JPH08251824A - 電力消費設備の力率予測方法および力率管理装置 - Google Patents
電力消費設備の力率予測方法および力率管理装置Info
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- JPH08251824A JPH08251824A JP7048085A JP4808595A JPH08251824A JP H08251824 A JPH08251824 A JP H08251824A JP 7048085 A JP7048085 A JP 7048085A JP 4808595 A JP4808595 A JP 4808595A JP H08251824 A JPH08251824 A JP H08251824A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】力率の変化を精度良く予測し、適切に管理す
る。 【構成】大負荷１１〜１ｍには、それぞれ対応する力率
改善用コンデンサ３１〜３ｍを設け、スイッチ４１〜４
ｍによって、個別的に投入または遮断を切換える。原則
として、大負荷１１〜１ｍと力率改善用コンデンサ３１
〜３ｍとは、同時に投入または遮断される。大負荷１１
〜１ｍの一部が遮断されると、小負荷５１〜５ｎの電力
消費によって、力率も低下する。力率予測装置７０は、
力率を管理すべき一定期間の途中までの実績から最終力
率を予測し、学習テーブル７１に予め学習してある負荷
の条件と力率との関係に従って、対応する大負荷１１〜
１ｍが遮断されている力率改善用コンデンサ３１〜３ｍ
を単独投入する日数を算出する。力率管理装置７３は、
算出結果に従ってスイッチ４１〜４ｍを制御する。
る。 【構成】大負荷１１〜１ｍには、それぞれ対応する力率
改善用コンデンサ３１〜３ｍを設け、スイッチ４１〜４
ｍによって、個別的に投入または遮断を切換える。原則
として、大負荷１１〜１ｍと力率改善用コンデンサ３１
〜３ｍとは、同時に投入または遮断される。大負荷１１
〜１ｍの一部が遮断されると、小負荷５１〜５ｎの電力
消費によって、力率も低下する。力率予測装置７０は、
力率を管理すべき一定期間の途中までの実績から最終力
率を予測し、学習テーブル７１に予め学習してある負荷
の条件と力率との関係に従って、対応する大負荷１１〜
１ｍが遮断されている力率改善用コンデンサ３１〜３ｍ
を単独投入する日数を算出する。力率管理装置７３は、
算出結果に従ってスイッチ４１〜４ｍを制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力需要家のたとえば
工場に設けられる受変電設備などで、一定期間内の力率
が電力供給者との間で締結された契約条件を満たすよう
に管理するための電力消費設備の力率予測方法および力
率管理装置に関する。
工場に設けられる受変電設備などで、一定期間内の力率
が電力供給者との間で締結された契約条件を満たすよう
に管理するための電力消費設備の力率予測方法および力
率管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電力の大口需要家は、電力会
社との間の事前契約によって、たとえば特開平６−７０
４６４号公報に示されるように、一定期間内の電力消費
量が契約電力量を超過しないように管理している。さら
にまた、電力会社と電力需要家との間の契約条件には、
重要な要素として力率が含まれている。一般に工場など
の大口需要家では、たとえば１カ月の一定期間内に、全
般にわたってたとえば９０％以上の力率を確保すること
が要求される。
社との間の事前契約によって、たとえば特開平６−７０
４６４号公報に示されるように、一定期間内の電力消費
量が契約電力量を超過しないように管理している。さら
にまた、電力会社と電力需要家との間の契約条件には、
重要な要素として力率が含まれている。一般に工場など
の大口需要家では、たとえば１カ月の一定期間内に、全
般にわたってたとえば９０％以上の力率を確保すること
が要求される。
【０００３】通常、力率は直接計測せず、次の第１式に
従って計算される。
従って計算される。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここでＷは負荷に消費される有効な電力
（ワット）であり、ＶＡは見かけの電力（ボルトアンペ
ア）であり、ＶおよびＡは負荷の電圧（ボルト）および
電流（アンペア）であり、Ｒは負荷の抵抗分（オーム）
である。負荷が抵抗分のみであると、力率は１（１００
％）となるけれども、負荷にリアクタンス分があると、
交流では電圧と電流との間に位相差が生じる。位相差を
θとすると、有効電力Ｐと無効電力Ｑとは、次の第２式
および第３式でそれぞれ表される。
（ワット）であり、ＶＡは見かけの電力（ボルトアンペ
ア）であり、ＶおよびＡは負荷の電圧（ボルト）および
電流（アンペア）であり、Ｒは負荷の抵抗分（オーム）
である。負荷が抵抗分のみであると、力率は１（１００
％）となるけれども、負荷にリアクタンス分があると、
交流では電圧と電流との間に位相差が生じる。位相差を
θとすると、有効電力Ｐと無効電力Ｑとは、次の第２式
および第３式でそれぞれ表される。
【０００６】 Ｐ ＝ ＶＩｃｏｓθ（ｋＷ） …（２） Ｑ ＝ ＶＩｓｉｎθ ＝ Ｐｔａｎθ（ｋｖａｒ） …（３） なお、無効電力Ｑの単位は、一般にバール（ｖａｒ）が
使用されている。見かけの電力である皮相電力Ｓは次の
第４式のように表される。 Ｓ ＝ √（Ｐ2 ＋ Ｑ2） （ｋＶＡ） …（４） （１）〜（４）の各式をまとめると、次の第５式のよう
に力率が表される。
使用されている。見かけの電力である皮相電力Ｓは次の
第４式のように表される。 Ｓ ＝ √（Ｐ2 ＋ Ｑ2） （ｋＶＡ） …（４） （１）〜（４）の各式をまとめると、次の第５式のよう
に力率が表される。
【０００７】
【数２】
