JP6469628B2 - 台数制御装置、台数制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、台数制御装置、台数制御方法、及びプログラムに関し、特に、電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する技術に関する。

エネルギーセンターから各工場へ電力を供給するコージェネレーションシステム（以下「ＣＧＳ」とも表記）は、電力負荷に応じて運転台数制御がなされる。通常の運転台数制御では、電力負荷が所定の設定値（起動設定値）を超えると待機号機が起動し、所定の設定値（停止設定値）を下回ると稼働号機から一台を停止する。

このとき起動設定値と停止設定値が近いと、電力負荷の微小な変動により起動と停止が頻発するため、一般的に２つの設定値に幅を設けて起動と停止が頻発することを回避する。この幅は「ヒステリシス」と呼ばれる（特許文献１などを参照）。

図１２は、ヒステリシスに基づく運転台数制御の概要を説明する図である。図１２の例では、起動設定値ｈ_ｎと停止設定値ｌ_ｎによって規定されるヒステリシスに基づいて、ＣＧＳの運転台数をＮ台からＮ＋１台に増加させる、或いはＮ＋１台からＮ台に減少させる台数制御を行う例である。図１２に示すように、最初Ｎ台のＣＧＳが運転している。その後、図に示すように電力負荷が次第に上昇し、ヒステリシスの起動設定値ｈ_ｎを超えると、待機中のＣＧＳを１台起動させ、運転台数がＮ＋１台となるように制御する。その後、電力負荷が次第に減少し、ヒステリシスの停止設定値ｌ_ｎを下回ると、稼働中のＣＧＳを１台停止させ、運転台数がＮ台となるように制御する。ここで電力負荷がヒステリシス内で推移する場合には運転台数の増減を行わない。このように運転台数を変化させない領域をヒステリシスとして設けることで、電力負荷の微小な変動により起動と停止が頻発することが回避される。

特開２０１０−２１３４５４号公報

ところで、一般的に、ＣＧＳは負荷率が高いほど高効率で運転することができる。図１３は、負荷率と発電効率の関係を示す図である。図１３に示すように、ＣＧＳの負荷率の上昇と相関してＣＧＳの発電効率も上昇することが分かる。

しかしながら、複数台のＣＧＳを運転中に、電力負荷が減少し、起動設定値と停止設定値の間（ヒステリシス内）で電力負荷が推移し続けると、ＣＧＳが負荷率の低い状態で運転を続けることになり発電効率が悪化する。図１４は発電効率が悪化する例を示した図である。図１４の例は、起動設定値ｈ_２と停止設定値ｌ_２で規定されるヒステリシスに基づいて、ＣＧＳの運転台数を２台または３台に制御する例である。特に図１４においては、電力負荷が上昇してＣＧＳの運転台数が当初２台から３台に増えたのち、電力負荷が減少し、図の時間帯Ｔにおいてヒステリシス内で電力負荷が推移し続けている。すなわち、時間帯Ｔにおいては３台のＣＧＳが負荷率の低い状態で運転を続けていることになり、ＣＧＳの発電効率が悪化する。

この問題に対して、本発明者は、電力負荷が減少傾向となる場合には、ヒステリシスの幅を狭くして余剰に稼働しているＣＧＳを早期に停止させることで、発電効率の改善効果が得られることに着目した。図１５は、発電効率が改善される例を示した図である。図１５に示すように、電力負荷が減少傾向に転じる場合、図１４のヒステリシスの停止設定値ｌ_２を停止設定値ｌ_２’まで上げてヒステリシスの幅を狭くする。これにより、稼働中のＣＧＳを早期に停止させることができる。例えば、図１４では３台のＣＧＳが運転していた時間帯Ｔにおいて、図１５では２台のＣＧＳで運転させることができる。このとき、時間帯ＴにおけるＣＧＳ１台あたりの負荷率は図１４の場合と比較して大きくなるため、図１４のような発電効率の悪化は生じない。

本発明は、前述した観点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、電力負荷傾向の予測に基づいて、余剰に稼働している供給装置を早期に停止させることで、発電効率および省エネ性の高い運転を実現する、台数制御装置、台数制御方法、及びプログラムを提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、１以上の供給先に電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する台数制御装置であって、所定の起動条件に基づいて運転台数を増加させ、所定の停止条件に基づいて運転台数を減少させる台数制御部と、前記供給先のこれから先の電力負荷の傾向を予測する予測部と、電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように前記停止条件を変更する条件変更部と、を備え、前記台数制御部は、電力負荷値が所定の起動設定値を超えると運転台数を増加させ、電力負荷値が起動設定値より小さい値に設定された所定の停止設定値を下回ると運転台数を減少させ、前記条件変更部は、前記起動設定値は固定のまま前記停止設定値を上げることを特徴とする台数制御装置である。第１の発明によれば、これから先、供給先の電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように停止条件が変更されるので、余剰に稼働している供給装置を早期に停止させることができる。これにより、発電効率および省エネ性の高い供給装置の運転が実現される。特に、停止設定値を上げてヒステリシスの幅を狭くするので、余剰に稼働している供給装置を早期に停止させることができ、残りの供給装置を高効率で運転させることが可能となる。

