JP2017223394A - 熱需要抑制装置、熱需要抑制方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な熱需要抑制装置、熱需要抑制方法及びプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の熱需要抑制装置は、複数の需要家施設と複数の需要家施設へ熱を供給する熱供給プラントとを備える熱供給ネットワークにおいて利用される。熱需要抑制装置は、熱需要予測部と、熱需要抑制量決定部と、を持つ。熱需要予測部は、複数の需要家施設における熱需要量の実績値に基づいて、複数の需要家施設における今後の熱需要量を予測する。熱需要抑制量決定部は、熱需要予測部により予測された熱需要量と熱供給プラントから供給される熱量とから需要家施設における熱需要抑制量を決定する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、熱需要抑制装置、熱需要抑制方法及びプログラムに関する。

地域や街などにおいて独立した電力ネットワークが構築される場合に、発電で生じる熱も電力と同様に地域や街に供給して利用するため、熱供給ネットワークも構築されることがある。電力と熱との双方を消費地又は消費地の近傍において生成して消費することは、給電及び給熱の過程で生じる損失を抑えることができるため、合理的である。電力ネットワークにおいて需要と供給とを均衡させるための手法としては、需要抑制がある（特許文献１、２）。電気エネルギーに関しての需要抑制は検討が進んでいる一方で、熱エネルギーに関しては有効な手法についての検討があまりなされていなかった。

特許第５６７９８４７号公報 特開２０１５−１９２５４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な熱需要抑制装置、熱需要抑制方法及びプログラムを提供することである。

実施形態の熱需要抑制装置は、複数の需要家施設と複数の需要家施設へ熱を供給する熱供給プラントとを備える熱供給ネットワークにおいて利用される。熱需要抑制装置は、熱需要予測部と、熱需要抑制量決定部と、を持つ。熱需要予測部は、複数の需要家施設における熱需要量の実績値に基づいて、複数の需要家施設における今後の熱需要量を予測する。熱需要抑制量決定部は、熱需要予測部により予測された熱需要量と熱供給プラントから供給される熱量とから需要家施設における熱需要抑制量を決定する。

第１の実施形態における熱需要抑制装置が適用された熱供給ネットワークの構成例を示すブロック図。 熱需要抑制装置の構成例を示すブロック図。 プラント供給可能熱量の計画値を表すグラフ。 削減率テーブルＡの一例を示す図。 熱需要抑制量決定部による熱需要抑制の要否の判定と、熱需要抑制量との一例を示すグラフ。 熱需要抑制装置が行う抑制量決定処理を示すフローチャート。 図６におけるステップＳ７の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャート。 図６におけるステップＳ８の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャート。 需要家施設の通信端末における抑制情報の表示例を示す図。 第２の実施形態における熱需要抑制装置の構成例を示すブロック図。 系統別削減率テーブルの一例を示す図。 熱需要抑制装置が行う抑制量決定処理を示すフローチャート。 図１２におけるステップＳ１０８の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャート。 図１２におけるステップＳ１０９の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャート。 需要家施設の通信端末における抑制情報の表示例を示す図。 第３の実施形態における熱需要抑制装置の構成例を示すブロック図。 熱需要抑制必要量算出部が判定で用いる熱媒体送出温度、熱媒体送出設定温度、抑制実行条件に含まれる閾値温度を表すグラフの一例。 熱需要抑制必要量算出部が判定で用いる熱媒体送出温度、熱媒体送出設定温度、抑制実行条件に含まれる閾値時間を表すグラフの一例。 熱需要抑制装置が行う抑制量決定処理を示すフローチャート。 第４の実施形態における熱需要抑制装置の構成例を示すブロック図。 熱需要抑制装置が行う抑制量決定処理を示すフローチャート。

以下、実施形態の熱需要抑制装置、熱需要抑制方法及びプログラムを、図面を参照して説明する。以下の実施形態では、同一の符号を付した構成要素は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における熱需要抑制装置が適用された熱供給ネットワークの構成例を示すブロック図である。熱供給ネットワークは、熱需要抑制装置１を備える熱供給プラント１０と、少なくとも一つの需要家施設１１と、熱供給プラント１０と需要家施設１１との間において熱媒体を輸送する熱配管８と、熱供給プラント１０と需要家施設１１との間を通信可能にする情報通信ネットワーク９とを備える。熱媒体には、水を冷却した冷水又は氷水や、水を加熱した温水、水以外の流体、水蒸気などが用いられる。

熱供給プラント１０は、熱源システム４と、監視制御装置２と、熱需要抑制装置１とを備える。熱源システム４は、熱源機器や熱媒体の搬送機器などを備える。熱源システム４は、熱源機器により生成された熱を、熱配管８を介して地域内の各需要家施設１１へ供給する。監視制御装置２は、各需要家施設１１に備えられる通信端末３と、情報通信ネットワーク９を介して通信を行う。監視制御装置２は、通信端末３から需要家施設１１における熱利用に関する情報を取得する。監視制御装置２は、各需要家施設１１へ熱を安定して供給できるように、熱源システム４を制御する。熱需要抑制装置１は、各需要家施設１１から得られる熱利用に関する情報などに基づいて、熱需要抑制に関する抑制情報を生成する。

需要家施設１１は、通信端末３と、熱利用機器５と、バルブ６、７とを備える。通信端末３は、熱利用機器５における熱利用に関する情報を取得し、取得した情報を熱供給プラント１０へ送信する。通信端末３は、熱供給プラント１０から熱需要抑制に関する抑制情報を受信する。熱利用機器５は、需要家施設１１において設けられた一つ又は複数の系統のいずれかに属する。熱供給プラント１０から供給される熱媒体は、バルブ７を経由した後に、各系統に分配される。各系統に分配された熱媒体は、系統ごとに設けられたバルブ６を経由した後に、各熱利用機器５へ供給される。熱供給ネットワークにおける熱需要量（熱使用量）の調節は、各熱利用機器５の運転調整や、需要家施設１１の各所に設置されたバルブ６、７の開閉又は開度の変更により行われる。

熱需要抑制装置1は、熱供給プラント１０内に設けられたサーバ装置又はコンピュータ上にて実装されてもよい。熱需要抑制装置１は、監視制御装置２を介して、熱源システム４の供給可能熱量、供給熱量などの実績値を取得する。また、熱需要抑制装置１は、通信端末３及び情報通信ネットワーク９を介して、各需要家施設１１における熱需要を取得するとともに、抑制情報を送信して共有する。なお、図１に示す熱需要抑制装置１の適用形態は一例であり、この形態に限定されない。例えば、熱需要抑制装置１は、監視制御装置２を介さずに、熱源システム４や各需要家施設１１と通信を行い、各種情報の取得及び共有を行ってもよい。

図２は、第１の実施形態における熱需要抑制装置１の構成例を示すブロック図である。熱需要抑制装置１は、データ取得部２０と、設定情報記憶部２１と、設定情報取得部２２と、熱需要予測部２３と、熱需要抑制量決定部２４とを備える。

データ取得部２０は、熱供給プラント１０から各需要家施設１１へ供給可能な熱量（以下「プラント供給可能熱量」という。）の計画値と、各需要家施設１１における熱需要量の実績値と、各需要家施設１１における熱需要の予測値を得るために必要な各種情報とを外部の装置又は操作者による入力から取得する。データ取得部２０は、プラント供給可能熱量の計画値と、熱需要量の実績値と、各種情報とを熱需要予測部２３へ出力する。熱需要の予測値を得るために必要な各種情報は、例えば需要家施設１１又はその周囲における気温、湿度、天候、日射量、雨量、積雪量などの過去の実測値と予報値とである。

