JP5812976B2 - 昇降機を備えた建物の電力システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、昇降機を備えた建物の電力システムに関する。

従来、建物に設けられる昇降機、例えば、エレベータは、昇降路内を乗りかごが移動することにより、乗りかごを任意の階床に移動させる。このような昇降機は、省エネルギを達成するために種々の制御が実行される場合がある。

特開昭６１−１２５７９号公報

ところで、従来技術においては、例えば、昇降機と当該昇降機が設けられる建物との電力面での連係の点でさらなる改善の余地がある。

実施形態の昇降機を備えた建物の電力システムは、蓄電装置と、昇降機と、太陽光発電装置と、制御装置とを備える。蓄電装置は、昇降機と異なる建物の電気設備を作動させる電力を蓄電可能である。昇降機は、建物に設けられ蓄電装置からの電力により昇降する。太陽光発電装置は、蓄電装置を充電する電力を供給する。制御装置は、蓄電装置が充電できる状態であり、太陽光発電装置が発電できる場合は、建物の外部から電力を供給する商用電源よりも太陽光発電装置を優先して蓄電装置の充電を行う。制御装置は、昇降機を備えた建物の電力使用量に関する情報を取得し、電力使用量が太陽光発電装置による発電量以上である場合に商用電源の電力を建物の電気設備に供給し、電力使用量が太陽光発電装置による発電量未満である場合に蓄電装置の電力を建物の電気設備に供給する。

図１は、実施形態に係る電力システムの概略構成例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る電力システムにおける充電制御の一例を説明するフローチャートである。 図３は、実施形態に係る電力システムにおける電力供給制御の一例を説明するフローチャートである。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る電力システムの概略構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態に係る電力システムにおける制御の一例を説明するフローチャートである。図３は、実施形態に係る電力システムにおける動作の一例を説明する線図である。

図１に示す本実施形態の電力システム１は、典型的には、昇降機３を備えた建物１００の全体で電力のマネージメントを効率的に行い、省エネルギで昇降機３を運用するためのシステムである。この電力システム１は、昇降機３と当該昇降機３が設けられる建物１００での電力使用状態とを連係させて、適正に昇降機３を運転させるものである。また、この電力システム１は、昇降機３が設けられる建物（建物Ａ）１００とは別の他の建物（建物Ｂ、Ｃ）２００、３００とも連係可能であり、これら建物１００、２００、３００を含む地域全体で電力のマネージメントを効率的に行うことも可能なシステムである。

具体的には、電力システム１は、蓄電装置２と、昇降機３と、制御装置４と、太陽光発電装置５とを備える。制御装置４は、受電変換器４１、切替器４２、切替器４３、インバータ４４、統合制御装置４５、エレベータ制御装置４６、バッテリ制御装置４７等を含んで構成される。本実施形態の電力システム１は、例えば、蓄電装置２を昇降機３の電源としてだけでなく、昇降機３が設置されている建物１００の電気設備１０１の電源としても用いる。電力システム１は、制御装置４による各種制御によって、昇降機３の電力状態と建物１００側の電力状態とを協調させ、蓄電装置２に蓄電されている電力を有効に活用して昇降機３を効率的に運転する。

蓄電装置２は、建物１００の電気設備１０１を作動させる電力を蓄電可能なものであると共に、当該蓄電された電力によって昇降機３を運転させることも可能である。蓄電装置２は、電力を蓄電可能な二次電池である。本実施形態の蓄電装置２は、３つのバッテリ２１、２２、２３により構成されるものとして説明するが、これに限らず、２つ、あるいは、４つ以上のバッテリを含んで構成されてもよいし、１つのバッテリで構成されてもよい。ここでは、バッテリ２１、２２は、典型的には、主に昇降機３以外の建物１００側の電気設備１０１で使用される電力を蓄電するバッテリ（建物用）である。これに対して、バッテリ２３は、典型的には、主に昇降機３側で使用される電力を蓄電するバッテリ（ＥＬ用）である。蓄電装置２の各バッテリ２１、２２、２３は、後述するように種々の電力源からの電力が受電変換器４１、切替器４２等を介して供給され充電される。蓄電装置２は、各バッテリ２１、２２、２３が制御装置４の切替器４２等を介して相互に接続されており、当該切替器４２を介して各バッテリ２１、２２、２３間で相互に電力の授受を行うことができる。また、バッテリ２１、２２の電力は、主として電気設備１０１側で優先的に用いられるがこれに限らず、必要に応じて当該切替器４２等を介して昇降機３側で用いることも可能である。同様に、バッテリ２３は、主として昇降機３側で優先的に用いられるがこれに限らず、必要に応じて当該切替器４２等を介して電気設備１０１側で用いることも可能である。また、各バッテリ２１、２２、２３は、それぞれ、各バッテリ２１、２２、２３の電流を検出する電流計２４、各バッテリ２１、２２、２３の電圧を検出する電圧計２５が設けられている。従って、電流計２４により検出された電流値あるいは電圧計２５により検出された電圧値の少なくとも一方に基づいてバッテリ２１、２２、２３の残量、すなわちＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出することができ、これから蓄電装置２の蓄電量を算出することができる。

