(57)【要約】  管理システム（２８）は、施設集合体の全体の電力情報を複数の管理範囲に分けてそれぞれの電力情報を分担して管理する複数の電力管理部（３２），（３６），（３８），（４０），（４２）と、これらの電力管理部（３２），（３６），（３８），（４０），（４２）のそれぞれと通信素子で接続されて施設集合体全体の電力管理を行なうシステムコントローラ（３０）を含んで構成される。システムコントローラ（３０）において算出された省エネルギ量、ＣＯ2削減量等のデータは、表示部（４８）によって表示される。
2012050208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、  前記複数の電力管理部と通信素子で接続され、前記管理範囲ごとの前記電力情報を取得し、取得された前記電力情報に基づいて前記施設集合体の全体の電力情報を管理するシステムコントローラと、  を備える管理システムであって、  前記システムコントローラは、前記施設集合体の全体の電力情報に基づいて充放電指令を作成し、前記充放電指令を充放電制御部に送信する管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の管理システムにおいて、  前記施設集合体は、電力を消費する負荷型設備を有し、  前記負荷型設備を前記管理範囲に含む負荷型設備の電力管理部は、  前記負荷型設備における負荷の実消費電力を取得する消費電力取得部と、  前記実消費電力と前記負荷の稼動状況に応じて予め定めた基準消費電力との差である差電力に基づいて省エネルギ量を算出する省エネルギ量算出部と、  を含み、  前記システムコントローラは、前記施設集合体の全体の省エネルギ量に基づいて前記充放電指令を作成する管理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の管理システムにおいて、  前記システムコントローラは、  少なくとも１つの前記電力管理部の管理範囲における負荷に対する省エネルギ効果の大小に応じて予め省エネルギの選択順序を設定する選択順序設定部と、  前記電力情報に従って、前記施設集合体の不足電力量を算出し、少なくとも１つの前記電力管理部に対し、前記不足電力量に応じて、前記省エネルギの選択順序に従った前記省エネルギの制御方式を実行することを指令する省エネルギ指令部と、  を備える管理システム。
【請求項４】
請求項２に記載の管理システムにおいて、  前記施設集合体は、光電変換モジュールを有するソーラ施設と、前記光電変換モジュールが設けられない一般施設とを含み、  外部商用電源と接続される交流電源ラインと前記ソーラ施設の交流電源ライン側の電力入出力部との間に設けられ、前記交流電源ライン側から前記ソーラ施設に供給される給電電力値と、前記ソーラ施設を介して前記交流電源ライン側に供給される逆潮電力値の双方向の電力値とを検出する交流電源ライン側の電力検出部と、  前記ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力入力部と前記光電変換モジュールの出力部との間に設けられ、前記光電変換モジュールから前記ソーラ施設に供給される太陽光発電の電力値を検出する光電変換モジュール側の電力検出部と、  前記交流電源ライン側の電力検出部が検出する前記給電電力値または前記逆潮電力値と、前記光電変換モジュール側の電力検出部が検出する前記太陽光発電の電力値とに基づいて、前記ソーラ施設における前記負荷の前記実消費電力を算出するソーラ施設の消費電力算出部と、  前記一般施設の電力入出力部と前記交流電源ラインとの間に設けられ、前記交流電源ライン側から前記一般施設に供給される前記給電電力値を検出する一般施設の電力検出部を有し、  前記一般施設の電力検出部の検出する前記給電電力値に基づいて、前記一般施設における前記負荷の前記実消費電力を算出する一般施設の消費電力算出部と、  を有する管理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の管理システムにおいて、  前記システムコントローラは、さらに、  前記施設集合体の全体の消費電力値を算出する全体の消費電力算出部と、  前記施設集合体の全体の太陽光発電の電力値を算出する全体の自給電力算出部と、を有し、算出された全体の消費電力値と全体の太陽光発電の電力値を表示部に対し出力する管理システム。
【請求項６】
請求項５に記載の管理システムにおいて、  前記施設集合体は、双方向の電力変換器を介して前記交流電源ラインに接続される蓄電装置を含む蓄電装置棟を有し、  前記蓄電装置棟を前記管理範囲とする蓄電装置棟の電力管理部は、  前記双方向の電力変換器の交流電源ライン側の入出力部と前記交流電源ラインとの間に設けられ、前記交流電源ライン側から前記蓄電装置棟に供給される充電電力値と、前記蓄電装置棟から前記交流電源ライン側に放電される放電電力値の双方向の電力値を検出する蓄電装置棟の電力検出部を有し、  前記システムコントローラは、  前記ソーラ施設の交流電源ライン側の電力検出部の検出値と、前記一般施設の電力検出部の検出値と、前記ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力検出部の検出値とに基づいて、前記施設集合体の全体の前記消費電力値を算出する全体の消費電力算出部と、  前記ソーラ施設の交流電源ライン側の電力検出部の前記検出値と、前記一般施設の電力検出部の前記検出値と、前記ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力検出部の前記検出値と、前記蓄電装置棟の電力検出部が検出する前記放電電力値とに基づいて、前記外部商用電源からの供給電力値を算出する外部商用電源の供給電力算出部と、  を有する管理システム。
【請求項７】
請求項１に記載の管理システムにおいて、  前記施設集合体の全体の前記省エネルギ量のデータを表示する表示部を備える管理システム。
【請求項８】
