(57)【要約】  総目標電力値の変化に伴う制御性の損失を防止することができるとともに、電源電圧のフリッカを抑制することができるようにする。  総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに対して、補正値算出部１９により算出された補正値Ｈｎを加算することで、全負荷に対する電力上限値ＰＬＩＭを算出する上限値算出部２０を設けることで、目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎの変動に応じて、適正な電力上限値ＰＬＩＭが得られるようにする。
2014041653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング制御手段と、
前記各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出手段と、
前記各々の制御対象に供給された電力の値である出力電力値を算出する出力電力値算出手段と、
前記各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに前記出力電力値算出手段により算出された出力電力値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定手段と、
前記目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に基づいて、単位時間当りの総ての制御対象に対する供給電力値の上限値を算出する上限値算出手段と、
前記各々の制御対象毎に、前記目標電力値算出手段により算出された目標電力値の加算と前記出力電力値算出手段により算出された出力電力値の減算を制御サイクル毎に繰り返すことで電力差積算値を算出し、前回の制御サイクルまでの電力差積算値と前記目標電力値算出手段により算出された次の制御サイクルの目標電力値とを加算して、その加算値である最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出手段と、
前記各々の制御対象の中で、前記中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、前記電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、前記電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が前記上限値算出手段により算出された上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御する電力制御手段と
を備えた電力制御装置。
【請求項２】
前記上限値算出手段は、前記目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に対して所定の補正値を加算することで、供給電力値の上限値を算出することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記上限値算出手段は、前記目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に対して所定の係数を乗算することで、供給電力値の上限値を算出することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記上限値算出手段は、前記中間積算電力値算出手段により算出された各々の制御対象の電力差積算値の総和を所定の積分時間で除算し、その除算結果を補正値として、前記目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に加算することで、供給電力値の上限値を算出することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記上限値算出手段は、前記中間積算電力値算出手段により算出された各々の制御対象の電力差積算値の総和と、前記各々の制御対象における閾値の総和との差分を所定の積分時間で除算し、その除算結果を補正値として、前記目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に加算することで、供給電力値の上限値を算出することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記上限値算出手段により加算される補正値は、零値から、当該制御対象に供給される電力の最大値に至る範囲内の値であることを特徴とする請求項２記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記上限値算出手段は、零値から、当該制御対象に供給される電力の最大値に至る範囲内にある補正値、または、所定の積分時間で除算した除算結果である補正値のいずれか一方を前記目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に加算することで、供給電力値の上限値を算出することを特徴とする請求項４または請求項５記載の電力制御装置。
【請求項８】
複数のスイッチング制御手段が、各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング処理ステップと、
目標電力値算出手段が、前記各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出処理ステップと、
出力電力値算出手段が、前記各々の制御対象に供給された電力の値である出力電力値を算出する出力電力値算出処理ステップと、
電力推定手段が、前記各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに前記出力電力値算出処理ステップで算出された出力電力値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定処理ステップと、
上限値算出手段が、前記目標電力値算出処理ステップで算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に基づいて、単位時間当りの総ての制御対象に対する供給電力値の上限値を算出する上限値算出処理ステップと、
中間積算電力値算出手段が、前記各々の制御対象毎に、前記目標電力値算出処理ステップで算出された目標電力値の加算と前記出力電力値算出処理ステップで算出された出力電力値の減算を制御サイクル毎に繰り返すことで電力差積算値を算出し、前回の制御サイクルまでの電力差積算値と前記目標電力値算出処理ステップで算出された次の制御サイクルの目標電力値とを加算して、その加算値である最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出処理ステップと、
電力制御手段が、前記各々の制御対象の中で、前記中間積算電力値算出処理ステップで算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、前記電力推定処理ステップで推定された当該制御対象の電力値と、前記電力推定処理ステップで推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が前記上限値算出処理ステップで算出された上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御する電力制御処理ステップと
を備えた電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の負荷に供給する電力を時分割で制御する電力制御装置及び電力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号（目標値）に比例する電力をヒータなどの負荷に供給する電力制御装置が以下の特許文献１，２に開示されている。
