(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能である受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電力と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、機器ごとの動作の開始を予想する使用予想部と、使用予想部で予想された機器の使用前における規定のタイミングで当該機器の使用電力と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部に許容された電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力と情報抽出部で抽出した使用電力との比較結果により動作を開始する機器に対応する受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、機器情報記憶部は、時間帯またはシーンごとに動作させる機器の組み合わせと、機器ごとに受電を制限する際の受電電力を使用電力に対する百分率で表したデータとを記憶しており、使用予想部は、機器情報記憶部が記憶しているデータを用いて機器の受電の制限が必要か否かを予想し、動作指示部は、使用電力が余裕電力の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電力が余裕電力を超える場合は、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器がなければ、動作を開始する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記動作指示部は、前記使用電力が前記余裕電力を超える場合であって、優先度の低い前記機器の動作を制限する前に当該機器に対応する前記受電制御部に通知し、受電制御部は動作指示部から機器の動作を制限する通知を受けると報知する報知部を備えることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記動作指示部は、前記使用電力が前記余裕電力を超える場合であって、優先度の低い前記機器の動作を制限する際に、当該機器で使用可能な電力を当該機器に対応する前記受電制御部に通知し、受電制御部では通知された電力の範囲内で当該機器に受電させることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記受電制御部は、前記電力供給線路に接続されかつ前記機器が着脱可能に接続されるアウトレットに設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記受電制御部は、前記アウトレットに接続された前記機器の動作時において機器が消費する電力を取得し、前記機器情報記憶部に記憶させることを特徴とする請求項４記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項７】
電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能である受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電流と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、機器ごとの動作の開始を予想する使用予想部と、使用予想部で予想された機器の使用前における規定のタイミングで当該機器の使用電流と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部に許容された電流容量と動作中の機器に供給している供給電流との差分である余裕電流と情報抽出部で抽出した使用電流との比較結果により動作を開始する機器に対応する受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、機器情報記憶部は、時間帯またはシーンごとに動作させる機器の組み合わせと、機器ごとに受電を制限する際の受電電流を使用電流に対する百分率で表したデータとを記憶しており、使用予想部は、機器情報記憶部が記憶しているデータを用いて機器の受電の制限が必要か否かを予想し、動作指示部は、使用電流が余裕電流の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電流が余裕電流を超える場合は、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器がなければ、動作を開始する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として住宅、店舗、オフィスビルなどの建築物に配置された機器への給電を行う電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電力を供給する配線から受電する電気装置が、電力消費の開始前に動作開始を示す信号を送信し、また他の電気装置がこの信号を受信することによって、電気装置が連携して配線からの電力を消費するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、電気装置同士が連携して受電することにより、電力の流れを適正化するものである。
【特許文献１】特開２００７−２１５２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１では、配線に過大な電流が流れないようにすることが可能であるが、電気装置（機器）の使用により電源装置が過負荷になるときに、どの電気装置を利用するかについては考慮されていない。
【０００４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、機器の使用によって許容された電力容量を超える可能性があるときに、機器の優先度に基づいて、機器側において使用する電力が制限されるようにし、電力供給線路の線間電圧の低下により機器が使用できなくなったり、過電流によって電力供給部の負担が大きくなったり、電力供給線路に設けたブレーカが遮断されたりするといった不都合を回避できる電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能である受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電力と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、機器ごとの動作の開始を予想する使用予想部と、使用予想部で予想された機器の使用前における規定のタイミングで当該機器の使用電力と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部の電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力と情報抽出部で抽出した使用電力との比較結果により動作を開始する機器に対応する受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、機器情報記憶部は、時間帯またはシーンごとに動作させる機器の組み合わせと、機器ごとに受電を制限する際の受電電力を使用電力に対する百分率で表したデータとを記憶しており、使用予想部は、機器情報記憶部が記憶しているデータを用いて機器の受電の制限が必要か否かを予想し、動作指示部は、使用電力が余裕電力の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電力が余裕電力を超える場合は、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器がなければ、動作を開始する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記動作指示部は、前記使用電力が前記余裕電力を超える場合であって、優先度の低い前記機器の動作を制限する前に当該機器に対応する前記受電制御部に通知し、受電制御部は動作指示部から機器の動作を制限する通知を受けると報知する報知部を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記動作指示部は、前記使用電力が前記余裕電力を超える場合であって、優先度の低い前記機器の動作を制限する際に、当該機器で使用可能な電力を当該機器に対応する前記受電制御部に通知し、受電制御部では通知された電力の範囲内で当該機器に受電させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記受電制御部は、前記電力供給線路に接続されかつ前記機器が着脱可能に接続されるアウトレットに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、前記受電制御部は、前記アウトレットに接続された前記機器の動作時において機器が消費する電力を取得し、前記機器情報記憶部に記憶させることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明において、前記電力供給部は直流電力を供給し、前記機器は直流電力により駆動される直流機器であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明では、電力供給線路を介して複数台の機器に電力を供給する電力供給部と、電力供給線路から各機器への受電を制御する受電制御部とを有し、受電制御部は、電力供給部と通信可能である受電側通信部を備え、電力供給部は、受電側通信部との間で通信する給電側通信部と、各機器ごとに使用電流と優先度とを関係付けて記憶した機器情報記憶部と、機器ごとの動作の開始を予想する使用予想部と、使用予想部で予想された機器の使用前における規定のタイミングで当該機器の使用電流と優先度とを機器情報記憶部から抽出する情報抽出部と、電力供給部に許容された電流容量と動作中の機器に供給している供給電流との差分である余裕電流と情報抽出部で抽出した使用電流との比較結果により動作を開始する機器に対応する受電制御部に受電の可否を指示する動作指示部とを備え、機器情報記憶部は、時間帯またはシーンごとに動作させる機器の組み合わせと、機器ごとに受電を制限する際の受電電流を使用電流に対する百分率で表したデータとを記憶しており、使用予想部は、機器情報記憶部が記憶しているデータを用いて機器の受電の制限が必要か否かを予想し、動作指示部は、使用電流が余裕電流の範囲内である場合は受電制御部に受電を許可し、使用電流が余裕電流を超える場合は、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器がなければ、動作を開始する機器の運転を拒否し、動作中の機器の中に動作を開始する機器よりも優先度の低い機器があれば、優先度の低い機器の動作を制限することにより優先度の高い機器での受電を許可することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明の構成によれば、機器ごとに動作の開始を予想し、予想された機器の使用を新たに開始する前に当該機器の使用電力をあらかじめ求めておき、求めた使用電力が、電力供給部に許容された電力容量と動作中の機器に供給している供給電力との差分である余裕電力の範囲内であるときには、そのまま機器の使用を許可し、新たに使用する機器の使用電力が余裕電力を超える場合には、機器間の優先度を用いて優先度の低い機器の動作を制限する。さらに、時間帯またはシーンごとに動作させる機器の組み合わせと、機器ごとに受電を制限する際の受電電力を使用電力に対する百分率で表したデータを用いて、機器の受電の制限が必要か否かを予想し、かつ予想される使用開始に対して事前に優先度の判断などを行うから、利用者が機器の使用を指示してから受電制御部に指示が与えられるまでの時間が短くなる。
【００１６】
請求項２の発明の構成によれば、機器において動作が制限されるときには報知されることにより、機器が停止するか機器の出力が低下するという事象が生じたときに、利用者は電力容量の制限によって当該事象が生じたことを認識するから、利用者に不安を感じさせることがない。
【００１７】
請求項３の発明の構成によれば、受電制御部において機器で受電可能な電力を調節するから、機器を動作させる電力がわずかでも供給可能であれば、機器の使用を継続することができ、電力容量の不足により機器が停止する事態を極力避けることができる。
【００１８】
請求項４の発明の構成によれば、受電制御部をアウトレットに設けているから、受電側通信部を備える受電制御部を設けていない一般の機器であっても上述した動作が可能になる。
【００１９】
請求項５の発明の構成によれば、アウトレットに接続される機器の動作を監視することにより機器での使用電力を検出することができるから、機器情報記憶部に機器の仕様をあらかじめ登録しておく必要がなく、受電制御部を備えていない一般の機器をアウトレットに接続するだけで、機器情報記憶部に記憶させる使用電力を取得することができ、簡便に使用することができる。
【００２０】
請求項６の発明の構成によれば、機器が直流機器であり電力供給部から直流電力を供給するから、電力供給部としてスイッチング電源などを用いることで、種々の電圧を簡単に配電することができる。また、電源アダプタを用いることなく直流機器に電力を供給することが可能になる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１の発明における使用電力、余裕電力、電力容量、供給電力を、それぞれ使用電流、余裕電流、電流容量、供給電流と読み替えたものであり、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（基本構成）
以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建築物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。図２は本実施形態を適用する電源システムの全体構成である。家屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００２３】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００２４】
直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００２５】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００２６】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００２７】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００２８】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００２９】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００３０】
上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００３１】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００３２】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００３３】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００３４】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００３５】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００３６】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００３７】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００３８】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００３９】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００４０】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００４１】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００４２】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００４３】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００４４】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００４５】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００４６】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００４７】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００４８】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【００４９】
