JP5456325B2 - 電力制御システム、電力制御システムの制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、家庭の電力幹線の電流制限器が動作して使用中の機器が電源遮断されてしまうことを防止するために機器の制御を行う電力制御システム、電力制御システムの制御方法及びプログラムに関するものである。

従来、この種の電力制御システムとしては、例えば、機器が使用時にブレーカ装置に使用許可申請を行い、ブレーカ装置が使用許可判断を行って、機器がブレーカ装置で許可された電力内で動作させるというものがある（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来の電力制御システムの構成図、図９は、機器の処理動作を示したフローチャートである。

図８において、電灯線網はブレーカ装置１０１、電灯線１０２、コンセント１０３Ａ〜Ｄ、電気機器１０４から１０６、電力供給線１０７からなる。

以上の構成で、図９の動作において、電気機器１０４〜１０６の制御部にて、一定値以上の電力消費に起因するトリガを検出したとする（Ｓ１０１）。これは、例えば、アイロンであれば電源のＯＮ、あるいは設定温度の上昇を、エアコンであれば電源のＯＮ、あるいは設定温度の変化を、電子レンジであれば電源のＯＮ、あるいは内部マイクロ波の放出開始等の現象であり、制御部はそのために必要な消費電力値（Ｐとする）を検出する（Ｓ１０２）。

次に電力使用要求メッセージを生成し、制御コードとして電力使用要求メッセージである旨が書かれており、更に要求電力量としてＰの値が記される（Ｓ１０３）。

次に機器側に移り、許可使用電力量Ａを含む使用許可メッセージを受け取った機器１０４〜１０６は、使用許可メッセージにある許可使用電力量の値を見て、この値で該機器を動作させることに意味があるかどうかの判断を行う（Ｓ１０４〜Ｓ１０７）。もしこの電力値が要求通りの値であれば、問題なく該消費電力（Ｐ）にて電力消費を開始する（Ｓ１０８）。もし、許可された電力消費量（Ａ）が申請した値（Ｐ）よりも少なかったとしても、この値での電力消費に意味があると判断すれば、該電力値（Ａ）にて電力消費を開始する（Ｓ１０９）。もし、この値での電力消費は意味がないと判断すれば、該電力消費を行うことを中止する（Ｓ１１０）。

このようにして、該電力供給網において、供給する電力量を一定量以下に制御し、かつ効率よく電力の配分を行うことが可能になる。
特開平１０−９４１９９号公報

しかしながら、従来の電力制御システムでは、機器が使用不許可のメッセージを受け取った場合、再度、使用可能か問い合わせるので、２往復の送受信が発生してしまう。また、使用不許可であった場合、ブレーカ装置で監視する電力が下がるか、もしくは、ユーザ自身が意識して他の使用中の機器の電力を下げる操作をして、使用可能な電力量を増加してあげないと使用したい機器が使用できない。

本発明は、電力制御装置が、無線または有線で接続された家電機器または家電機器と接続されたアダプタの使用優先度を設定できる優先度設定部を設けた構成で、使用可能か必要電力の問い合わせの結果に応じて、家電機器または家電機器と接続されたアダプタが、問い合わせ結果の使用可能電力内で動作することにより、ユーザーの操作の応答性を早く動作させるようにして、さらに、問い合わせの必要電力より使用可能電力が小さい場合には、問い合わせした機器よりも優先度の低い機器の電力を低減させるように指示することにより優先度の高い機器を使用できるようにしたもので、かつ、ブレーカの遮断を防止する電力制御システム、電力制御システムの制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、有線または無線による通信ネットワーク部を介して接続された家電機器または商用電源と家電機器の間に接続するアダプタと電力制御装置で構成する電力制御システムにおいて、前記家電機器及び前記アダプタは、家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力を測定または把握する電力検知部を備え、前記電力制御装置は、前記商用電源の１つ以上の電気系統の電流を検知する電流検知部と、商用電源の電圧を検知する電圧検知部と、前記電流検知部と前記電圧検知部の検知情報から電力を算出する電力算出部と、家電機器または商用電源と家電機器の間に接続するアダプタと通信する送受信部と、前記電流検知部で流れる電流の上限値を設定する上限設定部と、電機器または前記アダプタの使用優先度を設定する優先度設定部と、前記電流検知部で流れる電流が前記上限設定部で設定された電流値以上を検知すると警報報知や家電機器または前記アダプタに電力制御指示を出力する電力制御指示部を備え、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の操作をしたときに、前記家電機器または前記アダプタの前記電力検知部にて、現状モードの消費電力と、モード変更した際の消費電力を比較し、操作内容で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力が増加しないモードへの遷移による動作によるものである場合、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行わずに操作通りの指示で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の動作を制御し、操作内容で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力が増加するモードへの遷移による動作によるものである場合、
使用可能か電力制御装置に問い合わせを行い、問い合わせの結果に応じて、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の動作の制御を行い、電力制御装置は、問い合わせ内容と前記電流検知部の検知情報より必要に応じて、問い合わせを行った機器より前記優先度設定部で設定された優先度が低い機器に対して電力制御指示を出力する電力制御システムである。

