(57)【要約】【課題】従来の所内電力監視制御システムでは、電力需要家側に設けられた一台のデマンドコントロールによりトータルの所内電力需要を監視しているため各負荷の電力使用状況を細かく捉えることができず、使用電力が契約電力を超過してしまい、最適な電力監視制御が行えない。【解決手段】電力需要所内の母線２と、この母線２から分岐されて負荷１６ａ、１６ｂ、１６ｃが接続される分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれデマンドコントローラ９、１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備えた遮断器１、３ａ、３ｂ、３ｃを設け、このデマンドコントローラ９、１１ａ、１１ｂ、１１ｃで検出した各母線の使用電力を通信部１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介して相互に伝達し、主遮断器１のデマンドコントローラ９により遮断候補負荷を抽出し、契約電力を超過しないように総合的に電力の監視制御を行う。【選択図】  図１
2005020945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力需要所内の母線を流れる電力量が入力されるデマンドコントローラを有する主遮断器と、前記電力需要所内の母線から分岐され負荷が接続された複数の分岐母線を流れる電力量がそれぞれ入力されるデマンドコントローラを有する複数の個別遮断器と、前記主遮断器と複数の個別遮断器とに設けられ、主遮断器のデマンドコントローラと個別遮断器のデマンドコントローラとの信号を相互に伝達する通信部とからなることを特徴とする所内電力監視制御システム。
【請求項２】
個別遮断器のデマンドコントローラに入力された分岐母線の電力量を通信部を介して主遮断器のデマンドコントローラに伝達することを特徴とする請求項１記載の所内電力監視制御システム。
【請求項３】
主遮断器のデマンドコントローラには、負荷別の電力消費の現在値を監視しながら、現在の消費電力計測値が全体の消費電力を契約電力以下とするのに適する遮断候補負荷を抽出する機能と、遮断候補負荷の中で，仮に停止した場合に需要家所内の業務に及ぼす影響が比較的小さい負荷を選択する機能と，選択された負荷に対して遮断指令を出す機能とを有することを特徴とする請求項１項記載の所内電力監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は使用電力量のデマンド監視制御機能を有する所内電力監視制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、大口電力需要家と電力会社との間で交される電力契約は、デマンド値（３０分間の平均使用電力）の年間最大実績値（最大需要電力）を基にして契約電力が決められている。
電力需要家は、この最大需要電力が契約電力を超えない範囲内となるように、電力を監視制御しながら使用する。
【０００３】
そのため、電力需要家は最大需要電力が発生すると予想される時間帯の電力使用量を負荷別に分析、予測し、負荷設備の中で短時間の遮断が可能なものがあれば、この負荷設備を一時遮断することにより需要家所内のピーク電力を減らして、最大需要電力を抑制する。
【０００４】
このような目的のために設けられるデマンドコントローラ（監視制御装置）は、需要家所内の負荷設備を制御対象にして、契約電力の範囲内で電力を使用するために、必要に応じて負荷設備の遮断及び再投入などの制御を行う。
【０００５】
一般に、電気設備における遮断器の役割として、短絡、地絡などの事故時に過大な電流が回路に流れないように回路を遮断して機器を保護する機能がある。  また、事故時の過電流を遮断する以外に、遮断器には外部からの信号によって回路をＯＮ、ＯＦＦする機能を持たせることができる。
【０００６】
デマンド・サイド・マネジメント（以下ＤＳＭと称する）とは、電力需要家が需要家所内の電力消費による電気料金を削減するため、ピーク電力を削減し、負荷を平準化することによって、電力系統の発電設備を含めた全体としての省エネルギーを行うことである。
【０００７】
従来のＤＳＭシステムは需要家所内に１台のデマンドコントローラを有し、トータルの所内電力需要があらかじめ設定した電力会社との契約最大電力値に接近した場合に警報を発生する。
【０００８】
この警報を所内の電力を監視する運転員が察知すると、運転員は所内の空調負荷など、一時的に停止しても所内の業務に影響が少ない機器を選択し、その運転を停止する。これにもかかわらず、所内全体での使用電力が増加し、あらかじめ設定した契約電力を超過してしまいそうな状況になった場合にはあらかじめ定めた負荷の遮断器に遮断指令を出す。負荷の遮断指令を出す順位を決めるためには、遮断対象となる負荷の種類、運転状況、また工場負荷の場合には製品の製造工程、品質、安全等を総合的に判断する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで制御する負荷が多数でかつ、負荷の消費電力が特に大きく、かつ電力の立ち上がりが速い場合には１台のデマンドコントローラでトータルの所内電力需要を監視して警報を発生し、その後各負荷へ遮断指令を出すのでは処理時間が遅くなり、その間に契約電力値を超過してしまう恐れがある。
【００１０】
また現在の各負荷の運転電力を直接に計測せずに，あらかじめ運転電力を設定値としてデマンドコントローラに入れておくので，負荷を遮断しても期待された量の電力を削減できず，さらに次の順位の負荷を停止する必要が生じ、この場合には必要以上に負荷が削減されて需要家の業務に支障を来すことも心配される。
【００１１】
このように，多数の負荷を有する需要家においては，所内で消費する電力が契約電力を超えそうになった場合に、所内の業務への支障が最小で，かつ契約電力を超えないように負荷を停止する，最適な電力管理を行うのがなかなか難しいという課題があった。
【００１２】
本説明は上記課題を解決し、多数の所内負荷機器に対して業務の支障が少なく，かつ所内消費電力が契約電力を超えないように電力の監視制御を行う所内電力監視制御装置を置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、電力需要所内の母線を流れる電力量が入力されるデマンドコントローラを有する主遮断器と、前記電力需要所内の母線から分岐され負荷が接続された複数の分岐母線を流れる電力量がそれぞれ入力されるデマンドコントローラを有する複数の個別遮断器と、前記主遮断器と複数の個別遮断器とに設けられ、主遮断器のデマンドコントローラと個別遮断器のデマンドコントローラとの信号を相互に伝達する通信部とからなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、主遮断器のデマンドコントローラと個別遮断器のデマンドコントローラとの信号を相互に伝達することにより各負荷の電力使用状況がより細かく捉えることができ、最適な電力監視制御が行える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本説明の第１の実施の形態を示すシステム構成図である。
図１において、１は電力需要家の所内母線２に設けられた受電回路用の上位系の主遮断器、３ａ、３ｂ、３ｃは所内母線２から分岐された複数の分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれ設けられた負荷回路用の下位系の個別遮断器である。
【００１６】
主遮断器１には所内母線２の電圧の値を検出する電圧変成器５と電流の値を検出する電流変成器６が、また個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃには分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃの電圧の値を検出する電圧変成器７ａ、７ｂ、７ｃと電流の値を検出する電流変成器８ａ、８ｂ、８ｃがそれそぞれ設けられている。
【００１７】
また、主遮断器１には電圧変成器５及び電流変成器６の２次側検出出力が入力されるデマンドコントローラ９と、このデマンドコントローラ９の出力側に接続された通信部１０が、また、個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃには電圧変成器７ａ、７ｂ、７ｃ及び電流変成器８ａ、８ｂ、８ｃの２次側検出出力が入力されるデマンドコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、このデマンドコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの出力側に接続された通信部１２ａ、１２ｂ、１２ｃが設けられている。
【００１８】
１３は所内母線２と分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃとの間に設けられた変圧器、１４は主遮断器１の遮断部、１５ａ、１５ｂ、１５ｃは各個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの遮断部、１６ａ、１６ｂ、１６ｃは各分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃに接続された所内負荷である。
【００１９】
前記主遮断器１のデマンドコントローラ９は全所内負荷１６ａ、１６ｂ、１６ｃの大切な順、停止した時の業務への影響の小さい順などの優先順位リストのデータを備え、負荷別の電力消費の現在値を監視しながら現在の使用電力計測値が全体の使用電力を契約電力以下とするのに適する負荷を遮断候補負荷として抽出する機能と、前記データを基に遮断候補負荷の中で、仮に停止した場合に需要家所内の業務に及ぼす影響が比較的小さい負荷を選択する機能と、選択された負荷に対して遮断指令を出す機能とを備えている。
【００２０】
また、前記各通信部１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃはケーブル１７を介して接続されており、上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃとの間で信号が相互に伝達されるようになっている。
【００２１】
このような所内電力監視制御装置において、主遮断器１、下位の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃのデマンドコントローラは、共に電圧変成器、電流変成器により検出された所内母線２、分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃの電圧、電流の値により、各母線における現在の使用電力の値の演算を行う。
【００２２】
主遮断器１内のデマンドコントローラ９には、下位の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの個々のデマンドコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃで測定された各分岐母線４ａ、４ｂ、４ｃの使用電力の値が通信部１２ａ、１２ｂ、１２ｃからケーブル１７を介して入力される。
【００２３】
主遮断器１のデマンドコントローラ９では、入力された使用電力のデータを合計した電力値及び個々の負荷１６ａ、１６ｂ、１６ｃの電力の増加率を演算し、あらかじめ設定された増加率を超えた負荷に対しては遮断条件を確認し個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの遮断部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対して個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃのデマンドコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して遮断指令を出す。
【００２４】
また、主遮断器１内のデマンドコントローラ９は、総使用電力が契約電力を超過しそうな場合、削減するべき消費電力の値を計算し、その削減幅に最も近い消費電力で運転している負荷の電力を集計するとともに、それぞれを遮断候補負荷として一時的に登録する。
【００２５】
次に主遮断器１内のデマンドコントローラ９は、現在一時登録された遮断候補負荷の中で，前記した優先順位リストのデータを基に停止した場合の影響度が最も少ない負荷を選択し、負荷１６ａ、１６ｂ、１６ｃの遮断条件を確認し、個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの遮断部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対して個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃのデマンドコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して遮断指令を出す。
【００２６】
また、インバータと接続されている負荷の場合には、各負荷１６ａ、１６ｂ、１６ｃのデマンドコントローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃからインバータに信号を送り、所内消費負荷の合計を全体の契約電力内におさえるための出力低減による省エネ運転の指令を発する。
【００２７】
このような本発明の第１の実施の形態による所内電力監視制御システムによれば、複数の所内負荷側に設定されたＤＳＭ機能により主遮断器側のＤＳＭに負荷状態を細かく伝達し、この情報を基に主遮断器側のＤＳＭで電力監視制御を総合的に決定するようにしたので、所内電力需要が急峻に増加した場合にも、高速に負荷の一部を遮断し、確実なデマンドコントロールを行うことができ、電力会社との契約電力をオーバすることなく所内負荷を有効に運転することが可能となる。
またインバータと接続されているような負荷の場合は、補機インバータに出力低減による運転を行わせることよりの省エネ運転も可能となる。
【００２８】
次に本発明の第２の実施の形態について図２を参照して説明する。図２において図１に示す第１の実施の形態と異なる点は、上位系の主遮断器１、下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃにそれぞれ設けたデマンドコントローラ９、１１ａ、１１ｂ、１１ｃの代わりに情報機器端末１８、１９ａ、１９ｂ、１９ｃが設けられ、各通信部（電力搬送通信モデム）１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃが電力線２０で接続され、上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃとの信号が相互に伝達されるようになっている点である。その他の構成は図１に示す第１の実施の形態と同様であるので同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図２における情報機器端末１８、１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、演算機能とネットワーク機能の二つのＣＰＵを持った電気設備監視計測機器である。
【００２９】
各電圧変成器５、７ａ、７ｂ、７ｃ、電流変成器６、８ａ、８ｂ、８ｃの２次側検出出力はそれぞれ各情報機器端末１８、１９ａ、１９ｂ、１９ｃに入力され、使用電力の演算を行う。
【００３０】
通信部（電力搬送通信モデム）１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃは電力線搬送通信を使用する。電力線搬送通信とは電力線２０の電灯用コンセントを使用して信号を伝達する手段の１つである。使用する周波数帯域は１０〜４５０ｋＨｚである。上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの出力信号は各遮断器の設置されている部屋の電灯線コンセントを介して搬送され信号の伝達が行われる。
このような本発明の第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３１】
次に本発明の第３の実施の形態について図３を参照して説明する。図３において図１に示す第１の実施の形態と異なる点は、上位系の主遮断器１、下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃにそれぞれ設けたデマンドコントローラ９、１１ａ、１１ｂ、１１ｃの代わりに情報機器端末１８、１９ａ、１９ｂ、１９ｃが設けられ、各通信部（無線端末）１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃが無線２１で接続され、上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃとの信号が無線により相互に伝達されるようになっている点である。その他の構成は図１に示す第１の実施の形態と同様であるので同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３２】
上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの出力信号は各遮断器に設けられた無線端末を介して無線２１により搬送され信号の伝達が行われる。
このような本発明の第３の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３３】
次に本発明の第４の実施の形態について図４を参照して説明する。図４において図１に示す第１の実施の形態と異なる点は、上位系の主遮断器１、下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃにそれぞれ設けたデマンドコントローラ９、１１ａ、１１ｂ、１１ｃの代わりに情報機器端末１８、１９ａ、１９ｂ、１９ｃが設けられ、各通信部（ＬＡＮルータ）１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃがＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）２２で接続され、上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃとの信号がＬＡＮにより相互にに伝達されるようになっている点である。その他の構成は図１に示す第１の実施の形態と同様であるので同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３４】
上位系の主遮断器１と下位系の個別遮断器３ａ、３ｂ、３ｃの出力信号は各遮断器に設けられたＬＡＮルータを介してＬＡＮ２２により搬送され信号の伝達が行われる。
このような本発明の第４の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、電力需要所内の母線を流れる電力量が入力されるデマンドコントローラを有する主遮断器と、前記電力需要所内の母線から分岐され負荷が接続された複数の分岐母線を流れる電力量がそれぞれ入力されるデマンドコントローラを有する複数の個別遮断器と、前記主遮断器と複数の個別遮断器とに設けられ、主遮断器のデマンドコントローラと個別遮断器のデマンドコントローラとの信号を相互に伝達する通信部とから構成することにより、多数の所内負荷機器に対して業務の支障が少なく，かつ所内消費電力が契約電力を越えないように電力の監視制御を行う所内電力監視制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すシステム構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すシステム構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すシステム構成図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示すシステム構成図。
【符号の説明】
１…主遮断器、２…所内母線、３ａ、３ｂ、３ｃ…個別遮断器、４ａ、４ｂ、４ｃ…分岐母線、５、７ａ、７ｂ、７ｃ…電圧変成器、６、８ａ、８ｂ、８ｃ…電流変成器、９、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…デマンドコントローラ、１０、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…通信部、１３…変圧器、１４…主遮断器の遮断部、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…個別遮断器の遮断部、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…所内負荷、１７…ケーブル、１８、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…情報端末機器、２０…電力線、２１…無線、２２…ＬＡＮ。
【図１】
2005020945.tif 000003
【図２】
2005020945.tif 000004
【図３】
2005020945.tif 000005
【図４】
2005020945.tif 000006