技術 電力管理装置、電力管理システムおよび電力管理装置の制御方法

0001

本発明は、電力管理装置、電力管理システムおよび電力管理装置の制御方法に関する。

0002

デマンド契約と呼ばれる電力会社と需要家との間での契約電力の取り決め方が知られている。デマンド契約では、デマンド時限と呼ばれる単位時間による計測期間あたりの需要電力を計測し、計測した複数の需要電力のうち最も大きい需要電力に応じて契約電力（デマンド目標値）を決定する。

0003

需要家は、上記のように決定された契約電力を越えないように施設における消費電力を制御する。このような消費電力の制御は、デマンド制御とも呼ばれる。
このようなデマンド制御を行う電力管理装置として以下の構成が知られている。つまり、電力管理装置は、需要電力を抑えるために設備機器の運転を制限するにあたり、施設における快適性や利便性の低下が緩和されるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

0004

特開２０１６−０３４１９０号公報
特開２０１４−１８７７４３号公報

0005

ここで、需要電力を電力管理装置に供給する電力会社と、電力管理装置との間で通信が確保できていれば、デマンド制御におけるデマンド応答（リスポンス）が成立する。
しかしながら、地震が発生して通信が遮断された状況においては、電力会社からの電力供給を強制遮断（部分停電）させる手法が取られている（例えば、特許文献２参照）。そこで、本発明は、かかる電力供給を強制遮断させる手法を避けることをねらいとしている。

0006

すなわち、本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、震災発生後の不要不急の設備利用による電力枯渇を防止するため、緊急地震速報などの地震発生情報を受信後、あらかじめ決められた不要設備への電力供給を制限することを目的とする。

0007

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、緊急地震速報受信機が受信した震度が所定の閾値より大きいか否かについて判定する震度判定部と、前記震度判定部によって前記震度が所定の閾値より大きいと判定された場合に、複数の設備機器の需要電力が所定の需要電力より大きいか否かについて判定する需要電力判定部と、前記需要電力判定部によって前記複数の設備機器の需要電力が所定の需要電力より大きいと判定された場合に、前記複数の設備機器のうち所定の設備機器の消費電力が低減されるように制御する電力制御部とを備える電力管理装置である。

0008

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置であって、前記電力制御部は、地震の発生後における前記需要電力の増加に応じて、予め登録された設備機器のうちから前記所定の設備機器を選択する。

0009

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置であって、前記所定の設備機器は、停止しても安全性確保のために支障がない設備機器であって、前記電力制御部は、当該設備機器を所定の時間停止させて、前記複数の設備機器の需要電力が前記所定の需要電力以下となるように制御する。

0010

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置であって、前記所定の設備機器は、低負荷運転が可能な設備機器、または遅延起動が可能な設備機器であって、前記電力制御部は、当該設備機器を低負荷運転、または遅延起動させて、前記複数の設備機器の需要電力が緩やかな増加となるように制御する。

0011

また、本発明の一態様は、上記電力管理装置と、地震が発生した際に該地震の震度を受信し、前記震度判定部へ前記震度を送信する緊急地震速報受信機と、複数の設備機器の需要電力を測定し、前記需要電力判定部へ前記複数の設備機器の需要電力を送信する電力監視装置とを備える電力管理システムである。

0012

また、本発明の一態様は、震度判定部が、緊急地震速報受信機が受信した震度が所定の閾値より大きいか否かについて判定する震度判定工程と、需要電力判定部が、前記震度判定部によって前記震度が所定の閾値より大きいと判定された場合に、複数の設備機器の需要電力が所定の需要電力より大きいか否かについて判定する需要電力判定工程と、電力制御部が、前記需要電力判定部によって前記複数の設備機器の需要電力が所定の需要電力より大きいと判定された場合に、前記複数の設備機器のうち所定の設備機器の消費電力が低減されるように制御する電力制御工程とを備える電力管理装置の制御方法である。

0013

本発明によれば、震災発生後の不要不急の設備利用による電力枯渇を防止するため、緊急地震速報などの地震発生情報を受信後、あらかじめ決められた不要設備への電力供給を制限することができる。

0014

本発明の実施形態における電力管理システムの構成例を示す図である。
本発明の実施形態における電力管理装置の構成例を示す図である。
本発明の実施形態における電力管理装置が実行する処理手順例を示すフローチャートである。

0015

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態における電力管理システムの構成例を示す図である。
同図に示す電力管理システムは、例えば設備機器を備える建物を対象として電力管理を行うＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などに相当する。
電力管理システムは、施設１において、設備機器として、自販機１０−１Ａ、自販機１０−１Ｂ、冷蔵庫１０−２Ａ、冷蔵庫１０−２Ｂ、空調設備１０−３Ａ、空調設備１０−３Ｂ、空調設備１０−３Ｃ、照明設備１０−４Ａ、照明設備１０−４Ｂ、照明設備１０−４Ｃを備えている。これらの設備機器を、本実施形態においては、設備機器として特に区別をしない場合には、設備機器１０と記載する。
すなわち、同図に示すように、施設１に備えられる設備機器１０の各々は商用電源２と接続される。つまり、施設１における設備機器１０は、それぞれ商用電源２から供給される電力を使用（消費）する負荷である。

0016

また、施設１は、設備機器として、ＢＣＰ（事業継続計画：Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｐｌａｎｎｉｎｇ）、すなわち、災害などの緊急事態が発生したときに、企業が損害を最小限に抑え、事業の継続や復旧を図るための計画に沿った、例えば下記（Ａ）〜（Ｄ）の設備機器を備えている。
（Ａ）安全確保のための宿直室に必要となる、Ａ［ｋＷ］の消費電力を有する設備機器
（Ｂ）震災対策機能立ち上げのための対策室に必要となる、（Ｂ＋Ａ）［ｋＷ］の消費電力を有する、複数台のＰＣ、テレビ、対策室における照明からなる設備機器
（Ｃ）施設内巡回の共用部に必要となる、（Ｃ＋Ａ＋Ｂ）［ｋＷ］の消費電力を有する照明からなる設備機器
（Ｄ）負傷者の救護のために必要となる設備機器
なお、これら設備機器（Ａ）〜（Ｄ）は、この順番に時系列に電力必要量（消費電力）を必要とする。そのため、後述する電力管理装置１００は、設備機器（Ａ）〜（Ｄ）および各消費電力を予め登録しておき、設備機器（Ａ）〜（Ｄ）の消費電力量と設備機器１０の消費電力量との合計消費電力量が所定の需要電力以下となるように、設備機器１０への電力供給を遮断または制限する。

0017

また、電力管理システムは、施設１において、電力監視装置３と、緊急地震速報受信機４と、ＢＥＭＳ（本実施形態においては、以下、電力管理装置１００と記載する）と、を備えている。
電力監視装置３は、商用電源２が設備機器１０と設備機器（Ａ）〜（Ｄ）とに接続される電力系統における所定の測定点Ｐｍの電力を測定することにより、設備機器全体による現在の需要電力を測定する。すなわち、電力監視装置３は、複数の設備機器の需要電力を測定し、電力管理装置１００へ複数の設備機器の需要電力を送信する。
緊急地震速報受信機４は、地震が発生した際に該地震の震度を受信し、電力管理装置１００へ震度を送信する。

0018

本電力管理システムにおいて、施設１の需要家は、商用電源２の供給元である電力会社とデマンド契約を結んでいる。デマンド契約では、デマンド時限と呼ばれる単位時間による計測期間あたりの需要電力が計測され、計測された複数の需要電力のうち最も大きい需要電力に応じて一定期間における契約電力が決定される。なお、デマンド時限は、例えば３０分である。
施設１の需要家は、施設１における消費電力が契約電力を越えないように設備機器１０を使用する必要がある。このような要請に対応するため、電力管理装置１００は、平常時（平常モード）において、施設１における電力管理として、施設１における消費電力が契約電力を越えないようにするためのデマンド制御を実行する。

0019

一方、電力管理装置１００は、大地震発生時、あるいは深夜時間帯における電力需給バランスの乱れを最小限に抑えるため、例えば、強い地震を感知した場合、自動的に運転モードを上記平常モードから緊急モードへ移行させる。緊急モードへ移行した電力管理装置１００は、施設１における消費電力が、予め設定される緊急時の電力使用上限値を越えないように、設備機器１０への電力供給を遮断または制限する制御を実行する。
そして、電力管理装置１００は、施設１における消費電力が、予め設定される緊急時の電力使用上限値を越える場合に、設備機器１０のうちから消費電力低減対象の設備機器１０を選択する。電力管理装置１００は、消費電力低減対象として選択された設備機器１０の消費電力が低減されるように制御する。この際、電力管理装置１００は、例えば消費電力低減対象の設備機器１０の動作を停止させたり、消費電力が少なくなるように動作を変更させたりするなどの制御を行う。動作の変更の具体例として、消費電力低減対象の設備機器１０が空調機器である場合には、冷房であれば温度を高くし、暖房であれば温度を低くする、あるいは、空調モードから送風モードに変更するなど、消費電力が低減される傾向に対応した動作の変更が行われるようにすればよい。

0020

次に、図２を参照して、電力管理装置１００の構成例について説明する。同図に示す電力管理装置１００は、通信部１０１、制御部１０２、記憶部１０３を備える。
通信部１０１は、設備機器１０および設備機器（Ａ）〜（Ｄ）の各々と通信を実行する。また、通信部１０１は、電力監視装置３および緊急地震速報受信機４の各々と通信を実行する。
制御部１０２は、電力管理装置１００としての機能を実現するための各種の制御を実行する。制御部１０２としての機能は、例えば電力管理装置１００がハードウェアとして備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にプログラムを実行させることによって実現される。
記憶部１０３は、制御部１０２が利用する各種の情報を記憶する。記憶部１０３は、例えば、設備機器情報を記憶する。

0021

制御部１０２は、本実施形態の緊急モードに対応した機能部として、震度判定部１２１、需要電力判定部１２２、電力制御部１２３を備える。

0022

震度判定部１２１は、緊急地震速報受信機４から送信される震度が所定の閾値（例えば、震度５）より大きいか否かについて判定する。

0023

需要電力判定部１２２は、電力監視装置３により測定された需要電力（以下、（１）現在の需要電力とする。）が所定の需要電力より大きいか否かについて判定する。具体的に、本実施形態の電力管理システムにおいては、契約電力（以下、（２）需要上限値とする）に基づいて、契約電力よりも小さい値による警戒値（以下、（３）警戒値とする）が定められている。電力監視装置３により測定された需要電力が（３）警戒値に至るということは、実の需要電力が契約電力を越える可能性が相当に高いことを示す。
そこで、本実施形態の需要電力判定部１２２は、（１）現在の需要電力が（３）警戒値（所定の需要電力）より大きいか否かについて判定するように構成される。

0024

電力制御部１２３は、需要電力判定部１２２によって複数の設備機器の需要電力（（１）現在の需要電力）が（３）警戒値（所定の需要電力）より大きいと判定された場合に、複数の設備機器のうち所定の設備機器（設備機器１０のうち消費電力低減対象である設備機器）の消費電力が低減されるように制御する。
ここで、電力制御部１２３は、地震の発生後における複数の設備機器の需要電力の増加に応じて、予め登録された設備機器（設備機器１０）のうちから所定の設備機器を選択する。

0025

具体的に、電力制御部１２３は、消費電力低減対象の設備機器１０の選択にあたり、緊急モードにおいて施設１にて削減すべき設備機器１０による消費電力の総計である削減消費電力目標値を求める。
一例として、電力制御部１２３は、例えば需要電力判定部１２２により判定された需要電力、すなわち（１）現在の需要電力と（３）警戒値とに基づいて削減消費電力目標値を求めることができる。より具体的には、電力制御部１２３は、（１）現在の需要電力と（３）警戒値との差分を削減消費電力目標値として求めることができる。あるいは、電力制御部１２３は、（１）現在の需要電力と（３）警戒値との差分に対して所定のマージンを付与した値を削減消費電力目標値として求めてもよい。

0026

そして、電力制御部１２３は、上記のように求めた削減消費電力目標値と、記憶部１０３が記憶する設備機器情報を利用して消費電力低減対象の設備機器１０を選択する。

0027

ここで、記憶部１０３が記憶する設備機器情報とは、例えば、施設１における設備機器１０ごとに、機器名、減少消費電力、制御内容が対応付けられた構成である。
例えば、図１に示す設備機器１０について、設備機器情報を記載すると、下記の様な構成となる。
「自販機１０−１Ａ」、「自販機１０−１Ｂ」…停止しても安全性確保のために支障がないと考えられる設備機器であって、当該設備機器を所定の時間停止させることにより、減少消費電力ａ、または減少消費電力ｂ分だけそれぞれ減少させる。
「冷蔵庫１０−２Ａ」、「冷蔵庫１０−２Ｂ」…停止しても安全性確保のために支障がないと考えられる設備機器であって、当該設備機器を所定の時間停止させることにより、減少消費電力ｃ、または減少消費電力ｄ分だけそれぞれ減少させる。
「空調設備１０−３Ａ」、「空調設備１０−３Ｂ」、「空調設備１０−３Ｃ」…低負荷運転が可能な設備機器であって、当該設備機器を起動時低負荷運転させることにより、減少消費電力ｅ、減少消費電力ｆ、または減少消費電力ｇ分だけそれぞれ減少させる。
「照明設備１０−４Ａ」、「照明設備１０−４Ｂ」、「照明設備１０−４Ｃ」…遅延起動が可能な設備機器であって、当該設備機器を遅延起動させることにより、減少消費電力ｈ、減少消費電力ｉ、または減少消費電力ｊ分だけそれぞれ減少させる。

0028

このように、電力制御部１２３は、設備機器情報において、減少消費電力の合計が先に求めた削減消費電力目標値以上となるまで、減少消費電力に従って設備機器１０を順に選択していく。このように選択された設備機器１０が消費電力低減対象として選択された設備機器１０である。
すなわち、電力制御部１２３は、緊急モードにおいて、消費電力低減対象として選択された設備機器１０の消費電力が低減されるように制御する。このために、電力制御部１２３は、消費電力低減対象として選択した設備機器１０ごとに対応して、設備機器情報において示される制御内容が示す制御を実行する。
電力制御部１２３は、地震発生後の需要電力増に応じて（例えば、（１）現在の需要電力の増加に基づいて）、「自販機１０−１Ａ」、「自販機１０−１Ｂ」、「冷蔵庫１０−２Ａ」、「冷蔵庫１０−２Ｂ」を選択する場合、通信部１０１を介した通信を行うことで、消費電力低減対象の設備機器１０を所定の時間停止させる。

0029

また、電力制御部１２３は、急峻な電力使用量（例えば、（１）現在の需要電力に対応する電力使用量）も需給バランスを乱すことから、「照明設備１０−４Ａ」、「照明設備１０−４Ｂ」、「照明設備１０−４Ｃ」を選択する場合、通信部１０１を介した通信を行うことで、消費電力低減対象の設備機器１０を構成するＬＥＤ照明を２０％に制限するような起動時低負荷運転させることにより、緩やかな需要増加となるよう制御する。
また、電力制御部１２３は、急峻な電力使用量も需給バランスを乱すことから、「空調設備１０−３Ａ」、「空調設備１０−３Ｂ」、「空調設備１０−３Ｃ」を選択する場合、通信部１０１を介した通信を行うことで、消費電力低減対象の設備機器１０などの一斉起動を避ける遅延起動（分単位の遅延を入れ順次起動）させることにより、緩やかな需要増加となるよう制御する。

0030

続いて、図３のフローチャートを参照して、本実施形態における電力管理装置１００が実行する処理手順例について説明する。図３のフローチャートは、緊急モードにおける需要制御フローの例を示している。
なお、電力管理装置１００は、緊急モードへ移行する震度閾値、需要上限値（ｋＷ）を予め設定・登録する。ここで、震度閾値、需要上限値（ｋＷ）の設定、登録先は、記憶部１０３とする。また、図３に示す機器−１〜機器−４は、自販機や冷蔵庫に、すなわち、図１に示す「自販機１０−１Ａ」、「自販機１０−１Ｂ」、「冷蔵庫１０−２Ａ」、「冷蔵庫１０−２Ｂ」に相当する。

0031

震度＞閾値か否かの判定を行う（ステップＳ１１）。
具体的には、電力管理装置１００における震度判定部１２１は、緊急地震速報受信機４が受信した震度が所定の閾値より大きいか否かについて判定する。

0032

緊急モードへ移行する（ステップＳ１２）。
具体的には、電力管理装置１００は、震度が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ１１−Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に移行し、下記Ｓ１３〜Ｓ１９を実行する。

0033

（１）現在の需要、（２）需要上限値を取得する（ステップＳ１３）。
具体的には、需要電力判定部１２２は、電力監視装置３により測定された（１）現在の需要電力を電力監視装置３から取得する。また、需要電力判定部１２２は、記憶部１０３から（２）需要上限値を取得する。

0034

（２）×０．９＝（３）なる計算を実行し、（３）を算出する（ステップＳ１４）。
具体的には、需要電力判定部１２２は、（３）警戒値を、（２）需要上限値に０．９を乗算して算出する。ここで、本計算においては、例えば警戒係数を０．９とした場合、（２）×警戒係数＝（３）なる計算例を示している。なお、警戒係数は、０．８５や０．９５などの値であってもよい。

0035

（１）＞（３）が成り立つか否かの判定を行う（ステップＳ１５）。
具体的には、需要電力判定部１２２は、（１）現在の需要電力（複数の設備機器の需要電力）が（３）警戒値（所定の需要電力）より大きいか否かについて判定する。
（１）＞（３）の場合（ステップＳ１５−ＹＥＳの場合）、電力制御部１２３は、ＯＮしている機器−１〜機器−４をそれぞれステップＳ１６〜ステップ１９で制御する。一方、（１）≦（３）の場合（ステップＳ１５−ＮＯの場合）、ステップＳ１３へ移行する。
具体的には、電力制御部１２３は、削減消費電力目標値と、記憶部１０３が記憶する設備機器情報を利用して求めることにより、消費電力低減対象として、「自販機１０−１Ａ」（機器−１）、「自販機１０−１Ｂ」（機器−２）、「冷蔵庫１０−２Ａ」（機器−３）、「冷蔵庫１０−２Ｂ」（機器−４）の全てを選択する場合、通信部１０１を介した通信を行うことで、消費電力低減対象の設備機器１０（機器−１〜機器−４）を所定の時間停止（ＯＦＦ）させる。
また、電力制御部１２３は、例えば、削減消費電力目標値と、記憶部１０３が記憶する設備機器情報を利用して求めることにより、消費電力低減対象として、「自販機１０−１Ａ」のみを選択する場合、通信部１０１を介した通信を行うことで、消費電力低減対象である「自販機１０−１Ａ」をＯＦＦさせ、「自販機１０−１Ｂ」、「冷蔵庫１０−２Ａ」、「冷蔵庫１０−２Ｂ」はＯＦＦさせず、ステップＳ１３へ移行する。
すなわち、電力制御部１２３は、地震発生後の需要電力の増加に応じて、これらの機器を自動的に数時間停止させ、電力使用上限値以下に制御する。

0036

なお、電力制御部１２３は、機器−１〜機器−４に照明設備、空調設備が含まれる場合、消費電力低減対象として、これらの設備機器を選択することにより、照明設備の場合は調光率を所定の率（例えば２０％）に制限するような起動時低負荷運転をさせ、空調設備の場合は遅延起動させることによって、地震発生後の需要電力の増加が緩やかな需要増加となるよう制御することができる。

0037

つまり、電力管理装置１００は、電力需給ひっ迫時に需給バランスを乱す急激な需要増加を抑止し、大規模停電を回避できる。また、電力管理装置１００は、自動的に緊急モードに移行するため、管理者不在時においても確実に発災直後に必要な節電運用が実施される。

0038

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、電力管理装置１００は、ＢＥＭＳへの追加機能である緊急モードを有し、震災発生後の不要不急の設備利用による電力枯渇を防止するため、緊急地震速報などの地震発生情報を受信後、あらかじめ決められた不要設備への電力供給を制限することができる。

0039

また、これまでの実施形態は、ＢＥＭＳでの適用例を例に挙げているが、本実施形態による消費電力低減対象の設備機器の選択及び消費電力制御の構成は、例えば住宅での電力管理を行うＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、或いはビルでの電力管理を行うＢＥＣＳＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ Ｓｈｉｍｉｚｕ）でも適用が可能である。

0040

なお、上述の電力管理装置１００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の電力管理装置１００としての処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

0041

以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

0042

１施設、２商用電源、３電力監視装置、４ 緊急地震速報受信機、１０，（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）設備機器、１００電力管理装置、１０１通信部、１０２ 制御部、１０３ 記憶部、１２１震度判定部、１２２需要電力判定部、１２３電力制御部