図３は、プラント供給可能熱量の計画値を表すグラフである。図３において、縦軸はプラント供給可能熱量を示し、横軸は時間を示す。プラント供給可能熱量は、所定の期間ごとに定められる。所定の期間は、例えば一日、一週間などである。プラント供給可能熱量の計画値は、熱需要抑制装置１が動作している現時点を起点とした所定の期間において、熱源システム４が供給可能な熱量を表す。プラント供給可能熱量の計画値は、熱源システム４における現時点又は将来の稼動可能な熱源機器の容量の合計値として得られる。図３に示すグラフには、時刻ｔ_１においてプラント供給可能熱量が減少する計画値のグラフ２５が示されている。このような減少は、熱源機器の計画的なメンテナンスにより生じる。すなわち、時刻ｔ_１から、熱源システム４に備えられる複数の熱源機器のうち、一部の熱源機器でメンテナンスが行われる場合の計画値が図３に示されている。

設定情報記憶部２１には、削減率テーブル２１Ａが記憶されている。削減率テーブル２１Ａには、需要家施設１１それぞれに対して設定された熱需要量に対する削減率［％］の上限値が記憶されている。以下、削減率の上限値を上限削減率という。上限削減率は、熱供給プラント１０の運用主体又は熱需要抑制装置１の管理者又は運用者が過去の各需要家施設１１における熱需要削減の過去の実績値に基づいて定めてもよい。また、熱供給プラント１０の運用主体と各需要家施設１１の運用主体とが事前に合意した値を上限削減率としてもよい。図４は、削減率テーブル２１Ａの一例を示す図である。削減率テーブル２１Ａは、需要家施設１１を識別する需要家ＩＤごとの列を有し、各需要家施設１１に対する上限削減率を記憶している。例えば「需要家＃１」の需要家ＩＤで識別される需要家施設１１に対する上限削減率として５［％］が記憶されている。

図２に戻り、熱需要抑制装置１の説明を続ける。設定情報取得部２２は、設定情報記憶部２１に記憶されている各需要家施設１１に対する上限削減率を読み出す。設定情報取得部２２は、読み出した上限削減率を熱需要抑制量決定部２４へ出力する。

熱需要予測部２３は、データ取得部２０により取得されたプラント供給可能熱量の計画値と熱需要量の実績値と各種情報とに基づいて、各需要家施設１１における熱需要量の予測値を算出する。例えば熱需要予測部２３は、熱需要量の予測値の算出に、脳の神経回路を模擬したニューラルネットワークを用いる。熱需要予測部２３は、熱需要量の実績値と、各種情報に含まれる各情報の実績値とをニューラルネットワークに入力して、各需要家施設における熱需要量を出力するモデルを学習させる。熱需要予測部２３は、学習により得られたモデルに各種情報の予報値を入力することにより、各需要家施設１１における熱需要量の予測値を算出する。なお、ニューラルネットワークを用いて熱需要量の予測値を算出する手法に代えて、他の公知の手法を用いてもよい。例えば、各種情報の予測値に類似する各種情報の組み合わせを各種情報の実績値において検出する類似日検索手法を用いて、検出した日時における熱需要量の実績値を、熱需要量の予測値としてもよい。熱需要予測部２３は、算出した各需要家施設１１における熱需要量の予測値と、プラント供給可能熱量の計画値とを熱需要抑制量決定部２４へ出力する。

熱需要抑制量決定部２４は、データ取得部２０により取得されたプラント供給可能熱量の計画値と、熱需要予測部２３により算出された各需要家施設１１の熱需要量の予測値とに基づいて、熱需要抑制の要否を判定する。例えば、熱需要抑制量決定部２４は、各需要家施設１１の熱需要量の予測値の総和が、プラント供給可能熱量の計画値より大きいか否かを日時ごとに判定する。熱需要抑制量決定部２４は、予測値の総和が計画値より大きい場合に熱需要抑制が必要であると判定し、予測値の総和が計画値以下である場合に熱需要抑制が不要であると判定する。なお、計画値に対してマージンを考慮し、熱需要抑制量決定部２４は、不等式「（総和値）≧（計画値）−（マージン）」を満たすか否かにより、熱需要抑制の要否を判定してもよい。

図５は、熱需要抑制量決定部２４による熱需要抑制の要否の判定と、熱需要抑制量との一例を示すグラフである。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は熱量を示している。同図には、プラント供給可能熱量の計画値を表すグラフ２５と、熱供給ネットワークにおける各需要家施設１１を含む地域全体の熱需要量を表すグラフ２６と、現時点における熱需要量の実績値を表す点２７と、補正後の全体の熱需要量を表すグラフ２８と、必要となる熱需要抑制量を表す領域２９とが示されている。各需要家施設１１を含む地域全体の熱需要量とは、各需要家施設１１における熱需要量の予測値の総和である。

熱需要抑制量決定部２４は、熱需要量の予測値を表すグラフ２６における現時点の値と、現時点における熱需要量の実績値の点２７とに差がある場合、この差をグラフ２６に加えることにより全体の熱需要量の誤差を補正する。補正後の全体の熱量を表すグラフ２８は、熱需要量の予測値を表すグラフ２６を補正することにより得られたグラフである。熱需要抑制量決定部２４は、プラント供給可能熱量の計画値のグラフ２５と、補正後の全体の熱需要量のグラフ２８とを比較し、熱需要量のグラフ２８が計画値のグラフ２５を超える期間又は領域の有無を時刻ごとに判定する。熱需要量のグラフ２８が計画値のグラフ２５を超える期間が存在する場合、熱需要抑制が必要になる。図５において、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの期間において熱需要抑制が必要である。また、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの期間において、熱需要量のグラフ２８が計画値のグラフ２５を超える領域２９（ハッチングされた領域）の縦軸方向の長さが、熱需要抑制を行うことで削減が必要となる熱量（以下「熱需要抑制必要量」という。）を表す。

なお、熱需要抑制量決定部２４が現時点における実績値の点２７とグラフ２６の予測値との差分を用いた補正を行う動作を説明したが、この補正を行わずにグラフ２６の予測値を用いて熱需要抑制必要量を取得してもよい。熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制必要量は時刻ごとに取得してもよいし、熱需要抑制が必要となる期間における最大値を当該期間における熱需要抑制必要量として取得してもよい。

熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制必要量と各需要家施設１１の上限削減率及び熱需要量とに基づいて、各需要家施設１１における熱需要抑制量を決定する。熱需要抑制量の決定には、例えば式（１）が用いられる。

式（１）において、ＡＲ^ｔは時刻ｔにおける地域全体における熱需要抑制量［ＫＪ］である。ｒ_ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）はｉ番目の需要家施設１１における熱需要削減率［％］である。ＨＤ_ｉ ^ｔは時刻ｔにおけるｉ番目の需要家施設１１の熱需要量［ＫＪ］である。時刻ｔにおけるｉ番目の需要家施設１１の熱需要量は、熱需要予測部２３により算出された各需要家施設１１の熱需要量の予測値である。

熱需要抑制量決定部２４は、熱需要削減率ｒ_ｉを需要家施設１１ごとに決定する。決定された各需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉと各需要家施設１１の熱需要量とをそれぞれ乗算することにより、時刻ｔにおける需要家施設１１それぞれの熱需要抑制量が算出される。熱需要削減率ｒ_ｉの決定は、熱需要抑制装置１が熱需要削減率ｒ_ｉを決定する時点が、熱需要抑制の実施前であるか実施中であるかで異なる。

熱需要抑制量決定部２４は、決定した各需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉに基づく抑制情報を生成する。熱需要抑制量決定部２４は、監視制御装置２及び情報通信ネットワーク９を介して、各需要家施設１１に備えられた通信端末３へ抑制情報を送信する。

