JP5585157B2 - 電力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電気機器使用時に電気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１１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、電気機器７３の動作状況を電気機器７３から入手したり動作段階を電気機器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、アダプタ７６の識別コード設定部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を動作させて電気機器７３への通電を切る動作に入る。

電気機器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機器７３のマイコンのＲＡＭ情報を復帰させ、電気機器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）。

特開２００１−２５１７６０号公報

しかしながら、前記従来の構成は、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電気機器が対象であった。今後ネットワーク機能を有した電気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機器としてたとえば電気ストーブ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。

たとえば使用者が電気ストーブを使っていたとする。このとき、電気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、電気ストーブがオフになったという表示をアダプタですれば電気機器の使い過ぎで一時的に電気ストーブがオフにされたということを使用者に伝えることができる。

この電気ストーブが自動的にオフにされた状態で長時間が経過すると使用者は一時的に電気ストーブがオフにされた状態であることをうっかり忘れてしまう可能性がある。この場合、電気ストーブが消えているので使用者が電気ストーブの前に燃えやすいものを置いてしまったり、電気ストーブにエプロンなど燃えやすいものををかけてしまうということがないとは言い切れない。また、この使用者がこの場所を離れ他の人がこの場所にやってきた場合も同様で、後でこの場所にやってきた人は電気ストーブが一時的にオフにされた状態であることをまったく知らず電気ストーブの前に燃えやすいものを置いてしまったり、電気ストーブに燃えやすいものをかけてしまうということがないとは言い切れない。

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。このため電気ストーブの加熱が始まり、電気ストーブの前に燃えやすいものが置かれていたり、電気ストーブに燃えやすいものがかけられていると火災を起こしてしまう可能性があった。

本発明は上記の従来の課題に鑑み、アダプタ側で接続されている電気機器の種別を自動で判別し、例えば接続されている電気機器が電気ストーブだと判別された場合には、使用者の操作なしには自動で通電を復帰させない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、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、使用者に電力の使用状況などを確認したり使用者が制御内容を設定するための遠隔確認・設定手段とからなり、このアダプタは接続された電気機器が消費する電力量や電流の変化パターンを検知する電力パターン検知部と、この電力パターン検知部の出力を受けてこのアダプタに接続されている電気機器の種類を判別し自動復帰して良いかどうかを判断する自動復帰可否判断部と、使用者が操作可能な切り替えスイッチで構成された自動復帰禁止設定部とを有し、前記コントローラは分電盤の主幹ブレーカに接続される全ての電気機器が消費している電力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、前記アダプタまたは前記コントローラはその後、電気機器への通電制御内容を電力制限状態から通常状態に復帰する際に前記自動復帰可否判断部が電気機器の電力量や電流の変化パターンから自動復帰可と判断する場合であっても前記自動復帰禁止設定部が自動復帰を禁止するような設定になっている場合には自動復帰しないものにおいて、前記遠隔確認・設定手段はアダプタに接続された電気機器の自動復帰の可否を設定する自動復帰設定手段を有し、前記自動復帰可否判断部と前記自動復帰禁止設定部との設定内容が一致しない場合には自動復帰しないようにし、前記遠隔確認・設定手段は使用者に不一致を通知し確認を求め前記自動復帰可否判断部と前記自動復帰禁止設定部との設定内容が一致した場合には自動復帰する電力制御システムとしている。

これにより、電気の使いすぎのときに使用電力を一時的に低減させるため一旦通電が切られた後、自動で通電が再開されると思わぬ事後が発生しそうな電気機器、例えば電気ストーブなどにアダプタを接続した場合は、アダプタが接続されている電気機器は電気ストーブであると自動的に判別し、人の操作なしには通電を再開しないため、使用者が安心して使え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、電気機器が消費する電力量や電流の変化パターンを検知する電力パターン検知部と、この電力パターン検知部の出力を受けてこのアダプタに接続されている電気機器の種類を判別し自動復帰して良いかどうかを判断する自動復帰可否判断部を有しており、例えば電気ストーブなどにアダプタを接続した場合は、この自動復帰可否判断部にて人の操作なしには通電を再開しないようにするため、使用者は通電が自動的に開始されると危ない電気機器にも安心してアダプタを接続することができる。