ここで、建物１００の電気設備１０１は、建物１００に設置され、電力が供給されることで作動する種々の電気機器を含む。電気設備１０１としては、例えば、建物１００の照明機器、上下水道ポンプ、各種セキュリティ機器、空調機器、機械駐車場駆動装置、医療機器等のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。

昇降機３は、建物１００に設けられ、蓄電装置２からの電力により昇降するものである。昇降機３は、蓄電装置２の電力を用いて昇降動作する。昇降機３は、例えば、エレベータ及び乗客コンベアを含み、乗客コンベアは、エスカレータ及び動く歩道を含むものである。なお、以下の説明では、昇降機３は、エレベータであるものとして説明する。

昇降機３は、乗りかご３１がそれぞれ昇降路を昇降することで運行サービスを行う。昇降機３は、乗りかご３１、カウンタウェイト３２、メインロープ３３、巻上機３４、乗場３５等を含んで構成される。昇降機３は、乗りかご３１とカウンタウェイト３２とをメインロープ３３で連結したいわゆるつるべ式のエレベータである。昇降機３は、制御装置４のエレベータ制御装置４６によって各部の駆動が制御されて乗りかご３１が昇降路内を昇降することで、任意の目的階の乗場３５に移動することができるものである。

乗りかご３１は、建物１００に設けられた昇降路を昇降可能である。乗りかご３１は、かご操作盤３６や荷重検出器３７等を含んで構成される。かご操作盤３６は、乗りかご３１の内部に設けられる。かご操作盤３６は、利用者による操作入力に応じていわゆるかご呼び登録等を行う。荷重検出器３７は、乗りかご３１内の積載荷重を検出する。

カウンタウェイト３２は、乗りかご３１に対するつり合おもりである。

メインロープ３３は、昇降路の上部に設けられた巻上機３４のメインシーブ３４ａやそらせシーブ（不図示）等に掛けられる。メインロープ３３は、一端に乗りかご３１が接続され、他端にカウンタウェイト３２が接続される。

巻上機３４は、昇降体としての乗りかご３１及びカウンタウェイト３２を昇降する昇降駆動部であり、例えば、メインシーブ３４ａ、電動機（モータ）３４ｂ等を含んで構成される。電動機３４ｂは、蓄電装置２のバッテリ２３等から、制御装置４の切替器４３、インバータ４４等を介して電力が供給される。巻上機３４は、電動機３４ｂが駆動することで、この電動機３４ｂに連結されたメインシーブ３４ａが回転駆動する。そして、巻上機３４は、メインシーブ３４ａとメインロープ３３との間に生じる摩擦力を利用してメインロープ３３を電動で巻き上げる。また、電動機３４ｂは、乗りかご３１の昇降方向によっては回生運転制御も可能である。つまり、この電動機３４ｂは、いわゆる回転電機であり、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能（力行機能）と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。

乗場３５は、乗りかご３１が着床可能な各エレベータ停止階床に設けられる。乗場３５は、乗場操作盤３８等を含んで構成される。乗場操作盤３８は、利用者による操作入力に応じていわゆる乗場呼び登録等を行う。

また、この昇降機３は、案内装置としてのかご案内装置３９Ａ及び乗場案内装置３９Ｂを備える。かご案内装置３９Ａ、乗場案内装置３９Ｂは、昇降機３の運転に関する案内等を行うものである。かご案内装置３９Ａは、乗りかご３１内に設けられる。乗場案内装置３９Ｂは、各乗場３５に少なくとも１つずつ設けられる。かご案内装置３９Ａ、乗場案内装置３９Ｂは、例えば、報知音を出力可能なブザー、種々の音声情報をアナウンス可能なスピーカ、種々の表示情報を表示可能な表示装置等を含んで構成される。なお、かご案内装置３９Ａは、かご操作盤３６を含むＣＯＰ（Ｃａｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｎｅｒｌ）に組み込まれて設けられてもよい。また、乗場案内装置３９Ｂは、乗場操作盤３８を含むＨＩＢ（Ｈａｌｌ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｂｏｘ）に組み込まれて設けられてもよい。

制御装置４は、受電変換器４１、切替器４２、切替器４３、インバータ４４、統合制御装置４５、エレベータ制御装置４６、バッテリ制御装置４７等により、電力システム１の各部を制御するものである。なお、統合制御装置４５、エレベータ制御装置４６、及び、バッテリ制御装置４７は、一体に構成されるものであってもよい。

受電変換器４１は、種々の電力源からの電力を受電し、受電した電力を蓄電装置２に充電可能な直流電力に変換するものである。受電変換器４１は、例えば、コンバータや整流器等の種々の変換器、変換回路を含んで構成される。受電変換器４１に電力を供給する種々の電力源としては、太陽光発電装置５や商用電源４００等を用いることができる。太陽光発電装置５は、例えば、建物１００の屋上等に設けられる。太陽光発電装置５は、複数の太陽電池を相互接続して構成され、光起電力効果を利用し、光エネルギを直接電力に変換する機器である。商用電源４００は、例えば、建物１００の外部に設けられる三相交流電源である。さらに、受電変換器４１は、建物１００とは別の建物２００、３００を電力源とし、当該建物２００、３００から電力を受電し、あるいは、建物１００と建物２００、３００との間で連係させて相互に電力を融通するようにしてもよい。受電変換器４１は、切替器４２に接続されており、受電した電力を蓄電装置２の各バッテリ２１、２２、２３に充電可能な直流電力に変換して当該切替器４２に出力する。

切替器４２は、蓄電装置２の各バッテリ２１、２２、２３の充電／放電の状態を切り替え可能なものである。切替器４２は、種々のスイッチ、切替回路等を含んで構成される。切替器４２は、上述したように受電変換器４１に接続されると共に、蓄電装置２の各バッテリ２１、２２、２３に接続される。切替器４２は、受電変換器４１から各バッテリ２１、２２、２３への電力の供給経路を接続／遮断することで、当該受電変換器４１から供給される電力の充電先を切り替えることができる。切替器４２は、受電変換器４１から供給される電力によって、バッテリ２１、２２、２３のいずれか、あるいは、すべてを同時に充電することができる。従って、各バッテリ２１、２２、２３のＳＯＣがすべて充電を要する下限値（例えば、ＳＯＣ１０％〜２０％程度）以下である場合に、例えば、蓄電装置２に大電力を供給することができる商用電源４００により、各バッテリ２１、２２、２３を同時に充電することができので、各バッテリ２１、２２、２３のＳＯＣを同時に増加することができる。これにより、蓄電装置２全体の蓄電量を急速に増加することができる。さらに、切替器４２は、変換器６等を介して電気設備１０１にも接続されている。切替器４２は、各バッテリ２１、２２、２３に蓄電されている電力を放電させ、変換器６等を介して電気設備１０１側に供給することができる。変換器６は、例えば、コンバータや整流器等の種々の変換器、変換回路を含んで構成され、供給される電力を電気設備１０１で使用可能な電力に変換して電気設備１０１側に供給するものである。これにより、各電気設備１０１は、各バッテリ２１、２２、２３からの電力が供給されることで当該各バッテリ２１、２２、２３からの電力によって作動することができる。ここで、各電気設備１０１は、変換器６等を介して商用電源４００から直接的に電力を供給することができる。

切替器４３は、蓄電装置２からインバータ４４への電力の供給状態を切り替え可能なものである。切替器４３は、種々のスイッチ、切替回路等を含んで構成される。切替器４３は、一端がバッテリ２３と切替器４２との共通接続点に接続され、他端がインバータ４４に接続される。切替器４３は、蓄電装置２のバッテリ２３（あるいはバッテリ２１、２２）からインバータ４４への電力の供給経路を接続／遮断することで、当該バッテリ２３とインバータ４４との間で相互に電力を授受できる供給状態と、当該電力の授受を遮断した遮断状態とに切り替えることができる。

インバータ４４は、蓄電装置２からの電力を電動機３４ｂに供給するものである。インバータ４４は、上述したように、一端が切替器４３に接続され、他端が電動機３４ｂに接続される。インバータ４４は、典型的には、切替器４３が供給状態にある場合に、蓄電装置２のバッテリ２３（あるいはバッテリ２１、２２）から供給される直流電力を、任意の電流、周波数の三相交流に変換し、電動機３４ｂに供給し、当該電動機３４ｂを駆動する。また、インバータ４４は、切替器４３が供給状態にある場合に、乗りかご３１の制動時等、昇降機３の回生走行時に電動機３４ｂによって回生発電された回生電力を、交流から直流に変換して蓄電装置２のバッテリ２３（あるいはバッテリ２１、２２）に充電することもできる。

