JP5889677B2 - Power demand control apparatus and power demand control method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、建物の使用電力量の電力デマンド予測を監視し、契約電力量を超過するおそれがあるときに警報を発する電力デマンド制御装置および電力デマンド制御方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power demand control apparatus and a power demand control method that monitor power demand prediction of the amount of power used in a building and issue an alarm when there is a risk of exceeding a contract power amount.
工場やビルなどの大口の電力需要者と電力会社との間には、最大需要電力に関する契約が結ばれる。この最大需要電力を超えると違約金の支払いや基本料金の引き上げなどのペナルティが課されるので、需要者は最大需要電力を超えないように電力使用量を管理する。この種の用途に電力デマンド監視装置が用いられる。 A contract for maximum power demand is made between a large power consumer such as a factory or a building and a power company. When this maximum demand power is exceeded, penalties such as payment of a penalty and an increase in basic charges are imposed, so the consumer manages the power usage so as not to exceed the maximum demand power. A power demand monitoring device is used for this type of application.
電力デマンド監視装置は、平均使用電力量の算出周期(例えば30分)の開始から現在までの使用電力量に基づいて、当該周期の終了時における平均使用電力量の需要を予測する。この指標は電力デマンド予測と称される。電力デマンド予測が契約電力量を超えると警告を発し、平均使用電力量が契約電力量を超えるおそれのあることがオペレータに通知される。 The power demand monitoring device predicts the demand for the average power consumption at the end of the cycle based on the power consumption from the start of the calculation cycle (for example, 30 minutes) of the average power consumption to the present. This indicator is called power demand prediction. When the power demand prediction exceeds the contract power amount, a warning is issued, and the operator is notified that the average power consumption may exceed the contract power amount.
既存の電力デマンド監視装置は電力使用量を監視するに際して、あくまで電力会社との契約に基づく最大需要電力を基準とするものであった。これに対し近年ではエコ意識の高まりや、電気代節減の要求などから効果的な電力制御手法へのニーズが大きい。また2011年3月11日に発生した東日本大震災に伴う電力不足や、その後の計画停電の実施、大口需要者への節電要請や法令の発動などに伴って、より効果的な使用電力の制御手法が要望されている。 The existing power demand monitoring device is based on the maximum demand power based on the contract with the power company when monitoring the power consumption. On the other hand, in recent years, there is a great need for an effective power control method due to the growing awareness of ecology and the demand for electricity saving. In addition, a more effective control method for power consumption due to power shortages associated with the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011, subsequent planned power outages, requests to save electricity from large consumers, and the activation of laws and regulations. Is desired.
目的は、需要者への節電要請に効果的に対処することの可能な電力デマンド制御装置および電力デマンド制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power demand control device and a power demand control method that can effectively cope with a power saving request to a consumer.
実施形態によれば、電力デマンド制御装置は、予測部と、判定部と、出力部と、変更部とを具備する。予測部は、電力の需要者に備わる複数の負荷により個別に使用される電力量を計測する電力メータにより計測された電力量に基づいて需要者における電力需要の予測値を算出する。判定部は、電力の供給者と需要者との契約に基づく電力消費量の上限目標値を予測値が超えるか否かを判定する。出力部は、判定部により予測値が上限目標値を超えることが判定されると警報を出力する。変更部は、電力消費量の制限に係わる要請に応じて、上限目標値を契約に基づく値とは異なる値に変更する。 According to the embodiment, the power demand control device includes a prediction unit, a determination unit, an output unit, and a change unit. The prediction unit calculates a predicted value of the power demand of the consumer based on the amount of power measured by the power meter that measures the amount of power used individually by a plurality of loads provided to the power consumer. The determination unit determines whether or not the predicted value exceeds an upper limit target value of power consumption based on a contract between the power supplier and the consumer. The output unit outputs an alarm when the determination unit determines that the predicted value exceeds the upper limit target value. The changing unit changes the upper limit target value to a value different from the value based on the contract in response to a request related to the restriction of power consumption.
