JP2013143840A - エネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システム - Google Patents

エネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能なエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムを提供する。
【解決手段】物件に設置された複数の設備機器の消費エネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、第１制御部と第２制御部とを備える。第１制御部は、所定のイベントに対応するために設備機器の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を所定の調整期間において実行する。第２制御部は、調整期間Ｔ１の後の非調整期間Ｔ２に、第１調整制御とは別の第２調整制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムに関する。
従来より、例えば、特許文献１（特開２０１１−１４９５７２号公報）に開示のように、デマンドコントローラから送信される需要電力調整を要求する電力抑制信号に基づいて、空調機等の設備機器の能力を制限するデマンド制御システムが提案されている。
ところで、上記特許文献１に示されるように設備機器の能力を制限することにより消費エネルギー量の調整を行なうと、図１に示すように、その調整期間（図１のＴ１）の直後の期間（図１のＴ２）に、能力制限により損なわれた利便性や快適性等を回復しようとして消費エネルギー量が急激に増加することが懸念される。電力を供給する電力会社にとっては、電力の需給が一定であることが望ましいから、消費エネルギー量の調整後の消費エネルギー量の急増加は問題となる。そこで、調整後の消費エネルギー量の急増加に対しては、需要調整要求に応じて消費エネルギー量の調整を行ったことに対する料金割引などのインセンティブを剥奪する等、ペナルティを科すことが考えられる。したがって、需要調整要求、或いはエネルギー単価の変動等のイベントに応じて消費エネルギー量の調整後に消費エネルギー量が急増加することは、エネルギーの需要家にとっても避けることが望ましい。
本発明の課題は、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能なエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムを提供することにある。
本発明の第１観点に係るエネルギー制御装置は、物件に設置された設備機器の消費エネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、第１制御部と、第２制御部とを備える。第１制御部は、所定のイベントに対応するために前記設備機器の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を所定の調整期間において実行する。第２制御部は、調整期間の後の非調整期間に、第１調整制御とは別の第２調整制御を実行する。
本発明の第１観点に係るエネルギー制御装置では、第１制御部が、所定のイベントに対応するために所定の調整期間において設備機器の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を実行し、第２制御部は、調整期間の後の非調整期間に、第１調整制御とは別の第２調整制御を実行する。これにより、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
なお、消費エネルギー量とは消費されるエネルギー量である。エネルギーとは、例えば電気であり、エネルギー量とは、例えば、ワット等の単位で表される電力、又はワット時等の単位で表される電力量である。
本発明の第２観点に係るエネルギー制御装置は、第１観点に係るエネルギー制御装置であって、所定のイベントは、エネルギー単価の変動、設備機器の消費エネルギー量の増加、及びエネルギー供給会社からの需要調整要求、のうちの少なくとも一つである。
本発明の第２観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー単価の変動、設備機器の消費エネルギー量の増加、及びエネルギー供給会社からの需要調整要求の少なくとも一つのイベントに対応するために消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第３観点に係るエネルギー制御装置は、第１観点又は第２観点に係るエネルギー制御装置であって、第２調整制御は、設備機器の消費エネルギー量を所定の消費エネルギー量以下に調整する制御である。
本発明の第３観点に係るエネルギー制御装置では、調整期間の後に設備機器の消費エネルギー量を所定の消費エネルギー量以下に調整する第２調整制御が行われる。これにより、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量を超えて増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第４観点に係るエネルギー制御システムは、第１観点から第３観点のいずれかに係るエネルギー制御装置と、通信装置とを備える。通信装置は、上位のエネルギー管理システムから所定のイベントに関する情報を受け付ける受付部を有する。
これにより、需要調整要求等の所定のイベントにしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第５観点に係るエネルギー制御システムは、第４観点に係るエネルギー制御システムであって、消費エネルギー量決定装置をさらに備える。消費エネルギー量決定装置は、調整期間が終了する前に所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第５観点に係るエネルギー制御システムでは、調整期間が終了する前に所定の消費エネルギー量の決定をする消費エネルギー量決定装置をさらに備える。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量の上限をあらかじめ決めておくことができる。したがって、需要調整要求等の所定のイベントにしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第６観点に係るエネルギー制御システムは、第５観点に係るエネルギー制御システムであって、通信装置は、提示部をさらに有する。提示部は、所定の消費エネルギー量を上位のエネルギー管理システムに提示する。
本発明の第６観点に係るエネルギー制御システムでは、電力会社へ調整期間後に消費するエネルギー量を通知することが可能になる。これにより、電力会社は、調整期間後の需要家の消費エネルギー量をあらかじめ把握することができる。
本発明の第７観点に係るエネルギー制御システムは、第５観点又は第６観点に係るエネルギー制御システムであって、記憶装置をさらに備える。記憶装置は、設備機器の消費エネルギー量に関する情報を記憶する。消費エネルギー量決定装置は、記憶装置が記憶する情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第７観点に係るエネルギー制御システムでは、設備機器の消費エネルギー量に関する情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定することが可能になる。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になる。
本発明の第８観点に係るエネルギー制御システムは、第７観点に係るエネルギー制御システムであって、消費エネルギー量決定装置は、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量に基づいて所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第８観点に係るエネルギー制御システムでは、調整期間前の消費エネルギー量に基づいて調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になる。
本発明の第９観点に係るエネルギー制御システムは、第５観点又は第６観点に係るエネルギー制御システムであって、通信装置は、需給情報受付部をさらに有する。需給情報受付部は、上位のエネルギー管理システムからエネルギー需給情報を受け付ける。消費エネルギー量決定装置は、エネルギー需給情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第９観点に係るエネルギー制御システムでは、エネルギー需給情報に基づいて、調整期間後に消費可能なエネルギー量を決定することができる。
本発明の第１観点に係るエネルギー制御装置では、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第２観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー単価の変動、設備機器の消費エネルギー量の増加、又はエネルギー供給会社からの需要調整要求、等のイベントに対応するために消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第３観点に係るエネルギー制御装置では、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量を超えて増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第４観点又は第５観点に係るエネルギー制御システムでは、需要調整要求等の所定のイベントにしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。
本発明の第６観点に係るエネルギー制御システムでは、電力会社は、調整期間後の需要家の消費エネルギー量をあらかじめ把握することができる。
本発明の第７観点又は第８観点に係るエネルギー制御システムでは、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になる。
本発明の第９観点に係るエネルギー制御システムでは、エネルギー需給情報に基づいて、調整期間後に消費可能なエネルギー量を決定することができる。
物件内の設備機器全体の消費エネルギー量の時間軸に沿った推移を表すグラフ。 本発明に係るエネルギー制御システムの配備図。 本発明に係るエネルギー制御システムの概要構成図。 本発明に係る通信装置の概要構成図。 本発明に係るエネルギー制御装置の概要構成図。 本発明に係る記憶装置の概要構成図。 本発明に係る消費エネルギー量決定装置１３０の概要構成図。 エネルギー制御システムが行なう制御フロー図。 許容消費エネルギー量の決定プロセスの一例を説明する表。 変形例１Ｂに係る通信装置の概要構成図。 変形例１Ｃに係る通信装置の概要構成図。
以下、図を参照しながら本発明に係るエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムの一実施形態について説明する。
（１）全体構成
図２は、本発明に係るエネルギー制御システムの一例であるエネルギー制御システム１００の概略構成図である。
エネルギー制御システム１００は、ビルや工場等の建物である物件Ａ、Ｂに配置され、当該物件Ａ、Ｂ内に設置された設備機器の消費エネルギー量を管理する。設備機器とは、例えば、空調機４１、・・・、揚水ポンプ４２、・・・、及びエレベータ４３、・・・、等である（以下、これらをまとめて指す場合は、設備機器４１、４２、４３、・・・と記載する。）。このほか、各物件Ａ、Ｂには、各設備機器４１、４２、４３、・・・にエネルギーを供給する電源６と、電源６から各設備機器４１、４２、４３、・・・に供給されるエネルギーを計測するメーター７とが設置されている。エネルギー制御システム１００と設備機器４１、４２、４３、・・・及びメーター７とは、ＬＡＮ等の通信ネットワーク８２により接続されている。また、エネルギー制御システム１００は、物件Ａ、Ｂにエネルギーを供給する電力会社が有するエネルギー管理システム９０とインターネット等の通信ネットワーク８１を介して接続されている。なお、消費エネルギー量とは消費されるエネルギー量である。エネルギーとは、例えば電気であり、エネルギー量とは、例えば、ワット等の単位で表される電力、又はワット時等の単位で表される電力量である。
エネルギー管理システム９０は、１つ以上のコンピュータから構成されるシステムであり、物件Ａ、Ｂを含む複数の物件におけるエネルギーの需要に対する供給量を調整することで、これらの物件に供給されるエネルギーを管理する。エネルギー管理システム９０と各エネルギー制御システム１００との間では、エネルギー需給に関する各種情報の送受信が行なわれる。
例えば、電力会社は、所定の期間（以下、調整期間Ｔ１とする）における消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を、エネルギー管理システム９０から物件Ａ、Ｂそれぞれにあるエネルギー制御システム１００に送信する。ここで、需要調整要求の内容、即ち物件Ａ、Ｂそれぞれにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体が消費するエネルギー量の抑制量を要求抑制エネルギー量とする。要求抑制エネルギー量を達成するために消費可能なエネルギー量の上限を要求エネルギー量Ｗ１とする。なお、要求抑制エネルギー量は、電力会社が独自に決めた値である場合もあれば、エネルギー制御システム１００がエネルギー管理システム９０に送信した、即ち申告した抑制可能エネルギー量に基づいて決められた値である場合もある。
図１は、１つの物件Ａ或いはＢにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量の時間軸に沿った推移を表したグラフである。需要調整要求を受信した各エネルギー制御システム１００は、当該需要調整要求により指定された調整期間Ｔ１（例えば、午後３時から１５分間）における当該エネルギー制御システム１００が管理する物件Ａ、或いはＢにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が例えば、５００ｋＷであるのを４００ｋＷ以下となるように制御し、消費エネルギー量が要求抑制エネルギー量（例えば、２５ｋＷｈ）だけ抑制されるように制御する。すなわち、調整期間Ｔ１に消費エネルギー量が要求エネルギー量Ｗ１付近で収まるように調整する。
調整期間Ｔ１が経過すると、調整期間Ｔ１中に低下していた各設備機器４１、４２、４３、・・・によりもたらされていた物件Ａ、Ｂの快適性を回復させるため、各設備機器４１、４２、４３、・・・は運転能力の上限に近い状態で稼働することになる。例えば、空調機４１、・・・の場合は、調整期間Ｔ１中に乖離した設定温度と室温との差をなくすために高出力で運転する。揚水ポンプ４２、・・・の場合は、出力可変であれば、調整期間Ｔ１中に残量が減った貯水タンクに水を汲み上げるために高出力で運転する。エレベータ４３、・・・の場合、調整期間Ｔ１中にエレベータ４３、・・・を待つ人の行列を解消するために連続運転する。すると、図１に示すように調整期間Ｔ１後の期間Ｔ２に消費エネルギー量が急激に増加することになる。そこで、エネルギー制御システム１００は、管理する物件Ａ、Ｂそれぞれの設備機器４１、４２、４３、・・・全体の調整期間Ｔ１後における消費エネルギー量の上限を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定し、調整期間Ｔ１後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２を超えないように制御する。
（２）エネルギー制御システム詳細構成
図３は、エネルギー制御システム１００の概略構成図である。エネルギー制御システム１００は、通信装置１１０、制御装置１２０、記憶装置１４０、及び消費エネルギー量決定装置１３０を備える。通信装置１１０、制御装置１２０、記憶装置１４０、及び消費エネルギー量決定装置１３０は、それぞれＬＡＮ等の通信ネットワーク８２により接続されている。以下、エネルギー制御システム１００について説明する。なお、物件Ａに設置されているエネルギー制御システム１００と物件Ｂに設置されているエネルギー制御システム１００とは同じ構成であるので、説明の便宜上、これ以降すべて特に断りがない限り、エネルギー制御システム１００は、図２における物件Ａに設置されているものとして説明する。
（２−１）通信装置１１０
通信装置１１０は、エネルギー管理システム９０との間で需要調整要求等、各種情報を送受信するための装置である。図４は、通信装置１１０の概略構成図である。通信装置１１０は、図４に示すように、主として、通信部１１１、制御部１１２、及び記憶部１１３を有する。
通信部１１１は、通信装置１１０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
