WO2018047269A1 - 制御装置、制御方法、及び、プログラム - Google Patents

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WO2018047269A1
WO2018047269A1 PCT/JP2016/076426 JP2016076426W WO2018047269A1 WO 2018047269 A1 WO2018047269 A1 WO 2018047269A1 JP 2016076426 W JP2016076426 W JP 2016076426W WO 2018047269 A1 WO2018047269 A1 WO 2018047269A1
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WO
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control
power consumption
power
reduction
unit
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PCT/JP2016/076426
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English (en)
French (fr)
Inventor
矢部　正明
利康 樋熊
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/52—The controlling of the operation of the load not being the total disconnection of the load, i.e. entering a degraded mode or in current limitation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the present invention relates to a control device, a control method, and a program for controlling an electric device.
  • Patent Document 1 discloses that when the predicted amount of power consumption in the current month exceeds the target amount, the amount of power that can be reduced by shutting off the supply of power to a specific power load. A system for issuing an alarm is disclosed.
  • Patent Document 1 The system disclosed in Patent Document 1 is based on the premise that the system knows in advance the amount of power that can be reduced by cutting off the supply of power to a specific power load.
  • the control device transmits a control signal to the electrical device and receives a control state from the electrical device. By doing so, it is possible to know the power consumption of the electric device controlled in accordance with the control signal.
  • the control device can transmit data to the electric device by unidirectional communication and cannot receive data from the electric device, the control device cannot receive the control state from the electric device and responds to the control signal. It is impossible to know the power consumption of controlled electrical equipment.
  • control device transmits a reduction request for reducing power consumption to an electrical device
  • the control device controls the operation so that the electrical device actually reduces the power consumption in response to the reduction request. It is difficult to know if there is. In addition, it is difficult for the user to grasp the control state of the power consumption of the electric device via the control device.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device, a control method, and a program that can notify a control state of power consumption of an electric device.
  • a control device capable of transmitting data to an electrical device by unidirectional communication, Transmitting means for transmitting a reduction request for requesting reduction of power consumption of the electric device to the electric device; Obtaining means for obtaining power consumption of the electrical device that controls power consumption according to the reduction request transmitted by the transmission means; Determination means for determining a control state representing a state of control of power consumption of the electrical device based on the power consumption acquired by the acquisition means; Notification means for notifying the control state determined by the determination means; Is provided.
  • the control device transmits a reduction request to the electrical device by unidirectional communication. Then, the control device acquires the power consumption of the electric device that controls the power consumption according to the reduction request, and determines the control state that represents the control state of the power consumption of the electric device based on the acquired power consumption To do. Therefore, according to this invention, the control apparatus can alert
  • the figure which shows the structure of the control system which concerns on embodiment The figure which shows the hardware constitutions of the control apparatus which concerns on embodiment
  • the control system 1 is an example of a so-called HEMS (Home Energy Management System) that manages power consumed in the house 2.
  • the control system 1 includes a control device 100 that comprehensively manages the control system 1, a power measurement device 200 that measures power consumed in the house 2, and electricity installed in the house 2.
  • Devices 300a to 300d and a terminal device 400 used by a user are provided.
  • the electric devices 300a to 300d are collectively referred to as the electric device 300.
  • the control device 100 controls the electric device 300 based on the power measured by the power measuring device 200.
  • the control apparatus 100 is a HEMS controller in HEMS as an example.
  • control device 100 is connected to the electric device 300 so that data can be transmitted to the electric device 300 by one-way communication. That is, the control device 100 can transmit data to the electrical device 300 but cannot receive data from the electrical device 300.
  • the power measuring device 200 measures the power supplied from the system power supply 3 to the power line P arranged in the house 2, that is, the power consumed by the electric device 300.
  • the power measuring apparatus 200 is connected to a current transformer CT (Current Transformer) that measures an alternating current flowing through the power line P via a communication line.
  • the power measuring device 200 measures the power consumed by the electric device 300 based on the value of the alternating current measured by the current transformer CT.
  • the power measuring apparatus 200 calculates the amount of power in a predetermined period (for example, 1 minute or 30 minutes) or the cumulative amount of power from the reference time based on the measured power value.
  • the power measuring apparatus 200 stores power information representing a power value acquired by measurement or calculation.
  • the power measurement apparatus 200 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a communication interface, and a readable / writable non-volatile semiconductor memory (not shown).
  • the power measuring device 200 is connected to the control device 100 in a communicable manner by wire or wirelessly.
  • the power measurement device 200 transmits power information to the control device 100 in response to a request from the control device 100 or periodically.
  • the electrical device 300 is a device that operates by consuming electrical energy supplied from the power line P.
  • the electric device 300 is connected to the control device 100 so that unidirectional communication is possible by wire or wireless.
  • the electric device 300 controls its own operation in response to a reduction request, which will be described later, transmitted from the control device 100.
  • the electric device 300 specifically includes an air conditioner, a lighting device, an electric cooker, a TV, a refrigerator, a ventilation facility, a hot water supply facility, and a floor heating facility.
  • the electric device 300 is not limited to these examples, and may be any device that operates with the power supplied from the power line P and can be controlled by the control device 100. Further, in FIG. 1, four electric devices 300 are shown, but the electric devices 300 constituting the control system 1 are not limited to this. Any number of electrical devices 300 can be applied to the control system 1.
  • the terminal device 400 is a device that functions as a user interface of the control device 100.
  • the terminal device 400 is communicably connected to the control device 100 by wire or wireless.
  • the terminal device 400 is, for example, a personal computer, a smartphone, a mobile phone, or a tablet terminal.
  • the control device 100 includes a control unit 101, a storage unit 102, a time measuring unit 103, and a communication unit 104.
  • the components included in the control device 100 are connected to each other via a bus 105.
  • the control unit 101 includes a CPU, a ROM, and a RAM (not shown).
  • the CPU is also called a central processing unit, a central processing unit, a processor, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the CPU reads a program and data stored in the ROM, and controls the control device 100 in an integrated manner using the RAM as a work area.
  • the storage unit 102 is a non-volatile semiconductor memory such as a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), or an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and plays a role as a so-called secondary storage device (auxiliary storage device).
  • the storage unit 102 stores various programs and data used by the control unit 101 to perform various processes, and various data generated or acquired by the control unit 101 performing various processes.
  • the timekeeping unit 103 is a timekeeping device such as an RTC (Real Time Clock) that measures the current time.
  • the timer 103 has a built-in battery and keeps counting even when the power of the control device 100 is turned off.
  • the communication unit 104 is a communication interface for communicating with the power measurement device 200, the electric device 300, and the terminal device 400 by wire or wireless.
  • the control unit 101 functions as a power information acquisition unit 110, a target value calculation unit 120, a reduction value calculation unit 130, a reduction request transmission unit 140, a state determination unit 150, and a notification unit 160.
  • the power information acquisition unit 110 acquires the power consumed by the electrical device 300. Specifically, the power information acquisition unit 110 acquires power information representing the power value measured by the power measurement device 200 from the power measurement device 200.
  • the target value calculation unit 120 calculates a target value of power consumed by the entire electric device 300 based on the upper limit value of the total power consumption in the house 2. Specifically, the target value calculation unit 120 calculates a target value by subtracting a margin from the upper limit value.
  • the margin includes electric power consumed even when the electric device 300 is turned off, such as electric power consumed by an electric device (not shown) other than the electric device 300 controlled in the control system 1 and standby power of the electric device 300. Since the control device 100 does not have a means for grasping the type and number of electrical devices 300 in the control system 1, the margin is set in advance as a power value that cannot be reduced by the control of the control device 100.
  • the upper limit value is a threshold value for requesting the electric device 300 to reduce power consumption.
  • the upper limit value is determined in advance based on the contract power of the house 2, the setting by the user, and the past power consumption of the electric device 300, and is stored in the storage unit 102.
  • the upper limit value may be set via an input unit (not shown) of the control device 100 or via the terminal device 400.
  • the upper limit value may be a fixed value or a value that can be changed according to the power that can be supplied to the electrical device 300. For example, when a solar panel is installed in the house 2 and electric power generated by the solar panel can be supplied to the electric device 300, the upper limit value may be changed according to the generated power.
  • the reduction value calculation unit 130 calculates a reduction value representing the power to be reduced in the entire electric device 300 based on the upper limit value and the power value represented by the power information acquired by the power information acquisition unit 110. Specifically, the reduction value calculation unit 130 calculates the reduction value by subtracting the upper limit value from the power value.
  • the reduction request transmission unit 140 transmits a reduction request for requesting a reduction in power consumption of the electric device 300 to the entire electric device 300. Specifically, the reduction request transmission unit 140 requests the electric device 300 to reduce the power consumption so that the power consumption of the entire electric device 300 is equal to or less than a target value in the first transmission of the reduction request. Send.
  • the reduction request for the first transmission count includes data representing the target value calculated by the target value calculation unit 120 and the first transmission count.
  • the reduction request transmission unit 140 transmits a reduction request for requesting the electric device 300 to reduce the power consumption of the entire electric device 300 by the reduction value in the second and subsequent reduction request transmissions.
  • the reduction request after the second transmission count includes data indicating the reduction value calculated by the reduction value calculation unit 130 and the transmission count.
  • the reduction request transmission unit 140 broadcasts the reduction request to all the electric devices 300 simultaneously.
  • the state determination unit 150 determines a control state representing a state of control of power consumption of the electric device 300 based on the power value represented by the power information acquired by the power information acquisition unit 110.
  • the control state determined by the state determination unit 150 is, for example, control execution information, difference information, and control result information.
  • the control execution information represents an execution state of control for power consumption reduction (hereinafter referred to as power reduction control) executed by the electric device 300 in response to the reduction request.
  • the control execution information includes “control start” indicating that execution of power reduction control has started, “controlling” indicating that power reduction control is being executed, and information indicating that power reduction control has been completed. Data indicating any one of “control completion” shown.
  • the difference information represents a difference between the measured power value and the upper limit value or the target value.
  • the control result information represents the result of the power reduction control when the power reduction control is completed. Specifically, the control result information includes data indicating either “success” indicating success of power reduction control or “failure” indicating failure of power reduction control.
  • the control limit represents a state where the power consumption value cannot be reduced from the current power consumption value. Specifically, the state determination unit 150 determines that the control limit has been reached when the power value acquired after transmitting the reduction request to the electrical device 300 by the predetermined upper limit number of transmissions is still greater than the upper limit value. To do.
  • the upper limit number of transmissions is based on the time (hereinafter referred to as reflection time) required for the execution of power reduction control after the electrical device 300 acquires the reduction request and the execution is reflected in the power consumption of the electrical device 300. Is set. Since the reflection time differs for each electric device 300, the upper limit transmission count may be set based on the time constant of the electric device 300 having the longest reflection time among the electric devices 300.
  • the notification unit 160 notifies the control state determined by the state determination unit 150. Specifically, the notification unit 160 transmits to the terminal device 400 an instruction to display the control state determined by the state determination unit 150 on the display screen of the terminal device 400.
  • FIG. 4A to 4D show display examples on the display screen 401 of the terminal device 400 in the control state notified by the notification unit 160.
  • FIG. 4A to 4D show display examples on the display screen 401 of the terminal device 400 in the control state notified by the notification unit 160.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a display screen of a terminal device that is notified of a control state at the start of execution of power reduction control.
  • the notification unit 160 transmits control execution information indicating “control start” to the terminal device 400 as a control state. Then, when receiving the control execution information indicating “control start”, the terminal device 400 displays a message M1 “Power consumption has exceeded the upper limit. Power reduction control will start” on the display screen 401. .
  • FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a display screen of the terminal device that is notified of the control state during execution of the power reduction control after displaying the message M1 illustrated in FIG. 4A.
  • the notification unit 160 transmits control execution information indicating “in control” to the terminal device 400 as a control state.
  • the terminal device 400 Upon receiving the control execution information indicating “in control”, the terminal device 400 displays a message M2 “power reduction control is being executed” on the display unit 401 in addition to the message M1.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a display screen of the terminal device that is notified of the control state when the power reduction control is successful after displaying the messages M1 and M2 illustrated in FIG. 4B.
  • the notification unit 160 transmits control execution information indicating “control completed” and control result information indicating “success” to the terminal device 400 as the control state.
  • the terminal device 400 receives, in addition to the messages M1 and M2, a message “M3 succeeded in power reduction control”. Is displayed on the display screen 401.
  • FIG. 4D is a diagram illustrating an example of a display screen of the terminal device that is notified of the control state when the power reduction control fails after displaying the messages M1 and M2 illustrated in FIG. 4B.
  • the notification unit 160 transmits control execution information indicating “control completion” and control result information indicating “failure” to the terminal device 400 as the control state.
  • the terminal device 400 receives, in addition to the messages M1 and M2, a message M4 “Power reduction control has failed.”
  • a message M5 indicating advice to the user “Please stop the operation of the electric devices that can be stopped among the electric devices that are operating for further power consumption reduction” on the display screen 401. indicate.
  • FIGS. 4A to 4D an example in which a message displayed in the past is displayed at the same time as the latest message has been described. However, only the latest message may be displayed on the display screen 401.
  • the electric device 300 includes a control unit 301, a storage unit 302, a drive unit 303, and a communication unit 304. Each component included in the electric device 300 is connected to each other via a bus 305.
  • the control unit 301 includes a CPU, a ROM, and a RAM (not shown).
  • the CPU is also called a central processing unit, a central processing unit, a processor, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP.
  • the CPU reads out the program and data stored in the ROM, and controls the electric device 300 in an integrated manner using the RAM as a work area.
  • the storage unit 302 is, for example, a non-volatile semiconductor memory such as a flash memory or EPROM (or EEPROM), and plays a role as a so-called secondary storage device (auxiliary storage device).
  • the storage unit 302 stores various programs and data used by the control unit 301 to perform various processes, and various data generated or acquired by the control unit 301 performing various processes.
  • the storage unit 302 stores a minimum power consumption value and priority information.
  • the minimum power consumption value is a value of power consumption that is minimum required for the operation of the power device 300.
  • the priority information represents the degree of power that can be consumed or should be reduced during power reduction control according to the number of transmissions of the reduction request.
  • FIG. 7A shows an example of data included in the priority information.
  • FIG. 7A collectively shows priority information stored in the storage unit 302 of the electric devices 300a to 300d.
  • the priority information includes a first priority, a second priority,... Corresponding to the number of transmissions of the reduction request.
  • the first priority represents the degree of power that can be consumed during power reduction control when the number of transmissions of the reduction request is the first.
  • the electric device 300 having the higher first priority has a lower power that can be consumed during the power reduction control.
  • the second priority represents the degree of power to be reduced during the power reduction control when the number of transmissions of the reduction request is the second time.
  • the electric device 300 having the higher second priority has a lower power to be reduced during the power reduction control.
  • the priority after the third priority also represents the degree of power to be reduced during the power reduction control according to the number of transmissions of the reduction request.
  • the drive unit 303 is a part that is driven by the power supplied from the power line P.
  • the operation of the drive unit 303 is controlled by the control unit 301.
  • the communication unit 304 is a communication interface for unidirectional communication with the control device 100 by wire or wireless.
  • the control unit 301 functions as a reduction request acquisition unit 310, a target power consumption calculation unit 320, and an operation control unit 330.
  • the reduction request acquisition unit 310 acquires a reduction request from the control device 100.
  • the target power consumption calculation unit 320 calculates the target power consumption based on the reduction request acquired by the reduction request acquisition unit 310.
  • the target power consumption represents a target value of power consumption when the electric device 300 executes power reduction control in response to the reduction request.
  • FIG. 7B An example of a target power calculation method by the target power calculation unit 320 will be described with reference to FIG. 7B.
  • the target power consumption of each electrical device 300 is calculated using the priority information shown in FIG. 7A.
  • the target power consumption calculation unit 320 calculates the target power consumption based on the first priority included in the priority information as the first trial count. For example, the target power consumption calculation unit 320 of the electric device 300a calculates the target power consumption “6000 kW” for the first trial by dividing the target value “12000 kW” by the first priority “2”. Similarly, the target power consumption calculation unit 320 of the electric devices 300b to 300d calculates target power consumptions “4000 kW”, “3000 kW”, and “2000 kW” for the first trial.
  • the control device 100 acquires the total power consumption “15000 kw” of the electric devices 300a to 300d as the measured power value from the power measuring device 200. Since the measured power value “15000 kw” is larger than the target value “12000 kw”, the control device 100 calculates the difference “3000 kw” between the power value and the target value as the reduction value, and the reduction value “3000 kw”, the number of transmissions A reduction request representing the second time is transmitted to the electric devices 300a to 300d.
  • the target power consumption calculation unit 320 is included in the priority information as the second trial count.
  • the target power consumption is calculated based on the second priority. For example, the target power consumption calculation unit 320 of the electrical device 300a subtracts the value obtained by dividing the difference “3000 kW” by the second priority “6” from the target power consumption “6000 kW” of the first trial number of times. The second target power consumption “5500 kw” is calculated. Similarly, the target power consumption calculation unit 320 of the electric devices 300b to 300d calculates target power consumptions “3333 kW”, “2000 kW”, and “1000 kW” for the second trial.
  • the control device 100 acquires the total power consumption “11833 kW” of the electric devices 300 a to 300 d as the measured power value from the power measuring device 200.
  • the control device 100 determines that the power reduction control is successful because the measured power value “11833 kW” is smaller than the target value “12000 kW”. Accordingly, the electric devices 300a to 300d operate with “5500 kW”, “3333 kW”, “2000 kW”, and “1000 kW” as target power consumption, respectively.
  • the target power consumption calculation unit 320 sets the minimum power consumption value as the target power consumption when the calculated target power consumption is smaller than the minimum power consumption value. Specifically, when the minimum power consumption value of the electric device 300a is “5700 kw”, the target power consumption “5500 kw” calculated in the second trial count shown in FIG. 7B is lower than the minimum power consumption value “5700 kw”. Is also small. In this case, the target power consumption calculation unit 320 of the electric device 300a determines the minimum power consumption value “5700 kw” as the target power consumption for the second trial.
  • the operation control unit 330 performs power reduction control by controlling the operation of the driving unit 303 based on the target power consumption calculated by the target power consumption calculation unit 320. Specifically, the operation control unit 330 reduces the power consumption set in advance according to the target power consumption so that the power consumption of the electric device 300 is equal to or less than the target power consumption calculated by the target power consumption calculation unit 320. Execute control. For example, when the electric device 300 is an air conditioner, the operation control unit 330 controls the drive unit 303 so as to be equal to or less than the target power consumption by reducing the air volume or changing the set temperature. When the electric device 300 is a lighting device, the operation control unit 330 controls the driving unit 303 so as to be equal to or lower than the target power consumption by reducing the illuminance.
  • the operation control unit 330 controls the driving unit 303 so as to be equal to or lower than the target power consumption by dimming the backlight of the television. Further, when the electric device 300 is a hot water supply facility, the operation control unit 330 controls the drive unit 303 so as to be equal to or lower than the target power consumption by reducing the boiling capacity.
  • the operation control unit 330 When the operation control unit 330 acquires an end instruction to end the execution of the power reduction control from the control device 100 during the execution of the power reduction control, the operation control unit 330 ends the execution of the power reduction control. Specifically, for example, the control device 100 detects an abnormality of the control system 1 and restarts the control system 1, or an instruction to end the execution of the power reduction control from the user via the terminal device 400. Is transmitted to the electric device 300. Further, the operation control unit 330 may end the execution of the power reduction control when receiving an instruction to end the execution of the power reduction control from the user via an input unit (not illustrated) of the electric device 300.
  • the electric equipment control process which the control part 101 of the control apparatus 100 performs is demonstrated.
  • the electric device control process is started when the power of the control device 100 is turned on. It is assumed that the counter n for counting the number of transmissions of the reduction request to the electrical device 300 is set to 1 that is an initial value at the start of this processing.
  • control unit 101 acquires power information representing a power value measured by the power measuring device 200 from the power measuring device 200 (step S101).
  • control unit 101 determines whether or not the power value represented by the power information acquired in step S101 is larger than the upper limit value stored in the storage unit 102 (step S102).
  • step S102 When the power value is less than or equal to the upper limit value (step S102; No), the control unit 101 sets the counter n to 1 (step S113), and proceeds to step S114.
  • control unit 101 determines whether or not the counter n is 1 (step S103).
  • step S104 the control unit 101 calculates a target value (step S104).
  • control part 101 broadcasts the reduction request
  • control part 101 sets the counter n to 2 (step S106). And the control part 101 advances a process to step S114.
  • step S103 When the counter n is not 1 (step S103; No), the control unit 101 determines whether the counter n is equal to or less than the transmission upper limit number n_max (step S107).
  • step S107 When the counter n is equal to or less than the transmission upper limit number n_max (step S107; Yes), the control unit 101 subtracts the upper limit value stored in the storage unit 102 from the power value represented by the power information acquired in step S101. A reduction value is calculated (step S108).
  • control part 101 broadcasts the reduction request
  • step S107 When the counter n is larger than the transmission upper limit number n_max (step S107; No), the control unit 101 determines that the control limit has been reached (step S111). Then, the control unit 101 starts measuring the elapsed time from the time when the control limit is reached.
  • the control unit 101 determines whether or not a predetermined time T has elapsed from the time when the control limit is reached in step S111 (step S112). When the time T has not elapsed (step S112; No), the control unit 101 advances the process to step S114.
  • step S111 When the predetermined time T has elapsed from the time when the control limit is reached in step S111 (step S112; Yes), the control unit 101 sets the counter n to 1 (step S113). And the control part 101 advances a process to step S114.
  • Control unit 101 determines the control state of electrical device 300 (step S114). Specifically, after step S ⁇ b> 106, the control unit 101 acquires control execution information indicating “control start” as a determination result of the control state of the electric device 300. In addition, after step S110 or when the time T has not elapsed in step S112, the control unit 101 acquires control execution information indicating “being executed” as a determination result of the control state of the electric device 300. In addition, after the time T has elapsed in step S112, the control unit 101 acquires control execution information indicating “control completion” and control result information indicating “failure” as the determination result of the control state of the electric device 300. To do.
  • the control execution information indicating “control completed” and the control result information indicating “failure” are acquired as the determination result of the control state of the electric device 300.
  • the control unit 101 notifies the terminal device 400 of the control state determined in step S114 (step S115).
  • control unit 101 returns to step S101 and repeatedly executes the processing after step S102 described above every time the power information is acquired from the power measuring apparatus 200.
  • the power reduction process starts, for example, when the electrical device 300 receives a reduction request from the control device 100.
  • control unit 301 calculates target power consumption based on the received reduction request and priority information (step S201).
  • control unit 301 determines whether or not the target power consumption calculated in step S201 is smaller than the minimum power consumption value stored in the storage unit 302 (step S202). When the target power consumption is equal to or greater than the minimum power consumption value (step S202; No), the control unit 301 advances the process to step S204.
  • step S202 When the target power consumption is smaller than the minimum power consumption value (step S202; Yes), the control unit 301 determines the minimum power consumption value as the target power consumption (step S203).
  • the control unit 301 executes power reduction control by controlling the operation of the drive unit 303 based on the target power consumption calculated in step S201 or determined in step S203 (step S204). Then, the control unit 301 ends this process.
  • the control device 100 determines the control state of the electric device 300 based on the power consumption of the electric device 300 after transmitting a reduction request to the electric device 300. Therefore, the control apparatus 100 can alert
  • the state determination unit 150 uses the number of transmissions of the reduction request when determining the control limit. However, the state determination unit 150 may determine the control limit based on an elapsed time after first transmitting the reduction request. In particular, If the power value measured by the power measuring device 200 exceeds the upper limit value even after the longest reflection time of the electrical device 300 has elapsed since the state determination unit 150 first transmitted the reduction request, It may be determined that the control limit has been reached.
  • the timing at which the notification unit 160 notifies the terminal device 400 is not limited to the above embodiment.
  • the notification unit 160 has a change in the power value within a certain range for a certain period of time when the change in the power value measured by the power measuring device 200 is larger than the threshold or after the power value has changed.
  • the control state may be notified according to a change in the power value, such as a case.
  • control state notified by the notification unit 160 is not limited to the above embodiment.
  • the state determination unit 150 acquires control execution information indicating “control completed” and control result information indicating “failure” as the control state
  • the notification unit 160 has an inappropriate setting of the upper limit value. There is a possibility that the user may be notified to prompt the user to reset the upper limit value.
  • the state determination unit 150 acquires control execution information indicating “control completion” and control result information indicating “success” as the control state, and within a certain period of time after acquiring the control state.
  • control execution information indicating “control completion”
  • control result information indicating “success”
  • the notification unit 160 may have an inappropriate setting of the upper limit value, and may notify the user to prompt the user to reset the upper limit value.
  • the state determination unit 150 determines that the power reduction control needs to be executed as the control state when the power value measured by the power measurement device 200 exceeds the upper limit value.
  • reporting part 160 may alert
  • the reduction request transmission unit 140 transmits a reduction request to the electric device 300 when an instruction indicating the start of execution of the power reduction control is received from the terminal device 400 or via an input unit (not illustrated) of the control device 100. May be.
  • the state determination unit 150 may determine that the energy saving activity is being performed as the control state. .
  • the state determination unit 150 determines that the control state is a state where comfort is important (comfort priority state). May be. And the alerting
  • the method of notifying the user by the notification unit 160 is not limited to the example of displaying the control state on the terminal device 400.
  • the notification unit 160 may display the control state on the display unit of the control device 100.
  • the notification unit 160 may notify the control state by turning on / off the LED, the presence / absence of blinking, the number of blinks, the lighting pattern, and the color.
  • reporting part 160 may alert
  • the notification unit 160 may notify the terminal device 400 by converting the power consumption of the electric device 300 into an electricity bill as the control state.
  • the upper limit value of the total power consumption in the house 2 is stored in the storage unit 102 as a threshold value for requesting the electric device 300 to reduce the power consumption.
  • the electricity cost per month may be stored in the storage unit 102 as the upper limit value.
  • the upper limit value of power consumption may be set from the relationship between the upper limit value of the electricity bill and the actual value of the daily electricity bill.
  • reporting part 160 may alert
  • the target value calculation unit 120 calculates the target value based on the upper limit value and the margin. However, when the target value is a fixed value, the target value is stored in the storage unit 102 in advance. May be.
  • a device having a function equivalent to that of the control device 100 may be installed outside the house 2.
  • a router may be installed in the house 2 instead of the control device 100.
  • a router is a device that communicates with a server via a wide area network, and is, for example, a broadband router. In this case, the router and the server can function as the control device 100 in cooperation.
  • the personal computer or information terminal device can function as the control device 100 according to the present invention. Is also possible.
  • the distribution method of such a program is arbitrary.
  • the program is stored and distributed on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or a memory card.
  • a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or a memory card.
  • it may be distributed via a communication network such as the Internet.
  • the present invention can be applied to a control system for controlling an electric device.
  • 1 control system houses, 3 system power supply, 100 control device, 101 control unit, 102 storage unit, 103 timing unit, 104 communication unit, 105 bus, 110 power information acquisition unit, 120 target value calculation unit, 130 reduction value calculation Unit, 140 reduction request transmission unit, 150 state determination unit, 160 notification unit, 200 power measurement device, 300 (300a to 300d) electrical equipment, 301 control unit, 302 storage unit, 303 drive unit, 304 communication unit, 305 bus, 310 reduction request acquisition unit, 320 target power consumption calculation unit, 330 operation control unit, 400 terminal device, 401 display screen

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Abstract

制御装置（１００）は、単方向通信により電気機器（３００ａ～３００ｄ）にデータを送信可能である。制御装置（１００）は、電気機器（３００ａ～３００ｄ）の消費電力の削減を要求する削減要求を電気機器（３００ａ～３００ｄ）に送信する。そして、制御装置（１００）は、削減要求に応じて消費電力を制御する電気機器（３００ａ～３００ｄ）の消費電力を電力計測装置（２００）から取得する。そして、制御装置（１００）は、電力計測装置（２００）から取得された消費電力に基づいて、電気機器（３００ａ～３００ｄ）の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定する。そして、制御装置（１００）は制御状態を端末装置（４００）に報知する。

Description

制御装置、制御方法、及び、プログラム
　本発明は、電気機器を制御する制御装置、制御方法、及び、プログラムに関する。
　従来、電力需要家の宅内に設置された電気機器の消費電力を制御する方法として、予め定められた時間毎に、その時間内の平均消費電力が目標値を超えないように電気機器を制御する方法が知られている。例えば、特許文献１は、予測された当月の消費電力量の、目標量からの超過量が、特定の電力負荷への電力の供給を遮断することにより削減可能な電力量を超えた場合に、警報を発するシステムが開示されている。
特開２００１－３２７０７６号公報
　特許文献１に開示されたシステムでは、システムが、特定の電力負荷への電力の供給を遮断することにより削減可能な電力量を予め知っていることを前提としている。また、電気機器と、その電気機器を制御する制御装置とが、双方向通信により互いにデータの送受信が可能な場合、制御装置は、電気機器に制御信号を送信し、電気機器から制御状態を受信することにより、制御信号に応じて制御された電気機器の消費電力を知ることができる。一方、制御装置が、単方向通信により電気機器にデータを送信可能であり、電気機器からデータを受信できない場合、制御装置は、電気機器から制御状態を受信することができず、制御信号に応じて制御された電気機器の消費電力を知ることができない。そのため、制御装置は、消費電力の削減を要求する削減要求を電気機器に送信しても、その削減要求に対して、電気機器が実際にどの程度消費電力を削減するように動作を制御しているのかを把握することが困難である。また、ユーザも、制御装置を介して電気機器の消費電力の制御状態を把握することが困難である。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電気機器の消費電力の制御状態を報知可能な制御装置、制御方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る制御装置は、
　単方向通信により電気機器にデータを送信可能な制御装置であって、
　前記電気機器の消費電力の削減を要求する削減要求を前記電気機器に送信する送信手段と、
　前記送信手段により送信された前記削減要求に応じて消費電力を制御する前記電気機器の消費電力を取得する取得手段と、
　前記取得手段により取得された前記消費電力に基づいて、前記電気機器の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定する判定手段と、
　前記判定手段により判定された前記制御状態を報知する報知手段と、
　を備える。
　本発明では、制御装置は、単方向通信により電気機器に削減要求を送信する。そして、制御装置は、その削減要求に応じて消費電力を制御する電気機器の消費電力を取得し、取得された消費電力に基づいて、電気機器の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定する。従って、本発明によれば、制御装置は電気機器の消費電力の制御状態を報知することができる。
実施形態に係る制御システムの構成を示す図 実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示す図 実施形態に係る制御装置の制御部の機能構成を示す図 電力削減制御の実行開始時における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図 電力削減制御の実行中における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図 電力削減制御の成功時における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図 電力削減制御の失敗時における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図 実施形態に係る電気機器のハードウェア構成を示す図 実施形態に係る電気機器の制御部の機能構成を示す図 優先度情報に含まれるデータの一例を示す図 目標消費電力の算出方法を説明するための図 実施形態に係る制御装置が実行する電気機器制御処理を示すフローチャート 実施形態に係る電気機器が実行する電力削減処理を示すフローチャート
　まず、図１を参照して、本発明の実施形態１に係る制御装置１００を含む制御システム１について説明する。制御システム１は、家屋２で消費される電力を管理する、いわゆるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と呼ばれるシステムの一例である。図１に示すように、制御システム１は、制御システム１を統括的に管理する制御装置１００と、家屋２において消費される電力を計測する電力計測装置２００と、家屋２に設置されている電気機器３００ａ～３００ｄと、ユーザにより使用される端末装置４００と、を備える。以下、電気機器３００ａ～３００ｄを総称して、電気機器３００と呼ぶ。
　制御装置１００は、電力計測装置２００により計測される電力に基づいて、電気機器３００を制御する。制御装置１００は、一例として、ＨＥＭＳにおけるＨＥＭＳコントローラである。
　また、制御装置１００は、電気機器３００へ単方向通信によりデータを送信できるように、電気機器３００と接続されている。すなわち、制御装置１００は、電気機器３００にデータを送信できるが、電気機器３００からデータを受信できない。
　電力計測装置２００は、系統電源３から家屋２に配設された電力線Ｐに供給された電力、すなわち電気機器３００が消費した電力を計測する。具体的には、電力計測装置２００は、電力線Ｐに流れる交流電流を計測する変流器ＣＴ（Current Transformer）と通信線を介して接続される。電力計測装置２００は、変流器ＣＴにより測定された交流電流の値に基づいて、電気機器３００が消費した電力を計測する。また、電力計測装置２００は、計測された電力の値に基づいて、予め定められた期間（例えば、１分間や３０分間）における電力量や基準時刻からの累積電力量を算出する。電力計測装置２００は、計測や算出により取得された電力値を表す電力情報を記憶する。
　また、電力計測装置２００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信インターフェース及び読み書き可能な不揮発性の半導体メモリを備える。また、電力計測装置２００は、有線または無線により制御装置１００と通信可能に接続されている。電力計測装置２００は、制御装置１００からの要求に応答して、または定期的に、電力情報を制御装置１００に送信する。
　電気機器３００は、電力線Ｐから供給された電気エネルギーを消費して動作する機器である。電気機器３００は、有線または無線により単方向通信が可能なように制御装置１００と接続される。電気機器３００は、制御装置１００から送信された、後述する削減要求に応じて、自身の動作を制御する。
　電気機器３００は、具体的には、空気調和機、照明機器、電気調理器、テレビ、冷蔵庫、換気設備、給湯設備、床暖房設備を含む。ただし、電気機器３００は、これらの例に限られず、電力線Ｐから供給される電力によって動作し、制御装置１００によって制御可能な機器であればよい。また、図１では、４つの電気機器３００が示されているが、制御システム１を構成する電気機器３００はこれに限られない。任意の数の電気機器３００が、制御システム１に適用可能である。
　端末装置４００は、制御装置１００のユーザインターフェースとして機能する装置である。端末装置４００は、有線または無線により制御装置１００と通信可能に接続されている。端末装置４００は、例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末である。
　以下、図２を参照して、制御装置１００のハードウェア構成について説明する。図２に示すように、制御装置１００は、制御部１０１と、記憶部１０２と、計時部１０３と、通信部１０４と、を備える。制御装置１００が備える各構成要素は、バス１０５を介して相互に接続されている。
　制御部１０１は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備える。ＣＰＵは、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう。制御部１０１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラム及びデータを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて、制御装置１００を統括的に制御する。
　記憶部１０２は、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）といった不揮発性の半導体メモリであって、いわゆる二次記憶装置（補助記憶装置）としての役割を担う。記憶部１０２は、制御部１０１が各種処理を行うために使用する各種プログラム及びデータ、並びに、制御部１０１が各種処理を行うことにより生成又は取得する各種データを記憶する。
　計時部１０３は、現在時刻を計時するＲＴＣ（Real Time Clock）といった計時デバイスである。計時部１０３は、電池を内蔵し、制御装置１００の電源がオフの間も計時を継続する。
　通信部１０４は、電力計測装置２００、電気機器３００及び端末装置４００と有線または無線により通信するための通信インターフェースである。
　次に、図３を参照して、制御装置１００の制御部１０１の機能構成について説明する。制御部１０１は、電力情報取得部１１０、目標値算出部１２０、削減値算出部１３０、削減要求送信部１４０、状態判定部１５０、報知部１６０として機能する。
　電力情報取得部１１０は、電気機器３００が消費した電力を取得する。具体的には、電力情報取得部１１０は、電力計測装置２００から、電力計測装置２００により計測された電力値を表す電力情報を取得する。
　目標値算出部１２０は、家屋２における総消費電力の上限値に基づいて、電気機器３００全体で消費する電力の目標値を算出する。具体的には、目標値算出部１２０は、上限値からマージンを減算して、目標値を算出する。マージンは、制御システム１において制御される電気機器３００以外の図示しない電気機器が消費する電力や、電気機器３００の待機電力といった、電気機器３００の電源がオフでも消費される電力を含む。制御装置１００は、制御システム１内の電気機器３００の種類や台数を把握する手段を持たないため、マージンは、制御装置１００の制御により削減できない電力値として予め設定される。
　上限値は、電気機器３００に消費電力の削減を要求するための閾値である。上限値は、家屋２の契約電力や、ユーザによる設定、過去の電気機器３００の消費電力の実績に基づいて、予め決められ、記憶部１０２に記憶される。なお、上限値がユーザにより設定される場合、制御装置１００の図示しない入力部を介して、または端末装置４００を介して、上限値が設定されてもよい。また、上限値は、固定された値であっても、電気機器３００に供給可能な電力に応じて変更可能な値であってもよい。例えば、家屋２内に太陽光パネルが設置され、太陽光パネルにより発電される電力を電気機器３００に供給可能な場合、その発電力に応じて、上限値が変更されてもよい。
　削減値算出部１３０は、上限値と、電力情報取得部１１０により取得された電力情報が表す電力値とに基づいて、電気機器３００全体で削減すべき電力を表す削減値を算出する。具体的には、削減値算出部１３０は、電力値から上限値を減算して削減値を算出する。
　削減要求送信部１４０は、電気機器３００の消費電力の削減を要求する削減要求を電気機器３００全体に送信する。具体的には、削減要求送信部１４０は、１回目の削減要求の送信において、電気機器３００全体での消費電力が目標値以下になるように電気機器３００に消費電力の削減を要求する削減要求を送信する。送信回数１回目の削減要求は、目標値算出部１２０により算出された目標値と、送信回数１回目とを表すデータを含む。また、削減要求送信部１４０は、２回目以降の削減要求の送信において、電気機器３００全体での消費電力を削減値分だけ削減するよう電気機器３００に要求する削減要求を送信する。送信回数２回目以降の削減要求は、削減値算出部１３０により算出された削減値と、送信回数とを表すデータを含む。削減要求送信部１４０は、削減要求を全ての電気機器３００に一斉同報する。
　状態判定部１５０は、電力情報取得部１１０により取得された電力情報が表す電力値に基づいて、電気機器３００の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定する。具体的には、状態判定部１５０により判定される制御状態は、例えば、制御実行情報、差分情報、及び制御結果情報である。制御実行情報は、削減要求に応じて電気機器３００が実行する、消費電力を削減するための制御（以下、電力削減制御と呼ぶ）の実行状態を表す。具体的には、制御実行情報は、電力削減制御の実行を開始したことを示す「制御開始」、電力削減制御が実行中であることを示す「制御中」、電力削減制御が完了したことを示す「制御完了」、のいずれかを表すデータを含む。また、差分情報は、計測された電力値と上限値または目標値との差分を表す。制御結果情報は、電力削減制御が完了した場合に、その電力削減制御の結果を表す。具体的には、制御結果情報は、電力削減制御の成功を示す「成功」と、電力削減制御の失敗を示す「失敗」のいずれかを表すデータ含む。
　状態判定部１５０は、電力削減制御において、制御限界に達したと判定した場合、電力削減制御が失敗したと判定する。制御限界とは、現在の消費電力値から消費電力値を削減することができない状態を表す。具体的には、状態判定部１５０は、予め定められた送信上限回数だけ削減要求を電気機器３００に送信した後に取得した電力値が、依然として上限値よりも大きい場合、制御限界に達したと判定する。送信上限回数は、電気機器３００が削減要求を取得してから電力削減制御を実行し、その実行が電気機器３００の消費電力に反映されるまでにかかる時間（以下、反映時間と呼ぶ）に基づいて、設定される。反映時間は電気機器３００ごとに異なるため、電気機器３００のうち、反映時間が最も長い電気機器３００の時定数に基づいて、送信上限回数が設定されてもよい。
　報知部１６０は、状態判定部１５０により判定された制御状態を報知する。具体的には、報知部１６０は、状態判定部１５０により判定された制御状態を端末装置４００の表示画面に表示する旨の指示を端末装置４００に送信する。
　図４Ａ～４Ｄに、報知部１６０により報知された制御状態の、端末装置４００の表示画面４０１における表示例を示す。
　図４Ａは、電力削減制御の実行開始時における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図である。報知部１６０は、制御状態として、「制御開始」を表す制御実行情報を端末装置４００に送信する。そして、端末装置４００は、「制御開始」を表す制御実行情報を受信すると、「消費電力が上限値を超過しました。電力削減制御を開始します。」というメッセージＭ１を表示画面４０１に表示する。
　図４Ｂは、図４Ａに示すメッセージＭ１を表示した後に、電力削減制御の実行中における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図である。報知部１６０は、制御状態として、「制御中」を表す制御実行情報を端末装置４００に送信する。端末装置４００は、「制御中」を表す制御実行情報を受信すると、メッセージＭ１に加えて、「電力削減制御を実行中です。」というメッセージＭ２を表示部４０１に表示する。
　図４Ｃは、図４Ｂに示すメッセージＭ１，Ｍ２を表示した後に、電力削減制御の成功時における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図である。報知部１６０は、制御状態として、「制御完了」を表す制御実行情報と、「成功」を表す制御結果情報とを端末装置４００に送信する。端末装置４００は、「制御完了」を表す制御実行情報と、「成功」を表す制御結果情報とを受信すると、メッセージＭ１，Ｍ２に加えて、「電力削減制御に成功しました。」というメッセージＭ３を表示画面４０１に表示する。
　図４Ｄは、図４Ｂに示すメッセージＭ１，Ｍ２を表示した後に、電力削減制御の失敗時における制御状態が報知された端末装置の表示画面の一例を示す図である。報知部１６０は、制御状態として、「制御完了」を表す制御実行情報と、「失敗」を表す制御結果情報とを端末装置４００に送信する。端末装置４００は、「制御完了」を表す制御実行情報と、「失敗」を表す制御結果情報とを受信すると、メッセージＭ１，Ｍ２に加えて、「電力削減制御に失敗しました。」というメッセージＭ４、及び「更なる消費電力の削減のため、動作中の電気機器のうち、動作を停止可能な電気機器の動作を停止させて下さい。」というユーザへのアドバイスを表すメッセージＭ５を表示画面４０１に表示する。
　なお、図４Ａ～図４Ｄでは、過去に表示されたメッセージも、最新のメッセージと同時に表示される例について説明した。しかし、最新のメッセージのみが表示画面４０１に表示されてもよい。
　次に、電気機器３００のハードウェア構成について説明する。
　図５に示すように、電気機器３００は、制御部３０１、記憶部３０２、駆動部３０３、通信部３０４を備える。電気機器３００が備える各構成要素は、バス３０５を介して相互に接続される。
　制御部３０１は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備える。ＣＰＵは、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ又はＤＳＰともいう。制御部３０１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラム及びデータを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて、電気機器３００を統括的に制御する。
　記憶部３０２は、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（又はＥＥＰＲＯＭ）といった不揮発性の半導体メモリであって、いわゆる二次記憶装置（補助記憶装置）としての役割を担う。記憶部３０２は、制御部３０１が各種処理を行うために使用する各種プログラム及びデータ、並びに、制御部３０１が各種処理を行うことにより生成又は取得する各種データを記憶する。
　本実施形態において、記憶部３０２は、最低消費電力値及び優先度情報を記憶する。最低消費電力値は、電力機器３００の動作に最低限必要な消費電力の値である。優先度情報は、削減要求の送信回数に応じて、電力削減制御時に消費可能な、または削減すべき電力の度合を表す。
　図７Ａに優先度情報に含まれるデータの一例を示す。図７Ａは、電気機器３００ａ～３００ｄの記憶部３０２が記憶する優先度情報をまとめて示している。図７Ａに示すように、優先度情報は、削減要求の送信回数に対応して、第１優先度、第２優先度、・・・を含む。第１優先度は、削減要求の送信回数が１回目の場合に、電力削減制御時に消費可能な電力の度合を表す。第１優先度が大きい電気機器３００ほど、電力削減制御時に消費可能な電力は小さい。また、第２優先度は、削減要求の送信回数が２回目の場合に、電力削減制御時に削減すべき電力の度合を表す。第２優先度が大きい電気機器３００ほど、電力削減制御時に 削減すべき電力は小さい。なお、図７Ａに図示されていないが、第３優先度以降の優先度も、削減要求の送信回数に応じた、電力削減制御時に削減すべき電力の度合を表す。
　駆動部３０３は、電力線Ｐから供給された電力により駆動する部分である。駆動部３０３の動作は、制御部３０１により制御される。
　通信部３０４は、制御装置１００と有線または無線により、単方向通信するための通信インターフェースである。
　次に、図６を参照して、電気機器３００の制御部３０１の機能構成について説明する。制御部３０１は、削減要求取得部３１０、目標消費電力算出部３２０、動作制御部３３０として機能する。
　削減要求取得部３１０は、制御装置１００から、削減要求を取得する。
　目標消費電力算出部３２０は、削減要求取得部３１０により取得された削減要求に基づいて、目標消費電力を算出する。目標消費電力は、削減要求に応じて電気機器３００が電力削減制御を実行する際の、消費電力の目標値を表す。
　目標消費電力算出部３２０による目標消費電力の算出方法の一例について、図７Ｂを用いて説明する。図７Ｂでは、図７Ａに示される優先度情報を用いて各電気機器３００の目標消費電力が算出される。
　まず、削減要求取得部３１０により取得された削減要求が、目標値「１２０００ｋｗ」、送信回数「１」を表すとする。この場合、目標消費電力算出部３２０は、試行回数１回目として、優先度情報に含まれる第１優先度に基づいて、目標消費電力を算出する。例えば、電気機器３００ａの目標消費電力算出部３２０は、目標値「１２０００ｋｗ」を第１優先度「２」で除することにより、試行回数１回目の目標消費電力「６０００ｋｗ」を算出する。同様にして、電気機器３００ｂ～３００ｄの目標消費電力算出部３２０は、それぞれ試行回数１回目の目標消費電力「４０００ｋｗ」、「３０００ｋｗ」、「２０００ｋｗ」を算出する。
　その後、電気機器３００ａ～３００ｄが動作した結果、それぞれ試行回数１回目の目標消費電力「６０００ｋｗ」、「４０００ｋｗ」、「３０００ｋｗ」、「２０００ｋｗ」を消費したとする。この場合、制御装置１００は、電力計測装置２００から、計測された電力値として、電気機器３００ａ～３００ｄの総消費電力「１５０００ｋｗ」を取得する。制御装置１００は、計測された電力値「１５０００ｋｗ」が目標値「１２０００ｋｗ」よりも大きいため、電力値と目標値との差分「３０００ｋｗ」を削減値として算出し、削減値「３０００ｋｗ」、送信回数２回目を表す削減要求を電気機器３００ａ～３００ｄに送信する。
　そして、削減要求取得部３１０が、削減値「３０００ｋｗ」、送信回数２回目を表す削減要求を制御装置１００から取得すると、目標消費電力算出部３２０は、試行回数２回目として、優先度情報に含まれる第２優先度に基づいて、目標消費電力を算出する。例えば、電気機器３００ａの目標消費電力算出部３２０は、試行回数１回目の目標消費電力「６０００ｋｗ」から差分「３０００ｋｗ」を第２優先度「６」で除した値を減算することにより、試行回数２回目の目標消費電力「５５００ｋｗ」を算出する。同様にして、電気機器３００ｂ～３００ｄの目標消費電力算出部３２０は、それぞれ試行回数２回目の目標消費電力「３３３３ｋｗ」、「２０００ｋｗ」、「１０００ｋｗ」を算出する。
　その後、電気機器３００ａ～３００ｄが動作した結果、それぞれ試行回数２回目の目標消費電力「５５００ｋｗ」、「３３３３ｋｗ」、「２０００ｋｗ」、「１０００ｋｗ」を消費したとする。この場合、制御装置１００は、電力計測装置２００から、計測された電力値として、電気機器３００ａ～３００ｄの総消費電力「１１８３３ｋｗ」を取得する。制御装置１００は、計測された電力値「１１８３３ｋｗ」が目標値「１２０００ｋｗ」よりも小さいため、電力削減制御が成功したと判定する。従って、電気機器３００ａ～３００ｄは、以後、それぞれ「５５００ｋｗ」、「３３３３ｋｗ」、「２０００ｋｗ」、「１０００ｋｗ」を目標消費電力として動作する。
　なお、目標消費電力算出部３２０は、算出された目標消費電力が、最低消費電力値よりも小さい場合、最低消費電力値を目標消費電力とする。具体的には、電気機器３００ａの最低消費電力値が「５７００ｋｗ」であるとき、図７Ｂに示す試行回数２回目において算出された目標消費電力「５５００ｋｗ」は、最低消費電力値が「５７００ｋｗ」よりも小さい。この場合、電気機器３００ａの目標消費電力算出部３２０は、最低消費電力値「５７００ｋｗ」を、試行回数２回目の目標消費電力として決定する。
　動作制御部３３０は、目標消費電力算出部３２０により算出された目標消費電力に基づいて、駆動部３０３の動作を制御することにより、電力削減制御を実行する。具体的には、動作制御部３３０は、電気機器３００の消費電力が、目標消費電力算出部３２０により算出された目標消費電力以下となるように、目標消費電力に応じて予め定められた電力削減制御を実行する。例えば、電気機器３００が、空気調和機である場合、動作制御部３３０は、風量を小さくする、または、設定温度を変化させることにより、目標消費電力以下となるように駆動部３０３を制御する。また、電気機器３００が、照明機器である場合、動作制御部３３０は、照度を低くすることにより、目標消費電力以下となるように駆動部３０３を制御する。また、電気機器３００がテレビである場合、動作制御部３３０は、テレビのバックライトを暗くすることにより、目標消費電力以下となるように駆動部３０３を制御する。また、電気機器３００が給湯設備である場合、動作制御部３３０は、沸き上げ能力を低下させることにより、目標消費電力以下となるように駆動部３０３を制御する。
　動作制御部３３０は、電力削減制御の実行中に、制御装置１００から電力削減制御の実行を終了する旨の終了指示を取得した場合、電力削減制御の実行を終了する。具体的には、制御装置１００は、例えば、制御システム１の異常を検知し、制御システム１を再起動する場合や、端末装置４００を介してユーザから電力削減制御の実行を終了する旨の指示を取得した場合に、電気機器３００に終了指示を送信する。また、動作制御部３３０は、電気機器３００の図示しない入力部を介して、ユーザから電力削減制御の実行を終了する旨の指示を取得した場合、電力削減制御の実行を終了してもよい。
　次に、図８に示すフローチャートを参照して、制御装置１００の制御部１０１が実行する電気機器制御処理について説明する。電気機器制御処理は、例えば、制御装置１００の電源が投入されたことを契機として開始する。なお、電気機器３００への削減要求の送信回数をカウントするためのカウンタｎは、本処理開始において、初期値である１に設定されているものとする。
　まず、制御部１０１は、電力計測装置２００から、電力計測装置２００により計測された電力値を表す電力情報を取得する（ステップＳ１０１）。
　次に、制御部１０１は、ステップＳ１０１において取得された電力情報が表す電力値が、記憶部１０２に記憶された上限値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
　電力値が上限値以下である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、制御部１０１は、カウンタｎを１に設定し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１４に処理を進める。
　また、電力値が上限値よりも大きい場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、制御部１０１は、カウンタｎが１か否かを判定する（ステップＳ１０３）。
　カウンタｎが１である場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部１０１は、目標値を算出する（ステップＳ１０４）。
　そして、制御部１０１は、ステップＳ１０４において算出された目標値と、カウンタｎの値１とを表す削減要求を全ての電気機器３００に一斉同報する（ステップＳ１０５）。
　そして、制御部１０１は、カウンタｎを２に設定する（ステップＳ１０６）。そして、制御部１０１は、ステップＳ１１４に処理を進める。
　カウンタｎが１でない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、制御部１０１は、カウンタｎが送信上限回数ｎ＿ｍａｘ以下か否かを判定する（ステップＳ１０７）。
　カウンタｎが送信上限回数ｎ＿ｍａｘ以下である場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、制御部１０１は、ステップＳ１０１において取得された電力情報が表す電力値から記憶部１０２に記憶された上限値を減算することにより削減値を算出する（ステップＳ１０８）。
　そして、制御部１０１は、ステップＳ１０８において算出された削減値と、カウンタｎの値とを表す削減要求を全ての電気機器３００に一斉同報する（ステップＳ１０９）。そして、制御部１０１は、カウンタｎをインクリメントする（ステップＳ１１０）。そして、制御部１０１は、ステップＳ１１４に処理を進める。
　カウンタｎが送信上限回数ｎ＿ｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、制御部１０１は、制御限界に達したと判定する（ステップＳ１１１）。そして、制御部１０１は、制御限界に達した時刻からの経過時間の計測を開始する。
　制御部１０１は、ステップＳ１１１において制御限界に達した時刻から予め定められた時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。時間Ｔが経過していない場合（ステップＳ１１２；Ｎｏ）、制御部１０１は、ステップＳ１１４に処理を進める。
　ステップＳ１１１において制御限界に達した時刻から予め定められた時間Ｔが経過した場合（ステップＳ１１２；Ｙｅｓ）、制御部１０１は、カウンタｎを１に設定する（ステップＳ１１３）。そして、制御部１０１は、ステップＳ１１４に処理を進める。
　制御部１０１は、電気機器３００の制御状態を判定する（ステップＳ１１４）。具体的には、ステップＳ１０６の後、制御部１０１は、「制御開始」を表す制御実行情報を、電気機器３００の制御状態の判定結果として取得する。また、ステップＳ１１０の後、または、ステップＳ１１２において時間Ｔが経過していない場合、制御部１０１は、「実行中」を表す制御実行情報を、電気機器３００の制御状態の判定結果として取得する。また、ステップＳ１１２において時間Ｔが経過した後、制御部１０１は、「制御完了」を表す制御実行情報、及び、「失敗」を表す制御結果情報を、電気機器３００の制御状態の判定結果として取得する。また、ステップＳ１０２において電力値が上限値以下であり、かつステップＳ１１３においてカウンタｎがｎ＞１からｎ＝１に変化した場合、すなわち、制御装置１００が電気機器３００に削減要求を送信した結果、ステップＳ１０２において電力値が上限値以下になった場合、「制御完了」を表す制御実行情報、及び、「失敗」を表す制御結果情報を、電気機器３００の制御状態の判定結果として取得する。
　制御部１０１は、ステップＳ１１４において判定された制御状態を端末装置４００に報知する（ステップＳ１１５）。
　その後、制御部１０１はステップＳ１０１に戻って、電力計測装置２００から電力情報を取得するたび、上述したステップＳ１０２以降の処理を繰り返し実行する。
　次に、図９に示すフローチャートを参照して、電気機器３００の制御部３０１が実行する電力削減処理について説明する。電力削減処理は、例えば、電気機器３００が制御装置１００から、削減要求を受信したことを契機として開始する。
　まず、制御部３０１は、受信した削減要求と、優先度情報とに基づいて、目標消費電力を算出する（ステップＳ２０１）。
　次に、制御部３０１は、ステップＳ２０１において算出された目標消費電力が記憶部３０２に記憶された最低消費電力値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０２）。目標消費電力が最低消費電力値以上である場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、制御部３０１は、ステップＳ２０４に処理を進める。
　目標消費電力が最低消費電力値よりも小さい場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、制御部３０１は、最低消費電力値を目標消費電力として決定する（ステップＳ２０３）。
　制御部３０１は、ステップＳ２０１において算出された、またはステップＳ２０３において決定された目標消費電力に基づいて、駆動部３０３の動作を制御することにより、電力削減制御を実行する（ステップＳ２０４）。そして、制御部３０１は、本処理を終了する。
　以上説明したように、本実施形態において、制御装置１００は、電気機器３００に削減要求を送信した後、電気機器３００の消費電力に基づいて、電気機器３００の制御状態を判定する。そのため、制御装置１００は、単方向通信によりデータを送信可能な電気機器３００の制御状態を報知することができる。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
　状態判定部１５０は、制御限界を判定する際に削減要求の送信回数を用いたが、最初に削減要求を送信してからの経過時間に基づいて制御限界を判定してもよい。具体的には、
状態判定部１５０は、最初に削減要求を送信してから、電気機器３００の最も長い反映時間が経過してもなお、電力計測装置２００により計測された電力値が上限値を超えている場合、制御限界に達したと判定してもよい。
　また、報知部１６０が端末装置４００に報知するタイミングは上記の実施形態に限られない。具体的には、報知部１６０は、電力計測装置２００により計測された電力値の変化が閾値よりも大きい場合や、電力値が変化した後、一定期間電力値の変化が一定の範囲内である場合といった、電力値の変化に応じて、制御状態を報知してもよい。
　また、報知部１６０が報知する制御状態は、上記の実施形態に限られない。例えば、状態判定部１５０が、制御状態として、「制御完了」を表す制御実行情報、及び「失敗」を表す制御結果情報を取得した場合、報知部１６０は、上限値の設定が不適切である可能性があり、ユーザに上限値の再設定を促すための報知をしてもよい。
　また、状態判定部１５０が、制御状態として、「制御完了」を表す制御実行情報、及び「成功」を表す制御結果情報を取得した場合であって、その制御状態の取得後、一定期間内に電力計測装置２００により計測された電力値の増加を検出した場合、電力削減制御により電気機器３００の動作が抑制された結果、ユーザが不快に感じ、電気機器３００の動作を消費電力が大きくなるように設定した可能性がある。従って、このような場合、報知部１６０は、上限値の設定が不適切である可能性があり、ユーザに上限値の再設定を促すための報知をしてもよい。
　また、状態判定部１５０は、電力計測装置２００により計測された電力値が上限値を超えた場合に、制御状態として、電力削減制御の実行が必要であると判定する。そして、報知部１６０は、電力削減制御の実行が必要であるという旨の制御状態を端末装置４００に報知してもよい。そして、削減要求送信部１４０は、電力削減制御の実行開始を表す指示を端末装置４００から、または制御装置１００の図示しない入力部を介して受け付けたときに、電気機器３００に削減要求を送信してもよい。
　また、状態判定部１５０は、一定期間、電力計測装置２００により計測された電力値が上限値を超過しない状態が継続した場合、制御状態として、省エネルギー活動が出来ている状態と判定してもよい。また、状態判定部１５０は、電力削減制御後に電力計測装置２００により計測された電力値の増加が頻発する場合、制御状態として、快適性が重視されている状態（快適性重視状態）と判定してもよい。そして、報知部１６０は、それらの制御状態を端末装置４００に報知してもよい。
　また、報知部１６０がユーザに報知する方法は、端末装置４００に制御状態を表示する例に限られない。例えば、制御装置１００が表示部を備える場合、報知部１６０は、制御装置１００の表示部に制御状態を表示してもよい。また、制御装置１００がＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備える場合、報知部１６０は、ＬＥＤの点灯または消灯、点滅の有無、点滅回数、点灯パターン、色により、制御状態を報知してもよい。また、制御装置１００がスピーカを備える場合、報知部１６０は、音声の出力、音色、または音量により制御状態を報知してもよい。
　また、報知部１６０は、制御状態として、電気機器３００の消費電力量を電気代に換算して端末装置４００に報知してもよい。
　また、上記の実施形態では、家屋２における総消費電力の上限値が、電気機器３００に消費電力の削減を要求するための閾値として記憶部１０２に記憶されている。しかし、総消費電力の上限値の代わりに、ひと月当たりの電気代を、上限値として記憶部１０２に記憶されていてもよい。そして、電気代の上限値と日々の電気代の実績値との関係から、消費電力の上限値を設定してもよい。また、報知部１６０は、電気代の上限値と実績値との差分に基づいて、上限値を変更するようユーザに促す旨の報知をしてもよい。
　また、上記の実施形態では、目標値算出部１２０が、上限値及びマージンに基づいて目標値を算出する例について説明したが、目標値が固定値の場合、目標値は予め記憶部１０２に記憶されていてもよい。
　上記の実施形態では、制御装置１００が家屋２内に設置されている場合について説明した。しかしながら、本発明において、制御装置１００と同等の機能を有する装置を家屋２の外に設置しても良い。具体的には、家屋２には、制御装置１００の代わりに、ルータが設置されてもよい。ルータは、広域ネットワークを介してサーバと通信する装置であって、例えば、ブロードバンドルータである。この場合、ルータとサーバが協調して制御装置１００として機能することができる。
　また、本発明に係る制御装置１００の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータや情報端末装置を本発明に係る制御装置１００として機能させることも可能である。
　また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　本発明は、電気機器を制御する制御システムに適用可能である。
１　制御システム、２　家屋、３　系統電源、１００　制御装置、１０１　制御部、１０２　記憶部、１０３　計時部、１０４　通信部、１０５　バス、１１０　電力情報取得部、１２０　目標値算出部、１３０　削減値算出部、１４０　削減要求送信部、１５０　状態判定部、１６０　報知部、２００　電力計測装置、３００（３００ａ～３００ｄ）　電気機器、３０１　制御部、３０２　記憶部、３０３　駆動部、３０４　通信部、３０５　バス、３１０　削減要求取得部、３２０　目標消費電力算出部、３３０　動作制御部、４００　端末装置、４０１　表示画面

Claims (12)

  1. 　単方向通信により電気機器にデータを送信可能な制御装置であって、
    　前記電気機器の消費電力の削減を要求する削減要求を前記電気機器に送信する送信手段と、
    　前記送信手段により送信された前記削減要求に応じて消費電力を制御する前記電気機器の消費電力を取得する取得手段と、
    　前記取得手段により取得された前記消費電力に基づいて、前記電気機器の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定する判定手段と、
    　前記判定手段により判定された前記制御状態を報知する報知手段と、
    　を備える制御装置。
  2. 　前記送信手段は、前記取得手段により取得された前記消費電力が、予め定められた上限値を超えたとき、前記電気機器に前記削減要求を送信する、
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記判定手段は、前記取得手段により取得された前記消費電力が、前記上限値を超えたとき、前記制御状態として、前記電気機器の消費電力の制御の実行が必要であると判定する、
    　請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記判定手段は、前記送信手段が前記電気機器に前記削減要求を送信したとき、前記制御状態として、前記電気機器の消費電力の制御の実行が開始されたと判定する、
    　請求項２または３に記載の制御装置。
  5. 　前記判定手段は、前記送信手段が前記電気機器に前記削減要求を送信した後に、前記取得手段により取得された前記消費電力が、前記上限値を超えたとき、前記制御状態として、前記電気機器の消費電力の制御が実行中であると判定する、
    　請求項２から４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 　前記判定手段は、前記送信手段が前記電気機器に前記削減要求を送信した後に、前記取得手段により取得された前記消費電力が、前記上限値以下であるとき、前記制御状態として、前記電気機器の消費電力の制御が成功したと判定する、
    　請求項２から５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 　前記判定手段は、前記送信手段が前記電気機器に前記削減要求を予め定められた回数だけ送信した後に、前記取得手段により取得された前記消費電力が、前記上限値を超えたとき、前記制御状態として、前記電気機器の消費電力の制御が失敗したと判定する、
    　請求項２から６のいずれか１項に記載の制御装置。
  8. 　前記判定手段は、前記送信手段が前記電気機器への前記削減要求の送信を開始してから予め定められた時間が経過した後に、前記取得手段により取得された前記消費電力が、前記上限値を超えたとき、前記制御状態として、前記電気機器の消費電力の制御が失敗したと判定する、
    　請求項２から６のいずれか１項に記載の制御装置。
  9. 　前記判定手段は、前記取得手段により取得された前記消費電力と前記上限値との差分を、前記制御状態として判定する、
    　請求項２から８のいずれか１項に記載の制御装置。
  10. 　前記取得手段は、前記電気機器の消費電力を計測する電力計測手段から、前記電気機器の消費電力を取得する、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置。
  11. 　単方向通信により電気機器にデータを送信可能な制御装置が実行する制御方法であって、
    　前記電気機器の消費電力の削減を要求する削減要求を前記電気機器に送信し、
    　前記削減要求に応じて消費電力を制御する前記電気機器の消費電力を取得し、
    　前記消費電力に基づいて、前記電気機器の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定し、
    　前記制御状態を報知する、
    　制御方法。
  12. 　単方向通信により電気機器にデータを送信可能なコンピュータを、
    　前記電気機器の消費電力の削減を要求する削減要求を前記電気機器に送信する送信手段、
    　前記送信手段により送信された前記削減要求に応じて消費電力を制御する前記電気機器の消費電力を取得する取得手段、
    　前記取得手段により取得された前記消費電力に基づいて、前記電気機器の消費電力の制御の状態を表す制御状態を判定する判定手段、
    　前記判定手段により判定された前記制御状態を報知する報知手段、
    　として機能させるプログラム。
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