WO2017187820A1 - 監視制御装置 - Google Patents

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WO2017187820A1
WO2017187820A1 PCT/JP2017/009959 JP2017009959W WO2017187820A1 WO 2017187820 A1 WO2017187820 A1 WO 2017187820A1 JP 2017009959 W JP2017009959 W JP 2017009959W WO 2017187820 A1 WO2017187820 A1 WO 2017187820A1
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WO
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energy saving
target value
power
load
time zone
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/009959
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐司 砂盃
毅朗 中原
聡 山森
内村　恭司
翔 武田
直樹 牧野
聡 吉川
奈良　佳行
Original Assignee
株式会社 東芝
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 東芝 filed Critical 株式会社 東芝
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • H02J2310/60—Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a monitoring and control apparatus capable of adjusting a sufficient balance between ensuring an energy saving effect and suppressing influence on operations.
  • contract electric power that is the basis of the electricity bill is negotiated between the electric power company and the customer according to the electric power used by the customer.
  • Contract power is the largest demand power in the past year, including the current month, and the maximum demand power is the power that has been maximized in a month out of the values measured every 30 minutes. It is. In other words, the electricity price for one year is determined by the maximum value for 30 minutes.
  • the excess power used must be replaced with new contract power, and there is a problem that the electricity charge increases due to an increase in the contract power.
  • a consumer may introduce a monitoring control device that implements a demand monitoring control function.
  • the demand monitoring control function is a function for the purpose of preventing the power consumption of the load facility to be monitored and controlled from exceeding the contract power, and can be divided into a demand monitoring function and a demand control function.
  • Demand monitoring function calculates the expected power usage, which is the predicted value of power usage, at 30-minute intervals so that the power usage of the load equipment that is the subject of monitoring control does not exceed the contract power.
  • the demand monitoring function when the actual value of the power consumption of the load equipment exceeds the contract power, or when the estimated power usage may exceed the warning power, an alarm is issued to alert the customer. Arouse.
  • FIG. 13 in the demand monitoring with a period of 30 minutes, the actual value of the used power of the load facility is shown before the current time, and the predicted value of the used power of the load facility, that is, the estimated used power is shown after the current time.
  • the consumer presets an alarm power line that is lower than the contract power line.
  • the demand control function is a control that sequentially stops the load equipment that is the subject of monitoring control until the power consumption exceeds the contract power or warning power when the predicted power consumption exceeds the warning power. It is a function.
  • the order of stopping the load equipment is registered in advance according to the order from the lowest control level to the highest control level.
  • load facilities that should not be stopped such as emergency facilities and security facilities, are excluded from demand control targets.
  • FIG. 14 shows the relationship between daily power consumption fluctuations, contract power, and warning power target values.
  • the warning power target value is a general setting that is slightly smaller than the contract power (warning power target value 1).
  • the power consumption is maximized in a time zone. It represents performing demand control to stop the load equipment.
  • the alarm power target value a value that is significantly lower than the contract power (alarm power target value 2)
  • demand control can be performed not only in the time zone in which the power consumption is maximized but also in the time zone in which the power usage is relatively small. It is also possible to promote energy saving by stopping the load equipment that is subject to monitoring and control.
  • demand monitoring control function in which the alarm power target values 1 and 2 illustrated in FIG. 14 are set, demand control is performed only during a time period in which the power used exceeds the alarm power target value, and the power used becomes the alarm power target value.
  • Demand control is not performed during the time period below. For this reason, the problem is that the time period during which energy saving is possible is limited.
  • FIG. 15 shows the relationship between fluctuations in daily power consumption and contract power, and alarm power target values set differently in each time zone (hereinafter, target values used for energy saving control are referred to as energy saving target values).
  • FIG. 15 shows that energy-saving control can be performed in all time zones based on the energy-saving target value in each time zone set in a range that will not significantly affect the operation of the monitoring control target equipment.
  • the energy saving target value is naturally set to a value less than the contract power, it also prevents contract power excess.
  • energy-saving control the load equipment is stopped as necessary from a low control level to a high control level so as not to exceed the energy saving target value. This is the same as demand control for the purpose of preventing excess contract power.
  • FIG. 16 shows the relationship between the estimated power consumption and actual power consumption and the energy saving target value.
  • the energy saving target value is normally set within a range (control level low, arrow a in FIG. 16) that does not have a significant effect on the operation with respect to the expected power consumption.
  • a range control level low, arrow a in FIG. 16
  • the load facility becomes higher than expected (broken line in FIG. 16)
  • the load facility at a higher control level is stopped.
  • there is a problem that the influence on the operation is unintentionally increased.
  • the present embodiment has been proposed to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to adjust the load suppression in a balanced manner between the energy saving effect and the degree of influence on the operation, thereby improving economic efficiency and reliability.
  • An object of the present invention is to provide a monitoring and control apparatus that improves the performance.
  • an embodiment of the present invention is a monitoring and control device that enables energy-saving control by stopping a load facility, and can set a reduction target total power amount for an arbitrary unit period. Based on the reduction target total electric energy, a setting input unit is provided that allows an energy saving target value used for energy saving control to be set in each time zone of the day.
  • the block diagram which shows the structure of typical embodiment.
  • the graph for explaining the electric power use expectation of load equipment The graph which shows the example of a setting of an energy-saving target value.
  • the graph which shows the example of a setting of an energy-saving target value The graph which shows an example of each calculation method at the time of dividing the unit time per day into 24 pieces.
  • Table 1 showing an example of a calculation result of each calculation method of the energy saving target value.
  • the graph which shows an image when the actual load demand is large with respect to the electric power use expectation.
  • the graph which shows the image of correction of an energy-saving target value.
  • the graph which shows the image of correction of an energy-saving target value The graph which shows the image of correction of an energy-saving target value.
  • the graph which shows the image of correction of an energy-saving target value The graph which shows the image of correction of an energy-saving target value.
  • the graph which shows the image of correction of an energy-saving target value The graph which shows the image of correction of an energy-saving target value.
  • Embodiment [Configuration] With reference to the block diagram of FIG. 1, the configuration of an exemplary embodiment of the present invention is shown.
  • the monitoring control device 1 according to the present embodiment is a device in which the load facilities a1 to an are to be monitored and controlled.
  • the monitoring and control device 1 is a device that can implement demand monitoring control for the purpose of preventing excess contract power and energy saving control by stopping the load facilities a1 to an.
  • the monitoring control device 1 includes a setting input unit 7 that can set two types of target values, namely, an alarm power target value for contract power excess prevention control and an energy saving target value for energy saving control.
  • the setting input unit 7 can be set for each predetermined time zone when setting the energy saving target value.
  • the monitoring control device 1 can use the function for realizing demand monitoring control and the function for realizing energy saving control as one function, and can also use the energy saving control function alone. To do. In the following description, the case where the monitoring control device 1 uses the energy saving control function alone will be described.
  • input / output units b1 to bn are connected to the network N and arranged.
  • the input / output units b1 to bn exchange various signals with the load facilities a1 to an that are monitoring and control targets.
  • the input / output units b1 to bn receive state signals from the load facilities a1 to an and send control signals to the load facilities a1 to an.
  • the status signals received by the input / output units b1 to bn from the load facilities a1 to an include digital values and analog values of the operation status data of the load facilities a1 to an as a result of the control of the load facilities a1 to an.
  • the control signals sent from the input / output units b1 to bn to the load facilities a1 to an include digital values such as on / off of the load facilities a1 to an, analog values such as temperature settings and illuminance settings.
  • the input / output units b1 to bn output the control signals to the load facilities a1 to an to control the load facilities a1 to an.
  • the input unit 2 is connected to the network N and arranged.
  • the input unit 2 takes in the received power or the received power amount, that is, the data indicating how much power is purchased from the power company from the power receiving facility c.
  • the input unit 2 takes in weather observation data such as temperature and humidity from the weather observation facility d.
  • the meteorological observation data is one of data used to calculate the estimated power usage of the load facilities a1 to an in each time zone of the day.
  • the monitoring control device 1 includes a network N, a display / report output unit 3, a storage unit 4, an external information input unit 5, a prospective calculation unit 6, a setting input unit 7, a difference calculation unit 8, and a correction unit 9. It is connected.
