JP5403076B2 - エネルギー制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エネルギー制御装置に関する。
既存のエネルギー供給設備の効率化、エネルギーの安定供給、地球環境保護などを目的として、エネルギー供給者がユーザに対してエネルギーの使用抑制を要求し、ユーザの設備においてエネルギー量の調整が図られる場合がある。
例えば、特許文献1(特開2005−107901号公報)には、電力需給逼迫時に、電力供給者の要求により、電力供給者のニーズおよびユーザが予め定めた設備の停止に関する優先順位に基づいて、ユーザの設備が停止され、電力調整が図られるシステムが提案されている。
しかしながら、特許文献1に記載のシステムでは、エネルギー量の調整が図られる時点の設備の運転状況は考慮されていない。そのため、現実には、予定したエネルギー量の調整が、設備の運転状況を踏まえると直ちに実施できないという事態が起こりうる。この場合、エネルギー供給者からのエネルギー量の抑制要求に直ちに応答できない。
また、特許文献1に記載のシステムでは、エネルギー量の調整が図られる時点のユーザの快適性も考慮されていないため、エネルギー量を抑制することで、ユーザの快適性を著しく損なう可能性がある。
本発明の課題は、エネルギー供給者からエネルギーの抑制要求を受け付けた時に、迅速に要求に対応することが可能であり、ユーザの快適性も満足できるエネルギー制御装置を提供することにある。
本発明の第1観点に係るエネルギー制御装置は、物件に設置された複数の設備機器のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、受付部と、基本調整可能量算出部と、制御指令生成部と、差異量算出部と、分配部と、を備える。受付部は、物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける。基本調整可能量算出部は、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件において抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。差異量算出部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量の合計と、要求抑制エネルギー量との差を、エネルギー差異量として算出する。分配部は、エネルギー差異量を設備機器に分配する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量および分配部のエネルギー差異量の分配の結果に基づいて、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する
なお、要求抑制エネルギー量に関する情報とは、要求抑制エネルギー量そのものである必要はなく、エネルギー制御装置が要求抑制エネルギー量を認識可能な情報であればよい。
ここでは、エネルギー抑制要求受付時に、要求抑制エネルギー量とは独立に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいた設備機器別のエネルギー基本調整可能量が算出され、各設備機器のエネルギー量の調整は、エネルギー基本調整可能量に基づいて行われる。この結果、物件に設置された設備機器においてエネルギー量の調整制御が実行される際に、設備機器が速やかに要求抑制エネルギー量を抑制することが可能になり、ユーザの快適性も損なわれにくい
また、ここでは、要求抑制エネルギー量を設備機器に直接分配するのではなく、エネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差がエネルギー差異量として算出され、算出されたエネルギー差異量が設備機器に分配される。従って、各設備機器に分配されるエネルギー量は、要求抑制エネルギー量を設備機器に直接分配する場合に比べ、小さな値になりやすい。その結果、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することができる。
本発明の第2観点に係るエネルギー制御装置は、物件に設置された複数の設備機器のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、受付部と、基本調整可能量算出部と、制御指令生成部と、差異量算出部と、分配部と、を備える。受付部は、物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける。基本調整可能量算出部は、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件において抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。差異量算出部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量の合計と、要求抑制エネルギー量との差を、エネルギー差異量として算出する。分配部は、エネルギー差異量を設備機器に分配する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量および分配部のエネルギー差異量の分配の結果に基づいて、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。基本調整可能量算出部は、設備機器別にエネルギー基本調整可能量を複数算出する。差異量算出部は、複数のエネルギー基本調整可能量の合計と、要求抑制エネルギー量との差から、複数のエネルギー差異量を算出する。分配部は、エネルギー差異量の中から最小となる最小エネルギー差異量を設備機器に分配する。
ここでは、エネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差が最も小さくなるエネルギー差異量が分配されるので、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答可能である。
本発明の第3観点に係るエネルギー制御装置は、第1観点又は第2観点に係るエネルギー制御装置であって、第1記憶部をさらに備える。第1記憶部は、設備機器のユーザの快/不快の情報を記憶する。分配部は、ユーザの快/不快の情報に基づいて、エネルギー差異量を設備機器に分配する。
ここでは、第1記憶部に記憶されたユーザの快/不快の情報に基づいてエネルギー差異量の分配が行われるので、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応じることができる。
本発明の第4観点に係るエネルギー制御装置は、第1観点又は第2観点に係るエネルギー制御装置であって、快/不快決定部をさらに備える。快/不快決定部は、設備機器のユーザの快/不快を決定する。分配部は、ユーザの快/不快の情報に基づいて、エネルギー差異量を設備機器に分配する。
ここでは、快/不快決定部に決定されたユーザの快/不快に基づいてエネルギー差異量の分配が行われるので、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応じることができる
発明の第観点に係るエネルギー制御装置は、物件に設置された複数の設備機器のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、受付部と、基本調整可能量算出部と、制御指令生成部と、を備える。受付部は、物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける。基本調整可能量算出部は、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件において抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。基本調整可能量算出部は、設備機器別にエネルギー基本調整可能量を複数算出する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差が最小になる設備機器別のエネルギー基本調整可能量の組合せを用いて、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、要求抑制エネルギー量との差が最小になるエネルギー基本調整可能量の組合せを用いてエネルギー量の調整制御を実行するので、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することが可能になる。
本発明の第観点に係るエネルギー制御装置は、本発明の第観点に係るエネルギー制御装置であって、第1記憶部をさらに備える。第1記憶部は、設備機器のユーザの快/不快の情報を記憶する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差が最小になる設備機器別のエネルギー基本調整可能量の組合せが複数ある場合に、ユーザの快/不快の情報に基づいて、1のエネルギー基本調整可能量の組合せを決定し、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、第1記憶部に記憶されたユーザの快/不快の情報に基づいてエネルギー基本調整可能量の組合せが決定されるので、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応じることができる。
本発明の第観点に係るエネルギー制御装置は、本発明の第観点に係るエネルギー制御装置であって、快/不快決定部をさらに備える。快/不快決定部は、設備機器のユーザの快/不快を決定する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差が最小になる設備機器別のエネルギー基本調整可能量の組合せが複数ある場合に、ユーザの快/不快の情報に基づいて、1のエネルギー基本調整可能量の組合せを決定し、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、快/不快決定部に決定されたユーザの快/不快に基づいてエネルギー基本調整可能量の組合せが決定されるので、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応じることができる。
本発明の第観点に係るエネルギー制御装置は、物件に設置された複数の設備機器のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、受付部と、基本調整可能量算出部と、制御指令生成部と、基準調整可能量算出部と、提示部と、を備える。受付部は、物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を、エネルギー管理機器から受け付ける。基本調整可能量算出部は、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件において抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。基準調整可能量算出部は、第1運転状況における、設備機器の調整可能なエネルギー量の合計をエネルギー基準調整可能量として算出する。提示部は、エネルギー抑制要求より前に、エネルギー基準調整可能量を、エネルギー管理機器に提示する。
ここでは、エネルギー抑制要求より前にエネルギー基準調整可能量がエネルギー管理機器に提示されるため、エネルギー管理機器からエネルギー制御装置に対し、実現可能なエネルギー抑制要求が提示されやすい。この結果、直ちに要求抑制エネルギー量に設備機器が応答することが可能になりやすい。また、ユーザの快適性が損なわれない範囲でエネルギー量の抑制が実行されやすい。
本発明の第観点に係るエネルギー制御装置は、第観点に係るエネルギー制御装置であって、要求抑制エネルギー量は、エネルギー基準調整可能量以下である。
この結果、要求抑制エネルギー量に応じてエネルギー量の調整を実行することが容易になり、ユーザの快適性も損なわれにくい。
本発明の第1観点に係るエネルギー制御装置は、物件に設置された複数の設備機器のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置であって、受付部と、基本調整可能量算出部と、制御指令生成部と、基準デマンド値算出部と、提示部と、を備える。受付部は、物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を、エネルギー管理機器から受け付ける。基本調整可能量算出部は、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部は、設備機器別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件において抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する。基準デマンド値算出部は、第1運転状況における、設備機器の達成可能なデマンド値を基準デマンド値として算出する。提示部は、エネルギー抑制要求より前に、基準デマンド値を、エネルギー管理機器に提示する。なお、ここでのデマンド値とは、物件において単位時間あたりに使用されるエネルギー量の最大値を指す。
