JP2015011408A

JP2015011408A - 電力抑制方法、電力管理システム及び電力管理プログラム

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Publication number: JP2015011408A
Application number: JP2013134309A
Authority: JP
Inventors: 三浩北地; Mitsuhiro Kitaji
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-01-19
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: JP6173068B2

Abstract

【課題】各管理単位で達成可能な電力削減目標量の割当を決定することができる方法、システム及びプログラムを提供する。【解決手段】個別に電力を管理する、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する第１の取得ステップと、前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する第２の取得ステップと、前記複数の管理単位それぞれの達成困難度を実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する決定ステップとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、施設、店舗等の管理単位の電力を管理する電力抑制方法、電力管理システム及び電力管理プログラムに関する。

近年、負荷機器の消費電力、及び、蓄電機器または発電機器が発生する電力を、施設、店舗等の管理単位毎に制御するシステムが知られている（特許文献１参照）。

このようなシステムでは、管理単位毎に個別に電力を管理しているため、規模が小さい管理単位に導入することは難しかった。そのため、事業者が、自身が管理する全管理単位に対して、個別に制御指示を行うことも提案されている。

特開２００５−１５８０２０号公報

電力の管理においては、例えばデマンドレスポンスのように、事業者が有する全管理単位での合計電力を、所定量削減することを望む場合がある。

この場合に、全管理単位での合計の電力削減目標量に対応して、個々の管理単位に電力削減目標量を割当てることは難しい。何故ならば、各管理単位の節電状況、業務内容、電力容量及び設備、天候等は個々に異なっているため、各管理単位で削減され得る電力は多様であるからである。

従って、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、各管理単位で達成可能な電力削減目標量の割当を決定することができる方法、システム及びプログラムを提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電力抑制方法は、
個別に電力を管理する、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する第１の取得ステップと、
前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する第２の取得ステップと、
前記複数の管理単位それぞれの達成困難度を実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する決定ステップとを備える
ことを特徴とするものである。

また、第２の観点による電力抑制方法においては、前記複数の管理単位それぞれで有する、電力供給機器の供給余力に基づいて、前記管理単位それぞれの達成困難度を求める
ことが好ましい。

また、第３の観点による電力抑制方法においては、前記複数の管理単位のそれぞれが、所定の期間に、前記決定ステップで決定した電力の削減目標量を達成できなかった回数に基づいて、前記管理単位の達成困難度を求める
ことが好ましい。

また、第４の観点による電力抑制方法においては、前記複数の管理単位それぞれで行った節電作業の時間の長さに基づいて、前記管理単位それぞれの達成困難度を求める
ことが好ましい。

上述したように本発明の解決手段を方法として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当するシステム、装置、プログラム又は当該プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、第５の観点による電力管理システムは、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する第１の取得部と、
前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する第２の取得部と、
前記複数の管理単位それぞれの達成困難度が実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する決定部とを備える
ことを特徴とするものである。

また、第６の観点による電力管理プログラムは、ＥＭＳサーバを、
個別に電力を管理する、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する手段と、
前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する手段と、
前記複数の管理単位それぞれの達成困難度が実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する手段として機能させる
ことを特徴とするものである。

上記のように構成された本発明に係る電力抑制方法、電力管理システム又は電力管理プログラムによれば、各管理単位で達成可能な電力削減目標量の割当を決定することが可能である。

本発明に係る電力管理システムの概略構成を示すシステム構成図である。第１の管理単位に存在する機器を示す構成図である。第１の管理単位に存在する機器の機能ブロック図である。第２の管理単位に存在する機器の機能ブロック図である。ＥＭＳサーバの機能ブロック図である。各管理単位に電力削減目標量を割当てる方法を示すグラフである。本発明で実施される電力抑制処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る電力管理システムの概略構成を示すシステム構成図である。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、第１の管理単位１、第２の管理単位２、ＥＭＳサーバ１３、データベース１４、及び第１の通信手段１５ａを含んで構成される。図１において、第１の管理単位１および第２の管理単位２はともに複数であるが、第１の管理単位１および第２の管理単位２の個数は特に限定されず、第１の管理単位１および第２の管理単位２を合計した個数が複数であればよい。

