JP5980252B2 - 排熱回収型発電設備用の制御装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の他の目的は、ユーザが享受するメリットが増えるように運転スケジュールを設定したとしても、当該運転スケジュールの採用の可否においてはユーザの意思が反映されるようにすることである。
さらに、上記の構成では、運転スケジュールの各候補についての特徴量として、当該候補に従って排熱回収型発電設備を運転させたときの発電時間を算出することとしている。ここで、排熱回収型発電設備の運転によってユーザが享受するメリットについては、一般的に、発電時間が長くなるほど大きくなる。すなわち、運転スケジュールの候補のうち、いずれの候補がより有利であるかを評価するにあたり、各候補を採用した時の発電時間を算出することで、より妥当であり信憑性の高い評価を実現することが可能となる。
上記の構成では、予測された熱負荷パターンが示す熱負荷の時間変化に対して、予測対象期間中の所定の時間帯に熱負荷を新たに追加した第一の修正熱負荷パターンの他に、予測対象期間中、熱負荷が所定量を超える超過時間帯から該超過時間帯以外の時間帯へ所定量を超えた分の熱負荷を移行した第二の修正熱負荷パターンを設定する。そして、運転スケジュールの候補については、標準候補とともに、第一の修正熱負荷パターンに応じた修正候補と、第二の修正熱負荷パターンに応じた修正候補(第二の修正候補)が作成される。このように運転スケジュールの候補のバリエーションが増えることにより、排熱回収型発電設備の運転制御についての自由度が高まり、ユーザにとってより一層メリットがあるような運転を実現することが可能となる。
上記の構成では、第二の修正熱負荷パターンとして、熱負荷が補助熱源の利用開始条件となる閾値を超える時間帯から当該時間帯以外の時間帯へ閾値を超えた分の熱負荷を移行した熱負荷パターンを設定する。この結果、第二の修正熱負荷パターンに応じて作成される運転スケジュールの候補(第二の修正候補)は、補助熱源の利用を抑えた運転スケジュールとなる。この結果、上記第二の修正候補に従って排熱回収型発電設備を運転することで、ユーザは、補助熱源の利用を抑えた分のメリットを享受するようになる。
上記の構成では、二つの修正候補のうちの少なくとも一方が標準候補よりも有利であるかを評価する。そして、標準候補が最も有利な候補であると判断したときには、制御装置が標準候補に従って排熱回収型発電設備を運転することとしている。このように上記の構成では、標準候補が最も有利であると判断したときに、自動的に標準候補を採用することとしている。つまり、標準候補を採用する場合には、特段ユーザに手間を採らせることがなく、標準候補に従った排熱回収型発電設備の運転を円滑に進めることが可能となる。
上記の構成では、二つの修正候補のうちの少なくとも一方が標準候補よりも有利であると評価したとき、標準候補及び少なくとも一方の候補の各々に関する情報の表示データが生成され、端末に向けて送信される。ユーザは、自己の端末を通じて上記の情報を確認し、いずれの候補を採用するのかを指定する。制御装置側では、ユーザの指定結果を示すデータを端末から受信し、当該データが示す指定候補に従って排熱回収型発電設備を運転させる。このように上記の構成では、二つの修正候補のうちの少なくとも一方が標準候補よりも有利であると評価したとしても、いずれの候補を採用するかについてはユーザが決定する。すなわち、ユーザが享受するメリットが増えるように運転スケジュールの候補を設定したとしても、当該候補の採用の可否にはユーザの意思が反映されるようになるので、よりユーザフレンドリーな運転制御が実現されることとなる。
上記の構成では、ユーザの端末の表示画面に表示される運転スケジュールの各候補に関する情報として、当該候補を採用したときの光熱費の計算結果が表示される。これにより、ユーザは、各候補を採用したときに得られるメリットを明確に(定量的に)把握した上で、いずれの候補を採用するかを決めることが可能となる。
上記の構成では、実績電力負荷パターン及び実績熱負荷パターンに基づいて、予測対象期間における電力負荷パターン及び熱負荷パターンを予測することとしている。したがって、ある時点で予測された熱負荷パターンを修正して修正熱負荷パターンを設定し、当該修正熱負荷パターンに応じた運転スケジュールにて排熱回収型発電設備を運転させたとき、そのときの実際の熱負荷パターンは、実績熱負荷パターンとして記憶され、その後の制御に反映されるようになる。すなわち、上記の構成において、修正熱負荷パターンは、最終的に実績熱負荷パターンとして記憶されるようになり、その後の熱負荷パターンの予測や運転スケジュールの候補作成の際に参照される。この結果、排熱回収型発電設備の運転制御が、より合理的に実行されることとなる。
