(57)【要約】【課題】複数の電力消費体の電力値のピークを低減する。【解決手段】通信インターフェース７Ａは、通信ネットワーク６を介して電力消費体２−１〜２−Ｎとの間でデータを送受信し、電力データベース７Ｂは、電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値を時系列的に記録し、電力軌跡算出部７Ｃは、電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値の軌跡を求め、稼動制御部７Ｄは、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値の軌跡に基づいて、未稼働の電力消費体２−１〜２−Ｎの稼働状態を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から電力が送電される複数の電力消費体と、
前記電力消費体の稼動状態を制御又は発電機の稼動状態を制御する電力制御装置と、
前記電力消費体と前記電力制御装置との間でデータの送受信を行う通信ネットワークとを備え、
前記電力消費体は、
自己の電力消費体に送電される電力値を計測する電力計と、
前記通信ネットワークを介して前記電力制御装置との間でデータを送受信する第１の通信インターフェースとを備え、
前記電力制御装置は、
前記通信ネットワークを介して前記電力消費体との間でデータを送受信する第２の通信インターフェースと、
稼働中の前記電力消費体の電力値の軌跡を算出する電力軌跡算出部と、
前記電力値の軌跡に基づいて、未稼働の前記電力消費体の稼働状態を制御する稼動制御部とを備えることを特徴とする電力制御システム。
【請求項２】
稼働中の電力消費体に送電される電力値についてのデータを取得する通信インターフェースと、
前記稼働中の電力消費体の電力値の軌跡を算出する電力軌跡算出部と、
前記電力値の合計の軌跡が上昇傾向である時には、稼動要求があった未稼働の電力消費体の稼働を待機させ、前記電力値の合計の軌跡が上昇傾向でない時には、稼動要求があった未稼働の電力消費体の稼働を許可する稼動制御部とを備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項３】
稼働中の電力消費体に送電される電力値についてのデータを取得する通信インターフェースと、
前記稼働中の電力消費体の電力値の軌跡を算出する電力軌跡算出部と、
前記電力値の軌跡に基づいて、未稼働の電力消費体の稼働状態を制御する稼動制御部とを備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項４】
稼働中の電力消費体に送電される電力値についてのデータを取得する通信インターフェースと、
前記稼働中の電力消費体の電力値の軌跡を算出する電力軌跡算出部と、
前記電力値の軌跡に基づいて、前記電力消費体に電力を供給する発電機の稼働状態を制御する稼動制御部とを備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項５】
稼働中の電力消費体に送電される電力値についてのデータを前記電力消費体から取得し、
前記稼働中の電力消費体の電力値の軌跡を算出し、
前記電力値の軌跡に基づいて、未稼働の電力消費体の稼働状態を制御することを特徴とする電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力制御装置、電力制御システムおよび電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電力消費体に電力を供給する電力系統では、それらの電力消費体の消費電力のピークに合わせて電力設備を設定する必要がある。このため、それらの電力消費体の平均消費電力に比べて電力設備の規模が大きくなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４２３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの実施形態は、複数の電力消費体の電力値のピークを低減することが可能な電力制御装置、電力制御システムおよび電力制御方法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】
【０００５】
本発明の一つの実施形態によれば、通信インターフェースと、電力軌跡算出部と、稼動制御部とが設けられている。通信インターフェースは、稼働中の電力消費体に送電される電力値についてのデータを取得する。電力軌跡算出部は、前記稼働中の電力消費体に送電される電力値の軌跡を算出する。稼動制御部は、前記電力値の軌跡に基づいて、未稼働の電力消費体の稼働状態を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、電力軌跡が上昇傾向である時の電力消費体の稼動方法を示す図、図２（ｂ）は、電力軌跡が上昇傾向でない時の電力消費体の稼動方法を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る電力制御システムの電力消費体の稼動方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第４の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、第４の実施形態に係る電力制御システムの発電機の稼動方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る電力制御システムを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図１において、電力系統１には、複数の電力消費体２−１〜２−Ｎ（Ｎは２以上の整数）が接続されている。また、電力消費体２−１〜２−Ｎは、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７に接続されている。なお、電力消費体２−１〜２−Ｎは、電力系統１から電力が送電される装置または設備を言う。この電力消費体２−１〜２−Ｎとしては、例えば、露光装置やアニール装置やＣＶＤ装置などの半導体製造装置であってもよいし、エアーコンディショナーなどの空調装置であってもよいし、蓄電池であってもよい。また、石油化学プラントに用いられる蒸留装置や分解装置であってもよいし、精錬などに用いられる電気分解炉や電気炉やメッキ炉などであってもよい。また、通信ネットワーク６としては、例えば、ＬＡＮであってもよいし、インターネットであってもよいし、携帯電話などの無線通信網であってもよい。
【０００９】
ここで、電力消費体２−１〜２−Ｎには、通信インターフェース４−１〜４−Ｎおよび電力計５−１〜５−Ｎがそれぞれ設けられている。通信インターフェース４−１〜４−Ｎは、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７との間でデータを送受信することができる。電力計５−１〜５−Ｎは、電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値をそれぞれ計測することができる。なお、電力値は、電力消費体２−１〜２−Ｎの消費電力（有効電力）または皮相電力を指す。なお、皮相電力は、有効電力と無効電力をベクトル合成して求めるようにしてもよいし、有効電力を力率で除した値を用いるようにしてもよい。
【００１０】
電力制御装置７には、通信インターフェース７Ａ、電力データベース７Ｂ、電力軌跡算出部７Ｃおよび稼動制御部７Ｄが設けられている。通信インターフェース７Ａは、通信ネットワーク６を介して電力消費体２−１〜２−Ｎとの間でデータを送受信することができる。電力データベース７Ｂは、電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値を時系列的に記録することができる。電力軌跡算出部７Ｃは、電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値の軌跡を求めることができる。稼動制御部７Ｄは、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値の軌跡に基づいて、未稼働の電力消費体２−１〜２−Ｎの稼働状態を制御することができる。ここで、稼動制御部７Ｄは、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向である時には、稼動要求があった未稼働の電力消費体２−１〜２−Ｎの稼働を待機させ、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向でない時には、稼動要求があった未稼働の電力消費体２−１〜２−Ｎの稼働を許可することができる。
【００１１】
図２（ａ）は、電力軌跡が上昇傾向である時の電力消費体の稼動方法を示す図、図２（ｂ）は、電力軌跡が上昇傾向でない時の電力消費体の稼動方法を示す図である。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）の例では、Ｎが２である場合を例にとった。
図２（ａ）において、例えば、電力消費体２−１〜２−Ｎのうち電力消費体２−１が稼働中であるものとする。この時、電力消費体２−１の電力値は電力計５−１にて計測され、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７に送られる。そして、電力消費体２−１の電力値が時系列的に電力データベース７Ｂに記録される。
【００１２】
そして、電力消費体２−２の稼動要求があると、その稼動要求が電力制御装置７にて受け付けられる。そして、電力軌跡算出部７Ｃにおいて、電力消費体２−１の電力値の軌跡Ｋ１が算出される。そして、稼動制御部７Ｄにおいて、電力消費体２−２の稼動要求があった時点において電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向であるかどうかが判断される。そして、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向である場合、電力消費体２−２の稼動が待機される。そして、電力消費体２−２の稼動の待機後に電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向であるかどうかが再度判断される。そして、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向でない場合、電力消費体２−２の稼動が許可される。
【００１３】
ここで、電力消費体２−２の稼動要求があった時点で電力消費体２−２が稼動されると、電力消費体２−２の電力値の軌跡はＫ２となる。このため、電力消費体２−１、２−２の電力値の合計のピークが高くなる。これに対して、電力消費体２−２の稼動の待機後に電力消費体２−２が稼動されると、電力消費体２−２の電力値の軌跡はＫ２´となる。このため、電力消費体２−２の稼動要求があった時点で電力消費体２−２が稼動された場合に比べて電力消費体２−１、２−２の電力値の合計のピークを低くすることができ、電力系統１にかかる負荷を低減することができる。
【００１４】
一方、図２（ｂ）において、電力消費体２−２の稼動要求があった時点において電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向でない場合、電力消費体２−２の稼動が待機されることなく電力消費体２−２の稼動が許可される。このため、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向でない場合には、電力消費体２−２の稼動の迅速化を図ることができ、電力消費体２−２の稼動効率を向上させることができる。また、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向でない場合には、電力消費体２−２を稼動させた場合においても、電力消費体２−１、２−２の電力値のピークが互いに重なるのを防止することができ、電力系統１にかかる負荷を低減することができる。
【００１５】
図３は、第１の実施形態に係る電力制御システムの電力消費体の稼動方法を示すフローチャートである。
図３において、未稼働の電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動要求が電力制御装置７にて受け付けられると（Ｓ１）、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が参照される（Ｓ２）。そして、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向である場合（Ｓ３）、稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動が一定時間だけ待機される（Ｓ４）。そして、稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動の待機後に稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向であるかどうかが再度判断される。そして、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向でない場合、稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動が許可される（Ｓ５）。
