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WO2022070632A1 - 電力制御システムおよびプログラム - Google Patents

電力制御システムおよびプログラム Download PDF

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Publication number
WO2022070632A1
WO2022070632A1 PCT/JP2021/029821 JP2021029821W WO2022070632A1 WO 2022070632 A1 WO2022070632 A1 WO 2022070632A1 JP 2021029821 W JP2021029821 W JP 2021029821W WO 2022070632 A1 WO2022070632 A1 WO 2022070632A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
consumer
power consumption
equipment
limit value
time period
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/029821
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
善博 中川
秀治 古井
拓哉 中尾
伸樹 松井
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Priority to BR112023005644-6A priority Critical patent/BR112023005644B1/pt
Priority to AU2021355061A priority patent/AU2021355061B2/en
Priority to CN202180066269.8A priority patent/CN116235384B/zh
Priority to EP21874935.6A priority patent/EP4224672A4/en
Priority to US18/029,194 priority patent/US12038731B2/en
Priority to MX2023003507A priority patent/MX2023003507A/es
Publication of WO2022070632A1 publication Critical patent/WO2022070632A1/ja

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
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    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
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    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
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    • H02J3/003Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • This disclosure relates to power control systems and programs.
  • Patent Document 1 describes a plurality of grouped consumers including a power meter that measures the power consumption consumed by the load, and each of the consumers who receives the power consumption measured by the power meter from each of the consumers.
  • the group power consumption is output for each group using the power consumption of, and if the group power consumption of any group exceeds the group contract power preset for each group, the group power consumption of the power excess group is calculated.
  • a power control system including a control device for controlling the group contract power or less is described.
  • the electric power control system of the present disclosure is a system that controls electric power so as not to exceed a target electric power set for a group composed of a plurality of consumers, and is predetermined for each consumer belonging to the group. Based on the first prediction means that predicts the power consumption for each time period and the prediction result by the first prediction means, each demand so that the integrated value of the power consumption for each consumer does not exceed the target power in each time period. Based on the limit value setting means for setting the limit value of the power consumption of the house and the actual power consumption of the equipment of the consumer belonging to the group within the current time limit, the power consumption of the consumer in the time limit is set.
  • the limit value of the power consumption of the consumer in the time period is not exceeded. It is a power control system provided with a control means for controlling the power consumption of the equipment of each consumer. In this way, when controlling the power consumption by a group consisting of multiple consumers, adjustments are made according to the specific operating conditions of each consumer equipment, and the power consumption for each consumer equipment is made. Can be controlled appropriately.
  • the first forecasting means predicts the power consumption based on at least the historical information on the operation of the equipment of each consumer in the past
  • the second predicting means predicts each demand within the current time limit. It is also possible to predict the power consumption in the relevant time period based on the information on the operating status of the equipment in the house. In this way, it is possible to make adjustments according to the specific operating conditions of the individual consumer equipment based on the operating conditions of the equipment of each consumer within the current time limit.
  • control means may control the power consumption of the equipment of each consumer in the current time period so as to suppress the temporal change of the power consumption. By doing so, it is possible to suppress a sudden change in the power consumption of each consumer's equipment and to appropriately control the power consumption of each consumer's equipment.
  • control means is based on the limit value of the power consumption in the time period following the current time period, the power consumption of the consumer in the current time period, and the prediction result of the power consumption of the current time.
  • the power consumption of the equipment Before and after switching from the time limit to the subsequent time limit, the power consumption of the equipment may be controlled so as to suppress the change in the power consumption of the equipment of the consumer. By doing so, it is possible to suppress a sudden change in the power consumption of each consumer's equipment before and after the time limit is switched, and to appropriately control the power consumption of each consumer's equipment.
  • the control means uses the consumer's equipment in the current time limit. It may be possible to control the power exceeding the limit value. By doing so, before and after the time limit is switched, the control exceeding the initial limit value is performed in the previous time limit, so that the sudden change in the power consumption in the equipment of each consumer can be suppressed, and each customer's equipment can be controlled. It is possible to appropriately control the power consumption of.
  • the control means controls the equipment of one consumer to exceed the limit value of the power used by the one consumer in the current time limit
  • the power used by the other consumer is the other. If there is a margin for the limit value of the power consumption of the consumer, the limit value of the power consumption of the other consumer is lowered, and the limit value of the power consumption of the one consumer is set to the above.
  • the power consumption of other consumers may be increased by the amount corresponding to the decrease of the limit value. In this way, it is possible to appropriately control the power consumption of each consumer equipment by accommodating the available power consumption indicated by the initial limit value among the consumers.
  • the program of the present disclosure is a computer that controls a system that controls power so as not to exceed a target power set for a group composed of a plurality of consumers. Based on the first prediction means that predicts the power consumption of each consumer belonging to the group for each predetermined time period and the prediction result by the first prediction means, the integrated value of the power consumption for each consumer in each time period. Based on the limit value setting means for setting the limit value of the power consumption of each consumer so that the power consumption does not exceed the target power, and the actual power consumption of the equipment of the consumer belonging to the group within the current time limit.
  • the customer in the time period It is a program that functions as a control means for controlling the power consumption of the equipment of each consumer so as not to exceed the above-mentioned limit value of the power consumption.
  • this program when controlling the power consumption by a group consisting of multiple consumers, adjustments are made according to the specific operating conditions of each consumer equipment, and the consumer equipment is installed. The power consumption for each can be controlled appropriately.
  • FIG. 6C is a diagram showing an example of predicted values for each time period in the prediction results.
  • FIG. 7 (A) is a figure which shows the forecast example for each consumer which constitutes a group
  • FIG. 7 (B) is a group.
  • FIG. 7C is a figure which shows the example of the prediction value for each time period in the prediction result of a group.
  • FIG. 8A is a figure which shows the forecast example of the average power consumption for each time period of a group
  • FIG. 8C which shows the result of allocating the limit value to each consumer, is a diagram showing an example of the limit value for each time period allocated to one customer in the group. It is a figure which shows the relationship between the target electric power of a group, and the limit value of each consumer which constitutes a group. It is a figure which shows the example of the relationship between the limit value of each consumer, and the value of the power consumption by the time-limited prediction.
  • FIG. 11A is a diagram showing an example of the actual power consumption of each consumer when the limit value is adjusted
  • FIG. 11A is a diagram showing an example of a case where the limit value is lowered by the adjustment
  • FIG. 11B is a diagram. It is a figure which shows the example of the case where the limit value rises by adjustment. It is a figure which shows the other example of the relationship between the limit value of each consumer, and the value of the power consumption by the time-limited prediction.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a control system for equipment to which this embodiment is applied.
  • the control system of the present embodiment includes a control device 100, equipment 200 which is a controlled device, and a server 300.
  • the control device 100 and the equipment 200 are connected to each other via a network.
  • This network may be a LAN (Local Area Network) using a dedicated line, or may use a WAN (Wide Area Network), a VPN (Virtual Private Network) set on the Internet, or the like.
  • LAN Local Area Network
  • WAN Wide Area Network
  • VPN Virtual Private Network
  • Equipment 200 is equipment or equipment that operates using electric power.
  • the control device 100 controls the operation of one or a plurality of equipments 200.
  • FIG. 1 shows a configuration example in which the control device 100 controls a plurality of equipment 200.
  • the equipment 200 may be of any type as long as it is a facility or device that operates using electric power and whose operation is controlled by the control device 100.
  • the control system of the present embodiment is applied to the control of the air conditioning equipment may be described.
  • the equipment 200 is provided with a control means for controlling the own device according to an instruction from the control device 100.
  • the control device 100 generates an instruction for controlling the equipment 200 to be controlled (hereinafter referred to as “control instruction”), and transmits the generated control instruction to each equipment 200.
  • control instruction an instruction for controlling the equipment 200 to be controlled
  • Each equipment 200 acquires a control instruction from the control device 100, sets the own device according to the acquired control instruction by the control means of the own device, and controls the operation.
  • the control device 100 and the server 300 are connected via a network.
  • a network In the configuration example shown in FIG. 1, one control device 100 connected to the server 300 is shown, but in reality, a plurality of control devices 100 are connected to the server 300. Then, one or a plurality of equipments and devices 200 are connected to each control device 100.
  • the Internet is used as the network connecting the control device 100 and the server 300. Further, LAN or WAN may be used.
  • Electricity charges are mainly composed of basic charges and electricity charges, and are specified monthly.
  • the basic charge is calculated based on the basic charge unit price and the contracted power.
  • the contracted power is the maximum value of the maximum demand power within one year from the current month.
  • the maximum demand power is the maximum value of the average power consumption for each monthly time period (demand time period: 30 minutes).
  • the average power consumption is the average value of the demand power (power consumption) in each period.
  • the electric energy charge is calculated based on the electric energy charge unit price and the monthly electric energy consumption.
  • the contract power is the maximum value of the maximum demand power within the past year. Therefore, if the maximum demand power of a month (in other words, the average power consumption of a certain period in that month) becomes the contract power, even if the maximum demand power lower than the contract power is maintained after that month, 1 A basic charge based on this contracted electricity will be levied over the year. In addition, when the average power consumption exceeds the value of the contracted power up to that time in a certain period and becomes the maximum demand power of the month including that time period, the average power consumption (maximum demand power) of this time period becomes the new contract power. , Used to calculate the basic charge after that.
  • the electric energy charge unit price may be set to fluctuate based on predetermined conditions.
  • the unit price of electric energy may be set to fluctuate according to the time zone of the day, whether it is a weekday or a holiday, the season, and the like.
  • electric power may be traded in the market, and a variable electric energy charge unit price may be set to reflect the transaction price of electric power in the market.
  • the control may be performed with the aim of reducing the electricity charge required for the operation of the equipment 200. In this case, it is required to control the equipment 200 so that the average power consumption does not exceed the current contract power.
  • the unit price of electricity fluctuates, it is more efficient to reduce the amount of electricity used in the time zone when the unit price is high than in the time zone when the unit price is low, from the viewpoint of reducing the electricity charge.
  • the unit price of electricity charges affects only the electricity charges for each period, the contracted electricity affects the electricity charges for one year after the current month. Therefore, the control considering the average power consumption is prioritized over the control considering the fluctuation of the electric energy charge unit price.
  • Electricity charges are levied on power supply contractors.
  • a group composed of a plurality of consumers is assumed as a contractor of electric power supply. Therefore, the average power consumption is obtained as an integrated value of the average power consumption for each time period by each of the plurality of consumers constituting this group.
  • the basic charge is determined based on the maximum power demand for each group (the maximum value of the average power consumption for each time period in a month).
  • the maximum demand power of each group is usually smaller than the sum of the maximum demand power of each consumer constituting the group. This is because the time limit for the maximum demand power is generally different among the consumers who make up the group. Therefore, the basic charge set for the group is lower than the sum of the basic charges set based on the maximum demand power for each consumer constituting the group.
  • One or more control devices 100 are assigned to one group.
  • the one or more control devices 100 are set every predetermined unit time for the equipment 200 of each customer constituting the group according to the electricity charge (basic charge and electric energy charge) set in the group unit. Control is performed in consideration of the average power consumption and the unit price of electricity.
  • the consumer has one or more equipment 200, and the control device 100 controls the equipment 200 of one or more consumers.
  • the control device 100 controls the equipment 200 of one or more consumers.
  • one consumer does not always correspond to one control device 100.
  • a plurality of equipments and devices 200 possessed by one consumer may be controlled by a plurality of control devices 100, and equipments and devices 200 possessed by a plurality of consumers may be controlled by one control device 100.
  • one control device 100 may be assigned to a plurality of groups. However, in the following description, for the sake of simplicity, it is assumed that one control device 100 is assigned to one customer, and the equipment 200 of each customer is controlled by the control device 100 corresponding to each customer. I will explain.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the server 300.
  • the server 300 is realized as, for example, a server (so-called cloud server) built on a cloud environment of a network.
  • the server 300 includes a group management unit 310, a first prediction unit 320, a limit value setting unit 330, a control information generation unit 340, a second prediction unit 350, a performance information acquisition unit 360, and a limit value adjustment unit 370. And a transmission control unit 380.
  • the group management unit 310 manages the above-mentioned group of consumers. As mentioned above, this group is set as a unit of power contract. The group management unit 310 acquires and holds information on the contracted power of the group, the maximum demand power, and the average power consumption for each time period. In addition, the group management unit 310 manages the consumers who make up the group. The group management unit 310 acquires and holds information on the contracted power, the maximum demand power, and the average power consumption for each time period of each consumer constituting the group. Information on the average power consumption of each consumer is obtained, for example, from the control device 100 that controls the equipment 200 of each consumer.
  • the information on the average power consumption of the group is obtained from, for example, the control device 100 that controls the equipment 200 of the consumers constituting the group (hereinafter referred to as "equipment 200 of the group”).
  • equipment 200 of the group the equipment 200 of the group
  • the average power consumption for each time period of each consumer constituting the group is integrated to obtain the average power consumption of the group.
  • the first prediction unit 320 predicts the average power consumption for each time period by the equipment 200 of each customer for each customer constituting the group.
  • the first prediction unit 320 is an example of a prediction means.
  • the prediction of the average power consumption for each time period by the first prediction unit 320 is performed, for example, based on the historical information regarding the past operation of the equipment 200 of each consumer constituting the group.
  • the history information regarding the operation includes various information related to the operation of the equipment 200, such as information on the operating environment of the equipment 200, in addition to the information on the operating state of the equipment 200.
  • Information on the operating state of the equipment 200 includes, for example, information such as an operating rate, continuous operating time, and the number of operating times.
  • the information on the operating environment includes, for example, weather conditions such as weather, temperature, and humidity, and information such as month, day, and time zone.
  • a reference time period for the specific time period is set based on historical information on operation, and the equipment 200 in this reference time period. It may be done based on the average power consumption of.
  • the reference time limit may be, for example, a past time limit which is a weather condition similar to the weather condition expected at the date and time when the specific time limit corresponds, or a corresponding time limit on the same day of the same month one year ago.
  • the average power consumption of the equipment 200 in the time before and after the reference time and the average power of the equipment 200 in the time period of several days up to the day including the reference time You may take into consideration the transition of power consumption.
  • the limit value setting unit 330 sets a limit value for each customer constituting the group with respect to the average power consumption for each time period by the equipment 200 of each consumer based on the prediction result by the first prediction unit 320.
  • the limit value setting unit 330 is an example of setting means. If the average power consumption of a group exceeds the contracted power of the group, this average power consumption becomes a new contracted power and raises the basic charge of electricity charges. Therefore, it is required to set a target power based on the contract power for the group and control the average power consumption for each time period so as not to exceed the target power in the entire equipment 200 of the group. Then, the limit value for each time limit is set so that the integrated value of the limit value of each consumer is equal to or less than the threshold value based on the target power.
