JP6480826B2 - 電力管理装置および方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の電力管理装置の1構成例において、前記電力単価傾向対応手段は、複数の単位時間の間に前記電力単価が上がっている場合は、前記電力料金の規定金額を一時的に上げて、昇温を急ぐ方向に操作し、複数の単位時間の間に前記電力単価が下がっている場合は、前記電力料金の規定金額を一時的に下げて、昇温を待つ方向に操作するものである。
また、本発明の電力管理装置の1構成例は、一連の処理を単位時間毎に実行することを特徴とするものである。
また、本発明の電力管理装置の1構成例において、前記総電力算出手段は、前記時間余裕判定手段が時間に余裕がないと判定した場合に、フル出力になるように前記割当総電力あるいは前記割当総電力に対応する操作量上限値を算出することを特徴とするものである。
昇温開始時あるいは昇温途中で、昇温を完了すべき時刻に対し昇温に必要な時間に余裕がある時点において、もしも電力単価が最高レベルに高い状態である場合は、フル出力で昇温を急がずに待つのが得策である。ただし、昇温を待って、昇温時間に余裕がなくなった時点でも相変わらず電力単価が高いようであれば、結果的に得策だったとは言えなくなるが、少なくとも時間に余裕がある時点での判断としては妥当である。
なお、ペルチェ素子のような電気冷却素子を使用する降温動作についても、上記の昇温動作と同様に考えればよい。
複数の単位時間の間に亘り、電力単価の変化の傾向が一定の場合は、その傾向を考慮した対応を上乗せするのが好ましい。
例えば、複数の単位時間の間に、電力単価が上がっている場合は、さらに電力単価が上がる可能性が高いものと推定し、使用電力料金の規定金額を高く変更して、昇温を急ぐ方向に操作する。逆に、複数の単位時間の間に、電力単価が下がっている場合は、さらに電力単価が下がる可能性が高いものと推定し、使用電力料金の規定金額を低く変更して、昇温を待つ方向に操作する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る電力管理装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理1に対応する例である。ここでは、図14に示した熱処理炉を適用対象とし、ヒータH1の容量をCTm1=3kW、ヒータH2の容量をCTm2=5kW、ヒータH3の容量をCTm3=5kW、ヒータH4の容量をCTm4=3kWとし、合計でCTm=16kWとする。
DTi=SPi−PVi ・・・(1)
続いて、昇温所要時間取得部2は、各制御ループLiの目標温度変更前の操作量MViを取得し、目標温度SPiの変更に伴う温度PViの変化のレート(速度)THiを次式により制御ループLi毎に算出する。
THi=THoi{100/(100−MVi)} ・・・(2)
TLi=THiDTi ・・・(3)
TL=max(TLi) ・・・(4)
PW=RP/EP=300/150=2.00kW ・・・(5)
OHi=PW/(CTm1+CTm2+CTm3+CTm4)×100
=2/16×100=12.5% ・・・(6)
PW=CTm1+CTm2+CTm3+CTm4=16.00kW ・・・(7)
昇温時間設定部14は、電力管理装置から通知された昇温所要時間TLの値を、昇温時間TL’として設定する(図6ステップS201)。なお、昇温所要時間TLの値を総電力抑制制御装置独自で取得する場合には、昇温所要時間取得部2と同等の構成を総電力抑制制御装置に設ける必要がある。
MUi={100THoi/(TL’/DTi)}+MVi ・・・(8)
割当総電力判定部15は、TW≦PW、すなわち使用電力総量TWが割当総電力PWを超えない場合は(図6ステップS204においてYES)、各制御ループLiの必要出力MUiをそれぞれ各制御ループLiの操作量上限値OHiとして、これら操作量上限値OHiをそれぞれ対応する制御ループLiの制御装置(図14の例では温調計201−1〜201−4)に設定する(図6ステップS206)。
総電力抑制制御装置は、以上のようなステップS200〜S206の処理を、電力管理装置から割当総電力PWの情報を受信する度に行なう。
IF MVi>OHi THEN MVi=OHi ・・・(10)
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が12時00分となる。
TL=TL0(DTi/DT0i)=350/375=0.933時間
・・・(11)
PW=RP/EP=300/100=3.00kW ・・・(12)
OHi=PW/(CTm1+CTm2+CTm3+CTm4)×100
=3/16×100=18.8% ・・・(13)
総電力抑制制御装置と温調計201−iの動作は上記のとおりである。
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が13時00分となる。
TL=TL0(DTi/DT0i)=325/375=0.867時間