【００１６】
なお、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡の参照範囲は、稼動要求があった時点から所定時間だけ過去に遡った期間とすることができる。稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎの待機があった場合には、その待機中に所定時間だけ過去に遡った期間とすることができる。この所定時間は、電力消費体２−１〜２−Ｎごとに個別に設定することができる。例えば、電力消費体２−１〜２−Ｎが半導体生産装置である場合、１０〜１５分程度に設定することができる。あるいは、この所定時間は、稼動開始から稼動終了までの１サイクル、または１日の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計が、その期間での平均電力値の半分以上になった時の時間が最長である時間としてもよい。例えば、１日の平均電力値が６００ｋＷであるとすると、ある１日で電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計が３００ｋＷ以上を示したのが、ＡＭ６：００〜ＡＭ８：００と、ＰＭ１：００〜ＰＭ５：００であるとすると、最長であるＰＭ１：００〜ＰＭ５：００の４時間とすることができる。
【００１７】
また、稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎの待機中に稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡を参照するタイミングは、例えば、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡の参照範囲として設定された期間の１０分の１の間隔と１分間のうちの短い方とすることができる。
【００１８】
なお、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡の上昇傾向は、その電力値の合計の軌跡が単調増加する場合であってもよいし、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上下に変動する場合においても平均値または中央値が増加する場合であってもよい。
【００１９】
また、上述した実施形態では、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向である場合に電力消費体２−２の稼動を待機させる方法について説明したが、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向であり、かつ電力消費体２−１の電力値が設定値以上の場合に電力消費体２−２の稼動を待機させるようにしてもよい。この時、電力消費体２−１の電力値の軌跡が上昇傾向である場合においても、電力消費体２−１の電力値が設定値に満たない場合は電力消費体２−２の稼動を即座に許可することができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図４において、この電力制御システムでは、図１の電力消費体２−１〜２−Ｎとして処理装置２Ａ−１〜２Ａ−Ｎがそれぞれ設けられている。なお、処理装置２Ａ−１〜２Ａ−Ｎは、半導体製造装置であってもよいし、石油化学プラントに用いられる蒸留装置や分解装置であってもよいし、精錬などに用いられる電気分解炉や電気炉やメッキ炉などであってもよい。
【００２１】
また、通信ネットワーク６には生産管理装置８が接続されている。なお、生産管理装置８は、予め定められた工程順に従って通信ネットワーク６を介して処理装置２Ａ−１〜２Ａ−Ｎの稼動を指示することができる。生産管理装置８は、処理装置２Ａ−１〜２Ａ−Ｎの稼動状態や製造プロセスの進捗状況を製品別やロット別に管理することができる。
【００２２】
そして、処理装置２Ａ−１〜２Ａ−Ｎのうち処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎが稼働中であるものとする。この時、処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値は電力計５−１、５−３〜５−Ｎにてそれぞれ計測され、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７に送られる（Ｐ１−１〜Ｐ１−Ｎ）。そして、処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値の合計が時系列的に電力データベース７Ｂに記録される。
【００２３】
そして、生産管理装置８において処理装置２Ａ−２の稼動指示が行われるものとすると、その前に処理装置２Ａ−２の稼動要求が電力制御装置７に行われる（Ｐ２）。そして、電力制御装置７において、処理装置２Ａ−２の稼動要求があると、その稼動要求が受け付けられる。そして、電力軌跡算出部７Ｃにおいて、処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値の合計の軌跡が算出される。そして、稼動制御部７Ｄにおいて、処理装置２Ａ−２の稼動要求があった時点において処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向であるかどうかが判断される。そして、処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向である場合、処理装置２Ａ−２の稼動が待機される。そして、処理装置２Ａ−２の稼動が所定時間だけ待機された後に処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向であるかどうかが再度判断される。そして、処理装置２Ａ−１、２Ａ−３〜２Ａ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向でない場合、処理装置２Ａ−２の稼動が許可され、生産管理装置８に伝えられる（Ｐ３）。そして、生産管理装置８において処理装置２Ａ−２の稼動指示が行われ（Ｐ４）、処理装置２Ａ−２が稼動される。
