JPS60190124A - 契約電力量の超過防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、契約電力量の超過防止方法に係り、特に、電
力の使用量を予測し、更に、該予測電力量が契約電力量
を超過する確率をめるようにした契約電力量の超過防止
方法に関する。

契約電力の超過防止等の目的で、電力の使用量を予測す
る方法としては、既に所謂直線予測法や、微分予測法が
行われている。

前者の直線予測法は、第１図に示す如く、時刻○で計量
を開始した後の現時刻ｔ（分）における、時刻０−１分
間の使用電力量Ｐｔ（ｌｔｗＨ）から、予測時限Ｔ（分
）における使用電ツノｍ予測埴Ｐｐ（ｋｗＨ）を、次式
で与える方法である。

Ｐｐ＝　（Ｔ／”ｔ　）Ｘ　Ｐｔ　・・・（１）しかし
ながら、この直線予測法は、急激な使用電力量の変化、
特に増加傾向又は減少傾向に偏った場合に対して応答が
遅く、例えば、増加傾向に偏った時のピーク電力を削減
するための対応に遅れを生じるという欠点を有している
。

一方、後者の微分予測法は、第２図に示す如く、ある単
位時間Δｔ　（分）を定め、この単位時間△［内に使用
した電力量ΔＰ（ｋｗＨ）を計量し、予３ｔ１１時限丁
（分）における使用電力量予測値Ｐｐ（ｋｗＨ）を、次
式で与える方法である。

Ｐｐ＝Ｐｔ＋　（Ｔ−ｔ　）／Δ【Ｘ△Ｐ−−（２）こ
の微分子側法は、使用電力量の急激な変動に対する応答
は、前記直線予測法よりも優れているものの、予測時限
Ｔの間に、使用電力量の変動が数回起る負荷状況におい
ては、予測値Ｐｐの変動が起き、予測精度が著しく低下
するという欠点を有している。

又、直線予測法、微分予測法のいずれの方法も、計量開
始後、時間経過が小さい時点での予測値Ｐｐの予測精度
が極めて低いという欠点を有している。このため、一般
に予測精度の低い範囲では、予測を行わない不感帯を設
ける方法が採用されているが、その分電力ピーク時の電
力抑制対応に遅れを生じることがあり、製鉄所のように
、使用電力量及びその変動量が大きく、調整可能な電力
量が限られている需要家においては、その予測精度の低
さが、大ぎな問題になっていた。

この点に鑑み、こうした従来の欠点を解消するべく、出
願人は先に、特願昭５７−１８４１４７にて計量開始後
の時間経過が小さい時点での予測精度が高く、且つ適用
範囲が広い使用電力ｌの予測方法を提案した。

この方法は、製鉄所のように使用電力量の変動が大きな
需要家では、極端に高い若しくは低い電力の使用状態が
一般的に長時間持続することがないことに着目してなさ
れたもので、時系列的な使用電力の傾向を捉え、それを
予測電力量に反映させるこ−とによって予測精度を向上
させるものである。即ち、この方法は、過去の使用電力
量のデータを時系列的にサンプリングし、これを変数と
した統計解析（例えば重回帰分析）を行うことによって
、各サンプリング時間毎の予測定数と該予測定数に対応
するサンプリング時間毎の予測関数から予測時限の電力
使用量を得るための予測式をめ、該予測式を用いて将来
の使用電力量を予測するようにしたことを特徴とするも
のである。

このようにして得られた予測電力量が、契約電力量にあ
る余裕を与えた警報レベルを超えたときに、ランプ、ブ
ザー等による警報を発生させることによって、使用電力
量が契約電力量を超過することを、前記直線予測法や微
分予測法に比べて精度良く防止することができる。