図６は、熱需要抑制装置１が行う抑制量決定処理を示すフローチャートである。熱需要抑制装置１は、予め定められた周期で抑制量決定処理を行ったり、操作者の要求を受けて抑制量決定処理を行ったり、事前に定めされたイベント発生時に抑制量決定処理を行ったりする。予め定められた周期は、例えば５分や１時間などであり、各需要家施設１１における熱需要量の変動に応じて定めてもよい。また、事前に定めたイベントとは、例えば需要家施設１１において熱需要量が短時間で一定値以上増加する事象や、需要家施設１１又はその近傍における気温が短時間で一定値以上変化する事象などである。

熱需要抑制装置１において抑制量決定処理が開始されると、データ取得部２０は、プラント供給可能熱量の計画値と、各需要家施設１１における熱需要量の実績値と、熱需要予測に用いる各種情報とを取得する（ステップＳ１）。設定情報取得部２２は、設定情報記憶部２１に記憶されている各需要家施設１１に対する上限削減率を読み出して取得する（ステップＳ２）。

熱需要予測部２３は、ステップＳ１においてデータ取得部２０により取得されたプラント供給可能熱量の計画値と、各需要家施設１１における熱需要量の実績値と、熱需要予測に用いる各種情報とに基づいて、各需要家施設１１の熱需要量を予測する（ステップＳ３）。熱需要抑制量決定部２４は、熱需要予測部２３により予測された熱需要量と、プラント供給可能熱量の計画値とに基づいて、熱需要抑制の必要があるか否かを判定する（ステップＳ４）。

熱需要抑制が不要である場合（ステップＳ４：ＮＯ）、熱需要抑制量決定部２４は、各需要家施設１１において熱需要抑制が不要であることを示す抑制情報を生成し（ステップＳ５）、処理をステップＳ１０へ進める。

熱需要抑制が必要である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制の実施前であるか否かを判定する（ステップＳ６）。熱需要抑制が実施される前である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制の実施前における熱需要抑制量を決定する（ステップＳ７）。熱需要抑制が実施されている場合（ステップＳ６：ＮＯ）、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制の実施中における熱需要抑制量を決定する（ステップＳ８）。熱需要抑制の実施前及び実施中における熱需要抑制量を決定する処理の詳細は後述する。

熱需要抑制量決定部２４は、ステップＳ７又はステップＳ８において決定した各需要家施設１１における熱需要抑制量及び抑制が必要となる期間を示す抑制情報を生成する（ステップＳ９）。熱需要抑制量決定部２４は、ステップＳ５又はステップＳ９において生成した抑制情報を各需要家施設１１の通信端末３へ送信し、抑制量決定処理を終了する。

図７は、図６におけるステップＳ７の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、熱需要抑制が実施される前に熱需要抑制量決定部２４が熱需要削減率を決定する動作を示す。熱需要削減率が決定されることにより、需要家施設１１における熱需要抑制量が決定される。

熱需要抑制量を決定する処理が開始されると、熱需要抑制量決定部２４は、各需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）それぞれを微小量増加させ、式（１）を用いて地域全体における熱需要抑制量ＡＲを算出する（ステップＳ１１）。熱需要削減率ｒ_ｉそれぞれの初期値として例えば０が設定される。熱需要削減率ｒ_ｉそれぞれの初期値には、各需要家施設１１に対して定められた上限削減率を超えない値が設定されてもよい。微小量としては、例えば０．０１［％］が用いられる。微小量は、熱需要抑制量を決定する処理に要する時間と、熱需要削減率の精度とのトレードオフで定められる。熱需要抑制量決定部２４は、増加させた熱需要削減率ｒ_ｉがｉ番目の需要家施設１１に対する上限削減率を超える場合には、熱需要削減率ｒ_ｉの値を上限削減率に変更する。すなわち、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要削減率ｒ_ｉが上限削減率に達している場合にはｉ番目の需要家施設に対する熱需要削減率ｒ_ｉを増加させず、熱需要削減率ｒ_ｉが上限削減率に達していない場合にｉ番目の需要家施設に対する熱需要削減率ｒ_ｉを増加させる。

熱需要抑制量決定部２４は、ステップＳ１１において算出した熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達している場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制量を決定する処理を終了する。熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、熱需要抑制量決定部２４は、処理をステップＳ１１へ戻す。

熱需要抑制量決定部２４は、図７に示す処理を行うことにより、熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達するまで、各需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉを増加させる。この処理により、各需要家施設１１に対して定められた上限削減率の範囲内において、各需要家施設１１間で公平な熱需要抑制が実現される。

図８は、図６におけるステップＳ８の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、熱需要抑制が実施されているときに熱需要抑制量決定部２４が熱需要削減率を決定する動作を示す。熱需要削減率が決定されることにより、需要家施設１１における熱需要抑制量が決定される。

熱需要抑制量を決定する処理が開始されると、熱需要抑制量決定部２４は、対象となる需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉを微小量増加させ、式（１）を用いて地域全体における熱需要抑制量ＡＲを算出する（ステップＳ２１）。熱需要削減率ｒ_ｉそれぞれの初期値として、各需要家施設１１における削減率の実績値が設定される。微小量は、図７における処理と同様に、例えば０．０１［％］などが用いられる。対象となる需要家施設１１は、現在の熱需要削減率（以下「削減率の実績値」という。）が熱需要抑制の実施前に決定した熱需要削減率（以下「削減率の計画値」という。）以上である需要家施設１１である。すなわち、熱需要抑制量決定部２４は、（削減率の実績値）≧（削減率の計画値）を満たしている需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉを微小量増加させる。

熱需要抑制量決定部２４は、ステップＳ２１において算出した熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達している場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制量を決定する処理を終了する。熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達していない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、熱需要抑制量決定部２４は、処理をステップＳ２１へ戻す。

熱需要抑制量決定部２４は、図８に示す処理を行うことにより、熱需要抑制量ＡＲが熱需要抑制必要量に達するまで、熱需要の計画値を超えて熱需要の削減を行っている需要家施設１１に対する熱需要削減率ｒ_ｉを増加させる。この処理により、熱需要の削減に対して余裕がある可能性の高い需要家施設１１に対する追加の熱需要抑制を依頼して、地域全体の熱需要抑制必要量を満足させる可能性を高めることができる。

図６に示した抑制量決定処理を熱需要抑制装置１が行い、各需要家施設１１の通信端末３が抑制情報を受信し、各需要家施設１１において熱需要量の削減が行われることにより、プラント供給可能熱量の計画値に基づいた安定した熱量の供給を実現することができる。各需要家施設１１における熱需要量の削減は、熱利用機器５の運用計画の変更や、バルブ６、７の開度の調整などにより行われる。熱利用機器５の運用計画の変更や、バルブ６、７の開度の調整は、通信端末３により出力される抑制情報に基づいて需要家施設１１の管理者又は運用者が行ってもよいし、通信端末３に接続された制御装置が抑制情報に基づいて行ってもよい。

図９は、需要家施設１１の通信端末３における抑制情報の表示例を示す図である。同図の表示例には、熱需要量の予測値を示すグラフ３０と、熱需要の実績値を示す点３３と、プラント供給可能熱量の計画値が熱需要の予測値を下回ると予測される期間におけるプラント供給可能熱量を示すグラフ３１と、が表示されている。グラフ３１が表示されている時間帯では熱需要量の抑制が必要であり、需要家施設１１では当該時間帯において熱需要量がプラント供給可能熱量以下となるように、熱利用機器５の運転計画の変更や、バルブ６、７の開度の調節が行われる。また、抑制情報を表示する際に、各需要家施設１１に対して要求される熱需要抑制量（ｒ_ｉ×ＨＤ_ｉ ^ｔ）を合わせて表示してもよい。通信端末３における表示は、熱需要抑制装置１に備えられた表示装置で行われてもよい。

第１の実施形態における熱需要抑制装置１によれば、熱供給プラント１０のプラント供給可能熱量と各需要家施設１１の熱需要量とに基づいて、各需要家施設１１に対する熱需要抑制量を決定し、熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な通知を行うことができ、熱量に特化した需要抑制を実現することができる。また、熱需要抑制装置１によれば、各需要家施設１１における熱需要抑制量を共有することにより、地域全体における独立した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制を実現することができる。

