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利用信息技術(shù)掌握并控制家電的用電狀況，不僅可削減家庭電費(fèi)，同時(shí)還可提高電力企業(yè)的發(fā)電設(shè)備利用率。
在位于日本京都市內(nèi)的高級(jí)公寓中，“需求響應(yīng)型電力控制系統(tǒng)”實(shí)證試驗(yàn)正在實(shí)施。進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)的，是以京都大學(xué)研究生院信息學(xué)研究科教授松山隆司為中心的“能源信息化工作小組”。
利用“電流波形”識(shí)別家電
松山教授的研發(fā)小組獨(dú)立開發(fā)出了名為“智能插座”的裝置。該插座配備有功率傳感器、通信功能及電力控制功能，用于掌握家電及照明等的電力使用狀況。在進(jìn)行實(shí)證的住宅內(nèi)，空調(diào)、電視、冰箱及照明等家庭用電設(shè)備各安裝有一個(gè)智能插座。
打開家電的開關(guān)后，智能插座會(huì)確認(rèn)通電狀態(tài)，并識(shí)別每個(gè)家電不同的“電流波形”。同時(shí)利用無(wú)線通信方式，向名為“家庭服務(wù)器”的小型個(gè)人電腦發(fā)送相關(guān)信息。家庭服務(wù)器根據(jù)被稱為“家電指紋”的電流波形，掌握每個(gè)家電的使用情況，以及使用多少電力等信息�？衫秒娨暭爸悄苁謾C(jī)等實(shí)時(shí)顯示該信息。
智能插座還能夠根據(jù)使用電力的場(chǎng)所，推測(cè)人的動(dòng)線。例如，如果浴室照明長(zhǎng)時(shí)間開著，家庭服務(wù)器便會(huì)發(fā)出警告。如果家中只有一位老年人獨(dú)居，還可根據(jù)利用電熱水壺的狀況，將其健康狀況變動(dòng)相關(guān)信息通知給居住在遠(yuǎn)處的家人。
只要有了這些功能，就與住宅企業(yè)已開始銷售的“智能住宅”中配備的電力消費(fèi)“可視化”系統(tǒng)相同了。需求響應(yīng)型電力控制系統(tǒng)之所以比智能住宅更進(jìn)一步，是因?yàn)樵谟秒娏考磳⒊^(guò)事先確定的電力需求目標(biāo)值時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換家電運(yùn)轉(zhuǎn)模式，或者關(guān)閉開關(guān)，抑制電力需求。
“已經(jīng)超過(guò)目標(biāo)值�！本┒即髮W(xué)研究生院的加藤丈和在實(shí)證住宅中讓空調(diào)及照明等設(shè)備進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)果家庭服務(wù)器發(fā)出了警報(bào)。在實(shí)時(shí)顯示電力使用狀況的電視畫面上，出現(xiàn)了紅色文字的警報(bào)，表示電力需求超過(guò)了1天的最大需求目標(biāo)值。
發(fā)出警報(bào)后不久，空調(diào)送風(fēng)減弱，運(yùn)轉(zhuǎn)音減小，警告也停止顯示。這是因?yàn)椋彝シ⻊?wù)器發(fā)現(xiàn)用電量接近目標(biāo)值之后，根據(jù)居民事先確定的家電優(yōu)先利用順序，調(diào)節(jié)了空調(diào)等的運(yùn)轉(zhuǎn)。
比如，“早晨?jī)?yōu)先使用刮胡刀和吹風(fēng)機(jī)”、“白天可抑制空調(diào)及照明的使用”等，可根據(jù)具體生活方式，通過(guò)家庭服務(wù)器設(shè)定各個(gè)家電的優(yōu)先使用順序。如果用電需求增大，接近目標(biāo)值，便會(huì)從優(yōu)先順序較低的家電開始，改變運(yùn)轉(zhuǎn)模式，或者直接關(guān)閉。
利用自主開發(fā)的裝置控制家電
不過(guò)，僅憑智能插座并不能控制所有的市售家電。2011年，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省對(duì)用于家庭能源管理系統(tǒng)（HEMS）的通信標(biāo)準(zhǔn)“ECHONET Lite”進(jìn)行了認(rèn)證，智能插座可對(duì)符合該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進(jìn)行控制，但這種產(chǎn)品剛剛開始上市銷售。于是能源信息化工作組為了使電熱水壺及加濕器也可通過(guò)智能插座進(jìn)行自動(dòng)控制，開發(fā)出了獨(dú)有的控制裝置。
家庭電力需求容易集中在每天早晨出門前、傍晚回家時(shí)分以及做飯時(shí)。如果是夏季，白天的電力需求也有可能升高。在這種情況下，如果優(yōu)先順序靠后的電氣產(chǎn)品處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，就可錯(cuò)開其使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)電力需求平均化。
一般情況下，包括當(dāng)月在內(nèi)，過(guò)去1年內(nèi)各月“最大需求電力”的最高值就是合同電力。如果能夠通過(guò)電力需求平均化，降低最大需求，電價(jià)便會(huì)降低，這也是需求響應(yīng)型電力控制的優(yōu)點(diǎn)之一。
提高電力企業(yè)的設(shè)備利用率
通過(guò)讓獨(dú)身者在實(shí)證住宅中生活，工作組還在對(duì)生活質(zhì)量（QOL）的變化及居住者的滿意度進(jìn)行著定量評(píng)估。松山教授稱：“可在保持生活品質(zhì)及舒適性的同時(shí)，使家庭最大電力需求及耗電量下降3到4成。”
除了家庭，如果在辦公室及工廠也采用需求響應(yīng)型電力控制系統(tǒng)，那么像在東日本大地震發(fā)生后，因供電能力短缺而進(jìn)行夏季節(jié)電的情況下，也能發(fā)揮有效作用。除此之外，在削減發(fā)電成本及二氧化碳方面也會(huì)產(chǎn)生很大的效果。
電力公司為了能夠應(yīng)對(duì)夏季白天等一年中的最大需求，設(shè)置有充足的發(fā)電設(shè)備，但松山教授說(shuō)：“如果實(shí)現(xiàn)需求平均化，抑制一年中的最大需求，便可削減多余設(shè)備�！蹦昶骄娏π枨笈c年最大電力需求的比值被稱為“年負(fù)荷率”，數(shù)值越高，表示電力需求平均化程度越高。根據(jù)1998年的信息進(jìn)行推算的結(jié)果顯示，如果將日本全國(guó)的年負(fù)荷率提高1％，便可減少290萬(wàn)千瓦的發(fā)電設(shè)備。年發(fā)電成本可削減1400億日元，電力公司二氧化碳年排放量可削減約20萬(wàn)到30萬(wàn)噸。
目前共有78家IT及通信設(shè)備企業(yè)、建筑商、住宅及重型電力設(shè)備企業(yè)參加了能源信息化工作組。松山教授計(jì)劃推進(jìn)需求響應(yīng)型電力控制系統(tǒng)的實(shí)用化，將來(lái)廣泛進(jìn)行普及。他說(shuō)：“希望與蓄電池及可再生能源等進(jìn)行配套，通過(guò)能源交易市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)最佳電力供求和電力需求平均化�！�
