JP2016205736A

JP2016205736A - 電力制御機器の制御方法、電力制御機器、及び電力制御システム

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Publication number: JP2016205736A
Application number: JP2015089532A
Authority: JP
Inventors: 竜也卯花; Tatsuya Unohana
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-12-08

Abstract

【課題】需要家施設内の快適性を維持しつつデマンドレスポンスに従って消費電力削減を達成することができる電力制御機器の制御方法を提供する。【解決手段】系統電力６を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備３１と、系統電力を消費して所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備３１と、第１領域に配設され系統電力を消費する冷機設備３２とを含む電力負荷３を制御する制御部２１を備える電力制御機器２の制御方法であって、第１空調設備及び第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、制御部が、第２空調設備よりも第１空調設備を優先して制御するステップと、第１空調設備及び第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、制御部が、第１空調設備よりも第２空調設備を優先して制御するステップとの少なくとも一方を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、デマンドレスポンス制御に係る電力制御機器の制御方法、電力制御機器、及び電力制御システムに関する。

従来、電力需要のピークシフト等を目的として、電力需要のピーク時の消費電力量を削減する取り組みがなされている。消費電力量の削減を実施する一つの手法として、消費電力量削減目標として需要家施設毎にデマンドレスポンス（以下、ＤＲともいう）が設定され、ＤＲに従い消費電力量削減を達成した需要家施設に対してインセンティブが支払われる仕組みが考えられている。需要家施設は、ＤＲに従って消費電力量を削減するために、使用している機器の電源を切ったり、出力を低くしたりする制御を行う（特許文献１）。

特開２０１４−１１５８７８号公報

しかしながら、需要家施設が消費電力量を削減するために、空調設備を停止したり、出力を低くしたりする場合、需要家施設内の温度が変化する。例えば夏季においては、需要家施設の室温が上昇する。これに伴い、需要家施設内に設置された冷機設備の消費電力量が増大し、需要家施設全体としてかえって消費電力量が増大することがある。

そこで本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、需要家施設内の冷機設備の消費電力量を考慮して消費電力量削減を達成することができる電力制御機器の制御方法、電力制御機器、及び電力制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る電力制御機器の制御方法は、
系統電力を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備と、前記系統電力を消費して前記所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備と、前記第１領域に配設され前記系統電力を消費する冷機設備とを含む電力負荷を制御する制御部を備える電力制御機器の制御方法であって、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記制御部が、前記第２空調設備よりも前記第１空調設備を優先して制御するステップと、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記制御部が、前記第１空調設備よりも前記第２空調設備を優先して制御するステップと
の少なくとも一方を含む。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る電力制御機器は、
系統電力を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備と、前記系統電力を消費して前記所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備と、前記第１領域に配設され前記系統電力を消費する冷機設備とを含む電力負荷を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記第２空調設備よりも前記第１空調設備を優先して制御する、又は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記第１空調設備よりも前記第２空調設備を優先して制御する。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る電力制御システムは、
系統電力を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備と、前記系統電力を消費して前記所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備と、前記第１領域に配設され前記系統電力を消費する冷機設備とを含む電力負荷と、
前記電力負荷を制御する制御部を備える電力制御機器と
を含む電力制御システムであって、
前記制御部は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記第２空調設備よりも前記第１空調設備を優先して制御する、又は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記第１空調設備よりも前記第２空調設備を優先して制御する。

本発明によれば、需要家施設内の冷機設備の消費電力量を考慮して消費電力量削減を達成することができる。

一実施形態に係る電力制御システムの構成図である。制御対象のモデルである売り場のレイアウトを示す図である。ＥＭＳの制御フローチャートである。ＤＲ期間前制御を行わない場合の電力負荷の消費電力及び売り場の温度を示すグラフである。空調設備の運転モードが冷房モードであってＤＲ期間前制御を行う場合の電力負荷の消費電力及び売り場の温度を示すグラフである。空調設備の運転モードが暖房モードであってＤＲ期間前制御を行う場合の電力負荷の消費電力及び売り場の温度を示すグラフである。売り場の領域分けを示す図である。空調設備の風向を示す平面図である。空調設備の風向を示す断面図である。

（実施形態）
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る電力制御システムの構成図である。図１において各部を結ぶ実線は電力を伝送する電力線を表し、各部を結ぶ破線は通信信号を伝送する通信線を表す。本実施形態に係る電力制御システム１は、電力制御機器２と、需要家施設４に備えられる電力負荷３とを含む。電力制御機器２は、電力負荷３と通信線で接続される。また電力制御機器２は、電力系統６に電力を供給する電力事業者（ネットワーク側）５のサーバ５１と通信線で接続される。また電力負荷３は、分電盤３４及びスマートメータ３５を介して電力線で電力系統６に接続され、電力の供給を受ける。

