JP2016226081A - Power consumption suppression optimization method, demand response control optimization method, and air-conditioning system controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量と生産性を統一指標である金額に換算して評価することにより最適化を図ることが可能な消費電力抑制最適化方法、デマンドレスポンス制御最適化方法、空調システム制御装置に関する。 The present invention relates to a power consumption suppression optimization method and a demand response that can be optimized by converting the power amount and productivity when the power consumption of an electrical device is suppressed into an amount that is a unified index for evaluation. The present invention relates to a control optimization method and an air conditioning system control device.
近年、系統負荷（電力負荷）のピークカットを目的として、デマンドレスポンスシステム（ＤＲ：Demand Response、以下ＤＲ制御と称する。）の普及が進んでいる。ＤＲ制御では、電力需給の逼迫が予想される場合にＤＲ信号（需要家用ＤＲ発動信号）を需要家に送信し、ＤＲ信号を受信した需要家側において電力消費を抑制することにより系統負荷の抑制を図っている（例えば特許文献１）。 In recent years, a demand response system (DR: Demand Response, hereinafter referred to as DR control) has been popularized for the purpose of peak cut of system load (electric power load). In DR control, when a tight supply and demand situation is expected, a DR signal (DR activation signal for a consumer) is transmitted to the consumer, and the consumer side that receives the DR signal suppresses power consumption, thereby suppressing system load. (For example, Patent Document 1).
電気の実量制契約においては、当月を含む過去１年間の最大デマンド（３０分毎の計量値）が契約電力となり、この値に基づいて電気の基本料金が算定される。このため、需要家側では、デマンド管理目標値を可能な限り低く設定し、この値を超過しないよう監視・制御することが重要である。そこで、デマンドが管理目標値を超えないように負荷設備の監視・制御を行うシステムとして、デマンドコントロールシステムが採用されている。 In the actual electricity contract, the maximum demand (measured value every 30 minutes) in the past year including the current month is the contract power, and the basic electricity charge is calculated based on this value. For this reason, it is important on the customer side to set the demand management target value as low as possible and to monitor and control so as not to exceed this value. Therefore, a demand control system is employed as a system for monitoring and controlling the load equipment so that the demand does not exceed the management target value.
デマンドコントロールシステムとしては、特許文献２や特許文献３に開示されている技術が開発されている。特許文献２は、空調装置を制御するエリア別環境提供制御システムであり、複数の対象エリアを有する空調システムにおいて、エリアごとの知的生産性に基づく優先順位に従うデマンド制御を行うことで、全体的な知的生産性を維持するとしている。特許文献３は、デマンド制御対象のデマンド制御運用支援方法であり、季節予報に基づいて、当該期間のデマンド管理目標を決定することで、快適性とデマンド抑制効果を両立するとしている。 As the demand control system, techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 have been developed. Patent document 2 is an environment-based environment providing control system for controlling an air conditioner. In an air conditioning system having a plurality of target areas, the demand control according to the priority order based on the intellectual productivity for each area is performed, thereby making the overall It is said that it will maintain high intellectual productivity. Patent Document 3 is a demand control operation support method for demand control, and determines the demand management target for the period based on the seasonal forecast, thereby achieving both comfort and a demand suppression effect.
ここで一般的には、空調需要の発生する夏季・冬季は最大デマンドが発生しやすいため、業務への直接的影響が少なく比較的消費電力の大きい空調設備を停止してデマンド抑制する手法が採られることが多い。したがって、デマンド制御による電気料金の削減と、室内環境の維持はトレードオフの関係にある。すると、デマンド制御によって電気料金を削減できたとしても、室内環境の低下、すなわち快適性の低下によって生産効率が低下することが起こりうる。このため、電気料金の削減効果と、快適性の低下による生産効率の低下とを比較してＤＲ制御を行う必要がある。 In general, the maximum demand is likely to occur in the summer and winter months when air conditioning demand occurs, so a method of suppressing demand by stopping air conditioning equipment that has a direct impact on operations and relatively high power consumption is adopted. It is often done. Therefore, there is a trade-off between the reduction of electricity charges through demand control and the maintenance of the indoor environment. Then, even if electricity charges can be reduced by demand control, production efficiency may decrease due to a decrease in indoor environment, that is, a decrease in comfort. For this reason, it is necessary to perform DR control by comparing the effect of reducing the electricity bill with the decrease in production efficiency due to the decrease in comfort.
