JP2010270997A - 深夜電力機器制御システム及び深夜電力機器制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気給湯機等の深夜電力機器を最適に制御して、柱上変圧器等の過負荷を確実に抑制する。
【解決手段】 親制御装置３で、制御部は、今回負荷予測処理を実行した後、制御要と判定すると、例えば、要求情報がない電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）を制御するものとし、このなかから、稼働時間が短い機器から、又は／及び負荷が大きい機器から通電時間帯を調整して、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、最適スケジュールを生成する。例えば、通電時間が最も短く、定格電力も最も大きい電気給湯機５ｅのみ、通電時間帯を移動させる調整を行い、制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、柱上変圧器を介して電力が供給される電気給湯機等の複数の深夜電力機器を制御するための深夜電力機器制御システム及び深夜電力機器制御方法に関する。

従来より、需要家の建屋内へは、柱上変圧器からの電力が低圧配電線を介して供給されている。最近は、電化住宅の普及にともなって、深夜時間帯に稼働する深夜電力機器としての電気給湯機等の設置が一般化し、深夜に過負荷となって、柱上変圧器の保護ヒューズが切れる事態が増えてきている。このことは、戸建てに限らず、マンション等の集合住宅においても同様である。

電力会社では、電気給湯機の申込状況等に基づいて、計画的に柱上変圧器等の容量の増強を行っている。ところが、柱上変圧器等の交換では、設備費や工事費が嵩むのに加えて、停電工事となるので、安易な増強の回避が望まれる。

このため、例えば、電気給湯機毎に個別に電流を計測することで、柱上変圧器等の過負荷の予測を行うことが提案されている。しかしながら、各電気給湯機は、独立にかつ深夜に稼働するので、柱上変圧器等の保護ヒューズが切れて、停電に至ってはじめて過負荷に気づくことがある。したがって、柱上変圧器等の容量を増強せずに、過負荷を抑制することは困難である。そこで、深夜電力供給時間帯に亘って、負荷が平準化して分布するように、複数の電気給湯機の通電開始時間の配分を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特公平２−１３２２２号公報

しかしながら、上記従来技術では、負荷を平準化するための手順が明確でないので、各電気給湯機を最適に制御して、過負荷を確実に抑制することができるとは限らない。

この発明は、前記の課題を解決し、電気給湯機等の深夜電力機器を最適に制御して、柱上変圧器等の過負荷を確実に抑制することができる深夜電力機器制御システム及び深夜電力機器制御方法を提供することを目的としている。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、高圧配電線を介して供給される第１の電圧を第２の電圧に変換して低圧配電線に供給する変圧器と、前記低圧配電線を介して電力が供給され、需要家に配置される深夜電力機器と、前記変圧器に併設される第１の制御装置と、前記深夜電力機器に内蔵され、又は併設されて前記深夜電力機器を制御するとともに、通信路を介して前記第１の制御装置と通信可能な複数の第２の制御装置とを備えた深夜電力機器制御システムであって、前記第１の制御装置は、通電可能時間帯に亘って、複数の前記深夜電力機器の電力量の総計が、前記変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の前記深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する最適スケジュール生成手段と、前記最適スケジュールに基づいて、対応する前記第２の制御装置へ前記深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信する制御信号送信手段とを備え、前記最適スケジュール生成手段は、前記深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに前記需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、前記制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した前記制御条件に基づいて、制御対象の前記深夜電力機器、又はその順位を設定し、前記最適スケジュールを生成することを特徴としている。

請求項１の発明では、通電可能時間帯に亘って、複数の深夜電力機器の電力量の総計が、変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成し、最適スケジュールに基づいて、対応する第２の制御装置へ深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信するとともに、深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した制御条件に基づいて、制御対象の深夜電力機器、又はその順位を設定し、前記最適スケジュールを生成する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の深夜電力機器制御システムであって、前記第１の制御装置は、前記深夜電力機器の通電時間帯情報を含む稼働情報を取得する稼働情報取得手段と、前回の前記稼働情報に基づいて、今回の前記深夜電力機器の通電時間帯及び電力量の総計の時間的変化を含む負荷情報を予測する負荷情報予測手段と、前記負荷情報予測手段による予測結果に基づいて、前記電力量の総計が、前記変圧器の容量を超える時間帯がある場合は、制御要と判定する制御要否判定手段とを備え、前記最適スケジュール生成手段は、制御要と判定された場合に、前記最適スケジュールを生成することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の深夜電力機器制御システムであって、前記第１の制御装置は、前記深夜電力機器の所要通電時間を算出する通電時間算出手段を備え、前記最適スケジュール生成手段は、前記所要通電時間に基づいて、前記最適スケジュールを生成することを特徴としている。

請求項４の発明は、変圧器が、高圧配電線を介して供給される第１の電圧を第２の電圧に変換して低圧配電線に供給し、需要家に配置される深夜電力機器に、前記低圧配電線を介して電力が供給され、前記変圧器に併設される第１の制御装置と、前記深夜電力機器に内蔵され、又は併設されて前記深夜電力機器を制御するとともに、通信路を介して前記第１の制御装置と通信可能な複数の第２の制御装置とによって、前記深夜電力機器を制御する深夜電力機器制御方法であって、前記第１の制御装置は、通電可能時間帯に亘って、複数の前記深夜電力機器の電力量の総計が、前記変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の前記深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する最適スケジュール生成処理と、前記最適スケジュールに基づいて、対応する前記第２の制御装置へ前記深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信する制御信号送信処理とを実行し、前記最適スケジュール生成処理では、前記深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに前記需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、前記制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した前記制御条件に基づいて、制御対象の前記深夜電力機器、又はその順位を設定し、前記最適スケジュールを生成することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、通電可能時間帯に亘って、複数の深夜電力機器の電力量の総計が、変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成し、最適スケジュールに基づいて、対応する第２の制御装置へ深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信するとともに、深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した制御条件に基づいて、制御対象の深夜電力機器、又はその順位を設定し、最適スケジュールを生成するので、深夜電力機器を最適に制御して、変圧器の過負荷を確実に抑制することができる。

請求項２の発明によれば、前回の稼働情報に基づいて、今回の深夜電力機器の通電時間帯及び電力量の総計の時間的変化を含む負荷情報を予測するので、深夜電力機器の種類に関わらず、制御の要否や最適スケジュール生成を実行することができる。

請求項３の発明によれば、深夜電力機器の所要通電時間を算出し、算出された所要通電時間に基づいて、最適スケジュールを生成するので、稼働情報が得られない場合であっても、最適スケジュールを生成することができる。

請求項４の発明によれば、通電可能時間帯に亘って、複数の深夜電力機器の電力量の総計が、変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成し、最適スケジュールに基づいて、対応する第２の制御装置へ深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信するとともに、深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した制御条件に基づいて、制御対象の深夜電力機器、又はその順位を設定し、最適スケジュールを生成するので、深夜電力機器を最適に制御して、変圧器の過負荷を確実に抑制することができる。