［第２の実施形態］
図１０は、第２の実施形態における熱需要抑制装置１０１の構成例を示すブロック図である。熱需要抑制装置１０１は、図１に示した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制装置１に代えて用いられる。熱需要抑制装置１０１は、データ取得部１２０と、設定情報記憶部１２１と、設定情報取得部１２２と、系統別熱需要予測部１２３と、需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４と、系統別熱需要抑制量決定部１２５とを備える。需要家施設１１における系統とは、需要家施設１１における複数のバルブ６で区切られた下流側のことである。バルブ６ごとに１つの系統が存在する。需要家施設１１が複数のフロアを有する建物である場合、フロアごとに設けられたバルブ６で区切られた下流の区間であってフロアに設けられた熱利用機器５が接続された区間が１つの系統として扱われる。

データ取得部１２０は、プラント供給可能熱量の計画値と、各需要家施設１１における系統別の熱需要量の実績値と、各需要家施設１１における系統別の熱需要量の予測値を得るために必要な各種情報とを外部の装置又は操作者による入力から取得する。データ取得部１２０は、各需要家施設１１における熱需要量の実績値に代えて、各需要家施設１１における系統別の熱需要量の実績値を取得する点で、第１の実施形態におけるデータ取得部２０と異なる。

設定情報記憶部１２１には、削減率テーブル２１Ａと、系統別削減率テーブル１２１Ｂとが記憶されている。削減率テーブル２１Ａは、第１の実施形態における削減率テーブル２１Ａと同じである。系統別削減率テーブル１２１Ｂには、需要家施設１１それぞれにおける各系統に対して設定された熱需要量に対する上限削減率［％］が記憶されている。図１１は、系統別削減率テーブル１２１Ｂの一例を示す図である。系統別削減率テーブル１２１Ｂは、需要家施設１１における系統を識別する系統ＩＤごとの列を有する。系統別削減率テーブル１２１Ｂにおいて、需要家施設１１ごとに行が存在し、各行における系統ＩＤそれぞれに対応する領域には、需要家施設１１において系統ＩＤで識別される系統に対する上限削減率が記憶されている。例えば、図１１に示す系統別削減率テーブル１２１Ｂには、需要家施設＃１における系統＃３に対して、上限削減率として１００％が記憶されている。また、需要家施設１１において存在しない系統ＩＤに対しては、当該系統が無効であることを示す記号「−」ハイフンが記憶されている。設定情報記憶部１２１は、系統別削減率テーブル１２１Ｂを記憶する点で、第１の実施形態における設定情報記憶部２１と異なる。

図１０に戻り、熱需要抑制装置１０１の説明を続ける。設定情報取得部１２２は、設定情報記憶部１２１に記憶されている、各需要家施設１１に対する上限削減率と、各需要家施設１１における系統ごとの上限削減率とを読み出す。設定情報取得部１２２は、読み出したそれぞれの上限削減率を需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４及び系統別熱需要抑制量決定部１２５へ出力する。

系統別熱需要予測部１２３は、データ取得部１２０により取得されたプラント供給可能熱量の計画値と系統別の熱需要量の実績値と各種情報とに基づいて、各需要家施設１１の系統それぞれにおける熱需要量の予測値を算出する。系統別熱需要予測部１２３による系統ごとの熱需要量の予測には、第１の実施形態における熱需要予測部２３と同様に、ニューラルネットワークのモデルを用いた手法や、類似日検索手法などの公知の技術が用いられる。

需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４は、各需要家施設１１に対する熱需要抑制必要量を決定する。各需要家施設１１の熱需要の予測値は、系統別熱需要予測部１２３により算出される系統の熱需要量の予測値を需要家施設１１ごとに累算することにより得られる。需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４は、第１の実施形態における熱需要抑制量決定部２４が用いる方法と同様の方法により、需要家施設１１それぞれに対する熱需要抑制必要量を算出する。需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４は、熱需要抑制が実施されている場合、現時点における実績値と予測値との差を用いた補正を行わずともよい。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、各需要家施設１１における系統別の熱需要抑制量を決定する。系統別熱需要抑制量決定部１２５は、例えば、系統ごとの熱需要抑制量を決定する際に式（２）を用いる。

式（２）において、ＤＲ_ｉ ^ｔ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は時刻ｔにおけるｉ番目の需要家施設１１の熱需要抑制量［ＫＪ］である。ｒ_ｉ−ｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）はｉ番目の需要家施設１１に備えられるｊ番目の系統の熱需要削減率である。ＨＤ_ｉ−ｊ ^ｔは時刻ｔにおけるｉ番目の需要家施設１１に備えられるｊ番目の系統の熱需要量［ＫＪ］である。時刻ｔにおけるｉ番目の需要家施設１１に備えられるｊ番目の系統の熱需要量は、系統別熱需要予測部１２３により算出された各系統の熱需要量の予測値である。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを系統ごとに決定する。決定された熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊと当該系統の熱需要量ＨＤ_ｉ−ｊ ^ｔとを乗算することにより、時刻ｔにおけるｉ番目の需要家施設１１に備えられるｊ番目の系統の熱需要抑制量が算出される。系統別熱需要抑制量決定部１２５は、各需要家施設１１の系統ごとに前述の乗算を行うことにより、各系統の熱需要抑制量を算出する。熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊの決定は、熱需要抑制装置１０１が熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを決定する時点が、熱需要抑制の実施前であるか実施中であるかで異なる。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、決定した各需要家施設１１の系統それぞれに対する熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊに基づく抑制情報を生成する。系統別熱需要抑制量決定部１２５は、監視制御装置２及び情報通信ネットワーク９を介して、各需要家施設１１に備えられた通信端末３へ抑制情報を送信する。

図１２は、熱需要抑制装置１０１が行う抑制量決定処理を示すフローチャートである。熱需要抑制装置１０１において抑制量決定処理が開始されると、データ取得部１２０は、プラント供給可能熱量の計画値と、各需要家施設１１の各系統における熱需要量の実績値と、熱需要予測に用いる各種情報とを取得する（ステップＳ１０１）。設定情報取得部１２２は、設定情報記憶部１２１に記憶されている各上限削減率を読み出して取得する（ステップＳ１０２）。

系統別熱需要予測部１２３は、ステップＳ１０１においてデータ取得部１２０により取得されたプラント供給可能熱量の計画値と、各需要家施設１１における各系統の熱需要量の実績値と、熱需要予測に用いる各種情報とに基づいて、各需要家施設１１の熱需要量を系統ごとに予測する（ステップＳ１０３）。需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４は、系統別熱需要予測部１２３により予測された各需要家施設１１の各系統の熱需要量と、プラント供給可能熱量の計画値とに基づいて、熱需要抑制の必要があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

熱需要抑制が不要である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４は、各需要家施設１１の各系統において熱需要抑制が不要であることを示す抑制情報を生成し（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１１１に進める。

熱需要抑制が必要である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、需要家別熱需要抑制必要量決定部１２４は、系統別熱需要予測部１２３により予測された各需要家施設１１の各系統の熱需要量と、各需要家施設１１に対する上限削減率とに基づいて、各需要家施設１１に対する熱需要抑制量を決定する（ステップＳ１０６）。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要抑制が実施されるまであるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。熱需要抑制が実施される前である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要抑制の実施前における各系統の熱需要抑制量を決定する（ステップＳ１０８）。熱需要抑制が実施されている場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要抑制の実施中における各系統の熱需要抑制量を決定する（ステップＳ１０９）。熱需要抑制の実施前及び実施中における各系統の熱需要抑制量を決定する処理の詳細は後述する。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、ステップＳ１０８又はステップＳ１０９において決定した各需要家施設１１の系統それぞれに対する熱需要抑制量及び抑制が必要となる期間を示す抑制情報を生成する（ステップＳ１１０）。系統別熱需要抑制量決定部１２５は、ステップＳ１０５又はステップＳ１１０において生成した抑制情報を各需要家施設１１の通信端末３へ送信し（ステップＳ１１１）、抑制量決定処理を終了する。

