JP5062273B2 - エネルギー管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、エネルギー管理システムに関する。
従来、複数物件に供給されるエネルギーを管理するエネルギー管理会社は、季節や時間帯に応じて増加するエネルギー量を抑制するために、各物件に対して使用電力の削減を要請している。各物件は、例えば、特許文献1(特開2005−107901号公報)にあるように、エネルギー管理会社に対して、抑制可能なエネルギー量および時間帯を提示し、エネルギー管理会社は、提示された抑制可能なエネルギー量および時間帯に応じてエネルギー量を抑制していた。
ところで、抑制可能なエネルギー量および時間帯は各物件からそれぞれ提示されるため、全ての物件から提示される抑制可能なエネルギー量および時間帯が、全体として妥当なものでない場合もある。一方、エネルギー管理会社が、全物件に対して抑制させるエネルギー量および時間帯を予め決定した場合には、物件における快適性を十分に考慮することができない。
そこで、本発明の課題は、エネルギー抑制および各物件における快適性の確保の双方を考慮したエネルギー管理システムを提供することにある。
第1発明に係るエネルギー管理システムは、エネルギー管理装置と、制御装置とを備えるエネルギー管理システムである。エネルギー管理装置は、複数物件の上位に位置し、各物件に設置された空調機に供給されるエネルギーを管理する。制御装置は、エネルギー管理装置に接続され、各物件の空調機を制御する。制御装置は、運転状況把握部と、抑制可能量提示部とを有する。運転状況把握部は、空調機の運転状況を把握する。抑制可能量提示部は、運転状況に基づいて、空調機のエネルギー抑制可能量であって、条件別の複数のエネルギー抑制可能量をエネルギー管理装置に提示する。また、運転状況把握部は、第1状態と第2状態とを把握する。第1状態は、空調機による空調状態が安定している状態である。第2状態は、空調状態が安定していない状態である。また、抑制可能量提示部は、空調状態に基づいて、条件別のエネルギー抑制可能量を提示する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、各物件に設置された制御装置において、空調機の運転状況が把握される。把握された運転状況に基づいて、条件別の複数のエネルギー抑制可能量がエネルギー管理装置に提示される。また、運転状況把握部は、空調機による空調状態に基づいて、条件別のエネルギー抑制可能量を提示する。
これにより、エネルギー抑制と、各物件における快適性の確保との双方を考慮することができる。また、空調状態に極端な影響を与えずに、適切なエネルギー抑制を行うことができる。
第2発明に係るエネルギー管理システムは、第1発明に係るエネルギー管理システムであって、条件は、第1の条件および第2の条件の少なくともいずれか一方を含む。第1の条件は、空調機のエネルギー抑制の継続時間に関する条件である。第2の条件は、エネルギー抑制の開始時刻に関する条件である。エネルギー抑制可能量は、エネルギー抑制の継続時間またはエネルギー抑制の開始時刻に応じて変動する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、条件は、第1の条件および第2の条件の少なくともいずれか一方を含む。第1の条件は、エネルギー抑制の継続時刻に関する条件である。第2の条件は、エネルギー抑制の開始時刻に関する条件である。また、エネルギー抑制可能量は、エネルギー抑制の継続時間またはエネルギー抑制の開始時刻に応じて変動する。
影響を与える時間(継続時間および/または開始時刻)を考慮したエネルギー抑制可能量が提示されるため、ユーザの快適性の低下を抑制することができる。
第3発明に係るエネルギー管理システムは、第2発明に係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、エネルギー消費量算出部と、推定消費量算出部をさらに有する。エネルギー消費量算出部は、運転状況把握部によって把握された現在の運転状況に基づいて、エネルギー消費量を算出する。エネルギー消費量は、エネルギー抑制を行わない第1制御により消費されるエネルギー量である。推定消費量算出部は、推定消費量を推定する。推定消費量は、条件に応じたエネルギー抑制を行う第2制御により消費されるエネルギー量である。また、抑制可能量提示部は、エネルギー消費量および推定消費量に基づいたエネルギー抑制可能量を提示する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、把握された現在の運転状況に基づいて、エネルギー抑制を行わない制御により消費されるエネルギー量であるエネルギー消費量が算出される。また、各条件に応じたエネルギー抑制を行う場合に消費されるエネルギー量である推定消費量が算出される。エネルギー消費量と、推定消費量とに基づいたエネルギー抑制可能量が提示される。
これにより、運転状況に応じた、条件毎のエネルギー抑制可能量を提示することができる。
第4発明に係るエネルギー管理システムは、第2発明に係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、記憶部をさらに有する。記憶部は、各空調機の、個々のエネルギー抑制可能量を記憶する。抑制可能量提示部は、条件に応じてエネルギー抑制を行う空調機と、記憶部に記憶された個々のエネルギー抑制可能量とに基づいた、物件全体のエネルギー抑制可能量を提示する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、各空調機の個々のエネルギー抑制可能量が記憶されている。また、条件に応じてエネルギー抑制を行う空調機と、当該空調機のエネルギー抑制可能量とに基づいた、物件全体のエネルギー抑制可能量が提示される。
これにより、運転状況に応じた、条件毎のエネルギー抑制可能量を提示することができる。
第5発明に係るエネルギー管理システムは、第1発明から第4発明のいずれかに係るエネルギー管理システムであって、運転状況把握部は、空調機の稼働率、稼動している空調機の種類、空調機の稼働時間、空調機の負荷率、および空調機の運転スケジュールの少なくともいずれか一つを含む運転状況を把握する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、運転状況には、空調機の稼働率、稼動している空調機の種類、空調機の稼働時間、空調機の負荷率、および空調機の運転スケジュールの少なくとも一つが含まれる。
これにより、空調機の運転状況を考慮して、適切なエネルギー抑制可能量を提示することができる。
第6発明に係るエネルギー管理システムは、第1発明から第5発明のいずれかに係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、提示制御部と、制御指令生成部とをさらに有する。提示制御部は、抑制可能量提示部によるエネルギー抑制可能量の提示を制御する。制御指令生成部は、制御指令を生成する。制御指令は、提示したエネルギー抑制可能量のうち、エネルギー管理装置によって選択されたいずれかのエネルギー抑制可能量を実現するための指令である。また、提示制御部は、第1処理部と第2処理部とを含む。第1処理部は、第1の時間は抑制可能量提示部によるエネルギー抑制可能量の提示を制限する。第1の時間は、制御指令が生成された後の所定時間である。第2処理部は、抑制可能量提示部によるエネルギー抑制可能量の提示を許容する。第2の時間は、第1の時間とは異なる時間である。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、条件別のエネルギー抑制可能量が提示される。また、エネルギー管理装置によって選択されたエネルギー抑制可能量を実現するための制御指令が生成される。制御指令が生成された後の所定時間は、エネルギー抑制可能量の提示が制限され、それ以外の時間はエネルギー抑制可能量が提示される。
これにより、エネルギー抑制が頻繁に実施されることを制限することができる。
第7発明に係るエネルギー管理システムは、第6発明に係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、条件記憶領域と、快適性判定結果記憶領域とをさらに有する。条件記憶領域は、条件を記憶する。快適性判定結果記憶領域は、ユーザにより入力された快適性の判定結果を記憶する。条件記憶領域は、判定結果に基づいて、条件を更新する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、ユーザにより入力された快適性の判定結果が記憶される。判定結果に基づいて、エネルギー抑制可能量に関する条件が更新される。
これにより、ユーザにとっての快適性を、一層向上させることができる。
第8発明に係るエネルギー管理システムは、エネルギー管理装置と、制御装置とを備えるエネルギー管理システムである。エネルギー管理装置は、複数物件の上位に位置し、各物件に設置された設備機器に供給されるエネルギーを管理する。制御装置は、エネルギー管理装置に接続され、各物件の設備機器を制御する。制御装置は、運転状況把握部と、抑制可能量提示部と、提示制御部と、制御指令生成部とを有する。運転状況把握部は、設備機器の運転状況を把握する。抑制可能量提示部は、運転状況に基づいて、設備機器のエネルギー抑制可能量であって、条件別の複数のエネルギー抑制可能量をエネルギー管理装置に提示する。提示制御部は、抑制可能量提示部によるエネルギー抑制可能量の提示を制御する。制御指令生成部は、制御指令を生成する。制御指令は、提示したエネルギー抑制可能量のうち、エネルギー管理装置によって選択されたいずれかのエネルギー抑制可能量を実現するための指令である。また、提示制御部は、第1処理部と第2処理部とを含む。第1処理部は、第1の時間は抑制可能量提示部によるエネルギー抑制可能量の提示を制限する。第1の時間は、制御指令が生成された後の所定時間である。第2処理部は、抑制可能量提示部によるエネルギー抑制可能量の提示を許容する。第2の時間は、第1の時間とは異なる時間である。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、各物件に設置された制御装置において、設備機器の運転状況が把握される。把握された運転状況に基づいて、条件別の複数のエネルギー抑制可能量がエネルギー管理装置に提示される。また、条件別のエネルギー抑制可能量が提示される。また、エネルギー管理装置によって選択されたエネルギー抑制可能量を実現するための制御指令が生成される。制御指令が生成された後の所定時間は、エネルギー抑制可能量の提示が制限され、それ以外の時間はエネルギー抑制可能量が提示される。