また第１の発明において、前記予測部は、所定の時間帯における電力負荷の傾向を予測し、前記条件変更部は、前記所定の時間帯において電力負荷が増えないと予測された場合、前記所定の時間帯において前記停止条件を変更するように構成してもよい。これにより、時間帯ごとに電力負荷の傾向を予測しながら本発明の台数制御を実行することができる。

また第１の発明において、前記供給先の過去の電力負荷データに基づいて作成された電力負荷パターンを記憶する記憶部、を備え、前記予測部は、前記電力負荷パターンに基づいて、電力負荷の傾向を予測するように構成してもよい。これにより、工場等の供給先の過去の負荷実績に基づいて電力負荷の傾向を予測することができる。

また第１の発明において、前記供給先の実負荷を取得する実負荷取得部と、を備え、前記条件変更部は、前記停止条件が変更されている状態において、前記実負荷が増加傾向となる場合、前記停止条件の変更を解除する、または、前記停止条件が変更されていない状態において、前記実負荷が減少傾向となる場合、前記停止条件を変更するように構成してもよい。これにより、実負荷の傾向を考慮した柔軟な台数制御を行うことができる。

第２の発明は、１以上の供給先に電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する台数制御装置の台数制御方法であって、所定の起動条件に基づいて運転台数を増加させ、所定の停止条件に基づいて運転台数を減少させる台数制御ステップと、前記供給先のこれから先の電力負荷の傾向を予測する予測ステップと、電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように前記停止条件を変更する条件変更ステップと、を含み、前記台数制御ステップは、電力負荷値が所定の起動設定値を超えると運転台数を増加させ、電力負荷値が起動設定値より小さい値に設定された所定の停止設定値を下回ると運転台数を減少させ、前記条件変更ステップは、前記起動設定値は固定のまま前記停止設定値を上げることを特徴とする台数制御方法である。第２の発明によれば、これから先、供給先の電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように停止条件が変更されるので、余剰に稼働している供給装置を早期に停止させることができる。これにより、発電効率および省エネ性の高い供給装置の運転が実現される。特に、停止設定値を上げてヒステリシスの幅を狭くするので、余剰に稼働している供給装置を早期に停止させることができ、残りの供給装置を高効率で運転させることが可能となる。

第３の発明は、１以上の供給先に電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する台数制御装置のプログラムであって、前記台数制御装置を、所定の起動条件に基づいて運転台数を増加させ、所定の停止条件に基づいて運転台数を減少させる台数制御部と、前記供給先のこれから先の電力負荷の傾向を予測する予測部と、電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように前記停止条件を変更する条件変更部と、して機能させ、前記台数制御部は、電力負荷値が所定の起動設定値を超えると運転台数を増加させ、電力負荷値が起動設定値より小さい値に設定された所定の停止設定値を下回ると運転台数を減少させ、前記条件変更部は、前記起動設定値は固定のまま前記停止設定値を上げることを特徴とするプログラムである。第３の発明のプログラムをインストールすることによって、第１の発明の台数制御装置を実現し、第２の発明の台数制御方法を実行することができる。

本発明によれば、電力負荷傾向の予測に基づいて、余剰に稼働している供給装置を早期に停止させることで、発電効率および省エネ性の高い運転を実現する。

エネルギー供給システム１の概要を示す図 情報端末１０、台数制御装置３０のハードウェア構成の例を示す図 （ａ）通常時起動停止条件１００Ａを示す図、（ｂ）省エネ時起動停止条件１００Ｂを示す図 電力負荷パターン３００を作成する処理の流れを示すフローチャート 電力負荷パターン３００を作成する処理を模式的に表す図 次の日の運転計画テーブル４００を作成する処理の流れを示すフローチャート （ａ）自動作成された運転計画テーブル４００Ａの例を示す図（ｂ）オペレータ変更後の運転計画テーブル４００Ｂの例を示す図 台数制御装置の処理の一例を示すフローチャート 台数制御装置の処理の別例を示すフローチャート 「最適制御」と「通常制御」による運転台数の比較図 「最適制御」と「通常制御」による発電効率の比較図 ヒステリシスに基づく運転台数制御の概略を説明する図 負荷率と発電効率の関係を示す図 発電効率が悪化する例を示す図 発電効率が改善される例を示す図

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるエネルギー供給システム１の概要を示す図である。エネルギー供給システム１は、エネルギーセンター２と、エネルギーセンター２から電力および熱の供給を受ける工場３（３−１、３−２、…、３−Ｍ）と、からなる。

エネルギーセンター２は、電力および熱を発生させ工場３へ供給するコージェネレーションシステム４０（以下「ＣＧＳ４０」とも表記）と、各工場３の過去の電力負荷データに基づいて電力負荷パターン３００（図５参照）を作成し、電力負荷パターン３００に基づいて次の日のＣＧＳ４０の運転計画テーブル４００（図７参照）を作成する情報端末１０と、運転計画テーブル４００（或いは電力負荷パターン３００）に基づいて電力負荷の変動傾向を予測しながらＣＧＳ４０の運転台数を制御する台数制御装置３０と、各工場３から送信される電力負荷データやエネルギーセンター２内部のデータの授受を媒介するプロセスコントローラ２０と、を備える。

ＣＧＳ４０は、一次エネルギーを電力および熱に変換して供給する供給装置である。ＣＧＳ４０は、例えば、一次エネルギーとしてガスを用いて電力を供給するガスエンジンと、排熱を回収して蒸気（熱）を供給する排熱回収ボイラーなどにより構成される。ＣＧＳ４０は、図に示すように複数台設置され、台数制御装置３０によって運転台数が制御される。

各ＣＧＳ４０の電力の出力側は、電力系統（不図示）に接続されている。また各ＣＧＳ４０の熱の出力側は、熱系統（不図示）に接続されている。これにより、各ＣＧＳ４０は、電力および熱を各工場３に供給する。

各工場３（３−１、３−２、…、３−Ｍ）は、電力系統と熱系統を介して、エネルギーセンター２（ＣＧＳ４０）から電力および熱の供給を受ける。各工場３は、エネルギーセンター２から供給されるエネルギーを消費する任意の消費設備を備える。

また各工場３（３−１、３−２、…、３−Ｍ）の分電盤には、リモートＩ／Ｏ５０（５０−１、５０−２、…、５０−Ｍ）が設置され、通信ネットワーク５を介して、各工場３の電力負荷データを、エネルギーセンター２のプロセスコントローラ２０へ送信する。

プロセスコントローラ２０は、各工場３（３−１、３−２、…、３−Ｍ）の電力負荷データを、各工場３に設置されたリモートＩ／Ｏ５０から受信する。受信した電力負荷データは、プロセスコントローラ２０の記憶領域に格納するとともに、情報端末１０と台数制御装置３０に転送する。

図２はエネルギーセンター２に設置される情報端末１０と台数制御装置３０のハードウェア構成の例を示す。情報端末１０と台数制御装置３０は、図に示すように、制御部１１、記憶部１２、メディア入出力部１３、通信制御部１４、入力部１５、表示部１６、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７等が、バス１８を介して接続されて構成される。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される。ＣＰＵは、記憶部１２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、情報端末１０および台数制御装置３０が行う後述する処理（図４、図６、図８、図９）を実現する。

記憶部１２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）であり、制御部が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（Operating System）等が格納される。これらの各プログラムコードは、制御部１１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて実行される。

記憶部１２には、プロセスコントローラ２０から転送される各工場３の電力負荷データが格納される。このデータにより、情報端末１０および台数制御装置３０は、各工場３の電力負荷の状況を把握することが可能である。

メディア入出力部１３（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）等のメディア入出力装置を有する。通信制御部１４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワークを介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。ネットワークは、有線、無線を問わない。

入力部１５は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。入力部１５を介して、情報端末１０および台数制御装置３０に対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
表示部１６は、液晶パネル、有機ＥＬ等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。尚、入力部１５及び表示部１６は、タッチパネルディスプレイのように、一体となっていても良い。

周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１７は、周辺装置を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７を介して周辺装置とのデータの送受信を行う。バス１８は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
本実施の形態では、情報端末１０と台数制御装置３０は、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７を介して、プロセスコントローラ２０と接続される。
また台数制御装置３０は、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７を介して、各ＣＧＳ４０（４０−１、４０−２、…、４０−Ｍ）とケーブル７で接続される。台数制御装置３０は、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７を介して、各ＣＧＳ４０に起動命令、停止命令等を送ることでＣＧＳ４０の運転台数の制御を行う。

図３は、ヒステリシスの起動設定値と停止設定値を保持する起動停止条件１００の内容を示す図である。起動停止条件１００は、台数制御の制御パラメータとして予め台数制御装置３０に設定されている。図３（ａ）は、電力負荷が減少傾向でない場合（通常運転時）に台数制御装置３０により参照される起動停止条件１００（通常時起動停止条件１００Ａ）を示す。図３（ｂ）は、電力負荷が減少傾向となる場合（省エネ運転時）に台数制御装置３０により参照される起動停止条件１００（省エネ時起動停止条件１００Ｂ）を示す。省エネ時起動停止条件１００Ｂは、後述するように、ＣＧＳ４０の運転台数が減少しやすくなるように（すなわち、稼働中のＣＧＳ４０が停止しやすくなるように）通常時起動停止条件１００Ａの停止条件を変更したものである。

起動停止条件１００（１００Ａ、１００Ｂ）には、ＣＧＳ４０の運転台数を増加させるための電力負荷の閾値である起動設定値（ヒステリシスの上端値）と、ＣＧＳ４０の運転台数を減少させるための電力負荷の閾値である停止設定値（ヒステリシスの下端値）と、が設定されている。これにより、台数制御装置３０は、電力負荷の変動に応じて適切に台数制御を行う。

例えば、図３（ａ）の運転台数「１台⇔２台」の起動停止条件には、ＣＧＳ４０の運転台数を１台から２台へ増やすための起動設定値１０１Ａ「Ｈ_１（ｋＷ）」（ヒステリシスの上端値）と、ＣＧＳ４０の運転台数を２台から１台へ減らすための停止設定値１０２Ａ「Ｌ_１（ｋＷ）」（ヒステリシスの下端値）と、が設定されている。これにより、台数制御装置３０は、１台のＣＧＳ４０が運転中に電力負荷が増加し起動設定値Ｈ_１（ｋＷ）を超えると（電力負荷が起動条件「電力負荷＞起動設定値Ｈ_１」を満たすと）、ＣＧＳ４０の運転台数を１台から２台へ増やすように台数制御を行う。また、２台のＣＧＳ４０が運転中に電力負荷が減少し停止設定値Ｌ_１（ｋＷ）を下回ると（電力負荷が停止条件「電力負荷＜停止設定値Ｌ_１」を満たすと）、ＣＧＳ４０の運転台数を２台から１台へ減らすように台数制御を行う。

また、図３（ａ）の運転台数「２台⇔３台」の起動停止条件には、運転台数を２台から３台へ更に増加させるための起動設定値１０１Ａ「Ｈ_２（ｋＷ）」（ヒステリシスの上端値）と、運転台数を３台から２台へ減少させるための停止設定値１０２Ａ「Ｌ_２（ｋＷ）」（ヒステリシスの下端値）と、が設定されている。これにより、台数制御装置３０は、２台のＣＧＳ４０が運転中に電力負荷が増加し起動設定値Ｈ_２（ｋＷ）を超えると（電力負荷が起動条件「電力負荷＞起動設定値Ｈ_２」を満たすと）、ＣＧＳ４０の運転台数を２台から３台へ増やすように台数制御を行う。また、３台のＣＧＳ４０が運転中に電力負荷が減少し停止設定値Ｌ_２（ｋＷ）を下回ると（電力負荷が停止条件「電力負荷＜停止設定値Ｌ_２」を満たすと）、ＣＧＳ４０の運転台数を３台から２台へ減らすように台数制御を行う。

前述したように、省エネ時起動停止条件１００Ｂは、ＣＧＳ４０の運転台数が減少しやすくなるように通常時起動停止条件１００Ａの停止条件を変更したものである。具体的には、省エネ時起動停止条件１００Ｂにおけるヒステリシスの停止設定値を通常時起動停止条件１００Ａにおけるヒステリシスの停止設定値より所定値上昇させる（ヒステリシスの幅が狭まる）。

例えば、図３（ｂ）を参照すると、運転台数「２台⇔３台」における省エネ時起動停止条件１００Ｂの停止設定値１０２Ｂ（「Ｌ_１’」）は、通常時起動停止条件１００Ａの停止設定値１０２Ａ（「Ｌ_１」）を所定値上昇させた値であり、図３（ｂ）に示すように「Ｌ_１’＞Ｌ_１」の関係を満たす。これにより、電力負荷が減少傾向となる場合（省エネ運転時）においては、通常運転時に比べて電力負荷がヒステリシスの停止設定値を早い段階で下回るので、余剰に稼働しているＣＧＳ４０を早期に停止させることができ、残りのＣＧＳ４０を高効率で運転させることが可能となる。

次に、図４のフローチャートを参照して、情報端末１０が電力負荷パターン３００を作成する処理について説明する。電力負荷パターン３００とは、工場３の過去（例えば前年度）の負荷実績に基づいて１日の電力負荷の推移をパターン化したものである。

本実施の形態では、情報端末１０の記憶部１２に、各工場３の前年度の電力負荷データが記憶されているものとする。情報端末１０が工場３の電力負荷データを取得し記憶する手段は如何なるものでもよく、例えば、リモートＩ／Ｏ５０から定期的に送信される各工場３の電力負荷データを情報端末１０において手動または自動で集計したものでもよいし、各工場３から前年度の電力負荷データを保存した記録媒体（ＵＳＢ等）の提供を受け、記憶媒体を介して情報端末１０の記憶部１２に記憶したものでもよい。

まず、情報端末１０は、１年（３６５日）を季節（夏季／冬季／中間期）、曜日（平日／土日祝日）、特日（盆期間／年末年始、等）ごとに分類し、各工場３の前年度の電力負荷データを元に、分類毎に１日の電力負荷の推移を工場別にパターン化する（ステップＳ１）。これを工場別電力負荷パターン２００とする。そして情報端末１０は、パターン化された工場別電力負荷パターン２００を合算し、電力負荷パターン３００を作成する（ステップＳ２）。

図５は、ある分類の電力負荷パターン３００を作成する処理を模式的に表す図である。図に示すように、各工場（工場１、工場２、…、工場Ｍ）の工場別電力負荷パターン２００（２００−１、２００−２、…、２００−Ｍ）を合算し、電力負荷パターン３００を作成する。
なお、図５に示すように、本実施の形態では、電力負荷の推移を１時間単位でパターン化しているが、パターン化する時間単位は１５分、３０分、…など任意に設定可能である。

次に図６のフローチャートを参照して、情報端末１０が電力負荷パターン３００に基づいて次の日の運転計画テーブル４００を作成する処理について説明する。何れの電力負荷パターン３００を用いるかは、次の日の分類に応じて適宜決定される。例えば、次の日の分類が「夏季／平日」であれば、当該分類「夏季／平日」に紐づいた電力負荷パターン３００を用いる。

まず、情報端末１０は、運転モードを設定する時間帯ｎをｎ＝１に初期化する（ステップＳ１１）。本実施の形態では、時間帯ｎ＝１は「ＡＭ０：００〜ＡＭ１：００」、時間帯ｎ＝２は「ＡＭ１：００〜ＡＭ２：００」、…、時間帯ｎ＝２４は「ＰＭ１１：００〜ＰＭ１２：００」である。

続いて、全ての時間帯（ｎ＝１〜２４）の運転モードが設定されたか否かを判断し（ステップＳ１２）、全ての時間帯の運転モードが設定された場合には（ステップＳ１２において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１６へ移行する。

全ての時間帯の運転モードが設定されていない場合（時間帯ｎがｎ≦２４の場合）には（ステップＳ１２において「Ｎｏ」）、情報端末１０は、当該時間帯ｎの運転モードを以下のように設定する。

まず、情報端末１０は、電力負荷パターン３００に基づいて、時間帯ｎの開始時間を基準として向こう２時間電力負荷が増えないかを判断する（ステップＳ１３）。具体的には、時間帯ｎの電力負荷をＰ_ｎ、次の時間帯ｎ＋１の電力負荷をＰ_ｎ＋１とすると、Ｐ_ｎ≧Ｐ_ｎ＋１の関係を満たすかどうかを判断する。なお、本実施の形態では、判断対象とする時間帯を「向こう２時間」としているが、この時間帯は任意に変更可能である。

この結果、向こう２時間電力負荷が増えない場合（すなわちＰ_ｎ≧Ｐ_ｎ＋１の関係を満たす場合）には（ステップＳ１３において「Ｙｅｓ」）、情報端末１０は、時間帯ｎを「負荷減少時間帯」とし、運転計画テーブル４００の時間帯ｎの運転モードを「省エネモード」に設定する（ステップＳ１４）。

一方、Ｐ_ｎ≧Ｐ_ｎ＋１の関係を満たさない場合（ステップＳ１３において「Ｎｏ」）、情報端末１０は、運転計画テーブル４００の時間帯ｎの運転モードを「通常モード」に設定する（ステップＳ１５）。

続いて、情報端末１０は、運転モードを設定する時間帯ｎをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ１６）、ステップＳ１２へ戻る。ステップＳ１２〜ステップＳ１６の処理は、全ての時間帯の運転モードが設定されるまで繰り返される。

全ての時間帯の運転モードが設定されると（ステップＳ１２において「Ｙｅｓ」）、情報端末１０は、オペレータの入力操作を受付け、運転計画テーブル４００の運転モードを適宜手動で変更したうえで（ステップＳ１７）、運転計画テーブル４００を記憶部１２に保存して処理を終了する。

図７（ａ）は、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理により情報端末１０が自動作成した運転計画テーブル４００Ａ（４００）の例を示す。運転計画テーブル４００Ａ（４００）には、時間帯ごとにＣＧＳ４０の運転モード（「通常モード」または「省エネモード」）が自動設定される。

図７（ｂ）は、ステップＳ１７において、自動作成した運転計画テーブル４００Ａの運転モードをオペレータが手動で変更した運転計画テーブル４００Ｂ（４００）の例を示す。図の例では、オペレータが、時間帯「１」（ＡＭ０：００〜ＡＭ１：００）における運転モードを「通常モード」から「省エネモード」に手動で変更し、時間帯「１５」（ＰＭ３：００〜ＰＭ４：００）における運転モードを「省エネモード」から「通常モード」に手動で変更し、時間帯「２４」（ＰＭ１１：００〜ＰＭ１２：００）における運転モードを「通常モード」から「省エネモード」に手動で変更している。このように、自動作成された運転計画をオペレータは適宜修正することができる。

なお、作成された運転計画テーブル４００（４００Ａまたは４００Ｂ）は、プロセスコントローラ２０を介して台数制御装置３０に送られ、台数制御装置３０の記憶部１２に記憶される。台数制御装置３０は、以降に示すように、この運転計画テーブル４００に基づいて電力負荷の変動傾向を予測しながらＣＧＳ４０の運転台数を制御する。

次に、図８のフローチャートを参照して、台数制御装置３０が実行する処理の一例を説明する。図のフローチャートは、台数制御装置３０が、ある１日のＣＧＳ４０の台数制御を行う流れを示す。本処理の開始時における時刻はＡＭ０：００とする。

まず、台数制御装置３０は、電力負荷の変動傾向を予測するこれから先の時間帯ｎをｎ＝１（ＡＭ０：００〜ＡＭ１：００）に初期化する（ステップＳ２１）。
続いて、１日（全ての時間帯）の運転が終了したか否かを判断し（ｎ＞２４、ステップＳ２２）、１日の運転が終了した場合には（ステップＳ２２において「Ｙｅｓ」）、本処理を終了する。

１日の運転が終了していない場合（時間帯ｎがｎ≦２４の場合）には（ステップＳ２２において「Ｎｏ」）、台数制御装置３０は、これから先の時間帯ｎの電力負荷の変動傾向を予測する（ステップＳ２３）。具体的には、運転計画テーブル４００を参照し、時間帯ｎの運転モードが「省エネモード」（負荷減少時間帯）であれば、電力負荷の変動傾向を「負荷減少傾向」と予測する。一方、時間帯ｎの運転モードが「通常モード」であれば、「負荷減少傾向ではない」と予測する。

時間帯ｎが「負荷減少傾向ではない」と予測された場合には（ステップＳ２４において「Ｎｏ」）、台数制御装置３０は、通常時起動停止条件１００Ａ（図３（ａ））に基づいて台数制御を実行する（通常モード運転、ステップＳ２６）。

一方、時間帯ｎが「負荷減少傾向」と予測された場合には（ステップＳ２４において「Ｙｅｓ」）、台数制御装置３０は、ＣＧＳ４０の運転台数が減少しやすくなるように停止条件を変更した省エネ時起動停止条件１００Ｂ（図３（ｂ））に基づいて台数制御を実行する（省エネモード運転、ステップＳ２５）。これにより、ヒステリシスの停止設定値が通常運転時における停止設定値より大きな値となるので、通常運転時に比べて電力負荷がヒステリシスの停止設定値を早い段階で下回るようになり、余剰に稼働しているＣＧＳ４０を早期に停止させることができる。

ステップＳ２５またはステップＳ２６の後、台数制御装置３０は、現在時刻を取得しながら、現在時刻が運転計画テーブル４００の次の時間帯になるまで（ステップＳ２７において「Ｙｅｓ」またはステップＳ２８において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２５またはステップＳ２６の起動停止条件１００（１００Ａまたは１００Ｂ）で台数制御を実行する。そして、現在時刻が次の時間帯になると、時間帯ｎをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ２９）、ステップＳ２２へ戻る。ステップＳ２２〜Ｓ２９の処理は、１日の運転が終了するまで繰り返される。

以上のように、図８の処理によれば、台数制御装置３０は、電力負荷の変動傾向を予測し、電力負荷が減少傾向となる場合、ヒステリシスの停止設定値を上げてＣＧＳ４０の停止条件を変更する。これにより、通常運転時に比べて電力負荷がヒステリシスの停止設定値を早い段階で下回るので、余剰に稼働しているＣＧＳ４０を早期に停止させることができ、発電効率および省エネ性の高いＣＧＳ４０の運転が実現される。

なお、本実施の形態では、電力負荷パターン３００に基づいて運転計画テーブル４００を作成したが、運転計画テーブル４００の作成は必須ではない。この場合、台数制御装置３０は、電力負荷パターン３００に基づいて台数制御を実行する。具体的には図８の処理が次のように変わる。すなわち、図８のステップＳ２３において、台数制御装置３０は、電力負荷パターン３００を参照し、時間帯ｎの電力負荷Ｐ_ｎと次の時間帯ｎ＋１の電力負荷Ｐ_ｎ＋１に基づいて、向こう２時間の電力負荷の変動傾向を予測する。具体的には、Ｐ_ｎ≧Ｐ_ｎ＋１の場合には「負荷減少傾向」と予測する。一方、Ｐ_ｎ＜Ｐ_ｎ＋１の場合には「負荷減少傾向ではない」と予測する。

