JP4347602B2

JP4347602B2 - 熱源運転支援制御方法、システムおよびプログラム

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Publication number: JP4347602B2
Application number: JP2003112898A
Authority: JP
Inventors: 一幸神村; 学三浦; 英生川又; 秀一落合; 俊尚村山
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004317049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱源システムの最適運転スケジュールを決定する技術に係り、特に目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールを決定する熱源運転支援制御方法、システムおよびプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
業務用ビルのエネルギー消費量は、近年、国内全エネルギー消費量の１０％程度を占めるまでに及んでおり、エネルギー消費量の低減とＣＯ₂排出量の削減を実現する設備の構築、運用・制御が重要となってきている。このため、建物における省エネルギーや省コストおよびＣＯ₂ 排出量削減等の環境負荷低減への対応が求められており、いかにこれらの要求に対応できる設備を設計して、それを運用するかが重要なテーマとなっている。
【０００３】
大型ビルのエネルギー供給システムは、入力エネルギーを電力、都市ガス、石油、水とし、出力である供給エネルギーを電力、冷水、温水、蒸気などとする多入力、多出力のシステムである。このシステムは、経済性、省エネルギー性、環境保全性および都市防災などの観点から総合的に評価、設計され、コジェネレーション・システム、ヒートポンプ氷（または水）蓄熱システム、ガス冷温水機などを設置した複合熱源システムとなっている。
【０００４】
このようなコジェネレーション・システムや蓄熱槽を含むエネルギー供給システムでは、運転コストを最小にする最適運転スケジュールが作成され、この最適運転スケジュールに基づいて熱源機器の運転制御が行われていた（例えば、特許文献１参照）。なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１３７１４５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されたビル管理システムによれば、熱源設備の経済的な運転が可能になる。しかしながら、このシステムでは、熱源機器の運転における経済的な要求には対応できるが、省エネルギーや環境保全など他の要求には対応できないという問題点があった。
【０００７】
このような要求に対応できる技術として期待されているのが、数理計画法を用いた熱源機器の最適運転スケジュールの決定方法である。数理計画法は、目的関数を最小にする演算（最適化）を行うので、目的関数を経済性（建設費＋運転費）や省エネルギー性（エネルギー消費量）、環境保全性（ＣＯ₂排出量）、制御性（制御量偏差と操作量の２乗和）として表すことにより、目的に合った設計、運用、制御のための解を得ることができる。熱源システムを構成する機器の多くは、オン／オフ動作することから、これらの機器の動作状態は、「１」または「０」の値をとる整数変数により表される。したがって、数理計画法による熱源システムの最適運転スケジュール問題は、整数変数を含む混合整数線型計画法により定式化することができる。
【０００８】
しかし、数理計画法を用いた従来の最適運転スケジュール演算方法では、合理的な計算時間で最適運転スケジュールを演算することができず、数理計画法を熱源機器の最適運転スケジュール演算に適用することは事実上不可能であった。その理由は、混合整数線型計画法においては、整数変数の取り得る状態の組み合わせの中から目的関数を最小化する、すなわち、整数変数の値を決定する必要があるため、整数変数の個数が多く、また考慮すべき期間が長い（各機器の状態が変化し得るインターバルの数が多い）ほど、整数変数の取り得る状態の組み合わせは指数関数的に増大するからである。例えば、多くの熱源システムは、２０台以上の機器から構成されるので、２０台の機器がオン／オフ動作するとなると、混合整数線形計画法においては、少なくとも２０個の整数変数を含むことととなる。さらに、蓄熱槽を含む熱源システムの場合、最適運転スケジュールを決定するには、次のインターバルにおける機器の動作状態を決定するにも、少なくとも１日（２４時間）にわたる熱源システムの動作状態を考慮しなければならない。そのため、仮に３０分ごとに運転スケジュールを決定するとなると、１日当たり４８（＝２４×２）のインターバルについて組み合わせを検討する必要がある。その結果、混合整数線形計画法によりこの熱源システムの最適運転スケジュールを決定しようとすれば、２０台の機器が４８のインターバルについて取り得る動作状態の組み合わせの数は２の（２０×４８）乗にものぼるため、コンピュータを用いてこれらの組み合わせの中から目的関数を最小化する解を求め、合理的な計算時間で最適な動作状態を決定することは不可能である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、数理計画法を用いた熱源機器の最適運転スケジュール演算を実用化し、熱源機器の運転における多様な要求に対応することができる熱源運転支援制御方法、システムおよびプログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールを決定する熱源運転支援制御方法において、前記熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数のうち、所定のサンプリング時刻の変数については整数変数とし、前記所定のサンプリング時刻を除いたサンプリング時刻の変数については連続変数として設定する変数設定手順と、前記熱源システムの負荷を予測する負荷予測演算手順と、この負荷予測演算手順で予測した負荷予測値と前記目的関数と前記運転・停止状態を表す変数とに基づいて、前記熱源システムの最適運転スケジュールを決定する最適運転スケジュール演算手順とを備えるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御方法の１構成例は、前記目的関数を切り換える目的関数切換手順を備えるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御方法の１構成例は、前記最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手順を備えるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御方法の１構成例は、前記熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を前記最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、前記熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手順を備えるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御方法の１構成例において、前記熱源運転順序決定手順は、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち前記運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、前記決定対象時刻の運転順序を決定するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明は、目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールを決定する熱源運転支援制御システムにおいて、前記熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数のうち、所定のサンプリング時刻の変数については整数変数とし、前記所定のサンプリング時刻を除いたサンプリング時刻の変数については連続変数として設定する変数設定手段と、前記熱源システムの負荷を予測する負荷予測演算手段と、この負荷予測演算手段で予測された負荷予測値と前記目的関数と前記運転・停止状態を表す変数とに基づいて、前記熱源システムの最適運転スケジュールを決定する最適運転スケジュール演算手段とを備えるものである。
