JP4367696B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents
コージェネレーションシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4367696B2 JP4367696B2 JP2003339942A JP2003339942A JP4367696B2 JP 4367696 B2 JP4367696 B2 JP 4367696B2 JP 2003339942 A JP2003339942 A JP 2003339942A JP 2003339942 A JP2003339942 A JP 2003339942A JP 4367696 B2 JP4367696 B2 JP 4367696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- predicted
- running merit
- hot water
- power
- effective
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 515
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 161
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 129
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 claims description 122
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 46
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 39
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 38
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 19
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 19
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 9
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
前記熱電併給装置は、負荷の大きさにより、最小出力以上で運転されるようにその出力が変動するように構成され、前記制御手段は、電力負荷及び給湯熱負荷に関する過去負荷データに基づいて運転日の予測負荷データを演算し、前記熱電併給装置の最小出力の運転時に発生する最小出力発電電力及び最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効予測負荷データを演算し、また前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に必要とする最小出力消費燃料料金を考慮して前記最小出力以上で必要となる有効燃料消費料金を演算し、前記有効予測負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて単位運転時間毎について、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す予測運転ランニングメリット度を演算するとともに、運転日の電力負荷に関する現電力負荷データ及び給湯熱負荷に関する前記予測負荷データに基づき、前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に発生する前記最小出力発電電力及び前記最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効現電力負荷データ及び有効予測給湯熱負荷データを演算し、前記有効現電力負荷データ、前記有効予測給湯熱負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す現ランニングメリット度を演算し、前記現ランニングメリット度が前記予測運転ランニングメリットよりも大きくなると前記現ランニングメリット度に関する運転条件でもって前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする。
前記熱電併給装置は、負荷の大きさにより、最小出力以上で運転されるようにその出力が変動するように構成され、前記制御手段は、電力負荷、暖房熱負荷及び給湯熱負荷に関する過去負荷データに基づいて運転日の予測負荷データを演算し、前記熱電併給装置の最小出力の運転時に発生する最小出力発電電力及び最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効予測負荷データを演算し、また前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に必要とする最小出力消費燃料料金を考慮して前記最小出力以上で必要となる有効燃料消費料金を演算し、前記有効予測負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて単位運転時間毎について、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す予測運転ランニングメリット度を演算するとともに、運転日の電力負荷に関する現電力負荷データ、暖房熱負荷に関する現暖房熱負荷データ及び給湯熱負荷に関する前記予測負荷データに基づき、前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に発生する前記最小出力発電電力及び前記最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効現電力負荷データ及び有効予測給湯熱負荷データを演算し、前記有効現電力負荷データ、現暖房熱負荷データ、前記有効予測給湯熱負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す現ランニングメリット度を演算し、前記現ランニングメリット度が前記予測運転ランニングメリットよりも大きくなると前記現ランニングメリット度に関する運転条件でもって前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする。
前記現ランニングメリット度演算手段は、前記複数段の出力の各々についての現ランニングメリット度を演算し、演算された現ランニングメリット度のいずれもが前記ランニングメリット度しきい値より小さいと、前記作動制御手段は前記熱電併給装置を前記最小出力で運転し、前記複数段の出力の各々についての前記現ランニングメリット度の少なくとも一つが前記ランニングメリット度しきい値以上であると、前記作動制御手段は、前記ランニングメリット度しきい値以上の現ランニングメリット度であって、且つ最大の出力状態の運転条件でもって前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする。
前記熱電併給装置から前記商業電力供給ラインへの発生電力の逆潮流が生じないように構成されており、
前記予測運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について、前記有効予測電力負荷データ、前記有効予測熱負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて前記単位運転時間毎の前記予測ランニングメリット度を演算し、演算した予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の度合いが大きい演算値をこの単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度と設定することを特徴とする。
前記熱電併給装置から前記商業用電力供給ラインへの発生電力の逆潮流が許容されるように構成されており、
前記予測運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について、前記有効予測電力負荷データ、前記有効予測熱負荷データ、前記有効燃料消費料金及び前記逆潮流電力買い料金に基づいて前記単位運転時間毎の前記予測ランニングメリット度を演算し、演算した予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の度合いの大きい演算値をこの単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度と設定することを特徴とする。
〔第1の実施形態〕
まず、図1〜図7を参照して、第1の実施形態のコージェネレーションシステムについて説明する。図1は、第1の実施形態のコージェネレーションシステムを簡略的に示すシステムブロック図であり、図2は、図1のコージェネレーションシステムの制御系の一部を簡略的に示すブロック図であり、図3は、図2の制御系における制御手段を簡略的に示すブロック図であり、図4は、ランニングメリット度しきい値演算設定手段による予測運転ランニングメリット度の演算を説明するための簡略説明図であり、図5は、ランニングメリット度しきい値演算設定手段によるランニングメリット度しきい値の設定を説明するための簡略説明図であり、図6は、図1のコージェネレーションシステムの運転制御の一部を示すフローチャートであり、図7は、図6のフローチャートにおけるランニングメリット度しきい値の設定の流れを具体的に示すフローチャートである。
E1=電力負荷16での消費電力=熱電併給装置2の発電電力−(電気加熱ヒータ52
の消費電力+各種補機の消費電力) ・・・(1)
であり、有効発電出力演算手段98はこの式(1)利用して演算し、この実施形態では、熱電併給装置2の発電電力は4段階にステップ状に変動可能であるために、その運転状態の発電電力が用いられる。各種補機とは、コージェネレーションシステムで補助的に用いられる装置、機械であり、冷却水循環ポンプ48、温水循環ポンプ34などがこれに該当する。例えば、熱電併給装置2の発電電力が1000Wで、電気加熱ヒータ52の消費電力が300Wで、各種補機の消費電力が100Wであるときには、有効発電出力E1は600Wとなり、この有効発電出力が電力負荷16で消費されることになる。
E2=暖房装置での消費熱量 ・・・(2)
であり、複数種の暖房装置(例えば、床暖房装置、浴室暖房乾燥機など)を使用するときには、これら暖房装置で消費される熱量の和となる。この熱出力E2については、各暖房装置で消費される熱量がある程度予測可能であることから、例えば、暖房装置58を例えば1時間使用したときに1500kcalとすることができ、このように一律的にすることにより、後述する現ランニングメリット度の演算を正確さを維持しながら簡略化を図ることができる。
E3=(熱電併給装置2の排熱+電気加熱ヒータ52の回収熱H−暖房熱出力E2)
−放熱ロス ・・・(3)
であり、ここで、電気加熱ヒータ52の回収熱Hは、
H=電気加熱ヒータ52の消費電力×ヒータの熱効率 ・・・(4)
である。尚、電気加熱ヒータ52の消費電力は、上記(1)式から算出できる。
P=〔(EK1+EK2+EK3)/(熱電併給装置2の消費燃料料金)〕×100
・・・(5)
=〔(EK1+EK2+EK3)/(その運転状態における熱電併給装置2の消費
燃料料金)〕×100 ・・・(5A)
ここで、EK1,EK2,EK3,は、E1,E2,E3を変数とする関数であり、
EK1=有効発電出力E1のエネルギーコスト換算値
=f1(有効発電出力E1,商用系統12から電力を買う料金)
EK2=暖房熱出力E2の従来給湯器でのエネルギーコスト換算値
=f2(暖房熱出力E2,補助加熱燃焼バーナ42のバーナ効率(暖房
時),従来ボイラ設置需要家用燃料料金)
EK3=有効貯湯熱出力E3の従来給湯器でのエネルギーコスト換算値
=f3(有効貯湯熱出力E3,補助加熱燃焼バーナ42のバーナ効率(給
湯時),従来ボイラ設置需要家用燃料料金)
で表され、燃料として都市ガス(LPガス)を用いる場合には、燃料料金は都市ガス(LPガス)の消費ガス料金となる。
P=〔(EK1+EK3)/(熱電併給装置2の消費燃料料金)〕×100
となり、暖房単独の運転状態における予測ランニングメリット度P(%)は、
P=〔(EK1+EK2)/(熱電併給装置2の消費燃料料金)〕×100
となり、また貯湯及び暖房の運転状態における予測ランニングメリット度P(%)は、
P=〔(EK1+EK2+EK3)/(熱電併給装置2の消費燃料料金)〕×100
となり、これらの適用式を用いることによって、熱電併給装置2を稼働させた場合の、補助加熱燃焼バーナ42を稼働させた場合に対する予測ランニングメリット度Pを演算することができ、このような予測ランニングメリット度Pの演算は、熱電併給装置2の各出力運転状態(この実施形態では、4段階の発電出力の各運転状態)について行われ、これら出力運転状態における予測ランニングメリット度Pのうちランニングメリット度の度合いが最も大きいものが予測運転ランニングメリット度として選定され、この予測運転ランニングメリット度の運転条件でもって熱電併給装置2を運転することによって、その単位運転時間においては最も優れたランニングメリット(即ち、省エネルギーコスト)で運転されることになる。
上述した実施形態では、予測電力負荷をベースにする有効予測電力負荷及び予測熱負荷をベースにする有効予測熱負荷に基づいて予測運転ランニングメリット度を演算し、演算した予測運転ランニングメリット度を大きい方から順にピックアップしてランニングメリット度しきい値を設定しているが、このような様式に代えて、次のようにすることもできる。図8は、制御手段の第1変形形態を簡略的に示すブロック図であり、図9は、この変形形態における予測運転ランニングメリット度の再演算を説明するための図であり、図10は、予測運転ランニングメリット度の選定を説明するための図であり、図11は、ランニングメリット度しきい値の設定の流れを説明するためのフローチャートである。尚、以下の形態にいて、図1〜図7に示す実施形態と実質上同一のものには同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
上述した形態では、運転スケジュール時間の各単位運転時間毎に予測運転ランニングメリット度を演算し、かく演算した予測運転ランニングメリット度を用いてランニングメリット度しきい値を設定しているが、図15〜図21に示すように、運転スケジュールを通して予測ランニングメリット度を演算し、この運転スケジュールを通して予測運転ランニングメリット度を選定し、運転スケジュールの残りの単位運転時間について予測ランニングメリット度を再演算するようにしてもよい。図15は、第2の実施形態のコージェネレーションシステムにおける制御手段を簡略的に示すブロック図であり、図16は、予測運転ランニングメリット度選定手段による第1番目のピックアップを説明するための図であり、図17は、予測ランニングメリット度選定手段による第2番目のピックアップを説明するための図であり、図18は、予測ランニングメリット度選定手段による第3番目のピックアップを説明するための図であり、図19は、予測ランニングメリット度選定手段による第4番目のピックアップを説明するための図であり、図20は、予測ランニングメリット度選定手段による第5番目のピックアップを説明するための図であり、図21は、図15に示す制御手段によるランニングメリット度しきい値の設定の流れを示すフローチャートである。
上述したコージェネレーションシステムでは、ランニングメリット度しきい値と現運転ランニングメリット度に基づいて熱電併給装置の運転制御を行っているが、熱電併給装置の発電機負荷率に基づいてこのランニングメリット度しきい値を修正し、発電機負荷率が高いときに熱電併給装置の出力を高めるようにしてもよい。
次に、図23〜図25を参照して、本発明に従うコージェネレーションシステムの第3の実施形態について説明する。図23は、第3の実施形態のコージェネレーションシステムにおける制御手段を簡略的に示すブロック図であり、図24は、図23の制御手段による運転制御の一部を示すフローチャートであり、図25は、熱電併給装置の運転スケジュールと予測電力負荷などとの関係を簡略的に示す図である。尚、この第3の実施形態においては、ランニングメリット度しきい値を用いることなく、予測運転ランニングメリット度を利用して運転スケジュールを設定し、この運転スケジュールを利用した平均予測電力負荷及び積算予測給湯熱負荷並びに現電力負荷及び積算現給湯熱負荷を用いて熱電併給装置を運転制御している。
E1=電力負荷16での消費電力=(熱電併給装置2の発電電力)−(逆潮流の売り電
力+各種補機の消費電力) ・・・(1B)
であり、有効発電出力演算手段98はこの式(1B)利用して演算し、上述したように熱電併給装置2の発電出力が例えば4段階にステップ状に変動する場合には、それらの出力について、その運転状態の発電電力が用いられる。各種補機とは、上述したように、冷却水循環ポンプ48、温水循環ポンプ34などである。例えば、熱電併給装置2の発電電力が1000Wで、逆潮流電力が300Wで、各種補機の消費電力が100Wであるときには、有効発電出力は600Wとなり、この有効発電出力が電力負荷16で消費されることになる。
E2=暖房装置での消費熱量 ・・・(2B)
であり、複数種の暖房装置(例えば、床暖房装置、浴室暖房乾燥機)を使用するときには、これら暖房装置で消費される熱量の和となる。
E3=(熱電併給装置2の排熱−暖房熱出力E2)−放熱ロス ・・・(3B)
