(57)【要約】【課題】各家庭、オフィス等において、瞬時電力の平坦化等、消費電力の制御を実現させるための、構築が容易で発展性に富んだ電力管理方法、システムを提供する。【解決手段】電気機器等、電力消費要素をグループ化、及びグループよりなる階層化することによりシステムを形成し、消費電力割り当てを、グループ毎、及びグループよりなる階層毎に独立して動的に行うことにより、電力管理のフラクタルな分散化、階層化を図る。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力消費要素を含んで構成される全体システムの一部を構成する、１以上の電力消費要素から構成されるグループ（以下、電力消費要素グループ）が定義され、１以上の下位電力消費要素グループをも含む、電力消費要素グループにおいて、
サーバーが、前記１以上の下位電力消費要素グループから、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集する段階と、
前記サーバーが、前記現時点の消費電力、前記定格消費電力、前記優先度、前記起動・停止判別を用いて、前記１以上の下位電力消費要素グループの各々が消費するべき電力を、前記全体システム内の上位階層において前記電力消費要素グループに割り当てられた消費電力である総電力規制値の制約に従いつつ、且つ、該上位階層における該総電力規制値の決定過程、及び、該全体システムに含まれる別の電力消費要素グループにおける、各下位電力消費要素グループが消費するべき電力の決定過程とは、独立に決定する段階と
を備えることにより、前記１以上の下位電力消費要素グループの各々に対して消費電力を動的に割り当てる方法。
【請求項２】
前記サーバーが、前記現時点の消費電力、前記定格消費電力、前記優先度、前記起動・停止判別を収集するまでの所定期間における消費電力平均値を、該サーバーが前記１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つから収集する段階と、
前記サーバーが、前記優先度と前記消費電力平均値とを用いて、前記１以上の下位電力消費要素グループのうち前記少なくとも１つに対して新たな優先度を決定する段階と
を更に備えることにより、前記１以上の下位電力消費要素グループのうち前記少なくとも１つの優先度を動的に変更する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サーバーが、前記電力消費要素グループに含まれる電力消費要素の１つではない専用サーバー装置である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記サーバーが、前記電力消費要素グループに含まれる電力消費要素のうち特定の電力消費要素であり、且つ該サーバーとして動作する電力消費要素が固定されている、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記サーバーと、前記電力消費要素グループに含まれる下位電力消費要素グループとの間の通信が、有線ローカル・エリア・ネットワーク、無線ローカル・エリア・ネットワーク又は電力線通信を用いて行われる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
複数の電力消費要素を含むシステムであって、
ある階層を構成する、電力消費要素グループにおける、下位電力消費要素グループへの消費電力の割り当てにおいて、
前記階層内に設けられるサーバーが、前記電力消費要素グループに含まれる１以上の下位電力消費要素グループから、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集する段階と、
前記サーバーが、前記現時点の消費電力、前記定格消費電力、前記優先度、前記起動・停止判別を用いて、前記１以上の下位電力消費要素グループの各々が消費するべき電力を、前記システムの上位階層において前記電力消費要素グループに割り当てられた消費電力である総電力規制値の制約に従いつつ、且つ、該上位階層における該総電力規制値の決定過程、及び、該システムに含まれる別の電力消費要素グループにおける、各下位電力消費要素グループが消費するべき電力の決定過程とは、独立に決定する相似な段階を階層的に繰り返し、
最終的には、分割不可能な電力消費要素グループとして与えられる個々の電力消費要素に消費電力を動的に割り当てるよう構成されるシステム。
【請求項７】
前記階層的に繰り返される、前記電力消費要素グループにおける前記下位電力消費要素グループへの消費電力割り当てにおいて行われる情報交換の通信速度を、下位階層から上位階層に向かうにつれて低減させることにより、下位階層に属する一部の電力消費要素グループにおける消費電力の割り当てを高速化するよう構成された、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記分割不可能な電力消費要素グループとして与えられる個々の電力消費要素のうち少なくとも一部は、前記システム内の最下位階層に属しない、請求項６又は７に記載のシステム。
【請求項９】
前記電力消費要素グループにおける前記下位電力消費要素グループへの消費電力割り当てを行う前記サーバーのうち少なくとも１つが、前記上位階層における、該電力消費要素グループに対する消費電力の割り当てに代議員サーバーとして参加する、請求項６乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
上位階層に向うに従って、階層を構成する電力消費要素グループの数、ないしは代議員サーバーの数が、最終的には低減されるよう構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
各電力消費要素グループにおいて行われる下位電力消費要素グループへの消費電力の割り当てが、それぞれ専用の通信伝送路を使用して行われる、請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電力消費要素グループにおける前記下位電力消費要素グループへの消費電力割り当てを行う前記サーバーのうち少なくとも１つが、
前記電力消費要素グループに含まれる下位電力消費要素グループと上位階層との通信を遮断しつつ、前記上位階層における、該電力消費要素グループに対する消費電力の割り当てに代議員サーバーとして参加する
よう構成される、請求項６乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電力消費要素グループから下位電力消費要素グループへの前記消費電力の割り当てに付随して、
前記サーバーが前記現時点の消費電力、前記定格消費電力、前記優先度、前記起動・停止判別を収集するまでの所定期間における消費電力平均値を、該サーバーが前記１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つから収集する段階と、
前記サーバーが、前記優先度と前記消費電力平均値とを用いて、前記１以上の下位電力消費要素グループのうち前記少なくとも１つに対して新たな優先度を決定する段階と
を更に行うことにより、前記１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つの優先度を動的に変更するよう構成された、請求項６乃至１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記サーバーが、前記電力消費要素グループに含まれる電力消費要素の１つではない専用サーバー装置である、請求項６乃至１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記サーバーが、前記電力消費要素グループに含まれる電力消費要素のうち特定の電力消費要素であり、且つ該サーバーとして動作する電力消費要素が固定されている、請求項６乃至１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記サーバーと、前記電力消費要素グループに含まれる下位電力消費要素グループとの間の通信が、有線ローカル・エリア・ネットワーク、無線ローカル・エリア・ネットワーク又は電力線通信を用いて行われる、請求項６乃至１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記優先度が階層毎に下位電力消費要素グループに対して定義されている、請求項６乃至１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記電力消費要素グループの上位階層における優先度が、該電力消費要素グループに含まれる前記１以上の下位電力消費要素グループの優先度に基づいて決定される、請求項６乃至１７のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投入される電力の制約を満たしつつ、目標性能の損失を最小限に抑えた消費電力の割当てを、階層化と分散化によって、動的に且つ効率よく行う方法、及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各家庭、オフィス等においては、瞬間的に発生し得る消費電力を賄うべく、電力事業者と最大電力の契約を結び、また電力事業者も、各契約単位によって発生し得る消費電力の総計を賄う発電、送電設備を整備しようとしてきた。しかし、例えば夏場においては、常に電力供給能力は危機的な状況を迎えている。電力事業者は過剰な設備を保有することを避けるため、その供給能力は需要を僅かに上回る状況で推移する。その結果、需要ピーク時にはマージンが極めて少なくなる。
【０００３】
この状態でも、スマートメーターを通して、各家庭、オフィス等への供給制限を僅かでも行えば、電力危機は回避できる。将来における電力事業者と契約者との新たな契約関係は、このようなものになることが考えられる。
【０００４】
しかし、そのような制限下においても生活環境は維持されなくてはならない。すなわち、各家庭、オフィス等への電力制約が課されても、電力の「やりくり」を自律分散的に行うことが求められる。この部分は電力事業者の担当外である。
【０００５】
各家庭、オフィス等において電力の「やりくり」を行うことにより瞬間的なピーク電力の発生を避け、ピークの平坦化を行えば、上記需要ピークにかかる状況を劇的に改善することができる。しかるに、現状での各家庭、オフィス等での電化製品等の利用は、平坦化を考慮して行われていない。一部の住戸を除き、住宅、オフィスビル等での電力制御は、実現、普及に至っていない。
【０００６】
以下、関連する従来技術について簡潔に説明する。
【０００７】
特開平１１−３１３４３８号公報「電力配電系統用障害保護装置」
同発明は、障害検知器によって故障を検知することに対応して、回路の遮断を行うハードウェア対応を提案しているが、本発明の一態様が用いる機器群においては、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【０００８】
特開２００１−６９６６８号公報「電力管理装置」
同発明では機器群からの情報収集・集計を行わない方式が前提だが、本発明の一態様が用いる機器においては、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【０００９】
特開２０１３−３８８８５号公報「自家発電システム」
同発明は、発電装置を扱っているが、本発明は、逆に、負の電力供給を行うものである。
【００１０】
特開２０１２−８５５１１号公報「充電効率制御を有し且つ適応性充電サービスを提供する車両充電システム」
同発明は、充電ステーション群での電力管理を行うものではなく、管理ステーションの存在とスマートグリッドの存在を想定している。本発明の一態様は、管理ステーションやスマートグリッドの存在に関わらず、住戸内でサーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約と必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００１１】
特開２００９−９４７６８号公報「電力線通信装置及び電力線通信装置の自動登録方法」
同発明は、電力線通信での接続確立方法に関するものである。本発明は、通信方式を特定しておらず、通信の確立は解決すべきと掲げていない。また、本発明では、電力線通信を通信手段の１つとして提案しているが、そこでの接続確立を解決すべき課題として掲げているわけではない。
【００１２】
特開２００４−２０８３９３号公報「優先の電源供給順序が設定できるマルチ出力回路装置」
同発明では、トータル負荷電流の超過を検出し、また、設定された順序での負荷の切断を想定している。本発明の一態様では、負荷の超過は機器群での情報収集で行い、特定の検出手段を求めていない。また、負荷の切断順序も予め設定するのではなく、機器群での動的な判断によって定めることを特徴としている。
【００１３】
特表２００３−５１１８４２号公報「コンタクタ・ブレーカー」
同発明では、障害検出とそれに基づく制御は、同一の個体内で行われる。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００１４】
特開２０１３−７０５６９号公報「分散型電源システム」
同発明では、故障検出と制御が同一個体内で行われているが、本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００１５】
特開２０１１−２３４５６１号公報「インテリジェント分電盤、分電装置、停電対策システム及び分電方法」
同発明では、停電検知とそれに続く予備電源への接続替え、および停電復旧後の逆操作を同一個体内で行っている。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００１６】
