JP2015002585A

JP2015002585A - 電力管理装置および電力管理方法

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Publication number: JP2015002585A
Application number: JP2013124973A
Authority: JP
Inventors: 琢中山; Taku Nakayama
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2015-01-05

Abstract

【課題】配電盤の各分岐線と負荷機器との対応が不明な設備において、利用者に大きな負担をかけることなく、分岐線と負荷機器とを対応づける。【解決手段】本発明に係る電力管理装置１４は、配電盤３１内の分岐線それぞれにおける消費電力情報を取得する取得部１６と、時間帯毎に異なる負荷機器を動作させるためのタイムテーブルを記憶する記憶部１８と、タイムテーブルにしたがっていずれかの負荷機器が動作される際の、各分岐線の消費電力情報を監視する制御部１７とを備え、制御部１７は、いずれかの分岐線の消費電力情報が所定の条件を満たす場合、当該分岐線に対し、このときに動作されているとタイムテーブル上で規定される負荷機器を対応づけて記憶部１８に記憶する。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷機器の消費電力を管理する電力管理装置および電力管理方法に関するものである。

近年、節電・節エネルギーに対する意識の高まりからＥＭＳ（Energy Management System）が着目され、さまざまな領域で活用されてきている。例えば、家庭向けにはＨＥＭＳ（Home EMS）、商業施設向けにはＳＥＭＳ（Store EMS）、工場向けにはＦＥＭＳ（Factory EMS）、ビル管理向けにはＢＥＭＳ（Building EMS）、および、様々なEMSを管理するＣＥＭＳ（Community EMS）などがある。

ＥＭＳは、管理する領域内の消費電力データを取得し、取得したデータに基づいて負荷機器を制御することなどによって、使用する電力量を管理している。例えば、取得した消費電力データから積算電力量を算出し、積算電力量を目標値内に収めるように負荷機器などを制御する発明が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２３７１１９号公報

ＥＭＳによって消費電力を有効に管理するためには、管理領域内にある負荷機器が、配電盤のどの分岐線に接続されているかの対応づけができている必要がある。

しかしながら、ＥＭＳを既存の設備に導入する際、図６に示すように、配電盤の各分岐線と既存の設備内に設置されている負荷機器（空調、照明およびコンセントなど）との対応が十分に管理されておらず、対応関係を確認することが困難な状況となっている場合があった。

この場合、ＥＭＳによって負荷機器毎の消費電力を細かく制御することを断念するか、多大な費用と期間をかけて対応表を作成する必要があった。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、配電盤の各分岐線と負荷機器との対応が不明な設備において、利用者に大きな負担をかけることなく、分岐線と負荷機器とを対応づけることができる電力管理装置および電力管理方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理装置は、配電盤内の分岐線それぞれにおける消費電力情報を取得する取得部と、時間帯毎に異なる負荷機器を動作させるためのタイムテーブルを記憶する記憶部と、前記タイムテーブルにしたがっていずれかの負荷機器が動作される際の、各分岐線の消費電力情報を監視する制御部とを備え、前記制御部は、いずれかの分岐線の消費電力情報が所定の条件を満たす場合、当該分岐線に対し、このときに動作されていると前記タイムテーブル上で規定される負荷機器を対応づけて前記記憶部に記憶することを特徴とする。

また、本発明に係る電力管理装置において、前記制御部は、いずれかの分岐線において、閾値を超える消費電力情報を検知する場合に、当該分岐線にて前記所定の条件の判定を行うことが好ましい。

また、本発明に係る電力管理装置において、前記制御部は、いずれかの分岐線において、所定のパターンとなる消費電力情報の増減を検知する場合に、当該分岐線にて前記所定の条件を満たすと判定することが好ましい。

また、本発明に係る電力管理装置において、動作時の消費電力の増減パターンが異なる２つの負荷機器が、同じ時間枠で同時に動作されるように前記タイムテーブル上で規定されていることが好ましい。

また、本発明に係る電力管理装置において、前記２つの負荷機器のうち、一方の負荷機器の動作時の消費電力が他方の負荷機器の動作時の消費電力に対して明らかに大きい関係を有することが好ましい。

また、本発明に係る電力管理装置において、前記２つの負荷機器のうち、一方は動作時の消費電力の増減が小さく、他方は動作時の消費電力の増減が大きい関係を有することが好ましい。

また、本発明に係る電力管理装置において、前記２つの負荷機器のうち、一方は照明機器であることが好ましい。

また、本発明に係る電力管理装置において、前記制御部は、各分岐線と各負荷機器の対応関係を前記記憶部に記憶したのち、当該記憶した対応関係に基づいて、前記取得部で取得された消費電力情報を各負荷機器における消費電力の情報として管理することが好ましい。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力管理方法は、配電盤内の分岐線と負荷機器とを対応づける電力管理方法であって、前記分岐線それぞれにおける消費電力情報を取得するステップと、時間帯毎に異なる負荷機器を動作させるためのタイムテーブルを取得するステップと、前記タイムテーブルにしたがっていずれかの負荷機器が動作される際の、各分岐線の消費電力情報を監視するステップと、いずれかの分岐線の消費電力情報が所定の条件を満たす場合、当該分岐線に対し、このときに動作されていると前記タイムテーブル上で規定される負荷機器を対応づけるステップとを含む。

また、本発明に係る電力管理方法において、動作時の消費電力の増減パターンが異なる２つの負荷機器が、同じ時間枠で同時に動作されるように前記タイムテーブル上で規定されていることが好ましい。

本発明によれば、配電盤の各分岐線と負荷機器との対応が不明な設備において、利用者に大きな負担をかけることなく、分岐線と負荷機器とを対応づけることができる。

本発明の一実施形態に係る電力管理装置を含む電力管理システムの概略構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るタイムテーブルの一例である。負荷機器毎の消費電力の増減パターンの一例を示す図である。本発明の他の実施形態に係るタイムテーブルの一例である。本発明の一実施形態に係る電力管理装置の動作を示すフローチャートである。配電盤の各分岐線と負荷機器との対応が不明になっている状況を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電力管理装置を含む電力管理システムの概略構成を示す図である。

図１に示すように、電力管理システム１０は、インターネット１１、電力制御装置１２、ユーザ端末１３、電力管理装置１４、配電盤３１、複数のセンサ３２（３２−１〜３２―Ｍ）および複数の負荷機器（３３−１〜３３−Ｎ）を有する。負荷機器３３は、電力によって駆動される機器であり、例えば、空調、照明、コンセントなどである。なお、コンセントの場合は、コンセントに接続された機器が電力によって駆動される。

図１において、配電盤３１の各分岐線は、それぞれ、ある負荷機器３３に接続されているが、本発明により各分岐線と負荷機器３３との対応を関連づける前は対応関係が不明であり、本発明を実施することにより対応関係が特定されるものとして、以下説明する。

インターネット１１は、電力制御装置１２、ユーザ端末１３および電力管理装置１４を接続し、データおよび制御指示などの信号を通信する。なお、図１に示す電力管理システム１０においては、インターネット１１を介して、電力制御装置１２、ユーザ端末１３および電力管理装置１４を接続する構成としているが、インターネット１１を介さずに、電力制御装置１２、ユーザ端末１３および電力管理装置１４が直接接続される構成であってもよい。また、電力制御装置１２とユーザ端末１３とは別の装置として示しているが、これらを一体の装置として構成してもよい。

電力制御装置１２は、例えばＥＭＳゲートウェイである。電力制御装置１２は、配電盤３１の各分岐線に設置されるセンサ３２から、各分岐線の消費電力情報を取得し、取得した消費電力情報を電力管理装置１４に送信する。また、電力制御装置１２は、電力管理装置１４からの指示を受け、負荷機器３３を制御する。

