JP6443947B2 - デマンド制御システム - Google Patents

Description

本発明は、デマンド電力を所定の範囲の収まるように調整電力負荷を作動制御するデマンド制御システムに関する。

近年、電力使用量のピークを抑制するために、電力供給会社と大口の電力需要家（例えば、工場、商業ビル、ホテル、病院など）との間の電気料金契約は、デマンド電力（「最大デマンド電力」とも称する）」に基づいて電力料金の基本使用料が決まる内容になっている。この最大デマンド電力とは、デマンド電力測定時間（現状では３０分）毎の平均使用電力（「デマンド電力」とも称する）を計測し、デマンド期間（現状では１年間）を通しての各デマンド電力測定時間の平均使用電力のうち最大のものをいい、このデマンド電力（デマンド電力測定時間の平均使用電力の最大値）を基礎として１年間の電力料金の基本使用料金が決定される。このようなことから、大口需要家にあっては、デマンド電力（最大デマンド電力）を抑えて、電力料金を安くしようとしている。

一般に、四季がある日本では、夏季又は冬季に最大デマンド電力が発生する。これは、この季節に空調装置（エアコン、冷暖房装置など）を使用するためであり、この空調装置の一斉運転などによって消費電力が非常に大きくなり、これによって、デマンド電力が大きくなっている。

このようなことから、最大デマンド電力を目標デマンド電力に収まるように監視するためのデマンド電力監視装置が提案され、このデマンド電力監視装置を備えたデマンド制御システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このデマンド制御システムは、電力負荷（固定電力負荷及び調整電力負荷）に供給される電力を計測・監視するデマンド電力監視装置を備え、このデマンド電力監視装置は、デマンド電力測定時間の消費電力が目標デマンド電力を超えそうになると調整電力負荷を強制的に作動停止するように構成されている。

また、デマンド電力監視装置は、電力負荷（固定電力負荷及び調整電力負荷）に供給される電力量に応じて発生される電力量パルス信号に基づいて消費電力を演算する消費電力演算手段と、デマンド電力測定時間（現状では３０分）を分割した部分測定時間の部分デマンド電力（部分使用電力）とその部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力とを比較する電力比較手段と、調整電力負荷を作動制御するための作動制御手段とを備え、部分測定時間の部分デマンド電力が部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力を超えると、作動制御手段は調整電力負荷（全体又はその一部）を所定時間継続して作動停止し、このように調整電力負荷を制御することによって、固定電力負荷及び調整電力負荷における目標デマンド電力を超える電力消費を抑えている。

特許第４１３７６３２号公報

しかしながら、このデマンド制御システムでは、デマンド期間（現状では１年間）を通しての各デマンド電力測定時間の消費電力のうち最大消費電力を抑えることを目的としているために、このデマンド制御システムが機能するのは夏季又は冬季の消費電力のピーク時のみであり、従って、このピーク時の消費電力を抑えることはできるが、その他の大部分の期間においては機能せず、一年を通して消費電力を抑える効果は期待できない。

本発明の目的は、デマンド期間の最大消費電力を抑えることができるとともに、一年を通しての消費電力量をも抑えることができるデマンド制御システムを提供することである。

本発明の請求項１に記載のデマンド制御システムは、固定電力負荷及び調整電力負荷に供給される電力量に応じて電力量パルス信号を発生する電力量パルス発生装置と、前記固定電力負荷及び前記調整電力負荷によって消費される消費電力を監視するデマンド電力監視装置とを備え、前記デマンド電力監視装置が、デマンド電力測定時間の消費電力が目標デマンド電力を超えそうになると前記調整電力負荷の少なくとも一部を作動停止させるデマンド制御システムにおいて、
前記デマンド電力監視装置は、前記デマンド電力測定時間の前記目標デマンド電力を設定する目標デマンド電力設定手段と、前記電力量パルス発生装置からの前記電力量パルス信号に基づいて消費電力を演算する消費電力演算手段と、前記デマンド電力測定時間を分割した部分測定時間の部分消費電力とその部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力とを比較する電力比較手段と、前記調整電力負荷を作動制御するための作動制御手段と、を含んでおり、
前記目標デマンド電力設定手段は、外気不快指数に基づいて前記目標デマンド電力を設定し、前記消費電力演算手段は、前記電力量パルス発生装置からの前記電力量パルス信号を利用して消費電力を算出するように構成され、前記デマンド電力測定時間の消費電力及び前記デマンド電力測定時間を分割した部分測定時間の部分消費電力を演算し、前記部分測定時間の前記部分消費電力が前記部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力を超えると、前記作動制御手段は前記調整電力負荷の少なくとも一部を所定時間継続して作動停止することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載のデマンド制御システムでは、前記デマンド電力監視装置は、前記外気不快指数を演算する外気不快指数演算手段を含み、前記外気不快指数演算手段に関連して、外気温度及び外気湿度を計測する外気温度・湿度計測装置が設けられ、前記外気不快指数演算手段は、前記外気温度・湿度計測装置の計測外気温度及び計測外気湿度に基づいて前記外気不快指数を演算し、前記目標デマンド電力設定手段は、前記外気不快指数演算手段により演算された前記外気不快指数に基づいて前記目標デマンド電力を設定することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載のデマンド制御システムでは、前記調整電力負荷は、複数の領域に対応して設けられた複数の部分調整電力負荷から構成され、前記デマンド電力監視装置は、前記複数の部分調整電力負荷のうち作動停止する部分調整電力負荷を選定する停止電力負荷選定手段を含み、前記停止電力負荷選定手段は、前記複数の領域における室内不快指数に基づいて前記複数の部分調整電力負荷の停止優先順位を決定し、前記停止優先順位に基づいて作動停止すべき部分調整電力負荷を選定することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載のデマンド制御システムでは、前記デマンド電力監視装置は、更に、前記部分測定時間までの前記部分消費電力とその部分測定時間に対応する前記部分目標デマンド電力との電力差を演算する比較差演算手段を含み、前記停止電力負荷選定手段は、前記比較差演算手段による演算比較差に基づいて前記複数の部分調整電力負荷のうち作動停止すべき前記部分調整電力負荷の停止数を決定するとともに、前記停止優先順位に基づいて前記複数の部分調整電力負荷のうち作動停止すべき前記部分調整電力負荷を前記停止数だけ選定することを特徴とする。

