JP2009089533A - Power generating system and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電装置及びその運転方法に関し、特に、負荷の消費電力の変動に対して発電機の発電量を一致させる発電装置及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a power generation device and a method for operating the power generation device, and more particularly, to a power generation device that matches a power generation amount of a generator with respect to fluctuations in power consumption of a load and a method for operating the power generation device.
従来から、発電部の本体としての燃料電池を備える発電装置は、窒素酸化物や二酸化炭素の排出量が少なく、かつ電気エネルギー及び発電に伴い発生する熱エネルギーの双方を有効に利用することが可能であるため、環境に優しい高効率な発電装置として注目されている。 Conventionally, a power generation device including a fuel cell as a main body of a power generation unit has a low emission amount of nitrogen oxides and carbon dioxide, and can effectively use both electric energy and thermal energy generated by power generation. Therefore, it is attracting attention as an environmentally friendly and highly efficient power generator.
発電装置が備える燃料電池では、水素生成装置が原燃料を用いて生成した水素と共に酸素が供給されると、その供給された水素と酸素とが用いられる電気化学反応が進行する。この電気化学反応が進行することにより、燃料電池は、水素及び酸素が有する化学的なエネルギーを電気的なエネルギーに直接変換する。つまり、燃料電池は、水素と酸素とが用いられる電気化学反応により電力を生成する。そして、この燃料電池から出力される電力を家庭等で使用される負荷に供給することで、系統電源が供給する電力の使用量が抑えられるので、省エネルギー性が向上する。 In the fuel cell included in the power generation device, when oxygen is supplied together with hydrogen generated by the hydrogen generator using raw fuel, an electrochemical reaction using the supplied hydrogen and oxygen proceeds. As this electrochemical reaction proceeds, the fuel cell directly converts the chemical energy of hydrogen and oxygen into electrical energy. That is, the fuel cell generates electric power through an electrochemical reaction in which hydrogen and oxygen are used. And since the usage-amount of the electric power which a system power supply supplies is suppressed by supplying the electric power output from this fuel cell to the load used at home etc., energy saving property improves.
しかしながら、燃料電池の発電量が負荷の消費電力よりも大きくなり、余剰の電力が生じると、燃料電池の運転効率が低下する。そのため、時々刻々と変動する負荷の消費電力に近い発電量になるよう燃料電池を運転することが求められる。 However, when the power generation amount of the fuel cell becomes larger than the power consumption of the load and surplus power is generated, the operation efficiency of the fuel cell is lowered. Therefore, it is required to operate the fuel cell so that the power generation amount is close to the power consumption of the load that varies from moment to moment.
そこで、負荷の消費電力の履歴に基づきマイコンが発電計画を生成し、その生成した発電計画に基づきコントローラが燃料電池の発電量を制御する燃料電池発電装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a fuel cell power generation device has been proposed in which a microcomputer generates a power generation plan based on a history of power consumption of a load, and a controller controls the power generation amount of the fuel cell based on the generated power generation plan (for example, Patent Document 1). reference).
以下、この提案された従来の発電装置の構成及びその動作について概説する。 The configuration and operation of this proposed conventional power generator will be outlined below.
図7は、特許文献1に開示された従来の燃料電池発電装置の構成と負荷との接続形態とを模式的に示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram schematically showing a configuration of a conventional fuel cell power generator disclosed in Patent Document 1 and a connection form with a load.
図7に示すように、従来の燃料電池発電装置38は、その主たる構成要素として、改質器30と、CO変成器32と、CO除去器34と、燃料電池36と、コントローラ101と、操作スイッチ104とを備えている。ここで、燃料電池発電装置38のコントローラ101は、マイコン102と、通信I/F110とを備えている。一方、図7に示すように、燃料電池発電装置38から電力の供給を受ける外部負荷26A,26B,26Cの各々には、マイコン112A,112B,112Cが設けられていると共に、通信I/F114A,114B,114Cが設けられている。
As shown in FIG. 7, the conventional fuel cell
そして、図7に示すように、燃料電池発電装置38のコントローラ101が備える通信I/F110と、外部負荷26A,26B,26Cの通信I/F114A,114B,114Cとが、ネットワーク配線116を介して接続されている。これにより、図7に示す電力供給系統において、LAN118が形成されている。
As shown in FIG. 7, the communication I /
かかる従来の燃料電池発電装置38では、コントローラ101のマイコン102が、外部負荷26A,26B,26Cの消費電力の履歴に基づき、燃料電池36の発電計画を生成する。そして、この従来の燃料電池発電装置38では、コントローラ101が、マイコン102が生成した発電計画に応じた電力が得られるよう、燃料電池36の発電運転を適切に制御する。これにより、外部負荷26A,26B,26Cの消費電力の変動に応じた電力を得ることが図られる。
しかしながら、この従来の燃料電池発電装置38の構成では、コントローラ101のマイコン102が外部負荷26A,26B,26Cの消費電力の履歴に基づき消費電力を予測し、燃料電池36の発電計画を生成しても、実際には、外部負荷26A,26B,26Cの消費電力が予測通りに変動しない場合が多かった。そして、そのため、燃料電池36の発電量が負荷の消費電力を超え、余剰電力を生じ、燃料電池の運転効率の低下を招く場合があった。
However, in the configuration of the conventional fuel cell
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、従来の負荷の消費電力の履歴に基づいた運転計画により発電量が制御される発電装置に比べて、負荷の消費電力と発電機の発電量との間のズレが抑制される発電装置、及び、発電装置の運転方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and the power consumption of the load is higher than that of a power generation device in which the power generation amount is controlled by an operation plan based on the history of power consumption of the conventional load. An object of the present invention is to provide a power generation device in which a deviation between the power generation amount of the power generator and the generator is suppressed, and a method for operating the power generation device.
本願の発明者は、従来の負荷の消費電力の履歴に基づく運転計画により発電機の発電量を制御した場合に、実際の負荷の消費電力と発電機の発電量とを一致させることが困難であるのは、消費電力の履歴に基づき実際の負荷の運転開始時刻を予測することが難しいことが主要因の1つであると考え、本発明の完成に至った。 The inventor of the present application has difficulty in matching the actual power consumption of the load and the power generation amount of the generator when the power generation amount of the generator is controlled by the operation plan based on the history of the power consumption of the conventional load. It is considered that one of the main factors is that it is difficult to predict the operation start time of the actual load based on the history of power consumption, and the present invention has been completed.
即ち、上記従来の課題を解決するために、本発明に係る発電装置は、電力を生成する発電機と、前記発電機の発電計画を生成する運転計画器と、ユーザーにより予約操作された第1の負荷の少なくとも運転開始予定時刻を含む運転予定情報を取得する運転予定情報取得器と、ユーザーにより起動操作された第2の負荷の少なくとも運転開始信号を含む運転開始情報を取得する運転開始情報取得器と、を備え、前記運転計画器は、前記運転予定情報取得器により前記運転予定情報が取得された前記第1の負荷の運転開始予定時刻及び運転予定時間と、前記運転開始情報取得器により前記運転開始情報が取得された前記第2の負荷の運転開始信号及び運転予定時間に基づき、前記発電機の発電計画を生成することを特徴とする。 That is, in order to solve the above-described conventional problems, a power generation device according to the present invention includes a generator that generates electric power, an operation planner that generates a power generation plan for the generator, and a first that is reserved by a user. An operation schedule information acquisition unit that acquires operation schedule information including at least an operation start scheduled time of the load of the load, and operation start information acquisition that acquires operation start information including at least an operation start signal of the second load activated by the user And the operation planner includes the operation start scheduled time and operation scheduled time of the first load from which the operation schedule information has been acquired by the operation schedule information acquisition unit, and the operation start information acquisition unit. A power generation plan for the generator is generated on the basis of the operation start signal and scheduled operation time of the second load from which the operation start information has been acquired.
かかる構成とすると、運転計画器は、予め運転開始予定時刻が設定された第1の負荷及び実際に運転開始された第2の負荷について夫々の負荷の運転予定時間に基づき発電機の発電計画を生成するので、従来の発電計画のような負荷の運転開始時刻の予測ズレによる負荷の消費電力と発電機の発電量とのズレが解消され、発電機の運転効率が向上する可能性が高くなる。 With this configuration, the operation planner determines the power generation plan of the generator based on the scheduled operation time of each load for the first load for which the scheduled operation start time has been set in advance and the second load that has actually started operation. Therefore, the difference between the power consumption of the load and the amount of power generated by the generator due to the predicted deviation of the operation start time of the load as in the conventional power generation plan is eliminated, and the possibility that the operation efficiency of the generator is improved is increased. .
この場合、前記運転計画器は、前記運転開始情報が取得された前記第2の負荷の運転予定時間が所定の時間閾値未満である場合、前記第2の負荷を前記発電計画には反映させないことを特徴とする。 In this case, the operation planner does not reflect the second load in the power generation plan when the scheduled operation time of the second load from which the operation start information is acquired is less than a predetermined time threshold. It is characterized by.
かかる構成とすると、運転予定時間が所定の時間閾値未満である運転予定時間の短い第2の負荷を発電計画には反映させないので、発電機の発電量が平滑化され、発電量の急激な変動に対して追従性が悪い発電機においても、運転効率の低下が抑制される。 With such a configuration, the second load with a short planned operation time that is less than the predetermined time threshold is not reflected in the power generation plan, so the power generation amount of the generator is smoothed and the power generation amount fluctuates rapidly. However, even in a generator with poor followability, a decrease in operating efficiency is suppressed.
又、上記の場合、前記運転計画器は、前記運転予定情報が取得された前記第1の負荷の運転予定時間が所定の時間閾値未満である場合、前記第1の負荷を前記発電計画には原則反映させないことを特徴とする。 In the above case, when the scheduled operation time of the first load from which the operation schedule information is acquired is less than a predetermined time threshold, the operation planner uses the first load as the power generation plan. It is characterized by not reflecting in principle.
かかる構成とすると、運転予定時間が所定の時間閾値未満である運転予定時間の短い第1の負荷を発電計画には原則反映させないので、発電機の発電量が平滑化され、発電量の急激な変動に対して追従性が悪い発電機においても、運転効率の低下が抑制される。 With such a configuration, the first load having a short operation scheduled time that is less than the predetermined time threshold is not reflected in the power generation plan in principle, so that the power generation amount of the generator is smoothed and the power generation amount is drastically reduced. Even in a generator with poor followability to fluctuations, a decrease in operating efficiency is suppressed.
この場合、前記運転計画器は、前記運転予定時間が所定の時間閾値未満である第1の負荷の運転開始予定時刻と、直前の前記第1の負荷、又は前記第2の負荷の運転終了予定時刻と、の差が所定の時間差閾値以内である場合、少なくとも前記運転予定時間が所定の時間閾値未満である第1の負荷の運転終了予定時刻まで電力の生成を継続させるよう前記発電計画を生成することを特徴とする。 In this case, the operation planner includes the scheduled operation start time of the first load whose scheduled operation time is less than a predetermined time threshold, and the scheduled operation end of the first load or the second load immediately before. If the difference from the time is within a predetermined time difference threshold, the power generation plan is generated so that the generation of electric power is continued until at least the scheduled operation end time of the first load whose scheduled operation time is less than the predetermined time threshold. It is characterized by doing.
かかる構成とすると、第1の負荷又は第2の負荷が停止してから次の第1の負荷が運転開始するまでの期間が短い場合は、第1の負荷の運転予定時刻が所定の時間閾値未満と短い場合であっても、運転予定時間が所定の時間閾値未満である第1の負荷の運転終了予定時刻まで電力の生成を継続させるので、運転予定時間が所定の時間閾値未満である第1の負荷に対して系統電源で使用する量が低減され、省エネルギー性が向上する。 With such a configuration, when the period from when the first load or the second load stops to when the next first load starts operation is short, the scheduled operation time of the first load is a predetermined time threshold. Even when the time is less than the predetermined time threshold, the generation of electric power is continued until the scheduled operation end time of the first load whose scheduled operation time is less than the predetermined time threshold. The amount used by the system power supply for one load is reduced, and energy saving is improved.
又、上記の場合、前記運転計画器は、前記第1の負荷又は第2の負荷の運転終了予定時刻前後における前記第1の負荷及び第2の負荷の消費予定電力の合計の差が所定の電力差閾値以下である場合、少なくとも前記運転終了予定時刻後における前記消費予定電力の合計の差が所定の電力差閾値以下である時刻まで前記運転終了予定時刻前の発電量を維持させるよう前記発電計画を生成することを特徴とする。 In the above case, the operation planner has a predetermined difference in total power consumption of the first load and the second load before and after the scheduled operation end time of the first load or the second load. If the power difference threshold value is less than or equal to the power difference threshold value, the power generation amount is maintained so that the power generation amount before the scheduled operation end time is maintained at least until a time when the total difference of the planned power consumption after the scheduled operation end time is equal to or less than a predetermined power difference threshold It is characterized by generating a plan.
又、上記の場合、前記運転予定情報が取得された前記第1の負荷、又は、前記運転開始情報が取得された前記第2の負荷に続きユーザーにより起動操作される第3の負荷を予測する負荷運転予測器を更に備えていることを特徴とする。 In the above case, the first load from which the operation schedule information is acquired or the third load that is activated by the user following the second load from which the operation start information is acquired is predicted. A load operation predictor is further provided.
かかる構成とすると、運転開始時刻が確定している負荷である第1の負荷、又は、第2の負荷に続き起動操作される第3の負荷を予測する負荷運転予測器を更に備えることで、ユーザーの起動操作による運転開始の時刻が高精度に予測される第3の負荷をも発電機の発電計画に組み入れることが可能になる。 With such a configuration, by further comprising a load operation predictor that predicts a first load that is a load for which the operation start time is fixed, or a third load that is activated following the second load, It is possible to incorporate the third load in which the operation start time by the user's start operation is predicted with high accuracy into the generator power generation plan.
この場合、前記第1の負荷又は前記第2の負荷、及び前記第3の負荷が使用された位置情報を含む前記第1の負荷又は前記第2の負荷の運転履歴を記憶する運転履歴記憶器を更に備え、前記負荷運転予測器は、前記運転履歴記憶器が記憶した前記第1の負荷又は前記第2の負荷が使用された位置情報と前記第3の負荷が使用された位置情報との関連性に基づき、前記第1の負荷又は前記第2の負荷に続きユーザーにより起動操作される前記第3の負荷を予測することを特徴とする。 In this case, an operation history storage device that stores an operation history of the first load or the second load including position information where the first load or the second load and the third load are used. The load operation predictor further includes position information using the first load or the second load stored in the operation history storage device and position information using the third load. Based on the relevance, the third load activated by the user following the first load or the second load is predicted.
かかる構成とすると、負荷運転予測器が、位置情報の関連性を考慮して予測するため、第1の負荷又は第2の負荷に続き起動操作される第3の負荷の予測精度がより向上する。 With such a configuration, since the load operation predictor predicts in consideration of the relevance of the position information, the prediction accuracy of the third load that is activated following the first load or the second load is further improved. .
又、上記従来の課題を解決するために、本発明に係る発電装置の運転方法は、ユーザーにより予約操作された第1の負荷の少なくとも運転開始予定時刻を含む運転予定情報を取得する運転予定情報取得ステップと、ユーザーにより起動操作された第2の負荷の少なくとも運転開始信号を含む運転開始情報を取得する運転開始情報取得ステップと、前記運転予定情報取得ステップで前記運転予定情報が取得された前記第1の負荷の運転開始予定時刻及び運転予定時間と、前記運転開始情報取得ステップで前記運転開始情報が取得された前記第2の負荷の運転開始信号及び運転予定時間とに基づき発電機の発電計画を生成する運転計画ステップと、前記運転計画ステップで生成された前記発電計画に基づき前記発電機が電力を生成する発電ステップと、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described conventional problem, the operation method of the power generation apparatus according to the present invention is the operation schedule information for acquiring the operation schedule information including at least the operation start scheduled time of the first load reserved by the user. The operation start information acquisition step for acquiring the operation start information including at least the operation start signal of the second load activated by the user, and the operation schedule information acquired in the operation schedule information acquisition step. Based on the scheduled operation start time and scheduled operation time of the first load, and the operation start signal and scheduled operation time of the second load from which the operation start information was acquired in the operation start information acquisition step, An operation plan step for generating a plan, and a power generation step in which the generator generates electric power based on the power generation plan generated in the operation plan step. Characterized in that it comprises, when.
かかる構成とすると、予め運転開始予定時刻が設定された第1の負荷及び実際に運転開始された第2の負荷について夫々の負荷の運転予定時間に基づき発電機の発電計画が生成されるので、従来の運転計画のような負荷の運転開始時刻の予測ズレによる負荷の消費電力と発電機の発電量とのズレが解消される。これにより、発電機の運転効率が向上する可能性が高くなる。 With such a configuration, since the power generation plan of the generator is generated based on the scheduled operation time of each load for the first load for which the scheduled operation start time is set in advance and the second load that has actually started operation, The difference between the power consumption of the load and the amount of power generated by the generator due to the predicted deviation of the operation start time of the load as in the conventional operation plan is eliminated. This increases the possibility of improving the operating efficiency of the generator.
本発明は以上に述べたように構成され、従来の負荷の消費電力の履歴に基づいた運転計画により運転制御される従来の形態に比べて、負荷の消費電力と発電機の発電量との間のズレが抑制される発電装置、及び、発電装置の運転方法を提供することが可能になるという効果を奏する。 The present invention is configured as described above, and compared with the conventional mode in which the operation is controlled by the operation plan based on the history of the power consumption of the conventional load, the load power consumption and the power generation amount of the generator are smaller. There is an effect that it is possible to provide a power generation device in which the deviation is suppressed and a method for operating the power generation device.
