JPH08298723A - 汚泥消化ガス発電機の台数制御装置 - Google Patents
汚泥消化ガス発電機の台数制御装置Info
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- JPH08298723A JPH08298723A JP7101796A JP10179695A JPH08298723A JP H08298723 A JPH08298723 A JP H08298723A JP 7101796 A JP7101796 A JP 7101796A JP 10179695 A JP10179695 A JP 10179695A JP H08298723 A JPH08298723 A JP H08298723A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 制御回数が増加するにつれて逐次制御精度を
高めることができる汚泥消化ガス発電機の台数制御装置
を提供する。 【構成】 下水処理施設の監視制御システムをＯＰＳと
ＰＣＳで構成する際、アプリケーションシステムとして
搭載する。ＯＰＳ１０に電力使用量と消化ガス発生量の
データの収集・分類機能，モデル及び設定パターンの作
成機能を持たせ、ＰＣＳ２０に各設定パターンに基づい
た発電機運転台数決定のための演算機能と運転号機の指
令機能を持たせて、負荷に応じて運転する発電機の台数
を制御する。その場合、各パターンのデータを蓄積し解
析して、次の操作時に補正を加える。これにより、制御
回数が増加するにつれて逐次制御精度が高くなる。
高めることができる汚泥消化ガス発電機の台数制御装置
を提供する。 【構成】 下水処理施設の監視制御システムをＯＰＳと
ＰＣＳで構成する際、アプリケーションシステムとして
搭載する。ＯＰＳ１０に電力使用量と消化ガス発生量の
データの収集・分類機能，モデル及び設定パターンの作
成機能を持たせ、ＰＣＳ２０に各設定パターンに基づい
た発電機運転台数決定のための演算機能と運転号機の指
令機能を持たせて、負荷に応じて運転する発電機の台数
を制御する。その場合、各パターンのデータを蓄積し解
析して、次の操作時に補正を加える。これにより、制御
回数が増加するにつれて逐次制御精度が高くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水処理場の汚泥処理
設備から発生する消化ガスを利用した発電（消化ガス発
電）において、稼働発電機の台数を自動的に制御する汚
泥消化ガス発電機の台数制御装置に関する。
設備から発生する消化ガスを利用した発電（消化ガス発
電）において、稼働発電機の台数を自動的に制御する汚
泥消化ガス発電機の台数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水処理場では、比較的大規模な集中監
視設備によって運転管理が行われるが、オペレータによ
る監視と操作が主体で、総合的な運用面でのサポートは
細かい設備毎に対応が望まれる。
視設備によって運転管理が行われるが、オペレータによ
る監視と操作が主体で、総合的な運用面でのサポートは
細かい設備毎に対応が望まれる。
【０００３】近年、コージェネレーションの考え方が普
及し都市の下水処理場においては、汚泥処理設備から発
生する消化ガスを利用して発電を行い、処理場内におけ
る電力供給の補助的な役割を果たしている。つまり、汚
泥消化ガスエンジンを原動機として発電機を回転駆動し
て、その発電電力を買電電力と併給している。発電機
は、複数台設置されるのが一般的であり、負荷に応じて
運転する発電機の台数を制御している。
及し都市の下水処理場においては、汚泥処理設備から発
生する消化ガスを利用して発電を行い、処理場内におけ
る電力供給の補助的な役割を果たしている。つまり、汚
泥消化ガスエンジンを原動機として発電機を回転駆動し
て、その発電電力を買電電力と併給している。発電機
は、複数台設置されるのが一般的であり、負荷に応じて
運転する発電機の台数を制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】汚泥から発生する消化
ガスの量と下水処理場内で使用する電力量は、季節や曜
日，時刻等によって変動しており、両者の“需要と供
給”のバランスを保つには汚泥処理設備の稼働状況を見
ながら消化ガス発電を自動的に行うことになるが、相関
