JP2007107873A - Cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱と電力とを発生する熱電併給装置の将来の計画期間における運転を計画する運転計画手段を備えたコージェネレーションシステムに関する。 The present invention relates to a cogeneration system including an operation planning means for planning an operation in a future planning period of a cogeneration device that generates heat and electric power.
かかるコージェネレーションシステムでは、エンジン駆動発電機や燃料電池等の熱電併給装置を備えて、熱電併給装置が発生した電力を電気機器等の電力需要部に供給すると共に、熱電併給装置が発生した熱を、例えば、その熱により加熱した湯水として一旦貯湯槽に貯えて熱需要部としての給湯部に供給したり、熱交換器においてその熱により加熱された熱媒として、その熱媒を放熱させる熱需要部としての暖房部に供給するように構成される。
そして、このような熱電併給装置を各需要家等に設けることで、少なくともその需要家内で消費される電力の少なくとも一部を熱電併給装置が発生した電力で補うことができるので、商用電力系統からの受電電力を少なくすることができる。更に、その発電時に発生した熱を需要家内において給湯用や暖房用として利用することができるため、省エネルギ性及び経済性の点で有効である。
尚、熱電併給装置を一般家庭に設置する場合においては、熱電併給装置を商用電力系統に系統連系させて、電力の不足分を商用電力系統からの受電電力で賄われる。
In such a cogeneration system, a combined heat and power supply device such as an engine-driven generator or a fuel cell is provided, and the power generated by the combined heat and power supply device is supplied to the power demand section of an electrical device or the like, and the heat generated by the combined heat and power supply device is supplied For example, as a hot water heated by the heat, temporarily stored in a hot water storage tank and supplied to a hot water supply section as a heat demand section, or as a heat medium heated by the heat in a heat exchanger, heat demand to dissipate the heat medium It is comprised so that it may supply to the heating part as a part.
And by providing such a combined heat and power supply device to each consumer, etc., at least a part of the power consumed in the consumer can be supplemented with the power generated by the combined heat and power supply device. The received power can be reduced. Furthermore, since the heat generated during the power generation can be used for hot water supply or heating in the consumer, it is effective in terms of energy saving and economy.
When the cogeneration device is installed in a general household, the cogeneration device is connected to the commercial power system, and the shortage of power is covered by the received power from the commercial power system.
例えば、熱電併給装置を、1日中連続して運転するのではなく、1日のうちの熱電併給装置の運転により省エネルギが実現される一部の時間帯で運転するように構成されるコージェネレーションシステムが知られている(特許文献1を参照。)。
このコージェネレーションシステムでは、コンピュータからなる制御装置が所定のソフトウェアを実行することにより機能する運転計画手段により、熱需要部における過去の熱需要量の時系列データ及び電力需要部における過去の電力需要量の時系列データに基づいて、現時点から24時間後までの所定期間等における1時間毎の各時間帯の電力需要量及び熱需要量を予測し、その電力需要量及び熱需要量に基づいて、その各時間帯における熱電併給装置の運転による省エネルギ性を示す省エネルギ度を算出する。そして、このように算出した翌日における各時間帯の省エネルギ度から、翌日において、熱電併給装置を運転することで省エネルギが実現される時間帯を選定し、その選定した時間帯に熱電併給装置を自動運転するように構成されている。
For example, a cogeneration apparatus is not operated continuously throughout the day, but is operated in a part of the time when energy saving is realized by operation of the cogeneration apparatus during the day. A generation system is known (see Patent Document 1).
In this cogeneration system, the past time demand data in the heat demand section and the past power demand amount in the power demand section by the operation planning means that functions when the control device comprising a computer executes predetermined software. Based on the time-series data, the power demand amount and the heat demand amount in each time zone in a predetermined period etc. from the present time to 24 hours later are predicted, and based on the power demand amount and the heat demand amount, The energy saving degree which shows the energy saving property by operation | movement of the combined heat and power supply apparatus in each time slot | zone is calculated. And from the energy saving degree of each time zone in the next day calculated in this way, the time zone in which energy saving is realized by operating the thermoelectric power supply device on the next day is selected, and the heat and power supply device is selected in the selected time zone. Is configured to operate automatically.
また、熱電併給装置のようなエネルギ供給装置において、その装置の運用を評価するための評価値としては、上記省エネルギ度のように、その装置の運用によるエネルギ負荷削減程度を示すエネルギ負荷削減評価値や、その装置の運用による環境負荷削減程度を示す環境負荷削減評価値がある。
尚、上記エネルギ負荷削減評価値としては、上記省エネルギ度以外には、熱電併給装置の運転により顧客が支払うエネルギ料金の削減量を示すエネルギ料金削減量等がある。
一方、上記環境負荷削減評価値としては、熱電併給装置の製造、使用(運転)、処分を通して潜在的環境負荷の影響を分析するライフサイクルアセスメント(LCA:JIS Q 14040)に利用される各種評価データや、単に熱電併給装置の運転によるCO2、NOx、SOx、炭化水素などの排出物の削減量等がある(例えば、特許文献2及び3を参照。)
In addition, in an energy supply apparatus such as a combined heat and power supply apparatus, an evaluation value for evaluating the operation of the apparatus is an energy load reduction evaluation indicating the degree of energy load reduction due to the operation of the apparatus, such as the energy saving degree. There is an environmental load reduction evaluation value indicating a value and a degree of environmental load reduction by operation of the device.
The energy load reduction evaluation value includes, in addition to the energy saving degree, an energy fee reduction amount indicating a reduction amount of energy fee paid by the customer by the operation of the combined heat and power supply device.
On the other hand, the above environmental load reduction evaluation values include various evaluation data used for life cycle assessment (LCA: JIS Q 14040) that analyzes the effects of potential environmental loads through the manufacture, use (operation), and disposal of cogeneration devices. Or a reduction amount of emissions such as
このようなコージェネレーションシステムでは、熱電併給装置が設置された需要家内の熱消費量と電力消費量とが、熱電併給装置の発熱量と発電量とに対して適切なものであり、熱電併給装置を運転すると仮定して省エネルギ性等の上記熱電併給装置の運転を評価するための評価値の向上が実現されると判断した時間帯において、その熱電併給装置を運転するのであるが、一般的な需要家内の熱消費量と電力消費量とは、夫々が発生する時間帯がずれていたり、夫々の消費量の比率が熱電併給装置の夫々の発生量の比率に対して乖離している場合が多いため、熱電併給装置の設置による省エネルギ性及び経済性等のメリットを発揮できなくなるという問題があった。 In such a cogeneration system, the heat consumption and electric power consumption in the customer where the combined heat and power supply device is installed are appropriate for the heat generation and power generation amount of the combined heat and power supply device. In the time zone when it is judged that the evaluation value for evaluating the operation of the combined heat and power device such as energy saving is realized, the combined heat and power device is operated. When the heat consumption and power consumption in each consumer are different from each other in the time period in which they occur, or the ratio of each consumption deviates from the ratio of each generation of heat and power combined equipment For this reason, there is a problem that it is impossible to exhibit merits such as energy saving and economical efficiency by installing the combined heat and power supply device.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱電併給装置の将来の計画期間における運転を計画する運転計画手段を備えたコージェネレーションシステムにおいて、熱電併給装置が発生した熱及び電力を、熱電併給装置の運用を評価するための省エネルギ度等の評価値の向上が実現できるよう有効利用しながら、熱電併給装置の効率を向上して、熱電併給装置の設置による省エネルギ性及び経済性等のメリットを十分に発揮するように、熱電併給装置の運転を計画することができる技術を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is a cogeneration system including an operation planning means for planning an operation in a future planning period of the combined heat and power generation apparatus. Effective use of heat and power to improve evaluation values such as energy conservation for evaluating the operation of the combined heat and power unit, while improving the efficiency of the combined heat and power unit and saving by installing the combined heat and power unit The present invention is to provide a technique capable of planning the operation of the combined heat and power supply apparatus so as to sufficiently exhibit merits such as energy and economy.
上記目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムは、熱と電力とを発生する熱電併給装置の将来の計画期間における運転を計画する運転計画手段を備えたコージェネレーションシステムであって、その第1特徴構成は、複数の熱需要部の夫々に対応して前記熱電併給装置を複数備え、
前記複数の熱電併給装置の夫々が発生した熱を、前記熱電併給装置に対応する前記熱需要部に供給すると共に、前記複数の熱電併給装置が発生した電力を、電力需要部に供給するように構成され、
前記運転計画手段が、
前記計画期間における複数の時間帯から所定の選定時間帯を順次選定する時間帯選定部と、
前記複数の熱電併給装置の夫々について、当該熱電併給装置に対応する前記熱需要部の前記計画期間を含む所定期間における時間帯毎の熱需要量と、当該熱電併給装置の前記選定時間帯における出力とから、前記選定時間帯における当該熱電併給装置の運用を評価するための評価値を算出する評価値算出部と、
前記複数の熱電併給装置の夫々についての前記選定時間帯における前記評価値に基づいて、前記複数の熱電併給装置の前記選定時間帯における運転出力を決定する運転出力決定部と、
前記運転出力決定部で決定した運転出力で運転した場合の前記複数の熱電併給装置の発電量及び発熱量を反映して、前記電力需要部の前記選定時間帯における電力需要量の合計である前記計画期間における時間帯毎の総電力需要量と前記所定期間における時間帯毎の熱需要量とを更新する需要量更新部とからなる点にある。
In order to achieve the above object, a cogeneration system according to the present invention is a cogeneration system including an operation planning means for planning an operation in a future planning period of a combined heat and power generation device that generates heat and electric power. The first characteristic configuration includes a plurality of the combined heat and power supply devices corresponding to each of the plurality of heat demand units,
Supplying heat generated by each of the plurality of cogeneration devices to the heat demand unit corresponding to the cogeneration device and supplying power generated by the plurality of cogeneration devices to the power demand unit Configured,
The operation planning means is
A time zone selection unit for sequentially selecting a predetermined selection time zone from a plurality of time zones in the planning period;
For each of the plurality of cogeneration devices, the amount of heat demand for each time period in a predetermined period including the planned period of the heat demand section corresponding to the cogeneration device, and the output of the cogeneration device in the selected time period And an evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value for evaluating the operation of the cogeneration device in the selected time zone,
Based on the evaluation value in the selected time zone for each of the plurality of cogeneration devices, an operation output determining unit that determines an operation output in the selected time zone of the plurality of cogeneration devices;
Reflecting the power generation amount and the heat generation amount of the plurality of cogeneration devices when operating with the operation output determined by the operation output determination unit, the total power demand amount in the selected time zone of the power demand unit The demand amount updating unit updates the total power demand amount for each time period in the planning period and the heat demand amount for each time period in the predetermined period.
