JP6221337B2

JP6221337B2 - デマンド制御装置およびデマンド制御システム

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Publication number: JP6221337B2
Application number: JP2013101115A
Authority: JP
Inventors: 威大頭; 久孝武田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2033-05-13
Also published as: JP2014222959A

Description

この発明は、デマンド制御装置およびデマンド制御システムに関し、特に、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かを判断するデマンド制御装置およびデマンド制御システムに関する。

従来、デマンド制御を行うデマンド制御装置およびデマンド制御システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、気象データや負荷設備の駆動スケジュールなどに基づく需要予測値と、複数の指標を用いた最適化計算の結果に基づく負荷調整幅とを求めてデマンド制御を行うエネルギー管理システムが開示されている。この特許文献１に記載のエネルギー管理システムでは、所定の時点における需要予測値が契約電力に基づく負荷目標値を超える場合に、負荷設備を駆動させる時間帯を、契約電力を超える時点から負荷調整幅内のいずれかの時間帯に移動させる（ピークシフトさせる）デマンド制御を行うことによって、契約電力を超えないように電力負荷を調整するように構成されている。

特開２０１０−２０４８３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたエネルギー管理システムでは、負荷目標値が契約電力に基づいて定められるため、契約電力（負荷目標値）と需要予測値との差が小さく電力に余裕がない時間帯（期間）と、契約電力（負荷目標値）と需要予測値との差が大きく電力に余裕がある時間帯とが生じる。このため、電力に余裕がある時間帯においては、契約電力を超えて電力が消費されることはほとんどないと考えられるため、負荷設備における電力消費の制限（デマンド制御）がほとんど行われない。したがって、電力に余裕がある時間帯において削減可能な電力があってもその電力は消費されてしまうため、エネルギー管理システムにおける消費電力量を十分に削減することができないという問題点がある。

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あり、この発明の１つの目的は、電力に余裕がある期間においても消費電力量を削減することが可能なデマンド制御装置およびデマンド制御システムを提供することである。

この発明の第１の局面によるデマンド制御装置は、電力が消費される負荷機器において消費されると予測される第１予測消費電力量に基づいて、契約電力値を超えない目標電力値を設定する目標電力設定手段と、負荷機器において実際に消費された実際消費電力量と、設定された目標電力値とに基づいて、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かを判断するデマンド制御判断手段と、デマンド制御を行うと判断された場合に、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うデマンド制御手段とを備え、目標電力設定手段は、目標電力値を所定の第１期間毎に個別に求めて、第１期間毎に更新するように構成されており、デマンド制御判断手段は、第１期間内において、第１期間よりも短い所定の第２期間毎に、第１期間の開始時点からの累積された実際消費電力量に基づいて、第１期間における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた第２予測消費電力量が目標電力値を超過する場合に、デマンド制御を行うと判断するように構成されている。

この発明の第１の局面によるデマンド制御装置では、上記のように、目標電力設定手段により、第１予測消費電力量に基づいて、契約電力値を超えない目標電力値が設定されるとともに、デマンド制御判断手段により、実際消費電力量と、設定された目標電力値とに基づいて、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かが判断されるように構成する。これにより、予測消費電力量に基づいて目標電力値が設定されることによって、契約電力値よりも予測消費電力量が大幅に小さく電力に余裕がある期間においては、デマンド制御を行うか否かの判断の基準となる目標電力値を実際消費電力量に基づいて小さくすることができるので、電力に余裕がある期間においても負荷機器における電力消費の制限（デマンド制御）が行われやすくすることができる。この結果、電力に余裕がある期間においても消費電力量を削減することができる。なお、本明細書における「デマンド制御を行う」とは、負荷機器における電力消費を実際に制限する制御を行うことを意味しており、電力量を監視するだけで電力消費を制限しない制御を行うことは含まれない。

また、この発明の第１の局面によるデマンド制御装置では、上記のように、目標電力設定手段を、目標電力値を所定の第１期間毎に個別に求めて、第１期間毎に更新するように構成する。これにより、第１期間毎に、予測消費電力量に基づいて目標電力値を新たに設定することができるので、第１期間内の電力消費の傾向に対応した目標電力値を適切に設定することができる。これにより、デマンド制御システムにおける消費電力量をより削減することができる。

また、この発明の第１の局面によるデマンド制御装置では、上記のように、デマンド制御判断手段を、第１期間内において、第１期間よりも短い所定の第２期間毎に、第１期間の開始時点からの累積された実際消費電力量に基づいて、第１期間における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた予測消費電力量が目標電力値を超過する場合に、デマンド制御を行うと判断するように構成する。これにより、第１期間の開始時点からの累積された実際消費電力量に基づいて、第１期間における予測消費電力量を順次求めることにより、第１期間の開始時点から終了時点まで累積された実際消費電力量（第１期間内の実際消費電力量）と、予測消費電力量とをより近似させることができる。これにより、第１期間内の実際消費電力量に近似した予測消費電力量が目標電力値を超過する場合にデマンド制御を行うことができるので、デマンド制御をより正確に行うことができる。

上記第１の局面によるデマンド制御装置において、好ましくは、デマンド制御判断手段は、デマンド制御が行われている状態で、第２期間毎に、第１期間の開始時点からの累積された実際消費電力量に基づいて、第１期間内における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた第２予測消費電力量が目標電力値以下である場合に、デマンド制御を解除すると判断するように構成されている。このように構成すれば、第１期間内の実際消費電力量に近似した予測消費電力量が目標電力値以下である場合にデマンド制御を解除することができるので、デマンド制御を適切なタイミングで解除することができる。これにより、必要以上にデマンド制御が行われるのを抑制することができる。

上記第１の局面によるデマンド制御装置において、好ましくは、目標電力設定手段は、実際消費電力量と、負荷機器の設置場所における気象条件とに基づいて第１予測消費電力量を求めるとともに、求めた第１予測消費電力量に基づいて目標電力値を設定するように構成されている。このように構成すれば、実際に今まで消費された実際消費電力量を負荷機器の設置場所における気象条件に基づいて調整することによって、より適切に、予測消費電力量を求めることができる。

この場合、好ましくは、目標電力設定手段は、実際消費電力量と、負荷機器の設置場所における気温の変動とに少なくとも基づいて第１予測消費電力量を求めるように構成されている。このように構成すれば、実際に今まで消費された実際消費電力量を負荷機器の設置場所における気温の変動に基づいて調整することによって、より適切に、予測消費電力量を求めることができる。特に、負荷機器として、冷暖房設備および冷蔵冷凍機器などの気温の変動に応じて消費電力量が増減しやすい機器が含まれている場合には、気温の変動に基づいて予測消費電力量を求めることによって、より正確に予測消費電力量を求めることができる。

この発明の第２の局面によるデマンド制御システムは、電力が消費される負荷機器と、負荷機器において消費されると予測される第１予測消費電力量に基づいて、契約電力値を超えない目標電力値を設定する目標電力設定手段と、負荷機器において実際に消費された実際消費電力量と、設定された目標電力値とに基づいて、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かを判断するデマンド制御判断手段と、デマンド制御を行うと判断された場合に、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うデマンド制御手段とを備え、目標電力設定手段は、目標電力値を所定の第１期間毎に個別に求めて、第１期間毎に更新するように構成されており、デマンド制御判断手段は、第１期間内において、第１期間よりも短い所定の第２期間毎に、第１期間の開始時点からの累積された実際消費電力量に基づいて、第１期間における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた第２予測消費電力量が目標電力値を超過する場合に、デマンド制御を行うと判断するように構成されている。

この発明の第２の局面によるデマンド制御システムでは、上記のように、目標電力設定手段により、第１予測消費電力量に基づいて、契約電力値を超えない目標電力値が設定されるとともに、デマンド制御判断手段により、実際消費電力量と、設定された目標電力値とに基づいて、負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かが判断されるように構成し、目標電力設定手段を、目標電力値を所定の第１期間毎に個別に求めて、第１期間毎に更新するように構成し、デマンド制御判断手段を、第１期間内において、第１期間よりも短い所定の第２期間毎に、第１期間の開始時点からの累積された実際消費電力量に基づいて、第１期間における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた第２予測消費電力量が目標電力値を超過する場合に、デマンド制御を行うと判断するように構成する。これにより、予測消費電力量に基づいて目標電力値が設定されることによって、契約電力値よりも予測消費電力量が大幅に小さく電力に余裕がある期間においては、デマンド制御を行うか否かの判断の基準となる目標電力値を実際消費電力量に基づいて小さくすることができるので、電力に余裕がある期間においても負荷機器における電力消費の制限（デマンド制御）が行われやすくすることができる。この結果、電力に余裕がある期間においても消費電力量を削減することができる。

本発明によれば、上記のように、電力に余裕がある期間においても消費電力量を削減することができる。

本発明の一実施形態によるデマンド制御システムの構成を示したブロック図である。本発明の一実施形態によるデマンド制御システムにおけるデマンド制御のタイミングを時系列で示した図である。本発明の一実施形態によるデマンド制御システムにおける１５：００に取得される気象情報を示した図である。本発明の一実施形態によるデマンド制御システムにおける１５：３０に取得される気象情報を示した図である。本発明の一実施形態によるデマンド制御システムにおける、デマンド制御を行うか否かの判断時における制御部の処理フローを示した図である。本発明の一実施形態によるデマンド制御システムにおける、目標電力値更新時における制御部の処理フローを示した図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態によるデマンド制御システム１００の構成について説明する。

本実施形態によるデマンド制御システム１００は、電気需要者において消費される最大需要電力量が電力会社との契約電力値を超過しないように、電力消費を監視するとともに、超過すると予測される場合には、電力消費を制限（デマンド制御）するように構成されたシステムである。また、デマンド制御システム１００では、３０分毎に実際消費電力量Ｐが初期化されて、３０分の期間の開始時点から新たに実際消費電力量Ｐが計量されるように構成されており、３０分毎に計量される実際消費電力量Ｐのうちの最大の値が、最大需要電力量になる。

また、デマンド制御システム１００は、図１に示すように、電気需要者である店舗１に設けられている。また、デマンド制御システム１００は、電力を消費する負荷機器２（冷凍機２ａ、空調機２ｂ、照明機器２ｃ、ショーケース２ｄおよび換気扇２ｅ）と、電線１０１を介して電力会社から電力の供給を受けるための配電盤３と、ＰＣからなり、負荷機器２における電力消費を監視するとともに、負荷機器２の電力消費を制限（デマンド制御）するためのデマンド制御装置４とを備えている。

負荷機器２の冷凍機２ａ、空調機２ｂ、照明機器２ｃ、ショーケース２ｄおよび換気扇２ｅは、店舗１の複数の空間（たとえば、商品を保管しておくバックヤード、共有スペースおよび実際に商品が置かれる展示スペースなど）の各々に個別に設けられているか、または、複数の空間の各々において分割して駆動させる（たとえば、１つの空間では停止させ、残りの空間では駆動させる）ことが可能なように構成されている。つまり、負荷機器２は、店舗１の複数の空間の各々で分割してデマンド制御されることが可能なように構成されている。

配電盤３は、電線１０１を介して配電盤３に供給された電力を、電力が消費される負荷機器２の各々に供給する機能を有している。また、配電盤３には、１分毎に、全ての負荷機器２に供給されている電力値を収集するための電力監視機器３０が設けられている。

デマンド制御装置４は、ＣＰＵからなる制御部４０と、ＲＯＭ４１と、ＲＡＭ４２と、通信部４３と、通知部４４とを有している。制御部４０は、ＲＯＭ４１に格納された制御プログラムに基づいて、所定の制御を行うように構成されている。なお、制御部４０の詳しい制御内容に関しては後述する。

ＲＡＭ４２は、制御部４０により制御プログラムが実行される際に用いられる制御上のパラメータを一時的に保存する作業用メモリとして用いられる。また、ＲＡＭ４２には、最大需要電力量以下で、かつ、契約電力値を超えない目標電力最大値Ｇ_ｍａｘが予めユーザにより入力されて格納されている。また、ＲＡＭ４２には、電力監視時において、算出される目標電力値Ｇと、電力監視機器３０から受信した電力情報とが格納されるように構成されている。

また、ＲＡＭ４２には、負荷機器２の電力消費を制限する（デマンド制御を行う）際に、いずれの負荷機器２に対してデマンド制御を行うかについての優先順位情報が予めユーザにより入力されて格納されている。つまり、デマンド制御システム１００では、ユーザにより、いずれの負荷機器２に対してデマンド制御を行うかについての優先順位を設定可能なように構成されている。

なお、この優先順位情報では、たとえば展示スペースにおける冷凍機２ａや空調機２ｂなどの可能な限り通常運転させる必要がある負荷機器２に関しては、優先順位が高いとされている。一方、たとえばバックヤード（商品保管スペース）における空調機２ｂや照明機器２ｃなどの通常運転させなくてもあまり支障がない負荷機器２に関しては、優先順位が低いとされている。ここで、優先順位が高い負荷機器２では、後述する予測消費電力量Ｍが契約電力値を超える場合などの緊急の場合にのみ、デマンド制御されるように設定されている一方、優先順位が低い負荷機器２では、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超える場合に、他の負荷機器２に先立って、デマンド制御されるように設定されている。

また、通信部４３は、電力監視機器３０から送信された電力情報を受信する機能と、外部のサーバ１０２からネットワークを介して、店舗１が位置する地域（負荷機器２の設置場所）における、１０分毎の気温および日照時間の情報を気象情報として取得する機能とを有している。また、通知部４４は、ディスプレイなどからなり、所定の負荷機器２に対してデマンド制御が行われることをユーザに通知（警告）する機能などを有している。

ここで、本実施形態では、制御部４０は、電力監視時において、デマンド制御を行うか否かを判断する制御と、デマンド制御を行う際に用いられる目標電力値Ｇを求めて更新する制御とを行うように構成されている。

まず、制御部４０による、デマンド制御を行うか否かを判断する制御について詳細に説明する。

まず、制御部４０は、３０分の期間内において、実際消費電力量Ｐが初期化される開始時点から、実際に負荷機器２において消費されることによって累積された実際消費電力量Ｐを、１分毎に順次計量するように構成されている。なお、制御部４０は、通信部４３を介して電力監視機器３０から新たに取得した電力情報と、ＲＡＭ４２に格納された過去の電力情報とに基づいて、開始時点からの累積された実際消費電力量Ｐを計量するように構成されている。また、電力監視機器３０から新たに取得した電力情報は、取得する都度、ＲＡＭ４２に格納されるように構成されている。なお、３０分および１分は、それぞれ、本発明の「第１期間」および「第２期間」の一例である。

そして、制御部４０は、計量した実際消費電力量Ｐから、３０分の期間における予測消費電力量Ｍを、時系列解析手法（移動平均法）を用いて算出するように構成されている。具体的には、図２に示すように、制御部４０は、ｔ時点（現時点）において、ｔ時点における予測消費電力量Ｍ_ｔを算出するための傾きＩ_ｔを、式（１）を用いて算出するように構成されている。この際、制御部４０は、開始時点からｔ時点まで累積された実際消費電力量Ｐ_ｔと、開始時点からｔ時点の１分前まで累積された実際消費電力量Ｐ_ｔ−１と、開始時点からｔ時点の２分前まで累積された実際消費電力量Ｐ_ｔ−２と、開始時点からｔ時点の３分前まで累積された実際消費電力量Ｐ_ｔ−３とを用いて、傾きＩ_ｔを算出するように構成されている。つまり、制御部４０は、現時点までの累積された実際消費電力量Ｐだけでなく、現時点よりも前の時点までに累積された実際消費電力量Ｐも用いて、予測消費電力量Ｍ_ｔを算出するように構成されている。

なお、式（１）において、ａおよびｂは、任意の数である。

その後、制御部４０は、開始時点からｔ時点まで累積された実際消費電力量Ｐ_ｔと、算出した傾きＩ_ｔとに基づいて、ｔ時点における予測消費電力量Ｍ_ｔを算出するように構成されている。

そして、制御部４０は、求めた予測消費電力量Ｍが３０分の期間における目標電力値Ｇを超えるか否かを判断し、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超えると判断した場合には、負荷機器２に対してデマンド制御を行うと判断するように構成されている。そして、制御部４０は、負荷機器２に対してデマンド制御を行うと判断した場合に、負荷機器２のうちの所定の負荷機器２の電力消費を制限するデマンド制御を行うように構成されている。なお、制御部４０は、本発明の「デマンド制御判断手段」および「デマンド制御手段」の一例である。

具体的には、図２に示すＴ１時点での予測消費電力量Ｍ_Ｔ１、Ｔ３時点での予測消費電力量Ｍ_Ｔ３、および、Ｔ５時点での予測消費電力量Ｍ_Ｔ５が、それぞれ、３０分の期間（１４：３０〜１５：００の時間帯）の目標電力値Ｇ１、３０分の期間（１５：００〜１５：３０の時間帯）の目標電力値Ｇ２、および、３０分の期間（１５：３０〜１６：００の時間帯）の目標電力値Ｇ３を超えているので、制御部４０により、Ｔ１時点、Ｔ３時点およびＴ５時点において、負荷機器２のうちの所定の負荷機器２のデマンド制御が行われる。

この際、制御部４０は、ＲＡＭ４２に格納された優先順位情報と、予測消費電力量Ｍの目標電力値Ｇに対する超過量Ｏとに基づいて、電力を制限する負荷機器２を選択するとともに、負荷機器２における電力制限の度合い（完全に停止させるか、または、電力消費を一定割合だけ減少させるか）を判断するように構成されている。つまり、制御部４０は、電力制限に起因する不都合を最小化する最適化処理を行うように構成されている。

たとえば、Ｔ３時点においては、超過量Ｏ２が小さいので、優先順位が低い（通常運転させなくてもあまり支障がない）負荷機器２に対してのみデマンド制御が行われる。また、Ｔ１時点においては、超過量Ｏ１が中程度であるので、優先順位が低い負荷機器２だけでなく、優先順位が中程度の負荷機器２に対してもデマンド制御が行われる。一方、Ｔ５時点においては、超過量Ｏ３が大きいので、優先順位が低い負荷機器２および優先順位が中程度の負荷機器２だけでなく、優先順位が比較的高い負荷機器２に対してもデマンド制御が行われる。

また、制御部４０は、すでにデマンド制御されている負荷機器２がある場合で、かつ、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇ以下であると判断した場合には、負荷機器２に対するデマンド制御を解除すると判断して、デマンド制御されている負荷機器２のデマンド制御を全て解除するように構成されている。つまり、図２に示すように、１４：３０〜１５：００の時間帯において、Ｔ２時点での予測消費電力量Ｍ_Ｔ２が目標電力値Ｇ１以下になったので、制御部４０は、Ｔ２時点において、デマンド制御されていた負荷機器２のデマンド制御を解除するように構成されている。

同様に、１５：００〜１５：３０の時間帯において、Ｔ４時点での予測消費電力量Ｍ_Ｔ４が目標電力値Ｇ２以下になったので、制御部４０は、Ｔ４時点において、デマンド制御されていた負荷機器２のデマンド制御を解除するように構成されている。また、１５：３０〜１６：００の時間帯において、Ｔ６時点での予測消費電力量Ｍ_Ｔ６が目標電力値Ｇ３以下になったので、制御部４０は、Ｔ６時点において、デマンド制御されていた負荷機器２のデマンド制御を解除するように構成されている。

この結果、Ｔ１時点以降およびＴ２時点以降と、Ｔ３時点以降およびＴ４時点以降と、Ｔ５時点以降およびＴ６時点以降とでは、デマンド制御が行われない（デマンド制御ＯＦＦ）一方、Ｔ１時点からＴ２時点まで、Ｔ３時点からＴ４時点まで、および、Ｔ５時点からＴ６時点まででは、デマンド制御が行われる（デマンド制御ＯＮ）。

そして、制御部４０により、上記したデマンド制御を行うか否かを判断する制御が、３０分の期間内において、３０分よりも短い１分毎に順次行われるように構成されている。

また、制御部４０は、３０分の期間の終了時点において実際電力消費量Ｐが初期化されるため、３０分の期間の終了時点において、デマンド制御されている負荷機器２のデマンド制御を全て解除するように構成されている。

次に、制御部４０による、デマンド制御を行う際に用いられる目標電力値Ｇを求めて更新する制御について詳細に説明する。

まず、制御部４０は、実際消費電力量Ｐが初期化される３０分の期間の開始時点毎に、前回の３０分の期間における実際消費電力量Ｐと、負荷機器２の設置場所における気温および日照時間（気象条件）に関する気象情報とに基づいて、今回の３０分の期間における予測消費電力量Ｍを算出するように構成されている。そして、制御部４０は、算出した予測消費電力量Ｍに基づいて新たな目標電力値Ｇを個別に求めて更新するように構成されている。この際、目標電力値Ｇは、最大需要電力量以下で、かつ、契約電力値未満の値になるように設定される。なお、制御部４０は、本発明の「目標電力設定手段」の一例である。

具体的な一例としては、制御部４０は、１５：００から１５：３０の時間帯（３０分の期間）において、３０分の期間の開始時点である１５：００に、前回の３０分の期間である１４：３０〜１５：００の時間帯における実際消費電力量Ｐ１をＲＡＭ４２に格納された電力情報から算出するように構成されている。また、制御部４０は、通信部４３を介して、図３に示すような、１０分毎の前日同時刻の気温および日照時間の情報と、１０分毎の気温および日照時間の予報とを気象情報として取得するように構成されている。そして、制御部４０は、前回の１４：３０〜１５：００の時間帯における実際消費電力量Ｐ１と、気温の変動および日照時間の変動（気象条件）とに基づいて、今回の１５：００〜１５：３０の時間帯における予測消費電力量Ｍ２を算出するように構成されている。

この際、１５：００〜１５：３０の時間帯においては、前日同時刻（前日の１５：００〜１５：３０の時間帯）および予測のいずれも気温が上昇傾向であり、かつ、日照時間が多いので、制御部４０により、今回の１５：００〜１５：３０の時間帯における予測消費電力量Ｍ２は、前回の１４：３０〜１５：００の時間帯における実際消費電力量Ｐ１よりも増加すると予測されて、乗数α（α＞１）が算出される。この結果、制御部４０により、１５：００〜１５：３０の時間帯における予測消費電力量Ｍ２（＝Ｐ１×α）が算出される。

その後、制御部４０は、算出した１５：００〜１５：３０の時間帯における予測消費電力量Ｍ２（＝Ｐ１×α）から削減目標分を減少させることによって、１５：００〜１５：３０の時間帯における目標電力値Ｇ２を求めるように構成されている。たとえば、５％削減が目標の場合には、目標電力値Ｇ２は、Ｇ２＝（１−０．０５）×Ｍ２になる。最後に、制御部４０は、算出した目標電力値Ｇ２が、最大需要電力量以下で、かつ、契約電力値未満の目標電力最大値Ｇ_ｍａｘを超えるか否かを判断し、目標電力値Ｇ２が目標電力最大値Ｇ_ｍａｘを超えると判断した場合には、目標電力最大値Ｇ_ｍａｘを目標電力値Ｇ２にするように構成されている。

また、別の例として、図４に示すように、１５：３０から１６：００の時間帯（３０分の期間）においては、前日同時刻（前日の１５：３０〜１６：００の時間帯）および予測のいずれも気温が下降傾向であり、かつ、日照時間は減少傾向であるので、制御部４０により、今回の１５：３０〜１６：００の時間帯における予測消費電力量Ｍ３は、前回の１５：００〜１５：３０の時間帯における実際消費電力量Ｐ２よりも減少すると予測されて、乗数β（β＜１）が算出される。この結果、制御部４０により、１５：３０〜１６：００の時間帯における予測消費電力量Ｍ３（＝Ｐ２×β）が算出され、算出した予測消費電力量Ｍ２から削減目標分が減少されることによって、１５：３０〜１６：００の時間帯における目標電力値Ｇ３が求められる。

そして、制御部４０は、求めた目標電力値Ｇを新たにＲＡＭ４２に格納することによって、目標電力値Ｇを更新するように構成されている。この結果、制御部４０により、３０分の期間毎に個別に目標電力値Ｇが求められて、３０分の期間毎に更新されるように構成されている。

次に、図１および図５を参照して、デマンド制御を行うか否かを判断する際の制御部４０の処理フローについて説明する。

図５に示すように、まず、ステップＳ１では、制御部４０（図１参照）により、前回のデマンド制御を行うか否かを判断した時から１分経過したか否かが判断されるとともに、１分経過したと判断されるまでこの処理が繰り返される。そして、１分経過したと判断された場合、ステップＳ２では、制御部４０により、通信部４３（図１参照）を介して、電力監視機器３０（図１参照）から新たに電力情報が取得される。そして、ステップＳ３では、制御部４０により、新たに取得した電力情報と、ＲＡＭ４２（図１参照）に格納された過去の電力情報とに基づいて、開始時点からの累積された実際消費電力量Ｐが計量され、計量された実際消費電力量Ｐから、３０分の期間における予測消費電力量Ｍが上記した時系列解析手法を用いて算出される。

その後、ステップＳ４では、制御部４０により、算出した予測消費電力量Ｍが３０分の期間における目標電力値Ｇを超えるか否かが判断される。そして、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超えると判断された場合には、ステップＳ５において、制御部４０により、負荷機器２（図１参照）のうちの所定の負荷機器２の電力消費を制限するデマンド制御が行われる。また、ステップＳ６において、制御部４０により、所定の負荷機器２に対してデマンド制御を行うという通知（警告）が通知部４４において行われる。そして。本制御フローが終了される。

一方、ステップＳ４において、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇ以下であると判断された場合には、ステップＳ７において、制御部４０により、すでにデマンド制御されている負荷機器２があるか否かが判断される。デマンド制御されている負荷機器２がないと判断された場合には、本制御フローが終了される。一方、デマンド制御されている負荷機器２があると判断された場合には、ステップＳ８において、制御部４０により、負荷機器２のデマンド制御が全て解除される。また、ステップＳ９において、制御部４０により、所定の負荷機器２に対するデマンド制御が解除されたという通知（警告）が通知部４４（図１参照）において行われる。そして、本制御フローが終了される。

次に、図１、図３、図４および図６を参照して、目標電力値更新時の制御部４０の処理フローについて説明する。

図６に示すように、まず、ステップＳ１１では、制御部４０（図１参照）により、３０分の期間の開始時点であるか否かが判断されるとともに、開始時点であると判断されるまでこの処理が繰り返される。そして、開始時点であると判断された場合、ステップＳ１２では、制御部４０により、通信部４３（図１参照）を介して、外部のサーバ１０２（図１参照）から気象情報（図３および図４参照）が取得される。そして、ステップＳ１３では、制御部４０により、前回の３０分の期間における実際消費電力量Ｐと、負荷機器２（図１参照）の設置場所における気象条件に関する気象情報とに基づいて、今回の３０分の期間における予測消費電力量Ｍが算出される。

その後、ステップＳ１４では、制御部４０により、算出した予測消費電力量Ｍから削減目標分が減少されて、今回の３０分の期間における目標電力値Ｇが求められる。そして、ステップＳ１５において、制御部４０により、求めた目標電力値Ｇが目標電力最大値Ｇ_ｍａｘを超えるか否かが判断される。目標電力値Ｇが目標電力最大値Ｇ_ｍａｘを超えると判断された場合には、ステップＳ１６において、制御部４０により、目標電力最大値Ｇ_ｍａｘが目標電力値Ｇにされる。そして、ステップＳ１７に進む。

一方、ステップＳ１５において、目標電力値Ｇが目標電力最大値Ｇ_ｍａｘ以下であると判断された場合、および、ステップＳ１６において、目標電力最大値Ｇ_ｍａｘが目標電力値Ｇにされた後には、ステップＳ１７において、制御部４０により、求めた目標電力値Ｇが新たにＲＡＭ４２に格納されることによって、目標電力値Ｇが更新される。そして、本制御フローが終了される。

本実施形態では、上記のように、制御部４０が、３０分の期間の開始時点毎に、３０分の期間における予測消費電力量Ｍを算出し、算出した予測消費電力量Ｍに基づいて、最大需要電力量以下で、かつ、契約電力値未満の新たな目標電力値Ｇを求めて更新するように構成する。また、制御部４０が、１分毎に、計量した実際消費電力量Ｐから、３０分の期間における予測消費電力量Ｍを順次算出するとともに、予測消費電力量Ｍが３０分の期間での目標電力値Ｇを超えるか否かを順次判断して、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超えると判断した場合には、負荷機器２のうちの所定の負荷機器２の電力消費を制限するデマンド制御を行うように構成する。これにより、予測消費電力量Ｍに基づいて目標電力値Ｇが設定されることによって、契約電力値よりも予測消費電力量Ｍが大幅に小さく電力に余裕がある３０分の期間においては、デマンド制御を行うか否かの判断の基準となる目標電力値Ｇを実際消費電力量Ｐに基づいて小さくすることができるので、電力に余裕がある３０分の期間においても負荷機器２における電力消費の制限（デマンド制御）が行われやすくすることができる。この結果、電力に余裕がある期間においても消費電力量を削減することができる。

また、本実施形態では、制御部４０が、３０分の期間の開始時点毎に、予測消費電力量Ｍに基づいて新たな目標電力値Ｇを個別に求めて更新するように構成することによって、３０分の期間毎に、予測消費電力量Ｍに基づいて目標電力値Ｇを新たに設定することができるので、３０分の期間内の電力消費の傾向に対応した目標電力値Ｇを適切に設定することができる。これにより、デマンド制御システム１００における消費電力量をより削減することができる。

また、本実施形態では、制御部４０が、３０分の期間内において、開始時点からの累積された実際消費電力量Ｐを、３０分よりも短い１分毎に順次計量して、計量した実際消費電力量Ｐから、３０分の期間における予測消費電力量Ｍを、時系列解析手法を用いて１分毎に順次算出するように構成する。また、制御部４０が、求めた予測消費電力量Ｍが３０分の期間での目標電力値Ｇを超えるか否かを１分毎に順次判断し、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超えると判断した場合には、負荷機器２のデマンド制御を行うと判断して、負荷機器２のうちの所定の負荷機器２の電力消費を制限するデマンド制御を行うように構成する。これにより、３０分の期間の開始時点からの累積された実際消費電力量Ｐに基づいて、３０分の期間における予測消費電力量Ｍを順次求めることにより、３０分の期間の開始時点から終了時点まで累積された実際消費電力量Ｐ（３０分の期間内の実際消費電力量Ｐ）と、目標電力値Ｇと比較される予測消費電力量Ｍとをより近似させることができる。これにより、３０分の期間内の実際消費電力量Ｐに近似した予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超過する場合にデマンド制御を行うことができるので、デマンド制御をより正確に行うことができる。

また、本実施形態では、制御部４０が、すでにデマンド制御されている負荷機器２がある場合で、かつ、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇ以下であると判断した場合には、負荷機器２のデマンド制御を解除すると判断して、デマンド制御されている負荷機器２のデマンド制御を解除するように構成する。これにより、３０分の期間内の実際消費電力量Ｐに近似した予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇ以下である場合にデマンド制御を解除することができるので、デマンド制御を適切なタイミングで解除することができる。この結果、必要以上にデマンド制御が行われるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、制御部４０が、３０分の期間の開始時点毎に、前回の３０分の期間における実際消費電力量Ｐと、負荷機器２の設置場所における気温および日照時間（気象条件）に関する気象情報とに基づいて、今回の３０分の期間における予測消費電力量Ｍを算出し、算出した予測消費電力量Ｍに基づいて新たな目標電力値Ｇを個別に求めて更新するように構成する。これにより、実際に今まで消費された実際消費電力量Ｐを負荷機器２の設置場所における気温の変動に基づいて調整することによって、より適切に、予測消費電力量Ｍを求めることができる。また、気温の変動に基づいて予測消費電力量Ｍを求めることによって、気温の変動に応じて消費電力量が増減しやすい冷凍機２ａおよび空調機２ｂを含む負荷機器２における予測消費電力量Ｍを、より正確に求めることができる。

なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、目標電力値Ｇを３０分毎に更新する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、目標電力値を１時間毎に更新するように構成してもよいし、１日毎、１月毎または３月毎（季節が変わる毎）に更新するように構成してもよい。なお、消費電力量を効果的に削減するためには、目標電力値を少なくとも１日に複数回更新するのが好ましい。また、目標電力値を一定期間毎に更新する代わりに、気温の変動などの負荷機器の設置場所における気象条件の変化などに基づいて、目標電力値を変更するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、制御部４０が、予測消費電力量Ｍに基づいて目標電力値Ｇを設定する本発明の「目標電力設定手段」と、実際消費電力量Ｐと目標電力値Ｇとに基づいて、負荷機器２における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かを判断する本発明の「デマンド制御判断手段」と、負荷機器２における電力消費を制限すると判断された場合に、負荷機器２における電力消費を制限するデマンド制御を行う本発明の「デマンド制御手段」とを兼ねる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、目標電力設定手段と、デマンド制御判断手段と、デマンド制御手段とがそれぞれ別個に設けられる場合のように、本発明の「デマンド制御装置」が複数の装置から構成されていてもよい。この際、処理能力をあまり必要としないデマンド制御手段のみを店舗に設け、十分な処理能力を必要とする目標電力設定手段およびデマンド制御判断手段を、複数の店舗を統括する本社のサーバなどの処理能力の高い装置に設けてもよい。また、上記３つの手段を有する制御部４０を備えたデマンド制御装置４を店舗１に設けずに、複数の店舗を統括する本社に設けてもよい。

また、上記実施形態では、制御部４０が、ＲＡＭ４２に格納された優先順位情報に基づいて、電力を制限する負荷機器２を選択するとともに、負荷機器２における電力制限の度合い（完全に停止させるか、または、電力消費を一定割合だけ減少させるか）を判断する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力を制限する負荷機器を選択せずに、負荷機器の全てを一律に停止させるように構成してもよい。これにより、制御部の制御処理を簡略化することが可能である。

また、上記実施形態では、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇを超えると判断した場合に、負荷機器２に対してデマンド制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、すでにデマンド制御されている負荷機器がある場合で、かつ、予測消費電力量が目標電力値を超えると判断した場合には、さらに、デマンド制御を行う負荷機器を増加させたり、負荷機器の電力消費の制限の度合いを大きくしたりしてもよい。

また、上記実施形態では、制御部４０が、すでにデマンド制御されている負荷機器２がある場合で、かつ、予測消費電力量Ｍが目標電力値Ｇ以下であると判断した場合には、負荷機器２のデマンド制御を解除すると判断して、デマンド制御されている負荷機器２のデマンド制御を全て解除する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、予測消費電力量が目標電力値以下になったとしても、デマンド制御を解除せずに、３０分の期間の終了時点までデマンド制御し続けるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、制御部４０が、前回の３０分の期間における実際消費電力量Ｐを用いて、今回の３０分の期間における予測消費電力量Ｍおよび目標電力値Ｇを算出した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、前回の３０分の期間における実際消費電力量ではなく、たとえば、前日同時刻での３０分の期間における実際消費電力量や、前日同時刻から現時点まで累積された実際消費電力量などに基づいて、今回の３０分の期間における予測消費電力量および目標電力値を算出してもよい。また、上記した実際消費電力量のうちの２つ以上の実際消費電力量を用いて、今回の３０分の期間における予測消費電力量および目標電力値を算出してもよい。

また、上記実施形態では、気象情報として前日同時刻の気温および日照時間の情報と、気温および日照時間の予報とを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、気象情報として、たとえば、湿度などを用いてもよい。また、気象情報として、前日同時刻の気温および日照時間の情報のみを用いてもよいし、気温および日照時間の予報のみを用いてもよい。さらに、気象情報として、前１週間における７日分の同時刻の気温および日照時間の情報を用いてもよい。

また、上記実施形態では、負荷機器２として冷凍機２ａ、空調機２ｂ、照明機器２ｃ、ショーケース２ｄおよび換気扇２ｅを例示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、商品を保温するための保温器などをデマンド制御の対象としてもよい。つまり、電力を消費する機器であれば、負荷機器としてデマンド制御の対象とすることが可能である。また、負荷機器の数は上記５つに限られない。つまり、電力を消費する負荷機器がデマンド制御システムに１つ以上含まれていればよい。

また、上記実施形態では、本発明の「デマンド制御システム」を店舗１に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ビルや家屋、輸送機器などに本発明の「デマンド制御システム」に設けてもよい。

また、上記実施形態では、気象情報を外部のサーバ１０２から取得した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、気象情報を、店舗に設けた気温センサや日照計から取得してもよい。

また、上記実施形態では、ｔ時点における予測消費電力量Ｍ_ｔを算出するための傾きＩ_ｔを時系列解析手法（移動平均法）に基づいて算出した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、他の手法を用いて予測消費電力量を求めてもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部４０の制御処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部４０の処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

２負荷機器
４デマンド制御装置
４０制御部（目標電力値設定手段、デマンド制御判断手段、デマンド制御手段）
１００デマンド制御システム

Claims

電力が消費される負荷機器において消費されると予測される第１予測消費電力量に基づいて、契約電力値を超えない目標電力値を設定する目標電力設定手段と、
前記負荷機器において実際に消費された実際消費電力量と、設定された前記目標電力値とに基づいて、前記負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かを判断するデマンド制御判断手段と、
前記デマンド制御を行うと判断された場合に、前記負荷機器における電力消費を制限する前記デマンド制御を行うデマンド制御手段とを備え、
前記目標電力設定手段は、前記目標電力値を所定の第１期間毎に個別に求めて、前記第１期間毎に更新するように構成されており、
前記デマンド制御判断手段は、前記第１期間内において、前記第１期間よりも短い所定の第２期間毎に、前記第１期間の開始時点からの累積された前記実際消費電力量に基づいて、前記第１期間における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた前記第２予測消費電力量が前記目標電力値を超過する場合に、前記デマンド制御を行うと判断するように構成されている、デマンド制御装置。
前記デマンド制御判断手段は、前記デマンド制御が行われている状態で、前記第２期間毎に、前記第１期間の開始時点からの累積された前記実際消費電力量に基づいて、前記第１期間内における前記第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた前記第２予測消費電力量が前記目標電力値以下である場合に、前記デマンド制御を解除すると判断するように構成されている、請求項１に記載のデマンド制御装置。
前記目標電力設定手段は、前記実際消費電力量と、前記負荷機器の設置場所における気象条件とに基づいて前記第１予測消費電力量を求めるとともに、求めた前記第１予測消費電力量に基づいて前記目標電力値を設定するように構成されている、請求項１または２に記載のデマンド制御装置。
前記目標電力設定手段は、前記実際消費電力量と、前記負荷機器の設置場所における気温の変動とに少なくとも基づいて前記第１予測消費電力量を求めるように構成されている、請求項３に記載のデマンド制御装置。
電力が消費される負荷機器と、
前記負荷機器において消費されると予測される第１予測消費電力量に基づいて、契約電力値を超えない目標電力値を設定する目標電力設定手段と、
前記負荷機器において実際に消費された実際消費電力量と、設定された前記目標電力値とに基づいて、前記負荷機器における電力消費を制限するデマンド制御を行うか否かを判断するデマンド制御判断手段と、
前記デマンド制御を行うと判断された場合に、前記負荷機器における電力消費を制限する前記デマンド制御を行うデマンド制御手段とを備え、
前記目標電力設定手段は、前記目標電力値を所定の第１期間毎に個別に求めて、前記第１期間毎に更新するように構成されており、
前記デマンド制御判断手段は、前記第１期間内において、前記第１期間よりも短い所定の第２期間毎に、前記第１期間の開始時点からの累積された前記実際消費電力量に基づいて、前記第１期間における第２予測消費電力量を順次求めるとともに、求めた前記第２予測消費電力量が前記目標電力値を超過する場合に、前記デマンド制御を行うと判断するように構成されている、デマンド制御システム。