本発明では、負荷の消費電力の履歴に基づき発電機の発電計画を生成する従来の形態に代えて、ユーザーにより予約操作又は起動操作された負荷からの運転開始予定時刻を含む運転予約情報又は運転開始信号を含む運転開始情報に基づき発電機の発電計画を生成することにより、上記従来の形態に比べて、負荷の消費電力と発電機の発電量との間のズレが抑制される発電装置を提供する。 In the present invention, instead of the conventional form of generating a power generation plan for a generator based on a history of power consumption of a load, driving reservation information or driving including a scheduled driving start time from a load that has been reserved or activated by a user By generating a power generation plan for a generator based on operation start information including a start signal, a power generation device that suppresses a deviation between the power consumption of the load and the power generation amount of the generator as compared to the conventional form described above. provide.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
先ず、本発明の実施の形態1に係る発電装置の構成について説明する。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the power generation device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
図1は、本発明の実施の形態1に係る発電装置の特徴的な構成を模式的に示すブロック図である。尚、図1では、便宜上、発電装置の特徴的な構成を説明するために必要となる構成要素のみを図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。又、図1では、便宜上、発電装置に電灯線を介して複数の負荷が接続され、この複数の負荷に系統電源から電力を供給可能とされた状態を示している。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing a characteristic configuration of the power generation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, for the sake of convenience, only the components necessary for explaining the characteristic configuration of the power generation device are illustrated, and the other components are not illustrated. In FIG. 1, for convenience, a plurality of loads are connected to the power generation device via a power line, and power is supplied to the plurality of loads from the system power supply.
図1に示すように、本実施の形態に係る発電装置100は、燃料電池をその発電部の本体として備える発電機10と、制御器11と、計画策定装置12と、通信器13とを備えている。ここで、図1に示すように、計画策定装置12は、情報取得器12aと、負荷分類器12bと、発電計画器12cと、発電計画記憶器12dとを備えている。尚、図1に示すように、発電装置100の電力出力部と負荷14に代表される複数の負荷の電力供給部とは、電灯線16により相互に電気的に接続されている。又、負荷14に代表される複数の負荷の電力供給部と系統電源15とは、電灯線16及び所定の開閉器(図示せず)を介して、相互に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the power generation device 100 according to the present embodiment includes a
ここで、図1に示すように、負荷14は通信器14aを備えている。この負荷14の通信器14aは、発電装置100の通信器13と通信を行う。例えば、負荷14の通信器14aは、発電機10の発電計画を生成するために必要なメッセージ17aを、発電装置100の通信器13に向けて送信する。尚、本実施の形態では、この負荷14の通信器14aから情報取得器12aへのメッセージ17aの伝送は、ネットワーク接続された電灯線16を介して行われる。尚、負荷14の通信器14aから情報取得器12aへのメッセージ17aの伝送形態としては、ネットワーク接続された電灯線16を介する伝送形態に限定されることはなく、例えば、無線LANのような無線通信パスを用いる伝送形態であってもよい。
Here, as shown in FIG. 1, the
このように、本実施の形態では、発電装置100と系統電源15とが連系して負荷14に代表される複数の負荷に電力を供給可能な電力供給系統が構成されている。そして、本実施の形態では、負荷14に代表される複数の負荷が電灯線16により発電装置100とネットワーク接続されている。
Thus, in the present embodiment, a power supply system that can supply power to a plurality of loads represented by the
発電装置100の構成要素について順を追って説明すると、発電装置100の発電機10は、その発電部の本体としての燃料電池(図示せず)を備えている。この燃料電池は、水素生成装置(図示せず)から水素を含む燃料ガスが供給されると共に、空気供給器(図示せず)から空気が供給されると、所定の電気化学反応により直流電力を生成する。尚、本実施の形態において、発電機10の燃料電池が生成した直流電力は、例えば、DC/DCコンバータ(図示せず)により変圧される。又、このDC/DCコンバータにより変圧された直流電力は、例えば、DC/ACコンバータ(図示せず)により交流電力に変換される。そして、この交流電力が、電灯線16を介して、負荷14に代表される複数の負荷に適宜供給される。
The components of the power generation device 100 will be described in order. The
又、制御器11は、発電機10の発電量を適宜制御する。具体的には、この制御器11は、計画策定装置12が生成する発電計画情報に基づき制御信号を生成して、この発電計画情報に対応する制御信号を水素生成装置及び空気供給器等の各構成要素に向けて出力すると共に、発電機10の発電量を適宜制御する。尚、本明細書において、「発電機10の発電量を制御する」とは、発電量を「0」にする、つまり、発電機10の発電を停止することも含む。
Further, the
一方、計画策定装置12は、通信器13が受信した複数の負荷14から送信されたメッセージ17aに基づき、発電機10の運転開始予定時刻及び運転予定時間、発電機10の発電量に係る出力指令値等の所定の情報を含む発電計画情報を計画策定して、この発電計画情報を発電計画記憶器12dに記憶させる。つまり、計画策定装置12は、メッセージ17aに基づき、制御器11による発電機10の発電量の制御のための発電計画情報を生成する。
On the other hand, the
具体的には、計画策定装置12の情報取得器12aは、運転予定情報取得器41と運転開始情報取得器42とを備えている。ここで、情報取得器12aの運転予定情報取得器41は、ユーザーにより予約操作された第1の負荷の、少なくとも運転開始予定時刻、望ましくは、名前、運転予定時間、消費予定電力等の情報を更に含む運転予定情報を、通信器13が受信したメッセージ17aから取得する。又、情報取得器12aの運転開始情報取得器42は、ユーザーにより起動操作された第2の負荷の、少なくとも運転開始信号、望ましくは、名前、運転予定時間、消費予定電力等の情報を更に含む運転開始情報を、通信器13が受信したメッセージ17aから取得する。
Specifically, the
又、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した複数の負荷14の運転予定情報、或いは、情報取得器12aが取得した複数の負荷14の運転開始情報に基づき、負荷14に代表される複数の負荷を分類する。尚、負荷分類器12bによる負荷の分類形態の一例については、後に詳細に説明する。
The
又、計画策定装置12の発電計画器12cは、情報取得器12aが取得した第1の負荷の運転予定情報、及び、情報取得器12aが取得した第2の負荷の運転開始情報と、負荷分類器12bによる分類結果と、所定の時間閾値及び時間差閾値と、所定の電力差閾値とに基づき、発電機10のための発電計画を生成する。尚、発電計画器12cによる発電計画の生成形態の一例についても、後に詳細に説明する。
In addition, the
又、計画策定装置12の発電計画記憶器12dは、上述のように発電計画器12cが生成した発電機10の発電計画を記憶し、制御器11がこの発電計画記憶器12dに記憶された発電計画情報に基づき発電機10の発電量の制御に係る制御信号を生成する。
The power generation
このように、計画策定装置12は、情報取得器12a、負荷分類器12b、発電計画器12c、発電計画記憶器12dの各々が連携して動作することにより、通信器13が受信したメッセージ17aに基づく発電計画情報を生成する。
In this way, the
次に、本発明の実施の形態1に係るメッセージの構成について説明する。 Next, the message configuration according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
図2(a)は、本発明の実施の形態1に係るメッセージの特徴的な構成を模式的に示すデータ構成図である。尚、図2(a)では、第1〜nのデータの各々が、負荷の運転開始予定時刻、負荷の運転予定時間、負荷の消費予定電力の各々を含むメッセージの構成を模式的に示している。 FIG. 2A is a data configuration diagram schematically showing a characteristic configuration of a message according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2A, each of the first to nth data schematically shows the structure of a message including each of the scheduled operation start time of the load, the estimated operation time of the load, and the expected power consumption of the load. Yes.