記憶部１１３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、通信装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１１２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１１３に格納された通信装置用プログラムを実行する。通信装置用プログラムが実行されることにより、制御部１１２は、受付部１１２ａ、等として機能する。
受付部１１２ａは、所定のイベントに関する情報を受け付ける。本実施形態においては、受付部１１２ａは、エネルギー管理システムから需要調整要求及び調整期間を受け付ける。具体的には、通信部１１１が通信ネットワーク８１を介してエネルギー管理システム９０から受信した調整期間含む需要調整要求を記憶部１１３に記憶させる。
（２−２）制御装置１２０
図５は、制御装置１２０の概略構成図である。制御装置１２０は、各設備機器４１、４２、４３、・・・を制御するための装置であり、ＬＡＮ等の通信ネットワーク８２を介して各設備機器４１、４２、４３、・・・と接続されている。制御装置１２０は、図５に示すように、主として、通信部１２１、タイマー部１２２、制御部１２３、及び記憶部１２４を有する。
通信部１２１は、制御装置１２０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
タイマー部１２２は、時刻、日、月、年、曜日、所定時刻を基準とした経過時間などの時間的要素を計測する。
記憶部１２４は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、制御装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１２３は、主にＣＰＵからなり、記憶部１２４に格納された制御装置用プログラムを実行する。制御装置用プログラムが実行されることにより、運転状況把握部１２３ｃ、メーター値取得部１２３ｄ、第１制御部１２３ａ、第２制御部１２３ｂ等として機能する。
以下、制御部１２３の各機能の説明を行う。
運転状況把握部１２３ｃは、所定の時間間隔（例えば、５分間隔）で、各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に関する情報を収集する。具体的には、運転状況把握部１２３ｃは、各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に関する情報を各設備機器４１、４２、４３、・・・から取得し、当該情報を運転状況情報１４３ａとして後述する記憶装置１４０に記憶させる。
メーター値取得部１２３ｄは、メーター７によって計測されたメーター値（消費エネルギー量に関するデータ）を所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で取得する。メーター値取得部１２３ｄは、当該メーター値をメーター情報１４３ｂとして、各設備機器４１、４２、４３、・・・に関連付けて記憶するように後述する記憶装置１４０に命令する。
第１制御部１２３ａは、所定のイベントに対応するために各設備機器４１、４２、４３、・・・に対して第１調整制御を行なう。本実施形態において所定のイベントとは、電力会社からの需要調整要求である。したがって、本実施形態において第１調整制御とは、需要調整要求にしたがって要求抑制エネルギー量を達成できるように、調整期間に各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を抑制する制御である。具体的には、調整期間Ｔ１に各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転能力を制限する制御を行なうことにより消費エネルギー量を抑制する。
第２制御部１２３ｂは、調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量の大幅な増加を抑制するために、各設備機器４１、４２、４３、・・・に対して第２調整制御を行なう。第２調整制御とは、調整期間Ｔ１経過後、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の値を超えないように抑制する制御である。なお、調整期間Ｔ１経過後の期間、即ち第２調整制御が実行される期間を非調整期間（図１のＴ２）とする。
（２−３）記憶装置１４０
図６は、記憶装置１４０の概略構成図である。記憶装置１４０は、設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況や消費エネルギー量に関する情報等を記憶するための装置である。記憶装置１４０は、図６に示すように、主として、通信部１４１、制御部１４２、及び記憶部１４３を有する。
通信部１４１は、制御装置１２０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
制御部１４２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１４３に格納されたＤＢＭＳ等の記憶装置用プログラムを実行する。制御部１４２は、制御装置１２０等、他の装置からの命令により、当該命令により指定された情報を記憶部１４３に記憶したり、記憶部１４３から読み出す。
記憶部１４３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなる。記憶部１４３には、上述の運転状況情報１４３ａ、及びメーター情報１４３ｂ等の各種情報や、記憶装置用プログラム等が記憶されている。
運転状況情報１４３ａとは、具体的には、例えば、空調機４１、・・・の運転／停止の状態、設定温度、冷房／暖房等の運転モード、稼働時間、稼働率、稼働時の運転能力、室外機及び室内機の各種機器の状態値（ファンの回転数、圧縮機の回転数、膨張弁の開度、冷媒温度、冷媒圧力等）、室外温度、室内温度、吸込温度、設定温度と室内温度との許容乖離度、エネルギー抑制制御の実行／非実行等が含まれる。ここで、空調機４１、・・・の稼動時の運転能力とは、空調機４１、・・・の定格能力に対して、稼働時の空調機４１、・・・（具体的には、例えば、圧縮機の稼動時の周波数）がどの程度の能力で動作しているかを示すものである。なお、運転状況に含まれる各種の温度や圧力等は、図示しない各種のセンサ等によって検出される。このほか、揚水ポンプ４２、・・・の運転／停止の状態、エレベータ４３、・・・の運転／停止の状態、昇降速度、加速度、積載重量等が含まれる。
メーター情報１４３ｂとは、各設備機器４１、４２、４３、・・・の所定時間（例えば、５分）ごとの消費エネルギー量を表すメーター７の計測値に関する情報である。例えば、空調機４１、・・・のうちの１つが午後１時から５分間に１０Ｗｈ消費したといった情報である。
（２−４）消費エネルギー量決定装置１３０
図７は、消費エネルギー量決定装置１３０の概略構成図である。消費エネルギー量決定装置１３０は、エネルギー制御システム１００により管理される設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量、即ち物件ごとの消費エネルギー量を計算するための装置である。消費エネルギー量決定装置１３０は、図７に示すように、主として、通信部１３１、制御部１３２、及び記憶部１３３を有する。
通信部１３１は、消費エネルギー量決定装置１３０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
記憶部１３３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、消費エネルギー量決定装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１３２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１３３に格納された消費エネルギー量決定装置用プログラムを実行する。消費エネルギー量決定装置用プログラムが実行されることにより、消費エネルギー量決定部１３２ａ等として機能する。
消費エネルギー量決定部１３２ａは、調整期間Ｔ１が終了する前に、即ち第１調整制御開始前或いは第１調整制御終了前に、調整期間Ｔ１終了後の設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を決定する。即ち、調整期間Ｔ１後において行われる第２調整制御における、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量の上限（許容消費エネルギー量Ｗ２）をあらかじめ決定する。具体的には、消費エネルギー量決定部は、調整期間前における前記設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に基づいて調整期間Ｔ１後の許容消費エネルギー量Ｗ２を決定する。
（３）エネルギー制御システム１００が行なう制御フロー
図８は、エネルギー制御システム１００が行なう各設備機器４１、４２、４３、・・・についての制御フロー図である。以下、図８を参照しながら当該制御フローについて説明する。
当該制御フローは、エネルギー制御システム１００がエネルギー管理システム９０から需要調整要求を受信すると開始する。具体的には、通信装置１１０の通信部１１１がエネルギー管理システム９０から需要調整要求を受信すると、受付部１１２ａは、需要調整要求を記憶部１１３に記憶させる。また、受付部１１２ａは、需要調整要求を受信した旨のメッセージとともに需要調整要求を制御装置１２０に通信部１１１を介して送信する。制御装置１２０は、当該メッセージを受信すると、以下の制御フローを開始する。
ステップＳ１０１では、制御装置１２０の制御部１２３が、調整期間Ｔ１が到来したかどうかを判定する。到来していなければ、到来するまでステップＳ１０１が繰り返される。到来したら制御フローは、ステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１０２では、制御装置１２０の第１制御部１２３ａが、第１調整制御を開始する。第１調整制御についての詳細は、後述する。
ステップＳ１０３では、消費エネルギー量決定装置１３０の消費エネルギー量決定部１３２ａが、調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）を決定する。許容消費エネルギー量Ｗ２の決定についての詳細は、後述する。
ステップＳ１０４では、制御装置１２０の第１制御部１２３ａが、調整期間Ｔ１が経過したかどうかを判定する。経過していなければ、第１調整制御が続行される。経過するまで、ステップＳ１０４が繰り返される。経過したら、第１調整制御は終了し、制御フローは、ステップＳ１０５へ進む。
ステップＳ１０５では、制御装置１２０の第２制御部１２３ｂが、第２調整制御を開始する。第２調整制御についての詳細は、後述する。
第２調整制御が終了すれば、制御フローは終了である。なお、第２調整制御は、例えば、消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２に所定の期間に継続して到達しなくなった等、第２調整制御を行なう必要がなくなると終了する。
（３−１）第１調整制御
第１調整制御では、需要調整要求にしたがって各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を調整する。例えば、需要調整要求が、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を１０％抑制するものであれば、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が１０％少なくなるように、或いは１００ｋＷ抑制するものであれば、１００ｋＷ少なくなるように、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力を制限する。具体的には、空調機４１、・・・の場合は、ファンの回転数や圧縮機の運転周波数を下げる等の制御を行なう。会議室等、常時利用されていない部屋やトイレや廊下等、優先度の低い空調対象空間がある場合は、優先度の低い空調対象空間の空調機４１、・・・を強制的に停止或いは能力制限を行う。エレベータ４３、・・・の場合は、エレベータ４３、・・・の昇降速度或いは加速度を下げる。輸送にかかる時間を伸ばすことで１回の積載人数を増やし、即ち輸送回数を減らすことにより、消費エネルギー量を下げることができる。このほか、エレベータ４３、・・・が複数設置されている場合は、運転する台数を減らしてもよい。揚水ポンプ４２、・・・の場合、優先すべき用途の貯水タンクに優先的に揚水し、他のタンクに対しては、揚水を抑制する。
なお、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力や稼働率制限等と消費エネルギー量との関係は、記憶装置に記憶されている運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂに基づいて算出することができる。例えば、空調機４１、・・・の場合、設定温度と室温との差が大きい運転立ち上げ時の５分間の各空調機４１、・・・の消費エネルギー量が１０Ｗｈであり、設定温度と室温との差が無いサーモオフ時の５分間の各空調機４１、・・・の消費エネルギー量が１Ｗｈであった場合は、空調機４１、・・・１つを５分間サーモオフにすることにより消費エネルギー量を９Ｗｈ抑制することができると見積もることが出来る。或いは、圧縮機の運転周波数と消費エネルギー量との関係を運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂから求めることにより見積もることも出来る。
（３−２）消費エネルギー量決定処理
消費エネルギー量決定部１３０は、記憶装置１４０が記憶する調整期間Ｔ１開始前の運転状況情報１４３ａとメーター情報１４３ｂ等、消費エネルギー量に関する情報を取得する。そして、当該情報に基づいて、第１調整制御により消費エネルギー量が抑制されなかった場合の調整期間Ｔ１後における設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量（以下、見込消費エネルギー量とする。）を算出する。例えば、調整期間Ｔ１の開始直前５分間の設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を、見込消費エネルギー量として算出する。
次に、消費エネルギー量決定部１３２ａは、調整期間Ｔ１後に許容される消費エネルギー量の増加分（以下、許容増加量とする）を決定する。これは、例えば、図９に示す表にしたがって決定される。当該表は、調整期間Ｔ１の長さに比例して、増加分が大きくなるようになっている。これは、消費エネルギー量抑制のため各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力が制限される期間が長いほど、室内温度と設定温度との乖離幅が大きくなったり、エレベータ４３、・・・を待つ人が多くなったり、貯水タンクの残量が少なくなるからである。当該表に従うと、調整期間Ｔ１の長さが１５分であった場合、算出した見込消費エネルギー量の５％を許容増加量とする。したがって、見込消費エネルギー量＋許容増加量が調整期間Ｔ１後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体が消費しても良い消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）として決定される。なお、図９の表に示されているような許容増加量は、設備機器４１、４２、４３、・・・の稼働によりもたらされていた快適性の回復と消費エネルギー量の急激な増加の抑制との双方の要請をバランスするものであることが好ましい。したがって、当該許容増加量は、調整期間Ｔ１における物件Ａにおける滞在人数や、調整期間Ｔ１或いはその直後が昼休み等の人の出入り或いは手洗いの利用が多くなる時間帯か否か、調整期間Ｔ１における設定温度と室内温度との乖離状況、貯水タンクの残量、等の情報に基づいて決定される。
（３−３）第２調整制御