上記第1特徴構成によれば、集合住宅内や地域内の複数の需要家等における複数の熱需要に対応して熱電併給装置を複数備えた場合には、複数の熱電併給装置の夫々が発生した熱については、例えば、その熱を発生した熱電併給装置が設置された需要家の熱需要部に供給するというように、熱電併給装置に対応する熱需要部に供給することができる。一方、複数の熱電併給装置が発生した電力については、例えば、その電力を発生した熱電併給装置が設置された需要家の電力需要部に供給したり、更には集合住宅や地域内の需要家間配線を利用して供給する形態で他の需要家の電力需要部に供給するというように、少なくとも1つの電力需要部に供給することができる。 According to the first characteristic configuration described above, when a plurality of cogeneration devices are provided in response to a plurality of heat demands in a plurality of customers in an apartment house or a region, each of the plurality of cogeneration devices is generated. The heat that has been generated can be supplied to the heat demanding section corresponding to the combined heat and power supply apparatus, for example, to be supplied to the heat demanding section of the consumer where the combined heat and power supply apparatus that generated the heat is installed. On the other hand, for the power generated by a plurality of cogeneration devices, for example, it is supplied to the power demand department of the customer where the cogeneration device that generated the power is installed, It can be supplied to at least one power demand section such that it is supplied to another customer's power demand section in the form of supply using wiring.
更に、上記のような形態で複数の熱電併給装置を複数の熱需要部の夫々に対応して設置する場合において、上記運転計画手段は、将来の計画期間における複数の時間帯から上述した選定時間帯を順次設定しながら、上記評価値算出部と上記運転出力決定部を働かせて、その選定時間帯における複数の熱電併給装置の運転出力を決定することで、翌日等の将来の計画期間における1時間毎等の複数の時間帯の夫々について、複数の熱電併給装置の夫々についての運転出力を決定することができる。 Further, in the case where a plurality of cogeneration devices are installed corresponding to each of the plurality of heat demand units in the above-described form, the operation planning means selects the above-described selection time from a plurality of time zones in a future planning period. While sequentially setting the bands, the evaluation value calculation unit and the operation output determination unit are operated to determine the operation outputs of the plurality of cogeneration devices in the selected time period. For each of a plurality of time zones such as every hour, the operation output for each of the plurality of cogeneration devices can be determined.
更に、上記評価値算出部により、各選定時間帯における複数の熱電併給装置の夫々について、予め予測したその計画期間を含む所定期間における時間帯毎の熱需要量と、当該熱電併給装置の選定時間帯における発熱量や発電量から、熱電併給装置の運用を評価するための評価値を算出する。よって、その評価値を、選定時間帯における熱電併給装置の運用を評価するための値として求めることができる。
そして、上記運転計画手段は、選定時間帯において複数の熱電併給装置の運転出力を決定するにあたり、上記運転出力決定部により、その選定時間帯において、上記複数の熱電併給装置の夫々についての上記評価値に基づいて、複数の熱電併給装置の運転出力を決定する。よって、上記評価値が優れた熱電併給装置の運転出力を増加させる形態で運転出力を決定することで、選定時間帯において、複数の熱電併給装置のトータルの上記評価値の向上を実現し、選定時間帯における熱電併給装置をできるだけ高出力のほぼ定格運転で運転して、その熱電併給装置のエネルギ効率の向上を図ることができる。
更に、上記時間帯選定部で次の選定時間帯を選定するにあたり、上記需要量更新部により、所定期間における時間帯毎の熱需要量と、計画期間における時間帯毎の総電力需要量とが、前の選定時間帯で決定された複数の熱電併給装置の運転出力を用いて算出される発電量及び発熱量を反映して更新されるので、更新後の正確な総電力需要量を用いて適切な時間帯を選定できることに加え、次の選定時間帯において、上記評価値算出部において、更新後の熱需要量を用いて正確に評価値を算出することが可能となり、上記運転出力決定部において、その正確な評価値を用いて、複数の熱電併給装置のトータルの上記評価値及びエネルギ効率の向上をより確実に実現し得る複数の熱電併給装置の運転出力を決定することができる。
Further, by the evaluation value calculation unit, for each of the plurality of combined heat and power devices in each selected time zone, the amount of heat demand for each predetermined time period including the planned period predicted in advance and the selected time for the combined heat and power device An evaluation value for evaluating the operation of the combined heat and power supply device is calculated from the heat generation amount and the power generation amount in the belt. Therefore, the evaluation value can be obtained as a value for evaluating the operation of the combined heat and power device in the selected time zone.
Then, when the operation planning means determines the operation output of the plurality of cogeneration devices in the selected time zone, the operation output determination unit performs the evaluation on each of the plurality of cogeneration devices in the selection time zone. Based on the value, the operation outputs of the plurality of cogeneration devices are determined. Therefore, by determining the operation output in the form of increasing the operation output of the combined heat and power device with excellent evaluation value, the improvement of the total evaluation value of the plurality of combined heat and power devices is realized in the selected time zone, and the selection is made. It is possible to improve the energy efficiency of the combined heat and power supply device by operating the combined heat and power supply device in the time zone at a nearly rated operation with as high output as possible.
Furthermore, when the next selection time zone is selected by the time zone selection unit, the demand amount update unit calculates the heat demand for each time zone during the predetermined period and the total power demand for each time zone during the planning period. Because it is updated to reflect the power generation amount and heat generation amount calculated using the operation output of the multiple cogeneration devices determined in the previous selection time zone, using the updated total power demand amount In addition to being able to select an appropriate time zone, in the next selected time zone, the evaluation value calculation unit can accurately calculate an evaluation value using the updated heat demand, and the operation output determination unit Therefore, using the accurate evaluation value, it is possible to determine the total evaluation value of the plurality of cogeneration devices and the operation output of the plurality of cogeneration devices that can more surely improve the energy efficiency.
したがって、本発明により、複数の熱電併給装置の夫々の運転を計画することで、複数の熱電併給装置の夫々が発生した熱及び電力を、熱電併給装置の運用を評価するための省エネルギ度等の評価値の向上が実現できるよう有効利用して、運転出力が決定された熱電併給装置を高効率で運転することができるので、複数の熱電併給装置の設置による省エネルギ性及び経済性等の向上を十分に発揮することができる。 Therefore, according to the present invention, by planning the operation of each of the plurality of cogeneration devices, the heat and power generated by each of the plurality of cogeneration devices, the degree of energy saving for evaluating the operation of the cogeneration device, etc. It can be used effectively so that the evaluation value can be improved, and the combined heat and power unit whose operation output is determined can be operated with high efficiency. The improvement can be fully exhibited.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第2特徴構成は、前記評価値が、前記熱電併給装置の運用によるエネルギ負荷削減程度を示すエネルギ負荷削減評価値、及び、前記熱電併給装置の運用による環境負荷削減程度を示す環境負荷削減評価値の少なくとも1つである点にある。 The second characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is characterized in that the evaluation value is an energy load reduction evaluation value indicating a degree of energy load reduction by the operation of the cogeneration device, and an environmental load reduction by the operation of the cogeneration device. It is at least one of the environmental load reduction evaluation values indicating the degree.
上記第2特徴構成によれば、上記エネルギ負荷削減評価値、及び、上記環境負荷削減評価値の少なくとも1つを、熱電併給装置の運用を評価するための評価値として用いて、上記運転計画手段により複数の熱電併給装置の夫々の運転を計画することで、エネルギ及び環境負荷の少なくとも1つの削減を十分に実現できるように、複数の熱電併給装置の夫々が発生した熱及び電力を有効利用しながら、熱電併給装置の効率を向上して、熱電併給装置の設置による省エネルギ性及び経済性等のメリットを十分に発揮することができる。 According to the second feature configuration, the operation planning means using at least one of the energy load reduction evaluation value and the environmental load reduction evaluation value as an evaluation value for evaluating the operation of the combined heat and power supply device. By planning the operation of each of the plurality of cogeneration devices, the heat and power generated by each of the plurality of cogeneration devices can be used effectively so that at least one reduction in energy and environmental load can be sufficiently realized. However, the efficiency of the combined heat and power supply device can be improved, and the merits such as energy saving and economy due to the installation of the combined heat and power supply device can be fully exhibited.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第3特徴構成は、前記時間帯選定部が、前記総電力需要量が所定の値以下となる時間帯以外を対象として、前記選定時間帯を選定するように構成されている点にある。 A third characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is configured such that the time zone selection unit selects the selected time zone except for a time zone in which the total power demand is equal to or less than a predetermined value. It is in the point.
上記第3特徴構成によれば、上記時間帯選定部により選定される選定時間帯においては常に総電力需要量が所定の値よりも大きくなるので、運転出力決定部によりその選定時間帯における熱電併給装置の運転出力を増加させた場合でも、余剰電力が発生することを抑制し、その余剰電力の発生に起因する省エネルギ性の低下を防止することができる。 According to the third feature configuration, since the total power demand is always greater than a predetermined value in the selected time zone selected by the time zone selecting unit, the operation output determining unit causes the combined heat and power supply in the selected time zone. Even when the operation output of the apparatus is increased, it is possible to suppress the generation of surplus power, and to prevent a reduction in energy saving due to the generation of the surplus power.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第4特徴構成は、前記時間帯選定部が、前記総電力需要量が最大となる時間帯を前記選定時間帯に選定するように構成されている点にある。 A fourth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is that the time zone selection unit is configured to select a time zone in which the total power demand is maximum as the selection time zone.
上記第4特徴構成によれば、上記時間帯選定部により、将来の計画期間における複数の時間帯から、総電力需要量が最大となる時間帯を選定時間帯に選定することで、総電力需要量が最大の選定時間帯において、他の時間帯における熱電併給装置の運転の影響を受けることなく、複数の熱電併給装置の運転出力をきるだけ大きくすることができる。よって、複数の熱電併給装置の総発電量をできるだけ大きくして、商用電力系統からの総受電量のピーク値を確実に低減させることができる。 According to the fourth feature configuration described above, the time zone selecting unit selects a time zone in which the total power demand is maximized from a plurality of time zones in a future planned period as a selected time zone, so that the total power demand In the selected time zone in which the amount is maximum, the operation output of the plurality of cogeneration devices can be increased as much as possible without being affected by the operation of the cogeneration device in other time zones. Therefore, the total power generation amount of the plurality of cogeneration devices can be increased as much as possible, and the peak value of the total power reception amount from the commercial power system can be reliably reduced.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第5特徴構成は、前記運転出力決定部が、前記選定時間帯において、前記複数の熱電併給装置のうち運転される一の熱電併給装置の運転出力を決定するように構成されている点にある。 According to a fifth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the operation output determination unit determines an operation output of one of the plurality of cogeneration devices to be operated in the selected time zone. It is in the point which is comprised.
上記第5特徴構成によれば、上記運転出力決定部により、選定時間帯における複数の熱電併給装置の運転出力を決定するにあたり、その選定時間帯において運転される一の熱電併給装置の運転出力を決定するので、できるだけ少ない熱電併給装置をエネルギ効率の向上を図ることができる比較的高い運転出力で運転するように、運転出力を決定することができる。 According to the fifth feature configuration, when the operation output determining unit determines the operation outputs of the plurality of cogeneration devices in the selected time zone, the operation output of the one cogeneration device operated in the selected time zone is determined. Therefore, the operation output can be determined so that as few as possible cogeneration devices are operated at a relatively high operation output capable of improving energy efficiency.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第6特徴構成は、前記複数の熱電併給装置の夫々に、発生した熱により加熱した湯水を貯留する貯湯槽を備え、前記熱需要部として、前記貯湯槽に貯留した湯水を消費する給湯部を備えた点にある。 A sixth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a hot water storage tank for storing hot water heated by generated heat in each of the plurality of cogeneration devices, and the hot water storage section stores the hot water as the heat demand section. It is in the point provided with the hot water supply part which consumes the hot water.
上記第6特徴構成によれば、複数の熱電併給装置の夫々に上記貯湯槽を備え、その貯湯槽に貯留されている湯水を給湯部に供給する形態においては、上記給湯部を上述した熱需要部として取り扱うことができる。即ち、一端貯湯槽に貯留され給湯部において消費される湯水を加熱するために必要な熱量を、例えば給湯部において消費される湯水の温度及び流量等で求め、その熱量を熱需要部における熱需要量として利用することができる。 According to the sixth feature, in each of the plurality of cogeneration devices, the hot water storage tank is provided, and the hot water stored in the hot water storage tank is supplied to the hot water supply section. It can be handled as a part. That is, the amount of heat required to heat the hot water stored in the hot water storage tank and consumed in the hot water supply portion is obtained by, for example, the temperature and flow rate of hot water consumed in the hot water supply portion, and the heat amount is determined by the heat demand in the heat demand portion. Can be used as a quantity.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第7特徴構成は、前記需要量更新部において、前記総電力需要量と前記熱需要量を更新する際に、前記熱電併給装置に対応する前記貯湯槽の貯湯熱量も更新するように構成されている点にある。 The seventh characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is that, in the demand update unit, when the total power demand and the heat demand are updated, the amount of hot water stored in the hot water storage tank corresponding to the combined heat and power supply device. Is also configured to be updated.
上記第7特徴構成によれば、上記貯湯槽及び上記給湯部を設けた場合には、需要量更新部で、その貯湯槽の貯湯熱量も更新するように構成すれば、貯湯槽の熱容量制限を考慮することができるため、発生する無駄な放熱を回避することが可能となり、省エネルギ性などの低下を防止することができる。 According to the seventh characteristic configuration, when the hot water storage tank and the hot water supply section are provided, the demand amount update section limits the heat capacity of the hot water storage tank if the hot water storage heat amount of the hot water storage tank is also updated. Since it can be taken into consideration, it is possible to avoid wasteful heat generation that occurs, and to prevent a reduction in energy saving and the like.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第8特徴構成は、前記複数の熱電併給装置の夫々に、発生した熱により熱媒を加熱する熱交換器を備え、
前記熱需要部として、前記熱交換器で加熱された熱媒を放熱させる放熱部を備えた点にある。
The eighth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a heat exchanger that heats the heat medium with the generated heat, in each of the plurality of cogeneration devices,
As the heat demand part, a heat radiating part for radiating heat from the heat medium heated by the heat exchanger is provided.
上記第8特徴構成によれば、複数の熱電併給装置の夫々に上記熱交換器を備え、その熱交換器で加熱された熱媒を暖房装置などの放熱部に供給して放熱させる形態においては、上記放熱部を上述した熱需要部として取り扱うことができる。即ち、熱交換器において熱媒の加熱のために必要な熱量を、例えば熱媒の放熱部における温度低下幅及び流量で求め、その熱量を熱需要部における熱需要量として利用することができる。 According to the eighth characteristic configuration, in each of the plurality of cogeneration devices, the heat exchanger is provided, and the heat medium heated by the heat exchanger is supplied to a heat radiating unit such as a heating device to dissipate heat. The heat radiation part can be handled as the heat demand part described above. That is, the amount of heat necessary for heating the heat medium in the heat exchanger can be obtained by, for example, the temperature drop width and flow rate in the heat radiating section of the heat medium, and the amount of heat can be used as the heat demand in the heat demand section.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第9特徴構成は、前記熱需要部及び前記電力需要部の時系列的な過去の実熱需要量及び実電力需要量を記録する需要量記録部を備え、
前記運転計画手段が、前記実熱需要量及び前記実電力需要量に基づいて、前記熱需要量及び前記電力需要量を予測する需要量予測部を有する点にある。
The ninth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention includes a demand amount recording unit that records the actual actual demand amount and the actual actual demand amount in time series of the heat demand unit and the power demand unit,
The operation planning means includes a demand amount prediction unit that predicts the heat demand amount and the power demand amount based on the actual heat demand amount and the actual power demand amount.
上記第9特徴構成によれば、上記運転計画手段の需要量予測部により、上記需要量記録部に逐次記録される過去の実熱需要量及び実電力需要量を用いて自動的に熱需要量及び電力需要量を予測することができる。 According to the ninth characteristic configuration, the demand amount prediction unit of the operation planning unit automatically uses the past actual heat demand amount and the actual electric power demand amount that are sequentially recorded in the demand amount recording unit, and thereby the heat demand amount. And power demand can be predicted.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第10特徴構成は、前記運転計画手段が、前記実熱需要量と前記熱需要量の違いから、前記熱需要量の予測精度を判定するように構成され、
前記運転出力決定部が、前記予測精度が高いと判定された前記熱需要部に対応する前記熱電併給装置を優先して、前記選定時間帯における運転出力を決定するように構成されている点にある。
The tenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is configured such that the operation planning means determines the prediction accuracy of the heat demand from the difference between the actual heat demand and the heat demand.
The operation output determination unit is configured to prioritize the combined heat and power supply device corresponding to the heat demand unit determined to have high prediction accuracy and to determine the operation output in the selected time zone. is there.
上記第10特徴構成によれば、上記需要量予測部により、熱需要量の予測精度を判定し、上記運転出力決定部により、以降の選定時間帯において、その判定した予測精度が高いと判定した熱需要部に対応する熱電併給装置を優先して、運転出力を決定することで、上記予測精度が高い熱需要部において略計画どおりに省エネルギ度等の評価値の向上を図ることができる。 According to the tenth feature configuration, the demand prediction unit determines the prediction accuracy of the heat demand, and the operation output determination unit determines that the determined prediction accuracy is high in the subsequent selection time zone. By determining the operation output by giving priority to the combined heat and power supply device corresponding to the heat demand section, it is possible to improve the evaluation value such as the degree of energy saving in the heat demand section with high prediction accuracy as roughly planned.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第11特徴構成は、前記運転出力決定部が、前記評価値が所定の評価下限値未満の前記熱電併給装置の運転出力を運転停止も含めた最低出力に決定するように構成されている点にある。 In an eleventh characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the operation output determination unit determines the operation output of the cogeneration device having the evaluation value less than a predetermined evaluation lower limit value as a minimum output including operation stop. It is in the point comprised as follows.
上記第11特徴構成によれば、上記運転計画手段の運転出力決定部により、例えば熱電併給装置の運転による評価値の向上が見込めない程度として予め設定された評価下限値未満の評価値であった熱電併給装置については、例えばその熱電併給装置の運転出力を運転停止も含めた最低出力に決定することで、そのような評価値が低い熱電併給装置の運転による評価値の悪化を抑制することができる。
また、上記評価値として、上記第2特徴構成の説明で例示した省エネルギ度、エネルギ料金削減量、ライフサイクルアセスメントに利用される各種評価データ、CO2、NOx、SOx、炭化水素などの排出物の削減量等のうち、複数種の評価値を用いて運転出力を決定する場合には、その複数種の評価値のうち何れかが評価下限値未満であった熱電併給装置については、その運転出力を運転停止も含めた最低出力に決定すれば、複数種の評価値の全体の悪化を抑制することができる。
According to the eleventh characteristic configuration, the operation output determination unit of the operation plan means has an evaluation value that is less than the evaluation lower limit value set in advance as an extent that the evaluation value cannot be expected to improve due to, for example, operation of the combined heat and power supply device. For the combined heat and power device, for example, by determining the operation output of the combined heat and power device to the minimum output including the shutdown, it is possible to suppress the deterioration of the evaluation value due to the operation of the combined heat and power device with such a low evaluation value. it can.
In addition, as the evaluation value, the energy saving degree exemplified in the description of the second characteristic configuration, the energy charge reduction amount, various evaluation data used for the life cycle assessment, CO2, NOx, SOx, emissions of hydrocarbons, etc. When the operation output is determined using multiple types of evaluation values among the reduction amount, etc., for the combined heat and power unit where any of the multiple types of evaluation values is less than the evaluation lower limit value, the operation output If the minimum output including the stoppage of operation is determined, it is possible to suppress the overall deterioration of the plurality of types of evaluation values.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第12特徴構成は、前記運転出力決定部が、前記選定時間帯の前後の時間帯において運転出力が前記運転停止も含む最低出力以外に決定されている前記熱電併給装置を優先して、前記選定時間帯において運転出力を前記最低出力以外に決定するように構成されている点にある。 In a twelfth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the operation output determination unit determines the operation output other than the minimum output including the operation stop in a time zone before and after the selected time zone. The apparatus is prioritized so that the operation output is determined other than the minimum output in the selected time zone.
上記第12特徴構成によれば、上記運転計画手段の運転出力決定部が、計画期間の前後の時間帯において運転出力が最低出力以外に決定されている熱電併給装置を、その選定時間帯において運転出力を最低出力以外に決定する。よって、その熱電併給装置は、連続する複数の時間帯においてできるだけ継続して最低出力以外の運転出力で運転されることになり、熱電併給装置の頻繁な起動停止や出力の切り替えに起因するエネルギ効率及び耐久性の低下を防止することができる。 According to the twelfth feature configuration, the operation output determination unit of the operation planning means operates the combined heat and power supply apparatus in which the operation output is determined other than the minimum output in the time zone before and after the planning period in the selected time zone. Determine the output other than the minimum output. Therefore, the combined heat and power unit will be operated at an operation output other than the lowest output as much as possible in a plurality of continuous time zones, and energy efficiency resulting from frequent start / stop of the combined heat and power unit and output switching. In addition, it is possible to prevent a decrease in durability.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第13特徴構成は、前記複数の熱電併給装置が、単相3線式配線の正相に接続された正相接続装置と、同単相3線式配線の逆相に接続された逆相接続装置とを有し、
前記運転出力決定部が、前記正相接続装置の発電量の合計と前記逆相接続装置の発電量の合計との差に応じた不平衡量が許容値以下となるような前記熱電併給装置を優先して、前記選定時間帯における運転出力を決定するように構成されている点にある。
A thirteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention is that the plurality of cogeneration devices are connected to the positive phase of the single-phase three-wire wiring and the reverse of the single-phase three-wire wiring. A reverse phase connection device connected to the phase,
The operation output determination unit prioritizes the combined heat and power supply device such that the unbalance amount corresponding to the difference between the total power generation amount of the positive phase connection device and the total power generation amount of the reverse phase connection device is equal to or less than an allowable value. Thus, the operation output in the selected time zone is determined.
