(57)【要約】      （修正有）【課題】従来運転による消費燃料、実際の運転による消費燃料及び理想的な運転による消費燃料を定量的に比較する電力管理装置を提供する。【解決手段】電力管理装置は、取得部とベースライン算出部と削減量演算部とを備える。取得部は、電力需要値を取得する。ベースライン算出部は、前記取得部が取得する電力需要値と、複数の各発電機の消費燃料特性と、に基づいて、従来制御を行う場合の消費燃料である従来運転燃料を算出する。削減量演算部は、前記従来運転燃料と、前記取得部が取得する電力需要値または実際に発電設備が運転される設定を示す実際運転設定に基づいて実際に消費される消費燃料である実際運転燃料と、事前に求められる発電機の運転設定で発電設備が運用される場合の消費燃料である理想運転燃料と、に基づいて、消費燃料の削減量を演算する。【選択図】図３
2017112781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力需要値を取得する取得部と、
前記取得部が取得する電力需要値と、発電機の消費燃料特性と、に基づいて、従来制御
を行う場合の消費燃料である従来運転燃料を算出するベースライン算出部と、
前記従来運転燃料と、前記取得部が取得する電力需要値または実際に発電設備が運転さ
れる設定を示す実際運転設定に基づいて実際に消費される消費燃料である実際運転燃料と
、事前に求められる発電機の運転設定で発電設備が運用される場合の消費燃料である理想
運転燃料と、に基づいて、消費燃料の削減量を演算する削減量演算部と、
を備える電力管理装置。
【請求項２】
前記従来運転燃料、前記実際運転燃料、及び前記理想運転燃料を比較するよう表示させ
る画面を作成する表示画面作成部と、
を備える請求項１に記載の電力管理装置。
【請求項３】
表示画面作成部は、前記削減量を表示させる画面を作成する請求項１または２に記載の
電力管理装置。
【請求項４】
前記実際運転燃料を、実際の運転設定と前記消費燃料特性とに基づいて算出する請求項
１から３のいずれか一つに記載の電力管理装置。
【請求項５】
前記理想運転燃料に対する前記実際運転燃料の効果を定量的に評価する消費燃料削減達
成率を算出する削減効果演算部を備える請求項１から４のいずれか一つに記載の電力管理
装置。
【請求項６】
複数の発電機で電力をまかなう施設において、前記複数の発電機の発電出力を演算する
電力管理装置を、
電力需要値を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得する電力需要値と、複数の各発電機の消費燃料特性と、に基づいて
、従来制御を行う場合の消費燃料である従来運転燃料を算出するベースライン算出手段と
、
前記従来運転燃料と、前記取得手段が取得する電力需要値または実際に発電設備が運転
される設定を示す実際運転設定に基づいて実際に消費される消費燃料である実際運転燃料
と、事前に求められる発電機の運転設定で発電設備が運用される場合の消費燃料である理
想運転燃料と、に基づいて、消費燃料の削減量を演算する削減量演算手段と、
して機能させるための電力管理プログラム。
【請求項７】
複数の発電機で電力をまかなう施設において前記複数の発電機の発電出力を演算する電
力管理装置を用いて、
電力需要値を取得するステップと、
取得される電力需要値と、複数の各発電機の消費燃料特性と、に基づいて、従来制御を
行う場合の消費燃料である従来運転燃料を算出するステップと、
前記従来運転燃料と、取得される電力需要値または実際に発電設備が運転される設定を
示す実際運転設定に基づいて実際に消費される消費燃料である実際運転燃料と、事前に求
められる発電機の運転設定で発電設備が運用される場合の消費燃料である理想運転燃料と
、に基づいて、消費燃料の削減量を演算するステップと、
を実行する電力管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力管理装置、電力管理プログラム及び電力管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の設備に対してより省エネ性能の高い設備への更新や、自動化システムの導入によ
り運用面の改善を図ることで、エネルギーコストを低減させる取り組みがなされている。
設備更新や新システムの導入において、実際のエネルギーコスト削減量に基づき対価を得
る事業モデルがある。
【０００３】
そのような事業モデルでは、従来の設備や制御におけるエネルギーコストをベースライ
ンとして予め定義し、設備更新や新システム導入後のエネルギーコストと比較することで
エネルギーコスト削減量を評価する。図１に従来制御と最適制御における消費燃料の比較
例を示す。最適制御とは、従来制御より消費燃料が安くなるように演算された制御である
。
【０００４】
具体例として、電力需要家が自家用発電設備により必要な電力を自活している場合で説
明する。ここで自活とは、電力需要家が自家用発電設備で発電し、必要な電力をまかなっ
ていることをいう。以下同様である。電力需要値から発電設備の総消費燃料が小さくなる
ように演算された運転設定に基づき、オペレータが発電設備を制御するとする。しかし、
オペレータにより適切な頻度で運転設定の見直しがなされない等の理由により、演算され
た運転設定と発電設備の運転設定が乖離することがある。このような状況の場合、実際の
システム導入後の制御では、理想的な消費燃料削減効果と異なる消費燃料削減効果が得ら
れることになる。
【０００５】
つまり、従来のエネルギーコスト削減量の評価方法では、従来制御と実際の最適制御結
果の２つを比較するものであり、実際の最適制御結果が理想と乖離しているかどうかを含
めて評価する機能はなかった。従って、実際の最適制御結果が理想的な最適制御結果であ
ったか否か、また理想的な場合と異なる際にどの程度の差異があったのかを把握すること
ができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４―５３１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、従来運転による消費燃料、実際の運転に
よる消費燃料及び理想的な運転による消費燃料を定量的に比較する電力管理装置を提供す
ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、実施形態の電力管理装置は、取得部とベースライン算出部
と削減量演算部とを備える。取得部は、電力需要量を取得する。ベースライン算出部は、
前記取得部が取得する電力需要量と、複数の各発電機の消費燃料特性と、に基づいて、従
来制御を行う場合の消費燃料である従来運転燃料を算出する。削減量演算部は、前記従来
運転燃料と、前記取得部が取得する電力需要量または実際に発電設備が運転される設定を
示す実際運転設定に基づいて実際に消費される消費燃料である実際運転燃料と、事前に求
められる発電機の運転設定で発電設備が運用される場合の消費燃料である理想運転燃料と
、に基づいて、消費燃料の削減量を演算する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来制御と最適制御における消費燃料の比較例を示すグラフである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電力管理のシステム構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電力管理装置の構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る発電機の消費燃料特性の例を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る電力管理装置が従来制御・実際の制御・理想的な制御の演算結果を表示させるシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る電力管理装置が従来制御・実際の制御・理想的な制御の演算結果を表示させるフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る時間経過に伴う累積の消費燃料を表示したグラフである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る従来制御・実際の制御・理想的な制御の消費燃料を表示した棒グラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る電力管理装置の構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る電力管理装置が従来制御・実際の制御・理想的な制御の演算結果を表示させるシーケンス図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る電力管理装置が従来制御・実際の制御・理想的な制御の演算結果を表示させるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
（構成）
図２に電力管理のシステム構成を示す。
【００１２】
電力管理システムは、電力管理装置１、発電装置２、および負荷設備３から構成される
。電力管理装置１は、発電設備２から各発電設備の発電出力を取得する。または負荷設備
３から消費電力である電力需要値を取得する。需給バランスが取れている場合、発電出力
は電力需要値とほぼ等しい。負荷設備３の中には、照明設備３１・空調設備３２だけでな
く、例えば工場においてでは、多くの生産ラインなどもある。
【００１３】
そして電力管理装置１は、発電設備２の総消費燃料を小さくする運転設定を演算し、表
示する。その後、オペレータ４によって発電設備２に、演算結果に応じた運転制御が行わ
れる。そのため、オペレータ４により適切な頻度で運転設定の見直しがなされない場合が
あるとする。
【００１４】
また、発電設備２の運転制御はオペレータ４を介さない自動化システムで行ってもよい
。その場合、電力管理装置１の演算結果が発電設備２の運転設定に反映されるまで時間が
掛かる場合があるとする。
【００１５】
図３に、電力管理装置の構成図を示す。電力管理装置１は、通信部１５０、入出力部１
６０、制御部１７０、記憶部１８０を備える。制御部１７０は、取得部１７１、ベースラ
イン算出部１７２、運転設定演算部１７３、削減量演算部１７４、表示画面作成部１７５
を備える。記憶部１８０は、電力需要情報記憶部１８１、消費燃料情報記憶部１８２、理
想運転設定記憶部１８３、実際運転設定記憶部１８４、削減量記憶部１８５を備える。
【００１６】
電力需要情報記憶部１８１は、従来制御における発電設備２の電力需要値や発電出力、
現在の電力需要量や発電出力である電力需要情報を記憶する。
【００１７】
消費燃料情報記憶部１８２は、複数の各発電機の消費燃料特性と燃料単価である消費燃
料情報を記憶する。これらは、あらかじめ記憶させておく。ここで、複数の各発電機の消
費燃料特性は、同一または複数を平均化した単一の特性を使用してもよい。
【００１８】
消費燃料特性の例について図４を用いて説明する。図４（ａ）は、ある発電機の発電出
力に対する消費燃料の変化を示すグラフである。図４（ｂ）は、ある発電機の発電出力に
対する効率の変化を示すグラフである。発電出力が大きくなるほど消費燃料の加算量が増
え、効率も悪くなることがわかる。
【００１９】
理想運転設定記憶部１８３は、運転設定演算部１７３で演算された発電設備２の運転設
定を記憶する。実際運転設定記憶部１８４は、実際の運転設定を記憶する。
【００２０】
削減量記憶部１８５は、ベースライン算出部１７２で算出された従来運転燃料と、削減
量演算部１７４で演算された実際運転燃料と、理想運転燃料と、消費燃料削減量とを記憶
する。
【００２１】
取得部１７１は、あらゆる情報を取得あるいは送信する際、制御を行う。その際、通信
部１５０、入出力部１６０を経由させる場合がある。
【００２２】
ベースライン算出部１７２は、電力需要情報記憶部１８１に記憶されている従来制御に
おける発電設備２の電力需要値や発電出力と、消費燃料情報記憶部１８２に記憶されてい
る消費燃料情報とをもとに、従来の設備や制御における消費燃料である従来運転燃料を算
出し、削減量記憶部１８５に記憶させる。
【００２３】
運転設定演算部１７３は、電力需要情報記憶部１８１に記憶されている発電設備２の現
在の電力需要値をもとに、消費燃料が小さくなる発電設備２の運転設定を演算し、理想運
転設定記憶部１８３に記憶させる。
【００２４】
削減量演算部１７４は、実際運転設定記憶部１８４に記憶されている実際の運転設定と
消費燃料情報記憶部１８２に記憶された消費燃料情報をもとに、実際にかかった消費燃料
である実際運転燃料を算出し、削減量記憶部１８５に記憶させる。また、理想運転設定記
憶部１８３に記憶されている運転設定が理想的なタイミングで発電設備２の運用に反映さ
れた場合の消費燃料である理想運転燃料を算出し、削減量記憶部１８５に記憶させる。ま
た、削減量記憶部１８５に記憶されている従来運転燃料から、消費燃料削減量を算出する
。なお、理想的なタイミングとは、運転設定演算部１７３が、消費燃料が小さくなる発電
設備２の運転設定を演算したタイミングである。つまり、運転設定演算部１７３が演算し
たタイミングで、発電設備２の運転設定を、発電設備２の運用に反映された場合が理想的
といえる。
【００２５】
表示画面作成部１７５は、理想運転設定記憶部１８３に記憶されている発電設備２の運
転設定をオペレータ４に表示するための表示画面を作成する。また、削減量記憶部１８５
に記憶されている従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料をもとに表示画面を作成す
る。削減量記憶部１８５に記憶されている消費燃料削減量を表示画面に入れてもよい。
【００２６】
（作用）
電力管理装置１が従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料を表示させるシーケンス
図を図５に示す。
【００２７】
電力管理装置１は、従来運転における発電設備２の電力需要値（２１０）、発電設備２
を構成する各発電機の消費燃料特性や燃料単価などの消費燃料情報（２１５）を予め取得
し、事前に登録しておく（２２０）。そして、従来運転における電力需要値や消費燃料情
報をもとに、従来制御をした場合に必要となる消費燃料をベースラインとして算出する（
２２５）。
【００２８】
また、電力管理装置１は発電設備２の現在の電力需要値を取得（２３０）し、その情報
をもとに消費燃料が小さくなる発電設備２の運転設定を演算（２３５）し、オペレータ４
に表示する（２４０）。オペレータ４は電力管理装置１が表示する運転設定をもとに、発
電設備の運転設定を行う（２４５）。それにより、オペレータ４が勘や経験で制御を行う
より、発電設備２を効率的に運転させられ、従来制御と比べ消費燃料が低減される。
【００２９】
また、電力管理装置１は実際の運転設定（２５０）と消費燃料情報をもとに、実際にか
かった消費燃料である実際運転燃料を算出する（２５５）。併せて、ベースラインに基づ
き従来制御を行った場合の消費燃料である従来運転燃料を算出する（２６０）。また、運
転設定が理想的なタイミングで発電設備２の運用に反映された場合の消費燃料である理想
運転燃料を算出する（２６５）。
【００３０】
電力管理装置１は従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料をオペレータ４に表示す
る（２７５）。その際、消費燃料削減量を表示させてもよい。
【００３１】
電力管理装置１が従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料を表示させるフローチャ
ートを図６に示す。
【００３２】
まず電力管理装置１は、従来制御における発電設備２の電力需要値、発電設備２を構成
する各発電機の消費燃料特性や燃料単価などの消費燃料情報を予め取得し、事前に登録し
ておく（Ｓ１１）。そして、それらの情報をもとに従来制御を行った場合に必要となる消
費燃料をベースラインとして算出する（Ｓ１２）。
【００３３】
また、電力管理装置１は発電設備の現在の電力需要値を取得し（Ｓ１４）、その情報を
もとに消費燃料が小さくなる発電設備２の運転設定を演算し（Ｓ１５）、オペレータ４に
表示させる（Ｓ１６）。その後、電力管理装置１は、運転設定反映後の電力需要値を取得
する（Ｓ１７）。
【００３４】
次に、電力管理装置１は実際の制御結果として、実際の電力需要値と消費燃料情報をも
とに、実際にかかった消費燃料を算出する。併せて、従来制御の結果としてベースライン
に基づき従来制御を行った場合の消費燃料を算出する。また、理想的な制御結果として、
演算した運転設定が理想的なタイミングで発電設備２の運転に反映された場合の消費燃料
を算出する（Ｓ１８）。
【００３５】
そして、電力管理装置１は従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料をもとに、各制
御による消費燃料について表示画面に表示させる（Ｓ１９）。その後Ｓ１４からＳ１９ま
でを繰り返す（Ｓ１３、Ｓ２０）。
【００３６】
各制御結果の表示画面例として、ある時間を起点とし、時間経過に伴う累積の消費燃料
をグラフで表示した場合を図７に示す。ここで、従来制御と実際の制御の間の積分が実際
に削減できた消費燃料となる。また、実際の制御と理想的な制御の間の積分は、理想的な
発電設備運転と実際の運転における消費燃料の乖離であり、更なる消費燃料削減の余地が
あることを示す。
【００３７】
ここで、発電設備の運転制御がオペレータを介さない自動化システムで行われる場合で
かつ、連携する他の設備を含む全体システムの中で電力管理装置１により出力された運転
設定が適切なタイミングで反映される場合、実際の制御と理想的な制御のグラフは一致す
る。実際の制御と理想的な制御の間の積分がないことは、消費燃料削減の余地がないこと
を示す。
【００３８】
また、各制御結果の表示方法として、上記の他に図８に示すように棒グラフ等で表示す
ることもできる。図８は、従来制御、実際の制御、理想的な制御の総消費燃料の比較を表
す棒グラフである。総消費燃料は、図７のグラフの積分にあたる。
【００３９】
（効果）
本実施形態では、従来運転と実際の運転に加え、理想的な運転がなされた場合の３つの
消費燃料を表示させることで、従来の運転より実際にどの程度消費燃料が削減されたかが
わかるだけではなく、実際の運転が理想的な運転であったか否か、また理想的な運転と異
なる際にどの程度の差異があったかを定量的に比較、確認できる。
【００４０】
なお、実際運転燃料は、運転設定から算出せずに、燃料消費量をメータなどから読み取
ってもよい。本実施形態で運転設定から実際運転燃料を算出させている意図は、従来運転
燃料と理想運転燃料は運転設定から消費燃料を算出しているため、算出方法をそろえるこ
とである。
【００４１】
なお、本実施形態では、消費燃料の削減量をエネルギーコストとして、単位を円で記載
しているが、燃料費として単位は円だけではなく、例えば燃料の消費量としてＬ（リット
ル）などでも比較できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
（構成）
図９の構成図について説明する。第２の実施形態の図９が第１の実施形態の図３と異な
る点は、削減効果演算部１７６と削減効果記憶部１８６を付加した点であり、この削減効
果演算部１７６と削減効果記憶部１８６以外は第１の実施形態と同じであるので、同一部
分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４３】
削減効果演算部１７６は、削減量演算部１７４に記憶されている従来運転燃料・実際運
転燃料・理想運転燃料をもとに、消費燃料削減達成率を演算し、削減効果記憶部１８６に
記憶させる。削減効果記憶部１８６は、削減効果演算部１７６で演算された消費燃料の削
減効果を記憶する。
【００４４】
（作用）
電力管理装置１が従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料を表示させるシーケンス
図を図１０に示す。
【００４５】
図１０のシーケンス図について説明する。第２の実施形態の図１０が第１の実施形態の
図５と異なる点は、削減効果の演算２８０を付加した点と削減効果の表示２８５を付加し
た点であり、これら以外は第１の実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
【００４６】
電力管理装置１は、従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料を算出後、それらをも
とに、削減効果として消費燃料削減達成率を演算し（２８０）、オペレータ４に表示する
（２８５）。消費燃料削減達成率とは、従来制御を基準とし、実際の制御が理想的な制御
に対してどの程度の達成率であったかを示すものである。この達成率は、発電設備２の運
用におけるオペレータ４のパフォーマンスを定量的に評価する目的でも使用することがで
きる。
【００４７】
電力管理装置１が従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料を表示させるフローチャ
ートを図１１に示す。
【００４８】
図１１のフローチャートについて説明する。第２の実施形態の図１１が第１の実施形態
の図６と異なる点は、削減効果の演算（Ｓ２１）を付加した点であり、これ以外は第１の
実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
電力管理装置１は、従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料を演算すると、それら
をもとに、削減効果として消費燃料削減達成率を演算する（Ｓ２１）。そして、削減効果
を含め、表示画面に表示させる（Ｓ１９）。その後Ｓ１４からＳ１９までを繰り返す（Ｓ
１３、Ｓ２０）。
【００５０】
次に、消費燃料削減達成率の演算の仕方について例を示す。従来運転燃料に関し、時刻
ｔの増分消費燃料をｆ０（ｔ）とする。同様に実際運転燃料と理想運転燃料の時刻ｔにお
ける増分消費燃料をそれぞれｆ１（ｔ）、ｆ２（ｔ）とする。この場合の時刻ｔ０から時
刻ｔ１までの期間における消費燃料削減達成率Ｒは下記の式（１）で求めることができる
。
消費燃料削減達成率
【数１】
2017112781.tif 000003
定義
ｆ０（ｔ）：従来運転における増分消費燃料
ｆ１（ｔ）：実際の運転における増分消費燃料
ｆ２（ｔ）：理想的な運転における増分消費燃料
Ｒ：消費燃料削減達成率
【００５１】
また、従来運転燃料・実際運転燃料・理想運転燃料の時刻ｔにおける累積消費燃料がそ
れぞれＦ０（ｔ）、Ｆ１（ｔ）、Ｆ２（ｔ）となる場合の消費燃料削減達成率Ｒは下記の
式で求めることができる。
消費燃料削減達成率
【数２】
2017112781.tif 000004
定義
Ｆ０（ｔ）：従来運転における累積消費燃料
Ｆ１（ｔ）：実際の運転における累積消費燃料
Ｆ２（ｔ）：理想的な運転における累積消費燃料
Ｒ（ｔ）：消費燃料削減達成率
【００５２】
例えば、従来制御の累積消費燃料を１００、理想的な制御の累積消費燃料を５０として
、実際の制御における累積消費燃料が７５となる場合、消費燃料削減達成率は５０％とし
て評価される。オペレータ４が操作を行った場合、消費燃料削減達成率はオペレータのパ
フォーマンスともいえる。
【００５３】
（効果）
電力管理装置１は従来運転を基準とし、実際の運転が理想的な運転に対してどの程度の
達成率であったかを示す消費燃料削減達成率を表示できる。実際の運転がオペレータ４に
よって行われる場合、この達成率は、発電設備２の運用におけるオペレータ４のパフォー
マンスを定量的に評価する目的でも使用することができる。ここでパフォーマンスとは、
電力管理装置１の演算結果に基づき、オペレータ４がどの程度の頻度で発電設備２の運転
設定の見直しをしたかを表す。
【００５４】
なお、発電設備２の実際の運転制御が、オペレータ４を介さない自動化システム場合、
消費燃料削減達成率は、電力管理装置１の演算結果が発電設備２の運転設定に反映される
頻度がどの程度かを表す。
【００５５】
なお、本実施形態では、消費燃料の削減量をエネルギーコストとして、単位を円で記載
しているが、単位は円だけではなく、例えば燃料の消費量としてＬ（リットル）でも比較
できる。
【符号の説明】
【００５６】
１    電力管理装置
２    発電設備
３    負荷設備
３１  照明設備
３２  空調設備
４    オペレータ
【図１】
2017112781.tif 000005
【図２】
2017112781.tif 000006
【図３】
2017112781.tif 000007
【図４】
2017112781.tif 000008
【図５】
2017112781.tif 000009
【図６】
2017112781.tif 000010
【図７】
2017112781.tif 000011
【図８】
2017112781.tif 000012
【図９】
2017112781.tif 000013
【図１０】
2017112781.tif 000014
【図１１】
2017112781.tif 000015