(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力負荷の負荷容量及び優先順位、ならびに、発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係を記憶する記憶部と、
前記発電機の残燃料量を受信する受信部と、
前記記憶部に記憶される発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との前記関係及び前記受信部が受信した前記残燃料量に基づいて前記発電機が目標の時間継続して発電するための目標の発電電力を算出し、稼働する前記電力負荷の負荷容量の合計が前記目標の発電電力以内となるように前記優先順位に応じて稼働させる前記電力負荷を選択する運転時間制御演算部と、
を備え、
前記運転時間制御演算部は、前記目標の発電電力が下限値よりも低い場合にエラーを出力する監視制御装置。
【請求項２】
前記電力負荷は、非常負荷と他の負荷とに分類されて前記記憶部に記憶され、
非常負荷の前記優先順位は、他の負荷の前記優先順位よりも高く設定される請求項１に記載の監視制御装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記発電機の発電電力値をさらに受信し、
前記記憶部に記憶される発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との前記関係に基づいて、前記受信部が受信した前記発電電力値の発電を前記発電機が継続した場合に必要な単位時間当たりの燃料消費量を算出し、算出した前記単位時間当たりの燃料消費量及び前記受信部が受信した前記残燃料量から、前記受信部が受信した前記発電電力値の発電を前記発電機が継続した場合の運転継続可能時間を算出する運転継続可能時間演算部をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の監視制御装置。
【請求項４】
監視制御装置が実行する監視制御方法であって、
発電機の残燃料量を受信する受信ステップと、
記憶部に記憶される前記発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係及び前記受信ステップにおいて受信した前記残燃料量に基づいて前記発電機が目標の時間継続して発電するための目標の発電電力を算出し、前記記憶部に記憶されている複数の電力負荷の負荷容量及び優先順位を参照して、稼働する前記電力負荷の負荷容量の合計が前記目標の発電電力以内となるように前記優先順位に応じて稼働させる前記電力負荷を選択する運転時間制御処理ステップと、
を有し、
前記運転時間制御処理ステップにおいては、前記目標の発電電力が下限値よりも低い場合にエラーを出力する監視制御方法。
【請求項５】
前記受信ステップにおいては、前記発電機の発電電力値をさらに受信し、
前記記憶部に記憶される前記発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係に基づいて、前記受信ステップにおいて受信した前記発電電力値の発電を前記発電機が継続した場合に必要な単位時間当たりの燃料消費量を算出し、算出した前記単位時間当たりの燃料消費量及び前記受信ステップにおいて受信した前記残燃料量から、前記受信ステップにおいてが受信した前記発電電力値の発電を前記発電機が継続した場合の運転継続可能時間を算出する運転継続可能時間演算ステップをさらに有する、
請求項４に記載の監視制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
発電機の残燃料量を受信する受信ステップと、
記憶部に記憶される前記発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係及び前記受信ステップにおいて受信した前記残燃料量に基づいて前記発電機が目標の時間継続して発電するための目標の発電電力を算出し、前記記憶部に記憶されている複数の電力負荷の負荷容量及び優先順位を参照して、稼働する前記電力負荷の負荷容量の合計が前記目標の発電電力以内となるように前記優先順位に応じて稼働させる前記電力負荷を選択する運転時間制御処理ステップと、
を実行させ、
前記運転時間制御処理ステップにおいては、前記目標の発電電力が下限値よりも低い場合にエラーを出力するプログラム。
【請求項７】
前記受信ステップにおいては、前記発電機の発電電力値をさらに受信し、
前記コンピュータに、
前記記憶部に記憶される前記発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係に基づいて、前記受信ステップにおいて受信した前記発電電力値の発電を前記発電機が継続した場合に必要な単位時間当たりの燃料消費量を算出し、算出した前記単位時間当たりの燃料消費量及び前記受信ステップにおいて受信した前記残燃料量から、前記受信ステップにおいて受信した前記発電電力値の発電を前記発電機が継続した場合の運転継続可能時間を算出する運転継続可能時間演算ステップ
をさらに実行させる請求項６に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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】
ビルなどの建築設備において、電力会社からの電源供給が途絶えた商用停電時に必要な電源として、例えば、（１）電気設備技術基準に定められた保安用電源、（２）消防法における非常電源、（３）建築基準法における予備電源、が規定されている。（１）は、電気設備の機能を維持するための保安用電源または業務用電源である。（２）は、消防設備（消火栓、スプリンクラー、消防排煙設備など）の機能を維持するための非常電源である。消防法では、この非常用電源について、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規定されている。（３）は、防災設備（非常照明、排煙機など）の機能を維持するための予備電源である。建築基準法では、この予備電源は、定格負荷で３０分以上連続運転できること、４０秒以内に電圧確立することなどが規定されている。
【０００３】
従来、商用停電時に非常用発電機等により消防設備や防災設備（以下、「非常負荷」と記載する。）に電源を供給した後、その他の保安負荷などに対しても電源を供給する運用が多い。その運用の際に、自家発負荷制御を行う場合がある。自家発負荷制御では、非常用発電機による発電電力を非常負荷へ給電した上で余った容量を、非常負荷以外の負荷に供給する。このとき、非常用発電機の発電容量を超える負荷に給電することが無いように、非常負荷以外の負荷の入／切制御を行う。
【０００４】
上記のように自家発負荷制御は、非常用発電機の発電容量を超えない範囲で出来るだけ多くの負荷に電源を供給できるように、非常用発電機の発電能力を最大限効率良く利用した運用を行う。しかし、商用停電が継続した上、燃料が補充できない状況にある際には、残燃料を勘案した適切な運用が求められる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９７６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、運転継続目標時間と残燃料に基づいて適切に発電機を運用することができる監視制御装置、監視制御方法、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の監視制御装置は、記憶部と、受信部と、運転時間制御演算部とを持つ。記憶部は、複数の電力負荷の負荷容量及び優先順位、ならびに、発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係を記憶する。受信部は、発電機の残燃料量を受信する。運転時間制御演算部は、記憶部に記憶される発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係及び受信部が受信した残燃料量に基づいて発電機が目標の時間継続して発電するための目標の発電電力を算出し、稼働する電力負荷の負荷容量の合計が目標の発電電力以内となるように優先順位に応じて稼働させる電力負荷を選択する。運転時間制御演算部は、目標の発電電力が下限値よりも低い場合にエラーを出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の監視制御システムの構成図。
【図２】実施形態の監視制御子局の機能ブロック図。
【図３】実施形態の監視制御親局の機能ブロック図。
【図４】実施形態の監視制御端末の機能ブロック図。
【図５】実施形態の負荷管理データを示す図。
【図６】実施形態の発電機の出力と単位時間当たりの燃料消費量との関係を示す図。
【図７】実施形態の監視制御端末が表示する制御設定入力画面を示す図。
【図８】実施形態の監視制御端末が表示する制御状態表示画面を示す図。
【図９】実施形態の監視制御システムの監視制御処理を示すフローチャート。
【図１０】実施形態の監視制御システムの運転時間制御処理を示すフローチャート。
【図１１】実施形態の監視制御システムの定格運転制御処理を示すフローチャート。
【図１２】実施形態の監視制御システムの運転継続可能時間演算処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の監視制御装置、監視制御方法、及びプログラムを、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、実施形態の監視制御システムの構成図である。同図に示す監視制御システムは、監視制御子局１０と、監視制御子局２０と、監視制御親局３０と、監視制御端末４０とを備える。監視制御子局１０と、監視制御子局２０と、監視制御親局３０と、監視制御端末４０とは、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）などを用いた監視制御ネットワーク９０に接続される。
【００１１】
監視制御子局１０は、商用電力の受変電設備５１や、商用停電時に発電を行う発電設備５２に対する監視及び制御を行う。発電設備５２は、燃料を利用して発電する発電機を備える。監視制御子局２０は、非常負荷６１や、保安・一般負荷６２などの電力負荷（以下、「負荷」と記載する。）に対する監視及び制御を行う。同図では、非常負荷６１及び保安・一般負荷６２をそれぞれ１つずつ示しているが、複数であってもよい。非常負荷６１は、例えば、消防設備や防災設備である。保安・一般負荷６２は、非常負荷以外の保安負荷や一般負荷である。商用電力が供給されている間は、受変電設備５１から非常負荷６１及び保安・一般負荷６２に電源が供給される。停電により商用電力の供給が停止した場合には、発電設備５２から非常負荷６１及び保安・一般負荷６２に電源が供給される。受変電設備５１、発電設備５２、非常負荷６１、及び保安・一般負荷６２は、監視制御システムにおける監視制御対象設備である。
【００１２】
監視制御システムは、受変電設備５１からの停電状態信号入力、発電設備５２からの発電電力信号入力及び残燃料信号入力、非常負荷６１及び保安・一般負荷６２からの投入状態信号入力、及び、保安・一般負荷６２への入切制御信号出力を監視制御対象信号として最低限取り込む。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５２が備える発電機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５２の残燃料量を通知する信号である。投入状態信号は、負荷がｏｎ（入）またはｏｆｆ（切）のいずれの状態であるかを通知する信号である。入切制御信号は、負荷のｏｎまたはｏｆｆを制御する信号である。
【００１３】
監視制御子局１０及び監視制御子局２０は、管理対象設備との間で各信号を、接点およびアナログ取り合いや、各種伝送による通信などで授受する。また、監視制御子局１０及び監視制御子局２０は、監視制御ネットワーク９０を経由して監視制御親局３０や監視制御端末４０と信号を授受する。
【００１４】
本実施形態の監視制御システムは、従来は行われていなかった、発電機の運転継続可能時間と電力供給対象の負荷の重要性とのバランスを加味した制御を行う。
例えば、大震災などにより商用停電が発生し、非常用発電機の燃料供給がしばらく見込めない状況となることがある。このような状況においては、非常用発電機の効率を最大限に生かした運用よりも、電力を供給する負荷を限定してでも、非常用発電機の運転継続可能時間を長くすることが要求される場合がある。本実施形態の監視制御システムは、保安・一般負荷６２の重要度と、非常負荷６１に加えて保安・一般負荷６２に対して給電した場合に残燃料によって発電機が運転継続可能な時間とを加味して、保安・一般負荷６２の入切制御を行う。
【００１５】
また、従来の発電機監視において発電機の運転継続可能時間を演算する主な方法は次の２つであった。１つ目の方法は、発電機の定格と残燃料量とから演算する方法である。例えば、定格が２５０ｋＷ、残燃料が１８０Ｌ、２５０ｋＷの出力に必要な燃料が１時間当たり６０Ｌである場合、運転継続可能時間は３時間と算出される。２つめの方法は、発電機が電圧を確立して電力負荷への電源供給を開始した後の直近の一定時間で消費した燃料量と、残燃料量とから運転継続可能時間を演算する方法である。このような従来の演算方法では、１つ目の方法では運転継続可能時間を長くするために発電機の出力を抑えるよう制御した場合の発電機運転継続可能時間を算出することはできない。２つ目の方法では実際に出力を抑えた運転を一定時間行わないと演算できない。そこで、本実施形態の監視制御システムは、定格よりも負荷を抑えて運転した場合の発電機運転継続可能時間の演算を実際に運転することなく事前に演算可能とする。
【００１６】
図２は、監視制御子局１０の内部構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。監視制御子局２０も監視制御子局１０と同様の構成である。監視制御子局１０は、信号入出力部１１と、信号変換処理部１２と、通信処理部１３とを備える。信号入出力部１１は、監視制御対象設備と信号を授受する。信号変換処理部１２は、監視制御対象設備との間の信号を監視制御システムで取り扱うことができる監視制御用の信号に変換する。例えば、信号変換処理部１２は、接点の信号をデジタルの信号に変換する。また、信号変換処理部１２は、その逆の変換を行う。通信処理部１３は、監視制御ネットワーク９０を介して信号を送受信する。
【００１７】
図３は、監視制御親局３０の内部構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。監視制御親局３０は、通信処理部３１と、記憶部３２と、制御設定登録部３３と、演算部３４と、制御状態表示制御部３８とを備える監視制御装置である。
【００１８】
通信処理部３１は、監視制御ネットワーク９０を介して信号を送信する。
記憶部３２は、制御モード、発電機出力下限、負荷管理データ、発電機の出力と単位時間当たりの燃料消費量との関係などの各種データを記憶する。
制御モードは、定格運転制御または運転時間制御のいずれのモードであるかを示す。定格運転制御は、一般的に自家発負荷制御と呼ばれる。定格運転制御は、発電機の効率的運用を目的とし、発電機の定格容量の出力となるように保安・一般負荷６２の入切を行う制御である。運転時間制御は、発電機からの給電を目標の時間継続させることを目的とし、保安・一般負荷６２の入切を行う制御である。
発電機出力下限は、発電機が正常に運転を行うための発電電力の下限値を示す。
負荷管理データは、各負荷の負荷容量及び優先順位を示す。本実施形態では、負荷を制御対象の負荷グループに分け、負荷グループ毎に負荷容量及び優先順位を管理する。
【００１９】
制御設定登録部３３は、監視制御端末４０からユーザが入力した制御設定を受信する。制御設定は、制御モード、目標運転継続可能時間、発電機出力下限、負荷管理データのうち１以上を含む。制御設定登録部３３は、受信した制御設定を記憶部３２に書き込む。
【００２０】
演算部３４は、運転時間制御演算部３５と、定格運転制御演算部３６と、運転継続可能時間演算部３７とを備える。
運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係、及び、監視制御子局１０から通知された残燃料量に基づいて、発電機が目標の時間継続して発電するための目標の発電電力を算出する。運転時間制御演算部３５は、負荷容量の合計が、算出した目標の発電電力以内となるように優先順位に応じて稼働させる保安・一般負荷６２を選択する。
定格運転制御演算部３６は、従来と同様の定格運転制御を行う。定格運転制御演算部３６は、発電機の定格容量の出力となるように保安・一般負荷６２の入切を行う。
【００２１】
運転継続可能時間演算部３７は、記憶部３２に記憶されている発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量との関係に基づいて、発電機が現在の発電電力値の発電を継続した場合に必要な単位時間当たりの燃料消費量を算出する。発電機の現在の発電電力の計測値は、監視制御子局１０から通知される。運転継続可能時間演算部３７は、算出した単位時間当たりの燃料消費量と残燃料量から、残燃料により発電機が現在の発電電力の発電を継続した場合の運転継続可能時間を算出する。また、運転継続可能時間演算部３７は、発電機の現在の発電電力の計測値に代えてユーザが指定した発電電力の値を用いて、残燃料により、発電機が指定された発電電力値の発電を継続した場合の運転継続可能時間を同様に算出することもできる。
【００２２】
制御状態表示制御部３８は、現在の制御状態の情報を監視制御端末４０に送信する。制御状態の情報は、現在の発電機の発電電力の値、残燃料量、発電機運転継続可能時間、負荷投入レベル、負荷グループ入切状態を含む。負荷投入レベルは、現在どこまでの優先順位の負荷に対して電源を供給しているかを示す。また、負荷グループ入切状態は、負荷グループ毎に電源が供給されているか（入）、あるいは、電源が遮断されているか（切）を示す。
【００２３】
図４は、監視制御端末４０の内部構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。監視制御端末４０は、通信処理部４１と、入力部４２と、表示部４３と、制御設定入力画面処理部４４と、制御状態表示画面処理部４５とを備える。
【００２４】
通信処理部４１は、監視制御ネットワーク９０を介して信号を送信する。入力部４２は、ボタンやキーボード、マウスなど、ユーザが入力を行うためのユーザインタフェースである。表示部４３は、画面を表示するディスプレイである。制御設定入力画面処理部４４は、制御設定を入力するための制御設定入力画面を表示部４３に表示させる。制御設定入力画面処理部４４は、入力部４２によってユーザが制御設定入力画面に入力した制御設定を監視制御親局３０に送信する。制御状態表示画面処理部４５は、監視制御親局３０から通知された制御状態の情報を含んだ制御状態表示画面を表示部４３に表示させる。
【００２５】
図５は、負荷管理データを示す図である。負荷管理データは、負荷のグループと、そのグループの優先順位及び定格負荷とを対応付けた情報である。同図においては、非常負荷６１を、優先順位が最も高い負荷グループとして負荷管理データに登録している。最も高い優先順位である非常負荷６１は、必ず電源を供給しなければならない対象であるため、入切制御の対象外である。一般的に、保安負荷及び一般負荷は、非常負荷６１よりも低い優先順位であるが、保安負荷が、非常負荷６１と同じ優先順位でもよい。
【００２６】
図６は、発電機の出力と単位時間当たりの燃料消費量との関係を表す図である。同図では、発電機の出力と単位時間当たりの燃料消費量の関係が特性カーブとして示されている。記憶部３２は、発電機の出力と単位時間当たりの燃料消費量との関係を、同図に示す特性カーブとして記憶するが、発電機の出力と単位時間当たりの燃料消費量をパラメータに用いた特性カーブの算出式を記憶してもよい。
【００２７】
図７は、監視制御端末４０が表示する制御設定入力画面を示す図である。同図に示す制御設定入力画面は、定格運転制御または運転時間制御の選択ボタンＡ１１、Ａ１２と、目標運転継続可能時間の設定フィールドＡ１３と、発電機出力下限の設定フィールドＡ１４とを含む。さらに、制御設定入力画面は、負荷グループの設定フィールドＡ１５、優先順位の設定フィールドＡ１６、及び、負荷容量の設定フィールドＡ１７の組を複数含む。加えて制御設定入力画面は、入力した制御設定を監視制御親局３０に設定するよう指示するための設定ボタンＡ１８を含む。
【００２８】
図８は、監視制御端末４０が表示する制御状態表示画面を示す図である。同図に示す制御状態表示画面は、発電機の現在の発電電力の値、残燃料量、発電機運転継続可能時間、負荷投入レベル、及び負荷グループ入切状態の表示を含む。
【００２９】
続いて、監視制御システムの動作について説明する。
まず、監視制御端末４０により監視制御親局３０に制御設定を登録しておく。
ユーザが監視制御端末４０の入力部４２により制御設定の実行指示を入力すると、制御設定入力画面処理部４４は、制御設定の問合せを監視制御親局３０に送信する。監視制御親局３０の制御設定登録部３３は、記憶部３２から現在の制御設定を読み出し、読み出した制御設定を返送する。監視制御端末４０の制御設定入力画面処理部４４は、受信した制御設定をデフォルトでボタンや設定フィールドに設定した制御設定入力画面を表示部４３に表示させる。ユーザは、監視制御端末４０の入力部４２により、制御設定入力画面に運転モード、目標運転継続可能時間、発電機出力下限、負荷グループの優先順位や負荷容量のうち１以上を入力し、設定ボタンＡ１８を選択する。制御設定入力画面処理部４４は、ユーザ入力により変更された制御設定を監視制御親局３０に送信する。監視制御親局３０の制御設定登録部３３は、監視制御端末４０から受信した制御設定を記憶部３２に登録する。なお、制御設定は、随時変更し得る。
【００３０】
商用停電が発生した場合、監視制御システムは、発電設備５２が非常用発電機等により非常負荷６１へ給電する一般的な停電時制御を行う。停電時制御は、受変電設備５１の現場盤側シーケンスで行ってもよく、監視制御子局１０、監視制御親局３０、あるいは、他の制御装置で行ってもよい。非常用発電機が指令を受けて起動し、定格電圧が確立すると、受変電設備５１から電源を供給する通常の系統から、発電設備５２から電源を供給する非常用の系統に切り替わり、非常負荷６１への給電が行われる。
【００３１】
図９は、監視制御システムの監視制御処理を示すフローチャートである。監視制御システムは、非常用の系統によって発電設備５２から非常負荷６１への給電を実施して停電処理が完了した後に同図に示す監視制御処理を開始し、商用復電に伴い本監視制御処理を終了する。
【００３２】
監視制御親局３０の演算部３４は、記憶部３２に記憶されている制御モードが運転時間制御であるか定格運転制御のいずれであるかを判断する（ステップＳ１０５）。演算部３４が運転時間制御であると判断した場合（ステップＳ１０５：運転時間制御）、運転時間制御演算部３５は、後述する図１０に示す運転時間制御処理を実行する（ステップＳ１１０）。演算部３４が定格運転制御であると判断した場合（ステップＳ１０５：定格運転制御）、定格運転制御演算部３６は、後述する図１１に示す定格運転制御処理を実行する（ステップＳ１１５）。
【００３３】
ステップＳ１０５またはステップＳ１１０の処理の後、運転継続可能時間演算部３７は、後述する図１２に示す運転継続可能時間演算処理を実行する（ステップＳ１２０）。演算部３４は、監視制御子局１０から受変電設備５１の復電を通知する信号を受信したか否かにより、商用電力が復電したか否かを判断する（ステップＳ１２５）。演算部３４は、商用電力が復電していないと判断した場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１０５からの処理を繰り返す。そして、演算部３４は、商用電力が復電したと判断した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、処理を終了する。監視制御システムは、従来の復電時処理を行い、発電設備５２から電源を供給する非常用の系統を受変電設備５１から電源を供給する通常の系統に切り替える。
【００３４】
図１０は、監視制御システムの運転時間制御処理を示すフローチャートであり、図９のステップＳ１１０の処理の詳細を示す。
監視制御親局３０の運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に目標運転継続可能時間の設定が記憶されているか否かを判断する（ステップＳ２０５）。運転時間制御演算部３５は、目標運転継続可能時間が設定されていると判断した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、残燃料量の計測を監視制御子局１０に指示する。監視制御子局１０の信号変換処理部１２は、発電設備５２から信号入出力部１１に入力された残燃料信号を監視制御用の残燃料信号に変換し、通信処理部１３を介して監視制御親局３０に通知する。監視制御親局３０の通信処理部３１は、受信した残燃料信号を運転時間制御演算部３５に出力する（ステップＳ２１０）。
【００３５】
運転時間制御演算部３５は、監視制御子局１０から受信した残燃料信号が示す残燃料量（Ｌ）を目標運転継続可能時間（ｈ）により除算して、単位時間当たりの目標使用燃料量（Ｌ／ｈ）を算出する。運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている特性カーブから、目標使用燃料量（Ｌ／ｈ）に対応した出力（ｋＷ）を目標出力として演算する（ステップＳ２１５）。目標出力は、目標運転継続可能時間、発電機が発電を行うために目標とする発電電力である。
【００３６】
運転時間制御演算部３５は、下限出力設定値が記憶部３２に登録されているか否かにより、出力下限設定があるか否かを判断する（ステップＳ２２０）。下限出力設定値は、発電機出力下限と非常負荷６１の定格負荷のうち大きい方である。発電機出力下限と非常負荷６１の定格負荷のいずれか一方のみが記憶部３２に登録されている場合、登録されている方を下限出力設定値とする。そこで、運転時間制御演算部３５は、発電機出力下限と非常負荷６１の定格負荷の少なくともいずれか一方が記憶部３２に記憶されている場合、出力下限設定があると判断する（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）。なお、非常負荷６１の定格負荷は、負荷管理データに非常負荷であることを表す最も高い優先順位により登録されている負荷グループの負荷容量の合計値である。
【００３７】
運転時間制御演算部３５は、ステップＳ２１５において演算した目標出力が下限出力設定値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２２５）。運転時間制御演算部３５は、目標出力が下限出力設定値よりも大きいと判断した場合（ステップＳ２２５：ＹＥＳ）、発電電力の計測を監視制御子局１０に指示する。監視制御子局１０の信号変換処理部１２は、信号入出力部１１に発電設備５２から入力される発電電力信号を監視制御用の発電電力信号に変換し、通信処理部１３を介して監視制御親局３０に通知する。監視制御親局３０の通信処理部３１は、受信した発電電力信号を運転時間制御演算部３５に出力する（ステップＳ２３０）。
【００３８】
運転時間制御演算部３５は、発電電力の計測値として発電電力信号に設定されている発電機出力が、ステップＳ２１５において演算した目標出力よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２３５）。運転時間制御演算部３５は、発電機出力が目標出力以下である判断した場合（ステップＳ２３５：ＮＯ）、優先度に基づいて一部の保安・一般負荷６２へ電源を投入する（ステップＳ２４０）。
【００３９】
例えば、運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている負荷管理データを参照し、優先度が高いものから順に、選択した負荷グループの定格負荷の合計が目標出力を超えないように負荷グループを選択する。運転時間制御演算部３５は、選択された負荷グループのうち、現在電源を供給していない負荷グループへの電源供給を開始するよう指示する制御信号を監視制御子局２０に送信する。監視制御子局２０の信号変換処理部１２は、監視制御親局３０から受信した制御信号を変換し、制御信号により指示された負荷グループに含まれる保安・一般負荷６２へ電源供給を開始するための入切信号を出力する。
【００４０】
あるいは、運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている負荷管理データを参照し、現在電源を供給していない負荷グループのうち最も優先度が高い負荷グループを選択する。運転時間制御演算部３５は、選択された負荷グループへの電源供給を開始するよう指示する制御信号を監視制御子局２０に送信する。
【００４１】
またあるいは、運転時間制御演算部３５は、目標出力から発電機出力を減算し、増加目標出力を算出する。運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている負荷管理データを参照し、現在電源を供給していない負荷グループのうち優先度が高いものから順に、選択した負荷グループの定格負荷の合計が増加目標出力を超えないように負荷グループを選択する。運転時間制御演算部３５は、選択された負荷グループへの電源供給を開始するよう指示する制御信号を監視制御子局２０に送信する。
【００４２】
一方、運転時間制御演算部３５は、発電機出力が目標出力よりも大きいと判断した場合（ステップＳ２３５：ＹＥＳ）、優先度に基づいて一部の保安・一般負荷６２への電源を遮断する（ステップＳ２４５）。
【００４３】
例えば、運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている負荷管理データを参照し、優先度が高いものから順に、選択した負荷グループの定格負荷の合計が目標出力を超えないように負荷グループを選択する。運転時間制御演算部３５は、現在電源を供給している保安負荷や一般負荷の負荷グループのうち、選択した負荷グループに含まれていない負荷グループへの電源供給を遮断するよう指示する制御信号を監視制御子局２０に送信する。監視制御子局２０の信号変換処理部１２は、監視制御親局３０から受信した制御信号を変換し、制御信号により指示された負荷グループに含まれる保安・一般負荷６２へ電源供給を遮断するための入切信号を出力する。
【００４４】
あるいは、運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている負荷管理データを参照し、現在電源を供給している負荷グループの中で最も優先度が低い負荷グループを選択する。運転時間制御演算部３５は、選択された負荷グループへの電源供給を遮断するよう指示する制御信号を監視制御子局２０に送信する。
【００４５】
またあるいは、運転時間制御演算部３５は、発電機出力から目標出力を減算し、削減目標出力を算出する。運転時間制御演算部３５は、記憶部３２に記憶されている負荷管理データを参照し、現在電源を供給している負荷グループのうち優先度が低いものから順に、選択した負荷グループの定格負荷の合計が削減目標出力以上となるまで負荷グループを選択する。運転時間制御演算部３５は、選択された負荷グループへの電源供給を遮断するよう指示する制御信号を監視制御子局２０に送信する。
【００４６】
ステップＳ２２５において、運転時間制御演算部３５は、目標出力が下限出力設定値以下であると判断した場合（ステップＳ２２５：ＮＯ）、エラーメッセージを出力する（ステップＳ２５０）。例えば、運転時間制御演算部３５は、エラーメッセージを監視制御端末４０に送信し、監視制御端末４０は、受信したエラーメッセージを表示部４３に表示させる。
【００４７】
ステップＳ２４０、ステップＳ２４５、あるいは、ステップＳ２５０の処理の後、監視制御システムは、運転時間制御処理を終了し、図９のステップＳ１２０の処理を実行する。
【００４８】
図１１は、監視制御システムの定格運転制御処理を示すフローチャートであり、図９のステップＳ１１５の処理の詳細を示す。
監視制御親局３０の定格運転制御演算部３６は、発電電力の計測を監視制御子局１０に指示する。監視制御子局１０の信号変換処理部１２は、信号入出力部１１に発電設備５２から入力される発電電力信号を監視制御用の発電電力信号に変換し、通信処理部１３を介して監視制御親局３０に通知する。監視制御親局３０の通信処理部３１は、受信した残燃料信号を定格運転制御演算部３６に出力する（ステップＳ３０５）。
【００４９】
定格運転制御演算部３６は、発電電力信号に発電電力の計測値として設定されている発電機出力が発電機の出力上限よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ３１０）。出力上限は、発電機の定格出力に近い値であり、安全性を考慮して定格出力よりも低く設定された値である。定格運転制御演算部３６は、発電機出力が出力上限よりも小さいと判断した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、優先度に基づいて一部の保安・一般負荷６２へ電源を投入する（ステップＳ３１５）。一方、定格運転制御演算部３６は、発電機の出力が出力上限よりも以上であると判断した場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、優先度に基づいて一部の保安・一般負荷６２への電源を遮断する（ステップＳ３２０）。
ステップＳ３１５、あるいは、ステップＳ３２０の処理の後、監視制御システムは、定格運転制御処理を終了し、図９のステップＳ１２０の処理を実行する。
【００５０】
図１２は、監視制御システムの運転継続可能時間演算処理を示すフローチャートであり、図９のステップＳ１２０の処理の詳細を示す。
監視制御親局３０の運転継続可能時間演算部３７は、残燃料量の計測を監視制御子局１０に指示する。監視制御子局１０の信号変換処理部１２は、信号入出力部１１に発電設備５２から入力される残燃料信号を監視制御用の残燃料信号に変換し、通信処理部１３を介して監視制御親局３０に通知する。監視制御親局３０の通信処理部３１は、受信した残燃料信号を運転継続可能時間演算部３７に出力する（ステップＳ４０５）。
【００５１】
また、監視制御親局３０の運転継続可能時間演算部３７は、発電電力の計測を監視制御子局１０に指示する。監視制御子局１０の信号変換処理部１２は、信号入出力部１１に発電設備５２から入力される発電電力信号を監視制御用の発電電力信号に変換し、通信処理部１３を介して監視制御親局３０に通知する。監視制御親局３０の通信処理部３１は、受信した発電電力信号を運転継続可能時間演算部３７に出力する（ステップＳ４１０）。
【００５２】
運転継続可能時間演算部３７は、記憶部３２に記憶されている特性カーブから、発電電力の計測値として発電電力信号に設定されている発電機出力（ｋＷ）に対応した単位時間当たりの燃料消費量（Ｌ／ｈ）を演算する（ステップＳ４１５）。運転継続可能時間演算部３７は、残燃料信号が示す残燃料量（Ｌ）を、ステップＳ４１５において算出した燃料消費量（Ｌ／ｈ）で除算して運転継続可能時間（ｈ）を演算する（ステップＳ４２０）。
監視制御システムは、運転継続可能時間演算処理を終了し、図９のステップＳ１２５の処理を実行する。
【００５３】
なお、上記の処理においては、監視制御親局３０から残燃料量計測及び発電電力計測を監視制御子局１０に指示しているが、監視制御子局１０から一定時間毎に残燃料信号や発電電力信号を送信してもよい。この場合、監視制御親局３０は、最も新しい残燃料信号や発電電力信号を用いて、上記の処理を行う。
【００５４】
ユーザは監視制御端末４０の入力部４２により制御状態の表示指示を入力すると、制御状態表示画面処理部４５は、制御状態の問合せを監視制御親局３０に送信する。監視制御親局３０の制御状態表示制御部３８は、現在の制御状態の情報を監視制御端末４０に送信する。制御状態の情報は、発電機の発電電力及び残燃料量の最新の情報と、それらの情報に基づいて運転継続可能時間演算部３７が算出した発電機運転継続可能時間と、現在の負荷投入レベル及び負荷グループ入切状態を含む。制御状態表示制御部３８は、負荷グループ入切状態を監視制御子局２０から取得する。例えば、制御状態表示制御部３８は、監視制御子局２０に負荷投入状態の問い合わせを送信する。監視制御子局２０は、非常負荷６１及び保安・一般負荷６２から入力される投入状態信号に基づいて各負荷グループの入切状態を判断し、通信処理部１３を介して監視制御親局３０に通知する。監視制御端末４０の制御状態表示画面処理部４５は、監視制御親局３０から制御状態の情報を含んだ制御状態表示画面を受信し、表示部４３に表示させる。
なお、監視制御システムは、監視制御端末４０への制御状態表示画面の表示を、図９のステップＳ１２０の処理の後に行ってもよい。
【００５５】
上述した実施形態によれば、監視制御システムは、定格運転制御モードである場合は、一般的な自家発負荷制御を行う。一方、運転時間制御モードである場合は、監視制御システムは、発電機の発電電力と単位時間当たりの燃料消費量の関係を表す特性カーブと計測した残燃料とに基づいて、発電機が目標の時間運転を継続可能な目標出力を演算する。監視制御システムは、発電機出力が目標電力となるように、保安負荷や一般負荷のグループの入切制御を、そのグループの優先順位および負荷容量に基づいて順番に行う。ただし、発電機出力は、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。また、非常負荷６１には、電源を供給しなければならない。そこで、監視制御システムは、目標電力が発電機出力の下限値または非常負荷６１の定格負荷を下回る場合には、目標運転継続可能時間が適切でないとして、エラーメッセージを表示し、運転時間制御を行わない。
さらに、上述した実施形態によれば、監視制御システムは、現在の発電機出力が継続した場合に何時間運転可能かを演算し表示する。
【００５６】
なお、監視制御システムは、図１２の運転継続可能時間演算処理において、現在の発電機出力を継続した場合の発電機の運転継続可能時間を演算しているが、ユーザが指定した発電機出力を継続した場合の発電機の運転継続可能時間を演算してもよい。
例えば、ユーザは、監視制御端末４０の入力部４２により発電機出力と、運転継続可能時間演算の実行指示を入力する。監視制御端末４０は、入力された発電機出力と、運転継続可能時間演算の実行指示を監視制御親局３０に送信する。監視制御親局３０の運転継続可能時間演算部３７は、図１２の運転継続可能時間演算処理を行う。ただし、運転継続可能時間演算部３７は、ステップＳ４１０の処理を実行せず、ステップＳ４１５において、計測した発電機出力の代わりに、監視制御端末４０から受信した発電機出力を用いて演算を行う。運転継続可能時間演算部３７は、演算した運転継続可能時間を監視制御端末４０に出力する。監視制御端末４０は、受信した運転継続可能時間を表示部４３に表示させる。
このようにユーザ指定の発電機出力に基づき演算された運転継続可能時間は、ユーザが目標運転継続可能時間を決定したり、手動により保安負荷や一般負荷への電源の遮断や投入を制御したりするための判断材料とすることができる。
【００５７】
また、制御設定を行う際に、ユーザが上限よりも長い目標運転継続可能時間を設定した場合、監視制御親局３０の運転時間制御演算部３５は、図１０のステップＳ２１０〜ステップＳ２１５の処理を実行せず、目標出力を下限出力設定値としてもよい。これにより、運転継続可能時間が最も長くなるように、発電機の電力消費量を最も少ない状態で運転させることができる。監視制御親局３０の制御状態表示制御部３８は、図９のステップＳ１２０の処理の後に、発電機の電力消費量を最も少ない状態で運転させたときの運転継続可能時間を含んだ制御状態の情報を監視制御端末４０に出力する。制御状態表示制御部３８は、設定された目標運転継続可能時間と、目標運転継続可能時間が長すぎる旨のメッセージをさらに送信してもよい。監視制御端末４０の制御状態表示画面処理部４５は、監視制御親局３０から受信した制御状態の情報とメッセージを制御状態表示画面により表示部４３に表示させる。
【００５８】
上述した実施形態によれば、大震災などによる商用停電後の発電機給電時に、非常用発電機の燃料供給がしばらく見込めない状況になった場合、電力を供給する負荷を限定してでも、発電機運転継続可能時間を長くする運用が選択可能となる。例えば、病院では、停電時の発電機給電対象は予め決められている。しかし、災害のために商用復電も非常用発電機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となり、状況回復までの見込み時間が非常用発電機の通常制御による運転可能時間を超えてしまうことがあり得る。このような場合に、本実施形態の監視制御システムは、状況回復までの見込み時間（＝目標運転継続可能時間）と負荷の重要性とのバランスを加味して、非常負荷以外の負荷の入切の自動制御を行うことができる。この制御の結果、入院患者の命に関わる負荷に対する給電を優先しつつ他の負荷を制限し、非常用発電機の運転継続可能時間を長くするなどの運用が可能となる。
【００５９】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、運転時間制御演算部を持つことにより、残された燃料によって発電機が目標の時間まで運転を継続できるように、負荷の優先度に応じて負荷に対する電源供給を制御することができる。
また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、運転継続可能時間演算部を持つことにより、定格よりも負荷を抑えて発電機を運転した場合の発電機運転継続可能時間を演算することができる。
【００６０】
上述した実施形態における監視制御子局１０、監視制御子局２０、監視制御親局３０、及び監視制御端末４０の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この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、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、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、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しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。
【符号の説明】
【００６２】
１０…監視制御子局、１１…信号入出力部、１２…信号変換処理部、１３…通信処理部、２０…監視制御子局、３０…監視制御親局、３１…通信処理部、３２…記憶部、３３…制御設定登録部、３４…演算部、３５…運転時間制御演算部、３６…定格運転制御演算部、３７…運転継続可能時間演算部、３８…制御状態表示制御部、４０…監視制御端末、４１…通信処理部、４２…入力部、４３…表示部、４４…制御設定入力画面処理部、４５…制御状態表示画面処理部、５１…受変電設備、５２…発電設備、６１…非常負荷、６２…保安・一般負荷、９０…監視制御ネットワーク
【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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