（実施形態１）
以下では、図１を参照して本実施形態の要部について説明する。図１において実線は電力の供給経路を示し、破線は信号の経路を示している。上述のように、通信信号は直流電圧に重畳しているが、通信信号を伝送する通信路を直流供給線路Ｗｄｃ（電力供給線路）とは別に設けてもよい。直流電力供給部１０１（電力供給部）は、電源回路部１０を備えている。ここでは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３をとくに区別せず、直流供給線路Ｗｄｃに電源を供給する構成を一括して電源回路部１０とする。電源回路部１０には、スイッチング電源が含まれる。
【００５０】
図１では、直流供給線路Ｗｄｃに直接接続する直流機器１０２と、直流供給線路Ｗｄｃに接続された直流アウトレット（アウトレット）に対して着脱可能に接続される直流機器１０２′とを示している。つまり、受電制御部２０を直流機器１０２に一体に内蔵または結合して設ける場合と、受電制御部２０を直流機器１０２′とは別体であって直流アウトレットに内蔵または結合して設ける場合とを示している。いずれにしても、１系統の直流供給線路Ｗｄｃから複数台の直流機器１０２，１０２′に直流電力を供給する。
【００５１】
以下では、直流アウトレットとして直流コンセント１３１を例示するが、引掛シーリング１３２を用いることも可能である。図１の例では、直流機器１０２に受電制御部２０を内蔵した例（左側）と、直流コンセント１３１に受電制御部２０を内蔵した例（右側）とを示している。
【００５２】
受電制御部２０は、電力供給線路Ｗｄｃから各直流機器１０２，１０２′への受電を制御する。受電制御部２０には制限部２１が設けられており、制限部２１では、電磁継電器や半導体スイッチのようなスイッチ要素を用いてオンオフの切換を行うか、通過電流を制御する。通過電流を制御する構成には、定電流回路などを用いて電流を連続的に制御する構成と、電流を断続させて平均電流を制御する構成とがあり、これらの構成は受電する直流機器１０２，１０２′に応じて適宜に選択する。
【００５３】
以下では、受電制御部２０を設けた直流機器１０２について説明した後、受電制御部２０を設けた直流コンセント１３１について説明する。直流機器１０２には、直流機器１０２として期待される機能を奏する主機能部２５が設けられており、直流供給線路Ｗｄｃから主機能部２５に至る給電経路に制限部２１が挿入されている。したがって、制限部２１を上述のように制御することによって、直流供給線路Ｗｄｃから供給される直流電力について主機能部２５での受電を制限することができる。
【００５４】
受電制御部２０は、直流電力供給部１０１と通信可能な受電側通信部２２を備え、受電側通信部２２は、直流電力供給部１０１との通信を行って直流電力供給部１０１からの指示を受けることにより制限部２１を制御する。直流機器１０２に設けた電源スイッチ（図示せず）をオンにしたり、直流機器１０２とは別に設けたスイッチ１４１（図２参照）の操作により直流機器１０２の動作開始が指示されると、受電側通信部２２は、直流電力供給部１０１に対して動作の開始要求を送信する。
【００５５】
受電側通信部２２には、ディップスイッチなどにより構成された設定部２３が接続されており、設定部２３では直流機器１０２の優先度が設定可能になっている。さらに、受電側通信部２２には、ブザーや発光ダイオードのように利用者が報知状態を容易に認識することのできる報知部２４が接続されており、制限部２１により受電を停止するか受電電力を制限する場合は、報知部２４を通して利用者に報知できるようにしてある。ここに、設定部２３には、不揮発性メモリを用いてもよく、その場合には別途の設定装置により不揮発性メモリの内容を書き込むことにより優先度を設定する。優先度については後述する。
【００５６】
一方、直流電力供給部１０１は、電源回路部１０のほか、受電側通信部２２と通信可能な給電側通信部１１と、直流機器１０２の設定部２３で設定された優先度および直流機器１０２の動作時の使用電力を直流機器１０２の識別情報と関係付けて記憶する機器情報記憶部１２とを備える。機器情報記憶部１２に記憶されるデータ例を表１に示す。
【００５７】
【表１】
0005308025.tif 000002
【００５８】
直流電力供給部１０１には、さらに、直流機器１０２に設けた受電側通信部２２からの開始要求を給電側通信部１１が受信したときに、開始要求を行った直流機器１０２の使用電力と優先度とを機器情報記憶部１２から抽出する情報抽出部１３と、電源回路部１０に許容された電力容量と動作中の直流機器１０１に電源回路部１０から供給している供給電力との差分である余裕電力を求めて開始要求を行った直流機器１０２に受電の可否を指示する動作指示部１４とが設けられる。
【００５９】
動作指示部１４は、開始要求の送信元である直流機器１０２について機器情報記憶部１２から抽出した当該直流機器１０２の使用電力を、求めた余裕電力と比較し、比較結果において余裕電力のほうが使用電力よりも大きいときには、開始要求を行った直流機器１０２に対して受電を許可する指示を当該直流機器１０２に与える。
【００６０】
一方、開始要求の送信元である直流機器１０２の使用電力が余裕電力を超えるときには、動作指示部１４は、開始要求を行った直流機器１０２と現在使用中の直流機器１０２との優先度を比較する。ここで、優先度のもっとも高い直流機器１０２を動作させるのに必要な電力を確保できるように、優先度の低い直流機器１０２に対して受電の制限を指示する。つまり、開始要求を行った直流機器１０２の優先度が、使用中のどの直流機器１０２の優先度よりも低いときには、開始要求を行った直流機器１０２の動作を制限する。また、開始要求を行った直流機器１０２の優先度が、使用中の直流機器１０２のうちの少なくとも１台よりも高いときには、開始要求を行った直流機器１０２を動作させるのに必要な電力が確保できるように、使用中の直流機器１０２のうちで優先度の低い直流機器１０２での受電を制限するとともに、開始要求を行った直流機器１０２の受電を許可するように指示する。
【００６１】
上述の動作例では、開始要求の送信元である直流機器１０２における使用電力を余裕電力と比較しているが、直流供給線路Ｗｄｃに接続されている直流機器１０２を動作させる組合せと、各組合せにおいて受電を制限する直流機器１０２とを関係付けて記憶する供給電力記憶部を設け、開始要求を行った直流機器１０２と動作中の直流機器１０２との組合せに対して受電を制限する直流機器１０２を供給電力記憶部から抽出してもよい。供給電力記憶部をあらかじめ作成しておけば、電力の関係に関する演算を伴うことなく受電を制限する直流機器１０２を容易に決定することができる。供給電力記憶部は、たとえば、表２のようになる。表２では、直流機器１０２をＡ，Ｂ，Ｃの３台とし、優先度は降順であって、３台を同時には動作させることができないものとしている。
【００６２】
【表２】
0005308025.tif 000003
【００６３】
以上の説明から明らかなように、優先度は各直流機器１０２で優先的に受電する順序であり、優先度が高いほど受電できる確率が高くなる。優先度は、上述のように直流機器１０２に設けた設定部２３に設定することができるから、利用者が優先度を適宜に決めることができる。このように、直流機器１０２において使用電力を制限することによって、電源回路部１０に許容された電力容量の範囲内で直流機器１０２の使用を可能にするから、直流供給線路Ｗｄｃの線間電圧が低下して直流機器１０２が使用できなくなったり、過電流によって電源回路部１０の負担が大きくなったり、あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃに設けたブレーカが遮断されたりすることなく、直流機器１０２を使用することが可能になる。
【００６４】
ところで、いずれかの直流機器１０２が開始要求を行ったときに、直流供給線路Ｗｄｃで使用される電力が電源回路部１０の電力容量を超えていると、優先度の低い直流機器１０２では受電が制限されるから、当該直流機器１０２では動作が急に停止したり、出力が急に低下したりすることになる。そこで、優先度の低い直流機器１０２の動作を制限する前に、当該直流機器１０２の受電制御部２２に受電の制限を通知し、受電制御部２２を通して報知部２４による報知を行う。利用者は、報知部２４による報知がなされることにより、電力容量の制限によって直流機器１０２の動作の制限がなされたことを認識するから、利用者の不安感を緩和することができる。
【００６５】
報知部２４を設けている場合には、優先度の低い直流機器１０２において電力消費を低減する省エネルギモードあるいは低出力動作（照明機器の光出力を下げたり、電動機器のモータを低速にする動作）を選択するように指示してもよい。
【００６６】
また、直流機器１０２が照明機器であって調光制御を行う場合のように、出力を制限しても動作が可能である場合には、動作指示部１４が優先度の低い直流機器１０２の動作を制限を指示する際に、当該直流機器１０２で使用可能な電力を通知し、当該直流機器１０２では通知された電力の範囲内で当該直流機器１０２が受電するように制限部２１を制御するようにしてもよい。すなわち、優先度の低い直流機器１０２において省エネルギモードあるいは低出力動作を自動的に選択させてもよい。
【００６７】
このような動作を行えば、直流機器１０２は低出力になるが、電源回路部１０の電力容量を満足し、かつ給電が継続されることになるから、電力容量の不足により直流機器１０２の動作が停止する事態をできるかぎり回避することができる。なお、直流機器１０２の使用電力を制限しても電源回路部１０の電源容量では充足できないときには直流機器１０２の動作を停止させるのはもちろんのことである。
【００６８】
上述した構成例では、直流機器１０２において制限部２１および受電側通信部２２を設けているが、主機能部２５を除く構成を直流コンセント１３１に設けてもよい。直流コンセント１３１の器体には、電力供給線路Ｗｄｃと接続するための電源接続端子１３１ａと、受電制御部２０を備えていない直流機器１０２′に設けたプラグの接続子などが着脱可能に接続される機器接続口１３１ｂとが設けられる。機器接続口１３１ｂは接続子を差込接続する構造が望ましい。受電側通信手段２２は、直流供給線路Ｗｄｃの線間に印加された直流電圧に高周波の通信信号を重畳することにより給電側通信手段１２との間で通信信号を授受する構成であるから、電源接続端子１３１ａにおいて通信専用の接続部を設ける必要がなく、直流コンセント１３１と直流供給線路Ｗｄｃとの接続作業が容易であり施工が容易になる。このことは、受電制御部２０を備える直流機器１０２を直流供給線路Ｗｄｃに接続する場合も同様である。
【００６９】
上述のように、直流コンセント１３１に受電制御部２０を設けた構成を採用することにより、直流電力供給部１０１との通信機能を備えていない直流機器１０２′であっても受電制御部２０を備える直流機器１０２と同様の動作が可能になる。直流コンセント１３１に受電制御部２０を設ける場合には、直流コンセント１３１の識別情報を直流機器１０２′の識別情報として代用する。また、直流機器１０２′は使用電力の情報を持っていないから、機器接続口１３１ｂから直流機器１０２′に供給する電流を電流センサＳＩで監視し、電流センサＳＩの出力から電力検出部２６において直流機器１０２′での使用電力を推定する。電流センサＳＩには、たとえばトロイダルコアとホール素子とを組み合わせた、いわゆる直流変流器を用いることができる。
【００７０】