【０００８】一般に、電力設備のうち、電灯や電熱器の
ような純抵抗負荷に近いものを除くと、大部分の負荷は
誘導性リアクタンスと抵抗との組合せと考えられる。誘
導性リアクタンスを含む負荷は、位相角が遅れる力率と
なり、電気エネルギとして必要な有効電力のほかに、無
効電力となる無効電流が余分に流れ、次のような弊害を
もたらす。
ような純抵抗負荷に近いものを除くと、大部分の負荷は
誘導性リアクタンスと抵抗との組合せと考えられる。誘
導性リアクタンスを含む負荷は、位相角が遅れる力率と
なり、電気エネルギとして必要な有効電力のほかに、無
効電力となる無効電流が余分に流れ、次のような弊害を
もたらす。
【０００９】電力損失が大きい。電圧降下が大き
い。設備容量が増加する。電力料金が割高になる。
およびは、電力が有効に消費されるまでの送配電系
統での電気抵抗などによる。または、電力設備には無
効電流を余分に流す必要があるため、過剰電気設備が必
要となることによる。以上のような無効電力による弊害
は、需要家内部ばかりでなく、電力会社においても深刻
な問題となり、契約の段階で取決める力率が小さいとき
には電力料金が割高になり、さらに力率の実績値が契約
条件を下回れば割増料金が必要となる。
い。設備容量が増加する。電力料金が割高になる。
およびは、電力が有効に消費されるまでの送配電系
統での電気抵抗などによる。または、電力設備には無
効電流を余分に流す必要があるため、過剰電気設備が必
要となることによる。以上のような無効電力による弊害
は、需要家内部ばかりでなく、電力会社においても深刻
な問題となり、契約の段階で取決める力率が小さいとき
には電力料金が割高になり、さらに力率の実績値が契約
条件を下回れば割増料金が必要となる。
【００１０】電力の大口需要家、たとえば製鉄所や製鋼
所などのように、大電力を消費する大負荷である多数の
電気炉や大型圧延設備などの多数の電力消費設備、ある
いは照明や事務用として比較的小電力しか消費しない小
負荷である非常に多数の電力消費設備を有する大規模な
工場では、電力消費設備の投入状態に応じて力率の変動
が大きい。このような大口需要家では、消費電力量の絶
対値が大きいので、力率が小さいときの無効電力の絶対
値も大きくなる。無効電力が大きくなることは前述の
〜の観点から社会全体にとっても好ましいことではな
く、さらに割増料金の絶対額も増加するのでの観点か
らも好ましくない。
所などのように、大電力を消費する大負荷である多数の
電気炉や大型圧延設備などの多数の電力消費設備、ある
いは照明や事務用として比較的小電力しか消費しない小
負荷である非常に多数の電力消費設備を有する大規模な
工場では、電力消費設備の投入状態に応じて力率の変動
が大きい。このような大口需要家では、消費電力量の絶
対値が大きいので、力率が小さいときの無効電力の絶対
値も大きくなる。無効電力が大きくなることは前述の
〜の観点から社会全体にとっても好ましいことではな
く、さらに割増料金の絶対額も増加するのでの観点か
らも好ましくない。
【００１１】一般に力率改善のためには、図４（ａ）に
示すように、抵抗Ｒと誘導性リアクタンスＸＬとの組合
せと考えられる負荷ＬＤに、力率改善用のコンデンサＸ
Ｃを並列に接続することが行われている。図４（ｂ）に
示すように、抵抗Ｒと誘導性リアクタンスＸＬのみで
は、遅れ位相角θ１であり、無効電流ＩＬが流れている
のに対し、コンデンサＸＣを接続すると、無効電流はＩ
Ｃだけ減少し、遅れ位相角はθ２となり、力率はｃｏｓ
θ１からｃｏｓθ２まで改善される。
示すように、抵抗Ｒと誘導性リアクタンスＸＬとの組合
せと考えられる負荷ＬＤに、力率改善用のコンデンサＸ
Ｃを並列に接続することが行われている。図４（ｂ）に
示すように、抵抗Ｒと誘導性リアクタンスＸＬのみで
は、遅れ位相角θ１であり、無効電流ＩＬが流れている
のに対し、コンデンサＸＣを接続すると、無効電流はＩ
Ｃだけ減少し、遅れ位相角はθ２となり、力率はｃｏｓ
θ１からｃｏｓθ２まで改善される。
【００１２】力率改善用コンデンサの投入によって、力
率を改善するためには、次の表１に示すような表を作成
し、力率の推移をグラフに表して、人間の経験に基づい
て力率改善用コンデンサＸＣを投入したり遮断したりし
ている。
率を改善するためには、次の表１に示すような表を作成
し、力率の推移をグラフに表して、人間の経験に基づい
て力率改善用コンデンサＸＣを投入したり遮断したりし
ている。
【００１３】
【表１】
【００１４】有効指示および無効指示は有効電力および
無効電力をそれぞれ累積的に計測する積算電力量計から
毎日読取る数字であり、有効量および無効量は、有効指
示および無効指示の１日毎の増加分であり、有効累計お
よび無効累計は、月の初めの日を基準としての有効量お
よび無効量の累計値であり、日力率は有効量および無効
量に基づいて算出される力率であり、月力率は有効累計
および無効累計に基づいて算出される力率である。
無効電力をそれぞれ累積的に計測する積算電力量計から
毎日読取る数字であり、有効量および無効量は、有効指
示および無効指示の１日毎の増加分であり、有効累計お
よび無効累計は、月の初めの日を基準としての有効量お
よび無効量の累計値であり、日力率は有効量および無効
量に基づいて算出される力率であり、月力率は有効累計
および無効累計に基づいて算出される力率である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前述のような従来技術
では、人間の経験に基づいた力率管理を行っているた
め、判断ミスや力率改善用コンデンサの投入忘れなどに
よって、月力率を最終的に電力会社との契約条件に合わ
せることができなくなる問題が生じる。また、大容量の
力率改善用コンデンサを常に投入しておくと、有効電力
が小さいときには、位相角が進みすぎて無効電力が増加
し、力率がかえって小さくなるので、力率改善用コンデ
ンサは負荷に併せて投入したり遮断したりする必要があ
る。また大容量の力率改善用コンデンサは大きな空間を
占有し、建設費用も多く必要となる。負荷電力は、契約
電力量ともいう負荷曲線によって決定され、定期修理や
力率改善用コンデンサの投入または遮断状態によって力
率が決定される。このため、力率推移を表すグラフを用
いて予測をしても、実際とは異なることが多く、月間最
終力率が電力会社との契約条件を満たさせることは困難
である。
では、人間の経験に基づいた力率管理を行っているた
め、判断ミスや力率改善用コンデンサの投入忘れなどに
よって、月力率を最終的に電力会社との契約条件に合わ
せることができなくなる問題が生じる。また、大容量の
力率改善用コンデンサを常に投入しておくと、有効電力
が小さいときには、位相角が進みすぎて無効電力が増加
し、力率がかえって小さくなるので、力率改善用コンデ
ンサは負荷に併せて投入したり遮断したりする必要があ
る。また大容量の力率改善用コンデンサは大きな空間を
占有し、建設費用も多く必要となる。負荷電力は、契約
電力量ともいう負荷曲線によって決定され、定期修理や
力率改善用コンデンサの投入または遮断状態によって力
率が決定される。このため、力率推移を表すグラフを用
いて予測をしても、実際とは異なることが多く、月間最
終力率が電力会社との契約条件を満たさせることは困難
である。
【００１６】本発明の目的は、月間最終力率を正確に予
測し、適切な力率管理を行うことができる電力消費設備
の力率予測方法および管理装置を提供することである。
測し、適切な力率管理を行うことができる電力消費設備
の力率予測方法および管理装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、個別的に投入
または遮断の切換えが可能な複数の大小の負荷を含む電
力消費設備の力率を予測する方法において、各大負荷に
対応して、各大負荷とともに投入すると力率が予め定め
る管理値以上となるように容量が設定され、個別的に投
入または遮断の切換えが可能な力率改善用コンデンサを
設け、小負荷には力率改善用コンデンサを設けないでお
き、電力消費設備全体の有効および無効電力量を計測す
る手段を設け、各負荷の投入または遮断の切換えと、各
力率改善用コンデンサの投入または遮断の切換えとの組
合せに応じて、予め定める単位時間に対する有効電力量
および無効電力量の計測値を学習しながら、学習された
計測値を、一定期間内に使用予定の負荷に対応して加算
し、加算結果としての有効電力量および無効電力量に基
づいて総合的な力率を予測することを特徴とする電力消
費設備の力率予測方法である。また本発明は、前記予測
された力率が前記予め定める管理値よりも小さいとき、
対応する大負荷が遮断されている力率改善用コンデンサ
を投入する状態を想定し、総合的な力率が前記管理値に
到達までに要する時間を算出することを特徴とする。さ
らに本発明は、複数の大小の負荷を含む電力消費設備の
力率を管理する装置において、大負荷毎に設けられ、各
大負荷とともに投入すると力率が予め定める管理値以上
となるように容量が設定され、大負荷とは独立に投入ま
たは遮断を切換え可能な力率改善用コンデンサと、電力
消費設備全体に対する有効電力量を計測する有効電力用
計測手段と、電力消費設備全体に対する無効電力量を計
測する無効電力量計測手段と、有効電力量計測手段およ
び無効電力量計測手段からの出力に応答し、有効電力量
と無効電力量との計測値から力率を算出する力率算出手
段と、予め定める一定期間について、各負荷を投入また
は遮断する予定を設定する負荷予定設定手段と、前記一
定期間の途中までに、負荷と力率改善用コンデンサとの
実際の組合せに対応する力率算出手段の出力を学習する
学習手段と、前記一定期間の全体で力率が前記管理値以
上となるように、学習手段の学習結果に基づいて、負荷
予定設定手段に設定されている予定に従って力率を予測
しながら投入されていない大負荷に対応して設けられて
いる力率改善用コンデンサを投入するように切換える制
御手段とを含むことを特徴とする電力消費設備の力率管
理装置である。
または遮断の切換えが可能な複数の大小の負荷を含む電
力消費設備の力率を予測する方法において、各大負荷に
対応して、各大負荷とともに投入すると力率が予め定め
る管理値以上となるように容量が設定され、個別的に投
入または遮断の切換えが可能な力率改善用コンデンサを
設け、小負荷には力率改善用コンデンサを設けないでお
き、電力消費設備全体の有効および無効電力量を計測す
る手段を設け、各負荷の投入または遮断の切換えと、各
力率改善用コンデンサの投入または遮断の切換えとの組
合せに応じて、予め定める単位時間に対する有効電力量
および無効電力量の計測値を学習しながら、学習された
計測値を、一定期間内に使用予定の負荷に対応して加算
し、加算結果としての有効電力量および無効電力量に基
づいて総合的な力率を予測することを特徴とする電力消
費設備の力率予測方法である。また本発明は、前記予測
された力率が前記予め定める管理値よりも小さいとき、
対応する大負荷が遮断されている力率改善用コンデンサ
を投入する状態を想定し、総合的な力率が前記管理値に
到達までに要する時間を算出することを特徴とする。さ
らに本発明は、複数の大小の負荷を含む電力消費設備の
力率を管理する装置において、大負荷毎に設けられ、各
大負荷とともに投入すると力率が予め定める管理値以上
となるように容量が設定され、大負荷とは独立に投入ま
たは遮断を切換え可能な力率改善用コンデンサと、電力
消費設備全体に対する有効電力量を計測する有効電力用
計測手段と、電力消費設備全体に対する無効電力量を計
測する無効電力量計測手段と、有効電力量計測手段およ
び無効電力量計測手段からの出力に応答し、有効電力量
と無効電力量との計測値から力率を算出する力率算出手
段と、予め定める一定期間について、各負荷を投入また
は遮断する予定を設定する負荷予定設定手段と、前記一
定期間の途中までに、負荷と力率改善用コンデンサとの
実際の組合せに対応する力率算出手段の出力を学習する
学習手段と、前記一定期間の全体で力率が前記管理値以
上となるように、学習手段の学習結果に基づいて、負荷
予定設定手段に設定されている予定に従って力率を予測
しながら投入されていない大負荷に対応して設けられて
いる力率改善用コンデンサを投入するように切換える制
御手段とを含むことを特徴とする電力消費設備の力率管
理装置である。
【００１８】
【作用】本発明に従えば、複数の大負荷には、各大負荷
に対応して個別的に力率が予め定める管理値以上となる
ように容量が設定され、個別的に投入または遮断の切換
えが可能な力率改善用コンデンサが設けられる。小負荷
には力率改善用コンデンサを設けないでおく。各負荷の
投入または遮断の切換えと、各力率改善用コンデンサの
投入または遮断の切換えとの組合せに応じて、予め定め
る単位時間に対する有効電力量および無効電力量の計測
を行い、計測値を学習しておく。学習された計測値を、
一定期間内に使用予定の負荷に対応して加算し、加算結
果としての有効電力量および無効電力量に基づいて、総
合的な力率を予測するので、精度のよい予測を行うこと
ができる。
に対応して個別的に力率が予め定める管理値以上となる
ように容量が設定され、個別的に投入または遮断の切換
えが可能な力率改善用コンデンサが設けられる。小負荷
には力率改善用コンデンサを設けないでおく。各負荷の
投入または遮断の切換えと、各力率改善用コンデンサの
投入または遮断の切換えとの組合せに応じて、予め定め
る単位時間に対する有効電力量および無効電力量の計測
を行い、計測値を学習しておく。学習された計測値を、
一定期間内に使用予定の負荷に対応して加算し、加算結
果としての有効電力量および無効電力量に基づいて、総
合的な力率を予測するので、精度のよい予測を行うこと
ができる。
【００１９】また本発明に従えば、予測された力率が予
め定める管理値よりも小さいとき、対応する大負荷が遮
断されている力率改善用コンデンサを投入して、総合的
な力率が前記管理値に到達するまでに要する時間を算出
することができる。この算出値に従って力率改善用コン
デンサを投入すれば、最終的な力率を管理値まで容易に
到達させることができる。
め定める管理値よりも小さいとき、対応する大負荷が遮
断されている力率改善用コンデンサを投入して、総合的
な力率が前記管理値に到達するまでに要する時間を算出
することができる。この算出値に従って力率改善用コン
デンサを投入すれば、最終的な力率を管理値まで容易に
到達させることができる。
【００２０】さらに本発明に従えば、負荷と力率改善用
コンデンサとの組合せに対応して力率が算出され、学習
手段によって学習される。一定期間の力率を有効電力量
計測手段と無効電力量計測手段からの計測値に従って算
出しながら、学習結果を用いて、最終的に力率が管理値
に到達するように、制御手段は力率改善用コンデンサを
投入する切換えを行うので、新たに力率改善用のコンデ
ンサなどを設ける必要がなく、大負荷に対応して設けら
れている力率改善用コンデンサを利用して力率改善用コ
ンデンサが設けられていない小負荷に対する力率改善も
併せて行うことができる。
コンデンサとの組合せに対応して力率が算出され、学習
手段によって学習される。一定期間の力率を有効電力量
計測手段と無効電力量計測手段からの計測値に従って算
出しながら、学習結果を用いて、最終的に力率が管理値
に到達するように、制御手段は力率改善用コンデンサを
投入する切換えを行うので、新たに力率改善用のコンデ
ンサなどを設ける必要がなく、大負荷に対応して設けら
れている力率改善用コンデンサを利用して力率改善用コ
ンデンサが設けられていない小負荷に対する力率改善も
併せて行うことができる。
【００２１】
【実施例】図１は本発明の一実施例の概略的な電気的構
成を示し、図２は図１の実施例の動作を示し、図３は図
１の実施例による力率の予測と管理状態を示す。
成を示し、図２は図１の実施例の動作を示し、図３は図
１の実施例による力率の予測と管理状態を示す。
【００２２】図１に示すように、工場などの受変電設備
１は、電力会社から供給される電力を受電し、遮断器２
を介して変圧器３で降圧する。降圧された電力は、有効
積算電力量計５および無効積算電力量計６によって有効
電力量および無効電力量がそれぞれ継続的に計測されな
がら、配電ライン７を介して工場などの電力消費設備に
供給される。配電ライン７に接続される電力消費設備の
うち、大部分の電力を消費するのは大負荷１１〜１ｍで
あり、製鋼所などの金属加工工場では電気炉や圧延設備
である。各大負荷１１〜１ｍは、スイッチ２１〜２ｍを
介して投入または遮断を切換え可能である。各大負荷１
１〜１ｍには、力率改善用コンデンサ３１〜３ｍがスイ
ッチ４１〜４ｍによって個別的に投入または遮断を切換
え可能に設けられている。各大負荷１１〜１ｍと各力率
改善用コンデンサとを組み合わせると、それぞれの力率
は電力会社との契約条件を満たす所定の範囲内に調整さ
れる。
１は、電力会社から供給される電力を受電し、遮断器２
を介して変圧器３で降圧する。降圧された電力は、有効
積算電力量計５および無効積算電力量計６によって有効
電力量および無効電力量がそれぞれ継続的に計測されな
がら、配電ライン７を介して工場などの電力消費設備に
供給される。配電ライン７に接続される電力消費設備の
うち、大部分の電力を消費するのは大負荷１１〜１ｍで
あり、製鋼所などの金属加工工場では電気炉や圧延設備
である。各大負荷１１〜１ｍは、スイッチ２１〜２ｍを
介して投入または遮断を切換え可能である。各大負荷１
１〜１ｍには、力率改善用コンデンサ３１〜３ｍがスイ
ッチ４１〜４ｍによって個別的に投入または遮断を切換
え可能に設けられている。各大負荷１１〜１ｍと各力率
改善用コンデンサとを組み合わせると、それぞれの力率
は電力会社との契約条件を満たす所定の範囲内に調整さ
れる。
【００２３】配電ライン７には、また、工場内や事務所
などの照明や空調などとして使用される小負荷５１〜５
ｎがスイッチ６１〜６ｎを介して接続される。小負荷５
１〜５ｎの消費電力は、大負荷１１〜１ｍに比較して小
さい。小負荷５１〜５ｎには、特に、力率改善用コンデ
ンサは設けられない。大部分の大負荷１１〜１ｍが投入
されているときには、小負荷５１〜５ｎによって消費さ
れる電力の割合は相対的に小さく、投入されている大負
荷１１〜１ｍにそれぞれ対応する力率改善用コンデンサ
３１〜３ｍが接続されていれば、総合的な力率は所定の
範囲内に収めることができる。
などの照明や空調などとして使用される小負荷５１〜５
ｎがスイッチ６１〜６ｎを介して接続される。小負荷５
１〜５ｎの消費電力は、大負荷１１〜１ｍに比較して小
さい。小負荷５１〜５ｎには、特に、力率改善用コンデ
ンサは設けられない。大部分の大負荷１１〜１ｍが投入
されているときには、小負荷５１〜５ｎによって消費さ
れる電力の割合は相対的に小さく、投入されている大負
荷１１〜１ｍにそれぞれ対応する力率改善用コンデンサ
３１〜３ｍが接続されていれば、総合的な力率は所定の
範囲内に収めることができる。
【００２４】大負荷１１〜１ｍの投入または遮断の切換
えは、原則として生産計画や定期修理などの操業計画に
従って行われる。しかしながら、臨時に計画が変更にな
ったり、設備の補修が必要になることも多い。小負荷５
１〜５ｎの投入または遮断の切換えについては、季節、
天候、曜日など、種々様々の要因に従って変化し、その
詳細な予測は困難である。有効積算電力量計５および無
効積算電力量計６の指示値を基に、力率を管理すべき一
定の単位期間、たとえば１カ月毎に、力率予測装置７０
は、途中までの実績に基づき力率の予測を行う。予測の
精度を高めるため、過去のデータの学習結果を学習テー
ブル７１に記憶しておく。予測結果は、表示装置７２に
画面表示する。また、予測結果を基に、期間内の最終的
な力率を目標とする力率管理値以上にに収めるために必
要な力率改善用コンデンサ３１〜３ｍの投入スケジュー
ルを算出する。この結果に従って、力率管理装置７３
は、スイッチ４１〜４ｍを制御し、対応する大負荷１１
〜１ｍが遮断されている力率改善用コンデンサ３１〜３
ｍの投入を行う。
えは、原則として生産計画や定期修理などの操業計画に
従って行われる。しかしながら、臨時に計画が変更にな
ったり、設備の補修が必要になることも多い。小負荷５
１〜５ｎの投入または遮断の切換えについては、季節、
天候、曜日など、種々様々の要因に従って変化し、その
詳細な予測は困難である。有効積算電力量計５および無
効積算電力量計６の指示値を基に、力率を管理すべき一
定の単位期間、たとえば１カ月毎に、力率予測装置７０
は、途中までの実績に基づき力率の予測を行う。予測の
精度を高めるため、過去のデータの学習結果を学習テー
ブル７１に記憶しておく。予測結果は、表示装置７２に
画面表示する。また、予測結果を基に、期間内の最終的
な力率を目標とする力率管理値以上にに収めるために必
要な力率改善用コンデンサ３１〜３ｍの投入スケジュー
ルを算出する。この結果に従って、力率管理装置７３
は、スイッチ４１〜４ｍを制御し、対応する大負荷１１
〜１ｍが遮断されている力率改善用コンデンサ３１〜３
ｍの投入を行う。
【００２５】図２は、力率予測装置７０の動作を示す。
ステップａ１からいったん動作を開始すると、ステップ
ａ２〜ａ１３を毎日繰り返す。ステップａ２では、有効
積算電力量計５および無効積算電力量計６から当日の有
効指示Ｐi および無効指示Ｑi をそれぞれ読み取ってキ
ーボードなどから入力する。入力されたデータはメモリ
に記憶される。ステップａ３では、前日に入力された有
効指示Ｐi-1 および無効指示Ｑi-1 との差から、次の第
６式および第７式に従って１日分の有効量Ｐｄおよび無
効量Ｑｄがそれぞれ算出される。
ステップａ１からいったん動作を開始すると、ステップ
ａ２〜ａ１３を毎日繰り返す。ステップａ２では、有効
積算電力量計５および無効積算電力量計６から当日の有
効指示Ｐi および無効指示Ｑi をそれぞれ読み取ってキ
ーボードなどから入力する。入力されたデータはメモリ
に記憶される。ステップａ３では、前日に入力された有
効指示Ｐi-1 および無効指示Ｑi-1 との差から、次の第
６式および第７式に従って１日分の有効量Ｐｄおよび無
効量Ｑｄがそれぞれ算出される。
【００２６】 Ｐｄ＝Ｐi −Ｐi-1 …（６） Ｑｄ＝Ｑi −Ｑi-1 …（７） 次に、有効累計Ｐｔおよび無効累計Ｑｔが、第８式およ
び第９式からそれぞれ算出される。
び第９式からそれぞれ算出される。
【００２７】 Ｐｔ＝Ｐｄi ＋Ｐｄi-1 ＋ … ＋Ｐｄ1 …（８） Ｑｔ＝Ｑｄi ＋Ｑｄi-1 ＋ … ＋Ｑｄ1 …（９） ただし、Ｐｄi ，Ｑｄi は当日、Ｐｄi-1 ，Ｑｄi-1 は
前日、Ｐｄ1 ，Ｑｄ1 は第１日目の有効量および無効量
をそれぞれ示す。次に、日力率および月力率が、第１０
式および第１１式からそれぞれ算出される。
前日、Ｐｄ1 ，Ｑｄ1 は第１日目の有効量および無効量
をそれぞれ示す。次に、日力率および月力率が、第１０
式および第１１式からそれぞれ算出される。
【００２８】 ｃｏｓθd ＝Ｐｄ／√（Ｐｄ2＋Ｑｄ2） …（10） ｃｏｓθM ＝Ｐｔ／√（Ｐｔ2＋Ｑｔ2） …（11） ステップａ４では、力率予測の有無を判断し、無しであ
ればステップａ２に戻って入力を待ち、有りであればス
テップａ５で、学習データの埋め込みを行う。まず、表
２に示すような内容の学習テーブル７１を検索して、当
日以降の１日毎の条件、すなわち負荷曲線、定期修理、
力率改善用コンデンサの投入状態が一致するデータの中
から力率を選び出す。選び出された力率を、当日以降の
１日毎の日力率として埋め込む。同時に前記学習テーブ
ル７１上のデータの中から、有効量ＰｄN および無効量
ＱｄN を読み出し、ステップａ６で、力率を演算して求
め、ステップａ７で月間力率予測曲線を、図３に示すよ
うに表示装置７２の表示画面上に描く。
ればステップａ２に戻って入力を待ち、有りであればス
テップａ５で、学習データの埋め込みを行う。まず、表
２に示すような内容の学習テーブル７１を検索して、当
日以降の１日毎の条件、すなわち負荷曲線、定期修理、
力率改善用コンデンサの投入状態が一致するデータの中
から力率を選び出す。選び出された力率を、当日以降の
１日毎の日力率として埋め込む。同時に前記学習テーブ
ル７１上のデータの中から、有効量ＰｄN および無効量
ＱｄN を読み出し、ステップａ６で、力率を演算して求
め、ステップａ７で月間力率予測曲線を、図３に示すよ
うに表示装置７２の表示画面上に描く。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２において、負荷曲線、定期修理および
コンデンサの３種類の要素の組み合わせで１つの記憶欄
のアドレスが決定される。各記憶欄には、データ記憶回
数Ｎ、有効量ＰｄN 、無効量ＱｄN および力率ｃｏｓθ
ｄN のデータが記憶される。データ記憶回数Ｎは、同じ
条件で記憶させる場合の回数である。同一条件で、有効
量Ｐｄおよび無効量Ｑｄのデータが得られたとすると、
新たなデータ記憶回数Ｎ’、有効量ＰｄN'および無効量
ＱｄN'は、次の第１２式、第１３式および第１４式から
それぞれ算出される。
コンデンサの３種類の要素の組み合わせで１つの記憶欄
のアドレスが決定される。各記憶欄には、データ記憶回
数Ｎ、有効量ＰｄN 、無効量ＱｄN および力率ｃｏｓθ
ｄN のデータが記憶される。データ記憶回数Ｎは、同じ
条件で記憶させる場合の回数である。同一条件で、有効
量Ｐｄおよび無効量Ｑｄのデータが得られたとすると、
新たなデータ記憶回数Ｎ’、有効量ＰｄN'および無効量
ＱｄN'は、次の第１２式、第１３式および第１４式から
それぞれ算出される。
【００３１】 Ｎ’ ＝Ｎ＋１ …（12） ＰｄN'＝｛（ＰｄN ×Ｎ）＋Ｐｄ｝／（Ｎ＋１） …（13） ＱｄN'＝｛（ＱｄN ×Ｎ）＋Ｑｄ｝／（Ｎ＋１） …（14） 新たな力率ｃｏｓθN は、新たな有効量ＰｄN'および無
効量ＱｄN'を有効量Ｐｄおよび無効量Ｑｄとして、第１
０式から求めることができる。このように、同一条件の
データを長期間採取学習させることによって、有効量Ｐ
ｄN 、無効量ＱｄN および力率ｃｏｓθｄN のデータを
真値に近づけることが可能となる。
効量ＱｄN'を有効量Ｐｄおよび無効量Ｑｄとして、第１
０式から求めることができる。このように、同一条件の
データを長期間採取学習させることによって、有効量Ｐ
ｄN 、無効量ＱｄN および力率ｃｏｓθｄN のデータを
真値に近づけることが可能となる。
【００３２】ステップａ８では、図３に示すような月間
力率予測曲線と、たとえば９９．５％である力率管理値
との比較を行う。力率管理値に到達しない場合は、ステ
ップａ９で、コンデンサ投入データの埋め込みを行う。
投入する力率改善用コンデンサは、当日以降では遮断の
予定の大負荷に対応するものであり、負荷曲線および定
期修理は同一条件で、そのような力率改善用コンデンサ
の投入を加えた条件のデータを学習テーブル７１から検
索する。新たな条件への入れ替えは、当日に近い日につ
いて順次行う。ステップａ１０で、月末までの日力率お
よび月力率を演算して求める。ステップａ１１では、演
算結果が力率管理値以上となって、管理目標範囲以内で
あるか否かを判断する。力率管理値に到達しないときに
は、ステップａ９に戻り、コンデンサの投入日を１日増
加させて、力率の予測処理を繰り返す。
力率予測曲線と、たとえば９９．５％である力率管理値
との比較を行う。力率管理値に到達しない場合は、ステ
ップａ９で、コンデンサ投入データの埋め込みを行う。
投入する力率改善用コンデンサは、当日以降では遮断の
予定の大負荷に対応するものであり、負荷曲線および定
期修理は同一条件で、そのような力率改善用コンデンサ
の投入を加えた条件のデータを学習テーブル７１から検
索する。新たな条件への入れ替えは、当日に近い日につ
いて順次行う。ステップａ１０で、月末までの日力率お
よび月力率を演算して求める。ステップａ１１では、演
算結果が力率管理値以上となって、管理目標範囲以内で
あるか否かを判断する。力率管理値に到達しないときに
は、ステップａ９に戻り、コンデンサの投入日を１日増
加させて、力率の予測処理を繰り返す。
【００３３】ステップａ１１で力率が力率管理値以上で
あるときは、ステップａ１２で力率予測曲線を作成し、
ステップａ１３でコンデンサの投入日を指示する。ステ
ップａ８で予測される力率が力率管理値以上となると
き、またはステップａ１３が終了したとき、ステップａ
１４で月間最終力率を出力し、ステップａ２に戻る。な
お、ステップａ２のデータ入力は、テレメータ装置など
を用いて、全部自動的に行うこともできる。
あるときは、ステップａ１２で力率予測曲線を作成し、
ステップａ１３でコンデンサの投入日を指示する。ステ
ップａ８で予測される力率が力率管理値以上となると
き、またはステップａ１３が終了したとき、ステップａ
１４で月間最終力率を出力し、ステップａ２に戻る。な
お、ステップａ２のデータ入力は、テレメータ装置など
を用いて、全部自動的に行うこともできる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大負荷に
対応して設けられている力率改善用コンデンサの投入ま
たは遮断の切換えで、小負荷に対して大負荷用の力率改
善用コンデンサを投入した場合の力率を学習結果に従っ
て精度よく予測することができる。この正確な予測に基
づき、負荷の運転計画などを見直せば、容易に力率を改
善して契約条件を満たすようにすることができる。
対応して設けられている力率改善用コンデンサの投入ま
たは遮断の切換えで、小負荷に対して大負荷用の力率改
善用コンデンサを投入した場合の力率を学習結果に従っ
て精度よく予測することができる。この正確な予測に基
