JPH08145435A - Optimum operation controller for cooling and heating plant - Google Patents

Optimum operation controller for cooling and heating plant

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JPH08145435A
JPH08145435A JP6285280A JP28528094A JPH08145435A JP H08145435 A JPH08145435 A JP H08145435A JP 6285280 A JP6285280 A JP 6285280A JP 28528094 A JP28528094 A JP 28528094A JP H08145435 A JPH08145435 A JP H08145435A
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JP
Japan
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plant
cooling
heat load
heating
heating plant
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Application number
JP6285280A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoki Iwakata
片 基 樹 岩
Akihiro Nagaiwa
岩 明 弘 長
Shuichiro Kobayashi
林 主一郎 小
Tadashi Nakamaru
丸 正 中
Ryuichi Inaba
葉 隆 一 稲
Hiroatsu Hara
裕 淳 原
Masahiko Murai
井 雅 彦 村
Keiji Hokari
刈 啓 志 穂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE: To provide the optimum operation controller for a cooling and heating plant in which the plant can be efficiently automatically operated without necessity of obtaining a specialized operator and which has high reliability. CONSTITUTION: The optimum operation controller for a cooling and heating plant comprises heat load result storage means (11) for storing the past heat load result of the plant, heat load predicting means (13) for predicting the heat load of the plant (20) based on the air temperature forecast value and the result, plant constant storage means (14) for storing the plant constants of units for constituting the plant, and plant service scheduling means (15) for obtaining the service schedule value of the plant based on the constant and the heat load predicted value by using a mixed integer planning method. Accordingly, the controller comprises plant control means (16) for controlling the plant so that the heat load of the plant coincides with the schedule value of the plant.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は冷暖房プラントの最適運
転制御装置、特に地域冷暖房プラントの最適運転制御装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optimum operation control device for a cooling and heating plant, and more particularly to an optimum operation control device for a district cooling and heating plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来は、地域冷暖房プラントを制御する
装置として各機器単位の制御装置、およびプラントを総
合的に監視するシステムをオペレータが利用してプラン
トを運用していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, an operator operates a plant by using a control device for each equipment as a device for controlling a district heating and cooling plant and a system for comprehensively monitoring the plant.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
運用方式では専門的なオペレータを24時間体制で確保
しておかなければならないばかりでなく、プラントの運
転を個人の能力に左右されずに常に効率よく運用するこ
とが困難であるという問題があった。
However, in such an operation method, not only a specialized operator must be secured around the clock, but also the operation of the plant is not affected by the ability of the individual and always. There was a problem that it was difficult to operate efficiently.

【0004】従って本発明の目的は、専門的なオペレー
タを確保する必要がなく、冷暖房プラントを効率よく自
動運転することの可能な信頼性の高い冷暖房プラントの
最適運転制御装置を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a highly reliable optimum operation control device for a heating and cooling plant which does not require a specialized operator and can efficiently and automatically operate the cooling and heating plant. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、冷暖房プラントの過去の熱負荷実
績を記憶する熱負荷実績記憶手段と、気温予報値および
熱負荷実績記憶手段に記憶されているプラントの熱負荷
実績に基づいて冷暖房プラントの熱負荷を予測する熱負
荷予測手段と、冷暖房プラントを構成する各機器のプラ
ント定数を記憶しているプラント定数記憶手段と、プラ
ント定数記憶手段に記憶されているプラント定数および
熱負荷予測手段によって予測された熱負荷予測値に基づ
いて、冷暖房プラントの運用計画値を混合整数計画法を
用いて求めるプラント運用計画手段と、冷暖房プラント
の熱負荷をプラント運用計画手段によって得られたプラ
ントの運用計画値に一致させるように冷暖房プラントを
制御するプラント制御手段とを備えた冷暖房プラントの
最適運転制御装置を要旨とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a heat load record storing means for storing a past heat load record of an air conditioning plant, an air temperature forecast value and a heat load record storing means. The heat load predicting means for predicting the heat load of the cooling and heating plant based on the heat load record of the plant stored in the plant, the plant constant storing means for storing the plant constant of each device constituting the cooling and heating plant, and the plant constant. Based on the plant constant stored in the storage means and the heat load prediction value predicted by the heat load prediction means, the plant operation planning means for obtaining the operation plan value of the cooling and heating plant using the mixed integer programming method, and the cooling and heating plant A plant that controls a heating and cooling plant so that the heat load matches the plant operation plan value obtained by the plant operation planning means. The optimum operation control device for air-conditioning plant with an control means it is an gist.

