(57)【要約】【課題】降雨時において下水道施設における受電電力の増加を、晴天時程度に抑制する。【解決手段】電力会社の電源１０３、発電機１０２及び蓄電池１０４から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、電力の供給配分を決定するにあたり、降雨量判定部１０７は入力された天気予報に基づき、使用する電力の増加、減少を判定し、計画部１０８、１０９は使用する電力の増加、減少に基づく蓄電池１０４の蓄電池運用計画を作成し、電池制御部１１０は蓄電池運用計画に基づいて蓄電池１０４の充放電制御指令を出力し、発電機運転判定部１０６は発電機１０２の発電機運転指令を出力し、負荷分担部１１１は充放電制御指令及び発電機運転指令に基づき、受電電力が晴天時程度に抑制されるように蓄電池１０４に充放電指令を出力すると共に、発電機１０２に運転、停止指令を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力会社の電源、発電機及び蓄電池から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、上記電力の供給配分を決定するエネルギー最適化システムであって、
上記エネルギー最適化システムは、入力された天気予報に基づき、使用する電力の増加、減少を判定する降雨量判定部と、
使用する電力が増加する場合の上記蓄電池の蓄電池運用計画を作成する降雨時計画部と、
使用する電力が増加しない場合の上記蓄電池の蓄電池運用計画を作成する晴天時計画部と、
上記蓄電池運用計画に基づいて上記蓄電池の充放電制御指令を出力する電池制御部と、
入力された降雨強度、雨量及び上記電源からの受電電力の情報から上記発電機の運転要否を判断し、発電機運転指令を出力する発電機運転判定部と、
上記充放電制御指令及び上記発電機運転指令に基づき、上記受電電力が晴天時程度に抑制されるように上記蓄電池に放電指令又は充電指令を出力すると共に、上記発電機に運転指令又は停止指令を出力する負荷分担部とを備えたことを特徴とするエネルギー最適化システム。
【請求項２】
実際の天気が上記天気予報と異なるため、上記降雨量判定部において使用する電力が増加すると判定された場合は、上記降雨時計画部は上記電池制御部に対して使用する電力増加指令を出力し、上記電池制御部は、上記蓄電池が放電されている時は放電を中止し、充電指令を出力することを特徴とする請求項１記載のエネルギー最適化システム。
【請求項３】
上記負荷分担部は、上記受電電力が一定値以下を保持した状態で最小運用コストで済む上記発電機と上記蓄電池の運用パターンを演算し、この演算結果に基づいて上記発電機の運転指令及び上記蓄電池の放電指令を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエネルギー最適化システム。
【請求項４】
上記負荷分担部は、上記発電機運転不可時は上記蓄電池に対し上記受電電力が一定値以下になるように放電指令を出すと共に、上記蓄電池放電不可時は上記発電機に対し上記受電電力が一定値以下になるように運転指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエネルギー最適化システム。
【請求項５】
上記発電機と上記蓄電池の優先機選択モードを備えた操作部をもうけ、上記操作部において蓄電池モードを選択した場合、降雨初期は上記蓄電池から放電すると共に使用する電力が一定値を超えた時点で上記発電機を運転し、
更に発電機モードを選択した場合、降雨初期から上記発電機による運転を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエネルギー最適化システム。
【請求項６】
上記発電機、上記蓄電池及び上記下水道施設の運転状態を判断できる手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエネルギー最適化システム。
【請求項７】
電力会社の電源及び蓄電池から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、上記電力の供給配分を決定するエネルギー最適化システムであって、
上記エネルギー最適化システムは、入力された天気予報に基づき、使用する電力の増加、減少を判定する降雨量判定部と、
