JP7517878B2

JP7517878B2 - デマンドレスポンス制御システムおよび方法

Info

Publication number: JP7517878B2
Application number: JP2020113796A
Authority: JP
Inventors: 瑞中村
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2024-07-17
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: JP2022012164A

Description

本発明は、電力供給者からの要請に応じて需要家での電力消費を制御するためのデマンドレスポンス制御技術に関する。

プラントやビル建物などの大規模施設を有する需要家において、電力を消費する設備の稼働が集中する等の理由で、消費電力量が一時的に上昇して、電力供給が逼迫した状況になると、電力会社などの電力供給者からの電力供給量が不足する事態となる。従来、このような事態を避けるために、電力供給者から、消費電力量の調整を求めるデマンド制御の要請、すなわち節電要請を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。

一般には、電力供給者からの節電要請に応じて需要家が電力の使用を抑制するよう電力消費パターンを変化させることを、デマンドレスポンス（以下、ＤＲ：Demand Responseという）という。また、電力供給者からの節電要請に基づいて、需要家の電力需要を束ねて効果的にＤＲを実施することにより、エネルギーマネジメントサービスを提供する事業者をアグリゲータという。なお、実際にＤＲ制御を行うコンピュータシステム、すなわちデマンドレスポンス制御システム（以下、ＤＲ制御システムという）を、アグリゲータと呼ぶこともある。

ＤＲの種類としては、下げＤＲと上げＤＲがある。下げＤＲは、いわゆる「ネガワット取引」として、アグリゲータとの事前の契約に基づき需要抑制の指令に従い節電を行う、インセンティブ型のＤＲとして制度化されている（例えば、非特許文献１など参照）。また、上げＤＲはまだ制度化されてはいないが、下げＤＲと同様の契約・取引構造で、需要創出の指令に従い消費電力を増やすインセンティブ型のＤＲである。

いずれのＤＲにおいても、アグリゲータ・需要家（企業・家庭など）両者にとって、ＤＲに参加することのメリットは、インセンティブと環境価値を得ることの２つである。インセンティブとは、電力供給者より受け取るＤＲに対する対価である。環境価値とは、ＤＲを実施することにより、温室効果ガスを排出しないことである。アグリゲータは、電力供給者からのデマンド調整要請に応じて、需要家のうちからＤＲ発動対象を選定して、消費電力量の調整を指令することにより、需要家全体における消費電力の削減あるいは増大を実施する。これにより、アグリゲータは、電力供給者からインセンティブを受け取ることができ、需要家の環境価値を高めることができる。

国際公開第２０１６／１８６０８１号

「ディマンドリスポンス｜建物のエネルギーマネジメント」、アズビル株式会社、［online］、1995-2020、［2020/05/25検索］、インターネット、＜https://www.azbil.com/jp/product/building/energy-management/demand-response/index.html＞

前述した従来のＤＲ制御技術では、電力供給者から節電要請を受けた際、需要家は、アグリゲータからの調整指令に応じて、節電対象として予め設定しておいた機器を運転停止することにより、節電を実現する。この際、アグリゲータは、電力供給者からの節電要請で指示されたＤＲ指令値を、各需要家全体の目標電力削減量として、ＤＲ制御対象となる対象需要家を選定する。この選定処理をディスパッチという。

図４は、節電要請の変化（長インターバル）を示す説明図である。図５は、節電要請の変化（短インターバル）を示す説明図である。図４に示すように、節電要請が切り替えられるインターバル（周期）が、例えば３０分程度と比較的長い場合、目標削減量の変化に応じて対象需要家の追加・削除を行う制御手法を利用すれば、インターバルごとの節電要請の変化に対応できる。

一方、図５に示すように、制御インターバルが例えば１分程度と比較的短い場合、電力供給者からの目標削減量の変化分、すなわち節電調整幅も小さくなる傾向がある。例えば図５では、３分や１分の間隔で目標削減量が切り替えられるケースが示されている。このため、需要家単位の節電有無では、細かな目標削減量の変化に対応できないという問題点があった。ＤＲ制御の精度は、節電要請のＤＲ指令値（Ｋｗ）の前後１０％以内とすることを求められており、多すぎても少なすぎても、節電成功とはならない。

図６は、従来のデマンドレスポンス制御を示す説明図である。この対策として、需要家単位の節電有無ではなく、機器単位での節電有無を制御する方法が考えられる。この際、需要家が運用している機器には、様々な規模の機器が存在し、得られる節電効果も大幅に異なる。このため、図６に示すように、大型機器を対象とする主制御と、中小型機器を対象とする副制御に分けて、主制御では大型機器の発停制御により大まかな節電を行い、副制御では中小型機器の発停制御や制御目標値緩和制御により、主制御で達成できなかった節電不足分を節電すればよい。図６の例では、大型機器１台で１５０ｋＷ分の削減を調整でき、中小型機器で２５ｋＷ分または５０ｋＷ分の削減を調整できる。これにより、制御インターバルが１分程度と比較的短い場合でも、制御インターバルごとの節電要請の変化に対応できる。

図７は、節電不足分を示す説明図である。通常、ＤＲでは、図７に示すように、ＤＲがなかった場合に想定される需要家の電力需要量を示すベースライン値と、ＤＲにより目標として求められる需要家の電力使用量を示す目標電力使用量との差分が、制御インターバルごとに目標削減量として電力供給者から要請される。この際、需要家における実際の電力消費量が目標電力使用量を上回っている場合、両者の差分が節電不足分となる。この節電不足分は、なるべく小さくて安定しているほうが望ましい。

図８は、ハンチング現象を示す説明図である。しかしながら、前述した対策を実施した場合、図８に示すように、節電不足分が頻繁に上下変動する現象、いわゆるハンチング現象が発生し、これに追従して機器の停止・起動が頻繁に切り替えられてしまうという問題点があった。図８において、時刻Ｔ１に節電不足分が増大して機器Ａ，Ｂの両方が停止された場合、節電不足分の増大が抑制されて減少を開始する。その後の時刻Ｔ２に機器Ｂが起動されて、続く時刻Ｔ３に節電不足分がゼロとなった時点で機器Ａも起動されている。この後は、機器Ａ，Ｂの両方が起動されているため節電不足分が再び増大し、時刻Ｔ１と同様に機器Ａ，Ｂの両方が停止されるという、ＤＲ制御が繰り返されることになる。このようなハンチング現象は、需要家の消費電力が削減ではなく増加したり、さらには、機器そのものが故障したりする原因となる可能性があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、電力供給者からの節電要請に応じて、需要家における電力消費を適切かつ安定して削減できるデマンドレスポンス制御技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるデマンドレスポンス制御システムは、通信網を介してデータ通信を行うように構成された網Ｉ／Ｆと、前記網Ｉ／Ｆを介して上位装置から通知された、第１のインターバルを最小間隔とする節電要請に応じて、予め設定されている需要家の機器に対して消費電力量の調整を、前記網Ｉ／Ｆを介して前記需要家に指令することにより、デマンド調整を実施するように構成された制御装置を備え、前記制御装置は、予め設定された第１の機器と前記第１の機器より電力削減量が小さい第２の機器のうちから、消費電力調整の対象となる機器を選定するように構成された機器選定部と、前記機器選定部で選定された機器に対して消費電力調整を指令するように構成された機器指令部とを備え、前記機器選定部は、前記第１の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定し、前記第１のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定し、前記第１のインターバルより長い第２のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記デマンドレスポンス制御システムの一構成例は、前記機器選定部が、前記調整制御機器の消費電力量を低減させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータを、予め設定されている運用値から緩和する緩和制御を指令し、前記調整制御機器の消費電力量を増大させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータの値を前記運用値へ復帰する復帰制御を指令するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記デマンドレスポンス制御システムの一構成例は、前記機器選定部が、前記第２の機器での消費電力量を低減させる場合、前記停止制御を指令する前記発停制御機器より優先して、前記緩和制御を指令する前記調整制御機器を選定するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記デマンドレスポンス制御システムの一構成例は、前記機器選定部が、前記第２の機器での消費電力量を増大させる場合、前記復帰制御を指令する前記調整制御機器より優先して、前記起動制御を指令する前記発停制御機器を選定するようにしたものである。

