JP6250436B2 - 運用パターン表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力需要家施設全体における最大デマンド値を低減するような運用パターンを表示する運用パターン表示装置に関する。

工場など高圧受電の電力需要家の電気料金は、主に契約電力（過去１年間におけるデマンド値のうち最大需要電力（最大デマンド値））によって増減する「基本料金」と、使用電力量に応じて課金される「電力量料金」と、からなる。「基本料金」は、例えば次式のように決定される。

［数１］
基本料金＝単価×契約電力（最大デマンド値）×力率割引（割増）

したがって、「基本料金」の削減のために、最大需要電力（最大デマンド値）の削減が必要である。この最大需要電力（最大デマンド値）を削減する方法として、例えば、以下（１）〜（４）の方法が知られている。

（１）電力需要家の電気機器を稼働する時間帯を電力需要が少ない夜間などにシフトする。
（２）電力需要家の最大需要電力（最大デマンド値）を常時監視し、設定値を超える最大デマンド値の発生が予測される場合は、警報を管理者に通知、あるいは、電気機器への使用電力（出力）を抑制し、または運転を停止する制御を行う。
（３）予め蓄電装置に貯蔵した電力を利用する。
（４）使用電力量の合計値が最大となった時の最大デマンド電力の原因となる電気機器の順位をランク付けして、対策する対象機器を特定する、あるいは使用電力量と最大デマンド値との比を指標として効率的な電力使用を行う。

特に（４）の方法については特許文献１（特許第４６０６２５７号公報）および特許文献２（特開２００６−１４５３３号公報）にも開示されている。

特許第４６０６２５７号公報 特開２００６−１４５３３号公報

上記の（１）〜（４）の方法は、それぞれ以下の問題があった。
（１）電気機器の稼働時間帯を夜間帯にシフトする方法は生産活動に制約を受けやすい。
（２）電気機器の使用電力（出力）を制御する方法は制御装置が必要になる。
（３）蓄電装置及びその制御装置が必要になる。
（４）改善対象とすべき電気機器の選定や使用電力量の過去の実績は把握できるが改善後の効果を予測することはできない。これは特に特許文献１，２に記載の従来技術でも同様のことがいえる。

加えて、これら（１）の方法では労務コストが大きく、（２），（３）の方法では設備コストが大きく、（４）の方法では運用コストが大きいという問題があった。また、何れも結果が予想できないため、実際のシステムに採用してその結果をみながら調整していく必要もあり、更にコストが増大するという問題もあった。これら要因から導入に踏み切れず、この最大需要電力（最大デマンド値）の削減が進まないという問題もあった。

そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、最大需要電力（最大デマンド値）を小さくする運用パターンの決定をシミュレーションにより支援し、このシミュレーションの運用パターンを理解しやすく表示し、システムを導入しやすくするような運用パターン表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値と、時刻情報およびＩＤが関連付けられた全体電力量値と、を含む計測データを用いて決定された運用パターンを表示する運用パターン表示装置であって、
時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値に基づいて部分の所定時間単位別の部分デマンド値を全ての部分１，部分２，・・・，部分ｎについて時刻別に算出する部分デマンド値算出手段と、
時刻情報およびＩＤが関連付けられた全体電力量値を用いて電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出手段と、
前記全体デマンド値算出手段で算出された全体デマンド値の中で最大全体デマンド値を特定する最大全体デマンド値特定手段と、
最大全体デマンド値が検出された時刻を含む月日を選定する月日選定手段と、
選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する運用パターン決定手段と、
決定された運用パターンのグラフを表示する表示手段と、を備え、
前記運用パターン決定手段は、
所定期間で部分１，部分２，・・・，部分ｎのうちの一の部分電力量値のタイムシフトを行うタイムシフト手段と、タイムシフトされた部分電力量値に基づいて模擬部分デマンド値を算出する模擬部分デマンド値算出手段と、前記全体デマンド値と前記模擬部分デマンド値との和から前記部分デマンド値を減じて模擬全体デマンド値を算出する模擬全体デマンド値算出手段とを備え、
前記表示手段が、所定時間単位別の全体デマンド値および模擬全体デマンド値による運用パターンのグラフを表示することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、
時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値を含む計測データを用いて決定された運用パターンを表示する運用パターン表示装置であって、
時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値に基づいて部分の所定時間単位別の部分デマンド値を全ての部分１，部分２，・・・，部分ｎについて時刻別に算出する部分デマンド値算出手段と、
時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの所定時間単位別の部分デマンド値を全て加算して電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出手段と、
前記全体デマンド値算出手段で算出された全体デマンド値の中で最大全体デマンド値を特定する最大全体デマンド値特定手段と、
最大全体デマンド値が検出された時刻を含む月日を選定する月日選定手段と、
選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する運用パターン決定手段と、
決定された運用パターンのグラフを表示する表示手段と、を備え、
前記運用パターン決定手段は、
所定期間で部分１，部分２，・・・，部分ｎのうちの一の部分電力量値のタイムシフトを行うタイムシフト手段と、タイムシフトされた部分電力量値に基づいて模擬部分デマンド値を算出する模擬部分デマンド値算出手段と、前記全体デマンド値と前記模擬部分デマンド値との和から前記部分デマンド値を減じて模擬全体デマンド値を算出する模擬全体デマンド値算出手段とを備え、
前記表示手段が、所定時間単位別の全体デマンド値および模擬全体デマンド値による運用パターンのグラフを表示することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の運用パターン表示装置において、 前記月日選定手段は、月日に加えて最大全体デマンド値が検出された時刻を基準として前後で同じ期間となるように計測データを選択する手段であり、前記運用パターン決定手段は、選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する手段であり、前記表示手段は、最大全体デマンド値が検出された時刻が略中央となるように運用パターンのグラフを表示する手段であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の運用パターン表示装置において、最大全体デマンド値が検出された時刻を含む日および前後複数の日からなる日付と、日付の日のそれぞれの最大全体デマンド値と、を併せて表示するデマンド選択部表示手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、最大需要電力（最大デマンド値）を小さくする運用パターンの決定をシミュレーションにより支援し、このシミュレーションの運用パターンを表示により理解しやすくし、システムを導入しやすくするような運用パターン表示装置を提供することができる。

