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公開番号2021005974
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210114
出願番号2019119636
出願日20190627
発明の名称消費電力管理装置および消費電力管理方法
出願人株式会社NTTファシリティーズ
代理人名古屋国際特許業務法人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20201211BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図りやすい消費電力管理装置および消費電力管理方法を提供する。
【解決手段】所定の需要家に対する消費電力の変化開始時刻である所定のDR開始時刻から経過した時間帯ごとの消費電力の予測変化量であるDR応答量を含む予測DR情報を求めるDR予測部11と、予測DR情報に基づいて所定の需要家における消費電力の変化が実行された場合の時間帯ごとの所定の需要家における快適性を評価した予測値を含む予測快適性情報を求める快適性予測部12と、予測DR情報および予測快適性情報を用いて、需要家ごとに時間帯ごとの消費電力の変化量を分配する分配部15と、が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
所定の需要家に対する消費電力の変化開始時刻である所定のDR開始時刻から経過した時間帯ごとの消費電力の予測変化量であるDR応答量を含む予測DR情報を求めるDR予測部と、
前記予測DR情報に基づいて前記所定の需要家における消費電力の変化が実行された場合の前記時間帯ごとの前記所定の需要家における快適性を評価した予測値を含む予測快適性情報を求める快適性予測部と、
前記予測DR情報および前記予測快適性情報を用いて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配する分配部と、
が設けられていることを特徴とする消費電力管理装置。
続きを表示(約 2,100 文字)【請求項2】
前記予測DR情報に対して、前記時間帯ごとに前記予測快適性情報における前記快適性を評価した値と、予め定められた快適および不快の境界である閾値と比較し、前記快適性を評価した値が前記不快側の値である前記時間帯における前記DR応答量を削除する修正を行った修正DR情報を作成するDR修正部と、
前記修正DR情報に基づいて、前記需要家が応答可能な消費電力の変化量である応答可能容量、および、継続して消費電力の変化が可能な時間帯である継続可能期間を推計する推計部と、
が更に設けられ、
前記分配部は、前記予測DR情報および前記予測快適性情報の代わりに、前記応答可能容量および前記継続可能時間に基づいて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することを特徴とする請求項1記載の消費電力管理装置。
【請求項3】
前記需要家における消費電力の予測変化量および変化量の実績値が記憶される記憶部が更に設けられ、
前記DR予測部は、前記消費電力の予測変化量および前記変化量の実績値に基づいて、前記消費電力の予測変化量の予測精度を算出し、
前記分配部は、前記消費電力の予測変化量の予測精度に基づいて、複数の前記需要家において前記予測精度が高い前記需要家を優先して前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することを特徴とする請求項2記載の消費電力管理装置。
【請求項4】
前記需要家における前記快適性を評価した予測値および実績値が記憶される記憶部が更に設けられ、
前記快適性予測部は、前記快適性を評価した予測値および前記実績値に基づいて、前記快適性を評価した予測値の予測精度を算出し、
前記分配部は、前記快適性を評価した予測値の予測精度に基づいて、複数の前記需要家において前記予測精度が高い前記需要家を優先して前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することを特徴とする請求項2記載の消費電力管理装置。
【請求項5】
前記分配部は、前記消費電力の変化量の分配が可能な全ての前記需要家に対して前記変化量の分配を行うことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の消費電力管理装置。
【請求項6】
前記DR予測部は、前記消費電力の変化程度が異なる複数のレベルにおいて、前記予測DR情報を求め、
前記快適性予測部は、前記複数のレベルにおける前記予測DR情報に基づいて、前記予測快適性情報を求めることを特徴とする請求項1記載の消費電力管理装置。
【請求項7】
前記時間帯ごとに前記予測DR情報における前記DR応答量が、所定の応答量の許容範囲以内か否かを判定し、
前記時間帯ごとに前記予測快適性情報における前記快適性を評価した値が、所定の快適性の許容範囲以内か否か判定する判定部が更に設けられ、
前記分配部は、前記予測DR情報および前記予測快適性情報の代わりに、前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲以内か否かの判定結果、および、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲以内か否かの判定結果に基づいて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することを特徴とする請求項6記載の消費電力管理装置。
【請求項8】
前記需要家が前記消費電力の変化、および、前記快適性のいずれを優先するかを表す優先情報を記憶する記憶部が更に設けられ、
前記分配部は、
前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲以内、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲以内と判定された場合には、前記消費電力の変化量の分配を行い、
前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲以内、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲外、および、前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲外、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲以内と判定された場合には、前記記憶部に記憶されている優先情報に基づいて前記消費電力の変化量の分配を行い、
前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲外、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲外と判定された場合には、前記消費電力の変化量の分配を行わないことを特徴とする請求項7記載の消費電力管理装置。
【請求項9】
所定の需要家に対する消費電力の変化開始時刻である所定のDR開始時刻から経過した時間帯ごとの消費電力の予測変化量であるDR応答量を含む予測DR情報を求めるDR予測ステップと、
前記予測DR情報に基づいて前記所定の需要家における消費電力の変化が実行された場合の前記時間帯ごとの前記所定の需要家における快適性を評価した予測値を含む予測快適性情報を求める快適性予測ステップと、
前記予測DR情報および前記予測快適性情報を用いて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配する分配ステップと、
を有することを特徴とする消費電力管理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、消費電力管理装置および消費電力管理方法に関する。
続きを表示(約 6,400 文字)【背景技術】
【0002】
一般的なオフィスビルでは、総電力需要に占める空調電力需要の割合が大きいため、空調装置の制御(空調の設定温度変更や運転停止等)によるディマンドリスポンス(以下「DR」とも表記する。)は多くのDR容量を確保しやすいという利点が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−217598号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、同じ空調装置であって、外気温や在室人数などの外的要因や内的要因によってDR応答量が変化することや、日によってDR応答量が変化することがある。このDR応答量の変化のため、DR達成率が低下するおそれがあるという問題があった。
【0005】
また、居住者の快適性を損なわないように、個々の需要家に対するDR時間を一律30分等の予め定められた比較的短い時間に制限する制御が行われている場合もある。しかしこの制御では確保できるDR応答量が少なくなり、DR達成率が低下するおそれがあるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図りやすい消費電力管理装置および消費電力管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の第1の態様に係る消費電力管理装置は、所定の需要家に対する消費電力の変化開始時刻である所定のDR開始時刻から経過した時間帯ごとの消費電力の予測変化量であるDR応答量を含む予測DR情報を求めるDR予測部と、前記予測DR情報に基づいて前記所定の需要家における消費電力の変化が実行された場合の前記時間帯ごとの前記所定の需要家における快適性を評価した予測値を含む予測快適性情報を求める快適性予測部と、前記予測DR情報および前記予測快適性情報を用いて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配する分配部と、が設けられていることを特徴とする。
【0008】
本発明の第2の態様に係る消費電力管理方法は、所定の需要家に対する消費電力の変化開始時刻である所定のDR開始時刻から経過した時間帯ごとの消費電力の予測変化量であるDR応答量を含む予測DR情報を求めるDR予測ステップと、前記予測DR情報に基づいて前記所定の需要家における消費電力の変化が実行された場合の前記時間帯ごとの前記所定の需要家における快適性を評価した予測値を含む予測快適性情報を求める快適性予測ステップと、前記予測DR情報および前記予測快適性情報を用いて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配する分配ステップと、を有することを特徴とする。
【0009】
本発明の第1の態様に係る消費電力管理装置、および、第2の態様に係る消費電力管理方法によれば、予測DR情報および予測快適性情報を用いて需要家ごとに時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することができる。そのため、予測DR情報および予測快適性情報の一方のみを用いる場合、または、両者を用いない場合と比較して、快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図りやすい。
【0010】
上記発明の第1の態様においては、前記予測DR情報に対して、前記時間帯ごとに前記予測快適性情報における前記快適性を評価した値と、予め定められた快適および不快の境界である閾値と比較し、前記快適性を評価した値が前記不快側の値である前記時間帯における前記DR応答量を削除する修正を行った修正DR情報を作成するDR修正部と、前記修正DR情報に基づいて、前記需要家が応答可能な消費電力の変化量である応答可能容量、および、継続して消費電力の変化が可能な時間帯である継続可能期間を推計する推計部と、が更に設けられ、前記分配部は、前記予測DR情報および前記予測快適性情報の代わりに、前記応答可能容量および前記継続可能時間に基づいて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することが好ましい。
【0011】
このように推計部を設けることにより、予測快適性情報に基づいて予測DR情報における需要家が不快と感じる時間帯のDR応答量を除いた修正DR情報を作成し、修正DR情報に基づいて需要家ごとに時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することができる。
【0012】
また、修正DR情報に基づいて、応答可能容量および継続して消費電力の変化が可能な時間帯である継続可能期間を推計するため、複数の需要家から構成されるグループとしての消費電力の変化目標の達成を図りやすくなる。
【0013】
上記発明の第1の態様においては、前記需要家における消費電力の予測変化量および変化量の実績値が記憶される記憶部が更に設けられ、前記DR予測部は、前記消費電力の予測変化量および前記変化量の実績値に基づいて、前記消費電力の予測変化量の予測精度を算出し、前記分配部は、前記消費電力の予測変化量の予測精度に基づいて、複数の前記需要家において前記予測精度が高い前記需要家を優先して前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することが好ましい。
【0014】
このように消費電力の予測変化量の予測精度に基づいて時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することにより、消費電力の変化目標の達成を図りやすくなる。具体的には、複数の需要家のうち、消費電力の予測変化量の予測精度が高い需要家に対して消費電力の変化量を分配することにより、消費電力の変化目標が達成しやすくなる。
【0015】
上記発明の第1の態様においては、前記需要家における前記快適性を評価した予測値および実績値が記憶される記憶部が更に設けられ、前記快適性予測部は、前記快適性を評価した予測値および前記実績値に基づいて、前記快適性を評価した予測値の予測精度を算出し、前記分配部は、前記快適性を評価した予測値の予測精度に基づいて、複数の前記需要家において前記予測精度が高い前記需要家を優先して前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することが望ましい。
【0016】
このように快適性を評価した予測値の予測精度に基づいて時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することにより、消費電力の変化目標の達成を図りやすくなる。具体的には、複数の需要家のうち、快適性を評価した予測値の予測精度が高い需要家に対して消費電力の変化量を分配することにより、消費電力の変化目標が達成しやすくなる。
【0017】
上記発明の第1の態様において前記分配部は、前記消費電力の変化量の分配が可能な全ての前記需要家に対して前記変化量の分配を行うことが好ましい。
このように消費電力の変化量の分配が可能な全ての需要家に対して変化量の分配を行うことにより、消費電力の変化量を確保しやすくなり、消費電力の変化目標が達成しやすくなる。
【0018】
上記発明の第1の態様において前記DR予測部は、前記消費電力の変化程度が異なる複数のレベルにおいて、前記予測DR情報を求め、前記快適性予測部は、前記複数のレベルにおける前記予測DR情報に基づいて、前記予測快適性情報を求めることが好ましい。
【0019】
このように消費電力の変化程度が異なる複数のレベルにおいて、予測DR情報および予測快適性情報を求めることにより、それぞれのレベルにおいて、需要家ごとに時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することができる。
【0020】
上記発明の第1の態様においては、前記時間帯ごとに前記予測DR情報における前記DR応答量が、所定の応答量の許容範囲以内か否かを判定し、前記時間帯ごとに前記予測快適性情報における前記快適性を評価した値が、所定の快適性の許容範囲以内か否か判定する判定部が更に設けられ、前記分配部は、前記予測DR情報および前記予測快適性情報の代わりに、前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲以内か否かの判定結果、および、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲以内か否かの判定結果に基づいて、前記需要家ごとに前記時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することが好ましい。
【0021】
このようにDR応答量が所定の応答量の許容範囲以内か否かの判定結果、および、快適性を評価した値が所定の快適性の許容範囲以内か否かの判定結果に基づいて、需要家ごとに時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することにより、快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図りやすくなる。
【0022】
上記発明の第1の態様においては、前記需要家が前記消費電力の変化、および、前記快適性のいずれを優先するかを表す優先情報を記憶する記憶部が更に設けられ、前記分配部は、前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲以内、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲以内と判定された場合には、前記消費電力の変化量の分配を行い、前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲以内、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲外、および、前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲外、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲以内と判定された場合には、前記記憶部に記憶されている優先情報に基づいて前記消費電力の変化量の分配を行い、前記レベルにおける前記DR応答量が前記所定の応答量の許容範囲外、かつ、前記快適性を評価した値が前記所定の快適性の許容範囲外と判定された場合には、前記消費電力の変化量の分配を行わないことが好ましい。
【0023】
このようにレベルにおけるDR応答量が所定の応答量の許容範囲以内、かつ、快適性を評価した値が所定の快適性の許容範囲外、および、レベルにおけるDR応答量が所定の応答量の許容範囲外、かつ、快適性を評価した値が所定の快適性の許容範囲以内と判定された場合に、優先情報に基づいて消費電力の変化量の分配を行うことにより、快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図りやすくなる。
【発明の効果】
【0024】
本発明の第1の態様に係る消費電力管理装置、および、第2の態様に係る消費電力管理方法によれば、予測DR情報および予測快適性情報を用いて需要家ごとに時間帯ごとの消費電力の変化量を分配することができるため、予測DR情報および予測快適性情報の一方のみを用いる場合、または、両者を用いない場合と比較して、快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図りやすくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
本発明の第1の実施形態に係る消費電力管理装置の構成を説明するブロック図である。
図1における演算処理の内容を説明するフローチャートである。
DR開始時刻から経過した時間帯ごとのDR応答量を表す表である。
DR開始時刻から経過した時間帯ごとの快適性を評価した予測値を表す表である。
DR開始時刻から経過した時間帯ごとの快適、不快の判定を表す表である。
DR開始時刻から経過した時間帯ごとのDR応答量の修正結果を表す表である。
消費電力の削減量の配分を説明するグラフである。
本発明の第2の実施形態に係る消費電力管理装置の構成を説明するブロック図である。
図8における演算処理の内容を説明するフローチャートである。
図8における演算処理の内容を説明するフローチャートである。
図9のラベリングにおける演算処理の内容を説明するフローチャートである。
DR量を増加させた場合に快適性が減少する割合を説明するグラフである。
ラベリングにおける他の演算処理の内容を説明するフローチャートである。
ラベリングにおける更に他の演算処理の内容を説明するフローチャートである。
図9のポテンシャル予測における演算処理の内容を説明するフローチャートである。
各DRレベルにおけるDR量およびDR要求量と、快適性および快適性閾値との関係を説明するグラフである。
DR実施の可否判定に用いられる場合分けの内容を説明する図である。
DR実施可否の判定結果が記憶される態様を説明する図である。
図10のポテンシャル再予測における演算処理の内容を説明するフローチャートである。
それぞれのDRレベルにおけるDR量およびDR要求量との関係と、快適性および快適性閾値との関係を説明するグラフである。
DR実施の可否を判定に用いられる場合分けの内容を説明する図である。
DR優先である場合のDR実施可否の判定結果および快適性優先である場合のDR実施可否の判定結果を説明する図である。
図10のDRレベル判定における演算内容を説明するフローチャートである。
図10のDRレベル判定における演算内容を説明するフローチャートである。
図10のDRレベル判定における演算内容を説明するフローチャートである。
図10のDRレベル判定における演算内容を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0026】
〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る消費電力管理装置10について、図1から図7を参照しながら説明する。本実施形態の消費電力管理装置10は、図1に示すように、需要家における快適性の確保およびDR達成率の向上の両立を図るものである。
【0027】
DR(ディマンドリスポンス)とは、需要家の受電点以下に接続されているエネルギーリソース(発電設備、蓄電設備、需要設備)をその保有者、または、第三者が制御することで、電力需要パターンを変化させることである。これにより発電所と同等の機能を提供することを、バーチャルパワープラント(VPP)という。
【0028】
ここで、消費電力管理装置10は、複数の需要家を束ねてDRによる需要変化量を電気事業者と取引する事業者1に用いられるものである。本実施形態では、需要変化量として、需要削減量を取引する例に適用して説明する。なお、需要変化量として、需要増加量を取引してもよく、特に限定するものではない。
【0029】
事業者1はDRアグリゲータとも呼ばれる。本実施形態では需要家が4つである例に適用して説明する。4つの需要家を区別する場合には、需要家A,需要家B,需要家C,需要家Dと表記する。なお、需要家の数は、4よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
【0030】
DRアグリゲータのうち、一般送配電事業者や電力市場に対して電力取引を行うものを親アグリゲータと呼ぶ。またDRアグリゲータのうち、需要家とVPPサービス契約を直接締結し、リソース制御を行うものをリソースアグリゲータと呼ぶ。
(【0031】以降は省略されています)

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