また、本発明の熱源運転支援制御システムの１構成例は、前記目的関数を切り換える目的関数切換手段を備えるものである。
また、本発明の熱源運転支援制御システムの１構成例は、前記最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手段を備えるものである。
また、本発明の熱源運転支援制御システムの１構成例は、前記熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を前記最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、前記熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手段を備えるものである。
また、本発明の熱源運転支援制御システムの１構成例において、前記熱源運転順序決定手段は、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち前記運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、前記決定対象時刻の運転順序を決定するものである。
【００１２】
また、本発明は、目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールをコンピュータに決定させる熱源運転支援制御プログラムにおいて、前記熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数のうち、所定のサンプリング時刻の変数については整数変数とし、前記所定のサンプリング時刻を除いたサンプリング時刻の変数については連続変数として設定する変数設定手順と、前記熱源システムの負荷を予測する負荷予測演算手順と、この負荷予測演算手順で予測した負荷予測値と前記目的関数と前記運転・停止状態を表す変数とに基づいて、前記熱源システムの最適運転スケジュールを決定する最適運転スケジュール演算手順とをコンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御プログラムの１構成例は、前記目的関数を切り換える目的関数切換手順をコンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御プログラムの１構成例は、前記最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手順をコンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御プログラムの１構成例は、前記熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を前記最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、前記熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手順をコンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明の熱源運転支援制御プログラムの１構成例において、前記熱源運転順序決定手順は、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち前記運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、前記決定対象時刻の運転順序を決定するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態となる熱源運転支援制御システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の熱源運転支援制御システムは、冷熱源と温熱源と蓄熱槽とを含む複合熱源システム１と、複合熱源システム１を監視する中央監視システム２と、経済性、省エネルギー性、環境保全性あるいは制御性を高めるために複合熱源システム１の最適運転スケジュールを決定する熱源運転支援システム３と、建物内の設備を制御する設備統合コントローラ（以下、ＵＩＣとする）４と、複合熱源システム１のうち冷熱源を制御する冷熱源台数制御コントローラ５と、複合熱源システム１のうち温熱源を制御する温熱源台数制御コントローラ６と、複合熱源システム１のうち蓄熱槽を制御する蓄熱コントローラ７と、データを収集する監視装置８と、外部から収集した翌日分の予想気温データを熱源運転支援システム３に転送する気象データ転送ＰＣ９と、中央監視システム２と熱源運転支援システム３とＵＩＣ４と監視装置８と気象データ転送ＰＣ９とを相互に接続するネットワーク１０と、複合熱源システム１のうちコジェネレーション群を制御するコジェネシステムコントローラ２０とからなる。
【００１４】
図２は複合熱源システム１の構成を示すブロック図である。複合熱源システム１は、一次エネルギー（電力会社から供給される電力、ガス会社から供給される都市ガス、および水道会社から供給される水）を消費して、電力、冷水、温水、蒸気を発生させ、建物内の電気設備や空調設備に供給する機器である。
【００１５】
図２において、Ｅ１は電力会社から供給される業務用電力、Ｅ２は蓄熱調整契約電力、Ｗは水道会社から供給される水、Ｆはガス会社から供給される都市ガスを表す。夜間に蓄熱のために運転されるチラー、ポンプ、冷却塔には、安価な蓄熱調整契約電力料金が適用される。
【００１６】
複合熱源システム１は、都市ガスＦと補給水Ｗとにより電力を生成するコジェネレーション群１１と、都市ガスＦから蒸気を生成するボイラ群１２と、ボイラ群１２から供給された蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収温水とにより冷水を生成する冷凍機群１３と、コジェネレーション群１１から供給された電力とボイラ群１２から供給された蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収温水とコジェネレーション群１１で生じた回収蒸気とにより温水を生成する温水ポンプ群１４と、安価な蓄熱調整契約電力Ｅ２を熱の形で蓄え、熱需要が集中する昼間に利用するための蓄熱槽群１５とから構成される。
【００１７】
コジェネレーション群１１は、都市ガスＦと補給水Ｗとにより発電するガスエンジン発電機１１１と、ガスエンジン発電機１１１の補機１１２と、ガスエンジン発電機１１１から送られてくる高温冷却水の熱を外気に放熱して冷却水をガスエンジン発電機１１１に戻す冷却塔１１３と、冷却塔１１３の補機１１４とを有している。
ボイラ群１２は、都市ガスＦから蒸気を生成する貫流ボイラ１２１と、貫流ボイラ１２１の補機１２２とを有している。
【００１８】
冷凍機群１３は、ボイラ群１２から供給された蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収温水とにより冷水を生成する蒸気・温水併用吸収式冷凍機１３１と、蒸気・温水併用吸収式冷凍機１３１の補機１３２と、蒸気・温水併用吸収式冷凍機１３１から送られてくる高温冷却水の熱を外気に放熱して冷却水を蒸気・温水併用吸収式冷凍機１３１に戻す冷却塔１３３と、冷却塔１３３の補機１３４と、ボイラ群１２から供給された蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収蒸気とにより冷水を生成する蒸気吸収式冷凍機１３５と、蒸気吸収式冷凍機１３５の補機１３６と、蒸気吸収式冷凍機１３５から送られてくる高温冷却水の熱を外気に放熱して冷却水を蒸気吸収式冷凍機１３５に戻す冷却塔１３７と、冷却塔１３７の補機１３８とを有している。
【００１９】
温水ポンプ群１４は、コジェネレーション群１１から供給された電力とコジェネレーション群１１で生じた回収温水とにより温水を生成する温水ポンプ１４１と、コジェネレーション群１１から供給された電力とボイラ群１２から供給された蒸気とコジェネレーション群１１で生じた回収蒸気とにより温水を生成する温水ポンプ１４２とを有している。
【００２０】
蓄熱槽群１５は、蓄熱調整契約電力Ｅ２により冷水を生成するスクリュー冷凍機１５１と、スクリュー冷凍機１５１の補機１５２と、スクリュー冷凍機１５１から送られてくる高温冷却水の熱を外気に放熱して冷却水をスクリュー冷凍機１５１に戻す冷却塔１５３と、冷却塔１５３の補機１５４と、スクリュー冷凍機１５１で生成された冷水を溜める蓄熱槽１５５と、蓄熱槽１５５に溜められている冷水を利用するために放水する冷水放熱ポンプ１５６とを有している。
【００２１】
複合熱源システム１のうち、冷凍機群１３と蓄熱槽群１５の冷水放熱ポンプ１５６とは冷熱源を構成している。また、ボイラ群１２と温水ポンプ群１４とは温熱源を構成している。
【００２２】
