JP2022190677A - Operation device and method - Google Patents

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拓也 渡辺
Takuya Watanabe
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Abstract

To optimally operate a storage device and a heat supply device without predicting a load.SOLUTION: An operation device controls a heat storage device and a heat supply device. The operation device comprises: a sensor input device that acquiring, from a sensor, an actual load for which heat is supplied from the heat storage device and the heat supply device, and a heat storage amount; an input device that receives inputs of characteristics of the heat storage device and the heat supply device and a reference load; a calculation device that calculates outputs of the heat storage device and the heat supply device from the actual load, the heat storage amount, the characteristics, and the reference load; and an output device that outputs the calculated result.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、運用装置および方法に関する。 The present invention relates to operational devices and methods.

従来、蓄熱装置と該蓄熱装置に熱(エネルギー)を蓄えさせる熱供給装置とにより負荷に熱供給を行うエネルギープラントが知られている。例えば、蓄熱装置としては、水の相変化を用いる氷蓄熱、温水や冷水を貯水する蓄熱槽等がある。従来の蓄熱装置および熱供給装置の運用では、負荷のピークを抑えることと、コストが高い時間帯の熱供給装置の運転を抑えることと、を目的としている。この場合、未来の負荷の状態を知る必要があり、そのための技術として、負荷の予測をもとに制御する方法が知られている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an energy plant is known that supplies heat to a load using a heat storage device and a heat supply device that stores heat (energy) in the heat storage device. For example, heat storage devices include ice heat storage using phase change of water, heat storage tanks for storing hot water and cold water, and the like. The purpose of the conventional operation of the heat storage device and the heat supply device is to suppress load peaks and to suppress the operation of the heat supply device during times when the cost is high. In this case, it is necessary to know the state of the load in the future, and as a technology for that purpose, a method of controlling based on prediction of the load is known (see Patent Document 1).

特開2020-115062号公報JP 2020-115062 A

しかしながら、負荷を予測するためには、気象条件や工場の操業の状態等の負荷の予測に影響を与える因子の入力、過去の負荷の実績の蓄積が必要であり、高精度の予測を行うためにはデータベースを含めた高価なシステムが必要となる。 However, in order to predict the load, it is necessary to input factors that affect the prediction of the load, such as weather conditions and the operational status of the factory, and to accumulate past results of the load. requires an expensive system including a database.

負荷を予測せずに蓄熱装置および熱供給装置を運用する場合には、あらかじめ決められたスケジュールにしがたって運用を行うことになる。しかし、デマンドレスポンス等でコストのピークが複数ある場合、最適な運用は困難となる。 When operating the heat storage device and the heat supply device without predicting the load, the operation is performed according to a predetermined schedule. However, when there are multiple peaks in cost due to demand response, etc., optimal operation becomes difficult.

そこで、本発明の一実施形態では、負荷を予測せずに蓄積装置と熱供給装置を最適に運用することを目的とする。 Accordingly, an object of one embodiment of the present invention is to optimally operate the storage device and the heat supply device without predicting the load.

本発明の一実施形態に係る運用装置は、蓄熱装置および熱供給装置を制御する運用装置であって、前記蓄熱装置および前記熱供給装置から熱供給が行われた実績負荷と、蓄熱量と、をセンサーから取得するセンサー入力装置と、前記蓄熱装置および前記熱供給装置の特性と、基準負荷と、の入力を受け付ける入力装置と、前記実績負荷と、前記蓄熱量と、前記特性と、前記基準負荷と、から前記蓄熱装置および前記熱供給装置の出力を算出する計算装置と、前記算出した結果を出力する出力装置と、を備える。 An operation device according to an embodiment of the present invention is an operation device that controls a heat storage device and a heat supply device, and includes an actual load of heat supplied from the heat storage device and the heat supply device, a heat storage amount, from a sensor; an input device that receives inputs of characteristics of the heat storage device and the heat supply device; a reference load; the actual load; a calculation device for calculating outputs of the heat storage device and the heat supply device from a load; and an output device for outputting the calculated result.

本発明の一実施形態によれば、負荷を予測せずに蓄積装置と熱供給装置を最適に運用することができる。 According to one embodiment of the present invention, storage devices and heat supply devices can be optimally operated without predicting the load.

本発明の一実施形態に係る全体の構成を示す図である。It is a figure showing the whole composition concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る蓄熱装置として氷蓄熱を用い、熱供給装置としてターボ冷凍機を用いたときの冷水系統を示す図である。1 is a diagram showing a cold water system when ice heat storage is used as a heat storage device and a centrifugal chiller is used as a heat supply device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る運用装置の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the operation|use apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る蓄熱装置および熱供給装置を運用する処理のフローチャートである。4 is a flow chart of processing for operating a heat storage device and a heat supply device according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係る冷水負荷と電力コスト単価の例である。It is an example of a chilled water load and an electric power cost unit price according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る基準負荷と当日負荷実績と当日負荷補正値の例である。It is an example of the reference load, the actual load of the day, and the load correction value of the day according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る低コスト・中コスト時間帯の蓄熱運転について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining heat storage operation during a low-cost/medium-cost period according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係る運用装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。3 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of an operating device according to one embodiment of the present invention; FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.

