部95と同様のものが、この実施例のコントローラ3にも必要な場合があるが図示を省略している。
図3は、電力制御システムのオーブントースタ7などの電気調理機器に接続するアダプタ5aのブロック図である。このアダプタ5aには、電源プラグ23と、コンセント24が備えられていて、電源プラグ23は、家庭内のコンセントに差し、オーブントースタ7の電源プラグ25はコンセント24に差し込まれている。
制御部21は、コントローラ3から削減電力や使用可能電力の情報を受信すると、電力制限が必要な場合に、通電制御部27に信号を出し、リレー22を開成させてオーブントースタ7など電気調理機器への通電を切断し、逆に、電力に余裕ができてコントローラ3から電力削減の解除や使用可能電力の情報を受信すると、通電制御部27に信号を出しリレー22を閉成させてオーブントースタ7など電気調理機器への通電を再開する。
オーブントースタ7などアダプタ5aに接続されている電気調理機器の消費電力は電力検知手段26によって制御部21が常に検知している。この電力検知手段26はオーブントースタ7などの電気調理機器に供給されている商用電源の電圧とオーブントースタ7などの電気調理機器に流れている電流を100μ秒間隔ごとに測定しては電圧値と電流値を掛け算した結果を1秒間分足し合わせることで電力値を算出している。もちろん電流値だけで電力を推定する方式でもかまわない。
28aはアダプタに接続された電気調理機器の運転状態と停止状態を判別する機器動作検知手段であり、電力検知手段26の出力によりオーブントースタ7などの電気調理機器がoff状態あるいは待機/停止状態なのか、動作/運転状態なのかを判断する。
28bは調理状況推定手段であり、加熱していた時間や電力制限がかけられていた時間から調理物の温度低下を推定し、加熱調理を再開するときの目安となる加熱時間の推奨値を算出するものである。
制御部21は機器動作検知手段28aの出力によりオーブントースタ7などの電気調理機器が停止状態から運転状態に変化したことを検知すると第一のタイマー手段29aの計時動作を開始させ、コントローラ3から通電を制限させるための電力制御信号を受けて電気調理機器を電力制限状態にすると第一のタイマー手段29aの計時動作を停止させる一方、第二のタイマー手段29bの計時動作を開始させる。
そして、コントローラ3から通電を復帰させるための電力制御信号を受けて電気調理機器を通常状態にすると第二のタイマー手段29bの計時動作を停止させる。
従来例の図10で示したハウスコード設定部92および識別コード設定部94と同様のものが、この実施例のアダプタ5aにも必要な場合があるが図示を省略している。
図4は、電力制御システムのエアコン8などの電気調理機器に接続するアダプタ5bの
ブロック図である。
リモコン送信部31は、赤外線発光ダイオードからリモコン信号を送信するものであり、エアコン8の冷房や暖房などの運転モードや温度、風量等をリモコン信号として送信することができる。
リモコン受信部32は、リモコン信号を受信するものであり、エアコン8に付属するリモコンで操作した場合に送信したリモコン信号を傍受して、リモコン信号データを記憶する。この記憶したリモコン信号データは、電力制限状態を解除する場合に、記憶したリモコン信号を生成しエアコン8にリモコン信号を送信する。
このようにアダプタ5bには、リモコン受信部32が備わっているため、エアコン8の動作は使用者がエアコンのリモコンで操作した赤外線リモコン信号をリモコン受信部32で受信することにより把握できる。このため、図3のアダプタ5aにあった電気調理機器の運転状態と停止状態を判別する機器動作検知手段28aおよび調理状況推定手段28bはこのアダプタ5bには不要である。
制御部30は、コントローラ3から削減電力や使用可能電力の情報を受信して電力制限が必要な場合に、エアコン8にリモコン送信部31から電力制限するためのリモコン信号を出力する。具体的には、運転モードを例えば「冷房」から「送風」に変更する。「送風」にする利点としては、エアコン8のコンプレッサを停止するため、エアコン8の消費電力を数十ワット程度に削減できることと、ユーザーがエアコン8の室内機を見ても送風で風が出ていることがわかるため、エアコン8を停止したと勘違いすることもないもないため、エアコン8の付け忘れを防止できる。
また、アダプタ5bには、アダプタ5aと同様に電源プラグ23と、コンセント24が備えられていて、電源プラグ23は、家庭内のコンセントに差し、エアコン8の電源プラグ25はコンセント24に差し込むことによって、電力検知手段25によってエアコン8の使用電力を把握することができる。
