WO2015068840A1 - 負荷制御装置及び負荷制御システム - Google Patents

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WO2015068840A1
WO2015068840A1 PCT/JP2014/079729 JP2014079729W WO2015068840A1 WO 2015068840 A1 WO2015068840 A1 WO 2015068840A1 JP 2014079729 W JP2014079729 W JP 2014079729W WO 2015068840 A1 WO2015068840 A1 WO 2015068840A1
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control
load
power
bcp
pattern
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PCT/JP2014/079729
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永子 久田
康一 下里
孝雄 野坂
謙一 山崎
沙織 町田
木村　浩二
育郎 駒村
朝妻　智裕
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株式会社東芝
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    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/248—UPS systems or standby or emergency generators

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a load control device and a load control system.
  • BCP control is one such technique.
  • BCP Business Continuity Plan
  • self-generated a private power generator for emergency power supply
  • This is one of the control methods when power is supplied.
  • BCP control is a control for efficiently and maximally using self-generated power, supplying energy to a wide range of loads for a long time, and continuing business.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a load control device and a load control system that can use the generated power more efficiently.
  • the load control device of the embodiment includes a storage unit, a selection unit, and a load control unit.
  • the storage unit can store a plurality of patterns having a plurality of control contents with priorities for a plurality of loads that operate by consuming electric power.
  • the selection unit is configured to select a pattern from the patterns stored in the storage unit.
  • the load control unit is based on the control content of the selected pattern within a range in which the total value of power consumed by the load does not exceed a target power value indicating a value based on power that can be supplied by the generator, The loads are operated in descending order of priority.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of a central control device 400.
  • FIG. It is a figure which shows the specific example of the information which the pattern memory
  • 4 is a flowchart showing a flow of BCP control processing in the load control system 10. It is a figure which shows the characteristic of BCP control in the load control system. It is a figure showing the content of the process of the time of BCP control being started, and the time of level control being performed. It is a figure which shows the specific example in case a BCP control level is not raised on injection conditions.
  • load control device In the load control device and the load control system of the embodiment (hereinafter, the two are collectively referred to simply as “load control device” in the present outline), one or more load control patterns are registered in advance.
  • the load control pattern is information in which a load control content is set for each of a plurality of priorities (BCP control levels).
  • BCP control levels In the load control device, when BCP control is performed, load control according to the load control pattern selected by the operator is executed. Specifically, it is as follows.
  • the control contents are referred to in order from the highest priority.
  • the power consumed when the referenced control content is executed (set power) is compared with the surplus power generated from the home (BCP adjusted power).
  • BCP adjusted power the surplus power generated from the home
  • each load is newly controlled based on the control content.
  • the control based on the control content is not performed. Therefore, it becomes possible to operate in order from the load with the highest priority within the power that can be generated from the house. Therefore, it becomes possible to use the power generated by the house more efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a load control system 10 according to the embodiment.
  • a communication line for performing monitoring and control is indicated by a broken line
  • a path for supplying power is indicated by a solid line
  • each power system to be controlled is indicated by a one-dot chain line.
  • the load control system 10 of the embodiment is installed for one or a plurality of facilities and buildings.
  • the load control system 10 includes a plurality of power systems 100 (power system 100-1 and power system 100-2), an inter-system bypass circuit breaker 200, a commercial power circuit breaker 300, and a central control device 400.
  • the load control system 10 of the embodiment shown in FIG. 1 includes a power system 100-1 (system 1) and a power system 100-2 (system 2).
  • system 1 power system 1
  • system 100-2 system 2
  • the power system 100 includes a generator 101, a first circuit breaker 102, a second circuit breaker 103, a power panel 104, and a load 105.
  • the generator 101 is a private power generator (self-generated) that generates electric power supplied to the load 105.
  • the first circuit breaker 102 is a circuit breaker for controlling whether or not the electric power generated by the generator 101 is supplied to the power line (bus line) connected to the second circuit breaker 103 and the inter-system bypass circuit breaker 200. is there.
  • the first circuit breaker 102 is configured using a high-pressure circuit breaker such as a vacuum circuit breaker (VCB) or a gas circuit breaker (GCB).
  • the second circuit breaker 103 is a circuit breaker for controlling whether or not the power supplied from the generator 101 via the first circuit breaker 102 is supplied to the power panel 104 and the load 105.
  • the second circuit breaker 103 is configured using a high-pressure circuit breaker such as a vacuum circuit breaker or a gas circuit breaker.
  • the power panel 104 is a device for controlling whether or not power is supplied to each of the one or more loads 105. The operator can control the electric power supplied to the load 105 by operating the power panel 104. The operator's operation may be performed directly or from a remote location.
  • the load 105 is a device that operates by consuming electric power supplied via the power panel 104.
  • the load 105 is, for example, an air conditioner, a heat source facility, an air conditioner, an external air conditioner, a lighting facility, a security facility, a communication facility, a building control facility, an elevator facility, or the like.
  • the load 105 changes its state according to control by a central monitoring device (not shown).
  • a central monitoring device not shown.
  • the load 105 receives control such as power on / off, set temperature, and air volume from the central monitoring apparatus, and operates according to the received control.
  • the load 105 accepts an operation by an operator or a user and operates according to the accepted operation.
  • the number of generators 101, first circuit breakers 102, second circuit breakers 103, power panels 104 and loads 105 provided in the electric power system 100 may be one or plural. Further, other configurations different from the generator 101, the first circuit breaker 102, the second circuit breaker 103, the power panel 104, and the load 105 may be provided for the power system 100.
  • the inter-system bypass circuit breaker 200 is a circuit breaker for interrupting a power line (bus) connecting the plurality of power systems 100.
  • the inter-system bypass circuit breaker 200 is configured using a high-pressure circuit breaker such as a vacuum circuit breaker or a gas circuit breaker, for example.
  • a high-pressure circuit breaker such as a vacuum circuit breaker or a gas circuit breaker, for example.
  • the central controller 400 may open the inter-system bypass circuit breaker 200 as necessary.
  • the commercial power circuit breaker 300 is a circuit breaker for controlling whether or not the power supplied from the commercial power source is supplied to the power line.
  • the commercial power circuit breaker 300 is configured using a high voltage circuit breaker such as a vacuum circuit breaker or a gas circuit breaker.
  • the central control device 400 controls the devices of the plurality of power systems 100 provided in the load control system 10, the inter-system bypass circuit breaker 200, and the commercial power circuit breaker 300.
  • the central control device 400 is configured using an information processing device such as a server device.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the functional configuration of the central control device 400.
  • the central control device 400 includes an input unit 401, a display unit 402, a pattern control unit 403, a pattern storage unit 404, a communication unit 405, a state monitoring unit 406, a state storage unit 407, a load control unit 408, and a determination unit 409.
  • the pattern control unit 403, the state monitoring unit 406, the load control unit 408, and the determination unit 409 are realized by a CPU (Central Processing Unit) executing a central control program.
  • CPU Central Processing Unit
  • the central control program may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium is, for example, a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in the computer system.
  • the central control program may be transmitted via a telecommunication line.
  • the input unit 401 is configured using an existing input device such as a keyboard, pointing device (mouse, tablet, etc.), button, touch panel, or the like.
  • the input unit 401 is operated by the operator when inputting an operator instruction to the central control device 400.
  • the input unit 401 may be an interface for connecting the input device to the central control device 400. In this case, the input unit 401 inputs an input signal generated in response to an operator input in the input device to the central control device 400.
  • Display unit 402 is an image display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) display, a liquid crystal display, or an organic EL (Electro Luminescence) display.
  • the display unit 402 displays text and images.
  • the display unit 402 may be an interface for connecting the image display device to the central control device 400. In this case, the display unit 402 generates a video signal for displaying a text or an image, and outputs the video signal to an image display device connected to the display unit 402.
  • the pattern control unit 403 receives a load control pattern created by the operator in response to an instruction input by the operator operating the input device.
  • the pattern control unit 403 writes the received load control pattern in the pattern storage unit 404.
  • the pattern storage unit 404 is configured using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the pattern storage unit 404 stores the load control pattern received by the pattern control unit 403.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of information stored in the pattern storage unit 404.
  • the pattern storage unit 404 stores the pattern table 41 for each load control pattern. Therefore, the pattern storage unit 404 stores as many pattern tables 41 as the number of load control patterns.
  • One pattern table 41 represents the contents of one load control pattern.
  • a plurality of records 42 are registered in the pattern table 41.
  • the record 42 represents priority order and load control contents.
  • the record 42 has values of number, priority, control target, capacity, exclusion, and total capacity (set power).
  • the number is a number that uniquely indicates a record in one pattern table 41.
  • the priority order represents the priority order (BCP control level) of the load control contents defined in the record 42. The smaller the priority value, the higher the priority, and the higher the priority value, the lower the priority.
  • the control target represents the name of the load 105 to be controlled.
  • capacitance represents the quantity of the electric power consumed by performing the control content defined by the control object.
  • Exclusion is a value indicating whether or not to execute the control content defined in the record 42.
  • the total capacity indicates the total amount of power consumed when all the control contents of the priority order defined in the record 42 (excluding the excluded control contents) are executed.