である。尚、逆潮流電力をE4とする。
PB=〔(EK1+EK2+EK3)/(熱電併給装置2の消費燃料料金−EK4)〕
×100 ・・・(5B)
ここで、EK1,EK2,EK3,EK4は、E1,E2,E3,E4を変数とする関数であり、
EK1=有効発電出力E1のエネルギーコスト換算値
=f1(有効発電出力E1,商用系統12から電力を買う料金)
EK2=暖房熱出力E2の従来給湯器でのエネルギーコスト換算値
=f2(暖房熱出力E2,補助加熱燃焼バーナ42のバーナ効率(暖房
時),従来ボイラ設置需要家用燃料料金)
EK3=有効貯湯熱出力E3の従来給湯器でのエネルギーコスト換算値
=f3(有効貯湯熱出力E3,補助加熱燃焼バーナ42のバーナ効率(給
湯時),従来ボイラ設置需要家用燃料料金)
EK4=逆潮流電力のエネルギーコスト換算値
=f4(逆潮流電力E4、逆潮流電力買い料金)
予測ランニングメリット度演算手段106は、上記式(5B)を用いて予測ランニングメリット度を演算するので、各運転状態における予測ランニングメリット度は、次のようになる。貯湯単独における予測ランニングメリット度PB(%)は、
PB=〔(EK1+EK3)/(熱電併給装置2の消費燃料料金−EK4)〕×100
となり、暖房単独の運転状態における予測ランニングメリット度PB(%)は、
PB=〔(EK1+EK2)/(熱電併給装置2の消費燃料料金−EK4)〕×100
となり、また貯湯及び暖房の運転状態における予測ランニングメリット度PB(%)は、
PB=〔(EK1+EK2+EK3)/(熱電併給装置2の消費燃料料金−EK4)〕
×100
となり、これらの適用式を用いることによって、熱電併給装置2を複数の出力状態の各々で稼働させた場合の、補助加熱燃焼バーナ42を稼働させた場合に対する予測ランニングメリット度PBを演算することができる。尚、逆潮流が生じたときの逆潮流電力買い料金は、例えば、逆潮流電力量及び電力買い基本料金に基づいて逆潮流電力買い料金演算手段(図示せず)が演算する。
PC=〔(EK1+EK2+EK3)/(熱電併給装置2の有効消費燃料料金)〕
×100
ここで、EK1,EK2,EK3,は、E1,E2,E3を変数とする関数であり、
EK1=有効発電出力E1のエネルギーコスト換算値
=f1(有効発電出力E1,商用系統12から電力を買う料金)
EK2=暖房熱出力E2の従来給湯器でのエネルギーコスト換算値
=f2(暖房熱出力E2,補助加熱燃焼バーナ42のバーナ効率(暖房
時),従来ボイラ設置需要家用燃料料金)
EK3=有効貯湯熱出力E3の従来給湯器でのエネルギーコスト換算値
=f3(有効貯湯熱出力E3,補助加熱燃焼バーナ42のバーナ効率(給
湯時),従来ボイラ設置需要家用燃料料金)
で表され、コージェネレーションシステムの各運転状態における予測省エネ度PCは、次のようになる。即ち、貯湯単独における予測省エネ度PC(%)は、
PC=〔(EK1+EK3)/(熱電併給装置2の有効消費燃料料金)〕×100
となり、暖房単独の運転状態における予測省エネ度PC(%)は、
PC=〔(EK1+EK2)/(熱電併給装置2の有効消費燃料料金)〕×100
となり、また貯湯及び暖房の運転状態における予測省エネ度PC(%)は、
PC=〔(EK1+EK2+EK3)/(熱電併給装置2の有効消費燃料料金)〕
×100
となる。
4 貯湯装置
6 燃料電池
10 インバータ
16 電力負荷
22 貯湯タンク
24 温水循環流路
42 補助加熱燃焼バーナ
46 冷却水循環流路
50 熱交換器
52 電気加熱ヒータ
58 暖房装置
70,70A,70B,70C,70D,70E 制御手段
72,162 作動制御手段
74,74A,74B,74C ランニングメリット度しきい値演算設定手段
76 現運転ランニングメリット度演算手段
84 運転切換信号生成手段
86 ランニングメリット度比較手段
90 予測電力負荷演算手段
91 発電機負荷率演算手段
92 予測熱負荷演算手段
93 しきい値修正手段
95 有効予測電力負荷演算手段
97 有効予測熱負荷演算手段
98,98E 有効電力出力演算手段
102,102E 熱出力演算手段
104,104E 有効貯湯熱量演算手段
106,106E 予測運転ランニングメリット度演算手段
112 しきい値設定手段
115,115C 予測運転ランニングメリット度選定手段
117 再演算判定手段
152 運転スケジュール設定手段
154 平均予測電力負荷演算手段
156 積算予測給湯熱負荷演算手段
158 現電力負荷演算手段
160 積算現給湯熱負荷演算手段
Claims (17)
- 電力と熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置から発生する電力を商業用電力供給ラインに系統連系するためのインバータと、前記熱電併給装置から発生する熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、前記熱電併給装置を運転制御するための制御手段と、を備えたコージェネレーションシステムであって、
