JP2016063553A - エネルギー管理システム及びエネルギー管理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
t : 時刻
x1[t] : 時刻tにおける蓄電装置の蓄電量[kWh]
x2[t] : 時刻tにおける給湯装置の貯湯タンクの蓄熱量[kJ]
x1[0] : 計算開始時刻における蓄電装置の蓄電量[kWh]
x2[0] : 計算開始時刻における給湯装置の貯湯タンクの蓄熱量[kJ]
u1[t] : 時刻tにおける商用電源から電力負荷への供給電力量[kWh]
u2[t] : 時刻tにおける商用電源から蓄電装置への充電電力量[kWh]
u3[t] : 時刻tにおける商用電源から給湯装置への供給電力量[kWh]
u4[t] : 時刻tにおける蓄電装置から電力負荷への供給電力量[kWh]
u5[t] : 時刻tにおける蓄電装置から給湯装置への供給電力量[kWh]
u6[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から電力負荷への供給電力量[kWh]
u7[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から蓄電装置への供給電力量[kWh]
u8[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から給湯装置への供給電力量[kWh]
u9[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から商用電源への売電電力量[kWh]
u10[t] : 時刻tにおける給湯装置から熱負荷へ供給する熱量[kJ]
u11[t] : 時刻tにおける蓄電装置から商用電源への売電電力量[kWh]
y1[t] : 時刻tにおける電力負荷への供給電力量[kWh]
y2[t] : 時刻tにおける熱負荷への供給熱量[kJ]
a1,1 : 蓄電装置の自己放電を考慮した係数
a2,2 : 給湯装置の貯湯タンクの放熱を考慮した係数
b1,2 : 蓄電装置充電効率[‐]
b1,4 : 蓄電装置放電係数[‐]
b1,5 : 蓄電装置放電係数[‐]
b1,7 : 蓄電装置充電効率[‐]
b1,11 : 蓄電装置放電係数[‐]
b2,3 : 成績係数×3600[kJ/kWh]
b2,5 : 成績係数×3600[kJ/kWh]
b2,8 : 成績係数×3600[kJ/kWh]
e1 : 蓄電装置の放電時の定常損失[kWh]
f1 : 蓄電装置の待機電力[kWh]
また、熱負荷6は、給湯装置4(より詳細には、給湯装置4の貯湯タンク)からの湯(すなわち、熱エネルギー)を消費することができる。
x1[t] : 時刻tにおける蓄電装置の蓄電量[kWh]
x2[t] : 時刻tにおける給湯装置の貯湯タンクの蓄熱量[kJ]
x1[0] : 計算開始時刻における蓄電装置の蓄電量[kWh]
x2[0] : 計算開始時刻における給湯装置の貯湯タンクの蓄熱量[kJ]
u1[t] : 時刻tにおける商用電源から電力負荷への供給電力量[kWh]
u2[t] : 時刻tにおける商用電源から蓄電装置への充電電力量[kWh]
u3[t] : 時刻tにおける商用電源から給湯装置への供給電力量[kWh]
u4[t] : 時刻tにおける蓄電装置から電力負荷への供給電力量[kWh]
u5[t] : 時刻tにおける蓄電装置から給湯装置への供給電力量[kWh]
u6[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から電力負荷への供給電力量[kWh]
u7[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から蓄電装置への供給電力量[kWh]
u8[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から給湯装置への供給電力量[kWh]
u9[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から商用電源への売電電力量[kWh]
u10[t] : 時刻tにおける給湯装置から熱負荷へ供給する熱量[kJ]
u11[t] : 時刻tにおける蓄電装置から商用電源への売電電力量[kWh]
b1,2 : 蓄電装置充電効率[‐]
b1,4 : 蓄電装置放電係数[‐]
b1,5 : 蓄電装置放電係数[‐]
b1,7 : 蓄電装置充電効率[‐]
b1,11 : 蓄電装置放電係数[‐]
b2,3 : COP×3600[kJ/kWh]
b2,5 : COP×3600[kJ/kWh]
b2,8 : COP×3600[kJ/kWh]
k : 電気料金[円]
EG : 商用電源からの購入電力量の合計[kWh]
β4 : 電気料金の基本料金相当額[円]
α5 : 第一段階電気料金単価[円/kWh]
β5 : 第一段階電気料金の制限用補助変数[円]
α6 : 第二段階電気料金単価[円/kWh]
β6 : 第二段階電気料金の制限用補助変数[円]
また、l11[t]には、「(時刻tにおけるDR単価)×(−1)[円/kWh]」が入力される。
また、l1[t]、l2[t]、l3[t]、l4[t]、l5[t]、l6[t]、l7[t]、l8[t]及びl10[t]には、「0」が入力される。
電気エネルギーを供給可能な少なくとも1つの電力供給装置(太陽光発電装置2及び蓄電装置3)と、
商用電源11及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを用いて熱エネルギーを発生させ、当該熱エネルギーを供給可能な少なくとも1つの熱供給装置(給湯装置4)と、
商用電源11及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを消費する電力負荷5と、
前記熱供給装置からの熱エネルギーを消費する熱負荷6と、
所定期間において電力負荷5で消費される電気エネルギーのパターン及び前記所定期間において熱負荷6で消費される熱エネルギーのパターンに基づいて、所定の目的に応じた前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する制御装置7と、
を具備するエネルギー管理システム1であって、
制御装置7は、
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、前記熱供給装置のCOP(成績係数)を考慮するものである。
このように構成することにより、電力供給装置及び熱供給装置の適切な運転パターンを算出することができる。特に、COPを考慮することで、より効率的なエネルギー管理システム1の運転が可能となる。
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、前記熱供給装置における放熱損失を考慮するものである。
このように構成することにより、電力供給装置及び熱供給装置の適切な運転パターンを算出することができる。特に、熱供給装置における放熱損失を考慮することで、より効率的なエネルギー管理システム1の運転が可能となる。
電気エネルギーを充放電可能な蓄電装置3を含むものである。
このように構成することにより、蓄電装置3を含むエネルギー管理システム1において、電力供給装置及び熱供給装置の適切な運転パターンを算出することができる。
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、蓄電装置3の放電効率を考慮するものである。
このように構成することにより、電力供給装置及び熱供給装置の適切な運転パターンを算出することができる。特に、蓄電装置3における自己放電を考慮することで、より効率的なエネルギー管理システム1の運転が可能となる。
太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置2を含むものである。
このように構成することにより、太陽光発電装置2を含むエネルギー管理システム1において、電力供給装置及び熱供給装置の適切な運転パターンを算出することができる。
電気エネルギーを充放電可能な蓄電装置3、及び太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置2を含み、
前記熱供給装置は、
沸かした湯を貯湯タンクに蓄えることで、熱エネルギーを蓄える給湯装置4を含み、
制御装置7は、
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、上記数1から数9までに表される状態空間モデルを用いるものである。
このように構成することにより、混合整数計画問題とよばれる数理計画手法を用いることができ、所定の目的における最も効果的な運転パターンを容易に算出することができる。
電気エネルギーを供給可能な少なくとも1つの電力供給装置(太陽光発電装置2及び蓄電装置3)の運転パターン、並びに商用電源11及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを用いて熱エネルギーを発生させ、当該熱エネルギーを供給可能な少なくとも1つの熱供給装置(給湯装置4)の運転パターンを算出するエネルギー管理方法であって、
商用電源11及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを消費する電力負荷5において所定期間に消費される電気エネルギーのパターン、前記熱供給装置からの熱エネルギーを消費する熱負荷6において前記所定期間に消費される熱エネルギーのパターン、並びに前記熱供給装置のCOP(成績係数)に基づいて、所定の目的に応じた前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出するものである。
このように構成することにより、電力供給装置及び熱供給装置の適切な運転パターンを算出することができる。
また、本実施形態に係る給湯装置4は、本発明に係る熱供給装置の実施の一形態である。
また、l9[t]には、「(時刻tにおける太陽光発電装置2からの余剰電力の買取単価)×(−1)[円/kWh]」が入力される。
また、l11[t]には、「(時刻tにおけるDR単価)×(−1)[円/kWh]」が入力される。
また、l4[t]、l5[t]、l6[t]、l7[t]、l8[t]及びl10[t]には、「0」が入力される。
また、l9には、「(太陽光発電装置2からの余剰電力の買取単価)×(−1)[円/kWh]」が入力される。
また、l11には、「(DR単価)×(−1)[円/kWh]」が入力される。
また、l4、l5、l6、l7、l8及びl10には、「0」が入力される。
また、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10及びl11には、「0」が入力される。
また、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10及びl11には、「0」が入力される。
2 太陽光発電装置(電力供給装置)
3 蓄電装置(電力供給装置)
4 給湯装置(熱供給装置)
5 電力負荷
6 熱負荷
7 制御装置
Claims (7)
- 電気エネルギーを供給可能な少なくとも1つの電力供給装置と、
商用電源及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを用いて熱エネルギーを発生させ、当該熱エネルギーを供給可能な少なくとも1つの熱供給装置と、
前記商用電源及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを消費する電力負荷と、
前記熱供給装置からの熱エネルギーを消費する熱負荷と、
所定期間において前記電力負荷で消費される電気エネルギーのパターン及び前記所定期間において前記熱負荷で消費される熱エネルギーのパターンに基づいて、所定の目的に応じた前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する制御装置と、
を具備するエネルギー管理システムであって、
前記制御装置は、
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、前記熱供給装置の成績係数を考慮する、
エネルギー管理システム。 - 前記制御装置は、
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、前記熱供給装置における放熱損失を考慮する、
請求項1に記載のエネルギー管理システム。 - 前記電力供給装置は、
電気エネルギーを充放電可能な蓄電装置を含む、
請求項1又は請求項2に記載のエネルギー管理システム。 - 前記制御装置は、
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、前記蓄電装置の放電効率を考慮する、
請求項3に記載のエネルギー管理システム。 - 前記電力供給装置は、
太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置を含む、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。 - 前記電力供給装置は、
電気エネルギーを充放電可能な蓄電装置、及び太陽光を利用して発電可能な太陽光発電装置を含み、
前記熱供給装置は、
沸かした湯を貯湯タンクに蓄えることで、熱エネルギーを蓄える給湯装置を含み、
前記制御装置は、
前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する際に、以下の数1から数9までに表される状態空間モデルを用いる、
請求項1又は請求項2に記載のエネルギー管理システム。
t : 時刻
x1[t] : 時刻tにおける蓄電装置の蓄電量[kWh]
x2[t] : 時刻tにおける給湯装置の貯湯タンクの蓄熱量[kJ]
x1[0] : 計算開始時刻における蓄電装置の蓄電量[kWh]
x2[0] : 計算開始時刻における給湯装置の貯湯タンクの蓄熱量[kJ]
u1[t] : 時刻tにおける商用電源から電力負荷への供給電力量[kWh]
u2[t] : 時刻tにおける商用電源から蓄電装置への充電電力量[kWh]
u3[t] : 時刻tにおける商用電源から給湯装置への供給電力量[kWh]
u4[t] : 時刻tにおける蓄電装置から電力負荷への供給電力量[kWh]
u5[t] : 時刻tにおける蓄電装置から給湯装置への供給電力量[kWh]
u6[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から電力負荷への供給電力量[kWh]
u7[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から蓄電装置への供給電力量[kWh]
u8[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から給湯装置への供給電力量[kWh]
u9[t] : 時刻tにおける太陽光発電装置から商用電源への売電電力量[kWh]
u10[t] : 時刻tにおける給湯装置から熱負荷へ供給する熱量[kJ]
u11[t] : 時刻tにおける蓄電装置から商用電源への売電電力量[kWh]
y1[t] : 時刻tにおける電力負荷への供給電力量[kWh]
y2[t] : 時刻tにおける熱負荷への供給熱量[kJ]
a1,1 : 蓄電装置の自己放電を考慮した係数
a2,2 : 給湯装置の貯湯タンクの放熱を考慮した係数
b1,2 : 蓄電装置充電効率[‐]
b1,4 : 蓄電装置放電係数[‐]
b1,5 : 蓄電装置放電係数[‐]
b1,7 : 蓄電装置充電効率[‐]
b1,11 : 蓄電装置放電係数[‐]
b2,3 : 成績係数×3600[kJ/kWh]
b2,5 : 成績係数×3600[kJ/kWh]
b2,8 : 成績係数×3600[kJ/kWh]
e1 : 蓄電装置の放電時の定常損失[kWh]
f1 : 蓄電装置の待機電力[kWh] - 電気エネルギーを供給可能な少なくとも1つの電力供給装置の運転パターン、並びに商用電源及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを用いて熱エネルギーを発生させ、当該熱エネルギーを供給可能な少なくとも1つの熱供給装置の運転パターンを算出するエネルギー管理方法であって、
前記商用電源及び前記電力供給装置からの電気エネルギーを消費する電力負荷において所定期間に消費される電気エネルギーのパターン、前記熱供給装置からの熱エネルギーを消費する熱負荷において前記所定期間に消費される熱エネルギーのパターン、並びに前記熱供給装置の成績係数に基づいて、所定の目的に応じた前記電力供給装置及び前記熱供給装置の運転パターンを算出する、
エネルギー管理方法。
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