(57)【要約】      （修正有）【課題】外部プラントの電力料金を最適化することができる電力料金最適化システムを提供する。【解決手段】電力料金単価表データ２１に記載されている時間帯別の電力料金単価と所定の時間における使用電力量推移データ３１に記載された外部プラントの電力使用量を積算して、所定の時間分の外部プラントにおける総電力料金を算出する電力料金演算手段４１と、総電力料金が、予め設定した閾値Ｙを超えた場合に、外部プラントのプラントコントローラ５０の機器群に対する電力供給を省エネルギーモードに制限するよう出力手段を介してプラントコントローラ５０に指示する省エネルギーモード選択手段４２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力会社から送信される時間当たりの電力料金単価表データを取得し、かつ、外部プラントのプラントコントローラから刻々と送信されるプラント電力量データを所定の時間分ずつ積算して、日付と、積算した時間帯のデータと共に記憶手段に使用電力量推移データとして保存する外部データ取得手段と、
前記電力料金単価表データに記載されている時間帯別の電力料金単価と前記所定の時間における前記使用電力量推移データとして保存された電力使用量を積算して、前記所定の時間分の前記外部プラントにおける総電力料金を算出する電力料金演算手段と、
前記総電力料金が、予め設定した閾値を超えた場合に、前記外部プラントの機器群に対する電力供給を省エネルギーモードに制限するよう出力手段を介して前記外部プラントのプラントコントローラに指示する省エネルギーモード選択手段とを備えた電力料金最適化システム。
【請求項２】
前記省エネルギーモード時における前記外部プラントの複数の機器群への電力供給量の、通常モード時における電力供給量に対する割合を定義する省エネルギー係数を、複数の前記機器群に対して群別に定義する省エネルギーモード表を備え、
前記省エネルギーモード選択手段は、複数の前記機器群に対して、前記省エネルギーモード表に記載された前記省エネルギー係数に従って電力供給を制限するよう前記出力手段を介して前記外部プラントの前記プラントコントローラに指示する請求項１に記載の電力料金最適化システム。
【請求項３】
前記省エネルギーモード表は、複数の省エネルギーモードを有し、
前記省エネルギーモード選択手段は、前記総電力料金の前記閾値からの超過率に応じて、使用する前記省エネルギーモードを選択する請求項２に記載の電力料金最適化システム。
【請求項４】
前記使用電力量推移データは、前記所定の時間単位の電力使用量の記録日時における曜日、天候、気温情報を有し、
将来の特定の日における前記所定の時間単位の前記外部プラントの予測電力需要量を、天気予報と、前記使用電力量推移データから予測する電力需要予測手段を有する請求項３に記載の電力料金最適化システム。
【請求項５】
前記電力料金演算手段は、前記予測電力需要量と前記電力料金単価表データから、前記将来の特定の日における前記所定の時間単位の前記外部プラントの予測電力料金を算出する請求項４に記載の電力料金最適化システム。
【請求項６】
前記電力需要予測手段は、前記省エネルギーモード選択手段を呼び出して前記省エネルギーモードを変更し、前記将来の特定の日における前記所定の時間単位の前記外部プラントの前記省エネルギーモードにおける予測電力需要量を算出する請求項４又は請求項５に記載の電力料金最適化システム。
【請求項７】
前記省エネルギーモード選択手段は、前記将来の特定の日における前記所定の時間単位で複数の前記省エネルギーモードから一つの省エネルギーモードを選択可能な請求項６に記載の電力料金最適化システム。
【請求項８】
前記出力手段は、前記電力需要予測手段が使用した省エネルギーモードへの変更を前記外部プラントの前記プラントコントローラに指示する請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の電力料金最適化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力料金が時間によって変動する契約をしているプラントの監視システムにおいて、電力料金を最適化することを支援するための電力料金最適化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば従来の店舗を想定した省エネルギー効果演算システムとして、店舗毎の情報を入力する入力手段と、入力手段により入力された情報に基いて店舗内の複合システムの現状のエネルギー消費量を算出する算出手段と、店舗に提案すべき省エネルギーシステムを設計する複数の省エネルギー手法を予め記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された省エネルギー手法を選択して設計された省エネルギーシステムのエネルギー消費量を推定する推定手段と、算出手段の算出結果と推定手段の推定結果に基づいて省エネルギー効果を試算する試算手段とを備える省エネルギー効果演算システムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の省エネルギー効果演算システムは、上記のように構成されているので、出力される指標はエネルギー消費量や電力量であり、電力料金を予め把握することができない。また、今後普及が見込まれるエネルギーの需給関係によって単価を変動させるダイナミックプライシングシステムにも対応していないという課題があった。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、現在の電力料金と省エネルギーモードを選択したときの電力料金を表示し、省エネルギーの効果をリアルタイムに把握した上でプラントを最適に運用することができる電力料金最適化システム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】
【０００６】
この発明に係る電力料金最適化システムは、
電力会社から送信される時間当たりの電力料金単価表データを取得し、かつ、外部プラントのプラントコントローラから刻々と送信されるプラント電力量データを所定の時間分ずつ積算して、日付と、積算した時間帯のデータと共に記憶手段に使用電力量推移データとして保存する外部データ取得手段と、
前記電力料金単価表データとして保存されている時間帯別の電力料金単価と前記所定の時間における前記使用電力量推移データに記載された電力使用量を積算して、前記所定の時間分の前記外部プラントにおける総電力料金を算出する電力料金演算手段と、
前記総電力料金が、予め設定した閾値を超えた場合に、前記外部プラントの機器群に対する電力供給を省エネルギーモードに制限するよう出力手段を介して前記外部プラントのプラントコントローラに指示する省エネルギーモード選択手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る電力料金最適化システムによれば、プラント全体の電力料金に閾値を設け、電力料金をリアルタイムに演算し、閾値を超えた場合は複数の省エネルギーモードから選択された最適な省エネルギーモードに自動的に変更する機能を有することにより、プラントの電力料金を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力料金最適化システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図１の構成を、より具体的に示したブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る電力料金最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る電力料金推移の表示例である
【図５】この発明の実施の形態１に係る省エネルギーモード表である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る電力料金最適化システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る使用電力量推移データ２３１の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る予測電力需要量の表示機能を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る予測電力需要量の算出動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る予測電力需要量の画面表示例である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る予測電力料金を表示する機能を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る電力料金最適化システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る省エネルギーモードを変更して、予測電力料金の推移を表示する機能を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係る予測電力料金の算出動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る電力料金最適化システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る時間単位の省エネルギーモードの設定と、プラント制御のフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態４に係る予測電力需要量の演算結果の表示例である。
【図１８】この発明の実施の形態４に係る予測電力料金の推移を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態４に係る電力料金の画面出力例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る電力料金最適化システムを、図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る電力料金最適化システム１００（以下、単にシステム１００という）のシステム構成を概念的に示すブロック図である。図１において、入力手段１０は、キーボード、マウス等の入力デバイスである。外部データ取得手段２０は、電力会社等から送信されてくる商用電力の単位当たりの価格を記録した電力料金単価表データ２１と、外部のプラントを管理するプラントコントローラから送られ、刻々と変化するプラントにおける現在の消費電力量を示すプラント電力量データ２２を取得する。
【００１０】
記憶手段３０に記録する使用電力量推移データ３１は、プラントにおける１時間毎の消費電力量を記録したデータであり、外部データ取得手段２０において積算され、日付と時間のデータを付して記憶手段３０に転送されて保存されている。システム１００は、演算部４０の中に、単価と電力消費量から電力料金を演算する電力料金演算手段４１と、段階的に設定された省エネルギーモードの中から１つのモードを選択する、省エネルギーモード選択手段４２を備える。出力手段１５は、ＬＣＤ１４等の表示装置およびプラントコントローラ５０へデータを出力する手段である。
【００１１】
次に、システム１００の動作について説明する。
図２は、図１に示したシステム１００のブロック図の構成を、より具体的に示したブロック図である。
図２において、外部のプラントコントローラ５０は、プラントにおいて現在使用している電力量の出力機能及び、プラントの使用電力を制限する省エネルギーモードの制御機能を備える。
【００１２】
図３は、システム１００の動作を説明するフローチャートである。プラント電力量データ２２をパルス信号でプラントコントローラ５０から読み込む（ステップＳ００１）。プラント電力量データ２２は、常時積算され、１時間毎の積算データを使用電力量推移データ３１として記憶手段３０に保存する（ステップＳ００２）。使用電力量推移データ３１は、日単位で読み出し可能なように蓄積しておく。
【００１３】
毎正時（ステップＳ００３）、例えば１４時００分になると、外部からインターネットを介して電力会社のダイナミックプライシングシステム等から出力される電力料金単価表データ２１を受信する（ステップＳ００４）。そして電力料金演算手段４１は、この前１時間の間に積算した電力量と電力料金単価表の値を乗算し、１４時前１時間分の使用電力料金を算出する（ステップＳ００５）。そして、算出した１時間分の電力料金をＬＣＤ１４へ出力手段１５を介して転送する（ステップＳ００６）。
【００１４】
図４はＬＣＤ１４に表示するプラントの電力料金推移の表示例である。電力料金を１時間毎に棒グラフで表示したものであり、縦軸が電力料金、横軸は時間を表す。１日の電力料金の合計額表示欄６０を備える。
【００１５】
電力料金演算手段４１で算出した電力料金が設定した閾値Ｙ以上と判断した場合（ステップＳ００７−Ｙｅｓ）、省エネルギーモード選択手段４２により、プラントの運転モードを省エネルギーモードに変更するよう出力手段１５を介して外部のプラントコントローラ５０に指示する（ステップＳ００８）。
図５は、省エネルギーモード表４３である。図に示すように省エネルギーモードは、予めモード１からモード４までの４種類か保存されていて、それぞれのモード時における各機器群Ａ〜Ｄへの電力供給を通常時の供給に対してどれぐらいの割合（省エネルギーモード係数という）にするかを記載している。省エネルギーモード選択手段４２は、総使用電力量の時間当たりの閾値からの超過率に応じて省エネルギーモードを変更する手段である。
【００１６】
電力料金の閾値Ｙは、これに設定した値より電力料金が超過した場合にシステム１００が所定の措置を取ることを定める限界値である。例えば、入力手段１０により閾値Ｙに予めａという値を設定してある状態で、前１時間の電力料金がａ以上になった場合、電力料金演算手段４１は、省エネルギーモード選択手段４２に対し閾値Ｙからの超過分の電力料金の割合を送信する。それを受けて、省エネルギーモード選択手段４２は、超過した電力料金の金額に応じて複数の省エネルギーモードの中から１つの省エネルギーモードを選択し、該当省エネルギーモードの選択指令を出力手段１５を介してプラントコントローラ５０へ出力する。
【００１７】
超過率が１０％以下の場合は、プラントの機器群Ａ〜Ｄに該当する機器の電力供給を全て通常時の９０％に落とすモード１での運転をプラントコントローラ５０に指示する。さらに超過率が上がった場合は、機器群Ａ〜Ｃに該当する機器群への電力供給は９０％を維持し、機器群Ｄに該当する機器への電力供給を遮断するようプラントコントローラ５０に指示する。このように、省エネルギーモード選択手段４２が使用する省エネルギーモード表４３に複数の省エネルギーモードを備えることにより、電力料金の超過率に応じて、機器の出力を絞って運転したり、電力供給を継続する機器群と、供給を停止する機器群を分けて設定したりすることもできる。
【００１８】
電力料金演算手段４１で算出した電力料金が設定した閾値未満であると判断した場合は（ステップＳ００７−Ｎｏ）、省エネルギーモードの変更はしない。プラントコントローラ５０は通常モードでプラント制御を行う。図４では１２時から１３時までの１時間の電力料金は閾値を超えた状態を示している。１時間の電力料金が閾値を超えたことによりプラントの省エネルギーモードがモード１に変更され、１３時から１４時までの電力料金は下がった状態を示している。
【００１９】
本発明の実施の形態１に係る電力料金最適化システム１００によれば、プラント全体の電力料金（総電力料金）に閾値を設け、電力料金をリアルタイムに演算し、閾値を超えた場合は複数の省エネルギーモードから選択された最適な省エネルギーモードに自動的に変更する機能を有することにより、プラントの電力料金を最適化することができる。また、１つの省エネルギーモードの中でも機器に優先度を付けて複数の省エネルギーモード係数を機器群別に設定できるので、重要度の高い機器と、低い機器に対する電力供給量を変更しつつ、プラント全体としての電力料金を最適化することができる。なお、本実施の形態では、１時間単位の使用電力量を使用したが、３０分単位や、分単位であっても良い。
【００２０】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る電力料金最適化システム２００を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図６は、本実施の形態に係る電力料金最適化システム２００（以下、単にシステム２００という）のシステム構成を概念的に示すブロック図である。実施の形態１のシステム１００と異なる点は、将来の電力需要量と電力料金を予測する電力需要予測手段４４を演算部２４０に備えている点と、使用電力量推移データ２３１に記録するデータの内容が追加されている点である。
【００２１】
図７は、使用電力量推移データ２３１の構成を示す図である。
実施の形態１の使用電力量推移データ３１は、プラントで使用された電力を時間単位に日付を付して記録していたのに対して、本実施の形態では、年月日、時間帯、使用電力量に加えて、時間帯別の天候、気温を蓄積して保存している。
【００２２】
図８は、予測電力需要量の表示機能を示すブロック図である。図８には、実施の形態１の図２に追加された構成部分だけを記載している。選択条件入力１１は、蓄積された使用電力量推移データ２３１から、予測したい日と同条件であった過去の使用電力量に関するデータを抽出するために入力する条件である。日種別（曜日）、天気、最高気温、最低気温等を入力する。
【００２３】
電力需要予測手段４４は、蓄積された過去の使用電力量推移データ２３１から上述の条件に近いデータを抽出する手段である。電力需要予測手段４４によって抽出されたデータは、将来のプラント全体における使用電力量の予測データ（予測電力需要量）としてＬＣＤ１４に出力手段１５を介して転送される。
【００２４】
次に、将来の予測電力需要量の算出動作を図９及び図１０を用いて説明する。
図９は、予測電力需要量の算出動作を示すフローチャートである。図１０は、その結果の画面表示例である。まず、電力需要量の推移を予測するために、入力手段１０によって予測したい日の日種別を「平日、土曜、日曜、祝日」から選択し、０時から１２時と１２時から２４時の天気予報を「晴れ、雨、曇り、雪」から選択して入力し、予想最高気温と最低気温の数字を入力する（ステップＳ２０１）。
【００２５】
電力需要予測手段４４は、選択および入力した条件を取り込み、記憶されている使用電力量推移データ２３１から最も選択条件に近い過去の１日のデータを抽出し（ステップＳ２０２）、その日の予測電力需要量の推移を出力手段１５を介してＬＣＤ１４に表示する（ステップＳ２０３）。図１０に示すように、表示内容は、１時間毎の予測電力需要量と予測に使用したデータ抽出条件である。１日の１時間毎の予測電力需要量の推移が表示されることで、どの時間帯に何ｋＷｈ電力量を消費するかを容易に把握できる。
【００２６】
図１１は、予測電力需要量推移データを用いて、当日の予測電力料金を表示する機能を示すブロック図である。図８を用いて説明した予測電力需要量の推移の表示機能に予測電力料金を算出する手段を追加している。上述した時間単位の予測電力需要量と電力料金単価表データ２１に記載されたその日、その時間帯の時間当たりの単価から、電力料金演算手段２４１により予測電力料金を算出して時間毎の推移を出力手段１５を介してＬＣＤ１４に表示する。
【００２７】
本発明の実施の形態１に係る電力料金最適化システム２００によれば、その日１日の１時間毎の電力料金を単に予測表示できるだけでなく、単価が変動する場合においても電力料金推移を予測でき、電力料金の抑制対策を事前に効果的に講じることができる。
【００２８】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係る電力料金最適化システム３００を図を用いて実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
図１２は、本実施の形態に係る電力料金最適化システム３００（以下、単にシステム３００という）のシステム構成を概念的に示すブロック図である。実施の形態２のシステム２００と異なる点は、省エネルギーモード選択手段３４２を電力需要予測手段３４４からも呼び出せる点であり、その他の構成は実施の形態２と同じである。
【００２９】
図１３は、省エネルギーモード選択手段３４２によって省エネルギーモードを変更して、予測電力料金の推移を表示する機能を示すブロック図である。図１３には、実施の形態２と同様に実施の形態１の図２に追加された構成部分だけを記載している。
【００３０】
図１４は、予測電力料金を算出する動作を示すフローチャートである。
予測電力需要量の推移データを表示するまでのフロー（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３）は実施の形態２と同じである。
省エネルギーモードと、各省エネルギーモードに対応する省エネルギーモード係数は、実施の形態１で使用した省エネルギーモード表４３の省エネルギーモード係数と同一のものを使用する。特定の省エネルギーモードを選択すると（ステップＳ３０４）、選択された省エネルギーモードに対応する各機器群Ａ〜Ｄに対する省エネルギーモード係数が取り込まれる（ステップＳ３０５）。
【００３１】
電力需要予測手段３４４は、通常時の予測電力需要量に省エネルギーモード係数を乗じた各時間帯の省エネルギーモードにおける予測電力需要量を算出する（ステップＳ３０６）。次に、電力料金単価表データをインターネット経由で取り込み（ステップＳ３０７）、電力料金演算手段２４１によって通常モードにおける予測電力料金と省エネルギーモードにおける予測電力料金の差額を算出し（ステップＳ３０８）、削減額を斜線で視覚化して表示する（ステップＳ３０９）。
【００３２】
図１３の画面出力例は、通常モードとある省エネルギーモードを使用した場合における、予測電力料金の削減可能分の推移を表している。同様に、図示しないが通常モードと省エネルギーモードの予測電力需要量も削減量を重ねて表示できる。これにより、省エネルギーモードを選択することによる予測電力需要量と予測電力料金の削減効果を確認することができる。
【００３３】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係る電力料金最適化システム４００を図を用いて実施の形態２、３と異なる部分を中心に説明する。
図１５は、本実施の形態に係る電力料金最適化システム４００（以下、単にシステム４００という）のシステム構成を概念的に示すブロック図である。実施の形態３のシステム３００と異なる点は、省エネルギーモード選択手段４４２が、使用する省エネルギーモードの種類を時間単位で設定できる点と、システム４００での予測結果をプラントコントローラ５０に出力できる点である。
【００３４】
図１６は、本実施の形態に係る、省エネルギーモードの時間単位での設定と、プラント制御のフローチャートである。ステップＳ２０１〜２０３までの処理は実施の形態２、３と同様である。省エネルギーモードの設定は、省エネルギーモード選択手段４４２により時間単位で設定し（ステップＳ４０４）、時間単位で、各機器群Ａ〜Ｄの省エネルギーモード係数が取得される（ステップＳ４０５）。
【００３５】
時間単位の各省エネルギーモードにおけるプラント全体の予測電力需要量を算出（ステップＳ４０６）し、インターネットを介して電力料金単価表データを取得し（ステップＳ４０７）、時間単位における通常モードと、選択した省エネルギーモードでの予測電力料金を算出する（ステップＳ４０８）。
【００３６】
図１７は、電力需要予測手段４４４による予測電力需要量の演算結果の表示例である。
時間帯毎に通常モードにおける予測電力需要量と、選択した省エネルギーモードにおける削減可能な予測電力需要量（斜線部）とを重ねて表示している。
図１８は、算出した予測電力需要量から更に算出した予測電力料金の推移を示す図である。時刻によって変化する電力料金単価に応じて、各時間帯で選択した省エネルギーモードに応じて削減可能な電力料金を予測して表示（ステップＳ４０９）することができる利点がある。
【００３７】
その後、運転者がプラントへの省エネルギーモード制御を指示する必要があると判断した場合（ステップＳ４１０）は、選択した省エネルギーモードでプラントが各機器群Ａ〜Ｄを運転するよう「モード制御出力」を入力手段１０を用いて「有効」に設定する。これにより、出力手段４１５は、プラントコントローラ５０に対して省エネルギーモードへの変更を指示する（ステップＳ４１１）。タイマーを用いて省エネルギーモード変更予定時刻を設定し、一定時間経過してから省エネルギーモードの変更を指示しても良い（ステップＳ４１２）。
【００３８】
図１９に本実施の形態での実際の電力料金の画面出力例を示す。画面上にはモード制御出力の有効、無効の選択が可能なスイッチを設けている。黒丸を繋いだ折れ線グラフは、実際のプラントでの電力消費量から演算した電力料金を１時間単位に表示している。現在までの電力料金および省エネモードによる電力料金の推移を把握することができる。また、画面上でモード制御出力の有効、無効を選択できるようにすることで、省エネルギーモードでの運用時にプラントに問題が発生した場合は、通常の制御に容易に変更できる。
【００３９】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００，２００，３００，４００  電力料金最適化システム、１０  入力手段、
１１  選択条件入力、１５，４１５  出力手段、２０  外部データ取得手段、
２１  電力料金単価表データ、２２  プラント電力量データ、３０  記憶手段、
３１，２３１  使用電力量推移データ、４０，２４０  演算部、
４１，２４１  電力料金演算手段、
４２，３４２，４４２  省エネルギーモード選択手段、４３  省エネルギーモード表、
４４，３４４，４４４  電力需要予測手段、５０  プラントコントローラ、
６０  合計額表示欄、Ｙ  閾値。
【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】
2015153349.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2015153349.tif 000017
【図１６】
2015153349.tif 000018
【図１７】
2015153349.tif 000019
【図１８】
2015153349.tif 000020
【図１９】
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