本発明の電力制御システム、電力制御システムの制御方法及びプログラムは、電力制御装置が、無線または有線で接続された家電機器または家電機器と接続されたアダプタの使用優先度を設定できる優先度設定部を設けた構成で、電力制御装置が上限設定部の設定値をブレーカ遮断の定格値に設定しておけば、家電機器（アダプタに接続された家電機器含む）を操作したとき、機器から使用予定の必要電力の情報を受け取って、電流検知部で検知した電流に余裕がない場合、操作した機器より優先度の低い機器の電力抑制を行うことにより、ブレーカが遮断してしまうことを防止でき、定格電流容量内を効率的に活用して機器の稼動をさせることができる。また、電力制御装置側は、操作した機器の運転モードなどの設定状態や消費電力状態を意識しなくても良く、使用可能な電力などの情報を機器に送信するだけで、機器側は複雑な制御処理をしなくても、受信した要求の情報に従って、運転や電力抑制すればよいので、複雑な情報処理機能も不要なため、安価にシステムを構築できる。

第１の発明は、有線または無線による通信ネットワーク部を介して接続された家電機器
または商用電源と家電機器の間に接続するアダプタと電力制御装置で構成する電力制御システムにおいて、前記家電機器及び前記アダプタは、家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力を測定または把握する電力検知部を備え、前記電力制御装置は、前記商用電源の１つ以上の電気系統の電流を検知する電流検知部と、商用電源の電圧を検知する電圧検知部と、前記電流検知部と前記電圧検知部の検知情報から電力を算出する電力算出部と、家電機器または商用電源と家電機器の間に接続するアダプタと通信する送受信部と、前記電流検知部で流れる電流の上限値を設定する上限設定部と、電機器または前記アダプタの使用優先度を設定する優先度設定部と、前記電流検知部で流れる電流が前記上限設定部で設定された電流値以上を検知すると警報報知や家電機器または前記アダプタに電力制御指示を出力する電力制御指示部を備え、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の操作をしたときに、前記家電機器または前記アダプタの前記電力検知部にて、現状モードの消費電力と、モード変更した際の消費電力を比較し、操作内容で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力が増加しないモードへの遷移による動作によるものである場合、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行わずに操作通りの指示で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の動作を制御し、操作内容で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力が増加するモードへの遷移による動作によるものである場合、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行い、問い合わせの結果に応じて、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の動作の制御を行い、電力制御装置は、問い合わせ内容と前記電流検知部の検知情報より必要に応じて、問い合わせを行った機器より前記優先度設定部で設定された優先度が低い機器に対して電力制御指示を出力する電力制御システムであり、電力制御装置が上限設定部の設定値をブレーカ遮断の定格値に設定しておけば、家電機器（アダプタに接続された家電機器含む）を操作したとき、機器から使用予定の必要電力の情報を受け取って、電流検知部で検知した電流に余裕がない場合、操作した機器より優先度の低い機器の電力抑制を行うことにより、ブレーカが遮断してしまうことを防止でき、定格電流容量内を効率的に活用して機器の稼動をさせることができる。また、電力制御装置側は、機器側の運転モードなどの設定状態や消費電力状態を意識しなくても良く、使用可能な電力などの情報を機器に送信するだけで、機器側は複雑な制御処理をしなくても、受信した要求の情報に従って、運転や電力抑制すればよいので、複雑な情報処理機能も不要なため、安価にシステムを構築できる。

また、第１の発明は、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の操作内容で機器の消費電力が増加しないモードへの遷移による動作によるものであれば、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行わずに操作通りの指示で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の動作を制御するものであり、機器の操作を行う度に常に電力制御装置への問い合わせを行わないので、通信トラフィックが低減でき、さらに、通信トラフィックの低減により電力消費を低減できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の電力制御装置において、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の操作をしたときに、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行う内容は必要な必要電力値とし、問い合わせの結果には使用可能な使用可能電力値を含む情報とすることを特徴としたものであり、電力制御装置は、前記家電機器またはアダプタに接続された機器がどのような種類の機器なのか把握していなくても、問い合わせ結果に使用可能な電力値を含めることで、前記家電機器またはアダプタが問い合わせ結果の使用可能電力値内で動作する制御をすればよいので、複雑な情報の送受信や処理が不要である。

第３の発明は、特に、第２の発明の電力制御装置において、前記家電機器の１つは、ＩＨクッキングヒータであることを特徴としたものであり、ＩＨクッキングヒータの優先度を高く設定しておくと、ユーザは、食事の準備として調理するときに、ブレーカが遮断する心配をしなくてよい。

