JP2013120011A

JP2013120011A - 空気調和機の制御計画立案装置、制御計画立案プログラム及び制御計画立案方法

Info

Publication number: JP2013120011A
Application number: JP2011268036A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Sonoda; 俊浩園田; 悟 ▲高▼橋; Satoru Takahashi; Hironobu Kitajima; 弘伸北島; Hideyuki Kikuchi; 英幸菊地
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: JP5982802B2

Abstract

【課題】快適性を考慮した空気調和機毎の制御計画を立案する
【解決手段】係数算出部５６が、複数のエアコン２４それぞれが設置された空間内の温度と、各空間の外側の温度と、各エアコン２４の消費電力のデータに基づいて、各エアコンに関する空間内の温度と外気温と消費電力との関係を求めるためのモデル係数（k_m0，k_m1，k_m2）を算出し、制御計画立案部５８が、係数算出部５６により算出された各エアコンのモデル係数（k_m0，k_m1，k_m2）と、翌日の時刻ｔ毎の予測外気温と、予め設定されているエアコンの最適温度（H_p、m）及び許容範囲（n_m）と、を用いて、電力に関する目的関数（式（１））が最小値となるように、翌日の各時刻における各エアコンの設定温度を求め、エアコン毎の制御計画を立案する。
【選択図】図３

Description

本件は、空気調和機の制御計画立案装置、制御計画立案プログラム及び制御計画立案方法に関する。

従来から電力会社が行っている電力供給計画は、発電設備の稼働・停止や電力融通を行うことで電力供給量を調整する計画となっており、通常は、需要を予測値（固定値）としている。また、近年においては、需要増加による電力不足を解消するため、電力の消費者（需要家）側の機器（例えばエアコン）を制御して、電力供給バランスを維持する技術の検討が始まっている。このような技術は、デマンドレスポンスと呼ばれている。

電力供給計画に関しては、特許文献１や２などに開示されているような技術が提案されている。特許文献１の技術は、供給側の発電制御やゾーン間の電力融通を計画的に行うことによるコスト最適化に関するものであり、特許文献２の技術は、ＣＯ₂排出量を最小にする技術に関するものである。

特開２００３−１８００３０号公報特開２０１０−２１３４２０号公報特開２００２−３４９９２９号公報

デマンドレスポンスにおいて需要家のエアコンが制御される場合、需要家の快適性という観点からは、設定をしている温度から変更される量が少ないほうが好ましい。

しかしながら、上記特許文献１、２では需要家の快適性まで考慮されていないため、電力会社側がエアコンの設定温度を制御することにより、需要家が不快に感じてしまうおそれがある。

一方、上記特許文献３には、室内環境の快適性を損なうことなく消費電力を所定値以下に抑制する空調制御方式についての開示がなされている。この特許文献３の技術は、室温や在室有無、湿度などのセンシング情報を使って、需要家の快適性と消費電力を考慮した空調制御を行うというものである。しかるに、当該技術を、デマンドレスポンスに適用することは困難である。デマンドレスポンスにおける電力供給計画は、電力取引市場が翌日受渡しの前日市場であることや、他電力会社との電力融通調整、大型発電稼働の準備などが必要なことから、通常一日前に行う必要があるからである。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、快適性を考慮した空気調和機毎の制御計画を立案することが可能な空気調和機の制御計画立案装置、制御計画立案プログラム及び制御計画立案方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載の空気調和機の制御計画立案装置は、複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得する取得部と、前記取得部により取得された前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する立案部と、を備えている。

本明細書に記載の空気調和機の制御計画立案プログラムは、複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得し、前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出し、前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する、処理をコンピュータに実行させるプログラムである。

本明細書に記載の空気調和機の制御計画立案方法は、複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得する取得工程と、前記取得工程で取得された前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出する算出工程と、前記算出工程で算出された前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する立案工程と、をコンピュータが実行する。

本明細書に記載の空気調和機の制御計画立案装置、制御計画立案プログラム及び制御計画立案方法は、快適性を考慮した空気調和機毎の制御計画を立案することができるという効果を奏する。

