JPH06313605A

JPH06313605A - 熱源機器の運転制御方法および装置

Info

Publication number: JPH06313605A
Application number: JP5102921A
Authority: JP
Inventors: 正博 ▲吉▼岡; Masahiro Yoshioka; Tetsuhiro Numata; 哲弘沼田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、熱源機器の起動・停止回数を少くし
て熱損失を低減し、また、運転中に運転計画を修正して
熱の安定供給を実現する、熱源機器の運転制御方法およ
び装置を提供する。【構成】１日の各基準時（例えば正時）について、長期
需要予測手段２０により予測する。熱源機器の所定基準
時の運転状態を次の基準時まで続けるとして、運転計画
作成手段３０で蓄熱量を予測し、この値が制限範囲内で
あれば運転状態を継続し、超えるときは制限範囲内を維
持するように、所定基準時の運転状態を変更する。これ
を各基準時について行う。一方、運転中に、実績データ
によって短期の需要予測を行い、制限範囲を超える場合
は運転計画を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱槽を介して熱供給
を行う熱源機器の運転制御に係り、特に蓄熱槽の蓄熱量
を予測しながら運転計画を決定する方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱槽を含む熱源機器の運転方法に関し
ては、「コージェネレーションの最適計画」(産業図書
１９９０)などにおいて論じられている。

【０００３】ここでは、混合整数計画法および動的計画
法を組合せ、１日の各時間ごとに最適解を求めて、熱源
機器の運転計画を作成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、計
画期間の各時間における最適な運転計画を求めることは
できるが、計画期間を通じての機器の起動／停止回数
や、翌日の計画との運転の連続性、さらには運転中の計
画修正について考慮されていない。

【０００５】一般に、熱源機器の起動／停止には時間を
要し、その間はエネルギーロスとなる。また、運転計画
において予想した需要や気象条件と現実とのずれが大き
くなると、熱の供給過多でむだを生じたり、反対に供給
不足を生じて安定な供給を損なう。

【０００６】本発明の目的は、運転計画に連続性を持た
せ、起動／停止回数をできるだけ少くして、損失の少な
い熱源機器の運転制御方法と装置を提供することにあ
る。

【０００７】本発明の目的は、運転中に実情に応じて運
転計画を修正できる、安定かつ効率的な熱源供給プラン
トとその運転方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その一態様としては、運転
計画に基づいて、蓄熱槽を介しながら熱供給を行なう熱
源機器の運転制御方法において、計画期間における熱需
要量の変動を予測し、計画期間内の所定時点における、
熱源機器の運転計画（所定時点が実行時点では運転状
態）と前記予測による熱需要量とから、所定時間後にお
ける前記蓄熱層の蓄熱量を予測し、この予測した蓄熱量
が所定の制限範囲を超えない間は前記運転状態を継続す
るように運転計画を定めることを特徴とする。

【０００９】一方、前記予測による蓄熱量が前記所定の
制限範囲を超えることが予想されるときは、前記所定の
制限範囲内を維持するように前記所定時点の運転計画を
変更する。

【００１０】本発明の他の実施態様としては、運転計画
期間の熱需要量を長周期で予測し、熱源機器の運転状態
と前記予測による熱需要量とから、所定時間後における
蓄熱層の蓄熱量を予測し、この予測した蓄熱量が所定の
制限範囲を超えないときは前記運転状態を継続するよう
に運転計画を定め、該計画の実行中に短周期で熱需要量
を再予測して前記長周期による予測熱需要量を修正し、
該修正された予測熱需要量に基づいて以後の運転計画を
修正することを特徴とする。

【００１１】上記した長周期と短周期の熱需要の予測は
それぞれニューラルネットワークによってなされる。前
者は、計画期間における予想天気（晴／曇／雨）、予想
最高気温および予想最低気温のすくなくとも一つを含む
データを用いて、後者は、修正時点（現時点）と直前の
修正時点（または基準時点）における実気温の差分、修
正時点（現時点）における実熱需要量と予測熱需要量の
誤差のすくなくとも一つを含むデータを用いて、熱需要
量を予測する。

【００１２】また、前記短周期による修正は起動指令に
応じて、任意時点で実行できる。

【００１３】

【作用】本発明の上記一の態様によれば、計画期間を１
日とすると、前日（または当日）の運転計画の実行終了
前に、その終了時点の運転計画を初期値として当日（ま
たは翌日）の運転計画を基準時点毎（１時間毎）に作成
する。この場合の１日は、もちろん暦日をまたがっても
かまわない。

【００１４】熱需要量の予測はニューラルネットワーク
でなされ、計画日における予想天気（晴／曇／雨）、予
想最高気温および予想最低気温のすくなくとも一つを含
むデータを用いて、その日の各基準時点について行う。

【００１５】所定時間後（始点から直後の基準時点）の
予測蓄熱量は、その日の開始時点における熱源機器の動
作状態（前日の運転計画の終了時点の動作状態）を継続
するとして、前記予測による熱需要量と、当該時点の予
測蓄熱量（前日の終了時点の値）と、始点から所定時間
後までの前記運転状態から決まる供給量によって求め
る。

【００１６】運転計画は、所定時間後の予測蓄熱量が所
定の制限範囲を超えないと予想されるときは、当該時点
（ここでは始点）の運転状態を継続し、制限範囲を超え
ると予想されるときは、当該時点の運転状態を（たとえ
ば制限範囲を超えないように）変更し、同様にして、順
次、各基準時点の運転計画を決定する。

【００１７】これによれば、新規の運転計画が実行中の
運転計画の終点状態を初期値として開始され、かつ、予
想蓄熱量が制限範囲内にある間は運転計画を変更するこ
となく継続するので、熱源機器の起動／停止回数が少な
くなり、起動／停止時の熱損失が大幅に低減できる。

【００１８】本発明の他の態様によれば、熱需要量の長
周期の予測とそれによる運転計画は一の態様と同じく計
画期間（１日）の周期でなされる。一方、短周期による
予測は、長周期でなされた運転計画の実行中に、基準時
点毎に実行する。

【００１９】短周期の熱需要量の予測はニューラルネッ
トワークでなされ、当該基準時点（現在）と直前の基準
時点における実気温の偏差、当該時点（現時点）におけ
る実熱需要量と予測熱需要量の誤差の少なくとも一つを
含むデータを用いて行う。

【００２０】これによれば、熱需要や気象条件などの実
情に応じて運転計画を修正できるので、供給のむだや不
足を生じず、効率的で安定した熱供給が実現できる。

【００２１】また、上記短周期の予測と計画の修正は、
指令によっても起動できるので、機器の故障などイベン
ト発生に際しても運転計画の再構築が可能で、熱供給プ
ラントの信頼性を向上できる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を図を用いて説明する。図２
は、本発明の適用される熱供給プラントの一例で、冷水
供給システムの概略構成を示す。

【００２３】冷凍機２（２−１〜２−３）は蒸気吸収式
冷凍機で、ボイラ１より発生する蒸気を吸収し、冷水を
発生する。冷水は一旦、蓄熱槽３に蓄えられた後、供給
ポンプ４によって各需要家に供給される。運転制御装置
５は、冷凍機の運転をＯＮ／ＯＦＦする運転／停止指令
を出力する。なお、熱供給プラントより運転制御装置５
に入力される情報には、冷凍機の運転状態、蓄熱量を求
めるための蓄熱槽内の冷水温度分布、冷水需要量、気
温、湿度がある。

【００２４】図１は、本発明による運転制御装置５の詳
細な構成を示し、長期需要予測手段２０と、運転計画作
成手段３０と、短期需要予測手段５０と、運転計画修正
手段６０と、制御指令出力手段４０と、マンマシンイン
ターフェイス８と、記憶装置９と、これらを統括制御す
る制御手段１０からなっている。上記各手段の機能は、
図示しない計算機装置とそのソフトウェアによって実現
される。

【００２５】図３は、本実施例における各手段の実行タ
イミングを示す。運転計画は、午前８時から翌日の午前
８時までの１日について、１時間毎の計画を決定する。

【００２６】長期需要予測手段３０と、蓄熱量予測を含
む運転計画作成手段４０は、制御手段１０により１日１
回起動され、短期需要予測手段５０と運転計画修正手段
６０は、１時間ごとに起動される。制御指令出力手段４
０は、少なくとも１時間ごとに起動され、運転計画に基
づく制御指令を出力する。

【００２７】なお、上記の実行タイミングは種々とりう
る。たとえば、運転計画の周期は特異日のみ１日単位と
して他は数日まとめてもよく、また、手段４０〜６０の
実行タイミングを任意時点とすることなども可能であ
る。

【００２８】図４は、本発明の第１の実施例を示し、長
期需要予測手段２０と運転計画作成手段３０による処理
フローを示す。以下、図１と図４を参照しながら説明す
る。

【００２９】ステップｓ１０１では、長期需要予測を行
うための入力情報の取り込みを行う。外部入力情報１０
０として、計画日の予想最高気温、予想最低気温、予想
天気（晴、曇、雨）などの気象情報、需要家の空調機等
の運転スケジュール情報等が取り込まれ、記憶装置９に
格納される。

