JPH11282503A - エネルギ―蓄積媒体の実時間価格設定制御装置 - Google Patents
エネルギ―蓄積媒体の実時間価格設定制御装置Info
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- JPH11282503A JPH11282503A JP1896199A JP1896199A JPH11282503A JP H11282503 A JPH11282503 A JP H11282503A JP 1896199 A JP1896199 A JP 1896199A JP 1896199 A JP1896199 A JP 1896199A JP H11282503 A JPH11282503 A JP H11282503A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 環境条件を提供している環境制御シス
テムに接続されたエネルギー蓄積媒体を制御する方法お
よび装置を提供すること。 【解決手段】 制御器はエネルギーの時間変動生産コ
ストに対応するエネルギー率を示す実時間エネルギー価
格設定特性を蓄積するエネルギー価格設定データ構造を
有する。この制御器はさらに実時間エネルギー価格設定
特性に依存するエネルギーコスト関数の最適制御経路を
エネルギー蓄積媒体の動作を決定するルールを使用して
概算するルールを含む蓄積媒体を有する。さらに、制御
器は実時間エネルギー価格設定特性に基いて蓄積媒体制
御信号を発生するエンジンを有し、エネルギー蓄積媒体
は蓄積媒体制御信号で制御され環境制御装置に付随する
エネルギーコストを最小にする。
テムに接続されたエネルギー蓄積媒体を制御する方法お
よび装置を提供すること。 【解決手段】 制御器はエネルギーの時間変動生産コ
ストに対応するエネルギー率を示す実時間エネルギー価
格設定特性を蓄積するエネルギー価格設定データ構造を
有する。この制御器はさらに実時間エネルギー価格設定
特性に依存するエネルギーコスト関数の最適制御経路を
エネルギー蓄積媒体の動作を決定するルールを使用して
概算するルールを含む蓄積媒体を有する。さらに、制御
器は実時間エネルギー価格設定特性に基いて蓄積媒体制
御信号を発生するエンジンを有し、エネルギー蓄積媒体
は蓄積媒体制御信号で制御され環境制御装置に付随する
エネルギーコストを最小にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にエネルギー
蓄積媒体に関し、特に環境制御装置に接続されるエネル
ギー蓄積媒体を制御する実時間価格設定制御装置および
方法に関する。
蓄積媒体に関し、特に環境制御装置に接続されるエネル
ギー蓄積媒体を制御する実時間価格設定制御装置および
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの電気公益企業は従来の手段で顧客
のピーク時の需要に合致するに充分な電気を発電するこ
とができない。新規電力プラントの建設に伴う膨大な資
本および環境コストのため、電力企業は顧客にピーク電
力消費を減少させるよう奨励している。これらの公益企
業の奨励策では予備発電能力が可能である期間にエネル
ギー消費をずらすように電気使用者に鼓舞している。こ
れらの奨励策は典型的にはエネルギー率構造の形態で提
供され、実時間価格設定（ＲＴＰ）構造が急速に受け入
れられている。
のピーク時の需要に合致するに充分な電気を発電するこ
とができない。新規電力プラントの建設に伴う膨大な資
本および環境コストのため、電力企業は顧客にピーク電
力消費を減少させるよう奨励している。これらの公益企
業の奨励策では予備発電能力が可能である期間にエネル
ギー消費をずらすように電気使用者に鼓舞している。こ
れらの奨励策は典型的にはエネルギー率構造の形態で提
供され、実時間価格設定（ＲＴＰ）構造が急速に受け入
れられている。
【０００３】ＲＴＰは電気の生産コストにおける時間依
存変化を考慮した時間変動エネルギー率である。ＲＴＰ
構造を使用して、電気供給企業は実際の時間変動限界コ
ストに基いてエネルギー率を調整し、限界コストが高い
場合顧客に需要を下げるように促進する正確でタイムリ
ーな奨励策を提供することが可能である。図１は２４時
間のＲＴＰ率構造の一例を示している。
存変化を考慮した時間変動エネルギー率である。ＲＴＰ
構造を使用して、電気供給企業は実際の時間変動限界コ
ストに基いてエネルギー率を調整し、限界コストが高い
場合顧客に需要を下げるように促進する正確でタイムリ
ーな奨励策を提供することが可能である。図１は２４時
間のＲＴＰ率構造の一例を示している。
【０００４】ＲＴＰは従来の二つの主要な方法での日時
間（ＴＯＤ）または使用時間（ＴＯＵ）電力率と異な
る。まず、ＴＯＤまたはＴＯＵエネルギー価格設定構造
の需要料金は削除されるか多いに減少される。第二に、
ＲＴＰ構成の料金はより頻繁に（例えば、１時間毎
に）、またより見直すことなく（例えば、１日以下）変
更される。
間（ＴＯＤ）または使用時間（ＴＯＵ）電力率と異な
る。まず、ＴＯＤまたはＴＯＵエネルギー価格設定構造
の需要料金は削除されるか多いに減少される。第二に、
ＲＴＰ構成の料金はより頻繁に（例えば、１時間毎
に）、またより見直すことなく（例えば、１日以下）変
更される。
【０００５】ＲＴＰが使用中であると、任意の期間の電
力企業コストスケジュールは周期的に企業顧客に提供さ
れる。一般に、価格スケジュールは価格が有効になる前
の日（先行日）または時間（先行時間）を提供する。先
行日価格設定において、電力企業の顧客は翌日中の価格
レベルを与えられる。先行時間価格設定において、顧客
は次の時間中のエネルギー価格を受け取る。
力企業コストスケジュールは周期的に企業顧客に提供さ
れる。一般に、価格スケジュールは価格が有効になる前
の日（先行日）または時間（先行時間）を提供する。先
行日価格設定において、電力企業の顧客は翌日中の価格
レベルを与えられる。先行時間価格設定において、顧客
は次の時間中のエネルギー価格を受け取る。
【０００６】顧客がＲＴＰから利益を受けるために、短
期調整はより高いエネルギー価格の期間に答えて、エネ
ルギー需要を短縮するためにされなければならない。こ
の目的を達成する一つの方法は環境条件システムをエネ
ルギー蓄積媒体で補うことである。これらのエネルギー
蓄積装置を使用すると、より高いエネルギー料金を有す
る期間エネルギー蓄積媒体のエネルギーの予備を引き上
げ、より低いエネルギー価格の期間にエネルギーの予備
を発生することにより外部電力消費を減少させることが
できる。
期調整はより高いエネルギー価格の期間に答えて、エネ
ルギー需要を短縮するためにされなければならない。こ
の目的を達成する一つの方法は環境条件システムをエネ
ルギー蓄積媒体で補うことである。これらのエネルギー
蓄積装置を使用すると、より高いエネルギー料金を有す
る期間エネルギー蓄積媒体のエネルギーの予備を引き上
げ、より低いエネルギー価格の期間にエネルギーの予備
を発生することにより外部電力消費を減少させることが
できる。
【０００７】ＲＴＰから最大の利益を得るために、シス
テムはエネルギー需要と消費情報を確保しなければなら
ない。さらに、未来の負荷要求を投影できる能力が一般
に必要である。しかしながら、ＲＴＰ価格設定構造のエ
ネルギー価格が頻繁に変化し、エネルギーの利用が連続
的に変化するので、ＲＴＰコスト関数は企業顧客が可能
なコスト削減を得るために常に最小でなければならな
い。離散ＲＴＰコスト関数は以下の式で表示される。
テムはエネルギー需要と消費情報を確保しなければなら
ない。さらに、未来の負荷要求を投影できる能力が一般
に必要である。しかしながら、ＲＴＰ価格設定構造のエ
ネルギー価格が頻繁に変化し、エネルギーの利用が連続
的に変化するので、ＲＴＰコスト関数は企業顧客が可能
なコスト削減を得るために常に最小でなければならな
い。離散ＲＴＰコスト関数は以下の式で表示される。
【式２】 ここで、ｋはＲＴＰスケジュールの期間である。Ｐｋは
期間ｋ中に消費される平均電力（ｋＷ）である。Ｊ
ＲＴＰＲＴＰは顧客に対するコストである。Ｒｅｋは
（典型的には図１に示されるように１日２４時間で調整
される）期間ｋ中のエネルギーコストである。Δｔは期
間である。Ｓは最適時間範囲での間隔数である。以下の
説明で、段階Ｋは代表的な間隔が１時間なので（２４時
間表示で）１日の時間を示す為にＨに置換されることに
注意すべきである。しかしながら、この制御法は需要の
変化が除去されるか減少されるほど長い期間で適切であ
ることに注意すべきである。
期間ｋ中に消費される平均電力（ｋＷ）である。Ｊ
ＲＴＰＲＴＰは顧客に対するコストである。Ｒｅｋは
（典型的には図１に示されるように１日２４時間で調整
される）期間ｋ中のエネルギーコストである。Δｔは期
間である。Ｓは最適時間範囲での間隔数である。以下の
説明で、段階Ｋは代表的な間隔が１時間なので（２４時
