(57)【要約】【課題】三相のいずれかに割り当てられた複数の制御ループの操作量を上限処理することにより電力使用量の総和を抑制する際に、偶然発生し得る各相間の電力消費格差を抑制して、三相交流の相間バランスを改善する。【解決手段】グループ登録部２６が、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられたｎ個（ｎは２以上の整数）の制御ループｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングした結果を登録し、同時変更検出部２７が、制御ループｉに対する設定値ＳＰｉの同時変更を検出し、設定値操作部２８が、設定値ＳＰｉの同時変更が検出された場合、グループごとに異なるタイミングで制御ループｉに設定値ＳＰｉの変更を送信する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられたｎ個（ｎは２以上の整数）の制御ループｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングした結果を登録するグループ登録部と、
前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉの同時変更を検出する同時変更検出部と、
前記設定値ＳＰｉの同時変更が検出された場合、前記グループごとに異なるタイミングで前記制御ループｉに設定値ＳＰｉの変更を送信する設定値操作部と、
定常状態において、前記制御ループｉの制御アクチュエータでのエネルギー使用量の総和が指定された一定値を超えないように、各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出し、この操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて各制御ループｉの制御アクチュエータに対する操作量ＭＶｉの上限処理を行う電力総和抑制制御部と
を備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力総和抑制制御装置において、
前記電力総和抑制制御部は、
前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉから前記各制御ループｉの電力余裕を算出し、これら電力余裕が公平な状態に近づくように、これら電力余裕の比率に基づいて前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する電力抑制部と、
前記各制御ループｉごとに設けられて、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループｉの制御アクチュエータに出力する制御部とを備え、
前記設定値操作部は、前記グループのうち先行して設定値ＳＰｉを変更する先行グループに属する制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉが上昇して安定する時間よりも長い時間ＴＸだけ、前記グループのうち先行グループ以外の遅延グループに属する制御ループｉの設定値ＳＰｉの変更を遅延させる
ことを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力総和抑制制御装置において、
前記同時変更検出部は、前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉが基準値ＲＳ以上となったことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定することを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電力総和抑制制御装置において、
前記同時変更検出部は、前記制御ループｉによる制御が稼働状態ではないＲＥＡＤＹモードから稼働状態であるＲＵＮモードへ切り替えられたことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定することを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の電力総和抑制制御装置において、
前記電力総和抑制制御部は、
前記各制御ループｉの制御アクチュエータでの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷを入力する割当総電力入力部と、
前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉを入力する電力値入力部と、
前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを入力する最大出力時電力値入力部と、
前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉと前記消費電力値ＣＴｉとに基づいて、前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉを算出する電力余裕算出部と、
前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉの総和である最大総電力ＢＸを算出する最大総電力算出部と、
前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉの総和である電力余裕総量ＲＷを算出する電力余裕総量算出部と、
前記最大総電力ＢＸと前記割当総電力ＰＷとに基づいて、削減すべき総電力量である電力削減総量ＳＷを算出する電力削減総量算出部と、
前記電力余裕ＣＴｒｉと前記電力余裕総量ＲＷと前記電力削減総量ＳＷとに基づいて、前記各制御ループｉで削減すべき電力量である電力削減割当量ＣＴｓｉを算出する電力削減割当量算出部と、
前記電力削減割当量ＣＴｓｉと前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉとに基づいて、前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する出力上限値算出部と
をさらに備えることを特徴とする電力総和抑制制御装置。
【請求項６】
Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられたｎ個（ｎは２以上の整数）の制御ループｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングした結果を登録するグループ登録ステップと、
前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉの同時変更を検出する同時変更検出ステップと、
前記設定値ＳＰｉの同時変更が検出された場合、前記グループごとに異なるタイミングで前記制御ループｉに設定値ＳＰｉの変更を送信する設定値操作ステップと、
定常状態において、前記制御ループｉの制御アクチュエータでのエネルギー使用量の総和が指定された一定値を超えないように、各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出し、この操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて各制御ループｉの制御アクチュエータに対する操作量ＭＶｉの上限処理を行う電力総和抑制制御ステップと
を備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力総和抑制制御方法において、
前記電力総和抑制制御ステップは、
前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉから前記各制御ループｉの電力余裕を算出し、これら電力余裕が公平な状態に近づくように、これら電力余裕の比率に基づいて前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する電力抑制ステップと、
前記各制御ループｉごとに設けられて、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備え、
前記設定値操作ステップは、前記グループのうち先行して設定値ＳＰｉを変更する先行グループに属する制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉが上昇して安定する時間よりも長い時間ＴＸだけ、前記グループのうち先行グループ以外の遅延グループに属する制御ループｉの設定値ＳＰｉの変更を遅延させる
ことを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の電力総和抑制制御方法において、
前記同時変更検出ステップは、前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉが基準値ＲＳ以上となったことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定することを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項９】
請求項６または請求項７に記載の電力総和抑制制御方法において、
前記同時変更検出ステップは、前記制御ループｉによる制御が稼働状態ではないＲＥＡＤＹモードから稼働状態であるＲＵＮモードへ切り替えられたことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定することを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９のいずれか１つに記載の電力総和抑制制御方法において、
電力総和抑制制御ステップが、
前記各制御ループｉの制御アクチュエータでの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷを入力する割当総電力入力ステップと、
前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉを入力する電力値入力ステップと、
前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを入力する最大出力時電力値入力ステップと、
前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉと前記消費電力値ＣＴｉとに基づいて、前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉを算出する電力余裕算出ステップと、
前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉの総和である最大総電力ＢＸを算出する最大総電力算出ステップと、
前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉの総和である電力余裕総量ＲＷを算出する電力余裕総量算出ステップと、
前記最大総電力ＢＸと前記割当総電力ＰＷとに基づいて、削減すべき総電力量である電力削減総量ＳＷを算出する電力削減総量算出ステップと、
前記電力余裕ＣＴｒｉと前記電力余裕総量ＲＷと前記電力削減総量ＳＷとに基づいて、前記各制御ループｉで削減すべき電力量である電力削減割当量ＣＴｓｉを算出する電力削減割当量算出ステップと、
前記電力削減割当量ＣＴｓｉと前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉとに基づいて、前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する出力上限値算出ステップと
をさらに備えることを特徴とする電力総和抑制制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制御ループを備えたマルチループ制御系の制御装置および制御方法に係り、特に定常状態においてエネルギー使用量（例えば電力使用量）が指定された一定値を超えないように、かつ外乱抑制特性が可能な限り損なわれないように、制御を行う電力総和抑制制御装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題に起因する法改正などに伴い、工場や生産ラインのエネルギー使用量管理が強く求められている。工場内の加熱装置や空調機器は特にエネルギー使用量の大きな設備装置であるため、エネルギー使用量の上限を、本来備える最大量よりも低く抑えるように管理されることが多い。例えば電力を使用する設備装置では、電力デマンド管理システムからの指示により、特定の電力使用量以内に制限する運用が行われている。
【０００３】
特に複数の電気ヒータを備える加熱装置では、立ち上げ時（複数の電気ヒータが設置されている領域の一斉昇温時）に同時供給される総電力を抑制するために、特許文献１−２のような手法が提案されている。これら手法では、ＰＩＤ制御演算部の操作量上限値（操作量ＭＶの上限リミット値）を操作することで、設定値変更による昇温時の総電力を指定された値以下に抑制できる。
【０００４】
具体的には、特許文献１の手法では、各制御ループｉの消費エネルギー値を取得し、消費エネルギー値から各制御ループｉのエネルギー余裕を算出し、このエネルギー余裕の総和に対する各制御ループｉのエネルギー余裕の比率と割当総エネルギーに基づいて各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出することにより、各制御ループｉのエネルギー余裕が公平な状態に近づくように操作量出力上限値ＯＨｉを算出している。
これにより、複数の制御系に関し、定常状態においてエネルギー使用量が割当総エネルギーを超えないように、かつ外乱抑制特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。
【０００５】
また、特許文献２の手法では、各制御ループｉの操作量ＭＶｉを現在値から特定の出力値にした場合の制御量変化時間を推定し、各制御ループｉの制御量ＰＶｉを制御量変化時間の間に設定値ＳＰｉの変更に応じた量だけ変化させるのに必要な操作量である必要出力ＭＵｉを推定し、この必要出力ＭＵｉから各制御アクチュエータの使用エネルギーの総和である使用エネルギー総量を算出し、この使用エネルギー総量が割当総エネルギーを超えない必要出力ＭＵｉの組み合わせを探索して、最終的に得られた必要出力ＭＵｉを各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉとして設定している。
【０００６】
これにより、複数の制御系に関し、ステップ応答制御（設定値ＳＰｉのステップ変更が行われ、制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従のために制御機能が利用されている状態）においてエネルギー使用量が割当総エネルギーを超えないように、かつ制御量ＰＶｉの設定値ＳＰｉへの追従特性が可能な限り損なわれないように、制御を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−０４８３７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−０４８５３３号公報
【特許文献３】特開２０１３−０６６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＩＤ制御演算部の操作量上限値ＯＨを操作する場合、温度制御のアクチュエータが単相電気ヒータであれば、相間バランスに配慮しなければならない。
ここで相間バランスとは、三相交流のＲ相，Ｓ相，Ｔ相について電力消費側で保つべき平衡性のことである。特許文献３に示されるように、電力変換装置レベルでの対応策などは提案されているが、単相電気ヒータを複数使用する際は、各相をバランスよく使用するように設計したとしても、操作量上限値ＯＨを操作すると、予め想定できないバランスになる。
【０００９】
例えば理解しやすい形として、ＲＳ相，ＳＴ相，ＴＲ相あるいはＲ相，Ｓ相，Ｔ相とニュートラル（以下、簡略的にそれぞれＲ相，Ｓ相，Ｔ相と記載）にそれぞれ４００Ｗと３００Ｗの単相電気ヒータを１個ずつ独立に割当てる６ヒータ系を想定する。６個全てのヒータについて、ＰＩＤ制御の操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨ＝１００％でリミットされる状態ＭＶ＝１００％であれば、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相ともに７００Ｗずつの電力消費状態（４００Ｗ＋３００Ｗ）になり、設計通りの相間バランスが得られた状態ということになる。
【００１０】
一方、操作量上限値ＯＨを操作することにより、偶然２個のＲ相の操作量上限値ＯＨが高めの９０％になり、偶然２個のＳ相の操作量上限値ＯＨが８０％になり、偶然２個のＴ相の操作量上限値ＯＨが低めの７０％になると、Ｒ相６３０Ｗ（ＭＶ＝９０％に伴い３６０Ｗ＋２７０Ｗ＝６３０Ｗ），Ｓ相５６０Ｗ（ＭＶ＝８０％に伴い３２０Ｗ＋２４０Ｗ＝５６０Ｗ），Ｔ相４９０Ｗ（ＭＶ＝７０％に伴い２８０Ｗ＋２１０Ｗ＝４９０Ｗ）という状態になる。最大差の比率は６３０Ｗ／４９０Ｗ＝１．２９となり、約１．３倍の格差になる。あくまでも単純な例であるが、不適切な状態に陥り得るということであり、改善が求められている。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、制御ループｉの操作量ＭＶｉを上限処理することにより電力使用量の総和を抑制する際に、偶然発生し得る各相間の電力消費格差を抑制して、三相交流の相間バランスを改善できる電力総和抑制制御技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明にかかる電力総和抑制制御装置は、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられたｎ個（ｎは２以上の整数）の制御ループｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングした結果を登録するグループ登録部と、前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉの同時変更を検出する同時変更検出部と、前記設定値ＳＰｉの同時変更が検出された場合、前記グループごとに異なるタイミングで前記制御ループｉに設定値ＳＰｉの変更を送信する設定値操作部と、定常状態において、前記制御ループｉの制御アクチュエータでのエネルギー使用量の総和が指定された一定値を超えないように、各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出し、この操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて各制御ループｉの制御アクチュエータに対する操作量ＭＶｉの上限処理を行う電力総和抑制制御部とを備えている。
【００１３】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御装置の一構成例は、前記電力総和抑制制御部が、前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉから前記各制御ループｉの電力余裕を算出し、これら電力余裕が公平な状態に近づくように、これら電力余裕の比率に基づいて前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する電力抑制部と、前記各制御ループｉごとに設けられて、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループｉの制御アクチュエータに出力する制御部とを備え、前記設定値操作部は、前記グループのうち先行して設定値ＳＰｉを変更する先行グループに属する制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉが上昇して安定する時間よりも長い時間ＴＸだけ、前記グループのうち先行グループ以外の遅延グループに属する制御ループｉの設定値ＳＰｉの変更を遅延させるようにしたものである。
【００１４】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御装置の一構成例は、前記同時変更検出部が、前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉが基準値ＲＳ以上となったことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御装置の一構成例は、前記同時変更検出部が、前記制御ループｉによる制御が稼働状態ではないＲＥＡＤＹモードから稼働状態であるＲＵＮモードへ切り替えられたことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御装置の一構成例は、前記電力総和抑制制御部が、前記各制御ループｉの制御アクチュエータでの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷを入力する割当総電力入力部と、前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉを入力する電力値入力部と、前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを入力する最大出力時電力値入力部と、前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉと前記消費電力値ＣＴｉとに基づいて、前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉを算出する電力余裕算出部と、前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉの総和である最大総電力ＢＸを算出する最大総電力算出部と、前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉの総和である電力余裕総量ＲＷを算出する電力余裕総量算出部と、前記最大総電力ＢＸと前記割当総電力ＰＷとに基づいて、削減すべき総電力量である電力削減総量ＳＷを算出する電力削減総量算出部と、前記電力余裕ＣＴｒｉと前記電力余裕総量ＲＷと前記電力削減総量ＳＷとに基づいて、前記各制御ループｉで削減すべき電力量である電力削減割当量ＣＴｓｉを算出する電力削減割当量算出部と、前記電力削減割当量ＣＴｓｉと前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉとに基づいて、前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する出力上限値算出部とをさらに備えている。
【００１７】
また、本発明にかかる電力総和抑制制御方法は、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられたｎ個（ｎは２以上の整数）の制御ループｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングした結果を登録するグループ登録ステップと、前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉの同時変更を検出する同時変更検出ステップと、前記設定値ＳＰｉの同時変更が検出された場合、前記グループごとに異なるタイミングで前記制御ループｉに設定値ＳＰｉの変更を送信する設定値操作ステップと、定常状態において、前記制御ループｉの制御アクチュエータでのエネルギー使用量の総和が指定された一定値を超えないように、各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出し、この操作量出力上限値ＯＨｉに基づいて各制御ループｉの制御アクチュエータに対する操作量ＭＶｉの上限処理を行う電力総和抑制制御ステップとを備えている。
【００１８】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御方法の一構成例は、前記電力総和抑制制御ステップが、前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉから前記各制御ループｉの電力余裕を算出し、これら電力余裕が公平な状態に近づくように、これら電力余裕の比率に基づいて前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する電力抑制ステップと、前記各制御ループｉごとに設けられて、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉを入力として制御演算により操作量ＭＶｉを算出し、操作量ＭＶｉを前記操作量出力上限値ＯＨｉ以下に制限する上限処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶｉを対応する制御ループｉの制御アクチュエータに出力する制御ステップとを備え、前記設定値操作ステップは、前記グループのうち先行して設定値ＳＰｉを変更する先行グループに属する制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉが上昇して安定する時間よりも長い時間ＴＸだけ、前記グループのうち先行グループ以外の遅延グループに属する制御ループｉの設定値ＳＰｉの変更を遅延させるようにしたものである。
【００１９】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御方法の一構成例は、前記同時変更検出ステップが、前記制御ループｉに対する設定値ＳＰｉが基準値ＲＳ以上となったことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定するようにしたものである。
【００２０】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御方法の一構成例は、前記同時変更検出ステップが、前記制御ループｉによる制御が稼働状態ではないＲＥＡＤＹモードから稼働状態であるＲＵＮモードへ切り替えられたことを検出したときに、前記同時変更を検出したと判定するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明にかかる上記電力総和抑制制御方法の一構成例は、電力総和抑制制御ステップが、前記各制御ループｉの制御アクチュエータでの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷを入力する割当総電力入力ステップと、前記各制御ループｉの消費電力値ＣＴｉを入力する電力値入力ステップと、前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを入力する最大出力時電力値入力ステップと、前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉと前記消費電力値ＣＴｉとに基づいて、前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉを算出する電力余裕算出ステップと、前記各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉの総和である最大総電力ＢＸを算出する最大総電力算出ステップと、前記各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉの総和である電力余裕総量ＲＷを算出する電力余裕総量算出ステップと、前記最大総電力ＢＸと前記割当総電力ＰＷとに基づいて、削減すべき総電力量である電力削減総量ＳＷを算出する電力削減総量算出ステップと、前記電力余裕ＣＴｒｉと前記電力余裕総量ＲＷと前記電力削減総量ＳＷとに基づいて、前記各制御ループｉで削減すべき電力量である電力削減割当量ＣＴｓｉを算出する電力削減割当量算出ステップと、前記電力削減割当量ＣＴｓｉと前記最大出力時消費電力値ＣＴｍｉとに基づいて、前記各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する出力上限値算出ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられた各制御ループが、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングされた状態で、これらグループごとに異なるタイミングで各制御ループの設定値が変更されるため、同時に電力抑制を受ける制御ループ数を削減できる。したがって、偶然発生し得る各相間の電力消費格差が大きくなり難い状態を維持することができ、結果として相間バランスを改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置を用いた加熱装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】電力総和抑制制御装置における制御系のブロック線図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる基本的な電力総和抑制制御動作を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態にかかる相間バランス改善動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態にかかる加熱装置の動作例を示す説明図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる相間バランス改善動作を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態にかかる相間バランス改善動作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】
【００２４】
［発明の原理］
まず、本発明の原理について説明する。
Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各相間の電力消費格差が特に大きくなる要因として、例えば多数の温度制御系における昇温時の大電力が、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の区別もなく、無制限に調整対象になることに着眼した。すなわち、大電力状態になれば制御ループ間での格差も大きくなりやすく、かつ多数の温度制御系にＲ相，Ｓ相，Ｔ相の区別がなければ、相間のアンバランスが偶然にも大きくなる余地が生じることになる。例えば、電力抑制度合の小さい制御系はＲ相ばかりになり、逆に電力抑制度合の大きい制御系はＴ相ばかりになるというようなことが発生する。
【００２５】
そこで、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の複数の制御系統を、電力消費のバランスが良くなるように複数のグループに予めグルーピングしておく。すなわち、個々のグループ内には、最大消費電力のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各総和が近づくように少数の制御ループがまとめられているように、予め登録する。そして、グループごとに設定値ＳＰ変更（昇温）のタイミングをずらすことにより、同時に電力抑制を受ける制御ループ数を削減できる。したがって、偶然発生し得る各相間の電力消費格差が、大きくなり難い状態を維持できるわけであり、これにより相間バランスを改善できることに想到した。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置を用いた加熱装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
この加熱装置１００は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉２と、加熱処理炉２の内部に設置された複数の制御アクチュエータであるヒータＨ１〜Ｈ６と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ６によって加熱される領域の温度を測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ６と、ヒータＨ１〜Ｈ６に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ６を算出する電力総和抑制制御装置１と、電力総和抑制制御装置１から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ６に応じた電力をそれぞれヒータＨ１〜Ｈ６に供給する電力調整器３１〜３６とから構成される。上位装置ＰＣは、電力総和抑制制御装置１に対して割当総電力ＰＷを指示する装置である。
【００２８】
［電力総和抑制制御装置］
次に、図２を参照して、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１の構成について詳細に説明する。図２は、第１の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
ここでは、説明を簡単化するため、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の電気ヒータを２個ずつとし、それぞれが別々の６個のＰＩＤ制御ループにおけるアクチュエータとして使用されている構成とする。さらに、６個のＰＩＤ制御ループは同時に設定値ＳＰ変更が行われて、同時に昇温を開始しようとすることを前提とする。
【００２９】
・電気ヒータ（アクチュエータ）の制御系統
Ｒ相：制御ループ１（ヒータＨ１：400Ｗ），制御ループ２（ヒータＨ２：300Ｗ）
Ｓ相：制御ループ３（ヒータＨ３：400Ｗ），制御ループ４（ヒータＨ４：300Ｗ）
Ｔ相：制御ループ５（ヒータＨ５：400Ｗ），制御ループ６（ヒータＨ６：300Ｗ）
・グルーピング
グループＡ：制御ループ１（400Ｗ），制御ループ３（400Ｗ），制御ループ５（400Ｗ）
グループＢ：制御ループ２（300Ｗ），制御ループ４（300Ｗ），制御ループ６（300Ｗ）
【００３０】
電力総和抑制制御装置１には、上位装置ＰＣから割当総電力ＰＷの情報を受信する割当総電力入力部１１と、各制御ループｉ（ｉ＝１〜６）の消費電力値ＣＴｉを取得する電力値入力部１２と、各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを取得する最大出力時電力値入力部１３と、最大出力時消費電力値ＣＴｍｉと消費電力値ＣＴｉとから各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉを算出する電力余裕算出部１４と、各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉの総和である最大総電力ＢＸを算出する最大総電力算出部１５とが設けられている。
【００３１】
これに加えて、電力総和抑制制御装置１には、各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉの総和である電力余裕総量ＲＷを算出する電力余裕総量算出部１６と、削減すべき総電力量である電力削減総量ＳＷを最大総電力ＢＸと割当総電力ＰＷとから算出する電力削減総量算出部１７と、各制御ループｉで削減すべき電力量である電力削減割当量ＣＴｓｉを算出する電力削減割当量算出部１８と、電力削減割当量ＣＴｓｉと最大出力時消費電力値ＣＴｍｉとから各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを算出する出力上限値算出部１９と、制御ループｉごとに設けられた制御部２０ｉとが設けられている。
【００３２】
最大出力時電力値入力部１３と電力余裕算出部１４と最大総電力算出部１５と電力余裕総量算出部１６と電力削減総量算出部１７と電力削減割当量算出部１８と出力上限値算出部１９とは、電力抑制手段を構成している。
制御部２０ｉは、設定値入力部２１ｉと、制御量入力部２２ｉと、ＰＩＤ制御演算部２３ｉと、出力上限処理部２４ｉと、操作量出力部２５ｉとから構成される。
【００３３】
さらに、電力総和抑制制御装置１には、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられた複数の制御系統を、電力消費のバランスが良くなるように、各制御ループｉを複数のグループ、この例では設定値ＳＰｉの変更を保留しないグループＡ（先行グループ）と待ち時間ＴＸだけ保留するグループＢ（遅延グループ）のいずれかにそれぞれグルーピングするグループ登録部２６と、各制御ループｉの設定値ＳＰｉの同時変更が行われたときに、これを検出し設定値操作部２８に通知する同時変更検出部２７と、グループ登録部２６に登録されているグループＡの制御ループｉについて変更された設定値ＳＰｉを直ちに送信し、グループＢの制御ループｉについては変更された設定値ＳＰｉの送信を、グループＡの送信タイミングから時間ＴＸだけ遅延させる設定値操作部２８とが設けられている。
【００３４】
図３は、電力総和抑制制御装置における制御系のブロック線図である。各制御ループｉは、制御部２０ｉと、制御対象Ｐｉとから構成される。後述のように、制御部２０ｉは、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉとから操作量ＭＶｉを算出して、この操作量ＭＶｉを制御対象Ｐｉに出力する。図１の例では、制御対象ＰｉはヒータＨｉが加熱する加熱処理炉２であるが、操作量ＭＶｉの実際の出力先は電力調整器３ｉであり、操作量ＭＶｉに応じた電力が電力調整器３ｉからヒータＨｉに供給される。
【００３５】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１の基本的な電力総和抑制制御動作について説明する。図４は、第１の実施の形態にかかる基本的な電力総和抑制制御動作を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、割当総電力入力部１１は、電力を管理する電力デマンド管理システムのコンピュータである上位装置ＰＣから、ヒータの電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を入力する（図４ステップＳ１００）。
【００３７】
続いて、電力値入力部１２は、各制御ループｉの現在の消費電力値ＣＴｉ（具体的にはヒータＨｉの消費電力値）を入力する（ステップＳ１０１）。電力値入力部１２は、消費電力値ＣＴｉを測定してもよいし、推定してもよい。消費電力値ＣＴｉを推定するには、ヒータＨｉに流れる電流値と制御量ＰＶｉとを入力変数として、予め設定された電力推定関数式により消費電力値ＣＴｉを求めるようにすればよい。また、操作量ＭＶｉと制御量ＰＶｉとを入力変数としてよいし、ヒータＨｉに流れる電流値と制御量ＰＶｉと操作量ＭＶｉとを入力変数としてもよい。消費電力値ＣＴｉの具体的な推定方法は、特開２００９−２２９３８２号公報に開示されているので、詳細な説明は省略する。
【００３８】
次に、最大出力時電力値入力部１３は、各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを入力する（ステップＳ１０２）。ここで、最大出力時とは、操作量ＭＶｉが最大値１００％のときのことを言う。最大出力時電力値入力部１３は、予め記憶している最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを取り出してもよいし、推定してもよい。最大出力時消費電力値ＣＴｍｉを推定するには、消費電力値ＣＴｉと制御部２０ｉから出力される操作量ＭＶｉに基づき、次式により近似的に推定すればよい。
ＣＴｍｉ＝ＣＴｉ（１００．０／ＭＶｉ）                          ・・・（１）
【００３９】
この後、電力余裕算出部１４は、各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉを次式により制御ループｉごとに算出する（ステップＳ１０３）。
ＣＴｒｉ＝ＣＴｍｉ−ＣＴｉ                                      ・・・（２）
また、最大総電力算出部１５は、各制御ループｉの最大出力時消費電力値ＣＴｍｉの総和である最大総電力ＢＸを次式により算出する（ステップＳ１０４）。
ＢＸ＝ΣＣＴｍｉ＝ＣＴｍ１＋ＣＴｍ２＋・・・＋ＣＴｍｎ          ・・・（３）
【００４０】
続いて、電力余裕総量算出部１６は、各制御ループｉの電力余裕ＣＴｒｉの総和である電力余裕総量ＲＷを次式により算出する（ステップＳ１０５）。
ＲＷ＝ΣＣＴｒｉ＝ＣＴｒ１＋ＣＴｒ２＋・・・＋ＣＴｒｎ          ・・・（４）
また、電力削減総量算出部１７は、削減すべき総電力量である電力削減総量ＳＷを、最大総電力ＢＸと割当総電力ＰＷとから次式により算出する（ステップＳ１０６）。
ＳＷ＝ＢＸ−ＰＷ                                                ・・・（５）
【００４１】
この後、電力削減割当量算出部１８は、各制御ループｉで削減すべき電力量である電力削減割当量ＣＴｓｉを次式により制御ループｉごとに算出する（ステップＳ１０７）。
ＣＴｓｉ＝ＳＷ（ＣＴｒｉ／ＲＷ）                                ・・・（６）
続いて、出力上限値算出部１９は、電力削減割当量ＣＴｓｉと最大出力時消費電力値ＣＴｍｉとから各制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉを次式により制御ループｉごとに算出する（ステップＳ１０８）。
ＯＨｉ＝｛１．０−（ＣＴｓｉ／ＣＴｍｉ）｝１００．０［％］      ・・・（７）
なお、ＢＸ＜ＰＷになる場合、すなわちＳＷ＜０になる場合は、操作量出力上限値ＯＨｉが１００％を超えるが、その場合は操作量出力上限値ＯＨｉを１００％で上限カットすればよい。
【００４２】
次に、制御部２０ｉは、制御ループｉの操作量ＭＶｉを以下のとおりに算出する。
まず、設定値ＳＰｉは、加熱装置のユーザによって設定され、設定値入力部２１ｉを介してＰＩＤ制御演算部２３ｉに入力される（ステップＳ１０９）。
また、制御量ＰＶｉ（温度）は、温度センサＳｉによって測定され、制御量入力部２２ｉを介してＰＩＤ制御演算部２３ｉに入力される（ステップＳ１１０）。
【００４３】
この後、ＰＩＤ制御演算部２３ｉは、設定値ＳＰｉと制御量ＰＶｉに基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行って操作量ＭＶｉを算出する（ステップＳ１１１）。
ＭＶｉ＝（１００／ＰＢｉ）｛１＋（１／ＴＩｉｓ）＋ＴＤｉｓ｝（ＳＰｉ−ＰＶｉ）
・・・（８）
ＰＢｉは比例帯、ＴＩｉは積分時間、ＴＤｉは微分時間、ｓはラプラス演算子である。
【００４４】
続いて、出力上限処理部２４ｉは、以下の式のような操作量ＭＶｉの上限処理を行う（ステップＳ１１２）。
ＩＦ  ＭＶｉ＞ＯＨｉ  ＴＨＥＮ  ＭＶｉ＝ＯＨｉ                  ・・・（９）
すなわち、出力上限処理部２４ｉは、操作量ＭＶｉが操作量出力上限値ＯＨｉより大きい場合、操作量ＭＶｉ＝ＯＨｉとする上限処理を行う。
【００４５】
この後、操作量出力部２５ｉは、出力上限処理部２４ｉによって上限処理された操作量ＭＶｉを制御対象（実際の出力先は電力調整器３ｉ）に出力する（ステップＳ１１３）。制御部２０ｉは制御ループｉごとに設けられているので、ステップＳ１０９〜Ｓ１１３の処理は制御ループｉごとに実施されることになる。
電力総和抑制制御装置１は、以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１１３の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、一定時間ごとに行う。
【００４６】
ここで、グループＡの制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）のみを昇温対象として上記の操作を繰り返し継続することにより、昇温対象の制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）の操作量ＭＶｉ（ｉ＝１，３，５）が上昇し、電力総和が割当総電力ＰＷに到達するまでは、出力上限値ＯＨｉ（ｉ＝１，３，５）も上昇する。
また、昇温対象から一旦外れているグループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）の出力上限値ＯＨｉ（ｉ＝２，４，６）は、設定値ＳＰｉの同時変更が行われる前の操作量ＭＶｉ（ｉ＝２，４，６）に近づく（降下する）。
【００４７】
したがって、この状態で安定すれば、偶然発生し得る各相間の電力消費格差（アンバランス）は、グループＡの制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）の中だけに留まる。すなわち、格差の発生範囲が限定されるとともに、電力配分はグループＡに集中するので、昇温において電力を抑制される制御ループも発生し難くなり、グループＡ内での格差も大きくなり難くなる。
【００４８】
また、グループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）の出力上限値ＯＨｉ（ｉ＝２，４，６）は、上記の結果として一様に小さい値へと推移している。したがって、この時点でグループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）の昇温が始まったとしても、グループＢ内での格差も大きくなり難くなっている。
【００４９】
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置における相間バランス改善動作について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかる相間バランス改善動作を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、グループ登録部２６は、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各制御系統を、電力消費のバランスが良くなるように、すなわち、個々のグループ内には、最大消費電力のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各総和が近づくように少数の制御ループがまとめられているように、各制御ループｉを複数のグループ、この例では設定値ＳＰｉの変更を保留しないグループＡと待ち時間ＴＸだけ保留するグループＢのいずれかにそれぞれグルーピングする（ステップＳ１２０）。ここでは、制御ループｉ（ｉ＝１〜６）のうち、制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）をグループＡにグルーピングするとともに、制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）をグループＢにグルーピングしたものとする。
【００５１】
続いて、同時変更検出部２７は、各制御ループｉ（ｉ＝１〜６）の設定値ＳＰｉの同時変更が行われたか否かを監視し（ステップＳ１２１）、設定値ＳＰｉの同時変更が行われた場合には（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、設定値操作部２８に通知する。
設定値操作部２８は、この通知に応じて、グループ登録部２６に登録されているグループＡの制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）について変更された設定値ＳＰを直ちに送信し（ステップＳ１２２）、グループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）については変更された設定値ＳＰｉの送信を保留して変更前の設定値ＳＰｉをそのまま維持する（ステップＳ１２３）。
【００５２】
この後、同時変更検出部２７は、変更前の設定値ＳＰｉを維持した状態で、待ち時間ＴＸだけ経過した後、グループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）について変更された設定値ＳＰｉを送信する（ステップＳ１２４）。これにより、グループＡに比較してグループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）に対する設定値ＳＰｉの変更が遅延して、同時に電力抑制を受ける制御ループ数が削減される。
【００５３】
このため、偶然発生し得る各相間の電力消費格差が大きくなり難い状態が維持されることになり、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の相間バランスが改善される。なお、時間ＴＸは、先行して設定値ＳＰｉを変更するグループＡに属する制御ループｉの操作量出力上限値ＯＨｉが上昇して安定する時間よりも長い時間長を有しておればよく、昇温予定時間のような条件依存度の大きい時間とは無関係になり、設定が容易になる。
電力総和抑制制御装置１は、以上のようなステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、繰り返し行う。
【００５４】
図６は、第１の実施の形態にかかる加熱装置の動作例を示す説明図である。ここでは、各制御グループｉ（ｉ＝１〜６）に関する設定値ＳＰｉ、制御量ＰＶｉ、操作量出力上限値ＯＨｉ、および操作量ＭＶｉの時間的変化が示されている。なお、前述と同様に、制御ループｉ（ｉ＝１〜６）のうち、制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）をグループＡにグルーピングするとともに、制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）をグループＢにグルーピングしたものとする。
【００５５】
図６に示すように、グループＡの制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）の昇温が完了するまでは、電力配分はグループＡに集中するが、昇温の完了が近づくに伴い、徐々に操作量ＭＶｉ（ｉ＝１，３，５）が下降し、出力上限値ＯＨｉ（ｉ＝１，３，５）も下降する。すなわち、電力配分はグループＡに集中した状態が緩和され、実質的にグループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）の昇温に移行する。
【００５６】
この場合、偶然発生し得る各相間の電力消費格差（アンバランス）は、グループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）の中だけに留まる。すなわち、格差の発生範囲が限定されるとともに、電力配分はグループＢに集中するので、昇温において電力を抑制される制御ループも発生し難くなり、グループＢ内での格差も大きくなり難くなる。
【００５７】
上記のように、特開２０１２−０４８３７０，特開２０１２−０４８５３３などの出力上限値ＯＨを操作するタイプの電力総和抑制制御に対して、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の複数の制御系統を、電力消費のバランスが良くなるように複数にグルーピングし、グループごとに設定値ＳＰｉ変更（昇温）のタイミングをずらす構成を適用することにより、相間バランスを改善できることになる。
【００５８】
例えば、上記実施例の場合、最大電力消費状態２１００Ｗでは下記のように格差は生じない。
・Ｒ相：制御ループ１（ヒータ400Ｗ），制御ループ２（ヒータ300Ｗ）  合計７００Ｗ
・Ｓ相：制御ループ３（ヒータ400Ｗ），制御ループ４（ヒータ300Ｗ）  合計７００Ｗ
・Ｔ相：制御ループ５（ヒータ400Ｗ），制御ループ６（ヒータ300Ｗ）  合計７００Ｗ
【００５９】
この６個のＰＩＤ制御ループを初期状態０Ｗから昇温する場合に、割当総電力ＰＷが最大電力の５５％である１１５５Ｗであったとする。グルーピングを考慮しなければ（従来方式）、下記のような電力消費状態（比率：５７８Ｗ／１９２Ｗ＝３．０）も理論上発生し得る（理論上はこれ以上もある）。
・Ｒ相：制御ループ１（ヒータ110Ｗ），制御ループ２（ヒータ 82Ｗ）  合計１９２Ｗ
・Ｓ相：制御ループ３（ヒータ220Ｗ），制御ループ４（ヒータ165Ｗ）  合計３８５Ｗ
・Ｔ相：制御ループ５（ヒータ330Ｗ），制御ループ６（ヒータ248Ｗ）  合計５７８Ｗ
【００６０】
本発明では、グループ内における理論上の最大格差の電力消費状態（比率：４００Ｗ／３５５Ｗ＝１．１３）を超えることはない。
・Ｒ相：制御ループ１（ヒータ355Ｗ），制御ループ２（ヒータ  0Ｗ）  合計３５５Ｗ
・Ｓ相：制御ループ３（ヒータ400Ｗ），制御ループ４（ヒータ  0Ｗ）  合計４００Ｗ
・Ｔ相：制御ループ５（ヒータ400Ｗ），制御ループ６（ヒータ  0Ｗ）  合計４００Ｗ
【００６１】
そして、グループＡの制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）の昇温が完了し、実質的にグループＢの制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）の昇温に移行しても、下記のような電力消費状態（比率：３５０Ｗ／３５０Ｗ＝１．０）に落ち着くことになる。
・Ｒ相：制御ループ１（ヒータ 50Ｗ），制御ループ２（ヒータ300Ｗ）  合計３５０Ｗ
・Ｓ相：制御ループ３（ヒータ 50Ｗ），制御ループ４（ヒータ300Ｗ）  合計３５０Ｗ
・Ｔ相：制御ループ５（ヒータ 50Ｗ），制御ループ６（ヒータ300Ｗ）  合計３５０Ｗ
【００６２】
上記は、本発明の動作や効果を理解しやすくするために架空の数値を設定して説明したが、実際にはヒータの数や何らかの設計の事情によりグルーピングの制約が生じることもあり、相間バランスとしての格差を改善できる程度はケースバイケースで異なる。しかし、どのようなケースにおいても、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のヒータが複数ずつあるのであれば、本発明を適用しない場合に比べれば、本発明を適用する場合の方が相間バランスの格差拡大を抑制できる。
なお、特開２０１２−０４８５３３号公報に記載の電力総和抑制制御部（電力抑制部）を本実施の形態に適用する場合についても、同様に相間バランス改善機能を適用すればよいので、ここでの説明は割愛する。
【００６３】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、グループ登録部２６が、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられたｎ個（ｎは２以上の整数）の制御ループｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングした結果を登録し、同時変更検出部２７が、制御ループｉに対する設定値ＳＰｉの同時変更を検出し、設定値操作部２８が、設定値ＳＰｉの同時変更が検出された場合、グループごとに異なるタイミングで制御ループｉに設定値ＳＰｉの変更を送信するようにしたものである。
【００６４】
これにより、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相のいずれかに割り当てられた各制御ループｉが、互いの電力消費のバランスが良くなるよう複数のグループに予めグルーピングされた状態で、これらグループごとに異なるタイミングで各制御ループｉの設定値ＳＰｉが変更されるため、同時に電力抑制を受ける制御ループ数を削減できる。したがって、制御ループｉの操作量ＭＶｉを上限処理することにより電力使用量の総和を抑制する際に、偶然発生し得る各相間の電力消費格差が大きくなり難い状態を維持することができ、結果として相間バランスを改善することが可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態では、各制御ループｉを、先行して設定値ＳＰｉを変更するグループＡと遅延して設定値ＳＰｉを変更するグループＢの２つにグルーピングした場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、互いに異なるタイミングで設定値ＳＰｉを変更する３以上のグループを設けて、各制御ループｉをグルーピングしてもよい。
【００６６】
［第２の実施の形態］
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１の構成について詳細に説明する。図７は、第２の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置の構成を示すブロック図である。
【００６７】
本実施の形態は、第１の実施の形態におけるグループ登録部２６、同時変更検出部２７、設定値操作部２８を、グループ登録部２６ｉ、同時変更検出部２７ｉ、設定値操作部２８ｉとして各制御部２０ｉに実装することにより、実用的な実装方法として変形した形態である。
設定値ＳＰｉの同時変更としては、装置立上のような特殊な大幅同時昇温のみが想定されているケースが多い。また、第１の実施の形態においてグループＡとグループＢに分けたように、２グループに分けるのが現実的かつ十分であるケースが多い。本実施の形態では、このような装置を適用対象として、設定値ＳＰｉの変更幅を同時昇温の判断指標として代用する形態について説明する。
【００６８】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図８を参照して、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置における相間バランス改善動作について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかる相間バランス改善動作を示すフローチャートである。
なお、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１の基本的な電力総和抑制制御動作については、前述の図４で説明した内容と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００６９】
まず、グループ登録部２６ｉは、自己の制御ループｉを、設定値ＳＰｉの変更を保留しないグループＡと待ち時間ＴＸだけ保留するグループＢのいずれかにそれぞれグルーピングする（ステップＳ２００）。これらグループＡ，Ｂについては、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各制御系統を、電力消費のバランスが良くなるように、すなわち、個々のグループ内には、最大消費電力のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各総和が近づくように少数の制御ループがまとめられているように、各制御ループｉをグループＡ，Ｂに予めグルーピングしておく。ここでは、制御ループｉ（ｉ＝１〜６）のうち、制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）をグループＡにグルーピングするとともに、制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）をグループＢにグルーピングしたものとする。
【００７０】
続いて、同時変更検出部２７ｉは、自己の制御ループｉ（ｉ＝１〜６）の設定値ＳＰｉの変更幅ΔＳＰｉが基準値ＲＳ以上（ΔＳＰｉ≧ＲＳ）であるか否かを判定し（ステップＳ２０１）、変更幅ΔＳＰｉが基準値ＲＳ以上であった場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、設定値ＳＰｉの同時変更を検出したと見なして、設定値操作部２８ｉに通知する。
【００７１】
設定値操作部２８ｉは、この通知に応じて自己の制御ループｉがグループＡにグルーピングされているかグループ登録部２６ｉの登録内容により確認し（ステップＳ２０２）、グループＡの場合には、変更された設定値ＳＰｉを直ちに送信する（ステップＳ２０３）。
一方、グループＢの場合は、変更された設定値ＳＰｉの送信を保留して変更前の設定値ＳＰｉをそのまま維持する（ステップＳ２０４）。
【００７２】
この後、同時変更検出部２７ｉは、変更前の設定値ＳＰｉを維持した状態で、待ち時間ＴＸだけ経過した後、変更された設定値ＳＰｉを送信する（ステップＳ２０５）。これにより、偶然発生し得る各相間の電力消費格差が大きくなり難い状態が維持されることになり、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の相間バランスが改善される。なお、時間ＴＸは、昇温予定時間のような条件依存度の大きい時間とは無関係になり、設定が容易になる。
電力総和抑制制御装置１は、以上のようなステップＳ２００〜Ｓ２０５の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、繰り返し行う。
【００７３】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態によれば、上記の構成および処理フローにより、相間バランス改善機能は、各制御ループ間で独立した構成要素のみで実現することが可能になる（共有部のような形態ではなくなる）。これにより、設定値ＳＰｉの変更を各制御ループが独立して管理する形態で実現でき、温調計のようなシングルループコントローラに相間バランス改善機能を実装できる。
【００７４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１の構成について詳細に説明する。
本実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、第１の実施の形態におけるグループ登録部２６ｉ、同時変更検出部２７ｉ、設定値操作部２８ｉを、各制御部２０ｉに実装することにより、実用的な実装方法として変形した形態である。
【００７５】
前述した第２の実施の形態では、設定値ＳＰｉの変更幅を同時昇温の判断指標として代用する場合を例として説明した。しかし、特殊な大幅同時昇温の代表事例として装置立上を考えるならば、温度制御自体を稼働状態にしてないＲＥＡＤＹモードから、稼働状態であるＲＵＮモードに切換える操作が、装置立上の特徴的な操作であるケースが多いことに着目すべきである。
本実施の形態では、このようなケースを適用対象として、ＲＥＡＤＹモードからＲＵＮモードへの切換を同時昇温の判断指標として代用する形態について説明する。
【００７６】
［第３の実施の形態の動作］
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置における相間バランス改善動作について説明する。図９は、第３の実施の形態にかかる相間バランス改善動作を示すフローチャートである。
なお、本実施の形態にかかる電力総和抑制制御装置１の基本的な電力総和抑制制御動作については、前述の図４で説明した内容と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００７７】
まず、グループ登録部２６ｉは、自己の制御ループｉを、設定値ＳＰｉの変更を保留しないグループＡと待ち時間ＴＸだけ保留するグループＢのいずれかにそれぞれグルーピングする（ステップＳ３００）。これらグループＡ，Ｂについては、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の各制御系統を、電力消費のバランスが良くなるように、すなわち、個々のグループ内には、最大消費電力のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の各総和が近づくように少数の制御ループがまとめられているように、各制御ループｉをグループＡ，Ｂに予めグルーピングしておく。ここでは、制御ループｉ（ｉ＝１〜６）のうち、制御ループｉ（ｉ＝１，３，５）をグループＡにグルーピングするとともに、制御ループｉ（ｉ＝２，４，６）をグループＢにグルーピングしたものとする。
【００７８】
続いて、同時変更検出部２７ｉは、自己の制御ループｉ（ｉ＝１〜６）の温度制御動作の起動が、ＲＥＡＤＹモードからＲＵＮモードへの切換えとして行われたか否かを判定し（ステップＳ３０１）、ＲＥＡＤＹモードからＲＵＮモードへの切換えとして行われた場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、設定値ＳＰｉの同時変更を検出したと見なして、設定値操作部２８ｉに通知する。
【００７９】
設定値操作部２８ｉは、この通知に応じて自己の制御ループｉがグループＡにグルーピングされているかグループ登録部２６ｉの登録内容により確認し（ステップＳ３０２）、グループＡの場合には（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、変更された設定値ＳＰｉを直ちに送信する（ステップＳ３０３）。
一方、グループＢの場合は（ステップＳ３０２：ＮＯ）、変更された設定値ＳＰｉの送信を保留して変更前の設定値ＳＰｉをそのまま維持する（ステップＳ３０４）。
【００８０】
この後、同時変更検出部２７ｉは、変更前の設定値ＳＰｉを維持した状態で、待ち時間ＴＸだけ経過した後、変更された設定値ＳＰｉを送信する（ステップＳ３０５）。これにより、偶然発生し得る各相間の電力消費格差が大きくなり難い状態が維持されることになり、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の相間バランスが改善される。
電力総和抑制制御装置１は、以上のようなステップＳ３００〜Ｓ３０５の処理を例えばユーザの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、繰り返し行う。
【００８１】
［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態によれば、上記の構成および処理フローにより、第２の実施の形態と同様に、相間バランス改善機能は、各制御ループ間で独立した構成要素のみで実現することが可能になる（共有部のような形態ではなくなる）。これにより、設定値ＳＰの変更を各制御ループが独立して管理する形態で実現でき、温調計のようなシングルループコントローラに相間バランス改善機能を実装できる。
【００８２】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…電力総和抑制制御装置、１０…電力総和抑制制御部、１１…割当総電力入力部、１２…電力値入力部、１３…最大出力時電力値入力部、１４…電力余裕算出部、１５…最大総電力算出部、１６…電力余裕総量算出部、１７…電力削減総量算出部、１８…電力削減割当量算出部、１９…出力上限値算出部、２０ｉ…制御部、２１ｉ…設定値入力部、２２ｉ…制御量入力部、２３ｉ…ＰＩＤ制御演算部、２４ｉ…出力上限処理部、２５ｉ…操作量出力部、２６，２６ｉ…グループ登録部、２７，２７ｉ…同時変更検出部、２８，２８ｉ…設定値操作部、ＰＷ…割当総電力、ＣＴｉ…消費電力値、ＣＴｍｉ…最大出力時消費電力値、ＣＴｒｉ…電力余裕、ＢＸ…最大総電力、ＲＷ…電力余裕総量、ＳＷ…電力削減総量、ＣＴｓｉ…電力削減割当量、ＯＨｉ…操作量出力上限値、ＳＰｉ…設定値、ＰＶｉ…制御量、ＭＶｉ…操作量、２…加熱処理炉、３１〜３６，３ｉ…電力調整器、１００…加熱装置、ＰＣ…上位装置。
【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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