<全体の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る全体の構成を示す図である。図1に示されるように、エネルギープラント1は、運用装置10と、蓄熱装置21と、熱供給装置22と、を含む。なお、蓄熱装置21と熱供給装置22とをあわせて蓄熱システム20とも呼ぶ。以下、それぞれについて説明する。
<Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the energy plant 1 includes an operation device 10, a heat storage device 21, and a heat supply device 22. The heat storage device 21 and the heat supply device 22 are also collectively called a heat storage system 20 . Each of these will be described below.

運用装置10は、蓄熱システム20(蓄熱装置21および熱供給装置22)を制御する装置である。具体的には、運用装置10は、エネルギープラント1の実績をもとに、蓄熱システム20(蓄熱装置21および熱供給装置22)を運用することができる。 The operation device 10 is a device that controls the heat storage system 20 (the heat storage device 21 and the heat supply device 22). Specifically, the operation device 10 can operate the heat storage system 20 (the heat storage device 21 and the heat supply device 22 ) based on the performance of the energy plant 1 .

蓄熱装置21は、熱(エネルギー)が蓄えられる装置である。例えば、蓄熱装置21は、図2を参照しながら説明する氷蓄熱である。また、例えば、蓄熱装置21は、冷水・温水を貯める蓄熱槽、湯を貯める貯湯槽である。なお、蓄熱装置21は、これらに限定されない。 The heat storage device 21 is a device that stores heat (energy). For example, the heat storage device 21 is the ice heat storage described with reference to FIG. Further, for example, the heat storage device 21 is a heat storage tank for storing cold water/hot water and a hot water storage tank for storing hot water. Note that the heat storage device 21 is not limited to these.

熱供給装置22は、負荷に熱供給を行う装置である。熱供給装置22は、蓄熱装置21に熱(エネルギー)を蓄えさせることができる。例えば、熱供給装置22は、図2を参照しながら説明する冷凍機である。また、例えば、熱供給装置22は、冷水を貯める場合には、スクリュー冷凍機、吸収式冷凍機、ヒートポンプである。また、例えば、熱供給装置22は、温水を貯める場合には、ボイラ、ヒートポンプである。なお、熱供給装置22は、これらに限定されない。 The heat supply device 22 is a device that supplies heat to the load. The heat supply device 22 can store heat (energy) in the heat storage device 21 . For example, heat supply device 22 is a refrigerator described with reference to FIG. Further, for example, the heat supply device 22 is a screw refrigerator, an absorption refrigerator, or a heat pump when cold water is stored. Further, for example, the heat supply device 22 is a boiler or a heat pump when hot water is stored. Note that the heat supply device 22 is not limited to these.

図2は、本発明の一実施形態に係る蓄熱装置21として氷蓄熱201を用い、熱供給装置22としてターボ冷凍機202を用いたときの冷水系統を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a cold water system when an ice heat storage device 201 is used as the heat storage device 21 and a turbo chiller 202 is used as the heat supply device 22 according to one embodiment of the present invention.

本例では、運用装置10は、氷蓄熱201およびターボ冷凍機202からなる蓄熱システム20を制御する。ターボ冷凍機202には冷媒の冷却のため冷却塔203が必要である。なお、ターボ冷凍機1、ターボ冷凍機2、ターボ冷凍機3、ターボ冷凍機4を総称してターボ冷凍機202と呼ぶ。また、冷却塔1、冷却塔2、冷却塔3、冷却塔4を総称して冷却塔203と呼ぶ。 In this example, the operation device 10 controls the heat storage system 20 consisting of the ice heat storage 201 and the centrifugal chiller 202 . The turbo chiller 202 requires a cooling tower 203 for cooling the refrigerant. The turbo chiller 1, the turbo chiller 2, the turbo chiller 3, and the turbo chiller 4 are collectively referred to as a turbo chiller 202. Cooling tower 1, cooling tower 2, cooling tower 3, and cooling tower 4 are collectively referred to as cooling tower 203.

ターボ冷凍機202は、電力を消費してブラインを冷却し氷蓄熱201に蓄熱を行う。放熱時には、ターボ冷凍機202を全停止させるか、一部起動させて追い掛け運転を行い、氷蓄熱201から冷水負荷へ供給を行う。また、バイパス管を通すことで、蓄氷量を維持して冷水負荷に供給を行うこともできる。冷水需要により温まった冷水は、還配管によりターボ冷凍機202に戻り再び冷却される。 The turbo chiller 202 consumes electric power to cool the brine and store heat in the ice heat storage 201 . At the time of heat dissipation, the turbo chiller 202 is completely stopped or partly started to perform chasing operation, and supply cold water from the ice heat storage 201 to the cold water load. In addition, by passing through a bypass pipe, it is possible to maintain the amount of stored ice and supply the chilled water load. The cold water warmed by the cold water demand is returned to the centrifugal chiller 202 through the return pipe and cooled again.

<<負荷とコストの関係>>
ここで、負荷(図2の例では、冷水負荷)とコスト(図2の例では、電力コスト)の関係について図5を参照しながら説明する。
<<Relationship between load and cost>>
Here, the relationship between load (chilled water load in the example of FIG. 2) and cost (power cost in the example of FIG. 2) will be described with reference to FIG.

