JP6605181B2 - 運転制御装置、空気調和システム、運転制御方法および運転制御プログラム - Google Patents

運転制御装置、空気調和システム、運転制御方法および運転制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、運転制御装置、空気調和システム、運転制御方法および運転制御プログラムに関するものである。
オフィスおよび工場等では、デマンド契約に従い、最大需要電力が契約電力として扱われる。消費電力が最大需要電力を超えると、契約電力が上がる。そのため、消費電力が最大需要電力を超えないように電力制御が行われている。
オフィス等では、空気調和設備の消費電力の占める割合が大きい。よって、消費電力が最大需要電力を超えないようにするためには、空気調和設備の消費電力を抑えるよう空気調和設備を制御することが重要である。
空気調和設備は、次のような手順で制御される。
ある期間の気象予測および室内利用予定等から空気調和負荷が予測される。予測結果に基づいて最大需要電力および最大需要電力の発生する時間帯が算出される。その時間帯の消費電力を下げる空気調和制御計画が策定される。その制御計画に基づいて空気調和設備が制御される。
最大需要電力および時間帯の予測は、実際の施設利用および天候等の空気調和負荷状況によって外れることがある。予測が外れた場合には、制御計画を適宜修正して消費電力を計画値に近づける必要がある。
特許文献１に記載の技術では、建物モデルを用いて空気調和負荷が予測される。予測結果に基づいて空気調和設備の運転計画が立案される。運転計画に沿って空気調和設備が制御される。
特許文献２に記載の技術では、空気調和設備の運転中に予測された負荷と実際の負荷との間に誤差が生じた場合、最初から運転計画の策定がやり直される。
特開２０１１−２１４７９４号公報 特開２００６−２６６５２０号公報
特許文献１に記載の技術では、予測に対する空気調和負荷の変動に十分に対応できない。
特許文献２に記載の技術では、予測に対する空気調和負荷の変動が生じる度に、空気調和負荷の予測、および、空気調和設備の運転計画の再計算といった、時間のかかる処理が実行される。そのため、修正された運転計画を即座に適用できず、１日の電力消費量の計画値からの誤差が吸収できなくなる可能性がある。
本発明は、予測に対する空気調和負荷の変動が生じても即座に修正計画を適用できるようにすることを目的とする。
本発明の一態様に係る運転制御装置は、
気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和設備の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に記憶された複数の制御計画のうち１つの制御計画に沿って前記空気調和設備の運転が制御されている時間帯の途中の時点で、前記時点までの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンが実際の気象変化パターンから乖離しているかどうかを判定し、乖離していれば、前記気象データに応じて前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンとは別の気象変化パターンを選択し、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記別の気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する計画選択部とを備える。
本発明では、予測に対する空気調和負荷の変動が生じた場合、あらかじめ策定された複数の制御計画の中から修正計画が選択される。よって、予測に対する空気調和負荷の変動が生じても即座に修正計画を適用できる。
実施の形態１に係る空気調和システムの構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る運転制御装置のハードウェア構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る運転制御装置の機能構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る運転制御装置の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係る気象変化パターンおよび制御計画を示すグラフ。 実施の形態１に係る運転制御装置の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係る気象変化パターンおよび制御計画を示すグラフ。 実施の形態１に係る運転制御装置の動作を示すフローチャート。 実施の形態２に係る運転制御装置の機能構成を示すブロック図。 実施の形態３に係る運転制御装置の機能構成を示すブロック図。 実施の形態４に係る運転制御装置の機能構成を示すブロック図。 実施の形態５に係る運転制御装置の機能構成を示すブロック図。 実施の形態６に係る運転制御装置の機能構成を示すブロック図。
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態のうち、２つ以上の実施の形態が組み合わせられて実施されても構わない。あるいは、以下に説明する実施の形態のうち、１つの実施の形態または２つ以上の実施の形態の組み合わせが部分的に実施されても構わない。
実施の形態１．
本実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、本実施の形態に係る空気調和システム５０の構成を説明する。
空気調和システム５０は、任意の施設内に設置されている。施設内には、個別の空間を形成する１つ以上の部屋５５がある。部屋５５は、例えば、オフィスである。
空気調和システム５０は、少なくとも１台の運転制御装置１０と、１台以上のスケジューラ５２と、１台以上の空気調和コントローラ５３と、空気調和設備である複数台の空気調和機５４とを備える。
運転制御装置１０および空気調和コントローラ５３は、ＬＡＮ５１に接続されている。「ＬＡＮ」は、Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略語である。なお、運転制御装置１０および空気調和コントローラ５３は、本実施の形態ではＬＡＮ５１を介して互いに通信するが、ＬＡＮ５１だけでなく、ＷＡＮまたはインターネットといった他のネットワークを介して互いに通信してもよいし、ＬＡＮ５１等のネットワークを介さずに直接互いに通信してもよい。あるいは、空気調和コントローラ５３が運転制御装置１０に統合されていてもよい。「ＷＡＮ」は、Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略語である。
スケジューラ５２および空気調和機５４は、部屋５５に設置されている。スケジューラ５２は、部屋５５の利用者のスケジュールが登録される端末である。空気調和機５４は、空気調和コントローラ５３の制御対象となる室内機である。図示していないが、室外機等、電力を消費する他の空気調和設備も、空気調和コントローラ５３により制御される。
部屋５５の数は、１つでもよいし、複数でもよい。空気調和コントローラ５３の台数は、本実施の形態では１つの部屋５５に対して１台ずつであるが、１つの部屋５５に対して複数台でもよいし、複数の部屋５５に対して１台でもよい。
１台の空気調和コントローラ５３には、１台または複数台の空気調和機５４が接続されている。空気調和機５４の運転は、接続された空気調和コントローラ５３を介して運転制御装置１０により制御される。スケジューラ５２には、１人以上の利用者により部屋５５の利用スケジュールがあらかじめ登録されている。そのスケジュールに則って部屋５５の在室人数が変化する。各利用者の個人情報であるパーソナルデータも、スケジューラ５２に保持され、管理されている。パーソナルデータには、暑がりまたは寒がり等の温度に関する個人情報が含まれている。
図２および図３を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の構成を説明する。
運転制御装置１０は、コンピュータである。運転制御装置１０は、プロセッサ３１を備えるとともに、ＲＯＭ３２、メモリ３３、補助記憶装置３４、入出力コントローラ３８およびネットワークコントローラ３９といった他のハードウェアを備える。「ＲＯＭ」は、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。プロセッサ３１は、内部バス４０を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
運転制御装置１０は、機能要素として、パターン抽出部１１と、熱負荷予測部１２と、目標値入力部１３と、計画策定部１４と、計画選択部１５と、データ記憶部２０とを備える。パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能は、ソフトウェアにより実現される。データ記憶部２０の機能は、本実施の形態では補助記憶装置３４により実現されるが、メモリ３３により実現されてもよい。
プロセッサ３１は、運転制御プログラムを実行する装置である。運転制御プログラムは、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能を実現するプログラムである。プロセッサ３１は、例えば、ＣＰＵである。「ＣＰＵ」は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略語である。
