JP4659525B2 - Cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明は、電力と熱を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて前記熱電併給装置を運転する負荷賄い条件運転処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムに関する。
The present invention is provided with a combined heat and power device that generates electric power and heat, hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank with heat generated by the combined heat and power supply device, and operation control means for controlling operation,
Data management process for managing the past time-series thermal load data and past time-series power load data by the operation control means, and time-series predicted thermal load data obtained based on the management data And setting a load-covering operation condition for operating the cogeneration device so as to cover time-series predicted power load data, and operating the cogeneration device under the load-covering operation condition The present invention relates to a cogeneration system configured to execute an operation process.
かかるコージェネレーションシステムは、一般家庭等に設置されるものであり、熱電併給装置にて発電される電力を使用できると共に、熱電併給装置から発生する熱を熱源として貯湯タンクに貯湯してその貯湯タンクの湯水を使用できるように構成したものであり、省エネルギー化を図るように構成してある。ちなみに、熱電併給装置は、発電機とその発電機を駆動するエンジンとを備えて構成したり、燃料電池を備えて構成する。 Such a cogeneration system is installed in a general household and can use the electric power generated by the combined heat and power supply device, and also stores the hot water generated in the combined heat and power supply device as a heat source in a hot water storage tank. It is configured to be able to use hot and cold water, and is configured to save energy. Incidentally, the combined heat and power supply apparatus is configured to include a generator and an engine that drives the generator, or includes a fuel cell.
このようなコージェネレーションシステムにおいて、従来は、運転制御手段を、常時、負荷賄い条件運転処理を実行するように構成していた(例えば、特許文献1。)。 In such a cogeneration system, conventionally, the operation control means has been configured to always perform load-covering condition operation processing (for example, Patent Document 1).
ちなみに、前記特許文献1においては、前記負荷賄い用運転条件として、時系列的な予測電力負荷データを賄うように熱電併給装置を運転し、且つ、そのように時系列的な予測電力負荷データを賄うように熱電併給装置を運転することにより時系列的な予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態が予測されるときは、その熱不足状態が予測される時間以前に前記時系列的な予測電力負荷データよりも大きい出力にて熱電併給装置を運転する条件に設定していた。
By the way, in the above-mentioned
ところで、一般家庭等、コージェネレーションシステムの設置箇所において、設定周期(例えば1日)毎の生活パターンに規則性が無い場合があり、その場合、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無くなることになる。
例えば、設定周期が1日の場合、日々の生活パターンが変化すると、入浴時間にバラツキが生じて浴槽に湯張りする時間にバラツキが生じるので、設定周期毎の熱の消費パターンが変化し、又、電気の消費パターンも変化することになる。
By the way, in the installation place of a cogeneration system, such as a general household, there may be no regularity in the life pattern for every set cycle (for example, 1 day), and in that case, the regularity in energy consumption for every set cycle is lost. Become.
For example, if the set cycle is one day, if the daily life pattern changes, the bathing time will vary and the bathing time will vary. The electricity consumption pattern will also change.
しかしながら、従来では、常時、負荷賄い条件運転処理を実行するようになっていて、常時、時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように熱電併給装置を運転するので、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無い場合は、省エネルギー化を図り難くなる。 However, conventionally, the load cover condition operation processing is always executed, and the cogeneration device is operated so as to always cover the time-series predicted heat load data and the time-series predicted power load data. Therefore, if there is no regularity in energy consumption for each set cycle, it is difficult to save energy.
説明を加えると、このようなコージェネレーションシステムは、コージェネレーションシステムの設置箇所の電力負荷及び熱負荷をコージェネレーションシステムから出力される電力及び熱にて過不足を小さくしながら賄うことにより、省エネルギー化を向上することができるものである。
しかしながら、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いにも拘らず負荷賄い条件運転処理を実行すると、実際の熱負荷に対して熱電併給装置の出力熱量が多く余る大きな熱余りが生じる虞があるが、特に、そのような大きな熱余りが生じると、余った熱が貯湯タンクに溜められままとなって放熱損失が著しく増加することとなるので、省エネルギー性が著しく低下することになる。
In addition, such a cogeneration system saves energy by covering the power load and heat load at the location where the cogeneration system is installed while reducing excess and deficiency with the power and heat output from the cogeneration system. Can be improved.
However, when the load-covering condition operation process is executed in spite of the fact that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, there is a possibility that a large heat surplus is generated in which the amount of output heat of the combined heat and power supply device is larger than the actual heat load. However, in particular, when such a large heat surplus occurs, the surplus heat remains stored in the hot water storage tank and the heat dissipation loss increases remarkably, so that the energy saving performance is significantly reduced.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネルギー化を向上するように運転することが可能なコージェネレーションシステムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the cogeneration system which can be drive | operated so that energy saving may be improved.
本発明のコージェネレーションシステムは、電力と熱を発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯タンクに貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて前記熱電併給装置を運転する負荷賄い条件運転処理を実行するように構成されたものであって、
第1特徴構成は、前記運転制御手段が、前記過去の時系列的な熱負荷データ又は前記過去の時系列的な電力負荷データに関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、前記エネルギー消費に規則性があると判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記エネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転することにより、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態となるか、又は、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が余る熱余り状態となるかを予測するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記熱不足状態又は前記熱余り状態のいずれも予測しないときは、現在要求されている現電力負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理を行い、前記熱不足状態を予測したときは、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力上昇運転を行う、又は、前記熱余り状態を予測したときは、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力下降運転を行う条件である点を特徴とする。
The cogeneration system of the present invention is provided with a combined heat and power device for generating electric power and heat, hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank with heat generated by the combined heat and power supply device, and operation control means for controlling operation. ,
Data management process for managing the past time-series thermal load data and past time-series power load data by the operation control means, and time-series predicted thermal load data obtained based on the management data And setting a load-covering operation condition for operating the cogeneration device so as to cover time-series predicted power load data, and operating the cogeneration device under the load-covering operation condition Configured to execute a driving process,
In the first characteristic configuration, the operation control means is configured to set a plurality of unit times for each set period based on management data related to the past time-series thermal load data or the past time-series power load data. When it is determined that the energy consumption has regularity by executing regularity determination processing for determining whether the energy consumption has regularity, the load cover condition operation processing is executed, and the energy consumption is reduced. When it is determined that there is no regularity, it is configured to perform a preliminary operation process different from the load-covering condition operation process , and
By operating the combined heat and power supply device so as to cover the time-series predicted power load data, a heat shortage state in which heat is insufficient with respect to the time-series predicted heat load data, or the time It is configured to predict whether there will be excess heat with respect to the series of predicted heat load data,
When the load-covering operation condition does not predict either the heat shortage state or the heat surplus state, a power load follow-up operation process for operating the cogeneration device to cover the currently requested current power load is performed. When the heat shortage state is predicted, in a predetermined output increase target time zone, an output increase operation is performed to adjust the output of the combined heat and power unit to an output side larger than the current power load, or the heat surplus When the state is predicted, it is a condition that an output lowering operation is performed to adjust the output of the cogeneration device to an output side smaller than the current power load in a predetermined output lowering target time zone .
即ち、運転制御手段は、過去の時系列的な熱負荷データ又は過去の時系列的な電力負荷データに関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別したときは、負荷賄い条件運転処理を実行し、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行する。 That is, the operation control means has regularity in energy consumption for each set period consisting of a plurality of unit times based on management data related to past time-series thermal load data or past time-series power load data. When regularity determination processing is performed to determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set cycle, load cover condition operation processing is performed and regularity is set for energy consumption for each set cycle When it is determined that there is no load, a preparatory operation process different from the load cover condition operation process is executed.
そして、その予備運転処理として、例えば、現在要求されている現電力負荷を賄うように熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理や、定格出力電力の25%等の比較的低出力にて燃料電池を運転する低出力運転処理を行わせることにより、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないにも拘らず負荷賄い条件運転処理が実行される場合に生じ得る大きな熱余りを生じさせないように、予備運転処理を行わせることが可能となるのである。
従って、省エネルギー化を向上するように運転することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
又、第1特徴構成によれば、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理しているので、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転処理を行うことにより、時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が発生するか否か、又は、時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が発生するか否かを予測することができることになる。
そして、運転制御手段は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転処理を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うので、電力負荷追従運転処理を行うよりも大きい熱を出力することができることになる。
したがって、出力上昇運転を行うことによって出力された大きい熱にて時系列的な熱負荷を賄うことができることになるので、熱不足状態の発生を抑制することができることになり、貯湯タンク内に湯水が貯湯されていないときに湯水を加熱するための補助加熱ボイラの作動を極力回避することができることとなって、省エネルギー化を促進することができる。
又、運転制御手段は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転処理を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降昇対象時間帯において出力下降運転を行うので、電力負荷追従運転処理を行うよりも小さい熱を出力することができることになる。
したがって、出力下降運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して余剰に熱を出力することを防止できることになるので、熱余り状態の発生を抑制することができることになるので、貯湯タンクに溜められた熱がただ放熱するだけとなるのを極力回避することができることとなって、省エネルギー化を促進することができる。
要するに、負荷賄い条件運転処理における省エネルギー化を一層促進することができるので、全体として省エネルギー化を一段と向上するように運転することが可能となった。
第2特徴構成は、
前記運転制御手段が、
前記過去の時系列的な熱負荷データ又は前記過去の時系列的な電力負荷データに関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、前記エネルギー消費に規則性があると判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記エネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記熱電併給装置を運転したときに前記貯湯タンクに温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と前記熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量、及び、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定し、並びに、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて前記熱電併給装置の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値より小さいと、前記熱電併給装置を最小出力で運転し、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値以上であると、前記熱電併給装置を前記現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する条件である点を特徴とする。
即ち、運転制御手段は、過去の時系列的な熱負荷データ又は過去の時系列的な電力負荷データに関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別したときは、負荷賄い条件運転処理を実行し、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行する。
そして、その予備運転処理として、例えば、現在要求されている現電力負荷を賄うように熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理や、定格出力電力の25%等の比較的低出力にて燃料電池を運転する低出力運転処理を行わせることにより、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないにも拘らず負荷賄い条件運転処理が実行される場合に生じ得る大きな熱余りを生じさせないように、予備運転処理を行わせることが可能となるのである。
従って、省エネルギー化を向上するように運転することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
又、第2特徴構成によれば、運転制御手段は、前記熱電併給装置を運転したときに前記貯湯タンクに温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と前記熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量を演算すると共に、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定する。
又、運転制御手段は、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて前記熱電併給装置の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算する。
そして、運転制御手段は、熱電併給装置を運転制御するときには、このエネルギー削減比率しきい値及び現エネルギー削減比率を用いて、現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値よりも小さいと、運転による充分なエネルギー削減が達成されないとして、熱電併給装置を最小出力で運転し、また現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値以上であると、運転によるエネルギー削減が達成されるとして、熱電併給装置をその現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する。このようにエネルギー削減比率しきい値を設定し、このしきい値を用いて熱電併給装置を運転制御することによって、省エネルギー化を図ることが可能となる。
従って、負荷賄い条件運転処理における省エネルギー化を一層促進することができるので、全体として省エネルギー化を一段と向上するように運転することが可能となった。
As the preliminary operation processing, for example, power load follow-up operation processing that operates the combined heat and power supply so as to cover the currently required current power load, or fuel at a relatively low output such as 25% of the rated output power. By causing the battery to operate at a low output, a large excess of heat that can occur when the load-covering condition operation process is executed even though there is no regularity in energy consumption for each set cycle is generated. This makes it possible to perform preliminary operation processing.
Therefore, it has become possible to provide a cogeneration system that can be operated to improve energy saving.
Further, according to the first characteristic configuration, the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load, so that the power load following operation is performed with respect to the time-series power load. Whether or not a heat shortage state occurs in which heat is insufficient with respect to the time-series heat load, or whether a heat surplus state with excess heat occurs with respect to the time-series heat load It is possible to predict whether or not.
Then, the operation control means performs predetermined processing when a heat shortage state in which heat is insufficient with respect to the time-series heat load is predicted by performing power load following operation processing for the time-series power load. Since the output increase operation is performed in the output increase target time zone, it is possible to output larger heat than in the power load following operation process.
Therefore, since the large heat output by performing the output increase operation can cover the time-series heat load, the occurrence of a heat shortage state can be suppressed, and the hot water is stored in the hot water storage tank. When the hot water is not stored, the operation of the auxiliary heating boiler for heating the hot water can be avoided as much as possible, and energy saving can be promoted.
In addition, the operation control means performs a power load following operation process for the time-series power load, and when a surplus heat state in which heat remains for the time-series heat load is predicted, Since the output decrease operation is performed in the output decrease and increase target time zone, it is possible to output heat smaller than that in the power load following operation process.
Accordingly, by performing the output lowering operation, it is possible to prevent excessive output of heat with respect to the time-series heat load, so that it is possible to suppress the occurrence of the excessive heat state. It is possible to avoid as much as possible that the heat stored in the heat is only radiated, and energy saving can be promoted.
In short, it is possible to further promote energy saving in the operation processing under load-bearing conditions, and it has become possible to operate to further improve energy saving as a whole.
The second feature configuration is
The operation control means is
Based on the past time-series thermal load data or the management data related to the past time-series power load data, it is determined whether or not there is regularity in energy consumption for each set period consisting of a plurality of unit times. When it is determined that the energy consumption is regular, the load cover condition operation process is performed, and when it is determined that the energy consumption is not regular, the load It is configured to perform a preliminary operation process different from the bribe condition operation process, and
Predicted hot water storage amount stored as hot water in the hot water storage tank when operating the combined heat and power device, predicted consumed energy amount when operating a power plant and a heating boiler, and predicted predicted consumed energy amount when operating the combined heat and power device And calculating a predicted energy reduction ratio that is a ratio of the predicted energy reduction amount to the predicted hot water storage amount, and an energy reduction ratio threshold value based on the calculated predicted energy reduction ratio And the current energy reduction ratio for the increased output from the minimum output of the combined heat and power unit based on the power load data and heat load data on the operating day and the past power load data and heat load data. Configured to calculate a certain current energy reduction ratio,
When the load-covering operation condition is such that the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold value, the combined heat and power unit is operated at a minimum output, and the current energy reduction ratio is equal to or greater than the energy reduction ratio threshold value. If it is, it is the point which is the conditions which drive | operate the said cogeneration apparatus on the driving | running condition used as the said present energy reduction ratio.
That is, the operation control means has regularity in energy consumption for each set period consisting of a plurality of unit times based on management data related to past time-series thermal load data or past time-series power load data. When regularity determination processing is performed to determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set cycle, load cover condition operation processing is performed and regularity is set for energy consumption for each set cycle When it is determined that there is no load, a pre-operation process different from the load-covering condition operation process is executed.
As the preliminary operation process, for example, a power load following operation process for operating the combined heat and power device so as to cover the current power load currently required, or a fuel with a relatively low output such as 25% of the rated output power. By causing the battery to operate at a low output, it is possible to prevent a large heat surplus that may occur when the load-covering condition operation process is executed even though there is no regularity in energy consumption per set cycle. This makes it possible to perform preliminary operation processing.
Therefore, it has become possible to provide a cogeneration system that can be operated to improve energy saving.
Further, according to the second feature configuration, the operation control means includes a predicted amount of stored hot water stored as hot water in the hot water storage tank when operating the combined heat and power supply unit, and an estimated amount of energy consumed when operating the power plant and the heating boiler. And calculating a predicted energy reduction amount that is a difference between a predicted energy consumption amount when the cogeneration apparatus is operated and calculating a predicted energy reduction ratio that is a ratio of the predicted energy reduction amount to the predicted hot water storage amount Then, an energy reduction ratio threshold is set based on the calculated predicted energy reduction ratio.
In addition, the operation control means is a current energy reduction ratio for the increased output from the minimum output of the combined heat and power unit based on the power load data and heat load data on the operation day and the past power load data and heat load data. The current energy reduction ratio is calculated.
And when the operation control means controls the operation of the combined heat and power supply apparatus, if the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold using the energy reduction ratio threshold and the current energy reduction ratio, the operation control means If the combined heat and power unit is operated at the minimum output, and if the current energy reduction ratio is greater than or equal to the energy reduction ratio threshold, the combined heat and power unit is Operate under operating conditions that are the current energy reduction ratio Thus, energy saving can be achieved by setting the energy reduction ratio threshold value and controlling the operation of the cogeneration apparatus using this threshold value.
Therefore, it is possible to further promote the energy saving in the load cover condition operation process, and thus it is possible to operate so as to further improve the energy saving as a whole.
第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、
前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷又は暖房熱負荷を管理するように構成されて、
前記規則性判別処理において、前記設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちの最大値についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期のうちで、単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期の暖房熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期の電力負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、前記熱電併給装置の定格出力電力以下又は最大出力電力以下のものの合計量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が前記予備運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が前記予備運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が前記予備運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度、又は、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が前記予備運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度を判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成されている点を特徴とする
In addition to the first or second feature configuration, the third feature configuration is
The operation control means is
In the data management process, the heat load data is configured to manage a hot water supply heat load or a heating heat load,
In the regularity determination process, the variation for each set cycle with respect to the total amount of hot water supply thermal load for the set cycle, the variation for each set cycle with respect to the maximum value of the hot water supply thermal load for each unit time in the set cycle, Among the set cycles, variation for each set cycle for a time zone in which the hot water supply thermal load per unit time is maximum, variation for each set cycle for the heating heat load total amount of the set cycle, and power for the set cycle Variations in the set cycle for the total load, and the power load per unit time in the set cycle, the rated output power of the combined heat and power unit or less than the maximum output power for the set amount for the set cycle. When the preparatory operation process is executed when the energy saving rate when the load cover condition operation process is executed for the set period is varied. The frequency at which the energy efficiency is lower than the energy saving rate, the frequency at which the energy efficiency when executing the load-covering condition operation process for the set period is lower than the energy efficiency at the time of executing the preliminary operation process, and the load for the set period The frequency at which the energy reduction amount when executing the bridging condition operation process is smaller than the energy reduction amount when executing the preliminary operation process, or the economics when executing the load bridging condition operation process for the set period Is characterized in that it is configured to determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set period, using as a determination index the frequency that is worse than the economic efficiency when the preliminary operation processing is performed. Do
即ち、設定周期の給湯熱負荷総量とは、浴槽に湯張りする湯張り用の給湯熱負荷と、浴槽以外の給湯箇所、例えばシャワー、台所、洗面所等に給湯する一般用の給湯熱負荷を合わせたものであり、設定周期毎の生活パターンが変化すると、それに応じて設定周期の給湯熱負荷総量が変化するものである。
従って、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
That is, the total amount of hot water supply heat load in the set cycle includes the hot water supply heat load for hot water filling in the bathtub and the general hot water supply heat load for supplying hot water to places other than the bathtub, such as showers, kitchens, and washrooms. When the life pattern for each set cycle changes, the hot water supply heat load total amount for the set cycle changes accordingly.
Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set period, using the variation for each set period with respect to the total amount of hot water supply heat load in the set period as a determination index.
単位時間当たりの湯張り用の給湯熱負荷は、単位時間当たりの一般用の給湯熱負荷に比べてかなり大きいので、生活パターンが変化して、湯張りされる設定周期と湯張りされない設定周期が生じると、設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちの最大値が変化することになる。
従って、設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちの最大値についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
The hot water supply heat load for hot water filling per unit time is considerably larger than the general hot water supply heat load for unit time per unit time. When it occurs, the maximum value of the hot water supply heat load per unit time in the set cycle changes.
Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set cycle, using the variation for each set cycle with respect to the maximum value of the hot water supply thermal load per unit time in the set cycle as a determination index. It becomes possible.
単位時間当たりの湯張り用の給湯熱負荷は、単位時間当たりの一般用の給湯熱負荷に比べてかなり大きいので、設定周期毎の生活パターンが変化して、湯張りされる時間帯が変化すると、設定周期のうちで単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯が変化することになる。
従って、設定周期のうちで、単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
The hot water supply heat load for hot water filling per unit time is considerably larger than the general hot water supply heat load for unit time, so the life pattern for each set cycle changes and the time zone for hot water filling changes. In the set cycle, the time zone in which the hot water supply heat load per unit time is maximum changes.
Therefore, whether or not there is regularity in energy consumption for each set cycle is determined using the variation for each set cycle for the time zone in which the hot water supply heat load per unit time is maximum in the set cycle as a discrimination index. It becomes possible to discriminate.
設定周期毎の生活パターンが変化すると、それに応じて設定周期の暖房熱負荷総量が変化するものである。
従って、設定周期の暖房熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
When the life pattern for each set cycle changes, the total amount of heating heat load in the set cycle changes accordingly.
Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set cycle, using the variation for each set cycle with respect to the total heating heat load in the set cycle as a determination index.
設定周期毎の生活パターンが変化すると、それに応じて設定周期の電力負荷総量が変化するものである。
従って、設定周期の電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
When the life pattern for each set cycle changes, the total power load of the set cycle changes accordingly.
Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set cycle, using the variation for each set cycle with respect to the total power load of the set cycle as a determination index.
設定周期毎の生活パターンが変化すると、設定周期の電力負荷総量が大きく変化しない場合でも、単位時間毎の電力負荷が顕著に変化することになり、設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、熱電併給装置の定格出力電力以下又は最大出力電力以下のものの合計量が顕著に変化することになる。
従って、設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、熱電併給装置の定格出力電力以下又は最大出力電力以下のものの合計量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
If the life pattern for each set period changes, even if the total power load for the set period does not change significantly, the power load for each unit time will change significantly. The total amount of the combined heat and power device having a rated output power of less than or equal to or less than the maximum output power will change significantly.
Therefore, the energy consumption for each set cycle is determined using the variation for each set cycle with respect to the total amount of power load per unit time in the set cycle that is less than the rated output power or less than the maximum output power of the combined heat and power system as a discrimination index. It is possible to appropriately determine whether or not there is regularity.
予測熱負荷と実際の熱負荷との差や、予測電力負荷と実際の電力負荷との差が大きくなると、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が予備運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなるので、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が予備運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度は、設定周期毎のエネルギー消費のバラツキの程度を反映するものである。
従って、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が予備運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度を判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
When the difference between the predicted heat load and the actual heat load, or the difference between the predicted power load and the actual power load becomes large, the energy saving rate when the load cover condition operation process is executed for the set cycle executes the preliminary operation process Therefore, the frequency at which the energy saving rate when executing the load cover condition operation processing for the set cycle is lower than the energy saving rate when executing the preliminary operation processing is the energy consumption per set cycle. It reflects the degree of variation.
Therefore, whether there is regularity in energy consumption for each set cycle, using the frequency at which the energy saving rate when executing the load cover condition operation processing for the set cycle is lower than the energy saving rate when executing the preliminary operation processing as a discrimination index It is possible to appropriately determine whether or not.
予測熱負荷と実際の熱負荷との差や、予測電力負荷と実際の電力負荷との差が大きくなると、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が予備運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなるので、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が予備運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度は、設定周期毎のエネルギー消費のバラツキの程度を反映するものである。
従って、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が予備運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度を判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
When the difference between the predicted heat load and the actual heat load, or the difference between the predicted power load and the actual power load becomes large, the energy efficiency when the load-covering condition operation process is executed for the set cycle executes the preliminary operation process Therefore, the frequency at which the energy efficiency when executing the load-covering condition operation process for the set period is lower than the energy efficiency when executing the preliminary operation process is the energy consumption for each set period. It reflects the degree of variation.
Therefore, is there regularity in energy consumption for each set cycle, using as a discriminating index the frequency at which the energy efficiency when executing the load cover condition operation process for the set cycle is lower than the energy efficiency when executing the preliminary operation process? It is possible to appropriately determine whether or not.
予測熱負荷と実際の熱負荷との差や、予測電力負荷と実際の電力負荷との差が大きくなると、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が予備運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなるので、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が予備運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度は、設定周期毎のエネルギー消費のバラツキの程度を反映するものである。
従って、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が予備運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度を判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
When the difference between the predicted heat load and the actual heat load, or the difference between the predicted power load and the actual power load increases, the amount of energy saved when the load-covery condition operation process is executed for the set cycle executes the preliminary operation process. Therefore, the frequency at which the energy reduction amount when executing the load cover condition operation processing for the set cycle becomes smaller than the energy reduction amount when executing the preliminary operation processing is set for each set cycle. This reflects the degree of variation in energy consumption.
Therefore, the regularity of energy consumption for each set cycle is determined by using the frequency with which the energy reduction amount when executing the load cover condition operation processing for the set cycle is smaller than the energy reduction amount when executing the preliminary operation processing as a discrimination index. It is possible to appropriately determine whether or not there is.
予測熱負荷と実際の熱負荷との差や、予測電力負荷と実際の電力負荷との差が大きくなると、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が予備運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなるので、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が予備運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度は、設定周期毎のエネルギー消費のバラツキの程度を反映するものである。
従って、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が予備運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度を判別指標として、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
When the difference between the predicted heat load and the actual heat load, or the difference between the predicted power load and the actual power load becomes large, the economics of executing the load-covering condition operation process for the set cycle performed the preliminary operation process Therefore, the frequency at which the economic efficiency when executing the cover condition operating process for the set period is worse than the economic efficiency when executing the preliminary operation process is the energy consumption per set period. It reflects the degree of variation.
Therefore, whether there is regularity in energy consumption for each set cycle, using the frequency at which the economic efficiency when executing the cover condition operating process for the set cycle is worse than that when executing the preliminary operation process as a discrimination index It is possible to appropriately determine whether or not.
要するに、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することを可能とする好適な手段を提供することができる。 In short, it is possible to provide a suitable means that makes it possible to appropriately determine whether there is regularity in energy consumption for each set period.
第4特徴構成は、
前記運転制御手段が、
前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成されて、
前記過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキが小さいときには、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記バラツキが大きいときには、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転することにより、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態となるか、又は、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が余る熱余り状態となるかを予測するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記熱不足状態又は前記熱余り状態のいずれも予測しないときは、現在要求されている現電力負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理を行い、前記熱不足状態を予測したときは、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力上昇運転を行う、又は、前記熱余り状態を予測したときは、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力下降運転を行う条件である点を特徴とする。
The fourth feature configuration is:
The operation control means is
In the data management process, the heat load data is configured to manage a hot water supply heat load,
Based on the management data related to the past time-series hot water supply thermal load, when the variation in the set hot water supply heat load of the set cycle consisting of a plurality of unit times is small for each set cycle, the load cover condition operation processing is executed. And when the variation is large, it is configured to execute a preliminary operation process different from the load-covering condition operation process , and
By operating the combined heat and power supply device so as to cover the time-series predicted power load data, a heat shortage state in which heat is insufficient with respect to the time-series predicted heat load data, or the time It is configured to predict whether there will be excess heat with respect to the series of predicted heat load data,
When the load-covering operation condition does not predict either the heat shortage state or the heat surplus state, a power load follow-up operation process for operating the cogeneration device to cover the currently requested current power load is performed. When the heat shortage state is predicted, in a predetermined output increase target time zone, an output increase operation is performed to adjust the output of the combined heat and power unit to an output side larger than the current power load, or the heat surplus When the state is predicted, it is a condition that an output lowering operation is performed to adjust the output of the cogeneration device to an output side smaller than the current power load in a predetermined output lowering target time zone .
即ち、運転制御手段は、データ管理処理において、熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理し、その過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいときには、負荷賄い条件運転処理を実行し、バラツキが大きいときには、負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行する。 That is, the operation control means manages the hot water supply thermal load as the thermal load data in the data management process, and based on the management data related to the past time-series hot water supply thermal load, When the variation for each set period is small, the load cover condition operation process is executed, and when the variation is large, the preliminary operation process different from the load cover condition operation process is executed.
つまり、先に第3特徴構成に関する説明において記載したように、生活パターンが変化すると、それに応じて設定周期の給湯熱負荷総量が変化するものであるので、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキの程度は、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを反映するものである。
そして、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きいときには、予備運転処理が実行されるようにすることにより、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いときに、的確に予備運転処理が実行されるようにすることが可能となる。
そして、先に第1又は第2特徴構成に関する説明において記載したように、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないにも拘らず負荷賄い条件運転処理が実行される場合に生じ得る大きな熱余りを生じさせないように、予備運転処理を行わせることが可能となるのである。
従って、省エネルギー化を向上するように運転することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
又、第4特徴構成によれば、運転制御手段は、時系列的な電力負荷、及び、時系列的な熱負荷を管理しているので、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転処理を行うことにより、時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が発生するか否か、又は、時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が発生するか否かを予測することができることになる。
そして、運転制御手段は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転処理を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において出力上昇運転を行うので、電力負荷追従運転処理を行うよりも大きい熱を出力することができることになる。
したがって、出力上昇運転を行うことによって出力された大きい熱にて時系列的な熱負荷を賄うことができることになるので、熱不足状態の発生を抑制することができることになり、貯湯タンク内に湯水が貯湯されていないときに湯水を加熱するための補助加熱ボイラの作動を極力回避することができることとなって、省エネルギー化を促進することができる。
又、運転制御手段は、時系列的な電力負荷に対して電力負荷追従運転処理を行うことにより時系列的な熱負荷に対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降昇対象時間帯において出力下降運転を行うので、電力負荷追従運転処理を行うよりも小さい熱を出力することができることになる。
したがって、出力下降運転を行うことによって、時系列的な熱負荷に対して余剰に熱を出力することを防止できることになるので、熱余り状態の発生を抑制することができることになるので、貯湯タンクに溜められた熱がただ放熱するだけとなるのを極力回避することができることとなって、省エネルギー化を促進することができる。
要するに、負荷賄い条件運転処理における省エネルギー化を一層促進することができるので、全体として省エネルギー化を一段と向上するように運転することが可能となった。
第5特徴構成は、
前記運転制御手段が、
前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成されて、
前記過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキが小さいときには、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記バラツキが大きいときには、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記熱電併給装置を運転したときに前記貯湯タンクに温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と前記熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量、及び、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定し、並びに、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて前記熱電併給装置の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値より小さいと、前記熱電併給装置を最小出力で運転し、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値以上であると、前記熱電併給装置を前記現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する条件である点を特徴とする。
即ち、運転制御手段は、データ管理処理において、熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理し、その過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいときには、負荷賄い条件運転処理を実行し、バラツキが大きいときには、負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行する。
つまり、先に第3特徴構成に関する説明において記載したように、生活パターンが変化すると、それに応じて設定周期の給湯熱負荷総量が変化するものであるので、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキの程度は、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを反映するものである。
そして、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きいときには、予備運転処理が実行されるようにすることにより、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いときに、的確に予備運転処理が実行されるようにすることが可能となる。
そして、先に第1又は第2特徴構成に関する説明において記載したように、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないにも拘らず負荷賄い条件運転処理が実行される場合に生じ得る大きな熱余りを生じさせないように、予備運転処理を行わせることが可能となるのである。
従って、省エネルギー化を向上するように運転することが可能なコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
又、第5特徴構成によれば、運転制御手段は、前記熱電併給装置を運転したときに前記貯湯タンクに温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と前記熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量を演算すると共に、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定する。
又、運転制御手段は、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて前記熱電併給装置の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算する。
そして、運転制御手段は、熱電併給装置を運転制御するときには、このエネルギー削減比率しきい値及び現エネルギー削減比率を用いて、現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値よりも小さいと、運転による充分なエネルギー削減が達成されないとして、熱電併給装置を最小出力で運転し、また現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値以上であると、運転によるエネルギー削減が達成されるとして、熱電併給装置をその現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する。このようにエネルギー削減比率しきい値を設定し、このしきい値を用いて熱電併給装置を運転制御することによって、省エネルギー化を図ることが可能となる。
従って、負荷賄い条件運転処理における省エネルギー化を一層促進することができるので、全体として省エネルギー化を一段と向上するように運転することが可能となった。
That is, as described above in the description of the third characteristic configuration, when the life pattern changes, the hot water supply heat load total amount in the set cycle changes accordingly, so the setting for the hot water supply heat load total amount in the set cycle The degree of variation for each cycle reflects whether there is regularity in energy consumption for each set cycle.
When the variation in the set hot water supply heat load for each set cycle is large, the preliminary operation process is executed, so that when there is no regularity in energy consumption for each set cycle, The operation process can be executed.
As described above in the description of the first or second characteristic configuration, a large heat surplus that may be generated when the load-covering condition operation process is executed even though the energy consumption for each set period is not regular. Therefore, it is possible to perform the preliminary operation processing so as not to cause the problem.
Therefore, it has become possible to provide a cogeneration system that can be operated to improve energy saving.
According to the fourth feature configuration, since the operation control means manages the time-series power load and the time-series heat load, the power load following operation is performed with respect to the time-series power load. Whether or not a heat shortage state occurs in which heat is insufficient with respect to the time-series heat load, or whether a heat surplus state with excess heat occurs with respect to the time-series heat load It is possible to predict whether or not.
Then, the operation control means performs predetermined processing when a heat shortage state in which heat is insufficient with respect to the time-series heat load is predicted by performing power load following operation processing for the time-series power load. Since the output increase operation is performed in the output increase target time zone, it is possible to output larger heat than in the power load following operation process.
Therefore, since the large heat output by performing the output increase operation can cover the time-series heat load, the occurrence of a heat shortage state can be suppressed, and the hot water is stored in the hot water storage tank. When the hot water is not stored, the operation of the auxiliary heating boiler for heating the hot water can be avoided as much as possible, and energy saving can be promoted.
In addition, the operation control means performs a power load following operation process for the time-series power load, and when a surplus heat state in which heat remains for the time-series heat load is predicted, Since the output decrease operation is performed in the output decrease and increase target time zone, it is possible to output heat smaller than that in the power load following operation process.
Accordingly, by performing the output lowering operation, it is possible to prevent excessive output of heat with respect to the time-series heat load, so that it is possible to suppress the occurrence of the excessive heat state. It is possible to avoid as much as possible that the heat stored in the heat is only radiated, and energy saving can be promoted.
In short, it is possible to further promote energy saving in the operation processing under load-bearing conditions, and it has become possible to operate to further improve energy saving as a whole.
The fifth feature configuration is:
The operation control means is
In the data management process, the heat load data is configured to manage a hot water supply heat load,
Based on the management data related to the past time-series hot water supply thermal load, when the variation in the set hot water supply heat load of the set cycle consisting of a plurality of unit times is small for each set cycle, the load cover condition operation processing is executed. And when the variation is large, it is configured to execute a preliminary operation process different from the load-covering condition operation process, and
Predicted hot water storage amount stored as hot water in the hot water storage tank when operating the combined heat and power device, predicted consumed energy amount when operating a power plant and a heating boiler, and predicted predicted consumed energy amount when operating the combined heat and power device And calculating a predicted energy reduction ratio that is a ratio of the predicted energy reduction amount to the predicted hot water storage amount, and an energy reduction ratio threshold value based on the calculated predicted energy reduction ratio And the current energy reduction ratio for the increased output from the minimum output of the combined heat and power unit based on the power load data and heat load data on the operating day and the past power load data and heat load data. Configured to calculate a certain current energy reduction ratio,
When the load-covering operation condition is such that the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold value, the combined heat and power unit is operated at a minimum output, and the current energy reduction ratio is equal to or greater than the energy reduction ratio threshold value. If it is, it is the point which is the conditions which drive | operate the said cogeneration apparatus on the driving | running condition used as the said present energy reduction ratio.
That is, the operation control means manages the hot water supply thermal load as the thermal load data in the data management process, and based on the management data related to the past time-series hot water supply thermal load, When the variation for each set period is small, the load cover condition operation process is executed, and when the variation is large, the preliminary operation process different from the load cover condition operation process is executed.
That is, as described above in the description of the third characteristic configuration, when the life pattern changes, the hot water supply heat load total amount in the set cycle changes accordingly, so the setting for the hot water supply heat load total amount in the set cycle The degree of variation for each cycle reflects whether there is regularity in energy consumption for each set cycle.
When the variation in the set hot water supply heat load for each set cycle is large, the preliminary operation process is executed, so that when there is no regularity in energy consumption for each set cycle, The operation process can be executed.
As described above in the description of the first or second characteristic configuration, a large heat surplus that may be generated when the load-covering condition operation process is executed even though the energy consumption for each set period is not regular. Therefore, it is possible to perform the preliminary operation processing so as not to cause the problem.
Therefore, it has become possible to provide a cogeneration system that can be operated to improve energy saving.
Further, according to the fifth feature configuration, the operation control means includes an estimated amount of stored hot water stored as hot water in the hot water storage tank when the combined heat and power supply device is operated, and an estimated consumed energy amount when operating the power plant and the heating boiler. And calculating a predicted energy reduction amount that is a difference between a predicted energy consumption amount when the cogeneration apparatus is operated and calculating a predicted energy reduction ratio that is a ratio of the predicted energy reduction amount to the predicted hot water storage amount Then, an energy reduction ratio threshold value is set based on the calculated predicted energy reduction ratio.
In addition, the operation control means is a current energy reduction ratio for the increased output from the minimum output of the combined heat and power unit based on the power load data and heat load data on the operation day and the past power load data and heat load data. The current energy reduction ratio is calculated.
And when the operation control means controls the operation of the combined heat and power supply apparatus, if the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold using the energy reduction ratio threshold and the current energy reduction ratio, the operation control means If the combined heat and power unit is operated at the minimum output, and if the current energy reduction ratio is greater than or equal to the energy reduction ratio threshold, the combined heat and power unit is Operate under operating conditions that are the current energy reduction ratio Thus, energy saving can be achieved by setting the energy reduction ratio threshold value and controlling the operation of the cogeneration apparatus using this threshold value.
Therefore, it is possible to further promote the energy saving in the load cover condition operation process, and thus it is possible to operate so as to further improve the energy saving as a whole.
第6特徴構成は、上記の第1〜第5特徴構成のいずれかに加えて、
前記予備運転処理が、現在要求されている現電力負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理である点を特徴とする。
The sixth characteristic configuration, in addition to any one of the first to fifth characterizing feature described above,
The preliminary operation process is an electric power load follow-up operation process in which the cogeneration apparatus is operated so as to cover the currently requested current electric power load.
即ち、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いと判別されると、前記予備運転処理として、現在要求されている現電力負荷を賄うように熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転が実行されるので、生活パターンの変化に伴って、予測電力負荷に対して実際の電力負荷が多くなったとしても、負荷賄い条件運転処理が実行される場合に比べて、実際の電力負荷に対して熱電併給装置の出力電力が不足するのを抑制することが可能となり、又、予測電力負荷に対して実際の電力負荷が少なくなったとしても、負荷賄い条件運転処理が実行される場合に比べて、実際の電力負荷に対して熱電併給装置の出力電力が余るのを抑制することが可能となる。 That is, when it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, as the preliminary operation processing, a power load follow-up operation is performed in which the cogeneration device is operated so as to cover the currently requested current power load. Therefore, even if the actual power load increases with respect to the predicted power load as the lifestyle pattern changes, the thermoelectric power for the actual power load is compared with the case where the load cover condition operation process is executed. It becomes possible to suppress the shortage of the output power of the cogeneration device, and even if the actual power load is less than the predicted power load, compared to the case where the load cover condition operation processing is executed, It is possible to suppress the output power of the combined heat and power supply apparatus from surpassing the actual power load.
ところで、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無い場合、実際の熱負荷は予測熱負荷に対して大きくずれることになる。
一方、生活パターンの変化に伴う実際の熱負荷の変化は、概ね、生活パターンの変化に伴う実際の電力負荷の変化に応じたものである。例えば、外出した場合、実際の電力負荷が減少し、同様に、実際の熱負荷も減少することになる。又、就寝時間帯がずれた場合、実際の電力負荷が小さくなる時間帯がずれ、同様に、実際の熱負荷が少なくなる時間帯もずれることになる。
そして、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無くて、予測熱負荷に対して実際の熱負荷が大きくずれた場合に、予測熱負荷に対応して設定された負荷賄い用運転条件にて負荷賄い条件運転処理が実行されると、大きな熱余りが生じる虞があるが、電力負荷追従運転処理を実行することにより、電力についての過不足を小さくしながら、大きな熱余りを生じさせないようにすることが可能となる。
従って、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いときに省エネルギー化を更に促進させるべく実行させるのに好適な予備運転処理の具体例を提供することができるようになった。
By the way, when there is no regularity in the energy consumption for every setting period, an actual heat load will shift | deviate largely with respect to an estimated heat load.
On the other hand, changes in actual heat load accompanying changes in lifestyle patterns generally correspond to changes in actual power load associated with changes in lifestyle patterns. For example, when going out, the actual power load decreases, and the actual heat load also decreases. In addition, when the bedtime shifts, the time period when the actual power load becomes small shifts, and similarly, the time period when the actual heat load decreases also shifts.
If there is no regularity in energy consumption for each set cycle and the actual thermal load deviates significantly from the predicted thermal load, the load will be applied under the load-covering operating conditions set for the predicted thermal load. When the bridging condition operation process is executed, there is a possibility that a large heat surplus may be generated. It becomes possible.
Accordingly, it is possible to provide a specific example of a pre-operation process suitable for executing energy saving further when there is no regularity in energy consumption for each set cycle.
第7特徴構成は、上記の第1〜第5特徴構成のいずれかに加えて、
前記予備運転処理が、現在要求されている現電力負荷と仮に設定した前記熱電併給装置の仮発電出力との差から求められる不足電力を買電によって賄ったときの一次エネルギー消費量、及び、前記仮発電出力を前記熱電併給装置にて賄ったときの一次エネルギー消費量の和が最小となるような発電出力にて前記熱電併給装置を運転する発電メリット優先運転処理である点を特徴とする。
In addition to any of the first to fifth feature configurations described above, the seventh feature configuration is
Primary energy consumption when the preliminary operation process covers the insufficient power required by the difference between the currently requested current power load and the provisional power output of the cogeneration device set temporarily, by power purchase, and The power generation merit priority operation processing is characterized in that the combined heat and power device is operated with the power generation output that minimizes the sum of the primary energy consumption when the temporary power output is covered by the combined heat and power device.
即ち、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いと判別されると、前記予備運転処理として、現在要求されている現電力負荷と仮に設定した熱電併給装置の仮発電出力との差から求められる不足電力を買電によって賄ったときの一次エネルギー消費量、及び、前記仮発電出力を熱電併給装置にて賄ったときの一次エネルギー消費量の和が最小となるような発電出力にて熱電併給装置を運転する発電メリット優先運転処理が実行される。 That is, when it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, the preliminary operation processing is obtained from the difference between the currently requested current power load and the provisional power output of the cogeneration device set temporarily. A combined heat and power unit with a power generation output that minimizes the sum of primary energy consumption when power shortage is covered by power purchase and a sum of primary energy consumption when the temporary power generation output is covered by a combined heat and power unit The power generation merit priority operation process is performed.
つまり、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いときには、現電力負荷を買電により賄うときのエネルギー効率と熱電併給装置により賄うときのエネルギー効率とが併せて考慮されて、エネルギー効率が最も高くなるように、現電力負荷に対する買電量と熱電併給装置の発電出力量との配分比率が求められて、その配分比率の電力を発電するように熱電併給装置が運転されるので、実際の電力負荷に対する熱電併給装置の出力電力の過不足を抑制しながら、電力供給についてのエネルギー効率が最も高くなるように熱電併給装置が運転される。
そして、そのように発電メリット優先運転処理が行われて、実際の電力負荷に対する熱電併給装置の出力電力の過不足を抑制するように熱電併給装置が運転されることにより、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないにも拘らず負荷賄い条件運転処理が実行される場合に生じ得るような大きな熱余りを生じさせないようにすることが可能となる。
従って、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いときに省エネルギー化を更に促進させるべく実行させるのに好適な予備運転処理の具体例を提供することができるようになった。
In other words, when there is no regularity in energy consumption for each set cycle, the energy efficiency when the current power load is covered by power purchase and the energy efficiency when covered by the combined heat and power unit are considered together, and the energy efficiency is the highest. Therefore, the distribution ratio between the amount of power purchased for the current power load and the power generation output amount of the combined heat and power unit is obtained, and the combined heat and power unit is operated to generate the power of the distribution ratio. The combined heat and power device is operated so that the energy efficiency of the power supply becomes the highest while suppressing the excess and deficiency of the output power of the combined heat and power device.
Then, the power generation merit priority operation process is performed in such a way that the combined heat and power supply device is operated so as to suppress the excess and deficiency of the output power of the combined heat and power supply device with respect to the actual power load. Although there is no regularity, it is possible to prevent a large heat surplus that may occur when a load-covering condition operation process is executed.
Accordingly, it is possible to provide a specific example of a pre-operation process suitable for executing energy saving further when there is no regularity in energy consumption for each set cycle.
第8特徴構成は、上記第1〜第7特徴構成のいずれかに加えて、
前記設定周期として、設定繰り返し期間毎に夫々存在する複数の時間属性の設定周期があり、
前記運転制御手段が、前記データ管理処理において、前記過去の時系列的な熱負荷データ及び前記過去の時系列的な電力負荷データを前記時間属性に関連付けて設定周期毎に管理するように構成されている点を特徴とする。
In addition to any of the first to seventh feature configurations described above, the eighth feature configuration is
As the setting period, there is a setting period of a plurality of time attributes that exist for each setting repetition period,
The operation control means is configured to manage the past time-series thermal load data and the past time-series power load data for each set period in association with the time attribute in the data management process. It is characterized by that.
即ち、運転制御手段は、データ管理処理において、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを時間属性に関連付けて設定周期毎に管理するので、負荷賄い条件運転処理を実行するか予備運転処理を実行するかの判別や、負荷賄い条件運転処理を実行するか熱電併給装置を停止するかの判別を、データ管理処理にて管理している管理データのうちで、運転対象の設定周期の時間属性と同じ時間属性のデータに基づいて行わせるようにすることができる。 That is, in the data management process, the operation control means manages the past time-series thermal load data and the past time-series power load data in association with the time attribute for each set period, so that the load cover condition operation process Among the management data managed in the data management process, whether to execute the preliminary operation process or to determine whether to perform the load cover condition operation process or to stop the cogeneration device, It can be made to perform based on the data of the same time attribute as the time attribute of the set cycle of the operation target.
つまり、コージェネレーションシステムの設置箇所においては、時間属性毎に生活パターンが変化して、設定周期毎のエネルギー消費の規則性が時間属性毎に変化する場合がある。ちなみに、例えば、設定周期を1日に、時間属性を曜日に、設定繰り返し期間を1週間に夫々設定するものである。
そこで、上述のように、負荷賄い条件運転処理を実行するか予備運転処理を実行するかの判別や、負荷賄い条件運転処理を実行するか熱電併給装置を停止するかの判別を、運転対象の設定周期の時間属性と同じ時間属性のデータに基づいて行わせるようにすることにより、負荷賄い条件運転処理を実行するか予備運転処理を実行するか、あるいは、負荷賄い条件運転処理を実行するか熱電併給装置を停止するかを、時間属性毎のエネルギー消費の規則性の変化に対応して、時間属性単位で行うことが可能となり、省エネルギー化を一層向上することが可能となる。
従って、省エネルギー化を一段と向上するように運転することが可能となった。
That is, in the location where the cogeneration system is installed, the life pattern may change for each time attribute, and the regularity of energy consumption for each set period may change for each time attribute. Incidentally, for example, the setting cycle is set to one day, the time attribute is set to the day of the week, and the setting repetition period is set to one week.
Therefore, as described above, it is determined whether to perform the load cover condition operation process or the preliminary operation process, or to determine whether to perform the load cover condition operation process or to stop the combined heat and power supply device. Whether to perform load-bearing condition operation processing, pre-operation processing, or load-bearing condition operation processing by making it based on data with the same time attribute as the time attribute of the set cycle Whether to stop the combined heat and power supply device can be performed in units of time attributes in accordance with changes in the regularity of energy consumption for each time attribute, and energy saving can be further improved.
Therefore, it has become possible to operate so as to further improve energy saving.
本発明に係るコージェネレーションシステムについて図面に基づいて説明する。
〔参考の実施形態〕
このコージェネレーションシステムは、図1及び図2に示すように、熱電併給装置としての燃料電池1と、その燃料電池1にて出力される熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して、貯湯タンク2への貯湯及び暖房端末3への熱媒供給を行う貯湯手段としての貯湯ユニット4と、燃料電池1及び貯湯ユニット4の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部5などから構成されている。
A cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[ Reference Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, this cogeneration system recovers heat output from the
前記燃料電池1は、電力と熱とを出力してその出力を調整可能に構成され、その燃料電池1の出力側には、系統連係用のインバータ6が設けられ、そのインバータ6は、燃料電池1の出力電力を商用系統7から供給される電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用系統7は、例えば、単相3線式100/200Vであり、商業用電力供給ライン8を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷装置9に電気的に接続されている。
また、インバータ6は、コージェネ用供給ライン10を介して商業用電力供給ライン8に電気的に接続され、燃料電池1からの発電電力がインバータ6及びコージェネ用供給ライン10を介して電力負荷装置9に供給するように構成されている。
The
The
The
前記商業用電力供給ライン8には、電力負荷装置9の負荷電力を計測する電力負荷計測手段11が設けられ、この電力負荷計測手段11は、商業用電力供給ライン8を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ6により燃料電池1から商業用電力供給ライン8に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ12に供給されるように構成されている。
The commercial
Then, the electric power supplied from the
前記電気ヒータ12は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ15の作動により冷却水循環路13を通流する燃料電池1の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ6の出力側に接続された作動スイッチ14によりON/OFFが切り換えられている。
また、作動スイッチ14は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ12の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ12の消費電力を調整するように構成されている。
The
The
前記貯湯ユニット4は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク2、湯水循環路16を通して貯湯タンク2内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ17、熱源用循環路20を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ21、熱媒循環路22を通して熱媒を暖房端末3に循環供給させる熱媒循環ポンプ23、湯水循環路16を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器24、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器25、熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器26、ファン27を作動させた状態でのバーナ28の燃焼により貯湯タンク2内から取り出した湯水及び熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器29などを備えて構成されている。
The hot
前記湯水循環路16は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁18が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエター19が設けられている。
そして、三方弁18を切り換えることにより、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19を通過するように循環させる状態と、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。
The hot
Then, by switching the three-
前記貯湯用熱交換器24においては、燃料電池1から出力される熱を回収した冷却水循環路13の冷却水を通流させることにより、湯水循環路16を通流する湯水を加熱させるように構成されている。
前記熱源用熱交換器25においては、燃料電池1にて出力される熱を回収した冷却水循環路13の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路20を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
そして、補助加熱ボイラJが、ファン27、バーナ28、補助加熱用熱交換器29により構成されている。
また、熱源用循環路20には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁40が設けられている。
The hot water
In the heat
The auxiliary heating boiler J includes a
Further, the heat
前記冷却水循環路13は、貯湯用熱交換器24側と熱源用熱交換器25側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器24側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁30が設けられている。
そして、分流弁30は、冷却水循環路13の冷却水の全量を貯湯用熱交換器24側に通流させたり、冷却水循環路13の冷却水の全量を熱源用熱交換器25側に通流させることもできるように構成されている。
The cooling
The
前記熱媒加熱用熱交換器26においては、熱源用熱交換器25や補助加熱用熱交換器29にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路22を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。
前記暖房端末3は、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末にて構成されている。
In the
The
また、貯湯タンク2から取り出した湯水を給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯熱負荷計測手段31が設けられ、暖房端末3での暖房熱負荷を計測する暖房熱負荷計測手段32も設けられている。ちなみに、前記給湯熱負荷は、浴槽に給湯する湯張り用の給湯熱負荷と、浴槽以外の給湯箇所、例えばシャワー、台所、洗面所等に給湯する一般用の給湯熱負荷をあわせたものである。
Further, a hot water supply heat load measuring means 31 for measuring the hot water supply heat load when supplying hot water taken out from the hot
前記運転制御部5は、燃料電池1の運転中には冷却水循環ポンプ15を作動させる状態で、燃料電池1の運転及び冷却水循環ポンプ15の作動状態を制御するとともに、湯水循環ポンプ17、熱源用循環ポンプ21、熱媒循環ポンプ23の作動状態を制御することによって、貯湯タンク2内に湯水を貯湯する貯湯運転や、暖房端末3に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
The
ちなみに、給湯するときには、熱源用断続弁40を閉弁した状態で貯湯タンク2から取り出した湯水を給湯するように構成され、貯湯タンク2から取り出した湯水を補助加熱ボイラJにて加熱したり、貯湯タンク2から取り出した湯水に水を混合させて、図外のリモコンにて設定されている給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
したがって、貯湯タンク2では、貯湯タンク2の容量の範囲内で、燃料電池1の出力に応じて追加された湯水から、給湯用として取り出された湯水を差し引いた分の湯水が貯湯されていることになる。
Incidentally, when hot water is supplied, the hot water taken out from the hot
Therefore, in the hot
まず、運転制御部5による燃料電池1の運転の制御について説明を加える。
運転制御部5は、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように燃料電池1を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて燃料電池1を運転する負荷賄い条件運転処理を実行する。
First, the control of the operation of the
The
そして、この実施形態では、運転制御部5は、前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成して、過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、設定周期の給湯熱負荷総量についての複数の設定周期における分布において設定以上の確率で発生する可能性がある範囲(即ち、前記設定確率発生範囲と称する場合がある)での下限値が、運転停止用判断基準値よりも高いか否かを判別する運転判別処理を実行して、設定確率発生範囲の下限値が運転停止用判断基準値よりも高いときには、負荷賄い条件運転処理を実行し、設定確率発生範囲の下限値が運転停止用判断基準値以下のときには、燃料電池1を停止させるようにある。
又、運転制御部5は、過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいときには、負荷賄い条件運転処理を実行し、前記バラツキが大きいときには、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成してある。
In this embodiment, the
Further, the
つまり、この実施形態では、設定確率発生範囲の下限値が運転停止用判断基準値よりも高いときは、無条件で負荷賄い条件運転処理を実行するのではなく、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいとき、具体的には、前記設定確率発生範囲の上限値が予備運転処理用判断基準値よりも小さいときに、負荷賄い条件運転処理を実行するように構成してある。
又、この実施形態では、前記運転制御部5を、前記予備運転処理として、現在要求されている現電力負荷を賄うように前記燃料電池1を運転する電力負荷追従運転処理を実行するように構成してある。
That is, in this embodiment, when the lower limit value of the set probability generation range is higher than the operation stop determination reference value, the load supply condition operation processing is not executed unconditionally, but the hot water supply heat load total amount in the set cycle When the variation for each set period is small, specifically, when the upper limit value of the set probability generation range is smaller than the judgment reference value for preliminary operation processing, the load cover condition operation processing is executed. is there.