図5は、本発明の一実施形態に係る冷水負荷と電力コスト単価(例えば、高コスト、中コスト、低コストの3つに分けられているとする)の例である。本例では、電力コスト単価は、朝の立ち上がり時と夕方に単価が高コストとなる設定としている。この場合、コストとしては、8:00~10:00、17:00~20:00が最も高くなっているため、この期間は熱供給装置22(図2の例では、ターボ冷凍機202)を全停止することが求められる。上記高コスト時に蓄熱装置21(図2の例では、氷蓄熱201)で熱供給をした際に、蓄熱量(図2の例では、蓄氷量)が余っている場合、中コストである10:00~17:00、20:00~22:00で放熱をするとコストメリットが出る運用となる。 FIG. 5 is an example of cold water load and power cost unit price (for example, divided into high cost, medium cost, and low cost) according to one embodiment of the present invention. In this example, the power cost unit price is set so that the unit price is high in the morning and in the evening. In this case, the cost is highest from 8:00 to 10:00 and from 17:00 to 20:00. A full stop is required. When the heat storage device 21 (in the example of FIG. 2, the ice storage 201) supplies heat at the time of the high cost, if the heat storage amount (in the example of FIG. 2, the ice storage amount) is surplus, the middle cost is 10 Heat dissipation from :00 to 17:00 and 20:00 to 22:00 is an operation with cost advantage.

中コスト帯でどれだけ放熱できるかは、高コスト帯での放熱量にかかっているが、負荷の予測が無い場合、後半の高コスト帯(17:00~20:00)でどれだけ放熱をするのか分からない。そのため、従来の手法では、中コスト帯の10:00~17::00でターボ冷凍機202を運転させ氷量を維持することを行うが、その後の冷水負荷量によっては大量に蓄氷量が余ることになり、中コスト帯で無駄にターボ冷凍機202の運転を行うことになる。 How much heat can be dissipated in the middle cost range depends on the amount of heat dissipated in the high cost range. I don't know. Therefore, in the conventional method, the turbo chiller 202 is operated in the medium cost range from 10:00 to 17:00 to maintain the amount of ice. As a result, the centrifugal chiller 202 is wastefully operated in the medium cost range.

上記を解決するため、本発明では、以下で説明するように基準負荷と実績負荷による放熱補正を行う。 In order to solve the above problem, the present invention performs heat radiation correction based on the reference load and the actual load as described below.

第一に、運用装置10は、基準負荷と実績負荷から当日負荷補正を行う。図6は、本発明の一実施形態に係る基準負荷と当日負荷実績と当日負荷補正値の例である。 First, the operation apparatus 10 corrects the current day's load from the reference load and the actual load. FIG. 6 is an example of the reference load, actual load on the day, and load correction value on the day according to one embodiment of the present invention.

基準負荷は、入力装置102によりあらかじめ設定されている負荷のパターンであり、例えば、プラントの熱設計時の想定負荷(通常は、想定最大負荷)、測定した最大負荷等を設定しておく。 The reference load is a load pattern set in advance by the input device 102. For example, an assumed load (usually an assumed maximum load) at the time of thermal design of the plant, a measured maximum load, and the like are set in advance.

当日負荷実績は、センサーにより得られた実績である。 The actual load on the day is the actual result obtained by the sensor.

図5で示した電力コストでは10:00から中コストとなるため、図6では、10:00段階での負荷補正を例示している。補正は、基準負荷と実績負荷の比率から下式で行うものである。 Since the power cost shown in FIG. 5 is medium cost from 10:00, FIG. 6 exemplifies the load correction at the 10:00 stage. Correction is performed using the following formula from the ratio of the reference load and the actual load.

当日負荷補正(例えば、10:00~24:00)[kWh]=基準負荷(例えば、10:00~24:00)[kWh]×負荷比率・・・(式1) Current load correction (for example, 10:00 to 24:00) [kWh] = Reference load (for example, 10:00 to 24:00) [kWh] x Load ratio (Formula 1)

(式1)における負荷比率は、当日の処理時点までの積算値を使う場合(式2)と、直近実績を使う場合(式3)と、があり、そのいずれでもよい。 The load ratio in (Formula 1) may be either the case of using the integrated value up to the point of processing on the current day (Formula 2) or the case of using the latest performance (Formula 3).

負荷比率=Σ当時負荷実績(例えば、0:00~10:00)[kWh]÷Σ基準負荷(例えば、0:00~10:00)[kWh]・・・(式2) Load ratio = Σ Actual load (eg, 0:00 to 10:00) [kWh] ÷ Σ Reference load (eg, 0:00 to 10:00) [kWh] (Formula 2)

負荷比率=当時負荷実績[kWh](例えば、9:30)÷基準負荷[kWh](例えば、9:30)・・・(式3) Load ratio = Current load [kWh] (eg, 9:30)/Reference load [kWh] (eg, 9:30) (Formula 3)

第二に、運用装置10は、(式1)により求めた当日負荷補正量をもとに、高コスト帯での放熱量を算出する。本例では、8:00~10:00、17:00~20:00が高コスト帯であるが、前半の8:00~10:00はすでに過ぎているため、後半の高コスト帯での放熱量を算出する。 Second, the operation apparatus 10 calculates the amount of heat dissipation in the high cost zone based on the current load correction amount obtained by (Equation 1). In this example, 8:00 to 10:00 and 17:00 to 20:00 are high cost zones, but since 8:00 to 10:00 in the first half has already passed, Calculate the amount of heat released.

高コスト帯放熱量[kWh]=Σ当日負荷補正(例えば、17:00~20:00)[kWh]・・・(式4) High-cost band heat radiation amount [kWh] = Σ day load correction (for example, 17:00 to 20:00) [kWh] (Equation 4)

第三に、運用装置10は、上記の高コスト帯放熱量と蓄熱量(図2の例では、蓄氷量)の直近実績値から、(式5)にて蓄熱量残量(図2の例では、蓄氷量残量)を計算する。 Third, the operation device 10 calculates the remaining amount of heat storage (in the example of FIG. 2, In the example, the remaining amount of ice storage) is calculated.