この発明の実施の形態１による電気給湯機制御システムの構成を説明するための説明図である。 同電気給湯機制御システムの構成を説明するための説明図である。 同電気給湯機制御システムに係る需要家の住戸における電気配線図である。 同電気給湯機制御システムの柱上変圧器及び親制御装置の構成を示すブロック図である。 同親制御装置の記憶部の記憶内容の例を示す図である。 同電気給湯機制御システムの子制御装置及び電気給湯機本体の構成を示すブロック図である。 同親制御装置の動作を説明するための処理手順図である。 同親制御装置の動作を説明するための説明図である。 同親制御装置の動作を説明するための説明図である。 同親制御装置の動作を説明するための説明図である。 同親制御装置の動作を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態２による電気給湯機制御システムの親制御装置の動作を説明するための処理手順図である。 この発明の実施の形態１の変形例による電気給湯機制御システムを含む配電設備情報管理システムの構成を説明するための説明図である。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１による電気給湯機制御システムの構成を説明するための説明図、図２は、同電気給湯機制御システムの構成を説明するための説明図、図３は、同電気給湯機制御システムに係る需要家の住戸における電気配線図、図４は、同電気給湯機制御システムの柱上変圧器及び親制御装置の構成を示すブロック図、図５は、同親制御装置の記憶部の記憶内容の例を示す図、図６は、同電気給湯機制御システムの子制御装置及び電気給湯機本体の構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、電気給湯機制御システム１は、柱上変圧器２と、親制御装置３と、需要家の住戸４ａ（４ｂ，４ｃ，…）に配置された電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）とを含んでいる。電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）は、親制御装置３と通信可能な子制御装置６ａ（６ｂ，６ｃ，…）と、子制御装置６ａ（６ｂ，６ｃ，…）によって制御される電気給湯機本体７ａ（７ｂ，７ｃ，…）とから構成されている。柱上変圧器２は、電柱１１の上部に取り付けられ、高圧配電線８（三相３線式）を介して供給される６．６ｋＶの電圧（第１の電圧）を２００Ｖ又は１００Ｖの電圧（第２の電圧）に変換して、低圧配電線９（単相３線式）に供給する。

需要家の住戸４ａ（４ｂ，４ｃ，…）においては、図３に示すように、深夜電力は、タイムスイッチ１３と、給湯機用電力量計１４とを経由して給湯機用分電盤１５に供給され、この給湯機用分電盤１５には、子制御装置６ａ（６ｂ，６ｃ，…）と電気給湯機７ａ（７ｂ，７ｃ，…）とが接続される。タイムスイッチ１３は、深夜の時間帯（例えば、２３時から翌８時まで）に電力を供給し、これ以外の時間帯は電力を遮断するためのタイマを有している。また、一般の電力（従量電灯用）は、電力量計１６と、分電盤１７とを経由して、分電盤１７に供給され、この分電盤１７には、屋内配線を介して家庭用電気機器等の一般負荷１８ａ，１８ｂ，…が接続される。

この実施の形態では、柱上変圧器２は、図４に示すように、柱上変圧器２の高圧配電線８側及び低圧配電線９側の電圧を計測する電圧計測部２１と、柱上変圧器２の高圧配電線８側及び低圧配電線９側の電流を計測する電流計測部２２とを含んでいる。また、親制御装置３は、構成各部を制御する制御部２４と、各種制御プログラムやデータが記憶される記憶部２５と、所定のプロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）に従って子制御装置６ａ（６ｂ，６ｃ，…）との間で電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行うための通信部２６と、Ａ／Ｄ変換器を含み、計測値が入力される入力部２７と、電源部２８とを有している。

制御部２４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等からなり、記憶部２５に記憶された所定の制御プログラムに従って構成各部を制御する。親制御装置３は、記憶部２５に記憶された制御プログラムに従って、例えば、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）を制御するための給湯機制御処理等を実行する。給湯機制御処理は、前回稼働情報取得処理や、要求情報取得処理、今回負荷予測処理、制御要否判定処理、最適スケジュール生成処理、制御信号送信処理、稼働情報取得処理、総計電力量算出処理、調整要否判定処理等を含んでいる。

制御部２４は、前回稼働情報取得処理で、前回（前日）の稼働情報として、記憶部２５に記憶された各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯情報（通電時間及び時間数）等を取得する。制御部２４は、要求情報取得処理で、例えば、リモコン端末３８を介して入力された需要家からの要求情報を取得する。要求情報は、例えば、焚増要求（１００リットル増量等）や、運転休止要求（３日間休止等）を含んでいる。

制御部２４は、今回負荷予測処理で、前回稼働情報及び要求情報に基づいて、今回（２３時から翌８時まで）の各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯及び総計電力量の時間的変化を含む負荷情報を予測する。制御部２４は、制御要否判定処理で、負荷情報の予測結果に基づいて、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超える時間帯がある場合は、制御要と判定する。

制御部２４は、最適スケジュール生成処理で、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する。この実施の形態では、最適スケジュール生成処理は、優先順位設定処理を含んでいる。制御部２４は、優先順位設定処理で、制御条件として、例えば、電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の稼働時間、負荷の大きさ、要求情報の有無等を設定し、これらの制御条件のなかから少なくとも１つの条件を選定して、制御する電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）、又はその順位を設定する。

制御部２４は、例えば、要求情報がない電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）を制御するものとし、このなかから、稼働時間が短い機器から、又は／及び負荷が大きい機器から通電時間帯を調整して、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、最適スケジュールを生成する。

制御部２４は、制御信号送信処理で、制御対象の電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）へ通信部２６を介して、制御信号（通電開始制御信号及び通電停止制御信号）を送信する。制御部２４は、稼働情報取得処理で、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の稼働情報（例えば、通電時刻情報や、通電時の電流値等を含む）を取得する。制御部２４は、総計電力量算出処理で、電気給湯機５ａ，５ｂ，…の総計電力量を算出する。制御部２４は、調整要否判定処理で、電気給湯機５ａ，５ｂ，…の総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えていなか否か判定する。

記憶部２５は、ＲＯＭ、ＲＡＭや、ＦＤ（フレキシブル・ディスク）、ＨＤ（ハード・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭが装着されるＦＤＤ、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭドライバ等からなっている。記憶部２５は、各種プログラムを記憶するプログラム記憶部と、各電気給湯機の稼働情報や、設定情報等の各種情報を記憶する情報記憶部とを有している。図５に示すように、記憶部２５の情報記憶部には、電気給湯機識別符号に対応付けて、定格電力［ｋＶＡ］や、実績としての稼働時間等が記憶される。

通信部２６は、商用電力の周波数帯域をカットし、電力線搬送通信のための信号の周波数帯域を通過させるフィルタ回路と、例えば、低圧配電線９に電力線搬送通信のための信号を注入するカプラ回路とを含んでいる。また、電源部２８は、低圧配電線９を介して供給される電力から構成各部に供給する駆動電力を生成する。

子制御装置６ａ（６ｂ，６ｃ，…）は、図６に示すように、構成各部を制御する主制御部３１と、各種制御プログラムやデータが記憶される記憶部３２と、所定のプロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）に従って親制御装置３との間で電力線搬送通信を行うための通信部３３と、電源部３４と、Ａ／Ｄ変換器を含み計測値が入力される入力部３５と、ヒータ４１を制御するヒータ制御部３６と、リモコン端末３８を制御するリモコン制御部３７とを有している。

主制御部３１は、ＣＰＵ等からなり、記憶部３２に記憶された所定の制御プログラムに従って構成各部を制御する。この実施の形態では、主制御部３１は、通信部３３を介して、親制御装置３から制御信号（通電開始制御信号／通電停止制御信号）を受けると、ヒータ制御部３６を介して、ヒータ４１への通電をオン／オフさせる。主制御部３１は、親制御装置３から制御信号を受けない場合は、例えば、計測された温度等に基づいて、ヒータ４１への通電をオン／オフさせる。また、主制御部３１は、親制御装置３から要求があると、又は定期的に、稼働情報（例えば、通電時刻情報等）を、通信部３３を介して、親制御装置３へ送信する。

通信部３３は、商用電力の周波数帯域をカットし、電力線搬送通信のための信号の周波数帯域を通過させるフィルタ回路と、例えば、低圧配電線９に電力線搬送通信のための信号を注入するカプラ回路とを含んでいる。また、電源部３４は、低圧配電線９を介して供給される電力から構成各部に供給する駆動電力を生成する。

電気給湯機本体７ａ（７ｂ，７ｃ，…）は、リレー回路４２によって制御され、タンク内の水を加熱するヒータ４１と、ヒータ制御部３６によって駆動制御されるリレー回路４２と、通電時の消費電流を計測する電流計測部４３と、タンク内の湯の温度を計測する温度計測部４４と、タンク内の水位を計測する液位計測部４５とを有している。また、リモコン端末３８は、表示部４６と、操作部４７とを有している。

図７は、同親制御装置の動作を説明するための処理手順図、図８乃至図１１は、同親制御装置の動作を説明するための説明図である。図７乃至図１１を参照して、電気給湯機制御システムの動作について説明する。

まず、親制御装置３で、制御部２４は、前回稼働情報取得処理を実行する（ステップＳＡ１１（図７））。制御部２４は、前回（前日）の稼働情報として、記憶部２５に記憶された各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯情報（通電時間及び時間数）等を取得する。次に、ステップＳＡ１２で、制御部２４は、要求情報取得処理を実行する。制御部２４は、例えば、リモコン端末３８を介して入力された需要家からの要求情報を取得する。

次に、ステップＳＡ１３で、制御部２４は、今回負荷予測処理を実行する。制御部２４は、前回稼働情報及び要求情報に基づいて、今回（２３時から翌８時まで）の各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯及び総計電力量の時間的変化を含む負荷情報を予測する（例えば、図８及び図９参照。）。次に、ステップＳＡ１４で、制御部２４は、制御要否判定処理を実行する。制御部２４は、負荷情報の予測結果に基づいて、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超える時間帯がある場合は、制御要と判定し、ステップＳＡ１５へ進み、これ以外の場合は、処理を終了する。

次に、ステップＳＡ１５で、制御部２４は、最適スケジュール生成処理を実行する。制御部２４は、最適スケジュール生成処理で、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する。この実施の形態では、最適スケジュール生成処理は、優先順位設定処理を含んでいる。制御部２４は、優先順位設定処理で、制御条件として、例えば、稼働時間、負荷の大きさ、要求情報の有無等を設定し、これらの制御条件のなかから少なくとも１つの条件を選定して、制御する電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）、又はその順位を設定する。

制御部２４は、例えば、要求情報がない電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）を制御するものとし、このなかから、稼働時間が短い機器から、又は／及び負荷が大きい機器から通電時間帯を調整して、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、最適スケジュールを生成する。例えば、図１０及び図１１に示すように、通電時間が最も短く、定格電力も最も大きい電気給湯機５ｅのみ、通電時間帯を移動させる調整を行う。

次に、ステップＳＡ１６で、制御部２４は、制御信号送信処理を開始する。制御部２４は、制御対象の電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）へ通信部２６を介して、制御信号（通電開始制御信号及び通電停止制御信号）を送信する。次に、ステップＳＡ１７で、制御部２４は、稼働情報取得処理を実行する。制御部２４は、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の稼働情報（通電時の電流値等を含む）を取得する。次に、ステップＳＡ１８で、制御部２４は、総計電力算出処理を実行する。制御部２４は、電気給湯機５ａ，５ｂ，…の総計電力量を算出する。

次に、ステップＳＡ１９で、制御部２４は、調整要否判定処理を実行する。制御部２４は、調整要否判定処理で、電気給湯機５ａ，５ｂ，…の総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えていなか否か判定し、越えている場合は調整要と判定し、ステップＳＡ１５に戻り、これ以外の場合は、ステップＳＡ２０に進む。これにより、水温の変化等による稼働時間の変動に対応することができるとともに、適正に運転されているか否かの確認を行うことができる。次に、ステップＳＡ２０で、制御部２４は、終了時刻（８時）となったか否か判定する。制御部２４は、終了時刻となった場合は、処理を終了し、これ以外の場合は、ステップＳＡ１７へ戻る。