更に、本発明の請求項５に記載のデマンド制御システムでは、前記デマンド電力監視装置は、前記室内不快指数を演算する室内不快指数演算手段を含み、前記室内不快指数演算手段に関連して、前記複数の領域における室内温度及び室内湿度を計測するための室内温度・湿度計測装置が設けられ、前記室内不快指数演算手段は、前記室内温度・湿度計測装置からの計測室内温度及び計測室内湿度に基づいて前記複数の領域における前記室内不快指数を演算し、前記停止電力負荷選定手段は、前記室内不快指数演算手段により演算された前記複数の領域における前記室内不快指数に基づいて前記複数の部分調整電力負荷の停止優先順位を決定し、前記停止優先順位に基づいて作動停止すべき部分調整電力負荷を選定することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のデマンド制御システムによれば、固定電力負荷及び調整電力負荷に供給される電力量に応じて電力量パルス信号を発生する電力量パルス発生装置と、これら電力負荷によって消費される消費電力を監視するデマンド電力監視装置とを備え、デマンド電力監視装置の消費電力演算手段は電力量パルス発生装置からの電力量パルス信号を利用して消費電力を演算するので、電力の消費状態を正確に検知して消費電力を算出することができる。また、目標デマンド電力設定手段は、外気不快指数に基づいて目標デマンド電力を設定するので、一年間を通して消費電力を抑えるように機能し、一年間を通して消費電力を抑えることができる。

例えば、外気不快指数が高い（例えば、８０以上）又は低い（例えば、５５以下）環境状態では、空調装置を作動させなければ快適空間を得られないために、空調装置を作動させるための消費電力が大きくなり、目標デマンド電力が高く設定される。また、外気不快指数が中央付近（例えば、６０〜７０）の環境状態では、空調装置をあまり作動させなくても快適空間を得られるために、空調装置を作動させるための消費電力が小さくなり、目標デマンド電力が低く設定され、このように外気不快指数に基づいて目標デマンド指数を設定することにより、年間を通しての省エネを達成することができる。

また、消費電力演算手段は、デマンド電力測定時間の消費電力及びデマンド電力測定時間を分割した部分測定時間の部分消費電力を演算し、部分測定時間の部分消費電力が部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力を超えると、作動制御手段は調整電力負荷の少なくとも一部を所定時間継続して作動停止し、これにより、調整電力負荷での消費電力が少なくなり、目標デマンド電力を超える電力の消費を効果的に抑えることができる。

また、本発明の請求項２に記載のデマンド制御システムによれば、外気温度及び外気湿度を計測する外気温度・湿度計測装置が設けられ、外気不快指数演算手段は、外気温度・湿度計測装置の計測外気温度及び計測外気湿度に基づいて外気不快指数を演算するので、外気の不快指数を所要の通りに演算することができ、これにより、外気不快指数に対応する目標デマンド電力を設定することができる。

また、本発明の請求項３に記載のデマンド制御システムによれば、調整電力負荷は、複数の領域（例えば、ビルの複数のフロア）に対応して設けられた複数の部分調整電力負荷から構成され、デマンド電力監視装置は、複数の部分調整電力負荷のうち作動停止する部分調整電力負荷を選定する停止電力負荷選定手段を含んでいるので、複数の部分調整電力負荷毎に作動停止させることができる。また、停止電力負荷選定手段は、複数の領域における室内不快指数に基づいて複数の部分調整電力負荷の停止優先順位を決定するので、室内不快指数の中央付近（快適範囲）の領域（換言すると、快適な環境状態を示す領域）の部分調整電力負荷ほど先に作動停止されるようになり、このように制御することにより、複数の領域の快適さを保ちながら目標デマンド電力を超える電力の消費を抑えることができる。

また、本発明の請求項４に記載のデマンド制御システムによれば、比較差演算手段は、部分測定時間までの部分消費電力とその部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力との電力差を演算し、停止電力負荷選定手段は、比較差演算手段による演算比較差に基づいて複数の部分調整電力負荷のうち作動停止すべき部分調整電力負荷の停止数を決定するとともに、この停止優先順位に基づいてこの停止数だけ部分調整電力負荷を選定して作動停止するので、複数の領域の快適さを保ちながら目標デマンド電力を超える電力の消費をより効果的に抑えることができる。