電力事業者５は、電力系統６に電力を安定して供給するために、電力需要のピークシフト等を目的として、消費電力削減目標として需要家施設４にＤＲを設定する。ＤＲを設定する電力事業者５は、好ましくは、電力会社、又は、特定規模電気事業者（ＰＰＳ）である。

電力制御機器２は、制御部２１を備える。電力制御機器２は、例えば、ＥＭＳ(Energy Management System)として機能するサーバであるがこれに限られない。本実施形態においては、電力制御機器２はＥＭＳ２であるものとして説明する。

制御部２１は、電力事業者５のサーバ５１から、ＤＲの信号を取得する。また制御部２１は、スマートメータ３５から電力負荷３の消費電力量を取得し、電力負荷３が設置されている需要家施設４の温度センサ４１から需要家施設４の温度情報を取得する。また、制御部２１は、ＤＲの信号、需要家施設４の温度情報、又は電力負荷３の消費電力量などに基づいて、電力負荷３の空調設備３１に対する制御内容を決定する。

需要家施設４は、例えば、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗であるが、これには限られない。需要家施設４は、ホテルなどの宿泊施設や家庭であってもよいし、オフィスや工場などであってもよい。

電力負荷３は、空調設備３１と、恒温設備３２とを備え、需要家施設４に設置される。電力負荷３は、電力系統６から電力の供給を受け、電力を消費する。

空調設備３１は、所定の空間、例えばスーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗の売り場の温度を制御する。また空調設備３１は、制御部２１から制御内容を取得する。

恒温設備３２は、所定の空間、例えばスーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗の売り場に設置され、商品の温度を保って陳列するための設備である。恒温設備３２は、例えば商品を冷たい状態で陳列する冷機設備や、商品を温かい状態で陳列する加温設備を含む。恒温設備３２の消費電力量は売り場の温度により変化する。つまり恒温設備３２が冷機設備である場合、売り場の温度が上昇すれば冷機設備の消費電力量は増大する。また恒温設備３２が加温設備である場合、売り場の温度が下降すれば冷機設備の消費電力量は増大する。本実施形態においては、恒温設備３２は冷機設備であるものとして説明する。

図１において制御部２１に接続される需要家施設４は１つであるがこれには限られず、複数の需要家施設４が電力制御システム１に接続されうる。ＥＭＳ２は、需要家施設４内に設置されるローカルサーバであってもよく、需要家施設４とインターネット経由で接続されたクラウドサーバであってもよい。

図１において、ＥＭＳ２は需要家施設４とは異なる場所に設けられて、通信回線で需要家施設４と接続されるが、これには限られず、電力負荷３が備えられる需要家施設４に設けられてもよい。

電力事業者５のサーバ５１は、ＡＤＲ(Automated Demand Response)システムを含み、該システムは、ＥＭＳ２に対して、ＤＲの信号を送信する。ＡＤＲシステムは、ＤＲの信号を取得したＥＭＳ２が、ＤＲに従って消費電力量を削減するように、ＥＭＳ２の制御対象となっている機器を自動的に制御するものである。以下、ＥＭＳ２が、ＤＲに従って機器を制御することを、ＤＲ制御という。

［平常制御及びＤＲ制御の制御フロー］
次に、一実施形態に係るＥＭＳ２の制御部２１による制御フローを説明する。図２は、制御部２１による制御の対象となる需要家施設４のモデルとなるスーパーマーケットの売り場（所定の空間）のレイアウトである。売り場は、床、天井、及び壁に囲まれた所定の空間である。売り場には、商品を冷却又は加温するように温度管理して陳列する恒温設備３２と商品を常温（売り場の温度）で陳列する商品棚３３とが配置される。売り場には出入口３６が２箇所あり、恒温設備３２は出入口３６から見て売り場の奥に配置される。また売り場には、図２において破線で示す空調設備３１ａ〜３１ｆが設けられている。空調設備３１ａ〜３１ｆは天井に設置されており、例えば、ビルトインエアコンである。売り場の環境は外乱の影響を受け、特に売り場の温湿度は外部の温湿度の影響を受ける。また売り場の温度は、日照の影響も受ける。

図３は、図２に示す売り場の空調設備３１を制御するＥＭＳ２の制御部２１の制御フローチャートである。制御部２１の制御が開始すると、制御部２１は平常制御を行う（ステップＳ１）。平常制御において制御部２１は、売り場の温度が所定の温度範囲内となるように空調設備３１ａ〜３１ｆを制御する。空調設備３１が冷房運転を行う場合、所定の温度範囲は例えば２４℃〜２６℃である。

続いて制御部２１は、電力事業者５のサーバ５１からＤＲの信号を取得したかどうか判定する（ステップＳ２）。ＤＲの信号は、電力事業者５からの、電力需要を所定量削減する期間を指示するＤＲ期間を含む。通常、電力事業者５と需要家施設４の管理主体とがＤＲに係る契約をする場合、削減可能な電力需要（電力需要削減量）を予め取り決めておき、電力事業者５が需要家施設４に対して送信するＤＲの信号には電力需要削減量を含まない。ただしこれに限られず、ＤＲの信号は電力需要削減量を含んでもよい。需要家施設４の管理主体がＤＲに係る契約を履行するためには、需要家施設４は、ＤＲに従って、ＤＲ期間の電力負荷３の消費電力量を電力需要削減量以上削減しなければならない。

ここで、ＤＲ期間について理解を容易にするために、大口需要家施設の電気料金の決定方法について説明する。電力会社は、電力需要のピークカットの観点から、平均使用電力の最大値に応じて電気料金が上がるような料金体系をとる。そこで、通常、高圧や特別高圧で電気を受ける大口需要家施設は、デマンド計と呼ばれる電力量計で電気の使用量を計測される。デマンド計は、３０分間の電気の使用量を計測し、平均使用電力を算出し、該平均使用電力の最大値を記憶する。そして、１ヶ月の中で最大の３０分デマンド値を、その月の最大需要電力（最大デマンド値）と呼ぶ。そして、その月の最大デマンド値、あるいは過去１年の間における最大デマンド値が電気の基本料金の計算に使用されることとなる。つまり、１ヶ月あるいは１年間のうち、一度でも大きなデマンド値が生じると、翌月あるいは翌１年間にわたり、そのデマンド値を用いた基本料金が適用されることとなる。

平均使用電力を算出する単位時間はデマンド時限と呼ばれ、日本では３０分間と定められているが、国によって異なり、例えば、アメリカでは６０分間、ドイツでは１５分間と定められている。

ＤＲは、電力需要のピークカット、ピークシフトを目的とする施策である。そこで、ＤＲ期間はデマンド時限を最小単位として決められる。通常、ＤＲ期間はデマンド時限の倍数とされ、日本の場合、３０分間、６０分間（１時間）、１２０分間（２時間）、１８０分間（３時間）などとされるが、これらに限られない。

再び図３を参照して、ＥＭＳ２の制御部２１がサーバ５１からＤＲの信号を取得しなかった場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部２１は引き続き平常制御を行う（ステップＳ１）。制御部２１がサーバ５１からＤＲの信号を取得した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部２１はＤＲ期間前制御を行う（ステップＳ３）。通常、制御部２１がサーバ５１からＤＲの信号を取得してからＤＲ期間が開始するまで、１〜２時間の猶予期間がある。制御部２１は、その猶予期間中にＤＲ期間前制御を行う。ＤＲ期間前制御の内容は後述されるが、制御部２１は、ＤＲ期間前制御を行うことによって売り場の温度が所定の温度（ＤＲ前温度）となるように空調設備３１を制御する。空調設備３１の運転モードが冷房モードであって所定の温度範囲が２４℃〜２６℃である場合、ＤＲ前温度は例えば２２℃に設定される。

ＤＲ期間が開始すると、制御部２１はＤＲ制御を行う（ステップＳ４）。ＤＲ制御を行う制御部２１は、電力負荷３の消費電力量を削減するように、空調設備３１の制御内容を決定する。空調設備３１の運転モードが冷房モードの場合（季節が夏などの暖侯期である場合）、制御部２１は、空調設備３１の出力を抑制することにより削減できる空調設備３１の消費電力量と、空調設備３１の出力が抑制されることに伴い売り場の温度が上昇することによって増加する恒温設備３２の消費電力量とをそれぞれ予測する。あるいは空調設備３１の運転モードが暖房モードの場合（季節が冬などの寒侯期である場合）、制御部２１は、空調設備３１の出力を抑制することにより削減できる空調設備３１の消費電力量と、空調設備３１の出力が抑制されることに伴い売り場の温度が下降することによって増加する恒温設備３２の消費電力量とをそれぞれ予測する。そして制御部２１は、空調設備３１の消費電力量と恒温設備３２の消費電力量との和、すなわち電力負荷３の消費電力量が、平常制御時の電力負荷３の消費電力量よりも電力需要削減量以上削減されるように空調設備３１を制御する。

