JP2000059993A - 蓄電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】設備における使用電力が契約電力を超過する
時、負荷機器の負荷調整を完全に排除するか、あるいは
特定の機器に関しては負荷調整を排除する。 【解決手段】各負荷機器に電力供給できる蓄電装置を設
け、負荷機器の使用電力が契約電力を超過した時、その
超過分を蓄電装置から電力供給する制御方式を採用する
ことにより、負荷調整による作業効率の低下やリカバリ
ー処理を抑制でき、電力需要の平準化を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビル，工場等の設備
における契約電力に対応する負荷機器の負荷調整に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来設備内の負荷機器がトータルで消費
する使用電力がその設備の契約電力を超過する場合に、
負荷機器の負荷調整を行うものに関しては、特開平5−3
00651号公報および特開平9−252533 号公報に示される
ようなものがあった。これらのものは設備内のトータル
の使用電力が契約電力を超過しそうになった時に、一時
的に重要度の低い負荷機器から電源を遮断してその機器
の作動を停止させ、契約電力を守るものとなっていた。
しかし、機器の作動を停止させた場合には設備の管理上
いくつかの不具合も生じ、そのリカバリー処理を必要と
した。

【０００３】また、特開平8−289470 号公報に示される
ように負荷機器の使用電力が契約電力を超える時に、蓄
電設備を活用し、契約電力に対する使用負荷必要電力の
超過分をある程度補うといった補正の電力供給を行うも
のがあった。しかし、この従来例も使用負荷電力の超過
分を完全に補えるものではなく、無停電電源設備を便宜
的に使用するため、補正の電力供給をする部分に関して
も使い勝手の点で完璧な電力供給ができるとは限らなか
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、契約
電力をできるだけ低レベルに設定して契約をした場合
に、使用電力が契約電力を超過する時、負荷機器の負荷
調整を完全に排除するか、あるいは完全に排除できない
までも特定の機器に関しては負荷調整を完全に排除させ
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては各負荷機器に電力供給できる蓄電
機器を設け、負荷機器の使用電力の総和が契約電力を超
過した時、その超過分を蓄電機器から電力供給する制御
方式を採用する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１〜図８を用
いて説明する。図１は本発明のシステム構成図である。
図１においてデマンド制御装置１が本発明の制御機能を
総括している。通常のデマンド制御装置に関しては図２
に示すように、デマンド制御装置１と各負荷機器がイン
ターフェースを形成して信号の応答をするものとなって
いる。

【０００７】図２の構成においては負荷機器の総使用電
力が契約電力を超過しそうになった時に、負荷機器の作
動を一時的に停止したり、負荷機器の作動を一時的にセ
ーブするといった負荷調整により使用電力を契約電力よ
り抑える制御をしている。

【０００８】この制御方式を採用する理由には次のよう
な契約電力の問題がある。まず設備の契約電力は電気供
給約款によりいくつかのタイプがあり、図３に平成１０
年２月時点での東京電力による電気供給約款に設定され
た契約電力の基本料金の比較を示す。

【０００９】図３に示す如く、契約電力が高くなれば基
本料金が大きく上がるものとなっており、負荷機器の総
使用電力が各契約電力の境界付近にある設備では、契約
電力が低いほうの料金制度で契約したほうが有利にな
る。具体的な例で説明すると、設備内における全部の負
荷機器の総使用電力が６０ｋｗと計算された場合、設備
内の機器全てが運転状態になった時６０ｋｗの供給電力
が必要になるため、契約電力は高圧電力Ａとしての契約
が必要になる。

【００１０】しかし、常時設備内全ての機器が運転状態
になることはめったになく、通常は５０ｋｗ以下の供給
電力だけで設備内機器の作動に支障がない場合には、契
約電力を低圧電力のものとしておき、突発的に設備内全
ての機器を運転することが必要になった時には、重要度
の低い機器を一時的に停止するか、あるいは運転状態を
セーブするといった応用動作により、供給電力を常に５
０ｋｗ以下に抑え込むといった方式がある。

【００１１】これが従来行われてきたデマンド制御方式
であり、この方式を採用すると図３により基本料金が大
幅に安くなる。但し、たとえ重要度が低い機器であった
としても、一時的に作動を停止したり、セーブ運転をし
たりすると、その間の作業効率が低下したり、機器の作
動停止をリカバリーする応用動作が必要になるといった
問題を生じてきた。

【００１２】そこで、本発明においては図１に示すよう
に商用電源と負荷機器の間に蓄電装置２を設置し、負荷
機器の使用電力が契約電力を超えても、蓄電装置２から
の電力供給と商用電源からの電力供給を合成させて、そ
の時点での全ての負荷機器が必要とする使用電力を満足
させるという制御方式を採用する。

【００１３】図１において、蓄電装置２には蓄電池３を
設置するが、この蓄電池３の蓄電容量は計算される全て
の負荷機器の総使用電力と契約電力の差として設定す
る。また、蓄電装置２内には商用電源の交流電力を直流
に変換して、蓄電池３に蓄電するためのコンバータ４，
蓄電池３の直流電力を交流に変換して、負荷機器に給電
するためのインバータ５および系統を切換えるためのス
イッチ６〜８を内蔵している。

【００１４】図１の構成をもとにして、本発明の制御方
式を図４のブロック回路図および図５のフローチャート
図により説明する。まず、負荷機器が作動し商用電源よ
り電力が供給されたならば、電圧センサー９および電流
センサー１０により負荷機器の使用電力を検出する。こ
の時スイッチ６は閉じて、スイッチ７は開いた状態とな
っている。

【００１５】この使用電力をマイクロコンピュータ１１
により契約電力と比較し、使用電力が契約電力より高く
なったならば、マイクロコンピュータ１１の指令により
スイッチ７を閉じて系統を切換え、蓄電池３からの直流
電力をインバータ５で交流に変換し負荷機器に供給す
る。この時供給する電力はマイクロコンピュータ１１で
計算し、その値によりインバータ５の作動を制御する。

【００１６】また、系統を切換える時には商用電源から
の電力と蓄電池３からの電力が合成されるため、系統切
換えの前にマイクロコンピュータ１１の指令によりイン
バータ５を制御し、蓄電池３からの電力を位相制御す
る。この制御を負荷機器の運転が終了するまで継続する
が、蓄電池３から電力を供給するためにはあらかじめ蓄
電池３に電力を蓄電しておく必要がある。

【００１７】この蓄電池３への蓄電は基本的には負荷機
器が停止している時に行うが、負荷機器が作動している
時でも商用電源からの供給電力が契約電力より下回って
いる場合には、契約電力に対して余裕がある分だけ蓄電
池３に蓄電しておくものとする。この制御を行うことに
より電力の平準化に効果をもたらすことになる。

【００１８】以上が請求項１に対応するべく負荷機器が
全て運転しても完璧に電力供給できる蓄電容量を有する
蓄電池３を設置した場合の説明である。次に請求項２に
対応する実施例の説明をする。請求項２は従来行われて
いたデマンド制御方式において、負荷調整をどうしても
避けたい負荷機器が一つあるいは二つ以上あった場合
に、それらの機器で計算される最大使用電力の総和に相
当する蓄電容量を有する蓄電装置２を設置し、負荷機器
全体の使用電力が契約電力を超過する時に、従来の負荷
調整を行いながら前記のどうしても負荷調整を避けたい
負荷機器だけは蓄電装置２により電力供給をし、その機
器の作動を継続するというものである。

【００１９】図６にこの場合の実施例のシステム構成図
を示す。図６の基本構成は図４のものと同様であるが、
負荷調整を避けたいもの以外の負荷機器は従来のデマン
ド制御方式と同様にデマンド制御装置１とインターフェ
ースを交えて負荷調整を受けるものとなっている。

【００２０】この場合の制御方式を図７のフローチャー
ト図により説明すると、系統切換えまではほとんど図５
に示した場合の全ての負荷機器を対象とした蓄電装置２
を活用するフローチャートと同じである。ただこの場合
蓄電池３は負荷調整を避けたい負荷機器の使用電力に相
当する蓄電量しか持っていないため、蓄電池３からの電
力供給の調整は行わずに最初から全電力を供給するもの
とする。

【００２１】その後系統切換えが終わった後それ以外の
機器の負荷調整を行う。まず使用電力から契約電力を差
し引き、さらに蓄電池３から供給する電力を差し引いた
電力を負荷調整電力とする。この時蓄電池３からの電力
供給で使用電力を満たすため、負荷調整が必要ないと計
算されたならば負荷調整は行わない。負荷調整電力が計
算されたならば、重要度の低い負荷機器から順に作動を
停止するが如く負荷調整機器を選定する。

【００２２】これにより負荷調整を開始し、この制御を
負荷機器の運転が続く限り継続するものとする。以上が
特定の機器を対象として、蓄電装置２を活用することに
より電力供給する制御方式の実施例である。この２つの
実施例の中で、図５および図７に示される系統切換え時
の逆潮流防止策としては位相制御を活用している。

【００２３】しかし、位相制御を行わずに瞬断により逆
潮流を防止する場合もある。瞬断を行う場合、瞬断によ
り機器の損失あるいは作動の不具合を生じるものがあ
り、その代表格がコンピュータ機器である。コンピュー
タ機器は瞬断があった場合メモリ機能に障害を起こす危
険性があり、負荷機器の中にコンピュータ機器がある設
備では、逆潮流の防止策として位相制御を行うかあるい
はどうしても瞬断を行う場合には図８に示す如くコンピ
ュータ機器を蓄電池３による電力供給の系統からはずす
必要がある。

【００２４】図８においては、コンピュータ機器も電圧
センサー１２および電流センサー１３によりその使用電
力を負荷機器全体の使用電力の計算に入れるものとなっ
ているが、蓄電装置２とは系統を別にし、蓄電装置２か
らは電力の供給をされないものになっている。以上が本
発明の実施例である。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、使用電力が契約電力を
超過する時、負荷機器の負荷調整を完全に排除するか、
あるいは特定の負荷機器の負荷調整を排除できるものに
なる。また、使用負荷電力の小さい時に蓄電し、使用負
荷電力の大きい時に蓄電を活用するために、電力需要の
平準化に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄電システム構成図である。

【図２】従来のデマンド制御方式のシステム構成図であ
る。

【図３】契約電力の料金表の一例を示す図である。

【図４】本発明のブロック回路図である。

【図５】本発明のフローチャート図である。

【図６】本発明のシステム構成図である。

【図７】本発明のフローチャート図である。

【図８】本発明のシステム構成図である。

【符号の説明】

１…デマンド制御装置、２…蓄電装置、３…蓄電池、４
…コンバータ、５…インバータ、６，７，８…スイッ
チ、９，１２…電圧センサー、１０，１３…電流センサ
ー、１１…マイクロコンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩尾 友紀 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 5B011 DA01 DA06 DB04 DB11 DC06 5G066 JA02 JA03 JA07 JB03 KA01 KA11 KD01 KD10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷設備の最大使用電力が前記負荷設備の
   契約電力を超える時、前記最大使用電力と前記契約電力
   の差以上の電力容量を有する蓄電装置を設けたことを特
   徴とする蓄電システム。
2. 【請求項２】負荷設備の最大使用電力が前記負荷設備の
   契約電力を超える時、特定の負荷機器における最大使用
   電力の合計値に相当する電力容量を有する蓄電装置を設
   けたことを特徴とする蓄電システム。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の蓄電システム
   において、前記蓄電装置により電力供給する時、瞬断を
   行う場合には、負荷設備の中でコンピュータ機器に関し
   ては供給電力を商用電源から蓄電装置に切換えないこと
   を特徴とした蓄電システム。