間表示で）１日の時間を示す為にＨに置換されることに
注意すべきである。しかしながら、この制御法は需要の
変化が除去されるか減少されるほど長い期間で適切であ
ることに注意すべきである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＲＴＰコスト関数を最
小化する状態および制御可変軌線は解析的に（Ｌ.Ｓ.Ｐ
ｏｎｔｒｙａｇｉｎ,Ｖ.Ｇ.Ｂｏｌｔｙａｎｓｋｉｉ,
Ｒ．Ｖ．Ｇａｍｋｒｅｌｉｄｚｅ，およびＥ.Ｆ.Ｍｉｓ
ｈｃｈｅｎｋｏによる「最適プロセスの数学的理論」，
Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ（１９６２）を
参照）、または数値的（Ｒ．Ｂｅｌｌｍａｎ，「ダイナ
ミックプログラミング」，Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ Ｕｎｉ
ｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９５７）参照）、また
は発生的アルゴリズム（Ｄ．Ｅ．Ｇｏｌｄｂｅｒｇ，
「サーチ、最適化、マシン学習における発生的アルゴリ
ズム」，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓ
ｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（１９８９））で選
られる。残念ながら、これらの解法の各々は答えを公式
化しかつ数学的に実施するために重要な判断を必要とす
る。さらに、膨大な（メモリを含む）コンピュータ資源
が答えを得るために要求される。したがって、実際の非
線形成分モデルを使用して実時間のエネルギー蓄積媒体
の最適制御問題を求めることは実用的でない。
小化する状態および制御可変軌線は解析的に（Ｌ.Ｓ.Ｐ
ｏｎｔｒｙａｇｉｎ,Ｖ.Ｇ.Ｂｏｌｔｙａｎｓｋｉｉ,
Ｒ．Ｖ．Ｇａｍｋｒｅｌｉｄｚｅ，およびＥ.Ｆ.Ｍｉｓ
ｈｃｈｅｎｋｏによる「最適プロセスの数学的理論」，
Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ（１９６２）を
参照）、または数値的（Ｒ．Ｂｅｌｌｍａｎ，「ダイナ
ミックプログラミング」，Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ Ｕｎｉ
ｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９５７）参照）、また
は発生的アルゴリズム（Ｄ．Ｅ．Ｇｏｌｄｂｅｒｇ，
「サーチ、最適化、マシン学習における発生的アルゴリ
ズム」，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓ
ｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（１９８９））で選
られる。残念ながら、これらの解法の各々は答えを公式
化しかつ数学的に実施するために重要な判断を必要とす
る。さらに、膨大な（メモリを含む）コンピュータ資源
が答えを得るために要求される。したがって、実際の非
線形成分モデルを使用して実時間のエネルギー蓄積媒体
の最適制御問題を求めることは実用的でない。
【０００９】これらの目的および他の目的は実時間価格
設定公益事業サービスの積分されたコスト関数を最小化
し、実行が簡単であり、計算法的に効率よく、最小のメ
モリを要求し、かつ丈夫であるエネルギー蓄積媒体の制
御器を提供することにある。さらに、本発明の利点およ
び特徴は付随する図面と関連する以下の説明および特許
請求の範囲から明らかになるであろう。
設定公益事業サービスの積分されたコスト関数を最小化
し、実行が簡単であり、計算法的に効率よく、最小のメ
モリを要求し、かつ丈夫であるエネルギー蓄積媒体の制
御器を提供することにある。さらに、本発明の利点およ
び特徴は付随する図面と関連する以下の説明および特許
請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】環境条件を提供している
環境制御システムに接続されたエネルギー蓄積媒体を制
御する方法および装置が提供される。制御器はエネルギ
ーの時間変動生産コストに対応するエネルギー料金を示
す実時間エネルギー価格設定特性を蓄積するエネルギー
価格設定データ構造体を有する。この制御器はさらに実
時間エネルギー価格設定特性に依存しエネルギー蓄積媒
体の動作を決定するエネルギーコスト関数の最適制御軌
線を概算するルールを含む蓄積媒体を有する。エンジン
は実時間エネルギー価格設定特性およびルールに基いて
蓄積媒体制御信号を発生する。エネルギー蓄積媒体は環
境制御装置により環境条件に付随するエネルギーコスト
を最小にするために蓄積媒体制御信号で制御される。
環境制御システムに接続されたエネルギー蓄積媒体を制
御する方法および装置が提供される。制御器はエネルギ
ーの時間変動生産コストに対応するエネルギー料金を示
す実時間エネルギー価格設定特性を蓄積するエネルギー
価格設定データ構造体を有する。この制御器はさらに実
時間エネルギー価格設定特性に依存しエネルギー蓄積媒
体の動作を決定するエネルギーコスト関数の最適制御軌
線を概算するルールを含む蓄積媒体を有する。エンジン
は実時間エネルギー価格設定特性およびルールに基いて
蓄積媒体制御信号を発生する。エネルギー蓄積媒体は環
境制御装置により環境条件に付随するエネルギーコスト
を最小にするために蓄積媒体制御信号で制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】好ましい実施例の以下の記載は主
として説明的なものであり、本発明またはその応用また
は使用を制限するものではない。
として説明的なものであり、本発明またはその応用また
は使用を制限するものではない。
【００１２】図２は本発明の知識ベース制御器２６によ
り制御されるエネルギー蓄積媒体２４と関連して建築物
２２の環境条件を与えている空調システム２０の形体で
の環境制御システムを示す。この空調システム２０は水
冷却装置２８、副冷却機制御器２９、冷却塔３０、副流
体分配ポンプ３２、凝縮器水ポンプ３４、および建築物
２２に収容された冷却コイル３６を有する。
り制御されるエネルギー蓄積媒体２４と関連して建築物
２２の環境条件を与えている空調システム２０の形体で
の環境制御システムを示す。この空調システム２０は水
冷却装置２８、副冷却機制御器２９、冷却塔３０、副流
体分配ポンプ３２、凝縮器水ポンプ３４、および建築物
２２に収容された冷却コイル３６を有する。
【００１３】空調システム２０の冷却サイクル中、ほぼ
２５％グリコールと水混合物（塩水）が水冷却装置２
８、エネルギー蓄積媒体２４、および冷却コイル３６に
分配される。特に、塩水は水冷却装置２８により冷却さ
れ、エネルギー蓄積媒体２４を介してかつ建物２２の冷
却コイル３６にポンプ循環される。
２５％グリコールと水混合物（塩水）が水冷却装置２
８、エネルギー蓄積媒体２４、および冷却コイル３６に
分配される。特に、塩水は水冷却装置２８により冷却さ
れ、エネルギー蓄積媒体２４を介してかつ建物２２の冷
却コイル３６にポンプ循環される。
【００１４】エネルギー蓄積媒体２４は熱エネルギー蓄
積媒体（ＴＥＳ）タンクである。特に、ＴＥＳタンク２
４は内部融解氷蔵タンクである。この一般設計はシリン
ダー型タンク内で水および／または氷で囲まれた平行の
流れに置かれた密に離間された小径のチューブである。
ＴＥＳチャージング（充填）中（例えば、氷製造中）ま
たはＴＥＳディスチャージング（放出）中（例えば、氷
溶解中）塩水がタンク２４の小径チューブを介してポン
プ循環される。
積媒体（ＴＥＳ）タンクである。特に、ＴＥＳタンク２
４は内部融解氷蔵タンクである。この一般設計はシリン
ダー型タンク内で水および／または氷で囲まれた平行の
流れに置かれた密に離間された小径のチューブである。
ＴＥＳチャージング（充填）中（例えば、氷製造中）ま
たはＴＥＳディスチャージング（放出）中（例えば、氷
溶解中）塩水がタンク２４の小径チューブを介してポン
プ循環される。
【００１５】建物冷却コイル３６に対して負荷バイパス
バルブ３８を完全に閉鎖しかつ氷蔵タンク２４に対して
蓄積制御バルブ４０を充分に開放することによりＴＥＳ
２４のチャージングは達成される。このモードにおい
て、すべての２次流体が氷蔵タンク２４内で製氷するの
に十分に低温で蓄積タンク２４を循環する。負荷バイパ
スバルブ３８が建物冷却コイル３６に対して充分に開い
たときＴＥＳタンク２４のディスチャージング（放出）
が生じる。タンク２４のディスチャージ中、所望温度の
塩水を製造するために、蓄積制御バルブ４０がタンク２
４と冷却機２８からの流体の混合が加減される。
バルブ３８を完全に閉鎖しかつ氷蔵タンク２４に対して