【0006】請求項2の発明は、冷暖房プラントが電気
式機器およびガス式機器を含んで構成されていることを
要旨とするものである。
The invention of claim 2 is characterized in that the cooling and heating plant is configured to include an electric device and a gas device.

【0007】請求項3の発明は、気温予報値を取り入れ
るヒューマン・インターフェイス入出力部をさらに備え
たことを要旨とするものである。
A third aspect of the present invention is characterized by further including a human interface input / output unit for taking in the temperature forecast value.

【0008】請求項4の発明は熱負荷実績記憶手段が冷
暖房プラントの過去の熱負荷実績を時刻および曜日と共
に記憶しているものであることを要旨とするものであ
る。
[0008] A fourth aspect of the present invention is characterized in that the heat load record storage means stores the past heat load record of the cooling and heating plant together with the time and day of the week.

【0009】請求項5の発明は、熱負荷予測手段は気温
予報値として最高気温および最低気温を用いることを要
旨とするものである。
A fifth aspect of the present invention is characterized in that the heat load predicting means uses the maximum temperature and the minimum temperature as the predicted temperature values.

【0010】請求項6の発明は、プラント制御手段が冷
暖房プラントの熱負荷を冷暖房プラントを構成する機器
の運転台数制御および負荷制御の組み合わせによって制
御するものであることを要旨とするものである。
A sixth aspect of the present invention is summarized in that the plant control means controls the heat load of the cooling and heating plant by a combination of operating number control and load control of the devices constituting the cooling and heating plant.

【0011】[0011]

【作用】請求項1に記載の最適運転制御装置において
は、まず過去の冷暖房プラント熱負荷実績に基づいてプ
ラント熱負荷が予測される。次に、プラントの各機器の
定格能力をベースに、効率化(各種機器の最適な運転組
み合わせ、電力ピーク時間帯における電力消費のカッ
ト、プラント機器の安定運転、未利用エネルギーの有効
活用など)を目的とした先N時間、例えば24時間先ま
での所定時間間隔毎、例えば1時間毎のプラント運用計
画が立てられる。そして、このプラント運用計画により
各時間帯の各プラント機器の制御目標値が得られ、この
制御目標値となるように各プラント機器の制御が行われ
る。これにより、オペレータの総合的な運用計画を定式
化することが可能となり、計画により得られた制御目標
計画値に従ってプラント構成機器の自動負荷制御を実施
する。
In the optimum operation control apparatus according to the first aspect, the plant heat load is first predicted on the basis of the past heat load results of the cooling and heating plant. Next, based on the rated capacity of each equipment in the plant, improve efficiency (optimal operation combination of various equipment, cut power consumption during peak power hours, stable operation of plant equipment, effective use of unused energy, etc.) A plant operation plan is created every predetermined time interval up to the target N hours, for example, 24 hours ahead, for example, every hour. Then, the plant operation plan obtains the control target value of each plant device in each time zone, and the control of each plant device is performed so as to be the control target value. As a result, it becomes possible to formulate a comprehensive operation plan of the operator, and the automatic load control of the plant component equipment is executed according to the control target plan value obtained by the plan.

【0012】請求項2に記載の最適運転制御装置におい
ては、冷暖房プラントをガス式機器と電気式機器を含ん
で構成することにより、その都度、適切な機器を選択し
運用することが可能になり、より効率的な運転制御を実
現することができる。
In the optimum operation control device according to the second aspect of the present invention, by configuring the cooling and heating plant including the gas type equipment and the electric type equipment, it becomes possible to select and operate an appropriate equipment each time. Therefore, more efficient operation control can be realized.

【0013】請求項3に記載の最適運転制御装置におい
ては、ヒューマン・インターフェイス入出力部を備える
ことにより気象予報の一部として発表される気温情報の
中から必要な気温予報値を低コストで迅速に取り入れる
ことができる。
In the optimum operation control device according to the third aspect, by providing the human interface input / output unit, the required temperature forecast value can be promptly obtained at low cost from the temperature information announced as part of the weather forecast. Can be incorporated into.

