JP4766308B2

JP4766308B2 - 電力監視システム

Info

Publication number: JP4766308B2
Application number: JP2005214478A
Authority: JP
Inventors: 哲野口
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-07-25
Also published as: WO2007013336A1; JP2007033138A

Description

本発明は、ネットワークを使用した電力監視システムに関し、特に既存のシステムを使用してプログラムの追加のみで機器毎の電力を計測することが可能な電力監視システムに関する。

従来のネットワークを使用した電力監視システムに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００４−２１９１８１号公報

図５はこのような従来の電力監視システムの一例を示す構成ブロック図である。図５において１は電力監視端末、２，３及び４は電力計測装置、５，６及び７は制御装置、８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５及び１６は機器、１００はネットワーク、２００は電力線である。

電力監視端末１はネットワーク１００に接続され、電力計測装置２，３及び４もまたネットワーク１００にそれぞれ接続される。同様に、制御装置５，６及び７もまたネットワーク１００にそれぞれ接続される。

制御装置５は機器８，９及び１０の制御入力端子にそれぞれ接続され、制御装置６は機器１１，１２及び１３の制御入力端子にそれぞれ接続される。同様に、制御装置７は機器１４，１５及び１６の制御入力端子にそれぞれ接続される。

電力計測装置２，３及び４は電力線２００にそれぞれ接続される。機器８，９及び１０には電力計測装置２を介して電力がそれぞれ供給され、機器１１，１２及び１３には電力計測装置３を介して電力がそれぞれ供給される。また、機器１４，１５及び１６には電力計測装置４を介して電力がそれぞれ供給される。

ここで、図５に示す従来例の動作を説明する。機器８，９及び１０でそれぞれ消費される電力量は電力計測装置２で測定することにより取得される。

取得された消費電力量はネットワーク１００を経由して電力監視端末１に送信される。

同様に、機器１１，１２及び１３でそれぞれ消費される電力量は電力計測装置３で測定することにより取得され、ネットワーク１００を経由して電力監視端末１に送信される。

また、機器１４，１５及び１６でそれぞれ消費される電力量は電力計測装置４で測定することにより取得され、ネットワーク１００を経由して電力監視端末１に送信される。

この結果、電力計測装置２，３及び４でそれぞれ取得された消費電力量をネットワーク１００を経由して電力監視端末１に送信することにより、電力監視端末１は電力計測装置２，３、若しくは、４の消費電力量を集計することが可能となる。

図６は機器毎の消費電力量を監視する電力監視システムの他の一例を示す構成ブロック図である。図６において１，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１００及び２００は図５と同一符号を付してあり、１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４及び２５は電力計測装置である。

電力監視端末１はネットワーク１００に接続され、制御装置５，６及び７もまたネットワーク１００にそれぞれ接続される。同様に、電力計測装置１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４及び２５もまたネットワーク１００にそれぞれ接続される。

また、電力計測装置１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４及び２５は電力線２００にそれぞれ接続される。

機器８には電力計測装置１７を介して電力が供給され、機器９には電力計測装置１８を介して電力が供給される。また、機器１０には電力計測装置１９を介して電力が供給され、機器１１には電力計測装置２０を介して電力が供給される。

同様に、機器１２には電力計測装置２１を介して電力が供給され、機器１３には電力計測装置２２を介して電力が供給される。また、機器１４には電力計測装置２３を介して電力が供給され、機器１５には電力計測装置２４を介して電力が供給される。機器１６には電力計測装置２５を介して電力が供給される。

ここで、図６に示す従来例の動作を説明する。機器８で消費される電力量は電力計測装置１７で測定することにより取得される。取得された消費電力量はネットワーク１００を経由して電力監視端末１に送信される。

同様に、機器９で消費される電力量は電力計測装置１８で測定することにより取得され、機器１０で消費される電力量は電力計測装置１９で測定することにより取得される。

また、機器１１で消費される電力量は電力計測装置２０で測定することにより取得され、機器１２で消費される電力量は電力計測装置２１で測定することにより取得される。

また、機器１３で消費される電力量は電力計測装置２２で測定することにより取得され、機器１４で消費される電力量は電力計測装置２３で測定することにより取得される。

また、機器１５で消費される電力量は電力計測装置２４で測定することにより取得され、機器１６で消費される電力量は電力計測装置２５で測定することにより取得される。

そして、機器９，１０，１１，１２，１３，１４，１５及び１６の消費電力量はネットワーク１００を経由して電力監視端末１にそれぞれ送信される。

この結果、電力計測装置１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４及び２５でそれぞれ取得された消費電力量をネットワーク１００を経由して電力監視端末１に送信することにより、電力監視端末１は機器８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５、若しくは、１６毎の消費電力量を集計することが可能となる。

