JP2009240054A - デマンド制御システム、デマンド制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気温の変化を抑制してデマンドピーク値を低減させる。
【解決手段】食品を販売するスーパーマーケットは、多数台の照明機器２１が、空調機器２２および冷凍冷蔵装置２３とともに電気機器として設けられる。電力量計２０は、電気機器で使用する電力を計測する。デマンド制御装置１０は、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うために、デマンド予測部１５と制御部１６とを備える。デマンド予測部１５は、電力量計２０により検出した電力から求められるデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測する。制御部１６は、デマンドピーク値が契約電力を超えるとデマンド予測部１５が予測したときに照明機器２１が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数台の照明機器を含む電気機器を備える施設においてデマンド制御を行うデマンド制御システム、デマンド制御方法に関するものである。

一般に、業務用途（高圧電力Ａ、高圧電力Ｂ、業務用電力）の電気料金の料金体系においては、実際に使用した電力に基づいて契約電力を決める実量制が採用されている。契約電力を決める電力値（デマンド値という）は、一定時間であるデマンド時限（３０分単位）ごとの平均電力を用いる（つまり、３０分間の積算電力量を単位時間の電力量に換算した値）。デマンド値の最大値を最大需要電力とし、「料金適用開始の日以降１２月の期間の各月の契約電力は，その１月の最大需要電力と料金適用開始の日から前月までの最大需要電力のうち，いずれか大きい値」になる。しかも、電気料金の基本料金は、契約電力が大きいほど高くなる。このような事情から最大需要電力（デマンド値のピーク値であるから、以下ではデマンドピーク値という）が契約電力を超えないように調節するデマンド制御を行うためのデマンド制御装置が種々提案されている。

ところで、この種のデマンド制御装置を必要とする施設では、空調機器に供給する電力を調節することによりデマンドピーク値の抑制を図る技術が多く採用されている（たとえば、特許文献１、２参照）。空調機器によりデマンド制御を行う場合には、空調機器を停止させるか、送風のみの運転とするか、コンプレッサの消費電力を抑制するかのいずれかの技術が採用されることが多い。

たとえば、特許文献１では、複数台の空調機器を用い、使用電力に応じて空調機器を順次停止させることによりデマンド制御を行う技術を採用している。また、複数段階の警報レベルを設定してあり、デマンド時限の期間において電力量が各警報レベルに達すると、警報レベルに応じた時間だけ空調機器を停止させている。
特開２００２−１３９２３８号公報 特開２００３−３０４６３７号公報

ところで、空調機器への供給電力を調節することによりデマンド制御を行う従来の技術では、夏期においては空調機器が停止すると室内の気温の上昇により在室者の不快を招くおそれがあった。また、スーパーマーケットや百貨店の食品売場のように冷凍冷蔵機器を設置している場所では、空調機器を停止させて気温が上昇すると冷凍冷蔵機器の熱負荷が増加する可能性もある。

このように空調機器が一旦停止して室内の気温が上昇すると、その後に空調機器の運転が再開された直後において、空調機器や冷凍冷蔵機器での消費電力が一時的に増加し、デマンドピーク値が高くなる可能性もある。

さらに、３０分間のデマンド時限の期間内において、通常は、デマンド時限の開始から１５〜２０分間程度の警報ロック時間を設け、警報ロック時間にはデマンド制御を禁止しているから、デマンド時限のうち警報ロック時間を除く時間内でのみ空調機器への供給電力を制御することになる。したがって、警報ロック時間の経過時点で契約電力に近い電力量に達しているときには、消費電力を十分に抑制できずにデマンド値が契約電力を超える場合もある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、気温の変化を抑制してデマンドピーク値を低減させるデマンド制御システム、デマンド制御方法を提供することにある。

請求項１の発明は、他の電気機器とともに設置される多数台の照明機器を備える施設において、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うデマンド制御システムであって、施設内の電気機器に供給する電力を検出する電力量計と、電力量計により検出した電力から求められるデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測するデマンド予測部と、デマンドピーク値が契約電力を超えるとデマンド予測部が予測したときに照明機器が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制するデマンド制御を行う制御部とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記制御部は、デマンド制御の開始からデマンド時限の終了までの期間において、時間経過に伴って前記照明機器が消費する電力を徐々に低減させるとともにデマンド時限の終了時点で前記退避電力値に到達させることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、屋外の明るさを検出する明るさセンサを備え、前記制御部は、明るさセンサの出力を取得し屋外が明るいほど前記退避電力値を引き下げることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１の発明において、屋外の明るさを検出する明るさセンサを備え、前記制御部は、デマンド制御の開始からデマンド時限の終了までの期間において時間経過に伴って前記照明機器が消費する電力を徐々に低減させ、かつ少なくとも一部の照明機器については明るさセンサの出力を取得し屋外が明るいほど前記退避電力値を引き下げるとともに電力を低減させる速度を速くし、デマンド時限の終了時点で前記退避電力値に到達させることを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記制御部は、デマンド制御を開始したデマンド時限の後の一定時間は前記照明機器で消費する電力を抑制したデマンド制御を解除しないことを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれかの発明において、前記照明機器を除く電気機器は空調機器を含み、前記制御部は、照明機器で消費する電力を抑制するデマンド制御のみではデマンドピーク値が契約電力を超えると予測されるときに空調機器の消費電力を併せて抑制することを特徴とする。