特許文献２の技術では、知的生産性に基づく優先順位に従ってデマンド制御を行っている。すなわち、知的生産性の低いエリアから空調システムの動作（消費電力）を抑えている。しかしながら、デマンド制御を行った結果として、節電による電気料金の節約金額よりも知的生産性の低下による損失の方が上回ってしまうおそれがある。これは、特許文献２の技術では「どの程度デマンド抑制するか」というデマンド管理目標（ピークカット値）があらかじめ定められているためであり、このような事態が生じることも当然であるということができる。 In the technique of Patent Document 2, demand control is performed according to a priority order based on intelligent productivity. That is, the operation (power consumption) of the air conditioning system is suppressed from an area with low intellectual productivity. However, as a result of performing demand control, there is a risk that losses due to a decrease in intellectual productivity may exceed the savings in electricity charges due to power saving. This is because the demand management target (peak cut value) “how much demand is to be suppressed” is determined in advance in the technique of Patent Document 2, and it is natural that such a situation occurs. it can.
特許文献３の技術では、季節予報に基づいて、年間よりも短い期間ごとにデマンド管理目標を決定することで、例えば夏期にはデマンド管理目標を高めに（ゆるめに）設定し、快適性を維持しようとしている。しかし実量制契約においては１年間の最大デマンドが契約電力になるため、短い期間ごとにデマンド管理目標を決定しても、電気の基本料金を下げることができない。また特許文献３において、デマンド管理目標を定める基準は、季節予報に基づく気温を用いているに過ぎない。 With the technology of Patent Document 3, the demand management target is determined every period shorter than the year based on the seasonal forecast. For example, in the summer, the demand management target is set higher (relaxed) to maintain comfort. Trying to. However, in the actual volume contract, the maximum demand for one year is the contract power, so even if the demand management target is determined every short period, the basic electricity charge cannot be lowered. In Patent Document 3, the standard for determining the demand management target merely uses the temperature based on the seasonal forecast.
本発明は、このような課題に鑑み、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量と生産性を統一指標で判断することができ、ＤＲ制御の最適化を図ることが可能な消費電力抑制最適化方法、デマンドレスポンス制御最適化方法、空調システム制御装置を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention can determine the power amount and productivity when the power consumption of the electrical device is suppressed by a unified index, and can suppress the power consumption that can optimize the DR control. An object is to provide an optimization method, a demand response control optimization method, and an air conditioning system control device.
上記課題を解決するために、本発明にかかる消費電力抑制最適化方法の代表的な構成は、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量を金額換算して電力量料金とし、電気機器の消費電力を抑制した場合の生産性の低下を金額換算して生産性低下額とし、電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように電気機器の消費電力を抑制することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the typical configuration of the power consumption suppression optimization method according to the present invention is to convert the amount of power when the power consumption of the electrical device is suppressed into a monetary amount to obtain a power amount fee. The reduction in productivity when power consumption is suppressed is converted into a monetary amount to reduce the productivity, and the power consumption of the electric device is suppressed so that the sum of the electricity charge and the decrease in productivity is reduced. .
上記構成によれば、電気機器の消費電力を抑制した場合の生産性の低下を金額換算して生産性低下額を算出することにより、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力料金と生産性低下額すなわち生産性を統一指標で判断することができる。そして、それらの和が小さくなるように消費電力を抑制することにより、経済性の観点においても最も効率的なＤＲ制御を行うことができ、ＤＲ制御の最適化を図ることが可能となる。 According to the above configuration, by calculating the amount of decrease in productivity by converting the decrease in productivity when the power consumption of the electrical device is suppressed, the power rate and productivity when suppressing the power consumption of the electrical device The amount of decline, that is, productivity can be judged by a unified index. Then, by suppressing the power consumption so that the sum of them becomes small, it is possible to perform the most efficient DR control from the viewpoint of economy, and it is possible to optimize the DR control.
上記生産性の低下の金額換算は、対象となる室内で作業する従業員の人件費と、人数と、作業効率低下率の積で求めるとよい。かかる構成によれば、生産性の低下をより正確に金額換算することができる。したがって、上述した消費電力抑制最適化方法において正確性ひいてはその効果を更に高めることが可能となる。 The amount conversion of the decrease in productivity may be obtained by multiplying the labor cost of the employees working in the target room, the number of persons, and the work efficiency decrease rate. According to this configuration, it is possible to convert the decrease in productivity more accurately. Therefore, it is possible to further improve the accuracy and the effect of the power consumption suppression optimization method described above.
