(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の需要者に備わる複数の負荷により個別に使用される電力量を計測する電力メータにより計測された電力量に基づいて前記需要者における電力需要の予測値を算出する予測部と、
前記電力の供給者と前記需要者との契約に基づく電力消費量の上限目標値を前記予測値が超えるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると警報を出力する出力部と、
ネットワークに接続され、前記電力消費量の制限に係わる要請を反映するデータである要請データを前記ネットワークを介して取得するネットワークインタフェース部と、
前記取得した要請データに基づいて、当該要請データに含まれる日、時間帯および曜日の条件ごとに、前記上限目標値を前記契約に基づく値とは異なる値に変更する変更部と、
前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると、稼働中の負荷の一部を既定の順位に基づき停止する制御部と、
ユーザによる特定コマンドの投入を受け付けるユーザインタフェース部とを具備し、
前記変更部は、第１コマンドが投入されると、前記上限目標値を前記契約に基づく値とは異なる値に変更し、第２コマンドが与えられると、変更された前記上限目標値を本来の値に戻す、電力デマンド制御装置。
【請求項２】
前記要請は、電力使用制限令、前記供給者からの節電協力要請状況、および、計画停電のいずれかである、請求項１に記載の電力デマンド制御装置。
【請求項３】
電力デマンドを監視する装置により実行される電力デマンド制御方法において、
電力の需要者に備わる複数の負荷により個別に使用される電力量を計測する電力メータにより計測された電力量に基づいて、前記装置が、前記需要者における電力需要の予測値を算出し、
前記電力の供給者と前記需要者との契約に基づく電力消費量の上限目標値を前記予測値が超えるか否かを、前記装置が判定し、
前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると、前記装置が警報を出力し、
前記装置のネットワークインタフェース部が、前記電力消費量の制限に係わる要請を反映するデータである要請データをネットワークを介して取得し、
前記取得した要請データに基づいて、当該要請データに含まれる日、時間帯および曜日の条件ごとに、前記上限目標値を前記契約に基づく値とは異なる値に、ユーザにより第１コマンドが投入されると、前記装置が変更し、
第２コマンドが与えられると、変更された前記上限目標値を本来の値に前記装置が戻し、
前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると、前記装置が、稼働中の負荷の一部を既定の順位に基づき停止する、電力デマンド制御方法。
【請求項４】
前記要請は、電力使用制限令、前記供給者からの節電協力要請状況、および、計画停電のいずれかである、請求項３に記載の電力デマンド制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、建物の使用電力量の電力デマンド予測を監視し、契約電力量を超過するおそれがあるときに警報を発する電力デマンド制御装置および電力デマンド制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やビルなどの大口の電力需要者と電力会社との間には、最大需要電力に関する契約が結ばれる。この最大需要電力を超えると違約金の支払いや基本料金の引き上げなどのペナルティが課されるので、需要者は最大需要電力を超えないように電力使用量を管理する。この種の用途に電力デマンド監視装置が用いられる。
【０００３】
電力デマンド監視装置は、平均使用電力量の算出周期（例えば３０分）の開始から現在までの使用電力量に基づいて、当該周期の終了時における平均使用電力量の需要を予測する。この指標は電力デマンド予測と称される。電力デマンド予測が契約電力量を超えると警告を発し、平均使用電力量が契約電力量を超えるおそれのあることがオペレータに通知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６３１３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−６１９９１号公報
【特許文献３】特開２０００−１８４５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の電力デマンド監視装置は電力使用量を監視するに際して、あくまで電力会社との契約に基づく最大需要電力を基準とするものであった。これに対し近年ではエコ意識の高まりや、電気代節減の要求などから効果的な電力制御手法へのニーズが大きい。また２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災に伴う電力不足や、その後の計画停電の実施、大口需要者への節電要請や法令の発動などに伴って、より効果的な使用電力の制御手法が要望されている。
