(57)【要約】      （修正有）【課題】規模の大小に関わらず、汎用的に複数の圧縮機の稼働を自動制御することが可能な電力制御装置を提供する。【解決手段】動作していることが確認された複数の圧縮機Ｃ（Ｃ１，Ｃ２…）全体について、電力契約で許容されている消費電力もしくは電流値の総和に基づいて設定された閾値から制御の要否を検知し、前記検知情報によって各圧縮機の停止又は再稼働の制御信号を生成し、この制御信号を各圧縮機に設定された所定の優先順位によって各圧縮機側で順次受け付けて、圧縮機を停止又は再稼働させるとともに、前記停止又は再稼働が実行された後、一定時間内は前記圧縮機の再稼働又は停止を抑止するものであって、前記電力契約の種類によって特定されている受電電圧に対応して生成する各制御信号を選択的に受け付け可能とする切替手段を備えている電力制御装置を提供する。【選択図】図１
0003201812.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
所定の電力契約によって、電力供給の対象となる複数の圧縮機の停止又は再稼働を制御する電力制御装置であって、
前記各圧縮機の動作状態を確認する監視手段と、
動作していることが確認された複数の圧縮機全体について、前記電力契約で許容されている消費電力もしくは電流値の総和に基づいて予め設定された閾値から制御の要否を検知する検知手段と、
前記検知された情報によって前記各圧縮機の停止又は再稼働の制御信号を生成し、前記停止又は再稼働の対象となる圧縮機側に送信する信号生成手段と、
前記制御信号を各圧縮機に設定された所定の優先順位によって各圧縮機側で順次受け付ける受信手段と、
前記受信した制御信号によって特定された圧縮機を停止又は再稼働させる指令手段と、
前記停止又は再稼働が実行された後、一定時間内は前記圧縮機の再稼働又は停止を抑止する保護手段と、を有し、
前記信号生成手段が、前記電力契約の種類によって特定されている受電電圧に対応して生成する各制御信号を前記受信手段で選択的に受信可能とする第１切替手段を備えていることを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
前記電力契約の種類は、少なくとも、所定の高圧契約電力であって、所定時間単位の使用電力によって費用を決定する高圧受電契約と、所定の低圧契約電力であって、設置する主開閉器が最大電流を制限できる容量によって契約電力を算定する低圧受電契約との２種類であることを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記第１切替手段で、前記高圧受電契約に対応した制御信号を受信可能とする選択をした場合において、前記検知手段は、電力量計から、パルス検出器を介してパルス信号を取得すると、前記取得したパルス信号から前記所定時間単位に設定された時限内の使用電力量を算出する現在電力量演算手段と、前記算出された現在電力量に基づいて現在の負荷状態が継続した場合の前記時限終了時点の予測電力量演算手段と、前記算出された予測電力量に基づいて、予め任意に設定された前記時限終了時点の目標電力量に到達するために停止又は再稼働に必要な電力量を算出する調整電力量演算手段と、を有し、
前記信号生成手段は、前記予測電力量が前記目標電力量を超過した場合、又は前記超過した場合であって、前記複数の圧縮機の消費電力の総和を調整可能な電力として設定する調整限界値以上になった場合、前記時限内の所定の経過時間において、前記優先順位に従って圧縮機停止の制御信号を生成することを特徴とする請求項２記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記再稼働の制御信号の生成及び送信のタイミングについて、前記停止の制御信号を送信した同一時限内に所定の条件下で生成及び送信するモードと、前記停止の制御信号を送信した時限の次に到来する時限の開始時に再稼働の制御信号を生成及び送信するモードと、のいずれか一方を設定可能とするとともに、前記再稼働の制御信号の生成及び送信の順序について、前記優先順位の高い順序に生成及び送信するモードと、前記優先順位の低い順序に生成及び送信するモードと、のいずれか一方を設定可能とする第１再稼働設定手段を有することを特徴とする請求項３記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記第１切替手段で、前記低圧受電契約に対応した制御信号を受信可能とする選択をした場合において、前記検知手段が、前記主開閉器で設定されているアラーム信号を取得すると、前記信号生成手段は、所定の検出電流容量及び過電流判定条件に従って前記制御信号に変換する変換手段を有することを特徴とする請求項２記載の電力制御装置。  
【請求項６】
