JP6315563B2 - Equipment operation system and equipment operation method - Google Patents
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Description
本発明は、設備機器を運転する設備機器運転システムおよび設備機器運転方法に関する。 The present invention relates to an equipment operation system and an equipment operation method for operating equipment.
従来より、熱および電力を供給する複数の設備機器を管理する需要者は、電力会社などの電力事業者から商用電力を購入している。
この電力事業者は、特定の時間帯の消費電力を抑えるため、インセンティブ型のデマンドレスポンスを導入する場合がある。
Conventionally, a consumer who manages a plurality of equipment that supplies heat and power purchases commercial power from an electric power company such as an electric power company.
This electric power provider may introduce an incentive type demand response in order to suppress power consumption in a specific time zone.
インセンティブ型のデマンドレスポンスとは、事業者は需要者に対して、所定の消費電力をベースラインとして割り当てておく。そして、需要者の消費電力がベースラインを下回った場合には、事業者から需要者に対して単位消費電力毎にインセンティブとして金銭が支払われる。これにより、需要者の電力消費を抑える。
なお、需要者の消費電力がベースラインを上回った場合には、インセンティブは一切支払われない。
With the incentive type demand response, a business operator allocates predetermined power consumption as a baseline to a consumer. When the consumer's power consumption falls below the baseline, money is paid as an incentive for each unit power consumption from the operator to the consumer. Thereby, a consumer's power consumption is suppressed.
Note that no incentive is paid if the consumer's power consumption exceeds the baseline.
そこで、需要者は、光熱費の低減を目的として、予め、一日の各時間帯について、稼働させる設備機器を選定し、さらに、この選定した設備機器の性能を運転計画として決定し、この運転計画に従って設備機器を運転する（特許文献１参照）。
ここで、熱や電力を供給する設備機器としては、電力により稼働する電気式の設備機器と、ガスの燃焼により駆動するガス式の設備機器などがある。
Therefore, for the purpose of reducing utility costs, the consumer selects the equipment to be operated in advance for each time zone of the day, and further determines the performance of the selected equipment as an operation plan. The equipment is operated according to the plan (see Patent Document 1).
Here, as the equipment for supplying heat and electric power, there are an electric equipment that is operated by electric power and a gas equipment that is driven by gas combustion.
このとき、需要者は、光熱費の低減を目的として運転計画を行い、その結果、可能な限り電気式の設備機器を稼働させず、ガス式の設備機器を稼働させる運転計画を作成し、この運転計画に従って設備機器を運転する。これをデマンドレスポンスと呼ぶ。この運転計画を作成する際は、定格ＣＯＰといった所定条件下における標準的な数値を設備機器の性能値として用いている。 At this time, the consumer makes an operation plan for the purpose of reducing utility costs, and as a result, creates an operation plan for operating gas type equipment without operating electric equipment as much as possible. Operate the equipment according to the operation plan. This is called demand response. When creating this operation plan, standard numerical values under a predetermined condition such as rated COP are used as performance values of the equipment.
しかしながら、設備機器の実際の機器性能は、気温や天候によって変動するものであり、運転計画の作成に用いた標準的な出力値とは異なる場合がある。その結果、ベースラインを超える電力を消費してしまい、インセンティブを受け取れない場合があった。したがって、光熱費がかなり高くなる場合があった。
また、最適化手法として限界コスト法を用いて運転計画を作成した場合には、ベースラインの高さが考慮されていないので、ベースラインを超える電力を消費してしまい、インセンティブを受け取れない場合があった。したがって、光熱費がかなり高くなる場合があった。
However, the actual equipment performance of the equipment varies depending on the temperature and weather, and may differ from the standard output value used to create the operation plan. As a result, power exceeding the baseline was consumed, and incentives could not be received. Therefore, the utility cost may be considerably high.
In addition, when an operation plan is created using the marginal cost method as an optimization method, the height of the baseline is not taken into account, so power that exceeds the baseline may be consumed and incentives may not be received. there were. Therefore, the utility cost may be considerably high.
本発明は、光熱費を極力低減できる設備機器の運転システムおよび運転方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the operating system and operating method of the equipment which can reduce an energy bill as much as possible.
本発明者は、需要者が電力事業者からベースラインを割り当てられた場合に、必ずしもデマンドレスポンスを実施する必要はなく、デマンドレスポンスを実施しないことで電気代が上昇しても、この電気代の上昇分以上にガス代を抑制できれば、結果的に光熱費を削減できることに着目し、本発明をするに至った。 The present inventor does not necessarily need to implement demand response when a consumer is assigned a baseline from an electric power company, and even if the electricity bill rises by not performing demand response, Focusing on the fact that if the gas cost can be suppressed more than the increase, the utility cost can be reduced as a result, and the present invention has been achieved.
請求項１に記載の設備機器運転システムは、所定の時間帯について、電気式設備機器およびガス式設備機器（例えば、後述の設備機器Ｍ）を運転する設備機器運転システム（例えば、後述の設備機器運転システム１）であって、過去の実績データを用いて、所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を予測して予測負荷とする負荷演算部（例えば、後述の負荷演算部２０）と、過去の実績データを用いて、所定の時間帯における前記設備機器の性能（例えば、ＣＯＰ）を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における前記設備機器の性能を予測して予測機器性能とする機器性能演算部（例えば、後述の機器性能演算部２１）と、前記予測負荷および前記予測機器性能およびインセンティブに基づいて、所定の時間帯において稼働させる設備機器（例えば、後述のガス式設備機器）および当該設備機器の出力をデマンドレスポンス運転計画として作成するとともに、当該デマンドレスポンス運転計画で稼働させる設備機器の少なくとも一部を他の設備機器（例えば、後述の電気式設備機器）に置き換えたものを非デマンドレスポンス運転計画として作成する運転計画演算部（例えば、後述の運転計画演算部２２）と、当該デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定するとともに、前記非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定して、当該２つの運転計画のうち総コストの低い方を選択するデマンドレスポンス実施可否判定部（例えば、後述のデマンドレスポンス実施可否判定部２３）と、を備えることを特徴とする。
The equipment operation system according to claim 1 is an equipment operation system (for example, an equipment described below) that operates an electric equipment and a gas equipment (for example, equipment M described later) for a predetermined time zone. The operation system 1) learns the power load and heat load in a predetermined time zone using the past result data, and based on the learning result, the power load and heat in the future predetermined time zone. The performance (for example, COP) of the equipment in a predetermined time zone is learned using a load calculation unit (for example,
この発明によれば、稼働させる設備機器を決定したデマンドレスポンス運転計画と、このデマンドレスポンス運転計画で稼働させる設備機器の少なくとも一部を他の機器に置き換えた非デマンドレスポンス運転計画と、を比較し、これら２つの運転計画のうち総コストの低い方を選択した。
よって、デマンドレスポンスを実施しないことで電気代が上昇しても、この電気代の上昇分以上にガス代を抑制できる運転計画を選択できるので、光熱費を極力低減できる。
According to the present invention, the demand response operation plan in which the equipment to be operated is determined is compared with the non-demand response operation plan in which at least a part of the equipment to be operated in the demand response operation plan is replaced with other equipment. Of these two operation plans, the one with the lower total cost was selected.
Therefore, even if the electricity bill rises by not performing demand response, an operation plan that can suppress the gas bill more than the rise of the electricity bill can be selected, so that the utility cost can be reduced as much as possible.
請求項２に記載の設備機器運転システムは、前記デマンドレスポンス実施可否判定部は、デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストと、非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストと、に基づいて、限界ベースラインを作成し、当該限界ベースラインが取得したベースラインよりも低い場合には、デマンドレスポンス運転計画を選択し、取得したベースラインよりも高い場合には、非デマンドレスポンス運転計画を選択することを特徴とする。
The equipment operation system according to
この発明によれば、限界ベースラインを作成し、この限界ベースラインと取得したベースラインとを比較することで、デマンドレスポンス運転計画または非デマンドレスポンス運転計画を選択した。よって、電気事業者から受信したベースラインを用いて、簡単に運転計画を選択できる。 According to the present invention, a demand baseline operation plan or a non-demand response operation plan is selected by creating a limit baseline and comparing the limit baseline with the acquired baseline. Therefore, an operation plan can be easily selected using the baseline received from the electric power company.