しかし、図５に示す従来例では、機器単位での消費電力量を知りたい場合、図６に示すように機器毎に電力計測装置を設置する必要があるが、機器の数量が多い場合は電力計測装置の設置及び配線等のコストが大きくなるため、全ての機器に電力計測装置を取り付けることは困難であると言った問題点があった。

従って本発明が解決しようとする課題は、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能な電力監視システムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ネットワークを使用した電力監視システムにおいて、
電力を消費する機器と、前記機器の消費電力量を監視する電力監視端末と、前記機器を制御すると共に前記機器への制御情報に基づき前記機器での推定消費電力量を演算し、前記電力監視端末にネットワークを経由して前記推定消費電力量を送信する制御装置とを備えたことにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明である電力監視システムにおいて、
前記制御装置が、
制御プログラム、追加プログラム及び換算パラメータとが格納された記憶手段と、前記制御プログラムにより前記機器を制御し、前記換算パラメータを用いて前記追加プログラムにより前記機器の前記推定消費電力量を演算する演算制御手段と、前記電力監視端末との通信を行う通信手段とから構成されることにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

請求項３記載の発明は、
ネットワークを使用した電力監視システムにおいて、
電力を消費する機器と、前記機器の消費電力量を監視する電力監視端末と、前記機器を制御すると共に前記機器への制御情報に基づき前記機器での推定消費電力量を演算し、この推定消費電力量に基づき前記機器での二酸化炭素排出量を演算し、前記電力監視端末にネットワークを経由して前記推定消費電力量と前記二酸化炭素排出量を送信する制御装置とを備えたことにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

請求項４記載の発明は、
請求項２記載の発明である電力監視システムにおいて、
前記制御装置が、
制御プログラム、追加プログラム及び換算パラメータとが格納された記憶手段と、前記制御プログラムにより前記機器を制御し、前記換算パラメータを用いて前記追加プログラムにより前記機器の前記推定消費電力量を演算し、この推定消費電力量に基づき前記機器での二酸化炭素排出量を演算する演算制御手段と、前記電力監視端末との通信を行う通信手段とから構成されることにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

請求項５記載の発明は、
請求項２若しくは請求項４記載の発明である電力監視システムにおいて、
前記換算パラメータが、
前記機器の実際の動作より予め測定されたデータに基づいて作成されたものであることにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

請求項６記載の発明は、
請求項２若しくは請求項４記載の発明である電力監視システムにおいて、
前記換算パラメータが、
前記機器を構成している部品のデータより理論的に計算されたものであることにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２，５及び請求項６の発明によれば、制御装置にプログラムを追加し、その追加プログラムにより、機器の制御情報から機器の推定消費電力量を演算することにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

請求項３，４，５及び請求項６の発明によれば、制御装置にプログラムを追加し、その追加プログラムにより、機器の制御情報から機器の推定消費電力量を演算し、さらにその推定消費電力量から機器の二酸化炭素排出量を演算することにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量及び二酸化炭素排出量を測定することが可能になる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る電力監視システムの一実施例を示す構成ブロック図である。

図１において２６は電力監視端末、２７，２８及び２９は制御装置、３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７及び３８は機器、１０１はネットワーク、２０１は電力線である。

電力監視端末２６はネットワーク１０１に接続され、制御装置２７，２８及び２９もまたネットワーク１０１にそれぞれ接続される。

制御装置２７は機器３０，３１及び３２の制御入力端子にそれぞれ接続され、制御装置２８は機器３３，３４及び３５の制御入力端子にそれぞれ接続される。同様に、制御装置２９は機器３６，３７及び３８の制御入力端子にそれぞれ接続される。

機器３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７及び３８は電力線２０１より電力が供給される。

ここで、図１に示す実施例の動作を図２、図３及び図４を用いて説明する。図２は本実施例の制御ブロック図、図３は制御プログラムの処理過程での動作を説明するフロー図、図４は追加プログラムの処理過程での動作を説明するフロー図である。

図２において２６，２７，２８及び２９は図１と同一符号を付してあり、３９は電力監視端末２６を制御するＣＰＵ等の演算制御手段、４０及び４１はネットワークを介して通信を行うネットワークカード等の通信手段、４２はＣＰＵ等の演算制御手段、４３はハードディスク、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（電気的に書き換え可能なＲＯＭ）等の記憶手段である。

演算制御手段３９及び通信手段４０は電力監視端末２６を構成し、通信手段４１、演算制御手段４２及び記憶手段４３は制御装置２７を構成している。

同様に、制御装置２８及び２９中にも通信手段４１、演算制御手段４２及び記憶手段４３がそれぞれ備わっている。

制御装置２７に内臓されている記憶手段４３には機器３０，３１及び３２をそれぞれ制御するための制御プログラムが予め格納されている。

さらに、機器３０，３１及び３２のそれぞれの消費電力量を測定したい時に追加プログラムが記憶手段４３に追加される。

記憶手段４３は機器３０，３１及び３２の制御情報がそれぞれ格納されるデータ領域を持ち、追加プログラムの処理の過程で演算制御手段４２からそのデータ領域を参照できる機能を備えている。

図３中”Ｓ００１”において制御装置２７に搭載されている演算制御手段４２は、機器３０，３１、若しくは、３２のいずれかの制御設定を変更したか否かを判断し、もし、制御設定を変更したと判断した場合には図３中”Ｓ００２”において演算制御手段４２は、制御情報を記憶手段４３に書き込む。

そして、図４中”Ｓ１０１”において制御装置２７に搭載されている演算制御手段４２は、電力監視端末２６に対しての消費電力量を通知する周期が来たか否かを判断し、もし、消費電力量を通知する周期が来たと判断した場合には図４中”Ｓ１０２”において演算制御手段４２は、記憶手段４３より制御情報を読み込む。

そして、図４中”Ｓ１０３”において演算制御手段４２は、図４中”Ｓ１０２”で取得した制御情報より、推定消費電力量の演算を開始する。

具体的には、演算制御手段４２は機器３０，３１、若しくは、３２の推定消費電力量”Ｗ１”や推定消費電力量”Ｗ２”を求めるために式（１）や式（２）に示す演算を行う。

単位時間における消費電力量を換算パラメータ”Ｐ１”とし、動作している時間を”Ｔ”とすると、機器３０，３１、若しくは、３２での推定消費電力量”Ｗ１”は
Ｗ１＝Ｐ１×Ｔ（１）
となる。

また、機器３０，３１、若しくは、３２の１回の動作における消費電力量を換算パラメータ”Ｐ２”とし、動作する回数を”Ｎ”とすると、機器３０，３１、若しくは、３２での推定消費電力量”Ｗ２”は
Ｗ２＝Ｐ２×Ｎ（２）
となる。

ここで、換算パラメータ”Ｐ１”及び換算パラメータ”Ｐ２”は各機器の実際の動作より予め測定されたデータに基づき作成されたか、若しくは、各機器を構成している部品のデータより理論的に計算されており、追加プログラム、若しくは、制御装置２７に内蔵されている。

図４中”Ｓ１０４”において演算制御手段４２は、推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”の演算が終了したか否かを判断し、もし、演算が終了したと判断した場合には図４中”Ｓ１０５”において演算制御手段４２は、演算結果である推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”を通信手段４１よりネットワーク１０１を経由して電力監視端末２６に送信する。

電力監視端末２６では通信手段４０を経由して演算制御手段３９で推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”が集計される。

同様に、制御装置２８及び２９についてもそれぞれの演算制御手段４２により推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”が計算され、通信手段４１よりネットワーク１０１を経由して電力監視端末２６に送信される。

そして、制御装置２８及び２９から送信される推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”も順次集計される。

この結果、制御装置にプログラムを追加し、その追加プログラムにより、機器の制御情報から機器の推定消費電力量を演算することにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量を測定することが可能になる。

なお、電力監視端末２６が演算制御手段４２の演算により求められる推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”のどちらを使用するかは機器により異なり、両方が組み合わされて使用されても構わない。