インターネット１１は、第１の管理単位１およびＥＭＳサーバ１３を接続し、データおよび制御指示などの信号を通信する。第１の管理単位１および第２の管理単位２においては、後述するように負荷機器、蓄電機器、発電機器などの電気機器が設けられ、これらの電気機器の電力を個別に管理可能である。ＥＭＳサーバ１３は、後述するように、第１の管理単位１から多様な情報を取得し、また第１の管理単位１に電力制御のための情報または制御指示を送信する。データベース１４は、第１の管理単位１でのデマンド電力、センサ測定値、並びに第１の管理単位１および第２の管理単位２における達成困難度等の多様なデータを記憶する。これらのデータは、ＥＭＳサーバ１３が第１の管理単位１および第２の管理単位２の電力削減目標量の割当を決定するために用いられる。第１の通信手段１５ａは、例えば電話、ＰＣ、ＦＡＸであり、後述する電力制御装置１２（図２参照）を持たない第２の管理単位２との間で情報の伝達を行う。第１の通信手段１５ａから第２の管理単位２への情報の伝達は、例えばＥＭＳサーバ１３の表示装置を確認したユーザが第１の通信手段１５ａを操作することによって行うことができる。

次に、第１の管理単位１を説明する。図２に示すように、第１の管理単位１は、複数の負荷機器２０、蓄電機器２１、発電機器２２、センサ２３、電力計２４、デマンド監視装置２５、および上述した電力制御装置１２を含んで構成される。

負荷機器２０は、例えばエアコン、灯具、冷蔵庫などの電力に基づいて駆動する機器である。負荷機器２０は、温度調整、照度調整などの運転状態の調整が可能であり、これらの調整により負荷機器２０の消費電力が変動する。負荷機器２０は、ＥｃｈｏｎｅｔＬｉｔｅ（登録商標）などの標準のプロトコルによって電力制御装置１２と通信する。負荷機器２０の台数は特に限定されない。

蓄電機器２１は、電力を蓄えて、必要に応じて放電する機器である。発電機器２２は、太陽電池、風力発電機器、ディーゼル発電機、燃料電池などであり、駆動させることにより発電する機器である。蓄電機器２１および発電機器２２が負荷機器２０に電力を供給することにより、電力会社から受電する電力を削減することができる。蓄電機器２１及び／又は発電機器２２は、第１の管理単位１または後述する第２の管理単位２に、必ずしも設けられなくてよい。

センサ２３は、例えば電流センサ、電力センサ、温度センサ、または照度センサなどの任意のセンサであって、自管理単位内に存在する負荷機器２０の消費電力、蓄電機器２１の充放電量及び発電機器２２の発電量に関する測定値を検出する。センサ２３は、例えばＳＥＰ２．０およびＥｃｈｏｎｅｔＬｉｔｅ（登録商標）などの標準のプロトコルによって、電力制御装置１２に、測定値を送信する。

電力計２４は、デマンド時限における自管理単位の累積消費電力（以下、「デマンド電力」という）を測定する。デマンド時限とは、管理単位等を運営する事業者および電力会社の契約電力の取決めに用いられる基準時間である。例えばデマンド時限が３０分で契約電力が３００ｋｗである場合に、事業者は各デマンド時限において平均して３００ｋｗの電力の消費が許容される。電力計２４は、デマンド時限の始期にデマンド電力をリセットし、デマンド時限の始期から現在までのデマンド電力を測定する。

デマンド監視装置２５は、電力計２４が出力するパルスを読出し、電力制御装置１２の電力監視部１２ａに出力する。

電力制御装置１２は、例えばＥＭＳ（ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）Ｇａｔｅｗａｙである。電力制御装置１２は、消費電力などの測定値をセンサ２３から取得する。また、電力制御装置１２は、例えばデマンド電力の削減量が後述する削減目標量を超えられなかった回数を計数して、達成困難度を算出する。また、電力制御装置１２は、取得した測定値及び算出した達成困難度を、定期的にＥＭＳサーバ１３に送信する。また、電力制御装置１２は、ポーリングによりＥＭＳサーバ１３から、自管理単位の電力削減目標量等を取得する。電力制御装置１２は、ＥＭＳサーバ１３から受信した電力削減目標量等に基づいて、自管理単位内に存在する負荷機器２０、蓄電機器２１及び発電機器２２を制御する。

電力制御装置１２は、図３に示すように、電力監視部１２ａと、警報発行部１２ｂと、達成困難度算出部１２ｃと、機器制御部１２ｄと、電力抑制計画立案部１２ｅとを有する。電力監視部１２ａは、自身がデマンド監視装置２５から受信するデマンド電力を監視してＥＭＳサーバ１３へ通知するとともに、自電力制御装置１２が受けた電力削減目標量を達成することができなかった回数を計数して記憶する。警報発行部１２ｂは、現在の電力状況で、デマンド電力が電力削減目標量を達成することができるか判断する。警報発行部１２ｂは、電力削減目標量を達成できない可能性があると判断した場合に、自管理単位のユーザに対して警報を発行する。達成困難度算出部１２ｃは、自管理単位における達成困難度を求める。機器制御部１２ｄは、負荷機器２０、蓄電機器２１及び発電機器２２の制御を行う。電力抑制計画立案部１２ｅは、ＥＭＳサーバ１３から受信した電力削減目標量に基づいて、多様なアルゴリズムで負荷機器２０等の制御計画を立案し、電力削減目標量の再設定を行う。

次に、第２の管理単位２を説明する。図４に示すように、別の一部の管理単位（第２の管理単位）２は、負荷機器２０、蓄電機器２１、発電機器２２及び第２の通信手段１５ｂを含んで構成される。第２の管理単位２は、比較的狭い領域、例えばユーザが徒歩で移動可能な領域として定められ、第２の管理単位２内のユーザは負荷機器２０を操作することができる。

負荷機器２０、蓄電機器２１及び発電機器２２は、第１の管理単位１と同様である。

第２の通信手段１５ｂは、例えば電話、ＰＣ、ＦＡＸであり、第１の通信手段１５ａとの情報の伝達が可能である。

次に、ＥＭＳサーバ１３を説明する。ＥＭＳサーバ１３は電力制御装置１２から送信される測定値を受信し、記憶する。また、ＥＭＳサーバ１３は、第１の管理単位１および第２の管理単位２の電力削減目標量の割当を決定する。上述のように、決定した第１の管理単位１の電力削減目標量を、各電力制御装置１２はポーリングにより取得する。また、ＥＭＳサーバ１３では、データベース１４に保存された第１の管理単位１の達成困難度を、第１の管理単位１の電力制御装置１２から受け取ったものに更新することができる。

ＥＭＳサーバ１３は、図５に示すように、電力情報収集部１３ａ、電力抑制受信部１３ｂ、及び電力抑制配分算出部１３ｃを有する。電力情報収集部１３ａは、第１の管理単位１の測定値及び達成困難度を収集し、データベース１４に記憶する。電力情報収集部１３ａによる、これらのデータの収集は定期的であり、記憶されたデータは定期的に更新される。電力抑制受信部１３ｂは、電力会社、政府又は企業のオーナー等からの電力抑制の要請を、全体の電力削減目標量とともに受信する。電力抑制配分算出部１３ｃは、電力抑制受信部１３ｂが電力抑制の要請を受信した場合に、第１の管理単位１および第２の管理単位２の達成困難度に基づいて、第１の管理単位１および第２の管理単位２の電力削減目標量の割当を決定する。

次に、この実施形態における達成困難度を説明する。

管理単位の種別（工場、店舗、オフィス等）、節電状況、業務内容、電力容量、規模、天候などが多様であることに起因して、同じ電力削減量を目標として定めても、目標達成が容易な管理単位と困難な管理単位とが存在し得る。そこで、この実施形態では、管理単位毎及び電力削減目標量毎に、当該管理単位が当該電力削減目標量を達成する困難さを客観的に表す指標として、達成困難度を用いている。

上述の変動要因となる種別、およびそれぞれの敷地・売り場の面積、従業員数、来客数などに応じて、達成困難度の初期値が予め作成されている。作成された初期値はデータベース１４に記憶されている。ＥＭＳサーバ１３は、記憶されている初期値を、以下に説明するように、第１の管理単位１において電力削減実績に基づいて算出される達成困難度に更新する。

各電力制御装置１２は、自管理単位の電力削減目標量を用いて達成困難度を算出する。電力削減目標量とは、例えば電力抑制の要請がされていない時（通常時）の自管理単位におけるデマンド電力の平均値からの電力削減量の目標値である。

