JP6692098B2 - 電力供給システム、電源切替方法、及びデマンド制御装置 - Google Patents
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Description
これにより、発電機を始動させる前段階で、発電機を使用せずに電力デマンド制御を行うことが可能になる。
このため、一時的に電力量が電力量閾値を上回っても、30分間平均値(需要電力)が電力量閾値を超えないように電力デマンド制御を行うことが可能になる。
第2負荷(例えば、照明装置やコンピューターサーバーなど)12、第4負荷14は、単相100Vの第2商用電源から供給された電力に基づいて駆動する負荷装置である。
空調機15は、第1商用電源から供給された電力に基づいて駆動する負荷装置である。
トランス19は、発電機17から供給された電力(三相200V)を、単相100Vに変圧する。
第1商用電源からの電力供給が行われている間は、第1切替器21を介して第1負荷11と第1商用電源が接続し、第1商用電源からの電力供給が停止している間は、第1切替器21を介して第1負荷11と発電機17が接続する。
第2商用電源からの電力供給が行われている間は、第2切替部22を介して第2負荷12と第2商用電源が接続し、第2商用電源からの電力供給が停止している間は、第2切替器22とトランス19を介して第2負荷12と発電機17が接続する。
第2電力量検知部26は、発電機17から空調機15へ供給する電力量を検知し、デマンド制御装置31に送信する。
デマンド制御装置31は、第1電力量検知部25及び第2電力量検知部26からの情報に基づいて、空調機制御装置33を介して空調機15の制御(消費電力抑制制御、解除制御)を実行したり、高速切替器35の制御(第1電源切替工程、第2電源切替工程)を実行したりする。
空調機15や高速切替器35の制御の具体的な内容については、後述する。
発電機17のバッテリー18を活用出来るため、デマンド制御装置31に、駆動用のバッテリーや、当該バッテリーの蓄電制御装置を設ける形態に比べて、デマンド制御装置31の構成を簡素化出来る。
高速切替器35における電源切替は、高速(瞬断時間が3〜10msecで、本実施形態では5msec)で行われる。
なお、第1デマンド超過判断工程(ステップS11)を実行する前に、抑制制御回数パラメータnは、初期値:0に設定される。
第1デマンド超過判断工程は、所定の時間(例えば、100ms)ごとに行われる。
例えば、当該最大値PMが150kWであり、当該空調機15の電力量PAが70kWであった場合には、差し引いた値(80kW)に基づいて、電力量閾値psが決定される。
この場合、発電機17は、70kWの電力を連続して5時間程度出力出来るものが使用される。
回数判断工程において、抑制制御回数パラメータnがパラメータ閾値ns以上であると判断された場合、すなわち、消費電力抑制制御と解除制御を複数回行っても電力量Pが電力量閾値ps以上の状態が続く場合、ステップS16に進められ、抑制制御回数パラメータnがパラメータ閾値未満であると判断された場合、ステップS12に戻され、再度、消費電力抑制制御が行われる。
発電状態確認工程において、発電機17が所定の電圧の印加が可能な状態であると判断された場合、ステップS18に進められ、発電機17が所定の電圧の印加が可能な状態でないと判断された場合、ステップS19に進められる。
第1電源切替工程では、高速切替器35は、可動接点と常時閉路接点とが接続した状態から、可動接点と常時開路接点とが接続した状態に切り替えられる。
デマンド制御装置31は、高速切替器35を制御し、第1商用電源から供給される電力の波形と発電機17から供給される電力の波形とが同期した状態(位相が一致した状態)で、空調機15への電力供給源を発電機17から第1商用電源に切り替え、発電機17を停止させる(第2電源切替工程、ステップS21参照)。
第2電源切替工程では、高速切替器35は、可動接点と常時開路接点とが接続した状態から、可動接点と常時閉路接点とが接続した状態に切り替えられる。
すなわち、突入電流や瞬断によって生ずる悪影響(余計な負荷など)が空調機15に及ぶことなく切替制御を行うことが可能になる。
これにより、発電機17を始動させる前段階で、発電機17を使用せずに電力デマンド制御を行うことが可能になる。
このため、一時的に電力量Pが電力量閾値psを上回っても、30分間平均値(需要電力)が電力量閾値psを超えないように電力デマンド制御を行うことが可能になる。
例えば、発電機始動工程(ステップS16)の後、積算終了時(電力量計29における電力量の積算を開始してから積算が終了する時点(30分が経過する時点))までの時間が長い場合には、積算期間中の平均電力量を少なく出来る。
このため、電力量計29における電力量を積算するタイミングに合わせ、積算開始時(電力量計29における電力量の積算を開始する時点)からの経過時間が第1経過時間閾値ts1(例えば、ts1=10分)を超えるまでは、電力量閾値psを高くして発電機17が始動する条件を厳しくし、積算終了時に近いと電力量閾値psを低くして発電機17が始動する条件を緩くする制御が加えられてもよい。
例えば、積算開始時からの経過時間が第1経過時間閾値ts1を超えるまでの間は、電力量閾値psが90kWに設定され、積算開始時からの経過時間が第1経過時間閾値ts1を超えてから、積算終了時までの間は、電力量閾値psが80kWに設定される形態が考えられる。
この場合、デマンド制御装置31は、電力量計29から、電力量計29の時間情報(時計情報、積算開始や積算終了のタイミングなど)を取得する(図3参照)、若しくは、使用者が、デマンド制御装置31の時計を、電力量計29の時計と合わせる設定を行う。
これにより、第1商用電源から供給される電力を有効に活用しながら、電力デマンド制御を行うことが可能になる。
このため、発電機17を最後に停止させてからの経過時間が第2経過時間閾値ts2(例えば、ts2=3ヶ月)を超えた後であって、次に発電機17が始動するまでの間は、当該経過時間が第2経過時間閾値ts2を超えるまでに比べて、電力量閾値psを低くして発電機17が始動する条件を緩くする制御が加えられてもよい。
例えば、発電機17を最後に停止させてからの経過時間が第2経過時間閾値ts2を超えるまでの間は、電力量閾値psが80kWに設定され、発電機17を最後に停止させてからの経過時間が第2経過時間閾値ts2を超えた後であって次に発電機17が始動するまでの間は、電力量閾値psが70kWに設定され、発電機17が始動した後は、再び電力量閾値psが80kWに戻される形態が考えられる。
これにより、発電機17の試験運転を兼ねて、電力デマンド制御を行うことが可能になる。
また、本実施形態では、三相200Vの第1商用電源から電力供給を受ける負荷(空調機15など)に対して、電力デマンド制御を行う形態を説明したが、単相100Vの第2商用電源から電力供給を受ける負荷に対して、電力デマンド制御を行う形態であってもよい。
11〜14 第1負荷〜第4負荷
15 空調機
17 発電機
18 バッテリー
19 トランス
21、22 第1切替器、第2切替器
25、26 第1電力量検知部、第2電力量検知部
29 電力量計
31 デマンド制御装置
33 空調機制御装置
35 高速切替器
n 抑制制御回数パラメータ
ns パラメータ閾値
P 第1商用電源から第1負荷と第3負荷と空調機に供給される電力量
P1 第1電力量(第1商用電源から第1負荷と第3負荷に供給される電力量)
P2 第2電力量(発電機から空調機に供給される電力量)
PA 空調機を電力消費量が最大となる状態で30分間稼働させた状態での空調機の電力量
PM 第1商用電源から第1負荷と第3負荷と空調機に供給される電力の消費量(電力量)の30分間の平均値(平均電力量(需要電力))の最大値
ps 電力量閾値
t1 第1時間(消費電力抑制制御を行う時間)
t2 第2時間(解除制御を行う時間)
t3 第3時間(発電機が始動してから所定の電圧の印加が可能な状態になるまでの所要時間)
ts1 第1経過時間閾値
ts2 第2経過時間閾値
Claims (10)
- 負荷に対して電力供給を行う商用電源からの電力供給が停止した時に、切替器を介して、前記負荷の少なくとも一部に対して電力供給を行う電力供給装置と、
前記負荷のうち、空調機への電力供給源を、前記商用電源から供給される電力の波形と前記電力供給装置から供給される電力の波形とが同期した状態で、前記商用電源と前記電力供給装置との間で切替を行う高速切替器と、
前記電力供給装置から供給された電力に基づいて駆動し、前記高速切替器の切替制御を行うデマンド制御装置とを備え、
前記デマンド制御装置は、前記商用電源から前記負荷への電力量が電力量閾値以上の状態であるか否かに基づいて、前記空調機への電力供給源を前記商用電源から前記電力供給装置へ切り替える第1電源切替工程を実行するものであり、
前記デマンド制御装置は、前記電力量が前記電力量閾値以上であると1回目の判断をした後に、第1時間の間、前記空調機について消費電力が少なくなるように消費電力抑制制御を行い、前記消費電力抑制制御の後、前記第1時間よりも短い第2時間の間、前記空調機について前記消費電力抑制制御を行う前の状態に戻す解除制御を行い、
前記デマンド制御装置は、前記解除制御の後、前記電力量が前記電力量閾値以上であると2回目の判断をした後に、前記第1時間の間、2回目の前記消費電力抑制制御を行い、前記2回目の前記消費電力抑制制御の後、前記第2時間の間、2回目の前記解除制御を行い、
前記デマンド制御装置は、前記2回目の前記解除制御の後、前記電力量が前記電力量閾値以上であると3回目の判断をした後に、前記第1電源切替工程を実行することを特徴とする電力供給システム。 - 前記第1時間は5分であり、
前記第2時間は1分であり、
前記空調機の室外機の定格消費電力が前記消費電力抑制制御前の90%以下になるように、前記消費電力抑制制御が行われることを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記電力供給装置は、発電機であり、
前記デマンド制御装置は、前記発電機に内蔵されるバッテリーから供給された電力に基づいて駆動することを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記デマンド制御装置は、前記商用電源から前記空調機を除く前記負荷への第1電力量と前記電力供給装置から前記空調機への第2電力量の和が前記電力量閾値以上の状態であるか否かに基づいて、前記空調機への電力供給源を前記電力供給装置から前記商用電源に切り替える第2電源切替工程を実行することを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。
- 前記商用電源と前記負荷の間に設置された電力量計における電力量の積算を開始する時点を示す積算開始時からの経過時間が第1経過時間閾値を超えるまでの間は、前記電力量閾値が高く設定され、前記積算開始時からの経過時間が前記第1経過時間閾値を超えてから前記積算を終了する時点を示す積算終了時までの間は前記電力量閾値が低く設定されることを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。
- 負荷に対して電力供給を行う商用電源からの電力供給が停止した時に、切替器を介して、前記負荷の少なくとも一部に対して電力供給を行う電力供給装置と、
前記負荷のうち、空調機への電力供給源を、前記商用電源から供給される電力の波形と前記電力供給装置から供給される電力の波形とが同期した状態で、前記商用電源と前記電力供給装置との間で切替を行う高速切替器と、
前記電力供給装置から供給された電力に基づいて駆動し、前記高速切替器の切替制御を行うデマンド制御装置とを備え、
前記デマンド制御装置は、前記商用電源から前記負荷への電力量が電力量閾値以上の状態であるか否かに基づいて、前記空調機への電力供給源を前記商用電源から前記電力供給装置へ切り替える第1電源切替工程を実行するものであり、
前記電力供給装置は、発電機であり、
前記発電機を最後に停止させてからの経過時間が第2経過時間閾値を超えた後であって、次に前記発電機が始動する間での間は、前記第2経過時間閾値を超えるまでに比べて、前記電力量閾値が低く設定されることを特徴とする電力供給システム。 - 負荷に対して電力供給を行う商用電源からの電力供給が停止した時に、切替器を介して、前記負荷の少なくとも一部に対して電力供給を行う電力供給装置と、
前記負荷のうち、空調機への電力供給源を、前記商用電源から供給される電力の波形と前記電力供給装置から供給される電力の波形とが同期した状態で、前記商用電源と前記電力供給装置との間で切替を行う高速切替器と、
前記電力供給装置から供給された電力に基づいて駆動し、前記高速切替器の切替制御を行うデマンド制御装置とを有する電力供給システムにおける電源切替方法であって、
前記デマンド制御装置が、前記商用電源から前記負荷への電力量が電力量閾値以上であると1回目の判断をした後に、第1時間の間、前記空調機についての消費電力が少なくなるように消費電力抑制制御を行い、前記消費電力抑制制御の後、前記第1時間よりも短い第2時間の間、前記空調機について前記消費電力抑制制御を行う前の状態に戻す解除制御を行う第1工程と、
前記デマンド制御装置が、前記第1工程の後、前記電力量が前記電力量閾値以上であると2回目の判断をした後に、前記第1時間の間、2回目の前記消費電力抑制制御を行い、前記2回目の前記消費電力抑制制御の後、前記第2時間の間、2回目の前記解除制御を行う第2工程と、
前記デマンド制御装置が、前記第2工程の後、前記電力量が前記電力量閾値以上であると3回目の判断をした後に、前記空調機への電力供給源を前記商用電源から前記電力供給装置に切り替える第1電源切替工程を実行することを特徴とする電源切替方法。 - 前記デマンド制御装置が、前記第1電源切替工程の後、前記商用電源から前記空調機を除く前記負荷への第1電力量と前記電力供給装置から前記空調機への第2電力量の和が前記電力量閾値以上の状態であるかに基づいて、前記空調機への電力供給源を前記電力供給装置から前記商用電源に切り替える第2電源切替工程を実行することを特徴とする請求項7に記載の電源切替方法。
- 電力供給装置から供給された電力に基づいて駆動し、高速切替器の切替制御を行うデマンド制御装置であって、
前記電力供給装置は、負荷に対して電力供給を行う商用電源からの電力供給が停止した時に、切替器を介して、前記負荷の少なくとも一部に対して電力供給を行うものであり、
前記高速切替器は、前記負荷のうち、空調機への電力供給源を、前記商用電源から供給される電力の波形と前記電力供給装置から供給される電力の波形とが同期した状態で、前記商用電源と前記電力供給装置との間で切替を行うものであり、
前記デマンド制御装置は、前記商用電源から前記負荷への電力量が電力量閾値以上の状態であるか否かに基づいて、前記空調機への電力供給源を前記商用電源から前記電力供給装置へ切り替える第1電源切替工程を実行するものであり、
前記デマンド制御装置は、前記電力量が前記電力量閾値以上であると1回目の判断をした後に、第1時間の間、前記空調機について消費電力が少なくなるように消費電力抑制制御を行い、前記消費電力抑制制御の後、前記第1時間よりも短い第2時間の間、前記空調機について前記消費電力抑制制御を行う前の状態に戻す解除制御を行い、
前記デマンド制御装置は、前記解除制御の後、前記電力量が前記電力量閾値以上であると2回目の判断をした後に、前記第1時間の間、2回目の前記消費電力抑制制御を行い、前記2回目の前記消費電力抑制制御の後、前記第2時間の間、2回目の前記解除制御を行い、
前記デマンド制御装置は、前記2回目の前記解除制御の後、前記電力量が前記電力量閾値以上であると3回目の判断をした後に、前記第1電源切替工程を実行することを特徴とするデマンド制御装置。 - 電力供給装置から供給された電力に基づいて駆動し、高速切替器の切替制御を行うデマンド制御装置であって、
前記電力供給装置は、負荷に対して電力供給を行う商用電源からの電力供給が停止した時に、切替器を介して、前記負荷の少なくとも一部に対して電力供給を行うものであり、
前記高速切替器は、前記負荷のうち、空調機への電力供給源を、前記商用電源から供給される電力の波形と前記電力供給装置から供給される電力の波形とが同期した状態で、前記商用電源と前記電力供給装置との間で切替を行うものであり、
前記デマンド制御装置は、前記商用電源から前記負荷への電力量が電力量閾値以上の状態であるか否かに基づいて、前記空調機への電力供給源を前記商用電源から前記電力供給装置へ切り替える第1電源切替工程を実行するものであり、
前記電力供給装置は、発電機であり、
前記発電機を最後に停止させてからの経過時間が第2経過時間閾値を超えた後であって、次に前記発電機が始動する間での間は、前記第2経過時間閾値を超えるまでに比べて、前記電力量閾値が低く設定されることを特徴とするデマンド制御装置。
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