この電力制御装置では、電源波形の半サイクルの整数倍に相当する時間（以下、「単位時間」と称する）毎に、負荷に供給する電力の入切（オン／オフ）を切り換える制御を行うものであり、電力を供給する時間であるオン時間と、電力を供給しない時間であるオフ時間との時間的割合を制御することで、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号（目標値）に比例する電力を負荷に供給している。
以下、この電力制御装置による電力の制御方式を「時分割出力制御方式」と称する。【０００３】
Ｎ個の負荷（チャンネル）に供給する電力を制御する際、各々のチャンネルを時分割出力制御方式で制御する場合、各単位時間において、同時に電力が供給されるチャンネルの数（同時にオンになるチャンネルの数）は、０（全チャンネルがオフ）からＮ（全チャンネルがオン）までの範囲のいずれかとなる。
図６は１６個のチャンネルが時分割出力制御方式によって電力制御が実施された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
図６からも明らかなように、１６個のチャンネルの全てがオフである場合や、１６個のチャンネルの全てがオンである場合があり、同時にオンになるチャンネルの数は、０〜１６の範囲のいずれかとなる。【０００４】
また、以下の特許文献３〜５には、各単位時間において、同時に電力が供給されるチャンネルの数を制限することにより、各単位時間において、総出力電力値（電力が供給されている１以上のチャンネルにおける消費電力値の合計）を、予め設定された電力上限値（単位時間当りの全チャンネルに対する供給電力値の上限値）以下に抑制する電力制御方法（以下、「ピーク電力抑制制御」と称する）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０２２０５１号公報
【特許文献２】特許第３６７４９５１号公報
【特許文献３】特許第３７５４９７４号公報
【特許文献４】特許第４５２９１５３号公報
【特許文献５】特開２０１１−２０５７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のピーク電力抑制制御を行う電力制御装置は以上のように構成されているので、各単位時間において、複数のチャンネルの総出力電力値が予め設定された電力上限値以下に抑制されるが、その電力上限値は、予め設定された固定値（例えば、使用者が、工場の電源容量や、制御に必要な電力量などを考慮して設定する値）であり、設定が自動的に変更されるものではない。
このため、例えば、電力上限値が、温度制御の安定に必要な電力量の合計値と近い値に設定されている場合、図８のＢ部に示すように、総目標電力値（各々のチャンネルの目標電力値の合計）が大きな値になっても（例えば、昇温、設定変更や外乱などの影響によって、総目標電力値が大きな値になることがある）、総出力電力値が電力上限値以下に抑制されるが、目標温度に到達するまでに長い時間を要して、制御性が損なわれてしまう課題があった。また、外乱応答が遅くなるため、最適な温度制御を行うことができない課題があった。
一方、図８のＡ部に示すように、電力上限値と比べて、総目標電力値が必要以上に小さな値になると、各単位時間において、総出力電力値の最大値と最小値の差が大きくなって、電源電圧のフリッカが大きくなる課題があった。【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、総目標電力値の変化に伴う制御性の損失を防止することができるとともに、電源電圧のフリッカを抑制することができる電力制御装置及び電力制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電力制御装置は、各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング制御手段と、各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出手段と、各々の制御対象に供給された電力の値である出力電力値を算出する出力電力値算出手段と、各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに出力電力値算出手段により算出された出力電力値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定手段と、各々の制御対象毎に、目標電力値算出手段により算出された目標電力値の加算と出力電力値算出手段により算出された出力電力値の減算を制御サイクル毎に繰り返すことで電力差積算値を算出し、前回の制御サイクルまでの電力差積算値と目標電力値算出手段により算出された次の制御サイクルの目標電力値とを加算して、その加算値である最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出手段と、目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に基づいて、単位時間当りの総ての制御対象に対する供給電力値の上限値を算出する上限値算出手段とを設け、電力制御手段が、各々の制御対象の中で、中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が上限値算出手段により算出された上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、その電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御するようにしたものである。【０００９】
この発明に係る電力制御装置は、上限値算出手段が、目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に対して所定の補正値を加算することで、供給電力値の上限値を算出するようにしたものである。【００１０】
この発明に係る電力制御装置は、上限値算出手段が、目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に対して所定の係数を乗算することで、供給電力値の上限値を算出するようにしたものである。【００１１】
この発明に係る電力制御装置は、上限値算出手段が、中間積算電力値算出手段により算出された各々の制御対象の電力差積算値の総和を所定の積分時間で除算し、その除算結果を補正値として、目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に加算することで、供給電力値の上限値を算出するようにしたものである。【００１２】
この発明に係る電力制御装置は、上限値算出手段が、中間積算電力値算出手段により算出された各々の制御対象の電力差積算値の総和と、各々の制御対象における閾値の総和との差分を所定の積分時間で除算し、その除算結果を補正値として、目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に加算することで、供給電力値の上限値を算出するようにしたものである。【００１３】
この発明に係る電力制御装置は、上限値算出手段により加算される補正値が、零値から、当該制御対象に供給される電力の最大値に至る範囲内の値であるようにしたものである。【００１４】
この発明に係る電力制御装置は、上限値算出手段が、零値から、当該制御対象に供給される電力の最大値に至る範囲内にある補正値、または、所定の積分時間で除算した除算結果である補正値のいずれか一方を目標電力値算出手段により算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に加算することで、供給電力値の上限値を算出するようにしたものである。【００１５】