以下、実施形態につき説明する。実施形態に係る電力デマンド制御装置は、電力需要者における電力デマンドを監視し、需要者における使用電力量が契約電力量を超えないように、対象設備内の機器の運転を制御する。使用電力量が契約電力量を超えているか否かは既定の周期(例えば30分)における平均使用電力量に基づいて判断される。この周期をデマンド周期と称する。 Hereinafter, embodiments will be described. The power demand control apparatus according to the embodiment monitors the power demand of a power consumer, and controls the operation of the equipment in the target facility so that the amount of power used by the consumer does not exceed the contracted power amount. Whether or not the power consumption exceeds the contract power consumption is determined based on the average power consumption in a predetermined period (for example, 30 minutes). This period is called a demand period.
図1は、実施形態に係る電力デマンド制御装置を適用可能な監視システムの一例を示すシステム図である。図1において、電力デマンド制御装置100およびローカルコントロールサーバ(LCS)21〜2mが、通信ネットワークとしてのLocal Area Network(LAN)400に接続される。LAN400の上位層は例えばBACnet(登録商標)である。
FIG. 1 is a system diagram illustrating an example of a monitoring system to which the power demand control device according to the embodiment can be applied. In FIG. 1, a power
LAN400には大画面モニタ200、建物の使用電力(量)を計測する電力メータ300、およびルータ500が接続される。さらには管理サーバ3、あるいは異ベンダのシステムなどがLAN400に接続されてもよい。なお電力メータ300はLAN400を経由することなく専用回線により電力デマンド制御装置100に接続されても良い。
Connected to the LAN 400 are a
LCS21〜2mにはそれぞれ通信回線を介してノードが接続される。各ノードは例えばフロアごとの空調機器、照明機器、動力機器、あるいはパソコン、電話機など要するに電力を消費する機器であり、いずれも負荷としての位置づけにある。電力メータ300は、各ノードなどの複数の負荷により個別に使用される電力量を計測し、その結果を電力デマンド制御装置100に通知する。
A node is connected to each of the
LCS21〜2mはそれぞれ接続されるノードを被監視装置として認識し、その状態をモニタする。電力デマンド制御装置100はLCS21〜2mから通知されるモニタ結果を受け、システムを上位レベルで監視制御したり、オペレータに各種の情報を提供したりする。
Each of the
ルータ500はInternet Protocol(IP)網などのネットワーク600に接続される。ネットワーク600には電力会社700のサーバ(図示せず)なども接続される。これにより電力デマンド制御装置100は、ルータ500およびネットワーク600を経由して電力会社と通信することができる。電力デマンド制御装置100は例えばデマンドレスポンスの形態で電力会社700とデータを授受したり、計画停電のスケジュールデータを電力会社700のサイトから取得することなどが可能である。
The
図2は、電力デマンド制御装置100の実施の形態を示す機能ブロック図である。電力デマンド制御装置100は、インタフェース部11、入力部12、使用電力量算出部13、予測部14、判定部15、警報出力部16、遮断部17、記憶部18、変更部19、コンソールC、モニタコントローラMCおよびモニタMを備える。これらの機能ブロックは専用のハードウェア、あるいはCentral Processing Unit(CPU)の演算処理機能により実現されるソフトウェア機能として実現される。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an embodiment of the power
コンソールCはキーボードやマウスなどを備え、各種設定データやスケジュール情報の入力、コマンドの投入などを受け付けるためのヒューマンマシンインタフェースとして機能する。モニタコントローラMCおよびモニタMと併せて機能することでGUI(Graphical User Interface)環境が構築される。 The console C includes a keyboard and a mouse, and functions as a human machine interface for receiving input of various setting data and schedule information, input of commands, and the like. By functioning together with the monitor controller MC and the monitor M, a GUI (Graphical User Interface) environment is constructed.