また、本発明にかかるデマンドレスポンス制御方法は、通信網を介してデータ通信を行うように構成された網Ｉ／Ｆと、前記網Ｉ／Ｆを介して上位装置から通知された、第１のインターバルを最小間隔とする節電要請に応じて、予め設定されている需要家の機器に対して消費電力量の調整を、前記網Ｉ／Ｆを介して前記需要家に指令することにより、デマンド調整を実施するように構成された制御装置を備えるデマンドレスポンス制御システムで用いられるデマンドレスポンス制御方法であって、前記制御装置が、予め設定された第１の機器と前記第１の機器より電力削減量が小さい第２の機器のうちから、消費電力調整の対象となる機器を選定するように構成された機器選定ステップと、前記機器選定ステップで選定された機器に対して消費電力調整を指令するように構成された機器指令ステップとを備え、前記機器選定ステップは、前記第１の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定するように構成された第１のステップと、前記第１のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定するように構成された第２のステップと、前記第１のインターバルより長い第２のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定するように構成された第３のステップとを含んでいる。

また、本発明にかかる上記デマンドレスポンス制御方法の一構成例は、前記機器選定ステップが、前記調整制御機器の消費電力量を低減させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータを、予め設定されている運用値から緩和する緩和制御を指令するステップと、前記調整制御機器の消費電力量を増大させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータの値を前記運用値へ復帰する復帰制御を指令するステップとを含んでいる。

また、本発明にかかる上記デマンドレスポンス制御方法の一構成例は、前記機器選定ステップが、前記第２の機器での消費電力量を低減させる場合、前記停止制御を指令する前記発停制御機器より優先して、前記緩和制御を指令する前記調整制御機器を選定するステップを含んでいる。

また、本発明にかかる上記デマンドレスポンス制御方法の一構成例は、前記機器選定ステップが、前記第２の機器での消費電力量を増大させる場合、前記復帰制御を指令する前記調整制御機器より優先して、前記起動制御を指令する前記発停制御機器を選定するステップを含んでいる。

本発明によれば、電力供給者からの節電要請に応じて、需要家における電力消費を適切かつ安定して削減することが可能となる。

図１は、デマンドレスポンス制御システムの構成を示すブロック図である。図２は、デマンドレスポンス制御処理を示すフローチャートである。図３は、デマンドレスポンス制御動作例を示す説明図である。図４は、節電要請の変化（長インターバル）を示す説明図である。図５は、節電要請の変化（短インターバル）を示す説明図である。図６は、従来のデマンドレスポンス制御を示す説明図である。図７は、節電不足分を示す説明図である。図８は、ハンチング現象を示す説明図である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［デマンドレスポンス制御システム］
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかるデマンドレスポンス制御システム１０について説明する。図１は、デマンドレスポンス制御システムの構成を示すブロック図である。
このデマンドレスポンス制御システム（以下、ＤＲ制御システムという）１０は、全体として通信網ＮＷに接続された、例えばクラウドシステムなどのサーバ装置からなり、電力会社などの電力供給者の上位装置３０、および、プラントやビルなどの大規模施設などの需要家２０の需要家管理装置２１と、通信網ＮＷを介して通信可能に接続されており、上位装置３０からの節電要請に応じて、需要家２０に消費電力量の調整を指令することによりデマンド調整を実施するシステムである。

［需要家］
需要家２０には、消費電力量の調整対象となる機器として、大型機器２２と中小型機器２３とが予め設けられている。大型機器２２は、消費電力の削減量が比較的大きい機器であり、中小型機器２３は消費電力の削減量が大型機器２２より小さい機器である。大型機器２２および中小型機器２３の種別については、削減量が予め設定した基準閾値より大きい機器を大型機器２２とし、削減量が基準閾値以下の機器を中小型機器２３とすればよい。需要家管理装置２１は、これら大型機器２２および中小型機器２３の運転状況や消費電力量を監視してＤＲ制御システム１０へ通知するとともに、ＤＲ制御システム１０からの指令に応じて、大型機器２２および中小型機器２３のうち指示された機器の発停や制御パラメータ（制御目標値）の調整を制御することにより、需要家２０における消費電力を調整するように構成されている。

［上位装置］
上位装置３０は、サーバ装置からなり、電力供給者における電力供給量と各需要家２０での電力需要に基づいて電力供給状況を監視し、電力供給が逼迫した状況になった場合、消費電力量の調整を求めるデマンド制御の要請、すなわち節電要請をＤＲ制御システム１０へ通知するように構成されている。上位装置３０は、予め設定されている第１のインターバルＩＮＴ１ごとに節電要請の要否を判定し、節電要請が必要であれば通知し、不要であれば通知しない。このため、第１のインターバルＩＮＴ１が節電要請の最小間隔となる。

［システム構成］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるＤＲ制御システム１０のシステム構成について、詳細に説明する。
図１に示すように、ＤＲ制御システム１０は、主な構成として、網Ｉ／Ｆ１１、操作入力装置１２、画面表示装置１３、記憶装置１４、および制御装置１５を備えている。

［網Ｉ／Ｆ］
網Ｉ／Ｆ１１は、インターネットやＬＡＮなどの通信網ＮＷを介して、各需要家２０の需要家管理装置２１および上位装置３０とデータ通信を行うように構成されている。
［操作入力装置］
操作入力装置１２は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して制御装置１５へ出力するように構成されている。
［画面表示装置］
画面表示装置１３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、制御装置１５から出力された、メニュー画面、設定画面、ＤＲ制御画面、ＤＲ状況画面などの各種画面を画面表示するように構成されている。

［記憶装置］
記憶装置１４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、制御装置１５で実行するＤＲ制御に用いる各種処理データやプログラム１４Ｐを記憶するように構成されている。
プログラム１４Ｐは、制御装置１５のＣＰＵと協働することにより、制御装置１５で実行するデマンドレスポンス制御を実行する各種処理部を実現するためのプログラムである。プログラム１４Ｐは、ＤＲ制御システム１０に接続された外部装置や記録媒体（ともに図示せず）から、予め記憶装置１４に格納される。

記憶装置１４で記憶する主な処理データとして、需要家ＤＢ１４Ａがある。需要家ＤＢ１４Ａには、各需要家２０に設けられている大型機器２２および中小型機器２３ごとに、大型／中小型の種別や、発停制御機器／調整制御機器の種別、当該機器で対応可能な削減量などの諸元データのほか、各需要家２０の需要家管理装置２１から通知された、大型機器２２および中小型機器２３の運転状況、制御パラメータ値、消費電力量、さらには大型機器２２および中小型機器２３への指令内容が、時系列で保存されている。制御パラメータ値については、制御パラメータということもある。

［制御装置］
制御装置１５は、ＣＰＵとその周辺回路を備え、ＣＰＵと記憶装置１４のプログラム１４Ｐとを協働させることにより、ＤＲ制御を実行する各種処理部を実現するように構成されている。制御装置１５は、ＤＲ制御として、網Ｉ／Ｆ１１を介して上位装置３０から通知された、第１のインターバルＩＮＴ１を最小間隔とする節電要請に応じて、予め設定されている需要家２０の大型機器２２や中小型機器２３に対して消費電力量の調整を、網Ｉ／Ｆ１１から通信網ＮＷを介して需要家２０に指令することにより、デマンド調整を実施するように構成されている。

制御装置１５は、主な処理部として、情報取得部１６、機器選定部１７、および機器指令部１８を備えている。
［情報取得部］
情報取得部１６は、各需要家２０の需要家管理装置２１から網Ｉ／Ｆ１１を介して、大型機器２２および中小型機器２３の運転状況や消費電力量を取得して、記憶装置１４の需要家ＤＢ１４Ａに保存し、上位装置３０から網Ｉ／Ｆ１１を介して通知された、第１のインターバルＩＮＴ１を最小間隔とする節電要請を取得して記憶装置１４に保存するように構成されている。

［機器指令部］
機器指令部１８は、機器選定部１７で選定された機器に対する消費電力調整を、網Ｉ／Ｆ１１から通信網ＮＷを介して需要家２０の需要家管理装置２１へ指令することにより、デマンド調整を実施するように構成されている。

［機器選定部］
機器選定部１７は、各需要家２０の機器のうち、予め設定された大型機器２２（第１の機器）と、大型機器２２より電力削減量が小さい中小型機器２３（第２の機器）のうちから、消費電力調整の対象となる機器を選定するように構成されている。

具体的には、機器選定部１７は、大型機器２２のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定し、第１のインターバルＩＮＴ１を最小間隔として、中小型機器２３のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定し、第１のインターバルＩＮＴ１より長い第２のインターバルＩＮＴ２を最小間隔として、中小型機器２３のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定する。なお、機器選定部１７における詳細な機器選定手法については、前述した特許文献１などの公知の手法を用いればよい。

また、機器選定部１７は、調整制御機器の消費電力量を低減させる場合、調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータを、予め設定されている運用値から緩和する緩和制御を指令し、調整制御機器の消費電力量を増大させる場合、調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータの値を運用値へ復帰する復帰制御を指令する。

この際、調整の対象となる制御パラメータや、制御パラメータと削減量との関係については、諸元データとして記憶装置１４の需要家ＤＢ１４Ａに保存されているものとする。例えば、中小型機器２３が熱源機器や空調機器である場合、制御パラメータとして目標温度を用いればよい。また、例えば冷房運転中である場合、制御パラメータを緩和する緩和制御では目標温度を上げて消費電力を削減し、制御パラメータを復帰する復帰制御では目標温度を下げて消費電力を増大すればよい。

また、機器選定部１７は、中小型機器２３での消費電力量を低減させる場合、停止制御を指令する発停制御機器より優先して、緩和制御を指令する調整制御機器を選定し、中小型機器２３での消費電力量を増大させる場合、復帰制御を指令する調整制御機器より優先して、起動制御を指令する発停制御機器を選定する。

一般には、同一の機器であっても、機器の制御パラメータを調整する調整制御と比較して、機器の発停を制御する発停制御のほうが、削減量が大きい。中小型機器２３のうち発停制御の対象となる機器については、第１のインターバルＩＮＴ１より長い第２のインターバルＩＮＴ２ごとに消費電力が調整される。このため、削減量が大きい発停制御が、第２のインターバルＩＮＴ２ごとに行われるため、削減不足分の変動が抑制されることになる。

以下では、第１のインターバルＩＮＴ１が１分であり、第２のインターバルＩＮＴ２が１５分である場合を例として説明するが、これに限定されるものではなく、第２のインターバルＩＮＴ２が第１のインターバルＩＮＴ１より長ければよい。なお、第１および第２のインターバルＩＮＴ１，ＩＮＴ２の具体的な値については、ＤＲ制御の規模などの要因で異なるため、ＤＲ制御システム１０が運用されるアプリケーションごとに、予め設定すればよい。

また、機器選定部１７は、１つの第１のインターバルＩＮＴ１（例えば１分間）において１回だけ、目標削減量と実際の電力消費量との差分すなわち節電不足分を確認し、その確認結果に基づいて緩和制御または復帰制御のいずれか一方を１回だけ調整制御機器に対して指令する。また、機器選定部１７は、１つの第２のインターバルＩＮＴ２（例えば１５分間）において１回だけ節電不足分を確認し、その確認結果に基づいて停止制御および起動制御を対として１回だけ発停制御機器に対して指令する。