電力検出部２６では、電流センサＳＩの出力に基づいて直流機器１０２′の停止時と動作時とのうちの少なくとも動作時において直流機器１０２′が消費する電力を取得することができるから、直流コンセント１３１の識別情報とともに取得した電力を直流機器１０２′の使用電力として直流電力供給部１０１に通知する。また、直流コンセント１３１には、受電制御部２０を備える直流機器１０２と同様に、設定部２３および報知部２４を設けているから、設定部２３により設定した優先度も直流電力供給部１０１に通知する。
【００７１】
直流電力供給部１０１では、直流コンセント１３１から通知された識別情報と使用電力と優先度とを関係付けて機器情報記憶部１２に格納する。したがって、直流コンセント１３１を介して直流供給線路Ｗｄｃに接続されている直流機器１０２′についても、受電制御部２０を備える直流機器１０２と同様に扱うことが可能になる。
【００７２】
（実施形態２）
実施形態１は、受電制御部２０を備える直流機器１０２あるいは直流機器１０２′を接続した直流コンセント１３１が、動作を開始する前に開始要求を直流供給部１０１に通知する構成を採用している。この場合、直流供給部１０１では開始要求を受信した後に優先度などの判断を行って直流機器１０２あるいはコンセント１３１の受電制御部２０に指示を与えるから、開始要求から受電制御部２０に指示がなされるまでに若干の時間遅れを生じる。
【００７３】
本実施形態では、図３に示すように、直流機器１０２ごとの動作の開始を予想する使用予想部１６を設け、使用予想部１６において動作の開始が予想される直流機器１０２（直流コンセント１３１に接続された直流機器１０２′であってもよい）の使用電力と、動作中の直流機器１０２，１０２′に供給している給電電力と、電源回路部１０の電力容量とを用いて、受電を制限させる必要がある直流機器１０２，１０２′の有無を使用前における規定のタイミングで求めている。つまり、使用予想部１６で予想された直流機器１０２、１０２′の使用前における規定のタイミングで機器情報記憶部１２から情報を抽出し、動作指示部１３から受電制御部２０に受電の可否を指示する。上記タイミングは、この処理に必要な程度の時間を考慮して設定される。
【００７４】
本実施形態では、開始要求がなくとも直流機器１０２，１０２′を使用予想部１６で予想されたタイミングで自動的に動作させることが可能であるが、基本的には、直流機器１０２，１０２′からの開始要求を受けてから直流機器１０２，１０２′に対して受電を制限するか否かを通知する動作になる。
【００７５】
ところで、本実施形態の動作では、優先度の高い直流機器１０２，１０２′が使用されると予想されるときに、優先度の低い直流機器１０２、１０２′の受電を制限することができればよいから、使用予想部１６では、優先度の低い直流機器１０２，１０２′について受電の制限を行うか否かを予想できればよい。
【００７６】
具体的には、起床や帰宅などのシーンに応じた直流機器１０２，１０２′の使用状況をあらかじめ規定しておくか、日々の直流機器１０２，１０２′の使用状況の履歴をとることにより、時刻毎に動作する可能性の高い直流機器１０２，１０２′の組み合わせをデータとして作成しておき、このデータを用いて直流機器１０２，１０２′の受電の制限が必要か否かを予想する。
【００７７】
表３は時間帯別に動作させる直流機器１０２，１０２′のデータ例を示し、表４はシーン別に動作させる直流機器１０２，１０２′のデータ例を示している。各シーンは時間帯または、シーン選択用のスイッチ１４１に関係付けられる。また、表３、表４においては、各直流機器１０２，１０２′において、制限部２１で受電を制限する際に、受電電力を各直流機器１０２，１０２′に規定された使用電力（最大の受電電力）よりも低下させることにより受電を継続させることができる場合を想定しており、表中の数値は、受電が制限される場合の各直流機器１０２，１０２′の使用電力に対する百分率を示している。実施形態２の他の構成および動作は実施形態１と同様である。
【００７８】
【表３】
0005308025.tif 000004
【００７９】
【表４】
0005308025.tif 000005
【００８０】
上述した実施形態では、電力供給部として直流電力供給部１０１を例示したが、交流電力供給部を用いることも可能である。この場合、直流機器１０２に代えて機器として交流機器を用いることになる。また、給電側通信手段１２は受電制御部２０の受電側通信手段２２と通信を直接行う例を示したが、給電側通信手段１２と受電側通信手段２２との間で、宅内サーバ１１６を介在させて通信を行うようにしてもよい。
【００８１】
なお、上述した実施形態における使用電力、余裕電力、電力容量、供給電力を、それぞれ使用電流、余裕電流、電流容量、供給電流と読み替えることにより、電流を管理することで、上述の実施形態と同様の機能を実現することができる。また、電力を管理する場合には、電流と電圧との両方を監視する必要があるが、電流を管理する場合には、電流のみの管理でよいから、構成が簡単になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施形態１を示す要部ブロック図である。
【図２】同上の全体構成を示す構成図である。
【図３】実施形態２に用いる直流電力供給部を示す要部ブロック図である。
【符号の説明】
【００８３】
１１  給電側通信部
１２  機器情報記憶部
１３  情報抽出部
１４  動作指示部
１６  使用予想部
２０  受電制御部
２１  制限部
２２  受電側通信部
２４  報知部
１０１  直流電力供給部（電力供給部）
１０２  直流機器（機器）
１３１  直流コンセント（アウトレット）
Ｗｄｃ  直流供給線路（電力供給線路）
【図１】
0005308025.tif 000006
【図２】
0005308025.tif 000007
【図３】
0005308025.tif 000008