  • the total capacity of the priority “1” is the total value of the capacity of the number 1 record and the capacity of the number 2 record.
  • the total capacity of the priority “2” has the same value as the capacity of the number 3 record because the number 4 record is set to be excluded.
  • the communication unit 405 is a network interface.
  • the communication unit 405 communicates with, for example, each device of the power system 100 and the inter-system bypass circuit breaker 200.
  • the communication unit 405 receives a value indicating the state of the load 105 (hereinafter referred to as “load state value”) from the load 105 or a sensor (not shown).
  • the communication unit 405 transmits the control signal generated by the load control unit 408 to the first circuit breaker 102, the second circuit breaker 103, the power panel 104, and the load 105 that are controlled by the load control unit 408. .
  • the state monitoring unit 406 monitors the state of each load 105 based on the load state value received by the communication unit 405 during normal control (before a power failure occurs). When the state of the load 105 changes, the state monitoring unit 406 writes the changed load state value in the state storage unit 407. After the power failure occurs, the state monitoring unit 406 does not update the load state value until recovery. Therefore, a load state value representing the state of each load 105 immediately before the power failure occurs is recorded in the state storage unit 407 after the power failure occurs.
  • the state storage unit 407 is configured using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the state storage unit 407 stores the load state value written by the state monitoring unit 406.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of information stored in the state storage unit 407.
  • the state storage unit 407 stores a state information table 71.
  • a plurality of records 72 are registered in the state information table 71.
  • the record 72 has each value of load ID and load state value.
  • the load ID is identification information that uniquely indicates the load 105.
  • the load state value is information representing the state of the load 105 indicated by the load ID of the record 72.
  • the load control unit 408 controls the load 105 based on the load control pattern stored in the pattern storage unit 404 and the determination result by the determination unit 409. For example, the load control unit 408 determines the control content of each load 105 based on the load control pattern, and generates a control signal representing the determined control content. Then, the load control unit 408 transmits a control signal to each load 105 via the communication unit 405.
  • the load control unit 408 may control each load 105 according to the load state value of each load 105 registered in the state information table 71. For example, the load control unit 408 executes control only for the load 105 registered in the state information table 71 as being under control execution among the load control contents defined in the load control pattern. In addition, the load control unit 408 controls the load 105 so that each load 105 does not accept control by another device such as a central monitoring device during the period after the power failure and until recovery (during execution of BCP control). . By such control, the control by the load control unit 408 is disturbed by the control by another device (for example, control with low priority is executed, or the current generated power exceeds the BCP target power). Can be deterred.
  • the determination unit 409 determines whether or not to execute control content with a lower priority. The determination unit 409 outputs the determination result to the load control unit 408.
  • the processing executed by the load control unit 408 includes processing for determining whether or not to start BCP control and processing for determining a system to be excluded from BCP control. Hereinafter, each processing will be described.
  • a condition (control condition) for starting the BCP control is set in advance.
  • the load control unit 408 determines whether the control condition is satisfied.
  • the load control unit 408 starts the BCP control when it is determined that the control condition is satisfied.
  • control conditions the following conditions may be set for each power system 100, for example.
  • the generator 101 is in operation, and the power system 100 is a self-generated power transmission system. -At least one generator 101 that satisfies the operable condition belongs to the power system 100. -An instruction to start BCP control has been executed manually by the operator.
  • a plurality of conditions for indicating that the generator 101 is operating normally without any doubt may be set.
  • a plurality of indices that indicate the state of the generator 101 and a plurality of indices that indicate whether or not the generator 101 has failed may be set as the operable condition.
  • the generator 101 having a condition that does not satisfy at least one of the plurality of conditions set as the operable condition may be determined not to satisfy the operable condition.
  • the load control unit 408 interrupts the BCP control of the power system 100 in which the control condition is not satisfied, when the power system 100 in which the control condition is not satisfied is present while the BCP control is being performed. .
  • the load control unit 408 executes only the control content with the priority “0” in the power system 100 in which the control condition is not satisfied, and executes the control content with the priority lower than “1” and “1”. To stop. Then, the load control unit 408 notifies the operator and the user that the control condition is not satisfied. Note that the set value output need not be controlled. Even if the power system 100 once the control condition is not satisfied, the load control unit 408 does not resume the BCP control for the power system 100 even if the control condition is satisfied later.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the flow of BCP control processing in the load control system 10.
  • the BCP control process includes a process mainly performed by an apparatus other than the central control apparatus 400 or an operator. Such processing is represented by a broken-line rectangle in FIG.
  • step S101 The operator of the load control system 10 registers a load control pattern (BCP pattern) in the central control device 400 in advance (step S101).
  • BCP pattern load control pattern
  • step S102 When a power failure occurs in the commercial power source due to the occurrence of a disaster or the like (step S102), all the facilities in the building (full load 105) that are controlled by the load control system 10 are stopped (step S103). Thereafter, the generator 101 of each power system 100 is activated in response to the occurrence of a power failure in the commercial power supply (step S104).
  • the operator confirms the safety of the load 105 installed in the building that is controlled by the load control system 10 (step S105). For example, the operator confirms whether there is no problem even if each load 105 is activated according to a manual set in advance for an accident such as a disaster occurrence (whether a failure has occurred).
  • a load 105 that should not be activated hereinafter referred to as “failure load”
  • the operator performs an operation for excluding the failure load from the control target of the load control system 10.
  • the central controller 400 sets a value of “exclusion” in the record 42 representing the fault load in the pattern table 41 (step S106).
  • step S102 After the occurrence of a power failure (step S102), the operator starts the generator 101 (step S104), confirms the safety of each load 105 in the building (step S105), and excludes fault loads as necessary. (Step S106), the central controller 400 is instructed to start BCP control. At this time, the operator selects one load control pattern from among a plurality of load control patterns registered in advance with respect to the central controller 400. The operator then instructs the central controller 400 on the selected load control pattern. In response to an instruction from the operator, the central controller 400 starts BCP control based on the selected load control pattern (step S107). And each load 105 with which the load control system 10 is equipped operate
  • the power supply to the load 105 depends on the power failure operation pattern on the power receiving / transforming equipment side until the generator 101 is started and the first circuit breaker 102 is turned on again after each second circuit breaker 103 is opened due to a power failure. To do.
  • This power failure operation pattern includes manual start-up by manual operation.
  • the load 105 has not been issued with an abnormal alarm in the central monitoring device or the like, it may be determined that the operation is impossible due to the operator's confirmation work at the site. For this reason, it is desirable to perform an operation for confirming the state of the load 105 on site before the BCP start operation (step S107) is performed.
  • BCP control may be started before some or all of the loads 105 are operated, or BCP control may be started after all of the loads 105 are operated.
  • step S109 processing (steps S109 to S113) from when BCP control is started until it is restored.
  • step S109 the generator 101 is stopped in accordance with the restoration (recovery) of the commercial power supply (step S110).
  • step S110 the 1st circuit breaker 102 is open
  • the operator instructs the central controller 400 to end the BCP control.
  • the central controller 400 ends the BCP control (step S112).
  • the operator performs an operation of restoring the load 105 to a normal operation by operating the load 105 of the field equipment and the central monitoring device (step S113).
  • the central monitoring device is a device that controls one or a plurality of loads 105.
  • the power recovery operation is conditioned by the field equipment and the central monitoring device, and a series of processes related to the BCP control is completed.
  • FIG. 6 is a diagram showing characteristics of BCP control in the load control system 10.
  • the horizontal axis represents time. No power failure has occurred in the commercial power supply until time t1. Therefore, each load 105 in the load control system 10 is operated using electric power supplied from a commercial power source. During this time, the load control system 10 performs normal control.
  • a power failure occurs at the commercial power source at time t1 (FIG. 5: S102).
  • the load control system 10 performs power failure control. Specifically, first, all the facilities (total load 105) in the building which are controlled by the load control system 10 are stopped (FIG. 5: S103). Thereafter, at time t2, the generator 101 is activated, and power can be supplied by the generator 101 (FIG. 5: S104). Further, the operator confirms the safety of the load 105 and excludes the trouble load as necessary (FIG. 5: S105, S106). When the above operation is completed, the power failure control ends at time t3.
  • BCP control is started at time t4 (FIG. 5: S107).
  • BCP control is started, power is first supplied to the emergency disaster prevention load.
  • the emergency disaster prevention load represents the electric power required for the load 105 that needs to be operated with the highest priority in preparation for an emergency out of the loads 105 installed in the building to be controlled by the load control system 10. .
  • the priority order of the emergency disaster prevention load is represented by “0” indicating that the priority is the highest.
  • the central controller 400 determines whether or not to execute the control content with the priority “1”.
  • the central controller 400 compares the power consumed when the control content with the priority “1” is executed (set power) and the surplus power (BCP adjusted power) of the generator 101.
  • the central controller 400 starts control of each load based on the control content with the priority “1”.
  • the central control device 400 performs determination processing in order of priority “2”, “3”,..., And sequentially executes the control contents with priority “19”.
  • the central controller 400 determines whether or not to execute the control content with the priority “20”.
  • the power (set power) consumed when the control content with the priority “20” is executed is higher than the surplus power (BCP adjusted power) of the generator 101. That is, the power consumed when all the control contents from the priority “1” to “20” are executed is higher than the target power (BCP target power) that can be supplied by the generator 101. Therefore, the central controller 400 does not execute the control content with the priority “20”.
  • the commercial power supply recovers (FIG. 5: S109).
  • the generator 101 stops at time t8 (FIG. 5: S110).
  • the central controller 400 opens all the circuit breakers (the circuit breaker connected to the power line of the commercial power supply, the circuit breaker connected to the power line of the generator 101), thereby opening all the loads 105.
  • the power supply to is stopped. With the stop of the power supply, all the loads 105 are stopped (FIG. 5: S111).
  • the operator instructs the central controller 400 to end the BCP control.
  • the central control device 400 sets the priority of the control content to “0”, and the BCP control ends at time t10 (FIG. 5: S112).
  • power recovery control is started at time t11.
  • the operator operates the load 105 of the field equipment and the central monitoring device to restore the load 105 to the normal operation (FIG. 5: S113).
  • each load 105 in the load control system 10 operates normally using power supplied by a commercial power source.
  • FIG. 7 is a diagram showing the contents of processing at the time when the BCP control is started and when the level control is executed. First, each value shown in FIG. 7 will be described.
  • the power that can be generated is the total amount of power that can be generated by the generator 101 that satisfies the control conditions for each system.
  • the power that can be generated is set by the operator. For example, when four generators 101 operate in one system, the power that can be generated by the system is the total value of the power that can be generated by the four generators 101.
  • the currently generated power indicated by a dotted line is the total amount of power generated by the generator 101 that satisfies the control conditions for each system. For example, when four generators 101 are operating in one system, the current generated power of the system is the total value of the generated power of the four generators 101.
  • Currently generated power varies depending on the control content (operation, stop, etc.) of the load 105. In other words, the generated power is the total amount of power supplied to the load 105 (consumed by the load 105) for each system.
  • the BCP target power represents a target value of power that can be supplied by the generator 101.
  • the BCP target power is calculated by the following formula, for example.
  • BCP target power (gW-elW) x dfr / 100)) x ((100-lvr) / 100) (Equation 1)
  • gW represents the power that can be generated
  • elW represents the capacity of the emergency disaster prevention load
  • lvr represents the instantaneous drop rate when the load is started
  • dfr represents the demand rate during BCP control.
  • the input upper limit power is calculated based on the input upper limit power ratio (%) and the BCP target power.
  • the input upper limit power is set according to the number of registered BCP control levels and the total capacity (set power) of each BCP control level. Specifically, the input upper limit power is set in a range that does not exceed the BCP target power when the BCP control level is increased by one (when control with a lower priority is executed).
  • the input upper limit power ratio may be set by an operator.
  • the BCP adjustment power represents power that can be supplied to the load 105 (adjustment power).
  • the BCP adjustment power is calculated by the following formula.
  • BCP adjustment power BCP target power-current generated power (Equation 3)
  • the level setting power is a total value (total capacity) of the load 105 at each BCP control level (for example, 1 to 20) of the BCP control pattern selected by the operator.
  • Level n set power (n is an integer of 0 or more) is a total value of the capacity of the load 105 at the BCP control level n.
  • BCP control is started.
  • the BCP control level when the BCP control is started is “0”. That is, when the BCP control is started, the load control is executed so that only the emergency disaster prevention load operates. Thereafter, the BCP control level is set according to the control cycle (for example, 1 minute) so that the BCP control level is located between the BCP target power and the input upper limit power based on the control pattern selected at the time of starting the BCP control. It is changed repeatedly.
  • the central controller 400 controls the BCP control one higher. Run the level. In this case, the central control device 400 starts control of the load 105 according to the control target of the newly executed BCP control level. The central controller 400 increases the BCP control level one by one within the control cycle.
  • FIG. 8 is a diagram showing a specific example in the case where the BCP control level is not raised under the input conditions.
  • the central controller 400 determines that the BCP control level Do not raise.
  • FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the blocking condition.
  • the central controller 400 lowers the BCP control level.
  • the central controller 400 does not lower the BCP control level one by one, but lowers the current generated power at a time to the BCP control level at which the generated power is lower than the BCP target power.
  • the BCP control level for m is lowered at a time. If the control condition is not satisfied, the central controller 400 lowers the BCP control level to “0” at once.
  • the central controller 400 When a load control different from the currently executed load control pattern (hereinafter referred to as “user control”) is executed by an operator or user operation, the central controller 400 is consumed by the user control.
  • the current power generation including the capacity of the power to be calculated is calculated.
  • the central controller 400 reduces the current generated power to be equal to or lower than the BCP target power by stopping other controls while continuing the user control. Specifically, it is as follows.
  • the central control device 400 When the central control device 400 lowers the BCP control level as shown in FIG. 9, the control contents of the BCP control level (the BCP control levels n to (nm) in FIG. 9) are stopped. It is determined whether or not the same control as the user control is included in the control target set in (1). If it is included, the current generated power in a state in which execution of the same control as the user control is maintained is estimated. When the estimated value of the current generated power is lower than the BCP target power, the central controller 400 reduces the BCP control level to (nm). On the other hand, when the estimated value of the current generated power is higher than the BCP target power, central controller 400 estimates the current generated power when the BCP control level is lowered to (n ⁇ (m + 1)). The central control device 400 repeats such processing to reduce the current generated power to be equal to or less than the BCP target power while maintaining execution of user control.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a specific example of the BCP control screen displayed on the display unit 402.
  • the BCP control screen is a screen that displays the set power of each priority order of the load control pattern set on this screen, the control status, and the like.
  • the BCP control state display area 501 is an area for displaying the BCP control state.
  • the BCP control state display area 501 displays values of each item of BCP control condition establishment, during BCP control, power that can be generated, BCP target power, input upper limit power, current generated power, BCP adjustment power, and BCP and subsequent requests. .
  • the satisfaction of the BCP control condition indicates whether or not the BCP control condition is satisfied. If it is established, a circle is displayed, and if it is not established, a cross is displayed. During BCP control, it indicates whether or not BCP control is being performed. A circle is displayed when the BCP control is being performed, and a cross is displayed when the BCP control is not being performed.
  • the BCP control pattern represents the current in-control pattern.
  • the power that can be generated represents the total value of the power generated by the normal generator 101 that satisfies the operable condition.
  • the BCP target power displays the BCP target power that can be supplied by the generator 101.
  • the input upper limit power indicates the input upper limit power calculated by the input upper limit ratio registered in the generator setting with respect to the target power.
  • Current generated power displays current generated power (current generated power).
  • the BCP adjustment power displays a value obtained by subtracting the current generated power from the BCP target power.
  • the BCP transfer request displays the result of the transfer command for the equipment at the start and end of control.
  • the level display area 502 displays the BCP control level implemented in each power system 100. For the power system 100 in which the control is suspended because the condition is not satisfied after the BCP control is started, “0” is displayed as the value of the BCP control level, and “suspended” is displayed in the lower part.
  • the pattern set power display area 503 the pattern number, pattern name, and set power of the currently selected BCP control pattern are displayed.
  • the set power for each pattern represents the accumulated capacity.
  • the current BCP control level is any one of 1 to 20, a predetermined symbol (black triangle in the example of FIG. 10) is displayed to the left of the corresponding BCP control level.
  • the control setting button 504 is a button for displaying a control setting dialog.
  • the pattern selection button 505 is a button for displaying a pattern selection dialog.
  • the pattern setting button 506 is a button for displaying a pattern setting dialog.
  • the control condition setting button 507 is a button for displaying a control condition setting dialog.
  • the generator setting button 508 is a button for displaying a generator setting dialog.
  • the CSV saving button 509 is a button for displaying a CSV saving dialog.
  • the print setting button 510 is a button for displaying a print setting dialog.
  • the control mode display area 511 displays the contents of the control currently being performed (eg, normal power failure control, BCP control, power recovery control, etc.).
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a specific example of a pattern setting dialog displayed on the display unit 402.
  • the operator can register the contents of each load control pattern.
  • Information registered in the pattern table 41 is displayed in the pattern setting display area 601.
  • items such as a state, a set value, and a change status are displayed in FIG.
  • the level represents a BCP control level number.
  • the load name represents the name of the control target point.
  • As for the state a black circle is displayed when the control target point controls the state (ON / OFF or the like).
  • the set value represents the load type selected at the time of registering the control target point for outputting the set value.
  • the capacity indicates the capacity of the control target point. Exclusion indicates whether the control target point is excluded.
  • As for the change status only the pattern selected during control displays the change status and the control output status.
  • the total represents the total load capacity registered in each BCP control level.
  • the pattern selection area 602 displays the value of the load control pattern currently displayed in the pattern setting display area 601.
  • the operator can change the load control pattern displayed in the pattern setting display area 601 by operating a button displaying “ ⁇ ” or “>”.
  • the new registration button 603 is a button for displaying a pattern information setting dialog.
  • a change button 604 is a button for displaying an information setting dialog for the BCP control level of the selected control target point.
  • the delete button 605 is a button for deleting the registration of the selected control target point.