関係が直接的には薄いため、操作員の経験等に頼ってい
るのが実情であり、制御精度が低くなる。
ガスの量と下水処理場内で使用する電力量は、季節や曜
日，時刻等によって変動しており、両者の“需要と供
給”のバランスを保つには汚泥処理設備の稼働状況を見
ながら消化ガス発電を自動的に行うことになるが、相関
関係が直接的には薄いため、操作員の経験等に頼ってい
るのが実情であり、制御精度が低くなる。
【０００５】そこで本発明は、上記課題を解決し、逐次
制御精度を高めることができる汚泥消化ガス発電機の台
数制御装置を提供することを目的とする。
制御精度を高めることができる汚泥消化ガス発電機の台
数制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、汚泥消化ガス
エンジンを原動機とする発電機が複数台設置された下水
処理場における発電設備において、季節，曜日，１日の
時刻による発電機の負荷パターンを入力とし、発電機の
負荷予測をしながら運転台数を決定し、現在運転中の台
数と比較しながら台数の増減指令を発する機能と、汚泥
消化ガスの発生量の変動パターンを入力とし、汚泥消化
ガスタンクに貯留されているガスの量との比較を行いな
がら発電する電力量に補正を加え、発電機の運転台数の
演算因子とする機能と、発電機の負荷パターン，汚泥消
化ガスの発生量の変動パターンのデータを蓄積し、発電
機の運転台数を演算する際に使用するパラメータを更新
する機能とを備えたことを特徴とする。
エンジンを原動機とする発電機が複数台設置された下水
処理場における発電設備において、季節，曜日，１日の
時刻による発電機の負荷パターンを入力とし、発電機の
負荷予測をしながら運転台数を決定し、現在運転中の台
数と比較しながら台数の増減指令を発する機能と、汚泥
消化ガスの発生量の変動パターンを入力とし、汚泥消化
ガスタンクに貯留されているガスの量との比較を行いな
がら発電する電力量に補正を加え、発電機の運転台数の
演算因子とする機能と、発電機の負荷パターン，汚泥消
化ガスの発生量の変動パターンのデータを蓄積し、発電
機の運転台数を演算する際に使用するパラメータを更新
する機能とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】電力使用量と消化ガス発生量を検出し、季節，
曜日，１日の時刻により発電機の負荷パターンと消化ガ
ス発生量の変動パターンをコンピュータに入力する。そ
して、発電機の負荷予測をして運転台数を決定する際
に、消化ガス発生量の変動パターンで発電電力量に補正
を加える。即ち、発電機の運転台数の演算因子とする。
発電機の負荷パターン，消化ガス発生量の変動パターン
のデータは蓄積し、解析して、発電機の運転台数を演算
する際に使用するパラメータを更新する。これにより、
制御回数が増加するにつれて現実に近いパターンが得ら
れるようになり、制御精度が逐次高くなる。
曜日，１日の時刻により発電機の負荷パターンと消化ガ
ス発生量の変動パターンをコンピュータに入力する。そ
して、発電機の負荷予測をして運転台数を決定する際
に、消化ガス発生量の変動パターンで発電電力量に補正
を加える。即ち、発電機の運転台数の演算因子とする。
発電機の負荷パターン，消化ガス発生量の変動パターン
のデータは蓄積し、解析して、発電機の運転台数を演算
する際に使用するパラメータを更新する。これにより、
制御回数が増加するにつれて現実に近いパターンが得ら
れるようになり、制御精度が逐次高くなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。
説明する。
【０００９】本発明による汚泥消化ガス発電機の台数制
御装置の実施例を図１〜図６に示す。図１は構成図、図
２は１日のうちの電力使用量と消化ガスの発生量の推移
を示すグラフ、図３は目標値の補正の説明図、図４はエ
ネルギー量の関係を示す説明図、図５はデータモデル，
設定パターンの作成過程の説明図、図６は操作画面であ
る。図１に示すように本発明装置は、ＯＰＳ（オペレー
ティングステーション）１０とＰＣＳ（プロセスコント
ロールステーション）２０に大別される。ＯＰＳ１０
は、ＣＲＴを複数台有して、プラントの運転監視を行う
マンマシンインタフェイスである。ＰＣＳ２０は、プラ
ント機器の自動運転プログラムを組み込み、実行する制
御装置であり、入出力処理部２１，発電機運転台数決定
部２２，発電機運転号機決定部２３により構成してい
