JP2014155390A - Energy optimum control apparatus, control method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、例えばコージェネレーションシステムなどの分散電熱源によって生成されるエネルギーを、最適に制御するエネルギー最適制御技術に関する。 Embodiments of the present invention relate to an energy optimal control technique for optimally controlling energy generated by a distributed electric heat source such as a cogeneration system.
コージェネレーションシステム(以下、CGSとする)は、ガス等の一次エネルギーを熱および電気に変換して供給するシステムである。このため、CGSは、熱電併給システムとも呼ばれる。このCGSは、基本的には、プラント、工場、建物等の一つのまとまりのある施設内で、熱および電気を消費して、エネルギー効率を高めるために利用されている。 A cogeneration system (hereinafter referred to as CGS) is a system that supplies primary energy such as gas by converting it into heat and electricity. For this reason, CGS is also called a combined heat and power system. The CGS is basically used to increase energy efficiency by consuming heat and electricity in a single facility such as a plant, a factory, and a building.
このように単一の施設内において、CGSが生成する電力および熱を最適に制御するシステムが、従来から提案されている。この従来技術は、施設内の電力需要および熱需要を予測するとともに、リアルタイムでも計測している。そして、予測および計測された電力需要および熱需要に基づいて、省エネルギー率が最大となるように、システムが発電機および熱回収装置を制御している。 Thus, a system that optimally controls the power and heat generated by the CGS in a single facility has been proposed. This conventional technique predicts power demand and heat demand in a facility, and also measures in real time. Based on the predicted and measured power demand and heat demand, the system controls the generator and the heat recovery device so that the energy saving rate is maximized.
上記のような単一の施設内における制御を行うシステムは、CGSの電力および熱の出力を変化させることにより、需要に対する供給エネルギーの調整を図っている。しかし、CGSは、需要に合わせて出力を絞ると、一次エネルギーから電気および熱への変換の効率が低下する。 A system that performs control in a single facility as described above attempts to adjust supply energy to demand by changing the output of CGS power and heat. However, when the output of CGS is reduced according to demand, the efficiency of conversion from primary energy to electricity and heat decreases.
つまり、CGSは、基本的には、出力を変化させながら運転するよりも、定格一杯で継続して運転することが、最もエネルギー効率が高い。このため、出力を変化させることを前提とする従来のシステムでは、CGSの性能を100%発揮させることは難しい。 That is, the CGS basically has the highest energy efficiency when it is continuously operated at its full rating, rather than operating while changing the output. For this reason, it is difficult to achieve 100% of the CGS performance in a conventional system that presupposes changing the output.
また、施設内に複数のCGSが設置されている場合、これらのCGSは、発電所等の大規模な設備とは別に構成された小規模なエネルギー供給源と言える。このため、CGSは、複数の分散電源および分散熱源として捉えることができる。 Further, when a plurality of CGSs are installed in a facility, these CGSs can be said to be small-scale energy supply sources configured separately from large-scale facilities such as power plants. For this reason, CGS can be regarded as a plurality of distributed power sources and distributed heat sources.
ここで、複数の分散電源については、電力需給情報を取得、解析し、系統の需給バランスを維持する仕組みが存在する。そこで、複数のCGSについても、分散電源として捉え、電力需給情報に基づいて、需給バランスを制御することも考えられる。しかし、CGSは、電力とともに熱を出力する。このため、CGSの起動状況によっては、たとえ電力の需給バランスが最適に制御されても、熱需要との関係では、熱が無駄に生成されてしまう可能性がある。 Here, for a plurality of distributed power sources, there is a mechanism for acquiring and analyzing power supply and demand information and maintaining the supply and demand balance of the system. Therefore, it is also conceivable that a plurality of CGSs are also regarded as distributed power sources and the supply and demand balance is controlled based on the power supply and demand information. However, CGS outputs heat together with electric power. For this reason, depending on the startup status of the CGS, even if the power supply-demand balance is optimally controlled, there is a possibility that heat will be generated wastefully in relation to the heat demand.
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたものであり、その目的は、複数の分散熱源を効率良く制御することにより、全体のエネルギー効率を最適化できるエネルギー最適制御装置、方法及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to optimize the overall energy efficiency by efficiently controlling a plurality of distributed heat sources. To provide a control device, a method, and a program.
上記のような目的を達するため、本実施形態のエネルギー最適制御装置は、一次エネルギーを使用して熱を生成する複数の熱源の性能情報と、熱需要の予測である熱需要予測情報とに基づいて、前記熱需要予測情報に応じた熱が得られるように、運転する熱源の組み合わせを運転計画として作成する運転計画作成部を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the energy optimal control device of the present embodiment is based on performance information of a plurality of heat sources that generate heat using primary energy and heat demand prediction information that is a prediction of heat demand. And an operation plan creation unit that creates a combination of heat sources to be operated as an operation plan so that heat according to the heat demand prediction information is obtained.
なお、他の態様は、上記の各部の機能をコンピュータ又は電子回路により実現するための方法及びコンピュータに実行させるプログラムとして捉えることもできる。 In addition, another aspect can also be grasped as a method for realizing the functions of the above-described units by a computer or an electronic circuit and a program executed by the computer.
本実施形態のエネルギー最適制御装置について、図面を参照して説明する。
[A.スマートコミュニティ]
まず、本実施形態が適用される環境であるスマートコミュニティSを、図1〜図4を参照して説明する。このスマートコミュニティSは、発電所1、ボイラー2、コージェネレーションシステム(CGS)3、需要家4、蓄電池5、蓄熱槽6等を有している。但し、本実施形態は、これには限定されず、所定の領域に設置された制御対象機器を制御するEMS(Energy Management System)として、広く適用可能である。
The energy optimal control apparatus of this embodiment is demonstrated with reference to drawings.