ユーザ端末１３はディスプレイを有し、センサ３２が測定した各分岐線の消費電力や、後述するタイムテーブルなどの情報を表示することができる。ユーザ端末１３は、表示用のデータを電力管理装置１４から取得して、ウェブブラウザなどで表示してもよいし、電力管理装置１４からは各種情報のみを受信して、表示用データはユーザ端末１３で作成してもよい。また、ユーザ端末１３は入力部を有し、後述するタイムテーブルを作成するため、電力管理システム１０が管理する領域内に設置されている負荷機器３３のリストの入力を受け付ける。

図２にタイムテーブルの一例を示す。タイムテーブルは、配電盤３１の各分岐線と負荷機器３３とを対応づける作業を行う際に、時間帯毎に負荷機器３３をどのような順番で動作させるかを示す表である。例えば、電力管理システム１０で管理する管理領域内に、空調ＡおよびＢ、照明Ａ〜Ｃ、ならびに、コンセントＡ〜Ｄが設置されている場合、図２のようなタイムテーブルが作成され、記憶部１８に記憶される。

図２は、背景が斜線の時間帯において、負荷機器３３をＯＮ状態にすることを示す。図２に示す例においては、１０分間隔で、１台ずつ負荷機器３３がＯＮ状態にされる。例えば、０〜１０分において空調ＡがＯＮ状態にされ、１０〜２０分において空調ＢがＯＮ状態にされる。

再び図１の説明に戻る。

電力管理装置１４は、例えばＥＭＳサーバである。電力管理装置１４は、取得部１６、制御部１７および記憶部１８を有する。

取得部１６は、複数の負荷機器３３が、タイムテーブルにしたがって動作される際に、各分岐線における消費電力情報を電力制御装置１２から取得する。

制御部１７は、ユーザ端末１３が入力を受け付けた電力管理システム１０の管理領域内にある負荷機器３３のリストに基づいて、タイムテーブルを作成する。

制御部１７は、タイムテーブルにしたがって、いずれかの負荷機器３３をＯＮ状態とさせる制御をするように電力制御装置１２に指示する。なお、負荷機器３３は、自動制御ではなく、タイムテーブルにしたがって作業者によって制御されてもよい。

制御部１７は、タイムテーブルにしたがって、いずれかの負荷機器３３がＯＮ状態となっている際、どのタイミングでどの分岐線に消費電力が生じているかを監視する。制御部１７は、監視した消費電力と、タイムテーブルとに基づいて、配電盤３１の分岐線と負荷機器３３の接続を対応づけ、当該対応情報を記憶部１８に記憶する。

制御部１７は、いずれかの分岐線の消費電力が所定の条件を満たす場合、当該分岐線が、タイムテーブル上で現在ＯＮ状態であると規定されている負荷機器３３に対応するものと判定する。

まず、制御部１７は、例えば、いずれかの分岐線において所定の閾値を超える消費電力が生じていることを検知した場合、当該分岐線が、タイムテーブル上で現在ＯＮ状態であると規定されている負荷機器３３に対応するものと判定する。

さらに、制御部１７は、監視した消費電力の増減するパターンが、負荷機器３３の種類毎、または、負荷機器３３毎に異なる消費電力の増減パターンに対応する（消費電力が所定の条件を満たす）か否かで、監視した消費電力と、タイムテーブル上で現在ＯＮ状態であると規定されている負荷機器３３との対応を判定することができる。各負荷機器３３の消費電力の増減するパターンは、記憶部１８に記憶されている。

図３に、負荷機器３３の消費電力の増減パターンの一例を示す。図３に示すように、例えば、空調（空調ＡまたはＢ）は、ＯＮ状態において消費電力が大きく変動する。これに対し、照明（照明Ａ〜Ｃ）は、ＯＮ状態において消費電力がほとんど変動しない。

図３に示すように、空調と照明とでは消費電力の増減パターンが大きく異なるため、空調と照明とを１台ずつ同時にＯＮ状態にしても、消費電力の増減パターンの違いから、どちらの分岐線がどちらの負荷機器３３に接続しているかを判定することができる。

これを利用して、制御部１７は、図４に示すように、同じ時間枠に空調と照明とがそれぞれ１台ずつＯＮ状態になることを許容したタイムテーブルを作成することができる。図４に示す例においては、０〜１０分において、空調Ａおよび照明Ａが同時にＯＮ状態にされ、また、１０〜２０分において、空調Ｂおよび照明Ｂが同時にＯＮ状態にされている。このように２つの負荷機器３３を同時にＯＮ状態にするタイムテーブルを作成すると、配電盤３１の各分岐線と負荷機器３３との対応づけに必要な時間を短縮することができる。図４に示す例においては、負荷機器３３を１つずつＯＮ状態にする場合（図２に示す場合）に比べて２０分短縮することができる。

また、図３を参照すると、例えば空調については、空調Ｂの方が空調Ａよりも消費電力の増減の幅が大きい。また、照明については、照明ＡおよびＢの方が、照明Ｃに比べてＯＮ状態における消費電力が大きい。したがって、これらの相違点を利用すれば、同一種類の負荷機器３３を同じ時間枠で同時にＯＮ状態にするようなタイムテーブルを作成することも可能である。

再び図１の説明に戻る。

制御部１７は、管理領域内の全ての負荷機器３３について、配電盤３１の分岐線と負荷機器３３との対応関係を記憶部１８に記憶すると、以後は、記憶した当該対応関係に基づいて、取得部１６が取得した消費電力情報を、各負荷機器３３における消費電力情報として管理する。

記憶部１８は、タイムテーブル、および、負荷機器３３の消費電力の増減パターンを記憶している。また、記憶部１８には、配電盤３１の各分岐線と負荷機器３３との対応づけの完了後に、当該対応づけの情報が記憶される。

センサ３２は、配電盤３１の各分岐線に設置され、各分岐線の消費電力を測定する。センサ３２は、電力制御装置１２と、例えばＳＥＰ２．０およびＥｃｈｏｎｅｔ（登録商標）あるいはＥＣＨＯＮＥＴＬｉｔｅ（登録商標）などの標準のプロトコルによって通信を行い、測定した各分岐線の消費電力情報を電力制御装置１２に送信する。

図５に示すフローチャートを参照しながら、本発明の一実施形態に係る電力管理装置の動作を説明する。

ユーザ端末１３は、電力管理システム１０が管理する領域内に設置されている負荷機器３３のリストの入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。

制御部１７は、当該負荷機器３３のリストに基づいて、時間帯毎に負荷機器３３をどのような順番で動作させるかを示すタイムテーブルを作成する（ステップＳ１０２）。

制御部１７は、負荷機器３３をタイムテーブルにしたがって動作させる（ステップＳ１０３）。

取得部１６は、複数の負荷機器３３が、タイムテーブルにしたがって動作される際に、各分岐線の消費電力情報を電力制御装置１２から取得する（ステップＳ１０４）。

制御部１７は、タイムテーブルにしたがって、いずれかの負荷機器３３がＯＮ状態となっている際、どのタイミングでどの分岐線に消費電力が発生しているかを監視する。制御部１７は、監視した消費電力と、タイムテーブルとに基づいて、分岐線と負荷機器３３の接続を対応づける（ステップＳ１０５）。

このように、本実施形態によれば、電力管理装置１４が、タイムテーブルにしたがっていずれかの負荷機器３３が動作された際の各分岐線の消費電力情報を監視することにより、配電盤３１の各分岐線と負荷機器３３との対応が不明な設備において、利用者に大きな負担をかけることなく、分岐線と負荷機器３３とを対応づけることができる。これにより、ユーザは、ＥＭＳによって負荷機器３３毎の消費電力を細かく制御することが可能になる。また、設備の追加や改修が行われた場合も、本実施形態を再度実施することにより、配電盤の分岐線と負荷機器３３とを対応づけることができる。

また、電力管理装置１４が、各負荷機器３３の消費電力の増減パターンの違いを用いて、配電盤３１の分岐線と負荷機器３３との対応関係を判定することにより、２つの負荷機器３３を同時にＯＮ状態にするタイムテーブルを作成することが可能になり、分岐線と負荷機器３３との対応付けに要する時間を短縮することができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

１０電力管理システム
１１インターネット
１２電力制御装置
１３ユーザ端末
１４電力管理装置
１６取得部
１７制御部
１８記憶部
３１配電盤
３２センサ
３３負荷機器

Claims

配電盤内の分岐線それぞれにおける消費電力情報を取得する取得部と、
時間帯毎に異なる負荷機器を動作させるためのタイムテーブルを記憶する記憶部と、
前記タイムテーブルにしたがっていずれかの負荷機器が動作される際の、各分岐線の消費電力情報を監視する制御部とを備え、
前記制御部は、いずれかの分岐線の消費電力情報が所定の条件を満たす場合、当該分岐線に対し、このときに動作されていると前記タイムテーブル上で規定される負荷機器を対応づけて前記記憶部に記憶することを特徴とする電力管理装置。
請求項１に記載の電力管理装置であって、
前記制御部は、いずれかの分岐線において、閾値を超える消費電力情報を検知する場合に、当該分岐線にて前記所定の条件の判定を行うことを特徴とする電力管理装置。
請求項１または２に記載の電力管理装置であって、
前記制御部は、いずれかの分岐線において、所定のパターンとなる消費電力情報の増減を検知する場合に、当該分岐線にて前記所定の条件部を満たすと判定することを特徴とする電力管理装置。
請求項３に記載の電力管理装置であって、
動作時の消費電力の増減パターンが異なる２つの負荷機器が、同じ時間枠で同時に動作されるように前記タイムテーブル上で規定されていることを特徴とする電力管理装置。
請求項４に記載の電力管理装置であって、
前記２つの負荷機器のうち、一方の負荷機器の動作時の消費電力が他方の負荷機器の動作時の消費電力に対して明らかに大きい関係を有することを特徴とする電力管理装置。
請求項４に記載の電力管理装置であって、
前記２つの負荷機器のうち、一方は動作時の消費電力の増減が小さく、他方は動作時の消費電力の増減が大きい関係を有することを特徴とする電力管理装置。
請求項４に記載の電力管理装置であって、
前記２つの負荷機器のうち、一方は照明機器であることを特徴とする電力管理装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力管理装置であって、
前記制御部は、各分岐線と各負荷機器の対応関係を前記記憶部に記憶したのち、当該記憶した対応関係に基づいて、前記取得部で取得された消費電力情報を各負荷機器における消費電力の情報として管理することを特徴とする電力管理装置。
配電盤内の分岐線と負荷機器とを対応づける電力管理方法であって、
前記分岐線それぞれにおける消費電力情報を取得するステップと、
時間帯毎に異なる負荷機器を動作させるためのタイムテーブルを取得するステップと、
前記タイムテーブルにしたがっていずれかの負荷機器が動作される際の、各分岐線の消費電力情報を監視するステップと、
いずれかの分岐線の消費電力情報が所定の条件を満たす場合、当該分岐線に対し、このときに動作されていると前記タイムテーブル上で規定される負荷機器を対応づけるステップと
を含む電力管理方法。
請求項９に記載の電力管理方法であって、
動作時の消費電力の増減パターンが異なる２つの負荷機器が、同じ時間枠で同時に動作されるように前記タイムテーブル上で規定されていることを特徴とする電力管理方法。