請求項５に記載の管理システムにおいて、  前記施設集合体の全体の前記消費電力値のデータと前記太陽光発電の電力値のデータとを表示する表示部を備える管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電力を管理する管理システムに係り、特に複数の施設を含んで構成される施設集合体の全体における省エネルギ管理等を行なう管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  ビル、家庭等の各種設備において、照明等の機器のオン・オフや、空調機器の温度設定等、各種機器の動作の設定を集中的に管理するため、制御盤が設けられ、視覚的に機器の動作状況を把握できるようにする機能が付加されることがある。そして、近年の環境問題および光熱費削減によるコスト低減の観点から、機器の動作状況だけでなく、ビル等の電力量の消費状況をディスプレイ等に表示させることが行なわれ始めた。【０００３】  例えば、特許文献１には、制御対象としてのデバイスと、デバイスを制御する制御装置と通信可能に接続されるプログラマブル表示器を用いる電力消費状況を表示することが述べられている。このプログラマブル表示器は、デバイスと制御装置と接続される通信部と、各デバイスの消費電力データを記憶するデータメモリと、消費電力データに基づき複数のデバイスの組合せで構成される配電系統の消費電力を推定する演算部と、デバイスを選択するタッチパネルと、デバイスの画像を表示し、あるいは消費電力推定値により変化する電力消費状況画像を表示する表示画面を備える。電力消費状況画像は、数値、文字のほか、模様、図形、図形の表示数、色分け等によって表示される、このようにリアルタイムで消費電力消費状況の表示を行うことで、省エネルギ意識が高まると述べられている。【０００４】  また、特許文献２には、余剰電力管理システムとして、企業の従業員の各家庭に自然エネルギー発電装置が配備され、データ制御装置は各自然エネルギー発電装置の余剰電力の総量を集計し、従業員と企業との間に、この自然エネルギー発電装置の余剰電力を売買する契約があり、企業は電気事業者から各自然エネルギー発電装置の余剰電力に総量に応じた対価を得ると共に、電力の需給に関し、ＣＯ2削減に応じた定量の情報をデータ制御装置から得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４５１６９号公報
【特許文献２】特開２００７−７２９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  近年の環境問題に対処するためには、太陽光発電等の自然エネルギ発電を利用する他、各種機器の運転状況をきめ細かく管理して電力消費を抑制する省エネルギ対策がある。これらは、個々の機器ごとに行なわれることが多く、複数の施設を含んで構成される施設集合体における施設集合体全体としてＣＯ2削減効果、省エネルギ効果を得がたい。【０００７】  本発明の目的は、複数の施設を含んで構成される施設集合体における省エネルギ制御を可能にする管理システムを提供することである。他の目的は、施設集合体におけるＣＯ2削減効果を得る管理システムを提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも１つに貢献する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明に係る管理システムは、複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、前記複数の電力管理部と通信素子で接続され、前記管理範囲ごとの前記電力情報を取得し、取得された前記電力情報に基づいて前記施設集合体の全体の電力情報を管理するシステムコントローラと、を備える管理システムであって、前記システムコントローラは、前記施設集合体の全体の電力情報に基づいて充放電指令を作成し、前記充放電指令を充放電制御部に送信する。
【発明の効果】
【０００９】  上記構成により、管理システムは、施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理し、施設集合体の電力情報のデータを作成し、これにより、充放電制御を行うことにより、施設集合体として効率的なエネルギマネジメントを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施の形態の管理システムが適用される施設集合体の例を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の管理システムにおける電力情報と指令の流れを説明する図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の管理システムにおいて、施設集合体の全体実消費電力を求める様子を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の管理システムにおいて、省エネルギレベルの設定の様子を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態の管理システムの表示部において、省エネルギ制御の実行の様子と、ＣＯ2削減効果の様子を示す表示画面を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態の管理システムの表示部において、グラフ表示で消費電力の推移、自給電力の推移等を示す様子を説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態の管理システムの表示部において、別の表示画面の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下では、蓄電池としてリチウムイオン電池を説明するが、これ以外の二次電池であってもよい。例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等であってもよい。負荷が必要とする電力を得るため、蓄電装置は複数の蓄電池を組み合わせて構成される。したがって、蓄電装置を構成する蓄電池の数は、電力を管理する管理システムの仕様に応じ適宜なものとできる。