【００３０】これらの情報は、オペレータがマンマシン
インタフェース８を介して入力したり、外部から図示し
ていない通信手段を経由して入力される。

【００３１】外部入力情報１００には、特異な熱需要を
もたらす需要家サイドのイベント情報などが含まれるこ
ともある。

【００３２】長期需要予測手段２０の一方の入力情報と
して、プラントからのオンラインデータ１０５が入力さ
れる。このデータ１０５は、前日の最高、最低気温、実
績需要量などである。

【００３３】ステップｓ１０２では、熱需要量の長期予
測を行う。長期予測手段２０は、たとえば図５に示すニ
ューラルネットワーク２１によって構成される。

【００３４】ニューラルネットワーク２１は、入力層２
２、中間層２３、出力層２４からなる。入力層２２は、
計画日の予想最高及び最低気温、予想天気（晴，曇，
雨）、需要家での空調機の運転スケジュール等、外部入
力情報１００と、前日の最高及び最低気温等のオンライ
ンデータ１０５と、を入力するのに必要な数のノード
（ニューロン）を有する。中間層２３のノード数は任意
とする。出力層２４は、当日午前８時から翌日午前７時
まで１時間毎の予測熱需要量１０１を出力するために必
要な、合計２４個のノードを有する。入力層の各ノード
は各重み係数を介して中間層の各ノードに接続され、中
間層の各ノードは同様に重み係数を介して出力層の各ノ
ードと接続されている。

【００３５】入力情報１００のうち、予想天気について
は該当するノードの値を１、他を０とする。空調機の運
転スケジュールは、空調機が運転する時間帯に該当する
ノードの値を１とする。

【００３６】ニューラルネットワーク２１は、あらかじ
め入力層２２に過去のある１日の入力情報１０１とオン
ラインデータ１０５を学習データとして与え、出力層２
４の各ノードの出力値が、同じ日の午前８時から翌日午
前７時までの実績熱需要量（教師データ）の正規化（０
〜１）された値となるように学習させ、これを数日分く
りかえし学習することにより重み係数を固定している。

【００３７】なお、ニューラルネットワーク２１は、曜
日や特異日などにより、別々に学習させたものを使い分
けるようにしてもよい。

【００３８】このような長期需要予測手段２０によっ
て、たとえば１時間毎１日分の予測熱需要量１０１を演
算し、記憶装置９に格納する。本実施例では、予測熱需
要量１０１は、当日午前８時から翌日午前７時までの１
時間間隔に出力する。

【００３９】以後のステップｓ１０３〜ｓ１１１は、運
転計画作成手段３０により処理される。まず、ステップ
ｓ１０３では、運転計画作成開始の基準時を午前８時に
設定する。

【００４０】ステップｓ１０４では、現在（８時直前）
の冷凍機２−１〜２−３の運転状態、蓄熱槽３の実蓄熱
量等のプラント状態１０６を取込む。また、記憶装置９
に格納されている、上記の予測熱需要量１０１や前日の
運転計画テーブルの終了基準時（当日の開始基準時でも
ある）のデータを、それぞれ取り込む。

【００４１】ステップｓ１０５では、この基準時ｔ
_i（ここでは午前８時）における各冷凍機２の運転ある
いは停止の運転状態が、そのまま継続されると仮定した
場合の、現基準時の直後の基準時ｔ_i+1（ここでは午前
９時）の予測蓄熱量ＣＷ_bを次式により求める。

【００４２】

【数１】ＣＷ_b(i+1)＝ＣＷ_bi＋ＣＷ_ri（ｔ_i+1−ｔ_i）−ＣＷ_pi ……（１）ここで、ＣＷ_b(i+1)：ｔ_i+1時刻の予測蓄熱量（ＲＴ・
h）ＣＷ_bi ：ｔ_i時刻の予測蓄熱量（ＲＴ・h）ＣＷ_ri（ｔ_i+1−ｔ_i）：ｔ_iからｔ_i+1までの冷凍機冷水
供給量（ＲＴ・h）ＣＷ_pi ：ｔ_i時刻の予想熱需要量（ＲＴ・h）なお、（１）式の冷水供給量ＣＷ_rは、冷凍機がｎ台の
場合は次式により求められる。

【００４３】

【数２】ＣＷ_ri＝ Σ ＣＷ_rij×Ｓ_ij （ｊ＝１，２，．．．，ｎ） ……（２）ここで、ＣＷ_rij：ｊ番目の冷凍機のｔ_i時の冷水供給量
（ＲＴ）Ｓ_ij ：ｊ番目の冷凍機のｔ_i時における運転状態（運転
中＝１、停止中＝０）ステップｓ１０５では、ｔ_i+1時の予測蓄熱量ＣＷ
_b(i+1)が、あらかじめ設定された蓄熱量ＣＷ_bの上下限
値（あるいは上下限比率）の範囲内であるか否かを判定
する。範囲内であれば、基準時ｔ_iの動作状態は現状の
まま継続するとして、ステップｓ１１０，ｓ１１１を経
て１時間進めた次の基準時の運転計画を行う。

【００４４】一方、予測蓄熱量ＣＷ_b(i+1)が上記の制限
範囲を超えることが予想される場合は、上記の制限範囲
を維持できるように基準時ｔ_iの動作状態を変更する。
即ち、下限値以下となる場合は停止中の冷凍機を起動し
（ステップｓ１０７）、上限値以上となる場合は運転中
の冷凍機の一部を停止する（ステップｓ１０８)。

【００４５】この場合、各冷凍機の起動・停止は、予め
記憶装置に格納してある起動・停止ルールに従って行
う。このルールは、超過量または不足量によって動作変
更する機器台数を、できるだけ少なくするようにしてい
る。

【００４６】図６は、この一例で、記憶装置２０に格納
されている運転パターン変更テーブルを示し、蓄熱量の
超過量に応じて新たに停止する冷凍機（○）のパターン
が設定されている。蓄熱量の不足する場合は、超過量を
負（不足量）とすると、新たに起動する冷凍機（○）の
パターンになる。なお、同図で５００ＲＴ／１０００Ｒ
Ｔは、冷凍機の単位時間当りの発生熱量で、１ＲＴ（冷
凍トン：refrigerati-on・ton）＝３０２４ｋｃａｌ／
ｈとなる。

【００４７】ｔ_i基準時における冷凍機２の動作状態が
変更された場合は、この変更された動作状態がｔ_i+1時
まで継続するとして、ｔ_i+1時の予測蓄熱量ＣＷ_b(i+1)
を式（１）により再計算する（ステップｓ１０９)。こ
れは、次の基準時（ステップｓ１１１で、現在のｔ_i+1
時を新たな基準時ｔ_iとしている）における予測蓄熱量
ＣＷ_b(i+1)を計算する場合に、ＣＷ_biとして使用され
る。

【００４８】以上の処理を計画終了時刻、本実施例では
翌日午前７時まで、順次くり返すことにより、当日午前
８時から翌日午前８時までの各基準時刻における、各冷
凍機２の動作状態の組合せパターンを示す運転計画１０
２と、予測蓄熱量１０３が出力され、ステップ１０で記
憶装置９の運転計画テーブルに格納される。

【００４９】図７に、作成された運転計画テーブルの一
例を示す。この計画では、蓄熱量の下限値を０ＲＴ・
ｈ、上限値を３０００ＲＴ・ｈとし、運転計画の開始基
準時点、すなわち、当日午前８時の以前には、冷凍機は
全台停止、蓄熱量は０ＲＴ・ｈとして、計画を始めてい
る。

【００５０】まず、８時〜９時の間では、予測熱需要量
ＣＷ_p＝６００ＲＴ・ｈであり、基準時刻８時に１００
０ＲＴ・ｈの冷凍機１台を運転するとし、１時間後の９
時の予測蓄熱量ＣＷ_b＝４００ＲＴ・ｈとなる。９時〜
１０時の間では、ＣＷ_p＝１６３７ＲＴとなり、８時〜
９時の動作状態（１０００ＲＴの冷凍機１台を運転）で
は、２３７ＲＴ・ｈの熱量が不足する。そこで、基準時
刻９時に新たに５００ＲＴの冷凍機１台を運転するよう
計画する。なお、実際の運転計画には、冷凍機の起動に
要する時間を考慮する必要がある。

【００５１】２０時〜２１時の間では、予測熱需要量Ｃ
Ｗ_p＝１３０６ＲＴ・ｈであり、この間に２０時の動作
状態（５００ＲＴ・ｈ１台、１０００ＲＴ・ｈ２台の冷
凍機を運転）を続けると、１時間後の２１時の予測蓄熱
量ＣＷ_b＝３３９１ＲＴ・ｈとなって、上限値をオーバ
ーする。そこで、上限値３０００ＲＴ・ｈ以内を維持す
るように、２０時に５００ＲＴ・ｈ１台を停止するよう
に運転計画し、２１時の予測蓄熱量ＣＷ_b＝２８９１Ｒ
Ｔ・ｈと再計算される。

【００５２】上記の例では、プラントが一旦、完全に停
止状態から出発している。かかる場合は、予測熱需要の
発生する時点までには冷凍機等の起動が完了する必要が
あり、それに見合って運転計画の計画開始時点も、午前
８時より早めることが必要になる。

