JPS61285026A

JPS61285026A - 使用電力の管理方法

Info

Publication number: JPS61285026A
Application number: JP60125855A
Authority: JP
Inventors: 谷吉　修一; 紳一郎山名; 宮崎　容治
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1985-06-10
Publication date: 1986-12-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野１本発明は、使用電力の管理方法に係り、特に、大電力を
使用する工場群内に点在する各設備の電気至内の各供給
フィーダの使用電力量を中央に伝送、集積して、これが
中位時間に使用する契約電力を超えないように管理抑制
する際に用いるのに好適な、各設備の供給フィーダの使
用電力量を集積して管理するための使用電力の管理方法
の改良に関する。【従来の技術）一般に、大電力需要家である製鉄所等では、唄定単位時
間の使用電力の上限値が電力会社との契約で取決められ
ている。この契約電力は、なるべく低くして、いわゆる
高負荷率で使用する方が得策であり、そのために月に数
回発生する最大デマンドを予測管理し、これを抑制して
契約電力を超過しないように監視運営することが重要で
ある。従って、従来から、使、用電力量を監視運営する方法と
して、比率制御法、予測制御法等が提案されている。前
者の比率制御法は、使用最大電力量を設定し、実際の使
用電力量がこれ以上となったときに直ちに電力負荷を切
離す方法であるが、前記のように大電力需要の製鉄所の
ような大工場群の集りである場合、直ちに予定の電力負
荷を切離すことは実操業上困難を伴うことが多く、電力
減少までの時間遅れを生じる。従って、この時間遅れを
見込む必要があるが、現実には、個々の負荷減少と負荷
削減の状況が把握できないことが多いという問題点を有
する。一方、後者の予測制御法は、単位時間の最初から一定時
間経過後の使用電力量より、前記単位時間の終了時にお
ける使用電力量を予測し、この予測使用電力量と契約電
力を比較して、負荷を増減する方法である。使用電力量
の予測方法としては、いわゆる直線予測法や微分予測法
の他、出願人が既に特開昭５９−７２９３６で開示した
ような予測式を用いる方法が提案されている。又、前記予測制御法をより実際に適するようにしたデマ
ンド監視方法としては、特開昭５５−７４３１９に開示
された、負荷の減少可能なフィーダ毎の負荷減少操作に
必要な時間と、負荷減少に伴う減少使用電力量と、単位
時間での総使用電力量の変動分が規定電力山を越えるこ
とのない推定総使用電力漫から監視上限使用電力量を定
め、使用電力量が該監視上限使用電力量を超えたときに
は警報を発すると共に、負荷の減少が可能な配電フィー
ダのうち適切な配電フィーダと減少を開始すべき時刻と
を指令し、使用電力量を減少するようにした使用電力監
視方法や、出願人が持顆昭５９−４４６７５で既に提案
した、予測電力量と予測誤差の平均値及びばらつきから
予測電力量が契約電力を超過する確率を求め、該超過確
率が設定値を超えるときに使用電力量の抑制を促す警報
を発するようにした契約電力漫の超過防止方法が提案さ
れている。【発明が解決しようとする問題点】前記のような使用電力の管理方法では、いずれにしても
、各設備の供給フィーダの使用電力量を集積して迅速且
つ適確に把握する必要があるが、従来は、時々刻々と変
化する電力を適確に捉えることができず、従って、必ず
しも適確な監視運営が行われていないという問題点を有
していた。即ち、従来、分散している電気室あるいは変電所内の各
系統、各設備の電力量（ｋｗｈ）値を、中央の運転室あ
るいは監視制御所等に伝送する場合は、計量伝送が必要
な系統、設備毎にパルス発信器付きの電力量計を設けて
、その電力量計の単位毎に別々にパルス信号を中央に伝
送するようにしていた。前記パルス発信器付電力量計は、例えば、計器用変成器
ＰＴからの電圧アナログ入力（一般的にＯ〜１１０Ｖ）
と計器用変流器ＣＴからの電流アナログ入力（一般的に
０〜５Ａ）の２要素入力によって誘導円板を回転させ、
積算電力１１１［を得てカウンタに表示すると同時に、
誘導円板の゛回転を歯型運動に置換して、一定電力量値
毎に接点を閉じる機構が付加されたものが用いられてい
る。近年は、以上の機緘的機構を電子動作に置換し、精
度向上を計った、電子式のパルス発信器付電力量計も汎
用化されている。いずれにしても、一定電力量値毎に開閉する前記接点機
構（Ｎ予成の場合は水銀リレー若しくはフォトカブラに
より無接点化されている）に対して、伝送信号の受信側
となる中央の電力量値集積盤から電圧を印加することに
より、中央側において電力ｌ値をパルス信号として得る
ことができる。従って、中央側の電力１１ｉａ集積盤では、前記パルス
信号を管理する間隔（例えば１Ｅｒ、１力月）毎にカウ
ントすることにより、その期間中の電力量値を得るよう
にしている。しかしながら、いずれにしても、電力量値（ｋｗｈ）と
いう結果は大きな時間遅れがあり、時間要素の入ってい
ない瞬時毎の電力値（ｋｗ）を中央で正確に把握するこ
とはできない。従って、どの設備が現時点でいくらの電
力を使用しているか、及び、現時点よりどの設備又はど
の系統フィーダを停止すれば、どれ位電力が下がるかを
迅速に知った上で、敏速且つ的確な対応策を採る必要が
ある、前記使用電力の管理を必ずしも的確に行うことが
できなかった。これは、デマンド制御だけでなく、省エ
ネルギ制御の場合にも同様である。このような問題点を解決するべく、パルス発信器付の電
力量計とは別に、当該系統フィーダあるいは各設備に電
力計を設置し、これによって測定したアナログ値に基づ
く電力信号を中央に個別伝送して、総合計して集積する
方法を取ることも考えられるが、その場合には、コスト
が高くなるだけでなく、長距離のアナログ伝送により電
力値の伝送精度が悪くなるという問題点を有していた。［発明の目的１本発明は、前記従来の問題・点を解消するべくなされた
もので、別に電力計を設置することなく、各設備の供給
フィーダの使用電力を迅速且つ的確に把握することがで
き、従って、高精度の管理を行うことができる使用電力
の管理方法を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段１本発明は、各設備の供給フィーダの使用電力量を集積し
て管理するための使用電力の管理方法において、第１図
に実線でその要旨を示す如く、各系統フィーダの使用電
力量を微小時間で微小電力１１ｉａ毎に計測し、計測さ
れた微小電力量値を時系列的に所定回数分記憶し、記憶
された所定回数の微小電力量値を次々に移動平均して、
各系統フィーダ別に短時間毎の平均電力を求め、該平均
電力を積み上げて、短時間毎の総合使用電力を次々に求
め、該短時間毎の総合使用電力をもとに、残り時間内に
抑制削減すべき電力を次々に求め、目標電力又は目標電
力量内に収まるように使用電力を削減するようにして、
前記目的を達成したものである。又、本発明は、第１図に破線で示す如く、更に前記短時
間毎の総合使用電力を積算して、単位期間当り又は長期
間の電力量を求めるようにしたものである。【作用１本発明は、各設備の供給フィーダの使用電力量を集積し
て管理するに際して、微小時間で微小電力量値毎に計測
された各系統フィーダの微小電力量値を、時系列的に所
定回数分ずつ次々に移動平均して、各系統フィーダ別に
短時間毎の平均電力を求め、該平均電力を積上げて、短
時間毎の総合使用電力を次々に求めるようにしているの
で、電力計を用いることなく、瞬時の電力を迅速且つ的
確に把握することができる。又、前記短時間毎の総合使
用電力を基に、残り時間内に抑制削減すべき電力を次々
に求めるようにしているので、抑制削減すべき電力を正
確に求めて、目標電力又は目標電力量内に収まるように
使用電力を的確に削減することができる。更に、前記短
時間毎の総合使用電力を積算して、単位期間当り又は長
期間の電力ｌを求めるようにしているので、単一のシス
テム構成で、電力値と電力ａ値を共に求めることができ
