JPS62233024A - デマンド監視装置のデマンド予測方式 - Google Patents

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〕 本発明は、所定のデマンド時限内での使用電力量を予測
するデマンド監視装置のデマンド予測方式に関するもの
である。

〔従来技術〕

大電力を使用する企業体、官公庁等は、電力会社に対し
て使用負荷に応じた契約を結び、通常３０分を単位とす
るデマンド時限内の使用電力量が契約電力量を越えない
ように規制されている。

そのため、電力会社は単位時間の最大需要電力計（デマ
ンドメータ）を取付けて、最大需要電力の発生状況を管
理している。そして、仮に契約電力量を越えた場合には
、違約金として高額な金銭を　−支払わなくてはならな
い、そこで、このような事態が起こらないように、負荷
系統の使用電力量を監視することをデマンド監視といい
、大電力を使用する企業体等はデマンド監視装置を備え
ている。

従来、このようなデマンド監視装置のデマンド予測方式
として、第５図、第６図に示すものが知られている。

第５図中、ｌは高電圧用の電源、２はパルス発信器２ａ
が付設された積算電力計、３ａ、３ｂ・・・３ｄは該積
算電力計２の次段にこれと並列に設けられた変圧器、４
は変圧器３ａに接続された圧延機、５Ａ、５Ｂ、５Ｇは
変圧器３ｂ、３ｃ、３ｄにそれぞれ接続された他の負荷
Ａ、Ｂ、Ｃ（全体として、他の負荷５という）で、圧延
Ｊａ４は圧延サイクルに応じて所定の周期で大きく負荷
変動するのに対し、他の負荷５Ａ　、５Ｂ　、５Ｃは殆
んど負荷変動を起すことはない。

また、６はデマンド監視装置を示し、該デマンド監視装
置６は積算電力計２のパルス発信器２ａと接続されて、
該パルス発信器２ａからのパルスを取込み、第６図に示
すように電力量の予測を行う。

部ち、第６図中でデマンド時限をＴ、経過時間をｔ、現
在までの使用電力量をＱｔ、　目標電力量をＱｓ　、予
測電力量をＱＴ　、微小時間Δｔでの電力量の増加量を
ΔＱとすると、 として予想電力量を演算することができる。

この結果、（１）式で示される従来技術によるデマンド
予測方式は、経過時間ｔの時点での増加デマンド時限Ｔ
での電力量を予測するものである。そして、この方式は
負荷変動が少ない場合は高精度な予測が可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然るに、第５図のように負荷として圧延サイクルに応じ
て大きく負荷変動を生じる圧延機４を含む電力系統にあ
っては、圧延時間と段取時間とでか時間に応じて大きく
変動する。この結果、仮に圧延時間中の増加率を基準と
して（１）式による予想電力量Ｑ【を演算すると、第６
図中の点線で示す如く目標電力量Ｑｓ　に対して、予想
電力量ＱＴが大幅に上まわってしまい、逆に１段取時間
中の増加率を基準とした場合には大幅に下まわってしま
い、予想精度が極めて低くなってしまうという問題点が
ある。

本発明は前述した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、例えば圧延機負荷のように圧延サイクルによって急
激に負荷変動を起す設備に用いた場合にも、高精度な予
測を可能としたデマンド監視装置のデマンド予測方式を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明によるデマンド予
測方式は、大電力使用時間中の使用電力量ＫＷＨ＋を＠
算する手段と、小電力使用時間中の使用電力量Ｋ　Ｗ　
Ｈ２を演算する手段と、大電力使用時間と小電力使用時
間とを一つの繰返単位としてデマンド時限内の残り時間
中の繰返回数Ｎと余り時間を演算する手段と、該余り時
間での使用電力量ＫＷＨａ　をｒＡ算する手段と、前記
デマンド時限内での予測される使用電力量Ｋ　Ｗ　Ｈｘ
を演算する手段とを備え、該演算手段は予測される使用
電力量Ｋ　Ｗ　Ｈｘを、 ＫＷＨｘ　＝　（ＫＷＨＩ　＋ＫＷＨ２）Ｎ＋　ＫＷＨ
ａ として演算するように構成したことにある。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照しつ
つ説明する。なお、前述した従来技術と同一の構成要素
には同一符号を付し、その説明を省略する。

而して、１１は圧延機４用の積算電力計で、該電力計１
１にはパルス発信器１１ａが付設されている。１２．１
３，１４は他の負荷５用の積算電力計で、該各型力計１
２〜１４にもそれぞれパルス発信器１２ａ、１３ａ、１
４ａが付設されている。

１５は本実施例のデマンド監視装置で、該デマンド監視
装置１５は演算装置１６、入出力装置１７、ディスプレ
イ装置１８等から構成される装記各積算電力計２，１１
〜１４のパルス発信器２ａ、ｌｌａ〜１４ａはそれぞれ
入出力装置１７と接続され、かつ演算装置１６による演
算結果はディスプレイ装置１８で表示され、必要に応じ
てプリンタ（図示せず）によってプリントアウトされる
ようになっている。

ここで、演算装置１６は例えば処理回路（Ｃ：ＰＵ）、
記憶回路（ＲＯＭおよびＲＡＭ）等を含むマイクロコン
ピュータ、またはシーケンサとパーソナルコンピュータ
等の組合わせによって構成されている。そして、演算装
置１６は各パルス発信器２ａ、１１ａ〜１４ａから入力
されるパルスを計数し、各積算電力計２．１１〜１４に
よって計測された電力を積算する機能と、第３図に示す
プログラムに従って、予測電力量を演算する機能と、デ
ィスプレイ装置１８に演算した予測電力量、実績値等を
表示する機能と、実質的に負荷変動のない他の負荷５Ａ
〜５Ｃについてはそれぞれパルス発信器１２ａ〜１４ａ
からのパルスに基づき。

（１）式による従来技術のものと同様に残り時間として
演算する機能とを備えている。

次に、上記のようにＪｆＩＪ＆されるデマンド監視装置
１５を用いてなるデマンド予測の動作を、第２図、第３
図を参照しつつ説明する。

まず、デマンド時限Ｔのスタートによって、デマンド監
視を開始すると、演算装置１６はスタート時点の時刻と
、各積算電力計２．１１−１４のパルス発信器２ａ、１
ｌａ−１４ａから出力されているパルスに基づき計数さ
れた使用電力量とを初期値として読込む（ステップ１）
０次のステップ２はデマンド時限Ｔ内も多数回繰返しサ
ンプリングするサンプリング時刻（プログラムサイクル
）に達したか否かの待ちループで、サンプリング時刻に
達したら、現在の時刻とこの時点までの使用電力量を読
込む（ステップ３）。

次のステップ４では前回の時刻と使用電力量（最初のサ
ンプリング時刻はステップ１での初期値）に基づき、微
小時間Δｔでの電力の変化量ΔＱをΔＱ／Δｔとして演
算し、変化率を求める。この結果に基づき、次のステッ
プ５では上記変化率ΔＱ／Δｔが所定値より大きいとき
には圧延中、所定値より小さいときには段取中として判
定する。

いま、ステップ５で圧延中と判定したときは次のステッ
プ６に移り、前述した変化率ΔＱ／Δｔが変ったか否か
を監視し、この値が所定値より小さくなったときには圧
延作業が終了したものと判定し、ステップ７に移る。こ
のステップ７では圧延時間中に立てられていたフラグに
基づき、圧延時間ｔ１　と、当該圧延時間ｔ１の間に使
用された電力量ＫＷＨ，を演算する。なお、ステップ６
で圧延継続中と判定したときにはステップ１ｏに移る。

−・方、ステップ５で段取中と判定したときには、ステ
ップ８で段取が終了したか否かを監視する０段取が終了
したときにはステップ９に移り、段取時間中に立てられ
ていたフラグに基づき、段取時間ｔ２と、当該段取時間
ｔ２の間の使用電力量ＫＷＨ２を演算する。かくして、
ステップ７゜９により、使用電力量ＫＷＨ１、ＫＷＨ２
の演算が終ったら、圧延時間ｔ１　と段取時間ｔ２とか
らなる１回の繰返単位時間ｔｏ　＝ｊｌ　＋ｔ２が経過
したことになり、またこの間所定の経過時間ｔが経過し
たことになる（第２図参照）。

次に、１回の繰返単位が終ったら、演算装置１６はステ
ップ１０により、デマンド時限Ｔ内の残り時間Ｘ＝Ｔ−
ｔにおける繰返回数Ｎと余り時間ｔａを、下記の（２）
式により演算する。

ただし、ｔａ＜ｔｌ＋ｊ２である。

ここで、第２図の具体例の場合、経過時間ｔの間に１回
の繰返単位の作業が行われ、残り時間Ｔ−ｔの間には２
回の繰返回数と所定の余り時間ｔＪが存在していること
を示している。

さて、上記ステップ１０−’ｃ−繰返回数Ｎと余り時間
ｔａの演算が行われたら、次のステップ１１で余り時間
ｔａが圧延時間ｔ１よりも小さいか、または等しいかの
判定が行われる。いまステップ１１でｔａ≦ｔ１　と判
定したときには、圧延作業途中で、または圧延作業が丁
度完了したところで、デマンド時限Ｔが終了したことに
なる。従って、この場合には次のステップ１２で、余り
時間ｔａでの使用電力Ｍｊ７−　Ｋ　Ｗ　Ｈａを、下記
（３）式により演算する。

一方、ステップ１１でｔａ　＞ｔｌ　と判定したときに
は、圧延作業が完了し、段取作業中にデマンド時限Ｔが
読了したことになる（第２図の具体例の場合に該当する
）。従って、この場合には次のステップ１３で、余り時
間ｔａでの使用電力量ＫＷＨｄを、下記（４）式により
演算する。

このようにして、余り時間ｔ、での使用電力の演算が行
われたら、ステップ７．９で演算された使用電力量ＫＷ
Ｈ１、ＫＷＨ２、ステップ１０で演算された繰返手段Ｎ
等に基づき、ステップ１４で残り時間Ｘ＝Ｔ−ｔでの圧
延ａ４が使用する予測電力量Ｋ　Ｗ　Ｈｘを、下記（５
）式により演算する。

ＫＷＨｘ　＝　（ＫＷＨＩ　　＋ＫＷＨ２）ＸＮ＋　Ｋ
　Ｗ　Ｈａ・・・（５） かくして、圧延機４に関する残り時間内の予測電力量Ｋ
　Ｗ　ＨＸを求めることができるが、企業体等としては
、経過時間ｔまでの間の実使用電力酸ＫＷＨｔ、他の負
荷５Ａ　、５Ｂ　、５Ｃによる残り時間Ｘ＝Ｔ−ｔ（７
）間の予測電力ＫＷＨＡ　　、　ＫＷＨａ　。

Ｋ　Ｗ　Ｈｃを含めた、組子Ｊ１１電力量ＫＷＨＴを知
る必要がある。このため、次のステップ１５で総予測電
力量ＫＷＨｒ　を下記（６）式により求める。

Ｋ　Ｗ　Ｈｒ　＝　Ｋ　Ｗ　Ｈｔ　＋　（Ｋ　Ｗ　ＨＸ
　＋　Ｋ　Ｗ　ＨＡ’＋ＫＷＨｓ　＋ＫＷＨｃ　）”・
・（６）なお、他の負荷５Ａ、５Ｂ、５Ｃについては実
質的な負荷変動がないから、各積算電力計１２〜１４の
パルス発信器１２ａ　Ｎ１４ａからそれぞれ入力される
パルスに基づき、予測電力量ＫＷＨＡ。

ＫＷ）（ａ　　、ＫＷＨｃを（１）式による従来技術と
同様の方法で、簡単に求めることができる。また、経過
時間ｔまでの実使用電力量Ｋ　Ｗ　Ｈｔは積算電力計２
からのパルスによって演算されていることは勿論である
。

以上、ステップ１〜１５によって経過時間ｔまでの総予
測電力屋Ｋ　Ｗ　Ｈｒ　を求めることができるが、演算
装置１６は次のステップ１６で経過時間ｔがデマンド時
限Ｔに達したか否かの判定を行い、達していなければ再
びステップ２に戻って前述と同様の処理を繰返し、デマ
ンド時限Ｔに達したら処理動作が完了したことになり、
ステップ１に戻って１次のデマンド時限Ｔの間の予測動
作を再開する。なお、終業時等に停止スイッチを投入す
れば、監視動作は終ｒする。

このように、本実施例によれば、負荷変動要因である圧
延時間と段取時間を一つの繰返単位として残り時間Ｘ＝
Ｔ−ｔの間の予想電力量Ｋ　Ｗ　ＨＸを求めることがで
きるから、第４図に示す予想特性のように高精度な予測
を短時間で行うことができる。この結果、企業体内での
電力調整の発令を円滑、かつ無駄な〈実施でき、調整失
敗による契約電力量の超過をなくすことができる。

なお、実施例ではステップ７が大電力使用時間中の使用
電力量ＫＷＨＩ　を演算する演算手段の具体例であり、
ステップ９が小電力使用時間中の使用電力量Ｋ　Ｗ　Ｈ
２を演算する手段の具体例であり、ステップ１０が繰返
回数Ｎと余り時間を演算する手段の具体例であり、ステ
ップ１２．１３が余り時間での使用電力量Ｋ　Ｗ　Ｈａ
を演算する手段の具体例であり、さらにステップ１４が
予測電力量ＫＷＨｘを演算する手段の具体例であるが、
本発明においては上記各具体例に限ることなく、デジタ
ル回路、アナログ回路等のハード回路によって構成して
もよいものである。

また、実施例ではほぼ一定の周期で大きく負荷変動する
ものの一例として圧延機を例示したが。

本発明においては圧延機に限ることなく、例えばアーク
炉等大負荷で定期的に負荷変動する対象物にも広く適用
しうるものである。

さらに、実施例では−の高電圧用電源１に対して１台の
圧延機４を接続する場合を例示したが、２台以上の圧延
機４を接続してもよく、−力値の負荷５は必要に応じて
適宜の台数が接続されればよい。

さらにまた、実施例では１回の繰返単位時間ｔｏ　を、
圧延作業開始から段取作業終了までの時間により、ｔｏ
　＝ｔｌ　　＋ｔ２　として設定するものとしたが、逆
に段取作業開始から圧延作業終了までの時間により、　
　ｔＯ＝ｔ２　＋ｊｌ　として設定してもよい、この場
合には第３図中のステップ１１の判定動作でｔａ≦ｔ２
か否かの判断を行い、ステップ１２．１３ではこれに応
じた使用電力を演算すればよいものである。

〔発明の効果〕

本発明に係るデマンド監視装置のデマンド予測方式は以
上詳細に述べた如くであって、ほぼ一定の周期で負荷変
動する負荷のデマンドを高精度。

かつ短時間で予測することができるから、電力調整を円
滑に行うことができ、契約違反になるような′！ＩＳ態
を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例に係り、第１図は
本実施例の構成を示す回路構成図、第２図はデマンド時
限内での圧延機の繰返周期を示す動作説明図、第３図は
演算装置の処理動作を示す流れ図、第４図は実施例によ
る予測動作を説明する説明図、第５図、第６図は従来技
術に係り、第５図は従来技術の構成を示す回路構成図、
第６図は従来技術による予測動作を説明する説明図であ
る。 ｌ・・・電源、２，１１，１２，１３．１４・・・積算
電力計、２ａ、ｌｌａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ・・・
パルス発信器、４・・・圧延機、５Ａ、、５Ｂ。 ５Ｃ・・・他の負荷、１５・・・デマンド監視装置、′
１６・・・演算装置、１７・・・入出力装置、１８・・
・ディスプレイ装置。 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ほぼ一定の周期で負荷変動する負荷のデマンドを予測す
   るデマンド監視装置のデマンド予測方式において、大電
   力使用時間中の使用電力量ＫＷＨ＿１を演算する手段と
   、小電力使用時間中の使用電力量ＫＷＨ＿２を演算する
   手段と、大電力使用時間と小電力使用時間とを一つの繰
   返単位としてデマンド時限内の残り時間中の繰返回数Ｎ
   と余り時間を演算する手段と、該余り時間での使用電力
   量ＫＷＨ＿ａを演算する手段と、前記デマンド時限内で
   予測される使用電力量ＫＷＨ＿ｘを演算する手段とを備
   え、該演算手段は予測される使用電力量ＫＷＨ＿ｘを、 ＫＷＨ＿ｘ＝（ＫＷＨ＿１＋ＫＷＨ＿２）Ｎ＋ＫＷＨ＿
   ａ として演算するように構成してなるデマンド監視装置の
   デマンド予測方式。