WO2011065496A1 - 制御装置、制御システム及び制御方法 - Google Patents

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WO2011065496A1
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power
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一也 木内
薫 草深
忠之 渡邊
一正 七里
顕徳 岩渕
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京セラ株式会社
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    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/248UPS systems or standby or emergency generators

Definitions

  • the present invention is provided in a power consumer having a DC power source, a load, and a storage battery capable of storing power from the DC power source, and a control device that controls the load, the control device, and
  • the present invention relates to a control system having devices capable of operating a plurality of loads, and a control method in a control device.
  • an object of the present invention is to provide a control device, a control system, and a control method capable of extending the operating time of a load.
  • the first feature of the present invention is a power having a DC power source (solar cell 106), a load (lighting 110, an air conditioner 112), and a storage battery (storage battery 108) capable of storing power from the DC power source.
  • a control device (smart controller 102) that is provided in a consumer (smart house 10) and controls the load, and a detection unit (detection unit 162) that detects the remaining amount of the storage battery, and power from the power system
  • a load control unit load control unit 164) that controls the degree of power consumption of the load in accordance with the remaining amount of the storage battery detected by the detection unit during self-sustained operation in which the load is not supplied to the load. Is the gist.
  • Such a control device controls the degree of power consumption of the load of the consumer according to the remaining amount of the storage battery at the time of self-sustaining operation such as a power failure. For this reason, the power supplied from the storage battery to the load can be reduced as much as possible, and the operation of the load can be prolonged.
  • the load control unit is configured such that the load control unit increases the power consumption limitation as the remaining amount of the storage battery decreases, and the power consumption increases as the remaining amount of the storage battery increases. The main point is to relax the restrictions.
  • an operation mode related to the load is associated with a threshold value of a remaining capacity of the storage battery, and the load control unit is configured to detect the remaining capacity of the storage battery detected by the detection unit; The gist is to select the operation mode based on a threshold value of the remaining capacity of the storage battery.
  • the gist of the fourth feature of the present invention is that the operation mode and the threshold value of the remaining capacity of the storage battery are associated with each load.
  • a fifth feature of the present invention is summarized in that the load control unit transmits an instruction regarding control of the degree of power consumption of the load to a device capable of operating the plurality of loads.
  • the consumer further includes a sensor (human sensor 176) that detects a user existing in a predetermined area where the load is provided. When the user is not detected, the gist is to limit the power consumption of the load.
  • a sensor human sensor 1766 that detects a user existing in a predetermined area where the load is provided. When the user is not detected, the gist is to limit the power consumption of the load.
  • the seventh feature of the present invention is summarized as that the load control unit selects an operation mode related to the load immediately before the self-sustained operation when the user is detected by the sensor.
  • a DC power source for controlling the load provided in a power consumer having a storage battery capable of storing power from the DC power source
  • a control system having a device capable of operating the load, wherein the control device detects a remaining amount of the storage battery, and in a self-sustaining operation in which power from an electric power system is not supplied to the load
  • a load control unit that controls the degree of power consumption of the load according to the remaining amount of the storage battery detected by the detection unit, and transmits an instruction related to the control of the degree of power consumption of the load to the device.
  • the device includes a transmission unit (transmission processing unit 184) that transmits an operation instruction corresponding to an instruction related to control of the degree of power consumption of the load to the load.
  • a control method in a control apparatus for controlling a load provided to a consumer of electric power having a direct current power source, a load, and a storage battery capable of accumulating electric power from the direct current power source detects the remaining amount of the storage battery, and the control device detects the remaining amount of the storage battery during a self-sustaining operation in which power from an electric power system is not supplied to the load. And a step of controlling the degree of power consumption of the load.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a power system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the smart controller according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold value according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a time transition of the remaining electric power according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the remote control sensor unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the remote control sensor unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an operation of the power system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a power system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the smart controller according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold value
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold value according to the modified example of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a table in which the most recent operation mode and load before the autonomous operation according to the modified example of the present invention are associated with each other.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation of the power system according to the modified example of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a table in which loads according to the modified example of the present invention are associated with identification IDs of human sensors.
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing an operation of the power system according to the modified example of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a power system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the power system 1 shown in FIG. 1 is a system that employs a so-called smart grid.
  • the power system 1 includes a smart house 10 that is a power consumer, a generator 50 that is a power supplier, and an energy management system (EMS) that performs overall power control of the power system 1.
  • EMS energy management system
  • a plurality of smart houses 10 exist under the power grid 60, and the plurality of smart houses 10 form a power consumer group.
  • power is transmitted from the generator 50 to the smart house 10 via the power system 60, and power is used in the smart house 10.
  • a reverse power flow from the smart house 10 to the power system 60 is performed as appropriate.
  • the power consumption is measured in the smart house 10 and sent to the EMS 70 via the Internet 80 as measurement data.
  • the EMS70 determines the electric power charge based on the electric power supply of the electric power grid
  • the EMS 70 decreases the power rate as the value (supply / demand difference) obtained by subtracting the amount of power used in the customer group from the suppliable amount of power from the power system 60 to the customer group decreases, and as the supply / demand difference decreases. , Raise the electricity bill.
  • the EMS 70 uses TOU (Time of Use), which is a power rate predetermined for each time zone based on a past supply-demand difference, and RTP (Real Time), which is a power rate determined based on a real-time supply-demand difference. Pricing) can be determined.
  • TOU Time of Use
  • RTP Real Time
  • the EMS 70 transmits control information including rate information indicating the determined power rate to the smart house 10 via the Internet 80. Specifically, the EMS 70 transmits the TOU, for example, in a 24-hour cycle, for a predetermined period (for example, one day) before the time zone to which the TOU is applied, and the RTP is transmitted in advance of the TOU transmission cycle. Transmit in a short cycle (for example, a cycle of 10 minutes).
  • the smart house 10 includes a smart controller 102 as a control device, a smart meter 103, a hybrid power conditioner (hybrid PCS) 104, a solar battery 106 as a DC power source, a storage battery 108, a remote control sensor unit 109, a load As the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114.
  • a smart controller 102 as a control device
  • a smart meter 103 a hybrid power conditioner (hybrid PCS) 104
  • a solar battery 106 as a DC power source
  • storage battery 108 storage battery
  • a remote control sensor unit 109 a load As the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114.
  • the smart controller 102 is connected to the Internet 80 via a wide area communication line 90 which is a wired line or a wireless line.
  • the smart controller 102 connects the smart meter 103, the hybrid PCS 104, the remote control sensor unit 109, and the heat storage device 114 via a home communication line 160 that is a wired line or a wireless line.
  • the configuration and operation of the smart controller 102 will be described later.
  • the smart meter 103 is connected to the power grid 60 and to the home distribution line 150.
  • the smart meter 103 detects the amount of power supplied from the power system 60 and used for the operation of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114, and for charging the storage battery 108, and the EMS 70 via the Internet 80 as measurement data. Send to.
  • the hybrid PCS 104 is connected to the domestic distribution line 150 and to the solar battery 106 and the storage battery 108.
  • the hybrid PCS 104 sends the DC power generated by the solar battery 106 to the domestic distribution line 150 or stores it in the storage battery 108 under the control of the smart controller 102.
  • the hybrid PCS 104 converts the DC power generated by the discharge of the storage battery 108 into AC power according to the control of the smart controller 102 and sends it to the home distribution line 150.
  • the AC power sent to the home distribution line 150 is appropriately used in the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114, or becomes reverse power flow to the power system 60.
  • the hybrid PCS 104 converts the AC power from the power system 60 into DC power in accordance with the control of the smart controller 102 and then stores it in the storage battery 108.
  • the hybrid PCS 104 converts the DC power generated by the discharge of the storage battery 108 into AC power according to the control of the smart controller 102 to convert the domestic distribution line 150.
  • the AC power sent to the home distribution line 150 is used in the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as appropriate.
  • the remote control sensor unit 109 emits infrared rays corresponding to operation instructions for operating the illumination 110 and the air conditioner 112 according to the control of the smart controller 102.
  • the remote control sensor unit 109 may transmit an operation instruction for operating the illumination 110 and the air conditioner 112 by wireless communication instead of infrared light emission.
  • the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 are connected to the domestic distribution line 150, and operate by AC power from the domestic distribution line 150.
  • the heat storage device 114 is, for example, a heat pump.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the smart controller 102.
  • the smart controller 102 includes a control unit 152, a storage unit 153, and a communication unit 154.
  • the control unit 152 is, for example, a CPU, and controls each unit in the smart house 10.
  • the storage unit 153 is configured by a memory, for example, and stores various information used for controlling each unit in the smart house 10.
  • the communication unit 154 receives control information from the EMS 70 via the wide area communication line 90 and the Internet 80.
  • the communication unit 154 communicates with the smart meter 103, the hybrid PCS 104, and the remote control sensor unit 109 via the home communication line 160.
  • the control unit 152 includes a detection unit 162 and a load control unit 164.
  • the detection unit 162 detects the remaining amount of power in the storage battery 108. Specifically, the detection unit 162 requests the remaining power of the storage battery 108 from the hybrid PCS 104 via the communication unit 154. In response to this request, the hybrid PCS 104 detects the remaining power in the storage battery 108 and outputs the remaining power to the smart controller 102. The detection unit 162 inputs the remaining power level via the communication unit 154.
  • the load control unit 164 compares the remaining power level detected by the detection unit 162 with a predetermined threshold value (remaining level threshold value) of the remaining power level during the self-sustained operation,
  • the operation modes of the device 112 and the heat storage device 114 are determined.
  • the operation mode is associated with the amount of power consumption of the load. That is, the power consumption of the load varies depending on the set operation mode.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold value.
  • the operation mode and the remaining amount threshold value have a correspondence relationship that the operation mode with less power consumption has a lower remaining amount threshold value, and the operation mode with more power consumption has a higher remaining amount threshold value.
  • the corresponding power consumption decreases.
  • the remaining amount threshold decreases as the number increases.
  • the correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold is preset for each of the illumination 110 as the load, the air conditioner 112, and the heat storage device 114, and is stored in the storage unit 153.
  • the load control unit 164 reads from the storage unit 153 the correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold for each of the illumination 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as a load. Next, the load control unit 164 specifies a remaining amount threshold value that is lower than the detected remaining power amount and is closest to the detected remaining power amount among the remaining amount threshold values.
  • the load control unit 164 identifies the remaining amount threshold value 4. Furthermore, the load control unit 164 specifies an operation mode corresponding to the specified remaining amount threshold value for each of the illumination 110 as the load, the air conditioner 112, and the heat storage device 114. For example, when the remaining amount threshold 4 is specified in FIG. 3, the operation mode 4 corresponding to the remaining amount threshold 4 is further specified.
  • the processing of the load control unit 164 will be described by taking as an example the case where the correspondence relationship between the operation mode and the remaining amount threshold is as shown in FIG. 3 and the time transition of the remaining amount of power is as shown in FIG.
  • the load control unit 164 initially determines the operation mode of the load as the operation mode 1 because the remaining power is equal to or greater than the remaining amount threshold value 1.
  • the load control unit 164 switches the operation mode of the load from the operation mode 1 to the operation mode 2.
  • the load control unit 164 switches the operation mode of the load from the operation mode 2 to the operation mode 3.
  • the load control unit 164 switches the operation mode of the load from the operation mode 3 to the operation mode 4.
  • the load control unit 164 switches the operation mode of the load from the operation mode 4 to the operation mode 5.
  • the load control unit 164 each time the operation mode is determined for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as a load, the load control unit 164 includes the identification information that uniquely identifies the operation mode and the corresponding load. Are associated with each other to generate control instruction information. Furthermore, when controlling the illumination 110 and the air conditioner 112, the load control unit 164 transmits control instruction information to the remote control sensor unit 109 via the communication unit 154 and the home communication line 160. Further, when controlling the heat storage device 114, the load control unit 164 transmits control instruction information to the heat storage device 114.
  • the remote control sensor unit 109 receives the control instruction information, and emits infrared rays corresponding to the operation instruction according to the control instruction information.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the remote control sensor unit 109
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the remote control sensor unit 109.
  • the remote control sensor unit 109 is attached to the ceiling of the room in which the illumination 110 and the air conditioner 112 as loads in the smart house 10 are installed.
  • the remote control sensor unit 109 includes a control unit 172, a storage unit 173, a communication unit 174, a human sensor 176, a temperature / humidity sensor 177, and an infrared light emitting unit 178.
  • the control unit 172 is, for example, a CPU, and controls each unit in the remote control sensor unit 109.
  • the storage unit 173 includes, for example, a memory, and stores various types of information used for controlling each unit in the remote control sensor unit 109.
  • the communication unit 174 communicates with the smart controller 102 via the home communication line 160 and receives control instruction information.
  • the human sensor 176 detects a person present in the room where the remote control sensor unit 109 is installed.
  • the temperature / humidity sensor 177 detects the temperature and humidity of the room in which the remote control sensor unit 109 is installed.
  • the infrared light emitting unit 178 emits infrared light corresponding to operation instructions to the illumination 110 and the air conditioner 112 as loads.
  • the control unit 172 includes a reception processing unit 182 and a transmission processing unit 184.
  • the reception processing unit 182 inputs the control instruction information received by the communication unit 174.
  • the transmission processing unit 184 identifies the load to be controlled and the operation mode that is the content of the control. Further, the transmission processing unit 184 controls the infrared light emitting unit 178 to emit infrared light corresponding to an operation instruction for causing the load to be controlled to perform an operation corresponding to the operation mode.
  • the illumination 110 as the load and the air conditioner 112 each include an infrared light receiving unit (not shown).
  • the illumination 110 and the air conditioner 112 as loads operate in an operation mode indicated by an operation instruction corresponding to the infrared light received by the infrared light receiving unit.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing the operation of the power system 1.
  • step S101 the smart controller 102 detects the remaining amount of power of the storage battery 108, and the remaining amount threshold in the correspondence between the remaining amount of power and the preset operation mode and the remaining amount threshold. Compare
  • step S102 the smart controller 102 determines the operation modes of the illumination 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as loads based on the comparison result (step S103).
  • step S ⁇ b> 104 the smart controller 102 transmits control instruction information including operation modes corresponding to the illumination 110 and the air conditioner 112 to the remote control sensor unit 109.
  • the remote control sensor unit 109 receives control instruction information including the operation mode from the smart controller 102.
  • the smart controller 102 transmits control instruction information including an operation mode corresponding to the heat storage device 114 to the heat storage device 114.
  • the heat storage device 114 receives the control instruction information.
  • step S105 the remote control sensor unit 109 emits infrared rays corresponding to an operation instruction for causing an operation corresponding to the operation mode in the control instruction information.
  • the illumination 110 and the air conditioner 112 as loads receive infrared rays corresponding to the operation instructions.
  • step S106 the illumination 110 and the air conditioner 112 operate in an operation mode according to the operation instruction. Further, the heat storage device 114 operates in an operation mode corresponding to the control instruction information.
  • the solar cell 106 and the lighting 110 as the load, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 are provided in the smart house 10 that is a consumer of electric power.
  • the smart controller 102 in the smart house 10 controls the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as loads. Specifically, the smart controller 102 detects the remaining power of the storage battery 108.
  • the smart controller 102 compares the detected remaining power amount with the remaining amount threshold value in the correspondence relationship between the predetermined operation mode and the remaining amount threshold value during the self-sustaining operation.
  • the operation modes of the device 112 and the heat storage device 114 are determined so that the power consumption becomes smaller as the remaining power is lower.
  • the smart controller 102 may directly or via the remote control sensor unit 109 to operate the illumination 110 as a load, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 in the determined operation mode.
  • the air conditioner 112 and the heat storage device 114 are controlled.
  • the smart controller 102 determines the operation mode of the load so that the lower the remaining amount of power is, the smaller the power consumption is, so that the power supplied from the storage battery 108 to the load is reduced as much as possible. As a result, the operation of the load can be prolonged.
  • the remote control sensor unit 109 is attached to the ceiling of a room where the illumination 110 and the air conditioner 112 as loads are installed, and operates the illumination 110 and the air conditioner 112 as loads in a determined operation mode. Infrared light corresponding to the operation instruction is emitted. For this reason, even if the smart controller 102 and each load are not connected by the home communication line 160, the smart controller 102 can control each load.
  • 4.1 Modification example according to this embodiment
  • the storage unit 153 associates an operation mode with a remaining battery threshold value for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as a load, as illustrated in FIG. I remember. Specifically, the storage unit 153 operates with respect to the remaining threshold values A1 to A5 of the illumination 110, the remaining threshold values B1 to B5 of the air conditioner 112, and the remaining threshold values C1 to C5 of the heat storage device 114, respectively. 5 is stored in association with each other. That is, the storage unit 153 stores a remaining amount threshold value and an operation mode that are different for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114. In this modified example, it is assumed that the power consumption decreases as the numerical value of the operation mode increases.
  • the storage unit 153 stores the most recent operation mode before the independent operation for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114.
  • the operation mode shown in FIG. 9 is stored by the load control unit 164.
  • the load control unit 164 sets the operation mode for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 based on the remaining amount of the storage battery 108 and the remaining amount threshold value of the storage battery 108 during the independent operation. select.
  • the load control unit 164 refers to the remaining threshold value for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 stored in the storage unit 153.
  • the load control unit 164 determines an operation mode for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 based on the comparison result between the reference remaining amount threshold value and the remaining amount of the storage battery 108.
  • this is the first operation mode.
  • the load control unit 164 reads the latest operation mode before the self-sustained operation from the storage unit 153 for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114.
  • this is the second operation mode.
  • the load control unit 164 compares the first mode (for example, operation mode 3) and the second mode (for example, operation mode 4) for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114, and the numbers are A large operation mode (for example, operation mode 4) is selected. That is, the operation mode with the lower power consumption is selected.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation of the power system 1 according to this modification.
  • step S201 the smart controller 102 detects the remaining amount of power of the storage battery 108, and the remaining amount threshold in the correspondence between the remaining amount of power and the preset operation mode and the remaining amount threshold. Compare
  • step S202 the smart controller 102 selects the operation mode of the illumination 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as a load based on the comparison result. At this time, the smart controller 102 selects the 1st operation mode of the illumination 110, the air conditioner 112, and the heat storage apparatus 114 separately.
  • step S203 the smart controller 102 reads the latest second operation mode before the self-sustaining operation from the storage unit 153 for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114.
  • the load control unit 164 compares the first mode with the second mode for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114, and selects an operation mode with a larger number. That is, the operation mode with the smaller power consumption is selected, and these operation modes are determined as the operation modes to be transmitted to the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114.
  • the operation mode is determined for each load of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114, so that it is possible to execute power control according to the usage situation for each load. .
  • the first operation mode selected during the autonomous operation is compared with the second operation mode immediately before the autonomous operation, and the operation with the smaller power consumption is performed. Since the mode is selected, when the most recent operation mode before the self-sustained operation is already operating in the operation mode with low power consumption, this operation mode can be maintained even during the self-sustained operation.
  • the operation mode may be the most recent operation mode before the independent operation, or may be the operation mode selected based on the remaining amount threshold value. By selecting an operation mode having a smaller value, it is possible to suppress the user from feeling inconvenience as much as possible even during the independent operation.
  • the human sensor 176 detects a person (user) existing in a predetermined area.
  • the predetermined area indicates an area of a room in which a load such as the illumination 110 and the remote control sensor unit 109 are provided.
  • the remote control sensor unit 109 including the human sensor 176 may be provided for each room.
  • the human sensor 176 when the human sensor 176 detects a person, the human sensor 176 passes the communication unit 174 and the home communication line 160 to the smart controller 102. Detection information including information indicating the presence of a person and the identification ID of the human sensor 176 is transmitted.
  • the storage unit 153 stores an operation mode and a remaining battery threshold value in association with each other for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as a load. .
  • the storage unit 153 stores each of the illumination 110 as the load, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 and an identification ID that identifies the human sensor 176. .
  • the heat storage apparatus 114 operate
  • the load control unit 164 limits the power consumption of the illumination 110 and the air conditioner 112 when no person is detected by the human sensor 176 during the autonomous operation. Specifically, the load control unit 164 requests the human sensor 176 to notify the detection information during the independent operation. In response to this request, when the load control unit 164 does not receive detection information from the human sensor 176, the load control unit 164 corresponds to the identification ID of the remote control sensor unit 109 that did not respond to the request based on the identification ID shown in FIG. Select the load to be performed. Subsequently, the load control unit 164 selects the operation mode with the largest number as the operation mode of the selected load. That is, the load control unit 164 selects the operation mode with the lowest power consumption. At this time, the load control unit 164 may select the operation stop or the standby state as the operation mode.
  • the load control unit 164 is based on the remaining amount of the storage battery 108 and the remaining threshold value of the storage battery 108. Select the operation mode. Specifically, as illustrated in FIG. 8, the load control unit 164 refers to the remaining amount threshold for each of the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 stored in the storage unit 153. The load control unit 164 determines the lighting 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 based on the comparison result of the remaining amount threshold for each of the referenced illumination 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 and the detected remaining amount of the storage battery 108. Each time, an operation mode is determined.
  • This operation mode may be selected by reading the operation mode.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing the operation of the power system 1 according to this modification.
  • the smart controller 102 requests the human sensor 176 to notify the detection information in step S301.
  • a notification is requested to the plurality of human sensors 176.
  • step S302 the human sensor 176 transmits detection information to the smart controller 102 when the presence of a person in the room is detected.
  • the smart controller 102 received the detection information from the human sensor 176 in the room where the lighting 110 is provided, and did not receive the detection information from the human sensor 176 in the room where the air conditioner 112 was provided.
  • step S303 the smart controller 102 selects the illumination 110 as a load for which the operation mode should be determined.
  • the load control unit 164 selects the operation mode with the lowest power consumption for the air conditioner 112.
  • step S304 the smart controller 102 detects the remaining power level of the storage battery 108, and compares the remaining power level with the remaining amount threshold value in the correspondence between the preset operation mode and the remaining amount threshold value. At this time, the smart controller 102 compares the lighting 110 and the heat storage device 114 with respect to each other.
  • step S305 the smart controller 102 determines the operation modes of the lighting 110 and the heat storage device 114 as loads based on the comparison result. At this time, the smart controller 102 determines the operation modes of the lighting 110 and the heat storage device 114, respectively.
  • step S306 the smart controller 102 notifies the determined operation mode to each of the lighting 110 and the heat storage device 114. In addition, the smart controller 102 notifies the air conditioner 112 of the operation mode with the lowest power consumption.
  • the load operation mode is determined according to whether or not the human sensor 176 has detected the presence of a person.
  • the power supplied from the storage battery 108 to the load is reduced as much as possible, and the operation of the load can be prolonged.
  • step S ⁇ b> 305 the smart controller 102 may read and determine the operation mode for the illumination 110 from the storage unit 153 as the latest operation mode before the independent operation. According to the smart controller 102, the load on the room where the person is present can be operated in the most recent operation mode before the self-sustained operation. Inconvenience can be suppressed. (5) Other Embodiments As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
  • the solar cell 106 is used as the DC power source, but the present invention can be similarly applied to the case where another DC power source is used.
  • the load control unit 164 may set priorities for the illumination 110, the air conditioner 112, and the heat storage device 114 as loads to be controlled. In this case, when determining an operation mode with lower power consumption than the current operation mode, the load control unit 164 sequentially transmits control instruction information corresponding to a load with lower priority to the remote control sensor unit 109. As a result, the load with lower priority shifts to the operation mode with lower power consumption, and the load with higher priority can operate without reducing power consumption as much as possible.
  • the function of the smart controller 102 can be incorporated in another device such as the smart meter 103.
  • the function of the smart controller 102 may be provided in the EMS 70, and may be applied to various systems in the smart grid technology such as HEMS (Home Energy Management System) and BEMS (Building and Energy Management System).
  • control device, control system, and control method of the present invention can increase the operating time of the load and are useful as a control device or the like.

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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 (9)

  1.  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。
  2.  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。
  3.  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。
  4.  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。
  5.  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。
  6.  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。
  7.  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。
  8.  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。
  9.  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。
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