統合制御装置４５は、建物１００において、昇降機３の電力状態と建物１００側の電力状態とを監視しこれらを協調さて各部を統括的に制御するものである。統合制御装置４５は、通常の形式の双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を備えている。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、所定の制御プログラム等を予め記憶している。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は、ＣＰＵの演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭは、予め用意されたマップデータ、建物１００の電気設備１０１の概要等の情報を記憶する。統合制御装置４５は、エレベータ制御装置４６、バッテリ制御装置４７等と電気的に接続される。統合制御装置４５は、エレベータ制御装置４６、及び、バッテリ制御装置４７と相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の通信、授受を行い、建物１００の電力状態を管理する。また、統合制御装置４５は、他の建物２００、３００の制御装置（不図示）にも電気的に接続されており、建物１００、２００、３００の電力使用量に関する情報や蓄電装置２の蓄電状態に関する情報等を相互に通信、授受を行うことができる。これにより、統合制御装置４５は、建物１００と建物２００、３００とを連係させて、これら建物１００、２００、３００を含む地域全体で電力状態を管理することもできる。

エレベータ制御装置４６は、昇降機３の各部の動作を統括的に制御するものである。エレベータ制御装置４６は、通常の形式の双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を備えている。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、所定の制御プログラム等を予め記憶している。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は、ＣＰＵの演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭは、予め用意されたマップデータ、昇降機３の仕様等の情報を記憶する。エレベータ制御装置４６は、種々のセンサ、検出器、バッテリ２３の電流計２４、電圧計２５、かご操作盤３６、荷重検出器３７、乗場操作盤３８、かご案内装置３９Ａ、乗場案内装置３９Ｂ、切替器４３、インバータ４４等と電気的に接続される。エレベータ制御装置４６は、例えば、かご操作盤３６、乗場操作盤３８等への利用者からの操作入力に応じて、巻上機３４の駆動を制御し、乗りかご３１を昇降路内で昇降させる。これにより、昇降機３は、乗りかご３１を呼び登録に応じた指定された目的階に移動させることができる。

バッテリ制御装置４７は、蓄電装置２の蓄電状態を監視し、充放電を制御するものである。バッテリ制御装置４７は、通常の形式の双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を備えている。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）は、所定の制御プログラム等を予め記憶している。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）は、ＣＰＵの演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭは、予め用意されたマップデータ、蓄電装置２の仕様等の情報を記憶する。バッテリ制御装置４７は、種々のセンサ、検出器、バッテリ２１、２２の電流計２４、電圧計２５、受電変換器４１、切替器４２等と電気的に接続される。バッテリ制御装置４７は、例えば、バッテリ２１、２２の電流計２４、電圧計２５による検出結果に基づいて、バッテリ２１、２２の蓄電状態を監視し、例えば、電気設備１０１からの電力要求等に応じて受電変換器４１、切替器４２等を制御することで、バッテリ２１、２２の充放電を制御する。また、バッテリ制御装置４７は、統合制御装置４５を介してエレベータ制御装置４６からバッテリ２３の電流計２４、電圧計２５による検出結果に関する情報を受け取り、当該バッテリ２３の蓄電状態も監視することできる。そして、バッテリ制御装置４７は、電気設備１０１からの電力要求等に応じて受電変換器４１、切替器４２等を制御することで、バッテリ２３の充放電を制御することもできる。なお、バッテリ制御装置４７は、バッテリ２３の電流計２４、電圧計２５に電気的に接続され、当該バッテリ２３の電流計２４、電圧計２５による検出結果を直接的に取得可能なように構成されてもよい。

電力情報取得装置７は、制御装置４の統合制御装置４５に電気的に接続されている。電力情報取得装置７は、昇降機３が設置された建物１００全体の電力使用量を演算するものである。統合制御装置４５は、電力情報取得装置７と相互に電力使用量に関する情報の通信、授受を行う。統合制御装置４５は、電力情報取得装置７から建物１００の電力使用量に関する情報を取得する。

なお、建物１００は、太陽光発電装置５により発電された電力を用いて蓄電装置２の充電を行っているが、蓄電装置２の蓄電は、太陽光発電装置５、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置、潮力発電装置などの自然エネルギを利用し、商用電源４００と比較して極端に発電コストが低い発電装置の単体あるいは複数集めた複合体により行ってもよい。

