JP2013002794A - 運転管理装置、運転管理方法および運転管理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】給湯機の運転を管理する運転管理装置は、所定の開始時刻から各時刻までに消費された過去の給湯需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される給湯需要の予測累積量を算出し、前記各時刻までに消費された過去の電力需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される電力需要の予測累積量を算出し、前記各時刻までに消費された過去の発電出力の実績データおよび天候データに基づいて、前記各時刻までの発電出力の予測値を算出し、前記給湯需要の予測累積量、前記電力需要の予測累積量、および前記発電出力の予測値に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出し、算出した前記蓄熱量が維持されるように前記給湯機の運転を制御することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本願が開示する運転管理装置は、ヒートポンプ式(以下、適宜HP式と記載する。)の給湯機の運転を管理することを概要とする。特に、この運転管理装置は、太陽光発電(PV:Photovoltaic power generation、以下、適宜PVと記載する。)による出力予測に合わせて、逆潮流が所定の許容値以下となるようなHP式給湯機の経済的な運転を行うことを概要とする。そして、本願が開示する運転管理装置は、以下に説明する点に特徴がある。
図1は、実施例1に係る配電系統の一例を示す図である。図1に示すように、配電線2を介して、配電用変電所1と各需要家(家庭)3とが、連系されている。各需要家(家庭)3には、PVの為の設備が設置されている。なお、配電系統内にループコントローラが設置されている場合でも、以下に説明する実施例1を同様に適用できる。
最適蓄熱量算出部112は、以下の仮定条件の下で、給湯機7が各時刻で維持すべき最適な蓄熱量を算出する。給湯機7のCOP(Coefficient Of Performance:成績係数)は、外気温度や入水温度、湯の沸上げ温度などにより変化する。そこで、給湯機7のCOPは、次の線形式、「COP=a1×気温−a2×入水温度−a3×湯の沸上げ温度+a4」により算出されるものと仮定する。なお、a1〜a4は、例えば、給湯機7のカタログデータに記載のCOPデータから推定が可能である。また、実際の給湯機7では、沸上げ温度が離散的な値となるが、単純化するため、65℃以上、90℃以下の連続値がとれるものと仮定する。なお、給湯機7に設けられる貯湯タンクに蓄えられた熱の一定割合が放熱により失われるものと仮定してもよく、温度成層や対流などの影響は考慮しない。
図6は、実施例1に係る運転管理装置による処理の流れを示す図である。なお、図6に示す処理は、例えば、翌日の給湯機7の運転を制御するために、前日の午後11時から午前0時(23時から24時)までに行われるものとする。
以下、図7〜図15を用いて、実際の家庭で計測した給湯需要や電力需要のデータを用いて、上述してきた実施例1に係る運転管理装置100によるヒートポンプ式給湯機の制御と、従来の制御手法によるヒートポンプ式給湯機の制御との比較結果を説明する。なお、従来の制御手法は、例えば、上述した非特許文献1「需要家機器との連系制御を用いた太陽光発電逆潮流抑制方式」によるものとする。
まず、図9〜図11を用いて、実施例1に係る運転管理装置100によるヒートポンプ式給湯機の制御を行った場合と、従来の制御手法によるヒートポンプ式給湯機の制御を行った場合との電気代の比較を行う。図9は、従来手法による需要家Xの電気代と実施例1による制御手法による需要家Xの電気代との比較図である。図10は、従来手法による需要家Yの電気代と実施例1による制御手法による需要家Yの電気代との比較図である。図11は、従来手法による需要家Zの電気代と実施例1による制御手法による需要家Zの電気代との比較図である。
まず、図12〜図14を用いて、実施例1に係る運転管理装置100によるヒートポンプ式給湯機の制御を行った場合と、従来手法によるヒートポンプ式給湯機の制御を行った場合との発電出力の抑制量の比較を行う。図12は、従来手法による需要家Xにおける抑制量と実施例1による制御手法による需要家Xにおける抑制量との比較図である。図13は、従来手法による需要家Yにおける抑制量と実施例1による制御手法による需要家Yにおける抑制量との比較図である。図14は、従来手法による需要家Zにおける抑制量と実施例1による制御手法による需要家Zにおける抑制量との比較図である。なお、以下では、逆潮流制約の1キロワットを超えた電力量を抑制量と定義し、1日の抑制量の合計を比較した。
図15に、実施例1に係る運転管理装置100によるヒートポンプ式給湯機の制御結果と、従来の制御手法によるヒートポンプ式給湯機の制御結果との比較一覧を示す。図15は、実施例1に係る運転管理装置によるヒートポンプ式給湯機の制御結果と、従来の制御手法によるヒートポンプ式給湯機の制御結果との比較一覧を示す図である。図15に示すように、実施例1に係る運転管理装置100によるヒートポンプ式給湯機の制御(提案手法)の方が、従来の制御手法(既存手法)よりも、電気代および発電出力(PV出力)の両面で良好な結果が得られた。
上述してきたように、実施例1に係る運転管理装置100は、実績データから給湯需要および電力需要の予測累積量を算出し、天候情報から発電出力の予測値を算出する。続いて、実施例1に係る運転管理装置100は、給湯需要および電力需要の予測累積量と、発電出力の予測値とに基づいて給湯機が維持すべき最適な蓄熱量を算出する。このようなことから、実施例1によれば、給湯需要などについて、各時刻までの累積値を推定することで、推定される値の分散を小さく抑えることができるので、各時刻でHP式給湯機が維持すべき蓄熱量を精度良く算出することができる。さらに、実施例1に係る運転管理装置100は、給湯機が維持すべき最適な蓄熱量に基づいて給湯機の湯量を調整する。このようなことから、実施例1によれば、上述した図9〜15にも示すように、従来の制御手法よりも、HP式給湯機の経済的な運転を実現できる。
図3に示した運転管理装置100の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、運転管理装置100の分散または統合の具体的形態は図示のものに限られず、例えば、最適蓄熱量算出部112と給湯機運転制御部113とが機能的または物理的に統合されていてもよい。このように、運転管理装置100の各構成要素の全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
また、実施例1で説明した運転管理装置100の各種の処理(例えば、図6等参照)は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどの電子機器で実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図16を用いて、実施例1で説明した運転管理装置100と同様の機能を有する運転管理プログラムを実行する電子機器の一例を説明する。図16は、運転管理プログラムを実行する電子機器の一例を示す図である。
実施例1で説明した運転管理装置100により、以下のような運転管理方法が実現される。
2 配電線
3 各需要家(家庭)
5 太陽光発電装置
6 蓄電池
7 ヒートポンプ式給湯機
8 負荷機器類
9 インタフェース
100 運転管理装置
101 給湯需要実績取得部
102 給湯需要実績データ記憶部
103 給湯需要累積予測量算出部
104 電力需要実績取得部
105 電力需要実績データ記憶部
106 電力需要累積予測量算出部
107 発電出力実績取得部
108 発電出力実績データ記憶部
109 天候情報取得部
110 発電出力予測値算出部
111 電気価格取得部
112 最適蓄熱量算出部
113 給湯機運転制御部
200 電子機器
201 メモリ
202 CPU
203 ハードディスクドライブインタフェース
204 光ディスクドライブインタフェース
205 シリアルポートインタフェース
206 ビデオアダプタ
207 ネットワークインタフェース
208 バス
209 ハードディスクドライブ
210 光ディスクドライブ
300 マウス
400 キーボード
500 ディスプレイ
Claims (8)
- 給湯機の運転を管理する運転管理装置であって、
所定の開始時刻から各時刻までに消費された過去の給湯需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される給湯需要の予測累積量を算出する給湯需要予測部と、
前記各時刻までに消費された過去の電力需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される電力需要の予測累積量を算出する電力需要予測部と、
前記給湯需要予測部により算出された給湯需要の予測累積量、および前記電力需要予測部により算出された電力需要の予測累積量に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出する蓄熱量算出部と、
前記蓄熱量算出部により算出された前記蓄熱量が維持されるように前記給湯機の運転を制御する運転制御部と
を有することを特徴とする運転管理装置。 - 前記各時刻までに消費された過去の発電出力の実績データおよび天候データに基づいて、前記各時刻までの発電出力の予測値を算出する発電出力予測部をさらに有し、
前記蓄熱量算出部は、前記給湯需要予測部により算出された給湯需要の予測累積量、前記電力需要予測部により算出された電力需要の予測累積量、および前記発電出力予測部により算出された前記発電出力の予測値に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出することを特徴とする請求項1に記載の運転管理装置。 - 前記運転制御部は、前記蓄熱量算出部により算出された前記蓄熱量に相当する必要湯量を算出して前記給湯機に残存する湯量と比較し、比較の結果、前記給湯機に残存する湯量が前記必要湯量以下である場合には、該必要湯量となるまで湯の生成を行うように前記給湯機の運転を制御する一方で、前記給湯機に残存する湯量が前記必要湯量よりも多い場合には、湯の生成を行わないように前記給湯機の運転を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の運転管理装置。
- 給湯機の運転を管理するコンピュータによる運転管理方法であって、
前記コンピュータが、
所定の開始時刻から各時刻までに消費された過去の給湯需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される給湯需要の予測累積量を算出し、
前記各時刻までに消費された過去の電力需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される電力需要の予測累積量を算出し、
前記給湯需要の予測累積量および前記電力需要の予測累積量に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出し、
算出した前記蓄熱量が維持されるように前記給湯機の運転を制御する
各処理を実行することを特徴とする運転管理方法。 - 前記コンピュータが、
前記各時刻までに消費された過去の発電出力の実績データおよび天候データに基づいて、前記各時刻までの発電出力の予測値をさらに算出し、
前記給湯需要の予測累積量、前記電力需要の予測累積量および前記前記発電出力の予測値に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出することを特徴とする請求項5に記載の運転管理方法。 - 給湯機の運転を管理する処理をコンピュータに実行させる運転管理プログラムであって、
前記コンピュータに、
所定の開始時刻から各時刻までに消費された過去の給湯需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される給湯需要の予測累積量を算出する手順と、
前記各時刻までに消費された過去の電力需要の実績データに基づいて、前記各時刻までに消費される電力需要の予測累積量を算出する手順と、
前記給湯需要の予測累積量および前記電力需要の予測累積量に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出する手順と、
算出した前記蓄熱量が維持されるように前記給湯機の運転を制御する手順と
を実行させることを特徴とする運転管理プログラム。 - 前記コンピュータに、
前記各時刻までに消費された過去の発電出力の実績データおよび天候データに基づいて、前記各時刻までの発電出力の予測値を算出する手順をさらに実行させ、
前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出する手順は、前記給湯需要の予測累積量、前記電力需要の予測累積量および前記前記発電出力の予測値に基づいて、前記各時刻で維持すべき前記給湯機の蓄熱量をそれぞれ算出することを特徴とする請求項7に記載の運転管理プログラム。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014163641A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 貯湯式給湯機及び該貯湯式給湯機を備えたソーラーシステム |
JP2015010774A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 株式会社ノーリツ | ヒートポンプ式給湯システム |
WO2016113925A1 (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | 三菱電機株式会社 | 電力管理装置 |
WO2017109947A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | 制御装置、給湯機の制御方法及びプログラム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005287210A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | エネルギ供給システム |
JP2011017452A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Corona Corp | 貯湯式給湯装置 |
JP2011101553A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Shimizu Corp | エネルギー貯蔵システム |
-
2011
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005287210A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Osaka Gas Co Ltd | エネルギ供給システム |
JP2011017452A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Corona Corp | 貯湯式給湯装置 |
JP2011101553A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Shimizu Corp | エネルギー貯蔵システム |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014163641A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 貯湯式給湯機及び該貯湯式給湯機を備えたソーラーシステム |
JP2015010774A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 株式会社ノーリツ | ヒートポンプ式給湯システム |
WO2016113925A1 (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | 三菱電機株式会社 | 電力管理装置 |
JP5959783B1 (ja) * | 2015-01-16 | 2016-08-02 | 三菱電機株式会社 | 電力管理装置 |
WO2017109947A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | 制御装置、給湯機の制御方法及びプログラム |
JPWO2017109947A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2018-04-12 | 三菱電機株式会社 | 制御装置、給湯機の制御方法及びプログラム |
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