更に、本発明の請求項５に記載のデマンド制御システムによれば、複数の領域における室内温度及び室内湿度を計測する室内温度・湿度計測装置が設けられ、室内不快指数演算手段は、この室内温度・湿度計測装置の計測室内温度及び計測室内湿度に基づいて複数の領域における室内不快指数を演算するので、複数の領域の室内不快指数を所要の通りに算出することができる。また、停止電力負荷選定手段は、室内不快指数演算手段により演算された複数の領域における室内不快指数に基づいて複数の部分調整電力負荷の停止優先順位を決定するので、この停止優先順位は室内不快指数に基づいてものとなり、従って、快適さを維持しながら作動停止すべき部分調整電力負荷を所要の通りに選定することができる。

本発明に従うデマンド制御システムの一実施形態を簡略的に示す全体図。 図１のデマンド制御システムの制御系を簡略的に示すブロック図。 外気不快指数と目標デマンド電力との関係を示す図。 図２の制御系によるデマンド電力の監視を説明するための図。 図２の制御系によるデマンド制御の流れを示すフローチャート。 図２の制御系による目標デマンド電力の設定の流れを示すフローチャート。 図２の制御系による作動停止すべき停止調整電力負荷の選定の流れを示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して、本発明に従うデマンド制御システムの一実施形態について説明する。図１及び図２において、図示のデマンド制御システムは、電力を計測してその計測電力量に応じて電力量パルス信号を発生する電力量パルス発生装置２と、デマンド電力を監視するためのデマンド電力監視装置４とを備えている。電力量パルス発生装置２は、各種電力負荷６に供給される電力（換言すると、この電力負荷６で消費される消費電力）を計測するとともに、この供給電力に対応した電力量パルス信号を生成し、生成された電力量パルス信号はデマンド電力監視装置４に送給される。この電力量パルス発生装置２は、例えば、電力会社が設置する３０分最大需要電力計などから構成される。

各種電力負荷６は、デマンド電力監視装置４によって作動制御される調整電力負荷８と、デマンド電力監視装置４によって作動制御されない固定電力負荷１０とに分類される。調整電力負荷８は、デマンド電力の状態によって作動停止しても問題がない機器が該当し、この実施形態では第１空調装置１２、第２空調装置１４・・・などが含まれ、第１空調装置１２、第２空調装置１４・・・などが部分調整電力負荷を構成する。また、固定電力負荷１０は、デマンド電力の状態によって作動停止したときに問題が発生する機器が該当し、この実施形態では照明装置１６、各種機器１８（例えば、工場の場合、各種生産機械などである）などが含まれる。これら調整電力負荷８及び固定電力負荷１０は、デマンド電力監視装置４を設置する事業者が事業所の事情に応じて適宜に設定される。尚、このようなデマンド制御システムは、工場のみならず、ホテル、病院、事務所ビル、マンション、一戸建て家屋などに広く用いることができる。

図示の電力量パルス発生装置２は、パルス信号生成手段２０、電力量演算手段２２及び電力量表示手段２４を備えている。パルス信号生成手段２０は、電力負荷６に供給される電力を計測してこの供給電力に対応する電力量パルス信号を生成し、供給電力が多く（又は少なく）なるとそれに対応して電力量パルス信号を多く（又は少なく）生成する。また、電力量演算手段２２は、パルス信号生成手段２０により生成された電力量パルス信号に基づいて電力量（例えば、デマンド電力予測値）を演算し、電力量表示手段２４は、電力量表示手段２４により演算された電力量（デマンド電力予想値）を表示する。この電力量表示手段２４は、例えば液晶表示装置などから構成される。

次に、図示のデマンド電力監視装置４について説明すると、このデマンド電力監視装置４は、デマンド電力を監視して調整電力負荷８を作動制御するためのコントローラ３０、入力手段３２及び警報手段３４を備えている。コントローラ３０は例えばマイクロプロセッサから構成され、外気不快指数演算手段３６、室内不快指数演算手段３８及び目標デマンド電力設定手段４０を備えている。この外気不快指数演算手段３６に関連して外気温度・湿度計測装置４２が設けられ、外気温度・湿度計測装置４２は、外気温度を計測する外気温度センサ４４及び外気湿度を計測する外気湿度センサ４６から構成されている。外気温度・湿度計測装置４２からの外気温度計測信号（即ち、外気温度センサ４４からの計測信号）及び外気湿度計測信号（即ち、外気湿度センサ４６からの計測信号）は、コントローラ３０に送給され、外気不快指数演算手段３６は、外気温度・湿度計測装置４２の計測外気温度及び計測外気湿度に基づいて外気不快指数を演算する。

また、室内不快指数演算手段３８に関連して室内温度・湿度計測装置４８が設けられ、この室内温度・湿度計測装置４８は、複数の領域（例えば、ビルの複数のフロア、ビルの複数の部屋など）に対応して設けられた第１温度・湿度計測手段５０、第２温度・湿度計測手段５２、第３温度・湿度計測手段５４・・・を備えている。第１温度・湿度計測手段５０は、第１の領域、例えば１階フロアに対応して配設され、第２温度・湿度計測手段５２（第３温度・湿度計測手段５４・・・）は、第２の領域（第３の領域・・・）、例えば２階フロア（３階フロア・・・）に対応して配設される。

