JP4544591B2 - Cogeneration power interchange system - Google Patents
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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。
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1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Eg1、Eg2・・・EgNとし、前記各貯湯槽に蓄えられる前記残り熱量をQ1、Q2・・・QN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TWiとし、i番目の発電装置付近の外気温度をTaiとし、i番目の発電装置の排熱回収量の計算式をfi(Egi,TWi,Tai)とすると、前記発電量指示値Eg1、Eg2・・・EgN を、
Eg1+Eg2+・・・+EgN=E0
f1(Eg1,TW1,Ta1)/f2(Eg2,TW2,Ta2)=Q1/Q2
f2(Eg2,TW2,Ta2)/f3(Eg3,TW3,Ta3)=Q2/Q3
・
・
・
fN−1(EgN−1,TWN−1,TaN−1)/fN(EgN,TWN,TaN)=QN−1/QN
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
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3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
The cogeneration power interchange system according to
請求項1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
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3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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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/cm3・Kである。Vは貯湯槽30の容量(m3)であり、本実施形態においては0.15m3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
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(m3)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
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Eg1、Eg2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
(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
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Eg1、Eg2を計算する。ただし、発電量指示値Eg1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Eg2はB宅の発電装置10に対する発電量指示値である。また、Q1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、Q2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
ここで、各発電装置10に対する発電量指示値Eg1、Eg2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Eg1、Eg2・・・EgNとし、各貯湯槽に蓄えられる前記残り熱量をQ1、Q2・・・QN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TWiとし、i番目の発電装置付近の外気温度をTaiとし、i番目の発電装置の排熱回収量の計算式をfi(Egi,TWi,Tai)とすると、前記発電量指示値Eg1、Eg2・・・EgN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
(数6)
Eg1+Eg2+・・・+EgN=E0
f1(Eg1,TW1,Ta1)/f2(Eg2,TW2,Ta2)=Q1/Q2
f2(Eg2,TW2,Ta2)/f3(Eg3,TW3,Ta3)=Q2/Q3
・
・
・
fN−1(EgN−1,TWN−1,TaN−1)/fN(EgN,TWN,TaN)=QN−1/QN
(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TW1、TW2と発電装置10付近の外気温度Ta1、Ta2とは、発電量指示値Eg1、Eg2に比べて排熱回収量の計算式f1、f2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f1、f2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
(数7)
f1(Eg1,TW1,Ta1)=a・Eg1+b
f2(Eg2,TW2,Ta2)=a・Eg2+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
(数8)
Eg1+Eg2=E0
(a・Eg1+b)/(a・Eg2+b)=Q1/Q2
(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Eg1、Eg2について解くと、数4、5で表される式が得られる。
When
数4、5の式で求められた発電量指示値Eg1、Eg2を図12に示す。図12(A)がA宅の発電量指示値Eg1のグラフであり、図12(B)がB宅の発電量指示値Eg2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Eg1、Eg2は下記数9、10に示す式により求められる。
As shown in the
(数9)
Eg1=Q1・E0/(Q1+Q2)
(Equation 9)
Eg 1 = Q 1 · E0 / (Q 1 + Q 2 )
(数10)
Eg2=Q2・E0/(Q1+Q2)
(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Q1、Q2の比と、各発電装置10に対する発電量指示値Eg1、Eg2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Q1と、B宅の貯湯槽30に蓄えることのできる残りの熱量Q2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Eg1と、B宅の発電装置10に対する発電量指示値Eg2との比も1:2となる。
According to
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Eg1、Eg2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Efg1、Efg2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Eg1、Eg2にフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の発電量指示値Efg1、Efg2を求める。ただし、Eg1、Eg2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
数11、12で求められたフィルタ処理後の発電量指示値Efg1、Efg2を図14に示す。図14(A)がA宅の発電量指示値Efg1のグラフであり、図14(B)がB宅の発電量指示値Efg2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
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Efg1、Efg2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
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
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.
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
Claims (3)
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 1 、Eg 2 ・・・Eg N とし、前記各貯湯槽に蓄えられる前記残り熱量をQ 1 、Q 2 ・・・Q N 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 i とし、i番目の発電装置付近の外気温度をTa i とし、i番目の発電装置の排熱回収量の計算式をf i (Eg i ,TW i ,Ta i )とすると、前記発電量指示値Eg 1 、Eg 2 ・・・Eg N 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 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 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
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