本発明を実施するための形態の運用パターン表示装置の構成図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの出力を説明する説明図である。 最適な最大デマンド値の算出原理の説明図であり、図３（ａ）は改善前のデマンド値の説明図、図３（ｂ）は改善後のデマンド値の説明図である。 運用パターン決定支援の具体例の説明図であり、図４（ａ）は実測による所定時間単位−最大デマンド値の特性図、図４（ｂ）は最適化された所定時間単位−最大デマンド値の特性図である。 運用パターン表示を説明するフローチャートである。 運用パターンのシミュレーション前の表示を説明する説明図である。 運用パターンのシミュレーション後の表示を説明する説明図である。 運用パターンのシミュレーション前の他の表示を説明する説明図である。 運用パターンのシミュレーション後の他の表示を説明する説明図である。 運用パターンのシミュレーション前後の表示を説明する説明図である。 デマンド最大値が中央に位置するようにした運用パターンのシミュレーション前の表示を説明する説明図である。 デマンド最大値が中央に位置するようにした運用パターンのシミュレーション後の表示を説明する説明図である。 他の運用パターン表示を説明するフローチャートである。 日時指定した日の運用パターンのシミュレーション前の表示を説明する説明図である。 日時指定した日の運用パターンのシミュレーション後の表示を説明する説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。 運用パターン決定支援のデータの説明図である。 運用パターン決定支援前のデマンド値（実測値）の説明図である。 運用パターン決定支援後のデマンド値（模擬値）の説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。 電力需要家に設置される計測システムから運用パターン表示装置への計測データの他の出力方法を説明する説明図である。

続いて、本発明の運用パターン表示装置について以下に説明する。運用パターン表示装置１０は、具体的には専用に設計された端末とする他、パソコン（ＰＣ）、ノートパソコン、またはタブレットＰＣなどにアプリケーションソフトウェアをインストールしたものとするなど、各種の端末を採用することが可能である。運用パターン表示装置１０は、運用パターンを決定する対象の電力に関する計測データを用いて運用パターンの表示を行うものであり、さらにインターフェース部１１、記憶部１２、外部記憶部１３、演算部１４、入力部１５、表示部１６を備える。

インターフェース部１１は、入力部１５や表示部１６用のインターフェースなどに加えＵＳＢ端子や通信装置などとのインターフェース機能も有する。これら装置を一括してインターフェース部と称する。
記憶部１２は、例えば各種データを一時的に記憶するメモリなどであり、演算部１４により読み書きが制御される。

外部記憶部１３は、例えば各種の大容量のデータを保存するハードディスクやメモリなどであり、演算部１４により読み書きが制御される。
演算部１４は、インターフェース部１１、記憶部１２、外部記憶部１３と接続されており、後述する運用パターン表示のための各種の処理・制御を行う。

入力部１５は、インターフェース部１１に接続されており、運用パターン表示のための指示や各種データの入力がなされる。例えば、運用パターンについての各種設定（例えば５分間や１０分間というシフト時間の入力や、時間を遅らせるという遅延シフトか時間を進ませるという先行シフトかの選択入力）や、運用パターンについての指示（例えばシミュレーション開始や表示開始）が行われる。入力部１５は例えばタブレットＰＣのタッチパネルであり、表示部１６に表示したアイコンのオブジェクトなどの箇所までカーソルまたはポインタなどをユーザが指などにより直接触れる操作により移動させて検出可能である。また、専用のコントローラ、キーボード、マウスなど、各種の入力装置を採用してもよい。

表示部１６は、インターフェース部１１に接続されており、シミュレーション結果など運用パターンについての表示がなされる。表示部１６は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または有機ＥＬディスプレイ等により構成することができる。各部構成はこのようなものである。

続いてこの運用パターン表示装置１０による計測データの取得について説明する。運用パターン表示装置１０は電力需要家に設置される計測システム１から計測データを取得する。この電力需要家として、例えば図２で示すように、工場を想定して説明する。電力需要家は、電力供給部１００、電力線２００、電気機器３００を備える。

電力供給部１００は、例えば電力系統（商用電源）から供給される電力であって変圧器の二次側や、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムや、電力を充放電することができる蓄電池システムなどである。この電力供給部１００では、本発明の全体の使用電力または使用電力量が計測・算出される。
電力線２００は、電力供給部１００から供給される電力を送電する。
電気機器３００は、例えば、空調、モータ、電炉、クレーン、コンベアなど各種機器が想定される。この電気機器３００では、本発明の部分の使用電力または使用電力量が計測・算出される。

計測システム１は、運用パターン表示装置１０、ｎ個の部分計測部２０、全体計測部３０を備える。
部分計測部２０は、電気機器３００で使用される部分電力量（ｋＷｈ）を実測データとして取得する携帯型のデータロガーである。この際、ｎ個の部分計測部２０は、それぞれ対応する電気機器３００で使用される部分電力量を実測データとして取得する。そして、実測データに対し、ｎ個あるうちの一の電気機器３００からの出力であることを識別する情報であるＩＤと、測定した時刻情報（例えば、１分間単位別の時刻）と、を対応付けて計測データとする。なお、図示しないが部分計測部２０が設置されないような電気機器３００があっても良い。この電気機器３００は常時オンの設備など電力変動が少ないものであり、この場合は一定電力として処理される。部分計測部２０は、電力需要家の実情に応じて適宜設置される。