特開２０１０−１４８１２５号公報「家庭向けを含む電気エネルギー消費の遠隔取得及び分散した目標ユーザの遠隔制御のためのシステム」
同発明では、中央サーバー、コンセントレータ、メーターという通信構造を介した集中管理を前提としているが、本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を、分散化された局所的なグループ内で独立的に行う点を構成の原点としている点で全く異なる。
【００１７】
特表２００５−５１３９００号公報「家庭向けを含む電気エネルギー消費の遠隔取得及び分散した目標ユーザの遠隔制御のためのシステム」
同発明では、中央サーバー、コンセントレータ、メーターという通信構造を介した集中管理を前提としているが、本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約と必要量を優先度を考慮して協調した電力の管理を、分散化された局所的なグループ内で独立的に行う点を構成の原点としている点で全く異なる。
【００１８】
特開平９−９３８２０号公報「太陽光発電装置」
同発明では、通信手段と遮断手段が記述されているのみである。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００１９】
特開平１０−４２４８１号公報「車両用電源制御装置」
同発明でいう、電源遮断装置は、周囲にツリーないしスター系をなす集中管理構成することを前提としている。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００２０】
特開２０００−１６２００号公報「車両用電源制御装置」
同発明でいう、電源遮断装置は、周囲にツリーないしスター系をなす集中管理構成することを前提としている。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００２１】
特開２００５−１７８７７８号公報「自動車用電源端末装置及び自動車の電力供給システム」
同発明でいう、電源遮断装置は、周囲にツリーないしスター系をなす集中管理構成することを前提としている。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００２２】
特開２００４−３４８４１１号公報「中央監視制御システム一体型分散型受配電設備」
同発明では、中央監視制御システムの存在が前提となっている。本発明の一態様においては、機器群で、サーバーが通信を介して情報収集を行い、電力制約、必要量、優先度を考慮して協調した電力の管理を行う点で全く異なる。
【００２３】
特開２０１２−１６１２０２号公報「階層型需給制御装置および電力系統制御システム」
同発明では、階層を構成するものの、情報を集約する集中監視制御システムなっており、本発明の核である、グループ内での情報収集と制御を他のグループ、階層と独立分散的に行うという点が存在せず、全く異なるものである。
【００２４】
特開２０１０−２７９２３８号公報「系統監視制御システム」
同発明では、階層を構成するものの、本発明の核である、グループ内での情報収集と制御を他のグループ、階層と独立分散的に行うという点が存在せず、全く異なるものである。
【００２５】
特開２００２−２７６８６号公報「店舗内機器の消費電力制御方法」
同発明には、名称として、「階層」、「分散」のキーワードが現れているが、同公報の明細書中、［００２０］に記載のとおり、内容は異質で、本発明とは全く異なる。
同発明でいう「自立分散」制御とは、同公報の図２に開示されているとおり、照明とエアコンのような種別コントローラー間の独立性であって、コントローラー配下のエアコン間、照明間の電力配置が自律的に行われることを指しているわけではない。本発明では、それら配下のメンバー間の優先度を考慮した、動的な電力配置を他のグループや階層とは独立に行うことを第１の特徴としており、名称こそ「自律分散」と類似しているが、方法は全く異なるものである。また、同発明でいう、「階層」とは、時間帯、連携省エネ、ピークという運用モード上の階層を指しているが、本発明でいう階層とは、同発明にあてはめた場合は、店舗をメンバーとするグループから構成される階層、あるいは、地域店舗を代表するサーバーをメンバーとするグループから構成される階層などであって、名称こそ「階層」ではあるが、定義が根本的に異なる。本発明では、それらのどの階層上でも、グループ間での優先度を考慮した動的な電力配置を他のグループや階層とは独立に行うことをやはり第１の特徴としており、方法は全く異なるものである。
【００２６】
特開平１１−４５１０１号公報「監視制御システム」
同発明でいう階層、分散監視制御とは、実行部、情報交換部、インターフェース部という分散化を基にしたものである。本発明の一態様が教示するとおり、グループを構成員とする各階層、あるいは機器を構成員とする各グループ内において、与えられた電力制約の下で、メンバー間の優先度に従って、動的に電力配置を決定する方法を提供するものとは、根本的に異なる。
【００２７】
特開平７−３０８０３６号公報「配電系統監視方法，配電系統制御方法およびそれら装置」
同発明でいう監視制御は、構成員間で、自律的な制御を実施するものではない。本発明の一態様が教示するとおり、グループを構成員とする各階層、あるいは機器を構成員とする各グループ内において、与えられた電力制約の下で、メンバー間の優先度に従って、動的に電力配置を決定する方法を提供するものとは、根本的に異なる。
【００２８】
特開平７−３１０１３号公報「屋内電気配線システム」
同発明では、非常灯の点灯手段を与えているに過ぎない。
【００２９】
特開２００８−９０６０７号公報「資源の制約をともなう自律分散型制御」
同発明での分散とは、サーバーを特定しないことを指しているが、本発明はグローバルな一括制御ではなく、局所的且つ臨機応変な対応とれるよう、細分化した単位で制御を行うことを教示している。本発明では、サーバーは特定されていても、固定されていてもよい。
同発明は、方策・意思決定処理を行わせる特定の方式を提案するものだが、本発明では、何らかの方法でサーバーを定めればよいのであり、動的に同処理を割り当てる方式を限定していない。カードゲーム方式である必要はなく、また、サーバー機能の「交代(Shift)」をすることを格別に要求していない。サーバー機能は、何となれば、通し番号順に交代することも、固定でもありうる。
同発明では、資源の投入によって、性能の維持・達成を目的にしているが、本発明の一態様においては、資源たる電力を投入するではなく、電力を永久的ないし間欠的に遮断する。本特許では、総資源たる供給電力を最大限投入する制御ではなく、消費電力が許容値ないし目標値を超えた場合に優先度に基づき、所要電力量と電力量制約を勘案し、電力の永久的ないし間欠的な遮断を行う。同特許では、資源たる投入されている電力は制御側で定めるため、予め既知であるのに対し、本発明では、計測して取得するべき情報である。すなわち、同発明は、「システム全体の性能を達成・維持する制御機能」発揮を目的としており、「総資源（資源の総和）の制約を満たしつつ、全ての個体の個別の性能を制御する方法」(同公報中、請求項１)であるが、本発明の一態様においては、資源の総和の制約は存在するものの、性能の達成・維持をむしろ積極的に犠牲にすることで、システムの損壊を防ぐことを目的としている。
【００３０】
米国特許第８，５０４，２１４号明細書「Self-healing power grid and method thereof」
同文献の開示は、電力の割当て法に関するものではない。
【００３１】
米国特許第８，２７６，００２号明細書「Power delivery in a heterogeneous 3-D stacked apparatus」
同文献は電源の機能を扱っているが、電力のメンバーへの動的割当てを扱ったものではない。
【００３２】
米国特許第８，１１２，６４２号明細書「Method and system for controlling power in a chip through a power-performance monitor and control unit」
米国特許第７，４２１，６０１号明細書「Method and system for controlling power in a chip through a power-performance monitor and control unit」
同文献は、マイクロプロセッサー電源に関するものであり、動的、自律的に電力割当てを行う機能に関するものではない。
【００３３】
米国特許第７，８０５，６２１号明細書「Method and apparatus for providing a bus interface with power management features」
同文献は、電力モードの遷移を開示しており、メンバー間で動的に割当て決定する機能を扱ったものではない。
【００３４】
米国特許第６，９６１，６４１号明細書「Intra-device communications architecture for managing electrical power distribution and consumption」
同文献の開示内容は、インテリジェントデバイスとサーバーがネットワークで結ばれるアーキテクチャとしていることまでである。実際にどのように電力管理を行うかは開示されていない。本発明は、電力割当て方策を具体的に提供している。
【００３５】
米国特許第５，５８１，１３０号明細書「Circuit board for the control and/or power supply of electrical function devices of a vehicle」
同文献は、回路をモジュラーな形状とすることを要求しているに過ぎない。
【００３６】
米国特許第８，５０８，５４０号明細書「Resonant induction to power a graphics processing unit」
同文献の開示内容は、誘導で電力を供給するハードウェアに関するもので、本発明とは全く異なる。
【００３７】
米国特許第８，４６６，７６０号明細書「Configurable power supply using MEMS switch」
同文献の開示内容は、dual substrate のMEMSで製作されるスウィッチのハードウェアに関するもので、本発明とは全く異なる。
【００３８】
米国特許第７，９７０，３７４号明細書「Multi-wideband communications over power lines」
同文献の開示内容は、伝送メディアに関するものであるが、本発明は特定メディアに依らない。
【００３９】
米国特許第７，８２５，３２５号明細書「Portable lighting and power-generating system」
同文献の開示内容は特定機器に関するものであり、本発明とは全く異なる。
【００４０】
米国特許第７，７５５，１１１号明細書「Programmable power management using a nanotube structure」
同文献の開示内容はナノチューブを用いるデバイスに関するもので、本発明とは全く異なる。
【００４１】
米国特許第７，３２０，２１８号明細書「Method and system for generation of power using stirling engine principles」
同文献の開示内容はスターリングエンジンというハードウェアに関するもので、本発明とは全く異なる。
【００４２】
米国特許第６，９６５，２６９号明細書「Microwave phase shifter having an active layer under the phase shifting line and power amplifier using such a phase shifter」
同文献の開示内容は、通信機器における位相調整器というハードウェアに関するものであり、本発明とは全く異なる。
【００４３】
米国特許第６，３１０，４３９号明細書「Distributed parallel semiconductor device spaced for improved thermal distribution and having reduced power dissipation」
同文献の開示内容は、半導体配置と熱拡散に関するものであり、本発明とは全く異なる。
【００４４】
米国特許第６，０３０，７１８号明細書「Proton exchange membrane fuel cell power system」
同文献の開示内容は、燃料電池というハードウェアに関するものであり、本発明とは全く異なる。
【００４５】
米国特許第４，４８１，７７４号明細書「Solar canopy and solar augmented wind power station」
同文献の開示内容は、太陽光発電の装置に関するものであり、本発明とは全く異なる。
【００４６】
"TMC NEWS  Hitachi Offers Connected Air Conditioners with Yitran's IT800 Power Line Communication Chip"  インターネット<URL:http://technews.tmcnet.com/ivr/news/2005/sep/1186941.htm>又は<URL:http://www.businesswire.com/news/home/20050927005472/en/Hitachi-Offers-Connected-Air-Conditioners-Yitrans-IT800#.UtzSc3xKOSM>
上記Ｗｅｂサイトには、家電に通信装置をつけた例が開示されているが、本発明では、通信、集中制御することもなく、独立分散制御を行うことを特徴としており、両者の技術内容は全く異なる。
【００４７】
"スマートホーム"、インターネット<URL:http://japan.renesas.com/event/detail/et2011/report/s_home/index.jsp>
上記Ｗｅｂサイトには、予め決めていた優先度で、機器を切断する例が開示されている。本発明と比較すると、少なくとも以下の点で異なる。
（１）上記Ｗｅｂサイトに開示の例は、コンセント単位で制御を行うのに対し、本発明は、機器単位であって、使用場所を限定しないこと。
（２）上記Ｗｅｂサイトの例は、永久断を行うよう構成されているが、本発明は、永久断だけではなく、電力の削減を連続的にできる点。
（３）上記Ｗｅｂサイトの例は、静的な優先度設定をコンセント単位で行うが、本発明は、動的な優先度設定を機器単位で行いうる点。
（４）本発明は、グループ内で動的に消費電力割当てを決め、グループ間では独立な制御を行い、階層を構成して、上位階層でも、相似に動的に消費電力割当てを決める構造を持っていること。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開平１１−３１３４３８号公報
【特許文献２】特開２００１−６９６６８号公報
【特許文献３】特開２０１３−３８８８５号公報
【特許文献４】特開２０１２−８５５１１号公報
【特許文献５】特開２００９−９４７６８号公報
【特許文献６】特開２００４−２０８３９３号公報
【特許文献７】特表２００３−５１１８４２号公報
【特許文献８】特開２０１３−７０５６９号公報
【特許文献９】特開２０１１−２３４５６１号公報
【特許文献１０】特開２０１０−１４８１２５号公報
【特許文献１１】特表２００５−５１３９００号公報
【特許文献１２】特開平９−９３８２０号公報
【特許文献１３】特開平１０−４２４８１号公報
【特許文献１４】特開２０００−１６２００号公報
【特許文献１５】特開２００５−１７８７７８号公報
【特許文献１６】特開２００４−３４８４１１号公報
【特許文献１７】特開２０１２−１６１２０２号公報
【特許文献１８】特開２０１０−２７９２３８号公報
【特許文献１９】特開２００２−２７６８６号公報
【特許文献２０】特開平１１−４５１０１号公報
【特許文献２１】特開平７−３０８０３６号公報
【特許文献２２】特開平７−３１０１３号公報
【特許文献２３】特開２００８−９０６０７号公報
【特許文献２４】米国特許第８，５８８，９９１号明細書
【特許文献２５】米国特許第８，５０４，２１４号明細書
【特許文献２６】米国特許第８，２７６，００２号明細書
【特許文献２７】米国特許第８，１１２，６４２号明細書
【特許文献２８】米国特許第７，４２１，６０１号明細書
【特許文献２９】米国特許第７，８０５，６２１号明細書
【特許文献３０】米国特許第６，９６１，６４１号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，５８１，１３０号明細書
【特許文献３２】米国特許第８，５０８，５４０号明細書
【特許文献３３】米国特許第８，４６６，７６０号明細書
【特許文献３４】米国特許第７，９７０，３７４号明細書
【特許文献３５】米国特許第７，８２５，３２５号明細書
【特許文献３６】米国特許第７，７５５，１１１明細書
【特許文献３７】米国特許第７，３２０，２１８号明細書
【特許文献３８】米国特許第６，９６５，２６９号明細書
【特許文献３９】米国特許第６，３１０，４３９号明細書
【特許文献４０】米国特許第６，０３０，７１８号明細書
【特許文献４１】米国特許第４，４８１，７７４号明細書
【非特許文献】
【００４９】
【非特許文献１】"TMC NEWS  Hitachi Offers Connected Air Conditioners with Yitran's IT800 Power Line Communication Chip"、[online]、平成１７年９月２７日、インターネット<URL:http://technews.tmcnet.com/ivr/news/2005/sep/1186941.htm>又は<URL:http://www.businesswire.com/news/home/20050927005472/en/Hitachi-Offers-Connected-Air-Conditioners-Yitrans-IT800#.UtzSc3xKOSM>
【非特許文献２】"スマートホーム"、[online]、ルネサス  エレクトロニクス株式会社、インターネット<URL:http://japan.renesas.com/event/detail/et2011/report/s_home/index.jsp>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５０】
既に述べたとおり、住宅、オフィスビル等での電力制御は一部を除き実現、普及に至っていないが、これは建物内電力制御を行うための装置の設置に大きな初期投資、初期設定が必要であることによる。戸建以外の集合住宅や、単身世帯、老齢化世帯も含めて、このピーク電力の平坦化を推進するためには、導入が極めて容易な制御方法、システムが必要である。例えば、電力制御の手段として集中管理システムを導入することが考えられるが、どの住戸等においても、誰もが導入できるためには、集中管理システム構築や設定を行わなくてもよい方法、システムが必要である。
【００５１】
本発明は、自律分散制御により上記課題を解決する。基本的には、各家電機器等に電力制御のための組み込み又は外付けモジュールを導入することにより、家電機器等への自動的な電力供給の制限、遮断を行い、各家庭、オフィス等における瞬時電力の平坦化を実現させるものであり、構築が容易で発展性に富んでいる。また本発明は、全ての電力消費要素の監視や管理を行うことを要求せず、少数の電力消費要素への装置の付加で、段階的に電力管理システムを構築していく方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００５２】
具体的に本発明は、複数の電力消費要素を含んで構成される全体システムの一部を構成する、１以上の電力消費要素から構成されるグループ（以下、電力消費要素グループ）が定義され、１以上の下位電力消費要素グループをも含む、電力消費要素グループにおいて、サーバーが、１以上の下位電力消費要素グループから、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集する段階と、サーバーが、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を用いて、１以上の下位電力消費要素グループの各々が消費するべき電力を、全体システム内の上位階層において電力消費要素グループに割り当てられた消費電力である総電力規制値の制約に従いつつ、且つ、上位階層における総電力規制値の決定過程、及び、全体システムに含まれる別の電力消費要素グループにおける、各下位電力消費要素グループが消費するべき電力の決定過程とは独立に決定する段階とを備えることにより、１以上の下位電力消費要素グループの各々に対して消費電力を動的に割り当てる方法を提供する。なお、上記「１以上の電力消費要素から構成されるグループ（以下、電力消費要素グループ）が定義され、１以上の下位電力消費要素グループをも含む」との記載から明らかなとおり、下位電力消費要素グループとは１つの電力消費要素のみから構成されていてもよい。以下においても、「グループ」という用語は要素１つのみからなるものを含む概念とする。
【００５３】
本発明の方法においては、サーバーが、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集するまでの所定期間における消費電力平均値を、サーバーが１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つから収集する段階と、サーバーが、優先度と消費電力平均値とを用いて、１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つに対して新たな優先度を決定する段階とを更に備えることにより、１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つの優先度を動的に変更する、ことが可能である。
【００５４】
本発明の方法において、サーバーは、電力消費要素グループに含まれる電力消費要素の１つではない専用サーバー装置であってよい。あるいは、サーバーが、電力消費要素グループに含まれる電力消費要素のうち特定の電力消費要素であり、且つサーバーとして動作する電力消費要素が固定されていてもよい。
【００５５】
本発明の方法において、サーバーと、電力消費要素グループに含まれる下位電力消費要素グループとの間の通信は、例えば有線ローカル・エリア・ネットワーク、無線ローカル・エリア・ネットワーク又は電力線通信を用いて行うことができる。
【００５６】
また本発明は、複数の電力消費要素を含むシステムであって、ある階層を構成する、電力消費要素グループにおける、下位電力消費要素グループへの消費電力の割り当てにおいて、階層内に設けられるサーバーが、電力消費要素グループに含まれる１以上の下位電力消費要素グループから、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集する段階と、サーバーが、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を用いて、１以上の下位電力消費要素グループの各々が消費するべき電力を、システムの上位階層において電力消費要素グループに割り当てられた消費電力である総電力規制値の制約に従いつつ、且つ、上位階層における総電力規制値の決定過程、及び、システムに含まれる別の電力消費要素グループにおける、各下位電力消費要素グループが消費するべき電力の決定過程とは、独立に決定する相似な段階を階層的に繰り返し、最終的には、分割不可能な電力消費要素グループとして与えられる個々の電力消費要素に消費電力を動的に割り当てるよう構成されるシステムを提供する。
【００５７】
階層的に繰り返される、電力消費要素グループにおける下位電力消費要素グループへの消費電力割り当てにおいて行われる情報交換の通信速度を、下位階層から上位階層に向かうにつれて低減させることにより、下位階層に属する一部の電力消費要素グループにおける消費電力の割り当てを高速化するよう、本発明のシステムを構成することが可能である。
【００５８】
分割不可能な電力消費要素グループとして与えられる個々の電力消費要素のうち少なくとも一部が、システム内の最下位階層に属しないよう、本発明のシステムを構成することが可能である。
【００５９】
本発明のシステムにおいては、電力消費要素グループにおける下位電力消費要素グループへの消費電力割り当てを行うサーバーのうち少なくとも１つが、上位階層における、電力消費要素グループに対する消費電力の割り当てに代議員サーバーとして参加してよい。このとき典型的には、上位階層に向うに従って、階層を構成する電力消費要素グループの数、ないしは代議員サーバーの数が、最終的には低減されるよう構成される。
【００６０】
各電力消費要素グループにおいて行われる下位電力消費要素グループへの消費電力の割り当てが、それぞれ専用の通信伝送路を使用して行われるよう、本発明のシステムを構成することが可能である。
【００６１】
電力消費要素グループにおける下位電力消費要素グループへの消費電力割り当てを行うサーバーのうち少なくとも１つが、電力消費要素グループに含まれる下位電力消費要素グループと上位階層との通信を遮断しつつ、上位階層における、電力消費要素グループに対する消費電力の割り当てに代議員サーバーとして参加するよう、本発明のシステムを構成することが可能である。
【００６２】
電力消費要素グループから下位電力消費要素グループへの消費電力の割り当てに付随して、サーバーが現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集するまでの所定期間における消費電力平均値を、サーバーが１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つから収集する段階と、サーバーが、優先度と消費電力平均値とを用いて、１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つに対して新たな優先度を決定する段階とを更に行うことにより、１以上の下位電力消費要素グループのうち少なくとも１つの優先度を動的に変更するよう、本発明のシステムを構成することが可能である。
【００６３】
本発明のシステムにおいて、サーバーは、電力消費要素グループに含まれる電力消費要素の１つではない専用サーバー装置であってよい。あるいは、サーバーが、電力消費要素グループに含まれる電力消費要素のうち特定の電力消費要素であり、且つサーバーとして動作する電力消費要素が固定されていてもよい。
【００６４】
本発明のシステムにおいて、サーバーと、電力消費要素グループに含まれる下位電力消費要素グループとの間の通信は、例えば有線ローカル・エリア・ネットワーク、無線ローカル・エリア・ネットワーク又は電力線通信を用いて行うことができる。
【００６５】
本発明のシステムにおいて、優先度は階層毎に下位電力消費要素グループに対して定義されていてよい。後述のとおり、階層毎に下位電力消費要素グループに対して定義される優先度とは、例えば当該下位グループ内の優先度の平均値や最高値等であってよい。
【００６６】
本発明のシステムにおいて、電力消費要素グループの上位階層における優先度は、電力消費要素グループに含まれる１以上の下位電力消費要素グループの優先度に基づいて決定されてよい。具体的には、電力消費要素グループに含まれる各々の下位グループに対して定義された優先度の平均値や最高値等として、当該電力消費要素グループの上位階層における優先度を決定することができる。
【００６７】
本発明の方法及びシステムは、局所、局所で、電力投入の節電率を臨機応変に高めつつ、最も要求電力(satisfaction)に近い実現をさせるグループ単位での制御(分散制御)に階層化を導入することで、グローバルな要求条件を分散化されたグループへと反映させるメカニズムを組み合わせて実現させることができる、新規な電力管理方法、システムである。ここで分散化とは、グループ化のことを指す。また消費電力の割当てとは、電力削減の割当て、すなわち負の電力割当てを含む。
【００６８】
また既に述べたとおり、本発明においては、上位階層と下位階層との間で、消費電力割り当てに関する情報交換の通信速度に差を設けることが可能である。グループ内での局所的な事情に臨機応変に対応する制御を独立的に分散化し高速で実施しつつ、一方で、上位の階層にて、低速でありながらも、同グループへの電力の割り当てを行うことで、全系統が満たすべき目標(satisfaction)を逐次的に達成できる分散化・階層化処理方式の電力管理が、本発明によって可能となる。上位階層においても、動的な電力、電力削減の割当てを行うことに変わりない。階層、グループ毎に、専用の伝送路が確保されれば、パラレル処理により、グループ内での制御が高速化される。なお、階層、グループ毎に伝送路が確保されず、全系統が同一伝送路を使用する場合にあっても、分散化されたグループ間、階層間で、通信パス数を差別化することで、一部のグループあるいは階層に高速処理を行う構造を設けることができる。
【００６９】
各グループでの処理は、他のグループを含む全系統内の他の電力消費要素に相談（consulting）して実施する必要性はなく、当該グループ内電力消費要素又は別個のサーバーによる集計・集約によって動的に制御する。本明細書では、このような制御処理を独立分散処理と称している。階層内の電力消費要素又は別個のサーバーが、階層で規制された電力資源の範囲で、階層を構成する各グループ又は電力消費要素に、優先度に基づき電力資源を動的に割当てる方法が、本発明により提案される。
【発明の効果】
【００７０】
本発明によれば、一例として小型のインターフェース箱を壁コンセントと家電機器との間に付加することにより、既存の家電機器に改修を加えることなく、また特定の監視・管理装置なしに、インターフェース個体群が連携して情報を交換し、判断を行って、既定の電力契約の範囲を逸脱させることがないよう自動的に電源をオフにしたり消費電力を下げたりするという戸内電力制御を実施することが可能である。このような構成により、各戸においては契約電力を小規模化して契約料金を低減でき、電力事業者においては家庭向け電力へ割り当てる総資源量を抑えて既存の発電、送電設備の効率化が図れる。これにより資源の効率的な利用が進めば、温暖化防止等、国のエネルギー政策の実現にも貢献できるし、またこれら相互におけるメリットによって、電力管理システムの普及が大きく促進される。
【００７１】
また別の構成例としては、小型のインターフェース個体を家庭機器内に組み込んでもよい。特定の監視・管理装置なしに、この組み込み機器群が連携して情報を交換し、判断を行って、既定の電力契約の範囲を逸脱させることがないよう自動的且つ段階的に供給電力を削減し、また削減されていた供給電力量の復活を行わせることが可能となる。インバーター制御機器においては、電力供給を抑止させるパルスを供給することにより、供給電力を削減できる。純抵抗機器においては、インターフェース個体が電力供給を間欠的に停止させることにより、供給電力を削減できる。このような態様で本発明を実施すれば、各戸で節電する目標を更新し、本インターフェース個体群が常時機能を発揮できるため、電力削減を積極的に行わせることが促され、電力管理システムの普及が促進される。
【００７２】
より具体的に、上記電力管理システムを構成するための装置像としては、電気機器等の電力消費要素へ取り付けられ、本発明の電力管理方法においてサーバー及び／又はクライアントとして電力消費要素を動作させるモジュール（機器外で、コンセントと当該機器との間に設けられるモジュールと、機器内に組み込まれるモジュールに大別される。）と、ソフトウェアにより同様の機能を実現するサーバーブレーカーとが提案される。電力消費要素自体をサーバー／クライアントとして動作させるか、それとも電力消費要素とは別個にサーバー／クライアントとして動作する装置を設けるかという実施レベルでの違いはあるものの、両者は共通の概念から発出される装置である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明が提案する電力割り当ての分散化、階層化を概念的に説明するためのシステム構成図。
【図２】あるグループ内で各電力消費要素に消費電力を割り当てるために行われるグループ内処理での、通信経路の一例を示す図。
【図３】あるグループ内で各電力消費要素又は下位グループに消費電力を割り当てるために行われるグループ内処理のフローチャート。
【図４】本発明に従って電力管理をすることができるシステムの一例を示す図。
【図５】本発明に従って電力管理をすることができるシステムの一例を示す図。
【図６】本発明に従って電力管理をすることができるシステムの一例を示す図。
【図７】本発明が提案する電力割り当ての分散化、階層化を、特に下位グループへの消費電力割り当てにおいて代議員サーバーを用いる場合について概念的に説明するためのシステム構成図。
【図８】あるグループ内で下位グループに消費電力を割り当てるために行われるグループ内処理での、通信経路の一例を示す図。
【図９】本発明が提案する電力割り当てにおける、等価通信パス数の差別化を説明するためのシステム構成図。
【図１０】本発明に従って行われる各電力消費要素への消費電力割り当てを具体的に説明するためのシステム構成図。
【図１１】図９のシステム構成において、異なる階層、グループで同一の伝送路を用いて通信するときに各サーバー、要素に与えられる通信アドレスを示す図。
【図１２】図９のシステム構成において、ブロッキングフィルターを用いてグループ毎に専用伝送路を構成して消費電力割り当てを行うときのシステム構成図。
【図１３】図９のシステム構成において、チャンネル識別によってグループ毎に専用伝送路を構成して消費電力割り当てを行うときのシステム構成図。
【図１４】電力線通信によって消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す図。
【図１５】電力線通信によって、サーバーブレーカーを用いた２階層構成で消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す図。
【図１６】電力線通信によって住戸内のＬＥＤ群に消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す図。
【図１７】電力線通信によって、サーバーブレーカーを用いた２階層構成で住戸内のＬＥＤ群に消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す図。
【図１８】家庭内の電気機器を属性によってグループ化し、電力線通信によって消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す図。
【図１９】家庭内の電気機器を属性によってグループ化し、サーバーブレーカーを用いた２段階構成で電力線通信によって消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す図。
【図２０】本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をトランスポンダとして動作させるための、非インバーター型トランスポンダモジュールの概略構成図。
【図２１】本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をサーバー／クライアントとして動作させるための、非インバーター型サーバー／クライアントモジュールの概略構成図。
【図２２】本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をサーバー／クライアントとして動作させるための、インバーター装備型サーバー／クライアントモジュールの概略構成図。
【図２３】本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をサーバー／クライアントとして動作させるための、インバーター制御型サーバー／クライアントモジュールの概略構成図。
【図２４】本発明の消費電力割り当てにおいて代議員サーバーとして動作できる、ハードウェアブレーカーを備えたサーバーブレーカーの概略構成図。
【図２５】本発明の消費電力割り当てにおいて代議員サーバーとして動作できる、ハードウェアブレーカーを備えないサーバーブレーカーの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下、添付の図面を用いて本発明の電力管理方法、及びシステムを実施するための形態を説明する。ただし、本発明の電力管理方法、及びシステムは、各実施例にて示される特定の具体的構成へと限定されるわけではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
【００７５】
まず図１を用いて、本発明に従う消費電力割り当てにおける分散化、階層化の概念を説明する。図１中、要素１−１〜１−ｉ，２−１−１〜２−１−ｌ（エル），２−２〜２−ｊ，…，ｍ−１〜ｍ−ｋは、それぞれ電気機器等の電力消費要素（本明細書中の定義によれば、これらは電力消費要素１つからなる電力消費要素グループと呼ぶこともできる。）であり、これら電力消費要素に対して消費電力が割り当てられる（ｍ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌはそれぞれ整数）。消費電力の割り当ては、システム内の電力消費要素を図１に示すとおりグループに分けた上で、当該グループ内の各々の電力消費要素の消費するべき電力を、各グループを担当するサーバーが当該グループ内の各電力消費要素（クライアント）から収集した情報を用いて決定することにより行われる。各グループ内での消費電力割り当ては、他のグループから独立して行われる（分散化）。
【００７６】
各グループ内での、上記各々の電力消費要素が消費するべき電力の決定は、当該グループに対して課される総電力規制値の制約の下で行われる。例えば図１のグループ１において、グループ１サーバーは、要素１−１〜１−ｉの消費電力の合計がグループ１に対する総電力規制値を超えないよう、これら電力消費要素に消費電力を割り当てる。ここで、各グループに対する総電力規制値は、より上位のサーバーによって決定される。図１のシステムにおいては、グループ１，２，…，ｍそれぞれに対する総電力規制値を頭領サーバーが決定する。この頭領サーバーによる各グループの総電力規制値の決定は、グループ１サーバー，グループ２サーバー，…，グループｍサーバーから頭領サーバーが収集した情報を用いて、各々のグループサーバーによる各グループ内での消費電力割り当てと同様の方式で行われる（階層化）。
【００７７】
電力消費要素グループは、更に下位のグループに分割できる場合がある。図１の例において、グループ２は更に、下位グループ２−１と、残りの要素２−２〜２−ｊとに分割される。下位グループは要素２−１−１〜２−１−ｌ（エル）から構成されており、下位グループ２−１サーバーが要素２−１−１〜２−１−ｌ（エル）から収集した情報を用いて、総電力規制値の制約の下で、これら要素２−１−１〜２−１−ｌ（エル）の各々が消費するべき電力を決定する。なお、下位グループ２−１に対する総電力規制値は、グループ２サーバーによってグループ２内で上述のとおり割り当てられた（この割り当てにおけるクライアントは、下位グループ２サーバー、及び要素２−２〜２−ｊである。）、下位グループ２−１が消費するべき電力である。
【００７８】
頭領サーバーが各グループに消費電力（総電力規制値）を割り当て、各グループサーバーが、自己のグループ内の電力消費要素あるいは下位グループに消費電力を割り当て、更に下位グループサーバーが自己の下位グループ内の電力消費要素あるいは更に下位のグループ（存在する場合）に消費電力を割り当てる、という方式で、階層的に消費電力を割り当てていくことにより、最終的には個々の電力消費要素に消費電力が割り当てられる。なお、本明細書においては、個別の電力消費要素自体も広義のグループに含まれる（単一要素からなる分割不可能なグループ）とし、広義にまとめて、各階層はグループで構成されるとする。また、図１に示すとおり、階層構造はピラミッド型に限定されないが（全ての電力消費要素が最下位階層に属するわけではない。）、上位階層に向かって最終的には漸減し、トップサーバーにあたる、単一のユーザー（管理者）装置（図１の例では頭領サーバー）に収束するものとする。
【００７９】
各電力消費要素は、自己の消費するべき電力が決定されると、後述のとおりインバーター制御等によって自己の消費電力を決定された値に調整する。ただし、インバーター制御等に対応せず、消費電力が変更不可能な電力消費要素においては消費電力の調整は行われない。グループサーバーは、上記収集した情報から、ある電力消費要素が消費電力を変更不可能であると判断した場合には、当該電力消費要素が現時点の消費電力を引き続き消費すべきと決定する（あるいは、単に消費電力の変更を通知しないのみでもよい。）。消費電力が変更不可能であり、電力割り当てにおいてはグループサーバーからの質問（情報の要求）に回答して情報発信を行うのみの電力消費要素は、トランスポンダ型クライアントと呼ばれる。
【００８０】
