KR101728251B1

KR101728251B1 - 전력 제어장치 및 전력 제어방법

Info

Publication number: KR101728251B1
Application number: KR1020157004301A
Authority: KR
Inventors: 시게후미 고토; 케이스케 아키호; 히로히사 요시카와
Original assignee: 리카고교가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2017-04-18
Also published as: CN104756031A; WO2014041653A1; JPWO2014041653A1; CN104756031B; EP2897019A1; US20150212533A1; JP5975107B2; KR20150063362A; US9523992B2; EP2897019A4

Abstract

총 목표 전력값의 변화에 따른 제어성의 손실을 방지할 수 있고, 동시에 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있도록 한다.
총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)에 대해서 보정값 산출부(19)에 의해 산출된 보정값(H_n)을 가산함으로써, 모든 부하에 대한 전력 상한치(P_LIM)를 산출하는 상한치 산출부(20)를 구비함으로써, 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)의 변동에 따라 적정한 전력 상한치(P_LIM)를 얻을 수 있도록 한다.

Description

전력 제어장치 및 전력 제어방법{POWER CONTROL DEVICE AND POWER CONTROL METHOD}

이 발명은 복수의 부하에 공급하는 전력을 시분할로 제어하는 전력 제어장치 및 전력 제어방법에 관한 것이다.

예를 들어, PID 조절계로부터 출력되는 조작 신호(목표값)에 비례하는 전력을 히터 등의 부하로 공급하는 전력 제어장치가 이하의 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다.

이 전력 제어장치에서는 전원 파형의 반사이클의 정수배에 상당하는 시간(이하, "단위시간"이라고 칭함) 마다, 부하에 공급하는 전력의 입절(온/오프)을 절환하는 제어를 실시하는 것으로, 전력을 공급하는 시간인 온 시간과 전력을 공급하지 않는 시간인 오프 시간의 시간적 비율을 제어함으로써, PID 조절계로부터 출력되는 조작신호(목표값)에 비례하는 전력을 부하에 공급하고 있다.

이하, 이 전력 제어장치에 따른 전력 제어방식을 "시분할 출력 제어방식"이라고 칭한다.

N개의 부하(채널)로 공급하는 전력을 제어할 때, 각각의 채널을 시분할 출력 제어방식으로 제어하는 경우, 각 단위시간에 있어서 동시에 전력이 공급되는 채널 수(동시에 온 되는 채널의 수)는 0(모든 채널이 오프)에서 N(모든 채널이 온)까지의 범위의 어느 하나가 된다.

도 6은 16개의 채널이 시분할 출력 제어방식에 의해 전력제어가 실시된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 6에서도 분명히 도시된 바와 같이, 16개의 채널 모두가 오프인 경우, 또는 16개의 채널 모두가 온인 경우가 있고, 동시에 온이 되는 채널 수는 0 ~ 16의 범위의 어느 하나가 된다.

또한, 이하의 특허문헌 3 ~ 5에는 각 단위시간에 있어서 동시에 전력이 공급되는 채널 수를 제한함에 따라, 각 단위시간에 있어서 총 출력 전력값(전력이 공급되고 있는 1이상의 채널에서의 소비 전력값의 합계)을 미리 설정된 전력 상한치(단위시간당 모든 채널에 대한 공급 전력값의 상한치) 이하로 억제하는 전력 제어방법(이하, "피크 전력 억제제어"라고 칭함)이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본특허 제 3022051호 공보 특허문헌 2 : 일본특허 제 3674951호 공보 특허문헌 3 : 일본특허 제 3754974호 공보 특허문헌 4 : 일본특허 제 4529153호 공보 특허문헌 5 : 일본특허공개 2011-205731호 공보

종래의 피크 전력 억제제어를 수행하는 전력 제어장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 각 단위시간에 있어서 복수의 채널의 총 출력 전력값이 미리 설정된 전력 상한치 이하로 억제되지만, 그 전력 상한치는 미리 설정된 고정치(예를 들어, 사용자가 공장의 전원용량이나 제어에 필요한 전력량 등을 고려하여 설정하는 값)이며, 설정이 자동적으로 변경되는 것은 아니다.

이 때문에, 예를 들어, 전력 상한치가 온도 제어의 안정에 필요한 전력량의 합계치에 가까운 값으로 설정되어 있는 경우, 도 8의 B부에 도시된 바와 같이, 총 목표 전력값(각각의 채널의 목표 전력값의 합계)이 큰 값이어도(예를 들어, 온도상승, 설정 변경이나 외란(外亂) 등의 영향에 의해 총 목표 전력값이 큰 값이 될 수 있다) 총 출력 전력값이 전력 상한치 이하로 억제되지만, 목표 온도에 도달하기까지 긴 시간을 필요로 하고, 제어성이 손상되어 버리는 과제가 있었다. 또한, 외란응답이 지연되기 때문에 최적 온도제어를 수행할 수 없다는 과제가 있었다.

한편, 도 8의 A부에 도시한 바와 같이, 전력 상한치와 비교하여 총 목표 전력값이 필요 이상으로 작은 값이 되면, 각 단위시간에 있어서 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차가 커지게 되어 전원 전압의 플리커가 커지는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 총 목표 전력값의 변화에 따른 제어성의 손실을 방지할 수 있고, 동시에 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있는 전력 제어장치 및 전력 제어방법을 획득하는 것을 목적으로 한다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 온 오프를 소정의 단위시간마다 절환하는 복수의 스위칭 제어수단;과, 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 목표값인 목표 전력값을 산출하는 목표 전력값 산출수단;과, 각각의 제어대상으로 공급된 전력값인 출력 전력값을 산출하는 출력 전력값 산출수단;과, 각각의 제어대상 마다 전력이 공급되고 있을 때 출력 전력값 산출수단에 의해 산출된 출력 전력값에서, 다음의 제어 사이클의 단위시간 중에 제어대상으로 전력을 공급한 경우의 전력값을 추정하는 전력 추정 수단;과, 각각의 제어대상마다 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 목표 전력값의 가산과 출력 전력값 산출수단에 의해 산출된 출력 전력값의 감산을 제어 사이클마다 반복함으로써 전력차 적산값을 산출하고, 전회의 제어 사이클까지의 전력차 적산값과 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 다음의 제어 사이클의 목표 전력값을 가산하여, 그 가산치인 최신의 중간 적산 전력값을 산출하는 중간 적산 전력값 산출수단;과, 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합을 기초로, 단위시간당 모든 제어대상에 대한 공급 전력값의 상한치를 산출하는 상한치 산출수단;을 구비하고, 전력제어 수단이, 각각의 제어대상 중에서, 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 중간 적산 전력값이 큰 제어대상으로부터 차례로, 해당 제어대상의 중간 적산 전력값이 소정의 임계값보다 크고, 또한 해당 제어대상에 대한 전력공급을 수행하는 경우에 전력 추정 수단에 의해 추정된 해당 제어대상의 전력값과, 전력 추정 수단에 의해 추정된 전력값이고, 다음의 제어 사이클에서 전력공급을 수행하는 것을 결정하는 다른 제어대상의 전력값과의 총 합이 상한치 산출수단에 의해 산출된 상한치보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 온 상태로 제어하고, 그 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 제어대상에 대해 다음의 제어 사이클에서의 상기 스위칭 제어수단의 온 오프를 제어하도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 상한치 산출수단이, 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 보정값을 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 상한치 산출수단이, 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 계수를 승산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 상한치 산출수단이, 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 전력차 적산값의 총 합을 소정의 적분시간으로 제산하고, 그 제산 결과를 보정값으로서 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 상한치 산출수단이, 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 전력차 적산값의 총 합과, 각각의 제어대상에서의 임계값의 총 합과의 차분을 소정의 적분시간으로 제산하고, 그 제산 결과를 보정값으로서 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 상한치 산출수단에 의해 가산되는 보정값이, 제로값에서 해당 제어대상으로 공급되는 전력의 최대값에 이르는 범위내의 값이 되도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어장치는, 상한치 산출수단이, 제로값에서 해당 제어대상으로 공급되는 전력의 최대값에 이르는 범위내에 있는 보정값, 또는 소정의 적분시간으로 제산한 제산 결과인 보정값의 어느 하나를 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써, 공급 전력값의 상한치를 산출하도록 한 것이다.

