JP4684119B2 - Installation number estimation system and cogeneration system controller - Google Patents

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Description

本発明は、外部から供給される燃料を使用して電力を発生する発電機ユニットと、発電機ユニットの排出する排熱を回収して熱エネルギーとして供給する排熱回収装置とを備えたコージェネレーションシステムの集合住宅に住戸別に設置する最適台数をコンピュータ演算処理によって推定するための設置台数推定システム、及び、設置台数推定システムによって推定された台数のコージェネレーションシステムを備える集合住宅におけるコージェネレーションシステムの制御装置に関する。   The present invention relates to a cogeneration system including a generator unit that generates power using fuel supplied from the outside, and an exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat discharged from the generator unit and supplies it as thermal energy. System for estimating the number of installed units in a housing complex of a system by computer processing, and control of a cogeneration system in a housing complex with a cogeneration system of the number of units estimated by the number of installed units estimation system Relates to the device.

従来、発電機ユニットの発生する電力及び熱エネルギーを利用できる熱電併給可能なコージェネレーションシステムでは、一般的に、高電力負荷時または高熱負荷時にのみ発電機ユニットを一定の出力で運転させる運転制御、若しくは、電力負荷または熱負荷の変動に発電機ユニットの出力を追従させる運転制御が行われている。ところで、発電機ユニットがガスエンジン等の原動機と発電機を搭載している場合は、一般的に、熱エネルギーの方が電力より発生量が大きいため、エネルギー効率の観点から、熱負荷に基づきガスエンジンを予め設定した回転数の一定出力で、例えば定格運転させる運転制御が行われている(熱主運転という)。   Conventionally, in a cogeneration system capable of cogeneration that can use electric power and thermal energy generated by a generator unit, in general, operation control for operating the generator unit at a constant output only at the time of high power load or high heat load, Or the operation control which makes the output of a generator unit track the fluctuation | variation of an electric power load or a heat load is performed. By the way, when the generator unit is equipped with a prime mover such as a gas engine and a generator, generally, heat energy is generated more than electric power. Operation control is performed, for example, at a rated operation at a predetermined output of the engine speed (referred to as heat main operation).

このような熱電併給可能なコージェネレーションシステムでは、発電機ユニットを電力負荷に追従させずに熱負荷に基づき一定出力で運転していると、住戸の戸別電力負荷で必要とされる電力が発電機ユニットの発電電力を下回る場合がある。ここで、戸建住宅等において系統電源側への逆潮流が電力供給契約等の理由により許容されていない場合には、逆潮流させないことを条件としてコージェネレーションシステムの運転制御を行う必要があり、例えば、発電電力から戸別電力負荷に供給する電力を差し引いた余剰電力を電熱ヒータで消費し、熱として利用することで、系統電源側への逆潮流を防止するコージェネレーションシステムがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   In such a cogeneration system capable of cogeneration, when the generator unit is operated at a constant output based on the heat load without following the power load, the power required for the individual power load of the dwelling unit is generated by the generator. It may be lower than the unit's generated power. Here, it is necessary to control the operation of the cogeneration system on the condition that the reverse power flow is not allowed due to a power supply contract etc. in a detached house etc. For example, there is a cogeneration system that prevents reverse power flow to the system power supply side by consuming surplus power obtained by subtracting the power supplied from the generated power to the door-to-door power load with an electric heater and using it as heat (for example, patents) Reference 1 and Patent Document 2).

尚、発電機ユニットの発生する電力及び熱エネルギーを利用できる熱電併給可能なコージェネレーションシステムを設置する集合住宅で、住戸単位ではなく集合住宅全体で一括して電力供給元と電力契約を結ぶ場合には、コージェネレーションシステムによって発生した電力を集合住宅内で逆潮流させることにより、集合住宅全体で電力を活用し、受電量をおさえることができる。コージェネレーションシステムの一次エネルギーに対するエネルギー効率が、電力供給元からの電力供給の場合より高いことから、コージェネレーションシステムの設置台数が多く、稼働台数が多いほど一次エネルギーに対するエネルギー効率が高くなり、省エネルギーとなる。   In addition, when installing a cogeneration system with a cogeneration system capable of cogeneration that can use the electric power and thermal energy generated by the generator unit, and making a power contract with the power supply source in a collective housing as a whole rather than in units of units Can reverse the power flow generated by the cogeneration system in the apartment house, and can use the power in the entire apartment house to reduce the amount of power received. Since the energy efficiency of the cogeneration system with respect to the primary energy is higher than that of the power supply from the power supplier, the more cogeneration systems are installed, the higher the number of operating cogeneration systems, the higher the energy efficiency with respect to the primary energy. Become.

更に、集合住宅においては、住戸単位ではなく集合住宅全体で一括して電力供給元と電力契約を結ぶ場合には、現状では、集合住宅全体でのピーク時の受電量を基に電力の基本料金が設定されている。また、集合住宅全体で受電量がピークとなる時は、年間を通して少ないため、集合住宅全体でのピーク時の受電量を抑えることができれば、基本料金を安価にすることができ、経済的に有用である。   Furthermore, in collective housing, when a power contract is concluded with the power supply source in a collective housing as a whole rather than in units of dwelling units, at present, the basic charge for electricity is based on the amount of power received at the peak of the entire collective housing. Is set. In addition, when the amount of power received in the entire apartment is at a peak, it is small throughout the year. Therefore, if the amount of power received during the peak in the entire apartment can be reduced, the basic charge can be reduced and it is economically useful. It is.

特開2000−320401号公報JP 2000-320401 A 特開2003−153449号公報JP 2003-153449 A

しかしながら、集合住宅全体で設置されているコージェネレーションシステムの台数が多い場合には、コージェネレーションシステムを稼動させることにより集合住宅全体でのピーク時の受電量をおさえるためにコージェネレーションシステムを強制的に運転させた場合に、熱需要に対して熱エネルギーが供給過多となり却ってエネルギー効率を低下させる虞もある。更に、ピーク時の受電量の低減による基本料金の低減量を、コージェネレーションシステムを設置している住戸で分配するときには、基本料金の低減効果が上記熱エネルギーの供給過多によるコージェネレーションシステムの運転コストの上昇により損なわれる可能性があり、経済的効果が薄くなり、省エネルギー効果も下がる。逆に、集合住宅全体で設置されているコージェネレーションシステムの台数が少ない場合には、集合住宅全体の一次エネルギーに対する省エネルギー効果が小さく、更に、コージェネレーションシステムを稼動させることによるピーク時の電力供給元からの受電量を十分におさえることができず、電力供給契約における基本料金の低減効果を十分に得ることができない。   However, if there are a large number of cogeneration systems installed in the entire apartment complex, the cogeneration system is forced to suppress the peak amount of electricity received in the entire apartment complex by operating the cogeneration system. When it is operated, there is a possibility that the thermal energy is excessively supplied with respect to the heat demand, and on the contrary, the energy efficiency is lowered. Furthermore, when the amount of reduction in the basic charge due to the reduction in the amount of power received at the peak is distributed to the dwelling unit where the cogeneration system is installed, the reduction effect of the basic charge is the operating cost of the cogeneration system due to the excessive supply of thermal energy. May be damaged by an increase in the energy consumption, the economic effect will be diminished, and the energy saving effect will also be reduced. Conversely, when the number of cogeneration systems installed in the entire housing complex is small, the energy saving effect on the primary energy of the entire housing complex is small, and the peak power supply source by operating the cogeneration system The amount of power received from the power supply cannot be sufficiently reduced, and the effect of reducing the basic charge in the power supply contract cannot be obtained sufficiently.

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、集合住宅全体で電力を一括で契約する場合において、コージェネレーションシステムの最適な設置台数を求めることができる設置台数推定システムを提供する点にある。また、設置台数推定システムを用いて設定された台数のコージェネレーションシステムが設置された集合住宅におけるコージェネレーションシステムを制御する制御装置を提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a system for estimating the number of installed cogeneration systems that can determine the optimal number of installed cogeneration systems when contracting power collectively for the entire apartment house. The point is to provide. Moreover, the control apparatus which controls the cogeneration system in the apartment house in which the cogeneration system of the number set using the installation number estimation system was installed is provided.

上記目的を達成するための本発明に係る設置台数推定システムは、外部から供給される燃料を使用して電力を発生する発電機ユニットと、前記発電機ユニットの排出する排熱を回収して熱エネルギーとして供給する排熱回収装置とを備えたコージェネレーションシステムの、集合住宅に住戸別に設置する最適台数をコンピュータ演算処理によって推定するための設置台数推定システムであって、所定の評価期間における前記集合住宅のピーク時の受電量を、第1基準電力として求める第1基準電力算出手段と、前記第1基準電力から、任意の台数のコージェネレーションシステムを稼動させたときの前記集合住宅内の前記コージェネレーションシステムの総発電電力を差し引いた第2基準電力を求める第2基準電力算出手段と、前記受電量が前記第2基準電力を上回る時間帯において、前記第2基準電力を上回る電力需要を前記コージェネレーションシステムで賄う場合に、前記時間帯における熱需要に対し、前記コージェネレーションシステムが熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値を求める第1指標値算出手段と、前記指標値が一定条件を満足するときの前記コージェネレーションシステムの台数を求める台数算出手段と、を備えることを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, an installed number estimation system according to the present invention includes a generator unit that generates electric power using fuel supplied from the outside, and recovers heat generated by exhaust heat discharged from the generator unit. An installed number estimation system for estimating the optimum number of units installed in an apartment house for each dwelling unit of a cogeneration system provided with an exhaust heat recovery device to be supplied as energy by computer calculation processing, wherein the set in a predetermined evaluation period First reference power calculation means for obtaining the amount of power received at the peak of the house as first reference power, and the cogeneration system in the apartment house when an arbitrary number of cogeneration systems are operated from the first reference power. A second reference power calculating means for obtaining a second reference power obtained by subtracting the total generated power of the generation system; When the cogeneration system covers power demand exceeding the second reference power in the time zone exceeding the second reference power, the cogeneration system has excessive thermal energy supply with respect to the heat demand in the time zone. First index value calculating means for obtaining an index value of energy loss due to the above, and a number calculating means for obtaining the number of cogeneration systems when the index value satisfies a certain condition, To do.

上記特徴の設置台数推定システムによれば、エネルギー損失の指標値を求め、このエネルギー損失の指標値から集合住宅に設置するコージェネレーションシステムの最適台数を算出するので、省エネルギー性を考慮してコージェネレーションシステムの最適な設置台数を求めることができる。尚、本願では、「需要」を、負荷を機器効率で除したエネルギー消費量として規定する。   According to the installation number estimation system with the above characteristics, an index value of energy loss is obtained, and the optimum number of cogeneration systems installed in the apartment is calculated from the index value of energy loss. The optimal number of installed systems can be obtained. In the present application, “demand” is defined as an energy consumption amount obtained by dividing the load by the device efficiency.

上記目的を達成するための本発明に係る設置台数推定システムは、外部から供給される燃料を使用して電力を発生する発電機ユニットと、前記発電機ユニットの排出する排熱を回収して熱エネルギーとして供給する排熱回収装置とを備えたコージェネレーションシステムの、集合住宅に住戸別に設置する最適台数をコンピュータ演算処理によって推定するための設置台数推定システムであって、所定の評価期間における前記集合住宅のピーク時の受電量を、第1基準電力として求める第1基準電力算出手段と、前記第1基準電力から、任意の台数のコージェネレーションシステムを稼動させたときの前記集合住宅内の前記コージェネレーションシステムの総発電電力を差し引いた第2基準電力を求める第2基準電力算出手段と、前記受電量が前記第2基準電力を上回る時間帯において、前記第2基準電力を上回る電力需要を前記コージェネレーションシステムで賄う場合に、前記時間帯における熱需要に対し、前記コージェネレーションシステムが熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値を求める第1指標値算出手段と、前記エネルギー損失の指標値から第2指標値を算出する第2指標値算出手段と、前記第2指標値が一定条件を満足するときの前記コージェネレーションシステムの台数を求める台数算出手段と、を備えることを第2の特徴とする。   In order to achieve the above object, an installed number estimation system according to the present invention includes a generator unit that generates electric power using fuel supplied from the outside, and recovers heat generated by exhaust heat discharged from the generator unit. An installed number estimation system for estimating the optimum number of units installed in an apartment house for each dwelling unit of a cogeneration system provided with an exhaust heat recovery device to be supplied as energy by computer calculation processing, wherein the set in a predetermined evaluation period First reference power calculation means for obtaining the amount of power received at the peak of the house as first reference power, and the cogeneration system in the apartment house when an arbitrary number of cogeneration systems are operated from the first reference power. A second reference power calculating means for obtaining a second reference power obtained by subtracting the total generated power of the generation system; When the cogeneration system covers power demand exceeding the second reference power in the time zone exceeding the second reference power, the cogeneration system has excessive thermal energy supply with respect to the heat demand in the time zone. First index value calculating means for obtaining an index value of energy loss, second index value calculating means for calculating a second index value from the index value of energy loss, and the second index value satisfying a certain condition It is a 2nd characteristic to provide the number calculation means which calculates | requires the number of the said cogeneration system at the time.

上記特徴の設置台数推定システムによれば、エネルギー損失の指標値から第2指標値を求め、この第2指標値から集合住宅に設置するコージェネレーションシステムの最適台数を算出するので、省エネルギー性以外の他の性質を考慮してコージェネレーションシステムの最適台数を求めることができる。   According to the installation number estimation system having the above characteristics, the second index value is obtained from the index value of energy loss, and the optimum number of cogeneration systems installed in the apartment is calculated from the second index value. The optimum number of cogeneration systems can be determined in consideration of other properties.

上記特徴の設置台数推定システムは、前記集合住宅が電力供給元から電力供給を一括して受ける際の電力供給契約における基本料金が前記第2基準電力に基づき決定される場合において、前記第2指標値は、前記第1基準電力と前記第2基準電力の差に基づく前記基本料金の削減量から、前記エネルギー損失の指標値に前記コージェネレーションシステムのエネルギー消費量を乗算した値を差し引いて算出されることを第3の特徴とする。   The installed number estimation system of the above feature is characterized in that the second index is determined when a basic charge in a power supply contract when the collective housing receives power supply from a power supply source is determined based on the second reference power. The value is calculated by subtracting a value obtained by multiplying the energy loss index value by the energy consumption amount of the cogeneration system from the basic charge reduction amount based on the difference between the first reference power and the second reference power. This is the third feature.

上記特徴の設置台数推定システムによれば、前記第2指標値が、前記受電量が前記第2基準電力を上回る時間帯における基本料金の削減量から、前記エネルギー損失の指標値に前記コージェネレーションシステムのエネルギー消費量を乗算した値を差し引いて算出され、第2指標値から集合住宅に設置するコージェネレーションシステムの最適台数を算出するので、経済性を考慮してコージェネレーションシステムの最適台数を求めることができる。   According to the installed number estimation system having the above characteristics, the cogeneration system is configured such that the second index value is changed from the basic charge reduction amount in a time zone in which the amount of received power exceeds the second reference power to the index value of the energy loss. It is calculated by subtracting the value multiplied by the energy consumption of, and the optimal number of cogeneration systems to be installed in the apartment is calculated from the second index value. Can do.

上記何れかの特徴の設置台数推定システムは、前記第1基準電力算出手段は、集合住宅の特徴(戸数規模、面積、設備等)を考慮した前記ピーク時の1戸当たりの平均戸別電力需要と共用部の電力需要を入力する電力需要入力部を備え、前記平均戸別電力需要に前記集合住宅の総戸数をかけた値に、前記共用部の電力需要を加えた値を、前記第1基準電力とすることを第4の特徴とする。   In the installed number estimating system of any of the above features, the first reference power calculating means calculates the average power demand per unit at the peak time considering the characteristics (number of units, area, facilities, etc.) of the housing complex. A power demand input unit for inputting the power demand of the common unit, and a value obtained by adding the power demand of the common unit to a value obtained by multiplying the average power demand by the total number of houses of the apartment, the first reference power This is a fourth feature.

上記何れかの特徴の設置台数推定システムによれば、第1基準電力算出手段の具体的な実施態様を得ることができる。また、集合住宅の特徴(戸数規模、面積、設備等)に応じた、ピーク時の一戸当たりの平均戸別電力需要に総個数をかけた値に共用部の電力需要を加えるので、第1基準電力を適切に求めることができる。   According to the installed number estimating system having any of the above features, a specific embodiment of the first reference power calculating means can be obtained. In addition, the electricity demand for common areas is added to the value obtained by multiplying the average number of electricity per household at peak time by the total number according to the characteristics of the housing complex (number of units, area, facilities, etc.). Can be determined appropriately.

上記目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの制御装置は、上記何れかの特徴の設置台数推定システムによって推定された台数の前記コージェネレーションシステムを備える集合住宅において、前記集合住宅の受電量が、前記推定された台数に基づいて予め設定された前記第2基準電力を超えたときに、所定の順序付けルールに従って、強制的に前記コージェネレーションシステムを稼動させることを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a control device for a cogeneration system according to the present invention is a collective housing provided with the number of cogeneration systems estimated by the installed number estimating system having any one of the above characteristics. The first feature is that the cogeneration system is forcibly operated according to a predetermined ordering rule when the amount exceeds the second reference power set in advance based on the estimated number of units. .

上記特徴のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、集合住宅内の電力需要が予め設定された第2基準電力を上回る場合に強制的にコージェネレーションシステムを稼動させるので、集合住宅全体での電力需要のピークが第2基準電力を上回ることがなく、集合住宅全体で一括して電力契約を結んでいる場合に、自動的に基本料金をおさえることができる。   According to the control device of the cogeneration system having the above characteristics, the cogeneration system is forcibly operated when the power demand in the apartment exceeds the second reference power set in advance. The basic charge can be automatically reduced when the peak of no exceeds the second reference power and a power contract is collectively made for the entire apartment house.

上記特徴のコージェネレーションシステムの制御装置は、前記所定の順序付けルールが、制御時点における熱負荷または熱負荷予測値の大きい前記コージェネレーションシステムを指定することを第2の特徴とする。   The control device of the cogeneration system having the above characteristics has a second characteristic that the predetermined ordering rule designates the cogeneration system having a large thermal load or a predicted thermal load value at the time of control.

上記特徴のコージェネレーションシステムの制御装置によれば、制御時点における熱負荷または熱負荷予測値の大きいコージェネレーションシステムを指定するので、熱エネルギーのエネルギー損失を低減させることができる。   According to the control device for a cogeneration system having the above characteristics, a heat generation at the time of control or a cogeneration system having a large predicted heat load value is designated, so that energy loss of heat energy can be reduced.

以下、本発明に係る設置台数推定システム及びコージェネレーションシステムの制御装置(以下、適宜「本発明システム」、「本発明装置」と略称する)の実施形態を図面に基づいて説明する。   DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a control device for an installed number estimation system and a cogeneration system according to the present invention (hereinafter referred to as “the present invention system” and “the present invention device” as appropriate) will be described below with reference to the drawings.

先ず、集合住宅における本発明装置及びコージェネレーションシステムの構成について説明する。ここで、図1は、本発明装置2を用いて制御するコージェネレーションシステム1が設置された集合住宅の概略構成を示している。ここでの集合住宅は、集合住宅全体で一括して電力供給元から電力供給を受けるための電力供給契約を結んでいる。また、集合住宅内には、本発明システムで設定された台数のコージェネレーションシステム1が各住戸3に設置されており、各住戸3のコージェネレーションシステム1から、コージェネレーションシステム1が設置されていない他の住戸や共用部の電力負荷に対して電力を逆潮流可能に構成されている。ここで、上記電力契約における基本料金は、集合住宅の、例えば、年間(所定の評価期間)におけるピーク時の受電量(デマンド値)によって決定される場合を想定する。   First, the configuration of the present invention device and cogeneration system in an apartment house will be described. Here, FIG. 1 shows a schematic configuration of an apartment house in which a cogeneration system 1 controlled using the device 2 of the present invention is installed. The apartment house here has an electric power supply contract for receiving electric power supply from the electric power supply source collectively in the entire apartment house. Moreover, the cogeneration system 1 of the number set by this invention system is installed in each dwelling unit 3 in the apartment house, and the cogeneration system 1 is not installed from the cogeneration system 1 of each dwelling unit 3. It is configured to allow reverse power flow with respect to the power load of other dwelling units and common areas. Here, it is assumed that the basic charge in the power contract is determined by the amount of power received (demand value) at the peak of an apartment house, for example, during the year (predetermined evaluation period).

本発明装置2は、後述する本発明システムによって推定された台数のコージェネレーションシステム1を備える集合住宅において、通常は、各住戸3のコージェネレーションシステム1に対して、各住戸3の熱需要に応じてコージェネレーションシステム1を稼動させる熱主運転(熱需要に応じてコージェネレーションシステム1を運転する制御形態)を行わせ、集合住宅の受電量が予め設定された第2基準電力を超えたときには、超過電力に応じた台数のコージェネレーションシステム1を所定の順序付けルールに従って選定して、強制的に稼動させる制御を行うように構成されている。所定の順序付けルールは、ここでは、制御時点における熱負荷または熱負荷予測値の大きいコージェネレーションシステム1を指定するように設定されている。上記コージェネレーションシステム1の強制稼動により、デマンド値が第2基準電力まで低下するので、当該強制稼動を、以下、デマンドカット運転と称す。   In the apartment house provided with the number of cogeneration systems 1 estimated by the system of the present invention, which will be described later, the present invention device 2 normally responds to the heat demand of each dwelling unit 3 with respect to the cogeneration system 1 of each dwelling unit 3. When the main heat operation for operating the cogeneration system 1 (control mode for operating the cogeneration system 1 according to the heat demand) is performed, and the amount of power received by the housing complex exceeds the preset second reference power, Control is made so that the number of cogeneration systems 1 corresponding to the excess power is selected according to a predetermined ordering rule and is forcibly operated. Here, the predetermined ordering rule is set so as to designate the heat load at the time of control or the cogeneration system 1 having a large heat load prediction value. Since the demand value is reduced to the second reference power by the forced operation of the cogeneration system 1, the forced operation is hereinafter referred to as demand cut operation.

また、本発明装置2の制御により強制的にコージェネレーションシステム1をデマンドカット運転させて、集合住宅全体でのピーク時の受電量(デマンド値)を抑えることによる基本料金の低減効果をコージェネレーションシステム1を設置した各住戸3に還元する。具体的には、コージェネレーションシステム1の設置住戸3については、電気料金の設定を、[基本料金×(1戸当たりのデマンド値−定格発電量)+従量料金]とし、コージェネレーションシステム1を設置していない住戸については、[基本料金×1戸当たりのデマンド値+従量料金]とする。   In addition, the cogeneration system 1 is forced to perform a demand cut operation by the control of the device 2 of the present invention, and the cogeneration system has the effect of reducing the basic charge by suppressing the amount of power received at peak time (demand value) in the entire apartment house. Return to each dwelling unit 3 where 1 is installed. Specifically, for the dwelling unit 3 where the cogeneration system 1 is installed, the electricity rate is set to [basic rate x (demand value per unit-rated power generation amount) + metered rate], and the cogeneration system 1 is installed. For dwelling units that are not used, [basic charge × demand value per unit + metered charge].

コージェネレーションシステム1は、本発明装置2からの制御信号を受け付けるように構成され、コージェネレーションシステム1は、売電、買電力量メータと分電盤とを介して系統電源に接続されている。ここで、図2は、本発明装置2で用いるコージェネレーションシステム1の構成を示す概略構成図である。ここでのコージェネレーションシステム1は、通常時、熱主運転を実施しており、デマンドカット運転時に強制的に稼動して熱エネルギーが供給過多となる場合には、貯湯タンクがある場合には貯湯タンクに蓄熱し、更に熱エネルギーが供給過多となる場合には、発生した熱エネルギーは有効利用されず、電力のみを利用するように構成されている。   The cogeneration system 1 is configured to receive a control signal from the device 2 of the present invention, and the cogeneration system 1 is connected to a system power supply via a power sale / power purchase meter and a distribution board. Here, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the cogeneration system 1 used in the device 2 of the present invention. Here, the cogeneration system 1 normally performs the heat main operation, and when the heat energy is excessively supplied during the demand cut operation and the heat energy is excessively supplied, if there is a hot water storage tank, the hot water storage is performed. When heat is stored in the tank and thermal energy is excessively supplied, the generated thermal energy is not used effectively, and only electric power is used.

図2に示すように、コージェネレーションシステム1は、都市ガス(外部から供給される燃料に相当)を燃焼して回転エネルギーを発生するガスエンジンやマイクロガスタービン等のエンジン4aと、エンジン4aの回転エネルギーから第1の交流電力を発生する発電機4bとからなる発電機ユニット4、発電機4bが発生した第1の交流電力を所定の電圧と周波数の第2の交流電力に変換するインバータ5、エンジン4aの排出する排熱を回収して熱負荷22に対して熱エネルギーを供給する排熱回収装置6、インバータ5から出力される一部の電力を消費して排熱回収装置6に熱エネルギーを供給する電熱ヒータ7、インバータ5から外部に出力される正味の出力電力P1を電力負荷21と系統電源30との連系状態等に応じて制御する制御値を決定する出力制御手段8、及び、インバータ5の出力を制御する第1運転制御部12aとエンジン4aの回転数を制御する第2運転制御部12bと電熱ヒータ7の動作を制御する第3運転制御部12cからなる運転制御手段12を備えて構成される。   As shown in FIG. 2, the cogeneration system 1 includes an engine 4 a such as a gas engine or a micro gas turbine that generates rotational energy by burning city gas (corresponding to fuel supplied from the outside), and rotation of the engine 4 a. A generator unit 4 including a generator 4b that generates first AC power from energy, an inverter 5 that converts the first AC power generated by the generator 4b into second AC power having a predetermined voltage and frequency, The exhaust heat recovery device 6 that recovers exhaust heat exhausted from the engine 4a and supplies thermal energy to the heat load 22, and consumes a part of the electric power output from the inverter 5 and supplies the heat energy to the exhaust heat recovery device 6. The net electric power P1 output from the electric heater 7 and the inverter 5 to the outside is controlled according to the interconnection state between the power load 21 and the system power supply 30 and the like. The output control means 8 for determining the control value, the first operation control unit 12a for controlling the output of the inverter 5, the second operation control unit 12b for controlling the number of revolutions of the engine 4a, and the electric heater 7 for controlling the operation. The operation control means 12 which consists of 3 operation control parts 12c is provided and comprised.

インバータ5は、発電機4bが発生した第1の交流電力を直流電力に変換するAC/DC変換部と、AC/DC変換部で変換された直流電力を系統電源30と同じ電圧と周波数の第2の交流電力に変換するDC/AC変換部と、DC/AC変換部で変換された第2の交流電力と系統電源30の交流電力とを連系接続する連系継電器等を備えて構成される。インバータ5は公知の回路構成をもって実現されるので詳細な説明は割愛する。   The inverter 5 includes an AC / DC converter that converts the first AC power generated by the generator 4b into DC power, and the DC power converted by the AC / DC converter at the same voltage and frequency as the system power supply 30. A DC / AC conversion unit that converts the AC power into two AC powers, and an interconnection relay that interconnects the second AC power converted by the DC / AC conversion unit and the AC power of the system power supply 30. The Since the inverter 5 is realized with a known circuit configuration, a detailed description is omitted.

排熱回収装置6は、エンジン4aの排出する排熱を熱交換により熱媒体(例えば水)を加熱して回収する熱交換器、貯湯槽、ガスボイラ等の補助熱源機等からなり、コージェネレーションシステム1の設置されている各住戸3内の浴槽、浴室、台所等への給湯、及び、各室の暖房用の循環給湯等の熱負荷22に対して、温水を媒体として熱エネルギーを供給可能に構成されている。   The exhaust heat recovery device 6 includes a heat exchanger that recovers exhaust heat exhausted from the engine 4a by heat exchange by heat exchange, a hot water tank, an auxiliary heat source machine such as a gas boiler, and the like. 1 It is possible to supply heat energy using hot water as a medium to the heat load 22 such as hot water supply to the bathtub, bathroom, kitchen, etc. in each dwelling unit 3 installed, and circulating hot water for heating of each room. It is configured.

出力制御手段8は、マンション全体の電力負荷21と系統電源30との連系状態を、インバータ5内及び外部に設置された電流計及び電圧計(図示せず)の計測値に基づいて判定するとともに、コージェネレーションシステム1の外部に出力する出力電力P1の制御値を決定する。   The output control means 8 determines the connection state between the power load 21 and the system power supply 30 of the entire apartment based on the measured values of an ammeter and a voltmeter (not shown) installed inside and outside the inverter 5. At the same time, the control value of the output power P1 output to the outside of the cogeneration system 1 is determined.

運転制御手段12の各制御部12a〜12cは、出力制御手段8が決定した出力電力P1の制御値に基づいて、後述する運転制御を実行する。出力制御手段8及び運転制御手段12は、夫々の処理をソフトウェア的に実行することで実現され、全体は、例えばマイクロコンピュータ等のストアードプログラム方式のコンピュータシステムを応用して構成される。   Each control part 12a-12c of the operation control means 12 performs the operation control mentioned later based on the control value of the output electric power P1 which the output control means 8 determined. The output control means 8 and the operation control means 12 are realized by executing respective processes as software, and the whole is configured by applying a stored program type computer system such as a microcomputer.

コージェネレーションシステム1の運転制御手段12は、発電機ユニット4を定格運転させる。具体的には、第2運転制御部12bが、コージェネレーションシステム1の設置されている住宅内での熱負荷22の需要予測に応じて、当該需要の発生する直前からの所定の時間帯に定格運転させ、これ以外の場合には運転を停止させるように、エンジン4aを運転制御する(熱主運転)。第3運転制御部12cは、コージェネレーションシステム1の外部に出力する出力電圧P1を調整するために、電熱ヒータ7の制御を行う。尚、ここでは、電熱ヒータ7の消費電力が、供給される電力に追従して変化可能に構成されている場合を想定して説明するが、段階的に切り替え可能に構成されていても良いし、若しくは、一定値に固定されていても良い。また、第1運転制御部12aは、例えば、発電機ユニット4の定格出力運転時に発生した余剰電力が電熱ヒータ7の最大消費電力より大きい場合には、インバータ5の出力を低減させるように運転制御するように構成しても構わない。   The operation control means 12 of the cogeneration system 1 causes the generator unit 4 to perform a rated operation. Specifically, the second operation control unit 12b is rated in a predetermined time zone immediately before the demand occurs according to the demand prediction of the thermal load 22 in the house where the cogeneration system 1 is installed. The engine 4a is controlled to operate (heat main operation) so that the operation is stopped in other cases. The third operation control unit 12 c controls the electric heater 7 in order to adjust the output voltage P <b> 1 output to the outside of the cogeneration system 1. Here, the case where the power consumption of the electric heater 7 is configured to change following the supplied power will be described. However, the electric heater 7 may be configured to be switchable in stages. Alternatively, it may be fixed to a constant value. Further, the first operation control unit 12a controls the operation so as to reduce the output of the inverter 5 when the surplus power generated during the rated output operation of the generator unit 4 is larger than the maximum power consumption of the electric heater 7, for example. You may comprise so that it may do.

〈第1実施形態〉
本発明システムの第1実施形態について図3乃至図6を基に説明する。本発明システム100は、コージェネレーションシステムを集合住宅に住戸別に設置する最適台数をコンピュータ演算処理によって推定するものであり、市販のパソコン等の汎用コンピュータを用いてソフトウェア的に構成されている。
<First Embodiment>
A first embodiment of the system of the present invention will be described with reference to FIGS. The system 100 of the present invention estimates the optimum number of cogeneration systems installed in a housing complex for each dwelling unit by computer arithmetic processing, and is configured in software using a general-purpose computer such as a commercially available personal computer.

本発明システム100は、図3に示すように、所定の評価期間における集合住宅のピーク時の受電量(デマンド値)を、第1基準電力として求める第1基準電力算出手段101と、第1基準電力から、任意の台数のコージェネレーションシステムを稼動させたときの集合住宅内のコージェネレーションシステムの総発電電力を差し引いた第2基準電力を求める第2基準電力算出手段102と、受電量が第2基準電力を上回る時間帯(デマンドカット運転時)において、第2基準電力を上回る電力需要をコージェネレーションシステムで賄う場合に、デマンドカット運転時における熱需要に対し、コージェネレーションシステムが熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値を求める第1指標値算出手段103と、稼動させるコージェネレーションシステムの台数を変化させて、指標値が一定条件を満足するときのコージェネレーションシステムの台数を求める台数算出手段104とを備えている。   As shown in FIG. 3, the system 100 of the present invention includes a first reference power calculation unit 101 that obtains a power reception amount (demand value) at a peak of an apartment house during a predetermined evaluation period as a first reference power, and a first reference A second reference power calculation means 102 for obtaining a second reference power obtained by subtracting the total generated power of the cogeneration system in the apartment house when an arbitrary number of cogeneration systems are operated from the power; When the cogeneration system covers power demand that exceeds the second reference power in a time zone that exceeds the reference power (during demand cut operation), the cogeneration system has an excessive supply of thermal energy with respect to the heat demand during the demand cut operation. The first index value calculating means 103 for obtaining the index value of the energy loss caused by By changing the number of the cogeneration system, and a number calculating means 104 for determining the number of cogeneration system when the index value satisfies a predetermined condition.

本発明システム100による最適台数の設定について図4を基に説明する。先ず、第1基準電力算出手段101が、第1基準電力D1[kW]を、ピーク時の集合住宅の受電量に基づいて算出する。詳細には、電力需要入力部101aが、予め、集合住宅の特徴(戸数規模、面積、設備等)を考慮し、統計的に求められたピーク時の1戸当たりの平均戸別電力需要Da[kW/戸]と共用部の電力需要Db[kW]の入力を受け付け、平均戸別電力需要Da[kW/戸]、集合住宅内の住戸の数n[戸]、共用部の電力需要Db[kW]に基づいて、数1より算出する(#101)。   The setting of the optimum number by the system 100 of the present invention will be described with reference to FIG. First, the first reference power calculation unit 101 calculates the first reference power D1 [kW] based on the power reception amount of the apartment house at the peak time. Specifically, the power demand input unit 101a takes into account the characteristics (number of units, area, facilities, etc.) of the housing complex in advance and statistically determined the average power demand per household Da [kW per peak. / Door] and common area power demand Db [kW] are received, average door-to-door power demand Da [kW / door], number of dwelling units in the apartment house [door], common area power demand Db [kW] Based on the above, it is calculated from Equation 1 (# 101).

[数1]
D1[kW]=Da[kW/戸]×n[戸]+Db[kW]
[Equation 1]
D1 [kW] = Da [kW / door] × n [door] + Db [kW]

数1では、集合住宅の住戸は全て均一の住戸という想定で、同一条件で試算しているが、特徴の異なる住戸が混在する場合には、各住戸の特徴を考慮し、住戸毎に異なる数値を用いて試算しても良い。   In Equation 1, all the dwelling units in the housing complex are assumed to be uniform dwelling units, and are calculated under the same conditions. However, if there are mixed dwelling units with different characteristics, each unit has different numerical values in consideration of the characteristics of each dwelling unit. You may make a trial calculation using.

続いて、本発明システム100は、コージェネレーションシステムの設置台数m[戸]を仮設定する(#102)。本実施形態では、設置台数mは、集合住宅内に設置できるコージェネレーションシステムの最大数を初期値として仮設定する。ここで、図5は、デマンドカット運転により、第2基準電力を上回る電力需要をコージェネレーションシステムで賄う場合に、デマンドカット運転時における熱需要に対し、コージェネレーションシステムが熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値αと、コージェネレーションシステムの出力値の関係を示している。尚、図5のグラフでは、設置台数が少ないほどエネルギー損失の指標値αは減少しているが、熱主運転により熱エネルギーを有効利用した場合におけるコージェネレーションシステムの一次エネルギーに対するエネルギー効率が電力供給源からの電力供給における一次エネルギーに対するエネルギー効率より高いことから、コージェネレーションシステムの設置台数が多いほど通常運転時のエネルギー効率が高いこととなる。従って、コージェネレーションシステムの設置台数mは、初期値を集合住宅内に設置できる最大数として順次減少させることにより、通常運転時のエネルギー効率とデマンドカット運転時のエネルギー損失の指標値αとの関係から最適値を求めることができるといえる。   Subsequently, the system 100 of the present invention provisionally sets the number of installed cogeneration systems m [doors] (# 102). In the present embodiment, the installed number m is temporarily set with the maximum number of cogeneration systems that can be installed in the apartment house as an initial value. Here, FIG. 5 shows that the cogeneration system has an excessive supply of thermal energy with respect to the heat demand during the demand cut operation when the demand generation operation supplies the power demand exceeding the second reference power with the cogeneration system. This shows the relationship between the index value α of the energy loss due to and the output value of the cogeneration system. In the graph of FIG. 5, the energy loss index value α decreases as the number of installed units decreases, but the energy efficiency of the cogeneration system with respect to the primary energy when the thermal energy is effectively used by the main heat operation is the power supply. Since it is higher than the energy efficiency with respect to the primary energy in the power supply from the source, the energy efficiency during normal operation becomes higher as the number of cogeneration systems installed is larger. Therefore, the number m of cogeneration systems installed is gradually reduced from the initial value as the maximum number that can be installed in the apartment house, so that the relationship between the energy efficiency during normal operation and the index value α of energy loss during demand cut operation. It can be said that the optimum value can be obtained from

引き続き、受電量が第2基準電力を上回る時間帯において、第2基準電力を上回る電力需要をコージェネレーションシステムで賄う場合に、コージェネレーションシステム1台あたりの最大発電出力値Ex[kW/戸]を設定する(#103)。   Subsequently, when the cogeneration system covers the power demand exceeding the second reference power in the time zone when the amount of power received exceeds the second reference power, the maximum power output value Ex [kW / house] per cogeneration system is set. Set (# 103).

引き続き、第2基準電力算出手段102が、第1基準電力から、仮設定された台数mのコージェネレーションシステムを稼動させたときの集合住宅内のコージェネレーションシステムの総発電電力を差し引いた第2基準電力D2を、数2より算出する(#104)。   Subsequently, the second reference power calculation means 102 subtracts the total generated power of the cogeneration system in the apartment house when the temporarily set number m of cogeneration systems are operated from the first reference power. The power D2 is calculated from Equation 2 (# 104).

[数2]
D2[kW]=D1[kW]−Ex[kW]×m[戸]
[Equation 2]
D2 [kW] = D1 [kW] −Ex [kW] × m [door]

引き続き、デマンドカット運転をする日時と運転時間(y日、z時間)、デマンドカット運転に必要な電力量w[kWh]の予測を行う。ここでは、デマンドカット運転をする日時と運転時間(y日、z時間)、電力量w[kWh]は、例えば、図6に示すテーブルを予め用意しておき、このテーブルから取得する(#105)。   Subsequently, the date and time of the demand cut operation, the operation time (y day, z time), and the electric energy w [kWh] required for the demand cut operation are predicted. Here, for example, the table shown in FIG. 6 is prepared in advance and the date and time of the demand cut operation, the operation time (y day, z time), and the electric energy w [kWh] are prepared (# 105). ).

引き続き、デマンドカット運転をする所定の日時(yi日、zi時間)におけるデマンドカット運転に必要な電力量Wi[kWh]より、各コージェネレーションシステム1のコージェネ発電電力Pi[kWh]、コージェネ発生熱量Qai[kJ]、コージェネ消費エネルギー量Fi[kJ]を算出し、別途、各住戸の熱需要Qbi[kJ]の予測を行う(#106)。   Subsequently, from the power amount Wi [kWh] required for the demand cut operation at a predetermined date and time (yi day, zi time) when the demand cut operation is performed, the cogeneration power generation power Pi [kWh] and the cogeneration generated heat amount Qai of each cogeneration system 1 [kJ], cogeneration energy consumption Fi [kJ] is calculated, and the heat demand Qbi [kJ] of each dwelling unit is separately estimated (# 106).

引き続き、貯湯タンクがあれば、貯湯容量と水道水温より貯蔵可能な熱量Qci[kJ]を、貯湯タンクの湯温Tci、水道水温Twi、貯湯容量Zを用いて、数3より算出する(#107)。   If there is a hot water storage tank, the amount of heat Qci [kJ] that can be stored from the hot water storage capacity and the tap water temperature is calculated from Equation 3 using the hot water temperature Tci, the tap water temperature Twi, and the hot water storage capacity Z of the hot water storage tank (# 107). ).

[数3]
Qci[kJ]=(Tci−Twi)×Z
[Equation 3]
Qci [kJ] = (Tci−Twi) × Z

引き続き、デマンドカット運転時に利用できない熱量Qdi[kJ]を、数4より算出する(#108)。   Subsequently, the heat quantity Qdi [kJ] that cannot be used during the demand cut operation is calculated from Equation 4 (# 108).

[数4]
Qdi[kJ]=Qai[kJ]−Qbi[kJ]−Qci[kJ]
[Equation 4]
Qdi [kJ] = Qai [kJ] −Qbi [kJ] −Qci [kJ]

更に、ステップ#106〜#108を、デマンドカット運転をする全ての日時(yi日、zi時間)(i=1、・・・、L)について繰り返す(#109)。   Furthermore, steps # 106 to # 108 are repeated for all dates and times (yi day, zi time) (i = 1,..., L) for performing the demand cut operation (# 109).

引き続き、第1指標値算出手段103が、デマンドカット運転時における熱需要に対し、コージェネレーションシステム1が熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値αを求める。詳細には、ステップ#106〜#108で求めた、デマンドカット運転時に利用できない熱量Qdi[kJ]、コージェネ消費エネルギー量Fi[kJ]を用いて、数5より求める(#110)。   Subsequently, the first index value calculation unit 103 obtains an index value α of energy loss due to excessive heat energy supply in the cogeneration system 1 with respect to the heat demand during the demand cut operation. Specifically, the heat quantity Qdi [kJ] and the cogeneration energy consumption Fi [kJ] that cannot be used during the demand cut operation, which are obtained in steps # 106 to # 108, are obtained from Equation 5 (# 110).

[数5]
α=(ΣQdi[kJ]、i=1、L)÷(ΣFi[kJ]、i=1、L)
[Equation 5]
α = (ΣQdi [kJ], i = 1, L) ÷ (ΣFi [kJ], i = 1, L)

引き続き、台数算出手段104が、エネルギー損失の指標値αを判定する。本実施形態では、エネルギー損失の指標値αを予め設定された所定の設定値と比較する(#111)。エネルギー損失の指標値αが所定の設定値を上回っている場合は、例えば、コージェネレーションシステムを通常運転(熱主運転)させた場合の不足電力を外部からの電力供給で賄うことによるエネルギー効率の低下より、デマンドカット運転時にコージェネレーションシステムを強制稼動させることによる熱エネルギーのエネルギー損失が大きい場合であり、この場合には、コージェネレーションシステムの設置台数mを1台少なくして(#102)、再度、ステップ#103〜#110を実行する。エネルギー損失の指標値αが所定の設定値以下となる場合は、このときの仮設定された設置台数mを最適台数として処理を終了する。   Subsequently, the number calculation means 104 determines an index value α of energy loss. In the present embodiment, the energy loss index value α is compared with a predetermined set value (# 111). If the index value α of energy loss exceeds a preset value, for example, the energy efficiency of the cogeneration system can be reduced by supplying power from the outside for normal operation (thermal main operation). It is a case where the energy loss of thermal energy due to forced operation of the cogeneration system during demand cut operation is larger than the decrease, and in this case, the number m of installed cogeneration systems is reduced by one (# 102), Steps # 103 to # 110 are executed again. If the energy loss index value α is equal to or less than a predetermined set value, the temporarily set number m of installations at this time is set as the optimum number, and the process is terminated.

〈第2実施形態〉
本発明システムの第2実施形態について、図7及び図8を基に説明する。図7に示すように、本実施形態の本発明システム100は、上記第1実施形態の第1基準電力算出手段101、第2基準電力算出手段102、及び、第1指標値算出手段103に加え、エネルギー損失の指標値から第2指標値を算出する第2指標値算出手段105を備え、台数算出手段104が、稼動させるコージェネレーションシステムの台数を変化させて、第2指標値が一定条件を満足するときのコージェネレーションシステムの台数を求めるように構成されている。
Second Embodiment
A second embodiment of the system of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, the inventive system 100 of the present embodiment is in addition to the first reference power calculation means 101, the second reference power calculation means 102, and the first index value calculation means 103 of the first embodiment. The second index value calculating means 105 for calculating the second index value from the index value of energy loss is provided, and the number calculating means 104 changes the number of cogeneration systems to be operated so that the second index value satisfies a certain condition. It is configured to obtain the number of cogeneration systems when satisfied.

本実施形態の第2指標値算出手段105は、詳細には、集合住宅が、外部から電力供給を一括して受ける際の電力供給契約における基本料金が第2基準電力に基づき決定される場合において、第2指標値は、受電量が第2基準電力を上回る時間帯における基本料金の削減量から、エネルギー損失の指標値にコージェネレーションシステムのエネルギー消費量を乗算した値を差し引いて算出される。   Specifically, the second index value calculation means 105 of the present embodiment is used when the basic charge in the power supply contract when the apartment house receives power supply from the outside collectively is determined based on the second reference power. The second index value is calculated by subtracting a value obtained by multiplying the index value of the energy loss by the energy consumption amount of the cogeneration system from the reduction amount of the basic charge in the time zone in which the received power amount exceeds the second reference power.

続いて、本実施形態における本発明システム100による最適台数の設定について図8を基に説明する。尚、ステップ#101〜ステップ#109までの処理は上記第1実施形態と同じであり、本実施形態では、その説明を割愛する。   Next, setting of the optimum number by the system 100 of the present invention in the present embodiment will be described based on FIG. The processing from step # 101 to step # 109 is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted in this embodiment.

ステップ#109の実行後、第2指標値算出手段105は、第2指標値C[円/年]を、デマンドカット運転を行うことによる集合住宅全体でのピーク時の受電量の削減による基本料金の低減効果A[円/年]、エネルギー損失の指標値α、及び、コージェネ消費エネルギー量Fi[kJ]のコストB[円/年]を用いて、数6より求める(#110)。   After the execution of step # 109, the second index value calculation means 105 uses the second index value C [yen / year] as a basic charge by reducing the amount of power received at the peak of the entire apartment house by performing demand cut operation. (6) using the reduction effect A [yen / year], the energy loss index value α, and the cost B [yen / year] of the cogeneration consumed energy amount Fi [kJ] (# 110).

[数6]
C[円/年]=A[円/年]−α×B[円/年]
[Equation 6]
C [yen / year] = A [yen / year] −α × B [yen / year]

台数算出手段104は、第2指標値C[円/年]を判定する。本実施形態では、第2指標値C[円/年]を予め設定された所定の設定値と比較する(#111)。第2指標値C[円/年]が所定の設定値を上回っている場合は、コージェネレーションシステムの設置台数mを1台少なくして(#102)、再度、ステップ#103〜#110を実行する。第2指標値C[円/年]が所定の設定値以下となる場合は、このときの仮設定された設置台数mを最適台数として処理を終了する。   The number calculation means 104 determines the second index value C [yen / year]. In the present embodiment, the second index value C [yen / year] is compared with a predetermined set value (# 111). If the second index value C [yen / year] exceeds a predetermined set value, the number m of installed cogeneration systems is reduced by one (# 102), and steps # 103 to # 110 are executed again. To do. When the second index value C [yen / year] is less than or equal to a predetermined set value, the process is terminated with the temporarily set number m of installations being the optimum number.

上記各実施形態では、コージェネレーションシステムを定格運転させる場合について説明したが、コージェネレーションシステムの出力が可変に構成されている場合には、図4及び図8におけるステップ#103において、コージェネレーションシステムの1台当たりの発電出力値Exを下げるように構成しても良い(図4及び図8におけるステップ#111からステップ#103へ戻る破線で示す経路)。   In each of the above embodiments, the case where the cogeneration system is rated-operated has been described. However, when the output of the cogeneration system is configured to be variable, in step # 103 in FIGS. 4 and 8, the cogeneration system You may comprise so that the electric power generation output value Ex per unit may be lowered | hung (route | route shown with the broken line which returns to step # 103 from step # 111 in FIG.4 and FIG.8).

また、各実施形態のステップ#102における設置台数mの設定時における初期値を、集合住宅の全戸数としたが、設置台数が全戸数に対して大よその範囲内になると予測される場合は、当該範囲の上限値としてもよい。   Moreover, although the initial value at the time of setting the number m of installations in step # 102 of each embodiment was made into the total number of apartment houses, when it is estimated that the number of installations will be in the general range with respect to the total number of houses. The upper limit of the range may be used.

本発明に係るコージェネレーションシステムの制御装置とその周辺装置の構成を示す概略構成図The schematic block diagram which shows the structure of the control apparatus of the cogeneration system which concerns on this invention, and its peripheral device 本発明に係るコージェネレーションシステムの制御装置で用いるコージェネレーションシステムの概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the cogeneration system used with the control apparatus of the cogeneration system which concerns on this invention 本発明に係る設置台数推定システムの第1実施形態における概略構成を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing a schematic configuration in the first embodiment of the installed number estimation system according to the present invention. 本発明に係る設置台数推定システムの第1実施形態における動作を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation | movement in 1st Embodiment of the installation number estimation system which concerns on this invention. エネルギー損失の指標値と、コージェネレーションシステムの設置台数及び最大発電出力値を乗算した値との関係を示すグラフGraph showing the relationship between the index value of energy loss and the value obtained by multiplying the number of installed cogeneration systems and the maximum power output value デマンドカット運転時の発生日数、運転時間、運転出力を示すテーブルTable showing the number of days generated during demand cut operation, operation time, and operation output 本発明に係る設置台数推定システムの第2実施形態における概略構成を示す概略構成図The schematic block diagram which shows schematic structure in 2nd Embodiment of the installation number estimation system which concerns on this invention 本発明に係る設置台数推定システムの第2実施形態における動作を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation | movement in 2nd Embodiment of the installation number estimation system which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1: コージェネレーションシステム
2: 本発明に係るコージェネレーションシステムの制御装置
3: 住戸
4: 発電機ユニット
4a: エンジン
4b: 発電機
5: インバータ
6: 排熱回収装置
7: 電熱ヒータ
8: 出力制御手段
12: 運転制御手段
12a: 第1運転制御部
12b: 第2運転制御部
12c: 第3運転制御部
21: 電力負荷
22: 熱負荷
30: 系統電源
100: 本発明に係る設置台数推定システム
101: 第1基準電力算出手段
101a:電力需要入力部
102: 第2基準電力算出手段
103: 第1指標値算出手段
104: 台数算出手段
105: 第2指標値算出手段
1: Cogeneration system 2: Cogeneration system control device 3 according to the present invention: Dwelling unit 4: Generator unit 4a: Engine 4b: Generator 5: Inverter 6: Waste heat recovery device 7: Electric heater 8: Output control means 12: Operation control means 12a: 1st operation control part 12b: 2nd operation control part 12c: 3rd operation control part 21: Electric power load 22: Thermal load 30: System power supply 100: Installed number estimation system 101 concerning this invention: First reference power calculation unit 101a: power demand input unit 102: second reference power calculation unit 103: first index value calculation unit 104: number of units calculation unit 105: second index value calculation unit

Claims (6)

外部から供給される燃料を使用して電力を発生する発電機ユニットと、前記発電機ユニットの排出する排熱を回収して熱エネルギーとして供給する排熱回収装置とを備えたコージェネレーションシステムの、集合住宅に住戸別に設置する最適台数をコンピュータ演算処理によって推定するための設置台数推定システムであって、
所定の評価期間における前記集合住宅のピーク時の受電量を、第1基準電力として求める第1基準電力算出手段と、
前記第1基準電力から、任意の台数のコージェネレーションシステムを稼動させたときの前記集合住宅内の前記コージェネレーションシステムの総発電電力を差し引いた第2基準電力を求める第2基準電力算出手段と、
前記受電量が前記第2基準電力を上回る時間帯において、前記第2基準電力を上回る電力需要を前記コージェネレーションシステムで賄う場合に、前記時間帯における熱需要に対し、前記コージェネレーションシステムが熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値を求める第1指標値算出手段と、
前記指標値が一定条件を満足するときの前記コージェネレーションシステムの台数を求める台数算出手段と、を備えることを特徴とする設置台数推定システム。
A cogeneration system comprising a generator unit that generates electric power using fuel supplied from the outside, and an exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat discharged from the generator unit and supplies it as thermal energy, An installation number estimation system for estimating the optimum number of units to be installed in a housing complex by computer processing,
First reference power calculation means for obtaining a power reception amount at the peak of the apartment house during a predetermined evaluation period as a first reference power;
A second reference power calculating means for obtaining a second reference power obtained by subtracting the total generated power of the cogeneration system in the apartment house when an arbitrary number of cogeneration systems are operated from the first reference power;
In the time zone in which the amount of received power exceeds the second reference power, when the cogeneration system covers the power demand exceeding the second reference power, the cogeneration system is adapted to the thermal energy for the heat demand in the time zone. A first index value calculating means for obtaining an index value of energy loss due to excessive supply;
A number-of-installation-units estimation system, comprising: a unit number calculating means for determining the number of the cogeneration systems when the index value satisfies a certain condition.
外部から供給される燃料を使用して電力を発生する発電機ユニットと、前記発電機ユニットの排出する排熱を回収して熱エネルギーとして供給する排熱回収装置とを備えたコージェネレーションシステムの、集合住宅に住戸別に設置する最適台数をコンピュータ演算処理によって推定するための設置台数推定システムであって、
所定の評価期間における前記集合住宅のピーク時の受電量を、第1基準電力として求める第1基準電力算出手段と、
前記第1基準電力から、任意の台数のコージェネレーションシステムを稼動させたときの前記集合住宅内の前記コージェネレーションシステムの総発電電力を差し引いた第2基準電力を求める第2基準電力算出手段と、
前記受電量が前記第2基準電力を上回る時間帯において、前記第2基準電力を上回る電力需要を前記コージェネレーションシステムで賄う場合に、前記時間帯における熱需要に対し、前記コージェネレーションシステムが熱エネルギー供給過多となることによるエネルギー損失の指標値を求める第1指標値算出手段と、
前記エネルギー損失の指標値から第2指標値を算出する第2指標値算出手段と、
前記第2指標値が一定条件を満足するときの前記コージェネレーションシステムの台数を求める台数算出手段と、を備えることを特徴とする設置台数推定システム。
A cogeneration system comprising a generator unit that generates electric power using fuel supplied from the outside, and an exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat discharged from the generator unit and supplies it as thermal energy, An installation number estimation system for estimating the optimum number of units to be installed in a housing complex by computer processing,
First reference power calculation means for obtaining a power reception amount at the peak of the apartment house during a predetermined evaluation period as a first reference power;
A second reference power calculating means for obtaining a second reference power obtained by subtracting the total generated power of the cogeneration system in the apartment house when an arbitrary number of cogeneration systems are operated from the first reference power;
In the time zone in which the amount of received power exceeds the second reference power, when the cogeneration system covers the power demand exceeding the second reference power, the cogeneration system is adapted to the thermal energy for the heat demand in the time zone. A first index value calculating means for obtaining an index value of energy loss due to excessive supply;
Second index value calculating means for calculating a second index value from the index value of the energy loss;
A number-of-installation-units estimation system, comprising: a unit number calculating unit for determining the number of the cogeneration systems when the second index value satisfies a certain condition.
前記集合住宅が電力供給元から電力供給を一括して受ける際の電力供給契約における基本料金が前記第2基準電力に基づき決定される場合において、前記第2指標値は、前記第1基準電力と前記第2基準電力の差に基づく前記基本料金の削減量から、前記エネルギー損失の指標値に前記コージェネレーションシステムのエネルギー消費量を乗算した値を差し引いて算出されることを特徴とする請求項2に記載の設置台数推定システム。   When the basic charge in the power supply contract when the collective housing receives power supply from the power supply source is determined based on the second reference power, the second index value is the first reference power and The calculation is performed by subtracting a value obtained by multiplying the energy loss index value by the energy consumption amount of the cogeneration system from the reduction amount of the basic charge based on the difference of the second reference power. The system for estimating the number of installed units as described in. 前記第1基準電力算出手段は、集合住宅の特徴を考慮した前記ピーク時の1戸当たりの平均戸別電力需要と共用部の電力需要を入力する電力需要入力部を備え、前記平均戸別電力需要に前記集合住宅の総戸数をかけた値に、前記共用部の電力需要を加えた値を、前記第1基準電力とすることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の設置台数推定システム。   The first reference power calculation means includes a power demand input unit that inputs the average power demand per unit at the peak time and the power demand of the common part in consideration of the characteristics of the apartment house, The installation according to any one of claims 1 to 3, wherein a value obtained by multiplying a value obtained by multiplying the total number of houses of the collective housing by a power demand of the shared unit is the first reference power. Number estimation system. 請求項1〜4の何れか1項に記載の設置台数推定システムによって推定された台数の前記コージェネレーションシステムを備える集合住宅において、前記集合住宅の受電量が、前記推定された台数に基づいて予め設定された前記第2基準電力を超えたときに、所定の順序付けルールに従って、強制的に前記コージェネレーションシステムを稼動させることを特徴とするコージェネレーションシステムの制御装置。   In the apartment house provided with the number of the cogeneration systems estimated by the installed number estimation system according to any one of claims 1 to 4, the power reception amount of the apartment house is preliminarily determined based on the estimated number. A cogeneration system control device for forcibly operating the cogeneration system according to a predetermined ordering rule when the set second reference power is exceeded. 前記所定の順序付けルールが、制御時点における熱負荷または熱負荷予測値の大きい前記コージェネレーションシステムを指定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の制御装置。
The cogeneration system control device according to claim 5, wherein the predetermined ordering rule specifies the cogeneration system having a large thermal load or a predicted thermal load value at the time of control.
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