電力デマンド方法および電力デマンド装置
【課題】運転計画に基づいて電力消費機器が運転した場合に消費すると予測される電力量を加味して予測消費電力量を算出する電力デマンド方法および電力デマンド装置を提供する。
【解決手段】電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器データ記録手段２に記録された機器情報、および運転計画取得手段３が取得した運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測する消費電力量予測手段４を備える。
【解決手段】電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器データ記録手段２に記録された機器情報、および運転計画取得手段３が取得した運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測する消費電力量予測手段４を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物等の施設における電力消費機器の電力消費を計画量以内に抑制するための電力デマンド方法および電力デマンド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力デマンド制御は、所定のインターバル内において対象の建物の使用電力量を予測し、当該所定のインターバル終了時に、あらかじめ計画された目標消費電力量を超過しないように電力消費機器の運転を制御するものである。電力消費機器は、例えば建物の中に設置された空調機などであり、こられの電力消費機器は個別の制御プログラムにより起動または停止の制御が行われている。
【０００３】
従来の電力デマンド制御は、例えば所定時間経過毎に電力消費機器の消費電力量を取得して積算し、実際に使用した消費電力量を元に予測消費電力量を算出し、算出した予測消費電力量があらかじめ計画された目標消費電力量を超過すると予測される場合には、超過しないように電力消費機器の運転を制御している。具体的には、目標消費電力量の超過量に応じた電力の遮断を示した電力デマンドデータを生成し、オペレータの要求に応じて停止すべき機器を決定し、停止すべき機器の発停優先順位、遮断レベル情報および遮断予定時刻などを提示する電力デマンド装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、実際の電力消費量を目標電力量以下に抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許平９−２１５１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電力デマンド装置は以上のように構成されているので、実際に使用した消費電力量の実績値から使用割合が変化しないことを条件とし、当該実績値から予測消費電力量を算出するため、算出された予測消費電力量の精度が低いという課題があった。すなわち、算出された予測消費電力量に基づいて電力消費機器を制御した場合であっても、あらかじめ計画された目標消費電力量以下に制御することができないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電力消費機器の使用電力量の実測値に、今後運転計画に基づいて電力消費機器が運転した場合に消費すると予測される電力量を加味して予測消費電力量を算出する電力デマンド方法および電力デマンド装置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】
【０００７】
この発明の請求項１に係る電力デマンド方法は、電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録するステップと、電力消費機器の運転計画を取得するステップと、予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器情報、および運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測するステップとを備えるものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係る電力デマンド方法は、予測開始時点以降に運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて電力使用量を再予測するステップとを備えるものである。
【０００９】
この発明の請求項３に係る電力デマンド方法は、電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して基準条件を再設定し、再設定した基準条件と負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を再予測するステップとを備えるものである。
【００１０】
この発明の請求項４に係る電力デマンド方法は、所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と基準条件とを比較して初期条件に対する変化およびその変化量を取得し、取得した変化量および電力消費機器の定格電力に基づいて各時間帯の電力使用量を予測するステップとを備えるものである。
【００１１】
この発明の請求項５に係る電力デマンド装置は、電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録する機器情報記録手段と、電力消費機器の運転計画を取得する運転計画取得手段と、電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器情報記録手段に記録された機器情報、および運転計画取得手段が取得した運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測する消費電力量予測手段とを備えるものである。
【００１２】
この発明の請求項６に係る電力デマンド装置は、予測開始時点以降に運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて電力使用量を再予測する消費電力量予測手段を備えるものである。
【００１３】
この発明の請求項７に係る電力デマンド装置は、電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して基準条件を再設定し、再設定した基準条件と負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を再予測する消費電力量予測手段を備えるものである。
【００１４】
この発明の請求項８に係る電力デマンド装置は、所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と基準条件とを比較して初期条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて各時間帯の電力使用量を予測する消費電力量予測手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の請求項１，５によれば、電力消費機器の電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器情報、および運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測するように構成したので、電力消費機器の運転計画に応じて電力機器ごとの機器情報を考慮した電力使用量を算出することができ、予測した電力使用量のぶれを抑制することができる。
【００１６】
この発明の請求項２，６によれば、予測開始時点以降に運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて電力使用量を再予測するように構成したので、電力消費機器の運転計画の状況に応じて電力使用量を予測することができる。これにより、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、また不要な電力消費機器の遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００１７】
この発明の請求項３，７によれば、電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して基準条件を再設定し、再設定した基準条件と負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を再予測するように構成したので、電力消費機器の負荷の変化に応じて電力消費量を予測することができる。これより、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、また不要な電力消費機器の遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００１８】
この発明の請求項４，８によれば、所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と基準条件とを比較して初期条件に対する変化およびその変化量を取得し、取得した変化量および電力消費機器の定格電力に基づいて各時間帯の電力使用量を予測するように構成したので、電力消費機器の運転計画に基づいてきめ細かに電力使用量を予測することができ、より精度の高い電力使用量を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１による電力デマンド装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による電力デマンド装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１による電力デマンド装置の消費電力量予測手段の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１による電力デマンド装置が記録する機器情報一覧を示す図である。
【図５】実施の形態１による電力デマンド装置が記録する機器の運転スケジュールの一例を示す図である。
【図６】実施の形態１による電力デマンド装置の予測消費電力量の算出結果を示す説明図である。
【図７】実施の形態１による電力デマンド装置の予測消費電力量の算出結果を示す説明図である。
【図８】実施の形態１による電力デマンド装置が記録する機器の運転スケジュールの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１による電力デマンド装置の予測消費電力量の算出結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による電力デマンド装置の構成を示すブロック図である。
電力デマンド装置１０は、消費電力量取得手段１、機器データ記録手段２、運転計画記録手段３、消費電力量予測手段４および目標電力量設定手段５で構成されている。また、電力デマンド装置１０には、電力を消費する複数の機器（機器２１ａ，２１ｂ，・・・，２１ｎ、以下、総称して機器群２１と記載する）で構成される電力消費機器２０、および電力デマンド装置１０が予測した消費電力量に基づいて機器群２１の運転制御を行う制御装置３０が外部接続されている。なお、機器群２１の運転制御は、制御装置３０により自動制御するように構成してもよいし、ユーザの手動により制御するように構成してもよい。
【００２１】
消費電力量取得手段１は、例えば建物などに設置された空調機、エレベータ、防犯設備、照明などの機器群２１の消費電力量を取得する。取得した消費電力量は、メモリ部などの記憶領域（不図示）に記録される。なお、消費電力は機器群２１に設置された電力計などにより計測される。機器データ記録手段２は、電力を消費する機器群２１の機器データをあらかじめ記録し、例えば機器一覧表などとして保有している。機器データの詳細は後述する。運転計画記録手段３は、機器データ記録手段２に記録された機器データを参照し、機器群２１の運転スケジュールを読み出して記録する。機器群２１には、あらかじめ運転スケジュールが設定されており、運転／停止のタイムスケジュールが決められている。
【００２２】
消費電力量予測手段４は、消費電力量取得手段１の記憶領域に格納された機器群２１の消費電力量を実績使用電力量として取得し、当該実績使用電力量と、運転計画記録手段３に記録された運転スケジュールとに基づき、所定の時間帯における機器群２１の運転状態、所定の時間帯における消費電力割合への影響とからあらかじめ設定した１サイクルの時間帯の予測消費電力量を算出する。目標電力量設定手段５は、契約電力情報を有し、当該契約電力に基づいて目標電力量を設定する。
消費電力量予測手段４は、例えば算出した予測消費電力量が、目標電力量設定手段５が設定した目標電力量以下であるか、あるいは目標電力量より大きいか判定し、予測消費電力量が目標電力量以下である場合には目標電力量に達すまでの電力量を算出し、目標電力量より大きい場合には目標電力量に対する超過量を算出する。また、予測した消費電力量のみを出力するように構成してもよいし、予測した消費電力量と目標電力量以下かを示す情報とを合せて出力するように構成してもよい。
【００２３】
また、目標電力を複数段備える電力デマンド制御に対応して、目標電力量設定手段５および消費電力量予測手段４を次のように構成してもよい。
例えば、目標電力を３段階で設定する場合、目標電力設定手段５は第１の目標電力＜第２の目標電力＜契約電力のように目標電力を設定する。消費電力量予測手段４は、算出した予測消費電力量が、目標電力量設定手段５が設定した第１の目標電力、および第２の目標電力より大きいか判定を行う。予測消費電力量が第１の目標電力量以下である場合には、消費電力量予測手段４は第１の目標電力量に達するまでの電力量を算出する。また、予測消費電力量が第１の目標電力より大きく、第２の目標電力以下である場合には予備警報を発報する制御指示を出力する。また、予測消費電力量が第２の目標電力より大きい場合には、機器群２１のいずれか、あるは全ての機器への電力供給を遮断する制御指示を出力する。
【００２４】
制御装置３０は、種々構成可能であるが、例えば消費電力量予測手段４から入力される、目標電力量に達するまでの電力量に応じて、機器群２１のうち節電運転を行っている機器を通常運転に戻す、あるいは停止している機器を稼動させるなどの制御を行う。一方、目標電力量に対する超過量に応じて、機器群２１を停止する、あるいは節電運転へ切り替えるなどの制御を行う。
【００２５】
次に、動作について説明する。
図２は、実施の形態１による電力デマンド装置の動作を示すフローチャートである。
消費電力量取得手段１は、定期的に電力消費機器２０の消費電力量を取得する（ステップＳＴ１）。消費電力量予測手段４は、あらかじめ設定した消費電力量予測タイミングに達したか判定を行う（ステップＳＴ２）。消費電力予測タイミングに達していない場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、消費電力量予測手段４は、さらに他の機器の負荷変動があったか、あるいは運転計画記録手段３に記録された運転スケジュールに変更があったか否か判定を行う（ステップＳＴ３）。他の機器の負荷変動がない、および運転スケジュールに変更がない場合（ステップＳＴ３；ＮＯ）、フローチャートはステップＳＴ１の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００２６】
一方、消費電力予測タイミングに達した場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、または他の機器に負荷変動がある、または運転スケジュールに変更が生じた場合（ステップＳＴ３；ＹＥＳ）、消費電力量予測手段４は、消費電力量取得手段１が取得した消費電力量を実績使用電力量として取得する（ステップＳＴ４）。さらに消費電力量予測手段４は、運転計画記録手段３により記録された消費電力機器の運転スケジュールを取得する（ステップＳＴ５）。
【００２７】
消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ４で取得した実績使用電力量、およびステップＳＴ５で取得した運転スケジュールに基づいて、あらかじめ設定された１サイクル（例えば、３０分など）の消費電力量を予測する（ステップＳＴ６）。さらに消費電力量予測手段４は、目標電力量設定手段５が設定した目標電力量を取得し（ステップＳＴ７）、ステップＳＴ６で算出した予測消費電力量が、取得した目標電力量以下であるか判定を行う（ステップＳＴ８）。予測消費電力量が目標電力量以下である場合（ステップＳＴ８；ＹＥＳ）、目標電力量に対する到達電力量を算出し（ステップＳＴ９）、処理を終了する。一方、予測消費電力量が目標電力量より大きい場合（ステップＳＴ８；ＮＯ）、目標電力量に対する超過電力量を算出し（ステップＳＴ１０）、処理を終了する。
【００２８】
次に、図２のフローチャートで示したステップＳＴ６の消費電力量の予測処理について図３を参照しながら詳述する。図３は、実施の形態１による電力デマンド装置の消費電力量予測手段の動作を示すフローチャートである。
消費電力量予測手段４は、１サイクルの初期情報（基準条件）を取得する（ステップＳＴ１１）。ここで、初期情報を構成する初期時点とは消費電力量を予測する時点から所定時間（例えば、２分など）遡った期間である。また、初期情報の取得とは、運転計画記録手段３から取得した運転スケジュールを参照して初期時点における機器状態（以下、初期機器状態と称する）を取得し、消費電力量取得手段１から取得した実績使用電力量と、機器データ記録手段２に記録された電力消費機器の定格電力とに基づいて初期時点における消費電力の割合（以下、初期消費電力割合と称する）と、１サイクルの開始時点から初期時点終了時までの電力使用量（初期使用電力量と称する）とを取得することである。また、機器状態とは、機器の「運転中」または「停止」を示す情報である。
【００２９】
消費電力量予測手段４は、運転スケジュールを参照し、予測対象となる時間帯の機器状態を取得する（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２で取得した機器状態に基づいて、予測対象となる時間帯の消費電力割合の変化量および消費電力割合を算出する（ステップＳＴ１３）。さらにステップＳＴ１３で算出した消費電力割合の変化量および消費電力割合に基づいて、予測対象となる時間帯終了時の予測消費電力量を算出する（ステップＳＴ１４）。その後、消費電力量予測手段４は、１サイクルを構成する全ての時間帯について処理を行ったか判定する（ステップＳＴ１５）。全ての時間帯について処理を行っていない場合（ステップＳＴ１５；ＮＯ）、ステップＳＴ１２の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、全ての時間帯について処理を行った場合（ステップＳＴ１５；ＹＥＳ）、１サイクルの最終時間帯の予測消費電力量を、当該１サイクルの予測消費電力量とし（ステップＳＴ１６）、処理を終了する。