第４の発明は、特に、第３の発明の電力制御装置において、前記ＩＨクッキングヒータが出力電力を増加させるモードへ遷移する操作をした場合に、電力制御装置に必要電力を含む情報で問い合わせを行い、電力制御装置は、現在の状態で必要電力を加算して前記上限設定部で設定した上限値を越える電流が流れると予測した場合は、前記ＩＨクッキングヒータより優先度の低い機器に対して電力を抑制する制御を行うことで必要電力の確保を試みて、可能な限りＩＨクッキングヒータを使用できるようにしたものであり、ＩＨクッキングヒータの優先度を高くするとＩＨクッキングヒータの操作により、優先度の低い機器を電力抑制制御してＩＨクッキングヒータを使用できるようにするため、ユーザは、食事の準備として調理するために、家庭内の総使用電力が低下するまで待機したり、ユーザ自身で電力使用の大きい機器を停止しにいかなくてよい。

第５の発明は、特に、第４の発明の電力制御装置において、前記ＩＨクッキングヒータは、電力制御装置が前記ＩＨクッキングヒータより優先度の低い機器の制御を行って、必要電力が確保できなかった場合、問い合わせ結果の使用可能電力内のモードで動作することを決定する機器出力電力決定部を備えたことを特徴としたものであり、例えば、１０段階（最大出力＝１０）加熱の出力レベルをユーザが設定できる場合、ユーザがレベル１０の操作をしたときの必要電力が確保できなかった場合でも、レベル９で使用可能であれば、レベル９の出力で動作させるというように、使用可能な電力内で加熱レベルを決定して出力することができるため、ＯＮ／ＯＦＦ制御と異なって小さい電力であってもＩＨクッキングヒータによる加熱、調理、湯沸し、揚物などを開始することができ、ユーザは、食事の準備として調理するために、家庭内の総使用電力が低下するまで待機したり、ユーザ自
身で電力使用の大きい機器を停止しにいかなくてよく、ＩＨクッキングヒータの優先度を高く設定することにより、ＩＨクッキングヒータの操作により、優先度の低い機器を電力抑制制御して可能な限りＩＨクッキングヒータを使用できるようにすることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の電力制御装置において、前記家電機器または前記アダプタに接続された機器がエアコンであった場合、電力制御装置から電力削減を要求された場合、運転状態を送風モードに変更するように指示することを特徴としたものであり、エアコンを停止するのではなく、送風モードにすることによりエアコンのコンプレッサを停止させるためエアコンの消費電力を大きく抑制でき、さらに、ユーザーはエアコンを見ても送風モードで動作しているため、エアコンを止めていると勘違いすることもないため、エアコンの運転のつけ忘れの心配がない。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の電力制御装置において、前記電力制御システムで構成される機器の少なくとも１つ以上の機器は、前記電力制御システム内で収集した機器の使用電力などの情報を表示する表示手段を備えたことを特徴としたものであり、前記上限設定部で設定した上限値を越える電流が流れたり、優先度が低い機器の使用電力を抑制した場合に、表示手段を通じて報知することで、ユーザは表示手段を見て、制御内容を把握することができ、家電機器などが違った動作をしていることを知ることができ安心を提供する。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの電力制御システムにおいて、構成される機器の少なくとも１つ以上の機器は、Ｗｅｂサーバを備え、Ｗｅｂブラウザを備えたパソコンやテレビなどの機器から表示部としてＷｅｂブラウザを利用してネットワークを経由でＷｅｂサーバを備えた機器で収集した使用電力などの情報を表示することを特徴としたものであり、家電機器やアダプタや電力制御装置は、液晶表示などの表示機器を搭載する必要がないため安価に構築できる。

第９の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明の電力制御システムの機能の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムである。そして、プログラムであるので電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させて本発明の冷蔵庫または冷蔵庫システムの少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。

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、この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１）
図１は、本発明の電力制御システムのシステム構成図、図２は、電力制御システムの電力制御装置とＩＨクッキングヒータのブロック図、図３は、電力制御システムの電力制御装置とエアコンに接続するアダプタのブロック図である。

本発明の第１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の入力側の電源ラインに電流クランプ２を挟み、入力電流Ｌ１、Ｌ２を電力制御装置３で測定する。

また、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相にエアコン７ａが接続されたアダプタ５ａが１台とドライヤ８が１台、Ｌ２相にエアコン７ｂが接続されたアダプタ５ｂが１台、さらに、機器ユニット９とテレビ１０が接続された構成とする。また、電力制御装置３とＩＨクッキングヒータ４とアダプタ５ａ、５ｂには、無線通信機６が内蔵されていて情報の伝達を行うことができる。なお、無線通信方式としては、特定小電力無線を使用し４００ＭＨｚ帯の伝送周波数を用いて通信を行う。

なお、機器ユニット９は、無線通信機６を備えていて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することができ、各機器の情報を収集することができる。また、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。

また、機器ユニット９とテレビ１０は、汎用的なネットワークでハブ１０１を介して接続されている。テレビ１０にはＷｅｂブラウザが備えられていて、汎用的なネットワークを介して、テレビ１０やパソコン（図示なし）などのＷｅｂクライアント機能を備えた機器のＷｅｂブラウザを利用して画面表示により機器ユニット９で収集した情報などを閲覧することができる。

