(57)【要約】【課題】納入コストを抑えた上で、空調の快適さを保ちつつデマンドを削減する。【解決手段】基準時間の範囲において、第１の所定時刻に外部からの警報信号を検知すると、処理指令信号を出力する判断部１１と、この処理指令信号に基づき、電力量を、前記警報信号を検知した時点での第１所定電力量より小さく０より大きい第２所定電力量を設定するとともに、前記第１の所定時刻より後かつ前記基準時間終了以前の範囲で、第２の所定時刻を設定し、前記第１の所定時刻から前記第２の所定時刻の間に、前記積算電力量が目標積算電力量以下となる範囲で、電力量を漸増させる制御信号を出力する制御部１２とを備える微分制御型デマンド削減装置を提供することで、納入コストを抑えた上で、空調の快適さを保ちつつデマンドを削減することができる。【選択図】図１
2018121497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御する微分制御型デマンド削減装置であって、
前記一定時間の範囲において、第１の所定時刻に外部からの警報信号を検知すると、処理指令信号を出力する判断部と、
前記処理指令信号に基づき、電力量を、前記警報信号を検知した時点での第１所定電力量より小さく０より大きい第２所定電力量を設定するとともに、前記第１の所定時刻より後かつ前記一定時間終了以前の範囲で、第２の所定時刻を設定し、前記第１の所定時刻から前記第２の所定時刻の間に、前記積算電力量が目標積算電力量以下となる範囲で、電力量を漸増させる制御信号を出力する制御部とを備える
ことを特徴とする微分制御型デマンド削減装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記第１の所定時刻のタイミングに応じて、異なる前記処理指令信号を出力し、
前記制御部は、前記処理指令信号に応じて、電力量に対して最適な微分制御を行い、前記第１の所定時刻から前記第２の所定時刻の間の電力量の変化を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の微分制御型デマンド削減装置。
【請求項３】
前記制御部は、決定した前記第１の所定時刻の時点の電力量、前記第１の所定時刻からの電力量、及び、前記第２の所定時刻を、前記制御信号として出力し、
前記制御信号に基づき、実際に前記負荷を操作する操作信号を出力する操作部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の微分制御型デマンド削減装置。
【請求項４】
前記操作部は、並列接続された複数のコンデンサ、及び、該複数のコンデンサ間に配置された複数のスイッチを有する増幅器を備え、
前記制御信号は、前記スイッチの接断を切り替えるとともに、前記増幅器に電圧を出力する信号であるものとする
ことを特徴とする請求項３に記載の微分制御型デマンド削減装置。
【請求項５】
操作部は、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数を組み合わせることにより構成される
ことを特徴とする請求項３に記載の微分制御型デマンド削減装置。
【請求項６】
前記操作部は、該操作部の本体とは別体として、一部又は全ての前記負荷ごとに、前記操作信号を単数あるいは複数のステップ状の電気接点信号に変換し、前記負荷へ出力する変換回路を備える
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の微分制御型デマンド削減装置。
【請求項７】
請求項１から６いずれか一項に記載の微分制御型デマンド削減装置と、
前記受電点に接続され前記積算電力量を計測する積算電力計と、
前記目標積算電力量を設定する目標値設定部と、
前記積算電力計と同期しており、前記積算電力計で計測された前記積算電力量と前記目標値設定部で設定された目標積算電力量とを比較し、前記一定時間のうちに前記積算電力量が前記目標積算電力量を超えると予測された場合に、前記警報信号を出力するデマンド監視部とを備える
ことを特徴とする電力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微分制御型のデマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力会社の電気料金（家庭用電力料金を除く）は、契約電力で決まる「基本料金（＝契約電力×料金単価）」と、電力使用量で決まる「電力量料金」により計算される。このうち、契約電力は、わずか、３０分の平均電力でその後一年間の基本料金が決定される。
【０００３】
つまり、電力基本料金は、３０分毎の最大最高値（１／１７５２０＝３６５×２４×２の確率）を一年間払い続ける規定となっている。ここで、空調の消費電力が最も大きく、空調・照明の消費電力を合わせると、約７２％を占める。そのため、節電対策として、これらの分野の節電は極めて有効である。
【０００４】
屋上等に多数設置される空調機械の室外機は、各々の室内機からの信号で電動機が運転されている。そのため、各室外機は他の室外機と連携する事なく勝手に運転状態が変化している。したがって、室外機が同時に高出力で運転され、デマンド（需用電力量）が上昇する場合が発生する。
【０００５】
そこで、デマンド制御により、複数の空調機械の室外機に対する協調運転を行う技術がある。デマンド制御とは、空調室外機の同時投入を避けてデマンドの上昇を回避する制御のことである。言い換えると、デマンドの上昇が予測される場合には、一部の空調機械の室外機に対して運転操作信号（及び停止信号）を出力する運転制御を行う。
【０００６】
なお、電力負荷が小さいが重要度が中程度であり、制御すると気づく照明・コンセント等や、電力負荷が比較的大きいが重要度が中から大程度であり、制御すると困る生産機器・医療設備に対しては、デマンド制御は行われない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５４３３１０４号公報
【特許文献２】特許第５６０６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デマンド制御装置の一例として、上記特許文献１に記載された装置は、デマンド管理時間３０分間の途中（例として計測開始４〜２６分後）に予測制御を行うものであり、目標の積算電力量を超えることが予測されると、管理時間の後半は空調機械の電源を完全にＯＦＦとしてしまい、空調の快適さを損なう。
【０００９】
デマンド制御装置の他の例として、上記特許文献２は、事業所（企業、狭義では工場又は建物等）の消費電力を任意の目標設定値に向かって自由に制御できることを可能にするものであり、空調機械の電源を完全にＯＦＦにせず、快適さを損なうことがない。さらに、二酸化炭素の削減実現のための一方的な消費電力削減を原因とした生産性の低下を回避して、適切な目標値管理のもとに効率的な生産量の確保と消費電力量の削減を実現することができる。
【００１０】
このことにより、改正省エネ法(平成２０年施行、消費電力５％／５年削減)を順守しながら生産能力いっぱいに目標消費電力を制御可能となる。例えば、毎年約１％ずつ企業の消費電力を低減して、改正省エネ法等の社会的義務を順守しながら最大生産力を維持することが可能となる。また、この技術を既存あるいは新築建物等に採用することによって需用電力のピークを抑えて、電力網での安定に寄与できるので、電力インフラの低減、さらに二酸化炭素の発生を低減することが可能となる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２では、電力調整装置の全ての構成を一から新設しなければならず、納入コストが嵩み、特に既存建築には不向きであった。
【００１２】
本発明では、上記技術的課題に鑑み、納入コストを抑えた上で、空調の快適さを保ちつつデマンドを削減する、微分制御型デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置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】
【００１３】
上記課題を解決する第１の発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、
受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御する微分制御型デマンド削減装置であって、
前記一定時間の範囲において、第１の所定時刻に外部からの警報信号を検知すると、処理指令信号を出力する判断部と、
前記処理指令信号に基づき、電力量を、前記警報信号を検知した時点での第１所定電力量より小さく０より大きい第２所定電力量を設定するとともに、前記第１の所定時刻より後かつ前記一定時間終了以前の範囲で、第２の所定時刻を設定し、前記第１の所定時刻から前記第２の所定時刻の間に、前記積算電力量が目標積算電力量以下となる範囲で、電力量を漸増させる制御信号を出力する制御部とを備える
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第２の発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、
上記第１の発明に係る微分制御型デマンド削減装置において、
前記判断部は、前記第１の所定時刻のタイミングに応じて、異なる前記処理指令信号を出力し、
前記制御部は、前記処理指令信号に応じて、電力量に対して最適な微分制御を行い、前記第１の所定時刻から前記第２の所定時刻の間の電力量の変化を決定する
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第３の発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、
上記第１又は２の発明に係る微分制御型デマンド削減装置において、
前記制御部は、決定した前記第１の所定時刻の時点の電力量、前記第１の所定時刻からの電力量、及び、前記第２の所定時刻を、前記制御信号として出力し、
前記制御信号に基づき、実際に前記負荷を操作する操作部をさらに備える
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第４の発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、
上記第３の発明に係る微分制御型デマンド削減装置において、
前記操作部は、並列接続された複数のコンデンサ、及び、該複数のコンデンサ間に配置された複数のスイッチを有する増幅器を備え、
前記制御信号は、前記スイッチの接断を切り替えるとともに、前記増幅器に電圧を出力する信号であるものとする
ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第５の発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、
上記第３の発明に係る微分制御型デマンド削減装置において、
操作部は、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数を組み合わせることにより構成される
ことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第６の発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、
上記第３から５のいずれか一つの発明に係る微分制御型デマンド削減装置において、
前記操作部は、該操作部の本体とは別体として、一部又は全ての前記負荷ごとに、前記操作信号を単数あるいは複数のステップ状の電気接点信号に変換し、前記負荷へ出力する変換回路を備える
ことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第７の発明に係る電力調整装置は、
上記第１から６のいずれか一つの発明に係る微分制御型デマンド削減装置と、
前記受電点に接続され前記積算電力量を計測する積算電力計と、
前記目標積算電力量を設定する目標値設定部と、
前記積算電力計と同期しており、前記積算電力計で計測された前記積算電力量と前記目標値設定部で設定された目標積算電力量とを比較し、前記一定時間のうちに前記積算電力量が前記目標積算電力量を超えると予測された場合に、前記警報信号を出力するデマンド監視部とを備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る微分制御型デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置によれば、従来型の構造的な欠陥である検出時間の遅れを、消費電力の制御、例えば微分制御によって改善することができるので、納入コストを抑えた上で、空調の快適さを保ちつつデマンドを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る電力調整装置全体を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における判断部による制御を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施例における制御部による制御を説明するグラフである。（ａ）は警報信号が時刻ｔA1に入力された場合のグラフ、（ｂ）は警報信号が時刻ｔB1に入力された場合のグラフである。
【図４】本発明の実施例における操作部及び空調機械の電気回路図の一例である。
【図５】本発明の実施例における変換回路の回路図の一例である。
【図６】本発明の実施例における変換回路による制御を説明する図３（ａ）に対応したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る微分制御型デマンド削減装置は、受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御する微分制御型デマンド削減装置である。以下、本発明に係る微分制御型デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置について、実施例にて図面を用いて説明する。
【００２３】
［実施例］
図１は、本実施例に係る電力調整装置全体を示すブロック図である。図１には、まず、受電点２１、積算電力計２２、パルス検出部２３、目標値設定部２４、及び、デマンド監視部２５が示されている。
【００２４】
受電点２１を介して電力会社から電力が供給される全ての負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のうち、電力の自動制御が可能な負荷（自動制御可能負荷）Ａ１，Ａ２，Ａ３に対してのみを目標値に制御するための操作信号を出力する。
【００２５】
負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３は、空調機械であり、自動制御可能負荷である。自動制御可能負荷には、他に、排気施設も含む。一方、負荷Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、生産機械、照明機器、医療機械、厨房機械等であり、自動制御可能負荷に含まれない。なお、電力の自動制御が可能か否かは、一般的に、デマンド（需要電力量）の上昇を回避するデマンド制御の対象となる負荷となるか否かにより判断可能である。
【００２６】
積算電力計２２は、受電点２１に接続され積算電力量［ｋＷｈ］を計測するものである。パルス検出部２３は、積算電力計２２から出力されたパルス信号に基づき、積算電力量（実測積算電力量）を入力するものである。目標値設定部２４は、積算電力量の目標値（目標積算電力量）を設定するものである。
【００２７】
デマンド監視部２５は、パルス検出部２３から入力した実測積算電力量と、目標値設定部２４から入力された目標積算電力量とを比較する。具体的には、管理時間である３０分間（一定時間）の中において、数秒又は数分間隔で、積算電力計２２からパルス検出部２３に入力されるパルス信号に基づき、管理時間３０分時点の積算電力量を予測し、予め目標値設定部２４から入力された目標積算電力量と比較する。
【００２８】
そして、予測した積算電力量が目標積算電力量を超える場合、デマンド監視部２５は、警報ブザーとともに警報信号を出力する。なお、この警報信号は従来から発信されていたものであるが、従来はこの信号が使用されない場合が多く、無駄になっていたものである。また従来は、警報ブザーが鳴ると、作業者により負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３の電源をＯＦＦにしたり温度設定を弱めたりしていた。
【００２９】
さらに、デマンド監視部２５には、同期命令押ボタン２５ａが設けられている。同期命令押ボタン２５ａは、手動又は自動により積算電力計２２による計測開始と同期をとるためのボタンである。
【００３０】
例えば、携帯電話を持った作業員を積算電力計２２の前に立たせ、積算電力計２２による電力量の計測開始時（その時に、メータが０となる）に携帯電話により、デマンド監視部２５の前に立った作業員に連絡して、同期命令押ボタン２５ａを押すのである。
【００３１】
同期命令押ボタン２５ａを押すことで、積算電力計２２による電力量の計測開始時にデマンド監視部２５の動作が開始される。また、後述する微分制御型デマンド削減装置１０に備わる判断部１１に、デマンド監視部２５から同期信号が入力され、判断部１１も同期する。
【００３２】
なお、同期命令押ボタン２５ａによる同期は、厳密な意味ではなく、大まかな意味で略同時に投入されれば十分である。既に説明したごとくデマンド制御は３０分単位で行われるため、秒単位でのずれは無視できるからである。
【００３３】
デマンド監視部２５は、 同期命令押ボタン２５ａが投入されると同時に時間を計測し、デマンド制御をスタートする。デマンド監視部２５に内蔵されるタイマー（図示略）には、主電源のＯＮ／ＯＦＦに関係なく、継続して時間を計測できるように、待機電力、あるいは、内部バッテリにより計測を維持する機能を持たせる。このように、タイマー３０による時間の計測を継続できれば、同期命令押ボタン２５ａによる同期は、頻繁に行う必要はなく、年に１回程度で十分である。
【００３４】
ここで、本実施例に係る微分制御型デマンド削減装置について説明する。本実施例に係る微分制御型デマンド削減装置（微分制御型デマンド削減装置１０）は、判断部１１、制御部１２及び操作部１３を備えている。
【００３５】
図２は、判断部１１による制御を説明するフローチャートである。判断部１１は、デマンド監視部２５が出力した同期信号及び警報信号を検知し、これらの信号に基づき、下記ステップＳ１〜Ｓ７の制御を行う。
【００３６】
ステップＳ１では、警報信号を入力したのが第１所定時間以内か否かを判断する。第１所定時間以内であればステップＳ２へ、第１所定時間を超えていればステップＳ３へ移行する。なお、ここでの「第１所定時間」とは、３０分毎の計測時間のうち例えば計測開始８分程度とする。
また、ステップＳ２では、制御部１２へ第１処理指令信号を出力する。
【００３７】
ステップＳ３では、警報信号を入力したのが第２所定時間以内か否かを判断する。第２所定時間以内であればステップＳ４へ、第２所定時間を超えていればステップＳ５へ移行する。なお、ここでの「第２所定時間」とは、３０分毎の計測時間のうち例えば計測開始１５分程度とする。
また、ステップＳ４では、制御部１２へ第２処理指令信号を出力する。
【００３８】
ステップＳ５では、警報信号を入力したのが第３所定時間以内か否かを判断する。第３所定時間以内であればステップＳ６へ、第３所定時間を超えていればステップＳ７へ移行する。なお、ここでの「第３所定時間」とは、３０分毎の計測時間のうち例えば計測開始２２分程度とする。
また、ステップＳ６では、制御部１２へ第３処理指令信号を出力し、ステップＳ７では、制御部１２へ第４処理指令信号を出力する。
【００３９】
なお、上述の各所定時間の関係は、少なくとも、「０分間＜第１所定時間＜第２所定時間＜第３所定時間＜３０分間」が成り立つものとする。
【００４０】
制御部１２は、判断部１１から入力した上記処理指令信号、及び、デマンド監視部２５から入力した実測積算電力量を示す信号に基づき、電力制御を行う。図３は、制御部１２による制御を説明するグラフであり、縦軸は電力［ｋＷ］、横軸は時間［分］を表している。
【００４１】
図３（ａ）は、一例として警報信号が時刻ｔA1（第１の所定時刻）に入力された場合のグラフである。ここでは、時刻ｔA1が上述した第１所定時間以内であるものとする。
【００４２】
制御部１２は、電力に対し時刻ｔA1から微分制御の計算を行う。具体的には、第１処理指令信号及び実測積算電力量を示す信号に基づき、時刻ｔA1の時点の電力ＰA2（第２所定電力量）、微分制御による時刻ｔA1からの電力の増加曲線、及び、電力の微分制御を終了する時刻ｔA2（第２の所定時刻）を設定し、これらの値を操作部１３へ出力する。
【００４３】
なお、微分制御開始前（警報信号を検知した時点）の電力［ｋＷ］をＰA1（第１所定電力量）とすると、０＜ＰA2＜ＰA1となる。また、時刻ｔA2から３０分までの電力は一定の値となるようにする。そして、０分から３０分までの積算電力量（図３（ａ）の斜線で示した面積の部分に相当）が、上述した目標積算電力量あるいはそれ以下となるようにする。
【００４４】
図３（ｂ）は、一例として警報信号が時刻ｔB1（第１の所定時刻）に入力された場合のグラフである。ここでは、時刻ｔB1が上述した第２所定時間を超え、かつ第３所定時間以内であるものとする。
【００４５】
制御部１２は、電力に対し時刻ｔB1から微分制御の計算を行う。具体的には、第３処理指令信号及び実測積算電力量を示す信号に基づき、時刻ｔB1の時点の電力ＰB2、微分制御による時刻ｔB1からの電力の増加曲線、及び、電力の微分制御を終了する時刻ｔB2（第２の所定時刻）を決定し、これらの値を操作部１３へ出力する。
【００４６】
なお、微分制御開始前の電力［ｋＷ］をＰB1とすると、０＜ＰB2＜ＰB1となる。また、時刻ｔB2から３０分までの電力は一定の値となるようにする。そして、０分から３０分までの積算電力量（図３（ｂ）の斜線で示した面積の部分に相当）が、上述した目標積算電力量あるいはそれ以下となるようにする。
【００４７】
上述のようにして、制御部１２は、判断部１１がデマンド監視部２５から警報指令を入力した（第１所定時刻の）タイミングによって異なる上記処理指令信号に応じて、電力量に対して最適な微分制御を行い、第１の所定時刻から第２の所定時刻までの電力量の変化を決定する。そして制御部１２は、決定した第１の所定時刻の時点の電力量、第１の所定時刻からの電力量、及び、第２の所定時刻を、前記制御信号として出力する。
【００４８】
操作部１３は、制御部１２から入力した制御信号に基づき、負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３を実際に操作する操作信号を出力する。操作信号は、負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３の仕様に合わせて、アナログ信号、デジタル信号、ＯＮ‐ＯＦＦ接点信号、電圧信号、油圧、水圧、空気圧、光信号、あるいは、音声信号として、負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３に送るようにしてもよい。
【００４９】
図４は、操作部１３及び空調機械（負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３）の電気回路図の一例である。操作部１３は、増幅器を備えており、入力側から順に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１〜Ｃ４が配されている。コンデンサＣ１〜Ｃ４は並列接続されており、それぞれの間には回路の接断を切り替えるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が設けられている。
【００５０】
制御部１２は、操作部１３の入力側から、計装用標準信号である直流アナログ信号を出力する。同時に制御部１２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接断を切り替える。すなわち、上記制御信号は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接断を切り替えるとともに、増幅器に電圧を出力する信号であるものとする。
【００５１】
そして、増幅処理を行った後、操作部１３から、操作信号として、第２信号発生装置３１を介して、交流電源３２、モータ３３及びインバータ３４を備えた自動制御可能負荷である空調機械（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に出力する。
【００５２】
このようにして、図３（ａ）（ｂ）に示したごとくの微分制御による電力を、操作部１３において実現することができる。
【００５３】
空調機械（Ａ１）は、交流電源３２、モータ３３及びインバータ３４のほか、第１信号発生装置３６と第２信号発生装置３１とを切り替える自動信号切り替え器３５、及び、この自動信号切り替え器３５により切り替えられた信号に基づいてインバータ３４を制御して交流電源３２にてモータ３３を駆動するモータ制御手段３７を備えている。
【００５４】
第１信号発生装置３６は、室内温度センサ３８で検出された温度と、室内温度設定器３９で設定された温度との比較値に基づく信号を出力する。
【００５５】
自動信号切り替え器３５は、第１信号発生装置３６からの信号と、第２信号発生装置３１を経て出力される操作信号とを対比し、両者のうち大きい方に自動的に切り替える。
【００５６】
したがって、第２信号発生装置３１を経て出力される操作信号が、第１信号発生装置３６から出力される信号より大きい場合は、その操作信号に基づいて、実測積算電力量が目標積算電力量に近づくように、空調機械（Ａ１）が制御される。
【００５７】
また、空調機械によっては、ステップ状信号のみに対応している仕様のものもある。例えば、図４における空調機械（Ａ２）がステップ状信号のみに対応している場合、本実施例では、操作部１３が変換回路１３Ａを備えるものとする。
【００５８】
変換回路１３Ａは、操作部１３本体とは別体のものとして構成されており、図４に示すように、操作部１３本体の信号を伝送する回路が空調機械毎に分岐した位置に設けられ、操作部１３から出力された信号をステップ状信号に変換するものである。
【００５９】
図５は、変換回路１３Ａの回路図の一例である。図５に示すように、変換回路１３Ａは、出力回路部４１，４３，４５，４７，４９、及び、スイッチ回路部４２，４４，４６，４８，５０を備えている。
【００６０】
第１出力回路部４１は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第１基準電圧Ｖ１１を超えた場合に、第１スイッチ回路部４２にスイッチＯＮ信号を出力する。第１スイッチ回路部４２は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第１出力回路部４１から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（１））を出力する。
【００６１】
第２出力回路部４３は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第２基準電圧Ｖ２１を超えた場合に、第２スイッチ回路部４４にスイッチＯＮ信号を出力する。第２スイッチ回路部４４は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第２出力回路部４３から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（２））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（２）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６２】
第３出力回路部４５は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第３基準電圧Ｖ３１を超えた場合に、第３スイッチ回路部４６にスイッチＯＮ信号を出力する。第３スイッチ回路部４６は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第３出力回路部４５から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（３））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）（２）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（３）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６３】
第４出力回路部４７は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第４基準電圧Ｖ４１を超えた場合に、第４スイッチ回路部４８にスイッチＯＮ信号を出力する。第４スイッチ回路部４８は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第４出力回路部４７から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（４））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）（２）（３）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（４）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６４】
第５出力回路部４９は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第５基準電圧Ｖ５１を超えた場合に、第５スイッチ回路部５０にスイッチＯＮ信号を出力する。第５スイッチ回路部５０は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第５出力回路部４９から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（５））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）（２）（３）（４）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（５）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６５】
ただし、上述の各基準電圧については、Ｖ１１＜Ｖ２１＜Ｖ３１＜Ｖ４１＜Ｖ５１＜＜Ｖ２であるものとする。
【００６６】
変換回路１３Ａは、操作部１３から出力された出力信号Ｖ２のレベルを検出して、例えば、図３（ａ）の消費電力制御を、図６のグラフに示すようにステップ状信号として、微分制御を実現するようにしてもよい。ただし、図６における、時刻ｔA1，ｔA2、及び、電力ＰA1，ＰA2は、それぞれ図３と同様である。また、図６のグラフ中の各白抜き矢印は、それぞれ図５の各白抜き矢印における同一数字のものと対応しており、各ステップ状信号が加算されていくことで、消費電力のグラフが漸増している状態を示している。
【００６７】
なお、上述ではステップ状信号を５段のステップ状信号としているが、本実施例は、ステップ状信号の段数を限定するものではなく、出力回路部及びスイッチ回路部の配置数の増減により、ステップ状信号の段数を変更してもよい。さらには、単数のステップ状信号としてもよい。
【００６８】
以上が変換回路１３Ａについての説明である。すなわち、操作部１３は、操作部１３本体とは別に、操作部本体から出力する操作信号をステップ状の電気接点信号に変換し、空調機械へ出力する変換回路１３Ａを備えるものである（ただし、図４においては、空調機械（Ａ２）のみに変換回路１３Ａが設けられているが、本実施例は変換回路１３Ａの数を限定するものではない。すなわち、変換回路１３Ａは、一部の空調機械に設けられていてもよく、全ての空調機械に設けられていてもよい）。このように、変換回路１３Ａを備えることで、既存の他機種の空調機用集中リモコンや個別リモコンあるいは室外機に対応することができるようになる。
【００６９】
なお、上述した操作部１３は、制御部１２によってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接断を切り替えることで、電力の曲線を変化させることができるとしたが、抵抗Ｒ１を可変とし、制御部１２によって抵抗Ｒ１を切り替えるようにしても同様の操作信号を出力可能である。
【００７０】
また、上述した操作部１３は、集中リモコンを想定し、各空調機械（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に一度に操作信号を送るものとしてあるが、各空調機械（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に対して各々操作信号を出力する個別リモコンを用いてもよい。または、操作信号を直接入力する室外機等を用いてもよい。
【００７１】
さらに、操作部１３の回路構成については、図４に図示した構成だけでなく、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数の組み合わせを用いることにより、構成されるものとする。
【００７２】
このようにして、本実施例に係る微分制御型デマンド削減装置及び電力調整装置は、デマンドを削減することができ、結果として二酸化炭素を削減する効果を奏する。
【００７３】
また、本実施例に係る微分制御型デマンド削減装置及び電力調整装置は、電力を微分制御により調整しているため、上記特許文献１のごとく、空調機械を完全に停止する必要がなく、空調の快適さを保つことができる。
【００７４】
すなわち、本実施例に係る微分制御型デマンド削減装置及び電力調整装置は、微分制御を用いることで、速やかにかつ高精度に電力の制御を行うことができるため、空調の快適さを保ちつつ、デマンドを削減することができる。
【００７５】
さらに、本実施例に係る微分制御型デマンド削減装置及び電力調整装置は、既存設置（受電点２１、積算電力計２２、パルス検出部２３、目標値設定部２４、及び、デマンド監視部２５）の警報信号を利用して、自動運転が可能であるため、上記特許文献２のごとく、電力調整装置の全ての構成を一から新設する必要がなく、納入コストを大幅に低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、微分制御型デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置として好適である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  微分制御型デマンド削減装置
１１  判断部
１２  制御部
１３  操作部
１３Ａ  変換回路
２１  受電点
２２  積算電力計
２３  パルス検出部
２４  目標値設定部
２５  デマンド監視部
２５ａ  同期命令押ボタン
３１  第２信号発生装置
３２  交流電源
３３  モータ
３４  インバータ
３５  自動信号切り替え器
３６  第１信号発生装置
３７  モータ制御手段
４１，４３，４５，４７，４９  出力回路部
４２，４４，４６，４８，５０  スイッチ回路部
【図１】
2018121497.tif 000003
【図２】
2018121497.tif 000004
【図３】
2018121497.tif 000005
【図４】
2018121497.tif 000006
【図５】
2018121497.tif 000007
【図６】
2018121497.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月31日(2017.3.31)
【手続補正１】
【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】
受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御するデマンド削減装置であって、
前記一定時間の範囲において、第１の所定時刻に外部からの警報信号を検知すると、処理指令信号を出力する判断部と、
前記処理指令信号に基づき、電力量を、前記警報信号を検知した時点での第１所定電力量より小さく０より大きい第２所定電力量に急減させ、前記第１の所定時刻より後かつ前記一定時間終了以前の第２の所定時刻までの間に、前記積算電力量が目標積算電力量以下となる範囲で、電力量を漸増させる制御信号を出力する制御部とを備える
ことを特徴とするデマンド削減装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記第１の所定時刻のタイミングに応じて、異なる前記処理指令信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のデマンド削減装置。
【請求項３】
前記制御信号に基づき、実際に前記負荷を操作する操作信号を出力する操作部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデマンド削減装置。
【請求項４】
前記操作部は、並列接続された複数のコンデンサ、及び、該複数のコンデンサ間に配置された複数のスイッチを有する増幅器を備え、
前記制御信号は、前記スイッチの接断を切り替えるとともに、前記コンデンサを介して前記増幅器に電圧を出力する信号であるものとする
ことを特徴とする請求項３に記載のデマンド削減装置。
【請求項５】
前記操作部は、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数を組み合わせることにより構成される
ことを特徴とする請求項３に記載のデマンド削減装置。
【請求項６】
前記操作部は、該操作部の本体とは別体として、一部又は全ての前記負荷ごとに、前記操作信号を単数あるいは複数のステップ状の電気接点信号に変換し、前記負荷へ出力する変換回路を備える
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載のデマンド削減装置。
【請求項７】
請求項１から６いずれか一項に記載のデマンド削減装置と、
前記受電点に接続され前記積算電力量を計測する積算電力計と、
前記目標積算電力量を設定する目標値設定部と、
前記積算電力計と同期しており、前記積算電力計で計測された前記積算電力量と前記目標値設定部で設定された目標積算電力量とを比較し、前記一定時間のうちに前記積算電力量が前記目標積算電力量を超えると予測された場合に、前記警報信号を出力するデマンド監視部とを備える
ことを特徴とする電力調整装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力会社の電気料金（家庭用電力料金を除く）は、契約電力で決まる「基本料金（＝契約電力×料金単価）」と、電力使用量で決まる「電力量料金」により計算される。このうち、契約電力は、わずか、３０分の平均電力でその後一年間の基本料金が決定される。
【０００３】
つまり、電力基本料金は、３０分毎の最大最高値（１／１７５２０＝３６５×２４×２の確率）を一年間払い続ける規定となっている。ここで、空調の消費電力が最も大きく、空調・照明の消費電力を合わせると、約７２％を占める。そのため、節電対策として、これらの分野の節電は極めて有効である。
【０００４】
屋上等に多数設置される空調機械の室外機は、各々の室内機からの信号で電動機が運転されている。そのため、各室外機は他の室外機と連携する事なく勝手に運転状態が変化している。したがって、室外機が同時に高出力で運転され、デマンド（需用電力量）が上昇する場合が発生する。
【０００５】
そこで、デマンド制御により、複数の空調機械の室外機に対する協調運転を行う技術がある。デマンド制御とは、空調室外機の同時投入を避けてデマンドの上昇を回避する制御のことである。言い換えると、デマンドの上昇が予測される場合には、一部の空調機械の室外機に対して運転操作信号（及び停止信号）を出力する運転制御を行う。
【０００６】
なお、電力負荷が小さいが重要度が中程度であり、制御すると気づく照明・コンセント等や、電力負荷が比較的大きいが重要度が中から大程度であり、制御すると困る生産機器・医療設備に対しては、デマンド制御は行われない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５４３３１０４号公報
【特許文献２】特許第５６０６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デマンド制御装置の一例として、上記特許文献１に記載された装置は、デマンド管理時間３０分間の途中（例として計測開始４〜２６分後）に予測制御を行うものであり、目標の積算電力量を超えることが予測されると、管理時間の後半は空調機械の電源を完全にＯＦＦとしてしまい、空調の快適さを損なう。
【０００９】
デマンド制御装置の他の例として、上記特許文献２は、事業所（企業、狭義では工場又は建物等）の消費電力を任意の目標設定値に向かって自由に制御できることを可能にするものであり、空調機械の電源を完全にＯＦＦにせず、快適さを損なうことがない。さらに、二酸化炭素の削減実現のための一方的な消費電力削減を原因とした生産性の低下を回避して、適切な目標値管理のもとに効率的な生産量の確保と消費電力量の削減を実現することができる。
【００１０】
このことにより、改正省エネ法(平成２０年施行、消費電力５％／５年削減)を順守しながら生産能力いっぱいに目標消費電力を制御可能となる。例えば、毎年約１％ずつ企業の消費電力を低減して、改正省エネ法等の社会的義務を順守しながら最大生産力を維持することが可能となる。また、この技術を既存あるいは新築建物等に採用することによって需用電力のピークを抑えて、電力網での安定に寄与できるので、電力インフラの低減、さらに二酸化炭素の発生を低減することが可能となる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２では、電力調整装置の全ての構成を一から新設しなければならず、納入コストが嵩み、特に既存建築には不向きであった。
【００１２】
本発明では、上記技術的課題に鑑み、納入コストを抑えた上で、空調の快適さを保ちつつデマンドを削減する、デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置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】
【００１３】
上記課題を解決する第１の発明に係るデマンド削減装置は、
受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御するデマンド削減装置であって、
前記一定時間の範囲において、第１の所定時刻に外部からの警報信号を検知すると、処理指令信号を出力する判断部と、
前記処理指令信号に基づき、電力量を、前記警報信号を検知した時点での第１所定電力量より小さく０より大きい第２所定電力量に急減させ、前記第１の所定時刻より後かつ前記一定時間終了以前の第２の所定時刻までの間に、前記積算電力量が目標積算電力量以下となる範囲で、電力量を漸増させる制御信号を出力する制御部とを備える
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第２の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第１の発明に係るデマンド削減装置において、
前記判断部は、前記第１の所定時刻のタイミングに応じて、異なる前記処理指令信号を出力する
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第３の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第１又は２の発明に係るデマンド削減装置において、
前記制御信号に基づき、実際に前記負荷を操作する操作部をさらに備える
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第４の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第３の発明に係るデマンド削減装置において、
前記操作部は、並列接続された複数のコンデンサ、及び、該複数のコンデンサ間に配置された複数のスイッチを有する増幅器を備え、
前記制御信号は、前記スイッチの接断を切り替えるとともに、前記コンデンサを介して前記増幅器に電圧を出力する信号であるものとする
ことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第５の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第３の発明に係るデマンド削減装置において、
前記操作部は、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数を組み合わせることにより構成される
ことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第６の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第３から５のいずれか一つの発明に係るデマンド削減装置において、
前記操作部は、該操作部の本体とは別体として、一部又は全ての前記負荷ごとに、前記操作信号を単数あるいは複数のステップ状の電気接点信号に変換し、前記負荷へ出力する変換回路を備える
ことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第７の発明に係る電力調整装置は、
上記第１から６のいずれか一つの発明に係るデマンド削減装置と、
前記受電点に接続され前記積算電力量を計測する積算電力計と、
前記目標積算電力量を設定する目標値設定部と、
前記積算電力計と同期しており、前記積算電力計で計測された前記積算電力量と前記目標値設定部で設定された目標積算電力量とを比較し、前記一定時間のうちに前記積算電力量が前記目標積算電力量を超えると予測された場合に、前記警報信号を出力するデマンド監視部とを備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るデマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置によれば、従来型の構造的な欠陥である検出時間の遅れを、消費電力の制御、例えば微分制御によって改善することができるので、納入コストを抑えた上で、空調の快適さを保ちつつデマンドを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る電力調整装置全体を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における判断部による制御を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施例における制御部による制御を説明するグラフである。（ａ）は警報信号が時刻ｔA1に入力された場合のグラフ、（ｂ）は警報信号が時刻ｔB1に入力された場合のグラフである。
