成果報告書詳細
管理番号20110000000587
タイトル平成21年度~平成22年度成果報告書 次世代建築物統合制御システム実証事業費助成金 次世代建築物制御技術標準化実証事業 ルールベース型EMSの標準化実証事業
公開日2011/5/10
報告書年度2009 - 2010
委託先名財団法人飯塚研究開発機構 株式会社なうデータ研究所
プロジェクト番号P09020
部署名エネルギー対策推進部
和文要約平成22年4月の改正省エネ法施行により、中小事業者においても省エネ化のための措置が義務付けられ、現在各方面においてエネルギーマネージメントシステム(以下、EMS)の導入が検討されている。 現在EMSの多くは、居室の温湿度や天候等の情報を入力して、フィードバック制御を基にしたエネルギー制御アルゴリズムによって空調や照明の制御を行っている。これらEMSの運用に際し、より高い省エネ効果を得るために、建物固有の環境情報(立地、建物構造、居室の用途、入居者・来場者数、イベント等)を考慮したエネルギー制御を行うようアルゴリズムを改修する場合がある。この様な改修では、建物環境の変化の都度アルゴリズムの改修が必要となり、結果としてEMS運用費を増大させる危険性がある。さらに中小事業者では一般的にエネルギーの使用量が少ないため、エネルギー削減効果に比して、投資費用が高額になる傾向にある。従って、一層高い省エネ効果を得るために、積極的に特殊な事情を取り入れたエネルギー管理が求められている。 この課題に対する解決策として、本事業では、人的な経験に基づく運用ノウハウをエネルギー制御に取り入れた、高度なエネルギー管理を可能とするルールベース技術を用いたEMS(以下、ルールベース型EMS)の開発を試みた。 このルールベース型EMSでは建物固有の環境情報に対する状況判断のプログラム記述を、条件式や計算式等の宣言的な表現で記述し(この宣言的な知識表現の集合をルールベースと言う)、標準的な制御アルゴリズムから切り離し、且つ両者が連携して動作するようなシステム構造をとる。この構造では、ルールベースを標準的な制御アルゴリズムと区分けしているため、独立に改修・保守ができる点が優れている。現時点では、この構造を具現化した製品は出現していないため、機能面・価格面でも国内外の他研究と比べ競争優位性を得ることができると考える。 更に、汎用的な機器やソフトウエア技術の組み合わせによりEMS導入費の低減を図った。事業内容として、主に (1)ルールベース型EMSの開発 (2)標準的な省エネルールベースの開発 (3)エネルギー制御用データベースの開発 (4)2箇所での実証実験 の4項目の開発・実験を行った。 まず、実証実験施設に温湿度計、空調コントローラ、電灯制御リレー、さらに温湿度計や各機器からの状態を収集し命令を送信するゲートウェイ装置を設置した。次に、収集したデータを管理するためのデータモデルを設計しデータベースに実装した(3)。このエネルギー制御用データベースはオフィスや店舗など建物の用途が異なっても使用できるよう共通のデータモデルを持つ。収集したデータを分析しやすくするために(1)ルールベース型EMSを開発した。このEMSを用いることで収集されたデータの見える化を行った。見える化の機能を用いて分析を行った結果と人的な経験に基づく運用ノウハウを元に、(2)標準的な省エネルールベースの開発を行った。開発したルールを用いて(4)2箇所の施設で実証実験を行い、ルールによる省エネの効果を確認した。 今回は、空調機の省エネ運転制御により使用電力量の削減を行った。結果としては、空調機が使用する電力の17~25%の削減が行えた。これは、今回の施設で使用する全電力量の約10%であった。これにより、標準的な省エネルールベースを用いたルールベース型EMSの有効性が確認できた。今後は、省エネルールベースのブラッシュアップを行いさらなる省エネ効果を目指すことと、システムをさらに使いやすくする開発を行う。
英文要約Title: Verification project of standardization of Rule-based EMS
In the Rule-based energy management system(EMS), the conditional judgment program description of environmental information of each building is described using a declared representation like the conditional expression and the calculating formula. Sets of declared knowledge representations are called the rule base. The rule base and the standard control algorithm are separated. And it is the architecture of system that operates as both cooperate. The points that this system architecture can be independently maintained and changed are excellent. Because a rule base and a standard control algorithm are divided. However, the product that materializes this system architecture has not appeared yet. We try a decrease in EMS introduction cost by uniting joint equipment with the software technology. And, we develop EMS that adopts the rule-based technology. We introduce the operation knowhow based on a human experience into the energy control for medium multifunctional buildings and commercial facilities. We aim at the achievement of a high energy-saving effect by managing energy that is more advanced than current EMS with this regulating system. The following four developments and experiments were done as a content of this project. (1)development of rule-based EMS (2)development of standard energy conservation of rule base (3)development of data base for energy control (4)verification in two places First of all, we set up the gateway device in the execution facilities. The gateway device collects states from an air-conditioning controller, light control relays, thermometers, hygrometers, and each equipment and transmits the instruction to them. Next, we designed the data model to manage the collected data and mounted on the data base(3). This data base can correspond even if the building kind is different it. To make the collected data easy to analyze, we developed rule-based EMS(1). We developed the display function(Mieruka) of the data collected by using this EMS. We developed a standard conservation of energy rule base based on result of using and analyzing the Mieruka function and operation knowhow based on human experience(2). We conducted the proof experiment by using the developed rule in facilities in two places, and confirmed the effect of conservation of energy of the rule(4). This time, we have reduced the amount of the electric power used by conservation of energy driving the air conditioner. In this project, the electric power from 17 to 25% that the air conditioner used was able to be reduced. This was about 10% of all electric energy used in this facilities. As a result, it was able to be confirmed that rule-based EMS that used a standard conservation of energy rule base was effective. We will do the brush up of the conservation of energy rule base in the future. And, we aim at a further energy-saving effect. To make the system easy to use further, we improve it.
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