使用する電力が増加する場合の上記蓄電池の蓄電池運用計画を作成する降雨時計画部と、
使用する電力が増加しない場合の上記蓄電池の蓄電池運用計画を作成する晴天時計画部と、
上記蓄電池運用計画に基づき、上記電源からの受電電力が晴天時程度に抑制されるように上記蓄電池に放電指令又は充電指令を出力する電池制御部とを備えたことを特徴とするエネルギー最適化システム。
【請求項８】
電力会社の電源及び発電機から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、上記電力の供給配分を決定するエネルギー最適化システムであって、
上記エネルギー最適化システムは、降雨強度及び雨量情報に基づき上記下水道施設の稼働状況による上記電源からの受電電力の増加並びに減少を判断し、上記降雨強度及び雨量の増加により上記受電電力が一定値以上になると判断された場合は、上記受電電力が一定値以上になる前に上記発電機が給電できる体制を整えておく指令を上記発電機に送出し、上記受電電力が上記一定値以上になったとき運転指令を上記発電機に出力することを特徴とするエネルギー最適化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水道施設におけるエネルギー最適化システムに関するものであり、特に降雨時において、非常用発電機及び蓄電池を運用することにより、一般電源からの受電電力を晴天時程度に抑制することができるエネルギー最適化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池は夜間の深夜電力で充電され、昼中に放電する運用がなされている。即ち降雨時に増加する電力を蓄電池で補うようにはなされていなかった。これに対し、従来の分散電源制御システムでは、電力系統の電気量を測定し、予め定めた運用パターンに一致するように二次電池の入出力を調整するものがあった（特許文献１参照）。
【０００３】
又需給調整部が、下水処理場における電力の需給予測に基づいて調整された下水処理場における電力の需要量及び供給力に関するデータを用いて、下水処理場の電力供給予備力、運転コスト、運転効率、及びＣＯ２排出量の目標値に対する偏差を算出し、算出された偏差及び罰関数を変数として含む評価関数の最適解を下水処理場の最適化モデルとして算出する。そして、需給制御部が、算出された最適化モデルに従って下水処理場の運転を制御する。これにより、最適制御を実行するタイミングに関係なく、下水処理場を精度高く最適制御するものがあった（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３４１５３０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６１３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特記文献１においては、予め定めた運転パターンに基づくことから、あくまでも過去の情報から定めた基準パターンに一致するように入出力調整するため、急な降雨時などその時々の運用状況に合致した二次電池の入出力を調整できるかどうか不明であるという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献２においては、二次電池を充電させたり、あるいは発電設備の出力を抑制したりしているが、降雨時に使用される電力の増加を発電機、蓄電池の運用を制御することにより抑制し、受電電力を晴天時のときと同程度に抑制することまでは考えられていなかった。
【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あり、非常用発電機及び蓄電池の運用を制御することにより、降雨時に使用される電力の増加を抑制し、受電電力を晴天時程度に抑制できるエネルギー最適化システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るエネルギー管理システムは、電力会社の電源、発電機及び蓄電池から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、電力の供給配分を決定するものであって、このエネルギー最適化システムは、入力された天気予報に基づき、使用する電力の増加、減少を判定する降雨量判定部と、使用する電力が増加する場合の蓄電池の蓄電池運用計画を作成する降雨時計画部と、使用する電力が増加しない場合の蓄電池の蓄電池運用計画を作成する晴天時計画部と、蓄電池運用計画に基づいて蓄電池の充放電制御指令を出力する電池制御部と、入力された降雨強度、雨量及び電源からの受電電力の情報から発電機の運転要否を判断し、発電機運転指令を出力する発電機運転判定部と、充放電制御指令及び発電機運転指令に基づき、受電電力が晴天時程度に抑制されるように蓄電池に放電指令又は充電指令を出力すると共に、発電機に運転指令又は停止指令を出力する負荷分担部とを備えたものである。