上記課題を解決するために、本発明にかかるデマンドレスポンス制御最適化方法の代表的な構成は、需要家が電力の需要量を調整するデマンドレスポンス制御において、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量を金額換算して電力量料金とし、電気機器の消費電力を抑制した場合の生産性の低下を金額換算して生産性低下額とし、電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように、デマンド管理目標値を設定することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the typical configuration of the demand response control optimization method according to the present invention is the case where the power consumption of the electric device is suppressed in the demand response control in which the consumer adjusts the amount of power demand. Converting the amount of power into a monetary amount to obtain a power amount fee, and converting the decrease in productivity when the power consumption of the electrical device is suppressed into a monetary amount as the amount of decrease in productivity, the sum of the amount of electricity amount and the decrease in productivity is reduced Thus, a demand management target value is set.
上記課題を解決するために、本発明にかかる空調システム制御装置の代表的な構成は、１または複数の空調システムを制御する空調システム制御装置であって、室温および外気温と空調システムの消費電力を関連付けた電力量テーブルと、室温と作業効率低下率を関連付けた生産性テーブルと、消費電力および生産性の低下を金額換算する換算部と、電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように空調システムの消費電力を抑制する制御部とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of an air conditioning system control device according to the present invention is an air conditioning system control device that controls one or a plurality of air conditioning systems, and includes room temperature, outside air temperature, and power consumption of the air conditioning system. Energy table that associates room temperature and work efficiency decrease rate, conversion unit that converts power consumption and productivity decrease into monetary amount, and sum of energy charge and productivity decrease amount becomes smaller Thus, a control unit that suppresses power consumption of the air conditioning system is provided.
上述した消費電力抑制最適化方法における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該デマンドレスポンス制御最適化方法および空調システム制御装置にも適用可能である。 The components corresponding to the technical idea in the above-described power consumption suppression optimization method and the description thereof can also be applied to the demand response control optimization method and the air conditioning system control device.
本発明によれば、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量と生産性を統一指標で判断することができ、ＤＲ制御の最適化を図ることが可能な消費電力抑制最適化方法、デマンドレスポンス制御最適化方法、空調システム制御装置を提供することができる。 According to the present invention, a power consumption suppression optimization method capable of determining the power amount and productivity when the power consumption of an electrical device is suppressed by a unified index and capable of optimizing DR control, a demand A response control optimization method and an air conditioning system control device can be provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図１は、本実施形態にかかる空調システム制御装置を説明する図である。以下の説明では、図１に示す空調システム制御装置を説明しながら、消費電力抑制最適化方法およびデマンドレスポンス制御最適化方法についても併せて説明する。なお、本実施形態では、消費電力を抑制する電気機器として空調設備を例示するが、これに限定するものではなく、他の電気機器においても本発明を適用することが可能である。また、以下の説明では、空調システム制御装置を制御装置１００と称する。
FIG. 1 is a diagram illustrating an air conditioning system control device according to the present embodiment. In the following description, the power consumption suppression optimization method and the demand response control optimization method will be described together with the description of the air conditioning system control device shown in FIG. In the present embodiment, air conditioning equipment is exemplified as an electric device that suppresses power consumption. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to other electric devices. In the following description, the air conditioning system control device is referred to as a
図１（ａ）は、空調システム制御装置およびその対象施設２００を例示する図である。図１（ａ）に示すように、対象施設２００は、空調エリアＡ、空調エリアＢ、空調エリアＣおよび空調エリアＤの４つのエリアが区分けされていて、各空調エリアＡ〜Ｄには、それぞれ空調設備２０２ａ・２０２ｂ・２０２ｃ・２０２ｄが設置されている。
FIG. 1A is a diagram illustrating an air conditioning system control device and a
図２は、図１（ａ）の対象施設の各エリアにおける設定条件を例示する図である。図２に示すように、空調エリアＡおよびＢでは、作業する作業員の人件費は３０００円／時であり、作業員一人当たりの占有床面積は２０ｍ２である。空調エリアＣおよびＤでは、作業する作業員の人件費は２０００円／時であり、作業員一人当たりの占有床免責は５ｍ２である。 FIG. 2 is a diagram illustrating setting conditions in each area of the target facility in FIG. As shown in FIG. 2, in the air-conditioning areas A and B, the labor cost of the worker who works is 3000 yen / hour, and the occupied floor area per worker is 20 m2. In the air-conditioning areas C and D, the labor cost of the worker who works is 2000 yen / hour, and the occupied floor exemption per worker is 5 m2.