一実施形態に係るエアコン制御システムの構成を概略的に示す図である。制御サーバのハードウェア構成図である。制御サーバの機能ブロック図である。需要家温度ＤＢを示す図である。モデル係数算出処理を示すフローチャートである。収集データＤＢを示す図である。係数ＤＢを示す図である。制御計画立案処理を示すフローチャートである。時間経緯(横軸)に対する状態変数（設定温度を表す）の変化の一例を示す図である。制御計画ＤＢを示す図である。エアコン制御処理を示すフローチャートである。

以下、エアコン制御システムの一実施形態について、図１〜図１１に基づいて詳細に説明する。図１には、一実施形態に係るエアコン制御システム１００の構成が概略的に示されている。

エアコン制御システム１００は、電力会社やＰＰＳ（Power Product Supplier：特定規模電気事業者）などのサービス提供者が、各需要家のエアコンの制御を行うことにより、電力供給制御を行うシステムである。図１に示すように、エアコン制御システム１００は、サービス提供者が保有する制御計画立案装置としての制御サーバ１０と、各家庭やオフィス、工場など（以下、「需要家」と呼ぶ）に設置されたエアコン制御装置２０、スマートメータ２２、及び空気調和機としてのエアコン２４と、気温データ提供装置３０と、を備える。制御サーバ１０、エアコン制御装置２０、スマートメータ２２、及び気温データ提供装置３０のそれぞれは、インターネットなどのネットワーク４０に接続されている。なお、気温データ提供装置３０は、気象庁や気象協会など、天気や気温の観測及び予測をする団体、会社などに設置される装置である。気温データ提供装置３０は、需要家が存在している地点及びその近傍において観測された気温のデータや、需要家が存在している地点及びその近傍で予測される気温のデータを制御サーバ１０に対して送信する。

制御サーバ１０は、各種データに基づいて、各需要家のエアコン２４の翌日の制御計画を立案し、当該制御計画に基づいたエアコン２４の制御を行うために、エアコン制御装置２０に対して指示を出す。

図２には、制御サーバ１０のハードウェア構成図が示されている。図２に示すように、制御サーバ１０は、ＣＰＵ９０、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９４、記憶部（ここではＨＤＤ（Hard Disk Drive））９６、ネットワークインタフェース９７、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えており、制御サーバ１０の構成各部は、バス９８に接続されている。制御サーバ１０では、ＲＯＭ９２あるいはＨＤＤ９６に格納されているプログラム（制御計画立案プログラムを含む）、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラム（制御計画立案プログラムを含む）をＣＰＵ９０が実行することにより、図３の各部の機能が実現される。

図３には、制御サーバ１０の機能ブロック図が示されている。図３に示すように、制御サーバ１０は、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、メータデータ取得部５２、気温データ取得部５４、算出部としての係数算出部５６、立案部としての制御計画立案部５８、及び制御実行部６０、として機能する。なお、図３では、ＨＤＤ９６等に格納されている需要家温度ＤＢ７２、収集データＤＢ７４、係数ＤＢ７６、制御計画ＤＢ７８についても図示されている。

メータデータ取得部５２は、各需要家のスマートメータ２２から、エアコン２４の消費電力を取得し、収集データＤＢ７４に格納する。

気温データ取得部５４は、気温データ提供装置３０から各需要家のエアコンが設置されている空間の外の気温（外気温）のデータを取得して、収集データＤＢ７４に格納する。また、気温データ取得部５４は、気温データ提供装置３０から翌日の時刻毎（例えば１時間毎）の予測気温を取得し、制御計画立案部５８に送信する。

係数算出部５６は、収集データＤＢ７４に格納されているデータを用いて、制御計画の立案に用いるモデル係数を算出し、係数ＤＢ７６に格納する。

制御計画立案部５８は、係数ＤＢ７６に格納されているモデル係数と、需要家温度ＤＢ７２に格納されているデータと、気温データ取得部５４で取得された翌日の時刻毎の予測気温と、を用いて、各需要家のエアコン２４の翌日における制御計画を立案する。制御計画立案部５８は、立案した制御計画を制御計画ＤＢ７８に格納する。