る。前記ＯＰＳ１０は、電力使用量データファイル１１
Ｐと消化ガス発生量データファイル１１Ｇ，電力使用量
モデル作成部１２Ｐと消化ガス発生量モデル作成部１２
Ｇ，電力使用量設定パターン作成部１３Ｐと消化ガス発
生量設定パターン作成部１３Ｇを備えており、ＰＣＳ２
０の入出力処理部２１から電力使用量と消化ガス発生量
に関するデータを受け、各設定パターンを発電機台数決
定部２２の演算部２２Ａに送る。
御装置の実施例を図１〜図６に示す。図１は構成図、図
２は１日のうちの電力使用量と消化ガスの発生量の推移
を示すグラフ、図３は目標値の補正の説明図、図４はエ
ネルギー量の関係を示す説明図、図５はデータモデル，
設定パターンの作成過程の説明図、図６は操作画面であ
る。図１に示すように本発明装置は、ＯＰＳ（オペレー
ティングステーション）１０とＰＣＳ（プロセスコント
ロールステーション）２０に大別される。ＯＰＳ１０
は、ＣＲＴを複数台有して、プラントの運転監視を行う
マンマシンインタフェイスである。ＰＣＳ２０は、プラ
ント機器の自動運転プログラムを組み込み、実行する制
御装置であり、入出力処理部２１，発電機運転台数決定
部２２，発電機運転号機決定部２３により構成してい
る。前記ＯＰＳ１０は、電力使用量データファイル１１
Ｐと消化ガス発生量データファイル１１Ｇ，電力使用量
モデル作成部１２Ｐと消化ガス発生量モデル作成部１２
Ｇ，電力使用量設定パターン作成部１３Ｐと消化ガス発
生量設定パターン作成部１３Ｇを備えており、ＰＣＳ２
０の入出力処理部２１から電力使用量と消化ガス発生量
に関するデータを受け、各設定パターンを発電機台数決
定部２２の演算部２２Ａに送る。
【００１０】ＯＰＳとＰＣＳで構成されるシステムは、
下水処理施設で監視制御設備として採用されており、上
記構成はその中に具備されるアプリケーションシステム
として搭載する。
下水処理施設で監視制御設備として採用されており、上
記構成はその中に具備されるアプリケーションシステム
として搭載する。
【００１１】図２は、ある１日のうちの電力使用量と消
化ガスの発生量の推移を時刻を追って表したものであ
る。それぞれの時刻における量は、下水処理場の稼働状
況に大きく左右されるが、季節や曜日（平日あるいは休
日）によってある程度パターン化できるといえる。例え
ば、ある時刻から１時間後の電力使用量の増加率（ある
いは減少率）と、それと同じ時刻における消化ガス発生
量の増加率（あるいは減少率）を時刻毎に毎回コンピュ
ータにより演算して求め、制御に活かすものである。一
例として、電力使用量の基本演算式を次式に示す。
化ガスの発生量の推移を時刻を追って表したものであ
る。それぞれの時刻における量は、下水処理場の稼働状
況に大きく左右されるが、季節や曜日（平日あるいは休
日）によってある程度パターン化できるといえる。例え
ば、ある時刻から１時間後の電力使用量の増加率（ある
いは減少率）と、それと同じ時刻における消化ガス発生
量の増加率（あるいは減少率）を時刻毎に毎回コンピュ
ータにより演算して求め、制御に活かすものである。一
例として、電力使用量の基本演算式を次式に示す。
【００１２】Ｐｔ1＝Ｐｔ0＋ΔＰ ここで，Ｐｔ0：現在時刻における電力使用量（ｋＷ） Ｐｔ1：１時間後の電力使用量（ｋＷ） ΔＰ：増加（減少）電力量（ｋＷ） 上式を使用して６０分置きに１時間後の目標値を設定す
るが、１０分間隔で現在値と目標値の間を直線近似し、
補正を行っていく（図３）。
るが、１０分間隔で現在値と目標値の間を直線近似し、
補正を行っていく（図３）。
【００１３】一方、消化ガス発生量についても同様のデ
ータ収集を行い、ガスタンクに貯蔵される量Ｆ０（ｋｃ
ａｌ）、即ち発電機燃料保有量に応じて発電機で賄う電
力の配分（電力会社から受電する電力量Ｐ０（ｋＷ）に
対して消化ガス発電機から供給する電力量（Ｐ１＋Ｐ
２）（ｋＷ）の比率）を調整する（図４）。
ータ収集を行い、ガスタンクに貯蔵される量Ｆ０（ｋｃ
ａｌ）、即ち発電機燃料保有量に応じて発電機で賄う電
力の配分（電力会社から受電する電力量Ｐ０（ｋＷ）に
対して消化ガス発電機から供給する電力量（Ｐ１＋Ｐ
２）（ｋＷ）の比率）を調整する（図４）。
【００１４】電力使用量及び消化ガス発生量のデータを
収集し、それを季節，曜日等の条件によって分類して、
それぞれの制御における設定パターンとして使用するモ
デルを作成する。電力使用量の一例を図５に示す。
収集し、それを季節，曜日等の条件によって分類して、
