JP2014194336A - エネルギー供給システムを運転する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エネルギー供給システムはエネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを有する。システムによって供給されうるエネルギー流量と、システムから外部的に要求されるエネルギー流量とに基づいて、エネルギー供給システムの運転コストを、あらかじめ、上記パラメータのうち可能性のあるすべての値に対して計算することができる。計算されたパラメータは、実施する装置の配列に格納されることができ、どの時刻にも所定の(ゼロでない)量のエネルギー流量がエネルギー貯蔵ユニットによって供給されることができることを保証するように、エネルギー供給システムを運転することができる。
【選択図】図3
Description
本発明の目的は、従来の方法および装置の欠点を解消するエネルギー供給システムを制御する方法および装置を提供することにある。特に、本発明の目的の一つは、エネルギー貯蔵ユニットの持続的な運転を保証する方法および装置を提供することにある。
本発明の少なくとも一つの目的は、請求項に記載のエネルギー供給システムの運転方法を提供することによって達成される。
本発明は、一般に、エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットを含む全種類のエネルギー供給システムに関する。エネルギー貯蔵ユニットの例は、車の熱エネルギー貯蔵システムを含む。この熱エネルギー貯蔵システムは、(例えば頻繁にスタート/ストップを行う車のエンジンにおいて)車のエンジンを冷却する液体を所望の温度範囲に維持するようなものであり、また、工作機械においては、コンピュータでは、マイクロプロセッサを冷却するようなものである。エネルギー貯蔵ユニットの他の例は、例えば、ブレーキ時の発電機や、原子力発電所などの発電所と組み合わせたポンプ貯蔵機構に対して、車で充電可能なバッテリーである。本発明の範囲には、様々なタイプのエネルギー貯蔵システムおよび方法、例えば、熱、機械、化学、電気エネルギー貯蔵方法およびシステムが含まれる。
(1)もし温度が5.3℃より高ければ、フィールドは、完全な夏季の200kWの冷房を供給できないであろう。そのため制約h6が背かれる。
(2)もし温度が1.3℃より低ければ、フィールドは、残りの冬季の200kWの供給を保証できない。そのためこの領域では制約h5が背かれる。
(3)もし300kWの暖房が要求されれば、供給される量はフィールドの温度に依存する。1.3℃ないし1.9℃では、保証される200kWだけが供給され、1.9℃より高ければ、要求される300kWが供給される。もしフィールドの温度が5.1℃ないし5.3℃であれば、300kWは依然として供給可能であるが、343kWを抽出して43kWの過剰の熱を排出したほうが有利である。もし何も動作しなければ、次の夏の間に200kWの冷房を保証することは不可能になるであろう。
(4)もし200kWより小さい量が要求されれば、少なくともこの量が供給されるので、制約は背かれない。しかしながら、フィールドの温度が5.0℃より高くなれば、ビルにより要求されるのよりも多くの熱を抽出したほうが有利である。この過剰分は排出しなければならない。
(5)もしこの年のこの期間に冷気が要求されれば、供給を最小化することは約束されないので、コントローラは、フィールドの温度を自由に最適化できる。0.5℃ないし1.5℃では、フィールドは、実際に、あまりにも寒く、追加の熱がフィールドに供給される。これにより、フィールドが、より最適な温度に近づく。
(6)1.5℃ないし3.6℃では、温度は最適であり、要求される冷気が供給される。
(7)温度がこの3.6℃より高い場合には、もし熱が抽出されて排出されればそれが最も有利である。一方、旧式の設備が、要求される冷気を供給する。このように動作させる理由は、フィールドが実際にはあまりにも寒いからである。もし何も動作しなければ、今度の冬において、200kWの暖房を供給することは不可能になるであろう。
・制約となるエネルギー流量を選択するステップ。このエネルギー流量とは、例えば、熱、機械、化学、電気エネルギー流量であり、上記エネルギー貯蔵装置が所定の時間枠において所定の時刻に供給することが保証されている流量である。
・エネルギー貯蔵装置に貯蔵されるエネルギーの量に関連する値のプロフィール範囲(profile range)を規定するステップ。例えば、熱エネルギー貯蔵装置の温度のプロフィール範囲であり、このプロフィール範囲は、エネルギー貯蔵装置に貯蔵されるエネルギー量に関連する任意の値を用いて、例えば上記範囲の任意の温度を用いて、制約となるエネルギー流量が、上記各時刻に供給可能となるように、選択される。
・上記各時刻に上記プロフィール範囲内でエネルギー貯蔵装置を運転するステップ。
〔補足〕
(構成1)
エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを備えたエネルギー供給システムを運転する方法であって、
上記エネルギー供給システムが作動する時間枠を規定するステップと、
規定された上記時間枠の任意の時刻に、上記エネルギー貯蔵ユニットがエネルギーを供給するのに適合していることを保証するように、上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給されるエネルギーの量を制御するステップとを有している方法。
(構成2)
上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給されるエネルギーの量を制御するステップが、
規定された上記時間枠のある時刻に、および、上記時刻から規定された上記時間枠の終わりまでの間に、上記エネルギー貯蔵ユニットを、またオプションとしては上記エネルギー生産ユニットを、運転するコストを計算するステップと、
上記エネルギー供給システムを運転するコストを最小化する、上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給されるエネルギーの最適な量を選択するステップとを含む構成1に記載の方法。
(構成3)
上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給される、要求された流量の各部分に対して運転コストが計算される構成2に記載の方法。
(構成4)
要求された流量の所定範囲内で、要求された流量の各値に対して運転コストが計算される構成1ないし3のいずれか1つに記載の方法。
(構成5)
運転コストを計算するステップが上記時間枠内のすべての時刻に対してあらかじめ行われ、テーブルに格納され、
選択するステップが、上記テーブルの、要求された流量の部分を調べることを含む構成1ないし4のいずれか1つに記載の方法。
(構成6)
上記エネルギー貯蔵ユニットが地下の熱エネルギー貯蔵システムである構成2ないし5のいずれか1つに記載の方法。
(構成7)
エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを含むエネルギー供給システムを運転するのに適合したコントローラであって、
構成1ないし6のいずれか1つに記載の方法を行うように構成されたコントローラ。
(構成8)
上記エネルギー供給システムが、ビルの暖房および/または空調のシステムである構成7に記載のコントローラ。
(構成9)
上記エネルギー供給システムが、乗り物に動力を供給するシステムである構成7に記載のコントローラ。
(構成10)
エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを含むエネルギー供給システムを時間枠にわたって運転する方法であって、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻において、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻に対し、エネルギー流量が、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示すものの関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第1の関数と、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示す少なくとも一つのものに対し、エネルギー流量が、上記時間枠における時刻の関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第2の関数とのうち少なくとも一つから選ばれる関数としての、上記エネルギー貯蔵ユニットから除去されるエネルギー流量を選択するステップと、
