JP2002235977A - 蓄熱制御を利用したデマンド制御システム - Google Patents

蓄熱制御を利用したデマンド制御システム

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JP2002235977A
JP2002235977A JP2001030386A JP2001030386A JP2002235977A JP 2002235977 A JP2002235977 A JP 2002235977A JP 2001030386 A JP2001030386 A JP 2001030386A JP 2001030386 A JP2001030386 A JP 2001030386A JP 2002235977 A JP2002235977 A JP 2002235977A
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Katsuhiko Tsutsumi
勝彦 堤
Takeshi Nakayasu
斌 中安
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SANKI SERVICE KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷蔵倉庫において、使用電力を抑制しつつ、
収蔵物の品質劣化を確実に防止できるデマンド制御シス
テムを提供する。 【解決手段】 電力供給会社との電力料金契約単位の事
業所の予想デマンド電力が目標電力以下の時には設定温
度を昼間又は夜間の蓄熱温度に設定変更し、冷蔵倉庫及
び冷蔵物に最大限蓄熱する一方、予想デマンド電力が目
標電力を越える時には設定温度を高温の最優先制御温度
に設定変更し、冷蔵物の品質劣化を招来させることな
く、デマンド電力を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蓄熱制御を利用した
デマンド制御システムに関し、特に二律背反の関係にあ
るデマンド制御と蓄熱制御の両効果を勘案した最適な温
度制御を行うことができるようにしたシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、住居施設における空気調和装置の
普及に伴い、夏期の昼間には住居で冷房に使用される電
力が飛躍的に増大し、電力不足が大きな問題となってい
る。
【０００３】そこで、大容量の冷凍設備を使用する冷蔵
倉庫では電力使用量がピークに達する昼間において使用
電力を監視し、所定の電力を越えると、デマンド信号を
発して冷凍機の運転を停止しあるいは冷凍機の運転数を
削減する、いわゆるデマンド制御方式が採用されてい
る。
【０００４】しかし、単に電力使用量を監視して冷凍機
の運転をデマンド制御した場合、冷凍機の運転を一時停
止しあるいは運転数を一時削減すると、冷蔵倉庫内の温
度が冷蔵物の管理温度を越えて冷蔵物の品質が劣化する
ことが懸念されることから、昼間時間帯において冷蔵倉
庫内の温度を低く設定しておく必要があり、電力使用量
が逆に増加してしまうことがある。
【０００５】これに対し、時間帯別の電気負荷曲線、デ
マンド制御を開始する時刻、デマンド制御を実行する時
間等の制御データと、冷蔵倉庫内の温度や外気温等の環
境データとを記録し、それらのデータからデマンド制御
の開始時刻を予測し、予測した開始時刻よりも一定時間
前に冷蔵倉庫内の設定温度を低下させて冷蔵倉庫内を過
冷却にしおき、デマンド制御中における冷蔵倉庫内の温
度上昇を抑制する方法が提案されている（特許第２９１
３５８４号公報、参照）。
【０００６】また、冷蔵倉庫の冷凍システム全体の電力
使用量を監視し、使用電力が設定値を越えたときにデマ
ンド制御を開始するにあたり、冷蔵倉庫内の現在温度が
冷蔵物の品質劣化を招来しないような管理温度に上昇す
るまでの余裕度を求め、余裕のある冷蔵倉庫の冷凍機を
優先的に停止させるようにした方法も提案されている
（特開平１０−３３９５４６号公報、参照）。
【０００７】ところで、実際の冷蔵倉庫では入出庫され
る収蔵物の量は日毎に変化し、又一日について見ても庫
内温度は刻々変化するのが一般的である。また、冷蔵倉
庫内に冷蔵される品物も熱特性の異なるものが含まれ、
さらには収蔵方法によっても冷却される状況が異なって
いるのが実情である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、実際の冷
蔵倉庫の状況についてはあまり考慮されていない従来公
報記載のデマンド制御方法では、冷蔵物が温度上昇して
品質劣化を招来し、あるいは冷凍機のＯＮ・ＯＦＦ回数
が増加して結果的に電力使用量が増大することがあると
いう問題があった。
【０００９】本発明は、かかる状況に鑑み、デマンド制
御による冷蔵物の品質劣化のおそれを確実に防止しつ
つ、使用電力のピークを最小限に抑制できるようにした
デマンド制御システムを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る蓄
熱制御を利用したデマンド制御システムは、冷蔵倉庫の
使用電力が全使用電力の主たる部分を占める事業所にお
いて冷凍機の運転によって冷蔵倉庫を冷却し、冷蔵倉庫
が設定温度になるように、かつ上記事業所のデマンド電
力が目標電力を越えないように冷凍機の運転を制御する
ようにしたデマンド制御システムであって、上記冷蔵倉
庫内の設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度未満
の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度を
設定する温度設定手段と、上記冷凍機の運転によって予
想される上記事業所の予想デマンド電力が目標電力以下
でかつ設定温度が昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度を越え
る時には設定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設
定変更する一方、上記予想デマンド電力が目標電力を越
えかつ設定温度が高温の最優先制御温度未満の時には設
定温度を最優先制御温度に設定変更する設定温度変更手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】本発明の特徴の１つは冷凍機の運転によっ