この発明に係る電力制御方法は、複数のスイッチング制御手段が、各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング処理ステップと、目標電力値算出手段が、各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出処理ステップと、出力電力値算出手段が、各々の制御対象に供給された電力の値である出力電力値を算出する出力電力値算出処理ステップと、電力推定手段が、各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに出力電力値算出処理ステップで算出された出力電力値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定処理ステップと、中間積算電力値算出手段が、各々の制御対象毎に、目標電力値算出処理ステップで算出された目標電力値の加算と出力電力値算出処理ステップで算出された出力電力値の減算を制御サイクル毎に繰り返すことで電力差積算値を算出し、前回の制御サイクルまでの電力差積算値と目標電力値算出処理ステップで算出された次の制御サイクルの目標電力値とを加算して、その加算値である最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出処理ステップと、上限値算出手段が、目標電力値算出処理ステップで算出された各々の制御対象の目標電力値の総和に基づいて、単位時間当りの総ての制御対象に対する供給電力値の上限値を算出する上限値算出処理ステップと、電力制御手段が、各々の制御対象の中で、中間積算電力値算出処理ステップで算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、電力推定処理ステップで推定された当該制御対象の電力値と、電力推定処理ステップで推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が上限値算出処理ステップで算出された上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、その電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御する電力制御処理ステップとを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、総目標電力値の変化に応じて、供給電力値の上限値が適正に算出されるようになり、その結果、総目標電力値の変化に伴う制御性の損失を防止することができるとともに、電源電圧のフリッカを抑制することができる効果がある。
また、使用者による上限値設定の手間を省くことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による電力制御装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電力制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による電力制御装置のオンオフ機器制御部２３の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】電力制御装置の処理タイミングを示す説明図である。
【図５】時分割出力制御方式による各制御サイクルでの制御例を示す説明図である。
【図６】１６個のチャンネルが時分割出力制御方式によって電力制御が実施された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
【図７】電力上限値が設定されない場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【図８】固定の電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
【図９】固定の電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【図１０】方法Ａで電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
【図１１】方法Ａで電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【図１２】方法Ｂで電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
【図１３】方法Ｂで電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【図１４】方法Ｃで電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
【図１５】方法Ｃで電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力制御装置を示す構成図である。
図１の電力制御装置では、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の制御対象に対する電力の供給を時分割で制御する例を説明する。
即ち、図１の電力制御装置は、電源波形の半サイクルの整数倍に相当する時間（以下、「単位時間」と称する）毎に、制御対象に供給する電力を入切（オン／オフ）する制御を行うものであり、電力を供給する時間であるオン時間と、電力を供給しない時間であるオフ時間との時間的割合を制御することで、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号（目標値）に比例する電力を制御対象に供給するものである。
以下、単位時間毎に制御対象に供給する電力を入切（オン／オフ）する制御を繰り返すサイクルを「制御サイクル」と称する。
【００１９】
図１において、負荷１−１〜１−Ｍは電力制御装置の制御対象であり、例えば、ヒータなどが該当する。
調節計２−１〜２−Ｍは電力制御装置の外部機器であり、制御サイクルｎ毎に、負荷１−ｍに供給する電力の出力目標値Ａｍｎを電力制御装置に出力する機器である。
ただし、ｍは制御対象の負荷１−１〜１−Ｍを特定する番号であり、ｍ＝１，２，・・・，Ｍである。
また、ｎは負荷１−１〜１−Ｍに供給する制御サイクルを特定する番号であり、１つの制御サイクルの時間は、上記の単位時間と一致する。ただし、ｎ＝１，２，・・・である。
【００２０】
目標電力値算出部１１は制御サイクルｎ毎に、制御サイクルｎの冒頭で調節計２−ｍから出力された値を出力目標値Ａｍｎ（例えば、負荷１−ｍの定格電力に対する目標電力のパーセンテージ）として入力して、その出力目標値Ａｍｎを所定の基準電力値に乗算し、その乗算結果ｘｍｎ（＝Ａｍｎ・ｑｍ）を制御サイクルｎで負荷１−ｍに供給する目標電力値ｘｍｎとして算出する処理を実施する。なお、目標電力値算出部１１は目標電力値算出手段を構成している。
目標電力値算出部１１の出力目標値入力部１２は調節計２−１〜２−Ｍに対するインタフェース機器であり、調節計２−ｍから出力された出力目標値Ａｍｎを入力する処理を実施する。
基準電力値記憶部１３は例えばＲＡＭなどのメモリから構成されており、負荷１−ｍの基準電力値ｑｍ（例えば、負荷１−ｍの定格電力）を記憶している。
目標電力値算出処理部１４−１〜１４−Ｍは例えば乗算器などから構成されており、制御サイクルｎ毎に、制御サイクルｎの冒頭で出力目標値入力部１２により入力された出力目標値Ａｍｎを基準電力値記憶部１３により記憶されている基準電力値ｑｍに乗算することで、負荷１−ｍの目標電力値ｘｍｎを算出する処理を実施する。
【００２１】
電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍは例えばサイリスタなどから構成されており、ピーク電力抑制演算部２１の指示の下、負荷１−ｍに供給する電力の入切（オン／オフ）を制御サイクル毎（単位時間毎）に行う処理を実施する。なお、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍはスイッチング制御手段を構成している。
【００２２】
出力電力値算出部１６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、制御サイクルｎの単位時間中に、負荷１−ｍに供給された電力の値である出力電力値ｑｍｎチルダを算出する処理を実施する。なお、出力電力値算出部１６は出力電力値算出手段を構成している。
図１では、出力電力値として、“〜”の記号が上部に付されているｑｍｎを表記しているが、電子出願の関係上、明細書の文章中では、“〜”の記号をｑｍｎの上部に付することができないため、「ｑｍｎチルダ」のように表記している。
制御サイクルｎ毎に、出力電力値算出部１６から、制御サイクルｎの冒頭でピーク電力抑制演算部２１に出力される値は、前回の制御サイクル（ｎ−１）で算出された出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダとなる。
【００２３】
なお、出力電力値算出部１６は、制御サイクルｎの単位時間毎に、出力電力値ｑｍｎチルダを算出することができるものであれば、どのような構成であってもよいが、例えば、負荷１−ｍに印加されている電圧Ｖｍｎを計測する電圧測定手段と、負荷１−ｍに流れている電流Ｉｍｎを計測する電流測定手段と、その電圧Ｖｍｎと電流Ｉｍｎから負荷１−ｍに供給された電力の値である出力電力値ｑｍｎチルダを算出する算出手段とを備えたものが考えられる。
【００２４】
オン電力推定部１７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、以前、負荷１−ｍに対して電力が供給されているときに、出力電力値算出部１６により測定されたオン時の出力電力値を記憶しておき、その出力電力値に基づいて、制御サイクルｎの単位時間中に、負荷１−ｍに対して電力が供給された場合の電力値を推定し、その電力推定値ｑｍｏｎチルダを出力する処理を実施する。なお、オン電力推定部１７は電力推定手段を構成している。
【００２５】
総目標電力値算出部１８は例えば加算器などから構成されており、目標電力値算出処理部１４−１〜１４−Ｍにより算出された負荷１−１〜１−Ｍの目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎを算出する処理を実施する。
補正値算出部１９は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに加算する補正値Ｈｎを算出する処理を実施する。
【００２６】
上限値算出部２０は例えば加算器などから構成されており、総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに対して、補正値算出部１９により算出された補正値Ｈｎを加算することで、制御サイクルｎの単位時間において、Ｍ個の全負荷に対する供給電力値の上限値ＰＬＩＭ（以下、「電力上限値ＰＬＩＭ」と称する）を算出する処理を実施する。
なお、総目標電力値算出部１８、補正値算出部１９及び上限値算出部２０から上限値算出手段が構成されている。
【００２７】
ピーク電力抑制演算部２１はオン電力推定部１７、中間積算電力値算出部２２及びオンオフ機器制御部２３から構成されている。
中間積算電力値算出部２２は減算器２２ａ−１〜２２ａ−Ｍ、加算器２２ｂ−１〜２２ｂ−Ｍ及び値を１制御サイクル分時間シフトすることを意味するバッファ（Ｚ−１）２２ｃ−１〜２２ｃ−Ｍから構成されており、前回の制御サイクル（ｎ−１）で算出している中間積算電力値Ｓｍ（ｎ−１）ハットから出力電力値算出部１６により算出された出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダを減算することで、前回の制御サイクル（ｎ−１）での電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）（＝ｓｍ（ｎ−１）ハット−ｑｍ（ｎ−１）チルダ）を算出するとともに、その電力差積算値Ｓｍ（ｎ−１）と目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された目標電力値ｘｍｎを加算とを加算して、その加算値である最新の中間積算電力値ｓｍｎハットを算出する処理を実施する。なお、中間積算電力値算出部２２は中間積算電力値算出手段を構成している。
図１では、中間積算電力値として、“＾”の記号が上部に付されているＳｍｎを表記しているが、電子出願の関係上、明細書の文章中では、“＾”の記号をＳｍｎの上部に付することができないため、「ｓｍｎハット」のように表記している。
【００２８】
オンオフ機器制御部２３は負荷１−１〜１−Ｍの中で、中間積算電力値算出部２２により算出された中間積算電力値ｓｍｎハットが大きい負荷１−ｍから順番に、当該負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットが所定の閾値ｓｔｈより大きく、かつ、オン電力推定部１７により推定された負荷１−ｍの電力推定値ｑｍｏｎチルダと、オン電力推定部１７により推定された負荷１−１〜１−Ｍの電力推定値ｑ１ｏｎチルダ〜ｑＭｏｎチルダであって、次の制御サイクルでオンすると決定している負荷の電力推定値ｑｍｏｎチルダとの総和が上限値算出部２０により算出された電力上限値ＰＬＩＭより高くならない電力供給条件を満足すれば、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御し、その電力供給条件を満足しなければ、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを切り状態（オフ）に制御する処理を繰り返し行い、総ての負荷について次の制御サイクルにおける電力供給オンオフ機器１５の入切を制御する。なお、オンオフ機器制御部２３は制御手段を構成している。
【００２９】
図１の例では、電力制御装置の構成要素である目標電力値算出部１１、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍ、出力電力値算出部１６、オン電力推定部１７、総目標電力値算出部１８、補正値算出部１９、上限値算出部２０、中間積算電力値算出部２２及びオンオフ機器制御部２３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、電力制御装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、電力制御装置の全部をコンピュータで構成する場合、目標電力値算出部１１、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍ、出力電力値算出部１６、オン電力推定部１７、総目標電力値算出部１８、補正値算出部１９、上限値算出部２０、中間積算電力値算出部２２及びオンオフ機器制御部２３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による電力制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
また、図３はこの発明の実施の形態１による電力制御装置のオンオフ機器制御部２３の処理内容を示すフローチャートである。
【００３０】
次に動作について説明する。
従来のピーク電力抑制制御を行う電力制御装置では、上述したように、各単位時間において、複数のチャンネルの総出力電力値が予め設定された電力上限値以下に抑制されるが、その電力上限値は、予め設定された固定値であり、適宜、自動的に設定が変更されるものではない。
この実施の形態１の電力制御装置では、使用者が手動で設定することなく、自動的に適正な電力上限値ＰＬＩＭを算出するものである。
これにより、詳細は後述するが、総目標電力値の変化に伴う制御性の損失を防止することができるとともに、電源電圧のフリッカを抑制することができる。
【００３１】
この実施の形態１では、ｎ回目の制御サイクルでの電力制御について説明する。図４は電力制御装置の処理タイミングを示す説明図である。ｎ回目の制御サイクルの処理は（ｎ−１）回目の制御サイクルとｎ回目の制御サイクルの境目付近で実行されることを示している。以後、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で、ｎ回目の制御サイクルの処理を実施する場合の動作を説明する。
また、電力供給オンオフ機器１５−ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）は、ピーク電力抑圧演算部２０のオンオフ機器制御部２３の指示の下、負荷１−ｍに供給する電力の入切（オン／オフ）を制御するが、ｎ回目の制御サイクルの処理で、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍに対するオンオフ機器制御部２３の指示がオンであれば、ｎ回目の制御サイクル中、負荷１−ｍに電力が供給される。
一方、ｎ回目の制御サイクルの処理で、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍに対するオンオフ機器制御部２３の指示がオフであれば、ｎ回目の制御サイクル中、負荷１−ｍには電力が供給されない。
【００３２】
出力電力値算出部１６は、ｎ回目の制御サイクルの処理では制御サイクルｎ−１の単位時間中に、負荷１−ｍに供給された電力の値である出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダを算出する（図２のステップＳＴ１）。
即ち、出力電力値算出部１６は、例えば、負荷１−ｍに印加された電圧Ｖｍ（ｎ−１）を計測する電圧測定手段と、負荷１−ｍに流れている電流Ｉｍ（ｎ−１）を計測する電流測定手段とを備えている場合、（ｎ−１）回目の制御サイクルにおいて、前記電圧測定手段により計測された電圧Ｖｍ（ｎ−１）と、前記電流測定手段により計測された電流Ｉｍ（ｎ−１）とから、負荷１−ｍに供給された電力の値である出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダをｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出する。
【００３３】
【数１】
2014041653.tif 000003
【００３４】
オン電力推定部１７は、負荷１−１〜１−Ｍに電力が供給されたときに、出力電力値算出部１６により算出された出力電力値を記憶しており（負荷毎の出力電力値を記憶している）、ｎ回目の制御サイクルでは、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出された出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダがゼロでなければ（負荷１−ｍには電力が供給されている場合）、その記憶している出力電力値を更新する（ステップＳＴ２）。（ｎ−１）回目の制御サイクルで算出された出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダがゼロであれば、その記憶している出力電力値を更新しない。
また、オン電力推定部１７は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、その記憶している出力電力値に基づいて、ｎ回目の制御サイクルの単位時間中に、負荷１−ｍに電力が供給された場合の電力値をｎ回目の制御サイクルの冒頭で推定し、その電力推定値ｑｍｏｎチルダをオンオフ機器制御部２３に出力する（ステップＳＴ２）。
【００３５】
例えば、（ｎ−１）回目の制御サイクルで負荷１−ｍに電力が供給されている場合、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出された出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダを負荷１−ｍの電力推定値ｑｍｏｎチルダとしてオンオフ機器制御部２３に出力する。
また、例えば、（ｎ−１）回目の制御サイクルで負荷１−ｍに電力が供給されていないが、（ｎ−２）回目の制御サイクルで負荷１−ｍに電力が供給されている場合、（ｎ−１）回目の制御サイクルの冒頭で算出された出力電力値ｑｍ（ｎ−２）チルダを負荷１−ｍの電力推定値ｑｍｏｎチルダとしてオンオフ機器制御部２３に出力する。
【００３６】
中間積算電力値算出部２２の減算器２２ａ−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、出力電力値算出部１６から出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダを受けると、値を１制御サイクル分時間シフトすることを意味するバッファ（Ｚ−１）２２ｃ−ｍを通した値（（ｎ−１）回目の制御サイクルで算出された中間積算電力値ｓｍ（ｎ−１）ハット）から、その出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダを減算することで、（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）を算出し、その電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）を補正値算出部１９及び加算器２２ｂ−ｍに出力する（ステップＳＴ３）。
【００３７】
【数２】
2014041653.tif 000004
【００３８】
目標電力値算出部１１の出力目標値入力部１２は、ｎ回目の制御サイクルの冒頭において、調節計２−ｍから出力された負荷１−ｍに供給する電力の出力目標値Ａｍｎを入力し、その出力目標値Ａｍｎを目標電力値算出処理部１４−ｍに出力する。
目標電力値算出部１１の目標電力値算出処理部１４−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、出力目標値入力部１２から出力目標値Ａｍｎを受けると、その出力目標値Ａｍｎを対して、基準電力値記憶部１３により記憶されている基準電力値ｑｍを乗算することで、負荷１−ｍの目標電力値ｘｍｎを算出し、その目標電力値ｘｍｎをピーク電力抑制演算部２１及び総目標電力値算出部１８に出力する（ステップＳＴ４）。ここでは、基準電力値ｑｍが、負荷１−ｍの定格電力であるものを想定しているが、負荷１−ｍの定格電力に限るものではない。
ｘｍｎ＝Ａｍｎ×ｑｍ                                        （３）
【００３９】
中間積算電力値算出部２２の加算器２２ｂ−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、減算器２２ａ−ｍが（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）を算出すると、その電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）と、目標電力値算出処理部１４−１〜１４−Ｍにより算出された目標電力値ｘｍｎを加算することで、ｎ回目の制御サイクルでの中間積算電力値ｓｍｎハットを算出し、その中間積算電力値ｓｍｎハットをオンオフ機器制御部２３及びバッファ（Ｚ−１）２２ｃ−ｍに出力する（ステップＳＴ５）。なお、バッファ（Ｚ−１）２２ｃ−ｍのＺ−１は、値を１制御サイクル分時間シフトすることを意味する演算子であり、その出力は（ｎ−１）回目の制御サイクルで算出した中間積算電力値ｓｍ（ｎ−１）ハットとなる。
【００４０】
【数３】
2014041653.tif 000005
【００４１】
総目標電力値算出部１８は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、目標電力値算出処理部１４−１〜１４−Ｍが負荷１−１〜１−Ｍの目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎを算出すると、それらの目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎを算出する（ステップＳＴ６）。
Σｘｎ＝ｘ１ｎ＋ｘ２ｎ＋・・・＋ｘＭｎ                    （５）
【００４２】
補正値算出部１９は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに加算する補正値Ｈｎを算出する（ステップＳＴ７）。
補正値算出部１９による補正値Ｈｎの算出処理の詳細については後述するが、目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに適正な補正値Ｈｎを加算した値を電力上限値ＰＬＩＭとすれば、単位時間毎の総出力電力値の最大値と最小値の差を小さくして、制御性の損失や、電源電圧のフリッカを抑制することができる（詳細は後述する）。
【００４３】
上限値算出部２０は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに対して、補正値算出部１９により算出された補正値Ｈｎを加算することで、Ｍ個の負荷１−１〜１−Ｍに対する電力上限値ＰＬＩＭを算出する（ステップＳＴ８）。
ＰＬＩＭ＝Σｘｎ＋Ｈｎ                                      （６）
【００４４】
ピーク電力抑制演算部２１のオンオフ機器制御部２３は、ｎ回目の制御サイクルにおける電力供給オンオフ機器１５−ｍの入切（オン／オフ）を決定する（ステップＳＴ９）。
以下、図３のフローチャートを参照しながら、ピーク電力抑制演算部２１のオンオフ機器制御部２３の処理内容を具体的に説明する。
ピーク電力抑制演算部２１のオンオフ機器制御部２３は、制御サイクル毎に初期化処理として、後述する総電力推定値Σｑｏｎをクリアする（図３のステップＳＴ２１）。
【００４５】
オンオフ機器制御部２３は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、中間積算電力値算出部２２から負荷１−１〜１−Ｍにおける中間積算電力値ｓ１ｎハット〜ｓＭｎハットを受けると、Ｍ個の中間積算電力値ｓ１ｎハット〜ｓＭｎハットを比較して、値が大きい順にＭ個の中間積算電力値ｓ１ｎハット〜ｓＭｎハットをソートして、値が大きい中間積算電力値に係る負荷１−ｍから順番に制御対象に設定する。
即ち、未だ制御対象に設定されていない負荷１−ｍの中で、最も中間積算電力値ｓｍｎハットが大きい負荷１−ｍを制御対象に設定する（ステップＳＴ２２）。
例えば、負荷の数が３個であるとき、中間積算電力値ｓ１ｎハット＞中間積算電力値ｓ２ｎハット＞中間積算電力値ｓ３ｎハットであれば、制御対象を「負荷１−１」→「負荷１−２」→「負荷１−３」の順番に設定する。
また、例えば、中間積算電力値ｓ３ｎハット＞中間積算電力値ｓ１ｎハット＞中間積算電力値ｓ２ｎハットであれば、制御対象を「負荷１−３」→「負荷１−１」→「負荷１−２」の順番に設定する。
【００４６】
オンオフ機器制御部２３は、制御対象を負荷１−ｍに設定すると、その負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットと所定の閾値ｓｔｈの大小を比較して（ステップＳＴ２３）、その負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットが所定の閾値ｓｔｈより大きい場合には、後述する総電力推定値Σｑｏｎに当該負荷１−ｍの電力推定値ｑｍｏｎチルダを加算したオンオフ判断用総電力推定値Σｑｏｎ’を算出する（ステップＳＴ２４）。
また、オンオフ機器制御部２３は、制御対象を負荷１−ｍに設定すると、その負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットが所定の閾値ｓｔｈより大きく（ステップＳＴ２３）、かつ、オンオフ判断用総電力推定値Σｑｏｎ’が上限値算出部２０により算出された電力上限値ＰＬＩＭより高くならない電力供給条件を満足しているか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。即ち、下記の式（７）（８）が成立しているか否かを判定する。
【００４７】
【数４】
2014041653.tif 000006
【００４８】
オンオフ機器制御部２３は、式（７）（８）が成立している場合、上記の電力供給条件を満足しているので、その負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御する（ステップＳＴ２６）。これにより、負荷１−ｍに電力が供給される。
オンオフ機器制御部２３は、式（７）または式（８）の少なくとも一方が成立しない場合、上記の電力供給条件を満足していないので、その負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを切り状態（オフ）に制御する（ステップＳＴ２７）。これにより、負荷１−ｍには電力が供給されない。
【００４９】
オンオフ機器制御部２３は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、オン電力推定部１７により推定された負荷１−１〜１−Ｍの電力推定値ｑｍｏｎチルダの総和（以下、「総電力推定値Σｑｏｎ」と称する）を算出する（ステップＳＴ２８）。
オンオフ機器制御部２３は、値が大きい中間積算電力値に係る負荷１−ｍから順番に制御対象に設定して、全ての負荷１−ｍに対する制御が完了するまで上記の制御処理（ステップＳＴ２２〜ＳＴ２８の処理）を繰り返し実施する（ステップＳＴ２９）。
【００５０】
以上が、ｎ回目の制御サイクルの処理内容である。
この実施の形態１では、総電力推定値Σｑｏｎが上限値算出部２０により算出された電力上限値ＰＬＩＭより高くならない電力供給条件を満足する場合に、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御することで、各々の制御サイクルの単位時間において、出力電力値ｑｍｎチルダの総和が電力上限値ＰＬＩＭ以下になるように抑制しているが、従来の時分割出力制御と異なり、適正な電力上限値ＰＬＩＭ（目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに適正な補正値Ｈｎを加算した値）を自動的に算出するようにしているので、総目標電力値の変化に伴う制御性の損失を防止することができるとともに、電源電圧のフリッカを抑制することができる効果が得られる。
以下、上記の効果が得られる理由を説明する。
【００５１】
まず、時分割出力制御方式により、目標電力値ｘｍｎの積算値と出力電力値ｑｍｎチルダの積算値とが一致する原理について説明する。
図１の電力制御装置では、負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットが閾値ｓｔｈを越えることで電力供給条件を満足すると、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍがオンになり、負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットから出力電力値ｑｍｎチルダが減算されるため、負荷１−ｍの電力差積算値ｓｍｎは、閾値ｓｔｈから出力電力値ｑｍｎチルダが減算された値と、その閾値ｓｔｈとの間の有限な値になる。
一方、負荷１−ｍの電力差積算値ｓｍｎは、目標電力値ｘｍｎの積算値と、出力電力値ｑｍｎチルダの積算値とに分けることができるが、オンオフ機器制御部２３によるオンオフ処理が繰り返され、その繰り返し回数ｎが十分に大きな値になると、目標電力値ｘｍｎの積算値及び出力電力値ｑｍｎチルダの積算値が非常に大きな値になる。
この結果、目標電力値ｘｍｎの積算値及び出力電力値ｑｍｎチルダの積算値と比較して、電力差積算値ｓｍｎは十分小さな値になるため、目標電力値ｘｍｎの積算値と出力電力値ｑｍｎチルダの積算値とはほぼ等しい値になる。
【００５２】
繰り返し回数ｎを無限大にしたときに、目標電力値ｘｍｎと出力電力値ｑｍｎチルダが一致することを数式で示すと以下のようになる。
【００５３】
【数５】
2014041653.tif 000007
【００５４】
ここで、図５は時分割出力制御方式による各制御サイクルでの制御例を示す説明図である。図５では、負荷の定格電力を１００％として、目標電力値、中間積算電力値、実電力値（出力電力値）及び電力差積算値を％で表現している。
例えば、目標電力値が負荷の定格電力の３０％に設定されている場合、図５（ａ）を示すように、実電力値（出力電力値）の平均値が３０％に制御されていることが分かる。
また、目標電力値が負荷の定格電力の５５％に設定されている場合、図５（ｂ）を示すように、実電力値（出力電力値）の平均値が５５％に制御されていることが分かる。
【００５５】
前記で示した時分割出力制御方式の演算により、単位時間毎の目標電力値の積算値（以下、「目標電力積算値」と称する）と、単位時間毎の出力電力値の積算値（以下、「出力電力積算値」と称する）との差（以下、「電力差積算値」と称する）は、時分割比例制御演算の処理によって所定の閾値より小さく、その閾値からオンしたときの電力値を減算した値より大きい範囲の値になる。
よって、複数の負荷を時分割出力制御方式で制御した場合には、全負荷の目標電力積算値の合計値（以下、「総目標電力積算値」と称する）と、全負荷の出力電力積算値の合計値（以下、「総出力電力積算値」と称する）との差（以下、「総電力差積算値」と称する）は、全負荷の閾値を加算した値（以下、「総閾値」と称する）より小さく、総閾値から全負荷に電力を供給したときの電力の合計値（以下、「総オン電力値」と称する）を減算した値より大きい範囲の値となる。
図７は電力上限値が設定されない場合の総電力差積算値の一例を示す説明図であり、上記の様子を表している。
以下、動作原理を分かり易く説明するために閾値がゼロである場合で説明するが、閾値がゼロである必要はない。
【００５６】
時分割出力制御方式では、上述したように、出力はオンまたはオフのいずれかであり、オンしたチャンネル（負荷）の消費電力を合計した値が総出力電力値であるため、総出力電力値は離散的な値となる。
一方、温度調節計等から送られてくる出力目標値は、ＰＩＤ演算等で算出される連続的な値であるため、その出力目標値から算出した目標電力値も連続的な値である。よって、目標電力値を全チャンネル分合計した値である総目標電力値も連続的な値である。
以上の理由により、総目標電力値と総出力電力値は例外的な場合を除いて一致することはない。例えば、図６及び図８においても、総出力電力値は総目標電力値に対して、大きな値である状態と小さな値である状態を繰り返すが、総出力電力積算値と総目標電力積算値はほぼ一致するように制御されている。
【００５７】
次に、ピーク電力抑制制御方式では、電力上限値という概念を導入し、同一の単位時間において、同時にオンするチャンネルの出力電力値の合計値を電力上限値以下にすることで、同時にオンするチャンネルを制限しているが、ピーク電力抑制制御方式では、時分割出力制御方式を基本動作としているため、時分割出力制御方式と同様に、総目標電力値又は総出力電力値と電力上限値は例外的な場合を除いて一致することはない。
図８では、１６チャンネルの制御対象をピーク電力抑制制御した場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示している。
図８の例では、総出力電力値がばらついており、総てのチャンネルがオフしている状態や、電力上限値に近い電力値の状態もある。
【００５８】
また、図８の例では、総目標電力値と電力上限値の差が大きいほど、単位時間毎の総出力電力値の最大値と最小値の差が大きくなることを示している。また同時に、総目標電力値と電力上限値の差が小さいほど、単位時間毎の総出力電力値の最大値と最小値の差が小さくなることを示している。
このことから、単位時間毎の総出力電力値の最大値と最小値の差を小さくするためには、電力上限値は、出来るだけ総目標電力値に近い値にすればよいことが分かる。
ただし、総出力電力値は離散的な値であり、かつ、例外的な場合を除き総出力電力値は電力上限値未満の値になるため、電力上限値を総目標電力値に近づけ過ぎると、ピーク電力抑制制御の動作によって、目標電力積算値を負荷に供給することができなくなる。
図８のＢ部における総電力差積算値の変化を示している図９のＢ部は、前記状態を示す一例である。電力上限値を総目標電力値に近づけ過ぎた場合や、電力上限値が総目標電力値より小さい場合には、総目標電力値を出力できないため、時分割出力制御方式の動作原理によって、総電力差積算値が単調増加する。図９のＢ部は、電力上限値を総目標電力値に近づけ過ぎた場合や、電力上限値が総目標電力値より小さい時に総電力差積算値が単調増加する様子を示している。
【００５９】
以上より、総目標電力値に適正な電力値を加算した値を電力上限値とすることにより、単位時間毎の総出力電力値の最大値と最小値の差を小さくして、負荷へ目標電力値を供給する動作を実現することができる。
以下、適正な電力上限値の算出方法を明示する。
【００６０】
（１）負荷１−１〜１−Ｍの消費電力や負荷率などの電力制御状況に応じて補正値を選択し、その補正値を総目標電力値に加算することで、電力上限値を算出する方法（以下、「方法Ａ」と称する）。
図１０は方法Ａで電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
また、図１１は方法Ａで電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
適正な電力上限値は、各負荷１−ｍの定格電力のバラツキや、調節計２−ｍなどから送られてくる電力目標値によって変化する値であるため、その定格電力や電力目標値に応じて所定の範囲内の任意の値に設定する必要がある。
【００６１】
方法Ａが用いられる場合、補正値算出部１９では、補正値Ｈｎとして、０〜出力電力値の最大値（負荷１−ｍに供給される電力の最大値）の範囲の中で、任意の値を選択する。
例えば、ｎ回目の制御サイクルでは、負荷１−ｍに供給された出力電力値ｑｍ（ｎ−１）チルダを補正値Ｈｎとしてもよいし、負荷１−ｍに電力が供給されているときの出力電力値の平均値、最小値又は最大値を補正値Ｈｎとしてもよい。
また、その平均値、最小値又は最大値に対して適正な係数を乗算した結果を補正値Ｈｎとしてもよい。
【００６２】
上限値算出部２０は、補正値算出部１９が補正値Ｈｎを選択すると、上述したように、総目標電力値（総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎ）に対して、その補正値Ｈｎを加算することで、供給電力値の電力上限値ＰＬＩＭを算出する（上記の式（６）を参照）。
これにより、電力上限値ＰＬＩＭは、総目標電力値〜（総目標電力値＋補正値Ｈｎ）の範囲内の値になる。
【００６３】
ここで、電力制御においては、目標電力値ｘｍｎを負荷１−ｍに供給することが優先されるべきであるため、電力上限値ＰＬＩＭは十分に大きい値であることが望ましい。
このことより、単位時間毎の総出力電力値の最大値と最小値の差を更に小さくできる点で改善の余地はあるが、方法Ａで設定された電力上限値ＰＬＩＭは、限界値（総出力電力値の最大値）に対して余裕があるため、目標電力値ｘｍｎに対する出力電力値ｑｍｎチルダの遅れが小さくなって、温度制御への影響が小さくなるメリットがある。
図１０に示すように、方法Ａで設定された電力上限値ＰＬＩＭは、総目標電力値の変化に応じて変動しているため、単位時間毎の総出力電力値のバラツキが小さくなり、結果として、総出力電力値の最大値も小さくなっている。
また、固定の電力上限値の場合、図８のＢ部に示すように、総目標電力値が電力上限値以上になると、総目標電力値を出力することができなくなる問題があるが、方法Ａで電力上限値ＰＬＩＭが設定される場合、総目標電力値の変化に応じて変動するため、総目標電力値が電力上限値ＰＬＩＭ以上になることがなく、上記のような問題が発生しない。
【００６４】
ここでは、適正な補正値Ｈｎを選択し、その補正値Ｈｎを総目標電力値に加算することで、電力上限値ＰＬＩＭを算出するものを示したが、補正値Ｈｎとして、所定の係数を選択し、その係数を総目標電力値に乗算することで、上記の電力上限値ＰＬＩＭに相当する電力上限値ＰＬＩＭ’（ＰＬＩＭ≒ＰＬＩＭ’）を算出するようにしてもよい。
【００６５】
（２）負荷１−１〜１−Ｍの電力差積算値の総和と、負荷１−１〜１−Ｍにおける閾値の総和との差分に所定の係数を乗算し、その乗算結果を補正値として、総目標電力値に加算することで、電力上限値を算出する方法（以下、「方法Ｂ」と称する）。
図１２は方法Ｂで電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
また、図１３は方法Ｂで電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【００６６】
以下、負荷１−１〜１−Ｍにおける閾値ｓｔｈの総和を「総閾値」と称するが、ここでは、説明の簡単化のため、負荷１−１〜１−Ｍにおける閾値ｓｔｈが零である場合について説明する。
この場合、方法Ｂは、「負荷１−１〜１−Ｍの電力差積算値の総和に所定の係数を乗算し、その乗算結果を補正値Ｈｎとして、総目標電力値に加算することで、電力上限値ＰＬＩＭを算出する」方法となる。
なお、上記の所定の係数の逆数は、ＰＩＤ制御において、一般的に積分時間と言われる値に相当する値であるため、所定の係数を乗算することは、積分時間で除算することと同義である。
【００６７】
時分割電力制御のプロトコルにより、ｎ回目の制御サイクルにおいて、中間積算電力値算出部２２の減算器２２ａ−ｍにより算出される（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）は、必ず閾値ｓｔｈより小さな値になる（ここでは、閾値ｓｔｈが零であるとしているため、零より小さな値になる）。
図９は固定の電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図であるが、図９のＡ部が上記の状況に相当する。
一方、ピーク電力抑制機能によって、負荷１−ｍに電力が供給されない場合、（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓｍ（ｎ−１）は増加する。図９のＢ部が上記の状況に相当する。
このため、方法Ｂによって、負荷１−１〜１−Ｍの電力差積算値ｓ１（ｎ−１）〜ｓＭ（ｎ−１）の総和Σｓ（ｎ−１）を積分時間で除算し、その除算結果を補正値Ｈｎとして、目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに加算することで、電力上限値ＰＬＩＭを算出すると、以下のようになる。
【００６８】
まず、電力上限値ＰＬＩＭが小さく、総出力電力値（出力電力値算出部１６により算出された負荷１−１〜１−Ｍの出力電力値ｑ１（ｎ−１）チルダ〜ｑＭ（ｎ−１）チルダの総和）が小さい状況下では、総電力差積算値（電力差積算値ｓ１（ｎ−１）〜ｓＭ（ｎ−１）の総和）が大きくなるため、電力上限値ＰＬＩＭが徐々に大きな値になり、いずれ目標電力値を出力することができる状況に変化する。
一方、電力上限値ＰＬＩＭが大きく、十分な総出力電力値を出力できる状況下では、総電力差積算値がマイナスの値（総閾値より小さい値）になるため、電力上限値ＰＬＩＭが徐々に小さな値になり、いずれ必要以上に大きな電力上限値ＰＬＩＭの状態が解消される。
以上より、方法Ｂで電力上限値が設定された場合、図１２に示すように、電力上限値ＰＬＩＭが適正な値で平衡状態になる。
【００６９】
（３）方法Ａと方法Ｂを併用する方法（以下、「方法Ｃ」と称する）。
図１４は方法Ｃで電力上限値が設定された場合の各チャンネルのオンオフ状況の一例を示す説明図である。
また、図１５は方法Ｃで電力上限値が設定された場合の総電力差積算値の一例を示す説明図である。
【００７０】
方法Ｃが用いられる場合、補正値算出部１９では、方法Ａで設定される補正値Ｈｎ（０〜出力電力値の最大値の範囲の中の任意の値）、または、方法Ｂで設定される補正値Ｈｎ（積分時間での除算結果）のいずれか一方を上限値算出部２０に出力する。
上限値算出部２０は、補正値算出部１９から補正値Ｈｎを受けると、総目標電力値（総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎ）に対して、その補正値Ｈｎを加算することで、供給電力値の電力上限値ＰＬＩＭを算出する（上記の式（６）を参照）。
【００７１】
方法Ｃが用いられる場合、図１４に示すように、総電力差積算値をゼロ（総閾値）近辺の値にすることが可能になる。
このため、方法Ａ又は方法Ｂを用いる場合よりも、図１５に示すように、総目標電力積算値と総出力電力積算値との一致性を改善することが可能になる。
【００７２】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、総目標電力値算出部１８により算出された目標電力値ｘ１ｎ〜ｘＭｎの総和Σｘｎに対して、補正値算出部１９により算出された補正値Ｈｎを加算することで、全負荷に対する電力上限値ＰＬＩＭを算出する上限値算出部２０を設け、オンオフ機器制御部２３が、負荷１−１〜１−Ｍの中で、中間積算電力値算出部２２により算出された中間積算電力値ｓｍｎハットが大きい負荷１−ｍから順番に、当該負荷１−ｍの中間積算電力値ｓｍｎハットが所定の閾値ｓｔｈより大きく、かつ、オン電力推定部１７により推定された負荷１−ｍの電力推定値ｑｍｏｎチルダと、オン電力推定部１７により推定された負荷１−１〜１−Ｍの電力推定値ｑ１ｏｎチルダ〜ｑＭｏｎチルダであって、次の制御サイクルでオンすると決定している負荷の電力推定値ｑｍｏｎチルダとの総和が上限値算出部２０により算出された電力上限値ＰＬＩＭより高くならない電力供給条件を満足すれば、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態に制御し、その電力供給条件を満足しなければ、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを切り状態に制御するように構成したので、総目標電力値の変化に伴う制御性の損失を防止することができるとともに、電源電圧のフリッカを抑制することができる効果を奏する。
また、使用者による電力上限値ＰＬＩＭの設定の手間を省くことができる効果を奏する。
【符号の説明】
【００７３】
１−１〜１−Ｍ  負荷、２−１〜２−Ｍ  調節計、１１  目標電力値算出部（目標電力値算出手段）、１２  出力目標値入力部、１３  基準電力値記憶部、１４−１〜１４−Ｍ  目標電力値算出部、１５−１〜１５−Ｍ  電力供給オンオフ機器（スイッチング制御手段）、１６  出力電力値算出部（出力電力値算出手段）、１７  オン電力推定部（電力推定手段）、１８  総目標電力値算出部（上限値算出手段）、１９  補正値算出部（上限値算出手段）、２０  上限値算出部（上限値算出手段）、２１  ピーク電力抑制演算部、２２  中間積算電力値算出部（中間積算電力値算出手段）、２２ａ−１〜２２ａ−Ｍ  減算器、２２ｂ−１〜２２ｂ−Ｍ  加算器、２２ｃ−１〜２２ｃ−Ｍ  バッファ（Ｚ−１）、２３  オンオフ機器制御部（制御手段）。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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