  • the display / report output unit 3 is an output device that graphically displays the status of energy saving control and the operating status of the load facilities a1 to an.
  • the storage unit 4 is a storage device that stores various settings and accumulates control operation history in the monitoring control device 1.
  • the external information input unit 5 is an input device that performs input processing for information from outside the monitoring control device 1 such as weather forecast.
  • the forecast calculation unit 6 can calculate the estimated power consumption of the load facilities a1 to an in each time zone of the day.
  • the expected power usage of the load facilities a1 to an will be described using the graph of FIG.
  • the horizontal axis represents time (h)
  • the vertical axis represents power used (kW)
  • the total estimated power amount of the load facilities a1 to an can be calculated by the product of the horizontal axis ⁇ vertical axis. .
  • the hatched portion in FIG. 2 corresponds to the total estimated power amount of the load facilities a1 to an.
  • Pattern matching is a method of accumulating actual measured values of meteorological observation data (temperature, humidity, etc.) together with past total load power, and total load power linked to past data of similar weather values from the next day's weather forecast data. This is a method of reflecting the actual value of. Furthermore, a method of calculating the actual value of total load power from weather forecast data using various algorithms is also known.
  • the setting input unit 7 preliminarily sets a reduction target total power amount in an arbitrary unit period, for example, a period such as one day or one month, and based on this reduction target total power amount, The energy saving target value can be set.
  • the reduction target total power amount is a value obtained by multiplying the total estimated power amount in an arbitrary unit period by a predetermined reduction percentage.
  • the setting input unit 7 can set an energy saving target value for each time zone for the estimated power consumption of the load facilities a1 to an on the next day as of the previous day.
  • the difference calculation unit 8 obtains the difference between the estimated power consumption in the load facilities a1 to an and the actual demand load.
  • the difference calculation unit 8 can obtain the actual demand load by adding the energy saving target value and the load suppression amount due to the stop of the load facilities a1 to an. Further, as described above, since the expected calculation unit 6 obtains the estimated power consumption of the load facilities a1 to an, the difference calculation unit 8 takes in this and calculates the difference from the actual demand load of the load facilities a1 to an. Can be obtained.
  • the correction unit 9 can correct the energy saving target value by adding or subtracting the difference with respect to the energy saving target value in the time zone next to the time zone in which the difference calculating unit 8 takes in the difference and obtains the difference. And The correction unit 9 makes it possible to correct the energy saving target value by adding or subtracting the difference obtained by the difference calculation unit 8 with respect to the energy saving target value in the next time zone as follows.
  • the correction unit 9 compares the estimated power consumption calculated on the previous day with the actual demand load on the day, and if the demand load on the current day is smaller than the estimated power consumption, the correction unit 9 calculates the difference.
  • the energy saving target value is corrected by subtracting the difference obtained by the unit 8 from the energy saving target value in the next time zone.
  • the correction unit 9 adds the difference obtained by the difference calculation unit 8 to the energy saving target value for the next time period, thereby saving the energy saving target. Correct the value.
  • the correction unit 9 makes it possible to correct the corrected energy saving target value again by subtracting the power amount corresponding to the energy saving reduction target in the time zone from the corrected energy saving target value in the next time zone.
  • the setting input unit 7 sets the energy saving target value as follows.
  • the setting input unit 7 first sets a reduction target total power amount in an arbitrary unit period, for example, a period such as one day or one month. Then, the setting input unit 7 divides the reduction target total electric energy by the number of unit hours per day for setting the energy saving target value, that is, 48 for 30 minutes and 24 for one hour. Calculate and set the energy saving target value in time.
  • FIGS. 3 and 4 A sample when the setting input unit 7 sets the energy saving target value is shown in FIGS.
  • the unit time per day is divided into 48 units in units of 30 minutes, and the graph shown by the curve shows the estimated power usage of the load facilities a1 to an, and is stepped.
  • the graph shows the energy saving target value.
  • one day is divided into 24 hours.
  • FIG. 6 shows a summary of calculation samples for each setting method of the energy saving target value in Table 1.
  • the setting input unit 7 sets the energy saving target value by subtracting the same value from the estimated power consumption for each time zone. For this reason, the curve of the graph indicating the expected power consumption and the curve of the graph indicating the energy saving target value have the same slope, except that the latter is stepped.
  • the calculation method when setting the energy saving target value is referred to as “calculation method 1” (see Table 1 in FIG. 6).
  • the setting input unit 7 sets the energy saving target value in a time zone that is equal to or less than the minimum expected power (for example, 10 kW) set in advance for the expected power usage to 0, and uses it in the remaining time zone. Subtract the minimum expected power from the expected power (column A in the table of FIG. 6). Then, after multiplying that value by the same ratio (column B in the table of FIG. 6), the lowest expected power is added in all time zones, and the sum of them is the total expected power after reduction. In this way, regression calculation is performed while changing the percentage, and energy saving target values are set for each time period.
  • the calculation method for setting the energy saving target value in this way is referred to as “calculation method 3”.
  • the energy saving target value is 0 in the time zone of 0 o'clock, 1 o'clock and 23:00. That is, in this time zone, as shown in the graphs of FIGS. 4 and 5, the graph indicating the expected power usage matches the graph indicating the energy saving target value. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, when the energy saving target value is derived by “calculation method 3”, the difference between the estimated power consumption and the energy saving target value becomes large in the portion where the estimated power consumption is large, as shown in FIG. The peak of the energy saving target value is lower than the peak of the energy saving target value in “Calculation method 1” shown in the graph.
  • the setting input unit 7 may set the energy saving target value by multiplying the expected power consumption by the same ratio.
  • the calculation method when setting the energy saving target value is “calculation method 2”.
  • FIG. 5 in addition to the graphs of “calculation method 1” and “calculation method 3”, a graph of “calculation method 2” is also shown.
  • the total expected power is 1090 kW
  • the energy saving target value for each time zone is determined based on 218 kW, which is the reduction target total power consumption.
  • the setting input unit 7 sets the energy-saving target value for each time zone for the estimated power usage of the load facilities a1 to an on the next day as of the previous day.
  • the energy saving target value for each time zone set by the setting input unit 7 is the value set as of the previous day
  • the demand status of the load facilities a1 to an on the next day of the set day, that is, the current day, and the estimated power consumption for the previous day are not necessarily the same.
  • the correction unit 9 corrects the energy saving target value in anticipation that the demand situation of the load facilities a1 to an on the day and the estimated power consumption on the previous day are different.
  • the correction of the energy saving target value by the correction unit 9 will be specifically described with reference to the graphs of FIGS.
  • the broken line indicates the power used by the load facility a1 to an when the load facility a1 to an is not stopped
  • the solid line indicates the expected power consumption of the load facility a1 to an, staircase shape.
  • the solid line indicates the energy saving target value in each time zone, and the alternate long and short dash line that overlaps the stepped solid line indicates the actual power consumption of the load facilities a1 to an when the energy saving control is performed.
  • arrows A to G in the graph indicate the following electric energy. That is, A is the estimated power consumption of the load facilities a1 to an, B is the energy saving target value, and C is the load suppression amount due to the stop of the load facilities a1 to an. D is the power used (that is, the actual demand load) when the load facilities a1 to an are not stopped and the load is not suppressed, and E is the difference between the expected power usage A and the actual demand load D. F is the amount of electric power that is an energy saving reduction target obtained by subtracting the energy saving target value B from the expected electric power usage A.
  • the estimated power usage A is obtained by the expectation calculation unit 6 and stored in the storage unit 4.
  • the energy saving target value B is set by the setting input unit 7 and stored in the storage unit 4.
  • the load suppression amount C is the amount of power derived from the result of actually suppressing the load facilities a1 to an in order to achieve the energy saving target value B in the time period, and the power usage of the load facilities a1 to an in the time period It is possible to calculate backward from the quantity.
  • the difference E is the difference between the actual demand load D and the expected power usage A. These D and E are obtained by the difference calculation unit 8.
  • the energy saving reduction target F is the amount of electric power obtained by subtracting the energy saving target value B from the expected power consumption A, and is set by the setting input unit 7 and stored in the storage unit 4.