また、エアコン8は第一の通信媒体を介して他の電気調理機器と通信するための通信手段および自己の消費電力を測定する電力算出手段を内蔵すれば、通信機能付きエアコンとなりアダプタ5bは不要となる。
さらに、第一の通信媒体を介して他の電気調理機器と通信するための通信手段および自己の消費電力を測定する電力算出手段をIHクッキングヒータ4に内蔵すれば、通信機能付きIHクッキングヒータ(電気調理機器)となりコントローラ3や他の電気調理機器と情報をやり取りすることができるようになり、湯沸し中に電力が不足した場合に、自動的に湯沸しの火力を落として電力を他の機器にまわすということも可能になる。
従来例の図10で示したハウスコード設定部92および識別コード設定部94と同様のものが、この実施例のアダプタ5bにも必要な場合があるが図示を省略している。
図5は状況通知装置9のブロック図である。33は状況通知装置9の制御部であるが基本的にはパーソナルコンピュータと同等の機能を有するものである。コントローラ3やアダプタ5aまたはアダプタ5bとは第一の通信手段17にて情報をやりとりする。
34は第二の通信媒体である汎用的なLANケーブル11を介して互いに通信するための第二の通信手段である。35は相手の端末(パーソナルコンピュータやWeb対応テレビなど)の画面に表示するためのWebサーバ情報を持つWebサーバ機能部である。
従来例の図10で示したハウスコード設定部93および識別コード設定部95と同様のものが、この実施例の状況通知装置9にも必要な場合があるが図示を省略している。
次に動作について適時図7のフローチャートを参照しながら説明する。図1のドライヤー36は洗面所に、テレビ10はリビングに、オーブントースタ7はキッチンに設置されているものとする。通常、状況通知装置9は、第二の通信手段からデータを送信することで、Webクライアント機能を備えたリビングのテレビ10に、図6(a)のように家全体の消費電力として、その日の朝からの時間変化を示すグラフ画面を表示させている。
そして、例えばこの家の主婦がオーブントースタ7でグラタンを作るため、20分間のタイマーを設定しオーブントースタ7の加熱運転を始めると、アダプタ5aは機器動作検知手段28aの出力によりオーブントースタ7などの電気調理機器が停止状態から運転状態に変化したことを検知して(図7のステップS101)、第一のタイマー手段29aの計時動作を開始させる(ステップS102)。コントローラ3は常にこの家の総使用電力を監視しており、総使用電力が5kWを超えたかどうかを判断している(ステップS103)。
その次にこの家の主婦がIHクッキングヒータで湯沸しを始め、一方で他の家人が洗面所でドライヤー36を使い始めてこの家全体の使用電力が許容量(例えば5kVA)を超えてしまったとする。
このときコントローラ3は分電盤のブレーカ遮断を防ぐためにコントローラ3から電力制限の制御が可能な装置の中で電力使用の優先順位が低いものから順に電力制限をかけにいこうとする。通常はエアコンの優先順位を低くし、出来上がりに支障をきたす恐れのある調理関係の電気調理機器は優先順位を上げておく。したがってエアコン8が使われているかどうか判断し(ステップS104)、エアコン8が使われていればエアコン8を「冷房」から「送風」に運転モードを切り替える(ステップS105)が、この場合、エアコン8が使われていないので、コントローラ3はオーブントースタ7のアダプタ5aに対して電力制限の指示信号を送る(ステップS106)。
アダプタ5aはコントローラ3から電力制限のための電力制御信号を受けて電気調理機器を電力制限状態にすると第一のタイマー手段29aの計時動作を停止させる(ステップS107)一方、第二のタイマー手段29bの計時動作を開始させる(ステップS108)。
状況通知装置9は、コントローラ3からアダプタ5aへの電力制限の指示信号を傍受しており、この電力制限の指示信号を検知してテレビ10に表示する画像を図6(b)のように切り替えオーブントースタ7が一時停止していることを使用者に通知する(ステップS109)。(図6(b)のメッセージ枠40)
次にコントローラ3は総使用電力が5kWを下回ったかどうかを判断し(ステップS110)、ドライヤー36の使用が終わって総使用電力が5kWを下回わると、コントローラ3はオーブントースタ7がつながるアダプタ5aに対して電力復帰の指示信号を送り(ステップS111)、さらにコントローラ3の時計機能部37から時刻を読み出し、時刻記憶手段38にその時刻を電力復帰時刻として記憶する(ステップS112)。アダプタ5aはこの電力復帰の指示信号を受けてリレー22を閉成させてオーブントースタ7への通電を再開する(ステップS113)とともに、第二のタイマー手段29bの計時動作を停止させる(ステップS114)。
さらにアダプタ5aは、第一のタイマー手段29aと第二のタイマー手段29bの計時
データを読み取り、コントローラ3に通知する(ステップS115)。コントローラ3は状況通知装置9にオーブントースタ7に電力制限がかかり、その後通常状態に戻ったことを改めて通知し、同時にオーブントースタ7の運転開始後何分間通常通り動作したかを示す時間として第一のタイマー手段29aの計時データと、電力制限がかかり何分間停止されていたかを示す時間として第二のタイマー手段29bの計時データを通知する(ステップS116)。
状況通知装置9は、コントローラ3からの通知を受けてテレビ10に表示する画像を切り替え、オーブントースタ7が一時停止していたこと、使用者が加熱を再スタートするときの再設定時間Tsを決めるために必要な時間情報を使用者に通知する(ステップS117)。この再設定時間に関する時間情報の算出はアダプタ5aの調理状況推定手段28bが行うが、処理の内容については以下の図8の状況通知装置が時間情報を表示する画面の説明の中で述べる。
図8(a)は状況通知装置9が切り替えた画面であり、41は時間表示枠で、オーブントースタ7の運転開始後何分間通常通り動作したかを示す時間(第一のタイマー手段29aの計時データ)を表示している。
同様に図8(a)の42も時間表示枠で、電力制限がかかり何分間停止されていたかを示す時間(第二のタイマー手段29bの計時データ)を表示している。
さらに、図8(a)の43は同じく時間表示枠であるが電力復帰の指示信号を受けてオーブントースタ7への通電が通常に戻ってからの経過時間を示している。この経過時間はコントローラ3が前述したようにアダプタ5aに対して電力復帰の指示信号を送ったときに時刻記憶手段38にその時刻を記憶させているため、1分毎に時計機能部37から現在時刻を読み出し、時刻記憶手段38に記憶されている時刻との差をとることで経過時間を算出し、1分毎に状況通知装置9に送信して時間表示枠43に表示させている。
この例ではオーブントースタ7はマイクロコンピュータにより制御されるタイプとしていたので電力制限で通電が止められてしまうと通電が通常状態に復帰しても動作がリセットされてしまい、使用者が再度設定しないと動作せずに待機状態が続いてしまう。図8(a)では電力が回復したけれども使用者による再度の操作がされていないため、待機状態が2分間続いていることを示している。
メッセージ枠45は「はじめに設定した時間から7分を差し引いた時間を設定して再スタートしてください。」とし、使用者に加熱を再スタートするときの再設定時間Tsの決め方を画面に表示している。このメッセージ枠45に出ている7分という時間も時間表示枠43に出ている時間と同じように時々刻々増加していく。
使用者が最初に設定した時間が例えば20分と判っていれば、電力制限をかけられてからの停止時間が例えば5分だった場合、この停止していて加熱されていなかった5分と、停止中の温度低下を回復するためにさらに5分の加熱が必要と推定してこれらを加算した10分を再設定時間Tsとして通知できる。しかし、本実施例は使用者が最初に設定した当初設定時間Taをアダプタ5aが認識する構成になっていないため、再設定時間Tsそのものを表示できない。
このため、再設定時間Tsを決めるために必要な時間情報を使用者に通知するようにし、この必要な時間情報は調理状況推定手段28bが算出している。調理状況推定手段28bの算出方法としては、調理状況推定手段28bは第一のタイマー手段29aの計時値と第二のタイマー手段29bの計時値を制御部21を経由して逐次受け取ることで、オーブ
ントースタ7の加熱継続時間Tpと電力制限がかけられてからの停止経過時間Tdを把握できる。
図8(a)において加熱継続時間Tpは時間表示枠41に示している12分であり、停止経過時間Tdは時間表示枠42に示している3分と時間表示枠43に示している2分を足し合わせた5分である。調理を再開し再度加熱するときの再設定時間Tsは、最初に使用者が設定した当初設定時間Taから加熱継続時間Tpの12分を差し引いた残時間Teが必要と考えられるが、アダプタ5aの調理状況推定手段28bは加熱が停止していた間の被調理物の温度低下を回復するために停止時間と同じだけの加熱が必要と推定し、当初設定時間Taからすでに加熱を終えている加熱継続時間Tpの12分を差し引いた時間に停止経過時間Tdの5分を加えたものを再設定時間Tsとする。その結果、はじめに設定した時間から7分(12分−5分)を差し引いた時間を設定するよう使用者に推奨するため、「はじめに設定した時間から7分を差し引く」という表現になっている。
