JPH04155135A - 熱源プラントの予測運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地域冷暖房で使用される冷温水等を発生する
ための熱源プラントの予測運転制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、熱源プラントは、複数台の熱源機器、例えば冷凍
機、ボイラなどを並列に設置し、それら熱源機器の運転
台数制御もしくは各機器の出力制御を行なうことにより
、負荷需要に対応した運転を実行するようになっていた
。

第４図は熱源プラントの制御方式を例示するものである
。同図では、４台の冷凍機１０１ａ〜１０１ｄそれぞれ
の冷水出口配管は一旦往水へ・ダ１０２に集められ、こ
こから空調負荷１０３−送出される。空調負荷１０３か
らの戻り配管は、遣水ヘッダ１０４を介して各冷凍機１
０１ａ−１０１ｄへ戻される。

このような熱プラントにおける熱源機器の制御方式とし
ては、注水、還水の流路に取り付けら才た温度センサＴ
、、Ｔ２からの温度計測値と、ｒ水流路に取り付けられ
た流量計Ｆの計算値から；ラント制御装置１０５か負荷
量を算出し、その）出した負荷量に応じて冷凍機１０１
ａ〜１０１Ｃの運転台数あるいは出力値をコントロール
するｄいつフィードバック制御方式をとっている。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のような検出した負荷量をフィードバンクさせる従
来の制御方式では、負荷が急激に増加した場合に対処で
きず、機器を追従させることかてきないこと、負荷量の
増減か繰り返された場合に機器の起動停止と電源投入を
頻繁に繰り返す二さとなり、安定名熱供給と経済的なプ
ラント運転に支障をきたすことなどの問題か生しる。

これに対し、制！ａ量の目標値を予め予測設定する予測
制御方式の研究がなされているが、制御対象となる冷（
温）水負荷が、気象条件や人的要因などによって大きく
左右されるために、実際の負Ｕ　　荷変動に即したモデ
ルの構築が困難であり、充分し　　な予測精度を得るこ
とかできないというのか実情である。

−本発明は上記のような実情に鑑みてなされたち【　　
ので、その目的とするところは、負荷の変動を高１　　
い精度で予測し得る熱源プラントの予測運転制御装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用コすなわち本発明
は、熱源機器の熱負荷信号となる気温、湿度及び日射量
を検知するセンサ群と、これらセンサ群で得られた熱負
荷信号を蓄積保管するデータベースと、上記熱源機器の
熱負荷を予測するための複数の回帰モデルのパラメータ
値を格納する回帰モデルパラメータファイルと、予測に
適用する回帰モデルのパラメータ値を上記回帰モデルパ
ラメータファイルより選定するモデル選定器と、このモ
デル選定器での選定動作の基準となる条件データを格納
するモデル選定条件データファイルとを備え、上記モデ
ル選定器で選定した回帰モデルのパラメータ値と上記デ
ータベースに保管される熱負荷信号とから予測負荷量を
計算し、この子Ｍ１負荷量から各熱源機器の制御量を算
出するようにしたもので、負荷の急激な変動にも各熱源
機器を余裕をもって追従可能とすると共に、大局的な負
荷変動の動向を把握し、短時間に生しる負荷量の増減の
繰り返しによる熱源機器の発進／停止の繰返し運転を行
なうことなく、安定した経済的な運転制御を実現できる
。

［実施例］ 以下図面を？照して本発明の一実施例を説明する。

第１図はその回路構成を示すブロック図である。

図中、破線で示すｌＯの範囲が予測側ｉ！ｌｌ装置であ
り、１ａは外気温度を検知する気温センサ、１ｂは外気
湿度を検知する湿度センサ、１ｃは日射量を検知する日
射量センサである。これら各センサｌａ〜ＩＣで得られ
た検知信号２１〜２Ｂは、気象データとして予測制御装
置ｌＯ内のデータベース２に蓄積保管される。また、気
温センサ１ａの検知信号２１のみ、モデル切替器５へも
送出される。

このモデル切替器５には、条件データを格納するモデル
選定条件データファイル３と、熱源機器の熱負荷を予測
するための複数の回帰モデルのパラメータ値を格納する
回帰モデルパラメータファイル４とのそれぞれの格納内
容２５．２６か送られてきており、モデル選定条件デー
タファイル３からの条件データ２５止気温センサ１ａか
らの外気温度信号２１とを基準として回帰モデルパラメ
ータファイル４から回帰モデルのパラメータ値を選定し
、選定したパラメータ値２８を回帰演算部６に出力する
。

上記データベース２には、センサ１ａ〜１ｃからの検知
信号２１〜２３と共に、実際に熱源プラント９の動作制
御を行なうプラント制御装置８からの実負荷量データ２
４か人力されており、この実負荷量データ２４を上記検
知信号２１〜２３と共に蓄積保管し、回帰演算部６に指
示に応じて読出す。

回帰演算部６は、回帰モデルのパラメータ値２８と上記
データベース２に保管される熱負荷信号２７とから予４
１負荷量を演算し、算出した予測負荷量データ２つを制
御量算出器７に出力する。

制御量算出器７は、この予測負荷量データ２つから熱源
プラント９の制御量を算出し、算出した制御量データ３
０を上記プラント制御装置８に送出する。プラント制御
装置８は、制御量算出器７からの制御量データ３０に従
って実際に熱源プラント９に動作信号３１を出力し、運
転を実行させると共に、その運転状況を示す信号３２を
熱源プラント９から受取り、実負荷量データ２４として
上記データベース２に送出する。

上記のような構成にあって、回帰モデルパラメータファ
イル４に格納される複数の回帰モデルのパラメータ値と
その選定基準について冷熱負荷を用いて以下に説明する
。

一般に冷熱の＝要家側では、室内温度の上限値（以下「
冷房温度」と称する）を設定しており、室温か冷房温度
を越えた時に除去すべき熱量、すなわち冷熱負荷か発生
する。この冷熱負荷量は、一般に室温の関数となるが、
プラント側で各需要家側の室温データをリアルタイムで
個別に集計することは現実問題として不可能であるため
、外気温度、外気湿度及び日射量と過去の負荷の実績値
を用い、通常ＡＲＭＡモデルと呼ばれる自己回帰移動平
均モデルによって予測を行なう。

ところか、各需要家側の設定した冷房温度はすべてか同
一温度であるとは限らない。例えばコンピュータルーム
等では、第３図（１）に示すように冷房温度は低く設定
されているが、一般事務所等では第３図（２）に示すよ
うに冷房温度は高く設定される。よって、双方の需要量
を考慮した負荷は第３図（３）に示すような特性となり
、熱源プラント９はこのような需要量の負荷を供給する
ことが必要となる。したかって、単一のＡＲＭＡモデル
での予ａ１では充分な精度を得る二とかできないことか
わかる。そこで、第３図（１）〜（３）で示すＴ、、Ｔ
Ｌなどの代表的な冷房温度によって領域分割を行ない、
それぞれの領域毎に予測モデルを持つことにより予測精
度を向上させることができる。このような予ａ＋モデル
のパターンデータを上記第１図で示した回帰モデルのパ
ラメータ値として回帰モデルパラメータファイル４に多
数格納させておく。

以下その動作手順について第２図により説明する。

第２図は一定の時間間隔をもって主として千Ｍｊ制御装
置］０内で行われる動作を示すものであり、動作当初に
は、まず気温センサｌａ、湿度センサ〕ｂ及び日射量セ
ンサ１ｃて得られた外気温度、外気湿度及び日射量の各
検知信号２１〜２３からなる気象データと、プラント制
御装置８からの実負荷量データ２４かデータベース２に
入力されると共に、気温センサ１ａて得られた外気温度
はモデル切替器５にも人力される。（ステップＳｌ）モ
デル切替器５は、モデル選定条件データファイル３に格
納されるモデル選定条件としての冷房温度データ２５と
気温センサ１ａからの外気温度の検知信号２１とを比較
し、その比較結果より適用する上記第４図で示したよう
なパターンデータのパラメータ値を回帰モデルパラメー
タファイル４から選定し、選定したパラメータ値２８を
回帰演算部６に送出する。（ステップＳ２）回帰演算部
６は、モデル切替器５からのパラメータ値２８と、デー
タベース２から読出した気象データ及び実負荷データか
らなる熱負荷信号２７とにより、次の時刻（例えば１時
間後）の予測負荷量データ２つを算出し、制御量算出器
７へ出力する。（ステップＳ３） 制御量算出器７は、この子Ｍ］負荷量データ２９から熱
源プラント９の予測制御量を算出し、算出した制御量デ
ータ３０をプラント制御装置８に送出する。（ステップ
Ｓ４） プラント制御装置８は、制御量算出器７からの制御量デ
ータ３０に従って実際に熱源プラント９に動作信号３１
を出力し、運転を実行させる。

（ステップＳ５） また、これと共に回帰モデルパラメータファイル４内に
格納されている回帰モデルの係数パラメータを更新しく
ステップＳ６）、以上でこの一連の処理を一旦終了する
。

なお、予測運転制御装置ｔＩＯからプラント制御装置８
に出力された制御量データ３０は、プラント制御装ｆ８
内で従来のフィードバック制御方式で得られる制御量信
号の出力に制限を与える方向で作用するため、熱源プラ
ント９の経済的な運転か実現できる。

［発明の効果］ 以上に述べた如く本発明によれば、熱源機器の熱負荷信
号となる気温、湿度及び日射量を検知するセンサ群と、
これらセンサ群で得られた熱負荷信号を蓄積保管するデ
ータベースと、上記熱源機器の熱負荷を予測するための
複数の回帰モデルのパラメータ値を格納する回帰モデル
パラメータファイルと、予測に適用する回帰モデルのパ
ラメータ値を上記回帰モデルパラメータファイルより選
定するモデル選定器と、このモデル選定器での選定動作
の基準となる条件データを格納するモデル選定条件デー
タファイルとを備え、上記モデル選定器で選定した回帰
モデルのパラメータ値と上記データベースに保管される
熱負荷信号とから予測負荷量を計算し、この予測負荷量
から各熱源機器の制御量を算出するようにしたので、負
荷の急激な変動にも各熱源機器を余裕をもって追従可能
とすると共に、大局的な負荷変動の動向を把握し、短時
間に生じる負荷量の増減の繰り返しによる熱源機器の発
進／停止の繰返し運転を行なう二となく、安定した経済
的な運転制御を実現できる熱源プラントの予測運転制御
装置を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る回路構成を示すブロッ
ク図、第２図は第１図の予測制御装置で行なわれる処理
内容を示す図、第３図は第１図の回帰モデルパラメータ
ファイル内に格納される回帰モデルを説明する図、第４
図は従来の熱源プラントの予測運転制御装置の回路構成
を例示するブロック図である。 １ａ・・・気温センサ、１ｂ・・・湿度センサ、ＩＣ・
・・日射量センサ、２・・・データベース、４・回帰モ
デルパラメータファイル、５・・・モデル切替器、６・
・・回帰演算部、７・・・制御量算出器、８・・・プラ
ント制御装置、９・・・熱源プラント、１０・・・予測
制御装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 箪１　図 第２図 ＴＬ　　　　　ＴＨ室１ ｔＲ３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 空調負荷量に応じて複数台設置された熱源機器の運転台
   数を切換える熱源プラントの予測運転制御装置において
   、 上記熱源機器の熱負荷信号となる気温、湿度及び日射量
   を検知するセンサ群と、 これらセンサ群で得られた熱負荷信号を蓄積保管するデ
   ータベースと、 上記熱源機器の熱負荷を予測するための複数の回帰モデ
   ルのパラメータ値を格納する回帰モデルパラメータファ
   イルと、 予測に適用する回帰モデルのパラメータ値を上記回帰モ
   デルパラメータファイルより選定するモデル選定器と、 このモデル選定器での選定動作の基準となる条件データ
   を格納するモデル選定条件データファイルと、 上記モデル選定器で選定した回帰モデルのパラメータ値
   と上記データベースに保管される熱負荷信号とから予測
   負荷量を計算する回帰演算器と、この演算器で得られた
   予測負荷量から各熱源機器の制御量を算出する制御量演
   算器と を具備したことを特徴とする熱源プラントの予測運転制
   御装置。