づき、負荷の運転計画などを見直せば、容易に力率を改
善して契約条件を満たすようにすることができる。
【００３５】また本発明によれば、力率が予め定める基
準値よりも小さいときに、力率改善用コンデンサを投入
して、力率を基準値に到達させるのに要する力率改善用
コンデンサの接続時間を容易に算出することができる。
これによって人間が経験に頼って判断するために生じる
判断ミスを無くすことができる。
準値よりも小さいときに、力率改善用コンデンサを投入
して、力率を基準値に到達させるのに要する力率改善用
コンデンサの接続時間を容易に算出することができる。
これによって人間が経験に頼って判断するために生じる
判断ミスを無くすことができる。
【００３６】さらに本発明によれば、学習結果を利用し
て、力率が一定期間内に管理値の条件を満たすように、
力率改善用コンデンサの投入または遮断の切換えを行う
ことができる。人間が過去の経験から判断するよりも正
確に切換えることができ、作業負荷も大きく軽減させる
ことができる。
て、力率が一定期間内に管理値の条件を満たすように、
力率改善用コンデンサの投入または遮断の切換えを行う
ことができる。人間が過去の経験から判断するよりも正
確に切換えることができ、作業負荷も大きく軽減させる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例の概略的な電気的構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】図１の実施例の力率予測を示すグラフである。
【図４】力率改善用コンデンサの原理を示す電気回路図
およびベクトル図である。
およびベクトル図である。
１ 受変電設備 ５ 有効積算電力量計 ６ 無効積算電力量計 １１〜１ｍ 大負荷 ２１〜２ｍ，４１〜４ｍ，６１〜６ｎ スイッチ ３１〜３ｍ 力率改善用コンデンサ ５１〜５ｎ 小負荷 ７０ 力率予測装置 ７１ 学習テーブル ７２ 表示装置 ７３ 力率管理装置
Claims (3)
- 【請求項１】 個別的に投入または遮断の切換えが可能
な複数の大小の負荷を含む電力消費設備の力率を予測す
る方法において、 各大負荷に対応して、各大負荷とともに投入すると力率
が予め定める管理値以上となるように容量が設定され、
個別的に投入または遮断の切換えが可能な力率改善用コ
ンデンサを設け、 小負荷には力率改善用コンデンサを設けないでおき、 電力消費設備全体の有効および無効電力量を計測する手
段を設け、 各負荷の投入または遮断の切換えと、各力率改善用コン
デンサの投入または遮断の切換えとの組合せに応じて、
予め定める単位時間に対する有効電力量および無効電力
量の計測値を学習しながら、 学習された計測値を、一定期間内に使用予定の負荷に対
応して加算し、加算結果としての有効電力量および無効
電力量に基づいて総合的な力率を予測することを特徴と
する電力消費設備の力率予測方法。 - 【請求項２】 前記予測された力率が前記予め定める管
理値よりも小さいとき、 対応する大負荷が遮断されている力率改善用コンデンサ
を投入する状態を想定し、総合的な力率が前記管理値に
到達までに要する時間を算出することを特徴とする請求
項１記載の電力消費設備の力率予測方法。 - 【請求項３】 複数の大小の負荷を含む電力消費設備の
力率を管理する装置において、 大負荷毎に設けられ、各大負荷とともに投入すると力率
が予め定める管理値以上となるように容量が設定され、
大負荷とは独立に投入または遮断を切換え可能な力率改
善用コンデンサと、 電力消費設備全体に対する有効電力量を計測する有効電
力用計測手段と、 電力消費設備全体に対する無効電力量を計測する無効電
力量計測手段と、 有効電力量計測手段および無効電力量計測手段からの出
力に応答し、有効電力量と無効電力量との計測値から力
率を算出する力率算出手段と、 予め定める一定期間について、各負荷を投入または遮断
する予定を設定する負荷予定設定手段と、 前記一定期間の途中までに、負荷と力率改善用コンデン
サとの実際の組合せに対応する力率算出手段の出力を学
習する学習手段と、 前記一定期間の全体で力率が前記管理値以上となるよう
に、学習手段の学習結果に基づいて、負荷予定設定手段
に設定されている予定に従って力率を予測しながら投入
されていない大負荷に対応して設けられている力率改善
用コンデンサを投入するように切換える制御手段とを含
むことを特徴とする電力消費設備の力率管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7048085A JPH08251824A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 電力消費設備の力率予測方法および力率管理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7048085A JPH08251824A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 電力消費設備の力率予測方法および力率管理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08251824A true JPH08251824A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12793493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7048085A Withdrawn JPH08251824A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 電力消費設備の力率予測方法および力率管理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08251824A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872941A2 (de) * | 1997-04-15 | 1998-10-21 | FRAKO Kondensatoren- und Anlagenbau GmbH | Verfahren zur zentralen Blindleistungskompensation in einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