複数の異なる主開閉器の前記アラーム信号を選択的に受信可能とする第２切替手段を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項５記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記再稼働の制御信号の生成及び送信の順序について、前記優先順位の高い順序に生成及び送信するモードと、前記優先順位の低い順序に生成及び送信するモードと、のいずれか一方を設定可能とする第２再稼働設定手段を有することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の電力制御装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、所定の電力契約によって、電力供給の対象となる複数の圧縮機の停止又は再稼働を制御する電力制御装置に関するもの、特に、複数の空調機、冷凍機などの圧縮機（コンプレッサ）の稼働を自動制御するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー資源調達に関する外部環境が不透明となっている状況下、電力需要家（主に企業）は、規模の大小にかかわらず、電力供給が十分になされるかという意識が高まっている。特に、年間を通して電力使用量のピークとなる夏場では、電力使用量の大きな部分を占める空調機等（より具体的には圧縮機）の稼働率による電力の需要と供給のバランスが中心的課題の一つになっている。また、空調機は、通常、常時稼働しない場合が多く、一定時間内であれば、停止しても、事実上、体感温度に変化がない場合もあるため、稼働調整の工夫の余地がある。
【０００３】
比較的大規模な電力需要家の場合（受電電圧６６００Ｖ）、自社内にキュービクルを設置し、５０ｋＷ以上５００ｋＷ未満のレンジで、いわゆるデマンド時限（３０分）単位の平均電力（デマンド値）を算出し、過去１年間における月間の最大デマンド値によって契約電力を決定し、電力会社との間で高圧受電契約（「デマンド契約」「実量制契約」ともいう。）を締結する。
【０００４】
そこで、前記高圧受電契約の場合、電力需要家側で予め使用電力の目標を設定し、設定された目標電力を超過しそうな場合に警報で告知し、かつ、予め設定された優先順位に従って前記複数の圧縮機の稼働を制御するデマンドコントローラを採用することでデマンド値の低減を図っている。
【０００５】
従来、前記デマンドコントローラとしては、例えば、前記圧縮機の動作監視部と、動作状態を強制的に遮断する遮断部と、前記遮断部の動作タイミングを制御するタイミング制御部とを備え、前記タイミング制御部は、所定の制御周期ごとに制御モードに突入させる第１手段と、前記制御モードにおいて、動作状態に移行してから一定時間経過するまで待機する第２手段と、その後、前記動作状態にあれば前記遮断部を動作させ、非動作状態にあれば、動作状態になるのを待った後、更に前記一定時間経過後に前記遮断部を動作させる第３手段とを備えた電力制御装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
一方、小規模な電力需要家の場合（受電電圧１００Ｖ−２００Ｖ）、電力会社が提供するトランスを介して変圧された後、電力が供給される。したがって、契約電力を決定する契約は、受電電圧に応じて低圧受電契約になる。特に、基本料金を低減させる対応として、最大電流を制限する主開閉器の容量をもとに契約電力を算定する主開閉器契約を締結することが多い。
【０００７】
主開閉器契約の場合、設置する主開閉器（電子ブレーカ）側では、当該電子ブレーカによって定められている定格電流以上の電流が流れると、ＪＩＳ規格で定められている一定時間の経過後、遮断するという構成になっており、前記デマンドコントローラによる制御とは全く異なる構成になっている。
【０００８】
従来、前記主開閉器契約による電力供給を受けている小規模な電力需要家に対して、電流値計測部と、計測された電流値が流れた時間を計測する時間計測部と、予め定められた時間内に予め定められた値よりも大きい電流が流れた場合に電流を遮断する電流遮断部とを有する電流遮断機（電子ブレーカ）と、圧縮機を有する空調機と、此の空調機に供給される電流値を計測する空調機電流値計測部と、空調機を稼動させている電流値の経過時間を計測する空調機時間計測部と、上記空調機時間計測部によって計測された経過時間が予め定められた時間に達すると上記圧縮機を停止させる停止信号を出力する停止信号出力部とを有する空調機制御機とを備えた空調制御システムが提案されていた（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３０３７９３９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１７８４１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、電力需要家は事業規模の拡大または縮小に際して、前記契約電力を変更し、電力会社との間で締結する契約の種類も変更する場合がある。この場合、たとえば、前記主開閉器契約からデマンド契約に変更すると、電圧制御の方法が全く異なるため、あらたに専用の装置（キュービクル）を購入しなければならず、初期コストの負担が増大するという不都合があった。
【００１１】
また、前記主開閉器契約における電力制御装置として特許文献２記載の先行技術によれば、空調機（圧縮機）の制御機は、あくまで、１台の空調機の電流値と経過時間を計測して、停止信号を出力するためのものであり、前記高圧電力契約におけるデマンドコントローラのように、複数台の空調機全体の電力量を監視して制御するものではないために、小規模であっても、複数台の空調機等を使用する電力需要家に対する稼働調整の対応は不完全なものと言わざるを得なかった。
【００１２】
そこで、本考案は、上記課題を解消させるためのものであり、電力需要家の規模の大小に関わらず、汎用的に複数の圧縮機の稼働を自動制御することが可能な電力制御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】
上記目的を達成させるために、本考案にかかる電力制御装置は、所定の電力契約によって、電力供給の対象となる複数の圧縮機の停止又は再稼働を制御する電力制御装置であって、
前記各圧縮機の動作状態を確認する監視手段と、
動作していることが確認された複数の圧縮機全体について、前記電力契約で許容されている消費電力もしくは電流値の総和に基づいて予め設定された閾値から制御の要否を検知する検知手段と、
前記検知された情報によって前記各圧縮機の停止又は再稼働の制御信号を生成し、前記停止又は再稼働の対象となる圧縮機側に送信する信号生成手段と、
前記制御信号を各圧縮機に設定された所定の優先順位によって各圧縮機側で順次受け付ける受信手段と、
前記受信した制御信号によって特定された圧縮機を停止又は再稼働させる指令手段と、
前記停止又は再稼働が実行された後、一定時間内は前記圧縮機の再稼働又は停止を抑止する保護手段と、を有し、
前記信号生成手段が、前記電力契約の種類によって特定されている受電電圧に対応して生成する各制御信号を前記受信手段で選択的に受信可能とする第１切替手段を備えていることを最も主要な特徴とする。
【００１４】
ここで、前記電力契約の種類は、典型的には、高圧受電契約としてデマンド契約、低圧受電契約として主開閉器契約である。
【００１５】
前記した通り、本考案に係る電力制御装置は、前記第１切替手段で切り替えることによって、高圧受電契約及び低圧受電契約のいずれかの契約下で使用する複数の圧縮機についても、その使用電力量を制御することができる。すなわち、前記第１切替手段で、前記高圧受電契約に対応した制御信号を受信可能とする選択をした場合、前記検知手段は、電力量計から、パルス検出器を介してパルス信号を取得すると、前記取得したパルス信号から前記所定時間単位に設定された時限内の使用電力量を算出する現在電力量演算手段と、前記算出された現在電力量に基づいて現在の負荷状態が継続した場合の前記時限終了時点の予測電力量演算手段と、前記算出された予測電力量に基づいて、予め任意に設定された前記時限終了時点の目標電力量に到達するために停止又は再稼働に必要な電力量を算出する調整電力量演算手段と、を有し、前記信号生成手段は、前記予測電力量が前記目標電力量を超過した場合、又は前記超過した場合であって、前記複数の圧縮機の消費電力もしくは電流値の総和を調整可能な電力として設定する調整限界値以上になった場合、前記時限内の所定の経過時間において、前記優先順位に従って圧縮機停止の制御信号を生成する。前記閾値は、算出された予測電力量と調整電力量に基づいて定められる。
【００１６】
ここで、前記再稼働の制御信号の生成及び送信のタイミングについて、前記停止の制御信号を送信した同一時限内に所定の条件下で生成及び送信するモードと、前記停止の制御信号を送信した時限の次に到来する時限の開始時に再稼働の制御信号を生成及び送信するモードと、のいずれか一方を設定可能とするとともに、前記再稼働の制御信号の生成及び送信の順序について、前記優先順位の高い順序に生成及び送信するモードと、前記優先順位の低い順序に生成及び送信するモードと、のいずれか一方を設定可能とする第１再稼働設定手段を有する構成としてもよい。
【００１７】
一方、前記第１切替手段で、前記低圧受電契約に対応した制御信号を受信可能とする選択をした場合、前記検知手段が、前記主開閉器で設定されているアラーム信号を取得すると、前記信号生成手段は、前記アラーム信号を所定の検出電流容量及び過電流判定条件に従って前記制御信号に変換する変換手段を有する。この構成により、主開閉器を備えた低圧受電契約であっても、前記高圧受電契約同様に、複数の圧縮機に対する電圧制御を行うことができる。低圧受電契約の場合の前記閾値は、前記検出電力容量と過電流判定条件に基づいて定められる。
【００１８】
ところで、前記主開閉器は、アラーム信号の出力条件によって異なる種類のものが存在する。そこで、複数の異なる主開閉器の前記アラーム信号を選択的に受信可能とする第２切替手段を備える構成とすればよい。
【００１９】
なお、前記低圧受電契約の場合、前記再稼働の制御信号の生成及び送信の順序について、前記優先順位の高い順序に生成及び送信するモードと、前記優先順位の低い順序に生成及び送信するモードと、のいずれか一方を設定可能とする第２再稼働設定手段を有する構成としてもよい。
【考案の効果】
【００２０】
本考案に係る電力制御装置は、電力需要家の規模の大小に関わらず、汎用的に複数の圧縮機の稼働を自動制御することが可能となるため、電力契約を高圧受電契約又は低圧受電契約に変更しても、同一の装置で対応が可能となり、複数の空調機等の圧縮機の制御に関する設備投資のコストを抑えることができるという効果を奏する。
【００２１】
また、本考案に係る電力制御装置は、前記第１切替手段及び第２切替手段により、電力契約の種類、主開閉器（電子ブレーカー）の種類に依存せずに、汎用的に対応可能となるため、拡張性の高い装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本考案に係る電力制御装置のブロック概略図である。
【図２】図２は、電力制御装置の制御信号出力部のブロック構成図であり、（ａ）は、高圧電力側出力部のブロック構成図、（ｂ）は、低圧電力側出力部のブロック構成図である。
【図３】図３は、現在電力量Ｐをグラフで示した図である。
【図４】図４は、予測電力量Ｒをグラフで示した図である。
【図５】図５は、調整電力量Ｕをグラフで示した図である。
【図６】図６は、圧縮機の停止、再稼働の時系列上の制御条件を示した図である。
【図７】図７は、圧縮機停止後、再稼働設定モードをデマンド時限との関係で示した概念図であり、（ａ）は、現デマンド時限内に再稼働するモード、（ｂ）は、次のデマンド時限の開始とともに再稼働するモード示した図である。
【図８】図８は、圧縮機停止後、再稼働設定モードを優先順位との関係で示した概念図であり、（ａ）は、優先順位の低い方から再稼働するモード、（ｂ）は、優先順位の高い方から再稼働するモードを示した図である。
【図９】図９は、高圧受電契約の場合の電力制御処理フロー図である。
【図１０】図１０は、低圧受電契約の場合の電力制御処理フロー図である。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照して、１は、本考案にかかる電力制御装置である。電力制御装置１は、高圧受電契約下で使用されている複数の空調機等の圧縮機、低圧受電契約下で使用されている複数の空調機等の圧縮機のいずれの稼働をも制御可能とする汎用性を有する。
【００２４】
ここで、電力契約の種類は、高圧受電契約として、たとえば、特別高圧受電契約、デマンド契約（実量制契約）があり、低圧受電契約として、たとえば、負荷設備契約、主開閉器契約がある。本考案にかかる電力制御装置は、いずれの契約であっても、複数の空調機等の圧縮機のいずれの稼働を制御することが可能であるが、本実施の形態では、以下、デマンド契約と主開閉器契約における複数の空調機等の圧縮機のいずれの稼働を制御するものとして説明する。また、本考案にかかる電力制御装置は、複数の空調機等の圧縮機の稼働を制御することを目的とするものであるが、本実施の形態では、以下、複数の空調機の圧縮機を制御の対象例として説明する。
【００２５】
前記デマンド契約の場合、電力会社から提供される電力量計Ｅからパルス検出器Ｄを介してパルス信号を取得することができる。なお、パルス検出器Ｄは、電力量パルス検出のほか、時限パルス検出可能なもの（２０１５年現在、関西電力の場合）があり、後述する同期処理が相違するが、いずれの場合でも対応可能なように、予め入力端子を２種設定しておけばよい。
【００２６】
一方、主開閉器契約の場合、配電盤Ｓから、電力会社との契約に従って設置される電子ブレーカＢを介して、空調機ほか、負荷設備が接続される。電子ブレーカＢは、電子ブレーカＢによって定められている定格電流以上の電流が流れると、ＪＩＳ規格で定められている一定時間の経過後遮断するが、遮断する前に、アラーム信号を発信する。したがって、主開閉器契約下で電力制御を行う場合、前記デマンド契約におけるパルス信号に代えて、前記アラーム信号を取得するようにすればよい。
【００２７】
電力制御装置１は、パルス検出器Ｄ又は電子ブレーカＢと、複数の圧縮機Ｃ（Ｃ１、Ｃ２…）との間に介在して設置される。
【００２８】
パルス検出器Ｄから発信されたパルス信号は、高圧電力側出力部１１で取得され、検知部１１１で後述する演算処理を実行し、信号生成部１１２で前記演算処理の結果を受けて圧縮機Ｃを制御する信号を生成する。
【００２９】
一方、電子ブレーカＢから発信されたアラーム信号は、低圧電力側出力部１２で取得され、検知部１２１で設置されている電子ブレーカＢの種類に応じた信号を検知し、信号生成部１２２で、前記検知された信号に基づき、圧縮機Ｃを制御する信号に変換する。
【００３０】
なお、高圧電力側出力部１１及び低圧電力側出力部１２の前記演算処理及び信号生成は、各々に実装されたＣＰＵ（図示せず）によって実行される。
【００３１】
前記信号生成部１１２又は信号生成部１２２で生成された制御信号は、複数の圧縮機Ｃ（Ｃ１、Ｃ２…）のそれぞれに接続された制御部１３（１３ａ、１３ｂ…）に送信される。高圧電力側出力部１１又は低圧電力側出力部１２と制御部１３との間の通信手段は、マルチドロップ接続が可能なシリアル通信を使用することによって、複数台の圧縮機Ｃとの信号の送受信か可能になる。例えば、ＲＳ−４８５を用いることにより、３２台まで圧縮機Ｃを接続することが可能になる。
【００３２】
制御部１３は、異なる種類の制御信号を受信可能とする第１切替部１３１を有する。ここで、本実施の形態において、異なる種類の制御信号とは、高圧電力側出力部１１から送信される制御信号と低圧電力出力部１２から送信される制御信号であり、制御部１３は、この２つの制御信号を選択的に受信可能とするために、たとえば、ディップスイッチを実装し、ＯＮ／ＯＦＦによっていずれか一方を選択するように構成すればよい。なお、図１の一点鎖線は、第１切替部１３１により、高圧電力側出力部１１と低圧電力側出力部１２のいずれか一方の制御信号の受信を選択することを示したものである。
【００３３】
制御部１３は、第１切替部１３１によって選択された制御信号を受信可能とする受信部１３２を有する。受信部１３２は、前記通信手段によって受信可能であって、前記選択可能な制御信号の数（本実施の形態では２つ）に対応して入力端子を設ければよい。
【００３４】
制御部１３は、制御対象となる圧縮機Ｃの動作状態を監視する監視部１３３を有する。停止、稼働の状態を監視し、モニタＬＥＤなどによって外部表示するようにしてもよい。
【００３５】
受信部１３２で受信した前記制御信号に従って指令部１３４から、各制御部１３に接続されている圧縮機Ｃに停止、再稼働の指令を出して、圧縮機Ｃの動作を制御する。なお、指令部１３４は、リレー回路によって構成され、前記制御信号に従ってリレー回路をＯＮ、ＯＦＦすることにより、圧縮機Ｃの停止、再稼働を制御すればよい。
【００３６】
なお、通常、圧縮機Ｃ（空調機）自体も、温度調節のために、自動的に停止、再稼働する機能を備えているため、この温度調節のための動作制御と、指令部１３４からの動作制御とが、相互に作動した場合、短時間に停止、再稼働が繰り返され、圧縮機Ｃが必要とするアイドリング時間が十分に付与されず、負荷がかかる結果、故障の原因になるおそれがある。そこで、制御部１３は、指令部１３４から制御信号によって停止又は再稼働の制御を受けた場合、設定した一定時間、再稼働又は停止をさせないように制御する保護部１３５を有する。
【００３７】
制御部１３は、高圧電力側出力部１１及び低圧電力側出力部１２と切り離し、本実施の形態で説明する制御信号とは異なる制御信号を送信する出力装置と接続可能な汎用的機能を備えたものであっても良い。たとえば、前記ディップスイッチを前記出力装置の数に対応させて実装し、前記受信部１３２の入力端子を当該数に対応させて設ければよい。
【００３８】
図２は、電力制御装置の制御信号の各出力部の詳細ブロック構成図である。図２（ａ）は、高圧電力側出力部１１のブロック構成図になる。デマンド契約の場合、使用電力量（デマンド）を管理するために、デマンド時限（毎時０分からの３０分間、毎時３０分からの３０分間）内の電力量（デマンド時限における平均電力）が、前記制御信号を生成するために、後述する閾値の演算に必要なデータとなる。したがって、高圧電力側出力部１１と各制御部１３との間で、時限の同期処理が必要になる。そこで、同期処理部１１３を設け、両者の時計を同期させるようにすればよい。具体的には、周辺回路としてリアルタイムクロックを実装し、同期処理部１１３から前記通信手段を介して、各制御部１３の時計を同期させるように指令を出せばよい。なお、同期処理部１１３は、パルス検出器Ｄが時限パルスを出力する場合は、時限パルスと直接的に同期するようセットすればよいが、パルス検出器Ｄが電力量パルスを出力する場合は、所定時間間隔で入力されるＡＣ電源入力の周波数に同期させてセットすればよい。
【００３９】
また、検知部１１１及び信号生成部１１２における各種設定入力を行うために、表示部１１４を設けても良い。表示部１１４は、たとえば、液晶ディスプレイを備え、現在のステータスを表示するとともに、デマンド値（前回のデマンド値、最大のデマンド値）、積算電力量、後述する演算に必要な定数値、複数の制御部１３の特定（チャネル設定）、後述する制御の優先順位等を入力する際に、入力内容を確認するために表示することもできる。
【００４０】
さらに、後述する演算処理によって得られた結果から、電力使用量のステータスに応じてブザー及び／又はランプによって警報を出力する警報部１１５を設けても良い。
【００４１】
検知部１１１は、パルス検出器Ｄからパルスを取得すると、予め設定されている閾値から制御の要否を判断するために、所定の演算を実行する。本実施の形態では、かかる演算を実行するものとして、現在電力量演算部１１１ａと予測電力量演算部１１１ｂと調整電力演算部１１１ｃとを有する。以下、図３、図４及び図５を用いて演算処理の内容を説明する。
【００４２】
現在電力量演算部１１１ａは、デマンド時限開始から、パルス検出器Ｄからのパルス入力を検知する毎に現在電力量を算出する。現在電力量Ｐ（ｋＷ）は、下記計算式によって算出する。
【００４３】
【数１】
0003201812.tif 000003
【００４４】
ここで、デマンド時限とは、毎時００分００秒から２９分５９秒と毎時３０分００秒から５９分５９秒の各３０分間をいう（３０分を１時限とし、１時限終了後に０にリセットする）。ＶＣＴ比とは、電力量パルスから電力を求める場合、接続される電力量計又はパルス変換器で決定される変換定数をいう。パルス定数とは、電力量あたりのパルス数をいい、単位はパルス／ｋＷｈである。
【００４５】
図３は、現在電力量Ｐを可視的に示した概念図、すなわち、横軸に経過時間（デマンド時限）、縦軸に電力量をとってデマンド時限単位ごとの積算電力量を示したグラフである。なお、図３では、経過時間ｔにおける現在電力量Ｐを示している。
【００４６】
予測電力量演算部１１１ｂは、現在の負荷状態が継続した場合、デマンド時限終了時点の電力量を算出する。予測電力量Ｒ（ｋＷ）は、下記計算式によって算出する。
【００４７】
【数２】
0003201812.tif 000004
【００４８】
ここで、Ｐは、前記数式１で算出された現在電力量である。ｔは、デマンド時限の経過時間をいう。Δｔは、パルス積算時間をいい、デマンド時限開始から残り時間３分までは３分、残り時間３分から時限終了までは１分に変化する値である。ΔＰは、Δｔ分間の電力量の増分であり、これは前記数式１の「デマンド時限開始より現時点までの入力パルス数」を「Δｔ分間のパルス数」に置換して算出することができる。
【００４９】
図４は、予測電力量Ｒを可視的に示した概念図、すなわち、横軸に経過時間（デマンド時限）、縦軸に電力量をとって、現在電力量の微小変化からグラフの傾きを算出し、デマンド時限終了時の電力量Ｒを示している。予測電力量Ｒは、たとえば、１０秒毎に演算を行い、表示部１１４で表示するようにしてもよい。なお、図４の目標電力量Ｑは、予め所定の値で設定したものである。
【００５０】
調整電力演算部１１１ｃは、予測電力量に対して、デマンド時限終了時に、前記目標電力量Ｑ（ｋＷ）に到達するために必要とする停止又は再稼働の電力量を算出する。調整電力量Ｕ（ｋＷ）は、下記計算式によって算出する。
【００５１】
【数３】
0003201812.tif 000005
【００５２】
ここで、Ｒは、前記数式２で算出された予測電力量である。Ｑは、目標電力量であり、前記した通り、予め所定の値で設定したものである。ｔは、デマンド時限の経過時間である。
【００５３】
図５は、調整電力量Ｕを可視的に示した概念図、すなわち、横軸に経過時間（デマンド時限）、縦軸に電力量をとって、予測電力量Ｒと目標電力量Ｑとの差分から調整電力量Ｕを算出することを示したものである。調整電力量Ｕも、予測電力量Ｒ同様、たとえば、１０秒毎に演算を行い、表示部１１４で表示するようにしてもよい。
【００５４】
なお、前記算出された現在電力量Ｐ、予測電力量Ｒ及び調整電力量Ｕは、下記の通り、警報部１１５の作動条件として利用される。
【００５５】
調整電力量Ｕに基づく調整警報は、たとえば、予測電力量Ｒが前記目標電力量Ｑを超過し、さらに、調整電力量Ｕが図５で示した調整警報値（調整限界値）以上となった場合、発生するように設定できる。これは、現時点でこの調整警報値分の消費電力を停止させればデマンド時限終了時点で目標電力量Ｑに到達するという警報である。
【００５６】
また、予測電力量Ｒに基づく予測警報は、たとえば、予測電力量Ｒが目標電力量Ｑを超過した場合、発生するように設定できる。これは、デマンド時限の残り時間をこのままで運転すれば、デマンド時限終了時には目標電力量Ｑを超過することを示す警報である。
【００５７】
なお、上記のほか、予め設定した固定警報発令値を超過した場合にも警報が発生させてもよい（図示せず）。たとえば、目標電力量Ｑに対して８０％を固定警報発令値として設定するようにしてもよい。
【００５８】
図６は、前記調整警報及び予測警報の発生条件を具備した場合、停止の制御信号送信の有無との相関をタイムライン上に示した図である。前記算出された現在電力量Ｐ、予測電力量Ｒ及び調整電力量Ｕは、検出部１１１から信号生成部１１２に送られ、前記警報発生条件と連動して、停止の制御信号が生成され、制御部１３に送信される。
【００５９】
デマンド時限開始から残り時間２４分までは、警報マスクによって警報が発生しないため、これに連動して圧縮機Ｃの停止を指示する制御信号も生成されない。次いで、残り時間２４分から５分は、予測警報が発生した場合、予測警報に連動する前記停止の制御信号は生成されないが、調整警報が発生した場合、調整警報に連動し、前記停止の制御信号が生成、送信されるとともに、調整警報が解除されるまで後述する優先順位に従って圧縮機Ｃを１台ずつ、３０秒間隔で停止させる制御信号を送信する。残り時間５分から３０秒は、予測警報が発生した場合、予測警報に連動する停止の制御信号は生成されないが、調整警報が発生した場合、調整警報に連動し、停止の制御信号が生成、送信されるとともに、調整警報が解除されるまで後述する優先順位に従って予め設定された圧縮機Ｃのグループ単位で同時に３０秒間隔をもって停止の制御信号を送信する。残り時間３０秒から１０秒は、予測警報又は調整警報が発生した場合、予測警報又は調整警報に連動し、停止の制御信号が生成、送信されるとともに、予測警報又は調整警報が解除されるまで後述する優先順位に従って予め設定された圧縮機Ｃのグループ単位で同時に３０秒間隔をもって停止の制御信号を送信する。残り時間１０秒未満は、停止の制御信号は生成、送信されない。
【００６０】
本実施の形態では、制御信号は警報の発生・解除と連動して生成、送信されるが、本考案はこれに限定する趣旨ではない。したがって、警報の発生・解除と制御信号の生成、送信のタイミングが所定の時間差をもって行われてもよく、さらに、警報の発生とは異なる条件で制御信号を生成、送信してもよい。
【００６１】
前記した通り、前記残り時間に応じて停止の制御信号が生成、送信された後、再稼働の制御信号については、第１再稼働設定部１１６によって、予め設定することができる。本実施の形態では、再稼働の制御信号の生成及び送信のタイミング及び再稼働の制御信号の生成及び送信の順序の設定を下記の通り選択できる。
【００６２】
まず、再稼働の制御信号のタイミングについては、図７で示す通り、一旦停止した圧縮機Ｃを同一デマンド時限内で再稼働条件を満たした場合、生成、送信するモード（図７（ａ））、一旦停止した圧縮機Ｃは、現在進行中のデマンド時限が終了し、次のデマンド時限が開始された時点で固定的に生成、送信するモード（図７（ｂ））の２つのモードから選択可能になっている。
【００６３】
なお、図７（ａ）を選択した場合、前記停止の制御信号との関係について、前記警報マスクの時間帯は、前のデマンド時限内に停止の制御信号を受けて再稼働できなかった圧縮機Ｃは再稼働し、残り時間２４分以降１０秒までの各段階は、調整電力量が前記調整警報値×２以上の場合、再稼働する。一方、図７（ｂ）を選択した場合、前記警報マスクの時間帯のみ、当該デマンド時限開始時点で再稼働するが、残り時間２４分以降は、当該デマンド時限内である限り、再稼働しない。
【００６４】
次に、再稼働の制御信号の順序については、図８で示す通り、後述する優先順位の低い圧縮機Ｃから再稼働するモード（図８（ａ））、前記優先順位の高い圧縮機Ｃから再稼働するモード（図８（ｂ））の２つのモードから選択可能になっている。
【００６５】
図２に戻り、図２（ｂ）は、低圧電力側出力部１２のブロック構成図である。低圧電力側出力部１２は、設置されている電子ブレーカＢの遮断（トリップ）を防止するアラーム信号出力条件に従う構成になっており、高圧電力側出力部１１のようなデマンド時限による制御は行われない。
【００６６】
ところで、電子ブレーカＢは、前記トリップの条件に関し、検出する電流容量及び過電流判定条件の異なる種類が存在する。そこで、検知部１２１は、前記電子ブレーカＢの種類に対応するために、第２切替部１２１ａを有する。第２切替部１２１ａは、たとえば、各電子ブレーカＢのアラーム出力信号ケーブルを接続可能な接続コネクタを各々実装し、設定用のディップスイッチにより、電子ブレーカＢを選択可能とする構成にすればよい。
【００６７】
第２切替部１２１ａで選択された電子ブレーカＢのアラーム信号を検知部１２１で検知すると、検知された信号に基づき、信号生成部１２２で圧縮機Ｃの停止、再稼働の制御信号を生成する。ここで、前記検知された信号は、電子ブレーカＢのアラーム信号であるため、信号生成部１２２の変換部１２２ａにおいて、圧縮機Ｃの停止、再稼働の制御信号に変換する。
【００６８】
変換部１２２ａでは、検知部１２１で検知されたアラーム信号を受けて、過電流の検出電流容量（例えば、定格電流に対する過電流の容量を％表示したもの）に応じて、かかる過電流状態による各電子ブレーカＢの所定のトリップ動作待ち時間の条件を満たしたときに、圧縮機Ｃの停止の制御信号を生成すればよい。ここで、所定のトリップ動作待ち時間の条件とは、前記過電流の状態において、たとえば、トリップ動作待ち時間の９０％以上経過した場合、又はトリップ動作開始まで５分を下回った場合、などである。
【００６９】
なお、高圧電力側出力部１１では、各種設定確認のため、前記液晶ディスプレイからなる表示部１１４を設けたが、低圧電力側出力部１２では、制御信号生成の設定は上記の通り、電子ブレーカＢのアラーム信号に従って特定されているため、液晶ディスプレイのような表示部は要しない。従って、低圧電力側出力部１２の表示部１２３は、たとえば、変換部１２２ａの動作表示、及び制御部１３との通信状態の確認表示を行うものであればよい。具体的には、ＬＥＤの点灯又は点滅によってステータスを表示するようなものであればよい。
【００７０】
また、低圧電力側出力部１２も、高圧電力側出力部１１同様、再稼働条件を第２再稼働設定部１２４において設定できる。ただし、条件設定上、デマンド時限を利用しないので、再稼働の制御信号のタイミングは、再稼働条件を満たした場合、生成、送信するものに限定され、再稼働の制御信号の順序のみ、図８で説明したモードと同じモードの選択を可能とすればよい。
【００７１】
以下、図９により、デマンド契約の場合の電力制御装置１による電力制御処理工程を説明する。
【００７２】
まず、電力制御処理を実行する前処理として、以下、優先順位設定の説明をする。高圧電力側出力部１１で、複数の圧縮機Ｃの各々に接続されている制御部１３にユニークな個別番号（チャネル）を設定し、各制御部１３側でも、各々に設定されたチャネルを設定する。チャネルの設定は、ディップスイッチとロータリースイッチを実装し、両者を組み合わせて行えば例えば前記の通り３２機程度の多数の圧縮機Ｃに接続された制御部１３にユニークな個別番号を設定することが可能である。個別番号の小さい方を優先順位が高いものとする。さらに、複数の制御部１３をグルーピングし、前記個別番号の上位としてグループ番号を設定してもよい。グループ番号を設定した場合の優先順位は、グループ番号の小さい方を優先順位が高いものとし、さらに、同一グループ内においては、個別番号の小さい方を優先順位が高いものとして設定すればよい。