蓄積制御バルブ４０を充分に開放することによりＴＥＳ
２４のチャージングは達成される。このモードにおい
て、すべての２次流体が氷蔵タンク２４内で製氷するの
に十分に低温で蓄積タンク２４を循環する。負荷バイパ
スバルブ３８が建物冷却コイル３６に対して充分に開い
たときＴＥＳタンク２４のディスチャージング（放出）
が生じる。タンク２４のディスチャージ中、所望温度の
塩水を製造するために、蓄積制御バルブ４０がタンク２
４と冷却機２８からの流体の混合が加減される。
【００１６】冷却機２８は氷蔵応用に設計され、塩水供
給温度設定値リセット容量に取り付けられる工場組み立
て装置である。冷却機２８は冷却機２８が最大効率で動
作させるため蓄積媒体２４の上流に配置される。この配
置は、冷却機を蓄積媒体２４の下流に配置するのに比べ
て、任意の負荷に対してより高い電力冷却機効率（ＣＯ
Ｐ）を提供する。これは冷却機電力消費と冷却機水供給
温度との間の逆の関係のためである。
給温度設定値リセット容量に取り付けられる工場組み立
て装置である。冷却機２８は冷却機２８が最大効率で動
作させるため蓄積媒体２４の上流に配置される。この配
置は、冷却機を蓄積媒体２４の下流に配置するのに比べ
て、任意の負荷に対してより高い電力冷却機効率（ＣＯ
Ｐ）を提供する。これは冷却機電力消費と冷却機水供給
温度との間の逆の関係のためである。
【００１７】空調システム２０と氷蔵媒体タンク２４か
ら最大の利益を得るために、高エネルギーコスト期間に
建物冷却負荷の一部を蓄積媒体２４に予定化しかつエネ
ルギーコストが低い場合蓄積媒体２４からエネルギーを
抽出する。したがって、最終目的は高い需要期間からエ
ネルギー負荷をシフトするための財政的な奨励として公
益企業に与えられるより低い電力企業料金レートを利用
することである。
ら最大の利益を得るために、高エネルギーコスト期間に
建物冷却負荷の一部を蓄積媒体２４に予定化しかつエネ
ルギーコストが低い場合蓄積媒体２４からエネルギーを
抽出する。したがって、最終目的は高い需要期間からエ
ネルギー負荷をシフトするための財政的な奨励として公
益企業に与えられるより低い電力企業料金レートを利用
することである。
【００１８】知識ベース制御機（ＫＢＣ）２６はＲＴＰ
料金表においてより低い電力企業料金レートを利用する
ために一組の所定の帰納ルールを使用する。ＫＢＣ２６
は上記ルール、状態変数、および続いて説明される追加
の入力に基いて、水冷却装置２８、負荷バイパスバルブ
３８および蓄積制御バルブ４０を制御する。ＫＢＣ２６
の長所は実践が容易で、数学処理的に有効であり、かつ
最小のコンピュータメモリのみを要求し、非常に丈夫で
あることである。
料金表においてより低い電力企業料金レートを利用する
ために一組の所定の帰納ルールを使用する。ＫＢＣ２６
は上記ルール、状態変数、および続いて説明される追加
の入力に基いて、水冷却装置２８、負荷バイパスバルブ
３８および蓄積制御バルブ４０を制御する。ＫＢＣ２６
の長所は実践が容易で、数学処理的に有効であり、かつ
最小のコンピュータメモリのみを要求し、非常に丈夫で
あることである。
【００１９】ＫＢＣ２６の帰納的ルールは、「ダイナミ
ックプログラミング」（Ｒ.Ｂｅｌｍａｎ,Ｐｒｉｎｃｅ
ｔｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ,Ｐｒｉｎｃ
ｅｔｏｎ,Ｎ．Ｊ．（１９５７））に記載されているダ
イナミックプログラミングを使用するシステムタイプお
よび多種の入力範囲のためのワークステーションを有す
るオフラインで最適制御動作を解く事により得られた。
ダイナミックプログラミングが選択されるのは、状態制
御変数制限が容易に実行され、総括的な最小値が確認さ
れ、アルゴリズムが導関数評価を必要とせず非常に丈夫
であるためである。このルールは最適制御軌線の共通特
性に注目して同定される。事実上、最適制御軌線はＫＢ
Ｃにより要求される入力を提供するために使用される。
ックプログラミング」（Ｒ.Ｂｅｌｍａｎ,Ｐｒｉｎｃｅ
ｔｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ,Ｐｒｉｎｃ
ｅｔｏｎ,Ｎ．Ｊ．（１９５７））に記載されているダ
イナミックプログラミングを使用するシステムタイプお
よび多種の入力範囲のためのワークステーションを有す
るオフラインで最適制御動作を解く事により得られた。
ダイナミックプログラミングが選択されるのは、状態制
御変数制限が容易に実行され、総括的な最小値が確認さ
れ、アルゴリズムが導関数評価を必要とせず非常に丈夫
であるためである。このルールは最適制御軌線の共通特
性に注目して同定される。事実上、最適制御軌線はＫＢ
Ｃにより要求される入力を提供するために使用される。
【００２０】図３は制御機２６をさらに詳細に示してい
る。示されるように、ＫＢＣ２６がプラント状態選択器
４２、帰納エンジン４４、予測器４６、ＰＩＤフィード
バック制御器５８、およびエネルギー価格設定データ構
造５０に蓄積されたエネルギーの時間変動生産コストに
対応するエネルギー価格を示す価格設定特性４８を有す
る。帰納エンジン４４はエネルギー平衡を介して過去の
プラントフローおよび温度測定値から選られる予測器４
６からの施設熱伝達率
る。示されるように、ＫＢＣ２６がプラント状態選択器
４２、帰納エンジン４４、予測器４６、ＰＩＤフィード
バック制御器５８、およびエネルギー価格設定データ構
造５０に蓄積されたエネルギーの時間変動生産コストに
対応するエネルギー価格を示す価格設定特性４８を有す
る。帰納エンジン４４はエネルギー平衡を介して過去の
プラントフローおよび温度測定値から選られる予測器４
６からの施設熱伝達率
【化１】 の概算値を受信する。さらに、帰納エンジン４４は装置
容量、ＴＥＳのための最大充填／放出スケジュール、充
填／放出スケジュール、および所望の容量予備のような
特定の入力施設データ５２を受信する。さらに、帰納エ
ンジン４４は前述のダイナミックアルゴリズム技術で開
発された帰納的ルール５４を利用する。
容量、ＴＥＳのための最大充填／放出スケジュール、充
填／放出スケジュール、および所望の容量予備のような
特定の入力施設データ５２を受信する。さらに、帰納エ
ンジン４４は前述のダイナミックアルゴリズム技術で開
発された帰納的ルール５４を利用する。
【００２１】帰納的ルールは以下の充填および放出ルー
ルおよび仮定条件で構成される。放出ルール： １）最大エネルギーコスト（Ｒｅ）に相当する時間間隔
（典型的には１時間毎）で始める。温度蓄積を放出によ
り可能な限りの時間間隔中建物負荷（Ｑｂｌｄ ｇ）を満
足させる。 ２）蓄積容量を使い果たすか建物冷却負荷要求がゼロに
なるまで次の最高エネルギーコスト期間工程１を繰り返
す。 充填ルール： １）常に最大レートでチャージする。 ２）顧客に指定されたチャージ期間のみ蓄積をチャージ
する。 ３）蓄積が最大指定限界に再チャージされるとすぐに充
填を中止する。 前提条件： １）計画範囲で（可能であれば）ＴＥＳ在庫を完全に放
出することは有益である。 ２）期待する負荷および環境条件で冷却機効率に対する
制御器の感度は他の測定値、予測値およびモデル誤差に
比較して無視される。 ３）充填は放出計画範囲で不可である。 ４）冷却機より優先するＴＥＳの使用が有益でない場合
放出計画範囲中の期間はない。
ルおよび仮定条件で構成される。放出ルール： １）最大エネルギーコスト（Ｒｅ）に相当する時間間隔
（典型的には１時間毎）で始める。温度蓄積を放出によ
り可能な限りの時間間隔中建物負荷（Ｑｂｌｄ ｇ）を満
足させる。 ２）蓄積容量を使い果たすか建物冷却負荷要求がゼロに
なるまで次の最高エネルギーコスト期間工程１を繰り返
す。 充填ルール： １）常に最大レートでチャージする。 ２）顧客に指定されたチャージ期間のみ蓄積をチャージ
する。 ３）蓄積が最大指定限界に再チャージされるとすぐに充
填を中止する。 前提条件： １）計画範囲で（可能であれば）ＴＥＳ在庫を完全に放
出することは有益である。 ２）期待する負荷および環境条件で冷却機効率に対する
制御器の感度は他の測定値、予測値およびモデル誤差に
比較して無視される。 ３）充填は放出計画範囲で不可である。 ４）冷却機より優先するＴＥＳの使用が有益でない場合
放出計画範囲中の期間はない。
【００２２】熱負荷予測アルゴリズムが施設熱伝達率
【化２】 の概算値を出すのに必要でないことに注意すべきであ
る。これは蓄積媒体が高エネルギーコスト期間に選られ
る容量を有することを確保するために必要とされる。そ
うでなければ、蓄積媒体は早めに十分に消費されない
し、冷却要求が満足されない。このような予測アルゴリ
ズムは「増大する電力需要の実時間予測のための適応方
法」（ＡＳＨＲＡＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ,Ｖｏ
ｌ.９７,Ｐａｒｔ１,Ｓｅｅｍ, Ｊ.Ｅ.，およびＪ.Ｅ.