請求項７の発明は、他の電気機器とともに設置される空調機器および多数台の照明機器を備える施設において、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うデマンド制御システムであって、施設内の機器に供給する瞬時電力値を検出する電力量計と、電力量計により検出した電力から求められるデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測するデマンド予測部と、デマンドピーク値が契約電力を超えるとデマンド予測部が予測したときに照明機器と空調機器との少なくとも一方が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制するデマンド制御を行う制御部と、施設内の照度と温度とに関係する外的条件を制御部に与える条件入力部とを備え、制御部は、条件入力部から与えられた外的条件を規定規則に適用することにより照明機器と空調機器とのどちらのデマンド制御を主として行うかを判断し、判断結果に応じて照明機器と空調機器との少なくとも一方で消費する電力を抑制させることを特徴とする。

請求項８の発明は、他の電気機器とともに設置される多数台の照明機器を備える施設において、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うデマンド制御方法であって、施設内の機器に供給する電力を検出する電力量計から取得した瞬時電力値を用いてデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測し、デマンドピーク値が契約電力を超えると予測されるときに照明機器が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制するデマンド制御を行うことを特徴とする。

請求項１、８の発明の構成によれば、照明機器が消費する瞬時電力値を既定の退避電力値に抑制することによってデマンド制御を行うから、空調機器によりデマンド制御を行う場合のような気温の変化を伴わずにデマンドピーク値を低減することが可能になる。また、スーパーマーケットや百貨店やショッピングモールのような商業施設では、照明機器の消費電力が空調機器の消費電力を大きく上回っていることが多いから、このような施設では空調機器についてデマンド制御を行う場合に比較して消費する電力の抑制効果が高く、しかも温度変化を伴わないから施設の利用者に違和感を感じさせないようにデマンド制御を行うことができる。しかも、照明機器によるデマンド制御は一時的な照度の低下を伴うが、照度の低下の程度を比較的小さくしておけば、施設の利用者に不快感や不安感を与えることなくデマンドピーク値の低減が可能になる。

請求項２の発明の構成によれば、デマンド制御の開始時点で照明機器の光出力を瞬時に引き下げるのではなく光出力を時間経過に伴って徐々に引き下げるから、施設の利用者にはデマンド制御を行っていることが気付かれにくく、利用者に違和感を抱かせないようにデマンド制御を行うことができる。

請求項３の発明の構成によれば、屋外が明るいほど照度を引き下げるようにしているので、屋外の光を利用できる場合に照明機器の光出力を大幅に低減するようにデマンド制御を行うことができる。たとえば、夏期では屋外の明るさと外気温とには相関があると考えられ、また屋外が明るいときには照明機器の照度を絞り込んでも違和感を感じにくいから、屋外が明るいときには照明機器の光出力を絞り込むことにより、照明機器で消費する電力を低減させることによりデマンド制御を行っていることに気付かせることなく、照明機器で消費する電力を大幅に低減させることができる。言い換えると、空調機器の出力を制限せずに気温を維持したままでデマンド制御を行うことができる。

請求項４の発明の構成によれば、少なくとも一部の照明機器については屋外が明るいほど照度を低下させる速度を速めるとともに退避電力値も引き下げるから、デマンドピーク値を低減させる効果を高めることができる。とくに、スーパーマーケットなど出入口に近いレジ付近であって外光が入射するゾーンであれば、日中には最低照度を引き下げても不快感を感じさせることがなく、また照度を低下させる速度を速めても気付かれにくいから、このような場所に対応する照明機器で消費する電力を大きく低減させることにより、施設の利用者に気付かれないようにしながらもデマンドピーク値を大幅に低減させることが可能になる。

請求項５の発明の構成によれば、デマンド制御を行って照明機器の光出力を低減させた後、デマンド時限の終了をもってただちに照明機器の光出力を復帰させるのではなく、デマンド時限後の一定時間はデマンド制御を維持するから、デマンド時限ごとに減光、復帰、減光という状態を頻繁に繰り返すことがなく、施設の利用者に照度変化に伴う違和感を感じさせないようにデマンド制御を行うことができる。

請求項６の発明の構成によれば、照明機器のデマンド制御では不足するときに空調機器も併せてデマンド制御を行うから、できるだけ気温の変化を抑制しながらも、必要なときには瞬時電力値を大幅に低減させてデマンドピーク値の増加を抑制することができる。

請求項７の発明の構成によれば、照明機器と空調機器とのデマンド制御を可能にし、かつ照明機器のデマンド制御と空調機器のデマンド制御とのうちどちらを主にするかを外的条件によって判断するから、外的条件として外気温や屋外の明るさを用いたり、施設内の利用者数を用いたりした場合に、合理的なデマンド制御が可能になる。しかも、照明機器と空調機器との一方を主とし他方を従としてデマンド制御を行うから、外的条件に応じて照明機器と空調機器との一方を用いた適切なデマンド制御を行うとともに、必要に応じて照明機器と空調機器との両方を用いたデマンド制御を行うことで、デマンド値が大きく増加することが予測されるときには、デマンドピーク値の増加を大きく抑制することが可能になる。

