(57)【要約】【課題】電力負荷設備の電力削減を図る際、電力削減効果を高精度に判定し得る電力削減システムを提供する。【解決手段】本発明の電力削減システムは、電力を供給される複数の機器４０を含む電力負荷設備に対し、制御端末１３と制御部２０に接続された各機器４０との間でＨＵＢ１１、ＰＢＸ１２、電話回線１３を介して通信を行い、電力量計３２により電力使用量を監視して取得された監視信号を収集する。そして、制御部２０に含まれる通信ユニット２１、基本ユニット２２、パワーユニット２３の作用により各機器４０に対し制御信号を送出し、所定の制御パターンに従ってリレー２４の開閉制御により各機器４０の運転制御を行い、その制御状態を所定の期間解除して制御解除状態とし、制御状態と制御解除状態のそれぞれの電力使用量を抽出し、電力負荷設備における電力削減効果を判定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給される一又は複数の機器を含む電力負荷設備を制御し、当該電力負荷設備の電力使用量を削減する電力削減システムであって、
前記機器との間で通信回線を介して所定の信号を送受信する通信手段と、
前記機器の運転状態と電力使用量を監視し、取得された監視信号を前記通信手段により収集する監視手段と、
前記機器に対し前記通信手段により制御信号を送出し、所定の制御パターンに従って前記機器の運転制御を行う運転制御手段と、
前記運転制御手段による制御状態を所定の期間解除して制御解除状態とし、制御状態と制御解除状態のそれぞれの前記電力使用量を抽出し、前記電力負荷設備における電力削減効果を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする電力削減システム。
【請求項２】
前記判定手段により判定された電力削減効果に対応して削減される電力料金を算出する電力料金算出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力削減システム。
【請求項３】
前記運転制御手段は、前記機器のオン／オフを所定の周期で交互に切り替えることにより運転制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力削減システム。
【請求項４】
前記判定手段は、予め設定されたサンプリング間隔及び解除時間で制御解除状態とすることを特徴とする請求項１に記載の電力削減システム。
【請求項５】
前記判定手段は、前記機器の所定の周期に対し、Ｍ（整数）周期分の前記制御状態と、Ｎ（整数）周期分の前記制御解除状態とを交互に移行し、各々の周期内の前記電力使用量を積算して抽出することを特徴とする請求項３に記載の電力削減システム。
【請求項６】
前記判定手段は、月間の予め定められた日付において前記制御状態と前記制御解除状態の移行を行うとともに、それ以外の日付においては前記制御状態のみを保ち、各々の日付内の前記電力使用量を積算すること特徴とする請求項３に記載の電力削減システム。
【請求項７】
前記運転制御手段は、複数の制御パターンの中から前記監視信号に基づいて最適な制御パターンを選択することを特徴とする請求項１に記載の電力削減システム。
【請求項８】
電力を供給される一又は複数の機器を含む電力負荷設備を使用する顧客に対しサービスを提供する事業者が、前記電力負荷設備を制御して前記顧客に電力料金の削減メリットを付与する電力削減システムであって、
前記機器との間で通信回線を介して所定の信号を送受信する通信手段と、
前記機器の運転状態と電力使用量を監視し、取得された監視信号を前記通信手段により収集する監視手段と、
前記機器に対し前記通信手段により制御信号を送出し、所定の制御パターンに従って前記機器の運転制御を行う運転制御手段と、
前記運転制御手段による制御状態を所定の期間解除して制御解除状態とし、制御状態と制御解除状態のそれぞれの前記電力使用量を抽出し、前記電力負荷設備における電力削減効果を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された電力削減効果に対応して削減される電力料金を算出する電力料金算出手段と、
を備えることを特徴とする電力削減システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力を供給される一又は複数の機器を含む電力負荷設備を制御し、この電力負荷設備の電力使用量を削減する電力削減システムに関し、特に、顧客にサービスを提供する事業者が、顧客の店舗やオフィス等の電力負荷設備を制御して顧客に電力料金の削減メリットを付与する電力削減システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、スーパーマーケット等の各種店舗には空調機や冷凍機などの多数の機器が設置され、店舗全体の電力使用量がかなり大きくなるため、各機器の合理的な使用により電力料金の負担を低減することが要請されていた。そこで、店舗等の電力負荷設備を対象とし、電力を供給される各機器の運転制御を行うことにより電力使用量の削減を図るサービスが知られている。このようなサービスを提供する事業者は、店舗の他にもオフィスや遊戯施設を顧客とし、多様な機器に対して合理的な運転制御を行う電力削減システムを構築し、これにより顧客は電力料金の削減メリットを享受することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電力削減システムでは、電力負荷設備に含まれる各機器を制御対象として、例えば空調機や冷凍機のオン／オフを一定周期で切り替えることにより、全体の電力使用量の削減を図っている。この場合、使用環境を保持できる範囲内で各機器の運転時間と休止時間を適切に設定することにより、ある程度の電力削減効果を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、電力削減システムを導入した顧客が具体的な電力料金の削減額を知りたい場合、正確な削減額を判断することは容易ではない。すなわち、多数の空調機が設置された店舗等を例にとると、電力削減システムの導入前の過去（例えば１年前の同時期）の電力料金と、現在の電力料金を比較することは可能である。しかし、実際には店舗の設備が変更（増加又は削減）された状況や、店舗の売上げや天候等の各種条件の相違がある状況では、正しい電力料金の比較ができない恐れがある。つまり、電力削減システムを導入した顧客にとって、そのメリットを正確に判断するのが難しいことが問題であった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、電力負荷設備に含まれる機器の運転制御により電力使用量の削減を図る際、各機器の制御状態と制御解除状態のそれぞれの電力使用量を抽出し、高い精度で電力削減効果を判定し得る電力削減システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の電力削減システムは、電力を供給される一又は複数の機器を含む電力負荷設備を制御し、当該電力負荷設備の電力使用量を削減する電力削減システムであって、前記機器との間で通信回線を介して所定の信号を送受信する通信手段と、前記機器の運転状態と電力使用量を監視し、取得された監視信号を前記通信手段により収集する監視手段と、前記機器に対し前記通信手段により制御信号を送出し、所定の制御パターンに従って前記機器の運転制御を行う運転制御手段と、前記運転制御手段による制御状態を所定の期間解除して制御解除状態とし、制御状態と制御解除状態のそれぞれの前記電力使用量を抽出し、前記電力負荷設備における電力削減効果を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、電力削減システムにおいて電力負荷設備を制御する場合、通信回線を介して機器の監視信号を取得するとともに、機器に対し制御信号を送出し、この機器が所定の制御パターンに従って機器の運転制御を行う。このとき、電力削減効果を判定するため、機器の運転制御時に制御状態と制御解除状態を交互に繰り返し、それぞれの電力使用量を抽出する。制御状態では、制御パターンに応じて機器の電力使用量を減少させることができるに対し、制御解除状態では機器の本来の電力使用量が反映されるので、両者の比較によって正確な電力削減量を求めることができる。従って、過去の電力使用量との比較を行う手法などに比べて、設備の変更や使用環境の違いを排除しつつ高い精度で電力削減効果を判定でき、電力削減システムを導入したことのメリットを的確に判断可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の電力削減システムは、請求項１に記載の電力削減システムにおいて、前記判定手段により判定された電力削減効果に対応して削減される電力料金を算出する電力料金算出手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、電力削減システムでは、電力削減効果に対応して削減される電力料金を算出する。従って、店舗やオフィスにおいては、電力削減システムを導入した場合の電力料金の削減メリットを的確に判断可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の電力削減システムは、請求項１に記載の電力削減システムにおいて、前記運転制御手段は、前記機器のオン／オフを所定の周期で交互に切り替えることにより運転制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、機器の運転制御に対し所定の周期で機器のオン／オフを交互に切り替える。従って、機器の運転と休止の比率に応じて電力使用量を削減することができるとともに、その際の電力削減効果を上述の手法で容易に判定できる。
【００１２】
請求項４に記載の電力削減システムは、請求項１に記載の電力削減システムにおいて、前記判定手段は、予め設定されたサンプリング間隔及び解除時間で制御解除状態とすることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、機器の制御解除状態に移行する際、予め設定されたサンプリング間隔と解除時間で制御を行う。従って、時間帯や判定精度が最適な条件となるように機器を制御解除状態に移行させることができ、より正確な電力削減効果を判定することができる。
【００１４】
請求項５に記載の電力削減システムは、請求項３に記載の電力削減システムにおいて、前記判定手段は、前記機器の所定の周期に対し、Ｍ（整数）周期分の前記制御状態と、Ｎ（整数）周期分の前記制御解除状態とを交互に移行し、各々の周期内の前記電力使用量を積算して抽出することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、機器のオン／オフを切り替える周期に対し、それぞれ所定の整数（Ｍ、Ｎ）周期分の制御状態と制御解除状態とを交互に移行して各周期内の電力使用量を積算して抽出する。従って、ＭとＮの比率を適宜に設定することにより、実際に得られる電力削減量と電力削減効果の測定精度とのバランスを最適化するような運転制御を実現することができる。
【００１６】
請求項６に記載の電力削減システムは、請求項３に記載の電力削減システムにおいて、前記判定手段は、月間の予め定められた日付において前記制御状態と前記制御解除状態の移行を行うとともに、それ以外の日付においては前記制御状態のみを保ち、各々の日付内の前記電力使用量を積算すること特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、月間内にて制御状態と制御解除状態とを交互に移行する日付を定め、それ以外の日付は制御状態のみを保ち、各々の日付内の電力使用量を積算するようにした。従って、月間内にて実際に得られる電力削減量と、月間内の傾向に応じた電力削減効果の測定精度とのバランスを最適化するような運転制御を実現することができる。
【００１８】
請求項７に記載の電力削減システムは、請求項１に記載の電力削減システムにおいて、前記運転制御手段は、複数の制御パターンの中から前記監視信号に基づいて最適な制御パターンを選択することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、機器の運転状態を監視し、監視信号に応じて複数の制御パターンの中から最適なものを選択して用いる。従って、例えば、周囲温度等の環境変化に対し、常に安定な運転状態を保持し得るように機器をきめ細かく制御し、信頼性を高めることができる。
【００２０】
請求項８に記載の電力削減システムは、電力を供給される一又は複数の機器を含む電力負荷設備を使用する顧客に対しサービスを提供する事業者が、前記電力負荷設備を制御して前記顧客に電力料金の削減メリットを付与する電力削減システムであって、前記機器との間で通信回線を介して所定の信号を送受信する通信手段と、前記機器の運転状態と電力使用量を監視し、取得された監視信号を前記通信手段により収集する監視手段と、前記機器に対し前記通信手段により制御信号を送出し、所定の制御パターンに従って前記機器の運転制御を行う運転制御手段と、前記運転制御手段による制御状態を所定の期間解除して制御解除状態とし、制御状態と制御解除状態のそれぞれの前記電力使用量を抽出し、前記電力負荷設備における電力削減効果を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された電力削減効果に対応して削減される電力料金を算出する電力料金算出手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、上記の電力削減システムは、電力負荷設備を使用する顧客に電力削減メリットを付与する事業者により構築される電力削減システムに対して適用されるので、顧客にとって電力料金を削減できるとともに、その際のメリットを的確に判断し得る付加価値の高いサービスを実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、店舗やオフィス等の電力負荷設備を使用する顧客に対し、電力料金を削減するサービスを提供する事業者によって構築された電力料金削減システムに対し本発明を適用したものである。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る電力削減システムに関し、全体のシステム構成を示す図である。図１に示すように、システム全体の動作を統括的に制御する制御端末１０が、ＨＵＢ１１とＰＢＸ１２を介して電話回線１３に接続されるとともに、顧客の電力負荷設備を制御するための制御部２０も電話回線１３に接続されている。この制御部２０には、それぞれ複数の接続部３１、１つの電力量計３２、及び制御対象である複数の機器４０が接続されている。制御部２０は、制御端末１０と相俟って、本発明の監視手段、運転制御手段、判定手段、電力料金算出手段としての役割を担う。
【００２４】
なお、本実施形態では、電力負荷設備を制御単位に区分し、それぞれの制御単位に対応する複数の制御部２０が電話回線１３に接続可能であるものとする。つまり、図１では、１つの制御単位のみを例示しているが、それぞれ複数の機器４０を含む制御単位が接続された制御部２０を並列して電話回線１３に接続することにより、より多数の機器４０を制御対象にすることができる。
【００２５】
以上の構成において、制御端末１０としては、電力削減システムの全体的な処理を担うソフトウェアを実行可能なパーソナルコンピュータを用いればよい。そして、ＨＵＢ１１は、制御端末１０によるデータの送受信を中継する装置であり、制御端末１０の通信インタフェースに接続されている。また、ＰＢＸ１２は、ＨＵＢ１１に接続され、顧客の設備における構内交換機として機能する。すなわち、ＰＢＸ１２により、制御端末１０と制御部２０の間の各種データのやり取りを、電話回線１３で結ばれた内線電話網を利用して実現することができる。
【００２６】
一方、制御部２０は、通信ユニット２１と、基本ユニット２２と、パワーユニット２３と、複数のリレー２４とを含んで構成されている。通信ユニット２１は、電話回線１３に接続され、制御部２０との制御データ等を送受信するときの通信制御を行うユニットである。また、基本ユニット２２は、制御対象である各機器４０に対する基本的な制御を行うユニットである。また、パワーユニット２３は、基本ユニット２２による制御に対応して各機器４０に供給すべき電力を所定の制御パターンに従って制御するユニットである。
【００２７】
パワーユニット２３には複数のリレー２４が接続されており、このリレー２４を開閉制御することにより、各機器４０に供給される電源のオン／オフを、必要に応じて切り替えつつ出力することができる。各々のリレー２４は、制御部２０の外部に設けられた接続部３２に接続されている。この接続部３２は、制御部２０と各機器４０との間のインタフェースを行う手段であり、データと電力を重畳して伝送する機能を持つ。
【００２８】
電力量計３２は、電力負荷設備の全ての機器４０に供給される電力量を常時計測している。電力量計３２により計測された電力量は、ディジタルデータとして基本ユニット２２に伝送され、電力負荷設備における電力使用量を算出するために用いられる。
【００２９】
それぞれの機器４０は、例えば、空調機や冷凍ショーケースなどの電力供給が必要な機器である。図１では、各機器４０がモータ４１及びコンプレッサ４２を含む構成である場合を示している。すなわち、各機器４０に供給された電力によりモータ４１を回転駆動させ、これによりコンプレッサ４２を圧縮動作させることにより温度調整が行われる。なお、機器４０としては、照明装置など電力供給が必要な各種の機器を用いてもよい。
【００３０】
一方、機器４０への電力は、制御部２０におけるリレー２４の開閉制御に対応して供給又は遮断される。後述の制御パターンに従って機器４０への電源供給が制御され、運転と休止を繰り返すことになる。また、機器４０における運転状態や温度などの情報は、上記の電力使用量に対応するディジタルデータとともに監視信号として、接続部３１を経由して制御部２０に送出される。本実施形態では、取得された監視信号の内容に応じて、各機器４０の運転制御を最適化することが望ましい。
【００３１】
上記の構成により、通信端末１０の操作指令に基づき制御部２０により複数（図１では３台）の機器４０に対する運転制御が行われる。そして、電力量計３２で計測された電力量に基づいて、電力負荷設備における電力使用量が分析される。なお、上述したように顧客の電力負荷設備が多数の機器４０を含み、複数の制御部２０を含む場合には、それぞれの制御単位を同様に制御してもよいが、別々に制御することも可能である。
【００３２】
なお、図１においては、本発明の通信回線として電話回線１３を用いる場合を示しているが、電話回線１３の代わりに、インターネットを利用してもよい。これにより、汎用性の大きいインターネットを経由して顧客の電力負荷設備を制御でき、より利便性の高い電力削減システムを構築することができる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る電力削減システムにおける制御方法について説明する。本実施形態に係る電力削減システムでは、制御対象の機器群が制御状態になる場合と、その制御状態が解除される制御解除状態になる場合がある。図２は、電力削減システムにおいて制御対象の機器群が制御状態又は制御解除状態になるときの制御パターンを説明する図である。
【００３４】
図２（ａ）においては、４台の機器１〜４を制御対象とする場合の制御パターンの一例を示している。本実施形態では、それぞれの機器１〜４に対し、一定の周期で運転と休止を切り替えるように運転制御を行っている。すなわち、図２（ａ）に示すように、運転時間Ｔｏｎと休止時間Ｔｏｆｆを繰り返し、周期Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆを有する間欠的な制御パターンが用いられる。例えば、空調機であれば、Ｔｏｎ＝８分、Ｔｏｆｆ＝３分程度に設定すればよい。なお、制御パターンにおける運転時間Ｔｏｎ又は休止時間Ｔｏｆｆは、機器の特性や電力負荷設備の状況に応じて自在に設定できるものとする。
【００３５】
上記の制御パターンが設定された状態で、制御対象機器に対応するリレー２４を制御し、運転中には電源オンの状態にし、休止中には電源オフの状態にする。例えば、制御対象機器が空調機である場合、空気を冷却できるだけの運転時間Ｔｏｎを確保することを前提に、比較的短い休止時間Ｔｏｆｆを設けたとしても適度な温度を維持することができる。これにより、運転時間Ｔｏｎと休止時間Ｔｏｆｆの比率に応じた電力削減効果を得ることができ、それに伴い顧客にとって電力料金の削減メリットが生じることになる。
【００３６】
また、図２（ａ）に示すように、各々の機器１〜４に対する運転制御は、運転と休止のタイミングを互いにずらして設定している。すなわち、各機器１〜４に対する電源オン／オフを同一タイミングで制御すると電力消費のピークが増大し、電力料金の面で不利になるので、運転と休止のタイミングをずらすことにより電力消費のピーク低減を図っている。
【００３７】
一方、図２（ｂ）においては、４台の機器１〜４に対する運転制御を行わない制御解除状態の場合を示している。図２（ｂ）に示されるように、各機器１〜４は休止することなく連続的に運転した状態を保つ。従って、各機器１〜４が間欠的に運転を休止する図２（ａ）の制御パターンの場合は、図２（ｂ）のように常時運転する場合に比べ、電力削減効果を得られることは明らかである。
【００３８】
ここで、運転制御を行う際の運転時間Ｔｏｎと休止時間Ｔｏｆｆの設定は、電力削減効果の大きさと使用環境に応じて適宜に定めることが望ましい。すなわち、運転時間Ｔｏｎに対して相対的に休止時間Ｔｏｆｆの比率を大きくすると、電力削減効果が大きくなるが、使用環境の面で不利になる恐れがある。しかし、店舗等における空調機等の使用環境を考慮すると、運転能力にある程度余裕があるのが通常であり全ての空調機等を常時運転させないとしても、快適な温度を保つことが可能である。そこで、例えば７割程度の比率で空調器等を運転させるなど適切な制御条件を設定することにより、良好な使用環境を維持しながら電力削減効果を得ることができる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る電力削減システムにおいて、上記の運転制御を行うことによる電力削減量の測定方法について説明する。図２（ａ）の制御パターンを用いた運転制御によって得られる電力削減量ないし電力料金削減メリットは、顧客にとって有用な情報である。しかし、かかる情報を実際に判別することは、必ずしも容易ではない。例えば、上記運転制御を行わない場合の過去の電力料金（例えば１年前の電力料金）と、現在の電力料金を比較して電力料金削減のメリットを判定することもできるが、顧客の店舗等の設備の変更や使用環境の違いが生じる場合もあり、このような場合には正しい比較はできない。そこで、本実施形態では、以下に述べる手法を採用して、顧客が電力削減量ないし電力料金削減メリットを的確に判断できるようにしている。
【００４０】
図３は、本実施形態に係る電力削減システムにおいて、電力削減量の測定方法の基本概念を説明する図である。本実施形態の特徴は、制御対象の機器群に対し、通常は制御状態となるように運転制御を行う一方、所定のタイミングで制御解除状態とし、双方の電力料金を算出して比較する点にある。すなわち、図３においては、図２（ａ）に示される制御パターンで運転と休止を周期的に繰り返す制御状態の途中で、タイミングＴ１からタイミングＴ２に至るまで、図２（ｂ）に示される制御解除状態に切り替えた後、再び元の制御状態に戻すように制御している。なお、図３の例では、タイミングＴ１からタイミングＴ２に至る解除時間としては、運転と休止の２周期分を設定している場合を示しているが、制御解除状態における解除時間として適宜の時間長を設定して制御することができる。
【００４１】
そして図４は、図３の状態に対応して推移する電力使用量を示す図である。図４においては、制御対象の機器群について電力量計３２の計測結果に基づく電力使用量を時間経過に応じて示している。制御状態と制御解除状態におけるそれぞれの電力使用量は、一定の時間範囲内で時間経過に応じて変化する電力のトータル量又は平均値を求めればよい。図４に示すように、制御状態における電力使用量に比べて、制御解除状態における電力使用量の方が大きくなっており、両者を比較することにより、具体的な電力削減量を算出することができる。
【００４２】
本実施形態においては、使用実態に即した電力削減効果を的確に判断するため、図４に示す電力削減量の算出を適度なサンプリング間隔で繰り返し実行している。実際には、曜日や時間帯、あるいは電力負荷設備の使用環境に依存して電力負荷設備における電力削減効果が変動するので、できるだけ多数のサンプルを取得する必要がある。例えば、予め数時間のサンプリング間隔を設定しておき、前回の制御解除状態からサンプリング間隔が経過する度に制御解除状態に設定し、それぞれの電力削減量を算出すればよい。なお、サンプリング間隔としては固定的であってもよいが、状況に応じて臨機応変に変化させることもできる。
【００４３】
そして、多数のサンプルを用いて電力削減量を算出すれば、一定期間内に得られる電力料金の削減額を計算することができる。すなわち、図４に示す電力変化を用いて、本実施形態に係る運転制御を導入しない場合の電力料金を、基本料金や使用料金を含めて推測し、これを実際に支払う電力料金と比較して削減メリットを的確に判断可能となる。よって、本電力削減システムでは、顧客の店舗等の設備の変更や使用環境の違いがあったとしても、これらの要因を排除した上で電力削減効果を正確に判断できる点で有用である。
【００４４】
ここで、制御解除状態に移行するサンプリング間隔を短縮し、かつ、各々の解除時間を長くとれば、電力削減量の算出精度は向上する。しかし、この場合には各機器の運転時間に占める制御解除状態の割合が相対的に増加し、本実施形態の運転制御を行う時間帯が少なくなる結果、電力削減効果は低くなる。つまり、制御解除状態に移行するサンプリング間隔及び解除時間は、電力削減量の算出精度と電力削減効果のバランスを考慮して適切に定めることが望ましい。
【００４５】
次に、上記の電力削減システムにおける運転制御の具体例について説明する。図５は、所定の条件に基づき本発明に係る電力削減量の測定を適用した場合のシミュレーション結果を示すグラフである。すなわち、スーパーマーケットなどの特定の店舗を想定したときの標準的な条件を与え、夏場の一日における電力使用量の変化をシミュレーションにより算出し、図５にプロットしたものである。
【００４６】
図５では、運転時間Ｔｏｎ＝８分、休止時間Ｔｏｆｆ＝３分で、計１１分の周期で繰り返し運転を行う制御パターンを前提としている。そして、連続する６周期（６６分）のうち、５周期分の制御状態と１周期分の制御解除状態とを交互に移行するように制御を行うものとする。また、シミュレーションの対象となる店舗は、０時〜２４時の時間帯の中で、営業時間が６時３０分〜２２時であるものとする。この場合、１日における電力使用量のトレンドは、営業時間内では温度変化に応じて増減し、営業時間外では所定の最小値を保つように変化する。
【００４７】
図５においては、１周期内で積算した電力使用量を１本の縦線に対応させて各周期について順次プロットし、それぞれ制御状態と制御解除状態の電力使用量を区別して表している。つまり、制御状態における５本の電力使用量と、制御解除状態における１本の電力使用量が交互にプロットされている。この場合、電力削減量の測定において、サンプリング間隔が６６分で、解除時間が１１分となる条件に相当する。なお、実際の各周期内の電力使用量は、例えば、１秒ピッチで取得した計測データを積算して求めることができる。
【００４８】
ここで、図５に示される全てのプロット（黒丸及び白四角）の電力使用量は、店舗の１日における実際の電力使用量の推移に対応する。一方、図５において、制御状態のプロット（黒丸）のみを結ぶ包絡線は、常に制御状態を維持して制御解除状態には移行しないと仮定した場合の電力使用量の推移を表す。また、図５において、制御解除状態のプロット（白四角）のみを結ぶ包絡線は、常に制御解除状態を維持して電力の削減自体を行わないと仮定した場合の電力使用量の推移を表す。
【００４９】
この場合、制御解除状態のプロットのみを結ぶ包絡線に対し、制御状態のプロットのみを結ぶ包絡線は、確保し得る電力削減量の分だけ小さくなっていることを確認できる。しかし、これは仮想的な条件であるため、本発明の電力削減量の測定方法を適用した場合、実際には電力削減量の若干のロスが生じる。すなわち、実際の電力使用量は、制御状態のプロットのみを結ぶ包絡線に対し、制御解除状態に移行する度合い応じて、やや大きくなる。本シミュレーションの条件によれば、６６分中１１分の比率で制御解除状態への移行を行っているので、理想的に確保し得る電力削減量のうちの５／６程度が実際の電力削減量に相当する。
【００５０】
次に、上記の電力削減システムおける運転制御の適用を月間で変化させる場合の具体例を説明する。図６は、図５と同様の店舗に対し、月間の所定の日付においてのみ上述した条件に基づく電力削減量の測定を行う場合の具体例を示す図である。図６においては、所定の月間内において、３日に１日だけ電力削減量の測定を行うことを前提としている。すなわち、２日間は常に制御状態を保持して本発明に係る電力削減量の測定を行わず、後続の１日は図５に示すような制御状態と制御解除状態の移行を繰り返して本発明の電力削減量の測定を行い、月末まで同様のパターンを続けて、各々の日付の電力使用量を図６にプロットしたものである。
【００５１】
図６においては、店舗における月間内の電力消費量として、本発明に係る電力削減量の測定を適用せずに通常の制御状態を保つ日付のプロット（丸）と、本発明に係る電力削減量の測定を適用して制御状態と制御解除状態を移行する日付のプロット（四角）を実線で結び、月間の推移をグラフ化して示している。また、本発明の電力削減量の測定を適用する日付においては、上述したように常に制御解除状態を保つことを仮定した場合のプロット（三角）を併せて示している。
【００５２】
この場合、図６に示す三角のプロットを結ぶ包絡線を想定すると、上記の実線のグラフより大きくなっており、その分の電力削減量を確保できることを確認できる。一方、図６に示す丸のプロットより、四角のプロットの方がやや大きくなり、上述したような電力削減量の若干のロスが生じていることがわかる。なお、図６の例では、３日に１日だけ本発明に係る電力削減量の測定を行っているので、月間で理想的に確保し得る電力削減量のうち、図５の場合の１／６と１／３を乗じた１／１８程度が月間での実質的な電力削減量のロスに該当する。
【００５３】
このように、図５及び図６に示すように具体的なグラフを参照することにより、電力削減システムにおける電力削減効果を視覚的に把握できる。これにより、顧客が本電力削減システム導入する際、大きなインセンティブを付与し得る点で本発明は有用である。
【００５４】
以上説明した本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、様々な変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、顧客にとっての電力料金の削減額を計算する場合や、事業者が顧客にサービスを提供する場合を説明したが、かかる状況に限られることなく本発明の適用が可能である。すなわち、事業者が自らの発電設備を用いて電力負荷設備を稼働させ、電力料金の支払が生じないようなケースであっても、電力使用量の削減を図る必要がある場合には、本発明の適用が有効である。
【００５５】
また、上記の実施形態では、機器４０に対する運転制御を特定の制御パターンを用いて行う場合を説明したが、これに限られず、予め用意された複数の制御パターンの中から使用環境に応じて所定の制御パターンを選択して運転制御を行うようにしてもよい。
【００５６】
本発明を空調機に適用する場合を例にとると、外気温度を常時計測する温度センサの出力を監視し、温度の計測結果をフィードバックして基本ユニット２０で用いる制御パターンを以下のように選択する。例えば、空調機の冷房運転に際し、Ｔｏｎ＝８分、Ｔｏｆｆ＝３分に設定された状態で、温度が３５℃以上になる場合は、制御パターンを変更してＴｏｎ＝１２分、Ｔｏｆｆ＝３分となるようにしたり、更に、温度が２５℃以上、３０℃未満となった場合は、元の設定パターンであるＴｏｎ＝８分、Ｔｏｆｆ＝３分に戻すことができる。つまり、温度が高くなったときに運転時間の比率が相対的に高くなる制御パターンを選択して温度変化の影響を抑えるように空調機の運転を微調整するものである。
【００５７】
なお、本来は電力削減システムを導入する店舗や地域により制御パターンを変更することが有効であるが、上述したように計測温度をフィードバックし、適切な制御パターンを選択して微調整を行うことにより、空調機の質を安定に維持し、電力削減による合理化の度合を可能な限り最大化し得る柔軟性を付与することができる。
【００５８】
また、本発明を冷凍ショーケースに適用する場合を例にとると、冷凍ショーケース内部に配置された温度センサの出力を監視し、上記の空調機の場合と同様、温度を所定の範囲に保つと同時に電力使用量を最小限にすべく最適な制御パターンを選択する。具体的には、冷凍ショーケースの運転に際し、標準の制御パターンがＴｏｎ＝２５分、Ｔｏｆｆ＝８分であるとし、設定温度の上限５℃に対して実際の計測温度が常に３℃未満となっている場合には、制御パターンを変更してＴｏｎ＝２５分、Ｔｏｆｆ＝１０分に設定すればよい。この場合、冷凍ショーケースの計測温度が上昇したとき、運転時間の比率が相対的に低くなる。
【００５９】
更に、設定温度の上限５℃に対して実際の計測温度がこれを超えた場合は、直ちに運転と休止の周期的な切り替えを停止して常に運転を持続するモードに移行させればよい。その後、設定されている制御パターンよりも運転時間の比率が高い制御パターンを選択して設定を変えればよい。これにより、冷凍ショーケースにおける温度変化の影響を抑えて安定に運転することができる。
【００６０】
また、上記の実施形態では、電力削減システムにおける制御対象の機器の電力削減量を測定するため、制御状態から制御解除状態への移行を前提としているが、実際には制御解除状態への移行は、必要に応じて中止できるようにしてもよい。すなわち、電力削減システムを導入した顧客が、電力削減効果を測定した結果、そのメリットを十分に把握した場合には、それ以降は電力削減効果の測定が不要と判断して、電力使用量のロスを最小化するため制御解除状態への移行を中止できるようにすることが現実的である。本発明は、顧客にとって電力削減システムにおける電力削減効果を確定する必要がある場合において適用し得る点で有用である。
【００６１】
また、上記の実施形態では、電力削減システムにおける通信手段として、電話回線１３に接続されるＰＢＸ１２を用いる形態を説明したが、これに限られることなく多様な通信手段を用いることができる。例えば、ネットワークに接続されるルータを用いる形態により通信手段を実現してもよい。これにより、既存のネットワーク技術と整合させ、本発明の電力削減システムの汎用性を高めることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力負荷設備に含まれる機器の運転制御時に、各機器の制御状態と制御解除状態のそれぞれの電力使用量を抽出して電力削減効果を判定するようにしたので、電力削減効果を高精度に判定でき、電力削減システムに基づくメリットを的確に認識可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る電力削減システム全体のシステム構成を示す図である。
【図２】電力削減システムにおいて制御対象の機器群が制御状態又は制御解除状態になるときの制御パターンを説明する図である。
【図３】本実施形態に係る電力削減システムにおいて、電力削減量の測定方法の基本概念を説明する図である。
【図４】図３の状態に対応して推移する電力使用量を示す図である。
【図５】所定の条件に基づき本発明に係る電力削減量の測定を適用した場合のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】月間の所定の日付においてのみ所定の条件に基づく電力削減量の測定を行う場合の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１０…制御端末
１１…ＨＵＢ
１２…ＰＢＸ
１３…電話回線
２０…制御部
２１…通信ユニット
２２…基本ユニット
２３…パワーユニット
２４…リレー
３１…接続部
３２…電力量計
４０…機器
４１…モータ
４２…コンプレッサ
【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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