なお、図２の例では、ガスエンジン発電機１１１や貫流ボイラ１２１、蒸気・温水併用吸収式冷凍機１３１、蒸気吸収式冷凍機１３５、温水ポンプ１４１，１４２、スクリュー冷凍機１５１、蓄熱槽１５５、冷水放熱ポンプ１５６および冷却塔１１３，１３３，１３７，１５３をそれぞれ１台ずつとしているが、これらはそれぞれ複数台あってもよい。
【００２３】
中央監視システム２は、複合熱源システム１の運転管理や、自動運転と手動運転の切り替え、日報や月報等の管理などを行うコンピュータ（ＰＣ）２１からなる。
熱源運転支援システム３は、負荷予測演算、最適運転演算、蓄熱運転の決定、熱源運転順序の決定、コジェネ運転台数の決定などを行うＰＣ３１からなる。ＰＣ３１は、変数設定手段と、負荷予測演算手段と、最適運転スケジュール演算手段と、実測値を収集する収集手段とを構成している。
【００２４】
これらのＰＣ２１やＰＣ３１は、例えば演算装置、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
【００２５】
以下、本実施の形態の熱源運転支援制御システムの動作を説明する。図３は本実施の形態の熱源運転支援制御システムの動作を示すフローチャート、図４は熱源運転支援制御システムにおけるデータの流れを示す図である。
図３のステップＳ１〜Ｓ７の処理は、サンプリング時間間隔Δｔごとに繰り返し実行される。すなわち、本実施の形態では、時間をサンプリング時間間隔Δｔに離散化し、時間の進行に従ってＰＣ３１内部の時刻をサンプリング時間間隔Δｔだけ進め、ステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返す。本実施の形態では、サンプリング時間間隔Δｔを３０分としている。
【００２６】
最初に、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、自装置および監視装置８で収集される収集データ（実測値）、気象データ転送ＰＣ９から送られる１日分の予想気温データおよび予め設定された負荷パターンに基づいて、１日分の複合熱源システム１の負荷を電力量、冷水熱量、温水熱量および蒸気量の各系統別に予測する負荷予測演算を行う（図３ステップＳ１）。
【００２７】
ここでは、Ｋ個のサンプリング時刻（予測対象時刻）ｊ＝ｋ＋１，ｋ＋２，・・・・，ｋ＋Ｋについて複合熱源システム１の負荷を演算し、演算した負荷予測値を図４に示すようにチルダｄ_j|kとする。以下、同様に文字上に付した「〜」をチルダと呼ぶ。
【００２８】
負荷予測値チルダｄ_j|kの第１の下付添字ｊはサンプリング時刻を表し、第２の下付添字｜ｋは負荷予測演算を行う現時刻を表す。すなわち、チルダｄ_j|kは現時刻ｋにおいて予測したサンプリング時刻ｊの負荷予測値を表す。以下、負荷予測値以外の物理量にも同様の規約で下付添字を用いるものとする。
【００２９】
ＰＣ３１は、１日分の負荷を予測するが、ここでの１日とは、２２時から翌日の２１時３０分までのことを指す。ステップＳ１の負荷予測演算は２１時３０分から開始され、サンプリング時間間隔Δｔ毎に繰り返し行われる。前述のＫは４８−（ｌ＋１）の値をとる整数値である。ただし、ｌは現時刻ｋが２１時３０分の場合にｌ＝１で、現時刻の更新毎に１ずつ増加する整数値である。
【００３０】
したがって、ＰＣ３１は、現時刻ｋ＝２１時３０分の場合、Ｋ＝４８個のサンプリング時刻（２２時から翌日の２１時３０分までの３０分毎）について負荷を演算し、現時刻ｋ＝２２時の場合、Ｋ＝４７個のサンプリング時刻（２２時３０分から翌日の２１時３０分までの３０分毎）について負荷を演算する。
【００３１】
監視装置８で収集される収集データとしては、外気温度、電力量実測負荷がある。
また、ＵＩＣ４から中央監視システム２を通じてＰＣ３１が収集する収集データとしては、冷水熱量実測負荷、温水熱量実測負荷、蒸気量実測負荷がある。これらのデータはサンプリング時間間隔Δｔ毎に収集される。
【００３２】
気象データ転送ＰＣ９には、図示しない外部の気象予測システムから気象情報メールの形で１日分の３０分毎の予想気温データが送られ、気象データ転送ＰＣ９は、この気象情報メールから予想気温データを取り出して熱源運転支援システム３に転送する。この予想気温データは、気象予測システムによってサンプリング時間間隔Δｔ毎に修正される。
【００３３】
図５は熱源運転支援システム３のオペレータが負荷パターンを設定するための負荷パターン設定画面を示す図である。負荷パターンは、２２時から翌日の２１時３０分までの３０分毎の複合熱源システム１の負荷の標準的な値を示すものである。オペレータは、ＰＣ３１の表示装置に表示される図５のような負荷パターン設定画面２０１上で負荷パターンを設定する。
【００３４】
このとき、負荷パターンは、電力量、冷水熱量、温水熱量、蒸気量といった各系統別に設定される。また、複合熱源システム１の負荷は、平日と休日とでは大きく異なる。そこで、負荷パターンは、平日、休日、特異日１、特異日２といった日付別に設定される。特異日とは、例えば創立記念日や一斉早退日などの特別な日を意味する。さらに、複合熱源システム１の負荷は、季節によっても大きく異なる。そこで、負荷パターンは、夏期、中間期（夏期と冬期の中間）、冬期といった各季節別に設定される。このような負荷パターンの設定は、１年間分の設定が可能である。
【００３５】
熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、以上のような収集データ、予想気温データおよび負荷パターンに基づいて、複合熱源システム１の負荷予測値チルダｄ_j|kを演算する。本実施の形態では、負荷の予測手法として、ＡＲＩＭＡ（Auto Regressive Integrated Moving Average ：自己回帰積分移動平均）モデルに基づく手法を採用している。
【００３６】
熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、演算した負荷予測値を図６のような負荷予測演算結果／実績確認画面２０２に表示する。負荷予測値は電力量、冷水熱量、温水熱量および蒸気量の各系統別に表示される。図６は冷水熱量について表示している例である。なお、負荷予測系統のうち、電力量については、熱源機器のオン／オフ動作時に伴う急激な需要量変動を取り除くために、各熱源機器で消費される電力量を差し引いたものが表示される。同様に、蒸気量についても、各熱源機器で消費される蒸気量を差し引いたものが表示される。
【００３７】
次に、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、ステップＳ１で予測した負荷予測値チルダｄ_j|kと、機器性能特性パラメータと、エネルギーコスト情報と、機器運転制約条件と、目的関数とに基づいて、数理計画法により複合熱源システム１の最適運転スケジュールを演算する（図３ステップＳ２）。なお、負荷予測値チルダｄ_j|kのうち電力量については、前述と同様の理由により、各熱源機器で消費される電力量を差し引いたものが最適運転スケジュール演算に使用される。同様に、蒸気量についても、各熱源機器で消費される蒸気量を差し引いたものが使用される。
【００３８】
数理計画法は、目的関数を最小にする演算（最適化）を行うので、目的関数を経済性（建設費＋運転費）や省エネルギー性（エネルギー消費）、環境保全性（ＣＯ₂排出量）、制御性（制御量偏差と操作量の２乗和）として表すことにより、目的に合った設計、運用、制御のための解を得ることができる。
【００３９】
本実施の形態では、数理計画法の中でも特にＭＩＬＰ（Mixed Integer Linear Programming：混合整数線型計画法）を用いて最適運転スケジュールを演算する。以下、混合整数線型計画法についてより詳細に説明する。前述のように、目的関数には様々な種類があるが、ここでは、システムの運用費を目的関数として、これを最小化するように運用方針を決定する。複合熱源システム１の運転スケジュールを記述するための変数として、各種エネルギー流量を表す連続変数ベクトルｘ、複合熱源システム１を構成する各機器の運転・停止状態を表す変数ベクトルｙを用いる。この変数ベクトルｙは、後述するように整数変数ベクトルまたは連続変数ベクトルである。
【００４０】
ここで、予測した負荷が実際に発生するとは限らないので、エネルギー需給関係を考慮する際に、負荷に対して不確実性を考慮する必要がある。本実施の形態では、ステップＳ１で予測した負荷予測値チルダｄ_j|kに対してだけでなく、これを式（１）内のあらゆる負荷（式（２））に対しても、複合熱源システム１を構成する各機器の運転・停止状態ｙ_j|k を変更することなく、エネルギー流量ｘ_j|k の変更のみによってエネルギー供給が可能なように運用方策を決定するものとする。
【００４１】
【数１】