また、加熱を開始してからすぐに電力制限がかけられた場合など、加熱継続時間Tpが停止経過時間Tdよりも短くなる場合が起こりうる。アダプタ5aの調理状況推定手段28bは加熱継続時間Tpも考慮し、この場合は被調理物は冷え切ってしまったと判断し、「長時間止められていたため、はじめに設定した時間を再度設定して再スタートしてください。」という通知をメッセージ枠45に出す。
使用者はオーブントースタ7でグラタンを作ろうとして例えば20分間グラタンを焼こうとした場合、スタート後12分で止められ、その後加熱のない状態が5分間続き、再設定時間Tsは20分から7分差し引いた13分にすれば良いということがすぐに判る。
一方、オーブントースタがマイクロコンピュータ式ではなく、従来例で示したモータ式のタイマーを使っているオーブントースタの場合は、通電が遮断され、その後復帰すると使用者が操作しなくてもまた加熱が始まる。ゼンマイ式の場合は通電が遮断されている間にゼンマイ式タイマーの時限動作が終わっていなければ再度加熱がはじまり、通電が遮断されている間にゼンマイ式タイマーの時限動作が終わってしまっていると加熱ははじまらない。
図8(b)の時間表示枠44はモータ式タイマーを使っているオーブントースタが、一旦通電が遮断されその後、通電が復帰して再度加熱が始まってから現時点までの経過時間を示している。
この図8(b)の時間表示枠44に表示される経過時間は、前述の時間表示枠43の経過時間と同様に、コントローラ3がアダプタ5aに対して電力復帰の指示信号を送ったときに時刻記憶手段38にその時刻を記憶させているため、1分毎に時計機能部37から現在時刻を読み出し、時刻記憶手段38に記憶されている時刻との差をとることで経過時間を算出し、1分毎に状況通知装置9に送信して時間表示枠44に表示させている。
メッセージ枠46は「トータルの加熱時間は14分です。はじめに設定した時間から11分を差し引いた時間を設定して追い加熱をしたほうが良さそうです。」とし、使用者に加熱が終了してもさらに追い加熱をするよう推奨し、追い加熱をするときの再設定時間Tsの求め方を画面に表示している。
これはアダプタ5aの調理状況推定手段28bが、オーブントースタ7の電力消費を監視しており、通電復帰後に再度電力が消費されていることから自動的に加熱が始められていることを認識し、トータルの加熱時間は当初設定時間Taになるが途中の停止経過時間Tdを補う追い加熱が必要と判断したことによるものである。
また、このメッセージ枠46に出ている11分という時間も時間表示枠44に出ている時間と同じように時々刻々増加していく。
使用者はこの図8(b)の画面を見ることで、オーブントースタ7でグラタンを作ろうとして20分間グラタンを焼こうとしたがスタート後12分で止められ、その後加熱のない状態が3分間続き、再度の加熱に入ってから2分経過しているということが理解でき、タイマー停止後さらに、追加の加熱が3分間必要であるということがわかる。
ゼンマイ式タイマーを使っているオーブントースタで、通電が遮断されている間にゼンマイ式タイマーの時限動作が終わってしまった場合は、図8(a)と同じような画面になる。
一方、ゼンマイ式タイマーを使っているオーブントースタで、通電が遮断されている間にゼンマイ式タイマーの時限動作が終わらなかった場合は、図8(b)と同じような画面になる。
状況通知装置9が図8(a)の待機状態時間43を表示するか図8(b)の復帰後動作時間44を表示するかは次のように決められる。まず、アダプタ5aが通電復帰後、機器動作判定手段28の出力を見てオーブントースタが動作しているかどうかを調べ、その結果をコントローラ3に通知する。コントローラ3はこのアダプタ5aからの情報をもとに、状況通知装置9に時間表示枠43または44用の時間情報を送るときに待機状態の時間情報なのか復帰後動作の時間情報なのかの識別子を付けている。
本実施例ではコントローラ3が状況通知装置9にオーブントースタ7に電力制限がかかりその後通常状態に戻ったことと関連する時間情報を通知するものとしたが、アダプタ5aから状況通知装置9に通知する構成としてもまったく問題ない。
また、図8(b)において電力制限が解除されて再加熱が始まった後、タイマー動作が終了した場合は、図9に示すように時間表示枠44の右側にさらに時間表示枠47を追加し、停止後の経過時間を表示し、この停止後経過時間も時々刻々更新していくようにしても良い。