前記熱電併給装置は、負荷の大きさにより、最小出力以上で運転されるようにその出力が変動するように構成され、前記制御手段は、電力負荷及び給湯熱負荷に関する過去負荷データに基づいて運転日の予測負荷データを演算し、前記熱電併給装置の最小出力の運転時に発生する最小出力発電電力及び最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効予測負荷データを演算し、また前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に必要とする最小出力消費燃料料金を考慮して前記最小出力以上で必要となる有効燃料消費料金を演算し、前記有効予測負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて単位運転時間毎について、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す予測運転ランニングメリット度を演算するとともに、運転日の電力負荷に関する現電力負荷データ及び給湯熱負荷に関する前記予測負荷データに基づき、前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に発生する前記最小出力発電電力及び前記最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効現電力負荷データ及び有効予測給湯熱負荷データを演算し、前記有効現電力負荷データ、前記有効予測給湯熱負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す現ランニングメリット度を演算し、前記現ランニングメリット度が前記予測運転ランニングメリットよりも大きくなると前記現ランニングメリット度に関する運転条件でもって前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とするコージェネレーションシステム。 - 電力と熱を発生する熱電併給装置と、前記熱電併給装置から発生する電力を商業用電力供給ラインに系統連系するためのインバータと、前記熱電併給装置から発生する熱を回収して温水として貯えるための貯湯装置と、前記熱電併給装置を運転制御するための制御手段と、を備えたコージェネレーションシステムであって、
前記熱電併給装置は、負荷の大きさにより、最小出力以上で運転されるようにその出力が変動するように構成され、前記制御手段は、電力負荷、暖房熱負荷及び給湯熱負荷に関する過去負荷データに基づいて運転日の予測負荷データを演算し、前記熱電併給装置の最小出力の運転時に発生する最小出力発電電力及び最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効予測負荷データを演算し、また前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に必要とする最小出力消費燃料料金を考慮して前記最小出力以上で必要となる有効燃料消費料金を演算し、前記有効予測負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて単位運転時間毎について、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す予測運転ランニングメリット度を演算するとともに、運転日の電力負荷に関する現電力負荷データ、暖房熱負荷に関する現暖房熱負荷データ及び給湯熱負荷に関する前記予測負荷データに基づき、前記熱電併給装置の前記最小出力の運転時に発生する前記最小出力発電電力及び前記最小出力発生熱量を考慮して前記最小出力以上でまかなうべき有効現電力負荷データ及び有効予測給湯熱負荷データを演算し、前記有効現電力負荷データ、現暖房熱負荷データ、前記有効予測給湯熱負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて、前記熱電併給装置を稼働させた場合における燃料消費コストに対する前記熱電併給装置を稼働させなかった場合における燃料消費コストのエネルギーコストの度合いを示す現ランニングメリット度を演算し、前記現ランニングメリット度が前記予測運転ランニングメリットよりも大きくなると前記現ランニングメリット度に関する運転条件でもって前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とするコージェネレーションシステム。 - 前記熱電併給装置は、負荷の大きさにより、その出力が複数段にステップ状に変動するように構成され、前記制御手段は、前記有効予測負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について前記単位運転時間毎のエネルギーコストの度合いを示す予測ランニングメリット度を演算し、演算した予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の大きい演算値をこの単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度として設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のコジェネレーションシステム。
- 前記熱電併給装置は、負荷の大きさにより、その出力が複数段にステップ状に変動するように構成され、前記制御手段は、前記有効予測負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて、運転スケジュール時間の単位運転時間毎について前記複数段の出力の各々についての予測ランニングメリット度を演算し、演算した予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の大きい演算値をその単位運転時間のその出力状態の前記予測運転ランニングメリット度と選定し、次に、選定された単位運転時間のその出力状態を除く残りの単位運転時間の出力状態について前記予測ランニングメリット度を再演算し、残りの単位運転時間の出力状態について最もランニングメリット度の大きい演算値をその単位運転時間のその出力状態の前記予測運転ランニングメリット度と選定し、所定の条件を満たすまで前記予測ランニングメリット度の再演算を遂行することを特徴とする請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、現運転状態のエネルギーコストの度合いを示す現運転ランニングメリット度を演算するための現運転ランニングメリット度演算手段と、前記熱電併給装置を作動制御するための作動制御手段と、を含み、前記現運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について前記現ランニングメリット度を演算し、演算した現ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の大きい演算値を前記現運転ランニングメリット度とし、前記作動制御手段は、前記現運転ランニングメリット度及び前記予測運転ランニングメリット度に基づいて前記熱電併給装置を作動制御することを特徴とする請求項3又は4に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、更に、前記予測運転ランニングメリット度に基づいて作動制御の基準となるランニングメリット度しきい値を設定するためのランニングメリット度しきい値演算設定手段を含み、前記現運転ランニングメリット度が前記ランニングメリット度しきい値演算設定手段により設定された前記ランニングメリット度しきい値より小さいと、前記作動制御手段は前記熱電併給装置を前記最小出力で運転し、前記現運転ランニングメリット度が前記ランニングメリット度しきい値以上であると、前記作動制御手段は、前記現運転ランニングメリット度である運転条件で前記熱電併給装置を運転することを特徴とする請求項5に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、作動制御の基準となるランニングメリット度しきい値を設定するためのランニングメリット度しきい値演算設定手段と、前記熱電併給装置の出力の各々についての前記現ランニングメリット度を演算するための現ランニングメリット演算手段と、前記熱電併給装置を作動制御するための作動制御手段と、を含み、
前記現ランニングメリット度演算手段は、前記複数段の出力の各々についての現ランニングメリット度を演算し、演算された現ランニングメリット度のいずれもが前記ランニングメリット度しきい値より小さいと、前記作動制御手段は前記熱電併給装置を前記最小出力で運転し、前記複数段の出力の各々についての前記現ランニングメリット度の少なくとも一つが前記ランニングメリット度しきい値以上であると、前記作動制御手段は、前記ランニングメリット度しきい値以上の現ランニングメリット度であって、且つ最大の出力状態の運転条件でもって前記熱電併給装置を運転制御することを特徴とする請求項3又は4に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記ランニングメリット度しきい値演算設定手段は、運転スケジュール時間における前記有効予測電力負荷データを演算するための有効予測電力負荷演算手段と、前記運転スケジュール時間における有効予測熱負荷データを演算するための有効予測熱負荷演算手段と、前記予測運転ランニングメリット度を演算するための予測運転ランニングメリット度演算手段と、前記予測運転ランニングメリット度演算手段により演算設定された予測運転ランニングメリット度に基づいて前記ランニングメリット度しきい値を設定するためのしきい値設定手段と、を含んでおり、
前記熱電併給装置から前記商業用電力供給ラインへの発生電力の逆潮流が生じないように構成されており、
前記予測運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について、前記有効予測電力負荷データ、前記有効予測熱負荷データ及び前記有効燃料消費料金に基づいて前記単位運転時間毎の前記予測ランニングメリット度を演算し、演算した予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の度合いが大きい演算値をこの単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度と設定することを特徴とする請求項3又は4に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記ランニングメリット度しきい値演算設定手段は、運転スケジュール時間における前記有効予測電力負荷データを演算するための有効予測電力負荷演算手段と、運転スケジュール時間における有効予測熱負荷データを演算するための有効予測熱負荷演算手段と、予測運転ランニングメリット度を演算するための予測運転ランニングメリット度演算手段と、逆潮流が生じたときの逆潮流電力買い料金を演算するための逆潮流電力買い料金演算手段と、前記予測運転ランニングメリット度演算手段により演算された予測運転ランニングメリット度に基づいてランニングメリット度しきい値を設定するためのしきい値設定手段と、を含んでおり、
前記熱電併給装置から前記商業用電力供給ラインへの発生電力の逆潮流が許容されるように構成されており、
前記予測運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について、前記有効予測電力負荷データ、前記有効予測熱負荷データ、前記有効燃料消費料金及び前記逆潮流電力買い料金に基づいて前記単位運転時間毎の前記予測ランニングメリット度を演算し、演算した予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の度合いの大きい演算値をこの単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度と設定することを特徴とする請求項3又は4に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記ランニングメリット度しきい値演算設定手段は、更に、前記運転スケジュール時間において前記熱電併給装置の前記最小出力以上でまかなうべき有効予測必要貯湯熱量を演算するための有効予測必要貯湯熱量演算手段と、前記運転スケジュール時間において前記各単位運転時間毎における前記熱電併給装置の前記最小出力以上でまかなわれる有効予測貯湯熱量を演算するための有効予測貯湯熱量演算手段を備え、前記しきい値設定手段は、前記予測運転ランニングメリット度演算手段により演算された前記予測運転ランニングメリット度の大きい順に前記単位運転時間の順位を選定し、前記予測運転ランニングメリット度の大きい順に選定した単位運転時間の前記有効予測貯湯熱量を積算し、その積算値が前記有効予測必要貯湯熱量となるときの前記予測運転ランニングメリット度を前記ランニングメリット度しきい値として設定することを特徴とする請求項8又は9に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記ランニングメリット度しきい値演算設定手段は、更に、前記運転スケジュール時間において前記熱電併給装置の前記最小出力以上でまかなうべき有効予測必要貯湯熱量を演算するための有効予測必要貯湯熱量演算手段と、前記運転スケジュール時間において前記各単位運転時間毎における前記熱電併給装置の前記最小出力以上でまかなわれる有効予測貯湯熱量を演算するための有効予測貯湯熱量演算手段と、所定の予測ランニングメリット度を選定するための予測ランニングメリット度選定手段と、前記予測ランニングメリット度の再演算を判定するための再演算判定手段と、を備え、前記予測ランニングメリット度選定手段は、前記運転スケジュール時間における前記予測ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の大きい演算値をその単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度と選定し、前記再演算判定手段は、選定した単位運転時間の前記有効予測貯湯熱量を積算してその積算値が前記有効予測必要貯湯熱量に達するまで前記予測ランニングメリット度の再演算を行い、再演算においては、前記予測ランニングメリット度演算手段は、選定された単位運転時間を除く残りの単位運転時間について前記予測ランニングメリット度を演算し、前記予測ランニングメリット選定手段は、前記残りの単位運転時間について最もランニングメリット度の大きい演算値をその単位運転時間の前記予測運転ランニングメリット度と選定することを特徴とする請求項8又は9に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記予測熱負荷は予測暖房熱負荷及び予測給湯熱負荷であり、前記予測熱負荷演算手段は、予測暖房熱負荷データを演算するための予測暖房熱負荷演算手段及び予測給湯熱負荷データを演算するための予測給湯熱負荷演算手段を含んでおり、また現運転状態のエネルギーコストの度合いを演算する現運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について、前記有効現電力負荷データ、前記現暖房熱負荷データ及び前記有効予測給湯負荷データ並びに前記有効燃料消費料金に基づいて前記現ランニングメリット度を演算し、演算した現ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の大きい演算値を現運転ランニングメリット度とすることを特徴とする請求項8に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記予測熱負荷は予測暖房熱負荷及び予測給湯熱負荷であり、前記予測熱負荷演算手段は、予測暖房熱負荷データを演算するための予測暖房熱負荷演算手段及び予測給湯熱負荷データを演算するための予測給湯熱負荷演算手段を含んでおり、また現運転状態のエネルギーコストの度合いを演算する現運転ランニングメリット度演算手段は、前記熱電併給装置の複数段の出力の各々について、前記現暖房熱負荷データ及び前記有効予測給湯熱負荷データ並びに前記有効燃料消費料金及び前記逆潮流電力買い料金に基づいて前記現ランニングメリット度を演算し、演算した現ランニングメリット度のうち最もランニングメリット度の大きい演算値を前記現運転ランニングメリット度とすることを特徴とする請求項9に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記熱電併給装置は、それを冷却する冷却水を循環するための冷却水循環流路を含み、前記貯湯装置は、温水を貯えるための貯湯タンク及び前記貯湯タンクの温水を循環するための温水循環流路を含み、前記冷却水循環流路と前記温水循環流路との間には、前記冷却水循環流路を流れる冷却水と前記温水循環流路を流れる温水との間で熱交換するための熱交換器が設けられており、更に、前記冷却水循環流路、前記温水循環流路又は前記貯湯タンクには電気加熱ヒータが設けられ、前記電気加熱ヒータは、前記熱電併給装置にて発生する電力の余剰電力を利用して冷却水又は温水を加熱することを特徴とする請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、更に、前記ランニングメリット度しきい値を修正するためのしきい値修正手段を含み、前記熱電併給装置の発電機負荷率が第1所定値を超えると、前記しきい値修正手段は、設定されたランニングメリット度しきい値が小さくなるように修正することを特徴とする請求項6〜9のいずれに記載のコージェネレーションシステム。
- 前記しきい値修正手段は、前記熱電併給装置の発電機負荷率が第2所定値より下がると、設定されたランニングメリット度しきい値が大きくなるように修正することを特徴とする請求項15に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記熱電併給装置は、その発電出力が、前記最小出力から最大出力まで無段階に変動するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のコージェネレーションシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003339942A JP4367696B2 (ja) | 2003-05-29 | 2003-09-30 | コージェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003151754 | 2003-05-29 | ||
