JP2020043762A - Energy management device, control method therefor, and thermoelectric supply system - Google Patents
Energy management device, control method therefor, and thermoelectric supply system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020043762A JP2020043762A JP2019230423A JP2019230423A JP2020043762A JP 2020043762 A JP2020043762 A JP 2020043762A JP 2019230423 A JP2019230423 A JP 2019230423A JP 2019230423 A JP2019230423 A JP 2019230423A JP 2020043762 A JP2020043762 A JP 2020043762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- control unit
- time zone
- fuel cell
- energy management
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エネルギー管理装置、その制御方法及び熱電供給システムに関する。 The present invention relates to an energy management device, a control method thereof, and a thermoelectric supply system.
ガスを主な駆動源として電力及び熱を生成するコージェネレーション装置が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンによって駆動するコージェネレーション装置が開示されている。特許文献１に記載のコージェネレーション装置では、需要電力量が小さい場合でも、余剰電力ヒータを駆動させることで、エンジンを駆動させ、エンジンの排熱を利用できるようにしている。
2. Description of the Related Art A cogeneration apparatus that generates electric power and heat using gas as a main driving source is known. For example,
ところで、需要家施設には、コージェネレーション装置の他にも、蓄電装置及び太陽光発電装置等といった、多様な電源装置が設置されている場合がある。このような需要家施設では、多様な電源装置を効率よく制御することが望まれる。 Incidentally, various types of power supply devices such as a power storage device and a solar power generation device may be installed in a customer facility in addition to the cogeneration device. In such customer facilities, it is desired to efficiently control various power supply devices.
かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、多様な電源装置を効率よく制御することができるエネルギー管理装置、その制御方法及び熱電供給システムを提供することにある。 An object of the present invention made in view of such a point is to provide an energy management device capable of efficiently controlling various power supply devices, a control method thereof, and a thermoelectric supply system.
本発明の一実施形態に係るエネルギー管理装置は、ガスによって電力及び熱を生成するコージェネレーション装置と、蓄電装置とを管理する。前記エネルギー管理装置は、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯に、前記コージェネレーション装置の出力電力によって、前記蓄電装置を充電するよう制御する制御部を備える。 An energy management device according to an embodiment of the present invention manages a cogeneration device that generates electric power and heat using gas, and a power storage device. The energy management device includes a control unit that controls the power storage device to be charged with output power of the cogeneration device during a first time period in which power consumption of a customer facility is lower than a predetermined value.
本発明の一実施形態に係るエネルギー管理装置の制御方法は、ガスによって電力及び熱を生成するコージェネレーション装置と、蓄電装置とを管理するエネルギー管理装置の制御方法である。該エネルギー管理装置の制御方法は、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯を抽出するステップを含む。さらに、該エネルギー管理装置の制御方法は、前記第１時間帯に、前記コージェネレーション装置の出力電力によって、前記蓄電装置を充電するよう制御するステップを含む。 A control method for an energy management device according to an embodiment of the present invention is a control method for an energy management device that manages a cogeneration device that generates electric power and heat using gas and a power storage device. The control method of the energy management device includes a step of extracting a first time slot in which the power consumption of the customer facility is lower than a predetermined value. Furthermore, the control method of the energy management device includes a step of controlling the power storage device to be charged by the output power of the cogeneration device during the first time period.
本発明の一実施形態に係る熱電供給システムは、ガスによって電力及び熱を生成するコージェネレーション装置と、蓄電装置と、エネルギー管理装置とを備える。前記エネルギー管理装置は、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯に、前記コージェネレーション装置の出力電力によって、前記蓄電装置を充電するよう制御する制御部を備える。 A thermoelectric supply system according to one embodiment of the present invention includes a cogeneration device that generates electric power and heat using gas, a power storage device, and an energy management device. The energy management device includes a control unit that controls the power storage device to be charged with output power of the cogeneration device during a first time period in which power consumption of a customer facility is lower than a predetermined value.
本発明の実施形態に係るエネルギー管理装置、その制御方法及び熱電供給システムによれば、多様な電源装置を効率よく制御することができる。 According to the energy management device, the control method, and the thermoelectric supply system according to the embodiment of the present invention, various power supply devices can be efficiently controlled.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では、特許請求の範囲における「コージェネレーション装置」は燃料電池装置であるものとして説明するが、これに限定されない。コージェネレーション装置は、ガスを主な駆動源として電力及び熱を生成する装置であればよく、例えば、ガスタービン発電機等であってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the "cogeneration device" in the claims will be described as being a fuel cell device, but is not limited thereto. The cogeneration device may be any device that generates electric power and heat using gas as a main driving source, and may be, for example, a gas turbine generator.
（第１の実施形態）
図１に、第１の実施形態に係る熱電供給システム１の概略構成を示す。なお、図１において、実線はガスライン及び電力ライン等を示し、破線は制御ライン及び情報伝達ラインを示す。熱電供給システム１は、需要家施設に設置され、商用電力系統２及び商用ガス系統３に接続される。熱電供給システム１が設置される需要家施設は、例えば、一般家庭、オフィスビル、飲食店及び商業施設等である。なお、需要家施設がオールガス化を採用している場合、熱電供給システム１は、商用電力系統２に接続されていなくてもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
熱電供給システム１は、電力負荷４に、電力を供給する。電力負荷４は、需要家施設に設置される電気機器等であり、電力を消費する。また、熱電供給システム１は、給湯負荷５に、お湯を供給する。給湯負荷５は、需要家施設のお風呂及び温水式床暖房等であり、お湯を消費する。
The
熱電供給システム１は、蓄電装置１０と、燃料電池装置（コージェネレーション装置）１１と、貯湯槽１１Ａと、電力変換装置２０と、分電盤２１と、エネルギー管理装置３０とを備える。なお、蓄電装置１０の定格容量は１０ｋＷｈであるものとする。また、燃料電池装置１１の定格出力電力は９ｋＷであるものとする。
The
蓄電装置１０は、例えば、リチウムイオン蓄電池を含む。蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力によって充電される。なお、蓄電装置１０を、商用電力系統２からの電力によって充電することも可能である。蓄電装置１０は、充電された電力を放電することで、直流電力を、電力変換装置２０に供給する。
燃料電池装置１１は、商用ガス系統３から供給されるガスによって、電力及び熱を生成する。燃料電池装置１１は、例えば、ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）又はＰＥＦＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）等である。
The
燃料電池装置１１は、商用ガス系統３から供給されるガスを用いた電気化学反応によって、直流電力を発電する。燃料電池装置１１は、発電した直流電力を、蓄電装置１０及び電力変換装置２０の少なくとも１つに供給する。また、燃料電池装置１１は、発電に伴って発生した排熱によってお湯を生成し、生成したお湯を貯湯槽１１Ａに貯めておく。
The
貯湯槽１１Ａには、燃料電池装置１１の排熱を回収して生成されたお湯が貯められる。貯湯槽１１Ａに貯められたお湯は、給湯負荷５に供給される。
Hot water generated by collecting the exhaust heat of the
電力変換装置２０は、蓄電装置１０及び燃料電池装置１１の少なくとも１つから供給される直流電力を交流電力に変換する。電力変換装置２０は、変換後の交流電力を、分電盤２１を介して、電力負荷４に供給する。
また、電力変換装置２０は、蓄電装置１０を商用電力系統２からの電力によって充電するとき、まず、商用電力系統２から供給される交流電力を直流電力に変換する。次に、電力変換装置２０は、変換後の直流電力を蓄電装置１０に供給する。
When charging
分電盤２１は、電力変換装置２０から供給される電力を、電力負荷４に分配する。また、分電盤２１は、商用電力系統２から供給される電力を、電力負荷４に分配することもできる。
The
エネルギー管理装置３０は、蓄電装置１０及び燃料電池装置１１を管理する。なお、本実施形態では、需要家施設に設置されるエネルギー管理装置３０によって蓄電装置１０等を制御する例を説明するが、外部のサーバによって蓄電装置１０等を制御することも可能である。エネルギー管理装置３０は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを備える。
The
通信部３１は、蓄電装置１０、燃料電池装置１１及び電力変換装置２０と通信する。また、通信部３１は、ネットワークを介して、外部のサーバと通信可能である。
The communication unit 31 communicates with the
記憶部３２は、エネルギー管理装置３０の処理に必要な情報及びエネルギー管理装置３０の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを記憶している。記憶部３２は、例えば、後述の電力需要情報、熱需要情報及びガス供給情報等を記憶している。
The
制御部３３は、エネルギー管理装置３０全体を制御及び管理するものである。制御部３３は、例えば、各機能の処理を実行させるソフトウェアを読込んだ汎用のＣＰＵ（中央処理装置）等の任意のプロセッサによって構成されてもよい。又は、制御部３３は、例えば、各機能の処理特化した専用のプロセッサによって構成されてもよい。
The
本実施形態では、制御部３３は、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって、蓄電装置１０を充電するよう制御する。制御部３３は、例えば、この処理を行う前日に、第１時間帯を抽出する。以下、前日に第１時間帯を抽出するときの制御部３３の処理の一例について説明する。
In the present embodiment, the
制御部３３は、翌日の、需要家施設の電力需要情報を取得する。電力需要情報には、例えば、１日における電力負荷４の消費電力の情報が含まれる。
The
例えば、制御部３３は、電力需要情報を予測値として取得してもよい。この場合、制御部３３は、予め、記憶部３２に、１日における電力負荷４の消費電力を時刻に対応付けて記憶させておく。そして、制御部３３は、記憶部３２に予め記憶されている、電力負荷４の消費電力を取得することで、予測値としての電力需要情報を取得する。このとき、制御部３３は、翌日の気温と同程度の気温であった過去日における電力需要情報を、記憶部３２から読み出し、電力需要情報の予測値として取得してもよい。また、制御部３３は、電力需要情報の１週間分の平均値を、電力需要情報の予測値として取得してもよい。
For example, the
制御部３３は、需要家施設の電力需要情報に基づき、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯を抽出する。以下では、所定値は、燃料電池装置１１の定格出力電力（９ｋＷ）であるものとするが、これに限定されない。所定値は、例えば、燃料電池装置１１の定格出力電力から所定のマージン値を減算した値であってもよい。
The
図２に、需要家施設の１日における消費電力及び消費熱量の一例を示す。消費熱量とは、給湯負荷５が消費するお湯を生成するときに必要な熱量である。なお、図２に示す時刻は、その時刻から、その時刻の１時間後の時刻までの時間帯を示すものとする。例えば、図２に示す１時は、１時から２時までの時間帯を示すものとする。これは、後述の図３〜図８についても同様とする。
FIG. 2 shows an example of power consumption and heat consumption per day of the customer facility. The heat consumption is a heat amount required when the hot
図２には、オフィスビルのような需要家施設の１日における消費電力及び消費熱量が示されている。オフィスビルのような需要家施設では、図２に示すように、昼間の時間帯における消費電力の方が、夜間の時間帯における消費電力よりも大きくなる。図２の例では、夜間から朝方に掛けての時間帯である１時〜８時の時間帯に、需要家施設の消費電力が燃料電池装置１１の定格出力電力（９ｋＷ）を下回る。このため、制御部３３は、１時〜８時の時間帯を、第１時間帯として抽出する。
FIG. 2 shows the power consumption and heat consumption of a customer facility such as an office building in one day. In a consumer facility such as an office building, as shown in FIG. 2, the power consumption during the daytime is greater than the power consumption during the nighttime. In the example of FIG. 2, the power consumption of the customer facility is lower than the rated output power (9 kW) of the
さらに、制御部３３は、需要家施設の熱需要情報又はガス供給情報に基づき、抽出した第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させる。第１運転モードとは、燃料電池装置１１が、電力負荷４に供給する電力を生成しつつ、第１時間帯にわたって、蓄電装置１０を充電するための電力を生成する運転モードである。また、第２運転モードとは、燃料電池装置１１が、電力負荷４に供給する電力を生成しつつ、第２時間帯に、蓄電装置１０を充電するための電力を生成する運転モードである。なお、第２時間帯とは、第１時間帯の一部の時間帯である。
Further, the
以下、制御部３３が、需要家施設の熱需要情報に基づき、燃料電池装置１１を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させるときの処理の詳細について説明する。
Hereinafter, details of processing when the
＜熱需要情報に基づく処理＞
制御部３３は、翌日の、需要家施設の熱需要情報を取得する。熱需要情報には、例えば、１日における給湯負荷５の消費熱量の情報が含まれる。
<Process based on heat demand information>
The
例えば、制御部３３は、熱需要情報を予測値として取得してもよい。この場合、制御部３３は、予め、記憶部３２に、１日における給湯負荷５の消費熱量を時刻に対応付けて記憶させておく。そして、制御部３３は、記憶部３２に予め記憶されている、給湯負荷５の消費熱量を取得することで、予測値としての熱需要情報を取得する。このとき、制御部３３は、翌日の気温と同程度の気温であった過去日における熱需要情報を、記憶部３２から読み出し、熱需要情報の予測値として取得してもよい。また、制御部３３は、熱需要情報の１週間分の平均値を、熱需要情報の予測値として取得してもよい。
For example, the
ここで、本実施形態では、需要家施設の熱需要情報に含まれる１日当たりの消費熱量が小さいとき、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させる。これは、詳しくは後述するが、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させた方が、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させるよりも、ガス消費量が小さくなるためである。一方、本実施形態では、需要家施設の熱需要情報に含まれる１日当たりの消費熱量が大きいとき、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させる。これは、詳しくは後述するが、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させた方が、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させるよりも、燃料電池装置１１の排熱量が増加するためである。燃料電池装置１１の排熱量が増加すれば、燃料電池装置１１の排熱によって生成されるお湯の量も増加する。以下、この処理の詳細について説明する。なお、本実施形態では、１日当たりの消費熱量で判定する場合を例として説明しているが、判定する期間は１日に限るものではなく、予め定めた所定期間であってよい。
Here, in the present embodiment, when the heat consumption per day included in the heat demand information of the customer facility is small, the
制御部３３は、上述の１日当たりの消費熱量が大きいか否かの判定のため、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回るか否か判定する。
The
制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値以下になると判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第１運転モードで運転させる。第１運転モードとは、上述のように、燃料電池装置１１が、電力負荷４に供給する電力を生成しつつ、第１時間帯にわたって、蓄電装置１０を充電するための電力を生成する運転モードである。
When the
例えば、第１運転モードにおいて、制御部３３は、需要家施設の消費電力と第１電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させる。第１電力とは、蓄電装置１０を充電するための電力である。第１電力は、蓄電装置１０の空き容量を第１時間帯の時間で除算することで算出される。空き容量とは、例えば、蓄電装置１０の定格容量から蓄電装置１０の蓄電量を減算したものである。このように制御したときの燃料電池装置１１の出力電力の一例を図３に示す。
For example, in the first operation mode, the
図３には、図２に示す１時〜８時の第１時間帯に燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させたときの燃料電池装置１１の出力電力の一例が示されている。図２の例では、第１時間帯の時間は、１時から８時までの７時間である。また、蓄電装置１０の空き容量は１０ｋＷｈであるものとする。このとき、第１電力は、蓄電装置１０の空き容量１０ｋＷｈを第１時間帯の時間である７時間で除算した値、すなわち、１．４３ｋＷ（＝１０ｋＷｈ÷７時間）と算出される。従って、１時〜８時の第１時間帯において、燃料電池装置１１の出力電力は、図２に示す消費電力（電力負荷４の消費電力）と、１．４３ｋＷとを足し合わせた値になる。
FIG. 3 shows an example of the output power of the
さらに、制御部３３は、第１時間帯に、すなわち、燃料電池装置１１が第１運転モードで運転しているときに、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するよう制御する。図３に示す１時〜８時の第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するときの蓄電装置１０の充電量の様子を、図４に示す。
Further, the
図４には、図３に示す１時〜８時の第１時間帯に、蓄電装置１０を充電したときの蓄電装置１０の充電量の一例が示されている。図４の例では、蓄電装置１０は、８時には、満充電になっている。なお、満充電とは、例えば、蓄電装置１０の蓄電量が、蓄電装置１０の予め設定された使用可能な蓄電量（例えば、定格容量）の上限値に達した状態である。
FIG. 4 illustrates an example of the charge amount of the
このように第１運転モードで運転させると、燃料電池装置１１の出力電力は、図３に示すように、例えば第２運転モードで運転させる（図６参照）よりも、第１時間帯にわたり均一性が増す。第１時間帯にわたり均一性が増すことで、燃料電池装置１１の出力電力が（例えば定格出力電力の５０％（４．５ｋＷ）よりも）小さくなる時間帯が、増加する。
When operating in the first operation mode in this manner, the output power of the
ここで、燃料電池装置では、燃料電池装置の負荷率と、燃料電池装置のガス消費量との関係は、非線形になる（なお、燃料電池装置の負荷率は、定格出力電力に対する出力電力の割合であり、負荷率＝出力電力／定格出力電力で与えられる）。燃料電池装置の負荷率が所定割合を下回るとき、負荷率が増加しても、ガス消費量はそれほど増加しない（なお、所定割合は、燃料電池装置の固有の特性等によって定まるものであり、燃料電池装置１１では、５０％程度であるものとする）。一方で、燃料電池装置の負荷率が所定割合以上であるとき、負荷率にほぼ比例して、ガス消費量は増加する。つまり、燃料電池装置では、燃料電池装置の負荷率が所定割合を下回るとき、負荷率が増加してもガス消費量はそれほど増加しないため、ガス消費量を効率よく低減させることができる。
Here, in the fuel cell device, the relationship between the load factor of the fuel cell device and the gas consumption of the fuel cell device becomes non-linear (the load factor of the fuel cell device is the ratio of the output power to the rated output power). And load factor = output power / rated output power). When the load factor of the fuel cell device is lower than the predetermined ratio, the gas consumption does not increase so much even if the load factor increases (the predetermined ratio is determined by the inherent characteristics of the fuel cell device and the like. In the
従って、本実施形態では、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させることで、燃料電池装置１１の負荷率が所定割合５０％を下回る時間帯を増加させ、燃料電池装置のガス消費量を低減させる。図５に、図３に示す第１運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの燃料電池装置１１のガス消費量の一例を示す。図５の例では、燃料電池装置１１の第１時間帯（１時〜８時）におけるガス消費量は６．６０ｍ3であり、図８に示す第２運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの燃料電池装置１１のガス消費量よりも、小さくなる。
Therefore, in the present embodiment, by operating the
このように、本実施形態では、制御部３３によって、１日当たりの消費熱量が第１閾値以下になると判定したとき、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させる。これにより、燃料電池装置１１のガス消費量を低減させつつ、商用電力系統２から買電することなく、蓄電装置１０を充電することができる。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、制御部３３は、第１時間帯に、燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、蓄電装置１０を第１電力で充電するように制御してもよい。こうすると、第１時間帯において、燃料電池装置１１に対する負荷は、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０への第１電力とを足し合わせた値となる。従って、燃料電池装置１１は、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０への第１電力とを足し合わせた値に、追従するように運転する。つまり、燃料電池装置１１の出力電力は、需要家施設の消費電力と、第１電力とを足し合わせた値となる。
Note that the
一方、制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回ると判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第２運転モードで運転させる。第２運転モードとは、上述のように、燃料電池装置１１が、電力負荷４に供給する電力を供給しつつ、第２時間帯に、蓄電装置１０を充電するための電力を生成する運転モードである。第２時間帯とは、上述のように、第１時間帯の一部の時間帯である。
On the other hand, when the
例えば、第２運転モードにおいて、制御部３３は、第２時間帯を除く第１時間帯では、需要家施設の消費電力と同等の電力を、燃料電池装置１１に生成させる。さらに、制御部３３は、第２時間帯では、需要家施設の消費電力と、第２電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させる。第２電力とは、蓄電装置１０を充電するための電力である。制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力と、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０の空き容量とに基づき、第２電力を設定する。さらに、制御部３３は、第２電力の設定に基づき、第２時間帯を設定する。このように制御したときの燃料電池装置１１の出力電力の一例を図６に示す。
For example, in the second operation mode, the
図６には、図２に示す１時〜８時の第１時間帯に燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させたときの燃料電池装置１１の出力電力の一例が示されている。なお、図６では、第２時間帯が、１時〜３時の時間帯に設定されている。制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力９ｋＷと、図２に示す需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０の空き容量１０ｋＷｈとに基づき、第２時間帯のうち１時〜２時の時間帯において、第２電力を６ｋＷに設定している。さらに、制御部３３は、第２時間帯のうち２時〜３時の時間帯において、第２電力を４ｋＷに設定している。
FIG. 6 shows an example of the output power of the
以下、第２電力及び第２時間帯を設定するときの制御部３３の処理等の一例について説明する。
Hereinafter, an example of processing of the
＜第２電力及び第２時間帯を設定する処理＞
例えば、制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力から、第１時間帯の最初の１時間（以下「第１時間」という）における需要家施設の消費電力を減算して、第１値を算出する。図６の例では、制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力９ｋＷから、１時〜２時の第１時間における需要家施設の消費電力を減算して、第１値を６ｋＷと算出する。さらに、制御部３３は、算出した第１値が蓄電装置１０の空き容量よりも大きいか否か判定する。
<Process for setting second power and second time zone>
For example, the
制御部３３は、第１値が蓄電装置１０の空き容量よりも大きいと判定したとき、第１時間における第２電力を蓄電装置１０の空き容量と同じ値に設定する。次に、制御部３３は、第２電力の設定に基づき第２時間帯を設定する。この場合、制御部３３は、第１時間を、第２時間帯に設定する。
When determining that the first value is larger than the free space of
一方、制御部３３は、第１値が蓄電装置１０の空き容量よりも小さいと判定したとき、第１時間における第２電力を第１値に設定する。図６の例では、制御部３３は、算出した第１値である６ｋＷが蓄電装置１０の空き容量１０ｋＷよりも小さいため、１時〜２時の第１時間における第２電力を６ｋＷに設定する。その後、制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力から、第１時間の次の１時間（以下「第２時間」という）における需要家施設の消費電力を減算して、第２値を算出する。図６の例では、制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力９ｋＷから、２時〜３時の第２時間における需要家施設の消費電力を減算して、第３値を６ｋＷと算出する。さらに、制御部３３は、第２値が、蓄電装置１０の空き容量から第１値を減算した値よりも、大きいか否か判定する。
On the other hand, when determining that the first value is smaller than the free space of
制御部３３は、第２値が、蓄電装置１０の空き容量から第１値を減算した値よりも、大きいと判定したとき、第２時間における第２電力を、蓄電装置１０の空き容量から第１値を減算した値に設定する。さらに、制御部３３は、第１時間と第２時間とを合わせた時間帯を、第２時間帯に設定する。図６の例では、算出した第２値である６ｋＷが、蓄電装置１０の空き容量から第１値（６ｋＷ）を減算した値である４ｋＷよりも、大きい。そのため、制御部３３は、２時〜３時の第２時間における第２電力を、蓄電装置１０の空き容量から第１値（６ｋＷ）を減算した値である４ｋＷに設定する。次に、制御部３３は、第２電力の設定に基づき第２時間帯を設定する。この場合、制御部３３は、１時〜２時の第１時間と、２時〜３時の第２時間とを合わせた１時〜３時の時間帯を、第２時間帯に設定する。
When determining that the second value is larger than the value obtained by subtracting the first value from the free space of the
一方、制御部３３は、第２値が、蓄電装置１０の空き容量から第１値を減算した値よりも、小さいと判定したとき、第２時間における第２電力を第２値に設定する。その後、制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力から、第２時間の次の１時間（以下「第３時間」という）における需要家施設の消費電力を減算して、第３値を算出する。制御部３３は、第３値を用いて、上述の第２値と同様の処理を繰り返し行う。
On the other hand, when determining that the second value is smaller than the value obtained by subtracting the first value from the free space of
以上で、第２電力及び第２時間帯を設定するときの制御部３３の処理の一例についての説明を終える。
This concludes the description of an example of the process of the
さらに、制御部３３は、第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する。図６に示す１時〜３時の第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するときの蓄電装置１０の充電量の様子を、図７に示す。
Furthermore, the
図７には、図６に示す１時〜３時の第２時間帯に、蓄電装置１０を充電したときの蓄電装置１０の充電量の一例が示されている。図７の例では、蓄電装置１０は、３時には満充電になっている。
FIG. 7 illustrates an example of the charge amount of the
このように第２運転モードで運転させると、第２時間帯における燃料電池装置１１の出力電力は、図６に示すように、第１運転モードで運転させたとき（図３参照）よりも、大きくなる。
When operating in the second operation mode in this manner, the output power of the
ここで、燃料電池装置では、燃料電池装置の負荷率と、燃料電池装置の排熱量との関係は、非線形になる。燃料電池装置の負荷率が所定割合を下回るとき、負荷率が増加しても、排熱量はそれほど増加しない。一方で、燃料電池装置の負荷率が所定割合以上となるとき、負荷率にほぼ比例して、排熱量は増加する。つまり、燃料電池装置では、燃料電池装置の負荷率が所定割合以上となるとき、負荷率にほぼ比例して排熱量は増加するため、排熱量を効率よく増加させることができる。 Here, in the fuel cell device, the relationship between the load factor of the fuel cell device and the amount of heat exhausted from the fuel cell device is nonlinear. When the load factor of the fuel cell device is lower than the predetermined ratio, even if the load factor increases, the amount of exhaust heat does not increase so much. On the other hand, when the load factor of the fuel cell device is equal to or higher than the predetermined ratio, the amount of exhaust heat increases substantially in proportion to the load factor. That is, in the fuel cell device, when the load factor of the fuel cell device is equal to or higher than the predetermined ratio, the amount of exhaust heat increases substantially in proportion to the load factor, so that the amount of exhaust heat can be efficiently increased.
従って、本実施形態では、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させることで、燃料電池装置１１の負荷率が所定割合（５０％）以上となる時間帯を増加させる。これにより、本実施形態では、燃料電池装置１１の排熱量を増加させる。図８に、図６に示す第２運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの燃料電池装置１１のガス消費量の一例を示す。図８の例では、燃料電池装置１１の排熱量は４１．６ｋＷｈである。従って、第２運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの排熱量は、図５に示す第１運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときよりも、増加する。
Therefore, in the present embodiment, by operating the
このように、本実施形態では、制御部３３によって、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回ると判定したとき、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させる。これにより、燃料電池装置１１の排熱量を増加させつつ、商用電力系統２から買電することなく、蓄電装置１０を充電することができる。燃料電池装置１１の排熱量を増加させることで、燃料電池装置１１の排熱によってお湯をより多く生成することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、制御部３３は、第１時間帯に燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、第２時間帯に蓄電装置１０を第２電力で充電するように制御してもよい。こうすると、第２時間帯において、燃料電池装置１１に対する負荷は、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０への第２電力とを足し合わせた値となる。従って、燃料電池装置１１は、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０への第２電力とを足し合わせた値に、追従するように運転する。つまり、燃料電池装置１１の出力電力は、第２時間帯において、需要家施設の消費電力と、第２電力とを足し合わせた値となる。
The
ところで、近々、ガス自由化が実地される。このガス自由化によって、ガス会社によるガスの需要調整が実施されると想定される。ガスの需要調整では、ガス会社から需要家施設へガスＤＲ（デマンドレスポンス）の要請が発動されたり、時間帯によって異なるガス料金が設定されたりすることが想定される。そこで、本実施形態では、これらの事情を考慮した制御部３３の処理について説明する。以下、制御部３３が、需要家施設のガス供給情報に基づき、燃料電池装置１１を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させるときの処理の詳細について説明する。
By the way, gas liberalization will be practiced soon. It is assumed that gas demand will be adjusted by the gas company by this gas liberalization. In the gas demand adjustment, it is assumed that a request for a gas DR (demand response) is issued from a gas company to a customer facility, or a different gas rate is set depending on a time zone. Therefore, in the present embodiment, processing of the
＜ガス供給情報に基づく処理＞
制御部３３は、定期的に、需要家施設のガス供給情報を、外部のサーバから通信部３１を介して取得する。ガス供給情報には、例えば、ガス会社（商用ガス系統３）からのガスＤＲの要請、ガス料金の情報等が含まれる。
<Process based on gas supply information>
The
制御部３３は、ガス供給情報に基づき、ガスＤＲの要請を取得したか否か判定する。
The
制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得していないと判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第１運転モードで運転させる（図３参照）。さらに、制御部３３は、燃料電池装置１１が第１運転モードで運転しているときに、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する（図４参照）。
When determining that the request for the gas DR has not been obtained, the
上述のように第１運転モードで運転させると、燃料電池装置１１の出力電力は、図３に示すように、例えば第２運転モードで運転させる（図６参照）よりも、第１時間帯にわたり均一性が増す。第１時間帯にわたり均一性が増すことで、燃料電池装置１１の出力電力（例えば定格出力電力の５０％（４．５ｋＷ）よりも）小さくなる時間帯が、増加する。これにより、上述のように、本実施形態では、ガス消費量を低減させることができる。
When the
なお、制御部３３は、上述と同様に、第１時間帯に、燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、蓄電装置１０を第１電力で充電するように制御してもよい。
Note that, similarly to the above, the
一方、制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得したと判定したとき、さらに、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれるか否か判定する。
On the other hand, when determining that the request for the gas DR has been acquired, the
制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれないと判定したとき、ガスＤＲの要請を取得していないと判定したときと同様の処理を行う。
When the
制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれると判定したとき、第１時間帯において、ガス消費の低減を要請されている時間帯と重ならないように第２時間帯を設定して、燃料電池装置１１を、第２運転モードで運転させる。さらに、制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されていない時間帯を、第２時間帯に設定する。例えば、第１時間帯が図２に示す１時〜８時の時間帯であり、１時〜３時の時間帯がガス消費を低減させるように要請されていない時間帯であるとする。この場合、制御部３３は、１時〜３時の時間帯を第２時間帯に設定する（図６参照）。
When determining that the time zone requested to reduce the gas consumption is included in the first time zone, the
加えて、制御部３３は、蓄電装置１０の空き容量と、設定した第２時間帯とに基づき、第２電力を設定する。例えば、制御部３３は、設定した第２時間帯における第２電力の積分値が蓄電装置１０の空き容量の値と同一となるように、第２電力を設定する。
In addition,
さらに、制御部３３は、第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する（図７参照）。
Furthermore, the
このように第２運転モードで運転させると、ガス消費を低減させるように要請されていない第２時間帯（図８の例では、１時〜３時の時間帯）に蓄電装置１０を充電することが可能になる。言い換えれば、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されている時間帯では、燃料電池装置１１のガス消費量を抑えることが可能になる。
When operating in the second operation mode in this manner, the
なお、制御部３３は、上述と同様に、第１時間帯に燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、第２時間帯に蓄電装置１０を第２電力で充電するように制御してもよい。
Note that, similarly to the above, the
なお、制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得したか否か判定する代わりに、時間帯によってガス料金が異なるか否か判定してもよい。さらに、制御部３３は、時間帯によってガス料金が異なると判定しないときに、燃料電池装置１１の運転モードを、第１運転モードに決定してもよい。また、制御部３３は、時間帯によってガス料金が異なると判定したときに、燃料電池装置１１の運転モードを、第２運転モードに決定してもよい。この場合、制御部３３は、ガス料金が安くなる時間帯を第２時間帯として設定する。
Note that the
以上のように、本実施形態では、制御部３３は、需要家施設の消費電力が小さくなる時間帯を第１時間帯として抽出する。さらに、制御部３３は、上記の＜熱需要情報に基づく処理＞及び＜ガス供給情報に基づく処理＞で説明したように、抽出した第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電しておく。これにより、第１時間帯以外の時間帯は、蓄電装置１０からの放電電力（又は燃料電池装置１１の出力電力）によって、電力負荷４に電力を供給することが可能になる。つまり、第１時間帯に蓄電装置１０を充電しておくことで、商用電力系統２からの買電電力を低減させることが可能になる。図２の例では、制御部３３は、０時〜１時及び８時〜２３時の時間帯、商用電力系統２からの買電電力を低減させることが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the
＜熱需要情報に基づく動作＞
エネルギー管理装置３０が、需要家施設の熱需要情報に基づき、蓄電装置１０及び燃料電池装置１１を制御するときの動作を、図９を参照して説明する。なお、図９に示す処理は、前日に行われるものとする。
<Operation based on heat demand information>
The operation when the
まず、制御部３３は、翌日の、需要家施設の電力需要情報及び熱需要情報を取得する（ステップＳ１０１）。制御部３３は、需要家施設の電力需要情報に基づき、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯を抽出する（ステップＳ１０２）。制御部３３は、図２において、所定値が燃料電池装置１１の定格出力電力（９ｋＷ）である場合、１時〜８時の時間帯を、第１時間帯として抽出する。
First, the
このようなステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理によって、需要家施設の消費電力が大きくなく、燃料電池装置１１の出力電力に余裕がある時間帯が第１時間帯として抽出される。言い換えれば、商用電力系統２から買電することなく、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電することができる時間帯が第１時間帯として抽出される。
Through the processing in steps S101 and S102, a time zone in which the power consumption of the customer facility is not large and the output power of the
制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回るか否か判定する（ステップＳ１０３）。制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値以下になると判定したとき（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理に進む。一方、制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回ると判定したとき（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の処理に進む。
The
ステップＳ１０４の処理では、制御部３３は、ステップＳ１０２の処理で抽出した第１時間帯における燃料電池装置１１の運転モードを、第１運転モードに決定する。従って、制御部３３は、翌日の第１時間帯において、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させる（図３参照）。
In the process of step S104, the
ステップＳ１０５の処理では、制御部３３は、蓄電装置１０を充電する時間帯を、第１時間帯に決定する。従って、制御部３３は、翌日の第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するよう制御する（図４参照）。
In the process of step S105,
このようなステップＳ１０５等の処理によって、給湯負荷５が消費する給湯量が小さく、１日当たりの消費熱量が第１閾値以下となるとき、燃料電池装置１１は、第１運転モードで運転する。これにより、本実施形態では、燃料電池装置１１のガス消費量を低減させつつ、蓄電装置１０を充電することが可能になる。
When the amount of hot water consumed by the hot
ステップＳ１０６の処理では、制御部３３は、ステップＳ１０２の処理で抽出した第１時間帯における燃料電池装置１１の運転モードを、第２運転モードに決定する。従って、制御部３３は、翌日の第１時間帯において、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させる（図６参照）。
In the process of step S106, the
ステップＳ１０７の処理では、制御部３３は、蓄電装置１０を充電する時間帯を、第２時間帯に決定する。従って、制御部３３は、翌日の第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するよう制御する（図７参照）。
In the process of step S107,
このようなステップＳ１０７等の処理によって、給湯負荷５が消費する給湯量が大きく、１日当たりの消費熱量が第１閾値以上となるとき、燃料電池装置１１は、第２運転モードで運転する。これにより、燃料電池装置１１の排熱量を増加させつつ、蓄電装置１０を充電することが可能になる。燃料電池装置１１の排熱量を増加させることで、燃料電池装置１１の排熱によってお湯をより多く生成することが可能になる。
When the amount of hot water consumed by the hot
＜ガス供給情報に基づく動作＞
エネルギー管理装置３０が、需要家施設のガス供給情報に基づき、蓄電装置１０及び燃料電池装置１１を制御するときの動作を、図１０を参照して説明する。なお、図１０に示す処理は、前日に行われるものとする。
<Operation based on gas supply information>
The operation when the
まず、制御部３３は、翌日の、需要家施設の電力需要情報を取得する（ステップＳ２０１）。さらに、制御部３３は、図９に示すステップＳ１０２の処理と同様にして、ステップ２０２の処理を行う。
First, the
次に、制御部３３は、ガス会社（商用ガス系統３）から、ガスＤＲの要請を取得したか否か判定する（ステップＳ２０３）。制御部３３は、ガス会社からガスＤＲの要請を取得しないと判定したとき（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０５の処理に進む。一方、制御部３３は、ガス会社からガスＤＲの要請を取得したと判定したとき（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４の処理に進む。
Next, the
ステップＳ２０４の処理では、制御部３３は、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれるか否か判定する。制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれると判定したとき（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７の処理に進む。一方、制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれないと判定したとき（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０５の処理に進む。
In the process of step S204, the
制御部３３は、図９に示すステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理と同様にして、ステップＳ２０５，Ｓ２０６の処理を行う。
The
このようなステップＳ２０３〜Ｓ２０６の処理によって、ガス会社がガスＤＲの要請を発動していないとき等、制御部３３は、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させる。これにより、本実施形態では、燃料電池装置１１のガス消費量を低減させつつ、蓄電装置１０を充電することが可能になる。
The
ステップＳ２０７の処理では、制御部３３は、ステップＳ２０２の処理で抽出した第１時間帯における燃料電池装置１１の運転モードを、第２運転モードに決定する。さらに、ステップＳ２０７の処理では、制御部３３は、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されていない時間帯を第２時間帯に設定する。従って、制御部３３は、翌日の第１時間帯において燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させる。
In the process of step S207, the
ステップＳ２０８の処理では、蓄電装置１０を充電する時間帯を、ステップＳ２０７の処理によって設定した第２時間帯に決定する。従って、制御部３３は、翌日の第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するよう制御する（図７参照）。
In the process of step S208, the time zone for charging
このようなステップＳ２０７等の処理によって、ガス会社がガスＤＲの要請を発動しているとき等では、ガス消費を低減させるように要請されていない時間帯が第２時間帯に設定される。これにより、ガス消費を低減させるように要請されていない第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電することが可能になる。さらに、ガスＤＲの要請によってガスを低減させるように要請されている時間帯では、燃料電池装置１１のガス消費量を抑えることが可能になる。
By such processing in step S207 and the like, when the gas company has issued a request for gas DR or the like, a time zone in which a request to reduce gas consumption is not made is set as the second time zone. This allows the
なお、ステップＳ２０３の処理において、制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得したか否か判定する代わりに、時間帯によってガス料金が異なるか否か判定してもよい。さらに、制御部３３は、時間帯によってガス料金が異なると判定しないときに、ステップＳ２０５の処理によって燃料電池装置１１の運転モードを、第１運転モードに決定してもよい。また、制御部３３は、時間帯によってガス料金が異なると判定したときに、ステップＳ２０７の処理によって、燃料電池装置１１の運転モードを、第２運転モードに決定してもよい。この場合、制御部３３は、ガス料金が安くなる時間帯を第２時間帯として設定する。
In addition, in the process of step S203, the
以上のように、第１の実施形態では、需要家施設の消費電力が小さくなる第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０が充電される。これにより、本実施形態では、第１時間帯以外の時間帯は、蓄電装置１０からの放電電力（又は燃料電池装置１１の出力電力）によって、電力負荷４に電力を供給することが可能になる。つまり、第１時間帯に蓄電装置１０を充電しておくことで、商用電力系統２からの買電電力を低減させることが可能になる。従って、本実施形態では、燃料電池装置及び蓄電装置といった、多様な電源装置を効率よく制御することができる。
As described above, in the first embodiment, the
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る熱電供給システム１ａについて説明する。以下では、第１の実施形態に係る熱電供給システム１との相違点を主に説明する。
(Second embodiment)
Next, a
図１１に、第２の実施形態に係る熱電供給システム１ａの概略構成を示す。なお、図１１に示す構成要素において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には、同一符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 11 shows a schematic configuration of a