電力制御装置１２がＥＭＳサーバ１３から電力削減目標量を受信すると、電力制御装置１２は自管理単位で電力削減目標量を達成するため、各種機器２０〜２２の制御や、ユーザへの警報等を行う。そして電力抑制要請が終了した時等に、電力制御装置１２の電力監視部１２ａは、自管理単位でデマンド電力を削減目標量よりも多く削減できたか否かを判別する。

電力監視部１２ａは、例えば現在から所定の期間前までにおける同じ削減目標量に対する削減失敗回数をカウントし、当該回数を当該削減目標量に対する達成困難度として算出する。

電力制御装置１２は、算出した自管理単位の達成困難度をＥＭＳサーバ１３に送信する。その後、ＥＭＳサーバ１３は、データベース１４に記憶された当該管理単位の達成困難度を更新する。電力制御装置１２は、以下に例示するように、他の方法で達成困難度の更新を行うこともできる。

また一般に、自管理単位が有する蓄電機器２１および／または発電機器２２（これらの機器を、「電力供給機器」ともいう）の供給余力が大きい場合には、未使用の電力供給機器を稼動させることで電力削減目標を容易に達成できる。従って、電力制御装置１２は、電力供給機器の供給余力を考慮して達成困難度を求めることが好ましい。

また、各管理単位で節電作業（エアコンのフィルタの掃除等）を行うことで、当該管理単位での使用電力量を削減することができる。言い換えれば、節電作業を十分に行っている管理単位では、電力使用量をさらに削減することは難しい。従って、電力制御装置１２は節電作業の時間の長さに基づいて達成困難度を求めることが可能である。

また節電作業を行うことで、電力使用量の（例えば日単位の）平均値は減少する。すなわち、電力使用量の平均値が減少した管理単位では、電力使用量をさらに削減させることは難しい。従って、電力使用量の平均値または該平均値の変化に基づいて達成困難度を求めてもよい。

ここで、ＥＭＳサーバ１３と接続されていない第２の管理単位２、または新規に登録された管理単位等については、当該管理単位のユーザが達成困難度を算出してＥＭＳサーバ１３に送信しても良いし、初期値が同等である第１の管理単位１で算出した達成困難度を用いても良い。

次に、達成困難度に基づいて、第１の管理単位１および第２の管理単位２に割当てる削減目標量の決定する方法について説明する。なお、以下の説明は、電力制御装置１２を有する第１の管理単位が４つ存在するものとして説明を行うが、管理単位の構成及び数を適宜変更することができることはいうまでもない。

図６に示すように、４つの管理単位１Ａ〜１Ｄの削減目標量に対する達成困難度は、管理単位毎に異なる。達成困難度がαとなる管理単位１Ａ〜１Ｄの電力削減目標量をそれぞれ、Ａｅ［ｋｗｈ］、Ｂｅ［ｋｗｈ］、Ｃｅ［ｋｗｈ］、Ｄｅ［ｋｗｈ］とする。各管理単位の達成困難度がαである場合の、管理単位１Ａ〜１Ｄ全体での電力の削減目標量Ｓ_ａｌｌは、Ａｅ＋Ｂｅ＋Ｃｅ＋Ｄｅ［ｋｗｈ］となる。ＥＭＳサーバ１３の電力抑制配分算出部１３ｃは、このＳ_ａｌｌがＥＭＳサーバ１３が受けた電力削減目標量と一致するように、αを決定する。

このときのＡｅ〜Ｄｅを、管理単位１Ａ〜１Ｄそれぞれの電力削減目標量とすることで、管理単位１Ａ〜１Ｄ全体で電力削減目標量Ｓ_ａｌｌを達成するための、各管理単位１Ａ〜１Ｄの達成困難度αは等しくなる。そのため、各管理単位のメンバーの負担を同一とすることができる。

ここで、この実施形態では、各管理単位の達成困難度を等しくしているが、各管理単位の達成困難度は実質的に等しければ良い。そして達成困難度が実質的に等しいとは、各達成困難度を互いに同等とみなすことが可能な状態をいうものとする。

次に、ＥＭＳサーバ１３が実施する電力抑制処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

本処理は、ステップＳ１００のように、ＥＭＳサーバ１３の電力抑制受信部１３ｂが、電力会社等から電力抑制の要請（デマンドレスポンス）を受けることで開始する。電力抑制の要請は、例えばデマンド電力を全管理単位の合計で１Ｍｗｈ抑制するよう要請される。

ステップＳ１０１では、ＥＭＳサーバ１３の電力抑制配分算出部１３ｃは、電力抑制の対象となる管理単位を抽出する。例えば、電力会社からの電力抑制の要請が特定の地域で生じた場合に、電力抑制配分算出部１３ｃは、当該特定の地域における管理単位を抽出する。管理単位を抽出すると、プロセスはステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、電力抑制配分算出部１３ｃは、データベース１４から、ステップＳ１０１で抽出された各管理単位に対する達成困難度のデータを取得する。この実施形態では、達成困難度のデータをデータベース１４から読出して取得するが、達成困難度のデータを、各管理単位の電力制御装置１２から逐次取得することもできる。各管理単位に対する達成困難度のデータを取得すると、プロセスはステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、電力抑制配分算出部１３ｃは、上述したように、各管理単位の達成困難度に基づいて各管理単位の電力削減目標量の割当を決定する。各管理単位の電力削減目標量の割当を決定すると、プロセスはステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、電力抑制配分算出部１３ｃは、各管理単位へ電力削減目標量を通知する。図１の第１の管理単位１のように電力制御装置１２を有する管理単位に対しては、インターネットを介して電力制御装置１２へ通知を行う。一方、図１の第２の管理単位２のように電力制御装置を持たない管理単位に対しては、電話等の第１の通信手段１５ａを用いて電力削減目標量の通知を行うことができる。電力削減目標量の通知が完了することで、電力抑制処理は終了する。

以上のような構成の電力管理システムによれば、各管理単位の達成困難度を実質的に同一としつつ、全管理単位の合計として所定量の電力削減目標量を達成することができる。そのため、多種多様な管理単位に対して、各管理単位の業務に極力影響を及ぼすことなく、要請された電力抑制を達成するための電力削減目標量を割当てることが可能である。

本発明を諸図面及び実施形態に基づいて説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び／又は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、これらの変形及び／又は修正は、本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

１第１の管理単位
２第２の管理単位
１０電力管理システム
１１インターネット
１２電力制御装置
１３ＥＭＳ（ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）サーバ
１４データベース
１５ａ第１の通信手段
１５ｂ第２の通信手段
２０負荷機器
２１蓄電機器
２２発電機器
２３センサ
２４電力計
２５デマンド監視装置

Claims

個別に電力を管理する、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する第１の取得ステップと、
前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する第２の取得ステップと、
前記複数の管理単位それぞれの達成困難度を実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する決定ステップとを備える
ことを特徴とする電力抑制方法。
請求項１に記載の電力抑制方法であって、前記複数の管理単位それぞれで有する、電力供給機器の供給余力に基づいて、前記管理単位それぞれの達成困難度を求めることを特徴とする電力抑制方法。
請求項１または２に記載の電力抑制方法であって、前記複数の管理単位のそれぞれが、所定の期間に、前記決定ステップで決定した電力の削減目標量を達成できなかった回数に基づいて、前記管理単位の達成困難度を求めることを特徴とする電力抑制方法。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力抑制方法であって、前記複数の管理単位それぞれで行った節電作業の時間の長さに基づいて、前記管理単位それぞれの達成困難度を求めることを特徴とする電力抑制方法。
個別に電力を管理する、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する第１の取得部と、
前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する第２の取得部と、
前記複数の管理単位それぞれの達成困難度が実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する決定部とを備える
ことを特徴とする電力管理システム。
ＥＭＳサーバを、
個別に電力を管理する、複数の管理単位それぞれにおける電力の削減目標量に対する達成困難度を取得する手段と、
前記複数の管理単位の全体の電力の削減目標量を取得する手段と、
前記複数の管理単位それぞれの達成困難度が実質的に等しく、且つ前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の合計を前記全体の電力の削減目標量に到達させるように、前記複数の管理単位それぞれの電力の削減目標量の割当を決定する手段として機能させる
ことを特徴とする電力管理プログラム。