JP2014236601A

JP2014236601A - 制御装置及び電力デマンド抑制システム

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Publication number: JP2014236601A
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Inventors: 石田　秀樹; Hideki Ishida; 秀樹石田
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Abstract

【課題】既設のデマンド監視装置を利用可能であり、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システム、及び、そのような電力デマンド抑制システムを構築可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置１は、デマンド監視装置３から警報信号が入力されたときに、負荷装置５に対する電源４からの電力供給を遮断させるための第１切替信号を切替信号出力端子部１３から出力するとともに、第１信号出力端子部１４から蓄電装置７を起動させる起動信号を出力し、起動信号出力後、デマンド監視装置３から警報解除信号が入力されたときに、負荷装置５に対する電源４からの電力供給を再開させるための第２切替信号を切替信号出力端子部１３から出力するとともに、第１信号出力端子部１４から蓄電装置７を停止させる停止信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力の最大デマンドを抑制するための装置に関する。

近年、電気の基本料金の低減及び節電対策として、電力の最大デマンド（ピーク）を抑制するため、例えば非特許文献１に示すようなデマンドコントロールシステム（デマンド監視装置）が導入されるようになってきている。このデマンド監視装置は、電力量計から出力される信号に基づいて使用電力を監視し、使用電力が目標値を超えそうなときには、警報を発して、ユーザに手動で照明や空調機器等の負荷への電力供給を低減若しくは遮断させたり、または、設定された優先順位に基づいて自動で負荷への電力供給を低減若しくは遮断したりしている。

また、大工場や高層ビル等に設置され、電力系統の電力変動を抑制して電力平準化を行う電力貯蔵システムとして、下記特許文献１に記載されたものがある。

特開２００１−２５８１５８号公報

"デマンドコントロールシステムのご紹介"、［online］、東京電力株式会社、［平成２５年５月３日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.tepco.co.jp/setsuden/business/demand-j.html〉

しかし、非特許文献１に記載されるような従来のデマンド監視装置は、使用電力が目標値を超えそうなときには、負荷への電力供給を低減若しくは遮断しなければならないため、ユーザにとって不便であり、一方、特許文献１に記載されるような従来の電力貯蔵システムでは、既設のデマンド監視装置が無駄になってしまうという問題があった。

本発明は、上述した問題を解決するものであり、既設のデマンド監視装置を利用可能であり、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システム、及び、そのような電力デマンド抑制システムを構築可能な制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、所定の起動信号が入力されると電力供給を開始し所定の停止信号が入力されると電力供給を停止する電力供給装置に、接続される制御装置であって、電力量計から出力された信号に基づいて、予め設定された目標値を使用電力量が超えると予測したときに所定の第１信号を出力し、当該第１信号出力後前記目標値を使用電力量が超えないと予測したときに所定の第２信号を出力するデマンド監視装置に、接続可能に構成され、前記デマンド監視装置が出力した前記第１信号及び前記第２信号が入力される信号入力端子部と、商用電源に接続された外部の負荷装置、又は、当該負荷装置に対する前記商用電源からの電力供給を遮断及び再開する切替装置に、接続される切替信号出力端子部と、前記電力供給装置に接続される信号出力端子部と、を備え、前記信号入力端子部から前記第１信号が入力されたときに、前記負荷装置に対する前記商用電源からの電力供給を遮断させるための第１切替信号を前記切替信号出力端子部から出力するとともに、前記信号出力端子部から前記起動信号を出力し、前記起動信号出力後、前記信号入力端子部から前記第２信号が入力されたときに、前記負荷装置に対する前記商用電源からの電力供給を再開させるための第２切替信号を前記切替信号出力端子部から出力するとともに、前記信号出力端子部から前記停止信号を出力するように構成されたことを特徴とする。

これによれば、既設のデマンド監視装置の信号出力端子部に制御装置の信号入力端子部を接続し、負荷装置又は切替装置に制御装置の切替信号出力端子部を接続し、電力供給装置の信号入力端子部に制御装置の信号出力端子部を接続することにより、デマンド監視装置から第１信号が出力されると、商用電源から負荷装置への電力の供給が停止されるとともに、電力供給装置が起動し、デマンド監視装置から第２信号が出力されると、商用電源から負荷装置への電力の供給が再開されるとともに、電力供給装置が停止することとなる。したがって、電力供給装置からの電力の供給を負荷装置が受けられるように構成すれば、既設のデマンド監視装置を利用可能で、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システムを構築可能である。

ここで、作動時間帯を設定する時間帯設定手段を備え、前記時間帯設定手段により設定された前記作動時間帯になったときに、前記切替信号出力端子部から前記第１切替信号を出力するとともに、前記信号出力端子部から前記起動信号を出力し、前記起動信号出力後、前記作動時間帯外になったときに、前記切替信号出力端子部から前記第２切替信号を出力するとともに、前記信号出力端子部から前記停止信号を出力するように構成することとしてもよい。