Further, in this embodiment, the
又、運転制御部5は、時系列的な予測電力負荷データを賄うように燃料電池1を運転することにより、時系列的な予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態となるか、時系列的な予測熱負荷データに対して熱が余る熱余り状態となるかを予測するように構成してあり、前記負荷賄い用運転条件を、熱不足状態及び熱余り状態のいずれも予測しないときは、通常時の電力負荷追従運転処理を行い、熱不足状態を予測したときは、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に燃料電池1の出力を調整する出力上昇運転を行い、熱余り状態を予測したときは、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に燃料電池1の出力を調整する出力下降運転を行う条件に設定してある。
In addition, the
ちなみに、熱不足状態とは、例えば、貯湯タンク2内に湯水が貯湯されておらず、補助加熱ボイラJを作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池1から出力される熱だけでは暖房端末3で要求されている暖房熱負荷を賄えない状態である。
また、熱余り状態とは、例えば、貯湯タンク2内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター19を作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池1から出力される熱が暖房端末3で要求されている暖房熱負荷よりも大きくて、貯湯タンク2内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター19を作動させる状態である。
Incidentally, the heat shortage state means that, for example, hot water is not stored in the hot
The excess heat state is, for example, a state where hot water stored in the hot
先ず、前記電力負荷追従運転処理について説明を加える。
電力負荷追従運転処理において、最小出力(例えば、250W)から最大出力(例えば、1kW)の範囲内で現電力負荷に応じて燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
説明を加えると、運転制御部5は、電力負荷計測手段11の計測値及びインバータ6の出力値に基づいて、現電力負荷を求めて、その現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力になるように、燃料電池1の出力を調整するように構成されている。
例えば、図3に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、現電力負荷よりもα(例えば、100W)だけ小さい出力にて、現電力負荷の推移に応じて燃料電池1の出力を調整するようにしている。
ちなみに、運転制御部5は、現電力負荷の設定時間帯(例えば、5分)の平均値に基づいて、燃料電池1の出力を変更するように構成されている。
First, the power load following operation process will be described.
In the power load following operation process, the output of the
In other words, the
For example, as shown in FIG. 3, when the current power load changes with time, the output of the
Incidentally, the
次に、過去の時系列的な電力負荷データ及び過去の時系列的な熱負荷データを管理するデータ管理処理について説明を加える。
前記運転制御部5は、例えば、設定周期を1日とし、単位時間を1時間とし、熱負荷を給湯熱負荷と暖房熱負荷として、単位時間当たりの実電力負荷、実給湯熱負荷、及び、実暖房熱負荷の夫々を、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、暖房熱負荷計測手段32にて計測する。
そして、運転制御部5は、電力負荷計測手段11及びインバータ6の出力値、給湯熱負荷計測手段31、及び、暖房熱負荷計測手段32にて計測された値を設定周期及び単位時間に対応付けて記憶することにより、過去の時系列的な電力負荷データ及び過去の時系列的な熱負荷データを、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、設定周期毎に単位時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
Next, a description will be given of data management processing for managing past time-series power load data and past time-series heat load data.
The
The
そして、前記運転制御部5は、過去の時系列的な電力負荷データ及び過去の時系列的な熱負荷データの管理データ基づいて、設定周期内において単位時間ごとの時系列的な電力負荷及び時系列的な熱負荷を予測して、時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを求めるように構成されている。
例えば、設定周期が1日で、単位時間が1時間である場合を例に挙げて説明を加えると、図4に示すように、1日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷及び熱負荷があるかを予測するようにしている。
以下では、設定周期を1日として、単位時間を1時間として説明する。
And the said
For example, a case where the set cycle is one day and the unit time is one hour will be described as an example. As shown in FIG. I try to predict if there is a load.
In the following description, it is assumed that the set cycle is 1 day and the unit time is 1 hour.
次に、前記負荷賄い条件運転処理を実行するか、前記予備運転処理を実行するかの運転状態を選択するための運転状態選択制御について、説明を加える。ちなみに、この実施形態では、運転状態選択制御においては、負荷賄い条件運転処理を実行する運転状態、及び、予備運転処理を実行する運転状態に、燃料電池1を停止させる運転状態を加えた中から、運転状態を選択するようにしてある。
Next, a description will be given of the operation state selection control for selecting an operation state for executing the load-covering condition operation process or the preliminary operation process. By the way, in this embodiment, in the operation state selection control, the operation state for stopping the
先ず、運転制御部5は、過去の時系列的な給湯熱負荷データに関する管理データに基づいて、設定期間内における1日の給湯熱負荷総量の平均値M及び標準偏差σを求めて、前記設定確率発生範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定する。
つまり、前記設定確率発生範囲は、設定確率である約99%の確率で発生する可能性のある範囲である。
そして、運転制御部5は、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)と運転停止用判断基準値Ka(M)とを比較して、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が運転停止用判断基準値Ka(M)よりも高く、且つ、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)よりも低いときは、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいと判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が運転停止用判断基準値Ka(M)以下のときは、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが給湯熱負荷総量の少ない側において大きいと判別して、燃料電池1を停止させ、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)以上のときは、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが給湯熱負荷総量の多い側において大きいと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
First, the
In other words, the set probability generation range is a range that may occur with a probability of about 99%, which is the set probability.
Then, the operation control unit 5 compares the lower limit value (M−3σ) of the set probability generation range with the determination reference value Ka (M) for operation stop, and the lower limit value (M−3σ) of the set probability generation range is When the operation stop determination reference value Ka (M) is higher and the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is lower than the preliminary operation process determination reference value Kb (M), the hot water supply thermal load of the set cycle It is determined that the variation in the set period for the total amount is small, the load cover condition operation process is executed, and the lower limit value (M−3σ) of the set probability generation range is equal to or less than the operation stop determination reference value Ka (M) When it is determined that the variation in the set cycle of the hot water supply thermal load for each set cycle is large on the side where the hot water supply thermal load is small, the fuel cell 1 is stopped, and the upper limit (M + 3σ) of the set probability generation range is Judgment reference value Kb (M ) In the above case, it is determined that the variation in the set cycle with respect to the total amount of hot water supply thermal load for each set cycle is large on the side where the total amount of hot water supply heat load is large, and the power load follow-up operation process is executed as the preliminary operation process.
ちなみに、前記運転停止用判断基準値Ka(M)及び前記予備運転処理用判断基準値Kb(M)夫々は、設定期間内における1日の給湯熱負荷総量の平均値Mに応じて設定されるものであり、運転制御部5に、運転停止用判断基準値Ka(M)及び予備運転処理用判断基準値Kb(M)夫々を前記平均値Mに対応付けて記憶させてある。以下、それら運転停止用判断基準値Ka(M)及び予備運転処理用判断基準値Kb(M)の設定例の一例について説明する。
Incidentally, each of the operation stop determination reference value Ka (M) and the preliminary operation processing determination reference value Kb (M) is set in accordance with the average value M of the total hot water supply heat load during the set period. The
省エネルギー率yと給湯熱負荷xとの関係は、下記の式(1)にて示される。
y={(A+x÷η)−(B+Z)}÷(A+x÷η)……………(1)
The relationship between the energy saving rate y and the hot water supply heat load x is expressed by the following equation (1).
y = {(A + x ÷ η) − (B + Z)} ÷ (A + x ÷ η) (1)
ここで、
A:予測電力負荷の発電所一次エネルギー換算値
η:従来加熱ボイラの効率(例えば、0.7)
x÷η:予測給湯熱負荷の従来加熱ボイラのエネルギー量
B:燃料電池1の必要エネルギー量+商用系統7からの電力負荷の発電所一次エネルギー換算値
Z:補助加熱ボイラJの必要エネルギー量
here,
A: Power plant primary energy conversion value of predicted power load η: Efficiency of conventional heating boiler (for example, 0.7)
x ÷ η: Energy amount of a conventional heating boiler with a predicted hot water supply heat load B: Amount of energy required for the
そして、燃料電池1にて発生する熱量をCとすると、補助加熱ボイラJの必要エネルギー換算量Zは、予測給湯熱負荷を燃料電池1にて発生する熱量Cにて賄えたときは、Z=0となり、予測給湯熱負荷を燃料電池1にて発生する熱量Cにて賄えなかったときは、Z=x÷η−Cとなる。
When the amount of heat generated in the
従って、
Z=0のときは、
y=1−{B÷(A+x÷η)}
となり、
Z=x÷η−Cのときは、
y=(A−B+C)÷(A+x÷η)
となる。
Therefore,
When Z = 0
y = 1− {B ÷ (A + x ÷ η)}
And
When Z = x ÷ η−C,
y = (A−B + C) ÷ (A + x ÷ η)
It becomes.
そして、運転日の予測電力負荷量が決まると、燃料電池1の効率が分かっているので、A、B、Cは定数となる。
When the predicted power load amount on the operation day is determined, the efficiency of the
図13は、現電力負荷を750Wとして、燃料電池1の出力を750W、500W及び1000Wにて運転した場合の夫々について、省エネルギー率yと給湯熱負荷xとの関係を示したグラフである。ちなみに、図13は、出力電力範囲が500〜1000Wの燃料電池1の場合についての例である。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the energy saving rate y and the hot water supply thermal load x when the current power load is 750 W and the output of the
750Wの現電力負荷に対して750Wを出力するように運転した場合のグラフと、750Wの現電力負荷に対して500Wを出力するように運転した場合のグラフとの交点の給湯熱負荷は16000Wh程度であるので、1日の給湯熱負荷総量が16000Whよりも多いときは、750Wの現電力負荷に対して750Wを出力するように運転した方が省エネルギー率が高くなり、1日の給湯熱負荷総量が16000Whよりも少ないときは、750Wの現電力負荷に対して500Wを出力するように運転した方が省エネルギー率が高くなる。 The hot water supply heat load at the intersection of the graph when the 750 W current power load is operated to output 750 W and the graph when the 750 W current power load is operated to output 500 W is about 16000 Wh. Therefore, when the total amount of hot water supply heat load per day is greater than 16000 Wh, the energy saving rate is higher when the operation is performed to output 750 W with respect to the current power load of 750 W, and the total amount of hot water supply heat load per day Is less than 16000 Wh, the energy saving rate is higher when the operation is performed to output 500 W with respect to the current power load of 750 W.
例えば、運転日の予測給湯熱負荷総量が14000Whのときは、現電力負荷が750Wであっても、その750Wを出力するように運転すると省エネルギー率が低くなるので、750Wの現電力負荷よりも小さい出力で運転するように負荷賄い用運転条件が設定されることになる。
しかしながら、1日の給湯熱負荷総量のバラツキが大きくて、実際の給湯熱負荷が16000Whよりも多くなると、750Wの現電力負荷に対して750Wを出力するように運転する電力負荷追従処理を実行する方が省エネルギー率を高くすることが可能となる。
For example, when the predicted total hot water supply heat load on the operation day is 14000 Wh, even if the current power load is 750 W, the energy saving rate will be lower if operation is performed to output 750 W, so that it is smaller than the current power load of 750 W. The operation condition for providing a load is set so as to drive at the output.
However, when the variation in the total amount of hot water supply heat load per day is large and the actual hot water supply heat load is larger than 16000 Wh, the power load follow-up process is executed to operate to output 750 W to the current power load of 750 W. It becomes possible to increase the energy saving rate.
そこで、例えば、1日の給湯熱負荷総量の平均値Mが14000Whのときは、予備運転処理用判断基準値Kb(M)を16000Whに設定する。
そして、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキにおいて、給湯熱負荷総量が多い側でのバラツキが大きくて、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)である16000Wh以上のときは、予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されることになり、省エネルギー化を向上することが可能となる。
Therefore, for example, when the average value M of the total hot water supply heat load per day is 14000 Wh, the preliminary operation processing determination reference value Kb (M) is set to 16000 Wh.
And, in the variation for each set cycle with respect to the total hot water supply heat load in the set cycle, the variation on the side where the total hot water heat load is large is large, and the upper limit (M + 3σ) of the set probability generation range is the judgment reference value for preliminary operation When Kb (M) is equal to or greater than 16000 Wh, the power load follow-up operation process as the preliminary operation process is executed, and energy saving can be improved.
又、1日の給湯熱負荷総量が5000Whよりも少ないときは、750Wの現電力負荷に対して500Wを出力するように、現電力負荷よりも出力を小さくして運転しても省エネルギーが達成できないので、前記運転停止用判断基準値Ka(M)を5000Whに設定する。
そして、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキにおいて、給湯熱負荷総量が少ない側でのバラツキが大きくて、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が運転停止用判断基準値Ka(M)以下のときは、燃料電池1が停止されることになり、省エネルギー化を向上することが可能となる。
Also, when the total amount of hot water supply heat load per day is less than 5000 Wh, energy saving cannot be achieved even if the output is made smaller than the current power load so that 500 W is output to the current power load of 750 W. Therefore, the determination reference value Ka (M) for operation stop is set to 5000 Wh.
And in the variation for every set cycle about the hot water supply heat load total amount of a set cycle, the variation in the side with little hot water supply heat load amount is large, and the lower limit (M-3σ) of the set probability generation range is a judgment criterion for operation stop. When the value is equal to or less than Ka (M), the
次に、図5に示すフローチャートに基づいて、燃料電池1の運転を制御する場合の運転制御部5による一連の制御動作について説明する。
先ず、前記設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)と運転停止用判断基準値Ka(M)とを比較して(ステップA1)、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が運転停止用判断基準値Ka(M)以下のときは、燃料電池1を停止させて(ステップA2)、リターンし、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が運転停止用判断基準値Ka(M)よりも高いときは、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)と予備運転処理用判断基準値Kb(M)とを比較して(ステップA3)、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)以上のときは、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行して(ステップ13)、リターンし、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)よりも低いときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行する。
Next, a series of control operations by the
First, the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is compared with the operation stop determination reference value Ka (M) (step A1), and the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is operated. When it is equal to or less than the stop determination reference value Ka (M), the
以下、その負荷賄い条件運転処理の詳細な制御動作について、図5〜図12に基づいて説明する。
なお、図5〜図7は、本実施形態の処理フローを示す図であり、図8〜図12において、(イ)は、各設定時間帯(i)における貯湯タンク2に貯えられるべき熱量(以下、「予測貯熱量」と呼ぶ。)の演算条件としての各単位時間(i)における燃料電池1の出力F(i)を示す図、及び、(ロ)は、その演算条件下での演算結果である各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を示す図である。なお、図8〜図12において、単位時間(i=0)に相当する貯熱量T(0)は、現時点で貯湯タンク2に貯えられている熱量を示すものである。
Hereinafter, a detailed control operation of the load cover condition operation process will be described with reference to FIGS.
5-7 is a figure which shows the processing flow of this embodiment, and in FIGS. 8-12, (a) is the calorie | heat amount (to be stored in the hot
図5に示すように、運転制御部5は、各単位時間(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転処理時に設定される出力fとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求める(ステップ10)。
As shown in FIG. 5, the
具体的には、運転制御部5は、上記ステップ10において、まず、各単位時間(i)において予測される電力負荷及び熱負荷等から、各単位時間(i)において貯湯タンク2に追加される熱量(以下、「追加熱量」と呼ぶ。)を求める。この追加熱量は、その単位時間(i)内において、燃料電池1の出力F(i)に応じて出力される熱量と余剰電力に応じて電気ヒータ12から出力される熱との和から熱負荷を差し引いたものとなり、その追加熱量が正の場合には、貯湯タンク2に貯えられる熱量が増加し、その追加熱量が負の場合には、貯湯タンク2に貯えられる熱量が減少することになる。
次に、運転制御手段5は、最早の単位時間(i=1)から順に選択する状態で、各単位時間(i)において、前の単位時間(i−1)が経過したときに貯湯タンク2に貯えられている熱量(最早の単位時間(i=1)においては現在貯湯タンク2に貯えられている熱量)に上記のように求めた追加熱量を加えた熱量を、上記予測貯熱量T(i)として求めるのである。
Specifically, the
Next, the operation control means 5 is selected in order from the earliest unit time (i = 1), and in each unit time (i), when the previous unit time (i-1) has elapsed, the hot
なお、その予測貯熱量T(i)が、貯湯タンク2に貯えることができる最大貯熱量tmaxを超える場合、即ち、ラジエター19を作動させる必要がある場合には、その単位時間(i)を熱余り状態が予測される単位時間(i=ful)と特定でき、その予測貯熱量T(i)が、貯湯タンク2に貯えるべき最小貯熱量tmin(例えば、0)を下回る場合、即ち、補助加熱ボイラJを作動させる必要がある場合には、その単位時間(i)を熱不足状態が予測される設定時間帯(i=emp)と特定できる。
また、各単位時間(i)において貯湯タンク2に使用可能な状態で有効に貯えられる熱量(以下、「有効貯熱量」と呼ぶ。)T’(i)は、上記予測貯熱量T(i)が貯湯タンク2に貯えることができる最小貯熱量tmin以上且つ最大貯熱量tmax以下の範囲内であれば、予測貯熱量T(i)とされるが、その予測貯熱量T(i)が貯湯タンク2に貯えることができる最大貯熱量tmaxを超える場合には最大貯熱量tmaxとされ、その予測貯熱量が貯湯タンク2に貯えるべき最小貯熱量tminを下回る場合には最小貯熱量tminとされる。
When the predicted heat storage amount T (i) exceeds the maximum heat storage amount tmax that can be stored in the hot
Further, the amount of heat (hereinafter referred to as “effective heat storage amount”) T ′ (i) effectively stored in the hot
次に、運転制御部5は、上記のようにステップ10で求めた各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を参照して、熱余り状態又は熱不足状態となる単位時間を特定し、最初に熱余り状態となるか否か、さらには、最初に熱不足状態となるか否かを判定する(ステップ11,12)。
Next, the
そして、先に熱余り状態となる場合には、詳細については後述するが、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行うか否かを判定するための出力下降運転判定処理(ステップ100)を実行し、先に熱不足状態となる場合には、詳細については後述するが、最早の単位時間(i=1)において出力上昇運転を行うか否かを判定するための出力上昇運転判定処理(ステップ200)を実行し、熱余り状態及び熱不足状態にならない場合には、最早の単位時間(i=1)において通常時の電力負荷追従運転処理を行うことを決定する(ステップ13)。 When the heat surplus state first occurs, the output lowering operation determination process (step) for determining whether or not to perform the output lowering operation in the earliest unit time (i = 1) will be described later in detail. 100), and when the heat shortage state first occurs, the output increasing operation for determining whether or not to perform the output increasing operation in the earliest unit time (i = 1) will be described in detail later. When the determination process (step 200) is executed and neither the excessive heat state nor the insufficient heat state occurs, it is determined that the normal power load follow-up operation process is performed in the earliest unit time (i = 1) (step 13). ).
以下、最早の設定時間帯(i=1)で通常時の電力負荷追従運転処理を行うことを決定する場合について、図8に基づいて説明を加える。
図8(イ)に示すように、各単位時間(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転処理時に設定される出力fとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図8(ロ)に示すように、各単位時間(i)において予測貯熱量T(i)が、最小貯熱量tmin以上且つ最大貯熱量tmax以下の範囲内となる場合、即ち、熱余り状態及び熱不足状態にならない場合には、最早の単位時間(i=1)において電力負荷追従運転処理を行うように決定されるのである。
Hereinafter, the case where it is determined to perform the normal power load follow-up operation process in the earliest set time zone (i = 1) will be described based on FIG.
As shown in FIG. 8A, under the condition that the output F (i) of the
なお、上記出力上昇運転判定処理及び上記出力下降運転判定処理を行うことなく、上記図5のステップ10で求めた各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を参照して、先に熱余り状態となる場合には、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行うことを決定し、先に熱不足状態となる場合には、最早の単位時間(i=1)において出力上昇運転を行うことを決定するように構成しても構わない。
In addition, referring to the predicted heat storage amount T (i) in each unit time (i) obtained in
次に、出力下降運転判定処理について、図6に基づいて説明する。
運転制御部5は、出力下降運転判定処理において、先ず、最早の単位時間(i=1)における燃料電池1の出力F(1)を出力下降運転時に設定される出力fminとし、その他の単位時間(i=2〜24)における燃料電池1の出力F(i=2〜24)を電力負荷追従運転処理時に設定される出力fとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求める(ステップ101)。
そして、このように求めた予測貯熱量T(i)を参照して、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行った場合に、熱不足状態となるか否かを判定し(ステップ102)、熱不足状態とならない場合には、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行うことを決定し(ステップ103)、一方、熱不足状態となる場合には、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行うことを禁止して電力負荷追従運転処理を行うことを決定する(ステップ104)。
Next, the output decreasing operation determination process will be described with reference to FIG.
In the output decrease operation determination process, the
Then, with reference to the predicted heat storage amount T (i) obtained in this way, it is determined whether or not a heat shortage state occurs when the output decreasing operation is performed in the earliest unit time (i = 1) ( Step 102) When the heat shortage state does not occur, it is decided to perform the output lowering operation in the earliest unit time (i = 1) (Step 103). It is determined to perform the power load following operation process while prohibiting the output decreasing operation in the unit time (i = 1) (step 104).
以下、出力下降運転判定処理において、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行うことを禁止して電力負荷追従運転処理を行うことを決定する場合について、図9及び図10に基づいて説明を加える。
図9(イ)に示すように、各単位時間(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転処理時に設定される出力fとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図9(ロ)に示す単位時間(i=17)の貯熱量T(17)のように、先に熱余り状態となる場合に、出力下降運転判定処理が行われる。
そして、出力下降運転判定処理において、図10(イ)に示すように、最早の単位時間(i=1)における燃料電池1の出力F(i)を出力下降運転時に設定される出力fminとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図10(ロ)に示す単位時間(i=19,20)の貯熱量T(19),T(20)のように、熱不足状態となる場合には、最早の単位時間(i=1)においては、出力下降運転を行うことを禁止して、電力負荷追従運転処理を行うように決定されるのである。
Hereinafter, in the output decrease operation determination process, a case where it is determined to perform the power load follow-up operation process while prohibiting the output decrease operation in the earliest unit time (i = 1) is based on FIGS. 9 and 10. Add explanation.
As shown in FIG. 9A, under the condition that the output F (i) of the
Then, in the output decreasing operation determination process, as shown in FIG. 10A, the output F (i) of the
なお、出力下降運転判定処理のステップ102において、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行った場合に熱不足状態となる単位時間が、各単位時間(i)において電力負荷追従運転処理を行った場合に熱余り状態となった単位時間(i=ful)の前にあるときのみ、最早の単位時間(i=1)において出力下降運転を行うことを禁止して電力負荷追従運転処理を行うことを決定するように構成しても構わない。
In
次に、出力上昇運転判定処理について、図7に基づいて説明する。
運転制御部5は、出力上昇運転判定処理において、最早の単位時間(i=1)から電力負荷追従運転処理を行った場合に熱不足状態となった単位時間(i=emp)までの燃料電池1の出力F(1〜emp)を出力上昇運転時に設定される出力fmaxとし、その他の単位時間(i=emp+1〜24)における燃料電池1の出力F(emp+1〜24)を電力負荷追従運転処理時に設定される出力fとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求める(ステップ201)。
そして、このように求めた予測貯熱量T(i)を参照して、最早の単位時間(i=1)から電力負荷追従運転処理を行った場合に熱不足状態となった単位時間(i=emp)まで出力上昇降運転を行った場合に熱余り状態となる単位時間が、各単位時間(i)において電力負荷追従運転処理を行った場合に熱不足状態となった単位時間(i=emp)の前にあるか否かを判定する(ステップ202)。
そして、単位時間(i=1〜emp)において出力上昇運転を行った場合に熱余り状態となる単位時間が熱不足状態であった単位時間(i=emp)の前にない場合には、最早の単位時間(i=1)において出力上昇運転を行うことを決定し(ステップ203)、一方、単位時間(i=1〜emp)において出力上昇運転を行った場合に熱余り状態となる単位時間が熱不足状態であった単位時間(i=emp)の前にある場合には、最早の単位時間(i=1)において出力上昇運転を行うことを禁止して電力負荷追従運転処理を行うことを決定する(ステップ204)。
Next, the output increase operation determination process will be described with reference to FIG.
In the output increase operation determination process, the
Then, referring to the predicted heat storage amount T (i) obtained in this way, the unit time (i =) when the power load follow-up operation process is performed from the earliest unit time (i = 1). emp) when the output up / down operation is performed, the unit time that becomes a heat surplus state is the unit time (i = emp) when the power load following operation processing is performed in each unit time (i). ) Is determined (step 202).
Then, if the unit time that becomes a heat surplus state in the unit time (i = 1 to emp) is not in front of the unit time (i = emp) that is in a heat shortage state, the earliest. Unit time (i = 1) is determined to perform the output increase operation (step 203), while, when the output increase operation is performed in the unit time (i = 1 to emp), the unit time in which a heat surplus state occurs. Is before the unit time (i = emp) in which the heat is insufficient, prohibiting the output increase operation in the earliest unit time (i = 1) and performing the power load following operation process Is determined (step 204).
以下、出力上昇運転判定処理において、最早の単位時間(i=1)で電力負荷追従運転処理を行うことを決定する場合について、図11及び図12に基づいて説明を加える。
図11(イ)に示すように、各単位時間(i)における燃料電池1の出力F(i)を電力負荷追従運転処理時に設定される出力fとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図11(ロ)に示す単位時間(i=19,20)の貯熱量T(19),T(20)のように、先に熱不足状態となる場合に、出力上昇運転判定処理が行われる。
そして、出力上昇運転判定処理において、図12(イ)に示すように、最早の単位時間(i=1)から各単位時間(i)で電力負荷追従運転処理を行った場合に熱不足状態となった単位時間(i=19)までの燃料電池1の出力F(1)〜F(19)を出力上昇運転時に設定される出力fmaxとする条件で、各単位時間(i)における予測貯熱量T(i)を求めた結果、図12(ロ)に示す単位時間(i=5)の貯熱量T(5)等のように、単位時間(i=1〜19)において出力上昇運転を行った場合に熱余り状態となる単位時間(i=5)が熱不足状態であった単位時間(i=19)の前にある場合には、最早の単位時間(i=1)においては、出力上昇運転を行うことを禁止して、電力負荷追従運転処理を行うように決定されるのである。
Hereinafter, in the output increase operation determination process, a case where it is determined to perform the power load following operation process in the earliest unit time (i = 1) will be described based on FIGS. 11 and 12.
As shown in FIG. 11 (a), under the condition that the output F (i) of the
In the output increase operation determination process, as shown in FIG. 12 (A), when the power load following operation process is performed from the earliest unit time (i = 1) to each unit time (i), The estimated heat storage amount in each unit time (i) under the condition that the outputs F (1) to F (19) of the
次に、前記運転制御部5による貯湯運転及び熱媒供給運転の動作について説明を加える。
前記貯湯運転は、燃料電池1の運転中で冷却水循環ポンプ15の作動により、貯湯用熱交換器24において、冷却水循環路13を通流する冷却水にて湯水循環路16を通流する湯水を加熱させることができる状態で行われる。
そして、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19をバイパスするように循環させる状態に三方弁18を切り換えて、湯水循環ポンプ17を作動させて、貯湯タンク2の下部から湯水を湯水循環路16に取出し、その湯水を貯湯用熱交換器24を通過させて加熱したのち、貯湯タンク2の上部に戻して、貯湯タンク2内に湯水を貯湯するようにしている。
Next, description will be made on operations of the hot water storage operation and the heat medium supply operation by the
In the hot water storage operation, when the cooling
And the hot water extracted from the lower part of the hot
ちなみに、貯湯運転において、貯湯タンク2内に貯湯された湯水が満杯である熱余り状態の場合には、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエター19を通過するように循環させる状態に三方弁18を切り換えて、ラジエター19を作動させ、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水をラジエター19にて放熱させたのち、貯湯用熱交換器24を通過させて加熱するように構成されている。
By the way, in hot water storage operation, when the hot water stored in the hot
前記熱媒供給運転は、暖房端末3にて熱が要求されていることを図外のリモコンにより指令されると、熱源用断続弁40を開弁させる状態で熱源用循環ポンプ21と熱媒循環ポンプ23とを作動させて、熱源用熱交換器25と補助加熱用熱交換器29との少なくとも一方にて熱源用湯水を加熱させて、その加熱された熱源用湯水を熱媒加熱用熱交換器26を通過する状態で循環させ、熱媒加熱用熱交換器26において熱源用湯水により加熱される熱媒を熱消費端末3に循環供給するようにしている。
In the heat medium supply operation, when the remote controller (not shown) instructs that heat is required at the
熱源用湯水の加熱について説明を加えると、燃料電池1の運転中である場合には、分流弁30にて熱源用熱交換器25側に冷却水が通流するように調整した状態での冷却水循環ポンプ15の作動により、熱源用熱交換器25において熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
また、燃料電池1からの冷却水だけでは暖房端末3で要求されている現暖房熱負荷を賄えない場合や、燃料電池1の非運転中の場合には、補助加熱ボイラJを加熱状態で作動させることにより、補助加熱用熱交換器29において熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
When heating the hot water for the heat source is added, when the
Further, when the cooling water from the
ちなみに、運転制御部5は、燃料電池1の運転中に、貯湯運転と熱媒供給運転とを同時に行う場合には、熱消費端末3で要求されている現暖房熱負荷に基づいて、分流弁30にて貯湯用熱交換器24側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器25側に通流させる冷却水の流量との割合を調整するように構成されている。
Incidentally, when performing the hot water storage operation and the heating medium supply operation at the same time during the operation of the
〔第1実施形態〕
以下、第1実施形態を説明するが、この第1実施形態は、運転状態選択制御の別実施形態を示すものであるので、主として、その運転状態選択制御について説明を加えて、参考の実施形態と同じ構成については、その説明を省略する。
First Embodiment
Hereinafter, although 1st Embodiment is described, since this 1st Embodiment shows another embodiment of driving | running state selection control, it adds mainly description about the driving | running state selection control, and is a reference embodiment. The description of the same configuration as in FIG.
この第1実施形態においても、参考の実施形態と同様に、前記運転制御部5は、前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成して、前記運転状態選択制御として、過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいときには、負荷賄い条件運転処理を実行し、前記バラツキが大きいときには、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成してあるが、前記バラツキの大小を判別するためのデータの処理方法が参考の実施形態と異なる。尚、この第1実施形態においても、参考の実施形態と同様に、前記運転制御部5を、前記予備運転処理として前記電力負荷追従運転処理を実行するように構成してある。
Also in the first embodiment, similarly to the reference embodiment, the
即ち、運転制御部5は、過去の時系列的な給湯熱負荷データに関する管理データに基づいて、設定期間内における1日の給湯熱負荷総量の平均値M及び標準偏差σを求めて、前記設定確率発生範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定する。
又、設定期間内における1日の給湯熱負荷総量の平均値Mに下限許容値設定用係数Taを乗じて、下限許容値M×Taを求め、設定期間内における1日の給湯熱負荷総量の平均値Mに上限許容値設定用係数Tbを乗じて、上限許容値M×Tbを求める。
That is, the
Moreover, the average value M of the hot water supply thermal load for one day within the set period is multiplied by the lower limit allowable value setting coefficient Ta to obtain the lower limit allowable value M × Ta, and the total amount of hot water supply thermal load for the day within the set period is calculated. The average value M is multiplied by an upper limit allowable value setting coefficient Tb to obtain an upper limit allowable value M × Tb.
そして、運転制御部5は、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きく、且つ、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さいと判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のとき、又は、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きいと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
Then, the
ちなみに、前記下限許容値設定用係数Ta及び前記上限許容値設定用係数Tbは、省エネルギー化を向上すべく、前記負荷賄い条件運転処理、前記予備運転処理としての前記電力負荷追従運転処理を適切に選択可能なように設定するものであり、固定的に設定してもよいし、あるいは、更新可能なようにしても良い。
下限許容値設定用係数Ta及び上限許容値設定用係数Tを固定的に設定する場合は、例えば、下限許容値設定用係数Taは0.4〜0.7に、上限許容値設定用係数Tbは1.3〜1.6に設定する。
Incidentally, the lower limit permissible value setting coefficient Ta and the upper limit permissible value setting coefficient Tb are suitable for the load cover condition operation process and the power load following operation process as the preliminary operation process in order to improve energy saving. It is set so that it can be selected, and may be fixedly set or may be updated.
When the lower limit allowable value setting coefficient Ta and the upper limit allowable value setting coefficient T are fixedly set, for example, the lower limit allowable value setting coefficient Ta is set to 0.4 to 0.7, and the upper limit allowable value setting coefficient Tb is set. Is set to 1.3 to 1.6.
図25は、a邸、b邸の夫々について、設定期間内における単位時間毎の給湯熱負荷の平均値と標準偏差、及び、設定期間内における1日の給湯熱負荷総量の平均値と標準偏差を示した図である。
下限値を(M−3σ)、上限値を(M+3σ)とする設定確率発生範囲は、a邸に比べてb邸の方が狭く、b邸の方が設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があることが分かる。
FIG. 25 shows the average value and standard deviation of the hot water supply heat load per unit time within the set period, and the average value and standard deviation of the total amount of hot water supply load per day within the set period for each of the house a and house b. FIG.
The setting probability generation range where the lower limit value is (M-3σ) and the upper limit value is (M + 3σ) is narrower for the house B than the house a, and the house B is set for the total hot water heat load of the set cycle. It can be seen that there is little variation in each cycle, and there is regularity in energy consumption for each set cycle.
次に、図14に示すフローチャートに基づいて、燃料電池1の運転を制御する場合の運転制御部5による一連の制御動作について説明する。
先ず、前記設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)と下限許容値M×Taとを比較して(ステップB1)、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のときは、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行して(ステップ13)、リターンし、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きいときは、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)と上限許容値M×Tbとを比較して(ステップB2)、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行して(ステップ13)、リターンし、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、負荷賄い条件運転処理を実行する。
尚、負荷賄い条件運転処理の詳細な制御動作は、上記の参考の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, a series of control operations by the
First, the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is compared with the lower limit allowable value M × Ta (step B1), and the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is the lower limit allowable value M ×. When it is equal to or lower than Ta, a power load follow-up operation process is executed as the preliminary operation process (step 13), the process returns, and the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is larger than the lower limit allowable value M × Ta. When the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is compared with the upper limit allowable value M × Tb (step B2), and the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is equal to or greater than the upper limit allowable value M × Tb Performs a power load following operation process as the preliminary operation process (step 13), returns, and when the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is smaller than the upper limit allowable value M × Tb, Run the operation process.
Note that the detailed control operation of the load cover condition operation process is the same as that in the above-described reference embodiment, and thus the description thereof is omitted.
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態を説明するが、この第2実施形態は、運転状態選択制御及び負荷賄い条件運転処理夫々の別実施形態を示すものであるので、主として、それら運転状態選択制御及び負荷賄い条件運転処理について説明を加えて、参考の実施形態と同じ構成については、その説明を省略する。
[ Second Embodiment]
Hereinafter, although 2nd Embodiment is described, since this 2nd Embodiment shows another embodiment of each of driving | running state selection control and load cover condition driving | running processing, these driving | running state selection control and load cover mainly A description of the conditional operation process will be added, and the description of the same configuration as the reference embodiment will be omitted.
この第2実施形態の運転状態選択制御は、管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、前記エネルギー消費に規則性があると判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記エネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記予備運転処理を実行する形態のものであり、前記規則性判別処理を、設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちの最大値(以下、単位時間当たり最大給湯熱負荷と称する場合がある)についての前記設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
尚、この第2実施形態においても、参考の実施形態と同様に、前記運転制御部5を、前記予備運転処理として前記電力負荷追従運転処理を実行するように構成してある。
The operation state selection control of the second embodiment executes regularity determination processing for determining whether or not there is regularity in energy consumption for each set period consisting of a plurality of unit times based on management data, When it is determined that the energy consumption has regularity, the load cover condition operation process is executed, and when it is determined that the energy consumption has no regularity, the preliminary operation process is executed. The regularity determination process is performed by determining a variation for each set period with respect to a maximum value (hereinafter sometimes referred to as a maximum hot water supply thermal load per unit time) of hot water supply thermal loads per unit time in the set period. As described above, it is configured to determine whether or not the energy consumption for each set period has regularity.
In the second embodiment, as in the reference embodiment, the
説明を加えると、運転制御部5は、前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成してある。
具体的には、運転制御部5は、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、設定周期(1日)毎に、単位時間(1時間)毎の給湯熱負荷を単位時間に対応付けて管理する。
In other words, the
Specifically, the
そして、運転制御部5は、規則性判別処理では、各設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちから単位時間当たり最大給湯熱負荷を選択して、単位時間当たり最大給湯熱負荷についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するのである。
Then, in the regularity determination process, the
具体的に説明すると、設定期間内において、各設定周期の単位時間当たり最大給湯熱負荷を平均して、設定期間内における単位時間当たり最大給湯熱負荷の平均値Mを求めると共に、単位時間当たり最大給湯熱負荷の標準偏差σを求める。
そして、規則性判別用分布範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定する。
又、設定期間内における単位時間当たり最大給湯熱負荷の平均値Mに下限許容値設定用係数Taを乗じて、下限許容値M×Taを求め、設定期間内における単位時間当たり最大給湯熱負荷の平均値Mに上限許容値設定用係数Tbを乗じて、上限許容値M×Tbを求める。
Specifically, within the set period, the maximum hot water supply thermal load per unit time in each set period is averaged to obtain an average value M of the maximum hot water supply thermal load per unit time within the set period, and the maximum per unit time Obtain the standard deviation σ of the hot water supply heat load.
Then, the lower limit value of the regularity discrimination distribution range is set to (M−3σ), and the upper limit value is set to (M + 3σ).
In addition, the lower limit allowable value M × Ta is obtained by multiplying the average value M of the maximum hot water supply thermal load per unit time within the set period by the lower limit allowable value setting coefficient Ta, and the maximum hot water supply thermal load per unit time within the set period is obtained. The average value M is multiplied by an upper limit allowable value setting coefficient Tb to obtain an upper limit allowable value M × Tb.
そして、運転制御部5は、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きく、且つ、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、単位時間当たり最大給湯熱負荷についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のとき、又は、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、単位時間当たり最大給湯熱負荷についての設定周期毎のバラツキが大きくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
Then, the
ちなみに、前記下限許容値設定用係数Ta及び前記上限許容値設定用係数Tbは、上記の第1実施形態と同様に、固定的に設定してもよいし、あるいは、更新可能なようにしても良い。 Incidentally, the lower limit allowable value setting coefficient Ta and the upper limit allowable value setting coefficient Tb may be fixedly set, or may be updated, as in the first embodiment. good.
又、この第2実施形態においては、運転制御手段としての運転制御部70は、前記燃料電池1を運転したときに前記貯湯タンク2に温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と燃料電池1を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量、及び、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定し、並びに、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて燃料電池1の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算するように構成してある。
そして、前記負荷賄い用運転条件を、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値より小さいと、燃料電池1を最小出力で運転し、現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値以上であると、燃料電池1を現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する条件に設定してある。
In the second embodiment, the
If the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold, the
前記運転制御部70について説明を加えると、この運転制御部70は、図15及び図16に示すように、作動制御手段72、エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74、現エネルギー削減比率演算手段76、タイマ手段78、第1メモリ80及び第2メモリ82を備えている。作動制御手段72は、インバータ6を制御するとともに、作動スイッチ14を切り換え制御し、また後述するようにして燃料電池1、冷却水循環ポンプ15などを作動制御する。この作動制御手段72は、運転切換信号生成手段84と、エネルギー削減比率しきい値と現エネルギー削減比率とを比較するエネルギー削減比率比較手段86とを含んでいる。運転切換信号生成手段84は、後述するように現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値以上になると運転を切り換えるための信号転切換信号を生成し、この運転切換信号に基づいて燃料電池1の運転を切り換える。
When the
また、エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74は、燃料電池1の運転状態を切り換える際の基準となるエネルギー削減比率しきい値を設定する。この実施形態においては、エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74は、予測電力負荷演算手段90及び予測熱負荷演算手段92を備え、この予測熱負荷演算手段92は予測暖房熱負荷演算手段94及び予測給湯熱負荷演算手段96を含んでいる。予測電力負荷演算手段90は、過去の電力負荷装置9の使用による消費電力を用いて将来の予測電力負荷データを演算する。燃料電池1の熱は暖房と給湯に用いられることに関連し、熱負荷として暖房熱負荷と給湯熱負荷が予測され、予測暖房熱負荷演算手段94は、暖房端末3(例えば、床暖房装置、浴室暖房乾燥機)の使用による過去の暖房熱負荷データを用いて将来の予測暖房熱負荷データを演算し、また予測給湯熱負荷演算手段96は、過去のお湯使用での給湯による給湯熱負荷データを用いて将来の予測給湯熱負荷データを演算する。
Further, the energy reduction ratio threshold value calculation setting means 74 sets an energy reduction ratio threshold value that becomes a reference when the operating state of the
図17に示すように、予測電力負荷演算手段90、予測暖房熱負荷演算手段94及び予測給湯熱負荷演算手段96は、現時点(例えば、0時)から将来にわたっての所定の運転スケジュール時間(例えば、12時間)の予測電力負荷データ、予測暖房熱負荷データ及び予測給湯熱負荷データを演算し、それらの負荷データの予測は、この運転スケジュール時間の単位運転時間(前記単位時間に相当する)毎に行われる。この実施形態では、運転スケジュール時間を12時間に、また単位運転時間を1時間に設定し、現時点から12時間先までの電力負荷、暖房熱負荷及び給湯熱負荷を予測し、これら負荷の予測を1時間毎に行っているが、運転スケール時間を例えば8時間などに、また単位運転時間を例えば0.5時間、0.25時間などに設定するようにしてもよい。尚、この実施形態では、以下の説明からも理解されるように、暖房端末3を作動しない、即ち予測暖房熱負荷が発生しない状態について説明するが、暖房端末3を作動させるときのも同様に適用することができる。
As shown in FIG. 17, the predicted power load calculation means 90, the predicted heating heat load calculation means 94, and the predicted hot water supply heat load calculation means 96 have a predetermined operation schedule time (for example, from the current time (for example, 0 o'clock) to the future) 12 hours) predicted power load data, predicted heating heat load data, and predicted hot water supply heat load data, and the load data is predicted for each unit operation time (corresponding to the unit time) of the operation schedule time. Done. In this embodiment, the operation schedule time is set to 12 hours, the unit operation time is set to 1 hour, the power load, the heating heat load and the hot water supply heat load from the present time to 12 hours ahead are predicted, and the prediction of these loads is performed. Although it is performed every hour, the operation scale time may be set to 8 hours, for example, and the unit operation time may be set to 0.5 hours, 0.25 hours, or the like. In this embodiment, as will be understood from the following description, the
エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74は、また、予測有効貯湯熱量演算手段104及び予測エネルギー削減比率演算手段106を備えている。予測有効貯湯熱量演算手段104は、燃料電池1を運転したときに発生する予測貯湯熱負荷を演算し、時間の経過に伴う放熱による熱量の放熱ロスを考慮した予測有効貯湯熱量を演算する。このように予測有効貯湯熱量を用いることによって後述する予測エネルギー削減比率を正確に演算することができるが、この演算を簡易化するために予測貯湯熱量(放熱ロスを考慮しないもの)を用いるようにしてもよい。
The energy reduction ratio threshold value calculation setting means 74 also includes a predicted effective hot water storage heat amount calculation means 104 and a predicted energy reduction ratio calculation means 106. The predicted effective hot water storage calorific value calculation means 104 calculates the predicted hot water storage heat load generated when the
また、予測エネルギー削減比率演算手段106は、次式(2)を用いて予測エネルギー削減比率を演算する。即ち、予測エネルギー削減比率Pは、
P=〔(発電所と加熱ボイラを運転させたときの予測消費エネルギー量E1)−(
熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量E2)〕/特定予測有効
貯湯熱量 ・・・(2)
であり、ここで、予測消費エネルギー量E1,E2は、それぞれ、特定の単位運転時間について考えると、
E1=(特定予測電力負荷/発電所の発電効率)+(特定予測有効貯湯熱量/加熱
ボイラの給湯効率)+(特定予測暖房熱負荷/加熱ボイラの暖房効率)
・・・(3)
E2=(熱電併給装置の特定予測消費エネルギー量)+(特定予測買電量/発電所
の発電効率)+〔(特定予測暖房熱負荷)−(熱電併給装置の排熱のうち暖
房に用いられる熱量)〕/補助加熱ボイラの暖房効率 ・・・(4)となり、燃料電池1を稼働させた場合と稼働させない場合を考えると、稼働させない場合が発電所と加熱ボイラを運転したときとなり、このときの加熱ボイラは補助加熱ボイラJとなる。
Further, the predicted energy reduction ratio calculation means 106 calculates the predicted energy reduction ratio using the following equation (2). That is, the predicted energy reduction ratio P is
P = [(Predicted energy consumption E1 when the power plant and the heating boiler are operated) − (
Predicted energy consumption when operating a combined heat and power system E2)] / Specific prediction enabled
Hot water storage amount (2)
Here, the predicted energy consumptions E1 and E2 are considered for a specific unit operation time, respectively.
E1 = (specific prediction power load / power generation efficiency of power plant) + (specific prediction effective amount of stored hot water / heating)
Boiler hot water supply efficiency) + (specific prediction heating heat load / heating boiler heating efficiency)
... (3)
E2 = (specific predicted energy consumption of cogeneration equipment) + (specific predicted power purchase / power plant
Power generation efficiency) + [(specific prediction heating heat load)-(heat out of the exhaust heat of the combined heat and power unit
Amount of heat used in the bunch)] / Heating efficiency of the auxiliary heating boiler (4). Considering the case where the
この実施形態では、燃料電池1は、負荷の大きさにより、その発電出力がステップ状に変動するように構成されているとともに、常時運転されるように構成されており、このようなことから、予測エネルギー削減比率演算手段106は、次式(5)を用いて燃料電池1の最小出力に対する特定出力の予測エネルギー削減比率を演算する。即ち、この場合における予測エネルギー削減比率Ppは、
Pp=〔(特定出力時の発電所と加熱ボイラを運転したときに対する熱電併給装置
を運転させたときの予測エネルギー削減量)−(最小出力時の発電所と加熱
ボイラを運転させたときに対する熱電併給装置を運転させたときの予測エネ
ルギー削減量)〕/〔(特定出力時の予測有効貯湯熱量)−(最小出力時の
予測有効貯湯熱量)〕 ・・・(5)
となる。
In this embodiment, the
Pp = [(Cogeneration unit for operating power plant and heating boiler at specified output)
(Estimated energy savings when operating)-(Power plant and heating at minimum output)
Predicted energy when operating a combined heat and power system when operating a boiler
Energy reduction)] / [(Predicted effective hot water storage at specific output)-(Minimum output
Predicted effective hot water storage))] (5)
It becomes.
燃料電池1の最大出力が例えば1000Wであるとし、一例として、最大出力の1000W、最大出力の例えば75%出力である750W、最大出力の例えば50%出力である500W、最大出力の例えば25%出力の250Wの4段階に出力電力が変動可能とるように構成されていると、このような場合、発電出力が250Wから500Wに増加するとき、発電出力が250Wから750Wに増加するとき、また発電出力が250Wから1000Wに増加するときの予測エネルギー削減比率が演算され、特定出力が例えば500Wとすると、このときの予測エネルギー削減比率Ppは、
Pp=〔(500W出力時の発電所と加熱ボイラを運転したときに対する熱電併給
装置を運転させたときの予測エネルギー削減量)−(250W出力時の発電
所と加熱ボイラを運転させたときに対する熱電併給装置を運転させたときの
予測エネルギー削減量)〕/〔(500W出力時の予測有効貯湯熱量)−(
250W出力時の予測有効貯湯熱量)〕 ・・・(6)
となる。
The maximum output of the
Pp = [(Cogeneration of heat and power when operating a power plant and a heating boiler at 500 W output)
Predicted energy reduction when operating the device)-(Power generation at 250 W output)
When operating the combined heat and power system compared to when operating the heating plant and heating boiler
Predicted energy reduction amount)] / [(Predicted effective hot water storage amount at 500 W output)-(
Predicted effective hot water storage at 250W output)] ... (6)
It becomes.
エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74は、更に、貯湯タンク2に温水として貯えられた貯湯熱量を演算するためのタンク貯湯熱量演算手段108と、予測給湯熱負荷をまかなうに必要とする予測有効必要貯湯熱量を演算するための予測有効必要貯湯熱量演算手段110と、運転スケジュール時間を通して発生する予測給湯熱負荷をピックアップするための予測給湯熱負荷ピックアップ手段112と、予測エネルギー削減比率を選定するための予測エネルギー削減比率選定手段114と、予測有効貯湯熱量を積算するための予測有効貯湯熱量積算演算手段116と、積算した予測有効貯湯熱量と予測有効必要貯湯熱量とを対比判定する積算予測貯湯熱量判定手段118と、燃料電池1の仮運転スケジュールを設定する仮運転スケジュール設定手段120とを含んでいる。
The energy reduction ratio threshold value calculation setting means 74 further has a tank hot water storage heat amount calculation means 108 for calculating the amount of hot water stored in the hot
タンク貯湯熱量演算手段108は、貯湯タンク2内の温水の温度と量に基づいてタンク貯湯熱量を演算する。また、予測給湯熱負荷ピックアップ手段112は運転スケジュール時間を通して発生する予測給湯熱負荷を時間の経過順に順次ピックアップし、予測有効必要貯湯熱量演算手段110は、予測給湯熱負荷をまかなうに必要な予測有効必要貯湯熱量を演算する。例えば、図17(c)に示す予測給湯熱負荷のうち第1番目の予測給湯熱負荷(3〜4時の間の予測給湯熱負荷)をピックアップしたときには、予測有効必要貯湯熱量演算手段110は、この予測給湯熱負荷から基準時点(0時)のタンク貯湯熱量を減算する。このとき、タンク貯湯熱量は、予測給湯熱負荷の発生する時点までの間に放熱ロスによりその熱量が減少するので、タンク貯湯熱量として、この放熱ロスを考慮した有効タンク貯湯熱量を用いるのが望ましい。
The tank hot water storage heat amount calculation means 108 calculates the tank hot water storage heat amount based on the temperature and amount of hot water in the hot
予測エネルギー削減比率選定手段114は、演算された予測エネルギー削減比率の演算値の大きい順に選定し、予測有効貯湯熱量積算演算手段116は、選定された予測エネルギー削減比率の運転条件による予測有効貯湯熱量を順次積算し、積算予測貯湯熱量判定手段118は、予測有効貯湯熱量積算演算手段116による積算値と予測有効必要貯湯熱量とを対比判定し、この積算値が予測有効必要貯湯熱量よりも小さいときは、予測エネルギー削減比率選定手段114による予測エネルギー削減比率の選定を繰り返し、この積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しくなる又はこれを超えると、予測エネルギー削減比率選定手段114による選定を終了する。この実施形態では、燃料電池1が常時運転されることに関連して、予測エネルギー削減比率として、燃料電池1の最小出力に対する特定出力(例えば、1000W、750W、500W)の予測エネルギー削減比率を用いているので、予測有効貯湯熱量積算演算手段116による積算値に燃料電池1の最小出力時の予測有効貯湯熱量を加算し、積算予測貯湯熱量判定手段118はこの加算演算値と予測有効必要貯湯熱量とを対比判定する。そして、仮運転スケジュール設定手段120は、運転スケジュール時間の全予測給湯熱負荷を含むものについて選定された予測エネルギー削減比率の運転状態に基づいて、予測エネルギー削減比率の選定された単位運転時間についてはその予測エネルギー削減比率となる運転状態を、また予測エネルギー削減比率の選定されない単位運転時間については最小出力状態を仮運転スケジュールとして設定する。
The predicted energy reduction ratio selection means 114 selects the calculated predicted energy reduction ratio in descending order of the calculated value of the calculated predicted energy reduction ratio, and the predicted effective hot water storage heat amount integration calculation means 116 predicts the effective effective hot water storage amount according to the operating condition of the selected predicted energy reduction ratio. When the integrated value is smaller than the predicted effective required hot water amount, the integrated predicted hot water amount determining means 118 compares the integrated value by the predicted effective hot water amount calculating means 116 with the predicted effective required hot water amount. Repeats the selection of the predicted energy reduction ratio by the predicted energy reduction ratio selection means 114, and when this integrated value becomes equal to or exceeds the predicted effective required hot water storage amount, the selection by the predicted energy reduction ratio selection means 114 is terminated. In this embodiment, the predicted energy reduction ratio of a specific output (for example, 1000 W, 750 W, 500 W) with respect to the minimum output of the
この形態では、エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74は、仮運転スケジュールに基づいて後述するように、エネルギー削減比率しきい値を設定するために、更に、仮運転予測有効貯湯熱量積算演算手段122、仮運転予測貯湯熱量判定手段124及びしきい値設定手段126を含んでいる。仮運転予測有効貯湯熱量積算演算手段122は、仮運転スケジュールに沿って運転したときに発生する仮運転予測有効貯湯熱量を時間の経過順に順次積算し、仮運転予測貯湯熱量判定手段124は、仮運転予測有効貯湯熱量積算演算手段122による積算値と第1番目の予測給湯熱負荷の予測有効必要貯湯熱量とを対比判定し、この積算値がこの予測有力必要貯湯熱量よりも小さいときには、仮運転予測有効貯湯熱量の積算を繰り返し遂行し、この積算値が上記予測給湯熱負荷と等しい又はこれを超えると、この積算を終了する。そして、しきい値設定手段126は、仮運転予測有効貯湯熱量積算演算手段122により積算した範囲における予測エネルギー削減比率のうち最も小さい値を例えば0時の単位運転時間についてのエネルギー削減比率しきい値として設定し、このエネルギー削減比率しきい値が燃料電池1の例えば0〜1時の運転の制御に用いられる。
In this embodiment, the energy reduction ratio threshold value calculation setting means 74 further sets the energy reduction ratio threshold value based on the temporary operation schedule, and further sets a temporary operation predicted effective hot water storage amount integration calculation means. 122, provisional operation predicted hot water storage heat amount determination means 124 and threshold value setting means 126 are included. Temporary operation prediction effective hot water storage amount integration calculating means 122 sequentially integrates the temporary operation prediction effective hot water storage heat amount generated when operating according to the temporary operation schedule in the order of time passage, and temporary operation prediction hot water storage heat amount determination means 124 The integrated value obtained by the operation predicted effective hot water storage amount integration calculating means 122 is compared with the predicted effective required hot water storage amount of the first predicted hot water supply heat load. When this integrated value is smaller than the predicted effective required hot water storage amount, provisional operation is performed. Accumulation of the predicted effective hot water storage amount is repeatedly performed, and when this integrated value is equal to or exceeds the predicted hot water supply heat load, this integration is terminated. Then, the threshold value setting means 126 sets the smallest value among the predicted energy reduction ratios in the range integrated by the temporary operation prediction effective hot water storage amount integration calculation means 122, for example, the energy reduction ratio threshold value for the unit operation time at 0:00. This energy reduction ratio threshold value is used for controlling the operation of the
更に、運転制御部70の現エネルギー削減比率演算手段76は、予測エネルギー削減比率演算設定手段106と同様にして、現時点のエネルギー削減比率、この形態では燃料電池1の最小出力からの増加出力分についての現エネルギー削減比率を演算する。この形態では、燃料電池1の発電出力が1000W、750W、500W及び250Wの4段階に変動可能に構成されており、このことに関連して、最小出力からの増加出力分として、250Wから500Wに変動したとき、250Wから500Wに変動したとき、また250Wから1000Wに変動したときの現エネルギー削減比率が演算される。
Further, the current energy reduction ratio calculation means 76 of the
この現エネルギー削減比率の演算は、現負荷データとして現電力負荷データ及び現暖房熱負荷データを用いるとともに、過去負荷データとして過去負荷データを演算した予測給湯熱負荷データを用いて行われ、現電力負荷データ、現暖房熱負荷データ及び予測給湯熱負荷データに基づき、上記式(2)〜(6)を適用して行われる。尚、現エネルギー削減比率を演算する際の上記式の適用は、次の通りとなる。式(2)〜(4)の適用については、現エネルギー削減比率PAは、
PA=〔(発電所と加熱ボイラを運転させたときの現消費エネルギー量EA1)−
(熱電併給装置を運転したときの現消費エネルギー量EA2)〕/特定現有
効貯湯熱量 ・・・(2A)
となり、現消費エネルギー量EA1,EA2は、
EA1=(特定現電力負荷/発電所の発電効率)+(特定現貯湯熱量/加熱ボイラ
の給湯効率)+(特定現暖房熱負荷/加熱ボイラの暖房効率)
・・・(3A)
EA2=(熱電併給装置の特定現消費エネルギー量)+(特定買電量/発電所の発
電効率)+〔(特定現暖房熱負荷)−(熱電併給装置の排熱のうち暖房に
用いられる熱量)〕/補助加熱ボイラの暖房効率 ・・・(4A)となり、最小出力に対する特定出力の現エネルギー削減比率PpAは、
PpA=〔(特定出力時の発電所と加熱ボイラを運転したときに対する熱電併給装
置を運転させたときの現エネルギー削減量)−(最小出力時の発電所と加
熱ボイラを運転させたときに対する熱電併給装置を運転させたときの現エ
ネルギー削減量)〕/〔(特定出力時の現有効貯湯熱量)−(最小出力時
の現有効貯湯熱量)〕 ・・・(5A)
となり、例えば、特定出力が500Wとすると、この現エネルギー削減比率PpAは、
PpA=〔(500W出力時の発電所と加熱ボイラを運転したときに対する熱電併
給装置を運転させたときの現エネルギー削減量)−(250W出力時の発
電所と加熱ボイラを運転させたときに対する熱電併給装置を運転させたと
きの現エネルギー削減量)〕/〔(500W出力時の現有効貯湯熱量)−
(250W出力時の現有効貯湯熱量)〕 ・・・(6A)
となり、燃料電池1を稼働させた場合と稼働させない場合を考えると、稼働させない場合が発電所と加熱ボイラを運転したときとなり、このときの加熱ボイラは補助加熱ボイラJとなる。
This current energy reduction ratio is calculated using current power load data and current heating thermal load data as current load data, and predicted hot water supply thermal load data obtained by calculating past load data as past load data. Based on the load data, the current heating heat load data, and the predicted hot water supply heat load data, the above formulas (2) to (6) are applied. The application of the above formula when calculating the current energy reduction ratio is as follows. For the application of equations (2) to (4), the current energy reduction ratio PA is
PA = [(Current energy consumption EA1 when the power plant and the heating boiler are operated) −
(Current energy consumption EA2 when the combined heat and power unit is operated)] / Specific present
Effective amount of stored hot water (2A)
The current energy consumption EA1, EA2 is
EA1 = (specific current power load / power generation efficiency of the power plant) + (specific current hot water calorific value / heating boiler)
Hot water supply efficiency) + (specific current heating heat load / heating boiler heating efficiency)
... (3A)
EA2 = (specific current energy consumption of the combined heat and power system) + (specific power purchase / power plant output)
(Electric efficiency) + [(specific heating heating load)-(out of the exhaust heat of the combined heat and power unit for heating
The amount of heat used)] / heating efficiency of the auxiliary heating boiler (4A), the current energy reduction ratio PpA of the specific output with respect to the minimum output is
PpA = [(Combined heat and power supply when operating a power plant and a heating boiler at a specific output
(Current energy savings when operating the plant)-(minimum power plant and additional energy
Current energy when operating a combined heat and power system compared to when operating a heat boiler
Energy saving amount)] / [(Current effective hot water storage amount at specific output)-(At minimum output)
Current effective hot water storage amount)] ... (5A)
For example, if the specific output is 500 W, the current energy reduction ratio PpA is
PpA = [(combination of heat and power when operating a power plant and a heating boiler at 500 W output)
Current energy savings when operating the feeder)-(250W output)
When operating a combined heat and power system for operating a power plant and a heating boiler
Current energy reduction amount of mushrooms]] / [(current effective hot water storage amount at 500 W output)-
(Current effective amount of stored hot water at 250 W output)] (6A)
Thus, considering the case where the
この現エネルギー削減比率の演算に際し、現時点の電力負荷データ及び暖房熱負荷データは刻々と変化する故に、例えば、現時点から5〜20分前までの間の電力負荷データ及び暖房熱負荷データを平均したものを現電力負荷データ及び現暖房熱負荷データとして用いるようにするのが好ましい。 In calculating the current energy reduction ratio, the current power load data and heating heat load data change every moment. For example, the power load data and heating heat load data from 5 to 20 minutes before the current time are averaged. It is preferable to use those as current power load data and current heating heat load data.
この実施形態では、運転制御部70の第1メモリ80には、予測電力負荷データ、予測熱負荷データ(予測暖房熱負荷データ、予測給湯熱負荷データ)、タンク貯湯熱量、予測エネルギー削減量、予測有効貯湯熱量、予測エネルギー削減比率、予測有効必要貯湯熱量、予測有効貯湯熱量積算値、仮運転予測有効貯湯熱量積算値、エネルギー削減比率しきい値、現電力負荷データ、現暖房熱負荷データなどが記憶される。また、その第2メモリ82には、運転スケジュール時間(12時間)、単位運転時間(1時間)、現時点の電力負荷データ及び暖房熱負荷データを平均化する時間、エネルギー削減比率を演算するための各種適用式などが記憶されている。また、タイマ手段78は計時し、計時した時刻がコージェネレーションシステムの制御に用いられる。
In this embodiment, the
次に、図21に示すフローチャートに基づいて、燃料電池1の運転を制御する場合の運転制御部70による一連の制御動作について説明する。
Next, a series of control operations by the
先ず、上述のようにエネルギー消費に規則性があるか否かを判別し(ステップC1)、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、フラグiを0に設定し(ステップC2)、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行して(ステップC3)、ステップS8に進み、ステップC1にて設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別したときは、フラグiを1に設定して(ステップC4)、前記負荷賄い条件運転処理を実行する。 First, it is determined whether or not energy consumption has regularity as described above (step C1). When it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set period, the flag i is set to 0 (step 1). C2) The power load following operation process is executed as the preliminary operation process (step C3), and the process proceeds to step S8. When it is determined in step C1 that the energy consumption for each set period is regular, the flag i Is set to 1 (step C4), and the load cover condition operation process is executed.
以下、その負荷賄い条件運転処理の詳細な制御動作について、図15〜図24に基づいて説明する。
まず、エネルギー削減比率しきい値演算設定手段74によるエネルギー削減比率しきい値の設定が行われる(ステップS1)(図21参照)。このエネルギー削減比率しきい値の設定は、図22に示すフローチャートに沿って行われる。即ち、予測電力負荷演算手段90は、過去の電力負荷装置9の負荷データに基づいて、運転スケジュール時間(例えば、現時点から先の12時間)の単位運転時間(例えば、1時間)毎の予測電力負荷データを演算し(ステップS1−1)、予測暖房熱負荷演算手段94は、過去の暖房端末3(床暖房装置、浴室暖房乾燥機など)の暖房熱負荷データに基づいて、運転スケジュール時間の単位運転時間毎の予測暖房熱負荷データを演算し(ステップS1−2)(この実施形態では、暖房端末3が運転されず、その予測暖房熱負荷は零(ゼロ)になっている)、また予測給湯熱負荷演算手段96は、過去の給湯データに基づいて、運転スケジュール時間の単位運転時間毎の予測給湯熱負荷データを演算する(ステップS1−3)。予測電力負荷演算手段90による予測電力負荷データ、予測暖房熱負荷演算手段94による予測暖房熱負荷データ及び予測給湯熱負荷演算手段96による予測給湯熱負荷データは、例えば、図17に示すようになる。尚、予測暖房熱負荷演算手段94による予測暖房熱負荷データの演算は、各種暖房端末3の運転状態を予測し、暖房端末3の運転状態を利用して予測暖房熱負荷データを演算するようにしてもよい。
Hereinafter, the detailed control operation of the load cover condition operation process will be described with reference to FIGS.
First, the energy reduction ratio threshold value setting means 74 sets the energy reduction ratio threshold value (step S1) (see FIG. 21). The energy reduction ratio threshold value is set according to the flowchart shown in FIG. That is, the predicted power load calculation means 90 is based on the past load data of the
このようにして運転スケジュール時間の各単位運転時間における予測電力負荷データ、予測暖房熱負荷データ及び予測給湯熱負荷データを演算すると、所定の予測給湯熱負荷のピックアップが行われる(ステップS1−4)。予測給湯熱負荷ピックアップ手段112は運転スケジュール時間を通して発生する予測給湯熱負荷を時間の経過順にピックアップし、まず、第1番目(3〜4時)の給湯熱負荷がピックアップされ、このピックアップされた予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールの設定が行われる(ステップS1−5)。 When the predicted power load data, predicted heating heat load data, and predicted hot water supply heat load data in each unit operation time of the operation schedule time are calculated in this manner, a predetermined predicted hot water supply heat load is picked up (step S1-4). . The predicted hot water supply heat load pick-up means 112 picks up the predicted hot water supply heat load generated through the operation schedule time in the order of passage of time. First, the first (3-4 o'clock) hot water supply heat load is picked up, and this predicted prediction A temporary operation schedule is set for the hot water supply heat load (step S1-5).
第1番目の予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールの設定は、図23に示す通りに行われる。仮運転スケジュールの設定の際には、まず、貯湯タンク2に温水として貯えられているタンク貯湯熱量が演算される(ステップS1−5−1)。タンク貯湯熱量演算手段108は、貯湯タンク2内の温水の量及び温度に基づいてタンク貯湯熱量を演算し(温水の量及び温度を測定するために、例えば、貯湯タンク2に深さ方向に間隔をおいて複数個の温度センサが設けられる)、このタンク貯湯熱量は図18のタンク貯湯熱量の欄に示す通りになり、例えば1000kcalと演算される。
The provisional operation schedule for the first predicted hot water supply heat load is set as shown in FIG. When setting the temporary operation schedule, first, the amount of stored hot water in the hot water stored in the hot
次いで、運転スケジュール時間の開始時点から第1番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの時間帯において、各単位運転時間(0〜3時の各時間)について予測有効貯湯熱量の演算が行われる(ステップS1−5−2)。この実施形態では、燃料電池1は250W、500W、750W、1000Wの4段階の発電出力で運転可能に構成されており、従って、予測有効貯湯熱量演算手段104は、各単位運転時間において各発電出力についての予測貯湯熱量を演算し、演算した予測貯湯熱量にその単位運転時間から予測給湯熱負荷が発生する前までの間の時間の放熱ロスを考慮した予測有効貯湯熱量を演算する。予測貯湯熱量は、各単位運転時間の予測電力負荷、予測給湯熱負荷及び予測暖房熱負荷と、その単位運転時間における燃料電池1の発電出力に基づいて演算することができる。また、貯湯タンク2に貯えられた温水は時間の経過とともに放熱ロスが生じ、この放熱ロスは予測給湯熱負荷の発生前までの時間が長くなるほど大きくなるので、放熱ロスを考慮することによって、後述するエネルギー削減比率しきい値をより正確に設定することができる。このように演算された予測有効貯湯熱量は、例えば、図18の予測有効貯湯熱量の欄に示す通りとなる。
Next, in the time zone from the start of the operation schedule time to before the first predicted hot water supply thermal load is generated, the calculation of the predicted effective hot water storage amount is performed for each unit operation time (each time from 0 to 3 o'clock). (Step S1-5-2). In this embodiment, the
次に、運転スケジュール時間の開始時点から第1番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの時間帯において、各単位運転時間(0〜3時の各時間)について予測エネルギー削減量の演算が行われ(ステップS1−5−3)、この演算した予測エネルギー削減量に基づいて、予測エネルギー削減比率の演算が行われる(ステップS1−5−4)。この実施形態では、上述したように、燃料電池1は250W、500W、750W、1000Wの4段階の発電出力で運転可能に構成されており、従って、予測エネルギー削減比率演算手段106は、各単位運転時間において各発電出力についての予測エネルギー削減量を演算し、演算された予測エネルギー削減量は、例えば、図18のエネルギー削減量の欄に示す通りとなる。尚、エネルギー削減量Qは、上述した記載から理解されるように、Q=(発電所と補助加熱ボイラを運転させたときの予測消費エネルギー量E1)−(熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量E2)となり、各発電出力について演算される。このようにエネルギー削減量を演算した後、予測エネルギー削減比率演算手段106は、更に、上記式(5)を用いて燃料電池1の最小出力(例えば、250W)に対する特定出力(例えば、500W、750W、1000W)の予測エネルギー削減比率を演算し、演算した予測エネルギー削減比率は、例えば、図18の予測エネルギー削減比率の欄に示す通りとなる。
Next, the predicted energy reduction amount is calculated for each unit operation time (each time from 0 to 3 o'clock) in the time period from the start of the operation schedule time to before the first predicted hot water supply thermal load is generated. In step S1-5-3, a predicted energy reduction ratio is calculated based on the calculated predicted energy reduction amount (step S1-5-4). In this embodiment, as described above, the
このようにして予測エネルギー削減比率の演算を行った後、省エネルギーの運転スケジュールの設定を行うために、予測エネルギー削減比率のピックアップが行われる(ステップS1−5−5)。即ち、予測エネルギー削減比率選定手段114は、第1番目として予測エネルギー削減比率が最も大きい演算値、この実施形態では「1.40」を選定し、この選定した予測エネルギー削減比率の運転条件によって貯えられる予測有効貯湯熱量の積算が行われる(ステップS1−5−6)。この実施形態では、この予測有効貯湯熱量の積算に際し、予測有効必要貯湯熱量演算手段110が第1番目の予測給湯熱負荷をまかなうに必要な予測有効必要貯湯熱量を演算する。予測有効必要貯湯熱量演算手段110は、運転スケジュール時間の開始時点におけるタンク貯湯熱量(例えば、1000cal)を第1番目の予測給湯熱負荷に対する第1初期値とし、この第1初期値に基づいて第1番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの間の放熱ロス(例えば、36kcal)を考慮した有効第1初期値(例えば、964kcal)を演算し、第1番目の予測給湯熱負荷から有効第1初期値を減算して予測有効必要貯湯熱量を演算する。そして、予測有効貯湯熱量積算演算手段116による積算値と予測有効必要貯湯熱量との対比が行われ(ステップS1−5−7)、この対比の際に、燃料電池1が常時運転されることに関連して、少なくとも最小出力による予測有効貯湯熱量が発生するようになる故に、積算予測貯湯熱量積算手段116は、第1番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの時間帯における最小出力(250W)の予測有効貯湯熱量、即ち0〜1時の予測有効貯湯熱量として例えば105kcal、1〜2時の予測有効貯湯熱量として例えば107kcal、また2〜3時の予測有効貯湯熱量として例えば108kcalを予め積算し、この積算値に選定された予測エネルギー削減比率に対応して増加する予測有効貯湯熱量(即ち、出力500W時の予測有効貯湯熱量から最小出力250W時の予測有効貯湯熱量を減算した熱量、例えば241kcal)を積算し、この積算値と予測有効必要貯湯熱量との対比判定(具体的には、この積算値に有効第1初期値を加算した値と第1番目の予測給湯熱量負荷との対比判定)が行われる。
After calculating the predicted energy reduction ratio in this way, the predicted energy reduction ratio is picked up in order to set the energy saving operation schedule (step S1-5-5). That is, the predicted energy reduction ratio selection means 114 selects the calculation value having the largest predicted energy reduction ratio as the first, “1.40” in this embodiment, and stores it according to the operating condition of the selected predicted energy reduction ratio. The predicted effective hot water storage heat amount is integrated (step S1-5-6). In this embodiment, when integrating the predicted effective hot water storage heat amount, the predicted effective required hot water storage heat amount calculation means 110 calculates the predicted effective required hot water storage amount necessary to cover the first predicted hot water supply heat load. The predicted effective required hot water storage calorific value calculation means 110 sets the tank hot water storage heat amount (for example, 1000 cal) at the start of the operation schedule time as the first initial value for the first predicted hot water supply heat load, and based on this first initial value, An effective first initial value (for example, 964 kcal) taking into consideration a heat dissipation loss (for example, 36 kcal) before the occurrence of the first predicted hot water supply thermal load is calculated, and an effective first value is calculated from the first predicted hot water supply thermal load. Subtract 1 initial value to calculate the predicted effective required hot water storage amount. Then, a comparison is made between the integrated value by the predicted effective hot water storage amount integration calculating means 116 and the predicted effective required hot water storage amount (step S1-5-7), and the
積算予測貯湯熱量判定手段118は、第1番目の予測給湯熱負荷をまかなうことができるか、換言すると、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の上述した積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しい又はこれよりも大きいかを判定し、この積算値が予測有効必要貯湯熱量より小さいとステップS1−5−5に戻り、上述したステップS1−5−5からステップS1−5−7が繰り返し遂行されるが、この積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しい又はこれよりも大きくなるとステップS1−5−8に進む。 The integrated predicted hot water storage amount determining means 118 can cover the first predicted hot water supply heat load, in other words, the integrated value of the predicted effective hot water storage heat amount calculating means 116 is equal to or equal to the predicted effective hot water storage heat amount. If this integrated value is smaller than the predicted effective required hot water storage amount, the process returns to step S1-5-5, and steps S1-5-5 to S1-5-7 are repeated. When this integrated value is equal to or larger than the predicted effective required hot water storage amount, the process proceeds to step S1-5-8.
この実施形態では、予測エネルギー削減比率「1.40」(2〜3時の単位運転時間における発電出力500W)がまず選定され、この選定によって最小出力における予測有効貯湯熱量から増加する予想有効貯湯熱量が、即ち500W時の予測有効貯湯熱量から250W時の予測有効貯湯熱量を減算した241kcalが積算され、これを加えた積算値1525kcal(有効第1初期値+0〜3時の最小出力時の有効貯湯熱量+有効貯湯熱量の増加分)と第1番目の予測給湯熱負荷(2000kcal)とが対比される。この対比判定においては、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が第1番目の予測給湯熱負荷より小さく、従って、ステップS1−5−7からステップS1−5−5に戻り、次に、第2番目に大きい予測エネルギー削減比率の選定が行われる。 In this embodiment, the predicted energy reduction ratio “1.40” (the power generation output 500 W in the unit operation time of 2 to 3 o'clock) is first selected, and this selection increases the predicted effective hot water heat amount that increases from the predicted effective hot water heat amount at the minimum output. That is, 241 kcal obtained by subtracting the predicted effective hot water storage heat amount at 250 W from the predicted effective hot water heat amount at 500 W is integrated, and the integrated value 1525 kcal (effective first initial value + effective hot water at the minimum output at 0-3 hours) The amount of heat + the amount of increase in the effective hot water storage amount) and the first predicted hot water supply heat load (2000 kcal) are compared. In this comparison determination, the integrated value of the predicted effective hot water storage heat amount calculating means 116 is smaller than the first predicted hot water supply heat load, and therefore, the process returns from step S1-5-7 to step S1-5-5. The second largest predicted energy reduction ratio is selected.
予測エネルギー削減比率選定手段114は、第2番目として予測エネルギー削減比率が第2番目に大きい演算値、この実施形態では「1.39」を選定し、この選定した予測エネルギー削減比率の運転条件(1〜2時の単位運転時間における発電出力500W)によって貯えられる予測有効貯湯熱量(500W時の予測有効貯湯熱量から250W時の予測有効貯湯熱量を減算した熱量)の積算が更に行われ(ステップS1−5−6)、この積算値(1525+238)kcalと第1番目の予測給湯熱負荷(2000kcal)とが対比される。この対比判定においても、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が第1番目の予測給湯熱負荷より小さく、従って、ステップS1−5−7からステップS1−5−5に再び戻り、次に、第3番目に大きい予測エネルギー削減比率の選定が行われる。 The predicted energy reduction ratio selection means 114 selects the second largest calculated value of the predicted energy reduction ratio as the second, “1.39” in this embodiment, and the operating condition ( Accumulation of the predicted effective hot water storage amount (the amount of heat obtained by subtracting the predicted effective hot water storage amount at 250 W from the predicted effective hot water storage amount at 500 W) stored by the power generation output 500 W in the unit operation time of 1 to 2 o'clock (step S1) -5-6), this integrated value (1525 + 238) kcal and the first predicted hot water supply heat load (2000 kcal) are compared. Also in this comparison determination, the integrated value of the predicted effective hot water storage heat amount calculating means 116 is smaller than the first predicted hot water supply heat load, and therefore the process returns from step S1-5-7 to step S1-5-5 again, and then The third largest predicted energy reduction ratio is selected.
予測エネルギー削減比率選定手段114は、第3番目として予測エネルギー削減比率が第3番目に大きい演算値、この実施形態では「1.31」を選定し、この選定した予測エネルギー削減比率の運転条件(2〜3時の単位運転時間における発電出力750W)によって貯えられる予測有効貯湯熱量(2〜3時の単位運転時間については500Wが選定されているので、このときには、750W時の予測有効貯湯熱量から500W時の予測有効貯湯熱量を減算した熱量)の積算が更に行われ(ステップS1−5−6)、この積算値(1525+238+314)kcalと第1番目の予測給湯熱負荷(2000kcal)とが対比される。この対比判定において、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が第1番目の予測給湯熱負荷より大きくなり、従って、ステップS1−5−7からステップS1−5−8に進み、第1番目の予測給湯熱負荷対する仮運転スケジュールが設定される。 The predicted energy reduction ratio selection means 114 selects the third largest calculated value of the predicted energy reduction ratio as the third, “1.31” in this embodiment, and the operating conditions ( Predicted effective hot water storage amount stored at a power generation output of 750 W in a unit operation time of 2 to 3 o'clock (500 W is selected for a unit operation time of 2 to 3 o'clock, so at this time, from the predicted effective hot water storage amount of 750 W The amount of heat obtained by subtracting the predicted effective hot water storage amount at 500 W is further added (step S1-5-6), and this integrated value (1525 + 238 + 314) kcal is compared with the first predicted hot water supply heat load (2000 kcal). The In this comparison determination, the integrated value of the predicted effective hot water storage heat amount calculating means 116 becomes larger than the first predicted hot water supply heat load, and therefore, the process proceeds from step S1-5-7 to step S1-5-8. A temporary operation schedule for the predicted hot water supply heat load is set.
仮運転スケジュール設定手段120は、予測エネルギー削減比率が選定された単位運転時間についてはその出力状態を、また予測エネルギー削減比率が選定されない単位運転時間については最小出力を第1番目の予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールとして設定し、この実施形態では、0〜1時の単位運転時間については250Wの運転、1〜2時の単位運転時間については500Wの運転、また2〜3時の単位運転時間については750Wの運転を仮運転スケジュールとして設定される。
The temporary operation
図22に戻って、このようにして第1番目の予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールの設定が行われると、ステップS1−6に進み、所定運転スケジュール時間に他の予測給湯熱負荷が有るか否かが判断され、他の予測給湯熱負荷が有るとステップS1−4に戻るが、他の予測給湯熱負荷がないとステップS1−7に進む。 Returning to FIG. 22, when the temporary operation schedule is set for the first predicted hot water supply thermal load in this way, the process proceeds to step S <b> 1-6, and whether there is another predicted hot water supply thermal load at the predetermined operation schedule time. If it is determined that there is another predicted hot water supply heat load, the process returns to step S1-4. If there is no other predicted hot water supply heat load, the process proceeds to step S1-7.
この実施形態では、第1番目の予測給湯熱負荷(3〜4時の時間帯のもの)の他に、8〜9時の時間帯の予測給湯熱負荷が有るので、ステップS1−6からステップS−4に戻り、運転スケジュール時間における次の予測給湯熱負荷のピックアップが行われる。即ち、予測給湯熱負荷ピックアップ手段112は運転スケジュール時間の経過順に第2番目の予測給湯熱負荷(8〜9時の時間帯のもの)をピックアップし、第1及び第2番目の予測給湯熱負荷を含めた予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールの設定が行われる(ステップS1−5)。 In this embodiment, in addition to the first predicted hot water supply thermal load (in the time zone from 3 to 4 o'clock), there is an estimated hot water supply thermal load in the time zone from 8 to 9 o'clock. Returning to S-4, the next predicted hot water supply heat load in the operation schedule time is picked up. That is, the predicted hot water supply thermal load pickup means 112 picks up the second predicted hot water supply heat load (in the time zone from 8 to 9 o'clock) in the order of the operation schedule time, and the first and second predicted hot water supply heat loads. A temporary operation schedule is set for the predicted hot water supply heat load including (step S1-5).
第1番目及び第2番目の予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールの設定は、図24に示す通りに行われる。図24において、まず、第2番目の予測貯湯熱負荷に対する初期タンク貯湯熱量が演算され(ステップS1−5−11)、この場合、第1番目の予測給湯熱負荷が例えば2000kcalで、この第1番目の予測給湯熱負荷に対して予測有効貯湯熱量として2077kcalの熱量が貯湯タンク2に貯えられるようになるので、この場合における初期タンク貯湯熱量、即ち第2初期値は、予測有効貯湯熱量の積算値から第1番目の予測給湯熱負荷を減算した値となり、この実施形態では、例えば77kcalとなる。
Setting of the temporary operation schedule for the first and second predicted hot water supply heat loads is performed as shown in FIG. In FIG. 24, first, an initial tank hot water storage amount with respect to the second predicted hot water storage load is calculated (step S1-5-11). In this case, the first predicted hot water supply heat load is 2000 kcal, for example. Since the amount of heat of 2077 kcal is stored in the hot
次いで、運転スケジュール時間の開始時点から第2番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの時間帯において、各単位運転時間(0〜8時の各時間)について予測有効貯湯熱量の演算が行われる(ステップS1−5−12)。燃料電池1は250W、500W、750W、1000Wの4段階の発電出力で運転可能に構成されているので、この場合においても、予測有効貯湯熱量演算手段104は、上述したと同様にして各単位運転時間において各発電出力についての予測貯湯熱量を演算し、演算した予測貯湯熱量にその単位運転時間から予測給湯熱負荷が発生する前までの間の時間の放熱ロスを考慮した予測有効貯湯熱量を演算し、このように演算された予測有効貯湯熱量は、例えば、図19の予測有効貯湯熱量の欄に示す通りとなる。
Next, in the time period from the start of the operation schedule time to before the second predicted hot water supply heat load is generated, the predicted effective hot water storage amount is calculated for each unit operation time (each time from 0 to 8 o'clock). (Step S1-5-12). Since the
次に、運転スケジュール時間の開始時点から第2番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの時間帯において、各単位運転時間(0〜8時の各時間)について予測エネルギー削減量の演算が行われ(ステップS1−5−13)、演算した予測エネルギー削減量に基づいて、予測エネルギー削減比率の演算が行われる(ステップS1−5−14及びステップS1−5−15)。この実施形態では、上述したように、燃料電池1は250W、500W、750W、1000Wの4段階の発電出力で運転可能に構成されているので、予測エネルギー削減比率演算手段106は、各単位運転時間において各発電出力についての予測エネルギー削減量を演算し、演算された予測エネルギー削減量は、例えば、図19のエネルギー削減量の欄に示す通りとなる。そして、このようにエネルギー削減量を演算した後、予測エネルギー削減比率演算手段106は、更に、上記式(5)を用いて予測エネルギー削減比率を演算する。このとき、燃料電池1の発電出力として大きい出力が設定されていない(換言すると、250Wの最小出力が設定されている、又は発電出力が設定されていない)単位運転時間(0〜1時、3〜8時の各単位運転時間)については、燃料電池1の最小出力(例えば、250W)から特定出力(例えば、500W、750W、1000W)に上昇したときの予測エネルギー削減比率が演算され(ステップS1−5−14)、またその発電出力として最小出力より大きい出力(例えば、500W又は750W)が設定されている単位運転時間(1〜3時の各単位運転時間)については、燃料電池1の設定された出力から特定出力に上昇したときの予測エネルギー削減比率が演算され(ステップS1−5−15)、演算した予測エネルギー削減比率は、例えば、図19の予測エネルギー削減比率の欄に示す通りとなる。尚、設定された発電出力として最大出力の1000Wが設定されていると、この出力を超える運転ができないので、その設定の運転条件が維持され、予測エネルギー削減比率が演算されることはない。
Next, the predicted energy reduction amount is calculated for each unit operation time (each time from 0 to 8 o'clock) in the time period from the start of the operation schedule time to before the second predicted hot water supply thermal load is generated. In step S1-5-13, a predicted energy reduction ratio is calculated based on the calculated predicted energy reduction amount (steps S1-5-14 and step S1-5-15). In this embodiment, as described above, since the
このように予測エネルギー削減比率の演算が行われると、そのピックアップが行われる(ステップS1−5−16)。即ち、この場合においても、予測エネルギー削減比率選定手段114は、第1番目として予測エネルギー削減比率が最も大きい演算値、この実施形態では「1.41」(7〜8時における500W運転)を選定し、この選定した予測エネルギー削減比率の運転条件によって貯えられる予測有効貯湯熱量の積算が行われる(ステップS1−5−17)。この実施形態では、この予測有効貯湯熱量の積算に際し、予測有効必要貯湯熱量演算手段110が第2番目の予測給湯熱負荷をまかなうに必要な予測有効必要貯湯熱量を演算する。即ち、予測有効必要貯湯熱量演算手段110は、第1番目の予測給湯熱負荷に対応して貯湯タンク2内の温水を利用した時点で残るタンク貯湯熱量(即ち、予測有効貯湯熱量積算演算手段116による積算値から第1番目の予測給湯熱負荷を減算した演算値であって、この実施形態では、77kcal)を第2番目の予測給湯熱負荷に対する第2初期値とし、この第2初期値に基づいて第2番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの間の放熱ロス(例えば、34kcal)を考慮した有効第2初期値(例えば、43kcal)を演算し、第2番目の予測給湯熱負荷(例えば、3000kcal)から有効第2初期値を減算して予測有効必要貯湯熱量を演算する。そして、予測有効貯湯熱量積算演算手段116による積算値と予測有効必要貯湯熱量との対比が行われ(ステップS1−5−18)、この対比の際に、第1番目の予測給湯熱負荷(即ち、0〜3時の時間帯)に対しては上述した仮運転スケジュールが設定されているとともに、残りの時間帯に対しては燃料電池1が少なくとも最小出力で運転される故に、積算予測貯湯熱量積算手段116は、第2番目の予測給湯熱負荷についてその発生する前までの時間帯(3〜8時の時間帯)の各単位運転時間おける最小出力(250W)の予測有効貯湯熱量、即ち3〜4時の予測有効貯湯熱量として例えば103kcal、4〜5時の予測有効貯湯熱量として例えば104kcal、5〜6時の予測有効貯湯熱量として105kcal、6〜7時の予測有効貯湯熱量として例えば107kcal、また7〜8時の予測有効貯湯熱量として例えば108kcalを予め積算し、この積算値に選定された予測エネルギー削減比率に対応して増加する予測有効貯湯熱量(即ち、出力500W時の予測有効貯湯熱量から最小出力250W時の予測有効貯湯熱量を減算した熱量、例えば241kcal)を積算し、この積算値と予測有効必要貯湯熱量との対比判定(具体的には、この積算値に有効第2初期値を加えた値と第2番目の予測給湯熱負荷との対比判定)が行われる。
When the predicted energy reduction ratio is thus calculated, the pickup is performed (step S1-5-16). That is, also in this case, the predicted energy reduction ratio selection means 114 selects the first calculated value with the largest predicted energy reduction ratio, in this embodiment “1.41” (500 W operation at 7-8 o'clock). Then, the predicted effective hot water storage amount stored according to the selected operating condition of the predicted energy reduction ratio is integrated (step S1-5-17). In this embodiment, when integrating the predicted effective hot water storage amount, the predicted effective necessary hot water storage amount calculation means 110 calculates the predicted effective required hot water storage amount necessary to cover the second predicted hot water supply heat load. That is, the predicted effective required hot water storage calorific value calculating means 110 corresponds to the first predicted hot water supply heat load, and the tank hot water stored heat amount remaining when the hot water in the hot
積算予測貯湯熱量判定手段118は、第2番目の予測給湯熱負荷をまかなうことができるか、換言すると、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の上述した積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しい又はこれよりも大きいかを判定し、この積算値が予測有効必要貯湯熱量より小さいとステップS1−5−5に戻り、上述したようにして予測エネルギー削減比率の選定が繰り返し遂行されるが、この積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しい、又はこれよりも大きくなるとステップS1−5−8に進む。
The integrated predicted hot water storage
この実施形態では、予測エネルギー削減比率「1.41」(7〜8時の単位運転時間における発電出力500W)がまず選定され、この選定によって最小出力における予測有効貯湯熱量から増加する予想有効貯湯熱量(即ち、500W時の予測有効貯湯熱量から250W時の予測有効貯湯熱量を減算した241kcal)が積算され、これを加えた積算値811kcal(有効第2初期値+3〜8時の最小出力時の有効貯湯熱量+有効貯湯熱量の増加分)と第2番目の予測給湯熱負荷(3000kcal)とが対比される。この対比判定においては、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が第2番目の予測給湯熱負荷より小さく、従って、ステップS1−5−18からステップS1−5−16に戻り、次に、第2番目に大きい予測エネルギー削減比率の選定が行われる。 In this embodiment, the predicted energy reduction ratio “1.41” (the power generation output 500 W in the unit operation time of 7 to 8 o'clock) is first selected, and this selection increases the predicted effective hot water heat amount that increases from the predicted effective hot water heat amount at the minimum output. (In other words, 241 kcal obtained by subtracting the predicted effective hot water storage amount at 250 W from the predicted effective hot water storage amount at 500 W) is integrated, and the integrated value 811 kcal (effective second initial value + effective at the minimum output at 3 to 8 hours) The amount of stored hot water + the amount of increase in the effective amount of stored hot water) is compared with the second predicted hot water supply heat load (3000 kcal). In this comparison determination, the integrated value of the predicted effective hot water storage heat amount calculating means 116 is smaller than the second predicted hot water supply heat load, and therefore, the process returns from step S1-5-18 to step S1-5-16. The second largest predicted energy reduction ratio is selected.
予測エネルギー削減比率選定手段114は、第2番目として予測エネルギー削減比率が第2番目に大きい演算値、この実施形態では「1.40」(5〜6時の単位運転時間における500Wの運転)を選定し、この選定した予測エネルギー削減比率の運転条件によって貯えられる増加予測有効貯湯熱量(500W時の予測有効貯湯熱量から250W時の予測有効貯湯熱量を減算した熱量)の積算が更に行われ(ステップS1−5−17)、この積算値(811+235)kcalと第2番目の予測給湯熱負荷(3000kcal)とが対比される。この対比判定においても、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が第2番目の予測給湯熱負荷より小さく、従って、ステップS1−5−18からステップS1−5−16に再び戻り、次に、第3番目に大きい予測エネルギー削減比率の選定が行われる。このようにして予測エネルギー削減比率選定手段114は、予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しい又はこれよりも大きくなるまで、第3番目に大きい演算値として「1.39」(3〜4時の単位運転時間における500W運転)を、第4番目に大きい演算値として「1.38」(4〜5時の単位運転時間における500W運転)を、第6番目に大きい演算値として「1.37」(6〜7時の単位運転時間における500W運転)を、第7番目に大きい演算値として「1.22」(1〜2時の単位運転時間における750W運転)を、第8番目に大きい演算値として「1.18」(1〜2時の単位運転時間における1000W運転)を、第9番目に大きい演算値として「0.95」(7〜8時の単位運転時間における750W運転)、また第10番目に大きい演算値として「0.86」(3〜4時の単位運転時間における750W運転)を選定する。
The predicted energy reduction ratio selection means 114 is the second largest calculated value with the predicted energy reduction ratio being the second, in this embodiment “1.40” (500 W operation in a unit operation time of 5-6 o'clock). Then, the accumulated predicted effective hot water quantity stored according to the selected predicted energy reduction ratio operating condition (heat quantity obtained by subtracting the predicted effective hot water quantity at 250 W from the predicted effective hot water quantity at 500 W) is further accumulated (step S1-5-17), this integrated value (811 + 235) kcal and the second predicted hot water supply heat load (3000 kcal) are compared. Also in this comparison determination, the integrated value of the predicted effective hot water storage heat amount integration calculating means 116 is smaller than the second predicted hot water supply heat load, and therefore the process returns from step S1-5-18 to step S1-5-16 again, and then The third largest predicted energy reduction ratio is selected. In this way, the predicted energy reduction
このように予測エネルギー削減比率を大きい順に選定して予測有効貯湯熱量積算演算手段116の積算値が予測有効必要貯湯熱量と等しい又はこれよりも大きくなると、ステップS1−5−19に進み、仮運転スケジュール設定手段120は、予測エネルギー削減比率が選定された単位運転時間についてはその出力状態を、また予測エネルギー削減比率が選定されない単位運転時間については最小出力、又は設定された仮運転スケジュールの運転状態を第1及び第2番目の予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールとして設定し、この実施形態では、図20に示すように、0〜1時の単位運転時間については250Wの運転、1〜2時の単位運転時間については1000Wの運転、また2〜3時の単位運転時間については750Wの運転、3〜4時の単位運転時間については500Wの運転などとなり、これらの運転状態が仮運転スケジュールとして設定される。 As described above, when the predicted energy reduction ratios are selected in descending order and the integrated value of the predicted effective hot water storage amount integration calculating means 116 is equal to or larger than the predicted effective required hot water storage heat amount, the process proceeds to step S1-5-19 to perform temporary operation. The schedule setting means 120 outputs the output state for the unit operation time for which the predicted energy reduction ratio is selected, and the minimum output for the unit operation time for which the predicted energy reduction ratio is not selected, or the operation state of the set provisional operation schedule. Is set as a provisional operation schedule for the first and second predicted hot water supply heat loads, and in this embodiment, as shown in FIG. 20, the unit operation time of 0-1 o'clock is 250 W of operation, 1-2 o'clock Unit operation time of 1000 W, and unit operation time of 2 to 3 o'clock is 750 W operation, About to 4 unit operation time of o'clock and so on 500W operation of, these operating state is set as a temporary driving schedule.
再び、図22に戻って、このようにして第1及び第2番目の予測給湯熱負荷に対する仮運転スケジュールの設定が行われると、所定運転スケジュール時間において他の予測給湯熱負荷が存在しなくなり、従って、ステップS1−6からステップS1−7に進む。ステップS1−7においては、仮運転スケジュールに沿って仮運転されたときの仮運転予測有効貯湯熱量の積算が行われ、運転スケジュール時間の開始時点におけるタンク貯湯熱量及びその放熱ロスを考慮した第1初期値が用いられるとともに、第1番目の予測給湯熱負荷が発生する前までの時間の放熱ロスを考慮した予測有効貯湯熱量が用いられる。図20を参照して、仮運転予測有効貯湯熱量積算演算手段122は、第1初期値(964kcal)に0〜1時の単位運転時間の250W運転により発生する予測有効貯湯熱量(105kcal)を積算し、仮運転予測貯湯熱量判定手段124は、この積算値が第1番目の予測給湯熱負荷(2000kcal)をまかなうことができるかを判定する。そして、まかなうことができないときには、ステップS1−7に戻り、仮運転予測有効貯湯熱量積算演算手段122は次の単位運転時間(1〜2時の単位運転時間)の1000W運転により発生する予測給湯熱負荷(976kcal)を積算し、この時点でその積算値が2045kcalとなって第1番目の予測給湯熱負荷をまかなうことができるようになる。このようにまかなうことができると、ステップS1−9に進み、しきい値設定手段126は、第1番目の予測給湯熱負荷をまかなうことができる時間帯の範囲において最小の予測エネルギー削減比率「1.18」をエネルギー削減比率しきい値として設定し、運転スケジュール期間の例えば最初の単位運転時間(0〜1時)については、このエネルギー削減比率しきい値を用いて燃料電池1が運転制御される。
Returning to FIG. 22 again, when the provisional operation schedule is set for the first and second predicted hot water supply thermal loads in this way, there is no other predicted hot water supply thermal load at the predetermined operation schedule time. Accordingly, the process proceeds from step S1-6 to step S1-7. In step S1-7, the provisional operation predicted effective hot water storage amount when provisional operation is performed according to the provisional operation schedule is performed, and the tank storage heat amount and the heat radiation loss at the start of the operation schedule time are considered. The initial value is used, and the predicted effective hot water storage amount in consideration of the heat radiation loss before the first predicted hot water supply thermal load is generated is used. Referring to FIG. 20, provisional operation predicted effective hot water storage heat amount integration calculating means 122 adds the predicted effective hot water storage amount (105 kcal) generated by the 250 W operation of the unit operation time of 0 to 1 to the first initial value (964 kcal). Then, the temporary operation predicted hot water storage heat amount determination means 124 determines whether this integrated value can cover the first predicted hot water supply heat load (2000 kcal). And when it cannot be covered, it returns to step S1-7, and temporary operation prediction effective hot water storage amount integration | calculation calculating means 122 is the prediction hot water supply heat | fever which generate | occur | produces by 1000W operation | movement of the next unit operation time (unit operation time of 1 to 2 o'clock). The load (976 kcal) is integrated, and at this time, the integrated value becomes 2045 kcal, and the first predicted hot water supply thermal load can be covered. If it can be covered in this way, the process proceeds to step S1-9, and the threshold value setting means 126 has a minimum predicted energy reduction ratio “1” in the range of the time zone in which the first predicted hot water supply heat load can be covered. .18 ”as the energy reduction ratio threshold value, and for example, for the first unit operation time (0 to 1 o'clock) of the operation schedule period, the
図21に戻って、このようにしてエネルギー削減比率しきい値の設定が行われると、次に、現エネルギー削減比率の演算が行われる(ステップS2)。この現エネルギー削減比率の演算は現エネルギー削減比率演算手段76により行われ、上述したように式(5A)を適用し、現電力負荷データ、現暖房熱負荷データ及び予測給湯熱負荷データに基づき、燃料電池1の最小出力からの増加出力分についての現エネルギー削減比率(この形態では、250Wから500Wに、250Wから750Wに、また250Wから1000Wに変動したときの現エネルギー削減比率)の演算が行われる。そして、これら現エネルギー削減比率が設定されたエネルギー削減比率しきい値以上であるかが判断される(ステップS3)。
Returning to FIG. 21, when the energy reduction ratio threshold value is set in this way, the current energy reduction ratio is calculated (step S2). The calculation of the current energy reduction ratio is performed by the current energy reduction ratio calculation means 76, and applying the formula (5A) as described above, based on the current power load data, the current heating heat load data, and the predicted hot water supply heat load data, Calculation of the current energy reduction ratio (in this embodiment, the current energy reduction ratio when changing from 250 W to 500 W, from 250 W to 750 W, and from 250 W to 1000 W) for the increased output from the minimum output of the
作動制御手段72のエネルギー削減比率比較手段86が現エネルギー削減比率と設定されたエネルギー削減比率しきい値とを比較し、現エネルギー削減比率のいずれもがこのエネルギー削減比率しきい値より小さいと、ステップS3からステップS4に進み、燃料電池1を最小出力より大きい出力で稼動させても省エネルギー運転が達成されないとし、運転切換信号生成手段84は最小出力運転切換信号を生成し、作動制御手段72は燃料電池1を最小出力である例えば250Wで運転する。
The energy reduction ratio comparison means 86 of the operation control means 72 compares the current energy reduction ratio with the set energy reduction ratio threshold, and if any of the current energy reduction ratios is smaller than the energy reduction ratio threshold, From step S3 to step S4, it is assumed that the energy saving operation is not achieved even if the
一方、現エネルギー削減比率演算手段76により演算された現エネルギー削減比率がこのエネルギー削減比率しきい値以上になると、ステップS3からステップS5に移り、このしきい値以上の出力状態が複数か否かが判断され、エネルギー削減比率しきい値以上の出力状態が一つであるときには、ステップS5からステップS6に進み、その現エネルギー削減比率の運転状態で燃料電池1が運転される。例えば、250Wから500W(又は750W,1000W)に変動したときの現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値以上であると、運転切換信号生成手段84は中間第1出力運転切換信号(又は中間第2出力運転切換信号、最大出力運転切換信号)を生成し、この運転切換信号に基づいて、作動制御手段72は燃料電池1を中間第1出力である500W(又は中間第2出力である750W、最大出力である1000W)で運転する。
On the other hand, when the current energy reduction ratio calculated by the current energy reduction ratio calculation means 76 is equal to or greater than the energy reduction ratio threshold value, the process proceeds from step S3 to step S5, and whether or not there are a plurality of output states equal to or greater than the threshold value. Is determined, and when there is one output state equal to or greater than the energy reduction ratio threshold value, the process proceeds from step S5 to step S6, and the
また、エネルギー削減比率しきい値以上の出力状態が複数であるときには、ステップS5からステップS7に進み、エネルギー削減比率しきい値以上の現エネルギー削減比率の運転状態であって、且つそのうちの最大の出力状態で燃料電池1が運転される。例えば、250Wから500Wに変動したとき、また250Wから750Wに変動したときの現エネルギー削減比率がエネルギー削減比率しきい値以上でると、運転切換信号生成手段84はそのうちの最大出力状態の運切換転信号、即ち中間第2出力運転切換信号を生成し、この運転切換信号に基づいて、作動制御手段72は燃料電池1を中間第2出力である750Wで運転する。このようにエネルギー削減比率しきい値以上の最大出力状態を選択することによって、省エネルギーを達成しながらお湯の発生量を多くすることができ、給湯時のお湯不足を少なくすることができる。
Further, when there are a plurality of output states equal to or higher than the energy reduction ratio threshold value, the process proceeds from step S5 to step S7, where the current energy reduction ratio is equal to or higher than the energy reduction ratio threshold value and the maximum The
エネルギー削減比率しきい値を再設定する時刻になるまではステップS8から、ステップS9に進んでフラグiが1のときは、ステップS2に戻り、現エネルギー削減比率演算手段76による現エネルギー削減比率の演算が行われ(ステップS2)、上述したステップS2からステップS8が繰り返し遂行され、フラグiが0のときは、ステップC1に戻る。そして、エネルギー削減比率しきい値の再設定の時刻になると、ステップS8からステップC1に戻り、上述したステップC1からステップC4及びステップS1からステップS8が繰り返し遂行される。 Until it is time to reset the energy reduction ratio threshold value, the process proceeds from step S8 to step S9. When the flag i is 1, the process returns to step S2, and the current energy reduction ratio calculation means 76 calculates the current energy reduction ratio. An operation is performed (step S2), and the above-described steps S2 to S8 are repeatedly performed. When the flag i is 0, the process returns to step C1. Then, when it is time to reset the energy reduction ratio threshold value, the process returns from step S8 to step C1, and the above-described steps C1 to C4 and steps S1 to S8 are repeatedly performed.
以下、第3ないし第10の各実施形態を説明するが、各実施形態は、第2実施形態における運転状態選択制御の規則性判別処理の別実施形態を示すものであるので、主として、その規則性判別処理について説明を加えて、第2実施形態と同じ構成については、その説明を省略する。 Hereinafter, each of the third to tenth embodiments will be described. Since each embodiment shows another embodiment of the regularity determination processing of the operation state selection control in the second embodiment, the rules are mainly used. The description of the sex determination process is added, and the description of the same configuration as that of the second embodiment is omitted.
〔第3実施形態〕
この第3実施形態において、運転制御部5は、前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理して、規則性判別処理では、前記設定周期のうちで、単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯(以下、最大給湯熱負荷発生時刻と記載する)についての前記設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
[ Third Embodiment]
In the third embodiment, the
説明を加えると、運転制御部5は、データ管理処理では、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、設定周期(1日)毎に、単位時間(1時間)毎の給湯熱負荷を単位時間に対応付けて管理する。
In addition, in the data management process, the
そして、運転制御部5は、規則性判別処理では、設定周期毎に最大給湯熱負荷発生時刻を求めて、その最大給湯熱負荷発生時刻のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するのである。
Then, in the regularity determination process, the
具体的に説明すると、設定期間内において、各設定周期の最大給湯熱負荷発生時刻を平均して、設定期間内における最大給湯熱負荷発生時刻の平均値Mを求めると共に、最大給湯熱負荷発生時刻の標準偏差σを求める。
そして、第2実施形態と同様に、規則性判別用分布範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きく、且つ、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のとき、又は、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが大きくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
Specifically, within the set period, the maximum hot water supply thermal load occurrence time of each set cycle is averaged to obtain an average value M of the maximum hot water supply thermal load occurrence time within the set period, and the maximum hot water supply thermal load occurrence time The standard deviation σ of is obtained.
Similarly to the second embodiment, the lower limit value of the regularity discrimination distribution range is set to (M−3σ), the upper limit value is set to (M + 3σ), and the lower limit value (M−) of the regularity discrimination distribution range is set. 3σ) is larger than the lower limit allowable value M × Ta and the upper limit value (M + 3σ) of the regularity determination distribution range is smaller than the upper limit allowable value M × Tb, the set cycle for the maximum hot water supply thermal load occurrence time It is determined that there is little variation in each and the energy consumption per set cycle is regular, and the load cover condition operation processing is executed, and the lower limit (M-3σ) of the regularity determination distribution range is allowable When the value M × Ta or less, or when the upper limit value (M + 3σ) of the regularity determination distribution range is equal to or greater than the upper limit allowable value M × Tb, the variation in the maximum hot water supply thermal load occurrence time for each set cycle is large. , Regularity in energy consumption per set cycle The Most to determine, performing power load following operation process as said preliminary operation processed.
図26は、a邸、b邸の夫々について、設定期間内における最大給湯熱負荷発生時刻の平均値、及び、標準偏差を示す。
下限値を(M−3σ)、上限値を(M+3σ)とする規則性判別用分布範囲は、a邸に比べてb邸の方が狭く、b邸の方が最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があることが分かる。
FIG. 26 shows the average value and standard deviation of the maximum hot water supply heat load occurrence time within the set period for each of house a and house b.
The regularity discriminating distribution range having a lower limit value of (M-3σ) and an upper limit value of (M + 3σ) is smaller in the house b than in the house a, and the house b is about the maximum hot water supply heat load occurrence time. It can be seen that there is little variation for each set cycle, and there is regularity in energy consumption for each set cycle.
〔第4実施形態〕
この第4実施形態において、運転制御部5は、前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、暖房熱負荷を管理して、規則性判別処理では、設定周期の暖房熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
[ Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, the
説明を加えると、運転制御部5は、データ管理処理では、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、設定周期(1日)の暖房熱負荷総量を設定周期毎に管理する。
In other words, in the data management process, the
規則性判別処理では、運転制御部5は、設定期間内における設定周期毎の暖房熱負荷総量の平均値Mを求めると共に、設定周期毎の暖房熱負荷総量の標準偏差σを求める。
そして、第2実施形態と同様に、規則性判別用分布範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きく、且つ、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、設定周期の暖房熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のとき、又は、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、設定周期の暖房熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
In the regularity determination process, the
Similarly to the second embodiment, the lower limit value of the regularity discrimination distribution range is set to (M−3σ), the upper limit value is set to (M + 3σ), and the lower limit value (M−) of the regularity discrimination distribution range is set. 3σ) is larger than the lower limit allowable value M × Ta and the upper limit value (M + 3σ) of the regularity discrimination distribution range is smaller than the upper limit allowable value M × Tb, the setting for the heating heating load total amount in the set cycle It is determined that there is little variation in each cycle and there is regularity in energy consumption in each set cycle, the load-covering condition operation process is executed, and the lower limit value (M-3σ) of the regularity determination distribution range is the lower limit When the permissible value M × Ta or less, or when the upper limit value (M + 3σ) of the regularity determination distribution range is equal to or greater than the upper permissible value M × Tb, there is variation in the set cycle with respect to the total heating heat load of the set cycle. Large, rule on energy consumption per set cycle It determines that there is no, perform power load following operation process as said preliminary operation processed.
図27は、a邸、b邸の夫々について、設定期間内における単位時間毎の暖房熱負荷の平均値と標準偏差、及び、設定期間内における1日の暖房熱負荷総量の平均値と標準偏差を示した図である。
下限値を(M−3σ)、上限値を(M+3σ)とする規則性判別用分布範囲は、a邸に比べてb邸の方が狭く、b邸の方が設定周期の暖房熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があることが分かる。
FIG. 27 shows the average value and standard deviation of the heating heat load per unit time within the set period, and the average value and standard deviation of the total amount of heating heat load per day within the set period for each of house a and house b. FIG.
The distribution range for regularity discrimination with the lower limit value (M-3σ) and the upper limit value (M + 3σ) is smaller in the house b than in the house a, and the house B is the heating heat load total amount of the set cycle. It can be seen that there is little variation in each set period, and there is regularity in energy consumption for each set period.
〔第5実施形態〕
この第5実施形態において、運転制御部5は、規則性判別処理では、設定周期の電力負荷総量についての設定周期毎のばらつきを指標として、設定周期毎の前記エネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
[ Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, in the regularity determination process, the
説明を加えると、運転制御部5は、データ管理処理では、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、設定周期(1日)の電力負荷総量を設定周期毎に管理する。
In other words, in the data management process, the
運転制御部5は、規則性判別処理では、設定期間内における設定周期毎の電力負荷総量の平均値Mを求めると共に、設定周期の電力負荷総量の標準偏差σを求める。
そして、第2実施形態と同様に、規則性判別用分布範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きく、且つ、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、設定周期の電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、エネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のとき、又は、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、設定周期の電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きくて、エネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
In the regularity determination process, the
Similarly to the second embodiment, the lower limit value of the regularity discrimination distribution range is set to (M−3σ), the upper limit value is set to (M + 3σ), and the lower limit value (M−) of the regularity discrimination distribution range is set. 3σ) is larger than the lower limit allowable value M × Ta and the upper limit value (M + 3σ) of the regularity discrimination distribution range is smaller than the upper limit allowable value M × Tb, the setting cycle for the total power load amount of the setting cycle It is determined that there is little variation and energy consumption is regular, and the load-covering condition operation process is executed, and the lower limit (M−3σ) of the regularity determination distribution range is the lower limit allowable value M × Ta In the following cases, or when the upper limit value (M + 3σ) of the regularity discriminating distribution range is equal to or greater than the upper limit allowable value M × Tb, there is a large variation in the set power cycle for each set cycle, resulting in energy consumption. It is determined that there is no regularity, and the spare Performing power load following operation processing as a rolling process.
図28は、a邸、b邸の夫々について、設定期間内における単位時間毎の電力負荷の平均値と標準偏差、及び、設定期間内における1日の電力負荷総量の平均値と標準偏差を示した図である。
下限値を(M−3σ)、上限値を(M+3σ)とする規則性判別用分布範囲は、a邸に比べてb邸の方が狭く、b邸の方が設定周期の電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があることが分かる。
FIG. 28 shows the average value and standard deviation of the power load for each unit time within the set period and the average value and standard deviation of the total power load for one day within the set period for each of house a and house b. It is a figure.
The regularity discriminating distribution range where the lower limit value is (M-3σ) and the upper limit value is (M + 3σ) is narrower at b house than at a house, and b house is about the total power load of the set period. It can be seen that there is little variation for each set cycle, and there is regularity in energy consumption for each set cycle.
〔第6実施形態〕
この第6実施形態において、規則性判別処理では、設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、燃料電池1の定格出力電力(例えば、750W)以下のものの合計量(定格出力以下電力負荷総量と記載する場合がある)のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
[ Sixth Embodiment]
In the sixth embodiment, in the regularity determination process, the total amount of power loads per unit time or less than the rated output power (for example, 750 W) of the
説明を加えると、運転制御部5は、前記データ管理処理において、設定期間(例えば、運転日前の4週間)にわたって、設定周期(1日)毎に、単位時間(1時間)毎の電力負荷を単位時間に対応付けて管理する。
そして、設定周期(1日)毎に、その設定周期における単位時間(1時間)毎の電力負荷のうちから燃料電池1の定格出力電力以下の電力負荷を抽出して、抽出した電力負荷を合計して、定格出力以下電力負荷総量を求める。
In other words, in the data management process, the
Then, for each set cycle (1 day), the power load below the rated output power of the
規則性判別処理では、運転制御部5は、設定期間内における設定周期の定格出力以下電力負荷総量の平均値Mを求めると共に、その定格出力以下電力負荷総量の標準偏差σを求める。
そして、第2実施形態と同様に、規則性判別用分布範囲の下限値を(M−3σ)に、上限値を(M+3σ)に夫々設定し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きく、且つ、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、設定周期の定格出力以下電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、規則性判別用分布範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のとき、又は、規則性判別用分布範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、設定周期の定格出力以下電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
In the regularity determination process, the
Similarly to the second embodiment, the lower limit value of the regularity discrimination distribution range is set to (M−3σ), the upper limit value is set to (M + 3σ), and the lower limit value (M−) of the regularity discrimination distribution range is set. 3σ) is larger than the lower limit allowable value M × Ta, and the upper limit value (M + 3σ) of the regularity discrimination distribution range is smaller than the upper limit allowable value M × Tb, the total power load below the rated output of the set cycle The variation for each set period is small, it is determined that the energy consumption for each set period is regular, the load-covering condition operation process is executed, and the lower limit (M-3σ) of the regularity determination distribution range Is less than the lower limit allowable value M × Ta or when the upper limit value (M + 3σ) of the regularity discriminating distribution range is equal to or higher than the upper limit allowable value M × Tb, the set cycle for the power load total amount below the rated output of the set cycle There is a large variation every time, and every setting cycle Energy to determine that there is no regularity in consumption, to perform the power load following operation process as said preliminary operation processed.
図29は、a邸、b邸の夫々について、設定期間内における単位時間毎の定格出力以下の電力負荷の平均値と標準偏差、及び、設定期間内における設定周期の定格出力以下電力負荷総量の平均値と標準偏差を示した図である。
下限値を(M−3σ)、上限値を(M+3σ)とする規則性判別用分布範囲は、a邸に比べてb邸の方が狭く、b邸の方が設定周期の定格出力以下電力負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があることが分かる。
FIG. 29 shows the average value and standard deviation of the power load below the rated output per unit time within the set period and the total power load below the rated output of the set period within the set period for each of the house a and house b. It is the figure which showed the average value and the standard deviation.
The regularity discriminating distribution range where the lower limit value is (M-3σ) and the upper limit value is (M + 3σ) is narrower in house B than house a, and house B is less than the rated output of the set cycle. It can be seen that the variation in the total amount for each set cycle is small and the energy consumption for each set cycle is regular.
〔第7実施形態〕
この第7実施形態においては、規則性判別処理では、設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度を判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。尚、省エネルギー率は、上記の式(1)に基づいて求める。
[ Seventh Embodiment]
In the seventh embodiment, in the regularity determination process, the energy saving rate when the load cover condition operation process is executed for the set period is more than the energy saving rate when the power load follow-up operation process as the preliminary operation process is executed. It is configured to discriminate whether or not there is regularity in the energy consumption for each set period, using the frequency of lowering as a discrimination index. In addition, an energy saving rate is calculated | required based on said Formula (1).
説明を加えると、運転制御部5は、設定周期(1日)の夫々について、負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率、及び、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときの省エネルギー率を求める。
つまり、ある設定周期において、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたときは、その電力負荷追従運転処理を実行したときの省エネルギー率を求めると共に、負荷賄い条件運転処理が実行されたとして、そのときの省エネルギー率を求める。
又、ある設定周期において、負荷賄い条件運転処理が実行されたときは、その負荷賄い条件運転を実行したときの省エネルギー率を求めると共に、その設定周期の実際の電力負荷が計測されているので、その実電力負荷に基づいて前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたとして、電力負荷追従運転処理が実行された場合の省エネルギー率を求める。
If it adds explanation, the
That is, when the power load follow-up operation process is executed as the preliminary operation process in a certain setting cycle, the energy saving rate when the power load follow-up operation process is executed is obtained, and the load cover condition operation process is executed. The energy saving rate at that time is obtained.
In addition, when the load cover condition operation processing is executed in a certain set cycle, the energy saving rate when the load cover condition operation is executed is obtained, and the actual power load of the set cycle is measured. Assuming that the power load following operation processing as the preliminary operation processing is executed based on the actual power load, an energy saving rate is obtained when the power load following operation processing is executed.
そして、設定期間において、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度を求めて、その求めた頻度が運転状態判別用設定頻度(例えば、50〜60%)よりも低いときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記求めた頻度が運転状態判別用設定頻度以上のときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。 Then, in the set period, the frequency at which the energy saving rate when executing the load cover condition operation processing for the set cycle is lower than the energy saving rate when executing the power load following operation processing as the preliminary operation processing is obtained, When the obtained frequency is lower than the operation frequency determination setting frequency (for example, 50 to 60%), it is determined that there is regularity in energy consumption for each setting period, and the load cover condition operation processing is executed, When the obtained frequency is equal to or higher than the operation state determination setting frequency, it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, and power load following operation processing is executed as the preliminary operation processing.
〔第8実施形態〕
この第8実施形態においては、規則性判別処理では、設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度を判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。尚、エネルギー効率は、例えば、下記の式(7)に基づいて求める。
[ Eighth Embodiment]
In the eighth embodiment, in the regularity determination process, the energy efficiency when the load cover condition operation process is executed for a set period is more than the energy efficiency when the power load following operation process is executed as the preliminary operation process. It is configured to discriminate whether or not there is regularity in the energy consumption for each set period, using the frequency of lowering as a discrimination index. In addition, energy efficiency is calculated | required based on following formula (7), for example.
エネルギー効率=(設定周期の実熱負荷総量)/(設定周期の燃料電池1のエネルギー量+設定周期の補助加熱ボイラJのエネルギー量)……………(7)
Energy efficiency = (total amount of actual heat load in the set cycle) / (energy amount of the
説明を加えると、運転制御部5は、設定周期(1日)の夫々について、負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率、及び、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー効率を求める。
つまり、ある設定周期において、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたときは、その電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー効率を求めると共に、負荷賄い条件運転処理が実行されたとして、そのときのエネルギー効率を求める。
又、ある設定周期において、負荷賄い条件運転処理が実行されたときは、その負荷賄い条件運転を実行したときのエネルギー効率を求めると共に、その設定周期の実際の電力負荷が計測されているので、その実電力負荷に基づいて前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたとして、電力負荷追従運転処理が実行された場合のエネルギー効率を求める。
If it explains,
That is, when the power load follow-up operation process as the preliminary operation process is executed in a certain set cycle, the energy efficiency when the power load follow-up operation process is executed is obtained, and the load cover condition operation process is executed. The energy efficiency at that time is calculated.
In addition, when the load cover condition operation processing is executed in a certain set cycle, the energy efficiency when the load cover condition operation is executed is obtained, and the actual power load of the set cycle is measured. Assuming that the power load follow-up operation process as the preliminary operation process is executed based on the actual power load, the energy efficiency when the power load follow-up operation process is executed is obtained.
そして、設定期間において、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度を求めて、その求めた頻度が運転状態判別用設定頻度(例えば、50〜60%)よりも低いときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記求めた頻度が運転状態判別用設定頻度以上のときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。 Then, in the set period, the frequency at which the energy efficiency when executing the load cover condition operation process for the set period is lower than the energy efficiency when executing the power load following operation process as the preliminary operation process is obtained, When the obtained frequency is lower than the operation frequency determination setting frequency (for example, 50 to 60%), it is determined that there is regularity in energy consumption for each setting period, and the load cover condition operation processing is executed, When the obtained frequency is equal to or higher than the operation state determination setting frequency, it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, and power load following operation processing is executed as the preliminary operation processing.
〔第9実施形態〕
この第9実施形態においては、規則性判別処理では、設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度を判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。尚、エネルギー削減量Rは、例えば、下記の式(8)に基づいて求める。
[ Ninth Embodiment]
In the ninth embodiment, in the regularity determination process, the energy reduction amount when the load cover condition operation process is executed for the set period is the energy reduction when the power load following operation process is executed as the preliminary operation process. It is configured to determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set period, using a frequency smaller than the amount as a determination index. The energy reduction amount R is obtained based on, for example, the following formula (8).
R=(A+x÷η)−(B+Z)……………(8)
尚、上記式(8)において、A、x、η、B、Zは、上記の式(1)の場合と同様である。
R = (A + x ÷ η) − (B + Z) (8)
In the above equation (8), A, x, η, B, and Z are the same as those in the above equation (1).
説明を加えると、運転制御部5は、設定周期(1日)の夫々について、負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量、及び、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー削減量を求める。
つまり、ある設定周期において、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたときは、その電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー削減量を求めると共に、負荷賄い条件運転処理が実行されたとして、そのときのエネルギー削減量を求める。
又、ある設定周期において、負荷賄い条件運転処理が実行されたときは、その負荷賄い条件運転を実行したときのエネルギー削減量を求めると共に、その設定周期の実際の電力負荷が計測されているので、その実電力負荷に基づいて前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたとして、電力負荷追従運転処理が実行された場合のエネルギー削減量を求める。
If it adds explanation, the
In other words, when the power load follow-up operation process is executed as the preliminary operation process in a certain set cycle, the energy reduction amount when the power load follow-up operation process is executed is obtained, and the load cover condition operation process is executed. If so, calculate the amount of energy reduction at that time.
Also, when the load cover condition operation processing is executed in a certain set cycle, the amount of energy reduction when the load cover condition operation is executed is obtained, and the actual power load of the set cycle is measured. Assuming that the power load follow-up operation process is executed as the preliminary operation process based on the actual power load, an energy reduction amount is obtained when the power load follow-up operation process is executed.
そして、設定期間において、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度を求めて、その求めた頻度が運転状態判別用設定頻度(例えば、50〜60%)よりも低いときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記求めた頻度が運転状態判別用設定頻度以上のときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。 Then, in the set period, the frequency of energy reduction when executing the load cover condition operation process for the set period is determined to be smaller than the energy reduction amount when executing the power load following operation process as the preliminary operation process. When the determined frequency is lower than the operation state determination setting frequency (for example, 50 to 60%), it is determined that there is regularity in energy consumption for each set period, and the load cover condition operation process is executed. When the obtained frequency is equal to or higher than the operation state determination setting frequency, it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, and the power load following operation process is executed as the preliminary operation process.
〔第10実施形態〕
この第10実施形態においては、規則性判別処理では、設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度を判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
尚、経済性は、商用系統7からの商用電力の料金と、燃料電池1にて使用したガスの料金と、補助加熱ボイラJにて使用したガスの料金の合計である。
First 0 Embodiment
In the tenth embodiment, in the regularity determination process, the economy when the load cover condition operation process is executed for the set cycle is the economy when the power load following operation process as the preliminary operation process is executed. It is configured to discriminate whether or not there is regularity in the energy consumption for each set period, using the frequency of worsening as a discrimination index.
The economic efficiency is the total of the charge of commercial power from the
説明を加えると、運転制御部5は、設定周期(1日)の夫々について、負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性、及び、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときの経済性を求める。
つまり、ある設定周期において、前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたときは、その電力負荷追従運転処理を実行したときの経済性を求めると共に、負荷賄い条件運転処理が実行されたとして、そのときの経済性を求める。
又、ある設定周期において、負荷賄い条件運転処理が実行されたときは、その負荷賄い条件運転を実行したときの経済性を求めると共に、その設定周期の実際の電力負荷が計測されているので、その実電力負荷に基づいて前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理が実行されたとして、電力負荷追従運転処理が実行された場合の経済性を求める。
If it explains,
That is, when the power load follow-up operation process as the preliminary operation process is executed in a certain set cycle, the economics when the power load follow-up operation process is executed is obtained, and the load cover condition operation process is executed. As such, the economics at that time is sought.
In addition, when the load cover condition operation processing is executed in a certain setting cycle, the economic efficiency when the load cover condition operation is executed is obtained, and the actual power load of the set cycle is measured. Assuming that the power load following operation processing as the preliminary operation processing is executed based on the actual power load, the economic efficiency when the power load following operation processing is executed is obtained.
そして、設定期間において、設定周期について負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が前記予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度を求めて、その求めた頻度が運転状態判別用設定頻度(例えば、50〜60%)よりも低いときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記求めた頻度が運転状態判別用設定頻度以上のときは、設定周期毎のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。 And in the set period, the frequency when the economical operation when the load cover condition operation process is executed for the set period is determined to be worse than the economic effect when the power load follow-up operation process as the preliminary operation process is executed, When the obtained frequency is lower than the operation frequency determination setting frequency (for example, 50 to 60%), it is determined that there is regularity in energy consumption for each setting period, and the load cover condition operation processing is executed, When the obtained frequency is equal to or higher than the operation state determination setting frequency, it is determined that there is no regularity in energy consumption for each set cycle, and power load following operation processing is executed as the preliminary operation processing.
〔第11実施形態〕
この第11実施形態においては、運転制御部5は、前記データ管理処理では、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを時間属性に関連付けて設定周期毎に管理するように構成してある。
又、運転制御部5は、前記規則性判別処理では、運転対象の設定周期と同じ時間属性の設定周期の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
First Embodiment 1]
In the first embodiment, the
In the regularity determination process, the
以下、設定周期を1日、時間属性を曜日として、説明を加える。
運転制御部5は、データ管理処理では、設定期間(例えば、運転日前の5週間)にわたって、曜日に対応付けた状態で、1日毎の給湯熱負荷総量を管理する。
そして、運転制御部5は、規則性判別処理では、その管理データから、運転日と同曜日の給湯熱負荷総量を抽出して、抽出した給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するのである。
In the following description, the setting cycle is 1 day and the time attribute is the day of the week.
In the data management process, the
Then, in the regularity determination process, the
具体的に説明すると、設定期間内における運転日と同曜日の給湯熱負荷総量の平均値Mを求めると共に、運転日と同曜日の給湯熱負荷総量の最大値MAX及び最小値MINを求める。
そして、平均値に対する最大値の比MAX/M、及び、平均値に対する最小値の比MIM/Mを求め、平均値に対する最小値の比MIM/Mが下限許容値Gaよりも大きく、且つ、平均値に対する最大値の比MAX/Mが上限許容値Gbよりも小さいときは、運転日と同曜日の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、平均値に対する最小値の比MIM/Mが下限許容値Ga以下のとき、又は、平均値に対する最大値の比MAX/Mが上限許容値Gb以上のときは、運転日と同曜日の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
More specifically, the average value M of the total hot water supply heat load on the same day as the operation day in the set period is determined, and the maximum value MAX and the minimum value MIN of the total hot water load on the same day as the operation day are determined.
Then, the ratio MAX / M of the maximum value with respect to the average value and the ratio MIM / M of the minimum value with respect to the average value are obtained, the ratio MIM / M of the minimum value with respect to the average value is larger than the lower limit allowable value Ga, and the average When the ratio MAX / M of the maximum value to the value is smaller than the upper limit allowable value Gb, the variation in the set cycle for the total hot water heat load on the same day as the operation day is small, and the energy consumption on the day of the operation day is regulated. The load cover condition driving process is executed, and the ratio MIM / M of the minimum value to the average value is less than or equal to the lower limit allowable value Ga, or the ratio MAX / M of the maximum value to the average value is When the upper limit allowable value Gb is exceeded, it is determined that there is a large variation in the total hot water supply heat load on the same day as the operation day for each set cycle, and there is no regularity in the energy consumption on the operation day. processing Performing power load following operation processed.
例えば、図30に示すように、a邸の平均値に対する最大値の比MAX/M、平均値に対する最小値の比MIM/Mは、それぞれ1.51、0.40であり、b邸の平均値に対する最大値の比MAX/M、平均値に対する最小値の比MIM/Mは、それぞれ1.05、0.81である場合、a邸は、運転日と同曜日の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが大きくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性がないとし、b邸は、運転日と同曜日の給湯熱負荷総量についての設定周期毎のバラツキが小さくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性があるとする。
そして、例えば、下限許容値Ga、上限許容値Gbを、それぞれ0.6、1.3に設定すると、エネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 30, the ratio MAX / M of the maximum value with respect to the average value of the house a and the ratio MIM / M of the minimum value with respect to the average value are 1.51 and 0.40, respectively. When the ratio MAX / M of the maximum value to the value and the ratio MIM / M of the minimum value to the average value are 1.05 and 0.81, respectively, The variation in the set cycle is large, and there is no regularity in the energy consumption on the day of the operation day. House B has a small variation in the total hot water supply heat load on the same day as the operation day and the operation day. Suppose there is regularity in energy consumption on the day of the week.
For example, if the lower limit allowable value Ga and the upper limit allowable value Gb are set to 0.6 and 1.3, respectively, it is possible to appropriately determine whether or not there is regularity in energy consumption.
〔第12実施形態〕
この第12実施形態においては、運転制御部5は、前記データ管理処理では、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを時間属性に関連付けて設定周期毎に管理するように構成してある。
又、運転制御部5は、前記規則性判別処理では、運転対象の設定周期と同じ時間属性の設定周期のうちで、単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯(即ち、最大給湯熱負荷発生時刻)についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成してある。
[First Embodiment 2 ]
In the first and second embodiments, the
In addition, in the regularity determination process, the
以下、設定周期を1日、時間属性を曜日として、説明を加える。
運転制御部5は、データ管理処理では、設定期間(例えば、運転日前の5週間)にわたって、曜日に対応付けた状態で、1日毎に、単位時間(1時間)毎の給湯熱負荷を単位時間に対応付けて管理する。
そして、運転制御部5は、規則性判別処理では、その管理データから、運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻を抽出して、抽出した最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキを判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するのである。
In the following description, the setting cycle is 1 day and the time attribute is the day of the week.
In the data management process, the
And in the regularity discrimination | determination process, the
具体的に説明すると、設定期間内における運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻の平均値Mを求めると共に、運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻の最大値MAX及び最小値MINを求める。
そして、最大値と平均値との差(MAX−M)、及び、平均値と最小値との差(M−MIN)を求め、最大値と平均値との差(MAX−M)、及び、平均値と最小値との差(M−MIN)のいずれもが許容値Hよりも小さいときは、運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが小さくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性があると判別して、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、最大値と平均値との差(MAX−M)、及び、平均値と最小値との差(M−MIN)の少なくとも一方が許容値H以上のときは、運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが大きくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性がないと判別して、前記予備運転処理として電力負荷追従運転処理を実行する。
More specifically, the average value M of the maximum hot water supply thermal load occurrence time on the same day as the operation day within the set period is obtained, and the maximum value MAX and the minimum value MIN of the maximum hot water supply heat load generation time on the same day as the operation day are calculated. Ask for.
Then, the difference between the maximum value and the average value (MAX-M) and the difference between the average value and the minimum value (M-MIN) are determined, and the difference between the maximum value and the average value (MAX-M), and When the difference between the average value and the minimum value (M-MIN) is smaller than the allowable value H, the variation of the maximum hot water supply heat load occurrence time on the same day as the operation day is small and the operation is performed. It is determined that there is regularity in the energy consumption of the day of the week, and the load-covering condition operation process is executed, the difference between the maximum value and the average value (MAX-M), and the difference between the average value and the minimum value When at least one of (M-MIN) is greater than or equal to the allowable value H, there is a large variation in the set cycle with respect to the maximum hot water supply thermal load occurrence time on the same day as the operation day, and regularity in energy consumption on the operation day It is determined that there is no power load follow-up operation process as the preliminary operation process. To run.
例えば、図31に示すように、a邸の最大値と平均値との差(MAX−M)、平均値と最小値との差(M−MIN)は、それぞれ6.2、5.8であり、b邸の最大値と平均値との差(MAX−M)、平均値と最小値との差(M−MIN)は、それぞれ0.6、0.4である場合、a邸は、運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが大きくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性がないとし、b邸は、運転日と同曜日の最大給湯熱負荷発生時刻についての設定周期毎のバラツキが小さくて、運転日の曜日のエネルギー消費に規則性があるとする。
そして、例えば、許容値Hを1.0に設定すると、エネルギー消費に規則性があるか否かを適切に判別することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 31, the difference between the maximum value and the average value of the house a (MAX-M), and the difference between the average value and the minimum value (M-MIN) are 6.2 and 5.8, respectively. Yes, if the difference between the maximum value and the average value of B House (MAX-M) and the difference between the average value and the minimum value (M-MIN) are 0.6 and 0.4, respectively, The maximum hot water supply heat load generation time on the same day as the operation day has a large variation for each set cycle, and there is no regularity in energy consumption on the operation day. It is assumed that the variation in the load generation time for each set cycle is small and the energy consumption on the day of the driving day is regular.
For example, when the allowable value H is set to 1.0, it is possible to appropriately determine whether the energy consumption is regular.
〔第13実施形態〕
この第13実施形態は、上記の参考の実施形態及び第1ないし第12の各実施形態における予備運転処理の別実施形態を示すものであるので、主として予備運転処理について説明を加えて、上記の参考の実施形態及び第1ないし第12の各実施形態と同じ構成については、その説明を省略する。
[First Embodiment 3 ]
Since the first to third embodiments show other embodiments of the preliminary operation processing in the above-described reference embodiment and the first to first and second embodiments, mainly the preliminary operation processing will be described. Description of the same configurations as those of the above-described reference embodiment and the first to first and second embodiments is omitted.
即ち、この第13実施形態においては、前記運転制御部5を、前記予備運転処理として、現在要求されている現電力負荷と仮に設定した前記燃料電池1の仮発電出力との差から求められる不足電力を前記商用系統7からの買電によって賄ったときの一次エネルギー消費量、及び、前記仮発電出力を前記燃料電池1にて賄ったときの一次エネルギー消費量の和が最小となるような最適発電出力にて前記燃料電池1を運転する発電メリット優先運転処理を実行するように構成してある。
That is, in the first to third embodiments, the
その発電メリット優先運転処理について説明を加える。
例えば、電力負荷装置9の負荷電力がLkWであり、燃料電池1の発電出力がDkWであり、その発電出力:DkWのときの燃料電池1の発電効率がe(D)であり、商用系統7に電力を供給する発電所の発電効率がepであるとすると、上記最適発電出力は、下記式(9)のF(D)が最小となる発電出力:Dのことである。
The power generation merit priority operation process will be explained.
For example, the load power of the
F(D)=[Max(L−D、0)/ep+D/e(D)]……………(9) F (D) = [Max (LD, 0) / ep + D / e (D)] (9)
つまり、上記式(9)の第1項は、不足電力:(L−D)を買電で賄うときの一次エネルギ消費量を表し、第2項は、燃料電池1を発電出力:Dにて運転させたときの一次エネルギ消費量を表している。燃料電池1は発電出力に応じて発電効率:e(D)が変化するので、燃料電池1の発電出力が変化すると、F(D)の値も変化する。従って、F(D)の値が最小となる発電出力:Dで燃料電池1を運転させれば、実際の電力負荷に対する燃料電池1の出力電力の過不足を抑制しながら、電力供給についてのエネルギー効率を最も高くするように燃料電池1を運転することが可能となる。
そして、設定タイミングで定期的に上記F(D)が最小となる最適発電出力:Dを導出し、その発電出力:Dで燃料電池1を運転させればよい。
In other words, the first term of the above formula (9) represents the primary energy consumption when power shortage: (LD) is covered by power purchase, and the second term represents the
Then, the optimum power generation output D that minimizes the F (D) is periodically derived at the set timing, and the
上記の参考の実施形態において、前記予備運転処理として、前記電力負荷追従運転処理に代えて前記発電メリット優先運転処理を実行するように構成した場合のフローチャートを、図32に示す。
つまり、前記設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)と運転停止用判断基準値Ka(M)とを比較して(ステップA1)、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が運転停止用判断基準値Ka(M)よりも高いときは、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)と予備運転処理用判断基準値Kb(M)とを比較して(ステップA3)、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)以上のときは、前記予備運転処理として発電メリット優先運転処理を実行して(ステップ300)、リターンし、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が予備運転処理用判断基準値Kb(M)よりも低いときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行することになる。
FIG. 32 shows a flowchart in the case where the power generation merit priority operation process is executed instead of the power load following operation process as the preliminary operation process in the reference embodiment described above.
That is, the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is compared with the operation stop determination reference value Ka (M) (step A1), and the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is operated. When it is higher than the stop determination reference value Ka (M), the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is compared with the preliminary operation processing determination reference value Kb (M) (step A3), and the set probability is generated. When the upper limit value (M + 3σ) of the range is equal to or larger than the judgment reference value Kb (M) for the preliminary operation process, the power generation merit priority operation process is executed as the preliminary operation process (step 300), the process returns, and the set probability generation range When the upper limit value (M + 3σ) is lower than the preliminary operation processing determination reference value Kb (M), the above-mentioned load-covering condition operation processing is executed.
又、上記の第1実施形態において、前記予備運転処理として、前記電力負荷追従運転処理に代えて前記発電メリット優先運転処理を実行するように構成した場合のフローチャートを、図33に示す。
つまり、前記設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)と下限許容値M×Taとを比較して(ステップB1)、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のときは、前記予備運転処理として発電メリット優先運転処理を実行して(ステップ300)、リターンし、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Taよりも大きいときは、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)と上限許容値M×Tbとを比較して(ステップB2)、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tb以上のときは、前記予備運転処理として発電メリット優先運転処理を実行して(ステップ300)、リターンし、設定確率発生範囲の上限値(M+3σ)が上限許容値M×Tbよりも小さいときは、負荷賄い条件運転処理を実行することになる。
Moreover, in said 1st Embodiment, it replaces with the said electric power load follow-up operation process as said preliminary operation process, and the flowchart at the time of comprising so that the power generation merit priority operation process may be performed is shown in FIG.
That is, the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is compared with the lower limit allowable value M × Ta (step B1), and the lower limit value (M-3σ) of the set probability generation range is the lower limit allowable value M ×. When it is equal to or lower than Ta, the power generation merit priority operation process is executed as the preliminary operation process (step 300), the process returns, and the lower limit (M-3σ) of the set probability generation range is larger than the lower limit allowable value M × Ta. When the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is compared with the upper limit allowable value M × Tb (step B2), and the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is equal to or greater than the upper limit allowable value M × Tb Performs a power generation merit priority operation process as the preliminary operation process (step 300), returns, and when the upper limit value (M + 3σ) of the set probability generation range is smaller than the upper limit allowable value M × Tb, Driving process It will be line.
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 図34に示すように、上記の第1実施形態において、運転状態選択制御を、第2実施形態と同様の運転状態選択制御、即ち、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別して、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があると判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、設定周期毎のエネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、予備運転処理を実行する形態のものに変更しても良い。
即ち、ステップD1において、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別し、エネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、予備運転処理として例えば電力負荷追従運転処理を実行して(ステップ13)、リターンし、エネルギー消費に規則性があると判別したときは、負荷賄い条件運転処理を実行する。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) As shown in FIG. 34, in said 1st Embodiment, driving | running state selection control is the driving | running state selection control similar to 2nd Embodiment, ie, the energy consumption for every set period which consists of several unit time. Is determined to be regular, and when it is determined that there is regularity in energy consumption for each set cycle, the load cover condition operation process is executed, and regularity is found in energy consumption for each set cycle. When it is determined that there is not, it may be changed to a configuration in which a preliminary operation process is executed.
That is, in step D1, it is determined whether or not the energy consumption for each set period is regular. If it is determined that the energy consumption is not regular, for example, a power load following operation process is executed as a preliminary operation process. (Step 13), when it returns and it is determined that there is regularity in energy consumption, the load cover condition operation process is executed.
又、図34に示す別実施形態において、運転状態選択制御における前記規則性判別処理は、第2実施形態の規則性判別処理以外に、第3ないし第10実施形態のいずれかの規則性判別処理を適用することが可能である。 Further, in another embodiment shown in FIG. 34, the regularity determination processing in the operation-state selection control, in addition regularity determination process of the second embodiment, any regularity determine the third to the first 0 embodiment Processing can be applied.
(ロ) 上記の参考の実施形態において、図5に示すフローチャートにおけるステップA3を省略して、前記設定確率発生範囲の下限値が前記運転停止用判断基準値よりも大きいときは、無条件に負荷賄い条件運転処理を実行するように構成しても良い。 (B) In the above-described reference embodiment, when step A3 in the flowchart shown in FIG. 5 is omitted and the lower limit value of the set probability generation range is larger than the determination criterion value for operation stop, the load is unconditionally You may comprise so that a bribe condition driving | running | working process may be performed.
(ハ) 上記の第1実施形態において、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のときは、予備運転処理としての電力負荷追従運転処理を実行するように構成したが、設定確率発生範囲の下限値(M−3σ)が下限許容値M×Ta以下のときは、燃料電池1を停止させるように構成しても良い。
この場合、下限許容値M×Taが運転停止用判断基準値に相当し、設定周期の給湯熱負荷総量についての複数の設定周期における分布において設定以上の確率で発生する可能性がある範囲、即ち、設定確率発生範囲の下限値が、運転停止用判断基準値よりも高いときには、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記下限値が運転停止用判断基準値以下のときには、燃料電池1を停止させるように構成されることになる。
(C) In the first embodiment described above, when the lower limit value (M−3σ) of the set probability generation range is equal to or lower than the lower limit allowable value M × Ta, the power load following operation process as the preliminary operation process is executed. Although configured, the
In this case, the lower limit allowable value M × Ta corresponds to the judgment reference value for operation stop, and a range that may occur with a probability higher than the setting in the distribution in the plurality of setting cycles for the total hot water heat load amount in the setting cycle, that is, When the lower limit value of the set probability generation range is higher than the operation stop determination reference value, the load cover condition operation process is executed, and when the lower limit value is equal to or less than the operation stop determination reference value, the
(ニ) 上記の第2実施形態において、運転状態選択制御を、設定周期の給湯熱負荷総量についての複数の設定周期における分布において設定以上の確率で発生する可能性がある範囲、即ち、設定確率発生範囲の下限値が、運転停止用判断基準値よりも高いときには、負荷賄い条件運転処理を実行し、下限値が運転停止用判断基準値以下のときには、燃料電池1を停止させる形態に変更しても良い。
(D) In the second embodiment described above, the operating state selection control may occur at a probability higher than the setting in the distribution in the plurality of setting cycles for the hot water supply heat load total amount in the setting cycle, that is, the setting probability. When the lower limit value of the generation range is higher than the operation stop determination reference value, the load cover condition operation process is executed, and when the lower limit value is less than the operation stop determination reference value, the
(ホ) 上記の参考の実施形態及び第1ないし第6の各実施形態において、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを時間属性(例えば、曜日)に関連付けて設定周期(例えば、1日)毎に管理するように構成して、運転状態選択制御においては、管理データのうち、運転日と同曜日のデータを用いるように構成しても良い。 (E) In the above reference embodiment and each of the first to sixth embodiments, past time-series thermal load data and past time-series power load data are associated with time attributes (for example, day of the week). In the operation state selection control, data on the same day as the operation day may be used in the management state selection control.
(ヘ) 上記の第6実施形態において、設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するための判別指標として、設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、燃料電池1の定格出力電力以下のものの合計量のバラツキを適用したが、設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、燃料電池1の最大出力電力(例えば1kW))以下のものの合計量のバラツキを適用しても良い。
(F) In the sixth embodiment described above, the
(ト) 上記の参考の実施形態及び第1実施形態において、設定周期の給湯熱負荷総量についての複数の設定周期における分布において設定以上の確率で発生する可能性がある範囲、即ち、前記設定確率発生範囲は、変更設定可能であり、例えば、下限値を(M−2σ)、上限値を(M+2σ)とする範囲に設定しても良い。この場合、設定確率発生範囲は、約95%の確率で発生する可能性のある範囲である。
又、上記の第2ないし第6の各実施形態において、規則性判別用分布範囲は、変更設定可能であり、例えば、下限値を(M−2σ)、上限値を(M+2σ)とする範囲に設定しても良い。
(G) In the embodiment and the first implementation mode of the reference range that can occur with a probability of more than the set in the distribution of a plurality of setting periods for hot water supply heat total load setting period, i.e., the setting The probability generation range can be changed and set, for example, in a range where the lower limit value is (M−2σ) and the upper limit value is (M + 2σ). In this case, the set probability generation range is a range that may occur with a probability of about 95%.
In each of the above second to sixth embodiments, the regularity discrimination distribution range can be changed and set, for example, in a range where the lower limit value is (M−2σ) and the upper limit value is (M + 2σ). May be set.
(チ) 上記の第2ないし第12の各実施形態において、規則性判別処理では、前記設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちの最大値についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期のうちで、単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期の暖房熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期の電力負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、前記熱電併給装置の定格出力電力以下又は最大出力電力以下のものの合計量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が前記予備運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が前記予備運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が前記予備運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度、及び、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が前記予備運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度のうちのいずれか一つを判別指標とする場合について例示したが、いずれか二つ以上を判別指標とするように構成しても良い。 (H) In each of the second to first to second embodiments, in the regularity determination process, the variation in the set cycle with respect to the total hot water supply heat load in the set cycle, the hot water supply heat per unit time in the set cycle Variation for each set cycle with respect to the maximum value of the load, variation for each set cycle for a time zone in which the hot water supply heat load for each unit time is maximum among the set cycles, and heating heat for the set cycle Less than the rated output power of the combined heat and power supply unit among the variation for each set cycle for the total load, the variation for each set cycle for the total power load for the set cycle, and the power load for each unit time in the set cycle Or the variation for each set cycle with respect to the total amount below the maximum output power, when the load cover condition operation processing is executed for the set cycle The frequency at which the energy rate is lower than the energy saving rate when the preliminary operation processing is executed, the energy efficiency when the load cover condition operation processing is executed for the set period is higher than the energy efficiency when the preliminary operation processing is executed , The frequency at which the energy reduction amount when executing the load cover condition operation processing for the set cycle is smaller than the energy reduction amount at the time of executing the preliminary operation processing, and the load for the set cycle An example was given of the case where any one of the frequencies at which the economic efficiency when executing the bridging condition operation processing is worse than the economic efficiency when executing the preliminary operation processing is used as the discrimination index. You may comprise so that the above may be used as a discrimination | determination parameter | index.
(リ) 上記の参考の実施形態、第1実施形態、及び、図34に示す別実施形態の各実施形態においては、運転制御部5を、前記熱不足状態及び前記熱余り状態の両方を予測するように構成する場合について例示したが、いずれか一方のみを予測するように構成しても良い。
そして、熱不足状態を予測するように構成する場合は、前記負荷賄い用運転条件を、熱不足状態を予測しないときは、電力負荷追従運転処理を行い、熱不足状態を予測したときは、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に燃料電池1の出力を調整する出力上昇運転を行う条件に設定する。この場合、図5、図14及び図34の夫々において、ステップ11,100を省略することになる。
又、熱余り状態を予測するように構成する場合は、前記負荷賄い用運転条件を、熱余り状態を予測しないときは、電力負荷追従運転処理を行い、熱余り状態を予測したときは、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に燃料電池1の出力を調整する出力下降運転を行う条件に設定する。この場合、図5、図14及び図34の夫々において、ステップ12,200を省略することになる。
(L) In each of the reference embodiment, the first embodiment, and each of the other embodiments shown in FIG. 34, the
And when it is configured to predict a heat shortage state, the load-covering operation condition is set to a power load following operation process when the heat shortage state is not predicted, and when a heat shortage state is predicted, In the output increase target time zone, the condition for performing the output increase operation for adjusting the output of the
Also, when the heat surplus state is predicted, when the load surplus state is not predicted, the power load following operation process is performed when the heat surplus state is not predicted. In the output lowering target time zone, the condition for performing the output lowering operation for adjusting the output of the
(ヌ) 前記給湯熱負荷として、湯張り用の給湯熱負荷と一般用の給湯熱負荷とを各別に管理して、運転状態選択制御において給湯熱負荷データを用いる場合、湯張り用の給湯熱負荷と一般用の給湯熱負荷とのいずれか一方を用いるように構成しても良い。 (N) When the hot water supply heat load for hot water filling and the general hot water supply heat load are managed separately as the hot water supply heat load, and hot water supply heat load data is used in the operation state selection control, the hot water supply heat for hot water filling You may comprise so that any one of a load and a general hot water supply heat load may be used.
(ル) 単位時間、設定周期及び設定期間夫々の設定例は、上記の実施形態において示した例に限定されるものではない。例えば、単位時間を30分、2時間等に設定することができる。又、設定周期は、12時間、2日間、1週間等に設定することができる。又、設定期間は、1週間、2週間、3週間、2ヶ月間、3ヶ月間等に設定することができる。 (L) Setting examples of the unit time, the setting cycle, and the setting period are not limited to the examples shown in the above embodiment. For example, the unit time can be set to 30 minutes, 2 hours, or the like. The set cycle can be set to 12 hours, 2 days, 1 week, or the like. The set period can be set to 1 week, 2 weeks, 3 weeks, 2 months, 3 months, or the like.
(ヲ) 時間属性の具体例としては、曜日に限定されるものではなく、例えば、平日と休日等を用いることができる。 (W) A specific example of the time attribute is not limited to the day of the week, and for example, weekdays and holidays can be used.
(ワ) 前記予備運転処理の具体例としては、上記の各実施形態において例示した電力負荷追従運転処理及び発電メリット優先運転処理に限定されるものでない。
例えば、燃料電池1の発電出力をその定格出力よりも低い予備運転用設定出力(例えば、定格出力の25%)に維持する一定出力運転を連続して行う運転処理、あるいは、その一定出力運転を断続的に行う運転処理を採用することができる。
(W) Specific examples of the preliminary operation processing are not limited to the power load following operation processing and the power generation merit priority operation processing exemplified in the above embodiments.
For example, an operation process of continuously performing a constant output operation for maintaining the power generation output of the
(カ) 熱電併給装置として、上記の実施形態では燃料電池1を適用したが、これ以外に、例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
(F) As the combined heat and power supply apparatus, the
1 熱電併給装置
2 貯湯タンク
4 貯湯手段
5 運転制御手段
1
Claims (8)
その運転制御手段が、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて前記熱電併給装置を運転する負荷賄い条件運転処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記過去の時系列的な熱負荷データ又は前記過去の時系列的な電力負荷データに関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、前記エネルギー消費に規則性があると判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記エネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転することにより、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態となるか、又は、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が余る熱余り状態となるかを予測するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記熱不足状態又は前記熱余り状態のいずれも予測しないときは、現在要求されている現電力負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理を行い、前記熱不足状態を予測したときは、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力上昇運転を行う、又は、前記熱余り状態を予測したときは、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力下降運転を行う条件であるコージェネレーションシステム。 A cogeneration device for generating electric power and heat, a hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank with heat generated by the cogeneration device, and an operation control means for controlling operation,
The operation control means manages the past time-series heat load data and the past time-series power load data, and the time-series predicted heat load data obtained based on the management data And setting a load-covering operation condition for operating the cogeneration device so as to cover time-series predicted power load data, and operating the cogeneration device under the load-coverage operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process,
The operation control means has regularity in energy consumption for each set period consisting of a plurality of unit times based on management data related to the past time-series thermal load data or the past time-series power load data. When it is determined that there is regularity in the energy consumption by performing regularity determination processing for determining whether or not there is, the load cover condition operation processing is performed, and it is determined that there is no regularity in the energy consumption Is configured to execute a preparatory operation process different from the load cover condition operation process , and
By operating the combined heat and power supply device so as to cover the time-series predicted power load data, a heat shortage state in which heat is insufficient with respect to the time-series predicted heat load data, or the time It is configured to predict whether there will be excess heat with respect to the series of predicted heat load data,
When the load-covering operation condition does not predict either the heat shortage state or the heat surplus state, a power load follow-up operation process for operating the cogeneration device to cover the current power load that is currently requested is performed. When the heat shortage state is predicted, in a predetermined output increase target time zone, perform an output increase operation to adjust the output of the combined heat and power supply device to an output side larger than the current power load, or the excess heat A cogeneration system that is a condition for performing an output reduction operation for adjusting the output of the cogeneration device to an output side smaller than the current power load in a predetermined output reduction target time zone when the state is predicted .
その運転制御手段が、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて前記熱電併給装置を運転する負荷賄い条件運転処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記過去の時系列的な熱負荷データ又は前記過去の時系列的な電力負荷データに関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別する規則性判別処理を実行して、前記エネルギー消費に規則性があると判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記エネルギー消費に規則性が無いと判別したときは、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記熱電併給装置を運転したときに前記貯湯タンクに温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と前記熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量、及び、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定し、並びに、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて前記熱電併給装置の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値より小さいと、前記熱電併給装置を最小出力で運転し、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値以上であると、前記熱電併給装置を前記現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する条件であるコージェネレーションシステム。 A cogeneration device for generating electric power and heat, a hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank with heat generated by the cogeneration device, and an operation control means for controlling operation,
The operation control means manages the past time-series heat load data and the past time-series power load data, and the time-series predicted heat load data obtained based on the management data And setting a load-covering operation condition for operating the cogeneration device so as to cover time-series predicted power load data, and operating the cogeneration device under the load-coverage operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process,
The operation control means has regularity in energy consumption for each set period consisting of a plurality of unit times based on management data related to the past time-series thermal load data or the past time-series power load data. When it is determined that there is regularity in the energy consumption by performing regularity determination processing for determining whether or not there is, the load cover condition operation processing is performed, and it is determined that there is no regularity in the energy consumption Is configured to execute a preparatory operation process different from the load cover condition operation process, and
Predicted hot water storage amount stored as hot water in the hot water storage tank when operating the combined heat and power device, predicted consumed energy amount when operating a power plant and a heating boiler, and predicted predicted consumed energy amount when operating the combined heat and power device And calculating a predicted energy reduction ratio that is a ratio of the predicted energy reduction amount to the predicted hot water storage amount, and an energy reduction ratio threshold value based on the calculated predicted energy reduction ratio And the current energy reduction ratio for the increased output from the minimum output of the combined heat and power unit based on the power load data and heat load data on the operating day and the past power load data and heat load data. Configured to calculate a certain current energy reduction ratio,
When the load-covering operation condition is such that the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold value, the combined heat and power unit is operated at a minimum output, and the current energy reduction ratio is equal to or greater than the energy reduction ratio threshold value. If it is, the cogeneration system which is the conditions which drive | operate the said combined heat and power supply apparatus on the driving | running conditions used as the said present energy reduction ratio .
前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷又は暖房熱負荷を管理するように構成されて、
前記規則性判別処理において、前記設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期における単位時間毎の給湯熱負荷のうちの最大値についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期のうちで、単位時間毎の給湯熱負荷が最大となる時間帯についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期の暖房熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期の電力負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期における単位時間毎の電力負荷のうちの、前記熱電併給装置の定格出力電力以下又は最大出力電力以下のものの合計量についての前記設定周期毎のバラツキ、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの省エネルギー率が前記予備運転処理を実行したときの省エネルギー率よりも低くなる頻度、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー効率が前記予備運転処理を実行したときのエネルギー効率よりも低くなる頻度、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときのエネルギー削減量が前記予備運転処理を実行したときのエネルギー削減量よりも小さくなる頻度、又は、前記設定周期について前記負荷賄い条件運転処理を実行したときの経済性が前記予備運転処理を実行したときの経済性よりも悪くなる頻度を判別指標として、前記設定周期毎のエネルギー消費に規則性があるか否かを判別するように構成されている請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。 The operation control means is
In the data management process, the heat load data is configured to manage a hot water supply heat load or a heating heat load,
In the regularity determination process, the variation for each set cycle with respect to the total amount of hot water supply thermal load for the set cycle, the variation for each set cycle with respect to the maximum value of the hot water supply thermal load for each unit time in the set cycle, Among the set cycles, variation for each set cycle for a time zone in which the hot water supply thermal load per unit time is maximum, variation for each set cycle for the heating heat load total amount of the set cycle, and power for the set cycle Variations in the set cycle for the total load, and the power load per unit time in the set cycle, the rated output power of the combined heat and power unit or less than the maximum output power for the set amount for the set cycle. When the preparatory operation process is executed when the energy saving rate when the load cover condition operation process is executed for the set period is varied. The frequency at which the energy efficiency is lower than the energy saving rate, the frequency at which the energy efficiency when executing the load-covering condition operation process for the set period is lower than the energy efficiency at the time of executing the preliminary operation process, and the load for the set period The frequency at which the energy reduction amount when executing the bridging condition operation process is smaller than the energy reduction amount when executing the preliminary operation process, or the economics when executing the load bridging condition operation process for the set period The system is configured to determine whether or not there is regularity in energy consumption for each set period, using as a determination index a frequency that is worse than economic efficiency when the preliminary operation processing is executed. 2. The cogeneration system according to 2.
その運転制御手段が、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて前記熱電併給装置を運転する負荷賄い条件運転処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、
前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成されて、
前記過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキが小さいときには、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記バラツキが大きいときには、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転することにより、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態となるか、又は、前記時系列的な予測熱負荷データに対して熱が余る熱余り状態となるかを予測するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記熱不足状態又は前記熱余り状態のいずれも予測しないときは、現在要求されている現電力負荷を賄うように前記熱電併給装置を運転する電力負荷追従運転処理を行い、前記熱不足状態を予測したときは、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力上昇運転を行う、又は、前記熱余り状態を予測したときは、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に前記熱電併給装置の出力を調整する出力下降運転を行う条件であるコージェネレーションシステム。 A cogeneration device for generating electric power and heat, a hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank with heat generated by the cogeneration device, and an operation control means for controlling operation,
The operation control means manages the past time-series heat load data and the past time-series power load data, and the time-series predicted heat load data obtained based on the management data And setting a load-covering operation condition for operating the cogeneration device so as to cover time-series predicted power load data, and operating the cogeneration device under the load-coverage operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process,
The operation control means is
In the data management process, the heat load data is configured to manage a hot water supply heat load,
Based on the management data related to the past time-series hot water supply thermal load, when the variation in the set hot water supply heat load of the set cycle consisting of a plurality of unit times is small for each set cycle, the load cover condition operation processing is executed. And when the variation is large, it is configured to execute a preliminary operation process different from the load-covering condition operation process, and
By operating the combined heat and power supply device so as to cover the time-series predicted power load data, a heat shortage state in which heat is insufficient with respect to the time-series predicted heat load data, or the time It is configured to predict whether there will be excess heat with respect to the series of predicted heat load data,
When the load-covering operation condition does not predict either the heat shortage state or the heat surplus state, a power load follow-up operation process for operating the cogeneration device to cover the current power load that is currently requested is performed. When the heat shortage state is predicted, in a predetermined output increase target time zone, perform an output increase operation to adjust the output of the combined heat and power supply device to an output side larger than the current power load, or the excess heat A cogeneration system that is a condition for performing an output reduction operation for adjusting the output of the cogeneration device to an output side smaller than the current power load in a predetermined output reduction target time zone when the state is predicted .
その運転制御手段が、過去の時系列的な熱負荷データ及び過去の時系列的な電力負荷データを管理するデータ管理処理、及び、その管理データに基づいて求めた時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データを賄うように前記熱電併給装置を運転するための負荷賄い用運転条件を設定して、その負荷賄い用運転条件にて前記熱電併給装置を運転する負荷賄い条件運転処理を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、
前記データ管理処理において、前記熱負荷データとして、給湯熱負荷を管理するように構成されて、
前記過去の時系列的な給湯熱負荷に関する管理データに基づいて、複数の単位時間からなる設定周期の給湯熱負荷総量についての前記設定周期毎のバラツキが小さいときには、前記負荷賄い条件運転処理を実行し、前記バラツキが大きいときには、前記負荷賄い条件運転処理とは別の予備運転処理を実行するように構成され、且つ、
前記熱電併給装置を運転したときに前記貯湯タンクに温水として貯えられる予測貯湯熱量、発電所と加熱ボイラを運転したときの予測消費エネルギー量と前記熱電併給装置を運転したときの予測消費エネルギー量との差である予測エネルギー削減量、及び、前記予測貯湯熱量に対する前記予測エネルギー削減量の比率である予測エネルギー削減比率を演算して、その演算した予測エネルギー削減比率に基づいてエネルギー削減比率しきい値を設定し、並びに、運転日の電力負荷データ及び熱負荷データと過去の電力負荷データ及び熱負荷データとに基づいて前記熱電併給装置の最小出力からの増加出力分についての現時点のエネルギー削減比率である現エネルギー削減比率を演算するように構成され、
前記負荷賄い用運転条件が、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値より小さいと、前記熱電併給装置を最小出力で運転し、前記現エネルギー削減比率が前記エネルギー削減比率しきい値以上であると、前記熱電併給装置を前記現エネルギー削減比率となる運転条件で運転する条件であるコージェネレーションシステム。 A cogeneration device for generating electric power and heat, a hot water storage means for storing hot water in a hot water storage tank with heat generated by the cogeneration device, and an operation control means for controlling operation,
The operation control means manages the past time-series heat load data and the past time-series power load data, and the time-series predicted heat load data obtained based on the management data And setting a load-covering operation condition for operating the cogeneration device so as to cover time-series predicted power load data, and operating the cogeneration device under the load-coverage operation condition A cogeneration system configured to execute an operation process,
The operation control means is
In the data management process, the heat load data is configured to manage a hot water supply heat load,
Based on the management data related to the past time-series hot water supply thermal load, when the variation in the set hot water supply heat load of the set cycle consisting of a plurality of unit times is small for each set cycle, the load cover condition operation processing is executed. And when the variation is large, it is configured to execute a preliminary operation process different from the load-covering condition operation process, and
Predicted hot water storage amount stored as hot water in the hot water storage tank when operating the combined heat and power device, predicted consumed energy amount when operating a power plant and a heating boiler, and predicted predicted consumed energy amount when operating the combined heat and power device And calculating a predicted energy reduction ratio that is a ratio of the predicted energy reduction amount to the predicted hot water storage amount, and an energy reduction ratio threshold value based on the calculated predicted energy reduction ratio And the current energy reduction ratio for the increased output from the minimum output of the combined heat and power unit based on the power load data and heat load data on the operating day and the past power load data and heat load data. Configured to calculate a certain current energy reduction ratio,
When the load-covering operation condition is such that the current energy reduction ratio is smaller than the energy reduction ratio threshold value, the combined heat and power unit is operated at a minimum output, and the current energy reduction ratio is equal to or greater than the energy reduction ratio threshold value. If it is, the cogeneration system which is the conditions which drive | operate the said combined heat and power supply apparatus on the driving | running conditions used as the said present energy reduction ratio .
前記運転制御手段が、前記データ管理処理において、前記過去の時系列的な熱負荷データ及び前記過去の時系列的な電力負荷データを前記時間属性に関連付けて設定周期毎に管理するように構成されている請求項1〜7のいずれか1項に記載のコージェネレーションシステム。 As the setting period, there is a setting period of a plurality of time attributes that exist for each setting repetition period,
The operation control means is configured to manage the past time-series thermal load data and the past time-series power load data for each set period in association with the time attribute in the data management process. The cogeneration system according to any one of claims 1 to 7.
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---|---|---|---|---|
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JP2000274308A (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-03 | Nisshin Steel Co Ltd | Operation control method for cogeneration system and cogeneration system |
JP2002213303A (en) * | 2000-11-16 | 2002-07-31 | Osaka Gas Co Ltd | Operating method of cogeneration system |
JP2005032452A (en) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Toho Gas Co Ltd | Operation control system of home cogeneration system |
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Patent Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2580504B2 (en) * | 1988-04-12 | 1997-02-12 | 工業技術院長 | Energy load prediction device |
JPH0814103A (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-16 | Tokyo Gas Co Ltd | Cogeneration system |
JP2000274308A (en) * | 1999-03-25 | 2000-10-03 | Nisshin Steel Co Ltd | Operation control method for cogeneration system and cogeneration system |
JP2002213303A (en) * | 2000-11-16 | 2002-07-31 | Osaka Gas Co Ltd | Operating method of cogeneration system |
JP2005032452A (en) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Toho Gas Co Ltd | Operation control system of home cogeneration system |
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