JP5573789B2 - エネルギー制御装置 - Google Patents
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Description
エネルギー量の抑制のためにエネルギーの需要量と供給量とを調整したりする動きが普及している。
図1は、本発明の一実施形態に係るエネルギー管理システム100の概略構成図である。
(2−1)上位コントローラ10の構成
図2は、上位コントローラ10の概略構成図である。以下、図2を用いて上位コントローラ10の構成について説明する。
管理物件記憶領域14aには、電力会社1の管理対象の物件A、Bが記憶されている。具体的には、物件A、Bの名称、物件A、Bの規模、必要最小エネルギー量等に関する情報が記憶されている。
物件情報記憶領域14bには、後述する下位コントローラ30、30から送られたエネルギー消費量に関する情報等を含む物件A、Bに関する物件情報が記憶されている。エネルギー消費量に関する情報とは、各物件A、Bで所定期間に消費されたエネルギー量に関する情報である。
提示内容記憶領域14cには、下位コントローラ30、30によって提示された複数のエネルギー抑制可能量に関する情報が記憶されている。
提示受付部15aは、物件A、Bから送られる複数のエネルギー抑制可能量を受け付ける。
抑制要求送信部15bは、提示受付部15aが受け付ける各物件A、Bから送られた複数のエネルギー抑制可能量のうち、各物件A、Bに要求する1のエネルギー抑制可能量をそれぞれ決定し、決定した内容に応じた指令(抑制要求)を各物件A、Bに送信する。
図3は、下位コントローラ30、30の概略構成図である。
運転状況記憶領域35aには、後述する運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の運転状況等が記憶されている。空調機40,40,・・・の運転状況には、空調機40,40,・・・の運転/停止の状態、設定温度、冷房/暖房等の運転モード、稼働時間、稼働率、稼働時の運転能力、室外機41,41,・・・及び室内機42,42,・・・の各種機器の状態値(ファンの回転数、圧縮機の回転数、膨張弁の開度、冷媒温度、冷媒圧力等)、室外温度、室内温度、吸込温度、設定温度と室内温度との許容乖離度、エネルギー抑制制御の実行/非実行等が含まれる。ここで、稼働時の運転能力とは、空調機40,40,・・・の定格能力に対して、稼働中の空調機40,40,・・・が何%で運転しているかを示す能力であり、パーセンテージ(%)で表される。なお、運転状況に含まれる各種の温度や圧力等は、各種のセンサ等によって検出される。
図4は、条件記憶領域35bに記憶された条件の一例を示す図である。
制御情報記憶領域35cには、後述する制御指令生成部36mによって生成された空調機40,40,・・・に対する制御指令の内容が記憶されている。
メーター値記憶領域35dには、後述するメーター値取得部36bによって取得されるメーター値が空調機40,40,・・・毎に記憶される。
図5は、マップ記憶領域35eに記憶される第1マップの一例を示す図である。
運転状況把握部36aは、所定の時間間隔(本実施形態では、5分間隔)で、各空調機40,40,・・・の運転状況を把握する。運転状況把握部36aは、当該運転状況を上述の運転状況記憶領域35aに格納する。
メーター値取得部36bは、電力メーター7によって計測されたメーター値(エネルギー量に関するデータ)を所定の時間間隔(例えば、1分間隔)で取得する。メーター値取得部36bは、当該メーター値を、上述のメーター値記憶領域35dに格納する。
定期算出部36cdは、各空調機40,40,・・・毎の、定期エネルギー消費量と定期推定消費量とを所定の時間間隔(例えば、30分間隔)で算出する。なお、ここでいう算出には、予測や推定の概念が含まれるものとする。
定期エネルギー消費量算出部36cは、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の運転状況と、メーター値記憶領域35dに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値とに基づいて、定期エネルギー消費量を算出する。具体的には、定期エネルギー消費量算出部36cは、通常制御を所定時間継続した場合の各空調機40,40,・・・の定期エネルギー消費量を算出している。ここで、所定時間とは、条件記憶領域35bに記憶された継続時間(例えば、図4に示すように、60分、30分、15分)を指す。すなわち、図4に示すような場合、定期エネルギー消費量算出部36cは、各空調機40,40,・・・の通常制御を60分間、30分間、15分間行った場合のそれぞれの定期エネルギー消費量を算出している。
定期推定消費量算出部36dは、運転状況把握部36aによって把握された各空調機40,40,・・・の運転状況と、メーター値記憶領域35dに記憶されている各空調機40,40,・・・のメーター値とに基づいて、定期推定消費量を算出する。具体的には、定期推定消費量算出部36dは、例えば図4に示すような各条件で、各空調機40,40,・・・の制御を行った場合の、空調機40,40,・・・毎の定期推定消費量を算出している。すなわち、定期推定消費量算出部36dは、各空調機40,40,・・・を、60分間、許容運転能力を80%で運転させる場合、30分間、許容運転能力を60%で運転させる場合、15分間、許容運転能力を40%で運転させる場合のそれぞれの定期推定消費量を算出する。なお、定期推定消費量は、定格電力(kW)と許容運転能力(%)との積により求められる。
定期抑制可能量決定部36eは、所定時間(例えば、30分)毎に、各空調機40,40,・・・の抑制可能なエネルギー量である定期個別エネルギー抑制可能量、及び、空調機40,40,・・・全体の抑制可能なエネルギー量である定期全エネルギー抑制可能量(第1エネルギー抑制可能量に相当)を決定する。定期抑制可能量決定部36eの具体的な動作については、後に説明する。
定期抑制可能量提示部36fは、定期抑制可能量決定部36eによって決定された、条件別の複数の定期エネルギー抑制可能量を、上位コントローラ10に提示する。具体的には、定期抑制可能量提示部36fは、複数の定期エネルギー抑制可能量を、通信部31を介して上位コントローラ10に送ることで上位コントローラ10に提示している。
提示制御部36gは、上述の定期抑制可能量提示部36fによる上位コントローラ10への定期エネルギー抑制可能量の提示を制御する。詳細には、提示制御部36gは、第1処理部36gaと、第2処理部36gbとして機能する。
抑制要求受付部36hは、上位コントローラ10から送られるエネルギー量の抑制に関する抑制要求を受け付ける。
決定部36iは、抑制要求受付部36hが受け付けた抑制要求に基づいて、エネルギー抑制制御の対象とする/しない空調機40,40,・・・、及び、複数の空調機40,40,・・・のエネルギー抑制制御のレベルを決定する。
要求時抑制可能量予測部36jは、上位コントローラ10から送られる抑制要求の受付時における各空調機40,40,・・・の抑制可能なエネルギー量である要求時個別エネルギー抑制可能量、及び、上位コントローラ10から送られる抑制要求の受付時における空調機40,40,・・・全体の抑制可能なエネルギー量である要求時全エネルギー抑制可能量(第2エネルギー抑制可能量に相当)を予測(決定)する。ここで、要求時個別エネルギー抑制可能量及び要求時全エネルギー抑制可能量を、適宜総称して要求時エネルギー抑制可能量という。要求時抑制可能量予測部36jの具体的な動作については、以下に説明する。
変動エネルギー量算出部36kは、要求抑制エネルギー量(すなわち、上位コントローラ10に提示した複数の定期全エネルギー抑制可能量のうち上位コントローラ10が選択した1の定期全エネルギー抑制可能量)と、要求時全エネルギー抑制可能量との差を算出する。以下、当該差を、変動エネルギー量という。
分配部36lは、変動エネルギー量算出部36kによって算出された変動エネルギー量を、決定部36iによって決定されたエネルギー抑制制御対象空調機(具体的には、後述する分配可能空調機)に分配する。なお、エネルギー抑制制御対象空調機(具体的には、分配可能空調機)が1台の場合は、変動エネルギー量を1台のエネルギー抑制制御対象空調機(具体的には、分配可能空調機)にそのまま追加する。また、エネルギー抑制制御対象空調機(具体的には、分配可能空調機)が複数の場合は、変動エネルギー量を当該複数のエネルギー抑制制御対象空調機(具体的には、分配可能空調機)で除したエネルギー量を、当該複数のエネルギー抑制制御対象空調機(具体的には、分配可能空調機)に分配する。
