(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機が持つ燃料の残量を計測する残量計測部と、
単位時間毎の電力負荷の予測値を演算する予測値演算部と、
予め与えられた特性カーブに基づいて前記予測値に対応した前記発電機の燃料の消費量を演算する消費量演算部と、
単位時間毎の前記燃料の消費量を積算し前記燃料の残量から前記発電機の運転継続可能時間を演算する時間演算部と、
前記発電機の運転を継続させる目標時間を設定する目標時間設定部と、
前記目標時間と前記運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の電力負荷の抑制目標値を演算する抑制目標値演算部と、
演算した前記抑制目標値を満たすように前記電力負荷の入切制御を行う負荷制御部と、
を備えた監視制御装置。
【請求項２】
単位時間毎の電力負荷の抑制目標値を任意に設定する抑制目標値設定部と、
設定した前記抑制目標値を満たすように電力負荷の入切制御を行う負荷制御部と、
を備えた請求項１に記載の監視制御装置。
【請求項３】
前記時間演算部は、設定した前記抑制目標値で前記発電機を運用した場合の継続可能時間を演算するように構成した請求項２に記載の監視制御装置。
【請求項４】
前記抑制目標値の下限値を予め設定する下限値設定部を備え、
前記負荷制御部は、前記抑制目標値よりも前記下限値を優先して前記電力負荷の入切制御を行うように構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項５】
前記発電機の目標出力を演算する目標出力演算部と、
前記目標出力が前記下限値を下回る場合は、エラーメッセージを表示するエラーメッセージ表示部、
を備えた請求項４に記載の監視制御装置。
【請求項６】
前記発電機の目標出力を演算する目標出力演算部を備え、
前記目標出力が前記下限値を下回る場合は、前記負荷制御部は前記電力負荷の入切制御をスキップするように構成した請求項４又は５に記載の監視制御装置。
【請求項７】
前記予測値演算部は、気象データ及び天気予報データを元に電気負荷の予測値を演算するように構成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項８】
少なくとも、前記発電機の燃料の残量、前記電力負荷の予測値、前記発電機の燃料の消費量および前記運転継続可能時間のいずれかを表示する監視制御端末を備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項９】
監視制御装置が実行する監視制御方法であって、
発電機が持つ燃料の残量を計測する残量計測ステップと、
単位時間毎の電力負荷の予測値を演算する予測値演算ステップと、
予め与えられた特性カーブに基づいて前記予測値に対応した前記発電機の燃料の消費量を演算する消費量演算ステップと、
単位時間毎の前記燃料の消費量を積算して前記燃料の残量から前記発電機の運転継続可能時間を演算する時間演算ステップと、
前記発電機の運転を継続させる目標時間を設定する目標時間設定ステップと、
前記目標時間と前記運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の電力負荷の抑制目標値を演算する抑制目標値演算ステップと、
演算した前記抑制目標値を満たすように前記電力負荷の入切制御を行う負荷制御ステップと、
を含む監視制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
発電機が持つ燃料の残量を計測する残量計測ステップと、
単位時間毎の電力負荷の予測値を演算する予測値演算ステップと、
予め与えられた特性カーブに基づいて前記予測値に対応した前記発電機の燃料の消費量を演算する消費量演算ステップと、
単位時間毎の前記燃料の消費量を積算して前記燃料の残量から前記発電機の運転継続可能時間を演算する時間演算ステップと、
前記発電機の運転を継続させる目標時間を設定する目標時間設定ステップと、
前記目標時間と前記運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の電力負荷の抑制目標値を演算する抑制目標値演算ステップと、
演算した前記抑制目標値を満たすように前記電力負荷の入切制御を行う負荷制御ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、商用停電時の負荷制御を行う監視制御装置、監視制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルやプラントなど一定規模の建築物には、電力負荷となる電気設備が多数設置されており、その電源として、商用電力の受変電設備や、商用停電時に使用される発電設備が設置されている。発電設備には、燃料を用いて発電を行う非常用発電機が含まれている。これらの設備には当該設備の監視制御を行うために監視制御装置が適用されている。
【０００３】
建築物に設置される電力負荷としては、照明や空調などの一般負荷に加えて、商用停電時に用いる非常負荷がある。非常負荷とは、消防活動に寄与する消防設備や、建築物からの避難時などに利用される防災設備などである。前者としては例えば、消火栓、スプリンクラー、消防排煙設備があり、後者としては例えば、非常照明や排煙機がある。
【０００４】
これらの非常負荷は、商用停電時にその機能を維持する必要があるため、非常負荷への電源となる非常電源や予備電源は法律などにより規定されている。
（１）非常電源とは、消防設備の機能を維持するための電源である。非常電源は、消防法により、定格負荷で６０分以上連続運転できること、燃料油は２時間以上の容量を持つこと、４０秒以内に電圧確立することなどが消防法により定められている。
（２）予備電源とは、防災設備の機能を維持するための電源である。予備電源は、建築基準法により、３０分以上電源供給できること、３０分以上連続運転できる容量を持つこと、４０秒以内に電圧確立することなどが建築基準法により定められている。
【０００５】
上記の非常電源や予備電源には、発電設備に含まれる非常用発電機が用いられている。非常用発電機の容量は通常、非常負荷の負荷量に対して余裕をもって設定されている。そのため、非常用発電機は、商用停電時には非常負荷に電力を供給するだけではなく、余った容量を、発電容量を超えない範囲で非常負荷以外の負荷、すなわち一般負荷や保安負荷などに電力を供給することも多い。保安負荷とは、業務継続や電気設備の保安に寄与する負荷である。
【０００６】
このような非常用発電機の運用に際しては、発電機の発電容量を超えて一般負荷や保安負荷に対して給電したことで、非常負荷への電力供給が停止することは回避しなくてはならない。また、発電機の発電電力を最大限に利用することが望ましい。そのため、非常負荷以外の一般負荷などに関しては入／切制御を行い、商用停電時に際して非常用発電機を効率良く運用する監視制御技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９７６８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非常用発電機では、燃料を燃焼させて発電を行うが、燃料の消費量と発電機の発電電力との関係には発電機毎に固有の特性カーブが現れる。つまり非常用発電機は、発電機固有の特性カーブにしたがって燃料を消費しており、燃料の残量が無くなるまでの時間は、発電機の定格と燃料の残量によって決まる。
【０００９】
したがって、燃料が補給されれば、発電機の運転継続可能時間もその分だけ延びるが、大震災の発生などによって燃料の補給が断たれてしまうと、燃料の残量が無くなつた時点で、発電機も運転を停止せざるを得ない。このため、災害の影響などを受けて、商用復電も、発電機への燃料供給も見込めない場合、限られた燃料だけで、発電機の運転継続可能時間をいかに延ばすかということが、監視制御技術において重要な課題となっている。
【００１０】
最近では、防災の観点から非常用発電機の大容量化が進んでおり、商用停電時に保安負荷や一般負荷へ供給される電力量も増大する傾向にある。したがって、災害発生時など燃料の残量に制約がある中で、発電機の運転継続可能時間を延長することは強く要望されている。先に述べたように、従来から、非常負荷以外の一般負荷などに関しては入／切制御を行うことが実施されているので、このような従来技術を用いることで、負荷量を抑制して燃料の消費量を抑えることが可能である。
【００１１】
しかしながら、実際の運用において、使用が見込まれる負荷量は、時間帯毎に変化するのが一般的である。そのため、時間帯に関係なく、負荷へ供給される電力を一定の割合で抑制すると、需要に対して電力抑制量が大きい時間帯と小さい時間帯が発生してしまう。特に一般負荷は、昼と夜といった負荷利用時間の偏り、あるいは天候や気温などによって、負荷量の変動が大きい。その結果、商用停電時に一般負荷へも給電する非常用発電機では、電力抑制量と需要とのバランスは崩れ易く、実際の需要に応じて効率良く発電機の運転継続可能時間を延ばすことが困難となっていた。
【００１２】
本発明の実施形態は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、負荷量を予測して負荷への電力抑制量を求めることにより、電力抑制量の最適化と運転継続可能時間の最長化を図った監視制御装置、監視制御方法およびプログラ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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本実施形態に係る監視制御装置は、次の構成要素（１）〜（７）を備える。
（１）発電機が持つ燃料の残量を計測する残量計測部。
（２）単位時間毎の電力負荷の予測値を演算する予測値演算部。
（３）予め与えられた特性カーブに基づいて前記予測値に対応した前記発電機の燃料の消費量を演算する消費量演算部。
（４）単位時間毎の前記燃料の消費量を積算し前記燃料の残量から前記発電機の運転継続可能時間を演算する時間演算部。
（５）前記発電機の運転を継続させる目標時間を設定する目標時間設定部。
（６）前記目標時間と前記運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の電力負荷の抑制目標値を演算する抑制目標値演算部。
（７）演算した前記抑制目標値を満たすように前記電力負荷の入切制御を行う負荷制御部。
また、本発明の実施形態は、監視制御方法及びプログラムの態様も包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の構成図。
【図２】第１の実施形態の各構成要素のブロック図を含む構成図。
【図３】発電設備の出力と燃焼消費量および消費率の特性カーブを示すグラフ。
【図４】第１の実施形態のフローチャート。
【図５】単位時間毎の負荷予測の一例を示すグラフ。
【図６】第１の実施形態を適用した場合の単位時間毎の負荷予測値および抑制目標値の一例を示すグラフ。
【図７】第２の実施形態のフローチャート。
【図８】第２の実施形態を適用した場合の単位時間毎の負荷予測値および抑制目標値の一例を示すグラフ。
【図９】第３の実施形態を適用した場合の単位時間毎の負荷予測値および抑制目標値の一例を示すグラフ。
【図１０】第３の実施形態のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る監視制御装置について、図面を参照して具体的に説明する。下記の実施形態に係る監視制御装置は、非常負荷や一般負荷などを含む電気設備およびその電源設備が設置された一定規模の建築物に適用されるものである。
【００１６】
（１）第１の実施形態
（構成）
図１は第１の実施形態の全体を示す構成図、図２は第１の実施形態の各構成要素のブロック図を含む構成図である。第１の実施形態に係る監視制御装置は、商用電力の受変電設備６、非常用発電機を含む発電設備７、非常負荷８および保安・一般負荷９（図１に図示）の監視制御を行う。
【００１７】
発電設備７は、非常負荷８と保安・一般負荷９の両方つまり電力負荷全体を賄える容量を持つものとする。ただし、発電設備７の容量はこれに限定されるものではない。非常負荷８とは消防設備および防災設備を含む負荷であり、保安・一般負荷９とは、保安負荷と一般負荷の両方を含む負荷である。図１に示した例では、受変電設備６、発電設備７、非常負荷８および保安・一般負荷９をそれぞれ１つずつ示しているが、複数であってもよい。
【００１８】
本実施形態では、商用停電時において、保安・一般負荷９に対して、３つの制御モードを用いて、負荷を抑制する制御を行うようになっている。３つの制御モードとは、（Ａ）定格運転制御モードと、（Ｂ）負荷抑制値を固定した運転時間制御モードと、（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モードである。（Ａ）の定格運転制御モードは、定格運転制御部２２が制御し、（Ｂ）、（Ｃ）の運転時間制御モードは、運転時間制御部２３が制御する。この点については後段で詳しく述べる。
【００１９】
（Ａ）定格運転制御モードでは、発電設備７の定格容量の出力となるような負荷制御であって、一般的な自家発負荷制御を行う。
（Ｂ）負荷抑制値を固定した運転時間制御モードでは、重要性などを考慮して保安・一般負荷９に予め優先順位をつけておき、この順位に従って負荷制御を行い、所定の負荷抑制値を確保しつつ、設定した目標時間まで発電設備７の運転を継続させる。
【００２０】
（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モードでは、負荷予測を行い、その予測値に基づいて負荷抑制値を変動させつつ保安・一般負荷９の負荷制御を行い、設定した目標時間まで発電設備７の運転を継続させる。なお、目標時間に関しては、例えば、１日を４８分割して３０分単位で、目標となる時刻が設定される。
【００２１】
図１に示すように、監視制御装置には、ＴＣＰ／ＩＰなどを用いた監視制御ネットワーク１が設けられている。監視制御ネットワーク１は監視制御装置を適用した建築物に敷設されている。監視制御ネットワーク１には監視制御親局２や監視制御子局３、４、監視制御端末５が接続されている。
【００２２】
監視制御端末５は、各種設備の制御状態の表示や、目標時間など様々な制御設定の入力を行うための端末である。監視制御親局２は、負荷の予測値や発電設備７の運転継続可能時間の算出など様々な演算を行うと共に、保安・一般負荷９に対する制御指令を生成する。また、監視制御親局２は、負荷の予測値を求めるために、インターネットなどを経由して気象データ及び天気予報データを受信する。
【００２３】
監視制御子局３には、商用電力の受変電設備６および商用停電時に発電を行う発電設備７が接続されている。監視制御子局３は、受変電設備６からの停電状態信号入力、発電設備７からの発電電力信号入力と残燃料信号入力を取り込み、これらの設備６、７の監視及び制御を行う。これらの信号のうち、停電状態信号は、停電や復電を通知する信号である。発電電力信号は、発電設備７の発電電力の計測値を通知する信号である。残燃料信号は、発電設備７の燃料の残量を通知する信号である。
【００２４】
監視制御子局４には、電力負荷として非常負荷８および保安・一般負荷９が接続されている。監視制御子局４は、保安・一般負荷９の入切を制御する入切制御信号の出力と、非常負荷８および保安・一般負荷９が入切のいずれの状態であるかを通知する投入状態信号の入力を取り込み、これらの負荷８、９の監視及び制御を行う。
【００２５】
上記の各信号については、監視制御子局３、４と接点およびアナログの取り合いや、各種伝送による通信などで、監視制御対象となる設備同士で授受する。また、監視制御ネットワーク１経由で、監視制御親局２や監視制御端末５との間でも上記の各信号を授受するものとする。
【００２６】
保安・一般負荷９は入切制御信号により発停制御が可能であり、それらに対する優先順位、つまり、保安・一般負荷９のうち、どの電力負荷を先に切り、どれを残すかといった順番も任意に設定可能である。保安・一般負荷９の発停制御を行う際の優先順位は、監視制御端末５によって設定される。また、保安・一般負荷９に優先順位をつけることは、上記３つの制御モードのいずれの場合でも実施可能である。
【００２７】
なお、非常負荷８は、商用停電時にその機能を維持する必要があり、法律などの規制を受けるため、基本的には保安・一般負荷９だけを発停制御することとする。ただし、震災発生時などの非常事態が起きた場合に、建築物の使用エリアが制限されるなどして、使用されないエリアに非常負荷８が含まれる場合などは、この限りではなく、非常負荷８を発停制御するようにしてもよい。
【００２８】
続いて、監視制御親局２や監視制御子局３、４、監視制御端末５の持つ機能について、図２を用いて説明する。これらの機能はコンピュータで実現するようにしてもよい。
【００２９】
［監視制御親局］
図２に示すように、監視制御親局２には、監視制御ネットワーク１で信号を通信するための通信処理部２１と、２つの制御部と、５つの演算部が設けられている。２つの制御部とは、定格運転制御部２２と運転時間制御部２３である。
【００３０】
このうち、定格運転制御部２２は、発電設備７の効率的運用を目的として、発電設備７の定格容量の出力となるように、保安・一般負荷９の入切制御、一般的に自家発負荷制御と呼ばれる制御を行う。すなわち、定格運転制御部２２が上記の（Ａ）定格運転制御モードを実施する。
【００３１】
運転時間制御部２３は、監視制御端末５にて設定した目標時間まで発電設備７への給電を継続させることを目的として、保安・一般負荷９の入切制御を行う。つまり、運転時間制御部２３は、前述した（Ｂ）負荷抑制値を固定した運転時間制御モードと、（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モードを実施する。これら（Ｂ）、（Ｃ）のモードを実施する場合に下記の演算部の演算結果を利用する。なお、目標時間が設定されていない場合には、運転時間制御部２３は保安・一般負荷９の入切制御を行わないようにする。
【００３２】
監視制御親局２のおける５つの演算部とは、予測値演算部２４と、消費量演算部２５と、時間演算部２６と、抑制目標値演算部２７、目標出力演算部２８である。このうち、予測値演算部２４は、単位時間毎の電力負荷つまり非常負荷８と保安・一般負荷９の合計負荷の予測値を演算する。電力負荷の予測値は、例えば３０分単位で演算し、１日を４８分割で演算する。このため、予測値演算部２４は、当日以降の複数の未来時間及び日に対して、３０分単位とした制御時間周期毎の電力負荷の見込みを予測値として求める。
【００３３】
予測値演算部２４が用いる予測方法としては、例えば、自動予測と手動予測が想定される。ただし、これらの予測方法に限定されるものではない。
（１）自動予測：本実施形態が適用される建築物を含むエリアを１つの拠点として捉え、この拠点の温度や湿度等の気象データと、当日の電力負荷変動データをデータベースに蓄積し、当該拠点に関する温度や湿度を含む天気予報データを元に、過去のデータベースから類似したデータを自動的に参照する予測方法である。
（２）手動予測：季節毎に平日、休日などの代表的な電力負荷変動データを設定しておき、商用停電が発生した時に該当するパターンを手動でデータベースから参照する予測方法である。
【００３４】
前述したように非常用発電機は、燃料消費に関して発電機固有の特性カーブが予め与えられている。図３に特性カーブの一例を示す。消費量演算部２５は、この特性カーブに基づいて、発電設備７が現在の出力を継続した場合の燃料消費量、あるいは予測値演算部２４が求めた予測値に対応した燃料消費量を演算する。
【００３５】
時間演算部２６は、単位時間毎の発電設備７の燃料の消費量を積算して燃料の残量が無くなると見込まれるまでの時間を、発電設備７の運転継続可能時間として演算する。抑制目標値演算部２７は、所望の目標時間と運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の保安・一般負荷９の抑制目標値を演算する。目標出力演算部２８は、発電設備７が現在の出力を継続した場合の燃料消費量に対応する発電設備７の目標出力を演算する。
【００３６】
［監視制御子局］
図２に示すように、監視制御子局３には、信号入出力部３１と、信号変換処理部３２と、通信処理部３３とが設けられている。信号入出力部３１は、監視制御対象となる設備との間で信号を授受する。信号変換処理部３２は、授受した信号を監視制御用の信号に変換する。通信処理部３３は、監視制御ネットワーク１で信号を通信する。
【００３７】
さらに監視制御子局３には、発電電力計測部３４と、残量計測部３５が設けられている。発電電力計測部３４は、発電設備７からの発電電力信号に基づいて発電設備７の発電電力を計測する。残量計測部３５は、発電設備７から取り込んだ残燃料信号に基づいて発電設備７の残燃料を計測する。図示しないが、監視制御子局４も監視制御子局３と同様、信号入出力部３１、信号変換処理部３２、通信処理部３３を有している。
【００３８】
［監視制御端末］
図２に示すように、監視制御端末５は、監視制御ネットワーク１で信号を通信するための通信処理部５１と、各種設備の制御状態を表示するための表示画面処理部５２と、制御設定を入力するための入力画面処理部５３とが設けられている。
【００３９】
表示画面処理部５２は、制御状態を表示する画面において、次のような項目を表示処理する。表示される項目とは、発電設備７の現在発電電力および残燃料、負荷予測データ、発電設備７の運転継続可能時間、負荷の抑制目標値、負荷投入レベル、負荷グループ入切状態などである。負荷予測データや負荷の抑制目標値は、３０分毎の時間帯別グラフにより表示される。また、後段で述べる設定項目に関しても適宜表示可能である。
【００４０】
入力画面処理部５３は、制御設定を入力する画面において、キーボードやマウスなどのユーザーインターフェースを用いて、次のような項目の設定処理を行う。設定される項目とは、保安・一般負荷９に対する制御モード、保安・一般負荷９の制御対象グループと各グループの優先順位および負荷容量、発電設備７の運転継続を希望する所望の目標時間、発電設備７の目標出力、発電設備７出力の下限値などである。
【００４１】
（作用）
本実施形態が適用される建築物では、商用停電時にも通常時と同様の施設運用が見込まれるものとする。これは、商用停電時でも負荷消費が通常時と変わらないことを意味している。また、商用停電が発生した時、発電設備７により非常負荷８への給電を行うまでは、一般的な停電時の制御であり、その処理を受変電設備６の現場盤側シーケンスで構成しても、本実施形態に係る監視制御装置で構成しても良いものとする。本実施形態では、非常負荷８への給電を実施した後に制御を始め、商用復電に伴って制御を終了する。
【００４２】
監視制御端末５の入力画面処理部５３では、保安・一般負荷９の制御対象グループを登録し各グループの優先順位、負荷容量などを事前に設定しておく。また、保安・一般負荷９の制御モードについても、上記三つの制御モード、（Ａ）定格運転制御モード、（Ｂ）負荷抑制値を固定した運転時間制御モード、（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モードの中から、１つを事前に設定しておくものとする。
【００４３】
以上のことを前提として、本実施形態における商用停電時の保安・一般負荷９の制御について、図４のフローチャートを用いて説明する。Ｓ０１では、監視制御端末５の入力画面処理部５３にて、保安・一般負荷９がどの制御モードに設定されているのかを確認する。
【００４４】
（Ａ）定格運転制御モード
監視制御端末５の入力画面処理部５３において、制御モードを「（Ａ）定格運転制御モード」に設定しているのであれば、監視制御親局２の定格運転制御部２２は、一般的な自家発負荷制御を行う。すなわち、現在の発電設備７の発電出力が、予め設定された目標出力よりも小さければ（Ｓ０２のＹｅｓ）、定格運転制御部２２は保安・一般負荷９の一部を投入する（Ｓ０３）。反対に、現在の発電設備７の発電出力が、予め設定された目標出力よりも大きければ（Ｓ０２のＮｏ）、定格運転制御部２２は保安・一般負荷９の一部を遮断する（Ｓ０４）。
【００４５】
続いて、監視制御子局３の発電電力計測部３４が発電設備７の発電電力を計測する（Ｓ０５）。また、同時並行的に、残量計測部３５が発電設備７の残燃料を計測して（Ｓ０６）、監視制御親局２の消費量演算部２５が特性カーブに基づいて発電電力に対する燃料の消費量を演算する（Ｓ０７）。また、時間演算部２６が現在の発電設備７の出力に対して何時間、運転継続が可能かを演算して、運転継続可能時間を求める（Ｓ０８）。その後、商用復電となったか否かを確認して（Ｓ０９）、商用復電であれば（Ｓ０９のＹｅｓ）、復電時処理へ移行し、商用復電でなければ（Ｓ０９のＮｏ）、Ｓ０１へ戻る。
【００４６】
（Ｂ）負荷抑制値を固定した運転時間制御モード
監視制御端末５の入力画面処理部５３において、制御モードを「（Ｂ）負荷抑制値を固定した運転時間制御モード」に設定しているのであれば、監視制御親局２の運転時間制御部２３がこの制御モードを実施する。まずＳ１０において、監視制御端末５の入力画面処理部５３にて目標時間が設定されているか否かを確認する。目標時間が設定されてない場合は（Ｓ１０のＮｏ）、運転時間制御部２３は保安・一般負荷９の制御を行わず、Ｓ０５、Ｓ０６へと移行する。
【００４７】
予め目標時間の設定がなされている場合は（Ｓ１０のＹｅｓ）、監視制御子局３の残量計測部３５が発電設備７の残燃料を計測して（Ｓ１１）、監視制御親局２の消費量演算部２５が特性カーブに基づいて目標となる燃料の消費量を演算し、それに対応する目標出力を目標出力演算部２８が演算する（Ｓ１２）。
【００４８】
発電設備７の発電出力は、低くしすぎると著しく効率が悪くなり、また煤がたまるなどにより再始動が困難になるなどの影響がある。このため、本実施形態では発電設備７出力の下限値を設定しているかどうかを確認し（Ｓ１３）、下限値を設定していれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、発電設備７の目標電力が下限値を下回る場合は（Ｓ１４のＮｏ）、発電設備７の運転継続可能時間が適切でないと判断してエラーメッセージを表示し（Ｓ１５）、処理をスキップする。
【００４９】
発電設備７出力の下限値を設定していない（Ｓ１３のＮｏ）もしくは発電設備７の目標電力が下限値を上回る場合は（Ｓ１４のＹｅｓ）、発電設備７の出力が目標電力となるように、保安・一般負荷９のグループを、その優先順位および負荷容量より順番に入切制御を行う。すなわち、発電設備７の発電出力が、予め設定された目標出力よりも小さければ（Ｓ１６のＮｏ）、運転時間制御部２３は保安・一般負荷９の一部を投入する（Ｓ１７）。反対に、発電設備７の発電出力が、予め設定された目標出力よりも大きければ（Ｓ１６のＹｅｓ）、運転時間制御部２３は保安・一般負荷９の一部を遮断する（Ｓ１８）。その後、Ｓ０５、Ｓ０６へと移行する。
【００５０】
（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モード
監視制御端末５の入力画面処理部５３において、制御モードを「（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モード」に設定しているのであれば、監視制御親局２の運転時間制御部２３がこの制御モードを実施する。まずＳ１９において、監視制御端末５の入力画面処理部５３にて目標時間が設定されているか否かを確認する。目標時間が設定されてない場合は（Ｓ１９のＮｏ）、運転時間制御部２３は保安・一般負荷９の制御を行わず、Ｓ０９へと移行する。
【００５１】
予め目標時間の設定がなされている場合は（Ｓ１９のＹｅｓ）、監視制御子局３の残量計測部３５が発電設備７の残燃料を計測する（Ｓ２０）。また、監視制御親局２の予測値演算部２４が単位時間毎の電力負荷を予測し（Ｓ２１）、消費量演算部２５が特性カーブに基づいて目標となる燃料の消費量を演算する（Ｓ２２）。
【００５２】
さらに時間演算部２６を発電設備７の運転継続可能時間として演算する（Ｓ２３）。その後、抑制目標値演算部２７が、所望の目標時間と運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の保安・一般負荷９の抑制目標値を演算する（Ｓ２４）。続いて、運転時間制御部２３が制目標値に応じて保安・一般負荷９の遮断または投入を行い（Ｓ２５）、Ｓ０９へと移行する。
【００５３】
以上の予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モードの具体例について、図５、図６のグラフを用いて説明する。
ａ.単位時間毎の電力負荷予測よる運転継続可能時間の算出
図５に電力負荷予測のグラフ例を示す。例として7:30に演算した場合、7:30〜8:00の負荷見込みは、約１５０ｋＷであり、図３の負荷／燃料消費量特性カーブより、燃料消費量は、４０Ｌ／ｈとなる。同様に各時間帯に対して計算して負荷見込みを積分することで、燃料をいつまでに、どれだけ消費する見込みかを把握可能となる。
【００５４】
本サンプルの場合、24:00までに約６５０Ｌとなる。演算時の残燃料を仮に１０００Ｌとした場合、毎時の見込み燃料を積算していき、１０００Ｌに達する時間帯を演算する。翌日0:00〜12:00までの燃料消費見込み積算は約３５０Ｌとなり、結果として、翌日の12:00まで、運転継続可能見込みとの計算が可能となる。
【００５５】
ｂ.抑制目標値の算出
図６に負荷の抑制目標値の算出例を示す。仮に残燃料を１０００Ｌとし、残り２９時間が運転継続可能時間であるという見込みに対して、目標時間に達する時刻を２日目の２４時と設定する。つまり目標時間を４１時間とする。運転継続可能時間：Ａ＝２９、目標時間：Ｂ＝４１、負荷予測平均：Ｘ、単位時間毎負荷予測値：ｘ、負荷抑制後平均：Ｙ、単位時間毎の負荷の抑制目標値：ｙとして、抑制目標値ｙを、次のようにして求める。
【００５６】
Ａ＊Ｘ＝Ｂ＊Ｙ
Ｙ＝Ａ／Ｂ＊Ｘ
ｙ＝Ａ／Ｂ＊ｘ＝２９／４１＊ｘ＝０．７ｘ
抑制目標値演算部２７は、目標時間と運転継続可能時間との比率により、単位時間毎の保安・一般負荷９の抑制目標値を演算し、単位時間毎の負荷予測値に対して全て０．７倍した値が抑制目標値（図６の棒グラフの斜線部）となる。運転時間制御部２３は、このようにして求めた抑制目標値に応じて、保安・一般負荷９の遮断または投入を行う。
【００５７】
（効果）
上記の第１の実施形態によれば、震災などによる商用停電後の発電設備７による給電時に、発電設備７への燃料供給がしばらく見込めない状況になった場合、運転時間制御部２３が「予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モード」を実施することで、電力を供給する負荷を抑制して発電設備７の運転継続可能時間を長くする運用が可能となる。すなわち、本実施形態では、状況回復までの見込み時間つまり目標時間と電力負荷の重要性とのバランスを加味し、保安・一般負荷９の負荷抑制制御を自動的に行うことができる。
【００５８】
以上の効果は次のような場合に有効である。例えば、本実施形態を適用する建築物が病院である場合、商用停電時の給電対象は予め決められているが、商用復電も、発電設備７への燃料供給も、緊急輸送機関による患者の搬送も直ぐには望めない状況に陥ったとする。このような状況で、状況回復までの見込み時間が、発電設備７の通常制御による運転継続可能時間を超えてしまう場合に、本実施形態を用いることにより、予測値に応じて負荷抑制値を変動させ、所望の目標時間まで発電設備７の運転継続可能時間を延長させることができる。その結果、全体的な給電量を犠牲にしてでも、入院患者の命に関わる重要な負荷への給電を継続させることが可能となる。
【００５９】
しかも、本実施形態では、単位時間毎の電力負荷の予測値より単位時間毎の負荷に対する抑制目標値を自動的に演算して求め、より運用に則した負荷制御が可能となる。したがって、負荷の電力抑制量を需要に応じて細かく調整することができ、需要とのバランスを取りながら、使用電力を最大限に抑制することが可能である。
【００６０】
そのため、商用停電時において、発電設備７が負荷量変動の大きい一般負荷をかなりの比率で賄ったとしても、一般負荷の利用者に不便さを感じさせることなく、電力抑制量を効率良く絞り込むことができ、運転継続可能時間を極力延ばすことが可能である。上述したように、本実施形態によれば、負荷量を予測した上で負荷への電力抑制量を決めており、商用停電時でも一般負荷の運用に制約を与えることを回避しつつ、電力抑制量の最適化および運転継続可能時間の最長化に寄与することができる。
【００６１】
（２）第２の実施形態
（構成）
第２の実施形態に係る監視制御装置では、（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モードにおいて、負荷の抑制目標値の下限値を、監視制御端末５の入力画面処理部５３により設定可能としたものである。負荷の抑制目標値の下限値は、単位時間毎の負荷予測値よりも小さい値を設定するものとする。第２の実施形態は上記の点を除き、基本的な構成要素については上記第１の実施形態と同様である。
【００６２】
（作用）
第２の実施形態における商用停電時の保安・一般負荷９の制御について、図７のフローチャートを用いて説明する。監視制御親局２の運転時間制御部２３が「（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モード」を実施する場合、発電設備７の運転継続可能時間を演算するＳ２３と、保安・一般負荷９の抑制目標値を演算するＳ２４の間に、Ｓ２６が入る。Ｓ２６では、負荷の抑制目標値の下限設定を行っているか否かを確認する。抑制目標値の下限設定を行っていない場合には（Ｓ２６のＹｅｓ）、Ｓ２４へと移行して抑制目標値を求める。
【００６３】
一方、負荷の抑制目標値の下限設定を行っている場合には（Ｓ２６のＮｏ）、Ｓ２７へと移行して、負荷の抑制目標値を求める。図８のグラフでは、負荷の抑制目標値の下限値を３５ｋＷに設定場合の予測値および抑制目標値の一例を示している。なお、残燃料を１０００Ｌ、目標運転継続時刻を２日目の２４時つまり目標時間を４１時間とする点は、図６に示したグラフと同様である。
【００６４】
運転継続可能時間：Ａ＝２９、目標時間：Ｂ＝４１、負荷予測平均：Ｘ＝１５０、単位時間毎負荷予測値：ｘ、負荷抑制後平均：Ｙ、単位時間毎の負荷の抑制目標値：ｙ、負荷の抑制目標値の下限値：Ｚ（＜ｘ）＝３５、負荷抑制計数：αとして、抑制目標値演算部２７は抑制目標値ｙを求める。
【００６５】
Ａ＊Ｘ＝Ｂ＊Ｙ
Ａ＊Ｘ＝Ｂ＊（（Ｘ−Ｚ）α＋Ｚ）＝Ｂ（Ｘ−Ｚ）α＋ＢＺ
α＝（ＡＸ−ＢＺ）／（ＢＸ−ＺＢ）
＝（２９＊１５０−４１＊３５）／（４１＊１５０−３５＊４１）
＝（４３５０−１４３５）／（６１５０−１４３５）＝０．６２
ｙ＝Ｚ＋α（ｘ−Ｚ）＝３５＋０．６２（ｘ−３５）
すなわち、第２の実施形態における負荷の抑制目標値は、各負荷の予測値から下限値を引いた負荷量に対して、抑制計数を掛けるものとする。運転時間制御部２３は、このようにして求めた負荷の抑制目標値に応じて、保安・一般負荷９の遮断または投入を行う。
【００６６】
（効果）
上記の第２の実施形態によれば、負荷の抑制目標値の下限値を設定した上で、最適な抑制目標値を自動的に設定可能であり、負荷の抑制目標値が下限値を下回って絞られることがない。したがって、保安・一般負荷９の中に、負荷抑制できない最低限の負荷を、重要な負荷として選択しておくことが可能であり、重要性の高い負荷に対して確実に電力を供給することができる。これにより、負荷の利用者に対する安全性や利便性を高めることが可能である。
【００６７】
なお、上記の実施形態では、保安・一般負荷９の負荷抑制だけを行うようにしたが、負荷制御対象として非常負荷８を含めるようにしてもよい。つまり、非常負荷８に対して無条件に商用停電時の電力供給を行うのではなく、抑制目標値の下限値を設定分だけで、最低限の非常負荷８への電力供給を賄っておき、電力抑制量をさらに増やすことができる。これにより、大災害発生時などの緊急事態にあって、発電設備７の運転継続可能時間をいっそう延ばすことが可能である。
【００６８】
（３）第３の実施形態
（構成）
第３の実施形態に係る監視制御装置では、「（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モード」において、抑制目標値演算部２７が負荷の抑制目標値を、演算して求めるのではなく、監視制御端末５の入力画面処理部５３により手動で設定するようにしたものである。負荷の抑制目標値の手動設定とは、例えば、図９のグラフにおいては、矢印で示すように、１１時付近では、演算して求めた目標抑制値よりも低く目標抑制値を手動で設定し、反対に、需要が多いと見込まれる１２時付近では演算して求めた目標抑制値よりも高く目標抑制値を手動で設定している。
【００６９】
（作用）
第３の実施形態における商用停電時の保安・一般負荷９の制御について、図１０のフローチャートを用いて説明する。監視制御親局２の運転時間制御部２３が「（Ｃ）予測値に応じて負荷抑制値を変動させた運転時間制御モード」を実施する場合、目標時間の設定を確認するＳ１９の後に、Ｓ２８が入る。Ｓ２８では、負荷の抑制目標値の手動設定が無効か否かを確認している。負荷の抑制目標値の手動設定が無効であれば（Ｓ２８のＹｅｓ）、Ｓ２０、Ｓ２１へと移行して抑制目標値演算部２７が、負荷の抑制目標値を演算して求める。
【００７０】
一方、負荷の抑制目標値の手動設定が有効であれば（Ｓ２８のＮｏ）、Ｓ２９へと移行する。Ｓ２９では、単位時間毎の負荷の抑制目標値の手動設定を行って、抑制目標値演算部２７による抑制目標値の演算処理を省いてＳ２５へと移行する。
【００７１】
（効果）
前述した第１及び第２の実施形態では、負荷の抑制目標値を、負荷の予測値に応じて演算する処理を実施し、このような処理フローが一回でも回れば、負荷の抑制目標値は自動的に設定され続けることになる。これに対して、第３の実施形態では、負荷の予測値に応じた負荷の抑制目標値を演算した後でも、負荷の抑制目標値を手動設定して任意のバランスに振り分け、負荷の抑制制御を実施することが可能である。
【００７２】
このような第３の実施形態によれば、負荷の抑制目標値の手動設定を有効にすることで、単位時間毎に、負荷の抑制目標値の設定を、任意に変更することが可能とする。したがって、任意に設定変更した抑制目標値を元にして、また、演算により求めた負荷予測値に応じた負荷の抑制目標値なども確認しつつ、目標運転継続可能時間を再計算することができる。これにより、より実情に見合った負荷の抑制目標値を設定することが可能であり、負荷の抑制制御に関して、運用者の意図を的確且つ柔軟に反映させることができる。
【００７３】
［他の実施形態］
上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【００７４】
監視制御装置が実行する監視制御方法並びに各機能を実現するためのプログラムも、本発明の実施形態の一つである。本実施形態に係るプログラムは、機能の一部を実現するためのものであってもよいし、他のプログラムと組み合わせることで機能を実現するものであってもよい。
【００７５】
プログラムをコンピュータに読み取り可能な記録媒体、具体的にはＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体や、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどに記録し、このような記録媒体に記録されたプログラムを、コンピュータシステムに読み込ませて実行することで、本実施形態を実現するようにしてもよい。ここで「コンピュータシステム」には、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００７６】
また、記録媒体としては、先に述べたＣＤ−ＲＯＭ等の例以外にも、次のような（１）や（２）等が包含される。
（１）インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの。
（２）その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持するもの。
【符号の説明】
【００７７】
１…監視制御ネットワーク、２…監視制御親局、３、４…監視制御子局、５…監視制御端末、６…受変電設備、７…発電設備、８…非常負荷、９…保安・一般負荷、２１…通信処理部、２２…定格運転制御部、２３…運転時間制御部、２４…予測値演算部、２５…消費量演算部、２６…時間演算部、２７…抑制目標値演算部、２８…目標出力演算部、３１…信号入出力部、３２…信号変換処理部、３３…通信処理部、３４…発電電力計測部、３５…残量計測部、５２…表示画面処理部、５３…入力画面処理部
【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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