しかしながら、使用電力量の予測精度は時系列的に変化
するため、このような警報レベルが一定の方式では、比
較的予測精度に優れた上記予測方法であったとしても、
なお、例えば予測精度の低い測定開始後まもなくの時間
においては誤報を避けるために前記不感帯を設けたりす
る必要があるというのが実情であり、電力ピーク時の対
応に遅れを生じることが多いという問題がある。

又、例えば契約電力の超過の危険度を示す場合、契約電
力にある余裕を与えた一定レベルの警報値と予測値との
差（余裕量）をＬＥＤで表示する方法が通例であるが、
同じ余裕量でも、予測の精度によって、危険度が大きく
異なることから、操業者に不信感を与えることがあると
いう問題もある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、計
量開始後の時間経過が小さい時点での予測精度が高く、
且つ適用範囲が広い上記特願昭５７−１８４１４７にて
開示した使用電力量の予測方法を改良し、更に、この予
測精度を考慮して常に契約電力を超過する危険率が所定
値以内に納まるようにでき、又、この契約電力を超過す
る危険率を表示し、あるいは、警報を発生できるように
して操業時における電力使用の制御に対する即応性と信
頼性とを向上させた契約電力量の超過防止方法を提供す
ることを目的とする。

本発明は、契約電力量の超過防止方法において、過去の
使用電力量のデータを時系列的にサンプリングし、これ
を変数とした統計解析を行うことによって、各サンプリ
ング時間毎の予測関数から予測時限の使用電力量を得る
ための予測式をめる工程と、検出装置から出力される使
用電力量を取込んで前記予測式を用いて予測時限の使用
電力量を予測する工程と、口の予測電力量に対する前記
過去の使用電力量の実績から予測誤差をめると共に、こ
の予測誤差の平均値及びばらつきをめる工程と、前記予
測電力量と前記予測誤差の平均値及びばらつきとから予
測電力量が、契約電力を眉過する確率をめる工程と、こ
の超過確率と設定値とを比較し、超過確率が設定値を越
えるとき使用電力量の抑制を促す警報を発する工程とを
含むこととして上記目的を達成したものである。

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細゛に説明する
。

第３図に本発明が採用された使用電力量の監視装置を示
す。この監視装置は、検出装置Ｅ１演算装置Ｃ１ディス
プレイ装置り、設定値等の入力枝＠Ｉ、及び警報装置Ｊ
で構成される。

以下、順に演算の方法について説明する。

まず、将来使用する電力を予測するために、過去の使用
電力量の実績データから予測式をめる。

具体的には、まず、検出装置Ｅにより過去の使用電力ｌ
のデータを多数（５，０００〜ｉｏ、ｏｏｏ点）収集し
、第４図に示す如く、各予測時限の１分における、０〜
を分に使用した電力量Ｐ　ｔ　（ｋｗＨ）及び過去の時
刻　［１〜現時刻　【（分）までに使用した電力ＩＰｔ
　ｒ　（ｋｗＨ）（ｔ＝１〜ｈ＋、及び、予測時限下の
使用電力ｉ１Ｐｖ（ｋｗＨ）をサンプリングする。Ｔｉ
　（ｉ−＋〜ｎ）は、サンプリング時限（分ンである。

しかる後、次式で示されるような統計解析（例えば重回
帰計算）を実施し、を分に−おける予測定数Ａｏｔ、Ａ
＋ｔ、Ａｚｔ＝Ａｎｔ、Ａ（ｎ＋、）を及び予測関数ｆ
１　（Ｐｔ＋、ｊ　）、ｒ２（Ｐｔｚ、ｔ　＞、＠　＃
、ｆｎ　（Ｐｔ　６．　ｔ　）、ｆｉｒｌ＋１）（Ｐｔ
ｒｎ十＋　＞、ｔ　）をめる。

