JP2019129654A - 複数駅における電力協調制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ハードウェアの増加を招くことなく需要電力のピークカットを行い配電線路の電圧低下を回避することができる複数駅における電力協調制御システムを実現する。【解決手段】局所デマンド制御装置に、自己の駅の受電電力を計測する電力計測手段と、省エネ制御テーブルを記憶する記憶装置と、計測された電力値に基づいて受電電力が予め設定されている値を超えた場合に自らの節電制御段階を決定し電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力する機能および協調制御装置からの制御指令に応じて電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力する機能を有する電力抑制手段とを設け、協調制御装置は局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に協調制御の節電制御段階と各駅の節電制御段階とを加算して合計節電制御段階を算出し最も制御段階の低い駅に対して制御段階を上げる指令を送出するようにした。【選択図】図５

Description

この発明は、空調装置や照明装置等の電気設備を備えている電力協調制御システムに関し、特に複数駅における電力需要に応じて供給電力を制御するデマンド協調制御に活用することができる技術に関するものである。

鉄道会社の駅舎に対して必要な電力を供給する従来の受配電設備は、変電所もしくは電力会社から供給される交流電力を利用するものが一般的である。
一方、鉄道では、直流き電系統において、電気車の回生ブレーキによって発生した回生電力を、き電線を介して他の電気車の力行電力として利用することが行われている。そこで、直流き電系の直流を交流に変換するインバータを設けて、所定値以上の回生電力が発生した際にインバータを動作させて駅舎の電力供給系にインバータで変換した電力を供給可能にすることで、電気車の余剰回生電力を有効活用することができるようにした駅舎電源装置に関する発明が提案されている（例えば、特許文献１）。

さらに、変電区間内の余剰回生電力を貯蔵する蓄電部と、蓄電部から供給される直流電力を駅設備に供給する交流電力に変換する電力変換部とを設け、余剰回生電力を一旦蓄電部に蓄積して、蓄電部の充電量が所定の閾値を上回った場合に電力変換部を制御して蓄電部から駅設備へ電力を供給するようにした駅舎電源装置に関する発明も提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２０１５−１０７７６６号公報 特開２０１４−４０１２７号公報 特開２０１７−１５３１９１号公報

ところで、近年、駅設備の拡張や駅構内店舗、融雪設備等の拡大に伴って各駅舎で消費する電力が増加する傾向があり、既存の駅舎への電力供給系では要求される電力をまかなうことが困難になることがある。また、駅舎への電力供給に用いる配電線路は、列車運転用電力を供給する直流変電所に設けられた配電用変圧器から鉄道線路沿線へ敷設されていることが多く、電力会社による一般的な面状の配電線路とは異なり線状であるため、供給する電力が増加すると配電線路の電圧が低下して負荷（駅電気設備）の動作不良を発生させるおそれがある。

かかる課題を解決するために、特許文献１や特許文献２の発明に係る駅舎電源装置を利用して、電圧の低下を抑制する対策も考えられるが、特許文献１や特許文献２の駅舎電源装置は、電気車の余剰回生電力を有効活用することに向けて開発されたもので、要求される電力を長時間に亘って安定して駅設備に供給することは困難である。そのため、使用電力が許容値を超える場合には、配電線路等、インフラの増強が必要となる。
また、配電線の太径化による電気抵抗の低減や、ＳＶＲ（自動電圧調整装置）を設置する対策も考えられるが、これらの対策はいずれもハードウェアの価格や設置コストが高いため大幅なコストアップを招くという課題がある。しかも、これらの対策は、電圧降下抑制という要求は満たすが、需要電力のピークカット等は期待できず、インフラ設備の低減にはつながらない。

さらに、駅舎の電力供給系においては、１系統の直線状の配電線路に、お互いの距離が離れている複数の駅舎の設備が接続されているので、系全体を監視して一部設備への電源供給を減少させる制御をする必要がある。
そこで、本出願人は、２つの変電所のうち配電線路終端側の変電所からき電線に供給される直流電力を交流電力に変換して配電線路の終端側へ供給可能な電源融通装置と、複数の駅舎のうち配電線路の始端側の変電所から遠い側の電圧値を検出する終端交流電圧検出手段と、検出された終端交流電圧が所定の電圧値以下となったと判定した場合に電源融通装置を一時的に動作させる機能と制御対象機器と電力供給度合いを段階的に示すテーブルデータを参照して複数の駅舎のいずれかの電気設備に供給される交流電力を減少させる機能とを備えた協調制御装置を設けた電力制御システムに関する発明をなし出願した（特許文献３）。

しかながら、特許文献３に記載されているシステムは、余剰回生電力を交流電力に変換して駅舎に供給する機能を有する電源装置（インバータ）が既に設置されている区間においては、その電源装置を配電線路の終端側へ電力を供給する電源融通装置として利用することができるため、ハードウェアの増加を抑えることができるものの、そのような電源装置が設置されていない区間に適用したい場合にはハードウェアの増加を招くという課題がある。
本発明は上記のような背景の下になされたもので、ハードウェアの増加を招くことなく需要電力のピークカットを行い、配電線路の電圧低下を回避することができる電力協調制御システムを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明は、
変電所から交流電力の供給を受けて複数の駅舎に電力を供給する配電線路と、
前記複数の駅舎のそれぞれに設けられ、対応する駅舎の電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力可能な複数の局所デマンド制御装置と、
前記複数の局所デマンド制御装置から受電電力値および制御状態に関する情報を取得して、前記複数の局所デマンド制御装置のそれぞれに対して需要電力に関する制御指令値を送出する協調制御装置と、を備え、前記配電線路から前記複数の駅舎の電気設備のそれぞれに供給される交流電力を調整する複数駅における電力協調制御システムにおいて、
前記局所デマンド制御装置は、
それぞれの駅舎の受電電力を計測する電力計測手段と、
複数の節電制御段階と自己の駅舎の電気設備における節電量との関係を示す省エネ制御テーブルを記憶する記憶装置と、
前記電力計測手段により計測された電力値に基づいて受電電力が予め設定されている値を超えた場合に自らの節電制御段階を決定し決定した節電制御段階に基いて前記省エネ制御テーブルを参照し自己の駅舎の電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力する機能および前記協調制御装置からの制御指令に応じて自己の駅舎の電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力する機能を有する電力抑制手段と、を備え、
前記協調制御装置は、前記複数の局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に、取得した制御状態情報に基づいて協調制御の節電制御段階と各駅舎の節電制御段階とを加算して合計節電制御段階を算出し、最も合計節電制御段階の低い駅舎を抽出して、対応する局所デマンド制御装置へ節電制御段階を上げる制御指令を送出するように構成したものである。

上記した手段によれば、配電線路に接続されているいずれかの駅舎で需要電力が増加した場合に、複数の駅舎のいずれかの電気設備に供給される電力を減少させるため、余剰回生電力を交流電力に変換して各駅舎に供給する機能を有する電源装置（インバータ）を設けることなく電力需要のピークを抑え、配電線路の電圧低下を回避することができる。また、協調制御の節電制御段階と各駅舎の節電制御段階とを加算して合計節電制御段階を算出し、最も合計節電制御段階の低い駅舎を抽出して節電制御段階を上げる制御指令を送出するため、電力需要がひっ迫した際に各駅で設備機器の消費電力を下げる節電制御が平等に実行され、極端に節電制御が強いられる駅舎が発生するのを回避することができる。

ここで、望ましくは、前記省エネ制御テーブルには、対応する駅舎の電気設備のうち予め設定された複数のエリアごとにこれらのエリアに配置されている電気設備の節電率に関する情報が記述されており、
前記局所デマンド制御装置は、自らの節電制御段階を決定し決定した節電制御段階または前記協調制御装置からの制御指令により指定された節電制御段階に基づいて自己の駅舎の電気設備の需要電力を決定する際に、前記省エネ制御テーブルを参照して、エリアごとに各エリアの電気設備の節電量を決定して、電気設備に対して節電の指示を出力するように構成する。
かかる構成によれば、省エネ制御テーブルを参照してエリアごとに各エリアの電気設備の節電量を決定して、電気設備に対して節電の指示を出力するので、複雑なアルゴリズムや計算式を使用することなく節電量を決定して、対応する電気設備に対して節電の指示を出力することができる。

さらに、望ましくは、前記電気設備には、少なくとも照明機器と空調機器が含まれており、
前記省エネ制御テーブルにおいては、照明機器と空調機器とで異なる節電率が節電制御段階ごとに記述されているようにする。
かかる構成によれば、電力需要が一時的に増加した際に各駅舎に無理な節電を強いることがなく、利用者に対するサービスの低下を抑制することができる。

また、望ましくは、二次電池および該二次電池の充放電制御手段を備えた蓄電装置が前記配電線路に接続されてなり、
前記協調制御装置は、前記複数の局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に、前記充放電制御手段に対して放電を開始する指令を送出するように構成する。
かかる構成によれば、蓄電装置を備えるため、各駅舎ごとに照明機器と空調機器のうち優先して電力削減する機器を設定することができるため、適用する電力供給システムの構成等に応じた節電を実行させることができ、各駅舎の事情に応じた適切な節電制御を実行しつつ配電線路の電圧低下を回避することができる。

さらに、望ましくは、前記充放電制御手段は、少なくとも充放電の状態および充電量を表わす情報を前記協調制御装置へ送信する機能を備え、
前記協調制御装置は、前記複数の局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に、前記蓄電装置の充電量が所定値以上であることを条件に放電を開始する指令を生成し、前記充放電制御手段に対して送出するように構成する。
かかる構成によれば、蓄電装置の充電量が所定値以上であることを条件に放電を開始する指令を送出するため、過放電による電池の劣化を回避しつつ電力需要が増加した際に配電線路の電圧低下を回避することができる。

本発明によれば、ハードウェアの増加を招くことなく需要電力のピークカットを行い、配電線路の電圧低下を回避することができる電力協調制御システムを実現することができるという効果がある。

本発明に係る電力協調制御システムを適用した駅舎電力供給システムの一実施形態を示すシステム構成図である。 実施形態に係る電力協調制御システムにおいて駅デマンド制御装置が使用する省エネ制御テーブルの一例を示す図である。 （Ａ）は実施形態に係る電力協調制御システムを構成する協調制御装置における節電制御の考え方を示す制御テーブル、（Ｂ）は節電制御の過程の例を示すタイムチャート、（Ｃ）は状態の変化を時系列的に示すタイムテーブルを示す図である。 実施形態に係る電力協調制御システムを構成する駅デマンド制御装置における自立節電制御の手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る電力協調制御システムを構成する協調制御装置における協調制御の手順の一例を示すフローチャートである。 協調制御装置における協調制御の他の手順（変形例）を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る電力協調制御システムの実施形態について説明する。図１は、本発明に係る電力協調制御システムを適用した駅舎電力供給システムの一実施形態を示すシステム構成図である。
なお、図１には、２つの変電区間の配電線路を取り出して示しているが、他の変電区間も図１と同様に構成される。

図１に示すように、１つの変電区間には、変電区間にある複数の駅の駅舎（駅設備）１０Ａ，１０Ｂ……１０Ｃに対して交流電力（例えばＡＣ６６００Ｖ系）を供給する一対の配電線路２０が設けられている。配電線路２０には変電区間の両端に位置する変電所３０Ａ，３０Ｂの一方の変電所（例えば変電所３０Ａ）から交流電力が供給される。一対の配電線路２０のうち一方が常用の配電線路、他方は予備の配電線路である。ここで、配電線路２０の変電所３０Ａ側の端部を始端と呼ぶと、配電線路２０の始端側には遮断器４１が設けられ、終端側には遮断器４２が設けられており、通常は始端側の遮断器４１の常用配電線路の遮断器が導通され、終端側の遮断器４２は常用と予備の配電線路の遮断器が遮断状態にされる。

一方、配電線路２０の終端側の常用の配電線路の遮断器４２が導通状態にされる際には、配電線路２０の始端側の遮断器４１の常用と予備の遮断器が遮断状態にされる。２つの変電所から送出される交流電力は位相が異なる場合があるため、１つの配電線路２０に両端の変電所から同時に交流電力を供給すると混触事故が発生するおそれがあるので、これを回避するために、配電線路２０の両端の遮断器の一方が導通状態にされる際には、必ず他方の端部の遮断器は遮断状態にされる。

特に限定されるものではないが、本実施形態の電力協調制御システムにおいては、配電線路２０の終端側に蓄電装置５０が遮断器４３を介して接続されている。
蓄電装置５０は、鉛蓄電池のような二次電池からなるバッテリー５１と、変圧器５２、直流電流を交流電流に変換したり交流電流を直流電流に変換したりするＰＣＳ（パワーコンデショニングシステム）５３、中央制御装置６０からの充放電指令を受けてＰＣＳ５３を制御する充放電制御装置５４などを備える。また、遮断器４３は、常用と予備の配電線路のそれぞれの電圧を監視して、保守停電時に誤って放電しないようにする機能を有している。

図１には示されていないが、駅舎１０Ａ，１０Ｂ……１０Ｃには、局所デマンド制御装置としての駅デマンド制御装置１１Ａ，１１Ｂ……１１Ｃがそれぞれ設けられているとともに、配電線路２０から供給された高圧の交流電力（ＡＣ６６００Ｖ系）を低圧の交流電力（例えばＡＣ２１０Ｖ系）に変換する変圧器が駅電気室等に設置され、駅構内の空調装置や照明装置、昇降機等の各電気設備に低圧で電力が供給されるようになっている。
また、それぞれの駅舎１０には、自駅舎で消費している電力もしくは電流を測定する電力計もしくは電流計が設けられており、計測された電力値もしくは電流値は駅デマンド制御装置１１に入力され、各駅デマンド制御装置１１は自駅舎の最大許容電力値と消費電力値とを比較して、最大許容電力値に近づいた際に段階的な省エネ制御を行うように構成されている。

本実施形態の電力供給システムにおいては、駅デマンド制御装置１１Ａ，１１Ｂ……１１Ｃおよび蓄電装置５０の充放電制御装置５４と通信回線を介して接続されこれらを統括的に制御する中央協調制御装置６０が設けられており、駅デマンド制御装置１１Ａ，１１Ｂ……１１Ｃから中央協調制御装置６０へは受電電力量および実施中の制御段階を示す値が送信され、中央協調制御装置６０から駅デマンド制御装置１１Ａ，１１Ｂ……１１Ｃへは制御値が送信される。

また、蓄電装置５０の充放電制御装置５４から中央協調制御装置６０へは放電量（放電率）が送信され、中央協調制御装置６０は放電量に応じて充放電制御装置５４へ充電／放電制御指令を送信するように構成されている。
なお、配電線路２０の終端部である駅舎１０Ａの電力入力点（図１のノードＮａ）の電圧を検出する電圧計を設け、該電圧計からの検出信号を中央協調制御装置６０へ送信し、その検出電圧も考慮して充放電制御装置５４へ放電制御指令を送信したり駅デマンド制御装置１１Ａ，１１Ｂ……１１Ｃへ制御値を生成し送信するように構成しても良い。

ここで、上記中央協調制御装置６０は、一般的な制御装置と同様な構成を有する装置、例えばマイクロプロセッサおよび該マイクロプロセッサが実行するプログラムや参照テーブルなどの固定データを格納した記憶装置（メモリ）、マイクロプロセッサに対する指令等を入力可能な入力操作装置、液晶表示パネルやランプなどの出力装置を備えたコンピュータ装置を使用して構成することができるので、詳しい説明は省略する。中央協調制御装置６０と駅デマンド制御装置１１Ａ，１１Ｂ……１１または充放電制御装置５４との間のデータ送受信は、ケーブルを利用して行うようにしてもよい。

本実施形態における協調制御の考え方は、全駅のトータルの消費電力が最大許容電力値よりも十分に低い間は、それぞれの駅デマンド制御装置１１が自駅舎の最大許容電力値と消費電力値とを比較して段階的な省エネ制御を行う一方、全駅のトータルの消費電力が最大許容電力値の所定割合（例えば９５％）に達した場合には、中央協調制御装置６０が各駅舎における省エネ制御のレベルを参照して、それぞれの駅舎の駅デマンド制御装置１１に対する消費電力抑制のための制御レベルを決定して制御値を生成し、対応する駅デマンド制御装置１１へ送信して、駅デマンド制御装置１１が受け取った制御値に応じた制御レベルで省エネ制御を行うというものである。

なお、各駅舎の駅デマンド制御装置１１は、それぞれ制御レベルに応じて対象エリアおよび対象設備機器ごとに電力抑制率を設定した省エネ制御テーブルデータをメモリに保持しており、駅デマンド制御装置１１は中央協調制御装置６０から制御値を受け取ると、受け取った制御値に基づいて省エネ制御テーブルを参照して制御対象の設備機器および目標電力値を決定し、電力制御を実行する。
以下、上記考え方を適用した場合における、上記駅デマンド制御装置１１および中央協調制御装置６０による具体的な制御の仕方の例を、図２および図３を用いて説明する。

各駅舎の駅デマンド制御装置１１は、図２に示すような省エネ制御テーブルをそれぞれ保有しており、図２の省エネ制御テーブルに従って自立制御を実行する。図２において、「バックヤード」とは駅社員が活動するエリアの電気設備を意味し、「コンコース」とは利用客が往来するエリアの電気設備を意味している。
なお、各駅舎の駅デマンド制御装置１１が保有する省エネ制御テーブルの内容は、自駅舎内に配置されている設備機器の種類ごとの台数や最大許容電力に応じて異なる内容が設定される。図２の省エネ制御テーブルにおいて、「制御レベル０」は省エネ制御をしない段階であることを意味している。また、「ホーム」の欄の「＊１」は、タイマーまたは照度センサの検出信号等による制御を行い、駅デマンド制御装置１１の制御下にないことを意味している。地下駅の場合には、駅ホームにおいても、「コンコース」等に準じた制御を行うようにしても良い。

なお、省エネ制御テーブルに示されている値は一例であって、このような値に限定されるものでない。また、図２のテーブルでは、バックヤード−コンコース−窓口の順に省エネ率が大きくなるように設定しているが、駅の構造等に応じて順序を変えても良い。
さらに、図２のテーブルでは、「コンコース」において空調装置の方を照明装置の消費電力よりも優先して電力削減するようにしているが、空調装置よりも照明装置を優先して電力削減するように制御してもよい。「その他」の設備機器としてはエスカレータやエレベータなどがあり、これらの機器に関しては、電力抑制制御をする場合、稼働する台数を順次減らすようにしても良い。その場合、例えば４台のうち１台の稼働を停止すると、消費電力としては７５％（２５％の電力削減）となる。

図２のテーブルを使用した本実施形態における中央協調制御装置６０による制御は、図３（Ａ）に示すように、駅舎ごとの段階的な自立制御（縦軸方向）に、中央協調制御装置６０からの制御指令に基づく段階的な制御（横軸方向）を加算することで実行する。
なお、図３（Ａ）では、自立制御と協調制御がそれぞれ３段階であるものを示しているが、制御段数は「３」に限定されるものでない。また、自立制御との段数と中央協調制御の段数が異なっていても良い。

ここで、一例としてシステム全体の需要電力（３駅の合計需要電力）が、図３（Ｂ）のように、時間を追うごとに増加した場合における協調制御の進行の仕方について、図３（Ｃ）を用いて説明する。
なお、図３（Ｂ）において、横軸は時間、縦軸は合計需要電力（率）、ＴＨｐは中央協調制御装置６０が制御指令を出す条件となる電力しきい値であり、例えばＴＨｐはシステム全体の最大許容電力の９５％（あるいは９０％）のような値を意味している。また、図３（Ｃ）において、（０，０），（３，０），（０，１）等は自立制御の制御段数と協調制御の制御段数をそれぞれ表わし、等記号（＝）の右辺は括弧内の値の合計を表わしている。

図３（Ｃ）の「状態イベント」の初期状態（ｔ1）の欄は、図３（Ｂ）のグラフの時刻ｔ１において、Ａ駅では自立制御および協調制御で電力抑制制御を行なっていないつまり制御段数がそれぞれ「０」であり、Ｂ駅では自立制御で３段階目の電力抑制制御（自立制御段数＝「３」）を行う一方、協調制御で電力抑制制御を行なっていない（制御段数＝「０」）ことを、またＣ駅では自立制御を行なっていない（制御段数＝「０」）一方、協調制御で１段階目の電力抑制制御（自立制御段数＝「１」）を行なっていることを表わしている。

この状態から、図３（Ｂ）の時刻ｔ２のように、合計需要電力が電力しきい値ＴＨｐを超えると、図３（Ｃ）の「状態イベント」は第２行目のように、「ＴＨｐ通過」となり、中央協調制御装置６０から協調制御指令（目標節電率等）が出される。この際、初期状態（ｔ1）でＢ駅とＣ駅が既に電力抑制制御を行なっておりＡ駅が最もトータルの組合せ段数が低いので、中央協調制御装置６０はＡ駅の駅デマンド制御装置１１Ａに対して、電力抑制制御を１段上げるための協調制御指令を出す。
これにより、Ａ駅の制御状態（制御段数）は（０，１）＝１となる。そして、協調制御指令を受けたＡ駅における節電制御により、図３（Ｂ）の時刻ｔ３のように、一旦需要電力率が低くなるものの、例えばＡ駅の自立節電制御が実行されたとすると、図３（Ｃ）の「状態イベント」は第３行目のように、「Ａ駅制御段数＋１」となり、Ａ駅の制御状態（制御段数）は（１，１）＝２となる。これにより、合計需要電力率は電力しきい値ＴＨｐよりも低くなる（時刻ｔ４）。

その後、再び合計需要電力が増加して図３（Ｂ）の時刻ｔ５のように、電力しきい値ＴＨｐを超えると、図３（Ｃ）の「状態イベント」は第４行目のように、「ＴＨｐ通過」となり、中央協調制御装置６０から協調制御指令が出される。このとき、トータルの組合せ段数は、Ａ駅が「２」、Ｂ駅が「３」、Ｃ駅が「１」であるため、組合せ段数の最も低いＣ駅に対して協調制御指令が出され、Ｃ駅の制御状態（制御段数）は（０，２）＝２となる。

これにより、図３（Ｂ）の時刻ｔ６のように、合計需要電力が電力しきい値ＴＨｐよりも一旦下がるものの再び増加し、図３（Ｂ）の時刻ｔ７のように、合計需要電力が電力しきい値ＴＨｐを超えたとすると、図３（Ｃ）の「状態イベント」は第５行目のように、「ＴＨｐ通過」となり、中央協調制御装置６０から協調制御指令が出される。このとき、組合せ段数は、Ａ駅が「２」、Ｂ駅が「３」、Ｃ駅が「２」であるため、組合せ段数の低いＣ駅に対して協調制御指令が出され、Ｃ駅の制御状態（制御段数）は（０，３）＝３となる。なお、このとき、中央協調制御装置６０は、組合せ段数がＣ駅と同じであるＡ駅に対して協調制御指令を出すようにしても良い。これにより、Ａ駅の制御状態（制御段数）は（１，２）＝３となる。

次に、上記制御を図１の電力供給システムに適用する場合における各駅舎の駅デマンド制御装置１１と協調制御装置６０による具体的な電力削減制御の手順の一例について、図４および図５のフローチャートを用いて説明する。
なお、図１の給電システムは蓄電装置５０を備えているため、協調制御装置６０から蓄電装置５０へ制御指令を行う処理も含む必要がある。また、蓄電装置５０への協調制御のための指令の出し方として、電力需要を優先する考え方と省エネを優先する考え方とがあるが、先ず電力需要を優先する考え方を採用した場合の制御手順について説明する。

図４および図５のうち、図４は駅デマンド制御装置１１の制御手順を、また図５は協調制御装置６０の制御手順を示す。
図４の制御処理が開始されると、駅デマンド制御装置１１は、先ず自駅の電力計から自駅設備機器の受電電力値Ｗを読み込み（ステップＳ１）、予め設定されている自駅のしきい値電力ＴＨａよりも受電電力値Ｗが大きいか否か判定する（ステップＳ２）。しきい値電力ＴＨａは、例えば最大需要電力値の９５％とすることが考えられるが９０％等であってもよい。なお、上記「最大需要電力値」は、蓄電装置５０が放電をしている場合、変電所からの最大供給電力と蓄電装置の放電電力との和となる。

上記ステップＳ２で、受電電力値Ｗがしきい値電力ＴＨａよりも大きくない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ６へ移行する。また、受電電力値Ｗがしきい値電力ＴＨａよりも大きい（ステップＳ２：Ｙｅｓ）と判定するとステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、現在の自駅の自立制御段数（図３(Ａ)参照）を１段階増加させ、図２に示すテーブルを参照して新たな自立制御段数に応じて節電すべき設備機器を選択して対象機器へ節電指令を出す（ステップＳ４）。その後、節電指令により電力値が変化する応答時間に相当する所定時間Ｔ１が経過するのを待ち（ステップＳ５）、所定時間Ｔ１が経過するとステップＳ１へ戻り、再度電力計から受電電力値Ｗを読み込む。

そして、次のステップＳ２で受電電力値Ｗが自駅のしきい値電力ＴＨａよりも大きい（Ｙｅｓ）と判定すると上記手順Ｓ３〜Ｓ５を繰り返す一方、ステップＳ２で受電電力値Ｗがしきい値電力ＴＨａよりも大きくない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ６へ移行して、受電電力値Ｗが（ＴＨａ−△ｐ）よりも小さいか否か判定する。△ｐは例えば５％とし、（ＴＨａ−△ｐ）を９０％とすることが考えられる。

上記ステップＳ６で受電電力値Ｗが（ＴＨａ−△ｐ）よりも小さくない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ１へ戻り、受電電力値Ｗが（ＴＨａ−△ｐ）よりも小さい（Ｙｅｓ）と判定するとステップＳ７へ進み、現在の自駅の自立制御段数を１段階減少させ、図２に示す省エネ制御テーブルを参照して新たな自立制御段数に応じて電力増加を許可する設備機器を選択して対象機器へ指令を出す（電力のピークカット実施）。その後、節電指令により電力値が変化する応答時間に相当する所定時間Ｔ１が経過するのを待ち（ステップＳ８）、所定時間Ｔ１が経過するとステップＳ１へ戻り、上記手順を繰り返す。

図５の協調制御装置６０による制御が開始されると、協調制御装置６０は、先ずＡ駅〜Ｃ駅の駅デマンド制御装置１１から各駅の受電電力値Ｗと節電制御段数を取得する（ステップＳ１１）。また、協調制御装置６０は、蓄電装置５０の制御装置５４から電池充電量および充電中か放電中かを示す状態情報を取得する（ステップＳ１２）。
次に、協調制御装置６０は、全受電電力値すなわちＡ駅〜Ｃ駅の受電電力値の合計ＴＷを算出する（ステップＳ１３）。続いて、予め設定されているしきい値電力ＴＨｐよりも需要電力の合計電力値ＴＷが大きいか否か判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で、合計電力値ＴＷがしきい値電力ＴＨｐよりも大きくない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ１５へ進む。また、合計電力値ＴＷがしきい値電力ＴＨｐよりも大きい（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）と判定するとステップＳ１８へ移行する。
ステップＳ１５では、蓄電装置５０の電池充電量が、予め設定されているしきい値ＴＨｃよりも大きいか否か判定する。そして、しきい値ＴＨｃよりも大きくない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ１８へ移行する。また、ステップＳ１５で充電量がしきい値ＴＨｃよりも大きい（Ｙｅｓ）と判定するとステップＳ１６へ進み、蓄電装置５０の制御装置５４に対して放電開始指令を出してから、所定時間Ｔ２が経過するのを待ち（ステップＳ１７）、ステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１４で合計電力値ＴＷがしきい値電力ＴＨｐよりも大きくない（Ｎｏ）と判定またはステップＳ１５で充電量がしきい値ＴＨｃよりも大きくない（Ｎｏ）と判定して移行したステップＳ１８では、合計制御段数の最も小さな駅を求める。また、蓄電装置５０の制御装置５４に対して充電開始指令を出す。続いて、当該駅の駅デマンド制御装置１１へ制御段数を１段増加させる制御指令を送信する（ステップＳ１９）。その後、所定時間Ｔ３が経過するのを待ち（ステップＳ２０）、ステップＳ２１へ進み、合計電力値ＴＷが（ＴＨｐ−△ｐ）よりも小さいか否か判定する。

また、上記ステップＳ２１で合計電力値ＴＷが（ＴＨｐ−△ｐ）よりも小さくない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ１１へ戻り、合計電力値ＴＷが（ＴＨｐ−△ｐ）よりも小さい（Ｙｅｓ）と判定するとステップＳ２２へ進み、合計制御段数の最も大きな駅を求める。続いて、当該駅の駅デマンド制御装置１１へ制御段数を１段減少させる制御指令を送信する（ステップＳ２３）。その後、指令により電力値が変化する応答時間に相当する所定時間Ｔ３が経過するのを待ち（ステップＳ２４）、所定時間Ｔ３が経過するとステップＳ１１へ戻り、上記手順を繰り返す。

協調制御装置６０が上記のような制御を行うことにより、電力需要が増大すると各駅で設備機器の消費電力を下げる節電制御が平等に実行され、配電線路２０の終端側の電圧が許容値以下に下がるのを回避することができるとともに、極端に節電制御が強いられる駅舎が発生するのを回避することができる。
なお、ステップＳ１６で協調制御装置６０から放電開始指令を受けた蓄電装置５０の制御装置５４は、放電を開始するとともに充電量を監視して、充電量が所定値以下になると協調制御装置６０からの指令によって放電を停止し、電池の充電を開始する。また、蓄電装置５０の制御装置５４は、自らの判断で放電を停止し、放電をしていない間は電池の充電を実施する制御を行うように構成しても良い。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。この変形例は、蓄電装置５０への充電指令に際して省エネを優先する考え方を採用した場合における協調制御装置６０の制御手順であり、そのフローチャートが図６に示されている。
図６のフローチャートは、図５のフローチャートのステップＳ１４とＳ１５との間に、全ての駅舎において節電のための制御段数が最も大きくなっているか否か判定するステップＳ１４ａを設けたものである。

このフローチャートに従うと、ステップＳ１４ａで全駅の制御段数が最大である（Ｙｅｓ）と判定した場合にステップＳ１５へ進んで、蓄電装置５０の制御装置５４に対して放電開始指令を出し、全駅の制御段数が最大ではない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ１８へ進み、駅デマンド制御装置１１へ制御段数を１段減少させる制御指令を送信することとなる。
上記のような制御を実行することで、蓄電装置５０の放電時間が限られている場合に、システム内の全駅の電力需要が高い状態が長時間続くような場合にも、配電線路２０の終端側の電圧が許容値以下に下がるのを回避することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、蓄電装置５０のバッテリー５１が変電所３０Ａまたは３０Ｂからの電力のみで充電されるように構成されているが、き電線に接続されて直流を交流に変換するインバータを備え、インバータによって生成された回生電力によって充電されるように構成しても良い。
また、前記実施形態では、本発明を配電線路に接続された蓄電装置が設けられている給電システムに適用した場合について説明したが、本発明は蓄電装置が設けられていない給電システムに適用することも可能である。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 駅舎（駅電気設備）
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 駅デマンド制御装置
２０ 配電線路
３０Ａ，３０Ｂ 変電所
４１，４２，４３ 遮断器
５０ 蓄電装置
５１ バッテリー
５４ 充放電制御装置
６０ 協調制御装置

Claims (5)

1. 変電所から交流電力の供給を受けて複数の駅舎に電力を供給する配電線路と、
   前記複数の駅舎のそれぞれに設けられ、対応する駅舎の電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力可能な複数の局所デマンド制御装置と、
   前記複数の局所デマンド制御装置から受電電力値および制御状態に関する情報を取得して、前記複数の局所デマンド制御装置のそれぞれに対して需要電力に関する制御指令値を送出する協調制御装置と、を備え、前記配電線路から前記複数の駅舎の電気設備のそれぞれに供給される交流電力を調整する複数駅における電力協調制御システムであって、
   前記局所デマンド制御装置は、
   それぞれの駅舎の受電電力を計測する電力計測手段と、
   複数の節電制御段階と自己の駅舎の電気設備における節電量との関係を示す省エネ制御テーブルを記憶する記憶装置と、
   前記電力計測手段により計測された電力値に基づいて受電電力が予め設定されている値を超えた場合に自らの節電制御段階を決定し決定した節電制御段階に基いて前記省エネ制御テーブルを参照し自己の駅舎の電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力する機能および前記協調制御装置からの制御指令に応じて自己の駅舎の電気設備に対して需要電力を減らす指示を出力する機能を有する電力抑制手段と、を備え、
   前記協調制御装置は、前記複数の局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に、取得した制御状態情報に基づいて協調制御の節電制御段階と各駅舎の節電制御段階とを加算して合計節電制御段階を算出し、最も合計節電制御段階の低い駅舎を抽出して、対応する局所デマンド制御装置へ節電制御段階を上げる制御指令を送出するように構成されていることを特徴とする複数駅における電力協調制御システム。
2. 前記省エネ制御テーブルには、対応する駅舎の電気設備のうち予め設定された複数のエリアごとにこれらのエリアに配置されている電気設備の節電率に関する情報が記述されており、
   前記局所デマンド制御装置は、自らの節電制御段階を決定し決定した節電制御段階または前記協調制御装置からの制御指令により指定された節電制御段階に基づいて自己の駅舎の電気設備の需要電力を決定する際に、前記省エネ制御テーブルを参照して、エリアごとに各エリアの電気設備の節電量を決定して、電気設備に対して節電の指示を出力することを特徴とする請求項１に記載の複数駅における電力協調制御システム。
3. 前記電気設備には、少なくとも照明機器と空調機器が含まれており、
   前記省エネ制御テーブルにおいては、照明機器と空調機器とで異なる節電率が節電制御段階ごとに記述されていることを特徴とする請求項２に記載の複数駅における電力協調制御システム。
4. 二次電池および該二次電池の充放電制御手段を備えた蓄電装置が前記配電線路に接続されてなり、
   前記協調制御装置は、前記複数の局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に、前記充放電制御手段に対して放電を開始する指令を送出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複数駅における電力協調制御システム。
5. 前記充放電制御手段は、少なくとも充放電の状態および充電量を表わす情報を前記協調制御装置へ送信する機能を備え、
   前記協調制御装置は、前記複数の局所デマンド制御装置から取得した受電電力値の合計値が予め設定されている値を超えた場合に、前記蓄電装置の充電量が所定値以上であることを条件に放電を開始する指令を生成し、前記充放電制御手段に対して送出するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の複数駅における電力協調制御システム。

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