JP5580518B2 - Optimal control device, optimal control support device, and optimal control method - Google Patents

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Description

この発明は、制御ルールを用いて機器の動作が最適となるように制御する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for performing control so that the operation of a device is optimized using a control rule.

家庭からのCO2排出量を削減する方策の一つとして、高い環境性を発揮するヒートポンプ式給湯機の普及が期待されている。広く家庭へヒートポンプ式給湯機を普及させるには、環境性の高さに加えて、経済性の高さが重要となる。   As one of the measures for reducing the amount of CO2 emitted from the home, the spread of a heat pump type water heater that exhibits high environmental performance is expected. In order to widely disseminate heat pump water heaters to homes, high economic efficiency is important in addition to high environmental performance.

このため、ヒートポンプ式給湯機の導入・運転コストの削減を目指して、設置条件に合った、適切な機器構成を提案する、ヒートポンプ式給湯機最適構成探索ツール(以下、最適構成探索ツール)が開発されている。この最適構成探索ツールを用いることで、利用者の設置条件に合った、ヒートポンプとタンクの組合せを選択することができる。ここで設置条件とは、利用者の給湯需要と、ヒートポンプ式給湯機の設置に利用可能なスペースを表している。   For this reason, a heat pump water heater optimal configuration search tool (hereinafter referred to as optimal configuration search tool) has been developed that proposes an appropriate device configuration that matches the installation conditions with the aim of reducing the cost of introducing and operating a heat pump water heater. Has been. By using this optimum configuration search tool, it is possible to select a combination of a heat pump and a tank that matches the installation conditions of the user. Here, the installation condition represents a user's hot water supply demand and a space that can be used for installing a heat pump type hot water heater.

また、最適構成探索ツールには、運転ルールのパラメータを最適化する機能があり、運転コストが少なくなるように、設置条件に合わせてヒートポンプ式給湯機の運転ルールのパラメータを最適化することができる(例えば、非特許文献1参照。)。   In addition, the optimum configuration search tool has a function of optimizing the operating rule parameters, and the operating rule parameters of the heat pump hot water heater can be optimized according to the installation conditions so as to reduce the operating cost. (For example, refer nonpatent literature 1.).

所健一、橋本克己、篠原靖志、「ヒートポンプ式給湯機最適構成探索ツールの開発」電力中央研究所研究報告(R06018)、2007年Kenichi Tokoro, Katsumi Hashimoto, Satoshi Shinohara, “Development of optimum configuration search tool for heat pump type hot water heater”, Research Report of Central Research Institute of Electric Power Industry (R06018), 2007

上記最適構成探索ツールでは、現状のヒートポンプ式給湯機で採用されている運転ルールのパラメータを、設置条件に合わせて最適な値に調整している。しかしながら、上記最適構成探索ツールには、運転環境の変化に対応して運転ルール自体を変えることはできないという問題がある。現状の機器の運転ルールにとらわれず、運転環境の変化に対応して新たな運転ルールを生成すれば、さらなる運転コストの削減が可能になると期待される。   In the optimum configuration search tool, the operating rule parameters employed in the current heat pump hot water heater are adjusted to optimum values according to the installation conditions. However, the optimum configuration search tool has a problem that the driving rule itself cannot be changed in response to changes in the driving environment. If new operating rules are generated in response to changes in the operating environment, regardless of the current operating rules for equipment, it is expected that the operating costs can be further reduced.

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、給湯機の運転環境の変化に対応して最適な制御ルールを生成することができる最適制御装置、最適制御支援装置および最適制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and is an optimal control device and an optimal control support capable of generating an optimal control rule in response to a change in the operating environment of a hot water heater. An object is to provide an apparatus and an optimal control method.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、ヒートポンプ式給湯機が運転される運転環境に関するデータを収集し、データを収集した運転環境の変化を検知し、制御ルールにより制御されるヒートポンプ式給湯機の動作を収集したデータを用いてシミュレートし、運転環境の変化を検知した場合に、シミュレートしたヒートポンプ式給湯機の動作が最適となるような制御ルールを遺伝的アルゴリズムを用いて生成し、生成した制御ルールに基づいてヒートポンプ式給湯機を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention collects data related to the operating environment in which the heat pump type hot water heater is operated , detects a change in the operating environment from which the data was collected, and is controlled by a control rule. that the operation of the heat pump water heater and using the collected data to simulate, when detecting the change in the operating environment, the genetic algorithm control rules such as operation of the simulated heat pump water heater is optimized The heat pump type hot water heater is controlled based on the generated control rule.

また、本発明は、ヒートポンプ式給湯機が運転される運転環境に関するデータを収集し、データを収集した運転環境の変化を検知し、制御ルールにより制御されるヒートポンプ式給湯機の動作を収集したデータを用いてシミュレートし、運転環境の変化を検知した場合に、シミュレートしたヒートポンプ式給湯機の動作が最適となるような制御ルールを遺伝的アルゴリズムを用いて生成することを特徴とする。 Further, the present invention is the data collect data relating to the operating environment heat pump water heater is operated to detect the change in the operating environment to collect data were collected operation of the heat pump water heater that is controlled by a control rule When a change in the operating environment is detected, a control rule that optimizes the operation of the simulated heat pump water heater is generated using a genetic algorithm.

本発明によれば、制御ルールを生成して制御に利用するので、異なる運転環境に対応して最適な制御を行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, since a control rule is generated and used for control, there is an effect that optimal control can be performed corresponding to different operating environments.

以下に添付図面を参照して、この発明に係る最適制御装置、最適制御支援装置および最適制御方法の好適な実施例を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an optimal control device, an optimal control support device, and an optimal control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本実施例に係る給湯機最適運転制御装置の構成について説明する。図1は、本実施例に係る給湯機最適運転制御装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この給湯機最適運転制御装置100は、カレンダー情報収集部101と、カレンダー情報記憶部102と、運転情報収集部103と、運転情報記憶部104と、環境情報収集部105と、環境情報記憶部106と、電気料金受付部107と、電気料金記憶部108と、給湯機性能情報記憶部109と、環境変化検知部110と、最適運転ルール生成部111と、シミュレーション部112と、運転ルール記憶部113と、給湯機制御部114とを有する。   First, the configuration of the hot water supply apparatus optimum operation control apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration of the hot water supply apparatus optimum operation control apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, this hot water supply apparatus optimum operation control device 100 includes a calendar information collection unit 101, a calendar information storage unit 102, an operation information collection unit 103, an operation information storage unit 104, and an environment information collection unit 105. The environmental information storage unit 106, the electricity rate receiving unit 107, the electricity rate storage unit 108, the water heater performance information storage unit 109, the environment change detection unit 110, the optimum operation rule generation unit 111, and the simulation unit 112. And an operation rule storage unit 113 and a water heater control unit 114.

カレンダー情報収集部101は、一定の時間間隔で、曜日、日付、時刻の情報をカレンダー情報として収集する処理部であり、収集したカレンダー情報をカレンダー情報記憶部102に格納する。給湯需要は、図2に示すように、季節、曜日、時間帯によって変化する。そこで、日時によって変化する給湯需要に合わせて給湯機を制御するために、カレンダー情報収集部101がカレンダー情報を収集する。カレンダー情報記憶部102は、カレンダー情報収集部101により収集されたカレンダー情報を記憶する記憶部である。   The calendar information collection unit 101 is a processing unit that collects information on the day of the week, date, and time as calendar information at regular time intervals, and stores the collected calendar information in the calendar information storage unit 102. The hot water supply demand varies depending on the season, day of the week, and time zone, as shown in FIG. Therefore, the calendar information collection unit 101 collects calendar information in order to control the water heater in accordance with the hot water supply demand that changes depending on the date and time. The calendar information storage unit 102 is a storage unit that stores the calendar information collected by the calendar information collection unit 101.

運転情報収集部103は、一定の時間間隔で、給湯機の使用開始から現在までの給湯量および生成湯量ならびにタンク内の湯量の情報を運転情報として収集する処理部であり、収集した運転情報を運転情報記憶部104に格納する。また、この運転情報収集部103は、収集した運転情報から一定時間ごとの給湯需要を算出して運転情報記憶部104に格納する。   The operation information collection unit 103 is a processing unit that collects information on the amount of hot water supply and the amount of generated hot water from the start of use of the water heater to the present and the amount of hot water in the tank as operation information at regular time intervals. Stored in the operation information storage unit 104. In addition, the operation information collection unit 103 calculates a hot water supply demand at regular intervals from the collected operation information and stores it in the operation information storage unit 104.

運転情報記憶部104は、運転情報収集部103により収集された運転情報を記憶する記憶部である。また、この運転情報記憶部104は、運転情報収集部103により算出された一定時間ごとの給湯需要を記憶する。   The driving information storage unit 104 is a storage unit that stores the driving information collected by the driving information collection unit 103. In addition, the operation information storage unit 104 stores the hot water supply demand for each fixed time calculated by the operation information collection unit 103.

環境情報収集部105は、一定の時間間隔で、現在の気温、入水温を環境情報として収集する処理部であり、収集した環境情報を環境情報記憶部106に格納する。環境情報記憶部106は、環境情報収集部105により収集された環境情報を記憶する記憶部である。   The environment information collection unit 105 is a processing unit that collects the current temperature and the incoming water temperature as environment information at regular time intervals, and stores the collected environment information in the environment information storage unit 106. The environment information storage unit 106 is a storage unit that stores the environment information collected by the environment information collection unit 105.

電気料金受付部107は、電気料金の改定があった場合に、保守員が入力する電気料金を受け付けて電気料金記憶部108に格納する処理部である。電気料金記憶部108は、電気料金受付部107が受け付けた電気料金を記憶する記憶部である。   The electricity rate receiving unit 107 is a processing unit that receives an electricity rate input by a maintenance staff and stores it in the electricity rate storage unit 108 when the electricity rate is revised. The electricity bill storage unit 108 is a storage unit that stores the electricity bill received by the electricity bill accepting unit 107.

給湯機性能情報記憶部109は、給湯性能およびタンク容量を記憶する記憶部である。すなわち、この給湯機性能情報記憶部109は、ヒートポンプの定格能力および気温、入水温度、沸き上げ温度の違いによる効率変化、タンクの容量および放熱ロスに関するデータを記憶する。   The water heater performance information storage unit 109 is a storage unit that stores hot water supply performance and tank capacity. That is, the water heater performance information storage unit 109 stores data relating to the rated capacity and temperature of the heat pump, the efficiency change due to the difference in the incoming water temperature, the boiling temperature, the capacity of the tank, and the heat dissipation loss.

環境変化検知部110は、一定の時間間隔でカレンダー情報記憶部102、運転情報記憶部104、環境情報記憶部106、電気料金記憶部108の内容をチェックし、給湯機の運転環境の変化を検知する処理部であり、運転環境の変化を検知すると、最適運転ルール生成部111に運転ルールの更新を指示する。   The environment change detection unit 110 checks the contents of the calendar information storage unit 102, the operation information storage unit 104, the environment information storage unit 106, and the electricity rate storage unit 108 at regular time intervals, and detects changes in the operating environment of the water heater. When a change in the driving environment is detected, the optimal driving rule generation unit 111 is instructed to update the driving rule.

具体的には、この環境変化検知部110は、カレンダー情報記憶部102が記憶する日付が所定の月日になると、運転環境が変化したと判定する。所定の月日になっても運転環境が変化するとは限らないが、一定期間が経過したために、運転環境が変化する可能性があるので、運転環境が変化したとしている。   Specifically, the environment change detection unit 110 determines that the driving environment has changed when the date stored in the calendar information storage unit 102 reaches a predetermined date. Although the driving environment does not always change even when the predetermined date is reached, the driving environment may change because a certain period of time has passed.

また、この環境変化検知部110は、運転情報記憶部104を参照し、所定の時刻における一日の給湯量が所定の閾値以上になると、その日は給湯需要が前倒しされたと判定し、運転環境が変化したと判定する。   In addition, the environment change detection unit 110 refers to the operation information storage unit 104, and when the amount of hot water supply per day at a predetermined time exceeds a predetermined threshold value, the environment change detection unit 110 determines that the hot water supply demand has been advanced on that day, and the operating environment is Judge that it has changed.

また、この環境変化検知部110は、環境情報記憶部106を参照し、気温または入水温の平均値が所定の閾値以上変化すると、運転環境が変化したと判定する。また、この環境変化検知部110は、電気料金記憶部108を参照し、料金体系が変わると、運転環境が変化したと判定する。   In addition, the environment change detection unit 110 refers to the environment information storage unit 106 and determines that the driving environment has changed when the average value of the temperature or the incoming water temperature changes by a predetermined threshold value or more. The environment change detection unit 110 refers to the electricity rate storage unit 108 and determines that the operating environment has changed when the rate system changes.

この環境変化検知部110が、給湯機の運転環境の変化を検知して最適運転ルール生成部111に運転ルールの更新を指示することによって、給湯機最適運転制御装置100は、運転環境の変化に対応して運転ルールを変えて給湯機を運転することができる。   The environment change detection unit 110 detects a change in the operating environment of the water heater and instructs the optimum operation rule generation unit 111 to update the operation rule, so that the water heater optimal operation control device 100 responds to a change in the operating environment. Correspondingly, the water heater can be operated by changing the operation rules.

最適運転ルール生成部111は、環境変化検知部110の指示に基づいて、給湯機の運転ルールを生成し、運転ルール記憶部113が記憶する運転ルールを更新する処理部である。   Optimal operation rule generation unit 111 is a processing unit that generates an operation rule for a water heater based on an instruction from environment change detection unit 110 and updates the operation rule stored in operation rule storage unit 113.

ここで、運転ルールは、現在時刻やタンク内の残存熱量などがどのような条件の時にヒートポンプをON/OFFするかを決定するif-thenルールの集合である。ヒートポンプのON/OFFの決定に用いる条件には様々なものが考えられるが、ここでは、現在日付、現在時刻、貯湯槽内の残湯量(残存カロリーの最大可能蓄熱量に対する%)、直前30分間の給湯需要量を条件とする。   Here, the operation rule is a set of if-then rules that determine under what conditions the current time, the amount of heat remaining in the tank, and the like are to be turned ON / OFF. Various conditions can be considered for determining ON / OFF of the heat pump, but here, the current date, current time, amount of hot water in the hot water tank (% of remaining calories with respect to the maximum possible heat storage amount), 30 minutes immediately before The hot water supply demand is the condition.

現在日付を条件とする理由は、給湯需要には季節による増減の偏りがあるためであり、現在時刻を条件とする理由は、給湯需要には時間帯による増減の偏りがあるためである(図2)。また、残湯量を条件とする理由は、湯切れを回避し、低コスト運転を行うためには、残湯量の参照が不可欠と考えられるためであり、直前の一定時間における給湯需要を条件とする理由は、給湯需要は時間でばらつくためである。   The reason for the current date as a condition is that there is a seasonal fluctuation in the hot water supply demand, and the reason for the current time as a condition is because there is a fluctuation in the hot water demand due to time zones (Figure 2). The reason for the remaining hot water amount as a condition is that it is considered indispensable to refer to the remaining hot water amount in order to avoid running out of hot water and perform low-cost operation. The reason is that the demand for hot water supply varies over time.

運転ルールの条件部は、8個の数字の列で表される(図4)。これらの数字を順にa、b、c、d、e、f、g、hで表現したとき、それぞれの数字が表す意味は次の通りである。
a:日付
b:現在日付がaよりも前か後かを指定する修飾句
c:時刻
d:現在時刻がcよりも前か後かを指定する修飾句
e:残湯量
f:現在残湯量がeよりも少ないか多いかを指定する修飾句
g:直前30分間の給湯需要
h:直前30分間の給湯需要がgよりも少ないか多いかを指定する修飾句
The condition part of the driving rule is represented by a string of eight numbers (FIG. 4). When these numbers are expressed in order by a, b, c, d, e, f, g, and h, the meanings represented by the numbers are as follows.
a: Date b: Modifier specifying whether the current date is before or after a c: Time d: Modifier specifying whether the current time is before or after c e: Remaining hot water amount f: Current remaining hot water amount Modifier specifying whether less than or more than e g: Hot water supply demand for the last 30 minutes h: Modifier specifying whether the hot water supply demand for the last 30 minutes is less than or greater than g

これらa、b、c、d、e、f、g、hが意味する条件文の解釈を文章で書き直すと、
「現在日付がa以前or以降
かつ
現在時刻がc以前or以降
かつ
残湯量がe以上or以下
かつ
直前給湯需要がg以上or以下
ならば」
となる。
If the interpretation of the conditional sentence meaning a, b, c, d, e, f, g, h is rewritten as a sentence,
“If the current date is earlier than a or later, the current time is earlier than c or later, the remaining hot water amount is e or more and less than or less, and the immediately preceding hot water supply demand is g or more or less or less”
It becomes.

また、各条件部にはワイルドカード(#:don't careを意味する数値)を用いることができ、これにより、現在日付、現在時刻、残湯量、給湯需要の4条件全てを満たさなくてもアクションを適用することができる。これは、例えば残湯量のみに注目するif-thenルール、給湯需要のみに注目するif-thenルール等の存在を許すことを意味する。   In addition, a wild card (#: a numerical value that means don't care) can be used for each condition part, so that all four conditions of the current date, current time, amount of remaining hot water, and hot water demand are not satisfied. Action can be applied. This means that, for example, the existence of an if-then rule that focuses only on the amount of remaining hot water, an if-then rule that focuses only on the demand for hot water supply, or the like is allowed.

運転ルールのアクション部では、ワイルドカードを除く全ての条件が一致した場合のアクションを指定し、湯沸しスイッチON、OFFの切り替えを指定する。また、運転ルールは、複数のif-thenルールから成っているため、互いに矛盾するif-thenルールが同時に適用されることも起こり得る。そこで、if-thenルールの適用によるアクションと湯沸しスイッチON/OFFの対応付けを、適用されたONの個数とOFFの個数によって以下のように行うこととする。   In the action part of the driving rule, an action when all the conditions except for the wild card are matched is designated, and the hot water switch ON / OFF is designated. In addition, since the driving rule is composed of a plurality of if-then rules, mutually contradictory if-then rules may be applied simultaneously. Therefore, the action by applying the if-then rule and the hot water switch ON / OFF are associated as follows according to the number of applied ON and OFF.

(1)ONの数>OFFの数:ONに切り替え
(2)OFFの数>ONの数:OFFに切り替え
(3)ONの数=OFFの数≠0:OFFに切り替え
(4)ONの数=OFFの数=0:スイッチはそのまま
(1) Number of ON> Number of OFF: Switched to ON (2) Number of OFF> Number of ON: Switched to OFF (3) Number of ON = Number of OFF ≠ 0: Switched to OFF (4) Number of ON = Number of OFF = 0: Switch remains unchanged

なお、ここでは、スイッチの「切り替えタイミング」を最適化することと、本当に必要なときにだけONにするような運転ルールが生成されることを重視して上記のような対応付けとしたが、この対応付けは変えることもできる。   Here, the above-mentioned correspondence is made with emphasis on optimizing the “switching timing” of the switch and generating a driving rule that is turned on only when it is really necessary. This association can also be changed.

例えば、(4)の代わりに
(4')ONの数=OFFの数=0:OFFに切り替え
とすれば、特定の条件を満たしている間だけスイッチがONまたはOFFになるように運転することができる。また、(3)の代わりに
(3')ONの数=OFFの数≠0:ONに切り替え
とすることもできる。
For example, instead of (4), (4 ') number of ON = number of OFF = 0: switch to OFF, so that the switch is turned ON or OFF only while a specific condition is satisfied Can do. Further, instead of (3), (3 ′) the number of ONs = the number of OFFs ≠ 0: can be switched to ON.

最適運転ルール生成部111は、遺伝的アルゴリズム(GA:Genetic Algorithm)を用いて評価値=運転コスト+湯切れ回数×ペナルティを小さくするように運転ルールを最適化する。なお、評価値には、CO2排出量を加えるようにすることもできる。 The optimum operation rule generation unit 111 optimizes the operation rule using a genetic algorithm (GA) so as to reduce the evaluation value = operation cost + number of times of hot water × penalty. Note that the evaluation value may include a CO 2 emission amount.

また、GAとは、ダーウィンの進化論における適者生存の考え方を工学的に模倣した学習アルゴリズムである。図3にGAの概念図を示す。GAでは、解候補を染色体と見立てて複数用意する。そして、各解候補に対して、ある目的関数による評価値を与え、評価値に従って親として選択された染色体に対して、交叉、突然変異というGAオペレータを適用して、次の世代に残すための染色体を生成する。   GA is a learning algorithm that imitatively imitates the concept of survival of the right person in Darwin's evolution theory. FIG. 3 shows a conceptual diagram of GA. In GA, a plurality of solution candidates are prepared as chromosomes. Then, an evaluation value by a certain objective function is given to each solution candidate, and the GA operator of crossover and mutation is applied to the chromosome selected as a parent according to the evaluation value, so that it remains in the next generation Generate chromosomes.

交叉とは、親として選択された染色体の断片を組み合わせて新たな染色体を生成するオペレータであり、解候補群がより短期間により良い評価を持つように進化速度を向上させる効果がある。また、突然変異とは、染色体の一部を確率的に元の値から別の値へと変化させるオペレータであり、解候補群が局所最適解に陥ることを防ぐ効果がある。図3では、染色体121と染色体122の交叉によって染色体123が生成され、染色体124の突然変異によって染色体125が生成されている。   Crossover is an operator that generates a new chromosome by combining fragments of chromosomes selected as parents, and has the effect of improving the evolution rate so that the solution candidate group has a better evaluation in a shorter period of time. A mutation is an operator that changes a part of a chromosome from an original value to another value in a probabilistic manner, and has an effect of preventing a solution candidate group from falling into a local optimum solution. In FIG. 3, a chromosome 123 is generated by the intersection of the chromosome 121 and the chromosome 122, and a chromosome 125 is generated by the mutation of the chromosome 124.

そして、これらの評価、選択、交叉、突然変異という一連の手順を繰り返すことで、より評価値の高い解が生成される。   A solution having a higher evaluation value is generated by repeating a series of procedures of evaluation, selection, crossover, and mutation.

図4は、運転ルールを最適化するために用いた染色体を示す図である。同図に示すように、各染色体は複数のif-thenルールで構成される。また、一世代に含まれる個体数は100とし、1000回の世代交代を終えた時点で終了とした。また、各世代で最も評価が良かった個体を次の世代にそのまま引き継ぐ「エリート戦略」を用い、エリート数を2とした。   FIG. 4 is a diagram showing chromosomes used for optimizing driving rules. As shown in the figure, each chromosome is composed of a plurality of if-then rules. In addition, the number of individuals included in one generation was set to 100, and it was ended when 1000 generations were changed. In addition, the number of elite was set to 2 by using an “elite strategy” in which the individual with the best evaluation in each generation was directly passed on to the next generation.

また、運転ルールを10種類のif-thenルールから構成し、交叉確率を95%、突然変異率を2.4%とした。また、条件部内の数値a、c、e、gそれぞれが扱う値は0−24とし、24をワイルドカードとした。これによって、日付情報については月を前半と後半に分けた24期で1年を分割して扱い、時刻情報については1時間単位で扱うことができる。   In addition, the driving rule is composed of 10 types of if-then rules, the crossover probability is 95%, and the mutation rate is 2.4%. Further, the values handled by the numerical values a, c, e, and g in the condition part are 0-24, and 24 is a wild card. As a result, the date information can be handled by dividing the year into 24 periods in which the month is divided into the first half and the second half, and the time information can be handled in units of one hour.

また、ペナルティは10000円とし、交叉は二点交叉、個体選択にはトーナメント選択を用いた。なお、初期個体を完全にランダムに生成すると、湯切れが発生しているにも関わらず全く湯を沸かさないような運転ルールが発生し、適応度に極端な差が発生してしまい、初期収束に陥りやすくなってしまう。そこで、初期個体には、日付、時刻、残湯量、直前給湯需要全ての条件がワイルドカードであり、かつアクション部がONであるif-thenルールを含ませた。   The penalty was 10,000 yen, two-point crossover was used, and tournament selection was used for individual selection. In addition, if the initial individual is generated completely at random, an operation rule that does not boil hot water even though hot water has run out occurs, resulting in an extreme difference in fitness and initial convergence. It becomes easy to fall into. Therefore, the initial individual includes an if-then rule in which the date, time, amount of remaining hot water, and immediately preceding hot water supply demand are all wild cards and the action part is ON.

さらに、他の時間帯よりも電気料金単価が安い深夜料金時間帯がある場合には、それまでに湯沸しを終了すれば運転コストが削減できるということを考慮して、深夜料金時間帯が終了する時刻にスイッチをOFFにしようとするif-thenルールを含ませる。こういった挙動を示すルールは、初期個体に含ませずに計算を行ってもほとんどの場合自動的に得られるが、初期個体にあらかじめ含ませることでルールの探索効率を向上させることができる。以上のif-thenルールの導入によって、初期個体に含まれる実行可能解の割合を増加し、低コストで湯切れリスクの低い運転ルールを安定して得ることができる。   Furthermore, if there is a late-night charge period where the unit price of electricity is cheaper than other periods, the late-night charge period will end in consideration of the fact that the operation cost can be reduced if the boiling is completed by then. Include an if-then rule to turn the switch off at the time. A rule indicating such behavior is automatically obtained in most cases even if calculation is performed without including it in the initial individual, but rule search efficiency can be improved by including it in the initial individual in advance. By introducing the above if-then rule, it is possible to increase the proportion of feasible solutions included in the initial individual, and to stably obtain an operation rule with low cost and low risk of running out of hot water.

図1に戻って、シミュレーション部112は、カレンダー情報記憶部102、運転情報記憶部104、環境情報記憶部106、電気料金記憶部108の情報および運転ルールに基づいてヒートポンプ式給湯機をシミュレートする処理部である。このシミュレーション部112は、各染色体(運転ルール)を評価するために最適運転ルール生成部111によって用いられ、各染色体で給湯機を運転した場合の運転コストおよび湯切れ回数、スイッチのON/OFFの状況、残湯量の変化を算出して最適運転ルール生成部111に提供する。   Returning to FIG. 1, the simulation unit 112 simulates the heat pump type hot water heater based on the information and operation rules of the calendar information storage unit 102, the operation information storage unit 104, the environment information storage unit 106, and the electricity rate storage unit 108. It is a processing unit. This simulation unit 112 is used by the optimum operation rule generation unit 111 to evaluate each chromosome (operation rule), and the operation cost and the number of hot water runs when the water heater is operated with each chromosome, and ON / OFF of the switch. A change in the situation and the amount of remaining hot water is calculated and provided to the optimum operation rule generation unit 111.

運転ルール記憶部113は、最適運転ルール生成部111によって最適化された運転ルールを記憶する記憶部である。給湯機制御部114は、運転ルール記憶部113が記憶する運転ルール、カレンダー情報記憶部102が記憶する現在日時、運転情報記憶部104が記憶する給湯需要に基づいて給湯機のON/OFFを制御する制御部である。この給湯機制御部114が、運転環境の変化に対応して最適運転ルール生成部111によって生成された運転ルールに基づいて給湯機を制御することによって、運転コストを削減することができる。   The driving rule storage unit 113 is a storage unit that stores the driving rules optimized by the optimal driving rule generation unit 111. The water heater controller 114 controls ON / OFF of the water heater based on the operation rules stored in the operation rule storage unit 113, the current date and time stored in the calendar information storage unit 102, and the hot water supply demand stored in the operation information storage unit 104. It is a control part. The water heater controller 114 controls the water heater based on the operation rules generated by the optimum operation rule generator 111 in response to changes in the operating environment, thereby reducing operating costs.

次に、本実施例に係る給湯機最適運転制御装置100による運転ルール更新処理について説明する。図5は、本実施例に係る給湯機最適運転制御装置100による運転ルール更新処理の処理手順を示すフローチャートである。   Next, the operation rule update process by the hot water supply apparatus optimum operation control apparatus 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating the processing procedure of the operation rule update process performed by the hot water supply apparatus optimum operation control apparatus 100 according to the present embodiment.

同図に示すように、この運転ルール更新処理では、環境変化検知部110が、一定の時間間隔でカレンダー情報記憶部102、運転情報記憶部104、環境情報記憶部106、電気料金記憶部108の内容をチェックし、給湯機の運転環境に変化があったか否かを判定する(ステップS1)。その結果、給湯機の運転環境に変化がない場合には、運転ルールの更新は必要ないので、処理を終了する。   As shown in the figure, in this driving rule update process, the environment change detection unit 110 includes a calendar information storage unit 102, a driving information storage unit 104, an environmental information storage unit 106, and an electricity bill storage unit 108 at regular time intervals. The contents are checked, and it is determined whether or not the operating environment of the water heater has changed (step S1). As a result, when there is no change in the operating environment of the water heater, the operation is not updated, so the process ends.

これに対して、給湯機の運転環境に変化があった場合には、最適運転ルール生成部111がGAを用いて最適運転ルールを生成する(ステップS2)。すなわち、最適運転ルール生成部111は、シミュレーション部112を用いて複数の染色体の評価を行いながら、染色体の選択、交叉、突然変異という一連の手順を繰り返し行うことによって、染色体の最適化、すなわち、運転ルールの最適化を行う。   On the other hand, when there is a change in the operating environment of the water heater, the optimal operation rule generation unit 111 generates an optimal operation rule using the GA (step S2). That is, the optimal operation rule generation unit 111 performs chromosome optimization by repeatedly performing a series of procedures such as chromosome selection, crossover, and mutation while evaluating a plurality of chromosomes using the simulation unit 112, that is, Optimize driving rules.

そして、最適運転ルール生成部111は、最適化した運転ルールを運転ルール記憶部113に設定する(ステップS3)。このように、給湯機の運転環境の変化を検出して運転ルールを更新することによって、運転環境が変化した場合にも低コストで給湯機を運転することができる。   Then, the optimum driving rule generation unit 111 sets the optimized driving rule in the driving rule storage unit 113 (step S3). Thus, by detecting a change in the operating environment of the water heater and updating the operation rule, the water heater can be operated at a low cost even when the operating environment changes.

次に、本実施例に係る給湯機最適運転制御装置100のシミュレーションによる評価結果について説明する。なお、ここでは、運転ルールの最適化を最初に一回だけ行い、運転ルールを最適化した場合と非特許文献1の最適構成探索ツールを用いてパラメータを最適化した場合とで年間運転コストを比較することによって評価を行った。   Next, the evaluation result by simulation of the water heater optimum operation control apparatus 100 according to the present embodiment will be described. Here, the annual operating cost is calculated when the driving rule is optimized only once and the driving rule is optimized and when the parameters are optimized using the optimum configuration search tool of Non-Patent Document 1. Evaluation was made by comparison.

また、評価にあたって、給湯需要としては、実際の家庭において30分間隔で計測された1年分の給湯需要を用いた。夏期(7月〜9月)、冬期(1月〜3月、12月)、中間期(4月〜6月、10月〜11月)の各時刻の平均需要量を図6に示す。また、電気料金単価としては、図7に示すデータを用い、各月の気温および入水温度として、図8に示すデータを用いた。また、機器構成としては、定格加熱能力4.5KWのヒートポンプ式給湯機と容量300リットルのタンクを用いた。   In the evaluation, the hot water supply demand for one year measured at intervals of 30 minutes in an actual home was used. FIG. 6 shows the average demand for each time in the summer (July to September), winter (January to March, December), and intermediate period (April to June, October to November). Moreover, the data shown in FIG. 7 was used as the electricity bill unit price, and the data shown in FIG. 8 was used as the monthly temperature and the incoming water temperature. In addition, as a device configuration, a heat pump type hot water heater having a rated heating capacity of 4.5 KW and a tank having a capacity of 300 liters were used.

図9は、最適運転ルール生成部111により生成された運転ルールを示す図である。同図に示すように、ここでは、給湯機をONするルールが3つ、給湯機をOFFするルールが7つ生成されている。   FIG. 9 is a diagram illustrating the driving rules generated by the optimal driving rule generation unit 111. As shown in the figure, here, three rules for turning on the water heater and seven rules for turning off the water heater are generated.

図10は、図9の運転ルールを実行したときのシミュレーション結果と、それにともなう残湯量の変化の例である。また、図11は、図9のif-thenルールが1日のうちいつ適用されているかを図示したものである。   FIG. 10 is an example of a simulation result when the operation rule of FIG. 9 is executed and a change in the amount of remaining hot water accompanying the simulation result. FIG. 11 illustrates when the if-then rule of FIG. 9 is applied during one day.

深夜時間帯は、ルール1による1日中断続的に続くスイッチONと「昼より前は多めに湯を沸かす」ように働くルール10によるスイッチONの発動を、ルール9による2時までのスイッチOFFが細かく抑制することによって湯を沸かし、早朝の給湯需要を満たしている。その後はこれを、ルール2による7時から24時までのスイッチOFFが抑制することによって、朝7時までの貯湯を実現し、これによって夕方までの給湯需要を全て満たしていることがわかる。22時にルール4によって再度ONになり、さらに22時半にルール7によってスイッチがOFFになっている。   During the midnight hours, the switch ON that continues for one day according to rule 1 and the switch ON that operates according to rule 10 that works like “boiling hot water before noon” are switched off until 2 o'clock according to rule 9. However, the water is boiled by finely controlling it to meet the demand for hot water supply in the early morning. Thereafter, the switch OFF from 7 o'clock to 24 o'clock according to rule 2 is suppressed to realize hot water storage until 7 o'clock in the morning, thereby satisfying all hot water supply demands in the evening. The switch is turned on again by rule 4 at 22:00, and the switch is turned off by rule 7 at 2:30.

ルール4は夜9時以降に残湯量が少なくなってきたらスイッチをONにして湯切れを避けるような「フェイルセーフの役割を果たすルール」であり、一方ルール7は、8時以降に残湯量に余裕があればスイッチをOFFにするような「節電を促すif-thenルール」である。なお、使用した給湯需要データでは、30分間に発生する給湯のほぼ全てが9200kcal以下に収まるため、ルール7の直前30分の給湯需要の条件は殆どの場合に成立し、実質的にワイルドカードとほぼ同じ働きをする。   Rule 4 is a “rule that serves as a fail-safe” to turn on the switch when the amount of remaining hot water decreases after 9:00 pm to avoid running out of hot water, while rule 7 sets the amount of remaining hot water after 8:00 pm. This is an “if-then rule that encourages power saving” in which the switch is turned off if there is room. In addition, in the used hot water supply demand data, almost all of the hot water generated in 30 minutes falls below 9200 kcal, so the conditions for hot water supply for 30 minutes immediately before rule 7 are satisfied in most cases. It works almost the same.

このように様々なif-thenルールが協調的に動作することによって、以下の特性を持つ柔軟性の高い動作を実現することができる。
・電気料金単価が安い7時までに可能な限り湯を貯めておく。
・7時までに貯めた湯だけではまかないきれない時だけ、7時以降に湯を沸かす。
・冬場深夜の給湯需要に対応して湯を沸かす。給湯需要の少ない夏場は自動的に7時よりも前に沸き上げが完了する。
・どういう条件を「まかないきれない」とするかの判定基準を給湯需要に合わせて生成する。
As described above, when various if-then rules operate cooperatively, a highly flexible operation having the following characteristics can be realized.
・ Store hot water as much as possible by 7:00 when the electricity unit price is cheap.
・ Boil the hot water after 7 o'clock only when the hot water stored by 7 o'clock is not enough.
・ Boiling hot water in response to the demand for hot water supply in the winter late at night. In summer when there is little demand for hot water supply, boiling is automatically completed before 7 o'clock.
・ Generate criteria for determining what conditions are "cannot be satisfied" according to hot water supply demand.

図12は、給湯機の起動停止状態を示す図であり、図12(a)は運転ルールを最適化した場合を示し、図12(b)はパラメータを最適化した従来の場合を示す。また、図13は、年間運転コストおよび湯切れ回数(カッコ内の数字)を運転ルールを最適化した場合とパラメータを最適化した従来の場合とで比較した結果を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating a start / stop state of the water heater. FIG. 12A illustrates a case where the operation rule is optimized, and FIG. 12B illustrates a conventional case where the parameters are optimized. FIG. 13 is a diagram showing the results of comparing the annual operating cost and the number of hot water runs (numbers in parentheses) between the case where the operation rule is optimized and the conventional case where the parameters are optimized.

図12(a)と図12(b)を比較すると、運転ルールを最適化した場合には、電気料金単価が高い23時前の起動が減り、季節に応じて起動/停止パターンが大きく変化している。この結果、図13に示すように、運転ルールを最適化した場合には、運転コストを低減するとともに湯切れをなくすことができる。なお、図13では、タンクの容量を370リットルとした場合のシミュレーション結果も示す。また、図13において、需要多ケースは、需要標準ケースの給湯需要を1.2倍したケースである。   Comparing FIG. 12 (a) and FIG. 12 (b), when the operation rule is optimized, the start before 23:00 when the unit price of electricity is high decreases, and the start / stop pattern changes greatly according to the season. ing. As a result, as shown in FIG. 13, when the operation rule is optimized, it is possible to reduce the operation cost and eliminate hot water shortage. FIG. 13 also shows the simulation results when the tank capacity is 370 liters. Further, in FIG. 13, the high demand case is a case where the hot water supply demand in the demand standard case is multiplied by 1.2.

上述してきたように、本実施例では、シミュレーション部112により給湯機のシミュレーションを行いながら最適運転ルール生成部111がGAを用いて運転ルールを生成することとしたので、給湯需要や電気料金などに基づいて最適な運転ルールを生成することができる。したがって、年間の運転コストを低減するとともに湯切れをなくすことができる。   As described above, in this embodiment, the optimal operation rule generation unit 111 generates the operation rule using the GA while simulating the hot water heater by the simulation unit 112. Based on this, an optimal driving rule can be generated. Accordingly, it is possible to reduce the annual operating cost and eliminate hot water shortage.

また、本実施例では、環境変化検知部110が給湯機の運転環境の変化を検知し、運転環境が変化すると、最適運転ルール生成部111が運転ルールを生成することとしたので、運転環境の変化に対応して給湯機の運転を最適化することができる。   In this embodiment, the environment change detection unit 110 detects a change in the operating environment of the water heater, and when the operation environment changes, the optimum operation rule generation unit 111 generates the operation rule. The operation of the water heater can be optimized in response to changes.

また、本実施例では、季節や時間帯を考慮した運転ルールに基づいて湯を沸かすこととしたので、給湯需要の変化に対応して給湯機を最適運転することができる。   Further, in the present embodiment, since hot water is boiled based on an operation rule that takes into account the season and time zone, the hot water heater can be optimally operated in response to changes in hot water supply demand.

ところで、上記実施例では、運転ルールの生成を給湯機最適運転制御装置100が行う場合について説明したが、運転ルールの生成を給湯機を制御する装置とは別の装置で行い、別の装置で生成された運転ルールを給湯機の制御装置が記憶して制御を行うようにすることもできる。そこで、運転ルールの生成と給湯機の制御を別の装置で行う場合について説明する。   By the way, although the said Example demonstrated the case where the water heater optimal operation control apparatus 100 performed the production | generation of an operation rule, the production | generation of an operation rule was performed with the apparatus different from the apparatus which controls a water heater, and with another apparatus. The generated operation rule can be stored and controlled by the controller of the water heater. Therefore, a case will be described in which generation of operation rules and control of a water heater are performed by different devices.

図14は、運転ルールの生成と給湯機の制御を別の装置で行う場合に、給湯機の制御を行う給湯機装置210と運転ルールの生成を行う外部PC220の構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは説明の便宜上、図1に示した各部と同様の役割を果たす機能部については同一符号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。   FIG. 14 is a functional block diagram showing a configuration of a water heater device 210 that controls a water heater and an external PC 220 that generates a driving rule when generating the operation rule and controlling the water heater using different devices. . Here, for convenience of explanation, functional units that play the same functions as the respective units shown in FIG.

図14に示すように、給湯機装置210からは、給湯機最適運転制御装置100の給湯機性能情報記憶部109と、最適運転ルール生成部111と、シミュレーション部112とが取り除かれている。また、給湯機装置210は、新たに環境変化報告部211と、給湯機/PCインタフェース部212とを有する。また、外部PC220は、給湯機性能情報記憶部109と、最適運転ルール生成部111と、シミュレーション部112とを有する。   As shown in FIG. 14, the water heater performance information storage unit 109, the optimum operation rule generation unit 111, and the simulation unit 112 of the water heater optimum operation control device 100 are removed from the water heater device 210. In addition, the water heater apparatus 210 newly includes an environment change report unit 211 and a water heater / PC interface unit 212. The external PC 220 includes a water heater performance information storage unit 109, an optimum operation rule generation unit 111, and a simulation unit 112.

環境変化報告部211は、環境変化検知部110により給湯機の運転環境の変化が検出された場合に、運転環境の変化を表示する処理部である。外部PC220は、給湯機装置210から給湯機/PCインタフェース部212を介してカレンダー情報、運転情報、環境情報および電気料金を受け取り、最適運転ルールを生成して給湯機装置210の運転ルール記憶部113に設定する。   The environment change reporting unit 211 is a processing unit that displays a change in the operating environment when the environment change detecting unit 110 detects a change in the operating environment of the water heater. The external PC 220 receives calendar information, operation information, environmental information, and electricity charges from the water heater device 210 via the water heater / PC interface unit 212, generates an optimum operation rule, and operates the operation rule storage unit 113 of the water heater device 210. Set to.

ユーザは、環境変化報告部211により運転環境の変化が表示されると、給湯機の保守員に連絡し、保守員が外部PC220を用いて運転環境の変化に対応した新たな運転ルールを生成し、運転ルール記憶部113に設定する。   When the change in the operating environment is displayed by the environment change report unit 211, the user contacts the maintenance staff of the water heater, and the maintenance staff uses the external PC 220 to generate a new operation rule corresponding to the change in the operating environment. And set in the driving rule storage unit 113.

このように、運転ルールの生成を別の装置で行うことによって、給湯機装置210のコストを低減し、必要に応じて運転環境の変化に対応した運転ルールを給湯機装置210に設定することができる。   In this way, by generating the operation rule with another device, the cost of the water heater device 210 can be reduced, and the operation rule corresponding to the change in the operating environment can be set in the water heater device 210 as necessary. it can.

なお、本実施例では、給湯機の制御装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の機器の運転を制御する装置にも同様に適用することができる。例えば、地域に供給する熱を生成して蓄える地域熱供給装置、電気自動車で使用するバッテリに電力を蓄える装置などの制御装置にも同様に適用することができる。   In addition, although the present Example demonstrated the control apparatus of the water heater, this invention is not limited to this, It can apply similarly to the apparatus which controls the driving | operation of another apparatus. For example, the present invention can be similarly applied to a control device such as a district heat supply device that generates and stores heat supplied to a region, or a device that stores power in a battery used in an electric vehicle.

以上のように、本発明に係る最適制御装置、最適制御支援装置および最適制御方法は、給湯機などのエネルギーを蓄積して供給する装置に有用である。   As described above, the optimum control device, the optimum control support device, and the optimum control method according to the present invention are useful for an apparatus for accumulating and supplying energy such as a water heater.

本実施例に係る給湯機最適運転制御装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the water heater optimal operation control apparatus which concerns on a present Example. 給湯需要を示す図である。It is a figure which shows the hot water supply demand. GAの概念図である。It is a conceptual diagram of GA. 運転ルールを最適化するために用いた染色体を示す図である。It is a figure which shows the chromosome used in order to optimize a driving rule. 本実施例に係る給湯機最適運転制御装置による運転ルール更新処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the operation rule update process by the hot water supply apparatus optimal operation control apparatus which concerns on a present Example. 夏期、冬期、中間期の各時刻の平均給湯需要量を示す図である。It is a figure which shows the average amount of hot water supply of each time of summer, winter, and an intermediate period. 電気料金単価を示す図である。It is a figure which shows an electricity bill unit price. 各月の気温および入水温度を示す図である。It is a figure which shows the temperature and incoming water temperature of each month. 最適運転ルール生成部により生成された運転ルールを示す図である。It is a figure which shows the driving | running rule produced | generated by the optimal driving | running rule production | generation part. 図9の運転ルールを実行したときのシミュレーション結果と、それにともなう残湯量の変化を示す図である。It is a figure which shows the simulation result when the driving | running rule of FIG. 9 is performed, and the change of the amount of remaining hot water accompanying it. 図9のif-thenルールが1日のうちいつ適用されているか示す図である。It is a figure which shows when the if-then rule of FIG. 9 is applied within one day. 給湯機の起動停止状態を示す図である。It is a figure which shows the starting stop state of a water heater. 年間運転コストおよび湯切れ回数を示す図である。It is a figure which shows an annual operating cost and the frequency | count of hot water run-out. 給湯機装置および外部PCの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a water heater apparatus and external PC.

符号の説明Explanation of symbols

100 給湯機最適運転制御装置
101 カレンダー情報収集部
102 カレンダー情報記憶部
103 運転情報収集部
104 運転情報記憶部
105 環境情報収集部
106 環境情報記憶部
107 電気料金受付部
108 電気料金記憶部
109 給湯機性能情報記憶部
110 環境変化検知部
111 最適運転ルール生成部
112 シミュレーション部
113 運転ルール記憶部
114 給湯機制御部
121〜125 染色体(運転ルール)
210 給湯機装置
211 環境変化報告部
212 給湯機/PCインタフェース部
220 外部PC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Water heater optimal operation control apparatus 101 Calendar information collection part 102 Calendar information storage part 103 Operation information collection part 104 Operation information storage part 105 Environmental information collection part 106 Environmental information storage part 107 Electricity charge reception part 108 Electricity charge storage part 109 Water heater Performance information storage unit 110 Environmental change detection unit 111 Optimal operation rule generation unit 112 Simulation unit 113 Operation rule storage unit 114 Water heater control units 121 to 125 Chromosome (operation rule)
210 Water heater device 211 Environmental change report unit 212 Water heater / PC interface unit 220 External PC

Claims (6)

制御ルールを用いて動作が最適となるようにヒートポンプ式給湯機を制御する最適制御装置であって、
ヒートポンプ式給湯機が運転される運転環境に関するデータを収集する運転環境データ収集手段と、
前記運転環境データ収集手段によりデータが収集された運転環境の変化を検知する運転環境変化検知手段と、
制御ルールにより制御されるヒートポンプ式給湯機の動作を前記運転環境データ収集手段により収集されたデータを用いてシミュレートするシミュレーション手段と、
前記運転環境変化検知手段により運転環境の変化が検知された場合に、前記シミュレーション手段によりシミュレートされるヒートポンプ式給湯機の動作が最適となるような制御ルールを遺伝的アルゴリズムを用いて生成する制御ルール生成手段と、
前記制御ルール生成手段により生成された制御ルールに基づいてヒートポンプ式給湯機を制御する機器制御手段と
を備えたことを特徴とする最適制御装置。
An optimal control device for controlling a heat pump type water heater so that the operation is optimal using a control rule,
Operating environment data collection means for collecting data on the operating environment in which the heat pump water heater is operated;
Driving environment change detecting means for detecting changes in the driving environment for which data has been collected by the driving environment data collecting means;
Simulation means for simulating the operation of the heat pump water heater controlled by the control rule using data collected by the operating environment data collection means;
Control that uses a genetic algorithm to generate a control rule that optimizes the operation of the heat pump water heater simulated by the simulation means when a change in the operating environment is detected by the operating environment change detection means Rule generation means;
And an equipment control means for controlling the heat pump type hot water heater based on the control rule generated by the control rule generation means.
前記制御ルールは、季節の需要変化に対応した機器の最適制御を可能とすることを特徴とする請求項に記載の最適制御装置。 The optimal control apparatus according to claim 1 , wherein the control rule enables optimal control of equipment corresponding to seasonal demand changes. 前記制御ルールは、if-thenルールの集まりであり、if部分は、日付、時間帯、タンクの残湯量および直前給湯需要の条件の組み合わせであることを特徴とする請求項に記載の最適制御装置。 The optimal control according to claim 1 , wherein the control rule is a collection of if-then rules, and the if part is a combination of a date, a time zone, a remaining amount of hot water in a tank, and a condition of a demand for hot water supply immediately before. apparatus. 前記制御ルールは、if-thenルールの集まりであり、then部分で指定される行動はヒートポンプの起動または停止であり、競合する複数のif-thenルールが成立した場合には、成立ルール数の多い行動を選択することを特徴とする請求項に記載の最適制御装置。 The control rule is a collection of if-then rules, and the action specified in the then part is activation or deactivation of the heat pump. When a plurality of competing if-then rules are established, the number of established rules is large. The optimal control device according to claim 1 , wherein an action is selected. 制御ルールを用いて動作が最適となるようにヒートポンプ式給湯機を制御する最適制御装置による最適制御方法であって、
ヒートポンプ式給湯機が運転される運転環境に関するデータを収集する運転環境データ収集ステップと、
前記運転環境データ収集ステップによりデータが収集された運転環境の変化を検知する運転環境変化検知ステップと、
制御ルールにより制御されるヒートポンプ式給湯機の動作を前記運転環境データ収集ステップにより収集されたデータを用いてシミュレートするシミュレーションステップと、
前記運転環境変化検知ステップにより運転環境の変化が検知された場合に、前記シミュレーションステップによりシミュレートされるヒートポンプ式給湯機の動作が最適となるような制御ルールを遺伝的アルゴリズムを用いて生成する制御ルール生成ステップと、
前記制御ルール生成ステップにより生成された制御ルールに基づいてヒートポンプ式給湯機を制御する機器制御ステップと
を含んだことを特徴とする最適制御方法。
An optimal control method by an optimal control device that controls a heat pump type water heater so that the operation is optimized using a control rule,
An operating environment data collection step for collecting data on the operating environment in which the heat pump water heater is operated;
A driving environment change detection step for detecting a change in the driving environment in which data is collected by the driving environment data collection step;
A simulation step of simulating the operation of the heat pump water heater controlled by the control rule using the data collected by the operating environment data collection step;
Control that uses a genetic algorithm to generate a control rule that optimizes the operation of the heat pump water heater simulated by the simulation step when a change in the operating environment is detected by the operating environment change detection step A rule generation step;
And an equipment control step of controlling the heat pump type hot water heater based on the control rule generated by the control rule generation step.
制御ルールを用いてヒートポンプ式給湯機を制御する制御装置の最適化を支援する最適制御支援装置であって、
ヒートポンプ式給湯機が運転される運転環境に関するデータを収集する運転環境データ収集手段と、
前記運転環境データ収集手段によりデータが収集された運転環境の変化を検知する運転環境変化検知手段と、
制御ルールにより制御されるヒートポンプ式給湯機の動作を前記運転環境データ収集手段により収集されたデータを用いてシミュレートするシミュレーション手段と、
前記運転環境変化検知手段により運転環境の変化が検知された場合に、前記シミュレーション手段によりシミュレートされるヒートポンプ式給湯機の動作が最適となるような制御ルールを遺伝的アルゴリズムを用いて生成する制御ルール生成手段と
を備えたことを特徴とする最適制御支援装置。
An optimal control support device that supports optimization of a control device that controls a heat pump type water heater using a control rule,
Operating environment data collection means for collecting data on the operating environment in which the heat pump water heater is operated;
Driving environment change detecting means for detecting changes in the driving environment for which data has been collected by the driving environment data collecting means;
Simulation means for simulating the operation of the heat pump water heater controlled by the control rule using data collected by the operating environment data collection means ;
Control that uses a genetic algorithm to generate a control rule that optimizes the operation of the heat pump water heater simulated by the simulation means when a change in the operating environment is detected by the operating environment change detection means An optimum control support device comprising a rule generation means.
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