[A. Smart community]
First, a smart community S, which is an environment to which the present embodiment is applied, will be described with reference to FIGS. The smart community S includes a
[1.発電所]
発電所1は、火力、水力、原子力等の発電設備を備え、系統連系装置11を介して、電力系統7に接続されている。これにより発電所1は、発電設備が発電した電力を、電力系統7に供給できる。なお、電力を供給するための送変電設備等の詳細については、説明を省略する。
[1. Power plant]
The
また、発電所1には、発電設備等の各設備を制御する制御システム(制御用コンピュータ)が設置されている。制御システムは、ネットワーク9を介してエネルギー最適制御装置100に接続されている。これにより発電所1は、エネルギー最適制御装置100との情報の送受信ができる。なお、発電所1は、必ずしもスマートコミュニティSのみに所属するものでなくてもよく、他の需要地にも電力を供給するものであってもよい。
The
[2.ボイラー]
ボイラー2は、ガス等の一次エネルギーを熱に変換する熱源機器である。このボイラー2は、系統連系装置21を介して、熱系統8に接続されている。これによりボイラー2は、生成した熱を熱系統8に供給できる。
[2. boiler]
The
また、ボイラー2を制御する制御システムは、ネットワーク9を介してエネルギー最適制御装置100に接続されている。これにより、ボイラー2は、エネルギー最適制御装置100との情報の送受信ができる。なお、ボイラー2は、必ずしもスマートコミュニティSのみに所属するものでなくてもよく、他の需要地にも熱を供給するものであってもよい。
The control system for controlling the
[3.CGS]
CGS3は、一次エネルギーを利用して、発電及び発熱する熱電併給システムであり、電源としても、熱源としても捉えることができる。発電所1等の大規模なエネルギー供給源と比べて、比較的小規模で、複数箇所に分散して設置されたCGS3は、分散電源に相当するとともに、分散熱源にも相当する。また、CGS3は、本実施形態による制御対象となるエネルギー供給機器である。
[3. CGS]
The CGS 3 is a combined heat and power system that generates and generates heat using primary energy, and can be regarded as both a power source and a heat source. Compared with a large-scale energy supply source such as the
ガスを一次エネルギーとして発電及び発熱するガスタービンシステム、ガスエンジンシステム、燃料電池システム等は、CGS3に含まれる。なお、石油等の他の燃料を一次エネルギーとして、発電及び発熱するシステムも、CGS3に含まれる。
A gas turbine system, a gas engine system, a fuel cell system, and the like that generate and generate heat using gas as primary energy are included in the
本実施形態は、複数のCGS3を制御対象とする。複数のCGS3は、エネルギーの供給能力が異なっているものを含んでいても、同等のものを含んでいてもよい。各CGS3は、電力と熱を、ある一定の割合で出力する。つまり、各CGS3が運転時に出力する電力と熱の比率は変わらない。
In the present embodiment, a plurality of
例えば、複数のCGS(1)〜(5)の運転時の電力及び熱の出力を、カロリーに換算(例えば、kcal)して比較した例を、図2に示す。この図2のように、各CGS(1)〜(5)の出力は、電力および熱ともに相違している。また、各CGS(1)〜(5)は、電力が熱の出力を上回る場合((1)(2)(4)(5))と、電力と熱の出力が同等の場合((3))がある。なお、熱が電力の出力を上回るCGSが含まれてもよい。なお、熱のキロカロリーと電気のキロワットの換算の割合は決まっている。 For example, FIG. 2 shows an example in which power and heat outputs during operation of a plurality of CGS (1) to (5) are converted into calories (for example, kcal) and compared. As shown in FIG. 2, the output of each CGS (1) to (5) is different in both power and heat. In addition, each CGS (1) to (5) has a case where the power exceeds the heat output ((1) (2) (4) (5)) and a case where the power and heat output are equivalent ((3) ) Note that CGS in which heat exceeds the output of power may be included. The conversion ratio between heat calorie and electricity kilowatt is fixed.
CGS3からの電力の出力側は、電力系統7に接続されている。CGS3からの熱の出力側は、熱系統8に接続されている。これにより、CGS3は、図3に示すように、電力および熱を需要家4に供給できる。
The output side of power from the CGS 3 is connected to the power system 7. The heat output side from the CGS 3 is connected to the heat system 8. Thereby, CGS3 can supply electric power and heat to the
また、CGS3を制御する制御システムは、ネットワーク9を介してエネルギー最適制御装置100に接続されている。これにより、CGS3の制御システムは、エネルギー最適制御装置100から送信される運転計画等の情報による制御ができる。
The control system that controls the
[4.需要家]
需要家4は、電力系統7、熱系統8を介して、発電所1、ボイラー2、CGS3から電力および熱の供給を受ける設備群である。需要家4を構成する設備は、図4に示すように、所定のまとまりとして管理されている複数のエネルギー消費機器41及びこれに付随する設備である。この所定のまとまりは、例えば、プラント、工場、建物等を単位としても、電力会社等との契約者を単位としてもよい。
[4. Consumer]
The
エネルギー消費機器41には、電力を消費する機器と、熱を消費する機器が含まれる。本実施形態においては、電気を消費する機器も、熱を消費する機器も、便宜的に負荷と呼ぶ。電気を消費する機器としては、例えば、図4に示すように、照明、テレビ、エアコン、冷蔵庫等がある。熱を消費する機器としては、例えば、エアコン、冷蔵庫、給湯器等がある。なお、エアコン、冷蔵庫のように、電気と熱の両者の供給を受けて作動するエネルギー消費機器41もある。 The energy consuming device 41 includes a device that consumes power and a device that consumes heat. In the present embodiment, both a device that consumes electricity and a device that consumes heat are referred to as a load for convenience. Examples of devices that consume electricity include lighting, a television, an air conditioner, and a refrigerator as shown in FIG. Examples of devices that consume heat include air conditioners, refrigerators, and water heaters. There are also energy consuming devices 41 that operate by receiving both electricity and heat, such as air conditioners and refrigerators.
また、各需要家4は、図3及び図4に示すように、スマートメータ42を有している。スマートメータ42は、ネットワーク9に接続されたコンピュータにより構成される計測装置である。このスマートメータ42は、通信機能を備え、各需要家4におけるエネルギー消費機器41の電力需要情報及び熱需要情報など、種々の情報の送受信を行うことができる。
Each
[5.蓄電池・蓄熱槽]
蓄電池5は、充放電可能な二次電池を利用したエネルギー蓄積機器である。この蓄電池5は、電力系統7に接続されている。これにより、蓄電池5は、電力系統7から受電した電力を充電し、充電した電力を電力系統7へ放電できる。蓄電池5は、放電する場合、電源として機能する。
[5. Storage battery / heat storage tank]
The
蓄熱槽6は、貯留した熱媒により蓄熱を行うエネルギー蓄積機器である。蓄熱槽6は、熱系統8に接続されている。これにより、蓄熱槽6は、熱系統8からの熱を蓄熱し、蓄熱した熱を熱系統8に放熱できる。蓄熱槽6は、放熱する場合、熱源として機能する。
The
蓄電池5及び蓄熱槽6も、系統連系のための装置等を備えているが、説明は省略する。また、蓄電池5及び蓄熱槽6を制御する制御システムは、ネットワーク9を介してエネルギー最適制御装置100に接続されている。これにより、蓄電池5の充放電、蓄熱槽6の蓄放熱を、エネルギー最適制御装置100が制御できる。
Although the
[B.エネルギー最適制御装置]
エネルギー最適制御装置100は、図5に示すように、送受信部110、記憶部120、需要取得部130、需要解析部140、需要予測部150、性能情報取得部160、運転計画作成部170、情報出力部180を有する。
[B. Energy optimal control device]
As shown in FIG. 5, the energy
[1.送受信部・記憶部]
送受信部110は、ネットワーク9に接続され、外部との情報の送受信を行う処理部である。記憶部120は、エネルギー最適制御装置100の処理に必要な各種の情報を記憶する処理部である。
[1. Transmitter / Receiver / Storage Unit]
The transmission /
[2.需要取得部]
需要取得部130は、各需要家4のスマートメータ42から送信され、送受信部10を介して受信した負荷側の需要情報を取得する処理部である。需要取得部130は、電力需要取得部131と熱需要取得部132を有する。
[2. Demand acquisition department]
The
電力需要取得部131は、負荷側の電力需要情報を取得する処理部である。負荷側の電力需要情報は、スマートメータ42が計測するエネルギー消費機器41の消費電力量から得ることができる。
The power demand acquisition unit 131 is a processing unit that acquires power demand information on the load side. The power demand information on the load side can be obtained from the power consumption amount of the energy consuming device 41 measured by the