る。【実施例］以下図面を参照して、本発明の＊施例を詳細に説明する
。第２図は、本実施例の全体構成及び本発明の演障処理を
担当するマイクロコンピュータ１０の内部ソフトブロッ
ク構成を示すものである。用場の分散している電気至あるいは変電所内の各系統、
各設備の電力量（ｋｗｈ）値は、各系統、各設備毎に設
けた電子式のパルス発信器付電力量計１２−１〜１２−
ｎからのパルス信号として、中央に設置した、電力量値
及び電力値を演算して割出す前記マイクロコンピュータ
１０に集積される。ここで本発明の特徴として、前記パルス発信器付電力量
計１２−１〜１２−ｎのパルスレートく１パルス当りの
電力量値）を極端に小さくし、例えば１パルス当り０．
ｌｋｗｈとしている。即ち、１パルス当りの電力量値の
重みを小さくして侵述の電力値及び電力量値の？１度を
向上している。即ち、前記パルス発信器付電力量計１２
−１〜１２−ｎは、０．１ｋｗｈ計量する毎に細か（パ
ルスを発信して、その後は中央のマイクロコンピュータ
１０内での集積カウントが行われる。前記マイクロコンピュータ１０内に入力されたパルス信
号は、短期バッファカウンタ１０Ａにより、ｖＱ備毎、
系統毎に一定時間Ｔ（例えば３０秒間）パルスカウント
される。この短期バッファカウンタ１０Ａの機能テーブ
ルは、例えば第３図に示すように構成されており、各設
備、各系統毎のパルス発信器付電力量計１２−１〜１２
−ｎからのパルス信号は、第３図に示す如く、各設備、
各系統毎（ａ〜９〜・・・）に振分けられ、一定時間Ｔ
内に到来するパルス数がカウントされて、カウンタＣａ
−ｃｏ〜・・・に蓄えられていく。前記短期バッファカウンタ１０Ａで一定時間下パルスカ
ウントされたデータは、一定時間Ｔが軽過する毎に、次
のデータエリアＩＯＢに掃き出され、ここで常に最ｆＴ
ｋ回分（例えば１０回分）の設備毎、系統毎のデータが
格納される。該データエリアＩＯＢの機能テーブルは、
例えば第４図に示すように構成されており、データ領域
には、ｋ回分のエリア（Ｔ１〜Ｔ７〜Ｔｋ）がある。即
ち、一定時間Ｔ毎のデータは、設備、系統毎に振分けら
れたまま、順次時間順序に従って、１１〜丁７〜Ｔｋの
データｆＲＲにスライドされる。従って、例えばｂの設
備の一定時間Ｔ毎のカウントパルス数は、Ｃｂ　＋〜Ｃ
１）７〜Ｃｂｋとに個分のデータがあることになる。こ
れは換言すれば、Ｔｘｋ時間分のパルス数をに区分して
別々に持っていることになる。Ｔｋ行の領域にデータが
格納されてデータが満杯となると、次に短期バッファカ
ウンタ１ＯＡから入力されるデータは、再び初めに戻っ
てＴ１行から古いデータを消去して、新しいデータを格
納していく。即ち、データエリア１０Ｂには、常に最新
の７ｘｋ時間分のデータが格納されていく。次に、電力値演算処理部１０Ｃでは、前記データエリア
１０Ｂの機能テーブルからデータを設備、系統毎にに回
分読み出してきて、移動平均化と電力値換算演算を施し
て、その結果を外部のＣＲＴ１４に出力する。具体的に
は、この電力値演算処理部１０Ｃは、次式の演算処理を
行う。（會Ｃｎ／ｋ）Ｘ［パルスレート］九１１ｘ　（３６００／Ｔ）・・・（１）表この（１）式のΣＣｎは、Ｔ１〜Ｔｋのパルス八：１数を積算するものであり、これをｋで割って、Ｔ１〜Ｔ
ｋのデータを平均値演算している。従って、これにより
最新に個のデータの移動平均を求めたことになる。換言
すれば、最新Ｔｘｋ時間内の定時間当りの平均パルス数
を示している。これは最も新しい電力使用状況をあるス
パン（ＴＸｋ　”）をもって平均化して適確に把握する
ためである。今、データエリア機能テーブルのある設備について、一
定時間Ｔ毎のパルスカウント数の推移が、例えば２１．
２２．２０．１９．２０．１８．１７．１６．１６．１
６．１７．１８．２０，３５．２１・・・であったとす
ると、１０回分（ｋ−１０）の移動平均は、それぞれ１
８．５．１８，１．１７．９．１７．９．１９．５．２
０．５となる。この移動平均により、全体の数値変化の傾向が判別し易
くなり、しかも、異常に大きな突発値（前記例の３５）
が発生しても、平均化によってなまされるので、データ
の本質を掴むことができる。次にパルスレート（実施例では０．ｌｋｗｈ／パルス）
を乗じているのは、パルス数から電力量値に変換するた
めである。これによって、最新の移動平均の定時間当り
の使用電力量値実績が求まる。更に、この結果に対して３６００秒／Ｔ秒を掛けて、電
力値に換算している。即ち、現在の電力量使用状況が１
時間当りに換算されたことになる。前記の計算を設備、系統別に、あるいは集約して計算し
て、前記ＣＲＴ１４及びデマンド演算処理部１０Ｄに出
力する。このデマンド演算処理部１０Ｄは、規定時間内
に使用電力を′契杓電力内に抑制するためには、現状よ
りいくらの電力を抑制しなければならないかの演算をし
、且つそれを前記ＣＲＴ１４に抑制電力経過のグラフ表
示を含めて、操作ガイダンスとして表示するものである
。前記マイクロコンピュータ１０は、上記の電力値の演算
処理以外にも、本来の機能としての電力ｌ値の演算割出
し機能も持合わせている。即ち、前記短期バッファカウ
ンタ１０Ａによって一定時間Ｔ毎にパルスカウントされ
たデータは、逐一、長期バッファカウンタ１０Ｅに移さ
れ、より長期スパンの管理上の期間（例えば１日、１力
月・・・）に亘ってパルスカウント積算され、電力量値
演算処理部１０Ｆによって、積算パルスカウント値から
電力量値へのレート変換演算がなされて、外部のプリン
タ１６へ、操業結果実績管理値として、設備、系統毎あ
るいはある程度集約されてプリントアウトされる。本実施例における電力値のステップ応答例を第５図に示
す。第５図において、黒の棒グラフＡは実際の電力値を
示し、白の棒グラフＢは本実施例における電力値の演算
結果のステップ応答を示すものである。横軸を１分間隔
としているので、５分間（−３０秒×１０回）の；１れ
が生じているが、実際の運用においては、Ｔ及びＴｘｋ
も小さくしており、又パルスレートも小さくしているの
で、何ら支障なく的確な電力値を得ることができる。このＴ、ｋ及びパルスレートは、設備の負荷容量及び負
荷の変化度合を参考として設定することができる。次に、本実施例における電力監視の具体的な例を説明す
る。この例においては、特開昭５９−７２９３６又は特願昭
５９−４４６７５で提案した予測方法により、工場全体
で約１１００００ｋ契約電力値より超過することがエネ
ルギーセンターで１８時３０分に予測されたので、各工
場側に電力削減指令を伝達している。この場合、均鉱工
場のみの約３０００　ｋｗ　（電力削減時間３０分間、
削減電力量１５００ｋｗｈ）の削減目標電力値（固定値
）の例であるが、削減対象工場が他の工場である場合も
同様である。前記指令伝達と同時に、第６図に示すような電力デマン
ド監視画面がＣＰＴｌ　４上に点灯表示され、均鉱電力
使用状況が画面上に棒グラフで設備別、例えば受入れフ
ィーダ（青色）、整粒フィーダ（赤色）、払出しフィー
ダ（黄色）、雑原フィーダ〈白色）別に表示される。従
って、この棒グラフを基に現時点的８５００ｋｗの使用
電力値を確認し、設備停止の可能なフィーダ、その分岐
線等を考慮して優先順に次々と電力削減のための操作を
行う。操作してから約１分後、各フィーダの電力使用状況の推
移を比較判断して、電力削減状況を各フィーダ別の電力
及び総合使用電力でみる。例えばデマンド監視前８５０
０ｋｗの電力値が、抑制操作後１分では約７３００　ｋ
ｗ、次の抑制操作後１分では約６７００ｋＷとなり、５
分後には約４５００ｋｗとなって、目標削減電力を達成
できる。このよう　、。に、削減状況の推移を判断して、設備停止可能フィーダ
を優先順に次々と削減操作して目標削減電力へ近づける
。この目標削減電力（３Ｍｗ）は、削減要請指令と同時に
、画面上に緑色の点ＷＩＧで５５００ｋｗのラインに表
示される。同様に、削減電力量は３ＭＷ×３０分で、削
減指令侵３０分後に１５００ｋｗｈとなるように操作す
べき削減累積電力量を示すラインが、画面上に水色の折
１１Ｈで時々刻々と表示される。以上のように、電力削
減状況が刻々と画面上へ表示されるので、現状把握と削
減電力管理が、常に削減目標電力あるいは電力量と対比
して行える。本実施例においては、デマンド制御の経過状態をＣＰＴ
ｌ４の画面上に表示するようにしているので、電力削減
を容易に且つ適確に行うことができる。即ち、電力抑制
の要請があったとき、速やかに現時点より削減しなけれ
ばならない電力値のガイドラインが演算され、ＣＰＴｌ
４に表示されるので、操作員は棒グラフで表示する設備
別の電力使用状況に基づいて電力削減の９！ｌ！ｌを次
々に講じることができる。更に、その経過が横軸を時間
軸として規定時間まで表示されるので、経過の把握も容
易である。なお前記実施例においては、電力値をパルス信号から読
取る際に、パルス信号の数から電力値を読取るようにし
ていたが、電力値をパルス信号から読取る方法はこれに
限定されず、例えばパルス信号の到来間隔により演算し
て電力値を推定する方法を取ることも可能である。【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、専用の電力計を設
けることなく、瞬時の電力値を高精度で把握することが
でき、使用電力を的確に管理、削減することができる。又、パルス発信器付電力量計のパルスレートを極端に小
さくして、短時間刻みでの移動平均により、精度の高い
電力値を得ることができる。更に、低コストで、電力値
と電力量値の両者を得るこシステムを構成することがで
きる。又、パルスレートを非常に小さくして細かい時間
単位でパルスカウントすることにより、管理上の期間内
での電力量値の演算精度も高くすることができる。即ち
、パルスレートが大きいと、一つのパルスが管理時間の
区切りの前あるいは後に入ることにより、電力量値の計
算に時間的な粗さが生じるが、パルスレートが小さいの
で、細かい時間及びパルスで処理され、時間管理面での
精度が高い。更に、パルス伝送により電力計量するため
、伝送上の誤差が生じない等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る使用電力の管理方法の要旨を示
を流れ図、第２図は、本発明が採用された電力管理装置
の実施例の全体構成及びマイクロコンピュータの内部ソ
フトブロック構成を示すブロック線図、第３図は、前記
マイクロコンピュータで用いられている短期バッファカ
ウンタの機能テーブルを示す線図、第４図は、同じくデ
ータエリアの機能テーブルを示す線図、第５図は、前記
実施例における電力値演算のステップ応答の例を示す線
図、第６図は、同じく、デマンド制御の経過状態を表示
したＣＲＴ画面の例を示す線図である。１０・・・マイクロコンピュータ、１０Ａ・・・短期バッファカウンタ、１０Ｂ・・・データエリア、１０Ｃ・・・電力値演算処理部、１０Ｄ・・・デマンド演算処理部、１０Ｅ・・・長期バッファカウンタ、１０Ｆ・・・電力値演算処理部、１２−１〜１２−ｎ・・・パルス発信器付電力量計、１
４・・・ＣＲＴ。１６・・・プリンタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各設備の供給フィーダの使用電力量を集積して管
理するための使用電力の管理方法において、各系統フィ
ーダの使用電力量を微小時間で微小電力量値毎に計測し
、計測された微小電力量値を時系列的に所定回数分記憶し
、記憶された所定回数の微小電力量値を次々に移動平均し
て、各系統フィーダ別に短時間毎の平均電力を求め、該平均電力を積み上げて、短時間毎の総合使用電力を次
々に求め、該短時間毎の総合使用電力をもとに、残り時間内に抑制
削減すべき電力を次々に求め、目標電力又は目標電力量内に収まるように使用電力を削
減することを特徴とする使用電力の管理方法。
（２）各設備の供給フィーダの使用電力量を集積して管
理するための使用電力の管理方法において、各系統フィ
ーダの使用電力量を微小時間で微小電力量値毎に計測し
、計測された微小電力量値を時系列的に所定回数分記憶し
、記憶された所定回数の微小電力量値を次々に移動平均し
て、各系統フィーダ別に短時間毎の平均電力を求め、該平均電力を積み上げて、短時間毎の総合使用電力を次
々に求め、該短時間毎の総合使用電力を積算して、単位時間当り又
は長期間の電力量を求めることを特徴とする使用電力の
管理方法。