本実施例では、調理状況推定手段28bが第一のタイマー手段29aの計時値と第二のタイマー手段29bの計時値を制御部21を経由して逐次受け取って、オーブントースタ7の加熱継続時間Tpと電力制限がかけられてからの停止経過時間Tdを把握し、電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱時間と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し、再加熱に必要な再設定時間の算出に必要な時間情報を出しているが、調理状況推定手段28bがさらに、電力検知手段26の出力からオーブントースタ7の消費電力を検知し、電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間からより詳しく被調理物の状態を推定して再加熱時間の精度を高めても良い。また、再加熱時間以外の調理アドバイスを表示するようにしても良い。
さらに、調理状況推定手段28bが電力検知手段26の出力からオーブントースタ7の消費電力を検知し、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間からより詳しく被調理物の状態を推定して再加熱時間の精度を高めても良い。また、再加熱時間以外の調理アドバイスを表示するようにしても良い。
さらに、ヒータ通電のon/offデューティを制御することで温度制御をする電気調
理機器に関しては、調理状況推定手段28bが電力検知手段26の出力からオーブントースタ7の消費電力の時間変化を検知し、電力制限状態になるまでの運転時間と加熱時の電力と加熱時のon/offパターンと電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を算出するようにしても良い。
また、もちろんこのような家の中の電力の使用状況をテレビ10で見るときはテレビ10にてWebブラウザが起動されている必要はある。テレビ10にて状況通知装置9からのメッセージ画面を見るためには、あらかじめ状況通知装置9の第二の通信媒体上でのIPアドレスを状況通知装置9に設定し、さらにテレビ10のWebブラウザにも状況通知装置9のIPアドレスを登録しておく必要がある。この状況通知装置9の第二の通信媒体上でのIPアドレスは工場出荷時にデフォルト値として「192.168.1.80」などの値が記憶されておりこの値で問題なければこのまま使用し、他のLANにつながる電気調理機器とIPアドレスが同じであれば後述する手順でIPアドレスを変更できる。
このように、電気機器の使い過ぎでブレーカの定格を超えたため優先度の低い電気機器の通電が切られ運転が途中で止められてもテレビやパーソナルコンピュータに運転時間の情報が表示されるため、運転を再開するための補完作業の判断に必要な時間情報が画面に示され判断をつけやすくすることができる。
また、電気機器の使い過ぎでブレーカの定格を超えたためオーブントースタの通電が切られ加熱調理が途中で止められてもテレビやパーソナルコンピュータに加熱調理の時間情報が表示されるため、追加の加熱が必要かどうかの判断や追加であと何分間加熱すればよいかなどを使用者に通知でき、使用者の利便性を大幅に向上することができる。
また、電気調理機器に電力制限がかけられた場合に、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を状況通知装置に伝達することで、使用者に通知する再設定時間の精度を高めることができる。
また、電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を状況通知装置に伝達することでさらに使用者に通知する再設定時間の精度を高めることができる。
また、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を状況通知装置に伝達することでさらに使用者に通知する再設定時間の精度を高めることができる。
また、電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と加熱時の電力と加熱時のon/offパターンと電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を状況通知装置に伝達することで、さらに使用者に通知する再設定時間の精度を高めることができる。
また、コントローラあるいはアダプタの筐体に液晶表示素子をつければ、電気調理機器に電力制限がかけられたことや、その場合の電気調理機器の運転時間情報をコントローラあるいはアダプタで表示し使用者に通知することもできる。
また、本実施の形態では、第一の通信媒体として配線が不要な特定小電力の無線通信でデータの送受信を行ったが、電灯線通信や有線接続であっても構わない。
なお、本実施の形態はいずれも電力制御システムの手段の全てもしくは一部として、コンピュータを機能させるためのプログラムとしても同様の構成でできるものである。