第１温度・湿度計測手段５０（第２温度・湿度計測手段５２、第３温度・湿度計測手段５４・・・）は、第１の領域（第２の領域、第３の領域・・・）の室内温度を計測する第１室内温度センサ５６（第２室内温度センサ５８・・・）及びその室内湿度を計測する第１室内湿度センサ６０（第２室内湿度センサ６２・・・）から構成され、第１温度・湿度計測手段５０（第２温度・湿度計測手段５２、第３温度・湿度計測手段５４・・・）からの室内温度計測信号及び室内湿度計測信号は、コントローラ３０に送給され、室内不快指数演算手段３８は、第１室内温度・湿度計測手段５０（第２室内・湿度計測手段５２、第３室内・湿度計測手段５４・・・）の計測室内温度及び計測室内湿度に基づいて第１の領域（第２の領域、第３の領域・・・）、例えば１階フロア（２階フロア、３階フロア・・・）の室内不快指数を演算する。

目標デマンド電力設定手段４０は、外気不快指数演算手段３６により演算された外気不快指数に基づいて目標デマンド電力を設定し、コントローラ３０は、調整電力負荷８及び固定電力負荷１０の消費電力がこの目標デマンド電力を超えないように後述する如く調整電力負荷８を制御する。

外気不快指数と目標デマンド電力との関係は、例えば図３に示す通りとなり、外気不快指数が８５以上である場合、目標デマンド電力は上昇せずに外気不快指数が８５のときの目標デマンド電力が維持され、このときの目標デマンド電力が最大目標デマンド電力となる。また、外気不快指数が５０以下である場合、目標デマンド電力は上昇せずに外気不快指数が５０のときの目標デマンド電力が維持される。この実施形態では、目標デマンド電力設定手段４０は、図３の外気不快指数と目標デマンド電力との関係を示すマップを利用し、外気不快指数演算手段３６により演算した外気不快指数値に対応する目標デマンド電力値を目標デマンド電力として設定する。

コントローラ３０は、更に、平均電力演算手段７２、消費電力演算手段７４、電力比較手段７６、比較差演算手段７８、停止電力負荷選定手段８０及び作動制御手段８２を含んでいる。平均電力演算手段７２は設定された目標デマンド電力に基づいて部分目標デマンド電力を演算する。この実施形態では、デマンド電力測定時間（現状では３０分に設定されている）が１０分割され、各部分測定時間が例えば３分間隔に設定される。このような場合、目標デマンド電力をＰ０に設定すると、図４に示すように、平均電力演算手段７２は、第１番目の部分測定時間の部分目標デマンド電力Ｐ１を、Ｐ１＝Ｐ０／１０と演算し、第２番目の部分測定時間までの部分目標デマンド電力Ｐ２を、Ｐ２＝（２×Ｐ０）／１０と演算し、また第３番目（第４番目・・・）までの部分測定時間の部分目標デマンド電力Ｐ３（Ｐ４・・・）を、Ｐ３＝（３×Ｐ０／１０）〔Ｐ４＝４×Ｐ０／１０）・・・〕と演算する。このデマンド電力測定時間は適宜の数に分割することができる。

また、消費電力演算手段７４は、後述する如くしてデマンド測定期間の消費電力を演算するとともに、各部分測定時間までの部分消費電力を演算する。電力比較手段７６は、後述するように部分測定時間までの部分消費電力とこの部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力とを比較する。図４から理解されるように、電力比較手段７６は、第１番目の部分測定時間経過時においては、この第１番目の部分測定時間の部分消費電力と第１番目の部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力Ｐ１（Ｐ１＝Ｐ０／１０）とを比較し、第２番目の部分測定時間経過時においては、第２番目の部分測定時間までの部分消費電力と第２番目の部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力Ｐ２〔Ｐ２＝（２×Ｐ０）／１０〕とを比較し、第３番目（第４番目・・・）の部分測定時間経過時においては、第３番目（第４番目・・・）までの部分消費電力と第３番目（第４番目・・・）の部分目標デマンド電力Ｐ３（Ｐ４・・・）とを比較する。

また、比較差演算手段７８は、第１番目の部分測定時間経過時（第２番目の部分測定時間経過時、第３番目の部分測定時間経過時・・・）において、第１番目（第２番目、第３番目・・・）の部分測定時間までの部分消費電力と第１番目（第２番目、第３番目・・・）の部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力Ｐ１（Ｐ２、Ｐ３・・・）との比較差を演算し、停止電力負荷選定手段８０は、この比較差の程度に応じて作動停止すべき調整電力負荷８（複数の部分調整電力負荷）の停止数を決定する。

例えば、この実施形態では、この比較差の程度が大きい（例えば、部分目標デマンド電力の７％以上の差がある）ときには３つの部分調整電力負荷（例えば、空調装置）を作動停止するように、この比較差の程度が中程度である（例えば、部分目標デマンド電力の３〜７％の差がある）ときには２つの部分調整電力負荷（例えば、空調装置）を作動停止するように、またこの比較差の程度が小さい（例えば、部分目標デマンド電力の３％未満の差がある）ときには１つの部分調整電力負荷（例えば、空調装置）を作動停止するように判定される。

