JP5930039B2 - 電力制御装置及び電力制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数の負荷に供給する電力を時分割で制御する電力制御装置及び電力制御方法に関するものである。

例えば、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号（目標値）に比例する電力をヒータなどの負荷に供給する電力制御装置が以下の特許文献１，２に開示されている。
この電力制御装置では、電源波形の半サイクルの整数倍に相当する時間（以下、「単位時間」と称する）毎に、負荷に供給する電力の入切（オン／オフ）を切り換える制御を行うものであり、電力を供給する時間であるオン時間と、電力を供給しない時間であるオフ時間との時間的割合を制御することで、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号（目標値）に比例する電力量を負荷に供給するようにしている。

具体的には、例えば、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号が示す目標値を負荷率Ｘ（０≦Ｘ≦１）で表して、その負荷率Ｘから電力供給帰還信号Ｇを減算するとともに、その減算値Ｙ（＝Ｘ−Ｇ）を積算し、その積算値ΣＹが基準値を越えない状況下では、負荷に対する電力の供給をオフする一方、その積算値ΣＹが基準値を越えると、負荷に対する電力の供給をオンするようにしている。
ここで、電力供給帰還信号Ｇは、負荷に対する電力の供給がオフされている状態では“０”の値に設定され、負荷に対する電力の供給がオンされている状態では“１”の値に設定される信号である。ただし、特許文献２では、電源電圧によって、負荷に対する電力の供給がオンされている時の値を“１”にして、電源電圧変動の影響を受けないように補正している。

また、以下の特許文献３〜５には、複数の負荷に供給する電力を同時に時分割出力制御する際、各単位時間において、同時に電力の供給を受ける負荷の個数を抑制することにより、各単位時間における全負荷に対する総供給電力量が、予め設定された電力上限値（例えば、電源設備や装置の諸条件などに基づいて設定されている電力の上限値）を超えないようにしている。以下、このような制御を「ピーク電力抑制制御」と称する。
因みに、各単位時間における全負荷に対する総供給電力量は、電力の供給がオフされている負荷に対する電力供給量が“０”、電力の供給がオンされている負荷に対する電力供給量が“１”として計算される。また、特許文献５の方法では、予め設定されている各負荷の定格電力に基づいて算出した負荷に対する電力供給量の合計値が上限電力を越えないようにしている。

特許第３０２２０５１号公報 特許第３６７４９５１号公報 特許第３７９４５７４号公報 特許第４５２９１５３号公報 特開２０１１−２０５７３１公報

従来のピーク電力抑制制御を行う電力制御装置は以上のように構成されているので、負荷に対する電力の供給がオンされている状態では、目標値に対応する負荷率Ｘから“１”の電力供給帰還信号Ｇが減算されるが、この電力供給帰還信号Ｇの値は、電源電圧の変動や負荷変動などに伴う消費電力の変動が反映されていない一定値である。このため、電源電圧の変動や負荷変動などが発生すると、負荷に対する電力の供給が変動してしまうことがあるという課題があった。

また同様に、ピーク電力抑制制御を行う電力制御装置では、各単位時間における全負荷に対する総供給電力量を電力上限値以内に抑えることが可能ではあるが、全負荷に対する総供給電力量を計算する際、電源電圧の変動や負荷変動などに伴う消費電力の変動を考慮せずに、電力の供給がオンされている負荷に対する電力供給量を予め設定しておいた負荷の定格電力または定格電力を正規化した値である“１”として計算している。このため、電源電圧の変動や負荷変動などが発生すると、各単位時間における全負荷に対する総供給電力量が電力上限値を超えてしまうことがあるという課題があった。

また、ピーク電力抑制制御を行う電力制御装置では、複数の負荷の積算値ΣＹの中で、その積算値ΣＹが大きい負荷から順番に電力のオン／オフが決定されるが、全制御対象の目標電力値を合計した値が電力上限値を越えると、出力値が制限されるため、前記積算値Ｙは常に正の値になって、その積算値ΣＹは増加し続けるため、計算上の数値的な上限値に到達することになる。複数の制御対象の積算値ΣＹが数値的な上限値に到達すると、積算値ΣＹが大きい負荷から順番に電力のオン／オフを決定することができなくなるため、適切な出力のオン／オフ判断ができなくなり、電力の目標値と供給電力量の比が、負荷毎に異なってしまうことがあるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電源電圧の変動や負荷変動などが発生しても、負荷に供給する電力の変動を抑えることができるとともに、全負荷に対する総供給電力量を電力上限値以内に抑えることができるピーク電力抑制制御を行う電力制御装置及び電力制御方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、電力の目標値と供給電力量の比が、負荷毎に異なる状況を防止することができるピーク電力抑制制御を行う電力制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電力制御装置は、各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング制御手段と、各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出手段と、各々の制御対象に供給された電力の値である電力測定値を測定する電力測定手段と、各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに電力測定手段により測定された電力測定値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定手段と、各々の制御対象毎に、目標電力値算出手段により算出された目標電力値の加算と電力測定手段により測定された電力測定値の減算を制御サイクル毎に繰り返すことで電力差積算値を算出し、前回の制御サイクルまでの電力差積算値と目標電力値算出手段により算出された次の制御サイクルの目標電力値を加算することで、最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出手段とを設け、電力制御手段が、各々の制御対象の中で、中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおけるスイッチング制御手段の入切を制御するようにしたものである。

この発明に係る電力制御装置は、各々の制御対象毎に、中間積算電力値算出手段により算出された前回の制御サイクルまでの電力差積算値と目標電力値算出手段により算出された目標電力値を加算することで最新の調整係数算出用積算値を算出し、各々の制御対象の調整係数算出用積算値の総和が電力上限値より大きければ、その調整係数算出用積算値の総和と電力上限値の比を電力値調整係数として算出する一方、その調整係数算出用積算値の総和が電力上限値より小さければ、その電力値調整係数を１に設定し、各々の制御対象毎に、その電力値調整係数を用いて、前記目標電力値又は前記電力測定値を調整する調整手段を設けるようにしたものである。

この発明に係る電力制御装置は、中間積算電力値算出手段が、調整手段により電力測定値が調整された場合、各々の制御対象毎に、前回の制御サイクルで算出している中間積算電力値から電力値調整係数で調整した前回の制御サイクルの電力測定値を減算して前回の制御サイクルまでの電力差積算値を算出し、その電力差積算値と目標電力値算出手段により算出された次の制御サイクルの目標電力値を加算することで、最新の中間積算電力値を算出し、電力制御手段が、各々の制御対象の中で、中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおけるスイッチング制御手段の入切を制御するようにしたものである。

この発明に係る電力制御装置は、中間積算電力値算出手段が、調整手段により目標電力値が調整された場合、各々の制御対象毎に、前回の制御サイクルで算出している中間積算電力値から、前回の制御サイクルの電力測定値を減算して、前回の制御サイクルまでの電力差積算値を算出し、電力値調整係数で調整した次の制御サイクルの目標電力値と前記電力差積算値とを加算することで、最新の中間積算電力値を算出し、電力制御手段が、各々の制御対象の中で、中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおけるスイッチング制御手段の入切を制御するようにしたものである。

この発明に係る電力制御装置は、目標電力値算出手段が、各々の制御対象毎に、他の機器から当該制御対象の出力目標値を入力して、その出力目標値を所定の基準電力値に乗算し、その乗算結果を当該制御対象の目標電力値に設定するようにしたものである。

この発明に係る電力制御装置は、目標電力値算出手段が、各々の制御対象に供給する電力の目標値として、他の機器から正規化された目標値を入力して、前記正規化された目標値を目標電力値に設定し、電力測定手段が、各制御対象の電力測定値を基準電力値で正規化値に変換して出力するようにしたものである。

この発明に係る電力制御方法は、複数のスイッチング制御手段が、各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング処理ステップと、目標電力値算出手段が、各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出処理ステップと、電力測定手段が、各々の制御対象に供給された電力の値である電力測定値を測定する電力測定処理ステップと、電力推定手段が、各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに電力測定処理ステップで測定された電力測定値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定処理ステップと、中間積算電力値算出手段が、各々の制御対象毎に、目標電力値算出処理ステップで算出された目標電力値の加算と電力測定処理ステップで測定された電力測定値の減算を制御サイクル毎に繰り返すことで電力差積算値を算出し、前回の制御サイクルまでの電力差積算値と目標電力値算出処理ステップで算出された次の制御サイクルの目標電力値を加算することで、最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出処理ステップと、電力制御手段が、各々の制御対象の中で、中間積算電力値算出処理ステップで算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、電力推定処理ステップで推定された当該制御対象の電力値と、電力推定処理ステップで推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うと既に決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御する電力制御処理ステップとを備えるようにしたものである。

この発明によれば、電源電圧の変動や負荷変動などが発生しても、制御対象に供給する電力の変動を抑えることができるとともに、全制御対象に対する総供給電力量を電力上限値以内に抑えることができる効果がある。
また、電力の目標値が上限電力値より大きい場合でも、電力の目標値と供給電力量の比が、制御対象毎に異なる状況を防止することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による電力制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による電力制御装置が電力値調整係数を算出するまでの処理内容を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による電力制御装置が負荷に供給する電力を制御する処理内容を示すフローチャートである。 電力制御装置の処理タイミングを示す説明図である。 電力制御装置による各制御サイクルでの制御例を示す説明図である。 目標電力値（目標出力電力）及び電力測定値（平均出力電力）と、目標出力電力に対する平均出力電力の達成率とを示す説明図である。 この発明の実施の形態２による電力制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による電力制御装置が電力値調整係数を算出するまでの処理内容を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による電力制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による電力制御装置を示す構成図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力制御装置を示す構成図である。
図１の電力制御装置では、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個の制御対象に対する電力の供給を時分割で制御する例を説明する。
即ち、図１の電力制御装置は、電源波形の半サイクルの整数倍に相当する時間（以下、「単位時間」と称する）毎に、制御対象に供給する電力を入切（オン／オフ）する制御を行うものであり、電力を供給する時間であるオン時間と、電力を供給しない時間であるオフ時間との時間的割合を制御することで、ＰＩＤ調節計から出力される操作信号（目標値）に比例する電力量を制御対象に供給するものである。
以下、単位時間毎に制御対象に供給する電力を入切（オン／オフ）する制御を繰り返すサイクルを「制御サイクル」と称する。

図１において、負荷１−１〜１−Ｍは電力制御装置の制御対象であり、例えば、ヒータなどが該当する。
調節計２−１〜２−Ｍは電力制御装置の外部機器であり、制御サイクルｎ毎に、負荷１−ｍに供給する電力の出力目標値Ａ_ｍｎを電力制御装置に出力する機器である。
ただし、ｍは制御対象の負荷１−１〜１−Ｍを特定する番号であり、ｍ＝１，２，・・・，Ｍである。
また、ｎは負荷１−１〜１−Ｍに供給する制御サイクルを特定する番号であり、１つの制御サイクルの時間は、上記の単位時間と一致する。ただし、ｎ＝１，２，・・・である。

目標電力値算出部１１は制御サイクルｎ毎に制御サイクルｎの冒頭で、調節計２−ｍから出力された値を出力目標値Ａ_ｍｎ（例えば、負荷１−ｍの定格電力に対する目標電力のパーセンテージ）として入力して、その出力目標値Ａ_ｍｎを所定の基準電力値に乗算し、その乗算結果ｘ_ｍｎ（＝Ａ_ｍｎ・ｑ_ｍ）を制御サイクルｎで負荷１−ｍに供給する目標電力値ｘ_ｍｎとして算出する処理を実施する。なお、目標電力値算出部１１は目標電力値算出手段を構成している。
目標電力値算出部１１の出力目標値入力部１２は調節計２−１〜２−Ｍに対するインタフェース機器であり、調節計２−ｍから出力された出力目標値Ａ_ｍｎを入力する処理を実施する。
基準電力値記憶部１３は例えばＲＡＭなどのメモリから構成されており、負荷１−ｍの基準電力値ｑ_ｍ（例えば、負荷１−ｍの定格電力）を記憶している。
目標電力値算出処理部１４−１〜１４−Ｍは例えば乗算器などから構成されており、制御サイクルｎ毎に制御サイクルｎの冒頭で、出力目標値入力部１２により入力された出力目標値Ａ_ｍｎを基準電力値記憶部１３により記憶されている基準電力値ｑ_ｍに乗算することで、負荷１−ｍの目標電力値ｘ_ｍｎを算出する処理を実施する。

電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍは例えばサイリスタなどから構成されており、ピーク電力抑制演算部２４の指示の下、負荷１−ｍに供給する電力の入切（オン／オフ）を制御サイクル毎（単位時間毎）に行う処理を実施する。なお、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍはスイッチング制御手段を構成している。

出力電力測定部１６は例えば負荷１−１〜１−Ｍに印加されている電圧Ｖ_ｍｎを計測する電圧測定手段と、負荷１−１〜１−Ｍに流れている電流Ｉ_ｍｎを計測する電流測定手段とから構成されており、その電圧Ｖ_ｍｎと電流Ｉ_ｍｎから制御サイクルｎで負荷１−ｍに供給された電力の値である電力測定値ｑ_ｍｎチルダを算出する処理を実施する。なお、出力電力測定部１６は電力測定手段を構成している。
図１では、電力測定値として、“〜”の記号が上部に付されているｑ_ｍｎを表記しているが、電子出願の関係上、明細書の文章中では、“〜”の記号をｑ_ｍｎの上部に付することができないため、「ｑ_ｍｎチルダ」のように表記している。
制御サイクルｎ毎に、出力電力測定部１６から、制御サイクルｎの冒頭でピーク電力抑制演算部２４に出力される値は、前回の制御サイクル（ｎ−１）で測定された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダとなる。

オン電力推定部１７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、以前、負荷１−ｍに対して電力が供給されているときに、出力電力測定部１６により測定されたオン時の電力測定値を記憶しておき、その電力測定値に基づいて、制御サイクルｎの単位時間中に、負荷１−ｍに対して電力が供給された場合の電力値を推定し、その電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダを出力する処理を実施する。なお、オン電力推定部１７は電力推定手段を構成している。

調整係数算出用積算値算出部１８は加算器１８ａ−１〜１８ａ−Ｍから構成されており、中間積算電力値算出部２５により前回の制御サイクル（ｎ−１）で算出された電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}と、制御サイクルｎの冒頭で目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された制御サイクルｎの目標電力値ｘ_ｍｎを加算することで、負荷１−ｍの調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットを算出する処理を実施する。
図１では、調整係数算出用積算値として、“＾”の記号が上部に付されているｓ_ｍｎ’を表記しているが、電子出願の関係上、明細書の文章中では、“＾”の記号をｓ_ｍｎ’の上部に付することができないため、「ｓ_ｍｎ’ハット」のように表記している。

総調整係数算出用積算値算出部１９は調整係数算出用積算値算出部１８により算出された負荷１−１〜１−Ｍの調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットの総和である総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットを算出する処理を実施する。
電力上限値記憶部２０は例えばＲＡＭなどのメモリから構成されており、予め設定された電力上限値ｓ_Ｊを記憶している。

電力値調整係数算出部２１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、総調整係数算出用積算値算出部１９により算出された総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値記憶部２０により記憶されている電力上限値ｓ_Ｊを比較し、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより大きければ（Σｓ_ｎ’ハット＞ｓ_Ｊ）、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値ｓ_Ｊの比Ｋ_ｎ（＝ｓ_Ｊ／Σｓ_ｎ’ハット）を電力値調整係数Ｋ_ｎとして算出し、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより小さければ（Σｓ_ｎ’ハット≦ｓ_Ｊ）、その電力値調整係数Ｋ_ｎを“１”に設定する処理を実施する。

バッファ（Ｚ^−１）２２は前回への時間シフトを意味する演算子として作用し、前回の制御サイクル（ｎ−１）において、電力値調整係数算出部２１の電力値調整係数算出処理ｎ−１で算出された電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}を制御サイクルｎの測定電力調整部２３で使用することを示している。
測定電力調整部２３は例えば乗算器から構成されており、出力電力測定部から出力された前回の制御サイクル（ｎ−１）で測定された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダに対して、その電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}を乗算することで、前記電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを調整する処理を実施する。
なお、調整係数算出用積算値算出部１８、総調整係数算出用積算値算出部１９、電力上限値記憶部２０、電力値調整係数算出部２１、バッファ（Ｚ^−１）２２及び測定電力調整部２３から調整手段が構成されている。

ピーク電力抑制演算部２４はオン電力推定部１７、測定電力調整部２３、中間積算電力値算出部２５及びオンオフ機器制御部２６から構成されている。
中間積算電力値算出部２５は減算器２５ａ−１〜２５ａ−Ｍ、加算器２５ｂ−１〜２５ｂ−Ｍやバッファ（Ｚ^−１）２５ｃ−１〜２５ｃ−Ｍから構成されており、前回の制御サイクル（ｎ−１）で算出している中間積算電力値Ｓ_{ｍ（ｎ−１）}ハットから測定電力調整部２３により調整された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}’チルダを減算することで、前回の制御サイクル（ｎ−１）での電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}（＝ｓ_{ｍ（ｎ−１）}ハット−ｑ_{ｍ（ｎ−１）}’チルダ）を算出するとともに、その電力差積算値Ｓ_{ｍ（ｎ−１）}と目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された目標電力値ｘ_ｍｎを加算することで、最新の中間積算電力値ｓ_ｍｎハットを算出する処理を実施する。なお、中間積算電力値算出部２５は中間積算電力値算出手段を構成している。

オンオフ機器制御部２６は負荷１−１〜１−Ｍの中で、中間積算電力値算出部２５により算出された中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが大きい負荷１−ｍから順番に、中間積算電力値算出部２５により算出された負荷１−１〜１−Ｍにおける最新の中間積算電力値ｓ_ｍｎハットの中で、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが大きい負荷１−ｍから順番に、当該負荷１−ｍの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが所定の閾値ｓ_ｔｈより大きく、かつ、オン電力推定部１７により推定された負荷１−ｍの電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダと、オン電力推定部１７により推定された負荷１−１〜１−Ｍの電力推定値ｑ_１ｏｎチルダ〜ｑ_Ｍｏｎチルダであって、次の制御サイクルでオンすると決定している負荷の電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダとの総和が電力上限値ｓ_Ｊより高くならない電力供給条件を満足すれば、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御し、その電力供給条件を満足しなければ、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを切り状態（オフ）に制御する処理を繰り返し行い、総ての負荷について次の制御サイクルにおける電力供給オンオフ機器１５の入切を制御する。なお、オンオフ機器制御部２６は制御手段を構成している。

図１の例では、電力制御装置の構成要素である目標電力値算出部１１、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍ、出力電力測定部１６、オン電力推定部１７、調整係数算出用積算値算出部１８、総調整係数算出用積算値算出部１９、電力上限値記憶部２０、電力値調整係数算出部２１、バッファ（Ｚ^−１）２２、測定電力調整部２３、中間積算電力値算出部２５及びオンオフ機器制御部２６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、電力制御装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、電力制御装置の全部をコンピュータで構成する場合、電力上限値記憶部２０及びバッファ（Ｚ^−１）２２をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、目標電力値算出部１１、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍ、出力電力測定部１６、オン電力推定部１７、調整係数算出用積算値算出部１８、総調整係数算出用積算値算出部１９、電力値調整係数算出部２１、測定電力調整部２３、中間積算電力値算出部２５及びオンオフ機器制御部２６の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による電力制御装置が電力値調整係数を算出するまでの処理内容を示すフローチャートである。
また、図３はこの発明の実施の形態１による電力制御装置が負荷に供給する電力を制御する処理内容を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
ここでは、ｎ回目の制御サイクルでの電力制御について説明する。図４は電力制御装置の処理タイミングを示す説明図である。ｎ回目の制御サイクルの処理は（ｎ−１）回目の制御サイクルとｎ回目の制御サイクルの境目付近で実行されることを示している。以後、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で、ｎ回目の制御サイクルの処理を実施する場合で動作の説明をする。
また、電力供給オンオフ機器１５−ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）は、ピーク電力抑圧演算部２５のオンオフ機器制御部２７の指示の下、負荷１−ｍに供給する電力の入切（オン／オフ）を制御するが、ｎ回目の制御サイクルの処理で、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍに対するオンオフ機器制御部２７の指示がオンであれば、ｎ回目の制御サイクル中、負荷１−ｍに電力が供給される。
一方、ｎ回目の制御サイクルの処理で、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍに対するオンオフ機器制御部２６の指示がオフであれば、ｎ回目の制御サイクル中、負荷１−ｍには電力が供給されない。

出力電力測定部１６は、負荷１−ｍに印加された電圧Ｖ_{ｍ（ｎ−１）}を計測する電圧測定手段と、負荷１−ｍに流れている電流Ｉ_{ｍ（ｎ−１）}を計測する電流測定手段とから構成されており、ｎ−１回目の制御サイクルにおいて、前記電圧測定手段により計測された電圧Ｖ_{ｍ（ｎ−１）}と、前記電流測定手段により計測された電流Ｉ_{ｍ（ｎ−１）}とから、負荷１−ｍに供給された電力の値である電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダをｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出する（図２のステップＳＴ１）。

オン電力推定部１７は、負荷１−１〜１−Ｍに電力が供給されたときに、出力電力測定部１６により測定された電力測定値を記憶しており（負荷毎の電力測定値を記憶している）、ｎ回目の制御サイクルでは、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダがゼロでなければ（負荷１−ｍには電力が供給されている場合）、その記憶している電力測定値を更新する（ステップＳＴ２）。（ｎ−１）回目の制御サイクルで測定された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダがゼロであれば、その記憶している電力測定値を更新しない。
また、オン電力推定部１７は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、その記憶しているオン電力測定値に基づいて、ｎ回目の制御サイクルの単位時間中に、負荷１−ｍに電力が供給された場合の電力値をｎ回目の制御サイクルの冒頭で推定し、その電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダをオンオフ機器制御部２６に出力する（ステップＳＴ２）。

例えば、（ｎ−１）回目の制御サイクルで負荷１−ｍに電力が供給されている場合、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを負荷１−ｍの電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダとしてオンオフ機器制御部２６に出力する。
また、例えば、（ｎ−１）回目の制御サイクルで負荷１−ｍに電力が供給されていないが、（ｎ−２）回目の制御サイクルで負荷１−ｍに電力が供給されている場合、（ｎ−１）回目の制御サイクルの冒頭で算出された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−２）}チルダを負荷１−ｍの電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダとしてオンオフ機器制御部２６に出力する。

測定電力調整部２３は、ｎ回目の制御サイクルの冒頭で算出された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを受けると、（ｎ−１）回目の制御サイクルでの電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}（電力値調整係数Ｋ_ｎについては後述する）を電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダに乗算することで、その電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを調整し、調整後の電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}’チルダを中間積算電力値算出部２５に出力する（ステップＳＴ３）。

中間積算電力値算出部２５の減算器２５ａ−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、測定電力調整部２３から調整後の電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}’チルダを受けると、前回への時間シフトを意味するバッファ（Ｚ^−１）２５ｃ−ｍを通した値、即ち、（ｎ−１）回目の制御サイクルで算出された中間積算電力値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}ハットから調整後の電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}’チルダを減算することで、（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}を算出し、その電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}を調整係数算出用積算値算出部１８及び加算器２５ｂ−ｍに出力する。（ステップＳＴ４）

目標電力値算出部１１の出力目標値入力部１２は、ｎ回目の制御サイクルの冒頭において、調節計２−ｍから出力された負荷１−ｍに供給する電力の出力目標値Ａ_ｍｎを入力し、その出力目標値Ａ_ｍｎを目標電力値算出処理部１４−ｍに出力する。
目標電力値算出部１１の目標電力値算出処理部１４−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、出力目標値入力部１２から出力目標値Ａ_ｍｎを受けると、その出力目標値Ａ_ｍｎを対して、基準電力値記憶部１３により記憶されている基準電力値ｑ_ｍを乗算することで、負荷１−ｍの目標電力値ｘ_ｍｎを算出し、その目標電力値ｘ_ｍｎをピーク電力抑制演算部２４及び調整係数算出用積算値算出部１８に出力する（ステップＳＴ５）。ここでは、基準電力値ｑ_ｍが、負荷１−ｍの定格電力であるものを想定しているが、負荷１−ｍの定格電力に限るものではない。
ｘ_ｍｎ＝Ａ_ｍｎ×ｑ_ｍ （４）

中間積算電力値算出部２５の加算器２５ｂ−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、減算器２５ａ−ｍが（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}を算出すると、その電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}と、後述する目標電力値算出処理部１４−１〜１４−Ｍにより算出された目標電力値ｘ_ｍｎを加算することで、ｎ回目の制御サイクルでの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットを算出し、その中間積算電力値ｓ_ｍｎハットをオンオフ機器制御部２６及びバッファ（Ｚ^−１）２５ｃ−ｍに出力する（ステップＳＴ６）。なお、バッファ（Ｚ^−１）２５ｃ−ｍのＺ^−１は、前回へ時間シフトを意味する演算子であり、その出力はｎ−１回目の制御サイクルで算出した中間積算電力値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}ハットとなる。

ピーク電力抑制演算部２４のオンオフ機器制御部２６は、ｎ回目の制御サイクルにおける電力供給オンオフ機器１５−ｍの入切（オン／オフ）を決定する（ステップＳＴ７）。
オンオフ機器制御部２６の処理内容の詳細は後述する。

調整係数算出用積算値算出部１８の加算器１８ａ−ｍは、ｎ回目の制御サイクルにおいて、中間積算電力値算出部２５の減算器２５ａ−ｍから（ｎ−１）回目の制御サイクルまでの電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}を受け、目標電力値算出部１１から負荷１−ｍの目標電力値ｘ_ｍｎを受けると、その電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}と目標電力値ｘ_ｍｎを加算することで、負荷１−ｍの調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットを算出し、その調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットを総調整係数算出用積算値算出部１９に出力する（ステップＳＴ８）。

総調整係数算出用積算値算出部１９は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、調整係数算出用積算値算出部１８から負荷１−１〜１−Ｍの調整係数算出用積算値ｓ_１ｎ’ハット〜ｓ_Ｍｎ’ハットを受けると、その調整係数算出用積算値ｓ_１ｎ’ハット〜ｓ_Ｍｎ’ハットの総和である総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットを算出し、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットを電力値調整係数算出部２１に出力する（ステップＳＴ９）。
なお、この実施の形態１では、調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットは中間積算電力値ｓ_ｍｎハットと同じ値であるので、調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットではなく、中間積算電力値算出部２５から中間積算電力値ｓ_ｍｎハットを受けて、総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットを算出するようにしてもよい。

電力値調整係数算出部２１は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、総調整係数算出用積算値算出部１９から総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットを受けると、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値記憶部２０により記憶されている電力上限値ｓ_Ｊを比較する（ステップＳＴ１０）。
電力値調整係数算出部２１は、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより大きければ（Σｓ_ｎ’ハット＞ｓ_Ｊ）、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値ｓ_Ｊの比Ｋ_ｎ（＝ｓ_Ｊ／Σｓ_ｎ’ハット）を電力値調整係数Ｋ_ｎとして算出し、その電力値調整係数Ｋ_ｎをバッファ（Ｚ^−１）２２に出力する（ステップＳＴ１１）。

一方、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより小さければ（Σｓ_ｎ’ハット≦ｓ_Ｊ）、その電力値調整係数Ｋ_ｎを“１”に設定し、そのバッファ（Ｚ^−１）２２に出力する（ステップＳＴ１２）。
ｎ−１回目の制御サイクルの冒頭で算出した電力値調整係数Ｋ_ｎ―１は、バッファ（Ｚ^−１）２２で示されるように次の制御サイクルの処理で使用される。ｎ回目の制御サイクルの冒頭では、上述したように、（ｎ−１）回目の制御サイクルでの電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}が測定電力調整部２３に出力される。
電力値調整係数算出部２１により算出又は“１”に設定された電力値調整係数Ｋ_ｎは、次の制御サイクルで使用するために保存される（ステップＳＴ１３）。

以下、図３のフローチャートを参照しながら、ピーク電力抑制演算部２４のオンオフ機器制御部２６の処理内容を具体的に説明する。
ピーク電力抑制演算部２４のオンオフ機器制御部２６は、制御サイクル毎に初期化処理として、後述する総電力推定値Σｑ_ｏｎをクリアする（図３のステップＳＴ２１）。

オンオフ機器制御部２６は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、中間積算電力値算出部２５から負荷１−１〜１−Ｍにおける中間積算電力値ｓ_１ｎハット〜ｓ_Ｍｎハットを受けると、Ｍ個の中間積算電力値ｓ_１ｎハット〜ｓ_Ｍｎハットを比較して、値が大きい順にＭ個の中間積算電力値ｓ_１ｎハット〜ｓ_Ｍｎハットをソートして、値が大きい中間積算電力値に係る負荷１−ｍから順番に制御対象に設定する。
即ち、未だ制御対象に設定されていない負荷１−ｍの中で、最も中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが大きい負荷１−ｍを制御対象に設定する（ステップＳＴ２２）。
例えば、負荷の数が３個であるとき、中間積算電力値ｓ_１ｎハット＞中間積算電力値ｓ_２ｎハット＞中間積算電力値ｓ_３ｎハットであれば、制御対象を「負荷１−１」→「負荷１−２」→「負荷１−３」の順番に設定する。
また、例えば、中間積算電力値ｓ_３ｎハット＞中間積算電力値ｓ_１ｎハット＞中間積算電力値ｓ_２ｎハットであれば、制御対象を「負荷１−３」→「負荷１−１」→「負荷１−２」の順番に設定する。

オンオフ機器制御部２６は、制御対象を負荷１−ｍに設定すると、その負荷１−ｍの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットと所定の閾値ｓ_ｔｈの大小を比較して（ステップＳＴ２３）、その負荷１−ｍの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが所定の閾値ｓ_ｔｈより大きい場合には、後述する総電力推定値Σｑ_ｏｎに当該負荷１−ｍの電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダを加算したオンオフ判断用総電力推定値Σｑ_ｏｎ‘を算出する（ステップＳＴ２４）。
オンオフ機器制御部２６は、制御対象を負荷１−ｍに設定すると、その負荷１−ｍの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが所定の閾値ｓ_ｔｈより大きく（ステップＳＴ２３）、かつ、オンオフ判断用総電力推定値Σｑ_ｏｎ‘が電力上限値ｓ_Ｊより高くならない電力供給条件を満足しているか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。即ち、下記の式（８）（９）が成立しているか否かを判定する。

オンオフ機器制御部２６は、式（８）（９）が成立している場合、上記の電力供給条件を満足しているので、その負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御する（ステップＳＴ２６）。これにより、負荷１−ｍに電力が供給される。
オンオフ機器制御部２６は、式（８）または式（９）の少なくとも一方が成立しない場合、上記の電力供給条件を満足していないので、その負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを切り状態（オフ）に制御する（ステップＳＴ２７）。これにより、負荷１−ｍには電力が供給されない。
オンオフ機器制御部２６は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、オン電力推定部１７により推定された負荷１−１〜１−Ｍの電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダの総和（以下、「総電力推定値Σｑ_ｏｎ」と称する）を算出する（ステップＳＴ２８）。
オンオフ機器制御部２６は、値が大きい中間積算電力値に係る負荷１−ｍから順番に制御対象に設定して、全ての負荷１−ｍに対する制御が完了するまで上記の制御処理（ステップＳＴ２２〜ＳＴ２８の処理）を繰り返し実施する（ステップＳＴ２９）。

ここで、図５は電力制御装置による各制御サイクルでの制御例を示す説明図である。
図５では、負荷の定格電力を１００％として、目標電力値、中間積算電力値、実電力値（電力測定値）及び電力差積算値を％で表現している。
例えば、目標電力値が負荷の定格電力の３０％に設定されている場合、図５（ａ）を示すように、実電力値（電力測定値）の平均値が３０％に制御されていることが分かる。
また、目標電力値が負荷の定格電力の５５％に設定されている場合、図５（ｂ）を示すように、実電力値（電力測定値）の平均値が５５％に制御されていることが分かる。

図６は目標電力値（目標出力電力）及び電力測定値（平均出力電力）と、目標出力電力に対する平均出力電力の制御負荷１−１〜１−Ｍ毎の達成率とを示す説明図である。
特に（ａ）は実施の形態１の電力制御装置、（ｂ）は従来の電力制御装置に係るものであり、両者を比較すると明らかなように、従来の電力制御装置では、各負荷（制御チャンネルｃｈ）の目標出力電力に対する平均出力電力の達成率が不均一になっているが、この実施の形態１の電力制御装置では、各負荷（制御チャンネルｃｈ）の目標出力電力に対する平均出力電力の達成率が均一になっている。

以上がｎ回目の制御サイクルでの電力制御であるが、以下、目標電力値ｘ_ｍｎの積算値と電力測定値ｑ_ｍｎチルダの積算値とが一致する原理について説明する。
図１の電力制御装置では、負荷１−ｍの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが閾値ｓ_ｔｈを越えることで電力供給条件を満足すると、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍがオンになり、負荷１−ｍの中間積算電力値ｓ_ｍｎハットから電力測定値ｑ_ｍｎチルダが減算されるため、負荷１−ｍの電力差積算値ｓ_ｍｎは、閾値ｓ_ｔｈから電力測定値ｑ_ｍｎチルダが減算された値と、その閾値ｓ_ｔｈとの間の有限な値になる。
一方、負荷１−ｍの電力差積算値ｓ_ｍｎは、目標電力値ｘ_ｍｎの積算値と、電力測定値ｑ_ｍｎチルダの積算値とに分けることができるが、オンオフ機器制御部２６によるオンオフ処理が繰り返され、その繰り返し回数ｎが十分に大きな値になると、目標電力値ｘ_ｍｎの積算値及び電力測定値ｑ_ｍｎチルダの積算値が非常に大きな値になる。
この結果、目標電力値ｘ_ｍｎの積算値及び電力測定値ｑ_ｍｎチルダの積算値と比較して、電力差積算値ｓ_ｍｎは十分小さな値になるため、目標電力値ｘ_ｍｎの積算値と電力測定値ｑ_ｍｎチルダの積算値とはほぼ等しい値になる。

繰り返し回数ｎを無限大にしたときに、目標電力値ｘ_ｍｎと電力測定値ｑ_ｍｎチルダが一致することを数式で示すと以下のようになる。

この実施の形態１では、総電力推定値Σｑ_ｏｎが電力上限値ｓ_Ｊより高くならない電力供給条件を満足する場合に、負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御することで、各々の制御サイクルの単位時間において、電力測定値ｑ_ｍｎチルダの総和が電力上限値ｓ_Ｊ以下になるように抑制している。
以下、電力測定値ｑ_ｍｎチルダの総和が電力上限値ｓ_Ｊ以下に抑制される理由について説明する。

まず、全負荷の目標電力値ｘ_ｍｎの合計値（以降、「総目標電力値」と称する）が電力上限値ｓ_Ｊを越えると、電力測定値ｑ_ｍｎチルダの総和が電力上限値ｓ_Ｊ以下に抑制されるため、各負荷の電力差積算値ｓ_ｍｎは徐々に増加して、電力差積算値ｓ_ｍｎの計算上の上限値で飽和することになる。
この様な状態になると、各負荷の電力差積算値ｓ_ｍｎは、順次計算上の飽和値になり、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットは、前の単位時間毎の電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}の飽和値に対して、現単位時間の目標電力値ｘ_ｍｎを加算したことになり、目標電力値ｘ_ｍｎが大きい負荷ほど、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットは大きな値になる。
ピーク電力演算を適切に実施するためには、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが大きい順に時分割制御演算を行う必要があるため、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが飽和値になると、ピーク電力抑制演算の処理順序が適切に決定できなくなり、各負荷の目標電力値ｘ_ｍｎに対する電力測定値ｑ_ｍｎチルダの割合（以降、「出力達成率」と称する）が負荷毎に不均一な値になる問題がある。

この問題を回避する方法として、この実施の形態１では、制御対象である負荷に供給した電力の実測値である電力測定値ｑ_ｍｎチルダに対して電力値調整係数Ｋ_ｎを乗算することで、電力差積算値ｓ_ｍｎの減少要因である電力測定値ｑ_ｍｎチルダを見かけ上大きな値にするようにしている。
これにより、電力差積算値ｓ_ｍｎ及び中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが計算上の飽和値になる現象が防止されるため、総目標電力値が電力上限値ｓ_Ｊを越える場合においても、時分割制御の処理順序が適切に決定されて、出力達成率が負荷毎に不均一になる現象が防止される。

ここで、電力値調整係数Ｋ_ｎの決定方法として、総目標電力値と電力上限値ｓ_Ｊの比を電力値調整係数Ｋ_ｎとする方法があるが、この方法では、電力値調整係数Ｋ_ｎをかけた総出力電力測定値が必ず電力上限値ｓ_Ｊより小さい値になるように、オンするチャンネル数が制限されるピーク電力抑制制御が行われるので、同時に制御対象である負荷に供給される電力の合計値が離散的な値になる。

以上のことから、総目標電力値と電力上限値ｓ_Ｊの比を電力値調整係数Ｋ_ｎとする方法では、電力値調整係数Ｋ_ｎをかけた電力測定値ｑ_ｍｎチルダの総和は必ず総目標電力値より小さな値になる。
このため、電力値調整係数Ｋ_ｎを電力測定値ｑ_ｍｎチルダに乗算した値を目標電力値から減算した値の積算値である電力差積算値ｓ_ｍｎは徐々に増加して、電力差積算値ｓ_ｍｎが計算上の上限値で飽和する現象を防止することができない。
そこで、この実施の形態１では、総電力差積算値に総目標電力値を加算した値である総中間電力積算値と電力上限値の比を電力値調整係数Ｋ_ｎとしている。

総中間電力積算値と電力上限値ｓ_Ｊで割った値である電力値調整係数Ｋ_ｎを電力測定値ｑ_ｍｎチルダにかけた値で電力差積算値ｓ_ｍｎを算出することで、電力値調整係数Ｋ_ｎをかけた電力測定値ｑ_ｍｎチルダが調整不足の場合には、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットが大きな値となるため電力値調整係数Ｋ_ｎは大きくなる。
その結果として、電力値調整係数Ｋ_ｎを電力測定値ｑ_ｍｎチルダにかけた値は大きくなるため、各負荷の中間積算電力値ｓ_ｍｎハットは減少傾向になり、電力値調整係数Ｋ_ｎは小さくなる方向になり、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットの飽和を防止することができる。
また、逆に、電力値調整係数が小さ過ぎて調整過剰である場合には、出力電力測定値の調整値が小さいため、総中間積算値が小さくなり電力値調整係数Ｋ_ｎが小さくなる。このため、電力値調整係数Ｌを電力測定値ｑ_ｍｎチルダにかけた値が小さくなり、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットは増加傾向になり、電力値調整係数Ｋ_ｎが一方的に小さくなることもなく、適切な値に維持される（いわば平衡状態になる）。

以上から、総中間電力積算値と電力上限値ｓ_Ｊの比を電力値調整係数Ｋ_ｎにすることにより、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットを適切な値で平衡状態にすることができるため、ピーク電力抑制制御の処理順序を適切に決定することが可能になる。このため、総目標電力値が電力上限値ｓ_Ｊを越えた場合でも出力達成率が負荷毎に不均一になる現象を防止することができる。
また、目標電力値ｓ_Ｊを調整する方法においても、電力値調整係数Ｋ_ｎによる調整は有効である。例えば、電力上限値ｓ_Ｊを総中間電力積算値で割った値を電力値調整係数Ｋ_ｎとして、目標電力値を電力値調整係数Ｋ_ｎによって調整して小さな値にすることにより、総目標電力値が電力上限値ｓ_Ｊを越えた場合でも、中間積算電力値ｓ_ｍｎハットの飽和を防止できるため、出力達成率が負荷毎に不均一になる現象を防止することができる。

また、電力値調整係数Ｋ_ｎをかける場合においても、電力上限値ｓ_Ｊを総目標電力値で割った値を電力値調整係数Ｋ_ｎとする方法が考えられるが、上述したように、この方法では、電力差積算値ｓ_ｍｎの飽和を防止することができない。
以上の電力上限値ｓ_Ｊと総中間電力積算値から電力値調整係数Ｋ_ｎを求める方法の一例を数式で表すと、上記の式（７）のようになる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、負荷１−ｍに供給された電力の値である電力測定値を測定する出力電力測定部１６と、各々の負荷１−ｍ毎に、電力が供給されているときに出力電力測定部１６により測定された電力測定値から、次の制御サイクルの単位時間中に電力が供給された場合の電力値を推定するオン電力推定部１７と、前回の制御サイクル（ｎ−１）で算出している中間積算電力値Ｓ_{ｍ（ｎ−１）}ハットから測定電力調整部２３により調整された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}’チルダを減算することで、前回の制御サイクル（ｎ−１）での電力差積算値ｓ_{ｍ（ｎ−１）}を算出するとともに、その電力差積算値Ｓ_{ｍ（ｎ−１）}と目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された目標電力値ｘ_ｍｎを加算することで、最新の中間積算電力値ｓ_ｍｎハットを算出する中間積算電力値算出部２５とを設け、オンオフ機器制御部２６が、各々の負荷１−ｍ毎に、中間積算電力値算出部２５により算出された当該負荷１−ｍの中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、オン電力推定部１７により推定された負荷１−ｍの電力推定値ｑ_ｍｏｎチルダと、オン電力推定部１７により推定された負荷１−１〜１−Ｍの電力推定値ｑ_１ｏｎチルダ〜ｑ_Ｍｏｎチルダであって、次の制御サイクルで既にオンすると決定した負荷の電力推定値との総和が電力上限値ｓ_Ｊより高くならない電力供給条件を満足すれば、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを入り状態（オン）に制御し、その電力供給条件を満足しなければ、当該負荷１−ｍの電力供給オンオフ機器１５−ｍを切り状態（オフ）に制御するように構成したので、電源電圧の変動や負荷変動などが発生しても、負荷１−ｍに供給する電力の変動を抑えることができるとともに、全負荷に対する総供給電力量を電力上限値以内に抑えることができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、各々の負荷１−ｍ毎に、中間積算電力値算出部２５により算出された中間積算電力値と電力測定値との差分を目標電力値算出部１１により算出された目標電力値に加算することで調整係数算出用積算値を算出し、各負荷１−ｍの調整係数算出用積算値の総和が電力上限値より大きければ、その調整係数算出用積算値の総和と電力上限値の比を電力値調整係数として算出する一方、その調整係数算出用積算値の総和が電力上限値より小さければ、その電力値調整係数を１に設定し、各々の負荷１−ｍ毎に、当該電力値調整係数を用いて、電力測定値を調整するように構成したので、電力の目標値と供給電力量の比が、負荷毎に異なる状況を防止することができる効果を奏する。

実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による電力制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
電力値調整係数算出部３１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、総調整係数算出用積算値算出部１９により算出された総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値記憶部２０により記憶されている電力上限値ｓ_Ｊを比較し、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより大きければ（Σｓ_ｎ’ハット＞ｓ_Ｊ）、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値ｓ_Ｊの比Ｋ_ｎ（＝Σｓ_ｎ’ハット／ｓ_Ｊ）を電力値調整係数Ｋ_ｎとして算出し、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより小さければ（Σｓ_ｎ’ハット≦ｓ_Ｊ）、その電力値調整係数Ｋ_ｎを“１”に設定する処理を実施する。

目標電力調整部３２は例えば乗算器から構成されており、目標電力値算出部１１の目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された目標電力値ｘ_ｍｎに対して、電力値調整係数算出部３１により算出された電力値調整係数Ｋ_ｎを乗算することで、その目標電力値ｘ_ｍｎを調整する処理を実施する。
なお、調整係数算出用積算値算出部１８、総調整係数算出用積算値算出部１９、電力上限値記憶部２０、電力値調整係数算出部３１及び目標電力調整部３２から調整手段が構成されている。

図７の例では、電力制御装置の構成要素である目標電力値算出部１１、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍ、出力電力測定部１６、オン電力推定部１７、調整係数算出用積算値算出部１８、総調整係数算出用積算値算出部１９、電力上限値記憶部２０、電力値調整係数算出部３１、目標電力調整部３２、中間積算電力値算出部２５及びオンオフ機器制御部２６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、電力制御装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、電力制御装置の全部をコンピュータで構成する場合、電力上限値記憶部２０をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、目標電力値算出部１１、電力供給オンオフ機器１５−１〜１５−Ｍ、出力電力測定部１６、オン電力推定部１７、調整係数算出用積算値算出部１８、総調整係数算出用積算値算出部１９、電力値調整係数算出部３１、目標電力調整部３２、中間積算電力値算出部２５及びオンオフ機器制御部２６の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図８はこの発明の実施の形態２による電力制御装置が電力値調整係数を算出するまでの処理内容を示すフローチャートである。
電力制御装置が負荷に供給する電力を制御する処理内容は、上記実施の形態１における図２と同様である。

上記実施の形態１では、測定電力調整部２３が、ｎ回目の制御サイクルにおいて、出力電圧測定部１６から（ｎ−１）回目の制御サイクルで測定された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを受けると、バッファ（Ｚ^−１）２２で示されるようにｎ−１回目の制御サイクルで算出された電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}を電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダに乗算することで、その電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを調整するものを示したが、図７に示すように、測定電力調整部２３の代わりに目標電力調整部３２を実装し、目標電力調整部３２が、目標電力値算出部１１の目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された目標電力値ｘ_ｍｎに対して、ｎ−１回目の制御サイクルで、電力値調整係数算出部３１により算出された電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}を乗算することで、その目標電力値ｘ_ｍｎを調整するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

以下、図７の電力制御装置の処理内容を説明するが、図１の電力制御装置の処理内容と同一の部分は省略し、相違する部分だけを説明する。
電力値調整係数算出部３１は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、総調整係数算出用積算値算出部１９から総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットを受けると、図１の電力値調整係数算出部２１と同様に、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値記憶部２０により記憶されている電力上限値ｓ_Ｊを比較する（図８のステップＳＴ３２）。
電力値調整係数算出部３１は、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより大きければ（Σｓ_ｎ’ハット＞ｓ_Ｊ）、図１の電力値調整係数算出部２１と異なり、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットと電力上限値ｓ_Ｊの比Ｋ_ｎ（＝Σｓ_ｎ’ハット／ｓ_Ｊ）を電力値調整係数Ｋ_ｎとして算出し、その電力値調整係数Ｋ_ｎを目標電力調整部３２に出力する（ステップＳＴ３３）。

一方、その総調整係数算出用積算値Σｓ_ｎ’ハットが電力上限値ｓ_Ｊより小さければ（Σｓ_ｎ’ハット≦ｓ_Ｊ）、その電力値調整係数Ｋ_ｎを“１”に設定し、その電力値調整係数Ｋ_ｎを目標電力調整部３２に出力する（ステップＳＴ３４）。

目標電力調整部３２は、ｎ回目の制御サイクルで算出した電力値調整係数Ｋ_ｎを次の制御サイクルで使用するために保存する（ステップＳＴ３５）。
また、目標電力調整部３２は、ｎ回目の制御サイクルにおいて、電力値調整係数算出部３１から前回の出力サイクルの電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}を受けると、その電力値調整係数Ｋ_{（ｎ−１）}を目標電力値算出部１１の目標電力値算出処理部１４−ｍにより算出された目標電力値ｘ_ｍｎに乗算することで、その目標電力値ｘ_ｍｎを調整し、調整後の目標電力値ｘ_ｍｎ’をピーク電力抑制演算部２４の中間積算電力値算出部２５に出力する（ステップＳＴ３１）。
ｘ_ｍｎ’＝Ｋ_{（ｎ−１）}×ｘ_ｍｎ （１２）

この実施の形態２のように、目標電力調整部３２が目標電力値ｘ_ｍｎを調整する場合でも、上記実施の形態１と同様に、電源電圧の変動や負荷変動などが発生しても、負荷１−ｍに供給する電力の変動を抑えることができるとともに、全負荷に対する総供給電力量を電力上限値以内に抑えることができる。
この実施の形態２では、各々の負荷１−ｍ毎に、電力値調整係数Ｋ_ｎを用いて、目標電力値ｘ_ｍｎを調整するように構成したので、電力の目標値と供給電力量の比が、負荷毎に異なる状況を防止することができる効果を奏する。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、目標電力値算出部１１により算出された負荷１−ｍの目標電力値ｘ_ｍｎ及び出力電力測定部１６により測定された電力測定値ｑ_ｍｎチルダが、正規化値ではなく、実電力として、各種の演算が行われるものを示したが、目標電力値ｘ_ｍｎ及び電力測定値ｑ_ｍｎチルダを正規化値に変換し、正規化値として、各種の演算を行うようにしてもよい。

図９はこの発明の実施の形態３による電力制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
目標電力値算出部４１は制御サイクルｎ毎に、調節計２−ｍから負荷１−ｍの正規化目標電力値（正規化された目標電力値）を入力し、その正規化目標電力値を負荷１−ｍの目標電力値ｘ_ｍｎとして出力する処理を実施する。なお、目標電力値算出部４１は目標電力値算出手段を構成している。
正規化目標電力値入力部４１ａ−１〜４１ａ−Ｍは調節計２−１〜２−Ｍに対するインタフェース機器であり、調節計２−ｍから出力された正規化目標電力値を負荷１−ｍの目標電力値ｘ_ｍｎとして出力する処理を実施する。

基準電力値記憶部４２は例えばＲＡＭなどのメモリから構成されており、負荷１−ｍの基準電力値ｑ_ｍ（例えば、定格電力）を記憶している。
電力正規化部４３は例えば除算器から構成されており、出力電圧測定部１６から出力された前回の制御サイクル（ｎ−１）で測定された電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを基準電力値記憶部４２により記憶されている基準電力値ｑ_ｍで除算することで、その電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを正規化値に変換し、正規化後の電力測定値ｑ_{ｍ（ｎ−１）}チルダを測定電力調整部２３に出力する処理を実施する。なお、電力正規化部４３は電力測定手段を構成している。

電力値変換部４４は例えば乗算器から構成されており、調整係数算出用積算値算出部１８により算出された正規化値である負荷１−ｍの調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットに対して、基準電力値記憶部４２により記憶されている基準電力値ｑ_ｍを乗算することで、正規化値である調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットを実電力に変換し、実電力変換後の調整係数算出用積算値ｓ_ｍｎ’ハットを総調整係数算出用積算値算出部１９に出力する処理を実施する。なお、電力値変換部４４は調整手段を構成している。

電力制御装置を図９のように構成することで、調整係数算出用積算値算出部１８、測定電力調整部２３及びピーク電力抑制演算部２４での演算が正規化値で行われることになる。この場合も、上記実施の形態１と同様の効果をすることができる。

また、図１０はこの発明の実施の形態３による電力制御装置を示す構成図であり、図において、図７及び図９と同一符号は同一または相当部分を示している。
図１０の電力制御装置は、図７の電力制御装置が正規化値を取り扱うようにしたものであるが、この場合も、上記実施の形態２と同様の効果をすることができる。

１−１〜１−Ｍ 負荷、２−１〜２−Ｍ 調節計、１１ 目標電力値算出部（目標電力値算出手段）、１２ 出力目標値入力部、１３ 基準電力値記憶部、１４−１〜１４−Ｍ 目標電力値算出部、１５−１〜１５−Ｍ 電力供給オンオフ機器（スイッチング制御手段）、１６ 出力電力測定部（電力測定手段）、１７ オン電力推定部（電力推定手段）、１８ 調整係数算出用積算値算出部（調整手段）、１８ａ−１〜１８ａ−Ｍ 加算器、１９ 総調整係数算出用積算値算出部（調整手段）、２０ 電力上限値記憶部（調整手段）、２１，３１ 電力値調整係数算出部（調整手段）、２２ バッファ（Ｚ^−１）（調整手段）、２３ 測定電力調整部（調整手段）、２４ ピーク電力抑制演算部、２５ 中間積算電力値算出部（中間積算電力値算出手段）、２５ａ−１〜２５ａ−Ｍ 減算器、２５ｂ−１〜２５ｂ−Ｍ 加算器、２５ｃ−１〜２５ｃ−Ｍ バッファ（Ｚ^−１）、２６ オンオフ機器制御部（制御手段）、３１ 電力値調整係数算出部（調整手段）、３２ 目標電力調整部（調整手段）、４１ 目標電力値算出部（目標電力値算出手段）、４１ａ−１〜４１ａ−Ｍ 正規化目標電力値入力部、４２ 基準電力値記憶部、４３ 電力正規化部（電力測定手段）、４４ 電力値変換部（調整手段）。

Claims (7)

1. 各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング制御手段と、
   前記各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出手段と、
   前記各々の制御対象に供給された電力の値である電力測定値を測定する電力測定手段と、
   前記各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに前記電力測定手段により測定された電力測定値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定手段と、
   前記各々の制御対象毎に、前回の制御サイクルの中間積算電力値から前記電力測定手段により測定された前回の制御サイクルの電力測定値を減算することで前回の制御サイクルの電力差積算値を算出し、当該前回の制御サイクルの電力差積算値と前記目標電力値算出手段により算出された今回の制御サイクルの目標電力値を加算することで、今回の中間積算電力値を算出する処理を制御サイクル毎に繰り返す中間積算電力値算出手段と、
   各々の制御対象の中で、前記中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、前記電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、前記電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御する電力制御手段と
   を備えた電力制御装置。
2. 前記目標電力値又は前記電力測定値を調整する調整手段を設け、
   前記調整手段は、
   前記各々の制御対象毎に、前記中間積算電力値算出手段により算出された前回の制御サイクルの電力差積算値と前記目標電力値算出手段により算出された目標電力値を加算することで最新の調整係数算出用積算値を算出し、
   前記各々の制御対象の調整係数算出用積算値の総和が前記電力上限値より大きければ、前記調整係数算出用積算値の総和と前記電力上限値の比を電力値調整係数として算出する一方、前記調整係数算出用積算値の総和が前記電力上限値より小さければ、前記電力値調整係数を１に設定し、
   前記各々の制御対象毎に、前記電力値調整係数を用いて、前記目標電力値又は前記電力測定値を調整することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
3. 前記中間積算電力値算出手段は、前記調整手段により電力測定値が調整された場合、各々の制御対象毎に、前記測定された電力測定値に換えて、前記電力値調整係数で調整した前回の制御サイクルの電力測定値について、前記減算を行い、
   前記電力制御手段は、各々の制御対象の中で、前記中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、前記電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、前記電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御することを特徴とする請求項２記載の電力制御装置。
4. 前記中間積算電力値算出手段は、前記調整手段により目標電力値が調整された場合、各々の制御対象毎に、前記算出された目標電力値に換えて、前記電力値調整係数で調整した次の制御サイクルの目標電力値について、前記加算を行い、
   前記電力制御手段は、各々の制御対象の中で、前記中間積算電力値算出手段により算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、前記電力推定手段により推定された当該制御対象の電力値と、前記電力推定手段により推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御することを特徴とする請求項２記載の電力制御装置。
5. 前記目標電力値算出手段は、前記各々の制御対象毎に、他の機器から当該制御対象の出力目標値を入力して、その出力目標値を所定の基準電力値に乗算し、その乗算結果を当該制御対象の目標電力値に設定することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電力制御装置。
6. 前記目標電力値算出手段は、前記各々の制御対象に供給する電力の目標値として、他の機器から正規化された目標値を入力して、前記正規化された目標値を目標電力値に設定し、
   前記電力測定手段は、前記各々の制御対象の電力測定値を基準電力値で正規化値に変換して出力する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電力制御装置。
7. 複数のスイッチング制御手段が、各々の制御対象に供給する電力の入切を所定の単位時間毎に切り換える複数のスイッチング処理ステップと、
   目標電力値算出手段が、前記各々の制御対象に供給する電力の目標値である目標電力値を算出する目標電力値算出処理ステップと、
   電力測定手段が、前記各々の制御対象に供給された電力の値である電力測定値を測定する電力測定処理ステップと、
   電力推定手段が、前記各々の制御対象毎に、電力が供給されているときに前記電力測定処理ステップで測定された電力測定値から、次の制御サイクルの単位時間中に制御対象に電力を供給した場合の電力値を推定する電力推定処理ステップと、
   中間積算電力値算出手段が、前記各々の制御対象毎に、前回の制御サイクルで算出している中間積算電力値から前記電力測定処理ステップにより測定された電力測定値を減算することで、前回の制御サイクルでの電力差積算値を算出するとともに、その電力差積算値と目標電力値算出処理ステップにより算出された目標電力値を加算することで、最新の中間積算電力値を算出する中間積算電力値算出処理ステップと、
   電力制御手段が、各々の制御対象の中で、前記中間積算電力値算出処理ステップで算出された中間積算電力値が大きい制御対象から順番に、当該制御対象の中間積算電力値が所定の閾値より大きく、かつ、当該制御対象に対する電力の供給を行うとした場合に、前記電力推定処理ステップで推定された当該制御対象の電力値と、前記電力推定処理ステップで推定された電力値であって、次の制御サイクルで電力の供給を行うことを決定している他の制御対象の電力値との総和が所定の電力上限値より高くならない電力供給条件を満足すれば、当該制御対象のスイッチング制御手段を入り状態に制御し、前記電力供給条件を満足しなければ、当該制御対象のスイッチング制御手段を切り状態に制御する処理を繰り返し行い、総ての制御対象について次の制御サイクルにおける前記スイッチング制御手段の入切を制御する電力制御処理ステップと
   を備えた電力制御方法。

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