分散型ビル空調 IoT・AI制御

我が国の電力システム改革が進む中で、ビル消費電力の約半分を占める空調のエネルギーサービス新技術がますます期待されている。その主役であるビル用マルチエアコンは、室外機1台に対して室内機が多数接続される日本発の分散型空調設備である。
本書は、再生可能エネルギー普及、電力システム改革の中で、ビル用マルチエアコン空調設備の新しいエネルギーサービス制御について述べたものである。IoTクラウド制御からAI最適制御、さらには、スマートグリッド需給調整市場対応の規格に至る、次世代の分散型ビル空調エネルギーサービスシステムの最先端技術をわかりやすく紹介するものである。

第1章　空調エネルギー制御の革新
　1.1　近未来の空調エネルギーサービス
　1.1.1　革新的エネルギーサービス
　1.1.2　電力システム改革と空調電力制御
　1.2　分散型ビル空調エネルギーサービス
　1.2.1　ビル用マルチエアコンの特質
　1.2.2　ビル用マルチエアコンのデマンドレスポンス
　1.3　新時代の空調サービス制御
　1.3.1　IoTとビル用マルチエアコン制御
　1.3.2　AIとビル用マルチエアコン制御

第2章　BACnet通信制御
　2.1　IoTエッジとしてのBACnet通信接続
　2.2　BACnet通信規格
　2.2.1　BACnet通信とは
　2.2.2　BACnet/IP通信方式
　2.3　BACnetゲートウェイ
　2.3.1　ビル用マルチエアコンへのBACnet通信適用
　2.3.2　BACnetゲートウェイの実装例
　2.3.3　BACnet通信プロトコル変換機能
　2.4　BACnetオブジェクト
　2.4.1　BACnetオブジェクト空調セルモデル
　2.4.2　BACnetオブジェクトアクセスの仕組み
　2.4.3　BACnetオブジェクトアクセス性能解析技術
　2.5　BACnet/WS通信
　2.5.1　BACnet/WS遠隔監視
　2.5.2　BACnet/WS通信性能解析技術

第3章　LON通信制御
　3.1　IoTエッジとしてのLON通信接続
　3.2　LON通信規格
　3.2.1　LON通信とは
　3.2.2　ビル用マルチエアコンのLON通信接続
　3.3　ビル用マルチエアコンLONゲートウェイ
　3.3.1　LON Host-Based方式
　3.3.2　LON通信ゲートウェイの実装例
　3.3.3　LON通信プロトコルの変換
　3.4　ビル用マルチエアコンのLON通信モデル
　3.4.1　ビル用マルチエアコンのLONネットワーク変数
　3.4.2　Air-con Cell Functional Block
　3.5　ビル用マルチエアコンのLON通信性能
　3.5.1　LON通信性能評価の必要性
　3.5.2　LON通信性能試験
　3.5.3　LON通信性能限界

第4章　WEBクラウド通信制御
　4.1　インターネット遠隔監視の背景
　4.2　ビル用マルチエアコン遠隔監視
　4.2.1　WEB通信プロトコルとは
　4.2.2　ビル用マルチエアコンWEB遠隔監視システム
　4.3　ビル用マルチエアコンWEBゲートウェイ
　4.3.1　WEBゲートウェイの実装例
　4.3.2　WEB監視画面データ伝送
　4.3.3　ビル用マルチエアコンWEB画面構成例
　4.4　ビル内LANによるWEB監視
　4.4.1　ビル内LAN環境WEB監視データ伝送
　4.4.2　ネットワークセキュリティ
　4.5　インターネットWEB遠隔監視
　4.5.1　インターネット環境WEB監視データ伝送
　4.5.2　インターネット通信品質の影響

第5章　仮想空調電力スマートメータ
　5.1　空調電力料金の課金按分
　5.2　ビル用マルチエアコン消費電力
　5.2.1　ビル用マルチエアコンの冷媒制御モデル化
　5.2.2　ビル用マルチエアコン空調電力料金計算
　5.3　ビル用マルチエアコン仮想電力計
　5.3.1　ビル用マルチエアコン仮想電力計の概念
　5.3.2　仮想電力計による按分計算
　5.4　ビル用マルチエアコン仮想電力計の実装
　5.4.1　仮想電力計の実装試験環境
　5.4.2　仮想電力計の実装試験結果
　5.4.3　仮想電力計の特性評価

第6章　高速デマンドレスポンス
　6.1　空調デマンド制御の動向
　6.1.1　電力システム改革と需要制御
　6.1.2　高速自動デマンドレスポンス
　6.2　ビル用マルチエアコンのデマンドレスポンス
　6.2.1　従来の空調電力デマンド制御
　6.2.2　新しい空調電力デマンド制御
　6.3　ビル用マルチエアコンFastADRアグリゲーション
　6.3.1　FastADRアグリゲーションとは
　6.3.2　ビル用マルチエアコンのFastADRアグリゲーション
　6.3.3　FastADRアグリゲーション応答性
　6.3.4　FastADRアグリゲーション応答モデル
　6.4　FastADRアグリゲーション予測モデル
　6.5　FastADR応答の重ね合せ試験
　6.5.1　FastADR応答時系列データ収集方式
　6.5.2　応答時系列データ収集試験
　6.6　FastADRアグリゲーションの均し効果
　6.6.1　FastADR試験の繰返しアグリゲーション
　6.6.2　FastADRアグリゲーションの均し効果
　6.6.3　均し効果の統計的考察

第7章　空調電力予測ディープラーニング
　7.1　ビル用マルチエアコンFastADR制御予測
　7.1.1　ビル用マルチエアコンFastADR電力制限制御
　7.1.2　FastADRによる室温変化副作用の評価指標
　7.2　FastADR応答予測ニューラルネットモデル
　7.2.1　FastADR電力制限応答モデルの設計
　7.2.2　電力制限応答のニューラルネットモデル
　7.2.3　電力制限応答のARモデル
　7.3　実ビル実証試験
　7.3.1　実ビルにおける時系列学習データ
　7.3.2　実効電力制限と室温副作用指標トレンド
　7.3.3　室温副作用指標トレンドの予測性能
　7.4　FastADRベースライン電力推定モデル
　7.4.1　ベースライン電力推定とは
　7.4.2　FastADRの短時間ベースライン電力推定
　7.4.3　LSTM履歴ディープラーニング
　7.4.4　LSTM FastADRベースライン推定試験

第8章　電気学会標準規格JEC-TR制御
　8.1　電力需給調整サービス
　8.1.1　ビル用マルチエアコンによる電力需給調整サービス
　8.1.2　電力需給調整サービスのアグリゲーション
　8.1.3　需給調整市場とアグリゲーション方式
　8.1.4　需給調整の計画予測と応答予測
　8.1.5　取引電力計とインセンティブ分配
　8.2　電力需給調整サービス制御
　8.2.1　電力需給調整サービスの機能構成
　8.2.2　電力需給調整サービスの監視制御情報
　8.2.3　電力需給調整サービス削減量の予測通信

第9章　OpenADR通信制御
　9.1　OpenADR通信規格
　9.1.1　OpenADR通信とは
　9.1.2　OpenADR規格の通信方式
　9.1.3　OpenADR規格による通信サービス
　9.2　OpenADRのデマンドレスポンス制御通信
　9.2.1　EiEventサービス
　9.2.2　EiReportサービス
　9.3　ビル用マルチエアコンのJEC-TR制御
　9.3.1　JEC-TRの間接制御と直接制御
　9.3.2　直接制御デマンドレスポンスのOpenADRサービス
　9.4　JEC-TR制御の具体的データ項目

第10章　リアルタイム料金最適制御
　10.1　リアルタイム電力料金制度
　10.1.1　将来の電力料金制度
　10.1.2　リアルタイム電力料金空調管理システム
　10.2　リアルタイム料金最適制御
　10.2.1　ビル用マルチエアコン電力モデル
　10.2.2　荷重平均室温偏差
　10.3　全館複合-RTP適応制御
　10.3.1　ビル用マルチエアコン設備の個別制御と全館制御
　10.3.2　複合-RTP適応制御の定式化
　10.4　複合-RTP AI探索制御
　10.4.1　探索アルゴリズム
　10.4.2　応答予測ニューラルネットモデル
　10.5　RTP適応制御の検証モデル
　10.5.1　空調電力エミュレーションモデル
　10.5.2　実機試験による空調電力モデルの検証
　10.6　全館複合-RTP適応制御の効果
　10.6.1　実機試験およびエミュレーション結果
　10.6.2　実機試験およびエミュレーションの考察

第11章　強化学習による電力制御
　11.1　強化学習の適用
　11.2　Q-Learningの基礎
　11.2.1　Q-Learningとは
　11.2.2　Q-LearningによるRTP適応制御
　11.3　RTP-QL制御の効果
　11.3.1　エミュレーション条件
　11.3.2　エミュレーション結果
　11.4　転移学習
　11.4.1　学習進度の定義
　11.4.2　転移学習のエミュレーション条件