これにより、エネルギー抑制と、各物件における快適性の確保との双方を考慮することができる。また、エネルギー抑制が頻繁に実施されることを制限することができる。
第9発明に係るエネルギー管理システムは、第8発明に係るエネルギー管理システムであって、条件は、第1の条件および第2の条件の少なくともいずれか一方を含む。第1の条件は、設備機器のエネルギー抑制の継続時間に関する条件である。第2の条件は、エネルギー抑制の開始時刻に関する条件である。エネルギー抑制可能量は、エネルギー抑制の継続時間またはエネルギー抑制の開始時刻に応じて変動する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、条件は、第1の条件および第2の条件の少なくともいずれか一方を含む。第1の条件は、エネルギー抑制の継続時刻に関する条件である。第2の条件は、エネルギー抑制の開始時刻に関する条件である。また、エネルギー抑制可能量は、エネルギー抑制の継続時間またはエネルギー抑制の開始時刻に応じて変動する。
影響を与える時間(継続時間および/または開始時刻)を考慮したエネルギー抑制可能量が提示されるため、ユーザの快適性の低下を抑制することができる。
第10発明に係るエネルギー管理システムは、第9発明に係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、エネルギー消費量算出部と、推定消費量算出部をさらに有する。エネルギー消費量算出部は、運転状況把握部によって把握された現在の運転状況に基づいて、エネルギー消費量を算出する。エネルギー消費量は、エネルギー抑制を行わない第1制御により消費されるエネルギー量である。推定消費量算出部は、推定消費量を推定する。推定消費量は、条件に応じたエネルギー抑制を行う第2制御により消費されるエネルギー量である。また、抑制可能量提示部は、エネルギー消費量および推定消費量に基づいたエネルギー抑制可能量を提示する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、把握された現在の運転状況に基づいて、エネルギー抑制を行わない制御により消費されるエネルギー量であるエネルギー消費量が算出される。また、各条件に応じたエネルギー抑制を行う場合に消費されるエネルギー量である推定消費量が算出される。エネルギー消費量と、推定消費量とに基づいたエネルギー抑制可能量が提示される。
これにより、運転状況に応じた、条件毎のエネルギー抑制可能量を提示することができる。
第11発明に係るエネルギー管理システムは、第9発明に係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、記憶部をさらに有する。記憶部は、各設備機器の、個々のエネルギー抑制可能量を記憶する。抑制可能量提示部は、条件に応じてエネルギー抑制を行う設備機器と、記憶部に記憶された個々のエネルギー抑制可能量とに基づいた、物件全体のエネルギー抑制可能量を提示する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、各設備機器の個々のエネルギー抑制可能量が記憶されている。また、条件に応じてエネルギー抑制を行う設備機器と、当該設備機器のエネルギー抑制可能量とに基づいた、物件全体のエネルギー抑制可能量が提示される。
これにより、運転状況に応じた、条件毎のエネルギー抑制可能量を提示することができる。
第12発明に係るエネルギー管理システムは、第8発明から第11発明のいずれかに係るエネルギー管理システムであって、運転状況把握部は、設備機器の稼働率、稼動している設備機器の種類、設備機器の稼働時間、設備機器の負荷率、および設備機器の運転スケジュールの少なくともいずれか一つを含む運転状況を把握する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、運転状況には、設備機器の稼働率、稼動している設備機器の種類、設備機器の稼働時間、設備機器の負荷率、および設備機器の運転スケジュールの少なくとも一つが含まれる。
これにより、設備機器の運転状況を考慮して、適切なエネルギー抑制可能量を提示することができる。
第13発明に係るエネルギー管理システムは、第8発明に係るエネルギー管理システムであって、制御装置は、条件記憶領域と、快適性判定結果記憶領域とをさらに有する。条件記憶領域は、条件を記憶する。快適性判定結果記憶領域は、ユーザにより入力された快適性の判定結果を記憶する。条件記憶領域は、判定結果に基づいて、条件を更新する。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、ユーザにより入力された快適性の判定結果が記憶される。判定結果に基づいて、エネルギー抑制可能量に関する条件が更新される。
これにより、ユーザにとっての快適性を、一層向上させることができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、エネルギー抑制と、各物件における快適性の確保との双方を考慮することができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、影響を与える時間を考慮したエネルギー抑制可能量が提示されるため、ユーザの快適性の低下を抑制することができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、運転状況に応じた、条件毎のエネルギー抑制可能量を提示することができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、運転状況に応じた、条件毎のエネルギー抑制可能量を提示することができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、設備機器の運転状況を考慮して、適切なエネルギー抑制可能量を提示することができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、空調状態に極端な影響を与えずに、適切なエネルギー抑制を行うことができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、エネルギー抑制が頻繁に実施されることを制限することができる。
本発明に係るエネルギー管理システムでは、ユーザにとっての快適性を、一層向上させることができる。
第1実施形態に係るエネルギー管理システムの全体構成を示す図である。 第1実施形態に係る上位コントローラの概略構成を示す図である。 第1実施形態に係る下位コントローラの概略構成を示す図である。 第1実施形態で用いた条件の例を示す図である。 第1実施形態で下位コントローラから上位コントローラに提示されるエネルギー抑制可能量の例を示す図である。 第1〜第4実施形態に係る下位コントローラにおける処理の流れを示す図である。 第1実施形態の変形例(C)に係る下位コントローラの概略構成を示す図である。 第2実施形態に係るエネルギー管理システムの全体構成を示す図である。 第2実施形態に係る下位コントローラの概略構成を示す図である。 第2実施形態で用いた条件の例を示す図である。 第2実施形態に係る機器情報記憶領域に記憶されている情報の例を示す図である。 空調状態の例を示す図である。 第2実施形態で下位コントローラから上位コントローラに提示されるエネルギー抑制可能量の例を示す図である。 第3実施形態に係るエネルギー管理システムの全体構成を示す図である。 第3実施形態に係る下位コントローラの概略構成を示す図である。 運用スケジュールの例を示す図である。 低下許容能力で制御した場合の推定消費量と、エネルギー抑制可能量との例を示す図である。 第3実施形態で下位コントローラから上位コントローラに提示されるエネルギー抑制可能量の例を示す図である。 第4実施形態に係るエネルギー管理システムの全体構成を示す図である。 第4実施形態に係る下位コントローラの概略構成を示す図である。 第4実施形態に係る機器情報記憶領域に記憶されている情報の例を示す図である。 第4実施形態で下位コントローラから上位コントローラに提示されるエネルギー抑制可能量の例を示す図である。
<第1実施形態>
以下、図面を参照して、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100について説明する。
(1)エネルギー管理システム
図1に、本実施形態に係るエネルギー管理システム100を示す。エネルギー管理システムでは、電力会社1から物件A,Bに提供されるエネルギーが管理される。図1に示すように、電力会社1は、上位コントローラ(エネルギー管理装置に相当)10を有し、物件A,Bは、下位コントローラ(制御装置に相当)30,30を有する。物件A,Bは、オフィスビル、テナントビル、および工場等の複数の設備機器を設置する建物である。物件A,Bは、さらに、複数の設備機器としての空調機40,40,・・・と、空調機40,40,・・・に電力を供給する電源6と、電源6から空調機40,40,・・・に供給されるエネルギー量を計測する電力メーター7とを有する。各物件A,Bにおいて、空調機40,40,・・・と、下位コントローラ30とは、専用の制御線80bを介して接続されている。また、上位コントローラ10と、下位コントローラ30,30とは、インターネット80aを介して接続されている。
電力会社1は、エネルギーの需要が高まる時期/時間のエネルギー消費量を抑えるために、物件A,Bに対して、所定時間間隔(本実施形態では、15分間隔)で、エネルギー抑制可能量提示要求を送信する。エネルギー抑制可能量提示要求は、物件A,Bに対してエネルギー抑制を強制するものではなく、各物件A,Bにおいてエネルギー抑制ができる場合に、エネルギー抑制可能量の提示を要求するものである。本実施形態に係るエネルギー管理システム100では、後述する下位コントローラ30,30が、電力会社1に設置された上位コントローラ10に対して、各物件A,Bにおいて抑制可能なエネルギー量(エネルギー抑制可能量)を複数提示する。なお、物件A,Bは、電力会社1からのエネルギー抑制可能量提示要求に対して、エネルギー抑制が可能な場合は、複数のエネルギー抑制可能量を提示し、エネルギー抑制が不可能な場合には、エネルギーが抑制できない旨の回答(零回答もしくはエネルギー抑制可能量を0kWとする回答)を提示する。
以下、エネルギー管理システム100に含まれる、上位コントローラ10および下位コントローラ30,30について説明する。なお、図1では、電力会社1がエネルギーを管理する物件として、物件A,Bの二つの物件が記載されているが、物件の数は二つに限られるものではない。
(2)上位コントローラ
上位コントローラ10は、上述したように、電力会社1に設置され、インターネット80aを介して、物件Aに設置されている下位コントローラ30および物件Bに設置されている下位コントローラ30に接続されている。
上位コントローラ10は、図2に示すように、主として、通信部11、表示部12、入力部13、記憶部14、および制御部15を備える。
〔通信部〕
通信部11は、上位コントローラ10をインターネット80aに接続可能にするネットワークインターフェースである。
〔表示部〕
表示部12は、主としてディスプレイから構成されている。表示部12には、後述する記憶部14に記憶される各種情報を示す管理画面が表示される。
〔入力部〕
入力部13は、主として操作ボタン、キーボード、およびマウス等から構成されている。
〔記憶部〕
記憶部14は、主として、ハードディスクから構成されている。記憶部14は、後述する制御部15が読み出して実行可能なプログラムが記憶されている。また、記憶部14は、主として、管理物件記憶領域14a、物件情報記憶領域14b、および提示内容記憶領域14cを有する。
a)管理物件記憶領域
管理物件記憶領域14aには、電力会社1の管理対象の物件A,Bが記憶されている。具体的には、物件A,Bの名称、物件A,Bの規模、および必要最小エネルギー等に関する情報が記憶されている。
b)物件情報記憶領域
物件情報記憶領域14bには、後述する下位コントローラ30,30から送られたエネルギー消費量に関する情報が記憶されている。エネルギー消費量に関する情報は、各物件A,Bで所定期間に消費されたエネルギー量(エネルギー消費量)に関する情報である。
c)提示内容記憶領域
提示内容記憶領域14cには、下位コントローラ30,30によって提示された複数のエネルギー抑制可能量に関する情報が記憶されている。
〔制御部〕
制御部15は、主として、CPU、ROMおよびRAMから構成されている。制御部15は、記憶部14に記憶されているプログラムを読み出して実行する。また、制御部15は、主として、提示要求送信部15aおよび選択指令送信部15bを有する。
a)提示要求送信部
提示要求送信部15aは、所定時間間隔(本実施形態では、15分間隔)で、物件A,Bに対してエネルギー抑制可能量提示要求を送信する。
b)選択指令送信部
選択指令送信部15bは、各物件A,Bから送られたエネルギー抑制可能量に関する複数の回答に基づいて、各物件A,Bに要求するエネルギー抑制量をそれぞれ決定し、決定した内容に応じた指令(選択指令)を各物件A,Bに送信する。
(3)下位コントローラ
下位コントローラ30,30は、上述したように、各物件A,Bに一台設置されている。また、下位コントローラ30,30は、設置された物件に設置された空調機40,40,・・・を制御する。以下、物件Aに設置された下位コントローラ30について説明するが、物件Bに設置された下位コントローラ30についても同様の構成であるものとする。
下位コントローラ30は、図3に示すように、主として、通信部31、表示部32、入力部33、タイマー部34、記憶部35、および制御部36から構成されている。
〔通信部〕
通信部31は、コントローラ30をインターネット80aおよび専用の制御線80bに接続可能にするインターフェースである。
〔表示部〕
表示部32は、主として、ディスプレイから構成されている。表示部32には、空調機40,40,・・・の運転状態(ON/OFF、運転モード(冷房モード/暖房モード)、風向き、風量、および吸込み温度等)および設定温度を示す画面が表示される。
〔入力部〕
入力部33は、主として、操作ボタンおよび上記ディスプレイを覆うタッチパネルから構成されている。
〔タイマー部〕
タイマー部34は、後述する制御指令送信部36kによって、空調機40,40,・・・に対する制御指令が送信された後の時間を計測する。
〔記憶部〕
記憶部35は、主として、ハードディスクから構成されている。記憶部35には、後述する制御部36が読み出して実行可能なプログラムが記憶されている。また、記憶部35は、主として、運転状況記憶領域35a、条件記憶領域35b、制御情報記憶領域35c、およびメーター値記憶領域35dを有する。
a)運転状況記憶領域
運転状況記憶領域35aには、後述する運転状況把握部36aによって把握された空調機40,40,・・・の運転状況が記憶されている。運転状況には、空調機40,40,・・・の運転/停止、設定温度、吸込み温度、稼働時間、稼働率、および稼動時の運転能力(%)等が含まれる。ここで運転能力とは、空調機40,40,・・・の定格能力に対して、何%の能力で動作させるかを意味する。
b)条件記憶領域
条件記憶領域35bには、上位コントローラ10に対して複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件が記憶されている。複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件とは、エネルギー抑制制御を実行する時間(エネルギー抑制制御の継続時間)と、エネルギー抑制制御時の運転能力(下限能力)(%)との前提である(第1の条件)。エネルギー抑制制御とは、上位コントローラ10に提示するエネルギー抑制可能量を実現するための制御である。条件記憶領域35bでは、エネルギー抑制制御の継続時間(分)と、当該継続時間の間エネルギー抑制制御を実施する場合に許容しうる下限能力(%)とが関連付けて記憶されている。図4は、条件記憶領域35bに記憶された条件(条件A〜条件C)の例を示す。具体的に、条件Aでは、継続時間が60分のときの下限能力を80%とする。条件Bでは、継続時間が30分のとき下限能力を60%とする。条件Cでは、継続時間が15分のとき下限能力を40%とする。
c)制御情報記憶領域
制御情報記憶領域35cには、後述する制御指令送信部36kによって空調機40,40,・・・に送信された制御指令の内容である。詳細には、後述する抑制可能量提示部36gによって提示された複数のエネルギー抑制可能量のうち、上位コントローラ10によって選択されたエネルギー抑制可能量に関する情報が記憶されている。制御指令の内容には、実行させる運転能力、エネルギー抑制制御開始時刻、およびエネルギー抑制制御終了時刻等が含まれる。
d)メーター値記憶領域
メーター値記憶領域35dには、後述するメーター値取得部によって取得される値が記憶される。
〔制御部〕
制御部36は、主として、CPU、ROMおよびRAMから構成されており、上述の記憶部35に記憶されているプログラムを読み出して実行する。
制御部36は、図3に示すように、主として、運転状況把握部36a、提示要求受付部36b、メーター値取得部36c、エネルギー消費量算出部36d、推定量算出部36e、抑制可能量判定部36f、抑制可能量提示部36g、提示制御部36h、選択指令受付部36i、制御指令生成部36j、および制御指令送信部36kとして機能する。
a)運転状況把握部
運転状況把握部36aは、所定時間間隔(本実施形態では、5分間隔)で、空調機40,40,・・・の運転状況を把握する。運転状況には、上述したように、空調機の運転/停止、設定温度、吸込み温度、稼働時間、稼働率、および稼動時の運転能力(%)等が含まれる。運転状況把握部36aによって把握された、空調機40,40,・・・の運転状況は、上述の運転状況記憶領域35aに記憶される。
b)提示要求受付部
提示要求受付部36bは、上位コントローラ10から送られるエネルギー抑制可能量提示要求を受け付ける。
c)メーター値取得部
メーター値取得部36cは、電力メーター7によって計測された値(エネルギー量に関するデータ)が取得される。メーター値取得部36cによって取得された値は、上述のメーター値記憶領域35dに記憶される。
d)エネルギー消費量算出部
エネルギー消費量算出部36dは、上述の運転状況把握部36aによって把握された現在の運転状況と、メーター値記憶領域に記憶されている値とに基づいて、現在の制御(第1制御)を所定時間継続した場合の空調機40,40,・・・のエネルギー消費量を算出する。ここで、所定時間とは、上述の条件記憶領域35bに記憶された継続時間(例えば、60分、30分、15分)を指す。すなわち、現在の設定を変更せずに、空調機40,40,・・・の制御を60分間行った場合のエネルギー消費量、現在の設定を変更せずに空調機40,40,・・・の制御を30分間行った場合のエネルギー消費量、および現在の設定を変更せずに空調機40,40,・・・の制御を15分間行った場合のエネルギー消費量がそれぞれ算出される。
e)推定量算出部
推定量算出部36eは、各条件に応じてエネルギー抑制制御(第2制御)を行った場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。具体的には、条件記憶領域35bに記憶された継続時間の間、所定の下限能力で空調機40,40,・・・を制御した場合に消費されるエネルギー量を算出する(図4参照)。より具体的に、推定量算出部36eは、60分間、下限能力80%で第2制御を継続させた場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。また、推定量算出部36eは、30分間、下限能力60%で第2制御を継続させた場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。さらに、推定量算出部36eは、15分間、下限能力40%で第2制御を継続させた場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。