［本実施の形態の動作］
次に、図２を参照して、本実施の形態にかかるＤＲ制御システム１０の動作について説明する。図２は、デマンドレスポンス制御処理を示すフローチャートである。
ＤＲ制御システム１０の制御装置１５は、運用時、図２のＤＲ制御処理を実行する。なお、大型機器２２および中小型機器２３の運転状況や消費電力量、さらには上位装置３０から通知される節電要請については、図２のＤＲ制御処理とは別個の処理で、情報取得部１６が逐次取得して記憶装置１４に保存するものとする。

まず、制御装置１５は、ＣＰＵのタイマなどの計時回路により、予め設定されている第１のインターバルＩＮＴ１の到来を確認し（ステップＳ１００）、到来していない場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、ステップＳ１００へ戻って到来するまで待機する。

一方、第１のインターバルＩＮＴ１の到来が確認された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、制御装置１５は、情報取得部１６により、上位装置３０から節電要請で指示されたＤＲ指令値の変更有無を確認し（ステップＳ１０１）、変更がない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、後述のステップＳ１０３へ移行する。また、ＤＲ指令値の変更があった場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、機器選定部１７により、大型機器２２のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定する（ステップＳ１０２）。

続いて、制御装置１５は、機器選定部１７により、ＤＲ指令値と需要家での実際の電力消費量とを比較して、節電不足分の有無を確認し（ステップＳ１０３）、節電不足分がなければ（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１００へ戻る。
一方、節電不足分がある場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御装置１５は、機器選定部１７により、予め設定されている第２のインターバルＩＮＴ２の到来を確認し（ステップＳ１０４）、到来していない場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、中小型機器２３のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定し（ステップＳ１０５）、後述するステップＳ１０７へ移行する。

一方、第２のインターバルＩＮＴ２の到来が確認された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御装置１５は、機器選定部１７により、中小型機器２３のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定するとともに、中小型機器２３のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定し（ステップＳ１０６）、後述するステップＳ１０７へ移行する。

この際、機器選定部１７は、中小型機器２３での消費電力量を低減させる場合、停止制御を指令する発停制御機器より優先して、緩和制御を指令する調整制御機器を選定し、中小型機器２３での消費電力量を増大させる場合、復帰制御を指令する調整制御機器より優先して、起動制御を指令する発停制御機器を選定する。

この後、制御装置１５は、機器指令部１８により、機器選定部１７で選定された各機器に対して、それぞれに固有の消費電力調整を、網Ｉ／Ｆ１１から通信網ＮＷを介して需要家２０の需要家管理装置２１へ指令することにより、デマンド調整を実施し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１００へ戻る。

一般には、同一の機器であっても、機器の制御パラメータを調整する調整制御と比較して、機器の発停を制御する発停制御のほうが、削減量が大きい。図２のＤＲ制御処理によれば、中小型機器２３のうち調整制御機器については、第１のインターバルＩＮＴ１ごとに消費電力が調整され、中小型機器２３のうち発停制御機器については、第１のインターバルＩＮＴ１より長い第２のインターバルＩＮＴ２ごとに消費電力が調整される。したがって、削減量が大きい発停制御は、第２のインターバルＩＮＴ２ごとに行われるため、削減不足分の変動が抑制される。

また、図２のＤＲ制御処理によれば、中小型機器２３での消費電力量を低減させる場合、停止制御を指令する発停制御機器より優先して、緩和制御を指令する調整制御機器が選定され、中小型機器２３での消費電力量を増大させる場合、復帰制御を指令する調整制御機器より優先して、起動制御を指令する発停制御機器が選定される。これにより、削減量が比較的小さい調整制御機器での緩和・復帰制御を、最後の残った節電不足分の微調整に用いることができ、効率よく電力消費が調整される。

［本実施の形態の動作例］
次に、図３を参照して、本実施の形態にかかるＤＲ制御システム１０の動作例について説明する。図３は、デマンドレスポンス制御動作例を示す説明図である。
ここでは、第１のインターバルＩＮＴ１が１分周期であり、第２のインターバルＩＮＴ２が１５分周期である場合を例として説明する。なお、図３の縦軸は、大型機器２２の消費電力調整で得られた削減量と目標削減量との差分、すなわち中小型機器２３で削減すべき削減不足分を示している。

図３に示すように、第１のインターバルＩＮＴ１が到来した時刻Ｔ１，Ｔ４，Ｔ７に、中小型機器２３の調整制御機器に緩和制御が指令されている。また、第１のインターバルＩＮＴ１が到来した時刻Ｔ２，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９に、中小型機器２３の調整制御機器に復帰制御が指令されている。また、第２のインターバルＩＮＴ２が到来した時刻Ｔ１，Ｔ８に、中小型機器２３の発停制御機器に停止制御が指令され、時刻Ｔ３に、中小型機器２３の発停制御機器に起動制御が指令されている。この起動制御は、時刻Ｔ１の停止制御と対をなすものである。

図３のうち、時刻Ｔ２において、発停制御機器に起動制御を指令することもできるが、この起動制御よりも調整制御機器による復帰制御が優先的に指令されていることがわかる。また、時刻Ｔ８において、調整制御機器に緩和制御を指令することもできるが、この緩和制御よりも発停制御機器による停止制御が優先的に指令されていることがわかる。

［本形態の効果］
このように、本実施の形態は、ＤＲ制御システム１０の制御装置１５において、機器選定部１７が大型機器２２のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定し、第１のインターバルＩＮＴ１を最小間隔として、中小型機器２３のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定し、第１のインターバルＩＮＴ１より長い第２のインターバルＩＮＴ２を最小間隔として、中小型機器２３のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定するようにしたものである。

一般には、同一の機器であっても、機器の制御パラメータを調整する調整制御と比較して、機器の発停を制御する発停制御のほうが、削減量が大きい。本実施の形態によれば、中小型機器２３のうち調整制御機器については、第１のインターバルＩＮＴ１を最小間隔として消費電力が調整され、中小型機器２３のうち発停制御機器については、第１のインターバルＩＮＴ１より長い第２のインターバルＩＮＴ２を最小間隔として消費電力が調整される。
したがって、削減量が大きい発停制御が、第１のインターバルＩＮＴ１より長い第２のインターバルＩＮＴ２を最小間隔として行われるため、削減不足分の変動を抑制することができる。これにより、発停制御の対象となる機器に対する発停制御の繰り返しに起因するハンチング現象の発生を回避でき、結果として、電力供給者からの節電要請に応じて、需要家における電力消費を適切かつ安定して削減することが可能となる。

また、本実施の形態において、機器選定部１７が、調整制御機器の消費電力量を低減させる場合、調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータを、予め設定されている運用値から緩和する緩和制御を指令し、調整制御機器の消費電力量を増大させる場合、調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータの値を運用値へ復帰する復帰制御を指令するようにしてもよい。これにより、機器の発停による消費電力調整と比較して、より細かな消費電力調整を実現することができ、需要家における電力消費を適切かつ安定して削減することが可能となる。

また、本実施の形態において、機器選定部１７が、中小型機器２３での消費電力量を低減させる場合、緩和制御を指令する調整制御機器より優先して、停止制御を指令する発停制御機器を選定するようにしてもよい。また、中小型機器２３での消費電力量を増大させる場合、起動制御を指令する発停制御機器より優先して、復帰制御を指令する調整制御機器を選定するようにしてもよい。これにより、削減量が比較的小さい緩和・復帰制御を、最後の残った節電不足分の微調整に用いることができ、効率よく電力消費を調整することができる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１０…デマンドレスポンス制御システム（ＤＲ制御システム）、１１…網Ｉ／Ｆ、１２…操作入力装置、１３…画面表示装置、１４…記憶装置、１４Ａ…需要家ＤＢ、１４Ｐ…プログラム、１５…制御装置、１６…情報取得部、１７…機器選定部、１８…機器指令部、２０…需要家、２１…需要家管理装置、２２…大型機器（第１の機器）、２３…中小型機器（第２の機器）、３０…上位装置、ＮＷ…通信網、ＩＮＴ１…第１のインターバル、ＩＮＴ２…第２のインターバル。