これによれば、消費電力のピークを含む時間帯を作動時間帯として設定し、電力供給装置に負荷装置を接続して電力供給装置からの電力の供給を負荷装置が受けられるように構成すれば、設定された作動時間帯になると、商用電源から負荷装置への電力の供給が停止されるとともに、電力供給装置が起動して負荷装置に電力を供給し、作動時間帯外になると、商用電源から負荷装置への電力の供給が再開されるとともに、電力供給装置が停止して電力供給装置からの負荷装置への電力供給が停止するので、既設のデマンド監視装置が無い場合等にもデマンド監視装置を利用することなく、使用電力量を削減可能であるとともに、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システムを構築可能である。

また、前記商用電源に接続される電源入力端子部と、停電用バッテリーと、を備え、前記電源入力端子部からの電力の入力の停止を検出したときに、前記停電用バッテリーから供給される電力により作動して、前記信号出力端子部から前記起動信号を出力し、前記電源入力端子部からの電力の入力の再開を検出したときに、前記信号出力端子部から前記停止信号を出力するように構成することとしてもよい。

これによれば、電力供給装置に負荷装置を接続して電力供給装置からの電力の供給を負荷装置が受けられるように構成すれば、商用電源からの電力供給が停止すると電力供給装置が起動して負荷装置に電力を供給し、商用電源からの電力供給が再開すると電力供給装置が停止するので、停電時にも負荷装置を作動可能な電力デマンド抑制システムを構築可能である。

本発明の電力デマンド抑制システムは、本発明の制御装置と、前記電力供給装置としての蓄電装置とを備え、前記蓄電装置は、前記商用電源又は外部の発電手段から供給される電力により充電されるように構成されるとともに、前記負荷装置に接続されて、作動中は前記負荷装置に電力を供給するように構成されていることを特徴とする。

これによれば、既設のデマンド監視装置を利用可能であり、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要なく、電力のデマンド抑制を行うことが可能である。

また、本発明の別の電力デマンド抑制システムは、本発明の制御装置と、前記電力供給装置としてのガス発電機とを備え、前記ガス発電機は、前記負荷装置に接続されて、作動中は前記負荷装置に電力を供給するように構成されていることを特徴とする。

これによれば、既設のデマンド監視装置を利用可能であり、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要なく、電力のデマンド抑制を行うことが可能である。また、長時間の停電時にも作動可能であり発電量が太陽光発電や風力発電のように天候に左右されることのないガス発電機を用いることにより、安定した電力の供給が可能である。

本発明によれば、既設のデマンド監視装置を利用可能であり、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システム、及び、そのような電力デマンド抑制システムを構築可能な制御装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る電力デマンド抑制システムの構成図である。本発明の第２実施形態に係る電力デマンド抑制システムの構成図である。本発明の第３実施形態に係る電力デマンド抑制システムの構成図である。本発明の第４実施形態に係る電力デマンド抑制システムの構成図である。本発明の各実施形態に係る制御装置のブロック構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈第１実施形態〉図１に示すように、第１実施形態に係る電力デマンド抑制システム（以下、「システム」と略す。）Ｓ１は、制御装置１と、電力供給装置である蓄電装置７と、デマンド監視装置３とから構成されている。

制御装置１は、電源入力端子部１１と信号入力端子部１２と切替信号出力端子部１３と第１信号出力端子部１４とを備えている。電源入力端子部１１は、電源４に接続されている。信号入力端子部１２は、デマンド監視装置３の信号出力端子部３１に接続されている。切替信号出力端子部１３は、負荷装置５の信号入力端子部５１に接続されている。第１信号出力端子部１４は、蓄電装置７の信号入力端子部７１に接続されている。

なお、制御装置１は、後述する第２信号出力端子部１９も備えているが、第１実施形態では第２信号出力端子部１９は用いないので、図１には図示していない。

そして、制御装置１は、信号入力端子部１２から、後述するデマンド監視装置３が出力する警報信号（第１信号に相当。）が入力されると、切替信号出力端子部１３から負荷装置５に対応した所定の第１切替信号を出力するとともに、第１信号出力端子部１４から蓄電装置７に対応した所定の起動信号を出力し、起動信号出力後、信号入力端子部１２から、後述するデマンド監視装置３が出力する警報解除信号（第２信号に相当。）が入力されると、切替信号出力端子部１３から負荷装置５に対応した所定の第２切替信号を出力するとともに、第１信号出力端子部１４から蓄電装置７に対応した所定の停止信号を出力するように構成されている。

なお、デマンド監視装置３によっては、警報信号ではなく、負荷を制限するための負荷制限信号や、負荷を遮断するための遮断信号を出力するものもあるが、要するに、デマンド値が目標値を超えると予測したときにデマンド監視装置３が出力する信号が第１信号、第１信号出力後デマンド値が目標値を超えないと予測したときにデマンド監視装置３が出力する信号が第２信号に相当する。本実施形態では、デマンド監視装置３は、警報信号及び警報解除信号を出力するものとする。

第１切替信号は、負荷装置５に対する電源４からの電力供給を遮断させるための信号であり、第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの電力の受電を停止するように構成されている。第２切替信号は、負荷装置５に対する電源４からの電力供給を再開させるための信号であり、第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの電力の受電を再開するように構成されている。