ここでは、エネルギー抑制要求より前に基準デマンド値がエネルギー管理機器に提示されるため、エネルギー管理機器から実現可能なエネルギー抑制要求が提示されやすい。この結果、直ちに要求抑制エネルギー量に設備機器が応答することが可能になりやすい。また、ユーザの快適性が損なわれない範囲でエネルギー量の抑制が実行されやすい。
本発明の第1観点に係るエネルギー制御装置は、第1観点に係るエネルギー制御装置であって、要求抑制エネルギー量は、エネルギー抑制要求受付時に設備機器が使用しているエネルギー量から基準デマンド量を減じた値以下である。
この結果、要求抑制エネルギー量に応じてエネルギー量の調整を実行することが容易になり、ユーザの快適性も損なわれにくい。
本発明の第1観点に係るエネルギー制御装置は、第1観点から第観点に係るエネルギー制御装置であって、第2記憶部をさらに備える。第2記憶部は、物件にエネルギーを供給するエネルギー供給者とのエネルギー需給契約に関する情報を記憶する。要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求は、第2記憶部からエネルギー需給契約に定められた要求抑制エネルギー量に関する情報を呼び出すものである。
ここでは、エネルギー管理機器からエネルギー制御装置に要求抑制エネルギー量が直接伝えられない場合であっても、適切にエネルギー量の調整が可能である。
本発明の第1観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー抑制要求受付時に、要求抑制エネルギー量とは独立に、エネルギー抑制要求受付時の設備機器の運転状況に基づいた設備機器別のエネルギー基本調整可能量が算出され、各設備機器のエネルギー量の調整は、エネルギー基本調整可能量に基づいて行われる。この結果、物件に設置された設備機器においてエネルギー量の調整が実行される際に、設備機器が速やかに要求抑制エネルギー量を抑制することが可能になり、ユーザの快適性も損なわれにくい。
また、本発明の第観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することが可能になる。
本発明の第2観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することが可能になる。
本発明の第3観点および第4観点に係るエネルギー制御装置では、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答可能である。
本発明の第5観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することが可能になる。
本発明の第観点および第観点に係るエネルギー制御装置では、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答可能である。
本発明の第観点から第1観点に係るエネルギー制御装置では、要求抑制エネルギー量に応じたエネルギー量の調整が可能で、なおかつ、ユーザの快適性が損なわれにくい。
本発明の第1観点に係るエネルギー制御装置では、エネルギー管理機器からエネルギー制御装置に要求抑制エネルギー量が直接伝えられない場合であっても、適切にエネルギー量の調整が可能である。
本発明の第1実施形態に係るエネルギー管理システムの概略構成図である。 本発明の第1および第2実施形態に係る電力会社のエネルギー管理機器の概略構成図である。 本発明の第1実施形態に係るエネルギー制御装置の概略構成図である。 本発明の第1実施形態に係るエネルギー制御装置の条件記憶領域に記憶される条件の一例を示す図である。(a)算出時に運転能力が100%であった場合に対応する条件である。(b)算出時に運転能力が80%であった場合に対応する条件である。 本発明の第1実施形態に係るエネルギー制御装置における処理の流れを示すフローチャートである。 変形例1Aに係るエネルギー制御装置の概略構成図である。 変形例1Aに係るマップ記憶領域に記憶される第1マップの一例を示す図である。 変形例1Aに係るマップ記憶領域に記憶される第2マップの一例を示す図である。 変形例1Cおよび第2実施形態に係る条件記憶領域に記憶される条件の一例を示す図である。エネルギー抑制制御の強度「弱」「中」「強」に応じた条件が用意されている。図9は、算出時に空調機の運転能力が100%であった場合の条件の例を示している。 変形例1Hに係るエネルギー制御装置の概略構成図である。 変形例1Lに係るエネルギー制御装置の概略構成図である。 本発明の第2実施形態に係るエネルギー管理システムの概略構成図である。 本発明の第2実施形態に係るエネルギー制御装置の概略構成図である。 本発明の第2実施形態に係るエネルギー制御装置における処理の流れを示すフローチャートである。 変形例2Aに係るエネルギー制御装置の概略構成図である。
<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第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100の全体の概略構成
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100では、電力会社1から物件A,Bに電力が供給される。物件A,Bは、オフィスビル、テナントビル、工場および一般家庭等の、複数の設備機器が設置される建物である。なお、図1では、電力会社が電力を供給する物件として、物件A,Bの2つしか記載していないが、物件数は2つに限られない。
電力会社1は、エネルギー管理機器10を有する。物件A,Bは、設備機器のエネルギー制御装置30,30と、複数の設備機器と、設備機器に電力を供給する電源6,6と、電源6,6から設備機器に供給される電力や電力量を計測する電力メーター7,7とを有する。複数の設備機器には、空調機40,40,・・・を含む。空調機40,40,・・・は、室外機41,41・・・、室内機42,42・・・、および室外機41,41・・・と室内機42,42・・・とを接続する冷媒配管(図示せず)を有する。空調機40,40・・・は、マルチ式であっても、ペア式であってもよい。エネルギー管理機器10と、エネルギー制御装置30,30とは、インターネット80aを介して接続される。また、同一物件内のエネルギー制御装置30と、設備機器とは、専用の制御線80bを介して接続されている。
物件A,Bのエネルギー制御装置30,30は、インターネット80aを介して、1又は複数のエネルギー基準調整可能量と継続可能時間との組合せを電力会社1に送信し、提示する。エネルギー基準調整可能量とは、継続可能時間の間、物件A,Bで削減可能な電力である。なお、エネルギー基準調整可能量は、物理的に達成可能というだけでなく、継続可能時間の間、その量だけ電力を調整したとしても、ユーザの快適性に与える影響を許容範囲内に抑えることが可能と考えられる電力である。ユーザの室内環境に与える影響を許容範囲内に抑えるとは、例えば、室温、湿度などの室内環境の状態値と、これらの状態値の目標値との乖離を所定範囲に抑えることをいう。
電力会社1のエネルギー管理機器10は、送信されてきた継続可能時間とエネルギー基準調整可能量との組合せに基づき、物件A,B別に、1の継続可能時間を抑制要求時間として選択し、また、要求抑制エネルギー量を算出する。そして、エネルギー管理機器10は、物件A,Bに、抑制要求時間および要求抑制エネルギー量の情報を含むエネルギー抑制要求を、インターネット80aを介して送信する。要求抑制エネルギー量とは、エネルギー管理機器10が物件A,Bに対して抑制を要求する電力であり、選択された継続可能時間と組み合せられていたエネルギー基準調整可能量以下の値である。なお、物件A,Bが要求抑制エネルギー量だけ電力を低減できない場合には、例えば、追加料金や違約金の支払いなどのペナルティが、物件A,Bに科される。
(2)各装置の構成
以下、エネルギー管理システム100に含まれる、エネルギー管理機器10およびエネルギー制御装置30,30について説明する。
(2−1)エネルギー管理機器の構成
図2に、エネルギー管理機器10の概略構成図を示す。
エネルギー管理機器10は、通信部11、出力部12、入力部13、記憶部14、および制御部15を備える。
(2−1−1)通信部
通信部11は、エネルギー管理機器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。
(2−1−2)出力部
出力部12は、主としてディスプレイから構成される。出力部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。
(2−1−3)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る。
(2−1−4)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る。記憶部14には、物件A,Bのエネルギー制御装置30,30から受け付けたエネルギー基準調整可能量と継続可能時間との組合せが、物件別に記憶されている。
(2−1−5)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、上述の記憶部14に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、図2に示すように、主として、提示受付部15a、要求決定部15b、抑制要求算出部15c、送信指示部15dとして機能する。
(2−1―5−1)提示受付部
提示受付部15aは、物件A、Bから送信された継続可能時間とエネルギー基準調整可能量との組合せを受け付ける。
(2−1−5−2)要求決定部
要求決定部15bは、エネルギー管理システム100全体の電力の供給量と需要量の予測を行い、所定時間後に需要量が供給量を上回る可能性があると判断した場合には、物件A,Bに対してエネルギーの抑制を要求することを決定する。また、要求決定部15bは、エネルギー抑制を要求するべき抑制時間と、エネルギー管理システム100全体として抑制すべき電力の全体抑制量とを算出し決定する。
(2−1−5−3)抑制要求算出部
抑制要求算出部15cは、記憶部14に記憶された物件別のエネルギー基準調整可能量と継続可能時間との組合せと、要求決定部15bで決定された抑制時間および全体抑制量を基に、物件別の抑制要求時間と要求抑制エネルギー量とを算出する。
抑制要求時間とは、物件A,Bにエネルギーの抑制を要求する時間である。抑制要求時間は、物件A,B別に、各物件A,Bが提示した継続可能時間の中から1の時間が選択される。
要求抑制エネルギー量は、全物件がエネルギーの抑制要求と共に送信されてきた要求抑制エネルギー量だけ電力を削減したとすれば、エネルギー管理システム100全体として要求決定部15bに算出された全体抑制量だけ電力を抑制できるように算出される。
さらに、要求抑制エネルギー量は、抑制要求算出部15cに選択された継続可能時間と対をなすエネルギー基準調整可能量以下の値である。具体例を挙げて説明する。
例えば、物件Aはエネルギー管理機器10に継続可能時間とエネルギー基準調整可能量の組合せとして60分−20kW、30分−40kW、15分−60kWの3つの組合せを提示したとする。そして、抑制要求算出部15cは、物件Aに対して、継続可能時間30分を抑制要求時間として選択したとする。この場合、抑制要求算出部15cは、物件Aに対する要求抑制エネルギー量として、継続可能時間30分と対をなすエネルギー基準調整可能量(40kW)以下の値を算出する。
(2−1−5−4)送信指示部
送信指示部15dは、抑制要求算出部15cで決定された抑制要求時間および要求抑制エネルギー量を、エネルギーの抑制要求と共に物件A,Bに送信することを、通信部11に指示する。
(2−2)エネルギー制御装置の構成
図3は、エネルギー制御装置30,30の概略構成図である。
以下、図3を用いて、物件A、Bに設置されるエネルギー制御装置30,30について説明する。なお、以下の説明では、物件Aに設置されたエネルギー制御装置30について説明するが、物件Bに設置されたエネルギー制御装置30も同様の構成である。
エネルギー制御装置30は、図3に示すように、主として、通信部31と、出力部32と、入力部33と、時間管理部34と、記憶部35と、制御部36とを有する。
(2−2−1)通信部
通信部31は、エネルギー制御装置30を、インターネット80aに接続可能にするインターフェースである。
(2−2−2)出力部
出力部32は、主として、ディスプレイから構成されている。出力部32には、空調機40,40・・・の運転態様(例えば、運転/停止の状態、運転モード(冷房モード/暖房モードなど)、風向、風量、湿度、吸込温度、設定温度等)を示す画面が表示される。
(2−2−3)入力部
入力部33は、主として、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。タッチパネル上には、空調機40,40,・・・に対する発停信号のほか、設定温度の変更、運転モードの変更など、空調機40,40,・・・に対する各種指令を入力するためのボタンが配される。管理者等がタッチパネル上のボタンに触れることによって、当該ボタンに対応する制御処理が後述する制御部36によって実行される。
(2−2−4)時間管理部
時間管理部34は、エネルギー制御装置30の実行する各種制御の時間管理を行う。
(2−2−5)記憶部
記憶部35は、ハードディスク等から構成され、運転状況記憶領域35aと、条件記憶領域35bと、メーター値記憶領域35cと、基準調整可能量記憶領域35dと、基本調整可能量記憶領域35eと、分配量記憶領域35fと、抑制要求記憶領域35gと、を有する。