熱需要取得部132は、負荷側の熱需要情報を取得する処理部である。負荷側の熱需要情報は、スマートメータ42が計測するエネルギー消費機器41の消費熱量から得ることができる。需要取得部130が取得した需要情報は、記憶部120が記憶する。なお、需要情報は、消費電力量、消費熱量に対応する量を示す情報であり、本実施形態では、カロリーベースで換算したものが用いられるものとする。
The heat
[3.需要解析部]
需要解析部140は、需要取得部130が取得したエネルギーの需要情報を解析する処理部である。需要情報の解析は、例えば、各日の各時刻における各需要家4の需要情報を合計することにより、スマートコミュニティSにおける負荷側全体の需要情報を、時系列で求めることにより行う。需要解析部140は、電力需要解析部141、熱需要解析部142を有する。
[3. Demand Analysis Department]
The
電力需要解析部141は、上記のような手法により、各需要家4の電力需要情報に基づいて、負荷側全体の電力需要情報を求める処理部である。熱需要解析部142は、上記のような手法により、各需要家4の熱需要情報に基づいて、負荷側全体の熱需要情報を求める処理部である。需要情報解析部140が解析した負荷側の需要情報は、記憶部120が記憶する。この需要情報は、需要実績データとなる。
The power
[4.需要予測部]
需要予測部150は、記憶部120が記憶した需要実績データに基づいて、需要の予測を行う処理部である。需要の予測は、例えば、次のように行う。まず、過去の需要実績データ及び気象データと、予測対象となる予測日の気象予報データに基づいて、曜日、天候等の観点から予測日と最も近似する類似日を求める。そして、当該類似日の負荷全体の需要情報を、予測日の需要予測情報とする。
[4. Demand forecasting department]
The
但し、需要予測の手法は、これには限定されず、現在又は将来において利用されるあらゆる手法を用いることができる。また、予測の最小単位となる単位期間は、一秒又は数秒、一分又は数分、一時間又は数時間、一日又は複数日、一週又は複数週、一月又は複数月等、自由に設定できる。予測対象となる期間についても、一日又は複数日、一週又は複数週、一月又は複数月、一年又は複数年等、自由に設定できる。これは、後述する需要予測情報に基づく運転計画においても同様である。 However, the method of demand prediction is not limited to this, and any method used at present or in the future can be used. The unit period, which is the minimum unit of prediction, can be set freely, such as 1 second or several seconds, 1 minute or several minutes, 1 hour or several hours, 1 day or multiple days, 1 week or multiple weeks, 1 month or multiple months, etc. it can. The period to be predicted can also be set freely such as one day or multiple days, one week or multiple weeks, one month or multiple months, one year or multiple years. The same applies to an operation plan based on demand forecast information described later.
なお、CGS3は、短時間に頻繁にON、OFFさせることは好ましくない。このため、数ヶ月又は一年を予測及び運転計画の対象とすることが適している。ただし、需要予測は、一日、一週間、一ヶ月、数ヶ月、一年でも可能であり、これに応じた運転計画も可能である。
Note that it is not preferable that the
この需要予測部150は、電力需要予測部151、熱需要予測部152を有する。電力需要予測部151は、上記のような手法により、過去の電力の需要実績データに基づいて、電力需要予測情報を作成する処理部である。熱需要予測部152は、上記のような手法により、過去の熱の需要実績データに基づいて、熱需要予測情報を作成する処理部である。なお、需要予測情報も、エネルギー量を示す情報であり、本実施形態では、カロリーベースで換算したものが用いられるものとする。
The
[5.性能情報取得部]
性能情報取得部160は、あらかじめ記憶部120に記憶されたCGS3の性能に関する性能情報を取得する処理部である。性能情報は、CGS3の運転時の電力および熱の供給能力、当該供給能力に相当する電力及び熱を出力するために必要な一次エネルギー量を含む。これらの供給能力及び一次エネルギー量を求めることができる各種のパラメータを、性能情報としてもよい。
[5. Performance information acquisition unit]
The performance
例えば、CGS3の定格発電効率、定格排熱利用効率、定格発電出力、定格排熱出力、単位時間当たりの使用一次エネルギー量等は、性能情報とすることができる。上記の図2のグラフは、各CGS(1)〜(5)の定格運転時の電力及び熱の供給能力を図示したものとして捉えることができる。なお、CGS3により出力される電力及び熱の性能情報も、エネルギー量を示す情報であり、カロリーベースで換算したものが用いられるものとする。
For example, the rated power generation efficiency, the rated exhaust heat utilization efficiency, the rated power generation output, the rated exhaust heat output, the amount of primary energy used per unit time, and the like of the
[6.運転計画作成部]
運転計画作成部170は、需要予測部150が予測した需要予測情報と、性能情報取得部160が取得した性能情報に基づいて、需要予測情報に応じたエネルギーの供給量が得られるように、運転計画を作成する処理部である。運転計画は、需要予測情報における単位期間当たりのエネルギー量に応じて、運転させるエネルギー供給機器及びエネルギー調整機器の組み合わせを決定した情報である。
[6. Operation planning section]
Based on the demand prediction information predicted by the
エネルギー供給機器は、CGS3を含む。エネルギー調整機器は、蓄電池5、蓄熱槽6の他、図示しない既存の電源及び熱源を含む。ボイラー2も、エネルギー調整機器である。
The energy supply device includes CGS3. The energy adjusting device includes an existing power source and heat source (not shown) in addition to the
なお、「需要予測情報に応じて」とは、需要予測されたエネルギー量に一致したエネルギー供給量が得られることが望ましいが、必ずしも一致する場合には限定されない。エネルギー供給機器の組み合わせによっては、需要予測量に対して過不足が生じる場合であっても、「応じて」に含まれる。 Note that “according to the demand prediction information” desirably obtains an energy supply amount that matches the energy amount predicted for the demand, but is not necessarily limited to the case where they match. Depending on the combination of energy supply devices, even if there is an excess or deficiency with respect to the demand forecast amount, it is included in “in response”.
つまり、「応じて」とは、需要予測情報が示すエネルギー量の増減に従って、エネルギー供給量が増減するように、エネルギー供給機器の組み合わせを変化させる程度でもよい。エネルギー供給量の需要予測情報に対する過不足は、後述するように、エネルギー調整機器により調整可能である。また、過剰となったエネルギー供給量は放出することも可能である。 That is, “in response” may be a level in which the combination of energy supply devices is changed so that the energy supply amount increases or decreases according to the increase or decrease in the energy amount indicated by the demand prediction information. The excess or deficiency of the energy supply amount with respect to the demand prediction information can be adjusted by an energy adjustment device, as will be described later. In addition, the excess energy supply can be released.
運転計画作成部170は、より具体的には、エネルギー供給機器及びエネルギー調整機器の運転パターンを作成する。運転パターンは、需要予測情報の時間の経過に従った変化に応じて、単位期間毎に選択された起動すべきエネルギー供給機器及びエネルギー調整機器を、時系列に並べた情報である。
More specifically, the operation
エネルギー供給機器の運転パターンを決定する要素は、例えば、熱需要及び電力需要の一方若しくは双方と、その需要が継続している時間となる。図6は、熱需要及び電力需要の双方と、当該需要が継続している時間により定まる点を○で示す。熱需要及び電力需要に応じて、起動する1つ又は複数のエネルギー供給機器を決定できる。同等の需要が継続する時間に応じて、エネルギー供給機器の起動時間を決定できる。 Factors that determine the operation pattern of the energy supply device include, for example, one or both of heat demand and power demand, and the time during which the demand continues. In FIG. 6, the points determined by both the heat demand and the power demand and the time during which the demand continues are indicated by ◯. Depending on heat demand and power demand, one or more energy supply devices to be activated can be determined. The start-up time of the energy supply device can be determined according to the time when the equivalent demand continues.
