JP2007220665A - Operation planning device and operation planning method for cogeneration system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation planning device for a cogeneration system in which the optimum operation pattern of high energy saving characteristics can be searched at a small calculation cost. <P>SOLUTION: This is provided with a load predicting part 101 to predict an energy load at customers in an operation planning period, a division part 102 to divide the operation planning period into a plurality of periods, and an optimum operation pattern decision part 103 to determine the optimum operation pattern in the operation planning period by sequentially repeating until the last period of the plurality of periods a treatment of searching the operation pattern suitable to supply energy coping with the predicted energy load for a first period of the plurality of divided periods, and of searching the operation pattern suitable to supply energy coping with the predicted energy load as the operation pattern succeeding the operation pattern searched in the immediately prior period. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを決定する運転計画装置に関する。   The present invention relates to an operation planning apparatus that determines an optimal operation pattern of a cogeneration system during an operation planning period.

燃料電池コージェネレーションシステム、ガスエンジンコージェネレーションシステムなどの、電力と熱を発生する熱電併給装置を設けたコージェネレーションシステムは、需要家に設置され、発電した電力を需要家に供給し、電力負荷を賄うとともに、発電に伴う排熱を回収して蓄熱することで、需要家の給湯負荷を賄う。このシステムは、火力発電などの従来の発電システムと比較してエネルギー効率が非常に高く、省エネ機器として普及が期待されている。   Cogeneration systems such as fuel cell cogeneration systems and gas engine cogeneration systems, which are equipped with a combined heat and power generator that generates electricity and heat, are installed in consumers, supplying the generated power to consumers and reducing the power load. In addition to providing heat, it collects waste heat from power generation and stores it to cover the hot water supply load of consumers. This system has a very high energy efficiency as compared with conventional power generation systems such as thermal power generation, and is expected to spread as an energy saving device.

しかし、コージェネレーションシステムの省エネ性を最大限に発揮するためには、需要家の電力・熱負荷パターンに適した運転を行う必要がある。たとえば、需要家で熱が使われないのに、電力負荷に合わせてコージェネレーションシステムで発電を行うと、蓄熱量が増え続け、いずれ蓄熱可能な容量を越えてしまう。この場合には、熱を捨てながら発電を続けるか、もしくは無駄な熱をこれ以上発生しないように発電を停止することとなり、需要家の電力を賄うことが出来なくなる。どちらの対処を行っても省エネ性が低下する。   However, in order to maximize the energy-saving performance of the cogeneration system, it is necessary to perform an operation suitable for the power / heat load pattern of the consumer. For example, when heat is generated by a cogeneration system according to the power load even though heat is not used by consumers, the amount of stored heat continues to increase, eventually exceeding the capacity that can store heat. In this case, power generation is continued while throwing away heat, or power generation is stopped so as not to generate unnecessary heat any more. Regardless of which measure is taken, energy efficiency is reduced.

そこで、コージェネレーションシステムには、自動的に設置された需要家の将来の負荷を予測し、その予測に基づいて、省エネ性を発揮する運転を計画するシステムが求められている。   Therefore, a cogeneration system is required to predict a future load of an automatically installed customer and to plan an operation that exhibits energy savings based on the prediction.

このようなシステムとして、例えば、特許文献1に示すものがある。特許文献1の技術では、所定の運転を計画する期間の電力需要と熱需要を予め予測し、予測した需要に対して、所定の運転を計画する期間内を所定の時間間隔ごとに運転もしくは停止状態のいずれかを設定した運転の計画を運転パターンとして設定し、この運転パターンに従ってコージェネレーションシステムを運転した場合の一次エネルギー使用量を所定の計算式によって算出する。取り得る全ての運転パターンの一次エネルギー使用量を求め、全ての運転パターンの中で最も一次エネルギー使用量が少ない運転パターンに従ってコージェネレーションシステムを運転する。   An example of such a system is shown in Patent Document 1. In the technique of Patent Document 1, power demand and heat demand in a period for which a predetermined operation is planned are predicted in advance, and within the period in which the predetermined operation is planned with respect to the predicted demand, the operation is stopped or stopped at predetermined time intervals. An operation plan in which one of the states is set is set as an operation pattern, and a primary energy usage amount when the cogeneration system is operated according to the operation pattern is calculated by a predetermined calculation formula. The primary energy usage of all possible operation patterns is obtained, and the cogeneration system is operated according to the operation pattern with the smallest primary energy usage among all the operation patterns.

この処理により、運転計画期間で取り得る全ての運転パターンの中から最も省エネ性の高い運転パターンを選択し、コージェネレーションシステムを運転することが可能となる。   By this process, it becomes possible to select the operation pattern with the highest energy saving performance from all the operation patterns that can be taken in the operation plan period, and to operate the cogeneration system.

また、特許文献1の他に、需要家の将来の負荷を予測し、その予測に基づいて省エネ性を発揮する運転を計画するシステムとして特許文献2に示すものがある。特許文献2の技術では、起動時刻を仮決めし、計算コストの小さい簡易な計算で発電出力や排熱回収量などを求め、所定の条件を満たす停止時刻を求める。起動時刻をずらして色々な起動時刻で同様に停止時刻を求め、その仮決めした起動・停止時刻に対して放熱損などを考慮した計算コストの大きい詳細な運転の計算を行い消費エネルギー量を算出し、仮決めした起動・停止時刻のうち消費エネルギーが最小となる運転パターンを選択する。そして、仮決めした起動時刻から電力に追従運転を行った場合の排熱回収量が1日に必要な熱量もしくはその大半を賄うという条件を満たす停止時刻を求めている。   In addition to Patent Document 1, Patent Document 2 discloses a system that predicts a future load of a consumer and plans an operation that exhibits energy saving performance based on the prediction. In the technique of Patent Document 2, the start time is provisionally determined, the power generation output, the amount of exhaust heat recovery, and the like are obtained by simple calculation with a low calculation cost, and the stop time satisfying a predetermined condition is obtained. Shift the start time to obtain the stop time at various start times in the same way, and calculate the amount of energy consumption by calculating detailed operation with high calculation cost considering the heat dissipation loss for the temporarily determined start / stop time. Then, the operation pattern that minimizes the energy consumption is selected from the temporarily determined start / stop times. And the stop time which satisfy | fills the conditions that the waste heat recovery amount at the time of performing a follow-up operation | movement with electric power from provisionally determined start time covers the heat amount required for the day or most of it is calculated | required.

この処理により、小さい計算コストで、所定の条件を満たす運転パターンの中で最も省エネ性の高い運転パターンを選択し、コージェネレーションシステムを運転することが可能となる。
特開2002−213303号公報 特開2005−30211号公報
With this process, it is possible to select the operation pattern having the highest energy saving performance among the operation patterns satisfying the predetermined condition at a low calculation cost and to operate the cogeneration system.
JP 2002-213303 A JP-A-2005-30211

しかしながら、特許文献1の技術によれば、計算コストが膨大になるという課題がある。   However, according to the technique of Patent Document 1, there is a problem that the calculation cost becomes enormous.

たとえば、特許文献1の技術では、取り得る運転パターンの総数は2の48乗、つまり、約28兆通りとなる。これは、48期間に対して、定格運転状態、もしくは停止状態のいずれかを選択する場合に取り得るパターンの総数である。このような膨大な数の運転パターンの全てに対して省エネ性を算出し、最も省エネ性の高い運転パターンを探索するのは、計算コストが莫大となり現実的ではない。   For example, in the technique of Patent Document 1, the total number of possible operation patterns is 2 to the 48th power, that is, about 28 trillion. This is the total number of patterns that can be taken when selecting either the rated operating state or the stopped state for 48 periods. It is not realistic to calculate the energy saving performance for all such a large number of driving patterns and search for the driving pattern having the highest energy saving because the calculation cost is enormous.

また、特許文献2の技術によれば、計算コストは小さいが、所定の条件を満たした運転パターンの中だけで、省エネ性が最高となる運転パターンを探索しているため、必ずしも全ての運転パターンの中で省エネ性が最も高い運転パターンが求まらないという課題がある。   Further, according to the technology of Patent Document 2, although the calculation cost is small, since the operation pattern that maximizes the energy saving performance is searched only among the operation patterns that satisfy the predetermined condition, not all the operation patterns are required. However, there is a problem that an operation pattern with the highest energy saving performance cannot be obtained.

たとえば、特許文献2の技術では、計算コストを小さくするために、仮決めした起動時刻から電力に追従運転を行った場合の排熱回収量が1日に必要な熱量もしくはその大半を賄うという条件を満たす停止時刻を求めているが、早朝と夕方に電力負荷および熱負荷が大きく、昼間には電力負荷および熱負荷が小さい需要家では、コージェネレーションシステムを早朝に運転し、昼間は運転を停止し、夕方に再度運転するといった二回の起動を行う運転パターンで1日に必要な熱量を賄う運転が最も省エネ性が高くなる。ところが、特許文献2の技術では、前記の通り、一日に一回の起動と停止を行うという制約条件があるために、最も省エネ性の高い運転パターンは探索されない結果となる。   For example, in the technique of Patent Document 2, in order to reduce the calculation cost, a condition that the exhaust heat recovery amount when the follow-up operation with electric power is performed from the temporarily determined start time covers the heat amount required for the day or most of it is provided. For customers with high power and heat loads in the early morning and evening, but low power and heat loads in the daytime, operate the cogeneration system early in the morning and stop the operation in the daytime. However, driving that covers the amount of heat necessary for one day with the driving pattern of starting twice, such as driving again in the evening, has the highest energy saving performance. However, in the technique of Patent Document 2, as described above, since there is a restriction condition of starting and stopping once a day, an operation pattern with the highest energy saving performance is not searched.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小さい計算コストで、省エネ性が高い最適な運転パターンを探索することができるコージェネレーションシステム用運転計画装置および運転計画方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides an operation planning apparatus and an operation planning method for a cogeneration system that can search for an optimal operation pattern with high energy saving performance at a low calculation cost. For the purpose.

上記目的を達成するために、本発明に係るコージェネレーションシステム用運転計画装置は、運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを決定する運転計画装置であって、前記コージェネレーションシステムがエネルギーを供給する先である需要家における前記運転計画期間でのエネルギー負荷を予測する負荷予測手段と、前記運転計画期間を複数の期間に分割する分割手段と、分割された前記複数の期間の最初の期間について、前記負荷予測手段によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索し、続く期間について、直前の期間で探索された運転パターンに続く運転パターンとして、前記負荷予測手段によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索する、という処理を前記複数の期間の最後の期間まで順次繰り返すことによって前記運転計画期間における最適な運転パターンを決定する最適運転パターン決定手段とを備える。   In order to achieve the above object, an operation planning apparatus for a cogeneration system according to the present invention is an operation planning apparatus that determines an optimal operation pattern of a cogeneration system in an operation planning period, and the cogeneration system saves energy. A load predicting means for predicting an energy load in the operation plan period in a consumer who is a supply destination; a dividing means for dividing the operation plan period into a plurality of periods; and a first period of the divided periods For the driving pattern suitable for supplying energy corresponding to the energy load predicted by the load predicting means, and for the subsequent period, the driving pattern following the driving pattern searched for in the immediately preceding period is used as the load pattern. Energy corresponding to the energy load predicted by the prediction means And an optimum operation pattern determining means for determining an optimum operation pattern in the operation plan period by sequentially repeating a process of searching for an operation pattern suitable for supplying the energy to the last period of the plurality of periods. .

これにより、各分割期間では、最適運転パターンの探索において、一部の運転パターンだけが最適運転パターンの候補として絞られ、それら一部の運転パターンに続く運転パターンだけが次の分割期間における探索対象となるので、運転計画期間全体で取り得る全ての運転パターンを総当たりで評価する従来技術に比べ、小さい計算コストで、最適な運転パターンが探索される。   As a result, in each divided period, in the search for the optimum driving pattern, only some driving patterns are narrowed down as candidates for the optimum driving pattern, and only the driving patterns that follow those part driving patterns are searched for in the next dividing period. Therefore, an optimal operation pattern is searched for at a low calculation cost compared to the conventional technique in which all operation patterns that can be taken in the entire operation plan period are evaluated brute force.

なお、本発明は、このような運転計画装置として実現できるだけでなく、運転計画方法として実現したり、運転計画方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体に格納して配布したり、インターネット等の伝送媒体を介して配布することができるのは、言うまでもない。   Note that the present invention can be realized not only as such an operation planning apparatus but also as an operation planning method, or as a program for causing a computer to execute steps included in the operation planning method. And it goes without saying that such a program can be stored and distributed in a recording medium such as a CD-ROM or distributed via a transmission medium such as the Internet.

本発明に係るコージェネレーションシステム用運転計画装置により、より小さい計算コストで、省エネ性が高い最適な運転パターンが探索される。   With the operation planning device for a cogeneration system according to the present invention, an optimum operation pattern with high energy saving performance is searched for at a lower calculation cost.

よって、燃料電池コージェネレーションシステムやガスエンジンコージェネレーションシステムが普及してきた今日における本発明の実用的価値は極めて高い。   Therefore, the practical value of the present invention in which fuel cell cogeneration systems and gas engine cogeneration systems have become widespread is extremely high.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明のコージェネレーションシステム用運転計画装置(以下、単に「運転計画装置」という。)100の構成を示す機能ブロック図である。本図では、運転の対象となるコージェネレーションシステムの一例として、燃料電池コージェネレーションシステム110も併せて図示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a cogeneration system operation planning apparatus (hereinafter simply referred to as “operation planning apparatus”) 100 of the present invention. In this figure, a fuel cell cogeneration system 110 is also shown as an example of a cogeneration system to be operated.

この運転計画装置100は、与えられた将来の運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを小さい計算コストで決定する装置であって、機能的に、負荷予測部101、分割部102および最適運転パターン決定部103を備える。なお、負荷予測部101、分割部102および最適運転パターン決定部103は、本実施の形態では、CPU、プログラムを格納したROM、RAM、入出力装置等によってソフトウェア的に実現される。   The operation planning apparatus 100 is an apparatus that determines an optimum operation pattern of a cogeneration system in a given future operation plan period at a low calculation cost. Functionally, the operation planning apparatus 100 includes a load prediction unit 101, a division unit 102, and an optimum operation pattern. An operation pattern determination unit 103 is provided. In the present embodiment, the load predicting unit 101, the dividing unit 102, and the optimum operation pattern determining unit 103 are realized in software by a CPU, a ROM storing a program, a RAM, an input / output device, and the like.

負荷予測部101は、燃料電池コージェネレーションシステム110がエネルギーを供給する先である需要家におけるエネルギー負荷(本実施の形態では、「電力負荷」と「熱負荷」)を計測し、計測したエネルギー負荷に基づいて運転計画期間における需要家でのエネルギー負荷を予測する処理部である。   The load prediction unit 101 measures an energy load (“electric power load” and “thermal load” in the present embodiment) at a consumer to which the fuel cell cogeneration system 110 supplies energy, and measures the measured energy load. It is a processing part which predicts the energy load in the consumer in an operation plan period based on.

分割部102は、与えられた運転計画期間を複数の期間(以下、この期間を「分割期間」という。)に分割する処理部である。   The division unit 102 is a processing unit that divides a given operation plan period into a plurality of periods (hereinafter, this period is referred to as “division period”).

最適運転パターン決定部103は、運転計画期間における最適な運転パターンを決定する処理部であり、分割部102で得られた複数の分割期間の最初の分割期間について、負荷予測部101によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索し、続く分割期間について、直前の分割期間で探索された運転パターンに続く運転パターンとして、負荷予測部101によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索する、という処理を複数の分割期間の最後の分割期間まで順次繰り返す。このとき、この最適運転パターン決定部103は、分割部102で得られた複数の分割期間のそれぞれについて、負荷予測部101によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給できる運転パターンのうち、燃料電池コージェネレーションシステム110を運転した場合における当該分割期間の終了時点での需要家における累計的な消費エネルギーに関連する情報である評価値と当該分割期間の終了時点での燃料電池コージェネレーションシステム110による蓄熱量とに基づいて、エネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索する。   The optimum operation pattern determination unit 103 is a processing unit that determines an optimum operation pattern in the operation plan period, and is predicted by the load prediction unit 101 for the first division period of the plurality of division periods obtained by the division unit 102. An energy load predicted by the load prediction unit 101 is searched for an operation pattern suitable for supplying energy corresponding to the energy load, and the operation pattern following the operation pattern searched for in the immediately preceding division period for the subsequent division period. The process of searching for an operation pattern suitable for supplying energy corresponding to is sequentially repeated until the last divided period of the plurality of divided periods. At this time, the optimum operation pattern determination unit 103 uses the fuel among the operation patterns that can supply energy corresponding to the energy load predicted by the load prediction unit 101 for each of the plurality of divided periods obtained by the division unit 102. When the battery cogeneration system 110 is operated, the evaluation value, which is information related to the cumulative energy consumption at the customer at the end of the division period, and the fuel cell cogeneration system 110 at the end of the division period Based on the heat storage amount, an operation pattern suitable for supplying energy is searched.

この最適運転パターン決定部103は、運転パターン生成部103a、シミュレーション部103bおよび運転候補判定部103cを備える。   The optimum driving pattern determination unit 103 includes a driving pattern generation unit 103a, a simulation unit 103b, and a driving candidate determination unit 103c.

運転パターン生成部103aは、分割部102で得られた複数の分割期間のそれぞれについて、探索すべき複数の運転パターンを生成する処理部である。本実施の形態では、運転パターン生成部103aは、運転パターンとして、燃料電池コージェネレーションシステム110の起動時刻と停止時刻とで特徴づけられる運転パターン、例えば、それぞれの分割期間について、一定時間の区間に区切り、各区間において燃料電池コージェネレーションシステム110を起動するか停止するかを選択した場合に取り得る全ての運転パターンを生成する。   The driving pattern generation unit 103a is a processing unit that generates a plurality of driving patterns to be searched for each of the plurality of divided periods obtained by the dividing unit 102. In the present embodiment, the operation pattern generation unit 103a has, as an operation pattern, an operation pattern characterized by the start time and stop time of the fuel cell cogeneration system 110, for example, in a certain time interval for each divided period. All the operation patterns that can be taken when the fuel cell cogeneration system 110 is selected to start or stop in each section are generated.

シミュレーション部103bは、分割部102で得られた複数の分割期間のそれぞれについて、運転パターン生成部103aで生成された複数の運転パターンのそれぞれで燃料電池コージェネレーションシステム110を運転した場合における燃料電池コージェネレーションシステム110によるエネルギーの消費と供給および需要家でのエネルギーの消費をシミュレーションすることによって、(1)当該分割期間の終了時点での需要家における累計的な消費エネルギーに関連する情報である評価値(本実施の形態では、燃料電池コージェネレーションシステム110の運転に要するエネルギーを含む需要家における累計消費エネルギーである累計一次エネルギー使用量)、(2)当該分割期間の終了時点での燃料電池コージェネレーションシステム110による蓄熱量、および、(3)当該分割期間の終了時点でコージェネレーションシステムが起動しているか停止しているかを示す運転状態(本実施の形態では、起動している場合には、その発電量が含まれる)を、運転パターン生成部103aで生成された複数の運転パターンごとに算出する。そして、シミュレーション部103bは、いまシミュレーションした運転パターンに関する情報(具体的には、直前の状態または運転パターンと今シミュレーションした運転パターンとを連結した累計運転パターン)と、得られたシミュレーション結果(累計一次エネルギー使用量、蓄熱量、運転状態)とを、運転候補判定部103cに出力する。   The simulation unit 103b performs the fuel cell cogeneration system 110 when the fuel cell cogeneration system 110 is operated with each of the plurality of operation patterns generated by the operation pattern generation unit 103a for each of the plurality of divided periods obtained by the division unit 102. By simulating the consumption and supply of energy by the generation system 110 and the consumption of energy at the customer, (1) an evaluation value that is information related to the cumulative energy consumption at the customer at the end of the division period (In the present embodiment, cumulative primary energy consumption that is cumulative energy consumption in the consumer including energy required for operation of the fuel cell cogeneration system 110), (2) fuel cell cogeneration at the end of the divided period The amount of heat stored by the system 110, and (3) an operating state indicating whether the cogeneration system is activated or stopped at the end of the division period (in this embodiment, if it is activated, Power generation amount is included) for each of the plurality of operation patterns generated by the operation pattern generation unit 103a. And the simulation part 103b is the information regarding the driving | running pattern simulated now (specifically, the total driving pattern which connected the last state or driving | running pattern, and the driving | running pattern simulated now), and the obtained simulation result (cumulative primary). Energy use amount, heat storage amount, operation state) are output to the operation candidate determination unit 103c.

なお、シミュレーション部103bは、最初の分割期間については、燃料電池コージェネレーションシステム110から、燃料電池コージェネレーションシステム110の直前の状態を示す「初期情報」を受け取り、その初期情報に連続する運転パターンとして、運転シミュレーションを実行する。   For the first divided period, the simulation unit 103b receives “initial information” indicating the state immediately before the fuel cell cogeneration system 110 from the fuel cell cogeneration system 110, and as an operation pattern continuous with the initial information. Execute a driving simulation.

運転候補判定部103cは、分割部102で得られた複数の分割期間のそれぞれについて、シミュレーション部103bで算出された複数の運転パターンごとの評価値(本実施の形態では、累計一次エネルギー使用量)、蓄熱量および運転状態に基づいて、蓄熱量が予め定められた複数の蓄熱量の範囲のいずれに属するかを判定し、判定した蓄熱量の範囲ごとに最適な評価値をもつ運転パターンだけを残すことによって、複数の蓄熱量の範囲ごとにゼロまたは1つの運転パターンを特定する。ここで特定された運転パターンに関する情報(累計運転パターン、評価値、蓄熱量、運転状態)は、「運転候補情報」として、シミュレーション部103bに送られ、次の分割期間のシミュレーションに用いられる。つまり、シミュレーション部103bは、複数の分割期間のうちの直前の分割期間について運転候補判定部103cで得られた運転候補情報(累計運転パターン、評価値、蓄熱量、運転状態)を用いて、続く分割期間における運転シミュレーションを実行し、評価値、蓄熱量および運転状態を算出する。   The driving candidate determination unit 103c has, for each of the plurality of divided periods obtained by the dividing unit 102, an evaluation value for each of a plurality of driving patterns calculated by the simulation unit 103b (accumulated primary energy use amount in the present embodiment). Based on the heat storage amount and the operating state, it is determined which of the plurality of predetermined heat storage amount ranges, and only the operation pattern having the optimum evaluation value for each determined heat storage amount range. By leaving, zero or one operation pattern is specified for each range of the plurality of heat storage amounts. Information relating to the operation pattern specified here (cumulative operation pattern, evaluation value, heat storage amount, operation state) is sent to the simulation unit 103b as “operation candidate information” and used for simulation in the next divided period. That is, the simulation unit 103b continues using the operation candidate information (cumulative operation pattern, evaluation value, heat storage amount, operation state) obtained by the operation candidate determination unit 103c for the immediately preceding divided period among the plurality of divided periods. An operation simulation in the divided period is executed, and an evaluation value, a heat storage amount, and an operation state are calculated.

そして、この運転候補判定部103cは、複数の分割期間のうちの最後の分割期間について運転パターンを特定した後に、複数の蓄熱量の範囲ごとに特定された運転パターンのうち、最適な評価値をもつ運転パターン(ここでは、累計運転パターン)を、最終的に、運転計画期間における最適な運転パターンと決定する。   And after this operation candidate determination part 103c specifies an operation pattern about the last division | segmentation period of several division periods, among the operation patterns specified for every range of several thermal storage amount, an optimal evaluation value is obtained. The operation pattern (in this case, the cumulative operation pattern) is finally determined as the optimum operation pattern in the operation plan period.

以下、蓄熱可能な容量が5000whである蓄熱タンクを持つ燃料電池コージェネレーションシステムが需要家に設置され、翌日の0時からの24時間を燃料電池コージェネレーションシステムの運転計画期間とし、運転計画期間内を30分の時間刻みで起動状態および停止状態のいずれかを選択した場合に取り得る合計2の48乗通りの運転パターンの中から、最適な運転パターンを決定する場合を例として、本実施の形態における運転計画装置100の各構成要素の機能を具体的に説明する。   Hereinafter, a fuel cell cogeneration system having a heat storage tank with a heat storage capacity of 5000 wh is installed in the consumer, and the operation plan period of the fuel cell cogeneration system is set to 24 hours from 0 o'clock the next day. As an example of determining the optimal driving pattern from a total of 2 48 power driving patterns that can be taken when either the starting state or the stopping state is selected in steps of 30 minutes. The function of each component of the operation planning device 100 in the embodiment will be specifically described.

負荷予測部101は、需要家の電力負荷と熱負荷を計測し、時刻に対する変化を記憶し、この記憶に基づき、運転計画期間である翌日の0時から24時間の電力負荷と熱負荷を予測し、シミュレーション部103bに出力する。   The load prediction unit 101 measures a customer's power load and heat load, stores changes with respect to time, and predicts a power load and heat load for 24 hours from 0:00 of the next day, which is an operation plan period, based on this storage. And output to the simulation unit 103b.

分割部102は、運転計画期間を所定の複数の期間、例えば、3つの分割期間に分割し、運転パターン生成部103aに出力する。   The division unit 102 divides the operation plan period into a plurality of predetermined periods, for example, three division periods, and outputs the divided period to the operation pattern generation unit 103a.

運転パターン生成部103aは、分割部102から分割期間を受け取り、受け取った分割期間ごとに、その分割期間内で取り得る全ての運転パターンを順次、シミュレーション部103bに出力し、各分割期間における全ての運転パターンの出力を終えた後に、その旨を示す分割期間完了信号を運転候補判定部103cに出力する。   The driving pattern generation unit 103a receives the division period from the division unit 102, and sequentially outputs all the operation patterns that can be taken within the division period to the simulation unit 103b for each division period received, After completing the output of the driving pattern, a division period completion signal indicating that is output to the driving candidate determination unit 103c.

