JP4614809B2 - エネルギ供給システム - Google Patents

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Description

本発明は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システムに関する。
上記したような構成のエネルギ供給システムは、需要家に対して熱及び電力のエネルギを供給するためのものであるが、このようなエネルギ供給システムにおいて、従来では、次のように構成したものがあった。
すなわち、前記運転制御手段が、前記データ管理処理において、1日を前記単位期間として設定して、過去の複数の日についての全ての過去負荷データを対象としてデータ管理しながら、発生する順に1週間の各曜日に対応する7つのグループに分類する状態で記憶するように構成され、前記予測負荷演算処理においては、計画運転の対象となる対象単位期間としての予測日と同じ曜日に対応するグループ別に分類されて管理される過去負荷データと予測日の前日の過去負荷データとを用いて、予測日における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求めるように構成したものがあった(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−48838号公報
上記従来構成においては、過去の複数の日における全ての過去負荷データを対象としてデータ管理しながら、予測日における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める構成となっていることから、次のような不利があった。
すなわち、この種のエネルギ供給システムでは、需要家が毎日規則正しい生活パターンで生活するとは限らないものであるが、予測負荷データを求めるのに用いられる過去負荷データが計測された過去の日において、需要家が普段の生活パターンとは異なる生活をしていることがある。
例えば、来客があるために本来は4人家族であるにも拘わらず当日は7人の在宅者がいるという場合や、月曜日が祝日であるために通常の休日と同様の生活パターンで月曜日を過ごすという場合や、出かけていて不在である場合など、需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な日になっていることがある。
しかし、上記従来構成においては、過去の複数の日における全ての過去負荷データを対象としてデータ管理するようになっているので、上述したような特異な日における過去負荷データであってもそのまま用いることになるから、前記予測負荷演算処理において熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求めるのに適切ではない過去負荷データが含まれることになり、求められた予測負荷データが需要家における実際のエネルギ消費状況とは大きく異なる不適切なものになるおそれがある。
本発明の目的は、実際のエネルギ消費状況に極力対応する状態で、熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求めることが可能となるエネルギ供給システムを提供する点にある。
本発明に係るエネルギ供給システムは、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているものであって、
その第1特徴構成は、前記過去の複数の単位期間の夫々について、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記使用状況関連データ収集手段によって収集される前記過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成され、
前記予測負荷演算処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて前記予測負荷データを求めるように構成され、
前記熱電併給装置で発生した熱にて貯湯する貯湯装置に貯湯された湯水を用いて浴槽に風呂湯張りを行う風呂湯張り手段を備え、
前記使用状況関連データ収集手段が、風呂湯張り時刻を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々の風呂湯張り時刻について、その風呂湯張り時刻が他の過去の複数の単位期間の風呂湯張り時刻の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている点にある。
第1特徴構成によれば、運転制御手段は、使用状況関連データ判定処理を実行することによって、使用状況関連データ収集手段によって収集される過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する。すなわち、需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な生活パターンである単位期間であるか否かを判定するのである。
そして、運転制御手段は、予測負荷演算処理において、過去の複数の単位期間のうちで特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、予測電力負荷及び予測熱負荷を求めるようにしたので、上述したような需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な生活パターンであった単位期間における過去負荷データは、予測負荷データを求めるための対象から除外されることになり、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
従って、実際のエネルギ消費状況に極力対応する状態で、熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求めることが可能となるエネルギ供給システムを提供できるに至った。
又、第1特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の複数の単位期間夫々の風呂湯張り時刻について、その風呂湯張り時刻が他の過去の複数の単位期間の風呂湯張り時刻の平均値と比較して特異であるか否かを判定するのである。
前記風呂湯張り時刻が前記平均値から大きく離れている場合、例えば、普段の生活パターンであれば湯張り時刻が午後6時頃であるのに対して午後12時頃になる等、大きく離れている場合には、普段の生活パターンとは異なる特異な生活パターンであるから、このような単位期間における過去負荷データを除外することで、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第2特徴構成は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、前記運転制御手段が、計測された熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システムであって、
前記過去の複数の単位期間の夫々について、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、
前記運転制御手段が、前記使用状況関連データ収集手段によって収集される前記過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成され、
前記予測負荷演算処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて前記予測負荷データを求めるように構成され、
前記熱電併給装置で発生した熱にて貯湯する貯湯装置に貯湯された湯水を用いて浴槽に風呂湯張りを行う風呂湯張り手段を備え、
前記使用状況関連データ収集手段が、風呂湯張り回数を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々の風呂湯張り回数について、その風呂湯張り回数が他の過去の複数の単位期間の風呂湯張り回数の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている点にある。
第2特徴構成によれば、運転制御手段は、使用状況関連データ判定処理を実行することによって、使用状況関連データ収集手段によって収集される過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する。すなわち、需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な生活パターンである単位期間であるか否かを判定するのである。
そして、運転制御手段は、予測負荷演算処理において、過去の複数の単位期間のうちで特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、予測電力負荷及び予測熱負荷を求めるようにしたので、上述したような需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な生活パターンであった単位期間における過去負荷データは、予測負荷データを求めるための対象から除外されることになり、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
従って、実際のエネルギ消費状況に極力対応する状態で、熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求めることが可能となるエネルギ供給システムを提供できるに至った。
又、第2特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の複数の単位期間夫々の風呂湯張り回数について、その風呂湯張り回数が他の過去の複数の単位期間の風呂湯張り回数の平均値と比較して特異であるか否かを判定するのである。
単位期間の風呂湯張り回数が前記平均値から大きく離れている場合、例えば、平均値が複数の単位期間の風呂湯張り回数の平均値が、単位期間(1日)内で1回の湯張り回数であるのに対して、単位期間内に2〜3回の湯張り回数になっている場合であれば、普段の生活パターンとは異なる特異な生活パターンであるから、このような単位期間における過去負荷データを除外することで、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第3特徴構成は、熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、計測された熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システムであって、
前記過去の複数の単位期間の夫々について、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、
前記運転制御手段が、
前記使用状況関連データ収集手段によって収集される前記過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成され、
前記予測負荷演算処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて前記予測負荷データを求めるように構成され、
前記使用状況関連データ収集手段が、前記過去負荷データのうちの電力負荷を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々について、設定時間毎の電力負荷を時系列的に前後で比較してその差の絶対値を演算し、演算した絶対値の実積算値を求めるように構成され、且つ、その求めた実積算値と他の過去の複数の単位期間についての実積算値の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている点にある。
第3特徴構成によれば、運転制御手段は、使用状況関連データ判定処理を実行することによって、使用状況関連データ収集手段によって収集される過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する。すなわち、需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な生活パターンである単位期間であるか否かを判定するのである。
そして、運転制御手段は、予測負荷演算処理において、過去の複数の単位期間のうちで特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、予測電力負荷及び予測熱負荷を求めるようにしたので、上述したような需要家の生活パターンが通常とは異なる特異な生活パターンであった単位期間における過去負荷データは、予測負荷データを求めるための対象から除外されることになり、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
従って、実際のエネルギ消費状況に極力対応する状態で、熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求めることが可能となるエネルギ供給システムを提供できるに至った。
又、第3特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の複数の単位期間夫々について、設定時間毎の電力負荷を時系列的に前後で比較してその差の絶対値を演算し、演算した絶対値の実積算値を求め、且つ、その求めた実積算値と他の過去の複数の単位期間についての実積算値の平均値と比較して特異であるか否かを判定するのである。
前記電力負荷の設定時間毎の時系列的な変化の状態が平均値と比べて異なっていると、普段の生活パターンとは異なる特異な生活パターンであるから、このような単位期間における過去負荷データを除外することで、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第4特徴構成は、第1特徴構成〜第3特徴構成のいずれかに加えて、
前記使用状況関連データ収集手段が、前記過去負荷データのうちの電力負荷を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々の電力負荷について、その電力負荷が他の過去の複数の単位期間の電力負荷の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている点にある。
第4特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の複数の単位期間夫々の電力負荷について、その電力負荷が他の過去の複数の単位期間の電力負荷の平均値と比較して特異であるか否かを判定するのである。
前記電力負荷が前記平均値から大きく離れている場合、例えば、前記電力負荷が前記平均値に対して約半分になったり、あるいは、2倍以上になる等、電力負荷が大きく異なるときは、普段の生活パターンとは異なる特異な生活パターンであるから、このような単位期間における過去負荷データを除外することで、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第特徴構成は、第1特徴構成〜第特徴構成のいずれかに加えて、
水又は前記熱電併給装置で発生した熱にて貯湯する貯湯装置に貯湯された湯水を用いて得られる温水を供給する給水及び給湯装置を備え、
前記使用状況関連データ収集手段が、前記過去の複数の単位期間夫々の前記水及び前記温水の少なくとも一方の実供給量について、その実供給量が他の過去の複数の単位期間の実供給量の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている点にある。
特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の複数の単位期間夫々の前記水及び前記温水の少なくとも一方の実供給量について、その実供給量が他の過去の複数の単位期間の実供給量の平均値と比較して特異であるか否かを判定するのである。
すなわち、単位期間内の水及び温水の少なくとも一方の実供給量が前記平均値から大きく離れている場合、例えば、普段の生活パターンにおける実供給量に対して、約半分になったり、あるいは、2倍以上になる等大きく異なるときは、普段の生活パターンとは異なる特異な生活パターンであるから、このような単位期間における過去負荷データを除外することで、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第特徴構成は、第1特徴構成〜第特徴構成のいずれかに加えて、
前記運転制御手段が、
前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記実使用状況データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、前記実使用状況データが特異であると判定された単位期間における過去負荷データの代用とする過去負荷データを求めるように構成されている点にある。
特徴構成によれば、運転制御手段は、過去の複数の単位期間のうち、特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、特異であると判定された単位期間における過去負荷データの代用とする過去負荷データを求めるようにしたので、過去の実際のエネルギ消費状況をできるだけ反映した状態で予測負荷データを求めることができ、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第特徴構成は、第特徴構成に加えて、前記運転制御手段が、前記使用状況関連データ判定処理において、前記単位期間を1日として、特異であると判定された単位期間における前記過去負荷データに代えて、前記過去の複数の単位期間のうち特異であると判定された単位期間よりも前の7日間の過去負荷データの平均値にて代用するように構成されている点にある。
特徴構成によれば、特異であると判定された日(単位期間)の過去負荷データの代用として、特異であると判定された単位期間よりも前の7日間の単位期間の過去負荷データの平均値を用いるようにしている。つまり、一般家庭においては、毎日の生活パターンは、1週間を単位として周期的に変化している場合が多く、しかも、熱や電力の消費状況は季節の変化等の時間の経過に伴って徐々に変化するものであるから、前の7日間の単位期間の過去負荷データの平均値を用いることで、実際のエネルギ消費状況に極力近い状態で予測負荷データを求めることができ、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第特徴構成は、第特徴構成〜第5特徴構成のいずれかに加えて、前記運転制御手段が、前記使用状況関連データ判定処理において、前記単位期間を1日として、特異であると判定された単位期間における前記過去負荷データに代えて、前記過去の複数の単位期間のうち特異であると判定された単位期間の前日における過去負荷データにて代用するように構成されている点にある。
特徴構成によれば、特異であると判定された日(単位期間)の過去負荷データの代用として、その特異であると判定された日の前日の過去負荷データを用いるようにしている。つまり、一般家庭においては、毎日の生活パターンはそれほど大きく変化することは少ないが、熱や電力の消費状況は季節の変化等の時間の経過に伴って徐々に変化するものであり、前日の過去負荷データは予測負荷データの対象となる対象単位期間のエネルギ消費状況に近いと考えられる。そこで、前日の過去負荷データを代用することで、実際のエネルギ消費状況に極力近い状態で予測負荷データを求めることができ、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
本発明の第特徴構成は、第特徴構成〜第5特徴構成のいずれかに加えて、前記運転制御手段が、前記使用状況関連データ判定処理において、前記単位期間を1日として、特異であると判定された単位期間における前記過去負荷データに代えて、前記過去の複数の単位期間のうち特異であると判定された単位期間の7日前における過去負荷データにて代用するように構成されている点にある。
特徴構成によれば、特異であると判定された日(単位期間)の過去負荷データの代用として、その特異であると判定された日の7日前の過去負荷データを用いるようにしている。つまり、一般家庭においては、毎日の生活パターンは、1週間を単位として周期的に変化している場合が多いので、7日前の過去負荷データは予測負荷データの対象となる対象単位期間のエネルギ消費状況に近いと考えられる。そこで、7日前の過去負荷データを代用することで、実際のエネルギ消費状況に極力近い状態で予測負荷データを求めることができ、予測負荷データを需要家における実際のエネルギ消費状況と大きく異なることのない状態で適切に求めることができる。
以下、本発明に係るエネルギ供給システムの一例としてのコージェネレーションシステムの実施形態について図面に基づいて説明する。
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、電力と熱を発生する熱電併給装置1と、その熱電併給装置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ユニット4と、熱電併給装置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。本実施形態においては、前記熱電併給装置1は、発電機1gとその発電機1gを駆動するガスエンジン1eとを備えて構成されている。
前記ガスエンジン1eには、設定流量でガス燃料が供給されて、前記熱電併給装置1が定格運転されるようになっており、その定格運転では、前記熱電併給装置1の発電電力は定格発電電力(例えば1kW)で略一定になるようになっている。
前記発電機1gの出力側には、系統連系用のインバータ6が設けられ、そのインバータ6は、発電機1g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、熱電併給装置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9に供給されるように構成されている。
前記商業用電力供給ライン8には、この商業用電力供給ライン8にて供給される商業用電力を計測する商用電力計測部P1が設けられ、コージェネ用供給ライン10には、熱電併給装置1の発電電力を計測する発電電力計測部P2が設けられ、前記商用電力計測部P1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により熱電併給装置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。
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を通流する熱電併給装置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。
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装置としての貯湯タンク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に循環供給する熱媒循環ポンプ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、貯湯タンク2内から取り出されて給湯路33を通流する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器Mなどを備えて構成されている。
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、ラジエータ19が設けられている。前記三方弁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ータ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ータ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。
前記給湯路33は、前記湯水循環路16を介して前記貯湯タンク2に接続され、その給湯路33を通して前記貯湯タンク2内の湯水が浴槽、給湯栓、シャワー等の給湯装置34に給湯されるようになっている。従って、この実施形態では、貯湯ユニット4に貯湯された湯水を用いて浴槽に湯張りする風呂湯張り手段は給湯装置34に含まれる。
前記熱源用循環路20は、給湯路33の一部分を共用する状態で循環経路を形成するように設けられ、前記補助加熱器Mは熱源用循環路20との共用部分に設けられた補助加熱用熱交換器29、その補助加熱用熱交換器29を加熱するバーナ28及びそのバーナ28に燃焼用空気を供給するファン27等を備えて構成されている。
前記貯湯用熱交換器24においては、熱電併給装置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、熱電併給装置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。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。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や補助加熱器M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にて構成されている。
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。
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。上述したように、給湯熱負荷計測手段31は、給湯装置33を構成するカランなどでの給湯熱負荷や、同じく給湯装置33を構成する風呂湯張り手段での給湯熱負荷を計測する。つまり、この実施形態では、熱負荷として暖房熱負荷と給湯熱負荷とがある。
前記運転制御部5は、マイクロコンピュータを備えて構成され、後述するような各種の運転制御を実行するように構成されている。すなわち、運転制御部5は、熱電併給装置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、熱電併給装置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に熱媒を供給して暖房対象域を暖房する暖房運転を行うように構成されている。又、図2に示すように、運転制御部5に操作を指令するリモコン操作部35が備えられ、このリモコン操作部35には、浴槽への湯張りを指令する風呂湯張りスイッチ36や風呂の予約運転を指令する風呂予約スイッチ37等が設けられている。
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、熱電併給装置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ータ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に取り出し、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内に貯湯するようにしている。
図示を省略するが、前記貯湯タンク2の貯湯量を検出する貯湯量検出手段が設けられており、その貯湯量検出手段にて貯湯タンク2内の貯湯量が満杯である状態が検出されると、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水がラジエータ19を通過するように循環させる状態に三方弁18を切り換えると共に、ラジエータ19を作動させて、貯湯タンク2の下部から取り出した湯水をラジエータ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。
前記暖房運転は、図示しない暖房端末3側のリモコン操作部等から暖房運転の開始が指令されると、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暖房端末3に循環供給するようにしている。
熱源用湯水の加熱について説明を加えると、熱電併給装置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、熱電併給装置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、熱電併給装置1の非運転中の場合には、補助加熱器Mを加熱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。
前記運転制御部5は、熱電併給装置1の運転中に、貯湯運転と暖房運転とを同時に行う場合には、暖房端末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。
次に、運転制御部5による熱電併給装置1の運転の制御について説明を加える。
前記運転制御部5は、熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて熱電併給装置1を計画運転する運転処理を実行するように構成されている。又、前記運転処理は、具体的には、前記予測負荷データから熱電併給装置1を運転させるか否かの基準となる省エネ度基準値を求める省エネ度基準値演算処理と、その省エネ度基準値演算処理にて求められた省エネ度基準値よりも現時点での実省エネ度が上回っているか否かによって、熱電併給装置1の運転の可否を判別する運転可否判別処理とを行う構成となっている。
そして、このコージェネレーションシステムにおいては、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、運転制御部5は、この使用状況関連データ収集手段によって収集される過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成されている。
又、使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間のうち実使用状況データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、実使用状況データが特異であると判定された単位期間における過去負荷データの代用とする過去負荷データを求めるように構成されている。
前記使用状況関連データ収集手段は、商用電力計測部P1、発電電力計測部P2、給湯熱負荷計測手段31、暖房熱負荷計測手段32、リモコン操作部35の風呂湯張りスイッチ36、風呂予約スイッチ37にて構成される。
以下、前記運転制御部5の具体的な制御処理の構成について説明を加える。
運転制御部5は、1日を前記単位期間として管理するように構成され、図6に示すように、計画運転の対象となる対象単位期間である負荷予測の対象となる予測日の前日が終了した時点、例えば午前零時になると、前記使用状況関連データ判定処理、前記データ管理処理、及び、前記予測負荷演算処理を夫々実行するように構成されている(ステップ1〜4)。
前記使用状況関連データ判定処理においては、図7に示すように、前日における使用状況関連データについて特異であるか否かの判定処理を実行する(ステップ21)。
説明を加えると、上述した使用状況関連データ収集手段として、需要家による電力使用状況と直接関連する使用状況関連データを計測する電力負荷計測手段11を用いた場合、前日の時系列的な電力負荷に関する情報を収集でき、また、後述するような電力負荷の時間変動量、つまり、電力負荷装置9における設定時間毎の実電力負荷データを時系列的に前後で比較してその差の絶対値を演算し、演算した絶対値の現時点までの実積算値に関する情報を収集できる。
また、使用状況関連データ収集手段として、需要家による熱使用状況と直接関連する使用状況関連データを計測する給湯熱負荷計測手段31を用いた場合、需要家が浴槽へ風呂湯張りを行うときに要した給湯熱負荷量の情報を収集することができる。同様に、使用状況関連データ収集手段として、需要家による熱使用状況と直接関連する使用状況関連データを計測する暖房熱負荷計測手段32を用いた場合、需要家が暖房端末3で消費した暖房熱負荷量の情報を収集することができる。
また更に、使用状況関連データ収集手段として上記給湯熱負荷量計測手段31を用いた場合、需要家による熱使用状況と間接的に関連する使用状況関連データとして、需要家が給湯装置33を用いて消費した水量の情報を収集することができる。例えば、夏場などは給湯装置33において温水を使用せず(つまり、熱を消費せず)に水を使用することもあるため、本実施形態では、給湯熱負荷計測手段31において計測される水及び温水の実供給量を、需要家による熱使用状況と間接的に関連する使用状況関連データと見なしている。つまり、この給湯装置33は、本発明の「給水及び給湯装置」に相当する。
また更に、使用状況関連データ収集手段として、需要家が操作するリモコン操作部34の風呂湯張りスイッチ35や風呂湯張り時刻を予約するための予約スイッチ36を用いた場合、風呂湯張りスイッチ35がオン操作された時刻を風呂湯張り時刻の情報として収集することや、予約スイッチ36によって予約された風呂湯張り予約時刻を風呂湯張り時刻の情報として収集することができる。加えて、風呂湯張りスイッチ35のオン操作、及び、予約スイッチ36による予約操作に基づいて行われた風呂湯張り回数の情報を収集することができる。
以上のように、使用状況関連データ収集手段が収集可能な実使用状況関連データには、電力負荷、電力負荷の時間変動量、風呂湯張り時刻、風呂湯張り回数、水及び温水の実供給量などがある。
そこで、運転制御部5は、前記判定処理として、使用状況関連データ収集手段によって収集される前日の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の日の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定するのである。
ここで、他の過去の複数の日の実使用状況関連データについて説明を加えると、単位期間としての1日が終了する毎に、この使用状況関連データ判定処理を繰り返し実行するものであるから、過去の複数の日の夫々の実使用状況関連データも収集されて記憶される。後述するように、データ管理処理では、過去の電力負荷や熱負荷の過去負荷データを管理して記憶することになるが、運転制御部5は、この過去負荷データは予測日よりも前の過去3週間(21日)分を記憶するようになっており、実使用状況関連データについても同様に予測日よりも前の過去3週間分を記憶するようになっている。
次に、前記判定処理について説明する。
先ず、実使用状況関連データとしての前日の電力負荷について、その1日分の総量が他の過去の複数の日の電力負荷の1日分の総量の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている。例えば、前日の電力負荷の1日分の総量が複数の日の総量の平均値の50%以下、又は、150%以上であるときは、特異なデータであると判定する。
又、実使用状況関連データとしての前日の電力負荷について、設定時間毎の電力負荷を時系列的に前後で比較してその差の絶対値を演算し、演算した絶対値の実積算値を求めるように構成され、且つ、その求めた実積算値と他の過去の複数の日についての実積算値の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている。例えば、需要家の過去の1時間毎の電力負荷の平均値、その1時間毎の電力負荷に関して時系列的に前後の差の絶対値、及び、その時刻までの絶対値の積算値は下記の表1のようになる。
Figure 0004614809
表1に示すように、需要家が通常の生活パターンで電力を使用していれば1時間毎の電力負荷は変動を繰り返すため、差の絶対値の積算値は一様に増大する。しかし、需要家が不在である場合には1時間毎の電力負荷は変動しないため、上記表1中の11時から17時までと同様に、差の絶対値は零になる。そして、差の絶対値の積算値も零である。従って、前日における前記差の絶対値の積算値について、その積算値が複数の日の積算値の平均値の50%以下、又は、150%以上であるときは、特異なデータであると判定する。
また更に、実使用状況関連データとしての前日の風呂湯張り時刻について、その風呂湯張り時刻が他の過去の複数の日の風呂湯張り時刻の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている。例えば、前日の風呂湯張り時刻(風呂湯張りスイッチ35がオン操作された時刻又は予約スイッチ36による風呂湯張り予約時刻)が、過去の複数の日の風呂湯張り時刻の平均値から例えば4時間以上離れると、特異なデータであると判定する。
また更に、実使用状況関連データとしての前日の風呂湯張り回数について、その風呂湯張り回数が他の過去の複数の日の風呂湯張り回数の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている。例えば、前日の風呂湯張り回数が過去の複数の日の風呂湯張り回数の平均値よりも0.5回以上多い上側閾値よりも多い場合、又は、平均値よりも0.5回以上少ない下側閾値よりも少ない場合、特異なデータであると判定する。
また更に、実使用状況関連データとしての前日の給湯装置33からの水及び温水の少なくとも一方の実供給量について、その実供給量が他の過去の複数の日の実供給量の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている。例えば、前日の前記実供給量が複数の日の前記実供給量の平均値の50%以下、又は、150%以上であるときは、特異なデータであると判定する。
以上のような判定処理により、予測日の前日における実使用状況関連データが特異であると判定した場合には、その日の負荷データを、予測日における予測負荷データを算出するための過去負荷データから削除して、その日以外の過去の日のうちで、その日の前の日(予測日の前々日)における過去負荷データを、前日における過去負荷データの代用として置き換えるデータ代用処理を実行する(ステップ22、23、24)。
次に、前記データ管理処理について説明を加える。
運転制御部5は、電力負荷、給湯熱負荷、及び、暖房熱負荷について、単位時間毎の過去負荷データを時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の日、つまり、過去の3週間分について逐次計測して図示しないメモリに記憶するように構成されており、データ管理処理においては、このような過去負荷データを複数の日について曜日と対応付ける状態で管理するようになっている。
前記過去負荷データは、上述したように電力負荷データ、給湯熱負荷データ、暖房熱負荷データの3種類の負荷データからなり、商用電力計測部P1、発電電力計測部P2、給湯熱負荷計測手段31、及び、暖房熱負荷計測手段32にて夫々計測される。
ちなみに、電力負荷データは、商用電力計測部P1で計測した電力と、発電電力計測部P2で計測した熱電併給装置1の発電出力との和から、電気ヒータ14の電力負荷とコージェネレーションシステム固有の補機の電力負荷とを差し引いたものとなる。固有の補機とは、このコージェネレーションシステムで固有に補助的に設けられる装置や機械であり、冷却水循環ポンプ15や湯水循環ポンプ17がこれに該当する。又、前記給湯熱負荷データは、給湯栓に供給される一般給湯並びに浴槽に給湯される風呂給湯の両方を含む負荷データである。
実際の使用状況に基づいて、商用電力計測部P1、発電電力計測部P2、給湯熱負荷計測手段31及び暖房熱負荷計測手段32により、電力負荷データ、給湯熱負荷データ、暖房熱負荷データが各別に計測されて記憶される。1日分の時系列的な過去負荷データは、24時間のうち1時間を単位時間として、単位時間当たりの電力負荷データの24個、単位時間当たりの給湯熱負荷データの24個、および、単位時間当たりの暖房熱負荷データの24個から構成されている。
そして、1日分の時系列的な実負荷データが1週間分記憶されると、曜日ごとに、グループ分けして管理している時系列的な過去負荷データと時系列的な実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、新しい時系列的なグループ別の過去負荷データを求めて記憶内容を更新するように構成されている。
日曜日を例に挙げて具体的に説明すると、図3に示すように、時系列的な過去負荷データのうち日曜日に対応する時系列的な過去負荷データD1mと、時系列的な実負荷データのうち日曜日に対応する時系列的な実負荷データA1とから、下記の〔数1〕により、日曜日に対応する新しい時系列的な過去負荷データD1(m+1)が求められ、その求められた時系列的な過去負荷データD1(m+1)を記憶する。
なお、下記の〔数1〕において、D1mを、日曜日に対応する時系列的な過去負荷データとし、A1を、日曜日に対応する時系列的な実負荷データとし、Kは、0.75の定数であり、D1(m+1)を、新しい時系列的な過去負荷データとする。
但し、上述したように、前記使用状況関連データ判定処理において、特異であると判定された場合には、過去負荷データから削除されることになるので、その日のデータは予測負荷の算出には使用されない。
〔数1〕
D1(m+1)=(D1m×K)+{A1×(1−K)}
前記予測負荷演算処理について説明を加えると、この予測負荷演算処理においては、予測日のどの時間帯にどれだけの電力負荷、給湯熱負荷、暖房熱負荷が予測されているかの1日分の時系列的な予測負荷データを求めるように構成されている。
すなわち、曜日ごとの7つのグループ別の過去負荷データのうちの予測日の曜日に対応する過去負荷データと前日の実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、どの時間帯にどれだけの電力負荷、給湯熱負荷、暖房熱負荷が予測されているかのその日1日分の時系列的な予測負荷データを求めるように構成されている。
但し、前日の実使用状況関連データが使用状況関連データ判定処理において特異であると判定された場合には、前日の過去負荷データは削除されることになるので、前日の実負荷データに代えて前々日の過去負荷データが代用して用いられることになる。
月曜日1日分の予測負荷データを求める場合を例に挙げて具体的に説明すると、図3に示すように、曜日ごとの7つの過去負荷データD1m〜D7mと曜日ごとの7つの実負荷データA1〜A7とが記憶されているので、月曜日に対応する過去負荷データD2mと、前日の日曜日に対応する実負荷データA1とから、下記の〔数2〕により、月曜日の1日分の時系列的な予測負荷データBを求める。
そして、1日分の予測負荷データBは、図4に示すように、1日分の時系列的な予測電力負荷データ、1日分の時系列的な予測給湯熱負荷データ、1日分の時系列的な予測暖房熱負荷データからなり、図4の(イ)は、1日分の時系列的な予測電力負荷を示しており、図4の(ロ)は、1日分の時系列的な予測給湯熱負荷を示しており、図4の(ハ)は、1日分の時系列的な予測暖房熱負荷を示している。
なお、下記の〔数2〕において、D2mを、月曜日に対応する過去負荷データとし、A1を、日曜日に対応する実負荷データとし、Qは、0.25の定数であり、Bは、予測負荷データとする。
〔数2〕
B=(D2m×Q)+{A1×(1−Q)}
従って、上記予測負荷演算処理においては、過去の複数の日のうち、使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された日を除いた複数の日における過去負荷データに基づいて予測負荷データを求めることになる。
前記運転制御部5は、上述のように予測日の予測負荷データを求めた状態で、単位時間である1時間が経過する毎に、予測負荷データから、熱電併給装置1を運転させるか否かの基準となる省エネ度基準値を求める省エネ度基準値演算処理を行うと共に、その省エネ度基準値演算処理にて求められた省エネ度基準値よりも現時点での実省エネ度が上回っているか否かによって、熱電併給装置1の運転の可否を判別する運転可否判別処理を行うように構成されている(ステップ5〜9)。
前記省エネ度基準値演算処理においては、予測給湯熱負荷データを用いて、現時点から基準値用時間先までの間に必要となる貯湯必要量を賄えるように熱電併給装置1を運転させた場合に、熱電併給装置1を運転させることによって省エネルギ化を実現できる省エネ度基準値を求めるように構成されている。
例えば、単位時間を1時間とし、基準値用時間を12時間として説明を加えると、まず、予測負荷データによる予測電力負荷、予測給湯熱負荷、及び、予測暖房熱負荷から、下記の式5により、熱電併給装置1を運転させた場合の予測省エネ度を1時間毎に12時間先までの12個分を求めると共に、熱電併給装置1を運転させた場合に貯湯タンク2に貯湯することができる予測貯湯量を1時間毎に12時間先までの12個分を求める。
省エネ度P={(EK1+EK2+EK3)/熱電併給装置1の必要エネルギ}×100……………(式5)
但し、EK1は、有効発電出力E1を変数とする関数であり、EK2は、E2を変数とする関数であり、EK3は、E3を変数とする関数であり、
EK1=有効発電出力E1の発電所一次エネルギ換算値
=f1(有効発電出力E1,発電所での必要エネルギ)
EK2=有効暖房熱出力E2の従来給湯器でのエネルギ換算値
=f2(有効暖房熱出力E2,バーナ効率(暖房時))
EK3=有効貯湯熱出力E3の従来給湯器でのエネルギ換算値
=f3(有効貯湯熱出力E3,バーナ効率(給湯時))
熱電併給装置1の必要エネルギ:5.5kW(熱電併給装置1を1時間稼動させたときの都市ガス消費量を0.433m3とする)
単位電力発電必要エネルギ:2.8kW
バーナ効率(暖房時):0.8
バーナ効率(給湯時):0.9
また、有効発電出力E1、有効暖房熱出力E2、有効貯湯熱出力E3の夫々は、下記の式6〜式8により求められる。
E1=熱電併給装置1の発電電力−(余剰電力+固有の補機の電力負荷)……………(式6)
E2=暖房端末3での熱負荷……………(式7)
E3=(熱電併給装置1の熱出力+電気ヒータ12の回収熱量−有効暖房熱出力E2)−放熱ロス……………(式8)
但し、電気ヒータ12の回収熱量=電気ヒータ12の消費電力×ヒータの熱効率とする。
続いて、図5に示すように、1時間毎の予測省エネ度及び予測貯湯量を12個分求めた状態において、まず、予測給湯熱負荷データから12時間先までに必要とされている予測必要貯湯量を求め、その予測必要貯湯量から現時点での貯湯タンク2内の貯湯量を引いて、12時間先までの間に必要となる必要貯湯量を求める。例えば、予測給湯熱負荷データから12時間後に9.8kWの給湯熱負荷が予測されていて、現時点での貯湯タンク2内の貯湯量が2.5kWである場合には、12時間先までの間に必要となる必要貯湯量は7.3kWとなる。
そして、単位時間の予測貯湯量を足し合わせる状態で、その足し合わせた予測貯湯量が必要貯湯量に達するまで、12個分の単位時間のうち、予測省エネ度の数値が高いものから選択していくようにしている。
以下、具体的な数値を例示した図5を参照しながら説明を加える。
例えば、上述の如く、必要貯湯量が7.3kWである場合には、まず、予測省エネ度の一番高い7時間先から8時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせる。次に予測省エネ度の高い6時間先から7時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が1.1kWとなる。
また次に予測省エネ度の高い5時間先から6時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が4.0kWとなる。
このようにして、予測省エネ度の数値が高いものからの単位時間の選択と予測貯湯量の足し合わせを繰り返していくと、図5に示すように、8時間先から9時間先までの単位時間を選択したときに、足し合わせた予測貯湯量が7.3kWに達する。
そうすると、8時間先から9時間先までの単位時間の省エネ度を省エネ度基準値として設定し、図5に示すものでは、省エネ度基準値が106となる。
前記運転可否判別処理について説明を加えると、現時点での電力負荷、現時点での給湯熱負荷、及び、現時点での暖房熱負荷から、上記の式5により求められる実省エネ度が省エネ度基準値よりも上回ると、熱電併給装置1の運転が可と判別し、実省エネ度が省エネ度基準値以下であると、熱電併給装置1の運転が不可と判別するようにしている。熱電併給装置1の運転が可と判別すると熱電併給装置1を運転させ、熱電併給装置1の運転が不可と判別すると熱電併給装置1の運転を停止させる(ステップ7、8、9)。
つまり、実際の電力負荷、給湯熱負荷及び暖房熱負荷が、予測電力負荷データ、予測給湯熱負荷データ及び予測暖房熱負荷データと略等しければ、実省エネ度は、省エネ基準値演算処理において求めた予測省エネ度と略等しくなるので、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間において、熱電併給装置1が運転されることになる。
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態では、前記使用状況関連データ判定処理において、特異であると判定された日を除いた複数の日における過去負荷データに基づいて、特異であると判定された日における過去負荷データの代用とする過去負荷データを求めるにあたって、特異であると判定された日の前の日の過去負荷データを代用するように構成したが、このような構成に代えて、次の[イ]、[ロ]に示すような構成としてもよい。
[イ] 上記実施形態における図7の制御フローチャートのうちのステップ24の処理として、特異であると判定された日よりも7日前の過去負荷データを、特異であると判定された日の過去負荷データに代用する過去負荷データとして求めて、そのデータにて代用する構成としてもよい。
[ロ] 上記実施形態における図7の制御フローチャートのうちのステップ24の処理として、特異であると判定された日よりも前の7日間(1週間)の過去負荷データの平均値を、特異であると判定された日の過去負荷データに代用する過去負荷データとして求めて、そのデータにて代用する構成としてもよい。
(2)上記実施形態では、前記使用状況関連データ判定処理において、特異であると判定された日を除いた複数の日における過去負荷データに基づいて、特異であると判定された日における過去負荷データの代用とする過去負荷データを求める構成としたが、このような構成に限らず、特異であると判定された日における過去負荷データを空白のままにしておく構成であってもよい。このように構成した場合には、上記実施形態において説明したような各曜日に対応する時系列的な過去負荷データとしてグル−プ分けして管理しながら記憶内容を更新する処理を実行する際には、上記した〔数1〕における係数「K」をK=1として設定する。その結果、曜日毎にグループ分けして管理される過去負荷データは、D1(m+1)=D1(m)となってそのままのデータが維持されることになる。
(3)上記実施形態では、前記使用状況関連データ収集手段が収集可能な実使用状況関連データとして、電力負荷、電力負荷の時間変動量、風呂湯張り時刻、風呂湯張り回数、水及び温水の実供給量を記載したが、これらのうちのいずれか1つの種類の実使用状況関連データを用いて特異か否かを判定してもよく、又、それらのうちのいずれか2種類以上の実使用状況関連データの組み合わせにより特異か否かを判定してもよい。
(4)上記実施形態では、前記熱電併給装置として、発電機とその発電機を駆動するガスエンジンとを備えて構成したが、この構成に代えて、燃料電池にて構成してもよい。
コージェネレーションシステムの全体構成を示すブロック図 コージェネレーションシステムの制御構成を示すブロック図 グループ別に管理される過去負荷データを示す図 予測負荷データを示す図 省エネ度基準値演算処理を説明する図 制御動作のフローチャート 制御動作のフローチャート
符号の説明
1 熱電併給装置
2 貯湯装置
5 運転制御手段
31 給湯熱負荷計測手段(使用状況関連データ収集手段)
32 暖房熱負荷計測手段(使用状況関連データ収集手段)
33 給湯装置(風呂湯張り手段)
36 風呂湯張りスイッチ(使用状況関連データ収集手段)
37 風呂予約スイッチ(使用状況関連データ収集手段)
P1 商用電力計測部(使用状況関連データ収集手段)
P2 発電電力計測部(使用状況関連データ収集手段)

Claims (9)

  1. 熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
    前記運転制御手段が、計測された熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システムであって、
    前記過去の複数の単位期間の夫々について、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、
    前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ収集手段によって収集される前記過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成され、
    前記予測負荷演算処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて前記予測負荷データを求めるように構成され、
    前記熱電併給装置で発生した熱にて貯湯する貯湯装置に貯湯された湯水を用いて浴槽に風呂湯張りを行う風呂湯張り手段を備え、
    前記使用状況関連データ収集手段が、風呂湯張り時刻を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
    前記運転制御手段は、
    前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々の風呂湯張り時刻について、その風呂湯張り時刻が他の過去の複数の単位期間の風呂湯張り時刻の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されているエネルギ供給システム。
  2. 熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
    前記運転制御手段が、計測された熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システムであって、
    前記過去の複数の単位期間の夫々について、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、
    前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ収集手段によって収集される前記過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成され、
    前記予測負荷演算処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて前記予測負荷データを求めるように構成され、
    前記熱電併給装置で発生した熱にて貯湯する貯湯装置に貯湯された湯水を用いて浴槽に風呂湯張りを行う風呂湯張り手段を備え、
    前記使用状況関連データ収集手段が、風呂湯張り回数を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
    前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々の風呂湯張り回数について、その風呂湯張り回数が他の過去の複数の単位期間の風呂湯張り回数の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されているエネルギ供給システム。
  3. 熱と電力とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
    前記運転制御手段が、計測された熱負荷及び電力負荷についての過去負荷データを、時間経過の並び順に単位期間毎に区分けした状態で過去の複数の単位期間について管理するデータ管理処理、そのデータ管理処理にて管理される過去負荷データに基づいて、計画運転の対象となる対象単位期間内における熱負荷及び電力負荷についての予測負荷データを求める予測負荷演算処理、及び、前記予測負荷データに基づいて前記熱電併給装置を計画運転する運転処理を実行するように構成されているエネルギ供給システムであって、
    前記過去の複数の単位期間の夫々について、需要家による熱使用状況及び電力使用状況の少なくとも一方と直接又は間接的に関連する実使用状況関連データを収集する使用状況関連データ収集手段が設けられ、
    前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ収集手段によって収集される前記過去の複数の単位期間夫々の実使用状況関連データについて、その実使用状況関連データが他の過去の複数の単位期間の実使用状況関連データと比較して特異であるか否かを判定する使用状況関連データ判定処理を実行するように構成され、
    前記予測負荷演算処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記使用状況関連データ判定処理において実使用状況関連データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて前記予測負荷データを求めるように構成され、
    前記使用状況関連データ収集手段が、前記過去負荷データのうちの電力負荷を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
    前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々について、設定時間毎の電力負荷を時系列的に前後で比較してその差の絶対値を演算し、演算した絶対値の実積算値を求めるように構成され、且つ、その求めた実積算値と他の過去の複数の単位期間についての実積算値の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されているエネルギ供給システム。
  4. 前記使用状況関連データ収集手段が、前記過去負荷データのうちの電力負荷を前記実使用状況関連データとして収集するように構成され、
    前記運転制御手段は、前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間夫々の電力負荷について、その電力負荷が他の過去の複数の単位期間の電力負荷の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
  5. 水又は前記熱電併給装置で発生した熱にて貯湯する貯湯装置に貯湯された湯水を用いて得られる温水を供給する給水及び給湯装置を備え、
    前記使用状況関連データ収集手段が、前記過去の複数の単位期間夫々の前記水及び前記温水の少なくとも一方の実供給量について、その実供給量が他の過去の複数の単位期間の実供給量の平均値と比較して特異であるか否かを判定するように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
  6. 前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ判定処理において、前記過去の複数の単位期間のうち、前記実使用状況データが特異であると判定された単位期間を除いた複数の単位期間における過去負荷データに基づいて、前記実使用状況データが特異であると判定された単位期間における過去負荷データの代用とする過去負荷データを求めるように構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
  7. 前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ判定処理において、前記単位期間を1日として、特異であると判定された単位期間における前記過去負荷データに代えて、前記過去の複数の単位期間のうち特異であると判定された単位期間よりも前の7日間の過去負荷データの平均値にて代用するように構成されている請求項6記載のエネルギ供給システム。
  8. 前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ判定処理において、前記単位期間を1日として、特異であると判定された単位期間における前記過去負荷データに代えて、前記過去の複数の単位期間のうち特異であると判定された単位期間の前日における過去負荷データにて代用するように構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
  9. 前記運転制御手段が、
    前記使用状況関連データ判定処理において、前記単位期間を1日として、特異であると判定された単位期間における前記過去負荷データに代えて、前記過去の複数の単位期間のうち特異であると判定された単位期間の7日前における過去負荷データにて代用するように構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のエネルギ供給システム。
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JP3985896B2 (ja) * 2002-07-09 2007-10-03 大阪瓦斯株式会社 コージェネレーションシステムの運転制御装置
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