CN105279571A - 能源管理系统和电力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源管理系统和能源管理方法，其目的在于提高能源管理系统中用来计算用电量目标值的计算精度。本发明的能源管理系统具备以下各部：存储部(21)，用于按照测量对象物的工作状况，分类保存用电力测量单元(11)测量的所述测量对象物的用电量；以及，计算部(22)，用于根据记录所述测量对象物每天工作状况的信息的日历，预测未来的预测用电量，所述计算部根(21)据一天的工作状况，并基于所述存储部中按照工作状况分类保存的用电量，来预测该一天的预测用电量。

Description

能源管理系统和电力控制方法

技术领域

本发明涉及能源管理系统和能源管理方法，尤其涉及用电量目标值的计算。

背景技术

关于家庭或企业的电力消费，一般是在收到电费单后才知道用电量多少。但是近年来，随着能源管理系统(EMS)技术的发展，用电客户端也能够设置测量仪，了解日常用电多少。而且，用电客户端还可以根据测量结果来进行节约用电活动，减少电费。对于上述EMS技术，目前已存在根据用电量预测来通知电费月额的技术，或者对目标值进行比较警告。

然而，在根据以往的用电量预测电费时，预测用的计算公式假定每天用电方式相同，未考虑到工作日和非工作日之间存在的显著区别以及不同时间带的特征，因而存在精度低的问题。而且在显示一个月用电量预测值时，是否超过目标值需要等到月底，越接近月底，用电量的预测精度越高，这样，无法在月初便开始有计划地减少用电以期达标。

专利文献1(JP特许4785298号公报)公开了一种以提高预测计算精度为目的技术方案，该方案将一天划分为多个时间带，根据每个时间带使用量的实测数据来预测每个月的使用量，以期提高预测精度。除此之外，还公开了以抄表日为基点的预测、能够设定多阶段电费单价的系统构成。

然而，对于工作日和非工作日的用电量存在明显差异的办公室环境，目前的预测中并没有区别对待这些差异，也没有考虑工作日中不同时间带的用电量差异，因而依然存在不少需要改善之处。

发明内容

本发明鉴于上述现状，提供一种能源管理系统，其目的在于提高能源管理系统中用来计算用电量目标值的计算精度。

为了达到上述目的，本发明的能源管理系统具备以下各部：存储部，用于按照测量对象物的工作状况，分类保存用电力测量单元测量的所述测量对象物的用电量；以及，计算部，用于根据记录所述测量对象物每天工作状况的信息的日历，预测未来的预测用电量，所述计算部在预测某一天的预测用电量时，根据与所述存储部中按照工作状况分类保存的、与该一天的工作状况相对应的用电量来计算该一天的预测用电量。

本发明的效果在于提高能源管理系统中用来计算电费目标值的计算精度。

附图说明

图1是一例本发明的实施方式的能源管理系统构成的示意图。

图2是本实施方式中以一天为单位设定时使用的日历的示意图。

图3是本实施方式中以时间带为单位设定削减水平时使用的表格的示意图。

图4是本实施方式中按照时间单位的目标值设定的一例示意图。

图5是本实施方式中削减水平缓和表的一例示意图。

图6是本实施方式中一例根据削减水平增加表调整后按照时间单位的目标值设定的示意图。

图7是本实施方式中一例前一个月实测数据的示意图。

图8是一例未按照工作状况类型分类时的用电量(用金额换算显示)预测表的示意图。

图9是一例按照工作状况类型分类时的用电量(用金额换算显示)预测表的示意图。

具体实施方式

以下描述本发明的实施方式涉及的能源管理系统设于办公室等环境，通过考虑工作日和非工作日的区别、不同日之间的特殊性、以及一天之内各个时间带具有的特殊性，来提高用电量的预测精度，设定一个月的目标值，有计划地减少用电。

在考虑不同日之间或不同时间带之间不同特殊性的构成中，具体有以下三点特征。

1.对于明显不同于一般工作日的工作状况，类似于将区别工作日和非工作日的实测结果积累起来用于预测的方式，将这种情况下的实测结果与一般工作日的实测结果区别开来并反映到预测之中。

2.在设定了作为目标的电费金额之后设定一天用电量目标值时，根据以往考虑了不同日之间的特征的实测数据进行计算，在计算中区别减少用电量的容易达标日和不易达标日。

3.在设定各个时间带的目标值时，区别一天之中削减时间带和不削减时间带。

根据上述用电量削减目标值的设定，在本实施方式的能源管理系统(电力计测监视装置)中，预先设定非工作日和特殊工作日等、以及以日期或时间为单位的客户环境规则性，实施考虑这些信息和达到目标用电量的削减系数的计算，从而能够以良好的精度预测用电量预测，并根据目标电费设定每天、每个时间带的目标值。此外还有望将充电电力抑制在一定值以下。

