(57)【要約】【課題】電力によって作動する複数の設備を使用電力の上限値を越えないように制御する際に、使用電力の上限値を超える危険度によって運転パターンを変更しても、使用電力を低減する運転が一部の装置に偏らない制御装置を提供する。【解決手段】３０分の時限開始後に、ＡからＨまでの空調装置に対して順に３分間の送風運転と１２分間の冷房運転を実行する。時限内で使用電力の設定上限値を越える危険性が高いと第１段、第２段、第３段の警報が発令される。第１段警報発令後は、３分間の送風運転の開始時刻を早める。第２段警報発令後は、冷房運転時間を９分に短縮する。第２段警報発令後は、全ての空調装置を送風運転に切り替える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力によって作動する複数の設備を制御する制御装置であって、
所定時限内における使用電力が設定上限値を上回る危険度が設定されており、
前記複数の設備において使用電力を低減させる運転を低減運転として、
前記複数の設備において所定の順序で所定の時間前記低減運転を実行させる制御手段と、
その制御手段が前記複数の設備に前記低減運転を実行する際に、前記危険度が高まると前記複数の設備における前記低減運転の間の時間幅を短くする時間幅調節手段とを備え、
前記調節手段が前記低減運転の間の時間幅を短くする前と後とにおいて前記低減運転を実行する前記設備の順序は連続していることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記危険度が高まった場合に、前記複数の設備において所定の順序で前記低減運転を実行させる際に、前記低減運転の開始時刻を早める開始時刻調節手段を備えた請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記危険度が高まった場合に、前記複数の設備全てで前記低減運転を実行させる全設備電力低減手段とを備えた請求項１または２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり日本の電力料金は基本料金と使用料金とからなっており、このうち基本料金は契約電力に応じて算出される。そして契約電力は月ごとの使用電力における過去１年間の最大値をもとに決められる。月ごとの使用電力は、その月の第１日の０時から最終日の２４時までを３０分ずつに区切って、各３０分ごとの平均使用電力の最大値としている。
【０００３】
したがって過去１年におけるわずか３０分の使用電力が基本料金を決定する。そこで基本料金の節約のためのデマンドコントロールと呼ばれる方法が各種提案されている。例えば下記特許文献１では、複数の空調機器を備えるシステムに対するデマンドコントロ−ルの手法が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０９０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、使用電力削減率を１０％、２０％、３０％、４０％、５０％等と設定して、それらに対する各空調装置のオンオフ運転パターンを予め定めておく。そして使用電力の時々刻々の予測値に従って、運転パターンを切り替える。特許文献１ではこうした手法により、従来技術においてオンオフが全装置に平均せずに、一部の装置にオフ時間やオン時間が偏る不具合が解消できるとしている。
【０００６】
しかし特許文献１の手法では、各運転パターンが所定時間（３０分）全てに対して決められており、それらの間で運転パターンが切り替えられる。切り替える時刻は予測値に従って決められるので、予め定まっていない。したがって例えば、運転パターンの切り替え前にある装置がオフであり、切り替え後も同じ装置のオフが続く場合があり得る。さらに特許文献１では所定時間（３０分）が終わったら、同じ運転パターンを最初から繰り返すとしている。
【０００７】
特許文献１では、各運転パターンを固定して考えた場合には所定時間（３０分）全体に渡って全装置のオン時間、オフ時間が平均するようになっているが、３０分のうちの一部を見れば一部の装置にオンやオフが集中する。したがって運転パターンが途中で変更されることを考慮すると、ある装置のオン時間やオフ時間が継続して長くなってしまうといった可能性がある。つまり特許文献１の手法では、運転パターンの変更を考慮に入れると、一部の装置にオン時間やオフ時間が偏るといった不具合は解消されていない。
