JP6467108B2 - 管理システム、管理方法、機器及び制御装置 - Google Patents

管理システム、管理方法、機器及び制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、管理システム、管理方法、機器及び制御装置に関する。
近年、複数の機器と、複数の機器を制御する制御装置とを有する管理システムが提案されている(例えば、特許文献1)。複数の機器は、例えば、エアーコンディショナー、照明装置などの家電機器、及び、太陽電池、蓄電池、燃料発電装置などの分散電源である。制御装置は、例えば、HEMS(Home Energy Management System)、SEMS(Store Energy Management System)、BEMS(Building Energy Management System)、FEMS(Factory Energy Management System)、CEMS(Cluster/Community Energy Management System)などと称される。
上述した管理システムの普及には、複数の機器と制御装置との間の通信規格を共通化することが効果的であり、このような通信規格の共通化が試みられている。
特開2010−128810号公報
管理システムは、複数の機器と制御装置とを備える。前記複数の機器のそれぞれは、前記機器の再起動後において、前記機器のインスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する送信部を備える。前記制御装置は、電力供給が停止した停止状態の前において前記複数の機器を複数の管理機器として管理する管理部と、電力供給が再開した再開状態において、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを、前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できなかった未受信機器に送信する送信部とを備える。
管理方法は、複数の機器のそれぞれから制御装置に対して、前記機器の再起動後において、前記機器のインスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信するステップと、前記制御装置が、電力供給が停止した停止状態の前において前記複数の機器を複数の管理機器として管理するステップと、電力供給が再開した再開状態において、前記制御装置から前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できなかった未受信機器に対して、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを送信するステップとを備える。
機器は、前記機器の再起動後において、前記機器のインスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する送信部と、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを制御装置から受信する受信部とを備える。前記送信部は、前記インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信した後であっても、前記要求コマンドの受信に応じて、前記インスタンスリストを前記制御装置に再送する。
制御装置は、複数の機器のそれぞれの再起動後において、前記機器のインスタンスリストを受信する受信部と、電力供給が停止した停止状態の前において前記複数の機器を複数の管理機器として管理する管理部と、電力供給が再開した再開状態において、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを、前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できなかった未受信機器に送信する送信部とを備える。
図1は、実施形態に係る電力管理システム1を示す図である。 図2は、実施形態に係るEMSコントローラ160を示す図である。 図3は、実施形態に係る機器500を示す図である。 図4は、実施形態に係る管理方法を示す図である。 図5は、変更例1に係る管理方法を示す図である。
以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意する。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すればよい。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合がある。
[実施形態]
(電力管理システム)
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。
図1に示すように、電力管理システム1は、施設100と、外部サーバ400とを有する。施設100は、ルータ200を有する。ルータ200は、ネットワーク300を介して外部サーバ400と接続される。ルータ200は、ローカルエリアネットワークを構成しており、例えば、PCS130、負荷150、EMSコントローラ160及び操作端末170などと接続される。図1において、実線は電力線を示しており、点線は信号線を示している。なお、これに限定されるものではなく、電力線で信号を送信してもよい。
施設100は、太陽電池110と、蓄電池120と、PCS130と、分電盤140と、負荷150と、EMSコントローラ160と、操作端末170とを有する。
太陽電池110は、受光に応じて発電を行う装置である。太陽電池110は、発電された直流電力(以下、DC電力)を出力する。太陽電池110の発電量は、太陽電池110に照射される日射量に応じて変化する。
蓄電池120は、電力を蓄積する装置である。蓄電池120は、蓄積されたDC電力を出力する。
PCS130は、DC電力をAC電力に変換する電力変換装置(PCS;Power Conditioning System)の一例である。実施形態では、PCS130は、変換装置131及び通信装置132を有する。
変換装置131は、太陽電池110から入力されるDC電力を交流電力(以下、AC電力)に変換するとともに、蓄電池120から入力されるDC電力をAC電力に変換する。変換装置131は、電力系統10から供給されるAC電力をDC電力に変換する。通信装置132は、変換装置131と接続されており、変換装置131への各種メッセージを受信するとともに、変換装置131からの各種メッセージを送信する。通信装置132と変換装置131との間の通信では、後述する所定プロトコルに準拠しないプロトコル(例えば、独自プロトコル)が用いられてもよい。
実施形態では、変換装置131は、電力系統10に接続された主幹電力線10L(ここでは、主幹電力線10LA及び主幹電力線10LB)に第1分電盤140Aを介して接続されるとともに、太陽電池110及び蓄電池120の双方に接続される。主幹電力線10LAは、電力系統10と第1分電盤140Aとを接続する電力線である。主幹電力線10LBは、第1分電盤140Aと第2分電盤140Bとを接続する電力線である。
分電盤140は、主幹電力線10Lに接続される。分電盤140は、第1分電盤140A及び第2分電盤140Bを有する。第1分電盤140Aは、主幹電力線10LAを介して電力系統10に接続されているとともに、変換装置131を介して太陽電池110及び蓄電池120と接続されている。また、第1分電盤140Aは、変換装置131から出力される電力及び電力系統10から供給される電力を制御して主幹電力線10LBに流す。主幹電力線10LBから流れてきた電力は、第2分電盤140Bによって、各装置(ここでは、負荷150及びEMSコントローラ160)に分配される。
負荷150は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷150は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。負荷150は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
EMSコントローラ160は、各機器(例えば、太陽電池110、蓄電池120、PCS130又は負荷150)を制御する装置(EMS;Energy Management System)である。具体的には、EMSコントローラ160は、ルータ200を介して各機器と接続されており、所定プロトコルに準拠する所定メッセージの通信を各機器と行う。
実施形態では、所定プロトコルは、特に限定されるものではなく、例えば、ECHONET Lite方式、SEP2.0またはKNX等である。所定フォーマットは、例えば、ECHONET Liteに準拠するフォーマットである。所定メッセージは、例えば、SETコマンド、GETコマンド、SETコマンドに対する応答コマンド、GETコマンドに対する応答コマンド又はINFコマンドである。SETコマンドは、機器に対する設定又は操作を指示するためのメッセージである。GETコマンドは、機器の状態を取得するためのメッセージである。SETコマンドに対する応答コマンドは、SETコマンドで指示された設定又は操作を受け付けた旨を示すメッセージである。GETコマンドに対する応答コマンドは、GETコマンドで要求された情報を含むメッセージである。INFコマンドは、PCS130の状態を通知するためのメッセージである。
操作端末170は、EMSコントローラ160にアクセス要求を送信することによって、各機器(例えば、太陽電池110、蓄電池120、PCS130又は負荷150)を遠隔操作する端末である。操作端末170とEMSコントローラ160との間の通信は、所定プロトコルに準拠しないプロトコル(例えば、独自プロトコル)が用いられてもよい。操作端末170は、例えば、スマートフォン、タブレット又は専用端末である。操作端末170は、有線又は無線によりEMSコントローラ160と接続されており、EMSコントローラ160と通信を行う。操作端末170は、所定フォーマットを有する所定メッセージの通信をEMSコントローラ160と行ってもよい。
外部サーバ400は、電力事業者又は電力アグリゲータ−によって管理されるサーバである。外部サーバ400は、PCS130又はEMSコントローラ160に対して電力指令メッセージを送信する。
電力指令メッセージは、電力系統10から供給される電力の量である潮流量又は電力系統10に供給される電力の量である逆潮流量の抑制に関するメッセージである。潮流量の削減に関する電力指令メッセージは、例えば電力使用量の削減希望量が○%削減である旨のメッセージであったり、電力使用量の削減希望量が○kwh削減である旨のメッセージであったり、削減量に応じてインセンティブを提示する旨のメッセージであってもよい。逆潮流の抑制に関するメッセージは、例えば、逆潮流を○%削減する旨のメッセージ等が想定される。施設100に設けられる蓄電池120などの分散電源がVPP(Virtual Power Plant)に用いられる場合において、電力指令メッセージは、分散電源を制御するメッセージであってもよい。
(制御装置)
以下において、実施形態に係る制御装置について説明する。図2に示すように、制御装置(EMSコントローラ160)は、通信部161と、管理部162と、制御部163とを有する。
通信部161は、通信モジュールによって構成されており、各機器(例えば、太陽電池110、蓄電池120、PCS130又は負荷150)と通信を行う。通信部161は、操作端末170及び外部サーバ400と通信を行う。
通信部161は、複数の機器のそれぞれの再起動後において、機器の実体を表すインスタンスのリストであるインスタンスリストを受信する。通信部161は、インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて受信してもよい。通信部161は、インスタンスリストをユニキャストで受信してもよい。このようなケースにおいて、各機器からマルチキャスト又はブロードキャストにて送信されるインスタンスリストをルータ200がユニキャストにてEMSコントローラ160に送信してもよい。通信部161は、電力供給が再開した再開状態において、インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを未受信機器に送信する。未受信機器は、管理部162によって管理される複数の管理機器のうち、インスタンスリストを通信部161が受信できなかった機器である。ここで、管理機器とは、複数の機器のうち、管理部162によって管理される機器を意味する。
ここで、「インスタンス」とは、1つのノードを構成する機器の実体を表す用語であり、例えば、1つのノードに対して複数のエアーコンディショナーが設けられる場合に、各エアーコンディショナーは異なるインスタンスである。一方で、1つのノードに対してエアーコンディショナー及びエアーコンディショナーに付随するセンサが設けられる場合に、エアーコンディショナー及びセンサは同じインスタンスであってもよい。
管理部162は、揮発性若しくは不揮発性のメモリ、又は、HDD若しくはSSDなどのディスクドライブによって構成されており、各種情報を管理する。管理部162は、電力供給が停止した停止状態の前において複数の機器を複数の管理機器として管理する。例えば、管理部162は、複数の管理機器のそれぞれに対応するユニーク情報(固有情報)、複数の管理機器のそれぞれに対応するIPアドレス、複数の管理機器のそれぞれの設置場所などを管理する。
ここで、ユニーク情報は、EMSコントローラ160において機器を識別するための情報であり、IPアドレスのように変更される可能性がない機器固有の情報である。ユニーク情報は、機器を一意に識別する識別番号であってもよい。或いは、ユニーク情報は、1以上の機器を有するノードのクラスを特定するノードプロファイルクラスを識別する識別番号であってもよい。或いは、ユニーク情報は、ノードプロファイルクラスを識別する識別番号及び機器オブジェクト毎に割り当てられる情報(インスタンスを特定する番号)の組合せであってもよい。或いは、ユニーク情報は、機器に割り当てられたアドレス(MACアドレス又は固定IPアドレス)及び機器のオブジェクトのタイプを識別する情報の組合せであってもよい。また、ユニーク情報は、機器の製造番号であってもよい。
制御部163は、CPU及びメモリによって構成されており、EMSコントローラ160を制御する。制御部163は、電力供給が再開した再開状態において、上述した未受信機器が存在する場合に、機器に対する要求コマンドの送信を通信部161に指示する。
(機器)
以下において、実施形態に係る機器について説明する。機器500は、EMSコントローラ160によって制御される機器であればよく、太陽電池110、蓄電池120、PCS130又は負荷150である。図3に示すように、機器500は、通信部510と、制御部520とを有する。
通信部510は、通信モジュールによって構成されており、EMSコントローラ160と通信を行う。
通信部510は、機器500の再起動後において、インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する。通信部510は、インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドをEMSコントローラ160から受信する。ここで、通信部510は、インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信した後であっても、要求コマンドの受信に応じて、インスタンスリストをEMSコントローラ160に再送する。
機器500は、機器500に対する電力供給が停止した後において機器500に対する電力供給が再開されると再起動する。機器500に対する電力供給が再開されるケースは、電力系統10によって電力供給が再開されるケースであってもよく、自立運転によって電力供給が再開されるケースであってもよい。
制御部520は、CPU及びメモリによって構成されており、機器500を制御する。制御部520は、インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信した後において、要求コマンドをEMSコントローラ160から受信した場合に、EMSコントローラ160に対するインスタンスリストの再送を通信部510に指示する。
(管理方法)
以下において、実施形態に係る管理方法について説明する。図4では、機器500として、機器500A〜機器500Dが例示されている。
図4に示すように、ステップS11において、EMSコントローラ160は、機器500A〜機器500Dを管理機器として管理する。
ステップS12において、EMSコントローラ160及び機器500に対する電力供給が停止する。電力供給が停止する場合としては、例えば、停電する場合、自ら手動又は自動で電力供給を停止する場合等が挙げられる。
ステップS13において、EMSコントローラ160及び機器500に対する電力供給が再開する。電力供給が再開した再開状態は、電力系統10によって電力供給が再開された状態及び自立運転によって電力供給が再開された状態の少なくともいずれか1つである。
ステップS14において、機器500の再起動が行われ、ステップS15において、EMSコントローラ160の再起動が行われる。EMSコントローラ160の再起動タイミングは、機器500の再起動タイミングと同じであってもよく異なっていてもよい。図4に示す例では、機器500の再起動が行われた後にEMSコントローラ160の再起動が行われる場合であるが、EMSコントローラ160の再起動が行われた後に機器500の再起動が行われてもよい。
ステップS16において、複数の機器500のそれぞれは、インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する。但し、図4に示す例では、機器500C及び機器500Dから送信されたインスタンスリストがEMSコントローラ160によって受信されないものとする。
ステップS17において、EMSコントローラ160は、インスタンスリストの送信を要求する要求コマンド(ここでは、GETコマンド)を未受信機器(機器500C及び機器500D)に対して送信する。ここで、ステップS11で機器500A〜機器500Dが管理機器として管理されているため、未受信機器の有無をEMSコントローラ160が判断することができることに留意すべきである。例えば、EMSコントローラ160は、要求コマンドをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する。
ステップS18において、機器500Cは、要求コマンドの受信に応じて、インスタンスリストをEMSコントローラ160に再送する。同様に、ステップS19において、機器500Dは、要求コマンドの受信に応じて、インスタンスリストをEMSコントローラ160に再送する。
なお、要求コマンドがブロードキャスト又はマルチキャストにてEMSコントローラ160から機器500へ送信される場合には、インスタンスリストがEMSコントローラ160に到達した否かを機器500が判断することができない。従って、基本的には、機器500A及び機器500BもインスタンスリストをEMSコントローラ160に再送する。但し、EMSコントローラ160がインスタンスリストを受信できた既受信機器を識別する情報が要求コマンドに含まれていてもよい。これによって、機器500A及び機器500BからEMSコントローラ160に対するインスタンスリストの再送を省略することができる。
(作用及び効果)
実施形態では、EMSコントローラ160は、電力供給が再開した再開状態において、インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを未受信機器に送信する。すなわち、EMSコントローラ160は、未送信機器からブロードキャスト又はマルチキャストにて送信されたインスタンスリストの受信に失敗した場合であっても、要求コマンドによってインスタンスリストの取得を試みる。このような動作によってインスタンスリストを取得できた場合には、未受信機器を利用することができるため、システム全体として利便性が向上する。さらに、EMSコントローラ160は、このような動作によってインスタンスリストを取得できなかった場合に限って未受信機器を利用することができないと判定するため、未受信機器を利用することができるか否かの判断精度を向上することができる。
[変更例1]
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
実施形態では、EMSコントローラ160は、要求コマンドをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する。これに対して、EMSコントローラ160は、EMSコントローラ160で管理されているIPアドレスを用いて、要求コマンドを未受信機器に個別に送信する。
具体的には、図5を参照しながら説明する。図5において、図4と同様の処理について同様のステップ番号を付している。従って、ステップS11〜ステップS16の説明については省略する。
図5に示すように、ステップS21において、EMSコントローラ160は、ステップS11で管理されていた機器500CのIPアドレスを用いて、インスタンスリストの送信を要求する要求コマンド(ここでは、GETコマンド)を未受信機器(機器500C)に個別に送信する。ステップS22において、機器500Cは、要求コマンドの受信に応じて、インスタンスリストをEMSコントローラ160に再送する。
同様に、ステップS23において、EMSコントローラ160は、ステップS11で管理されていた機器500DのIPアドレスを用いて、インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを未受信機器(機器500D)に個別に送信する。ステップS24において、機器500Dは、要求コマンドの受信に応じて、インスタンスリストをEMSコントローラ160に再送する。
このようなケースにおいて、EMSコントローラ160は、2以上の未受信機器(機器500C及び機器500C)のそれぞれに対して、異なるタイミングで要求コマンドを送信してもよい。すなわち、ステップS21及びステップS22のタイミングが異なってもよい。
或いは、要求コマンドは、2以上の未受信機器(機器500C及び機器500C)のそれぞれがインスタンスリストを再送する再送タイミングを指定する情報(再送タイミング情報)を含んでもよい。再送タイミングは、2以上の未受信機器毎に異なってもよい。再送タイミング情報は、例えば、インスタンスリストを送信する時刻であってもよいし、受信から送信までの待ち時間であってもよいし、EMSコントローラ160の要求コマンドの送信時刻からの待ち時間であってもよい。
再送タイミング情報は、再送のタイミングが、例えば機器500ごとに設定されてもよい。より具体的には、再送タイミング情報は、再送のタイミングが、予め設定された機器ごと(例えば、蓄電池1、蓄電池2、燃料電池1、燃料電池2、太陽電池1及び太陽電池2など)のリストに基づいて設定されてもよいし、電力供給停止前に管理していた機器ごとに基づいて設定されてもよい。
また、再送タイミング情報は、機器500の機種ごとに設定されてもよい。機器500の機種とは、例えば、蓄電池、太陽電池又は燃料電池等カテゴリー単位である。複数の蓄電池を機器500として有している場合には、複数の蓄電池は再送タイミングが同じとなるように設定してもよい。
なお、機器500が3つ以上存在する場合において、少なくとも1つの再送タイミングが他と異なっていればよく、そのなかで再送タイミングが同じものがあってもよい。これにより、機器500からインスタンスリストを送信する際の輻輳を低減することができる。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
EMSコントローラ160(通信部161)は、IPアドレスを用いて要求コマンドを未受信機器に個別に送信してから所定時間を経過してもインスタンスリストを受信できない場合に、要求コマンドをブロードキャストにて送信してもよい。このような動作は、IPアドレスが動的に割り当てられる環境下において、未受信機器に割り当てられていたIPアドレスが変更されたケースに有効である。
EMSコントローラ160は、ネットワーク300に接続された装置であり、EMSコントローラ160が有する機能は、ネットワーク300を介したクラウドサービスによって提供されてもよい。
なお、日本国特許出願第2016−29945号(2016年2月19日出願)の全内容が参照により本願明細書に組み込まれている。

Claims (12)

  1. 複数の機器と制御装置とを備える管理システムであって、
    前記複数の機器のそれぞれは、
    前記機器の再起動後において、前記機器のインスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する送信部を備え、
    前記制御装置は、
    電力供給が停止した停止状態の前において前記複数の機器を複数の管理機器として管理する管理部と、
    電力供給が再開した再開状態において、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを、前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できなかった未受信機器に送信する送信部とを備えることを特徴とする管理システム。
  2. 前記制御装置の前記送信部は、前記要求コマンドをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信することを特徴とする請求項1に記載の管理システム。
  3. 前記管理部は、前記複数の管理機器のそれぞれに対応する複数のIPアドレスを管理しており、
    前記制御装置の前記送信部は、前記IPアドレスを用いて、前記要求コマンドを前記未受信機器に個別に送信することを特徴とする請求項1に記載の管理システム。
  4. 前記制御装置の送信部は、前記IPアドレスを用いて前記要求コマンドを前記未受信機器に個別に送信してから所定時間を経過しても前記インスタンスリストを受信できない場合に、前記要求コマンドをブロードキャストにて送信することを特徴とする請求項3に記載の管理システム。
  5. 前記制御装置の前記送信部は、前記未受信機器として2以上の未受信機器がある場合には、前記2以上の未受信機器のそれぞれに対して、異なるタイミングで前記要求コマンドを送信することを特徴とする請求項3に記載の管理システム。
  6. 前記電力供給が再開した再開状態は、電力系統によって電力供給が再開された状態及び自立運転によって電力供給が再開された状態の少なくともいずれか1つであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の管理システム。
  7. 前記要求コマンドは、前記未受信機器として2以上の未受信機器がある場合には、前記2以上の未受信機器のそれぞれが前記インスタンスリストを再送する再送タイミングを指定する情報を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の管理システム。
  8. 前記再送タイミングは、前記2以上の未受信機器ごとに異なることを特徴とする請求項7に記載の管理システム。
  9. 前記要求コマンドは、前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できた既受信機器を識別する情報を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の管理システム。
  10. 複数の機器のそれぞれから制御装置に対して、前記機器の再起動後において、前記機器のインスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信するステップと、
    前記制御装置が、電力供給が停止した停止状態の前において前記複数の機器を複数の管理機器として管理するステップと、
    電力供給が再開した再開状態において、前記制御装置から前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できなかった未受信機器に対して、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを送信するステップとを備えることを特徴とする管理方法。
  11. 機器であって、
    前記機器の再起動後において、前記機器のインスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信する送信部と、
    前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを制御装置から受信する受信部とを備え、
    前記送信部は、前記インスタンスリストをブロードキャスト又はマルチキャストにて送信した後であっても、前記要求コマンドの受信に応じて、前記インスタンスリストを前記制御装置に再送することを特徴とする機器。
  12. 制御装置であって、
    複数の機器のそれぞれの再起動後において、前記機器のインスタンスリストを受信する受信部と、
    電力供給が停止した停止状態の前において前記複数の機器を複数の管理機器として管理する管理部と、
    電力供給が再開した再開状態において、前記インスタンスリストの送信を要求する要求コマンドを、前記インスタンスリストを前記制御装置が受信できなかった未受信機器に送信する送信部とを備えることを特徴とする制御装置。
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