JP2011059788A

JP2011059788A - 使用電力量削減シミュレーションシステム

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Publication number: JP2011059788A
Application number: JP2009206083A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shimadachi; 敦島立; Kazunori Yano; 一範矢野; Yuichi Hanada; 雄一花田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】電力削減手法を入力すると、その手法をシミュレーションした結果を明示できる使用電力量削減シミュレーションシステムを提供する。
【解決手段】受電点から末端に接続された被制御機器へ電力を供給する電源系統の使用電力量削減シミュレーション内容を表示装置に表示する使用電力量削減シミュレーションシステムであって、電源系統の各フィーダにそれぞれ設けられたメータ別に設けられ、その計測値及びシミュレーション結果の値をそれぞれ表示するメータ表示器と、各被制御機器別設けられ、その制御手法を指定可能な制御手法指定表示手段とを、表示装置上に表示する。そして、変更内容入力手段により、指定された被制御機器に対する制御パラメータの変更内容を入力すると、この変更内容と、電力削減量記憶手段に記憶された電力削減量とから、シミュレーション手段により削減される電力量を算出し、この算出結果を対応するメータ表示器に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビル監視制御システムなどに適用され、受電点から末端に至る複数の階層毎に分岐された電源系統の使用電力量削減シミュレーションを行う使用電力量削減シミュレーションシステムに関する。

近年、ビルまたは工場の省エネが求められている。使用エネルギー量を測る指標としては一般的にビルや工場に取り付けられたメータ（電力量計、ガスメータ、水道メータ等）で計量する。省エネ手法は幾つかあり、例えば、ビル施設における空調設備では、複数の送風機・排風機の電動機を電圧型ＰＷＭインバータにより回転制御することによる電力削減システムが考えられている（例えば、特許文献1参照）。

特開２０００−３５８３９号公報

しかしながら、これらの省エネ手法を実施した際の削減エネルギー量は、そのときには分からず、実際に実行してみなければ確認することが困難であった。また、削減エネルギー量の試算は、過去の多くのデータより演算する必要があるため、時間がかかり容易ではない。そのため、削減エネルギー量と手法との関係は管理者の感によるところが大きい。

本発明の目的は、電力削減手法を入力すると、その手法をシミュレーションした結果を明示できる使用電力量削減シミュレーションシステムを提供することにある。

本発明による使用電力量削減シミュレーションシステムは、受電点から末端に至る複数の階層毎に複数のフィーダに分岐され、前記末端に接続された被制御機器へ電力を供給する電源系統の使用電力量削減シミュレーション内容を表示装置に表示する使用電力量削減シミュレーションシステムであって、前記電源系統の各フィーダにそれぞれ設けられ、対応するフィーダにおける供給電力値を計測するメータと、これら各メータ別に設けられ、その計測値及びシミュレーション結果の値をそれぞれ前記表示装置上に表示するメータ表示器と、前記各被制御機器別設けられ、末端フィーダのメータ表示器に対応して前記表示装置上に配置され、この末端フィーダに接続される前記被制御機器に対する制御手法を指定可能で、指定された制御手法を前記表示装置上に表示する制御手法指定表示手段と、前記各被制御機器別に、前記指定された制御手法における制御パラメータ変更に伴う電力削減量がそれぞれ設定されている電力削減量記憶手段と、前記制御手法指定表示手段により指定された被制御機器に対する制御手法における制御パラメータの変更内容を入力する変更内容入力手段と、この変更内容入力手段により入力された制御パラメータの変更内容と、前記電力削減量記憶手段に記憶された制御パラメータ変更に伴う電力削減量とから、削減電力量を算出し、この算出結果を、制御パラメータが変更された被制御機器に連なるメータ表示器に前記シミュレーション結果として表示させるシミュレーション手段とを備えたことを特徴とする。

本発明では、前記表示装置は、前記各メータ別のメータ表示器が階層毎に集約表示されており、また、前記末端のフィーダに対応するメータ表示器に対応して前記制御手法指定表示手段が集約表示されている。

また、本発明では、前記変更内容入力手段により入力された制御パラメータの変更内容を、対応する機器へ出力するシミュレーション内容実行手段を設けてもよい。

本発明によれば、使用電力量を削減すべくその手法を入力すると、この電力削減手法をシミュレーションして、その結果を明示するので、電力削減を容易かつ的確に実施することができる。