図１３は、図１２におけるステップＳ１０８の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャートである。図１３に示すフローチャートは、熱需要抑制が実施される前に系統別熱需要抑制量決定部１２５が各系統の熱需要削減率を決定する動作を示す。各系統の熱需要削減率が決定されることにより、各系統における熱需要抑制量と、需要家施設１１における熱需要抑制量とが決定される。図１３に示される熱需要抑制量を決定する処理は、需要家施設１１ごとに行われる。

各系統の熱需要抑制量を決定する処理が開始されると、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、系統ごとの熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊ（ｊ＝１，２，…，ｍ）それぞれを微小増加させ、式（２）を用いてｉ番目の需要家施設１１における熱需要抑制量ＤＲ_ｉを算出する（ステップＳ１２１）。熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊそれぞれの初期値として例えば０が設定される。熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊそれぞれの初期値には、各系統に対して定められた上限削減率を超えない値が設定されてもよい。微小量には第１の実施形態と同様の値が用いられる。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、増加させた熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊがｉ番目の需要家施設１１に備えられたｊ番目の系統に対する上限削減率を超える場合には、熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊの値を上限削減率に変更する。すなわち、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊが上限削減率に達している場合には当該系統に対する熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを増加させず、熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊが上限削減率に達していない場合に当該系統に対する熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを増加させる。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、ステップＳ１２１において算出された熱需要抑制量ＤＲ_ｉが、対象となっている需要家施設１１に対する熱需要抑制必要量に達しているか否かを判定する（ステップＳ１２２）。熱需要抑制量ＤＲ_ｉが熱需要抑制必要量に達している場合（ステップＳ１２２：ＹＥＳ）、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要抑制量を決定する処理を終了する。熱需要抑制量ＤＲ_ｉが熱需要抑制必要量に達していない場合（ステップＳ１２２：ＮＯ）、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、処理をステップＳ１２１へ戻す。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、図１３に示す処理を行うことにより、熱需要抑制量ＤＲ_ｉが熱需要抑制必要量に達するまで、各系統に対する熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを増加させる。この処理により、系統ごとに定められた上限削減率の範囲内において、系統間で公平な熱需要抑制が実現される。

図１４は、図１２におけるステップＳ１０９の熱需要抑制量を決定する処理を示すフローチャートである。図１４に示すフローチャートは、熱需要抑制が実施されているときに系統別熱需要抑制量決定部１２５が熱需要削減率を決定する動作を示す。各系統の熱需要削減率が決定されることにより、各系統における熱需要抑制量と、需要家施設１１における熱需要抑制量とが決定される。図１４に示される熱需要抑制量を決定する処理は、需要家施設１１ごとに行われる。

各系統の熱需要抑制量を決定する処理が開始されると、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、対象となる系統の熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを微小増加させ、式（２）を用いてｉ番目の需要家施設１１における熱需要抑制量ＤＲ_ｉを算出する（ステップＳ１３１）。熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊそれぞれの初期値として、各系統における削減率の実績値が設定される。対象となる系統は、削減率の実績値が削減率の計画値以上である系統である。すなわち、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、（削減率の実績値）≧（削減率の計画値）を満たしている系統に対する熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを微小増加させる。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、ステップＳ１３１において算出した熱需要抑制量ＤＲ_ｉがｉ番目の需要家施設１１に対する熱需要抑制必要量に達しているか否かを判定する（ステップＳ１３２）。熱需要抑制量ＤＲｉが熱需要抑制必要量に達している場合（ステップＳ１３２：ＹＥＳ）、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、熱需要抑制量を決定する処理を終了する。熱需要抑制量ＤＲ_ｉが熱需要抑制必要量に達していない場合（ステップＳ１３２：ＮＯ）、系統別熱需要抑制量決定部１２５は、処理をステップＳ１３１へ戻す。

系統別熱需要抑制量決定部１２５は、図１４に示す処理を行うことにより、熱需要抑制量ＤＲ_ｉが熱需要抑制必要量に達するまで、削減率の計画値を超えて熱需要の削減を行っている系統に対する熱需要削減率ｒ_ｉ−ｊを増加させる。この処理により、熱需要の削減に対して余裕がある可能性の高い系統に対する追加の熱需要抑制を依頼して、需要家施設１１の熱需要抑制必要量を満足させる可能性を高めることができる。

図１２に示した抑制量決定処理を熱需要抑制装置１０１が行い、各需要家施設１１の通信端末３が抑制情報を受信し、各需要家施設１１の各系統において熱需要量の削減が行われることにより、プラント供給可能熱量の計画値に基づいた安定した熱量の供給を実現することができる。

図１５は、需要家施設１１の通信端末３における抑制情報の表示例を示す図である。同図の表示例には、需要家施設１１の系統別の熱需要量、抑制量及び削減率が時系列に表示されている。このような表示が通信端末３において行われることにより、需要家施設１１の管理者又は運用者は、いつ、どの系統に対してどれだけ需要抑制をすればよいかを把握することができる。図１５に示した表示例では表形式の表示例を示したが、同様の情報を表示できるトレンドグラフを用いた表示が行われてもよい。通信端末３における表示は、熱需要抑制装置１０１に備えられた表示装置で行われてもよい。

第２の実施形態における熱需要抑制装置１０１によれば、熱供給プラント１０のプラント供給可能熱量と各需要家施設１１の熱需要量とに基づいて、各需要家施設１１の各系統に対する熱需要抑制量を決定し、熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な通知を行うことができる。また、熱需要抑制装置１０１によれば、各需要家施設１１における各系統の熱需要抑制量を共有することにより、地域全体における独立した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制を実現することができる。また、系統別の熱需要抑制量が得られるため、各需要家施設１１では自身に割り当てられた熱需要抑制必要量を満たすように系統別に熱需要抑制量を分配する手間を省くことができる。

［第３の実施形態］
図１６は、第３の実施形態における熱需要抑制装置２０１の構成例を示すブロック図である。熱需要抑制装置２０１は、図１に示した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制装置１に代えて用いられる。熱需要抑制装置２０１は、データ取得部２２０と、設定情報記憶部２２１と、設定情報取得部２２２と、熱需要抑制必要量算出部２２３と、熱需要抑制量決定部２２４とを備える。

データ取得部２２０は、プラント供給可能熱量の実績値と、各需要家施設１１の熱需要量の実績値と、熱媒体送出温度の実績値と、熱媒体送出設定温度の実績値とを外部の装置又は操作者による入力から取得する。熱媒体送出温度は、熱供給プラント１０から各需要家施設１１へ送出される熱媒体の温度であって熱供給プラント１０において測定された温度である。熱媒体送出設定温度は、熱供給プラント１０から送出される熱媒体の温度に対して設定された目標値である。熱供給プラント１０では、送出する熱媒体の温度が熱媒体送出設定温度を維持するように、監視制御装置２が熱源システム４を制御する。

設定情報記憶部２２１には、削減率テーブル２１Ａと、抑制実行条件とが記憶されている。削減率テーブル２１Ａは、第１の実施形態における削減率テーブル２１Ａと同じである。抑制実行条件は、熱需要抑制の要否を判定する際に用いられる情報であり、閾値温度と閾値時間とのいずれか一方又は両方を含む情報である。

設定情報取得部２２２は、設定情報記憶部２２１に記憶されている、各需要家施設１１に対する上限削減率と、抑制実行条件とを読み出す。設定情報取得部２２２は、読み出した抑制実行条件を熱需要抑制必要量算出部２２３へ出力し、読み出した上限削減率を熱需要抑制量決定部２２４へ出力する。

熱需要抑制必要量算出部２２３は、データ取得部２２０により取得された熱媒体送出温度及び熱媒体送出設定温度の実績値に基づいて、熱需要抑制の要否を判定する。熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が必要と判定した場合、熱供給ネットワークにおいて削減すべき熱需要量を算出する。熱需要抑制必要量算出部２２３は、データ取得部２２０により取得されたプラント供給可能熱量及び熱需要量それぞれの実績値と熱媒体送出温度の実績値と熱媒体送出設定温度の実績値とに基づいて、熱供給ネットワークにおいて削減すべき熱需要量を算出する。熱需要抑制必要量算出部２２３は、算出した熱需要量を熱需要抑制必要量として熱需要抑制量決定部２２４へ出力する。

熱需要抑制量決定部２２４は、データ取得部２２０により取得された各需要家施設１１における熱需要量の実績値と、熱需要抑制必要量算出部２２３により算出された熱需要抑制必要量と、設定情報取得部２２２により取得された上限削減率とに基づいて、各需要家施設１１における熱需要抑制量を決定する。熱需要抑制量決定部２２４は、第１の実施形態における熱需要抑制量決定部２４と同様の手法を用いて、各需要家施設１１における熱需要抑制量を決定する。熱需要抑制量決定部２２４は、図１３又は図１４に示した手法のいずれを用いてもよい。熱需要抑制量決定部２２４は、熱需要抑制量決定部２４と同様に、抑制情報を生成するとともに、監視制御装置２及び情報通信ネットワーク９を介して、各需要家施設１１に備えられた通信端末３へ抑制情報を送信する。

以下、熱需要抑制必要量算出部２２３が行う熱需要抑制の要否判定と熱需要抑制必要量の算出についてより詳細に説明する。図１７は、熱需要抑制必要量算出部２２３が判定で用いる熱媒体送出温度、熱媒体送出設定温度、抑制実行条件に含まれる閾値温度を表すグラフの一例である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は熱媒体送出温度を示している。同図に示すグラフでは、熱供給プラント１０が冷却用熱媒体を各需要家施設１１へ供給している場合の熱媒体送出温度の変化が示されている。抑制実行条件が閾値温度を用いて定められている場合、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱媒体送出設定温度２０３と熱媒体送出温度２０４との差を算出する。熱需要抑制必要量算出部２２３は、算出した差が閾値温度２０５未満であるとき、熱需要抑制が不要であると判定し、差が閾値温度２０５以上であるとき、熱需要抑制が必要であると判定する。なお、熱供給プラント１０が加熱用熱媒体を各需要家施設１１へ供給している場合、熱媒体送出温度が熱媒体送出設定温度以下になり、熱媒体送出温度と熱媒体送出設定温度との差が閾値温度以上になったときに、熱需要抑制が必要と判定される。

熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が必要であると判定すると、熱需要抑制必要量を算出する。熱需要抑制必要量は、熱需要抑制が必要と判定された時点における熱供給プラント１０のプラント供給熱量の実績値と、各需要家施設１１の熱需要量の実績値の総和との差分である。熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が必要である場合、算出した熱需要抑制必要量を熱需要抑制量決定部２２４へ出力する。

図１８は、熱需要抑制必要量算出部２２３が判定で用いる熱媒体送出温度、熱媒体送出設定温度、抑制実行条件に含まれる閾値時間を表すグラフの一例である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は熱媒体送出温度を示している。同図に示すグラフでは、図１７と同様に、熱供給プラント１０が冷却用熱媒体を各需要家施設１１へ供給している場合の熱媒体送出温度の変化が示されている。抑制実行条件が閾値温度を用いて定められている場合、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱媒体送出温度２０４が熱媒体送出設定温度２０３を超えてから経過した時間を計測する。熱需要抑制必要量算出部２２３は、経過した時間が閾値時間２０６未満であるとき、熱需要抑制が不要であると判定し、経過した時間が閾値時間２０６以上であるとき、熱需要抑制が必要であると判定する。すなわち、熱媒体送出温度が熱媒体送出設定温度を超えた状態が閾値時間に亘り継続した場合に、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が必要であると判定する。

熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が必要であると判定すると、抑制実行条件が閾値温度を用いて定められている場合と同様に、熱需要抑制必要量を算出する。もしくは、熱媒体送出温度２０４が熱媒体送出設定温度２０３を超過したときから閾値時間２０６が経過したときまでの期間における、プラント供給熱量の実績値の平均値と各需要家施設１１の熱需要量の実績値の総和の平均値との差分を、熱需要抑制必要量としてもよい。あるいは、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱媒体送出温度２０４が熱媒体送出設定温度２０３以上である状態が閾値時間２０６以上継続したときにおける送出温度差２０７を用いて、熱需要抑制必要量を算出してもよい。

送出温度差が用いられる場合には、式（３）により、地域全体における熱需要抑制必要量ＡＲＲを算出してもよい。

式（３）において、Δｔは送出温度差［℃］である。Ｆは熱供給プラント１０から送出される熱媒体の単位時間あたりの送出量［ｋｇ／ｓｅｃ］である。Ｃは熱媒体の比熱容量［ＫＪ／（ｋｇ・℃）］である。ｔｉｍｅは閾値時間［ｓｅｃ］である。

熱媒体送出量Ｆには、熱媒体送出温度が熱媒体送出設定温度を超えてから閾値時間が経過した時点における熱媒体送出量の実績値、又は、熱媒体送出温度が熱媒体送出設定温度を超えてから閾値時間が経過するまでの期間における熱媒体送出量の実績値の平均値が用いられる。

熱需要抑制必要量算出部２２３は、前述の２つの手法のいずれかを用いて、熱需要抑制の要否と、熱需要抑制必要量の算出とを行う。なお、抑制実行条件は、閾値温度と閾値時間との組み合わせで定められてもよい。閾値温度と閾値時間との組み合わせが用いられる場合、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱媒体送出温度と熱媒体送出設定温度との差が閾値温度以上である状態が閾値時間以上継続したときに熱需要抑制が必要であると判定してもよい。また、熱需要抑制必要量算出部２２３は、図１７及び図１８に示したいずれか一方の抑制実行条件が満たされたときに熱需要抑制が必要であると判定してもよい。

図１９は、熱需要抑制装置２０１が行う抑制量決定処理を示すフローチャートである。熱需要抑制装置２０１において抑制量決定処理が開始されると、データ取得部２２０は、プラント供給可能熱量の実績値と、各需要家施設１１の熱需要量の実績値と、熱媒体送出温度の実績値と、熱媒体送出設定温度の実績値とを取得する（ステップＳ２０１）。設定情報取得部２２２は、設定情報記憶部２２１に記憶されている各上限削減率と抑制実行条件とを読み出して取得する（ステップＳ２０２）。熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱媒体送出温度及び熱媒体送出設定温度の実績値に基づいて、熱需要抑制の必要があるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

熱需要抑制が不要である場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が不要であることを熱需要抑制量決定部２２４へ通知する。熱需要抑制量決定部２２４は、この通知に応じて、各需要家施設１１において熱需要抑制が不要であることを示す抑制情報を生成し（ステップＳ２０４）、処理をステップＳ２０８へ進める。

熱需要抑制が必要である場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、熱需要抑制必要量算出部２２３は、プラント供給可能熱量及び熱需要量それぞれの実績値と熱媒体送出温度の実績値と熱媒体送出設定温度の実績値とに基づいて、熱需要抑制必要量を算出する（ステップＳ２０５）。熱需要抑制量決定部２２４は、熱需要抑制必要量算出部２２３により算出された熱需要抑制必要量と、設定情報取得部２２２により取得された上限削減率とに基づいて、各需要家施設１１における熱需要抑制量を決定する（ステップＳ２０６）。熱需要抑制量決定部２２４は、ステップＳ２０６において決定した各需要家施設１１における熱需要抑制量を示す抑制情報を生成する（ステップＳ２０７）。

熱需要抑制量決定部２２４は、ステップＳ２０４又はステップＳ２０７において生成した抑制情報を各需要家施設１１の通信端末へ送信し（ステップＳ２０８）、抑制量決定処理を終了する。抑制情報を受信した各需要家施設１１における動作は、第１の実施形態と同様である。

第３の実施形態における熱需要抑制装置２０１によれば、熱需要量の予測を行うことなく熱需要抑制の要否を判定し、熱需要抑制が必要な場合には各需要家施設１１に対する熱需要抑制量を決定し、プラント供給可能熱量や各種の予測値に依らず熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な通知を行うことができ、熱量に特化した需要抑制を実現することができる。また、熱需要抑制装置２０１によれば、各需要家施設１１における熱需要抑制量を共有することにより、地域全体における独立した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制を実現することができる。

なお、熱需要抑制装置２０１において、第２の実施形態における熱需要抑制装置１０１と同様に、各需要家施設１１に備えられる系統それぞれに対する熱需要削減量を決定し、各需要家施設１１へ通知してもよい。系統それぞれに対する熱需要削減量を決定する場合、設定情報記憶部２２１は、さらに系統別削減率テーブルを備え、熱需要抑制量決定部２２４は、需要家施設１１ごとに決定した熱需要削減量を満たすように各系統の熱需要削減量を決定してもよい。

［第４の実施形態］
第４の実施形態における熱需要抑制装置は、各需要家施設１１における今後の熱需要量を予測し、熱需要抑制が必要と予測される場合に各需要家施設１１へガイダンス情報を送信する。ガイダンス情報は、プラント供給熱量が不足することが予測されるため、プラント供給熱量に余裕があるうちに、熱利用機器５を過剰に稼動させることを要求する情報である。各需要家施設１１の熱利用機器５を過剰に稼動させることで、需要家施設１１における蓄熱効果を利用して、プラント供給熱量が不足すると予測される期間における熱需要量の削減を図る。

さらに、熱需要抑制装置は、熱需要抑制が必要になると予測された時刻、すなわち、各需要家施設１１の熱需要量の予測値の合計がプラント供給熱量の計画値を超過すると予測された時刻になったときに、熱需要抑制装置は、再度、熱需要抑制の要否を判定し、熱需要抑制が必要であれば、各需要家施設１１に対する熱需要抑制量を決定して通知する。

図２０は、第４の実施形態における熱需要抑制装置３０１の構成例を示すブロック図である。熱需要抑制装置３０１は、図１に示した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制装置１に代えて用いられる。熱需要抑制装置３０１は、データ取得部３２０と、設定情報記憶部２２１と、設定情報取得部２２２と、熱需要予測部２３と、熱需要抑制量決定部２４と、熱需要抑制必要量算出部２２３と、熱需要抑制量決定部２２４とを備える。第１又は第３の実施形態において説明した構成と同一の構成に対しては同じ符号を付して重複する説明を省略する。

データ取得部３２０は、プラント供給可能熱量の実績値及び計画値と、各需要家施設１１の熱需要量の実績値と、各需要家施設１１における熱需要の予測値を得るために必要な各種情報と、熱媒体送出温度の実績値と、熱媒体送出設定温度の実績値とを外部の装置又は操作者による入力から取得する。データ取得部３２０は、取得したデータを、熱需要予測部２３、熱需要抑制量決定部２４、熱需要抑制必要量算出部２２３及び熱需要抑制量決定部２２４それぞれへ出力する。

図２１は、熱需要抑制装置３０１が行う抑制量決定処理を示すフローチャートである。熱需要抑制装置３０１において抑制量決定処理が開始されると、データ取得部３２０は、プラント供給可能熱量の実績値及び計画値と、各需要家施設１１の熱需要量の実績値と、各種情報と、熱媒体送出温度及び熱媒体送出設定温度の実績値とを取得する（ステップＳ３０１）。設定情報取得部２２２は、設定情報記憶部２２１に記憶されている各上限削減率と抑制実行条件とを読み出して取得する（ステップＳ３０２）。

熱需要予測部２３は、ステップＳ３０１においてデータ取得部３２０により取得されたプラント供給可能熱量の計画値と、各需要家施設１１における熱需要量の実績値と、熱需要予測に用いる各種情報とに基づいて、各需要家施設１１の熱需要量を予測する（ステップＳ３０３）。熱需要抑制量決定部２４は、熱需要予測部２３により予測された熱需要量と、プラント供給可能熱量の計画値とに基づいて、熱需要抑制の必要があるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

熱需要抑制が不要である場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、熱需要抑制量決定部２４は、各需要家施設１１において熱需要抑制が不要であることを示す抑制情報を生成し（ステップＳ３０５）、処理をステップＳ３１０へ進める。

熱需要抑制が必要である場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、熱需要抑制量決定部２４は、熱需要抑制の実施前における熱需要抑制量を決定する（ステップＳ３０６）。熱需要抑制量決定部２４は、ステップＳ３０６において決定した各需要家施設１１における熱需要抑制量及び抑制が必要となる期間と、当該期間の前に熱利用機器５を過剰に稼動させる要求とを示すガイダンス情報を生成する。熱需要抑制量決定部２４は、各需要家施設１１の通信端末３へガイダンス情報を送信する（ステップＳ３０７）。

熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制量決定部２４により予測されたプラント供給可能熱量の不足する時刻まで待機し（ステップＳ３０８）、当該時刻になると熱媒体送出温度及び熱媒体送出設定温度の実績値に基づいて、熱需要抑制の必要があるか否かを判定する（ステップＳ３０９)。

熱需要抑制が不要である場合（ステップＳ３０９：ＮＯ）、熱需要抑制必要量算出部２２３は、熱需要抑制が不要であることを熱需要抑制量決定部２２４へ通知する。熱需要抑制量決定部２２４は、この通知に応じて、各需要家施設１１において熱需要抑制が不要であることを示す抑制情報を生成し（ステップＳ３０５）、処理をステップＳ３１３へ進める。

熱需要抑制が必要である場合（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、熱需要抑制必要量算出部２２３は、プラント供給可能熱量及び熱需要量それぞれの実績値と熱媒体送出温度の実績値と熱媒体送出設定温度の実績値とに基づいて、熱需要抑制必要量を算出する（ステップＳ３１０）。熱需要抑制量決定部２２４は、熱需要抑制必要量算出部２２３により算出された熱需要抑制必要量と、設定情報取得部２２２により取得された上限削減率とに基づいて、各需要家施設１１における熱需要抑制量を決定する（ステップＳ３１１）。熱需要抑制量決定部２２４は、ステップＳ３１１において決定した各需要家施設１１における熱需要抑制量を示す抑制情報を生成する（ステップＳ３１２）。

熱需要抑制量決定部２２４は、ステップＳ３０５又はステップＳ３１２において生成した抑制情報を各需要家施設１１の通信端末へ送信し（ステップＳ３１３）、抑制量決定処理を終了する。抑制情報を受信した各需要家施設１１における動作は、第１の実施形態と同様である。

第４の実施形態における熱需要抑制装置３０１によれば、事前に熱需要抑制の要否を判定し、熱需要抑制が必要な場合には各需要家施設１１に対する熱需要抑制量と抑制が必要な期間と、熱利用機器５を過剰に稼動させることを示すガイダンス情報を各需要家施設１１へ通知することで、熱エネルギーの需給の安定化を図ることができる。また、熱需要抑制装置３０１によれば、現時点における熱需要抑制の要否を判定し、熱需要抑制が必要な場合には各需要家施設１１に対する熱需要抑制量を決定し、熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な通知を行うことができる。また、熱需要抑制装置２０１によれば、各需要家施設１１における熱需要抑制量を共有することにより、地域全体における独立した熱供給ネットワークにおける熱需要抑制を実現することができる。