なお、汎用的なネットワークとは、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、何でも構わない。

また、テレビは、モデム／ルータ１０２を介して、インターネットに接続可能である。

なお、実際の家庭では、他にも多数の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電力制御装置３とＩＨクッキングヒータ４のブロック図であり、電力制御装置３は、単相３線式２００ＶのＬ１相の電源系統ラインに流れる電流を測定するＬ１電流検知部１１ａとＬ２相の電源系統ラインに流れる電流を測定するＬ２電流検知部１１ｂと、Ｌ１相またはＬ２相の電圧を測定する電圧検知部１２があり、Ｌ１電流検知部１１ａとＬ２電流検知部１１ｂと電圧検知部１２で測定した電流値と電圧値をもとに電力算出部１３で電力値を算出する。なお、電力は、Ｌ１相の入力電力値、Ｌ２相の入力電力値、Ｌ１とＬ２の両相の入力電力値などを算出する。

制御部１４は、入力した情報やデータを演算処理したり、制御信号、データの生成や送出を行う。

電流上限値設定部１５は、Ｌ１相とＬ２相に流れる電流値の上限値を設定する。上限値の設定は、初期値として予め設定しておき、変更が必要な場合は、スイッチなどの入力手段や、外部端子を付けて、専用端末やパソコンなどから設定できるようにすればよい。本実施の形態では、初期値＝３０Ａを利用することとする。

優先度設定部１６は、機器の使用優先度を判別するものである。優先度の設定は、例えば、機器側にディップスイッチを設けてユーザーが設定し、機器が電源投入時もしくは設定が切替えられたときに、電力制御装置３に優先度情報を送信を行い、電力制御装置３は機器から優先度情報を受信して優先度設定部１６で機器の優先度を設定、把握して、管理部１８で管理するデータの優先度情報を更新する。また別の方法としては、機器ユニット９とテレビ１０を利用して、テレビ画面上に優先度設定画面を表示させて、テレビ画面上でテレビのリモコンを使用して接続された機器の優先度をユーザが自由に設定できるようにしてもよい。

電力制御指示部１７は、機器の電力削減が必要なときに機器やアダプタに削減要求を出力する。削減要求で削減する機器や削減電力量は、機器の操作による問い合わせ内容や電力算出部１３で算出した電力量や管理部１８のデータを利用して決定する。

管理部１８は、前述の優先度情報や、機器の使用電力情報、機器の電力抑制制御状態などの設定値や状態をデータとして管理して機器の使用電力情報以外の情報は、ＥＥＰＲＯ
Ｍなどの不揮発性メモリに記憶して電源遮断時があっても、データが消去されないようにしておく。

使用可能電力判定部１９は、電流上限値設定部１５で設定された電流上限値よりもＬ１電流検知部１１ａやＬ２電流検知部１１ｂで測定した電流値の差分を演算し、機器からの問い合わせや、電力抑制している機器に、差分をベースとした使用可能電力値を機器に送信する。つまり、機器側は、使用可能電力値を受信すると、この使用可能電力値以内の電力であれば、さらに使用できるということを意味する。

削減電力要求部２０は、電流上限値設定部１５で設定された電流上限値よりもＬ１電流検知部１１ａまたはＬ２電流検知部１１ｂで測定した電流値が超過した場合、分電盤のブレーカが落ちる可能性があるため、機器側に使用電力を削減するように超過分を削減電力値として削減電力要求を送信する。つまり、機器側は、削減電力要求を受信すると、使用電力を削減する。

送受信部２１は、無線通信を行う通信ネットワーク部１０を介して、データの送受信を行う。

ＩＨクッキングヒータ４は、３つのＩＨコイルと１つのグリルの機能を有したものを利用し、ＩＨコイル上では、出力レベル１０段階で設定可能な「加熱」や、「揚物」、「加熱調理」、「湯沸」などの機能がユーザが選択して使用できる。また、グリルはヒータで制御するもので、「魚焼き」など数種類のシーケンスパターンによる調理モードを選択できる。なお、ＩＨクッキングヒータの加熱等の原理に関しては周知されたものとして説明および図示を省略する。

ＩＨクッキングヒータ４は、２００Ｖの片相の電源系統ラインに流れる電流を測定する電流検知部３１と、電圧を測定する電圧検知部３２があり、電流検知部３１と電圧検知部３２で測定した電流値と電圧値をもとに電力算出部３３でＩＨクッキングヒータ４の使用電力値を算出する。

制御部３４は、入力した情報やデータを演算処理したり、制御信号、データの生成や送出を行う。

操作部３５は、ＩＨクッキングヒータの各ＩＨコイルやグリルにおいて、「加熱」、「揚物」、「加熱調理」、「湯沸」などの機能を選択するボタンなどのスイッチで構成されている。

なお、操作部３５のスイッチは静電スイッチやタクトＳＷ、タッチパネルなどで構わない。また、表示部３６は、操作部３５で選択した機能のモード表示や運転動作中の動作状態などをＬＥＤや液晶パネルで表示する。