作成される運転パターンが1つの場合、これがエネルギー供給機器の運転計画となる。また、運転パターンが複数作成できる場合、運転計画作成部170は、エネルギー供給機器が使用する一次エネルギーが最小となる運転パターンを選択する。この選択された運転パターンが、エネルギー供給機器の運転計画となる。
When one operation pattern is created, this is the operation plan for the energy supply device. When a plurality of operation patterns can be created, the operation
また、運転計画作成部170は、決定された運転計画において、需要予測情報のエネルギー量を超えるエネルギー供給量を蓄積し、需要予測情報のエネルギー量に足りないエネルギー供給量を補うように、エネルギー調整機器により運転計画を調整する。
In addition, the operation
上記の処理を行うため、運転計画作成部170は、運転パターン作成部171、調整部172を有する。
In order to perform the above processing, the operation
[6−1.運転パターン作成部]
運転パターン作成部171は、上記のようなエネルギー供給機器の運転計画となるべき運転パターンを決定する処理部である。運転パターン作成部171は、図7に示すように、需要判定部171a、機器選択部171b、運転パターン生成部171c、エネルギー判定部171d、決定部171eを有する。
[6-1. Operation pattern creation section]
The operation
(需要判定部)
需要判定部171aは、需要予測情報に基づいて、単位期間における需要予測情報のレベルを判定する処理部である。
(Demand judgment part)
The
(機器選択部)
機器選択部171bは、需要判定部171aにより判定された需要予測情報のレベルに対応して、起動するCGS3を選択する処理部である。つまり、機器選択部171bは、需要予測情報に対応する熱及び電力が得られる1つ又は複数のCGS3の組み合わせを選択する。
(Equipment selection part)
The
つまり、スマートコミュニティSの需要家4全体の電力需要や熱需要に対して、各CGS3を運転させるか、運転させないかを選択する。運転させるCGS3は、CGS3本来の最も効率の良い運転状態とする。これは、通常は、定格の100%であり、いわゆるフル稼働の状態である。100%という一番効率のよい状態で運転したとき、上記のように、各CGS3の電力と熱の出力とその割合も異なる。このように、系統内に複数台の異なるCGS3がある場合に、需要の変動に応じて、各CGS3について、最適なON、OFFの組み合わせを決定する。
That is, it is selected whether to operate each
運転する1つ又は複数のCGS3の組み合わせの選択は、各CGS3の性能情報から得られる熱及び電力の供給能力に基づいて行なうことができる。例えば、いずれか1つのCGS3のエネルギーの供給能力が、単位期間における需要予測情報のエネルギー量を満たす場合には、その単位期間に起動させるCGS3はその1つとなる。
Selection of the combination of one or more CGS3 to operate can be performed based on the supply capability of the heat and electric power obtained from the performance information of each CGS3. For example, when the energy supply capability of any one
また、例えば、いずれか1つのCGS3のエネルギーの供給能力のみでは、単位期間における需要予測情報のエネルギー量を満たさない場合には、複数のCGS3を起動させる。一般的には、CGS3は、少ない台数を最大の能力で運転する方が、必要な一次エネルギーが少ない等、エネルギー効率が良い。
Further, for example, when only one energy supply capacity of the
このようなCGS3の選択は、例えば、あらかじめ記憶部120に記憶された起動パターンに従って行うこともできる。起動パターンは、後述するように、需要予測情報のエネルギー量のレベルに応じて、起動するCGS3をあらかじめ定めた情報である。つまり、本実施形態は、各CGS3に、あらかじめ優先順位が設定されているわけではなく、単位期間毎の需要予測情報に合わせて、起動させるCGS3の組み合わせを変えて対応するように設定されている。
Such selection of the
(運転パターン生成部)
運転パターン生成部171cは、エネルギー供給機器の運転パターンを生成する処理部である。運転パターンは、単位期間毎の需要予測情報に合わせて選択されたエネルギー供給機器の情報である。運転パターン生成部171cによるエネルギー供給機器の選択は、上記のように、起動パターンに基づいて行うことができる。また、運転パターンは、1つ又は複数生成できる。
(Driving pattern generator)
The operation
(エネルギー判定部)
エネルギー判定部171dは、運転パターン生成部171cが生成した複数の運転パターンについて、使用する一次エネルギーの量を求める処理部である。各運転パターンにおいて使用する一次エネルギーの量は、起動するCGS3の性能情報から求めることができる。なお、算出する一次エネルギーの量は、必要なガス、石油等の資源量を示す値でもよいし、資源量をエネルギー量に換算した値でもよい。
(Energy judgment part)
The
(決定部)
決定部171eは、エネルギー判定部171dにより求めた一次エネルギーの量が最小となる運転パターンを運転計画として決定する処理部である。例えば、カロリーに換算した一次エネルギー量が最小の運転パターンを決定する。このように、例えば、一台のCGS3で見たときのガスの量を最小にするのではなく、全体で見たときのガスの量を最小にする。
(Decision part)
The
なお、単に、起動させるCGS3の台数が少なければよいとは限らない。CGS3のそれぞれの変換効率は異なる。このため、需要予測情報との関係で、余分なエネルギーを出力しないという観点からは、たとえ変換効率が悪くても、優先的に起動させるCGS3も存在する。
Note that it is not always necessary that the number of
[6−2.調整部]
調整部172は、運転計画を調整するために、エネルギー調整機器の動作を決定する処理部である。調整部172は、電力補完情報生成部172a、充電情報生成部172b、熱補完情報生成部172c、蓄熱情報生成部172dを有する。
[6-2. Adjustment unit]
The
(電力補完情報生成部)
電力補完情報生成部172aは、運転計画において、需要予測情報に足りない電力の供給量を確保するように、蓄電池5の放電等の既存の電源の電力を制御する電力補完情報を生成する処理部である。
(Power supplement information generator)
The power supplement
(充電情報生成部)
充電情報生成部172bは、運転計画において、需要予測情報を上回る電力の供給量を蓄積するように、蓄電池5の充電を制御する充電情報を生成する処理部である。
(Charge information generator)
The charging
(熱補完情報生成部)
熱補完情報生成部172cは、運転計画において、需要予測情報に足りない熱の供給量を確保するように、蓄熱槽6、ボイラー2の放熱等の既存の熱源の熱を制御する熱補完情報を生成する処理部である。
(Thermal Complementary Information Generator)
In the operation plan, the heat supplement
(蓄熱情報生成部)
蓄熱情報生成部172dは、運転計画において、需要予測情報を上回る熱の供給量を蓄積するように、蓄熱槽6の蓄熱を制御する蓄熱情報を生成する処理部である。このように、運転パターン作成部171により決定され、調整部172により調整された運転計画は、記憶部120が記憶する。
(Heat storage information generator)
The heat storage
[7.情報出力部]
情報出力部180は、運転計画作成部170が作成した運転計画を、送受信部110に出力する処理部である。送受信部110は、運転計画を、各CGS3に送信する。
[7. Information output section]
The
なお、エネルギー最適制御装置100は、CPU等を含むコンピュータを所定のプログラムで制御することによって実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような各部の処理を実現するものである。
The energy
上記の各部の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、本実施形態の一態様である。また、ハードウェアで処理する範囲、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。例えば、上記の各部のいずれかを、それぞれの処理を実現する回路として構成することも可能である。 A method for executing the processing of each unit described above, a program, and a recording medium on which the program is recorded are also an aspect of the present embodiment. Moreover, how to set the range processed by hardware and the range processed by software including a program is not limited to a specific mode. For example, any of the above-described units can be configured as a circuit that realizes each process.
また、エネルギー最適制御装置100は、通常の入出力装置等(キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ、入出力用端末等)を備えているが、説明を省略する。この入出力装置において、上記の各部の処理に必要な情報の入力を行うことができるとともに、各部の処理結果等を表示、印刷等させることができる。
The energy
さらに、エネルギー最適制御装置100は、単一のコンピュータによって実現されるものには限定されない。記憶部120をデータベース用等のコンピュータとして、他の各部とは別のコンピュータに構成し、ネットワークにより接続してもよい。また、各部の処理を、ネットワークで接続された複数台のコンピュータで、連繋して処理を行う装置として構成することもできる。
Furthermore, the energy
[C.実施形態の作用]
[1.処理の概要]
本実施形態は、電力および熱を同時に供給できるCGS3の最適制御を可能にする。つまり、複数の分散電源および分散熱源があるとき、需要状況に応じて各分散電源および分散熱源をフル稼働させるか、停止させるかの制御を行う。
[C. Operation of the embodiment]
[1. Overview of processing]
This embodiment enables optimal control of the
[2.処理の詳細]
本実施形態の運転計画作成処理の手順を、図8のフローチャートを参照して説明する。
[2−1.需要情報の取得]
まず、需要取得部130は、各需要家4に設置されているスマートメータ42から送信され、送受信部110が受信した負荷側の需要情報を取得する(ステップ101)。つまり、電力需要取得部131が、負荷側の電力需要情報を取得する。また、熱需要取得部132が、負荷側の熱需要情報を取得する。
[2. Processing details]
The procedure of the operation plan creation process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[2-1. Acquisition of demand information]
First, the
[2−2.需要情報の解析]
需要解析部140は、負荷側の需要情報を解析する(ステップ102)。つまり、電力需要解析部141が、負荷側全体の時系列の電力需要情報を求める。また、熱需要解析部142が、負荷側全体の時系列の熱需要情報を求める。
[2-2. Analysis of demand information]
The
[2−3.需要予測]
需要予測部150は、解析された負荷側の需要情報に基づいて、需要予測を行う(ステップ103)。つまり、電力需要予測部151は、あらかじめ記憶部120に記憶された予測対象となる期間について、電力需要予測情報を作成する。また、熱需要予測部151は、当該予測対処となる期間について、熱需要予測情報を作成する。
[2-3. Demand forecast]
The
[2−4.運転計画の作成]
一方、性能情報取得部160は、記憶部120から、CGS3の性能情報を取得する(ステップ104)。そして、運転計画作成部170は、需要予測情報及び性能情報に基づいて、運転計画を作成する。この運転計画の作成は、上記のように、運転パターン作成部171及び調整部172が行う。このような運転計画の作成処理の一例を、図9〜図15を参照して説明する。
[2-4. Creation of operation plan]
On the other hand, the performance
(需要判定)
まず、運転パターン作成部171の需要判定部171aは、需要予測情報が示す需要レベルを、単位期間ごとに判定する。
(Demand judgment)
First, the
(機器選択)
そして、機器選択部171bは、単位期間ごとの需要レベルに応じて、起動するエネルギー供給機器を選択する。
(Equipment selection)
And the
機器選択部171bによるエネルギー供給機器の選択の一例として、起動パターンによってCGS3を選択する場合を説明する。図9は、熱需要に応じた起動パターンを示すテーブルの一例である。図9では、熱需要レベルA〜E(図11参照)に応じて、起動すべきCGS(1)〜(5)のパターンP1〜Pnが定められている。
As an example of selecting an energy supply device by the
図10は、電力需要に応じた起動パターンを示すテーブルの一例である。図10では、電力需要レベルa〜f(図12参照)に応じて、起動すべきCGS(1)〜(5)のパターンp1〜pnが定められている。 FIG. 10 is an example of a table showing activation patterns according to power demand. In FIG. 10, patterns p1 to pn of CGS (1) to (5) to be activated are determined according to the power demand levels a to f (see FIG. 12).
なお、図9、図10のテーブルは、全てを網羅的に記述したものではない。「…」の部分は、特に値が設定されていない空欄か、CGS(1)〜(5)及びこれ以外のCGS3のいずれか1つ若しくは複数の組み合わせが設定されている。
Note that the tables in FIGS. 9 and 10 are not exhaustive. In the portion of “...”, A blank in which no value is particularly set, or any one or a combination of CGS (1) to (5) and
このような起動パターンに基づいて、機器選択部171bは、以下のようにCGS3を選択し、運転パターン生成部171cは、運転パターンを生成する(ステップ105)。このような運転パターンの生成処理を、熱需要予測情報のみに基づく場合と、熱需要予測情報と電力需要予測情報に基づく場合に分けて説明する。
Based on such an activation pattern, the
〈熱需要予測のみに基づいて選択する場合〉
機器選択部171bは、単位期間における熱需要予測情報が、熱需要レベルAである場合、CGS(2)の単独運転、CGS(1)の単独運転又はCGS(3)(4)の複数運転を選択する。なお、需要のレベルと需要予測情報との比較判断は、記憶部120に設定されたしきい値の範囲内にあるか等、ある程度の幅を持たせてもよい。
<When selecting based on heat demand forecast only>
When the heat demand prediction information in the unit period is the heat demand level A, the
また、機器選択部171bは、熱需要予測情報が、熱需要レベルB〜Dとなるに従って、レベルBに対応するCGS(2)(3)、レベルCに対応するCGS(2)(3)(4)、レベルDに対応するCGS(1)(2)の複数運転を選択する。
In addition, as the heat demand prediction information becomes the heat demand levels B to D, the
さらに、機器選択部171bは、熱需要予測情報が、熱需要レベルEとなると、レベルEに対応するCGS(5)の単独運転又はCGS(1)(2)(3)の複数運転を選択する。
Furthermore, when the heat demand prediction information reaches the heat demand level E, the
運転パターン生成部171cは、上記のように、熱需要レベルに応じて選択したCGS3を、時系列に並べる。この時、CGS3は、頻繁にON、OFFさせないような運転パターンを生成する。例えば、図11に示すように、熱需要のレベルがA→B→C→D→Eと推移した場合、以下の[1]〜[4]の4つの運転パターンが生成できる。なお、図11は、[1]の運転パターンを図示した例であり、縦軸をエネルギー量、横軸を時間として、需要予測情報の変化を曲線で示すとともに、各CGS(1)〜(5)の熱の出力を方形で示したものである(図15も同様)。エネルギー量は、カロリーに換算したものである。
The operation
[1] (2)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(5)
[2] (3)(4)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(1)(2)(3)
[3] (1)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(5)
[4] (1)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(1)(2)(3)
[1] (2) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (5)
[2] (3) (4) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (1) (2) (3)
[3] (1) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (5)
[4] (1) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (1) (2) (3)
なお、実際の需要予測情報におけるエネルギー量の大半は、発電所1からの電力やボイラー2からの熱によって賄われる。つまり、需要予測情報におけるエネルギー量とこれを満たすエネルギー供給量は、膨大なベース量が存在する。本実施の形態においては、ベース量を除いた変動部分を、分散電源、分散熱源によって吸収できるようにしている。
Note that most of the energy amount in the actual demand prediction information is covered by the power from the
〈電力需要予測も加味して選択する場合〉
図11および図12に示すように、熱需要レベルAの時間中に、電力需要レベルはd→aに推移している。この時、図10の起動パターンに基づいて(2)(3)(4)→(2)とすると電力需要レベルdの時間中に熱需要情報を大きく越えてしまう。電力需要レベルをcに落としても同様である。そのため、電力需要レベルをbに落とす。この場合、機器選択部171bは、図10の起動パターンに基づいて、起動するCGS3を、(1)→(2)とするか、(1)→(3)(4)とする。これら(1)、(2)、(3)(4)は、図9の起動パターンから、熱需要レベルAにおいて、相互に変換しうる態様であるため、電力需要情報に合わせて起動するCGS3を変えても問題はない。
<When selecting power demand forecasts>
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, during the time of the heat demand level A, the power demand level changes from d → a. At this time, if (2) (3) (4) → (2) based on the startup pattern of FIG. 10, the heat demand information is greatly exceeded during the time of the power demand level d. The same applies if the power demand level is reduced to c. Therefore, the power demand level is lowered to b. In this case, the
また、図11および図12に示すように、熱需要レベルEの時間中に、電力需要レベルはf→eに推移している。この場合、機器選択部171bは、起動するCGS3を(1)(2)→(5)とする。また、電力需要レベルe、fからは、熱需要レベルEの時間中に、起動するCGS3を(1)(2)(3)とすることは、電力需要情報を大きく超えてしまうため、(1)(2)(3)とすることは考えられない。
Also, as shown in FIGS. 11 and 12, during the time of the heat demand level E, the power demand level changes from f → e. In this case, the
以上のことから、運転パターン生成部171cは、上記の運転パターン[1]〜[4]について、さらに電力需要予測情報も加味した場合、以下のような運転パターンを生成する。
[5] (1)→(2)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(5)
[6] (1)→(3)(4)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(5)
From the above, the operation
[5] (1) → (2) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (5)
[6] (1) → (3) (4) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (5)
なお、図12は、[5]の運転パターンを図示した例であり、縦軸をエネルギー量、横軸を時間として、電力需要予測情報の変化を曲線で示すとともに、各CGS(1)〜(5)の電力の出力を方形で示したものである。エネルギー量は、カロリーに換算したものである。 FIG. 12 is an example illustrating the operation pattern of [5], in which the vertical axis indicates the amount of energy, the horizontal axis indicates time, and the change in power demand prediction information is indicated by a curve, and each CGS (1) to ( The power output of 5) is shown in a square. The amount of energy is converted into calories.
(エネルギー判定)
さらに、エネルギー判定部171dは、上記のように生成した運転パターンについて、それぞれが使用する一次エネルギーの量を求める(ステップ106)。つまり、熱需要予測情報のみに基づく運転パターンの場合、運転パターン[1]〜[4]に従ってCGS3を起動した場合に、それぞれに必要となる一次エネルギー量の合計を算出する。
(Energy judgment)
Furthermore, the
また、電力需要予測情報も加味した運転パターンの場合、運転パターン[5][6]に従ってCGS3を起動した場合、それぞれ必要となる一次エネルギー量の合計を算出する。
In the case of an operation pattern that also includes power demand prediction information, when the
(運転パターン決定)
そして、決定部171eは、エネルギー判定部171dにより判定された一次エネルギー量が、最も少なくなる運転パターンを決定する。これは、例えば、以下のような手順により行う。
(Determination of driving pattern)
Then, the
まず、決定部171eは、変数kに終値である運転パターン数を代入し(ステップ107)、変数Lに初期値の1を代入する(ステップ108)。一番目の運転パターンは、一次エネルギーが最小か否かを判定できないので(ステップ109のNO)、Lをインクリメントする(ステップ110)。
First, the
次に、決定部171eは、一番目の運転パターンと二番目の運転パターンとを比較して、一次エネルギー量が小さい方の運転パターンを(ステップ109のYES)、最小の運転パターンとして採用する(ステップ111)。そして、Lがkを超えていない場合には(ステップ112のNO)、最後の順位の運転パターンまで検証していないとして、Lをインクリメントする(ステップ110)。
Next, the
決定部171eは、一次エネルギー量が最小の運転パターンと、三番目の順位の運転パターンとを比較して、三番目の運転パターンの一次エネルギー量が多い場合には(ステップ109のYES)、Lをインクリメントする(ステップ110)。決定部171eは、三番目の運転パターンの一次エネルギー量が、一番目よりも少ない場合(ステップ109のNO)、三番目を最小の運転パターンとして採用する(ステップ111)。
The determining
以上のステップ109〜ステップ112の処理を繰り返し行い、Lがkを超えた場合には(ステップ112のYES)、最後の順位の運転パターンまで検証し終えたことになる。決定部171eは、その時点で一次エネルギー量が最小として採用されている運転パターンを、運転計画となるべきものとして決定する(ステップ113)。
When the processes of
(運転パターンの調整)
調整部172は、決定された運転パターンについて、需要予測情報に対応するエネルギー供給量の過不足を調整する情報を作成する(ステップ114)。例えば、電力補完情報生成部171aは、電力需要予測情報のエネルギー量に足りない電力量について、蓄電池5および既存の電源からの電力で賄うように、電力補完情報を生成する。また、充電情報生成部172bは、電力需要予測情報のエネルギー量を上回る電力量について、蓄電池5への蓄電を行うように、充電情報を生成する。
(Driving pattern adjustment)
The
また、熱補完情報生成部172cは、熱需要予測情報に足りない熱量について、蓄熱槽6、ボイラー2等の既存の熱源からの電力で賄うように、熱補完情報を生成する。さらに、蓄熱情報生成部172dは、熱需要予測情報のエネルギー量を上回る熱量について、蓄熱槽6への蓄熱を行うように、蓄熱情報を生成する。
Moreover, the heat complement
以上のように調整された運転パターンは、決定された運転計画として、記憶部120が記憶する(ステップ115)。また、決定された運転計画は、情報出力部180により送受信部110を介して、各CGS3に出力される(ステップ116)。
The operation pattern adjusted as described above is stored in the
出力された運転計画に従って、各CGS3、蓄電池5、蓄熱槽6等が起動することによって、需要予測情報に適合するエネルギー供給が行われる。つまり、需要予測情報を満たすエネルギーの供給量が確保できるように、CGS3、蓄電池5及び蓄熱槽6が稼働する。
According to the output operation plan, each CGS3, the
[3.運転計画の例]
上記のような手順で決定された運転計画の例を、図13、図14に示す。図13及び図14は、縦軸をエネルギー量、横軸を時間として、電力需要予測情報、熱需要予測情報の変化を曲線で示すとともに、各CGS(1)〜(5)の熱及び電力の出力を方形で示したものである。エネルギー量は、カロリーに換算したものである。
[3. Example of operation plan]
Examples of operation plans determined by the above procedure are shown in FIGS. FIGS. 13 and 14 show changes in power demand prediction information and heat demand prediction information as curves, with the energy amount on the vertical axis and time on the horizontal axis, and the heat and power of each CGS (1) to (5). The output is shown in square. The amount of energy is converted into calories.
図13は、上記の図11で示した熱需要予測情報のみに基づいて作成された運転計画である。この運転計画は、[1] (2)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(5)の運転パターンが、供給ガス量が最小であるとして採用されたものである。 FIG. 13 is an operation plan created based only on the heat demand prediction information shown in FIG. In this operation plan, the operation pattern of [1] (2) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (5) It is adopted as there is.
まず、熱需要レベルAに応じてCGS(2)を起動し、熱需要レベルBとなると、CGS(2)に加えて(3)を起動する。熱需要レベルCとなると、さらにCGS(4)を起動させる。次に、熱需要レベルDとなると、CGS(3)(4)を止めて、CGS(1)を起動させる。そして、熱需要レベルEになると、CGS(1)(2)を止めて、全てCGS(5)で賄うように切り替える。 First, CGS (2) is activated according to the heat demand level A, and when it reaches the heat demand level B, (3) is activated in addition to CGS (2). When the heat demand level C is reached, the CGS (4) is further activated. Next, when the heat demand level D is reached, CGS (3) (4) is stopped and CGS (1) is started. And when it becomes the heat demand level E, CGS (1) (2) is stopped and it switches so that all may be covered with CGS (5).
この場合、図11に示すように、熱需要予測情報を上回る熱量は、蓄熱槽6に蓄熱され、熱需要予測情報に足りない熱量は、既存の熱源から補完する。また、図13に示すように、電力需要予測情報を上回る電力量は、蓄電池5に充電され、電力需要予測情報に足りない電力量は、既存電源から補完する。
In this case, as shown in FIG. 11, the amount of heat that exceeds the heat demand prediction information is stored in the
また、図14は、上記の図12の電力需要予測情報を、図11の熱需要予測情報に加味して作成された運転計画である。この運転計画は、[5] (1)→(2)→(2)(3)→(2)(3)(4)→(1)(2)→(5)の運転パターンが、供給ガス量が最小であるとして採用されたものである。 FIG. 14 is an operation plan created by adding the power demand prediction information of FIG. 12 to the heat demand prediction information of FIG. In this operation plan, the operation pattern of [5] (1) → (2) → (2) (3) → (2) (3) (4) → (1) (2) → (5) It was adopted as the smallest amount.
まず、電力需要レベルaに応じてCGS(1)を運転し、電力需要レベルbとなると、CGS(2)の運転に切り替える。電力需要レベルc(熱需要レベルB)になると、CGS(2)に加えてCGS(3)を起動し、さらに、電力需要レベルd(熱需要レベルC)になると、CGS(2)(3)に加えてCGS(4)を起動する。熱需要レベルDとなり、さらに電力需要fになると、CGS(1)(2)を止めて、CGS(5)を起動する。 First, the CGS (1) is operated according to the power demand level a, and when it reaches the power demand level b, the operation is switched to the CGS (2) operation. When power demand level c (heat demand level B) is reached, CGS (3) is started in addition to CGS (2), and when power demand level d (heat demand level C) is reached, CGS (2) (3) In addition, CGS (4) is started. When the heat demand level D is reached and the power demand f is further reached, CGS (1) (2) is stopped and CGS (5) is started.
この場合、図15に示すように、熱需要予測情報を上回る熱量は、蓄熱槽6に蓄熱され、熱需要予測情報に足りない熱量は、既存の熱源から補完する。また、図14に示すように、電力需要予測情報を上回る電力量は、蓄電池5に充電され、電力需要予測情報に足りない電力量は、既存電源から補完する。
In this case, as shown in FIG. 15, the amount of heat that exceeds the heat demand prediction information is stored in the
[D.実施形態の効果]
以上のような本実施形態では、以下のような効果が得られる。
(1)フル稼働により高い変換効率が得られる分散熱源であるCGS3を、1つまたは複数組み合わせて、熱需要予測情報が示すエネルギー量を得るので、全体のエネルギーの変換効率を最適化できる。つまり、各CGS3の出力を調整するのではなく、フル稼働させた幾つかのCGS3を組み合わせる形で需要を賄うため、ガス等の一次エネルギーを、最も効率良く熱等へ変換することができる。
[D. Effects of the embodiment]
In the present embodiment as described above, the following effects are obtained.
(1) Since the amount of energy indicated by the heat demand prediction information is obtained by combining one or a plurality of
(2)熱需要予測情報に基づいて運転計画を作成することにより、需要を超える余分な熱の発生を抑えることができる。さらに、熱需要予測情報に基づく制御に、電力需要予測情報に基づく制御を加味することができるので、熱ばかりでなく、余分に生成される電力も抑えることができる。 (2) By generating an operation plan based on the heat demand prediction information, it is possible to suppress the generation of excess heat exceeding the demand. Furthermore, since the control based on the power demand prediction information can be added to the control based on the heat demand prediction information, not only the heat but also the extra generated power can be suppressed.
(3)熱需要予測情報を主体として運転計画を作成することにより、電力に比べて蓄積および放出の制御が難しい熱の過不足を、極力少なくすることができる。したがって、調整部172が、蓄熱槽6及び他の熱源を用いて調整する熱量を低減できる。また、電力需要予測情報に対する過不足が生じても、蓄電池5による充放電は、エネルギーの蓄積および放出を簡易に行うことができるので、応答性が良く、調整が容易となる。
(3) By creating an operation plan with heat demand prediction information as a main component, it is possible to reduce as much as possible the excess and deficiency of heat, which is difficult to control the storage and release compared to electric power. Therefore, the calorie | heat amount which the
(4)種々の性能のCGS3を、1つまたは複数組み合わせることにより、多様に変化する需要に応じて、柔軟に対応することができる。特に、需要情報に応じて、あらかじめCGS3の起動パターンを用意しておくことにより、簡易且つ高速に起動すべきCGS3を選択できる。熱需要予測情報と電力需要予測情報の双方に応じてCGS3を選択しなければならない場合でも、熱需要と電力需要に対応する起動パターンを用意しておくことにより、簡易な処理が可能となる。
(4) By combining one or a plurality of
(5)使用される一次エネルギーが最小となる運転計画を作成するので、全体のエネルギー消費を抑えつつ、需要を満たすことができる。例えば、CGS3は、短時間で頻繁にON、OFFすることは好ましくない。しかし、各CGS3の性能及び組み合わせによっては、需要が多少変動しても、運転を継続した方が、一次エネルギーが少なくて済む場合がある。このような場合には、CGS3が頻繁にON、OFFされずに、効率の良い運転が可能となる。さらに、一次エネルギー、電力需要、熱需要、電力及び熱出力等のエネルギー量を、共通の単位であるカロリーで換算して演算することにより、熱と電力を考慮した処理が容易となる。
(5) Since the operation plan that minimizes the primary energy to be used is created, the demand can be satisfied while suppressing the overall energy consumption. For example, it is not preferable that the
[E.他の実施形態]
本実施形態は、上記の態様に限定されるものではなく、以下に例示する態様も構成可能である。例えば、需要予測情報のエネルギー量を満たすように選択される機器は、CGSには限定されない。熱源となる機器を組み合わせて、熱需要予測情報に応じた熱を得るように構成することもできる。
[E. Other Embodiments]
The present embodiment is not limited to the above aspect, and the aspects exemplified below can also be configured. For example, the device selected to satisfy the energy amount of the demand forecast information is not limited to CGS. It can also comprise so that the heat according to heat demand prediction information may be obtained combining the apparatus used as a heat source.