また空調エリアＡおよびＣの空調設備２０２ａ・２０２ｃは旧型であり、その定格ＣＯＰは２．３７であるとする。空調エリアＢおよびＤの空調設備２０２ｂ・２０２ｄは新型であり、その定格ＣＯＰは４．００であるとする。なお、総床面積に対する空調エリアＡ〜Ｄの床面積割合はそれぞれ、４８％、１２％、３２％、８％である。
In addition, it is assumed that the
本実施形態の制御装置１００は、１または複数の空調システム（本実施形態では、上述した空調エリアＡ〜Ｄの空調設備２０２ａ〜２０２ｄ）の動作を制御する。図２（ｂ）に示すように、本実施形態の制御装置１００は、制御部１１０および記憶部１２０を含んで構成される。
The
制御部１１０は、当該制御装置１００および複数の空調設備２０２ａ〜２０２ｄの動作を制御する。また本実施形態では、制御部１１０は、消費電力および生産性の低下を金額換算する換算部１１２としても機能し、電力量料金と後述する生産性低下額の和が小さくなるように空調設備２０２ａ〜２０２ｄの消費電力を抑制する。
The
記憶部１２０は、当該制御装置１００を動作させるプログラム、および各種データテーブルを記憶する。本実施形態では、記憶部１２０は、各エリアの室温と空調設備２０２ａ〜２０２ｄの消費電力を関連付けた電力量テーブル１２２、および各エリアの室温と作業効率低下率を関連付けた生産性テーブル１２４を記憶している。
The
図３は、作業効率低下率を説明する図である。なお、図３は、「Seppanen et al(2003) Cost benefit analysis night-time ventilation cooling in office building.」からの引用である。図３から明らかなように、室温が２５℃を超える場合の作業効率低下率（Performance decrement）は、１℃あたり約２％である。このため、室温が２５℃の場合の作業効率低下率を０％とした場合（室温２５℃を基準とした場合）、室温が１℃上昇するにしたがって作業効率低下率は２％ずつ上昇する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the work efficiency reduction rate. FIG. 3 is a quote from “Seppanen et al (2003) Cost benefit analysis night-time ventilation cooling in office building.” As is apparent from FIG. 3, the work efficiency decrease rate (Performance decrement) when the room temperature exceeds 25 ° C. is about 2% per 1 ° C. For this reason, when the work efficiency decrease rate when the room temperature is 25 ° C. is 0% (when the room temperature is 25 ° C. as a reference), the work efficiency decrease rate increases by 2% as the room temperature increases by 1 ° C.
すなわち、図３に示すグラフは、室温と作業効率低下率を関連付けた生産性テーブル１２４として用いることができる。そして、この生産作業効率に、対象となる室内で作業する従業員の人数および従業員の人件費を乗算することにより、生産性低下額を算出することができる。 That is, the graph shown in FIG. 3 can be used as the productivity table 124 in which the room temperature and the work efficiency decrease rate are associated with each other. Then, the productivity reduction amount can be calculated by multiplying the production work efficiency by the number of employees working in the target room and the labor cost of the employees.
図４は、室温と空調設備２０２ａ〜２０２ｄの消費電力の関係について説明する図である。図４（ａ）では、デマンド制御を行わず、空調設備２０２ａ〜２０２ｄの室温設定を一定に保つ場合を例示している。図４（ａ）において、室温設定とは、空調設備２０２ａ〜２０２ｄの設定温度であり、平均室温とは、空調設備２０２ａ〜２０２ｄを設定温度で稼動させている間の空調エリアＡ〜Ｄ内の実測平均温度であり、最大室温とは、空調設備２０２ａ〜２０２ｄを設定温度で稼動させている間の空調エリアＡ〜Ｄ内の実測最大温度である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the room temperature and the power consumption of the
また基本料金とは、空調設備２０２ａ〜２０２ｄが設置されている対象施設の年間の契約基本料金であり、電力量料金とは、所定期間（図４（ａ）では７月〜９月の３ヶ月間を例示）の電気料金であり、生産性低下額とは、上述したように「対象となる室内で作業する従業員の人件費と、人数と、作業効率低下率の積」である。
The basic charge is the annual contract basic charge of the target facility where the
図４（ａ）では、デマンド制御を行わず、空調設備２０２ａ〜２０２ｄの室温設定を一定に維持する場合を想定している。図４（ａ）に示すように、平均作業効率は、室温設定が２５℃から１℃ずつ上昇するにしたがって、平均作業効率は約２％ずつ低下していく。一方、室温設定が１℃上昇するにしたがって、最大デマンドは約２０ｋＷずつ低下していくため、空調設備の消費電力も低下する。電力量テーブル１２２および生産性テーブル１２４には、このような室温と空調システム２０２ａ〜２０２ｄの消費電力を関連付けたデータ、および室温と作業効率低下率を関連付けたデータが記憶される。