【０００８】
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、電力によって作動する複数の設備を使用電力の上限値を越えないように制御する際に、使用電力の上限値を超える危険度によって運転パターンを変更しても、使用電力を低減する運転が一部の装置に偏らない制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、電力によって作動する複数の設備を制御する制御装置であって、所定時限内における使用電力が設定上限値を上回る危険度が設定されており、前記複数の設備において使用電力を低減させる運転を低減運転として、前記複数の設備において所定の順序で所定の時間前記低減運転を実行させる制御手段と、その制御手段が前記複数の設備に前記低減運転を実行する際に、前記危険度が高まると前記複数の設備における前後する前記低減運転の間の時間幅を短くする時間幅調節手段とを備え、前記時間幅調節手段が前記低減運転の間の時間幅を短くする前と後とにおいて前記低減運転を実行する前記設備の順序は連続していることを特徴とする。
【００１０】
これにより本発明に係る制御装置においては、使用電力が設定上限値を上回る危険度が高まると時間幅調節手段によって低減運転の間の時間幅を短くするので、より頻繁に低減運転となるので使用電力を低減させて、設定上限値を越える危険性を回避することができる。さらに低減運転の間の時間幅を短くする際に、低減運転の間の時間幅を短くする前と後とにおいて低減運転を実行する設備の順序は連続させる。したがって低減運転の間の時間幅を短くする際に、低減運転を実行する順序をリセットさせることがないので、一部の設備で低減運転の時間が長く他の設備で低減運転の時間が短いといった偏りが発生することが抑制できる。
【００１１】
また前記危険度が高まった場合に、前記複数の設備において所定の順序で前記低減運転を実行させる際に、前記低減運転の開始時刻を早める開始時刻調節手段を備えたとしてもよい。
【００１２】
これにより使用電力が設定上限値を上回る危険度が高まると開始時刻調節手段によって低減運転の開始時刻を早めるので、危険度が高まったことに直ちに反応して低減運転を実行して、設定上限値を越える危険性を低減することができる。
【００１３】
また前記危険度が高まった場合に、前記複数の設備全てで前記低減運転を実行させる全設備電力低減手段とを備えたとしてもよい。
【００１４】
これにより使用電力が設定上限値を上回る危険度が高まると全ての設備で低減運転を実行するので、設定上限値を越える危険性をさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明の制御装置１を含む全体構成図であり、主にデマンドコントロール装置１、電力積算計２、空調装置からなる。また制御装置は回線網３と接続され、回線網３には通信装置４が接続されている。図１では空調装置がＡからＨまでの８つの場合の例を示している。なお図１では情報の受け渡しに関わる通信線のみが示されており、電力の供給に関しては図示が省略されている。
【００１６】
電力積算計２はＡからＨの空調装置において使用される使用電力を監視し、記憶することができる。電力積算計２は電力会社によって設置されたものだとすればよい。デマンドコントロール装置１は警報部１１、主制御部１２、通信ユニット１３を備える。警報部１１は電力積算計２と通信線で接続されて、電力積算計２から時々刻々の使用電力の情報を取得する。そしてその情報から後述するように使用電力が使用電力の上限値を越える危険度を検出し、それにより警報信号を主制御部１２に送信する。
【００１７】
主制御部１２では警報部１１からの警報がでているかいないか、あるいは第何段階の警報がでているかの情報に従ってＡからＨまでの空調装置を制御する。通信ユニット１３は主制御部１２における情報を回線網３を通じて、回線網３に接続された通信装置４へと送信する機能を有する。
【００１８】
主制御部１２、警報部１１は通常のコンピュータの構造を有するとし、各種演算や情報処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶する記憶部を備えるとする。ＡからＨの空調装置は主制御部１２からの指令によって作動する。デマンドコントロール装置１、あるいは警報部１１は入力部を備えるとする。そして、使用者は使用電力の上限値を予め設定しておき、この数値を使用者はデマンドコントロール装置１、あるいは警報部１１が備えた入力部から入力する。
【００１９】
警報部１１による警報信号の１つの例は以下のとおりである。以下では警報は例えば第１段、第２段、第３段の３段階であるとし、この順に上限値を越える危険度が高くなるとする。したがって第１段警報が発令された後でなければ第２、３段警報は発令されず、第２段警報が発令された後でなければ第３段警報は発令されない。
【００２０】
そして第１段警報は例えば、時限（３０分）開始からその時点までの使用電力の平均値が上限値の所定％（例えば９５％）を越えたときに発令する。また第２段警報は例えば、時限（３０分）開始からその時点までの使用電力の平均値が上限値を越えたときに発令する。第３段警報は例えば、時限（３０分）開始からその時点までの使用電力の平均値が上限値を越えた状態が所定時間継続したときに発令する。以上において警報の発令とは、警報信号を警報部１１から主制御部１２へ送信することだとすればよい。
【００２１】
本発明におけるデマンドコントロールの処理手順は図２に示されている。図２の手順は主制御部１２によって自動的に順次処理されるとすればよい。
【００２２】
まずＳ１０で時限（３０分）が開始される。次にＳ２０からＳ４０で警報発令がされているかどうかの判断処理を行う。第１段警報が発令されていない（つまりまったく警報が発令されていない）場合は（Ｓ２０：ＮＯ）はＳ５０へ進む。第１段警報が発令されており、第２段警報が発令されていない場合は（Ｓ２０：ＹＥＳかつＳ３０：ＮＯ）はＳ６０へ進む。第２段警報が発令されており、第３段警報が発令されていない場合は（Ｓ２０：ＹＥＳかつＳ３０：ＹＥＳかつＳ４０：ＮＯ）はＳ７０へ進む。第２段警報が発令されており、第３段警報が発令されていない場合は（Ｓ２０：ＹＥＳかつＳ３０：ＹＥＳかつＳ４０：ＹＥＳ）はＳ８０へ進む。
【００２３】
Ｓ５０では通常制御を実行する。Ｓ６０では第１段制御を実行する。Ｓ７０では第２段制御を実行する。Ｓ８０では第３段制御を実行する。通常制御、第１段制御、第２段制御、第３段制御の例については後述する。なおＳ５０、Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ８０の処理ではある所定時間それぞれの制御を実行するとすればよい。
【００２４】
次にＳ９０では時限（３０分）が終了したかどうかが判断される。時限が終了した場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）はＳ１００へ進み、時限が終了していない場合（Ｓ９０：ＮＯ）は再びＳ２０へ戻り、上述の処理を時限が終了するまで繰り返す。Ｓ１００では時限が終了したことを受けて全警報を解除する。
【００２５】
図２のフローチャートに従ってデマンドコントロールを実行した場合の運転パターンの例が図３から図６に示されている。
【００２６】
まず図３は第１の運転パターンの例であり、このパターンでは時限（３０分）の間に第１段警報が発令されなかった（したがって第２段、第３段警報も発令されなかった）場合の運転パターンである。図３でＡからＨの各空調装置で３分と示された時間区間において空調装置を送風運転し、１２分と示された時間区間において空調装置を冷房運転させる。当然送風運転は冷房運転と比較して使用電力が低い運転（低減運転）である。
【００２７】
図３に示されたように第１段警報が発令されない状態では、ＡからＨの空調装置を順に送風運転状態にしていく。ＡとＦとが送風運転状態となる時間区間の次に、ＢとＧとが送風運転状態となる時間区間、ＣとＨとが送風運転状態となる時間区間、Ｄが送風運転状態となる時間区間と続き、以降これが繰り返される。
【００２８】
次に図４は第２の運転パターンの例であり、このパターンは時限（３０分）の間に第１段警報が発令された（しかし第２段、第３段警報は発令されなかった）場合の運転パターンである。図４でも図３と同様に、ＡからＨの各空調装置で３分と示された時間区間において空調装置を送風運転し、１２分と示された時間区間において空調装置を冷房運転する。
【００２９】
図４において時限開始から第１警報が発令されるまでの区間では、図３の動作と同様にＡからＨの空調装置を順に送風運転状態にしていく。すなわちＡとＦとが送風運転状態となる時間区間の次に、ＢとＧとが送風運転状態となる時間区間、ＣとＨとが送風運転状態となる時間区間、Ｄが送風運転状態となる時間区間、Ｅが送風運転状態となる時間区間と続き、以降これが繰り返される。
