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JP6028044B2 - 電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法 - Google Patents

電力制御システム、制御装置、及び電力制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、節電目標を達成するために、家庭内、ビル、店舗などに設置された機器の消費電力を制御する技術に関する。
本技術分野の背景技術として、例えば、特開2004−23283号公報がある。この公報には、コントローラがネットワークを介して家電機器などの消費電力を制御することが開示されている。
特開2004−23283号公報に開示されたシステムにおいて、家屋内の電力が不足した場合、コントローラから家電機器の運転の抑制を指示し、家電機器が運転を抑制することによって消費電力を抑制することができる。
しかし、制御装置から家電機器に電力の抑制を指示する場合、コントローラが各機器を省電力化するためのインタフェースを認識し、認識されたインタフェースを用いて明示的に制御する必要がある。例えば、エアコンの消費電力を削減する場合、コントローラはエアコンの温度設定のインタフェースを認識し、認識したインタフェースを用いてエアコンの状態を把握し、冷房の設定温度を上げ又は暖房の設定温度を下げるなどの制御をする必要がある。
このようなコントローラと家電機器とを接続するインタフェースとしては、日本国内では、ECHONET Lite規格の標準化が進んでいる。今後、ECHONET Lite規格に準拠したインタフェースを備えた家電機器、家電機器を制御するコントローラが市場で販売されると考えられる。
本発明は、コントローラが、制御対象機器の種別や各機器の状態を意識することなく、ECHONET Liteのようなインタフェースを介して、消費電力を制御することを目的とする。
本願において開示される発明の代表的な一例は以下の通りである。すなわち、消費電力を制御する電力制御システムであって、消費電力が制御される制御対象機器と、前記制御対象機器とネットワークで接続された制御装置とを備え、前記制御装置は、前記制御対象機器との通信を制御する通信制御部と、前記制御対象機器の消費電力を制御する制御部と、を有し、前記制御装置は、前記制御対象機器の節電設定を取得することによって、前記制御対象機器が電力制限設定、電流制限設定及び節電動作設定のいずれの節電設定に対応しているかを判定し、当該制御対象機器が対応している節電設定の中で、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定の順に優先して、前記制御対象機器の消費電力を制御する。
本発明によれば、制御装置が、制御対象機器が対応可能な省電力機能を選択し、適切な方法により消費電力を削減することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
本発明の第1の実施例の電力制御システムの構成を示す図である。 本発明の第1の実施例の制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施例の制御対象機器の構成例を示すブロック図である。 本発明のゲートウェイ装置と一体化した制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施例の制御装置がサーバから受信する省エネ要求データを説明する図である。 本発明の第1の実施例の制御装置がサーバから受信する省エネ解除データを説明する図である。 本発明の第1の実施例の制御装置と制御対象機器との通信に用いられるECHONET Liteの命令電文のフォーマットを説明する図である。 本発明の第1の実施例の制御装置と制御対象機器との通信に用いられるECHONET Liteの応答電文のフォーマットを説明する図である。 本発明の第1の実施例の制御対象機器の電力を制御するためのプロパティの例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の制御装置が各制御対象機器の電力の管理状態を管理するために用いる機器管理テーブルの構成を説明する図である。 本発明の第1の実施例の制御装置が制御対象機器を制御するプロトコル処理のフローチャートである。 本発明の第1の実施例の全体消費電力監視処理のフローチャートである。 本発明の第1の実施例の節電開始処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施例の節電終了処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施例の制御対象機器の電力を制御するためのプロパティの例を説明する図である。 本発明の第2の実施例の電力計測処理のフローチャートである。
以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
<第1の実施例>
図1は、第1の実施例の電力制御システムの構成を示す図である。
第1の実施例の電力制御システムは、制御装置100及びゲートウェイ装置120を含む。
制御装置100は、内部ネットワーク140を介して制御対象機器110A〜Nと接続され、接続された制御対象機器110A〜Nを制御する。また、制御装置100は、計測機器用ネットワーク150を介して、制御装置100に伝達される。さらに、制御装置100は、サーバ200からデータを受信する。
制御対象機器110A〜Nは、制御装置100に制御される機器であり、例えば、エアコン、テレビ、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯器、空気清浄機などの機器である。各制御対象機器110A〜Nは、消費電力を制御するためのプロパティ920Aを格納する。プロパティ920Aの構成例は図7を用いて後述する。
ゲートウェイ装置120は、内部ネットワーク140とネットワーク160との間で、データを転送する。ゲートウェイ装置120は、ネットワーク160を介してサーバ200と接続する。
電力計測器130は、分電盤やコンセントに設置され、各制御対象機器や家全体の消費電力を計測する。なお、電力計測器130は、消費電力の代わりに、消費電流を測定してもよい。電力計測器130が計測した消費電力(又は、消費電流)は、計測機器用ネットワーク150を介して、制御装置100に伝達される。なお、本発明において、電力計測器130は必須ではない。