時間帯ｎが「負荷減少傾向ではない」と予測された場合には（ステップＳ２４において「Ｎｏ」）、台数制御装置３０は、通常時起動停止条件１００Ａ（図３（ａ））に基づいて、台数制御を実行する（ステップＳ２６）。一方、時間帯ｎが「負荷減少傾向」と予測された場合には（ステップＳ２４において「Ｙｅｓ」）、台数制御装置３０は、ＣＧＳ４０の運転台数が減少しやすくなるように停止条件を変更した省エネ時起動停止条件１００Ｂ（図３（ｂ））に基づいて台数制御を実行する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５またはステップＳ２６の後、台数制御装置３０は、現在時刻を取得しながら、現在時刻が電力負荷パターン３００の次の時間帯になるまで（ステップＳ２７において「Ｙｅｓ」またはステップＳ２８において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２５またはステップＳ２７の起動停止条件１００（１００Ａまたは１００Ｂ）で台数制御を実行する。そして、現在時刻が次の時間帯になると、時間帯ｎをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップＳ２９）、ステップＳ２２へ戻る。ステップＳ２２〜Ｓ２９の処理は、１日の運転が終了するまで繰り返される。
以上のように、台数制御装置３０は、電力負荷パターン３００を直接参照しながら台数制御を行ってもよい。

次に、図９のフローチャートを参照して、台数制御装置３０が実行する処理の別例を説明する。図９の処理は、図８のステップＳ２５およびステップＳ２６の後段に、運転計画テーブル４００（或いは電力負荷パターン３００）から予測される電力負荷の変動傾向が実負荷の変動傾向と異なる場合に運転モードを強制的に切り替える処理（ステップＳ３１およびステップＳ３２の処理）を加えたものである。

具体的には、運転計画テーブル４００（或いは電力負荷パターン３００）に基づいて「負荷減少傾向」と予測され（ステップＳ２４において「Ｙｅｓ」）、ＣＧＳ４０の運転台数が減少しやすくなるように停止条件を変更した省エネ時起動停止条件１００Ｂに基づき台数制御を実行しているにも関わらず（ステップＳ２５）、工場３の実負荷の変動傾向が増加傾向となる場合には（ステップＳ３１において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２６へ移行し、運転モードを「省エネモード」から「通常モード」に強制的に切り替える。すなわち、台数制御装置３０は、停止条件の変更を強制的に解除し、通常時起動停止条件１００Ａに基づき台数制御を継続する。

また、運転計画テーブル４００（或いは電力負荷パターン３００）に基づいて「負荷減少傾向ではない」と予測され（ステップＳ２４において「Ｎｏ」）、通常時起動停止条件１００Ａに基づき台数制御を実行しているにも関わらず（ステップＳ２６）、工場３の実負荷の変動傾向が減少傾向となる場合には（ステップＳ３２において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２５へ移行し、運転モードを「通常モード」から「省エネモード」に強制的に切り替える。すなわち、台数制御装置３０は、ＣＧＳ４０の運転台数が減少しやすくなるように停止条件を強制的に変更し、省エネ時起動停止条件１００Ｂに基づき台数制御を継続する。

なお、図９の処理中、台数制御装置３０は、工場全体の実負荷データ（各工場３の各リモートＩ／Ｏ５０から送信される各工場３の電力負荷データを合算した負荷データ）を所定時間おきに取得しており、この実負荷データを時系列解析することによって、ステップＳ３１およびステップＳ３２において実負荷の変動傾向（増加傾向、減少傾向など）を判断することができる。

以上のように、図９の処理によれば、工場３の実負荷の変動傾向を考慮した柔軟な台数制御が実現される。
なお、図９の例では、予測した電力負荷の変動傾向と工場３の実負荷の変動傾向が異なる場合に（ステップＳ３１において「Ｙｅｓ」またはステップＳ３２において「Ｙｅｓ」）、強制的に運転モードを切り替えるようにしたが、運転モードの切替えをオペレータの判断に委ねるようにしても良い。この場合、台数制御装置３０は、運転計画テーブル４００（或いは電力負荷パターン３００）に基づく予測傾向と実負荷の傾向が異なる旨だけを表示情報や音声情報で通知する。

＜実施例＞
図１０、１１は、実績運転データを元に、本発明の台数制御（以下「最適制御」と表記）と通常の台数制御（以下「通常制御」と表記）を適用した比較結果を示す。通常制御とは、通常時起動停止条件１００Ａ（図３（ａ））のみに基づいて台数制御を行うものである。

図９は、「最適制御」と「通常制御」によるＣＧＳの運転台数を時系列で比較した図である。図に示すように、「最適制御」を適用した場合、電力負荷が減少傾向となる「ＡＭ２：００〜ＡＭ４：００」頃と「ＰＭ６：００〜ＰＭ１０：００」頃においてＣＧＳの運転台数が減少するのに対し、「通常制御」を適用した場合、同時間帯における運転台数は減少しない。

また図１０は、「最適制御」と「通常制御」の発電効率を比較した図である。図に示すように、「最適制御」を適用した場合、図９において運転台数が減少した時間帯において、「通常制御」と比べて発電効率が改善されていることが分かる。具体的には、１日最大で「１．８７％」、１日平均で「０．４７％」、発電効率が改善された。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。
例えば、本実施の形態では、ＣＧＳの起動条件を「電力負荷がヒステリシスの起動設定値を超える」、ＣＧＳの停止条件を「電力負荷がヒステリシスの停止設定値を下回る」のように規定したうえで、電力負荷が減少傾向となる場合はヒステリシスの停止設定値を上げることでＣＧＳの運転台数が減少しやすくなるように停止条件を変更させた。しかしながら、ＣＧＳの起動停止条件、ならびにＣＧＳの運転台数が減少しやすくなるように停止条件を変更する手段はこの例に限定されない。

例えば、ＣＧＳの起動条件を「電力負荷がヒステリシスの起動設定値を６０秒継続して超える」、ＣＧＳの停止条件を「電力負荷がヒステリシスの停止設定値を６０秒継続して下回る」のように継続時間の条件を付加して起動停止条件を規定することもできる。この場合、例えば「電力負荷がヒステリシスの停止設定値を３０秒継続して下回る」のように継続時間の条件を緩めることでＣＧＳの運転台数が減少しやすくなるように停止条件を変更することもできる。

その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１……………エネルギー供給システム
２……………エネルギーセンター
３……………工場
５……………通信ネットワーク
１０…………情報端末
２０…………プロセスコントローラ
３０…………台数制御装置
４０…………コージェネレーションシステム
５０…………リモートＩ／Ｏ
１００………起動停止条件
１００Ａ……通常時起動停止条件
１００Ｂ……省エネ時起動停止条件
２００………工場別電力負荷パターン
３００………電力負荷パターン
４００………運転計画テーブル

Claims (6)

1. １以上の供給先に電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する台数制御装置であって、
   所定の起動条件に基づいて運転台数を増加させ、所定の停止条件に基づいて運転台数を減少させる台数制御部と、
   前記供給先のこれから先の電力負荷の傾向を予測する予測部と、
   電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように前記停止条件を変更する条件変更部と、を備え、
   前記台数制御部は、電力負荷値が所定の起動設定値を超えると運転台数を増加させ、電力負荷値が起動設定値より小さい値に設定された所定の停止設定値を下回ると運転台数を減少させ、
   前記条件変更部は、前記起動設定値は固定のまま前記停止設定値を上げることを特徴とする台数制御装置。
2. 前記予測部は、所定の時間帯における電力負荷の傾向を予測し、
   前記条件変更部は、前記所定の時間帯において電力負荷が増えないと予測された場合、前記所定の時間帯において前記停止条件を変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の台数制御装置。
3. 前記供給先の過去の電力負荷データに基づいて作成された電力負荷パターンを記憶する記憶部、を備え、
   前記予測部は、前記電力負荷パターンに基づいて、電力負荷の傾向を予測する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の台数制御装置。
4. 前記供給先の実負荷を取得する実負荷取得部と、を備え、
   前記条件変更部は、前記停止条件が変更されている状態において、前記実負荷が増加傾向となる場合、前記停止条件の変更を解除する、または、前記停止条件が変更されていない状態において、前記実負荷が減少傾向となる場合、前記停止条件を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の台数制御装置。
5. １以上の供給先に電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する台数制御装置の台数制御方法であって、
   所定の起動条件に基づいて運転台数を増加させ、所定の停止条件に基づいて運転台数を減少させる台数制御ステップと、
   前記供給先のこれから先の電力負荷の傾向を予測する予測ステップと、
   電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように前記停止条件を変更する条件変更ステップと、を含み、
   前記台数制御ステップは、電力負荷値が所定の起動設定値を超えると運転台数を増加させ、電力負荷値が起動設定値より小さい値に設定された所定の停止設定値を下回ると運転台数を減少させ、
   前記条件変更ステップは、前記起動設定値は固定のまま前記停止設定値を上げることを特徴とする台数制御方法。
6. １以上の供給先に電力を供給する複数台の供給装置の運転台数を制御する台数制御装置のプログラムであって、
   前記台数制御装置を、
   所定の起動条件に基づいて運転台数を増加させ、所定の停止条件に基づいて運転台数を減少させる台数制御部と、
   前記供給先のこれから先の電力負荷の傾向を予測する予測部と、
   電力負荷が増えないと予測された場合、運転台数が減少しやすくなるように前記停止条件を変更する条件変更部と、して機能させ、
   前記台数制御部は、電力負荷値が所定の起動設定値を超えると運転台数を増加させ、電力負荷値が起動設定値より小さい値に設定された所定の停止設定値を下回ると運転台数を減少させ、
   前記条件変更部は、前記起動設定値は固定のまま前記停止設定値を上げることを特徴とするプログラム。

Images