【００７３】
優先順位の設定後、電力制御装置１を稼働し、パルス検出器Ｄより、パルス入力を検知すると（Ｓ１１のＹｅｓ）、現在電力量演算部１１１ａで現在電力量Ｐを算出する（Ｓ１２）。現在電力量Ｐの演算後、又はパルス入力検知後、まだ、次のパルス入力がない場合（Ｓ１１Ｎｏ）、演算タイマ割り込みの有無を判断する（Ｓ１３）。割り込みがある場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、予測電力量演算部１１１ｂで予測電力量Ｒを算出し（Ｓ１４）、さらに、調整電力量演算部１１１ｃで調整電力量Ｕを算出する（Ｓ１５）。
【００７４】
ここで、演算タイマ割り込みとは、図４、５及び数式２、３で説明した通り、例えば１０秒毎に前記演算を行うためのタイマの作動をいう。
【００７５】
前記Ｓ１４及びＳ１５の算出後、又は演算タイマ割り込みがない場合（Ｓ１３のＮｏ）、信号生成部１１２で、現在進行中のデマンド時限の残り時間に応じた制御信号を生成し（Ｓ１６）、制御部１３に生成された制御信号を所定の優先順位に従って送信する（Ｓ１７）。制御信号の生成及び送信は、図６で説明した通りである。また、送信の優先順位についても前記した通りである。
【００７６】
制御信号を受信した制御部１３は（Ｓ１８）、指令部１３４から、リレー回路を作動させることにより、接続されている圧縮機Ｃを停止させる（Ｓ１９）。停止した圧縮機Ｃは、第１再稼働設定部１１６によって設定されたモードに従って圧縮機Ｃの再稼働を制御する（Ｓ２０）。
【００７７】
以下、図１０により、主開閉契約の場合の電力制御装置１による電力制御処理工程を説明する。なお、優先順位の設定は、前記デマンド契約の場合と同様であるため説明は割愛する。
【００７８】
低圧電力側出力部１２の検知部１２１で、電子ブレーカＢからアラーム信号を受信すると、過電流条件の具備の有無を判断する（Ｓ２２）。具体的には、前記の通り、電流容量及び過電流判定条件によって判断する。具備する場合は（Ｓ２２のＹｅｓ）、変換部１２２ａで圧縮機Ｃの制御信号に変換する信号変換処理を行うとともに（Ｓ２３）、設定された優先順位に従って制御部１３に変換された制御信号を送信する（Ｓ２４）。制御部１３で制御信号を受信すると（Ｓ２５）、指令部１３４から、リレー回路を作動させることにより、接続されている圧縮機Ｃを停止させる（Ｓ２６）。
【００７９】
圧縮機Ｃの停止後、又は過電流条件を具備していない場合（Ｓ２２のＮｏ）、再稼働待ちの有無を判断する（Ｓ２７）。再稼働待ちの状態ではない場合、再度、過電流条件の具備の有無を判断するループを実行する（Ｓ２７のＮｏ）。一方、再稼働待ちの状態の場合（Ｓ２７のＹｅｓ）、第２再稼働設定部１２４によって設定されたモードに従って圧縮機Ｃを再稼働させる（Ｓ２８）。
【符号の説明】
【００８０】
１        電力制御装置
１１      高圧電力側出力部
１２      低圧電力側出力部
１３      制御部
１１１    検知部（高圧電力側出力部）
１１１ａ  現在電力量演算部
１１１ｂ  予測電力量演算部
１１１ｃ  調整電力量演算部
１１２    信号生成部（高圧電力側出力部）
１１３    同期処理部
１１４    表示部（高圧電力側出力部）
１１５    警報部
１１６    第１再稼働設定部
１２１    検知部（低圧電力側出力部）
１２１ａ  第２切替部
１２２    信号生成部（低圧電力側出力部）
１２３    表示部（低圧電力側出力部）
１２４    第２再稼働設定部
１３１    第１切替部
１３２    受信部
１３３    監視部
１３４    指令部
１３５    保護部
Ｅ        電力量計
Ｄ        パルス検出器
Ｓ        配電盤
Ｂ        電子ブレーカ
Ｃ        圧縮機
【図１】
0003201812.tif 000006
【図２】
0003201812.tif 000007
【図３】
0003201812.tif 000008
【図４】
0003201812.tif 000009
【図５】
0003201812.tif 000010
【図６】
0003201812.tif 000011
【図７】
0003201812.tif 000012
【図８】
0003201812.tif 000013
【図９】
0003201812.tif 000014
【図１０】
0003201812.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月26日(2015.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
複数の異なる主開閉器の前記アラーム信号を選択的に受信可能とする第２切替手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の電力制御装置。