Ｂｒａｕｎ,１９９１参照）により与えられる。
る。これは蓄積媒体が高エネルギーコスト期間に選られ
る容量を有することを確保するために必要とされる。そ
うでなければ、蓄積媒体は早めに十分に消費されない
し、冷却要求が満足されない。このような予測アルゴリ
ズムは「増大する電力需要の実時間予測のための適応方
法」（ＡＳＨＲＡＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ,Ｖｏ
ｌ.９７,Ｐａｒｔ１,Ｓｅｅｍ, Ｊ.Ｅ.，およびＪ.Ｅ.
Ｂｒａｕｎ,１９９１参照）により与えられる。
【００２３】基本ルールおよび仮定条件に基いて、帰納
エンジン４４は冷却機６０および蓄積タンク６４の容量
を制御するために信号を使用するＰＩＤフィードバック
制御器に提供される設定値調整または出力無効命令を発
生する。多くの施設において、負荷バイパスバルブはバ
イナリー制御信号に応答して調整される。この第１バル
ブ制御信号（Ｃｓ１）（６２）はプラント状態に依存し
て負荷バイパスバルブを充分に開放し閉鎖する２値信号
である。
エンジン４４は冷却機６０および蓄積タンク６４の容量
を制御するために信号を使用するＰＩＤフィードバック
制御器に提供される設定値調整または出力無効命令を発
生する。多くの施設において、負荷バイパスバルブはバ
イナリー制御信号に応答して調整される。この第１バル
ブ制御信号（Ｃｓ１）（６２）はプラント状態に依存し
て負荷バイパスバルブを充分に開放し閉鎖する２値信号
である。
【００２４】ＰＩＤフィードバック制御器５８は冷却機
および蓄積制御バルブの設定値を動作させる制御信号
（６０，６４）を発生する。説明において、ＴＥＳ容量
は冷却機設定温度を冷却機設定値制御信号（Ｔ
ｃｈｓ，ｓｐ）６０で調整しかつ蓄積制御バルブを第２
バルブ制御信号（Ｃｓ２）６４で調整することにより変
化する。
および蓄積制御バルブの設定値を動作させる制御信号
（６０，６４）を発生する。説明において、ＴＥＳ容量
は冷却機設定温度を冷却機設定値制御信号（Ｔ
ｃｈｓ，ｓｐ）６０で調整しかつ蓄積制御バルブを第２
バルブ制御信号（Ｃｓ２）６４で調整することにより変
化する。
【００２５】図４はＫＢＣのプラント状態選択器４２を
詳細に示す。プラント状態選択器４２の状態遷移は顧客
に指定された放出間隔（例えば、放出（Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｓｔ ａｒｔ）を開始する時間と放出（Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）を終了する時間）と、充填のＴＥ
Ｓ状態（例えば、現在の計算蓄積在庫（Ｑｉｎｖ））
と、熱蓄積媒体（Ｑｉｎｖ．ｄｅｓ）の設計容量に依存
する。これらの入力に基いて、プラント状態選択器４２
は待機状態６６、充填状態６８、または放出状態７０を
選択する。選択された状態（例えば、プラント状態）は
入力に基いて充填モード、放出モード、または待機モー
ドで動作する帰納エンジンに伝達される。
詳細に示す。プラント状態選択器４２の状態遷移は顧客
に指定された放出間隔（例えば、放出（Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｓｔ ａｒｔ）を開始する時間と放出（Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）を終了する時間）と、充填のＴＥ
Ｓ状態（例えば、現在の計算蓄積在庫（Ｑｉｎｖ））
と、熱蓄積媒体（Ｑｉｎｖ．ｄｅｓ）の設計容量に依存
する。これらの入力に基いて、プラント状態選択器４２
は待機状態６６、充填状態６８、または放出状態７０を
選択する。選択された状態（例えば、プラント状態）は
入力に基いて充填モード、放出モード、または待機モー
ドで動作する帰納エンジンに伝達される。
【００２６】プラント状態選択器４２の入力状態は放出
蓄積状態７０である。プラント状態選択器４２は現在時
間（Ｈ）が顧客により指定された放出間隔（例えば、Ｈ
＜Ｈ ｄｉｓｃｈ，ｓｔａｒｔまたは Ｈ＞＝Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）以外になるまで放出蓄積状態７０
を維持する。いったんこの条件の存在が見つかると、放
出蓄積状態７０から充填蓄積状態６８への状態変化が生
じる。
蓄積状態７０である。プラント状態選択器４２は現在時
間（Ｈ）が顧客により指定された放出間隔（例えば、Ｈ
＜Ｈ ｄｉｓｃｈ，ｓｔａｒｔまたは Ｈ＞＝Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）以外になるまで放出蓄積状態７０
を維持する。いったんこの条件の存在が見つかると、放
出蓄積状態７０から充填蓄積状態６８への状態変化が生
じる。
【００２７】プラント状態選択器４２が充填状態６８を
維持するにつれて、充填のＴＥＳ状態が増加する。ＴＥ
Ｓがいったん十分に充填されると（例えば、Ｑｉｎｖ＞
Ｑｉ ｎｖ．ｄｅｓ）、プラント状態選択器４２が待機状
態６６に遷移する。一方、プラント状態選択器４２は、
指定された放出間隔（例えば、Ｈｄｉｓｃｈ，ｓｔａ
ｒｔ＜＝Ｈ＜Ｈｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）が入力されると、
充填蓄積状態６８から退出させ、放出蓄積状態７０に戻
る。さらに、もしプラント状態選択器４２が待機状態６
６にあれば、放出蓄積状態７０への遷移は、現在時間
（Ｈ）が顧客により指定された放出間隔（例えば、Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｓｔａｒｔ＜＝Ｈ＜
Ｈｄｉｓｃｈ ，ｅｎｄ）内にあれば、生じる。
維持するにつれて、充填のＴＥＳ状態が増加する。ＴＥ
Ｓがいったん十分に充填されると（例えば、Ｑｉｎｖ＞
Ｑｉ ｎｖ．ｄｅｓ）、プラント状態選択器４２が待機状
態６６に遷移する。一方、プラント状態選択器４２は、
指定された放出間隔（例えば、Ｈｄｉｓｃｈ，ｓｔａ
ｒｔ＜＝Ｈ＜Ｈｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）が入力されると、
充填蓄積状態６８から退出させ、放出蓄積状態７０に戻
る。さらに、もしプラント状態選択器４２が待機状態６
６にあれば、放出蓄積状態７０への遷移は、現在時間
（Ｈ）が顧客により指定された放出間隔（例えば、Ｈ
ｄｉｓｃｈ，ｓｔａｒｔ＜＝Ｈ＜
Ｈｄｉｓｃｈ ，ｅｎｄ）内にあれば、生じる。
【００２８】前述したように、プラント状態選択器４２
はプラント状態（例えば、プラント状態）を入力に基く
充填モジュール、放出モジュール、または待機モジュー
ルを実行する帰納エンジン４４に伝達する。図３を参照
すると、帰納エンジン４４はもしプラント状態が“待
機”であれば待機モジュール４４ａを実行し、もしプラ
ント状態が“充填”であれば充填モジュール４４ｂを実
行し、もしプラント状態が“放出”であれば放出モジュ
ール４４ｃを実行する。帰納エンジン４４が充填モジュ
ール４４ｂを実行すると、冷却機はＴＥＳタンクを再充
填するために要求される低設定値の最大能力で稼動され
る。これは建物冷却コイル３６がバイパスされるように
負荷バイパスバルブ命令６２を無効にし、すべての流体
を蓄積タンク２４に通過させる蓄積制御バルブ命令６４
を無効にし、かつ最小可能設定値を冷却機制御パネル２
９に提供するために冷却機設定値制御器出力６０を無効
にすることにより達成される。
はプラント状態（例えば、プラント状態）を入力に基く
充填モジュール、放出モジュール、または待機モジュー
ルを実行する帰納エンジン４４に伝達する。図３を参照
すると、帰納エンジン４４はもしプラント状態が“待
機”であれば待機モジュール４４ａを実行し、もしプラ
ント状態が“充填”であれば充填モジュール４４ｂを実
行し、もしプラント状態が“放出”であれば放出モジュ
ール４４ｃを実行する。帰納エンジン４４が充填モジュ
ール４４ｂを実行すると、冷却機はＴＥＳタンクを再充
填するために要求される低設定値の最大能力で稼動され
る。これは建物冷却コイル３６がバイパスされるように
負荷バイパスバルブ命令６２を無効にし、すべての流体
を蓄積タンク２４に通過させる蓄積制御バルブ命令６４
を無効にし、かつ最小可能設定値を冷却機制御パネル２
９に提供するために冷却機設定値制御器出力６０を無効
にすることにより達成される。
【００２９】待機モジュール４４ａを実行するとＴＥＳ
蓄積タンクを介して流れる塩水の流れを止める。もし建
物熱負荷が最小であると、冷却機動作は最小化され、ま
たは冷却機動作が終了する。これらの動作は流れが建物
冷却コイル３６に流れるように負荷バイパスバルブ命令
６２を無効にし、すべての流れがタンクをバイパスさせ
るように蓄積制御バルブ命令６４を無効にし、建物２次
供給温度設定値１３０を満足させようとする冷却機設定
値制御器出力６０の制御機能を開放することにより達成
される。
蓄積タンクを介して流れる塩水の流れを止める。もし建
物熱負荷が最小であると、冷却機動作は最小化され、ま
たは冷却機動作が終了する。これらの動作は流れが建物
冷却コイル３６に流れるように負荷バイパスバルブ命令
６２を無効にし、すべての流れがタンクをバイパスさせ
るように蓄積制御バルブ命令６４を無効にし、建物２次
供給温度設定値１３０を満足させようとする冷却機設定
値制御器出力６０の制御機能を開放することにより達成
される。
【００３０】放出モジュール４４ｃにより実行される工
程はＴＥＳの容量として充填モジュール４４ｂの処理お
よび待機モジュール４４ａの処理よりさらに複雑であ
る。冷却機はエネルギーコストが高い場合ＴＥＳ放出率
を最小にするように調和されなければならず、ＴＥＳを
早まって使い果たしてはならない。
程はＴＥＳの容量として充填モジュール４４ｂの処理お
よび待機モジュール４４ａの処理よりさらに複雑であ
る。冷却機はエネルギーコストが高い場合ＴＥＳ放出率
を最小にするように調和されなければならず、ＴＥＳを
早まって使い果たしてはならない。
【００３１】放出モジュール４４ｃは公益企業により与
えられるが可能な限り予測される既知の未来エネルギー
コスト（Ｒｅ）を使用するが、このコストは予測された
施設熱伝達率
えられるが可能な限り予測される既知の未来エネルギー
コスト（Ｒｅ）を使用するが、このコストは予測された
施設熱伝達率
【化３】 、蓄積の使用がやがて来る時間に最大になるか最小にな
るかを決定するための最大蓄積放出能力、予定情報、お
よび最大冷却機能力の概算値が予測される。放出モジュ
ールは蓄積が顧客の放出期間の残りの時間の各々で最大
にすべきかまたは最小にすべきか見積もる。
るかを決定するための最大蓄積放出能力、予定情報、お
よび最大冷却機能力の概算値が予測される。放出モジュ
ールは蓄積が顧客の放出期間の残りの時間の各々で最大
にすべきかまたは最小にすべきか見積もる。
【００３２】図５は放出モジュール４４ｃを詳細に示
す。放出モジュール４４ｃは日が経過するに連れて予測
器の正確な改良を利用するためにかつ以前の期間見積も
られた最大蓄積放出容量の誤差を考慮するために１時間
毎に実行される。
す。放出モジュール４４ｃは日が経過するに連れて予測
器の正確な改良を利用するためにかつ以前の期間見積も
られた最大蓄積放出容量の誤差を考慮するために１時間
毎に実行される。
【００３３】放出予定器１２０は放出スケジュール（Ｄ
ｉｓｃｈｇ＿ＳＴＧＹ（Ｈ））を決定する．放出予定器
１２０は適切な冷却機および／または蓄積優先制御法を
選択し、適切な冷却機および／または設定値変化を選択
された制御軌跡を達成するために必要とされるＰＩＤｔ
ａｎｋおよびＰＩＤｃｈに送る放出実行器１２２に提供
される。放出予定を決定するために放出予定器により利
用される手順は電気コストが早めに蓄積を使い果たすこ
となく最大であるとき最大可能ＴＥＳ放出率を予定に組
むことにより最適制御器の性能を模倣しようとする。図
６は放出予定器１２０の好ましい手順を示す。
ｉｓｃｈｇ＿ＳＴＧＹ（Ｈ））を決定する．放出予定器
１２０は適切な冷却機および／または蓄積優先制御法を
選択し、適切な冷却機および／または設定値変化を選択
された制御軌跡を達成するために必要とされるＰＩＤｔ
ａｎｋおよびＰＩＤｃｈに送る放出実行器１２２に提供
される。放出予定を決定するために放出予定器により利
用される手順は電気コストが早めに蓄積を使い果たすこ
となく最大であるとき最大可能ＴＥＳ放出率を予定に組
むことにより最適制御器の性能を模倣しようとする。図
６は放出予定器１２０の好ましい手順を示す。
【００３４】図６を参照すると、放出予定器の手順は現
在の時間変数（Ｈ）をその日（ＨＯＤ）８０の現在時間
に設定することにより始まる。あるシステム使用者はタ
ンクが予測誤差のため早めに消耗されないことを補償す
る安全要素として予備のタンク在庫の一部を保持するよ
うに選択するので、計測タンク在庫（Ｑｉｎｖ）と蓄積
（Ｑｒｅｓｅｒｖｅ）８２に保持されるタンク在庫量間
の比較がなされる。もし計量されたタンク在庫が予備
在の時間変数（Ｈ）をその日（ＨＯＤ）８０の現在時間
に設定することにより始まる。あるシステム使用者はタ
ンクが予測誤差のため早めに消耗されないことを補償す
る安全要素として予備のタンク在庫の一部を保持するよ
うに選択するので、計測タンク在庫（Ｑｉｎｖ）と蓄積
（Ｑｒｅｓｅｒｖｅ）８２に保持されるタンク在庫量間
の比較がなされる。もし計量されたタンク在庫が予備
【化４】 に保持されるタンク在庫量以下であるなら、最小の放出
計画が放出期間８４の残りの全時間のために選択され
る。充分なＴＥＳ在庫が選択される場合（例えば、Ｑ
ｉｎｖ＞Ｑｒｅｓｅｒｖｅ）、放出予定器は適切なスケ
ジュールを同定する。
計画が放出期間８４の残りの全時間のために選択され
る。充分なＴＥＳ在庫が選択される場合（例えば、Ｑ
ｉｎｖ＞Ｑｒｅｓｅｒｖｅ）、放出予定器は適切なスケ
ジュールを同定する。
【００３５】理想的には、現在時間（Ｈ）が予定された
放出期間８６外であるかどうかが決定される。これは現
在時間（Ｈ）を放出間隔の利用者により指定された終わ
りに相当する時間（Ｈｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）を比較する
ことにより達成される。もし現在時間（Ｈ）が放出期間
内であれば、熱がＴＥＳ(ｄｉｓｃｈ）に伝達される最
小率が同定される。放出軌跡は最小値８８に設定され
る。（８８）での計算は冷却機を補足するために必要と
される最小量を決定し、建物負荷要求は時間（Ｈ）に合
せられる。
放出期間８６外であるかどうかが決定される。これは現
在時間（Ｈ）を放出間隔の利用者により指定された終わ
りに相当する時間（Ｈｄｉｓｃｈ，ｅｎｄ）を比較する
ことにより達成される。もし現在時間（Ｈ）が放出期間
内であれば、熱がＴＥＳ(ｄｉｓｃｈ）に伝達される最
小率が同定される。放出軌跡は最小値８８に設定され
る。（８８）での計算は冷却機を補足するために必要と
される最小量を決定し、建物負荷要求は時間（Ｈ）に合
せられる。
【００３６】一旦予定された熱伝達率((Ｑｄｉｓｃｈ)
(Ｈ))と現在時間の本式選択が８８で完了すると、予定
された熱伝達率は最大放出率（Ｑｄｉｓｃｈ（Ｈ））９
０と比較される。最大放出率はＴＥＳタンク設計と、タ
ンクに入る流体温度と、氷蔵タンクの在庫の関数であ
る。したがって、もし予定された伝達率（Ｑｄｉｓｃｈ
（Ｈ）)が最大放出率（Ｑｄｉｓｃｈ，ｍａｘ（Ｈ））
を超えると、建物負荷は合致できず、制御論理が手順９
２を退去させる。さもないと、現在時間変数（Ｈ）が９
４で実行されると、現在時間（Ｈ）が放出期間８６外で
あるかどうかの決定が反復される。
(Ｈ))と現在時間の本式選択が８８で完了すると、予定
された熱伝達率は最大放出率（Ｑｄｉｓｃｈ（Ｈ））９
０と比較される。最大放出率はＴＥＳタンク設計と、タ
ンクに入る流体温度と、氷蔵タンクの在庫の関数であ
る。したがって、もし予定された伝達率（Ｑｄｉｓｃｈ
（Ｈ）)が最大放出率（Ｑｄｉｓｃｈ，ｍａｘ（Ｈ））
を超えると、建物負荷は合致できず、制御論理が手順９
２を退去させる。さもないと、現在時間変数（Ｈ）が９