なお、本実施の形態で説明した手段・部は、CPU(またはマイコン)、RAM、ROM、記憶・記録装置、I/Oなどを備えた電気・情報電気調理機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
以上のように、本発明にかかる電力制御システムは、電気調理機器使用時に電気調理機器が消費する電力の検知及び制御を行い、電気の使いすぎによるブレーカ遮断の事態を未然に防いだり、電力の省エネを促進するシステムに活用できる。
1、71 分電盤
2 電流センサ
3、77 コントローラ
4 IHクッキングヒータ
5a、5b、50、76 アダプタ
6 アンテナ
7 オーブントースタ
8 エアコン
9 状況通知装置
10 テレビ
11 LANケーブル
14 インターネット
15a L1電流検知部
15b L2電流検知部
17 通信手段
18、21、30、33 制御部
19 上限記憶部
20 システム設定情報記憶部
22 リレー
26、80、90、91 電力検知手段
27 通電制御部
28a 機器動作判定手段
28b 調理状況推定手段
29a 第一のタイマー手段
29b 第二のタイマー手段
31 リモコン送信部
32 リモコン受信部
34 第二の通信手段
35 Webサーバ機能部
51 時計機能部
52 時刻記憶手段
84 アダプタ側機器制御情報送受信手段
85 機器側機器制御情報送受信手段

Claims (8)

  1. 使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気調理機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気調理機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気調理機器への通電制御を行い、前記コントローラは電気調理機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に電力制限状態が続いた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する電力制御システム。
  2. 使用者に電力の使用状況などを通知するための通知手段と、分電盤の主幹電力を計測するコントローラと、商用電源と電気調理機器の間に接続したアダプタとからなり、このアダプタは前記電気調理機器の使用電力を検出し、前記コントローラは主幹電力の使用電力値に応じて電力制御信号を前記アダプタに送信し、前記アダプタは前記コントローラからの電力制御信号を受けて電気調理機器への通電制御を行い、前記アダプタは電気調理機器への通電制御内容が通常状態から電力制限状態に移った後、電力制限状態から通常状態に復帰した際に電力制限状態が続いた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する電力制御システム。
  3. 電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する請求項または請求項に記載の電力制御システム。
  4. 電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する請求項または請求項に記載の電力制御システム。
  5. 電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と電気調理機器が電力制限状態になるまでの加熱に要した電力量と電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する請求項または請求項に記載の電力制御
    システム。
  6. 電気調理機器が電力制限状態になるまでの運転時間と加熱時の電力と加熱時のon/offパターンと電力制限状態になっていた時間から温度低下を推定し再加熱に必要な再設定時間を前記通知手段に伝達する請求項または請求項に記載の電力制御システム。
  7. 通知手段はWebサーバ機能を備えた状況通知装置と、Webブラウザ機能を備えたパーソナルコンピュータまたはテレビなどの表示装置からなる請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電力制御システム。
  8. 通知手段をアダプタまたはコントローラの筐体に付けた液晶表示部で構成する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電力制御システム。
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