【０００６】
目的は、需要者への節電要請に効果的に対処することの可能な電力デマンド制御装置および電力デマンド制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、電力デマンド制御装置は、予測部と、判定部と、出力部と、変更部とを具備する。予測部は、電力の需要者に備わる複数の負荷により個別に使用される電力量を計測する電力メータにより計測された電力量に基づいて需要者における電力需要の予測値を算出する。判定部は、電力の供給者と需要者との契約に基づく電力消費量の上限目標値を予測値が超えるか否かを判定する。出力部は、判定部により予測値が上限目標値を超えることが判定されると警報を出力する。変更部は、電力消費量の制限に係わる要請に応じて、上限目標値を契約に基づく値とは異なる値に変更する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る電力デマンド制御装置を適用可能な監視システムの一例を示すシステム図である。
【図２】電力デマンド制御装置１００の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図３】実施形態に係る電力デマンド制御装置１００により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】モニタＭに表示されるグラフの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態につき説明する。実施形態に係る電力デマンド制御装置は、電力需要者における電力デマンドを監視し、需要者における使用電力量が契約電力量を超えないように、対象設備内の機器の運転を制御する。使用電力量が契約電力量を超えているか否かは既定の周期（例えば３０分）における平均使用電力量に基づいて判断される。この周期をデマンド周期と称する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る電力デマンド制御装置を適用可能な監視システムの一例を示すシステム図である。図１において、電力デマンド制御装置１００およびローカルコントロールサーバ（ＬＣＳ）２１〜２ｍが、通信ネットワークとしてのLocal Area Network（ＬＡＮ）４００に接続される。ＬＡＮ４００の上位層は例えばＢＡＣｎｅｔ（登録商標）である。
【００１１】
ＬＡＮ４００には大画面モニタ２００、建物の使用電力（量）を計測する電力メータ３００、およびルータ５００が接続される。さらには管理サーバ３、あるいは異ベンダのシステムなどがＬＡＮ４００に接続されてもよい。なお電力メータ３００はＬＡＮ４００を経由することなく専用回線により電力デマンド制御装置１００に接続されても良い。
【００１２】
ＬＣＳ２１〜２ｍにはそれぞれ通信回線を介してノードが接続される。各ノードは例えばフロアごとの空調機器、照明機器、動力機器、あるいはパソコン、電話機など要するに電力を消費する機器であり、いずれも負荷としての位置づけにある。電力メータ３００は、各ノードなどの複数の負荷により個別に使用される電力量を計測し、その結果を電力デマンド制御装置１００に通知する。
【００１３】
ＬＣＳ２１〜２ｍはそれぞれ接続されるノードを被監視装置として認識し、その状態をモニタする。電力デマンド制御装置１００はＬＣＳ２１〜２ｍから通知されるモニタ結果を受け、システムを上位レベルで監視制御したり、オペレータに各種の情報を提供したりする。
【００１４】
ルータ５００はInternet Protocol（ＩＰ）網などのネットワーク６００に接続される。ネットワーク６００には電力会社７００のサーバ（図示せず）なども接続される。これにより電力デマンド制御装置１００は、ルータ５００およびネットワーク６００を経由して電力会社と通信することができる。電力デマンド制御装置１００は例えばデマンドレスポンスの形態で電力会社７００とデータを授受したり、計画停電のスケジュールデータを電力会社７００のサイトから取得することなどが可能である。
【００１５】
図２は、電力デマンド制御装置１００の実施の形態を示す機能ブロック図である。電力デマンド制御装置１００は、インタフェース部１１、入力部１２、使用電力量算出部１３、予測部１４、判定部１５、警報出力部１６、遮断部１７、記憶部１８、変更部１９、コンソールＣ、モニタコントローラＭＣおよびモニタＭを備える。これらの機能ブロックは専用のハードウェア、あるいはCentral Processing Unit（ＣＰＵ）の演算処理機能により実現されるソフトウェア機能として実現される。
【００１６】
コンソールＣはキーボードやマウスなどを備え、各種設定データやスケジュール情報の入力、コマンドの投入などを受け付けるためのヒューマンマシンインタフェースとして機能する。モニタコントローラＭＣおよびモニタＭと併せて機能することでＧＵＩ（Graphical User Interface）環境が構築される。
【００１７】
インタフェース部１１はルータ５００を介してネットワーク６００に接続され、各種データを取得して記憶部１８に記憶する。実施形態ではネットワーク６００から取得するデータとして計画停電スケジュールデータを想定する。この種のデータはHyperText Markup Language（ＨＴＭＬ）あるいはeXtended Markup Language（ＸＭＬ）などの形式で記述され、例えばＷｅｂサイトからダウンロードするかたちで取得することができる。
【００１８】
このほか国や自治体から発せられる電力使用制限令、あるいは電力会社７００からの節電協力要請、輪番停電スケジュールなどもデータのかたちで取得することが可能である。実施形態ではこの種のデータを、社会的要請を反映するデータと位置づけて要請データと総称する。計画停電スケジュールデータも要請データの一形態である。
【００１９】
入力部１２は電力メータ３００から電力計測値を取得する。使用電力量算出部１３は、入力部１２を介して入力された電力計測値から一定周期（１０秒〜１分程度）で使用電力量を算出する。予測部１４は、算出された使用電力量、すなわち電力メータ３００により計測された電力量（電力計測値）に基づいて、電力需要者における電力需要の予測値を少なくともデマンド周期ごとに算出する。
【００２０】
記憶部１８は、計画停電スケジュールデータ１８ｂ、および、電力会社７００との契約に基づく最大需用電力の契約値（上限目標値１８ｂ）を記憶する。判定部１５は、予測部１４により算出された予測値が、上限目標値１８ｂを超えるか否かを判定する。
【００２１】
警報出力部１６は、判定部１５により、予測値が上限目標値１８ｂを超えることが判定されると、視覚アラームあるいは音声アラームなどの警報を出力する。なおアラーム情報を含むパケットなどをＬＡＮ４００に送出するようにしても良い。警報が発生されることでオペレータは、現在のデマンド周期の終了時における平均使用電力量が契約電力量を超える可能性があることを認識できる。
【００２２】
遮断部１７は、予測値が上限目標値１８ｂを超えることが判定されると、稼働中の負荷の一部を既定の優先順位に基づき遮断、すなわち停止する。優先順位とは負荷ごとに決められる停止の順番であり、予め設定される。例えば電力使用量は多いが数の少ない負荷を優先的に停止するか、あるいは電力使用量は少ないが数の多い負荷を優先的に停止するようにしても良い。
【００２３】
変更部１９は、電力消費量の制限に係わる要請を反映するデータである要請データが与えられると、上限目標値１８ｂを、契約に基づく値とは異なる値に変更する。つまり変更部１９は要請データを反映するかたちで、例えば時間帯ごと、曜日ごとの上限目標値１８ｂの数値を算出する。  
特に変更部１９は、コンソールＣを用いてオペレータ（ユーザ）から特定のコマンドが投入されると、このことを契機として上限目標値１８ｂを変更する。また、これとは別のコマンドが与えられると、変更部１９は上限目標値１８ｂを本来の値に戻す。
【００２４】
モニタコントローラＭＣは、使用電力量算出部１３、予測部１４、判定部１５などから視覚表示のためのデータを取得し、これらの情報を例えばＷｅｂブラウザなどの形態でモニタＭに表示し、オペレータに通知する。次に、上位構成における作用を説明する。
【００２５】
図３は、実施形態に係る電力デマンド制御装置１００により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。図３において、まず上限目標値１８ｂがコンソールＣを用いて入力される。そうすると上限目標値１８ｂが記憶部１８に記憶され、システムに設定される（ステップＳ１）。次に電力デマンド制御装置１００は、ネットワーク６００を介して要請データを取得する（ステップＳ２）。取得された要請データ（実施形態では計画停電スケジュールデータ１８ａ）は記憶部１８に記憶される。  
もちろん、要請データが無い場合もある。社会的な要請の無い平常な状況下では、むしろ要請データが無いケースが普通である。このようなケースでは上限目標値１８ｂを書き換える必要は無い。
【００２６】
次に電力デマンド制御装置１００は、要請データを反映して上限目標値１８ｂを変更する（ステップＳ３）。要請データが日、時間帯、曜日などの条件を伴うものであれば、それに応じて日、時間帯、曜日などの条件ごとに上限目標値１８ｂが算出される。
【００２７】
次に電力デマンド制御装置１００は、電力計測値を取得し（ステップＳ４）、その値に基づいて電力需要の予測値を算出する（ステップＳ５）。予測値が算出されると表示制御が実行され（ステップＳ６）、例えば図４に示すような２通りのグラフがモニタＭに表示される。なお電力デマンド制御装置１００はデマンド周期の開始からの経過時間、デマンド周期の残り時間、使用電力量、使用可能電力、調整電力、予測需要電力なども算出し、モニタＭにはこれらの情報をも併せて表示しても良い。
【００２８】
図４は、計測時の使用電力量、電力量の予測値および基準電力量を示すグラフを示し、このグラフはデマンド監視曲線とも称される。図４（ａ）は、上限目標値１８ｂと使用電力量とを比較して示す図であり、デマンド周期の契約終了時の契約電力と原点とを結ぶ直線（１）は基準電力を示す。（２）の曲線は使用電力量を時系列で示す。点線は現時点の使用電力量から時限終了時の使用電力量を予測する予測値を示す。なお予測値は次式で求められる。
【００２９】
予測電力＝現在電力＋ΔＰ／Δｔ×時限終了までの残り時間
Δｔ：現在時刻より前の瞬時的な時間
ΔＰ：現在時刻より前のΔｔにおける平均電力
図４（ｂ）には曲線（２）と、上限目標値１８ｂを反映する直線（３）とを示す。直線（３）の傾きは直線（１）よりも緩やかになっている。これは、変更された上限目標値１８ｂが本来の値よりも小さいことを示す。
【００３０】
次に電力デマンド監視装置１００は、予測値と上限目標値１８ｂとを比較し（ステップＳ７）、予測値が上限目標値１８ｂ以上になる、または予測値が上限目標値１８ｂを超えることを判定すると（Ｙｅｓ）警報を出力する（ステップＳ８）。続いて電力デマンド監視装置１００は、規定の優先順位に基づいて遮断すべき負荷を特定する（ステップＳ９）。
【００３１】
すなわち電力デマンド監視装置１００は、ステップＳ７におけるＹｅｓの判定を解消すべく、複数の負荷のうち少なくとも一部を停止することを判定する。そして電力デマンド監視装置１００は、特定した負荷を遮断するための信号を生成出力して遮断制御を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ１０に続いて、またはステップＳ７でＮｏであれば次のデマンド周期への処理手順が開始され（ステップＳ１１）、処理手順はステップＳ２に戻る。
【００３２】
以上説明したようにこの実施形態では、電力会社との契約に基づく上限目標値１８ｂを、社会的な要請をデータ化した要請データを反映する形で変更できるようにし、変更した状態の上限目標値１８ｂをターゲットとして電力デマンド監視を実施するようにした。いわば電力会社との契約とは別個に、社会的な要請に応じて上限目標値１８ｂを新たに設定し直し、その値に基づいて電力デマンド制御を実施するようにしている。
【００３３】
要請データを反映して上限目標値１８ｂを変更することで、社会的な要請に追従するかたちでの電力デマンド制御を簡易に実現できる。上限目標値１８ｂは電力デマンド監視装置１００の処理により自動的に変更されるので、需要者にとっては簡易に電力使用量を管理することができ、社会的な要請にも即座に、きめ細かく、かつ負担の少ないかたちで貢献することができる。
【００３４】
さらに実施形態では、予測値が上限目標値１８ｂを超過しそうな場合に警報を出力するだけでなく、あらかじめ登録した優先順位に従って負荷を自動的に遮断するようにしている。よって電力抑制効果をさらに高めることが可能になる。さらには、昨今の社会情勢において求められる電力消費量の削減に、より効果的に対応することが可能になる。  
これらのことから、需要者への節電要請に効果的に対処することの可能な電力デマンド制御装置および電力デマンド制御方法を提供することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば計画停電スケジュールデータはネットワークからダウンロードするだけでなく、オペレータのマニュアルでの入力操作により電力デマンド制御装置１００にインプットするようにしても良い。
【００３６】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、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。この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】
【００３７】
１００…電力デマンド制御装置、２１〜２ｍ…ローカルコントロールサーバ（ＬＣＳ）、４００…ＬＡＮ、２００…大画面モニタ、３００…電力メータ、５００…ルータ、６００…ネットワーク、７００…電力会社、３…管理サーバ、１１…インタフェース部、１２…入力部、１３…使用電力量算出部、１４…予測部、１５…判定部、１６…警報出力部、１７…遮断部、１８…記憶部、１８ａ…計画停電スケジュールデータ、１８ｂ…上限目標値、１９…変更部、Ｃ…コンソール、ＭＣ…モニタコントローラ、Ｍ…モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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