JP7604885B2 - デマンド監視装置 - Google Patents

Description

この発明は、電力需要家に設置され、消費電力量の管理に使用されるデマンド監視装置に関する。

電気料金を抑えるためには消費電力量の管理が重要であり、そのための装置としてデマンド監視装置がある。消費電力量の管理はその規模が大きくなればなるほど電気料金を削減する効果も大きくなるので、デマンド監視装置は主に工場やビル等の大口需要家に普及している。

しかし、このようなデマンド監視装置は一般家庭向けに設計されたものではないため、一般家庭では使い勝手が悪いとの問題がある。この解決手法として、家庭に設置されたスマートメータから使用電力データをデマンド周期内に複数回入手してデマンド周期における使用電力量を予測し、基準電力量よりも大きくなることが予測される場合には注意喚起のために特定の効果音を鳴らしたり特定の表示を行ったりするデマンド監視装置がある（特許文献１参照）。

特開２０１７－１５３３３０号公報

ところで、従来のデマンド監視装置には次のような課題がある。すなわち、従来のデマンド監視装置では、予測した使用電力量が予め設定された基準電力量よりも大きくなると予想される場合に音や表示を使用して注意を喚起するだけであるので、デマンド監視装置の使用者は、電源を切る電気機器を自分で決定する必要がある。しかしながら、同時に多数の電気機器を稼働させていることが普通であるため、使用者はどの電気機器の電源を切れば良いかか迷ってしまう。また、電気機器を稼働させるということは、もともと必要だから稼働させるのであり、いつであれば稼働させても良いのか判断に困る。

この発明の目的は前記の課題を解決し、どの電気機器の電源を切って代わりにいつ稼働させれば良いのかについての提案を行うことができるデマンド監視装置を提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、複数の電気機器を使用する需要家に供給される電力を計測する電力量計から当該需要家の使用電力データをデマンド周期内に複数回受信する通信部と、前記需要家が有する前記複数の電気機器と当該電気機器毎の稼働時の使用電力データの変動に関する識別情報とを予め記憶している記憶部と、前記電力量計から受信した使用電力データの変動と前記識別情報とに基づいて稼働中の電気機器を推定する推定部と、前記電力量計から受信した使用電力データに基づいて前記デマンド周期毎の平均使用量を予測し、予め設定された基準電力量を予測値が超えないか監視すると共に、超えると判断した場合に、前記推定部によって稼働が推定された電気機器のうちの少なくとも一つについて、稼働しても前記予測値が前記基準電力量を超えることがない別の時間帯を探索する監視判断部と、前記監視判断部による探索結果を表示する表示部と、を備える、ことを特徴とするデマンド監視装置である。

請求項１の発明では、電力量計から受信した使用電力データに基づいて稼働中の電気機器を推定すると共に、デマンド周期毎の平均使用量を予測して予め設定された基準電力量と比較する。そして、デマンド周期毎の平均使用量の予測値が基準電力量を超えると判断した場合、稼働中の電気機器について、どの電気機器の電源を切って代わりにいつ稼働させれば良いのかについての提案を表示する。デマンド監視装置の使用者がこの提案に従うことで、デマンド周期毎の平均使用量が基準電力量を超えるのを防止することができ、デマンド値（最大需要電力）の上昇を防ぐことが可能になる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のデマンド監視装置において、前記記憶部には前記電力量計から受信した使用電力データの変動パターンが蓄積され、前記監視判断部は、前記予測値が前記基準電力量を超えると判断した場合に、前記使用電力データの変動パターンに基づいて、前記別の時間帯を探索する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載のデマンド監視装置において、前記記憶部には前記電力量計から受信した使用電力データを前記デマンド周期毎に平均した平均使用量の変動パターンが蓄積され、前記監視判断部は、前記予測値が前記基準電力量を超えると判断した場合に、前記平均使用量の変動パターンに基づいて、前記別の時間帯を探索する、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のデマンド監視装置において、電力量計がスマートメータである、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、デマンド周期毎の平均使用量の予測値が基準電力量を超えると判断された場合、換言すると、電気料金の算出に大きく影響するデマンド値（最大需要電力）の上昇が予測された場合、現在稼働中の電気機器のうち、どの電気機器の電源を切って代わりにいつ稼働させれば良いのかについての提案を表示することができる。そのため、デマンド監視装置の使用者は、どの電気機器の電源を切って代わりにいつ稼働させるのかについての判断を容易に行うことができる。そして、実際に使用者が提案に従って電気機器の電源を切ることで、デマンド値の上昇を防止することができ、契約電力の増加を防いで電気料金の上昇を防止することが可能になる。

請求項２の発明によれば、電力量計から受信した使用電力データの変動パターンに基づいて、電気機器をいつ稼働させれば良いかを探索することができる。

請求項３の発明によれば、電力量計から受信した使用電力データをデマンド周期毎に平均した平均使用量（需要電力）の変動パターンに基づいて、電気機器をいつ稼働させれば良いかを探索することができる。

請求項４の発明によれば、スマートメータによって取得されて供給される使用電力データに基づいて、稼働中の電気機器を推定したうえで、電気機器をいつ稼働させれば良いかを探索することができる。

本発明にかかるデマンド監視装置の一例を示す構成図である。 本発明にかかるデマンド監視装置が設置された需要家の概略構成図である。 識別情報Ｄの概念を示す図である。 代替時間帯の探索の概念を示す図である。 デマンド監視の流れを示すフローチャートである。

（実施の形態１）
次に、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態によるデマンド監視装置の基本構成を図１に示す。また、デマンド監視装置が設置された需要家の概略構成を図２に示す。

デマンド監視装置１には電力量計２が接続されている。電力量計２は、引き込み線６により需要家５に供給される電力を計測する例えばスマートメータであり、デマンド計（図示省略）が組み込まれている。また、電力量計２はデマンド監視装置１からの要求に応じて使用電力データをＷｉ－ｓｕｎで返信する無線通信部（図示省略）を備えている。ただし、無線通信部はＷｉ－ｓｕｎを使用して無線通信を実施する構成に限るものではなく、ＰＬＣ通信や無線ＬＡＮ等により無線通信を実施する構成でも良い。何れの場合もＢルート通信によりデータが入手される。電力量計２はデマンド周期よりも短い所定の時間周期で使用電力データをデマンド監視装置１に供給する。

デマンド計は需要家５の電力基本料金を算出するための装置であり、デマンド周期（例えば３０分）毎の平均使用電力である需要電力（３０分デマンド値）を演算し、１ヶ月間の演算値の最大値（デマンド値）を求める。そして、当月を含む直近１２ヶ月のデマンド値の最大値（最大デマンド値）が基本料金算出の基準データとなる。

需要家５は複数の電気機器５１を有している。電気機器５１としては、例えば、家電製品、空調装置、照明器具、事務機器、通信機器、工場製造設備等である。これらの電気機器５１は需要家５の生活リズムや活動リズムに応じて適宜稼働される。需要家５の生活リズムや活動リズムは曜日や月、季節毎にある程度パターン化されており、電気機器５１の稼働タイミングも曜日や月、季節毎にある程度パターン化される。

デマンド監視装置１は、電力量計２と無線通信を行う通信部１１と、需要家５が有する複数の電気機器５１と当該電気機器５１毎の稼働時の使用電力データの変動に関する識別情報Ｄとを予め記憶している記憶部１２と、電力量計２から受信した使用電力データの変動と識別情報Ｄとに基づいて稼働中の電気機器５１を推定する推定部１３と、電力量計２から受信した使用電力データに基づいてデマンド周期毎の平均使用量Ａを予測し、その予測値Ｐが予め設定された基準電力量Ｓを超えないか監視すると共に、超えると判断した場合に、推定部１３によって稼働が推定された電気機器５１のうちの少なくとも一つについて、稼働しても予測値Ｐが基準電力量Ｓを超えることがない別の時間帯を探索する監視判断部１４と、監視判断部１４による探索結果を表示する表示部１５とを備えている。

記憶部１２には、需要家５が有する複数の電気機器５１と当該電気機器５１毎の識別情報Ｄとが紐づけられて登録された第１のデータベース３が記憶されている。電気機器５１の稼働によって電力が消費されることになるが、消費電力の大きさ、消費電力の立ち上がり方（スイッチ・オンによって消費電力が一気に上昇する、なだらかに上昇する等）、消費電力の変動の仕方（稼働中に消費電力が所定周期で増減する、稼働中は消費電力が一定に維持される等）等は当該電気機器５１の特性によって電気機器５１毎に異なる。そのため、当該電気機器５１毎に稼働中の消費電力の変動パターンが異なり、これに応じて電力量計２から受信した使用電力データの変動パターンも異なる（図３参照）。本実施形態では、この使用電力データの変動パターンを稼働時の使用電力データの変動に関する識別情報Ｄとして使用する。この識別情報Ｄは電気機器５１の特性によって決まるものであり、電気機器５１と識別情報Ｄとを紐づけておくことで当該識別情報Ｄに基づいて稼働中の電気機器５１を推定することができる。

識別情報Ｄは、例えば記憶部１２内に予め準備されている第２のデータベース４に登録されている。すなわち、市場に流通している電気機器５１についてそれらの識別情報Ｄがデータベース化されて準備されている。デマンド監視装置１の使用者が予め第２のデータベース４に登録されているものを選択することで、需要家５が有する電気機器５１について、必要な識別情報Ｄを得ることができる。

また、記憶部１２には予め設定された基準電力量Ｓも記憶されている。基準電力量Ｓは、需要家５による電力の集中消費を判別するための基準値であり、例えば需要家５が設定部１６を操作して入力する。設定部１６は例えばタッチパネルであり、表示を見ながら入力操作を行うことができる。

さらに、記憶部１２には通信部１１を介して電力量計２から供給された使用電力データが時刻情報と共に順次蓄積されている。

推定部１３は、通信部１１を介して電力量計２から供給され記憶部１２に記憶された使用電力データを監視し、使用電力データの変動と記憶部１２に記憶されている第１のデータベース３とに基づいて稼働中の電気機器５１を推定する。推定部１３は推定した稼働中の電気機器５１の名称を監視判断部１４に伝える。

監視判断部１４は、記憶部１２に時刻情報と共に順次蓄積される使用電力データを集計し、使用電力データの変動パターンを作成する。例えば、使用電力データを曜日別、月別、季節別に集計し、曜日毎の一日の使用電力データの変動パターン、月毎の一日の使用電力データの変動パターン、季節毎の一日の使用電力データの変動パターンを作成する。これらの変動パターンは記憶部１２に記憶される。また、監視判断部１４は、記憶部１２に新しく蓄積された使用電力データを使用して記憶部１２に記憶されている各変動パターンを更新する。更新は、例えば一月毎あるいは一年毎等の一定期間毎に行われる。なお、デマンド監視装置１の運用開始前の初期状態では、各変動パターンとして代表的なパターンが予め記憶されている。これらの代表的パターンは、デマンド監視装置１の運用による更新によって当該需要家５の生活リズムや活動リズムを反映したものに徐々に修正されていく。

また、監視判断部１４は、電力量計２から供給され記憶部１２に記憶された使用電力データを監視し、その推移に基づいてデマンド周期毎の平均使用量（３０分デマンド値）Ａを予測し、その予測値Ｐが記憶部１２に記憶されている基準電力量Ｓを超えないか監視する。すなわち、監視判断部１４は、使用電力データの推移に基づき現在のデマンド周期における使用電力データの推移を予測して平均使用量Ａの予測値Ｐを算出し、その予測値Ｐを基準電力量Ｓと比較する。そして、予測値Ｐが基準電力量Ｓ以下の場合は、使用電力データがこのまま推移しても平均使用量Ａが基準電力量Ｓを超えないと判断する。一方、算出した予測値Ｐが基準電力量Ｓよりも大きい場合は、使用電力データがこのまま推移すると平均使用量Ａが基準電力量Ｓを超えると判断する。

さらに、監視判断部１４は、使用電力データがこのまま推移すると平均使用量Ａが基準電力量Ｓを超えると判断した場合は、推定部１３によって稼働が推定された電気機器５１について、稼働しても予測値Ｐが基準電力量Ｓを超えることがない別の時間帯（以下、代替時間帯という）を探索する。推定部１３によって稼働が推定された電気機器５１が複数ある場合には、全ての電気機器５１を選択して代替時間帯を探索しても良いし、一部の電気機器５１を選択して代替時間帯を探索しても良い。あるいは、需要家５が有する電気機器５１に予め優先順位をつけておき、優先順位の高いもの順に一又は複数の電気機器５１を選択して代替時間帯を探索しても良い。

記憶部１２には、識別情報Ｄとして電気機器５１毎に稼働した場合の使用電力データの変動パターンが記憶されているので、監視判断部１４はこの識別情報Ｄを参照して電気機器５１が稼働した場合の使用電力データの増加値δ（図３参照）を算出し、代替時間帯を探索する。すなわち、監視判断部１４は、記憶部１２に記憶されている使用電力データの変動パターンに基づいて今後の使用電力データの推移を予測し（図４に示す変動パターンの２点鎖線部分）、その予測値Ｐに、選択した電気機器５１による使用電力データの増加値δを加えて補正予測値Ｐａを算出する。そして、補正予測値Ｐａと基準電力量Ｓとを比較し、補正予測値Ｐａが基準電力量Ｓ以下となる時間帯（代替時間帯）を探索する。代替時間帯の探索は、例えば現在から将来に向けて順次行われる。したがって、なるべく近い将来の時間帯を探索することができる。

例えば、図４では、使用電力データの値（消費電力）が現在の時刻Ｔ１まで実線で示すように推移しており、今後２点鎖線で示すように推移すると予測されている。この予測では、時刻Ｔ２で予測値Ｐが基準電力量Ｓを超えてしまう。監視判断部１４は、図３に示す識別情報Ｄを参照して増加値δを求め、予測値Ｐに増加値δを加えて算出した補正予測値Ｐａが基準電力量Ｓ以下となる代替時間帯を探索する。図４では、時刻Ｔ３以降の時間帯が代替時間帯となる。

代替時間帯の探索は、一つの代替時間帯を探索したところで終了しても良いし、あるいは複数の代替時間帯を探索するまで続けても良い。また、複数の電気機器５１を選択した場合には、電気機器５１毎に代替時間帯の探索が行われる。

監視判断部１４によって探索された代替時間帯は電気機器５１の名称と共に表示部１５に供給される。表示部１５は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置であり、監視判断部１４から供給された電気機器５１の名称と代替時間帯を所定のフォーマットで表示する。

監視判断部１４は、デマンド監視装置１の制御部１７に設けられている。制御部１７は通信部１１、記憶部１２、推定部１３、監視判断部１４、表示部１５、設定部１６の制御を行う。

次に、デマンド監視装置１の動作について説明する。図５はデマンド監視装置１の監視の動作を示すフローチャートである。まず、デマンド監視装置１の使用者によって初期設定が行われる（ステップＳ１）。

ステップＳ１の初期設定では、基準電力量Ｓが設定される。使用者は、例えば、過去の使用電力データ（当月を含む直近の１２ヶ月分のデータ）に基づき求められた最大デマンド値を基準電力量Ｓとして設定する。なお、電力料金を安くしたい場合等には、基準電力量Ｓを最大デマンド値よりも小さな値に設定すれば良い。また、電力料金が高くなっても良い場合等には、基準電力量Ｓを最大デマンド値よりも大きな値に設定すれば良い。使用者は設定部１６を操作して基準電力量Ｓを入力する。使用者によって入力された基準電力量Ｓは記憶部１２に記憶される。

また、ステップＳ１の初期設定では、需要家５が有する複数の電気機器５１と当該電気機器５１毎の識別情報Ｄとが紐づけられて登録される。登録された情報は第１のデータベース３として記憶部１２に記憶される。使用者は、設定部１６を操作してこれらの情報を登録する。記憶部１２には、市場に流通している電気機器５１と当該電気機器５１についての識別情報Ｄとが紐づけられて登録された第２のデータベース４が準備されており、使用者の操作によって電気機器５１の名称と当該電気機器５１の識別情報Ｄとが設定部１６のタッチパネルに表示される。使用者はタッチパネルを操作して第２のデータベース４から目的の電気機器５１を探し出して選択することで、電気機器５１とそれらの識別情報Ｄとを設定することができる。

ステップＳ１の初期設定が終了すると、使用電力データの監視が開始される。まず、制御部１７の制御により、通信部１１が電力量計２と例えば１２０秒間隔で通信を行って使用電力データを入手する（ステップＳ２）。制御部１７の制御によって推定部１３は使用電力データを監視し、稼働中の電気機器５１の有無を推定し、稼働中の電気機器５１があればその名称を監視判断部１４に伝える（ステップＳ３）。また、制御部１７の制御によって監視判断部１４も使用電力データを監視し、その推移に基づいてデマンド周期毎の平均使用量Ａを予測する（ステップＳ４）。

監視判断部１４は、平均使用量Ａの予測値Ｐを記憶部１２に記憶されている基準電力量Ｓと比較し（ステップＳ５）、予測値Ｐが基準電力量Ｓよりも大きい場合（ＹＥＳ）には、推定部１３によって稼働が推定された電気機器５１について代替時間帯を探索し（ステップＳ６）、その探索結果を表示部１５に供給する。これにより表示部１５は稼働が推定された電気機器５１とその代替時間帯を所定のフォーマットで表示する（ステップＳ７）。その後、ステップＳ２に戻り、引き続き使用電力データの監視が継続される。

一方、ステップＳ５において、予測値Ｐが基準電力量Ｓ以下の場合（ＮＯ）には、必要に応じて、監視判断部１４が記憶部１２に記憶されている使用電力データの変動パターンを更新する（ステップＳ８）。例えば、一月毎あるいは一年毎に更新が行われる。その後、ステップＳ２に戻り、引き続き使用電力データの監視が継続される。

こうして、この実施の形態によれば、電力量計２から受信した使用電力データに基づいて稼働中の電気機器５１が推定されると共に、デマンド周期毎の平均使用量Ａが予測されて予め設定された基準電力量Ｓと比較される。そして、デマンド周期毎の平均使用量Ａの予測値Ｐが基準電力量Ｓを超えると判断された場合、稼働中の電気機器５１について、どの電気機器５１の電源を切って代わりにいつ稼働させれば良いのか（代替時間帯）についての提案が表示される。需要家５がこの提案に従うことで、デマンド周期毎の平均使用量Ａが基準電力量Ｓを超えるのを防止することができ、デマンド値（最大需要電力）の上昇を防ぐことが可能になる。

需要家５は、デマンド監視装置１の提案に従えば良いので、どの電気機器５１の電源を切って代わりにいつ稼働させるのかについての判断を容易に行うことができる。しかも、電源を切る電気機器５１の選択は需要家５の勘を頼りに行われるものではなくなるので、適切な電気機器５１を選択して電源を切ることが可能になる。

なお、設定部１６がタッチパネルである場合には、このタッチパネルで表示部１５を兼ねても良い。

（実施の形態２）
実施の形態１では、記憶部１２に使用電力データの変動パターンを蓄積し、監視判断部１４は、予測値Ｐが基準電力量Ｓを超えると判断した場合に使用電力データの変動パターンに基づいて、選択した電気機器５１の代替時間帯を探索するように構成していたが、この実施の形態２では、記憶部１２に平均使用量Ａの変動パターンを蓄積し、監視判断部１４は、予測値Ｐが基準電力量Ｓを超えると判断した場合に平均使用量Ａの変動パターンに基づいて、選択した電気機器５１の代替時間帯を探索するように構成している。この場合にも、選択した電気機器５１の代替時間帯の探索が可能である。

１ デマンド監視装置
１１ 通信部
１２ 記憶部
１３ 推定部
１４ 監視判断部
１５ 表示部
１６ 設定部
１７ 制御部
２ 電力量計
３ 第１のデータベース
４ 第２のデータベース
５ 需要家
５１ 電気機器
６ 引き込み線

Claims (4)

1. 複数の電気機器を使用する需要家に供給される電力を計測する電力量計から当該需要家の使用電力データをデマンド周期内に複数回受信する通信部と、
   前記需要家が有する前記複数の電気機器と当該電気機器毎の稼働時の使用電力データの変動に関する識別情報とを予め記憶している記憶部と、
   前記電力量計から受信した使用電力データの変動と前記識別情報とに基づいて稼働中の電気機器を推定する推定部と、
   前記電力量計から受信した使用電力データに基づいて前記デマンド周期毎の平均使用量を予測し、予め設定された基準電力量を予測値が超えないか監視すると共に、超えると判断した場合に、前記推定部によって稼働が推定された電気機器のうちの少なくとも一つについて、稼働しても前記予測値が前記基準電力量を超えることがない別の時間帯を探索する監視判断部と、
   前記監視判断部による探索結果を表示する表示部と、を備える、
   ことを特徴とするデマンド監視装置。
2. 前記記憶部には前記電力量計から受信した使用電力データの変動パターンが蓄積され、
   前記監視判断部は、前記予測値が前記基準電力量を超えると判断した場合に、前記使用電力データの変動パターンに基づいて、前記別の時間帯を探索する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデマンド監視装置。
3. 前記記憶部には前記電力量計から受信した使用電力データを前記デマンド周期毎に平均した平均使用量の変動パターンが蓄積され、
   前記監視判断部は、前記予測値が前記基準電力量を超えると判断した場合に、前記平均使用量の変動パターンに基づいて、前記別の時間帯を探索する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデマンド監視装置。
4. 前記電力量計がスマートメータである、
   ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のデマンド監視装置。