モード電力変換テーブル３７は、各ＩＨコイルやグリルのモードと必要な電力に変換するテーブルである（詳細説明は後述するが、図６にテーブル例を示す）。

必要電力送信部３８は、ユーザが操作した内容をモード電力変換テーブルを参照して必要電力を電力制御装置３に問い合わせる。

機器出力電力決定部３９は、問い合わせた結果の使用可能電力値を受信した結果からモード変換テーブル３７を利用して、使用可能な電力値内の最大電力のモードを決定して、制御部３４を介してＩＨＣＨ制御部４０で決定したモードで動作するようにＩＨコイルや
ヒータを制御する。

図３は、電力制御システムの電力制御装置とエアコンに接続するアダプタのブロック図であり、電力制御装置３については、図２と同様なので、同様の符番を付与し、説明を省略する。

アダプタ４は、図２のＩＨクッキングヒータ４と同様の機能を有する部については、同様の符番を付与し、異なる部分について説明を行う。

リモコン送信部４１は、リモコン発光素子からリモコン信号を送信するものであり、エアコン７ａ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４２は、リモコン受光素子からリモコン信号を受信するものであり、エアコン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、電力抑制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にリモコン信号を送信する。

エアコン電力抑制制御部４３は、電力制御装置３から削減電力や使用可能電力の情報を受信して電力抑制が必要な場合に、エアコンにリモコン送信部４１から電力抑制するリモコン信号を出力する。具体的には、運転モードを「送風モード」に変更する。「送風モード」にする利点としては、エアコンのコンプレッサを停止するため、エアコン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、エアコンの付け忘れを防止できる。

また、アダプタ４には、電源プラグ４４と、コンセント４５が備えられていて、電源プラグ４４は、家庭内のコンセントに差し、エアコンはコンセント４５に差し込むことによって、エアコンの使用電力を把握することができる。

次に、本発明の電力制御システムの動作を図４、図５のフローチャート及び図６、図７のデータテーブルを用いて説明する。

図４（ａ）は、電力制御システムのＩＨクッキングヒータを操作したときのＩＨクッキングヒータの動作を示すフローチャート、図４（ｂ）は、ＩＨクッキングヒータを操作したときにＩＨクッキングヒータから問い合わせを受けたときの電力制御システムの電力制御装置側の動作を示すフローチャート、図５（ａ）は、電力制御装置の電力削減処理の動作を示すフローチャート、図５（ｂ）は、エアコンが接続されたアダプタが削減電力要求を受信したときの動作を示すフローチャートである。なお、機器側とは、ＩＨクッキングヒータ４やエアコンが接続されたアダプタ５ａ、５ｂを指す。図６は、ＩＨクッキングヒータの各ＩＨコイルやグリルなどの運転モードと必要な電力に変換するテーブル例である。図７は、電力制御装置の管理部で管理するテーブル例である。

以下、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６、図７を交えて説明する。

図４（ａ）において、ＩＨクッキングヒータ４では、加熱レベルが増加するモードへ遷移する操作をした場合（Ｓ１１）、必要電力Ａを算出する（Ｓ１２）。必要電力Ａは、あらかじめ図６に示すようなモードと消費電力に関するテーブルを保持して、操作されたモードに対して現在のモードと比較して電力の差分値を必要電力として扱う。

例えば、ＩＨクッキングヒータが左ＩＨ加熱をレベル５で動作中に、レベル７にユーザが加熱レベルを上げる操作をした場合は、図６よりレベル７（１６００Ｗ）からレベル５（９００Ｗ）の差分値７００Ｗを必要電力Ａとする。この差分値が０より小さい場合は、出力電力が減少する動作であるので、電力制御装置３に問い合わせをせずに必要電力Ａで動作する（Ｓ１７）。

つまり、加熱レベルが増加しないモードへ遷移する操作をした場合は（Ｓ１１）、電力制御装置３に必要電力の問い合わせをせずに、必要電力Ａで動作させる（Ｓ１７）ことで、電力制御装置との無駄な通信をなくす。

（Ｓ１２）に戻り、必要電力Ａを算出した後、必要電力Ａで使用したいことを電力制御装置３に問い合わせるため送信する（Ｓ１３）。問い合わせた結果として電力制御装置３から使用可能電力Ｂを受信すると（Ｓ１４）、必要電力Ａと使用可能電力Ｂを比較して必要電力Ａの方が小さければ（Ｓ１５）、モード電力変換テーブル３７を参照して出力するモードを決定し（Ｓ１６）、決定した電力値を使用決定電力Ｃとして電力制御装置３に送信する（Ｓ１８）。

なお、モードを決定する方法としては、図６に示す「手動設定」の内容であれば、必要電力より使用可能電力の方が小さい場合は、レベルダウンしたモードの選択を行い、「自動調理」の内容であれば、使用電力ピーク値が使用可能電力以下で動作するように制御したり、「炊飯」など出力電力を変えてしまうと、おいしいご飯が焚けなくなってしまう場合などは、自動調理を開始させないようにする。一例をあげると、先ほどのレベル５からレベル７に加熱レベルをあげたときに、使用可能電力が５００Ｗであったとすると現在のモードであるレベル５（９００Ｗ）から５００Ｗを加算して１４００Ｗまで使用であり、１４００Ｗ以下の最大のレベル６で動作させることになる。勿論、ユーザはユーザが操作したレベルでの動作でないため、操作指示通り以外のモードで動作させる場合は、表示部３６の表示を反映させたり、ブザー等で報知を行うことが望ましい。

一方、電力制御装置３の処理としては、図４（ｂ）に示すように、必要電力ＡをＩＨクッキングヒータ４から受信すると（Ｓ２１）、Ｌ１電流検知部１１ａとＬ２電流検知部１１ｂで検知した電流値の総和から電流上限値設定部１５で設定した電流値（本実施の形態では、３０Ａ）との差分を取り、定格電流値からの余裕度を電力に換算して余裕電力Ｄを算出する（Ｓ２２）。

受信した必要電力Ａより余裕電力Ｄの方が小さければ（Ｓ２３）、ＩＨクッキングヒータが必要電力Ａで動作してしまうと定格電流を越えてブレーカが遮断してしまう恐れがあるため、ＩＨクッキングヒータより優先度の低い機器で削減可能な削減可能電力Ｅを算出する（Ｓ２４）。

例えば、図７は、ＩＨクッキングヒータより優先度が低い機器としてエアコン２台ある場合、エアコン１＝６００Ｗ、エアコン２＝５００Ｗで動作中であることを意味する。エアコンの動作状況は、例えば、エアコン側から消費電力が１００Ｗ以上変化したときに電力制御装置に通知したり、１分毎など定期的に電力制御装置が各機器にポーリングすることで各機器の現在の消費電力を把握しておく。なお、図７のエアコン２台はそれぞれアダプタに接続されていて、アダプタのリモコン送信部４１からエアコンの動作を制御できる。

先に説明したようにアダプタに接続されたエアコンの場合は、電力削減する場合、運転モードを「送風」モードにするため、２０Ｗの使用電力は使用することになる。よって、
優先度が低いエアコン２台を電力抑制すると、最大１０６０Ｗが削減可能である。

つまり、余裕電力Ａと優先順位が低い機器から削減可能な電力を加算して、必要電力以上を確保するまで、優先順位が低い機器を検索する。

その結果、余裕電力Ｄ＋削減可能電力Ｅとして使用可能電力（Ｄ＋Ｅ＝Ｂ）を算出し（Ｓ２５）、使用可能電力ＢをＩＨクッキングヒータに送信する（Ｓ２６）。

余裕電力Ｄが必要電力Ａより小さかった場合は、ＩＨクッキングヒータより優先度が低い機器の電力を削減する必要があるため（Ｓ２７）、電力削減処理を行う（Ｓ２８）。

電力削減処理の詳細処理を、図５（ａ）に示し、図５（ａ）とアダプタ側の処理である図５（ｂ）を交えて以下、動作を説明する。

電力削減する必要がある場合、電力削減処理が行われることを音や表示で報知する（Ｓ３１）。なお、図示していないが、電力制御装置３にＬＥＤやブザーなど安価に構成できる報知手段を搭載しているものとする。

また、電力制御装置だけてなく、図１に示す構成であれば、機器ユニット９に無線で報知指示を出力して、テレビ１０でも報知内容が確認できるようにしていてもよい。

報知した後、制御対象機器選択処理（Ｓ３２）を行う。

ここで、制御対象機器とは、無線通信機を搭載した電力抑制制御が可能な機器のことであり、図６に示すように、管理部１８では、優先度及び機器の消費電力状態を管理したテーブルデータで、１００Ｗ以上使用している機器に対して、かつ優先度の低い順（図６では、優先度数値が大きい順）に機器を検索し、制御対象機器があれば（Ｓ３３）、該当の機器に通信ネットワーク部５０を介して「削減電力要求」を送信する（Ｓ３４）。

一方、機器側は、「削減電力要求」を受信すると（Ｓ４１）、削減可能な電力を算出し（Ｓ４２）、削減可能な電力値を電力制御装置３に応答する（Ｓ４３）。削減可能であった場合は（Ｓ４４）、機器側に電力抑制指示を出力し、使用電力を抑制する（Ｓ４５）。

具体的な例としては、エアコン１＝６００Ｗ使用中で、かつエアコン２＝５００Ｗ使用中で、ＩＨクッキングヒータが停止状態のときに、ユーザがＩＨクッキングヒータを左ＩＨコイルのレベル９（２５００Ｗ出力予定）の加熱モードでの動作を選択操作した場合、定格３０Ａに相当する３０００Ｗを越える３６００Ｗ（６００Ｗ＋５００Ｗ＋２５００Ｗ）になる可能性がある。そこで、定格からの超過分の６００Ｗを削減要求することになる。

エアコン２が接続されたアダプタの場合、エアコンが「運転モード＝暖房運転（５００Ｗ）」で動作しているので、「削減電力＝２００Ｗ」を受信すると、アダプタはエアコン電力抑制制御部４３からリモコン送信部４１へエアコンに「運転モード＝送風モード（２０Ｗ）」に変更する指示を出力し、リモコン送信部４１は、エアコンへリモコン信号を出力する。よって、削減電力応答部３５から応答する削減電力は、４８０Ｗ（抑制前５００Ｗ−抑制後２０Ｗ）となる。