【０００９】
又別のエネルギー管理システムは、電力会社の電源及び蓄電池から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、電力の供給配分を決定するものであって、このエネルギー最適化システムは、入力された天気予報に基づき、使用する電力の増加、減少を判定する降雨量判定部と、使用する電力が増加する場合の蓄電池の蓄電池運用計画を作成する降雨時計画部と、使用する電力が増加しない場合の蓄電池の蓄電池運用計画を作成する晴天時計画部と、蓄電池運用計画に基づき、電源からの受電電力が晴天時程度に抑制されるように蓄電池に放電指令又は充電指令を出力する電池制御部とを備えたものである。
【００１０】
更に別のエネルギー管理システムは、電力会社の電源及び発電機から電力を供給することにより下水道施設を稼働させる際に、電力の供給配分を決定するものであって、このエネルギー最適化システムは、降雨強度及び雨量情報に基づき下水道施設の稼働状況による電源からの受電電力の増加並びに減少を判断し、降雨強度及び雨量の増加により受電電力が一定値以上になると判断された場合は、受電電力が一定値以上になる前に発電機が給電できる体制を整えておく指令を発電機に送出し、受電電力が一定値以上になったとき運転指令を発電機に出力するものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成されたエネルギー管理システムによれば、降雨時において下水道施設の雨水ポンプなどの動力設備が稼動したときの受電電力の増加を、発電機の運転又は蓄電池からの放電により晴天時程度に抑制することができ、結果的にコストを低く抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１による電源系統及び制御系統を示すブロック構成図である。
【図２】下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。
【図３】降雨時における受電電力を晴天時程度にするための電力のやり取りを示すグラフである。
【図４】実施の形態１によるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。
【図６】実施の形態２による下水道施設におけるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。
【図８】実施の形態３による下水道施設におけるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】負荷分担部の内部制御ロジックを示すブロック構成図である。
【図１０】実施の形態４による電源系統及び制御系統を示すブロック構成図である。
【図１１】実施の形態４による電源系統及び制御系統を示すブロック構成図である。
【図１２】実施の形態４による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。
【図１３】実施の形態４によるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４によるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。
【図１６】実施の形態５によるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態６による降雨初期の降雨量に対する非常用発電機と蓄電池の使い分け示す図である。
【図１８】豪雨時の非常用発電機と蓄電池の使い分け示す図である。
【図１９】実施の形態６によるエネルギー最適化システムの動作を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態７における晴天時と降雨時の使用する電力の差を示す図である。
【図２１】実施の形態８による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。
【図２２】実施の形態８によるエネルギー最適化システムの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】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は、電源系統及び制御系統を示すブロック構成図、図２は下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図である。図１において、電源系統は非常用発電機１０２、受電電力を供給する電源１０３、蓄電池１０４からなり、制御系統はエネルギー最適化システム１０１からなり、下水道施設動力設備１０５が制御される。尚電源１０３は電力会社の電源であり、電力会社から電力を購入する。又図１において、実線で示された部分は動力線であり、点線で示された部分は制御信号が送られる部分である。
【００１４】
又図２において、エネルギー最適化システム１０１は、降雨強度、雨量、天気予報、受電電力の情報が入力されるように構築されている。入力された天気予報に基づき、降雨量判定部１０７で使用する電力の増加、減少を判定し、判定結果を降雨時計画部１０８と晴天時計画部１０９に出力する。降雨時計画部１０８は、使用する電力が増加する場合の蓄電池１０４の充放電運用計画（以下、蓄電池運用計画という）を作成する。又晴天時計画部１０９は、使用する電力が増加しない場合の蓄電池１０４の蓄電池運用計画を作成する。そして作成された蓄電池運用計画は電池制御部１１０に出力される。電池制御部１１０は、蓄電池運用計画に基づいて蓄電池１０４の充放電制御指令を負荷分担部１１１に出力する。
【００１５】
次に、非常用発電機運転判定部１０６は、入力された降雨強度、雨量、受電電力情報から非常用発電機１０２の運転要否を判断し、負荷分担部１１１に非常用発電機運転指令を出力する。負荷分担部１１１は、電池制御部１１０から入力された情報と非常用発電機運転判定部１０６から入力された情報に基づき、受電電力が晴天時程度に抑制されるように蓄電池１０４設備に放電指令又は充電指令を出力すると共に、非常用発電機１０２に運転指令又は停止指令を出力する。
【００１６】
次に動作について説明する。図３は降雨時における受電電力を晴天時程度にするための電力のやり取りを示すグラフ、図４は動作を示すフローチャートである。先ず天気予報を降雨量判定部１０７に入力する（Ｆ１０１）。入力した天気予報から当日使用する電力を予想し、増加すると判定した場合は降雨時計画部１０８に、増加しないと判定した場合は晴天時計画部１０９に、それぞれ蓄電池運用計画の作成指令を出力する（Ｆ１０２）。
【００１７】
次に、降雨量判定部１０７が、使用する電力が増加すると判定（Ｆ１０２）した場合について説明する。降雨時計画部１０８は、降雨量判定部１０７からの出力に基づき、天気予報から使用する電力の増加減少予想スケジュールを作成し、使用する電力が増加する前までに蓄電池１０４の充電を完了させるとともに、使用する電力が増加した時は、蓄電池１０４から放電する蓄電池運用計画を電池制御部１１０に出力する（Ｆ１０３）。電池制御部１１０は、降雨時計画部１０８から入力された蓄電池運用計画に沿って、使用する電力の増加前までに蓄電池１０４の充電を完了させる充電指令を負荷分担部１１１に出力する（Ｆ１０４）。また、使用する電力が増加し、電源１０３からの受電電力が一定値Ｘになった段階で受電電力が一定値Ｘ以下になるように蓄電池１０４の指令を負荷分担部１１１に出力する（Ｆ１０５）。
【００１８】
非常用発電機運転判定部１０６は、降雨強度、雨量より使用する電力が増加し、受電電力が一定値Ｘになった段階で負荷分担部１１１に非常用発電機１０２の運転指令を出力する（Ｆ１０６）。負荷分担部１１１は、電池制御部１１０からの蓄電池充放電指令と非常用発電機運転判定部１０６からの非常用発電機運転停止指令に基づき、蓄電池１０４の充放電指令と非常用発電機１０２の運転停止指令を出力する（Ｆ１０７）。図３における黒塗りで示された部分Ａは晴天時の受電電力の大きさ、Ｂはエネルギー最適化システム１０１を導入しないときの降雨時の受電電力の大きさ、Ｃはエネルギー最適化システム１０１を導入したときの降雨時の受電電力の大きさを示している。エネルギー最適化システム１０１を導入することにより、降雨時には蓄電池１０４又は非常用発電機１０２から電力Ｙを給電されるため、受電電力は一定値Ｘ以下となり、降雨時の受電電力（Ｃ部分）を晴天時程度（Ａ部分）に制御することが出来る。
【００１９】
次に、降雨量判定部１０７が、使用する電力の増加はないと判断（Ｆ１０２）した場合について説明する。晴天時計画部１０９は、降雨量判定部１０７からの入力に基づき、時間帯別電気料金を考慮した蓄電池運用計画を作成し電池制御部１１０に出力する（Ｆ１０８）。即ち電気料金が安価な時間帯に充電し、高価な時間帯に放電するような計画を作成する。電池制御部１１０は、晴天時計画部１０９から入力された蓄電池運用計画に沿って蓄電池１０４の充放電指令を出力する（Ｆ１０９）。
【００２０】
実施の形態２．
図５は実施の形態２による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図、図６は動作を示すフローチャートである。上記実施の形態１では、天気予報から使用する電力を事前に予想し、予想した電力の増加計画にそって受電電力が一定値Ｘになる前までに蓄電池１０４の充電を完了させ、受電電力が一定値Ｘになった段階で、受電電力を一定値Ｘ以下になるよう、非常用発電機１０２を運転すると共に、蓄電池１０４から放電する場合について述べた。しかし天気予報と実際の天気が異なり使用する電力が更に増加することも予想される。本実施形態ではこのような場合の動作について説明する。尚実施の形態１と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【００２１】
降雨量判定部１０７で現在の気象データから実際の天気が天気予報と異なり使用する電力が増加すると判定した場合は、降雨時計画部１０８は電池制御部１１０に対して使用する電力増加指令を出力する（F２１０）。電池制御部１１０は、蓄電池放電時は放電を中止し、充電指令を出力する（Ｆ２１１）。電池制御部１１０は、入力された信号を判断すると共に受電電力が一定値になった段階で蓄電池１０４の放電指令を負荷分担部１１１に出力する（Ｆ２０５）。負荷分担部１１１は、電池制御部１１０からの放電指令（Ｆ２０５）と非常用発電機運転判定部１０６からの非常用発電機運転指令（Ｆ２０６）に基づき、蓄電池１０４の放電指令及び非常用発電機の運転指令を出力する（Ｆ２０７）。尚上記以外の動作については実施の形態１の動作と同じである。
【００２２】
実施の形態３．
図７は実施の形態３による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図、図８は動作を示すフローチャート、図９は負荷分担部の内部制御ロジックを示すブロック構成図である。尚実施の形態１と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。図７に示すように本実施形態においては操作部３０８を設け、操作部３０８は非常用発電機１０２の燃料費及び蓄電池１０４の充電に必要な電気料金を見積もり、また運用コストの操作モードを判定し、出力する。これにより運用コストを最小にできるような非常用発電機１０２と蓄電池１０４の運用が可能になる。
【００２３】
この場合操作部３０８は非常用発電機１０２の燃料費、及び蓄電池１０４の充電に必要な時間帯電気料金の単価コストに関する情報を作成し、更に運用コストの操作モード「自動」と「手動」を選択し、これらの情報を負荷分担部１１１に出力にする（Ｆ３０７）。操作モードにおいて「自動」のモードが選択（Ｆ３０８）された場合、負荷分担部１１１は、非常用発電機１０２の燃料費、蓄電池１０４の充電コスト及び電池制御部１１０からの蓄電池運用計画に基づいて、受電電力が一定値以下になる非常用発電機１０２と蓄電池１０４の最小運用コストによる運用パターンを演算する（Ｆ３０９）。即ち受電電力が一定値以下を保持した状態で最小運用コストで済む非常用発電機１０２と蓄電池１０４の運用パターンを演算する。
【００２４】
そしてこの演算結果に基づいて非常用発電機１０２の運転指令及び蓄電池１０４の放電指令を出力する（Ｆ３１０）。操作モードにおいて「手動」のモードが選択（Ｆ３０８）された場合、使用状況により使用者が自ら非常用発電機１０２の運転と蓄電池１０４の放電を制御することができる。即ち使用電力と非常用発電機１０２の給電可能容量及び蓄電池１０４の給電可能容量との関係より現在の使用状態の良否を判断する（Ｆ３１１）。これにより、例えば運用コストがかかるのを承知の上で、非常用発電機１０２と蓄電池１０４のうちの給電能力の大きい設備から優先して運用することができる。尚上記以外の動作については実施の形態１又は実施の形態２の動作と同じである。
【００２５】
次に図９に基づいて負荷分担部１１１による制御ロジックについて説明する。電気料金燃料コスト部１１１Ａは、図７における操作部３０８から非常用発電機１０２の燃料コスト及び蓄電池１０４の電気料金を入力し、非常用発電機１０２を運用するためのコストを演算するコスト演算部１１１Ｃと蓄電池１０４から放電する際のコストを演算するコスト演算部１１１Ｄに出力する。見込み非常用発電機運転時間及び見込み蓄電池放電時間を演算する時間演算部１１１Ｂは、電池制御部１１０から入力された蓄電池運用計画より非常用発電機１０２の運転時間及び蓄電池１０４の運転（放電）時間と蓄電池１０４の充電に要した時間を算出し、算出結果を非常用発電機運転コスト演算部１１１Ｃ及び蓄電池放電コスト演算部１１１Ｄに出力する。
【００２６】
次に、非常用発電機運転コスト演算部１１１Ｃは、入力された燃料コストと運転時間から非常用発電機１０２の運用に必要となる運用コストを算出する。又蓄電池放電コスト演算部１１１Ｄは、入力された電気料金と蓄電池１０４の充電に要した時間から運用コストを算出する。費用コスト判定部１１１Ｅは、非常用発電機１０２及び蓄電池１０４それぞれの運用コストを比較判定する。運転機器判定部１１１Ｆは、費用コスト判定部１１１Ｅの判定結果に基づき、非常用発電機運転指令出力部１１１Ｇと蓄電池充電／放電指令出力部１１１Ｈに対し、非常用発電機１０２の運転／停止指令及び蓄電池１０４の放電／充電指令を出力する。又上記実施の形態２の動作を本実施形態の動作に加えることも出来る。
【００２７】
実施の形態４．
図１０、図１１は、実施の形態４による電源系統及び制御系統を示すブロック構成図、図１２は下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図、図１３、図１４は動作を示すフローチャートである。上記実施の形態１、２では、図１に示すように非常用発電機１０２及び蓄電池１０４の両設備がある場合について述べたが、本実施形態においては、図１０に示すように、非常用発電機１０２のみを設ける場合、又は図１１に示すように、蓄電池１０４のみ設ける場合について説明する。
【００２８】
図１２に示すように、本実施形態においては、非常用発電機１０２と蓄電池１０４の負荷分担を制御する負荷分担部及び燃料費と電気料金の単価コストを出力する操作部は不要となる。非常用発電機１０２の設備のみある場合、図１３に示すように、非常用発電機運転判定部１０６は降雨強度及び雨量を受信する（Ｆ４０１）。降雨強度、雨量の増加並びに減少を感知することにより今後の下水道動力設備１０５の稼働状況による受電電力の増加並びに減少を判断できる。但し非常用発電機１０２は運転指令を受けてから電力を供給できるようになるまで１分程度要する。そこで降雨強度及び雨量の増加により受電電力が一定値Ｘ以上になると判断された場合は、受電電力が一定値Ｘ以上になる前に非常用発電機１０２に待機指令を送り、給電できる体制を整えておく。そして受電電力が一定値Ｘ以上になった段階で直ぐに非常用発電機１０２から給電できるようにする。受電電力が一定値Ｘ以上になったとき（Ｆ４０４）、非常用発電機運転判定部１０６からの運転指令をそのまま非常用発電機１０２に出力する（Ｆ４２０）。
また、蓄電池１０４の設備のみある場合は、図１４に示すように、電池制御部１１０で受電電力が一定値Ｘ以下になるよう蓄電池１０４の放電指令を出力する（Ｆ４０５）。尚その他の動作については実施の形態１又は実施の形態２の動作と同じである。
【００２９】
実施の形態５．
図１５は実施の形態５による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図、図１６は動作を示すフローチャートである。尚実施の形態３と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。受電電力を一定値Ｘ以下にするため非常用発電機１０２や蓄電池１０４から給電している際に、非常用発電機１０２が故障したり、あるいは燃料切れなどで非常用発電機１０２の運転ができなくなったり、あるいは蓄電池１０４が故障したり、充電切れなどによって蓄電池１０４による放電が出来なくなったりした場合、非常用発電機１０２もしくは蓄電池１０４のいずれか一方のみの運転になることがある。
【００３０】
このような場合、操作部３０８で運用コストの操作モード「自動」が選択されていた場合、非常用発電機１０２の運転が出来ないことを示す信号、あるいは蓄電池１０４による放電が出来ないことを示す信号が負荷分担部１１１に入力される（Ｆ５１１）。負荷分担部１１１は、非常用発電機運転不可時は蓄電池１０４に対し受電電力が一定値Ｘ以下になるように放電指令を出すと共に、蓄電池放電不可時は非常用発電機１０２に対し受電電力が一定値Ｘ以下になるように運転指令を出力する（Ｆ５１２）。操作部３０８で運用コストの操作モード「手動」が選択されていた場合、非常用発電機１０２の運転が出来ないのか、あるいは蓄電池１０４の放電が出来ないのかを判断し（Ｆ５１４）、使用電力と非常用発電機１０２の状態、又は使用電力と蓄電池１０４の状態より現在の使用状態の良否を判断する。そして使用状況により使用者が自ら給電が可能な設備の運用をする（Ｆ５１５）。尚上記以外の動作については実施の形態３の動作と同じである。
【００３１】
実施の形態６．
本実施形態においては、非常用発電機１０２と蓄電池１０４の給電能力及び降雨量や降雨時間により使用する電力が異なるため、これらを考慮して非常用発電機１０２と蓄電池１０４の負荷を分担するものである。尚本実施形態によるエネルギー最適化システムの構成は図１５の構成と同じである。図１７に示すように、降雨量及び使用する電力は、降雨時間に比例し増加する。操作部３０８に非常用発電機１０２と蓄電池１０４の優先機選択モードを設け、「蓄電池」モードを選択しておくことで、降雨初期は容易に充放電が可能な蓄電池１０４から放電し、使用する電力が一定値を超えた時点Ｔ２で非常用発電機１０２を運転するようにしてもよい。これにより、電源系統にもよるが非常用発電機１０２の軽負荷運転を防止することができる。
【００３２】
又非常用発電機１０２は運転開始指令を受けてから、電力を供給することができる状態になるまで１分程度要する。従って雨水ポンプ等の動力設備の運転と同時に非常用発電機１０２から電力を供給することはできないため、非常用発電機１０２から電力を供給できる状態になるまで、降雨により電力が増加する。そこでこの増加分を蓄電池１０４で補うものである。即ち蓄電池１０４は応答性が速く、すぐに電力を放電（設備に対し供給）することができる。図１７においてＴ１は雨水ポンプ等の動力設備の運転が開始される時点、Ｔ２は非常用発電機１０２による給電が開始される時点であり、雨水ポンプ等の動力設備に使用される電力が一定値を超える時点である。
【００３３】
又降雨強度により蓄電池１０４と非常用発電機１０２を使い分けることもできる。即ちゲリラ豪雨時などは、降雨時間に関係なく降雨初期段階から使用する電力の大幅増加が見込まれる。そこで操作部３０８に非常用発電機１０２と蓄電池１０４の優先機選択モードを設け、気象データの降雨強度から豪雨発生が予想される場合は、「非常用発電機」モードを選択しておく。これにより降雨初期から非常用発電機１０２による運転を行うことができ、受電電力を一定値以下に抑制することが可能になる。図１８はこのような場合の降雨時間と降雨量及び使用電力との関係を示すグラフである。上記においては、気象データの降雨量から蓄電池１０４及び非常用発電機１０２の優先号機を手動で選択する場合について述べたが、操作部３０８に非常用発電機１０２と蓄電池１０４の優先操作モード「自動」を設け、「自動」の場合は、気象データの降雨量にあわせ非常用発電機及び蓄電池を自動選択するようにしてもよい。
【００３４】
図１９はこのような場合の動作を示すフローチャートである。図１９において、操作部３０８に優先操作モード（自動／手動）を設ける（Ｆ６０１）。操作部３０８の優先操作モードで手動選択時は、操作部３０８の優先号機選択モードで選択された機器（非常用発電機１０２もしくは蓄電池１０４）から順に運転を行う（Ｆ６０６）。蓄電池選択時は、蓄電池１０４から放電を行い（Ｆ６０７）、使用電力量が一定値以上になった段階で非常用発電機１０２を運転し非常用発電機１０２からの給電に切り替える（Ｆ６０８）。また、操作部３０８の優先号機選択モードで非常用発電機１０２が選択されていた場合は（Ｆ６０６）、最初から非常用発電機運転による給電となるため、使用電力量による蓄電池１０４と非常用発電機１０２の機器の切り替えは行わない。
【００３５】
次に操作部３０８の優先操作モードが自動を選択されていた場合は、天気予報の降雨量から判断し（Ｆ６０２）、降雨量が一定値になるまでは蓄電池１０４から放電を行う（Ｆ６０４）。そして降雨量の増加に伴い雨水ポンプを主体とした動力設備の運転台数が増加し、使用電力量が一定値以上になった段階で非常用発電機１０２を運転し発電機からの給電に切り替える（Ｆ６０５）。降雨初期から降雨量が一定値以上の場合は（Ｆ６０２）、最初から非常用発電機１０２を運転し、非常用発電機１０２からの給電を行う。
【００３６】
実施の形態７．
降雨時において使用される電力の増加分は雨水ポンプなどの動力設備を稼働させるための電力である。図２０において、晴天時と降雨時における受電電力の差Ｅは雨水ポンプ等の動力設備で使用される電力であることが示されている。降雨量判定部１０７で降雨量から雨水ポンプなどの動力設備の稼動状態を予想することができ、これにより使用する電力の増加分を予測することが可能になる。尚本実施形態によるエネルギー最適化システムの構成は図１５の構成と同じである。
【００３７】
更に非常用発電機１０２の燃料タンクの容量や蓄電池１０４の放電可能容量、及び雨水ポンプなどの動力設備の稼動容量により非常用発電機１０２の運転可能時間や蓄電池１０４からの放電可能時間を予測することができる。そこでこれらを操作部３０８に表示することで、使用者に使用状況を伝えることができ、使用状況の良否を判断することが可能になる。上記のように本実施形態においては、非常用発電機１０２、蓄電池１０４及び下水道施設の運転状態を判断できる手段を設けたものである。
【００３８】
実施の形態８．
図２１は実施の形態８による下水道施設におけるエネルギー最適化システムを示すブロック構成図、図２２は動作を示すフローチャートである。尚実施の形態５と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。本実施形態においては、非常用発電機の代わりに常用発電機を用いたものである。ここで常用発電機とは需要家側（下水道施設側）に設置される発電機であり、電力会社の電源（購入電源）１０３とは異なるものである。常用発電機においては出力（給電量）を調整できるようになっており、出力を増減できる。
【００３９】
常用発電機運転出力判定部８０２は、降雨強度，雨量から使用する電力が増加し、受電電力が一定値になったと判断した段階で負荷分担部１１１に常用発電機運転出力増加指令を出力する（Ｆ８０６）。負荷分担部１１１は、電池制御部１１０からの蓄電池充放電指令と常用発電機運転出力判定部８０２からの常用発電機運転出力増加又は減少指令に基づき、蓄電池１０４の充放電指令と常用発電機の運転／停止、常用発電機の運転台数追加／削減、更には常用発電機による運転出力増加又は減少の指令を出力する（Ｆ８１０）。このようにして降雨時、雨水ポンプ等が運転され、使用電力が増加した場合、常用発電機の出力を増加させることにより、受電電力（電力会社からの購入電力）の増加を抑制することができる。尚本実施形態においては実施の形態１〜７に比べて非常用発電機を常用発電機に置き換えただけで動作及び効果は上記実施の形態１〜７と同じである。
更に本発明は、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、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  エネルギー最適化システム、１０２  非常用発電機、１０３  発電機、
１０４  蓄電池、１０５  下水道施設、１０６  非常用発電機運転判定部、
１０７  降雨量判定部、１０８  降雨時計画部、１０９  晴天時計画部、
１１０  電池制御部、１１１  負荷分担部、３０８  操作部、
８０２  常用発電機運転判定部。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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