JP5845907B2

JP5845907B2 - 電力制御システム

Info

Publication number: JP5845907B2
Application number: JP2012003817A
Authority: JP
Inventors: 山下　善臣; 善臣山下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: JP2013143885A

Description

この発明は、電力制御システムに関するものである。

省エネルギー化等を目的として、電力供給元からの要求に基づいて各物件の電力指令値を一括して計算する集中計算機センタを備えた電力制御システムが提案されている。当該電力制御システムにおいては、集中計算機センタが電力指令値を各物件に配布する。当該電力指令値に基づいて、各物件の設備に対してデマンド制御が実行される（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５４７７７６号公報

しかしながら、当該電力制御システムにおいては、集中計算機センタがボトルネックとなる。すなわち、集中計算機センタがダウンすると、各物件に電力指令値を配布することができなくなる。この場合、各物件の設備に対してデマンド制御を実行できなくなる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、集中計算機センタがなくても電力供給元からの要求に応じて各物件の電力を制御できる電力制御システムを提供することである。

この発明に係る電力制御システムは、連携対象の物件毎に設けられ、対応する物件の設備の動作履歴に基づいた情報を保存する動作履歴情報データベースと、連携対象の物件毎に設けられ、連携対象の全物件の設備で消費し得る合計の電力指令値を電力供給元から受信する電力供給元インタフェース部と、連携対象の物件毎に設けられ、連携対象の他の物件の設備の動作履歴に基づいた情報を連携対象の他の物件から受信する連携物件インタフェース部と、連携対象の物件毎に設けられ、対応する物件の設備の動作履歴に基づいた情報と連携対象の他の物件の設備の動作履歴に基づいた情報とに基づいて、連携対象の全物件の設備で消費し得る合計の電力指令値のうち、対応する物件の設備で消費し得る電力指令値を算定するローカル指令値算定部と、連携対象の物件毎に設けられ、対応する物件の設備の動作履歴に基づいて複数のパラメータを数値化する優先度パラメータ算定部と、連携対象の物件毎に設けられ、前記複数のパラメータの総和を絶対的優先度として算定する絶対的優先度算定部と、を備え、前記連携物件インタフェース部は、連携対象の他の物件の優先度に関する情報を受信し、前記ローカル指令値算定部は、対応する物件の絶対的優先度に重み付けをして、対応する物件の優先度を算定し、対応する物件の優先度と連携対象の他の物件の優先度とを相対評価して、対応する物件の設備で消費し得る電力指令値を算定するものである。

この発明によれば、集中計算機センタがなくても電力供給元からの要求に応じて各物件の電力を制御できる。

この発明の実施の形態１における電力制御システムの物理的な構成図である。この発明の実施の形態１における電力制御システムの論理的な構成図である。この発明の実施の形態１における電力制御システムのローカル電力指令値計算部のブロック図である。この発明の実施の形態１における電力制御システムの要部のブロック図である。この発明の実施の形態１における電力制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電力制御システムの物理的な構成図である。図２はこの発明の実施の形態１における電力制御システムの論理的な構成図である。

図１において、１は電力供給元である。電力供給元１は、ネットワーク２を介して、各物件３に接続される。例えば、各物件３は、工場、ビル、住宅、学校、マンション等からなる。各物件３には、各種ビル設備４が設けられる。例えば、ビル設備４は、空調設備群、照明設備群、電気設備群、防犯設備群、防災設備群、衛星設備群、搬送設備群等からなる。各物件３には、ローカル電力指令値計算部５が設けられる。

図２に示すように、各物件３内には、ローカル電力指令値計算部５の他、連携物件情報データベース６、動作履歴情報データベース７、デマンド制御部８が設けられる。

次に、ローカル電力指令値計算部５を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における電力制御システムのローカル電力指令値計算部のブロック図である。

図３に示すように、ローカル電力指令値計算部５は、電力供給元インタフェース部９、連携物件インタフェース部１０、優先度算定部１１、優先度算定パラメータデータベース１２、ローカル指令値算定部１３、デマンド制御部インタフェース部１４を備える。

電力供給元インタフェース部９は、電力供給元１と情報交換する機能を備える。連携物件インタフェース部１０は、連携対象の他の物件３と連携物件情報データベース６と情報交換する機能を備える。

優先度算定部１１は、対応する物件３の絶対的優先度を算定する機能を備える。優先度算定パラメータデータベース１２は、優先度算定部１１が絶対的優先度を算定する際に利用したパラメータの値を保存する機能を備える。

ローカル指令値算定部１３は、対応する物件３の絶対的優先度を連携対象の他の物件３絶対的優先度と相対評価することにより、対応する物件３の電力指令値を算定する機能を備える。デマンド制御部インタフェース部１４は、ローカル指令値算定部１３が算定した電力指令値をデマンド制御部８に出力する機能を備える。

次に、図４を用いて、優先度算定部１１、優先度算定パラメータデータベース１２、連携物件情報データベース６、ローカル指令値算定部１３、動作履歴情報データベース７をより具体的に説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における電力制御システムの要部のブロック図である。

優先度算定部１１は、優先度パラメータ算定部１５、絶対的優先度算定部１６を備える。

優先度パラメータ算定部１５は、絶対的優先度を算定する際のパラメータ群を数値化するための規定を保存する。例えば、パラメータ群は、稼働率、電力量への影響、優先度（前回算定値）、制御対象物件３の使用状況、指令値との誤差、外部環境からなる。

稼働率とは、物件３がサービスを提供した割合のことである。稼動率が高い物件３の優先度は低くなる。これに対し、稼動率が低い物件３の優先度は高くなる。

電力量への影響とは、ある時点での使用可能な残存電力量と物件３の消費電力量との関係のことである。物件３を使用すると残存電力量が大きく減少する場合、当該物件３の優先度は低くなる。

優先度（前回算定値）とは、物件３の動的な優先度のことである。この優先度は、最新の優先度である。

制御対象物件３の使用状況とは、制御対象の物件３の使用状況のことである。物件３が使用中の場合、当該物件３の優先度は高くなる。これに対し、物件３が使用中でない場合、当該物件３の優先度は低くなる。

指令値との誤差とは、制御目標との乖離状況のことである。例えば、空調設備群であれば、計測温度と設定温度との差異、計測湿度と設定湿度との差異が乖離状況とされる。照明設備群であれば、計測照度と設定照度との差異が乖離状況とされる。誤差減少に効果が高い物件３の優先度は高くなる。これに対し、誤差減少に効果が低い物件３の優先度は低くなる。

外部環境とは、外気温、外気湿度、外光、風等、外部環境の最新状況のことである。ビル設備４が稼動不要又は稼動不可能な外部環境となった物件３の優先度は低くなる。

絶対的優先度算定部１６は、優先度パラメータ算定部１５により数値化された優先度パラメータの総和を絶対的優先度Ｐ_Ｌとして算定する。

優先度算定パラメータデータベース１２は、事象ＩＤに対し、各時点での各優先度パラメータの値を保存する。例えば、事象ＩＤが「１」の時点においては、稼働率に関する優先度は「４０」である。電力量への影響に関する優先度は「２」である。前回の優先度に関する優先度は「１０」である。制御対象物件３の使用状況に関する優先度は「５」である。指令値との誤差に関する優先度は「３」である。外部環境に関する優先度は「５」である。

連携物件情報データベース６は、連携対象の物件３の物件ＩＤに対し、種別、規模、消費熱原料（ＭＪ／ｍ^２年）を対応付けて保存する。例えば、物件ＩＤ「１」には、種別「オフィスビル」、規模「大」、消費熱原料「２７００」が対応付けられる。