  • the graph of FIG. 7 shows an image when the power consumption (dashed line) when the load is not suppressed, that is, the actual demand load on the day is larger than the expected power consumption (solid line).
  • the correction unit 9 calculates the difference E obtained by the difference calculation unit 8 in the time zone in the next unit time zone.
  • the energy saving target value is corrected. That is, the corrected energy saving target value is (B + E), which is the sum of the energy saving target value B and the difference E in the time zone for which the difference E is obtained.
  • the correction unit 9 repeats correction of the energy saving target value by repeating such calculation every unit time period.
  • the corrected energy saving target value is indicated by a stepped slightly thick solid line.
  • a value obtained by subtracting the corrected energy saving target value (B + E) from the electric power used (actual demand load) D when the load is not suppressed is defined as a corrected load suppression amount C1.
  • the corrected energy saving target value (B + E) is a value raised by the difference E from the initial energy saving target value B, and the corrected load suppression amount C1 is greater than the initial load suppression amount C. Is also reduced by the difference E. As a result of the reduction in the corrected load suppression amount C1, it is not necessary to stop the load facilities a1 to an more than expected, and the degree of influence on the operation can be suppressed.
  • the corrected load suppression amount C1 is the difference between the actual demand load D and the corrected energy saving target value (B + E). At this time, when the actual demand load D decreases and the difference from the corrected energy saving target value (B + E) decreases, the corrected load suppression amount C1 decreases. That is, the load facilities a1 to an have a smaller number of stops, making it difficult to achieve the energy saving target F.
  • the corrected load suppression amount C1 when the corrected load suppression amount C1 becomes equal to the energy saving reduction target F, the corrected load suppression amount C1 is increased again so as to increase the corrected load suppression amount C1.
  • Correct the energy saving target value (B + E) For example, it is assumed that the corrected load suppression amount C1 and the energy saving reduction target F are equal in the time zone from 16:00 to 16:30 in the graph of FIG.
  • the correction unit 9 uses the energy saving target value (B + E) after the correction for the energy amount of the energy saving reduction target F in the corresponding time zone in the next time zone, that is, the time zone from 16:30 to 17:00. ) To correct the energy saving target value after re-correction (indicated by a thick line). By such recorrection of the energy saving target value, the load suppression amount C2 after the recorrection exceeds the energy saving reduction target F ′ in the next time zone. As a result, it is possible to increase the energy saving effect by suppressing the number of stopped load facilities a1 to an. This makes it possible to reliably achieve the initial energy saving reduction target F ′.
  • the actual demand load may be small with respect to the estimated power usage calculated the day before.
  • the energy saving target value is set with the previous day, the number of load facilities a1 to an that continue to operate without stopping increases, and there is a problem that the energy saving effect is not obtained.
  • the correction unit 9 corrects the energy saving target value to be low. The correction of the energy saving target value by the correction unit 9 will be described with reference to the graph of FIG.
  • the graph of FIG. 11 shows an image in the case where the power used when load control is not performed, that is, the actual demand load is smaller than the expected power used.
  • the difference calculation unit 8 determines the actual power demand A from the estimated power consumption A.
  • the correction unit 9 calculates the difference E obtained by the difference calculation unit 8 in the time zone as the next unit time.
  • the energy saving target value is corrected by subtracting from the initial energy saving target value B ′ of the belt. That is, the corrected energy saving target value is (B′ ⁇ E) obtained by subtracting the difference E from the initial energy saving target value B ′.
  • the correction unit 9 repeats the correction of the energy saving target value by repeating these calculations every unit time period.
  • the energy saving target value after correction is indicated by a stepped slightly thick solid line.
  • the corrected energy-saving target value (B'-E) is calculated from the power used (actual demand load) D 'when the load is not suppressed.
  • the subtracted value is the corrected load suppression amount C3.
  • the corrected energy saving target value (B′ ⁇ E) is a value reduced by the difference E from the initial energy saving target value B ′
  • the corrected load suppression amount C3 is the initial load It is larger than the suppression amount C by the difference E.
  • the fact that the corrected load suppression amount C3 has increased means that the number of stopped load facilities a1 to an has increased, and an energy saving effect can be improved.
  • the energy saving target for each time zone of the day based on the reduction target total power amount preset in an arbitrary unit period is provided. Therefore, the setting input unit 7 can set the energy saving target value while taking into consideration the degree of influence on the operation based on the reduction target total power amount in an arbitrary unit period. As a result, it is possible to avoid the stoppage of the load facility more than expected, and the influence on the operation can be accurately eliminated.
  • the energy saving target value is set on the basis of the reduction target total electric energy, the reduction target total electric energy can be surely secured and a desired energy saving effect can be obtained. According to the present embodiment as described above, it is possible to realize a well-balanced load suppression between the energy saving effect and the degree of influence on the operation, which can contribute to improvement of economy and reliability. .
  • the calculation unit 6 includes an estimation calculation unit 6 that can calculate the estimated power consumption of the load facility in each time zone, and the setting input unit 7 employs “calculation method 1”.
  • the energy saving target value can be set by subtracting the same value from the expected power. Therefore, the setting input unit 7 stably sets the energy saving target value uniformly throughout the day.
  • the monitoring control device 1 including the setting input unit 7 adopting such “calculation method 1” is particularly effective when the load facilities a1 to an are operating uniformly for 24 hours.
  • the calculation unit 6 includes a calculation unit 6 that can calculate the estimated power consumption of the load facility in each time zone, and the setting input unit 7 employs “calculation method 2” to estimate the power consumption.
  • the energy saving target value can be set by multiplying by the same ratio. Therefore, the setting input unit 7 can change and set the energy saving target value according to the expected power consumption. Therefore, the energy saving target value can be set more flexibly, and the balance adjustment between the energy saving effect and the degree of influence on the operation becomes easy.
  • the setting input unit 7 employs “calculation method 3” to set the energy saving target value in the time zone indicating the lowest value of the expected power consumption to 0, and the power usage in the remaining time zones.
  • the energy saving target value can be set by subtracting the minimum expected power from the forecast, multiplying by the same ratio, and adding the minimum expected power. According to such setting input unit 7, since the energy saving target value in the time zone indicating the lowest value of the expected power usage is set to 0, the load facilities a1 to an can be stopped in the time zone in which the expected power usage is low. Therefore, it is possible to accurately eliminate the influence on operations.
  • the difference calculation unit 8 that can calculate the difference between the estimated power consumption in an arbitrary time zone and the actual use demand load of the load facility a1 to an, and the difference calculation unit 8 obtain the difference.
  • a correction unit 9 that can correct the energy saving target value by adding or subtracting the difference with respect to the energy saving target value in the time zone that comes next.
  • the correction unit 9 can correct the energy saving target value to be reduced, and increase the number of stopped load facilities a1 to an to enhance the energy saving effect.
  • the correction unit 9 corrects the energy saving target value to be raised, and prevents the load facilities a1 to an from stopping more than expected, thereby suppressing the influence on the operation.
  • the setting input unit 7 can set two types of target values, ie, an alarm power target value for contract power excess prevention control and an energy saving target value for energy saving control. Therefore, it is possible to implement both demand monitoring control for preventing contract power excess and energy saving control by stopping the load facilities a1 to an. Furthermore, since the setting input unit 7 can set an energy saving target value for energy saving control for each predetermined time zone, an excellent energy saving effect can be obtained.
  • the setting input unit 7 subtracts the same value from the estimated power consumption in the remaining time zones by setting the energy saving target value in the time zone that is equal to or lower than the preset minimum potential power for the estimated power usage to 0.
  • the energy saving target value may be set, or the energy saving target value may be set by multiplying the estimated power consumption in the remaining time zones by the same ratio.
  • the load facilities a 1 to an are not stopped and operated in a time zone where the expected power consumption is low. It is possible to accurately eliminate the influence on the.
  • the setting input unit 7 may be configured to be able to set a time zone for performing the energy saving control.
  • the energy saving target value can be set in the time zone from 18:00 to 18:00.
  • a maintenance setting mode for maintaining the original energy saving target value or a correction priority mode for correcting the energy saving target value may be selectively provided.