図５を用いて詳説すると、制御装置１は、電源入力端子部１１を備える電源回路２１と、信号入力端子部１２を備える入力回路２２と、切替信号出力端子部１３及び第１信号出力端子部１４を備える出力回路２３と、電源回路２１、入力回路２２及び出力回路２３に接続された制御部１７とを備えている。

また、制御装置１は、電源回路２１に接続されて電源４からの電力により充電される停電用バッテリー１８を備え、停電用バッテリー１８は制御部１７に接続されている。そして、制御部１７は、電源４の非停電時には電源回路２１を介して電源４から電力の供給を受けて作動し、電源４の停電時には停電用バッテリー１８からの電力により作動するように構成されている。

制御部１７は、上述したように起動信号及び停止信号を出力することにより蓄電装置７を制御する起動停止制御手段を有するとともに、電源入力端子部１１から入力される電力の電圧又は電流を監視することにより、電源４の停電及び復電を検出する停電復電検出手段を有しており、電源４の停電を検出すると、停電用バッテリー１８から供給される電力により作動して、第１信号出力端子部１４から起動信号を出力するように構成されている。また、制御部１７は、電源４の復電を検出すると、停電用バッテリー１８からの電力の入力を停止し、電源４から供給される電力により作動して、第１信号出力端子部１４から停止信号を出力するように構成されている。

また、制御装置１は、作動時間帯を設定する時間帯設定手段として、ユーザが操作可能なボタン等を有した入力部１５と、入力部１５に接続され、発振回路を備えて現在の時刻を知得可能なタイマー部（タイマー手段）１６とを備えており、ユーザが入力部１５から、蓄電装置７を作動させる時間帯である作動時間帯の開始時刻及び終了時刻を入力すると、入力された開始時刻及び終了時刻は、タイマー部１６に記憶され、タイマー部１６は、現在の時刻が作動時間帯の開始時刻になったこと及び終了時刻になったことを検出する。

そして、制御部１７は、タイマー部１６により現在の時刻が作動時間帯の開始時刻になったことを検出すると（すなわち、時間帯設定手段により設定された作動時間帯になったとき）、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力するとともに、第１信号出力端子部１４から起動信号を出力するように構成されている。また、制御部１７は、起動信号出力後、タイマー部１６により現在の時刻が作動時間帯の終了時刻になったことを検出すると（すなわち、起動信号出力後、作動時間帯外になったとき）、切替信号出力端子部１３から第２切替信号を出力するとともに、第１信号出力端子部１４から停止信号を出力するように構成されている。

また、制御部１７は、目標電力を設定する目標電力設定手段、電力使用量を計測する電力使用量計測手段、デマンド値を予測するデマンド値予測手段、及び、電力使用量及びデマンド値等のデータを記録するデータ記録手段を有しているが、第１実施形態では、これらの手段は使用されない。

蓄電装置７は、図示しない蓄電池を備え、電源４に接続されて、夜間等の電力料金の安価な時間帯に電源４から供給される電力により蓄電池に蓄電するように構成されている。そして、蓄電装置７は、信号入力端子部７１と電源出力端子部７２とを備え、信号入力端子部７１を介して、上述した制御装置１が出力する所定の起動信号が入力されると、作動（放電）を開始して、蓄電池から電源出力端子部７２を介して電力を出力し、電源出力端子部７２に接続された負荷装置５に、電力を供給するように構成されている。また、蓄電装置７は、信号入力端子部７１を介して、上述した制御装置１が出力する所定の停止信号が入力されると、作動を停止して、電源出力端子部７２からの電力の出力を停止し、負荷装置５への電力の供給を停止するように構成されている。

デマンド監視装置３は、一般に普及しているタイプのものであり、電源４から電力の供給を受けるとともに、電源４に、図示しない電力量計及びパルス検出器を介して接続され、パルス検出器から出力される電源４の使用電力量（すなわち、デマンド値）を示すパルス信号に基づいて、所定時間（ここでは、３０分）毎のデマンド値を監視する。そして、デマンド値が予め設定された目標値を超えると予測したときは、所定の警報信号を信号出力端子部３１から出力し、警報信号出力後にデマンド値が目標値を超えないと予測したときは、所定の警報解除信号を信号出力端子部３１から出力するように構成されている。但し、デマンド監視装置３は、警報信号出力後から警報解除信号出力までの間は、デマンド値が目標値を超えると予測したときでも、重ねて警報信号を出力することはないように構成されるとともに、警報解除信号出力後から次の警報信号出力までの間は、デマンド値が目標値を超えないと予測したときでも、重ねて警報解除信号を出力することはないように構成されている。なお、目標値は、予めユーザが設定できるようになっている。

また、デマンド監視装置３は、警報信号出力後から所定の解除抑制時間が経過しないと、警報解除信号を出力しないように設定可能であり、第１実施形態では、かかる設定がなされているものとする。負荷装置５への電力供給源の切替えが頻繁に生じることを防止するためである。