(2−2−5−1)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各空調機40,40,・・・の運転状況が記憶される。空調機40,40,・・・の運転状況には、空調機40,40,・・・の運転/停止の状態、設定温度、冷房/暖房等の運転モード、稼働時間、稼働率、稼働時の運転能力、室外機41,41,・・・及び室内機42,42,・・・の各種機器の状態値(ファンの回転数、圧縮機の回転数、膨張弁の開度、冷媒温度、冷媒圧力等)、室外温度、室内温度、吸込温度、設定温度と室内温度との許容乖離度、エネルギー調整制御の実行/非実行等が含まれる。ここで、空調機40,40,・・・の稼動時の運転能力とは、空調機40,40,・・・の定格能力に対して、稼働時の空調機40,40,・・・(より正確には、主として圧縮機)がどの程度の能力で動作しているかを示すものである。
(2−2−5−2)条件記憶領域
条件記憶領域35bには、後述するエネルギー基準調整可能量およびエネルギー基本調整可能量を算出するための条件が、空調機40,40,・・・別に記憶されている。条件は、具体的には、図4に示すように、エネルギー調整制御を実行する時間(すなわち、エネルギー調整制御の継続可能時間)(分)と、エネルギー調整制御の実行時に許容される空調機40,40,・・・の運転能力(以下、許容運転能力という)との組合せである。さらに、条件は、図4(a)および(b)のように、エネルギー基準調整可能量又はエネルギー基本調整可能量を算出する時点の空調機40,40,・・・の運転能力をパラメータとして複数準備されている。
条件に含まれる許容運転能力は、この条件を使用してエネルギーの調整制御を実行したとしても、ユーザの室内環境、例えば、室温や湿度に与える影響が許容範囲内となるように予め定められている。しかし、条件は固定されている必要は無く、ユーザが入力部33から入力して更新可能なものであってもよい。また、許容運転能力は、空調機40,40,・・・の運転状況の一部又は全部をパラメータとして演算式によって求められるものであってもよいし、ユーザの快/不快を学習することによって修正されるものであってもよい。
なお、図4の条件は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、ここでは複数の継続可能時間と許容運転能力の組合せが条件として記憶されているが、組合せは1つしかなくても構わない。また、エネルギー基準調整可能量又はエネルギー基本調整可能量を算出する時点の空調機40,40,・・・の運転能力に依存しない条件であっても構わない。
(2−2−5−3)メーター値記憶領域
メーター値記憶領域35cには、後述するメーター値取得部36bによって取得されるメーター値が空調機40,40,・・・別に記憶される。
(2−2−5−4)基準調整可能量記憶領域
基準調整可能量記憶領域35dには、後述する基準調整可能量算出部36cによって算出されたエネルギー基準調整可能量が、継続可能時間と共に組合せとして記憶される。
(2−2−5−5)基本調整可能量記憶領域
基本調整可能量記憶領域35eには、後述する基本調整可能量算出部36fによって算出された空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量と、トータルエネルギー基本調整可能量とが記憶される。
(2−2−5−6)分配量記憶領域
分配量記憶領域35fには、後述する分配部36hによって各空調機40,40,・・・に分配された分配エネルギー量が記憶される。
(2−2−5−7)抑制要求記憶領域
抑制要求記憶領域35gには、後述する受付部36eがエネルギー管理機器10から受け付けた抑制要求時間と、要求抑制エネルギー量とが記憶される。
(2−2−6)制御部
制御部36は、CPU、ROM、RAM等から構成される。制御部36は、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ことにより、主として、運転状況把握部36a、メーター値取得部36b、基準調整可能量算出部36c、提示部36d、受付部36e、基本調整可能量算出部36f、差異量算出部36g、分配部36h、および制御指令生成部36i等として機能する。
(2−2−6−1)運転状況把握部
運転状況把握部36aは、時間管理部34から時間の提示を受けて、所定の時間間隔(本実施形態では5分間隔)で、各空調機40,40,・・・の運転状況を把握する。運転状況は、運転状況記憶領域35aに記憶される。
(2−2−6−2)メーター値取得部
メーター値取得部36bは、電力メーター7によって計測された各空調機40,40,・・・の電力、電力量等のメーター値を、時間管理部34から時間の提示を受けて、所定の時間間隔(本実施形態では1分間隔)で取得する。メーター値は、メーター値記憶領域35cに記憶される。
(2−2−6−3)基準調整可能量算出部
基準調整可能量算出部36cは、空調機40,40,・・・別に、第1運転状況において調整可能なエネルギー量(個別基準調整可能量と呼ぶ)を算出し、さらにその和をエネルギー基準調整可能量として算出する。基準調整可能量算出部36cによるエネルギー基準調整可能量の算出は、時間管理部34から時間の提示を受けて1時間毎に実行される。ここでの第1運転状況は、算出を実行する時点の空調機40,40,・・・の運転状況である。個別基準調整可能量は、後述する第1個別基準電力から、第2個別基準電力を減じることで算出される。なお、個別基準調整可能量は、条件記憶領域35bに記憶された条件を用いて算出される値であり、本実施形態では条件中の継続可能時間に対応して複数算出される。その結果、個別基準調整可能量の和として算出されるエネルギー基準調整可能量も、条件記憶領域35bに記憶された条件の継続可能時間に対応して複数算出される。
なお、本実施形態では、エネルギー基準調整可能量算出時に停止している、又は、デフロスト運転や油戻し運転が行われている空調機40,40,・・・がある場合には、当該空調機をエネルギー基準調整可能量の算出対象としない。ここで、油戻し運転とは、室外機41,41,・・・と室内機42,42,・・・とを接続する冷媒配管等に溜まった冷凍機油を室外機41,41,・・・に収容される圧縮機に戻す運転のことであり、通常5分〜10分程度行われる運転である。また、デフロスト運転とは、暖房運転時に室外機41,41,・・・に収容される室外熱交換器(図示せず)に霜が付着するのを防ぐために行われる運転であり、5分〜10分程度行われる。
第1個別基準電力は、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況と、メーター値記憶領域35cに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値とに基づいて、基準調整可能量算出部36cにより算出される。具体的には、現在、ある空調機40が通常運転(デフロスト運転や油戻し運転を含まない)中であれば、メーター値記憶領域35cに記憶された当該空調機40の直近の30分間の電力の平均を第1個別基準電力として算出する。
ただし、第1個別基準電力の算出方法は、これに限られるものではない。例えば、第1個別基準電力は、メーター値記憶領域35cに記憶された当該空調機40の直近の30分間の電力の中間値でもよい。また、例えば、第1個別基準電力は、メーター値記憶領域35cに記憶された当該空調機40の直近の30分間の電力の平均を、運転状況記憶領域35aに記憶された、当該空調機40に関する、設定温度と室内温度との乖離の程度や、室外温度と室内温度との乖離の程度に応じて補正して求められてもよい。また、第1個別基準電力は、メーター値記憶領域35cに記憶された当該空調機40の直近の電力であってもよい。
次に、第2個別基準電力は、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況と、条件記憶領域35bに記憶された条件とを使用して算出される。具体的な例に基づいて説明する。
個別基準調整可能量算出時点において、運転状況把握部36aによって把握された稼働中の1の空調機40の運転能力は100%であり、この空調機40の定格電力は100kWであったとする。条件記憶領域35bには、この空調機40のための条件として、図4(a)(b)が記憶されていたとする。
まず、空調機40の運転能力は100%なので、図4(a)(b)のうち、図4(a)の条件が使用される。図4(a)の条件は、この空調機40においては、電力を調整する時間が15分間であれば運転能力を40%とすることが可能で、30分間であれば運転能力を60%とすることが可能で、60分間であれば運転能力を80%とすることが可能であることを意味する。この空調機40の定格電力は100kWなので、これはつまり、電力を調整する時間が15分間であれば40kWまで電力を抑制可能で、30分間であれば60kWまで電力を抑制可能で、60分間であれば80kWまで電力を調整可能であることを意味する。この3つの値40kW,60kW,80kWが、継続可能時間15分、30分、60分に対応する第2個別基準電力である。
算出されたエネルギー基準調整可能量、および、その算出条件である継続可能時間は、基準調整可能量記憶領域35dに記憶される。
(2−2−6−4)提示部
提示部36dは、基準調整可能量記憶領域35dに記憶された継続可能時間とエネルギー基準調整可能量との複数の組合せを、通信部31を介してエネルギー管理機器10に送信し、提示する。提示部36dは、基準調整可能量算出部36cによってエネルギー基準調整可能量が算出されたタイミングで、継続可能時間とエネルギー基準調整可能量との組合せをエネルギー管理機器10に提示する。
(2−2−6−5)受付部
受付部36eは、エネルギー管理機器10から送られる各種情報を受け付ける。受付部36eは、特に、抑制要求時間と要求抑制エネルギー量を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける。
(2−2−6−6)基本調整可能量算出部
基本調整可能量算出部36fは、受付部36eがエネルギー抑制要求を受け付けた時に、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況を用いて、空調機40,40,・・・別に、調整可能な電力をエネルギー基本調整可能量として算出する。さらにエネルギー基本調整可能量の和をトータル基本調整可能量として算出する。エネルギー基本調整可能量は、後述する第1個別基本電力から、第2個別基本電力を減じることで算出される。エネルギー基本調整可能量は、要求抑制エネルギー量とは独立に算出される。
なお、本実施形態では、機器保守を優先するため、デフロスト運転や油戻し運転が行われている空調機40,40,・・・がある場合には、当該空調機をエネルギー調整制御の対象から外し、エネルギー基本調整可能量の算出対象にもしない。停止中の空調機40,40,・・・についても同様である。
第1個別基本電力は、前述した基準調整可能量算出部36cによる第1個別基準電力の算出と同様の方法で算出される。ここでは説明を割愛する。
次に、第2個別基本電力は、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転能力と、受付部36eが受け付けた抑制要求時間と、条件記憶領域35bに記憶された条件と、を使用して算出される。具体的な例に基づいて説明する。
エネルギー抑制要求時点において、運転状況把握部36aによって把握された1の空調機40の運転能力は80%であり、この空調機40の定格電力は100kWであったとする。受付部36eが受け付けた抑制要求時間は30分であり、条件記憶領域35bには、第2個別基本電力を算出する空調機40の条件として、図4(a)(b)の条件が記憶されていたとする。
まず、空調機40の運転能力は80%なので、図4(a)(b)のうち、図4(b)の条件が使用される。図4(b)の条件は、この空調機40においては、電力を調整する時間が15分間であれば運転能力を20%とすることが可能で、30分間であれば運転能力を40%とすることが可能で、60分間であれば運転能力を60%とすることが可能であることを意味する。この空調機40の定格電力は100kWなので、これはつまり、電力を調整する時間が15分間であれば20kWまで電力を調整可能で、30分間であれば40kWまで電力を調整可能で、60分間であれば60kWまで電力を調整可能であることを意味する。ここでは、受付部36eが受け付けた抑制要求時間は30分であるので、これに対応する継続可能時間30分の条件が使用され、第2個別基本電力は40kWと算出される。
算出されたエネルギー基本調整可能量およびトータルエネルギー基本調整可能量は、基本調整可能量記憶領域35eに記憶される。
(2−2−6−7)差異量算出部
差異量算出部36gは、抑制要求記憶領域35gに記憶された要求抑制エネルギー量から、基本調整可能量記憶領域35eに記憶されたトータル基本調整可能量を減じて、エネルギー差異量を算出する。トータル基本調整可能量および、その算出の基礎となるエネルギー基本調整可能量は、要求抑制エネルギー量とは独立して算出されるため、エネルギー差異量は通常はゼロにならない。また、エネルギー差異量はプラスの値とは限らず、マイナスの値である場合もある。
(2−2−6−8)分配部