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電気ストーブ接続するアダプタの構成図 電力パターン検知および自動復帰可否判断部の判断フロー図 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、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、使用者に電力の使用状況などを確認したり使用者が制御内容を設定するための遠隔確認・設定手段とからなり、このアダプタは接続された電気機器が消費する電力量や電流の変化パターンを検知する電力パターン検知部と、この電力パターン検知部の出力を受けてこのアダプタに接続されている電気機器の種類を判別し自動復帰して良いかどうかを判断する自動復帰可否判断部と、使用者が操作可能な切り替えスイッチで構成された自動復帰禁止設定部とを有し、前記コントローラは分電盤の主幹ブレーカに接続される全ての電気機器が消費している電力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、前記アダプタまたは前記コントローラはその後、電気機器への通電制御内容を電力制限状態から通常状態に復帰する際に前記自動復帰可否判断部が電気機器の電力量や電流の変化パターンから自動復帰可と判断する場合であっても前記自動復帰禁止設定部が自動復帰を禁止するような設定になっている場合には自動復帰しないものにおいて、前記遠隔確認・設定手段はアダプタに接続された電気機器の自動復帰の可否を設定する自動復帰設定手段を有し、前記自動復帰設定手段と前記自動復帰設定手段と前記自動復帰可否判断
部と前記自動復帰禁止設定部との設定内容が一致しない場合には自動復帰しないようにし、前記遠隔確認・設定手段は使用者に不一致を通知し確認を求め前記自動復帰設定手段と前記自動復帰設定手段と前記自動復帰可否判断部と前記自動復帰禁止設定部との設定内容が一致した場合には自動復帰する電力制御システムとすることで、使用者は通電が自動的に開始されると危ない電気機器にもアダプタを接続して使用することができる。

第２の発明は、アダプタに表示素子を設け、アダプタまたはコントローラの自動復帰可否判断部が自動復帰可と判断している場合には前記アダプタの表示素子で通知することでアダプタまたはコントローラの自動復帰可否判断部の判断内容を使用者が容易に確認できる。

第３の発明は、自動復帰可否判断部にて自動復帰が可と判断している場合は、電力制限がかけられているときにコントローラあるいはアダプタの表示素子にて電気機器が自動復帰することを事前に通知するための表示をすることで、その電気機器がＯＦＦからＯＮになる前に、使用者に現状はＯＦＦだが後ほど自動でＯＮになる可能性があることを通知できる。

第４の発明は、自動復帰可否判断部が判断した電気機器の種別を遠隔確認・設定手段にて表示することで使用者は容易に各アダプタの判定内容を確認できる。

第５の発明は、遠隔確認・設定手段は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構成するため、離れた場所に居る使用者がパーソナルコンピュータやテレビなどを使って自動復帰可否判断部の判断内容やアダプタが電気機器の通電を自動復帰させる設定になっているかどうかを確認できるようになる。

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交流の１サイクル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１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、電気ストーブ７が接続されたアダプタ５ａ、Ｌ２相にはリビングのエアコン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１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。

コントローラ３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１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２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２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。

つまり状況通知装置９とテレビ１０は遠隔確認・設定手段５０となり、コントローラ３やアダプタ５ａまたはアダプタ５ｂの各種設定を行ったり、それぞれの動作状況の確認をするための使用者とのインターフェース手段となる。

また、状況通知装置９と第２の通信媒体のＬＡＮで通信するテレビは１台だけとは限らず、いろいろな部屋に置かれたテレビが状況通知装置９と通信して家人とのインターフェースをとることができる。

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でその家庭で消費される全電力値を算出する。

１７は第１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、第１の通信手段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。あるいは半導体メモリではなく、４ビットのディップスイッチを４個並べて４桁の数値で設定するようにしても良い。

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機器の識別コード、および各電気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計数している。

従来例の図１１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電気ストーブ７などの電気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、電気ストーブ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を開成させて電気ストーブ７など電気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を閉成させて電気ストーブ７など電気機器への通電を再開する。

２６は電流センサと電圧センサで構成された電力検知手段である。２８は電力パターン検知部で電力検知手段２６の出力信号からコンセント２４に接続されている電気機器の消費電力の変化パターンを検知するものである。

この電力パターン検知部２８は電気ストーブ７などの電気機器に供給されている商用電源の電圧と電気ストーブ７などの電気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交流の１サイクル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。