以上の各実施形態では、熱需要抑制装置が熱供給プラント１０に備えられる構成を説明した。しかし、熱供給プラント１０の外部や、需要家施設１１のいずれかに熱需要抑制装置が備えられていてもよい。熱供給プラント１０の外部に熱需要抑制装置が備えられる場合、熱需要抑制装置は、情報通信ネットワーク９を介して、熱供給プラント１０及び各需要家施設１１との通信を行うことで、抑制量決定処理において必要となる情報やデータの送受信を行う。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、熱需要抑制の要否を判定して熱需要抑制量を決定する熱需要抑制量決定部を備えることにより、熱エネルギーの需給において需要抑制に有効な通知を各需要家施設１１に行うことができる。

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。

１，１０１，２０１，３０１…熱需要抑制装置、２…監視制御装置、３…通信端末、４…熱源システム、５…熱利用機器、６，７…バルブ、８…熱配管、９…情報通信ネットワーク、１０…熱供給プラント、１１需要家施設、２０，１２０，２２０，３２０…データ取得部、２１，１２１，２２１…設定情報記憶部、２１Ａ…削減率テーブル、２２，１２２，２２２…設定情報取得部、２３…熱需要予測部、２４，２２４…熱需要抑制量決定部、１２１Ｂ…系統別削減率テーブル、１２３…系統別熱需要予測部、１２４…需要家別熱需要抑制必要量決定部、１２５…系統別熱需要抑制量決定部、２２１Ｂ…抑制実行条件、２２３…熱需要抑制必要量算出部

Claims (16)

1. 複数の需要家施設と前記複数の需要家施設へ熱を供給する熱供給プラントとを備える熱供給ネットワークにおいて利用される熱需要抑制装置であって、
   前記複数の需要家施設における熱需要量の実績値に基づいて、前記複数の需要家施設における今後の熱需要量を予測する熱需要予測部と、
   前記熱需要予測部により予測された熱需要量と前記熱供給プラントから供給される熱量とから前記需要家施設における熱需要抑制量を決定する熱需要抑制量決定部と、
   を備える熱需要抑制装置。
2. 前記需要家施設それぞれに対して定められた熱需要の削減率の上限値を記憶する設定情報記憶部を備え、
   前記熱需要抑制量決定部は、前記需要家施設それぞれに対して定められた上限値を超えない熱需要抑制量を決定する、
   請求項１に記載の熱需要抑制装置。
3. 前記熱需要予測部は、前記需要家施設それぞれに設けられる系統ごとに今後の熱需要量を予測し、
   前記熱需要抑制量決定部は、前記需要家施設それぞれの前記系統ごとに熱需要抑制量を決定する、
   請求項１に記載の熱需要抑制装置。
4. 前記需要家施設及び前記需要家施設の前記系統それぞれに対して定められた上限値を記憶する設定情報記憶部を備え、
   前記熱需要抑制量決定部は、前記需要家施設及び前記系統それぞれに対して定められた上限値を超えない熱需要抑制量を決定する、
   請求項３に記載の熱需要抑制装置。
5. 複数の需要家施設と前記複数の需要家施設へ熱を供給する熱供給プラントとを備える熱供給ネットワークにおいて利用される熱需要抑制装置であって、
   前記複数の需要家施設における熱需要量、前記熱供給プラントから供給される熱量、前記需要家施設へ前記熱供給プラントから送出される熱媒体の温度と、熱媒体の温度に対して予め定められた設定温度とに基づいて、前記熱供給ネットワークにおいて必要とされる熱需要削減量を算出する熱需要抑制必要量算出部と、
   前記熱需要抑制必要量算出部により算出された前記熱需要削減量に基づいて、前記需要家施設における熱需要抑制量を決定する熱需要抑制量決定部と、
   を備える熱需要抑制装置。
6. 前記需要家施設それぞれに対して定められた熱需要の削減率の上限値を記憶する設定情報記憶部を備え、
   前記熱需要抑制量決定部は、前記需要家施設それぞれに対して定められた上限値を超えない熱需要抑制量を決定する、
   請求項５に記載の熱需要抑制装置。
7. 前記熱需要抑制必要量算出部は、前記熱媒体の温度と前記設定温度との差が閾値温度を超えた場合に、前記熱需要削減量を算出する、
   請求項５に記載の熱需要抑制装置。
8. 前記熱需要抑制必要量算出部は、前記熱媒体の温度が前記設定温度を超過した状態が閾値時間に亘り継続した場合に、前記閾値時間に亘り継続した時点における前記熱供給プラントから供給される熱量と前記需要家施設における熱需要量とから前記熱需要削減量を算出する、
   請求項５に記載の熱需要抑制装置。
9. 前記熱需要抑制必要量算出部は、前記熱媒体の温度が前記設定温度を超過した状態が閾値時間に亘り継続した場合に、前記閾値時間における前記熱供給プラントから供給される熱量の平均値と前記需要家施設における熱需要量の平均値とから前記熱需要削減量を算出する、
   請求項５に記載の熱需要抑制装置。
10. 前記熱需要抑制必要量算出部は、前記熱媒体の温度が前記設定温度を超過した状態が閾値時間に亘り継続した場合に、前記熱媒体の温度と前記設定温度との差と、前記熱供給プラントから供給される前記熱媒体の送出量と、前記閾値時間とから前記熱需要削減量を算出する、
    請求項５に記載の熱需要抑制装置。
11. 前記熱需要抑制必要量算出部は、前記熱媒体の温度が前記設定温度を超過した状態が閾値時間に亘り継続した場合に、前記閾値時間における前記熱供給プラントから供給される熱量の平均値と前記需要家施設における熱需要量の平均値と、前記熱媒体の温度と前記設定温度との差とから前記熱需要削減量を算出する、
    請求項５に記載の熱需要抑制装置。
12. 前記熱需要抑制量決定部は、前記需要家施設それぞれに備えられる系統ごとに熱需要抑制量を決定する、
    請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の熱需要抑制装置。
13. 前記需要家施設及び前記需要家施設の前記系統それぞれに対して定められた上限値を記憶する設定情報記憶部を備え、
    前記熱需要抑制量決定部は、前記需要家施設及び前記系統に対して定められた上限値を超えない熱需要抑制量を決定する、
    請求項１２に記載の熱需要抑制装置。
14. 複数の需要家施設と前記複数の需要家施設へ熱を供給する熱供給プラントとを備える熱供給ネットワークにおける熱需要抑制方法であって、
    前記複数の需要家施設における熱需要量の実績値に基づいて、前記複数の需要家施設における今後の熱需要量を予測する熱需要予測ステップと、
    前記熱需要予測ステップにおいて予測された熱需要量と前記熱供給プラントから供給される熱量とから前記需要家施設における熱需要抑制量を決定する熱需要抑制量決定ステップと、
    を有する熱需要抑制方法。
15. 複数の需要家施設と前記複数の需要家施設へ熱を供給する熱供給プラントとを備える熱供給ネットワークにおける熱需要抑制方法であって、
    前記複数の需要家施設における熱需要量、前記熱供給プラントから供給される熱量、前記需要家施設へ前記熱供給プラントから送出される熱媒体の温度と、熱媒体の温度に対して予め定められた設定温度とに基づいて、前記熱供給ネットワークにおいて必要とされる熱需要削減量を算出する熱需要抑制必要量算出ステップと、
    前記熱需要抑制必要量算出ステップにおいて算出された前記熱需要削減量に基づいて、前記需要家施設における熱需要抑制量を決定する熱需要抑制量決定ステップと、
    を有する熱需要抑制方法。
16. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の熱需要抑制装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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