上記第13特徴構成によれば、上記運転計画手段の運転出力決定部が、上記正相接続装置の発電量の合計と上記逆相接続装置の発電量の合計との差に応じた不平衡量を求め、その不平衡量が許容値以下となるような熱電併給装置を優先して、選定時間帯における運転出力を決定する。よって、上記不平衡量が常に許容値以下に制限されるので、単相3線式電力系統の中性線に電流が流れることを抑制し、当該中性線の抵抗分でロスとなる無駄な電流損失を抑制することができる。 According to the thirteenth feature configuration, the operation output determination unit of the operation planning means calculates the unbalance amount according to the difference between the total power generation amount of the positive phase connection device and the total power generation amount of the negative phase connection device. The operation output in the selected time zone is determined by giving priority to a combined heat and power supply device whose unbalance amount is equal to or less than the allowable value. Therefore, since the unbalance amount is always limited to the allowable value or less, it is possible to suppress a current from flowing through the neutral line of the single-phase three-wire power system and useless current that is lost due to the resistance of the neutral line. Loss can be suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第14特徴構成は、前記運転出力決定部が、前記選定時間帯において、前記複数の熱電併給装置のうち運転される一の熱電併給装置の運転出力を仮に決定すると共に、当該一の熱電併給装置を当該仮に決定した運転出力で運転したときの連系点電圧が許容値を越える場合には、当該一の熱電併給装置の運転出力を運転停止も含めた最低出力に決定するように構成されている点にある。 In a fourteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the operation output determination unit temporarily determines an operation output of one of the plurality of cogeneration devices operated in the selected time zone. In addition, if the connection point voltage when the one combined heat and power unit is operated with the temporarily determined operation output exceeds the allowable value, the minimum output including the operation stop of the one combined heat and power unit The point is that it is configured to be determined.
上記第14特徴構成によれば、上記運転計画手段の運転出力決定部が、選定時間帯において、上記一の熱電併給装置を仮に決定した運転出力で運転したときの連系点電圧が許容値を越える場合には、その一の熱電併給装置の運転出力を上記最低出力に決定することで、連系点電圧の過剰上昇を未然に抑制することができる。 According to the fourteenth feature configuration, the connection point voltage when the operation output determination unit of the operation planning unit operates the one thermoelectric power supply device with the operation output temporarily determined in the selected time zone has an allowable value. In the case of exceeding, by determining the operation output of the one combined heat and power supply device to the above-mentioned minimum output, it is possible to suppress an excessive increase in the interconnection point voltage.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第15特徴構成は、前記複数の熱電併給装置の夫々が、前記運転計画手段との通信が不可能な状態であるときに、前記熱電併給装置を逆潮流無しの個別運転させるように構成されている点にある。 According to a fifteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, when each of the plurality of cogeneration devices is in a state where communication with the operation planning unit is impossible, the cogeneration system is configured so that no reverse power flow occurs. The point is that it is configured to be operated individually.
上記第15特徴構成によれば、上記熱電併給装置側において、上記運転計画手段との通信が不可能な状態となり、当該運転計画手段で計画した運転計画に関する情報を受信することができない場合においても、上記逆潮流を禁止した上で、当該熱電併給装置を、例えば当該熱電併給装置が設置された需要家における電力需要部の電力需要量又は熱需要部の熱需要量に応じて個別運転させることができる。よって、運転計画手段との通信が不可能な状態である熱電併給装置についても上記個別運転により運転を継続させることができるので、当該熱電併給装置の運転停止による省エネルギ性や経済性の低下を抑制することができる。 According to the fifteenth characteristic configuration, even when the combined heat and power supply apparatus cannot communicate with the operation planning unit and cannot receive information on the operation plan planned by the operation planning unit. In addition, prohibiting the reverse power flow, the heat and power supply apparatus is individually operated according to the power demand amount of the power demand section or the heat demand amount of the heat demand section in a consumer in which the heat and power supply apparatus is installed, for example. Can do. Therefore, since it is possible to continue the operation of the combined heat and power unit that cannot communicate with the operation planning means by the individual operation, the energy saving and the economical efficiency are reduced due to the shutdown of the combined heat and power unit. Can be suppressed.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第16特徴構成は、前記運転計画手段が、前記複数の熱電併給装置のうち当該運転計画手段との通信が不可能な状態である通信不能装置を計画対象外とし、前記総電力需要量から、前記通信不能装置が賄う電力需要相当量を差し引くように構成されている点にある。 According to a sixteenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the operation planning unit excludes, from among the plurality of cogeneration devices, an incommunicable device that cannot communicate with the operation planning unit. In the above configuration, it is configured to subtract an amount corresponding to the power demand covered by the incommunicable device from the total power demand.
上記第16特徴構成によれば、上記運転計画手段側において、上記運転計画手段との通信が不可能な状態である上記通信不能装置に対しては、計画した運転計画に関する情報を送信することができないことから、その通信不能装置を計画対象外とする。更に、その通信不能装置については個別運転されている可能性があるとして、その通信不能装置を計画対象外としている間は、通信不能装置が賄う電力需要相当量を求め、その電力需要相当量を差し引いた総電力需要量により、上記通信不能装置以外の熱電併給装置の運転を計画して、省エネルギ性及び経済性等の向上を図ることができる。 According to the sixteenth feature configuration, on the operation plan means side, information related to the planned operation plan can be transmitted to the communication impossible device which is in a state where communication with the operation plan means is impossible. Because it is not possible, the device that cannot communicate cannot be planned. Furthermore, since it is possible that the incommunicable device may be individually operated, while the incommunicable device is excluded from the target of planning, the equivalent amount of power demand covered by the incommunicable device is obtained. Based on the subtracted total power demand, it is possible to plan the operation of the combined heat and power supply device other than the communication impossible device, thereby improving the energy saving and the economical efficiency.
本発明に係るコージェネレーションシステムの第17特徴構成は、前記電力需要部が、複数の需要家の夫々に設けられた電力需要部であり、
前記熱電併給装置が、前記複数の需要家の少なくとも一部に設けられている点にある。
According to a seventeenth characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the power demand section is a power demand section provided in each of a plurality of consumers,
The cogeneration apparatus is provided in at least a part of the plurality of consumers.
上記第17特徴構成によれば、上記熱電併給装置が設置された所謂発電需要家が有する電力需要部の電力需要量に加えて、上記熱電併給装置が設定されていない所謂無発電需要家が有する電力需要部の電力需要量についても、総電力需要量として積算することができるので、熱電併給装置の発電量で賄う総電力需要量を、熱電併給装置の発熱量で賄う熱需要量と比べて、比較的大きくすることができる。
よって、例えば冬場などにおいて、熱需要量と比べて電力需要量が小さい需要家に設置された熱電併給装置の運転出力を積極的に増加させて、余剰の電力を他の電力需要部に供給しながら、その熱需要量を充分に賄う分の発熱量を得ることができ、熱電併給装置のエネルギ効率を向上することができる。
更に、全需要家と商用電力系統との間で流れる電力量と、全熱電併給装置の総発電量とから、総電力需要量を求めることができることから、上記無発電需要家の電力需要部における電力需要量を計測するメータや運転計画手段との通信を行うための通信手段を設置しなくても構わない。
According to the seventeenth characteristic configuration, in addition to the power demand amount of the power demand section of the so-called power generation consumer in which the cogeneration device is installed, the so-called non-power generation consumer in which the thermoelectric cogeneration device is not set has Since the power demand of the power demand department can also be integrated as the total power demand, the total power demand covered by the power generation amount of the combined heat and power unit is compared with the heat demand amount covered by the heat generation amount of the combined heat and power unit. Can be relatively large.
Therefore, for example, in winter, the operation output of the combined heat and power unit installed in a consumer whose power demand is small compared to the heat demand is actively increased, and surplus power is supplied to other power demand departments. However, it is possible to obtain a calorific value sufficient to cover the heat demand, and to improve the energy efficiency of the combined heat and power supply device.
Furthermore, since it is possible to obtain the total power demand from the amount of power flowing between all consumers and the commercial power system and the total power generation amount of the total heat and power supply device, in the power demand section of the non-power generation consumer There is no need to install a communication means for communicating with a meter for measuring the amount of power demand or an operation planning means.
本発明に係るコージェネレーションシステムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。 An embodiment of a cogeneration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本コージェネレーションシステムは、図1に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置1と、その熱電併給装置1の将来の計画期間における運転を計画するように構成されたコンピュータ等からなる運転計画手段50とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the cogeneration system includes a
また、このコージェネレーションシステムでは、複数の需要家D(D1,D2,D3,D4)の夫々に、熱電併給装置1が設置されている。言い換えれば、複数の熱電併給装置1が、複数の需要家D内における複数の熱需要部7に対応して備えられている。そして、その複数の熱電併給装置1の夫々が発生した熱は、その熱を発生した熱電併給装置1に対応する熱需要部7、即ちその熱電併給装置1が設置された需要家D内の熱需要部7に供給される。
ここで、複数の需要家Dとは、一又は複数の集合住宅等の建物内における複数の住居や、一又は複数の地域内における複数の住居等とすることができる。
尚、このように熱電併給装置1が設置された需要家D1,D2,D3,D4を発電需要家と呼ぶ場合がある。
Moreover, in this cogeneration system, the
Here, the plurality of consumers D may be a plurality of residences in a building such as one or a plurality of apartment houses, a plurality of residences in one or a plurality of areas, and the like.
In addition, the consumer D1, D2, D3, D4 in which the
一方、複数の熱電併給装置1が発生した電力については、基本的にはその電力を発生した熱電併給装置1が設置された需要家D内の電力需要部13に供給可能であるが、更に、その電力は、複数の需要家D間に敷設された需要家間配線10を利用して、その熱電併給装置1が設置された需要家Dとは別の需要家D内の電力需要部13に供給可能な形態、即ち電力融通可能な形態で、各電力需要部13に供給される。
On the other hand, the electric power generated by the plurality of
複数の熱電併給装置1の夫々には、その熱電併給装置1の運転を個別に制御するように構成されたコンピュータ等からなる運転制御部40が設けられ、更に、この運転制御部40は、上記運転計画手段50との間で通信線45を介して通信可能に構成されている。
Each of the plurality of
また、商用電力系統9と需要家間配線10との間には、商用電力系統9と需要家間配線10との間で流れる電力量を計測する電力量計測部P1が設けられている。
この電力量計測部P1は、全ての熱電併給装置1の発電量の合計である総発電量が、全ての電力需要部13の電力需要量の合計を超えて、需要家間配線10から商用電力系統9への電力の逆潮流、つまり余剰電力が発生するか否かを検出することができる。
In addition, an electric energy measuring unit P <b> 1 that measures the electric energy flowing between the commercial
This electric energy measurement part P1 is the total electric power generation amount which is the sum total of the electric power generation amount of all the combined heat and
次に、各需要家Dにおける熱電併給装置1の概略構成、及び、その熱電併給装置1と熱需要部7及び電力需要部13との接続状態等について、説明する。尚、図1において、需要家D2,D3,D4内の状態は、需要家D1内の状態とほぼ同様のものであるので、図1における図示及び詳細説明は割愛する。
Next, the schematic configuration of the combined heat and
この熱電併給装置1は、エンジン駆動発電機や燃料電池等のような発電機2を作動させて電力を発生すると共に、その発電機2の排熱を、冷却水循環路15を循環する冷却水により回収する形態で熱を利用するように構成されている。
The
また、このように熱電併給装置1が発生した熱は、熱需要部7としての給湯栓や風呂などの給湯部6への給湯用、及び、熱媒を放熱させることで部屋や浴室などの暖房を行う暖房装置などの暖房部5(放熱部の一例)への暖房用に消費され、一方、熱電併給装置1が発生した電力は、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、電灯などの電力需要部13に供給される。
Further, the heat generated by the combined heat and
この熱電併給装置1には、熱電併給装置1の運転を制御する運転制御部40やリモコンなどが設けられている。
The
発電機2が発生した電力が出力される発電用配線12には、発電機2を商用電力系統9に連係するためのインバータ8が設けられ、そのインバータ8は、発電機2の出力電力を商用電力系統9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。
尚、商用電力系統9は、例えば、単相3線式100/200Vであり、需要家間配線10から需要家D内に引き込まれた需要家内配線11を通じて、電力需要部13に電気的に接続されている。
The
The
インバータ8は、発電用配線12を介して需要家内配線11に電気的に接続され、発電機2が発生した電力がインバータ8を介して電力需要部13に供給されるように構成されている。
The
また、需要家間配線10から需要家D内に引き込まれた需要家内配線11には、電力需要部13における電力需要量を計測する電力量計測部P2が設けられており、計測した電力需要量を運転計画手段50側に出力するように構成されている。
Further, in the
発電機2には燃料路21を通じて設定流量で都市ガスである燃料Gが供給されて、発電機2が定格運転されるようになっており、その定格運転では、発電機2の発電量は定格発電量(例えば0.85kW)で略一定になるようになっている。
The
熱電併給装置1には、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯槽4、冷却水循環ポンプ17の作動により発電機2の排熱を回収して加熱される冷却水が循環する冷却水循環路15、湯水循環ポンプ19の作動により湯水が循環する湯水循環路18、湯水循環路18を循環する湯水を、冷却水循環路15を循環する冷却水との熱交換により加熱可能な排熱式熱交換器24、貯湯槽4の下部の比較的低温の湯水を湯水循環路18における排熱式熱交換器24の上流側に取り出す取り出し路35、湯水循環路18における排熱式熱交換器24の下流側の比較的高温の湯水を貯湯槽4の上部に取り入れる貯湯路36、貯湯槽4の上部の比較的高温の湯水を給湯部6に供給する給湯路20、熱媒循環ポンプ23の作動により熱媒を放熱させる暖房部5との間で熱媒を循環させる熱媒循環路22、熱媒循環路22を循環する熱媒を、湯水循環路18を循環する湯水との熱交換により加熱可能な熱媒加熱用熱交換器26、燃料路28を通じて供給された燃料Gを燃焼させて湯水循環路18を循環する湯水を加熱可能な補助加熱器27などを備えて構成されている。
The
更に、貯湯槽4には、貯湯槽4の貯湯熱量を検出する貯湯熱量検出手段としての4個のタンクサーミスタTtが上下方向に間隔を隔てて設けられている。つまり、タンクサーミスタTtが設定温度以上の温度を検出することにより、その設置位置に比較的高温の湯水が貯湯されているとして、検出温度が設定温度以上であるタンクサーミスタTtのうちの最下部のタンクサーミスタTtの位置に基づいて、貯湯熱量を4段階に検出するように構成され、4個のタンクサーミスタTt全ての検出温度が前記設定温度以上になると、貯湯槽4の貯湯熱量が満杯であることが検出されるように構成されている。
Further, the hot
貯湯路36には、電磁比例弁等からなる貯湯弁37が設けられており、この貯湯弁37により、湯水循環路18から貯湯路36を介して貯湯槽4に供給される湯水の供給量の調整及び供給の断続を行うことができる。
The hot
また、湯水循環路18の貯湯路36の接続部と熱媒加熱用熱交換器26との間には、電磁比例弁等からなる暖房弁39が設けられており、この暖房弁39により、熱媒加熱用熱交換器26に供給する湯水の供給量の調整及び供給の断続を行うことができる。
A
熱電併給装置1に設けられる補機である冷却水循環ポンプ17、湯水循環ポンプ19、熱媒循環ポンプ23などの電力需要量は、電力需要部13に該当する需要家D内で消費される電力とは別扱いとする。
The power demand of the cooling
湯水循環路18には、補助加熱器27に流入する湯水の温度を検出する入口サーミスタTi、補助加熱器27から流出する湯水の温度を検出する出口サーミスタTeが設けられている。
また、貯湯槽4の上部から取り出した湯水を給湯部6に供給する給湯路20には、給湯部6の熱需要量である給湯熱需要量を計測する給湯熱需要量計測手段31が設けられ、一方、熱媒循環路22には、暖房部5の熱需要量である暖房熱需要量を計測する暖房熱需要量計測手段32が設けられている。
また、上記給湯熱需要量計測手段31及び暖房熱需要量計測手段32は、湯水や熱媒の温度及び流量を検出し、それらの検出結果から熱需要量を求めるように構成されている。そして、運転制御部40は、1時間等の単位時間間隔に各熱需要量を計測し、その計測した熱需要量を運転計画手段50側に出力するように構成されている。
The hot
The hot
The hot water supply heat demand measuring means 31 and the heating heat demand measuring means 32 are configured to detect the temperature and flow rate of hot water and the heat medium, and obtain the heat demand from the detection results. And the
発電用配線12の途中には、熱電併給装置1が発生した電力を消費して熱を発生し、その熱により貯湯槽4への貯湯を行うことで、エネルギの回収を行う電気ヒータ16が接続されている。
そして、余剰電力の商用電力系統9への逆潮流を防止するために、余剰電力を、例えば熱需要量が大きい特定の需要家Dにおける電気ヒータ16にて消費させて回収可能に構成されている。
An
And in order to prevent the reverse power flow to the
前記運転制御部40は、熱電併給装置1を運転するときには、発電機2及び冷却水循環ポンプ17の作動状態を制御し、そして、湯水循環ポンプ19及び熱媒循環ポンプ23の作動状態を制御することによって、貯湯槽4内に湯水を貯湯する貯湯運転や、暖房部5を循環する熱媒を加熱する熱媒加熱運転等を行うように構成されている。
そして、運転制御部40は、詳細については後述するが、運転計画手段50により作成された運転計画に基づいて、熱電併給装置1の運転を行うように構成されている。
The
The
給湯部6が開栓されると、貯湯槽4の上部から湯水が取り出されて、給湯路20を通じて給湯部6に湯水が供給される。また、給湯部6が開栓されたときに、貯湯槽4内に湯が貯湯されていないときには、湯水循環ポンプ19が作動され、貯湯弁37が開弁されると共に、補助加熱器27が加熱作動されて、その補助加熱器27にて加熱された湯水が、貯湯路36を通じて給湯路20及び給湯部6に供給される。
When the hot
運転計画手段50は、公知の記録装置等からなる需要量記録部51、コンピュータにより所定のプログラムを実行することにより機能する需要量予測部52、時間帯選定部53、省エネルギ度算出部54、貯湯熱量算出部55、運転出力決定部56、需要量更新部57等で構成されている。
The operation planning means 50 includes a demand
上記需要量記録部51は、各需要家Dで単位時間間隔に計測された熱需要部7における熱使用量である給湯熱使用量及び暖房熱使用量と、電力需要部13における電力使用量とを、熱需要部7及び電力需要部13の時系列的な過去の実熱需要量である実給湯熱需要量と実暖房熱需要量及び実電力需要量として受信して記録するように構成されている。
The demand
以下、運転計画手段50が有する各種処理部の詳細構成と共に、上記の運転計画手段50による複数の熱電併給装置1の運転計画方法について、説明する。
Hereinafter, the operation plan method of the plurality of
上記運転計画方法は、図2に示すような処理フローで実行される。
即ち、上記需要量予測部52により、先ず、そのように記録した実給湯熱需要量及び実暖房熱需要量と実電力需要量に基づいて、計画期間より24時間長い将来の所定期間における単位時間間隔の複数の時間帯Tについて、各需要家別の熱需要量である給湯熱需要量と暖房熱需要量、及び、複数の需要家Dにおける各電力需要部13の電力需要量の合計である総電力需要量を予測する(ステップ#1)。
尚、所定期間の何れかの時間帯において、貯湯槽4に熱が貯えられている場合には、貯湯熱量算出部55によりその貯湯槽4に貯えられた熱量(以下、「貯湯熱量」と呼ぶ。)を算出し、後述する需要量更新部57により、上記給湯熱需要量から、貯湯槽4の放熱係数を考慮して、その貯湯熱量を差し引くことにより、給湯熱需要量と貯湯熱量を更新しておくものとする。
The operation planning method is executed in a processing flow as shown in FIG.
That is, by the demand
In the case where heat is stored in the hot
次に、時間帯選定部53により、総電力需要量が熱電併給装置1の定格発電量より大きい時間帯を候補時間帯として抽出し(ステップ#2)、更に、その候補時間帯の中から、総電力需要量が最大となる時間帯を選定時間帯に選定する(ステップ#3)。尚、選定時間帯を、総電力需要量が熱電併給装置の定格発電量より大きい時間帯に制限することによって、複数の熱電併給装置1のうちの停止状態である一の熱電併給装置1を定格運転とするように運転出力を増加させた場合でも、総発電量が総電力需要量を超えて余剰電力が発生することを防止している。
Next, the time
続いて、省エネルギ度算出部54と貯湯熱量算出部55は、選定時間帯に各需要家Dの熱電併給装置1を運転したときの、各需要家Dの省エネルギ度と貯湯熱量を算出する(ステップ#4)。
省エネルギ度算出部54は、熱電併給装置1の運用を評価するための評価値として、前記熱電併給装置の運用によるエネルギ負荷削減程度を示すエネルギ負荷削減評価値の一例である省エネルギ度Pを算出する評価値算出部として構成されている。即ち、省エネルギ度算出部54は、上記ステップ#4において、複数の熱電併給装置1の夫々について、当該熱電併給装置1に対応する熱需要部7の所定期間における時間帯毎の熱需要量と、当該熱電併給装置1を選定時間帯において定格運転したと仮定した場合の発熱量や発電量の出力から、当該熱電併給装置1の運転による省エネルギ性を示す省エネルギ度Pを算出するように構成されている。
Subsequently, the energy saving
The energy saving
上記省エネルギ度Pの算出方法について説明を加えると、その省エネルギ度Pは、下記の(式1)に示すように、選定時間帯において熱電併給装置1を定格運転するのに必要な一次エネルギ消費量である運転時一次エネルギ消費量Eonに対して、選定時間帯において熱電併給装置1を定格運転することにより賄われる熱需要量及び電力需要量を、熱電併給装置1を運転することなく従来の給湯暖房機(補助加熱器27)が発生する熱及び商用電力系統9から受電した電力で賄った場合に必要な一次エネルギ消費量である否運転時一次エネルギ消費量Eoffの割合として求められる。
The calculation method of the energy saving degree P will be described. The energy saving degree P is calculated as the primary energy required for rated operation of the combined heat and
[数1]
省エネルギ度P=否運転時一次エネルギ消費量Eoff/運転時一次エネルギ消費量Eon×100(%)・・・(式1)
[Equation 1]
Energy saving P = Primary energy consumption during off operation Eoff / Primary energy consumption during operation Eon × 100 (%) (Equation 1)
上記運転時一次エネルギ消費量Eonは、選定時間帯において発電機2に供給される燃料Gのエネルギ換算値として求めることができ、本実施形態では、4800kcalである。
The operating primary energy consumption Eon can be obtained as an energy conversion value of the fuel G supplied to the
上記否運転時一次エネルギ消費量Eoffは、下記の(式2)〜(式5)に示すように、有効電力供給量E1を商用電力系統9からの受電電力で賄うための一次エネルギ消費量EK1と、有効暖房熱供給量E2を補助加熱器27で賄うための一次エネルギ消費量EK2と、有効給湯熱供給量E3を補助加熱器27で賄うための一次エネルギ消費量EK3との和として求めることができる。
The primary energy consumption amount Eoff at the time of non-operation is the primary energy consumption amount EK1 for covering the active power supply amount E1 with the received power from the
[数2]
Eoff=EK1+EK2+EK3・・・(式2)
EK1=E1/単位電力発電必要エネルギ(2350kcal/kW)・・・(式3)
EK2=E2/補助加熱器27の暖房効率(0.8)・・・(式4)
EK3=E3/補助加熱器27の給湯効率(0.8)・・・(式5)
[Equation 2]
Eoff = EK1 + EK2 + EK3 (Formula 2)
EK1 = E1 / unit power generation required energy (2350 kcal / kW) (Equation 3)
EK2 = E2 / Heating efficiency of auxiliary heater 27 (0.8) (Expression 4)
EK3 = E3 / Hot-water supply efficiency of auxiliary heater 27 (0.8) (Expression 5)
また、下記の(式6)〜(式8)に示すように、有効電力供給量E1は、熱電併給装置1の定格運転により発電される選定時間帯における発電量として求められ、有効暖房熱供給量E2は、熱電併給装置1を定格運転することにより得られる暖房熱供給量、有効給湯熱供給量E3は、熱電併給装置1の定格運転により得られる選定時間帯における発熱量から上記有効暖房熱供給量E1を差し引いた値として求められる給湯用に消費し得る熱量から、その熱量を給湯熱需要量として消費する時間帯までの放熱ロスを差し引いた値として求められる。尚、給湯熱需要量として消費する時間帯は、時間帯選定部が選定した選定時間帯から24時間以降まで考慮するものとする。
Moreover, as shown in the following (Formula 6) to (Formula 8), the effective power supply amount E1 is obtained as a power generation amount in a selected time zone generated by the rated operation of the combined heat and
[数3]
E1=熱電併給装置1を定格運転することにより得られる電力供給量・・・(式6)
E2=熱電併給装置1を定格運転することにより得られる暖房熱供給量・・・(式7)
E3=(熱電併給装置1の発熱量−有効暖房熱供給量E2)−放熱ロス・・・(式8)
[Equation 3]
E1 = Power supply amount obtained by rated operation of the combined heat and power supply apparatus 1 (Expression 6)
E2 = heating heat supply amount obtained by rated operation of the combined heat and power supply apparatus 1 (Expression 7)
E3 = (Heat generation amount of
即ち、省エネルギ度算出部54は、選定時間帯における熱需要量と熱電併給装置1の定格運転時の出力から省エネルギ度Pを求め、このような省エネルギ度Pの算出方法により、図3に示すように、各需要家D1,D2,D3,D4について、将来の計画期間の1時間ごとの複数の時間帯Tにおける省エネルギ度Pを算出することができる。
また、貯湯熱量算出部55は、所定期間における時間帯毎の給湯熱需要量及び省エネルギ度算出部で計算された有効給湯熱供給量E3の時間推移を踏まえて、所定期間における時間帯毎の貯湯熱量を算出する。
That is, the energy saving
Further, the hot water storage heat
次に、運転出力決定部56は、省エネルギ度算出部54と貯湯熱量算出部55で算出した、夫々の熱電併給装置1の省エネルギ度Pと貯湯槽熱容量制限に基づいて、複数の熱電併給装置1のうちの一台の熱電併給装置1の運転出力を定格運転時の定格出力に決定する(ステップ#5)。尚、時間帯選定部53において、総電力需要量が最大となる時間帯を選定する際に、総電力需要量が熱電併給装置1の定格発電量より大きい時間帯に制限しているので、運転出力を定格出力に決定する熱電併給装置1を複数台ではなく一台のみとすることにより、その熱電併給装置1を定格運転しても、後述の需要量更新部57で更新される総電力需要量が負の値(逆潮状態)とならないようにしている。また、貯湯槽熱容量制限は、上記貯湯熱量算出部55で算出された時間帯毎の貯湯熱量が、所定期間の何れかの時間帯において貯湯槽熱容量を超える場合には、有効に利用されない無駄な放熱となるため、発電しないものとする。
尚、図3において、このように貯湯熱量が貯湯槽熱容量を超過した需要家Dの時間帯には黒三角のマークが付してある。
Next, based on the energy saving degree P and the hot water storage tank heat capacity restriction of each of the combined heat and
In addition, in FIG. 3, the black triangle mark is attached | subjected to the time slot | zone of the consumer D in which the amount of stored hot water exceeded the hot water storage tank heat capacity in this way.
更に、運転出力決定部56は、上記運転出力を決定するにあたり、省エネルギ度Pが、所定の評価下限値未満、例えば熱電併給装置1の運転による省エネルギ性の向上が見込めるか否かの限界である100%未満である熱電併給装置1については、上記省エネルギ度Pが他の熱電併給装置1よりも優れている場合でも運転されないように構成されている。
Further, when determining the operation output, the operation
更には、運転出力決定部56は、時間帯選定部53により選定時間帯を逐次変更しながら上記運転出力を決定するにあたり、選定時間帯の前後の時間帯Tにおいて運転停止も含む最低出力以外で運転している熱電併給装置1については、上記省エネルギ度Pに基づく運転出力の決定よりも優先して、選定時間帯において運転停止も含む最低出力以外で運転するように運転出力を決定するように構成されている。尚、省エネルギ性の向上を確保するために、省エネルギ度Pが100%以上の複数の熱電併給装置1の中から、選定時間帯の前後の時間帯Tにおいて最低出力以外で運転している熱電併給装置1を優先して、運転出力を決定することが望ましい。
Further, when the operation
そして、需要量更新部57は、運転出力決定部56で決定した運転出力で運転した場合の熱電併給装置1の発電量及び発熱量を求め(ステップ#6)、その発電量から求められる有効電力供給量E1と、発熱量から求められる有効暖房熱供給量E2及び有効給湯熱供給量E3を用いて、計画期間における総電力需要量と、所定期間における各需要家Dの熱需要量(暖房熱需要量および給湯熱需要量)と貯湯熱量とを更新する(ステップ#7)。尚、貯湯熱量は、給湯熱需要量が有効給湯熱供給量E3より大きい場合は減少し、小さい場合は増加する。
And the demand amount update
上記のように、熱電併給装置1の発電量及び発熱量を用いて、総電力需要量と各需要家Dの熱需要量を徐々に減らしながら、将来の計画期間における複数の時間帯Tから選定時間帯を所定の計画順位にて順次選定し、省エネルギ度算出部54と貯湯熱量算出部55の算出結果から運転出力決定部56により運転出力を決定することで、図3に示すように、その将来の計画期間の全ての時間帯Tにおいて複数の熱電併給装置1の運転出力が決定されることになる(ステップ#8)。
As described above, using the power generation amount and heat generation amount of the combined heat and
そして、各熱電併給装置1の運転制御部40に対して、その熱電併給装置1が定格運転する時間帯Tを通知することで、各運転制御部40は、その通知された時間帯Tにおいて高効率な定格運転を行うことにより、複数の熱電併給装置1の設置による省エネルギ性及び経済性の向上が十分に発揮される。
And each
尚、複数の熱電併給装置1の夫々の運転制御部40は、運転計画手段50との間で通信線45を介して通信を行い、運転計画手段50で計画した運転計画に関する情報として、上記定格運転する時間帯Tを受信するように構成されているが、何らかの原因で、その通信が不可能な状態となった場合には、上記運転制御部40は、熱電併給装置1を逆潮流無しの個別運転させるように構成することができる。
即ち、上記運転制御部40は、運転計画手段50から上記定格運転する時間帯Tを受信できなかった場合には、熱電併給装置1の運転出力を、需要家間配線10に対する逆潮流が無いように、即ち熱電併給装置1の発電量が常にその需要家Dにおける電力需要部13の電力需要量を下回るように、任意に設定して個別運転させて、その熱電併給装置1の運転を継続させることができる。
更に、この個別運転では、熱電併給装置1の運転出力を、上記逆潮流がない範囲内で、その需要家Dにおける電力需要量又は熱需要量に応じて適宜制御するように構成して、その需要家Dにおけるエネルギ効率の向上を図ることもできる。
In addition, each
That is, when the
Further, in this individual operation, the operation output of the combined heat and
一方、運転計画手段50は、上述した運転計画方法において、複数の熱電併給装置1のうち、当該運転計画手段50との通信が不可能な状態である通信不能装置を計画対象外とすると共に、その通信不能装置を計画対象外としている間は、ステップ#1において予測される総電力需要量から、当該通信不能装置が賄う電力需要相当量を差し引くことで、上記通信不能装置以外の熱電併給装置1の運転を計画して、省エネルギ性及び経済性等の向上を図ることができる。
更に、上記通信不能装置が賄う電力需要相当量とは、上記通信不能装置が運転された場合に賄われると予測される電力需要量に相当する量を示し、例えば、その通信不能装置が設置された需要家Dにおける電力需要部13の電力需要量、又は、その通信不能装置の定格発電量等として求めることができる。
On the other hand, in the operation planning method described above, the
Furthermore, the power demand equivalent amount covered by the incommunicable device indicates an amount corresponding to the power demand amount expected to be provided when the incommunicable device is operated. For example, the incommunicable device is installed. It can be obtained as the power demand amount of the
ちなみに、本実施形態では、複数の熱電併給装置1の夫々が発生した電力を電力融通可能な形態で各電力需要部13に供給可能とすることで、複数の熱電併給装置1の稼働率が向上し、例えば4つの需要家D1,D2,D3,D4に対して、図3に示すように、熱電併給装置1の延べ運転時間が56時間であった。
一方、複数の熱電併給装置1の夫々が発生した電力を、上記電力融通を行うことなく、従来のように、その熱電併給装置1が設置された需要家Dの電力需要部13のみで消費する場合では、上述した計画方法と同様に運転出力を決定すると、例えば4つの需要家D1,D2,D3,D4に対して、熱電併給装置1の延べ運転時間が47時間であった。よって、本発明により省エネルギ度Pが100%以上の熱電併給装置1の運転時間が16%増大し、より省エネルギ性を向上させられることが確認できた。
Incidentally, in the present embodiment, the power generated by each of the plurality of
On the other hand, the electric power generated by each of the plurality of
また、ある需要家Dにおいて、突然の外出等によって、実際の運転期間における実際の給湯熱需要量及び暖房熱需要量が、計画時に予測した給湯熱需要量及び暖房熱需要量に対して、所定量以上少ない場合には、熱余りによる省エネルギ性の悪化を抑制するために、運転計画手段1又は運転制御部40により、該当する熱電併給装置1を停止させるように構成することができる。
In addition, in a certain customer D, due to a sudden outing or the like, the actual hot water supply heat demand and heating heat demand during the actual operation period are less than the hot water supply heat demand and heating heat demand predicted at the time of planning. In the case where the amount is more than the fixed amount, in order to suppress the deterioration of energy saving due to excess heat, the
同様に、複数の需要家Dにおいて、計画期間における実際の総電力需要量が、計画時に予測した総電力需要量に対して、所定量以上少ない場合には、余剰電力の発生による省エネルギ性の悪化を抑制するために、停止予定時間が最も近い熱電併給装置1を停止させるように構成することができる。尚、図3において、熱電併給装置1がこのように余剰電力の発生を回避するべく停止された時間帯の省エネルギ度Pは、その計算が省略されているために「0」となっている。
Similarly, in the case of a plurality of consumers D, when the actual total power demand during the planning period is less than a predetermined amount with respect to the total power demand predicted at the time of planning, the energy saving performance due to the generation of surplus power In order to suppress the deterioration, the combined heat and
〔別実施形態〕
(1)上記実施の形態において、図4に示すように、複数の熱電併給装置1が、単相3線式の需要家間配線10に対して、正相に接続された正相接続装置1aと、逆相に接続された逆相接続装置1bとを有している場合において、運転計画手段50の運転出力決定部56が、正相接続装置1aの発電量の合計と逆相接続装置1bの発電量の合計との差に応じた不平衡量が許容値以下となるような熱電併給装置1を優先して、選定時間帯における運転出力を決定するように構成することもできる。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of
即ち、運転出力決定部56は、熱電併給装置1の運転出力を例えば定格運転時の定格出力に決定した場合において、上記正相接続装置1aの発電量の合計と上記逆相接続装置1bの発電量の合計との差に応じた不平衡量として、下記の(式9)で得られる不平衡率URを求める。
That is, when the operation
[数4]
不平衡率UR(%)=(正相接続装置1aの発電量の合計と逆相接続装置1bの発電量の合計との差)/総発電量の1/2)×100・・・(式9)
[Equation 4]
Unbalance rate UR (%) = (Difference between the total power generation amount of the positive
そして、運転出力決定部56は、この不平衡率URが例えば40%等の許容値以下となるような熱電併給装置1を優先して、選定時間帯における運転出力を、例えば定格運転時の定格出力に決定することで、上記不平衡率URが常に許容値以下に制限されて、需要家間配線10の中性線10nに電流が流れることが抑制され、当該中性線10nの抵抗分でロスとなる無駄な電流損失が抑制される。
Then, the operation
(2)上記実施の形態において、運転計画手段50の運転出力決定部56は、図2に示す処理フローのステップ#5において、一台の熱電併給装置1の運転出力を定格運転時の定格出力に仮に決定すると共に、当該一の熱電併給装置1を当該仮に決定した運転出力で運転したときの連系点電圧(需要家間配線10の電圧)を求め、その連系点電圧が、所定の電圧管理範囲の上限値(例えば、101+6V,202+20V)等の許容値を超えると予測される場合には、当該一の熱電併給装置1の運転出力を運転停止も含めた最低出力に決定するように構成して、連系点電圧の過剰上昇を未然に抑制しても構わない。
(2) In the above embodiment, the operation
(3)上記実施の形態では、熱電併給装置1の運用を評価するための評価値を算出する評価値算出部を、その評価値として熱電併給装置1の運用によるエネルギ負荷削減程度を示すエネルギ負荷削減評価値の一例である省エネルギ度Pを算出する省エネルギ度算出部54としたが、別に、上記評価値算出部を、省エネルギ度以外の評価値を算出するように構成しても構わない。例えば、このような評価値としては、熱電併給装置の運転により顧客が支払うエネルギ料金の削減量を示すエネルギ料金削減量等のように省エネルギ度以外のエネルギ負荷削減評価値や、熱電併給装置の製造、使用(運転)、処分を通して潜在的環境負荷の影響を分析するライフサイクルアセスメントに利用される各種評価データや、単に熱電併給装置の運転によるCO2、NOx、SOx、炭化水素などの排出物の削減量等のように、熱電併給装置の運用による環境負荷削減程度を示す環境負荷削減評価値を用いることができる。
(3) In the above embodiment, the evaluation value calculation unit for calculating the evaluation value for evaluating the operation of the combined heat and
また、上記評価値として、上記のような省エネルギ度、エネルギ料金削減量、ライフサイクルアセスメントに利用される各種評価データ、CO2、NOx、SOx、炭化水素などの排出物の削減量等のうち、複数種の評価値を用いて運転出力を決定する場合には、その複数種の評価値のうち何れかが評価下限値未満であった熱電併給装置1については、その運転出力を運転停止も含めた最低出力に決定するように構成すれば、複数種の評価値の全体の悪化を抑制することができる。
In addition, as the evaluation value, among the above energy saving, energy charge reduction amount, various evaluation data used for life cycle assessment, reduction amount of emissions such as CO2, NOx, SOx, hydrocarbons, etc. When the operation output is determined using a plurality of types of evaluation values, the operation output is included in the operation output including the operation stop for the
(4)上記実施の形態において、熱需要量等を予測する需要量予測部52を、以下に説明するように、ある時間帯が経過後に、複数の熱需要部7の夫々についての熱需要量の予測精度を判定するように構成し、運転出力決定部56を、以降の選定時間帯において、その判定された予測精度を考慮して、複数の熱電併給装置1の運転出力を決定するように構成しても構わない。
(4) In the above-described embodiment, the heat demand
即ち、このような需要量予測部52は、複数の熱需要部7の夫々について、ある時間帯が経過した時点で、その時間帯に対して予測した熱需要量と、需要量記録部51に記録されるその時間帯における実熱需要量とを取得し、その実熱需要量と熱需要量との絶対誤差の累積値や平均値等の違いから、熱需要量の予測精度を判定する。
そして、運転出力決定部56は、以降の選定時間帯において、例えば熱需要量を用いて算出した省エネルギ度P等の評価値が同等の熱電併給装置1が複数ある場合には、その判定された予測精度が高い熱需要部7に対応する熱電併給装置1、即ち、需要量予測部52により高精度に熱需要量の予測が可能な熱需要部7に対応する熱電併給装置1を優先して、その熱電併給装置1の運転出力を定格出力に決定することで、その予測精度が高い熱需要部7において略計画どおりに省エネルギ度等の評価値の向上を図ることができる。
That is, such a demand
Then, the operation
(5)上記実施の形態では、運転計画手段50が、需要量記録部51及び需要量予測部52により、実熱需要量及び実電力需要量に基づいて熱需要量及び電力需要量を予測するように構成したが、別に、運転計画手段50は、このような予測を自ら行うのではなく、需要家Dの一般的な熱需要量及び電力需要量を入力したり、別のシステムで予測した熱需要量及び電力需要量を入力するように構成しても構わない。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施の形態では、運転出力決定部56が、省エネルギ度Pが例えば100%の評価下限値未満の熱電併給装置1については運転出力を最低出力に決定するように構成したが、別に、省エネルギ度が低くても運転しても構わない場合には、このような省エネルギ度の制限を省略しても構わない。
(6) In the above embodiment, the operation
(7)上記実施の形態では、選定時間帯の前後の時間帯において運転出力が最低出力以外に決定された熱電併給装置1を優先して、その選定時間帯における運転出力を最低出力以外に決定するように構成したが、別に、このような優先的な運転出力の決定を省略しても構わない。
(7) In the above embodiment, priority is given to the combined heat and
(8)上記実施の形態では、熱需要部7として、給湯部6や放熱部としての暖房部5を設けたが、別に、一方の熱需要部7のみを設けるように構成しても構わない。また、上記実施の形態では、熱媒を放熱させる放熱部として暖房装置などの暖房部5を設けたが、別に、風呂の追焚き用の熱交換器やデシカント空調機などの別の形態の放熱部を設けても構わない。
(8) In the above embodiment, the hot
(9)上記実施の形態では、選定時間帯における運転出力が決定される熱電併給装置1の運転形態を、発電量を略一定の定格発電量に維持する定格運転を行う形態としたが、別に、当該熱電併給装置1の運転形態を、定格運転とは別の運転形態、例えば、発電量を定格発電量よりも低く設定する部分出力運転や実際の総電力需要量に追従させて発電量を調整する電主運転等を行う形態としても構わない。また、このように、選定時間帯における熱電併給装置1の運転形態を、定格運転とは別の形態とする場合には、省エネルギ度算出部54等の評価値算出部において、上記熱電併給装置1をその形態で運転したと仮定して、発電機2の選定時間帯における発熱量や発電量を求めることによって、省エネルギ度等の評価値を算出することができる。
(9) In the above embodiment, the operation mode of the
(10)上記実施の形態では、複数の需要家Dの全てを、熱電併給装置1が設置された発電需要家D1,D2,D3,D4として説明したが、別に、熱電併給装置が、その複数の需要家Dの一部に設置されている場合、即ち、需要家Dとして、上記発電需要家以外に、熱電併給装置1が設置されていない無発電需要家を含む場合でも、本コージェネレーションシステムを実施することができる。
即ち、図5に示すように、複数の需要家Dの一部である発電需要家Daに設置された熱電併給装置1が発生した電力を、その発電需要家Daの電力需要部13に供給するのに加え、熱電併給装置が設置されていない無発電需要家Dbの電力需要部13にも供給する場合を想定する。そして、運転計画手段50は、それら発電需要家Da及び無発電需要家Dbの夫々の電力需要部13の合計である総電力需要量を用いて、発電需要家Daに設置された熱電併給装置1の将来の計画期間における運転を計画することができる。
よって、上記総電力需要量は、発電需要家Daのみの電力需要量の合計よりも、無発電需要家Dbの電力需要量が加えられた分大きくなるので、熱電併給装置1の発電量で賄う総電力需要量を、熱電併給装置1の発熱量で賄う熱需要量と比べて、比較的大きくすることができる。よって、例えば冬場などにおいて、熱需要量と比べて電力需要量が小さい発電需要家Daに設置された熱電併給装置1の運転出力を積極的に増加させて、余剰の電力を他の電力需要部13に供給しながら、その熱需要量を充分に賄う分の発熱量を得ることができ、熱電併給装置1のエネルギ効率を向上することができる。
(10) In the above embodiment, all of the plurality of consumers D have been described as the power generation consumers D1, D2, D3, D4 in which the combined heat and
That is, as shown in FIG. 5, the power generated by the combined heat and
Therefore, the total power demand is larger than the total power demand of only the power generation consumer Da by the addition of the power demand of the non-power generation consumer Db. The total power demand can be made relatively large as compared with the heat demand covered by the calorific value of the
また、上記運転計画手段50は、上記総電力需要量を、電力量計測部P1により計測された商用電力系統9から需要家間配線10へ流れる電力量と、全ての熱電併給装置1の発電量の合計である総発電量との和として求めることができる。
よって、上記無発電需要家Dbにおいては、熱電併給装置1が設置されていないので、運転計画手段50との間で熱電併給装置1の発電量や運転出力に関する通信を行うための通信線45及び通信装置を設置する必要がなく、更には、電力需要部13の電力需要量を個別に計測するためのメータ等についても省略することができる。
尚、上記無発電需要家Dbにおいて、給湯器などの熱源機60を備えることで、熱需要部7に対して当該熱源機60で発生した熱を供給することができる。
Further, the operation planning means 50 determines the total power demand from the amount of power flowing from the
Therefore, in the said non-electric power generation consumer Db, since the
In addition, in the said non-power-generating consumer Db, the heat generated by the said
熱電併給装置の将来の計画期間における運転を計画する運転計画手段を備えた本発明に係るコージェネレーションシステムは、熱電併給装置が発生した熱及び電力を省エネルギ性が実現できるよう有効利用して、熱電併給装置を高効率で運転するため、熱電併給装置の設置による省エネルギ性及び経済性のメリットを十分に発揮することができる。 The cogeneration system according to the present invention having an operation planning means for planning the operation in the future planning period of the combined heat and power device effectively uses the heat and power generated by the combined heat and power device so that energy saving can be realized, Since the cogeneration device is operated with high efficiency, the merit of energy saving and economy due to the installation of the cogeneration device can be fully exhibited.
1:熱電併給装置
2:発電機
4:貯湯槽
5:暖房部(放熱部)
6:給湯部
7:熱需要部
9:商用電力系統
10:需要家間配線
10n:中性線
13:電力需要部
15:冷却水循環路
17:冷却水循環ポンプ
40:運転制御部
45:通信線
50:運転計画手段
51:需要量記録部
52:需要量予測部
53:時間帯選定部
54:省エネルギ度算出部(評価値算出部)
55:貯湯熱量算出部
56:運転出力決定部
57:需要量更新部
D,D1,D2,D3,D4:複数の需要家
Da:発電需要家
Db:無発電需要家
P:省エネルギ度(評価値)
UR:不平衡率(不平衡量)
1: Combined heat and power supply device 2: Generator 4: Hot water tank 5: Heating part (heat radiation part)
6: Hot water supply section 7: Heat demand section 9: Commercial power system 10:
55: Hot water storage heat amount calculation unit 56: Operation output determination unit 57: Demand amount update unit D, D1, D2, D3, D4: Multiple consumers Da: Power generation customer Db: Non-power generation customer P: Energy saving level (evaluation value)
UR: Unbalance rate (unbalance amount)
Claims (17)
複数の熱需要部の夫々に対応して前記熱電併給装置を複数備え、
前記複数の熱電併給装置の夫々が発生した熱を、前記熱電併給装置に対応する前記熱需要部に供給すると共に、前記複数の熱電併給装置が発生した電力を、電力需要部に供給するように構成され、
前記運転計画手段が、
前記計画期間における複数の時間帯から所定の選定時間帯を順次選定する時間帯選定部と、
前記複数の熱電併給装置の夫々について、当該熱電併給装置に対応する前記熱需要部の前記計画期間を含む所定期間における時間帯毎の熱需要量と、当該熱電併給装置の前記選定時間帯における出力とから、前記選定時間帯における当該熱電併給装置の運用を評価するための評価値を算出する評価値算出部と、
前記複数の熱電併給装置の夫々についての前記選定時間帯における前記評価値に基づいて、前記複数の熱電併給装置の前記選定時間帯における運転出力を決定する運転出力決定部と、
前記運転出力決定部で決定した運転出力で運転した場合の前記複数の熱電併給装置の発電量及び発熱量を反映して、前記電力需要部の前記選定時間帯における電力需要量の合計である前記計画期間における時間帯毎の総電力需要量と前記所定期間における時間帯毎の熱需要量とを更新する需要量更新部とからなるコージェネレーションシステム。 A cogeneration system comprising an operation planning means for planning operation in a future planning period of a cogeneration device that generates heat and electric power,
Corresponding to each of a plurality of heat demand units, a plurality of the combined heat and power supply devices,
Supplying heat generated by each of the plurality of cogeneration devices to the heat demand unit corresponding to the cogeneration device and supplying power generated by the plurality of cogeneration devices to the power demand unit Configured,
The operation planning means is
A time zone selection unit for sequentially selecting a predetermined selection time zone from a plurality of time zones in the planning period;
For each of the plurality of cogeneration devices, the amount of heat demand for each time period in a predetermined period including the planned period of the heat demand section corresponding to the cogeneration device, and the output of the cogeneration device in the selected time period And an evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value for evaluating the operation of the cogeneration device in the selected time zone,
Based on the evaluation value in the selected time zone for each of the plurality of cogeneration devices, an operation output determining unit that determines an operation output in the selected time zone of the plurality of cogeneration devices;
Reflecting the power generation amount and the heat generation amount of the plurality of cogeneration devices when operating with the operation output determined by the operation output determination unit, the total power demand amount in the selected time zone of the power demand unit A cogeneration system comprising a demand amount updating unit for updating a total power demand amount for each time period in a planning period and a heat demand amount for each time period in the predetermined period.
前記熱需要部として、前記貯湯槽に貯留した湯水を消費する給湯部を備えた請求項1〜5の何れか一項に記載のコージェネレーションシステム。 Each of the plurality of cogeneration devices includes a hot water storage tank for storing hot water heated by generated heat,
The cogeneration system as described in any one of Claims 1-5 provided with the hot water supply part which consumes the hot water stored in the said hot water tank as the said heat demand part.
前記運転計画手段が、前記実熱需要量及び前記実電力需要量に基づいて、前記熱需要量及び前記電力需要量を予測する需要量予測部を有する請求項1〜8の何れか一項に記載のコージェネレーションシステム。 A demand amount recording unit for recording the actual heat demand amount and the actual power demand amount in time series of the heat demand part and the power demand part,
The said operation plan means has a demand amount prediction part which predicts the said heat demand amount and the said electric power demand amount based on the said actual heat demand amount and the said real electric power demand amount to any one of Claims 1-8. The described cogeneration system.
前記運転出力決定部が、前記予測精度が高いと判定された前記熱需要部に対応する前記熱電併給装置を優先して、前記選定時間帯における運転出力を決定するように構成されている請求項1〜9の何れか一項に記載のコージェネレーションシステム。 The operation planning means is configured to determine the prediction accuracy of the heat demand from the difference between the actual heat demand and the heat demand,
The operation output determination unit is configured to prioritize the combined heat and power supply device corresponding to the heat demand unit determined to have high prediction accuracy, and to determine an operation output in the selected time zone. The cogeneration system according to any one of 1 to 9.
前記運転出力決定部が、前記正相接続装置の発電量の合計と前記逆相接続装置の発電量の合計との差に応じた不平衡量が許容値以下となるような前記熱電併給装置を優先して、前記選定時間帯における運転出力を決定するように構成されている請求項1〜12の何れか一項に記載のコージェネレーションシステム。 The plurality of cogeneration devices have a positive phase connection device connected to the positive phase of the single-phase three-wire wiring and a negative phase connection device connected to the negative phase of the single-phase three-wire wiring,
The operation output determination unit prioritizes the combined heat and power supply device such that the unbalance amount corresponding to the difference between the total power generation amount of the positive phase connection device and the total power generation amount of the reverse phase connection device is equal to or less than an allowable value. And the cogeneration system as described in any one of Claims 1-12 comprised so that the driving | operation output in the said selection time slot | zone may be determined.
前記熱電併給装置が、前記複数の需要家の少なくとも一部に設けられている請求項1〜16の何れか一項に記載のコージェネレーションシステム。 The power demand section is a power demand section provided for each of a plurality of consumers,
The cogeneration system according to any one of claims 1 to 16, wherein the cogeneration device is provided in at least a part of the plurality of consumers.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013155919A (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Noritz Corp | Storage type hot water supply system |
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JP2017180956A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 東邦瓦斯株式会社 | Electric power supply and thermal supply system and residence block groups |
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2006
- 2006-09-12 JP JP2006246816A patent/JP2007107873A/en active Pending
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