内部ネットワーク140は、例えば、ECHONET Lite規格に準拠するホームネットワークによって構成する。また、内部ネットワーク140の伝送メディアは、Ethernet、802.15.4、Wi−Fi、Bluetoothなどがある。
計測機器用ネットワーク150は、RS−485、802.15.4、Ethernetなどを用いたネットワークである。計測機器用ネットワークは、内部ネットワーク140と共用でもよい。
ネットワーク160は、例えば、インターネットや、AMI(Advanced Metering Infrastructure)である。
電力制御システムには、太陽光発電設備170及び蓄電設備180が接続されてもよい。なお、太陽光発電設備170は及び蓄電設備180は、電力制御システムに必須の構成ではない。太陽光発電設備170は、電力計測器130に接続される。電力計測器130は、太陽光発電設備170の発電量を計測する。蓄電設備180は、鉛蓄電池やリチウムイオンバッテリーに蓄電する。蓄電設備180が通信機能を備える場合、制御装置100から蓄電量を監視することができる。
サーバ200は、地域の電力消費量及び発電量を監視し、必要に応じて、後で説明する省エネ要求を、制御装置100に送信する。
図2は、第1の実施例の制御装置100の構成例を示すブロック図である。
第1の実施例の制御装置100は、制御部101、記憶部102、電力計測部103及び通信処理部104を有する。
制御部101は、記憶部102に格納されたプログラムを実行することによって、制御装置100に接続された装置を制御し、データ処理及び通信処理などの処理の実行する。
記憶部102は、例えば、ROM、RAM、フラッシュメモリなどの記憶媒体で構成され、制御部101が実行するプログラム、及びプログラム実行時に使用されるデータが格納されるワーク領域などで使用する。
電力計測部103は、通信インタフェースであり、例えば、RS−485、802.15.4、Ethernetなどの規格に準拠したハードウェア及び制御ソフトウェアで構成される。電力計測部103は、電力計測器130から消費電力データを受信し、受信した消費電力データを制御部101に転送する。なお、電力制御システムが電力計測器130を含まない場合、電力計測部103は不要である。
通信処理部104は、通信インタフェースであり、例えば、Ethernet、802.15.4、無線LAN、luetoothなどを伝送メディアとするECHONET Lite規格に準拠したハードウェア及び制御ソフトウェアで構成される。通信処理部104は、サーバ200との間でデータを送受信し、及び制御対象機器110との間でデータを送受信する。
なお、電力計測部103と通信処理部104とは、一つのネットワークインタフェースによって構成してもよい。
制御部101、記憶部102、電力計測部103及び通信処理部104は、バス105によって接続される。
制御装置100は、ユーザに情報を表示し、ユーザからの指示を受け付けるユーザインタフェースを有してもよい。
図3は、第1の実施例の制御対象機器110の構成例を示すブロック図である。
第1の実施例の制御対象機器110は、機器制御部111及び通信処理部112を有する。
機器制御部111は、制御対象機器110の状態の設定、制御対象機器110の動作の制御、ユーザとのインタフェースの制御など、制御対象機器110の全体を制御する。なお、機器制御部111の構成は、エアコン、テレビ、冷蔵庫、ヒートポンプ給湯器、空気清浄機など、制御対象機器110によって異なる。機器制御部111は、メモリに格納されたプログラムを実行するプロセッサ、又は、ハードウェアによる論理回路によって構成される。
通信処理部112は、通信インタフェースであり、例えば、Ethernet、8802.15.4、無線LAN、Bluetoothなどの規格に準拠したハードウェア及び制御ソフトウェアで構成される。通信処理部112は、制御装置100との間でデータを送受信する。
以上、制御装置100及び制御対象機器110の構成について説明したが、他の機器は公知であるため、他の機器の構成の説明は省略する。
図1に示す電力制御システムの構成例では、制御装置100とゲートウェイ装置120とを別の機器で構成する例を説明したが、制御装置100とゲートウェイ装置120とは一体の装置でもよい。
図4は、ゲートウェイ装置120と一体化した制御装置125の構成例を示すブロック図である。
ゲートウェイ装置120を一体化した制御装置125は、図2に示す制御装置100に、外部通信処理部106及びルーティング処理部107を追加した構成となる。
外部通信処理部106は、通信インタフェースであり、例えば、Ethernet、8802.15.4、無線LAN、Bluetoothなどの規格に準拠したハードウェア及び制御ソフトウェアで構成される。外部通信処理部106は、ネットワーク160と接続し、サーバ200との間でデータを送受信する。
ルーティング処理部107は、内部ネットワーク140とネットワーク160との間のデータの転送を制御する。
制御装置100は、サーバ200から省エネの要求を受けた場合、または、制御装置100が管理する範囲の消費電力(以下、全体消費電力)が所定の閾値を超えた場合に、制御対象機器110に少ない消費電力での動作(省エネ動作)を指示する。また、サーバ200から省エネの要求を受け、かつ、制御装置100が管理する範囲の消費電力が所定の閾値より小さい場合、制御対象機器110に省エネ動作の解除を指示する。なお、全体消費電力の条件は用いなくてもよい。
以下、この制御の実現方法について説明する。
図5A及び図5Bは、それぞれ、制御装置100がサーバ200から受信する省エネ要求データ及び省エネ解除データを説明する図である。
図5Aに示すように、省エネ要求データは、いくつかのパターンがある。例えば、省エネ要求データ300Aは、単に消費電力の低減を要求する。省エネ要求データ300Bは、制御装置100が管理する範囲の消費電力を、一定の値(図では4kW)以下に抑えることを要求する。省エネ要求データ300Cは、制御装置100が管理する範囲の消費電力を一定の割合(図では10%)削減することを要求する。
また、図5Aに示すように、省エネ解除データ310は、省エネを解除することを制御装置100に要求する。
次に、図6A及び図6Bを用いて、制御装置100と制御対象機器110との通信に用いられるECHONET Liteの電文のフォーマットについて説明する。
図6Aに示すように、命令電文フォーマット900は、送信元識別情報901、送信先識別情報902、トランザクション識別子903、サービスコード904、プロパティ識別情報905及びプロパティ値906などを含む。
送信元識別情報901及び送信先識別情報902は、それぞれ、ネットワーク内で、電文の送り元及び送り先を示す。トランザクション識別子903は、命令トランザクションを一意に識別するための識別情報である。
サービスコード904は、命令電文の形式を示す。サービスコード904には、各プロパティの値を取得するGET(状態取得)、各プロパティの値を設定するSET(設定)、制御対象機器に非同期イベントを知らせるANNOUNCE(通知)などがある。SETには、応答電文による状態通知が返るものと、返らないものの2種類がある。ANNOUNCEには、相手を指定した通知と、ネットワーク内の全機器に同報通知するものの2種類がある。
プロパティ識別情報905は、参照または設定するプロパティを一意に識別する。プロパティ値906は、プロパティ設定命令の場合、設定するプロパティ値である。
GET命令及びSET命令に対し、制御対象機器110が結果を通知するために応答電文を用いる。図6Bに示すように、応答電文フォーマット910は、送信元識別情報911、送信先識別情報912、トランザクション識別子913、ステータス情報914、プロパティ識別情報915及びプロパティ値916などを含む。
送信元識別情報911及び送信先識別情報912は、それぞれ、ネットワーク内で、電文の送り元と送り先を示す。トランザクション識別子913は、応答する対象の命令を一意に識別するための識別情報である。ステータス情報914は、命令電文に対する実行状態を通知する。プロパティ識別情報915は、参照要求されたプロパティを一意に識別する識別情報である。プロパティ値916は、プロパティ参照命令の場合、通知されるプロパティ値である。
なお、命令電文において、プロパティを設定又は参照する場合、プロパティ識別情報905及びプロパティ値906のペアを複数繰り返して記述することによって、複数のプロパティ値をまとめて設定又は参照することができる。応答電文においても、複数のプロパティの設定又は参照が要求された場合、プロパティ識別情報915及びプロパティ値916のペアを複数繰り返し記述することによって、複数のプロパティ値をまとめて応答することができる。
図7は、制御対象機器の電力を制御するためのプロパティの例を説明する図である。図7に示すプロパティの例は、前述した電文フォーマットを用いて参照及び設定できる。
電力制御に関する共通プロパティ920Aは、動作状態921、瞬間消費電力計測値922、積算消費電力計測値923、積算運転時間924、電力制限設定926、電流制限設定928及び節電動作設定929などのプロパティを含む。瞬間消費電力計測値922、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924は、消費電力を計測するために用いるプロパティで、参照のみ可能である。その他のプロパティは、参照および設定が可能である。
動作状態プロパティ921は、電源ON/OFFの状態を表す。瞬間消費電力計測値プロパティ922、ピークの消費電力値(W)を取得するために用いられる。積算消費電力計測値プロパティ923、ある時点からの積算の消費電力値(Wh)を取得するために用いられる。積算運転時間プロパティ924は、消費電力を積算した時間である。
電力制限設定プロパティプロパティ926は、電力値(W)を指定して消費電力を制限するために用いられる。電流制限設定プロパティ928は、電流量を定格値に対する割合(%)で指定することによって消費電力を制限するために用いられる。節電動作設定プロパティ929は、具体的な数値を指定するのではなく、節電モード/通常モードの状態を指定して消費電力を変更するために用いられる。
以上に説明した共通プロパティのうち、動作状態プロパティ921は、どのような機器にも搭載する必要がある必須プロパティであるが、それ以外はオプションであり、必ずしもすべてのプロパティが参照及び設定できなくてもよい。
図8は、以上に説明したECHONET Lite規格に準拠したプロパティによる各制御対象機器110の電力の管理状態を、制御装置100が管理するために用いる機器管理テーブル700の構成を説明する図である。
機器管理テーブル700は、制御装置100の記憶部102に記録される。機器管理テーブル700は、一つ以上の機器管理レコード710A〜Nを含む。
各機器管理レコード710は、機器識別情報711、名称712、優先度713、省エネ対応714、状態715、電力制限設定プロパティ(716、717)、電流制限設定プロパティ(718、719)、節電動作設定プロパティ(720、721)、及び、動作状態プロパティの値722を含む。
電力制限設定プロパティは、サポート有無716及び値717を含み、電流制限設定プロパティは、サポート有無718及び値719を含み、節電動作設定プロパティは、サポート有無720及び値721を含む。
機器識別情報711は、制御対象機器を一意に識別するための識別情報であり、例えば、機器のIPアドレスやMACアドレスに基づいて割り当てるとよい。名称712は、機器識別情報711で識別される機器の名称である。優先度713は、省エネ制御を行うときの優先度である。例えば、優先度713は、1以上の整数値であり、値が小さいほど優先度が高い。
省エネ対応714は、機器識別情報711で識別される機器が、省電力制御に対応しているか否かを示すフラグである。例えば、当該機器が、電力制限設定926、電流制限設定928及び節電動作設定929のいずれかのプロパティをサポートしていれば対応「あり」である、いずれのプロパティもサポートしていなければ対応「なし」である。
状態715は、機器識別情報711で識別される機器の状態である。例えば、機器の状態は、「通常状態」「省エネ状態」等があり、電力制限設定926、電流制限設定928及び節電動作設定929のいずれかのプロパティによる省電力制御が行われていれば「省エネ状態」が設定され、省電力制御が行われていなければ「通常状態」が設定される。
フィールド716〜722は、各省電力制御の有無及び状態を表す。例えば、電力制限設定プロパティ926をサポートしている(サポート有無716が「あり」である)場合、プロパティの値が設定可能となる。電力制限設定プロパティ926の設定が成功した場合、設定された電力制限設定プロパティの値をフィールド717に設定する。
同様に、電流制限設定プロパティ928をサポートしている(サポート有無718が「あり」である)場合、プロパティの値が設定可能となる、電流制限設定プロパティ928の設定が成功した場合、設定された電流制限設定プロパティの値をフィールド719に設定する。
さらに、節電動作設定プロパティ929をサポートしている(サポート有無720が「あり」である)場合、プロパティの値が設定可能となる、節電動作設定プロパティ929の設定が成功した場合、設定された節電動作設定プロパティの値をフィールド721に設定する。
動作状態プロパティ921は、全ての機器がサポートしている必須プロパティであるため、サポートの有無を管理する必要がなく、プロパティの値722のみを管理する。動作状態プロパティ921の設定が成功した場合、設定された動作状態プロパティ921の値をフィールド722に設定する。
機器管理レコードは、UPnP(Universal Plug & Play)などのプロトコルを用いて、機器管理テーブル700へ登録することができる。この場合、制御対象機器110は、UPnPを用いて、登録に必要な情報を制御装置100に送信する。
各プロパティのサポート有無は、各プロパティに関するGETの命令電文を発行し、プロパティの値が正常に取得できるか、又は、未サポートのエラーコードが返されるかによって判定することができる。
また、機器管理レコードは、手動で機器管理テーブル700へ登録することもできる。この場合、例えば、制御装置100がWWWサーバ機能を有し、PC等のブラウザ機能を用いて、内部ネットワーク140を経由して、制御装置100に機器管理レコードを設定する。
以上に説明したような機器管理テーブル700を、制御装置100が持ち、各制御対象機器110の電力制御状態を管理することによって、ホームネットワーク内の機器に対して統合的に効率的な省電力制御を行うことができる。
次に、以上説明したデータ構造を用いて行われる省電力制御について説明する。
図9は、制御装置100が制御対象機器110を制御するプロトコル処理のフローチャートである。
制御装置100の通信処理部104は、所定のイベントを契機として制御対象機器110を制御するために、処理フロー610に示すように、ECHONET Lite規格で規定されたプロパティ情報の参照命令、又は、設定命令の命令電文を制御対象機器110に送信する(ステップ611)。
制御対象機器110は、制御装置100から送信された命令電文を受信すると、処理フロー650を実行する。具体的には、通信処理部112が、受信した命令電文の内容を解析し(ステップ651)、受信した命令電文がプロパティ情報の参照命令であれば、命令電文で指定されたプロパティの値を、応答電文として制御装置100に送信する(ステップ652)。
一方、受信した命令電文がプロパティ情報の設定命令であれば、命令電文で指定されたプロパティの設定値に応じた処理を機器制御部111に対して実行する。具体的には、処理が正常に実行された場合、命令電文で指定されたプロパティを指定された値で更新し(ステップ653)、処理結果(処理の正常終了)を、制御装置100に応答電文として送信する(ステップ654)。
一方、ステップ653において、命令電文で指定されたプロパティの処理が正常に実行されない場合は、プロパティの値を更新せず、処理結果(エラー)を、制御装置100に応答電文として送信する(ステップ654)。
制御装置100は、制御対象機器110から送信された応答電文を受信し(ステップ612)、設定処理又は参照処理が成功したかどうか判定し、成功した命令により指示内容に従って機器管理テーブル700を更新する(ステップ613)。その後、処理を終了する。
図10は、制御装置100が管理する範囲の消費電力が所定の閾値を超えたかを判定する全体消費電力監視処理400のフローチャートである。
全体消費電力監視処理400は、例えばタイマなどにより、繰り返し(例えば、所定の時間間隔で)起動する。制御装置100が消費電力を管理する範囲とは、例えば、家全体、店舗全体又はビル全体である。
全体消費電力監視処理400では、まず、電力計測器130で測定したデータを用いて、全体消費電力を計測する(ステップ401)。次に、機器管理テーブル700から当該機器の状態715を取得し、状態が「通常状態」であるか、「省エネ状態」であるかを判定する(ステップ402)。機器の状態が通常状態であると判定された場合、ステップ401で計測した全体消費電力が、所定の上限閾値より小さいかを判定する(ステップ403)。全体消費電力が所定の上限閾値より小さい場合、処理を終了する。一方、全体消費電力が所定の上限閾値以上である場合、節電開始処理を実行する(ステップ404)。節電開始処理の詳細は、図11を用いて説明する。その後、処理を終了する。
一方、ステップ402で、機器の状態が省エネ状態であると判定された場合、ステップ401で計測した全体消費電力が、所定の下限閾値より小さいかかを判定する(ステップ406)。全体消費電力が所定の下限閾値以上である場合、処理を終了する。一方、全体消費電力が所定の下限閾値より小さい場合、制御対象機器110の省電力処理を解除するための節電終了処理を実行する(ステップ407)。節電終了処理の詳細は、図12を用いて説明する。その後、処理を終了する。
図11は、節電開始処理の詳細を示すフローチャートである。
節電開始処理950は、全体消費電力監視処理400から実行される場合、又は、制御装置100がサーバ200から省エネ要求データ300Aを受信したときに実行される。
まず、電力制御を行う順序を決定し、優先度を設定する(ステップ951)。例えば、図10の消費電力計測401のステップで計測された各制御対象機器110の消費電力に基づいて、消費電力が大きい順に制御してもよいし、ユーザが設定した順序に制御してもよい。
その後、全ての制御対象機器110の省電力制御が完了しているかを判定する(ステップ952)。その結果、全ての制御対象機器110の省電力制御が完了していれば、処理を終了する。一方、一部の制御対象機器110の省電力制御が完了していなければ、決定された電力制御ポリシーに基づいて、各制御対象機器110の電力制御処理(ステップ953〜961)を実行する。
具体的には、各制御対象機器110の省電力制御では、機器管理テーブル700に基づいて、制御対象機器110が電力制限設定プロパティ926をサポートしているかを判定する(ステップ953)。当該機器が電力制限設定プロパティ926をサポートしていれば、制限電力値(W)を電力制限設定プロパティ926に設定する命令を制御対象機器110に送信する(ステップ954)。電力制限設定プロパティ926を優先的に設定するのは、電力の制限が、最も明確な省電力目標を設定可能だからである。
当該機器が電力制限設定プロパティ926をサポートしない場合、当該機器が電流制限設定プロパティ928をサポートしているかを判定する(ステップ955)。当該機器が電流制限設定プロパティ928をサポートしていれば、目標とする電力制限値から電流制限値を算出し(ステップ956)、電流制限値を定格値からの割合(例えば、%の値)を電流制限設定プロパティ928に設定する命令を制御対象機器110に送信する(ステップ957)。電力制限設定プロパティ926の次に、電流制限設定プロパティ928を優先的に設定するのは、電流の制限は、明確な省電力目標となりうるからである。
当該機器が電流制限設定プロパティ928をサポートしない場合、当該機器が節電動作設定プロパティ929をサポートしているかを判定するステップ958)。当該機器が節電動作設定プロパティ929をサポートしていれば、「節電モード」を節電動作設定プロパティ929に設定する命令を制御対象機器110に送信する(ステップ959)。
当該機器が節電動作設定プロパティ929をサポートしない場合、当該機器の電源を遮断が可能かを判定する(ステップ960)。例えば、制御対象機器110のメーカID及び機器IDによって、電源を遮断可能かを判定してもよい。具体的には、動作していない電子レンジの待機電力を削減するなどである。
そして、当該機器の動作や利用者の利便性に支障が少なければ、当該機器の電源を遮断が可能と判定し、「電源OFF」を動作状態プロパティ921に設定する命令を制御対象機器110に送信する(ステップ961)。このように、最後の方法として当該機器の電源を遮断するので、機器の動作に影響を与えることなく消費電力を削減することができる。
なお、緊急に節電が必要である場合に電源を遮断できる可能性のある制御対象機器110は、例えば、家庭用蓄電器、電気自動車用充電器、照明機器、洗浄便座、AV機器などがある。これらの機器の種別は、ECHONET Liteで取得できる機器種別のプロパティから自動的に判定することもできる。また、制御装置100のユーザインタフェースを用いて、電源を遮断してもよい制御対象機器110を個別に設定してもよい。
制御対象機器110の電力制御処理(ステップ953〜961)を実行後、当該制御が成功した場合、実行された制御内容で機器管理テーブル700を更新する(ステップ962)。以上の処理(ステップ953〜962)で各制御対象機器110の電力制御処理が完了し、ステップ952に戻る。
なお、各制御対象機器110への省電力処理を実行する前に、当該省電力処理を実行するかをユーザに確認してもよい。この場合、制御装置100のユーザインタフェースに省電力処理を実行するかを確認する画面を表示し、ユーザが省電力処理を実行することを選択した場合、省エネ要求処理610を実行する。一方、ユーザが省電力処理を実行しないことを選択した場合、省エネ要求処理610を実行しない。また、制御装置100がWWWサーバ機能を有し、ユーザがPC等のブラウザ機能を用いて、省電力処理を実行するかを確認してもよい。
制御装置100が決定する各制御対象機器110の電力制御ポリシーは、後述する策定ルールによって決定してもよい。
(1)機器管理テーブル700に設定された優先度713が高い機器の電力を優先的に制御する。
(2)電力量の削減がより確実に見込まれる電力制限設定プロパティ926及び電流制限設定プロパティ928がサポートされている機器の電力を優先的に制御する。
制御装置100は、これらのルールの一つ又は組み合わせによって、各制御対象機器110の制御内容を最終的に決定してもよい。
図12は、節電終了処理の詳細を示すフローチャートである。
節電終了処理970は、全体消費電力監視処理400から実行される場合、又は、制御装置100がサーバ200から省エネ解除データ310を受信したときに実行される。
まず、機器管理テーブル700を参照し、節電終了処理の起動時の制御対象機器110の電力制限状態の情報を取得する(ステップ971)。
その後、各制御対象機器110の省電力状態が解除されているかを判定する(ステップ972)。その結果、全ての制御対象機器110の解除処理が完了していれば、処理を終了する。一方、一部の制御対象機器110の解除処理が完了していなければ、取得した電力制限状態の情報に基づいて、各制御対象機器110の省電力状態を解除する(ステップ973〜979)。
具体的には、各制御対象機器110の省電力状態の解除処理では、参照命令を制御対象機器110へ送信し、その時の動作状態プロパティ921の値を取得する。取得した動作状態プロパティ921の値を参照して、当該機器の電源状態を判定する(ステップ973)。取得した動作状態プロパティ921の値が「電源OFF」であれば、節電終了処理によって電源を投入する必要はないので、何も行わないでステップ972に戻る。
取得した動作状態プロパティ921の値が「電源ON」であれば、機器管理テーブル700に設定されたプロパティの値を取得する(ステップ973)。取得したプロパティの値に基づいて、当該機器に電力制限設定プロパティ926が設定されているかを判定する(ステップ974)。当該機器に電力制限設定プロパティ926が設定されている場合、電力制限設定プロパティ926の制限を解除する。ECHONET Liteでは、電力制限プロパティは制限値(W)で設定するため、明確な解除指示は行えない。そのため、ECHONET Liteで別途規定されているメーカーコード及び機種コードなどのプロパティから、その機器の定格電力値(最大電力値)を判定し、制御対象機器110への電文命令で判定された定格電力値を電力制限設定プロパティに設定する(ステップ975)。この際、機器管理テーブル700の電力制限設定プロパティの値719をクリアすることによって、制御装置100の内部状態として電力制限が解除されたことを記録する。