なお、図１中の各サーバーは、電力割り当ての対象である電力消費要素とは別個に与えられる専用サーバー装置であってもよいし、あるいは電力消費要素のうちいずれかであってもよい。後述のとおり、通信機能、情報収集機能、判断機能等を備えたモジュールを、電力割り当ての対象である電気機器と組み合わせることにより、サーバー機能を備えた電力消費要素を構成することができるし、当該モジュールを単独で用いれば専用サーバー装置を構成できる。既に述べたとおり、インバーター制御等で電力消費を制御できる電力消費要素と、消費電力の変更が不可能な電力消費要素とが存在し得るが、どちらのタイプの電力消費要素においてもサーバー機能を与えることができる。例えば、電力消費を表示するディスプレイ、あるいは、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）監視装置のように、インバーター制御機能を持たず電力消費を制御できない電力消費要素においても、サーバー機能を具備する場合がある。電力消費要素のうちいずれかをサーバーとして用いる場合、どの電力消費要素を用いるかはシステム設計の段階で固定されていてもよいし、あるいは任意のルールに従って任意のタイミングでサーバーとして用いる電力消費要素を変更してもよい。
【００８１】
次に、各グループ内での消費電力割り当て処理を具体的に説明する。図２は、あるグループ内で各電力消費要素（又は下位グループ）に消費電力を割り当てるために行われるグループ内処理での、通信経路の一例を示している。図１のシステム構成中、グループ１サーバーが担当するグループ１を例にとれば、図２中のグループ内サーバー要素は図１中のグループ１サーバーに対応し、図２中の要素１，２，…，Ｘ，…は図１中の要素１−１，１−２，…，１−ｉに対応する。なお、この例において、グループ内サーバー要素は、グループに含まれる電力消費要素又は下位グループサーバーのうち、予め定められた、あるいは任意の方法で動的に選定された要素であるとする。
【００８２】
グループ内サーバー要素が、上位階層より指定される当該グループへの消費電力の割り当て値に基づき、グループ内の電力消費要素又は下位グループサーバー（グループ内サーバー要素も含めてｎ個とする。ただしｎは整数。）に関して、自己以外の（ｎ−１）個のクライアントから受信した情報と自己の情報を収集集計して演算を行い、各電力消費要素又は下位グループに対する消費電力の割り当て（削減割り当て）を決定する。ここにおける情報とは、（i）電力消費要素又は下位グループに対する、ユーザー（管理者）等が予め定めた重み（優先度。下位グループに対する優先度とは、例えば当該下位グループに属する電力消費要素の優先度の平均値や最高値等であってよい。）、（ii)電力消費要素又は下位グループの定格消費電力（satisfaction）、(iii)上記収集の時点で電力消費要素又は下位グループが消費している現時点の消費電力、(iv)電力消費要素又は下位グループにおける起動・停止判別情報（下位グループにおける起動・停止判別情報とは、例えば当該下位グループを担当する下位グループサーバーの起動・停止判別情報。）である。グループ内サーバーが情報収集を行う先のクライアントは、クライアント配下の機器と同時に起動・停止する場合(プラグ・アンド・プレイ)の場合と、そうでない場合があるが、本発明では、かならずしも、プラグ・アンド・プレイ性を要求しない。後者の場合、計測した消費電力だけでは、クライアント自身の消費電力を含めた待機電力分なのか、実際に配下の機器が消費している電力なのかが、サーバーからは判断できない場合があるため、その判別情報として、起動・停止判別情報を用いるとよい。その他にも、(v)上記収集が行われるまでの所定稼働（ON）期間における、電力消費要素又は下位グループの消費電力平均値、等の情報を任意で収集してよい。なお、下位グループの定格消費電力とは、典型的には当該下位グループに属する電力消費要素の定格消費電力の合計であってよく、下位グループが消費している現時点の消費電力、及び消費電力平均値は、当該下位グループに属する電力消費要素の現時点の消費電力の合計、及び消費電力平均値の合計であってよい。また、同一グループ内のクライアントは同一階層に属し、典型的には同一の通信速度が与えられるものとする。
【００８３】
収集は、グループ内サーバー要素が自己以外のクライアントに対して上記優先度等を質問（inquiry）し、各クライアントが自己の優先度等をグループ内サーバー要素に対して回答（response）するという形式で行われる。質問と回答は、後述のとおり、電力線通信や有線ローカル・エリア・ネットワーク通信、無線ローカル・エリア・ネットワーク通信、その他の有線、無線通信等の通信を介して行われる。グループ内サーバー要素から各々のクライアントに対する質問の送信、及び各々のクライアントからグループ内サーバー要素への回答の送信は、それぞれ独立に行ってよいが、グループ内の要素が全て稼働中（ON）の場合には、要素１，要素２，…要素Ｘ，…と、各クライアントが有している情報をクライアント間でバケツリレーしてグループ内サーバー要素に届けることも可能である。このように、グループ内の構成員が動的な方策決定を行う。
【００８４】
優先度等の上記情報を収集したグループ内サーバー要素が各電力消費要素又は下位グループに消費電力を割り当てるための具体的なアルゴリズムの一例は、以下のとおりである。
【００８５】
グループ内の、上記起動・停止判別情報に基づき起動していると判断された各電力消費要素又は下位グループに対して割り当てられるべき消費電力値をｆ1，ｆ2，…，ｆnとし、これらを縦に並べたベクトルをｆとする。グループに対する総電力規制値をＰtとすると、グループ内の消費電力合計値がＰtに一致するという制約条件は以下の式（１）で表わされる。
【数１】
2015141482.tif 000003
（１）
ただしｅTはｎ次の単位行ベクトルである。
【００８６】
グループ内の各電力消費要素又は下位グループが消費している現時点の消費電力をｆ*1，ｆ*2，…ｆ*nとし、これらを縦に並べたベクトルをｆ*とする。以下の評価関数
【数２】
2015141482.tif 000004
（２）
が、上記式（１）の束縛条件の下で極値を取るときのｆi（ｉ＝１，２，…ｎ）として、消費電力の割り当て値を求める。なお、上記式（２）中のＱは、対角要素Ｑiiがｉ番目の電力消費要素又は下位グループの優先度に等しいｎ×ｎ対角行列である。
【００８７】
拡大評価関数を
【数３】
2015141482.tif 000005
（３）
とすれば（λはラグランジュの未定乗数）、ｆi及びλによる上記拡大評価関数の偏微分値がゼロになるという条件からｆi及びλの最適解が求められる。
【００８８】
消費電力割り当て値のベクトルｆを
【数４】
2015141482.tif 000006
（４）
と定義する。最適解は、グループ内の重み（優先度）を集計し、上述のとおり偏微分の演算をすることで以下のとおり求められる。
【数５】
2015141482.tif 000007
（５）
【数６】
2015141482.tif 000008
（６）
ただし、ｆiがｉ番目の電力消費要素又は下位グループの定格消費電力を超える場合、当該電力消費要素又は下位グループには定格消費電力が割り当てられる。なお、消費電力が変更不可能な電力消費要素がグループに含まれている場合、当該要素には現在の消費電力を割り当て、上記総電力規制値Ｐtから当該変更不可能な消費電力を減算した値を新たな総電力規制値とした上で、残りの電力消費要素又は下位グループに対して上述の演算を行う（消費電力が変更不可能な要素からグループ内サーバーに送信される優先度は、ゼロやマイナス値等、当該要素が消費電力変更不可能であることを示す任意の値であればよい。）。
【００８９】
ｆiは、総電力制限を逸脱するとき小さく、制限内のとき大きくなる。ｆiが、予め与えられた各電力消費要素又は下位グループへの定格消費電力を超えて割り当てられることはない。
【００９０】
また、上記消費電力の割り当てに付随して、優先度Ｑiiを、各電力消費要素又は下位グループにおける現在の消費電力と過去の平均値との差に依存して、動的に変更することが可能である。具体的には、グループ内サーバーが上述のとおり現時点の消費電力、定格消費電力、優先度を収集する際に、併せて電力消費要素又は下位グループサーバーから、当該収集を行うまでの所定期間における消費電力平均値を収集した上で、グループ内サーバーが、収集した優先度Ｑiiと消費電力平均値
【数７】
2015141482.tif 000009
（７）
とを用いて、例えば
【数８】
2015141482.tif 000010
（８）
により、新たな優先度Ｑ′iiを決定することができる（ｋは任意の係数）。上記式（８）以外にも、消費電力平均値と現在の消費電力との比を用いるなど任意の計算によって新たな優先度を決定することが可能である。新たな優先度は、グループ内サーバーから電力消費要素又は下位グループサーバーへと送信されて、それらクライアントの適当な記憶回路に記憶される。なお、消費電力が変更不可能な電力消費要素について優先度の変更は行わなくてよく、又消費電力が変更可能な電力消費要素、下位グループについても、それらのうち全てについて優先度を動的に変更することは必須ではない。
【００９１】
以下、上述の評価関数を用いた消費電力割り当ての具体例を示す。あるグループが、４つの電気機器（電力消費要素）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含み、各々の優先度として１，２，３，４が、予めユーザー（管理者）から割り当てられているとする。優先度は、現在の消費電力を維持する、すなわちsatisfactionを与えるための優先権で、数字が大きいほど高い。上述の対角要素Ｑiiは、Ｑ11＝１、Ｑ22＝２、Ｑ33＝３、Ｑ44＝４である。
【００９２】
それぞれの電気機器の現時点での消費電力を、５ｋＷ、１０ｋＷ、５ｋＷ、１５ｋＷであるとする。つまり、総電力制約が課せられない場合、合計３５ｋＷの総電力が消費されている。ここで、上位階層から課せられた総電力規制値が、３０ｋＷとなったと仮定する。このとき、上記式（６）を用いて計算すれば、各電気機器には、次のように電力を割当てることになる。
・機器Ａへの割当て電力＝５−（３５−３０）／（１＋１／２＋１／３＋１／４）／１＝２．６ｋＷ、
・機器Ｂへの割当て電力＝１０−（３５−３０）／（１＋１／２＋１／３＋１／４）／２＝８．８ｋＷ、
・機器Ｃへの割当て電力＝５−（３５−３０）／（１＋１／２＋１／３＋１／４）／３＝４．２ｋＷ、
・機器Ｄへの割当て電力＝１５−（３５−３０）／（１＋１／２＋１／３＋１／４）／４＝１４．４ｋＷ。合計：３０ｋＷ。
【００９３】
総電力規制値が現時点の消費電力の合計以上である場合にも、同様に消費電力は動的に割り当てられる。例えば総電力規制値が４０ｋＷとなった場合、上記式（６）を用いれば、機器Ａ〜Ｄに割り当てられる消費電力はそれぞれ７．４ｋＷ，１１．２ｋＷ，５．８ｋＷ，１５．６ｋＷとなり、その合計は４０ｋＷである。ただし、例えば機器Ｄの定格消費電力が１５ｋＷであった場合、機器Ｄに対しては上限の定格消費電力１５ｋＷを割り当てる。優先度Ｑiiは、典型的にはユーザーが初期値を定めて各電力消費要素に記憶させるが、上述のとおり動的に変更することができる。このとき、グループ内サーバーが優先度等の情報を収集する直前までの平均実消費電力が、現在の消費電力を実効的に下回る場合は、上記式（８）に従い重み（優先度）を低下させる、適応型の方策を埋め込むことも可能である。
【００９４】
図３に、あるグループ内で各電力消費要素又は下位グループに消費電力を割り当てるために行われるグループ内処理のフローチャートの一例を示す。
【００９５】
ステップＳ３０１において、グループ内サーバーは上位階層にクライアントとして参加し、消費電力割り当てあるいは消費電力削減要求（総電力規制値）を得る。ステップＳ３０２において、グループ内サーバーは配下クライアントから、既に述べたとおり現時点での消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別等の情報を収集、集計する。ステップＳ３０３において、グループ内サーバーは、当該グループに課せられた総電力規制値の制約に従いつつ、当該グループ内のクライアントの目標とする消費電力（一例としては、上述のとおり総電力の制約下で評価関数が極値をとるような消費電力）に最も近くなるよう、上記式（２）の評価関数を用いる等して、当該グループ内のメンバーへの消費電力の割り当てを計算する。ステップＳ３０４において、グループ内サーバーは、計算で得られた消費電力の割り当て値を各クライアントに送信することにより、当該グループ内のクライアントへの消費電力の割り当てを施術する。ステップＳ３０５において、グループ内サーバーは、再び上位階層にクライアントとして参加する。ここにおいてグループ内サーバーは、自己の担当するグループ全体での、現時点での消費電力、定格消費電力、同グループとしての代表優先度、起動・停止判別の情報を収集、集計し、上位階層からの質問に回答する。以上の手順で消費電力の割り当てを繰り返すことにより、グループ内の各電力消費要素又は下位グループが消費する電力は、時々刻々変化し得る総電力の制約に応じた最適な値へと動的に調整される。また、この手順を、分割不可能な電力消費要素グループである個々の電力消費要素にまで階層的に繰り返せば、個々の電力消費要素に消費電力を割り当てることができる。ただし、異なる階層、グループにおける上記消費電力の割り当て処理を同期して同じ頻度で行う必要はなく、一例としては下位階層の割り当てを上位階層よりも頻繁に行うことも可能である。あるいは、一定の階層より上位階層においては下位グループへの割り当て電力を固定し、下位グループ内のみで動的な割り当て処理を行ってもよい。
【００９６】
次に、本発明に従う電力管理の、家庭内への導入例を図４〜図６を用いて説明する。