  • the target power is set to a value equal to or less than the contract power, for example, a value lower than the contract power by a certain value.
  • the threshold value is set to a value equal to or less than the target power, for example, a value lower than the target power by a certain value.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the target power of the group and the limit value of each consumer constituting the group.
  • the value of the target power and the above threshold value are equal to each other, and the value is compared with the integrated value of the limit value of each consumer.
  • the value obtained by integrating the limit values of the 12 consumers (customers (1) to (12)) does not exceed the target power of the group composed of each consumer. It is shown that.
  • the electric power corresponding to the target electric power set for the group is distributed to each consumer constituting the group.
  • each consumer constituting the group is an example of a power consumption unit.
  • the limit value of each of the consumers constituting the group is set based on, for example, the prediction of the average power consumption for each consumer by the first prediction unit 320. From the prediction of the first prediction unit 320, the ratio of the average power consumption predicted by each consumer of the group is specified for each time period. Therefore, for example, when the integrated value of the limit value of each consumer is set to be equal to the threshold value based on the above target power, the average power consumption corresponding to this threshold value is predicted by the first prediction unit 320. Allocate the power so that it is the ratio of the average power consumption by the consumers, and use it as the limit value for each consumer. In other words, the limit value means the power consumption available to each consumer in that time period.
  • the limit value is set based on the actual value of the average power consumption for each time period in the past specific period of each customer, instead of the ratio of the average power consumption for each time period for each consumer. good.
  • the ratio of the actual value of the average power consumption of each consumer in the reference time period shown in the same explanation is specified with respect to the specific time period shown in the explanation of the prediction by the first prediction unit 320.
  • a limit value for each consumer in a specific time period may be set based on the ratio of the actual value.
  • the specific period may be set according to the amount of information obtained as the actual value of the reference time period, for example, set for the past one year or several years, or between a specific date and a specific date. You may.
  • the limit value may be set based on the maximum value of the average power consumption for each time period in a specific period of each consumer. For example, assuming that the specific period is the past one year, the maximum value of the average power consumption for each time period in the past one year can be obtained for each consumer. Then, the maximum value of each consumer may be compared, and the limit value of each consumer may be set at a ratio according to the ratio. In this case, unlike the case where the actual value of the reference time is used, the time when the average power consumption becomes the maximum value may be different for each consumer.
  • a lower limit value may be set as the limit value.
  • the lower limit is a value greater than 0.
  • a limit value corresponding to the lower limit value is set even when the average power consumption in a certain time period is predicted to be 0 for a certain consumer. This is because when the average power consumption is predicted to be 0 for a certain consumer and the limit value is set to 0, the limit value is immediately exceeded when the consumer uses the equipment 200 in that time limit. Therefore, this is to avoid such inconvenience.
  • the case where the average power consumption is predicted to be 0 may be, for example, the case where the average power consumption of the consumer in the reference time period used for the prediction by the first prediction unit 320 is 0.
  • the lower limit setting method may be appropriately determined according to the operation and specifications of the control system, the agreement between the group and individual consumers, and the like. For example, a fixed value may be set in advance, or a value that fluctuates based on a predicted value of the average power consumption for each time period in the entire group may be used. When a fixed value is set as the lower limit value, the same value may be set for each consumer, or a separate value may be set for each consumer according to appropriate conditions and demands of the consumer.
  • the predicted value of the average power consumption for each time period in the entire group is obtained by integrating the predicted value of the average power consumption for each time period in each consumer constituting the group by the first prediction unit 320.
  • the lower limit threshold value is set for the limit value, and when the limit value given to a certain consumer is lower than the lower limit value, the lower limit value is applied as the limit value. Is also good.
  • a value different from the lower limit value may be set. For example, if a value lower than the lower limit value is set as the lower limit threshold value, when the limit value assigned to a certain customer falls below the lower limit threshold value in a certain time period, the lower limit value larger than the lower limit threshold value is the demand in that time period. Set as a house limit.
  • a limit value is set for the average power consumption of each time period by the equipment 200 for each customer.
  • a configuration in which a limit value is set only for the average power consumption for a period satisfying a specific condition may be used. For example, by integrating the predicted values of the average power consumption of a certain time period in each consumer constituting the group by the first prediction unit 320, the predicted value of the average power consumption of the entire group in that time period can be obtained.
  • a limit value may be set only for the average power consumption in such a time period, provided that the predicted value of the average power consumption of this group exceeds the above threshold value.
  • the threshold is set based on the target power, and the target power is set based on the contract power. Therefore, when many of the consumers who make up a group do not use a large amount of power in a certain time period (for example, the time zone from midnight to dawn), the predicted value of the average power consumption of the group for that time period has a large threshold value. It is possible that it will fall below. In such a case, set the limit value of each consumer in the group to a value higher than the predicted value of the average power consumption of each consumer within the range where the integrated value of the limit value of each consumer does not exceed the threshold value. May be.
  • the control information generation unit 340 generates control information for controlling the equipment 200 of each consumer constituting the group.
  • the control information includes the equipment 200 in the control device 100 so that the average power consumption for each time period by the equipment 200 of the consumer does not exceed the time limit set by the limit value setting unit 330. Information to be controlled. Therefore, the control information includes information on the limit value for each consumer set by the limit value setting unit 330.
  • the control information generation unit 340 generates the control information of the corresponding time period before the time period in which the control by each control information is performed is started.
  • control information generation unit 340 controls the equipment 200 to control the adjustment result of the limit value when the limit value of each consumer set by the limit value setting unit 330 is adjusted by the limit value adjustment unit 370.
  • general control information when distinguishing between the above control information based on the limit value set by the limit value setting unit 330 and the control information based on the limit value adjusted by the limit value adjustment unit 370, the former is referred to as “general control information”.
  • the latter is called “individual control information”.
  • the adjustment of the limit value by the limit value adjustment unit 370 is performed within the time limit in which the control to reflect the adjustment of the limit value is performed. Therefore, unlike the general control information, the individual control information is generated within the time period after the time period in which the control by the individual control information is performed is started.
  • the second prediction unit 350 predicts the average power consumption of the equipment 200 in the current time within the currently ongoing time period (hereinafter referred to as “current time”) in which the control of the equipment 200 is being carried out. ..
  • the estimation of the average power consumption by the second prediction unit 350 is performed, for example, based on the actual power consumption of the equipment 200 in the time period before the current time limit.
  • in-time time prediction when the prediction of the average power consumption of the equipment 200 in the current time period by the second prediction unit 350 is distinguished from the prediction before the start of the time period by the first prediction unit 320, it is referred to as "in-time time prediction".
  • the actual power consumption of the equipment 200 in a certain time period is determined after the time period ends. Therefore, the integrated value of the power used determined by the equipment 200 of each consumer as the actual result of the group in a certain period (for example, the period from 13:00 to 13:30) (hereinafter referred to as "integrated confirmed value”) is , Obtained after the next time period (13:30 to 14:00 time period).
  • the in-time forecast by the second prediction unit 350 is performed based on the information on the operating status of the equipment 200 of each consumer in the current time and the integrated fixed value in the time before the current time.
  • the time limit before the current time limit in which the accumulated fixed value is taken into consideration in the time limit prediction is not limited to the time limit immediately before the current time limit.
  • the integrated fixed value from the current time period to the time period before a plurality of time periods may be used.
  • the time-limited prediction may be performed by taking into consideration the accumulated fixed values of a plurality of time periods before the current time period.
  • the information regarding the operating status includes, for example, information such as the operating status of the equipment 200 and the setting related to the operation. For example, when the equipment 200 is an air conditioner, information such as a difference between the set temperature and the actual room temperature can be used.
  • the performance information acquisition unit 360 acquires performance information regarding the operating status of the equipment 200 of each customer constituting the group. In addition to the above-mentioned actual information in the current time period (actual information from the start of the current time period to the time when the actual information is acquired), the acquired actual information is acquired in the already completed time period. Is also good.
  • the performance information may be acquired from the control device 100 that controls the equipment 200, or may be acquired from the equipment 200 itself.
  • the actual information of the current time period acquired by the actual information acquisition unit 360 is used for the prediction of the average power consumption of the equipment 200 by the second prediction unit 350, the adjustment of the limit value by the limit value adjustment unit 370, and the like.
  • the limit value adjustment unit 370 adjusts the limit value of each consumer constituting the group set by the limit value setting unit 330 based on a predetermined condition. As an example, the limit value adjustment unit 370 adjusts the limit value of each consumer based on the prediction by the second prediction unit 350. Further, as another example, the limit value adjusting unit 370 adjusts the limit value of each consumer based on the actual information regarding the operating status of the equipment 200 in the current time period acquired by the actual information acquisition unit 360. The adjustment of the limit value is adjusted so that the power consumption available to each consumer is interchanged among the consumers who make up the group. For example, the limit value is lowered for some of the consumers constituting the group, and the limit value is raised for other consumers by the amount corresponding to the decrease in the limit value of some consumers. Details of adjusting the limit value will be described later.
  • the transmission control unit 380 transmits the control information generated by the control information generation unit 340 to the control device 100 that controls the equipment 200 of the consumer corresponding to each control information.
  • the transmission control unit 380 transmits the general control information of the corresponding time period to the control device 100 before the time period in which the control by each control information is performed is started.
  • the transmission control unit 380 immediately before the time period to transmit the general control information to be reduced from the power consumption in the time period immediately before the time period to be transmitted. It may be possible to transmit before the general control information that is increased from the power consumption in the time limit.
  • the transmission control unit 380 immediately transmits the individual control information to the control device 100 that controls the equipment 200 to be controlled by the generated individual control information.
  • the transmission control unit 380 transmits the individual control information to the control device 100, the individual control information for the equipment 200 whose limit value is lowered by the adjustment is obtained from the individual control information for the equipment 200 whose limit value is increased by the adjustment. May be sent first.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the control device 100.
  • the control device 100 is realized as an information processing device connected to the server 300 and the equipment 200 via a network.
  • the control device 100 may be a device (for example, an edge server) provided in the vicinity of the equipment 200 to be controlled, or may be a server (cloud server) built on a cloud environment.
  • the control device 100 includes a control information acquisition unit 110, an operation information acquisition unit 120, a storage unit 130, a control instruction generation unit 140, a control instruction output unit 150, and an operation information output unit 160.
  • the control information acquisition unit 110 acquires the control information of the equipment 200 from the server 300.
  • the control information acquired by the control information acquisition unit 110 includes general control information acquired before the start of the time period and individual control information acquired during the progress of the time period as control information for a certain time period. be.
  • the general control information includes information on the average power consumption limit value set for each consumer.
  • the individual control information includes information on new limit values that adjust the limit values contained in the general control information for the ongoing time limit.
  • the operation information acquisition unit 120 acquires the operation information of the equipment 200 to be controlled by the control device 100.
  • the operation information acquired by the operation information acquisition unit 120 broadly includes various information regarding the operation of the equipment 200. For example, it includes information indicating an operating state such as an operating rate and continuous operating time of the equipment 200. In addition, it may include various information that is considered to affect the operation of the equipment 200, such as the operating time zone, the operation on weekdays and the operation on holidays. Further, the operation information acquisition unit 120 may acquire information on the environment in which the equipment 200 is installed, such as temperature and humidity. This information can be obtained by various existing methods depending on the type of information. For example, it can be obtained from the equipment 200 itself, or it can be obtained from various sensor devices and the like. Further, the date and time information can be obtained by, for example, a clock function or a calendar function provided in the control device 100.
  • the storage unit 130 stores various types of information acquired by the control information acquisition unit 110 and the operation information acquisition unit 120.
  • the control information acquired by the control information acquisition unit 110 is used to control the equipment 200.
  • the general control information of each time period is stored in the storage unit 130 before the time period in which the control by each general control information is performed is started.
  • the operation information of the equipment 200 acquired by the operation information acquisition unit 120 is sent to the server 300 at a predetermined timing, and is used for the prediction by the first prediction unit 320 and the second prediction unit 350 of the server 300.
  • the control instruction generation unit 140 generates a control instruction for controlling the equipment 200 based on the control information acquired by the control information acquisition unit 110.
  • the control instruction generation unit 140 issues a control instruction to operate the equipment 200 so that the average power consumption for each time period by the equipment 200 of each consumer does not exceed the limit value set for the customer for each time period. Generate.
  • the integrated value of the average power consumption of all the equipment 200 possessed by the one consumer does not exceed the corresponding time limit for each time period.
  • Control instructions are generated. In this case, there is no particular limitation on the method in which the consumer allocates electric power to his / her own plurality of equipment 200 in order not to exceed the limit value set for the consumer.
  • control instruction generation unit 140 may generate a control instruction in consideration of the operation information of the equipment 200 acquired by the operation information acquisition unit 120. Of the control information acquired by the control information acquisition unit 110, the control instruction generated by the control instruction generation unit 140 based on the general control information is held in the storage unit 130.
  • control instruction generation unit 140 generates a control instruction for operating each equipment 200 so that the time change of the power consumption is suppressed with respect to the operating state of the equipment 200 of each consumer within the current time limit. ..
  • the time change of the power consumption in the equipment 200 is large, the value of the power consumption that changes with the passage of time has a large influence on the average power consumption that is determined at the end of the current time period. Therefore, as the power consumption increases near the end of the time period, the average power consumption in the current time period may exceed the limit value for the consumer.
  • the accuracy of prediction by the second prediction unit 350 of the server 300 is deteriorated. Therefore, depending on the type of equipment 200, control is performed so that the time change of the power consumption is small in the operation within the time limit.
  • an air-conditioning device as an example of the equipment 200 requires a certain amount of time to be affected by the ambient temperature and humidity even if the operating state is suddenly changed. Therefore, it is considered that there is little difference in the effect due to the operation of the equipment between the case where the strength of the operating state is frequently switched and the case where the operation is continued at a constant strength. Therefore, the control instruction generation unit 140 generates control instructions so that the time change of the operating state is small within the range where the setting conditions such as room temperature and humidity are satisfied.
  • the average use that recognizes the operating state of the equipment 200 in the current time period and is determined when the current time period ends. It is necessary to predict the power within the current time limit. Therefore, the prediction result by the second prediction unit 350 of the server 300 is taken into consideration in such control.
  • control instruction generation unit 140 suppresses the temporal change of the power consumption with respect to the operating state of the equipment 200 of each consumer before and after switching from the current time to the subsequent time (the time immediately after the current time).
  • a control instruction for operating each equipment 200 is generated so as to be performed.
  • the control may not satisfy the setting of the equipment 200. For example, in an air-conditioning device as an example of the equipment 200, it may occur that the set temperature is not reached because the control for suppressing the power consumption is performed.
  • control instruction generation unit 140 is near the end of the current time period, and the actual power demand by the equipment 200 in the current time period and the prediction result of the average power consumption in the current time period by the second prediction unit 350 of the server 300. And, based on the limit value of the subsequent time limit, a control instruction is generated so that the time change of the operating state of the equipment 200 before and after the time limit is switched is small.
  • the control instruction output unit 150 has a time limit in which the control instruction generated by the control instruction generation unit 140 based on the general control information is controlled by the general control information among the control information acquired by the control information acquisition unit 110. Is read from the storage unit 130 and transmitted to the equipment 200 to be controlled. Further, the control instruction output unit 150 immediately sends the control instruction generated by the control instruction generation unit 140 based on the individual control information among the control information acquired by the control information acquisition unit 110 to the equipment device 200 to be controlled. Send.
  • the operation information output unit 160 reads the operation information of the equipment 200 acquired by the operation information acquisition unit 120 and held in the storage unit 130 from the storage unit 130 and transmits it to the server 300 according to a predetermined condition.
  • the operation information may be read and transmitted in response to a request from the server 300, or may be periodically performed at a fixed time of the day or the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration example of the control device 100 and the server 300.
  • the control device 100 and the server 300 are realized by, for example, a computer. Even when the control device 100 and the server 300 are realized as a server constructed in a cloud environment, they are configured as a virtual system using the system resources of a physical computer as shown in FIG. 4 on the network. To.
  • a computer that realizes the control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 101 that is a calculation means, a RAM (RandomAccessMemory) 102, a ROM (ReadOnlyMemory) 103, and a storage device 104 that are storage means.
  • the RAM 102 is a main storage device (main memory), and is used as a working memory when the CPU 101 performs arithmetic processing. Data such as a program and a set value prepared in advance are stored in the ROM 103, and the CPU 101 can directly read the program and the data from the ROM 103 and execute the process.
  • the storage device 104 is a means for storing programs and data.
  • a program is stored in the storage device 104, and the CPU 101 reads the program stored in the storage device 104 into the main storage device and executes the program. Further, the storage device 104 stores and stores the result of processing by the CPU 101.
  • the storage device 104 for example, a magnetic disk device, an SSD (Solid State Drive), or the like is used.
  • control information acquisition unit 110 When the control device 100 is realized by the computer shown in FIG. 4, the control information acquisition unit 110, the operation information acquisition unit 120, the control instruction generation unit 140, the control instruction output unit 150, and the operation information output are described with reference to FIG.
  • Each function of the unit 160 is realized, for example, by the CPU 101 executing a program.
  • the storage unit 130 is realized by, for example, a RAM 102 or a storage device 104.
  • the server 300 is realized by the computer shown in FIG. 4, the group management unit 310, the first prediction unit 320, the limit value setting unit 330, the control information generation unit 340, and the second prediction unit described with reference to FIG. 2 are used.
  • Each function of the unit 350, the performance information acquisition unit 360, the limit value adjustment unit 370, and the transmission control unit 380 is realized, for example, by the CPU 101 executing a program.
  • the configuration example shown in FIG. 4 is only an example of the case where the control device 100 is realized by a computer.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the equipment 200.
  • the equipment 200 includes a receiving unit 210, an operation control unit 220, and an output unit 230.
  • the equipment 200 has a mechanism or an apparatus that operates to realize the function of the equipment 200 according to the type of the equipment 200.
  • the equipment 200 is an air conditioner
  • the equipment 200 has an indoor unit, an outdoor unit, and the like.
  • the equipment 200 is a lighting equipment
  • the equipment 200 has a lighting equipment, a control switch, and the like. Since the types and modes of such a mechanism and the like vary depending on the type of equipment 200, they are not shown here.
  • the receiving unit 210 receives the control instruction output from the control device 100 via the network using a network interface (not shown).
  • the operation control unit 220 controls the operation of the mechanism or device provided in the equipment 200 based on the control instruction received by the reception unit 210. Specifically, for example, when the equipment 200 is an air-conditioning device, the receiving unit 210 receives information for specifying the set temperature as a control instruction, and the operation control unit 220 receives the indoor unit and the indoor unit so that the received set temperature is reached. Control the operation of the outdoor unit. Although an example of control related to temperature setting is given here, control by the operation control unit 220 is performed for various controls related to gas that can be controlled by the air conditioner (for example, control of humidity and gas components). Instructional controls may be applied. Further, in various equipment 200 other than the air conditioning equipment, the operation control unit 220 executes control according to the type of the equipment 200 according to the control instruction received from the control device 100.
  • the output unit 230 outputs information regarding the operating state of the equipment 200 to the control device 100 via the network using a network interface (not shown).
  • the receiving unit 210, the operation control unit 220, and the output unit 230 are realized by, for example, a computer.
  • the computer that realizes the motion control unit 220 may have the configuration described with reference to FIG.
  • the functions of the receiving unit 210, the operation control unit 220, and the output unit 230 are realized, for example, by the CPU 101 shown in FIG. 4 executing the program.
  • the functions of the receiving unit 210, the operation control unit 220, and the output unit 230 may be realized by dedicated hardware.
  • it is realized by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), and other circuits.
  • the function realized by the CPU 101 executing the program (software) and the function realized by the dedicated hardware may be combined to form the receiving unit 210, the operation control unit 220, and the output unit 230.
  • a group composed of a plurality of consumers is targeted for a contract, and the contract power is set based on the average power consumption for each time period of each group.
  • the average power consumption for each time period in this group unit will be further described with reference to the drawings.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of forecasting the power consumption of one consumer.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of past actual power consumption
  • FIG. 6B is a diagram showing a prediction result of daily power consumption
  • FIG. 6C is a prediction value for each time period in the prediction result. It is a figure which shows the example of.
  • the horizontal axis is the time period (48 time period) for one day (24 hours)
  • the vertical axis is the average power consumption (kW) for each time period.
  • the graphs of FIGS. 6A and 6B and the table of FIG. 6C show the actual and predicted results of the average power consumption of the equipment 200 in each time period of the day.
  • FIGS. 6A to 6C show the actual results and forecast results of the entire equipment 200 owned by the consumer, and the actual results and forecasts of the air conditioning equipment among the equipment 200, with respect to the equipment 200 of one consumer. The result is shown.
  • FIG. 6A shows the actual average power consumption for each time period for 3 days (3 days ago, 2 days ago, and 1 day ago) before the day when the power consumption is to be predicted.
  • the light-colored graph shows the actual results of the equipment 200 as a whole
  • the dark-colored graph shows the actual results of the air-conditioning equipment.
  • FIG. 6B shows an example of the prediction result of the average power consumption for each time period predicted in consideration of the actual results as shown in FIG. 6A.
  • the light-colored graph shows the prediction result of the entire equipment 200
  • the dark-colored graph shows the prediction result of the air-conditioning equipment.
  • 6C shows the average of the entire equipment 200 (in the figure, it is described as a “building” representing the facility where each equipment 200 is installed) in each time period (1st to 48th time periods) of the day.
  • the predicted value of the power consumption and the predicted value of the average power consumption of the air-conditioning equipment in the equipment 200 are shown in association with each other.
  • FIG. 7 is a diagram showing an integrated example of forecasting power consumption of a group composed of a plurality of consumers.
  • FIG. 7 (A) is a diagram showing an example of forecast for each consumer constituting the group
  • FIG. 7 (B) is a diagram showing the forecast result of the entire group
  • FIG. 7 (C) is a forecast for each time period in the forecast result of the group. It is a figure which shows the example of a value.
  • the horizontal axis is the time period (48 time period) for one day (24 hours)
  • the vertical axis is the average power consumption (kW) for each time period.
  • FIG. 7 (C) show the forecast results of the average power consumption of consumers and groups in each time period of the day.
  • the forecast result of the average power consumption of the entire equipment 200 of each consumer is referred to as the forecast result of the average power consumption of the consumer or the forecast result of the consumer.
  • FIG. 7 (A) shows the forecast result of the average power consumption for each time period for each of the consumers constituting the group.
  • FIG. 7A shows only the prediction results of three consumers (customers (1) to (3)) among the plurality of consumers constituting the group, and the others are omitted.
  • the light-colored graph shows the prediction result of the entire equipment 200
  • the dark-colored graph shows the prediction result of the air-conditioning equipment.
  • FIG. 7B shows the prediction result of the average power consumption for each time period in the entire group including the three consumers shown in FIG. 7A.
  • the graph classification (color coding) of each time period indicates that the predicted value of the average power consumption of each consumer constituting the group is integrated in each time period.
  • FIG. 7C shows an integrated value of the prediction result of the average power consumption of each consumer in each time period (1st time period to 48th time period) of the day.
  • the target power of this group (described as “target value” in the figure) is set to 1000 kW, and referring to FIGS. 7 (B) and 7 (C), the average of the entire group is from the 22nd period to the 31st period.
  • the predicted power consumption exceeds the target power. Therefore, at least in these time periods, a limit value is set for the power consumption of each consumer constituting the group so that the predicted value of the average power consumption of the entire group does not exceed the target power.
  • the limit value itself for each consumer may be set not only in the time period in which the predicted value of the entire group exceeds the target power, but also in other time periods in which the predicted value of the entire group does not exceed the target power.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of setting a limit value for each consumer constituting the group.
  • FIG. 8A is a diagram showing an example of forecasting average power consumption for each time period of the group
  • FIG. 8B is a diagram showing the distribution result of the limit value to each consumer constituting the group
  • FIG. 8C is a diagram.
  • It is a figure which shows the example of the limit value for each time period allocated to one consumer of a group.
  • the horizontal axis is the time period (48 time period) for one day (24 hours)
  • the vertical axis is the average power consumption (kW) for each time period.
  • FIG. 8A shows the forecast result of the average power consumption for each time period for each of the consumers constituting the group.
  • This graph is the same as the graph shown in FIG. 7 (B).
  • FIG. 8B shows an example of the distribution result of the limit value set for each consumer constituting the group when the average power consumption in each time period of the group is aligned with the target power. ..
  • the graph classification (color coding) of each time period represents the ratio of the limit value (power consumption available to that consumer) distributed to each consumer in each time period.
  • the ratio of the limit value allocated to each consumer in each time period is, in principle, the ratio of the predicted value of the average power consumption of each consumer in the prediction of the average power consumption of the group shown in FIG. 8 (A).
  • a lower limit value may be given as a limit value instead of the ratio of the predicted value of the average power consumption.
  • one of the consumers constituting the group (customer (1)) is allocated to each time period (1st to 48th time periods) of the day. Limits are shown.
  • Example of adjusting the limit value> for each time period in which control is performed for the equipment 200 of each customer constituting the group, the average power consumption of each customer is based on the prediction before the start of the corresponding time period. A limit value is set for, and the equipment 200 of each consumer is controlled based on the limit value. On the other hand, when the corresponding time limit is started, the limit value of each consumer is adjusted as necessary based on the time limit prediction, and the control of the equipment 200 within the time limit is changed. The adjustment of this limit value will be further described with reference to the drawings. In the following example, the case where the value of the target power and the threshold value based on the target power are equal and the integrated value of the limit value of each consumer constituting the group is controlled to be equal to or less than the target power of the group will be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the limit value of each consumer and the value of the power consumption according to the timed prediction.
  • a group is composed of three consumers (customers (1) to (3)).
  • FIG. 10 shows a limit value (hereinafter referred to as “initial limit value”) of each consumer set before the time limit is started based on the prediction by the first prediction unit 320 in a certain time period, and a second.
  • in-time forecast value Based on the forecast value of the average power consumption of each consumer in the relevant time period (hereinafter referred to as "in-time forecast value") obtained by the time-limited prediction by the prediction unit 350 and the time-limited prediction by the second prediction unit 350.
  • the limit value of each consumer adjusted by the limit value adjustment unit 370 (hereinafter referred to as “adjusted limit value”) is shown.
  • the target power of a group in a certain time period (14:00 to 14:30 in the figure) is 450 kW.
  • the initial limit value of the consumer (1) is set to 100 kW
  • the initial limit value of the consumer (2) is set to 150 kW
  • the initial limit value of the consumer (3) is set to 200 kW.
  • the actual result is the prediction before the start of the time period by the first prediction unit 320 due to the operating condition and environment of the equipment 200. Misalignment may occur.
  • the in-time forecast value of the consumer (1) (indicated as “predicted value” in the figure) is 110 kW
  • the in-time forecast value of the consumer (2) is within the time limit by the second prediction unit 350.
  • the predicted value is 140 kW
  • the time-limited predicted value of the consumer (3) is 230 kW.
  • the predicted value within the time limit is 10 kW larger than the initial limit value for the consumer (1).
  • the predicted value within the time limit is 10 kW smaller than the initial limit value.
  • the predicted value within the time limit is 30 kW larger than the initial limit value. Therefore, in the entire group, the integrated value of the predicted value within the time limit increases (dissociates) by 30 kW with respect to the target power. Therefore, the limit value is adjusted in consideration of the discrepancy between the initial limit value and the predicted value within the time limit (in other words, in consideration of the operating status of the equipment 200 and the influence of the environment).
  • the method of adjusting the limit value is not particularly limited.
  • the difference between the integrated value of the initial limit value and the integrated value of the predicted value within the time limit is distributed equally to each consumer, and the difference between the integrated value of the initial limit value and the integrated value of the predicted value within the time limit is each. It is possible to take a method such as sorting according to the ratio of the initial limit value or the predicted value within the time limit in the consumer.
  • the difference (30 kW) between the initial limit value and the in-time forecast value is equally divided by the three consumers constituting the group, and 10 kW is subtracted from each customer's in-time forecast value after adjustment. It was set as a limit value. Therefore, the adjusted limit value of the consumer (1) is 100 kW, the adjusted limit value of the consumer (2) is 130 kW, and the adjusted limit value of the consumer (3) is 220 kW.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the actual power consumption of each consumer when the limit value is adjusted.
  • FIG. 11A is a diagram showing an example of a case where the limit value is lowered by adjustment
  • FIG. 11B is a diagram showing an example of a case where the limit value is increased by adjustment.
  • 11 (A) and 11 (B) show an example of the actual power consumption of the group of consumers (2) and customers (3) shown in FIG. 10 in one time period (time period 14: 00-14: 30). A graph showing is shown.
  • the horizontal axis is the time period (30 minutes), and the vertical axis is the average power consumption for that time period estimated from the actual power demand up to each time point with the passage of time.
  • the power consumption for one period is shown by a line that reaches the value of the average power consumption at the end of the time period.
  • the power consumption graph becomes a straight line. The smaller the average power consumption of the time period, the smaller the angle of this straight line, and the larger the average power consumption of the time period, the larger the angle.
  • the graphs shown in FIGS. 11A and 11B show a straight line C that reaches the initial limit value of each consumer at the end of the time limit and a curve P that represents the actual value, respectively.
  • the initial limit value of the consumer (2) is 150 kW. Therefore, the straight line C in the graph of the consumer (2) shown in FIG. 11 (A) is a straight line reaching 150 kW at the end of the time limit (14:30).
  • the actual power demand of the consumer (2) is smaller than the average power consumption corresponding to the initial limit value. Therefore, the curve P of the actual value deviates downward from the straight line C.
  • the in-time prediction is performed in the middle of the time (14:15 in the figure), and 140 kW is obtained as the in-time predicted value (described as “predicted value” in the figure).
  • the straight line C in the graph of the consumer (2) shown in FIG. 11 (A) is a straight line reaching 150 kW at the end of the time limit (14:30).
  • the actual power demand of the consumer (2) is smaller than the average power consumption corresponding to the initial limit value. Therefore, the curve P of the actual value deviates downward from the straight line C.
  • the in-time prediction is performed in the middle of the time (14:15
  • the power consumption forecast by the consumer (2) from the time when the timed forecast is performed (14:15) to the time when the timed end (14:30) is predicted is the time point of the timed forecast (14:15). It is shown by a broken line branching from the curve P at 14:15).
  • the limit value is adjusted based on the difference between the integrated value of the predicted value within the time limit and the target power (integrated value of the initial limit value), and the consumer (2). (In the figure, it is described as "final value”) is controlled so as to be within the adjusted limit value of 130 kW or less.
  • the initial limit value of the consumer (3) is 200 kW. Therefore, the straight line C in the graph of the consumer (3) shown in FIG. 11B is a straight line reaching 200 kW at the end of the time limit (14:30).
  • the actual power demand of the consumer (3) is larger than the average power consumption corresponding to the initial limit value. Therefore, the curve P of the actual value deviates upward from the straight line C.
  • the in-time prediction is performed in the middle of the time (14:15 in the figure), and 230 kW is obtained as the in-time prediction value.
  • the power consumption forecast by the consumer (3) from the time when the timed forecast is made (14:15) to the time when the timed end (14:30) is predicted is the time point of the timed forecast (14:15). It is shown by a broken line branching from the curve P at 14:15).
  • the limit value is adjusted based on the difference between the integrated value of the predicted value within the time limit and the target power (integrated value of the initial limit value), and the power used by the consumer (3) is 220 kW or less after the adjusted limit value. It is controlled to fit in.
  • the time during which the time limit is predicted is merely an example, and is not limited to the above-mentioned and illustrated times.
  • the limit value will be adjusted after a certain amount of performance due to the operation of the equipment 200 in the current time limit, even if the time limit is started and a certain time elapses, the time limit prediction is performed. good.
  • the in-time forecast itself may be continuously performed from the start of the time, and the limit value may be adjusted when conditions such as a deviation between the limit value and the actual result are satisfied.
  • the difference between the integrated value of the initial limit value and the integrated value of the predicted value within the time limit for each consumer is equally divided among the consumers.
  • the difference between the integrated value of the initial limit value and the integrated value of the in-time predicted value is distributed according to the ratio of the in-time predicted value in each consumer.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the relationship between the limit value of each consumer and the value of the power consumption according to the timed prediction.
  • the consumers constituting the group, the target power of the group, the initial limit value set for each consumer, and the time-limited forecast value for each consumer are , The same as the example shown in FIG.
  • the specific equipment 200 of each customer is used. It was decided to reflect the adjustment of the limit value for. It should be noted that the specific equipment 200 is not particularly limited, but here, among the equipment 200 of the consumer, the air-conditioning equipment that is expected to use a large amount of electric power is selected.
  • the air-conditioning occupancy of the time-limited predicted value (110 kW) in the consumer (1) is 40 kW
  • the air-conditioning occupancy of the time-limited predicted value (140 kW) in the consumer (2) is 50 kW
  • the consumer (customer (2)) It is assumed that the air-conditioning occupancy of the predicted value (230 kW) within the time limit in 3) is 70 kW.
  • the method of calculating the adjusted limit value shown in FIG. 12 is merely an example, and is not limited to the above calculation formula and calculation target (air conditioning occupancy).
  • the control device 100 acquires the operation information from the equipment 200 and transmits it to the server 300.
  • the second prediction unit 350 of the server 300 analyzes the acquired information to perform in-time prediction, and the limit value adjustment unit 370 adjusts the limit value as necessary based on the in-time prediction.
  • the control information generation unit 340 of the server 300 generates individual control information including the adjusted limit value, and the generated individual control information is transmitted to the control device 100 by the transmission control unit 380.
  • the control device 100 When the limit value is adjusted in the current time limit, the control device 100 replaces the initial limit value acquired in the general control information with the adjusted limit value newly acquired in the individual control information. Then, the control device 100 generates a control instruction for controlling the equipment 200 of each consumer so that the power used by each consumer does not exceed the adjusted limit value, and transmits the control instruction to each equipment 200.
  • the adjusted limit value may exceed the initial limit value depending on the consumer to which the limit value is given. In other words, in this case, the control device 100 controls the equipment 200 of the consumer so that the power consumption exceeds the initial limit value given by the general control information.
  • the adjusted limit value exceeds the initial limit value for a certain consumer and lowers the initial limit value for another consumer. Since both the total of the initial limit value and the total of the adjusted limit value are values corresponding to the target power of the group, the total of the increase of the adjusted limit value increasing from the initial limit value and the initial limit value are used. It is equal to the sum of the reductions in the decreasing adjusted limit. Therefore, in the group as a whole, when the equipment 200 of one consumer is controlled so that the power consumption exceeds the initial limit value, the initial limit value of another consumer who can afford the power consumption is initially set. The limit value shall be lowered to be the adjusted limit value, and the initial limit value of this one consumer shall be increased by the amount corresponding to the decrease of the initial limit value of the other consumer to be the adjusted limit value. Corresponds to.
  • the limit value can be set before the start of the time limit in which the control based on the control information is performed, and the limit value can be adjusted after the start of the time limit, but before the start of the time limit. May not set a limit value, but may set a limit value according to the operating status of the equipment 200 within the time limit. Further, in the above embodiment, the limit value after the start of the time limit is adjusted in the server 300, but the limit value may be adjusted in the control device 100.
  • the power consumption in the current time is predicted in consideration of the integrated fixed value in the time before the current time.
  • information regarding the actual power consumption of the equipment 200 for the elapsed time in the current time period can be obtained. Therefore, after a certain period of time has passed since the start of the current time period, the integrated value of the power consumption of the equipment 200 by each consumer for the elapsed time in the current time period is replaced with the integrated value of the previous time period. It is conceivable to make a timed forecast in consideration of (hereinafter referred to as "mid-term integrated value").
  • the timed prediction may be performed by taking into consideration both the accumulated fixed value of the previous time period and the mid-term integrated value of the current time period.
  • the power control system of the present disclosure is a system that controls power so as not to exceed a target power set for a group composed of a plurality of consumers, and a predetermined time limit for each customer belonging to the group. Based on the prediction results of the 1st prediction unit 320 and the 1st prediction unit 320 that make predictions about the power consumption for each customer, each consumer so that the integrated value of the power consumption for each customer does not exceed the target power in each time period. Based on the limit value setting unit 330 that sets the limit value of the power consumption of, and the actual power consumption of the equipment of the consumer who belongs to the group within the current time limit, the power consumption of the consumer in this time limit is predicted.
  • the equipment of each consumer Based on the predicted value of the power consumption of the consumer by the second prediction unit 350 and the second prediction unit 350 in the current time period, the equipment of each consumer so as not to exceed the limit value of the power consumption of the consumer in this time period. It is a power control system including a limit value adjusting unit 370 and a control information generation unit 340 that control the power consumption of the device. In this way, when controlling the power consumption by a group consisting of multiple consumers, adjustments are made according to the specific operating conditions of each consumer equipment, and the power consumption for each consumer equipment is made. Can be controlled appropriately.
  • the first prediction unit 320 makes a prediction regarding the power consumption based on at least the history information regarding the operation of the equipment of each consumer in the past, and the second prediction unit 350 predicts each consumer within the current time limit. It is also possible to predict the power consumption in this time period based on the information on the operating status of the equipment of. In this way, it is possible to make adjustments according to the specific operating conditions of the individual consumer equipment based on the operating conditions of the equipment of each consumer within the current time limit.
  • control information generation unit 340 may control the power consumption of the equipment of each consumer in the current time period so as to suppress the temporal change of the power consumption. By doing so, it is possible to suppress a sudden change in the power consumption of each consumer's equipment and to appropriately control the power consumption of each consumer's equipment.
  • control information generation unit 340 is based on the limit value of the power consumption in the time period following the current time period and the prediction result of the power consumption and the power consumption of the consumer in the current time period, and the control information generation unit 340 is used from the current time period to the subsequent time period. It is also possible to control the power consumption of the equipment so as to suppress the change in the power consumption of the equipment of the consumer before and after switching to. By doing so, it is possible to suppress a sudden change in the power consumption of each consumer's equipment before and after the time limit is switched, and to appropriately control the power consumption of each consumer's equipment.
  • the control information generation unit 340 indicates the power consumption of the consumer in the current time period with respect to the equipment of the consumer. It may be possible to perform control exceeding the limit value of. By doing so, before and after the time limit is switched, the control exceeding the initial limit value is performed in the previous time limit, so that the sudden change in the power consumption in the equipment of each consumer can be suppressed, and each customer's equipment can be controlled. It is possible to appropriately control the power consumption of.
  • control information generation unit 340 controls the equipment of one consumer to exceed the limit value of the power consumption of one consumer in the current time limit, the power consumption of another consumer is used by another consumer. If there is a margin for the power consumption limit value of, lower the power consumption limit value of other consumers, and set the power consumption limit value of one consumer to the power consumption limit value of another consumer. It may be increased by the amount corresponding to the decrease of the limit value. In this way, it is possible to appropriately control the power consumption of each consumer equipment by accommodating the available power consumption indicated by the initial limit value among the consumers.
  • the program of the present disclosure is a computer that controls a system that controls power so as not to exceed a target power set for a group composed of a plurality of consumers. Based on the prediction results of the first prediction unit 320, which predicts the power consumption of each consumer belonging to the group for each predetermined time period, and the prediction result of the first prediction unit 320, the integrated value of the power consumption of each consumer in each time period. Based on the limit value setting unit 330 that sets the limit value of the power consumption of each consumer so that the power consumption does not exceed the target power, and the actual power consumption of the equipment of the consumers belonging to the group within the current time limit.
  • the limit value of the power consumption of the consumer in the time period based on the predicted value of the power consumption of the consumer by the second prediction unit 350 that predicts the power consumption of the consumer in this time period and the second prediction unit 350 in the current time period.
  • It is a program that functions as a limit value adjustment unit 370 and a control information generation unit 340 that control the power consumption of the equipment of each consumer so as not to exceed the above.
  • this program when controlling the power consumption by a group consisting of multiple consumers, adjustments are made according to the specific operating conditions of each consumer equipment, and the consumer equipment is installed. The power consumption for each can be controlled appropriately.

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Abstract

【課題】複数の需要家からなるグループによる使用電力に対して制御を行う場合に、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を加え、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御する。 【解決手段】複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムであって、グループに属する各需要家の時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測部320と、第1予測部320による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が目標電力を超えないように制限値を設定する制限値設定部330と、現在の時限内において、この時限における需要家の使用電力を予測する第2予測部350と、現在の時限における第2予測部350による需要家の使用電力の予測値に基づき、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制限値調整部370および制御情報生成部340と、を備える。

Description

電力制御システムおよびプログラム
 本開示は、電力制御システムおよびプログラムに関する。
 特許文献1には、負荷で消費される消費電力を測定する電力計を含むグループ化された複数の需要家と、電力計で測定された消費電力を需要家の各々から受け付け、需要家の各々の消費電力を用いて、グループ消費電力をグループ毎に出力し、何れかのグループのグループ消費電力が、グループ毎に予め設定されたグループ契約電力を超えた場合、電力超過グループのグループ消費電力をグループ契約電力以下に制御する制御装置と、を含む電力制御システムが記載されている。
特開2019-30087号公報
 個々の需要家設備の具体的な動作状況によっては、グループ単位で設定された目標電力に基づく需要家設備ごとの制御を調整する必要が生じる場合がある。
 本開示は、複数の需要家からなるグループによる使用電力に対して制御を行う場合に、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を加え、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することを目的とする。
 本開示の電力制御システムは、複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムであって、前記グループに属する各需要家の予め定められた時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測手段と、前記第1予測手段による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が前記目標電力を超えないように、各需要家の使用電力の制限値を設定する制限値設定手段と、現在の時限内において、前記グループに属する需要家の設備機器の使用電力の実績に基づいて、当該時限における当該需要家の使用電力を予測する第2予測手段と、前記現在の時限における前記第2予測手段による当該需要家の使用電力の予測値に基づき、当該時限における当該需要家の使用電力の前記制限値を超えないように、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制御手段と、を備える、電力制御システムである。
 このようにすれば、複数の需要家からなるグループによる使用電力に対して制御を行う場合に、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を加え、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 ここで、前記第1予測手段は、少なくとも、過去の各需要家の設備機器の稼働に関する履歴情報に基づいて使用電力に関する予測を行い、前記第2予測手段は、前記現在の時限内における各需要家の設備機器の稼働状況に関する情報に基づいて当該時限における使用電力を予測することとしても良い。
 このようにすれば、現在の時限内における各需要家の設備機器の稼働状況に基づいて、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を行うことができる。
 また、前記制御手段は、前記現在の時限における各需要家の設備機器の使用電力を、当該使用電力の時間的変化を抑制するように制御することとしても良い。
 このようにすれば、各需要家の設備機器において使用電力の急激な変化を抑制し、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、前記制御手段は、前記現在の時限に後続する時限における前記使用電力の前記制限値と、当該現在の時限における前記需要家の使用電力および当該使用電力の予測結果とに基づき、当該現在の時限から当該後続の時限に切り替わる前後において当該需要家の設備機器の使用電力の変化を抑制するように当該設備機器の使用電力を制御することとしても良い。
 このようにすれば、時限が切り替わる前後において、各需要家の設備機器において使用電力の急激な変化を抑制し、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、前記制御手段は、前記第1予測手段および前記第2予測手段による予測結果が予め定められた条件を満たす場合、当該需要家の設備機器に対し、前記現在の時限における当該需要家の使用電力の前記制限値を超える制御を行うこととしても良い。
 このようにすれば、時限が切り替わる前後において、前の時限で当初の制限値を超える制御が行われることにより、各需要家の設備機器において使用電力の急激な変化を抑制し、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、前記制御手段は、一の需要家の前記設備機器に関して前記現在の時限における当該一の需要家の使用電力の前記制限値を超える制御を行う場合、他の需要家の使用電力が当該他の需要家の使用電力の前記制限値に対して余裕があるならば、当該他の需要家の使用電力の前記制限値を低下させ、前記一の需要家の使用電力の前記制限値を、前記他の需要家の使用電力の前記制限値の低下分に相当するだけ上昇させることとしても良い。
 このようにすれば、需要家どうしの間で当初の制限値により示される利用可能な使用電力を融通し合うことにより、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、本開示のプログラムは、複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムを制御するコンピュータを、
 前記グループに属する各需要家の予め定められた時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測手段と、前記第1予測手段による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が前記目標電力を超えないように、各需要家の使用電力の制限値を設定する制限値設定手段と、現在の時限内において、前記グループに属する需要家の設備機器の使用電力の実績に基づいて、当該時限における当該需要家の使用電力を予測する第2予測手段と、前記現在の時限における前記第2予測手段による当該需要家の使用電力の予測値に基づき、当該時限における当該需要家の使用電力の前記制限値を超えないように、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制御手段として、機能させる、プログラムである。
 このプログラムをインストールしたコンピュータによれば、複数の需要家からなるグループによる使用電力に対して制御を行う場合に、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を加え、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
本実施形態が適用される設備機器の制御システムの全体構成を示す図である。 サーバの構成を示す図である。 制御装置の構成を示す図である。 制御装置およびサーバのハードウェア構成例を示す図である。 設備機器の構成を示す図である。 一の需要家の使用電力の予測例を示す図であり、図6(A)は過去の使用電力の実績の例を示す図、図6(B)は一日の使用電力の予測結果を示す図、図6(C)は予測結果における時限ごとの予測値の例を示す図である。 複数の需要家により構成されるグループの使用電力の予測の積算例を示す図であり、図7(A)はグループを構成する需要家ごとの予測例を示す図、図7(B)はグループ全体の予測結果を示す図、図7(C)はグループの予測結果における時限ごとの予測値の例を示す図である。 グループを構成する各需要家に対する制限値の設定例を示す図であり、図8(A)はグループの時限ごとの平均使用電力の予想例を示す図、図8(B)はグループを構成する各需要家に対する制限値の配分結果を示す図、図8(C)は、グループの一の需要家に配分された時限ごとの制限値の例を示す図である。 グループの目標電力とグループを構成する各需要家の制限値との関係を示す図である。 各需要家の制限値と時限内予測による使用電力の値との関係の例を示す図である。 制限値を調整した場合における個々の需要家の使用電力の実績の例を示す図であり、図11(A)は調整により制限値が低下する場合の例を示す図、図11(B)は調整により制限値が上昇する場合の例を示す図である。 各需要家の制限値と時限内予測による使用電力の値との関係の他の例を示す図である。
 以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
<システム構成>
 図1は、本実施形態が適用される設備機器の制御システムの全体構成を示す図である。本実施形態の制御システムは、制御装置100と、被制御装置である設備機器200と、サーバ300とを備える。制御装置100と設備機器200とは、ネットワークを介して接続されている。このネットワークは、専用回線によるLAN(Local Area Network)であっても良いし、WAN(Wide Area Network)やインターネット上に設定されたVPN(Virtual Private Network)等を用いても良い。
 設備機器200は、電力を使用して作動する設備や機器である。制御装置100は、一または複数の設備機器200の動作を制御する。図1には、制御装置100が複数の設備機器200を制御する構成例を示している。設備機器200は、電力を使用して動作し、制御装置100により動作を制御される設備や機器であれば、その種類を問わない。以下の説明では、設備機器200の具体例として空調機器の制御に本実施形態の制御システムを適用した例について説明する場合がある。
 また、設備機器200は、制御装置100からの指示にしたがって自装置を制御する制御手段を備えている。制御装置100は、制御対象である設備機器200を制御するための指示(以下、「制御指示」と呼ぶ)を生成し、生成した制御指示を各設備機器200に対して送信する。各設備機器200は、制御装置100から制御指示を取得し、自装置の制御手段により、取得した制御指示にしたがって自装置の設定を行い、動作を制御する。
 制御装置100とサーバ300とは、ネットワークを介して接続されている。図1に示す構成例では、サーバ300に接続された一つの制御装置100が示されているが、実際には、複数の制御装置100がサーバ300に接続される。そして、各制御装置100に、一または複数の設備機器200が接続される。制御装置100とサーバ300とを接続するネットワークには、例えば、インターネットが用いられる。また、LANやWANを用いても良い。
<電気料金と設備機器200の制御の関係>
 ここで、電気料金について説明する。電気料金は、主に基本料金と電力量料金とにより構成され、月ごとに特定される。基本料金は、基本料金単価と契約電力とに基づいて計算される。契約電力は、当月から遡って1年以内の最大需要電力の最大値とされる。最大需要電力とは、月間の時限(デマンド時限:30分)ごとの平均使用電力の最大値である。平均使用電力とは、各時限における需要電力(使用電力)の平均値である。また、電力量料金は、電力量料金単価と月ごとの使用電力量とに基づいて計算される。
 上述したように、契約電力は、過去1年以内の最大需要電力の最大値である。したがって、ある月の最大需要電力(言い換えれば、その月におけるある時限の平均使用電力)が契約電力となると、その月以後、その契約電力よりも低い最大需要電力を維持し続けたとしても、1年間にわたり、この契約電力に基づく基本料金が課されることとなる。また、ある時限において平均使用電力がそれまでの契約電力の値を上回り、その時限が含まれる月の最大需要電力となると、この時限の平均使用電力(最大需要電力)が、新たな契約電力として、それ以降の基本料金の計算に用いられる。
 また、電力量料金単価の設定には様々な態様があり、所定の条件に基づいて電力量料金単価が変動する設定が行われ得る。例えば、1日の中の時間帯、平日か休日かの別、季節などに応じて、電力量料金単価が変動する設定が行われる場合がある。また、電力が市場で取引されるようになり、市場における電力の取引価格を反映させて変動する電力量料金単価が設定される場合もある。
 設備機器200の制御において、設備機器200の運転に要する電気料金を削減することを指向して制御が行われる場合がある。この場合、平均使用電力が現在の契約電力を超えないように設備機器200を制御することが求められる。また、電力量料金単価が変動する場合、電気料金を低下させる観点では、単価の低い時間帯よりも単価の高い時間帯で使用する電力量を削減する方が、効率が良い。ただし、電力量料金単価が時限ごとの電力量料金に対してのみ影響するのに対し、契約電力は当月以後の1年間の電気料金に対して影響する。このため、電力量料金単価の変動を考慮した制御よりも、平均使用電力を考慮した制御の方が優先される。
 電気料金は、電力供給の契約者に対して課される。ここで、本実施形態では、電力供給の契約者として、複数の需要家により構成されるグループを想定する。したがって、平均使用電力は、このグループを構成する複数の需要家の各々による時限ごとの平均使用電力の積算値として得られる。また、基本料金は、このグループ単位の最大需要電力(月間の時限ごとの平均使用電力の最大値)に基づいて定まる。
 ここで、グループ単位の最大需要電力は、通常、グループを構成する各需要家の最大需要電力の総和よりも小さい。これは、グループを構成する各需要家の間で最大需要電力となる時限が、一般に異なるためである。したがって、グループに対して設定される基本料金は、グループを構成する需要家ごとに最大需要電力に基づいて設定された基本料金の総和よりも安くなる。
 一のグループには、一または複数の制御装置100が割り当てられる。この一または複数の制御装置100は、このグループ単位で設定された電気料金(基本料金および電力量料金)に応じて、グループを構成する各需要家の設備機器200に対し、所定の単位時間ごとの平均使用電力や電力量料金単価を考慮した制御を行う。
 また、需要家は、一または複数の設備機器200を有し、制御装置100は、一または複数の需要家の設備機器200を制御する。しかしながら、一の需要家が一の制御装置100に対応するとは限らない。一の需要家が有する複数の設備機器200が、複数の制御装置100により制御されても良いし、複数の需要家が有する設備機器200が、一の制御装置100により制御されても良い。また、一の制御装置100は、複数のグループに割り当てられても良い。ただし、以下の説明では、簡単のため、一の需要家に対して一の制御装置100が割り当てられ、各需要家の設備機器200を各需要家に対応する制御装置100が制御する構成を想定して説明する。
<サーバ300の構成>
 図2は、サーバ300の構成を示す図である。サーバ300は、例えば、ネットワークのクラウド環境上に構築されたサーバ(いわゆるクラウドサーバ)等として実現される。サーバ300は、グループ管理部310と、第1予測部320と、制限値設定部330と、制御情報生成部340と、第2予測部350と、実績情報取得部360と、制限値調整部370と、送信制御部380とを備える。
 グループ管理部310は、上記の需要家のグループを管理する。上記のように、このグループは、電力契約の単位として設定される。グループ管理部310は、グループの契約電力、最大需要電力および時限ごとの平均使用電力の情報を取得し、保持する。また、グループ管理部310は、グループを構成する需要家を管理する。グループ管理部310は、グループを構成する各需要家の契約電力、最大需要電力および時限ごとの平均使用電力の情報を取得し、保持する。各需要家の平均使用電力の情報は、例えば、各需要家の設備機器200を制御する制御装置100から得られる。そして、グループの平均使用電力の情報は、例えば、グループを構成する需要家の設備機器200(以下、「グループの設備機器200」と記す)を制御する制御装置100から得られる。具体的には、例えば、グループを構成する各需要家の時限ごとの平均使用電力を積算して、グループの平均使用電力とする。
 第1予測部320は、グループを構成する需要家ごとに、各需要家の設備機器200による時限ごとの平均使用電力を予測する。第1予測部320は、予測手段の一例である。第1予測部320による時限ごとの平均使用電力の予測は、例えば、グループを構成する各需要家の設備機器200における過去の稼働に関する履歴情報に基づいて行われる。ここで、稼働に関する履歴情報には、設備機器200の稼働状態の情報の他、設備機器200の稼働環境の情報等、広く、設備機器200の稼働に関連する種々の情報を含む。設備機器200の稼働状態の情報としては、例えば、稼働率、連続稼働時間、稼働回数等の情報が含まれる。稼働環境の情報としては、例えば、天気、気温、湿度等の気象条件、月日および時間帯等の情報が含まれる。
 特定の日時の特定の時限(以下、「特定時限」と呼ぶ)における平均使用電力の予測は、例えば、稼働に関する履歴情報に基づいて特定時限に対する参考時限を設定し、この参考時限における設備機器200の平均使用電力に基づいて行っても良い。参考時限は、例えば、特定時限が該当する日時に予想される気象条件と類似する気象条件である過去の時限や、1年前の同月同日の対応する時限等としても良い。また、特定時限における設備機器200の平均使用電力の予測において、参考時限の前後の時限における設備機器200の平均使用電力や、参考時限が含まれる日に至る数日間の時限における設備機器200の平均使用電力の推移等を参酌しても良い。
 制限値設定部330は、第1予測部320による予測結果に基づき、グループを構成する需要家ごとに、各需要家の設備機器200による時限ごとの平均使用電力に対して制限値を設定する。制限値設定部330は、設定手段の一例である。グループの平均使用電力がそのグループの契約電力を超えると、この平均使用電力が新たな契約電力となって、電気料金における基本料金を引き上げてしまう。そこで、グループに対し、契約電力に基づく目標電力を設定し、グループの設備機器200の全体で、時限ごとの平均使用電力が目標電力を超えないように制御することが求められる。そして、各需要家の制限値の積算値が目標電力に基づく閾値以下となるように、各需要家の時限ごとの制限値が設定される。なお、目標電力は、契約電力以下の値、例えば、契約電力よりも一定値だけ低い値に設定される。また、閾値は、目標電力以下の値、例えば、目標電力よりも一定値だけ低い値に設定される。
 図9は、グループの目標電力とグループを構成する各需要家の制限値との関係を示す図である。ここでは、目標電力の値と上記の閾値とが等しいものとし、各需要家の制限値の積算値と比較している。図9に示す例では、12の需要家(需要家(1)~需要家(12))の制限値を積算した値が、各需要家により構成されるグループの目標電力を超えないようにすることが示されている。図9に示すように、本実施形態では、グループに対して設定された目標電力に相当する電力を、グループを構成する各需要家に配分する。このような構成において、グループを構成する各需要家は、電力消費単位の一例である。
 ここで、グループを構成する需要家の各々の制限値は、例えば、第1予測部320による各需要家に対する平均使用電力の予測に基づいて設定される。第1予測部320の予測から、時限ごとに、グループの各需要家による予測される平均使用電力の割合が特定される。そこで、例えば各需要家の制限値の積算値が上記の目標電力に基づく閾値と等しくなるように設定される場合、この閾値に相当する平均使用電力を、第1予測部320により予測された各需要家による平均使用電力の割合となるように振り分けて、各需要家の制限値とする。言い換えれば、制限値は、その時限において各需要家が利用可能な使用電力を意味する。
 また、制限値の設定を、各需要家に関して時限ごとに予測される平均使用電力の割合ではなく、各需要家の過去の特定期間における時限ごとの平均使用電力の実績値に基づいて行っても良い。例えば、第1予測部320による予測の説明で示した特定時限に対して、同説明で示した参考時限における各需要家の平均使用電力の実績値の割合を特定する。そして、この実績値の割合に基づいて、特定時限における各需要家の制限値を設定しても良い。特定期間は、参考時限の実績値として得られる情報の量に応じて定めれば良く、例えば、過去1年間または数年間や、特定の月日から特定の月日までの間等のように設定しても良い。
 また、制限値の設定を、各需要家の特定期間における時限ごとの平均使用電力の最大値に基づいて行っても良い。例えば、特定期間を過去1年間とすると、需要家ごとに、過去1年間における時限ごとの平均使用電力の最大値を得ることができる。そして、各需要家の最大値を比較し、その比に応じた割合で、各需要家の制限値を設定しても良い。この場合、参考時限の実績値を用いる場合と異なり、平均使用電力が最大値となる時限は、需要家ごとに異なる時限となり得る。
 また、制限値には、下限値を設けても良い。下限値は、0よりも大きい値である。これにより、第1予測部320による予測において、ある需要家に関して、ある時限での平均使用電力が0と予測された場合であっても、下限値に相当する制限値が設定される。これは、ある需要家に関して平均使用電力が0と予測された時限において、制限値を0と設定した場合に、その需要家がその時限で設備機器200を使用すると直ちに制限値を超えてしまうこととなるため、かかる不都合を回避するためである。平均使用電力が0と予測される場合とは、例えば、第1予測部320による予測に用いられる参考時限での需要家の平均使用電力が0であった場合等が考えられる。
 下限値の設定方法は、制御システムの運用や仕様、グループや個々の需要家等の間の取り決め等に応じて適宜定めて良い。例えば、予め固定値を定めておいても良いし、グループ全体における時限ごとの平均使用電力の予測値等に基づいて変動する値としても良い。下限値として固定値を設定する場合、各需要家に対して同じ値としても良いし、適当な条件や需要家の要請に応じて需要家ごとに別個の値を設定しても良い。グループ全体における時限ごとの平均使用電力の予測値は、第1予測部320によるグループを構成する各需要家における時限ごとの平均使用電力の予測値を積算することにより得られる。
 制限値に下限値を設定する場合、制限値に対して下限閾値を設定しておき、ある需要家に与えられる制限値が下限閾値を下回る場合に、制限値として下限値を適用するようにしても良い。下限閾値としては、下限値とは異なる値を設定しても良い。例えば、下限閾値として下限値を下回る値を設定すると、ある時限において、ある需要家に割り当てられた制限値が下限閾値を下回った場合に、下限閾値よりも大きい下限値が、その時限におけるその需要家の制限値として設定される。
 制限値に上記のような下限値を設定した場合、グループを構成する需要家のうち、一部の需要家に対しては、上述した制限値の設定方法により特定される割合に基づく値とは異なる(より大きい)制限値が与えられる。このため、上記の設定方法による割合で算出された値に、単純に下限値で付与される値を加算して各需要家の制限値を設定すると、各需要家の制限値の積算値が上記の目標電力に基づく閾値を超えてしまう可能性がある。したがって、制限値として下限値が適用される需要家がある場合、下限値を考慮した各需要家の制限値の積算値が上記の閾値を超えないように補正する必要がある。例えば、上記の設定方法による割合で算出された値と適用される下限値とを加算した値が上記の閾値以下となるように、各需要家の制限値を設定することが考えられる。また、適用される下限値の合計値分を、下限値が適用されない需要家の制限値から差し引くことが考えられる。
 なお、ここでは、需要家ごとの設備機器200による各時限の平均使用電力に対して制限値を設定することとして説明した。これに対し、特定の条件を満たす時限の平均使用電力に対してのみ制限値を設定する構成としても良い。例えば、第1予測部320によるグループを構成する各需要家におけるある時限の平均使用電力の予測値を積算することで、その時限におけるグループ全体の平均使用電力の予測値が得られる。このグループの平均使用電力の予測値が上記の閾値を超えることを条件として、そのような時限の平均使用電力に対してのみ制限値を設定するようにしても良い。
 一方、グループの平均使用電力の予測値が上記の閾値を下回る場合について考える。閾値は目標電力に基づいて設定され、目標電力は契約電力に基づいて設定される。このため、ある時限においてグループを構成する需要家の多くが大きな電力を使用しない場合(例えば、深夜から明け方にかけての時間帯等)、その時限に対するグループの平均使用電力の予測値は、閾値を大きく下回ることが考えられる。このような場合は、グループの各需要家の制限値を、各需要家の制限値の積算値が閾値を超えない範囲で、各需要家の平均使用電力の予測値よりも高い値に設定しても良い。
 制御情報生成部340は、グループを構成する各需要家の設備機器200を制御するための制御情報を生成する。制御情報は、需要家の設備機器200による時限ごとの平均使用電力が制限値設定部330により設定されたその需要家におけるその時限の制限値を超えないように、制御装置100に設備機器200を制御させる情報である。したがって、制御情報には、制限値設定部330により設定された需要家ごとの制限値の情報が含まれる。制御情報生成部340は、各制御情報による制御が行われる時限が開始される前に、該当する時限の制御情報を生成する。
 また、制御情報生成部340は、制限値設定部330により設定された各需要家の制限値が、制限値調整部370により調整された場合に、この制限値の調整結果を設備機器200の制御に反映させるための制御情報を生成する。以下、制限値設定部330により設定された制限値に基づく上記の制御情報と、制限値調整部370により調整された制限値に基づく制御情報とを区別する場合、前者を「一般制御情報」と呼び、後者を「個別制御情報」と呼ぶ。詳しくは後述するが、制限値調整部370による制限値の調整は、制限値の調整を反映させようとする制御が行われている時限内において行われる。したがって、個別制御情報は、一般制御情報と異なり、個別制御情報による制御が行われている時限が開始された後に、その時限内において生成される。
 第2予測部350は、設備機器200の制御が実施されている現在進行中の時限(以下、「現在の時限」と呼ぶ)内において、現在の時限における設備機器200の平均使用電力を予測する。第2予測部350による平均使用電力の予測は、例えば、現在の時限の前の時限における設備機器200の使用電力の実績に基づいて行われる。以下、第2予測部350による現在の時限における設備機器200の平均使用電力の予測を、第1予測部320による時限開始前の予測と区別する場合、「時限内予測」と呼ぶ。
 ここで、ある時限における設備機器200の使用電力の実績は、その時限が終了した後に確定する。したがって、ある時限(例えば、13:00~13:30の時限)におけるグループの実績としての各需要家の設備機器200による確定した使用電力の積算値(以下、「積算確定値」と呼ぶ)は、次の時限(13:30~14:00の時限)になってから得られる。
 第2予測部350による時限内予測は、現在の時限における各需要家の設備機器200の稼働状況に関する情報および現在の時限の前の時限における積算確定値に基づいて行われる。なお、時限内予測において積算確定値が参酌される現在の時限の前の時限は、現在の時限の直前の時限には限定されない。現在の時限から複数時限前の時限における積算確定値が用いられる場合もあり得る。また、現在の時限の前の複数時限の積算確定値を参酌して時限内予測を行っても良い。稼働状況に関する情報には、例えば、設備機器200の運転状態、運転に関する設定等の情報が含まれる。例えば、設備機器200が空調機器である場合、設定温度と実際の室温との差分等の情報を用い得る。
 実績情報取得部360は、グループを構成する各需要家の設備機器200の稼働状況に関する実績情報を取得する。取得される実績情報には、上記の現在の時限における実績情報(現在の時限が開始されてから実績情報を取得する時点までの実績情報)の他、既に終了した時限における実績情報を取得しても良い。実績情報は、設備機器200を制御する制御装置100から取得しても良いし、設備機器200自体から取得しても良い。実績情報取得部360により取得された現在の時限の実績情報は、第2予測部350による設備機器200の平均使用電力の予測、制限値調整部370による制限値の調整などに用いられる。
 制限値調整部370は、所定の条件に基づいて、制限値設定部330により設定されたグループを構成する各需要家の制限値を調整する。一例として、制限値調整部370は、第2予測部350による予測に基づき、各需要家の制限値を調整する。また、他の例として、制限値調整部370は、実績情報取得部360により取得された現在の時限における設備機器200の稼働状況に関する実績情報に基づき、各需要家の制限値を調整する。制限値の調整は、グループを構成する需要家どうしの間で、各需要家が利用可能な使用電力を融通し合うように調整される。例えば、グループを構成する需要家のうちの一部の需要家に関して制限値を低下させ、他の需要家に関して、一部の需要家の制限値の低下分に相当するだけ制限値を上昇させる。制限値の調整の詳細については後述する。
 送信制御部380は、制御情報生成部340により生成された制御情報を、各制御情報に対応する需要家の設備機器200を制御する制御装置100へ送信する。送信制御部380は、各制御情報による制御が行われる時限が開始される前に、該当する時限の一般制御情報を制御装置100へ送信する。送信制御部380は、各時限の一般制御情報を制御装置100へ送信する場合に、送信しようとする時限の直前の時限における使用電力から低下させる一般制御情報を、送信しようとする時限の直前の時限における使用電力から上昇させる一般制御情報よりも先に送信するようにしても良い。
 また、送信制御部380は、個別制御情報が生成されると、直ちに、生成された個別制御情報による制御の対象である設備機器200を制御する制御装置100へ送信する。送信制御部380は、個別制御情報を制御装置100へ送信する場合に、調整により制限値が低下する設備機器200に対する個別制御情報を、調整により制限値が上昇する設備機器200に対する個別制御情報よりも先に送信するようにしても良い。
<制御装置100の構成>
 図3は、制御装置100の構成を示す図である。制御装置100は、ネットワークを介してサーバ300および設備機器200と接続された情報処理装置として実現される。制御装置100は、制御対象の設備機器200の近隣に設けられた装置(例えば、エッジサーバ)であっても良いし、クラウド環境上に構築されたサーバ(クラウドサーバ)であっても良い。制御装置100は、制御情報取得部110と、稼働情報取得部120と、記憶部130と、制御指示生成部140と、制御指示出力部150と、稼働情報出力部160とを備える。
 制御情報取得部110は、サーバ300から設備機器200の制御情報を取得する。制御情報取得部110が取得する制御情報には、ある時限に対する制御情報として、その時限が開始される前に取得される一般制御情報と、その時限の進行中に取得される個別制御情報とがある。一般制御情報には、需要家ごとに設定された平均使用電力の制限値の情報が含まれる。個別制御情報には、進行中の時限に対する一般制御情報に含まれる制限値を調整する新たな制限値の情報が含まれる。
 稼働情報取得部120は、制御装置100の制御対象である設備機器200の稼働情報を取得する。ここで、稼働情報取得部120が取得する稼働情報には、広く、設備機器200の稼働に関する種々の情報が含まれる。例えば、設備機器200の稼働率や継続稼働時間等の動作状態を表す情報が含まれる。また、稼働された時間帯、平日の稼働と休日の稼働の別等、設備機器200の稼働に影響を及ぼすと考えられる種々の情報を含んでも良い。さらに、稼働情報取得部120は、気温や湿度等の設備機器200が設置された環境の情報を取得しても良い。これらの情報は、情報の種類に応じて、既存の種々の方法で取得し得る。例えば、設備機器200自体から取得し得る他、各種のセンサ装置等から取得し得る。また、日時の情報は、例えば、制御装置100に設けられた時計機能やカレンダー機能により得られる。
 記憶部130は、制御情報取得部110および稼働情報取得部120により取得された各種の情報を記憶する。制御情報取得部110により取得された制御情報は、設備機器200を制御するために用いられる。制御情報のうち、各時限の一般制御情報は、各々の一般制御情報による制御が行われる時限が開始される前に、記憶部130に記憶される。稼働情報取得部120により取得された設備機器200の稼働情報は、所定のタイミングでサーバ300へ送られ、サーバ300の第1予測部320および第2予測部350による予測に用いられる。
 制御指示生成部140は、制御情報取得部110により取得された制御情報に基づいて、設備機器200を制御するための制御指示を生成する。制御指示生成部140は、各需要家の設備機器200による時限ごとの平均使用電力が、時限ごとに需要家に対して設定された制限値を超えないように設備機器200を動作させる制御指示を生成する。一の需要家が複数の設備機器200を有する場合は、時限ごとに、その一の需要家が有する全ての設備機器200の平均使用電力の積算値が対応する時限の制限値を超えないように、制御指示が生成される。この場合、需要家に対して設定された制限値を超えないようにするために、需要家が自身の複数の設備機器200に対して電力を割り振る方法については、特に限定しない。例えば、設備機器200の種類や装置規模等に応じて均等に割り振っても良い。また、特定の設備機器200に対して十分に電力を割り当て、残りの電力を他の設備機器200に割り振っても良い。また、ある時限では、一部の設備機器200を動作させず、一部の設備機器200のみで電力を使用するようにしても良い。また、制御指示生成部140は、稼働情報取得部120により取得した設備機器200の稼働情報を参酌して制御指示を生成しても良い。制御情報取得部110により取得された制御情報のうち、一般制御情報に基づいて制御指示生成部140により生成された制御指示は、記憶部130に保持される。
 また、制御指示生成部140は、現在の時限内における各需要家の設備機器200の稼働状態に関して、使用電力の時間的変化が抑制されるように各設備機器200を動作させる制御指示を生成する。設備機器200における使用電力の時間的変化が大きいと、時間の経過に伴って変化する使用電力の値が現在の時限の終了時に確定する平均使用電力に対する影響も大きい。そのため、時限の終了時付近で使用電力が上がることにより、現在の時限における平均使用電力が需要家における制限値を超えてしまうことが起こり得る。また、サーバ300の第2予測部350による予測の精度の低下を招く。そこで、設備機器200の種類によっては、時限内の動作において使用電力の時間的変化が少なくなるような制御を行う。例えば、設備機器200の一例としての空調機器は、急激に稼働状態を変化させても、周囲の温度や湿度に対して影響が出るまでにある程度の時間を要する。そのため、稼働状態の強弱を頻繁に切り替える場合と、一定の強度で稼働を継続させる場合とで、機器の稼働による効果の差異が少ないと考えられる。そこで、制御指示生成部140は、室温や湿度等の設定条件を満たす範囲において、稼働状態の時間的変化が少なくなるように制御指示を生成する。設備機器200の使用電力の時間的変化が抑制されるような制御を実現するためには、現在の時限における設備機器200の稼働状態を認識し、現在の時限が終了した際に確定する平均使用電力を現在の時限内において予測することが必要となる。このため、かかる制御には、サーバ300の第2予測部350による予測結果が参酌される。
 また、制御指示生成部140は、現在の時限から後続の時限(現在の時限の直後の時限)に切り替わる前後において、各需要家の設備機器200の稼働状態に関して、使用電力の時間的変化が抑制されるように各設備機器200を動作させる制御指示を生成する。現在の時限において、制限値を超えないために設備機器200の使用電力を抑制する制御が行われた場合、設備機器200の設定を満足しない制御となる場合があり得る。例えば、設備機器200の一例としての空調機器において、使用電力を抑制する制御が行われたために設定温度に達しないということが起こり得る。このような場合、現在の時限が終了して後続の時限に切り替わると、抑制された設備機器200の稼働を回復するために使用電力を増大させる制御が行われることが考えられる。そこで、制御指示生成部140は、現在の時限の終了時付近で、現在の時限における設備機器200による電力需要の実績およびサーバ300の第2予測部350による現在の時限の平均使用電力の予測結果と、後続の時限の制限値とに基づいて、時限が切り替わる前後における設備機器200の稼働状態の時間的変化が少なくなるように制御指示を生成する。
 制御指示出力部150は、制御情報取得部110により取得された制御情報のうち、一般制御情報に基づいて制御指示生成部140により生成された制御指示を、その一般制御情報による制御が行われる時限において記憶部130から読み出し、制御対象の設備機器200へ送信する。また、制御指示出力部150は、制御情報取得部110により取得された制御情報のうち、個別制御情報に基づいて制御指示生成部140により生成された制御指示を、直ちに制御対象の設備機器200へ送信する。
 稼働情報出力部160は、稼働情報取得部120により取得され、記憶部130に保持された設備機器200の稼働情報を、所定の条件に応じて、記憶部130から読み出してサーバ300へ送信する。稼働情報の読み出しおよび送信は、サーバ300からの要求に応じて行っても良いし、1日の決まった時間等に定期的に行っても良い。
<制御装置100およびサーバ300のハードウェア構成>
 図4は、制御装置100およびサーバ300のハードウェア構成例を示す図である。制御装置100およびサーバ300は、例えば、コンピュータにより実現される。制御装置100およびサーバ300がクラウド環境に構築されたサーバとして実現される場合であっても、ネットワーク上の図4に示すような物理的なコンピュータのシステムリソースを用いた仮想的なシステムとして構成される。
 制御装置100を実現するコンピュータは、演算手段であるCPU(Central Processing Unit)101と、記憶手段であるRAM(Random Access Memory)102、ROM(Read Only Memory)103、記憶装置104とを備える。RAM102は、主記憶装置(メイン・メモリ)であり、CPU101が演算処理を行う際の作業用メモリとして用いられる。ROM103にはプログラムや予め用意された設定値等のデータが保持されており、CPU101はROM103から直接プログラムやデータを読み込んで処理を実行することができる。記憶装置104は、プログラムやデータの保存手段である。記憶装置104にはプログラムが記憶されており、CPU101は記憶装置104に格納されたプログラムを主記憶装置に読み込んで実行する。また、記憶装置104には、CPU101による処理の結果が格納され、保存される。記憶装置104としては、例えば磁気ディスク装置やSSD(Solid State Drive)等が用いられる。
 制御装置100が図4に示すコンピュータにより実現される場合、図3を参照して説明した制御情報取得部110、稼働情報取得部120、制御指示生成部140、制御指示出力部150および稼働情報出力部160の各機能は、例えば、CPU101がプログラムを実行することにより実現される。記憶部130は、例えば、RAM102や記憶装置104により実現される。また、サーバ300が図4に示すコンピュータにより実現される場合、図2を参照して説明したグループ管理部310、第1予測部320、制限値設定部330、制御情報生成部340、第2予測部350、実績情報取得部360、制限値調整部370および送信制御部380の各機能は、例えば、CPU101がプログラムを実行することにより実現される。なお、図4に示した構成例は、制御装置100をコンピュータにより実現する場合の一例に過ぎない。
<設備機器200の構成>
 図5は、設備機器200の構成を示す図である。設備機器200は、受け付け部210と、動作制御部220と、出力部230とを備える。なお、設備機器200は、その種類に応じて、設備機器200の機能を実現するために動作する機構や装置を有している。例えば、設備機器200が空調機器である場合、設備機器200は、室内機および室外機等を有する。また、設備機器200が照明設備である場合、設備機器200は、照明器具や制御スイッチ等を有する。このような機構等の種類や態様は、設備機器200の種類に応じて様々であるため、ここでは図示しない。
 受け付け部210は、制御装置100から出力された制御指示を、図示しないネットワークインターフェイスを用い、ネットワークを介して受け付ける。
 動作制御部220は、受け付け部210により受け付けた制御指示に基づいて、設備機器200に設けられた機構や装置の動作を制御する。具体的には、例えば、設備機器200が空調機器である場合、受け付け部210により制御指示として設定温度を特定する情報を受け付け、動作制御部220は、受け付けた設定温度になるように室内機および室外機の動作を制御する。なお、ここでは温度設定に係る制御の例を挙げたが、その他、空調機器により制御可能な気体に関する種々の制御(例えば、湿度や気体成分の制御等)に対して、動作制御部220による制御指示に基づく制御を適用し得る。また、空調機器以外の種々の設備機器200においても、動作制御部220は、制御装置100から受け付ける制御指示にしたがって、設備機器200の種類に応じた制御を実行する。
 出力部230は、設備機器200の動作状態に関する情報を、図示しないネットワークインターフェイスを用い、ネットワークを介して制御装置100へ出力する。
 受け付け部210、動作制御部220および出力部230は、例えば、コンピュータにより実現される。動作制御部220を実現するコンピュータは、図4を参照して説明した構成としても良い。この場合、受け付け部210、動作制御部220および出力部230の各機能は、例えば、図4に示したCPU101がプログラムを実行することにより実現される。また、受け付け部210、動作制御部220および出力部230の各機能を、専用のハードウェアにより実現しても良い。例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、その他の回路により実現される。さらに、CPU101がプログラム(ソフトウェア)を実行して実現される機能と、専用のハードウェアにより実現される機能とを組み合わせて、受け付け部210、動作制御部220および出力部230としても良い。
<制限値の設定例>
 本実施形態では、複数の需要家により構成されるグループを契約対象とし、グループ単位の時限ごとの平均使用電力に基づいて契約電力を設定する。このグループ単位の時限ごとの平均使用電力について、図面を参照してさらに説明する。
 図6は、一の需要家の使用電力の予測例を示す図である。図6(A)は過去の使用電力の実績の例を示す図、図6(B)は一日の使用電力の予測結果を示す図、図6(C)は予測結果における時限ごとの予測値の例を示す図である。図6(A)、(B)のグラフにおいて、横軸は1日(24時間)の時限(48時限)であり、縦軸は時限ごとの平均使用電力(kW)である。図6(A)、(B)のグラフおよび図6(C)の表は、1日の各時限における設備機器200の平均使用電力の実績および予測結果を示す。また、図6(A)~(C)は、一の需要家の設備機器200に関して、需要家が有する設備機器200全体の実績および予測結果と、設備機器200のうちの空調機器の実績および予測結果とを示す。
 図6(A)には、使用電力を予測しようとする日の前3日間(3日前、2日前および1日前)について時限ごとの平均使用電力の実績が示されている。各図において、薄い色のグラフが設備機器200全体の実績を示し、濃い色のグラフが空調機器の実績を示す。図6(B)には、図6(A)に示すような実績を参酌して予測された時限ごとの平均使用電力の予測結果の例が示されている。図6(B)のグラフにおいても、図6(A)の各図と同様に、薄い色のグラフが設備機器200全体の予測結果を示し、濃い色のグラフが空調機器の予測結果を示す。図6(C)には、1日の各時限(第1時限~第48時限)における設備機器200全体(図では、各設備機器200が設置された施設を表す「建物」と記載)の平均使用電力の予測値と、設備機器200のうちの空調機器の平均使用電力の予測値とが対応付けて示されている。
 図7は、複数の需要家により構成されるグループの使用電力の予測の積算例を示す図である。図7(A)はグループを構成する需要家ごとの予測例を示す図、図7(B)はグループ全体の予測結果を示す図、図7(C)はグループの予測結果における時限ごとの予測値の例を示す図である。図7(A)、(B)のグラフにおいて、横軸は1日(24時間)の時限(48時限)であり、縦軸は時限ごとの平均使用電力(kW)である。図7(A)、(B)のグラフおよび図7(C)の表は、1日の各時限における需要家およびグループの平均使用電力の予測結果を示す。ここでは、各需要家の設備機器200全体の平均使用電力の予測結果を、需要家の平均使用電力の予測結果または需要家の予測結果と記す。
 図7(A)には、グループを構成する需要家の各々における時限ごとの平均使用電力の予測結果が示されている。なお、図7(A)には、グループを構成する複数の需要家のうち、3需要家(需要家(1)~(3))の予測結果のみが示され、他は省略されている。図7(A)の各図において、薄い色のグラフが設備機器200全体の予測結果を示し、濃い色のグラフが空調機器の予測結果を示す。図7(B)には、図7(A)に示す3需要家を含むグループ全体における時限ごとの平均使用電力の予測結果が示されている。図7(B)において、各時限のグラフの区分(色分け)は、個々の時限において、グループを構成する各需要家の平均使用電力の予測値が積算されていることを表している。図7(C)には、1日の各時限(第1時限~第48時限)における各需要家の平均使用電力の予測結果の積算値が示されている。
 ここで、このグループの目標電力(図では「目標値」と記載)を1000kWとし、図7(B)および図7(C)を参照すると、第22時限~第31時限で、グループ全体の平均使用電力の予測値が目標電力を超えている。したがって、少なくともこれらの時限においては、グループ全体の平均使用電力の予測値が目標電力を超えないように、グループを構成する各需要家の使用電力に対する制限値が設定される。なお、各需要家の制限値自体は、グループ全体の予測値が目標電力を超えている時限だけでなく、グループ全体の予測値が目標電力を超えていない他の時限においても設定して良い。
 図8は、グループを構成する各需要家に対する制限値の設定例を示す図である。図8(A)はグループの時限ごとの平均使用電力の予想例を示す図、図8(B)はグループを構成する各需要家に対する制限値の配分結果を示す図、図8(C)は、グループの一の需要家に配分された時限ごとの制限値の例を示す図である。図8(A)、(B)のグラフにおいて、横軸は1日(24時間)の時限(48時限)であり、縦軸は時限ごとの平均使用電力(kW)である。
 図8(A)には、グループを構成する需要家の各々における時限ごとの平均使用電力の予測結果が示されている。このグラフは、図7(B)に示したグラフと同一である。図8(B)には、グループの各時限における平均使用電力を目標電力に揃えた場合に、グループを構成する各需要家に対して設定される制限値の配分結果の例が示されている。図8(B)において、各時限のグラフの区分(色分け)は、個々の時限において、各需要家に配分される制限値(その需要家が利用可能な使用電力)の割合を表している。各時限において各需要家に配分される制限値の割合は、原則として、図8(A)に示したグループの平均使用電力の予測における各需要家の平均使用電力の予測値の割合である。なお、個々の需要家の予測値によっては、制限値として、平均使用電力の予測値の割合ではなく下限値が与えられる場合がある。図8(C)には、グループを構成する需要家のうちの一の需要家(需要家(1))に対して配分された、1日の各時限(第1時限~第48時限)における制限値が示されている。
<制限値の調整例>
 本実施形態では、グループを構成する各需要家の設備機器200に対する制御が行われる時限ごとに、該当する時限が開始される前に、時限開始前の予測に基づいて各需要家の平均使用電力に対する制限値が設定され、かかる制限値に基づいて各需要家の設備機器200が制御される。一方、該当する時限が開始されると、時限内予測に基づいて、必要に応じて各需要家の制限値が調整され、時限内における設備機器200の制御が変更される。この制限値の調整について、図面を参照してさらに説明する。以下の例では、目標電力の値と目標電力に基づく閾値とが等しく、グループを構成する各需要家の制限値の積算値がグループの目標電力以下となるように制御される場合について説明する。
 図10は、各需要家の制限値と時限内予測による使用電力の値との関係の例を示す図である。図10に示す例では、3需要家(需要家(1)~需要家(3))によりグループが構成されている。図10には、ある時限において、第1予測部320による予測に基づいて時限が開始される前に設定された各需要家の制限値(以下、「当初制限値」と呼ぶ)と、第2予測部350による時限内予測によって得られた当該の時限における各需要家の平均使用電力の予測値(以下、「時限内予測値」と呼ぶ)と、第2予測部350による時限内予測に基づいて制限値調整部370により調整された各需要家の制限値(以下、「調整後制限値」と呼ぶ)とが示されている。
 図10に示す例において、ある時限(図では、14:00~14:30の時限)のグループの目標電力は450kWである。また、需要家(1)の当初制限値が100kW、需要家(2)の当初制限値が150kW、需要家(3)の当初制限値が200kWに設定されている。
 ここで、当該の時限において各需要家が実際に電力を使用すると、その実績は、設備機器200の稼働状況や環境に起因して、第1予測部320による時限の開始前の予測に対してずれが生じる場合がある。図10に示す例では、第2予測部350による時限内予測により、需要家(1)の時限内予測値(図では、「予測値」と記載)が110kW、需要家(2)の時限内予測値が140kW、需要家(3)の時限内予測値が230kWとなっている。
 各需要家の当初制限値と時限内予測値とを比較すると、需要家(1)では、当初制限値よりも時限内予測値の方が10kW大きい。また、需要家(2)では、当初制限値よりも時限内予測値の方が10kW小さい。また、需要家(3)では、当初制限値よりも時限内予測値の方が30kW大きい。したがって、グループ全体では、目標電力に対して時限内予測値の積算値が30kW大きくなる(乖離している)。そこで、この当初制限値と時限内予測値との乖離を考慮し(言い換えれば、設備機器200の稼働状況や環境の影響を加味して)、制限値の調整が行われる。
 制限値を調整する手法は特に限定されない。例えば、当初制限値の積算値と時限内予測値の積算値との差分を各需要家に対して等分に振り分ける、当初制限値の積算値と時限内予測値の積算値との差分を各需要家における当初制限値または時限内予測値の比に応じて振り分ける等の手法を取り得る。図10に示す例では、グループを構成する3需要家により当初制限値と時限内予測値との差分(30kW)を等分に振り分け、各需要家の時限内予測値から10kWずつ差し引いて調整後制限値とした。したがって、需要家(1)の調整後制限値が100kW、需要家(2)の調整後制限値が130kW、需要家(3)の調整後制限値が220kWとなっている。
 図11は、制限値を調整した場合における個々の需要家の使用電力の実績の例を示す図である。図11(A)は調整により制限値が低下する場合の例を示す図、図11(B)は調整により制限値が上昇する場合の例を示す図である。図11(A)、(B)には、図10に示したグループの需要家(2)、需要家(3)の1時限(時限14:00~14:30)における使用電力の実績の例を表すグラフが示されている。
 このグラフは、横軸を時限(30分)とし、縦軸を時間経過に伴って各時点までの電力需要実績から推定されるその時限の平均使用電力とするグラフである。このグラフにおいて、1時限の使用電力を、時限の終了時に平均使用電力の値に達する線で示している。このグラフで、1時限のあいだ使用電力が一定であった場合、使用電力のグラフは直線となる。この直線は、その時限の平均使用電力が小さいほど角度が小さく、その時限の平均使用電力が大きいほど角度が大きい。図11(A)、(B)に示すグラフには、それぞれ、時限の終了時に各需要家の当初制限値に達する直線Cと実績値を表す曲線Pとが示されている。
 図10に示した例において、需要家(2)の当初制限値は、150kWである。したがって、図11(A)に示す需要家(2)のグラフにおける直線Cは、時限の終了時(14:30)に150kWに達する直線である。ここで、需要家(2)の実際の電力需要は、当初制限値に相当する平均使用電力よりも小さい。このため、実績値の曲線Pは、直線Cから下方へ乖離していく。ここで、時限の途中(図では、14:15)で時限内予測が行われ、時限内予測値(図では、「予測値」と記載)として140kWが得られる。図11(A)には、時限内予測が行われた時点(14:15)から時限終了時(14:30)までの需要家(2)における使用電力の予測が、時限内予測の時点(14:15)で曲線Pから分岐する破線で示されている。この後、図10を参照して説明したように、時限内予測値の積算値と目標電力(当初制限値の積算値)との乖離に基づく制限値の調整が行われ、需要家(2)の使用電力(図では、「終局値」と記載)は、調整後制限値130kW以下に収まるように制御される。
 また、図10に示した例において、需要家(3)の当初制限値は、200kWである。したがって、図11(B)に示す需要家(3)のグラフにおける直線Cは、時限の終了時(14:30)に200kWに達する直線である。ここで、需要家(3)の実際の電力需要は、当初制限値に相当する平均使用電力よりも大きい。このため、実績値の曲線Pは、直線Cから上方へ乖離していく。ここで、時限の途中(図では、14:15)で時限内予測が行われ、時限内予測値として230kWが得られる。図11(B)には、時限内予測が行われた時点(14:15)から時限終了時(14:30)までの需要家(3)における使用電力の予測が、時限内予測の時点(14:15)で曲線Pから分岐する破線で示されている。この後、時限内予測値の積算値と目標電力(当初制限値の積算値)との乖離に基づく制限値の調整が行われ、需要家(3)の使用電力は、調整後制限値220kW以下に収まるように制御される。
 なお、図11において、時限内予測を行った時間(時限の開始から15分後)は例示に過ぎず、上記および図示の時間には限定されない。ただし、現在の時限において設備機器200の稼働によるある程度の実績を経てから制限値の調整が行われることを考慮すると、時限が開始され、一定の時間が経過した後に時限内予測を行うこととしても良い。また、時限内予測自体は時限の開始時から継続的に行い、制限値と実績との乖離が一定以上となる等の条件を満たした場合に制限値を調整することとしても良い。
 図10を参照して説明した制限値の調整例では、各需要家における当初制限値の積算値と時限内予測値の積算値との差分を、各需要家に対して等分に振り分けた。次に、制限値の他の調整例として、当初制限値の積算値と時限内予測値の積算値との差分を、各需要家における時限内予測値の比に応じて振り分ける場合について説明する。
 図12は、各需要家の制限値と時限内予測による使用電力の値との関係の他の例を示す図である。図12に示す例において、グループを構成する需要家、グループの目標電力、各需要家に設定された当初制限値、各需要家における時限内予測値(図では、「予測値」と記載)は、図10に示した例と同様である。ここでは、単純に各需要家の時限内予測値の比を用いるのではなく、需要家の設備機器200のうち空調機器に着目し、時限内予測値において空調機器の使用電力が占める分(以下、「空調占有分」と呼ぶ)の比を用いる。制限値を調整した場合に、各需要家の全ての設備機器200を対象として調整後制限値に基づき制御を変更することは煩雑であるため、この例では、各需要家における特定の設備機器200に対して制限値の調整を反映させることとした。なお、特定の設備機器200を何れの機器とするかは特に限定しないが、ここでは、需要家の設備機器200のうちでも使用電力が大きいことが想定される空調機器を選択した。
 図12に示す例において、需要家(1)における時限内予測値(110kW)の空調占有分が40kW、需要家(2)における時限内予測値(140kW)の空調占有分が50kW、需要家(3)における時限内予測値(230kW)の空調占有分が70kWであるものとする。各需要家の時限内予測値における空調占有分の合計は、160kW(=40kW+50kW+70kW)である。そして、各需要家の調整後制限値は、例えば、下記の式により算出される。
  調整後制限値
  =時限内予測値-30kW×対象の需要家の空調占有分/160kW
 上式より、
需要家(1)の調整後制限値は、102.5kW(=110-30×40/160)
需要家(2)の調整後制限値は、130.625kW(=140-30×50/160)需要家(3)の調整後制限値は、216.875kW(=230-30×70/160)となる。なお、図12に示す調整後制限値の計算方法は例示に過ぎず、上記の計算式や計算対象(空調占有分)には限定されない。
 現在の時限において、制御装置100は、設備機器200から稼働に関する情報を取得し、サーバ300へ送信する。サーバ300の第2予測部350は、取得した情報を解析して時限内予測を行い、制限値調整部370は、時限内予測に基づき、必要に応じて制限値を調整する。制限値の調整が行われると、サーバ300の制御情報生成部340は、調整後制限値を含む個別制御情報を生成し、生成した個別制御情報を送信制御部380により制御装置100へ送信する。
 制御装置100は、現在の時限において制限値の調整が行われると、一般制御情報で取得した当初制限値を個別制御情報で新たに取得した調整後制限値に置き換える。そして、制御装置100は、各需要家における使用電力が調整後制限値を超えないように、各需要家の設備機器200を制御する制御指示を生成し、各設備機器200へ送信する。上記のように、制限値を付与される需要家によっては、調整後制限値は、当初制限値を超えるものとなる。言い換えると、この場合、制御装置100は、かかる需要家の設備機器200に対して、その使用電力が一般制御情報で付与された当初の制限値を超える制御を行うこととなる。
 また、この場合、調整後制限値は、ある需要家に関しては、当初制限値を超えるものであり、他のある需要家に関しては、当初制限値を低下させるものと言える。そして、当初制限値の合計および調整後制限値の合計の何れもグループの目標電力に相当する値となるため、当初制限値から上昇する調整後制限値の上昇分の合計と、当初制限値から低下する調整後制限値の低下分の合計とは等しくなる。したがって、グループ全体においては、一の需要家の設備機器200に関して使用電力が当初制限値を超えるような制御を行う場合に、当初制限値に対して使用電力に余裕のある他の需要家の当初制限値を低下させて調整後制限値とすると共に、この一の需要家の当初制限値を、他の需要家の当初制限値の低下分に相当するだけ上昇させて調整後制限値とすることに相当する。
 以上、実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施形態には限定されない。例えば、上記の実施形態では、制御情報に基づく制御が行われる時限の開始前に制限値を設定し、当該の時限が開始された後に制限値を調整し得るとしたが、時限の開始前には制限値を設定せず、当該の時限内において設備機器200の稼働状況に応じて制限値を設定するようにしても良い。また、上記の実施形態では、サーバ300において時限開始後の制限値の調整を行ったが、制御装置100において制限値の調整を行っても良い。この場合、グループを構成する全ての需要家の設備機器200を制御する制御装置100が複数である場合、制御装置100どうしの間で設備機器200の稼働状況の情報をやり取りし、得られた情報に基づいて制限値を調整することが考えられる。
 上記の実施形態では、サーバ300の第2予測部350による時限内予測では、現在の時限の前の時限における積算確定値を参酌して現在の時限における使用電力の予測を行った。ここで、現在の時限が開始された後、ある程度の時間が経過すると、現在の時限における経過時間分の設備機器200の使用電力の実績に関する情報が得られる。そこで、現在の時限が開始されてから一定時間が経過した後は、前の時限の積算確定値に代えて、現在の時限における経過時間分の各需要家における設備機器200の使用電力の積算値(以下、「中途積算値」と呼ぶ)を参酌して時限内予測を行うことが考えられる。また、現在の時限が開始されてから一定時間が経過した後は、前の時限の積算確定値と現在の時限の中途積算値とを共に参酌して時限内予測を行っても良い。その他、本開示の技術思想の範囲から逸脱しない様々な変更や構成の代替は、本開示に含まれる。
 ここで、上記にて説明した実施形態は、以下のように捉えることができる。本開示の電力制御システムは、複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムであって、グループに属する各需要家の予め定められた時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測部320と、第1予測部320による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が目標電力を超えないように、各需要家の使用電力の制限値を設定する制限値設定部330と、現在の時限内において、グループに属する需要家の設備機器の使用電力の実績に基づいて、この時限における需要家の使用電力を予測する第2予測部350と、現在の時限における第2予測部350による需要家の使用電力の予測値に基づき、この時限における需要家の使用電力の制限値を超えないように、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制限値調整部370および制御情報生成部340と、を備える、電力制御システムである。
 このようにすれば、複数の需要家からなるグループによる使用電力に対して制御を行う場合に、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を加え、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 ここで、第1予測部320は、少なくとも、過去の各需要家の設備機器の稼働に関する履歴情報に基づいて使用電力に関する予測を行い、第2予測部350は、現在の時限内における各需要家の設備機器の稼働状況に関する情報に基づいてこの時限における使用電力を予測することとしても良い。
 このようにすれば、現在の時限内における各需要家の設備機器の稼働状況に基づいて、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を行うことができる。
 また、制御情報生成部340は、現在の時限における各需要家の設備機器の使用電力を、使用電力の時間的変化を抑制するように制御することとしても良い。
 このようにすれば、各需要家の設備機器において使用電力の急激な変化を抑制し、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、制御情報生成部340は、現在の時限に後続する時限における使用電力の制限値と、現在の時限における需要家の使用電力および使用電力の予測結果とに基づき、現在の時限から後続の時限に切り替わる前後において需要家の設備機器の使用電力の変化を抑制するように設備機器の使用電力を制御することとしても良い。
 このようにすれば、時限が切り替わる前後において、各需要家の設備機器において使用電力の急激な変化を抑制し、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、制御情報生成部340は、第1予測部320および第2予測部350による予測結果が予め定められた条件を満たす場合、需要家の設備機器に対し、現在の時限における需要家の使用電力の制限値を超える制御を行うこととしても良い。
 このようにすれば、時限が切り替わる前後において、前の時限で当初の制限値を超える制御が行われることにより、各需要家の設備機器において使用電力の急激な変化を抑制し、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、制御情報生成部340は、一の需要家の設備機器に関して現在の時限における一の需要家の使用電力の制限値を超える制御を行う場合、他の需要家の使用電力が他の需要家の使用電力の制限値に対して余裕があるならば、この他の需要家の使用電力の制限値を低下させ、一の需要家の使用電力の制限値を、他の需要家の使用電力の制限値の低下分に相当するだけ上昇させることとしても良い。
 このようにすれば、需要家どうしの間で当初の制限値により示される利用可能な使用電力を融通し合うことにより、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
 また、本開示のプログラムは、複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムを制御するコンピュータを、
 グループに属する各需要家の予め定められた時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測部320と、第1予測部320による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が目標電力を超えないように、各需要家の使用電力の制限値を設定する制限値設定部330と、現在の時限内において、グループに属する需要家の設備機器の使用電力の実績に基づいて、この時限における需要家の使用電力を予測する第2予測部350と、現在の時限における第2予測部350による需要家の使用電力の予測値に基づき、時限における需要家の使用電力の制限値を超えないように、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制限値調整部370および制御情報生成部340として、機能させる、プログラムである。
 このプログラムをインストールしたコンピュータによれば、複数の需要家からなるグループによる使用電力に対して制御を行う場合に、個々の需要家設備の具体的な動作状況に応じた調整を加え、需要家設備ごとの使用電力を適切に制御することができる。
100…制御装置、110…制御情報取得部、120…稼働情報取得部、130…記憶部、140…制御指示生成部、150…制御指示出力部、160…稼働情報出力部、200…設備機器、210…受け付け部、220…動作制御部、230…出力部、300…サーバ、310…グループ管理部、320…第1予測部、330…制限値設定部、340…制御情報生成部、350…第2予測部、360…実績情報取得部、370…制限値調整部、380…送信制御部

Claims (7)

  1.  複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムであって、
     前記グループに属する各需要家の予め定められた時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測手段と、
     前記第1予測手段による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が前記目標電力を超えないように、各需要家の使用電力の制限値を設定する制限値設定手段と、
     現在の時限内において、前記グループに属する需要家の設備機器の使用電力の実績に基づいて、当該時限における当該需要家の使用電力を予測する第2予測手段と、
     前記現在の時限における前記第2予測手段による当該需要家の使用電力の予測値に基づき、当該時限における当該需要家の使用電力の前記制限値を超えないように、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制御手段と、
     を備える、電力制御システム。
  2.  前記第1予測手段は、少なくとも、過去の各需要家の設備機器の稼働に関する履歴情報に基づいて使用電力に関する予測を行い、
     前記第2予測手段は、前記現在の時限内における各需要家の設備機器の稼働状況に関する情報に基づいて当該時限における使用電力を予測する、請求項1に記載の電力制御システム。
  3.  前記制御手段は、前記現在の時限における各需要家の設備機器の使用電力を、当該使用電力の時間的変化を抑制するように制御する、請求項1に記載の電力制御システム。
  4.  前記制御手段は、前記現在の時限に後続する時限における前記使用電力の前記制限値と、当該現在の時限における前記需要家の使用電力および当該使用電力の予測結果とに基づき、当該現在の時限から当該後続の時限に切り替わる前後において当該需要家の設備機器の使用電力の変化を抑制するように当該設備機器の使用電力を制御する、請求項1に記載の電力制御システム。
  5.  前記制御手段は、前記第1予測手段および前記第2予測手段による予測結果が予め定められた条件を満たす場合、当該需要家の設備機器に対し、前記現在の時限における当該需要家の使用電力の前記制限値を超える制御を行う、請求項4に記載の電力制御システム。
  6.  前記制御手段は、
     一の需要家の前記設備機器に関して前記現在の時限における当該一の需要家の使用電力の前記制限値を超える制御を行う場合、他の需要家の使用電力が当該他の需要家の使用電力の前記制限値に対して余裕があるならば、当該他の需要家の使用電力の前記制限値を低下させ、
     前記一の需要家の使用電力の前記制限値を、前記他の需要家の使用電力の前記制限値の低下分に相当するだけ上昇させる、請求項5に記載の電力制御システム。
  7.  複数の需要家により構成されたグループを対象として設定された目標電力を超えないように電力制御するシステムを制御するコンピュータを、
     前記グループに属する各需要家の予め定められた時限ごとの使用電力に関する予測を行う第1予測手段と、
     前記第1予測手段による予測結果に基づき、各時限において需要家ごとの使用電力の積算値が前記目標電力を超えないように、各需要家の使用電力の制限値を設定する制限値設定手段と、
     現在の時限内において、前記グループに属する需要家の設備機器の使用電力の実績に基づいて、当該時限における当該需要家の使用電力を予測する第2予測手段と、
     前記現在の時限における前記第2予測手段による当該需要家の使用電力の予測値に基づき、当該時限における当該需要家の使用電力の前記制限値を超えないように、各需要家の設備機器の使用電力を制御する制御手段として、
     機能させる、プログラム。
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