【００３０】
次に、上述した図３のフローチャートに沿って、具体例を用いて説明する。
まず、図４は、実施の形態１による電力デマンド装置の機器データ記録手段が記録する機器情報一覧を示す図である。
機器情報一覧は、機器Ｎｏ、機器の名称、機器の定格、機器の運転スケジュールなどで構成されている。機器Ｎｏ．１の「空調機１階−西」は、定格１５０ｋＷで、７：５０に起動して８：２０に停止し、さらに１１：００に起動して１４：００に停止する運転スケジュールが設定されている。機器Ｎｏ．２の「空調機１階−東」は、定格３００ｋＷで、５０％の間欠運転を行う運転スケジュールが設定されている。ここで、５０％の間欠運転とは、例えば、８：００−８：３０の１サイクルで、８：００−８：０５、８：１０−８：１５、８：２０−８：２５の合計１５分のみ運転するものである。機器Ｎｏ．３の「空調機２階−西」は、定格７５ｋＷで、８：０５に起動して１０：００に停止し、さらに１２：００に起動して１５：００に停止する運転スケジュールが設定されている。
【００３１】
また、図５は、図４で示した機器情報一覧に記載された機器Ｎｏ．１からＮｏ．３の機器の運転スケジュールを示す一例である。なお、以下の説明では、３０分を１サイクルとし、当該１サイクルを予測対象となる時間帯（５分）で分割した場合を例に説明する。
図５に示す運転スケジュールには、定格１５０ｋＷの機器１が、８：００から８：２０まで運転し、８：２０以降は停止し、定格３００ｋＷの機器２が、５分毎の５０％間欠運転を行い、定格７５ｋＷの機器３が、８：００から８：０５まで停止し、８：０５以降は運転するスケジュールが記載されている。
【００３２】
図６は、図５で示した運転スケジュールに基づいて機器を稼動した場合の予測消費電力量の算出結果を示す図であり、図６（ａ）は算出した予測消費電力量およびその算出に用いる情報および値を示し、図６（ｂ）はその予測消費電力量を示したグラフである。
まず消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ１１として、１サイクルの初期情報を取得する。図６において初期時点は、時刻８：００から５分経過した時点の直近２分であり、当該直近２分の初期消費電力割合が１０ｋＷ／分であり、時刻８：００から５分経過した時点の初期使用電力量が１００ｋＷｈであるとする。
【００３３】
次に、ステップＳＴ１２として、時間帯５〜１０分の機器状態を取得する。当該処理について図６（ａ）を参照しながら説明する。
図６（ａ）は、１サイクルにおける各時間帯、機器名称、初期機器状態、各時間帯における機器状態、初期消費電力割合に対する消費電力割合の変化量、各時間帯における消費電力割合、および各時間帯終了時の予測消費電力量で構成されている。
図６（ａ）に基づいて時間帯５〜１０分において取得される機器状態は、機器１が運転中、機器２が停止、機器３は運転中である。
【００３４】
次に、ステップＳＴ１３として、時間帯５〜１０分の消費電力割合の変化量および消費電力割合を算出する。
具体的には、ステップＳＴ１２で取得した機器状態「機器１が運転中、機器２が停止、機器３は運転中」を初期機器状態と比較すると、機器１は運転状態に変化がなく消費電力割合の変化量は「０」、機器２は運転中から停止に変化するため消費電力割合の変化量は「−３００ｋＷ／６０分＝−５ｋＷ／分」、機器３は停止から運転中に変化するため消費電力割合の変化量は「７５ｋＷ／６０分＝１．２５ｋＷ／分」となる。
消費電力割合は、初期消費電力割合１０ｋＷ／分に、上記で求めた消費電力割合の変化量を加算することにより求められる。
【００３５】
次に、ステップＳＴ１４として、時間帯５〜１０分の終了時の予測消費電力量を算出する。時間帯終了時の予測消費電力量は、以下の式（１）に基づいて算出される。
Ｐ＝Ｐｂ＋Ｐｒ×ｔ×（６０／ｔｓ）・・・（１）
上記式（１）において、Ｐは時間帯終了時の予測消費電力量（ｋＷｈ）、Ｐｂは前時間帯終了時の予測消費電力量（ｋＷ／分）、ｔｓは１サイクルの時間（分）、Ｐｒは消費電力割合（ｋＷｈ／分）、ｔは各時間帯の時間（分）を示している。
図６（ａ）に示した時間帯５〜１０分の各条件を上記式（１）に適用すると、時間帯終了時の予測消費電力量は以下の値となる。
Ｐ＝１００＋６．２５×５×（６０／３０）＝１６２．５
【００３６】
次に、ステップＳＴ１５として、時刻８：０５から８：３０までの全ての時間帯について処理したか判定を行い、行っていない場合には、ステップＳＴ１２の処理に戻り、同様に、時間帯１０〜１５分、１５〜２０分、２０〜２５分、２５〜３０分の各時間帯終了時の予測消費電力量を算出する。その後、ステップＳＴ１６として、１サイクルの最終時間帯である２５〜３０分の時間帯終了時の予測消費電力量を当該１サイクルの予測消費電力量とする。
【００３７】
図６（ｂ）は、予測消費電力量を示すグラフであり、実線は実施の形態１の消費電力予測手段４が算出した予測消費電力量を示し、点線は従来の方法により算出した予測消費電力量を示している。従来の算出方法では、初期消費電力割合が１サイクル中で変化しないと仮定し、初期消費電力割合および初期使用電力量を用いて以下の式（２）に基づいて予測消費電力量を算出する。
Ｐ´＝Ｐｉ＋Ｐｉｒ×（ｔｓ−ｔｆ）×（６０／ｔｓ）・・・（２）
上記式（２）において、Ｐ´は時間帯終了時の予測消費電力量（ｋＷｈ）、Ｐｉは初期使用電力量（ｋＷｈ）、ｔｓは１サイクルの時間（分）、Ｐｉｒは初期消費電力割合（ｋＷ／分）、ｔｆは初期時点までの時間（分）を示している。
【００３８】
図６（ａ）に示した具体例の初期消費電力割合１０ｋＷ／分、初期使用電力量１００ｋＷｈおよび初期時点までの時間５分を上記式（２）に適用すると、従来の予測消費電力量は以下のように算出される。
Ｐ´＝１００＋１０×２５×（６０／３０）＝６００
【００３９】
目標電力量が、例えば５００ｋＷｈであった場合、消費電力量予測手段４が機器群２１の運転スケジュールを考慮して算出した予測消費電力量は４５０ｋＷｈであり、目標電力量以下となる。一方、機器群２１の運転スケジュールを考慮しない従来の方法により算出した予測消費電力量は６００ｋＷｈとなり、目標電力量５００ｋＷｈを越え、制御装置３０による機器群２１の電力量制御が行われる。
このように、図６に示した例では、機器群２１の運転スケジュールを考慮してぶれの少ない予測値を算出することにより、従来の算出方法と比較して予測消費電力量が適切に抑制され、機器群２１に対する不必要な電力遮断などの制御を抑制することができる。
【００４０】
次に、電力消費機器２０の機器群２１に運転スケジュールおよび機器状態が取得できない機器（例えば、機器２１ａ）が存在し、該機器２１ａの運転状態が変化して負荷が変動した場合における予測消費電力量の算出について説明を行う。
図７は、図５で示した運転スケジュールに基づいて機器を稼動した場合の予測消費電力量の算出結果を示す図であり、図７（ａ）は算出した予測消費電力量およびその算出に用いる情報および値を示し、図７（ｂ）はその予測消費電力量を示したグラフである。
まず、消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ１１として、１サイクルの初期情報を取得する。図７において初期時点は、時刻８：００から８分経過した時点の直近２分であり、当該直近２分の初期消費電力割合が５ｋＷ／分であり、時刻８：００から８分経過した時点の初期使用電力量が１５０ｋＷｈであるとする。なお、この初期情報は、機器２１ａの運転状態が変化して負荷が変動し、消費電力割合が変化した後に再設定されたものである。
【００４１】
その後、消費電力量予測手段４は、上述したステップＳＴ１２からステップＳＴ１５の処理を繰り返し、図７（ａ）に示す各時間帯終了時の予測消費電力量（ｋｗｈ）を算出する。なお図７（ａ）の例では、初期時点が時刻８：００から８分経過した時点であることから、時間帯５〜１０分における時間帯終了時の予測消費電力量は８分から１０分までの２分を用いて算出する。ステップＳＴ１６として、図７（ａ）の時間帯２５〜３０分の時間帯終了時の予測消費電力量４２０ｋＷｈが１サイクルの予測消費電力量となる。
【００４２】
図７（ｂ）は、予測消費電力量を示すグラフであり、実線は実施の形態１の消費電力予測手段４が算出した予測消費電力量を示し、点線は従来の方法により算出した予測消費電力量を示している。初期消費電力割合５ｋＷ／分および初期使用電力量１５０ｋＷｈを用いて、上述した式（２）に基づいて予測消費電力量を以下のように算出する。
Ｐ´＝１５０＋５×２２×（６０／３０）＝３７０
【００４３】
目標電力量が、例えば５００ｋＷｈであった場合、消費電力量予測手段４が機器群２１の運転スケジュールを考慮して算出した予測消費電力量は４２０ｋＷｈであり、目標電力量以下となる。一方、機器群２１の運転スケジュールを考慮しない従来の方法により算出した予測消費電力量は３７０ｋＷｈとなり、消費電力量予測手段４が算出した予測消費電力量よりも低い値となる。これは目標電力量までの到達電力量が多く見積もられている可能性があり、目標電力量以上の電力の使用が発生する場合もある。このように、図７で示した例では、運転スケジュールおよび機器状態が取得できない機器２１ａの負荷が変動した後の初期消費電力割合および機器群２１の運転スケジュールを考慮してぶれの少ない予測値を算出することにより、従来の算出方法と比較して機器群２１による電力量の使い過ぎを抑制することができる。
【００４４】
次に、１サイクルの途中で電力消費機器２０の運転スケジュールの変更により、消費電力割合が変化した場合における予測消費電力量の算出について説明する。運転スケジュールの変更は、例えば室温の変化により節電運転を行っていた機器の運転スケジュールを通常に戻す場合などが考えられる。
【００４５】
図８は、図４で示した機器情報一覧に記載された機器Ｎｏ．１からＮｏ．３の機器の運転スケジュールを示す一例である。上述した例と同様に３０分を１サイクルとし、当該１サイクルを予測対象となる時間帯（５分）で分割した場合を例に説明する。
図８に示す運転スケジュールには、定格１５０ｋＷの機器１が、８：００から８：２０まで運転し、８：２０以降は停止し、定格３００ｋＷの機器２が、５分毎の５０％間欠運転を行う予定であったが、室温の変化により時刻８：１５以降間欠運転を中止し、定格７５ｋＷの機器３が、８：００から８：０５まで停止し、８：０５以降は運転するスケジュールが記載されている。
【００４６】
図９は、図８で示した運転スケジュールに基づいて機器を稼動した場合の予測消費電力量の算出結果を示す図であり、図９（ａ）は算出した予測消費電力量およびその算出に用いる情報および値を示し、図９（ｂ）はその予測消費電力量を示したグラフである。
まず、消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ１１として１サイクルの初期情報を取得する。図９の初期条件は図７と同一であり、時刻８：００から８分経過した時点での初期消費電力割合が５ｋＷ／分であり、時刻８：００から８分経過した時点の初期使用電力量が１５０ｋＷｈであるとする。なお、運転スケジュールの変更では、消費電力割合には変化が生じないため、初期情報の再設定は行わない。
【００４７】
その後、消費電力量予測手段４は、上述したステップＳＴ１２からステップＳＴ１５の処理を繰り返し、図９（ａ）に示す各時間帯終了時の予測消費電力量（ｋｗｈ）を算出する。なお、図９（ａ）の例では、機器２において時刻８：１５以降間欠運転を中止するとの運転スケジュールの変更が発生していることから、時刻８：１５までは実績値とし、以降の時間帯終了時の予測消費電力量を変更後の運転スケジュールに基づき算出する。ステップＳＴ１６として、図９（ａ）の時間帯２５〜３０分の時間帯終了時の予測消費電力量４８０ｋＷｈが１サイクルの予測消費電力量となる。
【００４８】
このように、図９に示した例では、１サイクルの途中で機器の運転スケジュールに変更が生じた場合であっても、変更後の運転スケジュールに沿って予測消費電力量を算出することができる。これにより、間欠運転の中止により、予測消費電力量が目標電力量を超えることなどを的確に予測することができる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、電力消費機器２０の消費電力量の実績使用電力量、運転スケジュールおよび定格電力に基づいて、初期時点における初期消費電力割合を算出し、算出した初期消費電力割合に対する変化量に基づいて１サイクル中の使用電力量を予測する消費電力量予測手段４を備えるように構成したので、電力消費機器の運転スケジュールに沿った精度の高い予測消費電力量を算出することができる。これにより、電力消費機器に対する不要な電力遮断を抑制する、あるいは電力消費機器による電力の使い過ぎを抑制するなど、効率的な電力消費機器の制御を実行することができる。さらには、精度よく目標電力量の超過を抑制することができ、契約電力を低く抑えることに寄与する効果が得られる。
【００５０】
また、この実施の形態１によれば、運転スケジュールに変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転スケジュールに沿って１サイクル中の使用電力量を再度予測する消費電力量予測手段４を備えるように構成したので、運転スケジュールの変更や間欠運転の中止などにより使用電力量の変化を考慮した精度の高い予測消費電力量を算出することができる。さらに、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、不要な電力遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００５１】
また、この実施の形態１によれば、運転スケジュールおよび機器状態を取得することができない電力消費機器の負荷の変化により変動した消費電力割合を用いて再度１サイクル中の使用電力量を予測する消費電力量予測手段４を備えるように構成したので、外的状況にあわせた予測消費電力量を算出することができる。さらに、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、不要な電力遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００５２】
また、この実施の形態１によれば、１サイクルを複数の時間帯に分割し、各時間帯において予測消費電力量を算出する消費電力予測手段４を備えるように構成したので、電力消費機器の運転スケジュールに基づいてきめ細かに電力使用量を予測することができ、より精度の高い予測消費電力量を算出することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 消費電力量取得手段
２ 機器データ記録手段
３ 運転計画記録手段
４ 消費電力量予測手段
５ 目標電力量設定手段
１０ 電力デマンド装置
２０ 電力消費機器
３０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物等の施設における電力消費機器の電力消費を計画量以内に抑制するための電力デマンド方法および電力デマンド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力デマンド制御は、所定のインターバル内において対象の建物の使用電力量を予測し、当該所定のインターバル終了時に、あらかじめ計画された目標消費電力量を超過しないように電力消費機器の運転を制御するものである。電力消費機器は、例えば建物の中に設置された空調機などであり、こられの電力消費機器は個別の制御プログラムにより起動または停止の制御が行われている。
【０００３】
従来の電力デマンド制御は、例えば所定時間経過毎に電力消費機器の消費電力量を取得して積算し、実際に使用した消費電力量を元に予測消費電力量を算出し、算出した予測消費電力量があらかじめ計画された目標消費電力量を超過すると予測される場合には、超過しないように電力消費機器の運転を制御している。具体的には、目標消費電力量の超過量に応じた電力の遮断を示した電力デマンドデータを生成し、オペレータの要求に応じて停止すべき機器を決定し、停止すべき機器の発停優先順位、遮断レベル情報および遮断予定時刻などを提示する電力デマンド装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、実際の電力消費量を目標電力量以下に抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許平９−２１５１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電力デマンド装置は以上のように構成されているので、実際に使用した消費電力量の実績値から使用割合が変化しないことを条件とし、当該実績値から予測消費電力量を算出するため、算出された予測消費電力量の精度が低いという課題があった。すなわち、算出された予測消費電力量に基づいて電力消費機器を制御した場合であっても、あらかじめ計画された目標消費電力量以下に制御することができないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電力消費機器の使用電力量の実測値に、今後運転計画に基づいて電力消費機器が運転した場合に消費すると予測される電力量を加味して予測消費電力量を算出する電力デマンド方法および電力デマンド装置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】
【０００７】
この発明の請求項１に係る電力デマンド方法は、電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録するステップと、電力消費機器の運転計画を取得するステップと、予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器情報、および運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測するステップとを備えるものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係る電力デマンド方法は、予測開始時点以降に運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて電力使用量を再予測するステップとを備えるものである。
【０００９】
この発明の請求項３に係る電力デマンド方法は、電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して基準条件を再設定し、再設定した基準条件と負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を再予測するステップとを備えるものである。
【００１０】
この発明の請求項４に係る電力デマンド方法は、所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と基準条件とを比較して初期条件に対する変化およびその変化量を取得し、取得した変化量および電力消費機器の定格電力に基づいて各時間帯の電力使用量を予測するステップとを備えるものである。
【００１１】
この発明の請求項５に係る電力デマンド装置は、電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録する機器情報記録手段と、電力消費機器の運転計画を取得する運転計画取得手段と、電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器情報記録手段に記録された機器情報、および運転計画取得手段が取得した運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測する消費電力量予測手段とを備えるものである。
【００１２】
この発明の請求項６に係る電力デマンド装置は、予測開始時点以降に運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて電力使用量を再予測する消費電力量予測手段を備えるものである。
【００１３】
この発明の請求項７に係る電力デマンド装置は、電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して基準条件を再設定し、再設定した基準条件と負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を再予測する消費電力量予測手段を備えるものである。
【００１４】
この発明の請求項８に係る電力デマンド装置は、所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と基準条件とを比較して初期条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて各時間帯の電力使用量を予測する消費電力量予測手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の請求項１，５によれば、電力消費機器の電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、機器情報、および運転計画に基づいて、所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と予測開始時点以降の運転計画とを比較して基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を予測するように構成したので、電力消費機器の運転計画に応じて電力機器ごとの機器情報を考慮した電力使用量を算出することができ、予測した電力使用量のぶれを抑制することができる。
【００１６】
この発明の請求項２，６によれば、予測開始時点以降に運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて電力使用量を再予測するように構成したので、電力消費機器の運転計画の状況に応じて電力使用量を予測することができる。これにより、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、また不要な電力消費機器の遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００１７】
この発明の請求項３，７によれば、電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して基準条件を再設定し、再設定した基準条件と負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および機器情報に基づいて所定区間の電力使用量を再予測するように構成したので、電力消費機器の負荷の変化に応じて電力消費量を予測することができる。これより、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、また不要な電力消費機器の遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００１８】
この発明の請求項４，８によれば、所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と基準条件とを比較して初期条件に対する変化およびその変化量を取得し、取得した変化量および電力消費機器の定格電力に基づいて各時間帯の電力使用量を予測するように構成したので、電力消費機器の運転計画に基づいてきめ細かに電力使用量を予測することができ、より精度の高い電力使用量を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１による電力デマンド装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１による電力デマンド装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１による電力デマンド装置の消費電力量予測手段の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１による電力デマンド装置が記録する機器情報一覧を示す図である。
【図５】実施の形態１による電力デマンド装置が記録する機器の運転スケジュールの一例を示す図である。
【図６】実施の形態１による電力デマンド装置の予測消費電力量の算出結果を示す説明図である。
【図７】実施の形態１による電力デマンド装置の予測消費電力量の算出結果を示す説明図である。
【図８】実施の形態１による電力デマンド装置が記録する機器の運転スケジュールの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１による電力デマンド装置の予測消費電力量の算出結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による電力デマンド装置の構成を示すブロック図である。
電力デマンド装置１０は、消費電力量取得手段１、機器データ記録手段２、運転計画記録手段３、消費電力量予測手段４および目標電力量設定手段５で構成されている。また、電力デマンド装置１０には、電力を消費する複数の機器（機器２１ａ，２１ｂ，・・・，２１ｎ、以下、総称して機器群２１と記載する）で構成される電力消費機器２０、および電力デマンド装置１０が予測した消費電力量に基づいて機器群２１の運転制御を行う制御装置３０が外部接続されている。なお、機器群２１の運転制御は、制御装置３０により自動制御するように構成してもよいし、ユーザの手動により制御するように構成してもよい。
【００２１】
消費電力量取得手段１は、例えば建物などに設置された空調機、エレベータ、防犯設備、照明などの機器群２１の消費電力量を取得する。取得した消費電力量は、メモリ部などの記憶領域（不図示）に記録される。なお、消費電力は機器群２１に設置された電力計などにより計測される。機器データ記録手段２は、電力を消費する機器群２１の機器データをあらかじめ記録し、例えば機器一覧表などとして保有している。機器データの詳細は後述する。運転計画記録手段３は、機器データ記録手段２に記録された機器データを参照し、機器群２１の運転スケジュールを読み出して記録する。機器群２１には、あらかじめ運転スケジュールが設定されており、運転／停止のタイムスケジュールが決められている。
【００２２】
消費電力量予測手段４は、消費電力量取得手段１の記憶領域に格納された機器群２１の消費電力量を実績使用電力量として取得し、当該実績使用電力量と、運転計画記録手段３に記録された運転スケジュールとに基づき、所定の時間帯における機器群２１の運転状態、所定の時間帯における消費電力割合への影響とからあらかじめ設定した１サイクルの時間帯の予測消費電力量を算出する。目標電力量設定手段５は、契約電力情報を有し、当該契約電力に基づいて目標電力量を設定する。
消費電力量予測手段４は、例えば算出した予測消費電力量が、目標電力量設定手段５が設定した目標電力量以下であるか、あるいは目標電力量より大きいか判定し、予測消費電力量が目標電力量以下である場合には目標電力量に達すまでの電力量を算出し、目標電力量より大きい場合には目標電力量に対する超過量を算出する。また、予測した消費電力量のみを出力するように構成してもよいし、予測した消費電力量と目標電力量以下かを示す情報とを合せて出力するように構成してもよい。
【００２３】
また、目標電力を複数段備える電力デマンド制御に対応して、目標電力量設定手段５および消費電力量予測手段４を次のように構成してもよい。
例えば、目標電力を３段階で設定する場合、目標電力設定手段５は第１の目標電力＜第２の目標電力＜契約電力のように目標電力を設定する。消費電力量予測手段４は、算出した予測消費電力量が、目標電力量設定手段５が設定した第１の目標電力、および第２の目標電力より大きいか判定を行う。予測消費電力量が第１の目標電力量以下である場合には、消費電力量予測手段４は第１の目標電力量に達するまでの電力量を算出する。また、予測消費電力量が第１の目標電力より大きく、第２の目標電力以下である場合には予備警報を発報する制御指示を出力する。また、予測消費電力量が第２の目標電力より大きい場合には、機器群２１のいずれか、あるは全ての機器への電力供給を遮断する制御指示を出力する。
【００２４】
制御装置３０は、種々構成可能であるが、例えば消費電力量予測手段４から入力される、目標電力量に達するまでの電力量に応じて、機器群２１のうち節電運転を行っている機器を通常運転に戻す、あるいは停止している機器を稼動させるなどの制御を行う。一方、目標電力量に対する超過量に応じて、機器群２１を停止する、あるいは節電運転へ切り替えるなどの制御を行う。
【００２５】
次に、動作について説明する。
図２は、実施の形態１による電力デマンド装置の動作を示すフローチャートである。
消費電力量取得手段１は、定期的に電力消費機器２０の消費電力量を取得する（ステップＳＴ１）。消費電力量予測手段４は、あらかじめ設定した消費電力量予測タイミングに達したか判定を行う（ステップＳＴ２）。消費電力予測タイミングに達していない場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、消費電力量予測手段４は、さらに他の機器の負荷変動があったか、あるいは運転計画記録手段３に記録された運転スケジュールに変更があったか否か判定を行う（ステップＳＴ３）。他の機器の負荷変動がない、および運転スケジュールに変更がない場合（ステップＳＴ３；ＮＯ）、フローチャートはステップＳＴ１の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００２６】
一方、消費電力予測タイミングに達した場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、または他の機器に負荷変動がある、または運転スケジュールに変更が生じた場合（ステップＳＴ３；ＹＥＳ）、消費電力量予測手段４は、消費電力量取得手段１が取得した消費電力量を実績使用電力量として取得する（ステップＳＴ４）。さらに消費電力量予測手段４は、運転計画記録手段３により記録された消費電力機器の運転スケジュールを取得する（ステップＳＴ５）。
【００２７】
消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ４で取得した実績使用電力量、およびステップＳＴ５で取得した運転スケジュールに基づいて、あらかじめ設定された１サイクル（例えば、３０分など）の消費電力量を予測する（ステップＳＴ６）。さらに消費電力量予測手段４は、目標電力量設定手段５が設定した目標電力量を取得し（ステップＳＴ７）、ステップＳＴ６で算出した予測消費電力量が、取得した目標電力量以下であるか判定を行う（ステップＳＴ８）。予測消費電力量が目標電力量以下である場合（ステップＳＴ８；ＹＥＳ）、目標電力量に対する到達電力量を算出し（ステップＳＴ９）、処理を終了する。一方、予測消費電力量が目標電力量より大きい場合（ステップＳＴ８；ＮＯ）、目標電力量に対する超過電力量を算出し（ステップＳＴ１０）、処理を終了する。
【００２８】
次に、図２のフローチャートで示したステップＳＴ６の消費電力量の予測処理について図３を参照しながら詳述する。図３は、実施の形態１による電力デマンド装置の消費電力量予測手段の動作を示すフローチャートである。
消費電力量予測手段４は、１サイクルの初期情報（基準条件）を取得する（ステップＳＴ１１）。ここで、初期情報を構成する初期時点とは消費電力量を予測する時点から所定時間（例えば、２分など）遡った期間である。また、初期情報の取得とは、運転計画記録手段３から取得した運転スケジュールを参照して初期時点における機器状態（以下、初期機器状態と称する）を取得し、消費電力量取得手段１から取得した実績使用電力量と、機器データ記録手段２に記録された電力消費機器の定格電力とに基づいて初期時点における消費電力の割合（以下、初期消費電力割合と称する）と、１サイクルの開始時点から初期時点終了時までの電力使用量（初期使用電力量と称する）とを取得することである。また、機器状態とは、機器の「運転中」または「停止」を示す情報である。
【００２９】
消費電力量予測手段４は、運転スケジュールを参照し、予測対象となる時間帯の機器状態を取得する（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１２で取得した機器状態に基づいて、予測対象となる時間帯の消費電力割合の変化量および消費電力割合を算出する（ステップＳＴ１３）。さらにステップＳＴ１３で算出した消費電力割合の変化量および消費電力割合に基づいて、予測対象となる時間帯終了時の予測消費電力量を算出する（ステップＳＴ１４）。その後、消費電力量予測手段４は、１サイクルを構成する全ての時間帯について処理を行ったか判定する（ステップＳＴ１５）。全ての時間帯について処理を行っていない場合（ステップＳＴ１５；ＮＯ）、ステップＳＴ１２の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、全ての時間帯について処理を行った場合（ステップＳＴ１５；ＹＥＳ）、１サイクルの最終時間帯の予測消費電力量を、当該１サイクルの予測消費電力量とし（ステップＳＴ１６）、処理を終了する。
【００３０】
次に、上述した図３のフローチャートに沿って、具体例を用いて説明する。
まず、図４は、実施の形態１による電力デマンド装置の機器データ記録手段が記録する機器情報一覧を示す図である。
機器情報一覧は、機器Ｎｏ、機器の名称、機器の定格、機器の運転スケジュールなどで構成されている。機器Ｎｏ．１の「空調機１階−西」は、定格１５０ｋＷで、７：５０に起動して８：２０に停止し、さらに１１：００に起動して１４：００に停止する運転スケジュールが設定されている。機器Ｎｏ．２の「空調機１階−東」は、定格３００ｋＷで、５０％の間欠運転を行う運転スケジュールが設定されている。ここで、５０％の間欠運転とは、例えば、８：００−８：３０の１サイクルで、８：００−８：０５、８：１０−８：１５、８：２０−８：２５の合計１５分のみ運転するものである。機器Ｎｏ．３の「空調機２階−西」は、定格７５ｋＷで、８：０５に起動して１０：００に停止し、さらに１２：００に起動して１５：００に停止する運転スケジュールが設定されている。
【００３１】
また、図５は、図４で示した機器情報一覧に記載された機器Ｎｏ．１からＮｏ．３の機器の運転スケジュールを示す一例である。なお、以下の説明では、３０分を１サイクルとし、当該１サイクルを予測対象となる時間帯（５分）で分割した場合を例に説明する。
図５に示す運転スケジュールには、定格１５０ｋＷの機器１が、８：００から８：２０まで運転し、８：２０以降は停止し、定格３００ｋＷの機器２が、５分毎の５０％間欠運転を行い、定格７５ｋＷの機器３が、８：００から８：０５まで停止し、８：０５以降は運転するスケジュールが記載されている。
【００３２】
図６は、図５で示した運転スケジュールに基づいて機器を稼動した場合の予測消費電力量の算出結果を示す図であり、図６（ａ）は算出した予測消費電力量およびその算出に用いる情報および値を示し、図６（ｂ）はその予測消費電力量を示したグラフである。
まず消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ１１として、１サイクルの初期情報を取得する。図６において初期時点は、時刻８：００から５分経過した時点の直近２分であり、当該直近２分の初期消費電力割合が１０ｋＷ／分であり、時刻８：００から５分経過した時点の初期使用電力量が１００ｋＷｈであるとする。
【００３３】
次に、ステップＳＴ１２として、時間帯５〜１０分の機器状態を取得する。当該処理について図６（ａ）を参照しながら説明する。
図６（ａ）は、１サイクルにおける各時間帯、機器名称、初期機器状態、各時間帯における機器状態、初期消費電力割合に対する消費電力割合の変化量、各時間帯における消費電力割合、および各時間帯終了時の予測消費電力量で構成されている。
図６（ａ）に基づいて時間帯５〜１０分において取得される機器状態は、機器１が運転中、機器２が停止、機器３は運転中である。
【００３４】
次に、ステップＳＴ１３として、時間帯５〜１０分の消費電力割合の変化量および消費電力割合を算出する。
具体的には、ステップＳＴ１２で取得した機器状態「機器１が運転中、機器２が停止、機器３は運転中」を初期機器状態と比較すると、機器１は運転状態に変化がなく消費電力割合の変化量は「０」、機器２は運転中から停止に変化するため消費電力割合の変化量は「−３００ｋＷ／６０分＝−５ｋＷ／分」、機器３は停止から運転中に変化するため消費電力割合の変化量は「７５ｋＷ／６０分＝１．２５ｋＷ／分」となる。
消費電力割合は、初期消費電力割合１０ｋＷ／分に、上記で求めた消費電力割合の変化量を加算することにより求められる。
【００３５】
次に、ステップＳＴ１４として、時間帯５〜１０分の終了時の予測消費電力量を算出する。時間帯終了時の予測消費電力量は、以下の式（１）に基づいて算出される。
Ｐ＝Ｐｂ＋Ｐｒ×ｔ×（６０／ｔｓ）・・・（１）
上記式（１）において、Ｐは時間帯終了時の予測消費電力量（ｋＷｈ）、Ｐｂは前時間帯終了時の予測消費電力量（ｋＷ／分）、ｔｓは１サイクルの時間（分）、Ｐｒは消費電力割合（ｋＷｈ／分）、ｔは各時間帯の時間（分）を示している。
図６（ａ）に示した時間帯５〜１０分の各条件を上記式（１）に適用すると、時間帯終了時の予測消費電力量は以下の値となる。
Ｐ＝１００＋６．２５×５×（６０／３０）＝１６２．５
【００３６】
次に、ステップＳＴ１５として、時刻８：０５から８：３０までの全ての時間帯について処理したか判定を行い、行っていない場合には、ステップＳＴ１２の処理に戻り、同様に、時間帯１０〜１５分、１５〜２０分、２０〜２５分、２５〜３０分の各時間帯終了時の予測消費電力量を算出する。その後、ステップＳＴ１６として、１サイクルの最終時間帯である２５〜３０分の時間帯終了時の予測消費電力量を当該１サイクルの予測消費電力量とする。
【００３７】
図６（ｂ）は、予測消費電力量を示すグラフであり、実線は実施の形態１の消費電力予測手段４が算出した予測消費電力量を示し、点線は従来の方法により算出した予測消費電力量を示している。従来の算出方法では、初期消費電力割合が１サイクル中で変化しないと仮定し、初期消費電力割合および初期使用電力量を用いて以下の式（２）に基づいて予測消費電力量を算出する。
Ｐ´＝Ｐｉ＋Ｐｉｒ×（ｔｓ−ｔｆ）×（６０／ｔｓ）・・・（２）
上記式（２）において、Ｐ´は時間帯終了時の予測消費電力量（ｋＷｈ）、Ｐｉは初期使用電力量（ｋＷｈ）、ｔｓは１サイクルの時間（分）、Ｐｉｒは初期消費電力割合（ｋＷ／分）、ｔｆは初期時点までの時間（分）を示している。
【００３８】
図６（ａ）に示した具体例の初期消費電力割合１０ｋＷ／分、初期使用電力量１００ｋＷｈおよび初期時点までの時間５分を上記式（２）に適用すると、従来の予測消費電力量は以下のように算出される。
Ｐ´＝１００＋１０×２５×（６０／３０）＝６００
【００３９】
目標電力量が、例えば５００ｋＷｈであった場合、消費電力量予測手段４が機器群２１の運転スケジュールを考慮して算出した予測消費電力量は４５０ｋＷｈであり、目標電力量以下となる。一方、機器群２１の運転スケジュールを考慮しない従来の方法により算出した予測消費電力量は６００ｋＷｈとなり、目標電力量５００ｋＷｈを越え、制御装置３０による機器群２１の電力量制御が行われる。
このように、図６に示した例では、機器群２１の運転スケジュールを考慮してぶれの少ない予測値を算出することにより、従来の算出方法と比較して予測消費電力量が適切に抑制され、機器群２１に対する不必要な電力遮断などの制御を抑制することができる。
【００４０】
次に、電力消費機器２０の機器群２１に運転スケジュールおよび機器状態が取得できない機器（例えば、機器２１ａ）が存在し、該機器２１ａの運転状態が変化して負荷が変動した場合における予測消費電力量の算出について説明を行う。
図７は、図５で示した運転スケジュールに基づいて機器を稼動した場合の予測消費電力量の算出結果を示す図であり、図７（ａ）は算出した予測消費電力量およびその算出に用いる情報および値を示し、図７（ｂ）はその予測消費電力量を示したグラフである。
まず、消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ１１として、１サイクルの初期情報を取得する。図７において初期時点は、時刻８：００から８分経過した時点の直近２分であり、当該直近２分の初期消費電力割合が５ｋＷ／分であり、時刻８：００から８分経過した時点の初期使用電力量が１５０ｋＷｈであるとする。なお、この初期情報は、機器２１ａの運転状態が変化して負荷が変動し、消費電力割合が変化した後に再設定されたものである。
【００４１】
その後、消費電力量予測手段４は、上述したステップＳＴ１２からステップＳＴ１５の処理を繰り返し、図７（ａ）に示す各時間帯終了時の予測消費電力量（ｋｗｈ）を算出する。なお図７（ａ）の例では、初期時点が時刻８：００から８分経過した時点であることから、時間帯５〜１０分における時間帯終了時の予測消費電力量は８分から１０分までの２分を用いて算出する。ステップＳＴ１６として、図７（ａ）の時間帯２５〜３０分の時間帯終了時の予測消費電力量４２０ｋＷｈが１サイクルの予測消費電力量となる。
【００４２】
図７（ｂ）は、予測消費電力量を示すグラフであり、実線は実施の形態１の消費電力予測手段４が算出した予測消費電力量を示し、点線は従来の方法により算出した予測消費電力量を示している。初期消費電力割合５ｋＷ／分および初期使用電力量１５０ｋＷｈを用いて、上述した式（２）に基づいて予測消費電力量を以下のように算出する。
Ｐ´＝１５０＋５×２２×（６０／３０）＝３７０
【００４３】
目標電力量が、例えば５００ｋＷｈであった場合、消費電力量予測手段４が機器群２１の運転スケジュールを考慮して算出した予測消費電力量は４２０ｋＷｈであり、目標電力量以下となる。一方、機器群２１の運転スケジュールを考慮しない従来の方法により算出した予測消費電力量は３７０ｋＷｈとなり、消費電力量予測手段４が算出した予測消費電力量よりも低い値となる。これは目標電力量までの到達電力量が多く見積もられている可能性があり、目標電力量以上の電力の使用が発生する場合もある。このように、図７で示した例では、運転スケジュールおよび機器状態が取得できない機器２１ａの負荷が変動した後の初期消費電力割合および機器群２１の運転スケジュールを考慮してぶれの少ない予測値を算出することにより、従来の算出方法と比較して機器群２１による電力量の使い過ぎを抑制することができる。
【００４４】
次に、１サイクルの途中で電力消費機器２０の運転スケジュールの変更により、消費電力割合が変化した場合における予測消費電力量の算出について説明する。運転スケジュールの変更は、例えば室温の変化により節電運転を行っていた機器の運転スケジュールを通常に戻す場合などが考えられる。
【００４５】
図８は、図４で示した機器情報一覧に記載された機器Ｎｏ．１からＮｏ．３の機器の運転スケジュールを示す一例である。上述した例と同様に３０分を１サイクルとし、当該１サイクルを予測対象となる時間帯（５分）で分割した場合を例に説明する。
図８に示す運転スケジュールには、定格１５０ｋＷの機器１が、８：００から８：２０まで運転し、８：２０以降は停止し、定格３００ｋＷの機器２が、５分毎の５０％間欠運転を行う予定であったが、室温の変化により時刻８：１５以降間欠運転を中止し、定格７５ｋＷの機器３が、８：００から８：０５まで停止し、８：０５以降は運転するスケジュールが記載されている。
【００４６】
図９は、図８で示した運転スケジュールに基づいて機器を稼動した場合の予測消費電力量の算出結果を示す図であり、図９（ａ）は算出した予測消費電力量およびその算出に用いる情報および値を示し、図９（ｂ）はその予測消費電力量を示したグラフである。
まず、消費電力量予測手段４は、ステップＳＴ１１として１サイクルの初期情報を取得する。図９の初期条件は図７と同一であり、時刻８：００から８分経過した時点での初期消費電力割合が５ｋＷ／分であり、時刻８：００から８分経過した時点の初期使用電力量が１５０ｋＷｈであるとする。なお、運転スケジュールの変更では、消費電力割合には変化が生じないため、初期情報の再設定は行わない。
【００４７】
その後、消費電力量予測手段４は、上述したステップＳＴ１２からステップＳＴ１５の処理を繰り返し、図９（ａ）に示す各時間帯終了時の予測消費電力量（ｋｗｈ）を算出する。なお、図９（ａ）の例では、機器２において時刻８：１５以降間欠運転を中止するとの運転スケジュールの変更が発生していることから、時刻８：１５までは実績値とし、以降の時間帯終了時の予測消費電力量を変更後の運転スケジュールに基づき算出する。ステップＳＴ１６として、図９（ａ）の時間帯２５〜３０分の時間帯終了時の予測消費電力量４８０ｋＷｈが１サイクルの予測消費電力量となる。
【００４８】
このように、図９に示した例では、１サイクルの途中で機器の運転スケジュールに変更が生じた場合であっても、変更後の運転スケジュールに沿って予測消費電力量を算出することができる。これにより、間欠運転の中止により、予測消費電力量が目標電力量を超えることなどを的確に予測することができる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、電力消費機器２０の消費電力量の実績使用電力量、運転スケジュールおよび定格電力に基づいて、初期時点における初期消費電力割合を算出し、算出した初期消費電力割合に対する変化量に基づいて１サイクル中の使用電力量を予測する消費電力量予測手段４を備えるように構成したので、電力消費機器の運転スケジュールに沿った精度の高い予測消費電力量を算出することができる。これにより、電力消費機器に対する不要な電力遮断を抑制する、あるいは電力消費機器による電力の使い過ぎを抑制するなど、効率的な電力消費機器の制御を実行することができる。さらには、精度よく目標電力量の超過を抑制することができ、契約電力を低く抑えることに寄与する効果が得られる。
【００５０】
また、この実施の形態１によれば、運転スケジュールに変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転スケジュールに沿って１サイクル中の使用電力量を再度予測する消費電力量予測手段４を備えるように構成したので、運転スケジュールの変更や間欠運転の中止などにより使用電力量の変化を考慮した精度の高い予測消費電力量を算出することができる。さらに、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、不要な電力遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００５１】
また、この実施の形態１によれば、運転スケジュールおよび機器状態を取得することができない電力消費機器の負荷の変化により変動した消費電力割合を用いて再度１サイクル中の使用電力量を予測する消費電力量予測手段４を備えるように構成したので、外的状況にあわせた予測消費電力量を算出することができる。さらに、あらかじめ設定された目標電力量を超過することなく、不要な電力遮断や電力の使い過ぎをその都度確認することができる。
【００５２】
また、この実施の形態１によれば、１サイクルを複数の時間帯に分割し、各時間帯において予測消費電力量を算出する消費電力予測手段４を備えるように構成したので、電力消費機器の運転スケジュールに基づいてきめ細かに電力使用量を予測することができ、より精度の高い予測消費電力量を算出することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 消費電力量取得手段
２ 機器データ記録手段
３ 運転計画記録手段
４ 消費電力量予測手段
５ 目標電力量設定手段
１０ 電力デマンド装置
２０ 電力消費機器
３０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力消費機器の消費電力量の実測値を取得し、取得した消費電力量の実測値に基づいて所定期間の電力使用量を予測する電力デマンド方法において、
機器情報記録手段が、前記電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録するステップと、
運転計画取得手段が、前記電力消費機器の運転計画を取得するステップと、
消費電力量予測手段が、予測開始時点直近の消費電力量の実測値、前記機器情報、および前記運転計画に基づいて、前記所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と前記予測開始時点以降の運転計画とを比較して前記基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力デマンド方法であって、
前記消費電力量予測手段が、前記予測開始時点以降に前記運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて前記電力使用量を再予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電力デマンド方法であって、
前記消費電力量予測手段が、前記電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して前記基準条件を再設定し、再設定した基準条件と前記負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して前記再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を再予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載の電力デマンド方法であって、
前記消費電力量予測手段が、前記所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と前記基準条件とを比較して前記初期条件に対する変化およびその変化量を取得し、取得した変化量および前記電力消費機器の定格電力に基づいて各時間帯の電力使用量を予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項５】
電力消費機器の消費電力量の実測値を取得し、取得した消費電力量の実測値に基づいて所定期間の電力使用量を予測する電力デマンド装置において、
前記電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録する機器情報記録手段と、
前記電力消費機器の運転計画を取得する運転計画取得手段と、
電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、前記機器情報記録手段に記録された機器情報、および前記運転計画取得手段が取得した運転計画に基づいて、前記所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と前記予測開始時点以降の運転計画とを比較して前記基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を予測する消費電力量予測手段とを備えたことを特徴とする電力デマンド装置。
【請求項６】
前記消費電力量予測手段は、前記予測開始時点以降に前記運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて前記電力使用量を再予測することを特徴とする請求項５記載の電力デマンド装置。
【請求項７】
前記消費電力量予測手段は、前記電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して前記基準条件を再設定し、再設定した基準条件と前記負荷の変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して前記再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を再予測することを特徴とする請求項５記載の電力デマンド装置。
【請求項８】
前記消費電力量予測手段は、前記所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と前記基準条件とを比較して前記初期条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて各時間帯の電力使用量を予測することを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれか１項記載の電力デマンド装置。
【請求項１】
電力消費機器の消費電力量の実測値を取得し、取得した消費電力量の実測値に基づいて所定期間の電力使用量を予測する電力デマンド方法において、
機器情報記録手段が、前記電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録するステップと、
運転計画取得手段が、前記電力消費機器の運転計画を取得するステップと、
消費電力量予測手段が、予測開始時点直近の消費電力量の実測値、前記機器情報、および前記運転計画に基づいて、前記所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と前記予測開始時点以降の運転計画とを比較して前記基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力デマンド方法であって、
前記消費電力量予測手段が、前記予測開始時点以降に前記運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて前記電力使用量を再予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電力デマンド方法であって、
前記消費電力量予測手段が、前記電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して前記基準条件を再設定し、再設定した基準条件と前記負荷に変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して前記再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を再予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載の電力デマンド方法であって、
前記消費電力量予測手段が、前記所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と前記基準条件とを比較して前記初期条件に対する変化およびその変化量を取得し、取得した変化量および前記電力消費機器の定格電力に基づいて各時間帯の電力使用量を予測するステップとを備えたことを特徴とする電力デマンド方法。
【請求項５】
電力消費機器の消費電力量の実測値を取得し、取得した消費電力量の実測値に基づいて所定期間の電力使用量を予測する電力デマンド装置において、
前記電力消費機器の少なくとも機器種別および定格電力を含む機器情報を取得して記録する機器情報記録手段と、
前記電力消費機器の運転計画を取得する運転計画取得手段と、
電力使用量の予測開始時点直近の消費電力量の実測値、前記機器情報記録手段に記録された機器情報、および前記運転計画取得手段が取得した運転計画に基づいて、前記所定期間の電力使用量を予測する際の基準条件を設定し、当該基準条件と前記予測開始時点以降の運転計画とを比較して前記基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を予測する消費電力量予測手段とを備えたことを特徴とする電力デマンド装置。
【請求項６】
前記消費電力量予測手段は、前記予測開始時点以降に前記運転計画に変更が生じたと判定した場合に、変更後の運転計画に基づいて前記電力使用量を再予測することを特徴とする請求項５記載の電力デマンド装置。
【請求項７】
前記消費電力量予測手段は、前記電力消費機器の負荷に変化が生じたと判定した場合に、当該負荷に変化が生じた時点の直近の消費電力量の実測値および機器状態を取得して前記基準条件を再設定し、再設定した基準条件と前記負荷の変化が生じた時点以降の運転計画とを比較して前記再設定した基準条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて前記所定区間の電力使用量を再予測することを特徴とする請求項５記載の電力デマンド装置。
【請求項８】
前記消費電力量予測手段は、前記所定区間を複数の時間帯に分割し、分割した各時間帯の運転計画と前記基準条件とを比較して前記初期条件に対する変化量を算出し、算出した変化量および前記機器情報に基づいて各時間帯の電力使用量を予測することを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれか１項記載の電力デマンド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５９２０４（Ｐ２０１３−５９２０４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６０６５（Ｐ２０１１−１９６０６５）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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