・・・(14)
PW=RP/EP=300/15=20.00kW ・・・(15)
OHi=PW/(CTm1+CTm2+CTm3+CTm4)×100
=20/16×100=125.0% ・・・(16)
この場合、操作量上限値OHiの算出値が最大値100%を超えているので、総電力算出部6が出力する操作量上限値OHiは100%となる。
総電力抑制制御装置と温調計201−iの動作は上記のとおりである。
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が14時00分となる。
TL=TL0(DTi/DT0i)=0 ・・・(17)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図7は本発明の第2の実施の形態に係る電力管理装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理2に対応する例である。適用対象は、第1の実施の形態と同様に、図14に示した熱処理炉とする。また、単位時間dT(本実施の形態では1時間)あたりの電力料金の規定金額RPについても、第1の実施の形態と同じ300円/hとする。ただし、本実施の形態は、この300円/hを適宜(一時的に)変更するものである。
電力単価取得部4は、現在の電力単価EPを取得する(図8ステップS104)。ここでは、11時00分の昇温開始時において、電力単価EPが例えば表1におけるレベル1相当の50円/kWhであったとする。
PW=RP/EP=300/50=6.00kW ・・・(18)
OHi=PW/(CTm1+CTm2+CTm3+CTm4)×100
=6/16×100=37.5% ・・・(19)
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が12時00分となる。
TL=TL0(DTi/DT0i)=300/375=0.800時間
・・・(20)
PW=RP/EP=550/75=7.33kW ・・・(21)
OHi=PW/(CTm1+CTm2+CTm3+CTm4)×100
=7.33/16×100=45.8% ・・・(22)
総電力出力部7の動作(ステップS107)によって、図10(B)の例では、12時00分に各制御ループLiの操作量上限値OHiが37.5%から45.8%に変更されている。
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が13時00分となる。
TL=TL0(DTi/DT0i)=200/375=0.533時間
・・・(23)
PW=RP/EP=800/100=8.00kW ・・・(24)
OHi=PW/(CTm1+CTm2+CTm3+CTm4)×100
=8.00/16×100=50.0% ・・・(25)
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が14時00分となる。
TL=TL0(DTi/DT0i)=100/375=0.267時間
・・・(26)
現在時刻取得部1は、現在時刻T1を取得する(ステップS100)。ここでは、現在時刻T1が15時00分となる。
また、第1、第2の実施の形態では、熱処理炉のような加熱装置を適用対象とし、昇温動作について説明したが、本発明は、ペルチェ素子のような電気冷却素子を使用する冷却装置による降温動作にも適用可能である。すなわち、本発明は、第1の実施の形態の「昇温」を「降温」に置き換えた形態を権利範囲に含む。
DTi=PVi−SPi ・・・(27)
TCi=TCoi{100/(100−MVi)} ・・・(28)
TLi=TCiDTi ・・・(29)
そして、降温所要時間取得部2aは、各制御ループLiの降温所要時間TLiのうちの最大値TLを選出する。以上の処理により、降温所要時間TLの推定値を得ることができる。
電力単価取得部4の動作(図2ステップS104)は第1の実施の形態と同じである。本実施の形態の時間余裕判定部5の動作はステップS105の説明の「昇温」を「降温」に置き換えたものに相当する。
MUi={100THoi/(TL’/DTi)}+MVi ・・・(30)
こうして、冷却装置による降温動作においても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
第3の実施の形態では、第1の実施の形態の「昇温」を「降温」に置き換えた形態を説明したが、第2の実施の形態の「昇温」を「降温」に置き換えることも可能である。図12は本発明の第4の実施の形態に係る電力管理装置の構成を示すブロック図であり、図1、図11と同一の構成には同一の符号を付してある。
こうして、冷却装置による降温動作においても第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Claims (10)
- 昇温対象を電気ヒータで昇温するのに必要な昇温所要時間、あるいは降温対象を電気冷却素子で降温するのに必要な降温所要時間を取得する所要時間取得手段と、