f)抑制可能量判定部
抑制可能量判定部36fは、エネルギー消費量算出部36dによって算出されたエネルギー消費量と、推定量算出部36eによって算出された推定消費量とに基づいて、エネルギー抑制可能量を判定する。具体的には、現在の設定によるエネルギー消費量と、現在の設定を条件に応じて変更した場合のエネルギー消費量(推定消費量)との差を、エネルギー抑制可能量として判定する。より具体的には、式:抑制可能量の総計(kW)=Σ(エネルギー消費量−推定消費量)により求められる。推定消費量は、定格電力(kW)と下限能力(%)との積により求められる。
抑制可能量判定部36fは、条件記憶領域35bに記憶されている条件別のエネルギー抑制可能量をそれぞれ判定する。すなわち、本実施形態では、条件A〜条件Cのそれぞれに対応した三種類のエネルギー抑制可能量が判定される。具体的には、図5に示すように、エネルギー抑制制御の継続時間と、当該継続時間で実現しうる抑制可能量(kW)とを判定する。
g)抑制可能量提示部
抑制可能量提示部36gは、抑制可能量判定部36fによって判定された、条件別の複数のエネルギー抑制可能量を上位コントローラ10に提示する。抑制可能量提示部36gによって提示された複数のエネルギー抑制可能量は、通信部31を介して、上位コントローラ10に送られる。
なお、抑制可能量提示部36gは、後述する提示制御部36hの制御に応じて、エネルギー抑制可能量の提示を行う。詳細には、抑制可能量提示部36gは、提示制御部36hによってエネルギー抑制可能量の提示が許容された場合、上位コントローラ10に対してエネルギー抑制可能量を提示する。また、抑制可能量提示部36gは、提示制御部36hによって、エネルギー抑制可能量の提示が制限された場合、上位コントローラ10に対して、零回答もしくはエネルギー抑制可能量を0kWとする回答を提示する。
h)提示制御部
提示制御部36hは、上述の抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示を制御する。詳細には、提示制御部36hは、第1処理部36haと第2処理部36hbとを有する。 第1処理部36haは、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示を制限する。具体的には、第1処理部36haは、後述する制御指令生成部36jによって、エネルギー抑制制御に係る制御指令が生成された後の所定時間(第1の時間に相当)、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示を制限する。ここで、エネルギー抑制制御に係る制御指令が生成された後の所定時間とは、エネルギー抑制制御を継続させる時間(継続時間)である。第1処理部36haがエネルギー抑制可能量の提示を制限することで、上述の抑制可能量提示部36gは、上位コントローラ10に対して、零回答もしくはエネルギー抑制可能量を0kWとする回答を提示する。一方、第2処理部36hbは、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示を許容する。具体的には、エネルギー抑制制御を実行していない時間(第2の時間に相当)は、第2処理部36hbは、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示を許容する。
i)選択指令受付部
選択指令受付部36iは、上位コントローラ10から送られる選択指令を受け付ける。選択指令とは、抑制可能量提示部36gによって提示された複数のエネルギー抑制可能量のうち、上位コントローラ10によって選択されたエネルギー抑制可能量を示す信号である。
j)制御指令生成部
制御指令生成部36jは、選択指令受付部36iによって受け付けられた選択指令に基づいて、エネルギー抑制可能量を実現する制御指令を生成する。
k)制御指令送信部
制御指令送信部36kは、制御指令生成部36jによって生成された制御指令を、空調機40,40,・・・に送信する。これにより、空調機40,40,・・・は、当該制御指令に基づいた制御を実行する。
(4)処理の流れ
次に、図6Aを参照して、下位コントローラ30における処理の流れを説明する。
ステップS101では、提示要求受付部36bがエネルギー抑制可能量提示要求を受け付けたかどうかが判定される。ステップS101において、エネルギー抑制可能量提示要求が受け付けられた場合には、ステップS102に進み、エネルギー抑制可能量提示要求が受け付けられない場合には、受け付けるまで待機する。
次にステップS102において、タイマー部34により計測された時間が、所定時間を経過したか否かが判定される。ここで所定時間とは、上述したように、エネルギー抑制制御の継続時間である。ステップS102において、タイマー部により計測された時間が、所定時間を経過している場合には、ステップS103に進み、所定時間を経過していない場合には、ステップS109に進む。
ステップS103では、抑制可能量判定部36fによって条件別のエネルギー抑制可能量が判定され、ステップS104に進む。ステップS104では、抑制可能量提示部36gによって、複数のエネルギー抑制可能量が上位コントローラに提示される。
その後、ステップS105に進み、上位コントローラ10からの選択指令を受け付けたか否かが判定される。ここで、選択指令とは、上述したように、抑制可能量提示部36gによって提示された複数のエネルギー抑制可能量のうち、上位コントローラ10が選択した一のエネルギー抑制可能量を示す信号である。ステップS105において、選択指令が受け付けられた場合には、ステップS106に進む。ステップS105において、選択指令が受け付けられなかった場合には、選択指令を受け付けるまで待機する。
次に、ステップS106において、選択指令に基づいた制御指令が生成され、その後、ステップS107に進み、当該制御指令が空調機40,40,・・・に送信される。さらに、ステップS108において、タイマー部34による計測が開始され、ステップS101に戻る。
一方、ステップS102において、タイマー部34により計測される時間が、所定時間を経過していなかった場合には、ステップS109において、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示が制限される。すなわち、抑制可能量提示部36gは、上位コントローラ10に対して、零回答もしくはエネルギー抑制可能量を0kWとする回答を行う。その後、ステップS101に戻る。
<特徴>
(1)
本実施形態に係るエネルギー管理システム100では、電力会社1から物件A,Bに供給されるエネルギーが管理されている。また、電力会社1は、季節や時間帯に応じて増加するエネルギー量を抑制するために、定期的に多数の物件に対してエネルギー抑制可能量の提示を求めている。従来、各物件から電力会社に対してエネルギー抑制可能量を提示した場合であっても、全体のエネルギー抑制量としては妥当でない場合があった。このとき、電力会社から各物件に対して、全体として妥当なエネルギー抑制量を実現させるような制御指令が送信されると、各物件において快適性が十分に確保されない。一方、各物件の要望を優先させると、電力会社では十分にエネルギー抑制量を確保することができない。
本実施形態に係るエネルギー管理システム100では、各物件A,Bに設置された下位コントローラ30,30によって、条件別の複数のエネルギー抑制可能量が提示される。ここで用いる条件は、物件において快適性を十分に確保できるように、継続時間と、下限能力とを組み合わせたものである。当該条件は、具体的には、下限能力が高い場合(すなわち、エネルギー抑制の程度が小さい場合)には、エネルギー抑制制御を実行する時間を長くし、下限能力が低い場合(すなわち、エネルギー抑制の程度が大きい場合)には、エネルギー抑制制御を短くするように組み合わせてある。下位コントローラ30,30は、当該条件別のエネルギー抑制可能量を上位コントローラ10に提示するため、上位コントローラ10でも全体のエネルギー抑制量として妥当なものを各物件について選択することができる。これにより、エネルギー消費の抑制および各物件における快適性の確保の双方を考慮することができる。
(2)
本実施形態では、現在の運転状況を継続した場合のエネルギー消費量と、現在の運転状況を条件に応じて変更した場合の推定消費量とに基づいて、複数のエネルギー抑制可能量を提示する。したがって、現在の運転状況に照らして無理のない範囲で、エネルギー抑制を行うことができる。
(3)
また、本実施形態に係るエネルギー管理システム100では、抑制可能量提示部36gによって上位コントローラ10に複数のエネルギー抑制可能量が提示されると、上位コントローラ10が複数のエネルギー抑制可能量から一のエネルギー抑制可能量を選択する。その後、選択指令受付部36iが上位コントローラ10からの選択指令を受け付けると、当該選択指令で選択されたエネルギー抑制可能量を実現させる制御指令が空調機40,40,・・・に向けて送信される。また、空調機40,40,・・・は、下位コントローラ30,30により生成された制御指令に基づいて、上位コントローラ10によって選択されたエネルギー抑制可能量を実現するエネルギー抑制制御を実行する。
ここで、複数のエネルギー抑制可能量は、継続時間と下限能力との組み合わせからなる条件に基づいて得られる値である。すなわち、空調機40,40,・・・は、選択された条件(継続時間および下限能力)に基づいて制御されることになる。一方、上位コントローラ10からは、定期的にエネルギー抑制可能量提示要求が送られてくる。当該エネルギー抑制可能量提示要求が送られるたびに、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示が行われることとすると、空調機40,40,・・・の設定が頻繁に変更されることにより、快適性確保の観点から好ましくない。しかし、本実施形態では、抑制可能量提示部36gによるエネルギー抑制可能量の提示が、提示制御部36hによって制限される。したがって、下位コントローラ30,30が、エネルギー抑制可能量を実現するための制御(エネルギー抑制制御)を空調機40,40,・・・に対して行っている間は、エネルギー抑制可能量提示要求に対して零回答もしくはエネルギー抑制可能量を0kWとする回答を行い、さらなる変更を行わないように設計されている。これにより、物件における快適性を確保することができる。