て予想される事業所の予想デマンド電力が目標電力以下
の時には設定温度を低温の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温
度に設定変更するようにした点にある。これにより、昼
間及び夜間のいずれにおいても使用電力をむやみに増大
させることなく、冷蔵倉庫内の冷蔵物を可能な限り冷却
して蓄熱させ、かかる蓄熱を利用して冷蔵倉庫内の温度
上昇を抑制できる。その結果、全ての冷凍機が同時に連
続運転することなく蓄熱ができ、尚かつ、冷蔵倉庫内の
温度が不当に低下することも起こらない。
【００１２】また、本発明の他の特徴は予想デマンド電
力が目標電力を越える時には設定温度を高温の最優先制
御温度に設定変更するようにした点にある。これによ
り、冷蔵倉庫内の温度が冷蔵物の品質劣化を招来する最
優先制御温度を越えることがないので、冷蔵物の品質劣
化が発生することはなく、又冷蔵倉庫内が昼間蓄熱温度
又は夜間蓄熱温度に比して高温の最優先制御温度になる
ように冷凍機を運転すればよいので、全ての冷凍機が同
時に連続運転することがなくなり、その結果、電力の集
中使用がなくなり、電力使用の平準化ができ、尚かつ、
冷蔵倉庫内の温度が不当に上昇することも防止できる。
【００１３】ここで、「事業所」とは事業形態に関係な
く、電力供給会社との間で締結する電力料金契約の単位
としての事業所や企業をいい、請求の範囲では単に「事
業所」と記載している。また、事業所とは冷蔵倉庫の使
用電力が全使用電力の主たる部分（デマンド電力に影響
を与えるという意味での主たる部分をいう）、例えば多
くの部分を占める事業所や企業等を意味する。
【００１４】ところで、蓄熱制御を行わない場合には使
用電力のピークはもっぱら昼間に生じるが、夜間蓄熱制
御を行うと、使用電力のピークはもっぱら夜間に生じる
ことになり、デマンド制御の効果と蓄熱制御による効果
は二律相反（トレードオフ）の関係となる。そこで、本
発明では昼間蓄熱温度とより低温の夜間蓄熱温度を設定
し、デマンド制御と蓄熱制御の両効果を勘案した最適な
温度制御を行うようにしており、これにより、より多く
の経済的効果を得られることが期待される。
【００１５】本例のシステムは１つの冷蔵倉庫の運転に
適用してもよいが、複数の冷蔵倉庫の運転に適用する
と、その効果が大きい。即ち、設定温度変更手段は、冷
凍機の運転によって予想される事業所の予想デマンド電
力が目標電力以下の時には設定温度が昼間蓄熱温度又は
夜間蓄熱温度を越える冷蔵倉庫のうち、最小蓄熱量の冷
蔵倉庫の設定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設
定変更する一方、予想デマンド電力が目標電力を越える
時には設定温度が最優先制御温度未満の冷蔵倉庫のうち
最大蓄熱量の冷蔵倉庫の設定温度を最優先制御温度に設
定変更するように構成するのがよい。
【００１６】本発明の考え方は冷房装置等の他の冷却シ
ステムの運転、暖房装置等の加熱システムの運転、空気
調和装置等の加熱・冷却システムの運転にも適用でき、
電力の平準化に優れたデマンド制御システムを提供でき
る。
【００１７】本発明に係るデマンド制御システムは、被
制御対象の使用電力が全使用電力の主たる部分を占める
事業所において加熱・冷却機の運転によって被制御対象
を加熱し冷却し、被制御対象が設定温度になるように、
かつ上記事業所のデマンド電力が目標電力を越えないよ
うに加熱・冷却機の運転を制御するようにしたデマンド
制御システムであって、加熱時における上記被制御対象
の設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度を越える
昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度を越える夜間蓄熱温度を
設定するとともに、冷却時における上記被制御対象の設
定温度、最優先制御温度、最優先制御温度未満の昼間蓄
熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度を設定する
温度設定手段と、上記加熱・冷却機の加熱運転によって
予想される上記事業所の予想デマンド電力が目標電力以
下でかつ設定温度が高温の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温
度未満の時には設定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温
度に設定変更し、上記予想デマンド電力が目標電力を越
えかつ設定温度が低温の最優先制御温度を越える時には
目標温度を最優先制御温度に設定変更する一方、上記加
熱・冷却機の冷却運転によって予想される上記事業所の
予想デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が低温
の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度を越える時には設定温
度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更し、上記
予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温度が高温
の最優先制御温度未満の時には設定温度を高温の最優先
制御温度に設定変更する設定温度変更手段と、を備えた
ことを特徴とする。
【００１８】また、本発明に係るデマンド制御システム
は、被制御対象の使用電力が全使用電力の主たる部分を
占める事業所において加熱機の加熱運転によって被制御
対象を加熱し、被制御対象が設定温度になるように、か
つ上記事業所のデマンド電力が目標電力を越えないよう
に加熱機の運転を制御するようにしたデマンド制御シス
テムであって、上記被制御対象の設定温度、最優先制御
温度、最優先制御温度を越える昼間蓄熱温度及び昼間蓄
熱温度を越える夜間蓄熱温度を設定する温度設定手段
と、上記加熱機の加熱運転によって予想される上記事業
所の予想デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が
高温の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度未満の時には設定
温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更する一
方、上記予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温
度が低温の最優先制御温度を越える時には目標温度を最
優先制御温度に設定変更する設定温度変更手段と、を備
えたことを特徴とする。
【００１９】さらに、本発明に係るデマンド制御システ
ムは、被制御対象の使用電力が全使用電力の主たる部分
を占める事業所において冷却機の運転によって被制御対
象を冷却し、被制御対象が設定温度になるように、かつ
上記事業所のデマンド電力が目標電力を越えないように
冷却機の運転を制御するようにしたデマンド制御システ
ムであって、上記被制御対象の設定温度、最優先制御温
度、最優先制御温度未満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温
度未満の夜間蓄熱温度を設定する温度設定手段と、上記
冷却機の冷却運転によって予想される上記事業所の予想
デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が低温の昼
間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度を越える時には設定温度を
昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更する一方、上
記予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温度が高
温の最優先制御温度未満の時には設定温度を最優先制御
温度に設定変更する設定温度変更手段と、を備えたこと
を特徴とする。
【００２０】ところで、上述のシステムにおいて、最優
先制御温度は冷蔵倉庫の場合には冷蔵物の品質劣化の温
度から決定することができ、又冷房装置、暖房装置ある
いは空気調和装置の場合には快適さの損なわれる温度か
ら決定することができる。他方、目標電力及び昼間温度
蓄熱温度や夜間蓄熱温度は電力平準化運転に密接に関係
し、正確に予想し設定するのが重要である。そこで、上
述の電力平準化運転のシミュレーションを行って目標電
力や昼間蓄熱温度や夜間蓄熱温度を求めるようにするの
がよく、本発明によれば上述の蓄熱制御を利用したデマ
ンド制御システムに最適な熱モデルシミュレーション装
置を提供することができる。
【００２１】即ち、本発明に係る熱モデルシミュレーシ
ョン装置は、運転設備モデルの運転によって蓄熱モデル
を加熱又は冷却し、蓄熱モデルが設定温度になるよう
に、かつ運転設備モデルの予想デマンド電力が目標電力
を越えないように運転設備モデルの運転を制御するよう
にした熱モデルにおいて、上記運転設備モデルの加熱又
は冷却能力、上記運転設備モデルの運転に必要な所要電
力、上記蓄熱モデルの蓄熱特性、上記蓄熱モデルの蓄熱
量に影響する蓄熱モデル構成要素の数とその数の変化、
外気温度、上記蓄熱モデルの設定温度及び上記運転設備
モデルのデマンド目標電力を含む熱パラメータを入力す
るパラメータ入力手段と、上記入力された熱パラメータ
によって与えられる条件の下で上記運転設備モデルの運
転及び制御をシミュレートし、上記蓄熱モデルの温度及
び上記運転設備モデルの予想デマンド電力を求めるシミ
ュレーション手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】蓄熱モデルの温度及び運転設備モデルの使
用電力は一日平均の値を求めるようにしてもよいが、上
述のデマンド制御システムに適用する場合にはより的確
な結果を得られる、蓄熱モデルの温度の時間的変化及び
運転設備モデルの使用電力の時間的変化を求めるように
するのがよい。即ち、シミュレーション手段は、蓄熱モ
デルの１日当たりの平均温度及び運転設備モデルの１日
当たりの平均使用電力を求めるようになしてもよいが、
蓄熱モデルの温度の時間的変化及び運転設備モデルの使
用電力の時間的変化を求めるようになすのがよい。
【００２３】このシミュレーションによって得られる制
御対象の設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度未
満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度
及び目標電力は上述のデマンド制御システムに手作業に
よって入力してもよく、又自動的に入力するようにして
もよい。
【００２４】熱モデルシミュレーション装置を冷蔵倉庫
のデマンド制御システムに適用する場合、蓄熱モデルは
冷却によって蓄熱され得る冷蔵物を収蔵する冷蔵倉庫に
相当し、運転設備モデルは冷蔵倉庫内を冷却する冷凍機
及び該冷凍機を運転する運転コントローラに相当する。
また、複数の冷蔵倉庫を制御する電力平準化運転システ
ムに適用する場合、蓄熱モデルは各々が複数の冷凍機に
よって冷却される複数の冷蔵倉庫に相当し、運転設備モ
デルは複数の各冷蔵倉庫の複数の冷凍機及び該冷凍機を
運転する運転コントローラに相当する。
【００２５】シミュレーションは適用すべきデマンド制
御システムの運転を想定して行うが、本発明に係るデマ
ンド制御システムに適用する場合には次のようにシミュ
レーションする。
【００２６】即ち、蓄熱モデルを運転設備モデルによっ
て加熱され冷却されるモデルの場合、パラメータ入力手
段が加熱時における蓄熱モデルの設定温度、最優先制御
温度、最優先制御温度を越える昼間蓄熱温度及び昼間蓄
熱温度を越える夜間蓄熱温度、冷却時における蓄熱モデ
ルの設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度未満の
昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度を入
力し得るように構成し、シミュレーション手段は、蓄熱
モデルが設定温度になるように、かつ運転設備モデルの
予想デマンド電力が目標電力を越えないように運転設備
モデルの加熱運転及び冷却運転を制御し、その際に運転
設備モデルの加熱運転によって予想される事業所の予想
デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が高温の昼
間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度未満の時には設定温度を昼
間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更し、予想デマン
ド電力が目標電力を越えかつ設定温度が低温の最優先制
御温度を越える時には設定温度を最優先制御温度に設定
変更するように構成する一方、運転設備モデルの冷却運
転によって予想される事業所の予想デマンド電力が目標
電力以下でかつ設定温度が低温の昼間蓄熱温度又は夜間
蓄熱温度を越える時には設定温度を昼間蓄熱温度又は夜
間蓄熱温度に設定変更し、予想デマンド電力が目標電力
を越えかつ設定温度が高温の最優先制御温度未満の時に
は設定温度を最優先制御温度に設定変更するように構成
するのがよい。
【００２７】また、蓄熱モデルが運転設備モデルによっ
て加熱されるモデルの場合、パラメータ入力手段は蓄熱
モデルの設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度を
越える昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度を越える夜間蓄熱
温度を入力し得るように構成する一方、シミュレーショ
ン手段は、蓄熱モデルが設定温度になるように運転設備
モデルの加熱運転を制御する一方、運転設備モデルの予
想デマンド電力が目標電力を越えないように上記加熱運
転をデマンド制御し、その際に運転設備モデルの加熱運
転によって予想される予想デマンド電力が目標電力以下
でかつ設定温度が高温の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度
未満の時には設定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度
に設定変更する一方、予想デマンド電力が目標電力を越
えかつ設定温度が低温の最優先制御温度を越える時には
設定温度を最優先制御温度に設定変更するように構成す
るのがよい。
【００２８】また、蓄熱モデルが運転設備モデルによっ
て冷却されるモデルの場合、パラメータ入力手段は蓄熱
モデルの設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度未
満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度
を入力し得るように構成する一方、シミュレーション手
段は、蓄熱モデルが設定温度になるように運転設備モデ
ルの冷却運転を制御する一方、運転設備モデルの予想デ
マンド電力が目標電力を越えないようにデマンド制御
し、その際に運転設備モデルの冷却運転によって予想さ
れる予想デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が
低温の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度を越える時には設
定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更する
一方、予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温度
が高温の最優先制御温度未満の時には設定温度を最優先
制御温度に設定変更するように構成するのがよい。
【００２９】複数の冷蔵倉庫の運転をシミュレートする
場合、シミュレーション手段は、運転設備モデルの運転
によって予想される予想デマンド電力が目標電力以下の
時には最小蓄熱量の冷蔵倉庫の設定温度を昼間蓄熱温度
又は夜間蓄熱温度に設定変更する一方、予想デマンド電
力が目標電力を越える時には最大蓄熱量の冷蔵倉庫の設
定温度を最優先制御温度に設定変更するように構成され
るのがよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体例に基づいて
詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係る蓄熱制御
を利用したデマンド制御システムの好ましい実施形態を
示し、これは冷蔵倉庫の電力平準化運転システムに適用
した例である。本例のシステムにおいて、複数の各冷蔵
倉庫１０・・・には複数の冷凍機２０・・・が設けら
れ、各冷凍機２０には複数の室内冷却器が設けられ、又
複数の各冷蔵倉庫１０内には複数の温度センサ２１・・
・が配設されている。
【００３１】複数の冷凍機２０・・・は冷蔵倉庫１０毎
に運転コントローラ３０によって運転を制御されるよう
になっている。この運転コントローラ３０は基本的には
温度センサ２１・・・の信号を受け、各冷蔵倉庫１０・
・・の温度ｔr が設定温度ｔs となるように冷凍機２０
・・・の運転をフィードバック制御（オンオフ制御で
も、ＰＩＤ制御などの連続制御でもよい）する一方、冷
凍機２０・・・、電灯、ファン動力等の冷蔵倉庫１０・
・・の電気設備を含む当該事業所の全電気設備の使用電
力（全使用電力）Ｄを監視する電力計５０の信号を受
け、予想デマンド電力Ｄe が目標電力Ｄt を越えないよ
うにデマンド制御を行うようになっている。
【００３２】さらに、運転コントローラ３０には設定温
度ｔs 、最優先制御温度ｔu 、蓄熱温度ｔa （昼間蓄熱
温度ｔc ＞夜間蓄熱温度ｔl ）を設定する設定機構（温
度設定手段）、及びデマンド制御のための目標電力Ｄt
を設定する設定機構が設けられている。
【００３３】運転コントローラ３０は設定温度ｔs を昼
間には昼間蓄熱温度ｔa(＝ｔc)に、夜間には夜間蓄熱温
度ｔa(＝ｔl)に設定し、昼間及び夜間において予想デマ
ンド電力Ｄe が目標電力Ｄt 以下の時には最小蓄熱量の
冷蔵倉庫１０・・・のうち、設定温度ｔs が低温の昼間
蓄熱温度又は昼間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度ｔa を越
える冷蔵倉庫１０の設定温度ｔs を昼間蓄熱温度又は昼
間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度ｔa に設定変更する一
方、予想電力Ｄe が目標電力Ｄt を越える時には最大蓄
熱量の冷蔵倉庫１０・・・のうち、設定温度ｔs が高温
の最優先制御温度ｔu 未満の冷蔵倉庫１０の設定温度ｔ
s を高温の最優先制御温度ｔu に設定変更するように構
成されている。
【００３４】また、運転コントローラ３０には熱モデル
シミュレーション装置４０の信号が入力されている。こ