さらに電力パターン検知部２８は電気機器の消費電力の変化パターンを検知する。一般的に電気機器は消費電力の変化パターンにそれぞれ特徴があり、それを見分けることである程度、電気機器の種類を判別できる。本実施例では電力の変化パターンとして以下の６つのパターンを見分けるようにしている。

第１のパターンとして接続されている電気機器が白熱電灯の場合、白熱電灯がＯＦＦからＯＮになると電流は瞬間的に大電流が流れるが数百ミリ秒後には定格の電流値に安定する。白熱電灯であるので高々１００ワットの消費電力であるから安定時の消費電流は１アンペアかそれ以下である。

第２のパターンとして接続されている電気機器が蛍光灯の場合、これも家庭内の照明器具であるので高々１００ワットの消費電力であるから消費電流は１アンペアかそれ以下で安定している。

第３のパターンとして接続されている電気機器がインバータ式の冷蔵庫や洗濯機などインバータ機器の場合、インバータ回路の影響で電流波形に高調波が含まれる。

第４のパターンとして接続されている電気機器がオーブントースタやホットプレートなどヒータ式の調理器の場合、定格消費電力が数百ワットから１キロワットを超えるが、ヒータ通電をＯＮ−ＯＦＦすることで温度調整するため、数アンペアから１０アンペア程度の電流が流れたり、ゼロになったりを数秒から数十秒の周期で繰り返す。

第５のパターンとして接続されている電気機器が電気ストーブや電気コンロの場合、定格消費電力が数百ワットから１キロワットを超えかつ使用中はこの電力が断続することなく定常的に消費される。

第６のパターンは上記第１から第５のどのパターンにも当てはまらない電気機器である。

次にこの消費電力の変化パターンの検知動作を図４のフローチャートを用いて説明する。

アダプタ５ａが動作を始めるとまず、コンセント２４に接続されている電気機器の種類判別が終わっているかを判別する（ステップＳ１０１）。終わっていない場合はコンセント２４に電流が流れているかすなわちコンセント２４に接続されている電気機器が動作して電力を消費しているかどうかを調べる（ステップＳ１０２）。

コンセント２４に電流が流れている場合はその電流値は最初は大きかったがすぐに１アンペア以下に低下しその後安定しているかどうかを調べ（ステップＳ１０３）、そうであれば接続されている電気機器は白熱電灯などの第１パターンの電気機器であると判定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３で電流値の最初が大きくなかった場合、消費電流は１アンペア以下で安定しているかどうかを調べ（ステップＳ１０５）、そうであれば接続されている電気機器は蛍光灯などの第２パターンの電気機器であると判定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０５で電流値が１アンペア以上あった場合、消費電流波形に高調波が含まれているかどうかを調べ（ステップＳ１０７）、そうであれば接続されている電気機器はインバータ機器の第３パターンの電気機器であると判定する（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０７高調波電流が見られなかった場合、消費電力が数百ワット以上で数秒から数十秒周期でＯＮ−ＯＦＦを繰り返しているかどうかを調べ（ステップＳ１０９）、そうであれば接続されている電気機器はオーブントースタやホットプレートなどヒータ式調理器の第４パターンの電気機器であると判定する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０９でＯＮ−ＯＦＦの繰り返しが見られなかった場合、消費電力が数百ワット以上で安定しているかどうかを調べ（ステップＳ１１１）、そうであれば接続されている電気機器は電気ストーブや電気コンロなどの第５パターンの電気機器であると判定する（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１１で消費電力が数百ワット以下あるいは電力値が安定していなかった場合は未知の機器と判定する（ステップＳ１１３）。

第１から第４のパターンの電気機器であるという判定結果を自動復帰可否判断部２９が電力パターン検知部２８から受け取ると、自動復帰可否判断部２９は自動復帰は可という判断をして制御部２１に伝える。制御部２１はこれを受け表示素子５１を点灯する（ステップＳ１１４）。

また、第５のパターンの電気機器あるいはそれ以外の未知の電気機器であるという判定結果を自動復帰可否判断部２９が電力パターン検知部２８から受け取ると、自動復帰可否判断部２９は自動復帰は不可という判断をして制御部２１に伝える。制御部２１はこれを受け表示素子５１を消灯する（ステップＳ１１５）。

最後に、第１から第５のパターンの電気機器あるいはそれ以外の未知の電気機器のいずれかの判定が決まると種類判別完了を記憶して終了する（ステップＳ１１６）。

電力パターン検知部２８は上記のように６つのパターンの消費電力変化パターンを見分けるが、もちろん、電気機器に流れる電流に重畳されるノイズの周波数成分や、電源位相の決まった位相角に出るノイズかどうかなどディジタル信号解析をすればさらに細かく見分けることも可能である。

また、ステップＳ１１４やステップＳ１１５では、当該アダプタの表示素子５１の点灯または消灯により電気機器の種別判別した結果を表示しているが、後述する遠隔確認・設定手段を用いればテレビに各アダプタまたはコントローラが判定した電気機器の種別や機器名（ストーブ、白熱電球照明、蛍光灯、トースターなど）を表示することも可能である。

再び図３にもどりアダプタ５ａの構成の説明を続ける。図３の２９は電力パターン検知部２８の検知結果を受けて電力制限制御がかかってＯＦＦになった電気機器を電力制限が解除されたときに自動的にＯＮに戻して良いかどうかを判断する自動復帰可否判断部である。例えば電力パターン検知部２８の検知出力が第５のパターンを示しているときは自動復帰不可と判断し、第１から第４のときは自動復帰可と判断する。

５１は表示素子で自動復帰可否判断部２９が自動復帰可と判断すると、これを受け制御部２１が表示素子５１を点灯し、使用者にアダプタ５ａに接続されている電気機器の通電が電力の使いすぎのためアダプタ５ａにより切られていても、電力に余裕が出てくると自動的に通電が復帰しＯＮになる場合があることを知らせるものである。

５４は自動復帰禁止設定部であり、切り替えスイッチで構成されている。自動復帰禁止設定部５４は使用者が操作するもので、電力の使いすぎのためアダプタ５ａにつながる電気機器の通電が、このアダプタ５ａにより切られた後、電力に余裕が出てきたため再度電気機器の通電を再開しても良くなったときに、自動的に通電を再開するのを使用者が禁止するためのもので、自動復帰可否判断部２９が自動復帰可と判断していても自動復帰禁止設定部５４で自動復帰が禁止されている場合は、電力に余裕が出てきたため再度電気機器の通電を再開しても良い状態になっても自動復帰はしない。

５５は通電再開指示スイッチであり、電力の使いすぎにより電気機器への通電を切った後、電力に余裕ができ電気機器への通電を再開しても良い状態になったが自動復帰可否判断部２９が自動復帰を不可と判断しているか自動復帰禁止設定部５４で自動復帰を禁止されているため、アダプタ５ａが電気機器への通電再開を保留しているときに、使用者がこの通電再開指示スイッチ５５を押すとアダプタ５ａの制御部２１が使用者が安全を確認して電気機器の通電再開を指示したものとしてリレー２２を通電制御部２７で閉成させ電気機器への通電を復帰させるためのものである。

従来例の図１１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５は、電力制御システムのエアコン８などの電気機器に接続するアダプタ５ｂのブロック図である。このアダプタ５ｂは運転の開始・停止や、設定値、運転モードの変更などを赤外線などスイッチ以外のリモコンから制御可能なタイプの電気機器に接続されるものである。一方、先に説明した、アダプタ５ａはトースタ、ジャーポットあるいは電気ストーブなどリモコンがなく使用者が直接電源スイッチをＯＮＯＦＦするタイプの電気機器に接続されるものである。

図５においてリモコン送信部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リモコンからの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。

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「暖房」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の切り忘れを防止できる。

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２６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１の通信媒体を介して他の電気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１の通信媒体を介して他の電気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（電気機器）となりコントローラ３や他の電気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１１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６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１の通信手段１７にて情報をやりとりする。

３４は第２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２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１１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８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、電気ストーブ７はキッチンに設置され、リビングのエアコン８は停止しているものとする。通常、状況通知装置９は、第２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７（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。

また、既に電気ストーブ７が接続されているアダプタ５ａの電力パターン検知部２８は電気ストーブ７の消費する電力変化パターンを見分けて第５のパターンであると検知し自動復帰可否判定部２９は自動復帰不可の電気機器であると判断しているものとする。このため、アダプタ５ａの表示素子５１は消灯している。

そして、例えばこの家の主婦がキッチンで炊事のため電気ストーブ７を使い始めたとする。すると、アダプタ５ａは電力パターン検知部２８を経由して電力検知手段２６の出力により電気ストーブ７が停止状態から運転状態に変化したことを検知して（図８のステップＳ２０１）、コントローラ３に使用電力を通知する（ステップＳ２０２）。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Ｓ２０３）。

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５ｋＷ）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の番号が小さ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の番号が小さくし、出来上がりに支障をきたす恐れのある調理関係の電気機器は優先順位の番号を大きくしておく。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Ｓ２０４）、エアコン８が使われていればエアコン８を「暖房」から「送風」に運転モードを切り替える（ステップＳ２０５）が、先に述べたようにこの説明では、エアコン８が使われていないときの状況を説明しているので、コントローラ３はエアコン８の次に電力削減が可能な電気機器として電気ストーブ７があるため、電気ストーブ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Ｓ２０６）。

ここまでの説明と図８では冬季を想定しているため、「暖房」から「送風」に運転モードを切り替えるとしているが、夏季に電力の使いすぎを生じた場合は「冷房」から「送風」に運転モードを切り替える。

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ストーブ７の通電を止める（ステップＳ２０７）。

状況通知装置９もコントローラ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７（ｂ）のように切り替え電気ストーブ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Ｓ２０８）（図７（ｂ）のメッセージ枠４２）。

また、この場合、図４の電気機器の種類判別および自動復帰可否判別のフローで自動復帰可と判断している場合は、電力制限がかけられた図８のステップＳ２０８にて電気機器が自動復帰することをテレビで通知するようにすれば、当該電気機器が今はＯＦＦでも後ほど自動復帰することを使用者に気づかせることができる。

さらに、テレビで表示する以外にも報知音で通知したり、発光素子をアダプタなどに取り付け発光、点滅表示することもできる。

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Ｓ２０９）、ドライヤー３６の使用が終わって総使用電力が５ｋＷを下回ると、コントローラ３はステップＳ２０２で受け取った電気ストーブ７の使用電力から電気ストーブ７の通電を再開しても総使用電力が５ｋＷを上回らないかを判断し（ステップＳ２１０）、総使用電力が５ｋＷを下回る場合は電気ストーブ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る（ステップＳ２１１）。

アダプタ５ａがこの電力復帰の指示信号を受けると、制御部２１は自動復帰可否判断部２９から自動復帰をしてはいけないとの判断を受けたかを調べ（ステップＳ２１２）、自動復帰をしてはいけないとの判断を受けていなければ、自動復帰禁止設定部５４の切り替えスイッチが自動復帰禁止する設定になっていないかを調べる（ステップＳ２１３）。

ステップＳ２１２において自動復帰可否判断部２９から自動復帰をしてはいけないとの判断を受けていたか、またはステップＳ２１３において自動復帰禁止設定部５４で自動復帰が禁止されていれば、状況通知装置９はテレビに電気ストーブの通電が再開できることを表示し（ステップＳ２１４）、電気ストーブの通電が再開できることを使用者に通知する（図９の画面のメッセージ枠４６）。

ステップＳ２１３において自動復帰禁止設定部５４で自動復帰が禁止されていなければ、アダプタ５ａのリレー２２を閉成させて電気ストーブ７への通電を再開する（ステップＳ２１６）。そして状況通知装置９はテレビに出していた電力制限中の表示を消し（ステップＳ２１７）、図７（ａ）の画面に戻す。

電力に余裕ができたので電気機器の通電が再開できるが自動復帰可否判断部２９が自動復帰は不可と判断しているか、あるいは、自動復帰が使用者の設定で禁止されているとき、制御部２１は、アダプタ５ａの通電再開指示スイッチ５５が使用者に押下されたかどうかを判断する（ステップＳ２１５）。使用者がこの通電再開指示スイッチ５５を押すと、アダプタ５ａの制御部２１は、使用者が安全を確認して電気機器の通電再開を指示したものとして、電気機器への通電を再開し（ステップＳ２１６）、状況通知装置９はテレビに出していた電気ストーブの通電が再開できることを通知していた図９の画面のメッセージ枠４６を消し、図７（ａ）の画面に戻す（ステップＳ２１７）。

図９は自動復帰が使用者の設定で禁止されていた場合に、テレビに電気ストーブの通電が再開できることを表示したときの画面であり、電気ストーブの通電が再開できることを使用者に通知している。このとき同時にアダプタ５ａに別の表示素子を設けこれを点灯させて電気ストーブの通電が再開できることを使用者に通知することもできる。

前述したが、その後使用者がアダプタ５ａの通電再開指示スイッチ５５を押すと使用者が安全を確認して電気機器の通電再開を指示したものとして電気機器への通電を再開しテレビに出している図９のメッセージ枠４６を消し、図７（ａ）の画面に戻る。

ここまではアダプタ５ａの自動復帰可否判断部２９が自動復帰可と判断していた場合でも、アダプタ５ａに自動復帰禁止設定部５４を設けることで使用者が自動復帰を禁止できることを説明したが、遠隔確認・設定手段５０を用いても使用者が自動復帰を禁止できる。

図１０は使用者が電力制御システムの各種設定をするときに状況通知装置９が表示する画面であり、図７（ａ）の設定ボタン４１を使用者がテレビのリモコンを使って選択したときにこの画面に切り替る。

この図１０の各種設定画面において使用者が設定できる項目は、アダプタの登録、各アダプタに接続される電気機器の名称、電力制限がかかる優先順位、電力制限が解除されたときに自動復帰するかどうか、などであり、さらにアダプタを新規に追加する場合は、追加ボタン４９を選択する。これらの画面上の操作は使用者がテレビのリモコンを用いて行う。

図１０の各種設定画面の設定枠４３はアダプタ５ａに接続されている電気機器をストーブとし自動復帰は「禁止」に選択されており、電力制限がかかる優先順位は、優先順位設定枠４６にて第２位とされている。

二番目の設定枠４４はアダプタ５ｂに接続されている電気機器をエアコンとし自動復帰は「許可」に選択されており、電力制限がかかる優先順位は、優先順位設定枠４７にて第１位とされている。

三番目の設定枠４５はアダプタ５ｃに接続されている電気機器をオーブン（図１では図示していない）とし自動復帰は「許可」に選択されており、電力制限がかかる優先順位は、優先順位設定枠４８にて第３位とされている。

ここで、設定枠４３のアダプタ５ａに接続されている電気ストーブの自動復帰は「禁止」とされているが、アダプタ５ａの自動復帰禁止設定部５４の切り替えスイッチ５２の設定内容と一致しなくても、どちらかで禁止されていれば自動復帰はしない。しかし、このテレビの画面にメッセージを表示して使用者に不一致を通知し、確認を求めるようにしても良い。または、使用者が自動復帰に関して設定できるのは、アダプタの自動復帰禁止設定部５４の切り替えスイッチだけとし図１０のテレビの設定画面ではアダプタの自動復帰禁止設定部の値を確認できるだけにしても良い。あるいは、使用者が自動復帰に関して設定できるのは、図１０のテレビの設定画面だけとし、アダプタに自動復帰禁止設定部５４を付けない構成としても良い。

また、図１０のテレビの設定画面では、アダプタまたはコントローラの自動復帰可否判断部が自動復帰しても良い電気機器と判断しているかどうかの判断内容を表示するようにすれば、使用者は容易にそれぞれのアダプタに接続している電気機器が自動的に復帰するものかどうかの確認ができる。

遠隔確認・設定手段５０で設定内容や家の中の電力の使用状況などをテレビ１０を使って確認したり各種設定をするときは、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れるように、あらかじめ状況通知装置９の第２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２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につながる電気機器とＩＰアドレスが同じであればＩＰアドレスを変更することもできる。

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電気機器の通電が切られ運転が途中で止められた後、電力に余裕ができ通電が再開できるようになった場合、アダプタが接続されている電気機器の種別を判別して接続されている電気機器が電気ストーブと判別している場合は通電が再開されず、接続されている電気機器が電気ストーブではないと判別している場合は自動的に通電を再開することができる。

また、電力パターン検知部や自動復帰可否判断部をコントローラが持つようにすれば、それぞれのアダプタが電力パターン検知部や自動復帰可否判断部を持つ必要がなくなり各アダプタの構成はより簡単にできる。

また、アダプタに切り替えスイッチを付けることで、アダプタが接続されている電気機器が電気ストーブではないと判別している場合でも、使用者が簡単に自動復帰を禁止することもできる。

また、アダプタに表示素子を設け自動復帰可否判断部が自動復帰可と判断している場合は表示素子で人に通知することで、アダプタまたはコントローラがどういう判断をしているかの確認が容易にできる。

また、自動復帰可と判断している場合は、電力制限がかけられているときにコントローラ又はアダプタの表示素子あるいはテレビにて電気機器が自動復帰することを事前に通知するようにすれば、当該電気機器が今はＯＦＦでも後ほど自動的にＯＮになることを使用者に知らせておくことができる。

また、前記遠隔確認・設定手段によりアダプタの自動復帰の可否を設定できるようにすれば、電気ストーブなどの電気機器から離れた部屋にあるテレビからでもアダプタの自動復帰の可否の設定と設定内容の確認が容易にできる。

また、前記遠隔確認・設定手段により各アダプタまたはコントローラの電力パターン検知部２８が判別した電気機器の種別を遠隔確認・設定手段を用いてテレビ等に表示するようにすれば、使用者は各アダプタのある場所に行かずに離れた部屋にあるテレビから容易に判別状況を確認できる。

また遠隔確認・設定手段の状況通知装置にＷｅｂサーバ機能を備えることで、Ｗｅｂブラウザ機能を備えたテレビ以外に一般のパーソナルコンピュータでも各種設定を行ったり、状況を確認することができる。

また、本実施の形態では、第１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、電気機器使用時に電気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 電気ストーブ
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 第１の通信手段
１８、２１、３０、３３ 制御部
１９ 上限値記憶部
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
２８ 電力パターン検知部
２９ 自動復帰可否判断部
３１ リモコン送信部
３２ リモコン受信部
３４ 第２の通信手段
３５ Ｗｅｂサーバ機能部
５１ 表示素子
５２ 切り替えスイッチ
５４ 自動復帰禁止設定部
５５ 通電再開指示スイッチ
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 (5)

1. 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、使用者に電力の使用状況などを確認したり使用者が制御内容を設定するための遠隔確認・設定手段とからなり、このアダプタは接続された電気機器が消費する電力量や電流の変化パターンを検知する電力パターン検知部と、この電力パターン検知部の出力を受けてこのアダプタに接続されている電気機器の種類を判別し自動復帰して良いかどうかを判断する自動復帰可否判断部と、使用者が操作可能な切り替えスイッチで構成された自動復帰禁止設定部とを有し、前記コントローラは分電盤の主幹ブレーカに接続される全ての電気機器が消費している電力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、前記アダプタまたは前記コントローラはその後、電気機器への通電制御内容を電力制限状態から通常状態に復帰する際に前記自動復帰可否判断部が電気機器の電力量や電流の変化パターンから自動復帰可と判断する場合であっても前記自動復帰禁止設定部が自動復帰を禁止するような設定になっている場合には自動復帰しないものにおいて、前記遠隔確認・設定手段はアダプタに接続された電気機器の自動復帰の可否を設定する自動復帰設定手段を有し、前記自動復帰設定手段と前記自動復帰可否判断部と前記自動復帰禁止設定部との設定内容が一致しない場合には自動復帰しないようにし、前記遠隔確認・設定手段は使用者に不一致を通知し確認を求め前記自動復帰設定手段と前記自動復帰可否判断部と前記自動復帰禁止設定部との設定内容が一致した場合には自動復帰する電力制御システム。
2. アダプタは表示素子を有し、アダプタまたはコントローラの自動復帰可否判断部が自動復帰可と判断している場合には前記アダプタの表示素子で通知する請求項１に記載の電力制御システム。
3. 自動復帰可否判断部にて自動復帰が可と判断している場合は、電力制限がかけられているときにコントローラあるいはアダプタの表示素子にて電気機器が自動復帰することを事前に通知するための表示をする請求項１または請求項２に記載の電力制御システム。
4. 自動復帰可否判断部が判断した電気機器の種別を遠隔確認・設定手段にて表示をする請求項１乃至請求項３に記載の電力制御システム。
5. 遠隔確認・設定手段は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乃至請求項４に記載の電力制御システム。

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