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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-17
(45)【発行日】2024-04-25
(54)【発明の名称】電力制御装置、電力制御システム及び電力制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 13/00 20060101AFI20240418BHJP
H02J 3/14 20060101ALI20240418BHJP
【ＦＩ】
H02J13/00 311T
H02J13/00 301A
H02J3/14 130
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2019075783
(22)【出願日】2019-04-11
(65)【公開番号】P2020174476
(43)【公開日】2020-10-22
【審査請求日】2022-03-25
(73)【特許権者】
【識別番号】515109779
【氏名又は名称】イリスコミュニケーション株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】519078857
【氏名又は名称】株式会社ＮｉＣＯ
(74)【代理人】
【識別番号】110004185
【氏名又は名称】インフォート弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100078880
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 修平
(72)【発明者】
【氏名】矢野 雅文
【審査官】早川 卓哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－０１１１００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０６９６９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０２９３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２４３５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２８２１６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０７５０１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１９２４１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ３／００－５／００
Ｈ０２Ｊ１３／００
Ｈ０４Ｑ９／００－９／１６
Ｆ２４Ｆ１１／００－１１／８９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気機器の評価値を設定する評価値設定部と、前記評価値を記憶する評価値記憶部と、
前記評価値記憶部に記憶された前記評価値を外部装置に送信し、且つ、前記外部装置から該外部装置に記憶された外部評価値を受信する通信部と、
前記評価値および前記外部装置から受信した前記外部評価値に基づいて、前記電気機器および前記外部装置のそれぞれの目標電力を設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記電気機器の前記目標電力に基づいて、前記電気機器の使用電力を制御する制御部と、
を備える電力制御装置。
【請求項2】
前記制御部が、前記外部評価値に対する前記評価値が大きいほど前記電気機器の使用電力が大きくなるように、該電気機器の使用電力を制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項3】
前記電気機器の使用電力を計測する電力計測部を更に備え、前記通信部が、
前記評価値と前記電力計測部によって計測された前記使用電力を示す使用電力情報とを含む状態情報を外部装置に送信し、
前記外部装置から、前記外部評価値と該外部装置に接続された外部機器の使用電力を示す外部使用電力情報とを含む外部状態情報を受信し、
前記制御部が、前記評価値と前記外部評価値の大小関係、及び、前記使用電力情報が示す使用電力と前記外部使用電力が示す使用電力との和に基づいて、前記電気機器の使用電力の大きさを変更する、
請求項１又は請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項4】
前記評価値が、前記電気機器の使用電力に対する評価関数によって表され、前記外部評価値が、前記外部装置の使用電力に対する評価関数によって表され、
前記制御部が、前記評価値と前記外部評価値との和が最大となるように前記電気機器の使用電力を制御する、
請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項5】
前記制御部が、前記使用電力情報が示す使用電力と前記外部使用電力情報が示す使用電力との和が所定の上限値以下になるように、前記電気機器の使用電力を制御する、請求項４に記載の電力制御装置。
【請求項6】
前記電気機器の使用電力に対する評価関数、及び、前記外部装置の使用電力に対する評価関数が、凸関数又は凹関数である、請求項４又は請求項５に記載の電力制御装置。
【請求項7】
前記電気機器に電力を送電可能に接続され、該電気機器に電力を供給する電力供給部を更に備え、前記制御部が、前記電力供給部が前記電気機器に供給する電力量を制御する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電力制御装置。
【請求項8】
前記制御部が、前記電気機器の動作を制御することによって該電気機器の使用電力を制御する、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電力制御装置。
【請求項9】
使用者の操作を受け付ける受付部を更に備え、前記評価値設定部が、前記受付部が受け付けた前記使用者の操作に基づいて前記評価値を設定する、
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の電力制御装置。
【請求項10】
外部から前記電気機器周辺の環境の状態を示す環境情報を受信する受信部を更に備え、前記評価値設定部が、前記環境情報に基づいて前記評価値を設定する、
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の電力制御装置。
【請求項11】
前記外部装置に、該外部装置によって使用電力が制御される外部電気機器が接続され、前記評価値が、前記電気機器の前記外部電気機器に対する使用者にとっての優先度を表す、
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の電力制御装置。
【請求項12】
前記通信部は、
前記評価値記憶部に記憶された前記評価値を複数の外部装置に送信し、且つ、前記複数の外部装置のそれぞれから該複数の外部装置のそれぞれに記憶された外部評価値を受信する、
請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項13】
前記通信部は、
前記電気機器の使用電力を示す情報を前記外部装置に送信し、且つ、前記外部装置から該外部装置の使用電力を示す情報を受信し、
前記設定部は、
前記評価値、前記電気機器の使用電力、前記外部装置から受信した前記外部評価値、および、前記外部装置の使用電力に基づいて、前記電気機器および前記外部装置のそれぞれの目標電力を設定する、
請求項１または請求項１２に記載の電力制御装置。
【請求項14】
前記設定部は、
前記電気機器の使用電力および前記外部装置の使用電力の総和が、所定の上限値以下となる条件において、前記評価値および前記外部評価値の和が極値となるように、前記電気機器および前記外部装置のそれぞれの目標電力を設定する、
請求項１３に記載の電力制御装置。
【請求項15】
請求項１から請求項１４の何れか一項に記載の電力制御装置を複数備え、前記複数の電力制御装置のそれぞれが、
電気機器の評価値を設定する評価値設定部と、
前記評価値を記憶する評価値記憶部と、
前記評価値記憶部に記憶された前記評価値を、他の前記電力制御装置に送信し、且つ、前記他の電力制御装置から、該他の電力制御装置に記憶された外部評価値を受信する通信部と、
前記評価値と前記外部評価値の大小関係に応じて前記電気機器の使用電力を制御する制御部と、を備える、
電力制御システム。
【請求項16】
前記複数の電力制御装置と通信可能に接続された情報管理装置を更に備え、該情報管理装置が、前記複数の電力制御装置のそれぞれから前記評価値を受信して記憶する、
請求項１５に記載の電力制御システム。
【請求項17】
請求項１から請求項１４の何れか一項に記載の電力制御装置を用いて実行される電力制御方法であって、前記電力制御装置に接続される電気機器の評価値を設定し、
前記評価値を記憶し、
前記記憶された評価値を外部装置に送信し、
前記外部装置から該外部装置に記憶された外部評価値を受信し、
前記評価値と前記外部評価値の大小関係に応じて前記電気機器の使用電力の大きさを制御する、
ことを含む、電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力制御装置、電力制御システム及び電力制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