それぞれの制御における設定パターンとして使用するモ
デルを作成する。電力使用量の一例を図５に示す。
【００１５】プロセスコントローラに入力される電力使
用量は、通常は日報，月報等に印字されて記録される
が、ここではそれ以外に設定パターン用データとして専
用ファイルに保存する。取り込まれたデータは、該当す
る月，曜日や該当日が休日かどうかによって分類した上
でファイリングする。休日の指定は、日曜以外に祝日や
ローカルな祭日等に対応して予め設定できるようにして
いる。また、下水処理場内における設備の工事、並びに
施設の保守点検等で稼働が休止されたり、一部停止した
りして、通常の運転とみなされずモデリングするのに適
していないと判断される場合は、事前に日にちの指定が
できる外、データとして格納してしまった後でも例外で
あったと判断した場合は、定められた日にち以内に指定
をして“例外データ”に移し替えることができる。
用量は、通常は日報，月報等に印字されて記録される
が、ここではそれ以外に設定パターン用データとして専
用ファイルに保存する。取り込まれたデータは、該当す
る月，曜日や該当日が休日かどうかによって分類した上
でファイリングする。休日の指定は、日曜以外に祝日や
ローカルな祭日等に対応して予め設定できるようにして
いる。また、下水処理場内における設備の工事、並びに
施設の保守点検等で稼働が休止されたり、一部停止した
りして、通常の運転とみなされずモデリングするのに適
していないと判断される場合は、事前に日にちの指定が
できる外、データとして格納してしまった後でも例外で
あったと判断した場合は、定められた日にち以内に指定
をして“例外データ”に移し替えることができる。
【００１６】操作時には、図６に示すようにＯＰＳ１０
のＣＲＴに通常の監視操作用である運転系統図画面Ｄ１
に加え、モデル設定画面Ｄ２，データ収集設定画面Ｄ
３，トレンド監視画面Ｄ４，買電−発電比率調整画面Ｄ
５を表示して、消化ガス発電機の台数制御に必要な機能
の設定操作を行う。
のＣＲＴに通常の監視操作用である運転系統図画面Ｄ１
に加え、モデル設定画面Ｄ２，データ収集設定画面Ｄ
３，トレンド監視画面Ｄ４，買電−発電比率調整画面Ｄ
５を表示して、消化ガス発電機の台数制御に必要な機能
の設定操作を行う。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発電機の
負荷パターン，消化ガス発生量の変動パターンを季節，
曜日，１日の時刻で分類し、それに基づいて発電機の運
転台数を演算するとともに、各パターンのデータを蓄
積，解析して次の操作時に補正を加えるようにしたの
で、制御回数の増加と共に制御精度を高めることができ
るようになり、処理場内における電力供給の補助的役割
の有効性が向上する。
負荷パターン，消化ガス発生量の変動パターンを季節，
曜日，１日の時刻で分類し、それに基づいて発電機の運
転台数を演算するとともに、各パターンのデータを蓄
積，解析して次の操作時に補正を加えるようにしたの
で、制御回数の増加と共に制御精度を高めることができ
るようになり、処理場内における電力供給の補助的役割
の有効性が向上する。
【図１】本発明による汚泥消化ガス発電機の台数制御装
置の実施例を示す構成図。
置の実施例を示す構成図。
【図２】１日のうちの電力使用量と消化ガス発生量の推
移を例示するグラフ。
移を例示するグラフ。
【図３】目標値の補正動作を示すグラフ。
【図４】エネルギー量の関係を示す説明図。
【図５】データモデル，設定パターンの作成過程説明
図。
図。
【図６】操作画面の表示例を示す略図。
１０…ＯＰＳ １１Ｐ（Ｇ）…電力使用量（消化ガス発生量）データフ
ァイル １２Ｐ（Ｇ）…電力使用量（消化ガス発生量）モデル作
成部 １３Ｐ（Ｇ）…電力使用量（消化ガス発生量）設定パタ
ーン作成部 ２０…ＰＣＳ ２１入出力処理部 ２２…発電機運転台数決定部 ２３発電機運転号機決定部
ァイル １２Ｐ（Ｇ）…電力使用量（消化ガス発生量）モデル作
成部 １３Ｐ（Ｇ）…電力使用量（消化ガス発生量）設定パタ
ーン作成部 ２０…ＰＣＳ ２１入出力処理部 ２２…発電機運転台数決定部 ２３発電機運転号機決定部
Claims (1)
- 【請求項１】 汚泥消化ガスエンジンを原動機とする発
電機が複数台設置された下水処理場における発電設備に
おいて、季節，曜日，１日の時刻による発電機の負荷パ
ターンを入力とし、発電機の負荷予測をしながら運転台
数を決定し、現在運転中の台数と比較しながら台数の増
減指令を発する機能と、汚泥消化ガスの発生量の変動パ
ターンを入力とし、汚泥消化ガスタンクに貯留されてい
るガスの量との比較を行いながら発電する電力量に補正
を加え、発電機の運転台数の演算因子とする機能と、発
電機の負荷パターン，汚泥消化ガスの発生量の変動パタ
ーンのデータを蓄積し、発電機の運転台数を演算する際
に使用するパラメータを更新する機能とを備えたことを
特徴とする汚泥消化ガス発電機の台数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179695A JP3477901B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 汚泥消化ガス発電機の台数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10179695A JP3477901B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 汚泥消化ガス発電機の台数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298723A true JPH08298723A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3477901B2 JP3477901B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=14310123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10179695A Expired - Fee Related JP3477901B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 汚泥消化ガス発電機の台数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3477901B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089497A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Yanmar Co Ltd | ガス化発電システム |
| JP2017099198A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 株式会社東芝 | 下水処理システム |
| JP2017153292A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 株式会社東芝 | 消化ガス発電システム |
| JP2021060036A (ja) * | 2020-11-30 | 2021-04-15 | 株式会社東芝 | 監視制御装置、バイオガス発電制御システム及び発電制御方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10179695A patent/JP3477901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011089497A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Yanmar Co Ltd | ガス化発電システム |
| JP2017099198A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 株式会社東芝 | 下水処理システム |
| JP2017153292A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 株式会社東芝 | 消化ガス発電システム |
| JP2021060036A (ja) * | 2020-11-30 | 2021-04-15 | 株式会社東芝 | 監視制御装置、バイオガス発電制御システム及び発電制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3477901B2 (ja) | 2003-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |