TW201541391A - 電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體 - Google Patents

電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體 Download PDF

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Abstract

電力需求控制系統(100)係當一定時間內的衝壓加工裝置(3)的非運轉狀態的合計時間相對於一定時間內的衝壓加工裝置(3)的運轉狀態的合計時間之比率比預定的臨限值大時，將衝壓加工裝置(3)作為電力需求控制的對象。藉此，能夠緩和配置裝置的設施因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象。

Description

電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體
本發明係有關控制工廠等設施的電力需求之電力需求控制(demand control)裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體。
需要大量電力的各種設施(例如使用高壓電力的工廠或是辦公大樓)，係根據設施所使用電力的最大容許量來跟供電業者簽訂電力基本費用的契約。該最大容許量一般稱為需求契約電力。以需求契約電力為基礎的電力基本費用係僅適用於設施的消費電力未超過契約值時。而當消費電力超過需求契約電力，即使才超過30分鐘程度，次月起基本費用就會被大幅調高。
因此，為了避免消費電力超過需求契約電力，過往已有許多用來監測消費電力、抑制用電量的各種技術被提出。此外，因近年來的供電狀況，亦有人提出將用電吃緊時段的電費提高(需量反應(demand response))及替設施的節電能力賦與金錢價值(負電力 (negawatt power)交易)。因此，人們對於設施的電力需求的自動控制技術之期待日漸高漲。
以往，就該電力需求的自動控制技術的習知技術而言，專利文獻1及2係揭示當預測到電力消費量將超過需求契約電力時，將空調設備從能夠停止者依序令之停止之技術。專利文獻3係提出藉由強制控制消費電力較大的照明裝置來抑制全設施的電力消費之技術。
另一方面，亦有人提出針對工廠等設施裡的製造裝置或超市裡的冷凍裝置等保管庫進行需求控制的技術。例如專利文獻4係揭示藉由限制製造裝置從待機轉換為運轉的時間點(timing)來抑制電力的增加之技術。專利文獻5係揭示藉由從複數台製造裝置中選擇可進行控制的裝置來削減使用電力之技術。專利文獻6係揭示半強制地將裝置的運轉切換成省電狀態之技術。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本國公開特許公報「特開2012-255567號公報(2012年12月27日公開)」
專利文獻2 日本國公開特許公報「特開2002-139283號公報(2002年5月17日公開)」
專利文獻3 日本國公開特許公報「特開2009-240054號公報(2009年10月15日公開)」
專利文獻4 日本國公開特許公報「特開2005-333693 號公報(2005年12月2日公開)」
專利文獻5 日本國公開特許公報「特開2010-240915號公報(2010年10月28日公開)」
專利文獻6 日本國公開特許公報「特開2013-247769號公報(2013年12月9日公開)」
然而，上述的習知技術係有因電力需求控制導致設施的生產效率下降、環境惡化之問題。
例如，若是強制控制用於維持設施環境的空調或照明等裝置，便有無法維持舒適的勞動環境或無法保證設施內的安全及衛生之虞。另一方面，若是要根據運轉電力的大小或增加率來選擇電力需求控制的對象，因消費電力依製造條件而變，而有無法設定泛用的選擇基準之問題。此外，在選擇連續運轉時間長的裝置和預設可進行控制的裝置之技術中，其在選擇電力需求控制的對象裝置時並未考慮到裝置的適時的運轉狀態。因此，有對運轉率高的裝置進行電力需求控制而導致生產效率大幅下降之虞。結果，亦產生損害產品的良率或保管品的品質之問題。
本發明係為了解決上述課題而研創。本發明之目的在於提供能夠緩和配置裝置的設施因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象之電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體。
為了解決前述課題，本發明的電力需求控制裝置係具備：算出部，係將一定時間內的裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出；判定部，係根據前述非運轉狀態的合計時間相對於前述運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將前述裝置作為電力需求控制的對象；及指示部，係當判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象時，指示前述裝置轉換為前述非運轉狀態。
依據上述構成，能夠在考慮到一定時間內的裝置的適時的運轉狀態下決定是否將裝置作為電力需求控制的對象。因此，能夠將低度運轉中的裝置作為電力需求控制的對象、將高度運轉中的裝置從電力需求控制的對象中排除。藉此，達到能夠緩和配置裝置的設施因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象之效果。
為了解決前述課題，本發明的電力需求控制方法係含有以下步驟：算出步驟，係將一定時間內的裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出；判定步驟，係根據前述非運轉狀態的合計時間相對於前述運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將前述裝置作為電力需求控制的對象；及指示步驟，係當判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象時，指示前述裝置轉換為前述非運轉狀態。
依據上述構成，係達到與本發明的電力需求控制裝置相同的作用效果。
此外，在本發明的電力需求控制裝置中，較佳為，前述算出部係根據前述裝置的運轉狀態的消費電力及非運轉狀態的消費電力，將前述運轉狀態的合計時間及前述非運轉狀態的合計時間分別算出。
依據上述構成，能夠正確且簡單地算出裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間。
此外，在本發明的電力需求控制裝置中，較佳為，前述判定部係當前述比率大於預定的臨限值時，判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象。
依據上述構成，能夠將一定時間內的運轉率低的裝置作為電力需求控制的對象。因此，即使令裝置轉換為非運轉狀態，也不會導致配置裝置的設施的生產效率下降、環境惡化。
為了解決前述課題，本發明的電力需求控制系統乃係具備判定裝置及指示裝置之電力需求控制系統；前述指示裝置係具備：要否判定部，係判定配置裝置的設施的電力需求控制之要否；探詢部，係當判定為前述電力需求控制為必要時，向前述判定裝置探詢是否能夠將前述裝置作為前述電力需求控制的對象；及 指示部，係當從判定裝置獲得能夠將前述裝置作為前述電力需求控制的對象的通知時，指示前述裝置轉換為非運轉狀態；前述判定裝置係具備：算出部，係將一定時間內的前述裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出；判定部，係根據前述非運轉狀態的合計時間相對於前述運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將前述裝置作為電力需求控制的對象；及通知部，係當獲得前述指示裝置探詢時，將前述判定部的判定結果通知給指示裝置。
依據上述構成，能夠在考慮到一定時間內的裝置的適時的運轉狀態下決定是否將裝置作為電力需求控制的對象。因此，能夠將低度運轉中的裝置作為電力需求控制的對象、將高度運轉中的裝置從電力需求控制的對象中排除。藉此，達到能夠緩和配置裝置的設施因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象之效果。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，前述判定部係當前述比率大於預定的臨限值時，判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象。
依據上述構成，能夠將一定時間內的運轉率低的裝置作為電力需求控制的對象。因此，即使令裝置轉換為非運轉狀態，也不會導致配置裝置的設施的生產效率下降、環境惡化。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，前述指示裝置更具備提供部，該提供部係將前述判定裝置所要用的前述臨限值提供給前述判定裝置。
依據上述構成，能夠配合含有裝置的設施的狀況，彈性地變更供判定是否將裝置作為電力需求控制的對象之用的臨限值。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，前述要否判定部係當前述設施的一定時間內的消費電力的合計值大於預定的目標消費電力時，判定為前述電力需求控制為必要。
在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，更具備消費電力算出部，該消費電力算出部係算出前述裝置轉換為前述非運轉狀態後的前述裝置的消費電力。
依據上述構成，能夠藉由參考進行電力需求控制後的裝置的消費電力，判定藉電力需求控制達成的設施的消費電力削減量是否足夠。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，在前述設施係配置有複數個裝置；前述要否判定部係在前述指示部指示其中一個前述裝置轉換為前述非運轉狀態後，再次判定前述電力需求控制是否為必要；前述提供部係當再次判定為前述電力需求控制為必要時，將比前次提供給各前述裝置的前述臨限值小的臨限值提供給各前述裝置。
依據上述構成，當僅令其中一個裝置轉換為非運轉狀態而設施的電力需求控制仍不夠時，能夠藉由降低各裝置的臨限值來使作為電力需求控制的對象的裝置增加。藉此，能夠確實地對設施進行電力需求控制。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，在前述裝置係連接有連動於該裝置進行動作的其他裝置；前述裝置係在被指示轉換為前述非運轉狀態後，轉換為前述非運轉狀態，並且將前述裝置的消費電力下降一事通知前述其他裝置；前述其他裝置係在被通知前述裝置的前述消費電力下降一事後，轉換為前述非運轉狀態。
依據上述構成，不需對連動於裝置進行動作的其他裝置指示轉換為非運轉狀態。因此，能夠削減掉將指示裝置連接至其他裝置的作業。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，前述其他裝置乃係壓縮空氣的開閉閥、排氣導管(duct)的控制裝置、空調的電源裝置或空調的控制裝置。
依據上述構成，於裝置為非運轉狀態時將沒必要令其動作的開閉閥、排氣導管的控制裝置、空調的電源裝置或空調的控制裝置設為非運轉狀態，藉此，能夠削減用於令該些裝置動作的電力。
此外，在本發明的電力需求控制系統中，較佳為，前述判定裝置係設置在前述裝置。
依據上述構成，能夠省下設置判定裝置所需的空間。
本發明各態樣的電力需求控制裝置係可藉由電腦實現，此時，本發明之範疇亦包括下述電力需求控制裝置的控制程式及記錄有該程式且能由電腦讀取的記錄媒體，即，該程式係使電腦作為前述電力需求控制裝置所具有備的各部進行動作，藉此以電腦實現前述電力需求控制裝置。
依據本發明一態樣，係達到能夠緩和配置裝置的設施因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象之效果。
1‧‧‧電力控制器
2‧‧‧需求控制器
3‧‧‧衝壓加工裝置
4‧‧‧一體成型裝置
5‧‧‧彎曲加工裝置
6‧‧‧品質檢查裝置
7‧‧‧室內空調機
8‧‧‧室外空調機
10‧‧‧電表
11‧‧‧感測器
12‧‧‧運轉狀態判定部
13‧‧‧記憶體
14‧‧‧消費電力算出部
15‧‧‧通訊部
16‧‧‧比率算出部
17‧‧‧需求控制可否判定部
20‧‧‧通訊部
21‧‧‧消費電力加總部
22‧‧‧需求控制要否判定部
23‧‧‧需求控制可否探詢部
24‧‧‧需求控制執行部
25‧‧‧臨限值提供部
100‧‧‧電力需求控制系統
L1至L4‧‧‧製造線
第1圖係分別顯示本發明第1實施形態的電力控制器的構成及需求控制器的構成之方塊圖。
第2圖係顯示本發明第1實施形態的製造線的構成及電力需求控制系統的構成之圖。
第3圖係顯示本發明第1實施形態的電力需求控制系統的電力需求控制處理的流程之流程圖。
第4圖係顯示本發明第1實施形態中記錄在記憶體的衝壓加工裝置的消費電力及運轉狀態的時間性推移的一例之圖。
第5圖係顯示本發明第3實施形態的電力需求控制系統的構成之圖。
[實施形態1]
以下，針對本發明第1實施形態，根據第1圖至第4圖進行說明。
以下，首先針對本實施形態的製造線L1至L4及電力需求控制系統100的構成，參照第2圖進行說明。第2圖係顯示本發明第1實施形態的製造線L1至L4的構成及電力需求控制系統100的構成之圖。
第2圖所示的製造線L1至L4係生產設備，供配置自動製造預定製品所需的各種製造裝置(裝置)。製造線L1至L4係設置在同一設施(工廠)。
製造線L1及L3係含有衝壓加工裝置3。衝壓加工裝置3係對製品必需的電極端子等金屬零件進行衝壓加工。在製造線L1或L3加工過的製品係分別搬送至製造線L2或L4。製造線L2及L4係含有一體成型裝置4、彎曲加工裝置5及品質檢查裝置6。一體成型裝置4係將端子與構成製品框體的樹脂材以一體成型之方式成型為製品。彎曲加工裝置5係對端子進行彎曲加工。品質檢查裝置6係檢查製品的品質且排列製品。
在製造線L1至L4中，衝壓加工裝置3、一體成型裝置4、彎曲加工裝置5及品質檢查裝置6皆為能自動運轉的裝置之一。亦即，該些裝置係例如於深夜中進行無人自動運轉，藉此參與製品的自動製造。
[電力需求控制系統100]
在本實施形態中，係藉由電力需求控制系統100來控制設置有製造線L1至L4的工廠的消費電力的需求。如第2圖所示，電力需求控制系統100係具備四台電力控制器1(判定裝置)及一台需求控制器2(指示裝置)。
在工廠中，各電力控制器1係於各製造線L1至L4各設置一台。四台電力控制器1係皆連接至需求控制器2。在本實施形態中，電力控制器1係設置於對應製造線所含的任意其中一台裝置。例如，製造線L1用的電力控制器1係一體設置於製造線L1內的衝壓加工裝置3。製造線L2用的電力控制器1係一體設置於製造線L2內的一體成型裝置4。藉此，便能夠省下在工廠內設置電力控制器1所需的空間。
在電力需求控制系統100中，係藉由一台需求控制器2及四台電力控制器1共同運作來控制工廠的電力需求。需求控制器2係比較一定時間內(或某特定時點)的全工廠的消費電力與預設於需求控制器2的目標消費電力，藉此判定工廠的電力需求控制之要否。需求控制器2係當判定為電力需求控制為必要時，向各電力控制器1探詢將其對應製造線的電力需求控制作為消費電力的對象之可否。此處所說的「製造線的電力需求控制」，係指製造線內所有裝置的電力需求控制。
電力控制器1係當獲得需求控制器2探詢，便判定是否能夠將其對應製造線作為電力需求控制的對象，並將該判定結果通知(回答)給需求控制器2。需 求控制器2係根據來自各電力控制器1的通知進行電力需求控制。具體而言，係對判定為能夠作為電力需求控制對象的各製造線內由電力控制器1監測的監測對象裝置，下達轉換為非運轉狀態的指示。如此一來，以被下指示進行轉換的裝置為首的製造線內的各裝置係轉換為非運轉狀態，藉此，使製造線獲得電力需求控制。藉此，工廠的消費電力獲得削減，因而能夠防止次月的電力基本費用增加。
電力控制器1係一直監測製造線內的裝置的運轉狀態，且記錄運轉狀態的推移。電力控制器1係當收到來自需求控制器2的探詢，便算出一定時間內的裝置的非運轉狀態的合計時間相對於裝置的運轉狀態的合計時間之比率，並比較該比率與預定的臨限值。電力控制器1係當該比率大於臨限值時，判定為能夠將裝置作為電力需求控制的對象。另一方面，當比率為臨限值以下時，判定為不能將裝置作為電力需求控制的對象。在電力需求控制系統100中係藉由上述判定而能夠緩和配置裝置的設施因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象。甚至於理想上能夠進行不會導致配置裝置的設施的生產效率下降、環境惡化的電力需求控制。
[電力控制器1的構成]
以下，針對電力控制器1的構成及需求控制器2的構成，參照第1圖進行說明。第1圖係分別顯示本發明第1實施形態的電力控制器1的構成及需求控制器2的 構成之方塊圖。如第1圖所示，電力控制器1係具備電表10、感測器(sensor)11、運轉狀態判定部12、記憶體(memory)13、消費電力算出部14、通訊部15、比率算出部16(算出部)及需求控制可否判定部17(判定部、通知部)。在第1圖中係顯示配置在製造線L1的電力控制器1。配置在其他製造線的電力控制器1的構成亦同第1圖所示的構成。
以下，簡潔地說明電力控制器1所具備的各構件之功能。電表10係量測衝壓加工裝置3的消費電力，且將消費電力的量測結果記錄至記憶體13。感測器11係檢測衝壓加工裝置3的運轉部位之狀態。感測器11係例如安裝位置感測器或圖像感測器，但並未限定為這兩種感測器。
運轉狀態判定部12係根據電表10的量測結果或感測器11的檢測結果來判定衝壓加工裝置3的運轉狀態。此外，將判定結果記錄至記憶體13。消費電力算出部14係根據記錄在記錄在記憶體13的消費電力的量測結果，算出一定時間內的衝壓加工裝置3的消費電力的合計值。通訊部15係在與需求控制器2之間收發信號。
比率算出部16係根據記錄在記憶體13的運轉狀態之判定結果，算出一定時間內的衝壓加工裝置3的非運轉狀態的合計時間相對於衝壓加工裝置3的運轉狀態的合計時間之比率。需求控制可否判定部17係根據所算出的比率，判定是否將衝壓加工裝置3作為電力需求控制的對象。
另外，在本實施形態中，判定將衝壓加工裝置3設定為電力需求控制的對象之可否、與判定是否將設有衝壓加工裝置3的製造線L1作為電力需求控制的對象，兩者為相同意義。因為藉由對衝壓加工裝置3進行電力需求控制便能夠對製造線L1進行電力需求控制。
[需求控制器2的構成]
如第1圖所示，需求控制器2係具備通訊部20、消費電力加總部21、需求控制要否判定部22(要否判定部)、需求控制可否探詢部23(探詢部)、需求控制執行部24(指示部)及臨限值提供部25(提供部)。
以下，簡潔地說明需求控制器2所具備的各構件之功能。通訊部20係在與電力控制器1之間收發信號。此外，發送特定信號給衝壓加工裝置3。消費電力加總部21係將工廠內各裝置的消費電力加總，藉此算出一定時間內的全工廠的消費電力。需求控制要否判定部22係根據所算出的全工廠的消費電力，判定工廠的電力需求控制之要否。
需求控制可否探詢部23係當判定為工廠的電力需求控制為必要時，向各電力控制器1探詢是否能夠將其對應製造線作為電力需求控制的對象。需求控制執行部24係根據來自的電力控制器1的通知，進行工廠的電力需求控制。臨限值提供部25係對電力控制器1提供進行判定所使用的臨限值。此外，亦有視需要變更臨限值的值，再將變更後的臨限值提供給各電力控制器1的情況。
[電力需求控制處理的流程]
以下，針對本實施形態的電力需求控制處理的流程，參照第3圖至第5圖進行說明。第3圖係顯示本發明第1實施形態的電力需求控制系統100的電力需求控制處理的流程之流程圖。
於製造線L1至L4的運轉時，在需求控制器2係預先設有供工廠的電力需求控制之用的預定的目標消費電力。該目標消費電力係例如依工廠設定作為節能的目標值。此外，亦有根據與電力公司簽訂的需求契約電力來設定或根據電力公司的要求來設定的情況。
在製造線L1中，電表10係量測衝壓加工裝置3的消費電力(步驟S1)。電表10係將量測得的消費電力記錄至記憶體13(步驟S2)，並且將消費電力輸出至運轉狀態判定部12。運轉狀態判定部12係根據所量測得的消費電力，判定衝壓加工裝置3的運轉狀態。在製造線中，衝壓加工裝置3係為運轉狀態或非運轉狀態。於運轉狀態，衝壓加工裝置3乃係製造製品中。另一方面，於非運轉狀態，衝壓加工裝置3係因等待材料、更換工具、故障、啟動等情況而為待機中或停止中。亦即，非運轉狀態係包含待機狀態及停止狀態。
運轉狀態判定部12係藉由比較消費電力與預定的臨限值而根據該結果確認衝壓加工裝置3的運轉狀態。例如，當消費電力大於第1臨限值時，判定為衝壓加工裝置3處於運轉狀態，若非大於第1臨限值，則判定衝壓加工裝置3處於非運轉狀態。
當令第2臨限值<第1臨限值，而消費電力在第1臨限值與第2臨限值之間時，運轉狀態判定部12係判定為衝壓加工裝置3處於待機狀態。此外，當消費電力為第2臨限值以下時，判定為衝壓加工裝置3處於停止狀態。運轉狀態判定部12係將所判定的運轉狀態記錄至記憶體13(步驟S4)。
電力控制器1係定期進行步驟S1至S4的處理。藉此，衝壓加工裝置3的消費電力的時間性推移及衝壓加工裝置3的運轉狀態的時間性推移便分別記錄至記憶體13。
第4圖係顯示本發明第1實施形態中記錄在記憶體13的衝壓加工裝置3的消費電力及運轉狀態的各時間性推移的一例之圖。在第4圖中，橫軸代表時間，縱軸代表各時間的消費電力。圖中的曲線(波形)係表示一天的消費電力的時間性推移。另一方面，期間P1至P4係表示衝壓加工裝置3的運轉狀態的時間性推移。
在期間P1及P2，消費電力十分大，因此為運轉狀態的持續期間。在期間P3，消費電力雖然大於0，但遠小於期間P1的消費電力，因此為待機狀態的持續期間。在期間P4，消費電力為0，因此為停止狀態的持續期間。期間3及P4皆為非運轉狀態的持續期間。
消費電力算出部14係算出預定的一定時間內的衝壓加工裝置3的消費電力的合計值(步驟S5)。該一定時間係例如為檢討電力需求契約時的基準時間，即30分鐘，但並不限定於此。消費電力算出部14係使 用記錄在記憶體13的消費電力的時間性推移的資料(data)，算出消費電力的合計值。例如，藉由累計最近30分鐘的消費電力，算出消費電力的合計值。消費電力算出部14係透過通訊部15將所算出的消費電力的合計值發送至需求控制器2(步驟S6)。
在製造線L2至L4同樣進行步驟S1至S6的處理。在製造線L2，電力控制器1係算出製造線L2內的衝壓加工裝置3的消費電力的合計值，並發送至需求控制器2。在製造線L3，電力控制器1係算出製造線L3內的一體成型裝置4的消費電力的合計值，並發送至需求控制器2。在製造線L4，電力控制器1係算出製造線L4內的一體成型裝置4的消費電力的合計值，並發送至需求控制器2。
如上述，在本實施形態中，係自四台電力控制器1提供監測對象裝置(衝壓加工裝置3或一體成型裝置4)的消費電力的合計值給需求控制器2。在需求控制器2，通訊部20係接收自各電力控制器1所提供的消費電力的合計值，輸出至消費電力加總部21。
雖未詳加說明，但對需求控制器2亦有提供工廠內其他裝置的一定時間內的消費電力。消費電力加總部21係將所提供的所有消費電力的合計值加總，藉此算出全工廠的消費電力(步驟S7)。
[電力需求控制要否的判定]
需求控制要否判定部22係比較所算出的全工廠的消費電力與預設的目標消費電力，藉此判定工廠的電力需求控制之要否(步驟S8)。具體而言，當全工廠的消費電力大於目標消費電力時，判定為電力需求控制為必要。另一方面，若非大於目標消費電力，則判定為電力需求控制為非必要。
另外，藉由將目標消費電力設定為比需求契約電力小，便能夠預防性地進行工廠的電力需求控制。
當步驟S8的判定結果為「假」(否)時，第3圖所示的處理係回到步驟S1。亦即，一直重複步驟S1至S8的處理，直到判定為電力需求控制為必要。另一方面，當步驟S8的判定結果為「真」(是)時，需求控制可否探詢部23係向電力控制器1探詢是否能夠將製造線L1作為電力需求控制的對象(步驟S9)。
收到該探詢後，比率算出部16係算出一定時間內的衝壓加工裝置3的運轉狀態的合計時間與一定時間內的衝壓加工裝置3的非運轉狀態的合計時間。此時比率算出部16係使用記錄在記憶體13的運轉狀態的時間性推移分別算出該些合計時間。
在本實施形態中，一定時間係例如為電力需求控制開始前最近一天至兩天的時間。比率算出部16係從記憶體13讀取該期間內的運轉狀態的時間性推移，區分運轉狀態和非運轉狀態進行加總。例如，藉由加總第4圖的期間P1及P3，算出運轉狀態的合計時間。此外，藉由加總第4圖的期間P2及P4，算出非運轉狀 態的合計時間。接著，比率算出部16係將所算出的非運轉狀態的合計時間相對於運轉狀態的合計時間之比率算出(步驟S10)。
[電力需求控制可否的判定]
需求控制可否判定部17係比較所算出的比率與預設的預定的臨限值，藉此判定是否能夠將製造線L1作為電力需求控制的對象(步驟S11)。具體而言，當比率大於臨限值時，判定為能夠將製造線L1作為電力需求控制的對象。另一方面，若非大於臨限值，則判定為不能將製造線L1作為電力需求控制的對象。需求控制可否判定部17係將判定結果發送至需求控制器2(步驟S12)。
在步驟S9中，需求控制可否探詢部23係亦向製造線L2至L4內的各電力控制器1探詢將其對應製造線作為電力需求控制之可否。在製造線L2至L4同樣藉由相同的程序進行步驟S10至S12的處理。如此一來，便對需求控制器2提供對各製造線L1至L4進行電力需求控制之可否的判定結果(共四個)。該判定結果係透過通訊部20給予需求控制執行部24。
[電力需求控制的執行]
需求控制執行部24係根據輸入的四個判定結果進行電力需求控制(步驟S13)。其程序如下。需求控制執行部24係首先確認製造線L1至L4中能夠作為電力需求控制的對象的製造線。以下，係設確認製造線L1能夠作為 電力需求控制的對象而製造線L2至L4不能。需求控制執行部24係透過通訊部20將指示轉換為非運轉狀態的預定的指示信號發送至對製造線L1內的衝壓加工裝置3。藉此，指示衝壓加工裝置3令製造線L1轉換為非運轉狀態。
衝壓加工裝置3係當收到發送來的指示信號，便轉換為非運轉狀態(步驟S14)。此時係轉換為待機狀態或停止狀態。要轉換為何者已在衝壓加工裝置3中預先決定。
當轉換為非運轉狀態時，衝壓加工裝置3係控制與製造線L1相關之連動於衝壓加工裝置3進行動作的其他設備的運轉狀態(步驟S15)。具體而言，衝壓加工裝置3係將表示衝壓加工裝置3的消費電力下降一事的特定信號發送至製造線內L1內的其他裝置。在本實施形態中，該信號係分別發送至以下裝置：在衝壓加工裝置3所設壓縮空氣之供給管31的開閉閥的控制裝置、在衝壓加工裝置3所設排氣導管32的電源裝置進行製造線L1附近溫度調整等的空調的電源裝置(未圖示)、控制空調溫度設定等的控制裝置(未圖示)。收到該信號的該些其他裝置係同衝壓加工裝置3一樣轉換為非運轉狀態。藉此，衝壓加工裝置3的消費電力獲得削減，並且其他裝置的消費電力也獲得削減。如上述，藉由製造線L1轉換為非運轉狀態，使製造線L1全體的消費電力獲得削減。
另外，製造線L3成為電力需求控制的對象時，係進行與製造線L1的電力需求控制處理相同的處理。製造線L2成為電力需求控制的對象時，係進行以下的處理。需求控制執行部24係將指示信號發送至製造線L2內的一體成型裝置4。一體成型裝置4係轉換為非運轉狀態，並且將表示一體成型裝置4的消費電力下降一事的特定信號發送至製造線L2內的彎曲加工裝置5及品質檢查裝置6。當收到該信號，彎曲加工裝置5及品質檢查裝置6便同一體成型裝置4一樣轉換為非運轉狀態。
