JPH11346437A - 家庭用デマンドコントロールシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】家庭用デマンドコントロールシステムで負荷の
運転状態を制限せずに且つ電気料金を低減するシステム
を提供することを目的としている。 【解決手段】宅内の全消費電流を検知し、電流値に応じ
て蓄電装置の充放電切換及び電流値を加減して商用電源
の消費電流を所定の制限値以下に制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用デマンドコ
ントロールシステムに係り、電気料金の低減に有効で、
電気機器の利用制限の少ないデマンドコントロールシス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般家庭用として、特開平5−956
08号公報等に示されているように、デマンドコントロー
ル機能付分電盤において家庭内の使用電流値が常時監視
され、電力不足が生じたときに予め設定された順位に従
って専用分岐回路やエアコン等がオフ制御されるもの
で、デマンドコントロール装置は、優先度設定用の制御
手段と、この制御手段によって制御される接点切換用の
リモコンリレー等を有する構成となっているシステムが
ある。また、使用電流値と制限電流値の差に応じて負荷
の運転状態を変えるように制御するシステムも提案され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の家庭用デマンド
コントロールシステムは、宅内の全使用電流が契約電流
値を基準にした制限電流値以上になると、使用電流を低
減するためにエアコン等の使用電流が大きく且つ機器の
運転を停止若しくは出力を低下させても比較的影響の少
ない機器を停止若しくは設定温度の変更により機器の出
力を低下させ、宅内の全使用電流を低下させるようにな
っている。

【０００４】しかしながら、一般家庭においては、全消
費電流が過大になるのは冬場の夕方や夏場の休日の日中
等で家族がほぼ全員在宅であり、冷暖房や調理用に一斉
に大きな電流を消費する機器の運転をほぼ同時間帯に始
めることにより発生することが多く、利用者にとっては
電気機器を使いたいときに使えなかったり、運転条件を
システムで勝手に制限されることは、使い勝手の点で不
満足なシステムであった。

【０００５】本発明の目的は、係る使い勝手を改善し、
且つ電気料金の低減を図れる家庭用デマンドコントロー
ルシステムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、使い勝手
を改善するものであり、宅内の全消費電流を検知する電
流検知手段と、係る電流検知手段で検知した全電流値を
蓄電装置に伝達する通信手段と、充・放電の切換手段及
び充放電電流値を加減する電流可変手段及び放電電流を
商用周波数に変換して出力する出力変換手段とを具備し
た蓄電装置とで構成し、前記全電流値に応じて蓄電装置
内の充・放電の切換手段及び電流可変装置を前記全電流
値が予め設定した規定制限値以下になるように制御する
ようにしたことを特徴とする。

【０００７】第２の発明は、電気料金の低減を図るもの
で、時間帯別に電気料金が変わる方式の契約に適したも
のであり、第１の発明に記載した家庭用デマンドコント
ロールシステムにおいて、該デマンドコントロールシス
テム内に計時手段を設け、係る計時手段により時刻情報
を生成し、係る時刻情報に応じて全電流値の規定制限値
を変えることを特徴とする。

【０００８】第３の発明は、蓄電装置の原価低減と小型
化を図るもので、第１の発明又は第２の発明に記載した
家庭用デマンドコントロールシステムにおいて、全電流
を検知する電流検知手段の下流側に、１つ以上の負荷給
電系統線について負荷給電系統毎に給電系統を商用電源
線と蓄電装置からの給電線とに切り換える給電系統切換
手段を設け、給電を商用電源から蓄電装置に切り換えら
れる負荷給電系統線に給電系統線を開閉する開閉手段を
設け、給電を商用電源から蓄電装置に切り換えられる負
荷給電系統線に任意に優先順を設けられるようにし、蓄
電装置から給電すべき負荷給電系統が蓄電装置の給電能
力を超過したら優先順の低い負荷給電系統を前記開閉手
段で開路することを特徴とする。

【０００９】第４の発明は停電時に有効なデマンドコン
トロールシステムを提供するもので、第１の発明乃至第
３の発明のいずれか１つに記載した家庭用デマンドコン
トロールシステムにおいて、停電検出手段を設けるとと
もに、過電流検出時若しくは漏電検出時に給電線を遮断
するブレーカの動作状態を検知するブレーカ動作検知手
段を設け、係るブレーカ動作検知手段によりブレーカの
動作を検知した場合以外の停電時に家庭内の全給電線、
若しくは予め設定した特定の給電線のみの給電を蓄電装
置からの給電に切り換え、係る給電線に蓄電装置から給
電することを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。なお、実施例は本発明の範囲を制限す
るものではない。図１は本発明の第１の実施例の構成を
示す家庭用デマンドコントロールシステム構成ブロック
図である。１は家庭用のメインブレーカであり、契約電
流値に応じて決まる過電流遮断機能と漏電遮断機能とを
有し、該メインブレーカ１にはメインブレーカ１の動作
状態を常時モニターするブレーカ動作検知手段２を接続
してある。メインブレーカ１の下流側には宅内の消費電
流を監視して宅内の消費電流を制御して過大電流による
メンブレーカの作動を未然に防止するデマンドコントロ
ーラ３が接続してあり、該デマンドコントローラ３には
宅内の全消費電流を常時モニターする電流検知手段４が
内蔵してあり、該電流検知手段４の下流側の商用電源線
５には給電系統別ノーヒューズブレーカ６ａ，６ｂ，６
ｃが接続してあり、ノーヒューズブレーカ６ａ，６ｂ，
６ｃの下流にはリモコンリレー７ａ，７ｂ，７ｃを介し
て負荷９ａ，９ｂ，９ｃを接続した負荷給電系統線８
ａ，８ｂ，８ｃがそれぞれ接続してある。

【００１１】リモコンリレー７ａ，７ｂ，７ｃは前記デ
マンドコントローラ３と接続してあり、各リモコンリレ
ー７ａ，７ｂ，７ｃはデマンドコントローラ３からの制
御信号により制御される。商用電源線５にはまた蓄電装
置１０の内部の双方向に電圧を変換する出力変換手段１
１と停電検出手段を兼ねた波形モニター部１２が接続し
てあり、出力変換手段１１には充放電時の電流を加減制
御する電流可変手段１３が接続してあり、電流可変手段
１３には充電と放電とを切り換える充放電切換手段１４
が接続してあり、係る充放電切換手段１４は充放電制御
部１６を介して蓄電手段１７に接続してある。

【００１２】充放電制御部１６には波形モニター部１２
が接続してあり、充放電制御部１６は波形モニター部１
２で常時監視している商用電源線５の電圧波形，電圧振
幅，周波数，位相の情報より、停電監視，充放電時の波
形管理，電流・電圧管理等を行い、出力変換手段１１，
電流変換手段１３及び充放電切換手段１４を制御してい
る。前記デマンドコントローラ３には電流検知手段４で
常時検知している宅内の全消費電流値を蓄電装置１０に
伝達する通信手段１５を内蔵してあり、係る通信手段１
５は電流検知手段４と蓄電装置１０の内部の充放電制御
部１６に接続してある。

【００１３】なお、本実施例では通信手段１５により充
放電制御部１６への情報の伝達は両者間を接続したケー
ブルで行っているが、係る情報伝達を商用電源線５を利
用した電灯線搬送通信や、赤外線，電波等を利用した無
線通信や、他の情報通信用のネットワーク配線を利用し
てもかまわない。

【００１４】また、充放電制御部１６はブレーカ動作検
知手段２と接続してあり、メインブレーカ１の動作状態
を常時検知しており、波形モニター１２で停電を検知し
たときに停電が商用電源に起因するものかメインブレー
カ１の作動によるものかが充放電制御部１６で判別でき
る。

【００１５】次に、蓄電装置１０が放電をするときの動
作を図２の放電フローチャートにより説明する。電流検
知手段４により宅内の全消費電流を測定し（１８）、全
電流値が予め契約電流に対応させて規定した制限値以上
になったかどうかを調べ(19)、全電流値が制限値以上に
なっていたら蓄電装置１０の充電を停止させる(２０)。
なお、本実施例では処理を単純にするために、動作状態
を確認せずに充電停止処理を行う。

【００１６】次に蓄電手段１７の状態が放電可能かどう
かを調べ（２１）、放電可能でなければ放電停止処理を
行い（３１ｂ）次の処理に移行し、蓄電手段１７の状態
が放電可能であれば放電中かどうかを調べ（２２）、放
電中でなければ放電時の電流値を設定する関数Ｎに予め
所定の値Ａを設定して放電を開始し（２３）、次に宅内
の全電流を測定する。また、蓄電手段１７が放電中であ
る場合は宅内の全電流を測定する（２４）。

【００１７】次に測定した全電流値を予め設定した制限
値と比較して、制限値以上であれば前記関数Ｎを１だけ
増加させ（２６）、関数Ｎが予め設定した値Ｂより小さ
いかどうかを調べる（２８）。ここで値Ａは蓄電手段１
７の放電電流設定値の下限値で値Ｂは放電電流設定値の
上限値である。関数Ｎが値Ｂより小さければ前記手順２
４の前に戻り、関数Ｎが値Ｂ以上であれば関数Ｎを１だ
け減少させて（３２）から次の処理に移行する。

【００１８】宅内の全電流値が制限値未満の場合には該
全電流値が予め設定した下限値以下かどうかを調べ（２
７）、全電流値が下限値を越えていたら次の処理に移行
し、全電流値が下限値以下である場合には関数Ｎを１だ
け減少させ（２９）、関数Ｎが予め設定した所定値Ａ以
下かどうかを調べ（３０）、関数ＮがＡ以下である場合
には放電を停止し（３１ａ）、関数ＮがＡを越えていた
ら手順２７の全電流値が下限値以下かどうかを調べる前
に戻る。

【００１９】また、手順１９で全電流値が制限値以上か
どうかを調べたときに全電流値が制限値未満の場合には
蓄電手段１７が放電可能かどうかを調べ（３３）、蓄電
手段１７が放電可能であれば放電中かどうかを調べ（３
４）、放電中であれば手順２７の全電流が下限値以下か
どうかを調べる前に戻し、放電中でない場合にはそのま
ま次の処理に移行する。また、手順３３で放電不可能で
ある場合には放電停止の処理を行った後に次の処理に移
行する（３１ａ）。なお、本実施例では充電は全電流が
十分に小さいときに行う。（説明を省略する。）次に第
２の実施例を図３及び図４を用いて説明する。図３は第
２の実施例の家庭用デマンドコントロールシステムブロ
ック構成図であり、１は家庭用のメインブレーカであ
り、契約電流値に応じて決まる過電流遮断機能と漏電遮
断機能とを有し、該メインブレーカ１にはメインブレー
カ１の動作状態を常時モニターするブレーカ動作検知手
段２を接続してある。メインブレーカ１の下流側には宅
内の消費電流を監視して宅内の消費電流を制御して過大
電流によるメンブレーカの作動を未然に防止するデマン
ドコントローラ３が接続してあり、該デマンドコントロ
ーラ３には宅内の全消費電流を常時モニターする電流検
知手段４が内蔵してあり、該電流検知手段４の下流側の
商用電源線５には給電系統別ノーヒューズブレーカ６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆが接続してあり、ノ
ーヒューズブレーカ６ａ，６ｂ，６ｃの下流にはリモコ
ンリレー７ａ，７ｂ，７ｃを介して負荷９ａ，９ｂ，９
ｃを接続した負荷給電系統線８ａ，８ｂ，８ｃがそれぞ
れ接続してある。

【００２０】リモコンリレー７ａ，７ｂ，７ｃは前記デ
マンドコントローラ３と接続してあり、各リモコンリレ
ー７ａ，７ｂ，７ｃはデマンドコントローラ３からの制
御信号により制御される。商用電源線５にはまた蓄電装
置１０の内部に設けた給電系統切換手段３６ａ，３６
ｂ，３６ｃの片側の固定接点が接続してあり、該給電切
換手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの他方の固定接点は、双
方向に電圧を変換する出力変換手段１１に接続してあ
り、給電切換手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの可動接点は
負荷給電系統線８ｄ，８ｅ，８ｆを開閉するリモコンリ
レー７ｄ，７ｅ，７ｆを介して負荷９ｄ，９ｅ，９ｆ，
９ｇを接続した負荷給電線８ｄ，８ｅ，８ｆがそれぞれ
接続してある。

【００２１】これらの給電切換手段３６ａ，３６ｂ，３
６ｃの切り換え及び、リモコンリレー７ｄ，７ｅ，７ｆ
の開閉は蓄電装置１０内の充放電制御部１６からの指示
により行われる。商用電源線５には更に蓄電装置１０の
内部の充電開閉手段３７が接続してあり、係る充電開閉
手段３７の他端には充放電時の電流を加減制御する電流
可変手段１３が接続してあり、電流可変手段１３は充放
電制御部１６を介して蓄電手段１７に接続してある。充
放電制御部１６は出力変換手段１１，電流変換手段１
３，充電開閉手段３７，給電切換手段３６ａ，３６ｂ，
３６ｃ、及びリモコンリレー７ｄ，７ｅ，７ｆを制御し
ている。

【００２２】前記デマンドコントローラ３には電流検知
手段４で常時検知している宅内の全消費電流値を蓄電装
置１０に伝達する通信手段１５を内蔵してあり、係る通
信手段１５は電流検知手段４と蓄電装置１０の内部の充
放電制御部１６に接続してある。

【００２３】また、充放電制御部１６はブレーカ動作検
知手段２と接続してあり、メインブレーカ１の動作状態
を常時検知しており、また商用電源線５と充放電制御部
１６との間に接続した停電検出手段３８により商用電源
線５の電圧を常時モニターしており、商用電源線５の電
圧が０ボルトになって停電検出手段３８により停電を検
知したときに停電が商用電源に起因するものかメインブ
レーカ１の作動によるものかが充放電制御部１６で判別
できる。

【００２４】また、充放電制御部１６にはプログラムに
より機能を構成した計時手段３５と充放電切換手段１４
ａとが内蔵してあり、計時手段３５により夜間電力料金
の時間帯を特定して充電開閉手段３７をオンし、充放電
切換手段１４ａにより出力変換手段１１に加えるドライ
ブ信号を充電用信号に変えることにより蓄電手段１７に
充電を行うことができる。

【００２５】また、時間帯別料金制の契約をしている場
合には、計時手段３５の時刻情報に対応させて宅内の全
電流の制限値を変えるように充放電制御部１６の設定を
変えることができるようにしてある。

【００２６】次に、本実施例の放電時の動作を図４のフ
ローチャートにより説明する。図４のフローチャートは
宅内の全消費電流が契約電流に対応する所定の制限値を
超過したときに電流超過の状況を本発明によるデマンド
コントロールシステムが検出して蓄電装置より放電する
ことによりメインブレーカ１の動作を未然に防止する処
理の流れを示している。なお、本フローチャートでは異
常処理は省いて示している。まず電流検知手段４により
宅内の全電流を計測し（３９）、全電流が契約電流に対
応して予め設定した制限値以上になっているかどうかを
調べ（４０）、全電流が制限値以上であれば直ちに充電
停止処理を行う（４１）。

【００２７】次に蓄電装置１０の状態が放電可能かどう
かを調べ（４２）、放電可能であれば放電中かどうかを
調べる（４３）。ここで蓄電装置１０が放電中で無い場
合には放電開始の処理を行い（４４）、次に給電切換手
段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの負荷給電系統の給電切換手
段の内の予め設定した切換優先度の高い順に従って１つ
目をオンさせて負荷給電系統の１つを商用電源からの給
電より蓄電装置１０からの給電に切り換える（４５）。

【００２８】次に蓄電装置１０からの放電電流を電流可
変手段１３により計測し（４６）、放電電流が蓄電装置
１０の許容値以下かどうかを調べ（４７）、放電電流が
許容値を越えている場合にはリモコンリレー７ｄ，７
ｅ，７ｆの内のオンしているものの内の予め設定した給
電優先順に従って、優先度の低いリモコンリレーを１つ
オフさせ（４８）、手順４６の前に処理手順を戻す。

【００２９】また、処理手順４７で放電電流が許容値以
下である場合には制御対象の負荷系統に給電切換手段３
６ａ，３６ｂ，３６ｃがオンしていて且つリモコンリレ
ー７ｄ，７ｅ，７ｆがオフして負荷給電系統が開路して
いるものがあるかどうかを調べ（４９）、開路している
負荷系統が無い場合には電流検知手段４により宅内の全
電流を測定し（５０）、全電流が制限値以上かどうかを
再度調べ（５１）、全電流が制限値以上の場合には給電
切換手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの内のオフしているも
のの内の切換優先度の高いものをオンさせて負荷給電系
統の１つを商用電源線５からの給電より蓄電装置１０か
らの給電に追加切換をして（５２）、手順４６の前に処
理手順を戻す。

【００３０】また、手順４９で負荷系統で開路している
ものがある場合には放電電流の大きさより閉路可能かど
うかを調べ（５３）、閉路可能であればオフしているリ
モコンリレーの内の給電優先度の高いものを１つオンさ
せて追加閉路し（５４）、手順４６の前に処理手順を戻
す。また、手順５３で放電電流に余裕が無く、負荷系統
の追加閉路が可能でない場合は手順５０の前に処理手順
を移す。

【００３１】手順５１で全電流が制限値を下回る場合は
全電流が予め設定した全電流の下限値以下かどうかを調
べ（５５）、下限値以下でない場合は次の処理に移行
し、全電流が下限値以下である場合には蓄電装置１０で
給電中の負荷系統があるかどうかを調べ（５６）、蓄電
装置１０で給電中の負荷系統がある場合には蓄電装置１
０から給電中の負荷系統の内の切換優先度の低いものの
給電切換手段３６ａ，３６ｂまたは３６ｃのいずれか１
つをオフさせて商用電源線５からの給電に切り換え（５
７）、次の処理に移行する。また、手順５６で蓄電装置
１０で給電中の負荷系統が無い場合には放電停止処理を
実施（５８ａ）した後に次の処理に移行する。

【００３２】また、手順４０で全電流が制限値未満の場
合には蓄電装置１０が放電可能かどうかを調べ（５
９）、放電可能である場合には蓄電装置１０が放電中か
どうかを調べ（６０）、放電中の場合には手順５５の前
に手順を移し、放電中でない場合には次の処理に移行す
る。また、手順５９で蓄電装置１０が放電可能でない場
合には放電停止の処理を実施（５８ｃ）した後に次の処
理に移行する。また、手順４２で蓄電装置１０が放電可
能でない場合には放電停止の処理を実施（５８ｂ）した
後に次の処理に移行する。

【００３３】なお、本実施例では停電時の処理は異常処
理の１つであり、図４のフローチャートには記載してい
ないが、蓄電装置１０が充放電のいずれの状態の場合で
も、停電検出手段３８が常時商用電源線５の停電を検出
し、且つメインブレーカ１がオフしていない場合には、
給電系統切換手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及びリモコン
リレー７ｄ，７ｅ，７ｆを直ちに制御して予め設定した
負荷にのみ給電を行う。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、宅内の全消費電流を検
知する電流検知手段と、係る電流検知手段で検知した全
電流値を蓄電装置に伝達する通信手段と、充・放電の切
換手段及び充放電電流値を加減する電流可変手段及び放
電電流を商用周波数に変換して出力する出力変換手段と
を具備した蓄電装置とで構成し、前記全電流値に応じて
蓄電装置内の充・放電の切換手段及び電流可変装置を前
記全電流値が予め契約電流値に対応して設定した規定制
限値以下になるように制御するようにしたので、宅内の
消費電流が一時的に契約電流を超過しても超過分を蓄電
装置から給電するのでメインブレーカの作動を未然に防
止でき、またピークの消費電流に契約電流を合わせて大
きくしなくとも済むので、電気料金の低減ができる。

【００３５】また、第２の発明によると蓄電装置への充
電を電気料金の安い時間帯に行えるとともに、電気料金
の高い時間帯には商用電源からの電流の制限値を下げる
ことにより電気料金の高い時間帯の商用電源の消費電流
を減らせるので電気料金の低減ができる。

【００３６】第３の発明によれば、宅内の全電流が過大
のときに蓄電装置から給電すべき負荷の電流が蓄電装置
の能力以上になった場合には給電優先度の低い負荷への
給電を停止することにより、蓄電装置の能力を小さくし
て蓄電装置の価格を低減できる。また、第４の発明によ
れば、宅内での異常に起因しない停電時には停電させた
くない非常用照明やペット用保温装置等の機器の給電系
統のみに給電することにより、停電によるトラブルを未
然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の家庭用デマンドコントロールシステ
ムの構成ブロック図である。

【図２】実施例１の放電処理のフローチャートである。

【図３】実施例２の家庭用デマンドコントロールシステ
ムの構成ブロック図である。

【図４】実施例２の放電処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１…メインブレーカ、２…ブレーカ動作検知手段、３…
デマンドコントローラ、４…電流検知手段、５…商用電
源線、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ…ノーヒュ
ーズブレーカ、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ…
リモコンリレー、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ
…負荷給電線、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，
９ｇ…負荷、１０…蓄電装置、１１…出力変換手段、１
２…波形モニター部、１３…電流可変手段、１４…充放
電切換手段、１５…通信手段、１６…充放電制御部、１
７…蓄電手段、３５…計時手段、３６ａ，３６ｂ，36ｃ
…給電系統切換手段、３７…充電開閉手段、３８…停電
検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源の宅内の全消費電流を検知する電
   流検知手段と、係る電流検知手段で検知した全電流値を
   蓄電装置に伝達する通信手段と、充・放電の切換手段及
   び充放電電流値を加減する電流可変手段及び放電電流を
   商用周波数に変換して出力する出力変換手段とを具備し
   た蓄電装置とを含み、前記全消費電流値に応じて蓄電装
   置内の充・放電の切換手段及び電流可変装置を前記全消
   費電流値が予め設定した規定制限値以下になるように制
   御するようにしたことを特徴とする家庭用デマンドコン
   トロールシステム。