JP2015046994A - 電力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自立運転時の電力の効率的な使用を、簡易な構成で実現する電力制御装置を提供する。
【解決手段】電力制御装置１０は、電源（３０，４０，５０）が供給可能な電力を検出する供給電力検出部１６と、電源（３０，４０，５０）により供給される電力を使用する負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を検出する消費電力検出部１５と、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作して消費電力を変化させる制御信号を出力する信号送信部１７と、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力に関する情報および制御信号を記憶する記憶部１２と、検出した電源（３０，４０，５０）が供給可能な電力、検出した負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力、および記憶された負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力に関する情報に基づいて、信号送信部１７が制御信号を出力するように制御する制御部１１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力制御装置に関するものである。

近年、例えば太陽電池などの発電装置および蓄電池の双方に対応して電力変換を行う、ハイブリッド型の電力制御装置が知られている。このような電力制御装置は、発電装置および蓄電池のような分散電源の出力を、系統および／または負荷に供給することにより、連系運転または自立運転を行うことができる。このような分散電源として用いられる発電装置には、太陽電池の他にも、例えば燃料電池などがある。

このような電力制御装置において、複数の分散電源が供給可能な電力に応じて、負荷を構成する機器の消費電力を制御することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−２０２６０号公報

しかしながら、例えば停電時など、電力制御装置が自立運転を行っている際は、供給可能な電力が制限されるため、電力が適切に制御されないと、過負荷状態でシステムダウンするおそれがある。また、このような電力の制御を行う場合、例えば特許文献１に記載のように、各負荷機器をエコーネットプロトコルなどの規格に準拠させる必要性から、追加の手段などが必要になり、コストが増大する。

したがって、本発明の目的は、自立運転時の電力の適切な利用を、簡易な構成で実現する電力制御装置を提供することにある。

上記目的を達成する第１の観点に係る発明は、
電源が供給可能な電力を検出する供給電力検出部と、
前記電源により供給される電力を使用する負荷機器の消費電力を検出する消費電力検出部と、
前記負荷機器を遠隔操作して当該負荷機器の消費電力を変化させる制御信号を出力する信号送信部と、
前記負荷機器の消費電力に関する情報および前記制御信号を記憶する記憶部と、
前記検出した電源が供給可能な電力、前記検出した負荷機器の消費電力、および前記記憶された負荷機器の消費電力に関する情報に基づいて、前記信号送信部が前記制御信号を出力するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。

また、前記記憶部は、前記負荷機器の消費電力に関する情報として、当該負荷機器の消費電力を低減する動作モードにおける消費電力を記憶してもよい。

また、前記負荷機器を遠隔操作するためのリモコン端末が出力する制御信号を受信可能な信号受信部をさらに備えてもよい。

また、前記制御部は、前記信号受信部が受信した制御信号を学習して前記信号送信部から送信可能にする機能を有してもよい。

また、前記記憶部は、複数の負荷機器の消費電力をそれぞれ変化させる制御信号を記憶して、
前記制御部は、前記複数の負荷機器に優先順位を設定し、当該優先順位に従って前記信号送信部が前記制御信号を出力するように制御してもよい。

また、前記記憶部は、前記制御信号によって消費電力が変化した負荷機器について、当該制御信号によって変更される前後の動作モードを記憶して、
前記制御部は、前記制御信号によって変更される前の動作モードに対応する制御信号を出力するように制御してもよい。

また、前記制御部は、自立運転時に、前記制御信号を出力するように前記信号送信部を制御することにより、前記負荷機器を遠隔操作して当該負荷機器の消費電力を変化させてもよい。

また、本発明は、上述のような電力制御装置を備えるパワーコンディショナとすることもできる。

本発明によれば、自立運転時の電力の適切な利用を簡易な構成で実現する電力制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電力制御システムを概略的に示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る電力制御装置の記憶部に記憶される省電力テーブルの例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る電力制御装置の動作の例を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る電力制御装置の動作の例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

近年、例えば太陽光発電システム、燃料電池発電システム、および蓄電池などの複数の分散電源の出力をまとめて系統連系することができる電力制御装置が開発されつつある。このような各種の電源は、従来、それぞれが個別にパワーコンディショナのような電力制御装置を有するのが主流であった。しかしながら、複数の分散電源の出力をまとめる場合、これらの分散電源の出力を１つの電力制御装置にまとめて系統連系することが考えられる。以下、本発明の実施形態として、上述のような複数の分散電源をＤＣリンクさせたシステムを想定して説明するが、本発明は実施形態に記載した構成に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る電力制御システムを概略的に示す機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電力制御システム１は、電力制御装置１０と、分電盤２０と、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄと、太陽光発電部３０と、燃料電池発電部４０と、蓄電池５０と、ＰＣＳリモートコントローラ（ＰＣＳリモコン６０）と、を含んで構成される。

本実施形態において、電力制御システム１は、少なくとも１つ、好適には複数の分散電源を含む。図１においては、複数の分散電源の例として、太陽光発電部３０、燃料電池発電部４０、および蓄電池５０を記載したが、それぞれの分散電源はこれらの例には限定されない。