In FIG. 4A, it is assumed that the room temperature setting of the
なお、本実施形態では電気機器として空調設備２０２ａ〜２０２ｄを例示したため、電力量テーブル１２２および生産性テーブル１２４に、室温と空調システム２０２ａ〜２０２ｄの消費電力および作業効率低下率とを関連付けたデータを記憶する構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば、電気機器が照明器具である場合には、室内の明るさと照明器具の消費電力および作業効率低下率とを関連付けたデータを記憶してもよい。
In addition, since
図４（ｂ）に示すように、電力量料金および基本料金は、室温設定が上がるにしたがって低下していくため、電力に要するコストは削減される。しかしながら、室温設定が上がるにしたがって生産性低下額が上昇するため、生産性の面では損失が生じる。このため、室温設定を上げることによって電力量料金および基本料金を削減したとしても、生産性低下による損失がその削減量を上回ってしまう。このことから、経済影響を鑑みると、図４（ｂ）の条件では室温設定を２５℃とすることが好ましいことが理解できる。 As shown in FIG. 4B, the power charge and the basic charge decrease as the room temperature setting increases, so that the cost required for power is reduced. However, as the room temperature setting increases, the amount of decrease in productivity increases, resulting in a loss in productivity. For this reason, even if the electric energy charge and the basic charge are reduced by raising the room temperature setting, the loss due to the productivity drop exceeds the reduction amount. From this, it can be understood that it is preferable to set the room temperature to 25 ° C. under the conditions of FIG.
図５は、本実施形態の制御装置１００の動作を説明するフローチャートである。以下、図５を参照し、上述した制御装置１００の動作について詳述しながら、併せて消費電力抑制方法およびデマンドレスポンス制御最適化方法についても説明する。図５に示すように、本実施形態の消費電力抑制方法では、まず制御装置１００の制御部１１０は換算部１１２として機能し、空調設備２０２ａ〜２０２ｄの消費電力を抑制した場合の電力量を金額換算することにより、電力量料金を算出する（ステップＳ２０２）。続いて換算部１１２は、空調設備２０２ａ〜２０２ｄの消費電力を抑制した場合の生産性の低下を金額換算することにより、生産性低下額を算出する（ステップＳ２０４）。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the
図６では、室温設定を２５℃としてデマンド制御を行った場合のシミュレーション結果を例示している。なお、図６に示す例では、通常時の室温設定を２５℃とし、デマンド逼迫時は、すべての空調エリアＡ〜Ｄ（空調設備２０２ａ〜２０２ｄ）に対して均等に室温設定を上げることでデマンド制御を行う場合を想定している。
FIG. 6 illustrates a simulation result when demand control is performed at a room temperature setting of 25 ° C. In the example shown in FIG. 6, the normal room temperature setting is 25 ° C., and when demand is tight, the room temperature setting is increased uniformly for all air conditioning areas A to D (
図６（ａ）では、室温設定は２５℃とし、最大デマンド５００ｋＷを基準として、最大デマンドを２０ｋＷずつ減らした場合のシミュレーション結果を示している。図６（ａ）に示すように、室温設定を２５℃とした場合、最大デマンドが下がるにしたがってデマンド逼迫時のデマンド制御が実行される頻度が上がるため、電力に要するコスト（基本料金および電力量料金）は低下する。しかしながら、デマンド制御が実行されると一時的に空調エリア内の温度が上昇するため作業効率が低下し、生産性低下額が増大する。 FIG. 6A shows a simulation result when the room temperature is set to 25 ° C. and the maximum demand is reduced by 20 kW on the basis of the maximum demand of 500 kW. As shown in FIG. 6 (a), when the room temperature setting is 25 ° C., the frequency of demand control when demand is tight increases as the maximum demand decreases, so the cost required for power (basic charge and power consumption) Charges) will decline. However, when the demand control is executed, the temperature in the air-conditioning area temporarily rises, so that the work efficiency is lowered and the productivity reduction amount is increased.