【００９７】
図４は、家庭内のエアコンと電力メーターを電力消費要素とし、特にエアコンをグループ内サーバーとした、本発明に従う、電力消費要素グループが同一伝送路上にあるシステムの一例を示している。エアコンには、通信機能、情報収集、判断機能、エアコン内のインバーター制御器に制御信号を送信する機能を備えた、後述の図２３に示す構成を備えたモジュールＳＶＲ−１が組み込まれている。また電力メーターには、通信機能、情報収集、判断機能を備えた、後述の図２０に示す構成を備えたモジュールＴＲＰ−１が組み込まれ、又は取り付けられている。
【００９８】
以下、図４のシステムにおける消費電力割り当て動作を説明する。
【００９９】
まずエアコンに組み込まれたモジュールＳＶＲ−１が、上位階層から消費電力の割り当てを受ける（図３中、ステップＳ３０１）。本システムにおいては、ユーザー（管理者）によって、当該家庭内で消費できる電力の上限値（契約電力）がモジュールＳＶＲ−１に事前に入力される（あるいは、モジュールＴＲＰ−１に入力された上で、当該モジュールＴＲＰ−１からモジュールＳＶＲ−１に現在の消費電力等を送信するタイミング等、任意のタイミングで当該上限値をＴＲＰ−１からＳＶＲ−１に送信してもよい。）。
【０１００】
次に、モジュールＳＶＲ−１からモジュールＴＲＰ−１に対して、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を質問する信号が送信される。これに応答し、モジュールＴＲＰ−１からモジュールＳＶＲ−１に対してそれらの情報が送信される（ステップＳ３０２）。なお、ここにおける現時点の消費電力とは家庭内の総消費電力であり、電力メーターが読み取った値をモジュールＴＲＰ−１が受信し、モジュールＴＲＰ−１がモジュールＳＶＲ−１に送信する。定格消費電力とは、契約電力、あるいは家庭内の電気機器の定格消費電力の合計等、任意に定義された消費電力であり、典型的にはモジュールＴＲＰ−１に予め記憶されている。また優先度とは、本システムにおいてエアコン以外の電気機器の消費電力を変更しないと仮定すれば、既に述べたとおり消費電力が変更不可能であることを示すゼロ等の値であり、モジュールＴＲＰ−１に予め記憶されている。
【０１０１】
次に、上記契約電力の制約に従いつつ、モジュールＳＶＲ−１が、エアコンと電力メーターへの消費電力の割り当てを計算する（ステップＳ３０３）。本システムにおいて、電力メーターに割り当てられる消費電力とは家庭内の総消費電力であり、エアコンを除けば、本消費電力割り当てによっては変更不可能な消費電力である。したがって電力メーターに備えられたモジュールＴＲＰ−１に対しては、特に消費電力を変更するための命令等は送信されない。一方でエアコンに対しては、上述のとおり家庭内の総消費電力に対する契約電力の制約の下で、新たな消費電力が割り当てられる。具体的には、モジュールＴＲＰ−１から送信された家庭内の総消費電力が契約電力を超えているならば、その超えた分だけエアコンの消費電力を下げることを、モジュールＳＶＲ−１内の判断回路が決定する。
【０１０２】
次に、モジュールＳＶＲ−１が、グループ内のクライアントへの消費電力の割り当てを施術する（ステップＳ３０４）。本システムにおいては、上述のとおり、クライアントであるモジュールＴＲＰ−１に対しては、特に消費電力を変更するための命令等は送信されないが（これも広義には割り当ての施術である）、モジュールＳＶＲ−１からエアコンのインバーター制御器に制御信号を送信する等して、エアコンの消費電力が変更される。
【０１０３】
なお、本システムは単一階層からなっているため、ステップＳ３０５は行われない。ステップＳ３０４の後は、再びステップＳ３０１に戻ってモジュールＳＶＲ−１がユーザー（管理者）から契約電力の入力を受けてもよいが、契約電力が頻繁に変更されないならばステップＳ３０１を省略してステップＳ３０２に進んでもよい。以上のとおり、図４のシステムによれば、家庭内の各電気機器の消費電力が時々刻々変化する場合であっても、総消費電力が契約電力を超えないよう、エアコンの消費電力を動的に調整することができる。
【０１０４】
図５は、家庭内のエアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明、及び電力メーターを電力消費要素とした、本発明に従うシステムの一例を示している。エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明には、通信機能、情報収集、判断機能、各々の機器内のインバーター制御器に制御信号を送信する機能を備えた、後述の図２３に示す構成を備えたモジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４が組み込まれている。なお、これら機器のうちインバーターを有しないものがある場合、その機器に対しては、インバーター機能を備えた図２２に示すモジュールが組み込まれているものとする。また電力メーターには、図４のシステムと同様のモジュールＴＲＰ−１が組み込まれ、又は取り付けられている。典型的に、モジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４はエアコン等、上記機器に予め組み込まれており、ユーザーはＴＲＰ−１を購入して電力メーターに取り付けることにより、本発明に従う電力制御が可能となる。
【０１０５】
図５のシステムは、図４のシステムと同様に、図３のフローチャートに従って動作する。ここで、グループ内サーバーは、モジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４が組み込まれたエアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明のうち任意のものであってよい。グループ内サーバーに組み込まれたモジュール（サーバーモジュール）に契約電力が入力され（Ｓ３０１）、サーバーモジュールは、自己以外のクライアントモジュールから、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集、集計する（Ｓ３０２）。エアコンをグループ内サーバーとする場合、モジュールＳＶＲ−１は、モジュールＳＶＲ−２〜ＳＶＲ４より、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明それぞれにおける現在の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別（各モジュールＳＶＲ−２〜ＳＶＲ−４が起動中であれば「起動」を示す信号）を収集するとともに、モジュールＴＲＰ−１から、現在の家庭内の総消費電力、上述の定格消費電力、優先度（消費電力が変更不可能であることを示すゼロ等の値）、起動・停止判別（ＴＲＰ−１が起動中であれば「起動」を示す信号）を収集する。
【０１０６】
次に、上記契約電力の制約に従いつつ、モジュールＳＶＲ−１が、各機器への消費電力の割り当てを計算する（ステップＳ３０３）。具体的には、総電力規制値である契約電力から、グループ外の機器により現在消費されている電力（本システムによっては変更不可能な電力。ＴＲＰ−１から受信した家庭内の総消費電力から、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明の現在の消費電力を引くことで得られる。）を引くことにより、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明に割り当てることができる総電力値を決定し、この総電力値をＰtとして、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明の消費電力について、上述のとおり拡大評価関数を用いて最適解を求めることにより、これらの機器に割り当てるべき消費電力を決定することができる。
【０１０７】
次に、モジュールＳＶＲ−１が、グループ内のクライアントへの消費電力の割り当てを施術する（ステップＳ３０４）。本システムにおいては、モジュールＴＲＰ−１に対しては、特に消費電力を変更するための命令等は送信されないが、モジュールＳＶＲ−１からモジュールＳＶＲ−２〜ＳＶＲ−４に対しては新たな消費電力を割り当てる信号が送信され、モジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４において、対応する機器のインバーター制御器に制御信号を送信する等して、これら機器の消費電力が変更される。
【０１０８】
システムが単一階層からなっているならば、図４のシステムと同様に、その後の処理はステップＳ３０２へと進んでもよい。家庭内の総電力規制値が上位階層によって動的に割り当てられるならば、処理はステップＳ３０５へと進む。
【０１０９】
図６は、家庭内のエアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明、ディスプレイ、電力メーター、セラミックヒーター、電子レンジを電力消費要素とした、本発明に従うシステムの一例を示している。このシステムは本発明の実用型利用形態の１つであり、発展させて集中制御のＨＥＭＳとしても機能できる。エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明には、通信機能、情報収集、判断機能、各々の機器内のインバーター制御器に制御信号を送信する機能を備えた、後述の図２２又は図２３に示す構成を備えたモジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４が組み込まれている。ディスプレイには、後述の図２１に示す構成を備えたモジュールＳＶＲ−Ｄが組み込まれている。図２１に示すモジュールは、図２２，図２３の構成からインバーターに関する回路を除いたものであり、これを備えることによりインバーター非対応の電気機器もサーバーとして動作可能となる。電力メーター、セラミックヒーター、電子レンジには、図２０に示す構成のモジュールＴＲＰ−１〜ＴＲＰ−３が組み込まれ、又は取り付けられている。これら機器のうち、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明はインバーターを内蔵しているか対応しており、残りの機器はインバーター非対応である。
【０１１０】
図６のシステムも、図３のフローチャートに従って動作する。ここで、グループ内サーバーは、モジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４，ＳＶＲ−Ｄが組み込まれたエアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明、ディスプレイのうち任意のものであってよいが、ここではディスプレイがグループ内サーバーの役目を担うとする。
【０１１１】
サーバーモジュールＳＶＲ−Ｄに契約電力が入力され（Ｓ３０１）、サーバーモジュールは、自己以外のクライアントモジュールから、現時点の消費電力、定格消費電力、優先度、起動・停止判別を収集、集計する（Ｓ３０２）。具体的には、モジュールＳＶＲ−Ｄが、モジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ４，ＴＲＰ２，３からは、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明、セラミックヒーター、電子レンジそれぞれにおける現在の消費電力、定格消費電力、優先度（セラミックヒーター、電子レンジの優先度は、電力が変更不可能であることを示すゼロ等の値）、起動・停止判別を収集し、モジュールＴＲＰ−１からは、現在の家庭内の総消費電力、上述の定格消費電力、優先度（ゼロ等）、起動・停止判別を収集する。
【０１１２】
次に、上記契約電力の制約に従いつつ、モジュールＳＶＲ−Ｄが、各機器への消費電力の割り当てを計算する（ステップＳ３０３）。具体的には、総電力規制値である契約電力から、グループ外の機器、及びグループ内で消費電力が変更不可能な機器により現在消費されている電力（本システムによっては変更不可能な電力。ＴＲＰ−１から受信した家庭内の総消費電力から、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明の現在の消費電力を引くことで得られる。）を引くことにより、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤに割り当てることができる総電力値を決定し、この総電力値をＰtとして、エアコン、冷蔵庫、炊飯器、ＬＥＤ照明の消費電力について、上述のとおり拡大評価関数を用いて最適解を求めることにより、これらの機器に割り当てるべき消費電力を決定することができる。
【０１１３】
次に、モジュールＳＶＲ−Ｄが、グループ内のクライアントへの消費電力の割り当てを施術する（ステップＳ３０４）。本システムにおいては、モジュールＴＲＰ−１〜３に対しては、特に消費電力を変更するための命令等は送信されないが、モジュールＳＶＲ−ＤからモジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４に対しては新たな消費電力を割り当てる信号が送信され、モジュールＳＶＲ−１〜ＳＶＲ−４において、対応する機器のインバーター制御器に制御信号を送信する等して、これら機器の消費電力が変更される。なお、ディスプレイは、このような消費電力の割り当てを「見える化」するための機器であり、各機器における現在の消費電力や変更後の消費電力等、電力制御に関する情報が表示される。ＴＲＰ−２，ＴＲＰ−３も、同様にセラミックヒーターや電子レンジの消費電力を「見える化」するために備えられたものであり、総電力規制値の制約下でインバーター対応機器に消費電力を割り当てる動作において必要なわけではない。
【０１１４】
システムが単一階層からなっているならば、図４，図５のシステムと同様に、その後の処理はステップＳ３０２へと進んでもよい。家庭内の総電力規制値が上位階層によって動的に割り当てられるならば、処理はステップＳ３０５へと進む。
【０１１５】
なお、図４〜図６に示すシステムには、いずれも家庭内の総消費電力を測定するモジュールＴＲＰ−１が存在していた。モジュールＴＲＰ−１は、各モジュールに対する初期設定で「存在」が特定されていることを前提とする。ただし、複数あるモジュールのうちどれがモジュールＴＲＰ−１であるかは、初期時点では識別されていても、いなくてもよい。「存在」だけでも設定されていれば、全てのモジュールのうち、最大消費電力を返すモジュールを、モジュールＴＲＰ−１と識別できるためである。また、モジュールＴＲＰ−１を設けることは必須ではない。総消費電力を測定するモジュールが存在しない場合であっても、家庭内の電気機器全てに備えられたモジュールが回答する消費電力（グループ内サーバーに取り付けられたモジュールにおける消費電力値も含む）の合計が総消費電力とみなされ、総電力規制値は、契約電力以下のそれらへの自己規制値となるからである。
【０１１６】
なお、クライアントのモジュールからグループ内サーバーに回答される情報には、現時点での消費電力、定格消費電力、優先度（重み）、起動・停止判別の他に、各電力消費要素で共有される総電力規制値、各々の機器に対して初期設定で与えられる等した初期優先度（重み）等を含んでもよい。また、グループ内サーバーのモジュールからクライアントのモジュールに対しては、質問時には、情報の種類「質問」を示す識別、質問するクライアントの個体識別子等が質問自体と共に送信され、計算によって得られた消費電力の割り当て時には、情報の種類「割り当て」を示す識別、割り当てるクライアントの個体識別子等が割り当て指示と共に送信される。上記式（８）等によって優先度を更新する態様においては、更新された優先度も送信される。
【０１１７】
次に、多層構造を有するシステムにおける、代議員サーバーの概念について説明する。既に述べたとおり、図１の階層構造を有するシステムにおいては、頭領サーバーによってグループ１，２，…ｍに対する総電力規制値が決定され、各グループを担当するグループ１サーバー，グループ２サーバー，…，グループｍサーバーによって、各グループ内の電力消費要素、又は下位グループに消費電力が割り当てられる。ここで、各グループに対する総電力規制値の決定は、グループ１サーバー，グループ２サーバー，…，グループｍサーバーから頭領サーバーが収集した情報を用いて、各々のグループサーバーによる各グループ内での消費電力割り当てと同様の方式で行われるとしていた。すなわち、上位階層で各グループへの総電力規制値の決定にクライアントとして参加するサーバーと、下位階層で各グループ内において消費電力割り当てを担当するサーバーが同一であることを仮定していた。
【０１１８】
しかしながら、上位階層においてクライアントとして動作するクライアント機と、下位階層においてサーバーとして動作するサーバー機が同一であることは必須の要件ではない。クライアントとして上位階層での総電力規制値の決定（グループへの消費電力割り当て）に参加し、あるグループへの総電力規制値を受信したクライアント機が、当該グループを担当する、グループ１サーバー等のサーバー機に当該総電力規制値を送信して、当該サーバー機がグループ内で消費電力の割り当てを行ってもよい。
【０１１９】
本明細書においては、上位階層で各グループへの総電力規制値の決定にクライアントとして参加するサーバーと、下位階層で各グループ内において消費電力割り当てを担当するサーバーが同一である場合、当該サーバーを代議員サーバーと称する。すなわち、図１のシステム構成におけるグループ１サーバー，グループ２サーバー，…，グループｍサーバー、及び下位グループ２−１サーバーは、それぞれが代議員サーバーである（図７）。
【０１２０】
また更に上位のサーバー（図７の例では頭領サーバー）は、図７のシステム構成中、いずれかの代議員サーバーから選択されてもよいし、あるいは専用の管理装置であってもよい。上位サーバーが、特にいずれかの代議員サーバーから選定される場合、これを代表代議員サーバーと称する。
【０１２１】
図８を用いて、代表代議員サーバーと他の代議員サーバーとの間で行われる消費電力の割り当て処理を説明する。割り当て処理は、図２を用いて説明したグループ内の消費電力割り当て処理と同様にフラクタルに行うことができる。
【０１２２】
代議員サーバーの中で予め定められた、あるいは動的に選定された、当該階層で代表をつとめる代議員サーバー（代表代議員サーバー）が、当該階層に上位より割り当てられた消費電力量（総電力規制値）に基づき、当該階層内の代議員サーバーｎ個に対して、自己以外の（ｎ−１）個の代議員サーバーから受信した情報と自己の情報を収集集計して演算を行い、各代議員サーバー配下への消費電力の割り当て（削減割り当て）を決定する。ここにおける情報とは、各代議員サーバー配下のグループにおける（i）重み（優先度。当該代議員サーバー配下の下位電力消費グループの優先度の、平均値や最高値等）、（ii)定格消費電力（satisfaction、グループ内の定格消費電力の総和等）、(iii)上記収集の時点での総消費電力、(iv)起動・停止判別情報である。その他にも、(v)上記収集が行われるまでの所定稼働（ON）期間における、当該代議員サーバー配下のグループにおける消費電力平均値、等の情報を任意で収集してよい。また、同一グループ内のクライアント（代議員サーバー）は同一階層に属し、典型的には同一の通信速度が与えられるものとする。
【０１２３】
収集は、代表代議員サーバーが自己以外のクライアントに対して上記優先度等を質問（inquiry）し、各クライアントが自己の優先度等をグループ内サーバー要素に対して回答（response）するという形式で行われる。質問と回答は、後述のとおり、電力線通信や無線通信等の通信を介して行われる。代表代議員サーバーから各々のクライアントに対する質問の送信、及び各々のクライアントから代表代議員サーバーへの回答の送信は、それぞれ独立に行ってよいが、グループ内の要素が全て稼働中（ON）の場合には、代議員サーバー１，代議員サーバー２，…代議員サーバーＸ，…と、各クライアントが有している情報をクライアント間でバケツリレーして代表代議員サーバーに届けることも可能である。このように、階層内の構成員が動的な方策決定を行う。
【０１２４】
次に、消費電力の割り当てにおいて用いられる通信パスについて説明する。図９に、本発明の電力管理システムの一例として、階層化されたシステムの構成を示す。システムに含まれる電力消費要素は、電力消費要素１−１〜１−ｉ，２−１〜２−ｊ，…，ｍ−１〜ｍ−ｋとｍ個のグループにグループ化されており、各グループは、いずれもサーバーになりうる電力消費要素を含む。既に述べたとおり、各グループ内のサーバーは、グループ内の電力消費要素から予め特定されてもあるいは動的に割り当てられても構わない。ただしサーバーは各グループ内に１つずつ選定される。各グループ内のサーバーが代議員サーバーとなり、頭領サーバーは、代議員サーバー内で、予めないしは動的に割り当てられる。なお、グループ１〜ｍに含まれる要素のうち少なくとも一部が下位グループを形成している場合には、これら下位グループを担当する代議員サーバーが更に下位階層に属することとなる。同一階層に属する代議員サーバー数、ないしはグループ数は、下位階層から上位階層に向かって常に低減するわけではない（例えば図９の要素中、要素２−２のみが下位グループを構成する場合等）が、最終的には頭領サーバーに向かって低減されるよう構成される。
【０１２５】
図９のシステムは、分散する各グループ内で、全体の処理方策の一部を独立的に行うよう構成された独立分散型システムである。頭領サーバーが、各グループの代議員サーバーをクライアントとして各グループに消費電力（総電力規制値）を割り当て（上位第２階層における割り当て）、各グループの代議員サーバーが、自己の担当するグループ内の各電力消費要素をクライアントとして、各要素に消費電力を割り当てる（下位第１階層における割り当て）。
【０１２６】
このとき、第２階層の通信で用いられる通信パス数はｍ−１であり（頭領サーバーはグループ１〜ｍの代議員サーバーのいずれかであるため、自己と通信する必要はない。）、第１階層の通信で用いられる通信パス数は、同様にサーバーが自己と通信する必要はないことを考慮すれば、（ｉ−１）＋（ｊ−１）＋…＋（ｋ−１）＝Ｎ−ｍである（Ｎはシステム内の電力消費要素の総数）。すなわち、システム全体で用いられる通信パス総数はＮ−１である。
【０１２７】
システム内の通信が全て同一伝送路上で行われ、平等に各グループ（グループ代議員サーバーからなる上位階層のグループも含む。）に通信パス数を割り当てる場合は、パス数は全てのグループで同じとなるため、分散化、階層化によって、特に消費電力割り当て処理が高速化するという効果は得られない。一方、階層、グループ毎に、別個に伝送路が確保されていれば、パラレル処理により、グループ内での制御は高速化される。システム内の通信が全て同一伝送路上で行われる場合であっても、分散化によりグループ間で、ないしは階層間で等価通信パス数を差別化することで、高速処理を行うグループを設けることができる。
【０１２８】
上述のとおり、本発明のシステムは、システム内の通信を同一の伝送路上で行う構成であっても、階層、グループ毎に別個の伝送路を用いる構成であってもよい。図１０に、同一の伝送路で通信を行うシステム構成の一例を示す。例えば無線通信において同一チャンネル（無線周波数）でシステム内の全通信を行う構成に対応する。
【０１２９】
図１０のシステムは、グループ１の電力消費要素１−１〜１−ｉと、グループ２の電力消費要素２−１〜２−ｊと、単一要素でグループを形成する電力計とから構成されている。グループ１サーバーは電力消費要素１−１〜１−ｉから選定され、グループ２サーバーは電力消費要素２−１〜２−ｊから選定される。これらは上位階層での消費電力割り当てにクライアントとして参加するため、それぞれグループ１代議員サーバー、グループ２代議員サーバーである。頭領サーバーは、グループ１代議員サーバーとグループ２代議員サーバーのいずれかであり、ユーザーの管理ディスプレイ等であるとする。
【０１３０】
以下、図１０のシステムにおける消費電力の割り当てを説明する。まず第３階層において、頭領サーバーが、グループ１，２代議員サーバーのうち自己以外をクライアントとして、第２階層の２グループ、すなわち「グループ１と電力計からなるグループ」と、「グループ２」とに消費電力を割り当てる。この時に用いられる通信パス数は、頭領サーバーがグループ１，２代議員サーバーのいずれかであるので１である。通信を構成するための任意の通信サーバー、ルーター等を用いて、第３階層の通信速度には（１／Ｌ）の制限が課せられているとすれば、第３階層の通信で用いられる等価通信パス数は１×（１／Ｌ）＝１／Ｌである。
【０１３１】
次に第２階層において、グループ１代議員サーバーがグループ１と電力計とに対して消費電力を割り当てるとともに、グループ２代議員サーバーがグループ２内の各電力消費要素に消費電力を割り当てる。グループ１代議員サーバーによる割り当てで用いられる通信パス数は１であり（グループ１代議員サーバーと電力計との間の通信パス）、グループ２代議員サーバーによる割り当てで用いられる通信パス数は、グループ２代議員サーバーが電力消費要素２−１〜２−ｊのうちいずれかであることを踏まえればｊ−１である。したがって、第２階層の通信では１＋（ｊ−１）＝ｊ個の通信パスが用いられる。第２階層の通信速度には（１／Ｋ）の制限が課せられているとすれば、第２階層の通信で用いられる等価通信パス数はｊ／Ｋである。
【０１３２】
次に第１階層において、グループ１代議員サーバーがグループ１内の電力消費要素に消費電力を割り当てる。グループ１代議員サーバーが電力消費要素１−１〜１−ｉのうちいずれかであることを踏まえれば、第１階層で用いられる通信パス数はｉ−１である。第１階層の通信速度には特に制限が課されていないとすれば、第１階層の通信で用いられる等価通信パス数はｉ−１である。
【０１３３】
一例として、ｉ＝３，ｊ＝４であり、電力計を加えて合計８個の電力消費要素でシステムが構成されるとし、Ｋ＝４，Ｌ＝１０としたとき（第１階層から第３階層に向かって通信速度が低減する。）、等価通信パス数の合計は３．１となる。第１階層の等価通信パス数は２であり、システム全体が用いる等価通信パス数の約６５％を第１階層に割り当てることができる。例えば第１階層において、第２階層から割り当てられる総電力規制値が頻繁には更新されない場合には、下位の第１階層に相対的に大きな通信速度を与えることにより通信リソースの効率的な利用がなされる。なお、この例では同一階層内に同一の通信速度が与えられているが、同一階層内の異なるグループに対してルーター等により異なる通信速度を割り当ててもよい。
【０１３４】
なお、同一伝送路上でシステム内の通信を行う場合には、通信の相手方を識別するためにアドレスを用いることが一般的である。ここで、上記のとおり階層に応じて通信速度に制限を課す場合は、ある通信を行っているサーバー、クライアントを識別することに加えて、その通信が属する階層を識別する必要がある。
【０１３５】
このような要求を満たすアドレス割り当ての一例を図１１に示す。上位階層の構成員となるサーバーは、当該階層と上位階層の所属グループの両者で通信が可能となるよう、多重のアドレスを持っている。具体的に、例えばグループ１代議員サーバーは、頭領サーバーディスプレイと通信する時はクライアントとして「03 01 0002」のアドレスを使用するが（グループ１代議員サーバーが頭領サーバーを兼務する場合、このアドレスは用いられない。）、頭領サーバーディスプレイから割り当てられた消費電力を第２階層で更に割り当てる際には、第２階層のサーバーとして「02 01 0001」のアドレスを用いる。通信サーバー、ルーター等、通信管理要素は、ネットマスク等の技術により、アドレスが「03 XX XXXX」であれば第３階層に対応する速度制限を課し、アドレスが「02 XX XXXX」であれば第２階層に対応する速度制限を課す。このように、上述の階層毎の通信速度制限は、同階層上のサーバーへ割り当てられる、階層を示すアドレス部分で階層を識別し、サーバーの通信頻度を落とすことで実施できる。なお、同一階層内の別グループに対しても、異なる速度制限を課すことができるが、このときも同様に、ネットマスク等により、アドレスが「XX 01 XXXX」であれば階層内の第１グループ、「XX 02 XXXX」であれば階層内の第２グループである等と識別することが可能である。このように、同一伝送路を共有しつつ、階層化、分散化された通信を識別するためには、ネットマスク等の技術を用いると便利である。アドレスは、各電力消費要素のモジュール内に予め記憶されていても、通信サーバー等によって動的に割り当てられてもよい。なお、各サーバー配下のグループのサーバー個数、各グループサーバーの配下のメンバー個数等は、ユーザー(管理者)が初期設定して定め、予めモジュール等に記憶されているとする。
【０１３６】
次に、通信パス毎に専用の伝送路を構成して通信を行うシステムの、電力線通信を利用した構成例を図１２に示す。図１２のシステムが図１０，図１１のシステムと異なる点は、グループ１（代議員）サーバー、グループ２（代議員）サーバーがそれぞれブロッキングフィルターを備えることにより、当該サーバーの上下の階層間での通信を遮断している点である。具体的に、図１２中のグループ１，２代議員サーバーは、例えば後述の図２４に示される回路構成のサーバーブレーカーとして構成することができる（図２４は、電力線通信に対応した回路構成例である。）。図２４の構成においては、家庭内にあるハードウェアブレーカー（電源ブレーカー）に対してブロッキングフィルターを取り付け、上位階層でのクライアントとしての動作を担う上位ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）クライアント回路、下位階層にあるグループ内電力消費要素への消費電力割り当て動作を担う下位ＰＬＣマスター回路、及び上述の多重アドレス割り当て等によって上位階層と下位階層の通信を分離するソフトブレーカー回路を与えることによりサーバーブレーカーが構成されている。ただし、サーバーブレーカーを家庭内のハードウェアブレーカーの拡張機器として構成することは必須ではなく、任意の電気機器に対して取り付けても、あるいは電気機器に取り付けるのではなく、独立したサーバー専用機として構成してもよい（図１２中のサーバーブレーカーは、３つの独立したサーバー専用機とすることができる。）。このように、ブロッキングフィルターを用いて各通信パスを物理的に分離すれば、各階層で最速の通信速度を確保できる。
【０１３７】
なお、ブロッキングフィルターを用いずにサーバーブレーカーを構成することも可能である。例えば無線ローカル・エリア・ネットワークによって、図１１を用いて説明したとおりのシステム構成を採用する場合であっても、各通信パスに応じて使用するチャンネル（周波数等）を変更すれば、通信パスを分離することができる（図１３）。図１３のシステムにおいて、例えばグループ１代議員サーバーは、頭領サーバーディスプレイ（グループ１代議員サーバーとは別個のサーバーとする。）と通信する時にはｆ1の周波数チャンネルを用い、電力計と通信する時にはｆ2の周波数チャンネルを用いる。
【０１３８】
図１４に、本発明のシステムを住戸内の電力線通信システムとして導入した時の配電線路の一例を示す。図１４中、サーバー１〜４は、電力供給元の側にある管理装置等（不図示）から、総電力規制値の割り当てを受けるとともに、住戸内配電線路１〜４によって接続された機器グループに対して消費電力の割り当てを行う。図１４の機器中、例えばＡが付された機器はインバーターに対応した消費電力変更な機器であり、Ｂが付された機器は、インバーター非対応でサーバーに対して情報提供のみを行う機器である。
【０１３９】
図１５に、サーバーブレーカーを用いた２階層構成で消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す。サーバー１〜４は上述のとおり図２４の回路構成を備えたサーバーブレーカー１〜４として構成されており、管理装置等による住戸内配電線路１〜４への総電力規制値の割り当てに、クライアントとして参加する。
【０１４０】
図１６に、電力線通信によって住戸内のＬＥＤ群に消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示す。図１４中の各機器としてインバーター制御可能なＬＥＤ照明を用いる例である。例えばオフィスビルなど、多くの階、部屋を有し、多数のＬＥＤ照明を有するビルにおいては、個別のＬＥＤ照明毎に使用率にばらつきが出るが、既に述べたとおり消費電力平均値に応じて優先度を変更しつつ、本発明の電力管理方法で消費電力を動的に調整すれば、電力を必要とするＬＥＤ照明に対して重点的に電力を割り当てることができる。このシステムも、サーバーブレーカーを導入して２階層構成とすることが可能である（図１７）。
【０１４１】
図１８は、家庭内の電気機器を属性によってグループ化し、電力線通信によって消費電力割り当てを行う場合の、住戸内配電線路の一例を示している。エアコン、冷蔵庫等、長時間にわたって安定した電力を消費し続けるグループ、ＩＨ調理器や洗濯機など、１日のうち短時間だけ電力を消費するグループ、機器自体はインバーターを有しないが後述のモジュールによりインバーター機能を付加することが可能なグループ、及びインバーター非対応のグループに対して別個に配電線路を用意すれば、例えば短時間だけ電力を消費するグループに高い優先度を、長時間消費するグループに低い優先度を与えて、１日のうち洗濯機を使用する時間だけは冷蔵庫の動作を自動的に弱める等、生活のスケジュールに応じた電力管理を行うことができる。このシステムに対しても、サーバーブレーカーを導入して２段階構成とすることが可能である（図１９）。
【０１４２】
次に、本発明に従う消費電力割り当てにおいて、電気機器をクライアントやサーバーとして機能させるためのモジュールやサーバーブレーカーの回路構成例を説明する。
【０１４３】
これらは、製品としては、
（１）分散化制御向けの装置(動的な方策決定機能を有すること)
（２）階層化制御向け装置(動的な方策決定機能を有すること)
に大別される。分散化制御向けの装置とは、グループ内での、サーバーやクライアントにおける制御装置である。サーバーになりうる装置(機器埋込型装置含む)と、クライアントとしてだけ機能する装置に分別される。電力制御を実際に行うインバーター対応装置は典型的にサーバー型であるが、全てのサーバー型装置でインバーター制御が可能なわけではない。階層化制御向け装置とは、グループ内での制御を行いつつ、上位階層ではクライアントとして、上位階層でのサーバーからの質問に応答し、配下への電力投入枠を与えられ、配下メンバーへの制御反映を担う装置である。既に述べたとおり本発明のシステムは、上位階層でも、構成員間で、集約、集計を行って、動的に資源、資源削減の割り当て方策を決定する機能を有する。
【０１４４】
図２０は、本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をトランスポンダ（インバーター非対応のクライアント）として動作させるための、非インバーター型トランスポンダモジュールの概略構成を示している。モジュールは、サーバーから現時点の消費電力等の質問信号を受信し、それに対する回答信号をサーバーに送信するための通信系（無線通信ならばアンテナ等、電力線通信ならばモデム等。）、通信系Ｉ／Ｆ（信号の符号化、復号化等を含む、通信処理一般を行うための通信回路）、機器の消費電力を測定する検流計（電力線信号の影響を排するため、ローパスフィルター等を追加してもよい。）、検出器Ｉ／Ｆ（消費電力測定値をデジタル信号化して通信系Ｉ／Ｆに送信したり、消費電力平均値を計算したりする回路も含む。）、及びこれらに電力を供給するための電源系等から構成されている。定格消費電力、優先度等（トランスポンダの場合、ゼロ等）は、例えば通信系Ｉ／Ｆ内の記憶回路、又は別個のモジュール内メモリ（不図示）に記憶されている。このようなモジュールを、電力供給口（コンセント）と電気機器との間に設けることにより、電気機器を消費電力割り当てにおけるクライアントとして動作させることができる。
【０１４５】
図２１は、本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をサーバー／クライアントとして動作させるための、非インバーター型サーバー／クライアントモジュールの概略構成を示している。モジュールは、上記質問信号、回答信号の送受信のための上述の通信系、通信系Ｉ／Ｆ、機器の消費電力を測定する上述の検流計、検出器Ｉ／Ｆ、上述の評価関数等による消費電力の割り当て、優先度の更新等、サーバーとして動作するために必要な情報処理一般を担う判断／実施系回路、及びこれらに電力を供給するための電源系等から構成されている。定格消費電力、優先度等（トランスポンダの場合、ゼロ等）は、例えば通信系Ｉ／Ｆ内の記憶回路、又は別個のモジュール内メモリ（不図示）に記憶されている。このようなモジュールを、電力供給口（コンセント）と電気機器との間に設けることにより、電気機器を消費電力割り当てにおけるサーバー又はクライアントとして動作させることができる。
【０１４６】
図２２は、本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をサーバー／クライアントとして動作させるための、インバーター装備型サーバー／クライアントモジュールの概略構成を示している。図２２のモジュールは、図２１のモジュールに遮断器を追加したものである。このモジュールを取り付けられた機器がクライアントとして動作し、サーバーから電力削減要求を受けた場合、判断／実施系回路から命令を受けた遮断器が間欠的に電力供給口から機器への電力供給を遮断することにより、インバーターを有しない機器においても消費電力を調整することが可能となる。
【０１４７】
図２３は、本発明の消費電力割り当てにおいて、電気機器をサーバー／クライアントとして動作させるための、典型的にはエアコン等の電気機器に内蔵される、インバーター制御型サーバー／クライアントモジュールの概略構成を示している。図２２の回路構成とは異なり、遮断器の代わりにデューティオフパルス積算／減算器、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調器等の、機器が有するインバーター制御器に対して更に制御信号を供給するための回路が備えられている。例えばＰＷＭ変調器を用いる場合には、当該ＰＷＭ変調器からの変調パルスによって、機器内でインバーター制御機に入力される、モーターにトルクをかけるためのＯＮパルスを変調させることにより、デューティを規制して消費電力を調整することができる。図２３の例では、変調パルスを反転させた上で、エアコン本来の駆動信号であるＯＮパルスとの論理積をとることにより、ＯＮパルスの幅を変えて変調させているが、モーター等の稼働率を調整できる回路としては、どのようなものを採用してもよい。
【０１４８】
図２４は、本発明の消費電力割り当てにおいて代議員サーバーとして動作できる、ハードウェアブレーカーを備えたサーバーブレーカーの概略構成を示している。既に説明したとおり、図２４は家庭内の電源ブレーカーを拡張してサーバーブレーカーを構成しているが、任意の電気機器を拡張して、あるいは単独の専用機としてサーバーブレーカーを構成してもよい。図２４の構成においては、電源ブレーカーに対してブロッキングフィルターを取り付けることにより、下位階層のクライアントと上位階層との間の通信を遮断するとともに、上位階層でのクライアントとしての動作（質問信号の受信、回答信号の送信、消費電力の割り当て値の受信、更新された優先度の受信等）を担う上位ＰＬＣクライアント回路（電力線通信のためのモデム、通信回路等も含む）、下位階層にあるグループ内電力消費要素への消費電力割り当て動作等（質問信号の送信、回答信号の受信、消費電力割り当て、優先度の更新、それらのクライアントへの送信等）を担う下位ＰＬＣマスター回路（電力線通信のためのモデム、通信回路等も含む）、及び上述の多重アドレス割り当て等によって上位階層と下位階層の通信を分離するソフトブレーカー回路を与えることによりサーバーブレーカーが構成されている。検流計は、機器の消費電力を測定するために用いられ（この場合、機器は電源ブレーカーであり、当該ブレーカー配下の総消費電力が測定される。）、上位ＰＬＣクライアント回路を通じて上位階層のサーバーに消費電力等の情報が送信される。なお、ハードウェアブレーカーを備えず、且つ、上位ＰＬＣ、下位ＰＬＣの制御機能も、上位及び下位階層内の別の装置に託して、図２５の回路構成でサーバーブレーカーを構成しても、上下の階層を跨ぐ通信を遮断できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、家庭、オフィス、学校、商業施設等、電気機器を用いる任意のシステム内で利用可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
ＳＶＲ１〜４，ＳＶＲ−Ｄ                  サーバーモジュール
ＴＲＰ−１〜３                            トランスポンダモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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