JP2005312142A - 消費電力量管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 施設単位で消費電力量を低減する方法において、節電に対するフロア毎の取り組み状況を定期的にチェックしてどこで電力を多く消費しているのかを調べる手段と、そのフロアに対しリアルタイムに警告を与えられる手段を提供すること。
【解決手段】 各フロアに設置された電力計からネットワークを通じて現在の電力使用状況をリアルタイムに把握し、それらの情報を基に複数のフロアを同時に比較できるグラフを作成することによって、視覚的に使用電力の多いフロアを捉えることとともに、それらの値がフロアごとに設けられたある閾値を超えた場合は即時に管理者に通知・連絡することで、管理者が時間的遅延のない環境で節電を促すことが可能である消費電力管理システムを、前記課題の解決手段とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は複数の階層フロアを備えた建物の消費電力量を集中管理するシステムに関する。

近年環境への取組みが重視されてきており、環境重視の姿勢を示すためＩＳＯ１４０００シリーズを取得する企業が増えている。ＩＳＯ１４０００シリーズにおける環境改善への取組み項目としては、消費電力量の削減が改善効果を上げやすい項目として重視されている。ＩＳＯ１４０００シリーズは場所単位で取得するものであるため、企業が所在する建物単位で消費電力量の低減を検討することになる。消費電力量の低減を検討するには、まず現在の消費電力量を把握して目標値を設定し、その値との比較で改善を検討する必要がある。このような消費電力量の把握と目標値との比較を容易にするシステムとして、特許文献１に示すようなシステムが提案されている。このシステムでは消費電力量の値を蓄積し、環境条件を加味した予測消費電力量値を算出して予め設定した所定期間の目標値と比較することにより、調整電力量を算出したり消費電力量を制限したりして消費電力量の低減を支援している。

特開２００２−１１８９６０号公報

上記従来のシステムでは、施設単位の消費電力量を蓄積して施設単位で制限値を算出しているが、節電への取り組み努力は施設内で必ずしも一定とは言えず、そのため施設単位で消費電力量を低減するにはフロア毎の取り組み状況を定期的にチェックしてどこで電力を多く消費しているのかを調べる必要がある。このように従来システムでは消費電力量を低減施策を立てるために、システムが提供する以外のデータの取得を必要としていた。

本発明の目的は上記課題を解決し、フロア毎等より詳細な単位での消費電力量を算出し統計処理することで具体的に節電努力が必要な場所を示すことができる消費電力量管理システムを提供することにある。本発明の他の目的は、機器の種類毎の消費電力量を算出し、どの機器の節電を図るべきか示すことができる消費電力量管理システムを提供することにある。また本発明の他の目的は、リアルタイムの消費電力量または過去データとの比較を場所単位でグラフ等を用いて視覚的に示すことにより節電効果を容易に認識できる消費電力量管理システムを提供することにある。さらに本発明の他の目的は、ＩＳＯ１４０００等の規格のために設けた消費電力量の低減目標値をしきい値として設定し、しきい値との比較で警告を発する等対象場所への注意を促す事ができる消費電力量管理システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の消費電力量管理システムは建物内のネットワークを通じて集中的にユニット毎の単位時間の消費電力量データを取得し、データベースに蓄積する処理や種々の統計計算処理や表示加工処理を行う情報処理装置を備え、建物の階フロア毎、フロアを細分した部署等のユニット毎に消費電力量を計測または算出する機能を備える。また、電力を消費する機器の種類区分を設け、機器の種類毎の消費電力量を計測または算出する機能を備える。具体的には各フロアまたはユニット毎に消費電力計を設置し、計測データをネットワークを通じて集中監視装置に送信する。さらに計測対象として、電力を消費する機器、例えば空調・照明・情報端末装置等の区分を設け、それぞれの消費電力量を各コンセント等の消費電力量の値として別々に計測する、またはこれらの機器の消費電力量データに基づき係数を予め設定してユニット全体の消費電力量に係数をかけて算出する。例えばあるユニットに消費電力Ｘワットの蛍光等が何本あり、消費電力Ｙキロワットの空調装置がいくつあり、消費電力Ｚキロワットの情報端末が何台ある、という情報から機器の種類別消費電力量係数を算出することができる。集中監視装置は取得したデータを消費電力量データベースに格納する。集中監視装置は格納したデータを処理し、ユニット毎の消費電力量を表示画面に表示する。これにより集中監視装置の管理者がリアルタイムに各ユニットの電力使用状況をモニタリングすることが可能となる。さらにデータベースに蓄積した過去データと比較することで同じユニットの前月比、前年比を表示することも可能である。例えば消費電力の推移を百分率等の数値で表す資料を作成することも容易であり、ＩＳＯ１４０００取得・更新のための資料として利用することができる。

さらに上記集中監視装置には算出したデータを表やグラフのような視覚的に分かりやすい形式に処理して表示する機能を備え、管理者が節電の状態を分析して確認することを可能としている。例えば節電管理として昼休みや定時後に消灯を義務付けている場合は１日の時間毎の消費電力量を時刻とのグラフで表示した場合、昼休みや定時後には照明についてのグラフの値が小さくなるはずであるが、変わらない場合はそのユニットで消灯が実施されていないと判断することができる。この表示装置は集中監視装置のディスプレイだけでなく、ネットワークで接続された各フロアや各ユニットに備えた端末の表示装置を利用して同じ情報を複数の場所で確認できる構成としても良い。

さらに上記集中監視装置には建物全体あるいはフロア・ユニット毎の消費電力量の低減目標値をしきい値として設定し、建物全体あるいはフロア・ユニット毎にしきい値を超える消費電力量が発生した場合に警告を発する機能を備える。この警告は、単に集中監視装置の表示装置に警告情報として表示しても、対象部署や対象機器の種類を表示しても、対象ユニットに設置した表示装置に表示しても、さらに集中監視装置にユニット毎の管理者情報を格納しておくことにより対象ユニットの管理者宛に単位時間の消費電力量が超過した旨の警告情報を送信しても良い。

本発明の消費電力量管理システムは、企業内の消費電力量管理だけでなく、建物の集中監視システムとして設置し、雑居ビルのようなフロア毎に会社が異なるビルにおいて会社毎の消費電力量管理を請負う業務にも適用可能である。

さらに本発明の消費電力量管理システムを資産管理に利用することも可能である。空調・照明・情報端末その他で消費した電力の情報から、別々に各情報を取り出し、そのフロアの人数や端末数、考慮すべき電気機器の情報を入力することで人一人が消費した空調・照明費、人一人、もしくは端末1台が消費した電力に換算し、そのフロアにある電気機器が適当な量か、もしくは適当な機種かなどを判別し、不適当な場合は具体的に何をどれだけ増加、もしくは減少させたいか算出することができる。

本発明の消費電力量管理システムによれば、建物のフロア毎の消費電力量をリアルタイムでモニタリングすることができ、目標値をしきい値として設けて超過した場合に警告を発することで、リアルタイムに必要な場所の節電を図ることができる。また過去の消費電力量との比較や、フロア間の比較を容易に行うことが可能なため、比較データを示すことで節電意識を向上させることができる。さらに蓄積したデータから電気機器の資産管理やＩＳＯ１４０００取得・更新のための資料を手軽に作成することが可能である。

以下本発明を実施するための形態を図を用いて説明する。

図１は本発明の消費電力量管理システムのシステム構成の一例である。本発明の消費電力量管理システムは、複数のフロアを有するオフィスビルにおいて情報を一元管理するための集中監視装置１００を備え、各フロア１１０、１２０内に設置された空調機器１１２、照明機器１１３、端末その他の情報機器１１４の消費電力量を計測する電力計１１１、１２１を各フロアのブレーカ付近に備える。集中監視装置１００は少なくとも表示装置１０３と、消費電力量データベース１０１と、各フロアの電力計１１１、１２１から送信された情報を時間情報と対応付けて消費電力量データベース１０１に格納する消費電力量取得機能１０４と、消費電力量データベース１０１の情報を管理者が必要とする表示形式で表示する表示処理機能１０５と、消費電力量データベース１０１の蓄積情報を用いて統計処理を行う統計処理機能１０６とを備える。さらに消費電力量管理システムに消費電力量が過剰な場合に警告を発する機能を備える場合は、各フロア毎、あるいは機器の種類毎に設定したしきい値を格納するしきい値テーブル１０２と、警告発生機能１０７とを備える。また機器の種類毎の消費電力量を計測する場合には、電力計１１１、１２１に機器の種類毎の消費電力量を計測する機能を備えるか、集中監視装置１００の消費電力量取得機能１０４に各フロアの機器の種類と数量から算出した係数により取得した消費電力量の値を機器の種類毎に分割する機能を備える。機器の種類毎の消費電力量を計測する機能は、照明、空調、端末機器は通常異なる電気系統で接続されて別々のブレーカで制御しているので、各ブレーカ付近から取得した消費電力量を計測することで実現できる。また、ここで用いる係数は、各フロアで通常稼動している機器を対象として算出する値であり、臨時に持ち込んだ機器等によるずれは考慮しない。

消費電力量データベース１０１のデータ構成例を図２に示す。ここではフロア毎にテーブルを設け、計測時刻に対応付けて機器の種類毎の消費電力量を格納している。

図４は、消費電力量管理システムにおいて、各フロアの機器毎のデータを取得しリアルタイムの消費電力量をグラフ表示する処理の流れを示す図である。ここでは電力計が機器の種類毎の消費電力量を計測する構成とする。各フロア１１０、１２０に設置した電力計１１１、１２１は、空調機器１１２、照明機器１１３、情報機器１１４の３系統の消費電力量を電流と電圧の計測により常時算出して（ステップ４０１）、集中監視装置１００に送信し（ステップ４０２）、集中監視装置１００は消費電力量取得機能１０４により消費電力量データを各フロア毎の一時ファイルに蓄積している（ステップ４０３）。集中監視装置１００は前回処理時刻から測定の単位時間が経過したかどうか確認し（ステップ４０４）、経過していない場合は蓄積を続ける。経過した場合は（ステップ４０５）、一時ファイルのデータからフロア毎、機器毎の単位時間の積算消費電力量を算出し、消費電力量データベース１０１へ格納する（ステップ４０６）。継続してデータを蓄積するために新たなファイルをオープンする（ステップ４０７）。表示処理機能１０５は消費電力量データベース１０１へ格納したデータをグラフや表の形式に編集する（ステップ４０８）。この時フロア単位で比較した表示や機器単位で比較した表示というような複数種類の表示データを作成し、コマンドによって表示を切り替える機能を持たせても良い。既定フォーマット以外のデータ表示形式の指示入力があるか否かを確認し（ステップ４０９）、表示形式変更の指示か統計データ作成の指示か確認し（ステップ４１０）、統計データ作成の場合は統計処理に移る。表示形式変更の指示の場合は機器毎の表示かフロア毎の表示かを確認し（ステップ４１１）、それぞれの書式で表示データを作成する（ステップ４１２，４１３）。

図６は表示処理の流れである。表示処理機能１０５は表示する形式（棒・折れ線グラフ、表）の選択入力を受け（ステップ６０１）、選択した形式のグラフ（表）を作成し（ステップ６０２）、表示装置１０３に表示する（ステップ６０３）。

フロア毎の消費電力量の比較を横軸に時間経過を用いた折れ線グラフで表示した例を図８に示す。ここではフロア１と２では昼休みに消費電力量が減少しているのにフロア３ではそれが見られないことから、フロア３では昼休みの消灯を徹底していない可能性が推測できる。この例では各フロアの消費電力量全体を比較しているが、機器の種類毎にグラフを作成し、どのフロアのどの機器が電力を多く消費しているか確認できる表示としても良い。さらに統計処理機能１０６により、消費電力量データベース１０１の過去データを用いて前月や前年同時期の各フロアの消費電力量の平均値を算出し、基準としてリアルタイムのグラフに表示しても良い。

本発明の消費電力量管理システムは、リアルタイムの消費電力量モニタリングの他に、統計処理機能１０６により消費電力量データベース１０１から種々の統計データを算出して消費電力量低減の対策を立てる支援が可能である。例えば一定期間の改善状況を統計データとして算出し、改善効果が見られないフロアや機器の種類を特定することが可能である。さらに当日の気温や天候等の環境要因を消費電力量データベース１０１に格納しておけば、統計処理機能１０６により平均値から離れた異常値を検出し、その異常値が発生した日時の環境要因から環境条件によりどれくらい消費電力量が増加するか推測することができる。例えば気温が一定値を超えるとどのフロアの空調の消費電力量が増加するかがわかれば、そのフロアの人口密度を低減させる等の対策を予め立てることができる。

図５に統計処理機能１０６による消費電力量データベース１０１からの統計データ算出処理の流れを示す。統計処理機能１０６は統計データ作成指示がリアルタイムとの比較か過去の統計比較かを確認する（ステップ５０１）。どちらの処理でもまず実施するフロアの指示入力を受け（ステップ５０２、５０３）、比較したい日時の指示入力を受け（ステップ５０４、５０５）、統計対象期間データの指示入力を受け（ステップ５０６、５０７）、消費電力量データベースを参照して対象となるデータを取り出す（ステップ５０８、５０９）。取り出したデータは表示処理機能１０５によりそれぞれの統計フォーマットに加工して、表示装置１０３に表示する。

さらに消費電力量データベース１０１のデータを資産管理の資料として用いることもできる。ここでの資産管理とは、全消費電力から照明と空調に費やした分を除いて、各電気機器に対し人１人もしくは端末１台あたりが使用する電力に変換し、人単位、端末単位の消費電力としてフロア毎の情報として格納する処理である。人単位の情報はその消費電力の推移を用いてＩＳＯ１４０００シリーズ取得及び更新に、端末単位の情報はその数値がカタログ等に表示されている端末の公称値と同程度の数値を示しているか、またその数値に関してビル全体の平均値と比較し、低すぎたり高すぎたりすることはないかをチェックし、使用されている端末台数やそのスペックが適切なものになっているかどうかを判断する材料となる。

本発明の消費電力量管理システムに、消費電力量が過剰な場合に警告を発する機能を備える例を説明する。各フロア毎、あるいは機器の種類毎に単位時間の消費電力量の上限値をしきい値として設定し、フロアまたはフロアの機器と対応付けたしきい値として、しきい値テーブル１０２に格納する。この上限値は、上記統計処理機能１０６を用いて算出した各フロアまたはフロアの機器の消費電力量の平均値に、偏差値を考慮して設定する。集中監視装置１００には警告発生機能１０７を備える。以下図７により警告発生処理の流れを説明する。

図４のステップ４０６において一時ファイルのデータからフロア毎、機器毎の単位時間の積算消費電力量を算出し消費電力量データベース１０１へ格納する際に、しきい値テーブル１０２の値を参照し（ステップ７０１）、フロア毎の消費電力量の総量値またはフロアの各機器毎の消費電力量の値とそれぞれ比較する（ステップ７０２）。しきい値を超える値があれば（ステップ７０３）、警告発生機能１０７は対象のフロアまたはフロアの機器に対する警告情報を作成する（ステップ７０４）。ここではフロア総量と機器別の両方をしきい値と照合することとする。例えばフロア１の総量及び情報機器の消費電力量がしきい値を超えた場合、フロア１に対して総量及び情報機器の消費電力量超過の警告情報を作成する。この警告情報を表示処理機能１０５により適当な形式に編集し、管理者に警告情報として発信するか表示装置１０３に表示する（ステップ７０５）。例えばリアルタイム情報を示すグラフの下部に警告情報表示欄を設けて表示しても、別画面で警告情報を表示しても良い。さらに表示装置１０３以外にネットワークで接続されたフロアの端末装置のうち、警告対象となるフロアの特定の端末装置に警告情報を表示しても良い。さらに予め各フロアの消費電力量管理者のメールアドレスを登録しておくことにより、警告発生機能１０７により警告情報をメールの形に編集し、警告対象となるフロアの管理者にメールを送信しても良い。

本発明の消費電力量管理システムのシステム構成の一例。 消費電力量データベースのデータ構成例。 しきい値テーブルのデータ構成例。 リアルタイムの消費電力量取得処理の流れを示す図。 統計処理の流れを示す図。 表示処理の流れを示す図。 警告発生処理の流れを示す図。 リアルタイムの消費電力量のグラフ表示画面の一例。

符号の説明

１００…集中監視装置、１０１…消費電力量データベース、１０２…しきい値テーブル、１０３…表示装置、１１０、１２０…フロア、１１２…空調機器、１１３…照明機器、１１４…情報機器、１１１、１２１…電力計。

Claims (4)

1. １以上の階層と該階層を１以上に区分したユニットと各々のユニットに電力を消費する複数の機器を備えた建物において集中的に消費電力量を計測するシステムであって、ユニット毎に消費電力量を計測または算出する機能とユニット毎の単位時間の消費電力量データを蓄積する機能と蓄積したデータの統計処理を行う機能を備えたことを特徴とする消費電力量管理システム。
2. 請求項1に記載の消費電力量管理システムにおいて、電力を消費する機器の種類区分を設け、機器の種類毎の消費電力量を計測または算出する機能を備えたことを特徴とする消費電力量管理システム。
3. 請求項1または２に記載の消費電力量管理システムにおいて、ユニット毎の単位時間の消費電力量を表またはグラフまたは表とグラフの形式によって1以上の場所にリアルタイムの単位時間の消費電力量または一定期間の積算消費電力量または過去データとの比較情報を表示する機能を備えたことを特徴とする消費電力量管理システム。
4. 請求項1または２または３に記載の消費電力量管理システムにおいて、建物全体またはフロア毎またはユニット毎に単位時間の消費電力量のしきい値を設け、しきい値を超える消費電力量が発生した場合に、対象に対応付けて単位時間の消費電力量が超過した旨の警告情報、または警告情報に加えて超過した機器の種類情報を表示することを特徴とする消費電力量管理システム。
   

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