ＤＲ制御を行っている間、制御部２１は、売り場の温度が、緊急温度制御が必要とされる条件（緊急温度制御条件ともいう）を満たすかどうか判定する（ステップＳ５）。ここで、緊急温度制御とは、ＤＲ制御による空調設備３１の抑制を一時的に解除する制御である。また緊急温度制御条件とは、売り場の環境を維持するためのものであり、売り場の環境が悪化して、売り場にいる従業員や客などの需要家施設内の居住者が不快に感じたり、体調を崩したりするおそれがある温度（緊急制御温度）を売り場の環境維持基準とする条件である。例えば、空調設備３１の運転モードが冷房モードの場合、緊急温度制御条件は、ＤＲ制御による空調設備３１の抑制によって上昇する売り場の温度が緊急制御温度を超える場合として設定される。平常制御における所定の温度範囲が２４℃〜２６℃である場合、緊急制御温度は例えば所定の温度範囲上限よりも高い２８℃に設定される。あるいは、空調設備３１の運転モードが暖房モードの場合、緊急温度制御条件は、ＤＲ制御による空調設備３１の抑制によって下降する売り場の温度が緊急制御温度を下回る場合として設定される。平常制御における所定の温度範囲が１２℃〜１４℃である場合、緊急制御温度は例えば所定の温度範囲下限よりも低い１０℃に設定される。

売り場の温度が緊急温度制御条件を満たす場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御部２１はＤＲ制御による空調設備３１の抑制を一時的に解除する制御、すなわち緊急温度制御を行い（ステップＳ７）、売り場の温度が緊急温度制御条件を満たさなくなるように空調設備３１を制御する。緊急温度制御は、例えばＤＲ期間に含まれる制御単位時間であるデマンド時限の一部の時間において行われる。デマンド時限が３０分間であれば、制御部２１は１５分間緊急温度制御を行って空調設備３１の抑制を解除し、残りの１５分間で空調設備３１の抑制を行い、デマンド時限全体として空調設備３１の消費電力量を削減し、電力需要削減量を確保できるようにする。また緊急温度制御は、ＤＲ期間に含まれるデマンド時限の全部の時間において行われてもよい。緊急温度制御終了後、制御部２１はＤＲ制御を続ける（ステップＳ４）。このように緊急温度制御が行われることにより需要家施設４の環境が極端に悪化することを防ぐことができる。

売り場の温度が緊急温度制御条件を満たさない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御部２１はＤＲ期間が終了するかどうか判定する（ステップＳ６）。ＤＲ期間が終了した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部２１は、平常制御を行う（ステップＳ１）。ＤＲ期間が終了していない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部２１は、ＤＲ制御を続ける（ステップＳ４）。

以上図３を用いて説明したように、ＥＭＳ２の制御部２１は、取得したＤＲに従って所定の空間の温度を空調設備３１により制御する。このように制御部２１は自動で制御を行うので、売り場の温度を監視して調整の指示を出すことに人員を割く必要がない。また、需要家施設４内の快適性を維持しつつＤＲに従って消費電力を削減できる。

［ＤＲ期間前制御］
次に、図３のステップＳ３で実行されるＤＲ期間前制御について説明する。ＤＲ期間前制御は、ＤＲ制御を行いやすくするための準備として行われる。つまり空調設備３１の運転モードが冷房モードの場合、ＤＲ期間中はＤＲ制御によって空調設備３１の出力が抑制されて売り場の温度が上昇するので、ＥＭＳ２の制御部２１は、平常運転時の制御目標である所定の温度範囲の下限温度よりも低い温度をＤＲ前温度として設定する。そして制御部２１は、ＤＲ期間開始時の所定の空間の温度がＤＲ前温度となるようにＤＲ期間前に空調設備３１を制御する。この場合、所定の温度範囲は例えば２４℃〜２６℃であり、ＤＲ前温度は２２℃である。

また空調設備３１の運転モードが暖房モードの場合、ＤＲ期間中はＤＲ制御によって空調設備３１の出力が抑制されて売り場の温度が下降するので、制御部２１は、平常運転時の制御目標である所定の温度範囲の上限温度よりも高い温度をＤＲ前温度として設定する。そして制御部２１は、ＤＲ期間開始時の所定の空間の温度がＤＲ前温度となるようにＤＲ期間前に空調設備３１を制御する。この場合、所定の温度範囲は例えば１２℃〜１４℃であり、ＤＲ前温度は１６℃である。