【００３０】
第１段警報が発令された後も空調装置を順に送風運転状態としていくが、送風運転区間の開始時刻を第１段警報発令前よりも早めていく。図４では前の空調装置の送風運転区間の開始の１分後に次の空調装置の送風運転区間を開始している。図４では第１段警報発令時に空調装置Ｄが送風運転状態であり、空調装置Ｄの送風運転開始の１分後にＥの送風運転を開始する。図４では、第１段警報発令時に空調装置Ｄの送風運転開始から１分以上経過していたので、第１段警報発令後ただちに空調装置Ｅの送風運転を開始している。そして空調装置Ｅの送風運転開始の１分後に空調装置Ｆを送風運転状態に切り替える。
【００３１】
さらにその１分後に空調装置Ｇを送風運転状態に切り替えて、その１分後に空調装置Ｈを送風運転状態に切り替える。そしてＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈはこの後送風運転を３分継続し、以降１２分間の冷房運転状態、３分の送風運転状態の運転パターンを繰り返す。このように第１段警報発令後に送風運転の開始時刻を早めることにより、所定の使用電力の上限値を越える危険度があがったことに即座に反応して使用電力の上限値を越える危険性を低減することができる。
【００３２】
図４の制御では第１段警報発令後に、第１段警報が発令されたときに送風運転をしていた空調装置（図４ではＤ）から空調装置Ｈまでのみで送風運転の開始時刻を早めており、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに関しては送風運転の開始時刻を早めずに、第１段警報発令前と同じ運転パターンを繰り返している。しかし本発明はこうした制御に限定されない。第１段警報発令後に、第１段警報が発令されたときに送風運転をしていた空調装置（図４ではＤ）から所定数の空調装置において送風運転の開始時刻を早めてもよい。
【００３３】
このうち所定数を全空調装置数として、第１段警報発令後にＡからＨの全ての空調装置で送風運転開始時刻を早めてもよい。この場合、全空調装置で送風運転開始時刻を早めることによって、第１段警報が発令されたことに即座に反応して使用電力の上限値を越える危険性を低減することができる。
【００３４】
次に図５は第３の運転パターンの例であり、このパターンは時限（３０分）の間に第１段、第２段警報が発令された（しかし第３段警報は発令されなかった）場合の運転パターンである。図５では、ＡからＨの各空調装置で３分と示された時間区間において空調装置を送風運転し、１２分あるいは９分と示された時間区間において空調装置を冷房運転する。
【００３５】
図５において第２段警報が発令される前の動作は図４と同じである。警報部１１から第２段警報が発令されたら、主制御部１２はＡからＨの各空調装置の冷房運転区間を１２分から９分に短縮する。図５では第２段警報が発令された時点では空調装置Ｂが送風運転状態である。そこで次の空調装置Ｃから順に次の送風運転区間の開始時刻が３分繰り上げられる。
【００３６】
図５では第２段警報が発令された時点で空調装置Ｃの冷房運転時間が９分を超えていたために、空調装置Ｃは第２段警報が発令された時点でただちに送風運転状態に切り替えられている。その後は空調装置Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、さらにはＡ、Ｂ、Ｃの順で、前の送風運転区間の終了から９分後に次の送風運転を開始している。このように第２段警報の発令後に冷房運転区間を短縮するので、使用電力が設定上限値を超える危険性を低減することができる。
【００３７】
次に図６は第４の運転パターンの例であり、このパターンでは時限（３０分）の間に第１段、第２段、第３段警報が全て発令された場合の運転パターンである。図６でも、ＡからＨの各空調装置で３分と示された時間区間において空調装置を送風運転させ、１２分あるいは９分と示された時間区間において空調装置に冷房運転させる。図６において第３段警報が発令される前の動作は図５と同じである。警報部１１から第３段警報が発令されたら、主制御部１２はＡからＨの空調装置すべてをただちに送風運転に切り替える。これにより使用電力が設定上限値を超える危険性をさらに低減することができる。
【００３８】
図３から図６において時限開始から第１段警報が発令されるまでの制御が図２のＳ５０の通常制御であり、第１段警報が発令されてから第２段警報が発令されるまでの制御が図２のＳ６０の第１段制御であり、第２段警報が発令されてから第３段警報が発令されるまでの制御が図２のＳ７０の第２段制御であり、第３段警報が発令された後の制御が図２のＳ８０の第３段制御である。
【００３９】
通信ユニット１３はデマンドコントロール装置１による以上の制御に関する情報を通信網３を通じて送信することができる。通信ユニット１３で送信する情報としては例えば、ＡからＨの個々の空調装置におけるトータルとしての電力低減率や、総運転時間に対する送風運転時間と冷房運転時間の比率などとしてもよい。通信ユニット１３を装備することによってデマンドコントロール装置１の制御に関する情報を地理的に離れた場所からでも容易に取得することができる。それらの情報をもとにして例えば本発明を用いることによる二酸化炭素の排出の削減量の計算などが容易に行える。
【００４０】
従来技術においては、時限終了が次の時限開始となる際に時限終了によって運転パターンをリセットして、次の時限では再び空調装置Ａから順に送風運転にする等といった場合があった。しかし図４、図５に示されているように、本発明では次の時限においては前の時限からの運転パターンを継続する。例えば図４において次の時限開始（図４で３０分と示された時刻）後に順序をリセットして再び空調装置Ａから順に送風運転するように変更すると、空調装置ＡやＢの送風時間が続くこととなり、空調装置ＡやＢがカバーする場所の温度のみが他よりも上昇して不快感が上がるといった弊害がある。しかし本発明では次の時限においては前の時限からの運転パターンを継続するので、一部の空調装置に送風運転時間が偏るといった弊害が抑制できる。同様に本発明では第１段警報発令の前と後、第２段警報発令の前と後でも送風運転にする順序をリセットせずに連続させているので、一部の空調装置に送風運転時間が偏るといった弊害が抑制できる。
【００４１】
図１では警報部１１をデマンドコントロール装置１の内部に装備されているが、警報部１１はデマンドコントロール装置１の外部に備えられているとしてもよい。その際、警報部１１とデマンドコントロール装置１との間、あるいは警報部１１と主制御部１２との間は無線接続されているとしてもよい。無線接続の場合、配線のわずらわしさが回避できる。
【００４２】
上記実施例で、デマンドコントロール装置１が制御装置を構成する。ＡからＨの空調装置が設備を構成する。主制御部１２が制御手段を構成する。Ｓ７０の手順が時間幅調節手段を構成する。Ｓ６０の手順が開始時間調節手段を構成する。Ｓ８０の手順が全設備電力低減手段を構成する。また冷房運転の時間が低減運転の間の時間幅である。
【００４３】
なお上記実施例では空調装置に対して本発明を実施した場合を示したが、本発明の実施は空調装置に限定されない。空調装置の場合、使用電力の低減のみでなく、一部の空調装置に対して送風区間が長引くことが抑制されるので一部の場所で温度が上がり不快感が増すことが回避できる。
【００４４】
また本発明は上記実施例のように送風運転（低減運転）を３分、冷房運転（非低減運転）を１２分あるいは９分とすることにも限定されない。なお上記実施例では送風運転（低減運転）を３分としたが、これは通常空調装置を一旦送風運転に切り替えたら継続することが望ましいとされている時間である。したがって空調装置の運転上好ましいとの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における制御装置の一実施形態を示す図。
【図２】本発明の処理手順を示す図。
【図３】第１の運転パターンを示す図。
【図４】第２の運転パターンを示す図。
【図５】第３の運転パターンを示す図。
【図６】第４の運転パターンを示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１    デマンドコントロール装置（制御装置）
２    電力積算計
３    回線網
４    通信装置
１１    警報部
１２    主制御部
１３    通信ユニット
【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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