シミュレーション部103bは、負荷予測部101から、予測された電力負荷と熱負荷とを受け取り、運転パターン生成部103aから、運転パターンを順次受け取り、燃料電池コージェネレーションシステム110から、運転計画期間の最初の時刻である翌日0時での燃料電池コージェネレーションシステム110の初期情報(ここでは、発電量または停止状態を示す初期運転状態と、翌日0時での燃料電池コージェネレーションシステム110の蓄熱タンクの蓄熱量を示す初期蓄熱量)を取得し、第二以降の分割期間については、運転候補判定部103cから、直前の分割期間における運転候補情報、つまり、複数の蓄熱量の範囲ごとに特定された最適な運転パターンに関する情報(累計運転パターン、累計一次エネルギー使用量、蓄熱量および運転状態)を取得する。   The simulation unit 103b receives the predicted power load and thermal load from the load prediction unit 101, sequentially receives the operation pattern from the operation pattern generation unit 103a, and receives the first operation plan period from the fuel cell cogeneration system 110. Initial information of the fuel cell cogeneration system 110 at 0:00 the next day, which is the time (here, the initial operation state indicating the amount of power generation or stoppage, and the heat storage amount of the heat storage tank of the fuel cell cogeneration system 110 at 0:00 the next day) For the second and subsequent divided periods, from the operation candidate determination unit 103c, the operation candidate information in the immediately preceding divided period, that is, the optimum specified for each range of the plurality of heat storage amounts. Information on operation patterns (cumulative operation pattern, cumulative primary energy consumption, heat storage And acquiring the operation state).

このシミュレーション部103bは、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンごとに、負荷予測部101から受け取った予測負荷に対応するエネルギーを供給するように燃料電池コージェネレーションシステム110を運転したと想定した演算である運転シミュレーションを実行する。つまり、最初の分割期間については、燃料電池コージェネレーションシステム110の初期状態と運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンとを連続させた累計運転パターンで燃料電池コージェネレーションシステム110を運転した場合の運転シミュレーションを実行し、一方、第二以降の分割期間については、運転候補判定部103cから取得した直前の分割期間での累計運転パターンと運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンとを連続させた累計運転パターンで燃料電池コージェネレーションシステム110を運転した場合の運転シミュレーションを実行し、その結果として、累計運転パターンの終了時点における燃料電池コージェネレーションシステム110の運転に要する累計一次エネルギー使用量、蓄熱量、および、運転状態(起動/停止状態の区別、起動している場合にはその発電量を示す情報)を算出する。   The simulation unit 103b is assumed to have operated the fuel cell cogeneration system 110 so as to supply energy corresponding to the predicted load received from the load prediction unit 101 for each operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a. The driving simulation is executed. That is, for the first divided period, the operation when the fuel cell cogeneration system 110 is operated with the cumulative operation pattern in which the initial state of the fuel cell cogeneration system 110 and the operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a are continued. On the other hand, for the second and subsequent divided periods, the cumulative operation pattern in which the cumulative operation pattern in the immediately preceding divided period acquired from the driving candidate determination unit 103c and the driving pattern received from the driving pattern generation unit 103a are continued. An operation simulation is performed when the fuel cell cogeneration system 110 is operated in an operation pattern, and as a result, the accumulated primary energy use required for the operation of the fuel cell cogeneration system 110 at the end of the accumulated operation pattern is executed. , Heat storage amount, and the operating state (distinction between start / stop state, when the running is information indicating the amount of power generation) is calculated.

なお、シミュレーション部103bは、運転シミュレーションの直前において、運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンと予め記憶している蓄熱完了運転パターンとを比較することで、運転シミュレーションの対象となる運転パターンが蓄熱完了運転パターンを含んでいるか否かを判定し、含んでいない場合にだけ、運転シミュレーションを実行する。ここで、蓄熱完了運転パターンとは、運転シミュレーションによって得られる蓄熱量が、燃料電池コージェネレーションシステム110が備える蓄熱タンクで蓄熱可能な容量(ここでは、5000wh)を越えることになる運転パターンである。また、シミュレーション部103bは、運転シミュレーションの直後においても、累計運転パターンの各時刻での蓄熱量と上記容量(5000wh)とを比較することで、いま運転シミュレーションを終えた累計運転パターンが蓄熱完了運転パターンに相当するか否かを判定し、蓄熱完了運転パターンに相当する場合には、新たな蓄熱完了運転パターンとして記憶し、蓄熱完了運転パターンでない場合にだけ、運転シミュレーションの結果を、累計運転パターンとともに、運転候補判定部103cに出力する。   The simulation unit 103b compares the cumulative operation pattern that is the target of the operation simulation with the heat storage completion operation pattern that is stored in advance immediately before the operation simulation, so that the operation pattern that is the target of the operation simulation has completed the heat storage. It is determined whether or not the driving pattern is included, and the driving simulation is executed only when the driving pattern is not included. Here, the heat storage completion operation pattern is an operation pattern in which the heat storage amount obtained by the operation simulation exceeds the capacity (here, 5000 wh) that can be stored in the heat storage tank provided in the fuel cell cogeneration system 110. In addition, the simulation unit 103b compares the heat storage amount at each time of the cumulative operation pattern with the capacity (5000wh) immediately after the operation simulation, so that the cumulative operation pattern that has just finished the operation simulation is the heat storage completed operation. If it corresponds to the heat storage completion operation pattern, it is stored as a new heat storage completion operation pattern, and the result of the operation simulation is obtained only when it is not the heat storage completion operation pattern. At the same time, it is output to the driving candidate determination unit 103c.

運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bから、累計運転パターンごとのシミュレーション結果を受け取り、運転パターン生成部103aから、分割期間完了信号を受け取る。この運転候補判定部103cは、予め、蓄熱可能な熱量の全範囲を所定の複数の範囲に(本実施の形態では、10等分に)区分しておき、シミュレーション部103bから受け取ったシミュレーション結果に含まれる蓄熱量が、いずれの区分に属するかを判定し、各区分ごとに、最小の累計一次エネルギー使用量となる運転パターンだけを残して記憶するという処理を、シミュレーション部103bから順次送られてくるシミュレーション結果について繰り返し、運転パターン生成部103aから分割期間完了信号を受け取ると、記憶している全ての累計運転パターンに関する情報、つまり、当該分割期間における蓄熱量の区分ごとの最適な累計運転パターンに関する情報(累計運転パターン、累計一次エネルギー使用量、蓄熱量および運転状態)を運転候補情報としてシミュレーション部103bに出力する。   The driving candidate determination unit 103c receives a simulation result for each cumulative driving pattern from the simulation unit 103b, and receives a division period completion signal from the driving pattern generation unit 103a. This operation candidate determination unit 103c previously divides the entire range of heat quantity that can be stored into a plurality of predetermined ranges (in this embodiment, equal to 10), and uses the simulation results received from the simulation unit 103b. The simulation unit 103b sequentially sends a process of determining which category the stored heat storage amount belongs to, and storing only the operation pattern that is the minimum cumulative primary energy consumption for each category. When the division period completion signal is received from the operation pattern generation unit 103a repeatedly with respect to the simulation result coming, information related to all the accumulated operation patterns stored, that is, the optimum accumulated operation pattern for each division of the heat storage amount in the division period Information (cumulative operation pattern, cumulative primary energy consumption, heat storage and operation And outputs to the simulation unit 103b to state) as the operation candidate information.

また、この運転候補判定部103cは、運転パターン生成部103aから最後の分割期間についての分割期間完了信号を受け取ると、蓄熱量の区分ごとに記憶している全ての累計運転パターンの中で最小の累計一次エネルギー使用量である累計運転パターンを、運転計画期間における最適な運転パターンとして、燃料電池コージェネレーションシステム110に出力する。   In addition, when the operation candidate determination unit 103c receives the division period completion signal for the last division period from the operation pattern generation unit 103a, the operation candidate determination unit 103c is the smallest of all accumulated operation patterns stored for each heat storage amount category. The accumulated operation pattern that is the accumulated primary energy consumption is output to the fuel cell cogeneration system 110 as the optimum operation pattern in the operation plan period.

燃料電池コージェネレーションシステム110は、運転候補判定部103cから送られてくる最適な累計運転パターンを受け取り、その累計運転パターンに従って運転することで、電力と熱を発生し、需要家に供給する。なお、この燃料電池コージェネレーションシステム110は、シミュレーション部103bでの運転シミュレーションに先立ち、運転計画期間の最初の時刻である翌日0時での初期運転状態と初期蓄熱量とをシミュレーション部103bに出力する。   The fuel cell cogeneration system 110 receives the optimum cumulative operation pattern sent from the operation candidate determination unit 103c, operates according to the cumulative operation pattern, generates electric power and heat, and supplies it to the consumer. The fuel cell cogeneration system 110 outputs the initial operation state and the initial heat storage amount at 0:00 the next day, which is the first time of the operation plan period, to the simulation unit 103b prior to the operation simulation in the simulation unit 103b. .

次に、以上のように構成された本実施の形態における運転計画装置100の動作の一例について、図2のフローチャートを用いて説明する。   Next, an example of operation | movement of the driving | operation planning apparatus 100 in this Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated using the flowchart of FIG.

まず、毎日0時に運転計画装置100において運転計画処理の開始指示が出される(S201)。   First, the operation planning apparatus 100 issues an instruction to start operation planning processing at 0:00 every day (S201).

次に、負荷予測部101は、電力・給湯負荷を予測する(S202)。具体的には、負荷予測部101は、1分毎に需要家の電力負荷と熱負荷を取得し30分単位で積算し、負荷を計測した時刻と関連付けて7日前までの負荷を記憶しており、この各時刻の負荷7日分を平均した値を24時間先までの予測負荷としてシミュレーション部103bに出力する。たとえば、0時0分から0時30分までの予測電力負荷は過去7日間の0時0分から0時30分までの計測された電力負荷の平均値である。   Next, the load prediction unit 101 predicts a power / hot water supply load (S202). Specifically, the load predicting unit 101 acquires the customer's power load and thermal load every minute, integrates them in units of 30 minutes, stores the load up to 7 days in advance in association with the time when the load was measured. The average value of the load for 7 days at each time is output to the simulation unit 103b as a predicted load up to 24 hours ahead. For example, the predicted power load from 0:00 to 0:30 is the average value of the measured power load from 0:00 to 0:30 in the past seven days.

次に、分割部102は、運転計画期間である24時間を3期間に分割する(S203)。具体的には、分割部102は、0時から24時間を、0時から8時を示す第一期間、8時から16時を示す第二期間、16時から24時を示す第三期間の三つの分割期間に分割し、運転パターン生成部103aに出力する。   Next, the dividing unit 102 divides the operation plan period of 24 hours into three periods (S203). Specifically, the dividing unit 102 performs a 24-hour period from 0:00 to a first period from 0:00 to 8:00, a second period from 8:00 to 16:00, and a third period from 16:00 to 24:00. It divides | segments into three division | segmentation periods and outputs it to the driving | running pattern generation part 103a.

次に、最適運転パターン決定部103は、運転計画期間における最適運転パターンを決定し(S204)、算出した最適運転パターンを燃料電池コージェネレーションシステム110に出力する(S205)。これによって、燃料電池コージェネレーションシステム110は、その最適運転パターンに従って運転を行い、電力と熱を発生し需要家に供給する。   Next, the optimum operation pattern determination unit 103 determines an optimum operation pattern in the operation plan period (S204), and outputs the calculated optimum operation pattern to the fuel cell cogeneration system 110 (S205). As a result, the fuel cell cogeneration system 110 operates according to the optimal operation pattern, generates electric power and heat, and supplies them to consumers.

以上で、運転計画処理が終了する(S206)。
図3は、図2におけるステップS204(最適運転パターンの決定)の詳細な手順を示すフローチャートである。
This completes the operation plan process (S206).
FIG. 3 is a flowchart showing a detailed procedure of step S204 (determination of the optimum operation pattern) in FIG.

図2におけるステップS204に対する開始指示が出されると(S301)、運転パターン生成部103aは、運転パターンを生成する期間を変更する(S302)。つまり、運転パターン生成部103aは、分割部102から受け取った分割された三つの分割期間の中から運転パターンを生成する分割期間を、第一期間、第二期間、第三期間の順に変更する。たとえば、ステップS302の処理が初めて行われた(第一回目の)場合には、運転パターンを生成する期間は第一期間であり、再びステップS302の処理が行われた場合は第二期間に変更される。   When a start instruction is issued for step S204 in FIG. 2 (S301), the driving pattern generation unit 103a changes the period for generating the driving pattern (S302). That is, the driving pattern generation unit 103a changes the divided period for generating the driving pattern from the three divided periods received from the dividing unit 102 in the order of the first period, the second period, and the third period. For example, when the process of step S302 is performed for the first time (first time), the period for generating the driving pattern is the first period, and when the process of step S302 is performed again, the period is changed to the second period. Is done.

続いて、運転パターン生成部103aは、当該分割期間における新たな運転パターンを1つ生成する(S303)。そして、シミュレーション部103bは、運転パターン生成部103aで生成された運転パターンを含む累計運転パターンで燃料電池コージェネレーションシステム110を運転した場合の運転シミュレーションを実行する(S304)。   Subsequently, the driving pattern generation unit 103a generates one new driving pattern in the divided period (S303). Then, the simulation unit 103b executes an operation simulation when the fuel cell cogeneration system 110 is operated with a cumulative operation pattern including the operation pattern generated by the operation pattern generation unit 103a (S304).

次に、運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bでシミュレーションされた累計運転パターンが運転計画期間における最適運転パターンの候補となるか否かを判定する(S305)。そして、運転候補判定部103cは、分割期間完了信号が入力されたか否かを判定することによって、当該分割期間における全ての運転パターンに対する候補判定を終えたか否かを判定する(S306)。その結果、全ての運転パターンに対する候補判定を終えていない場合には(S306でNO)、上記ステップS303〜S306を繰り返す。   Next, the driving candidate determination unit 103c determines whether or not the cumulative driving pattern simulated by the simulation unit 103b is a candidate for the optimal driving pattern in the driving plan period (S305). And the driving candidate determination part 103c determines whether the candidate determination with respect to all the driving patterns in the said division | segmentation period was completed by determining whether the division | segmentation period completion signal was input (S306). As a result, if candidate determination for all driving patterns has not been completed (NO in S306), steps S303 to S306 are repeated.

一方、全ての運転パターンに対する候補判定を終えた場合には(S306でYES)、運転候補判定部103cは、全ての分割期間、つまり、運転計画期間全体に対する候補判定が終わったか否かを判定する(S307)。具体的には、運転候補判定部103cは、分割期間が第三期間であった場合には、運転計画期間全てに対する候補判定が終わったと判断し(S307でYES)、全ての蓄熱範囲について記憶していた累計一次エネルギー使用量のうち、最小のものとなる累計運転パターンを運転計画期間における最適運転パターンとして燃料電池コージェネレーションシステム110に出力し、処理を終了する(S308)。   On the other hand, when the candidate determination for all the driving patterns is completed (YES in S306), the driving candidate determination unit 103c determines whether the candidate determination for all the divided periods, that is, the entire driving plan period is completed. (S307). Specifically, when the division period is the third period, the operation candidate determination unit 103c determines that the candidate determination for all the operation plan periods has ended (YES in S307), and stores all the heat storage ranges. The cumulative operation pattern that is the smallest among the accumulated primary energy usage that has been output is output to the fuel cell cogeneration system 110 as the optimum operation pattern in the operation plan period, and the process is terminated (S308).

一方、分割期間が第三期間でない場合には、運転計画期間全てに対する候補判定が終わっていないと判断し(S307でNO)、運転候補判定部103cは、全ての蓄熱範囲について記憶していた累計運転パターンと累計一次エネルギー使用量と蓄熱量と運転状態とを運転候補情報としてシミュレーション部103bに出力し、これによって、上記ステップS302〜S306が繰り返される。   On the other hand, when the divided period is not the third period, it is determined that the candidate determination for all the operation plan periods is not completed (NO in S307), and the operation candidate determination unit 103c stores the accumulated total heat storage ranges. The operation pattern, the accumulated primary energy use amount, the heat storage amount, and the operation state are output as operation candidate information to the simulation unit 103b, and thus the above steps S302 to S306 are repeated.

図4は、図3におけるステップS303の処理(運転パターンの生成)の詳細な手順を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing a detailed procedure of the process (generation of operation pattern) in step S303 in FIG.

図3におけるステップS303に対する開始指示が出されると(S401)、運転パターン生成部103aは、運転パターンを生成し、シミュレーション部103bに出力する(S402)。具体的には、運転パターン生成部103aは、対象となっている分割期間で取り得る運転パターンの1つである運転パターンを生成し、シミュレーション部103bに出力する。   When a start instruction is issued for step S303 in FIG. 3 (S401), the driving pattern generation unit 103a generates a driving pattern and outputs it to the simulation unit 103b (S402). Specifically, the driving pattern generation unit 103a generates a driving pattern that is one of driving patterns that can be taken in the target divided period, and outputs the driving pattern to the simulation unit 103b.

このとき、運転パターン生成部103aは、燃料電池コージェネレーションシステム110の起動時刻と停止時刻とで特徴づけられる運転パターンを生成するが、対象となっている分割期間において燃料電池コージェネレーションシステム110が起動されている(運転状態である)合計時間が短いものから、かつ、同一の運転状態の合計時間となる運転パターンの中で運転状態である時刻が早いものから先に出力する。   At this time, the operation pattern generation unit 103a generates an operation pattern characterized by the start time and stop time of the fuel cell cogeneration system 110. However, the fuel cell cogeneration system 110 is started in the target divided period. The operation time is output first from the one with the shortest total time (in the operation state) and the one with the earlier operation time in the operation pattern that is the total time of the same operation state.

たとえば、運転パターン生成部103aは、8時間の各分割期間について、30分で区切られた各区間ごとに運転状態か停止状態かを選択することで得られる2の16乗通りの運転パターンを順に生成するが、その際の順序として、まず、運転状態の合計時間が0である運転パターンを生成し、次に、運転状態の合計時間が30分となる全ての運転パターンについて、運転状態の時刻が早く到来するものから順に生成し、次に、運転状態の合計時間が1時間となる全ての運転パターンについて、運転状態の時刻が早く到来するものから順に生成し、以降、同様にして、運転状態の合計時間が1時間30分〜8時間となる全ての運転パターンを順に生成していく。   For example, the driving pattern generation unit 103a sequentially selects 2 <16> driving patterns obtained by selecting the driving state or the stopping state for each section divided by 30 minutes for each divided period of 8 hours. As an order at that time, first, an operation pattern having a total operation state time of 0 is generated, and then, for all operation patterns having a total operation state time of 30 minutes, the operation state time Are generated in order from the earliest arrival, and then for all driving patterns in which the total operating time is 1 hour, the driving state is generated in order from the earliest arrival time. All operation patterns in which the total time of the state is 1 hour 30 minutes to 8 hours are generated in order.

具体的には、出力される最初の運転パターンは、0時から8時を示す第一期間のうち、運転状態の合計時間が0分である「0時0分から8時0分まで全て停止状態」である。次に、再びこのステップS402の処理が行われた場合には、出力される運転パターンは、運転状態の合計時間が30分である「0時0分から0時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」であり、さらにその次は、「0時30分から1時0分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」である。   Specifically, the first operation pattern to be output is that the total time of the operation state is 0 minutes in the first period indicating 0:00 to 8:00 “all stop states from 0:00 to 8:00:00” It is. Next, when the process of step S402 is performed again, the output operation pattern is “the operation state from 0:00 to 0:30, the remaining time is the total operation time of 30 minutes” Are all in the “stop state”, and the next is “the operation state from 0:30 to 10:00, and the remaining time is all in the stop state”.

次に、運転パターン生成部103aは、対象となっている分割期間における全ての運転パターンをシミュレーション部103bに出力したか否かを判定する(S403)。たとえば、対象となっている分割期間が第一期間である場合には、「0時0分から8時0分まで全て運転状態」という運転パターンを生成してシミュレーション部103bに出力したときに、全ての運転パターンを生成して出力したと判定する。   Next, the driving pattern generation unit 103a determines whether all driving patterns in the target divided period have been output to the simulation unit 103b (S403). For example, when the target divided period is the first period, when the driving pattern “all driving states from 0:00 to 8: 0” is generated and output to the simulation unit 103b, It is determined that the operation pattern is generated and output.

その結果、運転パターン生成部103aは、全ての運転パターンをシミュレーション部103bに出力したと判定した場合には(S403でYES)、運転候補判定部103cに分割期間完了信号を出力した後に(S404)、処理を終える(S405)。つまり、運転パターン生成部103aは、第一期間、第二期間、第三期間それぞれにおいて、取り得る全ての運転パターンをシミュレーション部103bに出力し終えるごとに、分割期間完了信号を運転候補判定部103cに出力する。一方、全ての運転パターンをシミュレーション部103bに出力したと判定しない場合には(S403でNO)、運転パターン生成部103aは、分割期間完了信号を出力することなく、処理を終える(S405)。   As a result, when it is determined that all driving patterns have been output to the simulation unit 103b (YES in S403), the driving pattern generation unit 103a outputs a divided period completion signal to the driving candidate determination unit 103c (S404). The process is finished (S405). That is, every time the driving pattern generation unit 103a finishes outputting all possible driving patterns to the simulation unit 103b in the first period, the second period, and the third period, the driving period determination signal is output to the driving candidate determination unit 103c. Output to. On the other hand, when it is not determined that all the driving patterns have been output to the simulation unit 103b (NO in S403), the driving pattern generation unit 103a ends the process without outputting the division period completion signal (S405).

図5は、図3におけるステップS304(運転シミュレーション)の詳細な手順を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a detailed procedure of step S304 (operation simulation) in FIG.

図3におけるステップS304に対する開始指示が出されると(S501)、シミュレーション部103bは、各処理部から必要な情報を受け取った後に、運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンが、予め記憶している蓄熱完了運転パターンを含んでいるか否かを判定する(S502)。具体的には、まず、シミュレーション部103bは、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第一期間の運転パターンの1つであれば、燃料電池コージェネレーションシステム110から初期運転状態と初期蓄熱量とを取得し、第二期間、または第三期間の運転パターンの1つであれば、運転候補判定部103cから運転計画期間の運転パターンと一次エネルギー使用量と蓄熱量と運転状態とを取得する。さらに、負荷予測部101から翌日の0時から24時間の予測電力負荷と予測熱負荷とを受け取る。   When an instruction to start step S304 in FIG. 3 is issued (S501), the simulation unit 103b receives the necessary information from each processing unit, and then stores the accumulated operation pattern that is the target of the operation simulation in advance. It is determined whether or not a completed operation pattern is included (S502). Specifically, first, if the operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a is one of the operation patterns in the first period, the simulation unit 103b receives an initial operation state and an initial heat storage amount from the fuel cell cogeneration system 110. If it is one of the operation patterns of the second period or the third period, the operation pattern, the primary energy use amount, the heat storage amount, and the operation state of the operation plan period are acquired from the operation candidate determination unit 103c. . Furthermore, a predicted power load and a predicted heat load for 24 hours from 0:00 on the next day are received from the load prediction unit 101.

そして、シミュレーション部103bは、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第一期間の運転パターンの1つである場合には、その運転パターンを運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンとし、一方、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第二期間、または、第三期間の運転パターンの1つである場合には、運転候補判定部103cから取得した直前の分割期間での累計運転パターンと運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンとを連続させた運転パターンを、運転シミュレーションの対象となる新たな累計運転パターンとして生成する。たとえば、運転候補判定部103cから取得した第一期間の運転パターンが「0時から0時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」で、運転パターン生成部103aから送られてきた第二期間の運転パターンが「8時から8時30まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」であった場合は、シミュレーション部103bは、「0時から0時30分までと8時から8時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」という累計運転パターンを、運転シミュレーションの対象となる新たな累計運転パターンとして生成する。   When the driving pattern received from the driving pattern generation unit 103a is one of the driving patterns in the first period, the simulation unit 103b sets the driving pattern as a cumulative driving pattern that is a target of driving simulation, When the driving pattern received from the driving pattern generation unit 103a is one of the driving patterns in the second period or the third period, the cumulative driving pattern in the immediately preceding divided period acquired from the driving candidate determination unit 103c and An operation pattern in which the operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a is made continuous is generated as a new cumulative operation pattern that is an object of the operation simulation. For example, the driving pattern of the first period acquired from the driving candidate determination unit 103c is “the driving state from 0:00 to 0:30, all the remaining times are in the stopped state” and sent from the driving pattern generation unit 103a. When the operation pattern of the two periods is “operating state from 8 o'clock to 8:30, all remaining times are in a stopped state”, the simulation unit 103b reads “from 0 o'clock to 0:30 and 8 o'clock to 8 o'clock. A cumulative operation pattern of “operating state until 30 minutes, all remaining times are in a stopped state” is generated as a new cumulative operating pattern to be a target of the driving simulation.

そして、シミュレーション部103bは、運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンにおける運転期間が、予め記憶している蓄熱完了運転パターンの運転期間の全てを含んでいるか否かを判定する。たとえば、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第一期間の運転パターンであり、かつ、予め記憶している蓄熱完了運転パターンの1つが「1時0分から6時0分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」である場合には、累計運転パターンが「1時0分から6時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」や「1時0分から6時0分と7時0分から8時0分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」となったときには、シミュレーション部103bは、運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンが蓄熱完了運転パターンを含んでいると判定する。   And the simulation part 103b determines whether the driving | running period in the accumulation driving | operation pattern used as driving | running simulation object contains all the driving | running periods of the heat storage completion driving | operation pattern memorize | stored beforehand. For example, the operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a is the operation pattern of the first period, and one of the heat storage completion operation patterns stored in advance is “operating state from 1: 0 to 6: 0, remaining If all the times are in a stopped state, the cumulative operation pattern is “operating state from 1: 0 to 6:30, all remaining times are in a stopped state” or “10:00 to 6: 0. When the operation state is from 0 hour to 8: 0 hours, and the remaining time is all in the stopped state, the simulation unit 103b determines that the cumulative operation pattern to be subjected to the operation simulation includes the heat storage completion operation pattern. .

その結果、シミュレーション部103bは、運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンが蓄熱完了運転パターンを含んでいると判定した場合には(S502でYES)、その運転パターンについての運転シミュレーションを実行することなく、処理を終了し(S506)、そうでない場合には(S502でNO)、その運転パターンでの運転シミュレーションを実行する(S503)。たとえば、運転シミュレーションの対象となる運転パターンが「1時0分から5時30分まで運転」である場合には、運転シミュレーションを実行する。   As a result, if the simulation unit 103b determines that the cumulative operation pattern that is the target of the operation simulation includes the heat storage completion operation pattern (YES in S502), the simulation unit 103b does not execute the operation simulation for the operation pattern. The process is terminated (S506). If not (NO in S502), an operation simulation with the operation pattern is executed (S503). For example, when the driving pattern that is the target of the driving simulation is “driving from 1: 0 to 5:30”, the driving simulation is executed.

このとき、シミュレーション部103bは、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第一期間の運転パターンの1つである場合には、燃料電池コージェネレーションシステム110から取得した初期蓄熱量を運転シミュレーション開始時の蓄熱量とし、燃料電池コージェネレーションシステム110から取得した初期運転状態を運転シミュレーション開始時の運転状態として、その運転パターンで運転シミュレーションを行い、各時刻での発電量、蓄熱量を算出し、さらに、その運転パターンの終了時点での蓄熱量と運転状態とを算出する。一方、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第二期間、または第三期間の運転パターンの1つである場合、シミュレーション部103bは、運転候補判定部103cから取得した直前の分割期間での累計運転パターンのそれぞれについて、その累計運転パターンの終了時点における蓄熱量を運転シミュレーション開始時の蓄熱量とし、その累計運転パターンの終了時点における運転状態を運転シミュレーション開始時の運転状態として、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンで運転シミュレーションを行い、各時刻での発電量、蓄熱量を算出し、運転パターンの終了時点における蓄熱量と運転状態とを算出する。   At this time, when the operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a is one of the operation patterns in the first period, the simulation unit 103b starts the operation simulation using the initial heat storage amount acquired from the fuel cell cogeneration system 110. As the heat storage amount at the time, the initial operation state acquired from the fuel cell cogeneration system 110 is the operation state at the start of the operation simulation, the operation simulation is performed with the operation pattern, the power generation amount and the heat storage amount at each time are calculated, Further, the heat storage amount and the operation state at the end of the operation pattern are calculated. On the other hand, when the driving pattern received from the driving pattern generation unit 103a is one of the driving patterns in the second period or the third period, the simulation unit 103b uses the previous divided period acquired from the driving candidate determination unit 103c. For each cumulative operation pattern, the heat storage amount at the end of the cumulative operation pattern is the heat storage amount at the start of the operation simulation, and the operation state at the end of the cumulative operation pattern is the operation state at the start of the operation simulation. An operation simulation is performed with the operation pattern received from the unit 103a, the power generation amount and the heat storage amount at each time are calculated, and the heat storage amount and the operation state at the end of the operation pattern are calculated.

なお、運転シミュレーションの詳細は次の通りである。つまり、シミュレーション部103bは、予め設定した燃料電池コージェネレーションシステム110のガス使用量に対する発電量を示す発電効率、蓄熱量を示す排熱回収効率、1分毎に発電量の変化可能な量を示す発電追従性などのハードウェア特性を予め記憶しており、そのハードウェア特性を用いて運転シミュレーションを実行する。   The details of the driving simulation are as follows. That is, the simulation unit 103b indicates the power generation efficiency indicating the power generation amount with respect to the gas usage amount of the fuel cell cogeneration system 110 set in advance, the exhaust heat recovery efficiency indicating the heat storage amount, and the variable amount of power generation per minute. Hardware characteristics such as power generation followability are stored in advance, and an operation simulation is executed using the hardware characteristics.

このとき、シミュレーション部103bは、図6の上図に示されるように、運転計画期間における予測電力負荷および予測熱負荷の時間変化に対して、図6の下図に示されるように、与えられた運転パターンで燃料電池コージェネレーションシステム110を運転したときの発電量および蓄熱量の時間変化を算出し、さらに、その発電量および蓄熱量で不足した電力量および熱量(つまり、電力会社およびガス会社から購入する電力量および熱量)を算出することによって、燃料電池コージェネレーションシステム110を運転するのに要する一次エネルギー(ガス量)と需要家で消費される一次エネルギー(電力量およびガス量)との総和である一次エネルギー使用量を算出する。   At this time, as shown in the upper diagram of FIG. 6, the simulation unit 103 b is given as shown in the lower diagram of FIG. 6 with respect to temporal changes in the predicted power load and the predicted heat load in the operation plan period. The time variation of the power generation amount and the heat storage amount when the fuel cell cogeneration system 110 is operated with the operation pattern is calculated, and further, the power amount and the heat amount that are insufficient in the power generation amount and the heat storage amount (that is, from the power company and the gas company) The sum of the primary energy (gas amount) required to operate the fuel cell cogeneration system 110 and the primary energy (power amount and gas amount) consumed by the consumer by calculating the amount of electricity and heat to be purchased) Calculate the amount of primary energy used.

より詳しくは、シミュレーション部103bは、与えられた運転パターンで燃料電池コージェネレーションシステム110を運転した場合に燃料電池コージェネレーションシステム110が使用するガス使用量を算出するとともに、各時刻での発電量および蓄熱量を算出し、算出した発電量および蓄熱量と、負荷予測部101から受け取った各時刻での予測電力負荷および予測熱負荷とから、燃料電池コージェネレーションシステム110の蓄熱で不足した熱を補うためにガス会社から購入するガス使用量を算出し、上記ガス使用量との総和である買ガス量を算出する。同様に、燃料電池コージェネレーションシステム110の発電で不足した電力を補うために電力会社から購入する電力量である買電量の総和を算出する。さらに、予め設定したガス・電力の単位当たりの一次エネルギー使用量を用いて、上記買ガス量に対応する一次エネルギーと上記買電量に対応する一次エネルギーとを合計することで、当該運転パターンでの運転で使用する一次エネルギー使用量を算出する。   More specifically, the simulation unit 103b calculates the amount of gas used by the fuel cell cogeneration system 110 when the fuel cell cogeneration system 110 is operated in a given operation pattern, The heat storage amount is calculated, and the calculated heat generation amount and heat storage amount and the predicted power load and predicted heat load at each time received from the load prediction unit 101 are used to compensate for the heat shortage due to the heat storage of the fuel cell cogeneration system 110. Therefore, the amount of gas used purchased from a gas company is calculated, and the amount of gas purchased, which is the sum of the amount of gas used, is calculated. Similarly, the total amount of electric power purchased, which is the amount of electric power purchased from an electric power company, is calculated in order to make up for the electric power deficient in power generation by the fuel cell cogeneration system 110. Further, by using the primary energy usage per unit of gas / power set in advance, the primary energy corresponding to the amount of gas purchased and the primary energy corresponding to the amount of electricity purchased are totaled, so that Calculate the amount of primary energy used in operation.

そして、シミュレーション部103bは、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第一期間の運転パターンの1つである場合は、その運転パターンでの一次エネルギー使用量を累計一次エネルギー使用量として、その運転パターンの終了時点での蓄熱量および運転状態とともに、シミュレーション結果として算出し、一方、運転パターン生成部103aから受け取った運転パターンが第二期間、または第三期間の運転パターンの1つである場合は、直前の分割期間での累計一次エネルギー使用量にその運転パターンにおける一次エネルギー使用量を加算して得られる一次エネルギー使用量を新たな累計一次エネルギー使用量として、その運転パターンの終了時点での蓄熱量および運転状態とともに、シミュレーション結果として算出する。   When the driving pattern received from the driving pattern generation unit 103a is one of the driving patterns in the first period, the simulation unit 103b sets the primary energy usage amount in the driving pattern as the cumulative primary energy usage amount, When the heat storage amount and the operation state at the end of the operation pattern are calculated as a simulation result, while the operation pattern received from the operation pattern generation unit 103a is one of the operation patterns in the second period or the third period Is the primary energy usage obtained by adding the primary energy usage in the driving pattern to the cumulative primary energy usage in the immediately preceding divided period as the new cumulative primary energy usage, at the end of the driving pattern. Simulation results along with heat storage and operating conditions To be calculated.

たとえば、累計一次エネルギー使用量の算出例として、運転候補判定部103cから取得した第一期間の累計運転パターンが「0時から0時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」で、運転パターン生成部103aから送られてきた第二期間の運転パターンが「8時から8時30まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」であった場合には、シミュレーション部103bは、「0時から0時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」の運転パターンでの一次エネルギー使用量と「8時から8時30まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」の運転パターンでの一次エネルギー使用量とを加算することで、累計一次エネルギー使用量を算出する。   For example, as an example of calculating the accumulated primary energy consumption, the accumulated operation pattern of the first period acquired from the operation candidate determination unit 103c is “operating state from 0:00 to 0:30, all remaining times are stopped” When the operation pattern of the second period sent from the operation pattern generation unit 103a is “operation state from 8 o'clock to 8:30, all remaining times are in a stop state”, the simulation unit 103b determines “0 Primary energy consumption in the operation pattern of “operating state from 0:30 to 0:30, all remaining times are in a stopped state” and operating pattern “operating state from 8 o'clock to 8:30, all remaining times are in a stopped state” The total primary energy usage is calculated by adding the primary energy usage at.

次に、シミュレーション部103bは、いま運転シミュレーションを終えた累計運転パターンが蓄熱完了運転パターンであるか否かを判定する(S504)。具体的には、シミュレーション部103bは、運転シミュレーションによって算出した各時刻での蓄熱量が蓄熱可能な容量である5000whを越えているか否かを判定する。   Next, the simulation unit 103b determines whether or not the cumulative operation pattern that has just finished the operation simulation is a heat storage completion operation pattern (S504). Specifically, the simulation unit 103b determines whether or not the heat storage amount at each time calculated by the operation simulation exceeds 5000wh that is a heat storage capacity.

その結果、シミュレーション部103bは、いずれの時刻においても蓄熱量が蓄熱可能な容量を越えていない場合にだけ(S504でNO)、その累計運転パターンとともに、運転シミュレーションの結果を運転候補判定部103cに出力したうえで運転シミュレーションを終了し(S506)、一方、蓄熱量が蓄熱可能な容量を越える時刻が存在する場合には(S504でNO)、その累計運転パターンを蓄熱完了運転パターンとして新たに記憶したうえで(S505)、運転シミュレーションの結果を運転候補判定部103cに出力することなく、運転シミュレーションを終了する(S506)。なお、ここで新たに記憶された蓄熱完了運転パターンは、上述したステップS502での判定(運転シミュレーションの対象となる累計運転パターンが、予め記憶している蓄熱完了運転パターンを含んでいるか否かの判定)に使用される。   As a result, only when the heat storage amount does not exceed the heat storage capacity at any time (NO in S504), the simulation unit 103b sends the operation simulation result to the operation candidate determination unit 103c together with the cumulative operation pattern. After the output, the operation simulation is terminated (S506). On the other hand, if there is a time when the amount of heat storage exceeds the heat storage capacity (NO in S504), the accumulated operation pattern is newly stored as the heat storage completion operation pattern. After that (S505), the driving simulation is terminated without outputting the driving simulation result to the driving candidate determination unit 103c (S506). Here, the newly stored heat storage completion operation pattern is determined in step S502 described above (whether or not the cumulative operation pattern subject to operation simulation includes the heat storage completion operation pattern stored in advance. Used for judgment).

図7は、図3におけるステップS305(最適運転パターンの候補判定)の詳細な手順を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing a detailed procedure of step S305 (optimum operation pattern candidate determination) in FIG.

図3におけるステップS305に対する開始指示が出されると(S601)、運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bから受け取った蓄熱量がどの蓄熱範囲に属するかを判定する(S602)。具体的には、運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bから累計運転パターンと累計一次エネルギー使用量と蓄熱量と運転状態とを受け取った後に、受け取った蓄熱量が、蓄熱可能な容量5000whを0whから500whの範囲を示す第一蓄熱範囲、501whから1000whを示す第二蓄熱範囲、同様に4501whから5000whを示す第十蓄熱範囲まで均等に区分された10範囲のいずれに属するかを判定する。   When a start instruction is issued for step S305 in FIG. 3 (S601), the operation candidate determination unit 103c determines to which heat storage range the heat storage amount received from the simulation unit 103b belongs (S602). Specifically, after receiving the cumulative operation pattern, the cumulative primary energy usage amount, the heat storage amount, and the operation state from the simulation unit 103b, the operation candidate determination unit 103c sets the capacity 5000wh that can store heat to 0wh. To the first heat storage range indicating the range of 500wh, the second heat storage range indicating 501wh to 1000wh, and similarly to the tenth heat storage range equally divided from 4501wh to 5000wh.