以下に説明する各実施形態では、大型スーパーマーケット、百貨店、ショッピングモールなどの商業施設において使用する場合を想定して説明する。この種の商業施設では、空調機器や冷凍冷蔵機器などの電気機器（以下、単に「機器」という）とともに照明機器が多数使用されており、照明機器での消費電力が他の機器での消費電力に比較して十分に大きくなっている。

たとえば食品を主として販売するスーパーマーケットでは、夏期であっても空調機器の消費電力に対して照明機器の消費電力が５〜７倍になることがある。したがって、この種の商業施設では、空調機器を停止させる（消費電力を１００％引き下げる）よりも、照明機器の消費電力を３０〜５０％抑制するほうが消費電力を低減させる効果が高くなる。このような事情に鑑みて以下の実施形態では、照明機器での消費電力を調節することによりデマンド制御を行っている。以下では商業施設としての店舗を想定して説明する。

（実施形態１）
図１に示すように、デマンド制御装置１０は、コンピュータを主構成とする装置であって、負荷機器（照明機器２１、空調機器２２、冷凍冷蔵機器２３、その他機器）への電力供給経路である電力線Ｌｐに挿入された電力量計２０から一定電力量ごとに発生するパルス信号が入力される信号受信部１１と、冷凍冷蔵機器２３を除く負荷機器（照明機器２１、空調機器２２）の種類別に消費電力を調節するための制御信号を出力する制御出力部１２ａ，１２ｂとを備える。各制御出力部１２ａ，１２ｂは、それぞれ１系統以上（望ましくは複数系統）の制御が可能になっている。

照明機器２１に対応する制御出力部１２ａは調光機能を有する照明機器２１に対して調光信号を出力する機能を有する。調光機能を持たない照明機器２１に対して制御出力部１２ａと照明機器２１との間に調光器を介して接続する。また、制御出力部１２ａから照明機器２１の点灯と消灯とのみを指示する制御信号を出力する構成を採用することもできる。空調機器２２に対応する制御出力部１２ａは、たとえばＪＥＭ−Ａ規格に対応する制御信号を出力することにより、空調機器２２のオンオフを制御する。

デマンド制御装置１０は、信号受信部１１に入力されるパルス信号により電力量を求める電力算出部１３を備える。電力算出部１３には、１〜５分程度である一定時間のパルス積算時間（図示例では５分）でパルス信号を積算する瞬時電力算出部１３ａと、たとえば３０分に設定されている一定時間のデマンド時限Ｔ１（図３参照）内で瞬時電力算出部１３ａの出力値を積算する積算電力算出部１３ｂとを備える。したがって、デマンド時限Ｔ１において、瞬時電力算出部１３ａの出力は増減し、積算電力算出部１３ｂの出力は時間経過に伴って増加する。以下では、瞬時電力算出部１３ａの出力値を瞬時電力値と呼び、積算電力算出部１３ｂの出力値を積算電力値と呼ぶ。デマンド制御装置１０には、瞬時電力算出部１３ａでパルス信号を積算するパルス積算時間などを計時するためのタイマ部１４も設けられる。タイマ部１４は、月日の計時も行っており、デマンド時限の開始日時も指示する。また、デマンド時限Ｔ１や後述する警報ロック時間Ｔ２（図３参照）の計時もタイマ部１４が行う。

積算電力算出部１３ｂからはパルス積算時間毎の積算電力値が出力され、この積算電力値を用いてデマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了時点までに積算電力値が規定した管理電力値Ｐｓ（図３参照）を超えるか否かを予測する。管理電力値Ｐｓは本実施形態では契約電力の値を用いるが、契約電力よりもやや小さい値を管理電力値Ｐｓに用いてもよい。ただし、デマンド予測部１５での予測は、デマンド時限の開始から一定の警報ロック時間Ｔ２が経過するまでは行われず、警報ロック時間Ｔ２にはデマンド値を調節するデマンド制御は禁止される。警報ロック時間Ｔ２は、本実施形態では２０分に設定しているが、この値は適宜に変更が可能である。

デマンド予測部１５での予測は、警報ロック時間Ｔ２の終了時点で行い、警報ロック時間Ｔ２の終了前の積算電力値の増減の傾向からデマンド時限Ｔ１の終了時点での電力積算値の予測を行う。この予測としては、たとえば、警報ロック時間Ｔ２の終了時点での積算電力値と、その時点からパルス積算時間分だけ遡った時点の積算電力値とを結ぶ直線を延長した線形予測を用いる。

デマンド予測部１５において電力積算値がデマンド時限Ｔ１の終了時点までに管理電力値Ｐｓを超えると判断した場合は、制御部１６において照明機器２１の接続されている制御出力部１２ａに対して照明機器２１による消費電力を低減させるように指示する。すなわち、照明機器２１の調光制御を行う。

上述したデマンド制御装置１０の動作を図２にまとめて示す。まず、デマンド時限Ｔ１の計時を開始し（Ｓ１）、警報ロック時間Ｔ２が経過すると（Ｓ２）、デマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了前に積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えるか否かの判断がなされる（Ｓ３）。積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えないと判断された場合には（ステップＳ３：ｙｅｓ）、現状を維持する。一方、ステップＳ３において、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると判断された場合には（ステップＳ３：ｎｏ）、照明機器２１の調光制御を指示する（Ｓ４）。その後、デマンド時限Ｔ１が終了すると（Ｓ５）、ステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返す。

上述の動作によって、図３（ａ）に示すように、警報ロック時間Ｔ２が終了した時点の積算電力値と、警報ロック時間Ｔ２の終了からパルス積算時間だけ前時点の積算電力値とにより、デマンド時限Ｔ１の終了時点までに積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると予測されるときには（図３（ａ）の破線）、図３（ｂ）に符合（イ）で示すように、制御部１６では、警報ロック時間Ｔ２の終了時点から照明機器２１での消費電力を低減するように調光制御を行うことになる。図示例ではデマンド制御を行わない場合に比較すると、斜線部に相当する電力量が低減されることになる（なお、（イ）はデマンド制御を行わない機器に供給する電力も含んでいる）。

照明機器２１での消費電力の低減の程度は、デマンド時限Ｔ１の終了時点で予測される積算電力値（または、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超える時点）に応じて適宜に調節することが考えられる。しかしながら、照明機器２１の光出力が大きく変化すると照度の変化が店舗内の顧客に知覚され、顧客に不快感や不安感を生じさせる可能性がある。したがって、店舗内の照度が顧客に不快感を生じさせない程度の変化となるように消費電力の低減の程度が規定される。

以下では、照明機器２１で消費する瞬時電力値を低減させる場合について、デマンド時限Ｔ１の終了時点での照明機器２１が消費する瞬時電力値を退避電力値Ｐｅと呼ぶ。退避電力値Ｐｅは、照明機器２１の全点灯時の瞬時電力値から数％減じた程度に設定される。また、照明機器２１の光出力を系統別に制御することが可能である場合であって、一時的に消灯しても差し支えのない照明機器２１がある場合には、当該照明機器２１に対する退避電力値Ｐｅを零に設定することが可能である。

本実施形態では、空調機器２２に関してはデマンド制御を行わないから、空調機器２２の瞬時電力値には大きな変化は生じない。言わば、空調機器２２の動作を優先して店舗内の温度を維持し、デマンド制御のために照明機器２１の光出力を制限することになる。したがって、瞬時電力算出部１３ａにおいて算出される各機器（照明機器２１、空調機器２２、冷凍冷蔵機器２３、その他機器）の瞬時電力値の合計は、図３（ｂ）に符合（ロ）で示すように変化する。上述のように、空調機器２２の消費電力に比較して照明機器２１の消費電力は数倍程度になるから、照明機器２１の消費電力を数％減らしただけでも、全体の消費電力は大幅に低減されるのである。

ここで、一般に空調機器２２での消費電力が増加してデマンド制御が必要になるのは外気温の上昇する昼間の時間帯と考えられ、店舗での採光方法にもよるが、昼間の時間帯には自然光による照度が確保できる場合が多く照明機器２１の光出力を低減させても違和感が生じない場合が多いと考えられるから、空調機器２２の運転を照明機器２１の光出力に優先して維持することにより、顧客に違和感を生じさせないデマンド制御を可能にする効果が期待できる。

なお、照明機器２１に調光信号や制御信号を与えたり、空調機器２２に制御信号を与えたりする信号経路として、図１に示す構成例では、電力線Ｌｐとは別に信号線を設けることを想定しているが、電力線搬送の技術を用いて信号を伝送するようにしてもよい。

（実施形態２）
実施形態１では、デマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了時点までに積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると予測される場合に、照明機器２１で消費する瞬時電力値を退避電力値Ｐｅまで瞬時に引き下げている。したがって、照明機器２１の光出力が急激に変化するから、退避電力値Ｐｅの設定によっては、照明機器２１の光出力の変化が店舗内の顧客に気付かれやすくなることがある。そこで、本実施形態では、退避電力値Ｐｅまで瞬時に引き下げるのではなく、制御部１６において、警報ロック時間Ｔ２の終了時点からデマンド時限Ｔ１の終了時点までの期間において、照明機器２１で消費する瞬時電力値を退避電力値Ｐｅに向かって徐々に低減させる。

すなわち、図４（ａ）に示すように、警報ロック時間Ｔ２が終了した時点において、デマンド時限Ｔ１の終了時点までに積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると予測されるときには、図４（ｂ）に符合（イ）で示すように、制御部１６では、警報ロック時間Ｔ２の終了時点から照明機器２１での消費電力を時間経過に伴って退避電力値Ｐｅまで徐々に低減するように調光制御を行う。本実施形態でも、デマンド制御を行わない場合に比較すると、斜線部に相当する電力消費が低減される。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

本実施形態の構成では、警報ロック時間Ｔ２の終了時点で照明機器２１の光出力が瞬間的に低減されるのではなく、光出力が約１０分間の間に徐々に低下することになるから、店舗内の顧客には光出力の変化が気付かれにくくなる。すなわち、照度変化に伴う不快感や不安感を抱かせることなくデマンド制御を行うことができる。

（実施形態３）
本実施形態は、実施形態１の構成に、屋外の明るさを検出する明るさセンサ１７を付加したものである（図１参照）。明るさセンサ１７は、必ずしも屋外に設置しなくてもよく、店舗内であっても屋外に面した窓付近など、外光を検出できる場所に設置していればよい。

明るさセンサ１７により検出される屋外の明るさは、制御部１６において退避電力値Ｐｅ（照明機器２１の消費電力に関する仕様が異なる場合には調光レベル）を設定する情報として用いられる。また、本実施形態では、店舗内のゾーン別に照明機器２１を制御する系統が分離されているものとする。ここでは、レジが窓の近傍に設置されており、レジを配置しているレジゾーンの照明機器２１が他のゾーンの照明機器２１とは別系統で制御できるものとする。

このような条件では、レジゾーンには昼間において外光が入射するから、照明光による照度が低下しても不快感を生じないと考えられる。言い換えると、外光が入射するゾーンにおいて外光による照度が高いときには外光の入射しないゾーンと比較して不快感や不安感を生じない最低照度が低くなると言える。

このことを利用し、明るさセンサ１７により検出される屋外の明るさが規定の基準値以上の場合であって、かつ外光が入射するゾーン（本実施形態ではレジゾーン）である場合に、他のゾーンに配置した照明機器２１についてデマンド制御を行う場合よりも退避電力値Ｐｅを小さく（調光レベルを低く）設定するのである。

図５に本実施形態の動作をまとめて示す。図において退避照度１と退避照度２とはゾーンに対応する各系統の照明機器２１に対する調光レベルが異なることを意味しており、退避照度２に相当する調光レベルは退避照度１に相当する調光レベルよりも小さくなっている。

すなわち、デマンド時限Ｔ１の計時を開始し（Ｓ１）、警報ロック時間Ｔ２が経過すると（Ｓ２）、デマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了前に積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えるか否かの判断がなされる（Ｓ３）。ここで、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えないと判断された場合には（ステップＳ３：ｙｅｓ）、現状を維持する。一方、ステップＳ３において、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると判断された場合には（ステップＳ３：ｎｏ）、明るさセンサ１７により検出された屋外の明るさが規定の基準値以上であるか否かが判断される（Ｓ４）。

屋外の明るさが規定の基準値以上である場合には（Ｓ４：ｙｅｓ）、さらに照明機器２１の配置されているゾーンが外光の影響を受けるか否かが判断される（Ｓ５）。ここで、外光の影響を受けるゾーンであれば（Ｓ５：ｙｅｓ）、退避照度２（低いほうの調光レベル）になるように照明器具２１を調光制御し（Ｓ６）、外光の影響を受けないゾーンであれば（Ｓ５：ｎｏ）、退避照度１（高いほうの調光レベル）になるように照明器具２１を調光制御する（Ｓ７）。

また、ステップＳ４において、明るさセンサ１７により検出される屋外の明るさが基準値を下回る場合（つまり、夜間や雨天の場合）には、ゾーンに関係なくすべての照明機器２１について退避照度１を採用する（Ｓ８）。その後、デマンド時限Ｔ１が終了すると（Ｓ９）、ステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返す。

本実施形態のように退避電力値Ｐｅ（調光レベル）をゾーン別に設定していることにより、晴天時などであって外光が利用でき、しかも気温が上昇して空調機器２２による消費電力が増加すると考えられる場合に、照明機器２１による消費電力をより抑制することにより、顧客に不快感や不安感を与えないようにしながらも、バランスのとれたデマンド制御が可能になる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。なお、本実施形態では、ゾーン別に照明機器２１を２系統に分けて制御しているが、外光が入射する程度に応じて３以上のゾーンに分けて照明機器２１を制御するようにしてもよい。

（実施形態４）
本実施形態は、実施形態３と同様に屋外の明るさを検出する明るさセンサ１７（図１参照）を設けたものである。ただし、実施形態２のようにデマンド制御の際に照明機器２１の光出力を時間経過に伴って徐々に低減させる技術を採用している。すなわち、異なるゾーンに配置された照明機器２１の制御系統を異ならせてあり、実施形態３と同様に、外光が入射するかゾーンか否かに応じて退避電力値（すなわち、調光レベル）を複数段階に設定してある。実施形態３では、調光レベルのみを複数段階に設定しているが、本実施形態では、時間経過に伴って調光レベルを退避電力値に相当するレベルまで低減させるから、調光レベルの変化速度（減光速度）も複数段階に設定されていることになる。他の構成および動作は実施形態３と同様である。

すなわち、図６に示すように、デマンド時限Ｔ１の計時を開始し（Ｓ１）、警報ロック時間Ｔ２が経過すると（Ｓ２）、デマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了前に積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えるか否かの判断がなされる（Ｓ３）。積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えないと判断された場合には（ステップＳ３：ｙｅｓ）、現状を維持する。また、ステップＳ３において、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると判断されると（ステップＳ３：ｎｏ）、明るさセンサ１７により検出された屋外の明るさが規定の基準値以上であるか否かが判断される（Ｓ４）。

屋外の明るさが規定の基準値以上である場合には（Ｓ４：ｙｅｓ）、さらに照明機器２１の配置されているゾーンが外光の影響を受けるか否かが判断される（Ｓ５）。外光の影響を受けるゾーンであれば（Ｓ５：ｙｅｓ）、減光速度２（速いほうの減光速度で、デマンド時限Ｔ１の終了時点での調光レベルが低いほう）になるように照明器具２１を調光制御し（Ｓ６）、外光の影響を受けないゾーンであれば（Ｓ５：ｎｏ）、減光速度１（遅いほうの減光速度で、デマンド時限Ｔ１の終了時点での調光レベルが高いほう）になるように照明器具２１を調光制御する（Ｓ７）。

また、ステップＳ４において、明るさセンサ１７により検出される屋外の明るさが基準値を下回る場合（つまり、夜間や雨天の場合）には、ゾーンに関係なくすべての照明機器２１について減光速度１を採用する（Ｓ８）。その後、デマンド時限Ｔ１が終了すると（Ｓ９）、ステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返す。他の構成および動作は実施形態３と同様である。

本実施形態のように減光速度をゾーン別に設定していることにより、晴天時などであって外光が利用でき、しかも気温が上昇して空調機器２２による消費電力が増加すると考えられる場合に、照明機器２１による消費電力をより抑制することができる。しかも、光出力を急激に低下させるのではなく、時間経過に伴って退避電力値となる調光レベルに向かって徐々に光出力を低下させるから、照度の低下に伴う不快感や不安感をより一層低減することができる。他の構成および動作は実施形態３と同様である。

（実施形態５）
上述した各実施形態では、１回のデマンド時限Ｔ１におけるデマンド制御の例を示したが、次のデマンド時限Ｔ１において元の状態に復帰させると、照明機器２１への供給電力が増加し、デマンド時限Ｔ１の境界において光出力に変化を生じることになる。デマンド制御のための光出力の変化は、比較的小さいもののデマンド時限Ｔ１ごとに光出力が変化すると、図８のように、照明機器２１に供給している瞬時電力値がデマンド時限Ｔ１ごとに変化し、店舗内に顧客が滞在する期間（３０分〜１時間程度と考えられる）において、光出力が複数回変化することになるから、顧客に違和感を抱かせる可能性もある。本実施形態は、顧客の滞在する期間における光出力の変化回数を低減する（１回程度にする）ことにより、デマンド制御に伴う不快感や不安感を顧客に与えないようにするものである。

すなわち、図７に示すように、デマンド制御を行ったデマンド時限Ｔ１の後に、少なくとも次のデマンド時限Ｔ１においてはデマンド制御を解除せず、照明機器２１への供給電力を退避電力値Ｐｅに維持する。図示例ではデマンド制御を行ったデマンド時限Ｔ１の後の２回のデマンド時限Ｔ１についてデマンド制御を解除せずに退避電力値Ｐｅに維持している。デマンド制御の解除は、過去の制御履歴に基づいて消費電力が増加する時間帯においてデマンド制御を維持するようにしてもよい。また、外気温や外光量を参照して気温が高くなる時間帯においてデマンド制御を維持するようにしてもよい。また、デマンド時限Ｔ１とは無関係に一定時間後に復帰させることも可能である。

本実施形態の技術思想を実施形態１に適用した場合の動作を図９に示す。すなわち、デマンド時限Ｔ１の計時を開始し（Ｓ１）、警報ロック時間Ｔ２が経過すると（Ｓ２）、デマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了前に積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えるか否かを判断する（Ｓ３）。積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えないと判断された場合には（ステップＳ３：ｙｅｓ）、現状を維持し、デマンド時限Ｔ１が終了すると（Ｓ４）、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ３において、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると判断した場合には（ステップＳ３：ｎｏ）、照明機器２１の調光制御を指示する（Ｓ５）。照明機器２１の調光制御を指示した後に、一定時間が経過するまではステップＳ４の調光制御を維持し（Ｓ６）、一定時間が経過すると調光制御を解除して元の光出力に復帰させる（Ｓ７）。

ところで、デマンド制御を解除する際には、照明機器２１への供給電力をただちに元の電力値に戻してもよいが、デマンド時限Ｔ１ごとに段階的に元の電力値に近付けるようにすれば、顧客に違和感を抱かせることなくデマンド制御を解除することができる。他の構成および動作は上述した各実施形態と同様であり、上述の動作例は実施形態１に適用した場合を説明したが、実施形態２〜４の動作に適用することも可能である。

（実施形態６）
上述の実施形態では、照明機器２１で消費する電力のみでデマンド制御を行っているが、本実施形態は、照明機器２１に加えて空調機器２２での消費電力も利用してデマンド制御を行うものである。すなわち、上述した実施形態は、照明機器２１で消費する瞬時電力値が空調機器２２で消費する瞬時電力値の数倍であることを前提条件にしているが、施設によっては必ずしもこの条件が成立しない場合もある。また、照明機器２１によるデマンド制御を行うと、照度の低下を伴うから、消費電力を大幅に低減しようとすると、店舗内の顧客に不快感や不安感を抱かせることになる。したがって、照明機器２１だけでは消費を低減できる電力量に限界があり、照明機器２１と他の機器との電力配分によっては、盛夏の期間などに照明機器２１のみのデマンド制御ではデマンドピーク値が管理電力値Ｐｓに達してしまうことが考えられる。

本実施形態は、常時は照明機器２１のみでデマンド制御を行い、照明機器２１で消費する電力を退避電力値Ｐｅに引き下げてもデマンド制御が不十分である場合に、空調機器２２についてもデマンド制御を補助的に行うことにより、デマンドピーク値を引き下げるようにするものである。すなわち、図１に示す制御部１６において、照明機器２１で消費する電力を退避電力値Ｐｅに引き下げた場合のデマンドピーク値を判断し、デマンド制御が不足である場合には空調機器２２についてもデマンド制御を行うように指示するようにしている。空調機器２２のデマンド制御は、従来構成と同様に、空調機器２２の停止、送風運転、コンプレッサの消費電力の抑制などの技術を採用する。照明機器２１のデマンド制御については、他の実施形態と同様であり、本実施形態の技術は上述した実施形態１〜５に適用可能である。

（実施形態７）
本実施形態は、実施形態６と同様に照明機器２１に加えて空調機器２２についてもデマンド制御を行うものである。ただし、実施形態６では、照明機器２１のデマンド制御を行ってもデマンドピーク値を低減させる効果が不足する場合に空調機器２２のデマンド制御も併せて行うものであったのに対して、本実施形態では、照明機器２１と空調機器２２とのどちらのデマンド制御を主として採用するかを外的条件に基づいて判断する判断規則を導入した点が相違する。判断規則を適用するために、本実施形態では明るさセンサ１７に代えて制御部１６に外的条件を与える条件入力部（図示せず）を設けている。ここに、外的条件は、店舗内の照度と温度とに関係する条件である。すなわち、判断規則に外的条件を適用することにより照明機器２１と空調機器２２とのどちらのデマンド制御を主に用いるかが判断される。

本実施形態では、判断規則を適用するための外的条件として、店舗外の日照および気温に関する情報と店舗内の人数とのいずれかを用いる例を示す。店舗外の日照気温に関する情報は、温度センサおよび明るさセンサ、気象関連サービスの提供者などから入手することができる。また、店舗内の人数は、種々の技術により計数することができるが、たとえば、入店者と退出者との数を出入口で計数することにより顧客数を計測することで目安が得られる。

いま、快晴の日中で外気温の高い場合を想定すると、店舗内で自然光を利用できる場合には、照明機器２１の照度を低下させても顧客が違和感を抱く可能性が少なく、むしろ気温の上昇によって店舗内の温度が上昇すると顧客に不快感を与えることになる。このような場合には、空調機器２２の運転を継続して照明機器２１のデマンド制御を行うほうがよいと言える。すなわち、上述した各実施形態の動作になる。

一方、曇天の日中で外気温は比較的低いが自然光では店舗内の照度が不足する場合には、空調機器２２の運転を制限しても照明機器２１による照度の確保を優先するほうが望ましい。このような場合には、空調機器２２のデマンド制御を主とし照明機器２１のデマンド制御を従とするのが合理的であると言える。

したがって、図１０に示すように、デマンド時限Ｔ１の計時を開始し（Ｓ１）、警報ロック時間Ｔ２が経過すると（Ｓ２）、デマンド予測部１５においてデマンド時限Ｔ１の終了前に積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えるか否かを判断する（Ｓ３）。積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えないと判断された場合には（ステップＳ３：ｙｅｓ）、現状を維持する。ステップＳ３において、積算電力値が管理電力値Ｐｓを超えると判断した場合には（ステップＳ３：ｎｏ）、外気温を基準値と比較し（Ｓ４ａ）、外気温が基準値以上であれば（Ｓ４ａ：ｙｅｓ）、照明機器２１の調光制御を指示する（Ｓ５）。ここで、デマンドピーク値を引き下げる効果（デマンドピークカット効果）が充足されていれば（Ｓ６：ｙｅｓ）、そのままの動作を維持する。また、ステップＳ６においてデマンドピークカット効果が不足していれば（Ｓ６：ｎｏ）、空調機器２１についてもデマンド制御を行う（Ｓ７）。

ところで、ステップＳ４ａにおいて外気温が基準値より低い場合（Ｓ４ａ：ｎｏ）、店舗外の照度を基準値と比較する（Ｓ４ｂ）。照度が基準値以上である場合は（Ｓ４ｂ：ｙｅｓ）、外気温が基準値以上である場合と同様に照明機器２１のデマンド制御を主に行う。

一方、店舗外の照度が基準値より低いときには（Ｓ４ｂ：ｎｏ）、空調機器２２のデマンド制御を行い（Ｓ８）、空調機器２２のみでデマンドピークカット効果が得られる場合には（Ｓ９：ｙｅｓ）、そのままの動作を継続する。また、空調機器２２のみではデマンドピークカット効果が不足する場合には（Ｓ９：ｎｏ）、照明機器２１の調光制御を指示する（Ｓ１０）。このように、外気温および店舗外の照度とを外的条件とし、外的条件と基準値との大小関係に応じて照明機器２１と空調機器２２とのどちらのデマンド制御を主にするかを判断するから、顧客に不快感を抱かせないようにデマンド制御を行うことが可能になる。デマンド時限Ｔ１が終了すれば（Ｓ１１）、ステップＳ１に戻る。

上述の例では外気温と店舗外の照度とを外的条件に用いているが、店舗内の顧客数を外的条件に用いてもよい。すなわち、図１１に示すように、図１０におけるステップＳ４ａ，Ｓ４ｂの判断に代えて、顧客数が基準値以上か否かを判断している（Ｓ４）。すなわち、顧客数が基準値以上である場合には（Ｓ４：ｙｅｓ）、照明機器２１のデマンド制御を主に行い、顧客数が基準値よりも少ないときには（Ｓ４：ｎｏ）、空調機器２２のデマンド制御を主に行っている。

この動作は、店舗内の照度を低下させるようにデマンド制御を行った場合に店舗内の顧客には気付かれにくいものの、店舗外から店舗内を見たときに店舗内が暗いという印象を持たれるおそれがあり、店舗内への顧客の誘引性が低下する可能性がある。このような場合でも、店舗内の顧客数が多ければ顧客の誘引性はあまり低下しないと考えられる。一方、店舗内の顧客数が少なければ顧客が発する熱量も少ないから空調機器２２の運転を抑制することができると考えられる。

このような事情に鑑みて、店舗内の顧客数が少ないときには、空調機器２２のデマンド制御を主とし（Ｓ８〜Ｓ１０）、店舗内の顧客数が多いときには、照明機器２１のデマンド制御を主としている（Ｓ５〜Ｓ７）。ただし、実施形態６と同様に、照明機器２１と空調機器２２との一方のデマンド制御のみではデマンドピークカット効果が不足するときには、他方のデマンド制御も併用する。他の構成および動作は実施形態６と同様である。

本発明の実施形態を示すブロック図である。 実施形態１の手順を示す動作説明図である。 同上の動作説明図である。 実施形態２の動作説明図である。 実施形態３の手順を示す動作説明図である。 実施形態４の手順を示す動作説明図である。 実施形態５の動作説明図である。 比較例の動作説明図である。 実施形態５の手順を示す動作説明図である。 実施形態７の手順を示す動作説明図である。 実施形態７の他の手順を示す動作説明図である。

符号の説明

１０ デマンド制御装置
１１ 信号受信部
１２ａ 制御出力部
１２ｂ 制御出力部
１３ａ 瞬時電力算出部
１３ｂ 積算電力算出部
１４ タイマ部
１５ デマンド予測部
１６ 制御部
１７ 明るさセンサ
２０ 電力量計
２１ 照明機器
２２ 空調機器

Claims (8)

1. 他の電気機器とともに設置される多数台の照明機器を備える施設において、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うデマンド制御システムであって、施設内の電気機器に供給する電力を検出する電力量計と、電力量計により検出した電力から求められるデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測するデマンド予測部と、デマンドピーク値が契約電力を超えるとデマンド予測部が予測したときに照明機器が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制するデマンド制御を行う制御部とを備えることを特徴とするデマンド制御システム。
2. 前記制御部は、デマンド制御の開始からデマンド時限の終了までの期間において、時間経過に伴って前記照明機器が消費する電力を徐々に低減させるとともにデマンド時限の終了時点で前記退避電力値に到達させることを特徴とする請求項１記載のデマンド制御システム。
3. 屋外の明るさを検出する明るさセンサを備え、前記制御部は、明るさセンサの出力を取得し屋外が明るいほど前記退避電力値を引き下げることを特徴とする請求項１又は２記載のデマンド制御システム。
4. 屋外の明るさを検出する明るさセンサを備え、前記制御部は、デマンド制御の開始からデマンド時限の終了までの期間において時間経過に伴って前記照明機器が消費する電力を徐々に低減させ、かつ少なくとも一部の照明機器については明るさセンサの出力を取得し屋外が明るいほど前記退避電力値を引き下げるとともに電力を低減させる速度を速くし、デマンド時限の終了時点で前記退避電力値に到達させることを特徴とする請求項１記載のデマンド制御システム。
5. 前記制御部は、デマンド制御を開始したデマンド時限の後の一定時間は前記照明機器で消費する電力を抑制したデマンド制御を解除しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のデマンド制御システム。
6. 前記照明機器を除く電気機器は空調機器を含み、前記制御部は、照明機器で消費する電力を抑制するデマンド制御のみではデマンドピーク値が契約電力を超えると予測されるときに空調機器の消費電力を併せて抑制することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のデマンド制御システム。
7. 他の電気機器とともに設置される空調機器および多数台の照明機器を備える施設において、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うデマンド制御システムであって、施設内の機器に供給する瞬時電力値を検出する電力量計と、電力量計により検出した電力から求められるデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測するデマンド予測部と、デマンドピーク値が契約電力を超えるとデマンド予測部が予測したときに照明機器と空調機器との少なくとも一方が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制するデマンド制御を行う制御部と、施設内の照度と温度とに関係する外的条件を制御部に与える条件入力部とを備え、制御部は、条件入力部から与えられた外的条件を規定規則に適用することにより照明機器と空調機器とのどちらのデマンド制御を主として行うかを判断し、判断結果に応じて照明機器と空調機器との少なくとも一方で消費する電力を抑制させることを特徴とするデマンド制御システム。
8. 他の電気機器とともに設置される多数台の照明機器を備える施設において、デマンド時限毎に求めたデマンド値の最大値であるデマンドピーク値が契約電力を超えないようにデマンド制御を行うデマンド制御方法であって、施設内の機器に供給する電力を検出する電力量計から取得した瞬時電力値を用いてデマンド時限内の積算電力値の変化からデマンドピーク値が契約電力を超えるか否かを事前に予測し、デマンドピーク値が契約電力を超えると予測されるときに照明機器が消費する瞬時電力値を規定の退避電力値に抑制するデマンド制御を行うことを特徴とするデマンド制御方法。

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