이 발명에 따른 전력 제어방법은, 복수의 스위칭 제어수단이, 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 온 오프를 소정의 단위시간마다 절환하는 복수의 스위칭 처리 단계;와, 목표 전력값 산출수단이, 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 목표값인 목표 전력값을 산출하는 목표 전력값 산출 처리 단계;와, 출력 전력값 산출수단이, 각각의 제어대상으로 공급된 전력값인 출력 전력값을 산출하는 출력 전력값 산출 처리 단계;와, 전력 추정 수단이, 각각의 제어대상 마다 전력이 공급되고 있을 때 출력 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 출력 전력값으로부터, 다음의 제어 사이클의 단위시간 중에 제어대상으로 전력을 공급한 경우의 전력값을 추정하는 전력추정 처리단계;와, 중간 적산 전력값 산출수단이, 각각의 제어대상마다 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 목표 전력값의 가산과 출력 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 출력 전력값의 감산을 제어 사이클마다 반복함으로써 전력차 적산값을 산출하고, 전회의 제어 사이클까지의 전력차 적산값과 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 다음의 제어 사이클의 목표 전력값을 가산하고, 그 가산치인 최신 중간 적산 전력값을 산출하는 중간 적산 전력값 산출 처리 단계;와, 상한치 산출수단이, 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합을 기초로, 단위시간당 모든 제어대상에 대한 공급 전력값의 상한치를 산출하는 상한치 산출 처리 단계; 및 전력 제어 수단이, 각각의 제어대상 중에서 중간 적산 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 중간 적산 전력값이 큰 제어대상으로부터 차례로 해당 제어대상의 중간 적산 전력값이 소정의 임계값보다 크고, 또한 해당 제어대상에 대한 전력공급을 수행하는 경우, 전력추정 처리단계에서 추정된 해당 제어대상의 전력값과 전력추정 처리단계에서 추정된 전력값이고, 다음의 제어 사이클에서 전력공급을 수행하는 것을 결정하는 다른 제어대상의 전력값과의 총 합이 상한치 산출 처리 단계에서 산출된 상한치보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 온 상태로 제어하고, 그 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 제어대상에 대해 다음의 제어 사이클에서의 상기 스위칭 제어수단의 온 오프를 제어하는 전력 제어 처리 단계;를 구비하도록 한 것이다.

이 발명에 따르면, 총 목표 전력값의 변화에 따라 공급 전력값의 상한치가 적절하게 산출됨으로써, 그 결과, 총 목표 전력값의 변화에 따른 제어성의 손실을 방지할 수 있고, 동시에 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사용자에 따른 상한치 설정의 수고를 생략할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은, 이 발명의 실시형태 1에 따른 전력 제어장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는, 이 발명의 실시형태 1에 따른 전력 제어장치의 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 3은, 이 발명의 실시형태 1에 따른 전력 제어장치의 온 오프 기기 제어부(23)의 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 전력 제어장치의 처리 타이밍을 나타내는 설명도이다.
도 5는, 시분할 출력 제어방식에 따른 각 제어 사이클에서의 제어 예를 나타내는 설명도이다.
도 6은, 16개의 채널이 시분할 출력 제어방식에 의해서 전력 제어가 실시된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7은, 전력 상한치가 설정되지 않는 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 8은, 고정 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 9는, 고정 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은, 방법 A에서 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 11은, 방법 A에서 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 12는, 방법 B에서 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 13은, 방법 B에서 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 14는, 방법 C에서 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 15는, 방법 C에서 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.

실시형태 1.

도 1은 이 발명의 실시형태 1에 따른 전력 제어장치를 나타내는 구성도이다.

도 1의 전력 제어장치에서는, M (M은 2이상의 정수)개의 제어대상에 대한 전력공급을 시분할로 제어하는 예를 설명한다.

즉, 도 1의 전력 제어장치는 전원 파형의 반사이클의 정수배에 상당하는 시간(이하, "단위시간"이라고 칭함)마다 제어대상으로 공급하는 전력을 온/오프 하는 제어를 수행하는 것으로, 전력을 공급하는 시간인 온 시간과 전력을 공급하지 않는 시간인 오프 시간의 시간적 비율을 제어함으로써, PID 조절계에서 출력되는 조작신호(목표값)에 비례하는 전력을 제어대상으로 공급하는 것이다.

이하, 단위시간마다 제어대상으로 공급하는 전력을 온/오프 하는 제어를 반복하는 사이클을 "제어 사이클"이라고 칭한다.

도 1에 있어서, 부하(1-1 ~ 1-M)는 전력 제어장치의 제어대상이고, 예를 들어, 히터 등이 해당한다.

조절계(2-1 ~ 2-M)는 전력 제어장치의 외부 기기이고, 제어 사이클(n)마다 부하(1-m)로 공급하는 전력의 출력 목표값(A_mn)을 전력 제어장치로 출력하는 기기이다.

단, M은 제어대상의 부하(1-1 ~ 1-M)를 특정하는 번호이며, m=1, 2, …, M이다.

또한, n은 부하(1-1 ~ 1-M)로 공급하는 제어 사이클을 특정하는 번호이며, 1개의 제어 사이클의 시간은 상기의 단위시간과 일치한다. 단, n=1, 2, … 이다.

목표 전력값 산출부(11)는 제어 사이클(n)마다 제어 사이클(n)의 머리부분에서 조절계(2-m)에서 출력된 값을 출력 목표값(A_mn)(예를 들어, 부하(1-m)의 정격 전력에 대한 목표 전력의 퍼센티지)으로 입력하고, 그 출력 목표값(A_mn)을 소정의 기준 전력값으로 승산하여, 그 승산 결과(x_mn(=A_mn·q_m))를 제어 사이클(n)에서 부하(1-m)로 공급하는 목표 전력값(x_mn)으로서 산출하는 처리를 실시한다. 여기서, 목표 전력값 산출부(11)는 목표 전력값 산출수단을 구성한다.

목표 전력값 산출부(11)의 출력 목표값 입력부(12)는 조절계(2-1 ~ 2-M)에 대한 인터페이스 기기이며, 조절계(2-m)로부터 출력된 출력 목표값(A_mn)을 입력하는 처리를 실시한다.

기준 전력값 기억부(13)는 예를 들어, RAM 등의 메모리로 구성되며, 부하(1-m)의 기준 전력값(q_m)(예를 들어, 부하(1-m)의 정격 전력)을 기억하고 있다.

목표 전력값 산출 처리부(14-1 ~ 14-M)는 예를 들어, 승산기 등으로 구성되어 있고, 제어 사이클(n)마다 제어 사이클(n)의 머리부분에서 출력 목표값 입력부(12)에 의해 입력된 출력 목표값(A_mn)을 기준 전력값 기억부(13)에 의해 기억되고 있는 기준 전력값(q_m)으로 승산함으로써, 부하(1-m)의 목표 전력값(x_mn)을 산출하는 처리를 실시한다.

전력공급 온 오프 기기(15-1 ~ 15-M)는 예를 들어, 사이리스터 등으로 구성되어 있고, 피크전력 억제 연산부(21)의 지시 하에서 부하(1-m)로 공급하는 전력의 온/오프를 제어 사이클 마다(단위시간 마다)수행하는 처리를 실시한다. 여기서, 전력공급 온 오프 기기(15-1 ~ 15-M)는 스위칭 제어수단을 구성하고 있다.

출력 전력값 산출부(16)는 예를 들어, CPU를 실장하고 있는 반도체 집적회로 또는 원칩 마이크로컴퓨터 등으로 구성되어 있고, 제어 사이클(n)의 단위시간 중에 부하(1-m)로 공급된 전력값인 출력 전력값(q_mn틸드)을 산출하는 처리를 실시한다. 여기서, 출력 전력값 산출부(16)는 출력 전력값 산출수단을 구성하고 있다.

도 1에서 출력 전력값으로 "~"의 기호가 상부에 붙어 있는 q_mn를 표기하고 있으나, 전자 출원의 관계상 명세서의 문장중에서는 "~"의 기호를 q_mn의 상부에 기재할 수 없기 때문에, "q_mn 틸드"와 같이 표기하고 있다.

제어 사이클(n)마다 출력 전력값 산출부(16)로부터, 제어 사이클(n)의 머리부분에서 피크전력 억제 연산부(21)로 출력되는 값은 전회의 제어 사이클(n-1)에서 산출된 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)이 된다.

