(57)【要約】【課題】専用線や無線接続環境による配置制限を要することなく電力消費源の探索を行ない、消費電力の管理コストを抑える。【解決手段】測定装置３０と、端末装置２０ａ，２０ｂにソケット２２ａ，２２ｂ経由で接続された被測定装置４０ａ，４０ｂとからなり、測定装置は、端末装置から電力線１２を介して伝送される消費電力信号を、ＡＤＣを用いて所定の周期でサンプリングして重畳された周波数信号の端末装置毎の固有周波数成分を抽出し、予め規定されたそれぞれの固有周波数に対応する端末装置またはコンセントタップ１３ａ，１３ｂの位置を示す情報に基づき電力消費源を探索する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンセントタップに差し込んで電力の供給を受けるコンセントプラグと、差し込まれる被測定装置に対して前記電力を供給するソケットとを有する１以上の端末装置と、これら端末装置とは電力線を介して接続される測定装置とからなる消費電力監視システムであって、
前記端末装置は、
自身を含む前記被測定装置の電力消費源の消費電力を監視して消費電力信号を生成する消費電力監視回路と、
自身に割り当てられた固有の周波数を持つ周波数信号を生成する発振器と、
前記消費電力監視回路で監視された前記消費電力が閾値を超えた場合、前記消費電力信号に前記発振器により生成される周波数信号を重畳し、前記電力線を介して前記測定装置に伝送する端末制御部と、を備え、
前記測定装置は、
前記電力線を介して伝送される前記消費電力信号を所定の周期でサンプリングして測定を行うアナログ・デジタル変換回路と、
前記アナログ・デジタル変換回路の出力に含まれる前記重畳された周波数信号の固有周波数成分を抽出し、予め規定されたそれぞれの固有周波数に対応する前記端末装置または前記コンセントタップの位置を示す情報に基づき、稼働中の前記電力消費源を探索する装置制御部と、を備えたことを特徴とする消費電力監視システム。
【請求項２】
前記装置制御部は、
前記端末装置毎に割り当てられた前記固有周波数の波長の最大公約数に相当する時間だけ前記消費電力の測定を行い、前記消費電力信号の最大電力区間で抽出された固有周波数成分から対応する前記電力消費源を特定し、合算された消費電力から前記特定された電力消費源の消費電力を減算する処理を順次繰り返すことにより、前記消費電力信号に含まれる電力消費源を探索することを特徴とする請求項１記載の消費電力監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンセントタップに端末装置を介して接続される電力消費源の消費電力を監視する消費電力監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線、あるいはＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の専用信号線を用い、コンセントタップに接続された電力消費源の消費電力を通知するシステムが知られている。例えば、特許文献１には、端末負荷毎の電力使用量を監視する小型で安価な電力監視システムに関する技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された技術によれば、コンセントタップに電力計測用のセンサを設け、そのセンシング結果データを専用信号線にのせてＰＣやサーバ転送し、ここで集計してコンセントタップ毎の消費電力を識別するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に開示された技術によれば、専用信号線、あるいは無線接続環境を必要とするため、例えば、ＵＳＢ等の専用信号線であればケーブルの引き回しが必要となり、また、無線であれば集計するゲートウエイ等の回線確保に留意する必要がある。つまり、ケーブルの引き回しにより見映えが悪くなり、あるいは通信可能な電波環境を維持するための配置制限があった。このため、消費電力の管理コストは無視できないものになっていた。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、専用線や無線接続環境による配置制限を要することなく電力消費源の探索を行ない、消費電力の管理コストを抑えた消費電力監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために本発明は、コンセントタップに差し込んで電力の供給を受けるコンセントプラグと、差し込まれる被測定装置に対して前記電力を供給するソケットとを有する１以上の端末装置と、これら端末装置とは電力線を介して接続される測定装置とからなる消費電力監視システムであって、前記端末装置は、自身の消費電力を監視して消費電力信号を生成する消費電力監視回路と、自身に割り当てられた固有の周波数を持つ周波数信号を生成する発振器と、前記消費電力監視回路で監視される前記消費電力が閾値を超えた場合、前記消費電力信号に前記発振器により生成される周波数信号を重畳し、前記電力線を介して前記測定装置に伝送する端末制御部と、を備え、前記測定装置は、前記電力線を介して伝送される前記消費電力信号を所定の周期でサンプリングして測定を行うアナログ・デジタル変換回路と、前記アナログ・デジタル変換回路の出力に含まれる前記重畳された周波数信号の固有周波数成分を抽出し、予め規定されたそれぞれの固有周波数に対応する前記端末装置または前記コンセントタップの位置を示す情報に基づき、稼働中の前記電力消費源を探索する装置制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、装置制御部は、端末装置から電力線を介して伝送される消費電力信号を所定の周期でサンプリングして重畳された周波数信号の端末装置毎の固有周波数成分を抽出し、予め規定されたそれぞれの固有周波数に対応する端末装置またはコンセントタップの位置を示す情報に基づき電力消費源を探索する。このため、分電盤から分岐される電力線のみで、専用線や無線接続環境による配置制限を要することなく簡単に分電盤側で電力消費源の探索を行うことができる。したがって、既設の電力線を用いて電力消費源の電力使用量を個別に管理することができ、消費電力の管理コストを低く抑えることができる。また、例えば、事業所や家庭内において電力消費源となる機器の配置、あるいはそれぞれの端末装置に課した消費電力目標値に対する達成率の確認等、合理的な使用方法の策定等に寄与することができる。
【０００９】
本発明において、前記装置制御部は、前記端末装置毎に割り当てられた前記固有周波数の波長の最大公約数に相当する時間だけ前記消費電力の測定を行い、前記消費電力信号の最大電力区間で抽出された固有周波数成分から対応する前記端末装置を含む前記電力消費源を特定し、合算された消費電力から前記特定された電力消費源の消費電力を減算する処理を順次繰り返すことにより、前記消費電力信号に含まれる電力消費源を探索することを特徴とする。本発明によれば、消費電力信号の最大電力区間における固有周波数成分から電力消費源を特定し、その特定された電力消費源の消費電力を合算された消費電力から減算する処理を順次繰り返す簡単なアルゴリズムを使用して端末装置を含む電力消費源を探索することができ。このため、電力消費源の探索にかかる装置制御部の負荷が軽減される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、専用線や無線接続環境による配置制限を要することなく電力消費源の探索を行ない、消費電力の管理コストを抑えた消費電力監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る消費電力監視システムの接続構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る消費電力監視システムにおいて使用される端末装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る消費電力監視システムにおいて使用される測定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る消費電力探索システムの動作を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る消費電力探索システムの探索アルゴリズムを説明するために引用したタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施の形態（以下、単に本実施形態という）について詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る消費電力監視システムの接続構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る消費電力監視システム１は、ドライヤや電灯などの家電機器からなる消費電力が測定される被測定装置４０ａ，４０ｂのそれぞれが接続される端末装置２０ａ，２０ｂと、消費電力を測定する測定装置３０と、を含む。以降の説明では便宜上、端末装置２０ａ，２０ｂと被測定装置４０ａ，４０ｂとを含めて電力消費源ということがある。
【００１４】
端末装置２０ａ，２０ｂのそれぞれは、コンセントタップ１３ａ，１３ｂに差し込まれるコンセントプラグ２１ａ，２１ｂと、このコンセントプラグ２１ａ，２１ｂを介して電力の供給を受け、差し込まれた被測定装置４０ａ，４０ｂに対して電力を供給するソケット２２ａ，２２ｂと、を有する。この端末装置２０ａ，２０ｂは、分電盤１０により幹線１１と分岐される電力線１２を介して測定装置３０に接続されている。
【００１５】
図２に端末装置２０ａの内部構成が、図３に測定装置３０の内部構成がそれぞれ示されている。図２によれば、端末装置２０ａは、制御中枢となる端末制御部２１と、消費電力監視回路２２と、発振器２３と、伝送部２４とが、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本で構成される内部バス２５を介して接続されている。