分配部36hは、差異量算出部36gによって算出されたエネルギー差異量を、複数の空調機40,40,・・・に分配する。具体的には、分配部36hは、エネルギー差異量を複数の空調機40,40,・・・(運転停止中、および、デフロスト運転や油戻し運転が実行されている空調機40,40・・・を除く)に等分に分配する。つまり、分配部36hは、エネルギー差異量を通常運転中の空調機40,40,・・・の台数で除したエネルギー量を、通常運転中の空調機40,40,・・・に分配エネルギー量として分配する。分配エネルギー量は、空調機40,40・・・別に分配量記憶領域35fに記憶される。
なお、分配部36hは、上記のような台数でエネルギー差異量を分配するのではなく、空調機40,40,・・・の定格電力に比例して、もしくは空調機40,40,・・・が現在使用中の電力に比例して分配を行ってもよい。また、分配部36hは、基本調整可能量算出部36fが算出した空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量の大きさに比例してエネルギー差異量を空調機40,40,・・・に分配してもよい。
また、分配部36hは、エネルギー差異量の絶対値が所定値(例えば5kW)より小さい場合には、分配を行わないとしてもよい。特に、エネルギー差異量の絶対値が所定値より小さく、かつ、エネルギー差異量がマイナスの場合に、分配部36hは分配を行わないとしてもよい。
(2−2−6−9)制御指令生成部
制御指令生成部36iは、基本調整可能量記憶領域35eに記憶されたエネルギー基本調整可能量と、分配量記憶領域35fに記憶された分配エネルギー量とを基に、物件Aにおいて抑制される電力の合計と抑制要求記憶領域35gに記憶された要求抑制エネルギー量とが等しくなるように空調機40,40・・・に電力の調整制御を指示する。
具体的には、制御指令生成部36iは、基本調整可能量記憶領域35eおよび分配量記憶領域35fに記憶された情報を基に、空調機40,40・・・別にエネルギー基本調整可能量と分配エネルギー量との和を実行エネルギー調整量として算出する。そして、制御指令生成部36iは、空調機40,40・・・がそれぞれの実行エネルギー調整量だけ電力を調整するような調整制御指令を生成する。調整制御指令とは、例えば、空調機40,40・・・の室内機42,42・・・の設定温度を変更したり、室外機41,41,・・・の圧縮機の回転数を制御したりすることを指示する指令である。さらに、制御指令生成部36iは、各空調機40,40・・・に調整制御指令を送信し、その実行を指示する。
(3)エネルギー管理システム100で行われる制御処理について
以下、エネルギー制御装置30における、エネルギー調整制御の処理の流れを、図5を用いて説明する。
まず、ステップS101では、時間管理部34は、基準調整可能量算出部36cが前回エネルギー基準調整可能量を算出してから所定時間、具体的には1時間が経過したかが判断される。所定時間が経過していた場合には、ステップS102に進み、所定時間を経過していない場合にはステップS104に進む。
ステップS102では、基準調整可能量算出部36cは、エネルギー基準調整可能量を算出する。具体的には、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況と、メーター値記憶領域35cに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値と、条件記憶領域35bに記憶されている条件と、に基づいて、基準調整可能量算出部36cは、空調機40,40,・・・別に個別基準調整可能量を算出する。さらに、基準調整可能量算出部36cは、個別基準調整可能量を全空調機40,40,・・・について積算し、エネルギー基準調整可能量として算出する。算出されたエネルギー基準調整可能量とその算出条件である継続可能時間とは、組合せとして基準調整可能量記憶領域35dに記憶される。
ステップS103では、提示部36dは、基準調整可能量記憶領域35dに記憶された、継続可能時間とエネルギー基準調整可能量との組合せをエネルギー管理機器10に提示する。
ステップS104では、受付部36eが、エネルギー管理機器10からエネルギーの抑制要求を受け付けたか否かを判定する。受け付けたと判定される場合は、ステップS105へ移行する。一方、受け付けていないと判定される場合は、ステップS101に戻る。
ステップS105では、受付部36eが受け付けた抑制要求時間と要求抑制エネルギー量とが抑制要求記憶領域35gに記憶される。
ステップS106では、エネルギー基本調整可能量を算出する。具体的には、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況と、メーター値記憶領域35cに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値と、抑制要求記憶領域35gに記憶された抑制要求時間と、条件記憶領域35bに記憶されている条件と、に基づいて、基本調整可能量算出部36fは、空調機40,40,・・・別にエネルギー基本調整可能量を算出する。さらに、基本調整可能量算出部36fは、全ての空調機40,40,・・・についてエネルギー基本調整可能量を積算し、その積算値をトータル基本調整可能量として算出する。算出されたエネルギー基本調整可能量およびトータル基本調整可能量は、基本調整可能量記憶領域35eに記憶される。
ステップS107では、差異量算出部36gは、抑制要求記憶領域35gに記憶された要求抑制エネルギー量から、基本調整可能量記憶領域35eに記憶されたトータル基本調整可能量を減じて、エネルギー差異量を算出する。
ステップS108では、分配部36hは、差異量算出部36gが算出したエネルギー差異量を通常運転中の空調機40,40,・・・に等分に分配し、空調機40,40,・・・別に分配エネルギー量を算出する。空調機40,40,・・・別の分配エネルギー量は、分配量記憶領域35fに記憶される。
ステップS109では、制御指令生成部36iは、空調機40,40,・・・別に、基本調整可能量記憶領域35eに記憶されたエネルギー基本調整可能量と、分配量記憶領域35fに記憶された分配エネルギー量とを加算し、実行エネルギー調整量として算出する。さらに、制御指令生成部36iは、空調機40,40・・・別に算出された実行エネルギー調整量だけ電力を調整するような調整制御指令を生成する。そして、各空調機40,40・・・に調整制御指令を送信し、エネルギー調整制御の実行を指示する。
ステップS110では、時間管理部34が、制御指令生成部36iが調整制御指令を送信してから抑制要求時間が経過したか判定が行われる。抑制要求時間が終了したと判定されれば、ステップS111で調整制御の解除指令が制御指令生成部36iから各空調機40,40・・・に送信され、その後ステップS101に戻る。ステップS110は、抑制要求時間が終了したと判定されるまで繰り返される。
(4)特徴
(4−1)
本実施形態は、物件Aに設置された複数の設備機器である空調機40,40,・・・のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置30であって、受付部36eと、基本調整可能量算出部36fと、制御指令生成部36iと、を備える。受付部36eは、物件Aにおいて抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量の情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける。基本調整可能量算出部36fは、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の空調機40,40,・・・の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部36iは、空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件Aにおいて抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、空調機40,40,・・・にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、エネルギー抑制要求受付時に、要求抑制エネルギー量とは独立に、エネルギー抑制要求受付時の空調機40,40,・・・の運転状況に基づいた空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量が算出され、各空調機40,40,・・・のエネルギー量の調整は、エネルギー基本調整可能量に基づいて行われる。エネルギー基本調整可能量は、エネルギー抑制要求受付時の空調機40,40,・・・の運転状況を考慮した上で調整可能として算出された値であるため、空調機40,40,・・・が速やかに要求抑制エネルギー量だけ電力を抑制することが可能である。また、エネルギー基本調整可能量の算出に用いられる条件は、この条件を使用して抑制制御を実行したとしても、ユーザの室内環境に与える影響が許容範囲内となるように予め定められた値であるので、ユーザの快適性も損なわれにくい。
(4−2)
本実施形態では、差異量算出部36gと、分配部36hと、をさらに備える。差異量算出部36gは、各空調機40,40,・・・のエネルギー基本調整可能量の合計であるトータル基本調整可能量と、要求抑制エネルギー量との差を、エネルギー差異量として算出する。分配部36hは、エネルギー差異量を空調機40,40,・・・に分配する。制御指令生成部36iは、空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量および分配部36hのエネルギー差異量の分配の結果に基づいて、空調機40,40,・・・にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、要求抑制エネルギー量を空調機40,40,・・・に直接分配するのではなく、エネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差がエネルギー差異量として算出され、算出されたエネルギー差異量が空調機40,40,・・・に分配される。従って、各空調機40,40,・・・に分配されるエネルギー量は、要求抑制エネルギー量を直接分配するのに比べ小さな値になりやすい。その結果、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することができる。
(4−3)
本実施形態では、受付部36eは、電力会社1のエネルギー管理機器10からエネルギー抑制要求を受け付ける。エネルギー制御装置30は、基準調整可能量算出部36cと、提示部36dと、をさらに備える。基準調整可能量算出部36cは、第1運転状況における、空調機40,40,・・・の調整可能なエネルギー量の合計をエネルギー基準調整可能量として算出する。提示部36dは、エネルギー抑制要求より前に、エネルギー基準調整可能量を、エネルギー管理機器10に提示する。なお、第1運転状況とは、本実施形態では、エネルギー基準調整可能量算出時点の運転状況を指す。
ここでは、エネルギー抑制要求より前にエネルギー基準調整可能量がエネルギー管理機器10に提示されるため、エネルギー管理機器10からエネルギー制御装置30に実現可能なエネルギー抑制要求が提示されやすい。この結果、空調機40,40,・・・が、全体として要求抑制エネルギー量を直ちに抑制するように電力を調整することが可能になりやすい。また、ユーザの快適性が損なわれない範囲でエネルギー量の抑制が実行されやすい。
さらに、本実施形態では、要求抑制エネルギー量は、エネルギー基準調整可能量以下の値である。これにより、要求抑制エネルギー量に応じてエネルギー量の調整を実行することが容易で、ユーザの快適性も損なわれにくい。
(5)変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例は適宜組み合わされてもよい。
(5−1)変形例1A
上記実施形態では、分配部36hは、エネルギー差異量を通常運転中の空調機40,40,・・・に等分に、又は、定格電力、エネルギー基本調整可能量算出時の使用電力、算出されたエネルギー基本調整可能量等に比例して分配するとしているが、これに限られるものではない。例えば、分配部36hは、空調機40,40,・・・のユーザの快/不快の情報に基づいて、エネルギー差異量を通常運転中の空調機40,40,・・・に分配してもよい。また、空調機40,40,・・・は空調機40,40,・・・全体としてではなく、室内機42,42,・・・や室外機41,41,・・・にエネルギー差異量を分配するものであってもよい。
以下、図6から図9に基づいて説明する。
記憶部35は、図6のように、ユーザの快/不快の情報を空調機40,40,・・・別に記憶する快/不快情報記憶領域35hと、各種マップを記憶するマップ記憶領域35iとをさらに保持する。なお、ユーザの快/不快の情報は、ユーザが不快を感じた際にユーザにより入力部33を介して直接入力され、快/不快情報記憶領域35hに記憶される情報であってもよいし、設定温度や設定温度と、室内温度との乖離度等に基づいて決定される情報であってもよい。ここでは、後者の場合について、具体的な例を説明する。
設定温度や設定温度と、室内温度との乖離度に基づいてユーザの快/不快を決定する場合、エネルギー制御装置30の制御部36は、図6のように、さらにユーザの快/不快を決定する快/不快決定部36jとして機能する。