  • the mode setting unit selects the maintenance priority mode, the energy-saving target value is not corrected, and the next time zone is also controlled without changing the original energy-saving target value.
  • the mode setting unit selects the correction priority mode, the energy saving target value is corrected, so that the energy saving target value is optimized. This mode is particularly effective when it is difficult to predict the expected power consumption and the error from the actual load demand is likely to increase.
  • the unit period for obtaining the reduction target total electric energy can be set as appropriate, and may be a long-term unit period such as every season or one year, or a short-term unit period such as a half day or one hour. Good.
  • the amount of power to be set depends on the size of the load equipment to be monitored, the degree of influence on the stabilization of operation, the required energy saving effect, etc. And can be changed as appropriate.
  • [E] corrector 9 may be configured to be able to set a time zone for correcting the energy saving target value. For example, regarding the correction of the energy saving target value, the time zone in which the correction is performed may be set in consideration of the time zone in which the suppression of the load facility reduces the work efficiency.

Abstract

省エネ効果と運用への影響度との間でバランス良く負荷抑制を調整することにより、経済性および信頼性の向上を図った監視制御装置を提供する。見込み演算部６は、一日のうちの各時間帯での負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みを演算可能とする。設定入力部７は、任意の単位期間、例えば一日あるいは一ヶ月といった期間における、削減目標総合電力量を予め設定し、この電力量に基づいて、一日のうちの各時間帯の省エネ目標値を設定可能とする。補正部９は、差分演算部８が差分を求めた時間帯の次に来る時間帯での省エネ目標値に対し、当該差分を加減することで省エネ目標値を補正可能とする。

Description

監視制御装置
　本発明の実施形態は、省エネ効果の確保と運用への影響抑止とをバランス良く調整可能な監視制御装置に関する。
　一般的に、需要家の使用電力に応じて電力会社と需要家との間で、電気料金の基本となる契約電力が取り決められる。契約電力は、当月を含む過去１年間で最も大きい最大需要電力であり、最大需要電力とは、使用電力を計量し、３０分ごとに平均した値のうち、月間で最大となった電力のことである。つまり、３０分間の最大値によって１年間の電気料金が決まることになる。契約電力を超過した場合、超過した使用電力については新たな契約電力としなければならず、契約電力の増加により電気料金が増加する問題があった。
　上記の問題に対して、需要家は、デマンド監視制御機能を実装する監視制御装置を導入することがある。デマンド監視制御機能は、監視制御対象である負荷設備の使用電力が契約電力を超過しないようにすることを目的とする機能であり、デマンド監視機能とデマンド制御機能に分けることができる。
　デマンド監視機能では、監視制御対象である負荷設備の使用電力が契約電力を超過しないように、使用電力の予測値となる使用電力見込みを、３０分周期で算出する。そして、デマンド監視機能では、負荷設備の使用電力の実績値が契約電力を超過した場合や、使用電力見込みが警報電力を超過する恐れのある場合に、警報を発報して需要家へ注意を喚起する。
　図１３を用いて、監視制御装置によるデマンド監視機能の概略を説明する。図１３において、３０分周期のデマンド監視のうち、現在時刻以前は負荷設備の使用電力の実績値を、現在時刻以後は負荷設備の使用電力の予測値つまり使用電力見込みを表す。需要家は、契約電力ラインを下回る警報電力ラインを予め設定する。
　デマンド監視では、負荷設備の使用電力の実績値が契約電力ラインを超過すると契約電力超過の警報を発報する。また、デマンド監視では、負荷設備の使用電力の予測値が、デマンド監視の終了時点（デマンド監視開始から３０分後）で、警報電力ラインを超過することが想定されると、警報電力超過の警報を発報する。なお、警報発報のための判断基準は、監視制御装置によって様々である。
　続いて、デマンド制御機能の概略について説明する。デマンド制御機能とは、使用電力の予測値が警報電力を超過した場合に、使用電力が契約電力あるいは警報電力を超過しない範囲になるまで、監視制御対象である負荷設備を順次停止させていく制御機能である。負荷設備を停止させる順番は、制御レベルの低位から高位の順に従って予め登録しておく。
　通常、制御レベル低位には、停止させても運用への影響が小さい負荷設備が登録され、制御レベル高位には、停止すると運用への影響が大きい負荷設備が登録される。そのため、非常設備や保安設備など、停止させてはならない負荷設備に関しては、デマンド制御対象から除外するものとする。
　デマンド監視制御機能における上記警報電力の設定は、負荷設備の停止を伴うので、需要家は、負荷設備の停止を利用して、省エネを行うことがある。図１４に、１日の使用電力変動と契約電力、警報電力目標値の関係を示す。図１４では、警報電力目標値を契約電力よりやや小さい値（警報電力目標値１）とする一般的な設定であり、契約電力の超過を防止するために、使用電力が極大となる時間帯に負荷設備を停止させるデマンド制御を行うことを表している。
　また、警報電力目標値を契約電力より大きく下回る値（警報電力目標値２）に設定することで、使用電力が極大となる時間帯だけではなく、使用電力が比較的小さい時間帯でもデマンド制御を行い、監視制御対象である負荷設備の停止による省エネ促進も実現可能である。しかし、図１４に例示する警報電力目標値１、２を設定したデマンド監視制御機能では、使用電力が警報電力目標値を超過した時間帯にのみデマンド制御を行い、使用電力が警報電力目標値を下回る時間帯にはデマンド制御を行わない。そのため、省エネを可能とする時間帯が限定される点が問題であった。
　上記の問題に対して、一日のうちの各時間帯で異なる警報電力目標値を設定し、時間帯を限定しない省エネを可能とするデマンド監視制御機能がある。監視対象設備の運用において、使用電力が契約電力を超過する時間帯のみ使用電力を抑制するのではなく、全ての時間帯で省エネを行いたいという要求があるためである。省エネを目的とする制御については、デマンド監視制御を拡張した機能ではあるが、目的の観点から、これを省エネ制御と呼ぶものとする。
　図１５に、１日の使用電力変動と契約電力、各時間帯で異なる設定をした警報電力目標値（以降、省エネ制御に用いる目標値を省エネ目標値と呼ぶ）の関係を示す。図１５は、監視制御対象設備の運用に大きな影響を及ぼさないであろう範囲で設定される各時間帯の省エネ目標値に基づいて、全ての時間帯で省エネ制御を可能とすることを表す。