蓄熱量(蓄氷量)残量[kWh]=蓄熱量(蓄氷量)直近実績値[kWh]-高コスト帯放熱量[kWh]・・・(式5) Heat storage amount (ice storage amount) remaining amount [kWh] = Heat storage amount (ice storage amount) latest actual value [kWh] - High cost zone heat release amount [kWh] (Formula 5)

ここで計算した蓄氷量残量が負の場合、現状の蓄氷量では高コスト帯のみの放熱でも氷量が不足することを意味するため、中コスト帯での放熱は行わない。蓄氷量残量が正の場合、中コスト帯での放熱余地があるため、放熱処理に移る。 If the remaining amount of stored ice calculated here is negative, it means that with the current amount of stored ice, the amount of ice is insufficient even if heat is released only in the high cost range, so heat release is not performed in the middle cost range. If the remaining amount of stored ice is positive, there is room for heat dissipation in the medium cost range, so heat dissipation processing is started.

<<低コスト・中コストの時間帯の放熱運転>>
中コスト帯での放熱処理として以下を実施する。放熱処理としてはいくつかの方法があるが、一例として、前時間優先で放熱を割り当てる方法を示す。
<<Heat dissipation operation during low/medium cost hours>>
Perform the following as heat dissipation treatment in the middle cost range. There are several methods for heat dissipation processing, but as an example, a method of allocating heat dissipation with priority given to the previous time will be shown.

(式6)に示す通り、時刻tにおける蓄熱量残量(図2の例では、蓄氷量残量)を順次求めていき、蓄熱量残量(図2の例では、蓄氷量残量)が負となるまで繰り返す。本例では、tは10:00から始まり、10:30、11:00と繰り返していくことになる。 As shown in (Equation 6), the remaining heat storage amount (in the example of FIG. 2, the remaining ice storage amount) at time t is sequentially obtained, ) is negative. In this example, t starts at 10:00 and repeats from 10:30 to 11:00.

蓄熱量(蓄氷量)残量(t)[kWh]=蓄熱量(蓄氷量)残量(t-1)[kWh]-当日負荷補正(t)[kWh]・・・(式6) Heat storage amount (ice storage amount) remaining amount (t) [kWh] = Heat storage amount (ice storage amount) remaining amount (t-1) [kWh] - Load correction for the day (t) [kWh] (Formula 6)

このようにして、蓄氷量残量が正となる時刻を放熱とすることで、氷蓄熱を有効に使うことが可能となる。 In this way, the time when the remaining amount of stored ice is positive is regarded as heat radiation, so that the stored ice heat can be used effectively.

中コスト帯でどのような放熱方法をとるかはその設備の運用次第ではあるが、例えば、以下のような判断基準を持つことが考えられる。当然のことながら、そのいずれの方法をとっても良い。 What kind of heat dissipation method should be adopted in the middle cost range depends on the operation of the facility, but it is conceivable to have the following judgment criteria, for example. Naturally, either method may be used.

(1)中コスト帯の前優先で放熱を行う。
本例で示した通り、中コスト帯の前が高コスト帯で、冷凍機が停止していることが多い場合、冷凍機停止状態を維持するため前優先で放熱を行う。
(1) Heat is dissipated with priority given to the middle cost range.
As shown in this example, when the high cost band precedes the middle cost band and the refrigerator is often stopped, heat is radiated with priority to the front in order to maintain the stopped state of the refrigerator.

(2)中コスト帯の後優先で放熱を行う。
中コスト帯から高コスト帯へ放熱を継続することで、熱変動を抑える。
(2) Perform heat dissipation with priority after the middle cost band.
Heat fluctuation is suppressed by continuing heat dissipation from the middle cost range to the high cost range.

(3)中コスト帯のピークを抑える。
熱ピークを抑えるように放熱を行う。なお、当日負荷補正を用いてピークを算出することになるため、基準負荷の形が当日負荷とほぼ一致するような場合に有効である。
(3) Suppress peaks in the middle cost range.
Heat is dissipated so as to suppress heat peaks. Since the peak is calculated using the current day load correction, it is effective when the shape of the reference load substantially matches the current day load.

上述した制御を行う間隔としては、簡易的に行うのであれば1日1回、本例でいえば10:00に1回だけ行う方法と、30分毎など定周期で実績値を取得し補正を行う方法がある。定周期実行を行う場合、(式1)は、例えば、10:00~24:00から始まり、10:30~24:00、11:00~24:00と随時時間を変更していけばよい。 As for the interval at which the above-mentioned control is performed, if it is performed simply, once a day, in this example, it is performed only once at 10:00. There is a way to do In the case of periodic execution, (Equation 1) may start from 10:00 to 24:00, and change the time from 10:30 to 24:00 and 11:00 to 24:00 at any time. .

<<低コスト・中コストの時間帯の蓄熱運転>>
上記の(式5)において、蓄熱量(蓄氷量)残量[kWh]が負となった場合、高コスト帯のみの放熱でも熱量(氷量)が不足することになるため、蓄熱運転を実施する(図7参照)。
<<Heat storage operation during low/medium cost hours>>
In the above (Equation 5), if the heat storage amount (ice storage amount) remaining amount [kWh] is negative, the heat amount (ice amount) will be insufficient even with heat dissipation only in the high cost range, so heat storage operation will be performed. (See FIG. 7).

