JP6075223B2

JP6075223B2 - 電力デマンド制御装置

Info

Publication number: JP6075223B2
Application number: JP2013129651A
Authority: JP
Inventors: 昇司柴
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-06-20
Also published as: JP2015006058A

Description

この発明は、電力デマンド制御装置に関するものである。

従来における電力デマンド制御装置においては、所定の電気機器の需要電力を予め記憶されたデマンド目標値に対して制御するものであって、電気機器の電気料金の支払算定の基準となる運用周期の間に、需要電力の実績が最初にデマンド目標値を超えた時点に限り、当該デマンド目標値を、運用周期内で当該デマンド目標値を超えた需要電力に応じて変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７７０１８６号公報特開２００２−１１８９６０号公報特許第３２３８６９６号公報特開２００４−１２０９１９号公報特開２００３−３１９５５６号公報

特許文献１に示された従来における電力デマンド制御装置は、電力会社に支払う電気料金のうちの基本料金が、当月を含む過去１年間における月毎の最大需要電力量の最大値によって決定される（実量値契約の場合）ことに着目し、不必要に最大需要電力を元のデマンド目標値以下に抑制し続けること防止して電力会社に支払う電気料金に見合った最適な快適性を実現することを目的とするものである。

しかしながら、このような特許文献１に示された従来における電力デマンド制御装置においては、電気料金のうち基本料金にのみ着目しており、電気料金を構成するもう一方の要素である従量料金については考慮していない。

このため、従量料金部分について、節電要請等により時間帯別料金体系が適用された結果、電力使用量としてはデマンド目標値以内に収まったとしても、電気料金が想定していた料金を超過してしまう事態が起こり得る。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、従量料金部分について時間帯別料金体系が適用された場合であっても、電気料金が目標料金を超過することがないように適切に電力使用量を制御できる電力デマンド制御装置を得るものである。

この発明に係る電力デマンド制御装置においては、設備機器の時間帯毎の使用電力量を検出する監視手段と、時間帯別の電気料金を予め記憶する記憶手段と、前記監視手段により検出された使用電力量及び前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、予め定められた期間内における予測料金を計算する料金計算手段と、前記料金計算手段により計算された予測料金が予め定められた目標料金を超過する場合に、超過分の料金に相当する電力量だけ前記設備機器への電力供給を遮断する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記監視手段により検出された使用電力量に基づいて前記期間内における予測電力を計算し、この予測電力が予め定められた目標電力を超過する場合に、超過分の電力量だけ前記設備機器への電力供給を遮断し、前記予測電力が前記目標電力を超過しない場合に、前記料金計算手段により計算された予測料金に基づく電力供給制御を行う構成とする。

この発明に係る電力デマンド制御装置においては、時間帯別料金体系が適用された場合であっても、電気料金が目標料金を超過することがないように適切に電力使用量を制御できるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る電力デマンド制御装置の全体構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る電力デマンド制御装置が備えるデマンド設定情報記憶部に記憶される内容の一例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電力デマンド制御装置が備える時間帯別料金情報記憶部に記憶される内容の一例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る電力デマンド制御装置の動作を示すフロー図である。

実施の形態１．
図１から図４は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は電力デマンド制御装置の全体構成を示すブロック図、図２は電力デマンド制御装置が備えるデマンド設定情報記憶部に記憶される内容の一例を示す図、図３は電力デマンド制御装置が備える時間帯別料金情報記憶部に記憶される内容の一例を示す図、図４は電力デマンド制御装置の動作を示すフロー図である。

図１において、電力デマンド制御装置２０は、制御対象である設備機器１０への電力供給を制御する。ここでは、制御対象の設備機器１０は複数ある。電力デマンド制御装置２０は、これらの設備機器１０と制御に必要な信号をやり取りするための通信手段２１を備えている。各設備機器１０は、設備機器１０のそれぞれにおける使用電力に関する情報を含む信号を電力デマンド制御装置２０へと送信する。この信号は通信手段２１により受信される。

電力デマンド制御装置２０が備える設備監視制御部２２は、通信手段２１により受信された信号に基づいて、各設備機器１０における使用電力を監視する。この監視において、設備監視制御部２２は、時間帯別の各設備機器１０の使用電力量を検出する。この際の時間帯は、後に述べる時間帯別料金情報記憶部２６に記憶される時間帯別料金情報の時間帯と同一となるように予め区分される。設備監視制御部２２により検出された時間帯別の各設備機器１０の使用電力量は、電力デマンド制御装置２０が備える設備情報記憶部２３に記憶される。

電力デマンド制御装置２０が備えるデマンド設定情報記憶部２４には、デマンド設定情報が予め記憶される。このデマンド設定情報記憶部２４に記憶されるデマンド設定情報の一例を図２に示す。この図２に示すように、デマンド設定情報には、電力設定値情報（図２（ａ））と遮断優先順位情報（図２（ｂ））とが含まれている。

図２の（ａ）に示す電力設定値情報は、契約電力、警報電力及び目標電力の各値に関する情報である。契約電力は、電力会社と契約している電力である。警報電力は、契約電力を超過してしまう可能性について警報を行うための基準値である。目標電力は、契約電力を超過することがないよう設備機器１０における使用電力をデマンド制御するための目標となる値である。

この図２の例では、契約電力は１１０００ｋＷに設定されている。警報電力は契約電力より５００ｋＷ低い１０５００ｋＷに設定されている。そして、目標電力は警報電力よりさらに５００ｋＷ低い１００００ｋＷに設定されている。

図２の（ｂ）に示す遮断優先順位情報は、使用電力量が目標電力を超過してしまう予測である場合に、あるいは、使用電力量が目標電力を既に超過してしまった場合に、電力の供給を遮断する設備機器１０の優先順位に関する情報である。

遮断優先順位情報は、レベルと遮断値と１以上の設備機器１０との組み合わせからなる。レベルは電力の供給を遮断する優先順位を表しており、レベル１が最も優先的に電力供給が遮断され、以下、レベル２、レベル３の順で続く。遮断値は、そのレベルの電力供給遮断を実施した際に実際に遮断されることになる電力値である。そして、各レベルについて、当該レベルの電力供給遮断の対象となる１以上の設備機器１０が対応付けられている。

この図２の例では、レベル１では、設備１、設備２及び設備３が電力供給遮断の対象であり、これらの設備１〜３への電力供給を遮断することで使用電力を３０ｋＷ低減することができる。レベル２では、設備４及び設備５が電力供給遮断の対象であり、これらの設備４、５への電力供給を遮断することで使用電力をさらに３０ｋＷ低減することができる。レベル３では、設備６が電力供給遮断の対象であり、この設備６への電力供給を遮断することで使用電力をさらに５０ｋＷ低減することができる。

電力デマンド制御装置２０が備えるデマンド制御部２５は、まず、設備情報記憶部２３に記憶されている各設備機器１０の使用電力量に基づいて、予め定められた期間内における総使用電力量の予測値（以下、「予測電力」という）を計算する。この期間は、電力会社に支払う電気料金の算定期間と一致させることが望ましい。

次に、デマンド制御部２５は、この予測電力をデマンド設定情報記憶部２４に記憶されている電力設定値情報と比較する。そして、この比較において、予測電力が目標電力を超過していた場合には、デマンド制御部２５は、超過分の電力量だけ設備機器１０への電力供給を遮断する。

この電力供給の遮断において、まず、デマンド制御部２５は、デマンド設定情報記憶部２４に記憶されている遮断優先順位情報を参照し、遮断値の合計が超過分の電力量に達するレベルを判定する。そして、デマンド制御部２５は、当該レベル以下の設備機器１０に対する電力の供給を遮断する。なお、設備機器１０への電力供給の遮断は、通信手段２１を介して対象となる設備機器１０へと電力供給遮断信号を送信することにより行われる。

また、予測電力が警報電力を超過していた場合には、デマンド制御部２５は、管理者に対して予測電力がデマンド目標値を超過し、契約電力量に迫っている旨の警報を鳴らす。そして、併せて、デマンド制御部２５は、予測電力が目標電力を超過していた場合と同様に、目標電力からの超過分の電力量だけ設備機器１０への電力供給を遮断する。予測電力が契約電力量を超過していた場合も同様である。

以上に対し、予測電力が目標電力を超過しない場合には、デマンド制御部２５は、使用電力量から予測される電気料金（以下、「予測料金」という）に基づく電力供給制御を実施する。以下、予測料金に基づく電力供給制御について詳述する。

使用電力量から予測料金を計算するため、電力デマンド制御装置２０は、さらに、時間帯別料金情報記憶部２６及び料金計算部２７を備えている。時間帯別料金情報記憶部２６には、料金設定値情報及び時間帯別料金情報が予め記憶されている。この時間帯別料金情報記憶部２６に記憶される情報の一例を図３に示す。

図３の（ａ）に示すのは、料金設定値情報である。この料金設定値情報は、上限料金及び目標料金の各値に関する情報である。上限料金は、電力会社に支払う従量料金として許される上限として設定される値である。目標料金は、上限料金を超過することがないよう設備機器１０における使用電力をデマンド制御するための目標となる値である。

図３の（ｂ）に示すのは、時間帯別料金情報である。この時間帯別料金情報とは、契約している電力会社に支払う電気料金のうち従量料金部分の算定に用いられる時間帯別の料金に関する情報である。図３の例では、一般に電力消費量がピークとなる１３：００〜１５：００の時間帯において、使用電力量が１００ｋＷｈまでは２２．００円、１００ｋＷｈを超過して２００ｋＷｈまでは２８．００円、２００ｋＷｈ超過以降は３０．００円に設定されている。また、それ以外の時間帯においては、使用電力量によらず一律１０．００円に設定されている。

料金計算部２７は、設備情報記憶部２３に記憶されている各設備機器１０の時間帯別の使用電力量と、時間帯別料金情報記憶部２６に記憶されている時間帯別料金情報とに基づいて、前記期間内における予測料金を計算する。次に、料金計算部２７は、この予測料金を時間帯別料金情報記憶部２６に記憶されている料金設定値情報と比較する。

この比較において、予測料金が目標料金を超過していた場合には、料金計算部２７は、時間帯別料金情報記憶部２６に記憶されている時間帯別料金情報を参照し、超過分の料金に相当する電力量を算出する。そして、こうして算出した超過分の料金に相当する電力量に関する情報をデマンド制御部２５へと送る。

料金計算部２７からの超過分の料金に相当する電力量に関する情報を受けたデマンド制御部２５は、設備機器１０への電力供給の遮断を実施する。この際、デマンド制御部２５は、供給を遮断する電力量が料金計算部により算出された超過分の料金に相当する電力量となるように、電力供給を遮断する対象となる設備機器１０を決定する。

この電力供給を遮断する対象となる設備機器１０を決定は、前述した予測電力と目標電力との比較に基づくデマンド制御の場合と同様にして行われる。すなわち、まず、デマンド制御部２５は、デマンド設定情報記憶部２４に記憶されている遮断優先順位情報を参照し、遮断値の合計が超過分の料金に相当する電力量に達するレベルを判定する。そして、デマンド制御部２５は、当該レベル以下の設備機器１０を電力供給を遮断する対象として決定する。

以上のように構成された電力デマンド制御装置の動作の流れについて、図４のフロー図を参照しながら今一度説明する。
まず、ステップＳ１において、設備機器１０へと供給する電力のデマンド制御が開始されると、続くステップＳ２において、デマンド制御部２５は、設備情報記憶部２３に記憶されている各設備機器１０の使用電力量に基づいて、電気料金算定期間における予測電力を算出する。

そして、ステップＳ３へと進み、デマンド制御部２５は、ステップＳ２で算出した予測電力がデマンド設定情報記憶部２４に記憶されている目標電力を超過しているか否かを確認する。予測電力が目標電力を超過している場合には、ステップＳ４へと進む。このステップＳ４においては、デマンド制御部２５は、目標電力を超過している分の設備機器１０への電力供給を遮断する。その後、ステップＳ２へと戻る。

一方、ステップＳ３で予測電力が目標電力を超過していない場合には、ステップＳ５へと進む。このステップＳ５においては、料金計算部２７は、設備情報記憶部２３に記憶されている時間帯別の各設備機器１０の使用電力量と時間帯別料金情報記憶部２６に記憶されている時間帯別料金情報とに基づいて、電気料金算定期間における予測料金を算出する。

そして、ステップＳ６へと進み、料金計算部２７は、ステップＳ５で算出した予測料金が時間帯別料金情報記憶部２６に記憶されている目標料金を超過しているか否かを確認する。予測料金が目標料金を超過している場合には、ステップＳ７へと進む。このステップＳ７においては、デマンド制御部２５は、目標料金を超過している分の料金に相当する電力量の設備機器１０への電力供給を遮断する。その後、ステップＳ２へと戻る。

一方、ステップＳ６で予測料金が目標料金を超過していない場合には、現在の電力供給状態を維持したままステップＳ２へと戻ってデマンド制御を継続する。

以上のように構成された電力デマンド制御装置は、設備機器１０の時間帯毎の使用電力量を検出する監視手段である設備監視制御部２２と、時間帯別の電気料金を予め記憶する記憶手段である時間帯別料金情報記憶部２６と、監視手段により検出された使用電力量及び記憶手段に記憶された情報に基づいて、予め定められた期間内における予測料金を計算する料金計算部２７と、料金計算部２７により計算された予測料金が予め定められた目標料金を超過する場合に、超過分の料金に相当する電力量だけ設備機器１０への電力供給を遮断する制御手段であるデマンド制御部２５と、を備えている。

このように、料金計算部２７により計算された予測料金と目標電力との比較結果に応じて目標電力を動的に変更し、予測料金に基づく電力供給制御を行うことで、従量料金部分について時間帯別料金体系が適用された場合であっても、電気料金が目標料金を超過することがないように適切に電力使用量を制御できる。

特に時間帯別電気料金体系では、使用電力量は同じであっても、一般に昼間に多く使用している方が電気料金は高くなる。この際、１時間単位で適用される料金が異なる場合があり、従来においては、利用者には料金算定期間（例えば１ヶ月）の電力料金が想定しにくく目標とする料金を超過してしまうという問題があった。

このような問題に対し、この発明に係る電力デマンド制御装置によれば、時間帯別料金体系が適用された場合の予測料金を計算し、この予測料金と目標電力との比較結果に応じて目標電力を動的に変更することができるため、上述の従来技術が抱えていた問題を解決可能である。さらに、より割安な時間帯に使用電力量をシフトすることで電気料金の削減、使用電力量の平準化を図ることもできる。

また、制御手段であるデマンド制御部２５は、監視手段である設備監視制御部２２により検出された使用電力量に基づいて予め定められた期間内における予測電力を計算し、この予測電力が予め定められた目標電力を超過する場合に、超過分の電力量だけ設備機器１０への電力供給を遮断する。そして、予測電力が目標電力を超過しない場合に、料金計算部２７により計算された予測料金に基づく電力供給制御を行う。

このため、あくまで電力量に基づくデマンド制御を優先して実施して使用電力量が目標電力を超過してしまうことをより確実に防止することができるとともに、使用電力量が目標電力を超過しない範囲において、時間帯別電気料金体系を考慮した予測料金に基づく最適なデマンド制御を実施することが可能である。

１０設備機器、２０電力デマンド制御装置、２１通信手段、２２設備監視制御部、２３設備情報記憶部、２４デマンド設定情報記憶部、２５デマンド制御部、２６時間帯別料金情報記憶部、２７料金計算部

Claims

設備機器の時間帯毎の使用電力量を検出する監視手段と、
時間帯別の電気料金を予め記憶する記憶手段と、
前記監視手段により検出された使用電力量及び前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、予め定められた期間内における予測料金を計算する料金計算手段と、
前記料金計算手段により計算された予測料金が予め定められた目標料金を超過する場合に、超過分の料金に相当する電力量だけ前記設備機器への電力供給を遮断する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記監視手段により検出された使用電力量に基づいて前記期間内における予測電力を計算し、
この予測電力が予め定められた目標電力を超過する場合に、超過分の電力量だけ前記設備機器への電力供給を遮断し、
前記予測電力が前記目標電力を超過しない場合に、前記料金計算手段により計算された予測料金に基づく電力供給制御を行うことを特徴とする電力デマンド制御装置。