本実施形態の電力システム１は、上記構成により様々な電力状態を実現可能である。

例えば、電力システム１は、蓄電装置２に電力を蓄電する場合、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、太陽光発電装置５からの電力を、受電変換器４１、切替器４２等を介して、バッテリ２１、２２、２３に充電することができる。また、電力システム１は、蓄電装置２に電力を蓄電する場合、商用電源４００の健全時において、商用電源４００からの電力を、受電変換器４１、切替器４２等を介して、バッテリ２１、２２、２３に充電することができる。また、電力システム１は、蓄電装置２に電力を蓄電する場合、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、昇降機３の回生運転制御時に巻上機３４の電動機３４ｂによって回生発電された回生電力を、インバータ４４、切替器４３等を介して、バッテリ２３に優先的に充電することができる。また、電力システム１は、バッテリ２３が満充電状態である場合には、当該電動機３４ｂによって回生発電された回生電力を、インバータ４４、切替器４３、切替器４２等を介して、バッテリ２１、２２に充電することもできる。また、電力システム１は、蓄電装置２に電力を蓄電する場合、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、建物２００、３００等から余剰電力を受電し、当該余剰電力を、受電変換器４１、切替器４２等を介して、バッテリ２１、２２、２３に充電することもできる。

本実施形態では、電力システム１は、蓄電装置２に電力を蓄電する場合、商用電源４００からの電力をカットした状態で、太陽光発電装置５からの電力や電動機３４ｂによる回生電力を優先利用して、バッテリ２１、２２、２３に充電する充電制御を行うものである。

次に、図２のフローチャートを参照して制御装置４による充電制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

制御装置４の統合制御装置４５は、図２に示すように、太陽光発電装置５による発電が可能であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。ここでは、統合制御装置４５は、太陽光発電装置による発電が十分、すなわち夜間や雨、曇りなどの天候不順により発電量が少なく蓄電可能な電力を蓄電装置２に供給できない状態であるか否かを判定する。

次に、統合制御装置４５は、太陽光発電装置５による発電が可能であると判定する（ステップＳＴ１１肯定）と、蓄電装置２が満充電状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。ここでは、統合制御装置４５は、バッテリ制御装置４７により取得された蓄電装置２、本実施形態では、電気設備１０１側に主に用いられるバッテリ２１、２２のＳＯＣが上限値（例えば、９０％〜１００％）であるか否かを判定する。つまり、統合制御装置４５は、太陽光発電装置５により発電した電力で、電気設備１０１に電力を供給するバッテリ２１、２２の充電が可能であるか否かを判定する。

次に、統合制御装置４５は、蓄電装置２が満充電状態でないと判定する（ステップＳＴ１２否定）と、太陽光発電装置５を商用電源４００よりも優先して蓄電装置２の充電を行う（ステップＳＴ１３）。ここでは、統合制御装置４５は、本実施形態では、商用電源４００による蓄電装置２の充電を終了して、太陽光発電装置５のみにより蓄電装置２の充電を行う。つまり、太陽光発電装置５による発電が可能である場合は、電気設備１０１に電力を供給するバッテリ２１、２２の充電を商用電源４００からの電力を使用せずに、太陽光発電装置５からの電力により行う。なお、蓄電装置２が満充電状態であると判定する（ステップＳＴ１２肯定）と、充電制御を終了する。

一方、統合制御装置４５は、太陽光発電装置５による発電が可能でないと判定する（ステップＳＴ１１否定）と、回生運転制御が可能であるか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。ここでは、統合制御装置４５は、昇降機３が回生走行することができる方向に乗りかご３１が昇降することで、回生発電できるか否かを判定する。

次に、統合制御装置４５は、回生運転制御が可能であると判定する（ステップＳＴ１４肯定）と、蓄電装置２が満充電状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。ここでは、統合制御装置４５は、バッテリ制御装置４７により取得された蓄電装置２、本実施形態では、昇降機３側に主に用いられるバッテリ２３のＳＯＣが上限値であるか否かを判定する。つまり、統合制御装置４５は、回生運転制御により発電した電力で、昇降機３に電力を供給するバッテリ２３の充電が可能であるか否かを判定する。

次に、統合制御装置４５は、蓄電装置２が満充電状態でないと判定する（ステップＳＴ１５否定）と、回生運転制御を商用電源４００よりも優先して蓄電装置２の充電を行う（ステップＳＴ１６）。ここでは、統合制御装置４５は、本実施形態では、商用電源４００による蓄電装置２の充電を終了して、回生運転制御のみにより蓄電装置２の充電を行う。つまり、太陽光発電装置５による発電が可能ではなく、回生運転制御による発電が可能である場合は、昇降機３に電力を供給するバッテリ２３の充電を商用電源４００からの電力を使用せずに、太陽光発電装置５からの電力により行う。なお、蓄電装置２が満充電状態であると判定する（ステップＳＴ１５肯定）と、充電制御を終了する。

また、統合制御装置４５は、回生運転制御が可能でないと判定する（ステップＳＴ１４否定）と、蓄電装置２が満充電状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。ここでは、統合制御装置４５は、バッテリ制御装置４７により取得された蓄電装置２、本実施形態では、各バッテリ２１、２２、２３のＳＯＣが上限値であるか否かを判定する。つまり、統合制御装置４５は、蓄電装置２に充電する余地があるか否かを判定する。

次に、統合制御装置４５は、蓄電装置２が満充電状態でないと判定する（ステップＳＴ１７否定）と、商用電源４００により蓄電装置２の充電を行う（ステップＳＴ１８）。ここでは、統合制御装置４５は、太陽光発電装置５からの電力や電動機３４ｂによる回生電力により蓄電装置２を充電することができない場合において、商用電源４００からの電力により蓄電装置２の充電を行う。これにより、電力システム１は、商用電源４００からの電力を極力使用せずに、蓄電装置２からの電力により昇降機３や各電気設備１０１を作動させることができる。

また、電力システム１は、蓄電装置２に蓄電された電力を用いる場合、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、バッテリ２１、２２からの電力を切替器４２、変換器６等を介して各電気設備１０１に供給し、当該各電気設備１０１を作動させることができる。電力システム１は、商用電源４００の健全時においては、バッテリ２１、２２からの電力とあわせて、商用電源４００からの電力を、変換器６等を介して各電気設備１０１に供給し、当該各電気設備１０１を作動させることもできる。また、電力システム１は、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、バッテリ２３からの電力を、切替器４３、インバータ４４等を介して昇降機３に供給し、昇降機３の運転を行うことができる。また、電力システム１は、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、バッテリ２１、２２からの電力を、切替器４２、切替器４３、インバータ４４等を介して昇降機３に供給し、昇降機３の運転を行うことができる。また、電力システム１は、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、バッテリ２３からの電力を、切替器４２、変換器６等を介して、各電気設備１０１に供給し、各電気設備１０１を作動させることができる。また、電力システム１は、商用電源４００の健全時、停電時の両方において、蓄電装置２に蓄電された余剰分の電力を、切替器４２及び不図示の変換器等を介して建物２００、３００に融通するようにすることもできる。

本実施形態では、電力システム１は、発電量と、建物１００の電力使用量とを比較して、建物１００の電気設備１０１に、商用電源４００あるいは蓄電装置２のいずれかから供給するかを選択する電力供給制御を行う。

次に、図３のフローチャートを参照して制御装置４による電力供給制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

ここで、統合制御装置４５は、比較対象時点での瞬時的な電力使用量と発電量とを比較してもよく、判定に用いる建物１００の電力使用量は、予め設定される所定期間の移動平均に基づいて算出されるようにしてもよい。統合制御装置４５は、例えば、電力情報取得装置７から取得した建物１００の電力使用量に基づいて、比較対象時点の直近の所定期間（例えば、比較対象時点の直近の３０分間）における当該電力使用量の移動平均を算出し、時間の経過と共に当該電力使用量の移動平均を最新の値に随時更新していくようにしてもよい。本実施形態では、統合制御装置４５は、発電量との比較に用いる建物１００の電力使用量として、当該電力使用量の移動平均を用いる。これにより、電力システム１は、建物１００において瞬間的に電力使用量が大きく変動した場合であっても、この大きな変動が電力供給制御に与える影響を相対的に小さくすることができ、より安定した電力供給制御とすることができる。なお、統合制御装置４５は、基本的には、建物１００の電力使用量の単純移動平均で用いればよいが、例えば、所定の重み付けを行った加重移動平均を用いてもよい。

まず、制御装置４の統合制御装置４５は、図３に示すように、建物１００の電力使用量を取得する（ステップＳＴ２１）。ここでは、統合制御装置４５は、電力情報取得装置７から建物１００の電力使用量に関する情報を取得し、取得した電力使用量に基づいて、比較対象時点の直近の所定期間における当該電力使用量の移動平均を計測する。

次に、統合制御装置４５は、建物１００の電力使用量の移動平均が発電量を超えるか否かを判定する（ステップＳＴ２２）。ここで、発電量とは、太陽光発電装置５による発電量、あるいは太陽光発電装置５による発電量および回生運転制御による発電量の合計値をいう。統合制御装置４５は、建物１００の電力使用量を発電でまかなえるか否かを判定する。なお、発電量も、上述のように、電力使用量と同様に、比較対象時点の直近の所定期間における移動平均であってもよい。

次に、統合制御装置４５は、建物１００の電力使用量の移動平均が発電量を超えると判定する（ステップＳＴ２２肯定）と、蓄電装置２の蓄電量が下限値以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。ここでは、統合制御装置４５は、建物１００の電力使用量の移動平均が発電量を超えていても、蓄電装置２の電力が使用可能であるか否かを判定する。具体的には、統合制御装置４５は、少なくとも電気設備１０１側に主に用いられる両方のバッテリ２１、２２のＳＯＣが下限値（例えば、１０％〜２０％程度）以下であるか否かを判定する。

次に、統合制御装置４５は、蓄電装置２の蓄電量が下限値以下であると判定する（ステップＳＴ２３肯定）と、商用電源４００から建物１００の電気設備１０１に電力を供給する（ステップＳＴ２４）。ここでは、統合制御装置４５は、建物１００の電力使用量の移動平均が発電量を超えており、蓄電装置２の蓄電量が少ない場合は、建物１００の電気設備１０１を維持するために、商用電源４００の電力を建物１００の電気設備１０１に供給する。

また、統合制御装置４５は、発電量が建物１００の電力使用量の移動平均を超えると判定する（ステップＳＴ２２否定）と、蓄電装置２から建物１００の電気設備１０１に電力を供給する（ステップＳＴ２５）。ここでは、統合制御装置４５は、発電量が建物１００の電力使用量の移動平均を超えている場合は、蓄電装置２により電力を建物１００の電気設備１０１に供給しても、蓄電装置２の蓄電量の減少は抑制されているので、商用電源４００の使用を避け、太陽光発電装置５による発電、あるいは太陽光発電装置５による発電および回生運転制御による発電により充電される蓄電装置２の電力を建物１００の電気設備１０１に供給する。

また、統合制御装置４５は、蓄電装置２の蓄電量が下限値を超えると判定しても（ステップＳＴ２３否定）、蓄電装置２から建物１００の電気設備１０１に電力を供給する（ステップＳＴ２５）。ここでは、統合制御装置４５は、建物１００の電力使用量の移動平均が発電量を超えていても、蓄電装置２の蓄電量が多い場合は、商用電源４００の使用を避け、太陽光発電装置５による発電、あるいは太陽光発電装置５による発電および回生運転制御による発電により充電される蓄電装置２の電力を建物１００の電気設備１０１に供給する。

そして、昇降機３は、蓄電装置２のバッテリ２３等（必要に応じてバッテリ２１、２２）から電力が供給されている状態で、利用者によりかご操作盤３６、乗場操作盤３８等を介して乗りかご３１の呼び操作が行われた場合、通常運転として、下記のように動作する。すなわち、昇降機３は、かご操作盤３６、乗場操作盤３８からエレベータ制御装置４６にこれに応じた呼び登録信号が入力される。そして、昇降機３は、エレベータ制御装置４６がこの呼び登録信号に応じて乗りかご３１のかご呼び登録、あるいは、乗場呼び登録を行う。そして、エレベータ制御装置４６は、この呼び登録、種々のセンサ、検出器からの出力、乗りかご３１の現在の移動方向（昇降方向）等に基づいて、乗りかご３１が合理的に移動しながらそれぞれの呼びに応答するように乗りかご３１の着床順序を定める。そして、エレベータ制御装置４６は、巻上機３４を駆動制御し、乗りかご３１を目的の階床へと移動させる。これにより、昇降機３は、乗りかご３１が昇降路内を鉛直方向上下に昇降移動し、任意の目的階の乗場３５に移動する。そして、昇降機３は、乗りかご３１が目的階の乗場３５に着床し、所定の着床位置に着床したことが検出されると、その後、エレベータ制御装置４６が乗りかご３１及び乗場３５の扉を開放する。これにより、乗場３５で待機している利用者は、乗りかご３１内に乗り込むことが可能となり、また、乗りかご３１内の利用者は乗場３５に降りることが可能となる。

なお、この電力システム１は、昇降機３が設けられる建物１００とは別の他の建物２００、３００と連係し、他の建物２００、３００に太陽光発電装置５や昇降機３が設けられている場合は、他の建物２００、３００の太陽光発電装置５の発電する電力や昇降機３の回生運転制御により発電される電力により、昇降機３が設けられる建物１００の蓄電装置２の充電を行ってもよい。また、電力システム１は、建物１００、２００、３００等を含む地域全体の合計の電力使用量が、建物１００、２００、３００等を含む地域全体に設けられている太陽光発電装置５の発電量や昇降機３の回生運転制御による発電量の合計値を超える場合に商用電源４００からの電力を地域全体の電気設備１０１に供給し、地域全体の電力使用量が地域全体の発電量以下である場合は地域全体に設けられる蓄電装置２からの電力を地域全体の電気設備１０１に供給するようにしてもよい。この場合は、例えば、昇降機３が設けられる建物１００の電気設備１０１に、他の建物２００、３００に設けられた蓄電装置２の電力を供給するようにしてもよい。この結果、電力システム１は、昇降機３が設けられる建物１００だけでなく、建物１００、２００、３００等を含む地域全体で電力状態を最適化し、地域全体で商用電源４００の使用を極力避けることができる。

以上で説明した昇降機３を備えた建物１００の電力システム１は、蓄電装置２と、昇降機３と、太陽光発電装置５と、制御装置４とを備える。蓄電装置２は、建物１００の電気設備１０１を作動させる電力を蓄電可能である。昇降機３は、建物１００に設けられ蓄電装置２からの電力により昇降する。太陽光発電装置５は、蓄電装置２を充電する電力を供給する。制御装置４は、蓄電装置２が充電できる状態であり、太陽光発電装置５が発電できる場合は、建物１００の外部から電力を供給する商用電源４００よりも太陽光発電装置５を優先して蓄電装置２の充電を行う。

したがって、この電力システム１は、商用電源４００の使用を極力避けて、蓄電装置２の充電を行うことができる。また、この電力システム１は、商用電源４００の使用を極力避けて、建物１００の電気設備を使用することができる。この結果、電力システム１は、例えば、昇降機３を備えた建物１００の全体で電力のマネージメントを効率的に行い、省エネルギで昇降機３を運用することができる。また、電力システム１は、例えば、昇降機３が設けられる建物１００とは別の他の建物２００、３００とも連係可能であり、これら建物１００、２００、３００を含む地域全体で電力のマネージメントを効率的に行うことができる。

なお、上述した実施形態に係る昇降機を備えた建物の電力システムは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上で説明した実施形態に係る昇降機を備えた建物の電力システムによれば、昇降機と当該昇降機が設けられる建物での電力使用状態とを連係させて、商用電力の使用を極力避けて、適正に昇降機を運転させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 電力システム
２ 蓄電装置
３ 昇降機
４ 制御装置
５ 太陽光発電装置
６ 変換器
７ 電力情報取得装置
２１、２２、２３ バッテリ
２４ 電流計
２５ 電圧計
３１ 乗りかご
３２ カウンタウェイト
３３ メインロープ
３４ 巻上機
３４ａ メインシーブ
３４ｂ 電動機
３５ 乗場
３６ かご操作盤
３７ 荷重検出器
３８ 乗場操作盤
３９Ａ 案内装置
３９Ｂ 乗場案内装置
４１ 受電変換器
４２、４３ 切替器
４４ インバータ
４５ 統合制御装置
４６ エレベータ制御装置
４７ バッテリ制御装置
１００、２００、３００ 建物
１０１ 電気設備
４００ 商用電源

Claims (4)

1. 建物に設けられた昇降機と、前記昇降機を昇降させ、かつ、前記昇降機と異なる前記建物の電気設備を作動させる電力を蓄電可能である蓄電装置と、前記建物に設けられ、前記蓄電装置からの電力により昇降する昇降機と、前記蓄電装置を充電する電力を供給する太陽光発電装置と、前記蓄電装置が充電できる状態であり、前記太陽光発電装置が発電できる場合は、前記建物の外部から電力を供給する商用電源よりも前記太陽光発電装置を優先して前記蓄電装置の充電を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記昇降機を備えた建物の電力使用量に関する情報を取得し、前記電力使用量が前記太陽光発電装置による発電量以上である場合に前記商用電源の電力を前記建物の電気設備に供給し、前記電力使用量が前記太陽光発電装置による発電量未満である場合に前記蓄電装置の電力を前記建物の電気設備に供給することを特徴とする、昇降機を備えた建物の電力システム。
2. 昇降機は、前記蓄電装置を充電する電力を発電することができる回生運転制御を行うことができ、前記制御装置は、前記蓄電装置が充電できる状態であり、前記太陽光発電装置が発電できない場合は、前記商用電源よりも前記回生運転制御を優先して前記蓄電装置の充電を行う、請求項１に記載の昇降機を備えた建物の電力システム。
3. 前記蓄電装置は、少なくとも２以上バッテリを有し、前記制御装置は、前記蓄電装置に供給される電力により、少なくとも２以上の前記バッテリを同時に充電する、請求項１または請求項２に記載の昇降機を備えた建物の電力システム。
4. 前記制御装置は、前記昇降機が設けられる建物とは別の他の建物と連係し、前記昇降機が設けられる建物の前記蓄電装置から他の建物への電力の供給あるいは前記他の建物から前記昇降機が設けられる建物への電力の供給の少なくとも一方を行う、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の昇降機を備えた建物の電力システム。

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