JPH0678458A - デマンドコントロ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力パルスの到着間隔がほぼ一定であるにも
かかわらず、サンプリング周期と電力パルスの周期が到
着しない事や電力パルス間隔の小さな揺らぎの為に生ず
る使用電力予測値の変動を抑制する。 【構成】 １パルスあたり一定の電力の重みを持つ発振
器付電力量計１からのパルスそれぞれを、入力されるパ
ルス重みに等しくなるように、サンプリング時間軸上に
所定の分散幅を持つように面積変換を行い、１サンプリ
ング時間における面積の総和を、該サンプリング時間に
おける使用電力増加分であるサンプリング値とする面積
変換手段６〜９と、残時間計数手段５よりの残り時間、
前記面積変換手段より得られるサンプリング値及び前記
発振器付電力量計からのパルスの数より得られるデマン
ド時限における使用電力の現在値から、デマンド時限終
了時における使用電力を予測する演算手段１２とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デマンド時限における
使用電力が契約電力を越えないように制御するデマンド
コントロ−ル装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の使用電力の予測方式について、図
５及び図６を用いて説明する。

【０００３】図５(b) において、デマンド時限Ｔ内にお
いて一定のサンプリング時間Δｔで使用電力をサンプリ
ングする。今、サンプリング時刻ｔ₁ からｔ_i+1 までの
間に１パルスあたりｑの重みを持つ電力パルスがｎ個
（図５(a) 参照）観測されたとすると、サンプリング時
刻ｔ₁ からｔ_i+1 までにおける使用電力増加分ΔＰ_i+1
は、次式で与えられる。

【０００４】 ΔＰ_i+1 ＝ｑ×ｎ …………（１） また、ｉ＋１回目における使用電力予測値Ｒ_i+1 は、デ
マンド時刻ｔ_i+1 におけるデマンド時限の残り時間（Ｔ
−ｔ_i+1 ）、デマンド時限開始からデマンド時刻ｔ_i+1
までの使用電力（デマンド時限における使用電力の現在
値）Ｑ_i+1 、前記使用電力増加分ΔＰ_i+1 、及びサンプ
リング時間Δｔを用いて次式で与えられる。

【０００５】 Ｒ_i+1 ＝Ｑ_i+1 ＋（ΔＰ_i+1 ／Δｔ）・（Ｔ−ｔ_i+1 ）……（２） 上記（２）式は、サンプリング時刻ｔ₁ からｔ_i+1 まで
の使用電力の増加分と、ｉ＋１回目以降のサンプリング
時間における使用電力の増加分がサンプリング毎に等し
いとの仮定に基づいていることを示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記（２）式におい
て、負荷が一定（電力パルスの到着間隔が一定）である
にもかかわらず、使用予測電力が著しく変動する場合が
考えられる。

【０００７】図６において、サンプリング時刻ｔ_i+2 か
らｔ_i+3 の間、及び、サンプリング時刻ｔ_i+3 からｔ
_i+4 の間それぞれの使用電力ΔＰ_i+3 ，ΔＰ_i+4 に着目
する。この場合、サンプリング時間Δｔ内において観測
される電力パルスがそれぞれ１個及び２個となることか
ら（図６(a) 参照）、上述した様に１パルスあたりの重
みがｑである時、上記（１）式よりそれぞれ次に示す値
となる。

【０００８】 ΔＰ_i+3 ＝ｑ ΔＰ_i+4 ＝２ｑ 一般に、電力パルス間隔が大きく、負荷が一定となって
おり、電力パルスの到着間隔とサンプリング周期が同期
していない場合にこのような現象が生じることが知られ
ている。

【０００９】このことは、負荷が一定であるにもかかわ
らず、サンプリング時間Δｔあたりの使用電力増加分Δ
Ｐ_i+3 とΔＰ_i+4 では２倍の違いがあることを示してお
り、式（２）からもわかるように、デマンド時限Ｔの残
り時間が大きく、パルス重みが大きい（ΔＰの差が大き
い）場合には、使用電力予測値が著しく変動するという
問題があった（図６(b) の使用電力予測値Ｒ_i+3 とＲ
_i+4 参照）。

【００１０】また、電力パルスの到着間隔に小さな揺ら
ぎが生じた場合、上記と同様の原理から、サンプリング
時間周辺に観測される電力パルスがそのサンプリング時
間内で観測されたか否かにより、算出された使用電力予
測値が大きく変動するという問題もあった。

【００１１】本発明の目的は、上記の点に鑑み、電力パ
ルスの到着間隔がほぼ一定であるにもかかわらず、サン
プリング周期と電力パルスの到着間隔が同期しない事や
電力パルスの到着間隔の小さな揺らぎの為に生ずる使用
電力予測値の変動を、抑制させることのできるデマンド
コントロ−ル装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、１パルスあた
り一定の電力の重みを持つ発信器付電力量計からのパル
スそれぞれを、入力されるパルス重みに等しくなるよう
に、サンプリング時間軸上に所定の分散幅を持つような
面図形への変換（面積変換）を行い、１サンプリング時
間における該面図形の面積の総和を、該サンプリング時
間における使用電力増加分であるサンプリング値とする
面積変換手段と、残時間計数手段よりの残り時間、前記
面積変換手段より得られるサンプリング値及び前記発信
器付電力量計からのパルスの数より得られるデマンド時
限における使用電力の現在値から、デマンド時限終了時
における使用電力を予測する演算手段とを備えている。

【００１３】

【作用】面積変換手段は、従来は電力パルスが時間軸上
で広がりを持たず、入力された時刻における瞬時使用電
力とみなしていたものを、該電力パルスが入力された時
刻から一定の広がりを持つものとしてとらえ、入力され
るパルス重みに等しくなるように、サンプリング時間軸
上に所定の分散幅を持つように（言換えればパルス幅を
持つように）面積変換を行い、１サンプリング時間にお
ける面積の総和を、該サンプリング時間における使用電
力増加分であるサンプリング値とし、演算手段は、この
サンプリング値とデマンド時限の残り時間とデマンド時
限における使用電力量の現在値とから、デマンド時限終
了時における使用電力を予測する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例であるデマンドコ
ントロ−ル装置の概略構成を示すブロック図であり、図
３を用いて図２のフロ−チャ−トにしたがって動作説明
を行う。

【００１６】デマンドコントロ−ル装置が動作スタ−ト
することにより（ステップ１０１）、伝送手段２を介す
る、不図示の負荷の使用電力を計測し、計量値に比例し
たパルスを発信する発信器付電力量計１よりの電力パル
スが該デマンドコントロ−ル装置のパルス入力端３にて
受信され、電力パルスの観測がなされる（ステップ１０
２）。つまり、電力パルスメモリ部４にて該電力パルス
のカウントがなされる。この際、電力パルスメモリ部４
では、電力パルスがカウントされるだけでなく、電力パ
ルスを観測した時刻をもデ−タとして記録する。また、
この電力パルスの観測は、今後各ステップの実行時にも
常にリアルタイムに行われる。

【００１７】次に、デマンド時刻計数器５より一定のサ
ンプリング時間の終了を示す信号が出力されているか否
かの判別、つまりサンプリング時間終了か否かの判別が
行われ（ステップ１０３）、終了していない場合は、該
サンプリング時間終了まで先の電力パルスの計測のみが
継続して行われる。一方、サンプリング時間が終了して
いる場合は、電力パルス分散幅演算部６にて、そのサン
プリング時間内で観測された電力パルスの面積変換を行
うために必要な時間軸上での分散幅の計算が行われる
（ステップ１０４）。その後、面積変換演算部７にて、
前記電力パルス分散幅演算部６での演算結果が用いられ
て時間軸上での面積変換が行われる（ステップ１０
５）。

【００１８】ここで、図３を用いて、上記のステップ１
０３での分散幅の計算等について説明する。

【００１９】図３(b) の２１（三角形状にて示す）に示
されているように、サンプリング時刻ｔ_i からｔ_i+1 の
間に観測された電力パルスは、観測された時刻からＷ
_i+1 の幅で分散するように面積変換される。この分散幅
Ｗ_i+1 は、サンプリング時間内の使用電力増加分ΔＰの
変動が使用電力予測値に及ぼす影響が、デマンド時限の
残り時間に比例（式（２）を参照）することから、例え
ば次式で与えられる。

【００２０】Ｗ_i+1 ＝ａ・（Ｔ−ｔ_i+1 ）ⁿ ＋ｂ なお、ａ，ｂ，ｎは定数、Ｔはデマンド時限である。通
常、デマンド時限の残り時間が少ない場合は、該デマン
ド時限内で実際に使用した電力が、使用電力を越える危
険性を回避するために、電力パルスの入力数の変化を速
やかに予測値に反映させることが要求されるため、時間
軸上での分散がデマンド時限の残り時間に比例するよう
に（残り時間が少なければ、従来予測に近付く）式を与
えている。

【００２１】面積変換を行った後は、面積加算演算部８
にて、前記面積変換演算部７にて変換された面積の総和
が求められ、その結果が使用電力演算部９に出力され、
ここで、前記サンプリング時間内の総面積、及び使用電
力メモリ１１に記憶されている前回のサンプリング時間
における使用電力（詳細はステップ１０７にて行う）か
ら、今回のサンプリング時間内での使用電力増加分ΔＰ
_i+1 が求められる（ステップ１０６）。

【００２２】つまり、図３(b) に示される様に、サンプ
リング時刻ｔ₁ からｔ_i+1 に含まれる電力パルスの面積
変換後の総面積は、斜線で示される部分であり、今、面
積の総和をΣＳ，時間軸上での分散幅Ｗ_i+1 を持つ電力
パルスの面積変換後の面積をＳ，電力パルスの重みをｑ
とすると、使用電力増加分ΔＰ_i+1 は ΔＰ_i+1 ＝ｑ・（ΣＳ／Ｓ） なる式で与えられ、面積加算演算部８ではこの様な演算
が行われ、使用電力増加分が求められる。

【００２３】また、面積加算演算部８では、サンプリン
グ時刻ｔ₁ からｔ_i+1 の間で観測された電力パルスの面
積変換後の面積の内、面積の総和に含まれなかった部
分、つまり図３(b) 中の２２（三角形状にて示す）で示
されるうちの白抜きの部分の面積変換もなされる。そし
て、この結果が使用電力演算部１０へ出力され、ここで
面積相当の電力値への変換がなされた後、次のサンプリ
ング時間における使用電力増加分の計算に含まれるよう
に、使用電力メモリ部１１に出力される（ステップ１０
７）。この結果、該面積相当の電力値は次のサンプリン
グ時間ｉ＋２回目の計算により得られる使用電力増加分
ΔＰ_i+2 内に含まれることとなる。ここで、先のステッ
プ１０６において用いられた使用電力メモリ部１１の使
用電力は、上記の説明から明らかな様に、サンプリング
時刻ｔ_i-1 からｔ_i の間で観測された電力パルスの面積
変換後の面積の内、面積の総和に含まれなかった部分に
対応する値である。

【００２４】その後、使用電力予測演算部１２におい
て、前記使用電力演算部９にて求められた使用電力増加
分ΔＰ_i+1 、及び前回までの使用電力の総和Ｑ_i に該使
用電力増加分ΔＰ_i+1 を加えたこの時点までの使用電力
値Ｑ_i+1 、及びデマンド時限の残り時間（Ｔ−ｔ_i+1 ）
に基づいて、前述した予測式（２）によりデマンド時限
終了時点の使用電力予測値が求められる（ステップ１０
８）。

【００２５】次に、デマンド時刻計数器５よりデマンド
時限の終了信号が出力されているか否かの判別が行われ
（ステップ１０９）、もし未終了なら、ステップ１０３
へ戻り、以上の動作が繰り返し行われる。また、デマン
ド時限が終了していれば、使用電力予測演算部１２にて
記憶されているサンプリング時間、使用電力等のデ−タ
の初期化が行われ（ステップ１１０）、次のデマンド時
限において同様の動作を行うべく、ステップ３へと戻る
ことになる。

【００２６】以上の実施例によって、電力パルスがほぼ
一定間隔で入力され、その到達間隔がサンプリング時間
と同期していない場合でも、従来の予測方式と比較して
使用電力予測値の変動が抑制されることについて、以下
に前述した図６に対応する図４を用いて説明する。

【００２７】図４において、サンプリング時刻ｔ_i+2 か
らｔ_i+3 の間、及びサンプリング時刻ｔ_i+3 からｔ_i+4
の間に着目する。

【００２８】先に説明した使用電力予測値を求める上記
（２）式より得られる、サンプリング時刻ｔ_i+3 におけ
る使用電力予測値Ｒ_i+3 とサンプリング時刻ｔ_i+4 にお
ける使用電力予測値Ｒ_i+4 の差は、サンプリング時刻ｔ
_i+2 からｔ_i+3 の間、及びサンプリング時刻ｔ_i+3 から
ｔ_i+4 の間それぞれにおける使用電力増加分の差（ΔＰ
_i+4 −ΔＰ_i+3 ）によってのみ影響されることがわか
る。即ち、この差が小さければ使用電力予測値の変動は
小さくなる。

