JP2006178626A - パラメータ変化に対応するエネルギーシステム運用計画の修正方法および装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入力パラメータの一部または全部の変化に対応して電力・温熱供給手段2および冷熱供給手段3の一部または全部の構成機器の出力量を調整する修正案を予め用意すると共に、修正案について入力パラメータの変化量と調整対象となる機器の出力調整量との関係式を予め求めておき、予測したパラメータ値から真のパラメータ値への実際の入力パラメータの変化量が明らかとなった場合に、関係式に当該実際の入力パラメータの変化量を代入して調整対象機器の出力調整量を求めて、運用計画における電力・温熱供給手段2および冷熱供給手段3の一部または全部の構成機器の出力量を修正する。
【選択図】 図1
Description
事例1は、策定した運用計画案から冷熱需要Qc Dが変化した場合、すなわちQc D→Qc D+ΔQc Dとなった場合である。この場合、修正案候補は大きく分けて、以下に示す4つがある。但し、複数台ある同種のエネルギー機器4の中からどの機器を選択するかで、4つの修正案候補がさらに細分化される場合もある。
修正案候補1では、購買電力と電動冷凍機4Cnで冷熱需要の変化に対応する。より具体的には、冷熱需要の変化分はNRE台ある電動冷凍機4Cのある1台の出力調整で対応し、それにより変化した消費電力は商用電力からの購買電力を調整して対応する。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。
修正案候補2では、コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dmで冷熱需要の変化に対応する。より具体的には、冷熱需要の変化分はNRS台ある吸収式冷凍機4Dのある1台の出力調整で対応し、それにより変化した消費温熱はNCU台あるコジェネレーション装置4Aのある1台を調整して対応する。また、コジェネレーション装置4Aiの出力を上げた分、商用電力からの購買電力を減らす。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。
修正案候補3では、コジェネレーション装置4Aiと電動冷凍機4Cnで冷熱需要の変化に対応する。より具体的には、冷熱需要の変化分はNRE台ある電動冷凍機4Cのある1台の出力調整で対応し、それにより変化した消費電力はNCU台あるコジェネレーション装置4Aのある1台を調整して対応する。コジェネレーション装置4Aiの出力調整により、温熱が余った場合は捨てる。尚、温熱が足らない場合はボイラー装置4Bの温熱出力を増せばよいが、本事例では、ボイラー装置4Bの増分はないものとした。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。
修正案候補4では、コジェネレーション装置4Aiと複数台の吸収式冷凍機4Dと複数台の電動冷凍機4Cで冷熱需要の変化に対応する。より具体的には、冷熱需要の変化分は、全て若しくは一部の吸収式冷凍機4Dと電動冷凍機4Cの出力調整で対応し、それにより変化した消費温熱および消費電力はNCU台あるコジェネレーション装置4Aのある1台を調整して対応する。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。但し、NRS,NREは出力調整の対象となる吸収式冷凍機4Dと電動冷凍機4Cの台数とする。
事例2は、策定した運用計画案から電力需要PDが変化した場合、すなわちPD→PD+ΔPDとなった場合である。この場合、修正案候補は大きく分けて、以下に示す2つがある。但し、複数台ある同種のエネルギー機器4の中からどの機器を選択するかで、2つの修正案候補がさらに細分化される場合もある。
修正案候補1では、コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dと電動冷凍機4Cとで電力需要の変化に対応する。より具体的には、コジェネレーション装置4Aiの電力出力を電力需要の変化に合わせて変える。それに伴ってコジェネレーション装置4Aiからの温熱出力も変わるので、その分だけ吸収式冷凍機4Dの冷熱出力も変わる。さらに、吸収式冷凍機4Dの冷熱出力が変わった分だけ電動冷凍機4Cの冷熱出力を変える。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。尚、冷凍機の入出力はそれぞれ等価機器1台に総合して記述する。
2次偏微分を求めるのは複雑な計算が必要となるため、詳細計算法は省略する。
詳細計算法は行わない。
修正案候補2では、電力需要の変化分は購買電力で賄う。全てのエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。購買電力の増分は次式で表される。尚、この場合は、1次式であるため詳細計算法は行えない。
事例3は、策定した運用計画案から電気料金αが変化した場合、すなわちα→α+Δαとなった場合である。この場合、修正案候補として例えば以下に示すものがある。但し、複数台ある同種のエネルギー機器4の中からどの機器を選択するかで、修正案候補がさらに細分化される場合もある。
コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dmと電動冷凍機4Cnとで電気料金の変化に対応する。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。
事例4は、燃料料金β(例えばガス料金)が変化した場合、すなわちβ→β+Δβとなった場合である。この場合、修正案候補として例えば以下に示すものがある。但し、複数台ある同種のエネルギー機器4の中からどの機器を選択するかで、修正案候補がさらに細分化される場合もある。
コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dmと電動冷凍機4Cnとで燃料料金の変化に対応する。他のエネルギー機器4の出力は運用計画案策定時のままで一定とする。この条件は、以下の式で表現される。