　省エネ目標値は、当然、契約電力以下の値で設定されるため、契約電力超過防止にもなっている。省エネ制御では、省エネ目標値を超過しないように制御レベル低位から高位まで必要に応じて負荷設備を停止する。この点は、契約電力超過防止を目的とするデマンド制御と同様である。
特開２０１３－１８８０７８号公報 特開２０１３－１８８０７９号公報
　従来の監視制御装置では、次のような課題が指摘されている。すなわち、従来の監視制御装置においては、契約電力超過防止のためのデマンド制御機能を拡張し、省エネ目標値を各時間帯で設定することで省エネ制御を可能としているが、負荷設備の使用電力が想定外に大きくなると、高い制御レベルの負荷設備まで停止してしまう。図１６に、使用電力見込みおよび使用電力実績と省エネ目標値の関係を示す。
　省エネ目標値は通常、想定した使用電力見込みに対して、運用に大きな影響を及ぼさないと思われる範囲（制御レベル低位、図１６の矢印ａ）で設定する。しかし、負荷設備の使用電力が予想以上（図１６の破線）となった場合、想定以上の使用電力抑制（図１６の矢印ｂ）が必要となり、制御レベル高位の負荷設備まで停止することになる。その結果、運用への影響が、意図せずして大きくなってしまうという問題があった。
　つまり、省エネ目標値を達成しようとするあまりに、想定していたよりも多くの負荷設備を停止させると、運用に大きな影響を及ぼすことになる。反対に、運用への影響を排除しようとして、停止させる負荷設備の台数が少なく負荷抑制が不十分だと、省エネ効果の低下を招くことになる。このように、需要家は、省エネ効果と運用に与える影響度との間で、バランス良く負荷抑制を調整することが難しかった。
　本実施形態は、上記の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、省エネ効果と運用への影響度との間でバランス良く負荷抑制を調整することにより、経済性および信頼性の向上を図った監視制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の実施形態は、負荷設備の停止による省エネ制御を実施可能とする監視制御装置であって、任意の単位期間の削減目標総合電力量を設定可能とし、当該削減目標総合電力量に基づき、省エネ制御に用いる省エネ目標値を、一日のうちの各時間帯で設定可能とする設定入力部を備えている。
代表的な実施形態の構成を示すブロック図。 負荷設備の使用電力見込みを説明するためのグラフ。 省エネ目標値の設定例を示すグラフ。 省エネ目標値の設定例を示すグラフ。 １日当たりの単位時間を２４個に分けた場合の各演算方法の一例を示すグラフ。 省エネ目標値の各演算方法の計算結果の一例を示す表１。 使用電力見込みに対して実際の負荷需要が大きい場合のイメージを示すグラフ。 省エネ目標値の補正のイメージを示すグラフ。 省エネ目標値の補正のイメージを示すグラフ。 省エネ目標値の補正のイメージを示すグラフ。 省エネ目標値の補正のイメージを示すグラフ。 他の実施形態における省エネ目標値の設定例を示すグラフ。 デマンド監視機能の概略を説明するためのグラフ。 使用電力変動と契約電力、警報電力目標値の関係を示すグラフ。 使用電力変動と契約電力、各時間帯で異なる設定をした警報電力目標値の関係を示すグラフ。 使用電力見込みおよび使用電力実績と省エネ目標値の関係を示すグラフ。
（１）実施形態
［構成］
　図１のブロック図を参照して、本発明の代表的な実施形態の構成を示す。本実施形態に係る監視制御装置１は、負荷設備ａ１～ａｎを監視制御対象とした装置である。監視制御装置１は、契約電力超過防止を目的としたデマンド監視制御と、負荷設備ａ１～ａｎの停止による省エネ制御とを実施可能とする装置である。
　そのため、監視制御装置１は、契約電力超過防止制御用の警報電力目標値と、省エネ制御用の省エネ目標値という２種類の目標値を設定可能とする設定入力部７を備えている。設定入力部７は、省エネ目標値の設定に際して、予め定められた時間帯ごとに設定可能としている。
　監視制御装置１は、デマンド監視制御を実現する機能と省エネ制御を実現する機能とを、一つの機能として使用することも可能であるし、また、省エネ制御機能を単体で使用することも可能とする。以降の説明では、監視制御装置１が省エネ制御機能を単体で使用する場合について特化して記載する。
　監視制御装置１では、ネットワークＮに入出力部ｂ１～ｂｎが接続、配置されている。入出力部ｂ１～ｂｎは、監視制御対象である負荷設備ａ１～ａｎとの間で各種の信号を授受する。例えば、入出力部ｂ１～ｂｎは、負荷設備ａ１～ａｎから状態信号を受け取り、負荷設備ａ１～ａｎへ制御信号を送る。
　入出力部ｂ１～ｂｎが負荷設備ａ１～ａｎから受け取る状態信号としては、負荷設備ａ１～ａｎの制御の結果である各負荷設備ａ１～ａｎの稼働状況データのデジタル値やアナログ値などである。また、入出力部ｂ１～ｂｎが負荷設備ａ１～ａｎへ送る制御信号としては、負荷設備ａ１～ａｎのオン／オフなどのデジタル値や温度設定、照度設定などのアナログ値などである。監視制御装置１では、入出力部ｂ１～ｂｎがこれらの制御信号を負荷設備ａ１～ａｎへ出力することによって負荷設備ａ１～ａｎの制御を実施する。
　また、監視制御装置１において、ネットワークＮには入力部２が接続、配置されている。入力部２は、受電電力または受電電力量つまり電力会社からどれだけの電力を買電しているかというデータを、受電設備ｃから取り込む。入力部２は、温度や湿度などの気象観測データを、気象観測設備ｄから取り込む。気象観測データとは、一日のうちの各時間帯での負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みを演算するために用いるデータの一つである。
　さらに、監視制御装置１には、ネットワークＮに、表示・発報出力部３、記憶部４、外部情報入力部５、見込み演算部６、設定入力部７、差分演算部８、補正部９が接続されている。このうち、表示・発報出力部３は、省エネ制御などの状況や負荷設備ａ１～ａｎの稼働状況などをグラフィカルに表示する出力装置である。記憶部４は、監視制御装置１における各種設定の保存や制御動作履歴の蓄積などを行う記憶装置である。外部情報入力部５は、気象予報など監視制御装置１外部からの情報についての入力処理を行う入力装置である。
　見込み演算部６は、一日のうちの各時間帯での負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みを演算可能とする。図２のグラフを用いて負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みについて説明する。図２のグラフにおいて、横軸は時間（ｈ）、縦軸は使用電力（kW）であり、負荷設備ａ１～ａｎの合計見込み電力量は、横軸×縦軸の積で算出することができる。図２の斜線部分が負荷設備ａ１～ａｎの合計見込み電力量に該当する。
　見込み演算部６における負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みの演算方法としては、既存の様々な方法を適用可能である。具体的には、過去の実績値から人間系の判断で見込みを立てる方法や、過去の同曜日や同日の総負荷電力（すなわち受電電力）の実績値を自動的に反映する方法、あるいはパターンマッチングなどがある。
　パターンマッチングとは、過去の総負荷電力と合わせて気象観測データ（温度、湿度など）のパラメータ実測値を蓄積し、翌日の天気予報データから類似の気象値の過去データに紐づけた総負荷電力の実績値を反映する方法である。さらには、天気予報データから各種アルゴリズムで総負荷電力の実績値を演算する方法なども知られている。
　設定入力部７は、任意の単位期間、例えば一日あるいは一ヶ月といった期間における、削減目標総合電力量を予め設定し、この削減目標総合電力量に基づいて、一日のうちの各時間帯の省エネ目標値を設定可能とする。削減目標総合電力量とは、任意の単位期間における合計見込み電力量に対して、予め決められた削減パーセント数を乗じた値である。また、設定入力部７は、前日の時点で、翌日の負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みに対して、各時間帯の省エネ目標値を設定可能とする。
　差分演算部８は、負荷設備ａ１～ａｎにおける使用電力見込みと、実際の需要負荷との差分を求めるようになっている。差分演算部８は、実際の需要負荷に関して、省エネ目標値と、負荷設備ａ１～ａｎの停止による負荷抑制量とを足し合わせることで求めることが可能である。また、前述したように負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みは、見込み演算部６が求めているので、差分演算部８は、これを取り込み、負荷設備ａ１～ａｎの実際の需要負荷との差分を求めることが可能である。
　補正部９は、差分演算部８が差分を取り込み、当該差分を求めた時間帯の次に来る時間帯での省エネ目標値に対して、この差分を加減することで、省エネ目標値を補正可能とする。補正部９は、差分演算部８が求めた差分を、次の時間帯の省エネ目標値に対し、以下のように加減することで省エネ目標値を補正可能とする。
　すなわち、補正部９は、前日に求めた使用電力見込みと当日の実際の需要負荷とを比較し、使用電力見込みよりも当日の需要負荷の方が小さい場合には、補正部９は、差分演算部８が求めた差分を、次の時間帯の省エネ目標値から減算することで、省エネ目標値を補正する。一方、使用電力見込みよりも当日の需要負荷の方が大きい場合には、補正部９は、差分演算部８が求めた差分を、次の時間帯の省エネ目標値に加算することで、省エネ目標値を補正する。
　また、省エネ目標値を補正した後の補正後の負荷設備ａ１～ａｎの停止による負荷抑制量が、使用電力見込みから省エネ目標値を引いた値である省エネ削減目標と同値となったとする。この場合、補正部９は、当該時間帯における省エネ削減目標分の電力量を、次の時間帯で、補正後の省エネ目標値から引くことで補正後の省エネ目標値を再度補正可能とする。
［作用］
（省エネ目標値の設定）
　以上の構成を有する本実施形態では、次のようにして設定入力部７が省エネ目標値を設定する。設定入力部７ではまず、任意の単位期間、例えば一日あるいは一ヶ月といった期間における削減目標総合電力量を設定する。そして、設定入力部７は、削減目標総合電力量を、省エネ目標値を設定する１日当たりの単位時間数、つまり３０分であれば４８、１時間であれば２４で除することによって、各単位時間での省エネ目標値を算出し設定する。
　設定入力部７が省エネ目標値を設定する場合のサンプルを図３～図６に示す。図３、図４では、１日を３０分単位で１日当たりの単位時間を４８個に分けており、曲線で示したグラフが負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みを示しており、階段状のグラフが省エネ目標値を示している。図５では１日を１時間分単位で１日当たりの単位時間を２４個に分けている。図６は、省エネ目標値の各設定方法の計算サンプルを表１にまとめて示したものである。
　図３に示した例では、設定入力部７は、時間帯ごとに使用電力見込みから同じ値を引くことで省エネ目標値を設定している。このため、使用電力見込みを示すグラフのカーブと、省エネ目標値を示すグラフのカーブとは、後者が階段状であることを外して考えれば、同様の勾配を持つことになる。このような省エネ目標値の設定時の演算方法を「演算方法１」とする(図６の表１参照)。
　図４に示した例では、設定入力部７は、使用電力見込みについて予め設定された最低見込み電力（例えば10kWとする）以下となる時間帯の省エネ目標値を０として、残りの時間帯では使用電力見込みから前記の最低見込み電力を引く(図６の表のＡ欄)。そして、その値に同じ比率を乗じた上で(図６の表のＢ欄)、最低見込み電力を全ての時間帯で加算し、それらを合計したものが、削減後の合計見込み電力量となるように％数を変えながら回帰計算して各時間帯の省エネ目標値を設定する。このようにして省エネ目標値を設定する演算方法を「演算方法３」とする。
　図６に示した表１では、０時と１時と２３時という時間帯では省エネ目標値０としている。つまり、この時間帯では図４および図５のグラフに示すように、使用電力見込みを示すグラフと、省エネ目標値を示すグラフとは一致している。また、図４および図５に示すように、「演算方法３」で省エネ目標値を導く場合、使用電力見込みが大きい部分では、使用電力見込みと省エネ目標値との差は大きくなり、図３のグラフにて示した「演算方法１」での省エネ目標値のピークに比べて、省エネ目標値のピークは低くなる。
　１日当たりの単位時間数を４８個に分けたグラフでは示さないが、設定入力部７が使用電力見込みに同じ比率を乗じることで省エネ目標値を設定するようにしてもよい。この省エネ目標値の設定時の演算方法を「演算方法２」とする。図５では、「演算方法１」と「演算方法３」のグラフに加えて、「演算方法２」のグラフも示している。
　図６の表１に示すように、合計見込み電力量は1090kW、設定値である削減目標総合電力量は218kWとする。したがって、削減後の合計見込み電力量は、1090-218=872kWとなる。本実施形態では、「演算方法１～３」のどれを採用するにせよ、削減目標総合電力量である218kWに基づいて、各時間帯の省エネ目標値が決まることになる。
　例えば「演算方法１」では、削減目標総合電力量218kWを、24で割った値である9.1 kWが、１時間ごとの削減目標出力つまり使用電力見込みから引く共通値となる。「演算方法２」では、削減目標総合電力量218kWを、合計見込み電力量1090kWで割った値である２０％が、１時間ごとの削減目標％つまり使用電力見込みに乗じる比率となる。また、「演算方法３」では、２５．７％が１時間ごとの削減目標％となる。
（省エネ目標値の補正）
　上述したように、設定入力部７は、前日の時点で、翌日の負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込みに対して、各時間帯の省エネ目標値を設定する。ただし、設定入力部７が設定した各時間帯の省エネ目標値は、前日の時点で設定した値なので、設定した日の翌日つまり当日の負荷設備ａ１～ａｎの需要状況と、前日の使用電力見込みとが、必ずしも一致するとは限らない。
　そのため、本実施形態に係る監視制御装置１では、当日の負荷設備ａ１～ａｎの需要状況と、前日の使用電力見込みが異なることを見越して、補正部９が省エネ目標値の補正を行う。補正部９による省エネ目標値の補正について、図７～図１１のグラフを用いて具体的に説明する。
　図７～図１１のグラフでは、破線は負荷設備ａ１～ａｎの停止による負荷抑制をしなかった場合の負荷設備ａ１～ａｎの使用電力、実線は負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込み、階段状の実線は各時間帯での省エネ目標値、階段状の実線に重なる一点鎖線は省エネ制御を実施した際の実際の負荷設備ａ１～ａｎの使用電力を示している。
　図８～図１１において、グラフ中の矢印Ａ～Ｇは次の電力量を示している。すなわち、Ａは負荷設備ａ１～ａｎの使用電力見込み、Ｂは省エネ目標値、Ｃは負荷設備ａ１～ａｎの停止による負荷抑制量である。Ｄは負荷設備ａ１～ａｎを停止させずに負荷抑制を行わなかった場合の使用電力（つまり実際の需要負荷）であり、Ｅは使用電力見込みＡと実際の需要負荷Ｄとの差分である。Ｆは使用電力見込みＡから省エネ目標値Ｂを引いた省エネ削減目標となる電力量である。 
　使用電力見込みＡは、見込み演算部６によって求められ、記憶部４に保存されている。省エネ目標値Ｂは、設定入力部７によって設定され、記憶部４に保存されている。負荷抑制量Ｃとは、当該時間帯において省エネ目標値Ｂを達成すべく実際に負荷設備ａ１～ａｎを抑制した結果から導かれる電力量であり、当該時間帯における負荷設備ａ１～ａｎの電力使用量から逆算可能である。
　負荷抑制しなかった場合の使用電力つまり実際の需要負荷Ｄは、当該時間帯における省エネ目標値Ｂと、負荷抑制量Ｃとを足し合わせることで求められる（Ｄ＝Ｂ＋Ｃ）。差分Ｅとは、実際の需要負荷Ｄと使用電力見込みＡとの差分である。これらＤ、Ｅは差分演算部８によって求められる。省エネ削減目標Ｆは、使用電力見込みＡから省エネ目標値Ｂを引くことで求められる電力量であって、設定入力部７によって設定され、記憶部４に保存されている。
＜ａ＞使用電力見込みに対して実際の需要負荷が大きい場合
　前日に求めた使用電力見込みＡに対して当日の需要負荷Ｄが大きくなっているにも関わらず、省エネ目標値Ｂを前日に設定したまま運用していると、想定以上に負荷設備ａ１～ａｎを停止させることになり、運用への影響度が大きくなってしまう。そこで、想定以上の負荷設備ａ１～ａｎの停止を抑える必要があり、補正部９は当初の省エネ目標値Ｂをかさ上げするように補正する。