これにより、非制御時には、図８及び図９に示すように、総計電力が容量を超過した時間帯があったが、制御時には、図１０及び図１１に示すように、例えば、電気給湯機５ｅ（識別符号０００ｅ）の稼働時間帯を移動させることにより、全時間帯に亘って、総計電力が容量を下回るように改善された。なお、図８乃至図１１において、「０００ａ（ａ）」、「０００ｂ（ｂ）」、「０００ｃ（ｃ）」、「０００ｄ（ｄ）」、「０００ｅ（ｅ）」は、それぞれ、電気給湯機５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを示す。

こうして、この実施の形態の構成によれば、親制御装置が、割引適用の所定の時間帯（２３時から翌８時まで）において、負荷が平準化され、かつ、常に、総計電力量が、対応する柱上変圧器の容量を超過しないように、子制御装置を介して、各電気給湯機を制御するので上記時間帯を通して柱上変圧器の稼働率を向上させることができ、過負荷による深夜の停電を抑制することができる。

また、柱上変圧器の容量を過大に設定することなく、その過負荷を抑制することができる。すなわち、柱上変圧器の容量増強を極力回避でき、増強するとしても適正な容量に設定でき、過大となることがない。これにより、設備費や工事費に係るコストを低減することができる。また、柱上変圧器の容量増強不要の場合は、停電工事を回避することができる。

また、制御条件として、例えば、稼働時間、負荷の大きさ、要求情報の有無等を設定し、これらの制御条件のなかから少なくとも１つの条件を選定して、制御する電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）、又はその順位を設定するので、円滑かつ確実に、最適スケジュールを生成し、電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）を最適に制御して、柱上変圧器の過負荷を確実に抑制することができる。

（実施の形態２）
図１２は、この発明の実施の形態２による電気給湯機制御システムの親制御装置の動作を説明するための処理手順図である。この実施の形態の構成が上述した実施の形態１の構成と大きく異なるところは、各子制御装置が、液位情報（水量情報）や温度情報等を親制御装置へ送信し、親制御装置で、各電気給湯機における所要通電時間を算出して、最適スケジュールを生成するように構成した点である。

この実施の形態では、親制御装置３の制御部２４は、記憶部２５に記憶された制御プログラムに従って、給湯機制御処理等を実行する。給湯機制御処理は、前回稼働情報取得処理や、要求情報取得処理、計測情報等取得処理、所要通電時間算出処理、最適スケジュール生成処理、制御信号送信処理等を含んでいる。

制御部２４は、計測情報等取得処理で、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）から、液位情報（水量情報）や温度情報、設定温度等を取得する。制御部２４は、所要通電時間算出処理で、取得した計測情報等や、予め知られたヒータ容量に基づいて、沸き上がるまでに必要な所要通電時間を算出する。

制御部２４は、最適スケジュール生成処理で、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する。次に、図１２を参照して、電気給湯機制御システムの動作について説明する。まず、親制御装置３で、制御部２４は、前回稼働情報取得処理を実行する（ステップＳＢ１１（図１２））。次に、ステップＳＢ１２で、制御部２４は、要求情報取得処理を実行する。

次に、ステップＳＢ１３で、制御部２４は、計測情報等取得処理を実行する。制御部２４は、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）から、液位情報（水量情報）や温度情報、設定温度等を取得する。次に、ステップＳＢ１４で、制御部２４は、所要通電時間算出処理を実行する。制御部２４は、所要通電時間算出処理で、取得した計測情報等や、予め知られたヒータ容量に基づいて、沸き上がるまでに必要な所要通電時間を算出する。

次に、ステップＳＢ１５で、制御部２４は、最適スケジュール生成処理を実行する。制御部２４は、最適スケジュール生成処理で、全深夜時間帯（２３時から翌８時まで）に亘って、総計電力量が、柱上変圧器２の容量を超えないように、各電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する。