ＰＴＪ−Ａｏｔ＋Ａ＋　ｔｘ　ｆ＋　（Ｐｔ＋　Ｊ、ｔ
　）＋Ａ２ｔＸｒ２（Ｐｔ２Ｊ、ｔ）＋・・・＋Ａｎｔ
　ｉｘ　ｆｎ　（ＰｔｎＪ、ｔ　）＋Ａ　（ｎ　十　＋
　）ｔｉＸ　ｒ　Ｃｎ　＋　＋　＞　（ＰｔＣｎ＋Ｉ　
）Ｊ、　ｔ　）十ｅＪ・・・・（１）Σｅ３→ｍ１１１
　・・・・・・・・・・・・（２）？：１ ここで、Ａｏｔは、初期値を与えるための定数項、ｅ、
は、その２乗和を最小圃とダるべき誤差、ｍは、データ
の１１故である。

同様の計算を、時刻［を０〜丁の間で任意に変化さゼな
がら実施し、各を分における予測定数Ａｉｔ及び予測開
数ｆｉ　（Ｐｔ　＋、　ｔ　）をめる。

ここで、サンプル時限Ｔ１〜Ｔｎの時間間隔、個数１１
及び予測関数「１〜ｆ（ｎ＋＋１は、データ解析の結果
、最も予測精度が轟くなるような組合せを、試行錯誤で
検索して定める。

このようにして得られた予測定数及び予測関数を演算Ｈ
ＭＣに記憶させ、予測時限Ｔにおける予測電力Ｉ　Ｐ　
Ｐ　Ｔを次式で与える予測Ｏシックを作成し、予測計稗
を行なう。

Ｐｐｒ＝Ａｏｔ＋△１ｔＸ　ｆ＋　（Ｐｔ＋、ｊ　）＋
ＡｚｔＸ　ｆ２（Ｐｔｚ、Ｅ　）＋・・・＋ＡｎｔＸ　
ｆｎ　（Ｐｔｎ、ｔ　） ＋Ａ　ｃ　ｎ　士　＋　＞ｔｘ　ｆｔ　ｎ　士　＋　）
（Ｐｔ　（１’ｌ＋ｊ　＞、　ｔ　）　・・・（３）こ
のようにして、計量開始後任意の時限までの使用電力量
を、精度窓く予測することができる。

次いで、上記予測式を用いて将来の電力量を予測する場
合の予測精度を予め把１１７るために、検出装置Ｅから
使用電力量のデータが演算装ＭＣに入力された際に上記
予測式を用いて、第１表に示す如く、過去から現在まで
のサンプリング時間における使用電力量を予測演算し、
該予エリ電力量Ｐｔ１（ｉ”’＋〜ｎ）を時系列別にに
側ずつ収集づる。

次いで、第２表に示す如く、そのサンプリング時間にお
ける予測電力量Ｐｔｉと、例えば６０分における実測値
Ｐ５０１との差をとって予測誤差Ｑｔｉとし、この予測
誤差ｆＪｔ　ｉの平均値１を及び誤差のばらつきσｔを
次式によってめる。

１分における誤差の平均値 ＋１．＝１／に支（１＋　ｌ　・・・・・・・・・（４
）１分における誤差のばらつき ２分以下、同様。

なお、この予測誤差の平均値で１、Ｔ２・・・万５９と
ばらつきσ１、σ２・・・σ５９は演算装置Ｃ内に記憶
させておく。

この予測電力量が契約電力を超過する確率（危険率）に
εｔは、第５図に示される如く、正規分布上における値
εｔに対応する斜線部分、即ち、累積ｉｉ１！率密度に
相当し、演算装置Ｃに予め記憶させたεｔ−にεｔのデ
ータテーブルからめられる。このεｔの値は、前記予測
誤差ｇｔｉの平均値７１ｔ、及びばらつきσｔを用いて
（６）式によって演算される。

ε１−（（契約電力量）−（予測電力量Ｐｔ）−（予測
誤差の平均ｉｆ！ｇｔ＞） ÷（予測誤差のばらつきσｔ）・・・（６）なお、εｔ
の値が負になったときは、εｔの絶対１直をとり、危険
率にεｔの値には０．５を加算する。