メモリ３３は、例えば、フラッシュメモリまたはＲＡＭである。「ＲＡＭ」は、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。
補助記憶装置３４は、例えば、フラッシュメモリまたはＨＤＤである。「ＨＤＤ」は、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。
マウス３５およびキーボード３６といった入力機器は、入出力コントローラ３８に接続され、入出力コントローラ３８によって制御される。入力機器は、運転制御プログラムへのデータの入力のためにユーザにより操作される機器である。マウス３５およびキーボード３６とともに、あるいは、マウス３５およびキーボード３６のほかに、タッチパネル等、他の種類の入力機器が用いられてもよい。
ディスプレイ３７も、入出力コントローラ３８に接続され、入出力コントローラ３８によって制御される。ディスプレイ３７は、運転制御プログラムから出力されるデータを画面に表示する機器である。ディスプレイ３７は、例えば、ＬＣＤである。「ＬＣＤ」は、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙの略語である。
ネットワークコントローラ３９は、運転制御プログラムに入力されるデータを受信するレシーバと、運転制御プログラムから出力されるデータを送信するトランスミッタとを含む。
運転制御プログラムは、補助記憶装置３４に記憶されている。運転制御プログラムは、メモリ３３にロードされ、プロセッサ３１に読み込まれ、プロセッサ３１によって実行される。補助記憶装置３４には、運転制御プログラムだけでなく、ＯＳも記憶されている。「ＯＳ」は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。プロセッサ３１は、ＯＳを実行しながら、運転制御プログラムを実行する。
運転制御プログラムおよびＯＳは、ＲＯＭ３２またはメモリ３３に記憶されていてもよい。運転制御プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。
運転制御装置１０は、プロセッサ３１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、運転制御プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、例えば、ＣＰＵである。
運転制御プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ３３、補助記憶装置３４、または、プロセッサ３１内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。
運転制御プログラムは、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の「部」を「処理」に読み替えた各処理をコンピュータに実行させるプログラムである。あるいは、運転制御プログラムは、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の「部」を「手順」に読み替えた各手順をコンピュータに実行させるプログラムである。運転制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭまたはＵＳＢメモリ等のコンピュータ読取可能な媒体に記録されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。「ＣＤ−ＲＯＭ」は、Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。「ＵＳＢ」は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓの略語である。
データ記憶部２０は、建物情報記憶部２１と、気象データ記憶部２２と、第１パターン記憶部２３と、計画記憶部２４とを有する。
建物情報記憶部２１は、部屋５５のある建物の地理的情報と、建物の特性を示す情報と、建物内の設備に関する情報とを記憶している。建物の地理的情報には、例えば、建物の緯度、経度および向きといった立地を示す情報が含まれている。建物の特性を示す情報には、例えば、建物の階数、築年数、面積、外壁の素材、および、内壁の素材を示す情報が含まれている。建物の各部屋５５の階数および向きといった位置を示す情報も含まれている。各部屋５５の大きさ、形状、窓の数、気密性能、および、利用者の座席位置を示す情報も含まれている。建物内の設備に関する情報には、例えば、各部屋５５の空気調和機５４の数量、型番、性能、使用年数、設置場所、および、空気調和コントローラ５３との接続関係を示す情報が含まれている。
気象データ記憶部２２は、気象データを記憶している。気象データは、建物のある場所もしくは地域の気象に関連するデータである。気象データには、例えば、気温、湿度、日射量、風向風速変化、日照時間および降水量の過去の実績値、現在値および予報値が含まれている。気象データは、気象変化パターンの抽出に用いられる。
第１パターン記憶部２３は、気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶する。
計画記憶部２４は、第１パターン記憶部２３に記憶された複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和機５４の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶する。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１から図３のほかに、図４から図８を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の動作を説明する。運転制御装置１０の動作は、本実施の形態に係る運転制御方法に相当する。
運転制御装置１０は、空気調和機５４の制御を開始する前に、多数の気象変化パターンを抽出し、空気調和機５４の制御計画を策定する。
図４は、本実施の形態における、多数の気象変化パターンの抽出と空気調和機５４の制御計画の策定との手順を示している。
ステップＳ１０１において、パターン抽出部１１は、気象データ記憶部２２に記憶された気象データを参照して、特定の期間に生じ得る多数の気象変化パターンを抽出する。パターン抽出部１１は、抽出した気象変化パターンを第１パターン記憶部２３に格納する。
ステップＳ１０２において、熱負荷予測部１２は、建物情報記憶部２１に記憶された各種情報を参照して、建物の熱負荷の予測値を、第１パターン記憶部２３に記憶されたすべての気象変化パターンについて算出する。熱負荷の算出には、空気調和・衛生工学会規格ＳＨＡＳＥ−Ｓ１１２−２０００等の既存の規格を用いることができる。あるいは、ＨＡＳＰ、ＢＥＳＴまたはＥｎｅｒｇｙＰｌｕｓ等のソフトウェアを用いることもできる。
目標値入力部１３は、マウス３５およびキーボード３６といった入力機器を介して、空気調和機５４の消費電力と室内快適度との目標値の入力をあらかじめ管理者６０から受け付けておく。消費電力の目標値は、特定の期間における総消費電力量の目標値、または、ピーク電力の目標値である。室内快適度の目標値は、特定の期間における室内快適度の目標値である。
ステップＳ１０３において、計画策定部１４は、熱負荷予測部１２の算出した、すべての気象変化パターンに対する熱負荷予測値について、指定された消費電力および室内快適度の目標値を満たすような空気調和機５４の制御計画を策定する。計画策定部１４は、気象変化パターンと、策定した制御計画との組を計画記憶部２４に格納する。目標値を満たす制御計画の策定には、既存の数理計画法、多目的数理計画法または機械学習等、よく知られている種々の方法を用いることができる。既存の数理計画法としては、ニュートン法、逐次二次計画法または動的計画法等を用いることができる。多目的数理計画法としては、多目的遺伝的アルゴリズムまたは多目的粒子群最適化法等を用いることができる。室内快適度の計算には、ＰＭＶ、ＳＥＴまたはＵＴＣＩ等の既存の温冷感指標を用いることができる。「ＰＭＶ」は、Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｖｏｔｅの略語である。「ＳＥＴ」は、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｎｅｗ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅの略語である。「ＵＴＣＩ」は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｉｎｄｅｘの略語である。
なお、どのような制御計画でも与えられた目標値を満たさない場合、計画策定部１４は、ディスプレイ３７を介して、管理者６０に再度目標値を入力するように促してもよい。
図５は、本実施の形態における、パターン抽出部１１が抽出した気象変化パターンと、計画策定部１４が策定した制御計画とを示している。
パターン抽出部１１は、気象データ記憶部２２が記憶している過去の気象データから、特定の期間に生じ得る気象変化パターンＰ１〜Ｐｎを抽出する。熱負荷予測部１２は、気象変化パターンＰ１〜Ｐｎのそれぞれについて熱負荷を予測する。計画策定部１４は、気象変化パターンＰ１〜Ｐｎのそれぞれについて空気調和機５４の制御計画Ｃ１〜Ｃｎを策定する。「特定の期間」は、任意の期間でよいが、本実施の形態では冬期の７時から２２時に定められている。気象変化パターンとしては、外気温の変化パターンが算出される。空気調和機５４の制御計画としては、設定温度の計画が算出される。
以上のように、本実施の形態において、運転制御装置１０は、空気調和機５４の制御を開始する前に、気象変化パターンＰ１〜Ｐｎを抽出する。運転制御装置１０は、気象変化パターンＰ１〜Ｐｎをもとに制御計画Ｃ１〜Ｃｎを制御計画の候補として策定する。運転制御装置１０は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎを計画記憶部２４に格納する。
その後、運転制御装置１０は、計画記憶部２４に格納した制御計画の候補の中から実際に空気調和機５４の制御に用いる制御計画を選択して空気調和機５４の運転制御を開始する。
図６は、本実施の形態における、空気調和機５４の運転制御開始の手順を示している。この手順は、図５に示した時刻Ｔ１に実施される。時刻Ｔ１は、空気調和機５４の運転制御が開始される時刻である。時刻Ｔ１は、本実施の形態では７時である。時刻Ｔ２は、空気調和機５４の運転制御が終了する時刻である。時刻Ｔ２は、本実施の形態では２２時である。
ステップＳ２０１において、計画選択部１５は、気象データ記憶部２２から、今後特定の期間に生じるであろう気象変化パターンの予報値を取得する。すなわち、計画選択部１５は、気象データ記憶部２２が記憶している予報の気象データから、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間に生じる気象変化パターンを予測する。
ステップＳ２０２において、計画選択部１５は、予測した気象変化パターンに最も近い気象変化パターンＰｘと、気象変化パターンＰｘに対応した制御計画Ｃｘとの組を、計画記憶部２４より選択する。具体的には、計画選択部１５は、取得した気象変化パターンの時間ごとの予報値と、第１パターン記憶部２３に記憶された気象変化パターンＰ１〜Ｐｎの時間ごとの外気温との差分の絶対値の総和を求める。計画選択部１５は、その総和が最も小さい気象変化パターンＰｘと、気象変化パターンＰｘに対応した制御計画Ｃｘとを選択する。
ステップＳ２０３において、計画選択部１５は、選択した制御計画Ｃｘに基づき、空気調和機５４の運転を制御する。
以上のように、本実施の形態において、運転制御装置１０は、空気調和機５４の制御を開始する際に、気象変化パターンＰ１〜Ｐｎの中から、気象変化パターンＰｘを選択する。運転制御装置１０は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎの中から、気象変化パターンＰｘに対応する制御計画Ｃｘを選択する。運転制御装置１０は、制御計画Ｃｘに沿って空気調和機５４の運転を制御する。
その後、運転制御装置１０は、計画記憶部２４に格納した制御計画の候補を使って、空気調和機５４の制御計画を適宜修正する。
図７は、本実施の形態における、計画選択部１５が選択した気象変化パターンと、計画選択部１５が選択した制御計画とを示している。
図８は、本実施の形態における、空気調和機５４の制御計画修正の手順を示している。この手順は、図７に示した時刻Ｔｍに実施される。時刻Ｔｍは、制御計画の修正要否が判定される時刻である。時刻Ｔｍは、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２との間の時刻であればよいが、本実施の形態では１２時に定められている。
ステップＳ３０１において、計画選択部１５は、気象データ記憶部２２から、空気調和機５４の制御を開始した時刻Ｔ１から現在までの気象変化パターンＰｍの実測値を取得する。すなわち、計画選択部１５は、気象データ記憶部２２が記憶している直近の気象データから、時刻Ｔ１から時刻Ｔｍまでの期間に生じた気象変化パターンＰｍを抽出する。計画選択部１５は、抽出した気象変化パターンＰｍがステップＳ２０２で選択した気象変化パターンＰｘから乖離しているかどうかを判定する。具体的には、計画選択部１５は、取得した気象変化パターンＰｍの時間ごとの実測値と、第１パターン記憶部２３に記憶された気象変化パターンＰｘの時間ごとの外気温との差分の絶対値の総和を求める。計画選択部１５は、その総和が閾値を超えていれば、気象変化パターンＰｍが気象変化パターンＰｘから乖離していると判定する。なお、計画選択部１５は、取得した気象変化パターンＰｍの実測値と、ステップＳ２０１で取得した気象変化パターンの予報値とを比較することで、実測値が予報値から乖離しているかどうかを判定してもよい。
気象変化パターンＰｍが気象変化パターンＰｘから乖離していない場合、計画選択部１５は、引き続き、ステップＳ２０２で選択した制御計画Ｃｘに基づき、空気調和機５４の運転を制御する。気象変化パターンＰｍが気象変化パターンＰｘから乖離している場合、計画選択部１５は、空気調和機５４の制御計画を修正する必要があると判定し、ステップＳ３０２の処理を実行する。
ステップＳ３０２において、計画選択部１５は、抽出した気象変化パターンＰｍに最も近い気象変化パターンＰｙと、気象変化パターンＰｙに対応した制御計画Ｃｙとの組を、計画記憶部２４より選択する。具体的には、計画選択部１５は、取得した気象変化パターンＰｍの時間ごとの実測値と、第１パターン記憶部２３に記憶された気象変化パターンＰ１〜Ｐｎの、時刻Ｔ１から時刻Ｔｍにおける時間ごとの外気温との差分の絶対値の総和を求める。計画選択部１５は、その総和が最も小さい気象変化パターンＰｙと、気象変化パターンＰｙに対応した制御計画Ｃｘとを選択する。
ステップＳ３０３において、計画選択部１５は、制御計画Ｃｘに沿って行っていた空気調和機５４の運転制御を取りやめる。計画選択部１５は、新たに選択した制御計画Ｃｙに基づき、空気調和機５４の運転を制御することで、空気調和機５４の制御計画を修正する。
この結果、空気調和機５４の運転制御中に、気象状況による、予測に対する空気調和負荷の変動が生じた場合でも、あらかじめ策定された多数の制御計画の中から、空気調和負荷の変動に応じて制御計画を選択し直すことができる。すなわち、気象状況に合わせて制御計画を修正することができる。制御計画の修正の際には、気象変化パターンの予測、熱負荷の予測、および、制御計画の再計算が不要である。よって、計算コストを抑えることができる。また、制御計画の修正に時間がかからないので、誤差が大きくなる前に制御計画を修正することができる。よって、目標として与えられた消費電力および室内快適度の計画値に近い値を維持しながら、空気調和機５４を制御し続けることができる。
以上説明したように、本実施の形態において、計画選択部１５は、データ記憶部２０に記憶された複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち１つの制御計画Ｃｘに沿って空気調和機５４の運転が制御されている時間帯Ｔの途中の時点Ｔｍで、時点Ｔｍまでの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて制御計画Ｃｘに対応する気象変化パターンＰｘが実際の気象変化パターンＰｍから乖離しているかどうかを判定する。乖離していれば、計画選択部１５は、気象データに応じてデータ記憶部２０に記憶された複数の気象変化パターンＰ１〜Ｐｎのうち制御計画Ｃｘに対応する気象変化パターンＰｘとは別の気象変化パターンＰｙを選択する。計画選択部１５は、時間帯Ｔの残りは、複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち気象変化パターンＰｙに対応する制御計画Ｃｙに沿って空気調和機５４の運転を制御する。時間帯Ｔは、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの期間である。
本実施の形態では、消費電力および室内快適度の目標値が管理者６０から直接入力されるが、目標値の候補値を用意しておき、候補値の中から所望の値が管理者６０により選択されてもよい。
本実施の形態では、空気調和機５４の消費電力と、空気調和機５４が設置された空間の快適性との両方が考慮されるが、いずれか一方のみが考慮されてもよい。すなわち、消費電力および室内快適度のいずれか一方については、目標値の入力が省略されてもよい。
室内快適度に代えて、他の種類の室内外環境値が用いられてもよい。
本実施の形態では、空気調和機５４の制御計画の修正要否が１つの時点Ｔｍでのみ判定されるが、制御計画の修正要否は複数の時点で判定されてもよい。本実施の形態では、前述したように、制御計画の修正の際の計算コストを抑えることができる。また、制御計画の修正に時間がかからない。よって、制御計画の修正要否の判定頻度を増やすことが望ましい。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、予測に対する空気調和負荷の変動が生じた場合、あらかじめ策定された複数の制御計画の中から修正計画が選択される。よって、予測に対する空気調和負荷の変動が生じても即座に修正計画を適用できる。
本実施の形態では、空気調和機５４の制御中に、予測に対する空気調和負荷の変動が生じた場合でも、消費電力および室内快適度が特定の期間の目標範囲内になるように空気調和機５４の制御計画が即座に修正される。よって、消費電力および室内快適度を計画値に近い状態を維持したまま、空気調和機５４を制御し続けられる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。
専用のハードウェアは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣである。「ＩＣ」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。「ＧＡ」は、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＦＰＧＡ」は、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＡＳＩＣ」は、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。
プロセッサ３１および専用のハードウェアは、いずれも処理回路である。すなわち、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能がソフトウェアにより実現されるか、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されるかに関わらず、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４および計画選択部１５の機能は、処理回路により実現される。
実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図９を用いて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の構成を説明する。
運転制御装置１０は、機能要素として、パターン抽出部１１と、熱負荷予測部１２と、目標値入力部１３と、計画策定部１４と、計画選択部１５と、データ記憶部２０とのほかに、実績値取得部１６を備える。パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および実績値取得部１６の機能は、ソフトウェアにより実現される。
実施の形態１では、空気調和機５４の制御計画が修正される際に、実測された気象変化パターンＰｍと最も近い気象変化パターンＰｙが選択され、気象変化パターンＰｙに対応した制御計画Ｃｙが新たな制御計画として選択される。しかし、制御計画が修正される時刻Ｔｍまでに気象が激しく変化していた場合等は、すでに電力を使い過ぎていたり、ほとんど使っていなかったりして、新たな制御計画を選択しても目標としていた消費電力を達成することが難しいことがある。そこで、本実施の形態では、空気調和機５４の制御計画が修正される際に、計画修正前の消費電力の実績値が参照されて、計画修正後に特定の期間の消費電力が計画値に最も近くなるような制御計画が選択される。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図９を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の動作を説明する。運転制御装置１０の動作は、本実施の形態に係る運転制御方法に相当する。
気象変化パターンの抽出と空気調和機５４の制御計画の策定との手順については、図４に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
空気調和機５４の運転制御開始の手順についても、図６に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態における、空気調和機５４の制御計画修正の手順について、図８に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ３０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
実績値取得部１６は、空気調和機５４の制御計画の修正要否が判定される時刻Ｔｍに、空気調和機５４の運転制御が開始された時刻Ｔ１から時刻Ｔｍまでの消費電力の実績値を取得する。
ステップＳ３０２において、計画選択部１５は、実績値取得部１６により取得された消費電力の実績値を参照して、計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち、特定の期間を通して消費電力および室内快適度の目標値を達成できるような制御計画Ｃｙを選択する。具体的には、計画選択部１５は、時刻Ｔ１から空気調和機５４の運転制御が終了する時刻Ｔ２までの総消費電力量の目標値から、実績値取得部１６により取得された消費電力の実績値を減算する。減算結果は、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までに使用可能な電力量に相当する。計画選択部１５は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれについて、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までの消費電力の予測値を算出する。計画選択部１５は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれについて、算出した予測値が、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までに使用可能な電力量を超えているかどうかを判定する。計画選択部１５は、予測値が使用可能な電力量以下の制御計画に対応する気象変化パターンの中から、ステップＳ３０１で抽出した気象変化パターンＰｍに最も近い気象変化パターンＰｙを選択する。そして、計画選択部１５は、気象変化パターンＰｙに対応した制御計画Ｃｙを選択する。
ステップＳ３０３の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
以上説明したように、本実施の形態において、計画策定部１４は、実施の形態１と同じように、時間帯Ｔにおける空気調和機５４の消費電力の目標値に合わせて複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎを策定する。計画策定部１４は、複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎをデータ記憶部２０に格納する。計画選択部１５は、実施の形態１と異なり、気象変化パターンＰｙを選択する際には、複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち時間帯Ｔの残りにおける空気調和機５４の消費電力の予測値が目標値と時点Ｔｍまでの空気調和機５４の消費電力の実績値との差を超える制御計画を特定する。計画選択部１５は、特定した制御計画に対応する気象変化パターンを選択肢から除外する。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、空気調和機５４の制御計画を修正しても、消費電力が制御計画の修正前に計画していた目標の範囲に収まるように空気調和機５４を制御することができる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および実績値取得部１６の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および実績値取得部１６の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１０を用いて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１０を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の構成を説明する。
運転制御装置１０は、機能要素として、パターン抽出部１１と、熱負荷予測部１２と、目標値入力部１３と、計画策定部１４と、計画選択部１５と、データ記憶部２０とのほかに、実績値取得部１６と、推定値取得部１７とを備える。パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５、実績値取得部１６および推定値取得部１７の機能は、ソフトウェアにより実現される。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１０を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の動作を説明する。運転制御装置１０の動作は、本実施の形態に係る運転制御方法に相当する。
気象変化パターンの抽出と空気調和機５４の制御計画の策定との手順については、図４に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態における、空気調和機５４の運転制御開始の手順について、図６に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ２０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
推定値取得部１７は、空気調和機５４の運転制御が開始される時刻Ｔ１に、特定の期間における、空気調和機５４が設置された建物内の別の設備による節電、発電および蓄電の少なくともいずれかにより生じる余力電力の推定値を取得する。「別の設備」は、照明設備、昇降機、給排水設備、熱源設備、熱搬送設備および換気設備といった電力を消費する電力消費設備５６と、太陽光発電設備および風力発電設備といった発電設備５７と、蓄電池、燃料電池および電気自動車といった蓄電設備５８とのうち、一部または全部である。「節電」により生じる余力電力とは、電力消費設備５６の運転停止もしくは省エネルギー運転によって電力消費設備５６の消費電力が削減されることで空気調和機５４が使用できるようになる電力のことである。「発電」により生じる余力電力とは、発電設備５７で発生した電力が発電設備５７から供給されることで空気調和機５４が使用できるようになる電力のことである。「蓄電」により生じる余力電力とは、蓄電設備５８に蓄積された電力が蓄電設備５８から供給されることで空気調和機５４が使用できるようになる電力のことである。
ステップＳ２０２において、計画選択部１５は、推定値取得部１７により取得された余力電力の推定値を参照して、計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち、特定の期間において消費電力および室内快適度の目標値を達成できるような制御計画Ｃｙを選択する。具体的には、計画選択部１５は、時刻Ｔ１から空気調和機５４の運転制御が終了する時刻Ｔ２までの総消費電力量の目標値に、推定値取得部１７により取得された余力電力の推定値を加算する。加算結果は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までに使用可能な電力量に相当する。計画選択部１５は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれについて、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの消費電力の予測値を算出する。計画選択部１５は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれについて、算出した予測値が、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までに使用可能な電力量を超えているかどうかを判定する。計画選択部１５は、予測値が使用可能な電力量以下の制御計画に対応する気象変化パターンの中から、ステップＳ２０１で予測した気象変化パターンに最も近い気象変化パターンＰｘを選択する。そして、計画選択部１５は、気象変化パターンＰｘに対応した制御計画Ｃｘを選択する。
ステップＳ２０３の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態における、空気調和機５４の制御計画修正の手順について、図８に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ３０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
実績値取得部１６は、空気調和機５４の制御計画の修正要否が判定される時刻Ｔｍに、時刻Ｔ１から時刻Ｔｍまでの空気調和機５４の消費電力の実績値と、時刻Ｔ１から時刻Ｔｍまでの別の設備の消費電力、発電電力および蓄電電力の実績値とを取得する。
推定値取得部１７は、時刻Ｔｍに、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までの別の設備による節電、発電および蓄電の少なくともいずれかにより生じる余力電力の推定値を取得する。
ステップＳ３０２において、計画選択部１５は、実績値取得部１６により取得された消費電力、発電電力および蓄電電力の実績値と、推定値取得部１７により取得された余力電力の推定値とを参照して、計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち、特定の期間を通して消費電力および室内快適度の目標値を達成できるような制御計画Ｃｙを選択する。具体的には、計画選択部１５は、実績値取得部１６により取得された別の設備の消費電力、発電電力および蓄電電力の実績値から、時刻Ｔ１から時刻Ｔｍまでの余力電力の実績値を算出する。計画選択部１５は、算出した余力電力の実績値と、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの総消費電力量の目標値と、推定値取得部１７により取得された余力電力の推定値との合計から、実績値取得部１６により取得された空気調和機５４の消費電力の実績値を減算する。減算結果は、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までに使用可能な電力量に相当する。計画選択部１５は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれについて、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までの消費電力の予測値を算出する。計画選択部１５は、制御計画Ｃ１〜Ｃｎのそれぞれについて、算出した予測値が、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までに使用可能な電力量を超えているかどうかを判定する。計画選択部１５は、予測値が使用可能な電力量以下の制御計画に対応する気象変化パターンの中から、ステップＳ３０１で抽出した気象変化パターンＰｍに最も近い気象変化パターンＰｙを選択する。そして、計画選択部１５は、気象変化パターンＰｙに対応した制御計画Ｃｙを選択する。
ステップＳ３０３の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
以上説明したように、本実施の形態において、計画選択部１５は、実施の形態１と異なり、気象変化パターンＰｙを選択する際には、複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち時間帯Ｔの残りにおける空気調和機５４の消費電力の予測値が時間帯Ｔの残りにおける空気調和機５４以外の電力消費設備５６の運転停止もしくは省エネルギー運転、発電設備５７からの電力供給、および、蓄電設備５８からの電力供給の少なくともいずれかにより生じる余力電力の推定値を超える制御計画を特定する。計画選択部１５は、特定した制御計画に対応する気象変化パターンを選択肢から除外する。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、空気調和機５４が設置された建物内の別の設備による節電、発電および蓄電の少なくともいずれかにより生じる余力電力を考慮しながら、特定の期間でどれだけ空気調和機５４が電力を消費してよいかを判断することができる。そして、判断結果に基づき、消費電力の目標値を達成するように空気調和機５４の制御計画を選択したり、修正したりすることができる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５、実績値取得部１６および推定値取得部１７の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５、実績値取得部１６および推定値取得部１７の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１１を用いて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１１を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の構成を説明する。
運転制御装置１０は、機能要素として、パターン抽出部１１と、熱負荷予測部１２と、目標値入力部１３と、計画策定部１４と、計画選択部１５と、データ記憶部２０とのほかに、計画抽出部１８を備える。パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および計画抽出部１８の機能は、ソフトウェアにより実現される。
計画抽出部１８は、計画選択部１５と計画記憶部２４との間に設けられている。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１１を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の動作を説明する。運転制御装置１０の動作は、本実施の形態に係る運転制御方法に相当する。
気象変化パターンの抽出と空気調和機５４の制御計画の策定との手順については、図４に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態における、空気調和機５４の運転制御開始の手順について、図６に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ２０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
計画抽出部１８は、空気調和機５４の運転制御が開始される時刻Ｔ１に、時刻Ｔ１までの気象変化パターンの実績値を気象データ記憶部２２から取得する。計画抽出部１８は、計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち、時刻Ｔ１までの気象変化パターンの実績値とはかけ離れた気象変化パターンに基づいて策定された制御計画を除いた、残りの制御計画を抽出する。計画抽出部１８は、抽出した制御計画のみを計画選択部１５に渡す。
ステップＳ２０２において、計画選択部１５は、計画抽出部１８が抽出した制御計画に対応する気象変化パターンの中から、ステップＳ２０１で予測した気象変化パターンに最も近い気象変化パターンＰｘを選択する。そして、計画選択部１５は、気象変化パターンＰｘに対応した制御計画Ｃｘを選択する。
ステップＳ２０３の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態における、空気調和機５４の制御計画修正の手順について、図８に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ３０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
計画抽出部１８は、空気調和機５４の制御計画の修正要否が判定される時刻Ｔｍに、時刻Ｔｍまでの気象変化パターンＰｍの実績値を気象データ記憶部２２から取得する。計画抽出部１８は、計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち、時刻Ｔｍまでの気象変化パターンＰｍの実績値とはかけ離れた気象変化パターンに基づいて策定された制御計画を除いた、残りの制御計画を抽出する。計画抽出部１８は、抽出した制御計画のみを計画選択部１５に渡す。
ステップＳ３０２において、計画選択部１５は、計画抽出部１８が抽出した制御計画に対応する気象変化パターンの中から、ステップＳ３０１で抽出した気象変化パターンＰｍに最も近い気象変化パターンＰｙを選択する。そして、計画選択部１５は、気象変化パターンＰｙに対応した制御計画Ｃｙを選択する。
ステップＳ３０３の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
以上説明したように、本実施の形態において、計画抽出部１８は、時間帯Ｔより前の気象観測結果に基づいて複数の気象変化パターンＰ１〜Ｐｎのうち実際の気象変化パターンから乖離している気象変化パターンを抽出する。計画選択部１５は、実施の形態１と異なり、データ記憶部２０に記憶された複数の気象変化パターンＰ１〜Ｐｎのうち計画抽出部１８により抽出された気象変化パターン以外の１つの気象変化パターンＰｘを選択する。計画選択部１５は、実施の形態１と同じように、時間帯Ｔには、複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち気象変化パターンＰｘに対応する制御計画Ｃｘに沿って空気調和機５４の運転を制御する。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、計画選択部１５が空気調和機５４の制御計画を選択する際の選択肢を少なくすることができる。よって、より迅速に空気調和機５４の制御計画を選択することができる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および計画抽出部１８の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および計画抽出部１８の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１２を用いて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１２を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の構成を説明する。
運転制御装置１０は、機能要素として、パターン抽出部１１と、熱負荷予測部１２と、目標値入力部１３と、計画策定部１４と、計画選択部１５と、データ記憶部２０とのほかに、計画修正部１９を備える。パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および計画修正部１９の機能は、ソフトウェアにより実現される。
計画修正部１９は、計画選択部１５と並ぶように設けられている。
実施の形態１では、空気調和機５４の制御計画が修正される際に、その時点までの気象変化パターンＰｍの実績値に類似した気象変化パターンＰｙに基づいて策定された制御計画Ｃｙが新たな制御計画として選択される。しかし、その時点までの気象変化パターンＰｍの実績値に類似した気象変化パターンＰｙが存在しない場合、空気調和機５４の制御計画を修正しても目標となる消費電力および室内快適度が達成できない。そこで、本実施の形態では、空気調和機５４の制御計画が修正される際に、その時点までの気象変化パターンＰｍの実績値から、特定の期間の気象変化パターンが新たに算出される。そして、新たに算出された気象変化パターンに基づいて、すでに策定された空気調和機５４の制御計画が修正される。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１２を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の動作を説明する。運転制御装置１０の動作は、本実施の形態に係る運転制御方法に相当する。
気象変化パターンの抽出と空気調和機５４の制御計画の策定との手順については、図４に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
空気調和機５４の運転制御開始の手順についても、図６に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態における、空気調和機５４の制御計画修正の手順について、図８に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ３０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
計画修正部１９は、空気調和機５４の制御計画の修正要否が判定される時刻Ｔｍに、時刻Ｔｍまでの気象変化パターンＰｍの実績値を気象データ記憶部２２から取得する。計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎの中に、時刻Ｔｍまでの気象変化パターンの実績値と類似した気象変化パターンに基づいて策定された制御計画がない場合、計画修正部１９は、すでに策定されている制御計画のいずれかを修正する。具体的には、計画修正部１９は、気象変化パターンＰｍの実績値に基づいて、時刻Ｔｍから時刻Ｔ２までの気象変動を予測する。計画修正部１９は、気象変化パターンＰｍの実績値と気象変動の予測値とに応じて、特定の期間の気象変化パターンを新たに算出する。計画修正部１９は、計画記憶部２４に記憶された制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち任意の１つを選択する。計画修正部１９は、選択した制御計画における消費電力および室内快適度が、新たに算出した気象変化パターンによってどのように変わるかを推定する。計画修正部１９は、推定結果に基づき、目標となる消費電力および室内快適度が達成できるように、選択した制御計画の一部を変更する。例えば、計画修正部１９は、一部の期間における空気調和機５４の設定温度を変更する。
ステップＳ３０３の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
以上説明したように、本実施の形態において、計画修正部１９は、データ記憶部２０に記憶された複数の気象変化パターンがいずれも実際の気象変化パターンから乖離している場合、気象データに基づいて時間帯Ｔの残りにおける気象変動を予測する。計画修正部１９は、予測結果に応じて新たな気象変化パターンを算出する。計画修正部１９は、算出した気象変化パターンに合わせて複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち任意の制御計画を修正する。計画選択部１５は、時間帯Ｔの残りは、計画修正部１９により修正された制御計画に沿って空気調和機５４の運転を制御する。
なお、計画修正部１９は、既存の制御計画の一部を変更することで制御計画を修正する代わりに、ステップＳ１０２と同じように新たに算出した気象変化パターンから熱負荷を予測し、ステップＳ１０３と同じように目標とする消費電力および室内快適度を達成するような制御計画を策定し直してもよい。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、空気調和機５４の制御計画が修正される際に、制御計画を選択し直すという手法だけでなく、制御計画自体を修正するという手法も採ることができる。よって、あらかじめ用意しておいた気象変化パターンのいずれとも類似しない気象変化パターンが生じた場合に柔軟に対応することができる。
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および計画修正部１９の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、パターン抽出部１１、熱負荷予測部１２、目標値入力部１３、計画策定部１４、計画選択部１５および計画修正部１９の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。
実施の形態６．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１３を用いて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１３を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の構成を説明する。
実施の形態１では、気象状況による、予測に対する空気調和負荷の変動が生じた場合に、空気調和機５４の制御計画が修正される。しかし、空気調和負荷の変動は、気象状況だけでなく、換気の温度および施設利用状況等の他の要因にも依存する。そこで、本実施の形態では、多数の気象変化パターンだけではなく、熱負荷に影響を与える照明利用、在人率、機器利用および換気量等の要因による多数の熱負荷変動パターンも抽出される。それぞれの熱負荷変動パターンに対応する制御計画を策定しておくことで、気象状況以外の要因による変動が生じても、その変動に対応して制御計画を修正できるようになる。
データ記憶部２０は、建物情報記憶部２１と、気象データ記憶部２２と、第１パターン記憶部２３と、計画記憶部２４とのほかに、第２パターン記憶部２５と、第３パターン記憶部２６と、第４パターン記憶部２７と、第５パターン記憶部２８と、第６パターン記憶部２９とを有する。
第２パターン記憶部２５、第３パターン記憶部２６、第４パターン記憶部２７および第５パターン記憶部２８は、空気調和機５４の熱負荷を変化させる要因になる、気象とは別の対象が変化するパターンとして複数の対象変化パターンを記憶する。
具体的には、第２パターン記憶部２５は、複数の対象変化パターンとして照明利用パターンを記憶する。照明利用パターンは、各部屋５５に設置された照明設備の利用状況が変化するパターンである。照明利用パターンは、スケジューラ５２、あるいは、図示していない入退室コントローラまたはカードリーダから得られる。
第３パターン記憶部２６は、複数の対象変化パターンとして在人率パターンを記憶する。在人率パターンは、各部屋５５に少なくとも１人の人間がいる確率が変化するパターンである。在人率パターンは、スケジューラ５２、あるいは、図示していない入退室コントローラまたはカードリーダから得られる。
第４パターン記憶部２７は、複数の対象変化パターンとして機器利用パターンを記憶する。機器利用パターンは、建物内の各種機器の利用状況が変化するパターンである。機器利用パターンは、建物内の各種機器から得られる。
第５パターン記憶部２８は、複数の対象変化パターンとして換気量パターンを記憶する。換気量パターンは、各部屋５５の換気量が変化するパターンである。換気量パターンは、空気調和コントローラ５３から得られる。
第６パターン記憶部２９は、第２パターン記憶部２５、第３パターン記憶部２６、第４パターン記憶部２７および第５パターン記憶部２８のそれぞれに記憶された複数の対象変化パターンに応じて予測された複数の熱負荷変動パターンを記憶する。
計画記憶部２４は、複数の気象変化パターンのそれぞれと複数の対象変化パターンのそれぞれとの組み合わせに合わせて空気調和機５４の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶する。本実施の形態では、これらの複数の制御計画は、実際には第６パターン記憶部２９に記憶された複数の熱負荷変動パターンに合わせて個別に策定されるが、複数の気象変化パターンのそれぞれと複数の対象変化パターンのそれぞれとの組み合わせに合わせて個別に策定されてもよい。すなわち、１つの熱負荷変動パターンにつき１つの制御計画が策定される代わりに、気象変化パターンと対象変化パターンとの１つの組み合わせにつき１つの制御計画が策定されてもよい。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１３を参照して、本実施の形態に係る運転制御装置１０の動作を説明する。運転制御装置１０の動作は、本実施の形態に係る運転制御方法に相当する。
本実施の形態における、気象変化パターンの抽出と空気調和機５４の制御計画の策定との手順について、図４に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
ステップＳ１０１の処理については、実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。
ステップＳ１０２において、熱負荷予測部１２は、第１パターン記憶部２３、第２パターン記憶部２５、第３パターン記憶部２６、第４パターン記憶部２７および第５パターン記憶部２８に記憶された特定の期間内の各種パターンの組み合わせから、多数の熱負荷変動パターンを予測する。熱負荷予測部１２は、予測した熱負荷変動パターンを第６パターン記憶部２９に格納する。
ステップＳ１０３において、計画策定部１４は、第６パターン記憶部２９に記憶されたすべての熱負荷変動パターンについて、指定された消費電力および室内快適度の目標値を満たすような空気調和機５４の制御計画を策定する。計画策定部１４は、熱負荷変動パターンと、策定した制御計画との組を計画記憶部２４に格納する。
本実施の形態における、空気調和機５４の運転制御開始の手順について、図６に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
計画選択部１５は、空気調和機５４の運転制御が開始される時刻Ｔ１に、特定の期間の照明利用、在人率、機器利用および換気量の計画から予測された適切な熱負荷変動パターンと、その熱負荷変動パターンに対応した制御計画Ｃｘを計画記憶部２４から選択する。計画選択部１５は、選択した制御計画Ｃｘに基づき、空気調和機５４の運転を制御する。
本実施の形態における、空気調和機５４の制御計画修正の手順について、図８に示した実施の形態１のものとの差異を説明する。
計画選択部１５は、空気調和機５４の制御計画の修正要否が判定される時刻Ｔｍに、時刻Ｔｍまでの熱負荷変動パターンに似通った熱負荷変動パターンと、その熱負荷変動パターンに対応した制御計画Ｃｙを計画記憶部２４から適宜選択する。計画選択部１５は、選択した制御計画Ｃｙに基づき、空気調和機５４の運転を制御する。
以上に説明した処理が空気調和機５４の制御計画策定時、空気調和機５４の制御の開始時、空気調和機５４の制御計画修正時に実施されることになる。
以上説明したように、本実施の形態において、計画選択部１５は、時点Ｔｍで、制御計画Ｃｘに対応する対象変化パターンが実際の対象変化パターンから乖離していれば、時間帯Ｔの残りは、複数の制御計画Ｃ１〜Ｃｎのうち制御計画Ｃｘに対応する対象変化パターンとは別の対象変化パターンに対応する制御計画に沿って空気調和機５４の運転を制御する。
本実施の形態では、熱負荷の変動時に、あらかじめ第６パターン記憶部２９に記憶されている熱負荷変動パターンとの比較によって空気調和機５４の制御計画が修正されるが、熱負荷の要因ごとの比較によって空気調和機５４の制御計画が修正されてもよい。例えば、在人率のみの変動時には、あらかじめ第３パターン記憶部２６に記憶されている在人率パターンとの比較によって制御計画が選択されてもよい。
本実施の形態では、空気調和負荷の変動要因として、照明利用、在人率、機器利用および換気量が取り上げられているが、ほかにも多数の変動要因が存在する。例えば、人の状態が変動すると至適温度が変化する。至適温度の変化に応じて適切な室内快適度と空気調和機５４の設定温度および熱負荷が変動する。よって、本実施の形態で取り上げられている要因以外の熱負荷変動要因による変動パターンを考慮して空気調和機５４の制御計画が修正されてもよい。
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、空気調和機５４の運転制御中に、気象状況以外の要因による、予測に対する空気調和負荷の変動が生じた場合でも、あらかじめ策定された多数の制御計画の中から、空気調和負荷の変動に応じて制御計画を選択し直すことができる。よって、計算コストを抑えることができる。また、制御計画の修正に時間がかからないので、誤差が大きくなる前に制御計画を修正することができる。よって、目標として与えられた消費電力および室内快適度の計画値に近い値を維持しながら、空気調和機５４を制御し続けることができる。
１０ 運転制御装置、１１ パターン抽出部、１２ 熱負荷予測部、１３ 目標値入力部、１４ 計画策定部、１５ 計画選択部、１６ 実績値取得部、１７ 推定値取得部、１８ 計画抽出部、１９ 計画修正部、２０ データ記憶部、２１ 建物情報記憶部、２２ 気象データ記憶部、２３ 第１パターン記憶部、２４ 計画記憶部、２５ 第２パターン記憶部、２６ 第３パターン記憶部、２７ 第４パターン記憶部、２８ 第５パターン記憶部、２９ 第６パターン記憶部、３１ プロセッサ、３２ ＲＯＭ、３３ メモリ、３４ 補助記憶装置、３５ マウス、３６ キーボード、３７ ディスプレイ、３８ 入出力コントローラ、３９ ネットワークコントローラ、４０ 内部バス、５０ 空気調和システム、５１ ＬＡＮ、５２ スケジューラ、５３ 空気調和コントローラ、５４ 空気調和機、５５ 部屋、５６ 電力消費設備、５７ 発電設備、５８ 蓄電設備、６０ 管理者。

Claims (8)

  1. 気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和設備の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶するデータ記憶部と、
    前記データ記憶部に記憶された複数の制御計画のうち１つの制御計画に沿って前記空気調和設備の運転が制御されている時間帯の途中の時点で、前記時点までの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンが実際の気象変化パターンから乖離しているかどうかを判定し、乖離していれば、前記気象データに応じて前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンとは別の気象変化パターンを選択し、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記別の気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する計画選択部と