JP2003339942A JP4367696B2 (ja) | 2003-05-29 | 2003-09-30 | コージェネレーションシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005009476A JP2005009476A (ja) | 2005-01-13 |
JP4367696B2 true JP4367696B2 (ja) | 2009-11-18 |
Family
ID=34106753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003339942A Expired - Fee Related JP4367696B2 (ja) | 2003-05-29 | 2003-09-30 | コージェネレーションシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4367696B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5048354B2 (ja) * | 2007-02-02 | 2012-10-17 | 大阪瓦斯株式会社 | コージェネレーションシステム |
JP5122238B2 (ja) * | 2007-10-17 | 2013-01-16 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | コジェネレーションシステム |
-
2003
- 2003-09-30 JP JP2003339942A patent/JP4367696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005009476A (ja) | 2005-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4660422B2 (ja) | エネルギ供給システム | |
JP2011185520A (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4875387B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2003199254A (ja) | コージェネレーションシステム、およびプログラム | |
JP4367695B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2005030211A (ja) | 家庭用コージェネレーションシステムの運転制御システム | |
JP2006090240A (ja) | 家庭用コジェネシステムの運転制御装置 | |
JP4516862B2 (ja) | エネルギ供給システム | |
JP4367696B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4659525B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP3992146B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4453895B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4856384B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP4916197B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4678728B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2006275479A (ja) | エネルギ供給システム | |
JP4507059B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2005223964A (ja) | コージェネレーションシステムの運転制御システム | |
JP4841994B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP2007107873A (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4152366B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP5064856B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4912837B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP4861059B2 (ja) | コージェネレーションシステム | |
JP3976692B2 (ja) | コージェネレーションシステム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090428 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090629 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090819 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4367696 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150904 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |