(57)【要約】【課題】各工場の操業パタンを考慮した電力負荷予測方式を構築し、過去に運転実績がない操業パタンがあっても予測演算可能な手段を提供する。【解決手段】１つまたは複数の事業所で構成される工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の工業団地の電力負荷予測装置において、事業所における生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備のうち、生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する高品質電力予測部と、非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する低品質電力予測部を備え、それぞれで求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の事業所で構成される工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の工業団地の電力負荷予測装置において、
前記の事業所における生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備のうち、前記生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、前記特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する高品質電力予測部と、前記非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する低品質電力予測部を備え、それぞれで求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とすることを特徴とする工業団地の電力負荷予測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の工業団地の電力負荷予測装置において、
前記高品質電力予測部は、生産計画ごとに、ここで使用する機器とその定格電力量を記憶しておく生産設備電力特性データベースを備え、前期低品質電力予測部は過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積しておく電力負荷実績データベースを備えていることを特徴とする工業団地の電力負荷予測装置。
【請求項３】
工業団地が複数の事業所で構成された請求項１または請求項２に記載の工業団地の電力負荷予測装置において、
前記高品質電力予測部と低品質電力予測部は、工業団地内の事業所ごとに備えられて電力量の予測を実行することを特徴とする工業団地の電力負荷予測装置。
【請求項４】
工業団地が複数の事業所で構成された請求項１または請求項２に記載の工業団地の電力負荷予測装置において、
前記高品質電力予測部は、工業団地内の事業所ごとに備えられて電力量の予測を実行し、前記低品質電力予測部は、工業団地内の複数の事業所に共通に備えられて電力量の予測を実行することを特徴とする工業団地の電力負荷予測装置。
【請求項５】
送電線で接続された１つまたは複数の事業所で構成される工業団地、事業所に給電する自家発電電源、前記工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の電力負荷予測装置とから構成される工業団地の電力負荷予測システムにおいて、
前記電力負荷予測装置は、前記の事業所における生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備のうち、前記生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、前記特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する高品質電力予測部と、前記非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する低品質電力予測部を備え、それぞれで求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とすることを特徴とする工業団地の電力負荷予測システム。
【請求項６】
請求項５に記載の工業団地の電力負荷予測システムにおいて、
前記高品質電力予測部は、生産計画ごとに、ここで使用する機器とその定格電力量を記憶しておく生産設備電力特性データベースを備え、前期低品質電力予測部は過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積しておく電力負荷実績データベースを備えていることを特徴とする工業団地の電力負荷予測システム。
【請求項７】
工業団地が複数の事業所で構成された請求項５または請求項６に記載の工業団地の電力負荷予測システムにおいて、
前記高品質電力予測部と低品質電力予測部は、工業団地内の事業所ごとに備えられて電力量の予測を実行することを特徴とする工業団地の電力負荷予測システム。
【請求項８】
工業団地が複数の事業所で構成された請求項５または請求項６に記載の工業団地の電力負荷予測システムにおいて、
前記高品質電力予測部は、工業団地内の事業所ごとに備えられて電力量の予測を実行し、前記低品質電力予測部は、工業団地内の複数の事業所に共通に備えられて電力量の予測を実行することを特徴とする工業団地の電力負荷予測システム。
【請求項９】
請求項５に記載の工業団地の電力負荷予測システムにおいて、
電力負荷予測装置により予測した電力量の推移に基づき、前記将来の特定日に前記自家発電電源の発電量を制御することを特徴とする工業団地の電力負荷予測システム。
【請求項１０】
１つまたは複数の事業所で構成される工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の工業団地の電力負荷予測方法において、
前記の事業所の電力設備を、生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備に分類し、前記生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、前記特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測し、前記非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測することを特徴とする工業団地の電力負荷予測方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の工業団地の電力負荷予測方法において、
それぞれ求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とすることを特徴とする工業団地の電力負荷予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業団地の電力負荷予測装置、システム及び方法に係り、特に工業団地を対象とした系統安定化と自家発電設備の経済的な運用の実現に必要となる工業団地の電力負荷予測装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低炭素化と経済的電力運用実現を目的とし、情報通信技術をとりいれたスマートグリッドやマイクログリッドの研究開発が盛んである。その一方で、国や地域によっては、商用系統電力が脆弱かつ不安定なため、日常生活のみならず工場の生産活動にも支障を来たす事例が増加している。日本国内から生産拠点を海外に移す場合、いかに高品質な電力を確保するかが大きな問題となっている。この点に関して、各企業では、非特許文献１、非特許文献２に示すような取り組みが進められている。
【０００３】
例えば非特許文献１では、工場生産に必要な高品質電力を確保するため、ディーゼル発電機を工場ごとに設置し、電力供給に用いる。生産負荷が高い場合は、商用系統との連携も行うが、基本的にはディーゼル発電機連携である。休日などで工場生産が停止している場合は、ディーゼル発電機も停止するが、近年のマイクログリッド技術を用いて、他工場への電力融通を行う事例が示されている。
【０００４】
この場合、ディーゼル発電機を経済的に運用することが必要となるが、例えばディーゼル燃料の消費量最小化を目的関数とした、ディーゼル発電機最適運転計画問題を解くことで可能である。
【０００５】
自家発電設備の最適運転計画実現にあたり、非特許文献１では電力負荷予測を踏まえ、自家発電設備のディーゼル発電機協調制御を示している。また、非特許文献２では、前日までの電力実績データを用いて、翌日の運転計画を算出している。
【０００６】
これら既に提案されている電力負荷予測方式では、過去の運転実績を用い、類似と推定したデータを抽出して大まかな負荷変化を予測する。しかる後、当日の計測値が入手できたら、予測誤差を考慮した補正を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】村井大祐、アショク  アシタ、高田俊幸、世古口雅宏、佐藤深大、山野修平：インド日系工業団地へのスマートグリッドの導入による電源ソリューションの開発：日立評論Ｖｏｌ．９２、Ｎｏ．３、ｐｐ．５０−５３（２０１０）
【非特許文献２】吉村吉彦、小林武則、矢野良：スマートグリッド監視制御システムμＥＭＳ：東芝レビュー  Ｖｏｌ．６５、Ｎｏ．９、ｐｐ．６−９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、従来の電力負荷予測方式では、過去における当該工場の運転実績データを用いることを前提としていた。
【０００９】
しかし、工業団地のようなマイクログリッドを対象とした場合、各工場の運転実績データが一元管理されている場合は少ない。また電力負荷変化の傾向もまちまちである場合が多い。すなわち、組み立てラインや、搬送電力のような間欠的に負荷変化が生じる場合と、化学プロセスのように電力負荷が長時間継続する場合など、まちまちである。前述の文献では、このような課題の解決方法は明示されていない。
【００１０】
以上により、解決するべき課題が２つあると考えられる。第一の課題として、工場ごとの電力負荷変化を踏まえた予測方式の実現である。運転実績データを多数用意したとしても、過去にない操業パタンを実行した場合は、予測結果はマッチしない。
【００１１】
第二の課題として、高品質な電力を確保するため、経済的な自家発電設備の運用計画立案に必要な、電力負荷を推定する方式の実現である。経済性を考慮するあまり、自家発電設備の稼動台数を減らした結果、系統不安定を引き起こしてはならない。
【００１２】
本発明は、前記課題を達成するため、各工場の操業パタンを考慮した電力負荷予測方式を構築し、過去に運転実績がない操業パタンがあっても予測演算可能な手段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】
上記目的の達成のために本発明においては、１つまたは複数の事業所で構成される工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の工業団地の電力負荷予測装置において、事業所における生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備のうち、生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する高品質電力予測部と、非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する低品質電力予測部を備え、それぞれで求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とする。
【００１４】
また、高品質電力予測部は、生産計画ごとに、ここで使用する機器とその定格電力量を記憶しておく生産設備電力特性データベースを備え、低品質電力予測部は過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積しておく電力負荷実績データベースを備えている。
【００１５】
また、工業団地が複数の事業所で構成され、高品質電力予測部と低品質電力予測部は、工業団地内の事業所ごとに備えられて電力量の予測を実行する。
【００１６】
また、工業団地が複数の事業所で構成され、高品質電力予測部は、工業団地内の事業所ごとに備えられて電力量の予測を実行し、低品質電力予測部は、工業団地内の複数の事業所に共通に備えられて電力量の予測を実行する。
【００１７】
上記目的の達成のために本発明においては、送電線で接続された１つまたは複数の事業所で構成される工業団地、事業所に給電する自家発電電源、工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の電力負荷予測装置とから構成される工業団地の電力負荷予測システムにおいて、電力負荷予測装置は、事業所における生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備のうち、生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する高品質電力予測部と、非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する低品質電力予測部を備え、それぞれで求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とする。
【００１８】
また、電力負荷予測装置により予測した電力量の推移に基づき、将来の特定日に前記自家発電電源の発電量を制御する。
【００１９】
上記目的の達成のために本発明においては、１つまたは複数の事業所で構成される工業団地で必要とする電力量を、将来の特定日について予測する為の工業団地の電力負荷予測方法において、事業所の電力設備を、生産に関与する生産設備と生産に関与しない非生産設備に分類し、生産設備について、将来の特定日の生産計画と、この生産計画で使用する機器とその使用時刻を用いて、特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測し、非生産設備について、過去における当該非生産設備の電力量の推移を蓄積し、過去実績に基づいて将来の特定日の電力量の時刻ごとの推移を予測する。
【００２０】
また、それぞれ求めた電力量の時刻ごとの推移について、同時刻ごとの和を求めて将来の特定日における当該工業団地で必要とする電力量とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の工業団地の電力負荷予測装置、システム及び方法により、過去操業パタンがない場合でも、電力負荷変化を推定可能となり、ディーゼル発電機など自家発電の安定した運用が可能となる。また、事務所空調や照明など、前日などの過去実績データを推定計算に適用可能な電力を加算することで、電力負荷ピークを高精度に推定することが可能となり、結果としてディーゼル発電機の安定した運用計画を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電力負荷予測システムを示す図。
【図２】本発明が適用される工業団地の構成例を示す図。
【図３】生産計画の一例として日中稼動する例を示す図。
【図４】日中稼動例での生産設備電力特性データベースの一例を示す図。
【図５】日中稼動例での製造機器稼働時間と電力推移の関係を示した図。
【図６】低品質電力予測の考え方を示す図。
【図７】日中稼動例での高品質と低品質の電力負荷予測結果を示す図。
【図８】生産計画の一例として連続稼動する例を示す図。
【図９】連続稼動例での生産設備電力特性データベースの一例を示す図。
【図１０】連続稼動例での製造機器稼働時間と電力推移の関係を示した図。
【図１１】連続稼動例での高品質と低品質の電力負荷予測結果を示す図。
【図１２】生産計画の一例として主に夜間稼動する例を示す図。
【図１３】夜間稼動例での生産設備電力特性データベースの一例を示す図。
【図１４】夜間稼動例での製造機器稼働時間と電力推移の関係を示した図。
【図１５】日中稼動例での高品質と低品質の電力負荷予測結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の電力負荷予測装置及びシステムの一実施例を、図を用いて以下に説明する。
【実施例】
【００２４】
まず、本発明が適用される工業団地１００の構成について図２を用いて説明する。この工業団地１００には、複数の事業所１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの３台とする）と電源２０が設置されている。複数の事業所１０は、送電線４０を介して電源２０に接続され、電力を供給されている。電源２０は、工業団地１００の敷地外に設置されていてもよいが、工業団地内事業所専用に給電する自家発電設備とされることが多く、応答性のよい複数のディーゼル発電機で構成するのが良い。また、複数の事業所１０は、電源２０からの給電に不足を生じた場合の対策として、必要に応じて外部の商用電源３０に接続されて受電することもできる。
【００２５】
各事業所１０内には、電力負荷としての各種の設備が存在するが、これら設備は生産設備Ｌ１と、非生産設備Ｌ２に大別される。生産設備Ｌ１とは、工場の生産計画、操業計画に応じて直接稼動、停止される機器や設備であり、非生産設備Ｌ２には、事務所内の機器、事務所や工場内の照明機器、生産設備用のユーティリティなどが含まれる。ただし、生産設備用のユーティリティは、生産設備Ｌ１に分類することにしてもよい。
【００２６】
なお、生産設備に供給される電力を生産設備用電力Ｐ１と称し、非生産設備に供給される電力を非生産設備用電力Ｐ２と称する。また、一般に生産設備用電力Ｐ１のことを高品質電力ということがあるので、本発明ではこれに対応して非生産設備用電力Ｐ２のことを低品質電力ということにする。
【００２７】
図２の工業団地１００内外のいずれであってもよいが、本発明の電力負荷予測装置５０が設置され、将来の特定日（以下Ｘ日という）における当該工業団地の電力需要予測を実行する。
【００２８】
このために、電力負荷予測装置５０には、各事業所１０において計測した非生産設備用電力Ｐ２の過去実績値が取り込まれ、蓄積されている。また、各事業所の将来の特定日（Ｘ日）の生産計画Ｓが与えられている。この結果として、電力負荷予測装置５０からは、将来の特定日の電力負荷予測値Ｙ（Ｘ）が得られる。電力負荷予測値Ｙ（Ｘ）は、自家発電電源２０を管理する管理者６０に対する参考情報として与えてもよく、また電源２０を構成するディーゼル発電機ＤＥＧに対する、直接制御信号としてもよい。
【００２９】
本発明の電力負荷予測装置５０は、図１のように構成される。この図において、５０Ａは事業所１０Ａの為の電力負荷予測装置（以下部分電力負荷予測装置と呼ぶ）であり、この部分電力負荷予測装置は、工業団地内の事業所ごとに設けられる。５０Ｂ、５０Ｃはそれぞれ事業所１０Ｂ、１０Ｃの為の部分電力負荷予測装置であり、５０Ａと同じ構成とされている。これらの部分電力負荷予測装置は、保持するデータなどが相違するが基本的処理内容は同じであるので、以降の説明は事業所１０Ａの為の部分電力負荷予測装置５０Ａの例で説明する。なお、図１の電力負荷予測装置５０からは、最終的にこの工業団地の将来の特定日の電力負荷予測値Ｙ（Ｘ）が得られる。電力負荷予測値Ｙ（Ｘ）は、当該工業団地の時系列的な総合電力負荷量である。
【００３０】
部分電力負荷予測装置５０Ａは、生産設備用の電力負荷の予測部１（以下高品質電力負荷予測部という）と、非生産設備用の電力負荷の予測部２（以下低品質電力負荷予測部という）から構成され、それぞれの予測値ＹＡ１（Ｘ）、ＹＡ２（Ｘ）を合算して事業所１０Ａの部分電力負荷予測値ＹＡ（Ｘ）を得る。本発明の部分電力負荷予測装置５０Ａにおいては、生産設備用の電力負荷予測値ＹＡ１（Ｘ）と、非生産設備用の電力負荷予測値ＹＡ２（Ｘ）を、それぞれに適した最良の方法で導出する。
【００３１】
このために、高品質電力負荷予測部１では、予測日時設定部１３において将来の特定日Ｘの日時を定め、事業所１０Ａから得られた特定日Ｘの日時の生産計画ＳＡを生産計画設定部１６に保持している。また、生産設備ごとに必要とする電力量を、生産設備電力特性データベース１１に記憶している。
【００３２】
日中稼動する生産計画ＳＡの一例を、図３を用いて説明する。この事業所１０Ａは、例えば樹脂コンパウンドを製造する工場であり、基本的には平日昼間の８時から１８時まで操業し、夜間と週末には操業停止するものとする。また、樹脂コンパウンド製造では、材料の混練プロセスＰｒ１、造粒プロセスＰｒ２、冷却プロセスＰｒ３、カッター・計量プロセスＰｒ４の各プロセスを実行する。この各プロセスＰｒと、その実行時間が生産計画として予め与えられている。図３の例では、全てのプロセスＰｒが８時から１８時まで、同時に実行される例を示している。
【００３３】
各プロセスを実行するための生産設備と、その電力負荷容量（定格消費電力）を記憶したのが生産設備電力特性データベース１１であり、図４にその具体的な一例を示す。この図で、例えば材料の混練プロセスＰｒ１のためには生産設備として、機器番号がＭ１１からＭ１４までの電力機器を稼動させる必要があり、かつこれらの電力機器の電力負荷容量は、機器番号Ｍ１１が２００ｋｗ、機器番号Ｍ１２が１０００ｋｗなどである。この例では、材料の混練プロセスＰｒ１で用いる押出機（機器番号Ｍ１２）の消費電力（１０００ｋｗ）が大きく、電力変動の主な要因になると考えられる。生産設備電力特性データベース１１には、他のプロセスＰｒ２−Ｐｒ４についても同様に、使用する機器とその電力量の関係が記憶されている。
【００３４】
なお、生産設備電力特性データは、製造設備固有の設備容量に基づく定格電力値と、稼動時負荷の時間変化を有する。具体的には、設備稼働時の開始から終了までの稼動時間と、対応する電力負荷変化である。本発明では、電力負荷のピーク値を確認することが目的であるので、稼働時間範囲での電力特性は、設備容量に等しい一定値であっても良い。
【００３５】
図５は、材料の混練プロセスＰｒ１における具体的な製造機器稼働時間と電力推移の関係を示したものである。製造機器稼働時間は、製造機器の稼動計画、すなわち生産計画と紐づいた製造機器の運転停止スケジュールを示したものである。製造機器稼働時間は、プロセスに関連して生産計画１６の中に紐付けられて記憶されていてもよいし、プロセスが決定すれば使用する機器とその稼働時間が一義的に定められることから生産設備電力特性１１の中に記憶されていてもよい。
【００３６】
図５の例では、図５中段に示すように、機器Ｍ１１はプロセスＰｒ１の全期間で稼動し、最も大きな電力負荷である機器Ｍ１２は、９時から１１時まで稼動する。機器Ｍ１３は、１１時から１６時まで、稼動機器Ｍ１４は、１６時から１８時まで稼動するものとする。
【００３７】
図１の稼動予定設備探索部１２では、Ｘ日の各時刻に実行されるプロセス名を生産計画設定部１６から求め、また求めたプロセス名で使用する（稼動させる）生産設備とその電力負荷容量を生産設備電力特性データベース１１から求める。
【００３８】
時間・電力合成部１４では、Ｘ日の各時刻における電力負荷容量を連続して求め、Ｘ日の２４時間における電力負荷容量の推移を算出する。つまり、時刻ごとに稼動している機器を抽出し、その電力負荷量を加算し、Ｘ日の２４時間の電力推移を求める。
【００３９】
この事例を、図５の下部に電力負荷として示す。この材料の混練プロセスＰｒ１の事例では、８時から９時までは機器Ｍ１１を使用しこのときの電力負荷は２００Ｋｗとなる。９時から１１時までは機器Ｍ１１、Ｍ１２を使用し、このときの電力負荷は１２００Ｋｗとなる。移行、詳細説明を省くが、４００Ｋｗ、３００ｋｗに推移し、この日の操業を停止する。
【００４０】
図５では、材料の混練プロセスＰｒ１の事例で、Ｘ日の２４時間の電力推移を求める例を示したが、同様に他のプロセスに対してもＸ日の２４時間の電力推移を算出する。そのうえで、各プロセスの合計のＸ日の２４時間の電力推移を求める。この合計電力量推移を図示していないが、以下の説明においては、説明を簡便にするために、図５下に示した電力負荷量の推移パタンが、高品質電力負荷予測部１の予測値ＹＡ１（Ｘ）であるとして説明する。このようにして求められたＸ日の２４時間における電力負荷容量の推移は、高品質電力予測値出力部１５から、予測値ＹＡ１（Ｘ）として出力される。
【００４１】
次に、図１の低品質電力負荷予測部２では、予測月日設定部２２において将来の特定日Ｘを定め、操業カレンダー２４を備え、また事業所１０Ａにおいて計測した非生産設備用電力Ｐ２の過去実績値を取り込み、電力負荷実績データベース２１に蓄積している。
【００４２】
ここで、低品質電力（製造機器との接続関係にない電力負荷）とは、前述のとおり、事務所照明や空調電力など、製造に直接係わらない設備を対象としており、電圧や周波数特性が即、製品品質に影響しないことから、低品質電力と呼称している。多くの場合、日時などカレンダー情報の他、気温や湿度など気象要因に影響を受ける特性があると考えてよい。
【００４３】
図６により、低品質電力予測の考え方を説明する。電力負荷実績データベース２１に蓄積された日単位での電力負荷実績は、例えば図６のように２４時間内での電力負荷の変動を示したものである。この電力負荷実績は、非生産設備用電力Ｐ２の過去実績値なので、照明、冷暖房などの電力負荷が主体であり、全体には事務所に人がいる昼間に大きくなり、夜間に少なくなる。更に、操業日と非操業日では異なる傾向を示し、また曜日、季節的変動もある。さらには、当日の天候なども影響する。電力負荷実績データベース２１には、これらの各種の条件下で計測された非生産設備用電力Ｐ２の過去実績値が記憶されている。
【００４４】
図６上段は、当該工場における事務所照明・空調の電力負荷の標準パタンを示すものである。工場の特徴として、製造プロセスの電力負荷に比べて低品質電力は同等かそれ以下の負荷であるとする。図６上段の標準パタンでは、操業時間帯は最大５００ｋＷ負荷、それ以外の時間帯では概ね２００ｋＷ負荷とした。低品質電力予測では、この標準パタンに加えて、前日実績値もしくは前週の同じ曜日の電力負荷実績を参照する。
【００４５】
図６中段の前日実績値では、上段の標準パタンと同様、最大５００ｋＷの電力負荷をもつが、朝の負荷立ち上がりが急変したデータとなっている。これら標準パタンと前日実績値を参照し、低品質電力負荷を予測した結果を図６下段に示す。標準パタンと前日実績値から予測値を求める方法は様々あるが、一般的に重みつき加重平均値を時刻毎に求め、予測値とする。その結果、下段実線の結果を得ることができる。
【００４６】
低品質電力負荷予測部２の類似負荷探索部２５では、将来の特定日Ｘの条件に合致する非生産設備用電力Ｐ２の過去実績値を電力負荷実績データベース２１から求める。なお、ここで求める過去実績値は、１つのデータを抽出するだけでなく、条件に合致する類似の幾つかのデータの平均的な値として求めてもよい。
【００４７】
低品質電力負荷予測部２の類似負荷探索は、上記した幾つかの考え方に基づいて実行されればよいが、その典型的な一例を図６で紹介する。この場合、過去実績から、条件に合致する類似の幾つかのデータの平均的な値として図６上の標準パタンを求めておく。このパタンでは、人がいる昼間の電力量が比較的緩やかに増減し、正午頃にピークとなる。これに対し、直近の前日のデータ（図６中）では、始業前から急速に電力量が増加し、退勤と共に急激に電力減少する傾向が顕著に現れている。これらの２つのパタンを勘案して、最終的な電力予測としては出退勤時刻に前日実績の傾向を反映させ、正午頃に電力量がピークになる標準パタンの特徴を生かした図６下の太実線の電力予測を得る。このようにして求められたＸ日の２４時間における電力負荷容量の推移は、低品質電力予測値出力部２３から、予測値ＹＡ２（Ｘ）として出力される。
【００４８】
なお、図１の電力負荷予測装置５０Ａ内の低品質電力負荷予測部２において、事業所１０Ａの低品質電力負荷を予測することを説明したが、これは事業所ごとに低品質電力負荷を予測するのではなく、工業団地全体として低品質電力負荷を一括予測することで、低品質電力負荷予測を事業所個別に行う場合よりもシステムを簡便に構成できる。つまり、低品質電力負荷予測部２を５０Ａ内にのみ設置して工業団地全体としての低品質電力負荷を一括予測し、他の予測部５０Ｂ、５０Ｃには低品質電力負荷予測部２を設けない構成とするのがよい。
【００４９】
図７は、図２の事業所１０Ａが将来の特定日Ｘに生産計画（プロセスＰｒ１からＰｒ４を昼間操業）に基づいて操業したときの、高品質電力推移ＹＡ１（Ｘ）と低品質電力ＹＡ２（Ｘ）を時間方向に沿って予測した結果である。但し、この図では、説明の都合上先にも述べたように、図５のプロセスＰｒ１の予測結果（図５下）のパタンが、他のプロセスも含めた合計の高品質電力の予測結果と同じパタンであるとして図７に表記している。なお、実際に最終の当該工場の総合電力負荷予測値ＹＡ（Ｘ）を求めるには、この他のプロセスＰ２、Ｐ３、Ｐ４についても高品質電力を図５と同様にして各々求め、累積加算することで得ればよい。
【００５０】
図１に戻り、この工業団地内の他の事業所１０Ｂ、１０Ｃについても同様にして当該工場の総合電力負荷予測値ＹＡ（Ｘ）を求める。この求め方は、基本的に上記説明から容易に理解しえることなので、ここでは簡単に一例を説明するにとどめる。
【００５１】
事業所１０Ｂは、２４時間フル生産の場合として、例えば自動車やエアコンのような組み立て工場であるとする。図８は、２４時間フル生産の場合の生産計画を示している。ここでは、プロセスＰｒ５からＰｒ８を連続操業する。
【００５２】
図９は、連続稼動例での生産設備電力特性データベースの１１一例を示す図であり、特にプロセスＰｒ５における製造機器と定格消費電力の関係を示している。このテーブルには、プロセスＰｒ５について機器Ｍ５１、Ｍ５２、およびＭ５３とその定格消費電力Ｗ５１、Ｗ５２、Ｗ５３が記述されている。他のプロセスＰｒ６からＰｒ８も同様に設定されている。
【００５３】
図１０は、連続稼動例でのプロセスＰｒ５における製造機器の運転停止スケジュールを中段に示したものである。プロセスＰｒ５では、機器Ｍ５１、Ｍ５２が昼夜フル稼働状態であり、Ｍ５３が２時から１０時に稼動する。図１０下段に、対応する電力負荷予測値を示すが、２４時間通して、９５０ｋＷか１０００ｋＷの電力負荷が予測値として得られる。２１時から２３時において、電力負荷が９３０ｋＷに下がるが、これは夜間生産負荷が低下したことによるものであり、図９において、製造機器の部分負荷運転データが記載ない場合は、９５０ｋＷと予測しても問題ない。
【００５４】
図１１は、予測結果としての高品質電力予測値ＹＢ１（Ｘ）と、低品質電力予測値ＹＢ２（Ｘ）を時間方向に記した例である。なお、図示説明では、図１０のプロセスＰｒ５の予測結果波形を、他のプロセスでの演算結果も加味した最終の高品質電力予測値ＹＢ１（Ｘ）として標記している。
【００５５】
また、低品質予測値については、前期日中稼動の実施例と同様、製造機器の稼動スケジュールと関係なく変化することから、ここでは前記図６の工業団地一括で求めた予測値を用いた。
【００５６】
図２の事業所１０Ｃは、昼夜フル操業の例であるが、図１２に示すように、２４時間操業のプロセスＰｒ９に加えて、夜間操業のプロセスＰｒ１０、Ｐｒ１１、Ｐｒ１２が入った夜間主体型の操業形態をとっている。図１２では、時刻２３時の次は翌日のデータとなるため、プロセスＰｒ１０は０時から６時に示されているが、実稼動としては、２０時に稼動し翌日６時に停止するプロセスとなっている。