家庭やビルなどの建屋内における電力使用量を監視し、建屋内の電気機器の制御を行うシステムとして、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）やＢＥＭＳ（Building Energy Management System）などのＥＭＳ（Energy Management System）が知られている。ＥＭＳは、複数の電気機器や蓄電池などに接続される中央管理システムを有している。中央管理システムは、接続されている各機器から使用電力や蓄電量などの情報を収集する。収集された情報は、電気機器のＯＮ／ＯＦＦ制御や動作の制御に使用される。これにより、建屋全体の消費電力の低減が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１４２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載のシステムは、制御対象である複数の電気機器に接続されるコントローラを有している。このコントーラには、複数の電気機器と通信する機能や、各電気機器から収集した情報に基づいて電気機器を制御する機能を持たせる必要がある。また、各電気機器もコントーラによる制御が可能となるように構成されている必要がある。特許文献１に記載のシステムを建屋内の電力制御システムとして導入する場合、コントーラの費用、複数の電気機器をコントーラによって制御可能に接続するための費用や手間が発生する。そのため、特許文献１に記載のシステムは、初期投資費用が高く、建屋に電力制御システムを導入するためのハードルが高いという問題がある。更に、一つのコントローラが複数の電気機器を制御する構成では、コントーラの動作に不具合が発生した場合に、全ての電気機器が正常に動作しなくなるという脆弱性の問題が生じ得る。
【0005】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、初期費用が抑えられ、脆弱性の問題が生じにくく、電気機器の消費電力を制御可能な電力制御装置、電力制御システム及び電力制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一実施形態にかかる電力制御装置は、電気機器の評価値を設定する評価値設定部と、評価値を記憶する評価値記憶部と、評価値記憶部に記憶された評価値を外部装置に送信し、且つ、外部装置から外部装置に記憶された外部評価値を受信する通信部と、評価値と外部評価値の大小関係に応じて電気機器の使用電力を制御する制御部と、を備える。
【0007】
また、制御部が、外部評価値に対する評価値が大きいほど電気機器の使用電力が大きくなるように、電気機器の使用電力を制御してもよい。
【0008】
また、電力制御装置が、電気機器の使用電力を計測する電力計測部を更に備えてもよい。この場合、通信部が、評価値と電力計測部によって計測された使用電力を示す使用電力情報とを含む状態情報を外部装置に送信し、外部装置から、外部評価値と外部装置に接続された外部機器の使用電力を示す外部使用電力情報とを含む外部状態情報を受信する。また、制御部が、評価値と外部評価値の大小関係、及び、使用電力情報が示す使用電力と外部使用電力が示す使用電力との和に基づいて、電気機器の使用電力の大きさを変更する。
【0009】
また、評価値が、電気機器の使用電力に対する評価関数によって表され、外部評価値が、外部装置の使用電力に対する評価関数によって表され、制御部が、評価値と外部評価値との和が最大となるように電気機器の使用電力を制御してもよい。
【0010】
また、制御部が、使用電力情報が示す使用電力と外部使用電力情報が示す使用電力との和が所定の上限値以下になるように、電気機器の使用電力を制御してもよい。
【0011】
また、電気機器の使用電力に対する評価関数、及び、外部装置の使用電力に対する評価関数が凸関数又は凹関数であってもよい。
【0012】
また、電力制御装置が、電気機器に電力を送電可能に接続され、電気機器に電力を供給する電力供給部を更に備え、制御部が、電力供給部が電気機器に供給する電力量を制御してもよい。
【0013】
また、制御部が、電気機器の動作を制御することによって電気機器の使用電力を制御してもよい。
【0014】
また、電力制御装置が、使用者の操作を受け付ける受付部を更に備え、評価値設定部が、受付部が受け付けた使用者の操作に基づいて評価値を設定してもよい。
【0015】
また、電力制御装置が、外部から電気機器周辺の環境の状態を示す環境情報を受信する受信部を更に備え、評価値設定部が、環境情報に基づいて評価値を設定してもよい。
【0016】
また、外部装置に、外部装置によって使用電力が制御される外部電気機器が接続され、評価値が、電気機器の外部電気機器に対する使用者にとっての優先度を表してもよい。
【0017】
本発明の一実施形態にかかる電力制御システムは、複数の電力制御装置を複数備え、複数の電力制御装置のそれぞれが、電気機器の評価値を設定する評価値設定部と、評価値を記憶する評価値記憶部と、評価値記憶部に記憶された評価値を、他の電力制御装置に送信し、且つ、他の電力制御装置から、他の電力制御装置に記憶された外部評価値を受信する通信部と、評価値と外部評価値の大小関係に応じて電気機器の使用電力を制御する制御部と、を備える。
【0018】
また、電力制御システムが、複数の電力制御装置と通信可能に接続された情報管理装置を更に備え、情報管理装置が、複数の電力制御装置のそれぞれから評価値を受信して記憶してもよい。
【0019】
本発明の一実施形態に係る電力制御方法は、電力制御装置を用いて実行される電力制御方法であって、電力制御装置に接続される電気機器の評価値を設定し、評価値を記憶し、記憶された評価値を外部装置に送信し、部装置から外部装置に記憶された外部評価値を受信し、評価値と外部評価値の大小関係に応じて電気機器の使用電力の大きさを制御する、ことを含む。
【発明の効果】
【0020】
本発明の実施形態によれば、各電気機器の使用電力は、電気機器ごとに設けられた電力制御装置によって制御される。そのため、複数の電気機器を同時に制御する中央制御システムが不要であり、複数の電気機器の制御を行うための初期投資を抑えることができる。また、中央制御システムが存在しないため、中央制御システムの不具合によって複数の電気機器の動作に不具合が生じるという脆弱性の問題の発生を防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0023】
（第１実施形態）
［電力制御システムの構成］
図１は、本発明の第１実施形態における電力制御システム１の構成を示す図である。電力制御システム１は、２つ以上の複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃと、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続された電気機器２００Ａ～２００Ｃを備える。
［電力制御システムの構成］
図１は、本発明の第１実施形態における電力制御システム１の構成を示す図である。電力制御システム１は、２つ以上の複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃと、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続された電気機器２００Ａ～２００Ｃを備える。
【0024】
電力制御装置１００Ａは、建屋の壁面、発電機、蓄電池などに設けられたコンセントジャック（アウトレット）３００と電気機器２００Ａとの間に配置される。コンセントジャック３００から供給された電力は、電力制御装置１００Ａを介して電気機器２００Ａに供給される。電気機器１００Ａは、例えば、ＡＶ機器、ＩＴ機器、家電製品などであり、その種類は限定されない。
【0025】
電力制御装置１００Ａは、コントローラ１０１、メモリ１０２、通信インタフェース１０３、ユーザインタフェース１０４、表示部１０５、コンセントプラグ（差込接続器）１０６、コンセントジャック（プラグ受、アウトレット）１０７、電力計測部１０８、電力制御部１０９を備えている。メモリ１０２には、電力制御装置１００Ａを動作させるプログラムが記憶されている。
【0026】
コントローラ１０１は、メモリ１０２に記憶されているプログラムを実行する。メモリ１０２は、電力制御装置１００Ａを動作させるプログラムに加え、後述する電気機器２００Ａの評価値（評価関数）を記憶している。通信インタフェース１０３は、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃとの無線通信に使用される。
【0027】
ユーザインタフェース１０４は、使用者によって操作可能であり、評価値の設定や変更などのために使用される。なお、ユーザインタフェース１０４は、使用者によって操作可能なものであればよく、スイッチやボタン、タッチパネルなどであってもよい。表示部１０５は、電力制御装置１００Ａが駆動しているか否か、及び、設定されている評価値を示す情報を表示する。表示部１０５は、例えば、液晶パネルやランプである。なお、ユーザインタフェース１０４の一部及び表示部１０５の機能の一部は、電力制御装置１００Ａの本体の外部に設けられていてもよい。例えば、電力制御装置１００Ａは外部の携帯端末装置（不図示）と通信可能であり、携帯端末装置がユーザインタフェース１０４及び表示部１０５の機能を有していてもよい。
【0028】
電力制御装置１００Ａのコンセントプラグ１０６は、建屋の壁面などに設けられた外部のコンセントジャック３００に接続される。外部のコンセントジャック３００から供給された電力は、コンセントプラグ１０６を介してコンセントジャック１０７に伝送される。コンセントジャック１０７には、電気機器２００Ａのコンセントプラグ（不図示）が接続される。これにより、電気機器２００Ａに、コンセントジャック１０７を介して電力が供給される。
【0029】
電力計測部１０８は、電力制御装置１００Ａに接続された電気機器２００Ａが使用している電力（電気機器２００Ａに供給されている電力）を計測する。なお、家庭用の系統電力は、例えば、１００Ｖや２００Ｖなどの値で一定であるため、電力計測部１０８は、コンセントプラグ１０６とコンセントジャック１０７とを繋ぐ配線に流れる電流値を計測し、計測された電流値と一定の電圧値とに基づいて使用電力を算出してもよい。
【0030】
電力制御部１０９は、コンセントプラグ１０６とコンセントジャック１０７との間に配置されている。電力制御部１０９は、コントローラ１０１からの指示に従い、コンセントプラグ１０７を介して電気機器２００Ａに供給される電力を制御する。電力制御部１０９は、供給電力の大きさを変える制御と、電力の供給のＯＮ／ＯＦＦ制御の両方を実行できる。
【0031】