Claims

通信網を介して上位装置から通知された、第１のインターバルを最小間隔とする節電要請に応じて、予め設定されている需要家の機器に対して消費電力量の調整を、前記通信網を介して前記需要家に指令することにより、デマンド調整を実施するように構成された制御装置を備え、
前記制御装置は、
予め設定された第１の機器と前記第１の機器より電力削減量が小さい第２の機器のうちから、消費電力調整の対象となる機器を選定するように構成された機器選定部と、
前記機器選定部で選定された機器に対して消費電力調整を指令するように構成された機器指令部とを備え、
前記機器選定部は、前記第１の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定し、前記第１のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定し、前記第１のインターバルより長い第２のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定する
ことを特徴するデマンドレスポンス制御システム。
請求項１に記載のデマンドレスポンス制御システムにおいて、
前記機器選定部は、前記調整制御機器の消費電力量を低減させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータを、予め設定されている運用値から緩和する緩和制御を指令し、前記調整制御機器の消費電力量を増大させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータの値を前記運用値へ復帰する復帰制御を指令することを特徴とするデマンドレスポンス制御システム。
請求項２に記載のデマンドレスポンス制御システムにおいて、
前記機器選定部は、前記第２の機器での消費電力量を低減させる場合、前記停止制御を指令する前記発停制御機器より優先して、前記緩和制御を指令する前記調整制御機器を選定することを特徴するデマンドレスポンス制御システム。
請求項２または請求項３に記載のデマンドレスポンス制御システムにおいて、
前記機器選定部は、前記第２の機器での消費電力量を増大させる場合、前記復帰制御を指令する前記調整制御機器より優先して、前記起動制御を指令する前記発停制御機器を選定することを特徴するデマンドレスポンス制御システム。
通信網を介して上位装置から通知された、第１のインターバルを最小間隔とする節電要請に応じて、予め設定されている需要家の機器に対して消費電力量の調整を、前記通信網を介して前記需要家に指令することにより、デマンド調整を実施するように構成された制御装置を備えるデマンドレスポンス制御システムで用いられるデマンドレスポンス制御方法であって、
前記制御装置が、予め設定された第１の機器と前記第１の機器より電力削減量が小さい第２の機器のうちから、消費電力調整の対象となる機器を選定するように構成された機器選定ステップと、
前記機器選定ステップで選定された機器に対して消費電力調整を指令するように構成された機器指令ステップとを備え、
前記機器選定ステップは、
前記第１の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する主制御機器を選定するように構成された第１のステップと、
前記第１のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから制御パラメータの調整制御を指令する調整制御機器を選定するように構成された第２のステップと、
前記第１のインターバルより長い第２のインターバルを最小間隔として、前記第２の機器のうちから停止制御または起動制御を指令する発停制御機器を選定するように構成された第３のステップとを含む
ことを特徴するデマンドレスポンス制御方法。
請求項５に記載のデマンドレスポンス制御方法において、
前記機器選定ステップは、
前記調整制御機器の消費電力量を低減させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータを、予め設定されている運用値から緩和する緩和制御を指令するステップと、
前記調整制御機器の消費電力量を増大させる場合、前記調整制御機器の制御目標値となる制御パラメータの値を前記運用値へ復帰する復帰制御を指令するステップとを含む
ことを特徴とするデマンドレスポンス制御方法。
請求項６に記載のデマンドレスポンス制御方法において、
前記機器選定ステップは、前記第２の機器での消費電力量を低減させる場合、前記停止制御を指令する前記発停制御機器より優先して、前記緩和制御を指令する前記調整制御機器を選定するステップを含むことを特徴するデマンドレスポンス制御方法。
請求項６または請求項７に記載のデマンドレスポンス制御方法において、
前記機器選定ステップは、前記第２の機器での消費電力量を増大させる場合、前記復帰制御を指令する前記調整制御機器より優先して、前記起動制御を指令する前記発停制御機器を選定するステップを含むことを特徴するデマンドレスポンス制御方法。