そこで本実施形態では、制御部１１０は、電力量料金および生産性低下額を算出したら、それらの和を算出する（ステップＳ２０６）。図６（ａ）では、基本料金、電力量料金および生産性低下額の和を「（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計」として示している。そして、制御部１１０は、その値を記憶部１２０に記憶し（ステップＳ２０８）、すべてのパターン（図６（ａ）では最大デマンド４８０（Ｄ４８０）〜最大デマンド４００（Ｄ４００）まで）についての演算が完了するまで（ステップＳ２１０のＮＯ）、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０８を繰り返す。
Therefore, in the present embodiment, after calculating the electric energy charge and the productivity reduction amount, the
すべてのパターンについての演算が完了したら、制御部１１０は、電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように、デマンド管理目標値を設定する（ステップＳ２１２）。図６（ｂ）では、室温設定２５℃で最大デマンド５００ｋＷとした場合の和を基準とし、最大デマンドを低下させていった場合の和との差分をプロットしている。
When the calculation for all the patterns is completed, the
図６（ｂ）に示すように、最大デマンドを低下させていくと、経済影響は徐々に下降（改善）していった後に上昇（悪化）する放物線状となる。これは、図６（ａ）を参照してわかるように、最大デマンドを徐々に低下させると、始めは、電力にかかるコスト（電気料金および電力量料金の削減量）が生産性低下額を上回っているが、最大デマンドの更に低下させると、生産性低下額が大きくなり、電力にかかるコストを上回るからである。 As shown in FIG. 6B, when the maximum demand is lowered, the economic influence gradually becomes a parabola that gradually rises (deteriorates) after gradually decreasing (improving). As can be seen from FIG. 6A, when the maximum demand is gradually reduced, initially, the cost of electricity (reduction in electricity charges and electricity charges) exceeds the reduction in productivity. However, if the maximum demand is further reduced, the productivity drop increases and exceeds the cost of power.
そして図６（ｂ）を参照すると、室温設定２５℃の場合には、最大デマンド４４０ｋＷと４６０ｋＷの間に放物線の頂点があると想定された。したがって、その間の値について更にシミュレーションを行った結果、室温設定２５℃の場合には最大デマンド４４６ｋＷのときに基本料金、電力量料金および生産性低下額の和が最も小さくなった。このことから、室温設定２５℃の場合には最大デマンドを４４６ｋＷとしてデマンド制御を行うことが経済性の観点において最も効率的であることがわかった。 Then, referring to FIG. 6 (b), it was assumed that there was a parabola apex between the maximum demands of 440 kW and 460 kW when the room temperature setting was 25 ° C. Therefore, as a result of further simulation for the value in the meantime, when the room temperature is set to 25 ° C., the sum of the basic charge, the electric energy charge and the reduction in productivity is the smallest when the maximum demand is 446 kW. From this, it was found that when the room temperature setting is 25 ° C., it is most efficient in terms of economy to perform demand control with the maximum demand set to 446 kW.
上述したように、基本料金、電力量料金および生産性低下額の和が最も小さくなる最大デマンドを決定したら、制御部１１０は、その値をデマンド管理目標値とする。そして、制御部１１０は、それに基づいて空調設備２０２ａ〜２０２ｄの消費電力を制御する（ステップＳ２１４）。これにより、基本料金、電力量料金および生産性低下額の和が最も小さくなるように、すなわち経済性が最も高くなるように空調設備（電気機器）の消費電力が抑制される。
As described above, when the maximum demand that minimizes the sum of the basic charge, the electric energy charge, and the productivity reduction amount is determined, the
上記説明したように、本実施形態の制御装置１００、消費電力抑制最適化方法およびデマンドレスポンス制御最適化方法によれば、電気機器の消費電力を抑制した際の生産効率低下による損失が生産性低下額として算出される。これにより、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力のコストと生産性の低下を統一指標で判断することができる。したがって、経済性の観点において最も効率的なＤＲ制御を行うことができ、ＤＲ制御の最適化を図ることが可能となる。
As described above, according to the
図７は、室温設定を２５℃としてデマンド制御を行った場合の他のシミュレーション結果を例示している。上述した図６に示す例では、通常時の室温設定を２５℃とし、デマンド逼迫時は、すべての空調エリアＡ〜Ｄに対して均等にデマンド制御を行う場合を想定していた。これに対し、図７に示す例では、通常時の室温設定を２５℃とし、デマンド逼迫時は、優先基準を設定して空調エリアＡ〜Ｄごとに異なるデマンド制御を行う場合を想定している。 FIG. 7 illustrates another simulation result when the demand control is performed with the room temperature setting set to 25 ° C. In the example shown in FIG. 6 described above, the normal room temperature setting is set to 25 ° C., and when demand is tight, it is assumed that demand control is performed equally for all air-conditioning areas A to D. On the other hand, in the example shown in FIG. 7, it is assumed that the normal room temperature setting is 25 ° C., and when demand is tight, priority control is set and different demand control is performed for each of the air-conditioning areas A to D. .
