CN104126262A - 电力均衡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力均衡化装置，该电力均衡化装置在不同位置同时制造多个材料的情况下，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。因此，电力均衡化装置包括：所需电力预测功能，该所需电力预测功能对在金属材料的制造工厂或生产线的不同位置同时制造多个材料时的耗电量进行预测；以及电力均衡化控制功能，所需电力预测功能预测出的耗电量超过规定值时，该电力均衡化控制功能使蓄电装置向制造工厂或生产线放电，使得从外部电力系统提供给制造工厂或生产线的电力成为规定值以下。

Description

电力均衡化装置

技术领域

本发明涉及对从外部提供给制造工厂或生产线的电力进行均衡化的电力均衡化装置。

背景技术

作为生产线的电力控制方法，提出有如下方法：假设生产线的最大电力超过契约电力时，利用自家发电等来供电(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-183077号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，上述电力控制方法未考虑在生产线的不同位置同时制造多个材料的情况。因此，无法对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种电力均衡化装置，该装置在不同位置同时制造多个材料的情况下，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的电力均衡化装置包括：所需电力预测功能，该所需电力预测功能对在金属材料的制造工厂或生产线的不同位置同时制造多个材料时的耗电量进行预测；以及电力均衡化控制功能，当所述所需电力预测功能预测出的耗电量超过规定值时，该电力均衡化控制功能使蓄电装置向所述制造工厂或所述生产线放电，使得从外部电力系统提供给所述制造工厂或所述生产线的电力成为所述规定值以下。

本发明所涉及的电力均衡化装置包括：所需电力预测功能，该所需电力预测功能对在金属材料的制造工厂或生产线的不同位置同时制造多个材料时的耗电量进行预测；以及电力均衡化控制功能，当所述所需电力预测功能预测出的耗电量超过规定值时，该电力均衡化控制功能对所述制造工厂或所述生产线中的产品的制造时刻进行调整，使得从外部电力系统提供给所述制造工厂或所述生产线的电力成为所述规定值以下。

发明效果

根据本发明，在不同位置同时制造多个材料的情况下，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电力均衡化装置的结构图。

图2是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的操作计划预测功能进行说明的图。

图3是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的操作计划预测功能的学习功能进行说明的图。

图4是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的个别产品耗电量预测功能进行说明的图。

图5是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的模型基准耗电量运算单元进行说明的图。

图6是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的模型基准耗电量运算单元的学习功能进行说明的图。

图7是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的实际数据基准耗电量预测单元进行说明的图。

图8是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的实际数据基准耗电量预测单元的表格进行说明的图。

图9是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的所需电力预测功能进行说明的图。

图10是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的所需电力预测功能的学习功能进行说明的图。

图11是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的电力均衡化控制功能进行说明的图。

图12是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的电力均衡化控制功能的电力监控控制单元进行说明的图。

图13是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置内的处理进行说明的流程图。

图14是本发明的实施方式2的电力均衡化装置的结构图。

图15是用于对本发明的实施方式2的电力均衡化装置的轧材间距抑制方法进行说明的图。

图16是用于对本发明的实施方式2的电力均衡化装置内的处理进行说明的流程图。

图17是本发明的实施方式3的电力均衡化装置的结构图。

具体实施方式

根据附图，对用于实施本发明的实施方式进行说明。此外，在各附图中，对于相同或相当的部分标注相同的标号，并适当地简化或省略其重复说明。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1的电力均衡化装置的结构图。

在图1中，1是配电系统。配电系统1的输入侧与外部的电力系统相连接。配电系统1的输出侧与轧制线2相连接。轧制线2是薄板热轧机。

在轧制线2的最上游设有加热炉。在加热炉的下游侧设有粗轧机。在粗轧机的下游侧设有精轧机。在精轧机的下游侧设有卷绕机。

3是轧制机2的控制系统。控制系统3包括初始设定计算功能4、以及实际数据采集功能5。初始设定计算功能4包括学习功能A。

6是产品规格。产品规格6是根据材料的信息和轧制线2应当制造出的产品的规格等。由上位计算机提供每种材料的产品规格6。

在制造希望的产品时，初始设定计算功能4基于产品规格6来计算出轧制线2的初始设定。基于该初始设定，对加热炉、粗轧机、精轧机等进行设定。粗轧机、精轧机等利用从外部的电力系统经由配电系统1而提供的电力、基于该设定来进行动作。加热炉基于该设定、利用所获得的电力来进行控制，使燃料适当燃烧、将轧材升温到希望的温度。具体而言，作为轧材，从加热炉提取出板坯(slab)。由粗轧机、精轧机对该轧材进行轧制。之后，在卷绕机上卷绕轧材。此时，实际数据采集功能5采集轧材2的轧制实际数据。

