JP2017108495A - デマンド制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】何らかの事象の発生に応じた使用電力の変化を予測して設備機器のデマンド制御を行う。
【解決手段】デマンド制御装置１０は、リモコン操作により空調設備４の設定の変更を検出する設定変更検出部１４と、その設定変更の内容から使用電力の変化量を推定する変化量推定部１５と、デマンド予測部１２が求めた平均使用電力を使用電力の変化量に基づき補正して得た予測電力が目標電力を上回る場合、制御計画を新たに生成する制御計画部１６と、生成された制御計画に従った設備機器４〜６の運転制御を設備監視装置２に指示する制御指示部１７と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デマンド制御装置及びプログラムに関する。

デマンド制御やデマンドレスポンス（ＤＲ）によって建物全体の使用電力を制御しなければならない場合、その目標電力を満たすように空調や照明等の設備機器の運転を制御する。具体的には、あるデマンド時限内における使用電力量及び数分周期で計量しているメータ値からデマンド時限終了時点における使用電力量が目標電力（デマンド値）を超えてしまうことが予測できる場合、目標電力を超えないようにいくつかの設備機器を縮退運転させたり停止させたりする。

特開２０１１−０７５２４８号公報 特開２０１０−２１０２０９号公報 特開２００９−２４００５０号公報 特開２０１２−２５５５６７号公報 国際公開第２０１３／１４５８０９号

しかしながら、従来のデマンド制御は、設備機器の運転制御をした結果（メータ値、使用電力量等）を参照して目標電力を超えないように制御するという、いわゆるフィードバック制御のみを採用していたため、何らかの事象の発生により使用電力量が突発的に変化した場合でも、その事象の発生に応じた使用電力の変化がメータ値に反映されて始めて設備機器をその変化に対応させて運転できるようになる。つまり、従来においては、事象の発生タイミングによっては事象への対応の遅れによって目標電力を超えてしまうおそれがある。

本発明は、何らかの事象の発生に応じた使用電力の変化を予測して設備機器のデマンド制御を行うことを目的とする。

本発明に係るデマンド制御装置は、使用電力の変化を生じうる事象に伴う使用電力の変化量を推定する変化量推定手段と、前記変化量推定手段による推定された変化量を反映して得られた予測使用電力と予め設定された目標電力との差分が所定条件を満たさない場合、当該変化量を相殺するよう設備機器の運転制御計画を変更する運転制御計画手段と、前記運転制御計画手段により変更された運転制御計画に従い設備機器の運転を実行させるよう指示を出す指示手段と、を有するものである。

また、前記変化量推定手段は、前記事象としてユーザ操作による設備機器の設定内容の変更が検出されると、その検出された設定変更の内容に基づき使用電力の変化量を推定するものである。

また、前記事象として外気温の変化が検出されると、その検出された外気温の変化に応じて変化しうる空調設備機器の負荷を推定する負荷推定手段を有し、前記変化量推定手段は、推定された空調設備機器の負荷に基づき使用電力の変化量を推定するものである。

また、前記事象として在室人数の変化が検出されると、その検出された在室人数の変化に応じて変化しうる設備機器の負荷を推定する負荷推定手段を有し、前記変化量推定手段は、推定された設備機器の負荷に基づき使用電力の変化量を推定するものである。

また、前記変化量推定手段により推定された使用電力の変化量に関する変化量情報が蓄積される変化量情報記憶手段と、前記変化量情報記憶手段に蓄積された変化量情報を出力する出力手段と、を有するものである。

また、前記設備機器全体において節電可能な電力量を節電余力として管理する余力管理手段と、前記余力管理手段により管理されている節電余力分の節電をさせたとしても前記運転制御計画手段が前記変化量を相殺するよう運転制御計画を変更できない場合、その旨を出力する出力手段と、を有するものである。

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、使用電力の変化を生じうる事象に伴う使用電力の変化量を推定する変化量推定手段、前記変化量推定手段による推定された変化量を反映して得られた予測使用電力と予め設定された目標電力との差分が所定条件を満たさない場合、当該変化量を相殺するよう設備機器の運転制御計画を変更する運転制御計画手段、前記運転制御計画手段により変更された運転制御計画に従い設備機器の運転を実行させるよう指示を出す指示手段、として機能させるためのものである。

本発明によれば、何らかの事象に応じた使用電力の変化を予測して設備機器のデマンド制御を行うことができる。

この何らかの事象として、ユーザ操作による設備機器の設定内容の変更が検出されると、その検出された設定変更の内容に基づき使用電力の変化量を推定し、その推定された使用電力の変化量を相殺するように変更された運転制御計画に従い設備機器のデマンド制御を行うことができる。

また、この何らかの事象として、外気温の変化が検出されると、その検出された外気温の変化に応じて使用電力の変化量を推定し、その推定された使用電力の変化量を相殺するように変更された運転制御計画に従い設備機器のデマンド制御を行うことができる。

また、この何らかの事象として、在室人数の変化が検出されると、その検出された在室人数の変化に応じて使用電力の変化量を推定し、その推定された使用電力の変化量を相殺するように変更された運転制御計画に従い設備機器のデマンド制御を行うことができる。

本発明に係るデマンド制御装置の一実施の形態を適用したシステムの全体構成及び実施の形態１におけるデマンド制御装置のブロック構成を示した図である。 実施の形態１におけるデマンド制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１におけるデマンド制御処理について図３に示したフローチャートである。 実施の形態２におけるデマンド制御装置のブロック構成図である。 本実施の形態における推定変化量情報保存部に蓄積される推定変化量情報のデータ構成の一例を示した図である。 実施の形態３におけるデマンド制御装置のブロック構成図である。 実施の形態４におけるデマンド制御装置のブロック構成図である。 実施の形態５におけるデマンド制御装置のブロック構成図である。 実施の形態６におけるデマンド制御装置のブロック構成図である。 調光機能を有するＬＥＤ照明機器の、調光率と使用電力との関係を示した図である。 実施の形態６における設備構成データ保存部に設定されている設備構成データのデータ構成の一例を示した図である。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明に係るデマンド制御装置の一実施の形態を適用したシステムの全体構成及び示したデマンド制御装置のブロック構成を示した図である。図１には、電力の供給を受けて動作する設備機器が設置された建物１が示されている。建物１には、設備監視装置２、電力計３及びデマンド制御装置１０、電力会社１００から供給される電力により動作し、設備監視装置２による監視の対象となる空調設備４、照明設備５、その他設備６等の設備機器が設置されている。設備監視装置２は、各設備機器４〜６の監視、運転制御等を行う。電力計３は、電力会社１００から供給された電気の建物１における使用量を測定する。更に、図１には、在室者等による各設備機器４〜６の運転や設定等に用いられるリモコン７が示されている。リモコン７は、設備機器４〜６の設定内容を変更するための指示手段であり、本実施の形態では設備機器４〜６の近辺の壁に設置された操作パネルを想定して説明するが、例えばアプリケーションが搭載されたＰＣ等、設備機器４〜６の設定内容を変更しうる手段であれば何でもよい。

なお、本実施の形態において、電力を使用する電気設備を総称する場合に設備機器４〜６と記載する。また、設備機器４〜６のうち、例えば空調設備４というのは、基本的には、建物１に設置された複数の空調設備を総称している。ただ、リモコン操作によって設定変更されるのは、複数の空調設備のうち特定の１台の空調設備４であるが、本実施の形態では、特定の１台を示す場合と総称する場合とを特に使い分けることなく説明する。ただ、１台を指すときには単に「機器」と記載する場合もある。

図２は、本実施の形態におけるデマンド制御装置１０のハードウェア構成図である。本実施の形態におけるデマンド制御装置１０は、従前から存在する汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、コンピュータは、図２に示したようにＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３及びハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４４を内部バス４７に接続した構成を有している。また、コンピュータは、通信手段としてネットワークインタフェース（ＩＦ）４５及び外部機器インタフェース（ＩＦ）４６を有している。ネットワークインタフェース４５は、設備監視装置２などの通信機能を有する情報機器を接続する。外部機器インタフェース４６は、本実施の形態では特に必要としないが、後述する他の実施の形態に必要とする温度センサ等を接続する。更に、図示していないが、保守管理等のために入力手段としてマウスとキーボード、及び表示装置としてディスプレイをそれぞれ接続する入出力コントローラを内部バス４７に接続してもよい。

図１に戻り、デマンド制御装置１０は、電力量取得部１１、デマンド予測部１２、リモコン設定取得部１３、設定変更検出部１４、変化量推定部１５、制御計画部１６、制御指示部１７、電力量情報保存部３１、リモコン設定保存部３２、設備構成データ保存部３３及び目標電力保存部３４を有している。電力量取得部１１は、設備機器４〜６における使用電力量を電力計３から取得し、電力量情報保存部３１に保存する。デマンド予測部１２は、電力量情報保存部３１に保存された使用電力量の遷移等からデマンド時限経過時点における平均使用電力（デマンド）を予測する。

リモコン設定取得部１３は、設備監視装置２に要求することで、現時点のリモコン７の設定内容を取得し、その取得した設定内容に取得日時を示す時間情報を付加してリモコン設定情報を生成してリモコン設定保存部３２に保存する。設定変更検出部１４は、リモコン設定保存部３２に記憶されていてリモコン設定情報を参照して、デマンド時限内において空調設備４の設定内容が変更されたかどうかを検出する。変化量推定部１５は、使用電力の変化を生じうる事象に伴う使用電力の変化量を推定する。使用電力の変化を生じうる事象というのは、例えば在室者によるリモコン操作により空調設備４の設定温度が変更されるなど、設備機器４〜６における使用電力が現在より増加あるいは減少することの起因となる事象のことをいう。夏場において空調設備４に対する設定温度が下げられるという事象に伴い使用電力量は増加する。

目標電力保存部３４には、デマンド時限内に建物１において目標とする使用電力（デマンド値、以下、「目標電力」と称する）が予め設定されており、また、設備構成データ保存部３３には、各設備機器４〜６の種類、設置台数、消費電力等の仕様、各設備機器４〜６の使用電力モデル、また設備機器４〜６毎に設定された優先度情報等が予め登録されている。制御計画部１６は、設備構成データを参照して、デマンド予測部１２によって予測された平均使用電力が目標電力を上回らないように各設備機器４〜６の運転制御計画（以下、「制御計画」と称する）を生成する。このとき、本実施の形態における制御計画部１６は、変化量推定部１５により使用電力の変化量が推定されていると、その推定された変化量に基づきデマンド予測部１２によって予測された平均使用電力を補正し、その補正した平均使用電力（以下、「予測使用電力」と称する）と目標電力との差分が所定条件を満たさない場合、当該変化量を相殺するよう現在使用中の制御計画を生成する。制御指示部１７は、制御計画部１６により生成された制御計画に従い各設備機器４〜６の運転を実行させるよう設備監視装置２に対して指示を出す。

デマンド制御装置１０における各構成要素１１〜１７は、デマンド制御装置１０に内蔵されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ４１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、各記憶手段３１〜３４は、デマンド制御装置１０に搭載されたＨＤＤ４４にて実現される。あるいは、ＲＡＭ４３又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。

次に、本実施の形態におけるデマンド制御処理について図３に示したフローチャートを用いて説明する。デマンド制御処理は、当該処理を実行するアプリケーションが所定の定周期毎、本実施の形態の場合、デマンド時限（例えば３０分）毎に起動されることで実行される。本実施の形態では、使用電力の変化を生じうる事象として、ユーザによるリモコン操作によって空調設備４の設定内容が変更される場合を例にして説明する。

リモコン設定取得部１３は、設備監視装置２に要求することによって現時点のリモコン７による空調設備４の設定内容を設備監視装置２から取得し、リモコン設定保存部３２の所定の現設定記憶領域に書き込み保存するが、デマンド制御処理が開始された時には、この開始時点における設定内容を現設定記憶領域とは異なる一時保持領域にも別途書き込むことで一時保持する（ステップ１０１）。リモコン設定保存部３２への記憶対象とされる設定内容は、空調設備４の場合、現時点における電源のオン／オフ、空調モード、設定温度等であり、少なくとも使用電力の変化の起因となる設定内容である。

電力量取得部１１は、従前と同様に、電力計３から送られてくるメータ値から得られる使用電力量を、メータ値を得た時の時間情報と共に電力量情報保存部３１に書き込むことで蓄積していく（ステップ１０２）。

ここで、デマンド予測部１２は、従前と同様にデマンド予測を行う。つまり、今回のデマンド時限終了時における使用電力を予測する（ステップ１０３）。そして、制御計画部１６に渡す。

続いて、リモコン設定取得部１３は、設備監視装置２に要求することによって現時点のリモコン７による空調設備４の設定内容を設備監視装置２から取得し、リモコン設定保存部３２の所定の現設定記憶領域に書き込み保存する（ステップ１０４）。

ここで、設定変更検出部１４は、リモコン設定保存部３２の現設定記憶領域及び一時保持領域それぞれに記憶されている設定内容を読み出し、比較する。比較した結果、一致していれば、リモコン７の設定内容が直前に現設定記憶領域に記憶された後から現時点までの間にリモコン７は操作されていないと判断できる。一方、一致しなければリモコン７は操作されたと判断できる。リモコン７が操作された場合（ステップ１０５でＹ）、設定変更検出部１４は、リモコン設定保存部３２の現設定記憶領域に記憶されている設定内容を一時保持領域にも書き込むことで一時保持する（ステップ１０６）。

続いて、変化量推定部１５は、設定内容の変更に伴い、変更前からの空調設備４の使用電力の増減、すなわち変化量を推定する（ステップ１０７）。例えば、夏場において設定温度が下げられると、空調設備４における使用電力量が増加することになるが、この増加量（変化量）は、変更日時から過去の実績（時節、天気、時間帯等）を参照して、設定温度の変化分（下げ幅）に対する使用電力量を算出する。

以上のように、リモコン７が操作された場合、制御計画部１６は、デマンド予測部１２により予測された平均使用電力を変化量推定部１５により推定された変化量で補正する（ステップ１０８）。

続いて、制御計画部１６は、目標電力保存部３４に記憶されている目標電力を読み出し、その読み出した目標電力を、リモコン７が操作されていない場合（ステップ１０５でＮ）は、ステップ１０３で予測された平均使用電力と、リモコン７が操作された場合（ステップ１０５でＹ）は、ステップ１０８で補正された平均使用電力と比較する。目標電力と比較される平均使用電力を「予測電力」とも称することにすると、予測電力と目標電力との関係が所定条件を満たす場合（ステップ１０９でＹ）、使用電力量を取得する処理に戻る。

ここで、本実施の形態では、所定条件として、予測電力が目標電力を超えていないということのみならず目標電力から所定値、例えば５％以上下回らないという条件を予め設定している。目標電力から所定値以上下回らない、つまり予測電力が目標電力からそれほど乖離しないという条件を含めてもよいようにしたのは、例えば、電力会社１００からの給電とは別に太陽光発電と併用している場合において太陽光発電による蓄電量が十分にある場合に、電力を積極的に使用させることによってその蓄電された電力を消費させるためである。

目標電力と予測使用電力との関係が所定条件を満たさない場合（ステップ１０９でＮ）、制御計画部１６は、上記所定条件を満たすように制御計画を生成する（ステップ１１０）。制御計画には、各設備機器４〜６に対し、現行からどれくらい使用電力を減少／増加させるか、停止／開始させるかなどの指示が個別的に含まれている。この制御計画の生成方法や指示内容については、従前と同様でよい。そして、制御指示部１７は、生成された制御計画に従い設備機器４〜６が運転されるように設備監視装置２に対して指示を出す（ステップ１１１）。これにより、設備監視装置２は、変更された制御計画に従い設備機器４〜６を運転制御する。

その後、デマンド制御装置１０は、現在のデマンド時限が終了するまで（ステップ１１２でＹ）、前述した処理を繰り返し行う。

現在のデマンド時限の終了後、次のデマンド時限が開始されると、以上説明したデマンド制御処理の実行が開始される。

例えば、夏場においてユーザによるリモコン操作により設定温度が下げられると、空調設備４における使用電力量は増加する。フィードバック制御のみのデマンド制御では、この使用電力量の増加が電力計３により計測されて制御計画に反映されるにはタイムラグが発生しうる。予測電力が目標電力とほぼ同じ場合においてリモコン操作がデマンド時限直前に実施された場合、空調設備４における使用電力量の増加分を相殺するような制御計画の生成が間に合わないかもしれない。仮に間に合ったとしても設備機器４〜６に対する運転制御の指示が遅れるかもしれない。これにより、予測電力が目標電力を上回ってしまうことになるかもしれない。

これに対し、本実施の形態におけるデマンド制御処理によると、リモコン操作により設定温度が下げられると、その設定温度の変更による使用電力量の増加分が相殺される制御計画を即座に生成することができるようになる。本実施の形態によれば、このようなフィードフォワード制御を含めるようにしたので、予測電力が目標電力を上回ってしまうことをより確実に防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、ステップ１０９において、目標電力と予測電力との乖離を上記所定条件に含めるようにしたが、これに限らず、例えば、予測電力が目標電力を上回る場合のみという所定条件としてもよいし、あるいは異なる条件を所定条件に含めるようにしてもよい。

実施の形態２．
図４には、本実施の形態におけるデマンド制御装置のブロック構成が示されている。本実施の形態におけるデマンド制御装置１０は、実施の形態１における構成に、未達警告要因提示部１８及び推定変化量情報保存部３５を付加した構成を有している。なお、実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。

図５は、本実施の形態における推定変化量情報保存部３５に蓄積される推定変化量情報のデータ構成の一例を示した図である。推定変化量情報は、変化量推定部１５により推定された変化量に関する変化量情報及びリモコン設定保存部３２に記憶されている当該変化量を発生させた原因となるリモコン設定情報を含んでいる。リモコン設定情報は、リモコン操作された操作発生日時、変更内容を示す情報として操作前の設定値及び操作後の設定値、操作者を含む。本実施の形態では、設定温度を想定しているが、電源のオン／オフや運転モード等の設定内容を示す情報を含めてもよい。また、変化量情報として、操作前の使用電力及び操作後の使用電力が登録される。変化量は、操作後から操作前の使用電力を減算して求めればよい。

実施の形態１では、ステップ１１０において、所定条件に含まれる、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できることを前提として説明した。しかしながら、場合によっては、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できないかもしれない。未達警告要因提示部１８は、このような場合にその旨、すなわち現状のままの設備機器４〜６の運転を継続して行うと予測電力が目標電力を上回ってしまうという目標未達成の可能性があることを設備監視装置２に通知する。未達警告要因提示部１８は、デマンド制御装置１０に内蔵されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ４１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、推定変化量情報保存部３５は、デマンド制御装置１０に搭載されたＨＤＤ４４にて実現される。あるいは、ＲＡＭ４３又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

次に、本実施の形態におけるデマンド制御処理について説明するが、基本的には実施の形態１と同じで、ステップ１１０以降の処理が異なる。すなわち、ステップ１１０において、制御計画部１６が、所定条件を満たす制御計画を生成できる場合は、実施の形態１と同じでよいが、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない場合、その旨を未達警告要因提示部１８に通知する。未達警告要因提示部１８は、その通知に応じて推定変化量情報保存部３５から最新の推定変化量情報を取得して設備監視装置２に通知する。

設備監視装置２では、未達警告要因提示部１８から通知を受けると、リモコン操作に基づく空調設備４の使用電力量が増加したことが目標未達成の原因と推定して、その空調設備４に関連するユーザ、例えば当該空調設備４が設置された部屋の在室者、当該空調設備４の管理者、設備監視装置２の管理者、あるいは建物１の管理者等に、目標未達の旨と、最新の推定変化量情報を通知する。管理者等は、この情報を参考にして設定変更された空調設備４の設定温度を元に戻したり、他の設備機器５，６の運転を停止したりするなどの対策を講じる。

なお、本実施の形態では、未達警告要因提示部１８は、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない場合に設備監視装置２に通知し、このときに推定変化量情報を設備監視装置２に出力するようにした。ただ、この出力先は設備監視装置２に限る必要はなく、例えばデマンド制御装置１０において表示や記録等を行うようにしてもよい。また、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない場合に通知するようにしたが、所定条件のいずれか１つでも満たさない場合に通知するようにしてもよい。

ところで、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない原因が必ずしもリモコン操作に基づく空調設備４の設定内容の変更であるとは限らない。現在の制御計画に従って設備機器４〜６が運転されている場合でも、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない場合もあり得る。この場合は、推定変化量情報は参考データとして通知すればよい。また、本実施の形態では、最新の推定変化量情報を通知するようにしたが、例えば現在のデマンド時限において登録された全ての推定変化量情報を通知するなど、複数の推定変化量情報を通知対象としてもよい。

実施の形態３．
図６には、本実施の形態におけるデマンド制御装置のブロック構成が示されている。本実施の形態におけるデマンド制御装置１０は、実施の形態１における構成に、空調負荷推定部１９及び建物構成情報保存部３６を付加した構成を有している。なお、実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。建物構成情報保存部３６には、建物１の階数（各部屋の設置階）、窓の大きさ等建物１の構成や構造に関する建物構成情報が予め登録されている。空調負荷推定部１９は、建物の外の気温を検出する温度センサ（外気温センサ）８により検出された外気温の変化から空調設備４にかかる負荷を推定する。空調負荷推定部１９は、デマンド制御装置１０に内蔵されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ４１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、推定変化量情報保存部３５は、デマンド制御装置１０に搭載されたＨＤＤ４４にて実現される。あるいは、ＲＡＭ４３又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

使用電力の変化を生じうる事象として、実施の形態１では、ユーザによるリモコン操作によって空調設備４の設定内容が変更される場合を例にして説明したが、本実施の形態では、外気温の変化が検出される場合を例にして説明する。

例えば、夕立やゲリラ豪雨の前後では、短時間で外気温が大きく変化することがある。この外気温の変化の影響で室温が急激に変化する可能性がある。外気温の変化は空調設備４にかかる負荷と相関があるので、空調負荷推定部１９は、外気温センサ８から定周期的に外気温を取得し、所定時間内に所定値以上の外気温の変化を検出すると、建物構成情報を参照して、外気温の変化から空調設備４にかかる負荷を推定する。変化量推定部１５は、現時点の各空調設備４の負荷と空調負荷推定部１９により推定された負荷との差分から使用電力の増減、すなわち変化量を推定する。使用電力の変化量を推定した後の処理は、実施の形態１と同じなので説明を省略する。

本実施の形態におけるデマンド制御処理は、基本的には図３に示した実施の形態１と同じでよいが、実施の形態１のリモコン操作に基づく空調設備４の設定内容の変更の検出に代えて外気温の変化を検出することになる。

なお、実施の形態１では、ステップ１０５において空調設備４の設定内容の変更の有無を検出し、変更が検出される度に予測電力を補正していたが、本実施の形態では、外気温の変更の有無（わずかな温度変化）の度に外気温の変化に基づく使用電力の変化量を推定して予測電力を補正せずに、例えば、上記の通り、所定時間内に所定値以上の外気温の変化が検出されてはじめて予測電力を補正するようにしてもよい。

本実施の形態によれば、外気温の変化に対応した使用電力の変化量を推定して、その推定した使用電力の変化量を加味して平均使用電力を予測するようにしたので、平均使用電力（予測電力）をより精度良く算出することができ、これによりデマンド時限終了時点における平均使用電力が目標電力を上回ってしまうことをより確実に防止することができる。

なお、本実施の形態では、使用電力の変化を生じうる事象として、外気温の変化に着目して説明したが、実施の形態１において説明したリモコン操作に基づく空調設備４の設定内容の変更と合わせてデマンド制御を行うようにしてもよい。

実施の形態４．
図７には、本実施の形態におけるデマンド制御装置のブロック構成が示されている。本実施の形態におけるデマンド制御装置１０は、実施の形態１における構成に、未達警告要因提示部１８、空調負荷推定部１９、推定変化量情報保存部３５及び建物構成情報保存部３６を有している。なお、実施の形態１〜３と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。本実施の形態は、実施の形態２において説明した未達警告要因提示部１８及び推定変化量情報保存部３５と、実施の形態３において説明した空調負荷推定部１９及び建物構成情報保存部３６と、を組み合わせた構成を有している。従って、本実施の形態における動作及び効果は、実施の形態２，３において説明しているので、ここでは説明を省略する。

実施の形態５．
図８には、本実施の形態におけるデマンド制御装置のブロック構成が示されている。本実施の形態におけるデマンド制御装置１０は、実施の形態４における構成に、在室人数変化検出部２０を付加した構成を有している。なお、実施の形態１〜４と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。在室人数変化検出部２０は、入退管理装置９に要求することで、部屋等の各空間における在室人数を取得し、直前に取得した各在室人数と比較することによって在室人数の変化を検出する。在室人数変化検出部２０は、デマンド制御装置１０に内蔵されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ４１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。

実施の形態１では、ユーザによるリモコン操作による空調設備４の設定内容の変更を、実施の形態３では外気温の変化を、それぞれ使用電力の変化を生じうる事象の例として説明した。本実施の形態では、使用電力の変化を生じうる事象として、在室人数の変化が検出される場合を例にして説明する。

例えば、飲食店において開店前に従業員やパートが一気に集結したり、また、ある事業所では外回りの営業部隊が所定時間直前にまとめて帰社してきたり、あるいは会議室に参加者が一気に集まってきたりする場合がある。この場合、所定の空間の在室人数が大きく変化するなど室内環境が大きく変化し、これに伴い、室温が一気に上昇することが想定される。本実施の形態は、室温の変化に伴う使用電力の変化が電力計３によって計測されるまで待つのではなく、在室人数の変化を検出し、空調設備４にかかる負荷を推定して平均使用電力の予測に反映させることを特徴とする。

本実施の形態におけるデマンド制御処理は、基本的には実施の形態１と同じでよいが、実施の形態１のリモコン操作に基づく空調設備４の設定内容の変更の検出に代えて在室人数の変化を検出することになる。

すなわち、本実施の形態における在室人数変化検出部２０は、入退管理装置９から取得した各空間の在室人数に変化があった場合、空調負荷推定部１９は、その人数に基づく空調設備４にかかる負荷を推定する。変化量推定部１５は、その推定された負荷に基づき使用電力の変化量を推定する。使用電力の変化量を推定した後の処理は、実施の形態１と同じなので説明を省略する。

なお、本実施の形態においては、実施の形態３と同様にわずかな在室人数の変化では、空調設備４にかかる負荷にそれほど変化がないかもしれないので、外気温の変化に基づく実施の形態３と同様に、所定時間内に所定値以上の在室人数の変化があった場合に、その変化に基づき使用電力の変化量を推定し、予測電力を補正するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、使用電力の変化を生じうる事象として、在室人数の変化に着目して説明したが、実施の形態１において説明したリモコン操作に基づく空調設備４の設定内容の変更又は実施の形態３において説明した外気温の変化の少なくとも一方と組み合わせてデマンド制御を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態では、在室人数を得るために入退管理装置９と連携するように説明したが、これに限らず、例えばＰＣのログイン数等空間の利用目的、特性、設置された器具等から把握できるのであれば、それから得られる情報から在室人数の変化を把握するようにしてもよい。

実施の形態６．
図９には、本実施の形態におけるデマンド制御装置のブロック構成が示されている。本実施の形態におけるデマンド制御装置１０は、実施の形態５における構成に、節電余力管理部２１を付加した構成を有している。なお、実施の形態１〜５と同じ構成要素には同じ符号を付け、説明を省略する。節電余力管理部２１は、建物１において節電可能な電力量を管理する。節電余力管理部２１は、デマンド制御装置１０に内蔵されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ４１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。

ところで、設備機器４〜６には、デマンド制御装置１０が運転制御の制限の権限を取得している機器とそうでない機器とがある。「余力」というのは、このうちデマンド制御装置１０が運転制御の制限の権限を取得している機器を制御した場合に節電可能な電力量のことをいう。現在のデマンド時限における現時点からデマンド時限終了時点までの間の各機器の余力は、各機器がそれぞれ使用すると予測された電力量（電力需要予測値）から当該各機器が最大限節電した場合において必要な電力量の差分から求めることができる。

図１０は、調光機能を有するＬＥＤ照明機器の、調光率と使用電力との関係を示した図である。以下、図１０を用いて余力について具体的に説明する。調光率と使用電力との関係は、図１０に示したように比例関係にあり、ここで例示しているＬＥＤ照明機器は、調光率が０％のとき、すなわち消灯時の使用電力は０［ｋＷ］となる。つまり、最大限節電したときの使用電力量（最大節電量）ｍは０ｋＷである。ここで、ＬＥＤ照明機器は、現時点でｐ［ｋＷ］を使用しているとすると、ここから調光率を下げることによって最大（ｐ−ｍ）［ｋＷ］の節電が可能となる。つまり、余力は（ｐ−ｍ）［ｋＷ］と求めることができる。ここでは、ＬＥＤ照明機器を例にして説明したが、他の設備機器４〜６の余力についても同様にして求めることができる。

図１１は、本実施の形態における設備構成データ保存部３３に設定されている設備構成データのデータ構成の一例を示した図である。設備構成データは、各設備機器４〜６を個々に識別する設備ＩＤに、当該機器の種別、名称、設置位置を示す座標、使用電力モデル、制御範囲及び制御権を対応させて設定される。使用電力モデル及び制御範囲の設定内容に従って図１０に例示したグラフが描画可能になり、最大節電量ｍが特定できる。使用電力モデルは、設備機器４〜６の特性に応じて様々な式によって表現される。また、空調設備４には、設定温度と使用電力との関係を外気温毎に設定するなどして複数の使用電力モデルを設定してもよい。制御権は、デマンド制御装置１０が運転制御の制限の権限を取得している機器か否かを示す。

節電余力管理部２１は、各設備機器４〜６に対して個々に余力を算出し、各機器の余力の総和を求めることで、設備機器４〜６全体の余力が得られる。本実施の形態では、この設備機器４〜６全体の余力、換言すると建物１において節電可能な電力量を「節電余力」と称することにする。

本実施の形態におけるデマンド制御処理は、基本的には実施の形態２と同じでよい。すなわち、ステップ１１０において、制御計画部１６が、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない場合、その旨を未達警告要因提示部１８に通知する。未達警告要因提示部１８は、その通知に応じて設備監視装置２に警告を発する。

ただ、実施の形態２では、従前と同様の手法にて予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できないと判断してよいが、本実施の形態では、予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できないと判断する過程において、各設備機器４〜６の制御権を参照して、制御権を有している機器全てを最大限節電させたとしても予測電力が目標電力を上回らない制御計画を生成できない場合に、その旨を未達警告要因提示部１８に通知するようにした。本実施の形態は、デマンド制御装置１０によるデマンド制御だけでは、予測電力が目標電力を上回らないようにすることができない場合を判別している。

このように、本実施の形態においては、生成された制御計画により節電が求められる電力量（以下、「要求節電量」と称する）が節電余力を上回ることによって、（要求節電量−節電余力）分の電力量を節電することができない場合において制御計画部１６が未達警告要因提示部１８に通知し、この通知に応じて未達警告要因提示部１８が発する警告に対し、設備監視装置２や建物１の管理者等は、デマンド制御装置１０が運転制御の制限の権限を取得していない機器に対して、手動等により機器の運転を制限するなどして対応することになる。

本実施の形態によれば、節電余力を超える節電量が必要になったときに未達警告要因提示部１８から警告を発することで、予測電力が目標電力を上回らないように管理者等に対策を講じさせることができる。

１ 建物、２ 設備監視装置、３ 電力計、４ 空調設備、５ 照明設備、６ その他設備、７ リモコン、８ 外気温センサ、９ 入退管理装置、１０ デマンド制御装置、１１ 電力量取得部、１２ デマンド予測部、１３ リモコン設定取得部、１４ 設定変更検出部、１５ 変化量推定部、１６ 制御計画部、１７ 制御指示部、１８ 未達警告要因提示部、１９ 空調負荷推定部、２０ 在室人数変化検出部、２１ 節電余力管理部、３１ 電力量情報保存部、３２ リモコン設定保存部、３３ 設備構成データ保存部、３４ 目標電力保存部、３５ 推定変化量情報保存部、３６ 建物構成情報保存部、４１ ＣＰＵ、５２ ＲＯＭ、６３ ＲＡＭ、４４ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、４５ ネットワークインタフェース、４６ 外部機器インタフェース、４７ 内部バス、１００ 電力会社。

Claims (7)

1. 使用電力の変化を生じうる事象に伴う使用電力の変化量を推定する変化量推定手段と、
   前記変化量推定手段による推定された変化量を反映して得られた予測使用電力と予め設定された目標電力との差分が所定条件を満たさない場合、当該変化量を相殺するよう設備機器の運転制御計画を変更する運転制御計画手段と、
   前記運転制御計画手段により変更された運転制御計画に従い設備機器の運転を実行させるよう指示を出す指示手段と、
   を有することを特徴とするデマンド制御装置。
2. 前記変化量推定手段は、前記事象としてユーザ操作による設備機器の設定内容の変更が検出されると、その検出された設定変更の内容に基づき使用電力の変化量を推定することを特徴とする請求項１に記載のデマンド制御装置。
3. 前記事象として外気温の変化が検出されると、その検出された外気温の変化に応じて変化しうる空調設備機器の負荷を推定する負荷推定手段を有し、
   前記変化量推定手段は、推定された空調設備機器の負荷に基づき使用電力の変化量を推定することを特徴とする請求項１に記載のデマンド制御装置。
4. 前記事象として在室人数の変化が検出されると、その検出された在室人数の変化に応じて変化しうる設備機器の負荷を推定する負荷推定手段を有し、
   前記変化量推定手段は、推定された設備機器の負荷に基づき使用電力の変化量を推定することを特徴とする請求項１に記載のデマンド制御装置。
5. 前記変化量推定手段により推定された使用電力の変化量に関する変化量情報が蓄積される変化量情報記憶手段と、
   前記変化量情報記憶手段に蓄積された変化量情報を出力する出力手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のデマンド制御装置。
6. 前記設備機器全体において節電可能な電力量を節電余力として管理する余力管理手段と、
   前記余力管理手段により管理されている節電余力分の節電をさせたとしても前記運転制御計画手段が前記変化量を相殺するよう運転制御計画を変更できない場合、その旨を出力する出力手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のデマンド制御装置。
7. コンピュータを、
   使用電力の変化を生じうる事象に伴う使用電力の変化量を推定する変化量推定手段、
   前記変化量推定手段による推定された変化量を反映して得られた予測使用電力と予め設定された目標電力との差分が所定条件を満たさない場合、当該変化量を相殺するよう設備機器の運転制御計画を変更する運転制御計画手段、
   前記運転制御計画手段により変更された運転制御計画に従い設備機器の運転を実行させるよう指示を出す指示手段、
   として機能させるためのプログラム。

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