【００４２】
【数２】

【００４３】
式（１）、式（２）において、ハットｄ_j|kは、不確実性を考慮した負荷予測値を表す。以下、同様に文字上に付した「∧」をハットと呼ぶ。また、Δｄ_j|k ^-は不確実性の下限値を表し、Δｄ_j|k ⁺は不確実性の上限値を表す。
以上のような条件の基で最適運転スケジュール演算問題は次の式（３）で表される。
【００４４】
【数３】

【００４５】
ただし、式（３）には、次の式（４）〜式（１２）に示すような条件が与えられる。
【００４６】
【数４】

【００４７】
【数５】

【００４８】
【数６】

【００４９】
【数７】

【００５０】
【数８】

【００５１】
【数９】

【００５２】
【数１０】

【００５３】
【数１１】

【００５４】
【数１２】

【００５５】
チルダｘ_j|k、ハットｘ_j|kは、それぞれチルダｄ_j|k、ハットｄ_j|kに対応するエネルギー流量を表す。式（３）において、関数ｆ_j（チルダｘ_j|k，ｙ_j|k｜チルダｄ_j|k）はエネルギー供給費用を表す。関数ｆ_j（チルダｘ_j|k，ｙ_j|k｜チルダｄ_j|k）のうち記号「｜」の前のチルダｘ_j|k，ｙ_j|kは決定すべき変数であることを表し、記号「｜」の後のチルダｄ_j|kはこの変数の決定に条件として与えられる定数であることを表す。
【００５６】
関数ｇ_j（ｙ_j-1|k，ｙ_j|k）は複合熱源システム１を構成する各機器の機器起動・停止費用である。式（３）は、システムの運用費、すなわち前述のエネルギー供給費用と機器起動・停止費用との和が最小となるようにエネルギー流量チルダｘ_j|kおよび変数ベクトルｙ_j|kを決定することを表している。
【００５７】
式（４）は、複合熱源システム１を構成する各機器の入出力エネルギー流量の関係を表す性能特性式である。関数ｈ_j（チルダｘ_j|k，ｙ_j|k｜チルダｄ_j|k）のうち記号「｜」の前のチルダｘ_j|k，ｙ_j|kは決定すべき変数であることを表し、記号「｜」の後のチルダｄ_j|kはこの変数決定に与えられる定数であることを表す。
【００５８】
式（５）は、各種エネルギー流量の収支関係を表すエネルギー・バランスおよび需給関係式である。関数ｈ_j（ハットｘ_j|k，ｙ_j|k｜ハットｄ_j|k）のうち記号「｜」の前のハットｘ_j|k，ｙ_j|kは決定すべき変数であることを表し、記号「｜」の後のハットｄ_j|kはこの変数決定に与えられる定数であることを表す。
【００５９】
式（６）、式（７）は、蓄熱槽群１５の入出力熱流量と蓄熱量との関係を表す式であり、ｒは蓄熱量を表す連続変数である。関数ｐ_j（チルダｒ_j-1|k，チルダｒ_j|k｜チルダｄ_j|k）のうち記号「｜」の前のチルダｒ_j-1|k，チルダｒ_j|kは決定すべき変数であることを表し、記号「｜」の後のチルダｄ_j|kはこの変数決定に与えられる定数であることを表す。同様に、関数ｐ_j（ハットｒ_j-1|k，ハットｒ_j|k｜ハットｄ_j|k）のうち記号「｜」の前のハットｒ_j-1|k，ハットｒ_j|kは決定すべき変数であることを表し、記号「｜」の後のハットｄ_j|kはこの変数決定に与えられる定数であることを表す。
【００６０】
式（８）のＹは複合熱源システム１を構成する各機器の現時刻ｋにおける運転・停止状態、Ｒは蓄熱槽群１５の現時刻ｋにおける蓄熱量である。
式（９）はチルダｘ_j|kが０以上であることを表し、式（１０）はハットｘ_j|kが０以上であることを表す。
【００６１】
式（１１）は、機器の運転・停止状態ｙ_i|kが０（停止）または１（運転）の整数値をとる整数変数ベクトルであることを表す。
式（１２）は、機器の運転・停止状態ｙ_m|kが０と１の間の実数値をとる連続変数ベクトルであることを表す。
機器の運転・停止状態ｙ_i|k，ｙ_m|kの意味については後述する。
【００６２】
式（４）、式（５）には、複合熱源システム１を構成する各機器の性能特性式が含まれる。例えば、スクリュー冷凍機の入力エネルギー量（電力消費量）と出力エネルギー量（冷水製造熱量）との関係が図７のように表されるとき、スクリュー冷凍機の性能特性式は、冷水製造熱量＝Ａ×電力消費量＋Ｂ×δとなる。δは０（停止）または１（運転）の整数値である。この性能特性式を定めるための係数Ａ，Ｂが機器性能特性パラメータである。性能特性式は、複合熱源システム１を構成する各機器毎に予め定められるので、機器性能特性パラメータも各機器毎に予め定められる。
【００６３】
図８は熱源運転支援システム３のオペレータがエネルギーコスト情報を設定するためのエネルギー契約単価入力画面を示す図である。オペレータは、ＰＣ３１の表示装置に表示される図８のようなエネルギー契約単価入力画面２０３上でエネルギーコスト情報を設定する。
【００６４】
このエネルギーコスト情報は、夜間電力、昼間通常電力、昼間重負荷電力、昼間休日電力、ガス、水道の各種類別に月毎に設定される。エネルギーコスト情報は、前述のエネルギー供給費用と機器起動・停止費用の演算に使用される。例えば、電力のコストは、電力消費量×電力単価であることは言うまでもない。
【００６５】
機器運転制約条件は、複合熱源システム１を構成する各機器の運転時の制約条件を示す情報であり、熱源運転支援システム３のオペレータによってあらかじめ設定される。機器運転制約条件には、蓄熱量、機器情報、強制運転条件、冷熱源運転モード情報、温熱源運転モード情報、運転順序設定情報、蓄熱槽優先切換情報などがある。
【００６６】
蓄熱量は、蓄熱槽群１５の３０分毎あるいは１時間毎の蓄熱量を指定するものである。機器情報は、複合熱源システム１を構成する各機器の３０分毎あるいは１時間毎の状態（故障中、メンテナンス中、強制停止中など）を表す情報である。強制運転条件は、強制的に運転させる機器を指定する情報である。運転順序設定情報は、冷熱源の中での運転の優先順位および温熱源の中での運転の優先順位を指定する情報である。蓄熱槽優先切換情報は、蓄熱槽群１５の複数のスクリュー冷凍機１５１の中での運転の優先順位を指定する情報である。
【００６７】
以上のようにして、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、混合整数線型計画法により複合熱源システム１の最適運転スケジュール（エネルギー流量の最適解チルダｘ_j|k、機器の運転・停止状態の最適解ｙ_j|k）を演算する。
ところで、従来の混合整数線型計画法では、熱源システムに含まれる全ての機器がそれぞれオンまたはオフの運転・停止状態しかとれないとすると、前述の式（１１）のみが存在し、式（１２）は存在しない。すなわち、機器の運転・停止状態ｙ_j|kは、全て整数変数であった。
【００６８】
蓄熱槽群１５を含む複合熱源システム１では、複合熱源システム１を構成する各機器が２０台以上のプラントが多い。このため、１日にわたって３０分毎の各機器の運転と停止を表す整数変数の値の組み合わせは、２の２０×４８（３０分毎に最適運転スケジュールを決める場合の１日の計算回数）乗、つまり凡そ２の１０００乗の個数に達する。
【００６９】
一般に、整数変数の個数が１５０個以下の場合には、合理的な計算時間で最適運転スケジュールを演算することができ、２５０個未満の場合には、問題によっては合理的な計算時間で最適運転スケジュールを演算することができる。しかしながら、蓄熱槽群１５を含む複合熱源システム１では、１日にわたって３０分毎の各機器の運転と停止を表す整数変数の個数が約１０００個となり、その整数変数の組み合わせが凡そ２の１０００乗に達するので、合理的な計算時間で最適運転スケジュールを演算することは不可能であり、混合整数線型計画法を複合熱源システム１の最適運転スケジュール演算に適用することは不可能であった。
【００７０】
これに対して、本実施の形態では、従来、整数変数であった機器の運転・停止状態ｙ_j|kのうち一部を連続変数とすることで、整数変数を１５０個前後に低減して、合理的な計算時間で最適運転スケジュールを演算することを可能にしている。整数変数を低減しても問題がないのは、本システムでは、後述のように１日を複数の運転時間帯に分けて、その時間帯で運転時間の長い順に運転優先順序を決定しているため、その時間帯のみ主となる機器の運転・停止情報、すなわち整数変数情報が得られればよい、という理由による。
【００７１】
式（１１）に示した機器の運転・停止状態ｙ_i|kは、運転・停止状態ｙ_j|k（ｊ＝ｋ＋１，ｋ＋２，・・・，ｋ＋Ｋ）のうちサンプリング時刻ｉの運転・停止状態については整数変数とすることを表し、式（１２）に示した機器の運転・停止状態ｙ_m|kは、運転・停止状態ｙ_j|k（ｊ＝ｋ＋１，ｋ＋２，・・・，ｋ＋Ｋ）のうちサンプリング時刻ｉを除いたサンプリング時刻ｍの運転・停止状態については連続変数とすることを表す。
【００７２】
機器の運転・停止状態を表す変数を整数変数にするか連続変数にするかは、各運転時間帯の運転の精度を上げることを考慮して決定する。運転時間帯は、１日を夜間、ピークカット前、ピークカット中、ピークカット後の４つに分けたものである。夜間は２２時から翌日の８時、ピークカット前は８時３０分から１３時、ピークカット中は１３時３０分から１６時、ピークカット後は１６時３０分から２１時３０分である。
【００７３】
複合熱源システム１を構成する各機器のうち主に夜間に運転する機器については、夜間（２２時から８時までの３０分間隔で計算回数が２０回）を対象にして運転・停止状態を表す変数が整数変数となるようにし、その他は連続変数となるようにする。したがって、３０分毎に最適運転スケジュールを演算するとすれば、４８個のインターバルのうち２０個が整数変数、残りの２８個が連続変数となる。したがって、このルールが適用される機器の数をｘとすれば、組み合わせの数は高々２^20xとなる。
【００７４】
一方、主に昼間に運転する機器については、昼間の時間帯を対象にして運転・停止状態を表す変数が整数変数となるようにし、その他は連続変数となるようにする。また、蓄熱槽群１５の冷水放熱ポンプ１５６については、インバータポンプであり、運転時の部分負荷特性が一定であるので、運転・停止状態を表す変数を全て連続変数とする。このように、所定の時間帯に関しては所定の機器の運転・停止状態を整数変数ではなく、連続変数で表すことにより、混合整数線型計画問題における組み合わせの数を減らし、目的関数を最小にする解、すなわち運転スケジュールを合理的な計算時間で求めることができる。
【００７５】
最適運転スケジュールの演算後、ＰＣ３１は、演算結果を図９のような最適運転演算結果／実績確認画面２０４に表示する。演算結果は、電力量、冷水熱量、温水熱量および蒸気量の各系統別に表示される。図９は冷水熱量について表示している例である。図９において、上段のグラフは、負荷予測値を折線グラフで表示し、最適運転スケジュールの演算結果を機器毎に生産エネルギー値で表示している。下段のグラフは、機器の運転ステータスをバー表示している。
【００７６】
次に、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、１日の運転開始時刻２１時３０分にステップＳ２で演算した複合熱源システム１の最適運転スケジュールに基づいて、１日の放熱分負荷を決定する（図３ステップＳ３）。
【００７７】
続いて、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、ステップＳ２で演算した複合熱源システム１の最適運転スケジュールに基づいて、次の時刻ｋ＋１の冷熱源運転順序および温熱源運転順序を決定する（図３ステップＳ４）。すなわち、ＰＣ３１は、最適運転スケジュールで予測される冷熱源の運転時間が長い順に冷熱源の運転優先順位が高くなるようにして、冷熱源運転順序を決定する。このとき、ＰＣ３１は、時刻ｋ＋１が属する運転時間帯全体の最適運転スケジュールに基づいて時刻ｋ＋１の冷熱源運転順序を決定する。
【００７８】
同様に、ＰＣ３１は、最適運転スケジュールで予測される温熱源の運転時間が長い順に温熱源の運転優先順位が高くなるようにして、温熱源運転順序を決定する。このとき、ＰＣ３１は、時刻ｋ＋１が属する運転時間帯全体の最適運転スケジュールに基づいて時刻ｋ＋１の温熱源運転順序を決定する。
【００７９】
時刻ｋ＋１が属する運転時間帯全体の最適運転スケジュールに基づいて時刻ｋ＋１の冷熱源運転順序および温熱源運転順序を決定する理由は、時刻ｋ＋１が属する運転時間帯の熱源運転の精度を上げるためである。
【００８０】
また、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、ステップＳ２で演算した複合熱源システム１の最適運転スケジュールに基づいて、次の時刻ｋ＋１のコジェネレーション群１１のガスエンジン発電機１１１の運転台数を決定する（図３ステップＳ５）。このとき、ＰＣ３１は、時刻ｋ＋１が属する運転時間帯全体の最適運転スケジュールに基づいて時刻ｋ＋１のコジェネ運転台数を決定する。
【００８１】
時刻ｋ＋１が属する運転時間帯全体の最適運転スケジュールに基づいて時刻ｋ＋１のコジェネ運転台数を決定する理由は、時刻ｋ＋１が属する運転時間帯のコジェネレーション群１１の運転の精度を上げるためである。
【００８２】
次に、熱源運転支援システム３の出力に基づいて、蓄熱コントローラ７は蓄熱槽群１５のスクリュー冷凍機１５１を制御し、冷熱源台数制御コントローラ５は冷熱源を制御し、温熱源台数制御コントローラ６は温熱源を制御し、コジェネシステムコントローラ２０はコジェネレーション群１１を制御する（図３ステップＳ６）。
【００８３】
すなわち、蓄熱コントローラ７は、熱源運転支援システム３からＵＩＣ４を通じて受け取った放熱分負荷の値に基づいて、夜間（２２時から翌日の８時）に蓄熱槽群１５のスクリュー冷凍機１５１が放熱分負荷を夜間蓄熱するようにスクリュー冷凍機１５１を制御する。
【００８４】
冷熱源台数制御コントローラ５は、熱源運転支援システム３からＵＩＣ４を通じて指定された冷熱源運転順序に従って、この冷熱源運転順序で指定された冷熱源が時刻ｋ＋１までに定常運転状態になるように冷熱源を制御する。
【００８５】
温熱源台数制御コントローラ６は、熱源運転支援システム３から指定された温熱源運転順序に従って、この温熱源運転順序で指定された温熱源が時刻ｋ＋１までに定常運転状態になるように温熱源を制御する。
【００８６】
コジェネシステムコントローラ２０は、熱源運転支援システム３からＵＩＣ４を通じて指定されたコジェネ運転台数に従って、指定された台数のガスエンジン発電機１１１が時刻ｋ＋１までに定常運転状態になるようにコジェネレーション群１１を制御する。
【００８７】
次に、監視装置８は、時刻ｋ＋１における外気温度および電力量実測負荷の各収集データを計測し、ＰＣ３１は、ＵＩＣ４から中央監視システム２を通じて時刻ｋ＋１の冷水熱量実測負荷、温水熱量実測負荷、蒸気量実測負荷、機器運転・停止状態および蓄熱量の各収集データを計測する（図３ステップＳ７）。これらの収集データは、時刻ｋ＋１における負荷予測演算および最適運転スケジュール演算で使用される。最適運転スケジュール演算では、式（３）の機器運転・停止状態の実測値ｙ_j-1|k 、式（６）の蓄熱量実測値チルダｒ_j-1|k 、式（７）の蓄熱量実測値ハットｒ_j-1|k （チルダｒ_j-1|k ＝ハットｒ_j-1|k ）に収集データが使用される。
【００８８】
また、熱源運転支援システム３のＰＣ３１は、自装置および監視装置８で収集された電力量実測負荷、冷水熱量実測負荷、温水熱量実測負荷および蒸気量実測負荷を、各系統別に負荷予測演算結果／実績確認画面２０２および最適運転演算結果／実績確認画面２０４に表示する。図６、図９は冷水熱量について表示している例である。なお、オペレータは、ＰＣ３１に指示して、任意の過去の実測負荷を折線グラフによって負荷予測演算結果／実績確認画面２０２上に表示させることができる。図６の例では、２００２年４月３日の実測負荷が表示されている。
【００８９】
次に、ＰＣ３１は、内部の時刻をサンプリング時間間隔Δｔだけ進め（図３ステップＳ８）、ステップＳ１に戻って時刻ｋ＋１の負荷予測演算を行う。以上のようにして、図３のステップＳ１〜Ｓ７の処理が、サンプリング時間間隔Δｔごとに繰り返し実行される。
【００９０】
以上のようにして、本実施の形態では、機器の運転・停止状態を表す整数変数を１５０個前後に減らすことで、混合整数線型計画法による最適運転スケジュール演算の実用化を達成した。
【００９１】
なお、本実施の形態では、システムの運用費を目的関数として、最小コストとなるように最適運転スケジュール演算を行っているが、これに限るものではなく、省エネルギー性を高めるため、一次エネルギー量（電力会社から供給される電力、ガス会社から供給される都市ガスＦ、および水道会社から供給される水）を目的関数として、最小一次エネルギー量となるように最適運転スケジュール演算を行ってもよい。また、環境保全性を高めるため、ＣＯ₂の排出量を目的関数として、最小ＣＯ₂排出量となるように最適運転スケジュール演算を行ってもよい。また、制御性を高めるため、制御量偏差と操作量の２乗和を目的関数として、この２乗和が最小となるように最適運転スケジュール演算を行ってもよい。目的関数の切り換えは、熱源運転支援システム３のオペレータが適宜行う。
【００９２】
また、本実施の形態では、運転時間帯を夜間、ピークカット前、ピークカット中、ピークカット後の４つにしているが、これに限るものではなく、その他の運転時間帯で１日を分けてもよい。
さらに、本実施の形態では、サンプリング時間間隔Δｔを３０分としているが、これに限るものではなく、その他のサンプリング時間間隔Δｔで処理を行ってもよい。
【００９３】
前述のように、本実施の形態の熱源運転支援システム３は、コンピュータによって実現することができる。このようなコンピュータにおいて、本発明の熱源運転支援制御方法を実現させるための熱源運転支援制御プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。この記録媒体を読取装置に挿入すると、記録媒体に書き込まれたプログラムが読み取られ、コンピュータに転送される。そして、ＣＰＵは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込む。しかる後に、ＣＰＵは、図３で説明した前述の処理を実行する。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数の一部を予め連続変数に設定するようにしたので、目的関数を最小にする混合整数線型計画法により熱源システムの最適運転スケジュールを演算する際の機器の運転・停止状態を表す整数変数の個数を減らすことができ、合理的な計算時間で最適運転スケジュールを演算することができる。その結果、数理計画法による熱源システムの最適運転スケジュール演算の実用化を達成することができ、経済性だけでなく、省エネルギー性や環境保全性、制御性といった多様な要求に対応可能な最適運転スケジュールを決定することができる。
【００９５】
また、目的関数を切り換える目的関数切換手順を備えることにより、システムの運用費を目的関数として、最小コストとなるように最適運転スケジュールを演算したり、一次エネルギー量を目的関数として、最小一次エネルギー量となるように最適運転スケジュールを演算したり、ＣＯ₂の排出量を目的関数として、最小ＣＯ₂排出量となるように最適運転スケジュールを演算したり、制御量偏差と操作量の２乗和を目的関数として、２乗和が最小となるように最適運転スケジュールを演算したりといったように、最小コスト、最小一次エネルギー量、最小ＣＯ₂排出量、最小制御量偏差などの目的に応じて目的関数を適宜切り換えることができ、目的に応じた熱源システムの運転の最適化を実現することができる。たとえば、１期工事、２期工事等それぞれに計画されている長期間にわたるビル建設計画においては、初期計画時のエネルギー利用や排熱の利用状態等は、計画と異なってしまうことが多い。よって、運用コスト最初の最適運転スケジュールは、必ずしも最小ＣＯ₂排出量や省エネルギーにつながらないことがある。このため、目的関数を適宜切り換えることで、建設計画段階に対応した運転を行うことができる。
【００９６】
また、最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手順を備えることにより、蓄熱槽の蓄熱量、機器情報、強制的に運転させる機器を指定する強制運転条件、冷熱源運転モード情報、温熱源運転モード情報、運転の優先順位を指定する運転順序設定情報、蓄熱槽の優先順位を指定する蓄熱槽優先切換情報などの運転制約条件を自動または手動で設定して、最適運転スケジュール演算に反映にさせることができる。
【００９７】
また、熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手順を備えることにより、熱源機器のコントローラとの実用的な機能分担を考慮した運転制御を行うことができる。
【００９８】
また、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、決定対象時刻の運転順序を決定するようにしたことにより、運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の熱源運転の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態となる熱源運転支援制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における複合熱源システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の熱源運転支援制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の熱源運転支援制御システムにおけるデータの流れを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の熱源運転支援制御システムにおける負荷パターン設定画面を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の熱源運転支援制御システムにおける負荷予測演算結果／実績確認画面を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の複合熱源システムを構成する各種機器の性能特性の１例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の熱源運転支援制御システムにおけるエネルギー契約単価入力画面を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の熱源運転支援制御システムにおける最適運転演算結果／実績確認画面を示す図である。
【符号の説明】
１…複合熱源システム、２…中央監視システム、３…熱源運転支援システム、４…設備統合コントローラ、５…冷熱源台数制御コントローラ、６…温熱源台数制御コントローラ、７…蓄熱コントローラ、８…監視装置、９…気象データ転送ＰＣ、１０…ネットワーク、１１…コジェネレーション群、１２…ボイラ群、１３…冷凍機群、１４…温水ポンプ群、１５…蓄熱槽群、２０…コジェネシステムコントローラ。

Claims

目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールを決定する熱源運転支援制御方法において、
前記熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数のうち、所定のサンプリング時刻の変数については整数変数とし、前記所定のサンプリング時刻を除いたサンプリング時刻の変数については連続変数として設定する変数設定手順と、
前記熱源システムの負荷を予測する負荷予測演算手順と、
この負荷予測演算手順で予測した負荷予測値と前記目的関数と前記運転・停止状態を表す変数とに基づいて、前記熱源システムの最適運転スケジュールを決定する最適運転スケジュール演算手順とを備えたことを特徴とする熱源運転支援制御方法。
請求項１記載の熱源運転支援制御方法において、
前記目的関数を切り換える目的関数切換手順を備えたことを特徴とする熱源運転支援制御方法。
請求項１記載の熱源運転支援制御方法において、
前記最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手順を備えたことを特徴とする熱源運転支援制御方法。
請求項１記載の熱源運転支援制御方法において、
前記熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を前記最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、前記熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手順を備えたことを特徴とする熱源運転支援制御方法。
請求項４記載の熱源運転支援制御方法において、
前記熱源運転順序決定手順は、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち前記運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、前記決定対象時刻の運転順序を決定することを特徴とする熱源運転支援制御方法。
目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールを決定する熱源運転支援制御システムにおいて、
前記熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数のうち、所定のサンプリング時刻の変数については整数変数とし、前記所定のサンプリング時刻を除いたサンプリング時刻の変数については連続変数として設定する変数設定手段と、
前記熱源システムの負荷を予測する負荷予測演算手段と、
この負荷予測演算手段で予測された負荷予測値と前記目的関数と前記運転・停止状態を表す変数とに基づいて、前記熱源システムの最適運転スケジュールを決定する最適運転スケジュール演算手段とを備えたことを特徴とする熱源運転支援制御システム。
請求項６記載の熱源運転支援制御システムにおいて、
前記目的関数を切り換える目的関数切換手段を備えたことを特徴とする熱源運転支援制御システム。
請求項６記載の熱源運転支援制御システムにおいて、
前記最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手段を備えたことを特徴とする熱源運転支援制御システム。
請求項６記載の熱源運転支援制御方法において、
前記熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を前記最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、前記熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手段を備えたことを特徴とする熱源運転支援制御システム。
請求項９記載の熱源運転支援制御システムにおいて、
前記熱源運転順序決定手段は、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち前記運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、前記決定対象時刻の運転順序を決定することを特徴とする熱源運転支援制御システム。
目的関数を最小にする混合整数線型計画法により、蓄熱槽を含む熱源システムの最適運転スケジュールをコンピュータに決定させる熱源運転支援制御プログラムにおいて、
前記熱源システムを構成する各機器の運転・停止状態を表す変数のうち、所定のサンプリング時刻の変数については整数変数とし、前記所定のサンプリング時刻を除いたサンプリング時刻の変数については連続変数として設定する変数設定手順と、
前記熱源システムの負荷を予測する負荷予測演算手順と、
この負荷予測演算手順で予測した負荷予測値と前記目的関数と前記運転・停止状態を表す変数とに基づいて、前記熱源システムの最適運転スケジュールを決定する最適運転スケジュール演算手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする熱源運転支援制御プログラム。
請求項１１記載の熱源運転支援制御プログラムにおいて、前記目的関数を切り換える目的関数切換手順をコンピュータに実行させることを特徴とする熱源運転支援制御プログラム。
請求項１１記載の熱源運転支援制御プログラムにおいて、前記最適運転スケジュールを決定する際の各機器の運転制約条件を設定する運転制約条件設定手順をコンピュータに実行させることを特徴とする熱源運転支援制御プログラム。
請求項１１記載の熱源運転支援制御プログラムにおいて、前記熱源システムの各熱源機器の運転優先順位を前記最適運転スケジュールで決定した運転時間が長い順に高くして、前記熱源機器の運転順序を決定する熱源運転順序決定手順をコンピュータに実行させることを特徴とする熱源運転支援制御プログラム。
請求項１４記載の熱源運転支援制御プログラムにおいて、前記熱源運転順序決定手順は、１日を複数の運転時間帯に分け、複数の運転時間帯のうち前記運転順序の決定対象時刻を含む運転時間帯の最適運転スケジュールに基づいて、前記決定対象時刻の運転順序を決定することを特徴とする熱源運転支援制御プログラム。