【００１６】
消費電力監視回路２２は、自身の消費電力を監視して消費電力信号を生成する。具体的には、コンセントタップ１３ａに設けられる不図示の電力計測用のセンサの出力信号を監視することにより消費電力信号を生成し、内部バス２５経由で端末制御部２１へ出力する。発振器２３は、端末装置２０ａ，２０ｂ毎に割り当てられた固有の周波数を持つ周波数信号を生成して端末制御部２１へ出力する。端末制御部２１は、消費電力監視回路２２で監視された消費電力が閾値を超えた場合、消費電力監視回路２２によって出力される消費電力信号に、発振器２３により生成される周波数信号を重畳し、伝送部２４，電力線１２経由で測定装置３０に伝送する。
【００１７】
伝送部２４は、電力線１２を介して端末装置２０ａと測定装置３０とが通信を行う際の有線の通信プロトコル制御を行う。なお、端末装置２０ｂも上記した端末装置２０ａと同じ構成であるため、重複を回避する意味で説明を省略するが、発振器２３が出力する周波数信号のみが異なるものである。
【００１８】
図３において、測定装置３０は、制御中枢となる装置制御部３１と、アナログ・デジタル変換回路３２（ＡＤＣ）と、記憶部３３と、外部通信部３５とが、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本で構成される内部バス３４に接続されている。
【００１９】
ＡＤＣ３２は、電力線１２を介して伝送される消費電力信号を所定の周期でサンプリングして消費電力の測定を行ない、測定された消費電力信号を内部バス３４経由で装置制御部３１に出力する。装置制御部３１は、ＡＤＣ３２の出力に含まれる重畳された消費電力信号の固有周波数成分を抽出し、記憶部３３に予め記憶されてあるそれぞれの固有周波数に対応する端末装置２０ａ，２０ｂ、またはコンセントタップ１３ａ，１３ｂの位置を示す情報を参照して、稼働中の端末装置２０ａまたは２０ｂを含む被測定装置４０ａ，４０ｂ（電力消費源）を探索する。
【００２０】
装置制御部３１は、端末装置２０ａ，２０ｂ毎に割り当てられた固有周波数の波長の最大公約数に相当する時間だけ消費電力の測定を行い、消費電力信号の最大電力区間で抽出された固有周波数成分から対応する端末装置２０ａ，２０ｂを含む被測定装置４０ａ，４０ｂを特定し、合算された消費電力から特定された電力消費源の消費電力を減算する処理を順次繰り返すことにより、消費電力信号に含まれる端末装置２０ａ，２０ｂ、被測定装置４０ａまたは４０ｂを探索する。なお、外部通信部３５は、不図示の外部装置と通信を行なう場合の通信インタフェースになる。
【００２１】
（実施形態の動作）
以下、図４に示す動作シーケンス図を参照しながら、図１〜図３に示す本実施形態に係る消費電力探索システム１の動作について詳細に説明する。
【００２２】
まず、端末装置２０ａ，２０ｂ側ではコンセントプラグ２１ａ．２１ｂをコンセントタップ１３ａ，１３ｂに差し込み、ソケット２２ａ，２２ｂに被測定装置４０ａ，４０ｂを差し込んだとする。図４において、測定装置３０が、電力線１２を介して端末装置２０ａ，２０ｂに対して消費電力測定指令を送信することによって以下に説明する電力消費源の探索が開始される（ステップＳ１０１）。端末装置２０ａがこの消費電力測定指令を受信すると、消費電力監視回路２２で、端末装置２０ａを含むソケット２２ａに差し込まれた被測定装置４０ａによる消費電力の監視を行い不図示のセンサから取り込む（ステップＳ１０２）。
【００２３】
消費電力監視回路２２でソケット２２の消費電力を監視した結果、合算した消費電力αが閾値βを越えると（ステップＳ１０３“ＹＥＳ”）、端末装置２０ａは、端末制御部２１が、消費電力監視回路２２で生成される消費電力信号に、発振器２３により生成された端末固有の周波数信号を重畳し（ステップＳ１０４）、伝送部２４を介して応答する（ステップＳ１０５）。なお、閾値βを超えない場合は（ステップＳ１０３“ＮＯ”）、消費電力監視回路２２により生成される消費電力信号のみ応答する。なお、ここで閾値とは、２以上稼働中の電力消費源があった場合を考慮してこれを分離するために予め設定される電力量である。
【００２４】
次に、電力線１２を介して消費電力信号を受信（ステップＳ１０６）した測定装置３０は、ＡＤＣ３２による消費電力の測定を開始する（ステップＳ１０７）。例えば、閾値が５０Ｗで、固有周波数１０Ｈｚ、消費電力１０Ｗで消費電力信号に重畳された周波数信号によりＯＮ／ＯＦＦを繰り返すものとすれば、装置制御部３１は、ＡＤＣ３２からサンプリングの結果を得て固有周波数を用いた微少消費電力の変動計測を行う（ステップＳ１０８）。そして、装置制御部３１は、探索アルゴリズムに基づく稼働中の電力消費源の探索を行う（ステップＳ１０９）。
【００２５】