電源４は、商用電源とその商用電源に接続された高圧受変電設備とからなり、電源４は高圧受変電設備を介して、制御装置１、蓄電装置７、及び、デマンド監視装置３に電力を供給する。また、電源４は、負荷装置５に電力を供給するとともに、図示しない他の負荷装置にも電力を供給するように構成されている。負荷装置５は、ここでは空調装置とするが、勿論、照明装置やその他の電気機器であってもよい。

以上のように構成されたシステムＳ１の動作について、次に説明する。

デマンド監視装置３は、３０分間が経過する毎にその３０分間のデマンド値を算出し、所定の判定条件にしたがって、次の３０分間のデマンド値が目標値を超えるか否かを判断（すなわち、予測）する。そして、超えると予測した場合には、警報信号を信号出力端子部３１から出力する。すると、制御装置１は、第１信号出力端子部１４から起動信号を蓄電装置７に出力するとともに、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力する。第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を停止し、起動信号が入力された蓄電装置７は、作動を開始して、電源出力端子部７２から負荷装置５に電力を供給する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、蓄電装置７からの電力を受け取って、作動を継続することとなり、また、電源４の使用電力量が抑制されることとなる。

また、デマンド監視装置３は、警報信号出力後に、解除抑制時間が経過し、かつ、デマンド値が目標値を超えないと予測した場合には、警報解除信号を信号出力端子部３１から出力する。すると、制御装置１は、第１信号出力端子部１４から停止信号を蓄電装置７に出力するとともに、切替信号出力端子部１３から第２切替信号を出力する。第２切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を再開し、停止信号が入力された蓄電装置７は、作動を停止して、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、蓄電装置７からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

また、電源４の停電により、制御部１７が、電源入力端子部１１からの電力の入力の停止を検出すると、停電用バッテリー１８からの電力により作動して、第１切替信号を負荷装置５に出力するとともに、起動信号を蓄電装置７に出力する。起動信号が入力された蓄電装置７は、作動を開始し、電源出力端子部７２から負荷装置５に電力を供給する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、蓄電装置７からの電力を受け取って、作動を継続することとなる。

一方、電源４の復電により、制御部１７が、電源入力端子部１１からの電力の入力の再開を検出すると、第１切替信号を負荷装置５に出力するとともに、停止信号を蓄電装置７に出力する。停止信号が入力された蓄電装置７は、作動を停止し、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、蓄電装置７からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

なお、電源４の停電により起動信号を出力してから電源４の復電により停止信号を出力するまでは、デマンド監視装置３から警報解除信号が入力されても、制御装置１は停止信号を出力しないものとする。停電中は、蓄電装置７の放電を継続させるためである。

また、負荷装置５が、電源４が停電したときは自動的に蓄電装置７からの電力を受電し、電源４が復電したときは自動的に電源４からの電力を受電する構成とされている場合には、電源４の停電・復電時に、制御装置１が第１・第２切替信号を出力する必要はない。

また、ユーザが、作動時間帯の開始時刻及び終了時刻を入力部１５から入力しておいた場合には、システムＳ１は次のように動作する。

作動時間帯になったことをタイマー部１６が検出すると、制御部１７は、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力するとともに、起動信号を蓄電装置７に出力する。第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を停止し、起動信号が入力された蓄電装置７は、作動を開始して、電源出力端子部７２から負荷装置５への電力の供給を開始する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、蓄電装置７からの電力を受け取って、作動を継続することとなり、また、電源４の使用電力量が抑制されることとなる。

一方、作動時間帯外になったことをタイマー部１６が検出すると、制御部１７が、停止信号を蓄電装置７に出力するとともに、切替信号出力端子部１３から第２切替信号を出力する。第２切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を再開し、停止信号が入力された蓄電装置７は、作動を停止して、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、蓄電装置７からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

なお、作動時間帯中に、デマンド監視装置３から警報信号や警報解除信号が入力されても、制御装置１は起動信号や停止信号は出力しないものとする。すなわち、作動時間帯においては、デマンド監視装置３からの信号に基づく制御は行わないものとする。一方、作動時間帯外に、デマンド監視装置３から警報信号や警報解除信号が入力された場合には、制御装置１は起動信号や停止信号を出力するものとする。すなわち、作動時間帯外においては、デマンド監視装置３からの信号に基づく制御を行うものとする。なお、作動時間帯にデマンド監視装置３からの信号に基づく制御を行ったり、作動時間帯外にデマンド監視装置３からの信号に基づく制御を行わないこととすることも可能である。

また、作動時間帯中にデマンド監視装置３から警報信号や警報解除信号が入力された場合には、その旨を記憶しておき、作動時間帯外になった時に、作動時間帯中に警報信号が入力されたがその後に警報解除信号が入力されていないときには、起動信号を出力し、作動時間帯中に警報信号が入力されてその後に警報解除信号が入力されていれば、起動信号も停止信号も出力しないように構成してもよい。作動時間帯中に警報信号が入力されたがその後に警報解除信号が入力されていないときには、作動時間帯中にデマンド値が目標値よりも下がらなかったと予想されるため、引き続き蓄電装置７を作動させる方がよいからである。

第１実施形態のシステムＳ１によれば、デマンド監視装置３として既設のものを利用して、電力デマンド抑制システムを構築することができるので、導入コストを抑制できる。

また、デマンド値が目標値を超えそうなときは、制御装置１が、デマンド監視装置３からの警報信号を蓄電装置７に対する起動信号に置換して蓄電装置７に送信し、蓄電装置７を起動させて、電源４から蓄電装置７に負荷装置５への電力供給源を切り替えるので、負荷装置５への電力供給を低減若しくは遮断することなく、最大デマンド値を抑制できる電力デマンド抑制システムを構築可能である。

また、従来は、負荷装置５への電力供給の遮断を回避するために、夏季のピーク時には目標値を上げる等、季節毎の負荷変動に応じて設定変更が必要であったが、システムＳ１によれば、負荷装置５への電力供給が遮断されないので、かかる設定変更の必要がなくなり、年間を通しての目標値の設定が可能となる。

そして、システムＳ１では、電力供給装置として蓄電装置７を用いているので、電力料金の安い夜間に電源４から蓄電装置７に蓄電すれば、電力料金を削減できる。

さらに、システムＳ１によれば、消費電力のピークを含む時間帯を作動時間帯として設定すれば、設定された作動時間帯になると、電源４から負荷装置５への電力の供給が停止されるとともに、蓄電装置７が起動して負荷装置５に電力を供給し、作動時間帯外になると、電源４から負荷装置５への電力の供給が再開されるとともに、蓄電装置７の作動が停止して蓄電装置７からの負荷装置５への電力供給が停止するので、既設のデマンド監視装置３が無い場合等にもデマンド監視装置３を利用することなく、使用電力量を削減可能であるとともに、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システムを構築可能である。

また、電源４からの電力供給が停止すると、制御装置１が起動信号を蓄電装置７に送信して、蓄電装置７を起動させて負荷装置５に電力を供給させ、電源４からの電力供給が再開すると、制御装置１が停止信号を蓄電装置７に送信して、蓄電装置７を停止させて、電源４からの電力を負荷装置５に供給するので、停電時にも負荷装置５を作動可能である。

なお、第１実施形態において、作動時間帯の設定を行わない形態とすることもできるし、そもそも時間帯設定手段を有しない形態とすることもできる。

また、停電復電検出手段を有さないこととして、電源４の停電・復電によっては起動・停止信号を出力しない形態とすることもできる。

〈第２実施形態〉次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態の構成要素と共通する構成要素については、同じ符号を付して、その説明を適宜省略する。図２に示すように、第２実施形態に係るシステムＳ２は、制御装置１と、電力供給装置である蓄電装置７とから構成され、デマンド監視装置３は用いない形態とされている。

制御装置１は、第１実施形態の制御装置１と同じ構成を有し、電源入力端子部１１と切替信号出力端子部１３と第１信号出力端子部１４とを備えている。なお、制御装置１は、信号入力端子部１２も備えているが、システムＳ２では、デマンド監視装置３を用いないため、信号入力端子部１２は使用されない。したがって、図２には、信号入力端子部１２は図示されていない。電源入力端子部１１は、電源４に接続され、第１信号出力端子部１４は、蓄電装置７の信号入力端子部７１に接続されている。

以上のように構成されたシステムＳ２の動作について、次に説明する。

まず、ユーザは、作動時間帯の開始時刻及び終了時刻を入力部１５から入力しておく。作動時間帯になったことをタイマー部１６が検出すると、制御部１７は、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力するとともに、起動信号を蓄電装置７に出力する。第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を停止し、起動信号が入力された蓄電装置７は、作動を開始して、電源出力端子部７２から負荷装置５への電力の供給を開始する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、蓄電装置７からの電力を受け取って、作動を継続することとなり、また、電源４の使用電力量が抑制されることとなる。

一方、電源４の復電により、制御部１７が、電源入力端子部１１からの電力の入力の再開を検出すると、第２切替信号を負荷装置５に出力するとともに、停止信号を蓄電装置７に出力する。停止信号が入力された蓄電装置７は、作動を停止し、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、蓄電装置７からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

第２実施形態のシステムＳ２によれば、消費電力のピークを含む時間帯を作動時間帯として設定し、蓄電装置７に負荷装置５を接続して蓄電装置７からの電力の供給を負荷装置５が受けられるように構成すれば、設定された作動時間帯になると、電源４から負荷装置５への電力の供給が停止されるとともに、蓄電装置７が起動して負荷装置５に電力を供給し、作動時間帯外になると、電源４から負荷装置５への電力の供給が再開されるとともに、蓄電装置７の作動が停止して蓄電装置７からの負荷装置５への電力供給が停止するので、既設のデマンド監視装置３が無い場合等にもデマンド監視装置３を利用することなく、使用電力量を削減可能であるとともに、負荷への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システムを構築可能である。