この停止電力負荷選定手段８０は、上述したようにして部分調整電力負荷の停止数を決定するとともに、複数の領域（第１の領域、第２の領域・・・）の快適さが損なわれないように停止すべき部分調整電力負荷を選定するように構成されている。この形態では、室内温度・湿度計測装置４８からの室内温度計測信号及び室内湿度計測信号により室内不快指数演算手段３８が複数の領域（例えば、ビルの１階フロア、２階フロア・・・）における室内不快指数を演算し、停止電力負荷選定手段８０は、複数の領域における室内不快指数に基づいて作動停止すべき部分調整電力負荷（空調装置）の停止優先順位を決定し、この停止優先順位に基づいて停止数だけ部分調整電力負荷を選定し、作動制御手段８２は、次の部分測定時間の間において選定した部分調整電力負荷（例えば、空調装置）を作動停止させる。

例えば、停止数が３（又は２）と判定された場合、停止電力負荷選定手段８０は、複数の領域における室内不快指数のうち室内不快指数の中央付近（即ち、快適範囲）の３つ（又は２つ）の領域、即ち快適範囲の上位３つ（又は２つ）の領域を選び、これら領域に対応する３つ（又は２つ）の部分調整電力負荷を選定し、このように選定することにより、部分調整電力負荷を作動停止させたにもかかわらず快適な状態を維持することができる。

この実施形態では、作動制御手段８２は部分測定時間（例えば、３分間隔）毎に調整電力負荷８（複数の部分調整電力負荷）の作動制御を行い、部分調整電力負荷が作動するときには、この部分測定時間継続して作動状態が保たれ、部分調整電力負荷の作動が停止するときには、この部分測定時間を通して継続的に停止状態が保持される。このように部分測定時間毎に作動、作動停止を行うことにより、短時間で繰り返して作動、作動停止されることが回避され、第１及び第２空調装置１２，１４などに大きな負荷が作用するのを回避することができる。

このコントローラ３０は、更に、第１及び第２メモリ８４，８６並びに計時手段８８を含んでいる。第１メモリ８４には、外気不快指数と目標デマンド電力との関係を示すマップなどが登録される。また、第２メモリには、目標デマンド電力設定手段４０により設定される目標デマンド電力、平均電力演算手段７２により演算された部分目標デマンド電力、消費電力演算手段７４により演算された消費電力及び部分消費電力、外気不快指数演算手段３６により演算された外気不快指数及び室内不快指数演算手段３８により演算された複数の領域における室内不快指数などが記憶される。計時手段８８は時刻を計時し、デマンド期間（例えば、１年間）、デマンド電力測定時間（例えば３０分間）及び部分測定時間（例えば、３分間）を計時する。

入力手段９０は、例えば、デマンド電力監視装置４の装置ハウジング（図示せず）の前面に設けられた各種操作ボタンなどから構成され、この入力手段９０を入力操作して最大目標デマンド電力などが設定される。また、警報手段９２は警報ランプ及び／又は警報ブザーから構成され、警報ランプの場合には警報光によって、また警報ブザーの場合には警報音によって、使用者に警報を発する。

次に、主として図２とともに図５〜図７を参照して、上述したデマンド制御システムによる制御について説明する。上述したデマンド制御システムによってデマンド電力を監視する（換言すると、デマンド制御する）場合、まず、目標デマンド電力の設定が行われる（ステップＳ１）。この実施形態では、目標デマンド電力の設定は、図６に示すフローチャートに沿って行われる。

主として図６を参照して、この目標デマンド電力の設定は、外気不快指数に基づいて設定されるために、外気温度の計測及び外気湿度の計測が行われる（ステップＳ１−１）。即ち、外気温度・湿度計測装置４２（外気温度センサ４４及び外気湿度センサ４６）は、外気温度及び外気湿度を計測し、この外気温度計測信号及び外気湿度計測信号がコントローラ３０に送給され、外気不快指数演算手段３６は、外気温度・湿度計測装置４２による計測外気温度及び計測外気湿度に基づいて外気不快指数を演算する（Ｓ１−２）。

このように外気不快指数が演算されると、目標デマンド電力設定手段４０は、第１メモリ手段８４に登録された外気不快指数と目標デマンド電力との関係を示すマップ（図３参照）を読み出し（ステップＳ１−３）、このマップを利用して演算された外気不快指数値に対応する目標デマンド電力値を読み、この電力値を目標デマンド電力として設定する（ステップＳ１−４）。そして、設定された目標デマンド電力が第２メモリ手段８６に登録され（ステップＳ１−５）、デマンド電力測定時間における消費電力が目標デマンド電力を超えないように調整電力負荷８（複数の部分調整電力負荷）が後述するように作動制御される。

この実施形態においては、不快指数−目標デマンド電力マップに基づき目標デマンド電力を設定しているが、このようなマップを用いることなく、次のようにして目標デマンド電力を設定するようにしてもよい。外気不快指数に基づき目標デマンド電力（最大の目標デマンド電力）から調整すべき調整電力（換言すると、空調装置の空調設備容量）を演算し、設定した最大目標デマンド電力からこの調整電力を減算して外気不快指数に対応する目標デマンド電力を設定するようにしてもよく、このように目標デマンド電力を設定しても同様の効果が得られる。

上述したようにして目標デマンド電力が設定されると、各部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力の演算が行われる（ステップＳ２）。即ち、平均電力演算手段７２が部分測定時間（即ち、第１番目の部分測定時間、第２番目の部分測定時間・・・）に対応する部分目標デマンド電力（Ｐ１、Ｐ２・・・）を演算し、演算した部分目標デマンド電力（Ｐ１、Ｐ２・・・）が第２メモリ手段８６に記憶される。

このように部分目標デマンド電力が演算された後に、第１番目の部分測定時間における部分消費電力の演算が行われる（ステップＳ３）。即ち、消費電力演算手段７４は、電力量パルス発生装置２からの電力量パルス信号に基づいて消費電力を演算し、この消費電力の演算は、部分測定時間（例えば、３分間）の間にわたって行われる。

そして、部分測定時間を経過すると、ステップＳ４からステップＳ５に進み、この部分測定時間における演算消費電力とこの部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力との比較が行われる。電力比較手段７６は、この演算消費電力と部分目標デマンド電力とを比較し、演算消費電力が部分目標デマンド電力を超えているときには、ステップＳ６からステップＳ７に進む。

この場合、比較差演算手段７８は、演算消費電力と部分目標デマンド電力との比較差を演算し、停止電力負荷選定手段８０は、比較演算手段７８による比較差の程度を判定し（ステップＳ７）、この比較差の程度に応じて作動停止すべき調整電力負荷８（複数の空調装置１２，１４・・・）の停止数を決定する。そして、この停止電力負荷選定手段８０は、この停止数に基づき、停止すべき調整電力負荷８のうち停止すべき部分調整電力負荷（空調装置１２，１４・・・）を選定する（ステップＳ８）。

この実施形態では、上述したように、この比較差の程度が大きい（例えば、部分目標デマンド電力の７％以上の差がある）ときには３つの部分調整電力負荷を作動停止するように、この比較差の程度が中程度である（例えば、部分目標デマンド電力の３〜７％の差がある）ときには２つの部分調整電力負荷を作動停止するように、またこの比較差の程度が小さい（例えば、部分目標デマンド電力の３％未満の差がある）ときには１つの部分調整電力負荷を作動停止するように判定される。

この停止電力負荷選定手段８０による作動停止すべき部分調整電力負荷の選定は、図７に示すフローチャートに沿って行われる。室内温度・湿度計測装置４８（第１温度・湿度計測手段５０、第２温度・湿度計測手段５２・・・）により複数の領域（１階フロア、２階フロア・・・）の室内温度及び室内湿度の計測が行われ（ステップＳ８−１）、この室内温度・湿度計測装置４８の計測室内温度及び計測室内湿度に基づいて室内不快指数演算手段３８は、複数の領域（１階フロア、２階フロア・・・）における室内不快指数を演算する（ステップＳ８−２）。

そして、この室内不快指数に基づいて、停止電力負荷選定手段８０は、作動停止すべき部分調整電力負荷の停止優先順位を決定し（ステップＳ８−３）、この停止優先順位に従って作動停止すべき部分調整電力負荷を選定する（ステップＳ８−４）。室内不快指数が大きい（又は小さい）ということは、その領域（フロア）の快適状態が保たれていないということであり、この領域に対応する部分調整電力負荷（空調装置）を作動停止させると更に室内不快指数が高く（又は低く）なり、環境状態が更に悪化する。一方、室内不快指数が中央値付近（即ち、快適範囲）ということは、その領域（フロア）の快適状態が保たれていることであり、この領域に対応する部分調整電力負荷（空調装置）を作動停止させても室内不快指数が大きく悪化することがなく、快適状態がある程度保たれる。このようなことから、停止電力負荷選定手段８０は、複数の領域における室内不快指数の中央値付近（快適範囲）から順に停止優先順位を決定し、作動停止すべき部分調整電力負荷をこの快適範囲から全て選定することができないときには、この快適範囲に近い範囲まで拡げて決定する。

この比較差が大きい場合、ステップＳ８−５からステップＳ８−６に進み、停止電力負荷選定手段８０は、停止優先順位の順に（換言すると、室内不快指数の中央値付近の領域に対応するものから順に）部分調整電力負荷（空調装置１２、１４・・・）を３つ選定する。この比較差が中程度である場合、ステップＳ８−５からステップＳ８−７を経てステップＳ８−８に進み、停止電力負荷選定手段８０は、停止優先順位の順に部分調整電力負荷（空調装置１２、１４・・・）を２つ選定し、またこの比較差が小さい場合、ステップＳ８−５、ステップＳ８−７及びステップＳ８−９を経てステップＳ−１０に移り、停止電力負荷選定手段８０は、停止優先順位の順に部分調整電力負荷を１つ選定する。

停止電力負荷選定手段９０がこのように作動停止すべき部分調整電力負荷（空調装置１２、１４・・・）を選定すると、作動制御手段８２は、選定された部分調整電力負荷を作動停止し（ステップＳ９）、この作動停止状態は、次の部分測定時間の間継続して行われる。

また、演算消費電力が部分目標デマンド電力以下であるときには、ステップＳ６からステップＳ１０に進み、調整電力負荷８の一部が作動調整中である（換言すると、この部分測定時間の間にわたって作動停止している）かが判断される。そして、作動調整中の部分調整電力負荷があるときには、この作動調整中の部分調整電力負荷が作動される（ステップＳ１１）。演算消費電力が部分目標デマンド電力以下であるということは、部分測定時間までの消費電力が部分目標デマンド電力内に収まっているということであり、このような場合においては、作動停止中の部分調整電力負荷を作動させても問題がほとんどなく、従って、作動制御手段８２は、作動停止中の部分調整電力負荷を再作動させる。

上述したデマンド制御は、デマンド電力測定時間（３０分間）経過するまで繰り返し行われ、ステップＳ４の部分測定時間が経過する（この実施形態では、３分が経過する）ごとにステップＳ５の演算消費電力と部分目標デマンド電力との比較が行われる。このとき、第２番目（第３番目、第４番目・・・）の部分測定時間の経過時においては、第２番目（第３番目、第４番目・・・）の部分測定時間までの演算消費電力とこの第２番目（第３番目、第４番目・・・）の部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力との対比が行われ、この第２番目（第３番目、第４番目・・・）の部分測定時間の経過した時点において、この部分測定時間までの消費電力がこの部分測定時間に対応する部分デマンド電力に収まっているか否かの判定が行われる。

上述したデマンド制御がデマンド電力測定時間（３０分間）繰り返し行われると、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、消費電力演算手段７４は、このデマンド電力測定時間にわたる消費電力を算出し、この算出消費電力が第２メモリ手段８６に登録された消費電力よりも大きい場合、ステップＳ１４からステップＳ１５に進み、この算出消費電力が第２メモリ手段８６に更新登録される。

このようにしてデマンド電力測定時間における調整電力負荷８のデマンド制御が行われ、このデマンド制御が終わるとステップＳ１に戻り、次のデマンド電力測定時間についてのデマンド制御が上述したと同様に行われ、このようなデマンド制御がデマンド期間（１年間）にわたって繰り返し行われる。

上述した実施形態では、ステップＳ６において演算消費電力が部分目標デマンド電力以下であり且つステップＳ１０において調整電力負荷８の一部が作動調整中（作動停止中）である場合、作動停止中の部分調整電力負荷の全てを再作動させているが、このような作動再開においては、部分測定時間までの部分消費電力とこの部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力との比較差を演算し、この比較差の余裕程度に応じて作動開始すべき調整電力負荷８（複数の空調装置１２、１４・・・）の作動開始数を決定するようにしてもよい。

例えば、この比較差の余裕程度が大きい（例えば、部分目標デマンド電力の７％以上の余裕差がある）ときには３つの部分調整電力負荷の作動開始を許容し（１つ、２つ又は３つ作動停止している場合、全ての部分調整電力負荷を作動させる）、この比較差の余裕程度が中程度である（例えば、部分目標デマンド電力の３〜７％の余裕差がある）ときには２つの部分調整電力負荷の作動開始を許容し（１つ又は２つ作動停止している場合、全ての部分調整電力負荷を作動させ、３つ作動停止している場合、３つのうち２つの部分調整電力負荷を作動開始させる）、この比較差の余裕程度が小さい（例えば、部分目標デマンド電力の３％未満の余裕差がある）ときには１つの部分調整電力負荷の作動開始を許容する（１つ作動停止している場合、この部分調整電力負荷を作動させ、２つ又は３つ作動停止している場合、２つ又は３つのうちの１つの部分調整電力負荷を作動開始させる）ように構成することもできる。

尚、作動再開させる場合、室内不快指数の高い又は低い領域（即ち、快適環状でない領域）に対応する部分調整電力負荷を優先的に作動再開させるようにしてよく、或いは作動再開する際に複数の領域における室内不快指数を演算し、室内不快指数の高い又は低い領域に対応する部分調整電力負荷を優先的に作動させ、室内不快数の中央値付近の領域（快適範囲の領域）に対応する部分調整電力負荷を選んで作動停止させるようにしてもよい。

このデマンド制御は、デマンド電力測定時間を１０分割して制御しているが、このデマンド電力測定時間の部分測定時間のうち最終部分測定時間を更に細分割して次のように制御することもでき、この最後の部分測定時間について例えば６つに細分割する（例えば、３０秒間程度に設定する）して細部分目標デマンド電力を上述したと同様にして比較するようにしてもよい。

このようにデマンド制御する場合、最終部分測定時間の細部分測定時間の経過時において、その細部分測定時間の細部分消費電力とその細部分測定時間に対応する細部分目標デマンド電力とを比較する。そして、この最終部分測定時間の細部分測定時間経過時において、細部分測定時間の細部分消費電力がその細部分測定時間に対応する細部分目標デマンド電力を超えると、調整電力負荷８（複数の部分調整電力負荷の全体）の作動を緊急に停止するようにするのが望ましい。このように緊急停止させることにより、最終部分測定時間中において電力消費を急激に抑えることができる。

尚、この最終部分測定時間の細部分測定時間において調整電力負荷８の作動が停止すると、この調整電力負荷８の作動停止状態がデマンド電力測定時間の終了まで継続され、このように制御することにより、消費電力が目標デマンド電力を超えないようにより確実に制御することができる。

以上、本発明に従うデマンド制御システムの一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変改乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、演算消費電力と部分目標デマンド電力との比較差を演算し、この比較差の程度に応じて部分調整電力負荷を３つまで作動停止するように構成しているが、システムの構成に応じて部分調整電力負荷を１つ又は２つ或いは４つ以上作動停止するように構成してもよい。

２ 電力量パルス発生装置
４ デマンド電力監視装置
８ 調整電力負荷
１０ 固定電力負荷
３０ コントローラ
３６ 外気不快指数演算手段
３８ 室内不快指数演算手段
４０ 目標デマンド電力設定手段
４２ 外気温度・湿度計測装置
４８ 室内温度・湿度計測装置
７２ 平均電力演算手段
７４ 消費電力演算手段
７４ 電力演算手段
７６ 電力比較手段
７８ 比較差演算手段
８０ 停止電力負荷選定手段
８２ 作動制御手段

Claims (5)

1. 固定電力負荷及び調整電力負荷に供給される電力量に応じて電力量パルス信号を発生する電力量パルス発生装置と、前記固定電力負荷及び前記調整電力負荷によって消費される消費電力を監視するデマンド電力監視装置とを備え、前記デマンド電力監視装置が、デマンド電力測定時間の消費電力が目標デマンド電力を超えそうになると前記調整電力負荷の少なくとも一部を作動停止させるデマンド制御システムにおいて、
   前記デマンド電力監視装置は、前記デマンド電力測定時間の前記目標デマンド電力を設定する目標デマンド電力設定手段と、前記電力量パルス発生装置からの前記電力量パルス信号に基づいて消費電力を演算する消費電力演算手段と、前記デマンド電力測定時間を分割した部分測定時間の部分消費電力とその部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力とを比較する電力比較手段と、前記調整電力負荷を作動制御するための作動制御手段と、を含んでおり、
   前記目標デマンド電力設定手段は、外気不快指数に基づいて前記目標デマンド電力を設定し、前記消費電力演算手段は、前記電力量パルス発生装置からの前記電力量パルス信号を利用して消費電力を算出するように構成され、前記デマンド電力測定時間の消費電力及び前記デマンド電力測定時間を分割した部分測定時間の部分消費電力を演算し、前記部分測定時間の前記部分消費電力が前記部分測定時間に対応する部分目標デマンド電力を超えると、前記作動制御手段は前記調整電力負荷の少なくとも一部を所定時間継続して作動停止することを特徴とするデマンド制御システム。
2. 前記デマンド電力監視装置は、前記外気不快指数を演算する外気不快指数演算手段を含み、前記外気不快指数演算手段に関連して、外気温度及び外気湿度を計測する外気温度・湿度計測装置が設けられ、前記外気不快指数演算手段は、前記外気温度・湿度計測装置の計測外気温度及び計測外気湿度に基づいて前記外気不快指数を演算し、前記目標デマンド電力設定手段は、前記外気不快指数演算手段により演算された前記外気不快指数に基づいて前記目標デマンド電力を設定することを特徴とする請求項１に記載のデマンド制御システム。
3. 前記調整電力負荷は、複数の領域に対応して設けられた複数の部分調整電力負荷から構成され、前記デマンド電力監視装置は、前記複数の部分調整電力負荷のうち作動停止する部分調整電力負荷を選定する停止電力負荷選定手段を含み、前記停止電力負荷選定手段は、前記複数の領域における室内不快指数に基づいて前記複数の部分調整電力負荷の停止優先順位を決定し、前記停止優先順位に基づいて作動停止すべき部分調整電力負荷を選定することを特徴とする請求項１又は２に記載のデマンド制御システム。
4. 前記デマンド電力監視装置は、更に、前記部分測定時間までの前記部分消費電力とその部分測定時間に対応する前記部分目標デマンド電力との電力差を演算する比較差演算手段を含み、前記停止電力負荷選定手段は、前記比較差演算手段による演算比較差に基づいて前記複数の部分調整電力負荷のうち作動停止すべき前記部分調整電力負荷の停止数を決定するとともに、前記停止優先順位に基づいて前記複数の部分調整電力負荷のうち作動停止すべき前記部分調整電力負荷を前記停止数だけ選定することを特徴とする請求項３に記載のデマンド制御システム。
5. 前記デマンド電力監視装置は、前記室内不快指数を演算する室内不快指数演算手段を含み、前記室内不快指数演算手段に関連して、前記複数の領域における室内温度及び室内湿度を計測するための室内温度・湿度計測装置が設けられ、前記室内不快指数演算手段は、前記室内温度・湿度計測装置からの計測室内温度及び計測室内湿度に基づいて前記複数の領域における前記室内不快指数を演算し、前記停止電力負荷選定手段は、前記室内不快指数演算手段により演算された前記複数の領域における前記室内不快指数に基づいて前記複数の部分調整電力負荷の停止優先順位を決定し、前記停止優先順位に基づいて作動停止すべき部分調整電力負荷を選定することを特徴とする請求項３に記載のデマンド制御システム。

Images