JP2017200311A - マイクログリッドの運転計画装置および方法、並びにマイクログリッドの運転計画装置で使用される地域エネルギー管理装置およびエネルギー管理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サイト内の電力と熱を管理するエネルギー管理装置(EMS)と、エネルギー管理装置から各サイトにおける電力と熱の情報を得てマイクログリッド全体としての電力と熱の配分を決定する地域エネルギー管理装置(AEMS)を備える。エネルギー管理装置は、当該サイト内における電力と熱の需給計画並びに当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成して地域エネルギー管理装置に送る。地域エネルギー管理装置は、排熱最大利用運転により発電量が増加したサイトの電力を他のサイトに融通する電力の需給計画を作成する。エネルギー管理装置は、地域エネルギー管理装置から提示された電力の需給計画と熱の需給計画を検証して当該サイト内の需要家に供給する電力と熱を定める。
【選択図】図4
Description
[数1]
発電単価(¥/kWh)G(x) = A・Fg(x)/Pg(x) (1)
なお(1)式において、Aはガス単価[¥/kWh]、Fgは発電機ガス消費量[kW]、Pgは発電機出力[kW]、xは負荷率[−](出力/定格出力)である。
[数2]
コージェネのガス消費量 Fc(x) = Fm(x) - Fw(x) (2)
なお(2)式において、Fmはモノジェネ時のガス消費量[kW]、Fwはコージェネ排熱のガス消費量[kW]である。また、コージェネ排熱のガス消費量Fwは、次式で求められる。
[数3]
コージェネ排熱のガス消費量 Fw = W(x)/η (3)
なお(3)式において、Wは発電機の排熱量[kW]、ηはサイト内で発電機の排熱を代替するボイラの効率[−]である。これより、排熱が利用され、コージェネ運転が可能な最大負荷率をxaとすると、発電機のガス消費量は次式で表される。
[数4]
発電機のガス消費量 Fg(x) = Fm(x) - Fw(x) (0≦x≦xa)
= Fm(x) - Fw(xa) (xa<x≦1) (4)
(1)〜(4)式を実行するうえで、上記各値はサイトごとに予め得られているものとする。また、上記諸量のうち、各種の単価の一例は図10に示すようなものであり、一次エネルギーコストとして電力単価及びガス単価の例を示し、また発電単価としてモノジェネの場合とコージェネの場合の定格出力の値を列記している。なお電力単価は時間帯ごとに相違している。
[数5]
Σ D_i(t) = Σ G_i_j(t) + Σ B_i_j(t) + K(t) (5)
(5)式において、tは運転計画の時間帯(例えば、1時間間隔)、Dは電力需要量(kWh)、Gは発電機の発電量(kWh)、Bは蓄電池の放電量(kWh)、Kは外部からの購入電力量(kWh)、iはサイト、jはサイト内の機器の番号、Σはサイトi、機器番号のjでの総和を表和している。この式によれば、Bの値が正のとき放電量を表し、負の値は充電量を意味する。
[数6]
S_i(t) = S_i(t-1) - Σ B_i_j(t) (6)
ここで、Sは蓄電池の蓄電残量(kWh)を表す。t-1は、運転計画の時間帯における1時刻前を意味する。また、その他の蓄電池に関する制約条件としては、最小・最大蓄電残量、蓄電出力上限値、放電出力上限値、蓄電・放電変換効率等がある。
[数7]
目的関数:A = 発電機、熱源機の消費する燃料費 + 外部からの購入する電気代 (7)
AEMS11における処理SA2では、マイクログリッド内の全発電機の時間帯別の燃料消費特性Fgまたは発電単価Gの低い順から、全電力需要を満たすように発電計画を立案し、各EMS10に配信する。
Claims (20)
- 発電機と熱源機器を備えて需要家に電力と熱を供給するマイクログリッドの運転計画装置であって、
熱源機から熱配管を介して熱エネルギーが供給可能な範囲をひとつのサイトとみなし、各サイトのエネルギーを管理するエネルギー管理装置と、各サイトのエネルギー管理装置を連携する地域エネルギー管理装置の2階層構成とすることを特徴とする特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。 - 請求項1に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、各サイトのエネルギー管理装置は、当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成して前記地域エネルギー管理装置に送り、前記地域エネルギー管理装置は、発電機と蓄電池の運転計画を作成してエネルギー管理装置に送り、前記エネルギー管理装置は、当該サイト内の熱需要を満たすように熱源機の運転計画を作成することを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。
- 請求項1に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、各サイトのエネルギー管理装置は、当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成して前記地域エネルギー管理装置に送り、前記地域エネルギー管理装置は、発電機と蓄電池の運転計画を作成し、各サイトの電力供給量(修正した電力需要)をエネルギー管理装置に送り、前記エネルギー管理装置は、当該サイト内の電力供給量(修正した電力需要)と熱需要を満たすように発電機、蓄電池、熱源機の運転計画を作成することを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。
- 請求項2または請求項3に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、各サイトのエネルギー管理装が地域エネルギー管理装置に送る情報は、サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転したときの、各発電機、各時間の発電単価であることを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。
- 請求項2または請求項3に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、各サイトのエネルギー管理装が地域エネルギー管理装置に送る情報は、サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転したときの、各発電機、各時間の排熱利用と排熱未利用の出力範囲および燃料消費特性であることを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。
- 発電機と熱源機器を備えて需要家に電力と熱を供給するマイクログリッドの運転計画方法であって、
熱源機から熱配管を介して熱エネルギーが供給可能な範囲をひとつのサイトとみなし、各サイトのエネルギーを管理するエネルギー管理処理と、各サイトのエネルギー管理処理結果を連携する地域エネルギー管理処理の2階層構成処理とすることを特徴とする特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 請求項6に記載のマイクログリッドの運転計画方法であって、
各サイトの前記エネルギー管理処理では、当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成し、前記地域エネルギー管理処理では、排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの前記運転計画を用いて発電機と蓄電池の運転計画を作成し、前記エネルギー管理処理では、発電機と蓄電池の前記運転計画を用いて当該サイト内の熱需要を満たすように熱源機の運転計画を作成することを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 請求項6に記載のマイクログリッドの運転計画方法であって、
各サイトのエネルギー管理処理では、当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成し、前記地域エネルギー管理装置では、排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの前記運転計画を用いて発電機と蓄電池の運転計画を作成して各サイトの電力供給量(修正した電力需要)を得、前記エネルギー管理処理では、当該サイト内の前記電力供給量(修正した電力需要)と熱需要を満たすように発電機、蓄電池、熱源機の運転計画を作成することを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 請求項7または請求項8に記載のマイクログリッドの運転計画方法であって、
各サイトのエネルギー管理処理が前記地域エネルギー管理処理に与える情報は、サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転したときの、各発電機、各時間の発電単価であることを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 請求項7または請求項8に記載のマイクログリッドの運転計画方法であって、各サイトのエネルギー管理処理が前記地域エネルギー管理処理に与える情報は、サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転したときの、各発電機、各時間の排熱利用と排熱未利用の出力範囲および燃料消費特性であることを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。
- 複数のサイトが電力系統に接続されるとともに、前記サイト内に発電機と熱源機器を備えて当該サイト内の需要家に電力と熱を供給するマイクログリッドの運転計画装置であって、
前記サイト内の電力と熱を管理するエネルギー管理装置と、該エネルギー管理装置から各サイトにおける電力と熱の情報を得てマイクログリッド全体としての電力の配分を決定する地域エネルギー管理装置を備え、
前記エネルギー管理装置は、当該サイト内における電力と熱の需給計画、並びに当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成して前記地域エネルギー管理装置に送り、
前記地域エネルギー管理装置は、前記排熱利用運転により発電量が増加したサイトの電力を他のサイトに融通する電力の需給計画を作成し、
前記エネルギー管理装置は、前記地域エネルギー管理装置から提示された前記電力の需給計画と熱の需給計画を検証して当該サイト内の需要家に供給する電力と熱を定めることを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。 - 請求項11に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、
前記サイト内には、再生可能エネルギーシステムを有しており、前記地域エネルギー管理装置は、前記エネルギー管理装置から得る各サイトにおける電力の情報として、当該サイトの電力需要予測から前記再生可能エネルギーシステムによる電力需要予測を差し引いた正味の電力予測需要を得ることを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。 - 請求項11または請求項12に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、
前記エネルギー管理装置は、一次エネルギーコストと発電単価の情報を有し、当該サイト内を前記排熱利用運転とするときの運転計画には前記発電単価の情報を含むことを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。 - 請求項13に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、
前記地域エネルギー管理装置は、前記排熱利用運転により発電量が増加したサイトの電力を他のサイトに融通する電力の需給計画を作成するときに、前記エネルギー管理装置による前記発電単価の情報を考慮して総費用を最小とする計画を立案することを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。 - 請求項11から請求項14のいずれか1項に記載のマイクログリッドの運転計画装置であって、
前記地域エネルギー管理装置は、前記エネルギー管理装置が検証した前記電力の需給計画と熱の需給計画からエネルギーコストを評価し、最終的に発電機と熱源機器の運転計画として前記エネルギー管理装置に渡すことを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置。 - 複数のサイトが電力系統に接続されるとともに、前記サイト内に発電機と熱源機器を備えて当該サイト内の需要家に電力と熱を供給するマイクログリッドの運転計画方法であって、
各サイト内における電力と熱の需給計画と、当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成し、前記排熱利用運転により発電量が増加したサイトの電力を他のサイトに融通する電力の需給計画を作成し、融通する電力の需給計画に応じて各サイトが運用されることを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 請求項16に記載のマイクログリッドの運転計画方法であって、
前記サイト内には、再生可能エネルギーシステムを有しており、前記電力の需給計画は、当該サイトの電力需要予測から前記再生可能エネルギーシステムによる電力需要予測を差し引いた正味の電力需要予測とされることを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 請求項16または請求項17に記載のマイクログリッドの運転計画方法であって、
前記融通する電力の需給計画算出に当たりサイト内を前記排熱利用運転とするときの発電単価の情報が考慮されることを特徴とするマイクログリッドの運転計画方法。 - 複数のサイトが電力系統に接続されるとともに、前記サイト内に発電機と熱源機器を備えて当該サイト内の需要家に電力と熱を供給するマイクログリッドの運転計画装置で使用され、前記サイト内の電力と熱を管理するエネルギー管理装置から各サイトにおける電力と熱の情報を得てマイクログリッド全体としての電力の配分を決定する地域エネルギー管理装置であって、
地域エネルギー管理装置は、前記エネルギー管理装置から当該サイト内における電力と熱の需給計画、並びに当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を得て、前記排熱利用運転により発電量が増加したサイトの電力を他のサイトに融通する電力の需給計画を作成して、前記エネルギー管理装置に与えることを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置で使用される地域エネルギー管理装置。 - 複数のサイトが電力系統に接続されるとともに、前記サイト内に発電機と熱源機器を備えて当該サイト内の需要家に電力と熱を供給するマイクログリッドの運転計画装置で使用され、前記サイト内の電力と熱を管理するエネルギー管理装置であって、
前記エネルギー管理装置は、当該サイト内における電力と熱の需給計画、並びに当該サイト内の排熱をより多く利用するように排熱利用運転するときの運転計画を作成して前記地域エネルギー管理装置に送り、
前記地域エネルギー管理装置が作成した、前記排熱利用運転により発電量が増加したサイトの電力を他のサイトに融通する電力の需給計画を得て、前記電力の需給計画と熱の需給計画を検証して当該サイト内の需要家に供給する電力と熱を定めることを特徴とするマイクログリッドの運転計画装置で使用されるエネルギー管理装置。
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A521 | Request for written amendment filed |
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A02 | Decision of refusal |
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