例えば、快/不快決定部36jは、室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快を決定し、それに基づいて、分配部36hが、エネルギー差異量を通常運転中の室内機42,42,・・・へ分配してもよい。
以下、快/不快決定部36jの、室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快の決定処理および分配部36hによるエネルギー差異量の分配処理について説明する。
ここでは、マップ記憶領域35iには、例えば図7のような、室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快を決定するための第1マップが記憶される。図7に示す劣化度とは、設定温度と室内温度との乖離度を意味する。また、図7に示すランクとは、ユーザの快/不快のランクを意味する。
快/不快決定部36jは、マップ記憶領域35iに記憶される第1マップを参照して、室内機42,42,・・・の劣化度から、室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快のランクを決定する。例えば、図7の第1マップでは、ある室内機42の劣化度が1.5の場合は、その室内機42のユーザの快/不快のランクは2となる。
分配部36hは、快/不快決定部36jに判定された室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快のランクに応じて、エネルギー差異量を通常運転中の室内機42,42,・・・に分配する。快/不快のランクの数字が小さい、すなわちユーザが快適であると判断される室内機42,42,・・・については、電力をなるべく抑制するようにエネルギー差異量が分配される。一方、快/不快のランクの数字が大きい、すなわちユーザが不快であると判断される室内機42,42,・・・では、電力の抑制をなるべくしないようにエネルギー差異量が分配される。
また、例えば、快/不快決定部36jは、室外機41,41,・・・別のユーザの快/不快を決定し、それに基づいて、分配部36hが、エネルギー差異量を通常運転中の空調機40,40,・・・へ分配してもよい。
より具体的には、マップ記憶領域35iには、前述の第1マップに加え、図8のような、室外機41,41,・・・別のユーザの快/不快を決定するための第2マップが記憶される。
快/不快決定部36jは、マップ記憶領域35iに記憶される第1マップ及び第2マップを参照して、室内機42,42,・・・のユーザの快/不快のランク(具体的には、同系統内のユーザの快/不快のランク3以上の室内機42,42,・・・の存在率)から、室外機41,41,・・・別のユーザの快/不快のランクを決定する。すなわち、室内機42,42,・・・の劣化度に基づいて、室外機41,41,・・・のユーザの快/不快のランクを決定する。例えば、同系統内の室内機42,42,・・・5台中3台が、ユーザの快/不快のランク3以上であったとすると、3/5×100(%)=60(%)となるので、当該室外機41のユーザの快/不快のランクは、4となる。
分配部36hは、快/不快決定部36jに判定された室外機41,41,・・・別のユーザの快/不快のランクに応じて、エネルギー差異量を通常運転中の室外機41,41,・・・に分配する。快/不快のランクの数字が小さい、すなわちユーザが快適であると判断される室外機41,41,・・・については、電力をなるべく抑制するようにエネルギー差異量が分配される。一方、快/不快のランクの数字が大きい、すなわちユーザが不快であると判断される室外機41,41,・・・では、電力の抑制をなるべくしないようにエネルギー差異量が分配される。
本変形例では、ユーザの快/不快の情報に基づいてエネルギー差異量の分配が行われるので、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応じることができる。
(5−2)変形例1B
上記変形例1Aでは、快/不快情報記憶領域35hおよびマップ記憶領域35iを記憶部35の必須の構成として記載したが、以下のような方法でユーザの快/不快が判断され、それに基づいて、分配部36hによりエネルギー差異量の分配が行われてもよい。
例えば、空調機40,40,・・・が設置される被空調空間を仮想的に複数の区画に区切り、空調機40,40,・・・による空調の必要性が高い区画と低い区画を予め記憶部35に記憶し、当該基準に基づいてエネルギー差異量が分配されてもよい。すなわち、分配部36hは、空調の必要性が高い区画では電力の抑制がそれほど行われず、空調の必要性が低い区画では電力がなるべく抑制されるようにエネルギー差異量が分配する。なお、この場合、記憶部35は、空調機40,40,・・・が設置される被空調空間及び複数の区画を2次元化した平面図データを記憶する平面図データ記憶領域(図示せず)を有する。区画の区切りは、例えば、管理者等によって定められる。
また、上記のように被空調空間を区切らなくても、稼動率の高い空調機40,40,・・・と稼動率の低い空調機40,40,・・・とを予め記憶部35に記憶しておき、これを用いてエネルギー差異量を分配してもよい。
また、空調機40,40,・・・の運転状況に基づいて、空調機40,40,・・・の将来の運用状態(稼働時間等)を予測し、当該将来の運用状態に基づいて、エネルギー差異量を分配してもよい。
本変形例では、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答することが容易になる。
(5−3)変形例1C
上記実施形態では、空調機40,40,・・・別に1のエネルギー基本調整可能量しか算出されないが、これに限られるものでなく、空調機40,40,・・・別に複数のエネルギー基本調整可能量が算出されてもよい。
具体的には、条件記憶領域35bには、図9のように、継続可能時間に加え、エネルギー抑制制御の強度に応じた条件が記憶されており、この条件に基づいてエネルギー基本調整可能量が算出されてもよい。
なお、この場合、基準調整可能量算出部36cが条件記憶領域35bに記憶された条件を用いてエネルギー基準調整可能量を算出する際には、図9のエネルギー抑制制御の強度「中」の条件だけが用いられる。一方、基本調整可能量算出部36fが条件記憶領域35bに記憶された条件を用いてエネルギー基本調整可能量を算出する際には、エネルギー抑制制御の強度「弱」「中」「強」の全てについてエネルギー基本調整可能量が算出される。また、基本調整可能量算出部36fは、エネルギー抑制制御の強度「弱」「中」「強」それぞれについてトータル基本調整可能量を算出する。そして、差異量算出部36gにより、トータル基本調整可能量と要求抑制エネルギー量との差が、エネルギー差異量として複数算出される。分配部36hは、トータル基本調整可能量と要求抑制エネルギー量との差が最も小さくなる最小エネルギー差異量を、通常運転中の空調機40,40,・・・に分配する。制御指令生成部36iは、最小エネルギー差異量を算出する際に用いられた空調機40,40,・・・別のエネルギー基準調整可能量と、分配部36hにより分配された空調機40,40,・・・別の分配エネルギー量とを加算し、各空調機40,40,・・・の実行エネルギー調整量を算出する。さらに、制御指令生成部36iは、各空調機40,40,・・・が実行エネルギー調整量を調整するような調整制御指令を生成し、調整制御指令を各空調機40,40,・・・に送信し、その実行を指示する。
本変形例では、ユーザの快適性を損なわず、かつ、十分にエネルギー量の抑制も可能であると考えられる最適な許容抑制強度をエネルギー抑制制御の強度「中」の条件とすることで、エネルギー抑制の要求を受けた場合にユーザの快適性を損なわないようなエネルギー調整が実行されやすい。一方トータル基本調整可能量が複数算出され、トータル基本調整可能量と要求抑制エネルギー量との差が最も小さい場合について分配部36hはエネルギー差異量を分配するので、抑制制御の要求直後から、要求抑制エネルギー量に応じたエネルギーの調整制御が実行されやすい。
(5−4)変形例1D
変形例1Aに記載のように、制御部36が、室外機41,41,・・・別や室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快を決定する快/不快決定部36jとして機能する場合、基本調整可能量算出部36fは、ユーザの快/不快のランクが大きな室外機41,41,・・・、および/又は、室内機42,42,・・・をエネルギー基本調整可能量の算出対象から除外してもよい。さらに、制御指令生成部36iは、ユーザの快/不快のランクが大きな室外機41,41,・・・、および/又は、室内機42,42,・・・をエネルギー調整の対象から外してもよい。
ここでは、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答することが容易になる。
(5−5)変形例1E
変形例1Aに記載のように、制御部36が、室外機41,41,・・・別や室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快を決定する快/不快決定部36jとして機能する場合に、分配部36hは、ユーザの快/不快のランクが大きな室外機41,41,・・・、および/又は、室内機42,42,・・・の使用する電力が、エネルギー抑制要求受付時よりも大きくなるよう電力を分配してもよい。
ここでは、ユーザが快適でないと判断される室外機41,41,・・・や室内機42,42,・・・については電力の使用を増やすのでユーザの快適性が向上する。一方、増加した分の電力は、ユーザが快適であると判断される室外機41,41,・・・や室内機42,42,・・・に分配されるので、物件A全体としてはエネルギーの抑制要求に応答することができる。
(5−6)変形例1F
上記実施形態の他に、エネルギー制御装置30の受付部36eは、エネルギー量の単価情報をさらに受け付けてもよい。なお、ここでの単価情報とは、時間帯毎の電力量の単価を示した情報である。エネルギー量の単価情報は、エネルギー管理機器10から送信されてもよいし、エネルギー管理機器10以外の機器から送信されてもよい。
また、上記実施形態では、一定時間間隔でエネルギー基準調整可能量が算出され、エネルギー管理機器10に提示されるが、一定時間間隔である必要はない。
本変形例では、エネルギー制御装置30は、電力量単価が所定値(予め記憶部35に記憶される任意の値)を上回る時間帯を把握する単価情報把握部(図示せず)を有する。基準調整可能量算出部36cは、エネルギー量の単価が所定値を上回る時間帯のみ、エネルギー基準調整可能量を算出し、提示部36dは、算出されたエネルギー基準調整可能量をエネルギー管理機器10に対して提示する。
ここでは、エネルギー制御装置30が、エネルギー量の単価情報を受け付けることで、エネルギー量の単価が高い時間帯やエネルギー量の単価が所定値を上回る時間帯を把握できる。そして、当該時間帯及び当該時間帯におけるエネルギー抑制可能量をエネルギー管理機器10に提示することで、エネルギー量の単価が所定値を上回る時間帯にエネルギー調整制御を行えるようにできる。よって、電力のピーク需要時にエネルギー量を抑制したいという電力会社1の意向に応じた制御が容易になるとともに、エネルギーコストの削減といったユーザのメリットも生じる。
(5−7)変形例1G
上記実施形態における制御対象は、空調機40,40,・・・としているが、これに限られるものではない。例えば、照明や、給湯器、換気扇等の他の機器を制御対象としてもよい。つまり、この場合には、空調機40,40,・・・及び他の機器が設備機器に相当する。この場合、照明や、給湯器、換気扇等の他の機器のエネルギーの量を計測するメーター等、エネルギー管理システム100における制御に必要となる機器等が必要になる。また、この場合、照明の運転状態や運転状況には、ON/OFF、明るさの段階等が含まれ、給湯器の運転状態や運転状況には、ON/OFF、給湯温度、給湯量等が含まれ、換気扇の運転状態や運転状況には、換気ファンの回転数や風量が含まれる。なお、各種の運転状況に含まれる各種の温度や圧力等は、各種センサ等によって検出される。
なお、この時、条件記憶領域35bに記憶される条件は、図4のように継続可能時間を変数とするものである必要はない。例えば、照明についての条件は、図示しない照度センサによって感知された照度のレベルに応じて照明の点灯率が決定されるようなものであってもよい。また、例えば、換気扇についての条件は、図示しないCO2センサによって感知された室内の二酸化炭素濃度のレベルに応じて換気扇の風量を変化させ、エネルギー量を調整するものであってもよい。なお、照明の点灯率とは、照度センサが計測対象とする空間に設置された照明のうち、どれだけの割合の照明を点灯させるかを意味するものとする。
(5−8)変形例1H
上記実施形態では、提示部36dがエネルギー基準調整可能量をエネルギー管理機器10に提示し、エネルギー制御装置30の受付部36eは、要求抑制エネルギー量を受け付けるが、これに限定されるものではない。
例えば、電力会社1と物件Aとの間で、要求抑制エネルギー量を事前に契約で決定されていてもよい。この場合、要求抑制エネルギー量は、図10のように記憶部35に設けられた契約記憶領域35jに記憶されてもよい。エネルギー制御装置30の受付部36eがエネルギー管理機器10から受け付ける要求抑制エネルギー量に関する情報は、契約記憶領域35jから要求抑制エネルギー量を呼び出すものである。
また、要求抑制エネルギー量は事前の協議なくエネルギー管理機器10がエネルギー制御装置30に一方的に通達するものであってもよい。この場合には、エネルギー基準調整可能量算出部36cおよび提示部36dは存在しなくてもよい。
(5−9)変形例1I
上記実施形態では、提示部36dは一方的にエネルギー管理機器10に対してエネルギー基準調整可能量の提示を行っているが、これに限られるものではない。
例えば、エネルギー管理機器10は、エネルギー基準調整可能量の提示を物件A、Bに要求し、エネルギー制御装置30は、この要求に応えてエネルギー管理機器10に対してエネルギー基準調整可能量を提示してもよい。
(5−10)変形例1J
上記実施形態では、受付部36eは、エネルギー管理機器10が複数の継続可能時間の中から選択した1の時間を抑制制御時間として受け付けるが、これに限定されるものではない。例えば、エネルギー管理機器10が別途決定した抑制制御時間を受付部36eが受け付けてもよい。そして、基本調整可能量算出部36fは、受け付けた抑制制御時間に最も近い継続可能時間の条件を用いて、エネルギ基本調整可能量を算出してもよい。
(5−11)変形例1K
上記実施形態では、基準調整可能量算出部36cは、エネルギー基準調整可能量算出時点の空調機40,40,・・・の運転状況に基づいて、エネルギー基準調整可能量を算出するが、これに限定されるものではない。例えば、基準調整可能量算出部36cは、運転状況記憶領域35aおよびメーター値記憶領域35cに記憶された過去の運転状況およびエネルギー使用状況から将来の空調機40,40,・・・の運転状況を予想し、将来の時点における空調機40,40,・・・の予想運転状況に基づいて、エネルギー基準調整可能量を算出してもよい。
(5−12)変形例1L
上記実施形態では、基準調整可能量算出部36cは抑制可能な電力をエネルギー基準調整可能量として算出し、提示部36dがこれをエネルギー管理機器10に提示するが、これに限定されるものではない。図11のように、基準調整可能量算出部36cに代えて、空調機40,40,・・・の達成可能なデマンド値を基準デマンド値として算出する基準デマンド値算出部36kを有していてもよい。なお、デマンド値は、物件Aにおいて単位時間あたりに使用されるエネルギー量の最大値を指す。すなわち、エネルギー調整制御時の、物件Aの達成可能と思われる(ここまで抑制することが可能であると思われる)最大電力を基準デマンド値算出部36kは算出する。つまり、上記実施形態の基準調整可能量算出部36cでは、現在の電力に対してどれだけ電力を抑制できるかがエネルギー基準調整可能量として算出されたのに対し、本変形例では、どこまで電力を抑制できるかが、基準デマンド値算出部36kにより基準デマンド値として算出される。
基準デマンド値算出部36kは、以下のような方法で基準デマンド値を算出する。基準デマンド値算出時にデフロスト運転や油戻し運転が行われている空調機40,40,・・・については、基準調整可能量算出部36cでいうところの第1個別基準電力をそれぞれ算出する。基準デマンド値算出時に通常運転中の空調機40,40,・・・については、基準調整可能量算出部36cでいうところの第2個別基準電力をそれぞれ算出する。この様にして得られた第1個別基準電力および第2個別基準電力を全て積算することで基準デマンド値は算出される。基準デマンド値とその基準デマンド値の算出に用いられた条件の継続可能時間との組合せは、基準デマンド値記憶領域35kに記憶される。提示部36dは、基準デマンド値と継続可能時間との複数の組合せを電力会社1に提示する。
これにあわせて、本変形例では、エネルギー制御装置30の受付部36eは、要求抑制エネルギー量に代えて要求デマンド値を電力会社1から受け付ける。なお、要求デマンド値は、物件A,Bのエネルギー制御装置30,30により提示された、基準デマンド値以上の値である。つまり、ユーザは、基準デマンド値としてエネルギー管理機器10に提示した以上のエネルギーの抑制は要求されない。
さらに、本変形例では、エネルギー制御装置30の制御部36は、要求抑制エネルギー量算出部36mとして機能する。要求抑制エネルギー量は、エネルギー抑制要求時の物件Aにおける使用電力から、要求抑制エネルギー量に関する情報として受付部36eが受け付けた要求デマンド値を減算することで算出される。算出された要求抑制エネルギー量は、受付部36eが受け付けた抑制要求時間と組み合わせて、抑制要求記憶領域35gに記憶される。
なお、物件Aは、前述のように、エネルギー制御装置30が基準デマンド値としてエネルギー管理機器10に提示した以上のエネルギーの抑制は、要求デマンド値として要求されない。つまり、要求抑制エネルギー量算出部36mにより算出される要求抑制エネルギー量は、エネルギー抑制要求時の物件Aにおける使用電力から、提示部36dが電力会社1に提示した、受付部36eが受け付けた抑制要求時間と対をなす基準デマンド値を減算した値以下になる。
具体的な例でさらに説明する。
例えば、提示部36dは、電力会社1に継続可能時間と基準デマンド値の組合せとして60分−80kW、30分−60kW、15分−40kWの3つの組合せを提示したとする。これに対して受付部36eが電力会社1から受け付ける抑制要求時間が30分であるとすれば、要求デマンド値は基準デマンド値として提示した60kWよりも大きな値例えば80kWである。この時、エネルギー抑制要求受付時点の物件Aの電力が100kWとすると、要求抑制エネルギー量は20kWであると要求抑制エネルギー量算出部36mにより算出される。算出された要求抑制エネルギー量20kWは、エネルギー抑制要求受付時点の物件Aの電力、100kWから、提示部36dが継続可能時間30分に対する基準デマンド値として提示した60kWを減じた値(40kW)よりも小さな値となる。
ここでは、エネルギー抑制要求より前に基準デマンド値がエネルギー管理機器に提示されるため、エネルギー管理機器から実現可能なエネルギー抑制要求が提示されやすい。この結果、直ちに要求抑制エネルギー量に設備機器が応答することが可能になりやすい。また、ユーザの快適性が損なわれない範囲でエネルギー量の抑制が実行されやすい。
<第2実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第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。
(1)エネルギー管理システム200の全体の概略構成
図12に、本実施形態に係るエネルギー管理システム200を示す。
物件A,Bのエネルギー制御装置230を除き第1実施形態に係るエネルギー管理システム100と同様であるため、全体の概略構成についての説明は省略する。
(2)各装置の構成
以下、エネルギー管理システム200に含まれるエネルギー管理機器10は、第1実施形態におけるエネルギー管理機器10と同様であるため、説明は省略する。
エネルギー制御装置230について説明する。
(2−1)エネルギー制御装置の構成
図13は、エネルギー制御装置230,230の概略構成図である。
以下、図13を用いて、物件A、Bに設置されるエネルギー制御装置230,230について説明する。なお、以下の説明では、物件Aに設置されたエネルギー制御装置230について説明するが、物件Bに設置されたエネルギー制御装置230も同様の構成である。
エネルギー制御装置230は、図13に示すように、主として、通信部31と、出力部32と、入力部33と、時間管理部34と、記憶部235と、制御部236とを有する。記憶部235および制御部236を除いて、第1実施形態のエネルギー制御装置30と同様であるため、通信部31、出力部32、入力部33、および時間管理部34の説明は省略する。
(2−1−1)記憶部
記憶部235は、ハードディスク等から構成され、運転状況記憶領域35aと、条件記憶領域235bと、メーター値記憶領域35c、基準調整可能量記憶領域35dと、組合記憶領域235mと、抑制要求記憶領域35gと、を有する。運転状況記憶領域35aと、メーター値記憶領域35cと、基準調整可能量記憶領域35dと、抑制要求記憶領域35gとは、第1実施形態のエネルギー制御装置30の記憶部35と同様であるため説明は省略する。
(2−1−1−1)条件記憶領域
条件記憶領域235bには、後述するエネルギー基準調整可能量およびエネルギー基本調整可能量を算出するための条件が、空調機40,40,・・・別に記憶されている。条件は、具体的には、図9に示すように、エネルギー調整制御を実行する時間(すなわち、エネルギー調整制御の継続可能時間)(分)と、エネルギー調整制御の実行時に許容される空調機40,40,・・・の運転能力(以下、許容運転能力という)との組合せである。さらに、許容運転能力は、エネルギーを抑制する制御の強度に応じて複数用意されている。ここでは、エネルギー抑制制御の強度として「弱」「中」「強」の三段階が用意されている。なお、図9の表の中では、エネルギー抑制制御の強度「中」の条件は、エネルギー量の抑制を十分に図りながら、なおかつ、ユーザの快適性を損なわないと考えられる最適な許容抑制強度の条件である。これに対し、エネルギー抑制の強度が「弱」の条件は、エネルギー抑制制御の強度「中」よりはエネルギー量を抑制しない条件、つまりユーザにとっては快適性がより確保されやすい条件である。エネルギー抑制の強度が「強」の条件は、エネルギー抑制制御の強度「中」よりエネルギー量を抑制する条件、つまりエネルギー量が抑制されやすい条件である。
本実施形態では、許容運転能力は予め空調機40,40,・・・別に定められた固定値であるが、これに限定されるものでないことは、第1実施形態の条件記憶領域35bの条件と同様である。
(2−1−1−2)組合記憶領域
組合記憶領域235mには、後述する基本調整可能量算出部236fによって算出された空調機40,40,・・・別の複数のエネルギー基本調整可能量と、空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量の組合せに対して算出された複数のトータル基本調整可能量とが記憶される。さらに、各トータル基本調整可能量の算出の基礎となったエネルギー基本調整可能量の組合せに関する情報も、各トータル基本調整可能量と関連付けて記憶される。
(2−1−2)制御部
制御部236は、CPU、ROM、RAM等から構成される。制御部236は、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ことにより、主として、運転状況把握部36a、メーター値取得部36b、基準調整可能量算出部236c、提示部36d、受付部36e、基本調整可能量算出部236f、および制御指令生成部236i等として機能する。
基準調整可能量算出部236c、基本調整可能量算出部236fおよび制御指令生成部236iを除き、第1実施形態の制御部36と同様であるため、運転状況把握部36a、メーター値取得部36b、提示部36d、および受付部36eについては説明を省略する。
(2−1−2−1)基準調整可能量算出部
基準調整可能量算出部236cでは、第1実施形態の基準調整可能量算出部36cと異なり、条件記憶領域235bに記憶された図9のエネルギー抑制制御の強度「中」の条件を用いてエネルギー基準調査可能量の算出が行われる。その他の点については、基準調整可能量算出部36cと同様であるため、説明は省略する。
(2−1−2−2)基本調整可能量算出部
基本調整可能量算出部236fでは、第1実施形態の基本調整可能量算出部36fと異なり、受付部36eが受け付けた抑制要求時間と一致する継続可能時間に対し、エネルギー抑制制御の強度「弱」「中」「強」の条件を用いてエネルギー基本調整可能量が複数算出される。エネルギー基本調整可能量の算出については、空調機40,40,・・・別に複数のエネルギー基本調整可能量が算出される以外は、基本調整可能量算出部236fと、基本調整可能量算出部36fとは同様である。
ただし、トータル基本調整可能量の算出は、基本調整可能量算出部236fと、基本調整可能量算出部36fとは異なる。基本調整可能量算出部236fでは、空調機40,40,・・・別に複数算出されたエネルギー基本調整可能量の全ての組合せについてトータル基本調整可能量が算出される。
具体的には、例えば、物件Aに3台の通常運転中の空調機40,40,・・・が設置され、それぞれの空調機40,40,・・・に対し条件記憶領域235bにエネルギー抑制制御の強度「弱」「中」「強」の条件が用意されていたとすれば、3×3×3=27通りのトータル基本調整可能量が算出されることになる。また、エネルギー調整を実施しないという選択肢も認めるとすれば、さらに組合せ数が増加する。
算出された空調機40,40,・・・別の基本調整可能量およびトータル基本調整可能量は、組合記憶領域235mに記憶される。また、各トータル基本調整可能量算出の基礎となったエネルギー基本調整可能量の組合せに関する情報も、各トータル基本調整可能量と関連付けて組合記憶領域235mに記憶される。
(2−1−2−3)制御指令生成部
制御指令生成部236iは、組合記憶領域235mに記憶された複数のトータル基本調整可能量の中から、要求抑制エネルギー量に等しくなるように1のトータル基本調整可能量を選択する。そして、制御指令生成部236iは、選択された1のトータル基本調整可能量の算出の基礎となった空調機40,40・・・別のエネルギー基本調整可能量で、空調機40,40・・・別に電力の調整制御を指示する。つまり、制御指令生成部36iは、空調機40,40・・・がそれぞれのエネルギー基本調整可能量だけ電力を調整するような調整制御指令を生成する。さらに、制御指令生成部36iは、各空調機40,40・・・に調整制御指令を送信し、その実行を指示する。
なお、ここで、要求抑制エネルギー量に等しくなるようにとは、完全一致である必要はなく、要求抑制エネルギー量とトータル基本調整可能量との差が最も小さくなるように選択されればよい。また、要求抑制エネルギー量よりトータル基本調整可能量を大きくするという条件をつければ、電力会社1のエネルギー抑制要求に確実に対応することが可能になる。
なお、要求抑制エネルギー量とトータル基本調整可能量との差が最も小さくなる組合せが複数存在する場合には、エネルギー抑制制御の強度が「強」になる空調機40,40・・・が少なく、エネルギー抑制制御の強度が「中」になる空調機40,40・・・の割合が高い組合せが選択される。
(3)エネルギー管理システム200で行われる制御処理について
以下、エネルギー制御装置230における、エネルギー調整制御の処理の流れを、図14を用いて説明する。
まず、ステップS301では、時間管理部34は、基準調整可能量算出部236cが、前回、エネルギー基準調整可能量を算出してから所定時間、具体的には1時間が経過したかが判断される。所定時間が経過していた場合には、ステップS302に進み、所定時間を経過していない場合にはステップS304に進む。
ステップS302では、基準調整可能量算出部236cは、エネルギー基準調整可能量を算出する。具体的には、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況と、メーター値記憶領域35cに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値と、条件記憶領域235bに記憶されている条件のうちエネルギー抑制制御の強度が「中」の条件と、に基づいて、基準調整可能量算出部236cは、空調機40,40,・・・別に個別基準調整可能量を算出する。さらに、基準調整可能量算出部236cは、個別基準調整可能量を全空調機40,40,・・・について積算し、エネルギー基準調整可能量を算出する。算出されたエネルギー基準調整可能量は、基準調整可能量記憶領域35dに記憶される。
ステップS303では、提示部36dは、基準調整可能量記憶領域35dに記憶された複数の条件別のエネルギー基準調整可能量を、エネルギー管理機器10に提示する。
ステップS304では、受付部36eが、エネルギー管理機器10からのエネルギーの抑制要求を受け付けたか否かを判定する。受け付けたと判定される場合は、ステップS305へ移行し、他方、受け付けていないと判定される場合は、ステップS301に戻る。
ステップS305では、受付部36eが受け付けた抑制要求時間と要求抑制エネルギー量とが抑制要求記憶領域35gに記憶される。
ステップS306では、エネルギー基本調整可能量が算出される。具体的には、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の現在の運転状況と、メーター値記憶領域35cに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値と、抑制要求記憶領域35gに記憶されている抑制要求時間と、条件記憶領域235bに記憶されている条件と、に基づいて、基本調整可能量算出部236fは、空調機40,40,・・・別に、エネルギー抑制強度に応じた複数のエネルギー基本調整可能量を算出する。さらに、基本調整可能量算出部236fは、空調機40,40,・・・別に複数算出されたエネルギー基本調整可能量の全ての組合せについて複数のトータル基本調整可能量を算出する。算出された基本調整可能量およびトータル基本調整可能量は組合記憶領域235mに記憶される。また、各トータル基本調整可能量算出の基礎となったエネルギー基本調整可能量の組合せに関する情報も、各トータル基本調整可能量と関連付けて組合記憶領域235mに記憶される。
ステップS307では、制御指令生成部236iは、組合記憶領域235mに記憶された複数のトータル基本調整可能量の中から、要求抑制エネルギー量に等しくなるように1のトータル基本調整可能量を選択する。具体的には、トータル基本調整可能量と要求抑制エネルギー量との差が最小になるトータル基本調整可能量が選択される。そして、制御指令生成部236iは、選択された1のトータル基本調整可能量の算出の基礎となった空調機40,40・・・別のエネルギー基本調整可能量だけ電力を調整するような調整制御指令を空調機40,40・・・別に生成する。そして、制御指令生成部236iは、各空調機40,40・・・に調整制御指令を送信し、エネルギー調整制御の実行を指示する。
ステップS308では、時間管理部34が、電力の調整制御の指示から抑制要求時間が経過したか判定が行われる。抑制要求時間が終了したと判定されれば、ステップS309で調整制御の解除指令が制御指令生成部236iから各空調機40,40・・・に送信され、その後ステップS301に戻る。ステップS308は、抑制要求時間が経過したと判定されるまで繰り返される。
(4)特徴
(4−1)
本実施形態は、物件Aに設置された複数の設備機器である空調機40,40,・・・のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置30であって、受付部36eと、基本調整可能量算出部236fと、制御指令生成部236iと、を備える。受付部36eは、物件Aにおいて抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量の情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける。基本調整可能量算出部236fは、エネルギー抑制要求受付時に、エネルギー抑制要求受付時の空調機40,40,・・・の運転状況に基づいて、要求抑制エネルギー量とは独立に空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量を算出する。制御指令生成部236iは、空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量に基づいて、物件Aにおいて抑制されるエネルギー量の合計と要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、空調機40,40,・・・にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、エネルギー抑制要求受付時に、要求抑制エネルギー量とは独立に、エネルギー抑制要求受付時の空調機40,40,・・・の運転状況に基づいた空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量が算出され、各空調機40,40,・・・のエネルギー量の調整は、エネルギー基本調整可能量に基づいて行われる。エネルギー基本調整可能量は、エネルギー抑制要求受付時の運転状況を考慮した上で、調整可能として算出された値であるため、空調機40,40,・・・が速やかに要求抑制エネルギー量だけ電力を抑制することが可能である。また、エネルギー基本調整可能量の算出に用いられる条件は、この条件を使用して抑制制御を実行したとしても、ユーザの室内環境に与える影響が許容範囲内となるように予め定められた値であるので、ユーザの快適性も損なわれにくい。
(4−2)
本実施形態では、基本調整可能量算出部236fは、空調機40,40,・・・別にエネルギー基本調整可能量を複数算出する。制御指令生成部236iは、空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量の合計と要求抑制エネルギー量との差が最小になる空調機40,40,・・・別のエネルギー基本調整可能量の組合せを用いて、空調機40,40,・・・別にエネルギー量の調整制御を指示する。
ここでは、要求抑制エネルギー量との差が最小になるエネルギー基本調整可能量の組合せを用いてエネルギー量の調整制御を実行するので、エネルギー抑制要求受付直後から、要求抑制エネルギー量に精度よく応答することが可能になる。
(5)変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、以下の変形例2A〜2D以外に、第1実施形態の変形例1Fから1Lの要旨は、第2実施形態にも当てはまる。また、複数の変形例が適宜組み合わされてもよい。
(5−1)変形例2A
上記実施形態では、制御指令生成部236iは、要求抑制エネルギー量とトータル基本調整可能量との差が最小となる組合せが複数存在する場合には、エネルギー抑制制御の強度が「強」又は「中」になる空調機40,40・・・の割合に応じて組合せを最終的に選択しているが、これに限定されるものではない。例えば、制御指令生成部236iは、上記実施形態の他に、空調機40,40,・・・のユーザの快/不快の情報に基づいて、どの組合せを選択するかを決定してもよい。
以下、図15に基づいて説明する。
記憶部35は、図15のように、ユーザの快/不快の情報を空調機40,40,・・・別に記憶する快/不快情報記憶領域35hと、各種マップを記憶するマップ記憶領域35iとをさらに保持する。なお、ユーザの快/不快の情報は、ユーザが不快を感じた際に、ユーザにより入力部33介して直接入力され、快/不快情報記憶領域35hに記憶される情報であってもよいし、設定温度や、設定温度と室内温度との乖離度等に基づいて決定される情報であってもよい。ここでは、後者の場合について、具体的な例を説明する。
設定温度や、設定温度と室内温度との乖離度に基づいてユーザの快/不快を決定する場合、エネルギー制御装置230の制御部236は、図15のように、さらにユーザの快/不快を決定する快/不快決定部36jとして機能する。
例えば、快/不快決定部36jは、室内機42,42,・・・および/又は室外機41,41,・・・別のユーザの快/不快を決定する。この結果に基づき、ユーザが不快を感じている室内機42,42,・・・および/又は室外機41,41,・・・についてはエネルギー抑制強度が「弱」の条件となり、ユーザが快適と感じている室内機42,42,・・・および/又は室外機41,41,・・・についてはエネルギー抑制強度が「強」となるようにエネルギー基本調整可能量の組合せを決定してもよい。なお、ユーザの快/不快の決定の具体例は、変形例1Aに示している。
本変形例では、要求抑制エネルギー量とトータル基本調整可能量との差が最も小さくなる組合せが複数存在する場合に、ユーザの快/不快の情報に基づいてエネルギー調整制御が行われるので、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答可能である。
(5−2)変形例2B
上記実施形態では、基本調整可能量算出部236fは、空調機40,40,・・・別に複数算出されたエネルギー基本調整可能量の全ての組合せについてトータル基本調整可能量が算出されるが、これに限られるものではない。
例えば、基本調整可能量算出部236fは、トータル基本調整可能量を、エネルギー抑制制御の強度が「中」の組合せについてのみ算出してもよい。
この場合には、要求抑制エネルギー量とトータル基本調整可能量との差が所定の許容量(例えば5kW)より大きい場合には、制御指令生成部236iは、トータル基本調整可能量の再算出を行う。
具体的には、例えばエネルギー抑制要求時点で消費している電力が小さい空調機40,40,・・・から順に、トータル基本調整可能量の算出に用いるエネルギー基本調整可能量を、エネルギー抑制制御の強度が「強」又は「弱」の条件に対して算出されたエネルギー基本調整可能量に変化させる。そして、要求抑制エネルギー量と再算出されたトータル基本調整可能量との差を再び算出する。最終的に、要求抑制エネルギー量とトータル基本調整可能量との差が所定の許容量以下になるまでこれを繰り返す。
本変形例では、最適な許容抑制強度の条件(エネルギー抑制制御の強度が「中」となる条件)の組合せを基点としてエネルギー基本調整可能量の組合せが選択され、それを基にエネルギーの調整制御指令が生成されるので、迅速に、かつ、ユーザの快適性を維持しながら、要求抑制エネルギー量だけエネルギーを抑制したエネルギー調整制御が実行されやすい。
(5−3)変形例2C
上記変形例2Aでは、快/不快情報記憶領域35hおよびマップ記憶領域35iを記憶部235の必須の構成として記載したが、以下のような方法でユーザの快/不快が判断され、それに基づいて、制御指令生成部236iは、どのエネルギー基本調整可能量の組合せを選択するかを決定してもよい。
例えば、空調機40,40,・・・が設置される被空調空間を仮想的に複数の区画に区切り、空調機40,40,・・・による空調の必要性が高い区画と低い区画を予め記憶部235に記憶しておき、当該基準に基づいて、1のエネルギー基本調整可能量の組合せを選択するかを決定してもよい。すなわち、空調の必要性が高い区画では電力の抑制がそれほど行われず、空調の必要性が低い区画では電力がなるべく抑制されるようなエネルギー基本調整可能量の組合せを制御指令生成部236iは選択する。なお、この場合、記憶部235は、空調機40,40,・・・が設置される被空調空間及び複数の区画を2次元化した平面図データを記憶する平面図データ記憶領域(図示せず)を有する。区画の区切りは、例えば、管理者等によって定められる。
また、上記のように被空調空間を区切らなくても、空調機40,40,・・・の稼動率の高い空調機40,40,・・・と低い空調機40,40,・・・とを予め記憶部235に記憶しておき、これを用いてエネルギー基本調整可能量の組合せが選択されてもよい。
また、空調機40,40,・・・の運転状況に基づいて、空調機40,40,・・・の将来の運用状態(稼働時間等)を予測し、当該将来の運用状態に基づいて、エネルギー基本調整可能量の組合せを選択されてもよい。
本変形例においても、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答することが容易になる。
(5−4)変形例2D
変形例2Aに記載のように、制御部236が、室外機41,41,・・・別や室内機42,42,・・・別のユーザの快/不快を決定する快/不快決定部36jとして機能する場合、基本調整可能量算出部236fは、ユーザの快/不快のランクが大きな室外機41,41,・・・、および/又は、室内機42,42,・・・をエネルギー基本調整可能量の算出対象から除外してもよい。さらに、制御指令生成部236iは、ユーザの快/不快のランクが大きな室外機41,41,・・・、および/又は、室内機42,42,・・・をエネルギー調整の対象から外してもよい。
ここでは、ユーザの快適性を損なうことなく、エネルギーの抑制要求に応答することが容易になる。
本発明は、エネルギー管理機器から所定の情報が送信されてエネルギー量の抑制を行う種々のエネルギー制御装置に適用可能である。
10 エネルギー管理機器
30,230 エネルギー制御装置
35,235 記憶部
35h 快/不快情報記憶領域
35j 契約記憶領域
36,236 制御部
36c,236c 基準調整可能量算出部
36d 提示部
36e 受付部
36f,236f 基本調整可能量算出部
36g 差異量算出部
36h 分配部
36i,236i 制御指令生成部
36j 快/不快決定部
36k 基準デマンド値算出部
A、B 物件
特開2005−107901号公報

Claims (12)

  1. 物件(A,B)に設置された複数の設備機器(40,40,・・・)のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置(30)であって、
    前記物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける受付部(36e)と、
    前記エネルギー抑制要求受付時に、前記エネルギー抑制要求受付時の前記設備機器の運転状況に基づいて、前記要求抑制エネルギー量とは独立に前記設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する基本調整可能量算出部(36f)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量に基づいて、前記物件において抑制されるエネルギー量の合計と前記要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する制御指令生成部(36i)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の合計と、前記要求抑制エネルギー量との差を、エネルギー差異量として算出する差異量算出部(36g)と、
    前記エネルギー差異量を前記設備機器に分配する分配部(36h)と、
    を備え
    前記制御指令生成部は、前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量および前記分配部の前記エネルギー差異量の前記分配の結果に基づいて、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する、
    エネルギー制御装置(30)。
  2. 物件(A,B)に設置された複数の設備機器(40,40,・・・)のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置(30)であって、
    前記物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける受付部(36e)と、
    前記エネルギー抑制要求受付時に、前記エネルギー抑制要求受付時の前記設備機器の運転状況に基づいて、前記要求抑制エネルギー量とは独立に前記設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する基本調整可能量算出部(36f)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量に基づいて、前記物件において抑制されるエネルギー量の合計と前記要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する制御指令生成部(36i)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の合計と、前記要求抑制エネルギー量との差を、エネルギー差異量として算出する差異量算出部(36g)と、
    前記エネルギー差異量を前記設備機器に分配する分配部(36h)と、
    を備え
    前記制御指令生成部は、前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量および前記分配部の前記エネルギー差異量の前記分配の結果に基づいて、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示し、
    前記基本調整可能量算出部は、前記設備機器別に前記エネルギー基本調整可能量を複数算出し、
    前記差異量算出部は、複数の前記エネルギー基本調整可能量の合計と、前記要求抑制エネルギー量との差から、複数の前記エネルギー差異量を算出し、
    前記分配部は、複数の前記エネルギー差異量の中から最小となる最小エネルギー差異量を前記設備機器に分配する、
    エネルギー制御装置(30)。
  3. 前記設備機器のユーザの快/不快の情報を記憶する第1記憶部(35h)をさらに備え、
    前記分配部は、前記ユーザの快/不快の情報に基づいて、前記エネルギー差異量を前記設備機器に分配する、
    請求項1又は2に記載のエネルギー制御装置。
  4. 前記設備機器のユーザの快/不快を決定する快/不快決定部(36j)をさらに備え、
    前記分配部は、前記ユーザの快/不快の情報に基づいて、前記エネルギー差異量を前記設備機器に分配する、
    請求項1又は2に記載のエネルギー制御装置。
  5. 物件(A,B)に設置された複数の設備機器(40,40,・・・)のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置(230)であって、
    前記物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を受け付ける受付部(36e)と、
    前記エネルギー抑制要求受付時に、前記エネルギー抑制要求受付時の前記設備機器の運転状況に基づいて、前記要求抑制エネルギー量とは独立に前記設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する基本調整可能量算出部(236f)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量に基づいて、前記物件において抑制されるエネルギー量の合計と前記要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する制御指令生成部(236i)と、
    を備え、
    前記基本調整可能量算出部は、前記設備機器別に前記エネルギー基本調整可能量を複数算出し、
    前記制御指令生成部は、前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の合計と前記要求抑制エネルギー量との差が最小になる前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の組合せを用いて、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する、
    エネルギー制御装置(230)
  6. 前記設備機器のユーザの快/不快の情報を記憶する第1記憶部(35h)をさらに備え、
    前記制御指令生成部は、前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の合計と前記要求抑制エネルギー量との差が最小になる前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の組合せが複数ある場合に、前記ユーザの快/不快の情報に基づいて、1の前記エネルギー基本調整可能量の組合せを決定し、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する、
    請求項5に記載のエネルギー制御装置。
  7. 前記設備機器のユーザの快/不快を決定する快/不快決定部(36j)をさらに備え、
    前記制御指令生成部は、前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の合計と前記要求抑制エネルギー量との差が最小になる前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量の組合せが複数ある場合に、前記ユーザの快/不快の情報に基づいて、1の前記エネルギー基本調整可能量の組合せを決定し、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する、
    請求項5に記載のエネルギー制御装置。
  8. 物件(A,B)に設置された複数の設備機器(40,40,・・・)のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置(30,230)であって、
    前記物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を、エネルギー管理機器(10)から受け付ける受付部(36e)と、
    前記エネルギー抑制要求受付時に、前記エネルギー抑制要求受付時の前記設備機器の運転状況に基づいて、前記要求抑制エネルギー量とは独立に前記設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する基本調整可能量算出部(36f,236f)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量に基づいて、前記物件において抑制されるエネルギー量の合計と前記要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する制御指令生成部(36i,236i)と、
    第1運転状況における、前記設備機器の調整可能なエネルギー量の合計をエネルギー基準調整可能量として算出する基準調整可能量算出部(36c,236c)と、
    前記エネルギー抑制要求より前に、前記エネルギー基準調整可能量を、前記エネルギー管理機器に提示する提示部(36d)と、
    を備える、
    エネルギー制御装置(30,230)。
  9. 前記要求抑制エネルギー量は、前記エネルギー基準調整可能量以下である
    請求項8に記載のエネルギー制御装置。
  10. 物件(A,B)に設置された複数の設備機器(40,40,・・・)のエネルギー量を調整するエネルギー制御装置(30,230)であって、
    前記物件において抑制されるべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだエネルギー抑制要求を、エネルギー管理機器(10)から受け付ける受付部(36e)と、
    前記エネルギー抑制要求受付時に、前記エネルギー抑制要求受付時の前記設備機器の運転状況に基づいて、前記要求抑制エネルギー量とは独立に前記設備機器別のエネルギー基本調整可能量を算出する基本調整可能量算出部(36f,236f)と、
    前記設備機器別の前記エネルギー基本調整可能量に基づいて、前記物件において抑制されるエネルギー量の合計と前記要求抑制エネルギー量とが等しくなるように、前記設備機器にエネルギー量の調整制御を指示する制御指令生成部(36i,236i)と、
    第1運転状況における、前記設備機器の達成可能なデマンド値を基準デマンド値として算出する基準デマンド値算出部(36k)と、
    前記エネルギー抑制要求より前に、前記基準デマンド値を、前記エネルギー管理機器に提示する提示部(36d)と、
    を備える、
    エネルギー制御装置(30,230)。
  11. 前記要求抑制エネルギー量は、前記エネルギー抑制要求受付時に前記設備機器が使用しているエネルギー量から前記基準デマンド値を減じた値以下である、
    請求項10に記載のエネルギー制御装置。
  12. 前記物件にエネルギーを供給するエネルギー供給者とのエネルギー需給契約に関する情報を記憶する第2記憶部(35j)をさらに備え、
    前記要求抑制エネルギー量に関する情報を含んだ前記エネルギー抑制要求は、前記第2記憶部から前記エネルギー需給契約に定められた前記要求抑制エネルギー量に関する情報を呼び出すものである、
    請求項1から7のいずれか1項に記載のエネルギー制御装置(30,230)。
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