熱電供給システム１ａは、蓄電装置１０と、燃料電池装置１１と、貯湯槽１１Ａと、太陽光発電装置１２と、電力変換装置２０と、分電盤２１と、エネルギー管理装置３０とを備える。蓄電装置１０の定格容量は１０ｋＷｈであるものとする。また、燃料電池装置１１の定格出力電力は９ｋＷであるものとする。また、太陽光発電装置１２の定格出力電力は５ｋＷであるものとする。
The
蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力によって充電される。さらに、第２の実施形態では、蓄電装置１０を、太陽光発電装置１２の発電電力によって充電することも可能である。
太陽光発電装置１２は、例えば、需要家施設の屋根等に設置される。太陽光発電装置１２は、太陽光のエネルギーから電力を発電する。太陽光発電装置１２は、発電した電力を、蓄電装置１０に供給する。太陽光発電装置１２は、発電した直流電力を、蓄電装置１０及び電力変換装置２０の少なくとも１つに供給する。
The solar
なお、需要家施設が電力会社（商用電力系統２）と売電契約をしている場合、太陽光発電装置１２の発電電力を商用電力系統２へ逆潮流させて売電することも可能である。
When the customer facility has a power sales contract with a power company (commercial power system 2), the power generated by the photovoltaic
第２の実施形態では、電力変換装置２０は、蓄電装置１０、燃料電池装置１１及び太陽光発電装置１２の少なくとも１つから供給される直流電力を交流電力に変換する。電力変換装置２０は、変換後の交流電力を、分電盤２１を介して、電力負荷４に供給する。
In the second embodiment, the
制御部３３は、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する。さらに、第２の実施形態では、制御部３３は、第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力と、太陽光発電装置１２の発電電力とによって、蓄電装置１０を充電することも可能である。以下、前日に第１時間帯を抽出するときの制御部３３の処理の一例について説明する。
The
制御部３３は、第１の実施形態と同様に、翌日の、需要家施設の電力情報を取得する。さらに、第２の実施形態では、制御部３３は、太陽光発電装置１２の発電量の情報を取得する。
The
例えば、制御部３３は、太陽光発電装置１２の発電量の情報を、予測値として取得してもよい。この場合、制御部３３は、予め、記憶部３２に、１日における太陽光発電装置１２の発電電力を時刻に対応付けて記憶させておく。そして、制御部３３は、記憶部３２に予め記憶されている、太陽光発電装置１２の発電電力を取得することで、予測値としての太陽光発電装置１２の発電量の情報を取得する。このとき、制御部３３は、翌日の気温と同程度の気温であった過去日における太陽光発電装置１２の発電電力を、記憶部３２から読み出してもよい。そして、制御部３３は、その読み出した過去日における太陽光発電装置１２の発電電力を、太陽光発電装置１２の発電量の情報の予測値として取得してもよい。また、制御部３３は、太陽光発電装置１２の発電電力の１週間分の平均値を、太陽光発電装置１２の発電量の情報の予測値として取得してもよい。
For example, the
制御部３３は、第１の実施形態と同様に、需要家施設の電力需要情報に基づき、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯を抽出する。以下では、所定値は、燃料電池装置１１の定格出力電力（９ｋＷ）であるものとするが、これに限定されない。所定値は、例えば、燃料電池装置１１の定格出力電力から所定のマージン値を減算した値であってもよい。また、所定値は、例えば、燃料電池装置１１の定格出力電力と、太陽光発電装置１２の発電量の情報とに基づき設定される値であってもよい。
As in the first embodiment, the
図１２に、需要家施設の１日における消費電力及び消費熱量、及び、太陽光発電装置１２の発電電力の一例を示す。なお、図１２に示す時刻は、その時刻から、その時刻の１時間後の時刻までの時間帯を示すものとする。例えば、図１２に示す１時は、１時から２時までの時間帯を示すものとする。これは、後述の図１３〜図１８についても同様とする。
FIG. 12 illustrates an example of power consumption and heat consumption of the customer facility in one day, and power generated by the solar
図１２には、一般家庭のような需要家施設の１日における消費電力等が示されている。一般家庭のような需要家施設では、図１２に示すように、夜間の時間帯における消費電力の方が、昼間の時間帯における消費電力よりも大きい。図１２の例では、昼間の時間帯である９時〜１７時の時間帯に、需要家施設の消費電力が燃料電池装置１１の定格出力電力（９ｋＷ）を下回る。このため、制御部３３は、９時〜１７時の時間帯を、第１時間帯として抽出する。
FIG. 12 shows the power consumption and the like of a customer facility such as a general household in one day. In a consumer facility such as a general home, as shown in FIG. 12, the power consumption in the night time zone is larger than the power consumption in the day time zone. In the example of FIG. 12, the power consumption of the customer facility is lower than the rated output power (9 kW) of the
制御部３３は、需要家施設の熱需要情報又はガス供給情報に基づき、抽出した第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させる。
The
以下、制御部３３が、需要家施設の熱需要情報に基づき、燃料電池装置１１を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させるときの処理の詳細について説明する。
Hereinafter, details of processing when the
＜熱需要情報に基づく処理＞
制御部３３は、第１の実施形態と同様に、翌日の、需要家施設の熱需要情報を取得する。制御部３３は、取得した需要家施設の熱需要情報に基づき、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回るか否か判定する。
<Process based on heat demand information>
The
制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値以下になると判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第１運転モードで運転させる。
When the
例えば、第１運転モードにおいて、制御部３３は、需要家施設の消費電力から太陽光発電装置１２の発電電力を減算した値と、第１電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させる。この場合、太陽光発電装置１２の発電電力は、電力負荷４に供給される。また、この例では、蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力のみによって充電される。このように制御したときの燃料電池装置１１の出力電力の様子を、図１３に示す。
For example, in the first operation mode, the
図１３には、図１２に示す９時〜１７時の第１時間帯に、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させたときの燃料電池装置１１の出力電力、及び、太陽光発電装置１２の発電電力の一例が示されている。図１２の例では、第１時間帯の時間は８時間である。また、蓄電装置１０の空き容量は１０ｋＷｈであるものとする。このとき、第１電力は、１．２５ｋＷ（＝１０ｋＷｈ÷８ｈ）と算出される。従って、図１３に示すように、９時〜１７時の第１時間帯において、燃料電池装置１１の出力電力は、図１２に示す消費電力から、太陽光発電装置１２の発電電力を減算した値と、１．２５ｋＷとを足し合わせた値になる。
FIG. 13 shows the output power of the
なお、例えば、第１運転モードにおいて、制御部３３は、需要家施設の消費電力と、第３電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させてもよい。第３電力とは、蓄電装置１０を充電するための電力であり、燃料電池装置１１から蓄電装置１０に供給される電力である。第３電力は、蓄電装置１０の空き容量から、第１時間帯における太陽光発電装置１２の発電電力量を減算して算出される値を、第１時間帯で除算することで算出される。この例では、蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力及び太陽光発電装置１２の発電電力の両方によって、充電される。
Note that, for example, in the first operation mode, the
また、例えば、第１運転モードにおいて、制御部３３は、第１の実施形態と同様に、需要家施設の消費電力と、第１電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させてもよい。この場合、太陽光発電装置１２の発電電力を、商用電力系統２へ逆潮流させて売電してもよい。また、この例では、蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力のみによって充電される。
Further, for example, in the first operation mode, the
制御部３３は、第１時間帯、すなわち、燃料電池装置１１が第１運転モードで運転しているときに、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するよう制御する。図１３に示す９時〜１７時の第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するときの蓄電装置１０の充電量の様子を、図１４に示す。
The
図１４には、図１３に示す９時〜１７時の第１時間帯に、蓄電装置１０を充電したときの蓄電装置１０の充電量の一例が示されている。図１４の例では、蓄電装置１０は、１７時には満充電になっている。
FIG. 14 illustrates an example of the charge amount of
このように第１運転モードで運転させると、燃料電池装置１１の出力電力は、図１３に示すように、例えば第２運転モードで運転させる（図１６参照）よりも、第１時間帯にわたり均一性が増す。第１時間帯にわたり均一性が増すことで、燃料電池装置１１の出力電力が（例えば定格出力電力の５０％（４．５ｋＷ）よりも）小さくなる時間帯が、増加する。
When the
ここで、第１の実施形態で説明したように、燃料電池装置では、燃料電池装置の負荷率が所定割合（５０％）を下回るとき、ガス消費量を効率よく低減させることができる。従って、本実施形態では、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させることで、燃料電池装置１１の負荷率が所定割合を下回る時間帯を増加させ、燃料電池装置のガス消費量を低減させる。図１５に、図１３に示す第１運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの燃料電池装置１１のガス消費量の一例を示す。図１５の例では、燃料電池装置１１の第１時間帯（１時〜８時）におけるガス消費量は５．１７ｍ3であり、図１８に示す第２運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの燃料電池装置１１のガス消費量よりも、小さくなる。
Here, as described in the first embodiment, in the fuel cell device, when the load factor of the fuel cell device falls below a predetermined ratio (50%), the gas consumption can be efficiently reduced. Therefore, in the present embodiment, by operating the
このように、本実施形態では、制御部３３によって、１日当たりの消費熱量が第１閾値以下になると判定したとき、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させる。これにより、燃料電池装置１１のガス消費量を低減させつつ、商用電力系統２から買電することなく、蓄電装置１０を充電することができる。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、制御部３３は、上述の第１電力を用いる場合、第１の実施形態と同様に、第１時間帯に、燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、蓄電装置１０を第１電力で充電するように制御してもよい。
When using the first power described above, the
また、制御部３３は、上述の第３電力を用いる場合、第１時間帯に、燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、蓄電装置１０を第３電力で充電するように制御してもよい。こうすると、第１時間帯において、燃料電池装置１１に対する負荷は、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０への第３電力とを足し合わせた値となる。従って、燃料電池装置は、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０への第３電力とを足し合わせた値に、追従するように運転する。つまり、燃料電池装置１１の出力電力は、需要家施設の消費電力と、第３電力とを足し合わせた値となる。
Further, when the above-described third power is used, the
一方、制御部３３は、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回ると判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第２運転モードで運転させる。
On the other hand, when the
例えば、第２運転モードにおいて、制御部３３は、第２時間帯を除く第１時間帯では、需要家施設の消費電力から太陽光発電装置１２の発電電力を減算した値と同等の電力を、燃料電池装置１１に生成させる。さらに、制御部３３は、第２時間帯では、需要家施設の消費電力と、第２電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させる。
For example, in the second operation mode, in the first time zone excluding the second time zone, the
第２の実施形態では、制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力と、需要家施設の消費電力と、太陽光発電装置１２の発電電力と、蓄電装置１０の定格容量とに基づき、第２電力を設定する。さらに、制御部３３は、第２電力の設定に基づき、第２時間帯を設定する。
In the second embodiment, the
例えば、制御部３３は、第１の実施形態の＜第２電力及び第２時間帯を設定する処理＞で説明したようにして、第２電力及び第２時間帯を設定することができる。この場合に、例えば、第１値を算出するとき、制御部３３は、まず、燃料電池装置１１の定格出力電力から、第１時間における需要家施設の消費電力を減算して、減算値を算出する。次に、制御部３３は、算出した減算値から、第１時間における太陽光発電装置１２の発電電力を減算して、第１値を算出する。第２値等についても同様である。この例では、蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力及び太陽光発電装置１２の発電電力の両方によって、充電される。このように制御したときの燃料電池装置１１の出力電力の様子を、図１６に示す。
For example, the
図１６には、図１２に示す９時〜１７時の第１時間帯に、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させたときの燃料電池装置１１の出力電力の一例が示されている。なお、図１６では、第２時間帯が、９時〜１２時の時間帯に設定されている。制御部３３は、燃料電池装置１１の定格出力電力と、図１２に示す需要家施設の消費電力及び太陽光発電装置１２の発電電力と、蓄電装置１０の空き容量１０ｋＷｈとに基づき、第２時間帯のうち９時〜１０時の時間帯において、第２電力を３ｋＷに設定している。また、制御部３３は、第２時間帯のうち１０時〜１１時の時間帯において、第２電力を４ｋＷに設定している。また、制御部３３は、第２時間帯のうち１１時から１２時の時間帯において、第２電力を３ｋＷに設定している。なお、矢印Ａで示す部分の電力は、太陽光発電装置１２の余剰発電電力である。この余剰発電電力を、商用電力系統２へ逆潮流させて売電してもよい。
FIG. 16 shows an example of the output power of the
なお、制御部３３は、第１の実施形態と同様に、燃料電池装置１１の定格出力電力と、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０の空き容量とに基づき、第２電力及び第２時間帯を設定してもよい。つまり、制御部３３は、第１の実施形態の＜第２電力及び第２時間帯を設定する処理＞と同様にして、第２電力及び第２時間帯を設定してもよい。この場合、太陽光発電装置１２の発電電力を、商用電力系統２へ逆潮流させて売電してもよい。また、この例では、蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力のみによって充電される。
Note that, similarly to the first embodiment, the
なお、制御部３３は、第２時間帯では、需要家施設の消費電力から太陽光発電装置１２３の発電電力を減算した値と、第２電力とを足し合わせた値の電力を、燃料電池装置１１に生成させてもよい。この場合、制御部３３は、第１の実施形態と同様に、燃料電池装置１１の定格出力電力と、需要家施設の消費電力と、蓄電装置１０の空き容量とに基づき、第２電力及び第２時間帯を設定してもよい。つまり、制御部３３は、第１の実施形態の＜第２電力及び第２時間帯を設定する処理＞と同様にして、第２電力及び第２時間帯を設定してもよい。この例では、太陽光発電装置１２の発電電力は、電力負荷４に供給される。さらに、この例では、蓄電装置１０は、燃料電池装置１１の出力電力のみによって充電される。
In the second time zone, the
加えて、制御部３３は、第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する。図１６に示す９時〜１２時の第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するときの蓄電装置１０の充電量の様子を、図１７に示す。
In addition, the
図１７には、図１６に示す９時〜１２時の第２時間帯に、蓄電装置１０を充電したときの蓄電装置１０の充電量の一例が示されている。図１７の例では、蓄電装置１０は、１２時には満充電になっている。
FIG. 17 illustrates an example of the charge amount of
このように第２運転モードで運転させると、第２時間帯における燃料電池装置１１の出力電力は、図１６に示すように、第１運転モードで運転させたとき（図１３参照）よりも、大きくなる。
When the
ここで、第１の実施形態で説明したように、燃料電池装置では、燃料電池装置の負荷率が所定割合（５０％）以上となるとき、排熱量を効率よく増加させることができる。従って、本実施形態では、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させることで、燃料電池装置１１の負荷率が所定割合以上となる時間帯を増加させ、燃料電池装置１１の排熱量を増加させる。図１８に、図１６に示す第２運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの燃料電池装置１１のガス消費量の一例を示す。図１８の例では、燃料電池装置１１の排熱量は３８．７ｋＷｈである。第２運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときの排熱量は、図１５に示す第１運転モードで燃料電池装置１１を運転させたときよりも、増加する。
Here, as described in the first embodiment, in the fuel cell device, when the load factor of the fuel cell device is equal to or more than a predetermined ratio (50%), the amount of exhaust heat can be efficiently increased. Therefore, in the present embodiment, by operating the
このように、本実施形態では、制御部３３によって、１日当たりの消費熱量が第１閾値を上回ると判定したとき、燃料電池装置１１を第２運転モードで運転させる。これにより、燃料電池装置１１の排熱量を増加させつつ、商用電力系統２から買電することなく、蓄電装置１０を充電することができる。燃料電池装置１１の排熱量を増加させることで、燃料電池装置１１の排熱によってお湯をより多く生成することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、制御部３３は、第１の実施形態で説明したように、第１時間帯に燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、第２時間帯に蓄電装置１０を第２電力で充電するように制御してもよい。
In addition, as described in the first embodiment, the
次に、制御部３３が、需要家施設のガス供給情報に基づき、燃料電池装置１１を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させるときの処理の詳細について説明する。
Next, details of the processing when the
＜ガス供給情報に基づく処理＞
制御部３３は、第１の実施形態と同様に、定期的に、需要家施設のガス供給情報を、外部のサーバから通信部３１を介して取得する。
<Process based on gas supply information>
The
制御部３３は、ガス供給情報に基づき、ガスＤＲの要請を取得したか否か判定する。
The
制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得していないと判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第１運転モードで運転させる（図１３参照）。さらに、制御部３３は、燃料電池装置１１が第１運転モードで運転しているときに、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する（図１４参照）。
When determining that the request for the gas DR has not been acquired, the
上述のように第１運転モードで運転させると、燃料電池装置１１の出力電力は、図１３に示すように、例えば第２運転モードで運転させる（図１６参照）よりも、第１時間帯にわたり均一性が増す。第１時間帯にわたり均一性が増すことで、燃料電池装置１１の出力電力が（例えば定格出力電力の５０％（４．５ｋＷ）よりも）小さくなる時間帯が、増加する。これにより、上述のように、本実施形態では、ガス消費量を低減させることができる。
When the
なお、制御部３３は、第３電力を用いる場合、上述のように、第１時間帯に、燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、蓄電装置１０を第３電力で充電するように制御してもよい。また、制御部３３は、第１電力を用いる場合、第１の実施形態で説明したように、第１時間帯に、燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、蓄電装置１０を第１電力で充電するように制御してもよい。
When the third power is used, the
一方、制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得したと判定したとき、さらに、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれるか否か判定する。
On the other hand, when determining that the request for the gas DR has been acquired, the
制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれないと判定したとき、ガスＤＲの要請を取得していないと判定したときと同様の処理を行う。
When the
制御部３３は、ガス消費を低減させるように要請されている時間帯が第１時間帯に含まれると判定したとき、第１時間帯において、燃料電池装置１１を、第２運転モード運転させる。さらに、制御部３３は、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されていない時間帯を、第２時間帯に設定する。例えば、第１時間帯が図１２に示す９時〜１７時の時間帯であり、９時〜１２時の時間帯がガス消費を低減させるように要請されていない時間帯であるとする。この場合、制御部３３は、９時〜１２時の時間帯を第２時間帯に設定する（図１６参照）。
When determining that the time zone requested to reduce the gas consumption is included in the first time zone, the
加えて、制御部３３は、太陽光発電装置１２の発電電力と、蓄電装置１０の空き容量と、設定した第２時間帯とに基づき、第２電力を設定する。
In addition, the
例えば、制御部３３は、設定した第２時間帯における第２電力の積分値と、設定した第２時間帯における太陽光発電装置１２の発電電力が蓄電装置１０の空き容量の値と同一となるように、第２電力を設定する。この例では、太陽光発電装置１２の発電電力と、燃料電池装置１１の出力電力とによって、蓄電装置１０が充電される。
For example, the
なお、制御部３３は、第１の実施形態と同様に、蓄電装置１０の空き容量と、設定した第２時間帯とに基づき、第２電力を設定してもよい。このとき、制御部３３は、第１の実施形態と同様に、例えば、設定した第２時間帯における第２電力の積分値が蓄電装置１０の空き容量の値と同一となるように、第２電力を設定する。この場合、太陽光発電装置１２の発電電力を、商用電力系統２へ逆潮流させて売電してもよい。この例では、燃料電池装置１１の出力電力によってのみ蓄電装置１０が充電される。
Note that, similarly to the first embodiment, the
さらに、制御部３３は、第２時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電するように制御する（図１７参照）。
Furthermore, the
このように第２運転モードで運転させると、ガス消費を低減させるように要請されていない第２時間帯（図１６の例では、９時〜１２時の時間帯）に蓄電装置１０を充電することが可能になる。さらに、ガスＤＲの要請によってガス消費を低減させるように要請されている時間帯では、燃料電池装置１１のガス消費量を抑えることが可能になる。
When operating in the second operation mode in this manner,
なお、制御部３３は、第１の実施形態で説明したように、第１時間帯に燃料電池装置１１を負荷追従運転させ、第２時間帯に蓄電装置１０を第２電力で充電するように制御してもよい。
In addition, as described in the first embodiment, the
また、制御部３３は、ガスＤＲの要請を取得したか否か判定する代わりに、時間帯によってガス料金が異なるか否か判定してもよい。さらに、制御部３３は、時間帯によってガス料金が異なると判定しないときに、燃料電池装置１１の運転モードを、第１運転モードに決定してもよい。また、制御部３３は、時間帯によってガス料金が異なると判定したときに、燃料電池装置１１の運転モードを、第２運転モードに決定してもよい。この場合、制御部３３は、ガス料金が安くなる時間帯を第２時間帯として設定する。
Further, instead of determining whether or not the request for the gas DR has been acquired, the
以上のように、本実施形態では、制御部３３は、需要家施設の消費電力が小さくなる時間帯を第１時間帯として抽出する。さらに、制御部３３は、上記の＜熱需要情報に基づく処理＞及び＜ガス供給情報に基づく処理＞において説明したように、抽出した第１時間帯に、燃料電池装置１１の出力電力によって蓄電装置１０を充電しておく。これにより、第１時間帯以外の時間帯は、蓄電装置１０からの放電電力（又は燃料電池装置１１の出力電力）によって、電力負荷４に電力を供給することが可能になる。つまり、第１時間帯に蓄電装置１０を充電しておくことで、商用電力系統２からの買電電力を低減させることが可能になる。図１２の例では、制御部３３は、０時〜８時及び１８時〜２３時の時間帯、商用電力系統２からの買電電力を低減させることが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the
さらに、第２の実施形態では、燃料電池装置１１の出力電力に加えて、太陽光発電装置１２の発電電力によっても、蓄電装置１０を充電することが可能である。さらに、太陽光発電装置１２の発電電力を売電することも可能である。
Further, in the second embodiment, the
＜熱需要情報に基づく動作＞
エネルギー管理装置３０が、需要家施設の熱需要情報に基づき、蓄電装置１０等を制御するときの動作を、図１９を参照して説明する。なお、図１９に示す処理は、前日に行われるものとする。
<Operation based on heat demand information>
The operation when the
制御部３３は、翌日の、需要家施設の電力需要情報及び熱需要情報と、太陽光発電装置１２の発電量の情報を取得する（ステップＳ３０１）。
The
ステップＳ３０２〜Ｓ３０７の処理は、図９に示すステップＳ１０２〜Ｓ１０７の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing of steps S302 to S307 is the same as the processing of steps S102 to S107 shown in FIG.
＜ガス供給情報に基づく動作＞
エネルギー管理装置３０が、需要家施設のガス供給情報に基づき、蓄電装置１０等を制御するときのエネルギー管理装置３０の動作を、図２０を参照して説明する。なお、図２０に示す処理は、前日に行われるものとする。
<Operation based on gas supply information>
The operation of the
制御部３３は、翌日の、需要家施設の電力需要情報と、太陽光発電装置１２の発電量の情報を取得する（ステップＳ４０１）。
The
ステップＳ４０２〜Ｓ４０８の処理は、図１０に示すステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理と同様であるため、説明を省略する。 The processing of steps S402 to S408 is the same as the processing of steps S202 to S208 shown in FIG.
以上のように、第２の実施形態では、燃料電池装置１１の出力電力に加えて、太陽光発電装置１２の発電電力によっても、蓄電装置１０を充電することが可能である。さらに、太陽光発電装置１２の発電電力を売電することも可能である。従って、第２の実施形態では、燃料電池装置、蓄電装置及び太陽光発電装置といった、多様な電源装置を効率よく制御することができる。
As described above, in the second embodiment, the
第２の実施形態に係る熱電供給システム１ａにおいて、その他の効果及び機能は、第１の実施形態に係る熱電供給システム１と同様である。
In the
なお第２の実施形態においては、燃料電池装置１１による発電電力を蓄電装置１０の充電に優先的に用い、太陽光発電装置１２の発電電力は優先的に売電していたが、将来的に太陽光発電及びガスのコストが変動した場合はこれに限られない。例えば、コストによっては、太陽光発電装置１２による発電電力を蓄電装置１０の充電に優先的に用い、燃料電池装置１１の発電電力を優先的に売電してもよい。
In the second embodiment, the power generated by the
（他の実施例）
なお、電力負荷４に電気式の給湯装置が含まれる場合に、抽出した第１時間帯に熱消費量が増加する時間帯が含まれるとき、太陽光発電装置１２の余剰発電電力及び燃料電池装置１１の出力電力を、電気式の給湯装置に供給してもよい。
(Other embodiments)
In addition, when the
図２１に、図１２と同一の需要家施設の１日における消費電力及び消費熱量、及び、太陽光発電装置の発電電力の一例を示す。図２１でも、９時〜１７時の時間帯が第１時間帯として抽出される。図２１の例では、上述の処理によって、制御部３３は、第１時間帯に、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させる。このときの燃料電池装置１１の出力電力の様子を図２２に示す。
FIG. 21 illustrates an example of power consumption and heat consumption per day of the same customer facility as in FIG. 12 and power generated by the solar power generation device. In FIG. 21 as well, the time zone from 9:00 to 17:00 is extracted as the first time zone. In the example of FIG. 21, the
図２２には、図１２に示す９時〜１７時の第１時間帯に、燃料電池装置１１を第１運転モードで運転させたときの燃料電池装置１１の出力電力、及び、太陽光発電装置１２の発電電力の一例が示されている。
FIG. 22 shows the output power of the
ここで、図２１の例では、図１２の例と比較すると、１１時〜１３時の時間帯の消費熱量が多い。さらに、図２２に示すように、１１時〜１３時の時間帯では、太陽光発電装置１２の余剰発電電力が生じている。この場合、この余剰発電電力によって、電力負荷４に電気式の給湯装置を駆動させてもよい。
Here, in the example of FIG. 21, compared to the example of FIG. 12, the amount of heat consumed in the time zone from 11:00 to 13:00 is large. Further, as shown in FIG. 22, in the time zone from 11:00 to 13:00, surplus power generated by the solar
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきた。しかしながら、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。従って、これらも、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。 Although the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each component, each step, and the like can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of components, steps, and the like can be combined into one or divided. It is. Further, the present invention has been described centering on the apparatus. However, the present invention can also be realized as a method, a program, or a storage medium on which the program is executed by a processor included in the device. Therefore, it is to be understood that these are included in the scope of the present invention.
１，１ａ 熱電供給システム
２ 商用電力系統
３ 商用ガス系統
４ 電力負荷
５ 給湯負荷
１０ 蓄電装置
１１ 燃料電池装置（コージェネレーション装置）
１１Ａ 貯湯槽
１２ 太陽光発電装置
２０ 電力変換装置
２１ 分電盤
３０ エネルギー管理装置
３１ 通信部
３２ 記憶部
３３ 制御部
1, 1a
11A Hot
Claims (16)
需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯に、前記コージェネレーション装置の出力電力によって、前記蓄電装置を充電するよう制御する制御部を備える、エネルギー管理装置。 A cogeneration device that generates electric power and heat by gas, and an energy management device that manages a power storage device,
An energy management device, comprising: a control unit that controls the power storage device to be charged with output power of the cogeneration device during a first time period in which power consumption of a customer facility is lower than a predetermined value.
前記制御部は、前記需要家施設の電力需要情報に基づいて、前記第１時間帯を抽出する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 1,
The energy management device, wherein the control unit extracts the first time zone based on power demand information of the customer facility.
前記制御部は、前記需要家施設の熱需要情報又はガス供給情報に基づき、前記第１時間帯において、前記コージェネレーション装置を、第１運転モード又は第２運転モードで運転させ、
前記第１運転モードは、前記コージェネレーション装置が、需要家施設に供給する電力を生成しつつ、前記第１時間帯にわたって、前記蓄電装置を充電するための電力を生成する運転モードであり、
前記第２運転モードは、前記コージェネレーション装置が、需要家施設に供給する電力を生成しつつ、前記第１時間帯の一部の時間帯である第２時間帯に、前記蓄電装置を充電するための電力を生成する運転モードである、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 2,
The control unit, based on the heat demand information or gas supply information of the customer facility, in the first time zone, the cogeneration device is operated in a first operation mode or a second operation mode,
The first operation mode is an operation mode in which the cogeneration device generates power to charge the power storage device over the first time period while generating power to be supplied to the customer facility,
In the second operation mode, the cogeneration device charges the power storage device in a second time zone, which is a part of the first time zone, while generating power to be supplied to a customer facility. Energy management device, which is an operation mode that generates electric power for use.
前記制御部は、前記需要家施設の熱需要情報に基づき、所定期間当たりの消費熱量が第１閾値以下になると判定したとき、前記コージェネレーション装置を前記第１運転モードで運転させ、前記所定期間当たりの消費熱量が第１閾値を上回ると判定したとき、前記コージェネレーション装置を前記第２運転モードで運転させる、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 3,
The control unit, based on the heat demand information of the customer facility, determines that the heat consumption per predetermined period is equal to or less than a first threshold, causes the cogeneration device to operate in the first operation mode, and performs the predetermined period. An energy management device that causes the cogeneration device to operate in the second operation mode when it is determined that the heat consumption per unit exceeds a first threshold.
前記制御部は、前記需要家施設のガス供給情報に基づき、ガスＤＲの要請を取得していないと判定したとき、又は、ガスＤＲの要請を取得したと判定したときにガスＤＲによってガス消費を低減させるように要請されている時間帯が前記第１時間帯に含まれないと判定したとき、前記コージェネレーション装置を前記第１運転モードで運転させ、
前記制御部は、ガスＤＲによってガス消費を低減させるように要請されている時間帯が前記第１時間帯に含まれていると判定したとき、ガス消費の低減を要請されている時間帯と重ならないように前記第２時間帯を設定して、前記コージェネレーション装置を前記第２運転モードで運転させる、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 3,
The control unit, based on the gas supply information of the customer facility, when it is determined that the request for the gas DR has not been obtained, or when it is determined that the request for the gas DR has been obtained, the gas consumption by the gas DR is determined. When it is determined that the time period requested to be reduced is not included in the first time period, the cogeneration device is operated in the first operation mode,
When the control unit determines that the time zone requested to reduce gas consumption by the gas DR is included in the first time zone, the control unit determines that the time zone requested to reduce gas consumption overlaps with the time zone requested to reduce gas consumption. An energy management device, wherein the second time period is set so as not to cause the cogeneration device to operate in the second operation mode.
太陽光発電装置をさらに管理し、
前記制御部は、前記コージェネレーション装置の出力電力と、前記太陽光発電装置の発電電力とによって、前記蓄電装置を充電するよう制御する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to any one of claims 3 to 5,
Further manage the solar power plant,
The energy management device, wherein the control unit controls the power storage device to be charged with output power of the cogeneration device and power generated by the solar power generation device.
前記第１運転モードにおいて、前記制御部は、前記コージェネレーション装置が、前記需要家施設の消費電力と、第１電力とを足し合わせた値の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、
前記第１電力は、前記蓄電装置の空き容量を前記第１時間帯の時間で除算した値である、エネルギー管理装置。 The energy management device according to any one of claims 3 to 6,
In the first operation mode, the control unit controls the cogeneration device such that the cogeneration device generates power having a value obtained by adding the power consumption of the customer facility and the first power. And
The energy management device, wherein the first power is a value obtained by dividing an available capacity of the power storage device by a time of the first time zone.
前記第１運転モードにおいて、前記制御部は、前記コージェネレーション装置が、前記需要家施設の消費電力から前記太陽光発電装置の発電電力を減算した値と、第１電力とを足し合わせた値の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、
前記第１電力は、前記蓄電装置の空き容量を前記第１時間帯の時間で除算した値である、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 6,
In the first operation mode, the control unit may control the cogeneration apparatus to calculate a value obtained by adding a value obtained by subtracting the power generated by the photovoltaic power generator from the power consumption of the customer facility and a first power. Controlling the cogeneration device to generate electric power,
The energy management device, wherein the first power is a value obtained by dividing an available capacity of the power storage device by a time of the first time zone.
前記制御部は、前記第１時間帯に、前記コージェネレーション装置を負荷追従運転させ、前記蓄電装置を前記第１電力で充電する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 7 or 8,
The energy management device, wherein the control unit causes the cogeneration device to perform a load following operation during the first time period and charges the power storage device with the first power.
前記第１運転モードにおいて、前記制御部は、前記コージェネレーション装置が、前記需要家施設の消費電力と、第３電力とを足し合わせた値の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、
前記第３電力は、前記蓄電装置の空き容量から、前記第１時間帯における太陽光発電装置の発電電力量を減算して算出される値を、前記第１時間帯で除算した値である、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 6,
In the first operation mode, the control unit controls the cogeneration device such that the cogeneration device generates power having a value obtained by adding power consumption of the customer facility and third power. And
The third power is a value obtained by subtracting a value calculated by subtracting a power generation amount of the photovoltaic power generation device in the first time zone from the free space of the power storage device by the first time zone. Energy management device.
前記制御部は、前記第１時間帯に、前記コージェネレーション装置を負荷追従運転させ、前記蓄電装置を前記第３電力で充電する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 10,
The energy management device, wherein the control unit causes the cogeneration device to perform a load following operation during the first time period and charges the power storage device with the third power.
前記第２運転モードにおいて、前記制御部は、前記第２時間帯を除く前記第１時間帯では、前記コージェネレーション装置が、前記需要家施設の消費電力と同等の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、さらに、第２時間帯では、前記コージェネレーション装置が、前記需要家施設の消費電力と、前記蓄電装置を充電するための電力である第２電力とを足し合わせた値の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、
前記制御部は、前記需要家施設の熱需要情報に基づき前記コージェネレーション装置を前記第２運転モードで運転させるときは、前記コージェネレーション装置の定格出力電力と、前記需要家施設の消費電力と、前記蓄電装置の空き容量とに基づき、前記第２電力を設定し、さらに、前記第２電力の設定に基づき前記第２時間帯を設定し、
前記制御部は、前記ガス供給情報に基づき前記コージェネレーション装置を前記第２運転モードで運転させるときは、ガスＤＲによってガス消費を低減させるように要請されていない時間帯を第２時間帯に設定し、さらに、前記蓄電装置の定格容量と、設定した第２時間帯とに基づき、前記第２電力を設定する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to any one of claims 3 to 5,
In the second operation mode, the control unit is configured so that, in the first time zone excluding the second time zone, the cogeneration device generates power equivalent to power consumption of the customer facility, Controlling the cogeneration device, and furthermore, in the second time zone, the cogeneration device adds the power consumption of the customer facility and the second power which is the power for charging the power storage device. Controlling the cogeneration device to generate electric power of
The control unit, when operating the cogeneration device in the second operation mode based on the heat demand information of the customer facility, rated output power of the cogeneration device, power consumption of the customer facility, Setting the second power based on the available capacity of the power storage device, and further setting the second time zone based on the setting of the second power;
The control unit, when operating the cogeneration apparatus in the second operation mode based on the gas supply information, sets a time zone in which gas DR is not requested to reduce gas consumption to a second time zone. An energy management device configured to set the second power based on a rated capacity of the power storage device and a set second time zone.
前記第２運転モードにおいて、前記制御部は、前記第２時間帯を除く前記第１時間帯では、前記コージェネレーション装置が、前記需要家施設の消費電力から前記太陽光発電装置の発電電力を減算した値と同等の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、さらに、前記第２時間帯では、前記需要家施設の消費電力と、第２電力とを足し合わせた値の電力を生成するように、前記コージェネレーション装置を制御し、
前記制御部は、前記需要家施設の熱需要情報に基づき前記コージェネレーション装置を前記第２運転モードで運転させるときは、前記コージェネレーション装置の定格出力電力と、前記需要家施設の消費電力と、前記太陽光発電装置の発電電力と、前記蓄電装置の定格容量とに基づき、第２電力を設定し、さらに、前記第２電力の設定に基づき、前記第２時間帯を設定し、
前記制御部は、前記ガス供給情報に基づき前記コージェネレーション装置を前記第２運転モードで運転させるときは、ガスＤＲによってガス消費を低減させるように要請されていない時間帯を第２時間帯に設定し、さらに、前記太陽光発電装置の発電電力と、前記蓄電装置の定格容量と、設定した第２時間帯とに基づき、前記第２電力を設定する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 6,
In the second operation mode, in the first time period excluding the second time period, the control unit causes the cogeneration device to subtract power generated by the solar power generation device from power consumption of the customer facility. Controlling the cogeneration apparatus so as to generate power equivalent to the calculated power, and furthermore, in the second time zone, power of the value obtained by adding the power consumption of the customer facility and the second power. Controlling the cogeneration device to generate
The control unit, when operating the cogeneration device in the second operation mode based on the heat demand information of the customer facility, rated output power of the cogeneration device, power consumption of the customer facility, The second power is set based on the generated power of the solar power generation device and the rated capacity of the power storage device, and the second time zone is set based on the setting of the second power,
The control unit, when operating the cogeneration apparatus in the second operation mode based on the gas supply information, sets a time zone in which gas DR is not requested to reduce gas consumption to a second time zone. The energy management device further sets the second power based on the generated power of the solar power generation device, the rated capacity of the power storage device, and a set second time zone.
前記制御部は、前記第１時間帯に、前記コージェネレーション装置を負荷追従運転させ、前記第２時間帯に、前記蓄電装置を前記第２電力で充電する、エネルギー管理装置。 The energy management device according to claim 12 or 13,
The energy management device, wherein the control unit causes the cogeneration device to perform a load following operation during the first time period and charges the power storage device with the second power during the second time period.
需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯を抽出するステップと、
前記第１時間帯に、前記コージェネレーション装置の出力電力によって、前記蓄電装置を充電するよう制御するステップと、を含む、エネルギー管理装置の制御方法。 A cogeneration device that generates electric power and heat by gas, and a control method of an energy management device that manages a power storage device,
Extracting a first time slot in which the power consumption of the customer facility is lower than a predetermined value;
Controlling the power storage device to be charged with the output power of the cogeneration device during the first time period.
前記エネルギー管理装置は、需要家施設の消費電力が所定値を下回る第１時間帯に、前記コージェネレーション装置の出力電力によって、前記蓄電装置を充電するよう制御する制御部を備える、熱電供給システム。 A cogeneration device that generates power and heat by gas, a power storage device, and a thermoelectric supply system including an energy management device,
The thermoelectric supply system, comprising: a control unit that controls the power storage device to be charged with output power of the cogeneration device during a first time period in which power consumption of a customer facility is lower than a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019230423A JP2020043762A (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Energy management device, control method therefor, and thermoelectric supply system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019230423A JP2020043762A (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Energy management device, control method therefor, and thermoelectric supply system |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016213799A Division JP6637402B2 (en) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Energy management device, control method thereof, and thermoelectric supply system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020043762A true JP2020043762A (en) | 2020-03-19 |
Family
ID=69798927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019230423A Pending JP2020043762A (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Energy management device, control method therefor, and thermoelectric supply system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020043762A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013015374A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | 京セラ株式会社 | Power supply system, distribution device, and power control device |
| JP2014150641A (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Toshiba Corp | Energy management system, energy management method, program, and server device |
| JP2016059196A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | Battery type electronic device and method of charging secondary battery |
| JP2016073073A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 大和ハウス工業株式会社 | Power supply system |
| JP2016187292A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Power storage system and management device |
-
2019
- 2019-12-20 JP JP2019230423A patent/JP2020043762A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013015374A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | 京セラ株式会社 | Power supply system, distribution device, and power control device |
| JP2014150641A (en) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Toshiba Corp | Energy management system, energy management method, program, and server device |
| JP2016059196A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | Battery type electronic device and method of charging secondary battery |
| JP2016073073A (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 大和ハウス工業株式会社 | Power supply system |
| JP2016187292A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Power storage system and management device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6168564B2 (en) | Method and power generation system for supplying electrical energy from a distributed energy source | |
| JP5095495B2 (en) | Electric power system and control method thereof | |
| JP5204819B2 (en) | Energy management system and energy management method | |
| EP2953230A1 (en) | Energy management system, energy management method, program and server | |
| JP6592454B2 (en) | Power control system, power control method and program | |
| US20140214219A1 (en) | Energy management system, energy management method, medium, and server | |
| JP5841817B2 (en) | Power feeding system and method for controlling power feeding system | |
| JP6192531B2 (en) | Power management system, power management apparatus, power management method, and program | |
| JP2015122836A (en) | Power management device, power management method and program | |
| JP2017034968A (en) | Power management method | |
| JP2010259303A (en) | Distributed power generation system | |
| JP2017220354A (en) | Operation planning device, fuel cell device, operation planning method, and operation planning program | |
| JP6146624B1 (en) | Energy management system | |
| JP2017131107A (en) | Power management device, power management method, and program | |
| JP7386028B2 (en) | power supply system | |
| JP6625181B2 (en) | Management device and control method | |
| JP5940263B2 (en) | Power control apparatus and power control method | |
| JP6505460B2 (en) | Power management system, power management method and program | |
| JP6637402B2 (en) | Energy management device, control method thereof, and thermoelectric supply system | |
| JP5851359B2 (en) | Storage battery control system | |
| JP2016126983A (en) | Fuel cell controller, fuel cell control system, fuel cell control method and computer program | |
| JP7386029B2 (en) | power supply system | |
| JP2020089200A (en) | Device and method for charge/discharge control | |
| JP2020043762A (en) | Energy management device, control method therefor, and thermoelectric supply system | |
| US20180233910A1 (en) | Energy management device, energy management method, and energy management program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191220 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201019 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201225 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210209 |