JP3359836B2 - 負荷集中制御システム - Google Patents

負荷集中制御システム

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    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力会社と需要家
が各々の条件に応じて需要と供給を調整し、電気事業や
社会にとって望ましい需要に誘導する、いわゆるDSM
(デマンド・サイド・マネジメント)の実効を図るため
の具体的構成である負荷集中制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、各年度毎の最大電力量を表した
図である。このように、近年、電力需要、特に最大電力
量は増加の一途をたどっている。電力会社の負荷集中制
御システム実証試験報告によると、ある管内において夏
期に外気温度が32℃以上になると、業務用や住宅用の
エアコン稼働率が急激に上昇し、エアコン稼働による電
力量は最大電力量の40%を占めてしまう。さらに、時
間帯11:00〜17:00において、業務用エアコン
のうち70%以上が稼働し、その電力量は最大電力量の
30%以上を占める例も報告されている。
【0003】電力会社では、年々増加している最大電力
量に応じて、電力設備を増設するのは困難であり、また
電力運営の効率化の観点から問題もあることから、DS
Mシステムを構築し、最大電力量を抑制し、電力需要の
平準化を計ろうとしている。すなわち、電力会社は、各
需要家に設置した端末装置を介して、電力の使用負荷状
態に応じて電源をON/OFF制御して供給電力を抑制
したり、端末装置に併設される宅内表示器に現況の電力
量、料金体系、節電方法等の情報を提供し、節電を促し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インバ
ータ制御エアコンなどの省エネ機器の普及や、DSMシ
シテムの導入が進められているにもかかわらず、夏期最
盛期の激しい暑さを我慢してエアコンの稼働を抑制する
需要家(特にサービス業に携わる需要家)は少なく、エ
アコンは一斉にフル稼働しているのが実状である。ま
た、DSMによる情報等で節電を心がけている需要家に
おいても、エアコンの設定温度の切替や扇風機等の他の
冷房機器への変更は煩雑であり、一時的な電力需要の集
中を抑えられないのが実状である。
【0005】そこで本発明は、需要家に簡易な装置を設
置し、効率的にエアコン等の消費電力の大きい負荷の稼
働を制御し、電力需要ピーク時の最大電力量を抑え、D
SMの実効を図ることのできる負荷集中制御システムを
提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、電力量計と第1の負荷との
間に設けられた電流センサと、第1の負荷と第2の負荷
との間に設けられて第2の負荷のON/OFFを行うパ
ワーリレーと、端末装置とを備え、外部の中央制御装置
から伝送路を介して稼働制御信号を受信した前記端末装
置は、前記電流センサから得られた電流値に基づき第1
及び第2の負荷の稼働による消費電力量を演算して前記
中央制御装置に前記伝送路を介して送信し、かつ、前記
消費電力量が閾値を超える場合には前記パワーリレーを
駆動して第2の負荷を停止させるものである。
【0007】 請求項2記載の発明は、電力量計に電流
センサを介して接続された第1の負荷と、室内の温度を
測定する温度センサと、第1の負荷と第2の負荷との間
に設けられて第2の負荷のON/OFFを行うパワーリ
レーと、端末装置とを備え、外部の中央制御装置から伝
送路を介して稼働制御信号を受信した前記端末装置は、
前記温度センサから得られた温度値を前記中央制御装置
に前記伝送路を介して送信し、かつ、前記温度値が設定
温度以下になった場合には前記パワーリレーを駆動して
第2の負荷を停止させるものである。
【0008】 請求項3記載の発明は、請求項1または
2記載の負荷集中制御システムにおいて、前記パワーリ
レーは、タイマー付きのパワーリレーであることを特徴
とする。
【0009】 請求項4記載の発明は、請求項1、2ま
たは3記載の負荷集中制御システムにおいて、前記第2
負荷は、エアコン室外機であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は本実施形態のブロック構成図であ
る。
【0011】WHM(電力量計)20とエアコン室内機
21aとの間に、電流センサ1を設置する。電流センサ
1の作用は、エアコン21が消費する電流を測定し、電
流値をA/D変換器2を介して、端末装置3に出力する
ことにある。端末装置3は、上記電流値からエアコン2
1の消費電力量を求める。電流センサ1は、主として電
力量の変動を管理する目的で使用されるため、精密な変
流比特性を必要としない。このため、クランプ型変流器
や分割型変流器等の廉価な市販品の電流センサを使用す
ることができる。また、電力線の切断工事も不要であ
り、極めて容易に設置することができる。なお、配電線
22は、WHM20を介して、並列に接続されているエ
アコン21、その他の負荷23に電力を供給する電力線
である。
【0012】エアコン室内機21aの近傍には、電子式
の温度センサ4を設ける。温度センサ4の作用は、エア
コン室内機21aが設置されている部屋の温度を測定
し、当該温度の値を端末装置3に出力することにある。
なお、図1には示していないが、A/D変換器を介して
温度の値を端末装置3に出力する場合もある。
【0013】エアコン室内機21aとエアコン室外機2
1bとの間には、タイマー5を付属したパワーリレー6
を設ける。タイマー5は、端末装置3に接続される。
【0014】端末装置3は、伝送路7としての電話回線
または配電線搬送路等を介して、電力会社側に設けられ
た中央制御装置8に接続される。
【0015】以下、端末装置3の作用について説明す
る。夏期の午後、気温が上昇して各需要家のエアコンが
一斉に稼働し、電力需要の集中が予想されるとき、電力
会社の営業所等に設置された中央制御装置8は、管内の
電力量のデータを収集するとともに、DSM契約を結ん
だ各需要家の端末装置3にエアコン稼働制御信号を伝送
路7を介して送信する。
【0016】当該信号を受信した端末装置3は、電流セ
ンサ1から得られた電流値に基づきエアコン稼働による
電力量を演算し、当該電力量を中央制御装置8に伝送路
7を介して送信する。さらに、端末装置3は、前記エア
コン稼働による電力量を、一定の閾値と比較し、閾値を
超える場合には、タイマー5を設定し、一定時間経過後
にパワーリレー6を駆動し、エアコン室外機21bを停
止する。なお、端末装置3は、タイマー5を介さず、直
接パワーリレー6を駆動する場合もある。
【0017】また、端末装置3は、温度センサ4から得
られた室内の温度の値を、中央制御装置8に伝送路7を
介して送信する。端末装置3は、前記室内の温度の値を
予め設定された温度と比較し、室内の温度の値が設定温
度以下になったら、タイマー5を設定し、一定時間経過
後にパワーリレー6を駆動し、エアコン室外機21bを
停止する。なお、端末装置3は、タイマー5を介さず、
直接パワーリレー6を駆動する場合もある。このよう
に、エアコン21全体の電源を停止せず、エアコン室外
機21bのみを停止させるのは、熱交換機能を有するエ
アコン室外機21bの消費電力が、エアコン室内機21
aの消費電力と比較してはるかに大きいことと、エアコ
ン室内機21aの送風機能を継続させ、極端で急激な室
内温度の上昇を防止するためである。
【0018】端末装置3は、前記エアコン稼働による電
力量の演算、温度センサ4による室内温度の計測を常時
行い、必要に応じて当該値やWHM20の値(電力量計
の値)を伝送路7を介して中央制御装置8に送信する。
【0019】端末装置3は、中央制御装置8から受信し
た各種データや前記エアコン稼働による電力量等を端末
装置3に併設されている宅内表示器9に表示し、需要家
に節電を促す。
【0020】上記手段によって電力供給抑制の効果が得
られない場合には、最終的手段として、電力会社は需要
家への全電力供給を一時的に停止する。電力会社は、た
とえば、受け持ち管轄内を2ブロックに分け、各ブロッ
ク交互に電力供給の停止を行うこともできるし、消費電
力の大きい一定地域のみ、断続的に電力供給を停止する
こともできる。
【0021】上述した実施形態では、エアコン21につ
いての適用について説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、たとえば、短時間であれば運転を停止して
も実害が少なくかつ消費電力の大きな家庭用冷蔵庫等の
負荷にも適用することができる。さらに、端末装置3が
制御する負荷は1台のみに限られず、複数台の負荷のそ
れぞれに、電流センサ1、タイマー5付属のパワーリレ
イー6を設け、制御することも可能である。また、外気
温度の情報のみから、中央制御装置8がエアコン21を
直接制御すれば、前記電流センサ1、A/D変換器2、
温度センサ4を不要とし、より簡便なシステムを構築す
ることもできる。
【0022】図2は模擬試験装置の構成図である。模擬
試験装置は、本発明のエアコン稼働制御の時間間隔の設
定や節電効果を確認するため、モデルルームにおいて、
各種計測器や実施形態の具体的構成要素等を設置したも
のである。
【0023】便宜上、自動検針中央装置31、TPC−
NCU(センタ・ネットワーク・コントロールユニッ
ト)32、模擬交換機33が、モデルルーム30内に設
置されているが、これらは、図1における中央制御装置