図４は、ＥＭＳ２の制御部２１がＤＲ期間前制御を行わない場合の比較例を示すグラフである。図４（ａ）は３０分毎の空調設備３１及び恒温設備３２の消費電力の変化を示すグラフであり、右上がり斜線でハッチングした部分が恒温設備３２の消費電力を示し、右下がり斜線でハッチングした部分が空調設備３１の消費電力を示す。図４（ｂ）は３０分毎の売り場の温度の変化を示すグラフである。図４（ａ）に示すように、ＤＲ期間開始前の１３：３０までは空調設備３１の消費電力はほぼ一定であり、ＤＲ期間開始の１４：００に空調設備３１の出力を抑制して消費電力が減少している。しかし１４：３０には、図４（ｂ）に示すように売り場の温度が上昇し始める。そのため図４（ａ）に示すように、恒温設備３２の消費電力が代わって増大し、全体として消費電力量を削減できない。さらに図４（ｂ）に示すように、１６：００には売り場の温度が一時的に３０℃にまで達しており、売り場の従業員や客の快適性を損ね、体調の悪化につながる。つまり単に空調設備３１の出力を抑制してもＤＲに従って電力需要削減量以上消費電力量を削減することができないうえに売り場の環境を維持できない。

図５及び図６は、ＥＭＳ２の制御部２１がＤＲ期間前制御を行う場合の例を示すグラフである。図５は空調設備３１の運転モードが冷房モードの場合、図６は空調設備３１の運転モードが暖房モードの場合を示している。また図５（ａ）及び図６（ａ）は３０分毎の空調設備３１及び恒温設備３２の消費電力の変化を示すグラフであり、右上がり斜線でハッチングした部分が恒温設備３２の消費電力を示し、右下がり斜線でハッチングした部分が空調設備３１の消費電力を示す。図５（ｂ）及び図６（ｂ）は３０分毎の売り場の温度の変化を示すグラフである。

空調設備３１の運転モードが冷房モードの場合、図５に示すように、ＥＭＳ２の制御部２１はＤＲ期間前の１３：３０に空調設備３１の出力を上げて空調設備３１の消費電力が増大する代わりに、平常運転時の温度下限２４℃よりも低いＤＲ前温度２２℃にまで売り場の温度を下げる。このことにより、恒温設備３２（冷機設備）の消費電力が減少する。続いてＤＲ期間開始後に、制御部２１が空調設備３１の出力を抑制すると、売り場の温度は上昇していく。しかしＤＲ期間開始時の売り場の温度が低かったために恒温設備３２の消費電力は遅れて増大し、全体として消費電力量を削減できている。

空調設備３１の運転モードが暖房モードの場合、図６に示すように、制御部２１はＤＲ期間前の１３：００及び１３：３０に空調設備３１の出力を上げて空調設備３１の消費電力が増大する代わりに、平常運転時の温度上限１４℃よりも高いＤＲ前温度１６℃にまで売り場の温度を上げる。このことにより、恒温設備３２（冷機設備）の消費電力は増大する。しかしＤＲ期間開始後に、制御部２１が空調設備３１の出力を抑制すると、売り場の温度は下降していく。売り場の温度が下降することにより、恒温設備３２の消費電力も減少するので、全体として消費電力量を削減できている。

以上の通り、制御部２１がＤＲ期間前制御を行うことによって、ＤＲに従いつつ、売り場の温度を売り場の従業員や客の快適性を損なわないように維持できる。

［空調の優先順位］
上述の通り、ＤＲ制御によって空調設備３１の出力が抑制されると、空調設備３１の運転モードが冷房モードの場合には、売り場の温度が上昇する。平常制御においても、空調設備３１の出力が抑制される場合は同様である。このとき恒温設備３２の消費電力は、売り場の温度の上昇に伴って増大する。しかしこれを言い換えれば、恒温設備３２周辺の温度が上昇しなければ恒温設備３２の消費電力は増大しない。

ここで、図２に示した売り場のモデルによれば、恒温設備３２の配置に偏りがあり、左上側に恒温設備３２が集中して配置されている。つまり、この恒温設備３２が配置されている領域の温度を優先的に維持するように制御する手法が考えられる。

図７は、図２のモデルの領域分けを示す図である。一点鎖線によって区切られた６つの領域を左上から右にむけて順番に領域Ａ〜Ｃといい、左下から右に向けて順番に領域Ｄ〜Ｆという。これらの領域Ａ〜Ｆには空調設備３１ａ〜３１ｆが配置されている。つまり、領域Ａには空調設備３１ａが配置されて、主として空調設備３１ａが領域Ａの温度を領域Ａに係る温度範囲内に制御する。領域Ａに係る温度範囲とは、平常制御において所定の空間の温度を制御する基準とした所定の温度範囲に対応するものである。領域Ｂ〜Ｆについても同様である。

ここで領域Ａを第１領域、領域Ｂを第２領域とし、空調設備３１ａを第１空調設備、空調設備３１ｂを第２空調設備とし、領域Ａに係る温度範囲を第１温度範囲、領域Ｂに係る温度範囲を第２温度範囲とすることもできる。あるいは領域Ａ〜Ｆのうち任意の２つの領域をそれぞれ第１領域、第２領域に対応づけ、空調設備や温度範囲も同様に対応づけることができる。対応付けの組合せにかかわらず、第１空調設備が第１領域の温度を第１温度範囲内に制御し、第２空調設備が第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する。第１温度範囲と第２温度範囲とは、一致してもよいし、互いに異なってもよい。

領域Ａ〜Ｆには、それぞれの領域の温度を維持する優先順位が付与される。図７に示されるモデルにおいて、領域Ａには恒温設備３２が最も多く配置されていることから、好ましくは、領域Ａの温度が最優先で維持される。したがって領域Ａには最も優先されることを示す優先順位１位が付与される。また領域Ｂには領域Ａに次ぐ数の恒温設備３２が配置されていることから、領域Ｂには領域Ａの次に優先されることを示す優先順位２位が付与される。また領域Ｃ〜Ｆには恒温設備３２が配置されてないことから、領域Ａ及びＢよりも低い優先順位３位が付与される。

＜空調設備の優先制御＞
領域に付与された優先順位に応じて、各領域の温度を制御する一つの方法は、領域Ａ〜Ｆに対応する空調設備３１ａ〜３１ｆにもそれぞれ優先順位を付与して制御することである。つまり、ＥＭＳ２の制御部２１は、図３の制御フローのステップＳ４においてＤＲ制御を行う際に、空調設備３１の出力を抑制する必要がある場合には、優先順位の低い領域の温度を制御する空調設備３１に低い優先順位を付与し、優先順位の低い空調設備３１から出力を抑制する。このような制御はＤＲ制御時に限られず平常制御時においても同様に行うことができる。

各空調設備３１に優先順位を付与する基準は、各空調設備３１に対応する領域の優先順位に基づくものには限られず、空調設備３１ａ〜３１ｆと恒温設備３２との距離に基づいてもよい。つまり図７に示されるモデルにおいて、領域Ａにおける空調設備３１ａと恒温設備３２との距離は、領域Ｂにおける空調設備３１ｂと恒温設備３２との距離よりも短いことに基づいて、空調設備３１ａは空調設備３１ｂよりも高い優先順位を付与されるようにしてもよい。このようにすることで、恒温設備３２に近い領域の温度を優先して制御できる。

図７に示されるモデルにおいて、各領域に付与された優先順位に基づいて、空調設備３１ａには優先順位１位、空調設備３１ｂには優先順位２位、空調設備３１ｃ〜３１ｆには優先順位３位が付与される。ＥＭＳ２の制御部２１は、空調設備３１の運転モードが冷房モードであって、空調設備３１の出力を抑制する場合、まず優先順位３位が付与された空調設備３１ｃ〜３１ｆの出力を抑制する。このとき制御部２１は、電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っているかどうか判定する。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っている場合、制御部２１は、優先順位の高い空調設備３１ａ及び３１ｂの出力を抑制しない。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っていない場合、制御部２１は、優先順位２位が付与された空調設備３１ｂの出力を抑制する。このとき制御部２１は、電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っているかどうか判定する。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っている場合、制御部２１は、優先順位の高い空調設備３１ａの出力を抑制しない。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っていない場合、制御部２１は、優先順位１位が付与された空調設備３１ａの出力を抑制する。

またＥＭＳ２の制御部２１は、空調設備３１の運転モードが暖房モードであって、空調設備３１の出力を抑制する場合、まず優先順位１位が付与された空調設備３１ａの出力を抑制する。このとき制御部２１は、電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っているかどうか判定する。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っている場合、制御部２１は、優先順位の低い空調設備３１ｂ〜３１ｆの出力を抑制しない。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っていない場合、制御部２１は、優先順位２位が付与された空調設備３１ｂの出力を抑制する。このとき制御部２１は、電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っているかどうか判定する。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っている場合、制御部２１は、優先順位の低い空調設備３１ｃ〜３１ｆの出力を抑制しない。電力負荷３の消費電力量の削減量がＤＲの電力需要削減量を上回っていない場合、制御部２１は、優先順位３位が付与された空調設備３１ｃ〜３１ｆの出力を抑制する。このように、空調設備の運転モードが冷房モードの場合と逆の順位で空調設備３１の出力を抑制することで、恒温設備３２（冷機設備）の消費電力を減少させることができる。

以上の制御内容は、領域Ａ及び領域Ｂをそれぞれ第１領域及び第２領域とし、領域Ａ及び領域Ｂそれぞれの温度を制御する空調設備３１をそれぞれ第１空調設備及び第２空調設備とし、領域Ａに係る温度範囲を第１温度範囲、領域Ｂに係る温度範囲を第２温度範囲として、以下のように説明できる。つまり、第１空調設備は第１領域の温度を第１温度範囲内に制御し、第２空調設備は第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する。また第１空調設備及び第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、制御部２１は、第２空調設備よりも第１空調設備を優先して制御する。また第１空調設備及び第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、制御部２１は、第１空調設備よりも第２空調設備を優先して制御する。制御部２１がこのように制御することにより、恒温設備３２（冷機設備）が配置される領域の温度をできるだけ低く抑え、恒温設備３２（冷機設備）の消費電力を減少させることができる。

＜空調設備の風向制御＞
図７に示されるモデルにおいて、優先順位１位が付与される領域Ａは優先順位３位が付与される領域Ｄと隣接している。例えば、空調設備３１の動作モードが冷房モードであって、ＥＭＳ２の制御部２１がＤＲ制御を行うに際して領域Ｄの温度を制御する空調設備３１ｄの出力を抑制し、領域Ｄの温度が上昇する場合、領域Ａは、隣接する領域Ｄから温度が上昇するような影響を受ける。領域Ａの温度が領域Ｄから影響を受けないようにするためには、領域間に仕切りを設けることも考えられるが、通常は売り場の利便性が重視されて領域Ａと領域Ｄの間に仕切りを設けない。

このような影響を低減するための一つの方法として、領域Ｄの温度を制御する空調設備３１ｄの風向を制御することが考えられる。図８は空調設備３１ｄの風向を示す平面図であり、図７のうち領域Ａ及び領域Ｄのみ表示している。領域Ｄの温度を制御する空調設備３１ｄは、通常４方向に送風する。平常制御時であって空調設備３１ｄの動作モードが冷房モードである場合、空調設備３１ｄは領域Ｄの温度を領域Ｄに係る温度範囲内に制御するための風を送風する。一方、空調設備３１ｄの動作モードが冷房モードであってもＤＲ制御により空調設備３１ｄの出力が抑制される場合、空調設備３１ｄは領域Ｄの温度よりも高い温度の風を送風する。このような高い温度の風が領域Ａに向かう方向（図８でいえば上向き）に送風されると、領域Ａの温度に及ぼす影響が大きくなる。したがって、好ましくは、空調設備３１ｄは高い優先順位が付与される領域Ａに向かう方向への送風量を減らす又は停止し、それ以外の３方向（図８でいえば左、右、下向き）への送風量を増やす。また好ましくは、売り場の入り口３４の方向（図８でいえば下向き）のみに送風する。このようにすることで、恒温設備３２が配置されているような高い優先順位が付与される領域に温度変化の影響を及ぼしにくくできる。

また空調設備３１は天井に設置されているが、従業員や客などの需要家施設４の居住者は床面側におり、恒温設備３２や商品棚３３は床面に設置されている。したがって、床面側の温度を制御するために、通常、空調設備３１は床面へ向けて送風する。図９は空調設備３１ｄの風向を示す断面図である。ここで空調設備３１が設置されている天井側と恒温設備３２が設置されている床面側とを領域分けして考える。図９において、天井側が領域Ｇであり、床面側が領域Ｈである。

空調設備３１の運転モードが冷房モードであってＤＲ制御により空調設備３１の出力が抑制される場合、領域Ｇ及び領域Ｈの温度よりも高い温度の風が送風される。図９において、恒温設備３２は領域Ｈに設置されているので、領域Ｇよりも領域Ｈの温度を維持することが優先される。したがって領域Ｈは領域Ｇよりも高い優先順位が付与される。ここで空調設備３１は風向調整ルーバーを有しており、通常は床面側（領域Ｈ）へ向けて送風するところ、制御部２１が空調設備３１の出力を抑制する場合には、天井側（領域Ｇ）へ向けて送風するようにすることができる。このようにすることで空調設備３１は、売り場の温度よりも高い温度の空気を低い優先順位が付与される領域に向けて送風するようになり、高い優先順位が付与される領域に温度変化の影響を及ぼしにくくできる。

なお空調設備３１の運転モードが暖房モードであって空調設備３１の出力が抑制される場合、恒温設備３２（冷機設備）が設置されている高い優先順位が付与される領域に向かう方向への送風量を増やし、それ以外の方向への送風量を減らす又は停止する。このようにすることで、恒温設備３２（冷機設備）が設置されているような高い優先順位が付与される領域の温度を低くして、恒温設備３２（冷機設備）の消費電力を減少させることができる。