또한, 출력 전력값 산출부(16)는 제어 사이클(n)의 단위시간마다 출력 전력값(q_mn틸드)을 산출할 수 있는 것이라면 어떠한 구성이어도 상관 없지만, 예를 들어, 부하(1-m)로 인가되는 전압(V_mn)을 계측하는 전압측정 수단과, 부하(1-m)에 흐르고 있는 전류(I_mn)를 계측하는 전류측정 수단과, 그 전압(V_mn)과 전류(I_mn)에서 부하(1-m)로 공급된 전력값인 출력 전력값(q_mn틸드)을 산출하는 산출수단을 구비하는 것이 고려될 수 있다.

온 전력 추정부(17)는 예를 들어, CPU를 실장하고 있는 반도체 집적회로 또는 원칩 마이크로컴퓨터 등으로 구성되어 있고, 이전, 부하(1-m)에 대해서 전력이 공급되고 있을 때 출력 전력값 산출부(16)에 의해 측정된 온 일때의 출력 전력값을 기억하여, 그 출력 전력값을 기초로 제어 사이클(n)의 단위시간 중에 부하(1-m)에 대해서 전력이 공급되었을 경우의 전력값을 추정하고, 그 전력 추정값(q_mon틸드)을 출력하는 처리를 실시한다. 여기서, 온 전력 추정부(17)는 전력 추정 수단을 구성하고 있다.

총 목표 전력값 산출부(18)는 예를 들어, 가산기 등으로 구성되어 있고, 목표 전력값 산출 처리부(14-1 ~ 14-M)에 의해 산출된 부하(1-1 ~ 1-M)의 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)을 산출하는 처리를 실시한다.

보정값 산출부(19)는 예를 들어, CPU를 실장하고 있는 반도체 집적회로 또는 원칩 마이크로컴퓨터 등으로 구성되어 있고, 총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)에 가산하는 보정값(H_n)을 산출하는 처리를 실시한다.

상한치 산출부(20)는 예를 들어, 가산기 등으로 구성되어 있고, 총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)에 대해서 보정값 산출부(19)에 의해 산출된 보정값(H_n)을 가산함으로써, 제어 사이클(n)의 단위시간에 있어서 M개의 모든 부하에 대한 공급 전력값의 상한치(P_LIM)(이하, "전력 상한치(P_LIM)"라고 칭함)를 산출하는 처리를 실시한다.

여기서, 총 목표 전력값 산출부(18), 보정값 산출부(19) 및 상한치 산출부(20)로 상한치 산출수단이 구성되어 있다.

피크전력 억제 연산부(21)는 온 전력 추정부(17), 중간 적산 전력값 산출부(22) 및 온 오프 기기 제어부(23)로 구성되어 있다.

중간 적산 전력값 산출부(22)는 감산기(22a-1 ~ 22a-M), 가산기(22b-1 ~ 22b-M) 및 값을 1 제어 사이클분 시간 시프트 하는 것을 의미하는 버퍼((Z^-1)22c-1 ~ 22c-M)로 구성되어 있고, 전회의 제어 사이클(n-1)에서 산출하는 중간 적산 전력값(S_m(n-1)제곱(hat))에서 출력 전력값 산출부(16)에 의해 산출된 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 감산함으로써, 전회의 제어 사이클(n-1)에서의 전력차 적산값(s_m(n-1)(=s_m(n-1제곱) -q_m(n-1틸드))을 산출함과 동시에, 그 전력차 적산값(S_m(n-1))과 목표 전력값 산출 처리부(14-m)에 의해 산출된 목표 전력값(x_mn)을 가산하고, 상기 가산치인 최신 중간 적산 전력값(s_mn제곱)을 산출하는 처리를 실시한다. 또한, 중간 적산 전력값 산출부(22)는 중간 적산 전력값 산출수단을 구성하고 있다.

도 1에서는 중간 적산 전력값으로 "＾"의 기호가 상부에 기재되어 있는 S_mn를 표기하고 있지만, 전자 출원의 관계상 명세서의 문장중에서 "＾"의 기호를 S_mn의 상부에 기재할 수 없기 때문에, "s_mn제곱"와 같이 표기하고 있다.

온 오프 기기 제어부(23)는 부하(1-1 ~ 1-M) 중에서, 중간 적산 전력값 산출부(22)에 의해 산출된 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 큰 부하(1-m)에서부터 차례로, 해당 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)가 소정의 임계값(s_th)보다 크며, 또한, 온 전력 추정부(17)에 의해 추정된 부하(1-m)의 전력 추정값(q_mon틸드)과, 온 전력 추정부(17)에 의해 추정된 부하(1-1 ~ 1-M)의 전력 추정값(q_1on틸드 ~ q_Mon틸드)이고, 다음의 제어 사이클에서 온으로 결정되어 있는 부하의 전력 추정값(q_mon틸드)과의 총 합이 상한치 산출부(20)에 의해 산출된 전력 상한치(P_LIM)보다 높지 않는 전력공급 조건을 만족하면, 해당 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 온 상태로 제어하고, 그 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 부하에 대해 다음의 제어 사이클에서의 전력공급 온 오프 기기(15)의 온 오프를 제어한다. 여기서, 온 오프 기기 제어부(23)는 제어 수단을 구성하고 있다.

도 1의 예에서는, 전력 제어장치의 구성요소인 목표 전력값 산출부(11), 전력공급 온 오프 기기(15-1 ~ 15-M), 출력 전력값 산출부(16), 온 전력 추정부(17), 총 목표 전력값 산출부(18), 보정값 산출부(19), 상한치 산출부(20), 중간 적산 전력값 산출부(22) 및 온 오프 기기 제어부(23) 각각이 전용 하드웨어로 구성되어 있는 것을 상정하고 있지만, 전력 제어장치의 전부 또는 일부가 컴퓨터로 구성될 수 있다.

예를 들어, 전력 제어장치의 전부를 컴퓨터로 구성하는 경우, 목표 전력값 산출부(11), 전력공급 온 오프 기기(15-1 ~ 15-M), 출력 전력값 산출부(16), 온 전력 추정부(17), 총 목표 전력값 산출부(18), 보정값 산출부(19), 상한치 산출부(20), 중간 적산 전력값 산출부(22) 및 온 오프 기기 제어부(23)의 처리 내용을 기술하고 있는 프로그램을 컴퓨터 메모리에 저장하고, 해당 컴퓨터의 CPU가 해당 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 실행하도록 할 수 있다.

도 2는 이 발명의 실시형태 1에 따른 전력 제어장치의 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.

또한, 도 3은 이 발명의 실시형태 1에 따른 전력 제어장치의 온 오프 기기 제어부(23)의 처리 내용을 나타내는 흐름도이다.

다음으로 동작에 대해 설명한다.

종래의 피크 전력 억제제어를 수행하는 전력 제어장치에서는 상술한 바와 같이, 각 단위시간에 있어서 복수의 채널의 총 출력 전력값이 미리 설정된 전력 상한치 이하로 억제되나, 그 전력 상한치는 미리 설정된 고정치이며, 적절히 그리고 자동적으로 설정이 변경되는 것은 아니다.

이 실시형태 1의 전력 제어장치에서는 사용자가 수동으로 설정하지 않고, 자동적으로 적정한 전력 상한치(P_LIM)를 산출하는 것이다.

이에 따라, 자세한 내용은 후술 하겠지만, 총 목표 전력값의 변화에 따른 제어성 손실을 방지할 수 있고, 동시에 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있다.

이 실시형태 1에서는, (n)번째의 제어 사이클에서의 전력 제어에 대해 설명한다. 도 4는 전력 제어장치의 처리 타이밍을 나타내는 설명도이다. (n)번째의 제어 사이클의 처리는 (n-1)번째의 제어 사이클과 (n)번째의 제어 사이클의 경계 부근에서 실행되는 것을 나타내고 있다. 이후, (n)번째의 제어 사이클 머리부분에서, (n)번째의 제어 사이클의 처리를 실시하는 경우에 대한 동작을 설명한다.

또한, 전력공급 온 오프 기기(15-m)(m=1, 2, …, M)는 피크전력 억제 연산부(21)의 온 오프 기기 제어부(23)의 지시하에 부하(1-m)로 공급하는 전력의 온/오프를 제어하지만, (n)번째의 제어 사이클 처리에서, 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)에 대한 온 오프 기기 제어부(23)의 지시가 온이면, (n)번째의 제어 사이클 중 부하(1-m)로 전력이 공급된다.

한편, (n)번째의 제어 사이클 처리에서, 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)에 대한 온 오프 기기 제어부(23)의 지시가 오프이면, (n)번째의 제어 사이클 중 부하(1-m)에는 전력이 공급되지 않는다.

출력 전력값 산출부(16)는 (n)번째의 제어 사이클 처리에서는 제어 사이클(n-1)의 단위시간 중에 부하(1-m)로 공급된 전력값인 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 산출한다 (도 2의 단계 ST1).

즉, 출력 전력값 산출부(16)는 예를 들어, 부하(1-m)에 인가된 전압(V_m(n-1))을 계측하는 전압측정 수단과, 부하(1-m)에 흐르고 있는 전류(I_m(n-1))를 계측하는 전류측정 수단을 구비하고 있는 경우, (n-1) 번째의 제어 사이클에 있어서, 상기 전압측정 수단에 의해 계측된 전압(V_m(n-1))과 상기 전류측정 수단에 의해 계측된 전류(I_m(n-1))로부터, 부하(1-m)에 공급된 전력값인 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 (n)번째의 제어 사이클 머리부분에서 산출한다.

온 전력 추정부(17)는 부하(1-1 ~ 1-M)에 전력이 공급되었을 때, 출력 전력값 산출부(16)에 의해 산출된 출력 전력값을 기억하고 있고(부하 마다의 출력 전력값을 기억), (n)번째의 제어 사이클에서는 (n)번째의 제어 사이클의 머리부분에서 산출된 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)이 제로가 아니면(부하(1-m)에는 전력이 공급되고 있는 경우), 그 기억하고 있는 출력 전력값을 갱신한다 (단계 ST2). (n-1) 번째의 제어 사이클에서 산출된 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)이 제로이면, 그 기억하고 있는 출력 전력값을 갱신하지 않는다.

또한, 온 전력 추정부(17)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 그 기억하고 있는 출력 전력값을 기초로 (n)번째의 제어 사이클의 단위시간 중에 부하(1-m)에 전력이 공급된 경우의 전력값을 (n)번째 제어 사이클의 머리부분에서 추정하고, 그 전력 추정값(q_mon틸드)을 온 오프 기기 제어부(23)로 출력한다 (단계 ST2).

예를 들어,(n-1) 번째의 제어 사이클에서 부하(1-m)로 전력이 공급되는 경우, (n)번째의 제어 사이클의 머리부분에서 산출된 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 부하(1-m)의 전력 추정값(q_mon틸드)으로서 온 오프 기기 제어부(23)로 출력한다.

또한, 예를 들어, (n-1) 번째의 제어 사이클에서 부하(1-m)로 전력이 공급되지는 않으나, (n-2)번째의 제어 사이클에서 부하(1-m)로 전력이 공급되는 경우, (n-1) 번째의 제어 사이클의 머리부분에서 산출된 출력 전력값(q_m(n-2)틸드)을 부하(1-m)의 전력 추정값(q_mon틸드)으로서 온 오프 기기 제어부(23)로 출력한다.

중간 적산 전력값 산출부(22)의 감산기(22 a-m)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 출력 전력값 산출부(16)에서 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 수신하면, 값을 1 제어 사이클분 시간 시프트 하는 것을 의미하는 버퍼((Z^-1)22c-m)를 통한 값((n-1)번째의 제어 사이클에서 산출된 중간 적산 전력값(s_m(n-1)제곱))에서 그 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 감산함으로써, (n-1)번째의 제어 사이클까지의 전력차 적산값(s_m(n-1))을 산출하고, 그 전력차 적산값(s_m(n-1))을 보정값 산출부(19) 및 가산기(22b-m)로 출력한다 (단계 ST3).

목표 전력값 산출부(11)의 출력 목표값 입력부(12)는 (n)번째의 제어 사이클의 머리부분에 있어서, 조절계(2-m)에서 출력된 부하(1-m)로 공급하는 전력의 출력 목표값(A_mn)을 입력하고, 그 출력 목표값(A_mn)을 목표 전력값 산출 처리부(14-m)로 출력한다.

목표 전력값 산출부(11)의 목표 전력값 산출 처리부(14-m)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 출력 목표값 입력부(12)에서 출력 목표값(A_mn)을 수신하면, 그 출력 목표값(A_mn)에 대해서, 기준 전력값 기억부(13)에 의해 기억되고 있는 기준 전력값(q_m)을 승산함으로써 부하(1-m)의 목표 전력값(x_mn)을 산출하고, 그 목표 전력값(x_mn)을 피크전력 억제 연산부(21) 및 총 목표 전력값 산출부(18)로 출력한다 (단계 ST4). 여기서, 기준 전력값(q_m)이 부하(1-m)의 정격 전력이라고 상정하고 있으나, 부하(1-m)의 정격 전력으로 한정하는 것은 아니다.

x_mn= A_mn× q_m (3)

중간 적산 전력값 산출부(22)의 가산기(22b-m)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 감산기(22a-m)가 (n-1)번째의 제어 사이클까지의 전력차 적산값(s_m(n-1)을 산출하면, 그 전력차 적산값(s_m(n-1))과 목표 전력값 산출 처리부(14-1 ~ 14-M)에 의해 산출된 목표 전력값(x_mn)을 가산함으로써, (n)번째의 제어 사이클에서의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)을 산출하고, 그 중간적산 전력값(s_mn제곱)을 온 오프 기기 제어부(23) 및 버퍼((Z^-1)22c-m)로 출력한다 (단계 ST5). 여기서, 버퍼((Z^-1)22c-m)의 Z^-1은 값을 1 제어 사이클분 시간 시프트 하는 것을 의미하는 연산자이며, 이 출력은(n-1) 번째의 제어 사이클에서 산출한 중간 적산 전력값(s_m(n-1)제곱)이 된다.

총 목표 전력값 산출부(18)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 목표 전력값 산출 처리부(14-1 ~ 14-M)가 부하(1-1 ~ 1-M)의 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)을 산출하면, 그들의 목표 전력값(x_1n~x_Mn)의 총합(Σx_n)을 산출한다 (단계 ST6).

Σx_n= x_1n＋x_2n＋ … x_{Mn (}5)

보정값 산출부(19)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총합(Σx_n)에 가산하는 보정값(H_n)을 산출한다 (단계 ST7).

보정값 산출부(19)에 의한 보정값(H_n)의 산출 처리의 상세한 설명은 후술 하지만, 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총합(Σx_n)에 적정한 보정값(H_n)을 가산한 값을 전력 상한치(P_LIM)라고 하면, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차를 작게 하여 제어성의 손실이나 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있다 (자세한 설명은 후술함).

상한치 산출부(20)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총합(Σx_n)에 대해서 보정값 산출부(19)에 의해 산출된 보정값(H_n)을 가산함으로써, M개의 부하(1-1 ~ 1-M)에 대한 전력 상한치(P_LIM)를 산출한다 (단계 ST8).

P_LIM= Σx_n＋ H_n(6)

피크 전력 억제 연산부(21)의 온 오프 기기 제어부(23)는 (n)번째의 제어 사이클에서의 전력 공급 온 오프 기기(15-m)의 온/오프를 결정한다 (단계 ST9).

이하, 도 3의 흐름도(flow chart)를 참조하며 피크 전력 억제 연산부(21)의 온 오프 기기 제어부(23)의 처리 내용을 구체적으로 설명한다.

피크 전력 억제 연산부(21)의 온 오프 기기 제어부(23)는 제어 사이클마다 초기화 처리로서, 후술하는 총 전력 추정값(Σq_on)을 클리어 한다 (도 3의 단계 ST21).

온 오프 기기 제어부(23)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 중간 적산 전력값 산출부(22)에서 부하(1-1 ~ 1-M)에서의 중간 적산 전력값(s_1n제곱 ~ s_Mn제곱)을 수신하면, M개의 중간 적산 전력값(s_1n제곱 ~ s_Mn제곱)을 비교하여 값이 큰 순서로 M개의 중간 적산 전력값(s_1n제곱 ~ s_Mn제곱)을 솔트 하고, 값이 큰 중간 적산 전력값에 따른 부하(1-m)로부터 차례로 제어 대상으로 설정한다.

즉, 아직도 제어 대상으로 설정되어 있지 않은 부하(1-m) 중에서 가장 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 큰 부하(1-m)를 제어 대상으로 설정한다(단계 ST22).

예를 들어, 부하의 수가 3개일 때, 중간 적산 전력값(s_1n제곱) ＞ 중간 적산 전력값(s_2n제곱) ＞ 중간 적산 전력값(s_3n제곱)이면, 제어 대상을 "부하 1-1" → "부하 1-2" → "부하 1-3" 순으로 설정한다.

또한, 예를 들어, 중간 적산 전력값(s_3n제곱) ＞ 중간 적산 전력값(s_1n제곱) ＞ 중간 적산 전력값(s_2n제곱)이면, 제어 대상을 "부하 1-3" → "부하 1-1" → "부하 1-2" 순으로 설정한다.

온 오프 기기 제어부(23)는 제어 대상을 부하(1-m)로 설정하면, 그 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)과 소정의 임계값(s_th)의 대소를 비교하고 (단계 ST23), 그 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 임계값(s_th)보다 큰 경우에는, 후술하는 총 전력 추정값(Σq_on)에 해당 부하(1-m)의 전력 추정값(q_mon틸드)을 가산한 온 오프 판단용 총 전력 추정값(Σq_on＇)을 산출한다 (단계 ST24).

또한, 온 오프 기기 제어부(23)는 제어 대상을 부하(1-m)로 설정하면, 그 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 소정의 임계값(s_th)보다 크며 (단계 ST23), 한편, 온 오프 판단용 총 전력 추정값(Σq_on＇)이 상한치 산출부(20)에 의해 산출된 전력 상한치(P_LIM)보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다 (단계 ST25). 즉, 아래와 같은 수학식(7),(8)이 성립하는지의 여부를 판정한다.

온 오프 기기 제어부(23)는 수학식(7),(8)이 성립하는 경우, 상기의 전력공급 조건을 만족하므로 그 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 온 상태로 제어한다 (단계 ST26). 이에 따라 부하(1-m)로 전력이 공급된다.

온 오프 기기 제어부(23)는 수학식(7) 또는 수학식(8)의 적어도 하나가 성립하지 않는 경우, 상기의 전력공급 조건을 만족하고 있지 않기 때문에, 그 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 오프 상태로 제어한다 (단계 ST27). 이에 따라, 부하(1-m)에는 전력이 공급되지 않는다.

온 오프 기기 제어부(23)는 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 온 전력 추정부(17)에 의해 추정된 부하(1-1 ~ 1-M)의 전력 추정값(q_mon틸드)의 총 합(이하, "총 전력 추정값(Σ_qon)"이라고 칭함)을 산출한다 (단계 ST28).

온 오프 기기 제어부(23)는 값이 큰 중간 적산 전력값에 따른 부하(1-m)로부터 차례로 제어대상으로 설정하고, 모든 부하(1-m)에 대한 제어가 완료할 때까지 상기 제어처리(단계 ST22 ~ ST28의 처리)를 반복 실시한다 (단계 ST29).

이상이 (n)번째의 제어 사이클의 처리 내용이다.

이 실시형태 1에서는, 총 전력 추정값(Σq_on)이 상한치 산출부(20)에 의해 산출된 전력 상한치(P_LIM)보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하는 경우, 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 온 상태로 제어함으로써, 각각의 제어 사이클의 단위시간에 있어서 출력 전력값(q_mn틸드)의 총 합이 전력 상한치(P_LIM) 이하가 되도록 억제하고 있지만, 종래의 시분할 출력 제어와 달리 적정한 전력 상한치(P_LIM)(목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)에 적정한 보정값(H_n)을 가산한 값)를 자동적으로 산출하도록 하고 있으므로, 총 목표 전력값의 변화에 따른 제어성의 손실을 방지할 수 있고, 동시에 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 상기의 효과를 얻을 수 있는 이유에 대해 설명한다.

우선, 시분할 출력 제어방식에 의해 목표 전력값(x_mn)의 적산값과 출력 전력값(q_mn틸드)의 적산값이 일치하는 원리에 대해서 설명한다.

도 1의 전력 제어장치에서는, 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 임계값(s_th)을 초과하므로 전력공급 조건을 만족하면, 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)가 온 되고, 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)에서 출력 전력값(q_mn틸드)이 감산되기 때문에, 부하(1-m)의 전력차 적산값(s_mn)은 임계값(s_th)에서 출력 전력값(q_mn틸드)이 감산된 값과 그 임계값(s_th) 사이의 유한한 값이 된다.

한편, 부하(1-m)의 전력차 적산값(s_mn)은 목표 전력값(x_mn)의 적산값과 출력 전력값(q_mn틸드)의 적산값으로 나눌 수 있지만, 온 오프 기기 제어부(23)에 의한 온 오프 처리가 반복되고, 이 반복 회수 (n)이 충분히 큰 값이 되면, 목표 전력값(x_mn)의 적산값 및 출력 전력값(q_mn틸드)의 적산값이 매우 큰 값이 된다.

이 결과, 목표 전력값(x_mn)의 적산값 및 출력 전력값(q_mn틸드)의 적산값과 비교하여 전력차 적산값(s_mn)은 충분히 작은 값이 되므로, 목표 전력값(x_mn)의 적산값과 출력 전력값(q_mn틸드)의 적산값은 거의 같은 값이 된다.

반복 회수 (n)을 무한대로 하였을 때, 목표 전력값(x_mn)과 출력 전력값(q_mn틸드)이 일치하는 것을 수학식으로 나타내면 이하와 같이 된다.

여기서, 도 5는 시분할 출력 제어방식에 따른 각 제어 사이클에서의 제어 예를 나타내는 설명도이다. 도 5에서는 부하의 정격 전력을 100%로 하여, 목표 전력값, 중간 적산 전력값, 실 전력값(출력 전력값) 및 전력차 적산값을 %로 표현하고 있다.

예를 들어, 목표 전력값이 부하의 정격 전력의 30%로 설정되어 있는 경우, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 실 전력값(출력 전력값)의 평균치가 30%로 제어되고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 목표 전력값이 부하의 정격 전력의 55%로 설정되어 있는 경우, 도 5(b) 에 도시한 바와 같이, 실 전력값(출력 전력값)의 평균치가 55%로 제어되고 있는 것을 알 수 있다.

상기에서 나타낸 시분할 출력 제어방식의 연산에 의해 단위시간 마다의 목표 전력값의 적산값(이하, "목표 전력 적산값"이라 칭함)과 단위시간 마다의 출력 전력값의 적산값(이하, "출력 전력 적산값"이라 칭함)의 차(이하, "전력차 적산값"이라 칭함)는 시분할 비례 제어연산의 처리에 의해서 소정의 임계값보다 작고, 그 임계값에서 온 했을 때의 전력값을 감산한 값보다 큰 범위의 값이 된다.

따라서, 복수의 부하를 시분할 출력 제어방식으로 제어한 경우, 모든 부하의 목표 전력 적산값의 합계치(이하, "총 목표 전력 적산값"이라 칭함)와 모든 부하의 출력 전력 적산값의 합계치(이하, "총 출력 전력 적산값"이라 칭함)의 차(이하, "총 전력차 적산값"이라 칭함)는 모든 부하의 임계값을 가산한 값(이하, "총 임계값"이라 칭함)보다 작고, 총 임계값으로부터 모든 부하에 전력을 공급했을 때의 전력의 합계치(이하, "총 온 전력값"이라 칭함)를 감산한 값보다 큰 범위의 값이 된다.

도 7은, 전력 상한치가 설정되지 않는 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이고, 상기의 형상을 나타내고 있다.

이하, 동작 원리를 알기 쉽게 설명하기 위해서 임계값이 제로인 경우로 설명하지만, 임계값이 제로일 필요는 없다.

시분할 출력 제어방식으로는, 상술한 바와 같이 출력은 온 또는 오프의 어느 하나이며, 온인 채널(부하)의 소비 전력을 합계한 값이 총 출력 전력값이므로, 총 출력 전력값은 이산적인 값이 된다.

한편, 온도 조절계 등에서 보내져오는 출력 목표값은 PID 연산 등에서 산출되는 연속적인 값이므로, 그 출력 목표값으로부터 산출한 목표 전력값도 연속적인 값이다. 따라서, 목표 전력값을 모든 채널분을 합계한 값인 총 목표 전력값도 연속적인 값이다.

이상 상술한 이유로 인해 총 목표 전력값과 총 출력 전력값은 예외적인 경우를 제외하고 일치할 수 없다. 예를 들어, 도 6및 도 8에 있어서도, 총 출력 전력값은 총 목표 전력값에 대해서 큰 값인 상태와 작은 값인 상태를 반복하지만, 총 출력 전력 적산값과 총 목표 전력 적산값은 거의 일치하도록 제어되고 있다.

다음으로, 피크 전력 억제 제어방식으로는, 전력 상한치라고 하는 개념을 도입하여 동일한 단위시간에 있어서, 동시에 온인 채널의 출력 전력값의 합계치를 전력 상한치 이하로 함으로써 동시에 온인 채널을 제한하고 있지만, 피크 전력 억제 제어방식으로는 시분할 출력 제어방식을 기본 동작으로 하고 있기 때문에, 시분할 출력 제어방식과 동일하게 총 목표 전력값 또는 총 출력 전력값과 전력 상한치는 예외적인 경우를 제외하고 일치할 수 없다.

도 8에서는, 16 채널의 제어대상을 피크 전력 억제 제어한 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내고 있다.

도 8의 예에서는, 총 출력 전력값이 고르지 않고 모든 채널이 오프인 상태 또는 전력 상한치에 가까운 전력값 상태도 있다.

또한, 도 8의 예에서는 총 목표 전력값과 전력 상한치의 차가 클수록, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차가 커지는 것을 나타내고 있다. 또한 동시에, 총 목표 전력값과 전력 상한치의 차가 작을수록, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차가 작아지는 것을 나타내고 있다.

이에 따라, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차를 작게 하기 위해서는, 전력 상한치는 가능한 한 총 목표 전력값에 가까운 값으로 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

단, 총 출력 전력값은 이산적인 값이고, 또한 예외적인 경우를 제외하고 총 출력 전력값은 전력 상한치 미만의 값이 되기 때문에, 전력 상한치를 총 목표 전력값으로 너무 접근하면 피크 전력 억제제어의 동작에 따라 목표 전력 적산값을 부하에 공급할 수 없게 된다.

도 8의 B부에 있어서의 총 전력차 적산값의 변화를 나타내고 있는 도 9의 B부는 상기 상태를 나타내는 일례이다. 전력 상한치를 총 목표 전력값으로 너무 접근한 경우이거나, 전력 상한치가 총 목표 전력값보다 작은 경우에는 총 목표 전력값을 출력할 수 없기 때문에, 시분할 출력 제어방식의 동작 원리에 따라 총 전력차 적산값이 단조 증가한다. 도 9의 B부는 전력 상한치를 총 목표 전력값으로 너무 접근한 경우이거나, 전력 상한치가 총 목표 전력값보다 작을 때 총 전력차 적산값이 단조 증가하는 모습을 나타내고 있다.

이상으로부터, 총 목표 전력값에 적정한 전력값을 가산한 값을 전력 상한치로 함으로써, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차를 작게 하고, 부하로 목표 전력값을 공급하는 동작을 실현할 수 있다.

이하, 적정한 전력 상한치의 산출 방법을 명시한다.

(1) 부하(1-1 ~ 1-M)의 소비 전력이나 부하율 등의 전력 제어 상황에 따라 보정값을 선택하고 그 보정값을 총 목표 전력값에 가산함으로써 전력 상한치를 산출하는 방법(이하, "방법 A"라고 칭함).

도 10은, 방법 A에서 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.

또한, 도 11은, 방법 A에서 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.

적정한 전력 상한치는 각 부하(1-m)의 정격 전력의 불균형이나 조절계(2-m) 등에서 보내져 오는 전력 목표값에 따라 변화하는 값이기 때문에, 그 정격 전력이나 전력 목표값에 따라 소정의 범위내의 임의의 값으로 설정할 필요가 있다.

방법 A가 이용되는 경우, 보정값 산출부(19)에서는 보정값(H_n)로서 0 ~ 출력 전력값의 최대값(부하(1-m)로 공급되는 전력의 최대값)의 범위 중 임의의 값을 선택한다.

예를 들어, (n)번째의 제어 사이클에서는, 부하(1-m)로 공급된 출력 전력값(q_m(n-1)틸드)을 보정값(H_n)이라 할 수도 있고, 부하(1-m)로 전력이 공급될 때의 출력 전력값의 평균치, 최소값 또는 최대값을 보정값(H_n)으로 할 수도 있다.

또한, 그 평균치, 최소값 또는 최대값에 대해서 적정 계수를 승산한 결과를 보정값(H_n)으로 할 수도 있다.

상한치 산출부(20)는 보정값 산출부(19)가 보정값(H_n)을 선택하면, 상술한 바와 같이 총 목표 전력값(총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n))에 대해서 그 보정값(H_n)을 가산함으로써, 공급 전력값의 전력 상한치(P_LIM)를 산출한다 (상기의 수학식(6)을 참조).

이에 따라, 전력 상한치(P_LIM)는 총 목표 전력값 ~(총 목표 전력값＋보정값(H_n))의 범위내의 값이 된다.

여기서, 전력 제어에 있어서는 목표 전력값(x_mn)을 부하(1-m)로 공급하는 것이 우선 되어야 하기 때문에, 전력 상한치(P_LIM)는 충분히 큰 값인 것이 바람직하다.

이로 인해, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 최대값과 최소값의 차를 더욱 작게 할 수 있다는 점에서 개선의 여지는 있지만, 방법 A에서 설정된 전력 상한치(P_LIM)는 한계치(총 출력 전력값의 최대값)에 대해서 여유가 있기 때문에, 목표 전력값(x_mn)에 대한 출력 전력값(q_mn틸드)의 지연이 작아지게 되어 온도 제어에 영향을 작게 미친다는 메리트가 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 방법 A에서 설정된 전력 상한치(P_LIM)는 총 목표 전력값의 변화에 따라 변동하기 때문에, 단위시간 마다의 총 출력 전력값의 불균형이 작아지고, 결과적으로 총 출력 전력값의 최대값도 작아진다.

또한, 고정 전력 상한치의 경우, 도 8의 B부에서 도시한 바와 같이, 총 목표 전력값이 전력 상한치 이상이 되면 총 목표 전력값을 출력할 수 없게 된다는 문제가 있지만, 방법 A에서 전력 상한치(P_LIM)가 설정되는 경우 총 목표 전력값의 변화에 따라 변동하기 때문에, 총 목표 전력값이 전력 상한치(P_LIM) 이상이 될 수 없고, 상기와 같은 문제가 발생하지 않는다.

여기에서, 적정한 보정값(H_n)을 선택하여 그 보정값(Hn)을 총 목표 전력값에 가산함으로써 전력 상한치(P_LIM)를 산출하는 것을 나타냈지만, 보정값(H_n)으로 소정의 계수를 선택하고, 그 계수를 총 목표 전력값에 승산함으로써 상기의 전력 상한치(P_LIM)에 상당하는 전력 상한치(P_LIM＇)(P_LIM≒P_LIM＇)를 산출하도록 할 수 있다.

(2) 부하(1-1 ~ 1-M)의 전력차 적산값의 총 합과 부하(1-1 ~ 1-M)에서의 임계값의 총 합의 차분에 소정의 계수를 승산하고, 그 승산 결과를 보정값으로서 총 목표 전력값에 가산함으로써, 전력 상한치를 산출하는 방법(이하, "방법 B"라고 칭함).

도 12는, 방법 B에서 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.

또한, 도 13은, 방법 B에서 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.

이하, 부하(1-1 ~ 1-M)에서의 임계값(s_th)의 총 합을 "총 임계값"이라고 칭하지만, 여기서는 설명의 간단화를 위해서 부하(1-1 ~ 1-M)에 있어서의 임계값(s_th)이 영인 경우에 대해서 설명한다.

이 경우, 방법 B는 "부하(1-1 ~ 1-M)의 전력차 적산값의 총 합에 소정의 계수를 승산하고, 그 승산 결과를 보정값(H_n)으로서 총 목표 전력값에 가산함으로써, 전력 상한치(P_LIM)를 산출하는"방법이 된다.

여기서, 상기의 소정의 계수의 역수는, PID 제어에 있어서 일반적으로 적분시간이라고 일컬어지는 값에 상당하는 값이므로, 소정의 계수를 승산하는 것은 적분시간으로 제산하는 것과 동의하다.

시분할 전력 제어의 프로토콜에 의해 (n)번째의 제어 사이클에 있어서, 중간 적산 전력값 산출부(22)의 감산기(22a-m)에 의해 산출되는(n-1) 번째의 제어 사이클까지의 전력차 적산값(s_m(n-1))은 반드시 임계값(s_th)보다 작은 값이 된다 (여기서, 임계값(s_th)이 영이므로, 영보다 작은 값이 된다).

도 9는 고정 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이지만, 도 9의 A부가 상기의 상황에 해당한다.

한편, 피크전력 억제 기능에 의해서 부하(1-m)로 전력이 공급되지 않는 경우,(n-1)번째의 제어 사이클까지의 전력차 적산값(s_m(n-1))은 증가한다. 도 9의 B부가 상기 상황에 해당한다.

이 때문에, 방법 B에 의해 부하(1-1 ~ 1-M)의 전력차 적산값(s_1(n-1) ~ s_M(n-1))의 총 합(Σs_(n-1))을 적분시간으로 제산하고, 그 제산 결과를 보정값(H_n)으로서 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)에 가산함으로써, 전력 상한치(P_LIM)를 산출하면 이하와 같이 된다.

우선, 전력 상한치(P_LIM)가 작고 총 출력 전력값(출력 전력값 산출부(16)에 의해 산출된 부하(1-1 ~ 1-M)의 출력 전력값(q_1(ne-1)틸드 ~ q_M(n-1)틸드의 총 합)이 작은 상황 하에서, 총 전력차 적산값(전력차 적산값(s_1(n-1) ~ s_M(n-1))의 총 합)이 커지기 때문에, 전력 상한치(P_LIM)가 서서히 큰 값이 되고, 어느 목표 전력값을 출력할 수 있는 상황으로 변화한다.

한편, 전력 상한치(P_LIM)가 크고, 충분한 총 출력 전력값을 출력할 수 있는 상황 하에서는 총 전력차 적산값이 마이너스 값(총 임계값보다 작은 값)이 되므로, 전력 상한치(P_LIM)가 서서히 작은 값이 되고, 필요 이상으로 큰 전력 상한치(P_LIM) 상태가 해소된다.

이상의 내용으로, 방법 B에서 전력 상한치가 설정된 경우, 도 12에 도시한 바와 같이 전력 상한치(P_LIM)가 적정값으로 평형 상태가 된다.

(3) 방법 A와 방법 B를 병용한 방법 (이하, "방법 C"라고 칭함).

도 14는, 방법 C에서 전력 상한치가 설정된 경우의 각 채널의 온 오프 상황의 일례를 나타내는 설명도이다.

또한, 도 15는, 방법 C에서 전력 상한치가 설정된 경우의 총 전력차 적산값의 일례를 나타내는 설명도이다.

방법 C가 이용되는 경우, 보정값 산출부(19)에서는 방법 A에서 설정되는 보정값(H_n)(0~출력 전력값의 최대값 범위내의 임의의 값), 또는, 방법 B에서 설정되는 보정값(H_n)(적분시간에서의 제산 결과)의 어느 하나를 상한치 산출부(20)로 출력한다.

상한치 산출부(20)는 보정값 산출부(19)로부터 보정값(Hn)을 수신하면, 총 목표 전력값(총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n))에 대해서 그 보정값(H_n)을 가산함으로써, 공급 전력값의 전력 상한치(P_LIM)를 산출한다 (상기의 수학식(6)을 참조).

방법 C가 이용되는 경우, 도 14에 도시한 바와 같이 총 전력차 적산값을 제로(총 임계값) 부근의 값으로 할 수 있다.

이 때문에, 방법 A 또는 방법 B를 이용하는 경우보다 도 15에 도시한 바와 같이, 총 목표 전력 적산값과 총 출력 전력 적산값의 일치성을 개선하는 것이 가능하다.

이상에서 명확히 기재된 바와 같이, 이 실시형태 1에 따르면 총 목표 전력값 산출부(18)에 의해 산출된 목표 전력값(x_1n ~ x_Mn)의 총 합(Σx_n)에 대해서 보정값 산출부(19)에 의해 산출된 보정값(H_n)을 가산함으로써, 모든 부하에 대한 전력 상한치(P_LIM)를 산출하는 상한치 산출부(20)를 구비하고, 온 오프 기기 제어부(23)가 부하(1-1 ~ 1-M) 중에서 중간 적산 전력값 산출부(22)에 의해 산출된 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 큰 부하(1-m)에서 차례로 해당 부하(1-m)의 중간 적산 전력값(s_mn제곱)이 소정의 임계값(s_th)보다 크고, 또한 온 전력 추정부(17)에 의해 추정된 부하(1-m)의 전력 추정값(q_mon틸드)과 온 전력 추정부(17)에 의해 추정된 부하(1-1 ~ 1-M)의 전력 추정값(q_1on틸드) ~ q_Mon틸드)이고, 다음의 제어 사이클로 온 하면 결정하는 부하의 전력 추정값(q_mon틸드)과의 총 합이 상한치 산출부(20)에 의해 산출된 전력 상한치(P_LIM)보다 높아지지 않는 전력공급 조건을 만족하면, 해당 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 온 상태로 제어하고, 상기 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 부하(1-m)의 전력공급 온 오프 기기(15-m)를 오프 상태로 제어하도록 구성하였으므로, 총 목표 전력값의 변화에 따른 제어성의 손실을 방지할 수 있고, 동시에 전원 전압의 플리커를 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사용자에 의한 전력 상한치(P_LIM)를 설정해야 하는 수고를 생략할 수 있는 효과가 있다.

1-1 ~ 1-M 부하, 2-1 ~ 2-M 조절계, 11 목표 전력값 산출부(목표 전력값 산출수단), 12 출력 목표값 입력부, 13 기준 전력값 기억부, 14-1 ~ 14-M 목표 전력값 산출 처리부, 15-1 ~ 15-M 전력공급 온 오프 기기(스위칭 제어수단), 16 출력 전력값 산출부(출력 전력값 산출수단), 17 온 전력 추정부(전력 추정 수단), 18 총 목표 전력값 산출부(상한치 산출수단), 19 보정값 산출부(상한치 산출수단), 20 상한치 산출부(상한치 산출수단), 21 피크전력 억제 연산부, 22중간 적산 전력값 산출부(중간 적산 전력값 산출수단), 22a-1 ~ 22a-M 감산기, 22b-1 ~ 22b-M 가산기, 22c-1 ~ 22c-M 버퍼(Z^-1), 23 온 오프 기기 제어부(제어 수단).