他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃも、電力制御装置１００Ａと同じ構成を有する。他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃにはそれぞれ、他の電気機器２００Ｂ、２００Ｃが接続されている。各電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃに接続される電気機器２００Ｂ、２００Ｃは、同じ種類の機器でなくてもよい。例えば、電気機器２００Ａ～２００Ｃは、互いに異なる種類の機器であってもよい。
【0032】
コントローラ１０１は、電力制御装置１００Ａに接続されている電気機器２００Ａの評価値と使用電力、及び、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃから通信インタフェース１０３を介して受信した評価値と使用電力に基づき、電気機器２００Ａへの供給電力を制御する。
【0033】
［電力制御装置の動作］
次に、電力制御装置１００Ａの動作の一例を説明する。図２は、電力制御装置１００Ａのコントローラ１０１の動作を示すフローチャートである。図２に示される動作は、電力制御装置１００Ａに接続された電気機器２００Ａが駆動することによって開始される。電気機器２００Ａの電源がＯＦＦになっている、或いは、電気機器２００Ａが待機状態になっているなど、電気機器２００Ａが駆動していない場合は、図２に示される動作は実行されない。また、図２に示される動作は、電気機器２００Ａの使用電力が所定値以上になった場合に開始されてもよい。
次に、電力制御装置１００Ａの動作の一例を説明する。図２は、電力制御装置１００Ａのコントローラ１０１の動作を示すフローチャートである。図２に示される動作は、電力制御装置１００Ａに接続された電気機器２００Ａが駆動することによって開始される。電気機器２００Ａの電源がＯＦＦになっている、或いは、電気機器２００Ａが待機状態になっているなど、電気機器２００Ａが駆動していない場合は、図２に示される動作は実行されない。また、図２に示される動作は、電気機器２００Ａの使用電力が所定値以上になった場合に開始されてもよい。
【0034】
コントローラ１０１は、図２に示される動作を開始すると、通信インタフェース１０３によって無線通信可能な他の電力制御装置を探索する（Ｓ１０１）。通信インタフェース１０３の無線通信規格は、例えば、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）などである。
【0035】
無線通信可能な電力制御装置が見つからなかった場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、コントローラ１０１は、電気機器２００Ａに供給する電力を維持する（Ｓ１０３）。言い換えると、コントローラ１０１は、電気機器２００Ａへの供給電力の制御を行わない。その後、Ｓ１０１に戻り、コントローラ１０１は、他の電力制御装置の探索を繰り返し実行する。
【0036】
無線通信可能な電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃが見つかった場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、コントローラ１０１は、見つかった他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃとの無線通信を確立する（Ｓ１０４）。なお、無線通信可能な電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃが複数見つかった場合、コントローラ１０１は、見つかった複数の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃとの無線通信を確立する。
【0037】
Ｓ１０５では、コントローラ１０１は、電力計測部１０８を用いて電気機器２００Ａの使用電力を計測する。計測された使用電力を示す使用電力情報は、メモリ１０２に記憶される。
【0038】
Ｓ１０６では、コントローラ１０１は、電気機器２００Ａの状態情報を、無線通信が確立している他の電力制御装置１００Ａに送信する。状態情報は、メモリ１０２に記憶されている評価値と使用電力情報を含む。電力制御装置１００Ａが複数の他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃとの無線通信を確立している場合、状態情報は、複数の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃの全てに送信される。
【0039】
Ｓ１０７では、コントローラ１０１は、無線通信が確立している他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃから状態情報を受信する。この状態情報は、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃに記憶されている評価値と当該電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃに接続されている電気機器２００Ｂ、２００Ｃの使用電力情報を含む。
【0040】
Ｓ１０８では、コントローラ１０１は、自身の状態情報と他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃから受信した状態情報とに基づき、電気機器２００Ａの使用電力の目標値ＰTargetを設定する。目標値ＰTargetは、電力制御装置１００Ａを介して電気機器２００Ａへ供給する電力の目標となる値である。
【0041】
Ｓ１０９では、コントローラ１０１は、電力制御装置１００Ａに接続された電気機器２００Ａの使用電力、及び、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃから受信した状態情報に基づき、電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力が制御開始値ＰS以上であるかを判定する。ここで、総使用電力は、互いに通信が確立している複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃのそれぞれに接続された電気機器２００Ａ～２００Ｃの使用電力の総和である。総使用電力が制御開始値ＰS未満であると判定された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１０へ進む。総使用電力が制御開始値ＰS以上であると判定された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ進む。
【0042】
Ｓ１１０では、コントローラ１０１は、電気機器２００Ａに供給する電力を維持する（Ｓ１０３）。言い換えると、コントローラ１０１は、電気機器２００Ａへの供給電力の制御を行わない。その後、Ｓ１０１に戻り、コントローラ１０１は、他の電力制御装置の探索を繰り返し実行する。
【0043】
Ｓ１１１では、コントローラ１０１は、電気機器２００Ａへの供給電力が目標値ＰTargetになるように、電力制御部１０９を制御する。コントローラ１０１は、Ｓ１１１で供給電力を制御した後、Ｓ１０１に戻り、図２に示される処理を繰り返し実行する。
【0044】
［目標値の設定方法］
次に、Ｓ１０８における目標値ＰTargetの設定方法の一例を説明する。
次に、Ｓ１０８における目標値ＰTargetの設定方法の一例を説明する。
【0045】
目標値ＰTargetは、例えば、使用者（例えば、建屋の住人）が、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続された電気機器２００Ａ～２００Ｃを快適に使用可能で、且つ、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力が抑えられるように設定される。目標値ＰTargetは、状態情報に含まれる評価値と使用電力情報に基づいて設定される。
【0046】
評価値は、例えば、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力と使用者が感じる快適さとの関係を表す評価関数である。電気機器２００Ａ～２００Ｃは、供給される電力に応じて動作状態が変化する。そのため、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力とその電気機器２００Ａ～２００Ｃを使用している使用者が感じる快適さとの間には相関がある。
【0047】
図３は、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力Ｐと電気機器２００Ａ～２００Ｃを使用している使用者が感じる快適度ｆとの相関（すなわち、評価関数）を示すグラフである。グラフの横軸は電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力Ｐを示し、縦軸は快適度ｆを示す。図３には、３つの電気機器２００Ａ～２００Ｃの快適度ｆ１～ｆ３の例が示されている。各快適度ｆ１～ｆ３は、供給電力Ｐに対する凸関数（例えば、二次関数）で表される。各快適度ｆ１～ｆ３はそれぞれ、供給電力Ｐ1Opt～Ｐ3Optのときに極大値を有する。
【0048】
例えば、電気機器２００Ａ～２００Ｃが供給電力に応じて明るさが変化する照明器具である場合、照明が暗すぎる、或いは、明るすぎると、使用者は不便さを感じたり、不快に感じたりする。そのため、照明器具の快適度は、使用者が丁度よいと感じる明るさに相当する極大値を有する。また、電気機器２００Ａ～２００Ｃが供給電力に応じて温度や風量が変化するドライヤーである場合、使用者は、ドライヤーによって生じる風の温度が低すぎる又は熱すぎると不快に感じる。また、使用者は、ドライヤーの風量が弱すぎる又は強すぎると不快に感じる。そのため、ドライヤーの快適度も極大値を有する。
【0049】
各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに記憶されている評価関数を用いると、各電気機器２００Ａ～２００Ｃに対してユーザが感じる快適度の総和ｆは、以下の数式１で表される。