【図４】本発明の実施例における操作部及び空調機械の電気回路図の一例である。
【図５】本発明の実施例における変換回路の回路図の一例である。
【図６】本発明の実施例における変換回路による制御を説明する図３（ａ）に対応したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係るデマンド削減装置は、受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御するデマンド削減装置である。以下、本発明に係るデマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置について、実施例にて図面を用いて説明する。
【００２３】
［実施例］
図１は、本実施例に係る電力調整装置全体を示すブロック図である。図１には、まず、受電点２１、積算電力計２２、パルス検出部２３、目標値設定部２４、及び、デマンド監視部２５が示されている。
【００２４】
受電点２１を介して電力会社から電力が供給される全ての負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のうち、電力の自動制御が可能な負荷（自動制御可能負荷）Ａ１，Ａ２，Ａ３に対してのみを目標値に制御するための操作信号を出力する。
【００２５】
負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３は、空調機械であり、自動制御可能負荷である。自動制御可能負荷には、他に、排気施設も含む。一方、負荷Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、生産機械、照明機器、医療機械、厨房機械等であり、自動制御可能負荷に含まれない。なお、電力の自動制御が可能か否かは、一般的に、デマンド（需要電力量）の上昇を回避するデマンド制御の対象となる負荷となるか否かにより判断可能である。
【００２６】
積算電力計２２は、受電点２１に接続され積算電力量［ｋＷｈ］を計測するものである。パルス検出部２３は、積算電力計２２から出力されたパルス信号に基づき、積算電力量（実測積算電力量）を入力するものである。目標値設定部２４は、積算電力量の目標値（目標積算電力量）を設定するものである。
【００２７】
デマンド監視部２５は、パルス検出部２３から入力した実測積算電力量と、目標値設定部２４から入力された目標積算電力量とを比較する。具体的には、管理時間である３０分間（一定時間）の中において、数秒又は数分間隔で、積算電力計２２からパルス検出部２３に入力されるパルス信号に基づき、管理時間３０分時点の積算電力量を予測し、予め目標値設定部２４から入力された目標積算電力量と比較する。
【００２８】
そして、予測した積算電力量が目標積算電力量を超える場合、デマンド監視部２５は、警報ブザーとともに警報信号を出力する。なお、この警報信号は従来から発信されていたものであるが、従来はこの信号が使用されない場合が多く、無駄になっていたものである。また従来は、警報ブザーが鳴ると、作業者により負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３の電源をＯＦＦにしたり温度設定を弱めたりしていた。
【００２９】
さらに、デマンド監視部２５には、同期命令押ボタン２５ａが設けられている。同期命令押ボタン２５ａは、手動又は自動により積算電力計２２による計測開始と同期をとるためのボタンである。
【００３０】
例えば、携帯電話を持った作業員を積算電力計２２の前に立たせ、積算電力計２２による電力量の計測開始時（その時に、メータが０となる）に携帯電話により、デマンド監視部２５の前に立った作業員に連絡して、同期命令押ボタン２５ａを押すのである。
【００３１】
同期命令押ボタン２５ａを押すことで、積算電力計２２による電力量の計測開始時にデマンド監視部２５の動作が開始される。また、後述するデマンド削減装置１０に備わる判断部１１に、デマンド監視部２５から同期信号が入力され、判断部１１も同期する。
【００３２】
なお、同期命令押ボタン２５ａによる同期は、厳密な意味ではなく、大まかな意味で略同時に投入されれば十分である。既に説明したごとくデマンド制御は３０分単位で行われるため、秒単位でのずれは無視できるからである。
【００３３】
デマンド監視部２５は、 同期命令押ボタン２５ａが投入されると同時に時間を計測し、デマンド制御をスタートする。デマンド監視部２５に内蔵されるタイマー（図示略）には、主電源のＯＮ／ＯＦＦに関係なく、継続して時間を計測できるように、待機電力、あるいは、内部バッテリにより計測を維持する機能を持たせる。このように、タイマー３０による時間の計測を継続できれば、同期命令押ボタン２５ａによる同期は、頻繁に行う必要はなく、年に１回程度で十分である。
【００３４】
ここで、本実施例に係るデマンド削減装置について説明する。本実施例に係るデマンド削減装置（デマンド削減装置１０）は、判断部１１、制御部１２及び操作部１３を備えている。
【００３５】
図２は、判断部１１による制御を説明するフローチャートである。判断部１１は、デマンド監視部２５が出力した同期信号及び警報信号を検知し、これらの信号に基づき、下記ステップＳ１〜Ｓ７の制御を行う。
【００３６】
ステップＳ１では、警報信号を入力したのが第１所定時間以内か否かを判断する。第１所定時間以内であればステップＳ２へ、第１所定時間を超えていればステップＳ３へ移行する。なお、ここでの「第１所定時間」とは、３０分毎の計測時間のうち例えば計測開始８分程度とする。
また、ステップＳ２では、制御部１２へ第１処理指令信号を出力する。
【００３７】
ステップＳ３では、警報信号を入力したのが第２所定時間以内か否かを判断する。第２所定時間以内であればステップＳ４へ、第２所定時間を超えていればステップＳ５へ移行する。なお、ここでの「第２所定時間」とは、３０分毎の計測時間のうち例えば計測開始１５分程度とする。
また、ステップＳ４では、制御部１２へ第２処理指令信号を出力する。
【００３８】
ステップＳ５では、警報信号を入力したのが第３所定時間以内か否かを判断する。第３所定時間以内であればステップＳ６へ、第３所定時間を超えていればステップＳ７へ移行する。なお、ここでの「第３所定時間」とは、３０分毎の計測時間のうち例えば計測開始２２分程度とする。
また、ステップＳ６では、制御部１２へ第３処理指令信号を出力し、ステップＳ７では、制御部１２へ第４処理指令信号を出力する。
【００３９】
なお、上述の各所定時間の関係は、少なくとも、「０分間＜第１所定時間＜第２所定時間＜第３所定時間＜３０分間」が成り立つものとする。
【００４０】
制御部１２は、判断部１１から入力した上記処理指令信号、及び、デマンド監視部２５から入力した実測積算電力量を示す信号に基づき、電力制御を行う。図３は、制御部１２による制御を説明するグラフであり、縦軸は電力［ｋＷ］、横軸は時間［分］を表している。
【００４１】
図３（ａ）は、一例として警報信号が時刻ｔA1（第１の所定時刻）に入力された場合のグラフである。ここでは、時刻ｔA1が上述した第１所定時間以内であるものとする。
【００４２】
制御部１２は、電力に対し時刻ｔA1から微分制御を行う。具体的には、第１処理指令信号及び実測積算電力量を示す信号に基づき、時刻ｔA1の時点の電力ＰA2（第２所定電力量）、微分制御による時刻ｔA1からの電力の増加曲線、及び、電力の微分制御を終了する時刻ｔA2（第２の所定時刻）を決定する制御信号を操作部１３へ出力する。
【００４３】
なお、微分制御開始前（警報信号を検知した時点）の電力［ｋＷ］をＰA1（第１所定電力量）とすると、０＜ＰA2＜ＰA1となる。また、時刻ｔA2から３０分までの電力は一定の値となるようにする。そして、０分から３０分までの積算電力量（図３（ａ）の斜線で示した面積の部分に相当）が、上述した目標積算電力量あるいはそれ以下となるようにする。
【００４４】
図３（ｂ）は、一例として警報信号が時刻ｔB1（第１の所定時刻）に入力された場合のグラフである。ここでは、時刻ｔB1が上述した第２所定時間を超え、かつ第３所定時間以内であるものとする。
【００４５】
制御部１２は、電力に対し時刻ｔB1から微分制御を行う。具体的には、第３処理指令信号及び実測積算電力量を示す信号に基づき、時刻ｔB1の時点の電力ＰB2、微分制御による時刻ｔB1からの電力の増加曲線、及び、電力の微分制御を終了する時刻ｔB2（第２の所定時刻）を決定する制御信号を操作部１３へ出力する。
【００４６】
なお、微分制御開始前の電力［ｋＷ］をＰB1とすると、０＜ＰB2＜ＰB1となる。また、時刻ｔB2から３０分までの電力は一定の値となるようにする。そして、０分から３０分までの積算電力量（図３（ｂ）の斜線で示した面積の部分に相当）が、上述した目標積算電力量あるいはそれ以下となるようにする。
【００４７】
上述のようにして、制御部１２は、判断部１１がデマンド監視部２５から警報指令を入力した（第１所定時刻の）タイミングによって異なる上記処理指令信号に応じて、電力量に対して微分制御を行う。
【００４８】