以上の説明では、恒温設備３２が冷機設備である場合について、領域に付与された優先順位に応じて各領域の温度を制御するようにしたが、恒温設備３２が加温設備である場合でも同様の制御が可能である。

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。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又は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。

１電力制御システム
２電力制御機器（ＥＭＳ）
２１制御部
３電力負荷
３１、３１ａ〜３１ｆ空調設備
３２恒温設備（冷機設備）
３３商品棚
３４分電盤
３５スマートメータ
３６出入口
４需要家施設
４１温度センサ
５電力事業者
５１サーバ
６電力系統

Claims

系統電力を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備と、前記系統電力を消費して前記所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備と、前記第１領域に配設され前記系統電力を消費する冷機設備とを含む電力負荷を制御する制御部を備える電力制御機器の制御方法であって、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記制御部が、前記第２空調設備よりも前記第１空調設備を優先して制御するステップと、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記制御部が、前記第１空調設備よりも前記第２空調設備を優先して制御するステップと
の少なくとも一方を含む、電力制御機器の制御方法。
前記冷機設備と前記第１空調設備との距離が前記冷機設備と前記第２空調設備との距離よりも短いことを特徴とする、請求項１に記載の電力制御機器の制御方法。
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記制御部が、前記第１空調設備及び前記第２空調設備の少なくとも一方の出力を抑制し、かつ、出力を抑制した空調設備から前記第１領域に向けた送風量が該出力を抑制した空調設備から前記第２領域に向けた送風量よりも少なくなるように制御するステップと、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記制御部が、前記第１空調設備及び前記第２空調設備の少なくとも一方の出力を抑制し、かつ、出力を抑制した空調設備から前記第２領域に向けた送風量が該出力を抑制した空調設備から前記第１領域に向けた送風量よりも少なくなるように制御するステップと
の少なくとも一方をさらに含む、請求項１又は２に記載の電力制御機器の制御方法。
前記制御部が、前記系統電力を供給するネットワーク側からデマンドレスポンスの信号を取得するステップと、
前記制御部が、前記デマンドレスポンスの信号に基づいてデマンドレスポンス期間の前記電力負荷の消費電力量を削減するように前記第１空調設備及び前記第２空調設備を制御するステップと
をさらに含む、請求項１乃至３いずれか一項に記載の電力制御機器の制御方法。
前記第１空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記制御部が、前記デマンドレスポンスの信号に基づいて前記電力負荷の消費電力量を削減する制御を開始する前に前記第１領域の温度が前記第１温度範囲の下限よりも低いデマンドレスポンス前温度となるように前記第１空調設備を制御するステップと、
前記第１空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記制御部が、前記デマンドレスポンスの信号に基づいて前記電力負荷の消費電力量を削減する制御を開始する前に前記第１領域の温度が前記第１温度範囲の上限よりも高いデマンドレスポンス前温度となるように前記第１空調設備を制御するステップと
の少なくとも一方をさらに含む、請求項４に記載の電力制御機器の制御方法。
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モード又は暖房モードの場合、前記制御部が、前記第１空調設備及び前記第２空調設備の少なくとも一方の出力を抑制するステップと、
前記所定の空間の温度が前記所定の空間の環境維持基準である緊急温度制御条件を満たす場合、前記制御部が、前記第１空調設備又は前記第２空調設備の出力の抑制を一時的に解除し、前記デマンドレスポンスの信号に基づいて前記デマンドレスポンス期間に含まれる単位制御時間であるデマンド時限内で、前記電力負荷の消費電力量を所定量削減するように制御するステップと
をさらに含む、請求項４又は５に記載の電力制御機器の制御方法。
系統電力を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備と、前記系統電力を消費して前記所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備と、前記第１領域に配設され前記系統電力を消費する冷機設備とを含む電力負荷を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記第２空調設備よりも前記第１空調設備を優先して制御する、又は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記第１空調設備よりも前記第２空調設備を優先して制御する電力制御機器。
系統電力を消費して所定の空間に含まれる第１領域の温度を第１温度範囲内に制御する第１空調設備と、前記系統電力を消費して前記所定の空間に含まれる第２領域の温度を第２温度範囲内に制御する第２空調設備と、前記第１領域に配設され前記系統電力を消費する冷機設備とを含む電力負荷と、
前記電力負荷を制御する制御部を備える電力制御機器と
を含む電力制御システムであって、
前記制御部は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが冷房モードの場合、前記第２空調設備よりも前記第１空調設備を優先して制御する、又は、
前記第１空調設備及び前記第２空調設備の動作モードが暖房モードの場合、前記第１空調設備よりも前記第２空調設備を優先して制御する電力制御システム。