全体計測部３０は、電力供給部１００から設備全体で使用される全体電力量（ｋＷｈ）を実測データとして取得する携帯型のデータロガーである。そして、実測データに対し、電力供給部１００からの出力であることを識別する情報であるＩＤと、測定した時刻情報（例えば、１分間単位別の時刻）と、を対応付けて計測データとする。

ここにｎ個の部分計測部２０や全体計測部３０のそれぞれが、計測データの蓄積を一週間程度以上連続して行い、この計測データをＵＳＢメモリ経由（または図示しないが通信線経由）で運用パターン表示装置１０の外部記憶部１３に読み込ませる。運用パターン表示装置１０の外部記憶部１３は、電気機器３００別に時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分電力量値が全ての電気機器３００について登録され、また、時刻情報およびＩＤが関連付けられた電力供給部１００からの全体電力値が登録されている。このようにして運用パターン表示装置１０の外部記憶部１３には所定期間が経過し過去の計測データが蓄積されているものとする。

続いて、この運用パターン表示装置１０による運用パターンの表示処理について説明する。まず、運用パターン決定について説明する。運用パターン決定とは、電力需要家施設全体でのデマンド値（以下、全体デマンド値という）のうち、ある所定時間単位における最大全体デマンド値を最小化し、かつ他の時間で別の最大全体デマンド値が発生しないように運用パターン決定を行う。

具体的にはある部分の電気設備の運転時刻をタイムシフトにより変更するシミュレーションを行い、そして電力需要家における最大全体デマンド値を最小化する運用パターンを決定するというものである。この運用パターン決定では、１個の部分の電気設備の運転時刻の変更、２個の部分の電気設備の運転時刻の変更、・・・、全ての部分の電気設備の運転時刻の変更が可能である。

続いて、シミュレーションの原理について説明する。ここでは最も簡単なモデルに基づいて説明するものであり、例えば、２個の部分計測部２０と全体計測部３０とで需要家施設の電力量を計測するものとする。そして、図３（ａ）で示すように、第１の部分計測部２０で計測されたデータによる部分デマンド値１と第２の部分計測部２０で計測されたデータによる部分デマンド値２とがほぼ同じ時刻に最大になった場合を想定する。これは、例えば、始業開始してすぐに複数箇所でモータを起動したような場合などが想定される。

この場合、ほぼ同じ時刻に複数箇所でモータを同時に起動したため、全体計測部３０で計測された全体デマンド値が最大を記録することが想定される。そこで、部分デマンド値１，２の一方（本形態では部分デマンド値１とした）をタイムシフトさせる。これは先の例によれば一の箇所のモータのみ数分早く起動させた場合が該当する。この場合、部分デマンド値１が最大になる時刻が移動して、全体デマンド値の最大値が減少する。時間を異ならせてモータを起動させることで、ピーク時点での電力が平準化されることになり、全体デマンド値の最大値を大幅に（図３では値Ａ）低減させることをシミュレーションする。このように各部の部分デマンド値をタイムシフトさせることで、最大全体デマンド値を大幅に低減させる運用パターンを決定することができる。

続いてシミュレーションの具体例について説明する。
図４（ａ）はシミュレーション前の実測による全体デマンド値ａと、実測による全ての部分デマンド値ｂ，ｃ，ｄ，ｅと、が図示されている。図４（ｂ）はシミュレーション後の模擬全体デマンド値Ａと、タイムシフトが行われた全ての部分デマンド値Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅと、が図示されている。なお、図４（ａ）と図４（ｂ）で各電気機器のデマンド値のグラフの形が変わっているのは、時刻をずらしてデマンド値を計算したためである。

図４（ａ）において、算出した全体デマンド値の推移から電力需要家全体の全体デマンド値が最大である最大全体デマンド値が得られる時刻Ｔ_１を検出する。検出した時刻Ｔ_１において、最も大きい部分デマンド値ｃを計測した電気機器Ａ_１を検出する。電気機器Ａ_１の始動時刻を１０分間遅らせたと仮定して電力需要家全体の模擬全体デマンド値を計算する。

図４（ｂ）において、時刻Ｔ_１における電力需要家全体の模擬全体デマンド値が減少した場合は、電気機器Ａ_１の始動時刻を更に１０分間遅らせた（当初から２０分遅れ）と仮定して模擬全体デマンド値を再計算する。この再計算は、時刻Ｔ_１の電力需要家全体の最大模擬全体デマンド値が減少しない、または、別の時刻Ｔ_ｎにおける電力需要家全体の最大模擬全体デマンド値が最も大きくなった場合は、始動時刻をずらす対象とする電気機器Ａ_１を別の電気機器Ａ_ｎに変更して行う。

繰り返し計算は，始動時刻を最大で６０分間ずらす（３０分間遅らせる又は３０分早める）まで繰り返し行う。なお、このシフト時間は±３０分に限定するものではなく、任意の所定期間（例えば、±１分という短期間や、±１２０分という長期間）を採用することもできる。さらに上記の「遅らせた」に代えて「早めた」にして同様に模擬計算する。

例えば、電気機器Ａ_１の始動時刻を３０分遅らせたとき、需要家全体の最大模擬全体デマンド値がある時刻で最大となった場合は、その時刻で部分デマンド値が最も大きい電気機器Ａ_２を検出する。
電気機器Ａ_２の始動時刻を１０分間遅らせたと仮定して需要家全体の模擬全体デマンド値を計算する。このとき電気機器Ａ_１の始動時刻は３０分遅らせた条件を変更しないで計算する。最終的には、図４（ｂ）で示すように時刻Ｔ_１の付近で最大模擬全体デマンド値が図４（ａ）の最大全体デマンド値よりも小さくなった運用パターンが決定される。