  • a cancel button 606 is a button for closing the dialog.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a specific example of a pattern selection dialog displayed on the display unit 402.
  • the pattern selection dialog is a display for the operator to select a load control pattern number for each system.
  • the pattern number display area 701 the number of the load control pattern for each system is displayed.
  • the pattern number selection dialog is displayed. The operator can change the number selected in the pattern number selection dialog.
  • the setting button 702 is a button for reflecting the setting and closing the pattern selection dialog.
  • a cancel button 703 is a button for discarding the setting and closing the pattern selection dialog.
  • the control contents are executed in order from the highest priority based on the load control pattern selected according to the situation by the operator. Therefore, it becomes possible to operate in order from the load with the highest priority within the electric power that can be generated by the generator 101 (in-house). Therefore, it becomes possible to use the power generated by the house more efficiently.
  • the load 105 can be excluded from the control target.
  • the power required for the excluded control is not included in the set power, and the BCP control is executed. Therefore, it is possible to divert the power allocated to the load 105 that does not operate normally to control other loads 105 that operate normally, and to use the generated power more efficiently. It becomes possible.
  • the content registered in the control pattern may not be changed while the BCP control is being performed.
  • lighting start / stop, air conditioning start / stop, and air conditioning temperature setting are listed as specific examples of the control target.
  • the specific example of the control target need not be limited to the above-described example.
  • the load 105 is an air conditioner
  • the following information may be set as a control target. Power on or off. Operation type (for example, cooling, heating, dry, air blowing). Air volume (for example, weak, medium, strong). Set temperature (for example, 28 degrees, 30 degrees).
  • the load 105 is a lighting facility, the following information may be set as a control target.
  • the central control device 400 does not necessarily have to be implemented as a single information processing device.
  • a plurality of information processing apparatuses that can communicate with each other may be configured to cooperate to realize the function of the central control apparatus 400.
  • the central control device 400 and the central monitoring device described above may be configured as a single information processing device.
  • the pattern table 41 shown in FIG. 3 is merely an example and may be configured as a table having other values.
  • values such as a state, a set value, and a change status may be registered in the pattern table 41 in addition to the number, priority, control target, capacity, exclusion, and total capacity. It should be noted that the values such as the status value, the set value, and the change status are the same as the values having the same name shown in the screen of FIG.

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Abstract

　より効率的に自家発の発電電力を利用できる負荷制御装置及び負荷制御システムを提供することである。　実施形態の負荷制御装置は、記憶部、選択部及び負荷制御部を備える。記憶部は、電力を消費して動作する複数の負荷に対する、優先順位がつけられた複数の制御内容を有するパターンを複数記憶できる。選択部は、前記記憶部に記憶された前記パターンからパターンを選択するための構成である。負荷制御部は、前記負荷によって消費される電力の合計値が、発電機によって供給可能な電力に基づいた値を示す目標電力値を上回らない範囲で、選択された前記パターンの制御内容に基づき、前記優先順位が高い順に前記負荷を動作させる。

Description

負荷制御装置及び負荷制御システム
　本発明の実施形態は、負荷制御装置及び負荷制御システムに関する。
　従来から、停電時に負荷に対して給電を安定して継続するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。ＢＣＰ制御は、このような技術の１つである。
　ＢＣＰ（Business Continuity Plan）制御とは、停電などの原因で電力会社からの電力の供給が停止し、非常用電源供給用の自家用発電機（以下、「自家発」という。）から複数の負荷に対して給電を行う際の制御方法の一つである。ＢＣＰ制御は、自家発の発電電力を効率かつ最大限に利用し、広範囲の負荷に対して長時間エネルギーを供給し、事業の継続を図るための制御である。
特開平９－２８５０１６号公報
　しかしながら、ＢＣＰ制御では、未だ効率化の余地が残っており、より効率的な電力の運用技術が要求されていた。
　本発明が解決しようとする課題は、より効率的に自家発の発電電力を利用できる負荷制御装置及び負荷制御システムを提供することである。
　実施形態の負荷制御装置は、記憶部、選択部及び負荷制御部を備える。記憶部は、電力を消費して動作する複数の負荷に対する、優先順位がつけられた複数の制御内容を有するパターンを複数記憶できる。選択部は、前記記憶部に記憶された前記パターンからパターンを選択するための構成である。負荷制御部は、前記負荷によって消費される電力の合計値が、発電機によって供給可能な電力に基づいた値を示す目標電力値を上回らない範囲で、選択された前記パターンの制御内容に基づき、前記優先順位が高い順に前記負荷を動作させる。