【００５３】しかし、図６の翌日の７時〜８時の例に示
すように、プラント運転を連続している場合は、翌日の
運転計画は前日の運転計画の終了時の動作状態と蓄熱量
を引き継ぐので、計画開始は午前８時の直前であっても
間に合うことが多い。

【００５４】本実施例の運転計画によれば、１時間後の
予測蓄熱量が上下限値の範囲内にある限り冷凍機の運転
状態を継続するため、起動・停止回数を減少して熱損失
の少ない、運転計画を作成できる。また、計画作成直前
の状態を基に運転計画を作成するため、日替り時に運転
機器を大きく切替ることがないので、プラントの急激な
状態変化を回避でき、円滑な運転を行うことができる。

【００５５】図８は、制御指令出力手段４０の処理フロ
ーを示す。ステップｓ２０１で、現在の冷凍機運転状態
を取り込み、ステップｓ２０２で、運転計画の運転状態
と一致しているかチェックする。

【００５６】運転計画に一致しているときは、ステップ
ｓ２０３で、動作状態の変更時刻かチェックする。この
変更時刻は、図７の運転計画テーブルから、動作状態の
変更時刻をピックアップして作成されている、内部テー
ブルにより与えられる。

【００５７】動作状態の変更時刻でなければそのまま終
了する。変更時刻であれば、ステップｓ２０４で、該当
の冷凍機に運転計画による起動／停止指令を出力する。

【００５８】一方、ｓ２０２で運転計画との不一致が認
められる場合には、ステップｓ２０５で、制御手段１０
にその旨を報告する。

【００５９】制御手段１０は、この不一致報告を受ける
と、現在動作状態を、運転計画に一致させるように制御
指令出力手段に指示したり、あるいは、後述するように
運転計画修正手段６０を起動して、計画の修正を行う。
なお、予測熱需要量１０１と運転計画１０２は、マンマ
シンインタフェース８より、直接、オペレータが修正す
ることもできる。

【００６０】ステップｓ２０６で、運転計画への一致指
令の受信が確認されるときはステップｓ２０４に進み、
一方、一定時間を経過（タイムアウト）しても指令が受
信されないときは処理を終了する。

【００６１】なお、制御指令出力手段４０は、少なくと
も運転計画の基準時間毎に起動されることが必要となる
が、実際にはもっと短い周期で起動されている。

【００６２】本実施例の運転計画によれば、１時間後の
予測蓄熱量が上下限値の範囲内にある限り冷凍機の運転
状態を継続するため、起動・停止回数を減少して熱損失
の少ない、運転計画を作成できる。また、計画作成直前
の状態を基に運転計画を作成するため、日替り時に運転
機器を大きく切替ることがないので、プラントの急激な
状態変化を回避でき、円滑な運転を行うことができる。

【００６３】つぎに、本発明の第二の実施例を、図９〜
図１１および図１を参照しながら説明する。

【００６４】図９は、短期需要予測から運転計画修正ま
での処理フローを示す。この処理は、プラントが長期予
測に基づく運転計画にしたがって運転中に、制御手段１
０の起動指令により基準時刻毎に起動される。

【００６５】ステップｓ３０１では、短期需要予測の入
力情報として、現在の気温、湿度、実績熱需要量等のオ
ンラインデータ１０５と、記憶装置９に記憶されている
長期需要予測手段３０による予測熱需要量１０１が取り
込まれる。

【００６６】ステップｓ３０２では、短期需要予測手段
５０による熱需要量の短期予測、たとえば１時間先の予
測熱需要修正量１０４を出力し、長期需要予測テーブル
における該当基準時刻の予測熱需要量１０１を修正す
る。修正された予測熱需要１０１は、運転計画修正手段
６０に入力される。

【００６７】図１０に、学習済みのニューラルネットワ
ークを用いた短期需要予測手段５０の構成を示す。ニュ
ーラルネットワーク５１は、入力層５２、中間層５３、
出力層５４からなる。

【００６８】入力層５２には、現在の気温、湿度、実績
需要量等のオンラインデータ１０５と、各々の１時間前
の値との偏差、現在の実績需要量と予測熱需要量１０１
との偏差を入力するための６個のノードを有する。

【００６９】出力層５４には、１時間後の予測熱需要修
正量１０４の符号と絶対値（または正規化値）を出力す
るための２個のノードを有する。

【００７０】ニューラルネット５１には、予め入力層５
２に過去のある時刻におけるオンラインデータ等を与
え、出力層５４に予測熱需要量と実績需要量との偏差
を、数時刻分与え学習させることにより、各層間の各ノ
ード間におけるシナップスの重み係数を確定している。

【００７１】次に、ステップｓ３０３〜ｓ３１１におけ
る、運転計画修正手段６０の運転計画の修正処理を説明
する。

【００７２】ステップｓ３０３では、運転計画修正が実
行される基準時刻を、運転計画作成手段３０によって設
定済みの基準時刻（午前８時から翌日午前８時までの各
正時）から、現在時刻に近い所定の基準時刻とする。実
際には、午前９時から翌日午前７時までの正時が、起動
のたびに順次設定される。

【００７３】ステップｓ３０４では、熱供給プラントよ
り取り込み記憶装置２０に格納している、冷凍機の運転
状態や実蓄熱量等のプラント状態１０６を、設定された
基準時刻について取込む。なお、図９における入力情報
の現在時刻は、本例では修正の基準時刻を指している。

【００７４】以下、ステップｓ３０５〜ｓ３１１までの
処理は、図４で説明した運転計画作成のステップｓ１０
５〜ｓ１１１と同じになる。ステップｓ３１０で、翌日
午前８時までの修正の終了を確認して、ステップｓ３０
３で設定した基準時刻の短期需要予測と運転計画の修正
を終了する。

【００７５】このようにして、基準時刻（現在時刻）に
おける新たな予測熱需要１０１に応じ、基準時刻から翌
日午前８時までの運転計画１０２と予想蓄熱量１０３が
出力され、記憶装置９の運転計画テーブルを修正する。

【００７６】図１１は、短期予測により計画を修正した
運転計画テーブルを示すものである。図７の長期予測に
比べ、２３時の蓄熱量が２１９６→２１００ＲＴ・ｈ
に、２３時〜２４時の熱需要量が１４８８→１４３６Ｒ
Ｔ・ｈと修正され、現在（２３時）の機器動作状態を続
けると、２４時の予測蓄熱量も１７０８→１６６４ＲＴ
・ｈに修正される。しかし、この予測蓄熱量は上下限範
囲内にあるので、２３時の運転状態が継続される。

【００７７】この修正に伴い、以後の各基準時刻の予測
蓄熱量と運転計画が、翌日午前８時まで順次、修正され
る。同図の例では、各基準時刻の予測蓄熱量が上下限範
囲内にあるので、運転計画の修正はない。

【００７８】このように本実施例によれば、基準時間ご
と（本例では１時間毎）に、現在時点（修正基準時刻直
前）のプラントの実状を反映して、長期予測による運転
計画を基準時ごとに修正するので、熱供給のむだや不足
を生じずに冷凍機を円滑に運転する運転計画の最適化が
できる。

【００７９】上記第二の実施例では、修正のタイミング
が運転計画の基準時刻毎にとられている。しかし、本発
明はこれに限定されるものではない。

【００８０】たとえば、冷凍機の故障による停止等の大
きな外乱が発生したときに、制御手段１０がこのイベン
トに応じて起動指令を出力し、運転計画修正手段６０を
起動して異常処理を行うようにしてもよい。

【００８１】この異常処理は、図９のステップｓ３０３
〜ｓ３１１と基本的には同じ手順となる。すなわち異常
発生時点（起動時点）を基準時刻とし、この時点におけ
る冷凍機の実際の動作状態と蓄熱量を取り込んで、この
直後に設定されている運転計画の基準時刻（正時）との
間で、計画修正を行う。なお、正時から異常発生時点ま
での時間ずれによる関連データの補正は、運転計画の基
準時刻（正時）による値を時間案分などによって行う。

【００８２】図１２は、異常処理によって修正した運転
計画テーブルを示す。同図の例は、１台のみ運転中の冷
凍機（１０００ＲＴ）が０時３０分に故障停止した場合
である。

【００８３】２４時〜１時の冷水供給量が１０００→５
００ＲＴ・ｈに低下するが、１次の予測蓄熱量は７０９
ＲＴ・ｈであり、この時点で運転状態は変更されない
（全冷凍機停止状態）。次に、基準時刻を１時とした１
時〜２時の蓄熱量の予測により、蓄熱量が６６４ＲＴ・
ｈ不足すると予想されるので、１時に冷凍機（１０００
ＲＴ）１台の運転を計画する。さらに、基準時刻の３時
では、新たに５００ＲＴの冷凍機を運転する計画に修正
される。

【００８４】これによれば、プラントの運転中に発生し
た事故や手動による起動、停止等にたいしても、リアル
タイムに対応して運転計画を修正できる。

【００８５】図１３は、マンマシンインタフェース８に
よるＣＲＴ表示画面の一例で、実績熱需要量と予測熱需
要量１０１，冷凍機ＡＲ１〜ＡＲ３の運転実績と運転計
画１０２，実績蓄熱量と予想蓄熱量１０３各々の時間推
移が示されている。とくに、蓄熱量については、その上
下限値も示され、オペレータの運転監視を容易にしてい
る。

【００８６】以上の実施例で対象としたプラントは冷水
供給プラントであったが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、温水供給プラントであってもよい。またプ
ラントを構成する機器も、冷凍機ではなくヒートポンプ
や熱交換器などであってもよい。

【００８７】また、長期需要予測手段２０や短期需要予
測手段５０は、ニューラルネットによるものには限定さ
れず、回帰分析など他の予測方法によってもよい。

【００８８】

【発明の効果】本発明の熱源機器の運転制御方式によれ
ば、熱源機器の起動・停止回数が少く、日替り時にも連
続性を維持する運転計画の最適化が可能になり、熱損失
を低減できる効果がある。

【００８９】さらに、運転中の短期予測やイベントによ
る計画の修正ができるので、熱供給のむだや不足を防止
でき、プラント運転の安定性と効率性を共に向上できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例で、運転制御装置の基本構
成を示すブロック図である。

【図２】熱供給プラントの概略機器構成を示す系統図で
ある。

【図３】運転制御装置の各手段の実行タイミングを説明
する図である。

【図４】第１の実施例で、長期需要予測にもとづく運転
計画作成の処理を示すフローチャートである。

【図５】長期需要予測手段の構成を説明する概念図であ
る。

【図６】蓄熱超過量に対する冷凍機停止（起動）のルー
ルを示すテーブルである。

【図７】長期需要予測にもとづく運転計画を示すテーブ
ルである。

【図８】制御指令出力手段の処理を示すフローチャート
である。

【図９】第２の実施例で、短期需要予測にもとづく運転
計画修正の処理を示すフローチャートである。

【図１０】短期需要予測手段の構成を説明する概念図で
ある。

【図１１】短期予測により修正された運転計画を示すテ
ーブルである。

【図１２】異常処理により修正された運転計画を示すテ
ーブルである。

【図１３】熱需要量および蓄熱量の予測と実績、運転計
画の計画と実績の時間的推移を表示するＣＲＴ表示画面
例である。

【符号の説明】

１…ボイラ、２…冷凍機、３…蓄熱槽、４…供給ポン
プ、５…運転制御装置、８…マンマシンインタフェー
ス、９…記憶装置、１０…制御手段、２０…長期需要予
測手段、３０…運転計画作成手段、４０…制御指令出力
手段、５０…短期需要予測手段、６０…運転計画修正手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄熱槽を介して熱供給を行なう熱源機器の
運転方法において、一定期間内の熱需要量の変動を予測し、現時点の熱源機
器の運転状態と前記予測された熱需要量から、所定時間
後の前記蓄熱層の蓄熱量の変動を予測し、この予測蓄熱
量が前記所定時間後に所定の制限範囲を超えないと予想
される間は現時点の運転状態を継続することを特徴とす
る熱源機器の運転制御方法。
【請求項２】請求項１において、前記予測蓄熱量が前記
所定時間後に所定の制限範囲を超えると予想されるとき
は、前記所定の制限範囲内を維持するように前記現時点
の運転状態を変更することを特徴とする熱源機器の運転
制御方法。
【請求項３】運転計画に基づいて、蓄熱槽を介しながら
熱供給を行なう熱源機器の運転方法において、計画期間
における熱需要量の変動を予測し、計画期間内の所定時
点における、熱源機器の運転計画または運転状態と前記
予測による熱需要量とから、所定時間後における前記蓄
熱層の蓄熱量を予測し、この予測した蓄熱量が所定の制
限範囲を超えない間は前記運転計画または運転状態を継
続するように運転計画を定めることを特徴とする熱源機
器の運転制御方法。
【請求項４】請求項３において、前記所定時間後におけ
る予測蓄熱量が前記所定の制限範囲を超えることが予想
されるときは、前記所定の制限範囲内を維持するように
前記所定時点の運転計画を変更することを特徴とする熱
源機器の運転制御方法。
【請求項５】請求項３または４において、前記所定時間
後の予測蓄熱量は、前記所定時点における運転計画が継
続されると仮定して、該所定時点の予測蓄熱量と該所定
時点から前記所定時間までの熱供給量の和から前記所定
時点の予測熱需要量を差し引いて求める熱源機器の運転
制御方法。
【請求項６】請求項３または４または５において、前記
計画期間は１日であって、その１日を計画始点から１時
間おきに区分した２４の基準時点について前記熱需要量
の予測を行い、まず前記所定時点を前記計画始点に、前
記所定時間を該始点から直後の基準時点にとって前記蓄
熱量の予測に基づく前記運転計画を決定し、前記所定時
点および前記所定時間を順次更新しながら、同様にして
前記運転計画を決定することを特徴とする熱源機器の運
転制御方法。
【請求項７】請求項６において、前記計画始点の運転計
画は、前日の運転計画の終点の運転状態に設定されるこ
とを特徴とする熱源機器の運転制御方法。
【請求項８】請求項４〜７のいずれか１項において、前
記所定時点の運転計画が変更されるときは、該変更され
た運転計画に基づいて該時点の予測蓄熱量を再予測する
ことを特徴とする熱源機器の運転制御方法。
【請求項９】運転計画に基づいて、蓄熱槽を介しながら
負荷に熱供給を行なう熱源機器の運転制御方法におい
て、前記運転計画期間中の熱需要を所定の長周期で予測し、
熱源機器の運転計画と前記予測による熱需要量とから、
所定時間後における蓄熱層の蓄熱量を予測し、この予測
した蓄熱量が所定の制限範囲を超えないときは前記運転
計画を継続し、前記制限範囲を超えると予想されるとき
は、前記制限範囲を維持するように、前記運転計画を変
更し、このように定められた運転計画による熱源機器の
運転中に、所定の短周期で前記熱需要量を再予測して前
記長周期による予測熱需要量を修正し、この修正された
予測熱需要量に基づいて修正時点以後の前記運転計画を
修正することを特徴とする熱源機器の運転制御方法。
【請求項１０】運転計画に基づいて、蓄熱槽を介しなが
ら負荷に熱供給を行なう熱源機器の運転制御装置におい
て、予め定められた計画期間内を区分する複数の基準時点の
熱需要量を前記計画期間の周期で予測する第１の熱需要
量予測手段と、所定の基準時点における、前記第１の予測手段による予
測熱需要量と熱源機器の運転状態から、前記所定の基準
時点の直後の基準時点における蓄熱槽の蓄熱量を予測
し、その予測蓄熱量が所定の制限範囲内にある場合は前
記所定の基準時点における運転状態を継続し、前記所定
の制限範囲を超えることが予想される場合は前記所定の
基準時点の運転状態を変更する運転計画を、前記計画期
間の各基準時点について順次作成する運転計画作成手段
と、運転中の運転計画と、該運転計画に連続し新たに計画さ
れる運転計画を、前記予測熱需要量および前記予測蓄熱
量を含んで記憶する記憶手段と、を設けることを特徴と
する熱源機器の運転制御装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記計画期間の周
期よりも短い周期で前記熱需要量を予測し、前記第１の
熱需要量予測手段による予測熱需要量を修正する第２の
熱需要予測手段を設け、この修正された予測熱需要量に
基づいて以後の運転計画を修正することを特徴とする熱
源機器の運転制御装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記第２の熱需要
予測手段をイベントにより起動する制御手段を設けるこ
とを特徴とする熱源機器の運転制御装置。
【請求項１３】請求項１０〜１２のいずれか１項におい
て、前記第１の熱需要予測手段はニューラルネットワー
クでなり、前記計画期間の予想天気（晴／曇／雨）、予
想最高気温および予想最低気温のすくなくとも一つを含
むデータを用いて、前記計画期間の熱需要量を予測する
ことを特徴とする熱源機器の運転制御装置。
【請求項１４】請求項１１または１２または１３におい
て、前記第２の熱需要予測手段はニューラルネットワー
クでなり、前記修正時点（現時点）と直前の修正時点ま
たは基準時点における実気温の差分、前記修正時点（現
時点）における実熱需要量と予測熱需要量の誤差のすく
なくとも一つを含むデータを用いて、前記計画期間の熱
需要量を予測することを特徴とする熱源機器の運転制御
装置。
【請求項１５】請求項１０〜１４のいずれか１項におい
て、前記計画期間における前記蓄熱槽の前記予測蓄熱量
と実蓄熱量の時間的推移を前記所定の制限範囲とともに
表示する表示手段を設けたことを特徴とする熱源機器の
運転制御装置。
【請求項１６】複数の熱源機器と、各熱源機器に具備さ
れ熱源機器を運転／停止する運転装置と、各熱源機器か
らの熱を一時蓄熱する蓄熱槽と、熱需要に応じて蓄熱槽
から負荷に熱を送給する送出装置を有する熱供給プラン
トにおいて、熱需要量の変動を予測し、現時点の前記運転装置各々の
運転状態と前記予測された熱需要量から、所定時間後の
前記蓄熱層の蓄熱量の変動を予測し、この予測蓄熱量が
前記所定時間後に所定の制限範囲を超えない間は前記運
転状態を継続するように制御する制御装置を備えること
を特徴とする熱供給プラント。