予測電力量Ｐｉと、契約電力の超過確率に６ｔは、常に
ディスプレイ装置りによって表示され、操業者の操業把
握の指標とされる。

又、この超過確率にεｔに対しては、予め所定の設定値
を設定してあり請求められた危険：＄にεｔが該設定値
を越えた場合に、警報装置］から警報を発して、電力の
抑制を促すようにしである。

なお、電力の抑制を実施しても、予測電力量Ｐｔが変化
するだけであるため、警報の手順は不変である。

更に、予測誤差計算に使用するデータは、演算６装置Ｃ
内に蓄積され、定期的に予測誤差の平均とばらつきの管
理が可能なようになっている。

こうしたことから、演算装置Ｃにはディスプレイ装置り
付のプロセスコンピュータが最適である。

第６図にディスプレイ装置りでの画像例を示す。

図中で１０は契約累積値、１２は累積値、１４は契約電
力量、１６は瞬時値をそれぞれ示す。

なお、発明者の試験・研究によれば、予測誤差の平均値
Ｑ１、ｇ２・・・　０５９及びばらつきσ１、σ２・・
・σ５９が時間【に対して関数関係にあるとみなすこと
ができる場合がある。この場合は、１２０１１１近いデ
ータをパラメータとして与えるのではなく、関数（（Ｊ
ｔ−ｒｌ＜ｔ　）、σｔ＝　（２（ｔ　））をパラメー
タとして与えることにより入力の手間を省くことかでき
る。

以上説明してきた如く、本発明によれば、計量開始後の
時間経過が小さい時点での予測精度が高く、且つ適用範
囲の広い使用電力量の予測ができるだけでなく、更に、
時系列的に変化する予測精度を予め捕えることによって
、この予測精度を考慮して常に契約電力を超過する危険
率が所定値以内に納まるように監視できるため、不感帯
を零にすることが可能となり、又、この契約電力を超過
する危険率を表示し、あるいは、警報を発生できるよう
にして操業時における電力使用の制御に対する即応性と
信頼性とを向上させることができるという優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の直線予測法による使用電力量の予測状
況を示す線図、 第２図は、同じ〈従来の微分予測法による使用電力量の
予測状況を示す線図、 第３図は、本発明方法が採用された使用電力量の監視装
置の概略ブロック図、 第４図は、本発明に係る４ｆＨ用電力間の予測方法によ
る使用電力量の予測状況を示す線図、第５図は、値εｔ
と契約電力量の超過確率にεｔとの対応関係を承す線図
、 第６図は、ディスプレイ装置での画像の一例を示す線図
である。 Ｅ・・・検出装置、　Ｃ・・・演算装置、Ｄ・・・ディ
スプレイ装置、 Ｊ・・・警報装置。 代理人　高　矢　論 （ほか１名） 第１図 一時間（分） 第２図 一時ｒＪＩｉ妙） 第３図 第４図 ）ｎ −ｔＡ間（分）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）過去の使用電力量のデータを時系列的にサンプリ
   ングし、これを変数とした統計解析を行うことによって
   、各サンプリング時間毎の予測関数から予測時限の使用
   電力量を得るだめの予測式をめる工程と、 検出装置から出力される使用電力量を取込んで前記予測
   式を用いて予測時限の使用電力量を予測する工程と、 この予測電力量に対する前記過去の使用電力量の実績か
   ら予測誤差をめると共に、この子測誤咬の平均）直及び
   ばらつきをめる工程と、前記予測電力量と前記予測誤差
   の平均値及びばらつぎとから、予測電力量が契約電力を
   超過する確率をめる工程と、 この超過確率と設定値どを比較し、超過確率が設定値を
   越えるとき、使用電力量の抑制を促す警報を光する工程
   とを含むことを特徴とする契約電力量の超過防止方法。