图1是一例本发明实施方式涉及的能源管理系统构成的示意图。本例出示了设于办公室的能源管理系统1。电力测量单元11与电流传感器10相连接，被设置在测量对象物上。在需要测量办公室或建筑物的所有用电量时，可以将电力测量单元11安装在配电盘或分电盘的源头，还可以根据各种用途(照明、空调、插头等)连接电流传感器作详细测量。此外，还可以将测量产品消费的电力作为对象。

电力测量单元11通过有线或无线连接网络12。服务器20具有存储部21、计算部22、控制部23。服务器20在规定时间从电力测量单元11取得测量数据后保存到存储部21中。电力测量单元11经由网络12，连接显示装置13和个人计算机14，在这些显示部上计算测量结果，而后用图表或数据表示计算结果。

服务器20接受显示装置13或个人计算机14的设定内容，实施计算和控制。通过该控制，显示装置13或个人计算机14上显示用于发出通知的声音或显示。显示装置13的具体形态包括复合机的显示部、数字广告牌、智能手机、平板计算机等。另外，还可以使用服务器20和显示装置13一体型产品。

服务器20是能源管理系统1的核心，也被称为电力测量监视装置。电力测量单元21测量用电量。存储部21保存电力测量单元11测量的用电量。在此，存储部21根据测量对象物不同类型的工作状况，区别保存用电量。在本实施方式中，设定工作状况有无加班日、一般工作日、特殊工作日、非工作日的四种类型(对此以下参见图2详述)。

计算部22用来进行各种计算，尤其用于测量对象物未来用电量预测的计算。预测时，根据记录了测量对象物每天工作状况的信息的日历(参见图2)来进行计算。计算部22根据存储部21中按照工作状况类型区别保存的以往的用电量，来计算每天的预测用电量。对于日历中某一天的预测用电量，可以根据与这一天预定的工作状况相同的同时期的以往的用电量来进行预测。

图2是以一日为单位设定时使用的日历的示意图。利用图2所示的日历，服务器20能够以日为单位设定每一天的特征。例如设定工作日、非工作日、无加班日、以及特殊工作日计四种设定。在这样对工作状况进行分类的情况下，在预测某一天的用电量时，如上所述，将与该一天工作状况相同分类的以往一天的用电量作为该一天的预测用电量。关于以往的属于相同工作状况分类的用电量，可以用某一期间的用电量平均值或者某个特定日的用电量。例如设6月26日为工作日，在预测该一天的用电量时，将以往5月26日至6月25日期间中工作日的平均用电量作为6月26日的预测用电量。此外，关于工作状况的分类，还可以按照对用电量发生影响的气象条件，如最高温度或日照度等来进行分类。

被设定为工作日的一天用电量变动较大，可作为降低电费的削减对象日。非工作日与工作日不同，用电量一定且难以进一步减少，因而是减少电费的削减对象外的日。无加班日与一般的工作日不同，其特征在于，能够对一定时间带，即加班时间带，设定较高的削减率，以期达到削减目的。关于特别工作日，在这一整天的工作时间带内，业务优先于用电量削减，因而将削减用电量的目标值设定得较低。

如上所述，在一个月期间，通过对一天中具有的特征的日进行分类，并按照分类记录实测结果，便能够利用这些特征来提高预测精度。在个人计算机14和显示装置13上实行这些设定，并经由网络12，使这些设定用于服务器20中的计算。需要说明的是，本实施方式为了便于描述，以月初的1日到月末的31日的一个月为单位，但在决定一个月电费目标值时，应根据抄表日或电力公司的结算日来显示和计算。

进而，本实施方式还设定一天中各个时间带的用电量削减水平。图3是以时间带为单位设定削减水平时使用的表格。服务器20利用图3所示的表格，设定图2所示的以日为单位设定时使用的一日之中各个时间带的削减水平。在图3的示例中将一日分为7个时间带。

例如，在0:00-8:30期间，用电量保持一定，是无法进一步削减的时间带，因此不设定消减水平(图3中表示为“OFF”)。此后的8:30-9:00期间为工作人员上班时间，用电量逐渐上升，因此设定为难以削减的时间带(图3中表示为“★”)。此后，9:00-12:00以及13:00-18:00为工作时间带，此期间为空调、照明、插头的用电量较大的时间带，是削减时间带(图3中表示为“★★”)。而期间的12:00-13:00为午饭期间，是实施消灯等的时间带，此时间带的削减水平可以设定得较高(图3中表示为“★★★”)。在18:00-22:00期间是加班时夹带，此期间的削减水平也可以设的较高(图3中表示为“★★★”)。在22:00之后的时间带中，用电量保持一定，因而不设定消减水平(图3中表示为“OFF”)。如此本实施方式设定了以30分钟为单位的时间带和各时间带的削减水平。关于削减水平，还可以在设定画面上显示表示削减幅度的数值或仅设定下限值，进而还可以设定一个★表示的削减率(例如★表示10％，★★表示20％，★★★表示30％)。

进而，本实施方式的计算部22根据一时间带设定的削减水平来设定用电量目标值。此时，计算部22用与电力公司的基本电费直接相关的时间单位来计算用电量上限值。在图4和图6所示的例子中与电力公司的基本电费直接相关的时间单位为30分钟。

图4显示削减水平值之中的目标值设定。计算部22根据用图3说明的按照不同时间带设定的削减水平，设定图4所示的削减量。图4中从左侧的列开始表示时间带、实测值、四个削减水平(OFF、★、★★、★★★)、以及目标值。时间带的单位为30分钟。实测值是基于时间带表示的时刻之后30分钟以内实测的用电量的值。实测值之后的四列数据表示目标值，该目标值是在实施图3所示各个削减水平对应的削减水平值的情况下得到的设定结果。表4下侧的百分比是削减水平值。

例如，在将实测数据经过15％削减后的值设为一天的用电量目标值时，计算部22按照如下方式计算的目标值。

目标值：1067.8×(1-0.15)＝906.95

目标值≥(OFF时间带目标值的合计)

+(★时间带目标值的合计)×(★的削减水平值)+(★★时间带目标值的合计)×(★★的削减水平值)+(★★★时间带目标值的合计)×(★★★的削减水平值)

下式表示用图4作为满足以上第二个计算式的削减水平的例子。

906.95≥289.8+23.1×0.9+523.8×0.82313.1×0.7＝891.4

图5是削减水平缓和表。图4所示构成的削减水平值过大，对于整体目标来说，这样的削减率太过严格。对此，本实施方式进一步调整达标水平的目标值，以避免削减率降低过大。如图5所示通过逐渐缓和设定的削减水平，求出最佳削减水平和目标值，使得削减水平接近目标值。图5的表格是内藏表格，其中削减水平越大削减减缓水平也越大。该表格也可以由用户设定。

图6显示一例根据削减水平缓和表调整后设定的目标值。如图6所示，根据图5所示的表来使得图4中目标值设定增加，将削减水平值调整到削减率十分接近达到目标的15％。表6下侧显示了经过优化的削减水平值。

进而，本实施方式还可以用预测付费金额来表示达到设定削减水平的用电量目标值。图7至图9为这种情况的例子，其中以日为单位。

参考图7至图9描述上述本实施方式的效果，即通过设定工作日和非工作日来设定不同目标值。图7显示了前一个月的实测数据，其中显示了前一个月的实际用电量和电费金额(此例中为679880日元，出于方便起见，设用电期间为1日到31日)。表中的数据为一天的用电量。

图8是一例未区分工作状况时的预测用电量(用金额换算显示)，该月份一律以削减11％为目标。图8中，设电费为某一金额(削减11％，600000日元)，每天一律消减11％。在这种情况下，非工作日很难达标。

图9显示一例区分工作状况时的预测用电量(用金额换算显示)，该月份中除非工作日以外均实行削减，一个月的削减目标为11％。由于非工作日用电量变动少，即使以一律削减为目标也难以达标，因而，只在工作日设定用电量，达到一个月消减11％，从而以达到整个月的削减目标。在这种情况下，工作日无论是何种工作状况，均比较容易达标。由此可以认为计算求出的用电量的目标值精度获得改善。

Claims (7)

1.一种能源管理系统，其特征在于，具备以下各部：

存储部，用于按照测量对象物的工作状况，分类保存用电力测量单元测量的所述测量对象物的用电量；以及，

计算部，用于根据记录所述测量对象物每天工作状况的信息的日历，预测未来的预测用电量，

所述计算部在预测某一天的预测用电量时，根据与所述存储部中按照工作状况分类保存的、与该一天的工作状况相对应的用电量来计算该一天的预测用电量。

2.根据权利要求1所述的能源管理系统，其特征在于，所述计算部根据预测的用电量和以月为单位的电费金额，来预测以日为单位的预测电费金额。

3.根据权利要求2所述的能源管理系统，其特征在于，所述计算部计算以日为单位的用电量的削减目标。

4.根据权利要求3所述的能源管理系统，其特征在于，所述计算部根据计算得到的以日为单位的用电量的削减目标，来计算每个时间带的用电量的消减目标。

5.根据权利要求4所述的能源管理系统，其特征在于，所述计算部根据计算得到的每个时间带的用电量的消减目标，来计算用电量上限值，该用电量上限值以与电力公司约定的基本电费直接相关的时间为单位。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的能源管理系统，其特征在于，所述工作状况的种类包含无加班日、一般工作日、特殊工作日、非工作日，按照无加班日、一般工作日、特殊工作日、非工作日的顺序，设定从高到低的用电量的削减目标的目标值，该目标值以日为单位。

7.一种用于能源管理系统的能源管理方法，其特征在于，包含以下步骤：

存储步骤，按照测量对象物的工作状况，分类保存用电力测量单元测量的所述测量对象物的用电量；以及，

计算步骤，根据记录所述测量对象物每天工作状况的信息的日历，预测未来的预测用电量，

在所述计算步骤中预测某一天的预测用电量时，根据与在所述存储步骤中按照工作状况分类保存的、与该一天的工作状况相对应的用电量来计算该一天的预测用电量。