Claims

각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 온 오프를 소정의 단위시간마다 절환하는 복수의 스위칭 제어수단;
상기 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 목표값인 목표 전력값을 산출하는 목표 전력값 산출수단;
상기 각각의 제어대상으로 공급된 전력값인 출력 전력값을 산출하는 출력 전력값 산출수단;
상기 각각의 제어대상 마다 전력이 공급되고 있을 때 상기 출력 전력값 산출수단에 의해 산출된 출력 전력값에서, 다음의 제어 사이클의 단위시간 중에 제어대상으로 전력을 공급한 경우의 전력값을 추정하는 전력 추정 수단;
상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합을 기초로, 단위시간당 모든 제어대상에 대한 공급 전력값의 상한치를 산출하는 상한치 산출수단;
상기 각각의 제어대상마다 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 목표 전력값의 가산과 상기 출력 전력값 산출수단에 의해 산출된 출력 전력값의 감산을 제어 사이클마다 반복함으로써 전력차 적산값을 산출하고, 전회의 제어 사이클까지의 전력차 적산값과 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 다음의 제어 사이클의 목표 전력값을 가산하여, 그 가산치인 최신의 중간 적산 전력값을 산출하는 중간 적산 전력값 산출수단; 및
상기 각각의 제어대상 중에서, 상기 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 중간 적산 전력값이 큰 제어대상으로부터 차례로, 해당 제어대상의 중간 적산 전력값이 소정의 임계값보다 크고, 또한 해당 제어대상에 대한 전력공급을 수행하는 경우에 상기 전력 추정 수단에 의해 추정된 해당 제어대상의 전력값과, 상기 전력 추정 수단에 의해 추정된 전력값이고, 다음의 제어 사이클에서 전력공급을 수행하는 것을 결정하는 다른 제어대상의 전력값과의 총 합이 상기 상한치 산출수단에 의해 산출된 상한치보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 온 상태로 제어하고, 상기 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 제어대상에 대해 다음의 제어 사이클에서의 상기 스위칭 제어수단의 온 오프를 제어하는 전력 제어 수단
을 구비하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 보정값을 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 전력차 적산값의 총 합을 소정의 적분시간으로 제산하고, 그 제산 결과를 보정값으로서 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써, 공급 전력값의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어장치.
각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 온 오프를 소정의 단위시간마다 절환하는 복수의 스위칭 제어수단;
상기 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 목표값인 목표 전력값을 산출하는 목표 전력값 산출수단;
상기 각각의 제어대상으로 공급된 전력값인 출력 전력값을 산출하는 출력 전력값 산출수단;
상기 각각의 제어대상 마다 전력이 공급되고 있을 때 상기 출력 전력값 산출수단에 의해 산출된 출력 전력값에서, 다음의 제어 사이클의 단위시간 중에 제어대상으로 전력을 공급한 경우의 전력값을 추정하는 전력 추정 수단;
상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합을 기초로, 단위시간당 모든 제어대상에 대한 공급 전력값의 상한치를 산출하는 상한치 산출수단;
상기 각각의 제어대상마다 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 목표 전력값의 가산과 상기 출력 전력값 산출수단에 의해 산출된 출력 전력값의 감산을 제어 사이클마다 반복함으로써 전력차 적산값을 산출하고, 전회의 제어 사이클까지의 전력차 적산값과 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 다음의 제어 사이클의 목표 전력값을 가산하여, 그 가산치인 최신의 중간 적산 전력값을 산출하는 중간 적산 전력값 산출수단; 및
상기 각각의 제어대상 중에서, 상기 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 중간 적산 전력값이 큰 제어대상으로부터 차례로, 해당 제어대상의 중간 적산 전력값이 소정의 임계값보다 크고, 또한 해당 제어대상에 대한 전력공급을 수행하는 경우에 상기 전력 추정 수단에 의해 추정된 해당 제어대상의 전력값과, 상기 전력 추정 수단에 의해 추정된 전력값이고, 다음의 제어 사이클에서 전력공급을 수행하는 것을 결정하는 다른 제어대상의 전력값과의 총 합이 상기 상한치 산출수단에 의해 산출된 상한치보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 온 상태로 제어하고, 상기 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 제어대상에 대해 다음의 제어 사이클에서의 상기 스위칭 제어수단의 온 오프를 제어하는 전력 제어 수단
을 구비하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 보정값을 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 계수를 승산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상한치 산출수단은, 상기 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 전력차 적산값의 총 합과, 상기 각각의 제어대상에 있어서의 임계값의 총 합과의 차분을 소정의 적분시간으로 제산하고, 그 제산 결과를 보정값으로서 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써, 공급 전력값의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상한치 산출수단에 의해 가산되는 보정값은, 제로값에서 해당 제어대상으로 공급되는 전력의 최대값에 이르는 범위내의 값인 것을 특징으로 하는 전력 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상한치 산출수단은, 제로값에서 해당 제어대상으로 공급되는 전력의 최대값에 이르는 범위내에 있는 보정값, 또는 소정의 적분시간으로 제산한 제산 결과인 보정값의 어느 하나를 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써, 공급 전력값의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어장치.
복수의 스위칭 제어수단이, 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 온 오프를 소정의 단위시간마다 절환하는 복수의 스위칭 처리 단계;
목표 전력값 산출수단이, 상기 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 목표값인 목표 전력값을 산출하는 목표 전력값 산출 처리 단계;
출력 전력값 산출수단이, 상기 각각의 제어대상으로 공급된 전력값인 출력 전력값을 산출하는 출력 전력값 산출 처리 단계;
전력 추정 수단이, 상기 각각의 제어대상마다 전력이 공급되고 있을 때 상기 출력 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 출력 전력값으로부터, 다음의 제어 사이클의 단위시간중에 제어대상으로 전력을 공급한 경우의 전력값을 추정하는 전력추정 처리단계;
상한치 산출수단이, 상기 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합을 기초로, 단위시간당 모든 제어대상에 대한 공급 전력값의 상한치를 산출하는 상한치 산출 처리 단계;
중간 적산 전력값 산출수단이, 상기 각각의 제어대상마다로 상기 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 목표 전력값의 가산과 상기 출력 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 출력 전력값의 감산을 제어 사이클마다 반복함으로써 전력차 적산값을 산출하고, 전회의 제어 사이클까지의 전력차 적산값과 상기 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 다음의 제어 사이클의 목표 전력값을 가산하여, 그 가산치인 최신의 중간 적산 전력값을 산출하는 중간 적산 전력값 산출 처리 단계; 및
전력 제어 수단이, 상기 각각의 제어대상 중에서 상기 중간 적산 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 중간 적산 전력값이 큰 제어대상으로부터 차례로 해당 제어대상의 중간 적산 전력값이 소정의 임계값보다 크고, 또한 해당 제어대상에 대한 전력공급을 수행하는 경우, 상기 전력추정 처리단계에서 추정된 해당 제어대상의 전력값과 상기 전력추정 처리단계에서 추정된 전력값이며, 다음의 제어 사이클에서 전력공급을 수행하는 것을 결정하는 다른 제어대상의 전력값과의 총 합이 상기 상한치 산출 처리 단계에서 산출된 상한치보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 온 상태로 제어하고, 상기 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 제어대상에 대해 다음의 제어 사이클에서의 상기 스위칭 제어수단의 온 오프를 제어하는 전력 제어 처리 단계
를 구비하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 보정값을 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 중간 적산 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 전력차 적산값의 총 합을 소정의 적분시간으로 제산하고, 그 제산 결과를 보정값으로서 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 가산함으로써, 공급 전력값의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어방법.
복수의 스위칭 제어수단이, 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 온 오프를 소정의 단위시간마다 절환하는 복수의 스위칭 처리 단계;
목표 전력값 산출수단이, 상기 각각의 제어대상으로 공급하는 전력의 목표값인 목표 전력값을 산출하는 목표 전력값 산출 처리 단계;
출력 전력값 산출수단이, 상기 각각의 제어대상으로 공급된 전력값인 출력 전력값을 산출하는 출력 전력값 산출 처리 단계;
전력 추정 수단이, 상기 각각의 제어대상마다 전력이 공급되고 있을 때 상기 출력 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 출력 전력값으로부터, 다음의 제어 사이클의 단위시간중에 제어대상으로 전력을 공급한 경우의 전력값을 추정하는 전력추정 처리단계;
상한치 산출수단이, 상기 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합을 기초로, 단위시간당 모든 제어대상에 대한 공급 전력값의 상한치를 산출하는 상한치 산출 처리 단계;
중간 적산 전력값 산출수단이, 상기 각각의 제어대상마다로 상기 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 목표 전력값의 가산과 상기 출력 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 출력 전력값의 감산을 제어 사이클마다 반복함으로써 전력차 적산값을 산출하고, 전회의 제어 사이클까지의 전력차 적산값과 상기 목표 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 다음의 제어 사이클의 목표 전력값을 가산하여, 그 가산치인 최신의 중간 적산 전력값을 산출하는 중간 적산 전력값 산출 처리 단계; 및
전력 제어 수단이, 상기 각각의 제어대상 중에서 상기 중간 적산 전력값 산출 처리 단계에서 산출된 중간 적산 전력값이 큰 제어대상으로부터 차례로 해당 제어대상의 중간 적산 전력값이 소정의 임계값보다 크고, 또한 해당 제어대상에 대한 전력공급을 수행하는 경우, 상기 전력추정 처리단계에서 추정된 해당 제어대상의 전력값과 상기 전력추정 처리단계에서 추정된 전력값이며, 다음의 제어 사이클에서 전력공급을 수행하는 것을 결정하는 다른 제어대상의 전력값과의 총 합이 상기 상한치 산출 처리 단계에서 산출된 상한치보다 높지 않은 전력공급 조건을 만족하면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 온 상태로 제어하고, 상기 전력공급 조건을 만족하지 않으면, 해당 제어대상의 스위칭 제어수단을 오프 상태로 제어하는 처리를 반복하여 수행하고, 모든 제어대상에 대해 다음의 제어 사이클에서의 상기 스위칭 제어수단의 온 오프를 제어하는 전력 제어 처리 단계
를 구비하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 보정값을 가산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하고,
상기 상한치 산출수단은, 상기 목표 전력값 산출수단에 의해 산출된 각각의 제어대상의 목표 전력값의 총 합에 대해서 소정의 계수를 승산함으로써 공급 전력값의 상한치를 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 제어방법.
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