【００２９】今、電力パルスを面積変換せず、従来の方
式のみによって使用電力の増加分を算出した場合の差は
１パルス分、即ちｑであるのに対し、本実施例による方
式で使用電力増加分を算出した場合の差（ΔＰ）は、図
４(b) の２３（三角形状にて示す）に示す電力パルスの
面積変換後の面積をＳ_i+2 、斜線部分をΔＳ_i+2 、２４
（三角形状にて示す）に示す電力パルスの面積変換後の
面積をＳ_i+3 、斜線部分をΔＳ_i+3 とすると、以下のよ
うに算出される。

【００３０】 ΔＰ＝｛（ΔＳ_i+3 ／Ｓ_i+3 ）−（ΔＳ_i+2 ／Ｓ_i+2 ）｝×ｑ 上記式において、（ΔＳ_i+3 ／Ｓ_i+3 ）≦１，（ΔＳ
_i+2 ／Ｓ_i+2 ）≦１であることから、明らかに「ΔＰ≦
ｑ」の関係にあり、使用電力予測値の変動は、従来の方
式と比較して抑制されることが証明される。

【００３１】また、サンプリング時間周辺で時間的に揺
らぎが見られる電力パルスが存在した場合に対する有効
性も、上記説明により明らかである。

【００３２】したがって、上記に述べたことから、本実
施例によれば、観測される電力パルスにパルス幅を持た
せ（勿論パルス重みは等しい）、サンプリング時間内の
電力パルスの面積変換後の総面積から算出された使用電
力の増加分を用いて使用電力を予測するようにしている
為、サンプリング周期に同期しない電力パルスや、サン
プリング時間周辺で時間的に揺らぎのある電力パルスの
入力に対して、使用電力予測値の変動を抑制することが
可能となる。

【００３３】（変形例）本実施例では、計算される分散
幅による面積変換を三角形状により行うようにしている
が、これに限定されるものではなく、四角形状等であっ
てもよいことは言うまでもないであろう。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１パルスあたり一定の電力の重みを持つ発信器付電力量
計からのパルスそれぞれを、従来は電力パルスが時間軸
上で広がりを持たず、入力された時刻における瞬時使用
電力とみなしていたものを、該電力パルスが入力された
時刻から一定の広がりを持つものとしてとらえ、入力さ
れるパルス重みに等しくなるように、サンプリング時間
軸上に所定の分散幅を持つように（言換えればパルス幅
を持つように）面積変換を行い、１サンプリング時間に
おける面積の総和を、該サンプリング時間における使用
電力増加分であるサンプリング値とし、このサンプリン
グ値とデマンド時限の残り時間とデマンド時限における
使用電力の現在値とから、デマンド時限終了時における
使用電力を予測するようにしている。

【００３５】よって、電力パルスの到着間隔がほぼ一定
であるにもかかわらず、サンプリング周期と電力パルス
の到着間隔が同期しない事や電力パルスの到着間隔の小
さな揺らぎの為に生ずる使用電力予測値の変動を、抑制
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すデマンドコントロ−ル
装置のブロック図である。

【図２】図１の装置の動作を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図３】本発明の一実施例における面積変換時について
説明する。

【図４】本発明の一実施例である装置における本発明の
効果について説明する為の図である。

【図５】従来のデマンドコントロ−ル装置における使用
電力予測方式について説明するための図である。

【図６】従来のデマンドコントロ−ル装置における使用
電力予測方式における問題点について説明するための図
である。

【符号の説明】

１ 発信器付電力量計 ４ 電力パルスメモリ部 ５ デマンド時刻計数器 ６ 電力パルス分散幅演算部 ７ 面積変換演算部 ８ 面積加算演算部 ９ 使用電力演算部 １０ 使用電力演算部 １１ 使用電力メモリ部 １２ 使用電力予測演算部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デマンド時限の残り時間を指示する残時
   間計数手段と、１パルスあたり一定の電力の重みを持つ
   発信器付電力量計からのパルスそれぞれを、入力される
   パルス重みに等しくなるように、サンプリング時間軸上
   に所定の分散幅を持つような面図形への変換を行い、１
   サンプリング時間における該面図形の面積の総和を、該
   サンプリング時間における使用電力増加分であるサンプ
   リング値とする面積変換手段と、前記残時間計数手段よ
   りの残り時間、前記面積変換手段より得られるサンプリ
   ング値及び前記発信器付電力量計からのパルスの数より
   得られるデマンド時限における使用電力量の現在値か
   ら、デマンド時限終了時における使用電力を予測する演
   算手段とを備えたデマンドコントロ−ル装置。
2. 【請求項２】 面積変換手段内に、残時間計数手段より
   の残り時間に応じて面積変換を行う際の分散幅を可変す
   る分散幅可変手段を具備したことを特徴とする請求項１
   記載のデマンドコントロ−ル装置。