また、図４中”Ｓ１０１”において電力監視端末２６に対しての消費電力量を通知するタイミングが定周期で来るように説明しているが、必ずしも定周期で行う必要はなく、電力監視端末２６から要求が出たタイミングで通知するようにしても構わない。

また、制御装置２７，２８、若しくは、２９から電力監視端末２６に送信される推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”に各機器のロット番号やシリアル番号を付加しても構わない。

また、機器３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７及び３８を１つのブロックとし、そのブロックへの電力線に予め設置されている電力計測装置で測定した消費電力量と各機器の推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”の合計を比較することで漏電や劣化による機器の異常を発見することも可能となる。

また、演算制御手段４２の追加プログラムによる演算において推定消費電力量”Ｗ１”、若しくは、推定消費電力量”Ｗ２”より、二酸化炭素の排出量も算出し、電力監視端末２６でその結果を表示しても構わない。

例えば、推定消費電力量”Ｗ１”より二酸化炭素の排出量”Ａ”を算出するときは、電力量あたりの二酸化炭素排出量を”Ｂ”とすると、
Ａ＝Ｗ１×Ｂ（３）
となる。

この結果、制御装置にプログラムを追加し、その追加プログラムにより、機器の制御情報から機器の推定消費電力量を演算し、さらにその推定消費電力量から機器の二酸化炭素排出量を演算することにより、新たにハードウェアを追加することなく既存のシステム構成で機器毎の消費電力量及び二酸化炭素排出量を測定することが可能になる。

本発明に係る電力監視システムの一実施例を示す構成ブロック図である。本実施例の制御ブロック図である。制御プログラムの処理過程での動作を説明するフロー図である。追加プログラムの処理過程での動作を説明するフロー図である。従来の電力監視システムの一例を示す構成ブロック図である。機器毎の消費電力量を監視する電力監視システムの他の一例を示す構成ブロック図である。

符号の説明

１，２６電力監視端末
２，３，４，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５電力計測装置
５，６，７，２７，２８，２９制御装置
８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８機器
３９，４２演算制御手段
４０，４１通信手段
４３記憶手段
１００，１０１ネットワーク
２００，２０１電力線

Claims

ネットワークを使用した電力監視システムにおいて、
電力を消費する機器と、
前記機器の消費電力量を監視する電力監視端末と、
前記機器を制御すると共に前記機器への制御情報に基づき前記機器での推定消費電力量を演算し、前記電力監視端末にネットワークを経由して前記推定消費電力量を送信する制御装置とを備えたことを特徴とする電力監視システム。
前記制御装置が、
制御プログラム、追加プログラム及び換算パラメータとが格納された記憶手段と、
前記制御プログラムにより前記機器を制御し、前記換算パラメータを用いて前記追加プログラムにより前記機器の前記推定消費電力量を演算する演算制御手段と、
前記電力監視端末との通信を行う通信手段とから構成されることを特徴とする
請求項１記載の電力監視システム。
ネットワークを使用した電力監視システムにおいて、
電力を消費する機器と、
前記機器の消費電力量を監視する電力監視端末と、
前記機器を制御すると共に前記機器への制御情報に基づき前記機器での推定消費電力量を演算し、この推定消費電力量に基づき前記機器での二酸化炭素排出量を演算し、前記電力監視端末にネットワークを経由して前記推定消費電力量と前記二酸化炭素排出量を送信する制御装置とを備えたことを特徴とする電力監視システム。
前記制御装置が、
制御プログラム、追加プログラム及び換算パラメータとが格納された記憶手段と、
前記制御プログラムにより前記機器を制御し、前記換算パラメータを用いて前記追加プログラムにより前記機器の前記推定消費電力量を演算し、この推定消費電力量に基づき前記機器での二酸化炭素排出量を演算する演算制御手段と、
前記電力監視端末との通信を行う通信手段とから構成されることを特徴とする
請求項２記載の電力監視システム。
前記換算パラメータが、
前記機器の実際の動作より予め測定されたデータに基づいて作成されたものであることを特徴とする
請求項２若しくは請求項４記載の電力監視システム。
前記換算パラメータが、
前記機器を構成している部品のデータより理論的に計算されたものであることを特徴とする
請求項２若しくは請求項４記載の電力監視システム。