JP2006084040A - コージェネレーションシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電力及び熱を発生する燃料電池6と、燃料電池6から発生する電力を商業電力供給ラインに系統連系するためのインバータ10と、燃料電池6からの排熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、熱電併給装置を運転制御するための制御手段70と、を備えたコージェネレーション。制御手段70は、特定時刻(例えば、午前零時)から所定時間範囲において燃料電池6を起動時刻から停止時刻まで1回稼動させる仮運転パターンの全パターンの各々に従って予測電力負荷をまかなうように稼動させたときの予測エネルギー削減量を演算し、演算した予測エネルギー削減量に基づいて稼動停止が所定時間範囲当たり最大1回となるように燃料電池6を運転制御する。
【選択図】 図2
Description
本発明の他の目的は、熱電併給装置として燃料電池を用いた場合に好都合に適用することができるコージェネレーションシステムを提供することである。
前記制御手段は、特定時刻から所定時間範囲において前記熱電併給装置を起動時刻から停止時刻まで1回稼動させる仮運転パターンの全パターンの各々に従って予測電力負荷をまかなうように稼動させたときの予測エネルギー削減量を演算し、演算した前記予測エネルギー削減量に基づいて稼動停止が前記所定時間範囲において最大1回となるように前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする。
P=E1−E2 ・・・(1)
となり、ここで燃料電池6を稼動しないときの予測エネルギー量(E1)は、
E1=〔(所定時間範囲における予測給湯熱負荷)/(ボイラ手段の給湯効率)〕 +〔(所定時間範囲における予測電力負荷をまかなう予測買電量)/(発電 所の発電効率)〕 ・・・(2)
であり、また燃料電池6を稼動するときの予測エネルギー量(E2)は、
E2=(仮運転パターンに従って電主運転で燃料電池6を稼動させたときのエネル ギー使用量)+〔(燃料電池6を稼動させても不足して買電する必要がある 残予測買電量)/(発電所の発電効率)〕+〔(燃料電池6を稼動させても 不足して補充する必要がある残予測給湯熱負荷)/(ボイラ手段の給湯効率 )〕 ・・・(3)
である。
エネルギーロスを考慮するのが望ましい。この起動ロスは燃料電池6を連続運転するときには、その連続運転の期間中は考慮する必要はないが、停止状態から起動するときに発生し、所定時間範囲に稼動開始すると、そのときの予測エネルギー量(E2)は、
E2=(仮運転パターンに従って電主運転で燃料電池6を稼動させたときのエネル ギー使用量)+〔(燃料電池6を稼動させても不足して買電する必要がある 残予測買電量)/(発電所の発電効率)〕+〔(燃料電池6を稼動させても 不足して補充する必要がある残予測給湯熱負荷)/(ボイラ手段の給湯効率
)〕+起動ロス ・・・(4)
となる。
4 貯湯装置
6 燃料電池
22 貯湯タンク
42 ボイラ手段
50 熱交換器
52 ヒータ手段
53 ラジエター
70,70A 制御手段
72 予測電力負荷演算手段
74 予測熱負荷演算手段
76 仮パターン読出し手段
78 予測エネルギー削減量演算手段
80 最大予測エネルギー削減量選定手段
82,82A 仮稼動時間帯設定手段
84 予測熱出力積算手段
94 現電力負荷演算手段
96 電池出力設定手段
98 現熱出力積算手段
100 熱出力比較手段
116 タンク空判定手段
118 予測貯湯日数演算手段
120 予測削減量演算手段
122 最大予測削減量選定手段
Claims (9)
- 電力及び熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置から発生する電力を商業電力供給ラインに系統連系するためのインバータと、前記熱電併給装置からの排熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、前記熱電併給装置を運転制御するための制御手段と、を備えたコージェネレーションであって、
前記制御手段は、特定時刻から所定時間範囲において前記熱電併給装置を起動時刻から停止時刻まで1回稼動させる仮運転パターンの全パターンの各々に従って予測電力負荷をまかなうように稼動させたときの予測エネルギー削減量を演算し、演算した前記予測エネルギー削減量に基づいて稼動停止が前記所定時間範囲において最大1回となるように前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とするコージェネレーションシステム。 - 前記制御手段は、前記所定時間範囲における前記予測電力負荷及び前記所定時間範囲よりも長い所定負荷時間範囲における予測熱負荷に基づいて、前記所定時間範囲において前記熱電併給装置を前記起動時刻から前記停止時刻まで1回稼動させる仮運転パターンの全パターンの各々に従って前記予測電力負荷をまかなうように前記熱電併給装置を稼動させたときの前記予測エネルギー削減量を演算し、演算した前記予測エネルギー削減量に基づいて稼動停止が前記所定負荷時間範囲において最少1回となるように前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする請求項1に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記所定時間範囲が24時間であり、前記制御手段は、前記予測エネルギー削減量に基づいて稼動停止が24時間当たり最大1回となるように前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、前記所定時間範囲において前記熱電併給装置を前記起動時刻から前記停止時刻まで1回稼動させる前記仮運転パターンの全パターンの各々に従って前記予測電力負荷をまかなうように前記熱電併給装置を稼動させたときの前記予測エネルギー削減量を演算するための予測エネルギー削減量演算手段と、前記仮運転パターンの全パターンの各々について演算した前記予測エネルギー削減量のうち最大値を選定する最大予測エネルギー削減量選定手段と、選定した前記最大予測エネルギー削減量に対応する前記仮運転パターンの選定パターンの稼動時間帯を仮稼動時間帯として設定する仮稼動時間帯設定手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、前記所定時間範囲において前記熱電併給装置を前記起動時刻から前記停止時刻まで1回稼動させる前記仮運転パターンの全パターンの各々に従って前記予測電力負荷をまかなうように前記熱電併給装置を稼動させたときの前記予測エネルギー削減量を演算するための予測エネルギー削減量演算手段と、前記特定時刻から前記貯湯装置の貯湯蓄熱量が最低蓄熱量以下になるまでの予測貯湯日数を演算するための予測貯湯日数演算手段と、前記予測貯湯日数一日当たりの予測削減量を演算するための予測削減量演算手段と、前記仮運転パターンの全パターンの各々について演算した前記予測削減量のうち最大値を選定する最大予測削減量選定手段と、選定した前記最大予測削減量に対応する前記仮運転パターンの選定パターンの稼動時間帯を仮稼動時間帯として設定する仮稼動時間帯設定手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、前記所定時間範囲において前記熱電併給装置を前記起動時刻から前記停止時刻まで1回稼動させる前記仮運転パターンの全パターンの各々に従って前記予測電力負荷をまかなうように前記熱電併給装置を稼動させたときの前記予測エネルギー削減量を演算するための予測エネルギー削減量演算手段と、前記特定時刻から前記貯湯装置の貯湯蓄熱量が最低蓄熱量以下になるまでの予測貯湯時間を演算するための予測貯湯時間演算手段と、前記予測貯湯時間一時間当たりの予測削減量を演算するための予測削減量演算手段と、前記仮運転パターンの全パターンの各々について演算した前記予測削減量のうち最大値を選定する最大予測削減量選定手段と、選定した前記最大予測削減量に対応する前記仮運転パターンの選定パターンの稼動時間帯を仮稼動時間帯として設定する仮稼動時間帯設定手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、前記稼動時間帯設定手段により設定された前記仮稼動時間帯の稼動開始時刻になると前記熱電併給装置を稼動開始し、前記仮稼動時間帯の稼動終了時刻になると前記熱電併給装置を稼動停止することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、前記稼動時間帯設定手段により設定された前記仮稼動時間帯における前記熱電併給装置の予測熱出力を積算する予測熱出力積算手段と、前記熱電併給装置が稼動したときに発生する現熱出力を積算する現熱出力積算手段と、を更に含み、前記仮稼動時間帯の稼動開始時刻になると前記熱電併給装置を稼動開始し、前記現熱出力積算手段による現積算熱出力が前記予測熱出力積算手段による前記予測積算熱出力以上になると前記熱電併給装置を稼動停止することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、前記所定時間範囲において前記熱電併給装置を前記起動時刻から前記停止時刻まで1回稼動させる前記仮運転パターンの全パターンの各々に従って前記予測電力負荷をまかなうように前記熱電併給装置を稼動させたときの前記予測エネルギー削減量を演算し、前記特定時刻から前記貯湯装置の貯湯蓄熱量が最低蓄熱量以下になる予測貯湯終了時刻を演算し、前記予測貯湯終了時刻の属する所定時間範囲が前記特定時刻の属する所定時間範囲と同じ所定時間範囲であるときには前記特定時刻の属する所定時間範囲の次の所定時間範囲の前記特定時刻からの、また前記予測貯湯終了時刻の属する所定時間範囲が前記特定時刻が属する所定時間範囲と異なる所定時間範囲であるときには前記予測貯湯終了時刻の属する所定時間範囲の前記特定時刻からの前記仮運転パターンの全パターンの各々に従って稼動させたときの前記予測エネルギー削減量を再演算することを特徴とする請求項3に記載のコージェネレーションシステム。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007280650A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池システムの運転方法及び燃料電池システム |
JP2008108484A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2011052893A (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
JP2011163679A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
CN102510097A (zh) * | 2011-10-23 | 2012-06-20 | 西安交通大学 | 一种背压式热电联产与纯凝汽火电联合调度系统与方法 |
JP2014016153A (ja) * | 2013-09-10 | 2014-01-30 | Osaka Gas Co Ltd | コージェネレーションシステム |
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