　図７のグラフは、使用電力見込み（実線）に対して、負荷抑制しなかった場合の使用電力（破線）つまり当日の実際の需要負荷の方が、大きい場合のイメージを示している。例えば図８の7時00分～30分までの時間帯にて示すように、使用電力見込みＡに対し実際の負荷需要Ｄの方が大きい場合、差分演算部８は、実際の需要負荷Ｄから使用電力見込みＡを差し引くことで、両者の差分Ｅを求める（Ｅ＝Ｄ－Ａ）。
　補正部９は、使用電力見込みＡよりも実際の需要負荷Ｄの方が大きい場合（Ａ＜Ｄ）に、差分演算部８が当該時間帯にて求めた差分Ｅを、次の単位時間帯の当初の省エネ目標値Ｂに加算することで、省エネ目標値を補正とする。すなわち、補正後の省エネ目標値は、差分Ｅを求めた時間帯における省エネ目標値Ｂと差分Ｅとの和である（Ｂ＋Ｅ）となる。
　補正部９は、このような演算を毎単位時間帯繰り返すことで、省エネ目標値の補正を繰り返す。図９のグラフでは、補正後の省エネ目標値を、階段状のやや太い実線で示している。図９において、負荷抑制しなかった場合の使用電力(実際の需要負荷)Ｄから、補正後の省エネ目標値(Ｂ＋Ｅ)を引いた値を、補正後の負荷抑制量Ｃ１とする。
　このように、補正後の省エネ目標値(Ｂ＋Ｅ)は、当初の省エネ目標値Ｂよりも差分Ｅだけ、かさ上げした値であり、補正後の負荷抑制量Ｃ１は、当初の負荷抑制量Ｃよりも差分Ｅの分だけ小さくなっている。補正後の負荷抑制量Ｃ１が小さくなった結果、想定以上に負荷設備ａ１～ａｎを停止させる必要が無くなり、運用への影響度を抑えることができる。
＜ｂ＞補正後の省エネ目標値の再補正
　補正後の負荷抑制量Ｃ１は、実際の需要負荷Ｄと、補正後の省エネ目標値(Ｂ＋Ｅ)との差分である。このとき、実際の需要負荷Ｄが小さくなり補正後の省エネ目標値(Ｂ＋Ｅ)との差分が縮小すると補正後の負荷抑制量Ｃ１は小さくなる。すなわち、負荷設備ａ１～ａｎは停止台数が少なくなり、省エネ削減目標Ｆの達成は難しくなる。
　そこで、本実施形態の補正部９では、補正後の負荷抑制量Ｃ１が省エネ削減目標Ｆとが同値となった時点で、補正後の負荷抑制量Ｃ１を大きくするように、再度、補正後の省エネ目標値(Ｂ＋Ｅ)を補正する。例えば、図１０のグラフの16時00分～16時30分までの時間帯において、補正後の負荷抑制量Ｃ１と、省エネ削減目標Ｆとが同値となったとする。
　この場合、補正部９は、当該時間帯の省エネ削減目標Ｆの電力量分を、次の時間帯つまり16時30分～17時00分までの時間帯で、補正後の省エネ目標値(Ｂ＋Ｅ)から引くように補正して、再補正後の省エネ目標値とする(太線にて示す)。このような省エネ目標値の再補正により、再補正後の負荷抑制量Ｃ２は、次の時間帯での省エネ削減目標Ｆ´を上回ることになる。その結果、負荷設備ａ１～ａｎの停止台数を抑制して、省エネ効果を高めることができる。これにより、当初の省エネ削減目標Ｆ´を確実に達成することが可能となる。
＜ｃ＞使用電力見込みに対して実際の負荷需要が小さい場合
　前日に求めた使用電力見込みに対して実際の需要負荷が小さくなっていることも考えられる。この場合、省エネ目標値を前日に設定したまま運用すると、停止することなく稼働を継続する負荷設備ａ１～ａｎの台数が多くなり、省エネ効果が出ないという問題がある。
　そこで、使用電力見込みに対して実際の需要負荷が小さいのであれば、負荷設備ａ１～ａｎの停止台数を増やすことが要請される。この要請に応えるべく、補正部９は省エネ目標値を低くするように補正する。このような補正部９による省エネ目標値の補正について、図１１のグラフを用いて説明する。
　図１１のグラフでは、使用電力見込みに対して、負荷制御しなかった場合の使用電力つまり実際の需要負荷の方が小さい場合のイメージを示している。図１１の7時00分～30分までの時間帯にて示すように、使用電力見込みＡに対して実際の負荷需要Ｄの方が小さい場合、差分演算部８は、使用電力見込みＡから実際の需要負荷Ｄを差し引くことで、両者の差分Ｅを求める（Ｅ＝Ａ－Ｄ）。
　補正部９は、使用電力見込みＡに対して実際の需要負荷Ｄの方が小さい場合（Ａ＞Ｄ）には、差分演算部８が当該時間帯にて求めた差分Ｅを、次の単位時間帯の当初の省エネ目標値Ｂ´から減算することで、省エネ目標値を補正とする。すなわち、補正後の省エネ目標値は、当初の省エネ目標値Ｂ´から差分Ｅを引いた（Ｂ´－Ｅ）となる。
　補正部９は、これらの演算を毎単位時間帯繰り返すことで、省エネ目標値の補正を繰り返す。図１１のグラフでは、補正後の省エネ目標値を階段状のやや太い実線で示している。図１１の7時30分～8時00分までの時間帯において、負荷抑制しなかった場合の使用電力(実際の需要負荷)Ｄ´から、補正後の省エネ目標値(Ｂ´－Ｅ)を引いた値を、補正後の負荷抑制量Ｃ３とする。
　このように、補正後の省エネ目標値(Ｂ´－Ｅ)は、当初の省エネ目標値Ｂ´よりも差分Ｅだけ、低減させた値であり、補正後の負荷抑制量Ｃ３は、当初の負荷抑制量Ｃよりも差分Ｅの分だけ大きくなっている。補正後の負荷抑制量Ｃ３が大きくなったということは、負荷設備ａ１～ａｎの停止台数が増えたことを意味しており、省エネ効果の向上が可能となる。
［効果］
[1]以上説明したように、本実施形態に係る監視制御装置１では、任意の単位期間にて予め設定される削減目標総合電力量に基づいて、一日のうちの各時間帯の省エネ目標値を設定可能とする設定入力部７を備えている。したがって、設定入力部７は、任意の単位期間での削減目標総合電力量を基礎として、運用に与える影響度に配慮つつ、省エネ目標値を設定することができる。その結果、想定以上の負荷設備の停止を回避することが可能であり、運用に及ぼす影響を的確に排除することができる。
　また、削減目標総合電力量を基礎として省エネ目標値を設定したので、削減目標総合電力量を確実に確保することができ、所望の省エネ効果を得ることができる。このような本実施形態によれば、省エネ効果と運用に与える影響度との間で、バランスの良い負荷抑制を実現することが可能であり、経済性および信頼性の向上に寄与することができる。
[2]また、本実施形態では、各時間帯での負荷設備の使用電力見込みを演算可能とする見込み演算部６を備え、設定入力部７は、「演算方法１」を採用して、使用電力見込みから同じ値を引くことで省エネ目標値を設定可能としている。したがって、設定入力部７は、一日を通じて均一的に、省エネ目標値を安定して設定する。このような「演算方法１」を採用する設定入力部７を備えた監視制御装置１は、負荷設備ａ１～ａｎが２４時間均一に稼働している場合などに特に有効である。
[3]本実施形態では、各時間帯での負荷設備の使用電力見込みを演算可能とする見込み演算部６を備え、設定入力部７は、「演算方法２」を採用して、使用電力見込みに同じ比率を乗じることで省エネ目標値を設定可能とする。したがって、設定入力部７は、使用電力見込みの大きさに応じて、省エネ目標値の大きさを変化させて設定することができる。そのため、省エネ目標値をより柔軟に設定することが可能となり、省エネ効果と運用に与える影響度とのバランス調整が容易となる。
[4]本実施形態では、設定入力部７は、「演算方法３」を採用して、使用電力見込みの最低値を示す時間帯の省エネ目標値を０とし、残りの各時間帯の使用電力見込みから最低見込み電力を引いた上で同じ比率を乗じ、さらに最低見込み電力を加算することで省エネ目標値を設定可能とする。このような設定入力部７によれば、使用電力見込みの最低値を示す時間帯の省エネ目標値を０としたので、使用電力見込みが低い時間帯では、負荷設備ａ１～ａｎを停止させることがなく、運用に与える影響を的確に排除することが可能である。
[5]本実施形態では、任意の時間帯における使用電力見込みと負荷設備ａ１～ａｎの実際の使需要負荷との差分を演算可能とする差分演算部８と、差分演算部８が差分を求めた時間帯の次に来る時間帯での省エネ目標値に対して当該差分を加減することで省エネ目標値を補正可能とする補正部９と、を備えている。
　このような本実施形態によれば、当日の負荷設備ａ１～ａｎの需要状況と、前日に求めた使用電力見込みとが、一致しなかった場合に、当日の負荷設備ａ１～ａｎの需要状況に合わせて、省エネ目標値を補正することが可能である。すなわち、前日に求めた使用電力見込みに対して、前日に求めた使用電力見込みに対して当日の需要負荷が小さい場合には、負荷設備ａ１～ａｎの停止台数を増やしたとしても、運用には影響が出難い。そこで、補正部９は省エネ目標値を低減させるように補正して、負荷設備ａ１～ａｎの停止台数を増加させて省エネ効果を高めることが可能である。