本発明による使用電力量削減シミュレーションシステムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図である。同上一実施の形態における制御装置部分の構成を示すブロック図である。同上一実施の形態における電源系統の表示例を示す図である。同上一実施の形態における表示装置の表示例を示す画面図である。同上一実施の形態における表示装置の表示例を削減手法入力状態について示す画面図である。同上一実施の形態における表示装置の表示例をシミュレーション結果実行指示状態について示す画面図である。

以下、本発明による使用電力量削減シミュレーションシステムの一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。

図１はこの実施の形態における使用電力量削減シミュレーションシステムの全体構成を示している。この使用電力量削減シミュレーションシステムは、受電点から電源系統の末端に接続された被制御機器へ電力を供給する際の使用電力量削減シミュレーション結果を表示装置に表示するシステムであり、表示装置１１、制御装置１２、入出力端末１３、メータ１４、及び制御対象の設備１５が示されている。

表示装置１１は、制御対象の設備１５の状態やメータ１４の計測値等を表示するもので、図示しないマウスをクリックすることにより、設定値を入力したり、制御指令を入力したりすることができる。なお、制御対象の設備１５とは、例えば、空調設備などの被制御機器のことであり、以下、被制御機器として説明する。また、表示装置１１は、上述した機能のほかに、後述する使用電力量削減シミュレーション結果を表示する機能も併せ持っている。

制御装置１２は、表示装置１１や、メータ１４、被制御機器１５等を含む使用電力量削減シミュレーションシステム全体を制御するもので、後述する種々の機能を有する。入出力端末１３は、制御装置１２と被制御機器１５及びメータ１４との間に介在し、これらの間の信号の送受信を行う。

メータ１４は、電源系統の各フィーダにそれぞれ設けられ、対応するフィーダにおける供給電力値を計測する。ここで、電源系統は、図３で示すように、受電点２１から複数の階層毎に複数のフィーダに分岐され、末端に至る構成であり、この末端に接続された各被制御機器１５へ電力を供給する。図３の電源系統では、メータ１４として、第１階層に設けられたメータ１と、第２階層に設けられたメータ２‐１，２‐２，２‐３，・・・２‐Ｎが図示されており、各階層において、対応するフィーダから末端の被制御機器１５に供給される電力を計測する。なお、実際の電力系統は、第１、第２の階層だけでなく、より多くの階層を経て末端の被制御機器１５に至る場合が多い。このような電源系統図を表示装置１１に表示する場合、すべての階層のメータを表示することは、メータ数が多くなり過ぎるため困難であり、図３のように、第３階層以下は省略し、直接末端に至る系統図を示す場合が多い。このため、図３のような系統図だけでは、運用者はどの被制御機器１５に対して、どのメータ１４経由で電源が供給されているか、すぐに把握することは困難であった。

そこで、図４で示すように表形式でメータ１４と被制御機器との関係を、表示装置１１の画面上に表すことが考えられた。本発明は、このような表示装置１１における表示形式を利用したものであり、以下詳細に説明する。

図４において、表示装置１１上に表示された表示内容は、大略するとメータ表示部３１、機器名称表示部３２、容量表示部３３、及び制御手法表示部３４である。

メータ表示部３１には、図３で示した各メータ１４の、各階層別のメータ表示器３５が、階層毎に集約されて表示装置１１上に表示される。このメータ表示器３５は、図３で示した各メータ１４に対応してそれぞれ設けられており、メータ１４の名称（メータ１，メータ２-１、・・・，メータＮ-Ｏ）で示すように、図４の左方から順次、階層毎に集約して配置されている。各メータ表示器３５は、ＸＸＸ／ＹＹＹで示すように、対応するメータ１４の計測値ＹＹＹに対し、シミュレーション結果の値ＸＸＸを、並置して表示可能となっている。

機器名称表示部３２、及び容量表示部３３は、被制御機器１５の名称（ＡＨＵ１，・・・，ＦＡＮ３等）及びその定格容量（ＺＺＺ）を表示する部分で、被制御機器１５が接続される末端の階層Ｎのメータ表示器３５（メータＮ-１〜Ｎ-Ｏ）に対応して表示装置１１上に配置されている。

制御手法表示部３４には、被制御機器１５毎に対応して制御手法表示手段３６が集約表示されている。制御手法指定表示手段３６は、被制御機器１５に対する制御手法を指定可能で、指定された制御手法を表示する機能を有する。すなわち、制御手法表示部３４には、被制御機器１５が採用し得る制御手法が並記されており、制御手法指定表示手段３６に〇印が付された制御手法が、該当する被制御機器において採用可能であることを表している。例えば、被制御機器１５の名称がＡＨＵ１（空調機）の場合、〇印が付された制御手法は、「スケジュール制御」「温度制御」「ＣＯ２制御」の３つであり、これらを採用可能である。これら、複数の制御手法のうち、指定された制御手法がどれであるかは、例えば、図５で示すように、〇印の付された枠内を反転表示させて表す。

複数の制御手法のうちどれを指定するかは、被制御機器１５の特性や、その設置環境などに応じて、管理者が任意に決定し、例えば、図示しないマウスにより該当する部分を指定してクリックすればよい。或いは、被制御機器１５の設置環境に応じて、各被制御機器１５毎にそれぞれ優先順位を予め設定しておき、この優先順位に従って該当する被制御機器１５の制御手法を自動的に指定してもよい。

なお、「スケジュール制御」は予め設定した時刻の間だけ被制御機器を運転させるものである。「温度制御」は、被制御機器が冷房運転の場合、予め設定した温度以上になると運転を行わせる制御である。「ＣＯ２制御」は、空調対象空間のＣＯ２濃度が予め設定した濃度以上になると外気を導入させる制御である。

制御装置１２は、このような表示装置１１の表示方式を用いて使用電力量削減シミュレーションを実行させ、その結果を表示するものであり、コンピュータ及びその周辺機器により構成されている。すなわち、制御装置１２は、このようなシミュレーションを行うために、図２で示すように、電力削減量記憶手段１２１、変更内容入力手段１２２、シミュレーション手段１２３、及びシミュレーション内容実行手段１２４が、機能実現手段としてデータ設定され、或いは、プログラムされている。

電力削減量記憶手段１２１は、各被制御機器１５別の電力削減量データを保持している。すなわち、各被制御機器１５について、前述のように指定された制御手法における制御パラメータを変更することによって削減できる電力量の値をそれぞれ保持している。

変更内容入力手段１２２は、表示装置１１上における制御手法指定表示手段３６により指定された被制御機器１５に対する制御手法において、使用電力量を削減するための制御パラメータの変更内容を入力する。例えば、図５で示すように、被制御機器１５として「ＡＨＵ１，ＡＨＵ２，ＦＡＮ３」と指定し、制御手法として「スケジュール制御」を指定した場合、囲み表示１１Ａにパラメータ変更内容、例えば「１ｈ当りｘｘ分停止」を表示させ、変更内容ｘｘ部分の数値を入力させるように画面制御する。

シミュレーション手段１２３は、この変更内容入力手段１２２により入力された制御パラメータの変更内容と、電力削減量記憶手段１２１に記憶された制御パラメータ変更に伴う電力削減量とから、削減電力量を算出し、この算出結果を、対応するメータ表示器３５のシミュレーション結果表示部ＸＸＸに数値表示させる。

シミュレーション内容実行手段１２４は、変更内容入力手段１２２により入力された制御パラメータの変更内容を、対応する被制御機器１５へ出力し、シミュレーション内容に従った使用電力削減制御を実行させる。

上記構成において、管理者が、例えば、図５で示す表示装置１１上において被制御機器１５として「ＡＨＵ１，ＡＨＵ２，ＦＡＮ３」と指定し、制御手法として「スケジュール制御」を指定した場合、変更内容入力手段１２２は、表示装置１１上に囲み表示１１Ａを表示させる。この囲み表示１１Ａでは、パラメータ変更内容として、例えば「１ｈ当りｘ分停止」が表示される。管理者は、この囲み表示１１Ａにおける変更内容ｘ部分の数値（例えば、２０分）を入力する。

なお、上記説明は「スケジュール制御」の場合であるが、「温度制御」では、例えば「設定温度をｘ℃上げる」、「ＣＯ２制御」では「ＣＯ２濃度をｘｐｐｍ上げる」などの変更内容を入力する。

このように変更内容が入力されると、シミュレーション手段１２３は、入力された制御パラメータの変更内容と、電力削減量記憶手段１２１に記憶された電力削減量とから、上記変更内容を実施した場合の削減電力量を算出する。この算出結果は、対応するメータ表示器３５（図５の例では、メータＮ−１，Ｎ−２，Ｎ−３及びこれらに連なる上位階層のメータ２−１、メータ１）のシミュレーション結果表示部ＸＸＸに数値表示される。なお、上位階層のメータ表示器３５（メータ２−１、メータ１）では、下位階層の値を合算した形で表示される。

このように、被制御機器１５を指定し、その制御方式におけるパラメータの変更内容を入力することにより、複雑に分岐構成された電源系統のどの部分の電力量がどの程度削減できるかを明確に把握することができる。また、その操作も、削減対象とすべき被制御機器１５とその制御方式を指定し、かつ制御パラメータの変更内容を入力するだけでよく、実際の機器停止などを要することなく、シミュレーション結果として具体的な数値を得られるので、管理者に対する負担は大幅に軽減される。

次に、シミュレーション結果が満足すべきものであれば、その内容を実際の制御に反映させるべく、シミュレーション内容実行手段１２４により、変更内容入力手段１２２により入力された制御パラメータの変更内容を、対応する被制御機器１５へ出力する。この場合、図６で示すように、シミュレーション内容を表示装置１１に表示させ、シミュレーション内容を確認した上で実行操作を行うとよい。図６の例では、シミュレーションＮｏ別にシミュレーション内容が表示され、シミュレーションで実施したパラメータの変更値が表示され、さらに、その結果、対応する被制御機器１５に連なるメータ表示器３５の実測値ＹＹＹとシミュレーション結果ＸＸＸが表示される。このシミュレーション結果を実際の制御に実施する場合は、実行欄の〇印をクリックすることで囲み表示１１Ｂを表示させる。この囲み表示１１Ｂにより制御実施期間を指定し実行ボタンを操作することが、シミュレーション結果を実際の制御において実施される。実際の制御が実施されると、先ず、図示のように、被制御機器１５に直近のメータ表示器３５（メータＮ−１，メータＮ−２，・・・の計測値が‘ＸＸＸとなり、シミュレーション値ＸＸＸに近づく。

これらの制御内容から、シミュレーション結果を実際の制御に容易に実施でき、また実施した場合の効果を容易に確認することができる。

１１…表示装置
１２…制御装置
１２１…電力削減量記憶手段
１２２…変更内容入力手段
１２３…シミュレーション手段
１２４…シミュレーション内容実行手段
１４…メータ
１５…被制御装置
２１…受電点
３１…メータ表示部
３４…制御手法表示部
３５…メータ表示器
３６…制御手法指定表示手段

Claims

受電点から末端に至る複数の階層毎に複数のフィーダに分岐され、前記末端に接続された被制御機器へ電力を供給する電源系統の使用電力量削減シミュレーション内容を表示装置に表示する使用電力量削減シミュレーションシステムであって、
前記電源系統の各フィーダにそれぞれ設けられ、対応するフィーダにおける供給電力値を計測するメータと、
これら各メータ別に設けられ、その計測値及びシミュレーション結果の値をそれぞれ前記表示装置上に表示するメータ表示器と、
前記各被制御機器別設けられ、末端フィーダのメータ表示器に対応して前記表示装置上に配置され、この末端フィーダに接続される前記被制御機器に対する制御手法を指定可能で、指定された制御手法を前記表示装置上に表示する制御手法指定表示手段と、
前記各被制御機器別に、前記指定された制御手法における制御パラメータ変更に伴う電力削減量がそれぞれ設定されている電力削減量記憶手段と、
前記制御手法指定表示手段により指定された被制御機器に対する制御手法における制御パラメータの変更内容を入力する変更内容入力手段と、
この変更内容入力手段により入力された制御パラメータの変更内容と、前記電力削減量記憶手段に記憶された制御パラメータ変更に伴う電力削減量とから、削減電力量を算出し、この算出結果を、制御パラメータが変更された被制御機器に連なるメータ表示器に前記シミュレーション結果として表示させるシミュレーション手段と、
を備えたことを特徴とする使用電力量削減シミュレーションシステム
前記表示装置は、前記各メータ別のメータ表示器が階層毎に集約表示されており、また、前記末端のフィーダに対応するメータ表示器に対応して前記制御手法指定表示手段が集約表示されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の使用電力量削減シミュレーションシステム。
前記変更内容入力手段により入力された制御パラメータの変更内容を、対応する機器へ出力するシミュレーション内容実行手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の使用電力量削減シミュレーションシステム。