【００１２】  また、以下で、電力源として、外部商用電源と、太陽光発電を行なう光電変換モジュールを説明するが、これ以外の電力源、例えば風力発電機等であってもよい。また、以下で述べる個数、電力等は、説明のための例示であり、管理システムの電力仕様等に応じ適宜変更が可能である。
【００１３】  また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１４】  図１は、管理システム２８が適用される施設集合体１０の様子を示す模式図である。施設集合体１０は、施設として、Ａ棟１２とＢ棟１４とＣ棟１６とＤ棟１８の合計４棟の事務棟と、複数の蓄電装置を配置する蓄電装置棟２０と、車両給電用の設備２２と、２棟の工場棟２４，２６とを含んで構成される。なお、図１には図示されていないが、施設集合体１０には、自転車バッテリ給電用の設備、街路灯、電光表示盤等も含むことができる。車両給電用の設備２２、自転車バッテリ給電用の設備、街路灯、電光表示盤は、いずれも光電変換モジュールと蓄電装置とを備えるように構成することができる。
【００１５】  ここで、Ａ棟１２とＢ棟１４とＣ棟１６とＤ棟１８の４棟の事務棟と、車両給電用の設備２２には、いずれも光電変換モジュールと、これによって発電された電力を蓄電する蓄電装置とを備える。図１において、各棟の屋上と、Ｄ棟の外壁に図示される黒い帯状のものが光電変換モジュールである。Ａ棟１２とＢ棟１４とＣ棟１６には、売店、厨房等が設けられている。Ｄ棟１８は、事務機器を用いるための直流電力線が配置されているものとする。蓄電装置棟２０には光電変換モジュールを設けてもよいが、ここでは設けられないものとして説明を続ける。工場棟２４，２６にも、光電変換モジュールを設けてもよいが、ここでは設けられないものとして説明をする。なお、以上の構成は、説明のための例示であって、光電変換モジュールの設置、売店および厨房が設けられる棟、直流電力線の配置等について、これ以外の構成であっても構わない。
【００１６】  図２は、施設集合体１０の電力を管理する管理システム２８における電力情報と指令等の流れを示す図である。電力情報と指令等の流れる方向は矢印で示した。
【００１７】  図２に示されるように、管理システム２８は、複数の電力管理部と、施設集合体１０の全体の電力管理を行うシステムコントローラ３０を含んで構成される。施設集合体１０を複数の管理範囲に分け、管理範囲ごとの電力情報を異なる電力管理部で管理する。システムコントローラ３０は電力管理部と通信素子で接続される。図２には、複数の電力管理部として、電力装置の電力管理部３２、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、工場の電力管理部４２が示されている。なお、図２では、Ａ棟１２の電力管理部、Ｂ棟１４の電力管理部、Ｃ棟１６の電力管理部の図示は省略した。各々の電力管理部は、他の電力管理部の管理範囲と重複しないように設けることが好ましく、これら以外の電力管理部を設けるものとしてもよい。
【００１８】  電力装置の電力管理部３２は、施設集合体１０に分散して配置される複数の蓄電装置に関する電力情報の管理と、同様に分散して配置される光電変換モジュールに関する電力情報の管理とを行ない、それらの電力情報をシステムコントローラ３０に送信する機能を有する。蓄電装置も光電変換モジュールも電力関連装置であるので、電力装置の電力管理部３２は、電力関連装置に関する電力情報を管理する機能を有する。
【００１９】  施設集合体１０に含まれる光電変換モジュールの発電電力等に関する電力情報と、施設集合体１０に含まれる蓄電装置の充電電力、放電電力、蓄電装置の電圧、電流等に関する電力情報が、電力装置の電力管理部３２で管理される。なお蓄電装置に関する電力情報には、蓄電装置の温度に関する情報も含まれることが好ましい。電力装置の電力管理部３２で管理される電力情報は、システムコントローラ３０に送信される。
【００２０】  蓄電装置棟２０の蓄電装置は、外部商用電源の電力で充電され、施設集合体１０の負荷が必要とする電力を放電する。したがって、蓄電装置棟２０には、十分な蓄電容量が確保できるだけの数量の蓄電装置が、まとまって配置される。このように、施設集合体１０の全体の電力を管理する上で、蓄電装置棟２０の電力情報管理は重要であるので、電力装置の電力管理部３２のうち蓄電装置棟２０の電力情報を管理する部分を、特に、蓄電装置棟の電力管理部と呼ぶ。
【００２１】  蓄電装置棟の充放電制御部３４は、蓄電装置棟２０の複数の蓄電装置について充放電を制御する機能を有する。蓄電装置棟の充放電制御部３４による蓄電装置の充放電制御は、システムコントローラ３０から送信される充放電指令によって行なわれる。
【００２２】  Ｄ棟の電力管理部３６は、Ｄ棟１８における電力情報を管理する機能を有する。Ｄ棟１８は、負荷として、空調、照明、事務機器等を有する。これらの負荷の消費電力等の電力情報は、システムコントローラ３０に送信される。Ｄ棟１８は、他の事務棟に比較して負荷の消費電力が多いと仮定する。そこで、施設集合体１０の負荷の全体として電力が不足したときに、システムコントローラ３０から省エネルギ制御指令がＤ棟の電力管理部３６に送信される。図２で、情報の流れを示す矢印が双方向となっているのは、電力情報の流れと、省エネルギ制御指令の流れの２方向を示している。
【００２３】  厨房の電力管理部３８は、事務棟に設けられる厨房における電力情報を管理する機能を有する。調理器等の厨房器具の消費電力等の電力情報は、システムコントローラ３０に送信される。
【００２４】  売店の電力管理部４０は、事務棟に設けられる売店における電力情報を管理する機能を有する。空調や冷凍、冷蔵ショーケース等の売場機器の消費電力等の電力情報が、システムコントローラ３０に送信される。
【００２５】  工場の電力管理部４２は、工場棟２４，２６における電力情報を管理する機能を有する。工場棟２４，２６に配置される加工機械、組立機械等の工場装置の消費電力等の電力情報が、システムコントローラ３０に送信される。
【００２６】  中央監視装置４４は、工場棟２４，２６の電力状況に障害等の異常の発生の有無を監視する装置である。監視結果はシステムコントローラ３０に送信される。
【００２７】  工場棟２４，２６の稼動状態に対して、電力装置の電力管理部３２の電力情報の内容等が影響する。したがって、電力装置の電力管理部３２から送信される電力情報に障害情報が含まれるときには、システムコントローラ３０から、工場の電力管理部４２と中央監視装置４４に、警報情報が送信される。
【００２８】  シーケンサ部４６は、工場の電力管理部４２、中央監視装置４４等に分散して設けられる光電変換モジュールおよび電力変換器にそれぞれ接続されるＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。電力変換器は、光電変換モジュールの直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ等である。工場の電力管理部４２と中央監視装置４４とシステムコントローラ３０との間での情報の送受信は、このシーケンサ部４６を介した通信線で伝送される。また、光電変換モジュールおよび電力変換器の電力情報は、このシーケンサ部４６を介した通信線で電力装置の電力管理部３２に伝送される。したがって、電力情報に障害情報が含まれる場合には、電力装置の電力管理部３２にも障害情報が伝送される。
【００２９】  なお、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０に障害が発生したときは、その障害情報がシステムコントローラ３０およびシーケンサ部４６に伝送される。
【００３０】  システムコントローラ３０は、障害情報が伝達されると、警報信号出力部より、工場の電力管理部４２および中央監視装置４４に警報信号を出力する。また、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０の障害情報は、シーケンサ部４６を介して工場の電力管理部４２および中央監視装置４４に伝送される。したがって、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０の障害情報は、２通りの情報伝達経路で工場の電力管理部４２に伝送されることになる。工場の電力管理部４２や中央監視装置４４等に障害情報を送信する理由は、直接的または間接的を問わず、これらが人の手によって管理されるような設備を想定しているためである。
【００３１】  システムコントローラ３０は、電力装置の電力管理部３２、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、工場の電力管理部４２から送信される電力情報に基づいて、施設集合体１０の全体の電力情報を作成する第１の制御装置である。また、システムコントローラ３０は、施設集合体１０の全体の電力情報に基づいて、蓄電装置棟の充放電制御部３４に対する充放電指令を作成し、これを蓄電装置棟の充放電制御部３４に送信する機能を有する。
【００３２】  また、システムコントローラ３０は、通信線で接続される電力装置の電力管理部３２、蓄電装置棟の充放電制御部３４、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０、シーケンサ部４６との間の通信異常を監視する。そして、通信異常が生じている際には、システムコントローラ３０は、異常信号を出力する機能を有する。システムコントローラ３０は、工場の電力管理部４２、中央監視装置４４に、通信異常に関する異常信号を通知する機能を有する。また、システムコントローラ３０は、Ｄ棟の電力管理部３６に対する省エネルギ制御指令を送信する機能を有する。
【００３３】  システムコントローラ３０は、施設集合体１０の全体の電力情報に基づいて、施設集合体１０の消費電力、外部商用電源からの供給電力、光電変換モジュールの発電電力、蓄電装置棟２０の蓄電装置における充放電電力のデータを作成する機能を有する。また、システムコントローラ３０は、これらのデータから、施設集合体１０の全体についての省エネルギ量、ＣＯ2削減量を算出する機能を有する。また、各電力のデータ、省エネルギ量、ＣＯ2削減量等を表示部４８に出力する機能を有する。
【００３４】  省エネルギ量は、各施設の負荷について、実消費電力と、負荷の稼動状況に応じて予め定格の消費電力から定めた基準消費電力との差（差電力）を求めることで、算出できる。したがって、Ｄ棟の電力管理部３６、厨房の電力管理部３８、売店の電力管理部４０において、それぞれ、稼動状況に応じた基準消費電力を設定する。そして、各電力管理部の省エネルギ量算出部で基準消費電力と実消費電力との差を求めて、これを各電力管理部における省エネルギ量として、システムコントローラ３０に送信する。システムコントローラ３０は、これらを集計することで、施設集合体１０の全体の省エネルギ量を得ることができる。
【００３５】  ＣＯ2削減量は、外部商用電源から供給される電力の削減量と換算係数を用いて算出できる。つまり、施設集合体１０の消費電力の一部または全部を、外部商用電源以外の自給電力でまかなえば、その自給電力値に換算係数を乗じることでＣＯ2削減量を求めることができる。したがって、「自給電力値＝太陽光発電による電力値（太陽光発電の電力値）」とすると、電力装置の電力管理部３２の電力情報に含まれる光電変換モジュールの太陽光発電の電力値に換算係数を乗じることで、ＣＯ2削減量を求めることができる。
【００３６】  また、外部商用電源の電力は、水力発電による電力、原子力発電による電力、火力発電による電力等で構成されるが、この中で、水力発電は自然エネルギを利用するものであるので、ＣＯ2削減効果がある。原子力発電も火力発電に比較すれば、ＣＯ2削減効果がある。そこで、例えば、電力会社より供給される外部商用電源において、夜間は水力発電による電力や原子力発電による電力が主体で、昼間はこれに火力発電電力が加わる場合には、蓄電装置棟２０の蓄電装置への充電を夜間に行い、昼間に放電する。これにより、１日における外部商用電源からの供給電力値が同じでも、ＣＯ2削減量が多くなる。このように、充放電制御が行われる蓄電装置棟２０の蓄電装置の電力情報に基づいて、ＣＯ2削減量を求めることができる。
【００３７】  なお、蓄電装置へ充電する外部商用電源を選択するに当り、電力会社より水力発電や原子力発電等を利用することによるＣＯ2削減量の情報が提供される場合には、これに基づいてＣＯ2削減量の多い電力を選択することが好ましい。