    を備え、
    前記時間帯における前記空気調和設備の消費電力の目標値に合わせて前記複数の制御計画を策定し、前記複数の制御計画を前記データ記憶部に格納する計画策定部をさらに備え、
    前記計画選択部は、前記別の気象変化パターンを選択する際には、前記複数の制御計画のうち前記時間帯の残りにおける前記空気調和設備の消費電力の予測値が前記目標値と前記時点までの前記空気調和設備の消費電力の実績値との差を超える制御計画を特定し、特定した制御計画に対応する気象変化パターンを選択肢から除外する運転制御装置。
  2. 気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和設備の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶するデータ記憶部と、
    前記データ記憶部に記憶された複数の制御計画のうち１つの制御計画に沿って前記空気調和設備の運転が制御されている時間帯の途中の時点で、前記時点までの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンが実際の気象変化パターンから乖離しているかどうかを判定し、乖離していれば、前記気象データに応じて前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンとは別の気象変化パターンを選択し、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記別の気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する計画選択部と
    を備え、
    前記計画選択部は、前記別の気象変化パターンを選択する際には、前記複数の制御計画のうち前記時間帯の残りにおける前記空気調和設備の消費電力の予測値が前記時間帯の残りにおける前記空気調和設備以外の電力消費設備の運転停止もしくは省エネルギー運転、発電設備からの電力供給、および、蓄電設備からの電力供給の少なくともいずれかにより生じる余力電力の推定値を超える制御計画を特定し、特定した制御計画に対応する気象変化パターンを選択肢から除外する運転制御装置。
  3. 前記時間帯より前の気象観測結果に基づいて前記複数の気象変化パターンのうち前記実際の気象変化パターンから乖離している気象変化パターンを抽出する計画抽出部をさらに備え、
    前記計画選択部は、前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記計画抽出部により抽出された気象変化パターン以外の１つの気象変化パターンを選択し、前記時間帯には、前記複数の制御計画のうち前記１つの気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する請求項１又は２に記載の運転制御装置。
  4. 前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンがいずれも前記実際の気象変化パターンから乖離している場合、前記気象データに基づいて前記時間帯の残りにおける気象変動を予測し、予測結果に応じて新たな気象変化パターンを算出し、算出した気象変化パターンに合わせて前記複数の制御計画のうち任意の制御計画を修正する計画修正部をさらに備え、
    前記計画選択部は、前記時間帯の残りは、前記計画修正部により修正された制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の運転制御装置。
  5. 気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和設備の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶するデータ記憶部と、
    前記データ記憶部に記憶された複数の制御計画のうち１つの制御計画に沿って前記空気調和設備の運転が制御されている時間帯の途中の時点で、前記時点までの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンが実際の気象変化パターンから乖離しているかどうかを判定し、乖離していれば、前記気象データに応じて前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンとは別の気象変化パターンを選択し、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記別の気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する計画選択部と
    を備え、
    前記データ記憶部は、前記空気調和設備の熱負荷を変化させる要因になる、気象とは別の対象が変化するパターンとして複数の対象変化パターンをさらに記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれと前記複数の対象変化パターンのそれぞれとの組み合わせに合わせて前記空気調和設備の運転を制御する計画として前記複数の制御計画を記憶し、
    前記計画選択部は、前記時点で、前記１つの制御計画に対応する対象変化パターンが実際の対象変化パターンから乖離していれば、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記１つの制御計画に対応する対象変化パターンとは別の対象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する運転制御装置。
  6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の運転制御装置と、
    前記運転制御装置により運転が制御される前記空気調和設備と
    を備える空気調和システム。
  7. 気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和設備の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶するデータ記憶部を備えるコンピュータが、
    前記データ記憶部に記憶された複数の制御計画のうち１つの制御計画に沿って前記空気調和設備の運転が制御されている時間帯の途中の時点で、前記時点までの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンが実際の気象変化パターンから乖離しているかどうかを判定し、乖離していれば、前記気象データに応じて前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンとは別の気象変化パターンを選択し、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記別の気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御し、
    前記時間帯における前記空気調和設備の消費電力の目標値に合わせて前記複数の制御計画を策定し、前記複数の制御計画を前記データ記憶部に格納し、
    前記別の気象変化パターンを選択する際には、前記複数の制御計画のうち前記時間帯の残りにおける前記空気調和設備の消費電力の予測値が前記目標値と前記時点までの前記空気調和設備の消費電力の実績値との差を超える制御計画を特定し、特定した制御計画に対応する気象変化パターンを選択肢から除外する運転制御方法。
  8. 気象が変化するパターンとして複数の気象変化パターンを記憶し、前記複数の気象変化パターンのそれぞれに合わせて空気調和設備の運転を制御する計画として複数の制御計画を記憶するデータ記憶部を備えるコンピュータに、
    前記データ記憶部に記憶された複数の制御計画のうち１つの制御計画に沿って前記空気調和設備の運転が制御されている時間帯の途中の時点で、前記時点までの気象観測結果を時系列で示す気象データに基づいて前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンが実際の気象変化パターンから乖離しているかどうかを判定し、乖離していれば、前記気象データに応じて前記データ記憶部に記憶された複数の気象変化パターンのうち前記１つの制御計画に対応する気象変化パターンとは別の気象変化パターンを選択し、前記時間帯の残りは、前記複数の制御計画のうち前記別の気象変化パターンに対応する制御計画に沿って前記空気調和設備の運転を制御する処理と、
    前記時間帯における前記空気調和設備の消費電力の目標値に合わせて前記複数の制御計画を策定し、前記複数の制御計画を前記データ記憶部に格納する処理と
    を実行させる運転制御プログラムであり、
    前記空気調和設備の運転を制御する処理は、前記別の気象変化パターンを選択する際には、前記複数の制御計画のうち前記時間帯の残りにおける前記空気調和設備の消費電力の予測値が前記目標値と前記時点までの前記空気調和設備の消費電力の実績値との差を超える制御計画を特定し、特定した制御計画に対応する気象変化パターンを選択肢から除外する運転制御プログラム。
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