【００５７】
図１３はプロセス１０の製造機器番号と対応する定格消費電力のデータテーブルである。ここで機器Ｍ１０２については、設備起動時間を括弧内に付記した。機器Ｍ１０２は、例えば誘導加熱炉のように、定格電力容量が大きく、かつ起動に多大の時間を要するものであり、時刻ごとの消費電力増加パタンを付記する必要がある。
【００５８】
図１４は、プロセスＰｒ１０において、製造機器運転停止スケジュールを中段に示した図である。夜間２０時に機器Ｍ１０１、１０２を起動し、翌日４時にＭ１０２を停止、かわって機器Ｍ１０３を起動し、６時に停止するというスケジュールである。これに対応する電力負荷予測値を図１４下段に示す。夜間２０時に稼動した設備のうちＭ１０２については起動時間１．５ｈｒを要するので、時刻２１：３０に定格消費電力に到達する予測結果を得る。その後、翌日予測値計算において、４時に消費電力予測値が１１００ｋＷから２５０ｋＷに減少する結果を出力する。
【００５９】
図１５は、プロセスＰｒ１０において、中段に高品質電力予測値、下段に低品質電力予測値を時間方向に示した例である。低品質電力予測値については、前記図６の場合と同様に得るものとする。工場全体の電力負荷予測値は、２４時間稼動中のプロセスＰｒ９と、その他、プロセスＰｒ１１、Ｐｒ１２、Ｐｒ１３を累積加算することで得る。
【００６０】
以上、工場が日中稼動、２４時間フル生産、および夜間操業の場合での電力負荷予測を示したが、工場休日については、図６に示した低品質電力予測値を用いることで、対応できる。ただし、標準パタンについては、工場休日の場合を準備する必要がある。
【００６１】
以上詳細に説明したように、本発明の電力負荷予測においては、高品質電力負荷予測と低品質電力負荷予測をそれぞれ実行し、これらからの予測値を加算して最終の電力負荷予測値を得る。前者は、将来の生産計画に基づいて行う電力負荷予測であり、後者は過去の実績に基づく電力負荷予測である。
【００６２】
図１において、事業所１０Ａの高品質電力予測値ＹＡ１（Ｘ）と低品質電力予測値ＹＡ２（Ｘ）は、加算手段３において同じ時刻どうしで加算し、結果として電力負荷予測値４（ＹＡ（Ｘ））を得る。
【００６３】
本発明では、さらに他の工場５０Ｂ、５０Ｃの負荷予測値ＹＢ（Ｘ）、ＹＣ（Ｘ）を、通告分として受取り、加算手段５にて加算することで、全電力負荷予測合計値Ｙ（Ｘ）を得る。
【００６４】
先にも述べたように、予測の結果は自動的に自家発電電源２０内の複数のディーゼル発電機ＤＥＧの直接制御に反映され、あるいは管理者の判断による手動設定に反映される。
【００６５】
このようにして得られた高品質電力は、自家発電設備であるディーゼル発電機群ＤＥＧと直結した関係となっており、外部系統電源が不安定な場合でも、安定した高品質電力を得ることが可能である。一方、低品質電力は電圧変動などを許容するものとし、外部系統電源と直結する構成をとる。ただし、ディーゼル発電機、外部系統間も接続可能とし、低品質電力もディーゼル発電機が電力を供給することも可能とする。
【００６６】
以上により、本発明の電力負荷予測方式は、生産設備稼働計画に基づき、電圧安定など高い品質が要求される電力負荷に対して、精度良い負荷予測が可能となる。また雑電力のような低品質電力の予測と分離し、負荷予測値を得るので、周期性のある負荷変化も考慮可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１：生産設備用の電力負荷の予測部
２：非生産設備用の電力負荷の予測部
５：電力負荷予測装置
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：複数の事業所
１１：生産設備電力特性データベース
１３：予測日時設定部
１４：時間・電力合成部
１６：生産計画設定部
２０：電源
２１：電力負荷実績データベース
２４：操業カレンダー
２５：類似負荷探索部
３０：商用電源
４０：送電線
５０Ａ：事業所１０Ａの為の電力負荷予測装置
５０Ｂ、５０Ｃ：事業所１０Ｂ、１０Ｃの為の部分電力負荷予測装置
１００：工業団地
Ｌ１：生産設備
Ｌ２：非生産設備
Ｐ１：生産設備用電力
Ｐ２：非生産設備用電力
ＤＥＧ：ディーゼル発電機
Ｍ：機器
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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