図７（ａ）に示すパターンのうち、Ｔ２５は、図４（ａ）に例示した「室温設定２５℃でデマンド制御を行わない」パターンである。Ｄ４４６は、図６（ｂ）に例示した「室温設定２５℃、最大デマンド４４６ｋＷですべての空調エリアに対して均等にデマンド制御を行う」パターンである。なお、図７（ａ）のＤ４４６に示す「均等なデマンド制御」は比較例（従来技術）であって本発明の実施例ではない。 Among the patterns shown in FIG. 7A, T25 is the pattern “no demand control is performed at a room temperature setting of 25 ° C.” illustrated in FIG. D446 is a pattern “exemplarily demand control is performed for all air-conditioning areas at a room temperature setting of 25 ° C. and a maximum demand of 446 kW” illustrated in FIG. 6B. “Equal demand control” indicated by D446 in FIG. 7A is a comparative example (prior art) and not an embodiment of the present invention.
また図７（ａ）のＤ４４６−Ｅ、Ｄ４４６−Ｐ、Ｄ４４６−ＥＰおよびＤ４４６−ＥＰ＋は、室温設定および最大デマンドはＤ４４６と同じ条件であるがデマンド制御を行う空調設備の優先度を異ならせている。 In addition, D446-E, D446-P, D446-EP and D446-EP + in FIG. 7A have the same room temperature setting and maximum demand as D446, but the priority of the air conditioning equipment that performs demand control is different. Yes.
Ｄ４４６−Ｅ、Ｄ４４６−Ｐは比較例であって本発明の実施例ではない。Ｄ４４６−Ｅは、空調効率を優先した制御とし、定格ＣＯＰが低い空調エリアＡおよびＣを優先的にデマンド制御するパターンである。Ｄ４４６−Ｐは、生産効率を優先した制御とし、床面積あたりの生産性が低い空調エリアＡおよびＢを優先的にデマンド制御するパターンである。 D446-E and D446-P are comparative examples and are not examples of the present invention. D446-E is a pattern in which air-conditioning efficiency is prioritized and the air-conditioning areas A and C having a low rated COP are preferentially demand-controlled. D446-P is a pattern in which the production efficiency is prioritized, and the air-conditioning areas A and B with low productivity per floor area are preferentially demand-controlled.
Ｄ４４６−ＥＰおよびＤ４４６−ＥＰ＋は、本発明の実施例である。Ｄ４４６−ＥＰは、経済性を優先した制御とし、空調効率と生産効率の総合的な評価が低いエリアを優先的にデマンド制御するパターンである。すなわち消費電力を抑制した場合の電力量を金額換算して電力量料金を算出し、対象となる室内で作業する従業員の生産性低下額を算出して、統一指標による総合的な評価を行う。図１、図２の例では、消費電力を抑制する優先順位は空調エリアＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの順となる。Ｄ４４６−ＥＰ＋は、更に経済性を優先した制御とし、Ｄ４４６−ＥＰと同様の優先順位としつつ、各空調エリアの経済効果（基本料金および電力量料金の削減額から生産性低下額を除算した値）が常に負にならないようにデマンド制御を行う。 D446-EP and D446-EP + are examples of the present invention. D446-EP is a pattern in which control is given priority to economy, and demand control is preferentially performed in an area where the overall evaluation of air conditioning efficiency and production efficiency is low. In other words, the amount of electricity when the power consumption is suppressed is converted into a monetary amount to calculate the amount of electricity charge, the amount of decrease in productivity of employees working in the target room is calculated, and a comprehensive evaluation is performed using a unified index . In the example of FIGS. 1 and 2, the priority order for suppressing power consumption is the order of the air-conditioning areas A, B, C, and D. D446-EP + is a control that gives priority to economic efficiency, and has the same priority as D446-EP, and the economic effect of each air conditioning area (the value obtained by dividing the reduction in productivity from the reduction in basic charges and electricity charges) ) Demand control so that) is not always negative.