蓄熱運転は、下記の(式7)にて蓄熱量(畜氷量)残量が正となる最小の時間tを求める。「熱供給装置(冷凍機)最大出力[kWh]-当日負荷補正(t)[kWh]」は各時間における熱供給装置(冷凍機)の余力であり、この余力分を蓄熱に回すことで蓄熱(蓄氷)を行う。ただし、ここで求めた蓄熱運転時間が高コスト帯にかかる場合は、その時点で蓄熱運転を停止する。 In the heat storage operation, the minimum time t at which the remaining amount of stored heat (amount of stored ice) becomes positive is determined by the following (Equation 7). "Heat supply device (refrigerator) maximum output [kWh] - day load correction (t) [kWh]" is the surplus power of the heat supply device (refrigerator) at each time, and this surplus power is used for heat storage. (ice storage). However, if the heat storage operation time obtained here is in the high cost zone, the heat storage operation is stopped at that time.

蓄熱量(畜氷量)残量(t+1)[kWh]=蓄熱量(畜氷量)残量(t)[kWh]+(熱供給装置(冷凍機)最大出力[kWh]-当日負荷補正(t)[kWh])・・・(式7) Remaining amount of heat storage (amount of ice stored) (t+1) [kWh] = Remaining amount of heat storage (amount of ice stored) (t) [kWh] + (heat supply device (refrigerator) maximum output [kWh] - day load correction ( t) [kWh]) (Formula 7)

なお、蓄熱(蓄氷)の設備によってはこのような蓄熱(蓄氷)運転ができない場合があるため、蓄熱(蓄氷)運転が可能な場合のみ蓄熱(蓄氷)を行うものとする。蓄熱(蓄氷)運転ができない例としては以下がある。
・夜間は蓄氷用のマイナス温度送水、昼間は冷水用のプラス温度送水など、冷凍機の送り出し温度を変えている場合。
・蓄氷方式により、一度融氷を始めたら氷を使い切るまで蓄氷できない場合。
このような場合は入力装置により、事前に特性をセットしておき、途中蓄熱(蓄氷)不可とする必要がある。
Since such a heat storage (ice storage) operation may not be possible depending on the heat storage (ice storage) equipment, heat storage (ice storage) shall be performed only when the heat storage (ice storage) operation is possible. The following are examples of heat storage (ice storage) operation that cannot be performed.
・When the delivery temperature of the refrigerator is changed, such as minus temperature water supply for ice storage at night and plus temperature water supply for cold water during the day.
- Due to the ice storage method, ice cannot be stored until all the ice is used up once the ice has started to melt.
In such a case, it is necessary to set the characteristics in advance using an input device to disable heat storage (ice storage) during the process.

<<基準負荷の補正>>
上述までは、設定した基準負荷と実際の負荷のパターンが近いことを前提としているが、負荷設備経年劣化、設備の更新、生産計画の変更、操業計画の変更などにより、負荷のパターンが大きく変化することがある。その場合、設定した基準負荷を補正する仕組みが必要となる。補正手順例を以下に示す。
<<Correction of reference load>>
Up to the above, it is assumed that the set reference load and the actual load pattern are close, but the load pattern changes greatly due to deterioration of the load equipment over time, equipment renewal, changes in production plans, changes in operation plans, etc. I have something to do. In that case, a mechanism for correcting the set reference load is required. An example of correction procedure is shown below.

第一に、運用装置10は、必要となる実績データを選択する。蓄熱システム20の運用を決定することから実績データとしては、高負荷時のデータを用いることが有効であり、例えば、ピーク負荷上位10%、1日積算負荷上位10%、などの上位負荷を基準とする方法がある。また、高負荷上位は特異日として除外するのであれば、上位10日は除外して上位10%を選択する、などの方法を用いてもよい。 First, the operation device 10 selects required performance data. Since the operation of the heat storage system 20 is determined, it is effective to use the data at the time of high load as the performance data. There is a method to Alternatively, if the top 10 days with the highest load are to be excluded as special days, a method such as excluding the top 10 days and selecting the top 10% may be used.

第二に、運用装置10は、基準負荷の補正を行う。生産計画が完全に変わった場合などは、もともと設定されていた基準負荷(以下、補正前基準負荷ともいう)にあまり意味はないため、抽出した実績データをもとに補正後基準負荷を作成する。一方で、設備がわずかに変わった、操業時間が少し変わった、など、変化が少ない場合は補正前基準負荷を残したほうが良いこともあり、この場合、抽出した実績データと補正前基準負荷を同時に考慮することで補正後基準負荷を作成する。なお、抽出した実績負荷の日数mが多い場合、補正前基準負荷変動が実績負荷に埋もれてしまうため、日数分に対応する重みnをつける。 Second, the operation device 10 corrects the reference load. In cases such as when the production plan has changed completely, the originally set reference load (hereinafter also referred to as the pre-correction reference load) is meaningless, so the post-correction reference load is created based on the extracted actual data. . On the other hand, if there is little change, such as a slight change in equipment or a slight change in operating hours, it may be better to leave the pre-correction standard load. By simultaneously considering these factors, the post-correction reference load is created. If the number of days m of the extracted actual load is large, the reference load fluctuation before correction is buried in the actual load, so a weight n corresponding to the number of days is added.

補正後基準負荷(t)=(抽出実績負荷(m,t)+補正前基準負荷(t)×重みn)÷(m+n)・・・(式8) Post-correction reference load (t)=(extracted actual load (m, t) + pre-correction reference load (t) x weight n)/(m+n) (Equation 8)

<機能ブロック>
図3は、本発明の一実施形態に係る運用装置10の機能ブロックを示す図である。運用装置10は、センサー入力装置101と、入力装置102と、計算装置103と、出力装置104と、を備える。また、運用装置10は、プログラムを実行することによって、センサー入力装置101、入力装置102、計算装置103、出力装置104として機能する。以下、それぞれについて説明する。
<Functional block>
FIG. 3 is a diagram showing functional blocks of the operation device 10 according to one embodiment of the present invention. The operation device 10 includes a sensor input device 101 , an input device 102 , a calculation device 103 and an output device 104 . The operation device 10 also functions as a sensor input device 101, an input device 102, a calculation device 103, and an output device 104 by executing programs. Each of these will be described below.

センサー入力装置101は、蓄熱装置21および熱供給装置22から熱供給が行われた実績負荷(センサーによって計測された負荷の実績値)と、蓄熱量(センサーによって計測された蓄熱装置21に蓄えられている熱(エネルギー)の量)と、をセンサーから取得する。なお、蓄熱装置21および熱供給装置22には、センサーが取り付けられているものとする。 The sensor input device 101 receives the actual load (actual value of the load measured by the sensor) for which heat is supplied from the heat storage device 21 and the heat supply device 22, and the heat storage amount (the amount of heat stored in the heat storage device 21 measured by the sensor). from the sensor. It is assumed that sensors are attached to the heat storage device 21 and the heat supply device 22 .

入力装置102は、蓄熱装置21と熱供給装置22の特性(例えば、蓄熱の性能、熱供給の性能)と、基準負荷と、の入力を受け付ける。具体的には、蓄熱装置21と熱供給装置22の特性と、基準負荷と、がユーザによって入力されたとする。そうすると、入力装置102は、蓄熱装置21および熱供給装置22の特性と、基準負荷と、の入力を受け付ける。 The input device 102 receives inputs of characteristics of the heat storage device 21 and the heat supply device 22 (for example, heat storage performance and heat supply performance) and a reference load. Specifically, it is assumed that the user inputs the characteristics of the heat storage device 21 and the heat supply device 22 and the reference load. Then, the input device 102 receives input of the characteristics of the heat storage device 21 and the heat supply device 22 and the reference load.

計算装置103は、センサー入力装置101が取得した実績負荷と蓄熱量と、入力装置102が入力を受け付けた蓄熱装置21と熱供給装置22の特性と、基準負荷とから、蓄熱装置21の出力(例えば、放熱量)および熱供給装置22の出力(例えば、熱供給量)を算出する(例えば、熱供給装置22の出力=特性a×消費電力+特性bといった線形で表すことができる)。また、計算装置103は、基準負荷を補正することができる。 The calculation device 103 calculates the output of the heat storage device 21 ( For example, the amount of heat released) and the output of the heat supply device 22 (for example, the amount of heat supplied) are calculated (for example, the output of the heat supply device 22 = characteristic a x power consumption + characteristic b). Also, the computing device 103 can correct the reference load.

出力装置104は、計算装置103が算出した結果を出力する。蓄熱装置21および熱供給装置22は、計算装置103が算出した結果にしたがって、放熱の処理を行うことができる。 The output device 104 outputs the result calculated by the computing device 103 . The heat storage device 21 and the heat supply device 22 can perform heat dissipation processing according to the results calculated by the calculation device 103 .

<方法>
図4は、本発明の一実施形態に係る蓄熱装置および熱供給装置を運用する処理のフローチャートである。
<Method>
FIG. 4 is a flow chart of processing for operating a heat storage device and a heat supply device according to an embodiment of the present invention.

ステップ1(S1)において、センサー入力装置101は、蓄熱装置21および熱供給装置22のセンサーが計測した実績を取得する。具体的には、センサー入力装置101は、蓄熱装置21および熱供給装置22から熱供給が行われた実績負荷と、蓄熱量と、をセンサーから取得する。 In step 1 ( S<b>1 ), the sensor input device 101 acquires results measured by the sensors of the heat storage device 21 and the heat supply device 22 . Specifically, the sensor input device 101 acquires from the sensor the actual load for which heat is supplied from the heat storage device 21 and the heat supply device 22 and the heat storage amount.

ステップ2(S2)において、機器特性(具体的には、蓄熱装置21と熱供給装置22の特性)と、計算条件(具体的には、基準負荷)と、がユーザによって入力されたとする。そうすると、入力装置102は、機器(具体的には、蓄熱装置21および熱供給装置22)の特性と、計算条件(具体的には、基準負荷)と、の入力を受け付ける。なお、計算条件は、基準負荷のほか、実績負荷をもとに基準負荷を補正する周期(例えば、30分ごと、1日ごと)、時間(電力料金の変動)の設定を含むことができる。 Assume that in step 2 (S2), the user inputs the device characteristics (specifically, the characteristics of the heat storage device 21 and the heat supply device 22) and the calculation conditions (specifically, the reference load). Then, the input device 102 receives input of the characteristics of the devices (specifically, the heat storage device 21 and the heat supply device 22) and the calculation conditions (specifically, the reference load). In addition to the reference load, the calculation conditions can also include settings for the cycle (for example, every 30 minutes, every day) and time (fluctuations in power rates) for correcting the reference load based on the actual load.

ステップ3(S3)において、計算装置103は、蓄熱装置21および熱供給装置22の出力を計算する。計算装置103は、S1で取得した実績負荷および蓄熱量と、S2で入力を受け付けた特性および基準負荷と、から蓄熱装置21および熱供給装置22の出力を算出する。 At step 3 ( S<b>3 ), the calculation device 103 calculates the outputs of the heat storage device 21 and the heat supply device 22 . The calculation device 103 calculates outputs of the heat storage device 21 and the heat supply device 22 from the actual load and heat storage amount acquired in S1 and the characteristic and reference load received as inputs in S2.

ステップ4(S4)において、出力装置104は、S3で算出した結果を出力する。 At step 4 (S4), the output device 104 outputs the result calculated at S3.

<効果>
このように、本発明では、限られた運用実績をもとに蓄熱装置と熱供給装置を運用することができる。具体的には、未来の負荷を予測せず現状の計測情報をもとに蓄積装置と熱供給装置を運用することができる。そのため、安価なシステム構成にて蓄熱装置の有効活用が可能となる。また、基準負荷を補正する仕組みを備えることで、設備変更、プラント運用変更に対応することが可能となる。
<effect>
Thus, in the present invention, it is possible to operate the heat storage device and the heat supply device based on a limited operating record. Specifically, the storage device and the heat supply device can be operated based on current measurement information without predicting future loads. Therefore, it is possible to effectively utilize the heat storage device with an inexpensive system configuration. Also, by providing a mechanism for correcting the reference load, it becomes possible to respond to facility changes and plant operation changes.

<ハードウェア構成>
図7は、本発明の一実施形態に係る運用装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。運用装置10は、CPU(Central Processing Unit)1001、ROM(Read Only Memory)1002、RAM(Random Access Memory)1003を有する。CPU1001、ROM1002、RAM1003は、いわゆるコンピュータを形成する。
<Hardware configuration>
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the operation device 10 according to one embodiment of the present invention. The operation apparatus 10 has a CPU (Central Processing Unit) 1001 , a ROM (Read Only Memory) 1002 and a RAM (Random Access Memory) 1003 . The CPU 1001, ROM 1002, and RAM 1003 form a so-called computer.

また、運用装置10は、補助記憶装置1004、表示装置1005、操作装置1006、I/F(Interface)装置1007、ドライブ装置1008を有することができる。なお、運用装置10の各ハードウェアは、バスBを介して相互に接続されている。 The operation device 10 can also have an auxiliary storage device 1004 , a display device 1005 , an operation device 1006 , an I/F (Interface) device 1007 and a drive device 1008 . Each piece of hardware of the operation device 10 is interconnected via a bus B. FIG.

CPU1001は、補助記憶装置1004にインストールされている各種プログラムを実行する演算デバイスである。 A CPU 1001 is an arithmetic device that executes various programs installed in an auxiliary storage device 1004 .

ROM1002は、不揮発性メモリである。ROM1002は、補助記憶装置1004にインストールされている各種プログラムをCPU1001が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ROM1002はBIOS(Basic Input/Output System)やEFI(Extensible Firmware Interface)等のブートプログラム等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。 ROM 1002 is a non-volatile memory. The ROM 1002 functions as a main storage device that stores various programs, data, etc. necessary for the CPU 1001 to execute various programs installed in the auxiliary storage device 1004 . Specifically, the ROM 1002 functions as a main storage device that stores boot programs such as BIOS (Basic Input/Output System) and EFI (Extensible Firmware Interface).

RAM1003は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)等の揮発性メモリである。RAM1003は、補助記憶装置1004にインストールされている各種プログラムがCPU1001によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。 A RAM 1003 is a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or an SRAM (Static Random Access Memory). The RAM 1003 functions as a main storage device that provides a work area that is developed when various programs installed in the auxiliary storage device 1004 are executed by the CPU 1001 .

補助記憶装置1004は、各種プログラムや、各種プログラムが実行される際に用いられる情報を格納する補助記憶デバイスである。 The auxiliary storage device 1004 is an auxiliary storage device that stores various programs and information used when various programs are executed.

表示装置1005は、運用装置10の内部状態等を表示する表示デバイスである。 The display device 1005 is a display device that displays the internal state of the operation device 10 and the like.

操作装置1006は、運用装置10の管理者が運用装置10に対して各種指示を入力する入力デバイスである。 The operation device 1006 is an input device through which an administrator of the operation device 10 inputs various instructions to the operation device 10 .

I/F装置1007は、ネットワークに接続し、他の装置と通信を行うための通信デバイスである。 The I/F device 1007 is a communication device for connecting to a network and communicating with other devices.

ドライブ装置1008は記憶媒体1009をセットするためのデバイスである。ここでいう記憶媒体1009には、CD-ROM、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記憶媒体1009には、EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。 A drive device 1008 is a device for setting a storage medium 1009 . The storage medium 1009 here includes media such as CD-ROMs, flexible disks, magneto-optical disks, etc., which record information optically, electrically or magnetically. The storage medium 1009 may also include a semiconductor memory that electrically records information such as an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), a flash memory, or the like.

なお、補助記憶装置1004にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記憶媒体1009がドライブ装置1008にセットされ、該記憶媒体1009に記録された各種プログラムがドライブ装置1008により読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶装置1004にインストールされる各種プログラムは、I/F装置1007を介して、ネットワークよりダウンロードされることでインストールされてもよい。 Various programs to be installed in the auxiliary storage device 1004 are installed by, for example, setting the distributed storage medium 1009 in the drive device 1008 and reading the various programs recorded in the storage medium 1009 by the drive device 1008. be done. Alternatively, various programs installed in the auxiliary storage device 1004 may be installed by being downloaded from the network via the I/F device 1007 .

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・Changes are possible.

1 エネルギープラント
10 運用装置
20 蓄熱システム
21 蓄熱装置
22 熱供給装置
101 センサー入力装置
102 入力装置
103 計算装置
104 出力装置
201 氷蓄熱
202 ターボ冷凍機
203 冷却塔
1001 CPU
1002 ROM
1003 RAM
1004 補助記憶装置
1005 表示装置
1006 操作装置
1007 I/F装置
1008 ドライブ装置
1009 記憶媒体
1 Energy plant 10 Operation device 20 Heat storage system 21 Heat storage device 22 Heat supply device 101 Sensor input device 102 Input device 103 Calculation device 104 Output device 201 Ice heat storage 202 Turbo chiller 203 Cooling tower 1001 CPU
1002 ROMs
1003 RAM
1004 auxiliary storage device 1005 display device 1006 operation device 1007 I/F device 1008 drive device 1009 storage medium

Claims (9)

蓄熱装置および熱供給装置を制御する運用装置であって、
前記蓄熱装置および前記熱供給装置から熱供給が行われた実績負荷と、蓄熱量と、をセンサーから取得するセンサー入力装置と、
前記蓄熱装置および前記熱供給装置の特性と、基準負荷と、の入力を受け付ける入力装置と、
前記実績負荷と、前記蓄熱量と、前記特性と、前記基準負荷と、から前記蓄熱装置および前記熱供給装置の出力を算出する計算装置と、
前記算出した結果を出力する出力装置と
を備えた運用装置。
An operation device that controls a heat storage device and a heat supply device,
a sensor input device for acquiring, from a sensor, an actual load for which heat is supplied from the heat storage device and the heat supply device, and a heat storage amount;
an input device that receives inputs of characteristics of the heat storage device and the heat supply device and a reference load;
a calculation device that calculates outputs of the heat storage device and the heat supply device from the actual load, the heat storage amount, the characteristic, and the reference load;
and an output device for outputting the calculated result.
前記計算装置は、前記実績負荷をもとに前記基準負荷を補正する、請求項1に記載の運用装置。 The operating device according to claim 1, wherein said computing device corrects said reference load based on said actual load. 前記計算装置は、前記実績負荷の積算値をもとに前記基準負荷を補正する、請求項2に記載の運用装置。 3. The operation device according to claim 2, wherein said calculation device corrects said reference load based on an integrated value of said actual load. 前記計算装置は、前記実績負荷の直近の値をもとに前記基準負荷を補正する、請求項2に記載の運用装置。 3. The operating device according to claim 2, wherein said computing device corrects said reference load based on the most recent value of said actual load. 前記計算装置は、前記蓄熱量が高コスト時間帯に不足することになると判断した場合、前記高コスト時間帯以外の時間帯に前記蓄熱装置および前記熱供給装置に蓄熱を行わせる、請求項1または2に記載の運用装置。 2. The calculating device causes the heat storage device and the heat supply device to store heat during a time period other than the high cost time period when the calculation device determines that the heat storage amount will be insufficient during the high cost time period. Or the operating device according to 2. 前記計算装置は、前記蓄熱量が高コスト時間帯に余ることになると判断した場合、前記高コスト時間帯以外の時間帯に前記蓄熱装置および前記熱供給装置に放熱を行わせる、請求項1または2に記載の運用装置。 2. The calculation device according to claim 1, wherein, when determining that the heat storage amount will be left over during the high-cost time period, the calculation device causes the heat storage device and the heat supply device to radiate heat during a time period other than the high-cost time period. 2. The operation device according to 2. 前記計算装置は、前記熱供給装置で生じるコストをもとに、前記蓄熱装置および前記熱供給装置の出力を算出する、請求項1または2に記載の運用装置。 3. The operation device according to claim 1, wherein said calculation device calculates outputs of said heat storage device and said heat supply device based on costs incurred by said heat supply device. 前記計算装置は、前記基準負荷を補正する、請求項1または2に記載の運用装置。 3. The operating device according to claim 1, wherein said computing device corrects said reference load. 蓄熱装置および熱供給装置を制御する運用装置が実行する方法であって、
前記蓄熱装置および前記熱供給装置から熱供給が行われた実績負荷と、蓄熱量と、をセンサーから取得するステップと、
前記蓄熱装置および前記熱供給装置の特性と、基準負荷と、の入力を受け付けるステップと、
前記実績負荷と、前記蓄熱量と、前記特性と、前記基準負荷と、から前記蓄熱装置および前記熱供給装置の出力を算出するステップと、
前記算出した結果を出力するステップと
を含む方法。
A method executed by an operation device that controls a heat storage device and a heat supply device, comprising:
a step of obtaining, from a sensor, an actual load for which heat is supplied from the heat storage device and the heat supply device, and a heat storage amount;
receiving input of characteristics of the heat storage device and the heat supply device and a reference load;
calculating outputs of the heat storage device and the heat supply device from the actual load, the heat storage amount, the characteristic, and the reference load;
and outputting the calculated result.
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