ここで、Ｎは、電力制御システム１に含まれる電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの数を示す。図１にされる例では、Ｎは３である。Ｐiはｉ番目の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続された電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力を示す。ｆi（Ｐi）はｉ番目の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに記憶されている評価関数である。各評価関数ｆi（Ｐi）は、凸関数である。
【数1】
【0050】
もし、全ての電気機器２００Ａ～２００Ｃが、快適度が最大となるように制御されると、消費電力Ｐiの総和が大きくなる。電力制御システム１が家庭内の電気機器２００Ａ～２００Ｃを制御するシステムである場合、消費電力Ｐiの総和が家庭の契約電力を超過してブレーカが落ちるという問題や、電力コストが増加するという問題が生じる可能性がある。そのため、各電気機器２００Ａ～２００Ｃに供給される電力には、以下の数式２で示される束縛条件が設けられる。
ここで、ＰLimitは、Ｎ個の電気機器２００Ａ～２００Ｃに対する供給電力の総和の上限値である。
【数2】
【0051】
上限値ＰLimitは、例えば、電力計測部１０８によって計測された使用電力を示す使用電力情報、及び、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃから受信した使用電力情報に基づいて決定される。例えば、上限値ＰLimitは、Ｎ個の電気機器２００Ａ～２００Ｃの使用電力の総和であってもよい。また、供給電力に余裕を持たせるために、或いは、電力コストを抑えるために、上限値ＰLimitは、使用電力の総和よりも小さく設定されてもよい。各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃは、使用電力情報に基づいて上限値ＰLimitを決定し、メモリ１０２に記憶する。
【0052】
各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが、一戸の一般家庭内に設けられている場合、上限値ＰLimitは、例えば、当該家庭の契約電力であってもよい。或いは、上限値ＰLimitは、当該家庭で実際に使用されている電力の平均値や最大値に基づいて決定されてもよい。また、電力に余裕を持たせる、或いは、電力コストを抑えるために、上限値ＰLimitは、契約電力や家庭内の使用電力よりも小さく設定されてもよい。上限値ＰLimitを契約電力又は家庭内の使用電力に基づいて決定する場合、使用者は、ユーザインタフェース１０４を介して契約電力又は家庭内の使用電力を各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに入力する。各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃは、入力された電力に基づいて上限値ＰLimitを決定し、それぞれのメモリ１０２に記憶する。
【0053】
式２で示される束縛条件を満たし、式１で示される評価関数が最大となる条件は、ラグランジュの未定乗数法を利用して求めることができる。この場合、ラグランジュ乗数をλとした場合のラグランジュ関数は次の数式３で表される。
また、総和ｆが最大となるとき、次の数式４が成り立つ。
この連立方程式を解くことにより、式２の束縛条件を満たしつつ、評価関数の総和ｆが最大となる場合の各供給電力Ｐiを求めることができる。この求められた供給電力Ｐiが、各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の目標値ＰiTargetとして設定される。
【数3】
【数4】
【0054】
なお、目標値ＰiTargetは、図２に示される処理が繰返し実行される毎に変化する。図２に示される処理において、Ｓ１１１では電気機器２００Ａへの供給電力が制御されるため、Ｓ１１１の処理の実行前後において、電力計測部１０８によって計測される使用電力が変化する。同様に、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃにおいても、Ｓ１１１において接続されている電気機器２００Ｂ、２００Ｃに供給される電力が制御される。そのため、図２に示される処理が繰返し実行される毎に、他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃとの間で送受信する状態情報が変化する。これに伴い、状態情報に基づいて設定される目標値ＰiTargetが変化し、Ｓ１１１では、各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力が、変化した目標値ＰiTargetとなるように制御される。
【0055】
また、電力制御装置１００Ａと無線通信可能な他の電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃの数に増減があった場合も、Ｓ１０７で受信する状態情報の数が変化するため、目標値ＰTargetが変化する。
【0056】
［経過時間と総使用電力との関係］
図４は、経過時間ｔとＮ個の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力との関係を示す図である。図４の横軸は、経過時間ｔを示し、縦軸はＮ個の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力を示す。図４（ａ）は、各電気機器２００Ａ～２００Ｃの使用電力が電力制御装置１００Ａ～１００Ｃによって制御されていない場合の総使用電力を示す。図４（ｂ）は、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃにより、各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の大きさが目標値ＰiTargetとなるように連続的に（アナログ的に）制御されている場合の総使用電力を示す。
図４は、経過時間ｔとＮ個の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力との関係を示す図である。図４の横軸は、経過時間ｔを示し、縦軸はＮ個の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力を示す。図４（ａ）は、各電気機器２００Ａ～２００Ｃの使用電力が電力制御装置１００Ａ～１００Ｃによって制御されていない場合の総使用電力を示す。図４（ｂ）は、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃにより、各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の大きさが目標値ＰiTargetとなるように連続的に（アナログ的に）制御されている場合の総使用電力を示す。
【0057】
図４（ａ）では、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃが同時に使用されている場合の例を示している。各電気機器２００Ａ～２００Ｃはその駆動状態に応じて使用電力が変化するため、総使用電力は時間経過と共に変化する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、総使用電力が上限値ＰLimitを上回っている。仮に、上限値ＰLimitが家庭の契約電力と同じ値に設定されている場合、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間に家庭内のブレーカが落ちる可能性がある。
【0058】
一方、図４（ｂ）に示す例では、総使用電力が制御開始値ＰS以上になると、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃの使用電力が、それぞれの目標値ＰiTargetとなるように制御される。仮に、総使用電力が上限値ＰLimitを上回った後に供給電力の制御が開始されると、家庭のブレーカが落ちてしまう可能性がある。一方、図４（ｂ）に示す例では、総使用電力が上限値ＰLimitよりも小さい制御開始値ＰS以上となったタイミングで供給電力の制御が実行されるため、総使用電力が上限値ＰLimitを上回ってしまうことが抑制される。
【0059】
総使用電力が制御開始値ＰS未満である場合、供給可能な電力には余裕がある。この場合は、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の制御（Ｓ１１０）を実行しないことにより、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力が変化し、電気機器２００Ａ～２００Ｃの駆動状態が変化してしまうことが防止される。
【0060】
また、総使用電力が制御開始値ＰS未満であったとしても、使用中の電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力が目標値ＰiTargetになるように制御されてもよい。例えば、電気機器２００Ａ～２００Ｃの使用電力Ｐiが目標値ＰiTargetよりも小さい場合、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力を目標値ＰiTargetまで増やすことにより、使用者にとっての快適度を高めることができる。
【0061】
［本実施形態による効果］
本実施形態では、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ同士が無線通信によって状態情報を交換する。そして、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力が、状態情報に基づいて設定された目標値ＰiTargetになるように制御される。これにより、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力を所定の値（上限値ＰLimit）以下に抑えることができる。また、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の目標値ＰiTargetは、使用者の快適度が大きくなるように設定される。そのため、総使用電力を所定の値以下に抑えつつ、使用者が各電気機器２００Ａ～２００Ｃを快適に使用可能となる。
本実施形態では、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ同士が無線通信によって状態情報を交換する。そして、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力が、状態情報に基づいて設定された目標値ＰiTargetになるように制御される。これにより、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力を所定の値（上限値ＰLimit）以下に抑えることができる。また、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の目標値ＰiTargetは、使用者の快適度が大きくなるように設定される。そのため、総使用電力を所定の値以下に抑えつつ、使用者が各電気機器２００Ａ～２００Ｃを快適に使用可能となる。
【0062】
また、本実施形態では、各電気機器２００Ａ～２００Ｃとコンセントジャック３００との間に電力制御装置１００Ａ～１００Ｃを配置することにより、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃを含む電力制御システム１を構築することができる。そのため、従来のシステムにおける複数の電気機器を制御可能な中央制御システムが不要となり、電力制御システム１を構築するための費用や、電力制御システム１の構築に要する手間を省くことができる。
【0063】
更に、従来のシステムでは、一つの中央制御システムが複数の電気機器の制御を行っているため、中管制御システムの動作に不具合が発生すると、複数の電気機器の全てが正常に動作しなくなるおそれがある。これに対し、本実施形態では、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃは、自身に接続されている電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の制御を行うが、他の電力制御装置に接続されている電気機器の制御は行わない。そのため、何れか一つの電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの動作に不具合が発生したとしても、全ての電気機器２００Ａ～２００Ｃの動作に不具合が発生するおそれがない。
【0064】
［電力制御システムの変形例］
図５は、本実施形態における、別の電力制御システム１Ａの構成を示す図である。この電力制御システムは、７つの電力制御装置１１１～１１７を含んでいる。３つの電力制御装置１１１～１１３は互いに無線通信可能である。電力制御装置１１４は、電力制御装置１１２とのみ無線通信可能である。４つの電力制御装置１１３、１１５～１１７は互いに無線通信可能である。言い換えると、この電力制御システム１Ａは、電力制御装置１１１～１１３を有する第１電力制御システム、電力制御装置１１２、１１４を有する第２電力制御システム、電力制御装置１１３、１１５～１１７を有する第３電力制御システムを含んでいる。
図５は、本実施形態における、別の電力制御システム１Ａの構成を示す図である。この電力制御システムは、７つの電力制御装置１１１～１１７を含んでいる。３つの電力制御装置１１１～１１３は互いに無線通信可能である。電力制御装置１１４は、電力制御装置１１２とのみ無線通信可能である。４つの電力制御装置１１３、１１５～１１７は互いに無線通信可能である。言い換えると、この電力制御システム１Ａは、電力制御装置１１１～１１３を有する第１電力制御システム、電力制御装置１１２、１１４を有する第２電力制御システム、電力制御装置１１３、１１５～１１７を有する第３電力制御システムを含んでいる。
【0065】
電力制御装置１１１～１１７の夫々には不図示の電気機器が接続されている。各電力制御装置１１１～１１７は、互いに独立して図２に示す処理フローを繰り返し実行する。例えば、第１電力制御システムの３つの電力制御装置１１１～１１３は、互いの状態情報を交換し（Ｓ１０６、Ｓ１０７）、接続されている電気機器への供給電力を制御する（Ｓ１１０）。供給電力が制御されると、各電気機器の使用電力が変化するため、状態情報も変化する。
【0066】
次いで、第２電力制御システムの電力制御装置１１２は電力制御装置１１４と状態情報を交換し、第３電力制御システムの電力制御装置１１３は電力制御装置１１５～１１７と状態情報を交換する。このとき、電力制御装置１１２、１１３が送信する状態情報は、第１電力制御システムにおいて変化した後の状態情報である。そして、電力制御装置１１４及び電力制御装置１１５～１１７は交換した状態情報を用いて、それぞれに接続されている電気機器への供給電力を制御する。これにより、電力制御装置１１４及び電力制御装置１１５～１１７は、直接通信可能に接続されていない第１電力システムの電力制御装置１１１の状態に基づいて電気機器への供給電力を制御することができる。
【0067】
また、各電力制御装置１１１～１１７が、図２に示される処理フローを繰り返し実行することにより、電力制御装置１１１は、直接通信可能に接続されていない電力制御装置１１４及び電力制御装置１１５～１１７の状態に応じて供給電力を制御することができる。
【0068】
このように、本実施形態では、全ての電力制御装置１１１～１１７が互いに直接通信可能に接続されていなくとも、電力制御システム１Ａに含まれる全ての電力制御装置１１１～１１７の状態情報を直接的又は間接的に供給電力の制御に使用可能である。
【0069】
また、本実施形態では、電力制御システム１Ａに新たに電力制御装置を追加する場合に、新たに追加される電力制御装置は、電力制御システム１Ａに含まれている電力制御装置のうち少なくとも一つの電力制御装置と通信可能であればよい。これに対し、従来のシステムでは、全ての電気機器が中央制御システムと通信可能である必要がある。そのため、従来のシステムでは、新たに追加したい電気機器と中央制御システムとが離れて配置されている場合に、新たな電気機器をシステムに組み込むことが難しかった。これに対し、本実施形態では、新たな電力制御装置の追加が容易であり、従来技術に比べて電力制御システム１Ａのスケーラビリティが優れている。
【0070】
なお、本実施形態では、電力制御システム１Ａは少なくとも２つの電力制御装置を含んでいればよく、含まれる電力制御装置の数は限定されない。また、電力制御システム１Ａは、各電力制御装置をノードとしたグラフ構造を有しており、メッシュ状やツリー状など様々なグラフ構造を取り得る。そのため、使用者は、電気機器１１１～１１７の配置に応じて、電力制御システム１Ａの構造を自由に変更できる。
【0071】
［目標値の設定方法の変形例］
上述の本実施形態の説明では、目標値ＰiTargetを式４に基づいて求める場合を説明したが、本実施形態における目標値の決定方法はこれに限定されない。各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の目標値ＰiTargetは、複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃのうち、いずれか１つの電力制御装置１００Ａ～１００Ｃを基準に決定されてもよい。例えば、複数の（Ｎ個の）評価関数のうち、極大値が最も大きい評価関数を記憶している電力制御装置に対し、供給電力の目標値が設定されてもよい。ここで、極大値が最も大きい評価関数を記憶している電力制御装置は、言い換えると、使用者にとって最も相対的な優先度の高い電気機器が接続された電力制御装置である。
上述の本実施形態の説明では、目標値ＰiTargetを式４に基づいて求める場合を説明したが、本実施形態における目標値の決定方法はこれに限定されない。各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の目標値ＰiTargetは、複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃのうち、いずれか１つの電力制御装置１００Ａ～１００Ｃを基準に決定されてもよい。例えば、複数の（Ｎ個の）評価関数のうち、極大値が最も大きい評価関数を記憶している電力制御装置に対し、供給電力の目標値が設定されてもよい。ここで、極大値が最も大きい評価関数を記憶している電力制御装置は、言い換えると、使用者にとって最も相対的な優先度の高い電気機器が接続された電力制御装置である。
【0072】
図６は、Ｎ個の電力制御装置のうちＭ番目の電力制御装置における、電気機器への供給電力ＰMと電気機器を使用している使用者が感じる快適度ｆMとの相関を示すグラフである。例えば、Ｍ番目の電力制御装置に供給電力の目標値ＰMTargetが設定された場合、評価関数ｆMと目標値ＰMTargetから、供給電力がＰMのときの評価関数ｆMの傾き（微分）λMが求められる。他の電力制御装置においては、それぞれの評価関数ｆiの傾きλiが傾きλMと等しくなるときの供給電力Ｐiが目標値ＰiTargetに設定される。
【0073】
なお、基準となるＭ番目の電力制御装置の目標値ＰMTargetは、評価関数ｆMが極大値を取る時の電力（最適電力）ＰMOptよりも小さくなるように設定される。仮に、目標値ＰMTargetが最適電力ＰMOptと等しい場合（言い換えると、傾きλMが０である場合）、他の全ての電力制御装置においても、各電気機器に供給される電力Ｐiが、評価関数ｆiが極大値を取るように設定される。この場合、電力制御による総使用電力の削減効果がなくなってしまい、ブレーカが落ちるなどの問題が発生し得る。
【0074】
目標値ＰMTargetが最適電力ＰMOptよりも小さい値に設定されると、各電力制御装置の使用電力が、それぞれの最適電力ＰiOptよりも低い値に抑えられ、総使用電力を削減することができる。また、目標値ＰMTargetを最適電力ＰMOptに近い値に設定することにより、使用者は、総使用電力を抑えつつ、優先度の高い電気機器を快適に使用することが可能となる。
【0075】