需要予測情報に応じたエネルギー供給機器の選択は、上記の手法によるものには限定されない。あらかじめ熱需要及び電力需要を組み合わせた複数のレベルを設定しておき、各レベルに対応して起動すべきエネルギー供給機器の起動パターンを設定しておいてもよい。例えば、図16に示すように、熱需要及び電力需要の組み合わせたレベルAa〜Ab…に応じて、起動すべきCGS(1)〜(5)のパターンPX1〜PXnを定めたテーブルも、起動パターンの一例である。これにより、起動するエネルギー供給機器の決定が容易となる。 The selection of the energy supply device according to the demand prediction information is not limited to the above method. A plurality of levels combining the heat demand and the power demand may be set in advance, and the activation pattern of the energy supply device to be activated may be set corresponding to each level. For example, as shown in FIG. 16, the table that defines the patterns PX1 to PXn of CGS (1) to (5) to be activated in accordance with the levels Aa to Ab. It is an example. Thereby, determination of the energy supply apparatus to start becomes easy.
また、エネルギー供給機器の性能情報から、一次エネルギーを最小とする演算式を用いて、起動するエネルギー供給機器の組み合わせを決定してもよい。なお、一般的には、同時に起動する機器は、少ない方が一次エネルギーの量が少なくて済むことが多い。このため、起動する台数が少なくなるように、エネルギー供給機器を選択してもよい。さらに、上記の種々の処理に用いる情報の単位も、換算して統一した演算が可能であればよい。 Moreover, you may determine the combination of the energy supply apparatus to start using the computing equation which minimizes primary energy from the performance information of an energy supply apparatus. In general, the smaller the number of devices that are activated simultaneously, the smaller the amount of primary energy in many cases. For this reason, you may select energy supply equipment so that the number of units to start may decrease. Furthermore, the unit of information used for the above-mentioned various processings only needs to be converted and unified.
制御対象となる電源や熱源は、出力制御が可能なものであればよく、現在又は将来において利用可能なあらゆる設備を適用できる。電源や熱源が、起動してから所望のエネルギー量の出力が得られるまでに時間がかかる場合には、これに対応して、起動の時点を早める制御も可能である。これにより、確実に所望のエネルギー供給量が得られる。 The power source or heat source to be controlled is not limited as long as output control is possible, and any facility that can be used now or in the future can be applied. When it takes time until the output of the desired energy amount is obtained after the power source or the heat source is activated, it is possible to control the activation to be accelerated in response to this. Thereby, a desired energy supply amount can be obtained reliably.
電源や熱源は、性能が異なっていてもよいし、同じであってもよい。例えば、複数の同一の性能のCGS3を対象とすることにより、出力されるエネルギー量を、CGS3の数で決定することができ、演算が簡易となる。また、電源や熱源について、特定のものが集中的に利用されることを防止するために、均一な回数で利用されるような順位が設定されていてもよい。 The power source and the heat source may be different in performance or the same. For example, by targeting a plurality of CGS3 having the same performance, the amount of energy to be output can be determined by the number of CGS3, and the calculation is simplified. Moreover, in order to prevent a specific thing about a power supply or a heat source being used intensively, the order | rank which may be used by a uniform frequency | count may be set.
エネルギー供給機器は、上記の実施形態で例示したものには限定されない。例えば、熱源としては、吸収式冷温水器、太陽熱温水器等を利用することもできる。電源としては、太陽光発電装置、風力発電装置、エンジンによる発電装置等を利用することもできる。 An energy supply apparatus is not limited to what was illustrated by said embodiment. For example, an absorption chiller / heater, a solar water heater, or the like can be used as the heat source. As the power source, a solar power generation device, a wind power generation device, a power generation device using an engine, or the like can be used.
記憶部に記憶される各情報の記憶領域は、それぞれが各情報の記憶部として構成できる。これらの記憶部は、典型的には、内蔵された又は外部接続された各種メモリ、ハードディスク等により構成できる。 Each storage area of each information stored in the storage unit can be configured as a storage unit for each information. Typically, these storage units can be configured by various built-in or externally connected memories, hard disks, and the like.
ただし、記憶部としては、現在又は将来において利用可能なあらゆる記憶媒体を利用可能である。演算に用いるレジスタ等も、記憶部として捉えることができる。記憶の態様も、長時間記憶が保持される態様のみならず、処理のために一時的に記憶され、短時間で消去又は更新される態様も含む。 However, any storage medium that can be used now or in the future can be used as the storage unit. A register or the like used for calculation can also be regarded as a storage unit. The mode of storage includes not only a mode in which memory is stored for a long time but also a mode in which data is temporarily stored for processing and deleted or updated in a short time.
実施形態に用いられる情報の具体的な内容、値は自由であり、特定の内容、数値には限定されない。実施形態において、情報が示す値に対する過不足、大小判断、一致不一致の判断等において、以上、以下、として値を含めるように判断するか、より大きい、より小さい、超える、超えない、上回る、下回る、足りない、未満として値を含めないように判断するかも自由である。従って、「上回る」を「以上」に、「足りない」を「以下」に読み替えても、実質的には同じである。 The specific contents and values of the information used in the embodiment are free and are not limited to specific contents and numerical values. In the embodiment, in the excess or deficiency with respect to the value indicated by the information, the magnitude determination, the judgment of coincidence mismatch, etc., it is determined that the value is included as above, below, larger, smaller, exceeding, not exceeding, exceeding, below It's also free to decide not to include the value as less than or less. Therefore, even if “above” is read as “above” and “not enough” is read as “below”, it is substantially the same.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…発電所
2…ボイラー
3…CGS
4…需要家
5…蓄電池
6…蓄熱槽
7…電力系統
8…熱系統
9…ネットワーク
11、21…系統連系装置
41…エネルギー消費機器
42…スマートメータ
100…エネルギー最適制御装置
110…送受信部
120…記憶部
130…需要取得部
131…電力需要取得部
132…熱需要取得部
140…需要解析部
141…電力需要解析部
142…熱需要解析部
150…需要予測部
151…電力需要予測部
152…熱需要予測部
160…性能情報取得部
170…運転計画作成部
171…運転パターン作成部
171a…需要判定部
171b…機器選択部
171c…運転パターン生成部
171d…エネルギー判定部
171e…決定部
172…調整部
172a…電力補完情報生成部
172b…充電情報生成部
172c…熱補完情報生成部
172d…蓄熱情報生成部
180…情報出力部
1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記熱需要予測と前記熱源の性能情報とともに、前記電源の性能情報と電力需要を予測した電力需要予測情報とに基づいて、前記熱需要予測情報及び前記電力需要予測情報に応じた熱および電力が得られるように、運転するコージェネレーションシステムの組み合わせを運転計画として作成することを特徴とする請求項2記載のエネルギー最適制御装置。 The operation plan creation unit
Based on the heat demand prediction and the heat source performance information, and the power demand prediction information and the power demand prediction information predicted power demand, the heat and power corresponding to the heat demand prediction information and the power demand prediction information are The optimal energy control apparatus according to claim 2, wherein a combination of cogeneration systems to be operated is created as an operation plan so as to be obtained.
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