次に、運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bから受け取った累計一次エネルギー使用量が、いま判定した蓄熱量の範囲に対応づけて既に記憶されている累計一次エネルギー使用量よりも小さいか否かを判定する(S603)。   Next, the operation candidate determination unit 103c determines whether or not the cumulative primary energy use amount received from the simulation unit 103b is smaller than the cumulative primary energy use amount that is already stored in association with the currently determined heat storage amount range. Is determined (S603).

その結果、シミュレーション部103bから受け取った累計一次エネルギー使用量が、いま判定した蓄熱量の範囲に対応づけて既に記憶されている累計一次エネルギー使用量よりも小さい場合には(S603でYES)、運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bから受け取った累計一次エネルギー使用量を、その蓄熱量の範囲に対応づけて記憶する累計一次エネルギー使用量として更新する(S604)。このとき、運転候補判定部103cは、累計一次エネルギー使用量だけでなく、その累計運転パターンと蓄熱量と運転状態も併せて、その蓄熱量が属する蓄熱量の範囲に対応づけて記憶する。一方、シミュレーション部103bから受け取った累計一次エネルギー使用量が、いま判定した蓄熱量の範囲に対応づけて既に記憶されている累計一次エネルギー使用量よりも小さくない場合には(S603でNO)、その蓄熱量の範囲に対応づけて既に記憶されている内容を更新することなく、この累計運転パターンについての候補判定を終了する(S605)。   As a result, when the cumulative primary energy usage received from the simulation unit 103b is smaller than the cumulative primary energy usage already stored in association with the currently determined heat storage amount range (YES in S603), the operation is performed. The candidate determination unit 103c updates the accumulated primary energy usage received from the simulation unit 103b as the accumulated primary energy usage stored in association with the range of the heat storage amount (S604). At this time, the operation candidate determination unit 103c stores not only the accumulated primary energy consumption amount but also the accumulated operation pattern, the heat storage amount, and the operation state in association with the range of the heat storage amount to which the heat storage amount belongs. On the other hand, when the cumulative primary energy usage received from the simulation unit 103b is not smaller than the cumulative primary energy usage already stored in association with the currently determined heat storage amount range (NO in S603), the The candidate determination for this cumulative operation pattern is terminated without updating the contents already stored in association with the range of the heat storage amount (S605).

具体例として、いま、運転候補判定部103cが、シミュレーション部103bより、最初の累計運転パターン「0時0分から8時0分まで全て停止状態」のシミュレーション結果として、累計一次エネルギー使用量4000wh、蓄熱量0whおよび運転状態「停止中」を受け取った場合には、運転候補判定部103cは、受け取った蓄熱量0whが、0から500whの範囲を示す第一蓄熱範囲に属すると判定する。具体的には、運転候補判定部103cは、図8に示すような運転候補情報を格納するためのデータテーブル、つまり、各蓄熱可能な容量を均等に10等分した各範囲について、それぞれ、1種類の累計運転パターンに関するシミュレーション結果(ここでは、その累計運転パターン、累計一次エネルギー使用量、蓄熱量および運転状態)を格納するためのデータテーブルを内部に保持している。このデータテーブルは、初期状態では空白である。運転候補判定部103cは、このデータテーブルに記憶されている累計一次エネルギー使用量が空白である場合は、シミュレーション部103bより受け取った累計一次エネルギー使用量4000whが小さいと判定し、図8に示すデータテーブルの第一蓄熱範囲に対応する空白箇所に、当該累計運転パターンとシミュレーション結果(累計運転パターンとして「0時0分から8時0分まで全て停止状態」、累計一次エネルギー使用量として4000wh、蓄熱量として0wh、運転状態として「停止中」)を格納する。その結果、データテーブルは、図9に示される内容となる。   As a specific example, the operation candidate determination unit 103c now has a cumulative primary energy consumption amount of 4000wh as a simulation result of the first cumulative operation pattern “all stopped from 0:00 to 8: 0” from the simulation unit 103b. When the amount 0wh and the operation state “stopped” are received, the operation candidate determination unit 103c determines that the received heat storage amount 0wh belongs to the first heat storage range indicating the range of 0 to 500wh. Specifically, the operation candidate determination unit 103c has a data table for storing operation candidate information as shown in FIG. 8, that is, each range obtained by equally dividing each heat storage capacity into 10 equal parts. A data table for storing a simulation result (here, the cumulative operation pattern, the cumulative primary energy usage amount, the heat storage amount, and the operation state) relating to the cumulative operation patterns of the types is held inside. This data table is blank in the initial state. If the cumulative primary energy usage stored in this data table is blank, the driving candidate determination unit 103c determines that the cumulative primary energy usage 4000wh received from the simulation unit 103b is small, and the data shown in FIG. In the blank area corresponding to the first heat storage range of the table, the cumulative operation pattern and simulation result (the cumulative operation pattern is “all stopped from 0: 0 to 8: 0”, the cumulative primary energy consumption is 4000wh, the heat storage amount 0wh as the operation state and “stopped” as the operation state. As a result, the data table has the contents shown in FIG.

続いて、運転候補判定部103cは、シミュレーション部103bより、次の累計運転パターン「0時0分から0時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」のシミュレーション結果として、累計一次エネルギー使用量3800wh、蓄熱量100wh、8時0分の時点の運転状態「停止中」を受け取った場合には、受け取った蓄熱量が第一蓄熱範囲に属すると判定する。そして、運転候補判定部103cは、いま受け取った累計一次エネルギー使用量3800whとデータテーブルの第一蓄熱範囲に記憶されている累計一次エネルギー使用量4000whとを比較し、いま受け取った累計一次エネルギー使用量3800whが小さいと分かるので、データテーブルの第一蓄熱範囲に対応する箇所に、いま受け取った累計運転パターン「0時0分から0時30分まで運転状態、残りの時刻は全て停止状態」と、そのシミュレーション結果(累計一次エネルギー使用量3800wh、蓄熱量100wh、および、運転状態「停止中」)とを上書きして更新する。この時点で、データテーブルは、図10に示される内容となる。   Subsequently, the driving candidate determination unit 103c uses the cumulative primary energy usage as a simulation result of the next cumulative driving pattern “operating state from 0: 0 to 0:30, all remaining times are stopped” from the simulation unit 103b. When the amount 3800wh, the heat storage amount 100wh, and the operation state “stopped” at 8:00:00 are received, it is determined that the received heat storage amount belongs to the first heat storage range. Then, the operation candidate determination unit 103c compares the received cumulative primary energy usage amount 3800wh with the cumulative primary energy usage amount 4000wh stored in the first heat storage range of the data table, and receives the cumulative primary energy usage amount just received. Since 3800wh is known to be small, in the location corresponding to the first heat storage range of the data table, the cumulative operation pattern just received “operating state from 0: 0 to 0:30, all remaining times are stopped” and The simulation result (cumulative primary energy consumption amount 3800wh, heat storage amount 100wh, and operation state "stopped") is overwritten and updated. At this point, the data table has the contents shown in FIG.

以上のようにして、いま、運転候補判定部103cにより、第一期間における全ての累計運転パターンに対する候補判定が終了し、その時点でのデータテーブルが、図11に示される内容になったとする。ここでは、図11に示されるように、10個の蓄熱範囲のうちの一部(蓄熱範囲0〜500wh、4001〜4500wh)に、運転候補となる累計運転パターンとそのシミュレーション結果が格納されている。   As described above, it is assumed that the candidate determination for all cumulative operation patterns in the first period is completed by the operation candidate determination unit 103c, and the data table at that time has the contents shown in FIG. Here, as shown in FIG. 11, a cumulative operation pattern serving as an operation candidate and a simulation result thereof are stored in a part of the ten heat storage ranges (heat storage ranges 0 to 500 wh and 4001 to 4500 wh). .

すると、第二期間についても、シミュレーション部103bにより、運転パターン生成部103aから与えられる全ての運転パターンについて、図11に示される全ての運転候補(蓄熱範囲0〜500whおよび4001〜4500whに対応する箇所に格納された累計運転パターン)のそれぞれに続く運転パターンでの運転シミュレーションが実行される。たとえば、図11の蓄熱範囲0〜500whに対応づけて格納された累計運転パターンに続く運転パターンとして、運転パターン生成部103aから受け取った全ての運転パターンについての運転シミュレーションが実行され、次に、図11の蓄熱範囲4001〜4500whに対応づけて格納された累計運転パターンに続く運転パターンとして、運転パターン生成部103aから受け取った全ての運転パターンについての運転シミュレーションが実行される。その結果、第二期間における全ての累計運転パターンに対する候補判定が終了し、その時点でのデータテーブルが、図12に示される内容になったとする。ここでは、図12に示されるように、10個の蓄熱範囲のうちの一部(蓄熱範囲501〜1000wh、4001〜4500wh、4501〜5000wh)に、運転候補となる累計運転パターンとそのシミュレーション結果が格納されている。   Then, also about the second period, all the operation candidates shown in FIG. 11 (locations corresponding to the heat storage ranges 0 to 500wh and 4001 to 4500wh) for all the operation patterns given from the operation pattern generation unit 103a by the simulation unit 103b. The operation simulation is executed with the operation pattern following each of the cumulative operation patterns stored in the table. For example, as an operation pattern following the accumulated operation pattern stored in association with the heat storage range 0 to 500wh in FIG. 11, an operation simulation is executed for all operation patterns received from the operation pattern generation unit 103a. As an operation pattern following the accumulated operation pattern stored in association with the 11 heat storage ranges 4001 to 4500wh, an operation simulation is executed for all operation patterns received from the operation pattern generation unit 103a. As a result, it is assumed that the candidate determination for all the cumulative operation patterns in the second period is completed, and the data table at that time has the contents shown in FIG. Here, as shown in FIG. 12, cumulative operation patterns and simulation results as operation candidates are displayed in some of the 10 heat storage ranges (heat storage ranges 501 to 1000 wh, 4001 to 4500 wh, 4501 to 5000 wh). Stored.

同様にして、運転候補判定部103cにより、第三期間における全ての累計運転パターンに対する候補判定が終了し、その時点でのデータテーブルが、図13に示される内容になったとする。ここでは、図13に示されるように、10個の蓄熱範囲のうちの一部(蓄熱範囲0〜500wh、501〜1000wh、4001〜4500wh)に、運転候補となる累計運転パターンとそのシミュレーション結果が格納されている。   Similarly, it is assumed that the operation candidate determination unit 103c finishes candidate determination for all cumulative operation patterns in the third period, and the data table at that time has the contents shown in FIG. Here, as shown in FIG. 13, cumulative operation patterns that are operation candidates and simulation results thereof are displayed in some of the ten heat storage ranges (heat storage ranges 0 to 500 wh, 501 to 1000 wh, 4001 to 4500 wh). Stored.

このようにして、運転候補判定部103cは、第三期間における全ての累計運転パターンに対する候補判定が終了すると、データテーブルに記憶していた累計一次エネルギー使用量のうち最小の累計一次エネルギー使用量(ここでは、蓄熱範囲0〜500whに対応づけて格納されている12500wh)に対応する累計運転パターン(ここでは、「15:00〜16:30まで運転、残り停止」)を運転計画期間における最適運転パターンとして燃料電池コージェネレーションシステム110に出力する。   In this way, when the candidate determination for all the cumulative driving patterns in the third period is completed, the driving candidate determination unit 103c has the smallest cumulative primary energy usage (of the cumulative primary energy usage stored in the data table) ( Here, the cumulative operation pattern corresponding to the heat storage range 0 to 500wh (12,500wh stored) (here, “operation from 15: 00 to 16:30, remaining stop”) is the optimum operation in the operation plan period. It outputs to the fuel cell cogeneration system 110 as a pattern.

以上のように、本実施の形態における運転計画装置100は、図14に示されるように、運転計画期間における需要家でのエネルギー負荷(電力負荷および熱負荷)を予測するとともに、運転計画期間を複数の分割期間に分割し、最初の分割期間について、予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターン(「A」、「Z」)を探索し、続く期間について、直前の期間で探索された運転パターン(「A」、「Z」)だけに続く運転パターンとして、予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターン(「A」に続く「Z」、「Z」に続く「Z」)を探索する、という処理を複数の期間の最後の期間まで順次繰り返すことによって運転計画期間における最適な運転パターン(「A」−「Z」−「A」)を探索している。   As described above, the operation planning apparatus 100 according to the present embodiment predicts the energy load (electric power load and heat load) at the consumer in the operation plan period and also sets the operation plan period as shown in FIG. Dividing into a plurality of divided periods and searching for an operation pattern (“A”, “Z”) suitable for supplying energy corresponding to the predicted energy load for the first divided period, As an operation pattern following only the operation pattern (“A”, “Z”) searched for in the period of “”, an operation pattern suitable for supplying energy corresponding to the predicted energy load (“Z” following “A”) ”,“ Z ”following“ Z ”) is repeated until the last period of a plurality of periods is sequentially repeated, so that an optimum driving pattern ( A "-" Z "- has been searching for the" A ").

これによって、各分割期間では、最適運転パターンの探索において、一部の運転パターンだけが最適運転パターンの候補として絞られ、それら一部の運転パターンに続く運転パターンだけが次の分割期間における探索対象となるので、運転計画期間全体で取り得る全ての運転パターンを総当たりで評価する従来技術に比べ、小さい計算コストで、最適な運転パターンが探索される。   As a result, in each divided period, in the search for the optimal driving pattern, only some driving patterns are narrowed down as candidates for the optimal driving pattern, and only the driving patterns that follow the partial driving pattern are searched for in the next dividing period. Therefore, an optimal operation pattern is searched for at a low calculation cost compared to the conventional technique in which all operation patterns that can be taken in the entire operation plan period are evaluated brute force.

以下、本実施の形態における効果についてより具体的に説明する。
本実施の形態での計算コストは、シミュレーション部103bのものが大部分である。これは、シミュレーション部103b以外での計算は数値の判定や記憶のみであるが、シミュレーション部103bは、累計一次エネルギー使用量を算出する際に、予め設定した燃料電池コージェネレーションシステムの発電効率、排熱回収効率、電力への発電追従性などのハードウェア特性から燃料電池コージェネレーションシステム110の運転をシミュレートするという複雑な処理を行うためである。
Hereinafter, the effect in this Embodiment is demonstrated more concretely.
The calculation cost in the present embodiment is mostly that of the simulation unit 103b. This is because the calculations other than the simulation unit 103b only determine and store numerical values, but the simulation unit 103b calculates the power generation efficiency and exhaustion of the fuel cell cogeneration system set in advance when calculating the cumulative primary energy usage. This is to perform a complicated process of simulating the operation of the fuel cell cogeneration system 110 from hardware characteristics such as heat recovery efficiency and power generation follow-up to electric power.

本実施の形態では、運転候補判定部103cは、分割された運転計画期間に10個の運転パターンのみを運転候補として算出する。その運転候補から連続した運転パターンのみがその後の分割期間での累計一次エネルギー使用量が算出される。よって、本実施の形態での計算コストは、運転計画期間全体で取り得る全ての運転パターンに対して累計一次エネルギー使用量を算出した場合と比べて、小さい。   In the present embodiment, the driving candidate determination unit 103c calculates only ten driving patterns as driving candidates in the divided driving plan period. Only the driving pattern continuous from the driving candidates is used to calculate the accumulated primary energy usage in the subsequent divided period. Therefore, the calculation cost in the present embodiment is small compared to the case where the cumulative primary energy usage is calculated for all the operation patterns that can be taken in the entire operation plan period.

本実施の形態と特許文献1の技術による累計一次エネルギー使用量を算出する計算コストを比較する。特許文献1の技術によれば、2の48乗通りの運転パターンに対して評価が行われる。一方、本実施の形態では、いずれの運転パターンも蓄熱完了運転パターンと判定されなかった場合であっても、第一期間については、2の16乗通りの運転パターン、第二期間については、第一期間で特定された最大10通りの運転候補それぞれに対して2の16乗通りの運転パターン、第三期間については、第二期間で特定された最大10通りの運転候補それぞれに対して2の16乗通りの運転パターンについて評価がされるので、それらの和、つまり、(2の16乗+2の16乗×10+2の16乗×10)通りの運転パターンに対する評価で済む。さらに、本実施の形態では運転計画期間を三つの期間に分割しているので、1通りあたりの計算コストは特許文献1と比較して3分の1である。これを計算すると本実施の形態は特許文献1の約6千万分の1の計算コストとなる。実際には蓄熱完了運転パターンが算出され運転シミュレーションを行わない運転パターンもあるため、本実施の形態の計算コストはさらに小さい。   The calculation cost for calculating the cumulative primary energy usage amount according to the present embodiment and the technique of Patent Document 1 will be compared. According to the technique of Patent Document 1, evaluation is performed on 2 to the 48th power operation patterns. On the other hand, in the present embodiment, even if any of the operation patterns is not determined as the heat storage completion operation pattern, the first period is the 2 <16> th operation pattern, and the second period is the first For each of up to 10 driving candidates specified in one period, 2 16 power driving patterns, and for the third period, 2 for each of up to 10 driving candidates specified in the second period Since the 16th driving pattern is evaluated, it is sufficient to evaluate the sum of them, that is, (2 16 +2 16 + 10 + 2 16 × 10) driving patterns. Furthermore, since the operation plan period is divided into three periods in the present embodiment, the calculation cost per way is one-third that of Patent Document 1. When this is calculated, the present embodiment has a calculation cost of about 1 / 60,000,000 of Patent Document 1. Actually, there is an operation pattern in which a heat storage completion operation pattern is calculated and an operation simulation is not performed. Therefore, the calculation cost of the present embodiment is further reduced.

また、本実施の形態では運転候補判定部103cは、分割期間の終了時点における蓄熱量が近い(一定範囲内)累計運転パターンのうち、累計一次エネルギー使用量が最小であるものを運転候補として記憶する。これは、同一の蓄熱量となる運転パターンが複数あるならば、累計一次エネルギー使用量が最小になる運転パターン以外の運転パターンは、運転計画期間全体において取り得る全ての運転パターンの中で最小の累計一次エネルギー使用量となる運転パターンとなる可能性がないからである。たとえば、0時から8時の分割された運転計画期間で「0時0分から0時30分まで起動状態、残りの時刻は全て停止状態」という運転と「0時30分から1時0分まで起動、残りの時刻は全て停止状態」という運転について、今、蓄熱量が同一とした場合に、前者の運転の方が累計一次エネルギー使用量が少ないとすると、残りの分割された期間で同一の運転パターンであった場合に、累計一次エネルギー使用量は、前者の運転から連続した累計運転パターンの方が常に少ない。   Further, in the present embodiment, the operation candidate determination unit 103c stores, as operation candidates, those that have the smallest accumulated primary energy usage among accumulated operation patterns that are close to each other (within a certain range) at the end of the divided period. To do. This means that if there are multiple operation patterns with the same heat storage amount, the operation pattern other than the operation pattern that minimizes the accumulated primary energy consumption is the smallest of all possible operation patterns in the entire operation plan period. This is because there is no possibility that the operation pattern becomes the cumulative primary energy consumption. For example, in a divided operation plan period from 0 o'clock to 8 o'clock, the operation is “starting from 0: 0 to 0:30, all remaining times are stopped” and “starting from 0:30 to 10:00” If the amount of accumulated primary energy is less in the former operation when the heat storage amount is the same, the same operation is performed in the remaining divided periods. In the case of the pattern, the cumulative primary energy consumption is always smaller in the cumulative operation pattern that is continuous from the former operation.

しかし、完全に同一の蓄熱量となる運転パターンは一般的に少ないので、蓄熱量が完全に一致する場合にだけ適用したのでは、全ての運転パターンの中で最小の累計一次エネルギー使用量となる運転パターンとなる可能性がないと判定される運転パターンも少ない。そこで、本実施の形態では蓄熱量に一定の範囲を設けることで、最小の累計一次エネルギー使用量となる運転パターンとなる可能性が低いと判定される運転パターンを多くしている。ただし、蓄熱量の範囲を大きくし過ぎないことで、本実施の形態では、取り得る全ての運転パターンの中で最小の累計一次エネルギー使用量、もしくは、それに近い累計一次エネルギー使用量となる運転パターンが選択されるようにしている。   However, since there are generally few operation patterns with the same amount of heat storage, applying only when the amount of heat storage is completely consistent results in the minimum cumulative primary energy usage among all operation patterns. There are also few operation patterns determined that there is no possibility of becoming an operation pattern. Therefore, in the present embodiment, by providing a certain range for the heat storage amount, the operation patterns that are determined to have a low possibility of becoming the operation pattern with the minimum cumulative primary energy usage amount are increased. However, by not excessively increasing the range of the heat storage amount, in this embodiment, the operation pattern that is the minimum cumulative primary energy usage amount or the cumulative primary energy usage amount that is close to it among all possible operation patterns. Is selected.

このように、本実施の形態によれば、小さい計算コストで、全ての運転パターンの中で最小の累計一次エネルギー使用量、もしくは、それに近い累計一次エネルギー使用量となる運転パターンが探索される。   Thus, according to the present embodiment, an operation pattern having a minimum cumulative primary energy usage amount or a cumulative primary energy usage amount close to it among all the operation patterns is searched for at a low calculation cost.

以上、本発明に係る運転計画装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、本実施の形態に対して、当業者が思いつく各種変形を施したものも、本発明に含まれる。   Although the operation planning apparatus according to the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. The present invention includes those in which various modifications conceived by those skilled in the art can be made with respect to the present embodiment without departing from the gist of the present invention.

たとえば、本実施の形態では、運転計画期間は、0時から24時であったが、0時から12時など、任意の期間でよい。また、分割部102は、運転計画期間を3つに分割したが、2つ、4つなど、任意の数に分割してもよい。さらに、運転パターン生成部103aは、30分刻みで燃料電池コージェネレーションシステム110を起動させるか停止させるかの運転パターンを生成したが、運転パターンを生成するときの時間刻みは、30分に限られず、15分刻みなど任意の時間刻みでよい。   For example, in the present embodiment, the operation plan period is from 0:00 to 24:00, but may be any period such as 0:00 to 12:00. Moreover, although the division | segmentation part 102 divided | segmented the driving | operation plan period into 3, you may divide | segment into arbitrary numbers, such as two and four. Furthermore, although the operation pattern generation unit 103a generates an operation pattern for starting or stopping the fuel cell cogeneration system 110 every 30 minutes, the time interval when generating the operation pattern is not limited to 30 minutes. , Any time increment such as every 15 minutes may be used.

また、本実施の形態では、運転候補判定部103cは、蓄熱量の範囲を均等に10等分して運転候補を記憶したが、蓄熱量の区分については、均等ではなく偏った区分であってもよいし、15等分や20等分など任意の区分数でもよい。   Further, in the present embodiment, the operation candidate determination unit 103c stores the operation candidates by equally dividing the range of the heat storage amount into 10 equal parts, but the heat storage amount classification is not equal but biased. Alternatively, it may be an arbitrary number of divisions such as 15 equal parts or 20 equal parts.

また、本実施の形態では、シミュレーション部103bは、評価値として、一次エネルギー使用量を算出したが、評価値としては、一次イネルギー使用量に限られず、光熱費などでもよい。さらに、運転計画装置100による運転計画の対象としては、燃料電池コージェネレーションシステムだけに限られず、ガスエンジンコージェネレーションシステムでもよい。   Moreover, in this Embodiment, although the simulation part 103b calculated the primary energy usage-amount as an evaluation value, as an evaluation value, it is not restricted to a primary energy usage-amount, A utility bill etc. may be sufficient. Furthermore, the target of the operation plan by the operation planning apparatus 100 is not limited to the fuel cell cogeneration system, but may be a gas engine cogeneration system.

また、本実施の形態では、運転計画装置100は、ソフトウェア的に実現されたが、専用の電子回路等によってハードウェア的に実現されてもよい。   In the present embodiment, the operation planning apparatus 100 is realized by software, but may be realized by hardware by a dedicated electronic circuit or the like.

本発明は、運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを決定する運転計画装置として、特に、小さい計算コストで最適な運転パターンを決定する運転計画装置として利用できるだけでなく、COヒートポンプや電気温水器などの運転計画装置としても有用である。 The present invention is, as an operation planning device for determining an optimum operation pattern of the cogeneration system in the operation plan period, in particular, not only can be utilized as an operation planning device for determining an optimum operation pattern with a small computational cost, CO 2 heat pumps Ya It is also useful as an operation planning device for electric water heaters.

本発明の実施の形態におけるコージェネレーションシステム用運転計画装置の構成を示す機能ブロック図The functional block diagram which shows the structure of the operation plan apparatus for cogeneration systems in embodiment of this invention 運転計画装置の動作を示すフローチャートFlow chart showing operation of operation planning device 図2におけるステップS204(最適運転パターンの決定)の詳細な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the detailed procedure of step S204 (determination of an optimal driving | operation pattern) in FIG. 図3におけるステップS303の処理(運転パターンの生成)の詳細な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the detailed procedure of the process (generation of an operation pattern) of step S303 in FIG. 図3におけるステップS304(運転シミュレーション)の詳細な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the detailed procedure of step S304 (driving simulation) in FIG. シミュレーション部の詳細な動作を説明するための図Diagram for explaining the detailed operation of the simulation unit 図3におけるステップS305(最適運転パターンの候補判定)の詳細な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the detailed procedure of step S305 (candidate determination of the optimal driving | operation pattern) in FIG. 運転候補情報を格納するためのデータテーブルを示す図The figure which shows the data table for storing driving candidate information データテーブルが最初に更新された状態を示す図The figure which shows the state where the data table was updated first データテーブルが最初に更新された状態を示す図The figure which shows the state where the data table was updated first 第一期間が完了したときのデータテーブルの状態を示す図The figure which shows the state of the data table when the first period is completed 第二期間が完了したときのデータテーブルの状態を示す図The figure which shows the state of the data table when the 2nd period is completed 第三期間が完了したときのデータテーブルの状態を示す図The figure which shows the state of the data table when the third period is completed 運転計画装置による最適運転パターンの探索処理の概要を示す図The figure which shows the outline of the search processing of the optimum driving pattern by the driving planning device

符号の説明Explanation of symbols

100 運転計画装置
101 負荷予測部
102 分割部
103 最適運転パターン決定部
103a 運転パターン生成部
103b シミュレーション部
103c 運転候補判定部
110 燃料電池コージェネレーションシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Operation planning apparatus 101 Load prediction part 102 Dividing part 103 Optimal operation pattern determination part 103a Operation pattern production | generation part 103b Simulation part 103c Operation candidate determination part 110 Fuel cell cogeneration system

Claims (10)

運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを決定する運転計画装置であって、
前記コージェネレーションシステムがエネルギーを供給する先である需要家における前記運転計画期間でのエネルギー負荷を予測する負荷予測手段と、
前記運転計画期間を複数の期間に分割する分割手段と、
分割された前記複数の期間の最初の期間について、前記負荷予測手段によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索し、続く期間について、直前の期間で探索された運転パターンに続く運転パターンとして、前記負荷予測手段によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索する、という処理を前記複数の期間の最後の期間まで順次繰り返すことによって前記運転計画期間における最適な運転パターンを決定する最適運転パターン決定手段と
を備えるコージェネレーションシステム用運転計画装置。
An operation planning device for determining an optimal operation pattern of a cogeneration system in an operation planning period,
A load prediction means for predicting an energy load in the operation plan period in a consumer to whom the cogeneration system supplies energy;
Dividing means for dividing the operation plan period into a plurality of periods;
An operation pattern suitable for supplying energy corresponding to the energy load predicted by the load prediction unit is searched for the first period of the plurality of divided periods, and the subsequent period is searched for in the immediately preceding period. As a driving pattern following the driving pattern, the process of searching for a driving pattern suitable for supplying energy corresponding to the energy load predicted by the load prediction means is sequentially repeated until the last period of the plurality of periods. An operation planning device for a cogeneration system, comprising: an optimum operation pattern determining means for determining an optimum operation pattern during the operation planning period.
前記最適運転パターン決定手段は、前記複数の期間のそれぞれについて、前記負荷予測手段によって予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給できる複数の運転パターンについて、前記コージェネレーションシステムを運転した場合における当該期間の終了時点での前記需要家での累計的な消費エネルギーに関連する情報である評価値と当該期間の終了時点での前記コージェネレーションシステムによる蓄熱量とを算出し、算出した蓄熱量が予め定められた複数の蓄熱量の範囲のいずれに属するかを判定し、判定した蓄熱量の範囲ごとに最適な評価値をもつ運転パターンだけを残すことによって前記エネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索するとともに、前記複数の期間の最後の期間における最適な評価値をもつ運転パターンを前記運転計画期間における最適な運転パターンとして決定する
請求項1記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The optimum operation pattern determination means is a period when the cogeneration system is operated for a plurality of operation patterns that can supply energy corresponding to the energy load predicted by the load prediction means for each of the plurality of periods. An evaluation value, which is information related to cumulative energy consumption at the consumer at the end of the period, and a heat storage amount by the cogeneration system at the end of the period are calculated, and the calculated heat storage amount is predetermined. The operation pattern suitable for supplying the energy is determined by leaving the operation pattern having the optimum evaluation value for each determined heat storage amount range. Search and have the best evaluation value in the last period of the plurality of periods. Cogeneration system for the driver planning device according to claim 1, wherein determining the pattern as the optimum operation pattern in the operation plan period.
前記最適運転パターン決定手段は、
前記複数の期間のそれぞれについて、探索すべき複数の運転パターンを生成する運転パターン生成部と、
前記複数の期間のそれぞれについて、前記運転パターン生成部で生成された複数の運転パターンのそれぞれで前記コージェネレーションシステムを運転した場合における前記評価値と前記蓄熱量とを前記複数の運転パターンごとに算出するシミュレーション部と、
前記複数の期間のそれぞれについて、前記シミュレーション部で算出された前記複数の運転パターンごとの評価値と蓄熱量とに基づいて、前記蓄熱量が予め定められた複数の蓄熱量の範囲のいずれに属するかを判定し、判定した蓄熱量の範囲ごとに最適な評価値をもつ運転パターンだけを残すことによって、前記複数の蓄熱量の範囲ごとにゼロまたは1つの運転パターンを特定する運転候補判定部とを有し、
前記シミュレーション部は、前記複数の期間のうちの直前の期間について前記運転候補判定部で特定された運転パターンの蓄熱量を用いて、続く期間における前記評価値と前記蓄熱量とを算出し、
前記運転候補判定部は、前記複数の期間のうちの最後の期間について前記運転パターンを特定した後に、前記複数の蓄熱量の範囲ごとに特定された運転パターンのうち、最適な評価値をもつ運転パターンを前記運転計画期間における最適な運転パターンと決定する
請求項2記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The optimum operation pattern determining means includes:
For each of the plurality of periods, an operation pattern generation unit that generates a plurality of operation patterns to be searched;
For each of the plurality of periods, the evaluation value and the heat storage amount when the cogeneration system is operated with each of the plurality of operation patterns generated by the operation pattern generation unit are calculated for each of the plurality of operation patterns. A simulation unit to
For each of the plurality of periods, the heat storage amount belongs to any of a plurality of predetermined heat storage amount ranges based on the evaluation value and the heat storage amount for each of the plurality of operation patterns calculated by the simulation unit. An operation candidate determination unit that specifies zero or one operation pattern for each of the plurality of heat storage amount ranges by leaving only the operation pattern having an optimum evaluation value for each determined heat storage amount range; Have
The simulation unit calculates the evaluation value and the heat storage amount in the subsequent period using the heat storage amount of the operation pattern specified by the operation candidate determination unit for the immediately preceding period among the plurality of periods.
The operation candidate determination unit, after specifying the operation pattern for the last period of the plurality of periods, among the operation patterns specified for each range of the plurality of heat storage amount, the operation having an optimum evaluation value The operation planning device for a cogeneration system according to claim 2, wherein a pattern is determined as an optimum operation pattern in the operation planning period.
前記シミュレーション部は、算出する蓄熱量が、前記コージェネレーションシステムが蓄熱可能な容量を越えることとなる場合には、前記算出をしない
請求項3記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The operation planning device for a cogeneration system according to claim 3, wherein the simulation unit does not perform the calculation when the heat storage amount to be calculated exceeds a capacity that the cogeneration system can store heat.
前記負荷予測手段は、前記エネルギー負荷として、電力負荷と熱負荷とを予測し、
前記シミュレーション部は、前記電力負荷と前記熱負荷に対応するエネルギーを供給するように前記コージェネレーションシステムを運転した場合における評価値と蓄熱量とを算出する
請求項3記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The load prediction means predicts an electric load and a heat load as the energy load,
The cogeneration system operation plan according to claim 3, wherein the simulation unit calculates an evaluation value and a heat storage amount when the cogeneration system is operated so as to supply energy corresponding to the power load and the heat load. apparatus.
前記運転パターン生成部は、前記運転パターンとして、前記コージェネレーションシステムの起動時刻と停止時刻とで特徴づけられる運転パターンを生成する
請求項3記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The said operation pattern production | generation part produces | generates the operation pattern characterized by the starting time and the stop time of the said cogeneration system as the said driving pattern, The driving | operation planning apparatus for cogeneration systems of Claim 3.
前記シミュレーション部は、前記評価値として、前記需要家で消費される一次エネルギー使用量または光熱費を算出する
請求項3記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The operation planning device for a cogeneration system according to claim 3, wherein the simulation unit calculates, as the evaluation value, a primary energy consumption amount or a utility cost consumed by the consumer.
前記シミュレーション部はさらに、前記評価値と前記蓄熱量とともに、前記複数の期間のそれぞれの終了時点で前記コージェネレーションシステムが起動しているか停止しているかを示す運転状態を前記運転パターンごとに算出するとともに、前記直前の期間について前記運転候補判定部で特定された運転パターンの蓄熱量に加えて、前記運転状態をも用いることで、続く期間における前記評価値と前記蓄熱量と前記運転状態とを算出する
請求項3記載のコージェネレーションシステム用運転計画装置。
The simulation unit further calculates an operation state indicating whether the cogeneration system is activated or stopped at each end point of the plurality of periods together with the evaluation value and the heat storage amount for each operation pattern. In addition to the heat storage amount of the operation pattern specified by the operation candidate determination unit for the immediately preceding period, by using the operation state, the evaluation value, the heat storage amount, and the operation state in the subsequent period are obtained. The operation planning device for a cogeneration system according to claim 3.
運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを決定する運転計画方法であって、
前記コージェネレーションシステムがエネルギーを供給する先である需要家における前記運転計画期間でのエネルギー負荷を予測する負荷予測ステップと、
前記運転計画期間を複数の期間に分割する分割ステップと、
分割された前記複数の期間の最初の期間について、前記負荷予測ステップで予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索し、続く期間について、直前の期間で探索された運転パターンに続く運転パターンとして、前記負荷予測ステップで予測されたエネルギー負荷に対応するエネルギーを供給するのに適した運転パターンを探索する、という処理を前記複数の期間の最後の期間まで順次繰り返すことによって前記運転計画期間における最適な運転パターンを決定する最適運転パターン決定ステップと
を含むコージェネレーションシステム用運転計画方法。
An operation planning method for determining an optimal operation pattern of a cogeneration system during an operation planning period,
A load prediction step of predicting an energy load in the operation plan period in a consumer to whom the cogeneration system supplies energy;
A division step of dividing the operation plan period into a plurality of periods;
An operation pattern suitable for supplying energy corresponding to the energy load predicted in the load prediction step is searched for the first period of the plurality of divided periods, and the subsequent period is searched for in the immediately preceding period. As a driving pattern following the driving pattern, a process of searching for a driving pattern suitable for supplying energy corresponding to the energy load predicted in the load prediction step is sequentially repeated until the last period of the plurality of periods. An operation planning method for a cogeneration system including an optimum operation pattern determination step for determining an optimum operation pattern in the operation planning period.
運転計画期間におけるコージェネレーションシステムの最適な運転パターンを決定する運転計画装置のためのプログラムであって、
請求項9記載のコージェネレーションシステム用運転計画方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラム。
A program for an operation planning device for determining an optimal operation pattern of a cogeneration system in an operation planning period,
A program for causing a computer to execute the steps included in the operation planning method for a cogeneration system according to claim 9.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2781853A1 (en) * 2011-11-14 2014-09-24 Panasonic Corporation Cogeneration system
KR20160042554A (en) * 2014-10-10 2016-04-20 (주)제이에이치에너지 The Development Of Optimal Operation Planning And Price Evaluating Algorithm For Heat Trading Between Combined Heat and Power Plants
WO2020196983A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 (주)제이에이치에너지 Operating method for pv-ess-linked system using case-generation-based three-dimensional dynamic planning method
WO2021132795A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 (주)제이에이치에너지 Method for managing smart energy combining cogeneration facility and renewable energy source

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251491A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Osaka Gas Co Ltd Hot water storage type hot water supply system
JP2004317038A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Osaka Gas Co Ltd Hot water storage type hot water supply system
JP2005026010A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba International Fuel Cells Corp Fuel cell power generating equipment
JP2005030211A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Toho Gas Co Ltd Operation control system for home-use co-generation system
JP2005114344A (en) * 2003-09-18 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cogeneration system
JP2006001797A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Toho Gas Co Ltd Operation control device of hydrogen production system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251491A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Osaka Gas Co Ltd Hot water storage type hot water supply system
JP2004317038A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Osaka Gas Co Ltd Hot water storage type hot water supply system
JP2005026010A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba International Fuel Cells Corp Fuel cell power generating equipment
JP2005030211A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Toho Gas Co Ltd Operation control system for home-use co-generation system
JP2005114344A (en) * 2003-09-18 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cogeneration system
JP2006001797A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Toho Gas Co Ltd Operation control device of hydrogen production system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2781853A1 (en) * 2011-11-14 2014-09-24 Panasonic Corporation Cogeneration system
EP2781853A4 (en) * 2011-11-14 2015-04-08 Panasonic Corp Cogeneration system
KR20160042554A (en) * 2014-10-10 2016-04-20 (주)제이에이치에너지 The Development Of Optimal Operation Planning And Price Evaluating Algorithm For Heat Trading Between Combined Heat and Power Plants
KR101715451B1 (en) * 2014-10-10 2017-03-14 (주)제이에이치에너지 The Development Of Optimal Operation Planning And Price Evaluating METHOD For Heat Trading Between Combined Heat and Power Plants
WO2020196983A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 (주)제이에이치에너지 Operating method for pv-ess-linked system using case-generation-based three-dimensional dynamic planning method
WO2021132795A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 (주)제이에이치에너지 Method for managing smart energy combining cogeneration facility and renewable energy source

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