また、電気機器の仕様によっては、供給電力が所定値を下回ると電気機器が正常に動作しなくなる場合が生じ得る。そのため、電力制御装置は、接続されている電気機器が駆動している場合（例えば、電気機器の電源が切られていない場合、又は、電気機器が待機状態ではない場合）、電気機器の供給電力が所定値を下回らないように、目標値ＰiTargetに下限値を設定してもよい。この下限値は、使用者により手動で電力制御装置に入力されてもよい。或いは、電力制御装置は、電気機器への供給電力を下げた場合に、電気機器の動作に不具合が生じたとき（例えば、電気機器の電源が切れてしまったとき）の供給電力を記憶し、その記憶された供給電力に基づいて下限値を設定してもよい。
【0076】
また、上述の本実施形態の説明では、目標値ＰiTargetを式４に基づいて求める場合を説明したが、本実施形態は、全ての電気機器２００Ａ～２００Ｃに目標値ＰiTargetが設定されていなくてもよい。例えば、電力制御装置１００Ａに比較的高い評価値が設定されている場合、この電力制御装置１００Ａに接続されている電気機器２００Ａへの供給電力は制御されなくてもよい。この場合、電力制御装置１００Ａの評価値よりも低い評価値が設定されている電力制御装置１００Ｂ、１００Ｃにおいて、それぞれの電気機器２００Ｂ、２００Ｃへの供給電力が抑えられる。これにより、総使用電力を抑えると共に、使用者が優先度の高い電気機器１００Ａを快適に使用できる。
【0077】
また、目標値ＰiTargetは、評価値の大きさ（優先度の高さ）に応じた割合に基づいて設定されてもよい。例えば、評価値が大きいほど、供給電力が制御されていない状態における電気機器の使用電力に対する目標値ＰiTargetの割合が高くなるように設定される。総使用電力が上限値ＰLimitを越えそうになった場合に、評価値の大きい電力制御装置に接続された電気機器への供給電力の小さく抑えられる。一方、評価値の小さい電力制御装置に接続された電気機器への供給電力は大きく低下する。これにより、総使用電力を抑えると共に、使用者が優先度の高い電気機器を快適に使用できる。
【0078】
［供給電力の制御の変形例］
図２のＳ１０９及びＳ１１０では、総使用電力が制御開始値ＰS以上となった場合に、電気機器１００Ａへの供給電力が目標値ＰiTargetとなるように制御されるが、本実施形態の処理はこれに限定されない。例えば、上限値ＰLimitが契約電力よりも小さく設定されている場合は、総使用電力が上限値ＰLimitに到達した時点でＳ１１０の制御が行われてもよい。
図２のＳ１０９及びＳ１１０では、総使用電力が制御開始値ＰS以上となった場合に、電気機器１００Ａへの供給電力が目標値ＰiTargetとなるように制御されるが、本実施形態の処理はこれに限定されない。例えば、上限値ＰLimitが契約電力よりも小さく設定されている場合は、総使用電力が上限値ＰLimitに到達した時点でＳ１１０の制御が行われてもよい。
【0079】
また、供給電力を目標値ＰiTargetとするような制御において、供給電力の制御はアナログ的な制御に限定されない。例えば、供給電力は、所定単位毎に（例えば、数Ｗずつ）段階的に変更されてもよい。
【0080】
また、電力制御装置１００Ａは、複数の電気機器２００Ａ～２００Ｃの総使用電力が閾値ＰTH以上になった場合に、総使用電力が上限値ＰLimitを越えないように特定の電気機器への電力供給を停止してもよい。ここで、閾値ＰTHは、上限値ＰLimit以下に設定されている。また、電力供給が停止される電気機器は、評価関数の大きさによって決定されてもよい。例えば、複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃのうち、評価関数の極大値が最も小さい電力制御装置に接続された電気機器への電力供給が停止されてもよい。
【0081】
図７は、総使用電力が上限値ＰLimitを越えないように、特定の電気機器への電力供給が停止される場合の総使用電力を示す図である。図７の横軸は、経過時間ｔを示し、縦軸はＮ個の電気機器の総使用電力を示す。図７に示される例では、電気機器への供給電力は、アナログ的に電力量が制御されるのではなく、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。そのため、図４（ｂ）に示される例とは異なり、使用電力の総和がＰLimitと一致するような制御は行われない。図７に示されるように、電気機器への供給電力をＯＮ／ＯＦＦ制御することによっても、総使用電力が上限値ＰLimitを越えないように制御することが可能である。
【0082】
［評価関数の変更］
評価関数の極大値の大きさは、使用者にとって電力制御装置１００Ａに接続された電気機器２００Ａの優先度を表している。供給電力の目標値の設定に使用される評価関数は、使用者による手動又は自動で変更可能である。極大値の大きさは、連続的に変更可能であってもよく、段階的に（例えば、高、中、低の３段階で）変更可能であってもよい。極大値の大きさは、評価関数を所定倍することによって変更されてもよく、評価関数をオフセットすることによって変更されてもよい。
評価関数の極大値の大きさは、使用者にとって電力制御装置１００Ａに接続された電気機器２００Ａの優先度を表している。供給電力の目標値の設定に使用される評価関数は、使用者による手動又は自動で変更可能である。極大値の大きさは、連続的に変更可能であってもよく、段階的に（例えば、高、中、低の３段階で）変更可能であってもよい。極大値の大きさは、評価関数を所定倍することによって変更されてもよく、評価関数をオフセットすることによって変更されてもよい。
【0083】
極大値の大きさは、電気機器２００Ａの種類や仕様、設置場所、使用者の好みや優先度等に応じて変更されるが、何に基づいて変更するかは限定されない。例えば、使用者は、一時的に優先的に使用したい電気機器が接続されている電力制御装置の評価関数の極大値を大きな値に設定（又は変更）する。極大値が大きく設定されるほど、式４を満たす供給電力Ｐi（目標値ＰiTarget）が大きくなり、当該電気機器に優先的に電力が投入されることになる。
【0084】
例えば、髪を乾かすドライヤーや調理に使用する電子レンジやオーブン等は、使用時間は比較的短いが、評価値を大きく設定することが望ましい。なぜなら、これらの電気機器への供給電力が抑えられると、髪を乾かす時間が長くなってしまう、或いは、調理ができなくなってしまうなどの不便さが増し、使用者が感じる快適度が下がるためである。一方、エアコンや冷蔵庫などは、使用時間は比較的長いが、一時的に電力供給が抑えられたとしても、使用者が不便さを感じにくい。そのため、これらの電気機器の評価値は比較的低めに設定される。
【0085】
評価関数が極大値を持つときの最適電力ＰOptは、電気機器２００Ａの仕様や使用者の好みに応じて変更可能である。最適電力ＰOptは、例えば、当該電気機器２００Ａの定格消費電力に近い値、或いは、電力制御が行われていない状態における当該電気機器２００Ａの実際の使用電力に近い値に設定される。使用者が、電力制御装置１００Ａに対し、電気機器２００Ａの定格消費電力を入力し、コントローラ１０１は、入力された定格消費電力を最適電力ＰOptに設定してもよい。また、コントローラ１０１は、電力制御装置１００Ａによって供給電力の制御が行われていない状態において電力計測部１０８によって計測された電力を最適電力ＰOptに設定してもよい。
【0086】
［評価値の変形例］
上述の実施形態では、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが記憶する評価関数は、極大値を有する凸関数以外の関数であってもよい。例えば、評価関数は、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力と、その電気機器２００Ａ～２００Ｃを使用している使用者が感じる不快さとの相関を示す関数であってもよい。この場合、評価関数は、例えば、供給電力Ｐに対する凹関数（下に凸の関数）で表される。また、目標値ＰTargetは、式１に示される快適度の総和が最大となる条件ではなく、不快さの総和が最小となる条件に従って求められる。
上述の実施形態では、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが記憶する評価関数は、極大値を有する凸関数以外の関数であってもよい。例えば、評価関数は、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力と、その電気機器２００Ａ～２００Ｃを使用している使用者が感じる不快さとの相関を示す関数であってもよい。この場合、評価関数は、例えば、供給電力Ｐに対する凹関数（下に凸の関数）で表される。また、目標値ＰTargetは、式１に示される快適度の総和が最大となる条件ではなく、不快さの総和が最小となる条件に従って求められる。
【0087】
なお、評価関数は評価値の一例であり、評価値の大きさは使用者にとっての電気機器の優先度に対応する。従って、評価関数が供給電力と不快さとの相関を示す凹関数である場合、不快さが大きいほど（例えば、凹関数の極小値が小さいほど）、電気機器が、使用者が感じる快適さ及び不快さに与える影響が大きい。すなわち、凹関数の極小値が小さいほど、その凹関数が記憶されている電力制御装置に接続された電気機器の評価値（優先度）が高いこと意味する。そのため、不快さの総和が最小となる条件は、評価値の総和が最大となる条件のことである。
【0088】
また、上述の実施形態では、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが記憶する評価値は、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力Ｐに対する評価関数であるが、本実施形態の評価値はこれに限定されない。例えば、評価値は、供給電力Ｐに依存しない固定値であってもよい。固定値の大きさは、使用者にとっての各電気機器２００Ａ～２００Ｃの相対的な優先度の高さに対応する。この場合、図２のＳ１０８では、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃは、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの間の固定値（優先度）の大小関係に応じて、目標値ＰiTargetを設定する。例えば、固定値が大きいほど、目標値ＰiTargetは、制御される前の使用電力に近い値に設定される。これにより、使用者にとって優先度の高い電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力が下がり過ぎることを抑制しつつ、総使用電力を低減できる。
【0089】
［状態情報の変形例］
電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの間で送受される状態情報は、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続されている電気機器２００Ａ～２００Ｃが使用されているか否かを示す使用情報を含んでいてもよい。例えば、電気機器２００Ａ～２００Ｃには、使用されていない状態（待機状態）においても待機電力を消費しているものがある。待機状態の電気機器２００Ａ～２００Ｃに対し、目標値ＰiTargetの供給電力を供給すると、使用者の意図に反して電気機器２００Ａ～２００Ｃが動作を開始してしまう場合が生じ得る。そのため、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが、互いに使用状態を送受し、使用されていない電気機器への供給電力の制御を行わないことにより、使用されていない電気機器２００Ａ～２００Ｃが動作してしまうことが防止される。
電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの間で送受される状態情報は、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに接続されている電気機器２００Ａ～２００Ｃが使用されているか否かを示す使用情報を含んでいてもよい。例えば、電気機器２００Ａ～２００Ｃには、使用されていない状態（待機状態）においても待機電力を消費しているものがある。待機状態の電気機器２００Ａ～２００Ｃに対し、目標値ＰiTargetの供給電力を供給すると、使用者の意図に反して電気機器２００Ａ～２００Ｃが動作を開始してしまう場合が生じ得る。そのため、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが、互いに使用状態を送受し、使用されていない電気機器への供給電力の制御を行わないことにより、使用されていない電気機器２００Ａ～２００Ｃが動作してしまうことが防止される。
【0090】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の電力制御システム２について説明する。電力制御システム２は、２つ以上の複数の電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃと、各電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃに接続された電気機器２２０Ａ～２２０Ｃを備える。
次に、本発明の第２実施形態の電力制御システム２について説明する。電力制御システム２は、２つ以上の複数の電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃと、各電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃに接続された電気機器２２０Ａ～２２０Ｃを備える。
【0091】
第２実施形態の電力制御システム２では、電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃがそれぞれ、電気機器２２０Ａ～２２０Ｃと通信可能に接続されている。第１実施形態では、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃはそれぞれ、電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力を制御したが、第２実施形態では、電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃはそれぞれ、電気機器２２０Ａ～２２０Ｃの駆動状態を変更することによって、電気機器２２０Ａ～２２０Ｃの使用電力を制御する。
【0092】
図８は、第２実施形態における電力制御システム２の構成を示す図である。電力制御装置２は、コントローラ１２１、メモリ１２２、通信インタフェース１２３、ユーザインタフェース１２４、表示部１２５、電気機器コントローラ１２６を備えている。コントローラ１２１、メモリ１２２、通信インタフェース１２３、ユーザインタフェース１２４、表示部１２５は、第１実施形態におけるコントローラ１０１、メモリ１０２、通信インタフェース１０３、ユーザインタフェース１０４、表示部１０５と同じである。
【0093】
電気機器コントローラ１２６は、電気機器２２０Ａと通信可能に接続されている。電気機器コントローラ１２６と電気機器２２０Ａとは、例えば、赤外線通信によって通信可能である。電気機器コントーラ１２６は、電気機器２２０Ａの動作を制御するリモートコントローラである。電気機器コントローラ１２６は、制御対象の電気機器２２０Ａを変更可能な学習リモコン（プログラマブルリモコン）であってもよい。或いは、電気機器コントローラ１２６には、制御可能な機器として複数の電気機器が予め登録されていてもよい。この場合、電力制御装置１２０Ａは、ユーザインタフェース１２４を介し、予め登録されている複数の電気機器の中から制御対象の電気機器２２０Ａを選択する操作を受け付ける。これにより、電気機器コントローラ１２６は、選択された制御対象の電気機器２２０Ａの駆動状態を制御可能となる。
【0094】
電気機器２２０Ａが照明器具である場合、電気機器コントローラ１２６は、照明器具の点灯と消灯の切り替え、又は明るさの調整を行うことによって駆動状態を制御する。また、電気機器２２０Ａがエアコンである場合、電気機器コントローラ１２６は、エアコンの起動と停止の切り替え、エアコンの温度や風量の設定、又は冷房や暖房などの動作モードの切り替えを行うことによって駆動状態を制御する。
【0095】
他の電力制御装置１２０Ｂ、１２０Ｃも、電力制御装置１２０Ａと同じ構成を有する。他の電力制御装置１２０Ｂ、１２０Ｃにはそれぞれ、他の電気機器２２０Ｂ、２２０Ｃが接続されている。各電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃに接続される電気機器２２０Ａ～２２０Ｃは、同じ種類の機器でなくてもよい。例えば、電気機器２２０Ａ～２２０Ｃは、互いに異なる種類の機器であってもよい。
【0096】
図９は、電力制御装置１２０Ａのコントローラ１２１の動作を示すフローチャートである。第２実施形態の電力制御装置１２０Ａの動作は、電気機器２２０Ａの制御の仕方が異なること以外は、第１実施形態の電力制御装置１００Ａの動作と同じである。詳しくは、第２実施形態の電力制御装置１２０Ａの動作は、Ｓ３０３、Ｓ３０８、Ｓ３１０、Ｓ３１１の処理以外は、図２に示すフローチャートと同じである。そのため、以下では、Ｓ３０３、Ｓ３０８、Ｓ３１０、Ｓ３１１の処理を説明し、それ以外の処理の説明を省略する。
【0097】
図９に示される動作は、電力制御装置１２０Ａに接続されている電気機器２２０Ａが駆動することによって開始される。
【0098】
図９のＳ３０３は、電力制御装置１２０Ａが無線通信可能な他の電力制御装置を探索し（Ｓ１０１）、他の電力制御装置が見つからない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）に実行される。Ｓ３０３において、コントローラ１２１は電気機器２２０Ａの駆動状態を維持する。言い換えると、コントローラ１２１は、電気機器２２０Ａの駆動状態の制御を行わない。電気機器２２０Ａの駆動状態は、例えば、電気機器２２０Ａが照明器具である場合、Ｓ３０３では、照明器具の明るさが維持される。電気機器２２０Ａがエアコンである場合、設定温度や風量等の動作設定が維持される。その後、Ｓ１０１に戻り、コントローラ１２１は、他の電力制御装置の探索を定期的に実行する。
【0099】
Ｓ３０８では、コントローラ１２１は、評価値と使用電力量に基づき、電気機器２２０Ａの目標駆動状態を設定する。目標駆動状態は、使用電力が目標値ＰTargetとなるような電気機器２２０Ａの駆動状態である。使用電力の目標値ＰTargetの設定方法は、第１実施形態における目標値ＰTargetの設定方法と同じである。
【0100】
Ｓ３１０では、コントローラ１２１は電気機器２２０Ａの駆動状態を維持する。その後、Ｓ１０１に戻り、コントローラ１２１は、他の電力制御装置１２０Ａの探索を定期的に実行する。
【0101】
Ｓ３１１では、コントローラ１２１は、電気機器２２０Ａを目標駆動状態で駆動する。例えば、電気機器２２０Ａが照明器具である場合、Ｓ３０９で照明器具の明るさが制御される。また、電気機器２２０Ａがエアコンである場合、Ｓ３０９で設定温度や風量が制御される。電気機器２２０Ａの駆動状態が制御されることにより、電気機器２２０Ａの使用電力が目標値ＰTargetになるように変化する。
【0102】
コントローラ１２１は、Ｓ３１１で電気機器２２０Ａの駆動状態を制御した後、Ｓ１０１に戻り、図９に示す処理を繰り返し実行する。
【0103】
本実施形態では、電気機器２２０Ａへの供給電力が直接制御される代わりに、電気機器２２０Ａの駆動状態が制御されることにより、供給電力が間接的に制御される。例えば、電気機器２２０Ａの仕様によっては、供給電力が所定値を下回ると電気機器２２０Ａが正常に動作しなくなる場合が生じ得る。そのため、供給電力を直接制御する代わりに、駆動状態を制御することにより、電気機器２２０Ａの動作に不具合が生じることを抑制することができる。
【0104】
なお、電力制御システム２は、電気機器コントローラ１２６を有する電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃのみを備えているが、本実施形態における電力制御システムはこの構成に限定されない。例えば、電力制御システム２は、第１実施形態の説明に記載の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃと、第２実施形態の説明に記載の電力制御装置１２０Ａ～１２０Ｃとの両方の種類の電力制御装置を含んでいていてもよい。