【００２４】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図５において、この電力制御システムでは、図１の電力消費体２−１〜２−Ｎとして空調装置２Ｂ−１〜２Ｂ−Ｎがそれぞれ設けられている。なお、空調装置２Ｂ−１〜２Ｂ−Ｎは、例えば、室内の冷暖房を行うことができる。空調装置２Ｂ−１〜２Ｂ−Ｎには、温度センサ９−１〜９−Ｎがそれぞれ設けられている。なお、温度センサ９−１〜９−Ｎは、空調装置２Ｂ−１〜２Ｂ−Ｎの周囲の環境の温度を計測することができる。
【００２５】
そして、空調装置２Ｂ−１〜２Ｂ−Ｎのうち空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎが稼働中であるものとする。この時、空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値は電力計５−１、５−３〜５−Ｎにてそれぞれ計測され、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７に送られる（Ｐ１１−１〜Ｐ１１−Ｎ）。そして、空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値の合計が時系列的に電力データベース７Ｂに記録される。
【００２６】
そして、空調装置２Ｂ−２において、その周囲の環境の温度が温度センサ９−２を介して計測される。そして、空調装置２Ｂ−２の周囲の環境の温度が設定値以上になると、通信ネットワーク６を介して空調装置２Ｂ−２の稼動要求が電力制御装置７に行われる（Ｐ１２）。そして、電力制御装置７において空調装置２Ｂ−２の稼動要求があると、その稼動要求が受け付けられる。そして、電力軌跡算出部７Ｃにおいて、空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値の合計の軌跡が算出される。そして、稼動制御部７Ｄにおいて、空調装置２Ｂ−２の稼動要求があった時点において空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向であるかどうかが判断される。そして、空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向である場合、空調装置２Ｂ−２の稼動が待機される。そして、空調装置２Ｂ−２の稼動が所定時間だけ待機された後に空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向であるかどうかが再度判断される。そして、空調装置２Ｂ−１、２Ｂ−３〜２Ｂ−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向でない場合、空調装置２Ｂ−２の稼動が許可される（Ｐ１３）。
【００２７】
（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図６において、この電力制御システムでは、図１の電力制御システムに発電機１１−１〜１１−Ｍ（Ｍは正の整数）が追加されている。また、図１の電力制御装置７の代わりに電力制御装置７´が設けられ、電力制御装置７´には稼動制御部７Ｄの代わりに稼動制御部７Ｄ´が設けられている。稼動制御部７Ｄ´は、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎに送電される電力値の軌跡に基づいて、発電機１１−１〜１１−Ｍの稼働状態を制御することができる。発電機１１−１〜１１−Ｍは、電力系統１に接続されるとともに、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７´に接続されている。
【００２８】
ここで、発電機１１−１〜１１−Ｍには、発電制御部１２−１〜１２−Ｍおよび通信インターフェース１３−１〜１３−Ｍがそれぞれ設けられている。発電制御部１２−１〜１２−Ｍは、発電機１１−１〜１１−Ｍの電源のオン／オフをそれぞれ行ったり、発電機１１−１〜１１−Ｍの出力をそれぞれ制御したりすることができる。通信インターフェース１３−１〜１３−Ｍは、通信ネットワーク６を介して電力制御装置７との間でデータを送受信することができる。
【００２９】
図７は、第４の実施形態に係る電力制御システムの発電機の稼動方法を示すフローチャートである。
図７において、未稼働の電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動要求が電力制御装置７´にて受け付けられると（Ｓ１１）、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が参照される（Ｓ１２）。そして、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向である場合（Ｓ１３）、未稼働の発電機１１−１〜１１−Ｍを稼動させる（Ｓ１４）。あるいは稼働中の発電機１１−１〜１１−Ｍの出力を増加させてもよい。その後、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向であるかどうかが再度判断され、稼働中の電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向でない場合、稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動が許可される（Ｓ１５）。
【００３０】
ここで、電力消費体２−１〜２−Ｎの電力値の合計の軌跡が上昇傾向である場合、未稼働の発電機１１−１〜１１−Ｍを稼動させることにより、稼動要求があった電力消費体２−１〜２−Ｎを待機させることなく電力消費体２−１〜２−Ｎを稼動させることができ、電力消費体２−１〜２−Ｎの稼動効率を向上させることができる。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電力系統、２−１〜２−Ｎ  電力消費体、２Ａ−１〜２Ａ−Ｎ  処理装置、２Ｂ−１〜２Ｂ−Ｎ  空調装置、４−１〜４−Ｎ、１３−１〜１３−Ｍ、７Ａ  通信インターフェース、５−１〜５−Ｎ  電力計、６  通信ネットワーク、７、７´  電力制御装置、７Ｂ  電力データベース、７Ｃ  電力軌跡算出部、７Ｄ、７Ｄ´  稼動制御部、８  生産管理装置、９−１〜９−Ｎ  温度センサ、１１−１〜１１−Ｎ  発電機、１２−１〜１２−Ｍ  発電制御部
【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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