JP2005234746A

JP2005234746A - エネルギ管理システム

Info

Publication number: JP2005234746A
Application number: JP2004041097A
Authority: JP
Inventors: Koji Ebisu; 晃司戎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】エネルギ管理単位区間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した予測エネルギ消費量を得るエネルギ管理システムを提供すること。
【解決手段】エネルギ管理単位期間内を複数に分割した分割時点毎の、気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した分割時点毎の目標エネルギ量と、現在までの分割時点毎の実績エネルギ量から、現在以降のエネルギ量を予測することにより、エネルギ管理単位期間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した予測エネルギ量を得るものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭、オフィス、工場、プラント施設等における消費エネルギの管理に関するものである。

近年、地球環境保全の観点から、エネルギ消費抑制のため、家庭、オフィス、工場、プラント施設等におけるエネルギ管理の重要性が増している。

従来のエネルギ管理システムは、エネルギ消費実績情報を収集し、これら収集した実績エネルギ量に基づいて、エネルギ管理単位期間の終了時点での累計エネルギ量を予測し、この予測累計エネルギ量をグラフィック表示、あるいは終了時点での目標累計エネルギ量とを比較し、予測累計エネルギ量が目標累計エネルギ量を超過した場合、警報出力、制御出力などによりエネルギ消費抑制効果を発揮させている（例えば特許文献１参照）。

図１０は上記従来のエネルギ管理システムにおけるエネルギ管理単位期間（図１０では月単位）の終了時点でのエネルギ消費量の予測を示しており、図中１０１は当月の日々の受電電力量の積算実績を折れ線で結ぶ実績エネルギ量パターン、１０２はその実績に基づく当月末までの受電電力量の日々の累積予測エネルギ量パターンである。ここで、受電電力量の予測エネルギ量パターン１０２は、実績エネルギ量パターン１０１の実績値から近似した近似直線を作成したものであり、それによって当月末までの日々の累積した予測エネルギ量を求めている。さらに、求めた月末での累積した予測エネルギ量が、あらかじめ設定した目標受電電力量（ここでは３９０００ｋＷＨ）と比較して、目標を達成しそうかどうかを判定している。
特開平８−５０５０１号公報（第４頁、図４）

しかし、従来のエネルギ管理システムにおけるエネルギ消費量の予測では、エネルギ管理単位期間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化が反映された予測エネルギ量が得られないという課題を有していた。特に、月ごとの月間累積実績エネルギ消費量から、年末または年度末での年間累積エネルギ消費量の予測値を求める場合、気候変化による季節間のエネルギ消費量の差が大きく、当月までの月間の実績値から単純に線形近似で予測値を求めると大きくはずれる場合があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑み、エネルギ管理単位期間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した予測エネルギ量を得るエネルギ管理システムを提供することを目的とする。

本発明のエネルギ管理システムは、上記課題を解決するために、エネルギ管理対象の全体または個別機器で消費したエネルギ量を実績値として収集する実績エネルギ量収集手段と、エネルギ管理単位期間を複数に分割し、その分割時点毎に実績エネルギ量収集手段で収集したエネルギ量を記憶する実績エネルギ量記憶手段と、分割時点毎の個別の目標エネルギ量を設定する目標エネルギ量設定手段と、目標エネルギ量を記憶する目標エネルギ量記憶手段と、実績エネルギ量記憶手段で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と目標エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測するエネルギ量予測手段とを備えたものである。

さらに、本発明のエネルギ管理システムは、実績エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の実績エネルギ量およびエネルギ量予測手段で予測した分割時点毎の予測エネルギ量をエネルギ管理単位期間の先頭から分割時点毎に累積したデータをグラフィック表示するグラフィック表示手段とを備えたものである。

さらに、本発明のエネルギ管理システムは、エネルギ量予測手段で予測したエネルギ管理単位期間の終点における予測エネルギ量が、目標エネルギ量記憶手段に記憶したエネルギ管理単位期間の終点における目標エネルギ量を超えた場合に警報出力する警報出力手段とを備えたものである。

さらに、本発明のエネルギ管理システムは、エネルギ量予測手段で予測したエネルギ管理単位期間の終点における予測エネルギ量と目標エネルギ量記憶手段に記憶したエネルギ管理単位期間の終点における目標エネルギ量を比較してエネルギ管理対象のエネルギ消費量を制御する制御出力手段とを備えたものである。

また、本発明のエネルギ管理システムにおけるエネルギ量予測手段は、現在および過去の分割時点毎の実績エネルギ量を目標エネルギ量で割って求める目標比算出手段と、今後の分割時点毎の目標比を最小２乗法により傾向線として求める目標比傾向線算出手段と、傾向線で求めた今後の分割時点毎の目標比と、目標エネルギ量との乗算によって今後の分割時点毎の予測エネルギ量を演算して予測する予測エネルギ量算出手段を備えたものである。

さらに、本発明のエネルギ管理システムは、管理単位期間が１年であるもの、また管理単位期間を月ごとに分割して月末を分割点としたものである。

以上のように、本発明ではエネルギ管理単位期間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した予測エネルギ量を得ることにより、的確なるエネルギ消費の把握、警報出力、制御出力などにより、エネルギ消費抑制効果を発揮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図９を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるエネルギ管理システムを示す概略ブロック図であり、図中１は家庭、オフィス、工場、プラント施設等のエネルギ管理対象、２は複数あるエネルギ管理対象１の全体または個別機器で消費したエネルギ量を実績値として収集する実績エネルギ量収集手段、３はエネルギ管理単位期間を複数に分割した分割時点毎に実績エネルギ量収集手段２で収集したエネルギ量を記憶する実績エネルギ量記憶手段、４は分割時点毎に個別に目標エネルギ量を設定する目標エネルギ量設定手段、５は目標エネルギ量設定手段４で設定した目標エネルギ量を記憶する目標エネルギ量記憶手段、６は実績エネルギ量記憶手段３で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と目標エネルギ量記憶手段５に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測するエネルギ量予測手段を示す。

以上のように構成された本実施の形態におけるエネルギ管理システムについて、その動作を説明する。

まず実績エネルギ量収集手段２において、エネルギ管理対象１で消費したエネルギ量を実績値とし収集する。

なお、実績エネルギ量収集手段２でエネルギ管理対象１で消費したエネルギ量を収集する方法については特に図示しないが、たとえば、複数のエネルギ管理対象１ごとに個別の電力系統線を用いるようにし、分電盤（図示せず）で個別に分配された電力系統線のうち、管理対象となる電力線から電圧および電流を検出し、検出した電圧値及び電流値から電力量を算出し消費エネルギとする。なお、この方法では、エネルギ管理対象ごとに電圧値および電流値を検出し、多回路型電力計測装置を用いることが必要となり、コスト的には高くなるが、複数の管理対象ごとに個別にデータ収集ができ、エネルギ管理方法を詳細に発展させることができる。あるいは、管理するエネルギが管理対象を合計した全エネルギでよい場合は、分電盤の分岐前の電力系統線の電圧値および電流値を求め１系統の電力計測装置でよい。

次に、実績エネルギ量収集手段２は、収集したエネルギ管理対象１の実績エネルギ量を実績エネルギ量記憶手段３に出力する。そして、実績エネルギ量記憶手段３においては、実績エネルギ量収集手段２の出力を、エネルギ管理単位期間を複数に分割した分割時点毎に記憶する。

ここで、たとえばエネルギ管理単位期間とは、たとえば１年間または１月間であり、エネルギ管理単位期間を複数に分割した分割時点毎とは、これに対応して１月ごとまたは１日ごとである。しかし、特にこの期間に限定するものではない。

次に、目標エネルギ量設定手段４は、上記した分割時点毎に個別に目標エネルギ量を設定し、目標エネルギ量記憶手段５に出力する。さらに目標エネルギ量記憶手段５は、入力した目標エネルギ量を分割時点毎に記憶する。

なお、この際、目標エネルギ量設定手段４においては、過去のエネルギ消費データを考慮して分割時点毎の目標エネルギ設定を行う。たとえば、１月から１２月まで各月を分割時点とする場合は、冷暖房を使用するために１２月〜２月、７月〜９月は消費エネルギが毎年多くなるので、それを考慮したエネルギ目標値を設定する。

さらに、エネルギ量予測手段６において、これら実績エネルギ量記憶手段３で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と、目標エネルギ量記憶手段５に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測する。

この方法について図５を用いて説明する。図５は、図1で示すエネルギ量予測手段６を構成する概略ブロック図であり、６ａは記憶手段、１０は目標比算出手段、１１は目標比傾向線算出手段、１２は予測エネルギ量算出手段を示す。

これらの構成からなるエネルギ量予測手段６の動作について説明する。まず、目標比算出手段１０は、分割時点において、図１の実績エネルギ量記憶手段３に記憶した現在の実績エネルギ量を、同図目標エネルギ量記憶手段５に記憶した目標エネルギ量で割って目標比を算出し、記憶手段６ａに記憶する。すなわち記憶手段６ａには、過去および現在の分割時点ごとに求めた目標比が記憶されている。また目標比傾向線算出手段１１は、記憶手段６ａに記憶した過去および現在の分割時点ごとの目標比より今後予想される目標比を最小２乗法により傾向線として求める。

上記した構成のエネルギ量予測手段６の動作について、図６から図９を用い、数値例を用いて説明する。図６から図９に示すグラフは、本実施の形態における一実施例についてのものであり、図６は実績エネルギ量２１、および目標エネルギ量２２のグラフ、図７は目標比２３、傾向線２４のグラフ、図８は予測エネルギ量２５のグラフ、図９は実績エネルギ量２１の累積エネルギ量２６、予測エネルギ量２５の累積エネルギ量２７、目標エネルギ量２２の累積エネルギ量２８、目標エネルギ量２２のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量２９のグラフである。ここで本実施例では、エネルギ管理単位期間を年、分割時点を月、開始時点を４月、終了時点を翌年３月、現在時点を８月としている。

まず、目標比算出手段１０では、現在時点（８月時点）の実績エネルギ量２１を目標エネルギ量２２で割って目標比２３を算出する。目標比傾向線算出手段１１は、この現在および過去の分割時点毎の目標比２３より今後の予想される目標比を最小２乗法により近似直線である傾向線２４を算出する。この目標比２３、および傾向線２４を示したものが図７のグラフである。

さらに、予測エネルギ量算出手段１２では、傾向線２４で求めた今後の分割時点毎の目標比と、目標エネルギ量２２との乗算によって今後の分割時点毎の予測エネルギ量２５を算出する。この予測エネルギ量２５を示したものが図８のグラフである。さらに、実績エネルギ量２１の累積エネルギ量２６、予測エネルギ量２５の累積エネルギ量２７、目標エネルギ量２２の累積エネルギ量２８、目標エネルギ量２２のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量２９を求める。これらを示したのが図９のグラフであり、このグラフからエネルギ管理単位期間の終了時点（３月時点）での、予測エネルギ量２５の累積エネルギ量２７が、目標エネルギ量２２のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量２９を超えているかどうかで、目標達成の可否予想ができる。

また図２は、本発明の実施の形態を発展させたエネルギ管理システムの第２の実施例を示す概略ブロック図を示す。図２において７は、目標エネルギ量記憶手段５で記憶した分割時点毎の目標エネルギ量等を、エネルギ管理単位期間の先頭からの分割時点毎の累積をグラフィック表示するグラフィック表示手段を示す。なお図２において図１と同様の箇所については同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。

このグラフィック表示手段７においては、まず目標エネルギ量記憶手段５に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量のエネルギ管理単位期間の先頭から終了時点までの累積目標エネルギ量をグラフィック表示する。さらに、実績エネルギ量記憶手段３に記憶された現在までの実績エネルギ量と、エネルギ量予測手段６で出力される今後の分割時点毎の予測エネルギ量の累積量をグラフィック表示する。

なお、このグラフィック表示手段は、液晶表示等により行う。また、表示の一例として図９のようなグラフィック表示とする。なお上述したように、図９において、２６は実績エネルギ量の累積エネルギ量、２７は予測エネルギ量の累積エネルギ量、２８は目標エネルギ量の累積エネルギ量、２９は目標エネルギ量のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量を示す。

このように、グラフィック表示手段７において、これら目標、実績、予測の各エネルギ量をグラフィック表示することにより、的確なるエネルギ消費の把握により、エネルギ消費抑制効果を発揮することができる。

また図３は、本発明の実施の形態を発展させたエネルギ管理システムの第３の実施例を示す概略ブロック図であり、図３において８は、実績エネルギ量記憶手段３に記憶した分割時点毎の実績エネルギ量、およびエネルギ量予測手段６で予測した分割時点毎の予測エネルギ量が目標エネルギ量記憶手段５で記憶した目標エネルギ量を超えた場合に警報出力する警報出力手段を示す。なお図３において図１と同様の箇所については同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。

この警報出力手段は８、たとえば、警告音や人の音声等など音を発して聴覚に訴えるもの、ＬＥＤやランプ等の点灯または点滅、液晶表示等の視覚に訴えるもの、あるいはそれら両方であってもよい。また、あらかじめ無線または有線の通信ができる送信装置を備え、所定の外部へ警告を報知するようにすることで、本システムが通常は人が通らない場所に設けられている場合でも人が警告を知ることができる。

また、第３の実施例においてもエネルギ量予測手段６は図５で示す構成であり前述と同様の動作を行う。そして、図５で示す予測エネルギ量算出手段１２において、エネルギ管理単位期間の終点（本実施例では３月）での予測エネルギ量の累積エネルギ量（図９の２７）が、目標エネルギ量のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量（図９の２９）を超えていたら、本実施の形態における第３の実施例で示すように警報出力手段８で警告を発する。

このように、警報出力手段を備え、この予測エネルギ量に基づいた警報を出力させることにより、エネルギ消費抑制効果を発揮することができる。

また図４は、本発明の実施の形態を発展させたエネルギ管理システムの第４の実施例を示す概略ブロック図である。図４において、９は実績エネルギ量記憶手段３に記憶した分割時点毎の実績エネルギ量、およびエネルギ量予測手段６で予測した分割時点毎の予測エネルギ量が目標エネルギ量記憶手段５で記憶した目標エネルギ量を比較してエネルギ管理対象１のエネルギ消費量を制御する制御出力手段を示す。なお図４において図１と同様の箇所については同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。

制御出力手段９は、各エネルギ管理対象１と接続されており、たとえばエネルギ管理対象１の１つがエアコンであった場合、エネルギ消費量を抑制するために温度設定を高くあるいは低く設定する信号をエネルギ管理対象１に送信する。このように、この予測エネルギ量に基づいた制御出力により、エネルギ消費抑制効果を発揮することができる。

また、第４の実施例においてもエネルギ量予測手段６は図５で示す構成であり前述と同様の動作を行う。そして、予測エネルギ量算出手段１２において、エネルギ管理単位期間の終点（本実施例では３月）での予測エネルギ量の累積エネルギ量（図９の２７）が、目標エネルギ量のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量（図９の２９）を超えていたら、制御出力手段９でエネルギ管理対象の出力制御をするようにする。

なお、図１に示す実施例に、図２から図４に示す第２から第４の実施例における構成、すなわちグラフィック表示手段、警報出力手段および制御出力手段のうちいずれか２つまたは３つすべてを組み合わせることもでき、複数組み合わせることのよってそれぞれの効果を合わせて発揮することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、エネルギ管理単位期間内を複数に分割した分割時点毎の、気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した分割時点毎の目標エネルギ量と、現在までの分割時点毎の実績エネルギ量から、現在以降のエネルギ量を予測することにより、エネルギ管理単位期間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した予測エネルギ量を得ることができる。

本発明のエネルギ管理システムは、エネルギ管理単位期間内における気候変化などによるエネルギ負荷の変化を反映した正確な予測エネルギ量を得ることにより、的確なるエネルギ消費の警報出力、制御出力などにより、エネルギ消費抑制効果を発揮することができ、家庭、オフィス、工場、プラント施設等における消費エネルギの管理として産業上有用である。

本発明の実施の形態１におけるエネルギ管理システムを示す概略ブロック図同第２の実施例を示す概略ブロック図同第３の実施例を示す概略ブロック図同第４の実施例を示す概略ブロック図エネルギ量予測手段を構成する概略ブロック図実績エネルギ量、および目標エネルギ量のグラフ目標比、傾向線のグラフ予測エネルギ量のグラフ実績エネルギ量の累積エネルギ量、予測エネルギ量の累積エネルギ量、目標エネルギ量の累積エネルギ量、目標エネルギ量のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量のグラフ従来のエネルギ管理システムの実績エネルギの累積エネルギ量、および予測エネルギのグラフ

符号の説明

１エネルギ管理対象
２実績エネルギ量収集手段
３実績エネルギ量記憶手段
４目標エネルギ量設定手段
５目標エネルギ量記憶手段
６エネルギ量予測手段
７グラフィック表示手段
８警報出力手段
９制御出力手段
１０目標比算出手段
１１目標比傾向線算出手段
１２予測エネルギ量算出手段
２１実績エネルギ量
２２目標エネルギ量
２３目標比
２４傾向線
２５予測エネルギ量
２６実績エネルギ量の累積エネルギ量
２７予測エネルギ量の累積エネルギ量
２８目標エネルギ量の累積エネルギ量
２９目標エネルギ量のエネルギ管理対象期間の合計エネルギ量

Claims

エネルギ管理対象の全体または個別機器で消費したエネルギ量を実績値として収集する実績エネルギ量収集手段と、エネルギ管理単位期間を複数に分割し、その分割時点毎に前記実績エネルギ量収集手段で収集した前記エネルギ量を記憶する実績エネルギ量記憶手段と、前記分割時点毎の個別の目標エネルギ量を設定する目標エネルギ量設定手段と、前記目標エネルギ量を記憶する目標エネルギ量記憶手段と、前記実績エネルギ量記憶手段で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と前記目標エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測するエネルギ量予測手段とを備えたエネルギ管理システム。
エネルギ管理対象の全体または個別機器で消費したエネルギ量を実績値として収集する実績エネルギ量収集手段と、エネルギ管理単位期間を複数に分割した分割時点毎に収集した前記エネルギ量を記憶する実績エネルギ量記憶手段と、分割時点毎の個別の目標エネルギ量を設定する目標エネルギ量設定手段と、前記目標エネルギ量を記憶する目標エネルギ量記憶手段と、前記実績エネルギ量記憶手段で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と前記目標エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測するエネルギ量予測手段と、前記目標エネルギ量記憶手段で記憶した分割時点毎の目標エネルギ量、前記実績エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の実績エネルギ量および前記エネルギ量予測手段で予測した分割時点毎の予測エネルギ量をエネルギ管理単位期間の先頭から分割時点毎に累積したデータをグラフィック表示するグラフィック表示手段とを備えたエネルギ管理システム。
エネルギ管理対象の全体または個別機器で消費したエネルギ量を実績値として収集する実績エネルギ量収集手段と、エネルギ管理単位期間を複数に分割した分割時点毎に収集した前記エネルギ量を記憶する実績エネルギ量記憶手段と、分割時点毎の個別の目標エネルギ量を設定する目標エネルギ量設定手段と、前記目標エネルギ量を記憶する目標エネルギ量記憶手段と、前記実績エネルギ量記憶手段で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と前記目標エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測するエネルギ量予測手段と、前記エネルギ量予測手段で予測した前記エネルギ管理単位期間の終点における予測エネルギ量が前記目標エネルギ量記憶手段に記憶した前記エネルギ管理単位期間の終点における目標エネルギ量を超えた場合に警報出力する警報出力手段とを備えたエネルギ管理システム。
エネルギ管理対象の全体または個別機器で消費したエネルギ量を実績値として収集する実績エネルギ量収集手段と、エネルギ管理単位期間を複数に分割した分割時点毎に収集した前記エネルギ量を記憶する実績エネルギ量記憶手段と、分割時点毎の個別の目標エネルギ量を設定する目標エネルギ量設定手段と、前記目標エネルギ量を記憶する目標エネルギ量記憶手段と、前記実績エネルギ量記憶手段で記憶した分割時点毎の実績エネルギ量と前記目標エネルギ量記憶手段に記憶した分割時点毎の目標エネルギ量から今後の分割時点毎のエネルギ量を予測するエネルギ量予測手段と、前記エネルギ量予測手段で予測した前記エネルギ管理単位期間の終点における予測エネルギ量と前記目標エネルギ量記憶手段に記憶した前記エネルギ管理単位期間の終点における目標エネルギ量とを比較して前記エネルギ管理対象のエネルギ消費量を制御する制御出力手段とを備えたエネルギ管理システム。
エネルギ量予測手段は、現在および過去の分割時点毎の実績エネルギ量を目標エネルギ量で割って求める目標比算出手段と、今後の分割時点毎の目標比を最小２乗法により傾向線として求める目標比傾向線算出手段と、傾向線で求めた今後の分割時点毎の目標比と、目標エネルギ量との乗算によって今後の分割時点毎の予測エネルギ量を演算して予測する予測エネルギ量算出手段を備えた請求項１から４のいずれかに記載のエネルギ管理システム。
管理単位期間が１年である請求項１から５のいずれかに記載のエネルギ管理システム。
管理単位期間を月ごとに分割して月末を分割点とした請求項６記載の記載のエネルギ管理システム。