【0105】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の電力制御システム３について説明する。図１０は、第３実施形態における電力制御システム３の構成を示す図である。電力制御システム３の構成は、情報管理サーバ４００を備えること以外は、第１実施形態の電力制御システム１と同じである。電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃの構成は、第１実施形態の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃと同じであるため、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第３実施形態の電力制御システム３について説明する。図１０は、第３実施形態における電力制御システム３の構成を示す図である。電力制御システム３の構成は、情報管理サーバ４００を備えること以外は、第１実施形態の電力制御システム１と同じである。電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃの構成は、第１実施形態の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃと同じであるため、詳細な説明は省略する。
【0106】
情報処理サーバ４００は、例えば、パソコンやサーバ等の汎用の情報処理装置、又は、電力制御システムのための専用の装置である。或いは、情報処理サーバは、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末装置であってもよい。
【0107】
情報管理サーバ４００は、ＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３、プログラム４０４、通信インタフェース４０５、ストレージ４０６を備えている。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０３に記憶されているプログラム４０４を実行する。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１がプログラム４０４を実行する際に、一時的なデータの記憶領域として使用される。プログラム４０４は、情報処理サーバ４００を制御するためのアプリケーションや、ＯＳ等を含んでいる。通信インタフェース４０５は、複数の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃとの無線通信に使用される。ストレージ４０６は、各種情報を記憶するために使用される。
【0108】
情報処理サーバ４００は、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃとの無線通信を確立すると、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃから評価値や使用電力量を含む状態情報を受信してストレージ４０６に記憶する。情報管理サーバ４００は、電力制御装置１００Ａから定期的に状態情報を受信してもよく、使用者が指定するタイミングで受信してもよい。受信した状態情報は、電力制御装置１００Ａを識別する情報と関連付けられ、ログとしてストレージ４０６に記憶される。
【0109】
使用者は、ストレージ４０６に記憶されたログを見ることにより、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに設定されている評価値や使用電力が適切か否かを判断することができる。詳しくは、使用者は、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに設定されている評価値の大きさの関係が、使用者にとっての各電気機器２００Ａ～２００Ｃの優先度の高さと整合しているかを判断できる。
【0110】
仮に、使用者が、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに設定されている評価値が適切ではないと判断した場合、使用者は、情報管理サーバ４００に記憶されている評価値を変更し、変更された評価値を、情報管理サーバ４００を介して電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに送信することができる。電力制御装置１００Ａ～１００Ｃは、変更された評価値を受信すると、その評価値を新たな評価値として記憶する。これにより、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃのそれぞれに接続された電気機器２００Ａ～２００Ｃを、使用者の優先度に合わせて制御することが可能となる。
【0111】
また、情報管理サーバ４００は、受信した評価値と使用電力から、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに設定される目標値ＰiTargetを求めてもよい。求められた目標値ＰiTargetは対応する電力制御装置１００Ａ～１００Ｃに送信され、各電気機器２００Ａ～２００Ｃへの供給電力の制御に使用される。これにより、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃが目標値を求める処理を行う必要がなくなり、電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの処理負荷を下げることができる。
【0112】
なお、情報管理サーバ４００に記憶されている評価値を変更可能であるのは、特定の一人の使用者に限定されない。例えば、情報管理サーバ４００にアクセス可能な複数の使用者のそれぞれが、評価値を指定可能であってもよい。情報管理サーバ４００は、複数の使用者によって指定された評価値に基づき、各電力制御装置１００Ａ～１００Ｃの評価値を設定する。また、一つの電力制御装置に対し、複数の使用者により互いに異なる複数の評価値が指定された場合、情報管理サーバ４００は、指定された複数の評価値の代表値（例えば、平均値、代表値、最頻値など）を求め、その代表値を当該電力制御装置の評価値に設定してもよい。
【0113】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の電力制御システム４について説明する。図１１は、第４実施形態における電力制御システム４の構成を示す図である。電力制御システム４の構成は、センサ５００を備えること以外は、第１実施形態の電力制御システム１と同じである。電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃの構成は、第１実施形態の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃと同じであるため、詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第４実施形態の電力制御システム４について説明する。図１１は、第４実施形態における電力制御システム４の構成を示す図である。電力制御システム４の構成は、センサ５００を備えること以外は、第１実施形態の電力制御システム１と同じである。電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃの構成は、第１実施形態の電力制御装置１００Ａ～１００Ｃ及び電気機器２００Ａ～２００Ｃと同じであるため、詳細な説明は省略する。
【0114】
本実施形態の電力制御装置１００Ａは、センサ５００と接続されている。センサ５００は、電力制御装置１００Ａ又は電気機器２００Ａの周囲の環境の状態を測定し、測定結果をコントローラ１０１に送信する。環境の状態は、例えば、明るさ（照度）、温度、又は湿度である。
【0115】
コントローラ１０１は、センサ５００から受信した測定結果に基づき、評価関数を変更する。例えば、センサ５００が明るさを測定するものである場合、センサ５００による測定結果は太陽光の有無や照明の明るさに応じて測定結果が変化する。電気機器２００Ａが照明器具である場合、コントローラ１０１は、周囲が明るいとき（例えば、昼間）は照明器具の評価関数の極大値（すなわち、優先度）を下げることで、照明器具に供給される電力を抑えることができる。一方、周囲が暗いとき（例えば、夜）は、コントローラ１０１は照明器具の評価関数の極大値を上げることにより、照明器具に供給される電力を増やし、使用者にとっての快適度を上げることができる。
【0116】
また、電気機器２００Ａがエアコンであり、センサ５００が周囲の温度や湿度を測定するものである場合、コントローラ１０１は、測定された温度や湿度に応じて評価関数を変更することにより、エアコンの使用電力を下げる、又は、使用者にとっての快適度を上げることができる。
【0117】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【0118】
１～４ 電力制御システム
１００Ａ～１００Ｃ 電力制御装置
１０１ コントローラ
１０２ メモリ
１０３ 通信インタフェース
１０４ ユーザインタフェース
１０５ 表示部
１０６ コンセントプラグ
１０７ コンセントジャック
１０８ 電力計測部
１０９ 電力制御部
２００Ａ～２００Ｃ 電気機器
３００ コンセントジャック
４００ 情報管理サーバ
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ ＲＯＭ
４０４ プログラム
４０５ 通信インタフェース
４０６ ストレージ
５００ センサ
１００Ａ～１００Ｃ 電力制御装置
１０１ コントローラ
１０２ メモリ
１０３ 通信インタフェース
１０４ ユーザインタフェース
１０５ 表示部
１０６ コンセントプラグ
１０７ コンセントジャック
１０８ 電力計測部
１０９ 電力制御部
２００Ａ～２００Ｃ 電気機器
３００ コンセントジャック
４００ 情報管理サーバ
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ ＲＯＭ
４０４ プログラム
４０５ 通信インタフェース
４０６ ストレージ
５００ センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】