４で実行されると、現在時間（Ｈ）が放出期間８６外で
あるかどうかの決定が反復される。
【００３７】もし現在時間が放出期間以外で理想的に見
つかるか、この条件が手順を介する継続通路中に存在す
ると、負荷（Ｑｓｈｉｆｔ）をシフトするために得られ
るＴＥＳ容量の大きさが計算される（９６）。（負荷制
限を満足させるために必要とされる以上の）この追加の
容量が予定化され（ブロック１００−１０８）、それに
より毎日のエネルギーコストが最小化される。負荷のシ
フトのために得られるＴＥＳエネルギーの量は高いエネ
ルギー価格の期間中冷却機容量を減少させるために使用
可能である。
つかるか、この条件が手順を介する継続通路中に存在す
ると、負荷（Ｑｓｈｉｆｔ）をシフトするために得られ
るＴＥＳ容量の大きさが計算される（９６）。（負荷制
限を満足させるために必要とされる以上の）この追加の
容量が予定化され（ブロック１００−１０８）、それに
より毎日のエネルギーコストが最小化される。負荷のシ
フトのために得られるＴＥＳエネルギーの量は高いエネ
ルギー価格の期間中冷却機容量を減少させるために使用
可能である。
【００３８】負荷をシフトするために得られるＴＥＳ容
量が計算され、かつある容量が９８で得られると決定さ
れると、最小放出計画にスケジュール化された最大エネ
ルギーコスト（Ｒｅ）を有する時間が１００に同定され
る。一旦この同定がなされると、同定された時間（Ｑ
ｄｉｓｃｈ（Ｈ））中のＴＥＳ放出率が可能な限りの建
物負荷が蓄積タンク２４により提供されると仮定して計
算される（１０２）。さらに、負荷シフト（Ｑ
ｓｈｉｆｔ）に使用されるＴＥＳ容量は前段階（１０
３）での使用に計画されたエネルギーを反映するために
更新される。
量が計算され、かつある容量が９８で得られると決定さ
れると、最小放出計画にスケジュール化された最大エネ
ルギーコスト（Ｒｅ）を有する時間が１００に同定され
る。一旦この同定がなされると、同定された時間（Ｑ
ｄｉｓｃｈ（Ｈ））中のＴＥＳ放出率が可能な限りの建
物負荷が蓄積タンク２４により提供されると仮定して計
算される（１０２）。さらに、負荷シフト（Ｑ
ｓｈｉｆｔ）に使用されるＴＥＳ容量は前段階（１０
３）での使用に計画されたエネルギーを反映するために
更新される。
【００３９】もし負荷シフト（例えば、Ｑｓｈｉｆｔ＞
Ｏ）１０４のために残存する充分なエネルギーがある場
合、最大放出計画が選ばれる（１０６）。その後、放出
期間の全時間が最大放出１０８にスケジュール化された
かどうか（例えば、蓄積在庫が積分された冷却負荷を超
過するかどうか）が決定される。もし最大計画が全放出
期間に選択されると、このプロセスは終了される（９
２）。そうでなければ、最小放出期間にスケジュール化
された次の最大エネルギーコスト（Ｒｅ）が選択され
（１００）、負荷シフトで得られるエネルギー量が全消
費されるか最小放出計画が全放出期間１０８中に選択さ
れるまで、前のプロセスが継続する。
Ｏ）１０４のために残存する充分なエネルギーがある場
合、最大放出計画が選ばれる（１０６）。その後、放出
期間の全時間が最大放出１０８にスケジュール化された
かどうか（例えば、蓄積在庫が積分された冷却負荷を超
過するかどうか）が決定される。もし最大計画が全放出
期間に選択されると、このプロセスは終了される（９
２）。そうでなければ、最小放出期間にスケジュール化
された次の最大エネルギーコスト（Ｒｅ）が選択され
（１００）、負荷シフトで得られるエネルギー量が全消
費されるか最小放出計画が全放出期間１０８中に選択さ
れるまで、前のプロセスが継続する。
【００４０】図５で示され、理解されるように、一旦放
出予定器１２０が放出方策を決定すると、現在時間の適
切な優先制御が放出実行器１２２により選択される。こ
の放出実行器１２２は３つの優先制御計画、すなわち、
冷却機優先制御（ＣＰＣ）方針に対応する冷却機優先制
御（ＣＰＣ）状態１２４、蓄積優先制御（ＳＰＳ）方針
に対応する蓄積優先制御（ＳＰＣ）状態１２６、および
完全蓄積制御（ＦＳＣ）方針に対応する完全蓄積制御
（ＦＳＣ）状態１２８を有する。
出予定器１２０が放出方策を決定すると、現在時間の適
切な優先制御が放出実行器１２２により選択される。こ
の放出実行器１２２は３つの優先制御計画、すなわち、
冷却機優先制御（ＣＰＣ）方針に対応する冷却機優先制
御（ＣＰＣ）状態１２４、蓄積優先制御（ＳＰＳ）方針
に対応する蓄積優先制御（ＳＰＣ）状態１２６、および
完全蓄積制御（ＦＳＣ）方針に対応する完全蓄積制御
（ＦＳＣ）状態１２８を有する。
【００４１】ＣＰＣ状態１２４は入力状態であり、この
モードにおいて、冷却機のみで全建物負荷を満足するよ
うにする。この状態で、熱蓄積は建物冷却負荷要求が最
大冷却機容量を越えるときだけ利用される。これは主ル
ープフィードバック制御器出力を無効にすることにより
達成され、最小放出値に等しい冷却機供給温度で（２
０）を提供し、この主フィードバックループを自動モー
ド（ＰＩＤｃｈ→ＡＵＴＯ）にする。もし放出予定器１
２０が放出計画が最大値に設定すると、ＣＰＣ計画１２
４からの遷移が生じ、ＳＰＣ計画１２６が実施される。
モードにおいて、冷却機のみで全建物負荷を満足するよ
うにする。この状態で、熱蓄積は建物冷却負荷要求が最
大冷却機容量を越えるときだけ利用される。これは主ル
ープフィードバック制御器出力を無効にすることにより
達成され、最小放出値に等しい冷却機供給温度で（２
０）を提供し、この主フィードバックループを自動モー
ド（ＰＩＤｃｈ→ＡＵＴＯ）にする。もし放出予定器１
２０が放出計画が最大値に設定すると、ＣＰＣ計画１２
４からの遷移が生じ、ＳＰＣ計画１２６が実施される。
【００４２】ＳＰＣ状態１２６において、熱を熱蓄積媒
体に伝達することにより建物冷却負荷を満足させること
が強調される。これはＴＥＳフィードバックループを１
００％（ＰＩＤｔａｎｋ→１００％）に無効化し、冷却
機供給設置値を決定する主フィードバックループを自動
モード（ＰＩＤＣＨ→ＡＵＴＯ）にすることにより達成
される。ＳＰＣ計画１２６は最小放出計画が放出予定器
１２０により提供されるまで継続し、または選択された
放出計画は最大計画であるように継続し、ＰＩＤｃｈ＿
ｌｏｗｓａｔはＰＩＤフィードバック制御器により真で
あるように設定される。ＰＩＤｃｈ＿ｌｏｗｓａｔの値
は冷却機容量がゼロか非常に低値にある場合は常に真で
ある。これは冷却機がもはや建物冷却負荷を満足させる
ために必要とされない場合を表す。一旦放出計画が最大
値に設定され、ＰＩＤｃｈ＿ｌｏｗｓａｔが真に設定さ
れると、放出実行器１２２はＳＰＣ状態からＦＳＣ状態
１２８に遷移する。
体に伝達することにより建物冷却負荷を満足させること
が強調される。これはＴＥＳフィードバックループを１
００％（ＰＩＤｔａｎｋ→１００％）に無効化し、冷却
機供給設置値を決定する主フィードバックループを自動
モード（ＰＩＤＣＨ→ＡＵＴＯ）にすることにより達成
される。ＳＰＣ計画１２６は最小放出計画が放出予定器
１２０により提供されるまで継続し、または選択された
放出計画は最大計画であるように継続し、ＰＩＤｃｈ＿
ｌｏｗｓａｔはＰＩＤフィードバック制御器により真で
あるように設定される。ＰＩＤｃｈ＿ｌｏｗｓａｔの値
は冷却機容量がゼロか非常に低値にある場合は常に真で
ある。これは冷却機がもはや建物冷却負荷を満足させる
ために必要とされない場合を表す。一旦放出計画が最大
値に設定され、ＰＩＤｃｈ＿ｌｏｗｓａｔが真に設定さ
れると、放出実行器１２２はＳＰＣ状態からＦＳＣ状態
１２８に遷移する。
【００４３】ＦＳＣ状態１２８において、熱充填媒体が
可能な限り大きい冷却負荷を満足するために使用され
る。これは冷却機容量を最小（ＰＩＤｃｈ→０％）に
し、蓄積値フィードバックループを自動モード（ＰＩＤ
ｔａｎｋ→ＡＵＴＯ）にすることにより達成される。こ
の放出実施は放出計画が最小に設定されるまでＦＳＣ状
態１２８のままである。またはＰＩＤｔａｎｋ＿ｈｉｓ
ｅｔは真に設定されるまで、放出軌跡は最大値のままで
ある。もしＰＩＤｔａｎｋ＿ｈｉｓａｔは真であれば、
タンクは建物冷却負荷に合致する適当な放出容量を持た
ない。一旦放出実行器が適切な制御計画を選択し、ＰＩ
ＤｔａｎｋとＰＩＤｃｈ値が適切に構成されると、ＰＩ
ＤｔａｎｋおよびＰＩＤｃｈ値は実施されたＰＩＤフィ
ードバック制御器に伝達される。
可能な限り大きい冷却負荷を満足するために使用され
る。これは冷却機容量を最小（ＰＩＤｃｈ→０％）に
し、蓄積値フィードバックループを自動モード（ＰＩＤ
ｔａｎｋ→ＡＵＴＯ）にすることにより達成される。こ
の放出実施は放出計画が最小に設定されるまでＦＳＣ状
態１２８のままである。またはＰＩＤｔａｎｋ＿ｈｉｓ
ｅｔは真に設定されるまで、放出軌跡は最大値のままで
ある。もしＰＩＤｔａｎｋ＿ｈｉｓａｔは真であれば、
タンクは建物冷却負荷に合致する適当な放出容量を持た
ない。一旦放出実行器が適切な制御計画を選択し、ＰＩ
ＤｔａｎｋとＰＩＤｃｈ値が適切に構成されると、ＰＩ
ＤｔａｎｋおよびＰＩＤｃｈ値は実施されたＰＩＤフィ
ードバック制御器に伝達される。
【００４４】図７を参照すると、冷却機ＰＩＤフィード
バック制御器は所望の建物供給温度である設定値（Ｔ
bidg,sp ）１３０を有するフィードバック制御器であ
る。設定値（Ｔbidg,sp）と現在の建物供給温度（Ｔ
bldg）間の差は主制御器１３６を副制御器２９の所望の
冷却機設定値温度に直線的に関連させる期間ブロック１
３４でに提供される。副制御器２９は冷却機製造メーカ
から工場で設定させた装置である。副制御器２９の副ル
ープ１３８は設定温度を維持するために要求されるよう
に冷却機容量を調整される。
バック制御器は所望の建物供給温度である設定値（Ｔ
bidg,sp ）１３０を有するフィードバック制御器であ
る。設定値（Ｔbidg,sp）と現在の建物供給温度（Ｔ
bldg）間の差は主制御器１３６を副制御器２９の所望の
冷却機設定値温度に直線的に関連させる期間ブロック１
３４でに提供される。副制御器２９は冷却機製造メーカ
から工場で設定させた装置である。副制御器２９の副ル
ープ１３８は設定温度を維持するために要求されるよう
に冷却機容量を調整される。
【００４５】期間ブロック１３４の制限は冷却機により
必要な最大および最低設定温度により決定される。これ
らの制限は顧客により指定される。主フィードバック制
御器１３６の出力が１００％である場合、副制御器２９
の設定値は低制限値である。ＰＩＤフィードバック制御
器１３６がゼロ％に設定されると、副制御器２９の設定
値は高制限値である。副制御器２９より遅い応答を提供
するようにＰＩＤフィードバック制御器１３６が調整さ
れることに注意すべきである。ループのこの差は安定を
確保するために必要とされる。副制御器２９は典型的に
は工場で調整される。
必要な最大および最低設定温度により決定される。これ
らの制限は顧客により指定される。主フィードバック制
御器１３６の出力が１００％である場合、副制御器２９
の設定値は低制限値である。ＰＩＤフィードバック制御
器１３６がゼロ％に設定されると、副制御器２９の設定
値は高制限値である。副制御器２９より遅い応答を提供
するようにＰＩＤフィードバック制御器１３６が調整さ
れることに注意すべきである。ループのこの差は安定を
確保するために必要とされる。副制御器２９は典型的に
は工場で調整される。
【００４６】この冷却機制御に関して、蓄積タンクＰＩ
Ｄフィードバック制御器は設定値（Ｔ bldg,sp）１３０
と現在建物供給温度（Ｔbldg）１３２間の差を受信す
る。この差に基いて、ＴＥＳタンクの制御器１４０は蓄
積制御バルブの位置を、タンクを流れる流量が調整され
かつＴＥＳの放出率または充填率が制御されるように、
制御する。充填モードにおいて、バイナリー入力または
個別の１００％命令は負荷バイパスバルブに出力され、
冷却コイル（３６）が側路される。
Ｄフィードバック制御器は設定値（Ｔ bldg,sp）１３０
と現在建物供給温度（Ｔbldg）１３２間の差を受信す
る。この差に基いて、ＴＥＳタンクの制御器１４０は蓄
積制御バルブの位置を、タンクを流れる流量が調整され
かつＴＥＳの放出率または充填率が制御されるように、
制御する。充填モードにおいて、バイナリー入力または
個別の１００％命令は負荷バイパスバルブに出力され、
冷却コイル（３６）が側路される。
【００４７】もしＰＩＤ制御器の出力が所定期間（例え
ば、１０分）連続して最大（１００％）である場合、高
い構成フラグが“設定”になる。逆に、もし出力が所定
期間最小（０％）であれば、低構成フラグが設定させ
る。もし制御器出力が零以上であり１００以下であれ
ば、フラグは設定されない。
ば、１０分）連続して最大（１００％）である場合、高
い構成フラグが“設定”になる。逆に、もし出力が所定
期間最小（０％）であれば、低構成フラグが設定させ
る。もし制御器出力が零以上であり１００以下であれ
ば、フラグは設定されない。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明から、実時間価格設定制御器
およびその方法は環境制御システムに接続されるエネル
ギー蓄積媒体を制御するために提供される。この制御器
および制御方法は、実時間価格設定事業サービスの積分
コスト関数を最小にし、しかも実施が簡単であり、数学
的に有効であり、最小のメモリを要求し、丈夫である。
およびその方法は環境制御システムに接続されるエネル
ギー蓄積媒体を制御するために提供される。この制御器
および制御方法は、実時間価格設定事業サービスの積分
コスト関数を最小にし、しかも実施が簡単であり、数学
的に有効であり、最小のメモリを要求し、丈夫である。
【００４９】当業者は以上の説明から本発明の広い教示
が種々の形態で実施可能であることを理解できる。した
がって、本発明の真の範囲は広く、図面、明細書本文お
よび特許請求の範囲を検討することにより他の変形例は
当業者にとって明らかであろう。
が種々の形態で実施可能であることを理解できる。した
がって、本発明の真の範囲は広く、図面、明細書本文お
よび特許請求の範囲を検討することにより他の変形例は
当業者にとって明らかであろう。
【図１】図１は先行日実時間価格設定スケジュールの一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】図２は本発明の知識ベース制御器で使用するた
めのエネルギー蓄積媒体を有する環境制御装置を示す図
である。
めのエネルギー蓄積媒体を有する環境制御装置を示す図
である。
【図３】図３は本発明の知識ベース制御器を更に詳細に
示す図である。
示す図である。
【図４】図４は知識ベース制御器のプラント状態選択器
をさらに詳細に示す図である。
をさらに詳細に示す図である。
【図５】図５は知識ベース制御器の放出モジュールをさ
らに詳細に示す図である。
らに詳細に示す図である。
【図６】図６は知識ベース制御器の放出予定器により使
用される手順を示すフロー図である。
用される手順を示すフロー図である。
【図７】図７は知識ベース制御器のＰＩＤフィードバッ
ク制御器を示す制御伝達機能図である。
ク制御器を示す制御伝達機能図である。
２０ 空調システム ２２ 建物 ２４ エネルギー蓄積媒体 ２６ 知識ベース制御器 ２８ 水冷却装置 ２９ 副冷却機制御器 ３０ 冷却塔 ３２ 副流体分配ポンプ ３４ 凝縮器水ポンプ ３６ 冷却コイル ３８ 負荷バイパスバルブ ４０ 蓄積制御バルブ ４２ プラント状態選択器 ４４ 帰納エンジン ４４ａ 待機モジュール ４４ｂ 充填モジュール ４４ｃ 放出モジュール ４６ 予測器 ５０ エネルギー価格設定データ構造 ５２ 入力設定データ ５４ 帰納的ルール ５８ ＰＩＤフィードバック制御器 ６０ 冷却機 ６２ 第１バルブ制御信号 ６４ 第２バルブ制御信号 ６６ 待機状態 ６８ 充填状態 ７０ 放出状態 １２０ 放出予定器 １２２ 放出実行器 １２４ 冷却機優先制御（ＣＰＣ）状態 １２６ 蓄積優先制御（ＳＰＣ）状態 １２８ 完全蓄積制御（ＦＳＣ）状態 １３０ 設定値 １３２ 現在建物供給温度 １３４ 期間ブロック １３６ 主制御器 １３８ 副ループ １４０ 制御器
フロントページの続き (71)出願人 598147400 49200 Ｈａｌｙａｒｄ Ｄｒｉｖｅ Ｐ ｌｙｍｏｕｔｈ， ＭＩ 48170 Ｕｎｉ ｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉ ｃａ
Claims (20)
- 【請求項１】 環境条件を提供している環境制御装置に
接続されたエネルギー蓄積媒体を制御する制御装置であ
り、エネルギーの時間変動生産コストに対応するエネル
ギー率を示す実時間エネルギー価格設定特性を蓄積する
エネルギー価格設定データ構造と；前記実時間エネルギ
ー価格設定特性に依存するエネルギーの最適制御軌線を
概算し、前記エネルギー蓄積媒体の動作を決定するルー
ルを含む蓄積媒体と；前記エネルギー価格設定特性およ
び前記ルールに基いて蓄積媒体制御信号を発生し、それ
によりエネルギー蓄積媒体が前記環境制御装置により環
境条件に付随するエネルギーコストを最小化するために
前記蓄積媒体制御信号で制御されるエンジンとからなる
ことを特徴とする制御装置。 - 【請求項２】 前記エンジンに施設熱伝達率の概算値を
提供する予測器を更に有することを特徴とする請求項１
記載の制御装置。 - 【請求項３】 前記エンジンにより受信され、かつ前記
蓄積媒体制御信号の発生に利用される施設特定データを
さらに有することを特徴とする請求項１記載の制御装
置。 - 【請求項４】 前記エンジンから前記蓄積媒体制御信号
を受信し、かつ前記エネルギー蓄積媒体を制限するため
の命令を発生するＰＩＤフィードバック制御器をさらに
有することを特徴とする請求項１記載の制御装置。 - 【請求項５】 前記エンジンから前記蓄積媒体信号を受
信し、前記環境制御装置を制限するために命令を発生す
るＰＩＤフィードバック制御器をさらに有することを特
徴とする請求項１記載の制御装置。 - 【請求項６】 前記エンジンが少なくとも放出間隔の一
部を実行するために選択される充填モジュール、待機モ
ジュール、および放出モジュールを有することを特徴と
する請求項１記載の制御装置。 - 【請求項７】 前記エンジンにプラント状態信号を伝送
するプラント状態選択器を更に有し、前記プラント状態
信号は前記エンジンにより実行される充填モード、待機
モードまたは放出モードを示すことを特徴とする請求項
１記載の制御装置。 - 【請求項８】 前記放出モジュールがエネルギー蓄積媒
体の使用により期間を最大にするか最小にするかを決定
することを特徴とする請求項６記載の制御装置。 - 【請求項９】 前記放出モジュールが前記エネルギー蓄
積媒体および環境制御装置が動作される冷却機優先制御
計画を選択することを特徴とする請求項６記載の制御装
置。 - 【請求項１０】 前記ＰＩＤフィードバック制御器が所
望の建物供給温度である設定値を有するフィードバック
制御器であることを特徴とする請求項４記載の制御装
置。 - 【請求項１１】 前記エネルギーコスト関数が 【式１】 であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
- 【請求項１２】 前記エネルギー蓄積媒体が内部融解氷
蔵タンクであることを特徴とする請求項１記載の制御装
置。 - 【請求項１３】 前記環境制御装置が空調装置であるこ
とを特徴とする請求項１記載の制御装置。 - 【請求項１４】 環境条件を提供している環境制御装置
に接続されたエネルギー蓄積媒体を制御する方法におい
て、 （ａ）エネルギーの時間変動生産コストに対応するエネ
ルギー率を示す実時間価格設定特性をエネルギー価格設
定データ構造に蓄積する工程と； （ｂ）前記実時間エネルギー価格設定特性に依存するエ
ネルギーコスト関数の最適制御軌線を概算するルールで
エネルギー蓄積媒体の動作を決定する工程と； （ｃ）前記エネルギー価格設定特性の少なくとも一部お
よび前記ルールに基いて蓄積媒体制御信号を決定し、エ
ネルギー蓄積媒体が前記環境制御装置により環境条件に
関連するエネルギーコストを最小にするために蓄積媒体
制御信号で制御される工程とからなることを特徴とする
制御方法。 - 【請求項１５】 前記エネルギー蓄積媒体のための放出
計画を同定するために利用される施設熱伝達率を予測す
る工程をさらに有することを特徴とする請求項１４記載
の方法。 - 【請求項１６】 前記工程（Ｃ）が放出間隔の少なくと
も一部に基いて充填モード、待機モードおよび放出モー
ドを選択する工程であることを特徴とする請求項１４記
載の方法。 - 【請求項１７】 前記エネルギー蓄積媒体の使用により
期間を最大にするか最小にするかを決定する工程をさら
に有することを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１８】 前記エネルギー蓄積媒体が動作する冷
却器優先制御計画を選択する工程をさらに有することを
特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１９】 前記環境制御装置が動作する冷却器優
先計画を選択する工程をさらに有することを特徴とする
請求項１４記載の方法。 - 【請求項２０】 施設の環境条件を提供する環境制御装
置において、 空調装置と；前記施設を冷却するために前記空調装置に
関連して使用される熱エネルギー蓄積タンクと；前記空
調装置および前記熱エネルギー蓄積タンクを制御する制
御器とからなり、さらに制御器がエネルギーの時間変動
生産コストに相当するエネルギー率に示される実時間エ
ネルギー価格設定特性を蓄積するエネルギー価格設定デ
ータ構造と；前記実時間エネルギー価格設定特性に依存
するエネルギーコスト関数の最適制御軌線を概算し、前
記熱エネルギー蓄積タンクの動作を決定するルールを含
む蓄積媒体と；前記実時間エネルギー価格設定特性と前
記ルールに基いて制御信号を発生し、前記施設の環境条
件に関連するエネルギーコストを最小化するエンジンと
を有することを特徴とする環境制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/013,737 US6185483B1 (en) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Real-time pricing controller of an energy storage medium |
| US09/013737 | 1998-01-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11282503A true JPH11282503A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=21761483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1896199A Pending JPH11282503A (ja) | 1998-01-27 | 1999-01-27 | エネルギ―蓄積媒体の実時間価格設定制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6185483B1 (ja) |
| EP (1) | EP0999418A2 (ja) |
| JP (1) | JPH11282503A (ja) |
| CN (1) | CN1237725A (ja) |
| SG (1) | SG85614A1 (ja) |
| TW (1) | TW468025B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011120323A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-16 | Kyocera Corp | 制御装置、制御システム及び制御方法 |
| JP2014042452A (ja) * | 2009-11-30 | 2014-03-06 | Kyocera Corp | 制御装置及び制御方法 |
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