図７（ｂ）に示すように、すべての空調エリアＡ〜Ｄを均等にデマンド制御するＤ４４６よりも、定格ＣＯＰが低い空調エリアＡおよびＣを優先的にデマンド制御するＤ４４６−Ｅのほうが、生産性低下額が若干少なくなり、より経済的であることがわかる。またＤ４４６−Ｅのように空調効率よりもＤ４４６−Ｐのように生産効率を優先させることにより、生産性低下額が更に低くなるため、経済性の観点において更に優れたデマンド制御を実行できる。 As shown in FIG. 7B, D446-E that preferentially demand-controls air-conditioning areas A and C having a lower rated COP than D446 that uniformly demand-controls all air-conditioning areas A to D. It can be seen that the amount of decline in sex is slightly smaller, which is more economical. Further, by giving priority to production efficiency as in D446-P over air-conditioning efficiency as in D446-E, the amount of decrease in productivity is further reduced, so that it is possible to execute demand control that is more excellent in terms of economy.
しかしながら、更にＤ４４６−ＥＰのように、空調効率および生産効率を統一指標によって総合的に踏まえたデマンド制御を行えば、生産性低下額を更に抑制することができる。またＤ４６６−ＥＰ＋のように、空調効率および生産効率を統一指標によって総合的に踏まえつつ、経済効果が負にならないようにデマンド制御を行うことにより、生産性低下額は若干上がるものの、電力に要するコスト（基本料金および電力量料金）の削減量も上がる。これにより、より経済的なデマンド制御を行うことが可能となる。 However, as with D446-EP, if the demand control is performed based on the air conditioning efficiency and the production efficiency based on the unified index, the decrease in productivity can be further suppressed. In addition, as with D466-EP +, the air conditioning efficiency and production efficiency are comprehensively based on a unified index, and demand control is performed so that the economic effect is not negative. Cost reduction (basic charge and electricity charge) will also increase. Thereby, more economical demand control can be performed.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量と生産性を統一指標である金額に換算して評価することにより最適化を図ることが可能な消費電力抑制最適化方法、デマンドレスポンス制御最適化方法、空調システム制御装置として利用することができる。 The present invention relates to a power consumption suppression optimization method and a demand response that can be optimized by converting the power amount and productivity when the power consumption of an electrical device is suppressed into an amount that is a unified index for evaluation. It can be used as a control optimization method and an air conditioning system control device.
１００…制御装置、１１０…制御部、１１２…換算部、１２０…記憶部、１２２…電力量テーブル、１２４…生産性テーブル、２００…対象施設、２０２ａ…空調設備、２０２ｂ…空調設備、２０２ｃ…空調設備、２０２ｄ…空調設備
DESCRIPTION OF
Claims (4)
電気機器の消費電力を抑制した場合の生産性の低下を金額換算して生産性低下額とし、
前記電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように電気機器の消費電力を抑制することを特徴とする消費電力抑制最適化方法。 The amount of power when the power consumption of electrical equipment is suppressed is converted into a monetary amount, and the amount of electricity is charged.
Converting the decline in productivity when power consumption of electrical equipment is reduced into a monetary amount,
A method for optimizing power consumption, which suppresses power consumption of an electric device so that a sum of the electric power charge and the amount of decrease in productivity is reduced.
電気機器の消費電力を抑制した場合の電力量を金額換算して電力量料金とし、
電気機器の消費電力を抑制した場合の生産性の低下を金額換算して生産性低下額とし、
前記電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように、デマンド管理目標値を設定することを特徴とするデマンドレスポンス制御最適化方法。 In demand response control where consumers adjust power demand,
The amount of power when the power consumption of electrical equipment is suppressed is converted into a monetary amount, and the amount of electricity is charged.
Converting the decline in productivity when power consumption of electrical equipment is reduced into a monetary amount,
A demand response control optimization method, characterized in that a demand management target value is set so that a sum of the electric energy charge and the productivity reduction amount is reduced.
室温および外気温と前記空調システムの消費電力を関連付けた電力量テーブルと、
室温と作業効率低下率を関連付けた生産性テーブルと、
前記消費電力および生産性の低下を金額換算する換算部と、
前記電力量料金と生産性低下額の和が小さくなるように前記空調システムの消費電力を抑制する制御部とを備えたことを特徴とする空調システム制御装置。 An air conditioning system control device that controls one or more air conditioning systems,
A power amount table in which room temperature and outside air temperature are associated with power consumption of the air conditioning system;
A productivity table that correlates room temperature and work efficiency decline rate,
A conversion unit for converting the power consumption and productivity reduction into a monetary amount;
An air-conditioning system control apparatus comprising: a control unit that suppresses power consumption of the air-conditioning system so that a sum of the electric energy charge and the productivity reduction amount is reduced.
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