インタフェース部11はルータ500を介してネットワーク600に接続され、各種データを取得して記憶部18に記憶する。実施形態ではネットワーク600から取得するデータとして計画停電スケジュールデータを想定する。この種のデータはHyperText Markup Language(HTML)あるいはeXtended Markup Language(XML)などの形式で記述され、例えばWebサイトからダウンロードするかたちで取得することができる。
The interface unit 11 is connected to the
このほか国や自治体から発せられる電力使用制限令、あるいは電力会社700からの節電協力要請、輪番停電スケジュールなどもデータのかたちで取得することが可能である。実施形態ではこの種のデータを、社会的要請を反映するデータと位置づけて要請データと総称する。計画停電スケジュールデータも要請データの一形態である。
In addition, it is also possible to obtain in the form of data the power usage restriction ordinance issued from the national or local government, the power saving cooperation request from the
入力部12は電力メータ300から電力計測値を取得する。使用電力量算出部13は、入力部12を介して入力された電力計測値から一定周期(10秒〜1分程度)で使用電力量を算出する。予測部14は、算出された使用電力量、すなわち電力メータ300により計測された電力量(電力計測値)に基づいて、電力需要者における電力需要の予測値を少なくともデマンド周期ごとに算出する。
The
記憶部18は、計画停電スケジュールデータ18b、および、電力会社700との契約に基づく最大需用電力の契約値(上限目標値18b)を記憶する。判定部15は、予測部14により算出された予測値が、上限目標値18bを超えるか否かを判定する。
The
警報出力部16は、判定部15により、予測値が上限目標値18bを超えることが判定されると、視覚アラームあるいは音声アラームなどの警報を出力する。なおアラーム情報を含むパケットなどをLAN400に送出するようにしても良い。警報が発生されることでオペレータは、現在のデマンド周期の終了時における平均使用電力量が契約電力量を超える可能性があることを認識できる。
When the
遮断部17は、予測値が上限目標値18bを超えることが判定されると、稼働中の負荷の一部を既定の優先順位に基づき遮断、すなわち停止する。優先順位とは負荷ごとに決められる停止の順番であり、予め設定される。例えば電力使用量は多いが数の少ない負荷を優先的に停止するか、あるいは電力使用量は少ないが数の多い負荷を優先的に停止するようにしても良い。
When it is determined that the predicted value exceeds the upper
変更部19は、電力消費量の制限に係わる要請を反映するデータである要請データが与えられると、上限目標値18bを、契約に基づく値とは異なる値に変更する。つまり変更部19は要請データを反映するかたちで、例えば時間帯ごと、曜日ごとの上限目標値18bの数値を算出する。
特に変更部19は、コンソールCを用いてオペレータ(ユーザ)から特定のコマンドが投入されると、このことを契機として上限目標値18bを変更する。また、これとは別のコマンドが与えられると、変更部19は上限目標値18bを本来の値に戻す。
The
In particular, when a specific command is input from the operator (user) using the console C, the changing
モニタコントローラMCは、使用電力量算出部13、予測部14、判定部15などから視覚表示のためのデータを取得し、これらの情報を例えばWebブラウザなどの形態でモニタMに表示し、オペレータに通知する。次に、上位構成における作用を説明する。
The monitor controller MC acquires data for visual display from the power
図3は、実施形態に係る電力デマンド制御装置100により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。図3において、まず上限目標値18bがコンソールCを用いて入力される。そうすると上限目標値18bが記憶部18に記憶され、システムに設定される(ステップS1)。次に電力デマンド制御装置100は、ネットワーク600を介して要請データを取得する(ステップS2)。取得された要請データ(実施形態では計画停電スケジュールデータ18a)は記憶部18に記憶される。
もちろん、要請データが無い場合もある。社会的な要請の無い平常な状況下では、むしろ要請データが無いケースが普通である。このようなケースでは上限目標値18bを書き換える必要は無い。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure executed by the power
Of course, there may be no request data. Under normal circumstances where there is no social demand, there are usually cases where there is no demand data. In such a case, it is not necessary to rewrite the upper
次に電力デマンド制御装置100は、要請データを反映して上限目標値18bを変更する(ステップS3)。要請データが日、時間帯、曜日などの条件を伴うものであれば、それに応じて日、時間帯、曜日などの条件ごとに上限目標値18bが算出される。
Next, the power
次に電力デマンド制御装置100は、電力計測値を取得し(ステップS4)、その値に基づいて電力需要の予測値を算出する(ステップS5)。予測値が算出されると表示制御が実行され(ステップS6)、例えば図4に示すような2通りのグラフがモニタMに表示される。なお電力デマンド制御装置100はデマンド周期の開始からの経過時間、デマンド周期の残り時間、使用電力量、使用可能電力、調整電力、予測需要電力なども算出し、モニタMにはこれらの情報をも併せて表示しても良い。
Next, the power
図4は、計測時の使用電力量、電力量の予測値および基準電力量を示すグラフを示し、このグラフはデマンド監視曲線とも称される。図4(a)は、上限目標値18bと使用電力量とを比較して示す図であり、デマンド周期の契約終了時の契約電力と原点とを結ぶ直線(1)は基準電力を示す。(2)の曲線は使用電力量を時系列で示す。点線は現時点の使用電力量から時限終了時の使用電力量を予測する予測値を示す。なお予測値は次式で求められる。
FIG. 4 shows a graph showing the amount of power used at the time of measurement, the predicted value of power amount, and the reference power amount, and this graph is also called a demand monitoring curve. FIG. 4A is a diagram comparing the upper
予測電力=現在電力+ΔP/Δt×時限終了までの残り時間
Δt:現在時刻より前の瞬時的な時間
ΔP:現在時刻より前のΔtにおける平均電力
図4(b)には曲線(2)と、上限目標値18bを反映する直線(3)とを示す。直線(3)の傾きは直線(1)よりも緩やかになっている。これは、変更された上限目標値18bが本来の値よりも小さいことを示す。
Predicted power = current power + ΔP / Δt × remaining time until the end of time limit Δt: instantaneous time before the current time ΔP: average power at Δt before the current time FIG. 4 (b) shows the curve (2), A straight line (3) reflecting the upper
次に電力デマンド監視装置100は、予測値と上限目標値18bとを比較し(ステップS7)、予測値が上限目標値18b以上になる、または予測値が上限目標値18bを超えることを判定すると(Yes)警報を出力する(ステップS8)。続いて電力デマンド監視装置100は、規定の優先順位に基づいて遮断すべき負荷を特定する(ステップS9)。
Next, when the power
すなわち電力デマンド監視装置100は、ステップS7におけるYesの判定を解消すべく、複数の負荷のうち少なくとも一部を停止することを判定する。そして電力デマンド監視装置100は、特定した負荷を遮断するための信号を生成出力して遮断制御を行う(ステップS10)。ステップS10に続いて、またはステップS7でNoであれば次のデマンド周期への処理手順が開始され(ステップS11)、処理手順はステップS2に戻る。
That is, the power
以上説明したようにこの実施形態では、電力会社との契約に基づく上限目標値18bを、社会的な要請をデータ化した要請データを反映する形で変更できるようにし、変更した状態の上限目標値18bをターゲットとして電力デマンド監視を実施するようにした。いわば電力会社との契約とは別個に、社会的な要請に応じて上限目標値18bを新たに設定し直し、その値に基づいて電力デマンド制御を実施するようにしている。
As described above, in this embodiment, the upper
要請データを反映して上限目標値18bを変更することで、社会的な要請に追従するかたちでの電力デマンド制御を簡易に実現できる。上限目標値18bは電力デマンド監視装置100の処理により自動的に変更されるので、需要者にとっては簡易に電力使用量を管理することができ、社会的な要請にも即座に、きめ細かく、かつ負担の少ないかたちで貢献することができる。
By reflecting the request data and changing the upper
さらに実施形態では、予測値が上限目標値18bを超過しそうな場合に警報を出力するだけでなく、あらかじめ登録した優先順位に従って負荷を自動的に遮断するようにしている。よって電力抑制効果をさらに高めることが可能になる。さらには、昨今の社会情勢において求められる電力消費量の削減に、より効果的に対応することが可能になる。
これらのことから、需要者への節電要請に効果的に対処することの可能な電力デマンド制御装置および電力デマンド制御方法を提供することが可能となる。
Further, in the embodiment, not only an alarm is output when the predicted value is likely to exceed the upper
Therefore, it is possible to provide a power demand control device and a power demand control method that can effectively cope with a power saving request to a consumer.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば計画停電スケジュールデータはネットワークからダウンロードするだけでなく、オペレータのマニュアルでの入力操作により電力デマンド制御装置100にインプットするようにしても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the planned power outage schedule data may not only be downloaded from the network, but also input to the power
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 Although an embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100…電力デマンド制御装置、21〜2m…ローカルコントロールサーバ(LCS)、400…LAN、200…大画面モニタ、300…電力メータ、500…ルータ、600…ネットワーク、700…電力会社、3…管理サーバ、11…インタフェース部、12…入力部、13…使用電力量算出部、14…予測部、15…判定部、16…警報出力部、17…遮断部、18…記憶部、18a…計画停電スケジュールデータ、18b…上限目標値、19…変更部、C…コンソール、MC…モニタコントローラ、M…モニタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電力の供給者と前記需要者との契約に基づく電力消費量の上限目標値を前記予測値が超えるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると警報を出力する出力部と、
ネットワークに接続され、前記電力消費量の制限に係わる要請を反映するデータである要請データを前記ネットワークを介して取得するネットワークインタフェース部と、
前記取得した要請データに基づいて、当該要請データに含まれる日、時間帯および曜日の条件ごとに、前記上限目標値を前記契約に基づく値とは異なる値に変更する変更部と、
前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると、稼働中の負荷の一部を既定の順位に基づき停止する制御部と、
ユーザによる特定コマンドの投入を受け付けるユーザインタフェース部とを具備し、
前記変更部は、第1コマンドが投入されると、前記上限目標値を前記契約に基づく値とは異なる値に変更し、第2コマンドが与えられると、変更された前記上限目標値を本来の値に戻す、電力デマンド制御装置。 A prediction unit that calculates a predicted value of power demand in the consumer based on the amount of power measured by a power meter that individually measures the amount of power used by a plurality of loads provided to the consumer of power;
A determination unit that determines whether or not the predicted value exceeds an upper limit target value of power consumption based on a contract between the power supplier and the consumer;
An output unit that outputs an alarm when the determination unit determines that the predicted value exceeds the upper limit target value;
A network interface unit that is connected to a network and acquires request data, which is data reflecting a request related to the restriction of power consumption, via the network;
Based on the acquired request data, a change unit that changes the upper limit target value to a value different from the value based on the contract for each condition of day, time zone, and day of the week included in the request data;
When it is determined that the predicted value exceeds the upper limit target value, a control unit that stops a part of the operating load based on a predetermined order ;
A user interface unit that accepts input of a specific command by a user,
The change unit changes the upper limit target value to a value different from the value based on the contract when the first command is input, and changes the upper limit target value to the original value when the second command is given. Power demand control device to return to value .
電力の需要者に備わる複数の負荷により個別に使用される電力量を計測する電力メータにより計測された電力量に基づいて、前記装置が、前記需要者における電力需要の予測値を算出し、
前記電力の供給者と前記需要者との契約に基づく電力消費量の上限目標値を前記予測値が超えるか否かを、前記装置が判定し、
前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると、前記装置が警報を出力し、
前記装置のネットワークインタフェース部が、前記電力消費量の制限に係わる要請を反映するデータである要請データをネットワークを介して取得し、
前記取得した要請データに基づいて、当該要請データに含まれる日、時間帯および曜日の条件ごとに、前記上限目標値を前記契約に基づく値とは異なる値に、ユーザにより第1コマンドが投入されると、前記装置が変更し、
第2コマンドが与えられると、変更された前記上限目標値を本来の値に前記装置が戻し、
前記予測値が前記上限目標値を超えることが判定されると、前記装置が、稼働中の負荷の一部を既定の順位に基づき停止する、電力デマンド制御方法。 In a power demand control method executed by an apparatus for monitoring power demand,
Based on the amount of power measured by a power meter that measures the amount of power used individually by a plurality of loads provided to a consumer of power, the device calculates a predicted value of power demand at the consumer,
The device determines whether the predicted value exceeds an upper limit target value of power consumption based on a contract between the power supplier and the consumer,
When it is determined that the predicted value exceeds the upper limit target value, the device outputs an alarm,
The network interface unit of the device acquires request data, which is data reflecting a request related to the restriction of power consumption, via the network,
Based on the acquired request data, the first command is input by the user to set the upper limit target value to a value different from the value based on the contract for each condition of day, time zone and day of the week included in the request data. Then the device changes,
When the second command is given, the device returns the changed upper limit target value to the original value,
When it is determined that the predicted value exceeds the upper limit target value, the apparatus stops a part of the operating load based on a predetermined order .
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