次に、ステップＳＢ１６で、制御部２４は、制御信号送信処理を開始する。制御部２４は、制御対象の電気給湯機５ａ（５ｂ，５ｃ，…）へ通信部２６を介して、制御信号（通電開始制御信号及び通電停止制御信号）を送信する。次に、ステップＳＢ１７で、制御部２４は、終了時刻（８時）となったか否か判定する。制御部２４は、終了時刻となった場合は、処理を終了し、これ以外の場合は、ステップＳＢ１６へ戻る。

この実施の形態の構成によれば、上述した第１の実施の形態と略同一の効果を得ることができる。加えて、前回（前日）の実績に基づいて予測することなく、過負荷が抑制されるように、正確かつ確実に、各電気給湯機を制御することができる。

以上、この発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、親制御装置において、前回稼働情報取得処理や、要求情報取得処理、今回負荷予測処理、制御要否判定処理、最適スケジュール生成処理、制御信号送信処理、稼働情報取得処理、総計電力算出処理、調整要否判定処理等を、制御部が、対応する制御プログラムを実行することによって行う場合について述べたが、一部又は全部を専用のハードウェアを用いて行い、他の一部を対応するプログラムを実行して処理するようにしても良い。また、それぞれ別々のＣＰＵが実行しても良いし、例えば、単一のＣＰＵが実行しても良い。

また、図１３に示すように、配電設備情報管理システム５１において、親制御装置５３ａ，５３ｂ，…の記憶部に、負荷曲線（例えば、子制御装置５５ａ（５５ｂ，５５ｃ，…）別の情報や、総計を含む）等の負荷情報を記憶させ、かつ、ネットワーク５４を介して電力会社Ａに設置した管理サーバ５２に送信して、一括管理させて、対応する柱上変圧器の容量増強のための取替工事等の優先順位を設定するために活用することができる。ここで、ネットワーク５４としては、専用の通信路を用いたネットワークのほか、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）回線、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等を用いたネットワークでも良い。

また、親制御装置３と子制御装置６ａ（６ｂ，６ｃ，…）との間の通信は、電力線搬送通信に限らず、無線通信によっても良い。また、電気給湯機は、ヒータ式に限らず、ヒートポンプ式であっても良い。ここで、コンプレッサ保護のために、ヒータ式に比べて長時間間隔（例えば、略３０分単位）で制御するようにする。また、深夜電力機器として、蓄熱式電気暖房機にも適用できる。また、対応する子制御装置を設置する場合には、所定の割引料金体系が適用されるようにしても良い。また、子制御装置は、電気給湯機本体と一体化させても良いし、独立して配置しても良い。

また、第１の実施の形態で、制御部２４が、制御不要（ステップＳＡ１４）の判定をした場合に、処理を終了せずに、ステップＳＡ１７へ進んで稼働情報取得を実行するようにしても良い。

また、第２の実施の形態で、液位情報（水量情報）や温度情報等を親制御装置に送信して、親制御装置で各電気給湯機の所要通電時間等を算出する場合について述べたが、一部の電気給湯機について液位情報（水量情報）や温度情報等を親制御装置に送信して、親制御装置は、前回稼働情報（稼働実績）も参照するようにしても良い。また、親制御装置で各電気給湯機の所要通電時間等を算出する場合について述べたが、電気給湯機の子制御装置が、液位情報（水量情報）や温度情報に基づいて、所要通電時間を算出して、親制御装置へ送信するようにしても良いし、沸上り予定時刻や通電開始予定時刻等も予め親制御装置へ送信するようにしても良い。また、第２の実施の形態においては、前回稼働情報取得処理は、必ずしも実行しなくても良い。

また、警報装置を住戸に設置しておき、電気給湯機が故障の際に、親制御装置から子制御装置を介して警報情報を警報装置へ送信するようにしても良い。

戸建て住宅のほか、マンション等の集合住宅においても適用できる。また、変圧器としては、柱上変圧器のほか、例えば、集合住宅の電気室に配置された変圧器にも適用できる。

１ 電気給湯機制御システム（深夜電力機器制御システム）
２ 柱上変圧器（変圧器）
３ 親制御装置（第１の制御装置）
４ａ，４ｂ，… 住戸
５ａ，５ｂ，… 電気給湯機（深夜電力機器）
６ａ，６ｂ，… 子制御装置（第２の制御装置）
７ａ，７ｂ，… 電気給湯機本体
８ 高圧配電線
９ 低圧配電線
２４ 制御部（最適スケジュール生成手段、制御信号送信手段、稼働情報取得手段、負荷情報予測手段、制御要否判定手段、通電時間算出手段）
２５ 記憶部

Claims (4)

1. 高圧配電線を介して供給される第１の電圧を第２の電圧に変換して低圧配電線に供給する変圧器と、前記低圧配電線を介して電力が供給され、需要家に配置される深夜電力機器と、前記変圧器に併設される第１の制御装置と、前記深夜電力機器に内蔵され、又は併設されて前記深夜電力機器を制御するとともに、通信路を介して前記第１の制御装置と通信可能な複数の第２の制御装置とを備えた深夜電力機器制御システムであって、
   前記第１の制御装置は、通電可能時間帯に亘って、複数の前記深夜電力機器の電力量の総計が、前記変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の前記深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する最適スケジュール生成手段と、前記最適スケジュールに基づいて、対応する前記第２の制御装置へ前記深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信する制御信号送信手段とを備え、
   前記最適スケジュール生成手段は、前記深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに前記需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、前記制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した前記制御条件に基づいて、制御対象の前記深夜電力機器、又はその順位を設定し、前記最適スケジュールを生成する
   ことを特徴とする深夜電力機器制御システム。
2. 前記第１の制御装置は、前記深夜電力機器の通電時間帯情報を含む稼働情報を取得する稼働情報取得手段と、前回の前記稼働情報に基づいて、今回の前記深夜電力機器の通電時間帯及び電力量の総計の時間的変化を含む負荷情報を予測する負荷情報予測手段と、前記負荷情報予測手段による予測結果に基づいて、前記電力量の総計が、前記変圧器の容量を超える時間帯がある場合は、制御要と判定する制御要否判定手段とを備え、前記最適スケジュール生成手段は、制御要と判定された場合に、前記最適スケジュールを生成することを特徴とする請求項１に記載の深夜電力機器制御システム。
3. 前記第１の制御装置は、前記深夜電力機器の所要通電時間を算出する通電時間算出手段を備え、前記最適スケジュール生成手段は、前記所要通電時間に基づいて、前記最適スケジュールを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の深夜電力機器制御システム。
4. 変圧器が、高圧配電線を介して供給される第１の電圧を第２の電圧に変換して低圧配電線に供給し、需要家に配置される深夜電力機器に、前記低圧配電線を介して電力が供給され、前記変圧器に併設される第１の制御装置と、前記深夜電力機器に内蔵され、又は併設されて前記深夜電力機器を制御するとともに、通信路を介して前記第１の制御装置と通信可能な複数の第２の制御装置とによって、前記深夜電力機器を制御する深夜電力機器制御方法であって、
   前記第１の制御装置は、通電可能時間帯に亘って、複数の前記深夜電力機器の電力量の総計が、前記変圧器の容量を超えないように、少なくとも一部の前記深夜電力機器の通電時間帯を調整して、最適スケジュールを生成する最適スケジュール生成処理と、前記最適スケジュールに基づいて、対応する前記第２の制御装置へ前記深夜電力機器に対する通電開始及び通電停止のための制御信号を送信する制御信号送信処理とを実行し、
   前記最適スケジュール生成処理では、前記深夜電力機器の稼働時間、及び負荷の大きさ、並びに前記需要家からの要求情報の有無のうち少なくとも１つを含む制御条件を設定し、前記制御条件のなかから少なくとも１つの制御条件を選定して、選定した前記制御条件に基づいて、制御対象の前記深夜電力機器、又はその順位を設定し、前記最適スケジュールを生成する
   ことを特徴とする深夜電力機器制御方法。

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