〈第３実施形態〉次に、第３実施形態について説明するが、第１実施形態の構成要素と共通する構成要素については、同じ符号を付して、その説明を適宜省略する。図３に示すように、第３実施形態は、第１実施形態における蓄電装置７をガス発電機６に置き換えたものであり、第３実施形態に係るシステムＳ３は、制御装置１と、電力供給装置であるガス発電機６と、デマンド監視装置３とから構成されている。

制御装置１は、第１実施形態の制御装置１と同じ構成を有し、電源入力端子部１１と信号入力端子部１２と切替信号出力端子部１３と第２信号出力端子部１９とを備えている。電源入力端子部１１は、電源４に接続され、切替信号出力端子部１３は、負荷装置５の信号入力端子部５１に接続され、信号入力端子部１２は、デマンド監視装置３の信号出力端子部３１に接続されている。第２信号出力端子部１９は、ガス発電機６の信号入力端子部６１に接続されている。なお、制御装置１は、第１信号出力端子部１４も備えているが、システムＳ３では、蓄電装置７を用いないため、第１信号出力端子部１４は使用されない。したがって、図３には、第１信号出力端子部１４は図示されていない。

制御装置１は、信号入力端子部１２から、デマンド監視装置３が出力する警報信号が入力されると、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力するとともに、第２信号出力端子部１９からガス発電機６に対応した所定の起動信号を出力し、起動信号出力後、信号入力端子部１２から、デマンド監視装置３が出力する警報解除信号が入力されると、切替信号出力端子部１３から第２切替信号を出力するとともに、第２信号出力端子部１９からガス発電機６に対応した所定の停止信号を出力するように構成されている。

ガス発電機６は、天然ガス等の都市ガスやＬＰガスを用いてエンジンを駆動し、発電するタイプのものである。ガス発電機６は、信号入力端子部６１と電源出力端子部６２とを備え、信号入力端子部６１を介して、上述した制御装置１が第２信号出力端子部１９から出力する所定の起動信号が入力されると、作動（発電）を開始して、電源出力端子部６２から電力を出力し、電源出力端子部６２に接続された負荷装置５に、電力を供給するように構成されている。また、ガス発電機６は、信号入力端子部６１を介して、上述した制御装置１が第２信号出力端子部１９から出力する所定の停止信号が入力されると、作動を停止して、電源出力端子部６２からの電力の出力を停止するように構成されている。なお、ガス発電機６は、電源４には接続されず、電源４からの電力の供給は受けない構成とされている。

以上のように構成されたシステムＳ３の動作について、次に説明する。

デマンド監視装置３は、第１実施形態と同様に、デマンド値が目標値を超えると予測した場合には、警報信号を信号出力端子部３１から出力する。すると、制御装置１は、第２信号出力端子部１９から起動信号をガス発電機６に出力するとともに、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力する。第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を停止し、起動信号が入力されたガス発電機６は、作動を開始し、電源出力端子部６２から負荷装置５に電力を供給する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、ガス発電機６からの電力を受け取って、作動を継続することとなり、また、電源４の使用電力量が抑制されることとなる。

また、デマンド監視装置３は、第１実施形態と同様に、警報信号出力後に、デマンド値が目標値を超えないと予測した場合には、警報解除信号を信号出力端子部３１から出力する。すると、制御装置１は、第２信号出力端子部１９から停止信号を蓄電装置７に出力するとともに、切替信号出力端子部１３から第２切替信号を出力する。第２切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を再開し、停止信号が入力されたガス発電機６は、作動を停止して、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、ガス発電機６からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

第３実施形態のシステムＳ３によれば、第１実施形態と同様に、デマンド監視装置３として既設のものを利用して、電力デマンド抑制システムを構築することができるので、導入コストを抑制できる。

また、負荷装置５への電力供給を低減若しくは遮断することなく、最大デマンド値を抑制でき、電気の基本料金を削減できる。

また、負荷装置５への電力供給が遮断されないので、季節毎の負荷変動に応じてデマンド監視装置３の目標値の設定を変更する必要がなくなり、年間を通しての目標値の設定が可能となる。

そして、電力供給装置としてガス発電機６を用いているので、長時間の停電時にも作動可能であり、発電量が太陽光発電や風力発電のように天候に左右されることがなく、安定した電力の供給が可能である。

なお、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、作動時間帯による制御、及び、電源４の停電・復電による制御を行うこととしてもよい。

〈第４実施形態〉次に、第４実施形態について説明するが、第１〜３実施形態の構成要素と共通する構成要素については、同じ符号を付して、その説明を適宜省略する。図４に示すように、第４実施形態は、第２実施形態における蓄電装置７をガス発電機６に置き換えたものであり、第４実施形態に係るシステムＳ４は、制御装置１と、電力供給装置であるガス発電機６とから構成されている。

制御装置１は、第１実施形態の制御装置１と同じ構成を有し、電源入力端子部１１と切替信号出力端子部１３と第２信号出力端子部１９とを備えている。なお、制御装置１は、信号入力端子部１２及び第１信号出力端子部１４も備えているが、システムＳ４では、デマンド監視装置３及び蓄電装置７を用いないため、信号入力端子部１２及び第１信号出力端子部１４は使用されない。したがって、図４には、信号入力端子部１２及び第１信号出力端子部１４は図示されていない。電源入力端子部１１は、電源４に接続され、第２信号出力端子部１９は、ガス発電機６の信号入力端子部６１に接続されている。

以上のように構成されたシステムＳ４の動作について、次に説明する。

まず、ユーザは、作動時間帯の開始時刻及び終了時刻を入力部１５から入力しておく。作動時間帯になったことをタイマー部１６が検出すると、制御部１７は、切替信号出力端子部１３から第１切替信号を出力するとともに、起動信号をガス発電機６に出力する。第１切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を停止し、起動信号が入力されたガス発電機６は、作動を開始して、電源出力端子部６２から負荷装置５への電力の供給を開始する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、ガス発電機６からの電力を受け取って、作動を継続することとなり、また、電源４の使用電力量が抑制されることとなる。

一方、作動時間帯外になったことをタイマー部１６が検出すると、制御部１７が、停止信号をガス発電機６に出力するとともに、切替信号出力端子部１３から第２切替信号を出力する。第２切替信号が入力された負荷装置５は、電源４からの受電を再開し、停止信号が入力されたガス発電機６は、作動を停止して、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、ガス発電機６からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

また、電源４の停電により、制御部１７が、電源入力端子部１１からの電力の入力の停止を検出すると、停電用バッテリー１８からの電力により作動して、第１切替信号を負荷装置５に出力するとともに、起動信号をガス発電機６に出力する。起動信号が入力されたガス発電機６は、作動を開始し、電源出力端子部６２から負荷装置５に電力を供給する。したがって、負荷装置５は、電源４からの電力の代わりに、ガス発電機６からの電力を受け取って、作動を継続することとなる。

一方、電源４の復電により、制御部１７が、電源入力端子部１１からの電力の入力の再開を検出すると、第２切替信号を負荷装置５に出力するとともに、停止信号をガス発電機６に出力する。停止信号が入力されたガス発電機６は、作動を停止し、負荷装置５への電力の供給を停止する。したがって、負荷装置５は、ガス発電機６からの電力の代わりに、電源４からの電力を受け取ることとなり、作動を継続することとなる。

第４実施形態のシステムＳ４によれば、第２実施形態と同様に、既設のデマンド監視装置３が無い場合等にもデマンド監視装置３を利用することなく、使用電力量を削減可能であるとともに、負荷装置５への電力供給を低減若しくは遮断する必要のない電力デマンド抑制システムを構築可能である。また、停電時にも負荷装置５を作動可能である。

以上、第１〜４実施形態について説明したが、以下、変形例について説明する。

（１）負荷装置５に直接第１・第２切替信号を入力するのではなく、負荷装置５に対する電源４からの電力供給を遮断及び再開する切替装置（例えば、ブレーカ装置）に、切替信号出力端子部１３を接続して、第１・第２切替信号を切替装置に入力し、その切替装置を制御することにより、負荷装置５に対する電源４からの電力供給を遮断及び再開させてもよい。

（２）制御装置１を、信号入力端子部１２から警報・警報解除信号が入力されたとき、第１信号出力端子部１４から蓄電装置７に対応した起動・停止信号を、第２信号出力端子部１９からガス発電機６に対応した起動・停止信号を、同時に出力するように構成してもよい。この場合には、蓄電装置７とガス発電機６とを併用して、蓄電装置７とガス発電機６とに別々の負荷装置を接続することとしてもよい。このように、制御装置１に、電力供給装置を複数接続することとしてもよい。

（３）デマンド監視装置３が、複数の電力供給系統のデマンド値を検知可能に構成されて、各系統についての警報・警報解除信号を別個に出力するために、信号出力端子部を複数有している場合や、複数の電力供給系統のそれぞれにデマンド監視装置３が設けられる場合に対応して、制御装置１を、信号入力端子部１２を含めて複数（例えば、８個）の信号入力端子部を有するように構成し、これに応じて、第１信号出力端子部１４及び第２信号出力端子部１９を含めて、信号入力端子部と同数の信号出力端子部を有するように構成してもよい。そして、デマンド監視装置３の各信号出力端子部に、制御装置１の信号入力端子部を１対１に対応させて接続し、制御装置１がデマンド監視装置３から第１の系統についての警報・警報解除信号を受け取ったときには、第１信号出力端子部１４から起動・停止信号を出力し、第２の系統についての警報・警報解除信号を受け取ったときには、第２信号出力端子部１９から起動・停止信号を出力し、…というように、各系統毎に制御を行うように構成してもよい。

（４）時間帯設定手段として、ユーザに作動時間帯を入力させるのではなく、制御装置１が、デマンド監視装置３から警報信号を受信した日時及び警報解除信号を受信した日時等、電力供給装置を作動させた時間帯を示す情報を、データ記録手段により記録しておき、例えば前年以前の複数年のデータに基づいて、電力供給装置を作動させた時間帯の季節毎又は月毎の平均を求めて、その平均を季節毎又は月毎等の作動時間帯とする等、記憶しておいたデータに基づいて、制御装置１が自動設定するように構成してもよい。そうすれば、季節毎や月毎に作動時間帯の設定をユーザが変更する必要がなくなる。

（５）デマンド監視装置３を用いず、制御装置１にパルス検出器を接続して、電源４の使用電力量を示すパルス信号を制御装置１が受信し、制御装置１が電力使用量計測手段により電力使用量（デマンド値）を計測するとともに、デマンド値予測手段によりデマンド値が目標値を超えると予測したときには、第１切替信号及び起動信号を出力し、第１切替信号及び起動信号出力後、デマンド値予測手段によりデマンド値が目標値を超えないと予測したときには、第２切替信号及び停止信号を出力するように構成してもよい。すなわち、制御装置１にデマンド監視装置３の機能を持たせてもよい。なお、目標値を設定する目標電力設定手段として、ユーザに入力部１５を用いて目標値を入力させてその目標値を記憶するようにしてもよいし、制御装置１が、計測したデマンド値をデータ記録手段により記録して、例えば前年以前の複数年のデータに基づいて算出した季節毎又は月毎等のデマンド値の平均値から、目標値を季節毎又は月毎等に自動設定するようにしてもよい。そうすれば、季節毎や月毎に目標値をユーザが変更する必要がなくなる。

（６）蓄電装置７に対し、電源４以外の外部の発電手段（例えば、太陽光発電装置、風力発電装置）を接続して、その発電手段から供給される電力により蓄電装置７に蓄電するように構成してもよい。

（７）電力供給装置として、蓄電装置７及びガス発電機６以外のものを用いてもよい。

（８）停電用バッテリー１８として、充電式のものではなく、市販の乾電池等、充電式でないものを用いてもよい。

１…制御装置
３…デマンド監視装置
４…電源
５…負荷装置
６…ガス発電機（電力供給装置）
７…蓄電装置（電力供給装置）
１１…電源入力端子部
１２…信号入力端子部
１３…切替信号出力端子部
１４…第１信号出力端子部（信号出力端子部）
１５…入力部（時間帯設定手段）
１６…タイマー部（時間帯設定手段）
１８…停電用バッテリー
１９…第２信号出力端子部（信号出力端子部）

Claims

所定の起動信号が入力されると電力供給を開始し所定の停止信号が入力されると電力供給を停止する電力供給装置に、接続される制御装置であって、
電力量計から出力された信号に基づいて、予め設定された目標値を使用電力量が超えると予測したときに所定の第１信号を出力し、当該第１信号出力後前記目標値を使用電力量が超えないと予測したときに所定の第２信号を出力するデマンド監視装置に、接続可能に構成され、
前記デマンド監視装置が出力した前記第１信号及び前記第２信号が入力される信号入力端子部と、
商用電源に接続された外部の負荷装置、又は、当該負荷装置に対する前記商用電源からの電力供給を遮断及び再開する切替装置に、接続される切替信号出力端子部と、
前記電力供給装置に接続される信号出力端子部と、
を備え、
前記信号入力端子部から前記第１信号が入力されたときに、前記負荷装置に対する前記商用電源からの電力供給を遮断させるための第１切替信号を前記切替信号出力端子部から出力するとともに、前記信号出力端子部から前記起動信号を出力し、
前記起動信号出力後、前記信号入力端子部から前記第２信号が入力されたときに、前記負荷装置に対する前記商用電源からの電力供給を再開させるための第２切替信号を前記切替信号出力端子部から出力するとともに、前記信号出力端子部から前記停止信号を出力するように構成されたことを特徴とする制御装置。
作動時間帯を設定する時間帯設定手段を備え、
前記時間帯設定手段により設定された前記作動時間帯になったときに、前記切替信号出力端子部から前記第１切替信号を出力するとともに、前記信号出力端子部から前記起動信号を出力し、
前記起動信号出力後、前記作動時間帯外になったときに、前記切替信号出力端子部から前記第２切替信号を出力するとともに、前記信号出力端子部から前記停止信号を出力するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
前記商用電源に接続される電源入力端子部と、
停電用バッテリーと、
を備え、
前記電源入力端子部からの電力の入力の停止を検出したときに、前記停電用バッテリーから供給される電力により作動して、前記信号出力端子部から前記起動信号を出力し、
前記電源入力端子部からの電力の入力の再開を検出したときに、前記信号出力端子部から前記停止信号を出力するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の制御装置。
請求項１、２又は３記載の制御装置と、前記電力供給装置としての蓄電装置とを備え、
前記蓄電装置は、前記商用電源又は外部の発電手段から供給される電力により充電されるように構成されるとともに、前記負荷装置に接続されて、作動中は前記負荷装置に電力を供給するように構成されていることを特徴とする電力デマンド抑制システム。
請求項１、２又は３記載の制御装置と、前記電力供給装置としてのガス発電機とを備え、
前記ガス発電機は、前記負荷装置に接続されて、作動中は前記負荷装置に電力を供給するように構成されていることを特徴とする電力デマンド抑制システム。