WO2011074432A1 - 電力制御方法、通信装置および電力制御システム - Google Patents
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Abstract
ネットワークに接続できない電子機器に対する電力制御を可能とする。 ユーザが電力供給センタのURLにアクセスし、アプリケーションをダウンロードする(S11)。アプリケーションは、制御対象の電子機器毎にダウンロードされる。S12において、ユーザが各種の設定を行う。設定が完了した後に、電力供給センタが電力制限信号を送信し(S2)し、通信装置が電力制限信号を受信する(S13)。S14において、電力制限機能が動作に設定されていると判定され ると、S16において、アプリケーションが起動する。S17において、設定されている通信の種類が判定される。赤外線の場合には、S18において、赤外線通信によって電力制限信号が対象の電子機器に対して送信される。赤外線でない場合には、S19において、Bluetoothの通信がなされる。電力制限信号によって低消費電力モードとなされる。
Description
本願開示は、例えば家庭内に設置されている電子機器の消費電力を制御するのに使用される電力制御方法、通信装置および電力制御システムに関する。
最近では、化石燃料に代えて再生可能エネルギーを利用した発電が実用化されつつあり、将来的に、この傾向がより強くなることは、確実視されている。再生可能エネルギーを利用した発電としては、太陽光発電、風力発電、風力発電、バイオマス発電、波力発電等が開発されている。このような状況の下では、一般家庭や、ビル、工場等の需要家側の消費電力(負荷)がなるべく変動しないことが望ましい。
再生可能エネルギーを導入した場合の発電量の不安定さが存在するので、供給電力の品質を維持するためには、負荷の平準化が必要とされる。さらに、電力の供給側にとっても、負荷のピークに対する電源への投資を回避することができ、収益性を向上することができる。情報技術を利用して供給者と需要者との間の電力伝送における課題を解決する次世代電力網(以下、スマートグリッドと称する)においては、供給者側から需要者側の電力消費を抑制するために制御すること(DR(Demand Response))が可能である。例えば電力需要のピーク時、電力事業者が住宅の空調装置の設定温度を変化させるといった負荷制御がなされる。このようなDRをはじめ、供給側から需要者側に施策を行うことは、DSM(Demand Side Management)と呼ばれる。
特許文献1には、電力会社のDSM指令所と公衆回線を介して電力DSM集中制御装置が接続され、家庭のホームネットワークに対して接続された複数の電子機器の電力の使用制限を行うことが記載されている。すなわち、需要者の要求と優先順位にしたがって電力DSM集中制御装置が電力使用を制御することが記載されている。特許文献2には、ホームネットワークに接続された複数の設備機器の消費電力が全体制御装置によって制御され、複数の設備機器がそれぞれ二次電池を備え、電力が集中する時間帯には、二次電池の電力で動作し、それ以外の時間帯には、商用電源からの電力で動作するとともに、二次電池を充電することが記載されている。全体制御装置は、電力供給者側からの電力制御指令を受ける。
再生可能エネルギーを導入した場合の発電量の不安定さが存在するので、供給電力の品質を維持するためには、負荷の平準化が必要とされる。さらに、電力の供給側にとっても、負荷のピークに対する電源への投資を回避することができ、収益性を向上することができる。情報技術を利用して供給者と需要者との間の電力伝送における課題を解決する次世代電力網(以下、スマートグリッドと称する)においては、供給者側から需要者側の電力消費を抑制するために制御すること(DR(Demand Response))が可能である。例えば電力需要のピーク時、電力事業者が住宅の空調装置の設定温度を変化させるといった負荷制御がなされる。このようなDRをはじめ、供給側から需要者側に施策を行うことは、DSM(Demand Side Management)と呼ばれる。
特許文献1には、電力会社のDSM指令所と公衆回線を介して電力DSM集中制御装置が接続され、家庭のホームネットワークに対して接続された複数の電子機器の電力の使用制限を行うことが記載されている。すなわち、需要者の要求と優先順位にしたがって電力DSM集中制御装置が電力使用を制御することが記載されている。特許文献2には、ホームネットワークに接続された複数の設備機器の消費電力が全体制御装置によって制御され、複数の設備機器がそれぞれ二次電池を備え、電力が集中する時間帯には、二次電池の電力で動作し、それ以外の時間帯には、商用電源からの電力で動作するとともに、二次電池を充電することが記載されている。全体制御装置は、電力供給者側からの電力制御指令を受ける。
特許文献1および特許文献2に記載のものは、家庭内の電子機器を家庭毎に設けられる制御装置に対して制御し、制御装置が電力会社のDSM制御センターに接続される必要がある。したがって、制御装置自体が必要とされる。さらに、制御装置をDSM制御センターに接続するためのネットワークと、家庭内の電子機器を制御装置に制御するネットワークとの両方が必要とされる。その結果、従来の電力網に対して大幅な構成の変更が必要とされ、電力の平準化を達成することを困難としていた。さらに、二次電池を使用する特許文献2に記載のものは、これらの問題点に加えて二次電池の設置と、二次電池に対する制御とが必要となる問題があった。
したがって、消費電力の平準化を行う場合に、既存の電力網に対して加える変更を少なくできる通信装置を提供することを目的とする。
したがって、消費電力の平準化を行う場合に、既存の電力網に対して加える変更を少なくできる通信装置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、本願開示の方法は、電力供給側に設けられた電力供給センタが電力を制御する電力制御信号を無線ネットワークを通じて送信するステップと、
需要側に設けられた通信装置の第1の通信部が電力制御信号を受信するステップと、
通信装置の第2の通信部によって、受信された電力制御信号に応じて一または複数の電子機器の消費電力をリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信するステップとを有する電力制御方法である。
本願開示の装置は、電力供給側から無線ネットワークを介して電力制御信号を受信する第1の通信部と、
一または複数の電子機器の消費電力を受信した電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部とを備える通信装置である。
本願開示のシステムは、電力供給側に設けられ、電力を制御する電力制御信号を無線ネットワークを通じて送信する電力供給センタと、
需要側に設けられ、電力制御信号を受信する第1の通信部と一または複数の電子機器の消費電力を受信した電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部とを備える通信装置とからなる電力制御システムである。
好ましい態様は、以下の通りである。
予め制御対象の電子機器に対するリモートコントロール信号を発生するためのアプリケーションデータを受信して記憶する。
通信装置が赤外線または電波による通信を行う機能を有する携帯電話機である。
予め電力制御を行うか否かを設定する。
第1の通信部が電力制御信号をインターネットを介して受信する。
第2の通信部が送信するリモートコントロール信号が赤外線または電波を媒体とする。
需要側に設けられた通信装置の第1の通信部が電力制御信号を受信するステップと、
通信装置の第2の通信部によって、受信された電力制御信号に応じて一または複数の電子機器の消費電力をリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信するステップとを有する電力制御方法である。
本願開示の装置は、電力供給側から無線ネットワークを介して電力制御信号を受信する第1の通信部と、
一または複数の電子機器の消費電力を受信した電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部とを備える通信装置である。
本願開示のシステムは、電力供給側に設けられ、電力を制御する電力制御信号を無線ネットワークを通じて送信する電力供給センタと、
需要側に設けられ、電力制御信号を受信する第1の通信部と一または複数の電子機器の消費電力を受信した電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部とを備える通信装置とからなる電力制御システムである。
好ましい態様は、以下の通りである。
予め制御対象の電子機器に対するリモートコントロール信号を発生するためのアプリケーションデータを受信して記憶する。
通信装置が赤外線または電波による通信を行う機能を有する携帯電話機である。
予め電力制御を行うか否かを設定する。
第1の通信部が電力制御信号をインターネットを介して受信する。
第2の通信部が送信するリモートコントロール信号が赤外線または電波を媒体とする。
少なくとも一つの実施形態によれば、スマートメータと呼ばれる制御装置を設けないでも、供給者側から各家庭の電力消費を制御することができる。さらに、家庭内の電子機器がネットワークに接続されていない状態でも、各電子機器の消費電力を制御することができる。このように、電子機器自体にネットワークに接続することのできる機能がなくても、電子機器のリモートコントロール機能を利用することによって、消費電力の削減を実現することができる。さらに、通信装置として携帯電話機を使用すると、携帯電話機のネットワークアプリケーションによって、携帯電話に付属する通信機能を制御してネットワークに従属することが可能なリモートコマンダを簡易に実現することができる。
図1は、電力制御システムの第1の例のブロック図である。
図2は、第1の例の動作説明に使用するフローチャートである。
図3は、第1の例の動作説明に使用する略線図である。
図4は、電力制御システムの第2の例のブロック図である。
図2は、第1の例の動作説明に使用するフローチャートである。
図3は、第1の例の動作説明に使用する略線図である。
図4は、電力制御システムの第2の例のブロック図である。
以下、本願開示による例について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
<1.第1の例>
<2.第2の例>
<3.変形例>
なお、以下に説明する例は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
<1.第1の例>
「電力制御システムの一例」
図1を参照して電力制御システムの一例について説明する。電力供給者の発電所1にて発電した電力が図示しない送電網、配電網を介して家庭3の電力量計4に接続される。発電所1は、火力発電所、原子力発電所等である。発電所1と関連して電力供給を制御するための指令を発生する電力供給センタ2が設けられている。
電力量計4には、変換部5が接続される。変換部5に対して太陽電池6および風力発電器7が接続される。発電所1から家庭2の電力量計4に供給される電力は、商用交流電力である。太陽電池6および風力発電器7により発電した電力は、変換部5にて交流電力に変換され、商用交流電力に加算されて家庭内に導入される。太陽電池6および風力発電器7以外に、燃料電池、蓄電池等を使用しても良い。
変換部5からの交流電力が配電盤(分電盤を含む)8に供給され、配電盤8から導出された電灯線およびコンセントを通じて電子機器91,92,・・・,9nが接続されている。これらの電子機器91~9nの例は、空調装置、冷蔵庫、照明器具、洗濯機、テレビジョン受信機等である。電子機器91~9nは、電力制御の対象の電子機器であり、家庭2内の全ての電子機器を意味するものではない。