制御実行部６０は、制御計画ＤＢ７８に格納されている制御計画に基づいて、各需要家のエアコン２４を制御するために、各需要家のエアコン制御装置２０に対して指示を出す。また、制御実行部６０は、エアコン２４の制御温度（エアコンが設置された空間内の温度（室内温度））を収集データＤＢ７４に格納する。

なお、メ―タデータ取得部５２、気温データ取得部５４、制御実行部６０は、各種実データを取得する取得部として機能している。

なお、各部の詳細な処理、及び各ＤＢの詳細なデータ構造等については、後述する。

図１に戻り、エアコン制御装置２０は、エアコン２４の設定を変更可能なサーモスタットなどの機器である。なお、エアコン制御装置２０としては、ホームルータ経由で制御を行う装置や、スマートメータ２２経由で制御を行う装置など、様々な装置を採用することができる。

スマートメータ２２は、通信機能を備えた電力メーターであり、エアコン２４の消費電力を検出して、当該検出結果を制御サーバ１０（メータデータ取得部５２）に対して送信する。なお、エアコン制御装置２０とスマートメータ２２は、サービス提供者が各需要家のエアコン２４近傍に設置するものとする。

エアコン２４は、需要家の有する空間（部屋やオフィス、工場など）の内部の空調を行う装置である。なお、図１では、各需要家がエアコン２４を１台ずつ保有しているように記載しているが、これに限らず、需要家は、エアコン２４を複数台保有していてもよい。この場合、複数台のエアコン２４に対応して、エアコン制御装置２０及びスマートメータ２２を複数台設置するようにしてもよい。

次に、上記のように構成されるエアコン制御システム１００の処理（特に、制御サーバ１０の処理）について、詳細に説明する。なお、以下においては、エアコン２４が冷房機能を発揮している場合（主に夏季）の制御について説明する。

（前提）
需要家が、電力会社などのサービス提供者によるエアコン制御のサービス（電力の需要抑制に協力してインセンティブを得るためのサービス）を受けるためには、サービス提供者に対して、サービスの提供を受けるための申し込みを行う。この申し込みにおいて、需要家は、自己が最適と考える室内温度(H_p,m)と許容できる温度の上限(H_p,m＋n_m)についてサービス提供者に申告するものとする。例えば、H_p,mが２７（℃）で、n_mが３（℃）である場合、需要家が最適と考えている室内温度は２７（℃）で、許容できる室内温度は３０（℃）になる。なお、添え字のｍは、需要家のエアコンに割り振られたエアコンＩＤを意味するものとする。なお、以下においては、エアコン２４のいずれかを指す場合には、「エアコンｍ」とも表記するものとする。

サービス提供者は、申告されたデータを、制御サーバ１０に入力することで、図４に示す需要家温度ＤＢ７２に格納する。なお、需要家温度ＤＢ７２には、図４に示すように、「エアコンＩＤ」と、「最適室内温度（H_p,m）」と、「許容温度差（n_m）」が関連付けられた状態で格納される。制御サーバ１０では、この需要家温度ＤＢ７２に格納されている温度範囲（H_p,m以上H_p,m＋n_m以下）で、各エアコンｍを制御するものとする。

また、サービス提供者は、申し込みのあった需要家に、エアコン制御装置２０とスマートメータ２２とを設置し、各装置をエアコン２４と接続する。

これらの処理、作業が完了した後、以下に説明するモデル係数算出処理が開始される。

（モデル係数算出処理）
図５のモデル係数算出処理では、まず、ステップＳ１０において、メータデータ取得部５２が、各スマートメータ２２から消費電力を取得し、収集データＤＢ７４に格納する。ここで、収集データＤＢ７４は、図６に示すようなデータ構造を有している。具体的には、収集データＤＢ７４は、図６に示すように、エアコンｍ毎及び「日時」毎に、「設定温度（H）」と「気温（TOUT）」と、「消費電力（E）」を纏めたデータベースである。したがって、メータデータ取得部５２は、ステップＳ１０において、取得した消費電力を収集データＤＢ７４のうちの「消費電力（E）」の該当する日時の欄に入力する。

次いで、ステップＳ１２では、気温データ取得部５４が、気温データ提供装置３０から各エアコン２４の設置されている場所の外気温を取得し、収集データＤＢ７４（「気温（TOUT）」の欄）に格納する。

