(57)【要約】【課題】不定期に連続動作する負荷における当該連続動作の終了する時刻を予測する。【解決手段】負荷が連続動作を開始した後、負荷が連続動作を終了する時刻を予測する負荷動作予測装置であって、負荷が連続動作を開始する以前の、負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得する第１取得部と、負荷が連続動作を開始する場合の、負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得する第２取得部と、負荷が連続動作を開始する開始時刻を取得する第３取得部と、総電力量と単位電力量とに基づいて、負荷が連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出する第１算出部と、開始時刻と時間とに基づいて、負荷が連続動作を終了する時刻を予測して算出する第２算出部と、を備えてなる。【選択図】図１
2007202276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷が連続動作を開始した後、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測する負荷動作予測装置であって、
前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得する第１取得部と、
前記負荷が前記連続動作を開始する場合の、前記負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得する第２取得部と、
前記負荷が前記連続動作を開始する開始時刻を取得する第３取得部と、
前記総電力量と前記単位電力量とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出する第１算出部と、
前記開始時刻と前記時間とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測して算出する第２算出部と、
を備えたことを特徴とする負荷動作予測装置。
【請求項２】
前記総電力量は、
前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が所定の１回の連続動作を開始してから終了するまでの間に消費する電力量である、
ことを特徴とする請求項１に記載の負荷動作予測装置。
【請求項３】
前記総電力量は、
前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が複数回の連続動作を開始してから終了するまでの間に消費する電力量の平均電力量である、
ことを特徴とする請求項１に記載の負荷動作予測装置。
【請求項４】
前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの前記時間は、前記総電力量を前記単位電力量で除算した値である、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の負荷動作予測装置。
【請求項５】
前記負荷は、電気炉である、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の負荷動作予測装置。
【請求項６】
負荷が連続動作を開始した後、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測する負荷動作予測装置の負荷動作予測方法であって、
前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得し、
前記負荷が前記連続動作を開始する場合の、前記負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得し、
前記負荷が前記連続動作を開始する開始時刻を取得し、
前記総電力量と前記単位電力量とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出し、
前記開始時刻と前記時間とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測して算出する、
ことを特徴とする負荷動作予測装置の負荷動作予測方法。
【請求項７】
負荷が連続動作を開始する以前の、前記負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得する第１取得部と、
前記負荷が前記連続動作を開始する場合の、前記負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得する第２取得部と、
前記負荷が前記連続動作を開始する開始時刻を取得する第３取得部と、
前記総電力量と前記単位電力量とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出する第１算出部と、
前記開始時刻と前記時間とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を終了する終了時刻を予測して算出する第２算出部と、
前記終了時刻に基づいて、前記負荷への電力の供給を停止するタイミングを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする電力供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷が連続動作を開始した後、この負荷が連続動作を終了する時刻を予測する負荷動作予測装置、負荷動作予測装置の負荷動作予測方法、及び負荷に対する電力の供給量を制御する電力供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統からユーザへ電力を供給する場合、想定した需要量に対し必要な供給力（発電機）を確保して安定供給を維持するとともに経済性を追及するために、中央給電指令所は、いわゆる経済負荷配分制御を行っている。発電量は多めにあれば安定供給を満足するが、経済性は良くない。一方、発電量が少なすぎると安定供給が維持できない。そこで、経済負荷配分制御に基づいて、適正な供給力を確保しつつ電力の需給バランスをとっている。例えば１日における需要量の朝の増加や昼休み時の減少等、前日までの需要実績等から或る程度予測でき且つ緩やかな負荷変動に対しては、この需要予測に基づいて需要電力を満足するだけの供給力を確保しつつ、ユーザへの電力供給を制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、前述した変動周期よりは短い周期をもって不定期に発生する負荷変動に対しては、中央給電指令所は、いわゆる負荷周波数制御を行っている（例えば、特許文献２参照。）。つまり、負荷変動が時々刻々発生すると、この変動に応じた電力の供給量が設定される。具体的には、電力系統に需給差が発生すると、中央給電指令所における電力供給制御装置から発電機へその出力の上昇や降下等の指令信号（発電電力指令値）を送信することにより、負荷に対する電力の供給量を制御している。
【特許文献１】特開平８−１１１９３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２３８３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した電力ユーザの１つが例えば製鉄会社であってその負荷が電気炉の場合、この電気炉の規模によっては、その入り及び切り（負荷の連続動作の開始及び終了）に起因する総需要電力の変動は１００ＭＷ以上に及ぶことがある。そして、これは１つの電力系統の担当区域における総需要電力の数％に及ぶことがある。一般に、電気炉の入り及び切りにともなう負荷変動は、発電機の出力変化速度が追従できないほど急峻である。よって、例えば電気炉の切りにともなってその需要量が減少し始めた直後に前述した負荷周波数制御を行ったとしても、発電機の出力が降下している間の殆どは電力の過剰供給となるため、これは前述した安定供給及び効率運用を妨げる虞がある。
【０００５】
尚、前述した負荷変動は、電気炉の入り／切りにともなうものに限ったことではなく、一般に、負荷の不定期な連続動作に対して前述した問題が生じる虞がある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、不定期に連続動作する負荷における当該連続動作の終了する時刻を予測可能な負荷動作予測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための発明は、負荷が連続動作を開始した後、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測する負荷動作予測装置であって、前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得する第１取得部と、前記負荷が前記連続動作を開始する場合の、前記負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得する第２取得部と、前記負荷が前記連続動作を開始する開始時刻を取得する第３取得部と、前記総電力量と前記単位電力量とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出する第１算出部と、前記開始時刻と前記時間とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測して算出する第２算出部と、を備えてなる。
【０００８】
この負荷動作予測装置によれば、第１取得部は、例えば連続動作Ｆを開始する以前の連続動作Ｅにおける総電力量Ｓを予め取得する。負荷が連続動作Ｆを開始したとき、第２取得部はこの連続動作Ｆにおける単位電力量Ｑを取得し、第３取得部はこの連続動作Ｆの開始時刻ｔ１を取得する。第１算出部は、総電力量Ｓ及び単位電力量Ｑに基づいて、連続動作Ｆを開始してから終了するまでの時間Ｔを予測値として算出する。第２算出部は、開始時刻ｔ１に例えば時間Ｔを加算して、連続動作Ｆの終了時刻ｔ２（＝ｔ１＋Ｔ）を予測値として算出する。以上から、たとえ連続動作Ｆが不定期であっても、その終了時刻ｔ２を算出できる。つまり、不定期に連続動作する負荷における当該連続動作の終了する時刻を予測できる。
【０００９】
また、かかる負荷動作予測装置において、前記総電力量は、前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が所定の１回の連続動作を開始してから終了するまでの間に消費する電力量である、こととしてもよい。  
つまり、前述した連続動作Ｅにおける総電力量Ｓは、所定の１回の連続動作Ｅにおける総電力量Ｓであってもよい。ここで、連続動作Ｅは、連続動作Ｆの直前に行われる動作であってもよいし、連続動作Ｅ及び連続動作Ｆの間に他の連続動作Ｅ’、Ｅ”等が行われる動作であってもよい。例えば、１日において略等しい総電力量の連続動作を複数回行う負荷であれば、第１取得部が１日の最初の１回の連続動作の総電力量を取得すれば、第２取得部がその後の各回の単位電力量を取得するだけで、２回目以後の各回の時間を予測して算出できる。
【００１０】
また、かかる負荷動作予測装置において、前記総電力量は、前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が複数回の連続動作を開始してから終了するまでの間に消費する電力量の平均電力量である、こととしてもよい。  
つまり、前述した連続動作Ｅにおける総電力量Ｓは、複数回の連続動作Ｅ’、Ｅ”における総電力量Ｓ’、Ｓ”の平均電力量（例えばＳ＝（Ｓ’＋Ｓ”）／２）であってもよい。例えば回を重ねる都度平均電力量を更新することとすれば、回を重ねるほど、終了時刻の予測精度がより向上する。
【００１１】
また、かかる負荷動作予測装置において、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの前記時間は、前記総電力量を前記単位電力量で除算した値である、ことが好ましい。  
例えば前述した未だ終了していない連続動作Ｆの総電力量が連続動作Ｅの総電力量と略等しく、且つ、連続動作Ｆにおける単位電力量の時間変化が小さいことを前提とすれば、第１算出部は、総電力量Ｓを単位電力量Ｑで除算して、連続動作Ｆを開始してから終了するまでの時間ＴをＳ／Ｑと求めることができる。
【００１２】
また、かかる負荷動作予測装置において、前記負荷は、電気炉である、ことが好ましい。  
電気炉は、例えば１日において略等しい総電力量の連続動作を複数回行うことがあるため、第１取得部が１日における或る回における連続動作の総電力量を取得すれば、第２取得部が同日のその後の回における連続動作の単位電力量を取得することにより、第１算出部はその後の回における連続動作の動作時間を予測して算出できる。
【００１３】
また、前記課題を解決するための発明は、負荷が連続動作を開始した後、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測する負荷動作予測装置の負荷動作予測方法であって、前記負荷が前記連続動作を開始する以前の、前記負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得し、前記負荷が前記連続動作を開始する場合の、前記負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得し、前記負荷が前記連続動作を開始する開始時刻を取得し、前記総電力量と前記単位電力量とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出し、前記開始時刻と前記時間とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を終了する時刻を予測して算出してなる。
【００１４】
また、前記課題を解決するための発明は、負荷が連続動作を開始する以前の、前記負荷が連続動作を開始してから終了するまでの間に消費した総電力量を取得する第１取得部と、前記負荷が前記連続動作を開始する場合の、前記負荷が単位時間に消費する単位電力量を取得する第２取得部と、前記負荷が前記連続動作を開始する開始時刻を取得する第３取得部と、前記総電力量と前記単位電力量とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を開始してから終了するまでの時間を予測して算出する第１算出部と、前記開始時刻と前記時間とに基づいて、前記負荷が前記連続動作を終了する終了時刻を予測して算出する第２算出部と、前記終了時刻に基づいて、前記負荷への電力の供給を停止するタイミングを制御する制御部と、を備えてなる電力供給制御装置である。
【００１５】
この電力供給制御装置によれば、制御部は、負荷の連続動作の終了にともなう単位電力量の減少速度と、この負荷に対する電力の供給量の減少速度とに応じて、前記終了時刻に基づく電力供給停止のタイミングを設定することにより、負荷に対する電力の需給差を小さくすることができる。一例として、負荷の単位電力量の減少速度が電力の供給量の減少速度よりも速い場合には、制御部は、前記終了時刻よりも前に電力の供給量を減少させ始める。この制御は、例えば負荷の連続動作の終了と同時に電力の供給量を減少させ始める制御（後追い制御）に比べて、電力の供給過剰を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
不定期に連続動作する負荷における当該連続動作の終了する時刻を予測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＝＝＝負荷動作予測装置＝＝＝
図１を参照しつつ、本実施の形態の負荷動作予測装置１０の構成例について説明する。同図は、本実施の形態の発電機１、負荷２、負荷動作予測装置１０、及び電力供給制御装置２０の構成例を示すブロック図である。
【００１８】
本実施の形態では、発電所の発電機１からユーザの負荷２へ送配電線３を通じて電力供給が可能となっており、この発電機１は所定の通信線（不図示）を通じて電力供給制御装置２０により制御される。また、本実施の形態では、電力供給制御装置２０は、負荷動作予測装置１０とともに中央給電指令所に設置されている。中央給電指令所の作業員は、負荷動作予測装置１０の後述するスピーカ１２０又はディスプレイ１３０を通じて負荷動作の開始及び終了を事前に認識すると、電力供給制御装置２０を通じて発電機１へその出力の上昇や降下等の指令信号（発電電力指令値）を送信することにより、負荷２に対する電力の供給量を制御するようになっている。
【００１９】
図１に例示されるように、本実施の形態の負荷動作予測装置１０は、制御部（第１取得部、第２取得部、第３取得部、第１算出部、第２算出部）１００と、受信部１１０と、スピーカ１２０と、ディスプレイ１３０と、タイマ１４０と、ＲＯＭ１５０と、ＲＡＭ１６０と、を備えて構成されるものである。
【００２０】
制御部１００は、受信部１１０、スピーカ１２０、ディスプレイ１３０、タイマ１４０、ＲＯＭ１５０、及びＲＡＭ１６０を統括管理して、主に、負荷２からの負荷情報に基づいて、その動作の開始時刻及び終了時刻を予測し、その予測結果を通知する機能を有するものである。  
受信部１１０は、負荷２から所定の通信線（不図示）を通じて送信される負荷情報（例えば後述する電力量等）を受信する機能を有するものである。  
スピーカ１２０及びディスプレイ１３０は、負荷動作の開始及び終了を示す情報（予測開始時刻や予測終了時刻等）を作業員に通知するためのものである。  
タイマ１４０は、例えば負荷動作の実際の開始時刻や終了時刻等を計時するものである。  
ＲＯＭ１５０は、制御部１００が前述した予測等を行うためのプログラム等を記憶するものである。  
ＲＡＭ１６０は、負荷２が単位時間（例えば後述する１０秒間）に消費する単位電力量や負荷２の動作開始の前兆を示す信号等からなる負荷情報データ１６０ａと、この負荷情報データ１６０ａにおける動作開始条件を示す動作開始条件データ１６０ｂと、負荷２が１稼動当たり消費する総電力量を示す総電力量データ１６０ｃとを記憶するものである。
【００２１】
＜＜＜負荷情報データ及び動作開始条件データ＞＞＞
図２を参照しつつ、前述したＲＡＭ１６０に記憶される負荷情報データ１６０ｃの構成例について説明する。同図は、負荷２たる電気炉がもたらす負荷情報データ１６０ａの構成例を示す図表である。同図に例示される負荷情報データ１６０ａは、負荷２が電気炉である場合に製鉄会社と電力会社との所定の取決めにより負荷２から送信される情報からなるものである。具体的には、この負荷情報データ１６０ａは、日付・時刻に対し、単位電力量、電気炉の炉扉閉信号、電気炉の出鋼信号等のいわゆる状変情報が対応付けられて構成されている。
【００２２】
前述した所定の取決めにより、負荷２たる電気炉には、例えば１０秒間（単位時間）に消費する電力量（単位電力量）を検出する所定の検出部（不図示）が設けられている。検出された単位電力量は電圧に変換され、日付・時刻を示す情報とともに、前述した所定の通信線を通じて受信部１１０へ１０秒おきに送信される。尚、単位電力量を与える単位時間は１０秒間に限定されるものではない。また、日付・時刻を示す情報は必ずしも電気炉から与えられる情報である必要はなく、例えば前述したタイマ１４０が計時して得た情報であってもよい。
【００２３】
また、前述した所定の取決めにより、負荷２たる電気炉には、炉扉が閉じられるときに所定の電圧を出力し（「炉扉閉信号ＯＮ」）、出鋼するときに所定の電圧を出力する（「出鋼信号ＯＮ」）所定の出力部（不図示）が設けられている。これらの電圧は、出力部から出力される都度、この出力と同期して出力される単位電力量とともに受信部１１０へ送信される。
【００２４】
図２では、炉扉閉信号ＯＮと、電気炉の入り（負荷２の連続動作の開始）との間には所定の相関がある上に、出鋼信号ＯＮと、電気炉の入り（負荷２の連続動作の開始）との間にも所定の相関があるように例示されている。つまり、炉扉閉信号ＯＮから所定時間後に電気炉入りとなり、出鋼信号ＯＮから所定時間後に電気炉入りとなっているが、これらの所定の相関は、本出願人により経験則として知得されたものである。一例を挙げれば、受信部１１０が炉扉閉信号又は出鋼信号を受信したとき、過去所定時間内に受信した単位電力量が所定範囲内にある場合、直近の未来に起こり得る電気炉入りと強い相関があることが経験則として知得されている。このため、前述したＲＡＭ１６０は、炉扉閉信号又は出鋼信号の受信前の所定時間内において所定範囲内にある単位電力量を示す情報等を動作開始条件データ１６０ｂとして予め記憶している。前述した制御部１００は、負荷情報データ１６０ａが動作開始条件データ１６０ｂに適合するか否かを判別し、もし適合する場合、炉扉閉信号又は出鋼信号の受信時から所定時間後に電気炉入りとなる旨の情報を生成するようになっている。
【００２５】
尚、本実施の形態の動作開始条件データ１６０ｂは、例えば、作業員が所定の端末（不図示）を通じて予めＲＡＭ１６０に記憶させておくものとする。そして、この動作開始条件データ１６０ｂは、前述した経験則に基づく予測精度が向上する都度、更新されるものとする。
【００２６】
＜＜＜総電力量データ＞＞＞
図３及び図４を参照しつつ、前述したＲＡＭ１６０に記憶される総電力量データ１６０ｃを用いて電気炉切りの時刻を予測できることを本出願人が経験則として知得した経緯について説明する。図３は、電気炉が消費する単位電力量の１年間にわたる時間経過の一例を示す時間ダイアグラムである、図４は、電気炉が１回の連続動作あたり消費する総電力量の１年間にわたる時間経過の一例を示す時間ダイアグラムである。
【００２７】
図３の例示では、電気炉の２回の連続動作（“Ａ”及び“Ｂ”）が、この電気炉の１サイクルの操業を構成している。同図では、前述した負荷情報データ１６０ａ（図２）における１日分の電気炉の単位電力量の時間ダイアグラムが１年分並べて構成されている。例えば１年間のうちの第（Ｎ−１）日目では、Ｑ’の周りに値が分布する単位電力量を有する連続動作Ａ及び連続動作Ｂが複数回起きている。同様に、第Ｎ日目、第（Ｎ＋１）日目では、それぞれＱ、Ｑ”の周りに値が分布する単位電力量を有する連続動作が複数回起きている。また、１回の連続動作Ａ、Ｂの範囲内では、単位電力量は略等しい値に保たれている。尚、電気炉の場合、各連続動作Ａ、Ｂに要する時間は、例えば数分間〜数十分間である。
【００２８】
一般に、電気炉で屑鉄等の材料を溶解する場合、或る１日の間は、同種の材料を溶解することが多いとされている。このため、同一日において、単位電力量は複数回にわたって例えばＱから多少変位するとしても、１回の連続動作Ａ（又はＢ）における積分値たる総電力量ＳＡ（又はＳＢ）は複数回にわたって略等しいことが、本出願人により経験則として知得されている。これは、同種の材料であれば、同量を溶解するのに必要なエネルギーは略等しいことを意味している。尚、同図の例示では、総電力量ＳＡ及びＳＢの大きさの相違は、略等しい単位電力量Ｑに対しその連続動作時間の相違を反映するものである。
【００２９】
図４に例示されるように、１年間を通して見た場合、前述した１回の連続動作Ａにおける総電力量は、ＳＡの周りに値が分布する一方、前述した１回の連続動作Ｂにおける総電力量は、ＳＢの周りに値が分布している。連続動作Ａ及び連続動作Ｂの総電力量は、１年（およそ3×107秒）或いは１ヶ月（0.3×107秒）においては所定周期をもってうねりを見せているが、例えば１日（0.01×107秒）においては略等しいとみなせる。
【００３０】
以上から、負荷２が例えば電気炉である場合、例えば同一日においては、複数回にわたる連続動作Ａ（又はＢ）の総電力量は略等しい上に、各連続動作Ａ（又はＢ）においては単位電力量も所定値に略保持されることが知得された。これにより、例えば同一日においては、或る回の電気炉の連続動作Ａ（又はＢ）の動作時間の予測値は、それ以前の回の総電力量を当該或る回の単位電力量で除算して得た値とすることができる。
【００３１】
＝＝＝負荷動作予測方法＝＝＝
図５及び図６を参照しつつ、前述した構成を備えた負荷動作予測装置１０による負荷動作予測方法について説明する。図５は、本実施の形態の負荷動作予測装置１０が負荷動作予測方法を実行する際の制御部１００の処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態の負荷２たる電気炉が１サイクル分の操業をする際に消費する単位電力量及び総電力量の時間変化の一例を示す時間ダイアグラムである。
【００３２】
図５に例示されるように、本実施の形態の制御部１００は、受信部１１０により負荷２から負荷情報が受信される都度、この負荷情報を含んでＲＡＭ１６０に記憶される負荷情報データ１６０ａが、ＲＡＭ１６０に予め記憶されている動作開始条件データ１６０ｂに適合するか否かを判別している（Ｓ１００）。つまり、制御部１００は、負荷情報データ１６０ａが動作開始条件データ１６０ｂに適合するか否かにより、負荷２の動作開始の有無を判別している。
【００３３】
ステップＳ１００で受信した負荷情報を含む負荷情報データ１６０ａが、動作開始条件データ１６０ｂに適合すると判別した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部１００は、負荷２の予測開始時刻を求める（Ｓ１０２）。予測開始時刻の求め方の一例は以下の通りである。負荷２が電気炉の場合、前述した炉扉閉信号又は出鋼信号の受信時から電気炉入りとなるまでの予測時間を示す情報がＲＡＭ１６０に予め記憶されている。制御部１００は、この受信時刻に対しこの予測時間を加算して予測開始時刻とし、スピーカ１２０又はディスプレイ１３０を通じて、作業員にこの予測開始時刻を通知する。
【００３４】
尚、本実施の形態の負荷動作予測装置１０が作業員に通知する情報は、予測開始時刻（例えば電気炉入りの予測時刻）に限定されるものではない。例えば、この情報は、作業員が電力供給制御装置２０を通じて発電機１へその出力の上昇等の指令信号（発電電力指令値）を送信する時刻であってもよい。或いは、例えば、負荷動作予測装置１０は、指令信号を送信するべき時刻に作業員に対しスピーカ１２０を通じて警報等を発するものであってもよい。後述するように、一般に、発電機１の出力上昇速度は、例えば電気炉の需要電力量の増加速度よりも遅いため、出力上昇の指令信号を送信する時刻は、電気炉入りの予測時刻に対し上記速度差に応じた時間だけ早め（例えばおよそ１分前）に設定する必要がある。
【００３５】
次に、制御部１００は、受信部１１０により受信される負荷情報が、負荷２の実際の動作開始に起因するものであるか否かを判別する（Ｓ１０３）。ここで、実際の動作開始に起因する情報とは、例えば負荷情報データ１６０ａ（図２）において単位電力量が０からＱに増加した際の当該Ｑに対応する負荷情報を意味する。
【００３６】
受信した負荷情報が実際の動作開始に起因するものである（つまり、負荷２が連続動作Ａを開始した）と判別した場合、制御部１００は、ＲＡＭ１６０に総電力量データ１６０ｃとして記憶された過去の連続動作Ａにおける総電力量ＳＡと、受信部１１０により負荷情報として受信された現在の連続動作Ａにおける単位電力量Ｑと、に基づいて、予測動作時間ＴＡを算出する（Ｓ１０４）。
【００３７】
図６に例示されるように、負荷２が電気炉である場合、前述した通り、２回の連続動作Ａ、Ｂが、この電気炉の１サイクルの操業を構成している。同図の例示では、各連続動作Ａ、Ｂ中に消費される単位電力量は所定値Ｑに略保持されている。また、前述したように、連続動作Ａ、Ｂの総電力量は、例えば１日にわたって、所定値ＳＡ、ＳＢにそれぞれ略等しいことが知得されている（図３及び図４参照）。これは、図６に例示される実線Ａ及び実線Ｂがともに傾きの一定である直線をなすとともに、各終了時刻ｔＡ２、ｔＢ２における高さＳＡ、ＳＢが例えば１日にわたってそれぞれ略等しいことと等価である。そこで、ステップＳ１０４では、前回のサイクルにおける連続動作Ａで求められている総電力量ＳＡを、今回のサイクルにおける連続動作Ａで求められた単位電力量Ｑで除算して得た時間を、今回のサイクルにおける連続動作Ａの予測動作時間とすることができる。
【００３８】
ここで、前回のサイクルの総電力量ＳＡは、例えば１日において今回より以前の１回のサイクルで求められた総電力量であってもよいし、例えば１日において今回より以前の複数回のサイクルで求められた総電力量の平均電力量であってもよい。この場合、１回又は複数回のサイクルは、例えば今回のサイクルの直前のサイクルであってもよいし、或いは、例えば１日における初期のサイクルであってもよい。特に平均電力量の場合、例えば１日における今回より以前の全ての回のサイクルで求められた総電力量の平均をとれば、総電力量の精度がより向上する。
【００３９】
次に、制御部１００は、今回のサイクルにおける連続動作Ａの実際の開始時刻ｔＡ１に対し、ステップＳ１０４で求めた予測動作時間ＴＡを加算して、予測終了時刻ｔＡ２（＝ｔＡ１＋ＴＡ）を求める（Ｓ１０５）。ここで、実際の開始時刻ｔＡ１は、ステップＳ１０３で受信した負荷情報から予め求められて、例えばＲＡＭ１６０に記憶されているものとする。
【００４０】
制御部１００は、この予測終了時刻ｔＡ２を、スピーカ１２０又はディスプレイ１３０を通じて、作業員に通知する。尚、前述と同様に、作業員に通知する情報は、予測終了時刻（電気炉切りの予測時刻）に限定されるものではなく、作業員が、電力供給制御装置２０を通じて、発電機１へその出力の降下等の指令信号（発電電力指令値）を送信する時刻であってもよい。後述するように、一般に、発電機１の出力降下速度は、例えば電気炉の需要電力量の減少速度よりも遅いため、出力降下の指令信号を送信する時刻は、電気炉切りの予測時刻に対し上記速度差に応じた時間だけ早め（例えばおよそ１分前）に設定する必要がある。
【００４１】
次に、制御部１００は、受信部１１０により受信される負荷情報が、負荷２の実際の動作終了に起因するものであるか否かを判別する（Ｓ１０６）。ここで、実際の動作終了に起因する情報とは、例えば負荷情報データ１６０ａ（図２）において単位電力量がＱから０に減少した際の当該０に対応する負荷情報を意味する。
【００４２】
受信した負荷情報が実際の動作終了に起因するものである（つまり、負荷２が連続動作Ａを終了した）と判別した場合、制御部１００は、以上のステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が１回目（連続動作Ａ）に相当する処理であるか、或いは、２回目（連続動作Ｂ）に相当する処理であるかを判別する（Ｓ１０７）。この１回目或いは２回目は、例えば、負荷動作予測装置１０が備える所定のカウンタ（不図示）が、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理を繰り返し実行する都度１つインクリメントすることにより識別することができる。
【００４３】
また、制御部１００は、ＲＡＭ１６０に記憶された負荷情報データ１６０ａにおける、実際の開始時刻ｔＡ１と、実際の終了時刻ｔＡ２との間の単位電力量を合計して、今回のサイクルにおける連続動作Ａの実際の総電力量ＳＡを求めてもよい。前述したように、今回のサイクルの予測動作時間ＴＡを求めるために、前回の複数のサイクルの実際の総電力量ＳＡの平均電力量を用いる場合、今回のサイクルの実際の総電力量ＳＡが求められた時点で、これは、次回のサイクルの予測動作時間ＴＡを求めるために使用される。
【００４４】
もし、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が１回目に相当する場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、制御部１００は、ステップＳ１０３で求めた実際の開始時刻ｔＡ１に対し、例えばＲＡＭ１６０に予め記憶された所定時間ＴＣを加算して、連続動作Ｂの予測開始時刻ｔＢ１とする（Ｓ１０８）。次に、制御部１００は、この予測開始時刻ｔＢ１を、スピーカ１２０又はディスプレイ１３０を通じて作業員に通知した後、前述した連続動作Ａの場合と同様に、ステップＳ１０３以後の処理を実行する。尚、前述した所定時間Ｃは、負荷２が電気炉の場合には例えばおよそ数分間であり、この値は略一定であることが本出願により経験則として知得されている。
【００４５】
一方、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が２回目に相当する場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、制御部１００はステップＳ１００以後の処理を実行する。
【００４６】
尚、負荷２が例えば電気炉の場合、以上述べたステップＳ１００〜Ｓ１０８の処理は、例えば１日における２回目以後のサイクルで実行されるものとする。
【００４７】
本実施の形態の負荷動作予測装置１０によれば、例えば連続動作Ａを開始する以前の連続動作Ａ’における総電力量ＳＡ’が予め求められる。負荷２が連続動作Ａを開始したとき、制御部１００は、この連続動作Ａにおける単位電力量Ｑを求めるとともに、この連続動作Ａの実際の開始時刻ｔＡ１を求める。制御部１００は、総電力量ＳＡ’及び単位電力量Ｑに基づいて、連続動作Ａを開始してから終了するまでの予測動作時間ＴＡ（＝ＳＡ’／Ｑ）を求める。また、制御部１００は、実際の開始時刻ｔＡ１に予測動作時間ＴＡを加算して、連続動作Ａの予測終了時刻ｔＡ２（＝ｔＡ１＋ＴＡ）を求める。以上により、終了時刻ｔＡ２を、連続動作Ａが定期又は不定期であることにかかわらず予測できたことになる。
【００４８】
ここで、負荷２が、例えば１日のうち略等しい総電力量の連続動作を複数回行う電気炉である場合、例えば１日の最初のサイクルにおける連続動作Ａ’の総電力量ＳＡ’を求めておけば、制御部１００は、その後の各サイクルにおいて単位電力量Ｑを求めるだけで、各サイクルにおける予測動作時間ＴＡを効率良く求めることができる。或いは、総電力量ＳＡ’を複数回の総電力量の平均電力量であるとすれば、動作時間ＴＡ及び終了時刻ｔＡ２の予測精度がより向上する。
【００４９】
尚、前述した実施の形態では、連続動作Ａの総電力量ＳＡが所定期間（例えば１日）において略等しく、且つ、この連続動作Ａにおける単位電力量Ｑの時間変化が小さいという前提の下で、連続動作Ａの予測動作時間ＴＡをＳＡ／Ｑと求めるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、複数回の連続動作Ａの総電力量ＳＡは、既知の所定パターンをもって順に時間変化するものであってもよい。この場合、既知の所定パターンと、前回の連続動作Ａ’の実際の総電力量ＳＡ’とに基づいて、今回の連続動作Ａの総電力量ＳＡを予測できる。また、例えば、単位電力量Ｑは、連続動作Ａにおいて既知の所定パターンをもって時間とともに変化するものであってもよい。この場合、既知の所定パターンと、今回の連続動作Ａの予測総電力量ＳＡとに基づいて、今回の連続動作Ａの動作時間ＴＡを予測できる。
【００５０】
＝＝＝電力供給制御装置＝＝＝
図７及び図８を参照しつつ、本実施の形態の電力供給制御装置３０の構成例及び動作例について説明する。図７は、本実施の形態の発電機１、負荷２、及び電力供給制御装置３０の構成例を示すブロック図である。図８は、本実施の形態の負荷２の単位電力量及び電力供給制御装置３０の供給量の時間変化の一例を示す時間ダイアグラムである。尚、図１及び図７において、同一の構成要素には同一の番号が付されている。
【００５１】
図７に例示されるように、本実施の形態の電力供給制御装置３０は、前述した負荷動作予測装置１０（図１）と、前述した電力供給制御装置２０（図１）とが通信可能に接続されたものである。尚、同図では、負荷動作予測装置１０は負荷動作予測部（第１取得部、第２取得部、第３取得部、第１算出部、第２算出部）１１と例示され、電力供給制御装置２０は電力供給制御部（制御部）２１と例示されている。本実施の形態の負荷動作予測部１１は、前述したスピーカ１２０やディスプレイ１３０等を特に備えている必要はないため、同図では省略されている。
【００５２】
負荷動作予測部１１は、前述したステップＳ１０２又はＳ１０５（図５）において予測開始時刻ｔＡ１又は予測終了時刻ｔＡ２を求める機能に加えて、これらの時刻ｔＡ１、ｔＡ２に基づいて、電力供給制御部２１が発電機１へその出力の上昇又は降下の指令信号（発電電力指令値）を送信する時刻ｔｓ、ｔｅを求める機能を有するものである。一般に、発電機１の出力上昇速度又は出力降下速度は、例えば電気炉の需要電力量の増加速度又は減少速度よりも遅いため、出力上昇又は出力降下の指令信号を送信する時刻は、電気炉入り又は切りの予測時刻に対し上記速度差に応じた時間だけ早めに設定する必要がある。
【００５３】
電力供給制御部２１は、負荷動作予測部１１から前述した時刻ｔｓ、ｔｅを受信すると、この時刻ｔｓ、ｔｅに、発電機１へ発電電力指令値を送信する機能を有するものである。
【００５４】
本実施の形態の負荷動作予測部１１は、前述した負荷動作予測装置１０の場合（図５のステップＳ１０２）と同様に、負荷２の連続動作の予測開始時刻ｔＡ１を求める。このとき、負荷動作予測部１１は、発電機１の出力上昇に要する期間の中間に相当する時刻が、求めた予測開始時刻ｔＡ１と一致するような出力上昇開始時刻ｔｓを求める（図８参照）。図８の例示によれば、発電機１の単位時間当たりの電力の供給量が、０から負荷２の単位電力量Ｑとなるまでの時間をＴＳとする場合、出力上昇開始時刻ｔｓは（ｔＡ１−ＴＳ／２）となる。尚、この時間ＴＳは、発電機１の出力上昇速度に基づく既知の値であるため、例えば予めＲＡＭ１６０に記憶された当該速度とＱとから制御部１００により随時算出されるものとする。
【００５５】
電力供給制御部２１は、負荷動作予測部１１から出力上昇開始時刻ｔｓを受信すると、当該時刻ｔｓに発電機１へ出力上昇の発電電力指令値を送信する。
【００５６】
また、本実施の形態の負荷動作予測部１１は、前述した負荷動作予測装置１０の場合（図５のステップＳ１０５）と同様に、負荷２の連続動作の予測終了時刻ｔＡ２を求める。このとき、負荷動作予測部１１は、発電機１の出力降下に要する期間の中間に相当する時刻が、求めた予測開始時刻ｔＡ２と一致するような出力降下開始時刻ｔｅを求める（図８参照）。図８の例示によれば、発電機１の単位時間当たりの電力の供給量が、Ｑから０となるまでの時間をＴＥとする場合、出力降下開始時刻ｔｅは（ｔＡ２−ＴＥ／２）となる。尚、この時間ＴＥは、発電機１の出力降下速度に基づく既知の値であるため、例えば予めＲＡＭ１６０に記憶された当該速度とＱとから制御部１００により随時算出されるものとする。
【００５７】
電力供給制御部２１は、負荷動作予測部１１から出力降下開始時刻ｔｅを受信すると、当該時刻ｔｅに発電機１へ出力降下の発電電力指令値を送信する。
【００５８】
本実施の形態の電力供給制御装置３０によれば、予測開始時刻ｔＡ１が正しければ、発電機１の出力上昇期間において、時刻ｔＡ１以前の負荷２へ供給量の過剰分と、時刻ｔＡ１以後の負荷２への供給量の不足分とが一致する。また、予測終了時刻ｔＡ２が正しければ、発電機１の出力降下期間において、時刻ｔＡ２以前の負荷２へ供給量の不足分と、時刻ｔＡ２以後の負荷２への供給量の過剰分とが一致する。つまり、負荷２に対する電力の安定供給及び効率運用の双方を最適なものとできる。
【００５９】
尚、前述した、出力上昇開始時刻ｔｓ及び出力降下開始時刻ｔｅと、予測開始時刻ｔＡ１及び予測終了時刻ｔＡ２との関係は、図８の例示に限定されるものではない。例えば、出力上昇開始時刻ｔｓは、（ｔＡ１−ＴＳ）＜ｔｓ＜ｔＡ１を満足するものであっても良く、出力降下開始時刻ｔｅは、（ｔＡ２−ＴＥ）＜ｔｅ＜ｔＡ２を満足するものであっても良い。このようにすれば、本実施の形態の制御は、例えば負荷２の連続動作の終了と同時に電力の供給量を減少させ始める制御（後追い制御）に比べて、電力の供給過剰を抑制できる。また、本実施の形態の制御は、例えば負荷２の連続動作の終了前に電力の供給量がゼロとなってしまう制御（早過ぎる制御）に比べて、電力の供給不足を抑制できる。
【００６０】
前述した例は、負荷２が電気炉等であって、発電機１の出力上昇速度又は出力降下速度が負荷２の需要電力量の増加速度又は減少速度よりも遅い場合に適用されるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、上記速度が発電機１と負荷２とで同程度の場合には、時刻ｔｓ、ｔｅは、時刻ｔＡ１、ｔＡ２と略一致することが電力の需給差の抑制につながる。或いは、電力の供給量の不足が許されないような負荷２に対しては、例えば出力降下開始時刻ｔｅを予測終了時刻ｔＡ２よりも所定時間遅く設定すればよい。以上、負荷２の単位電力量の増加又は減少速度と、発電機１の供給量の増加又は減少速度とに応じて、電力供給停止のタイミングを設定することにより、負荷２に対する電力の需給差を小さくすることができる。
【００６１】
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施の形態の発電機、負荷、負荷動作予測装置、及び電力供給制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】電気炉がもたらす負荷情報データの構成例を示す図表である。
【図３】電気炉が消費する単位電力量の１年間にわたる時間経過の一例を示す時間ダイアグラムである、
【図４】電気炉が１回の連続動作あたり消費する総電力量の１年間にわたる時間経過の一例を示す時間ダイアグラムである。
【図５】本実施の形態の負荷動作予測装置が負荷動作予測方法を実行する際の制御部の処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】電気炉が１サイクル分の操業をする際に消費する単位電力量及び総電力量の時間変化の一例を示す時間ダイアグラムである。
【図７】本実施の形態の発電機、負荷、及び電力供給制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本実施の形態の負荷の単位電力量及び電力供給制御装置の供給量の時間変化の一例を示す時間ダイアグラムである。
【符号の説明】
【００６３】
１    発電機                        ２    負荷
３    送配電線                      １０  負荷動作予測装置
１１  負荷動作予測部                ２０  電力供給制御装置
２１  電力供給制御部                ３０  電力供給制御装置
１００  制御部                      １１０  受信部
１２０  スピーカ                    １３０  ディスプレイ
１４０  タイマ                      １５０  ＲＯＭ
１６０  ＲＡＭ                      １６０ａ  負荷情報データ
１６０ｂ  動作開始条件データ        １６０ｃ  総電力量データ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図３】
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【図６】
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【図８】
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