当該機器に電力制限設定プロパティ926が設定されていない場合、取得したプロパティの値に基づいて、当該機器に電流制限設定プロパティ928が設定されているかを判定する(ステップ976)。当該機器に電流制限設定プロパティ928が設定されている場合は、電流制限設定を解除する。電流制限は割合(例えば、%)で設定されているため、制御対象機器110への電文命令によって100%を電流制限設定プロパティ928に設定する(ステップ977)。
当該機器に電流制限設定プロパティ928が設定されていない場合、取得したプロパティの値に基づいて、当該機器に節電動作設定プロパティ929が設定されているかを判定する(ステップ978)当該機器に節電動作設定プロパティ929が設定されている場合、節電モードを解除する。節電モードの解除は、制御対象機器110への電文命令によって、「通常」モードを節電動作設定プロパティ929に設定する(ステップ979)。
制御対象機器110の省電力状態解除処理(ステップ973〜979)を実行後、当該制御が成功した場合、実行された制御内容で機器管理テーブル700を更新する(ステップ980)。以上の処理(ステップ973〜980)で各制御対象機器110の省電力状態解除処理が完了し、ステップ972に戻る。
以上の処理により、制御装置100がサーバ200から省エネ要求データ300Aを受信した場合や、制御装置100が全体の消費電力を制御するために節電処理を開始した場合に、制御対象機器110での消費電力を減らすことができる。すなわち、地域で電力が足りなくなった場合でも、電力を安定に供給することができる。また、家庭又は店舗における消費電力量が契約している消費電力量に近づいた場合でも、ブレーカが作動して、電源の供給が遮断することを防止することができる。
以上に説明したように、本発明の第1の実施例では、制御装置100が、サーバ200から省エネ要求データを受信した場合、又は、制御装置100の消費電力監視処理によって消費電力を削減すべきと判定した場合、制御対象機器が対応できる複数の省電力機能から最適な省電力機能を選択し、可能な限り節電目標に近い消費電力の削減を達成することができる。
よって、制御装置100が、制御対象機器110に対する電力計測処理、電力制限設定の設定処理、及び電力制限設定の解除処理において、制御対象機器110固有の仕様を考慮する必要がない。また、制御対象機器110に対応した個別の仕様を実装する必要がなくなり、制御装置100の制御処理が容易になり、新たな制御対象機器110へも容易に対応することができる。
<第2の実施例>
第2の実施例では、制御対象機器110のプロパティを拡張して、制御対象機器110の省電力制御を簡易化する。なお、第2の実施例では、前述した第1の実施例と異なる構成、処理についてのみ説明し、第1の実施例と同じ構成、処理についての説明は省略する。
図13は、本発明の第2の実施例の制御対象機器の電力を制御するためのプロパティの例を説明する図である。
拡張した制御対象機器のプロパティ920Bでは、前述した第1の実施例のプロパティ920Aの項目に、電力計測状態プロパティ925及び電力制限状態プロパティ927が追加される。
ECHONET Lite規格において、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924は、一般的には電源ON時にリセットされ、カウントが開始されると推測される。しかし、実際は機器の実装に依存しており、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924をリセットするタイミングを連動させる明確な規定はない。また、積算運転時間924がオーバーフローした場合、積算運転時間924を0にリセットすることは規格に明記されているが、このときに積算消費電力計測値923をリセットする規定はない。一方、何らかの原因で、積算消費電力計測値923が0にリセットされた場合、同時に積算運転時間924を0にリセットする規定もない。
このため、各制御対象機器110の平均消費電力を常時監視するためには、各制御対象機器110の固有の仕様に応じた計測処理を各制御対象機器110に実装する必要があった。
この問題を解決する方法としては、電力計測状態プロパティ925及び電力制限状態プロパティ927を連動して動作させることを明確に規定する方法がある。
例えば、積算運転時間924が電源ONなどのタイミングでリセットされた時に、積算消費電力計測値923をリセットする。また、積算消費電力計測値923がオーバーフローしてリセットされた時に、積算運転時間924をリセットする、等の規定を明確化し、制御対象機器110が明確化された規定に従って動作する。これによって、積算消費電力計測値923のプロパティ及び積算運転時間924のプロパティを取得する際、各プロパティのリセットのタイミングによって、平均消費電力が算出できなくなることを防止することができる。
別の解決方法として、新たなプロパティを追加する方法がある。新たに追加される電力計測状態プロパティ925は、積算消費電力計測値923と積算運転時間924とを同期してリセットするタイミングを規定するためのプロパティで、「START」「STOP」の何れかの値をである。
プロパティを設定する命令電文により、プロパティの値を「STOP」から「START」に変更することによって、積算消費電力計測値923と積算運転時間924とを同時にリセットしてカウントアップ開始する。また、プロパティの値を「START」から「STOP」に変更することによって、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924のカウントアップを停止する。このため、カウントアップを同時に停止した積算消費電力計測値923及び積算運転時間924のプロパティ値を参照することができる。
図14は、第2の実施例の電力計測処理990のフローチャートである。
第2の実施例の電力計測処理990は、全体消費電力監視処理400のステップ401で、電力計測状態プロパティ925を用いて実行される。
まず、電力計測処理990では、全ての制御対象機器110の消費電力の測定が完了しているかを判定する(ステップ991)。その結果、全ての制御対象機器110の消費電力の測定が完了していれば、処理を終了する。一方、一部の制御対象機器110の消費電力の測定が完了していなければ、制御対象機器110の平均消費電力を計測する(ステップ992〜995)。
具体的には、各制御対象機器110の平均消費電力の計測は、電力計測状態プロパティ925を「STOP」に変更して、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924のカウントアップを停止することによって、電力の計測を停止する(ステップ992)。そして、電力の計測を停止した後に、プロパティの値を取得するための命令電文を送信し、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924を取得する(ステップ993)。
取得した積算消費電力計測値923を取得した積算運転時間924で除して、平均消費電力を算出し、制御装置100の記憶部102に保存する(ステップ994)。その後、電力計測状態プロパティ925を「START」に変更して、積算消費電力計測値923と積算運転時間924とをリセットして、電力の計測を再開して(ステップ995)、ステップ991に戻る。
第2の実施例の変形例として、電力計測状態プロパティ925の値として、「START」「STOP」「LAP」「PAUSE」の4値をとる例も考えられる。この場合、プロパティの値を「RESET」に変更すると、積算消費電力計測値923及び積算運転時間924の値が0にリセットされ、プロパティの値を「START」に変更すると、カウントアップを開始する。また、プロパティの値を「LAP」に変更すると、カウントアップは継続したまま、プロパティの値を「LAP」に変更した時点の積算消費電力計測値923及び積算運転時間924の値を保持し、プロパティの値を「PAUSE」に変更すると、カウントアップを一時的に中断し、プロパティの値を「PAUSE」に変更した時点の積算消費電力計測値923及び積算運転時間924の値を保持する。
「LAP」「PAUSE」状態から、プロパティの値を「START」に変更すると、「LAP」「PAUSE」状態に設定される前の、カウントアップ状態に戻る。
このような状態にプロパティの値を制御することによって、制御装置100の内部処理時間を考慮せず、精度が高く電力を計測することができる。
電力制限状態プロパティ927は、「制限する」「制限しない」の状態があり、電力制限設定プロパティ926に設定された電力制限値(W)で、電力を制限するかを制御するためのフラグとして動作する。電力制限状態プロパティ927を「制限する」に設定すると、制御対象機器110の消費電力制御が有効となり、電力制限状態プロパティ927を「制限しない」に設定すると、制御対象機器110の消費電力制御が無効となる。
電力制限状態プロパティ927を設けた場合、節電開始処理950のステップ954において、電力制限設定プロパティ926に制限値を設定する際に、電力制限状態プロパティ927の値を「制限する」に設定する必要がある。また、節電終了処理970のステップ975において、電力制限状態プロパティ927の値を「制限しない」に変更することによって、電力制限を解除することができる。このため、第1の実施例のように、制御装置100が各制御対象機器110の定格電力値を知る必要がないため、節電終了処理を簡略化することができる。
さらに他の実施例として、電力制限状態プロパティ927に代わって、定格電力値プロパティを設け、制御装置100が、プロパティの値を取得するための命令電文によって、各制御対象機器110の通常状態での定格電力値(W)を取得できるようにしてもよい。この場合、電力制限を解除する場合、取得した定格電力値(W)を、電力制限設定プロパティ926の値として設定することによって、電力制限が解除される。
以上に説明したように、本発明の第2の実施例では、正確な積算消費電力値を取得することができる。
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に格納することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

Claims (18)

  1. 消費電力を制御する電力制御システムであって、
    消費電力が制御される制御対象機器と、
    前記制御対象機器とネットワークで接続された制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記制御対象機器との通信を制御する通信制御部と、前記制御対象機器の消費電力を制御する制御部と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記制御対象機器の節電設定を取得することによって、前記制御対象機器が電力制限設定、電流制限設定及び節電動作設定のいずれの節電設定に対応しているかを判定し、
    当該制御対象機器が対応している節電設定の中で、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定の順に優先して、前記制御対象機器の消費電力を制御することを特徴とする電力制御システム。
  2. 請求項1に記載の電力制御システムであって、
    前記制御装置は、前記制御対象機器が前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定のいずれにも対応していない場合、当該制御対象機器の動作状態を変更して、当該制御対象機器の電源を遮断することによって、当該制御対象機器の消費電力を制御することを特徴とする電力制御システム。
  3. 請求項1又は2に記載の電力制御システムであって、
    前記制御装置は、
    節電の開始時に、前記制御対象機器の消費電力制御において使用する節電設定、及び当該節電設定のパラメータを記憶し、
    節電の終了時に、前記記憶した節電設定及びパラメータに基づいて、当該節電設定による消費電力制御を解除することを特徴とする電力制御システム。
  4. 請求項2に記載の電力制御システムであって、
    前記制御装置は、
    節電の開始時に、前記制御対象機器の消費電力制御において使用する節電設定、及び当該節電設定のパラメータを記憶し、
    節電の終了時に、前記記憶した節電設定及びパラメータに基づいて、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定による消費電力制御を解除し、前記動作状態を変更しないことを特徴とする電力制御システム。
  5. 請求項1又は2に記載の電力制御システムであって、
    前記制御対象機器は、消費電力計測の開始及び停止が設定可能であり、
    前記制御装置は、
    前記制御対象機器の消費電力計測の停止を設定し、
    前記制御対象機器から消費電力の積算値及び積算時間を取得し、
    前記制御対象機器の消費電力の積算値及び積算時間をリセットし、
    前記制御対象機器の消費電力計測の開始を設定することを特徴とする電力制御システム。
  6. 請求項1又は2に記載の電力制御システムであって、
    前記制御装置は、前記制御対象機器の節電設定の有効又は無効を制御するための設定を変更し、
    前記制御対象機器は、前記節電設定の有効又は無効の設定によって、消費電力を制御するかを制御することを特徴とする電力制御システム。
  7. ネットワークで接続された制御対象機器の消費電力を制御する制御装置であって、
    前記制御対象機器との通信を制御する通信制御部と、
    前記制御対象機器の消費電力を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記制御対象機器の節電設定を取得することによって、前記制御対象機器が電力制限設定、電流制限設定及び節電動作設定のいずれの節電設定に対応しているかを判定し、
    当該制御対象機器が対応している節電設定の中で、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定の順に優先して、前記制御対象機器の消費電力を制御することを特徴とする制御装置。
  8. 請求項7に記載の制御装置であって、
    前記制御部は、前記制御対象機器が前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定のいずれにも対応していない場合、当該制御対象機器の動作状態を変更して、当該制御対象機器の電源を遮断することによって、当該制御対象機器の消費電力を制御することを特徴とする制御装置。
  9. 請求項7又は8に記載の制御装置であって、
    前記制御部は、
    節電の開始時に、前記制御対象機器の消費電力制御において使用する節電設定、及び当該節電設定のパラメータを記憶し、
    節電の終了時に、前記記憶した節電設定及びパラメータに基づいて、当該節電設定による消費電力制御を解除することを特徴とする制御装置。
  10. 請求項8に記載の制御装置であって、
    前記制御部は、
    節電の開始時に、前記制御対象機器の消費電力制御において使用する節電設定、及び当該節電設定のパラメータを記憶し、
    節電の終了時に、前記記憶した節電設定及びパラメータに基づいて、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定による消費電力制御を解除し、前記動作状態を変更しないことを特徴とする制御装置。
  11. 請求項7又は8に記載の制御装置であって、
    前記制御対象機器は、消費電力計測の開始及び停止が設定可能であり、
    前記制御部は、
    前記制御対象機器の消費電力計測の停止を設定し、
    前記制御対象機器から消費電力の積算値及び積算時間を取得し、
    前記制御対象機器の消費電力の積算値及び積算時間をリセットし、
    前記制御対象機器の消費電力計測の開始を設定することを特徴とする制御装置。
  12. 請求項7又は8に記載の制御装置であって、
    前記制御部は、前記制御対象機器の節電設定の有効又は無効を制御するための設定を変更し、これによって、前記制御対象機器は消費電力を制御するかを制御することを特徴とする制御装置。
  13. 制御対象機器の消費電力を制御する電力制御方法であって、
    前記制御対象機器は、制御装置とネットワークで接続されており、
    前記方法は、
    前記制御装置が、前記制御対象機器の節電設定を取得することによって、前記制御対象機器が電力制限設定、電流制限設定及び節電動作設定のいずれの節電設定に対応しているかを判定し、
    前記制御装置が、当該制御対象機器が対応している節電設定の中で、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定の順に優先して、前記制御対象機器の消費電力を制御することを特徴とする電力制御方法。
  14. 請求項13に記載の電力制御方法であって、
    前記制御装置は、前記制御対象機器が前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定のいずれにも対応していない場合、当該制御対象機器の動作状態を変更して、当該制御対象機器の電源を遮断することによって、当該制御対象機器の消費電力を制御することを特徴とする電力制御方法。
  15. 請求項13又は14に記載の電力制御方法であって、
    前記制御装置は、節電の開始時に、前記制御対象機器の消費電力制御において使用する節電設定、及び当該節電設定のパラメータを記憶し、
    前記制御装置は、節電の終了時に、前記記憶した節電設定及びパラメータに基づいて、当該節電設定による消費電力制御を解除することを特徴とする電力制御方法。
  16. 請求項14に記載の電力制御方法であって、
    前記制御装置は、節電の開始時に、前記制御対象機器の消費電力制御において使用する節電設定及び当該節電設定のパラメータを記憶し、
    前記制御装置は、節電の終了時に、前記記憶した節電設定及びパラメータに基づいて、前記電力制限設定、前記電流制限設定及び前記節電動作設定の節電設定による消費電力制御を解除し、前記電源の状態は変更しないことを特徴とする電力制御方法。
  17. 請求項13又は14に記載の電力制御方法であって、
    前記制御対象機器は、消費電力計測の開始及び停止が設定可能であり、
    前記方法は、
    前記制御装置が、前記制御対象機器の消費電力計測の停止を設定し、
    前記制御装置が、前記制御対象機器から消費電力の積算値及び積算時間を取得し、
    前記制御装置が、前記制御対象機器の消費電力の積算値及び積算時間をリセットし、
    前記制御装置が、前記制御対象機器の消費電力計測の開始を設定することを特徴とする電力制御方法。
  18. 請求項13又は14に記載の電力制御方法であって、
    前記制御装置は、前記制御対象機器の節電設定の有効又は無効を制御するための設定を変更し、
    前記制御対象機器は、前記節電設定の有効又は無効の設定によって、消費電力を制御するかを制御することを特徴とする電力制御方法。
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