操作部１３は、制御部１２から入力した制御信号に基づき、負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３を実際に操作する操作信号を出力する。操作信号は、負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３の仕様に合わせて、アナログ信号、デジタル信号、ＯＮ‐ＯＦＦ接点信号、電圧信号、油圧、水圧、空気圧、光信号、あるいは、音声信号として、負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３に送るようにしてもよい。
【００４９】
図４は、操作部１３及び空調機械（負荷Ａ１，Ａ２，Ａ３）の電気回路図の一例である。操作部１３は、増幅器を備えており、入力側から順に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１〜Ｃ４が配されている。コンデンサＣ１〜Ｃ４は並列接続されており、それぞれの間には回路の接断を切り替えるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が設けられている。
【００５０】
制御部１２は、操作部１３の入力側から、計装用標準信号である直流アナログ信号を出力する。同時に制御部１２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接断を切り替える。すなわち、上記制御信号は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接断を切り替えるとともに、増幅器に電圧を出力する信号であるものとする。
【００５１】
そして、増幅処理を行った後、操作部１３から、操作信号として、第２信号発生装置３１を介して、交流電源３２、モータ３３及びインバータ３４を備えた自動制御可能負荷である空調機械（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に出力する。
【００５２】
このようにして、図３（ａ）（ｂ）に示したごとくの微分制御による電力を、操作部１３において実現することができる。
【００５３】
空調機械（Ａ１）は、交流電源３２、モータ３３及びインバータ３４のほか、第１信号発生装置３６と第２信号発生装置３１とを切り替える自動信号切り替え器３５、及び、この自動信号切り替え器３５により切り替えられた信号に基づいてインバータ３４を制御して交流電源３２にてモータ３３を駆動するモータ制御手段３７を備えている。
【００５４】
第１信号発生装置３６は、室内温度センサ３８で検出された温度と、室内温度設定器３９で設定された温度との比較値に基づく信号を出力する。
【００５５】
自動信号切り替え器３５は、第１信号発生装置３６からの信号と、第２信号発生装置３１を経て出力される操作信号とを対比し、両者のうち大きい方に自動的に切り替える。
【００５６】
したがって、第２信号発生装置３１を経て出力される操作信号が、第１信号発生装置３６から出力される信号より大きい場合は、その操作信号に基づいて、実測積算電力量が目標積算電力量に近づくように、空調機械（Ａ１）が制御される。
【００５７】
また、空調機械によっては、ステップ状信号のみに対応している仕様のものもある。例えば、図４における空調機械（Ａ２）がステップ状信号のみに対応している場合、本実施例では、操作部１３が変換回路１３Ａを備えるものとする。
【００５８】
変換回路１３Ａは、操作部１３本体とは別体のものとして構成されており、図４に示すように、操作部１３本体の信号を伝送する回路が空調機械毎に分岐した位置に設けられ、操作部１３から出力された信号をステップ状信号に変換するものである。
【００５９】
図５は、変換回路１３Ａの回路図の一例である。図５に示すように、変換回路１３Ａは、出力回路部４１，４３，４５，４７，４９、及び、スイッチ回路部４２，４４，４６，４８，５０を備えている。
【００６０】
第１出力回路部４１は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第１基準電圧Ｖ１１を超えた場合に、第１スイッチ回路部４２にスイッチＯＮ信号を出力する。第１スイッチ回路部４２は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第１出力回路部４１から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（１））を出力する。
【００６１】
第２出力回路部４３は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第２基準電圧Ｖ２１を超えた場合に、第２スイッチ回路部４４にスイッチＯＮ信号を出力する。第２スイッチ回路部４４は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第２出力回路部４３から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（２））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（２）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６２】
第３出力回路部４５は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第３基準電圧Ｖ３１を超えた場合に、第３スイッチ回路部４６にスイッチＯＮ信号を出力する。第３スイッチ回路部４６は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第３出力回路部４５から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（３））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）（２）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（３）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６３】
第４出力回路部４７は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第４基準電圧Ｖ４１を超えた場合に、第４スイッチ回路部４８にスイッチＯＮ信号を出力する。第４スイッチ回路部４８は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第４出力回路部４７から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（４））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）（２）（３）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（４）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６４】
第５出力回路部４９は、操作部１３本体から出力された操作信号が、第５基準電圧Ｖ５１を超えた場合に、第５スイッチ回路部５０にスイッチＯＮ信号を出力する。第５スイッチ回路部５０は、スイッチＯＮ信号が無い状態においては、スイッチＯＦＦ状態でありステップ状信号を出力せず、第５出力回路部４９から出力されたスイッチＯＮ信号によりスイッチＯＮ状態となり、ステップ状信号（図５の白抜き矢印（５））を出力する。なおこのとき、白抜き矢印（１）（２）（３）（４）で示すステップ状信号は出力されたままの状態であり、白抜き矢印（５）で示すステップ状信号はそこに加算されるものとする。
【００６５】
ただし、上述の各基準電圧については、Ｖ１１＜Ｖ２１＜Ｖ３１＜Ｖ４１＜Ｖ５１＜＜Ｖ２であるものとする。
【００６６】
変換回路１３Ａは、操作部１３から出力された出力信号Ｖ２のレベルを検出して、例えば、図３（ａ）の消費電力制御を、図６のグラフに示すようにステップ状信号として、微分制御を実現するようにしてもよい。ただし、図６における、時刻ｔA1，ｔA2、及び、電力ＰA1，ＰA2は、それぞれ図３と同様である。また、図６のグラフ中の各白抜き矢印は、それぞれ図５の各白抜き矢印における同一数字のものと対応しており、各ステップ状信号が加算されていくことで、消費電力のグラフが漸増している状態を示している。
【００６７】
なお、上述ではステップ状信号を５段のステップ状信号としているが、本実施例は、ステップ状信号の段数を限定するものではなく、出力回路部及びスイッチ回路部の配置数の増減により、ステップ状信号の段数を変更してもよい。さらには、単数のステップ状信号としてもよい。
【００６８】
以上が変換回路１３Ａについての説明である。すなわち、操作部１３は、操作部１３本体とは別に、操作部本体から出力する操作信号をステップ状の電気接点信号に変換し、空調機械へ出力する変換回路１３Ａを備えるものである（ただし、図４においては、空調機械（Ａ２）のみに変換回路１３Ａが設けられているが、本実施例は変換回路１３Ａの数を限定するものではない。すなわち、変換回路１３Ａは、一部の空調機械に設けられていてもよく、全ての空調機械に設けられていてもよい）。このように、変換回路１３Ａを備えることで、既存の他機種の空調機用集中リモコンや個別リモコンあるいは室外機に対応することができるようになる。