選択されたエネルギー流量を上記エネルギー貯蔵ユニットから抽出するステップとを有する方法。
(構成11)
上記エネルギー供給システムが、ビルの暖房および/または空調のシステムである構成10に記載の方法。
(構成12)
上記エネルギー貯蔵ユニットが熱エネルギー貯蔵システムである構成10または11に記載の方法。
(構成13)
上記エネルギー貯蔵ユニットが地下の熱エネルギー貯蔵システムである構成12に記載の方法。
(構成14)
上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示すものが、熱エネルギー貯蔵システムの温度である構成10ないし13のいずれか1つに記載の方法。
(構成15)
エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを含むエネルギー供給システムを時間枠にわたって運転するのに適合したコントローラであって、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻において、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻に対し、エネルギー流量が、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示すものの関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第1の関数と、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示す少なくとも一つのものに対し、エネルギー流量が、上記時間枠における時刻の関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第2の関数とのうち少なくとも一つから選ばれる関数としての、上記エネルギー貯蔵ユニットから除去されるエネルギー流量を選択するコントローラ。
Claims (15)
- エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを備えたエネルギー供給システムを運転する方法であって、
上記エネルギー供給システムが作動する時間枠を規定するステップと、
規定された上記時間枠の任意の時刻に、上記エネルギー貯蔵ユニットがエネルギーを供給するのに適合していることを保証するように、上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給されるエネルギーの量を制御するステップとを有している方法。 - 上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給されるエネルギーの量を制御するステップが、
規定された上記時間枠のある時刻に、および、上記時刻から規定された上記時間枠の終わりまでの間に、上記エネルギー貯蔵ユニットを、またオプションとしては上記エネルギー生産ユニットを、運転するコストを計算するステップと、
上記エネルギー供給システムを運転するコストを最小化する、上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給されるエネルギーの最適な量を選択するステップとを含む請求項1に記載の方法。 - 上記エネルギー貯蔵ユニットによって供給される、要求された流量の各部分に対して運転コストが計算される請求項2に記載の方法。
- 要求された流量の所定範囲内で、要求された流量の各値に対して運転コストが計算される請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
- 運転コストを計算するステップが上記時間枠内のすべての時刻に対してあらかじめ行われ、テーブルに格納され、
選択するステップが、上記テーブルの、要求された流量の部分を調べることを含む請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法。 - 上記エネルギー貯蔵ユニットが地下の熱エネルギー貯蔵システムである請求項2ないし5のいずれか1項に記載の方法。
- エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを含むエネルギー供給システムを運転するのに適合したコントローラであって、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法を行うように構成されたコントローラ。 - 上記エネルギー供給システムが、ビルの暖房および/または空調のシステムである請求項7に記載のコントローラ。
- 上記エネルギー供給システムが、乗り物に動力を供給するシステムである請求項7に記載のコントローラ。
- エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを含むエネルギー供給システムを時間枠にわたって運転する方法であって、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻において、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻に対し、エネルギー流量が、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示すものの関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第1の関数と、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示す少なくとも一つのものに対し、エネルギー流量が、上記時間枠における時刻の関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第2の関数とのうち少なくとも一つから選ばれる関数としての、上記エネルギー貯蔵ユニットから除去されるエネルギー流量を選択するステップと、
選択されたエネルギー流量を上記エネルギー貯蔵ユニットから抽出するステップとを有する方法。 - 上記エネルギー供給システムが、ビルの暖房および/または空調のシステムである請求項10に記載の方法。
- 上記エネルギー貯蔵ユニットが熱エネルギー貯蔵システムである請求項10または11に記載の方法。
- 上記エネルギー貯蔵ユニットが地下の熱エネルギー貯蔵システムである請求項12に記載の方法。
- 上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示すものが、熱エネルギー貯蔵システムの温度である請求項10ないし13のいずれか1項に記載の方法。
- エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー生産ユニットとを含むエネルギー供給システムを時間枠にわたって運転するのに適合したコントローラであって、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻において、
上記時間枠の少なくとも一つの時刻に対し、エネルギー流量が、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示すものの関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第1の関数と、上記エネルギー貯蔵ユニット内に含まれるエネルギーを示す少なくとも一つのものに対し、エネルギー流量が、上記時間枠における時刻の関数として規定される少なくとも2つの値から選ばれるような第2の関数とのうち少なくとも一つから選ばれる関数としての、上記エネルギー貯蔵ユニットから除去されるエネルギー流量を選択するコントローラ。
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