制御指令生成部36mは、抑制要求受付部36hによって受け付けられた抑制要求に基づいて、要求抑制エネルギー量(すなわち、上位コントローラ10によって選択された定期全エネルギー抑制可能量)を実現する制御指令を生成する。ここで、制御指令生成部36mは、空調機40,40,・・・の室内機42,42,・・・毎に制御を行うことができるように、各空調機40,40,・・・(室内機42,42,・・・)毎に制御指令を生成している。
制御指令送信部36nは、制御指令生成部36mによって生成された、各空調機40,40,・・・に対する制御指令を、各空調機40,40,・・・に送信する。これにより、各空調機40,40,・・・の制御部(図示せず)は、各制御指令に基づいた制御を実行する。
判定部36oは、各種の判定を行う。具体的な動作については、後に説明する。
図6は、下位コントローラ30における処理の流れを示すフローチャートである。図7は、制御指令の生成処理の流れを示すフローチャートである。
図8は、エネルギー抑制制御の実行時における制御に伴って変動するエネルギー量の推移の一例を示すグラフである。
(5−1)
本実施形態では、下位コントローラ30のマップ記憶領域35eには、空調機40,40,・・・の、エネルギー抑制制御の開始から所定の低いエネルギー量に低減されるまでの所要時間(具体的には、現在の運転能力から目標個別運転能力に到達するまでの所要時間)を示す第1マップ(第1情報に相当)が記憶されている。そして、下位コントローラ30の制御部36は、抑制要求を受けてから第1時間(本実施形態では、5分)以内に、各物件A、Bに設置される複数の空調機40,40,・・・のトータルの全抑制エネルギー量が上位コントローラ10から要求された抑制すべきエネルギー量である各物件A、Bにおける空調機40,40,・・・全体の要求抑制エネルギー量に到達するように、第1マップに基づいて空調機40,40,・・・のエネルギー量のエネルギー抑制制御(抑制制御に相当)を行う。
本実施形態では、抑制要求受付部36hが上位コントローラ10からの抑制要求を受け付けると、決定部36iは、マップ記憶領域35eに記憶される第1マップを参照して、エネルギー抑制制御の対象とするエネルギー抑制制御対象空調機(抑制制御対象設備機器に相当)を決定している。
本実施形態では、エネルギー抑制制御の実行時において、能力非到達空調機の抑制エネルギー量が目標個別抑制エネルギー量に到達し、全抑制エネルギー量が要求抑制エネルギー量に到達した後、能力到達空調機のエネルギー抑制制御のレベルを緩和(抑制制御を緩和)している。すなわち、能力到達空調機の運転能力を上昇している。
本実施形態では、定期全エネルギー抑制可能量(第1エネルギー抑制可能量)と、要求時全エネルギー抑制可能量(第2エネルギー抑制可能量)とに変動がある場合、つまり、変動エネルギー量が発生する場合、変動エネルギー量をエネルギー抑制制御対象空調機に分配している。
本実施形態では、定期エネルギー抑制可能量の決定時においては停止していた空調機(第3の設備機器に相当)が抑制要求の受付時までに運転した場合、エネルギー抑制制御の開始時からエネルギー抑制制御の終了時まで、当該空調機のエネルギー抑制制御のレベルを最大にきつくしている。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記実施形態では、エネルギー抑制制御の実行時において、各能力非到達空調機の抑制エネルギー量が目標個別抑制エネルギー量に到達し、且つ、全抑制エネルギー量が要求抑制エネルギー量に到達した後は、能力到達空調機のエネルギー抑制制御のレベルを緩和すると説明したが、緩和の制御は必ずしも必要ではない。
図9は、本変形例1Bにおける下位コントローラ30の概略構成図である。図10は、第2マップの一例を示す図である。図11は、第3マップの一例を示す図である。図12は、第4マップの一例を示す図である。
上記実施形態では、能力到達空調機の能力到達空調機抑制エネルギー量を要求抑制エネルギー量に到達させると説明したが、これに限られるものではない。
上記実施形態では、定期エネルギー抑制可能量の決定時においてはエネルギー抑制制御の対象であったが抑制要求の受付時においてはエネルギー抑制制御不能時期の状態にある空調機があるか否かを判定して要求時エネルギー抑制可能量を予測(決定)しているが、これに限られるものではない。
上記実施形態では、下位コントローラ30、30から上位コントローラ10に送るのは、定期個別エネルギー抑制可能量及び定期全エネルギー抑制可能量であると説明したが、これに限られるものではなく、定期全エネルギー抑制可能量のみであってもよい。
上記実施形態では、決定部36iは、エネルギー抑制制御対象空調機と、エネルギー抑制制御対象空調機のエネルギー抑制制御のレベルとを決定すると説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
上記実施形態では、第1マップに、空調機40,40,・・・の、エネルギー抑制制御の開始から所定の低いエネルギー量に低減されるまでの所要時間が示されると説明したが、上記実施形態のように、空調機40,40,・・・の具体的な所要時間が記憶されていなくてもよく、上記所要時間に関する情報が少なくとも記憶されていればよい。
定期抑制可能量提示部36fの定期エネルギー抑制可能量の上位コントローラ10への提示は、上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態における制御対象は、空調機40,40,・・・としているが、これに限られるものではない。例えば、照明や、給湯器等の他の機器を制御対象としてもよい(この場合、空調機40,40,・・・や他の機器が設備機器に相当)。この場合、これらの機器のエネルギーの量を計測するメーター等、エネルギー管理システム100における制御に必要となる機器等が必要になる。また、この場合、照明の運転状態や運転状況には、ON/OFF、明るさの段階等が含まれ、給湯器の運転状態や運転状況には、ON/OFF、給湯温度、給湯量等が含まれる。なお、各種の運転状況に含まれる各種の温度や圧力等は、各種のセンサ等によって検出される。
上記実施形態では、定期抑制可能量提示部36fは一方的に上位コントローラ10に対して定期エネルギー抑制可能量の提示を行っているが、これに限られるものではない。
30 下位コントローラ(エネルギー制御装置)
35 記憶部
36 制御部
36e 定期抑制可能量決定部(第1エネルギー抑制可能量決定部)
36f 定期抑制可能量提示部(第1エネルギー抑制可能量提示部)
36h 抑制要求受付部
36i 決定部
36j 要求時抑制可能量予測部(第2エネルギー抑制可能量決定部)
36k 変動エネルギー量算出部
36l 分配部
40 空調機
A、B 物件
Claims (5)
- エネルギー管理装置(10)からエネルギー量の抑制に関する抑制要求を受けて、物件(A、B)に設置された複数のエネルギーを消費する設備機器のエネルギー量を抑制するエネルギー制御装置(30)であって、
前記設備機器の、エネルギー量の抑制制御の開始から所定の低いエネルギー量に低減されるまでの所要時間に関する情報を、第1情報として記憶する記憶部(35)と、
前記抑制要求を受けてから第1時間以内に、複数の前記設備機器のトータルの全抑制エネルギー量が前記エネルギー管理装置(10)から要求された抑制すべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に到達するように、前記第1情報に基づいて前記設備機器の前記抑制制御を行う制御部(36)と、
を備え、
前記制御部(36)は、前記第1情報に基づいて、前記抑制制御の対象とする抑制制御対象設備機器、及び、前記抑制制御対象設備機器の前記抑制制御のレベル、の少なくともいずれかを決定する決定部(36i)を有し、
前記制御部(36)は、前記抑制制御の実行時において、
前記第1時間以内に、前記要求抑制エネルギー量に基づいた個別に抑制すべきエネルギー量である目標個別抑制エネルギー量に抑制エネルギー量を低減できない第1の設備機器がある場合、
前記第1時間以内に前記抑制エネルギー量を前記目標個別抑制エネルギー量に低減できる第2の設備機器のトータルの第2設備機器抑制エネルギー量を前記要求抑制エネルギー量に到達させる、
エネルギー制御装置(30)。 - 前記制御部(36)は、
前記全抑制エネルギー量が前記要求抑制エネルギー量に到達し、前記第1の設備機器の前記抑制エネルギー量が前記目標個別抑制エネルギー量に到達した後、前記第2の設備機器の前記抑制制御を緩和する、
請求項1に記載のエネルギー制御装置(30)。 - エネルギー管理装置(10)からエネルギー量の抑制に関する抑制要求を受けて、物件(A、B)に設置された複数のエネルギーを消費する設備機器のエネルギー量を抑制するエネルギー制御装置(30)であって、
前記設備機器の、エネルギー量の抑制制御の開始から所定の低いエネルギー量に低減されるまでの所要時間に関する情報を、第1情報として記憶する記憶部(35)と、
前記抑制要求を受けてから第1時間以内に、複数の前記設備機器のトータルの全抑制エネルギー量が前記エネルギー管理装置(10)から要求された抑制すべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に到達するように、前記第1情報に基づいて前記設備機器の前記抑制制御を行う制御部(36)と、
を備え、
前記制御部(36)は、
前記第1情報に基づいて、前記抑制制御の対象とする抑制制御対象設備機器、及び、前記抑制制御対象設備機器の前記抑制制御のレベル、の少なくともいずれかを決定する決定部(36i)と、
複数の前記設備機器の第1運転状況におけるトータルの抑制可能なエネルギー量である第1エネルギー抑制可能量を決定する第1エネルギー抑制可能量決定部(36e)と、
前記第1エネルギー抑制可能量を前記エネルギー管理装置(10)に提示する第1エネルギー抑制可能量提示部(36f)と、
前記エネルギー管理装置(10)から、前記要求抑制エネルギー量を含む前記抑制要求を受け付ける抑制要求受付部(36h)と、
前記抑制要求の受付時における複数の前記設備機器のトータルの抑制可能なエネルギー量である第2エネルギー抑制可能量を決定する第2エネルギー抑制可能量決定部(36j)と、
前記第1エネルギー抑制可能量と、前記第2エネルギー抑制可能量との差である変動エネルギー量を算出する変動エネルギー量算出部(36k)と、
前記第1運転状況と、前記エネルギー管理装置(10)からの前記抑制要求の受付時における複数の前記設備機器の第2運転状況とに相違がある場合、前記全抑制エネルギー量が前記要求抑制エネルギー量に到達するように、前記変動エネルギー量を、前記抑制制御対象設備機器に分配する分配部(36l)と、
を有する、エネルギー制御装置(30)。 - 前記記憶部(35)は、前記設備機器のユーザの快/不快の情報をさらに記憶し、
前記分配部(36l)は、前記ユーザの快/不快の情報に基づいて、前記変動エネルギー量を前記抑制制御対象設備機器に分配する、
請求項3に記載のエネルギー制御装置(30)。 - エネルギー管理装置(10)からエネルギー量の抑制に関する抑制要求を受けて、物件(A、B)に設置された複数のエネルギーを消費する設備機器のエネルギー量を抑制するエネルギー制御装置(30)であって、
前記設備機器の、エネルギー量の抑制制御の開始から所定の低いエネルギー量に低減されるまでの所要時間に関する情報を、第1情報として記憶する記憶部(35)と、
前記抑制要求を受けてから第1時間以内に、複数の前記設備機器のトータルの全抑制エネルギー量が前記エネルギー管理装置(10)から要求された抑制すべきエネルギー量である要求抑制エネルギー量に到達するように、前記第1情報に基づいて前記設備機器の前記抑制制御を行う制御部(36)と、
を備え、
前記制御部(36)は、
前記第1情報に基づいて、前記抑制制御の対象とする抑制制御対象設備機器、及び、前記抑制制御対象設備機器の前記抑制制御のレベル、の少なくともいずれかを決定する決定部(36i)と、
複数の前記設備機器の第1運転状況におけるトータルの抑制可能なエネルギー量である第1エネルギー抑制可能量を決定する第1エネルギー抑制可能量決定部(36e)と、
前記第1エネルギー抑制可能量を前記エネルギー管理装置(10)に提示する第1エネルギー抑制可能量提示部(36f)と、
前記エネルギー管理装置(10)から、前記要求抑制エネルギー量を含む前記抑制要求を受け付ける抑制要求受付部(36h)と、
を有し、
前記決定部(36i)は、前記第1エネルギー抑制可能量の決定時において停止していた第3の設備機器が前記抑制要求の受付時までに運転した場合に、前記抑制制御の開始時から前記抑制制御の終了時まで、前記第3の設備機器の前記抑制制御のレベルを最大にする、
エネルギー制御装置(30)。
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