このようにして電力需要家の最大需要電力（最大デマンド値）を減少させることを目的とした電気機器の運用方法の検討を支援するための電気設備運転時刻変更のシミュレーションを行うことができる。

続いて、運用パターン表示装置１０がこのようなシミュレーションにより行う運用パターン表示について図５のフローを参照しつつ説明する。
演算部１４は、時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値に基づいて部分の所定時間単位別の部分デマンド値を全ての部分１，部分２，・・・，部分ｎについて時刻別に算出する部分デマンド値算出を行う。これは図５の部分デマンド値算出手順（ステップＳ１０）に相当する。ｎ個の部分計測部２０それぞれの電力量の実測データを使って電気機器３００それぞれについての部分デマンド値（ｋＷ）を算出する。
ここに、部分デマンド値は以下のように表される。

［数２］
部分デマンド値（ｋＷ）＝３０分間の積算電力量（ｋＷｈ）／３０（分）
＝３０分間の積算電力量（ｋＷｈ）／０．５（ｈ）

ここで、３０分間とは、毎時ごとの０分から３０分、３０分から６０分の３０分間を表している。

演算部１４は、時刻情報およびＩＤが関連付けられた全体電力量値を用いて電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出を行う。これは図５の全体デマンド値算出手順（ステップＳ１１）に相当する。全体計測部３０からの総電力量の実測データを使って電力需要家で使用される設備全体の全体デマンド値（ｋＷ）を算出する。
ここに、全体デマンド値は以下のように表される。

［数３］
全体デマンド値（ｋＷ）＝３０分間の積算電力量（ｋＷｈ）／３０（分）
＝３０分間の積算電力量（ｋＷｈ）／０．５（ｈ）

ここで、３０分間とは、毎時ごとの０分から３０分、３０分から６０分の３０分間を表している。

演算部１４は、算出された全体デマンド値の中でピークに相当する最大全体デマンド値を特定する。これは図５の最大全体デマンド値特定手順（ステップＳ１２）に相当する。例えば、図３（ａ），図４（ａ）で示すように最大全体デマンド値が算出される。

演算部１４は、最大デマンド値が検出された時刻を含む月日を選定する。これは図５の月日選定手順（ステップＳ１３）に相当する。この選択では、例えば、最大全体デマンド値が記録された月日を選択する。また、その月日を含む夜０時から夜２３時３０分までの計測データが選択されるものとする。

演算部１４は、選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する。この運用パターン決定は図５のタイムシフト手順（ステップＳ１４）、模擬部分デマンド値算出手順（ステップＳ１５）、模擬全体デマンド値算出手順（ステップＳ１６）が運用パターン決定手順に相当する。以下詳細に説明する。

演算部１４は、所定期間で部分１，部分２，・・・，部分ｎのうちの一の部分電力量値のタイムシフトを行う。これは図５のタイムシフト手順（ステップＳ１４）に相当する。
演算部１４は、ある電気機器３００の始動時刻を所定期間（例えば５分とか１０分間）遅らせた（又は早めた）と仮定した場合の部分電力量値を算出する。

演算部１４は、タイムシフトされた部分電力量値に基づいて模擬部分デマンド値を算出する。これは図５の模擬部分デマンド値算出手順（ステップＳ１５）に相当する。例えば、図３（ｂ）で示すように模擬部分デマンド値１（折れ線Ｂの各値）が算出される。

演算部１４は、全体デマンド値と模擬部分デマンド値との和から部分デマンド値を減じて模擬全体デマンド値を算出する。これは図５の模擬全体デマンド値算出手順（ステップＳ１６）に相当する。模擬全体デマンド値＝（全体デマンド値＋模擬部分デマンド値−部分デマンド値）となる。例えば、図３（ｂ）で示すように模擬全体デマンド値（折れ線Ｃの各値）が算出される。

なお、この運用パターン決定は図５のタイムシフト手順（ステップＳ１４）、模擬部分デマンド値算出手順（ステップＳ１５）、模擬全体デマンド値算出手順（ステップＳ１６）を、シフト時間を変更して繰り返し行い、最大模擬全体デマンド値が最も小さくなるような運用パターンを決定するようにしても良い。

運用パターンの決定後、演算部１４は、所定時間単位別の全体デマンド値および模擬全体デマンド値のグラフを表示部１６に表示する。これは図５の表示手順（ステップＳ１７）に相当する。例えば、図４（ａ），（ｂ）や図６のシミュレーション前の図，図７のシミュレーション後の図で示すように、３０分毎の時刻を横軸に、また、デマンド値を縦軸とし、全体デマンド値、および、各電気機器のデマンド値を、それぞれ折れ線で同時に表示する結果グラフとした。これにより、ピークである最大全体デマンド値が出現するときにどの電気機器の部分デマンド値が影響を与えているかを一目で理解できる。このような表示としても良い。

また、図８のシミュレーション前の図や図９のシミュレーション後の図で示すように、３０分毎の時刻を横軸に、また、デマンド値を縦軸とし、全体デマンドを折れ線グラフで、また、各電気機器のデマンド別に合算した棒グラフで、それぞれ同時に表示する結果グラフとしたのでピークである最大全体デマンド値が出現するときにどの電気機器のデマンドが影響を与えているかを一目で理解できる。棒グラフにおける各棒の長さは、全体のデマンドを示す。一本の棒が色の異なる５つの領域を有している場合は、５個の部分デマンドの合算であることを示し、色によりどの部分デマンドが大きいかを判別できる。このような表示としても良い。

また、図１０で示すように、３０分毎の時刻を横軸に、また、デマンド値を縦軸とし、シミュレーション前の実測値の結果グラフと、シミュレーション後の結果グラフと、を比較できるように並べて表示して、新たな運用パターンの良否を判定できるようにする。このような表示としても良い。なお、図１０では図６，図７のグラフでシミュレーションの前後の表示を並べて行ったが、図８，図９の折れ線と棒グラフを組み合わせたグラフでシミュレーションの前後のグラフを並べて表示するようにしても良い。

このような本発明の運用パターン表示装置１０では、特に、最大全体デマンド値が最も大きい日の計測データを用いて、シミュレーションにより最大全体デマンド値が小さくなるような運用パターンが示され、上記のような電気機器３００の始動時刻を所定期間（例えば５分とか１０分間）遅らせた（又は早めた）タイムシフトが有効であることが確認される。例えば、デモンストレーションとして表示するときにシミュレーション前後で差が大きく効果が最も理解しやすいものが選択されており、システムの有効性を認識させてシステムの普及に寄与する。

例えば、営業担当者が運用パターン表示装置を携えて、顧客である電力需要家の元へ訪れ、電力需要家で使用される電気機器から計測データを実際に取得して、電気機器を始動する時刻や稼働する時間帯を調整するシミュレーションおよび表示を行うことで、電力需要家全体の最大使用電力（最大デマンド値）を抑制できる運用パターンを発見できることが理解される。運用パターン表示装置はこのようなものである。

続いて他の形態について説明する。運用パターン表示装置１０でピークである最大全体デマンド値が画面右側や画面左側に偏在することがある。このような場合にシミュレーションの前後で運用パターンに変化があったか判別しにくいこともある。そこで、ピークである最大全体デマンド値が中央に位置するように表示する。

この場合、図５のフローにおいて、さらに図５の月日選定手段（ステップＳ１３）では、最大全体デマンド値が検出された時刻を基準として前後で同じ期間となるように計測データを選択する。また、図５の運用パターン決定手段（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）は、最大全体デマンド値が検出された時刻を基準として前後で同じ期間となるように選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する。また、図５の表示手段（ステップＳ１７）は、最大全体デマンド値が検出された時刻が略中央となるように運用パターンのグラフを表示する。

表示としては最大全体デマンド値が中央に表示されるシミュレーション前の図１１や、模擬最大全体デマンド値が中央に表示されるシミュレーション後の図１２が表示される。図１１，図１２では、最大全体デマンド値が出現する８時３０分を中央に配置し、前日の２０時３０分から当日の夜２０時００分までのデマンド値を表したグラフとしている。例えば、中央基準線などと共に表示して、最大全体デマンド値や模擬最大全体デマンド値の位置をわかりやすくしても良い。

なお、図１１，図１２では折れ線により最大全体デマンド値が中央に表示されるシミュレーションの前後の表示を行ったが、図８，図９の折れ線と棒グラフを組み合わせたグラフで最大全体デマンド値が中央に表示されるシミュレーションの前後の表示を行っても良い。このような表示とすることでも、効果がわかりやすくなる。

なお、運用パターン表示装置１０では入力部１５からの入力により、図６〜図１２の何れかを選択的に表示できるようにしても良い。このような装置であっても、効果をわかりやすくすることができる。

続いて他の形態の運用パターン表示装置について説明する。ここでは、表示方式を追加したものである。図１３で示すようなフローに従うものであるが、まず、先に図５で説明したステップＳ１０〜ステップＳ１７と同様の処理を行って運用パターンのグラフを表示させる。それから、他の運用パターンのグラフの表示を行うというものである。

最初の表示の終了後に、演算部１４は、最大全体デマンド値が検出された時刻を含む日および前後複数の日からなる日付と、各日付の最大全体デマンド値と、を併せて表示する。これは図１３のデマンド選択部表示手順（ステップＳ１８）に相当する。例えば、図１４で示すようにグラフの上に選択用のウィンドウ５０を表示させ、この中に最大全体デマンド値が検出された時刻を含む日およびこの日を基準として前後複数の日、からなる日付と、各日付の最大全体デマンド値（図では△△，△△△○などと表示）、を併せて表示する。ピークが最も大きい日を色分けや下線を付して他と異なる表示として理解しやすいようにする。

そして、所望の日付を選択すると、図１３で示すようにシミュレーションが再度開始されて、その選択された日付の部分デマンド値や全体デマンド値を用いてタイムシフト手順（ステップＳ１４）、模擬部分デマンド値算出手順（ステップＳ１５）、模擬全体デマンド値算出手順（ステップＳ１６）、表示手順（ステップＳ１７）を繰り返し行い、図１５に示すようなシミュレーション結果を表示する。

このような図１３〜図１５を用いて説明した運用パターン表示装置では、多数の月日とその日のピークとなる最大全体デマンド値とをウィンドウ５０に同時に表示して所望の日を選択できるようにして、月日が異なる複数のシミュレーション結果を表示するのでこの点でも比較が容易になるという利点がある。

なお、運用パターン表示装置１０では入力部１５からの入力により、図６〜図１２や図１４，図１５の何れかを選択的に表示できるようにしても良い。このような装置であっても、シミュレーションの効果をわかりやすくすることができる。

続いて他の計測システム２からの計測データの取り込みについて説明する。計測システム２は、図１６で示すように、運用パターン表示装置１０、ｎ個の部分計測部２０、全体計測部３０、通信回線４０、携帯端末５０を備える。

運用パターン表示装置１０は、図１を用いて説明したものと同じ構成を有し、今まで説明した図５，図１３の方法により運用パターン表示を行うが、本形態ではインターフェース部１１が通信回線４０と接続される点が相違している。

ｎ個の部分計測部２０は、電力需要家が有する電気機器３００その他の部分の使用電力または使用電力量に基づいて部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値を算出して時刻情報およびＩＤとともに通信回線４０を介して送信する機能を有し、電力量センサ、電力量計あるいは電力量算出手段を有する。また、データ送信手段も有する。ＩＤにより複数ある部分計測部２０のうちのどの部分計測部２０であるかが判定できるようになっている。なお、部分計測部２０が計測機能のみ有し、この部分計測部２０の後段に図示しないデータ送信部を設けた構成としても良い。このような部分計測部２０はｎ個配置されるが、全ての部分計測部２０で計測される電力量を加算したものは、理論上では全体計測部３０で計測される電力量と一致する。

