JP2020197854A - Arithmetic device and arithmetic method - Google Patents

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Abstract

To provide an arithmetic device and an arithmetic method for realizing an arithmetic device capable of determining a scheduled use amount of gas so as to satisfy a short-term restriction.SOLUTION: In a cogeneration system 1, an arithmetic device 20 includes a prediction unit 21 for predicting a gas residual amount in a gas tank 10 for storing gas to be used for electric power generation, and a determination unit 22 for determining a scheduled use amount of gas on the basis of a prediction result by the prediction unit and the capacity of the gas tank.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コージェネレーションシステムにおけるガスの使用予定量を決定する演算装置に関する。 The present invention relates to an arithmetic unit that determines the amount of gas to be used in a cogeneration system.

特許文献１には、二部料金制の契約や年間の利用条件を含む契約を締結している需要者に適用可能なコージェネレーションシステムの制御システムが開示されている。当該制御システムは、年間稼働スケジュールに基づいてガス単価を補正するための重み係数を算出し、当該重み係数に基づいて月ごとのガス単価を補正した補正ガス単価を算出する。さらに、当該制御システムは、算出した補正ガス単価に基づいて、コージェネレーションシステムの年間稼働スケジュールを決定する。 Patent Document 1 discloses a control system of a cogeneration system applicable to a consumer who has concluded a contract with a two-part fee system or a contract including an annual usage condition. The control system calculates a weighting coefficient for correcting the gas unit price based on the annual operation schedule, and calculates the corrected gas unit price obtained by correcting the monthly gas unit price based on the weighting coefficient. Further, the control system determines the annual operation schedule of the cogeneration system based on the calculated corrected gas unit price.

特開２０１７−１５５７１０号公報JP-A-2017-155710

しかしながら、コージェネレーションシステムがガスタンク内に貯蔵されたガスを用いるものである場合、ガスの使用量にはガスタンクの容量に基づく短期的な制約が存在する。この場合、ガス単価のみに基づいて稼働スケジュールを決定すると、コージェネレーションシステムの運用に破綻が生じる虞がある。 However, when the cogeneration system uses gas stored in the gas tank, there is a short-term constraint on the amount of gas used based on the capacity of the gas tank. In this case, if the operation schedule is determined based only on the gas unit price, there is a risk that the operation of the cogeneration system will fail.

本発明の一態様は、ガスタンクに貯蔵されたガスを利用して発電するシステムにおけるガスの使用予定量を適切に決定することが可能な演算装置などを実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to realize an arithmetic unit or the like capable of appropriately determining the planned amount of gas to be used in a system for generating electricity by using the gas stored in a gas tank.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る演算装置は、発電に使用されるガスを貯蔵するガスタンク内のガス残量の予測を行う予測部と、前記予測部による予測結果および前記ガスタンクの容量に基づいて、前記ガスの使用予定量を決定する決定部とを含む。 In order to solve the above problems, the arithmetic unit according to one aspect of the present invention includes a prediction unit that predicts the remaining amount of gas in the gas tank that stores the gas used for power generation, and the prediction result by the prediction unit. It includes a determination unit that determines the planned amount of the gas to be used based on the capacity of the gas tank.

また本発明の一態様に係る演算方法は、発電に使用されるガスを貯蔵するガスタンク内のガス残量の予測を行う予測ステップと、前記予測ステップにおける予測結果および前記ガスタンクの容量に基づいて、前記ガスの使用予定量を決定する決定ステップとを含む。 Further, the calculation method according to one aspect of the present invention is based on a prediction step for predicting the remaining amount of gas in a gas tank that stores gas used for power generation, a prediction result in the prediction step, and a capacity of the gas tank. It includes a determination step of determining the planned amount of the gas to be used.

本発明の一態様に係る演算装置などによれば、ガスタンクに貯蔵されたガスを利用して発電するシステムにおけるガスの使用予定量を適切に決定できる。 According to the arithmetic unit or the like according to one aspect of the present invention, it is possible to appropriately determine the planned amount of gas to be used in the system for generating electricity by using the gas stored in the gas tank.

実施形態１に係るコージェネレーションシステムの要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the main part of the cogeneration system which concerns on Embodiment 1. FIG. 演算装置における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the arithmetic unit. 予測ガス残量が運用範囲の上限に近接している場合に決定部が決定する使用予定量に基づく発電量の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the power generation amount based on the planned use amount determined by the determination part when the predicted gas remaining amount is close to the upper limit of the operation range. 予測ガス残量が運用範囲の下限に近接している場合に決定部が決定する使用予定量に基づく発電量の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the power generation amount based on the planned use amount determined by the determination part when the predicted gas remaining amount is close to the lower limit of the operation range. 予測ガス残量が運用範囲の上限および下限のいずれからも離隔している場合に決定部が決定する使用予定量に基づく発電量の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the power generation amount based on the planned use amount determined by the determination part when the predicted gas remaining amount is separated from both the upper limit and the lower limit of an operation range.