次いで、ステップＳ１４では、制御実行部６０が、制御している各エアコン２４の設定温度（すなわち、室内温度）を収集データＤＢ７４（「設定温度（H）」の欄）に格納する。

次いで、ステップＳ１６では、メータデータ取得部５２（又は気温データ取得部５４／制御実行部６０）が、所定時間経過するまで待機する。この場合の「所定時間」とは、予め定められている各データの取得間隔（例えば１時間）であるものとする。このステップＳ１６の判断が肯定された場合、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、係数算出部５６が、集計期間が経過したか否かを判断する。この場合の「集計期間」とは、予め定められている、モデル係数を算出するためのデータ集計期間（例えば、１週間）であるものとする。ここでの判断が否定された場合には、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜Ｓ１８の処理・判断を繰り返す。すなわち、収集データＤＢ７４にデータを蓄積し続ける。一方、ステップＳ１８の判断が肯定された場合には、ステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０に移行した場合、係数算出部５６が、収集データＤＢ７４のデータに基づいて、エアコン毎のモデル係数ｋ_m0，ｋ_m1，ｋ_m2を算出し、係数ＤＢ７６に格納する。

ここで、ステップＳ２０では、係数算出部５６が、外気温(TOUT)と室内温度(H)を説明変数とし、需要家のエアコンｍの消費電力Ｅ_m,TOUT,Hを被説明変数として、次式（１）の線形式（モデル）で表す。そして、係数算出部５６は、ステップＳ１０〜Ｓ１４の繰り返しにより収集されたデータ（収集データＤＢ７４のデータ）を用いて、重回帰分析により、モデル係数k_m0，k_m1，k_m2の値を決定する。

なお、本実施形態では、外気温とエアコンの消費電力との間に強い相関があることに着目して、上式（１）の線形式を用いることとしている。

係数算出部５６は、上式（１）から決定される各エアコンｍのモデル係数k_m0，k_m1，k_m2を、係数ＤＢ７６に格納する。ここで、係数ＤＢ７６は、図７に示すように、エアコンＩＤ（＝ｍ）ごとに、モデル係数k_m0，k_m1，k_m2を関連付けて登録することができるようになっている。

なお、上記において、エアコンｍ毎に別々のモデル係数k_m0，k_m1，k_m2を算出することとしているのは、たとえ同一機種のエアコン、同一の外気温、設定温度であったとしても、エアコンが設置される部屋の構造などに起因して、エアコンの消費電力が異なるためである。

以上のようにして、ステップＳ２０のモデル係数k_m0，k_m1，k_m2の算出が行われると、図５の全処理が終了する。なお、図５の処理が終了した後は、図８に示す制御計画立案処理が開始される。

（制御計画立案処理）
以下、図８のフローチャートに沿って、制御計画立案処理について説明する。なお、制御計画立案処理は、図３の制御計画立案部５８が、翌日の各エアコンｍの制御計画を立案する処理である。

図８の処理では、まず、ステップＳ３０において、所定時刻になるまで待機する。この場合の「所定時刻」とは、電力取引市場において一日前入札が行われた後の時刻で、かつ翌日の発電可動準備を行う前の時刻であるものとする。

ステップＳ３０の判断が肯定され、ステップＳ３２に移行すると、制御計画立案部５８は、気温データ提供装置３０から、翌日の時刻ｔ毎（例えば１時間毎）の予測気温（PTOUTt）を取得する。

次いで、ステップＳ３４では、制御計画立案部５８が、モデル係数（k_m0，k_m1，k_m2）、予測気温（PTOUTt）、翌日の電力需要予測等を用いて、各エアコンの翌日の時刻ｔ毎の設定温度を算出し、各エアコンの制御計画を立案する。以下、ステップＳ３４の処理について詳細に説明する。

ステップＳ３４では、制御計画立案部５８は、次式（２）に示す目的関数を計算する。この目的関数は、発電コストと需要制御にかかるコストを考慮し、需要家にとって無理がなく、サービス提供者側の利益を最大化するエアコン制御計画を立案するための目的関数である。なお、次式（２）の目的関数には、式（３）の制約（１）が必要となる。