電力制御装置３の説明に戻り、「削減電力要求」を送信した後、機器側から「削減可能電力」の応答を受信すると（Ｓ３５）、受信した「削減可能電力」が０Ｗ以上であれば、機器側は電力抑制制御をするということで、図７に示すテーブルデータで受信した機器の
電力抑制制御状態を「ＯＦＦ→ＯＮ」に変更、更新する（Ｓ３６）。

また、削減電力要求で要求した削減電力値よりも応答で受信した削減可能電力の方が小さい場合は（Ｓ３７）、まだ電流上限値設定部１５で設定した電流上限値を下回らないため、さらに、電力抑制できる機器がないか制御対象機器を検索する（Ｓ３２）。図６の状態であれば、同様に、次の優先度のエアコン１の電力制御を行う処理として、（Ｓ３３）〜（Ｓ３７）の処理を繰り返し、削減可能電力Ｅを確保するまで行う。

このような処理をすることにより、家庭内のブレーカが遮断することを防止し、ユーザが設定した優先度の高い機器を可能な限り使用できるようにすることができる。

また、前記アダプタに接続される機器がエアコンの場合は、電力削減要求を受信した場合はエアコンの運転モードを送風モードに変更することを特徴としたものであり、エアコンを停止するのではなく、送風モードにすることによりエアコンのコンプレッサを停止させるためエアコンの消費電力を大きく抑制でき、さらに、ユーザーはエアコンを見ても送風モードで動作しているため、エアコンを止めていると勘違いすることもないため、エアコンの付け忘れの心配がない。

また、電力抑制制御中は、電力制御装置と電力抑制制御中の機器もしくはアダプタにＬＥＤなどの表示部を設けて、電力抑制制御中の表示を明示すれば、ユーザーが設定した状態より電力抑制されて動作していることをユーザーに知らせることができ、さらに、機器ユニットを経由してテレビの画面にも詳細表示して報知することが可能である。

また、本実施の形態では、アダプタに接続される機器はエアコンで説明したが、リモコンで制御できる家電機器であれば、「運転モード＝送風モード」のような大幅に消費電力を削減できるモードもしくは停止状態に制御することで、同様の方法で制御できる。

また、ジャーポットや電気ストーブなどの家電機器のようにリモコンに対応していない機器であれば、アダプタにリレーや半導体スイッチなどで電源遮断可能な機能を搭載すれば、電力抑制指示を電力制御装置３から受信した場合は、電源遮断して電力を削減するという方法を利用してもよい。

また、本実施の形態では、通信ネットワーク部５０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。

また、本実施の形態の図５（ａ）では、削減可能電力Ｅを確保するために優先度低い順番に１台ずつ電力削減要求を送信するような処理としたが、削減すべき機器と電力量を把握しているので、１回の送信電文に削減対象機器を固有に判別できる複数の機器ＩＤ情報と各機器に対する削減すべき電力情報を含めれば、通信トラフィックをさらに軽減でき、応答性も高めることが可能である。

また、本実施の形態では、最も優先度を高く設定したＩＨクッキングヒータを操作したときの動作を説明したが、ＩＨクッキングヒータが２台あっても構わないし、エアコンの方を高い優先度に設定しても、勿論、構わない。

また、本実施の形態では、エアコンにアダプタを接続してアダプタに電力制御装置から電力抑制指示を行ったが、エアコン本体に、無線通信機を搭載して、電力制御装置がエアコンと直接、データの送受信をするようにしても構わない。また、エアコン本体に電力抑制制御の機能を搭載すると、例えば、コンプレッサの回転数低下などの動作変更により、電力削減装置からの削減電力要求の要求通りの削減電力値を下げることができれば、家庭
内の限られた電力をさらに、効率的に使用することができる。

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、電力制御システムの制御方法及びプログラムは、家庭内の小規模なシステムや家庭以外の大規模なシステムにも同様の方法が適用でき、省エネの観点からも電流上限値を設定したい場合には、同様の方法で適用できる。

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電力制御装置とＩＨクッキングヒータのブロック図 電力制御システムの電力制御装置とエアコンに接続するアダプタのブロック図 （ａ）電力制御システムのＩＨクッキングヒータを操作したときのＩＨクッキングヒータの動作を示すフローチャート（ｂ）ＩＨクッキングヒータから問い合わせを受けたときの電力制御システムの電力制御装置側の動作を示すフローチャート （ａ）電力制御装置の電力削減処理の動作を示すフローチャート（ｂ）エアコンが接続されたアダプタが削減電力要求を受信したときの動作を示すフローチャート ＩＨクッキングヒータの各ＩＨコイルやグリルなどの運転モードと必要な電力に変換するテーブルを示す図 電力制御装置の管理部で管理するテーブルを示す図 従来の電力制御システムの構成図 従来の電力制御システムの機器の処理動作を示したフローチャート

３ 電力制御装置
４ ＩＨクッキングヒータ
５ａ、５ｂ アダプタ
６ 無線通信機
１１ａ Ｌ１電流検知部（電流検知部）
１１ｂ Ｌ２電流検知部（電流検知部）
１２ 電圧検知部
１３ 電力算出部
１５ 電流上限値設定部（上限設定部）
１６ 優先度設定部
１７ 電力制御指示部
１８ 管理部
１９ 使用可能電力判定部
２０ 削減電力要求部
２１ 送受信部
３５ 操作部
３７ モード電力変換テーブル
３８ 必要電力要求部
３９ 機器出力電力決定部
４０ ＩＨＣＨ制御部
４１ リモコン送信部
４２ リモコン受信部
４３ エアコン電力抑制制御部（機器電力抑制制御部）
５０ 通信ネットワーク部

Claims (9)

1. 有線または無線による通信ネットワーク部を介して接続された家電機器または商用電源と家電機器の間に接続するアダプタと電力制御装置で構成する電力制御システムにおいて、前記家電機器及び前記アダプタは、
   家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力を測定または把握する電力検知部を備え、
   前記電力制御装置は、
   前記商用電源の１つ以上の電気系統の電流を検知する電流検知部と、
   商用電源の電圧を検知する電圧検知部と、
   前記電流検知部と前記電圧検知部の検知情報から電力を算出する電力算出部と、
   家電機器または商用電源と家電機器の間に接続するアダプタと通信する送受信部と、
   前記電流検知部で流れる電流の上限値を設定する上限設定部と、
   電機器または前記アダプタの使用優先度を設定する優先度設定部と、
   前記電流検知部で流れる電流が前記上限設定部で設定された電流値以上を検知すると警報報知や家電機器または前記アダプタに電力制御指示を出力する電力制御指示部を備え、
   前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の操作をしたときに、
   前記家電機器または前記アダプタの前記電力検知部にて、現状モードの消費電力と、モード変更した際の消費電力を比較し、
   操作内容で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力が増加しないモードへの遷移による動作によるものである場合、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行わずに操作通りの指示で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の動作を制御し、
   操作内容で前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の消費電力が増加するモードへの遷移による動作によるものである場合、
   使用可能か電力制御装置に問い合わせを行い、
   前記電力制御装置は、前記問合せに対して、前記問合せを行った機器より前記優先度設定部で設定された優先度が低い機器により削減可能な削減可能電力を算出し、当該削減可能電力に基づいて算出される使用可能電力を問合せの結果として前記家電機器または前記アダプタへ送信した後、
   前記電力制御装置は、問い合わせ内容と前記電流検知部の検知情報より必要に応じて、前
   記問い合わせを行った機器より前記優先度設定部で設定された優先度が低い機器に対して前記電力制御指示部により電力制御指示を出力する電力制御システム。
2. 前記家電機器または前記アダプタに接続された機器の操作をしたときに、使用可能か電力制御装置に問い合わせを行う内容は必要な必要電力値とし、問い合わせの結果には使用可能な使用可能電力値を含む情報とすることを特徴とした請求項１記載の電力制御システム。
3. 前記家電機器の１つは、ＩＨクッキングヒータであることを特徴とした請求項２記載の電力制御システム。
4. 前記ＩＨクッキングヒータが出力電力を増加させるモードへ遷移する操作をした場合に、電力制御装置に必要電力を含む情報で問い合わせを行い、電力制御装置は、現在の状態で必要電力を加算して前記上限設定部で設定した上限値を越える電流が流れると予測した場合は、前記ＩＨクッキングヒータより優先度の低い機器に対して電力を抑制する制御を行うことで必要電力の確保を試みて、可能な限りＩＨクッキングヒータを使用できるようにすることを特徴とした請求項３記載の電力制御システム。
5. 前記ＩＨクッキングヒータは、電力制御装置が前記ＩＨクッキングヒータより優先度の低い機器の制御を行って、必要電力が確保できなかった場合、問い合わせ結果の使用可能電力内のモードで動作することを決定する機器出力電力決定部を備えたことを特徴とした請求項４記載の電力制御システム。
6. 前記家電機器または前記アダプタに接続された機器がエアコンであった場合、電力制御装置から電力削減を要求された場合、運転状態を送風モードに変更するように指示することを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力制御システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力制御システムで構成される機器の少なくとも１つ以上の機器は、前記電力制御システム内で収集した機器の使用電力などの情報を表示する表示手段を備えたことを特徴とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力制御システム。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力制御システムで構成される機器の少なくとも１つ以上の機器は、Ｗｅｂサーバを備え、Ｗｅｂブラウザを備えたパソコンやテレビなどの機器から表示部としてＷｅｂブラウザを利用してネットワークを経由でＷｅｂサーバを備えた機器で収集した使用電力などの情報を表示することを特徴とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力制御システム。
9. 請求項１〜６のいずれか１項記載の電力制御システムの少なくとも一部をコンピュータにて実現させるためのプログラム。

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