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。 [Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail.

図１は、本実施形態に係るコージェネレーションシステム１（以下、ＣＧＳ１と称する）の要部の構成を示すブロック図である。ＣＧＳ１は、ガスを燃焼させて発電を行うとともに、排熱を利用して蒸気を製造するシステムである。図１に示すように、ＣＧＳ１は、ガスタンク１０、演算装置２０、入力装置３０、出力装置４０、および記憶装置５０を備える。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a cogeneration system 1 (hereinafter, referred to as CGS1) according to the present embodiment. CGS1 is a system that burns gas to generate electricity and uses waste heat to produce steam. As shown in FIG. 1, the CGS 1 includes a gas tank 10, an arithmetic unit 20, an input device 30, an output device 40, and a storage device 50.

ガスタンク１０は、ＣＧＳ１による発電に使用されるガスを貯蔵する。ＣＧＳ１は、ガスタンク１０内に貯蔵されているガス残量が所定の範囲内であるように運用される。以下の説明では、この所定の範囲について、「運用範囲」と称する。「運用範囲」の上限は、ガスタンク１０に貯蔵可能なガスの量の上限であり、ガスタンク１０の形状、サイズ、および様式などに基づいて決まる。一方、「運用範囲」の下限は、ガスを安定的に供給するために、ガスタンク１０内のガスの貯蔵量にマージンを設けるという考えに基づいて予め決定されている。ガスタンク１０は、貯蔵しているガス残量を検出する残量センサ１１を備える。残量センサ１１は、少なくとも１日の終わりにおけるガスタンク１０内のガス残量を検出し、記憶装置５０に記憶させる。 The gas tank 10 stores the gas used for power generation by the CGS1. The CGS 1 is operated so that the remaining amount of gas stored in the gas tank 10 is within a predetermined range. In the following description, this predetermined range will be referred to as an "operation range". The upper limit of the "operation range" is the upper limit of the amount of gas that can be stored in the gas tank 10, and is determined based on the shape, size, style, and the like of the gas tank 10. On the other hand, the lower limit of the "operation range" is determined in advance based on the idea of providing a margin in the storage amount of gas in the gas tank 10 in order to stably supply the gas. The gas tank 10 includes a remaining amount sensor 11 that detects the remaining amount of stored gas. The remaining amount sensor 11 detects the remaining amount of gas in the gas tank 10 at least at the end of the day and stores it in the storage device 50.

演算装置２０は、ＣＧＳ１による発電計画を作成する。具体的には、演算装置２０は、１日ごとのガスの使用予定量を決定し、当該使用予定量に基づいて時間帯ごとの発電量を決定する。演算装置２０は、予測部２１および決定部２２を備える。 The arithmetic unit 20 creates a power generation plan by CGS1. Specifically, the arithmetic unit 20 determines the planned usage amount of gas for each day, and determines the power generation amount for each time zone based on the planned usage amount. The arithmetic unit 20 includes a prediction unit 21 and a determination unit 22.

予測部２１は、ガスタンク１０内のガス残量の予測を行う。具体的には、予測部２１は、ガスタンク１０へのガスの補充スケジュール、１回の補充での補充量、過去のガスの使用実績、および予測を行う時点でのガスタンク１０内のガス残量に基づいて、予測を行う日および以後１週間のそれぞれの日について、ガス残量の予測を行う。 The prediction unit 21 predicts the remaining amount of gas in the gas tank 10. Specifically, the prediction unit 21 determines the gas replenishment schedule for the gas tank 10, the amount of replenishment in one replenishment, the past gas usage record, and the remaining amount of gas in the gas tank 10 at the time of making a prediction. Based on this, the remaining amount of gas is predicted for each day of the prediction and each day of the following week.

本実施形態では、予測部２１は、決定部２２により使用予定量を決定する対象となる期間に含まれる各日と同じ曜日における過去のガス使用実績に基づいて、当該各日におけるガスタンク１０内のガス残量の予測を行う。一般に、ガスの使用量には、曜日ごとの傾向が存在する。このため、ある日のガス残量を予測する場合に、その日と同じ曜日における過去のガス使用実績に基づいて予測することで、高い精度でガス残量の予測を行うことができる。ただし、予測部２１は、必ずしも予測を行う対象の日と同じ曜日におけるガスの使用実績を用いて予測を行う必要はなく、当該対象の日の前日におけるガス使用実績を用いて予測を行ってもよい。 In the present embodiment, the prediction unit 21 has the gas tank 10 in the gas tank 10 on each day of the week based on the past gas usage record on the same day of the week included in the period for which the determination unit 22 determines the planned usage amount. Predict the remaining amount of gas. In general, there is a tendency for gas usage by day of the week. Therefore, when predicting the remaining amount of gas on a certain day, it is possible to predict the remaining amount of gas with high accuracy by making a prediction based on the past gas usage record on the same day of the week. However, the prediction unit 21 does not necessarily have to make a prediction using the gas usage record on the same day of the week as the target day for prediction, and even if the prediction unit 21 makes a prediction using the gas usage record on the day before the target day. Good.

予測部２１による、１日ごとのガス残量の予測方法を以下に説明する。以下の説明では、予測を行う日を指して「当日」と称する。また、「当日」の前の日および次の日について、それぞれ「前日」および「翌日」と称する。 The method of predicting the remaining amount of gas for each day by the prediction unit 21 will be described below. In the following description, the day when the forecast is made is referred to as "the day". In addition, the day before and the day after "the day" are referred to as "the day before" and "the next day", respectively.

まず、予測部２１は、前日の２３時５９分におけるガス残量に、当日のガスの補充量を加算し、さらに当日の１週間前の同じ曜日におけるガス使用実績を減算することで、当日の２３時５９分におけるガス残量を予測する。次に、予測部２１は、当日の２３時５９分におけるガス残量の予測値に、翌日に予定されているガスの補充量を加算し、さらに翌日の１週間前の同じ曜日におけるガス使用実績を減算することで、翌日の２３時５９分におけるガス残量を予測する。同様の予測方法により、予測部２１は、当日から６日後までのそれぞれの日におけるガス残量を予測する。 First, the prediction unit 21 adds the amount of gas replenished on the current day to the remaining amount of gas at 23:59 on the previous day, and further subtracts the actual gas usage on the same day of the week one week before the current day. Predict the remaining amount of gas at 23:59. Next, the prediction unit 21 adds the amount of gas replenishment scheduled for the next day to the predicted value of the remaining amount of gas at 23:59 on the current day, and further, the gas usage record on the same day one week before the next day. By subtracting, the remaining amount of gas at 23:59 on the next day is predicted. By the same prediction method, the prediction unit 21 predicts the remaining amount of gas on each day from the current day to 6 days later.

最後に、予測部２１は、当日から７日後のガス残量を予測する。ただし、当日から７日後の日についての、１週間前の同じ曜日とは当日のことであり、ガス使用実績がまだ確定していない日である。このため、予測部２１は、当日から６日後のガス残量の予測値に、当日から７日後のガスの補充量を加算し、さらに当日から７日後の２週間前の同じ曜日、すなわち当日の１週間前の同じ曜日における使用実績を減算することで、当日から７日後の２３時５９分におけるガス残量を予測する。 Finally, the prediction unit 21 predicts the remaining amount of gas 7 days after the current day. However, the same day one week before the day seven days after the day is the day of the week, and the gas usage record has not yet been determined. Therefore, the prediction unit 21 adds the amount of gas replenished 7 days after the day to the predicted value of the remaining amount of gas 6 days after the day, and further, the same day of the week 2 weeks before the day, that is, the day. By subtracting the usage record on the same day of the week one week ago, the remaining amount of gas at 23:59, seven days after that day, is predicted.

なお、予測部２１がガス残量を予測する期間は、当日から７日後までの期間に限定されず、より短い期間（例えば当日から５日後までの期間）、またはより長い期間（例えば当日から１０日後までの期間）であってもよい。 The period for which the prediction unit 21 predicts the remaining amount of gas is not limited to the period from the current day to 7 days later, but is a shorter period (for example, a period from the current day to 5 days later) or a longer period (for example, 10 days from the current day). It may be a period up to a day later).

決定部２２は、予測部２１による予測結果およびガスタンク１０の容量に基づいて、ガスの使用予定量を決定する。このとき、決定部２２は、受電電力で賄う１時間当たりの電力量の最大値ができるだけ小さく、かつＣＧＳ１により賄う１時間当たりの電力量ができるだけ一定になるように使用予定量を決定する。 The determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used based on the prediction result by the prediction unit 21 and the capacity of the gas tank 10. At this time, the determination unit 22 determines the planned usage amount so that the maximum value of the hourly electric energy covered by the received power is as small as possible and the hourly electric energy covered by the CGS1 is as constant as possible.

一般に、コージェネレーションシステムにおいては、発電量が一定量未満になると、水蒸気が得られなくなり、エネルギー効率が低下する。また、発電量が一定量を超過すると、使用したガスの量に対して得られる水蒸気の量が低下し、エネルギー効率が低下する。このため、エネルギー効率の観点からは、決定部２２は、エネルギー効率が最も高くなる発電量になるようにガスの使用予定量を決定することが好ましい。 Generally, in a cogeneration system, when the amount of power generation is less than a certain amount, water vapor cannot be obtained and energy efficiency is lowered. Further, when the amount of power generation exceeds a certain amount, the amount of water vapor obtained decreases with respect to the amount of gas used, and energy efficiency decreases. Therefore, from the viewpoint of energy efficiency, it is preferable that the determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used so that the amount of power generation has the highest energy efficiency.

ただし、ＣＧＳ１においては、ガスタンク１０内のガス残量が運用範囲内でなければならない。このため、決定部２２は、ガス残量が運用範囲の上限または下限に近いか否かを判定し、ガス残量が運用範囲の上限または下限に近い場合にはエネルギー効率を無視してガスの使用予定量を決定する。 However, in CGS 1, the remaining amount of gas in the gas tank 10 must be within the operating range. Therefore, the determination unit 22 determines whether or not the remaining amount of gas is close to the upper limit or the lower limit of the operating range, and if the remaining amount of gas is close to the upper limit or the lower limit of the operating range, the energy efficiency is ignored and the gas Determine the amount to be used.

決定部２２による、ガス残量が運用範囲の上限または下限に近いか否かの判定の例を以下に示す。例えば決定部２２は、ガス残量が運用範囲の上限の９０％以上である場合に、ガス残量が運用範囲の上限に近いとしてガスの使用予定量を決定する。また、例えば決定部２２は、ガス残量が運用範囲の下限の１２０％未満である場合に、ガス残量が運用範囲の下限に近いとしてガスの使用予定量を決定する。また、決定部２２は、ガス残量のみでなく、ガスの補充スケジュールも考慮して、ガス残量が運用範囲の上限または下限に近いか否かを判定してもよい。 An example of determination by the determination unit 22 whether or not the remaining amount of gas is close to the upper limit or the lower limit of the operation range is shown below. For example, when the remaining amount of gas is 90% or more of the upper limit of the operating range, the determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used assuming that the remaining amount of gas is close to the upper limit of the operating range. Further, for example, when the remaining amount of gas is less than 120% of the lower limit of the operating range, the determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used assuming that the remaining amount of gas is close to the lower limit of the operating range. Further, the determination unit 22 may determine whether or not the remaining amount of gas is close to the upper limit or the lower limit of the operation range in consideration of not only the remaining amount of gas but also the replenishment schedule of gas.

本実施形態では、決定部２２は、ガスの使用予定量を決定する対象となる期間においてガスタンク１０にガスの補充が行われる少なくとも１回のタイミングおよび各補充時の補充量についての情報を取得する。決定部２２は、例えば後述するように、ユーザにより入力装置３０を介して入力された当該情報を取得する。さらに決定部２２は、補充される予定のガスの全量が前記ガスタンク１０に補充できる空き容量を各補充時に確保するように、ガスの使用予定量を決定する。ここでいう空き容量とは、ガスタンク１０の運用範囲の上限と、ガス残量との差分である。 In the present embodiment, the determination unit 22 acquires information about at least one timing at which the gas tank 10 is replenished with gas during the period for which the planned amount of gas to be used is determined, and the replenishment amount at each replenishment. .. The determination unit 22 acquires the information input by the user via the input device 30, for example, as will be described later. Further, the determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used so that the total amount of the gas to be replenished secures an empty capacity that can be replenished in the gas tank 10 at each replenishment. The free capacity referred to here is the difference between the upper limit of the operating range of the gas tank 10 and the remaining amount of gas.

ガスタンク１０へは、例えばタンクローリー等を用いて輸送されてきたガスが補充される。このとき、輸送されてきたガスを返却することはできず、必ず予定していた全量をガスタンク１０に補充する必要がある。決定部２２が上記のようにガスの使用予定量を決定することで、ガスを補充しきれないという問題を回避できる。 The gas tank 10 is replenished with gas transported using, for example, a tank lorry. At this time, the transported gas cannot be returned, and it is necessary to replenish the gas tank 10 with the planned total amount. By determining the planned amount of gas to be used by the determination unit 22 as described above, it is possible to avoid the problem that the gas cannot be completely replenished.

また、本実施形態では、決定部２２は、使用予定量を決定する対象となる期間に含まれる各日において、ガスの使用予定量が、予測部２１によって予測されたガス残量を超えないように各日のガスの使用予定量を決定する。これにより、ガスタンク１０に貯蔵されているガス残量が運用範囲の下限を下回らないようにＣＧＳ１を運用できる。 Further, in the present embodiment, the determination unit 22 prevents the planned gas usage amount from exceeding the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 on each day included in the period for which the planned usage amount is determined. Determine the amount of gas you plan to use each day. As a result, the CGS 1 can be operated so that the remaining amount of gas stored in the gas tank 10 does not fall below the lower limit of the operation range.

入力装置３０は、演算装置２０に対するユーザの入力操作を受け付ける装置である。入力装置３０は、例えばキーボード、マウス、またはタッチパネルなどである。 The input device 30 is a device that accepts a user's input operation to the arithmetic unit 20. The input device 30 is, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like.

ＣＧＳ１のユーザによる、ガスタンクへのガスの補充スケジュールの入力手順の一例を以下に説明する。まず、ユーザは１回のガスの補充で補充される補充量を設定する。例えばユーザは、１回の補充で補充される補充量を１２ｔ（トン）と設定する。次に、ユーザは、１日当たりの補充回数に応じた、補充時刻を設定する。例えばユーザは、ガスの補充時刻について、
・補充回数が１回の場合：１３：３０
・補充回数が２回の場合：９：００および２０：００
・補充回数が３回の場合：８：００、１４：００および２０：００
と設定する。その後、ユーザは、決定部２２が使用予定量を決定する期間内のそれぞれの日について、ガスの補充回数を設定する。なお、上述した補充量、補充時刻および補充回数については、必ずしも上記の順番で設定されなくてもよい。 An example of the procedure for inputting the gas replenishment schedule to the gas tank by the user of CGS1 will be described below. First, the user sets the replenishment amount to be replenished by one replenishment of gas. For example, the user sets the replenishment amount to be replenished by one replenishment to 12 tons (tons). Next, the user sets the replenishment time according to the number of replenishments per day. For example, the user asks about the gas replenishment time.
・ When the number of replenishment is 1: 13:30
・ When the number of replenishment is 2: 9:00 and 20:00
・ When the number of replenishment is 3: 8:00, 14:00 and 20:00
And set. After that, the user sets the number of times the gas is replenished for each day within the period in which the determination unit 22 determines the planned usage amount. The above-mentioned replenishment amount, replenishment time, and replenishment frequency do not necessarily have to be set in the above-mentioned order.

出力装置４０は、ＣＧＳ１の運転に関する情報をユーザに対して出力する装置である。ＣＧＳ１の運転に関する情報の例としては、ユーザが入力したガスの補充スケジュール、過去の一定期間におけるガスの使用実績、および決定部２２が決定したガスの使用予定量などが挙げられる。出力装置４０は、例えば液晶ディスプレイである。 The output device 40 is a device that outputs information regarding the operation of the CGS 1 to the user. Examples of the information regarding the operation of the CGS 1 include a gas replenishment schedule input by the user, a gas usage record in a certain period in the past, and a planned gas usage amount determined by the determination unit 22. The output device 40 is, for example, a liquid crystal display.

記憶装置５０は、演算装置２０によるガスの使用予定量の決定に必要な情報を記憶する記憶装置である。記憶装置５０は、例えば所定のタイミングで残量センサ１１が検出したガスタンク１０内のガス残量、過去の一定の期間におけるガスの使用実績、および、入力装置３０によりユーザから入力されたガスの補充スケジュールを記憶する。記憶装置５０は、例えばハードディスクドライブ、またはソリッドステートドライブなどである。なお、ＣＧＳ１は、必ずしも記憶装置５０を備えている必要はなく、ＣＧＳ１の外部に設けられた記憶装置と通信可能に構成されていてもよい。 The storage device 50 is a storage device that stores information necessary for determining the planned amount of gas to be used by the arithmetic unit 20. The storage device 50 may, for example, replenish the remaining amount of gas in the gas tank 10 detected by the remaining amount sensor 11 at a predetermined timing, the gas usage record in a certain period in the past, and the gas input by the user by the input device 30. Remember the schedule. The storage device 50 is, for example, a hard disk drive, a solid state drive, or the like. The CGS 1 does not necessarily have to include the storage device 50, and may be configured to be communicable with a storage device provided outside the CGS 1.

図２は、演算装置２０における処理（演算方法）を示すフローチャートである。演算装置２０においては、まず、予測部２１は、ガスタンク１０へのガスの補充スケジュールについての、ユーザによる入力を受け付ける（Ｓ１）。次に、予測部２１は、ステップＳ１で入力された補充スケジュール、前日の終わりにおけるガスタンク１０内のガス残量、および過去のガスの使用実績に基づいて、ガスタンク１０内のガス残量の予測を行う（Ｓ２、予測ステップ）。その後、決定部２２は、ステップＳ２におけるガス残量の予測結果およびガスタンク１０の容量に基づいて、ガスの使用予定量を決定する（Ｓ３、決定ステップ）。 FIG. 2 is a flowchart showing processing (calculation method) in the arithmetic unit 20. In the arithmetic unit 20, first, the prediction unit 21 receives an input by the user regarding the gas replenishment schedule for the gas tank 10 (S1). Next, the prediction unit 21 predicts the remaining amount of gas in the gas tank 10 based on the replenishment schedule input in step S1, the remaining amount of gas in the gas tank 10 at the end of the previous day, and the past gas usage record. Perform (S2, prediction step). After that, the determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used based on the prediction result of the remaining amount of gas in step S2 and the capacity of the gas tank 10 (S3, determination step).

図３は、予測部２１が予測したガス残量が運用範囲の上限に近接している場合に決定部２２が決定する使用予定量に基づく発電量の例を示すグラフである。図４は、予測部２１が予測したガス残量が運用範囲の下限に近接している場合に決定部２２が決定する使用予定量に基づく発電量の例を示すグラフである。図５は、予測部２１が予測したガス残量が運用範囲の上限および下限のいずれからも離隔している場合に決定部２２が決定する使用予定量に基づく発電量の例を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing an example of the amount of power generation based on the planned usage amount determined by the determination unit 22 when the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 is close to the upper limit of the operation range. FIG. 4 is a graph showing an example of the amount of power generation based on the planned usage amount determined by the determination unit 22 when the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 is close to the lower limit of the operation range. FIG. 5 is a graph showing an example of the amount of power generation based on the planned usage amount determined by the determination unit 22 when the remaining gas amount predicted by the prediction unit 21 is separated from both the upper limit and the lower limit of the operation range. ..

図３〜図５において、横軸は時刻、縦軸は電力需要である。図３〜図５のそれぞれには、横軸に示された時刻を開始時刻とする１時間の時間帯における電力需要が示されている。具体的には、図３〜図５においては、例えば１３時０分から１３時５９分までの時間帯における電力需要が１３時の電力需要として示されている。図３〜図５に示す例では、１３時〜１５時までの時間帯が電力需要のピークとなっている。ＣＧＳ１は、１時間当たりの電力需要が所定の閾値以上である時間帯について、可能な限り一定の発電量で発電を行う。所定の閾値およびガスの使用予定量は、予測部２１が予測したガス残量、ならびにガスタンク１０の運用範囲の上限および下限に応じて異なる。 In FIGS. 3 to 5, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents power demand. In each of FIGS. 3 to 5, the power demand in the one-hour time zone with the time shown on the horizontal axis as the start time is shown. Specifically, in FIGS. 3 to 5, for example, the electric power demand in the time zone from 13:00 to 13:59 is shown as the electric power demand at 13:00. In the examples shown in FIGS. 3 to 5, the peak power demand is in the time zone from 13:00 to 15:00. CGS1 generates power with a constant amount of power generation as much as possible during a time period in which the power demand per hour is equal to or higher than a predetermined threshold value. The predetermined threshold value and the planned amount of gas used differ depending on the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 and the upper and lower limits of the operating range of the gas tank 10.

また、図３〜図５に示す例では、ＣＧＳ１のエネルギー効率が最大になる発電量が４０００ｋＷｈであるものとしている。発電量が４０００ｋＷｈよりも多い場合および少ない場合のいずれにおいても、発電量が４０００ｋＷｈである場合と比較してＣＧＳ１のエネルギー効率は低下する。 Further, in the examples shown in FIGS. 3 to 5, it is assumed that the amount of power generation that maximizes the energy efficiency of CGS1 is 4000 kWh. In both cases where the amount of power generation is greater than or less than 4000 kWh, the energy efficiency of CGS1 is lower than when the amount of power generation is 4000 kWh.

図３に示す例では、予測部２１が予測したガス残量は、ガスタンク１０の運用範囲の上限に対して余裕がない。このため、図３に示す例では、ＣＧＳ１は、１時間当たりの電力需要が３０００ｋＷｈ以上である時間帯、すなわち７時〜２０時の時間帯において、エネルギー効率が最大になる発電量よりも多い、１時間当たり５０００ｋＷｈの発電量で発電を行う。ただし、電力需要が５０００ｋＷに満たない時間帯については、ＣＧＳ１は、当該時間帯における電力需要の全てを賄うように発電する。このように、予測部２１が予測したガス残量が運用範囲の上限に近い場合には、決定部２２は、ガスの使用予定量をエネルギー効率が最大となるガスの使用量よりも増加させることで、ガス補充時にガスの残量がガスタンク１０の運用上限を超過する虞を低減できる。 In the example shown in FIG. 3, the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 does not have a margin with respect to the upper limit of the operation range of the gas tank 10. Therefore, in the example shown in FIG. 3, the CGS1 has a larger amount of power generation than the maximum energy efficiency in the time zone in which the power demand per hour is 3000 kWh or more, that is, in the time zone from 7:00 to 20:00. Power is generated with a power generation amount of 5000 kWh per hour. However, in the time zone when the electric power demand is less than 5000 kW, the CGS1 generates power so as to cover all the electric power demand in the time zone. In this way, when the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 is close to the upper limit of the operation range, the determination unit 22 increases the planned amount of gas used more than the amount of gas used that maximizes energy efficiency. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the remaining amount of gas exceeds the operation upper limit of the gas tank 10 when replenishing the gas.

図４に示す例では、予測部２１が予測したガス残量は、ガスタンクの運用範囲の下限に対して余裕がない。このため、図４に示す例では、ＣＧＳ１は、１時間当たりの電力需要が５０００ｋＷｈ以上である時間帯、すなわち１０時〜１８時の時間帯において、エネルギー効率が最大になる発電量よりも少ない、１時間当たり３０００ｋＷｈの発電量で発電を行う。このようにエネルギー効率の低下を許容してガスの使用量を減少させることで、ガス残量がガスタンクの運用下限を下回る虞を低減できる。 In the example shown in FIG. 4, the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 does not have a margin with respect to the lower limit of the operation range of the gas tank. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the CGS1 is less than the amount of power generation at which the energy efficiency is maximized in the time zone in which the power demand per hour is 5000 kWh or more, that is, in the time zone from 10:00 to 18:00. Power is generated with a power generation amount of 3000 kWh per hour. By allowing the decrease in energy efficiency and reducing the amount of gas used in this way, it is possible to reduce the possibility that the remaining amount of gas falls below the lower limit of operation of the gas tank.

図５に示す例では、予測部２１が予測したガス残量は、ガスタンクの運用範囲の上限および下限の両方に対して余裕がある。このため、図５に示す例では、ＣＧＳ１は、１時間当たりの電力需要が４０００ｋＷｈ以上である時間帯、すなわち８時〜１９時の時間帯において、エネルギー効率が最大になる１時間当たり４０００ｋＷｈの発電量で発電を行うため、効率よく発電できる。 In the example shown in FIG. 5, the remaining amount of gas predicted by the prediction unit 21 has a margin for both the upper limit and the lower limit of the operation range of the gas tank. Therefore, in the example shown in FIG. 5, the CGS1 generates 4000 kWh per hour at which the energy efficiency is maximized in the time zone when the power demand per hour is 4000 kWh or more, that is, the time zone from 8:00 to 19:00. Since it generates electricity in quantity, it can generate electricity efficiently.

従来のコージェネレーションシステムにおいては、ユーザがガス残量を監視し、ガス残量が過多および過少のいずれにもならないように、ガスの補充計画を考慮してガスの使用量を手動で制御する必要があった。これに対し、ＣＧＳ１によれば、決定部２２がガス残量およびガス補充計画に基づいて適切な運用計画を作成する。したがって、ガス残量がガスタンクの運用範囲を逸脱せず、かつエネルギー効率が高くなるようにＣＧＳ１を運用することができる。 In a conventional cogeneration system, the user needs to monitor the remaining amount of gas and manually control the amount of gas used in consideration of the gas replenishment plan so that the remaining amount of gas is neither excessive nor insufficient. was there. On the other hand, according to CGS 1, the determination unit 22 creates an appropriate operation plan based on the remaining amount of gas and the gas replenishment plan. Therefore, the CGS1 can be operated so that the remaining amount of gas does not deviate from the operating range of the gas tank and the energy efficiency is high.

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 [Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description will not be repeated.

実施形態１では、決定部２２は、予測残量が運用範囲の上限または下限に近いか否かに応じてガスの使用予定量を決定した。しかし、決定部２２は、予め設定された複数種類のアルゴリズムのいずれかに基づいてガスの使用予定量を決定してもよい。決定部２２が複数のアルゴリズムの何れに基づいてガスの使用予定量を決定するかについては、例えばユーザが入力装置３０を用いた入力操作により決定する。 In the first embodiment, the determination unit 22 determines the planned amount of gas to be used depending on whether or not the predicted remaining amount is close to the upper limit or the lower limit of the operation range. However, the determination unit 22 may determine the planned amount of gas to be used based on any of a plurality of preset algorithms. Which of the plurality of algorithms the determination unit 22 determines based on the planned amount of gas to be used is determined by, for example, an input operation using the input device 30 by the user.

アルゴリズムの例としては、例えば実施形態１と同様にガスの使用予定量を決定する通常モードのアルゴリズムの他、常にガスを節約するように決定部２２がガスの使用予定量を決定する節約モードのアルゴリズムが挙げられる。例えば長期的にガスの補充を受けられないことが予想される場合など、ガスタンク１０内のガス残量を残しておく必要がある場合に、ユーザは決定部の動作モードを節約モードに設定する。このように、本実施形態では、決定部２２は、予め設定された複数種類のアルゴリズムのいずれかに基づいて、より適切にガスの使用予定量を決定することができる。 Examples of the algorithm include a normal mode algorithm for determining the planned gas usage amount as in the first embodiment, and a saving mode algorithm in which the determination unit 22 determines the planned gas usage amount so as to always save the gas. Algorithms can be mentioned. When it is necessary to leave the remaining amount of gas in the gas tank 10, for example, when it is expected that the gas cannot be replenished for a long period of time, the user sets the operation mode of the determination unit to the saving mode. As described above, in the present embodiment, the determination unit 22 can more appropriately determine the planned amount of gas to be used based on any of a plurality of types of preset algorithms.

〔ソフトウェアによる実現例〕
演算装置２０の制御ブロック（特に予測部２１および決定部２２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。 [Example of realization by software]
The control block (particularly the prediction unit 21 and the determination unit 22) of the arithmetic unit 20 may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software. ..

後者の場合、演算装置２０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the arithmetic unit 20 includes a computer that executes the instructions of a program that is software that realizes each function. The computer includes, for example, one or more processors and a computer-readable recording medium that stores the program. Then, in the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention. As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, in addition to a "non-temporary tangible medium" such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, a RAM (Random Access Memory) for expanding the above program may be further provided. Further, the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

１０ ガスタンク
２０ 演算装置
２１ 予測部
２２ 決定部 10 Gas tank 20 Arithmetic logic unit 21 Prediction unit 22 Decision unit

Claims (6)

発電に使用されるガスを貯蔵するガスタンク内のガス残量の予測を行う予測部と、
前記予測部による予測結果および前記ガスタンクの容量に基づいて、前記ガスの使用予定量を決定する決定部とを含むことを特徴とする演算装置。 A prediction unit that predicts the remaining amount of gas in the gas tank that stores the gas used for power generation,
An arithmetic unit including a determination unit for determining a planned amount of gas to be used based on a prediction result by the prediction unit and a capacity of the gas tank. 前記決定部は、
前記使用予定量を決定する対象となる期間において前記ガスタンクにガスの補充が行われる少なくとも１回のタイミングおよび各補充時の補充量についての情報を取得し、
補充される予定のガスの全量が前記ガスタンクに補充できる空き容量を各補充時に確保するように、前記使用予定量を決定することを特徴とする請求項１に記載の演算装置。 The decision unit
Information on at least one timing at which the gas tank is replenished with gas during the period for which the planned usage amount is to be determined and the replenishment amount at each replenishment is obtained.
The arithmetic unit according to claim 1, wherein the planned amount to be used is determined so that the total amount of the gas to be replenished secures an empty capacity that can be replenished to the gas tank at each replenishment. 前記決定部は、前記使用予定量を決定する対象となる期間に含まれる各日において、前記使用予定量が、前記予測部によって予測されたガス残量を超えないように前記各日の前記使用予定量を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の演算装置。 In each day included in the period for which the planned usage amount is determined, the determination unit uses the usage on each day so that the planned usage amount does not exceed the remaining amount of gas predicted by the prediction unit. The arithmetic unit according to claim 1 or 2, wherein the planned amount is determined. 前記決定部は、予め設定された複数種類のアルゴリズムのいずれかに基づいて前記使用予定量を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の演算装置。 The arithmetic unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit determines the planned usage amount based on any one of a plurality of types of preset algorithms. 前記予測部は、前記使用予定量を決定する対象となる期間に含まれる各日と同じ曜日における過去のガス使用実績に基づいて、当該各日における前記ガスタンク内のガス残量の予測を行う請求項１から４のいずれか１項に記載の演算装置。 The prediction unit predicts the remaining amount of gas in the gas tank on each day of the week based on the past gas usage record on the same day of the week included in the period for which the planned usage amount is determined. The arithmetic unit according to any one of items 1 to 4. 発電に使用されるガスを貯蔵するガスタンク内のガス残量の予測を行う予測ステップと、
前記予測ステップにおける予測結果および前記ガスタンクの容量に基づいて、前記ガスの使用予定量を決定する決定ステップとを含むことを特徴とする演算方法。 Prediction steps for predicting the amount of gas remaining in the gas tank that stores the gas used for power generation,
A calculation method including a determination step of determining a planned amount of gas to be used based on a prediction result in the prediction step and a capacity of the gas tank.
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