<変形例>
(A)
本実施形態に係るエネルギー管理システム100は、電力会社1に設けられた上位コントローラ10によって、物件A,Bのエネルギー量を管理する場合を例に挙げて説明したが、エネルギー管理システム100は、親会社に設置された上位コントローラ10によって、子会社のエネルギー量を管理する場合に用いてもよい。
(B)
本実施形態で説明したフローでは(図6A参照)、タイマー部34による時間の計測が、ステップS108で行われたが、タイマー部34による時間の計測は、その他のタイミング、例えば、ステップS105において選択指令が受け付けられたと判断された後、またはステップS106において、制御指令が生成された後のタイミングに開始されてもよい。すなわち、下位コントローラ30,30が、上位コントローラ10から送られる選択指令に応じてエネルギー抑制制御を実行している間は、新たなエネルギー抑制可能量の提示をする必要がないよう、または新たな選択指令を受け付けないように制御されるように設計されていればよい。これにより、下位コントローラ30,30による空調機40,40,・・・の制御を安定させることができる。
(C)
本実施形態に係る下位コントローラ30,30は、図6Bに示すように、記憶部35に、快適性判定結果記憶領域35eをさらに有していてもよい。快適性判定結果記憶領域35eは、ユーザにより入力された快適性の判定結果を記憶する。具体的には、エネルギー抑制制御が実行されることにより、ユーザが不快感を覚えた際に、当該不快感を覚えた旨の判定結果を記憶させる。
また、条件記憶領域35bは、快適性判定結果記憶領域35eに記憶された判定結果に基づいて、条件を更新する。具体的には、下限能力に対応するエネルギー抑制制御の継続時間を変動したり、継続時間に対応する下限能力を変動させたりすることにより、条件を更新する。より具体的には、下限能力に対応するエネルギー抑制制御の継続時間を短縮させることにより、または、継続時間に対応する下限能力を増加させることにより、条件を更新する。
これにより、下位コントローラ30,30は、ユーザがエネルギー抑制制御により不快を感じるか否かに基づいて、最適な条件を学習していく。
(D)
本実施形態で用いた条件の下限能力は、空調機毎に設定してもよい。すなわち、空調機の種類や、空調機の設置場所に応じて、異なる下限能力を設定してもよい。これにより、より適切なエネルギー管理を行うことができる。
(E)
本実施形態では、条件記憶領域35bに、エネルギー抑制制御の継続時間とエネルギー抑制制御の下限能力との前提を記憶させ、抑制可能量判定部36fは、エネルギー抑制制御を実行した場合の推定消費量と、現在の制御を継続した場合のエネルギー消費量との差を用いてエネルギー抑制可能量を判定したが、条件記憶領域35bに、エネルギー抑制制御の継続時間と所定時間における各設備機器の個々のエネルギー抑制可能量とを記憶させておき、抑制可能量判定部36fは、各設備機器の個々のエネルギー抑制可能量に基づいて、条件別の、物件全体のエネルギー抑制可能量(個々のエネルギー抑制可能量の合計値)を判定してもよい。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係るエネルギー管理システム200について説明する(図7参照)。第2実施形態に係るエネルギー管理システム200は、下位コントローラ130,130の構成を除き、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100と同様である。したがって、ここでは、下位コントローラ130の構成について説明する。
下位コントローラ130は、図8に示すように、主として、通信部231、表示部232、入力部233、タイマー部234、記憶部235、および制御部236から構成されている。ここで、通信部231、表示部232、入力部233、およびタイマー部234は、第1実施形態に係る通信部31、表示部32、入力部33、およびタイマー部34と同様の構成である。したがって、以下、記憶部235および制御部236について説明する。
〔記憶部〕
記憶部235は、主としてハードディスクから構成されている。記憶部235には、後述する制御部236が読み出して実行可能なプログラムが記憶されている。また、記憶部235には、吸込み温度と設定温度との乖離の程度(安定度)に応じた安定予測情報が記憶されている。安定予測情報とは、空調状態を安定させるために必要な時間に関する予測情報である。具体的に、空調状態を安定させるために必要な時間とは、吸込み温度が設定温度に到達していない場合に、吸込み温度を設定温度に到達させるまでに必要とする時間である。
また、記憶部235は、主として、運転状況記憶領域235a、条件記憶領域235b、制御情報記憶領域235c、メーター値記憶領域235d、および機器情報記憶領域235eを有する。なお、制御情報記憶領域235cおよびメーター値記憶領域235dについては、第1実施形態に係る制御情報記憶領域35cおよびメーター値記憶領域35dと同様である。したがって、以下、運転状況記憶領域235a、条件記憶領域235b、および機器情報記憶領域235eについて説明する。
a)運転状況記憶領域
運転状況記憶領域235aには、後述する運転状況把握部236aによって取得された空調機40,40,・・・の運転状況が記憶されている。運転状況には、空調機40,40,・・・の運転/停止、設定温度、吸込み温度、稼働時間、稼働率、および稼動時の運転能力(%)等が含まれる。
また、運転状況記憶領域235aには、後述する運転状況把握部236aによって把握される空調状態(安定度)が記憶される。安定度は、空調機の吸込み温度が設定温度に達しているかどうかによって決定される。具体的に、安定度100%は、吸込み温度が設定温度に達している状態である。
b)条件記憶領域
条件記憶領域235bには、抑制可能量提示部236gによって複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件が記憶されている。複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件とは、空調状態(安定度)とエネルギー抑制制御の開始時刻(応答時刻)との前提である(第2の条件)。具体的には、所定の安定度と、当該所定の安定度に対してエネルギー抑制制御が可能であるタイミングとが関連付けて記憶されている。所定の安定度に関連付けられる、エネルギー抑制制御が可能なタイミングは、上述の安定予測情報(すなわち、吸込み温度が設定温度に到達するまでに必要な時間)に応じて決定される。図9に、条件記憶領域235bに記憶された条件(条件A〜条件C)の例を示す。具体的に、条件Aでは、安定度が100%のとき、5分後にエネルギー抑制制御を開始することを前提とする。条件Bでは、安定度が70%のとき、15分後にエネルギー抑制制御を開始することを前提とする。条件Cでは、安定度が50%のとき、30分後にエネルギー抑制制御を開始することを前提とする。
c)機器情報記憶領域
機器情報記憶領域235eには、所定時間(例えば1分間)における各空調機40,40,・・・のエネルギー消費量を予め記憶させておく。例えば、図10に示すように、空調機の種類に応じたエネルギー消費量を予め記憶させておく。ここでは、空調機40,40,・・・に空調機1,2,3が含まれるものとし、空調機1,2,3のエネルギー消費量を、それぞれ25kW、50kW、50kWとしている。
〔制御部〕
制御部236は、主として、CPU、ROMおよびRAMから構成されており、上述の記憶部235に記憶されているプログラムを読み出して実行する。
制御部236は、図8に示すように、主として、運転状況把握部236a、提示要求受付部236b、メーター値取得部236c、エネルギー消費量算出部236d、推定量算出部236e、抑制可能量判定部236f、抑制可能量提示部236g、提示制御部236h、選択指令受付部236i、制御指令生成部236j、および制御指令送信部236kとして機能する。なお、提示要求受付部236b、メーター値取得部236c、抑制可能量提示部236g、提示制御部236h、選択指令受付部236i、制御指令生成部236j、および制御指令送信部236kは、第1実施形態に係る提示要求受付部36b、メーター値取得部36c、抑制可能量提示部36g、提示制御部36h、選択指令受付部36i、制御指令生成部36j、および制御指令送信部36kと同様である。したがって、ここでは、運転状況把握部236a、エネルギー消費量算出部236d、推定量算出部236e、および抑制可能量判定部236fについて説明する。
a)運転状況把握部
運転状況把握部236aは、所定時間間隔(本実施形態では、5分間隔)で、空調機40,40,・・・の運転状況を把握する。運転状況とは、上述したように、空調機の運転/停止、稼働時間、稼働率、および稼動時の運転能力(%)等が含まれる。運転状況把握部236aによって把握された、空調機40,40,・・・の運転状況は、上述の運転状況記憶領域235aに記憶される。
また、運転状況把握部236aは、設定温度と吸込み温度とに基づいて、空調状態が安定している状態である第1状態と、空調状態が安定していない状態である第2状態とを把握する。第1状態は、空調状態が安定度100%の状態である。さらに、運転状況把握部236aは、設定温度と吸込み温度との乖離の程度に応じて、現在の安定度が何%かを把握する。
図11に、運転状況把握部236aによって把握される第1状態および第2状態の例を示す。図11では、物件に空調機が三台(空調機1〜3)ある場合を例に挙げている。縦軸は空調機1,2,3の吸込み温度を示し、横軸は安定度が100%になるまでに必要な時間を示す。安定度が100%になるまでに必要な時間は、運転状況把握部236aによって把握された安定度と、記憶部235が記憶する安定予測情報とに基づいて算出される。符号IT1〜IT3で示す線は、空調機1,2,3の吸込み温度の予測推移を示す。ここでは、空調機1の吸込み温度を符号IT1、空調機2の吸込み温度を符号IT2、空調機3の吸込み温度を符号IT3で表すこととする。破線STは、空調機40,40,・・・の設定温度を示す。空調機1の吸込み温度IT1は、現在、設定温度STに達しているため、運転状況把握部36aは、空調状態が安定している状態(第1の状態)であると把握する。空調機2,3の吸込み温度IT2,IT3は、設定温度STに達していないため、運転状況把握部36aは、空調状態は安定していない状態(第2の状態)であると把握する。
b)エネルギー消費量算出部
エネルギー消費量算出部236dは、上述の運転状況把握部236aによって把握された空調機の現在の運転状況と、メーター値記憶領域に記憶されているデータとに基づいて、現在の制御を継続した場合の所定時間における空調機40,40,・・・のエネルギー消費量を算出する。
c)推定量算出部
推定量算出部236eは、各条件に応じてエネルギー抑制制御(第2制御)を行った場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。具体的には、運転状況把握部236aによって把握された空調機40,40,・・・の安定度と、当該安定度に関連付けられた開始時刻(応答時刻)と、各空調機40,40,・・・のエネルギー消費量とに基づいて、条件A〜C別に、消費されるエネルギー量を算出する。
例えば、上述した空調機1の安定度が100%、空調機2の安定度が70%、空調機3の安定度が50%であると運転状況把握部236aが把握した場合、空調機1〜3は、それぞれ、5分後、15分後、30分後にエネルギー抑制制御を開始することになる(図9参照)。推定量算出部236eは、空調機1〜3が、それぞれエネルギー抑制制御を実行した場合の推定消費量を算出する。
d)抑制可能量判定部
抑制可能量判定部236fは、エネルギー消費量算出部236dによって算出されたエネルギー消費量と、推定量算出部236eによって算出された推定消費量とに基づいて、エネルギー抑制可能量を判定する。具体的には、現在の設定によるエネルギー消費量と、現在の設定を条件に応じて変更した場合のエネルギー消費量(推定消費量)との差を、エネルギー抑制可能量として判定する。より具体的には、空調機1〜3の所定時間におけるエネルギー消費量は、それぞれ、25kW,50kW,50kWであるので(図10参照)、5分後のエネルギー抑制可能量は25kW(空調機1のエネルギー消費量)、15分後のエネルギー抑制可能量は75kW(空調機1および2のエネルギー消費量の合計)、30分後のエネルギー抑制可能量は125kW(空調機1〜3のエネルギー消費量の合計)である(図12参照)。
<特徴>
本実施形態では、空調機40,40,・・・の安定度と、エネルギー抑制制御の開始時刻(応答時刻)とを前提とする第2の条件を採用することにより、例えば、稼動開始直後や設定温度変更直後等の空調状態が安定していない状態で、空間における空調状態が安定していない場合のエネルギー抑制の程度を制限する。これにより、空調状態に大きく影響を与えないエネルギー抑制を実行することができる。
<変形例>
(A)
本実施形態では、条件記憶領域235bに、第2の条件を記憶させたが、条件記憶領域235bには、第2の条件に加えて第1実施形態に係る第1の条件を記憶させてもよい。これにより、多様なエネルギー抑制可能量を提示することが可能になり、電力会社1および物件A,Bの双方にとって、より好ましいエネルギー抑制可能量を選択することができる。
(B)
また、本実施形態では、空調状態(安定度)に応じて、関連付ける応答時刻を変動させたが、空調状態が安定していない場合、すなわち、吸込み温度が設定温度に達していない場合には、エネルギー抑制可能量を判定する対象から外すように設計されてもよい。さらに、空調状態が安定しない空調機については、下限能力を既存の設定値よりも高い値に一時的に変更して、推定消費量を算出し、その後エネルギー抑制可能量を判定するように設計してもよい。これにより、エネルギー抑制制御により生じうる不快な環境を低減させることができる。
(C)
さらに、本実施形態では、空調状態を吸込み温度が設定温度に到達したか否かに応じて把握したが、他の方法により空調状態を把握してもよい。例えば、空調機40,40,・・・に対する何らかの設定が変更されてから所定時間が経過した場合に、安定したものと判定してもよい。
(D)
本実施形態では、機器情報記憶領域235eに所定時間における各空調機40,40,・・・のエネルギー消費量に関する情報を予め記憶させ、抑制可能量判定部236fは、エネルギー抑制制御を実行した場合の推定消費量と、現在の制御を継続した場合のエネルギー消費量との差を用いてエネルギー抑制可能量を判定したが、機器情報記憶領域235eに予め所定時間における各空調機40,40,・・・の個々のエネルギー抑制可能量を記憶させておき、抑制可能量判定部236fは、各空調機40,40,・・・の個々のエネルギー抑制可能量に基づいて、条件別の、物件全体のエネルギー抑制可能量(個々のエネルギー抑制可能量の合計値)を判定してもよい。
(E)
本実施形態では、室温情報として吸込み温度を用い、運転状況把握部236aが、設定温度と吸込み温度とに基づいて、空調状態を把握した。ここで、室温情報は、吸込み温度センサによって得られる吸込み温度に代えて、他の温度センサで得られた値を用いてもよい。例えば、空調機40,40,・・・に別付けされた温度センサや、空調機40,40,・・・のリモコンに設けられた温度センサ等を用いてもよい。また、温度センサで得られた値そのまま用いてもよいし、温度センサで得られた値の補正値を用いてもよい。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態に係るエネルギー管理システム300について説明する(図13参照)。第3実施形態に係るエネルギー管理システム300もまた、下位コントローラ330,330の構成を除き、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100と同様である。したがって、ここでも、下位コントローラ330の構成について説明する。
下位コントローラ330は、図14に示すように、主として、通信部331、表示部332、入力部333、タイマー部334、記憶部335、および制御部336から構成されている。ここで、通信部331、表示部332、入力部333、およびタイマー部334は、第1実施形態に係る通信部31、表示部32、入力部33、およびタイマー部34と同様の構成である。したがって、以下、記憶部335および制御部336について説明する。
〔記憶部〕
記憶部335は、主としてハードディスクから構成されている。記憶部335には、後述する制御部336が読み出して実行可能なプログラムが記憶されている。また、記憶部335は、主として、運転状況記憶領域335a、条件記憶領域335b、制御情報記憶領域335c、メーター値記憶領域335d、および運用スケジュール記憶領域335eを有する。なお、運転状況記憶領域335a、制御情報記憶領域335cおよびメーター値記憶領域335dについては、第1実施形態に係る運用状況記憶領域35a、制御情報記憶領域35cおよびメーター値記憶領域35dと同様である。したがって、以下、条件記憶領域335b、および運用スケジュール記憶領域335eについて説明する。
a)条件記憶領域
条件記憶領域335bには、後述の抑制可能量提示部336gによって複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件が記憶されている。複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件とは、エネルギー抑制の開始時刻(応答時刻)に関する前提である(第2の条件)。これにより、条件記憶領域335bに記憶されている応答時刻別に、エネルギー抑制可能量が変動する。
b)運用スケジュール記憶領域
運用スケジュール記憶領域335eには、各物件A,Bに対して設定された空調機40,40,・・・の運用スケジュールが記憶されている。運用スケジュールとは、図15に記載されるように、複数の時間帯と、当該時間帯に対応する空調機40,40,・・・の能力とを関連付けて記憶させたものである。空調機40,40,・・・の能力は、定格能力に対して、何%の空調能力で動作させるかを示す。本実施形態に係る空調機40,40,・・・は、基本的に、当該運用スケジュールに従って制御される。
〔制御部〕
制御部336は、主として、CPU、ROMおよびRAMから構成されており、上述の記憶部335に記憶されているプログラムを読み出して実行する。
制御部336は、図14に示すように、主として、運転状況把握部336a、提示要求受付部336b、メーター値取得部336c、エネルギー消費量算出部336d、推定量算出部336e、抑制可能量判定部336f、抑制可能量提示部336g、提示制御部336h、選択指令受付部336i、制御指令生成部336j、および制御指令送信部336kとして機能する。なお、運転状況把握部336a、提示要求受付部336b、メーター値取得部336c、抑制可能量提示部336g、提示制御部336h、選択指令受付部336i、制御指令生成部336j、および制御指令送信部336kは、第1実施形態に係る運転状況把握部36a、提示要求受付部36b、メーター値取得部36c、抑制可能量提示部36g、提示制御部36h、選択指令受付部36i、制御指令生成部36j、および制御指令送信部36kと同様である。したがって、ここでは、エネルギー消費量算出部336d、推定量算出部236eおよび抑制可能量判定部236fについて説明する。
a)エネルギー消費量算出部
エネルギー消費量算出部336dは、運転状況把握部336aによって把握された設備機器の現在の運転状況と、メーター値記憶領域に記憶されている値とに基づいて、現在の制御を継続した場合の所定時間における空調機40,40,・・・のエネルギー消費量を算出する。
b)推定量算出部
推定量算出部336eは、各条件に応じてエネルギー抑制制御(第2制御)を行った場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。具体的には、運用スケジュールで設定されている空調能力を、時間帯に応じてどの程度低下させることができるかに関する情報(低下許容能力)を予め設定しておき、低下許容能力で空調機40,40,・・・を動作させた場合のエネルギー消費量が推定される。
c)抑制可能量判定部
抑制可能量判定部336fは、エネルギー消費量算出部336dによって算出されたエネルギー消費量と、推定量算出部336eによって算出された推定消費量とに基づいて、エネルギー抑制可能量を判定する。例えば、低下許容能力が一定であった場合に抑制可能量判定部336fによって判定されるエネルギー抑制可能量を説明する(図16参照)。図16の縦軸には、運用スケジュールに基づいた空調機40,40,・・・の制御により消費されるエネルギー量を示し、横軸には、運用スケジュールに基づいた各制御の開始時刻を示す。図16の破線L1は、上述の推定量算出部336eによって算出される低下許容能力におけるエネルギー消費量を示す。抑制可能量判定部336fは、エネルギー消費量と推定消費量との差(図16の斜線で示す部分)をエネルギー抑制可能量として判定する。これにより、抑制可能量判定部336fは、エネルギー抑制制御の開始時刻と、当該開始時刻における抑制可能量とを判定する(図17参照)。
<特徴>
上記実施形態に係るエネルギー管理システム300では、下位コントローラ330,330が、運用スケジュールを考慮したエネルギー抑制可能量を、上位コントローラ10に提示する。すなわち、各物件A,Bに対してそれぞれ設定されている制御内容から大きく外れることなく、制御内容に沿ったエネルギー抑制可能量を提示することができる。したがって、例えば、各物件A,Bが、複数店舗を有するチェーン店の店舗であった場合、本社または親会社は、各店舗を効果的に管理するため、各店舗に対して空調機40,40,・・・運用スケジュールを設定することが多い。この場合であっても、各物件A,Bは、本社または親会社からの要求を踏まえたエネルギー抑制可能量を提示することができる。
<変形例>
(A)
本実施形態では、抑制可能量判定部336fが、運用スケジュールに基づいた制御を継続した場合のエネルギー消費量と、低下許容能力で空調機40,40,・・・を動作させた場合の推定消費量との差を用いて、エネルギー抑制可能量を判定したが、記憶部335に、運用スケジュールに基づいた、空調機の個々のエネルギー抑制可能量を予め記憶させておき、抑制可能量判定部336fは、エネルギー抑制制御の開始時刻と、当該開始時刻に許容しうる個々のエネルギー抑制可能量とに基づいて、条件別の、物件全体のエネルギー抑制可能量(個々のエネルギー抑制可能量の合計値)を判定してもよい。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態に係るエネルギー管理システム400について説明する(図18参照)。エネルギー管理システム400では、設備機器としての空調機40,40、照明50,50、および換気扇60,60により消費されるエネルギーを管理している。エネルギー管理システム400もまた、下位コントローラ430,430の構成を除き、第1実施形態に係るエネルギー管理システム100と同様である。したがって、ここでも、下位コントローラ430の構成について説明する。
下位コントローラ430は、図19に示すように、主として、通信部431、表示部432、入力部433、タイマー部434、記憶部435、および制御部436から構成されている。ここで、通信部431、表示部432、入力部433、およびタイマー部434は、第1実施形態に係る通信部31、表示部32、入力部33、およびタイマー部34と同様の構成である。したがって、以下、記憶部435および制御部436について説明する。
〔記憶部〕
記憶部435は、主として、ハードディスクから構成されている。記憶部435には、後述する制御部436が読み出して実行可能なプログラムが記憶されている。また、記憶部435は、主として、運転状況記憶領域435a、条件記憶領域435b、制御情報記憶領域435c、メーター値記憶領域435d、および機器情報記憶領域435eを有する。なお、制御情報記憶領域435cおよびメーター値記憶領域435dについては、第1実施形態に係る制御情報記憶領域35cおよびメーター値記憶領域35dと同様である。したがって、以下、運転状況記憶領域435a、条件記憶領域435b、および機器情報記憶領域435eについて説明する。
a)運転状況記憶領域
運転状況記憶領域435aには、後述する運転状況把握部436aによって取得された設備機器の運転状況が記憶されている。設備機器には、上述したように、空調機40、照明50、および換気扇60が含まれる。なお、運転状況には、設備機器の運転/停止、稼働時間、および稼働率が含まれる。空調機40の運転状況については、さらに、設定温度、吸込み温度、および稼動時の運転能力(%)等が含まれる。
b)条件記憶領域
条件記憶領域435bには、後述する抑制可能量提示部436gによって複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件が記憶されている。複数のエネルギー抑制可能量を提示するための条件は、エネルギー抑制を開始する時刻(応答時刻)に関する前提である(第2の条件)。当該条件は、複数種類の設備機器の応答可能時刻を考慮して設定される。これにより、条件記憶領域435bに記憶されている応答時刻別に、エネルギー抑制可能量が変動する。
c)機器情報記憶領域
機器情報記憶領域435eには、図20に示すように、物件内に設置された設備機器の種類と、当該設備機器の応答可能時刻と、当該設備機器の所定時間におけるエネルギー消費量とが関連付けて記憶されている。応答可能時間とは、エネルギー抑制制御を開始できる時刻を示す。ここでは、設備機器の種類として、照明、空調機、およびその他機器が記憶されている。その他機器に、図18の換気扇60が含まれる。上位コントローラ10から選択指令が送られると、照明50は直ちにエネルギー抑制制御が可能であり、空調機40は5分後、その他機器60は15分後にそれぞれエネルギー抑制が可能である。照明50の所定時間におけるエネルギー消費量は25kWである。また、空調機40の所定時間におけるエネルギー消費量は50kWである。また、その他機器の所定時間におけるエネルギー消費量は50kWである。
〔制御部〕
制御部436は、主として、CPU、ROMおよびRAMから構成されており、上述の記憶部435に記憶されているプログラムを読み出して実行する。
制御部436は、図19に示すように、主として、運転状況把握部436a、提示要求受付部436b、メーター値取得部436c、エネルギー消費量算出部436d、推定量算出部436e、抑制可能量判定部436f、抑制可能量提示部436g、提示制御部436h、選択指令受付部436i、制御指令生成部436j、および制御指令送信部436kとして機能する。なお、提示要求受付部436b、メーター値取得部436c、抑制可能量提示部436g、提示制御部436h、選択指令受付部436i、制御指令生成部436j、および制御指令送信部436kは、第1実施形態に係る提示要求受付部36b、メーター値取得部36c、抑制可能量提示部36g、提示制御部36h、選択指令受付部36i、制御指令生成部36j、および制御指令送信部36kと同様である。したがって、ここでは、運転状況把握部436a、推定量算出部436e、および抑制可能量判定部436fについて説明する。
a)運転状況把握部
運転状況把握部436aは、所定時間間隔(本実施形態では、5分間隔)で、設備機器40,50,60の運転状況を把握する。運転状況には、上述したように、設備機器40,50,60の運転/停止、稼働時間、および稼働率が含まれる。空調機40の運転状況については、さらに、設定温度、吸込み温度、および稼動時の運転能力(%)等が含まれる。運転状況把握部436aによって把握された、設備機器40,50,60の運転状況は、上述の運転状況記憶領域435aに記憶される。
b)エネルギー消費量算出部
エネルギー消費量算出部436dは、上述の運転状況把握部436aによって把握された設備機器の現在の運転状況と、メーター値記憶領域に記憶されているデータとに基づいて、現在の制御を継続した場合の所定時間における設備機器40,50,60のエネルギー消費量を算出する。
c)推定量算出部
推定量算出部436eは、各条件に応じてエネルギー抑制制御(第2制御)を行った場合に消費されるエネルギー量(推定消費量)を算出する。
例えば、直ちにエネルギー抑制制御を実行する場合、エネルギー抑制制御を実行できる設備機器は、照明50のみであるため、空調機40およびその他の機器によるエネルギー消費量を推定消費量として算出する。また、5分後にエネルギー抑制制御を実行する場合、エネルギー抑制制御を実行できる設備機器は、照明50および空調機40であるため、その他の機器によるエネルギー消費量を推定消費量として算出する。同様に、15分後にエネルギー抑制制御を実行する場合、全設備機器についてエネルギー抑制制御を実行できるため、全設備機器についてエネルギー抑制制御を実行した場合の推定消費量を算出する。
d)抑制可能量判定部
抑制可能量判定部436fは、エネルギー消費量算出部436dによって算出されたエネルギー消費量と、推定量算出部436eによって算出された推定消費量とに基づいて、エネルギー抑制可能量を判定する。具体的には、現在の設定によるエネルギー消費量と、現在の設定を条件に応じて変更した場合のエネルギー消費量との差を、エネルギー抑制可能量として判定する。
なお、抑制可能量判定部436fは、条件記憶領域435bに記憶されている条件にそれぞれ対応するエネルギー抑制可能量を判定する。すなわち、本実施形態では、図21に示すように、条件A〜条件Cのそれぞれに対応した三種類のエネルギー抑制可能量が判定される。
<特徴>
上記実施形態では、条件記憶領域435bに、複数種類の設備機器の応答可能時刻を考慮した条件が記憶されている。設備機器の種類によっては、その性質上、即座にエネルギー抑制制御を行っても不具合が生じないものと、エネルギー抑制制御までに一定時間を要するものとが存在する。本実施形態に係る条件記憶領域435bには、設備機器の応答可能時刻を考慮した条件が記憶されているため、物件A,Bでの不具合を低減させることができる。