図１に示すように、電力制御装置１０は、上述した分散電源を、まとめて系統連系することができる。このように、電力制御装置１０が複数の分散電源をまとめて系統連系する際には、電力制御装置１０と電力系統との間に、分電盤２０を配する。図１において、各機能部をつなぐ実線は、主として電力の流れを表し、各機能部をつなぐ破線は、主として制御ライン等を表す。

分電盤２０は、電力制御装置１０の系統連系による運転と、自立運転とを切り替える。系統連系時には、分電盤２０における接点αと接点βとを接続することにより、複数の分散電源を系統連系するとともに、系統からの電力を負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給することもできる。また、電力制御装置１０を系統から解列して自立運転を行う際は、分電盤２０における接点αと接点γとを接続することにより、分散電源３０，４０，５０による電力のみを負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給する。この分電盤２０は、ブレーカ、サービスブレーカ、および漏電ブレーカなど各種の機能部を備えることもあるが、そのような機能部の詳細についての説明は省略する。

負荷機器２２Ａ〜２２Ｄは、分電盤２０に接続されることにより、電力制御装置１０から供給される電力を消費する各種の家電製品などを表す。図１においては、負荷機器の例として、証明２２Ａ、エアコン２２Ｂ、テレビ２２Ｃ、冷蔵庫２２Ｄを示したが、本実施形態において、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄは、これらの例に限定されず、任意のものとすることができる。後述するように、本実施形態において、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄは、それぞれ専用のリモコン端末によって遠隔操作できる既存の家電製品とするのが好適である。

太陽光発電部３０は、太陽光を利用して発電することができる。このため、太陽光発電部３０は、太陽電池発電装置を備えており、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する。本実施形態において、太陽光発電部３０は、例えば家の屋根などにソーラパネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定している。しかしながら、本発明において、太陽光発電部３０は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、任意のものを採用することができる。

燃料電池発電部４０は、外部から供給された水素および酸素などのガスを電気化学反応させる燃料電池発電装置によって発電を行い、発電した電力を供給することができる。本実施形態において、燃料電池発電部４０は、燃料電池が起動した後は、電力系統からの電力を受けずに稼動する、すなわち自立運転することが可能であってもよい。本実施形態において、燃料電池発電部４０は、自立運転することができるように、改質部など他の機能部も必要に応じて適宜含むものとする。この燃料電池発電部４０は、例えばＳＯＦＣ等とすることができるが、これに限定されない。

蓄電池５０は、充電された電力を放電することにより、電力を供給することができる。また、蓄電池５０は、電力系統、太陽光発電部３０または燃料電池発電部４０等から供給される電力を充電することもできる。

次に、電力制御装置１０について、さらに説明する。

図１に示すように、電力制御装置１０は、制御部１１、記憶部１２、変圧部１３Ａ〜１３Ｃ、電力変換部１４、電流センサ１５，１６、送受信部１７、および開閉器１８を備えている。

制御部１１は、電力制御装置１０全体を制御および管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。本実施形態において、制御部１１が行う制御についてはさらに後述する。

記憶部１２は、制御部１１による制御に必要な情報など、各種の情報を記憶するメモリである。記憶部１２は、例えば、制御部１１が処理した結果を記憶したり、制御部１１の制御により収集された情報を記憶したりするとともに、当該記憶した内容を制御部１１に供給する。特に、本実施形態において、記憶部１２は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力に関する情報を記憶する。ここで、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力に関する情報とは、後述するように、例えば負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を低減する動作モードにおける消費電力に関する情報とすることができる。また、後述のように、記憶部１２は、各種の制御信号も記憶する。

変圧部１３Ａ〜１３Ｃは、入力される直流電力の電圧を昇圧または降圧する昇降圧回路である。図１に示すように、変圧部１３Ａは、太陽光発電部３０と電力変換部１４との間を中継するように接続される。この変圧部１３Ａは、太陽光発電部３０の発電電力を適切な電圧に変圧し、適宜変圧した電力を電力変換部１４に出力する。また、変圧部１３Ｂは燃料電池発電部４０と電力変換部１４との間を中継するように接続される。この変圧部１３Ｂは、燃料電池発電部４０の発電電力を適切な電圧に変圧し、適宜変圧した電力を電力変換部１４に出力する。また、変圧部１３Ｃは蓄電池５０と電力変換部１４との間を中継するように接続される。変圧部１３Ｃは、蓄電池５０に充電される電力を適切な電圧に変圧するとともに、蓄電池５０が放電する電力を適切な電圧に変圧する。

図１に示すように、電力変換部１４は、変圧部１３Ａ、変圧部１３Ｂ、および変圧部１３Ｃの出力をまとめて系統連系することができるように、変圧部１３Ａ、変圧部１３Ｂ、および変圧部１３Ｃの出力をまとめて電力変換部１４に接続する。電力変換部１４は、複数の分散電源の直流電力をまとめて系統連系するために、交流に変換する回路である。また、電力変換部１４は、電力系統から供給される交流電力を、例えば蓄電池５０に充電する等のために直流に変換することもできる。