冷熱需要が運用計画策定時の予測値から100USRT増えて2360USRTとなった場合の、修正案候補1〜4における真の増分と定式化した出力調整量とを比較する。
修正案候補1では、購買電力と電動冷凍機4Cnで冷熱需要の変化に対応する。電動冷凍機4Cは1台であるので、電動冷凍機4CではRE1の出力を調整して、冷熱需要の増加に対応する。RE1の出力調整量は100USRTである。表6に計算結果を示す。詳細計算法では真の増分と一致した。
修正案候補2では、コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dmで冷熱需要の変化に対応する。吸収式冷凍機4DはRS1を用いた。RS1の出力を調整して、冷熱需要の増加に対応する。RS1の出力調整量は100USRTである。コジェネレーション装置4AについてはCU1とCU3を用いた場合に分けて計算した。表7にCU1を用いた場合の計算結果を示し、表8にCU3を用いた場合の計算結果を示す。尚、CU1を用いた場合を事例1の修正案候補2−1とし、CU3を用いた場合を事例1の修正案候補2−2とする。詳細計算法ではほぼ真の増分と一致した。簡易計算法でも真の増分に近い値となった。
修正案候補3では、コジェネレーション装置4Aiと電動冷凍機4Cnで冷熱需要の変化に対応する。電動冷凍機4Cは1台であるので、電動冷凍機4CではRE1の出力を調整して、冷熱需要の増加に対応する。RE1の出力調整量は100USRTである。コジェネレーション装置4AについてはCU1とCU3を用いた場合に分けて計算した。表9にCU1を用いた場合の計算結果を示し、表10にCU3を用いた場合の計算結果を示す。尚、CU1を用いた場合を事例1の修正案候補3−1とし、CU3を用いた場合を事例1の修正案候補3−2とする。詳細計算法では真の増分と一致した。簡易計算法でも出力の調整量はほぼ一致した。
修正案候補4では、コジェネレーション装置4Aiと複数台の吸収式冷凍機4Dと複数台の電動冷凍機4Cで冷熱需要の変化に対応する。吸収式冷凍機4Dは2台とも用い、電動冷凍機4Cは1台だけなので1台用いた。コジェネレーション装置4AについてはCU1とCU3を用いた場合に分けて計算した。表11にCU1を用いた場合の計算結果を示し、表12にCU3を用いた場合の計算結果を示す。尚、CU1を用いた場合を事例1の修正案候補4−1とし、CU3を用いた場合を事例1の修正案候補4−2とする。詳細計算法ではコストの変化に若干の違いがあるがほぼ真値に一致している。簡易計算法でも調整量はほぼ真値に一致している。
電力需要が運用計画策定時の予測値から100kW増えて3260kWとなった場合の、修正案候補1,2における真の増分と定式化した出力調整量とを比較する。
修正案候補1では、コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dと電動冷凍機4Cとで電力需要の変化に対応する。吸収式冷凍機4Dは2台とも用い、電動冷凍機4Cは1台だけなので1台用いた。コジェネレーション装置4AについてはCU1とCU3を用いた場合に分けて計算した。表13にCU1を用いた場合の計算結果を示し、表14にCU3を用いた場合の計算結果を示す。コストの変化量に若干の違いがあるがほぼ真値に一致している。
修正案候補2では、電力需要の変化分は購買電力で賄う。この場合は、購買電力が100kW増えるだけなので、コストの増分は100kW×16円/kW=1600円となる。
電気料金が運用計画策定時の設定値から2円/kW増えて18円/kWとなった場合の、修正案候補における真の増分と定式化した出力調整量とを比較する。
コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dmと電動冷凍機4Cnとで電気料金の変化に対応する。吸収式冷凍機4DはRS1を用いた。コジェネレーション装置4AについてはCU1とCU3を用いた場合に分けて計算した。表15にCU1を用いた場合の計算結果を示し、表16にCU3を用いた場合の計算結果を示す。若干の違いがあるものの、どちらもほぼ真値に一致した。
ガス料金が運用計画策定時の設定値から2円/Nm3増えて72円/Nm3となった場合の、修正案候補における真の増分と定式化した出力調整量とを比較する。
コジェネレーション装置4Aiと吸収式冷凍機4Dmと電動冷凍機4Cnとで電気料金の変化に対応する。吸収式冷凍機4DはRS1を用い、電動冷凍機4Cは1台だけなのでRE1を用いた。コジェネレーション装置4AについてはCU1とCU3を用いた場合に分けて計算した。表17にCU1を用いた場合の計算結果を示し、表18にCU3を用いた場合の計算結果を示す。若干の違いがあるものの、どちらもほぼ真値に一致した。
2 電力・温熱供給手段
3 冷熱供給手段
4 エネルギー機器
4A コジェネレーション装置
4B ボイラー装置
4C 電動冷凍機
4D 吸収式冷凍機
5 熱交換器
6 冷却塔
7 運用計画策定手段
8 運用計画修正装置
Claims (9)
- 燃料を動力源として電力と温熱を出力する電力・温熱供給手段と、電力または温熱の一方または双方を動力源として冷熱を出力する冷熱供給手段とを有するエネルギーシステムについて、予め設定された前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の特性関数と、未来の運転時間帯について予測された電力需要および温熱需要および冷熱需要を少なくとも含む入力パラメータとに基づいて、電力需要および温熱需要および冷熱需要を満足し尚且つ目的関数を最小とする又は目的関数を目的の範囲とする前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の当該運転時間帯における出力量が定められた運用計画を修正する方法であり、入力パラメータの一部または全部の変化に対応して前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の一部または全部の構成機器の出力量を調整する修正案候補を予め用意すると共に、前記修正案候補について入力パラメータの変化量と調整対象となる機器の出力調整量との関係式を予め求めておき、予測値から真値への実際の入力パラメータの変化量が明らかとなった場合に、前記関係式に当該実際の入力パラメータの変化量を代入して前記調整対象機器の出力調整量を求めて、前記運用計画を修正することを特徴とするエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 前記電力・温熱供給手段は、燃料を動力源として電力と温熱を同時に出力する1台または複数台のコジェネレーション装置と、燃料を動力源として温熱を出力する1台または複数台のボイラー装置とを有することを特徴とする請求項1記載のエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 前記冷熱供給手段は、電力を動力源として冷熱を出力する1台または複数台の電動冷凍機と、温熱を動力源として冷熱を出力する1台または複数台の吸収式冷凍機とを有することを特徴とする請求項1または2に記載のエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 前記関係式の一部または全部が1次関数であり、入力パラメータの単位変化あたりの調整対象機器の出力調整量を予め求めておき、予測値から真値への実際の入力パラメータの変化量と、予め求めてある入力パラメータの単位変化あたりの調整対象機器の出力調整量との比例関係から、実際の入力パラメータの変化量に対応する前記調整対象機器の出力調整量を求めることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 前記特性関数の一部または全部が2次以上の関数であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 前記修正案候補は、入力パラメータ変化の同一ケースについて複数が用意されると共に、前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の一部の構成機器の出力量を前記関係式に基づいて調整し、当該一部以外の構成機器の出力量は前記運用計画のまま一定とするものであり、且つ当該複数の各修正案候補を選択した場合のそれぞれの前記目的関数の値を求めて、複数の修正案候補の中から当該目的関数の値が最小となる又は目的関数の悪化を目的の範囲に抑えられる修正案候補をパラメータの変化に対応するための修正案として採用することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載のエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 前記入力パラメータは、電気料金および燃料料金の予測値を含み、前記目的関数は、電力需要および温熱需要および冷熱需要を満足し尚且つ前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の稼動に必要な電気料金および燃料料金の合計を表すことを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載のエネルギーシステムの運用計画修正方法。
- 燃料を動力源として電力と温熱を出力する電力・温熱供給手段と、電力または温熱の一方または双方を動力源として冷熱を出力する冷熱供給手段とを有するエネルギーシステムについて、予め設定された前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の特性関数と、未来の運転時間帯について予測された電力需要および温熱需要および冷熱需要を少なくとも含む入力パラメータとに基づいて、電力需要および温熱需要および冷熱需要を満足し尚且つ目的関数を最小とする又は目的関数を目的の範囲とする前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の当該運転時間帯における出力量が定められた運用計画を修正する装置であり、入力パラメータの一部または全部の変化に対応して前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の一部または全部の構成機器の出力量を調整する予め用意された修正案候補について、入力パラメータの変化量と調整対象となる機器の出力調整量との関係式が予め記憶されており、予測値から真値への実際の入力パラメータの変化量が入力されると、該当する前記関係式に当該実際の入力パラメータの変化量を代入して前記調整対象機器の出力調整量を求めて、前記運用計画の修正案を出力することを特徴とするエネルギーシステムの運用計画修正装置。
- 燃料を動力源として電力と温熱を出力する電力・温熱供給手段と、電力または温熱の一方または双方を動力源として冷熱を出力する冷熱供給手段とを有するエネルギーシステムについて、予め設定された前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の特性関数と、未来の運転時間帯について予測された電力需要および温熱需要および冷熱需要を少なくとも含む入力パラメータとに基づいて、電力需要および温熱需要および冷熱需要を満足し尚且つ目的関数を最小とする又は目的関数を目的の範囲とする前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の当該運転時間帯における出力量が定められた運用計画を修正する装置としてコンピュータを機能させるプログラムであり、入力パラメータの一部または全部の変化に対応して前記電力・温熱供給手段および前記冷熱供給手段の一部または全部の構成機器の出力量を調整する予め用意された修正案候補について、入力パラメータの変化量と調整対象となる機器の出力調整量との関係式を予め記憶しておく手段と、予測値から真値への実際の入力パラメータの変化量の入力を受け付ける手段と、該当する前記関係式に当該実際の入力パラメータの変化量を代入して前記調整対象機器の出力調整量を求める手段と、前記運用計画の修正案を出力する手段として、コンピュータを機能させることを特徴とするエネルギーシステムの運用計画修正プログラム。
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