JP4544591B2 - Cogeneration power interchange system - Google Patents

Cogeneration power interchange system Download PDF

Info

Publication number
JP4544591B2
JP4544591B2 JP2005363945A JP2005363945A JP4544591B2 JP 4544591 B2 JP4544591 B2 JP 4544591B2 JP 2005363945 A JP2005363945 A JP 2005363945A JP 2005363945 A JP2005363945 A JP 2005363945A JP 4544591 B2 JP4544591 B2 JP 4544591B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot water
power generation
power
heat
water storage
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.)
Active
Application number
JP2005363945A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007166879A (en
Inventor
雅彦 甲村
浩明 加藤
昇 瀬部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Institute of Technology NUC
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Kyushu Institute of Technology NUC
Aisin Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Kyushu Institute of Technology NUC, Aisin Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2005363945A priority Critical patent/JP4544591B2/en
Publication of JP2007166879A publication Critical patent/JP2007166879A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4544591B2 publication Critical patent/JP4544591B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、各ユーザの貯湯槽に蓄えられた熱量を考慮して、複数ユーザ間で電力を融通可能なコージェネレーション電力融通システムに関する。   The present invention relates to a cogeneration power interchange system capable of accommodating power among a plurality of users in consideration of the amount of heat stored in each user's hot water storage tank.

従来、特許文献1及び2に記載されたコージェネレーション電力融通システムが知られている。これらのコージェネレーション電力融通システムは、負荷装置に電力を供給する発電装置及び発電装置の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯槽を有する複数のコージェネレーション装置と、各コージェネレーション装置を制御する制御装置と、各発電装置間に接続され、各発電装置間で電力を授受可能な送電線とを備えている。そして、これらのコージェネレーション電力融通システムでは、複数のユーザの電力消費パターンを予測し、総消費電力量を予測することで、システム全体として総消費電力量と過不足なく発電することができる。
特開平2003−134674号公報 特開平2003−153440号公報
Conventionally, a cogeneration power interchange system described in Patent Documents 1 and 2 is known. These cogeneration power interchange systems include a power generation device that supplies power to a load device, a plurality of cogeneration devices that have hot water storage tanks that store hot water that has recovered exhaust heat from the power generation device, and a control that controls each cogeneration device. And a power transmission line connected between the power generators and capable of transferring power between the power generators. And in these cogeneration power interchange systems, by predicting the power consumption pattern of a plurality of users and predicting the total power consumption, it is possible to generate electric power as a whole system without excess or deficiency.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-134673 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-153440

しかし、上記従来のコージェネレーション電力融通システムでは、各発電装置の発電量を決定するに際して各貯湯槽の湯水の量が考慮されていないため、効率的な排熱の回収ができない。   However, in the conventional cogeneration power interchange system, since the amount of hot water in each hot water tank is not taken into account when determining the amount of power generated by each power generation device, it is not possible to efficiently recover exhaust heat.

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、効率的な排熱の回収が可能なコージェネレーション電力融通システムを提供するものである。   The present invention has been made in view of the related problems, and provides a cogeneration power interchange system capable of efficiently recovering exhaust heat.

上記の課題を解決するために、請求項に係るコージェネレーション電力融通システムの特徴は、負荷装置に電力を供給する発電装置及び該発電装置の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯槽を有し、複数のユーザに前記電力と前記湯水とを供給する複数のコージェネレーション装置と、該各コージェネレーション装置を制御する制御装置と、前記各発電装置間に接続され、該各発電装置間で電力を授受可能な送電線と、前記各貯湯槽に蓄えられる最大熱量を求める最大熱量計算手段と、前記各貯湯槽に現在蓄えられている現有熱量を求める現有熱量計算手段と、前記各貯湯槽の前記最大熱量と前記現有熱量とから該各貯湯槽に蓄えられる残り熱量を求め、該残り熱量に応じて前記各発電装置で発電する発電量の指示値を決定する発電量指示値決定手段と、を備え、前記発電量指示値決定手段は、複数の前記ユーザにおける前記各発電装置(1、2・・・N)で発電する発電量指示値をEg、Eg・・・Egとし、前記各貯湯槽に蓄えられる前記残り熱量をQ、Q・・・Qとし、すべての前記ユーザで消費する総電力消費量E0とし、i番目の発電装置の供給水温をTWとし、i番目の発電装置付近の外気温度をTaとし、i番目の発電装置の排熱回収量の計算式をf(Eg,TW,Ta)とすると、前記発電量指示値Eg、Eg・・・Eg
Eg+Eg+・・・+Eg=E0
(Eg,TW,Ta)/f(Eg,TW,Ta)=Q/Q
(Eg,TW,Ta)/f(Eg,TW,Ta)=Q/Q



N−1(EgN−1,TWN−1,TaN−1)/f(Eg,TW,Ta)=QN−1/Q
の連立方程式を解くことによって決定することである。
In order to solve the above problems, a feature of the cogeneration power interchange system according to claim 1 is that a power generation device that supplies power to the load device and a hot water storage tank that stores hot water from which the exhaust heat of the power generation device is recovered are provided. And a plurality of cogeneration devices that supply the power and the hot water to a plurality of users, a control device that controls each of the cogeneration devices, and the power generation devices. A transmission line capable of receiving and receiving, a maximum heat amount calculating means for obtaining a maximum heat amount stored in each hot water tank, a current heat amount calculating means for obtaining a current heat quantity currently stored in each hot water tank, and each of the hot water tanks A power generation amount indication value for determining a remaining heat amount stored in each hot water storage tank from the maximum heat amount and the current heat amount, and determining an instruction value of the power generation amount generated by each power generator according to the remaining heat amount Comprising a constant section, wherein the power generation amount instruction value determining means, the power generation amount instruction value generated by the at a plurality of said user each power generation device (1,2 ··· N) Eg 1, Eg 2 ··· Eg N , the remaining heat stored in each hot water storage tank as Q 1 , Q 2 ... Q N , the total power consumption E0 consumed by all the users, and the supply water temperature of the i-th power generator and TW i, the outside air temperature around the i-th power generator and Ta i, a heat recovery calculation of the i-th power generator f i (Eg i, TW i , Ta i) When the power generation amount the indicated value Eg 1, Eg 2 ··· Eg N ,
Eg 1 + Eg 2 +... + Eg N = E0
f 1 (Eg 1 , TW 1 , Ta 1 ) / f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) = Q 1 / Q 2
f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) / f 3 (Eg 3 , TW 3 , Ta 3 ) = Q 2 / Q 3



f N-1 (Eg N- 1, TW N-1, Ta N-1) / f N (Eg N, TW N, Ta N) = Q N-1 / Q N
It is determined by solving the simultaneous equations.

請求項2に係るコージェネレーション電力融通システムの特徴は、請求項1において、前記最大熱量計算手段は、前記発電装置の排熱を回収した湯水の温度と、前記貯湯槽に補給される水の温度と、該貯湯槽の容量とから、前記各貯湯槽に蓄えられる最大熱量を求めることである。
請求項に係るコージェネレーション電力融通システムの特徴は、 請求項1又は2において、前記発電量指示値決定手段により決定された前記発電量指示値に対して、前記発電装置が追従できるようにフィルタ処理を施す振動除去手段を有することである。
The cogeneration power interchange system according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the maximum heat amount calculation means is configured such that the temperature of the hot water from which the exhaust heat of the power generator is recovered and the temperature of the water supplied to the hot water storage tank. The maximum amount of heat stored in each hot water storage tank is obtained from the capacity of the hot water storage tank.
The cogeneration power interchange system according to claim 3 is characterized in that a filter is provided so that the power generation apparatus can follow the power generation amount instruction value determined by the power generation amount instruction value determination means according to claim 1 or 2 . It is to have a vibration removing means for performing processing.

請求項に係るコージェネレーション電力融通システムにおいては、総消費電力量と総発電量とが等しく、かつ各発電装置の発電量、各発電装置の供給水温、各発電装置付近の外気温度、各貯湯槽に蓄えられる残り熱量を考慮して、各発電装置で発電する発電量指示値を求めることができ、効率的な排熱の回収が可能である。 In the cogeneration power interchange system according to claim 1 , the total power consumption and the total power generation amount are equal, and the power generation amount of each power generation device, the supply water temperature of each power generation device, the outside air temperature near each power generation device, and each hot water storage Taking into account the amount of remaining heat stored in the tank, it is possible to obtain a power generation amount instruction value generated by each power generation device, and it is possible to efficiently recover exhaust heat.

請求項2に係るコージェネレーション電力融通システムにおいては、各貯湯槽に蓄えられる残り熱量の計算に用いられる各貯湯槽に蓄えられる最大熱量を求めることができる。
請求項に係るコージェネレーション電力融通システムにおいては、各発電装置に対する発電量指示値にフィルタ処理を施しているため、良好な制御性能を得ることができる。




In the cogeneration power interchange system according to the second aspect, the maximum heat amount stored in each hot water tank used for calculation of the remaining heat amount stored in each hot water tank can be obtained.
In the cogeneration power interchange system according to the third aspect , since the power generation amount instruction value for each power generator is subjected to the filter process, good control performance can be obtained.




本発明に係るコージェネレーション電力融通システムを具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。この電力融通システムとして、図1に示すように、2軒の家庭5に適用されるものを例に説明する。   An embodiment embodying a cogeneration power interchange system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As this power interchange system, an example applied to two homes 5 as shown in FIG. 1 will be described.

この電力融通システムでは、各家庭5に設置された家庭用コージェネレーション装置1と、これらの家庭用コージェネレーション装置1を制御する制御装置2と、家庭用コージェネレーション装置1間で電力を授受可能な送電線3と、湯水を供給する給湯管4とを備えている。家庭用コージェネレーション装置1から家庭5には、湯水及び電力が供給される。ただし、湯水は放熱が大きくなることから家庭5間で融通することはなく、電力のみを家庭5間で融通することとしている。また、制御装置2は、家庭用コージェネレーション装置1からセンサ信号を入力し、発電量指示値を出力する。   In this power interchange system, electric power can be exchanged between the home cogeneration apparatus 1 installed in each home 5, the control apparatus 2 that controls these home cogeneration apparatuses 1, and the home cogeneration apparatus 1. A power transmission line 3 and a hot water supply pipe 4 for supplying hot water are provided. Hot water and electric power are supplied from the home cogeneration apparatus 1 to the home 5. However, since hot water increases heat dissipation, hot water is not interchanged between the homes 5, and only electric power is interchanged between the homes 5. Moreover, the control apparatus 2 inputs a sensor signal from the home cogeneration apparatus 1, and outputs a power generation amount instruction value.

次に、図2により、1軒の家庭5に設置された家庭用コージェネレーション装置1と制御装置2とについて詳細に説明する。図2は実施形態の家庭用コージェネレーション電力融通システムの概略図である。この家庭用コージェネレーション装置1は、負荷装置21に電力を供給する発電装置10と、発電装置10の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯槽30とを有している。   Next, with reference to FIG. 2, the home cogeneration apparatus 1 and the control apparatus 2 installed in one home 5 will be described in detail. FIG. 2 is a schematic diagram of a domestic cogeneration power interchange system according to the embodiment. The home cogeneration apparatus 1 includes a power generation apparatus 10 that supplies electric power to a load apparatus 21 and a hot water storage tank 30 that stores hot water that has recovered exhaust heat from the power generation apparatus 10.

発電装置10は、燃料電池発電装置であり、直流電力を発生する発電機11と、発電機11から供給された直流電力を交流電力に変換して出力する変換器(例えばインバータ)12とを備えている。なお、発電装置10としては、燃料電池発電装置の他に、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービンなどの原動機とこの原動機によって駆動される発電機から構成されたものでもよい。   The power generation device 10 is a fuel cell power generation device, and includes a generator 11 that generates DC power, and a converter (for example, an inverter) 12 that converts DC power supplied from the generator 11 into AC power and outputs the AC power. ing. In addition to the fuel cell power generation device, the power generation device 10 may be configured by a prime mover such as a diesel engine, a gas engine, a gas turbine, or a micro gas turbine and a generator driven by the prime mover.

発電機11は、改質装置、一酸化炭素低減装置(以下CO低減装置という)および燃料電池を備えている。改質装置は、燃料供給装置13から供給される燃料を水供給装置14から供給される水で水蒸気改質して、水素リッチな改質ガスを生成してCO低減装置に導出するものである。CO低減装置は、改質ガスに含まれる一酸化炭素を低減して改質ガスを燃料電池に導出するものである。燃料電池は、燃料極に供給された改質ガス中の水素および酸化剤極に供給された酸化剤ガスである空気を用いて発電するものである。   The generator 11 includes a reformer, a carbon monoxide reduction device (hereinafter referred to as a CO reduction device), and a fuel cell. The reforming device steam-reforms the fuel supplied from the fuel supply device 13 with the water supplied from the water supply device 14 to generate a hydrogen-rich reformed gas, which is led to the CO reduction device. . The CO reduction device reduces carbon monoxide contained in the reformed gas and leads the reformed gas to the fuel cell. The fuel cell generates power using hydrogen in the reformed gas supplied to the fuel electrode and air that is an oxidant gas supplied to the oxidant electrode.

変換器12は、電力使用場所20に設置されている複数の負荷装置21に送電線3を介してそれぞれ接続されており、変換器12から出力される交流電力は必要に応じて各負荷装置21に供給されている。負荷装置21は、電灯、アイロン、テレビ、洗濯機、電気コタツ、電気カーペット、エアコン、冷蔵庫などの電気器具である。なお、変換器12と電力使用場所20とを接続する送電線3には電力会社の系統電源16も接続されており(系統連系)、発電装置10の発電量より負荷装置21の総消費電力が上回った場合、その不足電力を系統電源16から受電して補うようになっている。電力計22は、電力使用場所20で使用される全ての負荷装置21の合計消費電力量Etを検出して、制御装置2に送信するようになっている。   The converter 12 is connected to a plurality of load devices 21 installed in the power usage place 20 via the power transmission line 3, and the AC power output from the converter 12 is supplied to each load device 21 as necessary. Has been supplied to. The load device 21 is an electric appliance such as an electric lamp, iron, television, washing machine, electric kotatsu, electric carpet, air conditioner, and refrigerator. The power transmission line 3 connecting the converter 12 and the power usage place 20 is also connected to the grid power supply 16 of the power company (system interconnection), and the total power consumption of the load device 21 is determined by the power generation amount of the power generation device 10. Is exceeded, the insufficient power is received from the system power supply 16 and compensated. The wattmeter 22 detects the total power consumption Et of all the load devices 21 used in the power usage place 20 and transmits it to the control device 2.

また、発電機11には、発電機11の排熱を回収して発電機11を冷却する熱媒体が循環する冷却回路31が接続されている。冷却回路31上には、熱交換器32が配設されている。一方、後述する貯湯槽30には、貯湯槽30内の湯水を加熱するための湯水循環回路33が接続されている。湯水循環回路33上には、熱交換器32が配設されている。熱交換器32は、冷却回路31を循環する熱媒体と湯水循環回路33を循環する湯水との間で熱交換が行われるものである。これにより、発電機11の発電中に図示しないポンプが駆動されて、冷却回路31を熱媒体が循環し、湯水循環回路33を湯水が循環すると、発電機11の排熱が熱媒体および熱交換器32を通って湯水に回収されて湯水が加熱されるようになっている。また、湯水循環回路33の貯湯槽30入口付近には温度センサ35が設けられており、この温度センサ35は排熱回収温度Tinを検出して制御装置2に送信するようになっている。なお、発電機11の排熱とは、例えば、燃料電池発電装置の場合、燃料電池スタックの排熱や改質装置の排熱などをいい、エンジン発電装置の場合、エンジンの排熱などが挙げられる。しかし、それに限定せず発電機それ自体の熱など回収可能な排熱なら何でも利用できる。   The generator 11 is connected to a cooling circuit 31 in which a heat medium for recovering the exhaust heat of the generator 11 and cooling the generator 11 circulates. A heat exchanger 32 is disposed on the cooling circuit 31. On the other hand, a hot water circulation circuit 33 for heating hot water in the hot water tank 30 is connected to the hot water tank 30 described later. A heat exchanger 32 is disposed on the hot water circulation circuit 33. The heat exchanger 32 performs heat exchange between the heat medium circulating in the cooling circuit 31 and the hot water circulating in the hot water circulation circuit 33. As a result, a pump (not shown) is driven during power generation by the generator 11 so that the heat medium circulates in the cooling circuit 31 and hot water circulates in the hot water circulation circuit 33. The hot water is recovered as hot water through the vessel 32 and heated. Further, a temperature sensor 35 is provided in the vicinity of the hot water tank 30 inlet of the hot water circulation circuit 33, and this temperature sensor 35 detects the exhaust heat recovery temperature Tin and transmits it to the control device 2. The exhaust heat of the generator 11 refers to, for example, the exhaust heat of the fuel cell stack and the exhaust heat of the reformer in the case of a fuel cell power generator, and the exhaust heat of the engine in the case of an engine power generator. It is done. However, the present invention is not limited to this, and any recoverable exhaust heat such as the heat of the generator itself can be used.

貯湯槽30は、1つの柱状容器を備えており、その内部に温水が層状に、すなわち上部の温水が最も高温であり下部にいくにしたがって低温となり下部の温水が最も低温であるように貯留されるようになっている。貯湯槽30に貯留されている高温の温水が貯湯槽30の柱状容器の上部から導出され、その導出された分を補給するように水供給装置14からの水道水が貯湯槽30の柱状容器の下部から導入されるようになっている。このような貯湯槽30は、発電装置10の近くに設置されている。また、水供給装置14から水道水が供給される貯湯槽30の入口付近には温度センサ36が設けられており、この温度センサ36は水道水温度Twを検出して制御装置2に送信するようになっている。   The hot water tank 30 is provided with one columnar container, in which hot water is stored in a layered manner, that is, hot water in the upper part is the hottest and becomes lower as it goes to the lower part, and the hot water in the lower part is stored at the lowest temperature. It has become so. Hot hot water stored in the hot water tank 30 is led out from the upper part of the columnar container of the hot water tank 30, and tap water from the water supply device 14 is supplied to the columnar container of the hot water tank 30 so as to replenish the derived amount. It is introduced from the bottom. Such a hot water tank 30 is installed near the power generation apparatus 10. Further, a temperature sensor 36 is provided near the inlet of the hot water tank 30 to which tap water is supplied from the water supply device 14, and this temperature sensor 36 detects the tap water temperature Tw and transmits it to the control device 2. It has become.

また、貯湯槽30の内部には温度センサ群34が設けられている。温度センサ群34は複数(本実施の形態においては10個)の温度センサ34−1,34−2,34−3,・・・,34−10から構成されており、上下方向(鉛直方向)に沿って等間隔にて配設されている。温度センサ34−1は貯湯槽30の内部上面位置に配置されている。各温度センサ34−1,34−2,34−3,・・・,34−10はその位置の貯湯槽30内の液体(温水または水)の温度をそれぞれ検出するものである。この温度センサ群34は各位置での湯温Thを検出して制御装置2に送信するようになっている。   A temperature sensor group 34 is provided inside the hot water tank 30. The temperature sensor group 34 includes a plurality (ten in the present embodiment) of temperature sensors 34-1, 34-2, 34-3,..., 34-10, and the vertical direction (vertical direction). Are arranged at equal intervals along the line. The temperature sensor 34-1 is disposed on the inner upper surface of the hot water tank 30. Each of the temperature sensors 34-1, 34-2, 34-3,..., 34-10 detects the temperature of the liquid (hot water or water) in the hot water storage tank 30 at that position. The temperature sensor group 34 detects the hot water temperature Th at each position and transmits it to the control device 2.

貯湯槽30には、給湯管4が接続されている。給湯管4には、上流から順番に補助加熱装置であるガス湯沸かし器(図示省略)及び温度センサ(図示省略)が配設されている。ガス湯沸かし器は、給湯管4を通過する貯湯槽30からの湯水を加熱して給湯するようになっている。温度センサはガス湯沸かし器を通過した後の湯水の温度を検出するものであり、その検出信号は制御装置2に送信されるようになっている。すなわち、温度センサで検出した湯水の温度が設定された給湯温度となるように、ガス湯沸かし器で加熱している。また、図示していないが、給湯管4には貯湯槽30の導出口と温度センサとの間に水供給装置14からの水道水が合流するようになっている。これにより、貯湯槽30からの湯水を降温している。   A hot water supply pipe 4 is connected to the hot water tank 30. The hot water supply pipe 4 is provided with a gas water heater (not shown) and a temperature sensor (not shown) which are auxiliary heating devices in order from the upstream. The gas water heater heats hot water from the hot water storage tank 30 passing through the hot water supply pipe 4 to supply hot water. The temperature sensor detects the temperature of the hot water after passing through the gas water heater, and the detection signal is transmitted to the control device 2. That is, the hot water is heated by the gas water heater so that the temperature of the hot water detected by the temperature sensor becomes the set hot water temperature. Although not shown, tap water from the water supply device 14 joins the hot water supply pipe 4 between the outlet port of the hot water tank 30 and the temperature sensor. Thereby, the temperature of the hot water from the hot water tank 30 is lowered.

給湯管4には、貯湯槽30に貯留している湯水を給湯として利用する湯水使用場所25に設置されている複数の湯利用機器26aが接続されている。この湯利用機器26aとしては、浴槽、シャワ、キッチン(キッチンの蛇口)、洗面所(洗面所の蛇口)などがある。また、給湯管4には、貯湯槽30の湯水を熱源として利用する湯水使用場所25に設置されている熱利用機器26bが接続されている。この熱利用機器26bとしては、浴室暖房、床暖房、浴槽の湯を追い炊き機構などがある。なお、熱利用機器26bは貯湯槽30の湯水を直接利用する場合や貯湯槽30の湯水を間接的に利用する場合がある。   Connected to the hot water supply pipe 4 are a plurality of hot water use devices 26a installed in a hot water use place 25 that uses hot water stored in the hot water tank 30 as hot water supply. Examples of the hot water use device 26a include a bathtub, a shower, a kitchen (kitchen faucet), and a washroom (toilet faucet). The hot water supply pipe 4 is connected to a heat utilization device 26b installed in a hot water use place 25 that uses hot water in the hot water tank 30 as a heat source. Examples of the heat utilization device 26b include bathroom heating, floor heating, and a hot water bathing mechanism. The heat utilization device 26b may use the hot water in the hot water tank 30 directly or indirectly use the hot water in the hot water tank 30.

制御装置2は、電力計22から入力した合計電力量Et、温度センサ群34から入力した湯温Th、温度センサ35から入力した排熱回収温度Tin及び温度センサ36から入力した水道水温度Tw等に基づいて発電装置10の発電量を決定し、発電装置10に発電量指示値Egを出力する。この制御装置2は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。CPUは、図3〜図7のフローチャートに対応したプログラムを実行して、発電装置の発電量(出力電力)を制御している。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは前記プログラムを記憶するものである。   The control device 2 includes a total electric energy Et input from the wattmeter 22, a hot water temperature Th input from the temperature sensor group 34, an exhaust heat recovery temperature Tin input from the temperature sensor 35, a tap water temperature Tw input from the temperature sensor 36, and the like. The power generation amount of the power generation device 10 is determined based on the above, and the power generation amount instruction value Eg is output to the power generation device 10. The control device 2 has a microcomputer (not shown), and the microcomputer includes an input / output interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown) connected via a bus. The CPU executes a program corresponding to the flowcharts of FIGS. 3 to 7 to control the power generation amount (output power) of the power generation device. The RAM temporarily stores variables necessary for executing the program, and the ROM stores the program.

次に、上述した家庭用コージェネレーション電力融通システムの動作について、図3〜図16を参照して説明する。なお、以下、一方の家庭5をA宅、他方の家庭5をB宅という。   Next, the operation of the above-described home cogeneration power interchange system will be described with reference to FIGS. Hereinafter, one home 5 is referred to as A home and the other home 5 is referred to as B home.

制御装置2は、発電機11が発電可能な状態になると、図3に示すメインプログラムを所定時間毎(例えば60秒)に実行する。このメインプログラムが実行されると、ステップS1において最大熱量計算手段としての最大熱量計算サブルーチンをコールし、ステップS2において現有熱量計算手段としての現有熱量計算サブルーチンをコールする。また、ステップS3において発電量指示値決定手段としての発電量指示値決定サブルーチンをコールし、ステップS4において振動除去手段としての振動除去サブルーチンをコールする。   The control device 2 executes the main program shown in FIG. 3 every predetermined time (for example, 60 seconds) when the generator 11 is in a state capable of generating power. When this main program is executed, the maximum heat quantity calculation subroutine as the maximum heat quantity calculation means is called in step S1, and the current heat quantity calculation subroutine as the current heat quantity calculation means is called in step S2. In step S3, a power generation amount instruction value determination subroutine as a power generation amount instruction value determination unit is called, and in step S4, a vibration removal subroutine as a vibration removal unit is called.

次に、各サブルーチンを説明する。最大熱量計算サブルーチンでは、図4に示すように、各貯湯槽30が蓄えることのできる最大熱量Qallが計算される。まず、ステップS11においては、温度センサ35から排熱回収温度Tinを入力する。ステップS12においては、温度センサ36から水道水温度Twを入力する。そして、ステップS13においては、各貯湯槽30の最大熱量Qallを下記数2に示す式により計算して求める。   Next, each subroutine will be described. In the maximum heat amount calculation subroutine, as shown in FIG. 4, the maximum heat amount Qall that can be stored in each hot water tank 30 is calculated. First, in step S11, the exhaust heat recovery temperature Tin is input from the temperature sensor 35. In step S12, the tap water temperature Tw is input from the temperature sensor 36. In step S13, the maximum amount of heat Qall of each hot water tank 30 is calculated by the following equation (2).

(数2)
Qall=Cp×V×(Tin−Tw)
(Equation 2)
Qall = Cp × V × (Tin−Tw)

なお、Cpは比熱であり、4.189J/cm・Kである。Vは貯湯槽30の容量(m)であり、本実施形態においては0.15mである。Tin及びTwはそれぞれ排熱回収温度、水道水温度(℃)である。A宅における排熱回収温度Tin及び水道水温度Twのグラフを図5(A)に示し、A宅における最大熱量Qallのグラフを図5(B)に示す。また、B宅における排熱回収温度Tin及び水道水温度Twのグラフを図6(A)に示し、B宅における最大熱量Qallのグラフを図6(B)に示す。 Cp is specific heat and is 4.189 J / cm 3 · K. V is the capacity (m 3 ) of the hot water tank 30 and is 0.15 m 3 in this embodiment. Tin and Tw are the exhaust heat recovery temperature and the tap water temperature (° C.), respectively. A graph of the exhaust heat recovery temperature Tin and the tap water temperature Tw at the house A is shown in FIG. 5 (A), and a graph of the maximum heat quantity Qall at the house A is shown in FIG. 5 (B). Further, a graph of the exhaust heat recovery temperature Tin and the tap water temperature Tw at the house B is shown in FIG. 6A, and a graph of the maximum heat quantity Qall at the house B is shown in FIG.

現有熱量計算サブルーチンでは、図7に示すように、各貯湯槽が現在蓄えている現有熱量Qcuが計算される。まず、ステップS21においては、温度センサ群34から湯温Thを入力する。そして、ステップS22においては、湯温Thと水道水温度Twとから現有熱量Qcuが計算される。この際、温度センサ群34の温度センサ34−1,34−2,34−3,・・・,34−10の位置により分割された各層ごとに、上記数2の式により現在蓄えている熱量を求め、これらを合計して現有熱量Qcuが計算される。なお、その場合、数2のVには各層の容量(m)が対応し、Tinには各層の平均温度(℃)が対応する。 In the current heat quantity calculation subroutine, as shown in FIG. 7, the current heat quantity Qcu currently stored in each hot water tank is calculated. First, in step S21, the hot water temperature Th is input from the temperature sensor group 34. In step S22, the current heat quantity Qcu is calculated from the hot water temperature Th and the tap water temperature Tw. At this time, for each layer divided by the positions of the temperature sensors 34-1, 34-2, 34-3,. Are calculated and the total heat quantity Qcu is calculated. In this case, the capacity (m 3 ) of each layer corresponds to V in Equation 2, and the average temperature (° C.) of each layer corresponds to Tin.

発電量指示値決定サブルーチンでは、図8に示すように、各発電装置10に対する発電量の指示値Eg、Egが決定される。まず、ステップS31においては、発電量に対する排熱回収特性の設定を行う。具体的には、発電装置10の実際の運転において、発電量(W)に対する排熱回収量(W)を1週間毎に計測して記憶しておき、発電量を横軸(x)、排熱回収量を縦軸(y)としてプロットして、下記数3に示す仮想の近似直線の式を求めることができる。ただし、常に発電装置10の特性を学習することができるように、1月以上前のデータは消去される。 In the power generation amount instruction value determination subroutine, as shown in FIG. 8, the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 for each power generation device 10 are determined. First, in step S31, the exhaust heat recovery characteristic with respect to the power generation amount is set. Specifically, in actual operation of the power generation apparatus 10, the exhaust heat recovery amount (W) with respect to the power generation amount (W) is measured and stored every week, and the power generation amount is plotted on the horizontal axis (x), the exhaust amount. By plotting the heat recovery amount as the vertical axis (y), a virtual approximate straight line equation shown in the following equation 3 can be obtained. However, data older than one month is deleted so that the characteristics of the power generation apparatus 10 can always be learned.

(数3)
y=ax+b
(Equation 3)
y = ax + b

ステップS32においては、各電力計22から合計消費電力量Etを入力する。A宅における合計消費電力量Etのグラフを図9(A)に、B宅における合計消費電力量Etのグラフを図9(B)に示す。図8のステップS33においては、2軒の合計消費電力量Etを加えることにより、総電力消費量E0を計算する。この総電力消費量E0のグラフを図10に示す。図8のステップS34においては、各貯湯槽30の最大熱量Qall(ステップS13で計算済み)から現有熱量Qcu(ステップS22で計算済み)を減じて、各貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量Qを計算する。A宅における残りの熱量Qのグラフを図11(A)に、B宅における残りの熱量Qのグラフを図11(B)に示す。   In step S <b> 32, the total power consumption Et is input from each wattmeter 22. A graph of the total power consumption Et at the A house is shown in FIG. 9A, and a graph of the total power consumption Et at the B house is shown in FIG. 9B. In step S33 of FIG. 8, the total power consumption E0 is calculated by adding the total power consumption Et of the two houses. A graph of this total power consumption E0 is shown in FIG. In step S34 of FIG. 8, the remaining heat quantity that can be stored in each hot water tank 30 by subtracting the current heat quantity Qcu (calculated in step S22) from the maximum heat quantity Qall (calculated in step S13) of each hot water tank 30. Q is calculated. FIG. 11A shows a graph of the remaining heat quantity Q at the A house, and FIG. 11B shows a graph of the remaining heat quantity Q at the B house.

図8のステップS35においては、下記数4、5に示す式により各発電装置10に対する発電量指示値Eg、Egを計算する。ただし、発電量指示値EgはA宅の発電装置10に対する発電量指示値であり、発電量指示値EgはB宅の発電装置10に対する発電量指示値である。また、QはA宅の貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量であり、QはB宅の貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量である(ステップS34で計算済み)。さらに、E0は総電力消費量(ステップS33で計算済み)であり、a及びbはステップS31の数3で示される近似直線の式の係数である。 In step S35 of FIG. 8, the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 for the respective power generation devices 10 are calculated by the equations shown in the following equations 4 and 5. However, the power generation amount instruction value Eg 1 is a power generation amount instruction value for the power generation apparatus 10 in the A house, and the power generation amount instruction value Eg 2 is a power generation amount instruction value for the power generation apparatus 10 in the B house. Also, Q 1 is a remaining amount of heat that can be stored in the hot water storage tank 30 of the A's home, Q 2 is the remaining amount of heat that can be stored in the hot water storage tank 30 of the B house (computed in step S34). Further, E0 is the total power consumption (calculated in step S33), and a and b are coefficients of the approximate straight line equation expressed by equation 3 in step S31.

Figure 0004544591
Figure 0004544591

Figure 0004544591
Figure 0004544591

ここで、各発電装置10に対する発電量指示値Eg、Egが上記数4、5で表されることを証明する。一般に、複数のユーザにおける各発電装置(1、2・・・N)で発電する発電量指示値をEg、Eg・・・Egとし、各貯湯槽に蓄えられる前記残り熱量をQ、Q・・・Qとし、すべてのユーザで消費する総電力消費量E0とし、i番目の発電装置の供給水温をTWとし、i番目の発電装置付近の外気温度をTaとし、i番目の発電装置の排熱回収量の計算式をf(Eg,TW,Ta)とすると、前記発電量指示値Eg、Eg・・・Egは、数6に示す連立方程式を解くことによって求められる。 Here, it is proved that the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 for the respective power generation devices 10 are expressed by the above formulas 4 and 5. In general, Eg 1 , Eg 2 ... Eg N are the power generation amount instruction values generated by each of the power generation devices (1, 2,... N) in a plurality of users, and the remaining heat amount stored in each hot water storage tank is Q 1. , and Q 2 ··· Q N, the total power consumption E0 consumed by all users, the supply water temperature of the i-th power generator and TW i, the i-th ambient temperature in the vicinity of the power generation apparatus and Ta i, the i-th heat recovery calculation of the power generator f i (Eg i, TW i , Ta i) When the power generation amount instruction value Eg 1, Eg 2 ··· Eg N is shown in equation 6 It is obtained by solving simultaneous equations.

(数6)
Eg+Eg+・・・+Eg=E0
(Eg,TW,Ta)/f(Eg,TW,Ta)=Q/Q
(Eg,TW,Ta)/f(Eg,TW,Ta)=Q/Q



N−1(EgN−1,TWN−1,TaN−1)/f(Eg,TW,Ta)=QN−1/Q
(Equation 6)
Eg 1 + Eg 2 +... + Eg N = E0
f 1 (Eg 1 , TW 1 , Ta 1 ) / f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) = Q 1 / Q 2
f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) / f 3 (Eg 3 , TW 3 , Ta 3 ) = Q 2 / Q 3



f N-1 (Eg N- 1, TW N-1, Ta N-1) / f N (Eg N, TW N, Ta N) = Q N-1 / Q N

本実施形態では、2台の発電装置10は同一のものであるとすると、供給水温TW、TWと発電装置10付近の外気温度Ta、Taとは、発電量指示値Eg、Egに比べて排熱回収量の計算式f、fへの相関が小さいことから、2台の発電装置10の排熱回収量の計算式f、fは数7に示す式で表される。なお、数7における係数a、bは、数3における係数a、bと同じである。 In this embodiment, assuming that the two power generation devices 10 are the same, the supply water temperatures TW 1 and TW 2 and the outside air temperatures Ta 1 and Ta 2 near the power generation device 10 are the power generation amount instruction value Eg 1 , since the correlation of the equation f 1, f 2 of the heat recovery amount in comparison with Eg 2 is small, equation f 1 of the exhaust heat recovery of the two power generating device 10 of, f 2 is shown in equation 7 equation It is represented by Note that the coefficients a and b in Expression 7 are the same as the coefficients a and b in Expression 3.

(数7)
(Eg,TW,Ta)=a・Eg+b
(Eg,TW,Ta)=a・Eg+b
(Equation 7)
f 1 (Eg 1 , TW 1 , Ta 1 ) = a · Eg 1 + b
f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) = a · Eg 2 + b

これらを上記の数6で表される一般式に代入して、数8に示す式が得られる。   By substituting these into the general formula represented by Equation 6 above, the equation shown in Equation 8 is obtained.

(数8)
Eg+Eg=E0
(a・Eg+b)/(a・Eg+b)=Q/Q
(Equation 8)
Eg 1 + Eg 2 = E0
(A · Eg 1 + b) / (a · Eg 2 + b) = Q 1 / Q 2

数8の式を発電量指示値Eg、Egについて解くと、数4、5で表される式が得られる。 When Expression 8 is solved for the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 , Expressions 4 and 5 are obtained.

数4、5の式で求められた発電量指示値Eg、Egを図12に示す。図12(A)がA宅の発電量指示値Egのグラフであり、図12(B)がB宅の発電量指示値Egのグラフである。 FIG. 12 shows the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 obtained by the equations (4) and (5). FIG. 12A is a graph of the power generation amount instruction value Eg 1 of the A house, and FIG. 12B is a graph of the power generation amount instruction value Eg 2 of the B house.

数3又は数7の式で示すように、排熱回収量(W)は発電量(W)の一次関数となり、数4、5式の分子の第2項は係数bが寄与する項である。そのため、係数b=0ならば、すなわち排熱回収量(W)と発電量(W)とが比例関係にあれば、発電量指示値Eg、Egは下記数9、10に示す式により求められる。 As shown in the equation 3 or 7, the exhaust heat recovery amount (W) is a linear function of the power generation amount (W), and the second term of the numerator of the equations 4 and 5 is a term to which the coefficient b contributes. . Therefore, if the coefficient b = 0, that is, if the exhaust heat recovery amount (W) and the power generation amount (W) are in a proportional relationship, the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 are expressed by the following equations 9 and 10. Desired.

(数9)
Eg=Q・E0/(Q+Q
(Equation 9)
Eg 1 = Q 1 · E0 / (Q 1 + Q 2 )

(数10)
Eg=Q・E0/(Q+Q
(Equation 10)
Eg 2 = Q 2 · E0 / (Q 1 + Q 2 )

数9、10によれば、各貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量Q、Qの比と、各発電装置10に対する発電量指示値Eg、Egの比は等しくなる。例えば、A宅の貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量Qと、B宅の貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量Qとの比が1:2である場合、A宅の発電装置10に対する発電量指示値Egと、B宅の発電装置10に対する発電量指示値Egとの比も1:2となる。 According to Equations 9 and 10, the ratio of the remaining heat amounts Q 1 and Q 2 that can be stored in each hot water storage tank 30 is equal to the ratio of the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 for each power generation device 10. For example, if the ratio of the remaining amount of heat Q 1 that can be stored in the hot water storage tank 30 at A and the remaining amount of heat Q 2 that can be stored in the hot water storage tank 30 at B is 1: 2, The ratio between the power generation amount instruction value Eg 1 for the power generation apparatus 10 and the power generation amount instruction value Eg 2 for the power generation apparatus 10 at the B home is also 1: 2.

振動除去サブルーチンでは、図13に示すように、各発電装置10に対する発電量指示値Eg、Egにフィルタ処理を施した後、フィルタ処理後の発電量指示値Efg、Efgを各発電装置10に出力する。まず、ステップS41においては、下記数11、12に示す式により、発電量指示値Eg、Egにフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の発電量指示値Efg、Efgを求める。ただし、Eg、Egは上記数4、5で求めた発電量指示値である。また、a1、a2、b1、b2はフィルタ定数、zは遅れ演算子である。 In the vibration removal subroutine, as shown in FIG. 13, after the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 for each power generation apparatus 10 are filtered, the power generation amount instruction values Efg 1 and Efg 2 after the filter processing are generated for each power generation. Output to the device 10. First, in step S41, the power generation amount instruction values Eg 1 and Eg 2 are filtered by the equations shown in the following equations 11 and 12, and the power generation amount instruction values Efg 1 and Efg 2 after the filter processing are obtained. However, Eg 1 and Eg 2 are the power generation amount instruction values obtained by the above formulas 4 and 5. Further, a1, a2, b1, and b2 are filter constants, and z is a delay operator.

Figure 0004544591
Figure 0004544591

Figure 0004544591
Figure 0004544591

数11、12で求められたフィルタ処理後の発電量指示値Efg、Efgを図14に示す。図14(A)がA宅の発電量指示値Efgのグラフであり、図14(B)がB宅の発電量指示値Efgのグラフである。 FIG. 14 shows the power generation amount instruction values Efg 1 and Efg 2 after the filter processing obtained by the equations 11 and 12. FIG. 14A is a graph of the power generation amount instruction value Efg 1 of A house, and FIG. 14B is a graph of the power generation amount instruction value Efg 2 of B house.

図13のステップS42においては、フィルタ処理後の発電量指示値Efg、Efgを各発電装置10に出力する。これにより、各発電装置10は各家庭5が消費する総消費電力量に対して過不足なく発電することができ、かつ効率的な排熱の回収が可能となる。 In step S <b> 42 of FIG. 13, the power generation amount instruction values Efg 1 and Efg 2 after filtering are output to each power generation device 10. Thereby, each power generator 10 can generate electric power without excess or deficiency with respect to the total power consumption consumed by each home 5 and can efficiently recover exhaust heat.

本実施形態においては、家庭5を2軒としたが、3軒以上の家庭5についても同様である。また、本発明のコージェネレーション電力融通システムは家庭だけでなく事業所等のユーザにおいても用いることができる。   In this embodiment, two homes 5 are provided, but the same applies to three or more homes 5. In addition, the cogeneration power interchange system of the present invention can be used not only at home but also at users such as offices.

なお、本発明のコージェネレーション電力融通システムを実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。   In addition, although the cogeneration power interchange system of this invention was demonstrated according to embodiment, this invention is not restrict | limited to these, As long as it is not contrary to the technical idea of this invention, it can change and apply suitably. Needless to say.

実施形態の家庭用コージェネレーション電力融通システムの模式図。The schematic diagram of the home cogeneration electric power interchange system of embodiment. 実施形態の家庭用コージェネレーション電力融通システムの概略図。Schematic of the home cogeneration power interchange system of the embodiment. 実施形態に係り、メインプログラムのフローチャート。The flowchart of the main program according to the embodiment. 実施形態に係り、最大熱量計算サブルーチンのフローチャート。The flowchart of the maximum heat amount calculation subroutine according to the embodiment. 実施形態に係り、A宅の排熱回収温度、水道水温度、最大熱量のグラフ。The graph of the waste heat recovery temperature of the A house, the tap water temperature, and the maximum heat quantity according to the embodiment. 実施形態に係り、B宅の排熱回収温度、水道水温度、最大熱量のグラフ。The graph of the waste heat recovery temperature of B house, tap water temperature, and the maximum heat amount according to the embodiment. 実施形態に係り、現有熱量計算サブルーチンのフローチャート。The flowchart of the present heat quantity calculation subroutine according to the embodiment. 実施形態に係り、発電量指示値決定サブルーチンのフローチャート。The flowchart of a power generation amount instruction value determination subroutine according to the embodiment. 実施形態に係り、合計消費電力量のグラフ。The graph of total power consumption according to the embodiment. 実施形態に係り、総電力消費量のグラフ。The graph of the total power consumption according to the embodiment. 実施形態に係り、残り熱量のグラフ。The graph of the remaining calorie | heat amount according to embodiment. 実施形態に係り、発電量指示値決定サブルーチンにより計算された発電量指示値のグラフ。The graph of the electric power generation instruction value calculated by the electric power generation instruction value determination subroutine according to the embodiment. 実施形態に係り、振動除去サブルーチンのフローチャート。The flowchart of a vibration removal subroutine according to the embodiment. 実施形態に係り、振動除去サブルーチン実行後の発電量指示値のグラフ。The graph of the electric power generation amount instruction value after execution of a vibration removal subroutine according to the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…コージェネレーション装置(家庭用コージェネレーション装置)、2…制御装置、3…送電線、10…発電装置、30…貯湯槽、S1…最大熱量計算手段(最大熱量計算サブルーチン)、S2…現有熱量計算手段(現有熱量計算サブルーチン)、S3…発電量指示値決定手段(発電量指示値決定サブルーチン)、S4…振動除去手段(振動除去サブルーチン)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cogeneration apparatus (household cogeneration apparatus), 2 ... Control apparatus, 3 ... Power transmission line, 10 ... Power generation apparatus, 30 ... Hot water storage tank, S1 ... Maximum heat amount calculation means (maximum heat amount calculation subroutine), S2 ... Current heat amount Calculation means (current heat quantity calculation subroutine), S3 ... Power generation amount instruction value determination means (power generation amount instruction value determination subroutine), S4 ... Vibration removal means (vibration removal subroutine).

Claims (3)

負荷装置に電力を供給する発電装置及び該発電装置の排熱を回収した湯水を貯湯する貯湯槽を有し、複数のユーザに前記電力と前記湯水とを供給する複数のコージェネレーション装置と、
該各コージェネレーション装置を制御する制御装置と、
前記各発電装置間に接続され、該各発電装置間で電力を授受可能な送電線と、
前記各貯湯槽に蓄えられる最大熱量を求める最大熱量計算手段と、
前記各貯湯槽に現在蓄えられている現有熱量を求める現有熱量計算手段と、
前記各貯湯槽の前記最大熱量と前記現有熱量とから該各貯湯槽に蓄えられる残り熱量を求め、該残り熱量に応じて前記各発電装置で発電する発電量の指示値を決定する発電量指示値決定手段と、を備え、
前記発電量指示値決定手段は、複数の前記ユーザにおける前記各発電装置(1、2・・・N)で発電する発電量指示値をEg 、Eg ・・・Eg とし、前記各貯湯槽に蓄えられる前記残り熱量をQ 、Q ・・・Q とし、すべての前記ユーザで消費する総電力消費量E0とし、i番目の発電装置の供給水温をTW とし、i番目の発電装置付近の外気温度をTa とし、i番目の発電装置の排熱回収量の計算式をf (Eg ,TW ,Ta )とすると、前記発電量指示値Eg 、Eg ・・・Eg を、下記の数1の連立方程式を解くことによって決定することを特徴とするコージェネレーション電力融通システム。
(数1)
Eg +Eg +・・・+Eg =E0
(Eg ,TW ,Ta )/f (Eg ,TW ,Ta )=Q /Q
(Eg ,TW ,Ta )/f (Eg ,TW ,Ta )=Q /Q



N−1 (Eg N−1 ,TW N−1 ,Ta N−1 )/f (Eg ,TW ,Ta )=Q N−1 /Q
A power generation device that supplies power to the load device, and a hot water storage tank that stores hot water from which the exhaust heat of the power generation device is collected, and a plurality of cogeneration devices that supply the power and the hot water to a plurality of users;
A control device for controlling each of the cogeneration devices;
A power transmission line connected between the power generators, and capable of transmitting and receiving power between the power generators;
Maximum heat quantity calculating means for obtaining the maximum heat quantity stored in each hot water storage tank;
A present heat quantity calculating means for obtaining a present heat quantity currently stored in each hot water storage tank;
A power generation amount instruction for obtaining a remaining heat amount stored in each hot water storage tank from the maximum heat amount and the current heat amount of each hot water storage tank, and determining an instruction value of the power generation amount generated by each power generator according to the remaining heat amount A value determining means,
The power generation amount instruction value determination means sets Eg 1 , Eg 2 ... Eg N as power generation amount instruction values generated by the power generation devices (1, 2,... N) of the plurality of users , and stores each hot water storage. The remaining heat amount stored in the tank is defined as Q 1 , Q 2 ... Q N , the total power consumption E0 consumed by all the users, the supply water temperature of the i-th power generation device as TW i , and the i-th the outside air temperature around the power generation apparatus and Ta i, a heat recovery calculation of the i-th power generator f i (Eg i, TW i , Ta i) When the power generation amount instruction value Eg 1, Eg 2 ... Eg N is determined by solving the following simultaneous equations of Equation 1 below.
(Equation 1)
Eg 1 + Eg 2 +... + Eg N = E0
f 1 (Eg 1 , TW 1 , Ta 1 ) / f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) = Q 1 / Q 2
f 2 (Eg 2 , TW 2 , Ta 2 ) / f 3 (Eg 3 , TW 3 , Ta 3 ) = Q 2 / Q 3



f N-1 (Eg N- 1, TW N-1, Ta N-1) / f N (Eg N, TW N, Ta N) = Q N-1 / Q N
請求項1において、前記最大熱量計算手段は、前記発電装置の排熱を回収した湯水の温度と、前記貯湯槽に補給される水の温度と、該貯湯槽の容量とから、前記各貯湯槽に蓄えられる最大熱量を求めることを特徴とするコージェネレーション電力融通システム。2. The hot water storage unit according to claim 1, wherein the maximum heat amount calculation means calculates the temperature of the hot water from which the exhaust heat of the power generator is recovered, the temperature of the water supplied to the hot water storage tank, and the capacity of the hot water storage tank. Cogeneration power interchange system characterized by finding the maximum amount of heat stored in 請求項1又は2において、前記発電量指示値決定手段により決定された前記発電量指示値に対して、前記発電装置が追従できるようにフィルタ処理を施す振動除去手段を有することを特徴とするコージェネレーション電力融通システム。 3. The code according to claim 1, further comprising vibration removing means for performing a filtering process so that the power generation apparatus can follow the power generation amount instruction value determined by the power generation amount instruction value determination means. Generation power interchange system.
JP2005363945A 2005-12-16 2005-12-16 Cogeneration power interchange system Active JP4544591B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005363945A JP4544591B2 (en) 2005-12-16 2005-12-16 Cogeneration power interchange system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005363945A JP4544591B2 (en) 2005-12-16 2005-12-16 Cogeneration power interchange system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007166879A JP2007166879A (en) 2007-06-28
JP4544591B2 true JP4544591B2 (en) 2010-09-15

Family

ID=38249142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005363945A Active JP4544591B2 (en) 2005-12-16 2005-12-16 Cogeneration power interchange system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4544591B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002070647A (en) * 2000-08-30 2002-03-08 Osaka Gas Co Ltd Energy supply system
JP2002141093A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Nissan Motor Co Ltd Control device of reforming reactor
JP2004221021A (en) * 2003-01-17 2004-08-05 Ebara Corp Fuel cell cogeneration system
JP2005026009A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba International Fuel Cells Corp Fuel cell power generation system
JP2005278232A (en) * 2004-03-23 2005-10-06 Osaka Gas Co Ltd Power generation system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002070647A (en) * 2000-08-30 2002-03-08 Osaka Gas Co Ltd Energy supply system
JP2002141093A (en) * 2000-11-02 2002-05-17 Nissan Motor Co Ltd Control device of reforming reactor
JP2004221021A (en) * 2003-01-17 2004-08-05 Ebara Corp Fuel cell cogeneration system
JP2005026009A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba International Fuel Cells Corp Fuel cell power generation system
JP2005278232A (en) * 2004-03-23 2005-10-06 Osaka Gas Co Ltd Power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007166879A (en) 2007-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4907702B2 (en) Cogeneration system
JP5400933B2 (en) Cogeneration system
JP5191636B2 (en) Cogeneration system
JP4548790B2 (en) Distributed power system
JP5851229B2 (en) Hot water system
JP4544591B2 (en) Cogeneration power interchange system
JP5336962B2 (en) Cogeneration system
JP4656521B2 (en) Cogeneration system
JP5239583B2 (en) Cogeneration system
JP2009206011A (en) Fuel cell power generation system
JP5948986B2 (en) Distributed power system
JP4620550B2 (en) Cogeneration system
JP2005009781A (en) Output control device and output control method for cogeneration system
JP2006286278A (en) Fuel cell generator system
JP2005223964A (en) Operation control system for cogeneration system
JP2008121936A (en) Cogeneration system
JP6278763B2 (en) Energy management system
KR101032775B1 (en) Home fuel cell systme
JP2010286233A (en) Cogeneration system
JP5332312B2 (en) Cogeneration system
JP2019122162A (en) Cogeneration apparatus
JP2006060932A (en) Cogeneration system, power generation control method therefor, and power generation control device therefor
JP4511810B2 (en) Cogeneration system and control method thereof
JP2012119114A (en) Fuel cell system
JP2008096010A (en) Cogeneration system and its operation method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081010

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100604

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: 20100622

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: 20100625

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4544591

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250