<変形例>
(A)
本実施形態では、条件記憶領域435bに、設備機器の種類別に異なる応答可能時刻を設定し、当該応答可能時刻に関した条件が記憶されていたが、さらに、応答可能時刻を設備機器の設置場所に応じて異なる値に設定してもよい。
(B)
本実施形態では、機器情報記憶領域435eに、物件内に設置された設備機器の種類と、当該設備機器の応答可能時刻と、当該設備機器の所定時間におけるエネルギー消費量とが関連付けて記憶され、抑制可能量判定部436fは、エネルギー抑制制御を実行した場合の推定消費量と、現在の制御を継続した場合のエネルギー消費量との差を用いてエネルギー抑制可能量を判定した。しかし、所定時間における設備機器のエネルギー消費量に代えて、所定時間における設備機器の個々のエネルギー抑制可能量を、機器情報記憶領域435eに予め記憶させておき、抑制可能量判定部436fは、当該個々のエネルギー抑制可能量に基づいて、条件別の、物件全体のエネルギー抑制可能量(個々のエネルギー抑制可能量の合計値)を判定してもよい。
<その他の実施形態>
上記第1実施形態から第4実施形態における各条件記憶領域35b、235b、335b、435bに記憶された条件を全て記憶させた下位コントローラを設け、全ての条件のうち、一または複数の条件に基づいて判定した複数のエネルギー抑制可能量が提示されるように設計されていてもよい。
本発明は、エネルギー消費の抑制および各物件における快適性の確保の双方を考慮したエネルギー管理システムとして有用である。
1 電力会社
2 物件
6 電源
7 電力メーター
30,230,330,430 下位コントローラ
40 空調機
50 照明
60 換気扇
100,200,300,400 エネルギー管理システム
特開2005−107901号公報

Claims (13)

  1. 複数物件の上位に位置し、各物件に設置された空調機に供給されるエネルギーを管理するエネルギー管理装置(10)と、
    前記エネルギー管理装置に接続され、前記各物件の前記空調機を制御する制御装置(30,30)と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記空調機の運転状況を把握する運転状況把握部(36a,236a,336a,436a)と、
    前記運転状況に基づいて、前記空調機のエネルギー抑制可能量であって、条件別の複数の前記エネルギー抑制可能量、を前記エネルギー管理装置に提示する抑制可能量提示部(36g,236g,336g,436g)と、
    を有し、
    前記運転状況把握部は、前記空調機による空調状態が安定している状態である第1状態と、前記空調状態が安定していない状態である第2状態とを把握し、
    前記抑制可能量提示部は、前記空調状態に基づいて、前記条件別の前記エネルギー抑制可能量を提示する、
    エネルギー管理システム。
  2. 前記条件は、前記空調機のエネルギー抑制の継続時間に関する第1の条件、および前記エネルギー抑制の開始時刻に関する第2の条件の少なくともいずれか一方を含み、
    前記エネルギー抑制可能量は、前記エネルギー抑制の継続時間または前記エネルギー抑制の開始時刻に応じて変動する、
    請求項1に記載のエネルギー管理システム。
  3. 前記制御装置は、
    前記運転状況把握部によって把握された現在の運転状況に基づいて、前記エネルギー抑制を行わない第1制御により消費されるエネルギー量であるエネルギー消費量を算出するエネルギー消費量算出部(36d,236d,336d,436d)と、
    前記条件に応じた前記エネルギー抑制を行う第2制御、により消費されるエネルギー量である推定消費量を算出する推定消費量算出部(36e,236e,336e,436e)と、
    をさらに有し、
    前記抑制可能量提示部は、前記エネルギー消費量および前記推定消費量に基づいた前記エネルギー抑制可能量を提示する、
    請求項2に記載のエネルギー管理システム。
  4. 前記制御装置は、各空調機の個々のエネルギーの抑制可能量を記憶する記憶部(35,235,335,435)をさらに有し、
    前記抑制可能量提示部は、前記条件に応じて前記エネルギー抑制を行う空調機と、前記記憶部に記憶された前記個々のエネルギー抑制可能量とに基づいた、前記物件全体の前記エネルギー抑制可能量を提示する、
    請求項2に記載のエネルギー管理システム。
  5. 前記運転状況把握部は、前記空調機の稼働率、稼動している前記空調機の種類、前記空調機の稼働時間、前記空調機の負荷率、および前記空調機の運転スケジュールの少なくともいずれか一つを含む前記運転状況を把握する、
    請求項1から4のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
  6. 前記制御装置は、
    前記抑制可能量提示部による前記エネルギー抑制可能量の提示を制御する提示制御部(36h,236h,336h,436h)と、
    提示した前記エネルギー抑制可能量のうち、前記エネルギー管理装置によって選択されたいずれかの前記エネルギー抑制可能量を実現する制御指令を生成する制御指令生成部(36j,236j,336j,436j)と
    をさらに有し、
    前記提示制御部は、
    前記制御指令が生成された後の所定時間である第1の時間は、前記抑制可能量提示部による前記エネルギー抑制可能量の提示を制限する第1処理部(36ha)と、
    前記第1の時間とは異なる第2の時間は、前記抑制可能量提示部による前記エネルギー抑制可能量の提示を許容する第2処理部(36hb)と
    を含む、
    請求項1〜5のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
  7. 前記制御装置は、
    前記条件を記憶する条件記憶領域(35b)と、
    ユーザにより入力された快適性の判定結果を記憶する快適性判定結果記憶領域(35e)と
    をさらに有し、
    前記条件記憶領域は、前記判定結果に基づいて、前記条件を更新する、
    請求項6に記載のエネルギー管理システム。
  8. 複数物件の上位に位置し、各物件に設置された設備機器に供給されるエネルギーを管理するエネルギー管理装置(10)と、
    前記エネルギー管理装置に接続され、前記各物件の前記設備機器を制御する制御装置(30,30)と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記設備機器の運転状況を把握する運転状況把握部(36a,236a,336a,436a)と、
    前記運転状況に基づいて、前記設備機器のエネルギー抑制可能量であって、条件別の複数の前記エネルギー抑制可能量、を前記エネルギー管理装置に提示する抑制可能量提示部(36g,236g,336g,436g)と、
    前記抑制可能量提示部による前記エネルギー抑制可能量の提示を制御する提示制御部(36h,236h,336h,436h)と、
    提示した前記エネルギー抑制可能量のうち、前記エネルギー管理装置によって選択されたいずれかの前記エネルギー抑制可能量を実現する制御指令を生成する制御指令生成部(36j,236j,336j,436j)と、
    を有し、
    前記提示制御部は、
    前記制御指令が生成された後の所定時間である第1の時間は、前記抑制可能量提示部による前記エネルギー抑制可能量の提示を制限する第1処理部(36ha)と、
    前記第1の時間とは異なる第2の時間は、前記抑制可能量提示部による前記エネルギー抑制可能量の提示を許容する第2処理部(36hb)とを含む、
    エネルギー管理システム。
  9. 前記条件は、前記設備機器のエネルギー抑制の継続時間に関する第1の条件、および前記エネルギー抑制の開始時刻に関する第2の条件の少なくともいずれか一方を含み、
    前記エネルギー抑制可能量は、前記エネルギー抑制の継続時間または前記エネルギー抑制の開始時刻に応じて変動する、
    請求項8に記載のエネルギー管理システム。
  10. 前記制御装置は、
    前記運転状況把握部によって把握された現在の運転状況に基づいて、前記エネルギー抑制を行わない第1制御により消費されるエネルギー量であるエネルギー消費量を算出するエネルギー消費量算出部(36d,236d,336d,436d)と、
    前記条件に応じた前記エネルギー抑制を行う第2制御、により消費されるエネルギー量である推定消費量を算出する推定消費量算出部(36e,236e,336e,436e)と、
    をさらに有し、
    前記抑制可能量提示部は、前記エネルギー消費量および前記推定消費量に基づいた前記エネルギー抑制可能量を提示する、
    請求項9に記載のエネルギー管理システム。
  11. 前記制御装置は、各設備機器の個々のエネルギーの抑制可能量を記憶する記憶部(35,235,335,435)をさらに有し、
    前記抑制可能量提示部は、前記条件に応じて前記エネルギー抑制を行う設備機器と、前記記憶部に記憶された前記個々のエネルギー抑制可能量とに基づいた、前記物件全体の前記エネルギー抑制可能量を提示する、
    請求項9に記載のエネルギー管理システム。
  12. 前記運転状況把握部は、前記設備機器の稼働率、稼動している前記設備機器の種類、前記設備機器の稼働時間、前記設備機器の負荷率、および前記設備機器の運転スケジュールの少なくともいずれか一つを含む前記運転状況を把握する、
    請求項8から11のいずれかに記載のエネルギー管理システム。
  13. 前記制御装置は、
    前記条件を記憶する条件記憶領域(35b)と、
    ユーザにより入力された快適性の判定結果を記憶する快適性判定結果記憶領域(35e)と
    をさらに有し、
    前記条件記憶領域は、前記判定結果に基づいて、前記条件を更新する、
    請求項8に記載のエネルギー管理システム。
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