請求項３に記載の設備機器運転方法は、所定の時間帯について、電気式設備機器およびガス式設備機器を運転する設備機器運転方法であって、負荷演算部が、過去の実績データを用いて、所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を予測して予測負荷とするステップ（例えば、後述のステップＳ１）と、機器性能演算部が、過去の実績データを用いて、所定の時間帯における前記設備機器の性能を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における前記設備機器の性能を予測して予測機器性能とするステップ（例えば、後述のステップＳ２）と、運転計画演算部が、前記予測負荷および前記予測機器性能およびインセンティブに基づいて、所定の時間帯において稼働させる設備機器（例えば、後述のガス式設備機器）および当該設備機器の出力をデマンドレスポンス運転計画として作成するとともに、当該デマンドレスポンス運転計画で稼働させる設備機器の少なくとも一部を他の設備機器（例えば、後述の電気式設備機器）に置き換えたものを非デマンドレスポンス運転計画として作成するステップ（例えば、後述のステップＳ３、Ｓ４、Ｓ６）と、デマンドレスポンス実施可否判定部が、当該デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定するとともに、前記非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定して、当該２つの運転計画のうち総コストの低い方を選択するステップ（例えば、後述のステップＳ５、Ｓ７〜Ｓ１１）と、を備えることを特徴とする。 The equipment operation method according to claim 3 is an equipment operation method for operating electric equipment gas equipment and gas equipment equipment for a predetermined time zone, wherein the load calculation unit uses past performance data. Learning a power load and a heat load in a predetermined time zone, and predicting a power load and a heat load in a predetermined time zone in the future based on the learning result (for example, described later) In step S1), the device performance calculation unit learns the performance of the facility device in a predetermined time zone using past performance data, and based on the learning result, the device performance in the predetermined time zone in the future A step of predicting the performance of the equipment and setting it as the predicted equipment performance (for example, step S2 described later), and an operation plan calculation unit, the predicted load and the predicted equipment performance and incentive Based on the facility equipment (for example, gas-type equipment described later) and the output of the equipment as a demand response operation plan, and the equipment to be operated in the demand response operation plan A step (for example, steps S3, S4, and S6 described later) for creating a non-demand response operation plan in which at least a part is replaced with another facility device (for example, an electric facility device described later), and whether or not demand response can be performed The determination unit calculates the total cost for the implementation of the demand response operation plan, calculates the total cost for the implementation of the non-demand response operation plan, and selects the lower one of the two operation plans. Selecting (for example, steps S5 and S7 to S11 described later); Characterized in that it comprises.
この発明によれば、請求項１と同様の効果がある。 According to the present invention, there is an effect similar to that of the first aspect.
本発明によれば、デマンドレスポンスを実施しないことで電気代が上昇しても、この電気代の上昇分以上にガス代を抑制できる運転計画を、選択肢として考慮するので、光熱費を極力低減できる。 According to the present invention, even if the electricity bill rises by not performing demand response, the operation plan that can suppress the gas bill more than the rise of the electricity bill is considered as an option, so the utility cost can be reduced as much as possible. .
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る設備機器運転システム１の運用形態を示す模式図である。
需要者Ａは、所定の地域あるいは建物を管理対象エリアＰとして管理しており、さらに、この管理対象エリアＰに設置された電気式およびガス式の設備機器Ｍを管理している。
設備機器Ｍには、熱電併給装置であるコージェネレーションシステム、ヒートポンプ、吸収式冷凍機、蓄熱槽、蓄電池、太陽熱温水器、および太陽光発電が含まれる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an operation mode of an equipment operation system 1 according to an embodiment of the present invention.
The consumer A manages a predetermined area or building as a management target area P, and further manages electric and gas-type equipment M installed in the management target area P.
The equipment M includes a cogeneration system, a heat pump, an absorption refrigerator, a heat storage tank, a storage battery, a solar water heater, and solar power generation, which are cogeneration devices.
ここで、コージェネレーションシステムは、都市ガスを燃焼して、電力を供給するとともに、燃焼時の熱を回収して供給する機器である。ヒートポンプは、電力により熱を発生させて供給する機器である。吸収式冷凍機は、ガスを燃焼させて、冷媒を冷却する機器である。蓄熱槽は、蓄熱あるいは放熱する機器である。蓄電池は、蓄電あるいは放電する機器である。太陽熱温水器は、太陽光により温水を製造する機器である。太陽光発電は、太陽光により発電する機器である。 Here, the cogeneration system is a device that burns city gas, supplies electric power, and collects and supplies heat during combustion. A heat pump is a device that generates and supplies heat with electric power. An absorption refrigerator is a device that cools a refrigerant by burning gas. The heat storage tank is a device that stores or dissipates heat. A storage battery is a device that stores or discharges electricity. Solar water heaters are devices that produce hot water from sunlight. Solar power generation is a device that generates power using sunlight.
この需要者Ａは、管理対象エリアＰの運営のため、電力会社などの電力事業者Ｂから商用電力を購入している。
電力事業者Ｂは、特定の時間帯の消費電力を抑えるため、上述のインセンティブ型のデマンドレスポンスを導入している。なお、需要者Ａへのデマンドレスポンスの依頼は、ＣＥＭＳといった地域エネルギー管理者を介して実施される場合もある。
インセンティブは、単位電力量当たりの金額であり、需要者Ａの消費電力とベースラインとの差分の大きさに応じて支払われる。ここで、ベースラインとは、需要者Ａが電力事業者Ｂから金銭（インセンティブ）を受け取るための閾値となる消費電力である。
This consumer A purchases commercial power from an electric power company B such as an electric power company in order to operate the management target area P.
The electric power company B introduces the above-mentioned incentive type demand response in order to suppress power consumption in a specific time zone. In addition, the request of the demand response to the consumer A may be implemented through a regional energy manager such as CEMS.
The incentive is an amount per unit electric energy, and is paid according to the difference between the power consumption of the consumer A and the baseline. Here, the baseline is power consumption that is a threshold for the consumer A to receive money (incentive) from the power provider B.
需要者Ａは、設備機器運転システム１を稼働させている。この設備機器運転システム１は、設備機器Ｍの運転計画を作成し、この運転計画に従って設備機器Ｍを稼働させることで、管理対象エリアＰの運営コストを最小限に抑えるものである。
需要者Ａは、電力事業者Ｂの要請によるデマンドレスポンスとして、例えば、可能な限りガス式設備機器を稼働させて、電気式設備機器を稼働させないようにする。
The consumer A operates the equipment operation system 1. This equipment operation system 1 creates an operation plan for the equipment M, and operates the equipment M according to the operation plan, thereby minimizing the operating cost of the management target area P.
As a demand response according to a request from the electric power company B, for example, the consumer A operates the gas-type equipment as much as possible so as not to operate the electric-type equipment.
図２は、設備機器運転システム１の構成を示す模式図である。
設備機器運転システム１は、有線あるいは無線の通信回線２を介して接続された、外部サーバ１０、運転計画サーバ１１、機器制御サーバ１２、および実績データ保存サーバ１３を備える。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the equipment operation system 1.
The equipment operation system 1 includes an
外部サーバ１０は、具体的には、電力事業者Ｂおよび気象予報事業者のサーバである。
電力事業者Ｂのサーバは、上述のインセンティブやベースラインを決定し、運転計画サーバ１１に送信する。
気象予報事業者のサーバは、管理対象エリアＰの高精度な気象予報を作成して、運転計画サーバ１１に送信する。
Specifically, the
The server of the electric power company B determines the incentive and the baseline described above and transmits them to the
The server of the weather forecast operator creates a highly accurate weather forecast for the management target area P and transmits it to the
運転計画サーバ１１は、取得したインセンティブ、ベースライン、および気象予報に基づいて、例えば翌日の運転計画を作成し、機器制御サーバ１２に送信する。また、運転計画サーバ１１は、運転計画を作成する際に、実績データ保存サーバ１３に蓄積された最新の過去の実績値を用いて学習し、運転計画の精度を向上させる。
The
機器制御サーバ１２は、取得した運転計画に従って、設備機器Ｍを稼働させ、この運転結果を実績値として実績データ保存サーバ１３に送信する。
実績データ保存サーバ１３は、機器制御サーバ１２から受信した実績値を蓄積する。
The
The record
図３は、運転計画サーバ１１の構成を示す模式図である。
運転計画サーバ１１は、負荷演算部２０、機器性能演算部２１、運転計画演算部２２、デマンドレスポンス実施可否判定部２３、および、記憶装置である記憶部２４を含んで構成される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
The
負荷演算部２０は、気象予報に基づいて、管理対象エリアＰにおける翌日の所定の時間帯における電力負荷および熱負荷の予測値を、予測負荷として算定する。
電力負荷には、照明負荷、動力負荷、コンセント負荷が含まれ、熱負荷には、空調負荷、給湯負荷が含まれる。
負荷演算部２０による予測負荷の具体的な算定手順は、以下の通りである。
まず、負荷演算部２０は、所定期間例えば１週間おきに、実績データ保存サーバ１３に蓄積された、電力負荷および熱負荷の過去の最新の実績値を取得し、この最新の実績値を教師として用いてニューラルネットワークにより学習する。そして、この学習により、このニューラルネットワークを構成するニューロンの重みおよび閾値を決定し、これら重みおよび閾値を新たなパラメータとして記憶部２４に記憶しておく。
Based on the weather forecast, the
The power load includes a lighting load, a power load, and an outlet load, and the heat load includes an air conditioning load and a hot water supply load.
The specific calculation procedure of the predicted load by the
First, the
予測負荷を実際に算定する際、負荷演算部２０は、この記憶部２４に記憶した最新のパラメータを読み出して、このパラメータを用いたニューラルネットワークにより、取得した翌日の気象予報に基づいて、翌日の所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を算定し、予測負荷とする。
When actually calculating the predicted load, the
機器性能演算部２１は、設備機器Ｍの翌日の所定の時間帯における性能の予測値を、予測機器性能として算定する。
機器性能演算部２１による予測機器性能の具体的な算定手順は、以下の通りである。
まず、機器性能演算部２１は、所定期間例えば1週間おきに、実績データ保存サーバ１３に蓄積された、機器性能の過去の最新の実績値を取得し、この最新の実績値を教師として用いてニューラルネットワークにより学習する。そして、この学習により、このニューラルネットワークを構成するニューロンの重みおよび閾値を決定し、これら重みおよび閾値を新たなパラメータとして記憶部２４に記憶しておく。
The equipment
The specific calculation procedure of the predicted device performance by the device
First, the device
予測機器性能を実際に算定する際、機器性能演算部２１は、この記憶部２４に記憶した最新のパラメータを読み出して、このパラメータを用いたニューラルネットワークにより、取得した翌日の気象予報に基づいて、翌日の所定の時間帯における機器性能を算定し、予測機器性能とする。
When actually calculating the predicted device performance, the device
運転計画演算部２２は、取得したインセンティブ、予測負荷、および予測機器性能を用いて、デマンドレスポンスを実施する運転計画をデマンドレスポンス運転計画として作成する。このデマンドレスポンス運転計画は、最適化手法を用いて、所定の時間帯において稼働させる設備機器Ｍ、および、この稼働させる設備機器Ｍの出力を定めるものである。
ここで、デマンドレスポンスを実施する場合に稼働させる機器は、主にガス式設備機器となる。
The operation plan calculation unit 22 creates an operation plan for executing a demand response as a demand response operation plan, using the acquired incentive, predicted load, and predicted device performance. This demand response operation plan defines the equipment M to be operated in a predetermined time zone and the output of the equipment M to be operated by using an optimization method.
Here, the devices that are operated when the demand response is performed are mainly gas-type facility devices.
また、運転計画演算部２２で用いる最適化手法とは、特定の制約条件を満たしながら、目的変数を最大化または最小化するための説明変数を求める手法である。
具体的には、設備機器の容量や同時に稼働できる設備機器の組み合わせなど、各設備機器やシステムの特性を制約条件とする。また、一日の光熱費およびＣＯ２排出量のうち少なくとも一方を目的変数とする。また、時刻毎に稼働する設備機器とその出力を、説明変数とする。
また、本発明で用いる最適化手法としては、遺伝的アルゴリズム、分枝限定法、限界コスト法などが挙げられる。
The optimization method used in the operation plan calculation unit 22 is a method for obtaining an explanatory variable for maximizing or minimizing an objective variable while satisfying a specific constraint condition.
Specifically, the characteristics of each equipment and system, such as the capacity of the equipment and the combination of equipment that can be operated simultaneously, are set as constraints. Further, at least one of the daily utility cost and the CO 2 emission amount is set as a target variable. Moreover, let the equipment which operate | moves for every time, and its output be an explanatory variable.
Examples of the optimization method used in the present invention include a genetic algorithm, a branch and bound method, and a marginal cost method.
また、運転計画演算部２２は、取得した予測負荷および予測機器性能を用いて、デマンドレスポンスを実施しない運転計画を非デマンドレスポンス運転計画として作成する。この非デマンドレスポンス運転計画は、デマンドレスポンス運転計画で稼働する機器の少なくとも一部を他の機器に置き換えたものである。このデマンドレスポンスを実施しない場合に稼働させる機器は、主に電気式設備機器となる。 Moreover, the operation plan calculating part 22 produces the operation plan which does not implement a demand response as a non-demand response operation plan using the acquired estimated load and estimated apparatus performance. This non-demand response operation plan is obtained by replacing at least a part of the devices operating in the demand response operation plan with other devices. Devices that are operated when this demand response is not performed are mainly electric facility devices.
デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定するとともに、非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定し、これら２つの運転計画のうち低コストとなる方を選択して、機器制御サーバ１２に送信する。
The demand response execution
図４は、設備機器運転システム１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、負荷演算部２０は、この記憶部２４に記憶した最新のパラメータを読み出して、このパラメータを用いたニューラルネットワークにより、取得した翌日の気象予報に基づいて、翌日の電力負荷および熱負荷を算定し、予測負荷とする。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the equipment operation system 1.
In step S1, the
ステップＳ２では、機器性能演算部２１は、この記憶部２４に記憶した最新のパラメータを読み出して、このパラメータを用いたニューラルネットワークにより、取得した翌日の気象予報に基づいて、翌日の機器性能を算定し、予測機器性能とする。
In step S2, the device
ステップＳ３では、運転計画演算部２２は、インセンティブおよび予測機器性能を用いて、限界コストを算定する。限界コストとは、デマンドレスポンスを実施すると仮定して、設備機器Ｍを稼働させた場合に必要な単位出力当たりのコスト、つまり需要者Ａから電力事業者あるいはガス事業者に支払う金額である。
例えば、設備機器ｎについての限界コストは、以下の式（１）で算定される。
In step S3, the operation plan calculation unit 22 calculates the marginal cost using the incentive and the predicted equipment performance. The marginal cost is a cost per unit output required when the equipment M is operated assuming that a demand response is performed, that is, an amount paid from the customer A to the power company or the gas company.
For example, the marginal cost for the equipment n is calculated by the following equation (1).
各設備機器の限界コストは、具体的な以下の式で表される。
例えば、電気式設備機器であるヒートポンプの限界コストは、以下の式（２）で算定される。
The marginal cost of each equipment is expressed by the following specific formula.
For example, the marginal cost of a heat pump that is an electrical equipment device is calculated by the following formula (2).
また、ガス式設備機器である吸収式冷凍機の限界コストは、以下の式（３）で算定される。 Moreover, the marginal cost of the absorption refrigerator which is a gas type equipment is calculated by the following formula (3).
また、コージェネレーションシステムの限界コストは、以下の式（４）で算定される。 The marginal cost of the cogeneration system is calculated by the following formula (4).
ステップＳ４では、運転計画演算部２２は、算定した限界コスト、予測機器性能、および予測負荷に基づいて、所定の時間帯における設備機器Ｍを稼働する順番および各設備機器Ｍの出力を求めて、デマンドレスポンス運転計画とする。
ここでは、可能な限りガス式設備機器を稼働させて、電気式設備機器を稼働させないこととする。
また、このデマンドレスポンス運転計画では、限界コストの低い設備機器、つまり、単位出力を得るのに必要なコストが低い設備機器から優先的に稼働して、各時間帯で予測される負荷を賄うようにする。
In step S4, the operation plan calculation unit 22 obtains the order of operating the equipment devices M in a predetermined time zone and the output of each equipment device M based on the calculated marginal cost, predicted equipment performance, and predicted load, Demand response operation plan.
Here, the gas type equipment is operated as much as possible, and the electric type equipment is not operated.
In this demand response operation plan, the equipment that has a low marginal cost, that is, the equipment that has a low cost required to obtain unit output, is preferentially operated to cover the expected load in each time zone. To.
ステップＳ５では、デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、デマンドレスポンスを実施した場合の総コストを算定する。すなわち、運転計画演算部２２にて作成した、デマンドレスポンスを実施するデマンドレスポンス運転計画に従って設備機器Ｍを稼働した場合の総コストを算定する。
In step S5, the demand response execution
具体的には、デマンドレスポンスを実施した場合に、設備機器以外に用いられる商用電力の消費（つまり、削減できない電力消費）によるコスト、商用電力以外の電力消費によるコスト、ガス式設備機器の稼働にかかるコスト、および電気式設備機器の稼働にかかるコスト、の総和を、以下の式（５）により求める。
ここで、商用電力とは、電力事業者から購入することで得られる電力であり、商用電力以外の電力とは、太陽光発電など、電力事業者から購入しないで得られる電力である。
また、インセンティブ考慮前の限界コストとは、限界コストを求める式（１）、（２）、（４）において、インセンティブ額をゼロとしたものである。
Specifically, when demand response is implemented, the cost due to the consumption of commercial power used for equipment other than equipment (that is, the power consumption that cannot be reduced), the cost of power consumption other than commercial power, and the operation of gas-type equipment The sum total of this cost and the cost concerning the operation of the electrical equipment is obtained by the following formula (5).
Here, commercial power is power obtained by purchasing from a power company, and power other than commercial power is power obtained without purchasing from a power company, such as solar power generation.
Further, the marginal cost before considering the incentive means that the incentive amount is zero in the equations (1), (2), and (4) for obtaining the marginal cost.
ステップＳ６では、運転計画演算部２２は、デマンドレスポンス運転計画として稼働させる機器の少なくとも一部を他の機器に置き換えて、非デマンドレスポンス運転計画とする。ここでは、可能な限り電気式設備機器を稼働させて、ガス式設備機器を稼働させないようにする。 In step S <b> 6, the operation plan calculation unit 22 replaces at least a part of the devices to be operated as the demand response operation plan with other devices and sets it as a non-demand response operation plan. Here, the electric equipment is operated as much as possible, and the gas equipment is not operated.
ステップＳ７では、デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、所定の時間帯における、非デマンドレスポンスを実施した場合の総コストを算定する。すなわち、運転計画演算部２２にて作成した、デマンドレスポンスを実施しない非デマンドレスポンス運転計画に従って設備機器Ｍを稼働した場合の総コストを算定する。
In step S7, the demand response execution
具体的には、デマンドレスポンスを実施しない場合に、所定の時間帯における、商用電力の消費（つまり、削減できない電力消費）によるコスト、商用電力以外の電力消費によるコスト、ガス式設備機器の稼働にかかるコスト、および電気式設備機器の稼働にかかるコスト、の総和を以下の式（６）により求める。
ここで、インセンティブ考慮前の限界コストとは、限界コストを求める式（１）、（２）、（４）において、インセンティブ額をゼロとしたものである。
Here, the marginal cost before considering the incentive means that the incentive amount is zero in the equations (1), (2), and (4) for obtaining the marginal cost.
ステップＳ８では、デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、所定の時間帯における限界ベースラインを算定する。
限界ベースラインとは、所定の時間帯における、デマンドレスポンスを行うか否かの閾値となる電力消費量である。
この限界ベースラインは、以下の式（７）により算定される。
In step S <b> 8, the demand response
The limit baseline is a power consumption amount serving as a threshold value for determining whether or not to perform a demand response in a predetermined time zone.
This limit baseline is calculated by the following equation (7).
ステップＳ９では、デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、限界ベースラインがベースラインよりも低いか否かを判定する。この判定がＹｅｓである場合には、ステップＳ１０に移動し、この判定がＮｏである場合には、ステップＳ１１に移動する。
In step S9, the demand response execution
ステップＳ１０では、デマンドレスポンスの実施により光熱費が削減できるので、デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、機器制御サーバ１２にデマンドレスポンス運転計画を送信し、機器制御サーバ１２は、このデマンドレスポンス運転計画に従って設備機器Ｍを稼働する。
一方、ステップＳ１１では、デマンドレスポンスの実施により光熱費が削減できないので、デマンドレスポンス実施可否判定部２３は、機器制御サーバ１２に非デマンドレスポンス運転計画を送信し、機器制御サーバ１２は、この非デマンドレスポンス運転計画に従って設備機器Ｍを稼働する。
In step S10, since the utility cost can be reduced by executing the demand response, the demand response execution
On the other hand, in step S11, since the utility cost cannot be reduced by executing the demand response, the demand response execution
次に、本発明の具体例について説明する。
図５は、本発明の設備機器運転システムの具体例である。
電力量の予測負荷は、図５（ａ）に示すように推移し、熱量の予測負荷は、図５（ｂ）に示すように推移する。そして、図５（ａ）に示すように、電力事業者により、午後の所定の時間帯にデマンドレスポンスおよびベースラインが設定されている。
本発明の設備機器運転システムは、予測機器性能として、電気式設備機器およびガス式設備機器のＣＯＰが標準値であると算定しており、さらに、限界ベースラインがベースラインよりも高いと判定したので、非デマンドレスポンス運転計画を選択し、デマンドレスポンスを実施しなかった。
これにより、図５（ｃ）に示すように、商用電力の電気代が上昇したが、この電気代の上昇分以上にガス代を抑制して、光熱費を低減できていることが判る。
Next, specific examples of the present invention will be described.
FIG. 5 is a specific example of the equipment operation system of the present invention.
The predicted load of electric energy changes as shown in FIG. 5A, and the predicted load of heat changes as shown in FIG. 5B. And as shown to Fig.5 (a), the demand response and the baseline are set by the electric power provider in the predetermined time zone of the afternoon.
The equipment operation system according to the present invention calculates the COP of the electric equipment and the gas equipment as a standard value as the predicted equipment performance, and further determines that the limit baseline is higher than the baseline. So, the non-demand response operation plan was selected and the demand response was not implemented.
Thereby, as shown in FIG.5 (c), although the electricity bill of commercial electric power rose, it turns out that the gas bill is suppressed more than the raise of this electricity bill, and the utility bill can be reduced.
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）稼働させる設備機器Ｍを決定したデマンドレスポンス運転計画と、このデマンドレスポンス運転計画で稼働させる設備機器Ｍの少なくとも一部を他の機器に置き換えた非デマンドレスポンス運転計画と、を比較し、これら２つの運転計画のうち総コストの低い方を選択した。
よって、デマンドレスポンスを実施しないことで電気代が上昇しても、この電気代の上昇分以上にガス代を抑制できる運転計画を選択できるので、光熱費を極力低減できる。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Compare the demand response operation plan in which the equipment device M to be operated is determined with the non-demand response operation plan in which at least a part of the equipment device M to be operated in this demand response operation plan is replaced with another device, Of these two operation plans, the one with the lower total cost was selected.
Therefore, even if the electricity bill rises by not performing demand response, an operation plan that can suppress the gas bill more than the rise of the electricity bill can be selected, so that the utility cost can be reduced as much as possible.
（２）限界ベースラインを作成し、この限界ベースラインと取得したベースラインとを比較することで、デマンドレスポンス運転計画または非デマンドレスポンス運転計画を選択した。よって、電気事業者から受信したベースラインを用いて、簡単に運転計画を選択できる。 (2) A demand response operation plan or a non-demand response operation plan was selected by creating a limit baseline and comparing this limit baseline with the acquired baseline. Therefore, an operation plan can be easily selected using the baseline received from the electric power company.
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
Ａ…需要者
Ｂ…電力事業者
Ｍ…設備機器
Ｐ…管理対象エリア
１…設備機器運転システム
２…通信回線
１０…外部サーバ
１１…運転計画サーバ
１２…機器制御サーバ
１３…実績データ保存サーバ
２０…負荷演算部
２１…機器性能演算部
２２…運転計画演算部
２３…デマンドレスポンス実施可否判定部
２４…記憶部
A ... Consumer B ... Electric power supplier M ... Equipment P ... Management target area 1 ...
Claims (2)
過去の実績データを用いて、所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を予測して予測負荷とする負荷演算部と、
過去の実績データを用いて、所定の時間帯における前記設備機器の性能を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における前記設備機器の性能を予測して予測機器性能とする機器性能演算部と、
前記予測負荷および前記予測機器性能およびインセンティブに基づいて、所定の時間帯において稼働させる設備機器および当該設備機器の出力をデマンドレスポンス運転計画として作成するとともに、当該デマンドレスポンス運転計画で稼働させる設備機器の少なくとも一部を他の設備機器に置き換えたものを非デマンドレスポンス運転計画として作成する運転計画演算部と、
当該デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定するとともに、前記非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定して、当該２つの運転計画のうちの一方を選択するデマンドレスポンス実施可否判定部と、を備え、
当該デマンドレスポンス実施可否判定部は、前記デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストと、前記非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストと、に基づいて、限界ベースラインを作成し、
当該限界ベースラインが取得したベースラインよりも低い場合には、前記デマンドレスポンス運転計画を選択し、取得したベースラインよりも高い場合には、前記非デマンドレスポンス運転計画を選択することを特徴とする設備機器運転システム。 An equipment operation system for operating electric equipment equipment and gas equipment equipment for a predetermined time zone,
The past load data is used to learn the power load and heat load in a predetermined time zone, and based on the learning result, the power load and heat load in the future predetermined time zone are predicted to predict the load A load calculation unit,
Using past performance data, learn the performance of the equipment in a predetermined time zone, and predict the performance of the equipment in a predetermined time zone in the future based on the learning result. An equipment performance calculator, and
Based on the predicted load and the predicted equipment performance and incentive, the facility equipment to be operated in a predetermined time zone and the output of the equipment are created as a demand response operation plan, and the equipment to be operated in the demand response operation plan An operation plan calculation unit that creates a non-demand response operation plan in which at least a part is replaced with other equipment, and
Thereby calculating the total cost of implementation of the demand response operation plan, said calculated the total cost of the implementation of the non-demand response operation plan, demand response exemplary determination for selecting one of the two operation plan And comprising
The demand response implementation feasibility determination unit creates a limit baseline based on the total cost for implementing the demand response operation plan and the total cost for implementing the non-demand response operation plan,
The demand response operation plan is selected when the limit baseline is lower than the acquired baseline, and the non-demand response operation plan is selected when the limit baseline is higher than the acquired baseline. Equipment operation system.
負荷演算部が、過去の実績データを用いて、所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における電力負荷および熱負荷を予測して予測負荷とするステップと、
機器性能演算部が、過去の実績データを用いて、所定の時間帯における前記設備機器の性能を学習しておき、この学習結果に基づいて、未来の所定の時間帯における前記設備機器の性能を予測して予測機器性能とするステップと、
運転計画演算部が、前記予測負荷および前記予測機器性能およびインセンティブに基づいて、所定の時間帯において稼働させる設備機器および当該設備機器の出力をデマンドレスポンス運転計画として作成するとともに、当該デマンドレスポンス運転計画で稼働させる設備機器の少なくとも一部を他の設備機器に置き換えたものを非デマンドレスポンス運転計画として作成するステップと、
デマンドレスポンス実施可否判定部が、当該デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定するとともに、前記非デマンドレスポンス運転計画の実施にかかる総コストを算定して、当該２つの運転計画の総コストに基づいて、限界ベースラインを作成し、当該限界ベースラインが取得したベースラインよりも低い場合には、前記デマンドレスポンス運転計画を選択し、取得したベースラインよりも高い場合には、前記非デマンドレスポンス運転計画を選択するステップと、を備えることを特徴とする設備機器運転方法。 An equipment operation method for operating electrical equipment equipment and gas equipment equipment for a predetermined time zone,
The load calculation unit learns the power load and heat load in a predetermined time zone using the past result data, and predicts the power load and heat load in the future predetermined time zone based on the learning result. And the predicted load,
The device performance calculation unit learns the performance of the facility device in a predetermined time zone using the past result data, and based on the learning result, the performance of the facility device in the future predetermined time zone is determined. Predicting and predicting equipment performance, and
The operation plan calculation unit creates, as a demand response operation plan, an equipment device to be operated in a predetermined time zone and an output of the equipment device based on the predicted load and the predicted equipment performance and incentive, and the demand response operation plan Creating a non-demand response operation plan in which at least a part of the equipment to be operated in is replaced with other equipment,
Demand response exemplary determination unit, as to calculate the total cost of implementation of the demand response operation plan, and calculate the total cost of the implementation of the non-demand response operation plan, the total cost of the two operation plan Based on the above, a limit baseline is created, and if the limit baseline is lower than the acquired baseline, the demand response operation plan is selected. If the limit baseline is higher than the acquired baseline, the non-demand response is selected. And a step of selecting an operation plan .
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