在一體成型裝置4所設壓縮空氣之供給管41的開閉之閥開閉的控制裝置及在一體成型裝置4所設排氣導管42的電源裝置亦以同樣的程序轉換為非運轉狀態。此外，在彎曲加工裝置5所設壓縮空氣之供給管51的開閉之閥開閉的控制裝置及在品質檢查裝置6所設排氣導管52的電源裝置同樣轉換為非運轉狀態。
另外，製造線L4成為電力需求控制的對象時，係進行與製造線L2的電力需求控制處理相同的處理。
消費電力算出部14係算出藉由製造線L1進行電力需求控制所能夠削減的消費電力(步驟S16)。具體而言，係根據記錄在記憶體13的衝壓加工裝置3的運轉狀態的時間性推移、非運轉狀態的時間性推移、運轉狀態的消費電力及非運轉狀態的消費電力，算出能夠在衝壓加工裝置3削減的消費電力。此外，亦算出藉由製造線L1內的其他裝置轉換為非運轉狀態所削減的消費 電力。電表10係將算出的各消費電力合計，藉此算出在製造線削減的消費電力，並透過通訊部15發送至需求控制器2(步驟S17)。
通訊部20係接收從電力控制器1通知的能夠削減的消費電力，輸出至消費電力加總部21。消費電力加總部21係以已算出的全工廠的消費電力減去能夠削減的消費電力，藉此重新算出一定時間內的全工廠的消費電力(步驟S18)。
需求控制要否判定部22係比較重新算出的全工廠的消費電力與目標消費電力，藉此重新判定工廠的電力需求控制之要否(步驟S19)。具體而言，當全工廠的消費電力大於目標消費電力時，判定為電力需求控制為必要。另一方面，若非大於目標消費電力，則判定為電力需求控制為非必要。
當步驟S19的判定結果為「假」(否)時，便不需要再增加更多進行電力需求控制的製造線，因此第3圖所示的處理係回到步驟S1。這是因製造線L1進行電力需求控制使工廠的消費電力削減足夠而小於目標消費電力之故。另一方面，當步驟S19的判定結果為「真」(是)時，臨限值提供部25係將前次提供給各電力控制器1的臨限值變更為更小的值，並透過通訊部20將該變更後的臨限值提供至各電力控制器1(步驟S20)。通訊部15係接收提供的臨限值，輸出至需求控制可否判定部17。需求控制可否判定部17係將目前的臨限值更新成輸入的變更後的臨限值(步驟S21)。然後，第3圖的處理係回 到步驟S11。亦即，需求控制可否判定部17係使用更新後的新的臨限值，判定將製造線作為進行電力需求控制的對象之可否。
變更後的臨限值係比前次判定時所用的臨限值小。另一方面，比率則維持不變。因此，前次判定時因比率比臨限值小而判定為無法作為電力需求控制的對象的製造線，於此次判定時，因比率比臨限值大而判定為能夠作為進行電力需求控制的對象的可能性變大。如第3圖所示，只要步驟S20的判定結果為「假」(否)，便重複步驟S11至S21的處理。亦即，電力需求控制系統100係不斷地降低臨限值直到全工廠的消費電力小於目標消費電力，藉此持續增加作為進行電力需求控制的對象的製造線。藉此，能夠確實地對工廠進行電力需求控制。
另外，第3圖所示的一連串的處理係亦能夠藉由電腦模擬(computer simulation)來執行。亦即，不需令各製造線實際轉換為非運轉狀態也能夠確定工廠的電力需求控制所需的製造線數。
[本實施形態的優點]
如上述，電力需求控制系統100係能夠在考慮到一定時間內的製造線(即衝壓加工裝置3等)的適時的運轉狀態下決定是否將製造線作為電力需求控制的對象。因此，能夠將低度運轉中的裝置作為電力需求控制的對象、將高度運轉中的裝置從電力需求控制的對象中排 除。藉此，能夠緩和配置生產線的設施的因電力需求而生產效率下降、環境惡化的現象。甚至於理想上能夠進行不會導致配置製造線的設施的生產效率下降、環境惡化的電力需求控制。
此外，係根據各製造線於電力需求控制進行前最近一天至兩天的運轉狀態來決定作為電力需求控制的對象的製造線。藉此，能夠享受到以下優點。
(1)能夠防止因令高效率順利運轉中的製造線待機而導致生產效率大幅降低。
(2)能夠防止令良率佳的製造線待機、令良率差的製造線運轉這類嚴重影響良率的控制出現。
此外，在電力需求控制系統100中，選擇電力需求控制的對象時的判定基準並非製造線內的製造裝置的消費電力的值，而是非運轉狀態的合計時間相對於運轉狀態的合計時間之比率。藉此，能夠享受到以下優點。
(3)不受因製造條件而變動的製造裝置的消費電力的影響，能夠執行判斷基準固定的汎用的評估方法。
(4)能夠構築出即使是由消費電力相異的不同種的製造裝置所構成的製造線，仍能夠使用同一方法的汎用的電力需求控制系統100。
(5)當因電力需求控制使製造線轉換為待機狀態或停止狀態時，藉由在該狀態的持續時間中累計屬於生產計劃值的產距時間(takt)，便能夠掌握工廠的生產數的缺額。
此外，在電力需求控制系統100中，係對構成製造線的製造裝置之中的至少一台進行電力需求控制，並且根據進行電力需求控制的製造裝置所輸出的信號對相關的其他製造裝置或工廠設備進行電力需求控制。藉此，能夠享受到以下優點。
(6)藉由配合製造線的運轉狀態進行工廠設備的電力需求控制，能夠保證勞動衛生及安全性的維持。
(7)能夠構築出藉由對少數製造裝置進行電力需求控制而連鎖性地也對相關裝置及工廠設備進行電力需求控制的電力需求控制系統100，因此能夠以簡便的方法大幅削減消費電力。
[變化例]
電力控制器1與需求控制器2並非一定要分開設置。亦即，本發明的實施形態亦包括兼具電力控制器1之功能與需求控制器2之功能的電力需求控制裝置。該電力需求控制裝置係最低限度只要具備下述的需求控制可否判定部17及需求控制執行部24即可。即，需求控制可否判定部17係將一定時間內的製造線L1(衝壓加工裝置3)的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出，且根據非運轉狀態的合計時間相對於運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將製造線L1作為電力需求控制的對象；需求控制執行部24係當判定為將製造線L1作為電力需求控制的對象時，指示製造線L1內的衝壓加工裝置3轉換為非運轉狀態。
[第2實施形態]
以下，針對本發明第2實施形態進行說明。另外，與前述第1實施形態共通的各構件係給予相同的元符號並省略其詳細說明。
在本實施形態中，電力控制器1係在製造線L1轉換為非運轉狀態後，根據記錄在記憶體13的衝壓加工裝置3的非運轉狀態的時間性推移，算出因製造線的電力需求控制而產生的生產數缺額。在電力控制器1係已預設好製造線所製造的單位時間製品數作為產距時間。因此，電力控制器1係藉由在電力需求控制後的製造線的非運轉狀態的持續時間(合計時間)中累計該產距時間，而算出在該持續時間內產生的生產數缺額。如此一來，工廠的相關人員便能夠提早掌握因進行電力需求控制而發生的生產計劃之落後。
[第3實施形態]
以下，針對本發明第3實施形態，根據第5圖進行說明。另外，與前述第1或第2實施形態共通的各構件係給予相同的元件符號並省略其詳細說明。
第5圖係顯示本發明第3實施形態的電力需求控制系統100的構成之圖。本實施形態的電力需求控制系統100的構成係與第1實施形態的電力需求控制系統100相同。但兩者的電力需求控制的對象不同。在本實施形態中，電力需求控制系統100係以工廠內的空調設備(裝置)作為電力需求控制的對象。
如第5圖所示，工廠係設有兩台室內空調機7及三台室外空調機8。室內空調機7係配置在工廠中，室外空調機8係配置在工廠外。兩台室內空調機7係由三台室外空調機8所控制。藉由將冷氣或暖氣負載分擔給複數台室外空調機8，便能夠防止高負載施加在各室外空調機8。反之，當工廠內的空調負載小時，係存在成為待機狀態(亦即以無負載狀態運轉)的室外空調機8。
在本實施形態中，係於每台室外空調機8設有電力控制器1。電力控制器1係監測對應的的室外空調機8。亦即，當獲得需求控制器2探詢電力需求控制之可否，便算出一定時間內的室外空調機8的非運轉狀態(無負載下的待機狀態)的合計時間相對於運轉狀態(運作狀態)的合計時間之比率，將該比率比預定的臨限值大的室外空調機8判定為能夠作為電力需求控制的對象。需求控制器2係根據該判定結果，確認作為電力需求控制的對象的室外空調機8。藉此，能夠優先令長時間持續無負載狀態的室外空調機8轉換為非運轉狀態。這類長時間持續無負載狀態的室外空調機8只不過是為了輔助維持工廠內良好的環境而運轉。因此即使令其轉換為非運轉狀態也不會對工廠內環境的維持造成嚴重影響。
如上述，本實施形態的電力需求控制系統100係能夠緩和工廠內環境因電力需求而惡化的現象。甚至於理想上能夠不會導致工廠內環境惡化地對工廠進行的電力需求控制。
[第4實施形態]
以下，針對本發明第4實施形態進行說明。另外，與前述第1至第3實施形態共通的各構件係給予相同的元件符號並省略其詳細說明。
在本實施形態中，運轉狀態判定部12係根據由感測器11檢測出的衝壓加工裝置3的狀態來判定衝壓加工裝置3的運轉狀態，而非根據電表10量測的衝壓加工裝置3的消費電力來判定。此外，根據判定結果，將運轉狀態的時間性推移記錄至記憶體13。比率算出部16係根據衝壓加工裝置3處於運轉狀態時由感測器11檢測出的檢測結果，算出一定時間內的衝壓加工裝置3的運轉狀態的合計時間。此外，根據衝壓加工裝置3為非運轉狀態時由感測器11檢測出的檢測結果，算出一定時間內的衝壓加工裝置3的非運轉狀態的合計時間。如此，比率算出部16使用感測器11的檢測結果也能夠算出非運轉狀態相對於運轉狀態之比率。
要使用何種感測器11，取決於製造線內的監測對象裝置。例如，若於裝置運轉時有會移動的部位，則感測器11使用位置感測器，若有會發熱的部位，則使用熱感測器。此外，若裝置於運轉時會產生巨大振動，則感測器11使用振動感測器。此外，若是以燈號顯示來區別裝置的狀態為運轉中或停止中，則感測器11使用照度感測器。
另外，藉由組合使用複數個上述各種感測器，運轉狀態判定部12係能夠將複數個不同感測器11的檢測結果使用於判定上，從而能夠更正確地判定裝置的運轉狀態。
[以軟體實現的例子]
電力控制器1或需求控制器2的控制方塊(具體而言)係可藉由形成在積體電路(IC晶片)等的邏輯電路(硬體)來實現，亦可利用CPU(Central Processing Unit；中央處理器)透過軟體來實現。
當為後者的情況，電力控制器1或需求控制器2係具備：執行實現各功能的軟體即程式之命令的CPU、以能供電腦(或CPU)讀取之方式記錄上述程式及各種資料的ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)或記憶裝置(統稱為「記錄媒體」)、展開上述程式之RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)等。此外，藉由電腦(或CPU)從上述記錄媒體讀取上述程式而執行，來達成本發明之目的。
就前述記錄媒體而言，係能夠使用「非暫存性的有形媒體」，例如，記憶帶、記憶碟、記憶卡、半導體記憶體、可程式(programmable)邏輯電路等。此外，前述程式係可透過能夠傳輸該程式的任意傳輸媒體(通訊網路和無線電波等)供給至前述電腦。另外，本發明的前述程式係亦能夠以藉由電子化傳輸而具現化之嵌入在載波內的資料信號之形態來實現。
本發明並不為上述各實施形態所限定，能夠在申請專利範圍內進行各種變更，本發明的技術範圍亦包含適當組合不同實施形態中分別揭示的技術手段而得的實施形態。此外，能夠藉由組合各實施形態中分別揭示的技術手段而形成新的技術特徴。
[產業上的利用可能性]
本發明係能夠利用於進行工廠或辦公室等設施的電力需求控制的電力需求控制裝置或電力需求控制系統。
1‧‧‧電力控制器
2‧‧‧需求控制器
3‧‧‧衝壓加工裝置
10‧‧‧電表
11‧‧‧感測器
12‧‧‧運轉狀態判定部
13‧‧‧記憶體
14‧‧‧消費電力算出部
15‧‧‧通訊部
16‧‧‧比率算出部
17‧‧‧需求控制可否判定部
20‧‧‧通訊部
21‧‧‧消費電力加總部
22‧‧‧需求控制要否判定部
23‧‧‧需求控制可否探詢部
24‧‧‧需求控制執行部
25‧‧‧臨限值提供部
100‧‧‧電力需求控制系統

Claims (15)

  1. 一種電力需求控制裝置，係具備：算出部，係將一定時間內的裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出；判定部，係根據前述非運轉狀態的合計時間相對於前述運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將前述裝置作為電力需求控制的對象；及指示部，係當判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象時，指示前述裝置轉換為前述非運轉狀態。
  2. 如請求項1之電力需求控制裝置，其中前述算出部係根據前述裝置的運轉狀態的消費電力及非運轉狀態的消費電力，將前述運轉狀態的合計時間及前述非運轉狀態的合計時間分別算出。
  3. 如請求項1或2之電力需求控制裝置，其中前述判定部係當前述比率大於預定的臨限值時，判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象。
  4. 一種電力需求控制系統，係具備判定裝置及指示裝置之電力需求控制系統；前述指示裝置係具備：要否判定部，係判定配置裝置的設施的電力需求控制之要否；探詢部，係當判定為前述電力需求控制為必要時，向前述判定裝置探詢是否能夠將前述裝置作為前述電力需求控制的對象；及 指示部，係當從判定裝置獲得能夠將前述裝置作為前述電力需求控制的對象的通知時，指示前述裝置轉換為非運轉狀態；前述判定裝置係具備：算出部，係將一定時間內的前述裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出；判定部，係根據前述非運轉狀態的合計時間相對於前述運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將前述裝置作為電力需求控制的對象；及通知部，係當獲得前述指示裝置探詢時，將前述判定部的判定結果通知給指示裝置。
  5. 如請求項4之電力需求控制系統，其中前述判定部係當前述比率大於預定的臨限值時，判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象。
  6. 如請求項5之電力需求控制系統，其中前述指示裝置更具備提供部，該提供部係將前述判定裝置所要用的前述臨限值提供給前述判定裝置。
  7. 如請求項6之電力需求控制系統，其中前述要否判定部係當前述設施的一定時間內的消費電力的合計值大於預定的目標消費電力時，判定為前述電力需求控制為必要。
  8. 如請求項4至7中任一項之電力需求控制系統，其中更具備消費電力算出部，該消費電力算出部係算出前述裝置轉換為前述非運轉狀態後的前述裝置的消費電力。
  9. 如請求項6之電力需求控制系統，其中在前述設施係配置有複數個裝置；前述要否判定部係在前述指示部指示其中一個前述裝置轉換為前述非運轉狀態後，再次判定前述電力需求控制是否為必要；前述提供部係當再次判定為前述電力需求控制為必要時，將比前次提供給各前述裝置的前述臨限值小的臨限值提供給各前述裝置。
  10. 如請求項4至7及請求項9中任一項之電力需求控制系統，其中在前述裝置係連接有連動於該裝置進行動作的其他裝置；前述裝置係在被指示轉換為前述非運轉狀態後，轉換為前述非運轉狀態，並且將前述裝置的消費電力下降一事通知前述其他裝置；前述其他裝置係在被通知前述裝置的前述消費電力下降一事後，轉換為前述非運轉狀態。
  11. 如請求項10之電力需求控制系統，其中前述其他裝置乃係壓縮空氣的開閉閥、排氣導管的電源裝置、空調的電源裝置、空調的控制裝置。
  12. 如請求項4至7及請求項9中任一項之電力需求控制系統，其中前述判定裝置係設置在前述裝置。
  13. 一種電力需求控制方法，係含有以下步驟：算出步驟，係將一定時間內的裝置的運轉狀態的合計時間及非運轉狀態的合計時間分別算出； 判定步驟，係根據前述非運轉狀態的合計時間相對於前述運轉狀態的合計時間之比率，判定是否將前述裝置作為電力需求控制的對象；及指示步驟，係當判定為將前述裝置作為前述電力需求控制的對象時，指示前述裝置轉換為前述非運轉狀態。
  14. 一種程式，係使電腦作為如請求項1或2之電力需求控制裝置發揮功能的程式，係用於使電腦作為前述電力需求控制裝置發揮功能。
  15. 一種電腦可讀取的記錄媒體，係記錄有如請求項14之程式。
TW104104494A 2014-03-05 2015-02-11 電力需求控制裝置、電力需求控制方法、電力需求控制系統、程式及記錄媒體 TWI552102B (zh)

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