上記の構成では、修正熱負荷パターンとして、予測対象期間中の所定の時間帯に熱負荷を新たに追加し、かつ、熱負荷が所定量を超える超過時間帯から該超過時間帯以外の時間帯へ所定量を超えた分の熱負荷を移行した熱負荷パターンを設定する。このように予測対象期間中の所定時間帯に新たな熱負荷を追加した熱負荷パターンを更に修正することにより、ユーザが享受するメリットがより一層大きくなるような熱負荷パターンを設定し、かかる熱負荷パターンに応じた運転スケジュールの候補を作成することが可能となる。
以上の結果、より有利であると評価された運転スケジュールの候補に従って排熱回収型発電設備を運転することで、より合理的な運転制御が実現され、ユーザは、より大きなメリットを享受することが可能となる。かかる効果は、ユーザが自身のエネルギー消費行動、特に熱の使用を見直すきっかけとなり、排熱回収型発電設備の運転効率の向上にも繋がる。
また、本発明の排熱回収型発電設備用の制御装置によれば、運転スケジュールの候補のうち、修正候補が標準候補よりも有利であると評価されたとしても、いずれの候補を採用するかについてはユーザが決定することになっている。すなわち、運転スケジュールの候補の採用についてはユーザの意思が反映され、以て、よりユーザフレンドリーな運転制御が実現されることとなる。
なお、以降では、排熱回収型発電設備が利用される建物の一例として住宅を挙げて説明する。ただし、あくまでも住宅は上記の建物の一例に過ぎず、本発明は、他の建物、例えば商業ビル、工場内の建屋、店舗等において排熱回収型発電設備を利用するケースについても適用可能なものである。
先ず、本実施形態に係る排熱回収型発電設備の概略構成について図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る排熱回収型発電設備の構成を示す概念図である。
本実施形態に係る排熱回収型発電設備は、コジェネレーションシステムであり、商用電源とともに電力供給源として用いられる。なお、本実施形態に係るコジェネレーションシステムは、家庭用燃料電池システムを採用しているが、ガスエンジンシステムを採用することとしてもよい。
次に、制御装置3の機能について詳細に説明する。制御装置3が本システムSの運転を制御するにあたり、CPU11が制御用プログラムに規定された各種のデータ処理を実行する。換言すると、制御装置3は、本システムSの運転制御用のデータ処理を実行するデータ処理実行部を備えている。具体的に説明すると、制御装置3は、図2に示すように記憶部21、パターン予測部22、パターン修正部23、候補作成部24、評価部25、光熱費計算部26、表示データ提供部27及び制御信号発信部28をデータ処理実行部として備えている。図2は、制御装置3の構成を機能面から説明するためのブロック図である。
次に、制御装置3による本システムSの制御処理(以下、本処理)について説明する。本処理は、図5に図示の流れに沿って進行する。図5は、本処理の流れを示す図である。具体的に説明すると、本処理は、運転制御の開始前に運転スケジュールを決定する段階と、運転スケジュールに従って実際に本システムSの運転を制御する段階と、に分かれている。より具体的に説明すると、毎日、所定の時刻(例えば23時)になると、運転スケジュールを決定する処理が実行される。かかる処理は、先ず、図5に示すようにパターン予測部22が実績電力負荷パターン及び実績熱負荷パターンを記憶部21から読み出すところから始まる(S001)。
本実施形態に係る制御装置3は、翌日の電力負荷パターン及び熱負荷パターンを予測した上で、両パターンに応じた運転スケジュールの標準候補を作成する機能を有する。かかる機能は、発明が解決しようとする課題の項で説明したように、従来の排熱回収型発電設備用の制御装置にも搭載されているものである。また、本実施形態に係る制御装置3は、上記の機能に加え、予測された熱負荷パターンを修正する機能を有する。より具体的に説明すると、翌日中の所定の時間帯に熱負荷を新たに追加した一次修正熱負荷パターン、及び、翌日中の熱負荷最大の時間帯から他の時間帯へ熱負荷を移行した二次修正熱負荷パターンを設定する。これらの修正熱負荷パターンは、本システムSをより合理的に運転するように、より分かり易くは、本システムSの運転によってユーザが享受するメリットが増えるように熱負荷パターンを再設定したものである。
上記の実施形態では、本発明の排熱回収型発電設備用の制御装置について一例を挙げて説明した。ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
2 排熱回収ユニット
3 制御装置
4 分電盤
5 商用電源
6 消費電力計測センサ
7 給湯タンク
8 補助熱源
9 消費湯量計測センサ
10 ユーザ端末
11 CPU
12 メモリ
13 インターフェース
14 ハードディスクドライブ
15 I/Oポート
21 記憶部
22 パターン予測部
23 パターン修正部
24 候補作成部
25 評価部
26 光熱費計算部
27 表示データ提供部
28 制御信号発信部
NT 通信回線
S 本システム
X 電力供給先
Xa 電気機器
Y 熱供給先
Ya 湯使用機器
Claims (8)
- 発電して電力を供給するとともに、発電に伴って発生する排熱を回収して回収熱を供給することが可能な排熱回収型発電設備を、予め決定された運転スケジュールに従って運転させる排熱回収型発電設備用の制御装置であって、
予測対象期間における電力負荷の時間変化を示す電力負荷パターンと、前記予測対象期間における熱負荷の時間変化を示す熱負荷パターンと、を予測するパターン予測部と、
該パターン予測部が予測した前記熱負荷パターンを修正することで修正熱負荷パターンを設定するパターン修正部と、
前記予測対象期間に適用される前記運転スケジュールの候補を作成する候補作成部と、
前記排熱回収型発電設備が前記運転スケジュールの候補に従って運転したときの特徴量を算出する特徴量算出部と、を備え、
前記パターン修正部は、前記パターン予測部が予測した前記熱負荷パターンが示す前記予測対象期間における熱負荷の時間変化に対して前記予測対象期間中の所定の時間帯に熱負荷を新たに追加した前記修正熱負荷パターンを設定し、
前記候補作成部は、前記運転スケジュールの候補として、前記パターン予測部が予測した前記電力負荷パターン及び前記熱負荷パターンに応じた標準候補と、前記パターン予測部が予測した前記電力負荷パターン及び前記パターン修正部が設定した前記修正熱負荷パターンに応じた修正候補と、を作成し、
前記特徴量算出部は、前記排熱回収型発電設備が前記標準候補に従って運転したときの前記特徴量と、前記排熱回収型発電設備が前記修正候補に従って運転したときの前記特徴量と、を算出し、前記排熱回収型発電設備の発電時間が熱負荷の時間変化に応じて変化する場合には、前記特徴量として、前記排熱回収型発電設備が前記運転スケジュールの候補に従って運転した場合における前記予測対象期間中の発電時間を算出することを特徴とする排熱回収型発電設備用の制御装置。 - 発電して電力を供給するとともに、発電に伴って発生する排熱を回収して回収熱を供給することが可能な排熱回収型発電設備を、予め決定された運転スケジュールに従って運転させる排熱回収型発電設備用の制御装置であって、
予測対象期間における電力負荷の時間変化を示す電力負荷パターンと、前記予測対象期間における熱負荷の時間変化を示す熱負荷パターンと、を予測するパターン予測部と、
該パターン予測部が予測した前記熱負荷パターンを修正することで修正熱負荷パターンを設定するパターン修正部と、
前記予測対象期間に適用される前記運転スケジュールの候補を作成する候補作成部と、
前記排熱回収型発電設備が前記運転スケジュールの候補に従って運転したときの特徴量を算出する特徴量算出部と、を備え、
前記パターン修正部は、前記パターン予測部が予測した前記熱負荷パターンが示す前記予測対象期間における熱負荷の時間変化に対して前記予測対象期間中の所定の時間帯に熱負荷を新たに追加した前記修正熱負荷パターンである第一の修正熱負荷パターンと、前記パターン予測部が予測した前記熱負荷パターンが示す前記予測対象期間における熱負荷の時間変化に対して前記予測対象期間中、熱負荷が所定量を超える超過時間帯から該超過時間帯以外の時間帯へ前記所定量を超えた分の熱負荷を移行した前記修正熱負荷パターンである第二の修正熱負荷パターンと、を設定し、
前記候補作成部は、前記運転スケジュールの候補として、前記パターン予測部が予測した前記電力負荷パターン及び前記熱負荷パターンに応じた標準候補と、前記パターン予測部が予測した前記電力負荷パターン及び前記パターン修正部が設定した前記第一の修正熱負荷パターンに応じた修正候補と、前記パターン予測部が予測した前記電力負荷パターン及び前記パターン修正部が設定した前記第二の修正熱負荷パターンに応じた第二の修正候補と、を作成し、
前記特徴量算出部は、前記排熱回収型発電設備が前記標準候補に従って運転したときの前記特徴量、前記排熱回収型発電設備が前記修正候補に従って運転したときの前記特徴量、及び、前記排熱回収型発電設備が前記第二の修正候補に従って運転したときの前記特徴量を算出することを特徴とする排熱回収型発電設備用の制御装置。 - 熱負荷が予め設定された閾値を超えたときに利用される補助熱源が設けられている場合において、前記パターン修正部は、熱負荷が前記閾値を超える前記超過時間帯から該超過時間帯以外の時間帯へ前記閾値を超えた分の熱負荷を移行した前記第二の修正熱負荷パターンを設定することを特徴とする請求項2に記載の排熱回収型発電設備用の制御装置。
- 前記特徴量算出部は、前記特徴量の算出結果に基づいて前記運転スケジュールの候補を評価する評価部であり、
前記運転スケジュールに従って前記排熱回収型発電設備を運転させるための制御信号を発信する制御信号発信部を有し、
前記評価部は、前記特徴量の算出結果に基づいて前記修正候補及び前記第二の修正候補のうちの少なくとも一方の候補が前記標準候補よりも有利であるか否かを評価し、
前記修正候補及び前記第二の修正候補のいずれもが前記標準候補よりも有利ではないと前記評価部が評価したとき、前記制御信号発信部は、前記標準候補に従って前記排熱回収型発電設備を運転させるための前記制御信号を発信することを特徴とする請求項2又は3に記載の排熱回収型発電設備用の制御装置。 - ユーザが保有する端末の表示画面に前記運転スケジュールの候補に関する情報を表示させるための表示データを生成し、該表示データを前記端末に向けて送信する表示データ提供部を有し、
前記少なくとも一方の候補が前記標準候補よりも有利であると前記評価部が評価したとき、前記表示データ提供部は、前記標準候補及び前記少なくとも一方の候補の各々に関する情報を前記表示画面に表示させるための前記表示データを生成して該表示データを前記端末に向けて送信し、
前記制御信号発信部は、前記ユーザにより前記運転スケジュールの候補中から指定された指定候補を示す指定候補データを前記端末から受信して、前記指定候補に従って前記排熱回収型発電設備を運転させるための前記制御信号を発信することを特徴とする請求項4に記載の排熱回収型発電設備用の制御装置。 - 前記排熱回収型発電設備を前記運転スケジュールに従って運転させた場合の運転コスト、熱負荷が予め設定された閾値を超えたときに利用される補助熱源の供給熱量に応じた料金、及び、商用電源からの受電量に応じた電気料金を含む光熱費を計算する光熱費計算部を更に有し、
前記少なくとも一方の候補が前記標準候補よりも有利であると前記評価部が評価したとき、前記光熱費計算部は、前記標準候補を採用したときの光熱費、及び、前記少なくとも一方の候補を採用したときの光熱費をそれぞれ算出し、
前記表示データ提供部は、前記標準候補及び前記少なくとも一方の候補の各々に関する情報として、前記光熱費計算部による光熱費の計算結果に基づく情報を表示させるための前記表示データを生成して該表示データを前記端末に向けて送信することを特徴とする請求項5に記載の排熱回収型発電設備用の制御装置。 - 前記パターン予測部は、過去における電力負荷の時間変化を示す実績電力負荷パターンと過去における熱負荷の時間変化を示す実績熱負荷パターンとが記憶されている記憶領域から、前記実績電力負荷パターン及び前記実績熱負荷パターンの双方を読み出し、該双方に基づいて前記予測対象期間における前記電力負荷パターン及び前記熱負荷パターンを予測することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の排熱回収型発電設備用の制御装置。
- 前記パターン修正部は、前記パターン予測部が予測した前記熱負荷パターンが示す前記予測対象期間における熱負荷の時間変化に対して前記予測対象期間中の所定の時間帯に熱負荷を新たに追加し、かつ、前記予測対象期間中、熱負荷が所定量を超える超過時間帯から該超過時間帯以外の時間帯へ前記所定量を超えた分の熱負荷を移行した前記修正熱負荷パターンを設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の排熱回収型発電設備用の制御装置。
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