【0014】請求項4に記載の最適運転制御装置におい
ては、熱負荷実績記憶手段が冷暖房プラントの過去の熱
負荷実績を時刻および曜日と共に記憶しておくことによ
り、曜日の特徴に応じた制御、あるいは時間帯別の特性
に応じた制御など、きめ細かな制御を達成することがで
きる。
In the optimum operation control device according to the fourth aspect, the heat load record storing means stores the past heat load record of the cooling and heating plant together with the time and the day of the week, thereby performing control according to the characteristics of the day of the week. Alternatively, fine control such as control according to characteristics of each time zone can be achieved.

【0015】請求項5に記載の最適運転制御装置におい
ては、気温予報値として最高気温および最低気温を用い
ることにより、可及的に少ないデータにより、より有効
な予測制御を達成することができる。
In the optimum operation control device according to the fifth aspect, by using the maximum temperature and the minimum temperature as the predicted temperature values, more effective predictive control can be achieved with as little data as possible.

【0016】請求項6に記載の最適運転制御装置におい
ては、冷暖房プラントの熱負荷を冷暖房プラントを構成
する機器の運転台数制御および運転負荷制御の組み合わ
せによって制御する。従って、よりきめ細かな制御を行
い、より効率的な制御を達成することができる。
In the optimum operation control device according to the sixth aspect, the heat load of the cooling and heating plant is controlled by a combination of the operating number control and the operating load control of the devices constituting the cooling and heating plant. Therefore, finer control can be performed and more efficient control can be achieved.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は本発明の一実施例に従って構成され
た最適運転制御装置10を示し、図2は図1の制御装置
を適用する未利用エネルギー活用型地域冷暖房プラント
20を示すものである。
FIG. 1 shows an optimum operation control device 10 constructed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an unused energy utilization type district heating and cooling plant 20 to which the control device of FIG. 1 is applied.

【0019】図1の最適運転制御装置10は、地域冷暖
房プラント20からの計測信号を入力すると共に、プラ
ント20に対して制御信号を出力するプロセス入出力部
17を備えている。プラント20からプロセス入出力部
17を介して入力された計測信号に基づいて、プラント
20の過去の負荷(熱量等)実績が、時刻および曜日と
共に熱負荷実績記憶手段11に記憶される。熱負荷実績
記憶手段11に記憶されている過去の負荷実績およびヒ
ューマン・インターフェイス入出力部12から入力され
た気温予報値(気象予報による最高気温および最低気
温)を熱負荷予測手段13が統計的に処理してプラント
熱負荷を予測する。プラント20を構成する各機器のプ
ラント定数(式(13)以下参照)を記憶しているプラ
ント定数記憶手段14が設けられており、このプラント
定数記憶手段14に記憶されているプラント定数および
熱負荷予測手段13によって予測された熱負荷予測値に
基づいて、プラント運用計画手段15が最適化手法の一
つである混合整数計画法によってプラントの運用計画値
すなわち目標計画値を求める。プラント運用計画手段1
5によって得られた目標計画値とプロセス入出力部17
から入力されるプラント20の計測信号すなわちプロセ
ス信号とに基づいて、プラント制御手段16がプラント
の運転台数制御および各運転機器の負荷制御を行うため
の制御信号を演算し、それをプロセス入出力部17を介
して未利用エネルギー活用型地域冷暖房プラント20に
送出する。地域冷暖房プラント20では最適運転制御装
置10から送られてきた制御信号すなわちプラント運用
計画値に従ってプラント制御すなわち運転台数制御およ
び負荷制御を行う。
The optimum operation control device 10 of FIG. 1 is provided with a process input / output unit 17 for inputting a measurement signal from the district heating / cooling plant 20 and outputting a control signal to the plant 20. Based on the measurement signal input from the plant 20 via the process input / output unit 17, the past load (heat amount etc.) record of the plant 20 is stored in the heat load record storage means 11 together with the time and the day of the week. The heat load prediction means 13 statistically statistically calculates the past load performance stored in the heat load performance storage means 11 and the temperature forecast values (the maximum temperature and the minimum temperature according to the weather forecast) input from the human interface input / output unit 12. Process to predict plant heat load. A plant constant storage unit 14 that stores plant constants (see equation (13) below) of each device that constitutes the plant 20 is provided, and the plant constants and the heat load stored in the plant constant storage unit 14 are provided. Based on the predicted heat load value predicted by the prediction unit 13, the plant operation planning unit 15 obtains a plant operation plan value, that is, a target plan value by the mixed integer programming method which is one of the optimization methods. Plant operation planning means 1
5. The target planned value obtained by 5 and the process input / output unit 17
Based on the measurement signal of the plant 20, that is, the process signal, which is input from the plant control means 16, the plant control means 16 calculates a control signal for controlling the number of operating plants and load control of each operating equipment, and outputs the control signal. It is sent to the unused energy utilization type district heating and cooling plant 20 via 17. In the district heating / cooling plant 20, plant control, that is, operating unit number control and load control, is performed according to the control signal sent from the optimum operation control device 10, that is, the plant operation plan value.

【0020】一方、地域冷暖房プラント20には、図2
に示すように、冷水源として冷水蓄熱槽21および吸収
冷凍機28が設けられており、温水源として温水蓄熱槽
22およびボイラ27が設けられている。冷水蓄熱槽2
1に冷水を供給する手段として、下水処理水排熱系統2
3と冷却塔31を有するヒートポンプ(HP)25と、
熱回収型ヒートポンプ(ダブルバンドル=DB)26と
が設けられており、冷水蓄熱槽21の冷水エネルギーは
熱交換器32および地域冷水配管29を介して冷水の形
で需要家35に供給される。DB26を介して得られた
温水エネルギーは温水蓄熱槽22および熱交換器33お
よび地域温水配管30を介して温水の形で需要家35に
供給される。HP25およびDB26の系統は電気式冷
暖房機器に含まれる。
On the other hand, FIG.
As shown in, a cold water heat storage tank 21 and an absorption refrigerator 28 are provided as cold water sources, and a hot water heat storage tank 22 and a boiler 27 are provided as hot water sources. Cold water storage tank 2
As a means for supplying cold water to 1, sewage treated water exhaust heat system 2
3 and a heat pump (HP) 25 having a cooling tower 31,
A heat recovery type heat pump (double bundle = DB) 26 is provided, and the cold water energy of the cold water heat storage tank 21 is supplied to the customer 35 in the form of cold water through the heat exchanger 32 and the regional cold water pipe 29. The hot water energy obtained through the DB 26 is supplied to the customer 35 in the form of hot water through the hot water heat storage tank 22, the heat exchanger 33, and the regional hot water pipe 30. The HP25 and DB26 systems are included in the electric cooling and heating equipment.

【0021】吸収冷凍機28はゴミ焼却排熱系統24お
よびボイラ27からの熱エネルギーの一部もしくは全部
を熱駆動源として運転され、その冷水は直接に地域冷水
配管29を介して需要家35に供給される。ゴミ焼却排
熱系統24およびボイラ27からの温熱エネルギーは熱
交換器34および地域温水配管30を介して温水の形で
需要家35に供給される。ボイラ27および吸収冷凍機
28はガス式冷暖房機器に含まれる。
The absorption refrigerating machine 28 is operated by using a part or all of the heat energy from the refuse incineration heat recovery system 24 and the boiler 27 as a heat drive source, and the cold water thereof is directly supplied to the customer 35 through the district cold water piping 29. Supplied. The thermal energy from the refuse incineration waste heat system 24 and the boiler 27 is supplied to the customer 35 in the form of hot water through the heat exchanger 34 and the regional hot water pipe 30. The boiler 27 and the absorption chiller 28 are included in the gas type air conditioner.

【0022】以下、図1および図2に示す実施例の作用
について説明する。なお、ここでは簡単のため、1時間
毎の負荷予測を24時間先まで行うものとする。すなわ
ち、Δt=1[h]、N=24とする。
The operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described below. Note that, here, for the sake of simplicity, it is assumed that the load prediction for each hour is performed until 24 hours ahead. That is, Δt = 1 [h] and N = 24.

【0023】まず、負荷予測は次の考え方に従って行
う。図3は、熱負荷予測の流れを表すものである。熱負
荷実績記憶手段11に曜日別に記憶された単位温度刻み
の外気温と熱量との相関関係を示す相関グラフ41と、
同じく曜日別に記憶された単位時間刻みの空調(空気調
和)利用率42と、ヒューマン・インターフェイス入出
力部12から入力される単位時間毎の気温予報値グラフ
43とをもとに、熱負荷予測手段13において各時刻に
おける外気温および時刻と熱量との間の相関関係を示す
相関グラフ44を得、それに基づいて1時間毎の各時刻
の空調に必要な熱量を熱負荷予測値として演算する。
First, load prediction is performed according to the following concept. FIG. 3 shows the flow of heat load prediction. A correlation graph 41 showing the correlation between the outside air temperature in unit temperature increments and the amount of heat stored in the heat load performance storage means 11 for each day of the week;
Similarly, based on the air-conditioning (air conditioning) utilization rate 42 for each unit of time, which is also stored for each day of the week, and the temperature forecast value graph 43 for each unit of time, which is input from the human interface input / output unit 12, the heat load predicting means. At 13, the correlation graph 44 showing the correlation between the outside air temperature at each time and the time and the heat quantity is obtained, and the heat quantity required for the air conditioning at each time of each hour is calculated as the heat load prediction value based on this.

【0024】この熱負荷予測値に基づいてプラント運用
計画手段15によりプラントの運用計画が以下のように
して立てられる。
Based on this heat load predicted value, the plant operation planning means 15 makes a plant operation plan as follows.

【0025】まず、図2に示す対象プラントにおける熱
負荷(冷/温)に対しての計画手法について説明する。
First, the planning method for the heat load (cold / temperature) in the target plant shown in FIG. 2 will be described.

【0026】*定式化 次の5つの目的関数の和を最小化することを考える。 1.電力料金(買電コスト) 2.ガス料金 3.熱源機器の安定運転(各機器のオン/オフに対する
ペナルティー) 4.電力ピークカット(電力ピークカット時の電力消費
に対するペナルティー) 5.未利用エネルギー消費に対するコスト いま、離散時間nにおけるプラント構成機器の運転状態
を以下に示す。オン・オフ状態X(n) はXij(n) で構
成されるベクトルとし、iは機器の種類を表し、jは各
機器の台数を表すものとする。そして、iの内容とし
て、hはHP25を、dはDB26を、aは吸収冷凍機
28を、bはボイラ27を意味するものとする。またj
については、HP25はk1台、DB26はk2台、吸収冷
凍機28はk3台、ボイラ27はk4台であるとする。
Formulation Consider minimizing the sum of the following five objective functions. 1. Electricity charge (power purchase cost) 2. Gas fee 3. Stable operation of heat source equipment (penalty for turning on / off each equipment) 4. Power peak cut (penalty for power consumption at power peak cut) 5. Cost for unused energy consumption Now, the operating states of the plant components at discrete time n are shown below. The on / off state X i (n) is a vector composed of X ij (n), i represents the type of device, and j represents the number of each device. As contents of i, h means HP25, d means DB26, a means absorption refrigerator 28, and b means boiler 27. Also j
Regarding, the HP 25 is k1, the DB 26 is k2, the absorption refrigerator 28 is k3, and the boiler 27 is k4.

【0027】[0027]

【数1】 [Equation 1]

【0028】[0028]

【数2】 [Equation 2]

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】[0030]

【数4】 各吸収冷凍機28からの冷熱量[GJ/h]を、 A(n) =(A(n) A(n) …Ak3(n) )T …(5) 各ボイラ27からの温熱量[GJ/h]を、 B(n) =(B*1(n) B*2(n) …B*k4 (n) )T …(6) 各ボイラ27へのゴミ焼却排熱量のうち、このプラント
が利用したゴミ焼却排熱量[GJ/h]を、 G(n) =(G*1(n) G*2(n) …G*k4 (n) )T …(7)
[Equation 4] The amount of cold heat [GJ / h] from each absorption refrigerator 28 is A (n) = (A 1 (n) A 2 (n) ... A k3 (n)) T (5) Heat from each boiler 27 The amount [GJ / h] is expressed as B * (n) = (B * 1 (n) B * 2 (n) ... B * k4 (n)) T ... (6) Of these, the waste incineration heat quantity [GJ / h] used by this plant is G * (n) = (G * 1 (n) G * 2 (n)… G * k4 (n)) T … (7)

【0031】[0031]

【数5】 冷水蓄熱槽21の蓄熱量[GJ]を、 c(n) =(c#1(n) c#2(n) …c#m1 (n) )T …(9) 温水蓄熱槽22の蓄熱量[GJ]を、 h(n) =(h#1(n) h#2(n) …h#m2 (n) )T …(10) 冷水蓄熱槽21からの供給熱量[GJ/h]を、 c(n) =(c&1(n) c&2(n) …c&m1 (n) )T …(11) 温水蓄熱槽22からの供給熱量[GJ/h]を、 h(n) =(h&1(n) h&2(n) …h&m2 (n) )T …(12) でそれぞれ表す。(Equation 5) The heat storage amount [GJ] of the cold water heat storage tank 21 is expressed as c # (n) = (c # 1 (n) c # 2 (n) ... c # m1 (n)) T ... (9) Heat storage of the hot water heat storage tank 22 The quantity [GJ] is expressed as h # (n) = (h # 1 (n) h # 2 (n) ... h # m2 (n)) T ... (10) Heat supplied from the cold water storage tank 21 [GJ / h ] And c & (n) = (c & 1 (n) c & 2 (n) ... c & m1 (n)) T ... (11) The heat supply [GJ / h] from the hot water heat storage tank 22 is expressed as h & ( n) = (h & 1 (n) h & 2 (n) ... h & m2 (n)) T ... (12).

【0032】[0032]

【数6】 (Equation 6)

【0033】[0033]

【数7】 (Equation 7)

【0034】[0034]

【数8】 電力単価がC[円/kWh]、ガス単価がC[円/
3 ]、電力ピーク時の電力使用にかかるペナルティー
をC[円/kWh]、下水処理水を使用するのにかかるコ
ストをCu1[円・GJ-1・h]、ゴミ焼却排熱を利用す
るのにかかるコストをCu2[円・GJ-1・h]とする。
(Equation 8) Electric power unit price is C e [yen / kWh], gas unit price is C g [yen /
m 3 ], the penalty for power consumption at the peak of power consumption is C p [yen / kWh], the cost of using the sewage treatment water is C u1 [yen ・ GJ −1・ h], and the waste heat for waste incineration is The cost required for use is C u2 [yen · GJ −1 · h].

【0035】各熱源機器およびボイラ27のそれぞれの
オンオフ・ペナルティーWij[円]をベクトルWで表
す。ただし、iは機器の種類を表し、jは各機器の台数
を表すものとする。そして、iの内容として、hはHP
25を、dはDB26を、aは吸収冷凍機28を、bは
ボイラ27を意味するものとする。また、jについて
は、HP25はk1台、DB26はk2台、吸収冷凍機28
はk3台、ボイラ27はk4台であるとする。
An on / off penalty W ij [circle] of each heat source device and the boiler 27 is represented by a vector W i . However, i represents the type of device, and j represents the number of each device. And as the content of i, h is HP
25, d means DB 26, a means absorption refrigerator 28, and b means boiler 27. As for j, HP1 is k1, DB26 is k2, absorption refrigerator 28
Is k3 units and the boiler 27 is k4 units.

【0036】[0036]

【数9】 冷水蓄熱槽21の効率ηは、 η=diag (ηc1 ηc2 … ηcm1 ) …(18) ただし、diag ( ) は対角行列の要素を表すものとす
る。以下同様に、温水蓄熱槽22の効率ηは、 η=diag (ηh1 ηh2 … ηhm2 ) …(19) 冷熱需要量[GJ/h]をQ(n) 、温熱需要量[GJ/h]をQ
(n) とし、各上下限値それぞれ次のようにする。
[Equation 9] The efficiency η c of the cold water heat storage tank 21 is η c = diag (η c1 η c2 ... η cm1 ) (18) However, diag () represents an element of a diagonal matrix. Similarly, the efficiency η h of the hot water storage tank 22 is η h = diag (η h1 η h2 … η hm2 ) ・ ・ ・ (19) Cooling heat demand [GJ / h] is Q (n) and heating demand [GJ / h] Q
* (N) and the upper and lower limits are as follows.

【0037】[0037]

【数10】 [Equation 10]

【0038】[0038]

【数11】 [Equation 11]

【0039】[0039]

【数12】 (Equation 12)

【0040】[0040]

【数13】 (Equation 13)

【0041】[0041]

【数14】 [Equation 14]

【0042】[0042]

【数15】 (Equation 15)

【0043】[0043]

【数16】 [Equation 16]

【0044】[0044]

【数17】 [Equation 17]

【0045】[0045]

【数18】 (Equation 18)

【0046】[0046]

【数19】 [Formula 19]

【0047】[0047]

【数20】 以上述べた実施例においては、以上に示した目的関数と
制約条件を混合整数計画法によって解き、1時間毎・2
4時間分の蓄熱プラント運用計画値を得る。それをもと
に、プラント制御手段16によりプロセス入出力部17
を介して未利用エネルギー活用型地域冷暖房プラント2
0に制御信号を送り、プラント運用計画値に従ったプラ
ント制御を行う。
(Equation 20) In the above-described embodiment, the objective function and the constraint condition shown above are solved by the mixed integer programming method, and every 1 hour.
Obtain heat storage plant operation plan values for 4 hours. Based on this, the plant control means 16 controls the process input / output unit 17
Energy-saving district heating and cooling plant through
A control signal is sent to 0 to perform plant control according to the plant operation plan value.

【0048】なお、蓄熱プラントの運用計画値は1時間
毎・24時間(1日)分と限定されることはなく、何日
分あるいは何時間分をどんな時間間隔で計画するかは、
得られる効果とコストの関係等を考慮して適宜設定する
ことができる。
The operation plan value of the heat storage plant is not limited to every 24 hours (one day), and how many days or hours should be planned at what time interval?
It can be set as appropriate in consideration of the relationship between the obtained effect and cost.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラント定数と熱負荷予測値に基づいてプラント運用計
画が演算されるため、専門的なオペレータを確保する必
要がなく、プラントを効率よく自動運転することの可能
な極めて信頼性の高い冷暖房プラントの最適運転制御装
置を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the plant operation plan is calculated based on the plant constant and the predicted heat load, it is not necessary to secure a specialized operator, and it is possible to operate the plant efficiently and automatically. An operation control device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による最適運転制御装置の一実施例を示
すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optimum operation control device according to the present invention.

【図2】図1の最適運転制御装置を適用する地域冷暖房
プラントの系統図。
FIG. 2 is a system diagram of a district heating and cooling plant to which the optimum operation control device of FIG. 1 is applied.

【図3】熱負荷の流れを説明するための説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a flow of heat load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 最適運転制御装置 11 熱負荷実績記憶手段 12 ヒューマン・インターフェイス入出力部 13 熱負荷予測手段 14 プラント定数記憶手段 15 プラント運用計画手段 16 プラント制御手段 17 プロセス入出力部 20 地域冷暖房プラント 21 冷水蓄熱槽 22 温水蓄熱槽 23 下水処理水排熱系統 24 ゴミ焼却排熱系統 25 ヒートポンプ(HP) 26 ダブルバンドル(DB) 27 ボイラ 28 吸収冷凍機 29 地域冷水配管 30 地域温水配管 31 冷却塔 32〜34 熱交換器 35 需要家 10 Optimal operation control device 11 Heat load performance storage means 12 Human interface input / output section 13 Heat load prediction means 14 Plant constant storage means 15 Plant operation planning means 16 Plant control means 17 Process input / output section 20 District heating and cooling plant 21 Cold water heat storage tank 22 hot water heat storage tank 23 sewage treatment water exhaust heat system 24 waste incineration exhaust heat system 25 heat pump (HP) 26 double bundle (DB) 27 boiler 28 absorption chiller 29 regional cold water pipe 30 regional hot water pipe 31 cooling tower 32-34 heat exchange Container 35 consumer

フロントページの続き (72)発明者 中 丸 正 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 稲 葉 隆 一 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 原 裕 淳 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 村 井 雅 彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 穂 刈 啓 志 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内Front page continued (72) Inventor Tadashi Nakamaru 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Headquarters office (72) Inventor Ryuichi Inaba 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu, Ltd. Inside the factory (72) Yutaka Hara Atsushi Toshiba Town, Fuchu City, Tokyo 1st floor, Toshiba Fuchu Co., Ltd. Inside the factory (72) Inventor Masahiko Murai 1 Komukai Toshiba Town, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Toshiba Research & Development Co., Ltd. In the center (72) Inventor Keishi Hokari No. 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Fuchu factory, Toshiba Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】冷暖房プラントの過去の熱負荷実績を記憶
している熱負荷実績記憶手段と、 気温予報値および前記熱負荷実績記憶手段に記憶されて
いるプラントの熱負荷実績に基づいて前記冷暖房プラン
トの熱負荷を予測する熱負荷予測手段と、 前記冷暖房プラントを構成する各機器のプラント定数を
記憶しているプラント定数記憶手段と、 前記プラント定数記憶手段に記憶されているプラント定
数および前記熱負荷予測手段によって予測された熱負荷
予測値に基づいて、前記冷暖房プラントの運用計画値を
混合整数計画法を用いて求めるプラント運用計画手段
と、 前記冷暖房プラントの熱負荷を前記プラント運用計画手
段によって得られたプラントの運用計画値に一致させる
ように前記冷暖房プラントを制御するプラント制御手段
とを備えた冷暖房プラントの最適運転制御装置。
1. A heat load performance storage means for storing past heat load performance of an air conditioning heating plant, and the heating and cooling operation based on the temperature forecast value and the heat load performance of the plant stored in the heat load performance storage means. Heat load predicting means for predicting heat load of the plant, plant constant storing means for storing plant constants of each device constituting the cooling and heating plant, and plant constants and the heat stored in the plant constant storing means Based on the heat load prediction value predicted by the load predicting means, a plant operation planning means for obtaining an operation plan value of the cooling and heating plant using a mixed integer programming method, and a heat load of the cooling and heating plant by the plant operation planning means. And a plant control means for controlling the cooling and heating plant so as to match the operation plan value of the obtained plant. Optimal operation control device for a heating and cooling plant.
【請求項2】前記冷暖房プラントは電気式機器およびガ
ス式機器を含んで構成されている請求項1に記載の冷暖
房プラントの最適運転制御装置。
2. The optimum operation control device for a cooling and heating plant according to claim 1, wherein the cooling and heating plant includes an electric device and a gas device.
【請求項3】前記気温予報値を取り入れるヒューマン・
インターフェイス入出力部をさらに備えた請求項1に記
載の冷暖房プラントの最適運転制御装置。
3. A human being incorporating the temperature forecast value.
The optimum operation control device for a cooling and heating plant according to claim 1, further comprising an interface input / output unit.
【請求項4】前記熱負荷実績記憶手段は冷暖房プラント
の過去の熱負荷実績を時刻および曜日と共に記憶してい
るものである請求項1に記載の冷暖房プラントの最適運
転制御装置。
4. The optimum operation control device for a cooling and heating plant according to claim 1, wherein the heat load record storage means stores past heat load records of the cooling and heating plant together with time and day of the week.
【請求項5】前記熱負荷予測手段は気温予報値として最
高気温および最低気温を用いる請求項1に記載の冷暖房
プラントの最適運転制御装置。
5. The optimum operation control device for a cooling and heating plant according to claim 1, wherein the heat load predicting means uses the maximum temperature and the minimum temperature as the predicted temperature values.
【請求項6】前記プラント制御手段は前記冷暖房プラン
トの熱負荷を前記冷暖房プラントを構成する機器の運転
台数制御および負荷制御の組み合わせによって制御する
ものである請求項1に記載の冷暖房プラントの最適運転
制御装置。
6. The optimum operation of the cooling and heating plant according to claim 1, wherein the plant control means controls the heat load of the cooling and heating plant by a combination of control of the number of operating devices constituting the cooling and heating plant and load control. Control device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257097A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Toshiba Corp Start/stop plan formulation system for heat source device
JP2008045800A (en) * 2006-08-14 2008-02-28 Yamatake Corp Heat source unit operation control method and device
JP2013005470A (en) * 2011-06-10 2013-01-07 Fuji Electric Co Ltd Simultaneous equal amount control system and its purchased electric power plan generation device

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