此时，一旦轧材被咬入粗轧机，控制系统3对轧材的全长进行控制。具体而言，初始设定计算功能4对轧制开始后将要在各设备中进行多少秒的轧制、搬运等时间信息进行预测。学习功能A基于该预测和轧制实际数据对计算加热炉、粗轧机、精轧机等的设定时的模型进行学习。初始设定计算功能4基于该学习结果，对加热炉、粗轧机、精轧机等的设定进行校正。

在本实施方式中，设有蓄电装置7。蓄电装置7包括蓄电池、飞轮电池、大容量电容器。

蓄电池将电能作为化学能进行存储。因此，蓄电池难以进行快速放电。然而，若使用锂离子电池等，能进行快速放电。另一方面，若使用例如NaS电池(使用纳和硫的电池)，则容易将蓄电池的容量增大。近年来，蓄电池的价格也有大幅下降。因此，能容易且廉价地实现蓄电池的大容量化。

飞轮电池是利用了飞轮效应的蓄电装置。在飞轮中，将旋转体和电动发电机直接连接。旋转体具有较大惯性。充电时，通过向电动发电机供电来提高旋转体的转速。在该情况下，将电动发电机用作为电动机。放电时，将电动发电机用作为发电机，从而使旋转体的转速下降。飞轮电池的蓄电容量由旋转体和电动发电机的规模来决定。飞轮电池的放电速度大于等于能进行快速放电的蓄电池的放电速度。

大容量电容器存储电能而不将电能转换成其它形式的能量。因此，大容量电容器的放电速度比蓄电池的放电速度和飞轮电池的放电速度要快。另一方面，大容量电容器的蓄电容量存在限制。近年来，通过利用较多的双电层电容器等，能将大容量电容器的蓄电容量增大。

蓄电装置7中，根据应放电的电力的速度响应性，区分使用蓄电池、飞轮电池、大容量电容器，使它们相互补充。例如，在需要快速且大量地放电的情况下，首先，由能进行快速放电的大容量电容器进行放电。之后，使用飞轮电池。最后，使用响应较慢的蓄电池。另外，将大容量电容器和蓄电池、飞轮电池和蓄电池、大容量电容器和飞轮彼此进行组合，也能期待得到相同效果。

在配电系统1与蓄电装置7之间连接有电力调节器8。电力调节器8具有将在对蓄电装置7进行充电时从外部的电力系统提供的交流电适当转换成直流的功能。电力调节器8具有将蓄电装置7放出的直流电适当转换成交流电的功能。

在蓄电装置7与电力调节器8之间连接有蓄电装置控制功能9。蓄电装置控制功能9具有对蓄电装置7和电力调节器8进行控制，以使蓄电装置7适当进行充放电的功能。

10是电力均衡化装置。电力均衡化装置10包括操作计划预测功能11、个别产品耗电量预测功能12、所需电力预测功能13、电力均衡化控制功能14、以及显示功能15。

操作计划预测功能11具有如下功能：即，对从加热炉提取出产品规格6中所计划的材料1、2、…、N的板坯的时刻进行预测，并基于初始设定计算功能4计算出的各设备的轧制、搬运时间，对轧材在哪个时刻位于何处进行预测。操作计划预测功能11具有学习功能B。学习功能B具有基于实际数据对板坯的预测提取时刻进行校正的功能。

个别产品耗电量预测功能12具有如下功能：即，与操作计划预测功能11中所预测的时刻无关地，基于初始设定计算功能4计算出的加热炉、粗轧机、精轧机等的设定，计算出在产品规格6中计划的材料1、2、…、N从板坯变成产品的期间、由轧制线2的各设备所消耗的电力。个别产品耗电量预测功能12包括学习功能C。学习功能C具有基于实际数据对耗电量计算进行校正的功能。

