WO2011065496A1

WO2011065496A1 - 制御装置、制御システム及び制御方法

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Publication number: WO2011065496A1
Application number: PCT/JP2010/071151
Authority: WO
Inventors: 一也木内; 薫草深; 忠之渡邊; 一正七里; 顕徳岩渕
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-06-03
Also published as: CN102598469A; US20120235493A1; EP2509189A4; JPWO2011065496A1; EP2509189A1

Abstract

　スマートコントローラ１０２は、蓄電池１０８の電力残量を検出する。更に、スマートコントローラ１０２は、自立運転時には、検出した電力残量と、予め定められている動作モードと残量閾値との対応関係における、残量閾値との比較によって、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の動作モードを、電力残量が低いほど消費電力が小さい動作モードになるように決定し、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４を制御する。

Description

制御装置、制御システム及び制御方法

　本発明は、直流電源、負荷、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池を有する電力の需要家に設けられ、前記負荷を制御する制御装置と、当該制御装置、及び、複数の負荷を操作可能な機器とを有する制御システムと、制御装置における制御方法に関する。

　近年、環境負荷の軽減の観点から、電力の需要家である家庭等に太陽電池等の直流電源を備え、当該直流電源によって発生する電力で家庭内の機器の電力需要をまかなうとともに、余剰電力により家庭内の蓄電池を充電させたり（例えば、特許文献１参照）、更には、電力系統からの電力が供給されない自立運転時（例えば停電時）には、蓄電池を放電して負荷に供給するようなシステムも普及しつつある。

特開２００７－２８８９３２号公報

　しかしながら、上述した従来の技術では、直流電源が発電することができない状態、例えば直流電源が太陽電池である場合の雨天時や夜間時には、蓄電池の電力の残量が短時間で尽きて、負荷の動作が不能となる。

　上記問題点に鑑み、本発明は、負荷の動作時間を長期化させることを可能とした制御装置、制御システム、及び、制御方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の第１の特徴は、直流電源（太陽電池１０６）、負荷（照明１１０、空調装置１１２）、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池（蓄電池１０８）を有する電力の需要家（スマートハウス１０）に設けられ、前記負荷を制御する制御装置（スマートコントローラ１０２）であって、前記蓄電池の残量を検出する検出部（検出部１６２）と、電力系統からの電力が前記負荷に供給されない自立運転時において、前記検出部により検出された前記蓄電池の残量に応じて、前記負荷の電力消費の度合を制御する負荷制御部（負荷制御部１６４）とを備えることを要旨とする。

　このような制御装置は、停電時等の自立運転時には、蓄電池の残量に応じて、需要家が有する負荷の電力消費の度合を制御する。このため、蓄電池から負荷へ供給される電力を可能な限り少なくし、負荷の動作を長期化させることが可能となる。

　本発明の第２の特徴は、前記負荷制御部は、前記負荷制御部は、前記蓄電池の残量が少ないほど、前記電力消費の制限を強め、前記蓄電池の残量が多いほど、前記電力消費の制限を緩和することを要旨とする。

　本発明の第３の特徴は、前記負荷に関する動作モードと、蓄電池の残量の閾値とが対応付けられており、前記負荷制御部は、前記検出部により検出された前記蓄電池の残量と、前記蓄電池の残量の閾値とに基づいて、前記動作モードを選択することを要旨とする。

　本発明の第４の特徴は、前記負荷毎に、前記動作モードと前記蓄電池の残量の閾値とが対応付けられていることを要旨とする。

　本発明の第５の特徴は、前記負荷制御部は、複数の前記負荷を操作可能な機器に対して、前記負荷の電力消費の度合の制御に関する指示を送信することを要旨とする。

　本発明の第６の特徴は、前記需要家において、前記負荷が設けられる所定区域に存在する利用者を検出するセンサ（人感センサ１７６）を更に備え、前記負荷制御部は、前記センサによって前記利用者が検出されなかった場合、前記負荷の消費電力を制限することを要旨とする。

　本発明の第７の特徴は、前記負荷制御部は、前記センサによって前記利用者が検出された場合、前記自立運転時の直前の前記負荷に関する動作モードを選択することを要旨とする。

　本発明の第８の特徴は、直流電源、負荷、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池を有する電力の需要家に設けられ、前記負荷を制御する制御装置と、複数の前記負荷を操作可能な機器とを有する制御システムであって、前記制御装置は、前記蓄電池の残量を検出する検出部と、電力系統からの電力が前記負荷に供給されない自立運転時において、前記検出部により検出された前記蓄電池の残量に応じて、前記負荷の電力消費の度合を制御し、前記機器に対して、前記負荷の電力消費の度合の制御に関する指示を送信する負荷制御部とを備え、前記機器は、前記負荷の電力消費の度合の制御に関する指示に対応する操作指示を前記負荷へ送信する送信部（送信処理部１８４）を備えることを要旨とする。

　本発明の第９の特徴は、直流電源、負荷、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池を有する電力の需要家に設けられ、前記負荷を制御する制御装置における制御方法であって、前記制御装置が、前記蓄電池の残量を検出するステップと、前記制御装置が、電力系統からの電力が前記負荷に供給されない自立運転時において、検出された前記蓄電池の残量に応じて、前記負荷の電力消費の度合を制御するステップとを備えることを要旨とする。

　本発明によれば、負荷の動作時間を長期化させることが可能となる。

図１は、本発明の実施形態に係る電力システムの構成図である。図２は、本発明の実施形態に係るスマートコントローラの構成図である。図３は、本発明の実施形態に係る動作モードと残量閾値との対応関係を示す図である。図４は、本発明の実施形態に係る電力残量の時間遷移を示す図である。図５は、本発明の実施形態に係るリモコンセンサユニットの外観斜視図である。図６は、本発明の実施形態に係るリモコンセンサユニットの構成図である。図７は、本発明の実施形態に係る電力システムの動作を示すシーケンス図である。図８は、本発明の変更例に係る動作モードと残量閾値との対応関係を示す図である。図９は、本発明の変更例に係る自立運転時より前の直近の動作モードと負荷とが対応づけられたテーブルを示す図である。図１０は、本発明の変更例に係る電力システムの動作を示すシーケンス図である。図１１は、本発明の変更例に係る負荷と人感センサの識別ＩＤとが対応づけられたテーブルを示す図である。図１２は、本発明の変更例に係る電力システムの動作を示すシーケンス図である。

　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）電力システムの構成、（２）スマートコントローラの動作、（３）作用・効果、（４）本実施形態に係る変更例、（５）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における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。
（１）電力システムの構成
　図１は、本発明の実施形態に係る電力システム１の構成図である。図１に示す電力システム１は、所謂スマートグリッドを採用したシステムである。

　図１に示すように、電力システム１は、電力の需要家であるスマートハウス１０と、電力の供給者である発電機５０と、電力システム１の全体の電力制御を行うエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳ）７０と、スマートハウス１０と発電機５０との間の電力系統６０と、スマートハウス１０とＥＭＳ７０との間の通信経路であるインターネット８０とを含む。なお、電力系統６０の配下には、複数のスマートハウス１０が複数存在し、これら複数のスマートハウス１０は、電力の需要家群を形成している。

　電力システム１では、発電機５０から電力系統６０を介してスマートハウス１０への送電が行われ、当該スマートハウス１０において電力が使用される。また、適宜、スマートハウス１０から電力系統６０への逆潮流が行われる。

　また、電力システム１では、スマートハウス１０において電力使用量が計測され、計測データとしてインターネット８０を介してＥＭＳ７０へ送られる。

　ＥＭＳ７０は、計測データに基づいて、電力系統６０の電力供給と、需要家群の電力需要とに基づく電力料金を決定する。ここで、ＥＭＳ７０は、電力系統６０から需要家群への電力の供給可能量から需要家群における電力使用量を差し引いた値（需給差）が大きいほど、電力料金を下げ、需給差が小さいほど、電力料金を上げる。具体的には、ＥＭＳ７０は、過去の需給差に基づいて時間帯別に予め定められる電力料金であるＴＯＵ（Time of Use）と、リアルタイムの需給差に基づいて定められる電力料金であるＲＴＰ（Real Time Pricing）の２種類の電力料金を決定することができる。

　更に、ＥＭＳ７０は、決定した電力料金を示す料金情報を含んだ制御情報を、インターネット８０を介してスマートハウス１０へ送信する。具体的には、ＥＭＳ７０は、ＴＯＵについては、例えば２４時間周期で、当該ＴＯＵが適用される時間帯よりも所定期間前（例えば１日前）に送信し、ＲＴＰについては、ＴＯＵの送信周期よりも短い周期（例えば１０分周期）で送信する。

　スマートハウス１０は、制御装置としてのスマートコントローラ１０２と、スマートメータ１０３と、ハイブリッドパワーコンディショナ（ハイブリッドＰＣＳ）１０４と、直流電源としての太陽電池１０６と、蓄電池１０８と、リモコンセンサユニット１０９と、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４とを含む。

　スマートコントローラ１０２は、有線回線又は無線回線である広域通信回線９０を介して、インターネット８０に接続されている。また、スマートコントローラ１０２は、有線回線又は無線回線である家庭内通信回線１６０を介して、スマートメータ１０３、ハイブリッドＰＣＳ１０４、リモコンセンサユニット１０９及び蓄熱機器１１４を接続する。スマートコントローラ１０２の構成及び動作については後述する。

　スマートメータ１０３は、電力系統６０に接続されるとともに、家庭内配電線１５０に接続されている。このスマートメータ１０３は、電力系統６０から供給され、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の動作や蓄電池１０８の充電に使用される電力量を検知し、計測データとして、インターネット８０を介してＥＭＳ７０へ送信する。

　ハイブリッドＰＣＳ１０４は、家庭内配電線１５０に接続されるとともに、太陽電池１０６及び蓄電池１０８を接続している。ハイブリッドＰＣＳ１０４は、スマートコントローラ１０２の制御に応じて、太陽電池１０６によって発電された直流電力を家庭内配電線１５０へ送り出したり、蓄電池１０８に蓄積させる。また、ハイブリッドＰＣＳ１０４は、スマートコントローラ１０２の制御に応じて、蓄電池１０８の放電による直流電力を交流電力に変換して家庭内配電線１５０へ送り出す。家庭内配電線１５０へ送り出された交流電力は、適宜、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４において使用され、あるいは、電力系統６０への逆潮流の電力となる。また、ハイブリッドＰＣＳ１０４は、スマートコントローラ１０２の制御に応じて、電力系統６０からの交流電力を直流電力に変換した上で、蓄電池１０８に蓄積させる。

　また、電力系統６０からの電力が需要家に供給されない自立運転時には、ハイブリッドＰＣＳ１０４は、スマートコントローラ１０２の制御に応じて、蓄電池１０８の放電による直流電力を交流電力に変換して家庭内配電線１５０へ送り出す。家庭内配電線１５０へ送り出された交流電力は、適宜、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４において使用される。

　リモコンセンサユニット１０９は、スマートコントローラ１０２の制御に応じて、照明１１０及び空調装置１１２を動作させるための操作指示に対応する赤外線を発光させる。なお、リモコンセンサユニット１０９は、赤外線の発光に代えて、無線通信により、照明１１０及び空調装置１１２を動作させるための操作指示を送信してもよい。

　照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４は、家庭内配電線１５０に接続され、当該家庭内配電線１５０からの交流電力によって動作する。蓄熱機器１１４は、例えばヒートポンプである。

　図２は、スマートコントローラ１０２の構成図である。図２に示すように、スマートコントローラ１０２は、制御部１５２、記憶部１５３、通信部１５４を含む。

　制御部１５２は、例えばＣＰＵであり、スマートハウス１０内の各部を制御する。記憶部１５３は、例えばメモリによって構成され、スマートハウス１０内の各部の制御などに用いられる各種情報を記憶する。通信部１５４は、広域通信回線９０及びインターネット８０を介してＥＭＳ７０からの制御情報を受信する。また、通信部１５４は、家庭内通信回線１６０を介して、スマートメータ１０３、ハイブリッドＰＣＳ１０４及びリモコンセンサユニット１０９との間で通信を行う。

　制御部１５２は、検出部１６２及び負荷制御部１６４を含む。検出部１６２は、蓄電池１０８における電力の残量を検出する。具体的には、検出部１６２は、通信部１５４を介してハイブリッドＰＣＳ１０４に対し、蓄電池１０８における電力残量を要求する。ハイブリッドＰＣＳ１０４は、この要求に応じて、蓄電池１０８における電力残量を検出し、当該電力残量をスマートコントローラ１０２へ出力する。検出部１６２は、通信部１５４を介して電力残量を入力する。

　負荷制御部１６４は、自立運転時において、検出部１６２によって検出された電力残量と、予め定められている電力残量の閾値（残量閾値）との比較によって、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の動作モードを決定する。ここで、動作モードとは、負荷の消費電力の多寡と対応付けられるものである。すなわち、負荷は、設定される動作モードによって、消費電力が異なる。

　図３は、動作モードと残量閾値との対応関係を示す図である。動作モードと残量閾値とは、消費電力の少ない動作モードほど、残量閾値が低くなり、消費電力が多い動作モードほど、残量閾値が高くなるという対応関係を有している。図３では、動作モードは、番号が大きくなるほど、対応する消費電力が小さく、残量閾値は、番号が大きくなるほど、当該残量閾値は低くなっている。動作モードと残量閾値との対応関係は、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に予め設定され、記憶部１５３に記憶されている。

　負荷制御部１６４は、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎の動作モードと残量閾値との対応関係を記憶部１５３から読み出す。次に、負荷制御部１６４は、残量閾値のうち、検出された電力残量よりも低く、且つ、検出された電力残量に最も近い残量閾値を特定する。

　例えば、検出された電力残量が図３に示す残量閾値３と残量閾値４との間の値である場合、負荷制御部１６４は、残量閾値４を特定する。更に、負荷制御部１６４は、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に、特定した残量閾値に対応する動作モードを特定する。例えば、図３において残量閾値４が特定された場合、更に、当該残量閾値４に対応する動作モード４が特定されることになる。

　以下、動作モードと残量閾値との対応関係が図３に示すものであり、電力残量の時間遷移が図４に示すものである場合を例に、負荷制御部１６４の処理を説明する。

　負荷制御部１６４は、当初、電力残量が残量閾値１以上であるため、負荷の動作モードを動作モード１に決定する。時刻ｔ１において電力残量が残量閾値１未満になると、負荷制御部１６４は、負荷の動作モードを動作モード１から動作モード２に切り替える。時刻ｔ２において電力残量が残量閾値２未満になると、負荷制御部１６４は、負荷の動作モードを動作モード２から動作モード３に切り替える。時刻ｔ３において電力残量が残量閾値３未満になると、負荷制御部１６４は、負荷の動作モードを動作モード３から動作モード４に切り替える。時刻ｔ４において電力残量が残量閾値４以上になると、負荷制御部１６４は、負荷の動作モードを動作モード４から動作モード５に切り替える。

　このようにして、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に動作モードが決定される都度、負荷制御部１６４は、当該動作モードと、対応する負荷を一意に特定する識別情報とを対応付けて、制御指示情報を生成する。更に、負荷制御部１６４は、照明１１０及び空調装置１１２を制御する場合には、通信部１５４及び家庭内通信回線１６０を介して、リモコンセンサユニット１０９へ制御指示情報を送信する。また、負荷制御部１６４は、蓄熱機器１１４を制御する場合には、蓄熱機器１１４へ制御指示情報を送信する。

　リモコンセンサユニット１０９は、制御指示情報を受信し、当該制御指示情報に応じた操作指示に対応する赤外線を発光する。

　図５は、リモコンセンサユニット１０９の外観斜視図であり、図６は、リモコンセンサユニット１０９の構成図である。リモコンセンサユニット１０９は、スマートハウス１０内の負荷としての照明１１０及び空調装置１１２が設置された部屋の天井に取り付けられている。

　リモコンセンサユニット１０９は、制御部１７２、記憶部１７３、通信部１７４、人感センサ１７６、温湿度センサ１７７及び赤外線発光部１７８を含む。

　制御部１７２は、例えばＣＰＵであり、リモコンセンサユニット１０９内の各部を制御する。記憶部１７３は、例えばメモリによって構成され、リモコンセンサユニット１０９内の各部の制御などに用いられる各種情報を記憶する。通信部１７４は、家庭内通信回線１６０を介して、スマートコントローラ１０２との間で通信を行い、制御指示情報を受信する。

　人感センサ１７６は、リモコンセンサユニット１０９が設置された部屋に存在する人を検出する。温湿度センサ１７７は、リモコンセンサユニット１０９が設置された部屋の温度及び湿度を検出する。赤外線発光部１７８は、負荷としての照明１１０及び空調装置１１２に対する操作指示に対応する赤外線を発光する。

　制御部１７２は、受信処理部１８２及び送信処理部１８４を含む。受信処理部１８２は、通信部１７４によって受信された制御指示情報を入力する。送信処理部１８４は、制御指示情報に基づいて、制御の対象となる負荷と制御の内容である動作モードを特定する。更に、送信処理部１８４は、赤外線発光部１７８を制御して、制御の対象となる負荷に動作モードに対応する動作を行わせるための操作指示に対応する赤外線を発光させる。

　負荷としての照明１１０及び空調装置１１２は、それぞれ図示しない赤外線受光部を含んでいる。負荷としての照明１１０及び空調装置１１２は、赤外線受光部によって受光した赤外線に対応する操作指示で示された動作モードで作動する。

　また、負荷としての蓄熱機器１１４は、制御指示情報に対応する動作モードで作動する。
（２）電力システムの動作
　次に、電力システム１の動作を説明する。図７は、電力システム１の動作を示すシーケンス図である。

　自立運転時には、ステップＳ１０１において、スマートコントローラ１０２は、蓄電池１０８の電力残量を検出し、当該電力残量と、予め設定されている動作モードと残量閾値との対応関係における、残量閾値とを比較する。

　ステップＳ１０２において、スマートコントローラ１０２は、比較結果に基づいて、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の動作モードを決定する（ステップＳ１０３）。

　ステップＳ１０４において、スマートコントローラ１０２は、リモコンセンサユニット１０９に対して、照明１１０及び空調装置１１２に対応する動作モードを含んだ制御指示情報を送信する。リモコンセンサユニット１０９は、動作モードを含んだ制御指示情報をスマートコントローラ１０２から受信する。また、スマートコントローラ１０２は、蓄熱機器１１４に対して、当該蓄熱機器１１４に対応する動作モードを含んだ制御指示情報を送信する。蓄熱機器１１４は、当該制御指示情報を受信する。

　ステップＳ１０５において、リモコンセンサユニット１０９は、制御指示情報内の動作モードに対応する動作を行わせるための操作指示に対応する赤外線を発光する。負荷としての照明１１０及び空調装置１１２は、操作指示に対応する赤外線を受光する。

　ステップＳ１０６において、照明１１０及び空調装置１１２は、操作指示に応じた動作モードで作動する。また、蓄熱機器１１４は、制御指示情報に対応する動作モードで作動する。
（３）作用・効果
　本発明の実施形態に係る電力システム１では、電力の需要家であるスマートハウス１０内に太陽電池１０６及び負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４が設けられており、スマートハウス１０内のスマートコントローラ１０２は、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４を制御する。具体的には、スマートコントローラ１０２は、蓄電池１０８の電力残量を検出する。更に、スマートコントローラ１０２は、自立運転時には、検出した電力残量と、予め定められている動作モードと残量閾値との対応関係における、残量閾値との比較によって、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の動作モードを、電力残量が低いほど消費電力が小さい動作モードになるように決定する。更に、スマートコントローラ１０２は、決定した動作モードで負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４が作動するように、直接に、又は、リモコンセンサユニット１０９を介して、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４を制御する。

　このように、スマートコントローラ１０２が、負荷の動作モードを、電力残量が低いほど消費電力が小さい動作モードになるように決定することで、蓄電池１０８から負荷へ供給される電力を可能な限り少なくし、負荷の動作を長期化させることが可能となる。

　また、リモコンセンサユニット１０９は、負荷としての照明１１０及び空調装置１１２が設置された部屋の天井に取り付けられており、これら負荷としての照明１１０及び空調装置１１２を決定された動作モードで動作させるための操作指示に対応する赤外線を発光する。このため、スマートコントローラ１０２と個々の負荷とが家庭内通信回線１６０によって接続されていなくても、スマートコントローラ１０２は、個々の負荷を制御することができる。
（４）本実施形態に係る変更例
（４．１）変更例１
　次に、上述した実施形態に係る変更例１について説明する。

　本変更例に係るスマートコントローラ１０２では、記憶部１５３が、図８に示すように、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に、動作モードと蓄電池の残量閾値とを対応付けて記憶している。具体的に、記憶部１５３は、照明１１０の残量閾値Ａ１乃至Ａ５、空調装置１１２の残量閾値Ｂ１乃至Ｂ５、蓄熱機器１１４の残量閾値Ｃ１乃至Ｃ５のそれぞれに対して、動作モード１乃至５を対応づけて記憶している。つまり、記憶部１５３は、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に異なる残量閾値と、動作モードとを対応づけて記憶している。なお、本変更例では、動作モードの数値が大きくなるほど消費電力が小さくなるものとする。

　また、記憶部１５３には、図９に示すように、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に自立運転時より前の直近の動作モードが記憶されている。なお、図９に示される動作モードは、負荷制御部１６４によって記憶されたものである。

　また、本実施形態に係る負荷制御部１６４は、自立運転時において、蓄電池１０８の残量と蓄電池１０８の残量閾値とに基づいて、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に動作モードを選択する。

　具体的に、負荷制御部１６４は、図８に示すように、記憶部１５３に記憶されている照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎の残量閾値を参照する。負荷制御部１６４は、参照した残量閾値と蓄電池１０８の残量との比較結果に基づいて、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に動作モードを決定する。なお、ここでは、これを第１動作モードとする。

　一方、負荷制御部１６４は、図９に示すように、記憶部１５３から、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に、自立運転時より前の直近の動作モードを読み出す。ここでは、これを第２動作モードとする。

　負荷制御部１６４は、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４のそれぞれに対して、第１モード（例えば、動作モード３）と第２モード（例えば、動作モード４）とを比較し、番号が大きい動作モード（例えば、動作モード４）を選択する。すなわち、消費電力の小さい方の動作モードを選択する。

　次に、本変更例に係る電力システム１の動作を説明する。図１０は、本変更例に係る電力システム１の動作を示すシーケンス図である。

　自立運転時には、ステップＳ２０１において、スマートコントローラ１０２は、蓄電池１０８の電力残量を検出し、当該電力残量と、予め設定されている動作モードと残量閾値との対応関係における、残量閾値とを比較する。

　ステップＳ２０２において、スマートコントローラ１０２は、比較結果に基づいて、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の動作モードを選択する。このとき、スマートコントローラ１０２は、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の第１動作モードを別々に選択する。

　ステップＳ２０３において、スマートコントローラ１０２は、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４のそれぞれに対して、自立運転時より前の直近の第２動作モードを記憶部１５３から読み出す。負荷制御部１６４は、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４のそれぞれに対して、第１モードと第２モードとを比較し、番号が大きい動作モードを選択する。すなわち、消費電力の小さい方の動作モードを選択し、これらの動作モードを照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４に送信すべき動作モードとして決定する。

　以後、ステップＳ２０４乃至Ｓ２０６の動作は、上述した実施形態に係るステップＳ１０４乃至Ｓ１０６の動作と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本変更例に係るスマートコントローラ１０２によれば、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の負荷毎に動作モードを決定するので、負荷毎の利用状況に応じた電力制御を実行できる。また、本変更例に係るスマートコントローラ１０２によれば、自立運転時に選択した第１動作モードと、自立運転時より前の直近の第２動作モードとを比較して、消費電力が小さい方の動作モードを選択するので、自立運転時より前の直近の動作モードが既に消費電力の低い動作モードで作動していた場合には、自立運転時にもこの動作モードを維持できる。このように、自立運転時に、自立運転時より前の直近の動作モードとする、あるいは残量閾値に基づいて選択された動作モードとするようにしてもよいが、本変更例のように消費電力が小さい方の動作モードを選択するようにすることで、自立運転時であっても、可能な限り利用者に不便を感じさせることを抑制できる。

　なお、本変更例では、照明１１０、空調装置１１２、及び蓄熱機器１１４の動作モードを別々に選択する場合について説明したが、図８に示す残量閾値を共通化し、同じ動作モードを選択するようにしてもよい。
（４．２）変更例２
　次に、上述した実施形態に係る変更例２について説明する。

　本変更例に係るリモコンセンサユニット１０９では、人感センサ１７６が、所定区域に存在する人（利用者）を検出する。ここで、所定区域は、照明１１０等の負荷とリモコンセンサユニット１０９とが設けられている部屋の領域を示す。なお、スマートハウス１０において、負荷が設けられている部屋が複数ある場合には、人感センサ１７６を備えるリモコンセンサユニット１０９は、部屋毎に設けられていてもよい。

　また、本変更例に係るリモコンセンサユニット１０９では、人感センサ１７６が人を検出した場合、人感センサ１７６が、通信部１７４及び家庭内通信回線１６０を介して、スマートコントローラ１０２に対して、人の存在を示す情報と人感センサ１７６の識別ＩＤとを含む検出情報を送信する。

　本変更例に係る記憶部１５３は、図８に示すように、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に、動作モードと蓄電池の残量閾値とを対応付けて記憶している。

　また、記憶部１５３には、図１１に示すように、負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４のそれぞれと、人感センサ１７６を識別する識別ＩＤとが対応づけて記憶されている。なお、蓄熱機器１１４には対応づけられている識別ＩＤがないが、これは、蓄熱機器１１４が、人感センサ１７６の検出とは無関係に作動することを示している。

　本変更例に係る負荷制御部１６４は、自立運転時において、人感センサ１７６によって人が検出されなかった場合、照明１１０、空調装置１１２の消費電力を制限する。具体的に、負荷制御部１６４は、自立運転時において、人感センサ１７６に検出情報の通知を要求する。この要求に対して、負荷制御部１６４は、人感センサ１７６から検出情報を受信しなかった場合、図１１に示す識別ＩＤに基づいて、要求に応じなかったリモコンセンサユニット１０９の識別ＩＤに対応する負荷を選択する。続いて、負荷制御部１６４は、選択した負荷の動作モードとして、最も番号の大きい動作モードを選択する。すなわち、負荷制御部１６４は、最も消費電力の小さい動作モードを選択する。なお、このとき、負荷制御部１６４は、作動の停止、又はスタンバイ状態などを動作モードとして選択してもよい。

　一方、負荷制御部１６４は、人感センサ１７６によって人が検出された場合、つまり、人感センサ１７６から、検出情報を受信した場合、蓄電池１０８の残量と蓄電池１０８の残量閾値とに基づいて、動作モードを選択する。具体的に、負荷制御部１６４は、図８に示すように、記憶部１５３に記憶されている照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎の残量閾値を参照する。負荷制御部１６４は、参照した照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎の残量閾値と、検出した蓄電池１０８の残量との比較結果に基づいて、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４毎に、それぞれ動作モードを決定する。

　なお、人感センサ１７６によって人が検出された場合、負荷制御部１６４は、記憶部１５３から、図９に示すように、照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４の自立運転時より前の直近の動作モードを読み出して、この動作モードを選択してもよい。

　次に、本変更例に係る電力システム１の動作を説明する。図１１は、本変更例に係る電力システム１の動作を示すシーケンス図である。

　自立運転時には、ステップＳ３０１において、スマートコントローラ１０２は、人感センサ１７６に検出情報の通知を要求する。なお、人感センサ１７６が複数設けられている場合には、複数の人感センサ１７６に通知を要求する。

　ステップＳ３０２において、人感センサ１７６は、部屋に人の存在を検出した場合、検出情報をスマートコントローラ１０２に送信する。

　なお、以降、照明１１０が設けられている部屋に人の存在が検出され、空調装置１１２が設けられている部屋に人の存在が検出されなかったものとして説明する。つまり、スマートコントローラ１０２は、照明１１０が設けられている部屋の人感センサ１７６から検出情報を受信し、空調装置１１２が設けられている部屋の人感センサ１７６からは検出情報を受信しなかったものとする。

　ステップＳ３０３において、スマートコントローラ１０２は、動作モードを決定すべき対象の負荷として、照明１１０を選択する。また、スマートコントローラ１０２は、負荷制御部１６４は、空調装置１１２に最も消費電力の小さい動作モードを選択する。

　ステップＳ３０４において、スマートコントローラ１０２は、蓄電池１０８の電力残量を検出し、当該電力残量と、予め設定されている動作モードと残量閾値との対応関係における、残量閾値とを比較する。このとき、スマートコントローラ１０２は、照明１１０と蓄熱機器１１４とを対象に比較する。

　ステップＳ３０５において、スマートコントローラ１０２は、比較結果に基づいて、負荷としての照明１１０及び蓄熱機器１１４の動作モードを決定する。このとき、スマートコントローラ１０２は、照明１１０及び蓄熱機器１１４の動作モードをそれぞれ決定する。

　ステップＳ３０６において、スマートコントローラ１０２は、照明１１０及び蓄熱機器１１４のそれぞれに対して、決定した動作モードを通知する。また、スマートコントローラ１０２は、空調装置１１２に対しては、最も消費電力の小さい動作モードを通知する。

　以後、ステップＳ３０７乃至Ｓ３０８の動作は、上述した実施形態に係るステップＳ１０５乃至Ｓ１０６の動作と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本変更例に係るスマートコントローラ１０２によれば、人感センサ１７６が人の存在を検出したか否かに応じて、負荷の動作モードを決定するので、人が利用していない負荷に対して、蓄電池１０８から負荷へ供給される電力を可能な限り少なくし、負荷の動作を長期化させることが可能となる。

　なお、ステップＳ３０５において、スマートコントローラ１０２は、照明１１０に対する動作モードを、自立運転時より前の直近の動作モードを記憶部１５３から読み出して決定してもよい。かかるスマートコントローラ１０２によれば、人が存在する部屋の負荷には、自立運転時より前の直近の動作モードで作動させることができるので、自立運転時であっても、可能な限り利用者に不便を感じさせることを抑制できる。
（５）その他の実施形態
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、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る。

　上述した実施形態では、直流電源として太陽電池１０６を用いたが、他の直流電源を用いる場合にも、同様に本発明を適用することができる。

　また、負荷制御部１６４は、制御対象の負荷としての照明１１０、空調装置１１２及び蓄熱機器１１４に優先度を設定してもよい。この場合、負荷制御部１６４は、現状の動作モードよりも消費電力の低い動作モードを決定した場合には、優先度の低い負荷に対応する制御指示情報から順にリモコンセンサユニット１０９へ送信する。これにより、優先度の低い負荷ほど、消費電力の低い動作モードへ移行し、優先度の高い負荷は可能な限り、消費電力を下げることなく動作することが可能となる。

　また、上述した実施形態に係るスマートコントローラ１０２の機能は、スマートメータ１０３などの他の機器に組み込むことも可能である。また、スマートコントローラ１０２の機能は、ＥＭＳ７０に備えられていてもよいし、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）やＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等、スマートグリッド技術における様々なシステムにおいて適用可能である。

　このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

　なお、日本国特許出願第２００９－２７２９８６号（２００９年１１月３０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。

　本発明の制御装置、制御システム及び制御方法は、負荷の動作時間を長期化させることを可能とし、制御装置等として有用である。

Claims

　直流電源、負荷、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池を有する電力の需要家に設けられ、前記負荷を制御する制御装置であって、
　前記蓄電池の残量を検出する検出部と、
　電力系統からの電力が前記負荷に供給されない自立運転時において、前記検出部により検出された前記蓄電池の残量に応じて、前記負荷の電力消費の度合を制御する負荷制御部と
　を備える制御装置。
　前記負荷制御部は、前記蓄電池の残量が少ないほど、前記電力消費の制限を強め、前記蓄電池の残量が多いほど、前記電力消費の制限を緩和する請求項１に記載の制御装置。
　前記負荷に関する動作モードと、蓄電池の残量の閾値とが対応付けられており、
　前記負荷制御部は、前記検出部により検出された前記蓄電池の残量と、前記蓄電池の残量の閾値とに基づいて、前記動作モードを選択する請求項１に記載の制御装置。
　前記負荷毎に、前記動作モードと前記蓄電池の残量の閾値とが対応付けられている請求項３に記載の制御装置。
　前記負荷制御部は、複数の前記負荷を操作可能な機器に対して、前記負荷の電力消費の度合の制御に関する指示を送信する請求項１に記載の制御装置。
　前記需要家において、前記負荷が設けられる所定区域に存在する利用者を検出するセンサを更に備え、
　前記負荷制御部は、前記センサによって前記利用者が検出されなかった場合、前記負荷の消費電力を制限する請求項４に記載の制御装置。
　前記負荷制御部は、前記センサによって前記利用者が検出された場合、前記自立運転時の直前の前記負荷に関する動作モードを選択する請求項６に記載の制御装置。
　直流電源、負荷、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池を有する電力の需要家に設けられ、前記負荷を制御する制御装置と、複数の前記負荷を操作可能な機器とを有する制御システムであって、
　前記制御装置は、
　前記蓄電池の残量を検出する検出部と、
　電力系統からの電力が前記負荷に供給されない自立運転時において、前記検出部により検出された前記蓄電池の残量に応じて、前記負荷の電力消費の度合を制御し、前記機器に対して、前記負荷の電力消費の度合の制御に関する指示を送信する負荷制御部と
　を備え、
　前記機器は、
　前記負荷の電力消費の度合の制御に関する指示に対応する操作指示を前記負荷へ送信する送信部を備える制御システム。
　直流電源、負荷、及び、前記直流電源からの電力を蓄積することが可能な蓄電池を有する電力の需要家に設けられ、前記負荷を制御する制御装置における制御方法であって、
　前記制御装置が、前記蓄電池の残量を検出するステップと、
　前記制御装置が、電力系統からの電力が前記負荷に供給されない自立運転時において、検出された前記蓄電池の残量に応じて、前記負荷の電力消費の度合を制御するステップと
　を備える制御方法。