実施形態の負荷制御システム１０のシステム構成を示す図である。 中央制御装置４００の機能構成を表す機能ブロック図である。 パターン記憶部４０４が記憶する情報の具体例を示す図である。 状態記憶部４０７が記憶する情報の具体例を示す図である。 負荷制御システム１０におけるＢＣＰ制御の処理の流れを表すフローチャートである。 負荷制御システム１０におけるＢＣＰ制御の特徴を示す図である。 ＢＣＰ制御が開始される時点と、レベル制御が実行される時点と、の処理の内容を表す図である。 投入条件においてＢＣＰ制御レベルを上げない場合の具体例を示す図である。 遮断条件の具体例を示す図である。 表示部４０２が表示するＢＣＰ制御画面の具体例を示す図である。 表示部４０２が表示するパターン設定ダイアログの具体例を示す図である。 表示部４０２が表示するパターン選択ダイアログの具体例を示す図である。
　［概略］
　実施形態の負荷制御装置及び負荷制御システム（以下、本概略においては２つをまとめて単に「負荷制御装置」という。）では、予め１又は複数の負荷制御パターンが登録される。負荷制御パターンは、複数の優先順位（ＢＣＰ制御レベル）毎に負荷の制御内容が設定された情報である。負荷制御装置では、ＢＣＰ制御が行われる際に、オペレータによって選択された負荷制御パターンにしたがった負荷制御が実行される。具体的には以下のとおりである。
　負荷制御装置では、高い優先順位の制御内容から順に参照される。参照されている制御内容を実行した際に消費される電力（設定電力）と、自家発の余剰電力（ＢＣＰ調整電力）とが比較される。自家発の余剰電力よりも、消費される電力の方が小さい場合には、その制御内容に基づいて新たに各負荷が制御される。一方、自家発の余剰電力よりも、消費される電力の方が大きい場合には、その制御内容に基づいた制御が行われない。そのため、自家発が発電可能な電力内で、優先順位の高い負荷から順に稼働させることが可能となる。したがって、より効率的に自家発の発電電力を利用することが可能となる。
　以下、実施形態の負荷制御装置及び負荷制御システムについて詳細に説明する。
　［詳細］
　図１は、実施形態の負荷制御システム１０のシステム構成を示す図である。図１において、監視及び制御を行うための通信線を破線で示し、電力を供給する経路を実線で示し、制御対象となる各電力系統を一点鎖線で示す。実施形態の負荷制御システム１０は、１又は複数の設備や建物に対して設置される。負荷制御システム１０は、複数の電力系統１００（電力系統１００－１，電力系統１００－２）、系統間バイパス用遮断器２００、商用電源遮断器３００及び中央制御装置４００を備える。図１に示される実施形態の負荷制御システム１０は、電力系統１００－１（系統１）と、電力系統１００－２（系統２）とを備える。以下、電力系統１００－１及び電力系統１００－２に共通する事項について説明する。
　電力系統１００は、発電機１０１、第一遮断器１０２、第二遮断器１０３、動力盤１０４及び負荷１０５を備える。
　発電機１０１は、負荷１０５に対して供給される電力を発電する自家用発電機（自家発）である。
　第一遮断器１０２は、発電機１０１によって発電された電力を第二遮断器１０３及び系統間バイパス用遮断器２００に接続された電力線（母線）へ供給するか否か制御するための遮断器である。第一遮断器１０２は、例えば真空遮断器（Vacuum Circuit Breaker, ＶＣＢ）や、ガス遮断器（Gas Circuit Breaker, ＧＣＢ）等の高圧用遮断器を用いて構成される。
　第二遮断器１０３は、第一遮断器１０２を介して発電機１０１から供給される電力を動力盤１０４及び負荷１０５に対して供給するか否か制御するための遮断器である。第二遮断器１０３は、例えば真空遮断器や、ガス遮断器等の高圧用遮断器を用いて構成される。
　動力盤１０４は、１又は複数の負荷１０５毎に電力を供給するか否か制御するための装置である。オペレータは、動力盤１０４を操作することによって、負荷１０５に供給される電力を制御することが可能である。オペレータの操作は、直接行われてもよいし、遠隔地から行われてもよい。
　負荷１０５は、動力盤１０４を介して供給される電力を消費することによって動作する装置である。負荷１０５は、例えば空調機器、熱源設備、空調機、外調機、照明設備、セキュリティ設備、通信設備、ビル制御設備、エレベーター設備などの機器である。負荷１０５は、不図示の中央監視装置による制御に応じて状態を変化する。例えば負荷１０５が空調機である場合、負荷１０５は、中央監視装置から電源のオン又はオフ、設定温度、風量などの制御を受け付け、受け付けられた制御に応じて動作する。また、負荷１０５は、オペレータやユーザによる操作を受け付け、受け付けられた操作に応じて動作する。
　電力系統１００に設けられる発電機１０１、第一遮断器１０２、第二遮断器１０３、動力盤１０４及び負荷１０５の数は、それぞれ１つであってもよいし複数であっても良い。また、電力系統１００に対し、発電機１０１、第一遮断器１０２、第二遮断器１０３、動力盤１０４及び負荷１０５とは異なる他の構成が設けられてもよい。
　系統間バイパス用遮断器２００は、複数の電力系統１００を接続する電力線（母線）を遮断するための遮断器である。系統間バイパス用遮断器２００は、例えば真空遮断器や、ガス遮断器等の高圧用遮断器を用いて構成される。系統間バイパス用遮断器２００は、例えば商用電源による電力供給が行われている場合には、各電力系統１００に商用電源による電力が伝わるように閉じる。一方、発電機１０１による電力供給が行われる場合には、中央制御装置４００は、必要に応じて系統間バイパス用遮断器２００を開いてもよい。
　商用電源遮断器３００は、商用電源から供給される電力を電力線に対して供給するか否か制御するための遮断器である。商用電源遮断器３００は、例えば真空遮断器や、ガス遮断器等の高圧用遮断器を用いて構成される。
　中央制御装置４００は、負荷制御システム１０に設けられた複数の電力系統１００の装置、系統間バイパス用遮断器２００及び商用電源遮断器３００を制御する。中央制御装置４００は、例えばサーバ装置などの情報処理装置を用いて構成される。
　図２は、中央制御装置４００の機能構成を表す機能ブロック図である。中央制御装置４００は、入力部４０１、表示部４０２、パターン制御部４０３、パターン記憶部４０４、通信部４０５、状態監視部４０６、状態記憶部４０７、負荷制御部４０８及び判定部４０９を備える。パターン制御部４０３、状態監視部４０６、負荷制御部４０８及び判定部４０９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が中央制御プログラムを実行することによって実現される。なお、パターン制御部４０３、状態監視部４０６、負荷制御部４０８及び判定部４０９の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。中央制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。中央制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
　入力部４０１は、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、タブレット等）、ボタン、タッチパネル等の既存の入力装置を用いて構成される。入力部４０１は、オペレータの指示を中央制御装置４００に入力する際にオペレータによって操作される。入力部４０１は、入力装置を中央制御装置４００に接続するためのインタフェースであっても良い。この場合、入力部４０１は、入力装置においてオペレータの入力に応じ生成された入力信号を中央制御装置４００に入力する。
　表示部４０２は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置である。表示部４０２は、テキストや画像を表示する。表示部４０２は、画像表示装置を中央制御装置４００に接続するためのインタフェースであっても良い。この場合、表示部４０２は、テキストや画像を表示するための映像信号を生成し、自身に接続されている画像表示装置に映像信号を出力する。
　パターン制御部４０３は、オペレータが入力装置を操作して入力した指示に応じて、オペレータによって作成された負荷制御パターンを受け付ける。パターン制御部４０３は、受け付けた負荷制御パターンをパターン記憶部４０４に書き込む。
　パターン記憶部４０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。パターン記憶部４０４は、パターン制御部４０３によって受け付けられた負荷制御パターンを記憶する。
　図３は、パターン記憶部４０４が記憶する情報の具体例を示す図である。パターン記憶部４０４は、負荷制御パターン毎に、パターンテーブル４１を記憶する。そのため、パターン記憶部４０４は、負荷制御パターンの数だけパターンテーブル４１を記憶する。１つのパターンテーブル４１は、１つの負荷制御パターンの内容を表す。
　パターンテーブル４１には、複数のレコード４２が登録されている。レコード４２は、優先順位と負荷の制御内容とを表す。レコード４２は、ナンバー、優先順位、制御対象、容量、除外、合計容量（設定電力）の各値を有する。
　ナンバーは、１つのパターンテーブル４１内で一意にレコードを示す番号である。
　優先順位は、そのレコード４２に定義されている負荷の制御内容の優先順位（ＢＣＰ制御レベル）を表す。優先順位の値は、小さいほど高い優先度を表し、大きいほど低い優先度を表す。
　制御対象は、制御される負荷１０５の名称を表す。
　容量は、制御対象に定義された制御内容を実行することによって消費する電力の量を表す。
　除外は、そのレコード４２に定義されている制御内容を実行するか否かを意味する値である。除外の値として“除外”が設定されている場合、そのレコード４２に定義されている制御内容は実行されない。
　合計容量は、そのレコード４２に定義されている優先順位の全ての制御内容（除外されている制御内容を除く）を実行した場合に消費する電力の合計量を示す。例えば、優先順位“１”の合計容量は、ナンバー１のレコードの容量と、ナンバー２のレコードの容量との合計値である。例えば、優先順位“２”の合計容量は、ナンバー４のレコードが除外に設定されているため、ナンバー３のレコードの容量と同値である。