所需电力预测功能13具有如下功能：即，基于操作计划预测功能11所预测的轧材的位置信息和时间信息、以及个别产品耗电量预测功能12计算出的各轧材的耗电量，按时间顺序计算出规定预测时间内的耗电量。所需电力预测功能13包括学习功能D。学习功能D具有基于实际数据对耗电量计算进行校正的功能。

电力均衡化控制功能14具有如下功能：即，当所需电力预测功能13计算出的耗电量超过规定峰值的情况下，向蓄电装置控制功能9发送蓄电装置7的放电指令，以使从外部的电力系统提供给轧制线2的电力成为峰值以下。电力均衡化控制功能14具有如下功能：即，在所需电力预测功能13计算出的耗电量不超过峰值的情况下，将蓄电装置7的充电指令发送给蓄电装置控制功能9。电力均衡化控制功能14具有电力监控控制单元。电力监控控制单元具有如下功能：即，对时刻变化的耗电量的实际数据进行监控，当耗电量的实际数据超过电力阈值时，强制使蓄电装置7进行放电。另外，将电力阈值设定为峰值或比峰值小一定余量的值。

显示功能15具有将所需电力预测功能13计算出的耗电量的时序、以及经过电力均衡化控制功能14均衡化后的耗电量的时序显示在计算机显示器等的功能。在显示功能15的左侧示出所需电力预测功能13计算出的耗电量的时序示例。在显示功能15的右侧示出经过电力均衡化控制功能14均衡化后的耗电量的时序的示例。

接着，利用图2，对操作计划预测功能11进行的板坯提取时刻的预测方法进行说明。

图2是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的操作计划预测功能进行说明的图。

在图2中，之前的一定期间内的板坯提取间隔的平均值T_AV满足下述(1)式、(2)式的关系。

[数学式1]

$T_{\mathrm{AV}}=\frac{1}{N_P}\left(\underset{i=-1}{\overset{-\mathrm{NP}+1}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{i,i-1}\right)---\left(1\right)$

[数学式2]

$T_{\mathrm{AV}}^{\mathrm{LL}}{\≤T}_{\mathrm{AV}}\≤T_{\mathrm{AV}}^{\mathrm{UL}}---\left(2\right)$

其中，N_p是之前的一定期间内提取出的板坯数量。T_i、i-1是板坯NO.i与板坯NO.i-1之间的时间间隔。例如，NO.-2是指从当前时刻开始的2个之前的板坯。T_AV ^LL是T_AV的下限值。T_AV ^UL是T_AV的上限值。

若将当前时刻设为t₀、预测期间内的板坯数设为N_F，则利用下述(3)式计算出板坯的提取时刻t_j。

[数学式3]

t₁＝t₀+T₁,T₁＝T_AV,

t₂＝t₁+T₂,T₂＝T_AV,

t₃＝t₂+T₃,T₃＝T_AV,...,    (3)

t_NF＝t_NF-1+T_NF,T_NF＝T_AV.

另外，有时对之前的板体的提取间隔进行一次延迟过滤，从而对板坯的提取时刻T_j进行预测。在该情况下，之前的板坯提取间隔的过滤值T_FL满足下述(4)式、(5)式。

[数学式4]

T_{FL_i,i-1}＝α₂T_i,i-1+(1-α₂)T_{FL_i-1,i-2}    (4)

[数学式5]

${T_{\mathrm{FL}}^{\mathrm{LL}}\≤T}_{\mathrm{FL}}\≤T_{\mathrm{FL}}^{\mathrm{UL}}---\left(5\right)$

其中，α2是过滤增益。T_FL ^LL是T_FL的下限值。T_FL ^UL是T_FL的上限值。在该情况下，板坯的提取时刻t_j由下述(6)式来计算。

[数学式6]

$t_1=t_0+T_1,T_1=T_{-1,-2}^{\mathrm{FL}},$

$t_2=t_1+T_2,T_2=T_{-1,-2}^{\mathrm{FL}},$

$t_3=t_2+T_3,T_3=T_{-1,-2}^{\mathrm{FL}},...,---\left(6\right)$

$t_{\mathrm{NF}}=t_{\mathrm{NF}-1}+T_{\mathrm{NF}},T_{\mathrm{NF}}=T_{-1,-2}^{\mathrm{FL}}.$

当操作员按下快速停止按钮的情况下，输入进行故障处理所需时间(分钟)。此时，下一板坯的提取时刻的预测会延迟与所输入时间相应的量。当操作员指定了板坯的提取时刻的情况下，考虑该时刻。

接着，利用图3，说明由学习功能B对板坯提取时刻的预测进行校正的校正方法。

图3是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的操作计划预测功能的学习功能进行说明的图。

如图3所示，学习功能B以钢种、精轧目标板厚、精轧目标板宽等来划分表格，在相应的划分表格中存放有板坯提取时间间隔。存放的值通过下述(7)式进行平滑化。

(新存放的板坯提取时间间隔T_new)＝G*(板坯提取时间间隔实际值T)+(1－G)*(表格中存放的板坯提取时间间隔T_old)    (7)

其中，G是0≤G≤1范围内的权重系数。

例如，对如下情况进行说明：利用(3)式预测板坯提取时刻t_j时，在t₃时刻，从与钢种i、精轧目标板厚j、精轧目标板宽k对应的板坯变换成与钢种l、精轧目标板厚m、精轧目标板宽n对应的板坯。在该情况下，板坯的提取时刻t_j由下述(8)式来计算。

[数学式7]

t₁＝t₀+T₁,T₁＝T_AV,

t₂＝t₁+T₂,T₂＝T_AV,

t_NF＝t_NF-1+T_NF,T_NF＝T_AV.

其中，α₄是批次变更时的权重增益。

接着，利用图4，对个别产品耗电量预测功能12的耗电量计算方法进行说明。

图4是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的个别产品耗电量预测功能进行说明的图。

如图4所示，个别产品耗电量预测功能12包括模型基准耗电量运算单元12a与实际数据基准耗电量预测单元12b。模型基准耗电量运算单元12a具有基于初始设定功能计算功能计算出的计算结果4a，计算出制造计算对象轧材时的耗电量的功能。实际数据基准耗电量预测单元12b具有基于实际数据计算出制造计算对象轧材时的耗电量的功能。个别产品耗电量预测功能12具有对模型基准耗电量运算单元12a和实际数据基准耗电量预测单元12b的任一计算结果12c进行输出的功能。

接着，利用图5，对模型基准耗电量运算单元12a的耗电量计算方法进行说明。

图5是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的模型基准耗电量运算单元进行说明的图。

图5的上段为初始设定计算功能4所预测的速度。图5的下段为初始设定计算功能4所预测的转矩。

模型基准耗电量运算单元12a基于初始设定计算功能4预测出的转矩和速度，计算出耗电量。具体而言，模型基准耗电量预算单元12a将各时刻的转矩与速度之积计算为相应时刻的耗电量。在该情况下，计算对象轧材的电量是进行轧制的时间内的功率的积分值。

接着，利用图6，对学习功能C的耗电量计算的校正方法进行说明。

图6是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的模型基准耗电量运算单元的学习功能进行说明的图。

模型基准耗电量运算单元12a的电量计算值是预测值。该预测值伴有误差。因此，学习功能C在计算对象轧材被轧制后将采集的耗电量的实际数据与计算值相比较，从而计算出学习值Z。其结果是，下一次的计算精度提高。由以下(9)式计算出学习值Z。

(学习值Z)＝(耗电量的实际值)/(耗电量的预测值)    (9)

如图6所示，将学习值Z存放到根据钢种、板坯提取温度等与耗电量有关的参数进行分类的表格中。此时，出于过滤的目的，进行平滑化处理。具体而言，利用在相同划分表格中所存放的学习值Z_old和(9)式的值，利用下述(10)式计算出下次使用的学习值Z_new。

(学习值Z_new)＝K*(学习值Z)+(1－K)*(学习值Z_old)    (10)

其中，K是0≤K≤1范围内的学习增益。

学习值Z_new改写到该划分表格中。下次计算时，使用该划分表格内的学习值Z_new，利用下述(11)式对耗电量的预测值进行校正。

(耗电量预测值)＝(不含学习值的耗电量预测值)*(学习值Z_new)(11)

另外，利用初始设定计算功能4的学习功能A进行的学习计算也相同。

接着，利用图7，对实际数据基准耗电量运算单元12b的耗电量计算方法进行说明。

图7是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的实际数据基准耗电量预测单元进行说明的图。

实际数据基准耗电量预测单元12b在每次完成轧材的轧制时，将轧制所使用的耗电量实际值保存到计算机的数据库、表格中。在本实施方式中，在粗轧与精轧之间设有边界。该边界的上游侧及下游侧的电量的实际数据被分别保存。此时，轧材宽度与耗电量大小大致成比例。因此，电量的实际数据通过对轧材宽度标准化来进行保存。通过该标准化，对轧材宽度保存通用的量。将该值使用于计算对象轧材的情况下，乘上该轧材宽度即可。

此外，轧制时间根据粗轧、精轧等各工序的速度而发生变化。因此，以粗轧最终路径和精轧最终路径上的轧材的长度作为基准，对粗轧、精轧各自所需的电量进行保存。即，不考虑影响能量的时间、速度地对电量进行标准化。

如图7上段所示，由实际数据采集功能5所采集的功率数据的横轴为时间。因此，如图7的下段所示，需要转换成以轧材长度为横轴的电量数据。具体而言，对轧制线2的各设备、该设备的各路径，累计电量，从而计算出轧材的总电量。将该总电量除以轧材长度和宽度，从而求出轧材单位长度·宽度的电量。

此时，粗轧中轧材的单位长度·宽度的电量E_M ^N-RM以下述(12)式计算出。

[数学式8]

$E_M^{N\_\mathrm{RM}}=\frac{E_C^{\mathrm{RM}}}{L_C^{\mathrm{RMD}}\·B_C^{\mathrm{RMD}}}---\left(12\right)$

其中，E_C ^RM是粗轧中的用电量(kWh)。L_C ^RMD是粗轧出料侧的轧材长度(m)。B_C ^RMD是粗轧出料侧的轧材宽度(m)。此外，B_C ^RMD可以是板坯宽度和轧材精轧宽度的平均。

精轧中轧材的单位长度·宽度的电量E_M ^N-FM以下述(13)式计算出。

[数学式9]

$E_M^{N\_\mathrm{FM}}=\frac{E_C^{\mathrm{FM}}}{L_C^{\mathrm{FMD}}\·B_C^{\mathrm{FMD}}}---\left(13\right)$

其中，E_C ^FM是粗轧中的用电量(kWh)。L_C ^FMD是粗轧出料侧的轧材长度(m)。B_C ^FMD是粗轧出料侧的轧材宽度(m)。此外，B_C ^FMD可以是板坯宽度和轧材精轧宽度的平均。

接着，利用图8，对实际数据基准耗电量预测单元12b的表格进行说明。

图8是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的实际数据基准耗电量预测单元的表格进行说明的图。

如图8所示，数据的分配以影响耗电量的因子作为参数。例如，板坯提取温度、钢种、粗板带厚度、产品目标厚度等。轧材的单位长度·宽度的电量E_M ^N_RM、E_M ^N_FM被存放在预先准备的粗轧用和精轧用表格中。

接着，利用图9，对所需电力预测功能13的耗电量预测方法进行说明。

图9是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的所需电力预测功能进行说明的图。

由个别产品耗电量预测功能12计算出对于各轧材而消耗的电力。由操作计划预测功能11计算出轧材的位置和时间的信息。因此，如图9的上段所示，在虚拟曲线图上配置轧制所需的耗电量和时间。其中，固定耗电量是轧制使用的用于循环冷却水的泵、照明、空调机等轧制线2以外始终消耗电力的设备的耗电量。通过实际测量正确地得到它们的总耗电量。完成图9上段的配置后，如图9下段所示，累计各时刻的电力，从而预测出在不同位置同时轧制多个轧材时的耗电量。

接着，利用图10，说明由所需电力预测功能13的学习功能D对耗电量的预测进行校正的校正方法。

图10是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的所需电力预测功能的学习功能进行说明的图。

如图10所示，所需电力预测功能13每隔偏移时间T_s重复执行其功能。预测时间是30分钟到2小时左右。此外，有时电力系统的响应较慢，偏移时间T_s设定为1秒钟到1分钟左右。在当前时刻进行预测计算之后，所对应的预测时间结束时，采集实际数据，进行学习计算。具体而言，通过对预测期间内的平均电量实际值和平均电量计算值进行比较，来进行学习。学习计算与(9)式相同，以下述(14)式计算出。

(学习值Z)＝(平均电量实际值)/(平均电量预测值)    (14)

之后，进行与(10)式、(11)式相同的计算。

接着，利用图11，对电力均衡化控制功能14的电力均衡化方法进行说明。

图11是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的电力均衡化控制功能进行说明的图。

电力均衡化控制功能14利用所需电力预测功能13预测出的所需电力的时序变化、对蓄电装置7进行控制，以不超过与电力公司等约定的契约买电量。耗电量超过契约买电量时，电力均衡化控制功能14也将装置的响应也纳入考虑范畴，来进行控制使得蓄电装置7提前放电，以保证轧制线2所需的电力充足。实际上，对契约买电量保持余量，预测电力达到(契约买电量)-(余量)时，进行上述处理。当蓄电装置7持续放电、蓄电装置7中的电力耗尽时，需要从外部供电。

当耗电量预测值小于契约买电量的情形持续时，对蓄电装置7进行充电。然而，蓄电装置7的容量存在上限。因此，当蓄电装置7成为满充电的情况下，电力均衡化控制功能14对蓄电装置控制功能9发送指令，使得停止对蓄电装置7进行充电。

这些计算设定计算窗口，得到该范围内的所需电力的时序变化，从而决定蓄电装置7的充放电。计算窗口按一定时间间隔偏移。计算窗口的偏移可与所需电力预测功能13的执行时刻相匹配。

将计算窗口的期间设定成在预测期间以下。在该计算窗口的范围内，对耗电量进行控制使其不超过契约买电量。而且，为了延长蓄电装置7的寿命，有时对电力预测值的变化率加以限制，以避免频繁的充放电切换。

此外，当蓄电装置7的放电期间较短的情况下，设定为首先从大容量电容器或飞轮电池进行放电。在该情况下，能减小蓄电池的容量、减少充放电次数。

接着，利用图12，对电力均衡化控制功能14的电力监控控制单元进行说明。

图12是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置的电力均衡化控制功能的电力监控控制单元进行说明的图。

如图12的计算窗口-4中所示，在预测到所需电力减少的情况下，有时，实际所需电力也不减少。在该情况下，电力监控控制单元对所需电力进行监控控制，从而将蓄电装置7的运行从充电变更为放电。例如，在需要快速放电的情况下，设定为由大容量电容器、飞轮电池进行放电，若还需要继续放电，则由蓄电池进行放电。在该情况下，能应对快速放电、以及随后的大量的放电。

接着，利用图13，对电力均衡化装置10内的处理的概要进行说明。

图13是用于对本发明的实施方式1的电力均衡化装置内的处理进行说明的流程图。

在步骤S1中，判定是否为电力预测的时刻。若为电力预测的时刻，则前进到步骤S2。在步骤S2中，初始设定计算功能4基于产品规格6对轧制材料进行设定计算。

之后，前进到步骤S3，操作计划预测功能11预测出从当前时刻经过一定时间后的操作状态。具体而言，对哪种材料何时生产(轧制)进行预测。之后，前进到步骤S4，个别产品耗电量预测功能12对各材料预测出耗电量。

之后，前进到步骤S5，所需电力预测功能13预测出从当前时刻经过一定时间后的耗电量。此时，显示功能15在显示器等显示结果。之后，前进到步骤S6，电力均衡化控制功能14生成蓄电装置7的控制方案，该方案实现峰值切削。此时，显示功能15在显示器等显示结果。

之后，前进到步骤S7，蓄电装置控制功能9通过电力调节器8对蓄电装置7进行控制。

步骤S1中，在判定为不是预测时刻的情况下，前进到步骤S8。在步骤S8中，对所需电力实际值是否超过契约买电量进行判定。所需电力实际值不超过契约买电量时，前进到步骤S7，维持对蓄电装置7的控制。

在步骤S8中判定为所需电力实际值超过契约买电量时，前进到步骤S9。在步骤S9中，电力均衡化控制功能14生成使所需电力实际值不超过契约买电量的蓄电装置7的控制方案。之后，前进到步骤S7，在该方案中，蓄电装置控制功能9通过电力调节器8对蓄电装置7进行控制。

根据以上所说明的实施方式1，当所需电力预测功能13预测出的耗电量超过规定值的情况下，蓄电装置7进行放电。因此，在不同位置同时制造多个材料的情况下，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。其结果是，能将电源设备的容量减小。而且，还能将外部电力系统的电力线、变电设备减小。因此，能廉价地从外部供电。

此外，所需电力预测功能13预测出的耗电量不超过规定值的情况下，蓄电装置7接受来自外部电力系统的供电而进行充电。因此，在蓄电装置7的充电中，能有效地活用外部电力系统。

此外，根据所需电力的变化率，切换蓄电池、飞轮电池、大容量电容器的放电顺序。因此，能提高蓄电装置7的特性。

此外，基于操作计划预测功能11和个别耗电量预测功能之间的预测结果，来运算耗电量的预测值。因此，能简单地求出耗电量的预测值。

此外，个别产品耗电量预测功能12输出模型基准耗电量运算单元12a和实际数据基准耗电量预测单元12b中的任一计算结果。因此，即便任一方发生功能故障，也能维持电力均衡化。

此外，操作计划预测功能11包括个别产品耗电量预测功能12，所需电力预测功能13包括学习功能。因此，能提高进行电力均衡化时的精度。

此外，当从外部电力系统提供的电力实际值超过规定阈值的情况下，蓄电装置7进行放电。因此，能更可靠地对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

另外，轧制线2为厚板轧制线的情况下，也能应用电力均衡化装置10。

实施方式2.

图14是本发明的实施方式2的电力均衡化装置的结构图。另外，对于与实施方式1相同或相当的部分标注相同的标号，且省略其说明。

在实施方式1中，设有蓄电装置7。而在实施方式2中，未设置蓄电装置7。

在该情况下，电力均衡化控制功能14通过抑制轧制间距，来抑制峰值电力。具体而言，电力均衡化控制功能14将轧材的所希望的间距的计算值作为建议而输出给操作员。在该情况下，操作员根据该计算值，对峰值电力实施抑制。

接下来，利用图15，对轧材间距的控制方法进行说明。

图15是用于对本发明的实施方式2的电力均衡化装置的轧材间距抑制方法进行说明的图。

如图15上段所示，对后面要轧制的轧材1、2、3…累计粗轧、精轧所需电量的预测值。此时，若电量预测值超过电量上限值，则如图15的下段所示，通过将轧材的轧制时刻延迟，来抑制峰值电力。在该计算中，也设定计算窗口。获得该计算窗口范围内的所需电力的时序变化，决定轧材的轧制时刻。该计算窗口按一定时间间隔偏移。

接着，利用图16，对电力均衡化装置10内的处理的概要进行说明。

图16是用于对本发明的实施方式2的电力均衡化装置内的处理进行说明的流程图。

步骤S11～S15与图13的步骤S1～S5相同。在步骤S15之后，前进至步骤S16。

在步骤S16中，电力均衡化控制功能14生成轧制间距，该轧制间距实现电力的峰值切削。此时，显示功能15在显示器等显示结果。

根据以上所说明的实施方式2，即便没有蓄电装置7，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

实施方式3.

图17是本发明的实施方式3的电力均衡化装置的结构图。另外，对于与实施方式1相同或相当的部分标注相同的标号，且省略其说明。

在图17，设置2条轧制线2。在该情况下，与各轧制线2相对应地设置电力均衡化装置10。然而，多条轧制线2共用电力均衡化控制功能14和显示功能15。

在该情况下，电力均衡化控制功能14获取各所需电力预测功能13预测出的耗电量的预测结果，与图15相同地，配置所需电力并重新排列，从而对2条轧制线2的电力负载进行均衡化。另外，在具有3条以上轧制线2的情况下，也能进行相同控制。

根据以上所说明的实施方式3，对于多条轧制线2，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

另外，在实施方式1中，在因蓄电装置7发生故障等而无法利用时，或蓄电装置7的蓄电量耗尽时，可如实施方式2那样，控制轧材的间距。

此外，可在轧制线2以外的金属材料的生产线上应用电力均衡化装置10。而且，还可在含生产线等的整个制造工厂中应用电力均衡化装置10。此时，也能对从外部提供给生产线的电力进行均衡化。

工业上的实用性

如上所述，在同时制造多个材料的金属材料的制造工厂或生产线中利用本发明所涉及的电力均衡化装置。

标号说明

1  配电系统

2  轧制线

3  控制系统

4  初始设定计算功能

4a  计算结果

5  实际数据采集功能

6  产品规格6

7  蓄电装置

8  电力调节器

9  蓄电装置控制功能

10  电力均衡化装置

11  操作计划预测功能

12  个别产品耗电量预测功能

12a  模型基准耗电量运算单元

12b  实际数据基准耗电量预测单元

12c  计算结果

13  所需电力预测功能

14  电力均衡化控制功耗

15  显示功能

Claims (13)

1.一种电力均衡化装置，其特征在于，包括：

所需电力预测功能，该所需电力预测功能对在金属材料的制造工厂或生产线的不同位置同时制造多个材料时的耗电量进行预测；以及

电力均衡化控制功能，当所述所需电力预测功能预测出的耗电量超过规定值时，该电力均衡化控制功能使蓄电装置向所述制造工厂或所述生产线放电，使得从外部电力系统提供给所述制造工厂或所述生产线的电力成为所述规定值以下。

2.如权利要求1所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述所需电力预测功能预测出的耗电量不超过所述规定值时，所述电力均衡化控制功能使所述蓄电装置从所述外部电力系统接受供电而进行充电。

3.一种电力均衡化装置，其特征在于，包括：

所需电力预测功能，该所需电力预测功能对在金属材料的制造工厂或生产线的不同位置同时制造多个材料时的耗电量进行预测；以及

电力均衡化控制功能，当所述所需电力预测功能预测出的耗电量超过规定值时，该电力均衡化控制功能对所述制造工厂或所述生产线中的产品的制造时刻进行调整，使得从外部电力系统提供给所述制造工厂或所述生产线的电力成为所述规定值以下。

4.如权利要求1所述的电力均衡化装置，其特征在于，

在无法利用所述蓄电装置时，所述电力均衡化控制功能对所述制造工厂或所述生产线中的产品的制造时刻进行调整，使得从外部电力系统提供给所述制造工厂或所述生产线的电力成为所述规定值以下。

5.如权利要求1所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述蓄电装置由放电速度响应性不同的多个装置构成，

所述蓄电装置向所述制造工厂或所述生产线进行放电时，所述电力均衡化控制功能根据所需电力的变化率，切换进行放电的装置的顺序。

6.如权利要求1所述的电力均衡化装置，其特征在于，包括：

操作计划预测功能，该操作计划预测功能对所述制造工厂或所述生产线中制造各轧材的位置和时间进行预测；以及

个别产品耗电量预测功能，该个别产品耗电量预测功能对在所述位置制造各所述轧材时的耗电量进行预测，

所述所需电力预测功能基于某一时刻各所述轧材的位置，计算出在所述某一时刻制造各所述轧材时的耗电量，将制造各所述轧材时的耗电量的计算值的累计值作为所述某一时刻所述制造工厂或所述生产线的耗电量的预测值。

7.如权利要求1所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述所需电力预测功能将所述制造工厂或所述生产线的耗电量的预测值与实际值进行比较，从而提高所述制造工厂或所述生产线的耗电量的预测精度。

8.如权利要求6所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述个别产品耗电量预测功能基于所述工厂或所述生产线的设定值，对在所述位置制造各所述轧材时的耗电量进行预测，其中，所述设定值以满足在所述制造工厂或所述生产线制造各所述轧材时提供的产品规格的方式来运算出。

9.如权利要求6所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述个别产品耗电量预测功能基于在所述制造工厂或所述生产线中制造轧材时的耗电量的实际值，对在所述位置制造各所述轧材时的耗电量进行预测。

10.如权利要求6所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述操作计划预测功能将所述制造工厂或所述生产线中制造轧材的位置及时间的预测值与实际值进行比较，从而提高制造各所述轧材的位置及时间的预测精度。

11.如权利要求6所述的电力均衡化装置，其特征在于，

所述个别产品耗电量预测功能将所述制造工厂或所述生产线中在所述位置制造轧材时的耗电量的预测值与实际值进行比较，从而提高在所述位置制造各所述轧材时的耗电量的预测精度。

12.如权利要求4所述的电力均衡化装置，其特征在于，

多个制造工厂或生产线的耗电量的预测值超过所述规定值的情况下，所述电力均衡化控制功能对所述多个制造工厂或生产线中的产品的制造时刻进行调整，以使从所述外部电力系统提供给所述多个制造工厂或生产线的电力在所述规定值以下。

13.如权利要求1所述的电力均衡化装置，其特征在于，

从所述外部电力系统提供给所述制造工厂或所述生产线的电力的实际值超过阈值时，所述电力均衡化控制功能使所述蓄电装置向所述制造工厂或所述生产线放电，该阈值被设定为所述规定值以下。