上記したステップＳ１０８、Ｓ１０９の詳細手順について、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照しながら説明する。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ＡＤＣ３２により測定された消費電力信号を時間軸上に示した波形図である。例えば、２０ビット出力で１Ｍｂｐｓの転送速度を有するＡＤＣ３２を使用すれば、一般家庭での契約電流が５０Ａとすると、１ビット相当の電流は５０÷２１０で、０．０４７７ｍＡ／ｂｉｔの高分解能を持つ。したがって、１０Ｗの消費電力、および周波数変動に十分に追従することができる。このようなＡＤＣ３２は市場に流通しており容易に入手可能である。
【００２６】
ここでは、１５Ｈｚの固有周波数が割り当てられた端末装置２０ａのソケット２２ａに被測定装置４０ａとして、例えば、１００Ｗの電灯が差し込まれ、端末装置２０ａのみが稼働していた場合の測定結果が図５（ａ）に示されており、同時に電灯も点灯した場合の測定結果が図５（ｂ）に示されている。図５（ａ）のケースでは、消費電力信号も重畳されている周波数信号も容易に判別可能である。これに対し、図５（ｂ）に示すケースでは、消費電力信号の合算値ａにおいて、最大値から最小値を減算した値が２０Ｗであることから、稼働中の電力消費源が２つあることが判明する。また、２つの電力消費源の消費電力合算値が１２０Ｗであることも判明する。
【００２７】
これを装置制御部３１が時間軸で解析すれば、消費電力の最大値１４０Ｗを示す時間（最大電力区間Ｍａｘ）の最大周波数が１５Ｈｚ相当であることから、被測定装置４０ａである電灯が点灯していることが判明する。この最大電力区間は、電力線１２に接続された端末装置２０ａ，２０ｂのそれぞれに個別に割り当てられた固有周波数の波長の最大公約数に相当する時間だけ監視すればよい。この区間において、１００Ｗの１５Ｈｚの周波数信号成分を減算すれば、図５（ｃ）に示すように、２０Ｗの１０Ｈｚ信号が出現し、端末装置２０ａが稼働していることがわかる。
【００２８】
このため、端末装置２０ａ，２０ｂ毎に割り当てられる固有周波数と、被測定装置４０ａ，４０ｂ、あるいはコンセントタップ１３ａ，１３ｂの位置との対応付けが必要であり、本実施形態に係る消費電力監視システム１では、電力消費源の探索を行う測定装置３０が内蔵する記憶部３３に予めその対応関係を記憶している。
【００２９】
（実施の形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係る消費電力監視システム１によれば、測定装置３０の装置制御部３１は、端末装置２０ａ，２０ｂから電力線１２を介して伝送される消費電力信号を所定の周期でサンプリングして重畳された周波数信号の端末装置毎の固有周波数成分を抽出し、予め規定されたそれぞれの固有周波数に対応する端末装置２０ａ，２０ｂまたはコンセントタップ１３ａ，１３ｂの位置を示す情報に基づき、端末装置２０ａ，２０ｂ、被測定装置４０ａ，４０ｂを含む電力消費源を探索する。このため、分電盤１０から分岐される電力線１２のみで、専用線や無線接続環境による配置制限を要することなく、簡単に分電盤１０側で電力消費源の探索を行うことができる。
【００３０】
したがって、既設の電力線１２を用いて電力消費源の電力使用量を個別に管理することができ、消費電力の管理コストを低く抑えることができる。また、例えば、事業所や家庭内において電力消費源となる機器の配置、あるいはそれそれぞれの端末装置に課した消費電力目標値に対する達成率の確認等、合理的な使用方法の策定等に寄与することができる。
【００３１】
また、本実施形態に係る消費電力監視システム１によれば、測定装置３０の装置制御部３１は、消費電力信号の最大電力区間における固有周波数成分から電力消費源を特定し、その特定された電力消費源の消費電力を合算された消費電力から減算する処理を順次繰り返す簡単なアルゴリズムを使用して端末装置２０ａ，２０ｂ、端末装置２０ａ，２０ｂのそれぞれが有するソケット２２ａ，２２ｂに差し込まれた被測定装置４０ａ，４０ｂを含む電力消費源を探索することができる。このため、電力消費源の探索にかかる装置制御部３１の負荷が軽減される。更に、外部通信部３５を用いることにより遠隔でデータを監視することも可能である。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３３】
１・・消費電力監視システム、１０・・分電盤、１１・・幹線、１２・・電力線、１３ａ，１３ｂ・・コンセントタップ、２０ａ，２０ｂ・・端末装置、２１ａ，２１ｂ・・コンセントプラグ、２２ａ，２２ｂ・・ソケット、３０・・測定装置、４０ａ，４０ｂ・・被測定装置、２１・・端末制御部、２２・・消費電力監視回路、２３・・発振器、２４・・伝送部、２５・・内部バス、３１・・装置制御部、３２・・アナログ・デジタル変換回路（ＡＤＣ）、３３・・記憶部、３４・・内部バス、３５・・外部通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013195217.tif 000006
【図５】
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