電力量センサまたは電力量計は、デマンド時限より短い所定の間隔で使用電力量（ｋＷｈ）を測定する。例えば、１分間隔である。電力量を計測する対象は、電気機器（１台以上）またはエリア毎（分電盤の分岐ブレーカー、コンセント単位など）という全体から適宜分割された単位である部分に含まれる各電気機器の電力量値（ｋＷｈ）である。本形態では一の電気機器２００を一の部分としている。一の電気機器２００に特有のＩＤが割り振られている。送信する計測データにはこの電気機器２００の使用電力量（ｋＷｈ）はある時刻から所定期間までの時刻であることを示す時刻情報が付与される。また、どの部分計測部２０からの出力であるかを特定するＩＤが付与される。

電力量算出手段は、電流センサで計測した電流値から電気機器（１台以上）またはエリア毎の電力量を次式数４の手法により簡易的に算出する機能を有する。

［数４］
使用電力量（ｋＷｈ）＝電流値（実測値）×電圧値（設定値）×力率（設定値）×時間

なお、数４の計算の前提条件として、電圧値は、計測対象の回路や電気機器の定格電圧を用いるか、又は、電流値を計測した任意（の時刻）に測定した電圧値をそのまま回路などの電圧と見做す（一定値と仮定して計算する）。力率は、任意の値を設定する（一定値と仮定して計算する。）。送信する計測データにはこの使用電力量（ｋＷｈ）はある時刻から所定期間までの時刻であることの情報である時刻情報が付与される。また、全体計測部３０からの出力であることを特定するＩＤが付与される。

全体計測部３０は、電力供給部１００から供給される電力需要家の全体の使用電力または使用電力量に基づいて全体電力量値を算出して時刻情報およびＩＤとともに通信回線４０を介して送信する機能を有し、電力量センサ、電力量計あるいは電力量算出手段を有する。また、データ送信手段も有する。なお、全体計測部３０が計測機能のみ有し、この全体計測部３０の後段に図示しないデータ送信部を設けた構成としても良い。

電力量センサまたは電力量計は、デマンド時限より短い所定の間隔で使用電力量（ｋＷｈ）を測定する。例えば、１分間隔である。電力量を計測する対象は、電力供給部１００から供給される電力、すなわち電力需要家全体で使用される総電力量値（ｋＷｈ）である。送信する計測データにはこの使用電力量（ｋＷｈ）はある時刻から所定期間までの時刻であることを示す情報である時刻情報が付与される。また、全体計測部３０からの出力であることを特定するＩＤが付与される。

また、電力量算出手段は、電力供給部１００からの電流値を電流センサで計測し、この電流値から電力量を簡易的に算出する機能を有する。電力量の計測は、電流と電圧の２つの情報が必要となるため、センサなどの配線が複雑になり、既設の設備に簡易に設置できない場合が想定される。その場合は、取り付けが容易な電流センサで実測した電流値を用いて先の数４により電力量値を推定する。送信する計測データにはこの使用電力量（ｋＷｈ）はある時刻から所定期間までの時刻であることの情報である時刻情報が付与される。また、全体計測部３０からの出力であるかを特定するＩＤが付与される。

通信回線４０は、部分計測部２０および全体計測部３０と、有線または無線により通信する。通信方式は適宜採用することができる。

続いて本システムによるデータの蓄積について説明する。
部分計測部２０は、電気機器３００で使用される部分電力量（ｋＷｈ）を実測データとして取得する。この際、ｎ個の部分計測部２０は、それぞれ対応する電気機器３００で使用される部分電力量を実測データとして取得する。そして、実測データに対し、ｎ個あるうちの一の電気機器３００からの出力であることを識別する情報であるＩＤと、測定した時刻情報（例えば、１分間単位別の時刻）と、を対応付けて計測データとする。

同様に全体計測部３０は電力供給部１００から設備全体で使用される全体電力量（ｋＷｈ）を実測データとして取得する。そして、実測データに対し、電力供給部１００からの出力であることを識別するための情報であるＩＤと、測定した時刻情報（例えば、１分間単位別の時刻）と、を対応付けて計測データとする。

これら計測データは、通信回線４０を介して、運用パターン表示装置１０へ送られる。運用パターン表示装置１０の演算部１４は、インターフェース部１１を通じて取得したデータを記憶部１２に記憶する。

ここで、電力量の計測データが通信エラーなどで欠落した場合、運用パターン表示装置１０で補完が行われる。演算部１４が欠落した期間（例えば、３０分以内）の直前と直後の２つの計測データを記憶部１２に記憶しておき、これら２つの計測データ間を直線近似で補完処理を行い、補完した計測データを外部記憶部１３に記憶させる。

運用パターン表示装置１０の演算部１４は、最終的に計測データを外部記憶部１３に記憶させる。運用パターン表示装置１０は、このような計測データの蓄積を１週間程度以上連続して行うことが可能である。このようにして過去から現在までの計測データが蓄積されているものとする。そして、運用パターン表示装置１０は、全体計測部３０および複数の部分計測部２０から送信された全体電力量値および複数の部分電力量値を含む計測データを登録して先に図１〜図１３を用いて説明したような運用パターン決定方法により運用パターンを決定し、表示を行う。このような装置とすることもできる。

続いて他の形態の計測システム３について図１７を参照しつつ説明する。先に図１６を用いて説明した計測システム２では、運用パターン表示装置１０が通信回線４０を通じて計測データをオンラインで収集していたが、計測データはオンラインで伝送されたものに限定する必要はない。そこで、計測システム３は、図１６のシステムに加え、通信回線４０と運用パターン表示装置１０との間に、計測データ収集装置（ｉＮＣ）６０を設ける。

計測データ収集装置（ｉＮＣ）６０は、ｎ個の部分計測部２０および全体計測部３０から送信された各値を用い、時刻情報とＩＤとが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値、および、時刻情報とＩＤとが関連付けられた全体電力量値を含む計測データとして登録する計測データを蓄積する機能を有する。この計測データ収集装置６０に計測データを収集記憶させる。そして、運用パターン表示装置１０は、所望のときに運用パターン表示装置１０が計測データ収集装置６０から計測データを読み出し、先に図１〜図１５を用いて説明したような運用パターン決定方法により運用パターンを決定し、表示を行う。このような装置とすることもできる。

続いて他の計測システム４について説明する。先に図１７を用いて運用パターン決定を行うことを説明した計測システム３では、計測から運用パターン決定までを行う一体の装置であったが、本形態では、図１８で示すように、ｎ個の部分計測部２０、全体計測部３０、通信回線４０、計測データ収集装置６０までが設置され、計測データ収集装置６０から計測データをＵＳＢメモリなどで読み出し、他の箇所にある運用パターン表示装置１０がＵＳＢメモリから計測データを読み出して運用パターンの決定支援を行う。

この場合、データ収集は計測データ収集装置６０がデータ収集を行う。そして、運用パターン表示装置１０は、所望のときに運用パターン表示装置１０が計測データ収集装置６０からＵＳＢメモリを介して計測データを読み出し、先に図１〜図１５を用いて説明したような運用パターン決定方法により運用パターンを決定し、表示を行う。このような装置とすることもできる。

続いて他の形態の計測システムについて説明する。先に図２を用いて説明した計測システム１では、ｎ個の部分計測部２０や全体計測部３０を有するものとして説明した。しかしながら、図１９に示す本形態の計測システム５では、図２の計測システム１のうちで全体計測部３０のみを取り去った構成とした。

この場合、運用パターン表示装置１０の演算部１４は、図５，図１３の全体デマンド値算出手順（Ｓ１１）のみが相違することになり、部分１，部分２，・・・，部分ｎの所定時間単位別の部分デマンド値を全て加算して電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出を行う。後は図５，図１３を用いて説明したものと同じフローにて運用パターン決定支援が行われる。特にｎ個の部分電力量値を加算して全体電力量値を算出することで、全体計測部を省略した点が特徴となっている。

続いて実際の運用パターン決定支援の具体例について説明する。図２０は運用パターンの決定に用いられるデータの説明図である。電気機器３００として機器Ａ１，Ａ２，Ａ３を備える。機器Ａ１，Ａ２，Ａ３の部分電力量はそれぞれ、ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３であり、また、デマンド値はそれぞれＤＡ１，ＤＡ２，ＤＡ３である（表の（１），（２），（３））。また、機器Ａ１，Ａ２，Ａ３のデマンド値を全て加算したＤＡ１＋ＤＡ２＋ＤＡ３が算出される（表の（４））。この結果は図２１で示すようになる。８：３０：００のデマンド値が突出している。

そこで、機器Ａ１の始動時刻をタイムシフトする。電気機器Ａ１の始動時刻を１０分間遅らせたと仮定して電力需要家全体の全体デマンド値を計算する。タイムシフトしたときのデマンド値はＤＡ１シフトである（表の（５））。機器Ａ１，Ａ２，Ａ３のデマンド値を全て加算したＤＡ１シフト＋ＤＡ２＋ＤＡ３が算出される（表の（６））。この結果は図２２で示すようになる。実測では８：３０：００のデマンド値（９４．１６６６６７）が突出していたが、模擬後にはデマンド値（８４．５）が減少しており、運用パターンの変更に効果があることが確認される。

このようにして電力需要家の最大需要電力（最大デマンド値）を減少させることを目的とした電気機器の運用方法の検討を支援するための電気設備運転時刻変更の簡易シミュレーション装置とすることができる。

このような本形態によれば、全体計測部を用いなくとも良くなり、システム構成の低コスト化を実現する。

また、先に図１６を用いて説明した計測システム２では、ｎ個の部分計測部２０や全体計測部３０を有するものとして説明した。しかしながら、図２３に示す本形態の計測システム６では、図１６の計測システム２のうちで全体計測部３０のみを取り去った構成とした。この場合でも上記のように運用パターン表示装置１０の演算部１４は、図５，図１３の全体デマンド値算出手順（Ｓ１１）のみが相違することになり、部分１，部分２，・・・，部分ｎの所定時間単位別の部分デマンド値を全て加算して電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出を行う。以下、同様のフローにて表示を行うことができる。運用パターン表示装置１０は、先に図１〜図１５を用いて説明したような運用パターン決定方法により運用パターンを決定し、表示を行う。このような装置とすることもできる。

また、先に図１７を用いて説明した計測システム３では、ｎ個の部分計測部２０や全体計測部３０を有するものとして説明した。しかしながら、図２４に示す本形態の計測システム７では、図１７の計測システム３のうちで全体計測部３０のみを取り去った構成とした。この場合でも上記のように運用パターン表示装置１０の演算部１４は、図５，図１３の全体デマンド値算出手順（Ｓ１１）のみが相違することになり、部分１，部分２，・・・，部分ｎの所定時間単位別の部分デマンド値を全て加算して電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出を行う。以下、同様のフローにて表示を行うことができる。運用パターン表示装置１０は、先に図１〜図１５を用いて説明したような運用パターン決定方法により運用パターンを決定し、表示を行う。このような装置とすることもできる。

また、先に図１８を用いて説明した計測システム４では、ｎ個の部分計測部２０や全体計測部３０を有するものとして説明した。しかしながら、図２５に示す本形態の計測システム８では、図１８の計測システム４のうちで全体計測部３０のみを取り去った構成とした。この場合でも上記のように運用パターン表示装置１０の演算部１４は、図５，図１３の全体デマンド値算出手順（Ｓ１１）のみが相違することになり、部分１，部分２，・・・，部分ｎの所定時間単位別の部分デマンド値を全て加算して電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出を行う。以下、同様のフローにて表示を行うことができる。運用パターン表示装置１０は、先に図１〜図１５を用いて説明したような運用パターン決定方法により運用パターンを決定し、表示を行う。このような装置とすることもできる。

以上本発明の運用パターン表示装置について説明した。本発明の運用パターン表示装置以下のような利点を有する。

（１）電力需要家で使用する電気機器の使用電力量の実測値をもとに、電気機器の始動時刻を変更した条件でデマンド値を模擬計算することで、設備全体の最大使用電力を抑制し、電気の基本料金を節約できる運用条件の検討が簡便に行える。このように電力需要家全体の全体デマンド値を減少させる電気機器の運用パターンを容易に推測することができる。このような運用パターンが表示されるため、効果の確認が容易になされる。

（２）電力需要家の電気設備の変更や使用する電力を抑制・停止する制御を行うことなく、一部の電気機器の始動時刻を調整することで対応できる点が表示され、この点でも効果の確認が行われる。

本発明の運用パターン表示装置は、工場、ビルディング、大型商業施設、病院などの大口電力需要家は勿論のこと最大デマンド値で基本料金が決定される契約形態の電力需要家全体など各種の運用パターンの表示を可能としており、幅広く適用が可能である。

１，２，３，４，５，６，７，８：計測システム
１０：運用パターン表示装置
１１：インターフェース部
１２：記憶部
１３：外部記憶部
１４：演算部
１５：入力部
１６：表示部
２０：部分計測部
３０：全体計測部
４０：通信回線
５０：ウィンドウ
６０：計測データ収集装置（ｉＮＣ）

１００：電力供給部
２００：電力線
３００：電気機器

Claims (4)

1. 時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値と、時刻情報およびＩＤが関連付けられた全体電力量値と、を含む計測データを用いて決定された運用パターンを表示する運用パターン表示装置であって、
   時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値に基づいて部分の所定時間単位別の部分デマンド値を全ての部分１，部分２，・・・，部分ｎについて時刻別に算出する部分デマンド値算出手段と、
   時刻情報およびＩＤが関連付けられた全体電力量値を用いて電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出手段と、
   前記全体デマンド値算出手段で算出された全体デマンド値の中で最大全体デマンド値を特定する最大全体デマンド値特定手段と、
   最大全体デマンド値が検出された時刻を含む月日を選定する月日選定手段と、
   選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する運用パターン決定手段と、
   決定された運用パターンのグラフを表示する表示手段と、を備え、
   前記運用パターン決定手段は、
   所定期間で部分１，部分２，・・・，部分ｎのうちの一の部分電力量値のタイムシフトを行うタイムシフト手段と、タイムシフトされた部分電力量値に基づいて模擬部分デマンド値を算出する模擬部分デマンド値算出手段と、前記全体デマンド値と前記模擬部分デマンド値との和から前記部分デマンド値を減じて模擬全体デマンド値を算出する模擬全体デマンド値算出手段とを備え、
   前記表示手段が、所定時間単位別の全体デマンド値および模擬全体デマンド値による運用パターンのグラフを表示することを特徴とする運用パターン表示装置。
2. 時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値を含む計測データを用いて決定された運用パターンを表示する運用パターン表示装置であって、
   時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの部分電力量値に基づいて部分の所定時間単位別の部分デマンド値を全ての部分１，部分２，・・・，部分ｎについて時刻別に算出する部分デマンド値算出手段と、
   時刻情報およびＩＤが関連付けられた部分１，部分２，・・・，部分ｎの所定時間単位別の部分デマンド値を全て加算して電力需要家全体の所定時間単位別の全体デマンド値を時刻別に算出する全体デマンド値算出手段と、
   前記全体デマンド値算出手段で算出された全体デマンド値の中で最大全体デマンド値を特定する最大全体デマンド値特定手段と、
   最大全体デマンド値が検出された時刻を含む月日を選定する月日選定手段と、
   選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する運用パターン決定手段と、
   決定された運用パターンのグラフを表示する表示手段と、を備え、
   前記運用パターン決定手段は、
   所定期間で部分１，部分２，・・・，部分ｎのうちの一の部分電力量値のタイムシフトを行うタイムシフト手段と、タイムシフトされた部分電力量値に基づいて模擬部分デマンド値を算出する模擬部分デマンド値算出手段と、前記全体デマンド値と前記模擬部分デマンド値との和から前記部分デマンド値を減じて模擬全体デマンド値を算出する模擬全体デマンド値算出手段とを備え、
   前記表示手段が、所定時間単位別の全体デマンド値および模擬全体デマンド値による運用パターンのグラフを表示することを特徴とする運用パターン表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の運用パターン表示装置において、
   前記月日選定手段は、月日に加えて最大全体デマンド値が検出された時刻を基準として前後で同じ期間となるように計測データを選択する手段であり、
   前記運用パターン決定手段は、選定された月日における時刻別の部分デマンド値および全体デマンド値を用いて運用パターンを決定する手段であり、
   前記表示手段は、最大全体デマンド値が検出された時刻が略中央となるように運用パターンのグラフを表示する手段であることを特徴とする運用パターン表示装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の運用パターン表示装置において、
   最大全体デマンド値が検出された時刻を含む日および前後複数の日からなる日付と、日付の日のそれぞれの最大全体デマンド値と、を併せて表示するデマンド選択部表示手段を備えることを特徴とする運用パターン表示装置。

Images