図2(a)に示すように、負荷14の通信器14aが送信するメッセージ17aは、負荷14の名前を含むヘッダと、負荷14の第1の運転開始予定時刻と運転予定時間と消費予定電力とを含む第1のデータ及びこれに続く第2〜nのデータからなるデータ本体とにより構成されている。つまり、本実施の形態において、メッセージ17aは、負荷14の名前を含むデータと、負荷14の運転開始予定時刻、運転予定時間、消費予定電力を含むデータを1群とする1群以上のデータ群との集合体である。
As shown in FIG. 2A, the
このような、負荷14の名前を含むヘッダと、1群以上のデータ群からなるデータ本体とを備えるメッセージ17aの一例としては、例えば、エアコンの通信器が送信するメッセージが挙げられる。具体的には、エアコンが計画運転される場合、エアコンの制御装置には、その運転開始予定時刻と運転予定時間と空調予定能力(消費予定電力)とに関する経時的な運転予定がユーザーにより入力される。この場合、エアコンが備える通信器は、自己の名前を含むヘッダと、その計画運転の内容が反映された1群以上のデータ群からなるデータ本体とを含むメッセージを、発電装置100の通信器13に向けて送信する。ここで、このエアコンから発電装置100へのメッセージの送信は、ユーザーによる経時的な運転予定情報の入力が完了した時点、或いは、エアコンが起動された時点等において適宜実行される。
As an example of such a
ところで、図2(a)では、便宜上、メッセージ17aとして、ユーザーにより予約操作された第1の負荷が送信するメッセージの構成を例示している。ここで、このメッセージ17aにおいて、第1のデータ内の「運転開始予定時刻」を「運転開始信号」により置き換え、かつ第2〜nのデータを削除することにより、ユーザーにより起動操作された第2の負荷が送信するメッセージの構成の一例として読み替えることができる。つまり、本実施の形態では、ユーザーにより予約操作された第1の負荷は、ヘッダと第1〜nのデータ(運転開始予定時刻を含む)からなるデータ本体とを備えるメッセージを、メッセージ17aとして送信する。一方、ユーザーにより起動操作された第2の負荷は、ヘッダと第1のデータ(運転開始信号を含む)からなるデータ本体とを備えるメッセージを、メッセージ17aとして送信する。
Incidentally, in FIG. 2A, for the sake of convenience, the configuration of a message transmitted by the first load reserved by the user is illustrated as the
又、図2(a)に示すメッセージ17aにおいて、未定の項目の部分が存在する場合には、負荷14の通信器14aは、その未定の項目の部分に「UNDEFINED」を設定する。但し、本実施の形態では、運転開始予定時刻又は運転開始時刻が明確な負荷のみを発電計画に反映させるので、ヘッダと、第1のデータにおける「運転開始予定時刻」又は「運転開始信号」には「UNDEFINED」が設定されることはない。
Also, in the
例えば、負荷14がドライヤである場合には、通常、ユーザーにより直接、起動操作され、運転時間や消費電力が予め設定された状態で運転されることはない。従って、負荷14がドライヤである場合には、通常、ドライヤの運転予定時間や消費予定電力は未定である。このような場合、ドライヤの通信器は、第1のデータにおける「運転開始信号」のフラグがONであり、「運転予定時間」及び「消費予定電力」の項目の部分は「UNDEFINED」が設定されたメッセージ17aを、発電装置100の通信器13に向けて送信する。
For example, when the
ここで、本実施の形態では、メッセージ17aに未定の項目の部分が存在する場合であっても、メッセージ17aにおける未定の項目の部分を消費電力の履歴(負荷の運転履歴の一例)に基づき「UNDEFINED」となっている負荷14の「運転予定時間」若しくは「消費予定電力」を予測する。
Here, in the present embodiment, even if there is an undetermined item portion in the
例えば、負荷14が工場の照明器具である場合には、工場の作業開始時刻と作業終了時刻とは規定されているので、照明器具の運転時間実績及び消費電力実績には一定の規則性が生じる。従って、作業者が照明器具の運転を開始した時点では、照明器具の運転予定時間及び消費予定電力は未定であるが、照明器具の消費電力の履歴に基づきその運転予定時間及び消費予定電力を予測することが可能であるから、照明器具の通信器が送信したメッセージにおける「運転予定時間」及び「消費予定電力」の項目の部分を照明器具の消費電力履歴に基づく予測値にすることができる。これにより、発電装置100の発電計画に反映させる負荷14の数を増やすことができるので、発電装置100をより一層有効に利用することが可能になる。
For example, when the
このような、メッセージ17aにおける未定の項目の部分を負荷14の消費電力の履歴に基づき予測することは、ユーザーにより予約操作された第1の負荷、及び、ユーザーにより起動操作された第2の負荷の何れに対しても、有効に実施することが可能である。
Predicting such an undetermined item portion in the
尚、メッセージ17aにおける未定の項目の部分を負荷14の消費電力の履歴に基づき予測するためには、負荷14の消費電力の履歴を保存する構成要素、及び、その保存した負荷14の消費電力の履歴に基づきメッセージ17aにおける未定の項目の部分を予測する構成要素が必要となる。このような、消費電力の履歴に基づきメッセージにおける未定の項目の部分を予測することが可能な発電装置の構成については、実施の形態2において具体的に説明する。
In order to predict the undetermined item portion in the
次に、本発明の実施の形態1に係る発電装置の動作について説明する。 Next, the operation of the power generation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
本実施の形態に係る発電装置100では、その発電運転中、負荷14に代表される複数の負荷の何れかの通信器14aからメッセージ17aが送信され、その送信されたメッセージ17aが発電装置100の情報取得器12aにより受信される毎に、発電計画の更新動作(生成動作)が実行される。ここで、本実施の形態では、メッセージ17aが発電装置100の情報取得器12aにより受信されると、発電装置100の負荷分類器12bにより、メッセージ17aを送信した負荷14が発電計画に反映させる負荷であるか否かに関する分類が行われる。そして、メッセージ17aを送信した負荷14が発電計画に反映させる負荷であると分類された場合には、その負荷を発電計画に反映させるよう、発電装置100の発電計画器12cは発電計画の更新動作を実行する。その後、発電装置100は、この更新された発電計画に基づき発電機10が電力を生成するよう制御器11により適宜制御されながら、その発電運転を継続する。尚、メッセージ17aを送信した負荷14が発電計画に反映させない負荷である場合には、発電計画の更新は行われず(或いは、その負荷14を発電計画には反映させないように更新が実行され)、発電装置100は既存の発電計画に基づきその発電運転を継続する。
In the power generation device 100 according to the present embodiment, during the power generation operation, the
ここで、発電装置100において発電計画の更新動作が実行された際の、負荷分類器12bの動作について、具体例を挙げながら詳細に説明する。
Here, the operation of the
図3は、計画策定装置の負荷分類器が負荷を分類する際の概念を模式的に示す概念図である。尚、図3において、縦軸は負荷の運転開始時刻の予測可能性の程度を示し、横軸は負荷の運転時間の継続性の程度を示している。 FIG. 3 is a conceptual diagram schematically showing a concept when the load classifier of the plan developing device classifies the load. In FIG. 3, the vertical axis indicates the degree of predictability of the load operation start time, and the horizontal axis indicates the degree of continuity of the load operation time.
図3に示すように、本実施の形態に係る計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aにより取得した運転予定情報及び運転開始情報に基づき、負荷14の運転開始時刻の予測可能性と、負荷14の運転予定時間の継続性とを考慮して、メッセージ17aを送信した負荷14の所属を4つの象限の何れかに分類する。
As shown in FIG. 3, the
例えば、計画策定装置12の負荷分類器12bは、運転開始時刻の予測可能性が高く、かつ運転時間の継続性が高い負荷14を、第1象限に所属する負荷であると分類する。一つの例を挙げると、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した運転予定情報に基づき、ユーザーの予約操作により炊飯開始予定時刻及び保温開始予定時刻が既に明確に設定されており、かつ上記予約の際に設定された炊飯予定時間及び保温予定時間を含む運転予定時間が長時間である、予約炊飯を行う炊飯器を、第1象限に所属する負荷であると分類する。又、他の例を挙げると、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した運転予定情報に基づき、ユーザーの予約操作により録画開始予定時刻が既に明確に設定されており、かつ予約の際に設定された録画予定時間が長時間である、予約録画を行うビデオデッキを、第1象限に所属する負荷であると分類する。
For example, the
又、計画策定装置12の負荷分類器12bは、運転開始時刻の予測可能性は高いが、運転時間の継続性が低い負荷14を、第2象限に所属する負荷であると分類する。一例を挙げると、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した運転予定情報に基づき、コンプレッサの運転開始予定時刻の何れも明確に設定されてはいるが、その運転予定時間が短時間である、計画運転が行われる冷蔵庫を、第2象限に所属する負荷であると分類する。
Further, the
又、計画策定装置12の負荷分類器12bは、運転開始時刻の予測可能性が低く、かつ運転予定時間の継続性が低い負荷14を、第3象限に所属する負荷であると分類する。例えば、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した運転開始情報に基づき、ファンモータはユーザーにより直接起動操作されるため運転開始時刻の予測可能性は低く、その運転予定時間が短時間である掃除機を、第3象限に所属する負荷であると分類する。
Further, the
更に、計画策定装置12の負荷分類器12bは、運転開始時刻の予測可能性は低く、かつ運転予定時間の継続性が高い負荷14を、第4象限に所属する負荷であると分類する。例えば、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した運転開始情報に基づき、ユーザーにより直接起動操作をされるため運転開始時刻の予測可能性が低く、かつ、洗濯予定時間及び乾燥予定時間が長時間である、全自動運転が行われる洗濯機を、第4象限に所属する負荷であると分類する。又、例えば、計画策定装置12の負荷分類器12bは、情報取得器12aが取得した運転開始情報に基づき、ユーザーにより直接起動操作をされるため運転開始時刻の予測可能性が低く、かつ視聴予定時間が長時間であるテレビを、第4象限に所属する負荷であると分類する。
Furthermore, the
このような、運転予定情報及び運転開始情報に基づく負荷14の分類は、計画策定装置12の負荷分類器12bが、運転予定情報又は運転開始情報に含まれる、負荷14の名前、負荷14の運転開始予定時刻又は運転開始信号、負荷14の運転予定時間を参照することにより、適切に実行される。
Such classification of the
そして、本実施の形態では、計画策定装置12の発電計画器12cは、負荷分類器12bによる分類結果に基づき、第1象限に所属する負荷であると分類された負荷14を発電計画に反映させるよう、発電計画の更新動作を実行する。又、同様にして、本実施の形態では、計画策定装置12の発電計画器12cは、負荷分類器12bによる分類結果に基づき、第4象限に所属する負荷であると分類された負荷14を発電計画に反映させるよう、発電計画の更新動作を実行する。尚、発電計画器12cは、負荷14の運転を発電計画に反映させる際に、負荷14の運転予定情報に含まれる消費予定電力若しくは負荷14の消費電力履歴(負荷の運転履歴の一例)に基づき予測される消費電力をも考慮し、発電計画を立てる。
In the present embodiment, the
しかし、本実施の形態では、計画策定装置12の発電計画器12cは、負荷分類器12bによる分類結果に基づき、第2象限に所属する負荷であると分類された負荷14を発電計画には原則反映させないよう、発電計画の更新動作を実行する。尚、この第2象限に所属する負荷であると分類された負荷14については、運転時間の継続性が低いので発電計画には原則反映させないが、運転開始時刻の予測可能性が極めて高いので、状況に応じて発電計画に反映させてもよい。
However, in the present embodiment, the
又、本実施の形態では、計画策定装置12の発電計画器12cは、負荷分類器12bによる分類結果に基づき、第3象限に所属する負荷であると分類された負荷14を発電計画には一切反映させないよう、発電計画の更新動作を実行する。即ち、本実施の形態では、発電時刻の予測可能性が低く、かつ発電時間の継続性も低いこの第3象限に分類された負荷14については、発電計画の精度を悪化させる可能性が高く、かつ発電計画に反映させる価値が小さいと考えられるので、発電計画には一切反映させないこととする。
Further, in the present embodiment, the
以下、発電装置100において発電計画の更新動作が実行され、負荷分類器12bにより負荷14の分類が行われた後の発電計画器12cの動作について、具体例を挙げながら詳細に説明する。
Hereinafter, the operation of the
本実施の形態では、発電装置100の負荷分類器12bにより負荷14の分類が行われると、その発電計画器12cは、第1象限及び第4象限(場合によっては、第1,2,4象限)に所属すると分類された負荷14を発電計画に反映させるよう、発電計画の更新動作を実行する。この際、発電計画に反映させる負荷14としては、既に説明したように、負荷14の消費電力と発電機10の発電量とのズレを抑制するべく、ユーザーにより予約操作された負荷14、及び、ユーザーにより起動操作された負荷14に限定されている。つまり、本実施の形態では、運転開始予定時刻又は運転開始時刻が明確である負荷14のみを発電計画に反映させる。一方、本実施の形態では、いつ運転が開始されるのか不明である負荷14は発電計画には一切反映させない。これにより、従来の運転計画のような運転開始時刻の予測ズレによる負荷14の消費電力と発電機10の発電量とのズレが解消され、発電機の発電効率が向上させることが可能な発電装置100を提供する。
In the present embodiment, when the
更に、本実施の形態では、省エネルギー性の向上若しくは発電機10の発電量の平滑化のために、所定の条件を設ける。
Further, in the present embodiment, predetermined conditions are provided for improving energy saving or smoothing the power generation amount of the
例えば、本実施の形態では、運転開始情報より取得された負荷14の運転予定時間が所定の時間閾値未満(2〜3分未満)である場合には、その負荷14を発電計画には反映させないことにする。又、運転予定情報より取得された負荷14の運転予定時間が所定の時間閾値未満(同上)である場合には、その負荷14を発電計画には原則反映させないことにする。しかし、この場合、負荷14の運転予定時間が所定の時間閾値未満であっても、その負荷14の運転開始予定時刻と、その直前に運転が終了される予定である負荷14の運転終了予定時刻との差が所定の時間差閾値以内である場合(例えば、2〜3分以内である場合)、少なくとも運転予定時間を所定の時間閾値未満である負荷14の運転終了予定時刻まで電力の生成を継続させるよう発電計画を生成する。
For example, in this embodiment, when the scheduled operation time of the
このように、本実施の形態では、運転予定時間が所定の時間閾値未満である負荷14についても考慮して発電計画を生成するため、系統電源からの消費電力量が減少し、省エネルギー性が向上する。
Thus, in this embodiment, since the power generation plan is generated in consideration of the
又、本実施の形態では、例えば、ある1つの負荷14の運転終了予定時刻前後における負荷14群の消費予定電力の合計の差が所定の電力差閾値以下(40〜50W以下)である場合には、運転終了予定時刻後にも発電量を維持させるよう発電計画を生成する。具体的には、少なくとも消費予定電力の合計の差が所定の電力差閾値以下である時刻までそれ以前の発電量を維持させるよう発電計画を生成することが好ましい。
Further, in the present embodiment, for example, when the difference in the sum of the scheduled power consumption of the
このように、発電機10の発電計画を平滑化することにより、発電量の急激な変動に対して追従性が悪い発電機においても運転効率の低下が抑制される。
As described above, by smoothing the power generation plan of the
ここで、本実施の形態に係る発電装置100の発電計画器12cが生成した発電計画の一例について説明する。
Here, an example of the power generation plan generated by the
図4は、炊飯器、冷蔵庫、ドライヤ、及び、洗濯機の消費電力の経時的な変化と、それらの運転予定情報及び運転開始情報に基づき生成された発電計画とを模式的に示すチャート図である。尚、図4では、予約運転される炊飯器を「炊飯器(予約)」と記載し、計画運転される冷蔵庫を「冷蔵庫(計画運転)」と記載し、全自動運転される洗濯機を「洗濯機(全自動)」と記載し、運転予定情報及び運転開始情報に基づき生成された発電機の発電計画を「発電計画(本発明)」と記載している。又、図4では、従来の負荷の運転開始時刻も含めた負荷の運転予測を負荷の消費電力履歴に基づいて行う運転計画により発電装置の運転制御を行う場合における発電量の経時的な変化を「発電量(従来)」として記載している。 FIG. 4 is a chart diagram schematically showing changes over time in power consumption of rice cookers, refrigerators, dryers, and washing machines, and power generation plans generated based on the operation schedule information and operation start information. is there. In FIG. 4, the rice cooker that is reserved for operation is described as “rice cooker (reservation)”, the refrigerator that is planned for operation is described as “refrigerator (planned operation)”, and the washing machine that is operated fully automatically is “ "Washing machine (fully automatic)", and the power generation plan of the generator generated based on the operation schedule information and the operation start information is described as "power generation plan (present invention)". Further, in FIG. 4, the change over time in the amount of power generation in the case where the operation control of the power generation apparatus is performed according to the operation plan in which the operation prediction of the load including the operation start time of the conventional load is performed based on the power consumption history of the load. It is described as “Power generation amount (conventional)”.
又、図4では、発電装置100の定格発電量が1000Wであり、時間閾値及び時間差閾値が各々3分間であり、電力差閾値が50Wである場合のチャート図を模式的に示している。 FIG. 4 schematically shows a chart when the rated power generation amount of the power generation apparatus 100 is 1000 W, the time threshold value and the time difference threshold value are each 3 minutes, and the power difference threshold value is 50 W.
図4に示すように、ユーザーにより予約操作された炊飯器の通信器は、時刻Aから時刻Cまで消費予定電力が1100Wで60分間の炊飯運転を行い、その後、時刻Cから時刻Eまで消費予定電力が20Wで70分間の保温運転を行う旨の運転予定情報を、発電装置100の通信器13に向けて事前に送信した。
As shown in FIG. 4, the communication device of the rice cooker that has been reserved by the user performs a rice cooking operation for 60 minutes at a power consumption of 1100 W from time A to time C, and then is scheduled to be consumed from time C to time E. The operation schedule information indicating that the electric power is 20 W and the heat insulation operation is performed for 70 minutes is transmitted to the
又、図4に示すように、ユーザーにより予約操作された冷蔵庫の通信器は、時刻Aから時刻Bまでの間で消費予定電力が120Wでコンプレッサを2分間駆動し、かつ時刻Dから時刻Eまでの間で消費予定電力が120Wでコンプレッサを2分間駆動した後に消費予定電力が215Wでコンプレッサを2分間更に駆動し、そして、時刻Iから時刻Jまで消費予定電力が120Wでコンプレッサを2分間駆動する旨の運転予定情報を、発電装置100の通信器13に向けて事前に送信した。
As shown in FIG. 4, the communicator of the refrigerator reserved by the user drives the compressor for 2 minutes at a power consumption of 120 W from time A to time B, and from time D to time E. After the compressor is driven for 2 minutes with a planned power consumption of 120 W, the compressor is further driven for 2 minutes with a planned power consumption of 215 W, and from time I to time J, the compressor is driven with a planned power consumption of 120 W for 2 minutes. The operation schedule information to the effect was transmitted in advance to the
一方、図4に示すように、ユーザーにより時刻Fに起動操作されてその通信器が運転開始情報を発電装置100の通信器13に向けて送信したドライヤは、発電計画器12cにより時刻Gに至るまで、消費電力が1200Wで2分30秒間使用されると予測された。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the dryer that is activated at time F by the user and whose communication device transmits operation start information to the
又、図4に示すように、ユーザーにより時刻Bに起動操作された洗濯機の通信器は、時刻Bから時刻Dまで消費予定電力が250Wで60分間の洗濯運転を行い、その後、時刻Dから時刻Hまで消費予定電力が850Wで90分間の乾燥運転を行う旨の運転開始情報を、発電装置100の通信器13に向けて送信した。
As shown in FIG. 4, the communication device of the washing machine activated by the user at time B performs a washing operation for 60 minutes at a power consumption of 250 W from time B to time D. The operation start information indicating that the scheduled power consumption is 850 W and the drying operation for 90 minutes is performed until time H is transmitted to the
このような、炊飯器(予約)、冷蔵庫(計画運転)、ドライヤ、洗濯機(全自動)の消費電力の経時的な変動に対して、本実施の形態に係る発電装置100の発電計画器12cは、以下のように発電機10の発電計画を生成した。
The
即ち、図4に示すように、本実施の形態に係る発電装置100の発電計画器12cは、時刻Aが運転開始予定時刻とされた炊飯器の炊飯運転に対応するために、発電機10の発電量が時刻Aにおいて1000Wとなるように発電計画を生成した。
That is, as shown in FIG. 4, the
又、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Aから時刻Bまで発電機10の発電量を1000Wで維持するように、発電計画を生成した。ここで、時刻Aから時刻Bまでの間においては、消費予定電力が120Wで冷蔵庫のコンプレッサが2分間駆動される予定であるが、発電機10の発電量は既に定格発電量の上限値である1000Wとされている。そのため、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Aから時刻Bまで発電機10の発電量が1000Wとなるように発電計画を生成した。
In addition, the
又、図4に示すように、時刻Bには消費予定電力が250Wで洗濯機の洗濯運転が開始されたが、上述したように、発電機10の発電量は既に定格発電量の上限値である1000Wとされている。そのため、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Bから時刻Cにおいても発電機10の発電量が1000Wを更に維持するように発電計画を生成した。
In addition, as shown in FIG. 4, at time B, the washing operation of the washing machine was started with the scheduled power consumption of 250 W. As described above, the power generation amount of the
しかし、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Cに炊飯器の炊飯運転が終了し、20Wの保温運転に切り替わる予定であり、かつ時刻Cを過ぎて時刻Dまでは洗濯機の洗濯運転が250Wの消費予定電力で継続される予定に対して、時刻Cから時刻Dまでは発電機10の発電量が270Wとなるように発電計画を生成した。ここで、発電計画器12cが時刻Cで発電機10の発電量を1000Wから270Wとするように発電計画を生成した理由は、時刻Cの前後における炊飯器及び洗濯機の消費予定電力の合計の差が1080Wであって、この消費予定電力の合計の差が電力差閾値である50Wを超えるためである。
However, the
一方、図4に示すように、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Dが運転開始予定時刻とされた洗濯機の乾燥運転に対応するために、発電機10の発電量が時刻Dにおいて870Wとなるように発電計画を生成した。尚、発電計画器12cが時刻Dにおいて発電機10の発電量を270Wから870Wとするように発電計画を生成した理由も、時刻Dの前後における炊飯器及び洗濯機の消費予定電力の合計の差が600Wであり、これが電力差閾値である50Wを超えるためである。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
そして、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Dから時刻Jまで発電機10の発電量を870Wで維持するように、発電計画を生成した。
Then, the
ここで、図4に示すように、時刻Dから時刻Eまでの間においては、消費予定電力が120Wで冷蔵庫のコンプレッサが2分間駆動され、その後、消費予定電力が215Wで冷蔵庫のコンプレッサが2分間更に駆動される予定であるが、各々の運転予定時間が時間閾値である3分間未満であったため、冷蔵庫のコンプレッサは発電計画には反映させないこととした。 Here, as shown in FIG. 4, between time D and time E, the compressor of the refrigerator is driven for 2 minutes with a planned power consumption of 120 W, and then the compressor of the refrigerator is driven for 2 minutes with a planned power consumption of 215 W. Although it is scheduled to be driven further, each scheduled operation time was less than 3 minutes, which is the time threshold, so the compressor of the refrigerator was not reflected in the power generation plan.
又、図4に示すように、時刻Eには炊飯器の保温運転が終了する予定であるが、時刻Eの前後における炊飯器及び洗濯機の消費予定電力の合計の差が20Wであり、この消費予定電力の合計の差が電力差閾値である50W以下であったため、発電計画器12cは、少なくとも時刻Hまで時刻E以前の発電量を維持させるよう発電計画を生成した。この際、図4に示すように、時刻Fから時刻Gに至るまで消費電力が1200Wで2分30秒間ドライヤが使用されたが、このドライヤは運転予定時間及び消費予定電力が全く不明であったことに起因して計画策定装置12の負荷分類器12bにより第3象限に所属すると分類されたので、発電計画には一切反映されなかった。尚、消費電力の履歴に基づきドライヤの運転予定時間(2分30秒間)及び消費予定電力(1200W)が予測可能であったとしても、その運転予定時間は時間閾値(3分間)未満であるから、ドライヤが発電計画に反映されることはない。この場合、ドライヤには、余剰電力となる20Wの電力が発電装置100から供給される。
Moreover, as shown in FIG. 4, although the heat-insulating operation of the rice cooker is scheduled to end at time E, the difference in the total planned power consumption of the rice cooker and the washing machine before and after time E is 20 W. Since the difference in the total power consumption planned power is 50 W or less, which is the power difference threshold, the
又、図4に示すように、発電装置100の発電計画器12cは、時刻Hに洗濯機の乾燥運転が終了し、時刻Iから時刻Jまで冷蔵庫のコンプレッサが2分間駆動される予定に対して、時刻Hから時刻Jまで発電機10の発電量を870Wで維持するように発電計画を生成した。つまり、本実施の形態の下では、時刻Hから時刻Iまでは、炊飯器、冷蔵庫、ドライヤ、洗濯機の何れの負荷も休止状態とされているが、時刻Hから時刻Jまで発電機10の発電を継続するように発電計画が生成される。その理由は、冷蔵庫の時刻Iから時刻Jまでの運転予定時間は時間閾値(3分間)未満である2分間であるから、冷蔵庫を発電計画には原則反映させないが、冷蔵庫の運転開始予定時刻Iと洗濯機の運転終了予定時刻Hとの差が時間差閾値(3分間)以内である場合、少なくとも冷蔵庫の運転終了予定時刻Jまで電力の生成を継続させるよう発電計画を生成するように構成されているためである。又、その場合に時刻Hで発電機10の発電量を120Wに変更しているのは、時刻Hの前後における洗濯機及び冷蔵庫の消費予定電力の合計の差が730Wであり、この消費電力の合計の差が電力差閾値である50W以上であるからであって、時刻Hから2分後の時刻Iから運転開始される冷蔵庫の消費電力に合わせて発電計画を生成する。
In addition, as shown in FIG. 4, the
このように、本実施の形態では、冷蔵庫のコンプレッサのような運転予定時間が短時間である負荷には、発電機10から電力が原則供給されないが、そのような負荷が100%無視されることはなく、所定の条件を満たす場合には発電機10から電力が供給される。つまり、本実施の形態では、運転予定時間が短くても、スケジュール次第で、運転開始予定時刻の予測可能性が高い負荷に対しては、発電機10から電力が供給される。
As described above, in the present embodiment, power is not supplied from the
尚、発電装置100の発電計画器12cは、通信器13が時刻J以降に関するメッセージ17aを受信しなかったため、時刻J以降は発電機10の発電量が0Wとなるように発電計画を生成した。
The
又、図4に示す発電機10の発電計画によれば、少なくとも、時刻Eから時刻F、時刻Gから時刻Jにおいて、発電機10の発電量が余剰となる。具体的には、発電機10の発電量は、時刻Eから時刻F及び時刻Gから時刻Hにおいて20W余剰となる。このような、発電機10が生成した余剰な電力は、本実施の形態では、発電装置100が備える貯湯タンク(図1では図示せず)の内部の水を加熱するヒータに供給される。かかる構成とすることで、発電機10の発電量が余剰となるように発電計画が生成されても、その余剰な電力を有効に利用することが可能になる。
Further, according to the power generation plan of the
ここで、図4において「発電量(従来)」として記載した、従来の負荷の運転開始時刻も含めた負荷の運転予測を負荷の消費電力履歴に基づいて行う運転計画により発電装置の運転制御を行う場合における発電機の発電量の経時的な変化を参照すると、両者を比べて一目瞭然ではあるが、本発明に係る発電計画は従来の発電計画よりも発電機の発電量が平滑化される。これにより、発電量の急激な変動に対して追従性が悪い発電機10においても、運転効率の低下が抑制される。
Here, the operation control of the power generator is performed according to the operation plan described as “power generation amount (conventional)” in FIG. 4 and performing the operation prediction of the load including the operation start time of the conventional load based on the power consumption history of the load. When the change with time of the power generation amount of the generator in the case of performing is referred to, the power generation amount of the power generator according to the present invention is smoother than that of the conventional power generation plan. Thereby, also in the
又、図4に示す例においては、従来の燃料電池システムの運転計画について、炊飯器を含む各負荷の運転開始時刻について実際の運転開始時刻とのズレがそれほど大きくはないが、負荷の消費電力履歴に基づいた場合、実際には大きくズレる可能性があり、その問題に起因する負荷の消費電力と発電量とのズレを抑制することが可能になる。 Further, in the example shown in FIG. 4, regarding the operation plan of the conventional fuel cell system, the deviation of the operation start time of each load including the rice cooker from the actual operation start time is not so large, but the power consumption of the load When based on the history, there is a possibility that the deviation is actually large, and it is possible to suppress the deviation between the power consumption of the load and the power generation amount due to the problem.
以上、本実施の形態に係る発電装置100の特徴的な構成によれば、負荷の消費電力の変動に対して発電量を適切に一致させることが可能な発電装置をユーザーに提供することが可能になる。 As described above, according to the characteristic configuration of the power generation device 100 according to the present embodiment, it is possible to provide the user with a power generation device capable of appropriately matching the power generation amount with respect to fluctuations in the power consumption of the load. become.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2では、運転予定情報が取得された第1の負荷、又は、運転開始情報が取得された第2の負荷に続いてユーザーにより起動操作される第3の負荷を運転履歴に基づき予測して、この第3の負荷をも発電機の発電計画に組み入れる形態について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment of the present invention, the first load from which the driving schedule information is acquired or the third load that is activated by the user following the second load from which the driving start information is acquired is displayed as the driving history. A mode in which this third load is also incorporated into the power generation plan of the generator will be described.
先ず、本発明の実施の形態2に係る発電装置の構成について説明する。 First, the configuration of the power generator according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
図5は、本発明の実施の形態2に係る発電装置の特徴的な構成を模式的に示すブロック図である。尚、図5においても、便宜上、発電装置の特徴的な構成を説明するために必要となる構成要素のみを図示し、その他の構成要素については図示を省略している。又、図5においても、便宜上、発電装置に電灯線を介して複数の負荷が接続され、この複数の負荷に系統電源から電力を供給可能とされた状態を示している。 FIG. 5 is a block diagram schematically showing a characteristic configuration of the power generation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 5, for the sake of convenience, only the components necessary for explaining the characteristic configuration of the power generation apparatus are shown, and the other components are not shown. 5 also shows a state in which a plurality of loads are connected to the power generation device via a power line and power can be supplied from the system power supply to the plurality of loads for convenience.
図5に示すように、本実施の形態に係る発電装置200は、発電機10と、制御器11と、計画策定装置18と、通信器13とを備えている。ここで、図5に示すように、発電装置200の計画策定装置18は、情報取得器18aと、負荷分類器18bと、運転履歴保存装置18cと、運転履歴解析装置18dと、発電計画器18eと、発電計画記憶器18fとを備えている。尚、本実施の形態において、発電機10、制御器11、計画策定装置18における情報取得器18a、負荷分類器18b、発電計画器18e、発電計画記憶器18f、及び、通信器13の構成は、実施の形態1で示した発電装置100における対応する各々の構成と同様である。又、実施の形態1の場合と同様にして、負荷14に代表される複数の負荷の電力供給部は、発電装置200の電力出力部と電灯線16により相互に電気的に接続されていると共に、系統電源15とも電灯線16及び所定の開閉器を介して相互に電気的に接続されている。又、負荷14は、通信器14aを備えている。
As shown in FIG. 5, the power generation device 200 according to the present embodiment includes a
発電装置200の計画策定装置18が備える運転履歴保存装置18cは、通信器13が受信したメッセージ17bから情報取得器18aが取得した負荷14の運転予定情報又は運転開始情報を、負荷14の運転履歴として保存する。又、発電装置200の計画策定装置18が備える運転履歴解析装置18dは、運転履歴保存装置18cに保存された負荷14の過去の運転予定情報又は運転開始情報を読み出し、その負荷14の過去の運転履歴を利用することにより、第1の負荷の運転予定情報が取得された場合、或いは、第2の負荷の運転開始情報が取得された場合に、それに続き起動操作される第3の負荷を予測する。そして、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、第1の負荷又は第2の負荷に続き起動操作される第3の負荷を予測すると、その第3の負荷の運転開始予定時刻、運転予定時間、消費予定電力の予測値を発電計画に反映させるよう動作する。尚、上記運転履歴解析装置18dは、本発明の負荷運転予測器の一例である。
The operation
次に、本発明の実施の形態2に係るメッセージの構成について説明する。 Next, a message configuration according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
図2(b)は、本発明の実施の形態2に係るメッセージの特徴的な構成を模式的に示すデータ構成図である。 FIG. 2B is a data configuration diagram schematically showing a characteristic configuration of the message according to the second embodiment of the present invention.
図2(b)に示すように、負荷14の通信器14aが送信するメッセージ17bは、例えば、負荷14の名前及び位置情報を含むヘッダと、負荷14の第1の運転開始予定時刻と運転予定時間と消費予定電力とを含む第1のデータ及びこれに続く第2〜nのデータからなるデータ本体とにより構成されている。或いは、メッセージ17bは、負荷14の名前及び位置情報を含むヘッダと、負荷14の運転開始信号と運転予定時間と消費予定電力とを含む第1のデータ及びこれに続く第2〜nのデータ(運転開始信号に代えて運転開始予定時刻を含む)からなるデータ本体とにより構成されている。つまり、本実施の形態において、メッセージ17bは、メッセージ17aの構成に加えて負荷14の位置情報を更に備えている。ここで、「負荷14の位置情報」とは、負荷14(例えば、テレビ)が配設されている位置(例えば、居間)に係る情報を意味する。
As shown in FIG. 2B, the
次に、本発明の実施の形態2に係る発電装置の動作について説明する。 Next, the operation of the power generator according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
本実施の形態に係る発電装置200では、実施の形態1の場合と同様、負荷14に代表される複数の負荷の何れかの通信器14aからメッセージ17bが送信され、その送信されたメッセージ17bが発電装置200の通信器13により受信される毎に、発電機10のための発電計画の更新動作が実行される。
In the power generation device 200 according to the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the
この際、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、運転履歴保存装置18cに保存された負荷14の過去の運転予定情報又は運転開始情報を読み出し、運転予定情報が取得された第1の負荷、若しくは、運転開始情報が取得された第2の負荷に続き起動操作される第3の負荷を予測する。より具体的には、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、第1の負荷又は第2の負荷の過去の運転予定情報又は運転開始情報に基づき所定の第1の負荷又は所定の第2の負荷の運転に続き第3の負荷がユーザーの操作により起動操作される確率を計算する。そして、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、この計算された確率が所定の閾値(例えば、80%)を超える場合、第1の負荷又は第2の負荷に続き第3の負荷が起動操作されると予測する。そして、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、第3の負荷の運転開始予定時刻、運転予定時間、消費予定電力を運転履歴に基づき予測して、その予測値を発電計画に反映させるよう動作する。
At this time, the operation
尚、第1の負荷又は第2の負荷に続き起動操作される第3の負荷の予測形態としては、第1の負荷又は第2の負荷の運転発生と第3の負荷の運転発生との相関性に基づく予測形態も挙げられる。例えば、配列AにデバイスAの運転開始時刻を記録し、配列BにデバイスAの運転開始時刻からデバイスBの運転開始時刻までの時間を記録する。そして、デバイスAの運転開始時刻の時刻帯(例えば、1時間又は2時間の時間幅で1日を区切る)毎に両者のデータのピアソン相関係数を算出することで、デバイスAの運転発生とデバイスBの運転発生との相関係数の時刻帯毎のテーブルを予め作成する。そして、16:00から17:00においてデバイスAの運転が開始されたならば、その予め作成したテーブルを参照することにより、デバイスAの運転発生とデバイスBの運転発生との相関係数を取得する。ここで、その取得した相関係数が所定の閾値(例えば、0.7)を超える場合には、デバイスAの運転発生とデバイスBの運転発生との相関性は有ると判定して、デバイスAの運転が発生した時点で、デバイスBを発電計画に反映させる。 As a predictive form of the third load that is activated following the first load or the second load, the correlation between the operation occurrence of the first load or the second load and the operation occurrence of the third load is used. The prediction form based on sex is also mentioned. For example, the operation start time of the device A is recorded in the array A, and the time from the operation start time of the device A to the operation start time of the device B is recorded in the array B. Then, by calculating the Pearson correlation coefficient of both data for each time zone of the operation start time of device A (for example, dividing one day by a time width of 1 hour or 2 hours), A table for each time zone of the correlation coefficient with the operation occurrence of device B is created in advance. If the operation of the device A is started from 16:00 to 17:00, the correlation coefficient between the operation occurrence of the device A and the operation occurrence of the device B is obtained by referring to the previously created table. To do. Here, if the acquired correlation coefficient exceeds a predetermined threshold (for example, 0.7), it is determined that there is a correlation between the operation occurrence of device A and the operation occurrence of device B, and device A The device B is reflected in the power generation plan at the time when the operation of occurs.
尚、第1の負荷又は第2の負荷の運転発生と第3の負荷の運転発生との相関性に基づく予測を実施する際には、第1の負荷又は第2の負荷の過去の運転予定情報又は運転開始情報が含む位置情報及び第3の負荷の過去の運転予定情報又は運転開始情報が含む位置情報を考慮して予測することで、予測精度が向上する。具体的には、上記手法により相関性を判断する際に、各デバイス(負荷)がどの位置に設置された負荷であるかも考慮する。例えば、同じ照明器具でも、バスルームにある照明器具、寝室にある照明器具のそれぞれを区別して相関性を判断することで、予測精度が向上することが考えられる。 It should be noted that when the prediction based on the correlation between the operation occurrence of the first load or the second load and the operation occurrence of the third load is performed, the past operation schedule of the first load or the second load is performed. Prediction accuracy is improved by performing prediction in consideration of position information included in the information or driving start information and position information included in past driving schedule information or driving start information of the third load. Specifically, when determining the correlation by the above method, it is also considered at which position each device (load) is installed. For example, even with the same luminaire, it is conceivable that the prediction accuracy can be improved by determining the correlation by distinguishing each of the luminaire in the bathroom and the luminaire in the bedroom.
以下、本実施の形態に係る発電装置200の発電計画器18eが生成した発電計画の一例について説明する。
Hereinafter, an example of the power generation plan generated by the
図6は、照明器具及びドライヤの消費電力の経時的な変化と、照明器具の運転開始情報に基づき生成された発電計画とを模式的に示すチャート図である。 FIG. 6 is a chart schematically showing a change over time in the power consumption of the lighting fixture and the dryer, and a power generation plan generated based on the operation start information of the lighting fixture.
図6に示すように、本実施の形態に係る発電装置200の計画策定装置18が備える発電計画器18eは、時刻Aに起動操作されてその通信器が運転開始情報を送信した照明器具(バスルーム)の照明運転に対応するために、発電機10の発電量が時刻Aにおいて100Wとなるように発電計画を生成した。ここで、計画策定装置18の発電計画器18eは、照明器具(バスルーム)の運転予定時間及び消費予定電力が運転履歴に基づき運転履歴解析装置18dにより予測されたので、時刻Aから時刻Fまで発電機10の発電量が少なくとも100Wとなるように発電計画を生成した。
As shown in FIG. 6, the
この際、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、運転履歴保存装置18cに保存された照明器具(バスルーム)やドライヤ(洗面台)等の負荷の過去の運転予定情報又は運転開始情報を読み出し、時刻Aに運転開始情報が取得された照明器具(バスルーム)に続き起動操作される負荷を、過去の運転予定情報又は運転開始情報に基づき予測した。その結果、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、時刻Aに運転開始情報が取得された照明器具(バスルーム)に続きドライヤ(洗面台)が起動操作されると予測した。又、計画策定装置18の運転履歴解析装置18dは、運転履歴保存装置18cに保存された運転履歴に基づき、ドライヤ(洗面台)が時刻Dから時刻Eまで1200Wで使用されると予測した。
At this time, the operation
そこで、図6に示すように、計画策定装置18の発電計画器18eは、時刻Aから時刻Dまで発電機10の発電量が100Wとなり、時刻Dから時刻Eまで発電機10の発電量が1000Wとなり、時刻Eから時刻Fまで発電機10の発電量が100Wとなるように、発電計画を生成した。尚、発電計画器18eは、照明器具(バスルーム)の照明運転が終了する時刻F以降のための運転予定情報を通信器13が受信しなかったため、時刻Fに発電機10が発電運転を停止するように発電計画を生成した。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
このように、運転履歴解析装置18dは、運転開始時刻が確定している負荷である第1の負荷、又は、第2の負荷に続き起動操作される第3の負荷を予測するため、負荷の運転同士の相関性を考慮せず、過去の運転履歴に基づき所定の負荷単独の運転予測した場合に比べ、ユーザーの起動操作による運転開始の時刻が高精度に予測され、これを発電計画に組み入れることが可能になる。
In this way, the operation
以上、本実施の形態に係る発電装置200の特徴的な構成によれば、負荷の消費電力と発電機の発電量とのズレを抑制した発電計画を生成する発電装置を提供することが可能になると共に、電力を供給する対象となる負荷の数を増加させることができるので、発電機をより一層有効に稼動し、省エネルギー性を向上させることが可能な発電装置を提供することが可能になる。 As described above, according to the characteristic configuration of the power generation device 200 according to the present embodiment, it is possible to provide a power generation device that generates a power generation plan that suppresses the deviation between the power consumption of the load and the power generation amount of the generator. In addition, since the number of loads to which power is supplied can be increased, it is possible to provide a power generator that can operate the generator more effectively and improve energy saving. .
本発明に係る発電装置及びその運転方法は、負荷の消費電力の履歴に基づき負荷の発電開始時刻を含む運転予測を行う発電計画を生成する従来の形態に比べて、負荷の消費電力と発電機の発電量との間のズレが抑制される発電装置及びその運転方法として、産業上有用である。 The power generation apparatus and the operation method thereof according to the present invention include a load power consumption and a generator as compared with the conventional form of generating a power generation plan for performing an operation prediction including a load power generation start time based on a load power consumption history. The present invention is industrially useful as a power generation device and a method for operating the power generation device in which a deviation from the amount of power generation is suppressed.
10 発電機
11 制御器
12 計画策定装置
12a 情報取得器
12b 負荷分類器
12c 発電計画器
12d 発電計画記憶器
13 通信器
14 負荷
14a 通信器
15 系統電源
16 電灯線
17a,17b メッセージ
18 計画策定装置
18a 情報取得器
18b 負荷分類器
18c 運転履歴保存装置
18d 運転履歴解析装置
18e 発電計画器
18f 発電計画記憶器
26A,26B,26C 外部負荷
30 改質器
32 CO変成器
34 CO除去器
36 燃料電池
38 燃料電池発電装置
101 コントローラ
102 マイコン
104 操作スイッチ
110 通信I/F
112A,112B,112C マイコン
114A,114B,114C 通信I/F
116 ネットワーク配線
118 LAN
100,200 発電装置
DESCRIPTION OF
112A, 112B,
116 Network wiring 118 LAN
100,200 power generator
Claims (8)
前記発電機の発電計画を生成する運転計画器と、
ユーザーにより予約操作された第1の負荷の少なくとも運転開始予定時刻を含む運転予定情報を取得する運転予定情報取得器と、
ユーザーにより起動操作された第2の負荷の少なくとも運転開始信号を含む運転開始情報を取得する運転開始情報取得器と、を備え、
前記運転計画器は、前記運転予定情報取得器により前記運転予定情報が取得された前記第1の負荷の運転開始予定時刻及び運転予定時間と、前記運転開始情報取得器により前記運転開始情報が取得された前記第2の負荷の運転開始信号及び運転予定時間に基づき、前記発電機の発電計画を生成する、発電装置。 A generator for generating electric power;
An operation planner for generating a power generation plan for the generator;
An operation schedule information acquisition unit for acquiring operation schedule information including at least an operation start scheduled time of the first load reserved by the user;
An operation start information acquisition unit for acquiring operation start information including at least an operation start signal of the second load activated by the user,
The operation planner acquires the operation start scheduled time and operation scheduled time of the first load from which the operation schedule information was acquired by the operation schedule information acquisition unit, and the operation start information acquired by the operation start information acquisition unit. A power generation device that generates a power generation plan for the generator based on the operation start signal and the scheduled operation time of the second load.
前記負荷運転予測器は、前記運転履歴記憶器が記憶した前記第1の負荷又は前記第2の負荷が使用された位置情報と前記第3の負荷が使用された位置情報との関連性に基づき、前記第1の負荷又は前記第2の負荷に続きユーザーにより起動操作される前記第3の負荷を予測する、請求項6記載の発電装置。 The apparatus further comprises an operation history storage device that stores an operation history of the first load or the second load including position information where the first load or the second load and the third load are used. ,
The load operation predictor is based on a relationship between position information where the first load or the second load stored in the operation history storage device is used and position information where the third load is used. The power generation device according to claim 6, wherein the third load activated by a user following the first load or the second load is predicted.
ユーザーにより起動操作された第2の負荷の少なくとも運転開始信号を含む運転開始情報を取得する運転開始情報取得ステップと、
前記運転予定情報取得ステップで前記運転予定情報が取得された前記第1の負荷の運転開始予定時刻及び運転予定時間と、前記運転開始情報取得ステップで前記運転開始情報が取得された前記第2の負荷の運転開始信号及び運転予定時間とに基づき発電機の発電計画を生成する運転計画ステップと、
前記運転計画ステップで生成された前記発電計画に基づき前記発電機が電力を生成する発電ステップと、を備えている、発電装置の運転方法。 A driving schedule information acquisition step for acquiring driving schedule information including at least a driving start scheduled time of the first load reserved by the user;
An operation start information acquisition step for acquiring operation start information including at least an operation start signal of the second load activated by the user;
The scheduled operation start time and scheduled operation time of the first load from which the operation schedule information has been acquired in the operation schedule information acquisition step, and the second operation in which the operation start information has been acquired in the operation start information acquisition step. An operation plan step for generating a power generation plan for the generator based on the operation start signal of the load and the scheduled operation time;
And a power generation step in which the generator generates power based on the power generation plan generated in the operation plan step.
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- 2007-10-01 JP JP2007257539A patent/JP2009089533A/en active Pending
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