3に相当し、本来は電力会社の営業所に設置されるもの
である。また、モデルルーム30内に設置された記録温
度計34や、室外に設置された熱電対37は、実験デー
タを収集するために設置されたものであり、本発明を実
施する上で必要ないものである。
【0024】図中、AC/DC電流プローブ35は図1
における電流センサ1に、熱電対36a,36b,36
cは図1における温度センサ4に相当する。TP−NU
C38は、ネットワークコントロールユニットであり、
図1における端末装置3はこの機能も有している。な
お、NFB39は、ノーヒューズ・ブレーカーである。
【0025】図2に示した模擬試験装置を用いて、各種
データを蓄積することにより、電力量、エアコン稼働制
御の時間間隔設定、外気温度、室内温度等の相関関係を
把握でき、各需要家の条件に適合したエアコン稼働制御
が可能となる。上記各需要家の条件としては、建物の構
造、居室の床面積等がある。
【0026】
【発明の効果】以上のように請求項1、2、3、4記載
の発明によれば、需要家に簡易な装置を設置し、効率的
にエアコン等の消費電力の大きい負荷の稼働を制御し、
電力需要ピーク時の最大電力量を抑え、DSMの実効を
図ることができる。したがって、一時期の最大電力量に
応じた電力設備の増設を不要とし、電力すなわち資源の
有効利用という公益的観点から産業の発達に貢献するこ
とができる。しかも、需要家にとって、エアコン設定温
度の切替やエアコンから扇風機への機器の変更等の煩雑
さもなく、簡便なシステムである。
【0027】特に、請求項4記載は、エアコン室外機の
停止に伴う急激な温度上昇はなく、需要家において不快
感はないため、利用しやすいシステムである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のブロック構成図である。
【図2】模擬試験装置の構成図である。
【図3】各年度毎の最大電力量を表した図である。
【符号の説明】
1 電流センサ 2 A/D変換器 3 端末装置 4 温度センサ 5 タイマー 6 パワーリレー 7 伝送路 8 中央制御装置 9 宅内表示器 20 WHM 21 エアコン 21a エアコン室内機 21b エアコン室外機 22 配電線 23 負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 13/00 H02J 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力量計と第1の負荷との間に設けられた
    電流センサと、第1の負荷と第2の負荷との間に設けら
    れて第2の負荷のON/OFFを行うパワーリレーと、
    端末装置とを備え、外部の中央制御装置から伝送路を介して稼働制御信号を
    受信した前記端末装置は、前記電流センサから得られた
    電流値に基づき第1及び第2の負荷の稼働による消費電
    力量を演算して前記中央制御装置に前記伝送路を介して
    送信し、かつ、前記消費電力量が閾値を超える場合には
    前記パワーリレーを駆動して第2の負荷を停止 させるこ
    とを特徴とする負荷集中制御システム。
  2. 【請求項2】電力量計に電流センサを介して接続された
    第1の負荷と、室内の温度を測定する温度センサと、第
    1の負荷と第2の負荷との間に設けられて第2の負荷の
    ON/OFFを行うパワーリレーと、端末装置とを備
    え、外部の中央制御装置から伝送路を介して稼働制御信号を
    受信した前記端末装置は、前記温度センサから得られた
    温度値を前記中央制御装置に前記伝送路を介して送信
    し、かつ、前記温度値が設定温度以下になった場合には
    前記パワーリレーを駆動して第2の負荷を停止 させるこ
    とを特徴とする負荷集中制御システム。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の負荷集中制御シ
    ステムにおいて、 前記パワーリレーは、タイマー付きのパワーリレーであ
    ることを特徴とする負荷集中制御システム。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の負荷集中制
    御システムにおいて、 前記第2の負荷は、エアコン室外機であることを特徴と
    する負荷集中制御システム。
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JP4236386B2 (ja) * 2001-02-27 2009-03-11 三洋電機株式会社 電力の取引方法及び取引システム
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