第２調整制御では、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量以下になるように調整する。所定の消費エネルギー量とは、本実施形態では、消費エネルギー量決定部が決定した許容消費エネルギー量Ｗ２である。具体的には、第２調整制御では、物件Ａにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２に到達すると、或いは到達しそうになると、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２以下になるように各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を調節する。具体的には、例えば、空調機４１、・・・の場合は、ファンの回転数や圧縮機の運転周波数を下げる等の制御を行なう。会議室等、常時利用されていない部屋、トイレや廊下等、優先度の低い空調対象空間がある場合は、優先度の低い空調対象空間の空調機４１、・・・を強制的に停止或いは能力制限を行い、優先度の高い空調対象空間から先に設定温度と室温との差を解消させる。あるいは、設定温度と室温との差が大きい空調対象空間から優先的に室温を回復させる。エレベータ４３、・・・の場合は、エレベータ４３、・・・の昇降速度或いは加速度を下げる。用途別にエレベータ４３、・・・が複数台設置されている場合は、優先度の低い用途のエレベータの運転は、通常に戻さない。例えば、低層階用のエレベータ４３、・・・の速度を抑制し、高層階用のエレベータ４３、・・・の速度は通常に戻す。揚水ポンプ４２、・・・の場合、優先すべき用途の貯水タンクに優先的に揚水し、他のタンクに対しては、揚水を抑制する。
（４）特徴
（４−１）
上記実施形態では、第１制御部１２３ａが、調整期間Ｔ１において需要調整要求にしたがって設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を実行し、第２制御部１２３ｂは、調整期間Ｔ１の後の非調整期間（図１のＴ２）に、第２調整制御を実行する。第１調整制御は、需要調整要求により要求された消費エネルギー量抑制量を達成するために各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量を調整する制御である。これに対して、第２調整制御は、第１調整制御と異なり、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）に到達すると、或いは到達しそうになると、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量の調整をする。これにより、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−２）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１の後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）に到達すると、或いは到達しそうになると、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量の調整をする第２調整制御が行われる。これにより、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量を超えて増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−３）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１が終了する前に所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）の決定をする消費エネルギー量決定装置１３０をさらに備える。これにより、調整期間Ｔ１後に消費するエネルギー量の上限（許容消費エネルギー量Ｗ２）をあらかじめ決めておくことができる。したがって、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−４）
上記実施形態では、記憶装置１３０が記憶する各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に関する情報である運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂ、等に基づいて所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）を決定することが可能になる。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になっている。
（４−５）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１前の各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に関する情報（運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂ、等）基づいて調整期間Ｔ１後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になっている。
（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、エネルギー調整システム１００は、通信装置１１０、制御装置１２０、消費エネルギー量決定装置１３０、及び記憶装置１４０を備えており、複数の装置から構成されていた。しかし、他の実施形態においては、通信装置１１０、制御装置１２０、消費エネルギー量決定装置１３０、及び記憶装置１４０の有する全ての機能を１つの装置に集約し、エネルギー調整システム１００を１つの装置により構成してもよい。あるいは、エネルギー調整システム１００を構成する装置の数は、４つや１つに限られず、適宜に増減させてもよい。
（５−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、調整期間Ｔ１後の許容消費エネルギー量Ｗ２が調整期間Ｔ１の終了前に消費エネルギー量決定装置１３０により決定されていた。他の実施形態においては、加えて、決定した許容消費エネルギー量Ｗ２を電力会社に提示してもよい。この場合、通信装置１１０は、図１０の通信装置２１０のように変形される。通信装置１１０と通信装置２１０との違いは、提示部２１２ｂの有無である。提示部２１２ｂは、消費エネルギー量決定部１３２ａが決定した後、調整期間Ｔ１が終了する前に、通信部１１１に許容消費エネルギー量Ｗ２をエネルギー管理システム９０に送信させる。これにより、電力会社は、調整期間Ｔ１後における物件Ａの消費エネルギー量を把握することができ、問題があれば対策をとることが出来る。例えば、電力会社は、エネルギー管理システム９０から、消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を物件Ａのエネルギー調整システム１００に送信することができる。或いは、代わりに物件Ｂ等の他の物件のエネルギー調整システム１００に消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を送信することができる。
（５−３）変形例１Ｃ
また、他の実施形態においては、電力会社からエネルギーの需給情報を受取り、さらに当該エネルギー需給情報にも基づいて許容消費エネルギー量Ｗ２を決定してもよい。この場合、上述の通信装置１１０、或いは通信装置２１０は、図１１の通信装置３１０のように変形される。通信装置２１０と通信装置３１０との違いは、需給情報受付部３１２ｃの有無である。
需給情報受付部３１２ｃは、通信装置３１０がエネルギー需給情報をエネルギー管理システム９０から受信すると、当該エネルギー需給情報を受け付ける。即ち、記憶部１１３に当該エネルギー需給情報を記憶させ、当該エネルギー需給情報とともに当該エネルギー需給情報を受信した旨を伝えるメッセージを消費エネルギー量決定装置１３０に送信する。なお、通信装置３１０がエネルギー需給情報をエネルギー管理システム９０から受信するのは、調整期間Ｔ１の終了前である。
消費エネルギー量決定装置１３０の消費エネルギー量決定部１３２ａは、消費エネルギー量決定装置１３０の通信部１３１が上記メッセージ及びエネルギー需給情報を受信すると、運転状況情報１４３ａのほか、さらにエネルギー需給情報に基づいて調整期間Ｔ１後における例えば物件Ａの設備機器４１，４２，４３、・・・全体の許容消費エネルギー量Ｗ２を決定する。具体的には、例えば、エネルギー需給情報から、調整期間後のエネルギー供給が需要に対して余裕があると判断すれば、運転状況情報１４３ａから算出した第１調整制御を行わなかったと仮定した調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量を３０％増加させた値を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定する。調整期間Ｔ１後のエネルギー供給が需要に対してあまり余裕がないと判断すれば、運転状況情報１４３ａから算出した第１調整制御を行わなかったと仮定した調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量を５％増加させた値を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定する。さらに、決定した許容消費エネルギー量Ｗ２が、通信装置３１０の提示部２１２ｂにより通信部３１１を介してエネルギー管理システム９０に送信されると、電力会社は決定された許容消費エネルギー量Ｗ２を把握することができるので尚よい。
これにより、エネルギー需給情報に基づいてより適切な許容消費エネルギー量Ｗ２を決定することができる。
（５−４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、調整期間Ｔ１は、エネルギー管理システム９０からの需要調整要求により指定された期間であった。しかし、他の実施形態においては、調整期間Ｔ１は、エネルギー調整システム１００が決めた期間でもよい。この場合、例えば、制御装置１２０の第１制御部１２３ａは、記憶部１２４にあらかじめ記憶されている期間を調整期間Ｔ１とする。或いは、調整期間Ｔ１を、設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に基づいて決めてもよい。
また、第１制御部１２３ａは、エネルギー管理システム９０から需要調整要求が受付部１１２ａにより受け付けられてから所定の時間経過後（例えば、５分後）に第１調整制御を開始し、エネルギー管理システム９０から調整期間Ｔ１の終了を通知する信号を受信したら第１調整制御を終了してもよい。
（５−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、エネルギー調整システム１００は、エネルギー管理システム９０から需要調整要求が送信されてきたら設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を抑制する制御（第１調整制御）を行った。しかし、他の実施形態においては、エネルギー調整システム１００がエネルギー単価の変動、或いは消費エネルギー量の増加、等のイベントに対応するために自主的に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を抑制する制御（第１調整制御）を行ってもよい。或いは、需要調整要求、エネルギー単価の変動、及び消費エネルギー量の増加、等のイベントの全てに対応するために、若しくはこれらのイベントのうち少なくとも一つに対応するために第１調整制御を行ってもよい。
例えば、エネルギーの需給が逼迫する昼間（例えば、午後１時から午後３時まで）のエネルギー単価が他の時間帯よりも比較的高く設定されている場合は、制御装置１２０は、このエネルギー単価の価格変動に対応するために昼間の時間帯に所定の期間（調整期間Ｔ１）、設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を抑制する制御を行う。即ち、第１制御部１２３ａが、第１調整制御を行う。この場合、受付部１１２ａは、電力会社から送信されたエネルギー単価に関する情報を受け付ける。
また、例えば、時間帯によるエネルギー単価の変動の有無に関わらず、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の範囲を超えて大幅に増加したら所定の期間（調整期間Ｔ１）、第１調整制御を行ってもよい。そして、第１調整制御終了後、即ち調整期間Ｔ１終了後に第２調整制御を行い、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が急増するのを抑制すれば、調整期間Ｔ１直後にエネルギー需給が一時的に逼迫する等の問題の発生を抑制することができる。
本発明は、消費エネルギー量の抑制を行う種々のエネルギー制御装置或いはエネルギー制御システムに適用可能である。
Ａ、Ｂ 物件
４１ 空調機（設備機器）
４２ 揚水ポンプ（設備機器）
４３ エレベータ（設備機器）
９０ エネルギー管理システム（上位のエネルギー管理システム）
１００ エネルギー制御システム
１１０，２１０、３１０ 通信装置
１１２ａ 受付部
２１２ｂ 提示部
３１２ｃ 需給情報受付部
１２０ 制御装置（エネルギー制御装置）
１２３ａ 第１制御部
１２３ｂ 第２制御部
１３０ 消費エネルギー量決定装置
１４０ 記憶装置
特開２０１１−１４９５７２号公報
本発明は、エネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムに関する。
従来より、例えば、特許文献１（特開２０１１−１４９５７２号公報）に開示のように、デマンドコントローラから送信される需要電力調整を要求する電力抑制信号に基づいて、空調機等の設備機器の能力を制限するデマンド制御システムが提案されている。
ところで、上記特許文献１に示されるように設備機器の能力を制限することにより消費エネルギー量の調整を行なうと、図１に示すように、その調整期間（図１のＴ１）の直後の期間（図１のＴ２）に、能力制限により損なわれた利便性や快適性等を回復しようとして消費エネルギー量が急激に増加することが懸念される。電力を供給する電力会社にとっては、電力の需給が一定であることが望ましいから、消費エネルギー量の調整後の消費エネルギー量の急増加は問題となる。そこで、調整後の消費エネルギー量の急増加に対しては、需要調整要求に応じて消費エネルギー量の調整を行ったことに対する料金割引などのインセンティブを剥奪する等、ペナルティを科すことが考えられる。したがって、需要調整要求、或いはエネルギー単価の変動等のイベントに応じて消費エネルギー量の調整後に消費エネルギー量が急増加することは、エネルギーの需要家にとっても避けることが望ましい。
本発明の課題は、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能なエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムを提供することにある。
本発明の第１観点に係るエネルギー制御システムは、エネルギー制御装置と、通信装置と、消費エネルギー量決定装置と、を備える。エネルギー制御装置は、物件毎に設置され、物件内に設置された設備機器の消費エネルギー量を調整する。通信装置は、物件毎に設置され、エネルギー供給会社が有する上位のエネルギー管理システムから、所定のイベントである設備機器についての消費エネルギー量の需要調整要求を受け付ける受付部を有する。消費エネルギー量決定装置は、物件毎に設置され、設備機器の消費エネルギー量を決定する。通信装置は、需要調整要求をエネルギー制御装置に送信する。エネルギー制御装置は、第１制御部と、第２制御部と、を含む。第１制御部は、第１調整制御を実行する。第１調整制御は、需要調整要求に対応するために、所定の調整期間における設備機器の消費エネルギー量を、第１の所定の消費エネルギー量に調整する制御である。第２制御部は、調整期間の後の非調整期間に、第１調整制御とは別の第２調整制御を実行することにより、非調整期間における設備機器の消費エネルギー量を、第１の所定の消費エネルギー量を増加させたエネルギー量であって、第２の所定の消費エネルギー量以下の消費エネルギー量に調整する。また、消費エネルギー量決定装置は、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量と、調整期間における第１調整制御の内容とに基づいて、第２の所定の消費エネルギー量を決定する。
なお、消費エネルギー量とは消費されるエネルギー量である。エネルギーとは、例えば電気であり、エネルギー量とは、例えば、ワット等の単位で表される電力、又はワット時等の単位で表される電力量である。
これにより、調整期間後に消費するエネルギー量の上限をあらかじめ決めておくことができるので、エネルギー供給会社からの需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定のエネルギーを超えて急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。また、調整期間前の消費エネルギー量に基づいて調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になる。
本発明の第２観点に係るエネルギー制御システムは、第１観点に係るエネルギー制御システムであって、消費エネルギー量決定装置は、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量と、第１調整制御の内容とに応じて、第２の所定の消費エネルギー量を決定する。第１調整制御の内容とは、設備機器の消費エネルギー量が第１の所定の消費エネルギー量に調整された調整期間の長さである。
本発明の第３観点に係るエネルギー制御システムは、第２観点に係るエネルギー制御システムであって、消費エネルギー量決定装置は、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量と、許容増加量と、に基づいて、第２の所定の消費エネルギー量を決定する。許容増加量とは、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量に対して許容される消費エネルギー量の増加分であって調整期間の長さに応じて変化する。
本発明の第４観点に係るエネルギー制御システムは、第１から３のいずれか観点に係るエネルギー制御システムであって、通信装置は、提示部をさらに有する。提示部は、第２の所定の消費エネルギー量をエネルギー管理システムに提示する。
本発明の第４観点に係るエネルギー制御システムでは、電力会社へ調整期間後に消費するエネルギー量を通知することが可能になる。これにより、電力会社は、調整期間後の需要家の消費エネルギー量をあらかじめ把握することができる。
本発明の第５観点に係るエネルギー制御システムは、第１から第４観点のいずれかに係るエネルギー制御システムであって、記憶装置をさらに備える。記憶装置は、設備機器の消費エネルギー量に関する情報を記憶する。消費エネルギー量決定装置は、記憶装置が記憶する情報に基づいて第２の所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第５観点に係るエネルギー制御システムでは、設備機器の消費エネルギー量に関する情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定することが可能になる。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になる。
本発明の第６観点に係るエネルギー制御システムは、第１観点又は第２観点に係るエネルギー制御システムであって、通信装置は、需給情報受付部をさらに有する。需給情報受付部は、エネルギー管理システムからエネルギー需給情報を受け付ける。消費エネルギー量決定装置は、エネルギー需給情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第６観点に係るエネルギー制御システムでは、エネルギー需給情報に基づいて、調整期間後に消費可能なエネルギー量を決定することができる。
本発明に係るエネルギー制御システムでは、エネルギー供給会社からの需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定のエネルギーを超えて急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。また、調整期間前の消費エネルギー量に基づいて調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になる。
また、電力会社は、調整期間後の需要家の消費エネルギー量をあらかじめ把握することができる。
また、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になる。
また、エネルギー需給情報に基づいて、調整期間後に消費可能なエネルギー量を決定することができる。
物件内の設備機器全体の消費エネルギー量の時間軸に沿った推移を表すグラフ。 本発明に係るエネルギー制御システムの配備図。 本発明に係るエネルギー制御システムの概要構成図。 本発明に係る通信装置の概要構成図。 本発明に係るエネルギー制御装置の概要構成図。 本発明に係る記憶装置の概要構成図。 本発明に係る消費エネルギー量決定装置１３０の概要構成図。 エネルギー制御システムが行なう制御フロー図。 許容消費エネルギー量の決定プロセスの一例を説明する表。 変形例１Ｂに係る通信装置の概要構成図。 変形例１Ｃに係る通信装置の概要構成図。
以下、図を参照しながら本発明に係るエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムの一実施形態について説明する。
（１）全体構成
図２は、本発明に係るエネルギー制御システムの一例であるエネルギー制御システム１００の概略構成図である。
エネルギー制御システム１００は、ビルや工場等の建物である物件Ａ、Ｂに配置され、当該物件Ａ、Ｂ内に設置された設備機器の消費エネルギー量を管理する。設備機器とは、例えば、空調機４１、・・・、揚水ポンプ４２、・・・、及びエレベータ４３、・・・、等である（以下、これらをまとめて指す場合は、設備機器４１、４２、４３、・・・と記載する。）。このほか、各物件Ａ、Ｂには、各設備機器４１、４２、４３、・・・にエネルギーを供給する電源６と、電源６から各設備機器４１、４２、４３、・・・に供給されるエネルギーを計測するメーター７とが設置されている。エネルギー制御システム１００と設備機器４１、４２、４３、・・・及びメーター７とは、ＬＡＮ等の通信ネットワーク８２により接続されている。また、エネルギー制御システム１００は、物件Ａ、Ｂにエネルギーを供給する電力会社が有するエネルギー管理システム９０とインターネット等の通信ネットワーク８１を介して接続されている。なお、消費エネルギー量とは消費されるエネルギー量である。エネルギーとは、例えば電気であり、エネルギー量とは、例えば、ワット等の単位で表される電力、又はワット時等の単位で表される電力量である。
エネルギー管理システム９０は、１つ以上のコンピュータから構成されるシステムであり、物件Ａ、Ｂを含む複数の物件におけるエネルギーの需要に対する供給量を調整することで、これらの物件に供給されるエネルギーを管理する。エネルギー管理システム９０と各エネルギー制御システム１００との間では、エネルギー需給に関する各種情報の送受信が行なわれる。
例えば、電力会社は、所定の期間（以下、調整期間Ｔ１とする）における消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を、エネルギー管理システム９０から物件Ａ、Ｂそれぞれにあるエネルギー制御システム１００に送信する。ここで、需要調整要求の内容、即ち物件Ａ、Ｂそれぞれにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体が消費するエネルギー量の抑制量を要求抑制エネルギー量とする。要求抑制エネルギー量を達成するために消費可能なエネルギー量の上限を要求エネルギー量Ｗ１とする。なお、要求抑制エネルギー量は、電力会社が独自に決めた値である場合もあれば、エネルギー制御システム１００がエネルギー管理システム９０に送信した、即ち申告した抑制可能エネルギー量に基づいて決められた値である場合もある。
図１は、１つの物件Ａ或いはＢにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量の時間軸に沿った推移を表したグラフである。需要調整要求を受信した各エネルギー制御システム１００は、当該需要調整要求により指定された調整期間Ｔ１（例えば、午後３時から１５分間）における当該エネルギー制御システム１００が管理する物件Ａ、或いはＢにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が例えば、５００ｋＷであるのを４００ｋＷ以下となるように制御し、消費エネルギー量が要求抑制エネルギー量（例えば、２５ｋＷｈ）だけ抑制されるように制御する。すなわち、調整期間Ｔ１に消費エネルギー量が要求エネルギー量Ｗ１付近で収まるように調整する。
調整期間Ｔ１が経過すると、調整期間Ｔ１中に低下していた各設備機器４１、４２、４３、・・・によりもたらされていた物件Ａ、Ｂの快適性を回復させるため、各設備機器４１、４２、４３、・・・は運転能力の上限に近い状態で稼働することになる。例えば、空調機４１、・・・の場合は、調整期間Ｔ１中に乖離した設定温度と室温との差をなくすために高出力で運転する。揚水ポンプ４２、・・・の場合は、出力可変であれば、調整期間Ｔ１中に残量が減った貯水タンクに水を汲み上げるために高出力で運転する。エレベータ４３、・・・の場合、調整期間Ｔ１中にエレベータ４３、・・・を待つ人の行列を解消するために連続運転する。すると、図１に示すように調整期間Ｔ１後の期間Ｔ２に消費エネルギー量が急激に増加することになる。そこで、エネルギー制御システム１００は、管理する物件Ａ、Ｂそれぞれの設備機器４１、４２、４３、・・・全体の調整期間Ｔ１後における消費エネルギー量の上限を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定し、調整期間Ｔ１後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２を超えないように制御する。
（２）エネルギー制御システム詳細構成
図３は、エネルギー制御システム１００の概略構成図である。エネルギー制御システム１００は、通信装置１１０、制御装置１２０、記憶装置１４０、及び消費エネルギー量決定装置１３０を備える。通信装置１１０、制御装置１２０、記憶装置１４０、及び消費エネルギー量決定装置１３０は、それぞれＬＡＮ等の通信ネットワーク８２により接続されている。以下、エネルギー制御システム１００について説明する。なお、物件Ａに設置されているエネルギー制御システム１００と物件Ｂに設置されているエネルギー制御システム１００とは同じ構成であるので、説明の便宜上、これ以降すべて特に断りがない限り、エネルギー制御システム１００は、図２における物件Ａに設置されているものとして説明する。
（２−１）通信装置１１０
通信装置１１０は、エネルギー管理システム９０との間で需要調整要求等、各種情報を送受信するための装置である。図４は、通信装置１１０の概略構成図である。通信装置１１０は、図４に示すように、主として、通信部１１１、制御部１１２、及び記憶部１１３を有する。
通信部１１１は、通信装置１１０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
記憶部１１３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、通信装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１１２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１１３に格納された通信装置用プログラムを実行する。通信装置用プログラムが実行されることにより、制御部１１２は、受付部１１２ａ、等として機能する。
受付部１１２ａは、所定のイベントに関する情報を受け付ける。本実施形態においては、受付部１１２ａは、エネルギー管理システムから需要調整要求及び調整期間を受け付ける。具体的には、通信部１１１が通信ネットワーク８１を介してエネルギー管理システム９０から受信した調整期間含む需要調整要求を記憶部１１３に記憶させる。
（２−２）制御装置１２０
図５は、制御装置１２０の概略構成図である。制御装置１２０は、各設備機器４１、４２、４３、・・・を制御するための装置であり、ＬＡＮ等の通信ネットワーク８２を介して各設備機器４１、４２、４３、・・・と接続されている。制御装置１２０は、図５に示すように、主として、通信部１２１、タイマー部１２２、制御部１２３、及び記憶部１２４を有する。
通信部１２１は、制御装置１２０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
タイマー部１２２は、時刻、日、月、年、曜日、所定時刻を基準とした経過時間などの時間的要素を計測する。
記憶部１２４は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、制御装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１２３は、主にＣＰＵからなり、記憶部１２４に格納された制御装置用プログラムを実行する。制御装置用プログラムが実行されることにより、運転状況把握部１２３ｃ、メーター値取得部１２３ｄ、第１制御部１２３ａ、第２制御部１２３ｂ等として機能する。
以下、制御部１２３の各機能の説明を行う。
運転状況把握部１２３ｃは、所定の時間間隔（例えば、５分間隔）で、各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に関する情報を収集する。具体的には、運転状況把握部１２３ｃは、各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に関する情報を各設備機器４１、４２、４３、・・・から取得し、当該情報を運転状況情報１４３ａとして後述する記憶装置１４０に記憶させる。
メーター値取得部１２３ｄは、メーター７によって計測されたメーター値（消費エネルギー量に関するデータ）を所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で取得する。メーター値取得部１２３ｄは、当該メーター値をメーター情報１４３ｂとして、各設備機器４１、４２、４３、・・・に関連付けて記憶するように後述する記憶装置１４０に命令する。
第１制御部１２３ａは、所定のイベントに対応するために各設備機器４１、４２、４３、・・・に対して第１調整制御を行なう。本実施形態において所定のイベントとは、電力会社からの需要調整要求である。したがって、本実施形態において第１調整制御とは、需要調整要求にしたがって要求抑制エネルギー量を達成できるように、調整期間に各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を抑制する制御である。具体的には、調整期間Ｔ１に各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転能力を制限する制御を行なうことにより消費エネルギー量を抑制する。
第２制御部１２３ｂは、調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量の大幅な増加を抑制するために、各設備機器４１、４２、４３、・・・に対して第２調整制御を行なう。第２調整制御とは、調整期間Ｔ１経過後、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の値を超えないように抑制する制御である。なお、調整期間Ｔ１経過後の期間、即ち第２調整制御が実行される期間を非調整期間（図１のＴ２）とする。
（２−３）記憶装置１４０
図６は、記憶装置１４０の概略構成図である。記憶装置１４０は、設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況や消費エネルギー量に関する情報等を記憶するための装置である。記憶装置１４０は、図６に示すように、主として、通信部１４１、制御部１４２、及び記憶部１４３を有する。
通信部１４１は、制御装置１２０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
制御部１４２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１４３に格納されたＤＢＭＳ等の記憶装置用プログラムを実行する。制御部１４２は、制御装置１２０等、他の装置からの命令により、当該命令により指定された情報を記憶部１４３に記憶したり、記憶部１４３から読み出す。
記憶部１４３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなる。記憶部１４３には、上述の運転状況情報１４３ａ、及びメーター情報１４３ｂ等の各種情報や、記憶装置用プログラム等が記憶されている。
運転状況情報１４３ａとは、具体的には、例えば、空調機４１、・・・の運転／停止の状態、設定温度、冷房／暖房等の運転モード、稼働時間、稼働率、稼働時の運転能力、室外機及び室内機の各種機器の状態値（ファンの回転数、圧縮機の回転数、膨張弁の開度、冷媒温度、冷媒圧力等）、室外温度、室内温度、吸込温度、設定温度と室内温度との許容乖離度、エネルギー抑制制御の実行／非実行等が含まれる。ここで、空調機４１、・・・の稼動時の運転能力とは、空調機４１、・・・の定格能力に対して、稼働時の空調機４１、・・・（具体的には、例えば、圧縮機の稼動時の周波数）がどの程度の能力で動作しているかを示すものである。なお、運転状況に含まれる各種の温度や圧力等は、図示しない各種のセンサ等によって検出される。このほか、揚水ポンプ４２、・・・の運転／停止の状態、エレベータ４３、・・・の運転／停止の状態、昇降速度、加速度、積載重量等が含まれる。
メーター情報１４３ｂとは、各設備機器４１、４２、４３、・・・の所定時間（例えば、５分）ごとの消費エネルギー量を表すメーター７の計測値に関する情報である。例えば、空調機４１、・・・のうちの１つが午後１時から５分間に１０Ｗｈ消費したといった情報である。
（２−４）消費エネルギー量決定装置１３０
図７は、消費エネルギー量決定装置１３０の概略構成図である。消費エネルギー量決定装置１３０は、エネルギー制御システム１００により管理される設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量、即ち物件ごとの消費エネルギー量を計算するための装置である。消費エネルギー量決定装置１３０は、図７に示すように、主として、通信部１３１、制御部１３２、及び記憶部１３３を有する。
通信部１３１は、消費エネルギー量決定装置１３０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
記憶部１３３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、消費エネルギー量決定装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１３２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１３３に格納された消費エネルギー量決定装置用プログラムを実行する。消費エネルギー量決定装置用プログラムが実行されることにより、消費エネルギー量決定部１３２ａ等として機能する。
消費エネルギー量決定部１３２ａは、調整期間Ｔ１が終了する前に、即ち第１調整制御開始前或いは第１調整制御終了前に、調整期間Ｔ１終了後の設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を決定する。即ち、調整期間Ｔ１後において行われる第２調整制御における、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量の上限（許容消費エネルギー量Ｗ２）をあらかじめ決定する。具体的には、消費エネルギー量決定部は、調整期間前における前記設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に基づいて調整期間Ｔ１後の許容消費エネルギー量Ｗ２を決定する。
（３）エネルギー制御システム１００が行なう制御フロー
図８は、エネルギー制御システム１００が行なう各設備機器４１、４２、４３、・・・についての制御フロー図である。以下、図８を参照しながら当該制御フローについて説明する。
当該制御フローは、エネルギー制御システム１００がエネルギー管理システム９０から需要調整要求を受信すると開始する。具体的には、通信装置１１０の通信部１１１がエネルギー管理システム９０から需要調整要求を受信すると、受付部１１２ａは、需要調整要求を記憶部１１３に記憶させる。また、受付部１１２ａは、需要調整要求を受信した旨のメッセージとともに需要調整要求を制御装置１２０に通信部１１１を介して送信する。制御装置１２０は、当該メッセージを受信すると、以下の制御フローを開始する。
ステップＳ１０１では、制御装置１２０の制御部１２３が、調整期間Ｔ１が到来したかどうかを判定する。到来していなければ、到来するまでステップＳ１０１が繰り返される。到来したら制御フローは、ステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１０２では、制御装置１２０の第１制御部１２３ａが、第１調整制御を開始する。第１調整制御についての詳細は、後述する。
ステップＳ１０３では、消費エネルギー量決定装置１３０の消費エネルギー量決定部１３２ａが、調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）を決定する。許容消費エネルギー量Ｗ２の決定についての詳細は、後述する。
ステップＳ１０４では、制御装置１２０の第１制御部１２３ａが、調整期間Ｔ１が経過したかどうかを判定する。経過していなければ、第１調整制御が続行される。経過するまで、ステップＳ１０４が繰り返される。経過したら、第１調整制御は終了し、制御フローは、ステップＳ１０５へ進む。
ステップＳ１０５では、制御装置１２０の第２制御部１２３ｂが、第２調整制御を開始する。第２調整制御についての詳細は、後述する。
第２調整制御が終了すれば、制御フローは終了である。なお、第２調整制御は、例えば、消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２に所定の期間に継続して到達しなくなった等、第２調整制御を行なう必要がなくなると終了する。
（３−１）第１調整制御
第１調整制御では、需要調整要求にしたがって各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を調整する。例えば、需要調整要求が、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を１０％抑制するものであれば、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が１０％少なくなるように、或いは１００ｋＷ抑制するものであれば、１００ｋＷ少なくなるように、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力を制限する。具体的には、空調機４１、・・・の場合は、ファンの回転数や圧縮機の運転周波数を下げる等の制御を行なう。会議室等、常時利用されていない部屋やトイレや廊下等、優先度の低い空調対象空間がある場合は、優先度の低い空調対象空間の空調機４１、・・・を強制的に停止或いは能力制限を行う。エレベータ４３、・・・の場合は、エレベータ４３、・・・の昇降速度或いは加速度を下げる。輸送にかかる時間を伸ばすことで１回の積載人数を増やし、即ち輸送回数を減らすことにより、消費エネルギー量を下げることができる。このほか、エレベータ４３、・・・が複数設置されている場合は、運転する台数を減らしてもよい。揚水ポンプ４２、・・・の場合、優先すべき用途の貯水タンクに優先的に揚水し、他のタンクに対しては、揚水を抑制する。
なお、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力や稼働率制限等と消費エネルギー量との関係は、記憶装置に記憶されている運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂに基づいて算出することができる。例えば、空調機４１、・・・の場合、設定温度と室温との差が大きい運転立ち上げ時の５分間の各空調機４１、・・・の消費エネルギー量が１０Ｗｈであり、設定温度と室温との差が無いサーモオフ時の５分間の各空調機４１、・・・の消費エネルギー量が１Ｗｈであった場合は、空調機４１、・・・１つを５分間サーモオフにすることにより消費エネルギー量を９Ｗｈ抑制することができると見積もることが出来る。或いは、圧縮機の運転周波数と消費エネルギー量との関係を運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂから求めることにより見積もることも出来る。
（３−２）消費エネルギー量決定処理
消費エネルギー量決定部１３０は、記憶装置１４０が記憶する調整期間Ｔ１開始前の運転状況情報１４３ａとメーター情報１４３ｂ等、消費エネルギー量に関する情報を取得する。そして、当該情報に基づいて、第１調整制御により消費エネルギー量が抑制されなかった場合の調整期間Ｔ１後における設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量（以下、見込消費エネルギー量とする。）を算出する。例えば、調整期間Ｔ１の開始直前５分間の設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を、見込消費エネルギー量として算出する。
次に、消費エネルギー量決定部１３２ａは、調整期間Ｔ１後に許容される消費エネルギー量の増加分（以下、許容増加量とする）を決定する。これは、例えば、図９に示す表にしたがって決定される。当該表は、調整期間Ｔ１の長さに比例して、増加分が大きくなるようになっている。これは、消費エネルギー量抑制のため各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力が制限される期間が長いほど、室内温度と設定温度との乖離幅が大きくなったり、エレベータ４３、・・・を待つ人が多くなったり、貯水タンクの残量が少なくなるからである。当該表に従うと、調整期間Ｔ１の長さが１５分であった場合、算出した見込消費エネルギー量の５％を許容増加量とする。したがって、見込消費エネルギー量＋許容増加量が調整期間Ｔ１後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体が消費しても良い消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）として決定される。なお、図９の表に示されているような許容増加量は、設備機器４１、４２、４３、・・・の稼働によりもたらされていた快適性の回復と消費エネルギー量の急激な増加の抑制との双方の要請をバランスするものであることが好ましい。したがって、当該許容増加量は、調整期間Ｔ１における物件Ａにおける滞在人数や、調整期間Ｔ１或いはその直後が昼休み等の人の出入り或いは手洗いの利用が多くなる時間帯か否か、調整期間Ｔ１における設定温度と室内温度との乖離状況、貯水タンクの残量、等の情報に基づいて決定される。
（３−３）第２調整制御
第２調整制御では、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量以下になるように調整する。所定の消費エネルギー量とは、本実施形態では、消費エネルギー量決定部が決定した許容消費エネルギー量Ｗ２である。具体的には、第２調整制御では、物件Ａにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２に到達すると、或いは到達しそうになると、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２以下になるように各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を調節する。具体的には、例えば、空調機４１、・・・の場合は、ファンの回転数や圧縮機の運転周波数を下げる等の制御を行なう。会議室等、常時利用されていない部屋、トイレや廊下等、優先度の低い空調対象空間がある場合は、優先度の低い空調対象空間の空調機４１、・・・を強制的に停止或いは能力制限を行い、優先度の高い空調対象空間から先に設定温度と室温との差を解消させる。あるいは、設定温度と室温との差が大きい空調対象空間から優先的に室温を回復させる。エレベータ４３、・・・の場合は、エレベータ４３、・・・の昇降速度或いは加速度を下げる。用途別にエレベータ４３、・・・が複数台設置されている場合は、優先度の低い用途のエレベータの運転は、通常に戻さない。例えば、低層階用のエレベータ４３、・・・の速度を抑制し、高層階用のエレベータ４３、・・・の速度は通常に戻す。揚水ポンプ４２、・・・の場合、優先すべき用途の貯水タンクに優先的に揚水し、他のタンクに対しては、揚水を抑制する。
（４）特徴
（４−１）
上記実施形態では、第１制御部１２３ａが、調整期間Ｔ１において需要調整要求にしたがって設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を実行し、第２制御部１２３ｂは、調整期間Ｔ１の後の非調整期間（図１のＴ２）に、第２調整制御を実行する。第１調整制御は、需要調整要求により要求された消費エネルギー量抑制量を達成するために各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量を調整する制御である。これに対して、第２調整制御は、第１調整制御と異なり、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）に到達すると、或いは到達しそうになると、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量の調整をする。これにより、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−２）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１の後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）に到達すると、或いは到達しそうになると、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量の調整をする第２調整制御が行われる。これにより、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量を超えて増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−３）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１が終了する前に所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）の決定をする消費エネルギー量決定装置１３０をさらに備える。これにより、調整期間Ｔ１後に消費するエネルギー量の上限（許容消費エネルギー量Ｗ２）をあらかじめ決めておくことができる。したがって、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−４）
上記実施形態では、記憶装置１３０が記憶する各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に関する情報である運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂ、等に基づいて所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）を決定することが可能になる。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になっている。
（４−５）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１前の各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に関する情報（運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂ、等）基づいて調整期間Ｔ１後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になっている。
（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、エネルギー調整システム１００は、通信装置１１０、制御装置１２０、消費エネルギー量決定装置１３０、及び記憶装置１４０を備えており、複数の装置から構成されていた。しかし、他の実施形態においては、通信装置１１０、制御装置１２０、消費エネルギー量決定装置１３０、及び記憶装置１４０の有する全ての機能を１つの装置に集約し、エネルギー調整システム１００を１つの装置により構成してもよい。あるいは、エネルギー調整システム１００を構成する装置の数は、４つや１つに限られず、適宜に増減させてもよい。
（５−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、調整期間Ｔ１後の許容消費エネルギー量Ｗ２が調整期間Ｔ１の終了前に消費エネルギー量決定装置１３０により決定されていた。他の実施形態においては、加えて、決定した許容消費エネルギー量Ｗ２を電力会社に提示してもよい。この場合、通信装置１１０は、図１０の通信装置２１０のように変形される。通信装置１１０と通信装置２１０との違いは、提示部２１２ｂの有無である。提示部２１２ｂは、消費エネルギー量決定部１３２ａが決定した後、調整期間Ｔ１が終了する前に、通信部１１１に許容消費エネルギー量Ｗ２をエネルギー管理システム９０に送信させる。これにより、電力会社は、調整期間Ｔ１後における物件Ａの消費エネルギー量を把握することができ、問題があれば対策をとることが出来る。例えば、電力会社は、エネルギー管理システム９０から、消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を物件Ａのエネルギー調整システム１００に送信することができる。或いは、代わりに物件Ｂ等の他の物件のエネルギー調整システム１００に消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を送信することができる。
（５−３）変形例１Ｃ
また、他の実施形態においては、電力会社からエネルギーの需給情報を受取り、さらに当該エネルギー需給情報にも基づいて許容消費エネルギー量Ｗ２を決定してもよい。この場合、上述の通信装置１１０、或いは通信装置２１０は、図１１の通信装置３１０のように変形される。通信装置２１０と通信装置３１０との違いは、需給情報受付部３１２ｃの有無である。
需給情報受付部３１２ｃは、通信装置３１０がエネルギー需給情報をエネルギー管理システム９０から受信すると、当該エネルギー需給情報を受け付ける。即ち、記憶部１１３に当該エネルギー需給情報を記憶させ、当該エネルギー需給情報とともに当該エネルギー需給情報を受信した旨を伝えるメッセージを消費エネルギー量決定装置１３０に送信する。なお、通信装置３１０がエネルギー需給情報をエネルギー管理システム９０から受信するのは、調整期間Ｔ１の終了前である。
消費エネルギー量決定装置１３０の消費エネルギー量決定部１３２ａは、消費エネルギー量決定装置１３０の通信部１３１が上記メッセージ及びエネルギー需給情報を受信すると、運転状況情報１４３ａのほか、さらにエネルギー需給情報に基づいて調整期間Ｔ１後における例えば物件Ａの設備機器４１，４２，４３、・・・全体の許容消費エネルギー量Ｗ２を決定する。具体的には、例えば、エネルギー需給情報から、調整期間後のエネルギー供給が需要に対して余裕があると判断すれば、運転状況情報１４３ａから算出した第１調整制御を行わなかったと仮定した調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量を３０％増加させた値を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定する。調整期間Ｔ１後のエネルギー供給が需要に対してあまり余裕がないと判断すれば、運転状況情報１４３ａから算出した第１調整制御を行わなかったと仮定した調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量を５％増加させた値を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定する。さらに、決定した許容消費エネルギー量Ｗ２が、通信装置３１０の提示部２１２ｂにより通信部３１１を介してエネルギー管理システム９０に送信されると、電力会社は決定された許容消費エネルギー量Ｗ２を把握することができるので尚よい。
これにより、エネルギー需給情報に基づいてより適切な許容消費エネルギー量Ｗ２を決定することができる。
（５−４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、調整期間Ｔ１は、エネルギー管理システム９０からの需要調整要求により指定された期間であった。しかし、他の実施形態においては、調整期間Ｔ１は、エネルギー調整システム１００が決めた期間でもよい。この場合、例えば、制御装置１２０の第１制御部１２３ａは、記憶部１２４にあらかじめ記憶されている期間を調整期間Ｔ１とする。或いは、調整期間Ｔ１を、設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に基づいて決めてもよい。
また、第１制御部１２３ａは、エネルギー管理システム９０から需要調整要求が受付部１１２ａにより受け付けられてから所定の時間経過後（例えば、５分後）に第１調整制御を開始し、エネルギー管理システム９０から調整期間Ｔ１の終了を通知する信号を受信したら第１調整制御を終了してもよい。
（５−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、エネルギー調整システム１００は、エネルギー管理システム９０から需要調整要求が送信されてきたら設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を抑制する制御（第１調整制御）を行った。しかし、他の実施形態においては、エネルギー調整システム１００がエネルギー単価の変動、或いは消費エネルギー量の増加、等のイベントに対応するために自主的に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を抑制する制御（第１調整制御）を行ってもよい。或いは、需要調整要求、エネルギー単価の変動、及び消費エネルギー量の増加、等のイベントの全てに対応するために、若しくはこれらのイベントのうち少なくとも一つに対応するために第１調整制御を行ってもよい。
例えば、エネルギーの需給が逼迫する昼間（例えば、午後１時から午後３時まで）のエネルギー単価が他の時間帯よりも比較的高く設定されている場合は、制御装置１２０は、このエネルギー単価の価格変動に対応するために昼間の時間帯に所定の期間（調整期間Ｔ１）、設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を抑制する制御を行う。即ち、第１制御部１２３ａが、第１調整制御を行う。この場合、受付部１１２ａは、電力会社から送信されたエネルギー単価に関する情報を受け付ける。
また、例えば、時間帯によるエネルギー単価の変動の有無に関わらず、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の範囲を超えて大幅に増加したら所定の期間（調整期間Ｔ１）、第１調整制御を行ってもよい。そして、第１調整制御終了後、即ち調整期間Ｔ１終了後に第２調整制御を行い、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が急増するのを抑制すれば、調整期間Ｔ１直後にエネルギー需給が一時的に逼迫する等の問題の発生を抑制することができる。
本発明は、消費エネルギー量の抑制を行う種々のエネルギー制御装置或いはエネルギー制御システムに適用可能である。
Ａ、Ｂ 物件
４１ 空調機（設備機器）
４２ 揚水ポンプ（設備機器）
４３ エレベータ（設備機器）
９０ エネルギー管理システム（上位のエネルギー管理システム）
１００ エネルギー制御システム
１１０，２１０、３１０ 通信装置
１１２ａ 受付部
２１２ｂ 提示部
３１２ｃ 需給情報受付部
１２０ 制御装置（エネルギー制御装置）
１２３ａ 第１制御部
１２３ｂ 第２制御部
１３０ 消費エネルギー量決定装置
１４０ 記憶装置
特開２０１１−１４９５７２号公報
本発明は、エネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムに関する。
従来より、例えば、特許文献１（特開２０１１−１４９５７２号公報）に開示のように、デマンドコントローラから送信される需要電力調整を要求する電力抑制信号に基づいて、空調機等の設備機器の能力を制限するデマンド制御システムが提案されている。
ところで、上記特許文献１に示されるように設備機器の能力を制限することにより消費エネルギー量の調整を行なうと、図１に示すように、その調整期間（図１のＴ１）の直後の期間（図１のＴ２）に、能力制限により損なわれた利便性や快適性等を回復しようとして消費エネルギー量が急激に増加することが懸念される。電力を供給する電力会社にとっては、電力の需給が一定であることが望ましいから、消費エネルギー量の調整後の消費エネルギー量の急増加は問題となる。そこで、調整後の消費エネルギー量の急増加に対しては、需要調整要求に応じて消費エネルギー量の調整を行ったことに対する料金割引などのインセンティブを剥奪する等、ペナルティを科すことが考えられる。したがって、需要調整要求、或いはエネルギー単価の変動等のイベントに応じて消費エネルギー量の調整後に消費エネルギー量が急増加することは、エネルギーの需要家にとっても避けることが望ましい。
本発明の課題は、消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能なエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムを提供することにある。
本発明の第１観点に係るエネルギー制御システムは、エネルギー制御装置と、通信装置と、消費エネルギー量決定装置と、を備える。エネルギー制御装置は、物件毎に設置され、物件内に設置された設備機器の消費エネルギー量を調整する。通信装置は、物件毎に設置され、エネルギー供給会社が有する上位のエネルギー管理システムから、所定のイベントである設備機器についての消費エネルギー量の需要調整要求を受け付ける受付部を有する。消費エネルギー量決定装置は、物件毎に設置され、設備機器の消費エネルギー量を決定する。通信装置は、需要調整要求をエネルギー制御装置に送信する。エネルギー制御装置は、第１制御部と、第２制御部と、を含む。第１制御部は、第１調整制御を実行する。第１調整制御は、需要調整要求に対応するために、所定の調整期間における設備機器の消費エネルギー量を、調整期間における上限である第１の所定の消費エネルギー量に調整する制御である。第２制御部は、調整期間の後の非調整期間に、第１調整制御とは別の第２調整制御を実行することにより、非調整期間における設備機器の消費エネルギー量を、第１の所定の消費エネルギー量を増加させたエネルギー量であって、第２の所定の消費エネルギー量以下の消費エネルギー量に調整する。また、消費エネルギー量決定装置は、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量と、設備機器の消費エネルギー量が第１の所定の消費エネルギー量に調整された調整期間の長さとに応じて、非調整期間における消費エネルギー量の上限であり第２制御部によって調整される第２の所定の消費エネルギー量を決定する。
なお、消費エネルギー量とは消費されるエネルギー量である。エネルギーとは、例えば電気であり、エネルギー量とは、例えば、ワット等の単位で表される電力、又はワット時等の単位で表される電力量である。
これにより、調整期間後に消費するエネルギー量の上限をあらかじめ決めておくことができるので、エネルギー供給会社からの需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定のエネルギーを超えて急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。また、調整期間前の消費エネルギー量に基づいて調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になる。
本発明の第２観点に係るエネルギー制御システムは、第１観点に係るエネルギー制御システムであって、消費エネルギー量決定装置は、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量と、許容増加量と、に基づいて、第２の所定の消費エネルギー量を決定する。許容増加量とは、調整期間前における設備機器の消費エネルギー量に対して許容される消費エネルギー量の増加分であって調整期間の長さに応じて変化する。
本発明の第３観点に係るエネルギー制御システムは、第１または第２観点に係るエネルギー制御システムであって、通信装置は、提示部をさらに有する。提示部は、第２の所定の消費エネルギー量をエネルギー管理システムに提示する。
本発明の第３観点に係るエネルギー制御システムでは、電力会社へ調整期間後に消費するエネルギー量を通知することが可能になる。これにより、電力会社は、調整期間後の需要家の消費エネルギー量をあらかじめ把握することができる。
本発明の第４観点に係るエネルギー制御システムは、第１から第３観点のいずれかに係るエネルギー制御システムであって、記憶装置をさらに備える。記憶装置は、設備機器の消費エネルギー量に関する情報を記憶する。消費エネルギー量決定装置は、記憶装置が記憶する情報に基づいて第２の所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第４観点に係るエネルギー制御システムでは、設備機器の消費エネルギー量に関する情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定することが可能になる。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になる。
本発明の第５観点に係るエネルギー制御システムは、第１観点に係るエネルギー制御システムであって、通信装置は、需給情報受付部をさらに有する。需給情報受付部は、エネルギー管理システムからエネルギー需給情報を受け付ける。消費エネルギー量決定装置は、エネルギー需給情報に基づいて所定の消費エネルギー量を決定する。
本発明の第５観点に係るエネルギー制御システムでは、エネルギー需給情報に基づいて、調整期間後に消費可能なエネルギー量を決定することができる。
本発明に係るエネルギー制御システムでは、エネルギー供給会社からの需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定のエネルギーを超えて急激に増加しないように物件の快適性を回復することが可能になる。また、調整期間前の消費エネルギー量に基づいて調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になる。
また、電力会社は、調整期間後の需要家の消費エネルギー量をあらかじめ把握することができる。
また、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になる。
また、エネルギー需給情報に基づいて、調整期間後に消費可能なエネルギー量を決定することができる。
物件内の設備機器全体の消費エネルギー量の時間軸に沿った推移を表すグラフ。 本発明に係るエネルギー制御システムの配備図。 本発明に係るエネルギー制御システムの概要構成図。 本発明に係る通信装置の概要構成図。 本発明に係るエネルギー制御装置の概要構成図。 本発明に係る記憶装置の概要構成図。 本発明に係る消費エネルギー量決定装置１３０の概要構成図。 エネルギー制御システムが行なう制御フロー図。 許容消費エネルギー量の決定プロセスの一例を説明する表。 変形例１Ｂに係る通信装置の概要構成図。 変形例１Ｃに係る通信装置の概要構成図。
以下、図を参照しながら本発明に係るエネルギー制御装置及びエネルギー制御装置を備えたエネルギー制御システムの一実施形態について説明する。
（１）全体構成
図２は、本発明に係るエネルギー制御システムの一例であるエネルギー制御システム１００の概略構成図である。
エネルギー制御システム１００は、ビルや工場等の建物である物件Ａ、Ｂに配置され、当該物件Ａ、Ｂ内に設置された設備機器の消費エネルギー量を管理する。設備機器とは、例えば、空調機４１、・・・、揚水ポンプ４２、・・・、及びエレベータ４３、・・・、等である（以下、これらをまとめて指す場合は、設備機器４１、４２、４３、・・・と記載する。）。このほか、各物件Ａ、Ｂには、各設備機器４１、４２、４３、・・・にエネルギーを供給する電源６と、電源６から各設備機器４１、４２、４３、・・・に供給されるエネルギーを計測するメーター７とが設置されている。エネルギー制御システム１００と設備機器４１、４２、４３、・・・及びメーター７とは、ＬＡＮ等の通信ネットワーク８２により接続されている。また、エネルギー制御システム１００は、物件Ａ、Ｂにエネルギーを供給する電力会社が有するエネルギー管理システム９０とインターネット等の通信ネットワーク８１を介して接続されている。なお、消費エネルギー量とは消費されるエネルギー量である。エネルギーとは、例えば電気であり、エネルギー量とは、例えば、ワット等の単位で表される電力、又はワット時等の単位で表される電力量である。
エネルギー管理システム９０は、１つ以上のコンピュータから構成されるシステムであり、物件Ａ、Ｂを含む複数の物件におけるエネルギーの需要に対する供給量を調整することで、これらの物件に供給されるエネルギーを管理する。エネルギー管理システム９０と各エネルギー制御システム１００との間では、エネルギー需給に関する各種情報の送受信が行なわれる。
例えば、電力会社は、所定の期間（以下、調整期間Ｔ１とする）における消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を、エネルギー管理システム９０から物件Ａ、Ｂそれぞれにあるエネルギー制御システム１００に送信する。ここで、需要調整要求の内容、即ち物件Ａ、Ｂそれぞれにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体が消費するエネルギー量の抑制量を要求抑制エネルギー量とする。要求抑制エネルギー量を達成するために消費可能なエネルギー量の上限を要求エネルギー量Ｗ１とする。なお、要求抑制エネルギー量は、電力会社が独自に決めた値である場合もあれば、エネルギー制御システム１００がエネルギー管理システム９０に送信した、即ち申告した抑制可能エネルギー量に基づいて決められた値である場合もある。
図１は、１つの物件Ａ或いはＢにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量の時間軸に沿った推移を表したグラフである。需要調整要求を受信した各エネルギー制御システム１００は、当該需要調整要求により指定された調整期間Ｔ１（例えば、午後３時から１５分間）における当該エネルギー制御システム１００が管理する物件Ａ、或いはＢにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が例えば、５００ｋＷであるのを４００ｋＷ以下となるように制御し、消費エネルギー量が要求抑制エネルギー量（例えば、２５ｋＷｈ）だけ抑制されるように制御する。すなわち、調整期間Ｔ１に消費エネルギー量が要求エネルギー量Ｗ１付近で収まるように調整する。
調整期間Ｔ１が経過すると、調整期間Ｔ１中に低下していた各設備機器４１、４２、４３、・・・によりもたらされていた物件Ａ、Ｂの快適性を回復させるため、各設備機器４１、４２、４３、・・・は運転能力の上限に近い状態で稼働することになる。例えば、空調機４１、・・・の場合は、調整期間Ｔ１中に乖離した設定温度と室温との差をなくすために高出力で運転する。揚水ポンプ４２、・・・の場合は、出力可変であれば、調整期間Ｔ１中に残量が減った貯水タンクに水を汲み上げるために高出力で運転する。エレベータ４３、・・・の場合、調整期間Ｔ１中にエレベータ４３、・・・を待つ人の行列を解消するために連続運転する。すると、図１に示すように調整期間Ｔ１後の期間Ｔ２に消費エネルギー量が急激に増加することになる。そこで、エネルギー制御システム１００は、管理する物件Ａ、Ｂそれぞれの設備機器４１、４２、４３、・・・全体の調整期間Ｔ１後における消費エネルギー量の上限を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定し、調整期間Ｔ１後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２を超えないように制御する。
（２）エネルギー制御システム詳細構成
図３は、エネルギー制御システム１００の概略構成図である。エネルギー制御システム１００は、通信装置１１０、制御装置１２０、記憶装置１４０、及び消費エネルギー量決定装置１３０を備える。通信装置１１０、制御装置１２０、記憶装置１４０、及び消費エネルギー量決定装置１３０は、それぞれＬＡＮ等の通信ネットワーク８２により接続されている。以下、エネルギー制御システム１００について説明する。なお、物件Ａに設置されているエネルギー制御システム１００と物件Ｂに設置されているエネルギー制御システム１００とは同じ構成であるので、説明の便宜上、これ以降すべて特に断りがない限り、エネルギー制御システム１００は、図２における物件Ａに設置されているものとして説明する。
（２−１）通信装置１１０
通信装置１１０は、エネルギー管理システム９０との間で需要調整要求等、各種情報を送受信するための装置である。図４は、通信装置１１０の概略構成図である。通信装置１１０は、図４に示すように、主として、通信部１１１、制御部１１２、及び記憶部１１３を有する。
通信部１１１は、通信装置１１０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
記憶部１１３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、通信装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１１２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１１３に格納された通信装置用プログラムを実行する。通信装置用プログラムが実行されることにより、制御部１１２は、受付部１１２ａ、等として機能する。
受付部１１２ａは、所定のイベントに関する情報を受け付ける。本実施形態においては、受付部１１２ａは、エネルギー管理システムから需要調整要求及び調整期間を受け付ける。具体的には、通信部１１１が通信ネットワーク８１を介してエネルギー管理システム９０から受信した調整期間含む需要調整要求を記憶部１１３に記憶させる。
（２−２）制御装置１２０
図５は、制御装置１２０の概略構成図である。制御装置１２０は、各設備機器４１、４２、４３、・・・を制御するための装置であり、ＬＡＮ等の通信ネットワーク８２を介して各設備機器４１、４２、４３、・・・と接続されている。制御装置１２０は、図５に示すように、主として、通信部１２１、タイマー部１２２、制御部１２３、及び記憶部１２４を有する。
通信部１２１は、制御装置１２０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
タイマー部１２２は、時刻、日、月、年、曜日、所定時刻を基準とした経過時間などの時間的要素を計測する。
記憶部１２４は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、制御装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１２３は、主にＣＰＵからなり、記憶部１２４に格納された制御装置用プログラムを実行する。制御装置用プログラムが実行されることにより、運転状況把握部１２３ｃ、メーター値取得部１２３ｄ、第１制御部１２３ａ、第２制御部１２３ｂ等として機能する。
以下、制御部１２３の各機能の説明を行う。
運転状況把握部１２３ｃは、所定の時間間隔（例えば、５分間隔）で、各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に関する情報を収集する。具体的には、運転状況把握部１２３ｃは、各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に関する情報を各設備機器４１、４２、４３、・・・から取得し、当該情報を運転状況情報１４３ａとして後述する記憶装置１４０に記憶させる。
メーター値取得部１２３ｄは、メーター７によって計測されたメーター値（消費エネルギー量に関するデータ）を所定の時間間隔（例えば、１分間隔）で取得する。メーター値取得部１２３ｄは、当該メーター値をメーター情報１４３ｂとして、各設備機器４１、４２、４３、・・・に関連付けて記憶するように後述する記憶装置１４０に命令する。
第１制御部１２３ａは、所定のイベントに対応するために各設備機器４１、４２、４３、・・・に対して第１調整制御を行なう。本実施形態において所定のイベントとは、電力会社からの需要調整要求である。したがって、本実施形態において第１調整制御とは、需要調整要求にしたがって要求抑制エネルギー量を達成できるように、調整期間に各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を抑制する制御である。具体的には、調整期間Ｔ１に各設備機器４１、４２、４３、・・・の運転能力を制限する制御を行なうことにより消費エネルギー量を抑制する。
第２制御部１２３ｂは、調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量の大幅な増加を抑制するために、各設備機器４１、４２、４３、・・・に対して第２調整制御を行なう。第２調整制御とは、調整期間Ｔ１経過後、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の値を超えないように抑制する制御である。なお、調整期間Ｔ１経過後の期間、即ち第２調整制御が実行される期間を非調整期間（図１のＴ２）とする。
（２−３）記憶装置１４０
図６は、記憶装置１４０の概略構成図である。記憶装置１４０は、設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況や消費エネルギー量に関する情報等を記憶するための装置である。記憶装置１４０は、図６に示すように、主として、通信部１４１、制御部１４２、及び記憶部１４３を有する。
通信部１４１は、制御装置１２０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
制御部１４２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１４３に格納されたＤＢＭＳ等の記憶装置用プログラムを実行する。制御部１４２は、制御装置１２０等、他の装置からの命令により、当該命令により指定された情報を記憶部１４３に記憶したり、記憶部１４３から読み出す。
記憶部１４３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなる。記憶部１４３には、上述の運転状況情報１４３ａ、及びメーター情報１４３ｂ等の各種情報や、記憶装置用プログラム等が記憶されている。
運転状況情報１４３ａとは、具体的には、例えば、空調機４１、・・・の運転／停止の状態、設定温度、冷房／暖房等の運転モード、稼働時間、稼働率、稼働時の運転能力、室外機及び室内機の各種機器の状態値（ファンの回転数、圧縮機の回転数、膨張弁の開度、冷媒温度、冷媒圧力等）、室外温度、室内温度、吸込温度、設定温度と室内温度との許容乖離度、エネルギー抑制制御の実行／非実行等が含まれる。ここで、空調機４１、・・・の稼動時の運転能力とは、空調機４１、・・・の定格能力に対して、稼働時の空調機４１、・・・（具体的には、例えば、圧縮機の稼動時の周波数）がどの程度の能力で動作しているかを示すものである。なお、運転状況に含まれる各種の温度や圧力等は、図示しない各種のセンサ等によって検出される。このほか、揚水ポンプ４２、・・・の運転／停止の状態、エレベータ４３、・・・の運転／停止の状態、昇降速度、加速度、積載重量等が含まれる。
メーター情報１４３ｂとは、各設備機器４１、４２、４３、・・・の所定時間（例えば、５分）ごとの消費エネルギー量を表すメーター７の計測値に関する情報である。例えば、空調機４１、・・・のうちの１つが午後１時から５分間に１０Ｗｈ消費したといった情報である。
（２−４）消費エネルギー量決定装置１３０
図７は、消費エネルギー量決定装置１３０の概略構成図である。消費エネルギー量決定装置１３０は、エネルギー制御システム１００により管理される設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量、即ち物件ごとの消費エネルギー量を計算するための装置である。消費エネルギー量決定装置１３０は、図７に示すように、主として、通信部１３１、制御部１３２、及び記憶部１３３を有する。
通信部１３１は、消費エネルギー量決定装置１３０を、イーサネット（登録商標）等を用いた通信ネットワーク８１、８２と接続可能にするインターフェースである。
記憶部１３３は、主に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等からなり、消費エネルギー量決定装置用プログラム等、各種情報を記憶する。
制御部１３２は、主にＣＰＵからなり、記憶部１３３に格納された消費エネルギー量決定装置用プログラムを実行する。消費エネルギー量決定装置用プログラムが実行されることにより、消費エネルギー量決定部１３２ａ等として機能する。
消費エネルギー量決定部１３２ａは、調整期間Ｔ１が終了する前に、即ち第１調整制御開始前或いは第１調整制御終了前に、調整期間Ｔ１終了後の設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を決定する。即ち、調整期間Ｔ１後において行われる第２調整制御における、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量の上限（許容消費エネルギー量Ｗ２）をあらかじめ決定する。具体的には、消費エネルギー量決定部は、調整期間前における前記設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に基づいて調整期間Ｔ１後の許容消費エネルギー量Ｗ２を決定する。
（３）エネルギー制御システム１００が行なう制御フロー
図８は、エネルギー制御システム１００が行なう各設備機器４１、４２、４３、・・・についての制御フロー図である。以下、図８を参照しながら当該制御フローについて説明する。
当該制御フローは、エネルギー制御システム１００がエネルギー管理システム９０から需要調整要求を受信すると開始する。具体的には、通信装置１１０の通信部１１１がエネルギー管理システム９０から需要調整要求を受信すると、受付部１１２ａは、需要調整要求を記憶部１１３に記憶させる。また、受付部１１２ａは、需要調整要求を受信した旨のメッセージとともに需要調整要求を制御装置１２０に通信部１１１を介して送信する。制御装置１２０は、当該メッセージを受信すると、以下の制御フローを開始する。
ステップＳ１０１では、制御装置１２０の制御部１２３が、調整期間Ｔ１が到来したかどうかを判定する。到来していなければ、到来するまでステップＳ１０１が繰り返される。到来したら制御フローは、ステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１０２では、制御装置１２０の第１制御部１２３ａが、第１調整制御を開始する。第１調整制御についての詳細は、後述する。
ステップＳ１０３では、消費エネルギー量決定装置１３０の消費エネルギー量決定部１３２ａが、調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）を決定する。許容消費エネルギー量Ｗ２の決定についての詳細は、後述する。
ステップＳ１０４では、制御装置１２０の第１制御部１２３ａが、調整期間Ｔ１が経過したかどうかを判定する。経過していなければ、第１調整制御が続行される。経過するまで、ステップＳ１０４が繰り返される。経過したら、第１調整制御は終了し、制御フローは、ステップＳ１０５へ進む。
ステップＳ１０５では、制御装置１２０の第２制御部１２３ｂが、第２調整制御を開始する。第２調整制御についての詳細は、後述する。
第２調整制御が終了すれば、制御フローは終了である。なお、第２調整制御は、例えば、消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２に所定の期間に継続して到達しなくなった等、第２調整制御を行なう必要がなくなると終了する。
（３−１）第１調整制御
第１調整制御では、需要調整要求にしたがって各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を調整する。例えば、需要調整要求が、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を１０％抑制するものであれば、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が１０％少なくなるように、或いは１００ｋＷ抑制するものであれば、１００ｋＷ少なくなるように、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力を制限する。具体的には、空調機４１、・・・の場合は、ファンの回転数や圧縮機の運転周波数を下げる等の制御を行なう。会議室等、常時利用されていない部屋やトイレや廊下等、優先度の低い空調対象空間がある場合は、優先度の低い空調対象空間の空調機４１、・・・を強制的に停止或いは能力制限を行う。エレベータ４３、・・・の場合は、エレベータ４３、・・・の昇降速度或いは加速度を下げる。輸送にかかる時間を伸ばすことで１回の積載人数を増やし、即ち輸送回数を減らすことにより、消費エネルギー量を下げることができる。このほか、エレベータ４３、・・・が複数設置されている場合は、運転する台数を減らしてもよい。揚水ポンプ４２、・・・の場合、優先すべき用途の貯水タンクに優先的に揚水し、他のタンクに対しては、揚水を抑制する。
なお、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力や稼働率制限等と消費エネルギー量との関係は、記憶装置に記憶されている運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂに基づいて算出することができる。例えば、空調機４１、・・・の場合、設定温度と室温との差が大きい運転立ち上げ時の５分間の各空調機４１、・・・の消費エネルギー量が１０Ｗｈであり、設定温度と室温との差が無いサーモオフ時の５分間の各空調機４１、・・・の消費エネルギー量が１Ｗｈであった場合は、空調機４１、・・・１つを５分間サーモオフにすることにより消費エネルギー量を９Ｗｈ抑制することができると見積もることが出来る。或いは、圧縮機の運転周波数と消費エネルギー量との関係を運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂから求めることにより見積もることも出来る。
（３−２）消費エネルギー量決定処理
消費エネルギー量決定部１３０は、記憶装置１４０が記憶する調整期間Ｔ１開始前の運転状況情報１４３ａとメーター情報１４３ｂ等、消費エネルギー量に関する情報を取得する。そして、当該情報に基づいて、第１調整制御により消費エネルギー量が抑制されなかった場合の調整期間Ｔ１後における設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量（以下、見込消費エネルギー量とする。）を算出する。例えば、調整期間Ｔ１の開始直前５分間の設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を、見込消費エネルギー量として算出する。
次に、消費エネルギー量決定部１３２ａは、調整期間Ｔ１後に許容される消費エネルギー量の増加分（以下、許容増加量とする）を決定する。これは、例えば、図９に示す表にしたがって決定される。当該表は、調整期間Ｔ１の長さに比例して、増加分が大きくなるようになっている。これは、消費エネルギー量抑制のため各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力が制限される期間が長いほど、室内温度と設定温度との乖離幅が大きくなったり、エレベータ４３、・・・を待つ人が多くなったり、貯水タンクの残量が少なくなるからである。当該表に従うと、調整期間Ｔ１の長さが１５分であった場合、算出した見込消費エネルギー量の５％を許容増加量とする。したがって、見込消費エネルギー量＋許容増加量が調整期間Ｔ１後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体が消費しても良い消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）として決定される。なお、図９の表に示されているような許容増加量は、設備機器４１、４２、４３、・・・の稼働によりもたらされていた快適性の回復と消費エネルギー量の急激な増加の抑制との双方の要請をバランスするものであることが好ましい。したがって、当該許容増加量は、調整期間Ｔ１における物件Ａにおける滞在人数や、調整期間Ｔ１或いはその直後が昼休み等の人の出入り或いは手洗いの利用が多くなる時間帯か否か、調整期間Ｔ１における設定温度と室内温度との乖離状況、貯水タンクの残量、等の情報に基づいて決定される。
（３−３）第２調整制御
第２調整制御では、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量以下になるように調整する。所定の消費エネルギー量とは、本実施形態では、消費エネルギー量決定部が決定した許容消費エネルギー量Ｗ２である。具体的には、第２調整制御では、物件Ａにおける設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２に到達すると、或いは到達しそうになると、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が許容消費エネルギー量Ｗ２以下になるように各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を調節する。具体的には、例えば、空調機４１、・・・の場合は、ファンの回転数や圧縮機の運転周波数を下げる等の制御を行なう。会議室等、常時利用されていない部屋、トイレや廊下等、優先度の低い空調対象空間がある場合は、優先度の低い空調対象空間の空調機４１、・・・を強制的に停止或いは能力制限を行い、優先度の高い空調対象空間から先に設定温度と室温との差を解消させる。あるいは、設定温度と室温との差が大きい空調対象空間から優先的に室温を回復させる。エレベータ４３、・・・の場合は、エレベータ４３、・・・の昇降速度或いは加速度を下げる。用途別にエレベータ４３、・・・が複数台設置されている場合は、優先度の低い用途のエレベータの運転は、通常に戻さない。例えば、低層階用のエレベータ４３、・・・の速度を抑制し、高層階用のエレベータ４３、・・・の速度は通常に戻す。揚水ポンプ４２、・・・の場合、優先すべき用途の貯水タンクに優先的に揚水し、他のタンクに対しては、揚水を抑制する。
（４）特徴
（４−１）
上記実施形態では、第１制御部１２３ａが、調整期間Ｔ１において需要調整要求にしたがって設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を実行し、第２制御部１２３ｂは、調整期間Ｔ１の後の非調整期間（図１のＴ２）に、第２調整制御を実行する。第１調整制御は、需要調整要求により要求された消費エネルギー量抑制量を達成するために各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量を調整する制御である。これに対して、第２調整制御は、第１調整制御と異なり、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）に到達すると、或いは到達しそうになると、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量の調整をする。これにより、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−２）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１の後に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）に到達すると、或いは到達しそうになると、各設備機器４１、４２、４３、・・・の能力の制限等を行い、消費エネルギー量の調整をする第２調整制御が行われる。これにより、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が所定の消費エネルギー量を超えて増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−３）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１が終了する前に所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）の決定をする消費エネルギー量決定装置１３０をさらに備える。これにより、調整期間Ｔ１後に消費するエネルギー量の上限（許容消費エネルギー量Ｗ２）をあらかじめ決めておくことができる。したがって、需要調整要求にしたがって消費エネルギー量を調整した後に消費エネルギー量が急激に増加しないように物件Ａ、Ｂの快適性を回復することが可能になっている。
（４−４）
上記実施形態では、記憶装置１３０が記憶する各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に関する情報である運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂ、等に基づいて所定の消費エネルギー量（許容消費エネルギー量Ｗ２）を決定することが可能になる。これにより、調整期間後に消費するエネルギー量をなるべく正確に把握することが可能になっている。
（４−５）
上記実施形態では、調整期間Ｔ１前の各設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量に関する情報（運転状況情報１４３ａ及びメーター情報１４３ｂ、等）基づいて調整期間Ｔ１後に消費するエネルギー量をなるべく正確に算出することが可能になっている。
（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、エネルギー調整システム１００は、通信装置１１０、制御装置１２０、消費エネルギー量決定装置１３０、及び記憶装置１４０を備えており、複数の装置から構成されていた。しかし、他の実施形態においては、通信装置１１０、制御装置１２０、消費エネルギー量決定装置１３０、及び記憶装置１４０の有する全ての機能を１つの装置に集約し、エネルギー調整システム１００を１つの装置により構成してもよい。あるいは、エネルギー調整システム１００を構成する装置の数は、４つや１つに限られず、適宜に増減させてもよい。
（５−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、調整期間Ｔ１後の許容消費エネルギー量Ｗ２が調整期間Ｔ１の終了前に消費エネルギー量決定装置１３０により決定されていた。他の実施形態においては、加えて、決定した許容消費エネルギー量Ｗ２を電力会社に提示してもよい。この場合、通信装置１１０は、図１０の通信装置２１０のように変形される。通信装置１１０と通信装置２１０との違いは、提示部２１２ｂの有無である。提示部２１２ｂは、消費エネルギー量決定部１３２ａが決定した後、調整期間Ｔ１が終了する前に、通信部１１１に許容消費エネルギー量Ｗ２をエネルギー管理システム９０に送信させる。これにより、電力会社は、調整期間Ｔ１後における物件Ａの消費エネルギー量を把握することができ、問題があれば対策をとることが出来る。例えば、電力会社は、エネルギー管理システム９０から、消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を物件Ａのエネルギー調整システム１００に送信することができる。或いは、代わりに物件Ｂ等の他の物件のエネルギー調整システム１００に消費エネルギー量の抑制を要求する需要調整要求を送信することができる。
（５−３）変形例１Ｃ
また、他の実施形態においては、電力会社からエネルギーの需給情報を受取り、さらに当該エネルギー需給情報にも基づいて許容消費エネルギー量Ｗ２を決定してもよい。この場合、上述の通信装置１１０、或いは通信装置２１０は、図１１の通信装置３１０のように変形される。通信装置２１０と通信装置３１０との違いは、需給情報受付部３１２ｃの有無である。
需給情報受付部３１２ｃは、通信装置３１０がエネルギー需給情報をエネルギー管理システム９０から受信すると、当該エネルギー需給情報を受け付ける。即ち、記憶部１１３に当該エネルギー需給情報を記憶させ、当該エネルギー需給情報とともに当該エネルギー需給情報を受信した旨を伝えるメッセージを消費エネルギー量決定装置１３０に送信する。なお、通信装置３１０がエネルギー需給情報をエネルギー管理システム９０から受信するのは、調整期間Ｔ１の終了前である。
消費エネルギー量決定装置１３０の消費エネルギー量決定部１３２ａは、消費エネルギー量決定装置１３０の通信部１３１が上記メッセージ及びエネルギー需給情報を受信すると、運転状況情報１４３ａのほか、さらにエネルギー需給情報に基づいて調整期間Ｔ１後における例えば物件Ａの設備機器４１，４２，４３、・・・全体の許容消費エネルギー量Ｗ２を決定する。具体的には、例えば、エネルギー需給情報から、調整期間後のエネルギー供給が需要に対して余裕があると判断すれば、運転状況情報１４３ａから算出した第１調整制御を行わなかったと仮定した調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量を３０％増加させた値を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定する。調整期間Ｔ１後のエネルギー供給が需要に対してあまり余裕がないと判断すれば、運転状況情報１４３ａから算出した第１調整制御を行わなかったと仮定した調整期間Ｔ１後の消費エネルギー量を５％増加させた値を許容消費エネルギー量Ｗ２として決定する。さらに、決定した許容消費エネルギー量Ｗ２が、通信装置３１０の提示部２１２ｂにより通信部３１１を介してエネルギー管理システム９０に送信されると、電力会社は決定された許容消費エネルギー量Ｗ２を把握することができるので尚よい。
これにより、エネルギー需給情報に基づいてより適切な許容消費エネルギー量Ｗ２を決定することができる。
（５−４）変形例１Ｄ
上記実施形態では、調整期間Ｔ１は、エネルギー管理システム９０からの需要調整要求により指定された期間であった。しかし、他の実施形態においては、調整期間Ｔ１は、エネルギー調整システム１００が決めた期間でもよい。この場合、例えば、制御装置１２０の第１制御部１２３ａは、記憶部１２４にあらかじめ記憶されている期間を調整期間Ｔ１とする。或いは、調整期間Ｔ１を、設備機器４１、４２、４３、・・・の運転状況に基づいて決めてもよい。
また、第１制御部１２３ａは、エネルギー管理システム９０から需要調整要求が受付部１１２ａにより受け付けられてから所定の時間経過後（例えば、５分後）に第１調整制御を開始し、エネルギー管理システム９０から調整期間Ｔ１の終了を通知する信号を受信したら第１調整制御を終了してもよい。
（５−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、エネルギー調整システム１００は、エネルギー管理システム９０から需要調整要求が送信されてきたら設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を抑制する制御（第１調整制御）を行った。しかし、他の実施形態においては、エネルギー調整システム１００がエネルギー単価の変動、或いは消費エネルギー量の増加、等のイベントに対応するために自主的に設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量を抑制する制御（第１調整制御）を行ってもよい。或いは、需要調整要求、エネルギー単価の変動、及び消費エネルギー量の増加、等のイベントの全てに対応するために、若しくはこれらのイベントのうち少なくとも一つに対応するために第１調整制御を行ってもよい。
例えば、エネルギーの需給が逼迫する昼間（例えば、午後１時から午後３時まで）のエネルギー単価が他の時間帯よりも比較的高く設定されている場合は、制御装置１２０は、このエネルギー単価の価格変動に対応するために昼間の時間帯に所定の期間（調整期間Ｔ１）、設備機器４１、４２、４３、・・・の消費エネルギー量を抑制する制御を行う。即ち、第１制御部１２３ａが、第１調整制御を行う。この場合、受付部１１２ａは、電力会社から送信されたエネルギー単価に関する情報を受け付ける。
また、例えば、時間帯によるエネルギー単価の変動の有無に関わらず、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が所定の範囲を超えて大幅に増加したら所定の期間（調整期間Ｔ１）、第１調整制御を行ってもよい。そして、第１調整制御終了後、即ち調整期間Ｔ１終了後に第２調整制御を行い、設備機器４１、４２、４３、・・・全体の消費エネルギー量が急増するのを抑制すれば、調整期間Ｔ１直後にエネルギー需給が一時的に逼迫する等の問題の発生を抑制することができる。
本発明は、消費エネルギー量の抑制を行う種々のエネルギー制御装置或いはエネルギー制御システムに適用可能である。
Ａ、Ｂ 物件
４１ 空調機（設備機器）
４２ 揚水ポンプ（設備機器）
４３ エレベータ（設備機器）
９０ エネルギー管理システム（上位のエネルギー管理システム）
１００ エネルギー制御システム
１１０，２１０、３１０ 通信装置
１１２ａ 受付部
２１２ｂ 提示部
３１２ｃ 需給情報受付部
１２０ 制御装置（エネルギー制御装置）
１２３ａ 第１制御部
１２３ｂ 第２制御部
１３０ 消費エネルギー量決定装置
１４０ 記憶装置
特開２０１１−１４９５７２号公報

Claims (9)

  1. 物件（A、B）に設置された設備機器（４１、４２、４３、・・・）の消費エネルギー量を調整するエネルギー制御装置（１２０）であって、
    所定のイベントに対応するために前記設備機器の消費エネルギー量を調整する第１調整制御を所定の調整期間において実行する第１制御部（１２３ａ）と、
    前記調整期間の後の非調整期間に、前記第１調整制御とは別の第２調整制御を実行する第２制御部（１２３ｂ）と、
    を備えた、
    エネルギー制御装置（１２０）。
  2. 前記所定のイベントは、エネルギー単価の変動、前記設備機器の消費エネルギー量の増加、及びエネルギー供給会社からの需要調整要求のうちの少なくとも一つである、
    請求項１に記載のエネルギー制御装置（１２０）。
  3. 前記第２調整制御は、前記設備機器の消費エネルギー量を所定の消費エネルギー量以下に調整する制御である、
    請求項１又は２に記載のエネルギー制御装置（１２０）。
  4. 請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー制御装置（１２０）と、
    上位のエネルギー管理システム（９０）から前記所定のイベントに関する情報を受け付ける受付部（１１２ａ）を有する通信装置（１１０、２１０、３１０）と、
    を備えた、
    エネルギー制御システム（１００）。
  5. 前記調整期間が終了する前に前記所定の消費エネルギー量を決定する消費エネルギー量決定装置（１３０）、
    をさらに備えた、
    請求項４に記載のエネルギー制御システム（１００）。
  6. 前記通信装置は、
    前記所定の消費エネルギー量を前記上位のエネルギー管理システムに提示する提示部（２１２ｂ）、
    をさらに有する、
    請求項５に記載のエネルギー制御システム（１００）。
  7. 前記設備機器の消費エネルギー量に関する情報を記憶する記憶装置（１４０）、
    をさらに備え、
    前記消費エネルギー量決定装置は、前記記憶装置が記憶する情報に基づいて前記所定の消費エネルギー量を決定する、
    請求項５又は６に記載のエネルギー制御システム（１００）。
  8. 前記消費エネルギー量決定装置は、前記調整期間前における前記設備機器の消費エネルギー量に基づいて前記所定の消費エネルギー量を決定する、
    請求項７に記載のエネルギー制御システム（１００）。
  9. 前記通信装置は、
    前記上位のエネルギー管理システムからエネルギー需給情報を受け付ける需給情報受付部（３１２ｃ）、
    をさらに有し、
    前記消費エネルギー量決定装置は、前記エネルギー需給情報に基づいて前記所定の消費エネルギー量を決定する、
    請求項５又は６に記載のエネルギー制御システム（１００）。
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