なお、上式（２）、（３）の各文字式は、以下のように定義される。
Δe_m,t[kwh]：時刻tにおけるエアコンｍの需要抑制電力量
p_i,t[kwh]：時刻tにおける電力供給部iの供給電力（電力会社からの調達、自家発電など）
D_m,t[kwh]：時刻tにおけるエアコンｍの翌日の需要予測
CP_i[コスト/kwh]：電力供給部ｉの発電にかかる電力コスト単価
CD [コスト/kwh]：需要抑制に対して需要家に支払われるインセンティブ（サービス提供者側からするとコストとなる）
PD[料金/kwh]：電力売電のkwhあたりの単価

すなわち、式（１）の第１項は、電力供給部が供給する電力の発電にかかる電力コストを示し、第２項は、需要抑制する需要家に対してサービス提供者が支払うコストを示し、第３項は、サービス提供者が売電により得る利益を示している。なお、上記の最適化問題を解くときは、小文字が変数、大文字が定数であるものとする。

なお、翌日の需要予測D_m,t[kwh]に関しては、ニューラルネットワークを使った方式など、サービス提供者（電力会社やＰＰＳ）がすでに行っている方式を利用して取得するものとする。

ここで、制御計画立案部５８が上記の目的関数を解き、翌日のエアコンの制御計画を立案するためには、Δe_m,tを、エアコン２４の状態で表す必要がある。以下、この点について説明する。

まず、時刻ｔにおけるエアコンｍの状態を状態変数a[0]_m,t，a[1]_m,t，a[2]_m,t，…，a[n_m]_m,tで表す。状態変数a[0]_m,t，a[1]_m,t，a[2]_m,t，…，a[n_m]_m,tは０又は１の値となる。値０、１の意味は、以下のとおりである。なお、値H_p,mと値n_mは、図４の需要家温度ＤＢ７２に格納されている最適室内温度と許容温度差の値である。
a[0]_m,tは、エアコンｍの設定温度が(H_p,m)の場合に１となる（その他は０）。
a[1]_m,tは、エアコンｍの設定温度が(H_p,m+１)の場合に１となる（その他は０）。
…
a[n_m]_m,tは、エアコンｍの設定温度が(H_p,m＋n_m)の場合に１となる（その他は０）。

また、エアコンｍの設定温度の変更は、設定温度が急激に変化するのを避けるために、単位時間（本実施形態では１時間）に１度ずつ変化するようにする。図９は、時間経緯(横軸)に対する状態変数（設定温度を表す）の変化の一例を示す図である。この図９では、例えば、時刻ｔ＝４では、a[1]_m,tが１になっているので、時刻ｔ＝４のときには設定温度をH_p,m+１（℃）にすることを示している。本実施形態では、図９のようにエアコンの状態が、矛盾なく遷移するように以下の制約を追加するものとする。

エアコンｍの設定温度はある時刻において１つに決める必要があるので、ある時刻の状態変数の１つだけが値「１」となるように以下の制約（２）、（３）（次式（４）、（５））を追加する。

また、時刻ｔのときの設定温度が、H_p,mの場合は、時刻ｔ＋１では、設定温度H_p,mを維持するか、設定温度H_p,m＋１への変更だけに制限されるように以下の制約（４）（次式（６））を追加する。

また、時刻ｔのときの設定温度が、H_p,m＋ｋの場合は、時刻ｔ＋１では、設定温度H_p,m＋ｋを維持するか、設定温度H_p,m＋ｋ＋１への変更か、設定温度H_p,m＋ｋ−１への変更だけに制限されるように、以下の制約（５）（次式（７））を追加する。

ただし、１≦ｋ≦ｎ−１であるとする。

更に、時刻ｔのときの設定温度が、H_p,m＋n_mの場合は、時刻ｔ＋１では、設定温度H_p,m＋n_mを維持するか、設定温度H_p,m＋n_m−１への変更だけに制限されるように、以下の制約（６）（次式（８））を追加する。

上記制約（４）〜（６）によって、エアコンの温度状態を単位時間（本実施形態では１時間）において、１℃だけ変化させるような状態変化を表すことができる。

上記のようにエアコンの状態変数を定義するとともに、制約（１）〜（６）を与えることによって、時刻ｔにおけるエアコンｍの需要電力抑制量を次式（９）で表すことができる。

ここで、PTOUTtは、ステップＳ３２で取得した翌日の時刻ｔの予測気温である。また、Eは、上式（１）に図７のモデル係数k_m0，k_m1，k_m2を代入した式である。この式（９）のΔe_m,tを上式（２）の目的関数に代入して、混合整数計画法を用いて最適化問題を解くことによって、翌日のエアコンｍの状態変数を計画でき、エアコン制御計画を立案することが可能となる。すなわち、制御計画立案部５８では、上述した目的関数を解くことによって、エアコンｍ毎に、図９に示すようなエアコン制御計画を得ることができる。

図８に戻り、次のステップＳ３６に移行すると、制御計画立案部５８は、エアコン制御計画を、制御計画ＤＢ７８（図１０参照）に格納する。なお、図１０の制御計画ＤＢ７８には、エアコンｍ毎に、制御計画が格納される。

（エアコン制御処理）
次に、図１１のフローチャートに沿って、制御実行部６０による処理について説明する。

図１１の処理では、まず、ステップＳ４０において、制御実行部６０が、エアコン制御時刻となるまで待機する。ここで、本実施形態では、エアコン制御時刻として、毎時０分（９時００分、１０時００分など）が設定されているものとする。ステップＳ４０の判断が肯定された場合には、ステップＳ４２に移行する。

ステップＳ４２に移行すると、制御実行部６０は、各エアコン２４の制御計画に基づいて、各エアコン制御装置２０に対してエアコン２４を制御するよう指示を出す。この指示に応じて、各エアコン制御装置２０は、各エアコン２４の設定温度を、制御計画で定められている設定温度に制御する。

次いで、ステップＳ４４〜Ｓ４８では、前述した図５のステップＳ１０〜Ｓ１４と同様に、消費電力、外気温、設定温度（室内温度）を収集データＤＢ７４に格納する。

次いで、ステップＳ５０では、係数算出部５６が、集計期間が経過したか否かを判断する。この集計期間は、図５のステップＳ１８の集計期間と同一の期間であってもよいし、異なっていてもよい。このステップＳ５０の判断が否定された場合には、ステップＳ４０に戻るが、ステップＳ５０の判断が肯定された場合には、ステップＳ５２に移行する。

ステップＳ５２に移行した場合には、係数算出部５６が、図５のステップＳ２０と同様、収集データＤＢ７４のデータに基づいて、エアコン毎のモデル係数k_m0，k_m1，k_m2の値を算出し、係数ＤＢ７６を上書きする。その後は、ステップＳ４０に戻る。

以上のように、図１１の処理を行うことで、所定のエアコン制御時刻において、エアコンの設定温度を、制御計画に基づく適切な温度に制御することができるとともに、所定の集計期間毎に、エアコンｍのモデル係数k_m0，k_m1，k_m2の値を更新することが可能となる。なお、モデル係数k_m0，k_m1，k_m2は、必ずしも更新しなくてもよい。この場合、図１１のステップＳ４２〜Ｓ５２を省略してもよい。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、係数算出部５６が、複数のエアコン２４それぞれが設置された空間内の温度と、各空間の外側の温度と、各エアコン２４の消費電力のデータに基づいて、各エアコンに関する空間内の温度と外気温と消費電力との関係を求めるためのモデル係数（k_m0，k_m1，k_m2）を算出し、制御計画立案部５８が、係数算出部５６により算出された各エアコンのモデル係数（k_m0，k_m1，k_m2）と、翌日の時刻ｔ毎の予測外気温と、予め設定されているエアコンの最適温度（H_p、m）及び許容範囲（n_m）と、を用いて、電力に関する目的関数（式（１））が最小値となるように、翌日の各時刻における各エアコンの設定温度を求め、エアコン毎の制御計画を立案する。これにより、本実施形態では、エアコンの設定温度が予め設定されている許容範囲内となるようにすることで、需要家の快適性を維持することができるとともに、目的関数（式（１））を最小値になるようにエアコン毎の制御計画を立案することで、サービス提供者（電力会社等）のコストを最小にするように、需要家への電力供給を調整することができる。すなわち、サービス提供者側の収益最適化と需要家の快適な室温での生活維持を両立したエアコン制御計画を立案することができる。

また、本実施形態では、制御計画立案部５８は、各エアコンの設定温度の変化を制限しつつ、目的関数が最小値となるように、翌日における各エアコンの設定温度を求めることとしている。これにより、エアコンの設定温度（すなわち室内温度）の急激な変化により需要家の快適性が損なわれてしまうのを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、目的関数としてサービス提供者のコストを考慮した目的関数を用いることとしたが、これに限らず、ＣＯ₂排出量を考慮した目的関数を用いることとしてもよい。この場合、当該目的関数の値が最小となるように、制御計画を立案するようにすればよい。また、その他の電力に関する目的関数を用いることとしてもよい。

なお、上記実施形態では、外気温のデータを気温データ提供装置３０から取得する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、エアコン２４の室外機に外気温センサが設けられている場合には、当該外気温センサから外気温のデータを取得することとしてもよい。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する立案部と、を備える空気調和機の制御計画立案装置。
（付記２）前記目的関数は、電力供給者の必要コストに関する目的関数であり、
前記立案部は、当該目的関数の値が最小となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案することを特徴とする付記１に記載の空気調和機の制御計画立案装置。
（付記３）前記立案部は、前記各空気調和機の設定温度の変化を制限しつつ、前記目的関数の値が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案することを特徴とする付記１又は２に記載の空気調和機の制御計画立案装置。
（付記４）複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得し、
前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出し、
前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする空気調和機の制御計画立案プログラム。
（付記５）前記目的関数は、電力供給者の必要コストに関する目的関数であり、
前記立案する処理は、当該目的関数の値が最小となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する処理であることを特徴とする付記４に記載の空気調和機の制御計画立案プログラム。
（付記６）前記立案する処理は、前記各空気調和機の設定温度の変化を制限しつつ、前記目的関数の値が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する処理であることを特徴とする付記４又は５に記載の空気調和機の制御計画立案プログラム。
（付記７）複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得する取得工程と、
前記取得工程で取得された前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する立案工程と、をコンピュータが実行することを特徴とする空気調和機の制御計画立案方法。
（付記８）前記目的関数は、電力供給者の必要コストに関する目的関数であり、
前記立案工程では、当該目的関数の値が最小となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案することを特徴とする付記７に記載の空気調和機の制御計画立案方法。
（付記９）前記立案工程では、前記各空気調和機の設定温度の変化を制限しつつ、前記目的関数の値が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案することを特徴とする付記７又は８に記載の空気調和機の制御計画立案方法。

１０制御サーバ（空気調和機の制御計画立案装置）
２４エアコン（空気調和機）
５２メ―タデータ取得部（取得部）
５４気温データ取得部（取得部）
５６係数算出部（算出部）
５８制御計画立案部（立案部）
６０制御実行部（取得部）
９０ＣＰＵ（コンピュータ）

Claims

複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する立案部と、を備える空気調和機の制御計画立案装置。
前記目的関数は、電力供給者の必要コストに関する目的関数であり、
前記立案部は、当該目的関数の値が最小となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御計画立案装置。
前記立案部は、前記各空気調和機の設定温度の変化を制限しつつ、前記目的関数の値が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の制御計画立案装置。
複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得し、
前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出し、
前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする空気調和機の制御計画立案プログラム。
複数の空気調和機それぞれが設置された空間内の温度と、当該各空間の外側の温度と、前記複数の空気調和機の消費電力とを含む実データを取得する取得工程と、
前記取得工程で取得された前記実データに基づいて、各空気調和機に関する空間内の温度と空間の外側の温度と消費電力との関係を求めるための係数を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記各空気調和機の係数と、所定期間において予測される各空間の外側の温度と、予め設定された各空間内の最適温度及び当該最適温度からの変化を許容できる許容範囲と、を用いて、電力に関する目的関数が適切な値となるように、前記所定期間内における前記各空気調和機の時刻毎の設定温度を求め、前記空気調和機毎の制御計画を立案する立案工程と、をコンピュータが実行することを特徴とする空気調和機の制御計画立案方法。