また、図１に示すように、電力制御装置１０は、分電盤２０から負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに流れる電流を検出するための電流センサ１５を備えている。電流センサ１５は、ＣＴ(Current Transformer)など、任意の電流センサなどにより構成することができる。このようにして、電流センサ１５が検出した結果は、制御部１１に通知される。したがって、制御部１１は、電流センサ１５の検出結果を認識することができる。

本実施形態において、電流センサ１５は、電力検出部として、分散電源（３０，４０，５０）により供給される電力を使用する負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を検出する。しかしながら、本実施形態において、電力検出部は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給される電力を検出できるものであれば、電流センサ１５のように電流を検出するものである必要はなく、任意の手段により構成してよい。また、本実施形態において、電力検出部は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給される電力を検出できるものであれば、電流センサ１５の位置に設置する必要もなく、任意の位置に設けてよい。

さらに、図１に示すように、電力制御装置１０は、分散電源３０，４０，５０の直流電力をまとめた電力の電流を検出するための電流センサ１６を備えている。この電流センサ１６は、電力制御装置１０から負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給することができる電力、すなわち分散電源の出力をまとめたものを検出する。電流センサ１６も、ＣＴなど任意の電流センサなどにより構成することができる。このようにして、電流センサ１６が検出した結果は、制御部１１に通知される。したがって、制御部１１は、電流センサ１６の検出結果を認識することができる。

したがって、本実施形態において、電流センサ１６は、供給電力検出部として、分散電源（３０，４０，５０）が供給可能な電力を検出する。しかしながら、本実施形態において、供給電力検出部は、分散電源（３０，４０，５０）が供給可能な電力を検出できるものであれば、電流センサ１６のように電流を検出するものである必要はなく、任意の手段により構成してよい。また、本実施形態において、供給電力検出部は、分散電源（３０，４０，５０）が供給可能な電力を検出できるものであれば、電流センサ１６の位置に設置する必要もなく、任意の位置に設けてよい。

送受信部１７は、ＰＣＳリモコン６０からの制御信号を受信し、また、制御部１１による制御により生成される各種の制御信号を発信する。この送受信部１７が送受信する制御信号は、例えば赤外線によるものとすることができる。さらに、本実施形態において、送受信部１７から送信される制御信号は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔制御することもできる。したがって、本実施形態において、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄとして示した各家電製品は、それぞれに用意された専用のリモコン端末によって遠隔操作できるのみならず、電力制御装置１０の送受信部１７から発信される制御信号によっても制御することができる。このように、本実施形態において、受送信部１７は、信号送信部として、後述するように、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作して負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を変化させる制御信号を出力する。このために、電力制御装置１０の送受信部１７は、信号受信部として、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作するための、それぞれ専用リモコン端末が出力する制御信号を受信可能に構成する。また、電力制御装置１０は、このようにして受信した制御信号を、記憶部１２に記憶することができる。

このような遠隔操作を実現するためには、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄが、赤外線による遠隔制御に対応している必要がある。現在、赤外線による遠隔制御に対応している家電製品は非常に多くあるが、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのうち赤外線による遠隔制御に対応していないものがある場合、赤外線の受信部を含むインタフェースなどの手段を追加する。このような、簡易なインタフェースを設置することにより、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄは、赤外線によって消費電力を変化させることができるものとする。

また、本実施形態において、電力制御装置１０および各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄは、家屋などの屋内で使用することを想定しているが、これらが部屋を隔てて設置されている場合も想定される。このような場合、送受信部１７から発信される制御信号が、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに届かないことも考えられる。そのような場合、家屋などの屋内において、赤外線による制御信号を中継するリピータなどの装置を設置することにより、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄが制御信号を受信できるようにする。

電力制御装置１０は、電力変換部１４と系統との間に、開閉器１８を備えている。この開閉器１８を開状態にすることで、電力制御装置１０は、系統から解列されるようにすることができる。

図１に示すように、本実施形態において、電力制御装置１０は、ＰＣＳリモコン６０によって遠隔操作することができる。以下、ＰＣＳリモコン６０について、さらに説明する。

ＰＣＳリモコン６０は、送受信部６１と、表示部６２と、操作部６３と、制御部６４と、記憶部６５と、を備えている。このＰＣＳリモコン６０は、電力制御装置１０専用のリモコン端末としてもよいし、例えばスマートフォンやタブレット型コンピュータのような端末を用いて実現してもよい。

送受信部６１は、電力制御装置１０の送受信部１７に対して、例えば赤外線による制御信号の送受信を行う。このように、電力制御装置１０とＰＣＳリモコン６０との間の制御信号の送受信は無線による送受信を想定しているが、送受信部６１と送受信部１７との間を有線としてもよい。

表示部６２は、各種の情報を利用者に通知するために表示し、例えばＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどで構成することができる。特に、本実施形態においては、表示部６２は、電力制御装置１０が制御する電力の各種情報、例えば各分散電源３０，４０，５０の給電状況や、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力の状況などを表示することができる。

操作部６３は、操作キーまたはタッチパネルなどにより構成し、利用者の各種操作を検出する。利用者は、この操作部６３を操作することにより、電力制御装置１０が行う電力制御を変更したり、また後述のように、停電などによる電力制御装置１０の自立運転時に、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔制御することができる。