の熱モデルシミュレーション装置４０は本例の冷蔵倉庫
の制御を想定した熱モデル、即ち冷凍機２０・・・及び
運転コントローラ３０に相当する運転設備モデルの運転
によって冷蔵倉庫１０・・・に相当する蓄熱モデルを冷
却し、蓄熱モデルが設定温度になるように運転設備モデ
ルの運転を制御する一方、運転設備モデルの予想デマン
ド電力が目標電力を越えないように運転設備モデルの運
転を制御するようにした熱モデルにおける運転設備モデ
ルの運転及びデマンド制御をシミュレートするように設
定されている。
【００３５】この熱モデルシミュレーション装置４０に
は熱パラメータを設定して入力するパラメータ入力部
（パラメータ入力手段）が設けられ、熱モデルシミュレ
ーション装置（シミュレーション手段）４０は入力され
た熱パラメータによって与えられる条件の下で運転設備
モデルの運転及びデマンド制御をシミュレートし、蓄熱
モデルの温度の時間的変化及び運転設備モデルの使用電
力の時間的変化をシミュレーションして、最適の目標電
力及び各設定温度を求め、運転コントローラ３０に与え
るようになっている。
【００３６】なお、使用電力、予想デマンド電力Ｄe 及
び蓄熱モデルの温度の時間的変化は熱モデルシミュレー
ション装置の表示画面に表示され、最適の目標電力及び
各設定温度を求める参考となるようになっている。
【００３７】この運転設備モデルの運転及びデマンド制
御のシミュレートは具体的には本例の運転コントローラ
３０の動作を想定したシミュレーション、即ち蓄熱モデ
ルが設定温度になるように運転設備モデルの運転を制御
する一方、運転設備モデルの予想デマンド電力が目標電
力を越えないようにデマンド制御し、その際に運転設備
モデルの冷却運転によって予想される予想デマンド電力
が目標電力以下でかつ設定温度が低温の昼間蓄熱温度又
は夜間蓄熱温度を越える時には設定温度を昼間蓄熱温度
又は夜間蓄熱温度に設定変更する一方、予想デマンド電
力が目標電力を越えかつ設定温度が高温の最優先制御温
度未満の時には設定温度を最優先制御温度に設定変更す
るというシミュレーションを行う。
【００３８】ここで、熱パラメータには、運転設備モデ
ルの冷却能力（例えば、冷凍機の凝縮温度、等）、運転
設備モデル（附属電気設備）の運転に必要な所要電力、
蓄熱モデルの蓄熱特性（例えば、冷蔵倉庫の外壁からの
侵入熱量、冷蔵物を冷却する熱量、ファン動力による熱
損失、入出庫作業に関する熱損失、等）、蓄熱モデルの
蓄熱量に影響する蓄熱モデル構成要素（例えば、冷蔵
物）の在庫数とその入出庫数、外気温度、蓄熱モデルの
設定温度及びデマンド制御の目標電力が挙げられる。
【００３９】冷蔵倉庫１０・・・を運転する場合、まず
蓄熱モデルシミュレーション装置４０によって運転をシ
ミュレーションする。即ち、冷蔵倉庫１０・・・を運転
した際の過去１年程度の電力、外気温度、入出庫及び在
庫量等の各種データを予め熱モデルシミュレーション装
置４０に蓄積しておき、例えば翌日の運転のシミュレー
ションを行う場合には翌日の冷蔵倉庫１０・・・の設定
温度、翌日に予定されている在庫数、入出庫数及び入出
庫時刻、想定される外気温度等、各種データを熱モデル
シミュレーション装置４０に入力し、運転設備モデルの
運転及びデマンド制御をシミュレーシンさせる。
【００４０】シミュレーションの結果は図３に示される
ような使用電力の時間的変化及び各冷蔵倉庫１０・・・
の温度変化として表示画面に表示される。ここで、図３
は夏期において蓄熱制御を行なわなかった場合（上段の
グラフ）と蓄熱制御を行った場合（下段のグラフ）とを
比較して示している。図３において、ａはデマンド電
力、即ち、３０分毎の使用電力量の平均値（０〜１００
％）、ｂは予想デマンド電力、つまり、１０秒毎に予測
したデマンド電力（０〜１００％、予想デマンド電力Ｄ
e に相当) 、ｃは温度センサ２１の検出温度、ｄは代表
的な冷蔵倉庫１基分の電力（０〜１００％）、ｅは外気
温度（０〜５０°ｃ）である。
【００４１】所望のシミュレーション結果が得られない
場合にはシミュレーションの常套手段である試行錯誤
（トライアンドエラー）を行う。即ち、各設定温度や目
標電力を変更してシミュレーションを行う。これによ
り、どの程度の設定温度、蓄熱温度及び目標電力にすれ
ばよいか分かる。
【００４２】冷蔵倉庫１０・・・の運転を開始する場
合、前日の夜間から運転を開始し、在庫物に蓄熱するこ
とから始める。即ち、運転コントローラ３０に設定温度
ｔs を設定し、運転コントローラ３０を作動させると、
運転コントローラ３０が複数の各冷蔵倉庫１０・・・の
温度センサ２１・・・の信号、電力計５０の信号、蓄熱
モデルシミュレーション装置４０の信号を読み込む。蓄
熱モデルシミュレーション装置４０の信号に関連する値
は手作業で運転コントローラ３０に設定してもよい。
【００４３】運転コントローラ３０ではまず現在の時刻
が昼間なのか夜間なのかが判定される（ステップＳ１
０）。夜間に運転を開始するので、蓄熱温度ｔa が夜間
蓄熱温度ｔl に設定され（ステップＳ１１）、設定温度
ｔs が蓄熱温度ｔa 未満か否かが判定される（ステップ
Ｓ１３）。未満の場合には設定温度ｔs を蓄熱温度ｔa
に設定するが（ステップＳ１４）、これは夜間から昼間
になる時点に夜間蓄熱温度ｔｌになっている設定温度ｔ
s を、昼間蓄熱温度ｔｃに設定変更するものであり、夜
間から昼間になる時点以外はそのまま次のステップに進
む。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理は全てのデマ
ンド制御対象設備の全ての設定温度に対して行う。即
ち、最優先制御温度ｔｕ、昼間蓄熱温度ｔｃ、夜間蓄熱
温度ｔｌは全てのデマンド制御対象設備の全ての設定温
度ｔｓ毎に個々に行えるものである。
【００４４】次に、冷凍機２１・・・の運転によって予
想される事業所の予想デマンド電力Ｄe が目標電力Ｄt
を越えるか否かが判定され（ステップＳ１５）、越えな
い場合には事業所のデマンド余裕（ΔＤ＝Ｄt-Ｄe ）が
各冷蔵倉庫１０・・・の各冷凍機の所要電力と安全係数
とを乗算した値Ｐｋを越えるか否かが判定される（ステ
ップＳ２０）。これはデマンド制御のハンチングが起こ
るか否かを判定するもので、越える場合にはデマンド制
御のハンチングが起こらない。
【００４５】デマンド余裕がＰｋを越える場合、各設備
毎に設定温度ｔs が蓄熱温度ｔa を越える温度であるか
否かが判定される（ステップＳ２１）。運転を開始した
当初は越える温度であるので、各冷蔵倉庫１０・・・の
蓄熱量が演算され、蓄熱量が最小蓄熱量か否かが判定さ
れる（ステップＳ２２）。
【００４６】運転を開始した当初はほぼ全ての冷蔵倉庫
１０・・・の蓄熱量が最小蓄熱量であるので、全ての冷
蔵倉庫１０について設定温度ｔs が蓄熱温度ｔa に設定
変更され（ステップＳ２３）、冷凍機２１・・・のフィ
ードバック制御が行われ（ステップＳ１９）、冷蔵倉庫
１０内の在庫物（冷蔵倉庫の壁、床、柱などを含む）に
十分に蓄熱する。
【００４７】こうして冷凍機２１・・・を運転する際
に、デマンド電力Ｄe が目標電力Ｄtを越えると、各冷
蔵倉庫１０・・・について設定温度ｔs が最優先制御温
度ｔu未満か否かが判定される（ステップＳ１６）。運
転の開始直後には設定温度ｔsは最優先制御温度ｔu 未
満であるので、各冷蔵倉庫１０についてはその蓄熱量が
演算され、最大蓄熱量の１又は複数の冷蔵倉庫１０・・
・の設定温度ｔs が最優先制御温度ｔu に設定変更され
（ステップＳ１８）、冷凍機２０・・・のフィードバッ
ク制御が行われる（ステップＳ１９）。
【００４８】これにより、蓄熱量の多い冷蔵倉庫１０・
・・については在庫物を品質劣化させない程度の高温の
設定温度ｔs （優先制御温度ｔu ）に制御されるので、
使用電力は少なくなる。他の冷蔵倉庫１０・・・につい
ては低温の設定温度ｔs に制御されるので、在庫物に対
する蓄熱が継続される。
【００４９】また、設定温度ｔs を優先制御温度ｔu に
変更して冷凍機２１・・・を制御し、予想デマンド電力
Ｄe が目標電力Ｄt 以下になると、最小蓄熱量の１又は
複数の冷蔵倉庫１０について設定温度ｔs が蓄熱温度ｔ
a に設定変更され（ステップＳ２０〜Ｓ２３）、冷凍機
２１・・・のフィードバック制御が行われ（ステップＳ
１９）、冷蔵倉庫１０内の在庫物が蓄熱される。
【００５０】こうして夜間の運転を行って時間が経過
し、昼間になると、蓄熱温度ｔa が夜間よりも高い昼間
蓄熱温度ｔc に切り換えられ（ステップＳ１２）、夜間
の場合と同様に、設定温度ｔs の設定変更及び冷凍機２
０・・・のフィードバック制御が行われる。
【００５１】従って、昼間においても最適な冷凍機２０
・・・のフィードバック制御によって蓄熱が行われ、冷
蔵倉庫１０・・・内の在庫物は最大限まで冷却されて蓄
熱されることとなる。
【００５２】なお、フィードバック制御及びデマンド制
御の詳細は公知の技術と同様であるので、その説明は省
略する。
【００５３】また、本例では夜間と昼間とで蓄熱温度ｔ
a を夜間蓄熱温度ｔl と昼間蓄熱温度ｔc とに設定変更
しているが（ステップＳ１０〜Ｓ１２）、昼間から夜間
になった時点で昼間蓄熱温度ｔc になっている設定温度
ｔs を夜間蓄熱温度ｔl に一斉に変更する処理を行って
いない。これは一斉に変更した瞬間にピーク電力を生じ
るおそれがあるからである。従って、一斉変更時におけ
るピーク電力が懸念されないような場合には上述の一斉
変更の処理を行うこともできる。
【００５４】また、本例では冷蔵倉庫の電力平準化運転
システムに適用した例を示したが、他の冷却を行う蓄熱
設備モデルにも適用でき、又加熱を行う蓄熱設備モデル
にも同様に適用できる。後者の蓄熱設備モデルの場合、
最優先制御温度、昼間蓄熱温度及び夜間蓄熱温度の関係
が本例とは逆になるだけであり、本例から容易に理解で
きるので、その詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る冷蔵倉庫の電力平準化運転シス
テムの好ましい実施形態を示す全体構成図である。
【図２】 上記実施形態における制御処理のフローチャ
ート図である。
【図３】 上記実施形態におけるシミュレーション結果
の１例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 冷蔵倉庫 ２０ 冷凍機 ２１ 温度センサ ３０ 運転コントローラ ４０ 蓄熱モデルシミュレーション装置 ５０ 電力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L045 AA02 AA03 BA01 BA10 CA02 DA01 LA05 LA12 MA02 MA20 PA01 PA02 PA03 5G066 KA01 KA12 KB01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷蔵倉庫の使用電力が全使用電力の主た
    る部分を占める事業所において冷凍機の運転によって冷
    蔵倉庫を冷却し、冷蔵倉庫が設定温度になるように、か
    つ上記事業所のデマンド電力が目標電力を越えないよう
    に冷凍機の運転を制御するようにしたデマンド制御シス
    テムであって、 上記冷蔵倉庫内の設定温度、最優先制御温度、最優先制
    御温度未満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間
    蓄熱温度を設定する温度設定手段と、 上記冷凍機の運転によって予想される上記事業所の予想
    デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が昼間蓄熱
    温度又は夜間蓄熱温度を越える時には設定温度を昼間蓄
    熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更する一方、上記予想
    デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温度が高温の最
    優先制御温度未満の時には設定温度を最優先制御温度に
    設定変更する設定温度変更手段と、を備えたことを特徴
    とする蓄熱制御を利用したデマンド制御システム。
  2. 【請求項２】 上記設定温度変更手段は、上記冷凍機の
    運転によって予想される上記事業所の予想デマンド電力
    が目標電力以下の時には設定温度が昼間蓄熱温度又は夜
    間蓄熱温度を越える冷蔵倉庫のうち、最小畜熱量の冷蔵
    倉庫の設定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定
    変更する一方、上記予想デマンド電力が目標電力を越え
    る時には設定温度が最優先制御温度未満の冷蔵倉庫のう
    ち、最大蓄熱量の冷蔵倉庫の設定温度を最優先制御温度
    に設定変更するようになした請求項１記載の蓄熱制御を
    利用したデマンド制御システム。
  3. 【請求項３】 被制御対象の使用電力が全使用電力の主
    たる部分を占める事業所において加熱・冷却機の運転に
    よって被制御対象を加熱し冷却し、被制御対象が設定温
    度になるように、かつ上記事業所のデマンド電力が目標
    電力を越えないように加熱・冷却機の運転を制御するよ
    うにしたデマンド制御システムであって、 加熱時における上記被制御対象の設定温度、最優先制御
    温度、最優先制御温度を越える昼間蓄熱温度及び昼間蓄
    熱温度を越える夜間蓄熱温度を設定するとともに、冷却
    時における上記被制御対象の設定温度、最優先制御温
    度、最優先制御温度未満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温
    度未満の夜間蓄熱温度を設定する温度設定手段と、 上記加熱・冷却機の加熱運転によって予想される上記事
    業所の予想デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度
    が高温の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度未満の時には設
    定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更し、
    上記予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温度が
    低温の最優先制御温度を越える時には目標温度を最優先
    制御温度に設定変更する一方、上記加熱・冷却機の冷却
    運転によって予想される上記事業所の予想デマンド電力
    が目標電力以下でかつ設定温度が低温の昼間蓄熱温度又
    は夜間蓄熱温度を越える時には設定温度を昼間蓄熱温度
    又は夜間蓄熱温度に設定変更し、上記予想デマンド電力
    が目標電力を越えかつ設定温度が高温の最優先制御温度
    未満の時には設定温度を高温の最優先制御温度に設定変
    更する設定温度変更手段と、を備えたことを特徴とする
    蓄熱制御を利用したデマンド制御システム。
  4. 【請求項４】 被制御対象の使用電力が全使用電力の主
    たる部分を占める事業所において加熱機の加熱運転によ
    って被制御対象を加熱し、被制御対象が設定温度になる
    ように、かつ上記事業所のデマンド電力が目標電力を越
    えないように加熱機の運転を制御するようにしたデマン
    ド制御システムであって、 上記被制御対象の設定温度、最優先制御温度、最優先制
    御温度を越える昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度を越える
    夜間蓄熱温度を設定する温度設定手段と、 上記加熱機の加熱運転によって予想される上記事業所の
    予想デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が高温
    の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度未満の時には設定温度
    を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更する一方、
    上記予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温度が
    低温の最優先制御温度を越える時には目標温度を最優先
    制御温度に設定変更する設定温度変更手段と、を備えた
    ことを特徴とする蓄熱制御を利用したデマンド制御シス
    テム。
  5. 【請求項５】 被制御対象の使用電力が全使用電力の主
    たる部分を占める事業所において冷却機の運転によって
    被制御対象を冷却し、被制御対象が設定温度になるよう
    に、かつ上記事業所のデマンド電力が目標電力を越えな
    いように冷却機の運転を制御するようにしたデマンド制
    御システムであって、 上記被制御対象の設定温度、最優先制御温度、最優先制
    御温度未満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未満の夜間
    蓄熱温度を設定する温度設定手段と、 上記冷却機の冷却運転によって予想される上記事業所の
    予想デマンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が低温
    の昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度を越える時には設定温
    度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更する一
    方、上記予想デマンド電力が目標電力を越えかつ設定温
    度が高温の最優先制御温度未満の時には設定温度を最優
    先制御温度に設定変更する設定温度変更手段と、を備え
    たことを特徴とする蓄熱制御を利用したデマンド制御シ
    ステム。
  6. 【請求項６】 運転設備モデルの運転によって蓄熱モデ
    ルを加熱又は冷却し、蓄熱モデルが設定温度になるよう
    に、かつ運転設備モデルの予想デマンド電力が目標電力
    を越えないように運転設備モデルの運転を制御するよう
    にした熱モデルにおいて、 上記運転設備モデルの加熱又は冷却能力、上記運転設備
    モデルの運転に必要な所要電力、上記蓄熱モデルの蓄熱
    特性、上記蓄熱モデルの蓄熱量に影響する蓄熱モデル構
    成要素の数とその数の変化、外気温度、上記蓄熱モデル
    の設定温度及び上記運転設備モデルのデマンド目標電力
    を含む熱パラメータを入力するパラメータ入力手段と、 上記入力された熱パラメータによって与えられる条件の
    下で上記運転設備モデルの運転及び制御をシミュレート
    し、上記蓄熱モデルの温度及び上記運転設備モデルの予
    想デマンド電力を求めるシミュレーション手段と、を備
    えたことを特徴とする熱モデルシミュレーション装置。
  7. 【請求項７】 上記シミュレーション手段が、上記蓄熱
    モデルの温度の時間的変化及び上記運転設備モデルの使
    用電力の時間的変化を求めるようになした請求項６記載
    の熱モデルシミュレーション装置。
  8. 【請求項８】 上記シミュレーション手段が、上記蓄熱
    モデルの１日当たりの平均温度及び上記運転設備モデル
    の１日当たりの平均使用電力を求めるようになした請求
    項６記載の熱モデルシミュレーション装置。
  9. 【請求項９】 上記蓄熱モデルが冷却によって蓄熱され
    得る冷蔵物を収蔵する冷蔵倉庫であり、上記運転設備モ
    デルが上記冷蔵倉庫内を冷却する冷凍機及び該冷凍機を
    運転する運転コントローラである請求項６ないし８のい
    ずれかに記載の熱モデルシミュレーション装置。
  10. 【請求項１０】 上記蓄熱モデルは各々が複数の冷凍機
    によって冷却される複数の冷蔵倉庫であり、上記運転設
    備モデルが上記複数の各冷蔵倉庫の複数の冷凍機及び該
    冷凍機を運転する運転コントローラである請求項６ない
    し８のいずれかに記載の熱モデルシミュレーション装
    置。
  11. 【請求項１１】 上記蓄熱モデルが上記運転設備モデル
    によって加熱され冷却されるモデルであり、 上記パラメータ入力手段が加熱時における蓄熱モデルの
    設定温度、最優先制御温度、最優先制御温度を越える昼
    間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度を越える夜間蓄熱温度、冷
    却時における蓄熱モデルの設定温度、最優先制御温度、
    最優先制御温度未満の昼間蓄熱温度及び昼間蓄熱温度未
    満の夜間蓄熱温度を入力し得るように構成され、 上記シミュレーション手段は、上記蓄熱モデルが設定温
    度になるように、かつ上記運転設備モデルの予想デマン
    ド電力が目標電力を越えないように上記運転設備モデル
    の加熱運転及び冷却運転を制御し、その際に上記運転設
    備モデルの加熱運転によって予想される事業所の予想デ
    マンド電力が目標電力以下でかつ設定温度が高温の昼間
    蓄熱温度又は夜間蓄熱温度未満の時には設定温度を昼間
    蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更し、上記予想デマ
    ンド電力が目標電力を越えかつ設定温度が低温の最優先
    制御温度を越える時には設定温度を最優先制御温度に設
    定変更するように構成されている一方、上記運転設備モ
    デルの冷却運転によって予想される事業所の予想デマン
    ド電力が目標電力以下でかつ設定温度が低温の昼間蓄熱
    温度又は夜間蓄熱温度を越える時には設定温度を昼間蓄
    熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更し、上記予想デマン
    ド電力が目標電力を越えかつ設定温度が高温の最優先制
    御温度未満の時には設定温度を最優先制御温度に設定変
    更するように構成されている請求項６ないし８のいずれ
    かに記載の熱モデルシミュレーション装置。
  12. 【請求項１２】 上記蓄熱モデルが上記運転設備モデル
    によって加熱されるモデルであり、 上記パラメータ入力手段が蓄熱モデルの設定温度、最優
    先制御温度、最優先制御温度を越える昼間蓄熱温度及び
    昼間蓄熱温度を越える夜間蓄熱温度を入力し得るように
    構成され、 上記シミュレーション手段は、上記蓄熱モデルが設定温
    度になるように、かつ上記運転設備モデルの予想デマン
    ド電力が目標電力を越えないように上記運転設備モデル
    の加熱運転を制御し、その際に上記運転設備モデルの加
    熱運転によって予想される事業所の予想デマンド電力が
    目標電力以下でかつ設定温度が高温の昼間蓄熱温度又は
    夜間蓄熱温度未満の時には設定温度を昼間蓄熱温度又は
    夜間蓄熱温度に設定変更する一方、上記予想デマンド電
    力が目標電力を越えかつ設定温度が低温の最優先制御温
    度を越える時には設定温度を最優先制御温度に設定変更
    するように構成されている請求項６ないし８のいずれか
    に記載の熱モデルシミュレーション装置。
  13. 【請求項１３】 上記蓄熱モデルが上記運転設備モデル
    によって冷却されるモデルであり、 上記パラメータ入力手段が蓄熱モデルの設定温度、最優
    先制御温度、最優先制御温度未満の昼間蓄熱温度及び昼
    間蓄熱温度未満の夜間蓄熱温度を入力し得るように構成
    され、 上記シミュレーション手段は、上記蓄熱モデルが設定温
    度になるように、かつ上記運転設備モデルの予想デマン
    ド電力が目標電力を越えないように上記運転設備モデル
    の冷却運転を制御し、その際に上記運転設備モデルの冷
    却運転によって予想される事業所の予想デマンド電力が
    目標電力以下でかつ設定温度が低温の昼間蓄熱温度又は
    夜間蓄熱温度を越える時には設定温度を昼間蓄熱温度又
    は夜間蓄熱温度に設定変更する一方、上記予想デマンド
    電力が目標電力を越えかつ設定温度が高温の最優先制御
    温度未満の時には設定温度を最優先制御温度に設定変更
    するように構成されている請求項６ないし１０のいずれ
    かに記載の熱モデルシミュレーション装置。
  14. 【請求項１４】 上記運転設備モデルが複数の冷蔵倉庫
    であり、 上記シミュレーション手段は、上記運転設備モデルの運
    転によって予想される事業所の予想デマンド電力が目標
    電力以下の時には設定温度が昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱
    温度を越える冷蔵倉庫のうち、最小蓄熱量の冷蔵倉庫の
    設定温度を昼間蓄熱温度又は夜間蓄熱温度に設定変更す
    る一方、上記予想デマンド電力が目標電力を越える時に
    は設定温度が最優先制御温度未満の冷蔵倉庫のうち最大
    蓄熱量の冷蔵倉庫の設定温度を最優先制御温度に設定変
    更するように構成されている請求項１３記載の熱モデル
    シミュレーション装置。
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