　図２に戻って中央制御装置４００の説明を続ける。通信部４０５は、ネットワークインタフェースである。通信部４０５は、例えば電力系統１００の各装置や系統間バイパス用遮断器２００と通信する。例えば、通信部４０５は、負荷１０５の状態を示す値（以下、「負荷状態値」という。）を、負荷１０５や不図示のセンサーから受信する。また、通信部４０５は、負荷制御部４０８によって生成された制御信号を、負荷制御部４０８の制御対象となった第一遮断器１０２、第二遮断器１０３、動力盤１０４、負荷１０５へ送信する。
　状態監視部４０６は、通常の制御が行われている間（停電が生じる前まで）に通信部４０５によって受信された負荷状態値に基づいて、各負荷１０５の状態を監視する。状態監視部４０６は、負荷１０５の状態に変化が生じた場合、変化後の負荷状態値を状態記憶部４０７に書き込む。状態監視部４０６は、停電が生じた後は、復旧するまでの間は、負荷状態値の更新を行わない。そのため、停電が生じた後の状態記憶部４０７には、停電が生じる直前の各負荷１０５の状態を表す負荷状態値が記録されている。
　状態記憶部４０７は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。状態記憶部４０７は、状態監視部４０６によって書き込まれる負荷状態値を記憶する。
　図４は、状態記憶部４０７が記憶する情報の具体例を示す図である。状態記憶部４０７は、状態情報テーブル７１を記憶する。
　状態情報テーブル７１には、複数のレコード７２が登録されている。レコード７２は、負荷ＩＤ及び負荷状態値の各値を有する。負荷ＩＤは、負荷１０５を一意に示す識別情報である。負荷状態値は、そのレコード７２の負荷ＩＤが示す負荷１０５の状態を表す情報である。
　図２に戻って中央制御装置４００の説明を続ける。負荷制御部４０８は、パターン記憶部４０４に記憶されている負荷制御パターンと、判定部４０９による判定結果と、に基づいて負荷１０５を制御する。
　例えば、負荷制御部４０８は、負荷制御パターンに基づいて各負荷１０５の制御内容を決定し、決定された制御内容を表す制御信号を生成する。そして、負荷制御部４０８は、通信部４０５を介して各負荷１０５に制御信号を送信する。
　負荷制御部４０８は、状態情報テーブル７１に登録されている各負荷１０５の負荷状態値に応じて、各負荷１０５を制御してもよい。例えば、負荷制御部４０８は、負荷制御パターンにおいて定義されている負荷の制御内容のうち、状態情報テーブル７１に制御実行中であったことが登録されている負荷１０５についてのみ、制御を実行する。
　また、負荷制御部４０８は、停電後であって復旧するまでの間（ＢＣＰ制御実行中の間）は、各負荷１０５が中央監視装置等の他の装置による制御を受け付けないように負荷１０５を制御する。このような制御により、負荷制御部４０８による制御が、他の装置による制御によって乱されてしまうこと（例えば、優先順位の低い制御が実行されてしまうことや、現在発電電力がＢＣＰ目標電力を超えてしまうこと）を抑止できる。
　判定部４０９は、より低い優先順位の制御内容を実行すべきか否か判定する。判定部４０９は、判定結果を負荷制御部４０８に出力する。
　次に、負荷制御部４０８が実行する処理について詳細に説明する。負荷制御部４０８が実行する処理には、ＢＣＰ制御を開始するか否かを判定する処理、ＢＣＰ制御の対象外にする系統を判定する処理が含まれる。以下、それぞれの処理について説明する。
　まず、ＢＣＰ制御を開始するか否かを判定する処理について説明する。負荷制御部４０８には、ＢＣＰ制御を開始する条件（制御条件）が予め設定されている。負荷制御部４０８は、制御条件が満たされたか否か判定する。負荷制御部４０８は、制御条件が満たされたと判定した場合に、ＢＣＰ制御を開始する。
　制御条件として、例えば電力系統１００毎に以下のような条件が設定されてもよい。
・発電機１０１が運転中であり、且つ、その電力系統１００が自家発としての送電系統であること。
・動作可能条件を満たした発電機１０１が１台以上その電力系統１００に属していること。
・オペレータの手動によりＢＣＰ制御の開始の指示が実行済みであること。
　発電機１０１の動作可能条件には、発電機１０１が正常に、故障の疑いなく動作していることを示すための複数の条件が設定されてもよい。例えば、発電機１０１の状態を表す複数の指標や、発電機１０１が故障しているか否かを表す複数の指標が動作可能条件として設定されてもよい。例えば、動作可能条件に設定されている複数の条件のうち、１つでも満たされていない条件が存在する発電機１０１は、動作可能条件を満たしていないと判定されてもよい。
　次に、ＢＣＰ制御の対象外にする系統を判定する処理について説明する。負荷制御部４０８は、ＢＣＰ制御が実行されている最中に、上記の制御条件が不成立となった電力系統１００が存在する場合、制御条件が不成立となった電力系統１００のＢＣＰ制御を中断する。この場合、負荷制御部４０８は、制御条件が不成立となった電力系統１００において、優先順位“０”の制御内容のみを実行し、優先順位が“１”及び“１”より低い制御内容の実行を停止する。そして、負荷制御部４０８は、制御条件が不成立となったことをオペレータやユーザに報知する。なお、設定値出力については制御が行われなくてもよい。
　一度制御条件が不成立となった電力系統１００が後に制御条件を満たしたとしても、負荷制御部４０８は、その電力系統１００に対してＢＣＰ制御を再開しない。
　図５は、負荷制御システム１０におけるＢＣＰ制御の処理の流れを表すフローチャートである。なお、ＢＣＰ制御の処理においては、中央制御装置４００以外の装置又はオペレータが主体となる処理も含まれている。このような処理については、図５において破線の矩形にて表す。
　まず、ＢＣＰ制御が開始されるまでの処理（ステップＳ１０１～Ｓ１０８）について説明する。
　負荷制御システム１０のオペレータは、負荷制御パターン（ＢＣＰパターン）を事前に中央制御装置４００に対して登録する（ステップＳ１０１）。災害の発生などに起因して商用電源において停電が発生すると（ステップＳ１０２）、負荷制御システム１０の制御対象となっている建物内の全設備（全負荷１０５）が停止する（ステップＳ１０３）。その後、商用電源に停電が発生したことに応じて各電力系統１００の発電機１０１が起動する（ステップＳ１０４）。
　オペレータは、負荷制御システム１０の制御対象となっている建物内に設置された負荷１０５について、安全確認を行う（ステップＳ１０５）。例えば、オペレータは、災害発生などのアクシデントに対して予め設定されているマニュアルにしたがって、各負荷１０５を起動させても問題が無いか（障害が生じていないか）について確認作業を行う。起動させるべきではない負荷１０５（以下、「障害負荷」という。）の存在が確認された場合、オペレータは、障害負荷を負荷制御システム１０の制御対象から除外するための操作を行う。この操作に応じて、中央制御装置４００は、パターンテーブル４１の障害負荷を表すレコード４２に、“除外”の値を設定する（ステップＳ１０６）。
　オペレータは、停電の発生後（ステップＳ１０２）、発電機１０１が起動し（ステップＳ１０４）、建物内の各負荷１０５の安全が確認され（ステップＳ１０５）、必要に応じて障害負荷の除外が行われた後（ステップＳ１０６）、中央制御装置４００に対してＢＣＰ制御の開始を指示する。この際、オペレータは、中央制御装置４００に対して予め登録されている複数の負荷制御パターンの中から、１つの負荷制御パターンを選択する。そして、オペレータは、選択された負荷制御パターンを中央制御装置４００に対して指示する。オペレータによる指示に応じて、中央制御装置４００は、選択された負荷制御パターンに基づいたＢＣＰ制御を開始する（ステップＳ１０７）。そして、負荷制御システム１０に備えられている各負荷１０５は、中央制御装置４００によるＢＣＰ制御に応じて動作する（ステップＳ１０８）。
　負荷１０５への電源供給は、停電による各第二遮断器１０３の開放後、発電機１０１が起動し各第一遮断器１０２が再投入されるまでは、受変電設備側の停電動作パターンに依存する。この停電動作パターンには、手動による自家発起動も含まれる。また、中央監視装置等において異常警報が発報していない負荷１０５であっても、現地におけるオペレータの確認作業により運転不可と判断されることがあり得る。そのため、ＢＣＰ開始操作（ステップＳ１０７）が行われる前に、負荷１０５の状態を現地にて確認する作業が行われることが望ましい。ただし、一部又は全部の負荷１０５が稼働する前にＢＣＰ制御が開始されてもよいし、全ての負荷１０５が稼働した後にＢＣＰ制御が開始されてもよい。
　次に、ＢＣＰ制御が開始されてから復旧するまでの処理（ステップＳ１０９～Ｓ１１３）について説明する。
　ＢＣＰ制御が開始された後に、商用電源による電力の供給が復旧すると（ステップＳ１０９）、商用電源の復旧（復電）に応じて発電機１０１が停止する（ステップＳ１１０）。その後、第一遮断器１０２が開放され、全ての負荷１０５が停止する（ステップＳ１１１）。オペレータは、中央制御装置４００に対してＢＣＰ制御の終了を指示する。オペレータによる指示に応じて、中央制御装置４００は、ＢＣＰ制御を終了する（ステップＳ１１２）。その後、オペレータは、現場設備の負荷１０５や中央監視装置を操作することによって、負荷１０５を通常通りの動作に復旧させる作業を行う（ステップＳ１１３）。中央監視装置は、１又は複数の負荷１０５を制御する装置である。この後、現場設備及び中央監視装置によって条件付けされた復電動作となり、ＢＣＰ制御に関連する一連の処理が終了する。
　図６は、負荷制御システム１０におけるＢＣＰ制御の特徴を示す図である。図６において、横軸は時間を表す。時刻ｔ１までの間は、商用電源において停電は生じていない。そのため、負荷制御システム１０における各負荷１０５は、商用電源によって供給される電力を用いて動作している。この間は、負荷制御システム１０は通常制御を行っている。
　時刻ｔ１に商用電源において停電が生じる（図５：Ｓ１０２）。商用電源において停電が生じると、負荷制御システム１０は、停電制御を行う。具体的には、まず、負荷制御システム１０の制御対象となっている建物内の全設備（全負荷１０５）が停止する（図５：Ｓ１０３）。その後、時刻ｔ２において、発電機１０１が起動し、発電機１０１による給電が可能な状態になる（図５：Ｓ１０４）。また、オペレータは、負荷１０５の安全確認を行い、必要に応じて障害負荷を除外する（図５：Ｓ１０５，Ｓ１０６）。以上の作業が完了すると、時刻ｔ３において停電制御が終了する。
　オペレータが中央制御装置４００に対してＢＣＰ制御の開始を指示すると、時刻ｔ４においてＢＣＰ制御が開始される（図５：Ｓ１０７）。ＢＣＰ制御が開始されると、まず非常用防災負荷に対して電力が供給される。非常用防災負荷とは、負荷制御システム１０の制御対象となっている建物内に設置された負荷１０５のうち、非常時に備えて最優先で稼働させておく必要のある負荷１０５に要する電力を表す。図６において、非常用防災負荷の優先順位は、優先度が最も高いことを示す“０”で表されている。
　次に、時刻ｔ５において、中央制御装置４００は、優先順位が“１”の制御内容を実行するか否か判定する。中央制御装置４００は、優先順位が“１”の制御内容を実行した際に消費される電力（設定電力）と、発電機１０１の余剰電力（ＢＣＰ調整電力）とを比較する。発電機１０１の余剰電力よりも消費される電力の方が小さい場合、中央制御装置４００は、優先順位が“１”の制御内容に基づいて各負荷の制御を開始する。中央制御装置４００は、優先順位“２”、“３”、・・・と順に判定処理を行い、優先順位が“１９”の制御内容まで順に実行する。
　次に、時刻ｔ６において、中央制御装置４００は、優先順位“２０”の制御内容を実行するか否か判定する。優先順位が“２０”の制御内容を実行した際に消費される電力（設定電力）は、発電機１０１の余剰電力（ＢＣＰ調整電力）よりも高い。すなわち、優先順位“１”から“２０”までの制御内容を全て実行した際に消費される電力は、発電機１０１で供給可能な目標電力（ＢＣＰ目標電力）よりも高い。そのため、中央制御装置４００は、優先順位“２０”の制御内容を実行しない。
　時刻ｔ７において、商用電源が復電する（図５：Ｓ１０９）。商用電源の復電に応じて、時刻ｔ８に発電機１０１が停止する（図５：Ｓ１１０）。その後、時刻ｔ９において、中央制御装置４００は、全ての遮断器（商用電源の電力線に接続された遮断器、発電機１０１の電力線に接続された遮断器）を開放することによって、全ての負荷１０５に対する電力の供給を停止する。電力の供給の停止に伴い、全ての負荷１０５が停止する（図５：Ｓ１１１）。
　次に、時刻ｔ９において、オペレータが中央制御装置４００に対してＢＣＰ制御の終了を指示する。オペレータによる指示に応じて、中央制御装置４００は、制御内容の優先順位を“０”に設定し、時刻ｔ１０においてＢＣＰ制御が終了する（図５：Ｓ１１２）。
　その後、時刻ｔ１１に復電制御が開始される。復電制御において、オペレータは、現場設備の負荷１０５や中央監視装置を操作することによって、負荷１０５を通常通りの動作に復旧させる作業を行う（図５：Ｓ１１３）。時刻ｔ１２以降は、負荷制御システム１０における各負荷１０５は、商用電源によって供給される電力を用いて通常通り動作する。
　図７は、ＢＣＰ制御が開始される時点と、レベル制御が実行される時点と、の処理の内容を表す図である。まず、図７に示される各値について説明する。
　発電可能電力は、制御条件を満たす発電機１０１によって発電可能な電力の系統毎の総量である。発電可能電力は、オペレータによって設定される。例えば、１つの系統で４台の発電機１０１が稼働する場合、その系統の発電可能電力は、４台の発電機１０１が発電可能な電力の合計値となる。
　点線で示される現在発電電力は、制御条件を満たす発電機１０１によって発電されている電力の系統毎の総量である。例えば、１つの系統で４台の発電機１０１が稼働している場合、その系統の現在発電電力は４台の発電機１０１の発電電力の合計値となる。現在発電電力は、負荷１０５の制御内容（稼働、停止など）に応じて変化する。いいかえると、現在発電電力は、負荷１０５に対して供給されている（負荷１０５によって消費されている）電力の系統毎の総量である。
　ＢＣＰ目標電力は、発電機１０１によって供給可能とする電力の目標値を表す。ＢＣＰ目標電力は、例えば以下の式によって算出される。
　ＢＣＰ目標電力＝(gW-elW)×dfr/100))×((100-lvr)/100)・・・（式１）
　式１において、gWは発電可能電力を示し、elWは非常用防災負荷の容量を示し、lvrは負荷起動時の瞬低率を示し、dfrはＢＣＰ制御時の需要率を示す。
　投入上限電力は、投入上限電力比率（％）とＢＣＰ目標電力とに基づいて算出される。投入上限電力は、登録されるＢＣＰ制御レベルの数と、各ＢＣＰ制御レベルの合計容量（設定電力）と、に応じて設定される。具体的には、投入上限電力は、ＢＣＰ制御レベルが１つ上がる場合（１つ低い優先順位の制御が実行される場合）にＢＣＰ目標電力を超過しない範囲で設定される。投入上限電力は、例えば以下の式によって算出される。
　投入上限電力＝ＢＣＰ目標電力×投入上限電力比率・・・（式２）
　現在発電電力が投入上限電力より低く、投入条件を満たしていた場合、ＢＣＰ制御レベルを１つ上げる処理（１つ低い優先順位の制御を実行する処理）が行われる。なお、投入上限電力比率は、オペレータによって設定されてもよい。
　ＢＣＰ調整電力は、負荷１０５に供給可能な電力（調整電力）を表す。ＢＣＰ調整電力は、以下の式によって算出される。
　ＢＣＰ調整電力＝ＢＣＰ目標電力－現在発電電力・・・（式３）
　レベル設定電力は、オペレータによって選択されたＢＣＰ制御パターンの各ＢＣＰ制御レベル（例えば１～２０）における負荷１０５の容量の合計値（合計容量）である。レベルｎ設定電力（ｎは０以上の整数）は、ＢＣＰ制御レベルｎにおける負荷１０５の容量の合計値である。
　次に、ＢＣＰ制御の流れについて説明する。
　ＢＣＰ制御の制御条件が成立すると、ＢＣＰ制御が開始される。ＢＣＰ制御が開始された時点のＢＣＰ制御レベルは“０”である。すなわち、ＢＣＰ制御が開始された時点では、非常用防災負荷のみが稼働するように負荷制御が実行される。その後、ＢＣＰ制御の開始操作時に選択された制御パターンに基づいて、ＢＣＰ制御レベルがＢＣＰ目標電力と投入上限電力との間に位置するように、ＢＣＰ制御レベルが制御周期（例えば１分）にしたがって繰り返し変更される。
　現在発電電力が投入上限電力より低く、且つ、現在のＢＣＰ制御レベルより１つ上のＢＣＰ制御レベルの設定電力よりもＢＣＰ調整電力の方が高い場合、中央制御装置４００は１つ上のＢＣＰ制御レベルを実行する。この場合、中央制御装置４００は、新たに実行されるＢＣＰ制御レベルの制御対象に応じて負荷１０５の制御を開始する。なお、中央制御装置４００は、制御周期内においてＢＣＰ制御レベルを１つずつ上げる。
　図８は、投入条件においてＢＣＰ制御レベルを上げない場合の具体例を示す図である。現在実行されているＢＣＰ制御レベルよりも１つ上のＢＣＰ制御レベルの設定電力（図８のレベルｎ設定電力）が、ＢＣＰ調整電力を超過している場合、中央制御装置４００は、ＢＣＰ制御レベルを上げない。
　図９は、遮断条件の具体例を示す図である。現在発電電力がＢＣＰ目標電力より高くなった場合、中央制御装置４００は、ＢＣＰ制御レベルを下げる。この際、中央制御装置４００は、ＢＣＰ制御レベルを上げる場合とは異なり、１つずつＢＣＰ制御レベルを下げるのではなく、現在発電電力がＢＣＰ目標電力よりも低くなるＢＣＰ制御レベルまで一度に下げる。図９の例では、ｍ分のＢＣＰ制御レベルが一度に下げられている。なお、制御条件が不成立になった場合、中央制御装置４００はＢＣＰ制御レベルを“０”まで一度に下げる。
　また、オペレータ又はユーザの操作によって、現在実行されている負荷制御パターンとは異なる負荷の制御（以下、「ユーザ制御」という。）が実行された場合、中央制御装置４００は、ユーザ制御によって消費される電力の容量を含む現在発電電力を算出する。算出された現在発電電力がＢＣＰ目標電力よりも高い場合、中央制御装置４００は、ユーザ制御を継続したままで、他の制御を停止させることによって、現在発電電力をＢＣＰ目標電力以下に下げる。具体的には以下のとおりである。
　中央制御装置４００は、図９に示されるようにＢＣＰ制御レベルを下げる際に、制御が停止されるＢＣＰ制御レベルの制御内容（図９のＢＣＰ制御レベルｎ～（ｎ－ｍ）の各レコード４２に設定されている制御対象）にユーザ制御と同一の制御が含まれているか否か判定する。もし含まれている場合には、ユーザ制御と同一の制御の実行を維持した状態における現在発電電力を推定する。現在発電電力の推定値がＢＣＰ目標電力よりも低い場合には、中央制御装置４００は、ＢＣＰ制御レベルを（ｎ－ｍ）まで下げる。一方、現在発電電力の推定値がＢＣＰ目標電力よりも高い場合には、中央制御装置４００は、ＢＣＰ制御レベルを（ｎ－（ｍ＋１））まで下げた場合の現在発電電力を推定する。中央制御装置４００は、このような処理を繰り返すことで、ユーザ制御の実行を維持したままで、現在発電電力をＢＣＰ目標電力以下に下げる。
　図１０は、表示部４０２が表示するＢＣＰ制御画面の具体例を示す図である。ＢＣＰ制御画面は、この画面において設定される負荷制御パターンの各優先順位の設定電力や、制御状況等を表示する画面である。
　ＢＣＰ制御状態表示領域５０１は、ＢＣＰ制御状態を表示する領域である。ＢＣＰ制御状態表示領域５０１には、ＢＣＰ制御条件成立、ＢＣＰ制御中、発電可能電力、ＢＣＰ目標電力、投入上限電力、現在発電電力、ＢＣＰ調整電力、ＢＣＰ以降要求の各項目の値が表示される。
　ＢＣＰ制御条件成立は、ＢＣＰ制御条件が成立しているか否かを表す。成立している場合には丸印が表示され、成立していない場合はバツ印が表示される。
　ＢＣＰ制御中は、ＢＣＰ制御が行なわれているか否かを表す。ＢＣＰ制御が行われている場合は丸印が表示され、行なわれていない場合はバツ印が表示される。
　ＢＣＰ制御パターンは、現在の制御中パターンを表す。
　発電可能電力は、動作可能条件を満たしている正常な発電機１０１の発電電力の合計値を表す。
　ＢＣＰ目標電力は、発電機１０１で供給可能とするＢＣＰ目標電力を表示する。
　投入上限電力は、目標電力に対し発電機設定で登録された投入上限比率により算出された投入上限電力を表示する。
　現在発電電力は、現在の発電電力（現在発電電力）を表示する。
　ＢＣＰ調整電力は、ＢＣＰ目標電力から現在発電電力を引いた値を表示する。
　ＢＣＰ移行要求は、制御開始時及び終了時の設備に対する移行指令の結果を表示する。
　レベル表示領域５０２は、各電力系統１００において実施されているＢＣＰ制御レベルを表示する。ＢＣＰ制御開始後に条件不成立となったために制御中断している電力系統１００については、ＢＣＰ制御レベルの値として“０”が表示され、下部に“中断”と表示される。
　パターン設定電力表示領域５０３には、ＢＣＰ制御パターンの選択中パターンのパターン番号、パターン名称及び設定電力が表示される。各パターンの設定電力は、累積容量を表す。なお、現在のＢＣＰ制御レベルが１～２０のいずれかである場合、該当するＢＣＰ制御レベルの左に所定の記号（図１０の例では黒塗りの三角形）が表示される。
　制御設定ボタン５０４は、制御設定ダイアログを表示するためのボタンである。パターン選択ボタン５０５は、パターン選択ダイアログを表示するためのボタンである。パターン設定ボタン５０６は、パターン設定ダイアログを表示するためのボタンである。制御条件設定ボタン５０７は、制御条件設定ダイアログを表示するためのボタンである。発電機設定ボタン５０８は、発電機設定ダイアログを表示するためのボタンである。ＣＳＶ保存ボタン５０９は、ＣＳＶ保存ダイアログを表示するためのボタンである。印刷設定ボタン５１０は、印刷設定ダイアログを表示するためのボタンである。制御モード表示領域５１１には、現在行われている制御の内容（例えば、通常、停電制御、ＢＣＰ制御、復電制御など）が表示される。
　図１１は、表示部４０２が表示するパターン設定ダイアログの具体例を示す図である。パターン設定ダイアログの画面では、オペレータは各負荷制御パターンの内容を登録することができる。
　パターン設定表示領域６０１には、パターンテーブル４１に登録されている情報が表示される。なお、図１１では、図３に示された項目に加えてさらに、状態、設定値、変更状況などの項目が表示されている。
　レベルは、ＢＣＰ制御レベルの番号を表す。負荷名称は、制御対象ポイントの名称を表す。状態は、制御対象ポイントが状態（ＯＮ／ＯＦＦなど）を制御するものである場合に黒塗りの丸が表示される。
　設定値は、設定値出力を行う制御対象ポイント登録時に選択されている負荷種別を表す。負荷種別が温度である場合には黒塗りの正方形が表示され、負荷種別が照度である場合には黒塗りの菱形が表示される。
　容量は、制御対象ポイントの容量を表示する。除外は、制御対象ポイントが除外か否かを表示する。変更状況は、制御中に選択されているパターンのみ変更状況および制御出力状況を表示する。合計は、各ＢＣＰ制御レベルに登録されている負荷容量の合計を表す。
　パターン選択領域６０２は、現在パターン設定表示領域６０１に表示されている負荷制御パターンの値を表示する。オペレータは、“＜”や“＞”が表示されているボタンを操作することによって、パターン設定表示領域６０１に表示される負荷制御パターンを変更できる。
　新規登録ボタン６０３は、パターン情報設定ダイアログを表示するためのボタンである。変更ボタン６０４は、選択されている制御対象ポイントのＢＣＰ制御レベルの情報設定ダイアログを表示するためのボタンである。削除ボタン６０５は、選択した制御対象ポイントの登録を削除するためのボタンである。キャンセルボタン６０６は、ダイアログを閉じるためのボタンである。
　図１２は、表示部４０２が表示するパターン選択ダイアログの具体例を示す図である。パターン選択ダイアログは、オペレータが負荷制御パターンの番号を系統毎に選択するための表示である。
　パターン番号表示領域７０１には、系統毎の負荷制御パターンの番号が表示される。番号が表示されている部分を選択すると、パターン番号選択ダイアログが表示される。オペレータは、パターン番号選択ダイアログにて、選択されている番号を変更できる。
　設定ボタン７０２は、設定を反映してパターン選択ダイアログを閉じるためのボタンである。キャンセルボタン７０３は、設定を破棄してパターン選択ダイアログを閉じるためのボタンである。
　以上述べた少なくともひとつの実施形態の負荷制御システムによれば、オペレータによって状況に応じて選択された負荷制御パターンに基づき、優先順位が高い制御内容から順に実行される。そのため、発電機１０１（自家発）が発電可能な電力内で、優先順位の高い負荷から順に稼働させることが可能となる。したがって、より効率的に自家発の発電電力を利用することが可能となる。
　また、ＢＣＰ制御が実行されている最中にユーザ制御が発生した場合に、例えユーザ制御が低い優先順位の制御として定義されていたとしても、ユーザ制御を維持したままで他の制御が停止されることによって現在発電電力が調整される。そのため、ユーザが所望する負荷１０５の制御を維持したままで、自家発の発電電力を効率的に利用することが可能となる。
　また、負荷１０５に障害が生じた場合、その負荷１０５を制御対象から除外することが可能である。そして、除外された制御に要する電力は、設定電力に含まれることなく、ＢＣＰ制御が実行される。そのため、正常に動作しない負荷１０５に対して割り当てられていた電力を、正常に動作する他の負荷１０５への制御に転用することが可能であり、自家発の発電電力をより効率的に利用することが可能となる。
　また、ＢＣＰ制御が実行される際に、停電が生じる前に動作していた負荷１０５についてのみ制御が実行される。したがって、そもそも動作していなかった負荷１０５によって自家発の電力が消費されることがない。停電が生じる前に動作していなかった負荷１０５は、その時点でユーザによって必要とされていない負荷１０５である可能性が高い。そのため、よりユーザによって必要とされている負荷１０５に対してのみ自家発の電力を供給し、自家発の発電電力をより効率的に利用することが可能となる。
　＜変形例＞
　ＢＣＰ制御が実施されている間は、制御パターンに登録されている内容を変更できないように構成されてもよい。
　上述したレコード４２には、制御対象の具体例として照明の発停、空調の発停、空調の温度設定を挙げている。制御対象の具体例は、上述した例に限定される必要は無い。例えば、負荷１０５が空調機である場合には、制御対象として以下の様な情報が設定されてもよい。電源のオン又はオフ。運転種別（例えば、冷房、暖房、ドライ、送風）。風量（例えば、弱、中、強）。設定温度（例えば、２８度、３０度）。例えば、負荷１０５が照明設備である場合には、制御対象として以下の様な情報が設定されてもよい。複数の照明のうち、点灯させる（電源をオンにする）照明の個数又は位置。照度（例えば、低、中、高）。また、空調機や照明設備以外の制御対象が設定されてもよい。
　中央制御装置４００は、必ずしも１台の情報処理装置として実装される必要はない。例えば、互いに通信可能な複数台の情報処理装置が連携して中央制御装置４００の機能を実現するように構成されてもよい。また、中央制御装置４００と、上述した中央監視装置とは、１台の情報処理装置として構成されてもよい。
　図３に示されるパターンテーブル４１は、一例にすぎず他の値を有するテーブルとして構成されてもよい。例えば、ナンバー、優先順位、制御対象、容量、除外、合計容量の各値の他に、状態、設定値、変更状況などの値がパターンテーブル４１に登録されてもよい。なお、状態値、設定値、変更状況などの各値は、図１１の画面に示されている同名の各値を同じである。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１０…負荷制御システム，　１００…電力系統，　１０１…発電機，　１０２…第一遮断器，　１０３…第二遮断器，　１０４…動力盤，　１０５…負荷，　２００…系統間バイパス用遮断器，　３００…商用電源遮断器，　４００…中央制御装置，　４０１…入力部，　４０２…表示部，　４０３…パターン制御部，　４０４…パターン記憶部，　４０５…通信部，　４０６…状態監視部，　４０７…状態記憶部，　４０８…負荷制御部，　４０９…判定部

Claims (6)

  1. 　電力を消費して動作する複数の負荷に対する、優先順位がつけられた複数の制御内容を有するパターンを複数記憶できる記憶部と、
    　前記記憶部に記憶された前記パターンからパターンを選択するための選択部と、
    　前記負荷によって消費される電力の合計値が、発電機によって供給可能な電力に基づいた値を示す目標電力値を上回らない範囲で、選択された前記パターンの制御内容に基づき、前記優先順位が高い順に前記負荷を動作させる負荷制御部と、
    を有することを特徴とする負荷制御装置。
  2. 　前記負荷制御部は、前記合計値が、前記目標電力値を上回る場合は、前記負荷の動作に係る前記制御内容を実行しない、請求項１に記載の負荷制御装置。
  3. 　前記負荷制御部は、ユーザ又はオペレータによって開始された前記負荷への制御であるユーザ制御が存在する場合、前記ユーザ制御の優先順位にかかわらず、前記ユーザ制御の実行を維持したままで前記パターンの制御内容に基づく動作の一部を停止することによって、前記合計値が前記目標電力値を上回らないように前記負荷を制御する、請求項１又は２に記載の負荷制御装置。
  4. 　前記負荷制御部は、制御の対象とならない負荷が存在する場合、前記合計値が前記目標電力値を上回るか否かの判定を行う際に、前記制御の対象とならない負荷への制御によって消費される電力を含まない前記合計値に基づいて前記判定を行う、請求項１から３のいずれか１項に記載の負荷制御装置。
  5. 　前記負荷制御部は、停電が生じた後に前記負荷を制御する場合に、停電が生じる前において制御されていなかった負荷については、前記優先順位にかかわらず制御しない、請求項１から４のいずれか１項に記載の負荷制御装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の負荷制御装置と、
    　前記複数の負荷に対し電力を供給可能な前記発電機と、
    を備える負荷制御システム。
PCT/JP2014/079729 2013-11-11 2014-11-10 負荷制御装置及び負荷制御システム WO2015068840A1 (ja)

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