制御部６４は、ＰＣＳリモコン６０全体を制御および管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。本実施形態において、制御部６４は、例えば電力制御装置１０に対する赤外線による制御信号を生成するための制御などを行う。

記憶部６５は、制御部６４による制御に必要な情報など、各種の情報を記憶するメモリである。記憶部６５は、例えば、制御部６４が処理した結果を記憶したり、制御部６４の制御により収集された情報を記憶したりするとともに、当該記憶した内容を制御部６４に供給する。特に、本実施形態において、記憶部６５は、電力制御装置１０を介して負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔制御することにより消費電力を制御するための各種の制御信号を記憶する。

その他、本実施形態に係る電力制御装置１０は、操作者が操作入力を行うための操作部を備えてもよい。さらに、本実施形態に係る電力制御装置１０は、当該装置による制御内容および各種の通知を表示するための表示部を備えてもよい。これらの操作部および／または表示部は、電力制御装置１０の筐体表面に配置されるようにしてもよいし、電力制御装置１０の外部にリモートコントローラのような端末として配置されるようにしてもよい。

次に、本実施形態に係る省電力制御について説明する。

本実施形態においては、例えば停電などにより系統から電力の供給が途絶えて自立運転している時、電力制御装置１０は、電力制御システム１が全体としてダウンしてしまうのを回避するために、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を各種の情報に基づいて制御する。このように、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を制御する際に利用する各種のデータは、例えば省電力テーブルとして、記憶部１２に記憶しておく。

図２は、記憶部１２に記憶された省電力テーブルの例を示す図である。

図２に示すように、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を制御する際は、例えば、（１）負荷機器２２Ａ〜２２Ｄにおける消費電力の制御対象としての優先順位、（２）負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのそれぞれについての省電力レベル、を規定しておくことができる。

すなわち、自立運転時に、現在の供給電力では負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を賄いきれないと判断される場合、電力制御装置１０は、図２に示すように、まずエアコンの消費電力を抑えるように制御する。そして、エアコンの消費電力を抑えてもなお負荷機器の消費電力を賄いきれないと判断される場合、電力制御装置１０は、次に、テレビの消費電力を抑えるように制御する。さらに、テレビの消費電力を抑えてもなお負荷機器の消費電力を賄いきれないと判断される場合、電力制御装置１０は、次に、照明の消費電力を抑え、それでもまだ不足する場合には冷蔵庫の消費電力を抑えるように制御する。

また、上述のように例えばエアコンの消費電力を抑えるように制御する場合、エアコンの動作のオン／オフのみを制御するのではなく、図２に示すように、省電力のレベルをいくつかの段階に分けて制御を行うのが好適である。このように省電力のレベルをいくつかの段階に分けた場合において、各負荷機器の各省電力のレベルにおける動作態様を、以下、適宜「動作モード」と称する。

例えば、図２に示すエアコンについては、消費電力を抑制しないレベル（フル）の「通常モード」から、省電力レベル１の「エコモード」、省電力レベル２の「温度調整モード」、省電力レベル３の「除湿のみモード」、という順に消費電力を抑制する。また、図２に示すテレビについては、消費電力を抑制しないレベル（フル）の「通常モード」から、省電力レベル１の「エコモード」、省電力レベル２の「白黒モード」、省電力レベル３の「画面縮小モード」、という順に消費電力を抑制する。また、図２に示す照明については、消費電力を抑制しないレベル（フル）の「通常モード」から、省電力レベル１の「エコモード」、省電力レベル２の「白熱球消灯モード」、省電力レベル３の「非常灯のみモード」、という順に消費電力を抑制する。さらに、図２に示す冷蔵庫については、消費電力を抑制しないレベル（フル）の「通常モード」から、省電力レベル１の「エコモード」、省電力レベル２の「冷蔵抑制モード」、という順に消費電力を抑制する。

図２に示した例においては、省電力レベルは、１から３まで設定してあるが、利用者の嗜好または各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの特性などに応じて、任意の段階で設定することができる。また、いずれの負荷機器２２Ａ〜２２Ｄにおいても、消費電力の制御の最終段階として、最大の省電力レベル（省電力レベルＸ）として、負荷機器の電源をオフにして消費電力をゼロにするように設定する。

また、図２に示すような消費電力の制御を行うことにより、どの程度の消費電力が削減できるのかを示す期待値（省エネ期待値）が、各動作モードの欄の下側に記されている。例えば、図２に示す「照明」は、エコモードにすると通常よりも１０Ｗの消費電力の削減になり、白熱球消灯モードにすると通常よりも２０Ｗの消費電力の削減になり、非常灯のみモードにすると通常よりも３０Ｗの消費電力の削減になる。また、省電力レベルＸの全消灯にすると、１００Ｗの消費電力の削減になることから、この照明は、通常モードにおいては、消費電力が１００Ｗであることが分かる。図２に示す省電力テーブルにおいて「省電力レベルＸ」とは、各機器の省電力レベルが最大となることを意味し、通常は各機器の電源をオフ状態にすることを意味する。

図２に示した省電力テーブルは、種々の態様で提供することが想定できる。例えば、図２に示した省電力テーブルにおいて利用者が優先順位および省電力レベルを設定する際に、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄそれぞれに与えられた仕様に基づいて、利用者自らが入力するようにしてもよい。この場合、例えば、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄにはそれぞれいくつかの省電力モードが予め用意され、それぞれの省電力モードにおいて抑制が見込まれる消費電力を、製品情報として提供することが考えられる。

また、電力制御装置１０において負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を制御する場合、電力制御装置１０は、負荷に供給される消費電力を把握することができる。したがって、電力制御装置１０において各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの電力を実際に各省電力レベルで抑制させて、当該抑制された消費電力を、特定の負荷機器および省電力レベルと関連付けるようにしてもよい。

さらに、本実施形態において、記憶部１２は、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄがそれぞれの省電力レベルで動作するように制御する制御信号を記憶する。これにより、電力制御装置１０は、制御部１１の制御によって送受信部１７から制御信号を発信することにより、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄがそれぞれの省電力レベルで動作するように制御することができる。

このような制御を実現するために、制御部１１は、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの専用のリモコン端末から発信される信号をそれぞれの機器のそれぞれの省電力レベルについて学習することにより、当該学習した制御信号のパターンを記憶部１２に記憶する。この場合、利用者は、例えばエアコン２２Ｂ専用のリモコン端末を電力制御装置１０の送受信部１７に向けて、エアコン２２Ｂをそれぞれの省電力レベルで動作させる際の操作を行い、出力された信号を電力制御装置１０が学習するようにできる。このような学習動作を、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのそれぞれについて、それぞれの省電力レベルごとに行う。このようにして、電力制御装置１０は、送受信部１７から赤外線による制御信号を出力することにより、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのそれぞれを、それぞれの省電力レベルで動作させることができる。

次に、制御部１１は、上述のように学習して記憶部１２に記憶した制御信号のそれぞれについて、ＰＣＳリモコン６０から発信して電力制御装置１０が受信する制御信号を対応付ける。すなわち、電力制御装置１０が各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのそれぞれを各省電力レベルで動作させる制御信号の数だけ、ＰＣＳリモコン６０から発信して電力制御装置１０が受信する制御信号を対応付ける。ここで、ＰＣＳリモコン６０から発信される制御信号は、各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの専用のリモコン端末から発信される信号とは異なる信号にして、電力制御装置１０のみが認識可能な信号にするのが好適である。

このようにすれば、利用者がＰＣＳリモコン６０を用いて制御信号を発信した場合、当該制御信号によっては各負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの動作は制御されず、電力制御装置１０のみが当該制御信号を認識することができる。このような制御信号を受信した電力制御装置１０は、学習により当該制御信号に対応付けられて記憶部１２に記憶された制御信号を判別し、この制御信号を送受信部１７から出力する。このようにして電力制御装置１０の送受信部１７から送信された制御信号により、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのそれぞれを各省電力レベルで動作させることができる。

このように、本実施形態において、電力制御装置１０は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作するための（例えば専用の）リモコン端末が出力する制御信号を受信可能な信号受信部１７を備える。また、本実施形態において、制御部１１は、信号受信部１７が（例えば負荷機器２２Ａ〜２２Ｄ専用のリモコン端末から）受信した制御信号を学習して信号送信部１７から（負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに）送信可能にする機能を有する。

次に、電力制御装置１０の動作について説明する。

上述したように、本実施形態において、電力制御装置１０の制御部１１は、例えば停電などの自立運転時に、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を調節する。すなわち、制御部１１は、自立運転時に、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作して消費電力を変化させる制御信号を出力するように信号送信部１７を制御する。このように、制御部１１は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作して、当該負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を変化させる。

図３は、本実施形態に係る電力制御装置１０の動作の例を説明するフローチャートである。

図３に示す動作が開始する時点は、例えば停電の発生などにより系統からの給電が停止して、電力制御装置１０が自立運転を開始した時点などとすることができる。また、図３に示す動作が開始する時点では、太陽光発電部３０、燃料電池発電部４０、および蓄電池５０から供給される電力は、少なくともゼロではないものとする。さらに、図３に示す動作の開始時点において、図２に示した省電力テーブル、ならびに負荷機器２２Ａ〜２２Ｄを遠隔操作する制御信号、および、これらに対応付けられてＰＣＳリモコン６０から発信される制御信号を、全て設定しておく。

一般的に、現状のパワーコンディショナのような電力制御装置においては、停電の発生などにより系統からの給電が停止すると、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄなどに供給される電力は、一旦全て停止する。図３に示す動作が開始した後は、電力制御装置１０の動作を自立運転に切り替えてから、利用者は、一旦停止した負荷機器２２Ａ〜２２Ｄへの電力供給を、所望に応じて再開する。このようにして負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給すべき消費電力が発生すると、電力制御装置１０は、系統からの電力を得ることはできないため、分散電源３０，４０，５０からの電力供給に頼ることになる。

図２に示す動作モードの欄において、ハッチングを付している箇所は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄそれぞれの現在の動作モードを表している。すなわち、図２においては、停電の発生などにより負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに供給される電力が一旦全て停止した後、利用者がＰＣＳリモコン６０を用いて、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの全ての動作を再開させている状態を示している。例えば、図２において、利用者は、エアコンおよび照明を通常モードで動作を再開させて、テレビおよび冷蔵庫をエコモードで動作を再開されている。

上述したように、このような動作の再開は、利用者がＰＣＳリモコン６０を用いて電力制御装置１０に制御信号を発することにより行うことができる。このようにしてＰＣＳリモコン６０から制御信号を受信した電力制御装置１０は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのうち対応するものの制御信号を発信する。これにより、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのうち対応するものの消費電力が制御される。

このように、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの少なくとも１つの動作が再開し消費電力が発生している時、制御部１１は、余剰電力が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、「余剰電力」とは、分散電源３０，４０，５０から供給される電力から、現在負荷機器２２Ａ〜２２Ｄにおいて発生している消費電力を差し引いた電力である。また、「所定の閾値」とは、電力制御装置１０において電力の供給が突然途絶えることによりシステムダウンが発生することを避けるために、余剰電力に多少の余裕を持たせるためのものである。この所定の閾値は、予め定められているものであっても、または利用者が任意に設定するものであってもよい。

ステップＳ１１において余剰電力が閾値よりも小さくない場合、当面は分散電源３０，４０，５０から供給される電力によって、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄにおいて発生している消費電力の全てを賄うことができる。したがって、この場合、制御部１１は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの電力制御を行うことなく自立運転を継続し、余剰電力は蓄電池５０に充電する。また、この場合に、蓄電池５０が満充電状態になると、それ以上余剰電力を充電することはできなくなる。したがって、このような場合、制御部１１は、ＭＰＰＴ機能などにより、太陽光発電部３０による発電を抑制したり、燃料電池発電部４０による発電を抑制したりするなどの措置を取ることができる。

一方、ステップＳ１１において余剰電力が閾値よりも小さい場合、分散電源３０，４０，５０から供給される電力では、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄにおいて発生している消費電力が賄いきれなくなる恐れが大きい。したがって、このまま運転を継続すると、電力制御装置１０は、やがて蓄電池５０に充電された電力を使い果たし、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに電力を供給できなくなる。したがって、この場合、制御部１１は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの電力制御を行う必要がある。そこで、制御部１１は、図２に示した省電力テーブルの優先順位にしたがって、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのうち消費電力を制御する負荷機器を特定する（ステップＳ１２）。例えば図２においては、電力制御の優先順位は１．エアコンが最も高いため、消費電力を制御する対象として、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのうち最初にエアコン２２Ｂが特定される。

ステップＳ１２において負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのうち消費電力を制御する負荷機器が特定されたら、制御部１１は、この電力制御によって余剰電力が上述した所定の閾値よりも大きくなるか否か判定する（ステップＳ１３）。すなわち、ステップＳ１３では、制御部１１が、特定された負荷機器の省電力レベルを１つ上げることにより、その他の消費電力の全てを分散電源３０，４０，５０から供給される電力によって賄うことができるか否かを判定する。例えば図２においては、通常モードからエコモードに動作モードを切り替えることにより、１００Ｗの消費電力が抑制できる。この１００Ｗの消費電力の抑制によって、その他の消費電力の全てを分散電源３０，４０，５０から供給される電力によって賄うことができるか否かを判定する。

ステップＳ１３における電力制御によって余剰電力が所定の閾値よりも大きくなると判定された場合、制御部１１は、ステップＳ１２において特定された負荷機器の省電力レベルを１つ上げる制御信号を、信号送信部１７から発信する（ステップＳ１４）。これにより、例えば図１に示したエアコン２２Ｂは、図２に示したように動作モードが通常モードからエコモードに切り替わり、１００Ｗの消費電力が抑制される。

ステップＳ１４において制御信号が発信されたら、エアコン２２Ｂの動作モードが切りかえられているため、制御部１１は、記憶部１２に記憶されている省電力テーブルを更新する（ステップＳ１５）。具体的には、制御部１１は、ステップＳ１４まではエアコンの動作モードが通常モードであると識別していたが、ステップＳ１５からは動作モードがエコモードであると識別する。すなわち、図２において、通常モードに付されていたハッチングがエコモードに付されることになる状態を表す。このようにして、電力制御装置１０は、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄそれぞれの常に最新の動作状況と、それに伴う消費電力（および抑制される消費電力）を把握することができる。ステップＳ１５の後はステップＳ１１に戻り、余剰電力が閾値よりも小さいか否かの監視を継続する。

一方、ステップＳ１３において、特定された負荷機器の電力制御によっても余剰電力が所定の閾値よりも大きくならないと判定された場合、制御部１１は、ステップＳ１２において特定された負荷機器の省電力レベルをさらに上昇する（ステップＳ１６）。すなわち、ステップＳ１３からステップＳ１４の流れでは、図２におけるエアコンの動作モードをエコモードに切り替えた。一方、ステップＳ１６においては、図２におけるエアコンの動作モードをエコモードからさらに温度調整モードに切り替えることになる。

ステップＳ１６において負荷機器の省電力レベルを上昇したら、制御部１１は、上昇させた省電力レベルが当該負荷機器における最大の省電力レベルであるか否かを判定する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７においてまだ最大の省電力レベルではない場合、まだ当該負荷機器の省電力レベルを上げることができる。このため、制御部１１は、ステップＳ１３に移行し、このように上昇させた省電力レベルで電力制御を行うことにより、余剰電力が上述した所定の閾値よりも大きくなるか否か判定する。

ある負荷機器の省電力レベルを上昇させることにより、余剰電力が所定の閾値よりも大きくなれば、制御部１１は、それに従って制御を行う。しかしながら、ステップＳ１７において、上昇させた省電力レベルが当該負荷機器における最大の省電力レベルに達した場合、それ以上消費電力を抑制することはできなくなる（すなわち、図２において当該負荷機器の省電力レベルＸに達したことを表す）。したがって、この場合、制御部１１は、図２に示した負荷機器の消費電力の制御を行う優先順位に従って、優先順位が次の負荷機器を特定する（ステップＳ１８からステップＳ１２）。要するに、この場合、図２においてエアコンは動作モードを電源オフにしてしまったため、次に消費電力の制御を行う負荷機器として、優先順位に従ってテレビを特定することを表している。また、図２に示すように、テレビはもともと省電力レベル１のエコモードで電力制御していたため、次に省電力レベルを上昇させる場合には、省電力レベル２の白黒モードとなる。さらに、仮にテレビも動作モードが電源オフになるまで消費電力を抑制した場合、次は、図２に示す優先順位に従って、負荷機器のうち照明２２Ａの消費電力を制御することになる。

このように、本実施形態において、制御部１１は、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力、および負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力に関する情報に基づいて、信号送信部１７が制御信号を出力するように制御する。また、本実施形態において、記憶部１２は、複数の負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力をそれぞれ変化させる制御信号を記憶するのが好適である。この場合、制御部１１は、複数の負荷機器２２Ａ〜２２Ｄに優先順位を設定するのが好適である。このようにして、制御部１１は、当該優先順位に従って信号送信部１７が制御信号を出力するように制御する。

ステップＳ１５において、図２に示したような省電力テーブルを更新することについて説明したが、本実施形態において、図２のような省電力の更新の履歴も、記憶部１２に記憶するのが好適である。すなわち、本実施形態において、記憶部１２は、制御信号によって消費電力が変化した負荷機器２２Ａ〜２２Ｄについて、当該制御信号によって変更される前後の動作モードを記憶するのが好適である。

このように制御することより、例えば蓄電池５０に充電された電力が増大したり、または天候の回復により太陽光発電部３０の発電電力が上昇した場合、制御部１１は、電力を抑制した制御とは逆の手順で、電力を復旧する制御を行うことができる。すなわち、制御部１１は、上述した記憶部１２に記憶された動作モードに基づいて、前記制御信号によって変更される前の動作モードに対応する制御信号を出力するように制御するのが好適である。

本実施形態においては、このように負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を自動的に抑制および／または復旧するように制御することができる。しかしながら、このような制御を行う際には、利用者にとって不意打ちにならないように、今後の制御の予定を含めた消費電力の制御状態を、表示部における表示または例えばスピーカからの音声などにより、利用者に通知するのが好適である。

図４は、本実施形態に係る電力制御装置１０の動作の例を説明する図である。

特に、図４は、自立運転中、電力制御装置１０によって、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を抑制するように制御した後、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力が回復してきたため、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力を復旧する制御を説明している。図４に示す各表示画面は、ＰＣＳリモコン６０における表示部６２の表示を想定しているが、例えば電力制御装置１０が備える表示部や、他に設置された表示部の表示としてもよい。

図４（Ａ）は、電力制御装置１０が自立運転中であるが、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力は５ｋＷであり、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力は２ｋＷであることを示している。この場合、供給電力が消費電力よりも多く、余剰電力が所定の閾値よりも大きいため、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのいずれもエコモードなどの電力制御はしていないことを示している。以下、図４（Ａ）〜（Ｆ）において、全て電力制御装置１０が自立運転中である場面について説明する。

図４（Ｂ）は、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力は多少低下して３ｋＷになり、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力は２ｋＷであることを示している。この場合、供給電力が消費電力よりも多いが、余剰電力が所定の閾値よりも小さくなったため、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄのいずれかを電力制御する準備をしていることを示している。

図４（Ｃ）は、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力はさらに低下して２ｋＷになり、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力とほぼ同じになっていることを示している。この場合、まずエアコン２２Ｂの動作モードを省電力レベルＸ（ここでは電源オフ）にするカウントダウンが開始する様子を表している。

図４（Ｄ）は、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力は若干回復して３ｋＷになり、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力よりも大きくなった様子を表している。また、エアコン２２Ｂを電源オフにしたため、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力は図４（Ｃ）の時よりも少なくなっている。しかしながら、例えば余剰電力がまだ所定の閾値よりも小さい場合、エアコン２２Ｂの動作モードを省電力レベルＸ（ここでは電源オフ）にした後、さらにテレビ２２Ｃも省電力レベルを上昇させる（例えばその後さらに電源オフにもできる）ことを示している。

図４（Ｅ）は、分散電源３０，４０，５０が供給可能な電力はさらに回復して４ｋＷになり、負荷機器２２Ａ〜２２Ｄの消費電力よりも相当程度大きくなった様子を表している。したがって、図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）の後でテレビ２２Ｃの電源もオフにした場合、エアコン２２Ｂの次にテレビ２２Ｃの消費電力を抑制したのとは逆の順序で、まずテレビ２２Ｃの電源を復旧する準備をしていることを示している。この場合、図４（Ｃ）と同様に、テレビ２２Ｃの電源を再びオンにするカウントダウンが開始する様子を表している。

図４（Ｆ）は、図４（Ｅ）の後でカウントダウンが行われ、テレビ２２Ｃの電源が再びオンになった様子を表している。また、これにより、テレビ２２Ｃの動作モードはエコモードではなく通常モードに切り替えられたことも、利用者は知ることができる。

このように、本実施形態に係る電力制御装置１０によれば、電力制御装置１０の自立運転時のような系統から解列された非常時に、利用者がさらに不安になるような、過負荷による電力制御システムのダウンを回避することができる。しかも、利用者は負荷機器の消費電力を意識して常に監視する必要はなく、また、発電電力を無駄にすることもない。本実施形態に係る電力制御装置１０によれば、利用者は、電力制御が必要な時には表示または音声などによるアナウンス（通知）を受けることができる。したがって、電力制御に伴う心の準備を行うことができ、安心して非常時に対処することかできる。

以上、本実施形態に係る電力制御装置、および当該電力制御装置を含む電力制御システムについて説明したが、本発明は、上述したような電力制御装置における電力制御方法として実施することもできる。

また、本発明は、上述した電力制御装置１０を備えるパワーコンディショナなど、各種の機器として実現することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせて実施することもできる。特に、図３で説明した本実施形態による動作は、一例を示したものであり、本発明の趣旨に沿う限り、幾多の他の動作を想定することも可能である。

また、本発明に係る電力制御装置は、自立運転時には、ＰＣＳリモコン６０によって各負荷機器を制御することを想定したが、各負荷機器用に用意されたリモコン端末で操作を行うことができるようにしてもよい。この場合、各専用のリモコン端末を、電力制御装置１０の送受信部１７ではなく、各負荷機器に設置されたリモコン信号の受信部に向けて操作が行われると、リモコン端末によって各負荷機器を操作できてしまう。したがって、このような場合、例えば負荷機器が受信したリモコン信号を電力制御装置１０も同時に受信することにより、電力制御装置１０は、当該負荷機器に対して、リモコン信号をキャンセルするような制御信号を送信するようにしてもよい。

１ 電力制御システム
１０ 電力制御装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３Ａ〜１３Ｃ 変圧部
１４ 電力変換部
１５，１６ 電流センサ
１７ 送受信部
１８ 開閉器
２０ 分電盤
２２Ａ〜２２Ｄ 負荷機器
３０ 太陽光発電部
４０ 燃料電池発電部
５０ 蓄電池
６０ ＰＣＳリモートコントローラ（ＰＣＳリモコン）
６１ 送受信部
６２ 表示部
６３ 操作部
６４ 制御部
６５ 記憶部

Claims (8)

1. 電源が供給可能な電力を検出する供給電力検出部と、
   前記電源により供給される電力を使用する負荷機器の消費電力を検出する消費電力検出部と、
   前記負荷機器を遠隔操作して当該負荷機器の消費電力を変化させる制御信号を出力する信号送信部と、
   前記負荷機器の消費電力に関する情報および前記制御信号を記憶する記憶部と、
   前記検出した電源が供給可能な電力、前記検出した負荷機器の消費電力、および前記記憶された負荷機器の消費電力に関する情報に基づいて、前記信号送信部が前記制御信号を出力するように制御する制御部と、
   を備える電力制御装置。
2. 前記記憶部は、前記負荷機器の消費電力に関する情報として、当該負荷機器の消費電力を低減する動作モードにおける消費電力を記憶する、請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記負荷機器を遠隔操作するためのリモコン端末が出力する制御信号を受信可能な信号受信部をさらに備える、請求項１または２に記載の電力制御装置。
4. 前記制御部は、前記信号受信部が受信した制御信号を学習して前記信号送信部から送信可能にする機能を有する、請求項３に記載の電力制御装置。
5. 前記記憶部は、複数の負荷機器の消費電力をそれぞれ変化させる制御信号を記憶して、
   前記制御部は、前記複数の負荷機器に優先順位を設定し、当該優先順位に従って前記信号送信部が前記制御信号を出力するように制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の電力制御装置。
6. 前記記憶部は、前記制御信号によって消費電力が変化した負荷機器について、当該制御信号によって変更される前後の動作モードを記憶して、
   前記制御部は、前記制御信号によって変更される前の動作モードに対応する制御信号を出力するように制御する、請求項１から５のいずれか１項に記載の電力制御装置。
7. 前記制御部は、自立運転時に、前記制御信号を出力するように前記信号送信部を制御することにより、前記負荷機器を遠隔操作して当該負荷機器の消費電力を変化させる、請求項１から６のいずれか１項に記載の電力制御装置。
8. 請求項１から７に記載の電力制御装置を備えるパワーコンディショナ。
   
   

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