さらに、電子機器91~9nは、通信装置10(リモートコントロールコマンダ)によってリモートコントロール可能なように、リモートコントロール用の通信装置をそれぞれ有している。通信装置10によるリモートコントロールは、電子機器の消費電力の制御のためになされる。例えば電子機器91~9nの電源のオン/オフが通信装置10からのリモートコントロール信号によって制御される。或いは電子機器91~9nの通常消費電力モードと、消費電力がより少なくなる低消費電力モードとの切り替えが可能とされている。
例えば空調装置の冷房動作時の設定温度を高くすることによって、通常消費電力モードから低消費電力モードへ移行することができる。液晶テレビジョンの場合では、通常消費電力モードに比してバックライトの照度を下げること、画像処理の機能を下げること、動作クロック周波数を下げること等によって、低消費電力モードに移行できる。照明器具の場合には、照明の明るさを下げることによって、低消費電力モードに移行できる。モードを切り替える場合、スイッチング動作と異なり、徐々に他のモードに移行するように制御される。そのことによって、使用しているユーザに対する違和感が生じることが防止され、また、消費電力量の急激な変動を防止できる。このようなモード切り替えでできない電子機器の場合には、電源のオン/オフ制御がなされる。
電子機器91~9nのリモートコントロールは、既存のリモートコントロール方式と同一または類似したものが好ましい。リモートコントロール信号の無線通信の媒体としては、赤外線または電波が使用される。赤外線を使用したリモートコントロール方式は、当該電子機器に使用されている既存の方式のものを使用できる。テレビジョン受像機、空調装置、照明器具等では、既に赤外線を使用してリモートコントロール方式が実用化されている。既存のものと異なる新たな通信方式を採用しても良い。
電波を使用したリモートコントロール方式としては、Bluetooth、ZigBeeを用いることができる。Bluetooth方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ZigBeeは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4の物理層を使用するものである。IEEE802.15.4は、PAN(Personal Area Network)またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
これらの電波を使用した無線通信方式は、盗聴および誤接続を防止することができ、セキュリティが確保される。すなわち、通信装置10がリモートコントロールすることができる電子機器は、家庭3内の特定の一または複数の電子機器である。どの電子機器を制御の対象とするかは、通信装置10がアプリケーションプログラムをダウンロードする時に設定される。複数の電子機器をリモートコントロールする場合には、対象の電子機器を選択する操作が手動または自動でなされる。
さらに、電波を使用した無線通信方式は、赤外線通信方式と比較して異なる部屋等の見通せない範囲にも到達することができる利点がある。平均的大きさの一戸建ての家庭であれば、家庭内の全範囲に電波のリモートコントロール信号を送信することができるので、設置場所が離れている制御対象の電子機器も、一つの通信装置10によってリモートコントロールすることができる。
なお、電子機器91~9nに二次電池を接続し、二次電池から電力供給を受けることを可能としても良い。低減すべき電力消費量に対して、十分な機能を得ることができない場合には、電子機器が二次電池からの電力供給を受け、必要な機能を充足する。二次電池の充電も電力システムにおける電力供給事情に合わせて行われる。二次電池の充電動作は、電力供給センタ2からの電力制御信号に基づいて制御される。
「通信装置について」
通信装置10は、電力供給側としての電力供給センタ2からネットワーク12を介して電力制御信号を受信する第1の通信部としての通信ユニット11aを備える。通信装置10は、電子機器91~9nの消費電力を受信した電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部としての通信ユニット11bを備える。さらに、図示しないが、これらの通信ユニット11aおよび11bを含む通信装置10の全体の動作を制御する制御部等を通信装置10が有する。
電波を使用する方式例えばBluetooth方式では、通信ユニット11bがマスタ(親機)となり、その周囲10m以内に同時接続可能な7台のスレーブ(子機)(電子機器91~9n)を通信ユニット11bがリモートコントロールすることができる。すなわち、通信装置10がマルチリモコンとして動作する。IEEE802.15.4の方式を使用する場合には、通信ユニット11bと制御対象の電子機器の通信ユニットとの間でのペアリングが最初になされる。
通信装置10の一例は、携帯電話機である。既存の携帯電話機の中で、赤外線通信および/またはBluetoothの機能を有しているものが実用化されている。この赤外線通信および/またはBluetooth機能を利用することによって、第2の通信ユニット11bを構成することができる。なお、携帯電話機以外にマルチリモートコントロールコマンダとして通信装置10を構成しても良い。
ネットワーク12(携帯電話網)および通信ユニット11aを通じて電力制御用アプリケーション(プログラム)が予め通信装置10に対してダウンロードされ、インストールされる。例えば携帯電話機によって電力供給センタ2のURLにアクセスし、アプリケーションプログラムをダウンロードすることができる。電力供給センタ2は、携帯電話機の個別の情報(例えば電話番号)によってアプリケーションプログラムをダウンロードするユーザを特定することができる。したがって、電力制限用のアプリケーションプログラムをダウンロードしたユーザの情報を蓄積し、電力供給の範囲内でどの程度の割合のユーザが電力制限プログラムを利用しているかを把握したり、そのようなユーザに対して個別に電力供給側がサービスを提供することが可能となる。この場合、携帯電話機から電力制限動作の実行の履歴を電力供給センタ2が受け取るようにしても良い。例えば電力制限が行われたことを電子機器側からの応答(アクノリッジ)によって把握し、電力制限の履歴情報を作成することが考えられる。
リモートコントロール信号の送信のために複数のチャンネルが用意されており、ユーザが画面を見ながら行うボタン操作によって、空いているチャンネルに対して機器(テレビジョン、照明、空調装置、パーソナルコンピュータ等)の設定とその機器のメーカの設定がなされる。リモートコントロールのためのアプリケーションプログラムは、既存のプログラムをかなりの部分で利用できる。電源のオン/オフの制御が電力制限に利用できる。空調装置の温度設定の変更の制御を電力制限に利用できる。照明の明るさの設定の変更の制御を電力制限に利用できる。テレビジョン受像機の画像の輝度の設定の変更の制御を電力制限に利用できる。
電力制御用アプリケーションがインストールされている通信装置10例えば携帯電話機に対してネットワーク12を介して電力供給センタ2から電力制御信号が送信され、通信装置10が受信した電力制御信号に応答して電子機器91~9nの消費電力を削減するための赤外線または電波のリモートコントロール信号を発生する。リモートコントロール信号を受信した電子機器91~9nが通常消費電力モードから低消費電力モードに移行し、家庭3における消費電電力が強制的に削減される。携帯電話機の画面表示として電力制限がなされたことが表示される。携帯電話機の場合、ユーザが戸外に持ち歩いている場合には、電力制限ができないことになる。このことは、ユーザが在宅して電子機器を動作している場合にのみ、電力制限がなされることになり、好都合である。
「第1の例の形態の動作」
図2を参照して第1の例の動作について説明する。図2は、通信装置10と電力供給センタ2との間でなされる通信処理の流れの概要を示す。通信装置10は、例えば携帯電話機であり、ネットワーク12が携帯電話網である。
ユーザが電力供給センタ2のURL(Uniform Resource Locator)にアクセスし、通信ユニット11aによって、ステップS1で示すように、電力供給センタ2から送信されるアプリケーションをダウンロードする(ステップS11)。アプリケーションは、制御対象の電子機器毎にダウンロードされる。この場合、携帯電話機を通常のリモートコントロールコマンダとして使用したい場合には、電力制限に関係しない制御項目も含むアプリケーションがダウンロードされる。但し、電力制限の項目に限定したアプリケーションをダウンロードしても良い。
次に、ステップS12において、ユーザがメニューを開いて各種の設定を行う。設定の項目の例を下記に示す。
・制御対象の電子機器の機種(機器の種類およびメーカ)の選択
・通信種類の選択(赤外線、Bluetooth)
・電力制限機能の動作、不動作の設定
・制御対象の機器に応じた低消費電力モードの設定(例えば制御対象の電子機器が空調装置の場合には、温度の設定、テレビジョン受像機の場合の輝度を下げる設定等)
低消費電力モードとしては、電源のオン/オフの制御を使用しても良い。しかしながら、電源をオフとすると、その機器が全く使用できなくなる点では、あまり好ましい方式ではない。
通信装置10において、設定が完了した後に、電力供給センタ2が電力制限信号を送信し(ステップS2)し、通信装置10の通信ユニット11aが電力制限信号を受信する(ステップS13)。電力供給センタ2は、特定の一つの通信装置に限らず選定した範囲の多数の通信装置に対して同一の電力制限信号を送信することができる。設定時に、電力制限機能が動作に設定されているかどうかがステップS14において判定される。電力制限機能が不動作に設定されている場合には、処理が終了する(ステップS15)。
ステップS14において、電力制限機能が動作に設定されていると判定されると、ステップS16において、アプリケーションが起動する。ステップS17において、設定されている通信の種類が赤外線かどうかが判定される。赤外線の場合には、ステップS18において、通信ユニット11bの赤外線通信によって電力制限信号が対象の電子機器に対して送信される。赤外線でない場合には、通信の種類がBluetoothと判定され、ステップS19において、通信ユニット11bによってBluetoothの通信がなされる。
通信装置10が自分の家庭内に存在していないと、電力制限信号が送信されても、電力制限信号が相手の電子機器に対して送達しないので、実際には、電力制限動作がなされない。実際に電力制限動作がなされたか否かは、通信ユニット11bが電子機器との間の双方向通信によって確認することができる。通信ユニット11bが低消費電力モードとするためのリモートコントロール信号を送信した履歴が通信装置10が備える不揮発性メモリに記憶される。電子機器からの応答信号によって、実際に低消費電力モードとされた履歴が記録される。
通信装置10が記憶している履歴情報は、定期的に、または電力供給センタ2からの要求に応じて通信装置10の通信ユニット11aから電力供給センタ2に対して送信される(ステップS20)。電力供給センタ2は、履歴情報を受信する(ステップS3)。そして、履歴情報が解析される(ステップS4)。例えば履歴情報がユーザ毎に管理され、ユーザ毎にどのような電力制限を行ったかの情報を得ることができる。このような解析結果を例えばユーザに対する電力料金に反映させることが可能である。
「電力制限動作」
図3を参照して第1の例による電力制限動作の例について説明する。図3Aにおいて、参照符号31aは、1日の総消費電力の時間変化を示している。総消費電力は、電力供給側が推定したものである。特に家庭等の需要者からの実際の消費電力に関するフィードバック情報を使用しなくても、季節、需要者の数等の変動要因を考慮して統計的に求められる。最大消費電力の設定値が例えば破線TG1のように設定されている。設定値を越える時間帯となると、電力供給センタ2から各家庭の通信装置10に対して消費電力を制限する電力制御信号が送信される。通信装置10からのリモートコントロール信号によって、家庭内の電子機器の消費電力が低消費電力モードとされ、総消費電力が参照符号31bに示すように制限される。
図3Bにおいて参照符号32aは、総消費電力の時間変化の他の例を示す。図3Bに示すように、最大消費電力の設定値TG2は、消費電力の平均的な時間推移を考慮したものとされる。この場合では、最大消費電力の設定値TG2を越える時間帯となると、電力供給センタ2から各家庭の通信装置10に対して消費電力を制限する電力制御信号が送信される。通信装置10からのリモートコントロール信号によって、家庭内の電子機器の消費電力が低消費電力モードとされ、総消費電力が参照符号32bに示すように制限される。さらに、最大消費電力の設定値を総消費電力の時間変化と同様の変化としても良い。さらに、最大消費電力の設定値をユーザの情報(住所、年令、職業等)に基づいてユーザ毎にまたはユーザのグルーブ毎に適合したものとしても良い。
「第2の例」
最近では、HEV(Hybrid Electric Vehicle)、EV(Electric Vehicle)、PHEV(Plug−in Hybrid Electric Vehicle)が発展しつつあり、これらの電気エネルギーを使用する自動車が増加した場合の負荷の増大に対する対策が必要となりつつある。この第2の例は、このような対策に適用できるものである。
図4に示すように、例えば携帯電話機の基地局201,202,・・・のそれぞれがカバーする領域(簡単のため矩形で示す)R1,R2,・・・毎に発電所11,12,・・・と、電力供給センタ21,22,・・・とが設置されている。領域R1,R2,・・・の互いの中心同士の距離は、数km~数十km程度である。発電所11,12,・・・のそれぞれに対して家庭、ビル等の需要者31,32,・・・が接続されている。発電所11,12,・・・(または電力供給センタ21,22,・・・)との間が相互に通信可能とされている。
例えばPHEV方式の自動車40は、基地局201,202,・・・との間での通信が可能とされている。基地局201,202,・・・は、例えば携帯電話機の基地局である。自動車40の二次電池の容量が減少してきて充電が必要となると、自動車40が属している領域R1の電力供給センタ21に対して充電場所についての問い合わせがなされる。この問い合わせは、ユーザの操作または自動的になされる。問い合わせから自動車の現在位置が判明する。位置情報は、詳細なものでなくても、走行中の領域が判明すれば良い。
充電場所の問い合わせを受信した電力供給センタ21は、自動車40の現在位置の領域R1とその周囲の隣接している領域R2,R3,R4,・・・の電力供給センタ22,23,24,・・・との通信を行い、それぞれの総消費電力の情報を取得する。そして、総消費電力が最も少ない領域の充電施設(家庭を含む)の情報を自動車に対して送信する。或いは供給電力に余裕が最も大きい発電所が存在する領域の充電施設の情報が自動車に対す送信される。自動車40は、送られてきた情報にしたがって充電施設に行き、充電を行う。この場合、自動車40の現在位置と充電場所との間の距離を考慮しても良い。
<3.変形例>
以上、具体的な説明を行ったが、この発明は、上述の例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば通信装置10の第1の通信ユニット11aがインターネットを介して電力供給センタとの間で通信を行うようにしても良い。さらに、通信装置10の第1の通信ユニット11aは、FM(Frequency Modulation)若しくはAM(Amplitude Modulation)、またはその両方の受信機を備えるものでも良い。双方向で情報を交換する必要がなく、情報を受け取るだけで良い場合であれば、FM若しくはAMの電波に制御情報を乗せることによって、リモートコマンダを簡便に制御しても良い。
<1.第1の例>
<2.第2の例>
<3.変形例>
なお、以下に説明する例は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
<1.第1の例>
「電力制御システムの一例」
図1を参照して電力制御システムの一例について説明する。電力供給者の発電所1にて発電した電力が図示しない送電網、配電網を介して家庭3の電力量計4に接続される。発電所1は、火力発電所、原子力発電所等である。発電所1と関連して電力供給を制御するための指令を発生する電力供給センタ2が設けられている。
電力量計4には、変換部5が接続される。変換部5に対して太陽電池6および風力発電器7が接続される。発電所1から家庭2の電力量計4に供給される電力は、商用交流電力である。太陽電池6および風力発電器7により発電した電力は、変換部5にて交流電力に変換され、商用交流電力に加算されて家庭内に導入される。太陽電池6および風力発電器7以外に、燃料電池、蓄電池等を使用しても良い。
変換部5からの交流電力が配電盤(分電盤を含む)8に供給され、配電盤8から導出された電灯線およびコンセントを通じて電子機器91,92,・・・,9nが接続されている。これらの電子機器91~9nの例は、空調装置、冷蔵庫、照明器具、洗濯機、テレビジョン受信機等である。電子機器91~9nは、電力制御の対象の電子機器であり、家庭2内の全ての電子機器を意味するものではない。
さらに、電子機器91~9nは、通信装置10(リモートコントロールコマンダ)によってリモートコントロール可能なように、リモートコントロール用の通信装置をそれぞれ有している。通信装置10によるリモートコントロールは、電子機器の消費電力の制御のためになされる。例えば電子機器91~9nの電源のオン/オフが通信装置10からのリモートコントロール信号によって制御される。或いは電子機器91~9nの通常消費電力モードと、消費電力がより少なくなる低消費電力モードとの切り替えが可能とされている。
例えば空調装置の冷房動作時の設定温度を高くすることによって、通常消費電力モードから低消費電力モードへ移行することができる。液晶テレビジョンの場合では、通常消費電力モードに比してバックライトの照度を下げること、画像処理の機能を下げること、動作クロック周波数を下げること等によって、低消費電力モードに移行できる。照明器具の場合には、照明の明るさを下げることによって、低消費電力モードに移行できる。モードを切り替える場合、スイッチング動作と異なり、徐々に他のモードに移行するように制御される。そのことによって、使用しているユーザに対する違和感が生じることが防止され、また、消費電力量の急激な変動を防止できる。このようなモード切り替えでできない電子機器の場合には、電源のオン/オフ制御がなされる。
電子機器91~9nのリモートコントロールは、既存のリモートコントロール方式と同一または類似したものが好ましい。リモートコントロール信号の無線通信の媒体としては、赤外線または電波が使用される。赤外線を使用したリモートコントロール方式は、当該電子機器に使用されている既存の方式のものを使用できる。テレビジョン受像機、空調装置、照明器具等では、既に赤外線を使用してリモートコントロール方式が実用化されている。既存のものと異なる新たな通信方式を採用しても良い。
電波を使用したリモートコントロール方式としては、Bluetooth、ZigBeeを用いることができる。Bluetooth方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ZigBeeは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4の物理層を使用するものである。IEEE802.15.4は、PAN(Personal Area Network)またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
これらの電波を使用した無線通信方式は、盗聴および誤接続を防止することができ、セキュリティが確保される。すなわち、通信装置10がリモートコントロールすることができる電子機器は、家庭3内の特定の一または複数の電子機器である。どの電子機器を制御の対象とするかは、通信装置10がアプリケーションプログラムをダウンロードする時に設定される。複数の電子機器をリモートコントロールする場合には、対象の電子機器を選択する操作が手動または自動でなされる。
さらに、電波を使用した無線通信方式は、赤外線通信方式と比較して異なる部屋等の見通せない範囲にも到達することができる利点がある。平均的大きさの一戸建ての家庭であれば、家庭内の全範囲に電波のリモートコントロール信号を送信することができるので、設置場所が離れている制御対象の電子機器も、一つの通信装置10によってリモートコントロールすることができる。
なお、電子機器91~9nに二次電池を接続し、二次電池から電力供給を受けることを可能としても良い。低減すべき電力消費量に対して、十分な機能を得ることができない場合には、電子機器が二次電池からの電力供給を受け、必要な機能を充足する。二次電池の充電も電力システムにおける電力供給事情に合わせて行われる。二次電池の充電動作は、電力供給センタ2からの電力制御信号に基づいて制御される。
「通信装置について」
通信装置10は、電力供給側としての電力供給センタ2からネットワーク12を介して電力制御信号を受信する第1の通信部としての通信ユニット11aを備える。通信装置10は、電子機器91~9nの消費電力を受信した電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部としての通信ユニット11bを備える。さらに、図示しないが、これらの通信ユニット11aおよび11bを含む通信装置10の全体の動作を制御する制御部等を通信装置10が有する。
電波を使用する方式例えばBluetooth方式では、通信ユニット11bがマスタ(親機)となり、その周囲10m以内に同時接続可能な7台のスレーブ(子機)(電子機器91~9n)を通信ユニット11bがリモートコントロールすることができる。すなわち、通信装置10がマルチリモコンとして動作する。IEEE802.15.4の方式を使用する場合には、通信ユニット11bと制御対象の電子機器の通信ユニットとの間でのペアリングが最初になされる。
通信装置10の一例は、携帯電話機である。既存の携帯電話機の中で、赤外線通信および/またはBluetoothの機能を有しているものが実用化されている。この赤外線通信および/またはBluetooth機能を利用することによって、第2の通信ユニット11bを構成することができる。なお、携帯電話機以外にマルチリモートコントロールコマンダとして通信装置10を構成しても良い。
ネットワーク12(携帯電話網)および通信ユニット11aを通じて電力制御用アプリケーション(プログラム)が予め通信装置10に対してダウンロードされ、インストールされる。例えば携帯電話機によって電力供給センタ2のURLにアクセスし、アプリケーションプログラムをダウンロードすることができる。電力供給センタ2は、携帯電話機の個別の情報(例えば電話番号)によってアプリケーションプログラムをダウンロードするユーザを特定することができる。したがって、電力制限用のアプリケーションプログラムをダウンロードしたユーザの情報を蓄積し、電力供給の範囲内でどの程度の割合のユーザが電力制限プログラムを利用しているかを把握したり、そのようなユーザに対して個別に電力供給側がサービスを提供することが可能となる。この場合、携帯電話機から電力制限動作の実行の履歴を電力供給センタ2が受け取るようにしても良い。例えば電力制限が行われたことを電子機器側からの応答(アクノリッジ)によって把握し、電力制限の履歴情報を作成することが考えられる。
リモートコントロール信号の送信のために複数のチャンネルが用意されており、ユーザが画面を見ながら行うボタン操作によって、空いているチャンネルに対して機器(テレビジョン、照明、空調装置、パーソナルコンピュータ等)の設定とその機器のメーカの設定がなされる。リモートコントロールのためのアプリケーションプログラムは、既存のプログラムをかなりの部分で利用できる。電源のオン/オフの制御が電力制限に利用できる。空調装置の温度設定の変更の制御を電力制限に利用できる。照明の明るさの設定の変更の制御を電力制限に利用できる。テレビジョン受像機の画像の輝度の設定の変更の制御を電力制限に利用できる。
電力制御用アプリケーションがインストールされている通信装置10例えば携帯電話機に対してネットワーク12を介して電力供給センタ2から電力制御信号が送信され、通信装置10が受信した電力制御信号に応答して電子機器91~9nの消費電力を削減するための赤外線または電波のリモートコントロール信号を発生する。リモートコントロール信号を受信した電子機器91~9nが通常消費電力モードから低消費電力モードに移行し、家庭3における消費電電力が強制的に削減される。携帯電話機の画面表示として電力制限がなされたことが表示される。携帯電話機の場合、ユーザが戸外に持ち歩いている場合には、電力制限ができないことになる。このことは、ユーザが在宅して電子機器を動作している場合にのみ、電力制限がなされることになり、好都合である。
「第1の例の形態の動作」
図2を参照して第1の例の動作について説明する。図2は、通信装置10と電力供給センタ2との間でなされる通信処理の流れの概要を示す。通信装置10は、例えば携帯電話機であり、ネットワーク12が携帯電話網である。
ユーザが電力供給センタ2のURL(Uniform Resource Locator)にアクセスし、通信ユニット11aによって、ステップS1で示すように、電力供給センタ2から送信されるアプリケーションをダウンロードする(ステップS11)。アプリケーションは、制御対象の電子機器毎にダウンロードされる。この場合、携帯電話機を通常のリモートコントロールコマンダとして使用したい場合には、電力制限に関係しない制御項目も含むアプリケーションがダウンロードされる。但し、電力制限の項目に限定したアプリケーションをダウンロードしても良い。
次に、ステップS12において、ユーザがメニューを開いて各種の設定を行う。設定の項目の例を下記に示す。
・制御対象の電子機器の機種(機器の種類およびメーカ)の選択
・通信種類の選択(赤外線、Bluetooth)
・電力制限機能の動作、不動作の設定
・制御対象の機器に応じた低消費電力モードの設定(例えば制御対象の電子機器が空調装置の場合には、温度の設定、テレビジョン受像機の場合の輝度を下げる設定等)
低消費電力モードとしては、電源のオン/オフの制御を使用しても良い。しかしながら、電源をオフとすると、その機器が全く使用できなくなる点では、あまり好ましい方式ではない。
通信装置10において、設定が完了した後に、電力供給センタ2が電力制限信号を送信し(ステップS2)し、通信装置10の通信ユニット11aが電力制限信号を受信する(ステップS13)。電力供給センタ2は、特定の一つの通信装置に限らず選定した範囲の多数の通信装置に対して同一の電力制限信号を送信することができる。設定時に、電力制限機能が動作に設定されているかどうかがステップS14において判定される。電力制限機能が不動作に設定されている場合には、処理が終了する(ステップS15)。
ステップS14において、電力制限機能が動作に設定されていると判定されると、ステップS16において、アプリケーションが起動する。ステップS17において、設定されている通信の種類が赤外線かどうかが判定される。赤外線の場合には、ステップS18において、通信ユニット11bの赤外線通信によって電力制限信号が対象の電子機器に対して送信される。赤外線でない場合には、通信の種類がBluetoothと判定され、ステップS19において、通信ユニット11bによってBluetoothの通信がなされる。
通信装置10が自分の家庭内に存在していないと、電力制限信号が送信されても、電力制限信号が相手の電子機器に対して送達しないので、実際には、電力制限動作がなされない。実際に電力制限動作がなされたか否かは、通信ユニット11bが電子機器との間の双方向通信によって確認することができる。通信ユニット11bが低消費電力モードとするためのリモートコントロール信号を送信した履歴が通信装置10が備える不揮発性メモリに記憶される。電子機器からの応答信号によって、実際に低消費電力モードとされた履歴が記録される。
通信装置10が記憶している履歴情報は、定期的に、または電力供給センタ2からの要求に応じて通信装置10の通信ユニット11aから電力供給センタ2に対して送信される(ステップS20)。電力供給センタ2は、履歴情報を受信する(ステップS3)。そして、履歴情報が解析される(ステップS4)。例えば履歴情報がユーザ毎に管理され、ユーザ毎にどのような電力制限を行ったかの情報を得ることができる。このような解析結果を例えばユーザに対する電力料金に反映させることが可能である。
「電力制限動作」
図3を参照して第1の例による電力制限動作の例について説明する。図3Aにおいて、参照符号31aは、1日の総消費電力の時間変化を示している。総消費電力は、電力供給側が推定したものである。特に家庭等の需要者からの実際の消費電力に関するフィードバック情報を使用しなくても、季節、需要者の数等の変動要因を考慮して統計的に求められる。最大消費電力の設定値が例えば破線TG1のように設定されている。設定値を越える時間帯となると、電力供給センタ2から各家庭の通信装置10に対して消費電力を制限する電力制御信号が送信される。通信装置10からのリモートコントロール信号によって、家庭内の電子機器の消費電力が低消費電力モードとされ、総消費電力が参照符号31bに示すように制限される。
図3Bにおいて参照符号32aは、総消費電力の時間変化の他の例を示す。図3Bに示すように、最大消費電力の設定値TG2は、消費電力の平均的な時間推移を考慮したものとされる。この場合では、最大消費電力の設定値TG2を越える時間帯となると、電力供給センタ2から各家庭の通信装置10に対して消費電力を制限する電力制御信号が送信される。通信装置10からのリモートコントロール信号によって、家庭内の電子機器の消費電力が低消費電力モードとされ、総消費電力が参照符号32bに示すように制限される。さらに、最大消費電力の設定値を総消費電力の時間変化と同様の変化としても良い。さらに、最大消費電力の設定値をユーザの情報(住所、年令、職業等)に基づいてユーザ毎にまたはユーザのグルーブ毎に適合したものとしても良い。
「第2の例」
最近では、HEV(Hybrid Electric Vehicle)、EV(Electric Vehicle)、PHEV(Plug−in Hybrid Electric Vehicle)が発展しつつあり、これらの電気エネルギーを使用する自動車が増加した場合の負荷の増大に対する対策が必要となりつつある。この第2の例は、このような対策に適用できるものである。
図4に示すように、例えば携帯電話機の基地局201,202,・・・のそれぞれがカバーする領域(簡単のため矩形で示す)R1,R2,・・・毎に発電所11,12,・・・と、電力供給センタ21,22,・・・とが設置されている。領域R1,R2,・・・の互いの中心同士の距離は、数km~数十km程度である。発電所11,12,・・・のそれぞれに対して家庭、ビル等の需要者31,32,・・・が接続されている。発電所11,12,・・・(または電力供給センタ21,22,・・・)との間が相互に通信可能とされている。
例えばPHEV方式の自動車40は、基地局201,202,・・・との間での通信が可能とされている。基地局201,202,・・・は、例えば携帯電話機の基地局である。自動車40の二次電池の容量が減少してきて充電が必要となると、自動車40が属している領域R1の電力供給センタ21に対して充電場所についての問い合わせがなされる。この問い合わせは、ユーザの操作または自動的になされる。問い合わせから自動車の現在位置が判明する。位置情報は、詳細なものでなくても、走行中の領域が判明すれば良い。
充電場所の問い合わせを受信した電力供給センタ21は、自動車40の現在位置の領域R1とその周囲の隣接している領域R2,R3,R4,・・・の電力供給センタ22,23,24,・・・との通信を行い、それぞれの総消費電力の情報を取得する。そして、総消費電力が最も少ない領域の充電施設(家庭を含む)の情報を自動車に対して送信する。或いは供給電力に余裕が最も大きい発電所が存在する領域の充電施設の情報が自動車に対す送信される。自動車40は、送られてきた情報にしたがって充電施設に行き、充電を行う。この場合、自動車40の現在位置と充電場所との間の距離を考慮しても良い。
<3.変形例>
以上、具体的な説明を行ったが、この発明は、上述の例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば通信装置10の第1の通信ユニット11aがインターネットを介して電力供給センタとの間で通信を行うようにしても良い。さらに、通信装置10の第1の通信ユニット11aは、FM(Frequency Modulation)若しくはAM(Amplitude Modulation)、またはその両方の受信機を備えるものでも良い。双方向で情報を交換する必要がなく、情報を受け取るだけで良い場合であれば、FM若しくはAMの電波に制御情報を乗せることによって、リモートコマンダを簡便に制御しても良い。
1・・・発電所
2・・・電力供給センタ
3・・・家庭
91~9n・・・電子機器
10・・・通信装置
11a・・・第1の通信ユニット
11b・・・第2の通信ユニット
12・・・ネットワーク
2・・・電力供給センタ
3・・・家庭
91~9n・・・電子機器
10・・・通信装置
11a・・・第1の通信ユニット
11b・・・第2の通信ユニット
12・・・ネットワーク
Claims (11)
- 電力供給側に設けられた電力供給センタが電力を制御する電力制御信号を無線ネットワークを通じて送信するステップと、
需要側に設けられた通信装置の第1の通信部が上記電力制御信号を受信するステップと、
上記通信装置の第2の通信部によって、受信された上記電力制御信号に応じて一または複数の電子機器の消費電力をリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信するステップとを有する電力制御方法。 - 予め制御対象の電子機器に対するリモートコントロール信号を発生するためのアプリケーションデータを受信して記憶するようにした請求項1記載の電力制御方法。
- 上記通信装置が赤外線または電波による通信を行う機能を有する携帯電話機である請求項1記載の電力制御方法。
- 予め電力制御を行うか否かを設定するようにした請求項1記載の電力制御方法。
- 電力供給側から無線ネットワークを介して電力制御信号を受信する第1の通信部と、
一または複数の電子機器の消費電力を受信した上記電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部とを備える通信装置。 - 予め制御対象の電子機器に対するリモートコントロール信号を発生するためのアプリケーションデータを受信して記憶するようにした請求項5記載の通信装置。
- 上記通信装置が赤外線または電波による通信を行う機能を有する携帯電話機である請求項5記載の通信装置。
- 予め電力制御を行うか否かを設定するようにした請求項5記載の通信装置。
- 上記第1の通信部が上記電力制御信号をインターネットを介して受信する請求項5記載の通信装置。
- 上記第2の通信部が送信する上記リモートコントロール信号が赤外線または電波を媒体とする請求項5記載の通信装置。
- 電力供給側に設けられ、電力を制御する電力制御信号を無線ネットワークを通じて送信する電力供給センタと、
需要側に設けられ、上記電力制御信号を受信する第1の通信部と一または複数の電子機器の消費電力を受信した上記電力制御信号に応じてリモートコントロールするリモートコントロール信号を送信する第2の通信部とを備える通信装置とからなる電力制御システム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201080055929.4A CN102656770B (zh) | 2009-12-18 | 2010-11-29 | 电力控制方法、通信装置及电力控制系统 |
US13/515,207 US20120296481A1 (en) | 2009-12-18 | 2010-11-29 | Power control method, communication device, and power control system |
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