| JP2004283889A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 熱間圧延装置及び方法 |
| JP2010124553A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 力率改善促進システム |
| JP2013070513A (ja) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 進相コンデンサ制御装置、及び、力率調整器 |
| KR101598475B1 (ko) * | 2015-05-22 | 2016-03-02 | (주)에스엔 | 다중 역률 제어기 |
| KR101598474B1 (ko) * | 2015-05-22 | 2016-03-02 | (주)에스엔 | 다중 역률제어 기반 수배전반 |
| JP2017535239A (ja) * | 2014-11-19 | 2017-11-24 | ペルシェ，マテュー | 無効電力量の消費を最適化する方法 |
| CN109270338A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-25 | 山东省产品质量检验研究院 | 低压电器短路试验功率因数的等周期拟合测量方法 |
| JP2020054114A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 進相コンデンサ制御装置、デマンド制御装置及びプログラム |
| JP2020193977A (ja) * | 2014-09-12 | 2020-12-03 | ベルキン・インターナショナル・インコーポレイテッド | 自己較正式無接触電力消費量感知 |
-
1995
- 1995-03-08 JP JP7048085A patent/JPH08251824A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872941A3 (de) * | 1997-04-15 | 2000-01-26 | FRAKO Kondensatoren- und Anlagenbau GmbH | Verfahren zur zentralen Blindleistungskompensation in einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
| EP0872941A2 (de) * | 1997-04-15 | 1998-10-21 | FRAKO Kondensatoren- und Anlagenbau GmbH | Verfahren zur zentralen Blindleistungskompensation in einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz und Vorrichtung zur Durchführung desselben |
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| JP2013070513A (ja) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 進相コンデンサ制御装置、及び、力率調整器 |
| JP2020193977A (ja) * | 2014-09-12 | 2020-12-03 | ベルキン・インターナショナル・インコーポレイテッド | 自己較正式無接触電力消費量感知 |
| JP2017535239A (ja) * | 2014-11-19 | 2017-11-24 | ペルシェ，マテュー | 無効電力量の消費を最適化する方法 |
| KR101598474B1 (ko) * | 2015-05-22 | 2016-03-02 | (주)에스엔 | 다중 역률제어 기반 수배전반 |
| WO2016190492A1 (ko) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | (주)에스엔 | 다중 역률 제어기 |
| US10027117B2 (en) | 2015-05-22 | 2018-07-17 | Sn Co., Ltd. | Multi-power factor controller |
| KR101598475B1 (ko) * | 2015-05-22 | 2016-03-02 | (주)에스엔 | 다중 역률 제어기 |
| CN109270338A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-25 | 山东省产品质量检验研究院 | 低压电器短路试验功率因数的等周期拟合测量方法 |
| CN109270338B (zh) * | 2018-09-14 | 2020-07-10 | 山东省产品质量检验研究院 | 低压电器短路试验功率因数的等周期拟合测量方法 |
| JP2020054114A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 進相コンデンサ制御装置、デマンド制御装置及びプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |