JP6724568B2

JP6724568B2 - エネルギー管理システムの連携装置、エネルギー管理ネットワーク、連携方法及びプログラム

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Publication number: JP6724568B2
Application number: JP2016110368A
Authority: JP
Inventors: 知行河部; 吉田　信秀; 信秀吉田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: JP2017216840A

Description

本発明は、エネルギー管理システムの連携装置、エネルギー管理ネットワーク、連携方法及びプログラムに関し、特に、無線通信を介してデバイスを管理するエネルギー管理システムの連携装置、エネルギー管理ネットワーク、連携方法及びプログラムに関する。

特許文献１に、建物内でのエネルギー消費量に対して外部から削減要求を受け付けた際に、建物内で使用されているエネルギー消費機器のうち、どの機器の運転状態を制御するのかをユーザの意思を反映して決定することができるというエネルギー管理システムが開示されている。同公報によると、エネルギー管理システムは、複数の電力消費機器が備えられた住宅内での電力消費量を管理するためのホームサーバ１０と、住宅内での電力消費量に対する削減要求をホームサーバ１０に向けて送信するＣＥＭＳサーバ４０と、を有し、ホームサーバ１０の受信部１０１がＣＥＭＳサーバ４０から削減要求を受信すると、機器制御部１０２が、複数の電力消費機器の中からユーザが制御対象機器として指定した指定機器を示す情報を記憶部１０４から読み取って指定機器を特定し、特定した指定機器の運転状態を制御する。なお、ＣＥＭＳは、ＣｏｍｍｕｎｉｔｙＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍの略である。

特許文献２に、各種エネルギーの制御・計量の精度(見込値)を向上させることを可能にするというエネルギー管理装置において、中継装置とスマートメータ間をＺｉｇＢｅｅ（登録商標）や無線ＬＡＮで接続することが記載されている（［００３８］−［００３９］）。

また、上記したスマートメータとＨＥＭＳ（ＨｏｍｅＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）間の標準プロトコルとして、「ＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ」（登録商標）が認定されている（非特許文献１参照）。ＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅでは、物理層やＭＡＣ層が規格対象から外れているため、特定小電力無線、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、電力線通信（ＰＬＣ）等と組み合わせが可能となっている。また、米国においても、ＺｉｇＢｅｅＳｍａｒｔＥｎｅｒｇｙ（商標）と呼ばれる無線通信を利用可能なエネルギー管理用の規格が公開されている。

国際公開第２０１３／０９４６８７号特開２０１５−１６２９８６号公報

「ＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ規格書Ｖｅｒ１．１２」、エコーネットコンソーシアム、［online］、［平成28年4月8日検索］、インターネット〈URL：http://echonet.jp/spec_v112_lite/〉「ＺｉｇＢｅｅＳｍａｒｔＥｎｅｒｇｙ２」、ＺｉｇＢｅｅＡｌｌｉａｎｃｅ、［online］、［平成28年4月8日検索］、インターネット〈URL：http://www.zigbee.org/zigbee-for-developers/applicationstandards/zigbeesmartenergy/〉

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。非特許文献１、２のような規格を用いることで、Ｗｉ−ＳＵＮやＩＥＥＥ８０２．１５．４／４ｇ／４ｅ等の無線通信技術を用いてエネルギー管理システム用のネットワークを構築することが可能となっている。

しかしながら、エネルギー管理システム同士の連携を行う場合について、無線で接続する規格が制定されるには到っておらず、特許文献１、２のようなインターネット技術をベースとしたサーバ（例えば、特許文献１の「ＣＥＭＳサーバ」と特許文献２の「μＥＭＳ」参照）から中央集約制御を行うことになる。このため、システムが大規模になり、設定が複雑となる等の問題点がある。

本発明は、エネルギー管理システム用のネットワークの構築容易性及び連携容易性の向上に貢献できるエネルギー管理システムの連携装置、エネルギー管理ネットワーク、連携方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の視点によれば、無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムに対し、前記デバイスとして接続する通信部と、第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置が提供される。

第２の視点によれば、無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムと、前記エネルギー管理システムに対し、前記デバイスとして接続する通信部と、第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置と、を含むエネルギー管理ネットワークが提供される。

第３の視点によれば、無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備える複数のエネルギー管理システムに接続可能な連携装置が、前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれデバイスとして接続するステップと、第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するステップと、前記複数のエネルギー管理システムに対し、第２のデバイスの動作状態を送信するステップと、を含むエネルギー管理システムと外部デバイスの連携方法が提供される。本方法は、エネルギー管理システムに接続可能な連携装置という、特定の機械に結びつけられている。

第４の視点によれば、無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備える複数のエネルギー管理システムに接続可能なコンピュータに、前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれデバイスとして接続する処理と、第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得する処理と、前記複数のエネルギー管理システムに対し、前記第２のデバイスの動作状態を送信する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジエントな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、エネルギー管理システム用のネットワークの構築容易性及び連携容易性の向上に貢献することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の全体構成を示す図である。本発明の第１の実施形態で用いるＷｉ−ＳＵＮのプロトコルスタックを示す図である。本発明の第１の実施形態の連携装置の詳細構成を示す機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態の連携装置がＨＥＭＳに接続する前の時点で、ＨＥＭＳが保持しているデバイス情報の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態の連携装置がＨＥＭＳに接続した後の時点で、ＨＥＭＳが保持しているデバイス情報の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態によって構成される論理的なネットワーク構成を示す図である。本発明の第１の実施形態の変形実施形態を示す図である。本発明の第２の実施形態の全体構成を示す図である。本発明の第２の実施形態の連携装置の詳細構成を示す機能ブロック図である。本発明の第２の実施形態の動作を表したシーケンス図である。本発明の第２の実施形態の連携装置が生成するプロトコルスタックを説明するための図である。本発明の第２の実施形態の連携装置が生成するプロトコルスタックを説明するための別の図である。本発明の第２の実施形態の連携装置が生成するプロトコルスタック、無線モジュールとＨＥＭＳの関係を表した図である。本発明の第２の実施形態によって構成される論理的なネットワーク構成を示す図である。本発明の第３の実施形態の全体構成を示す図である。本発明の第３の実施形態の連携装置が生成するプロトコルスタック、アンテナ（チャンネル）とＨＥＭＳの関係を表した図である。本発明の第４の実施形態の連携装置の詳細構成を示す機能ブロック図である。ＨＥＭＳの構成を示す図である。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の全体構成を示す図である。図１を参照すると、ある地域に、ＨＥＭＳ１００と、２台の連携装置３００とが配置された構成（エネルギー管理ネットワーク）が示されている。ＨＥＭＳ１００は、図１８に示すように、無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部１１０と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部１２０とを備える。なお、本実施形態では、家庭用のシステムを想定して、ＨＥＭＳとしているが、ＨＥＭＳ１００は、設置場所に応じて、ＢＥＭＳ（ＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、ＦＥＭＳ（ＦａｃｔｏｒｙＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）、あるいは、これらを総称するＥＭＳ（ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）に置き換えることができる。

図１の例では、ＨＥＭＳ１００は、家電等の消費デバイス２０１、太陽光発電設備（ＰＶ）等の発電デバイス２０２、バッテリー等の蓄電デバイス２０３が接続され、無線ＰＡＮ（ＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）７００を構成している。なお、図１の例では、消費デバイス２０１、発電デバイス２０２、蓄電デバイス２０３が接続されているが、ＨＥＭＳ１００にこれらのすべてが接続されている必要はない。例えば、発電デバイス２０２や蓄電デバイス２０３が接続されていなくてもよい。また、蓄電デバイス２０３は、放電中においては発電デバイス２０２として動作し、発電デバイス２０２も非発電時となることからも明らかなように、上記デバイスの種別は固定的なものではない。

２台の連携装置３００の第１の連携装置３００には、発電デバイス４０２が接続されている。もう一方の連携装置３００には、蓄電デバイス４０３が接続されている。これらの組み合わせもあくまで例示であり、発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３のいずれかが存在しなくてもよい。また、発電デバイス４０２又は蓄電デバイス４０３が一台ずつではなく、発電デバイス４０２又は蓄電デバイス４０３が複数存在し、それぞれが連携装置３００と接続されている構成であってもよい。

図２は、上記のようなＨＥＭＳ１００とデバイス間の通信プロトコルとしてＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ（非特許文献１）を用いた場合のプロトコルスタックを示す図である。図２のようなプロトコルスタックにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１５．４／４ｇで用いる周波数帯を９２０ＭＨｚとすることで、通信可能範囲は最大１ｋｍとなる。これにより、ＨＥＭＳ１００から離れた位置に連携装置３００を配置することができる。なお、上記９２０ＭＨｚ帯を用いない場合等、ＨＥＭＳ１００と連携装置３００とが直接通信できないケースが考えられるが、リピータ等の中継装置を配置することで対応することが可能である。

一方、連携装置３００は、ＨＥＭＳ１００に対し、前記デバイスとして接続する通信部と、第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備える。図３は、本発明の第１の実施形態の連携装置の詳細構成を示す機能ブロック図である。図３を参照すると、無線モジュール３０１と、スタック管理部３０２と、デバイス通信部３０３とを備えた連携装置３００が示されている。

無線モジュール３０１は、アンテナとＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路を含んで構成され、ＨＥＭＳ１００が使用している通信周波数チャンネルのいずれかに対応するものが１つ以上搭載されている。例えば、Ｗｉ−ＳＵＮの９２０ＭＨｚ帯の場合、９１６〜９２８ＭＨｚの数十チャンネル（伝送速度によって異なる）を利用可能となっている。さまざまなチャンネルで通信するＨＥＭＳに対応するためには、これらの仕様に応じ、必要な数のチャンネルに対応した無線モジュール３０１を搭載することが好ましい。

デバイス通信部３０３は、発電デバイス４０２（又は蓄電デバイス４０３）等の自機に接続されたデバイスと通信し、その状態情報を取得する。デバイス通信部３０３は、取得したデバイスの情報をスタック管理部３０２に送信する。なお、本明細書において、「取得」には、能動的な取得と受動的な取得とが含まれる。能動的な取得としては、たとえば、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３に対し、リクエストまたは問い合わせしてデバイスの状態情報を受信すること等が挙げられる。受動的な取得としては、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３から送信される状態情報を受信することが挙げられる。また、能動的な取得には、受信したデータまたは情報の中から選択して取得することが含まれ、受動的な取得には、配信されたデータまたは情報を選択して受信することが含まれる。

スタック管理部３０２は、無線モジュール３０１を介して、ＨＥＭＳ１００に対して子機として接続し（ＨＥＭＳ１００との通信のため図２に示すスタックを生成する）、ＨＥＭＳ１００から要求又は自発的に、デバイス通信部３０３から受け取ったデバイスの状態情報を送信する。なお、スタック管理部３０２に、デバイス通信部３０３から受け取ったデバイスの状態情報を保持するためのメモリやバッファ等を設けてもよい。この場合、スタック管理部３０２は、メモリやバッファからＨＥＭＳ１００に送信すべき情報を取り出して、ＨＥＭＳ１００に送信することになる。上記無線モジュール３０１及びスタック管理部３０２が、前述の通信部の一具体例に相当する。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。例えば、図１に示すように、ＨＥＭＳ１００に、消費デバイス２０１、発電デバイス２０２、蓄電デバイス２０３が接続されている場合、ＨＥＭＳ１００は、これらデバイスの状態を取得する。図４は、ＨＥＭＳ側で管理している消費デバイス２０１、発電デバイス２０２、蓄電デバイス２０３のデバイス情報の一例を示す図である。連携装置３００が接続されていない状態では、ＨＥＭＳ１００は、このような情報に基づいて、必要に応じ、各デバイスの制御を行う。図１からも明らかなとおり、この状態でＨＥＭＳ１００の制御対象となっているのは、無線ＰＡＮ７００に属するデバイスのみである。

一方、連携装置３００が接続することで、図１の発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３の情報が、ＨＥＭＳ１００が送られるようになる。即ち、連携装置３００は、ＨＥＭＳに、自身が負荷装置、発電装置のいずれかであると認識させ、その動作状態を送信することになる。図５は、連携装置３００により、発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３の情報がＨＥＭＳ側に送信された後の状態を示す図である。図５の例では、消費デバイス２０１、発電デバイス２０２、蓄電デバイス２０３に加えて、発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３の情報が追加されている。ＨＥＭＳ１００は、このような追加されたデバイス情報も参照して、各デバイスの制御を行う。

図６は、図５の状態で、ＨＥＭＳ１００が把握している論理的なネットワーク構成を示す図である。図６に示されたとおり、ＨＥＭＳ１００には、住宅に位置するデバイスに加えて、地域発電設備の発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３が接続されている。従って、ＨＥＭＳ１００は、無線ＰＡＮ７００に属するデバイスに加えて、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３の状態も加味して制御を行うことになる。例えば、図４の状態において、発電デバイス２０２の発電量が少なく無線ＰＡＮ７００内では電力が不足する場合、ＨＥＭＳ１００は、消費デバイス２０１を省電力モードに遷移させたり、蓄電デバイス２０３を放電制御することになる。しかしながら、図５に示すように、発電デバイス４０２で、上記不足分を賄うに足る発電が行われていたり、蓄電デバイス４０３で放電が行われている場合、消費デバイス２０１の省電力モードへの遷移や、蓄電デバイス２０３の放電制御を抑止する。また、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３に、追加の発電や放電の余力がある場合、ＨＥＭＳ１００から、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３に対し、追加の発電や放電を指示するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、ＨＥＭＳ１００に直接接続可能なデバイスだけでなく、連携装置３００を用いて、それ以外のデバイスもＨＥＭＳ１００の制御下におくことが可能となる。

なお、上記した実施形態では、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３等がデバイス１台に対し、１台の連携装置３００が接続され、それぞれＨＥＭＳ１００と通信するものとして説明したが、図７に示すように、１台の連携装置３００に複数のデバイスを接続可能とする構成も採用可能である。この場合、連携装置３００は、デバイス毎にスタックを生成し、各デバイスに代わって、ＨＥＭＳ１００と通信することになる。

［第２の実施形態］
続いて、１台の連携装置が複数のＨＥＭＳと接続するよう構成した第２の実施形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態の全体構成を示す図である。図８を参照すると、第１の無線ＰＡＮ７００−１を構成するＨＥＭＳ１００−１と、第２の無線ＰＡＮ７００−２を構成するＨＥＭＳ１００−２とにそれぞれ前記デバイスとして接続可能な連携装置３００ａとを含む構成が示されている。

以下、本実施形態では、住宅に設置されたＨＥＭＳ１００−１には、第１の無線チャンネル（１ｃｈとする）にて消費デバイス２０１−１、発電デバイス２０２−１、蓄電デバイス２０３−１が無線で接続されているものとする。同様に、事業者の拠点に配置されたＨＥＭＳ１００−２には、第２の無線チャンネル（３ｃｈとする）にて消費デバイス２０１−２、発電デバイス２０２−２、蓄電デバイス２０３−２が無線で接続されているものとする。

また、２台の連携装置３００ａには、それぞれ地域電力設備の発電デバイス４０２、蓄電デバイス４０３が接続されているものとする。本実施形態においても、連携装置３００ａと接続デバイスとの組み合わせは、あくまで例示であり、発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３のいずれかが存在しなくてもよい。また、発電デバイス４０２又は蓄電デバイス４０３が一台ずつではなく、発電デバイス４０２又は蓄電デバイス４０３が複数存在し、それぞれが連携装置３００ａと接続されている構成であってもよい。

図９は、本発明の第２の実施形態の連携装置の詳細構成を示す機能ブロック図である。図３に示した第１の実施形態の連携装置との相違点は、スタック管理部３０２ａが、マルチスタック対応となり、複数のＨＥＭＳと同時に接続可能となっている点である。その他の各部の構成及び機能は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

以下、上記スタック管理部３０２ａを備えた連携装置３００ａの機能について図面を参照して詳細に説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態の動作を表したシーケンス図である。図１０を参照すると、まず、連携装置３００ａは、所定の契機で、スタックを新規に生成する（ステップＳ００１−１）。なお、スタックを生成する「所定の契機」としては、一定時間の経過、連携装置のリセット動作、外部からの明示的な指示等が考えられる。より頻繁にスタックを生成するようにすれば、より早期に未知のＨＥＭＳを検出することができるようになるが、消費電力も大きくなる。スタックの生成契機としてどのようなものを用いるかは、連携装置３００ａに望まれる性能に基づいて決定される。

そして、連携装置３００ａは、前記生成したスタックを用いて、定期的にＨＥＭＳのスキャンを開始する（ステップＳ００２−１）。Ｗｉ−ＳＵＮの場合、各チャンネルにビーコンを送出し、デバイスを検出するアクティブスキャンを用いることができる。

例えば、図１０に示すようにＨＥＭＳ１００−１からスキャンに対する応答があったとする。連携装置３００ａは、これら応答メッセージからすべてのネットワークを検出し（Ｓ００３−１）、そのネットワークの中から参加するネットワークを１つ選択する（Ｓ００４−１）。そして、連携装置３００ａは、前記選択したネットワークに接続する（ステップＳ００５−１；接続処理）。

図１０の例では、連携装置３００ａは、上記スタックによるスキャン動作と並行して、新たなスタックを生成し（ステップＳ００１−２）、上記ステップＳ００２−１〜Ｓ００５−１と同等のステップＳ００２−２〜Ｓ００５−２）の動作を行っている。このようにすることで、接続可能なＨＥＭＳ（ネットワーク）を早期に捕捉することが可能となっている。なお、図１０の例において、連携装置３００ａが随時スタックを生成しているのは、例えば、Ｗｉ−ＳＵＮの場合、無線ＰＡＮ毎に１つのプロトコルスタックを用いることになっているためである。

以上の結果、図１０の例では、連携装置３００ａは、スタック１、２の２つのスタックを生成し、それぞれのスタックを用いて、ＨＥＭＳ１００−１、１００−２と接続を行っている。なお、スタックの数は、２つに限られず、スタック管理部３０２ａが生成可能なスタックの数に依存する。例えば、図１１に示すように、スタック１、２、ｎを生成した場合、それぞれのスタックを用いて、ＨＥＭＳと接続することができる。

また、図１０におけるスキャンの対象とするチャンネルとしては、ＨＥＭＳ側（親機）で予め決められている可能性のある複数のチャンネルを対象とすることができる。例えば、図１２に示すように、チャンネル１、２、Ｎについてスキャンを行い、それぞれスタック１−１〜１−ｎ、２−１〜２−ｎ、Ｎ−１〜Ｎ−ｎを生成することで、都合９台のＨＥＭＳに接続することもできる（Ｎ、ｎは共に３とした場合）。このように、連携装置３００ａは、複数のチャンネルをスキャンして応答のあったＨＥＭＳについてスタックを新規に作成し、子機として接続することができる。さらに、想定されるすべてのチャンネルに対して図１０のステップＳ００２におけるスキャンを実施することで、地域内、即ち、ビーコンが到達可能な範囲に所在するすべてのＨＥＭＳと親機・子機の関係を構築できる。もちろん、チャンネル及びスタックの数は連携装置が備えるＲＦモジュールの数、対応チャンネル、スタック管理部３０２ａが生成可能なスタックの数に依存し、すべてのチャンネルに対応していなくてもよい。

図１３は、上記連携装置３００ａが生成するスタック、無線モジュールとＨＥＭＳの関係を表した図である。図１３の符号３００ａ／３０２ａで示す円は、連携装置３００ａ又はスタック管理部３０２ａを表している。また、この円の周囲の三角形は、無線モジュール３０１を表している。図１３の例では、図１０に示したシーケンスに従って、スタック１−１、２−１、２−２の３つのスタックが生成されている。スタック１−１は、チャンネル１（１ｃｈ）の無線モジュールを介して、１ｃｈで無線ＰＡＮを構成するＨＥＭＳ１００−１に接続し、デバイスの情報を送信する。同様にスタック２−１は、チャンネル３（３ｃｈ）の無線モジュールを介して、３ｃｈで無線ＰＡＮを構成するＨＥＭＳ１００−２に接続し、デバイスの情報を送信する。図１３の例では、さらに、スタック２−２が生成されており、スタック２−２は、チャンネル３（３ｃｈ）の無線モジュールを介して、３ｃｈで無線ＰＡＮを構成するＨＥＭＳ１００−Ｍに接続し、デバイスの情報を送信する。

図１４は、図１０に示すように、連携装置３００ａがＨＥＭＳ１００−１、１００−２に接続された状態で、ＨＥＭＳ１００−１、１００−２が把握している論理的なネットワーク構成を示す図である。図１４に示されたとおり、ＨＥＭＳ１００−１には、住宅に位置するデバイスに加えて、地域発電設備の発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３が接続されている。同様に、ＨＥＭＳ１００−２には、事業者の拠点に位置するデバイスに加えて、地域発電設備の発電デバイス４０２及び蓄電デバイス４０３が接続されている。従って、ＨＥＭＳ１００−１、１００−２は、それぞれ自身の無線ＰＡＮに属するデバイスに加えて、発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３の状態も加味して制御を行うことになる。例えば、発電デバイス４０２が１０ｋＷを発電中である場合、ＨＥＭＳ１００−１（１００−２）は、自身に接続されているデバイスのうちの消費デバイス（負荷デバイス）２０１−１（２０１−２）や蓄電デバイス２０３−１（２０３−２）に、発電デバイス４０２が接続されていない状態よりも１０ｋＷ分多く消費や蓄電を許容することが可能となる。また、同様に、ＨＥＭＳ１００−１（１００−２）は、自身に接続されているデバイスのうちの発電デバイス２０２−１（２０２−２）に対して、１０ｋＷ分の追加の抑制を指示することも可能となる。

以上のように、本実施形態では、連携装置３００ａを複数のＨＥＭＳに接続させることが可能となっている。これにより、あるデバイス（例えば、図１４の発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３）を、それぞれ異なる無線ＰＡＮに所属させ、その状態に応じたエネルギー管理を行わせることが可能となる。図１４の発電デバイス４０２や蓄電デバイス４０３として、地域電力設備の大型発電設備や蓄電装置を接続させることもできる。このようにすることで、住宅のＨＥＭＳに、地域電力設備の大型設備を論理的に接続させ、その状態に応じて、住宅内のデバイスのエネルギー管理を行わせることが可能となる。

［第３の実施形態］
上記した第１、第２の実施形態では、２台の連携装置がそれぞれ独立して動作するものとして説明したが、連携装置間でデバイス情報等をやりとりして、連携装置側に接続された機器の制御を行ってもよい。以下、そのような変更を加えた第３の実施形態について図面を参照して説明する。

図１５は、本発明の第３の実施形態の全体構成を示す図である。図１や図８に示した第１、第２の実施形態との相違点は、２台の連携装置のうちの第１の連携装置３００ｂ１が無線ＰＡＮ７００−３を構成する機能を備え、第２の連携装置３００ｂ２がデバイス（子機）として、第１の連携装置３００ｂ１に無線接続する点である。

以上のような構成において、第１の連携装置３００ｂ１は、第２の連携装置３００ｂ２から受信したデバイス情報（例えば、蓄電デバイス４０３の動作状態）に基づいて、発電デバイス４０２の制御を行う。また、第１の連携装置３００ｂ１は、自身に接続されているデバイスのデバイス情報（例えば、発電デバイス４０２の動作状態）に基づいて、第２の連携装置３００ｂ２に対して、蓄電デバイス４０３の制御を指示する。また本実施形態においても、連携装置３００ｂ１、３００ｂ２は、それぞれデバイスとしてＨＥＭＳ１００−１、１００−２に接続し、発電デバイス４０２、蓄電デバイス４０３の情報を送信することができる。

図１６は、上記第３の実施形態の連携装置が生成するスタック、アンテナ（チャンネル）とＨＥＭＳの関係を表した図である。図１６の例では、第１の連携装置３００ｂ１、第２の連携装置３００ｂ２は、それぞれ１ｃｈ〜ＮｃｈまでのＮチャンネルに対応する無線モジュールを備えている。第１の連携装置３００ｂ１は、スタック１−１〜２−１を用いて、ＨＥＭＳ１００−１、１００−２、１００−４にデバイスとして接続している。なお、ＨＥＭＳ１００−４との接続に、２ｃｈを使用しているのは、ＨＥＭＳ１００−４が２ｃｈに対応しているからである。もちろん、その他のチャンネルを用いるＨＥＭＳが見つかった場合は、対応する無線モジュールを用いて接続することになる。

同様に、第２の連携装置３００ｂ２は、スタック１−１’〜２−１’を用いて、ＨＥＭＳ１００−１、１００−２、１００−４にデバイスとして接続している。上記連携装置３００ｂ１、３００ｂ２とＨＥＭＳ間の接続は第２の実施形態と同等である。本実施形態が、第２の実施形態と異なるのは、連携装置３００ｂ２が、所定のチャンネルを用いて、スタックＮ−１’を生成し、連携装置３００ｂ１に接続し、デバイス情報を送信可能となっている点である。以上のように、連携装置３００ｂ１、３００ｂ２間の接続は、連携装置とＨＥＭＳ間の接続と同様の仕組みを用いて実現することが可能である。もちろん、連携装置３００ｂ１、３００ｂ２間の接続は、上記の形態に限られず、その他の有線又は無線接続方式を用いて実現することもできる。

以上のような連携装置間を接続した第３の実施形態によれば、特定の連携装置に、他の連携装置に接続されたデバイスの状態に基づいた動作を行わせることが可能となる。さらに、連携装置の接続対象は、同一の地域発電設備の連携装置に限られない。例えば、異なる地域発電設備の連携装置同士を接続することで、より広域の連携装置間でデバイス情報を交換することも可能となる。

［第４の実施形態］
上記した第１〜３の実施形態では、連携装置は、他の装置に対し、デバイス情報をそのまま送信し、ＨＥＭＳ側で具体の制御を行うものとして説明したが、連携装置が、ＨＥＭＳ側に、所定の修正を加えたデバイス情報を送信し、間接的にＨＥＭＳに所望の制御を行わせることも可能である。以下、このような機能を実現可能な第４の実施形態について図面を参照して説明する。

図１７は、本発明の第４の実施形態の連携装置の詳細構成を示す機能ブロック図である。図３、図９に示した第１、第２の実施形態の連携装置との相違点は、連携装置３００ｃに、デバイス情報作成部３０４と、地域内電力管理部３０５とが追加されている点と、デバイス通信部３０３ｃ及びスタック管理部３０２ｃの動作に変更が加えられている点である。

デバイス通信部３０３ｃは、発電デバイスから受信した情報をスタック管理部３０２に送信する代わりに、地域内電力管理部３０５に送信する。

地域内電力管理部３０５は、オペレータによる指示（外部からの入力）と、デバイス通信部３０３ｃから取得した発電デバイス４０２の状態を管理する。オペレータによる指示としては、発電デバイス４０２とは異なる別の発電デバイスによる発電量や、ＨＥＭＳが認識できない別の負荷デバイスの電力消費量等が挙げられる。

デバイス情報作成部３０４は、地域内電力管理部３０５にて管理されている情報に基づいて、スタック管理部３０２ｃが送信するデバイス情報を作成する。即ち、地域内電力管理部３０５及びデバイス情報作成部３０４が、外部からの入力に基づいて、前記エネルギー管理システムの制御対象外の発電設備又は蓄電設備の動作状態を修正する手段として機能することになる。

スタック管理部３０２ｃは、デバイス情報作成部３０４にて作成された情報をＨＥＭＳ等に送信する。

続いて、本実施形態の動作について説明する。例えば、オペレータによる指示として、発電デバイス４０２とは異なる別の発電デバイスによる発電量が入力されているものとする。この場合、デバイス情報作成部３０４は、発電デバイス４０２の発電量に、別の発電デバイスによる発電量を加算したデバイス情報を作成する。

この結果、スタック管理部３０２ｃは、発電デバイス４０２の発電量に、別の発電デバイスによる発電量を加算したデバイス情報を送信することになる。このようなデバイス情報を受信したＨＥＭＳ等は、受信したデバイス情報が、自機に接続された発電デバイス４０２の発電量であるものとして、その他機器を制御する。結果として、別の発電デバイスによる発電量の分だけ、余分に蓄電したり、負荷で消費したり、発電量を抑制したりといった制御が行われる。

また、例えば、オペレータによる指示として、ＨＥＭＳが認識できない別の消費デバイスの電力消費量が入力されているものとする。この場合、デバイス情報作成部３０４は、発電デバイス４０２の発電量から、当該消費デバイスの電力消費量分を減算したデバイス情報を作成する。

この結果、スタック管理部３０２ｃは、発電デバイス４０２の実際の発電量から、前記別の消費デバイスによる消費電力量を減算したデバイス情報を送信することになる。このようなデバイス情報を受信したＨＥＭＳ等は、受信したデバイス情報が、自機に接続された発電デバイス４０２の発電量であるものとして、その他機器を制御する。結果として、前記別の消費デバイスによる消費電力量の分だけ、余分に放電したり、負荷消費を抑制したり、発電量を増大したりといった制御が行われる。

以上のように、連携装置側で、意図的にデバイス情報を書き換えることにより、ＨＥＭＳに所望の動作を行わせることも可能となる。なお、上記した説明では、発電デバイス４０２が接続されている連携装置３００ｃにデバイス情報の変更機能を追加した例を挙げて説明したが、その他の種類のデバイスが接続された連携装置に、デバイス情報作成部３０４と、地域内電力管理部３０５を追加してもよい。

また、本実施形態では、地域単位での電力管理を行うために、地域内電力管理部３０５を設けているが、オペレータによる指示（外部からの入力）と、デバイス通信部３０３ｃから取得した発電デバイス４０２の状態とを管理するという同等の機能を提供するものであれば、地域内電力管理部という名称に限定されない。例えば、電力の管理が、ＨＥＭＳ等を管理する特定の主体（家庭や、事業者等）のグループ化したグループ単位で行われる場合、地域内電力管理部３０５に代えて、グループ内電力管理部と称する処理ユニットを配置することになる。

なお、図１、図２、図３、図９及び図１７に示した連携装置の各部（処理手段）は、連携装置を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による連携装置参照）
［第２の形態］
第１の形態の連携装置において、
前記第２のデバイスは、前記連携装置に、直接接続されているデバイスである連携装置。
［第３の形態］
第１又は第２の形態の連携装置において、
前記通信部は、前記複数のエネルギー管理システムに対して、子機として接続する連携装置。
［第４の形態］
第１から第３いずれか一の形態の連携装置において、
前記通信部は、前記複数のデバイスが前記エネルギー管理システムに接続する通信プロトコルと同一の通信プロトコルを用いて、前記エネルギー管理システムに対して接続する連携装置。
［第５の形態］
第１から第４いずれか一の形態の連携装置において、
前記通信部は、前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれ異なる通信スタックを生成し、管理するスタック管理部を含む連携装置。
［第６の形態］
第５の形態の連携装置において、
前記スタック管理部は、所定の契機で事前に設定されたチャンネルに対してスキャンを行い、新規に発見されたエネルギー管理システムと通信するための通信スタックを生成し、管理する連携装置。
［第７の形態］
第１から第６いずれか一の形態の連携装置において、
前記通信部は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４系の通信プロトコルに対応し、前記複数のデバイスと同一のＰＡＮ（ＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に接続する連携装置。
［第８の形態］
第１から第７いずれか一の形態の連携装置において、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４系の規格に定められた複数のチャンネルに対応する無線モジュールを複数搭載し、前記複数の無線モジュールを用いて、所定の間隔で、エネルギー管理システムをスキャンして接続する連携装置。
［第９の形態］
第１から第８いずれか一の形態の連携装置において、
前記エネルギー管理システムは、デバイスが、負荷装置、発電装置のいずれかであるかを識別可能であり、
前記エネルギー管理システムに対して、負荷装置、発電装置のいずれかであると認識させ、その動作状態を送信する連携装置。
［第１０の形態］
第１から第９いずれか一の形態の連携装置において、
他の連携装置に、前記デバイスとして接続し、前記他の連携装置に対し、前記第２のデバイスの動作状態を送信する手段を備える連携装置。
［第１１の形態］
第１から第１０いずれか一の形態の連携装置において、
外部からの入力に基づいて、前記エネルギー管理システムの制御対象外の発電設備又は蓄電設備の動作状態を修正する手段を備える連携装置。
［第１２の形態］
（上記第２の視点によるエネルギー管理ネットワーク参照）
［第１３の形態］
（上記第３の視点によるエネルギー管理システムと外部デバイスの連携方法参照）
［第１４の形態］
（上記第４の視点によるプログラム参照）
なお、上記第１２〜第１４の形態は、第１の形態と同様に、第２〜第１１の形態に展開することが可能である。

なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１００、１００−１〜１００−ＭＨＥＭＳ
１１０無線通信部
１２０制御部
２０１、２０１−１〜２０１−２消費デバイス
２０２、２０２−１〜２０２−２、４０２発電デバイス
２０３、２０３−１〜２０３−２、４０３蓄電デバイス
３００、３００ａ、３００ｂ１、３００ｂ２、３００ｃ連携装置
７００、７００−１〜７００−３無線ＰＡＮ
３０１無線モジュール
３０２、３０２ａ、３０２ｃスタック管理部
３０３、３０３ｃデバイス通信部
３０４デバイス情報作成部
３０５地域内電力管理部

Claims

無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムに対し、デバイスとして接続する通信部と、
第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、
前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置であって、
前記通信部は、前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれ異なる通信スタックを生成し、管理するスタック管理部を含む連携装置。
前記スタック管理部は、所定の契機で事前に設定されたチャンネルに対してスキャンを行い、新規に発見されたエネルギー管理システムと通信するための通信スタックを生成し、管理する請求項１の連携装置。
無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムに対し、デバイスとして接続する通信部と、
第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、
前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置であって、
前記通信部は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４系の通信プロトコルに対応し、前記複数のデバイスと同一のＰＡＮ（ＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に接続する連携装置。
無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムに対し、デバイスとして接続する通信部と、
第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、
前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置であって、
ＩＥＥＥ８０２．１５．４系の規格に定められた複数のチャンネルに対応する無線モジュールを複数搭載し、前記複数の無線モジュールを用いて、所定の間隔で、エネルギー管理システムをスキャンして接続する連携装置。
無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムに対し、デバイスとして接続する通信部と、
第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、
前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置であって、
外部からの入力に基づいて、前記エネルギー管理システムの制御対象外の発電設備又は蓄電設備の動作状態を修正する手段を備える連携装置。
前記第２のデバイスは、前記連携装置に、直接接続されているデバイスである請求項１から５いずれか一の連携装置。
前記通信部は、前記複数のエネルギー管理システムに対して、子機として接続する請求項１から６いずれか一の連携装置。
前記通信部は、前記複数のデバイスが前記エネルギー管理システムに接続する通信プロトコルと同一の通信プロトコルを用いて、前記エネルギー管理システムに対して接続する請求項１から７いずれか一の連携装置。
前記エネルギー管理システムは、デバイスが、負荷装置、発電装置のいずれかであるかを識別可能であり、
前記エネルギー管理システムに対し、負荷装置、発電装置のいずれかであると認識させ、その動作状態を送信する請求項１から８いずれか一の連携装置。
他の連携装置に、前記デバイスとして接続し、前記他の連携装置に対し、前記第２のデバイスの動作状態を送信する手段を備える請求項１から９いずれか一の連携装置。
無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えるエネルギー管理システムと、
前記エネルギー管理システムに対し、デバイスとして接続する通信部と、第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するデバイス通信部と、を備え、前記通信部は、複数のエネルギー管理システムに対して接続可能であり、前記複数のエネルギー管理システムに対して、前記第２のデバイスの動作状態を送信する連携装置と、
を含むエネルギー管理ネットワークであって、
前記連携装置の前記通信部は、前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれ異なる通信スタックを生成し、管理するスタック管理部を含む連携装置。
無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備える複数のエネルギー管理システムに接続可能な連携装置が、
前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれデバイスとして接続するステップと、
第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得するステップと、
前記複数のエネルギー管理システムに対し、前記第２のデバイスの動作状態を送信するステップと、
前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれ異なる通信スタックを生成し、管理するステップと、
を含むエネルギー管理システムと外部デバイスの連携方法。
無線通信を介して、エネルギーを使用又は発生させる複数のデバイスの動作状態を取得する無線通信部と、前記複数のデバイスの動作状態に基づいて前記複数のデバイスのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備える複数のエネルギー管理システムに接続可能なコンピュータに、
前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれデバイスとして接続する処理と、
第２のデバイスと通信し、前記第２のデバイスの動作状態を取得する処理と、
前記複数のエネルギー管理システムに対し、前記第２のデバイスの動作状態を送信する処理と、
前記複数のエネルギー管理システムに対して、それぞれ異なる通信スタックを生成し、管理する処理と、
を実行させるプログラム。