　反対に、前日に求めた使用電力見込みに対して当日の需要負荷が大きくなっている場合には、想定以上に負荷設備ａ１～ａｎが停止する懸念があり、運用に影響が出易くなる。そこで、補正部９は省エネ目標値をかさ上げするように補正し、想定以上に負荷設備ａ１～ａｎが停止することを回避させて、運用への影響度を抑えることができる。
　しかも、本実施形態の補正部９では、前日に求めた使用電力見込みに対して当日の需要負荷が大きい場合に、補正後の負荷抑制量と、省エネ削減目標とが同値となった時点で、当該時間帯における省エネ削減目標の分を、次の時間帯で、補正後の省エネ目標値から引き下げるように、再度、補正後の省エネ目標値を補正する。これにより、再補正後の負荷抑制量は、省エネ削減目標よりも大きくなり、省エネ削減目標を確実に達成可能となり、優れた省エネ効果を確保することができる。
[6]また、本実施形態において、設定入力部７は、契約電力超過防止制御用の警報電力目標値と、省エネ制御用の省エネ目標値という２種類の目標値を設定可能とする。したがって、契約電力超過防止を目的としたデマンド監視制御と、負荷設備ａ１～ａｎの停止による省エネ制御との両方を実施することが可能である。更に、設定入力部７は、予め定められ時間帯ごとに省エネ制御用の省エネ目標値を設定可能なので、優れた省エネ効果を得ることができる。
（２）他の実施形態
　上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、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。
[a]例えば、設定入力部７は、使用電力見込みについて予め設定された最低見込み電力以下となる時間帯の前記省エネ目標値を０として、残りの各時間帯の使用電力見込みから同じ値を引くことで省エネ目標値を設定可能としてもよいし、あるいは、残りの各時間帯の使用電力見込みに同じ比率を乗じることで省エネ目標値を設定可能とするようにしてもよい。このような設定入力部７によれば、上記の「演算方法３」を採用した設定入力部７と同様、使用電力見込みが低い時間帯では、負荷設備ａ１～ａｎを停止させることがなく、運用に与える影響を的確に排除することが可能である。
[b]設定入力部７は、省エネ制御を実施する時間帯を設定可能とするようにしてもよい。例えば、図１２のグラフでは、18時00分～18時00分までの時間帯において、省エネ目標値を設定可能としている。このような設定入力部７によれば、省エネ制御を実施する時間帯を設定可能としたことで、省エネ制御を実施する時間帯を自由に選択することができる。したがって、使用電力見込みが低い時間帯が変動したとしても、それに即座に対応することが可能である。その結果、負荷設備ａ１～ａｎの停止台数を確実に抑えて、運用への影響排除を確実に実施することができる。
[c] 設定当初の省エネ目標値を維持する維持優先モード、もしくは省エネ目標値の補正を行う補正優先モードを選択的に設定可能とするモード設定部を備えるようにしてもよい。このような実施形態では、モード設定部が維持優先モードを選択している場合は、省エネ目標値の補正を行わず当初の省エネ目標値のままで次時間帯も制御を行う。
　例えば、使用電力見込みの予想精度が高く、使用電力見込みと実際の負荷需要との誤差が小さいと想定される場合、省エネ目標値の変更に伴う影響を考えるよりも、省エネ目標値を維持する方が、運用の安定化に寄与することができる。一方、モード設定部が補正優先モードを選択している場合は、省エネ目標値の補正を行うので、省エネ目標値の最適化が実現する。このモードは、使用電力見込みの予想が難しく、実際の負荷需要との誤差が大きくなると考えられる場合などに、特に有効である。
 [d]削減目標総合電力量を求める単位期間は、適宜設定可能であり、季節ごとや一年といった長期の単位期間であってもよいし、半日や１時間といった短期の単位期間であってもよい。また、削減目標総合電力量の具体的な値についても、設定される電力量の大きさは監視対象である負荷設備の規模、運用の安定化への影響度、要求される省エネ効果などに応じて、適宜変更可能である。
 [e] 補正部９は、省エネ目標値の補正を実施する時間帯を設定可能とするようにしてもよい。例えば、省エネ目標値の補正に関しては、負荷設備の抑制が作業効率を低下させるような時間帯などを考慮に入れて、補正を実施する時間帯を設定するようにしてもよい。
１…監視制御装置
２…入力部
３…表示・発報出力部
４…記憶部
５…外部情報入力部
６…見込み演算部
７…設定入力部
８…差分演算部
９…補正部
ａ１～ａｎ…負荷設備
ｂ１～ｂｎ…入出力部
ｃ…受電設備
ｄ…気象観測設備
Ｎ…ネットワーク

Claims (12)

  1. 　負荷設備の停止による省エネ制御を実施可能とする監視制御装置であって、任意の単位期間の削減目標総合電力量を設定可能とし、当該削減目標総合電力量に基づき、省エネ制御に用いる省エネ目標値を、一日のうちの各時間帯で設定可能とする設定入力部を備えた監視制御装置。
  2. 　前記各時間帯での負荷設備の使用電力の予測値となる電力見込みを演算可能とする見込み演算部を備え、
    　前記設定入力部は、前記使用電力見込みから同じ値を引くことで前記省エネ目標値を設定可能とする請求項１に記載の監視制御装置。
  3. 　前記設定入力部は、前記使用電力見込みについて予め設定された最低見込み電力以下となる時間帯の前記省エネ目標値を０として、残りの各時間帯では前記使用電力見込みから同じ値を引くことで前記省エネ目標値を設定可能とする請求項２に記載の監視制御装置。
  4. 　前記各時間帯での負荷設備の使用電力の予測値となる使用電力見込みを演算可能とする見込み演算部を備え、
    　前記設定入力部は、前記使用電力見込みに同じ比率を乗じることで前記省エネ目標値を設定可能とする請求項１に記載の監視制御装置。
  5. 　前記設定入力部は、前記使用電力見込みについて予め設定された最低見込み電力以下となる時間帯の前記省エネ目標値を０として、残りの各時間帯の前記使用電力見込みに同じ比率を乗じることで前記省エネ目標値を設定可能とする請求項４に記載の監視制御装置。
  6. 　前記設定入力部は、残りの各時間帯の前記使用電力見込みから前記最低見込み電力を引いた上で同じ比率を乗じ、さらに前記最低見込み電力を加算することで前記省エネ目標値を設定可能とする請求項５に記載の監視制御装置。
  7. 　前記設定入力部は、前記省エネ制御を実施する時間帯を設定可能とする請求項１～６のいずれかに記載の監視制御装置。
  8. 　前記各時間帯での負荷設備の使用電力の予測値となる使用電力見込みを演算可能とする見込み演算部と、
    　任意の時間帯における前記使用電力見込みと負荷設備の実際の需要負荷との差分を演算可能とする差分演算部と、
    　前記差分を求めた時間帯の次に来る時間帯での前記省エネ目標値に対し当該差分を加減することで前記省エネ目標値を補正可能とする補正部と、
    　を備えた請求項１～７のいずれかに記載の監視制御装置。
  9. 　前記補正部は、前記省エネ目標値を補正した後の負荷設備の停止による負荷抑制量が、使用電力見込みから省エネ目標値を引いた値である省エネ削減目標と同値となる場合、当該時間帯における前記省エネ削減目標の分を、次の時間帯で、補正後の省エネ目標値から引くことで補正後の省エネ目標値を再度補正可能とする請求項８に記載の監視制御装置。
  10. 　前記省エネ目標値を維持する維持優先モード、もしくは前記省エネ目標値の補正を行う補正優先モードを選択的に設定可能とするモード設定部を備えた請求項８又は９に記載の監視制御装置。
  11. 　負荷設備の停止による契約電力超過防止制御および省エネ制御を実施可能とする監視制御装置であって、
    　契約電力超過防止制御用の警報電力目標値と、省エネ制御用の省エネ目標値という２種類の目標値を設定可能とする設定入力部を備えた監視制御装置。
  12. 　負荷設備の停止による省エネ制御を実施可能とする監視制御装置であって、
    　予め定められた時間帯ごとに省エネ制御用の省エネ目標値を設定可能とする設定入力部
    　を備えた監視制御装置。
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