【００６９】
なお、上述した操作部１３は、制御部１２によってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接断を切り替えることで、電力の曲線を変化させることができるとしたが、抵抗Ｒ１を可変とし、制御部１２によって抵抗Ｒ１を切り替えるようにしても同様の操作信号を出力可能である。
【００７０】
また、上述した操作部１３は、集中リモコンを想定し、各空調機械（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に一度に操作信号を送るものとしてあるが、各空調機械（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に対して各々操作信号を出力する個別リモコンを用いてもよい。または、操作信号を直接入力する室外機等を用いてもよい。
【００７１】
さらに、操作部１３の回路構成については、図４に図示した構成だけでなく、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数の組み合わせを用いることにより、構成されるものとする。
【００７２】
このようにして、本実施例に係るデマンド削減装置及び電力調整装置は、デマンドを削減することができ、結果として二酸化炭素を削減する効果を奏する。
【００７３】
また、本実施例に係るデマンド削減装置及び電力調整装置は、電力を微分制御により調整しているため、上記特許文献１のごとく、空調機械を完全に停止する必要がなく、空調の快適さを保つことができる。
【００７４】
すなわち、本実施例に係るデマンド削減装置及び電力調整装置は、微分制御を用いることで、速やかにかつ高精度に電力の制御を行うことができるため、空調の快適さを保ちつつ、デマンドを削減することができる。
【００７５】
さらに、本実施例に係るデマンド削減装置及び電力調整装置は、既存設置（受電点２１、積算電力計２２、パルス検出部２３、目標値設定部２４、及び、デマンド監視部２５）の警報信号を利用して、自動運転が可能であるため、上記特許文献２のごとく、電力調整装置の全ての構成を一から新設する必要がなく、納入コストを大幅に低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、デマンド削減装置及びそれを用いた電力調整装置として好適である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  デマンド削減装置
１１  判断部
１２  制御部
１３  操作部
１３Ａ  変換回路
２１  受電点
２２  積算電力計
２３  パルス検出部
２４  目標値設定部
２５  デマンド監視部
２５ａ  同期命令押ボタン
３１  第２信号発生装置
３２  交流電源
３３  モータ
３４  インバータ
３５  自動信号切り替え器
３６  第１信号発生装置
３７  モータ制御手段
４１，４３，４５，４７，４９  出力回路部
４２，４４，４６，４８，５０  スイッチ回路部
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月16日(2017.6.16)
【手続補正１】
【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】
受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御するデマンド削減装置であって、
前記一定時間の範囲において、外部からの警報信号を検知すると、検知した時刻に応じて異なる処理指令信号を出力する判断部と、
前記積算電力量が目標積算電力量以下となるように、前記時刻における電力量を急減させた後に漸増させる、複数種類の微分制御の制御信号の中から、前記処理指令信号に基づき選択した制御信号を出力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記時刻が早いほど、前記電力量を急減させる際に減少幅の大きい微分制御を行う制御信号を選択する
ことを特徴とするデマンド削減装置。
【請求項２】
前記制御信号に基づき、実際に前記負荷を操作する操作信号を出力する操作部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のデマンド削減装置。
【請求項３】
前記操作部は、並列接続された複数のコンデンサ、及び、該複数のコンデンサ間に配置された複数のスイッチを有する増幅器を備え、
前記制御信号は、前記スイッチの接断を切り替えるとともに、前記コンデンサを介して前記増幅器に電圧を出力する信号であるものとする
ことを特徴とする請求項２に記載のデマンド削減装置。
【請求項４】
前記操作部は、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数を組み合わせることにより構成される
ことを特徴とする請求項２に記載のデマンド削減装置。
【請求項５】
前記操作部は、該操作部の本体とは別体として、一部又は全ての前記負荷ごとに、前記操作信号を単数あるいは複数のステップ状の電気接点信号に変換し、前記負荷へ出力する変換回路を備える
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のデマンド削減装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のデマンド削減装置と、
前記受電点に接続され前記積算電力量を計測する積算電力計と、
前記目標積算電力量を設定する目標値設定部と、
前記積算電力計と同期しており、前記積算電力計で計測された前記積算電力量と前記目標値設定部で設定された目標積算電力量とを比較し、前記一定時間のうちに前記積算電力量が前記目標積算電力量を超えると予測された場合に、前記警報信号を出力するデマンド監視部とを備える
ことを特徴とする電力調整装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記課題を解決する第１の発明に係るデマンド削減装置は、
受電点を介して電力会社から電力が供給される負荷のうち、電力の自動制御が可能な負荷に対して、一定時間毎の積算電力量を制御するデマンド削減装置であって、
前記一定時間の範囲において、外部からの警報信号を検知すると、検知した時刻に応じて異なる処理指令信号を出力する判断部と、
前記積算電力量が目標積算電力量以下となるように、前記時刻における電力量を急減させた後に漸増させる、複数種類の微分制御の制御信号の中から、前記処理指令信号に基づき選択した制御信号を出力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記時刻が早いほど、前記電力量を急減させる際に減少幅の大きい微分制御を行う制御信号を選択する
ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記課題を解決する第２の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第１の発明に係るデマンド削減装置において、
前記制御信号に基づき、実際に前記負荷を操作する操作部をさらに備える
ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記課題を解決する第３の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第２の発明に係るデマンド削減装置において、
前記操作部は、並列接続された複数のコンデンサ、及び、該複数のコンデンサ間に配置された複数のスイッチを有する増幅器を備え、
前記制御信号は、前記スイッチの接断を切り替えるとともに、前記コンデンサを介して前記増幅器に電圧を出力する信号であるものとする
ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記課題を解決する第４の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第２の発明に係るデマンド削減装置において、
前記操作部は、デジタル信号処理回路、アナログ信号処理回路、マシン語処理回路、電気リレー信号回路のうち、いずれか一つあるいは複数を組み合わせることにより構成される
ことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記課題を解決する第５の発明に係るデマンド削減装置は、
上記第２から４のいずれか一つの発明に係るデマンド削減装置において、
前記操作部は、該操作部の本体とは別体として、一部又は全ての前記負荷ごとに、前記操作信号を単数あるいは複数のステップ状の電気接点信号に変換し、前記負荷へ出力する変換回路を備える
ことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記課題を解決する第６の発明に係る電力調整装置は、
上記第１から５のいずれか一つの発明に係るデマンド削減装置と、
前記受電点に接続され前記積算電力量を計測する積算電力計と、
前記目標積算電力量を設定する目標値設定部と、
前記積算電力計と同期しており、前記積算電力計で計測された前記積算電力量と前記目標値設定部で設定された目標積算電力量とを比較し、前記一定時間のうちに前記積算電力量が前記目標積算電力量を超えると予測された場合に、前記警報信号を出力するデマンド監視部とを備える
ことを特徴とする。