【００３８】  蓄電装置棟２０の蓄電装置の充放電制御の仕方は、施設集合体１０の全体の消費電力、省エネルギ化、ＣＯ2削減に影響を与える。蓄電装置棟２０の蓄電装置の充放電制御の内容としては、例えば、「工場棟２４，２６の稼動日にのみ放電すること」、「夜間の２２時から翌朝８時まで充電すること」、「季節要因を考え、７月から９月の夏季には１０時から１７時の間に放電し、その他の季節期間は８時から２２時まで放電すること」等があげられる。勿論、これ以外の充放電制御の内にしてもよい。
【００３９】  表示部４８は、省エネルギ量、ＣＯ2削減量等のデータを表示する機能を有するディスプレイである。表示部４８は、特に外部に対し表示される外部表示部であることが好ましい。外部に対し表示するとは、内部的管理のために表示する以外に、外部の第三者に、施設集合体１０としての省エネルギ活動の実績やＣＯ2削減活動の実績を開示することを含む。表示方法としては、電子看板、電子掲示板、映像配信等のいわゆるディジタルサイネージを用いることができる。表示部４８の具体的な表示画面の例は、図５から図７を用いて後述する。
【００４０】  上記のように、省エネルギ量、ＣＯ2削減量を求めるには、負荷の消費電力、光電変換モジュールの発電電力、蓄電装置棟２０の蓄電装置の充放電電力、外部商用電源からの供給電力を取得することが必要である。図３は、施設集合体１０における消費電力等の算出の様子を説明する図である。
【００４１】  図３では、施設集合体１０における電力の流れの様子が示されている。ここでは、施設集合体１０の施設として、工場棟２４，２６、事務棟としてのＡ棟１２とＢ棟１４、蓄電装置棟２０が示されている。工場棟２４，２６は、負荷を有していて光電変換モジュールを備えていない一般施設、Ａ棟１２とＢ棟１４は、負荷を有していて光電変換モジュールを備えているソーラ施設、蓄電装置棟２０は、負荷を有さず光電変換モジュールを備えていない施設の代表として図示されている。なお、負荷を有する施設を負荷型設備と称する。
【００４２】  図３において、外部商用電源５０は、逆流防止装置５２を介して、交流電源ライン５４と接続される。交流電源ライン５４は、外部商用電源５０からの交流電力の他に、蓄電装置棟２０の蓄電装置の放電電力を交流に変換した電力、後述するように、光電変換モジュール６０，７０により発電された電力を交流に変換したもののうち負荷で使いきれない余剰電力も流れる電力線である。
【００４３】  工場棟２４，２６は、それぞれ電力検出部５６，５８を介して交流電源ライン５４と接続される。図３では、交流電源ライン５４から工場棟２４に供給される給電電力はａ1と検出され、交流電源ライン５４から工場棟２６に供給される給電電力はａ2と検出される様子が示されている。すなわち、工場棟２４，２６における消費電力は、工場棟２４，２６の電力入出力部と交流電源ライン５４との間にそれぞれ設けられる電力検出部５６，５８の検出する電力値に基づいて取得される。
【００４４】  Ａ棟１２とＢ棟１４には、光電変換モジュール６０，７０がそれぞれ設けられる。光電変換モジュール６０，７０の発電電力は、それぞれ電力変換装置６２，７２によって交流電力に変換され、それぞれ電力検出部６４，７４を介して、Ａ棟１２の負荷とＢ棟１４の負荷にそれぞれ供給される。図３では、光電変換モジュール６０からＡ棟１２に供給される発電電力はｃ1と検出され、光電変換モジュール７０からＢ棟１４に供給される発電電力はｃ2と検出される様子が示されている。すなわち、光電変換モジュール６０，７０によってＡ棟１２とＢ棟１４の負荷に供給される電力は、Ａ棟１２とＢ棟１４のそれぞれの電力入力部と、光電変換モジュールの出力部との間に設けられる電力検出部６４，７４によって検出される太陽光発電による電力値に基づいて取得される。
【００４５】  また、Ａ棟１２とＢ棟１４は、それぞれ双方向の電力検出部６８，７８を介して交流電源ライン５４と接続される。ここで、双方向の電力検出部６８は、交流電源ライン５４側からＡ棟１２側に供給される給電電力と、逆にＡ棟１２側から交流電源ライン５４側に供給される逆潮電力のいずれも検出できる機能を有する電力計である。双方向の電力検出部７８も同様に、交流電源ライン５４側からＢ棟１４側に供給される給電電力と、逆にＢ棟１４側から交流電源ライン５４側に供給される逆潮電力のいずれも検出できる機能を有する。例えば、Ａ棟１２の負荷の必要電力以上に、光電変換モジュール６０の側からＡ棟１２に太陽光発電電力が供給されると、余剰電力は交流電源ライン５４に供給されることになる。これが逆潮電力である。
【００４６】  図３では、交流電源ライン５４側からＡ棟１２に供給される給電電力がｂ1と検出され、交流電源ライン５４側からＢ棟１４に供給される給電電力がｂ2と検出される様子が示されている。ｂ1とｂ2が検出される場合には、光電変換モジュール６０，７０からの逆潮電力の発生がなかったことになる。すなわち、Ａ棟１２およびＢ棟１４と交流電源ライン５４との間でやり取りされる電力値は、双方向の電力検出部６８，７８によって検出される給電電力値または逆潮電力値に基づいて取得される。
【００４７】  したがって、Ａ棟１２およびＢ棟１４における消費電力の全体像は、電力検出部６４，７４が検出する太陽光発電による電力値と、双方向の電力検出部６８，７８が検出する給電電力値または逆潮電力値とに基づいて、消費電力算出部により取得することができる。
【００４８】  蓄電装置棟２０は、双方向の電力変換器８２と双方向の電力検出部８４を介して交流電源ライン５４に接続される。ここで双方向の電力変換器８２は、交流から直流、直流から交流のいずれの変換も行なえる機能を有する。したがって、蓄電装置棟２０が充電されるときは、交流電源ライン５４の交流電力が双方向の電力変換器８２によって直流電力に変換されて蓄電装置に供給され、逆に、蓄電装置棟２０が放電するときは、蓄電装置の直流電力が交流電力に変換されて交流電源ライン５４に供給される。
【００４９】  図３では、蓄電装置棟２０から交流電源ライン５４に対する放電電力値がｄとして示されている。すなわち、交流電源ライン５４側から蓄電装置棟２０に供給される充電電力値と、蓄電装置棟２０から交流電源ライン５４側に放電される放電電力値は、双方向の電力変換器８２の入出力部と交流電源ライン５４との間に設けられる電力検出部８４によって取得することができる。
【００５０】  このようにして、各電力検出部５６，５８，６４，７４，６８，７８，８４によってそれぞれ検出された電力値を用いて、施設集合体１０の自給電力値、消費電力値、外部商用電源５０からの供給電力値は、以下のようにして算出できる。
【００５１】  自給電力値である太陽光発電の電力値は、ソーラ施設における光電変換モジュール側の電力検出部の検出値を合計して求められる。図３の例では、自給電力値＝（ｃ1＋ｃ2）である。この自給電力値に基づいて、所定の変換係数を用いて、ＣＯ2削減量を算出できる。上記のように、蓄電装置の充放電制御によってＣＯ2削減量が計算されるときは、各太陽電池の電力値を加算して、施設集合体１０の全体のＣＯ2削減量を求めることができる。なお、施設集合体１０の全体の太陽光発電の電力値は、システムコントローラ３０に含まれる自給電力算出部により算出される。
【００５２】  施設集合体１０の消費電力値は、各ソーラ施設の交流電源ライン５４の電力検出部６８および７８の検出値の合計値に、各工場棟の電力検出部５６および５８の検出値の合計値を加算し、その加算値にさらに、各ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力検出部６４および７４の検出値の合計値を加算して求めることができる。図３の例で、消費電力値＝（ｂ1＋ｂ2）＋（ａ1＋ａ2）＋（ｃ1＋ｃ2）で与えられる。なお、施設集合体１０の全体の消費電力値は、システムコントローラ３０に含まれる消費電力算出部により算出される。
【００５３】  外部商用電源５０からの供給電力値は、各ソーラ施設の交流電源ライン５４側の電力検出部６８および７８の検出値の合計値に、各工場棟の電力検出部５６および５８の検出値の合計値を加算し、その加算値から、各ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力検出部６４および７４の検出値の合計値を減算し、さらに蓄電装置棟の電力検出部８４の放電電力値を減算して求めることができる。図３の例で、外部商用電源からの供給電力値＝（ｂ1＋ｂ2）＋（ａ1＋ａ2）−（ｃ1＋ｃ2）−ｄで与えられる。なお、ｂとｄは双方向であるので、図３の矢印の方向をプラスとした。なお、外部商用電源からの供給電力値は、システムコントローラ３０に含まれる供給電力算出部により算出される。
【００５４】  このようにして、施設集合体１０の全体としての消費電力値が求められるが、この取得された実消費電力と、負荷の稼動状況に応じて予め定めた基準消費電力との差（差電力）に基づいて省エネルギ量を算出することができる。その様子を図４に示す。図４では、省エネルギ効果を４段階とし、それぞれレベル０、レベル１、レベル２、レベル３として示してある。なお、消費電力は、各電力管理部の消費電力取得部により検出される。
【００５５】  レベル０は、負荷の稼動状況に応じて予め定めた基準消費電力に相当する。このレベル０においては、省エネルギ効果はゼロである。レベル１は、レベル０に対しΔＷ10だけ消費電力値を削減したもので、省エネルギ効果はΔＷ10である。同様に、レベル２は、レベル０に対しΔＷ20だけ消費電力値を削減したもので、省エネルギ効果はΔＷ20であり、レベル３は、レベル０に対しΔＷ30だけ消費電力値を削減したもので、省エネルギ効果はΔＷ30である。上記の例では、レベル１よりもレベル２の方が、大きな省エネルギ効果を有し、レベル２よりもレベル３の方が大きな省エネルギ効果を有する。
【００５６】  このようにレベル０に対し、レベル１からレベル３を設定し、負荷の消費電力を低下させれば、省エネルギ化を図れる。レベル１からレベル３の設定は、負荷の性質によって異なる。
【００５７】  例えば、事務棟であるＡ棟１２、Ｂ棟１４、Ｃ棟１６では、空調の設定温度の調整、照明の照度調整、人がいない空間の空調の停止と照明の消灯等を組み合わせて、省エネルギ効果のレベルをレベル１からレベル３に設定する。なお、Ｄ棟１８の場合は直流電力を消費するので、直流電力を消費する事務機器について、ノーマル状態をスリープモードに設定する等の制御をさらに組み合わせて、省エネルギ効果のレベルを設定することができる。厨房の場合は、空調の設定温度の調整のタイミング、照明の照度調整のタイミング、調理器具の準備開始のタイミング等を、実際に厨房が使用される時間に合わせるような時間管理を組み合わせて、レベル１からレベル３を設定することができる。売店については、空調時間と照明時間を営業時間に合わせたり、冷凍および冷蔵ショーケースのノーマル状態を省電モードに設定する等の制御を組み合わせて、レベル１からレベル３を設定することができる。工場棟の場合は、稼動計画と負荷の消費電力との関係を予め調べ、負荷の消費電力の平準化レベルをいくつかのランクに分け、これをレベル１からレベル３に設定するものとできる。
【００５８】  負荷の性質に応じて設定したレベル１からレベル３に相当する省エネルギ効果は予め登録されて、システムコントローラ３０が取得できる。
【００５９】  システムコントローラ３０は、電力情報に従って、施設集合体１０の不足電力量を算出する。そして、システムコントローラ３０の省エネルギ指令部は、少なくとも１つの電力管理部に対し、不足電力量に応じた省エネルギを制御するように省エネルギ指令を作成し、送信する。省エネルギ指令は、不足電力量を補うような省エネルギ効果を得られるレベルを選択し、選択された省エネルギ効果を奏するような制御の指令である。これにより、不足電力量を補うことができる。
【００６０】  なお、システムコントローラ３０が省エネルギ効果を得られるレベルを選択する際には、省エネルギの選択順序に従って選択する。選択順序は、各電力管理部の管理範囲における負荷に対する省エネルギ効果の大小に応じて、選択順序設定部により、予め設定することができる。
【００６１】  図４では、レベル１を実行するように省エネルギ指令を受け取った電力管理部の管理範囲における消費電力の推移が、太線で示されている。この場合、省エネルギ効果としてΔＷ10が確保されている。
【００６２】  図５は、システムコントローラ３０の作用を表示する表示部４８の表示画面１００を示す図である。この表示部４８は、システムコントローラ３０の近傍に設けることができ、人が見ることができる。ここでは、表示画面１００に、施設集合体１０のクリーンエネルギシステムの様子が示されている。表示画面１００の下方側には、メインメニュー１０２、過去ログ表示１０４、一覧表示１０６、グラフ表示１０８の選択ボタンが示される。図４は、メインメニュー１０２に従った画面である。
【００６３】  第１表示項目１１０は、蓄電装置棟２０の状況を表示する部分である。ここでは、蓄電装置の制御状態が放電中であり、蓄電装置の蓄電量が４３２１．８ｋＷｈで、定格容量の６０％程度であることが示されている。第２表示項目１１２は、Ｄ棟の電力管理部３６による制御の状況を表示する部分である。ここでは、レベル１と表示され、例えばレベル１を、省エネルギ制御指令の下での制御と定義することができる。
【００６４】  第３表示項目１１４と第４表示項目１１６は、現在の自給電力と消費電力を表示する部分である。ここでは、第３表示項目１１４に太陽光発電による電力である自給電力が１０４８．４ｋＷであることが示され、第４表示項目１１６に消費電力が２０６７．５ｋＷであることが示されている。なお、第３表示項目１１４で示される自給電力値をＣＯ2削減量に換算して表示することもできる。
【００６５】  第１ランプ群１２０と第２ランプ群１２２は、各電力管理部の状況を表示する部分である。第１ランプ群１２０は、障害が発生したときに点灯するランプで構成される。第２ランプ群１２２は、通信異常のときに点灯するランプで構成される。ここでは、第１ランプ群１２０のうち電力装置の電力管理部３２に対応するランプが点灯しており、電力装置の電力管理部３２に障害が発生していることが示されている。また、第２ランプ群１２２のうち厨房の電力管理部３８に対応するランプが点灯しており、厨房の電力管理部３８との間で通信異常が発生していることが示されている。第５表示項目１２４は、第１ランプ群１２０と第２ランプ群１２２で表示される障害状態、通信異常についての詳細状況を表示する部分である。この表示によって、いつ、なにが、どこで発生し、現在どのような状況にあるかが一目で分かる。
【００６６】  図６は、図５におけるグラフ表示ボタン１０８を押したときに現れる表示画面の例を示す図である。ここでは、横軸に一日の時間がとられ、縦軸に電力値がとられている。そして、施設集合体１０の全体の消費電力値の推移、蓄電装置棟２０の蓄電装置の放電電力値と充電電力値の推移、外部商用電源５０からの供給電力値の推移が示される。この表示によって、全体の消費電力値に比べ、外部商用電源５０からの供給電力値が低減されている様子が分かる。この電力値差が、ＣＯ2削減に寄与する分に相当する。この電力値差は、太陽光発電による自給電力値が寄与している。また、夜間に蓄電装置の充電を行い、昼間に蓄電装置の放電を行うことで、昼間における外部商用電源５０からの供給電力量を抑制している様子が分かる。この表示に自給電力値の推移を加えることもできる。
【００６７】  図７は、別の表示画面１３０の例を示す図である。この表示画面１３０を表示する表示部４８は、一般の来客等に見てもらうこともできるように、例えば、施設集合体１０に含まれる施設の玄関ホールに設置される。ここでは、８つの表示部に分けて、二酸化炭素削減情報の映像表示１３２、蓄電情報の映像表示１３４、発電情報の映像表示１３６と、気象情報の映像表示１３８、照明制御情報の映像表示１４０と、Ｄ棟省エネルギのグラフ表示１４２と、Ｄ棟電力需給のグラフ表示１４４と、電力情報の映像表示１４６が示される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】  本発明に係る管理システムは、電力消費を行なう施設の電力管理に利用できる。
【符号の説明】
【００６９】  １０  施設集合体、１２  Ａ棟、１４  Ｂ棟、１６  Ｃ棟、１８  Ｄ棟、２０  蓄電装置棟、２２  車両給電用の設備、２４，２６  工場棟、２８  管理システム、３０  システムコントローラ、３２  電力装置の電力管理部、３４  蓄電装置棟の充放電制御部、３６  Ｄ棟の電力管理部、３８  厨房の電力管理部、４０  売店の電力管理部、４２  工場の電力管理部、４４  中央監視装置、４６  シーケンサ部、４８  表示部、５０  外部商用電源、５２  逆流防止装置、５４  交流電源ライン、５６，５８，６４，７４，６８，７８，８４  電力検出部、６０，７０  光電変換モジュール、６２，７２，８２  電力変換装置、１００，１３０  表示画面、１０２  メインメニュー、１０４  過去ログ表示、１０６  一覧表示、１０８  グラフ表示、１１０  第１表示項目、１１２  第２表示項目、１１４  第３表示項目、１１６  第４表示項目、１２４  第５表示項目、１２０  第１ランプ群、１２２  第２ランプ群、１３２  二酸化炭素削減情報の映像表示、１３４  蓄電情報の映像表示、１３６  発電情報の映像表示、１３８  気象情報の映像表示、１４０  照明制御情報の映像表示、１４２  Ｄ棟省エネルギのグラフ表示、１４４  Ｄ棟電力需給のグラフ表示、１４６  電力情報の映像表示。
【図１】
2012050208.tif 000003
【図２】
2012050208.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成24年3月19日(2012.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る管理システムは、複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、複数の電力管理部と通信素子で接続され、管理範囲ごとの電力情報を取得し、取得された電力情報に基づいて施設集合体の全体の電力情報を管理するシステムコントローラと、を備える管理システムであって、施設集合体は、電力を消費する負荷型設備を有し、負荷型設備を前記管理範囲に含む負荷型設備の電力管理部は、負荷型設備における負荷の実消費電力を取得する消費電力取得部と、実消費電力と負荷の稼動状況に応じて予め定めた基準消費電力との差である差電力に基づいて省エネルギ量を算出する省エネルギ量算出部と、を含み、システムコントローラは、施設集合体の全体の電力情報または省エネルギ量に基づいて充放電指令を作成し、充放電指令を充放電制御部に送信するものであり、また、システムコントローラは、少なくとも１つの電力管理部の管理範囲における負荷に対する省エネルギ効果の大小に応じて、予め負荷の消費電力を低下させる省エネルギの選択順序を設定する選択順序設定部と、電力情報に従って、施設集合体の不足電力量を算出し、少なくとも１つの電力管理部に対し、不足電力量に応じて、省エネルギの選択順序に従った省エネルギの制御方式を実行することを指令する省エネルギ指令部と、をさらに備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の施設を含んで構成される施設集合体の電力情報を複数の管理範囲に分けて管理する複数の電力管理部と、
前記複数の電力管理部と通信素子で接続され、前記管理範囲ごとの前記電力情報を取得し、取得された前記電力情報に基づいて前記施設集合体の全体の電力情報を管理するシステムコントローラと、
を備える管理システムであって、
前記施設集合体は、電力を消費する負荷型設備を有し、
前記負荷型設備を前記管理範囲に含む負荷型設備の電力管理部は、
前記負荷型設備における負荷の実消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記実消費電力と前記負荷の稼動状況に応じて予め定めた基準消費電力との差である差電力に基づいて省エネルギ量を算出する省エネルギ量算出部と、
を含み、
前記システムコントローラは、前記施設集合体の全体の電力情報または省エネルギ量に基づいて充放電指令を作成し、前記充放電指令を充放電制御部に送信するものであり、
また、前記システムコントローラは、
少なくとも１つの前記電力管理部の管理範囲における負荷に対する省エネルギ効果の大小に応じて、予め負荷の消費電力を低下させる省エネルギの選択順序を設定する選択順序設定部と、
前記電力情報に従って、前記施設集合体の不足電力量を算出し、少なくとも１つの前記電力管理部に対し、前記不足電力量に応じて、前記省エネルギの選択順序に従った前記省エネルギの制御方式を実行することを指令する省エネルギ指令部と、をさらに備える
管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の管理システムにおいて、
前記施設集合体は、光電変換モジュールを有するソーラ施設と、前記光電変換モジュールが設けられない一般施設とを含み、
外部商用電源と接続される交流電源ラインと前記ソーラ施設の交流電源ライン側の電力入出力部との間に設けられ、前記交流電源ライン側から前記ソーラ施設に供給される給電電力値と、前記ソーラ施設を介して前記交流電源ライン側に供給される逆潮電力値の双方向の電力値とを検出する交流電源ライン側の電力検出部と、
前記ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力入力部と前記光電変換モジュールの出力部との間に設けられ、前記光電変換モジュールから前記ソーラ施設に供給される太陽光発電の電力値を検出する光電変換モジュール側の電力検出部と、
前記交流電源ライン側の電力検出部が検出する前記給電電力値または前記逆潮電力値と、前記光電変換モジュール側の電力検出部が検出する前記太陽光発電の電力値とに基づいて、前記ソーラ施設における前記負荷の前記実消費電力を算出するソーラ施設の消費電力算出部と、
前記一般施設の電力入出力部と前記交流電源ラインとの間に設けられ、前記交流電源ライン側から前記一般施設に供給される前記給電電力値を検出する一般施設の電力検出部を有し、
前記一般施設の電力検出部の検出する前記給電電力値に基づいて、前記一般施設における前記負荷の前記実消費電力を算出する一般施設の消費電力算出部と、
を有する管理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の管理システムにおいて、
前記システムコントローラは、さらに、
前記施設集合体の全体の消費電力値を算出する全体の消費電力算出部と、
前記施設集合体の全体の太陽光発電の電力値を算出する全体の自給電力算出部と、
を有し、算出された全体の消費電力値と全体の太陽光発電の電力値を表示部に対し出力する管理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の管理システムにおいて、
前記施設集合体は、双方向の電力変換器を介して前記交流電源ラインに接続される蓄電装置を含む蓄電装置棟を有し、
前記蓄電装置棟を前記管理範囲とする蓄電装置棟の電力管理部は、
前記双方向の電力変換器の交流電源ライン側の入出力部と前記交流電源ラインとの間に設けられ、前記交流電源ライン側から前記蓄電装置棟に供給される充電電力値と、前記蓄電装置棟から前記交流電源ライン側に放電される放電電力値の双方向の電力値を検出する蓄電装置棟の電力検出部を有し、
前記システムコントローラは、
前記ソーラ施設の交流電源ライン側の電力検出部の検出値と、前記一般施設の電力検出部の検出値と、前記ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力検出部の検出値とに基づいて、前記施設集合体の全体の前記消費電力値を算出する全体の消費電力算出部と、
前記ソーラ施設の交流電源ライン側の電力検出部の前記検出値と、前記一般施設の電力検出部の前記検出値と、前記ソーラ施設の光電変換モジュール側の電力検出部の前記検出値と、前記蓄電装置棟の電力検出部が検出する前記放電電力値とに基づいて、前記外部商用電源からの供給電力値を算出する外部商用電源の供給電力算出部と、
を有する管理システム。
【請求項５】
請求項１に記載の管理システムにおいて、
前記施設集合体の全体の前記省エネルギ量のデータを表示する表示部を備える管理システム。
【請求項６】
請求項３に記載の管理システムにおいて、
前記施設集合体の全体の前記消費電力値のデータと前記太陽光発電の電力値のデータとを表示する表示部を備える管理システム。
【国際調査報告】
2012050208.tif 000010
2012050208.tif 000011
2012050208.tif 000012