ダイナミックプライシングによる電力単価を取得する電力単価取得手段と、
昇温時に前記昇温所要時間に対して昇温完了指定時点までの残り時間に余裕があるか否か、あるいは降温時に前記降温所要時間に対して降温完了指定時点までの残り時間に余裕があるか否かを判定する時間余裕判定手段と、
この時間余裕判定手段が時間に余裕があると判定した場合に、前記電力単価に応じて、単位時間あたりの電力料金が規定金額になるように、前記電気ヒータの使用電力もしくは前記電気冷却素子の使用電力を規定する割当総電力、あるいは前記割当総電力に対応する操作量上限値を算出する総電力算出手段と、
前記割当総電力の値あるいは前記操作量上限値を出力する総電力出力手段とを備え、
前記総電力出力手段は、前記電気ヒータの使用電力もしくは前記電気冷却素子の使用電力が前記割当総電力を超えないように前記電気ヒータもしくは前記電気冷却素子への操作量出力を制限する総電力抑制制御装置に対して前記割当総電力の値を出力するか、あるいは前記電気ヒータもしくは前記電気冷却素子に操作量を与える制御装置に対して前記操作量上限値を出力することを特徴とする電力管理装置。 - 請求項1記載の電力管理装置において、
さらに、複数の単位時間の間における前記電力単価の変化の傾向に対応して、前記電力料金の規定金額を一時的に変更する電力単価傾向対応手段を備えることを特徴とする電力管理装置。 - 請求項2記載の電力管理装置において、
前記電力単価傾向対応手段は、複数の単位時間の間に前記電力単価が上がっている場合は、前記電力料金の規定金額を一時的に上げて、昇温を急ぐ方向に操作し、複数の単位時間の間に前記電力単価が下がっている場合は、前記電力料金の規定金額を一時的に下げて、昇温を待つ方向に操作するものであることを特徴とする電力管理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電力管理装置において、
一連の処理を単位時間毎に実行することを特徴とする電力管理装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電力管理装置において、
前記総電力算出手段は、前記時間余裕判定手段が時間に余裕がないと判定した場合に、フル出力になるように前記割当総電力あるいは前記割当総電力に対応する操作量上限値を算出することを特徴とする電力管理装置。 - 昇温対象を電気ヒータで昇温するのに必要な昇温所要時間、あるいは降温対象を電気冷却素子で降温するのに必要な降温所要時間を取得する所要時間取得ステップと、
ダイナミックプライシングによる電力単価を取得する電力単価取得ステップと、
昇温時に前記昇温所要時間に対して昇温完了指定時点までの残り時間に余裕があるか否か、あるいは降温時に前記降温所要時間に対して降温完了指定時点までの残り時間に余裕があるか否かを判定する時間余裕判定ステップと、
この時間余裕判定ステップで時間に余裕があると判定した場合に、前記電力単価に応じて、単位時間あたりの電力料金が規定金額になるように、前記電気ヒータの使用電力もしくは前記電気冷却素子の使用電力を規定する割当総電力、あるいは前記割当総電力に対応する操作量上限値を算出する総電力算出ステップと、
前記割当総電力の値あるいは前記操作量上限値を出力する総電力出力ステップとを含み、
前記総電力出力ステップは、前記電気ヒータの使用電力もしくは前記電気冷却素子の使用電力が前記割当総電力を超えないように前記電気ヒータもしくは前記電気冷却素子への操作量出力を制限する総電力抑制制御装置に対して前記割当総電力の値を出力するか、あるいは前記電気ヒータもしくは前記電気冷却素子に操作量を与える制御装置に対して前記操作量上限値を出力することを特徴とする電力管理方法。 - 請求項6記載の電力管理方法において、
さらに、複数の単位時間の間における前記電力単価の変化の傾向に対応して、前記電力料金の規定金額を一時的に変更する電力単価傾向対応ステップを含むことを特徴とする電力管理方法。 - 請求項7記載の電力管理方法において、
前記電力単価傾向対応ステップは、複数の単位時間の間に前記電力単価が上がっている場合は、前記電力料金の規定金額を一時的に上げて、昇温を急ぐ方向に操作し、複数の単位時間の間に前記電力単価が下がっている場合は、前記電力料金の規定金額を一時的に下げて、昇温を待つ方向に操作することを特徴とする電力管理方法。 - 請求項6乃至8のいずれか1項に記載の電力管理方法において、
一連の処理を単位時間毎に実行することを特徴とする電力管理方法。 - 請求項6乃至9のいずれか1項に記載の電力管理方法において、
前記総電力算出ステップは、前記時間余裕判定ステップで時間に余裕がないと判定した場合に、フル出力になるように前記割当総電力あるいは前記割当総電力に対応する操作量上限値を算出することを特徴とする電力管理方法。
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