各物件３の消費熱原料を用いて、連携物件間優先度加重算定部１７により各物件３の優先度加重が算定される。具体的には、連携物件間優先度加重算定部１７は、全物件３の消費熱原料の総和に対する各物件３の消費熱原料の比を各物件３の優先度加重として算定する。すなわち、連携物件間優先度加重算定部１７は、連結対象の物件３の消費電力量に関する情報に基づいて、連携対象の物件の絶対的優先度の重み付けを算定する。

ローカル指令値算定部１３は、相対的優先度算定部１８、総合演算部１９を備える。

相対的優先度算定部１８は、連携物件間優先度加重算定部１７に算定された各優先度算定加重１_Ｇ〜Ｎ_Ｇを連携対象の各物件３の絶対的優先度Ｐ_Ｌに乗じたものと対応する物件３の優先度算定加重Ｌを対応する物件３の絶対的優先度Ｐ_Ｌに乗じたものとの総和を優先度Ｓ_Ｇとして算定する。総合演算部１９は、対応する物件３の相対的優先度Ｐ_ＬＧを優先度Ｓ_Ｇで除したものに電力供給元１からの電力指令値Ｃ_Ｇを乗じた値を対応する物件３の電力指令値Ｃ_Ｌとして演算する。

動作履歴情報データベース７は、事象ＩＤに対し、時刻、対応する物件３の絶対的優先度Ｐ_Ｌ、優先度Ｓ_Ｇ、電力指令値Ｃ_Ｇ、電力指令値Ｃ_Ｌを対応付けて保存する。例えば、事象ＩＤ「１」には、時刻「０９：１０」、絶対的優先度Ｐ_Ｌ「８」、優先度Ｓ_Ｇ「２０」、電力指令値Ｃ_Ｇ「１００」、電力指令値Ｃ_Ｌ「４０」が対応付けられる。

次に、図５を用いて、電力制御システムの動作を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電力制御システムの動作を説明するためのフローチャートである。

本電力制御システムでは、各物件３において、電力指令値Ｃ_Ｌの算定・出力と動作結果の分析が繰り返し実行される。

具体的には、ステップＳ１では、各物件３において、連携物件情報データベース６、動作履歴情報データベース７、優先度算定パラメータデータベース１２が初期化される。その後、ステップＳ２に進み、各物件３において、電力メータ等を用いて、対応する物件３の電力使用状況が確認される。当該確認の結果は、各物件３の動作履歴情報データベース７に保存される。その後、ステップＳ３に進み、各物件３において、連携対象の物件３の優先度加重が連携物件間優先度加重算定部１７により算定される。

その後、ステップＳ４の対応する物件３の優先度算定、Ｓ５の電力指令値の読み込み、ステップＳ６の連携対象の物件３との情報交換が並行して行なわれる。

ステップＳ４では、各物件３において、各パラメータが優先度パラメータ算定部１５により数値化される。当該数値は、各物件３の絶対的優先度算定部１６により絶対的優先度Ｐ_Ｌとして合算される。当該絶対的優先度Ｐ_Ｌは、各物件３の動作履歴情報データベース７に保存されると同時に、各物件３の連携物件インタフェース部１０により連携対象の他の物件３に出力される。

ステップＳ５では、電力供給元１から電力指令値Ｃ_Ｇが各物件３の電力供給元インタフェース部９に入力される。

ステップＳ６では、連携物件３の動作状態、連携対象の他の物件３の絶対的優先度Ｐ_Ｌが連携物件インタフェース部１０に入力される。

ステップＳ４〜Ｓ６が完了すると、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、各物件３において、対応する物件３の絶対的優先度Ｐ_Ｌに応じた電力指令値Ｃ_Ｌが総合演算部１９により算出される。

その後、ステップＳ８に進み、各物件３において、電力指令値Ｃ_Ｌが総合演算部１９により出力される。当該電力指令値Ｃ_Ｌは、デマンド制御部インタフェース部１４により対応する物件３のデマンド制御部８に出力される。当該電力指令値Ｃ_Ｌに基づいて、デマンド制御部８は、対応する物件３のビル設備４に対してデマンド制御を実行する。その後、ステップＳ２移行の動作が繰り返される。

以上で説明した実施の形態１によれば、各物件３は、連携対象の他の物件３と情報交換することにより、電力供給元１からの電力指令値を案分する。このため、集中計算機センタがなくても電力供給元１からの要求に応じて各物件３の電力を制御できる。また、電力指令値を算定する際の負荷が各物件３に分散される。このため、電力制御システムの応答速度が遅くなることもない。従って、連携対象の物件３の動作状況や稼働状況、電力供給元１の動的な電力消費量の指定に応じて、動的な電力指令値制御を安定して行うことができる。その結果、電力制御システムの頑健性が強化される。

また、各物件３の優先度に基づいて、電力指令値が算定される。この際、各物件３の優先度は、ビル設備４の動作履歴に基づいて各パラメータを数値化することにより算定される。このため、簡単な演算で、各物件３の電力指令値を算定することができる。

また、各物件３の消費熱原料に基づいて、各物件３の優先度に重み付けがなされる。このため、各物件３の規模に応じた最適な電力制御を行うことができる。

１電力供給元
２ネットワーク
３物件
４ビル設備
５ローカル電力指令値計算部
６連携物件情報データベース
７動作履歴情報データベース
８デマンド制御部
９電力供給元インタフェース部
１０連携物件インタフェース部
１１優先度算定部
１２優先度算定パラメータデータベース
１３ローカル指令値算定部
１４デマンド制御部インタフェース部
１５優先度パラメータ算定部
１６絶対的優先度算定部
１７連携物件間優先度加重算定部
１８相対的優先度算定部
１９総合演算部

Claims

連携対象の物件毎に設けられ、対応する物件の設備の動作履歴に基づいた情報を保存する動作履歴情報データベースと、
連携対象の物件毎に設けられ、連携対象の全物件の設備で消費し得る合計の電力指令値を電力供給元から受信する電力供給元インタフェース部と、
連携対象の物件毎に設けられ、連携対象の他の物件の設備の動作履歴に基づいた情報を連携対象の他の物件から受信する連携物件インタフェース部と、
連携対象の物件毎に設けられ、対応する物件の設備の動作履歴に基づいた情報と連携対象の他の物件の設備の動作履歴に基づいた情報とに基づいて、連携対象の全物件の設備で消費し得る合計の電力指令値のうち、対応する物件の設備で消費し得る電力指令値を算定するローカル指令値算定部と、
連携対象の物件毎に設けられ、対応する物件の設備の動作履歴に基づいて複数のパラメータを数値化する優先度パラメータ算定部と、
連携対象の物件毎に設けられ、前記複数のパラメータの総和を絶対的優先度として算定する絶対的優先度算定部と、
を備え、
前記連携物件インタフェース部は、連携対象の他の物件の優先度に関する情報を受信し、
前記ローカル指令値算定部は、対応する物件の絶対的優先度に重み付けをして、対応する物件の優先度を算定し、対応する物件の優先度と連携対象の他の物件の優先度とを相対評価して、対応する物件の設備で消費し得る電力指令値を算定することを特徴とする電力制御システム。
連携対象の物件毎に設けられ、連携対象の物件の消費電力量に関する情報を保存した
連携物件情報データベースと、
連携対象の物件毎に設けられ、連携対象の物件の消費電力量に関する情報に基づいて、連携対象の物件の絶対的優先度の重み付けを算定する連携物件間優先度加重算定部と、
を備え、
前記ローカル指令値算定部は、連携対象の物件の絶対的優先度に重み付けをして、連携対象の物件の優先度を算定することを特徴とする請求項１記載の電力制御システム。