JP2021093870A - エネルギ管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
式(1):次回指定時間T2の制御容量={(前回指定時間T1の計量平均)+(前回指定時間T1の制御量平均)−(目標デマンド)}+(前回指定時間T1の傾き)×前回指定時間T1
(エネルギ管理システム1の全体構成)
エネルギ管理システム1は、その要旨として、複数の負荷設備12が設置されている電力需要拠点10と、電力需要拠点10と閉域網8を介して接続され、システム全体を制御する制御部41を有するサーバ4と、を備えており、詳しくは後述するように、制御部41は、過剰運転となっている負荷設備12を自律的に制御する自律制御を実行し、電力需要拠点10に設定された目標デマンドに沿うように負荷設備12を強制的に制御するデマンド制御の必要性について電力料金の基礎となるデマンド時限を区分した指定時間ごとに判定して、必要な場合には次回指定時間においてデマンド制御を実行する。なお、本明細書及び図面において、エネルギ管理システム1の略称としてEEMSと表記することがある。
エネルギ管理システム1の動作について、引き続き図1を参照して、その概要を説明する。エネルギ管理システム1は、監視機能として、当該システムに参加する負荷設備12等の運転状態、故障信号、順潮流/逆潮流、蓄電池残量などを監視する。
エネルギ管理システム1の機能について、詳細を説明する。なお、以下の表1に示すプログラム上の点数を含め、以下に説明する各種の数値等は本実施形態の理解を補助するための一例であって、本実施形態ひいては本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではないので、留意されたい。
エネルギ管理システム1は、前述したように、自律制御を実行するとともに、必要な場合にはデマンド制御を実行するが、制御部は、自律制御が実行された負荷設備の自律制御容量の集計と、デマンド制御が実行される負荷設備のデマンド制御容量の算出を行い、それらの大小を指定時間ごとに比較して、自律制御容量がデマンド制御容量以上であれば自律制御を継続して実行し、自律制御容量がデマンド制御容量未満であればデマンド制御を必要と判定して前記デマンド制御容量と前記自律制御容量の差分について追加制御を実行する。以下、自律制御及びデマンド制御について、説明する。
制御部41は、運転時間条件を満たした負荷設備12を制御候補として制御待ち行列に投入し、投入されるたびに制御待ち行列中の負荷設備12を過剰運転の程度の高い優先順にソートし、そして、優先順に電気消費設備12の自律制御を実行して自律制御容量を集計する。具体的には、次のとおりであり、制御の対象である負荷設備12が空調機である場合を例に説明する。他の負荷設備12についても、それぞれの設備の性状に応じ、同様の考え方で適用できる。制御待ち行列は、温度(室内温度・外気温度)、湿度、照度、不快指数、CO2濃度などの要素ごとに作成される。
・名称
・警報信号アドレス(パルスと同じ。以下同様):不具合信号を監視する。
・運転状態監視アドレス:空欄の場合は状態入力無しの場合、常時運転とみなす。
・冷房運転条件(温度条件・暦条件・接点条件)/暖房運転条件(温度条件・暦条件・接点条件):冷房・暖房各々に指定。外気温条件運転禁止モード設定、暦で使用許可・使用禁止を決めるだけでなく、外室温条件・暦条件のand/orで、冷房では、外気温〇〇度以上の時使用許可、△△度未満では使用禁止、暖房では、外気温××度未満時の使用許可、□□度以上で使用禁止の運用を可能とする(この時の操作機能は遠方発停を使用)。
・自律制御時時間帯別目標温度及び復帰温度:冷房・暖房各々5時間帯別ブロック/日。外気温差制御Y/N○○℃のように、外気温比較での制御を選択及び温度差を設定する(想定使用状態は冷房時に使用…例えば、設定温度差10℃)。
・限界温度:各々の目標温度に対して制御候補になる限界温度を設定する。限界温度を超えて劣悪環境にある場合、制御候補から外す。
・運転時間:○○分(0分〜59分)とし、停止中設備への制御・起動直後の制御を防止する。
・制御時間:○○分(0分〜59分)
・効果容量:〇○○.○○kW(有効桁数;下二桁)
・制御信号アドレス:通常制御アドレス及び起動/停止アドレス
・紐付け温度計測ID(=群ID)、外気温計測ID
・紐付け電力計測ID
・警報管理:警報信号の有無を管理する。
・運転管理:制御対象の運転状態を監視して運転継続時間、停止時間を管理する。
・制御時間:制御対象設備によって異なる“最短制御時間”を設定する。
・待機時間:制御対象設備によって異なる“最短運転時間”を設定する。
・閾値条件:通常時とデマンドモード時の2段階、ヒステリシス条件。
・予測時間:○○分
・効果容量:制御の効果容量を登録する。
エネルギ管理システム1は、デマンド監視を行う。ここで、デマンドの定義として、デマンド値は、デマンド時限内の区間平均電力(単位;kW)とする。ここで、わが国ではデマンド時限が30分であるのに対し、東南アジアでは15分であるなど国によって異なる(デマンドという基準が無い国もある)。本実施形態に係るエネルギ管理システムはデマンド時限にかかわらず適用できるものであり、以下の説明では、わが国を基準として記載するものの、諸外国の基準にも対応できることに留意されたい。
エネルギ管理システム1は、自律制御を基本とし制御されるが、受電電力の推移に伴い、目標デマンド設定値などの条件により、前述したようなデマンド制御移行条件が成立した場合、デマンド制御を行う。このため、制御部41は、指定時間ごとに、電力需要拠点の全体について、指定時間T1の受電電力の計量平均、前回指定時間T1の制御量平均、目標デマンド、及び前回指定時間T1の受電電力の計量変化量を指定時間T1で除した傾きを用い、式(1)によって次回指定時間T2のデマンド制御容量を算出する。
式(1):次回指定時間T2の制御容量={(前回指定時間T1の計量平均)+(前回指定時間T1の制御量平均)−(目標デマンド)}+(前回指定時間T1の傾き)×前回指定時間T1
(制御待ち行列におけるアナログ一元管理)
上記した実施形態において説明した制御待ち行列については、アナログ値をもって一元管理するようにしてもよい。
・上限管理(例;暖房時の空調管理)の場合:{(計測値)÷(目標値)−1}×100=(余裕度)%
・下限管理(例;冷房時の空調管理)の場合:{1−(計測値)÷(目標値)}×100=(余裕度)%
そして、制御待ち行列に投入されたすべての要素に係る空調機(負荷設備12)を、この余裕度が小さい順にソートする。これにより、温度、CO2濃度などのすべての要素における計測値と目標値というアナログ値から算出した余裕度を用いて、すべての要素に係るアナログ値の一元管理が可能になる。
(目標デマンドの自動修正)
上記した実施形態において説明した目標デマンドについては、AI機能として、目標デマンド修正自動機能を付加するようにしてもよい。
本実施形態に係るエネルギ管理システムは、上記したように、自律制御とデマンド制御を組み合わせることにより、負荷設備の制御のために需要家に我慢を強いることが少なく、また、制御に関わる時間の設定にかかわりなく円滑な制御が可能なエネルギ管理システムを提供することができる。
2…顧客PC
3…インターネット(ネットワーク)
4…クラウドサーバ(サーバ)
41…制御部
5…専用線
6…携帯電話網
7…管理者の事務所
8…閉域網
10…顧客拠点(電力需要拠点)
11…ボックスサーバ(Box PC server)
12…負荷設備(空調機等)
12s…温度センサ
13…パワーコンディショニングシステム(PCS)
14…蓄電池(BATT)
15…電力量計(WHM)
16…太陽光電池
17…電力変換器
18…アイソレータ
Claims (7)
- エネルギ管理システムであって、
複数の負荷設備が設置されている電力需要拠点と、
前記電力需要拠点と閉域網を介して接続され、システム全体を制御する制御部を有するサーバと、を備え、
前記制御部は、過剰運転となっている前記負荷設備を自律的に制御する自律制御を実行し、前記電力需要拠点に設定された目標デマンドに沿うように前記負荷設備を強制的に制御するデマンド制御の要否について電力料金の基礎となるデマンド時限を区分した指定時間ごとに判定して、必要な場合には次回指定時間においてデマンド制御を実行する、ことを特徴とするエネルギ管理システム。 - 前記制御部は、前記自律制御が実行された前記負荷設備の自律制御容量の集計と、前記デマンド制御が実行される前記負荷設備のデマンド制御容量の算出を行い、それらの大小を前記指定時間ごとに比較して、前記自律制御容量が前記デマンド制御容量以上であれば前記自律制御を継続して実行し、前記自律制御容量が前記デマンド制御容量未満であれば前記デマンド制御を必要と判定して前記デマンド制御容量と前記自律制御容量の差分について追加制御を実行する、ことを特徴とする請求項1に記載のエネルギ管理システム。
- 前記制御部は、運転時間条件を満たした前記負荷設備を制御候補として制御待ち行列に投入し、投入されるたびに前記制御待ち行列中の前記負荷設備を過剰運転の程度の高い優先順にソートし、そして、前記優先順に前記電気消費設備の前記自律制御を実行して前記自律制御容量を集計する、ことを特徴とする請求項2に記載のエネルギ管理システム。
- 前記制御部は、前記指定時間ごとに、前記電力需要拠点の全体について、前回指定時間T1の受電電力の計量平均、前回指定時間T1の制御量平均、前記目標デマンド、及び前回指定時間T1の受電電力の計量変化量を指定時間T1で除した傾きを用い、式(1)によって次回指定時間T2の前記デマンド制御容量を算出する、ことを特徴とする請求項2に記載のエネルギ管理システム。
式(1):次回指定時間T2の制御容量={(前回指定時間T1の計量平均)+(前回指定時間T1の制御量平均)−(目標デマンド)}+(前回指定時間T1の傾き)×前回指定時間T1 - 複数の負荷設備が設置されている電力需要拠点と、前記電力需要拠点と閉域網を介して接続され、システム全体を制御する制御部を有するサーバと、を備えるエネルギ管理システムを制御する方法であって
前記制御部は、
過剰運転となっている前記負荷設備を自律的に制御する自律制御を実行するステップと、
前記電力需要拠点に設定された目標デマンドに沿うように前記負荷設備を強制的に制御するデマンド制御の要否について電力料金の基礎となるデマンド時限を区分した指定時間ごとに判定して、必要な場合には次回指定時間においてデマンド制御を実行するステップと、を含む、ことを特徴とする方法。 - 複数の負荷設備が設置されている電力需要拠点と、前記電力需要拠点と閉域網を介して接続され、システム全体を制御する制御部を有するサーバと、を備えるエネルギ管理システムを動作させるプログラムであって、
前記制御部に、
過剰運転となっている前記負荷設備を自律的に制御する自律制御を行う処理と、
前記電力需要拠点に設定された目標デマンドに沿うように前記負荷設備を強制的に制御するデマンド制御の要否について電力料金の基礎となるデマンド時限を区分した指定時間ごとに判定して、必要な場合には次回指定時間においてデマンド制御を行う処理、を実行させることを特徴とするプログラム。 - 複数の負荷設備が設置されている電力需要拠点を備えるエネルギ管理システムにおいて、前記電力需要拠点と閉域網を介して接続され、システム全体を制御する制御部を有するサーバ装置であって、
前記制御部は、過剰運転となっている前記負荷設備を自律的に制御する自律制御を実行し、前記電力需要拠点に設定された目標デマンドに沿うように前記負荷設備を強制的に制御するデマンド制御の要否について電力料金の基礎となるデマンド時限を区分した指定時間ごとに判定して、必要な場合には次回指定時間においてデマンド制御を実行する、ことを特徴とするサーバ装置。
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