KR20080104195A - Cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 열병합 발전 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a cogeneration system.
열병합 발전 시스템은, 전력 및 열의 양쪽을 발생시키는 전열 발생 장치를 구비한다. 전열 발생 장치에서 발생하는 전력은 전기 기기에 공급되고, 발전에 따라 발생하는 열은 급탕, 난방 등의 열기기에 공급된다. 열병합 발전 시스템에 의하면 발전에 따라 발생하는 열의 유효 이용이 가능해지기 때문에, 도입장소에서의 에너지 비용의 저감을 도모할 수 있다. The cogeneration system includes an electrothermal generator that generates both electric power and heat. Electric power generated by the electrothermal generator is supplied to an electric device, and heat generated by power generation is supplied to hot air such as hot water supply and heating. The cogeneration system makes it possible to effectively use heat generated by power generation, so that energy costs at the introduction site can be reduced.
최근, 열병합 발전 시스템의 에너지 이용 효율을 향상시키기 위해서, 사전에 전력량 및 열량을 예측하고, 예측된 전력량 및 열량에 기초하여 전열 발생 장치를 운전하는 것이 검토되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 경제적인 운전 패턴을 예측하여 운전하는 열병합 발전 시스템이 기재되어 있다. In recent years, in order to improve the energy utilization efficiency of a cogeneration system, it is considered to predict an amount of electricity and a quantity of heat in advance, and to operate an electrothermal generator based on the predicted quantity of electricity and quantity of heat. For example,
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2005-283028호Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-283028
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention
그러나, 특허문헌 1에서는, 경제적인 운전 패턴을 어떻게 예측할지에 관해서, 구체적으로 검토되어 있지 않다. However,
본 발명은, 전력량 및 열량의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a cogeneration system capable of improving the prediction accuracy of power amount and calorific value.
과제를 해결하기 위한 수단 Means to solve the problem
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 열병합 발전 시스템은, 전력 및 열을 발생시키는 전열 발생 장치와, 미리 축적된 소정의 시간대의 사용 전력량 및 사용 열량에 기초하여, 예측 대상일의 소정의 시간대에서의 전력량 및 열량의 예측치를 산출하는 전열 예측 수단과, 전열 예측 수단에 의해 산출된 예측치에 기초하여, 전열 발생 장치로부터 발생시키는 전력 및 열을 제어하는 전열 제어 수단을 구비하고, 전열 예측 수단은, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 사용 전력량 및 사용 열량 중, 1일 전 및 7일 전의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수를, 다른 날의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수보다도 중요시하여, 예측치를 산출하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve such an object, the cogeneration system according to the present invention is a heat generation apparatus that generates electric power and heat, and a predetermined time zone on a predicted date, based on the amount of power used and the amount of heat used in a predetermined time zone. Electrothermal predicting means for calculating a predicted value of the amount of electricity and the amount of heat, and electrothermal control means for controlling the power and heat generated from the electrothermal generator based on the predicted value calculated by the electrothermal predicting means, The weighting coefficients for the amount of power used and the amount of heat consumed 1 day and 7 days before and 7 days before the date to be predicted are greater than the weighting factors for the amount of power used and the amount of heat consumed on other days. Importantly, the predicted value is calculated.
상기 열병합 발전 시스템에서는 전열 예측 수단이, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 사용 전력량 및 사용 열량에 근거하여, 예측 대상일의 소정의 시간대에서의 전력량 및 열량을 예측한다. 예측에 있어서, 예측 대상일의 1일 전 및 7일 전의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수를, 1일 전 및 7일 전 이외의 다른 날의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수보다 중요시한다. 기온이나 날씨 등의 자연환경이 예측 대상일의 자연환경에 가깝다고 생각되는 1일 전의 전력량 및 열량에 부여하는 가중 계수를 중요시하고, 요일이 같고 생활습관이 예측 대상일의 생활습관에 가깝다고 생각되는 7일 전의 전력량 및 열량에 부여하는 가중 계수를 중요시함으로써, 예측 대상일의 데이터의 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 전열 예측 수단은, 소정의 시간대에 대한 전력량 및 열량을 예측한다. 소정의 시간대에 대하여 전력량 및 열량을 예측하는 것으로, 상기 소정의 시간대에 유래하는 여러가지의 조건(예를 들면 환경조건, 생활조건 등)을 예측치에 반영하는 것이 가능해진다. 또, 가중 계수란, 각 대상 데이터가 예측치에 대하여 차지하는 비율을 나타내는 계수를 말한다. 즉, 예측치에 대하여 각 대상 데이터가 주는 영향의 정도를 나타내는 계수이다. In the cogeneration system, the electrothermal predicting means predicts the amount of power and the amount of heat in a predetermined time period on the date of the prediction target based on the amount of power used and the amount of heat used up to seven days before the date to be predicted. In the prediction, weighting coefficients for the amount of power used and the amount of heat used 1 day and 7 days before the date to be predicted are more important than the weighting factors for the amount of power used and the amount of heat used on days other than 1 day and 7 days ago. . The weighting factor given to the amount of electricity and calories a day before it is considered that the natural environment, such as temperature and weather, is close to the natural environment of the day to be predicted is important, and 7 is considered that the day of the week is the same and the lifestyle is close to the lifestyle of the day to be predicted. By placing importance on the weighting coefficients applied to the amount of power and the amount of heat before, it becomes possible to improve the accuracy of prediction of the data on the date of prediction. The heat transfer prediction means predicts the amount of power and the amount of heat for a predetermined time period. By predicting the amount of electricity and the amount of heat for a predetermined time period, it becomes possible to reflect various conditions (for example, environmental conditions, living conditions, etc.) derived from the predetermined time period in the predicted value. In addition, a weighting coefficient means the coefficient which shows the ratio which each object data occupies with respect to a prediction value. That is, it is a coefficient indicating the degree of influence of each target data on the predicted value.
전열 예측 수단은, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 각 날에서의 사용 전력량 및 사용 열량의 각각에 대하여, 각각의 사용 전력량 및 사용 열량에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 상기 승산된 각 값을 가산함으로써, 예측치를 산출하는 것이 바람직하다. 이 경우, 소정의 시간대에 대한 전력량 및 열량을 용이하게 예측할 수 있다. The electrothermal prediction means multiplies weighting coefficients corresponding to each of the used power amount and the used heat amount by each of the used power amount and the used heat amount on each
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 의하면, 전력량 및 열량의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있는 열병합 발전 시스템을 제공할 수 있다. Advantageous Effects of Invention The present invention can provide a cogeneration system capable of improving the accuracy of predicting the amount of electricity and the amount of heat.
도 1은 실시형태에 관계되는 열병합 발전 시스템의 구성을 도시하는 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structure of the cogeneration system which concerns on embodiment.
도 2는 실시형태에 관계되는 열병합 발전 시스템의 운전 제어부의 기능 블록도. 2 is a functional block diagram of an operation control unit of a cogeneration system according to an embodiment.
도 3은 실시형태에 관계되는 열병합 발전 시스템의 전열 예측부의 기능 블록 도. 3 is a functional block diagram of a heat transfer prediction unit of a cogeneration system according to an embodiment.
도 4는 전열 발생 장치에 있어서 발생하는 전력 및 열을 운전 제어부가 제어하는 동작을 도시하는 플로도. Fig. 4 is a flowchart showing an operation in which an operation control unit controls power and heat generated in the electrothermal generator.
도 5는 전기 기기에서 사용된 전력량을 기록 시스템에 기록하는 동작을 도시하는 플로도. Fig. 5 is a flowchart showing an operation of recording an amount of power used in an electric device into a recording system.
도 6은 열기기에서 사용된 열량을 기록 시스템에 기록하는 동작을 도시하는 플로도.Fig. 6 is a flowchart showing an operation of recording the amount of heat used in the hot air into a recording system.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 열병합 발전 시스템 2A, 2B : 열 회수용 배관 1:
3 : 출탕(出湯)용 배관 10 : 열병합 발전 유닛 3: piping for tapping 10: cogeneration unit
11 : 전열 발생 장치 12 : 열교환기 11: electrothermal generator 12: heat exchanger
13 : 운전 제어부 14, 51 : 전력선 13:
20 : 저탕(貯湯) 유닛 21 : 저탕조 20: water storage unit 21: water storage tank
22 : 제 1 출탕용 배관 23 배관 22: the first tapping
24 : 상수용 배관 25: 3방 밸브 24: water pipe 25: three-way valve
26 : 제 2 출탕용 배관 30 : 급탕기 26: second hot water supply pipe 30: hot water heater
40 : 기록 시스템 41 : 전류계 40: recording system 41: ammeter
42 : 유량계 43, 44 : 온도계 42
50 : 상용 전력 계통 60 : 급수 계통 50: commercial power system 60: water supply system
61 : 수도관 EI : 전기 기기 61: water pipe EI: electrical equipment
HI : 열기기 101 : 전열 예측부 HI: Heat 101: Electric Heat Prediction
102 : 전열 발생 제어부 101A : 데이터 취득부 102: electrothermal
101B : 전력량 예측부 101C : 열량 예측부 101B:
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described in detail with reference to an accompanying drawing.
또, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는, 동일 부호를 사용하기로 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 이하의 설명에서의 「물」이란 상수(上水)와 같이 찬물뿐만 아니라, 온도가 높은 온수 등 액체의 상태인 물(온수)을 전부 포함할 수 있다. In addition, in description, the same code | symbol is used for the same element or the element which has the same function, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In addition, "water" in the following description can include all the water (hot water) which is not only cold water like a constant, but also a liquid state, such as hot water with high temperature.
도 1은 실시형태에 관계되는 열병합 발전 시스템(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이 열병합 발전 시스템(1)은, 열병합 발전 유닛(10)과, 저탕(貯湯) 유닛(20)과, 급탕기(30)와, 기록 시스템(40)을 구비한다. 열병합 발전 시스템(1)은, 상용 전력 계통(50) 및 급수 계통(60)에 접속하고 있다. FIG. 1: is a figure which shows the structure of the
열병합 발전 시스템(1)은, 열병합 발전 유닛(10)에서 발전한 전력을 전기 기기(EI)에 공급하는 동시에, 발전에 따라 발생한 열로 가열한 물을 저탕 유닛(20)에 저장하여 열기기(HI)에 공급한다. The
열병합 발전 유닛(10)은, 전열 발생 장치(11)와, 열교환기(12)와, 운전 제어부(13)를 갖는다. 전열 발생 장치(11)는, 전력 및 열의 양쪽을 발생시키는 장치로, 예를 들면 연료전지, 또는 내연기관(예를 들면 가스엔진)과 이 내연기관에 의 해 구동되는 발전장치의 조합, 또는 외연기관과 발전장치의 조합 등이다. 전열 발생 장치(11)는, 발생시킨 전력을 전력선(14)을 개재하여 전기 기기(EI)에 출력하고, 발전에 따라 발생하는 열을 열교환기(12)에 출력한다. The
전력선(14)은 상용 전력 계통(50)으로부터 공급되는 전력을 송전하는 전력선(51)과 접속하고 있고, 전열 발생 장치(11)에 있어서 발생된 전력뿐만 아니라, 상용 전력 계통(50)으로부터의 전력도 함께 전기 기기(EI)에 공급한다. The
전력선(51)과 접속된 전력선(14)상에는 전류계(41)가 설치되어 있다. 전류계(41)는, 전열 발생 장치(11) 및 상용 전력 계통(50)으로부터 전기 기기(EI)에 공급되는 전력을 전류값으로서 계측한다. An
열교환기(12)는, 전열 발생 장치(11)에서 발생하는 열을 회수하여, 열교환기(12)와 저탕 유닛(20)의 사이에서 물을 순환시키는 열 회수용 배관(2A, 2B) 내의 물에 열을 전달한다. 더욱 구체적으로는, 열교환기(12)는, 저탕 유닛(20)으로부터 유출된 열 회수용 배관(2B) 내의 물에 열을 전달하여, 저탕 유닛(20)에 유입되는 열 회수용 배관(2A) 내에 열 전달된 물을 흘린다. 운전 제어부(13)는, 전열 발생 장치(11)의 운전을 제어하기 위한 수단으로, 후술하는 전력량 및 열량의 예측치에 기초하여 전열 발생 장치(11)의 운전을 제어하기 위한 수단이다. The
저탕 유닛(20)은, 저탕조(21)와 3방 밸브(25)를 갖고, 이들은 제 1 출탕(出湯)용 배관(22), 배관(23), 상수용 배관(24), 및 제 2 출탕용 배관(26)을 개재하여 급탕기(30)에 접속하고 있다. 저탕조(21)는, 열교환기(12)에 있어서 열 전달된 물을 저장하는 탱크이다. 저탕조(21)는, 상부에서 열 회수용 배관(2A)과 접속하고 있고, 열교환기(12)에서 열 전달된 물을 열 회수용 배관(2A)을 개재하여 유입 가능한 구성으로 되어 있다. 저탕조(21)는, 하부에서 열 회수용 배관(2B)과 접속하고 있고, 저탕조(21)의 하부에 저장된 물을 유출하여, 열교환기(12)에 유입 가능한 구성으로 되어 있다. The
저탕조(21)는, 상부에서 또 제 1 출탕용 배관(22)과 접속하고 있고, 저탕조(21)의 상부에 저장된 물을 출탕 가능한 구성으로 되어 있다. 저탕조(21)는, 하부에서 배관(23)과 접속하고 있고, 저탕조(21)의 하부에서 상수를 급수 가능한 구성으로 되어 있다. 배관(23)에는, 상수용 배관(24)으로부터 상수가 유입된다. The
3방 밸브(25)는, 제 1 출탕용 배관(22) 및 상수용 배관(24)의 양쪽으로부터 유입된 물을 제 2 출탕용 배관(26)에 유출하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 상수용 배관(24)은, 상용의 급수 계통(60)으로부터 상수를 저탕 유닛(20)에 공급하는 수도관(61)과 접속하고 있다. 수도관(61)상에는 온도계(43)가 설치되어 있어, 저탕 유닛(20)에 공급되는 상수의 온도를 계측한다. The three-
제 2 출탕용 배관(26)은, 제 1 출탕용 배관(22)에 의해서 운반된 물 및 상수용 배관(24)에 의해서 운반된 물의 양쪽을 혼합한 물 또는 한쪽의 물을 급탕기(30)로 유출한다. 제 2 출탕용 배관(26)에는 유량계(42)가 접속되어 있어, 급탕기(30)에 유입되는 물의 유량을 계측한다. The 2nd tapping water piping 26 mixes the water or one water which mixed both the water conveyed by the 1st tapping
급탕기(30)는, 제 2 출탕용 배관(26)에 의해서 유입된 물을, 출탕용 배관(3)을 개재하여 열기기(HI)에 공급한다. 급탕기(30)는, 필요에 따라서 제 2 출탕용 배관(26)에 의해서 유입된 물을 가열한다. 출탕용 배관(3)상에는 온도계(44)가 설 치되어 있다. 온도계(44)는, 급탕기(30)로부터 열기기(HI)에 공급되는 물의 온도를 계측한다. The
기록 시스템(40)은, 전류계(41)의 측정치, 유량계(42)의 측정치, 온도계(43)의 측정치, 및 온도계(44)의 측정치를, 측정일 및 측정 시간대와 함께 기록한다. 전류계(41)의 측정치, 유량계(42)의 측정치, 온도계(43)의 측정치, 및 온도계(44)의 측정치는, 필요에 따라서 기록시에 필요한 형식으로 변경하여 기록된다. The
즉, 기록 시스템(40)은, 예를 들면 전류계(41)의 측정치에 기초하여 각 시간대의 전력량을 산출하여, 측정일 및 측정 시간과 동시에 내장된 하드디스크에 기록한다. 또한, 기록 시스템(40)은, 예를 들면 유량계(42)의 측정치, 온도계(43)의 측정치, 및 온도계(44)의 측정치에 기초하여 각 시간대의 열량을 산출하여, 측정일 및 측정 시간과 동시에 내장된 하드디스크에 기록한다. That is, the
다음에, 도 2를 참조하여 운전 제어부(13)의 기능에 관해서 설명한다. 도 2는, 운전 제어부(13)의 기능 구성을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 운전 제어부(13)는, 전열 예측부(101; 전열 예측 수단)와, 전열 발생 제어부(102; 전열 제어 수단)를 갖는다. Next, the function of the
전열 예측부(101)는, 예측 대상일의 소정의 시간대(즉, 예측 대상 시간대)에 있어서 필요하게 되는 전력량 및 열량의 예측치를 산출한다. 전열 발생 제어부(102)는, 전열 예측부(101)가 산출한 전력량 및 열량의 예측치에 기초하여, 전열 발생 장치(11)에 있어서 발생시키는 전력 및 열을 제어한다. The
전열 예측부(101)의 기능에 관해서, 도 3을 사용하여 더욱 구체적으로 설명 한다. 도 3은, 전열 예측부(101)의 기능 구성을 도시하는 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 전열 예측부(101)는, 데이터 취득부(101A)와 전력량 예측부(101B)와 열량 예측부(101C)를 포함한다. The function of the
데이터 취득부(101A)는, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 소정의 시간대에 있어서는 사용 전력량 및 사용 열량을 기록 시스템(40)으로부터 취득한다. 사용 전력량 및 사용 열량은, 소정의 시간대에서 사용된 전력량 및 열량을 각각 나타낸다. The
여기에서, 예측 대상일이 2006년 3월 8일이고, 예측 대상 시간대가 18시부터 19시까지의 시간대인 경우를 생각할 수 있다. 기록 시스템(40)에는, 사용 전력량 및 사용 열량의 데이터가 각각 날짜정보 및 시간대정보에 대응하여 축적되어 있다. 이 경우, 데이터 취득부(101A)는, 3월 1일의 18시부터 19시까지의 시간대에서의 사용 전력량 및 사용 열량의 데이터를 기록 시스템(40)으로부터 취득한다. Here, the case where the prediction target date is March 8, 2006 and the prediction target time zone is the time zone from 18:00 to 19:00 is considered. In the
전력량 예측부(101B)는, 데이터 취득부(101A)에 의해서 취득된 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량에 근거하여, 예측 대상 시간대에서의 전력량의 예측치를 산출한다. 예측에 있어서 전력량 예측부(101B)는, 예측 대상일의 1일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량 및 7일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량에 대한 가중 계수를, 다른 날의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량에 대한 가중 계수보다 중요시한다. 구체적으로는, 전력량 예측부(101B)는 예를 들면, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 각 날에서의 사용 전력량에 대하여, 각각의 사용 전력량에 대응하는 가중 계수를 승산하 고, 상기 승산된 각 값을 가산함으로써 전력량의 예측치를 산출한다. 가중 계수란, 각 대상 데이터(여기에서는 1일 전부터 7일 전까지의 사용 전력량의 데이터)가 예측치에 대하여 차지하는 비율을 나타내는 계수를 말한다. 즉, 예측치에 대하여 각 대상 데이터가 주는 영향의 정도를 나타내는 계수이다. The power
예를 들면, 예측 대상일이 2006년 3월 8일이고, 예측 대상 시간대가 18시부터 19시까지의 1시간인 경우에 관해서 구체적으로 설명한다. 이 경우, 이하의 식 (1)에 나타내는 바와 같이, 2006년 3월 7일(1일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W1 및 2006년 3월 1일(7일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W7의 양쪽에 대한 가중 계수를 중요시한 다음, 2006년 3월 1일부터 2006년 3월 7일까지의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W1 내지 W7에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 승산된 각 값을 가산하여 전력량의 예측치 W를 산출한다. For example, the case where the prediction target date is March 8, 2006 and the prediction target time zone is one hour from 18:00 to 19:00 will be described in detail. In this case, as shown in the following formula (1), the power consumption W 1 from 18:00 to 19:00 on March 7, 2006 (one day before) and March 1, 2006 (about 7 days ago) Emphasis on the weighting factors for both of the power consumption W 7 from 18 o'clock to 19 o'clock, and then the power consumption at 1 o'clock to 19 o'clock between March 1, 2006 and March 7, 2006 W 1 to W The weighting factor corresponding to 7 is multiplied, and each multiplied value is added to calculate the predicted value W of the amount of power.
W=W1×4/13+W2×1/13+W3×1/13+W4×1/13+W5×1/13+W6×1/13+W7×4/13W = W 1 × 4/13 + W 2 × 1/13 + W 3 × 1/13 + W 4 × 1/13 + W 5 × 1/13 + W 6 × 1/13 + W 7 × 4/13
· · · (1) · · · (One)
W : 2006년 3월 8일의 18시 내지 19시에서의 전력량의 예측치 W: Estimated power amount at 18:00 to 19:00 on March 8, 2006
W1 : 2006년 3월 7일(1일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W 1 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 7, 2006 (1 day before)
W2 : 2006년 3월 6일(2일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W 2 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 6, 2006 (two days ago)
W3 : 2006년 3월 5일(3일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W 3 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 5, 2006 (3 days ago)
W4 : 2006년 3월 4일(4일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W 4 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 4, 2006 (4 days ago)
W5 : 2006년 3월 3일(5일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W 5 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 3, 2006 (5 days ago)
W6 : 2006년 3월 2일(6일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량 W 6 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 2, 2006 (six days ago)
W7 : 2006년 3월 1일(7일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 전력량W 7 : Power consumption at 18:00 to 19:00 on March 1, 2006 (7 days ago)
식 (1)의 예는, 예측 대상일의 1일 전 및 7일 전의 데이터 각각에 대한 가중 계수를 다른 날에 대한 가중 계수의 4배로 한 경우를 도시한다. The example of Formula (1) shows the case where the weighting coefficient for each
열량 예측부(101C)는, 데이터 취득부(101A)에 의해서 취득된 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량에 근거하여, 예측 대상 시간대에서의 열량의 예측치를 산출한다. 예측에 있어서 열량 예측부(101C)는, 예측 대상일의 1일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량 및 7일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량에 대한 가중 계수를, 다른 날의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량에 대한 가중 계수보다 중요시한다. 구체적으로는, 열량 예측부(101C)는 예를 들면, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 각 날에서의 사용 열량에 대하여, 각각의 사용 열량에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 상기 승산된 각 값을 가산함으로써 열량의 예측치를 산출한다. The
예를 들면, 예측 대상일이 2006년 3월 8일이고, 예측 대상 시간대가 18시부터 19시까지의 1시간인 경우에 관해서 구체적으로 설명한다. 이 경우, 이하의 식 (2)에 나타내는 바와 같이, 2006년 3월 7일(1일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J1 및 2006년 3월 1일(7일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J7의 양쪽에 대한 가중 계수를 중요시한 다음, 2006년 3월 1일부터 2006년 3월 7일까지의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J1 내지 J7에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 승산된 각 값을 가산하여 열량의 예측치 W를 산출한다. For example, the case where the prediction target date is March 8, 2006 and the prediction target time zone is one hour from 18:00 to 19:00 will be described in detail. In this case, as shown in the following formula (2), the calories of use J 1 from 18:00 to 19:00 on March 7, 2006 (one day before) and March 1, 2006 (about 7 days ago) Focusing on the weighting coefficients for both of the use calories J 7 between 18 and 19 o'clock, then the calories used from 1 o'clock to 19 o'clock between March 1, 2006 and March 7, 2006, J 1 to J The weighting factor corresponding to 7 is multiplied, and each multiplied value is added to calculate the predicted value W of heat.
J=J1×4/13+J2×1/13+J3×1/13+J4×1/13+J5×1/13+J6×1/13+J7×4/13J = J 1 × 4/13 + J 2 × 1/13 + J 3 × 1/13 + J 4 × 1/13 + J 5 × 1/13 + J 6 × 1/13 + J 7 × 4/13
· · · (2) · · · (2)
J1 : 2006년 3월 8일의 18시 내지 19시에서의 열량의 예측치 J 1 : Prediction of calories at 18:00 to 19:00 on March 8, 2006
J2 : 2006년 3월 7일(1일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J 2 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 7, 2006 (1 day before)
J3 : 2006년 3월 6일(2일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J 3 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 6, 2006 (two days ago)
J4 : 2006년 3월 5일(3일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J 4 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 5, 2006 (3 days ago)
J5 : 2006년 3월 4일(4일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J 5 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 4, 2006 (4 days ago)
J6 : 2006년 3월 3일(5일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J 6 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 3, 2006 (5 days ago)
J7 : 2006년 3월 2일(6일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량 J 7 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 2, 2006 (6 days ago)
J8 : 2006년 3월 1일(7일 전)의 18시 내지 19시에서의 사용 열량J 8 : Use calories from 18:00 to 19:00 on March 1, 2006 (7 days ago)
식 (2)의 예는, 예측 대상일의 1일 전 및 7일 전의 데이터 각각에 대한 가중 계수를 다른 날에 대한 가중 계수의 4배로 한 경우를 나타낸다. The example of Formula (2) shows the case where the weighting coefficient with respect to the
다음에, 본 실시형태에 관계되는 열병합 발전 시스템(1)의 동작에 관해서, 도 4 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. Next, the operation of the
도 4는, 전열 발생 장치(11)에서 발생하는 전력 및 열을 운전 제어부(13)가 제어하는 동작을 도시하는 플로도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 우선, 운전 제어부(13)에 내장된 타이머가, 예측치 산출 개시 시간인 예측 대상 시간대(예를 들면, 18시부터 19시까지의 시간대)의 개시 10분 전(예를 들면, 17시 50분)에 이르렀는지의 여부를 판단한다(스텝 S1). 운전 제어부(13)가 예측치 산출 개시 시간에 이르렀다고 판단한 경우, 운전 제어부(13)의 전열 예측부(101)에 포함되는 데이터 취득부(101A)가, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량 및 사용 열량을 각각 기록 시스템(40)으로부터 취득한다(스텝 S2). 4 is a flowchart illustrating an operation in which the
전열 예측부(101)에 포함되는 전력량 예측부(101B) 및 열량 예측부(101C)는, 예측 대상 시간대에서의 전력량 및 열량의 예측치를 산출한다(스텝 S3). 전력량 예측부(101B)는, 예측 대상일의 1일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량 및 7일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량의 양쪽에 대한 가중 계수를 다른 날의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량에 대한 가중 계수보다 중요시한 다음, 1일 전부터 7일 전까지의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 승산된 각 값을 가산함으로써 전력량의 예측치를 산출한다. The power
한편, 열량 예측부(101C)는, 예측 대상일의 1일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량 및 7일 전의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량의 양쪽에 대한 가중 계수를 다른 날의 예측 대상 시간대에서의 사용 전력량에 대한 가중 계수보다 중요시한 다음, 1일 전부터 7일 전까지의 예측 대상 시간대에서의 사용 열량에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 승산된 각 값을 가산함으로써 열량의 예측치를 산출한다. On the other hand, the
운전 제어부(13)의 전열 발생 제어부(102)는, 전열 예측부(101)에 있어서 산출된 전력량 및 열량의 예측치에 기초하여, 전열 발생 장치(11)가 발생하는 전력 및 열을 제어한다(스텝 S4). The heat generation
그 후, 예측치 산출 개시 시간이 되면, 운전 제어부(13)는 다시 스텝 S1 내지 S4의 동작을 반복한다. Thereafter, when the predicted value calculation start time comes, the
도 5는, 전기 기기(EI)에서 소비된 전력량을 기록 시스템(40)에 기록하는 동작을 도시하는 플로도이다. 전류계(41)는, 전열 발생 장치(11) 및 상용 전력 계통(50)으로부터 전기 기기(EI)에 공급되는 전류를 측정한다(스텝 S11). 기록 시스템(40)에 내장된 CPU는, 측정된 전류값에 대하여 전압치(예를 들면 100V)를 승산하여, 전력을 산출한다(스텝 S12). FIG. 5 is a flowchart showing an operation of recording the amount of power consumed by the electric device EI into the
기록 시스템(40)의 CPU는, 측정 시간대에 상당하는 소정 시간(예를 들면 1시간)분의 전력을 얻을 때까지, 전류값의 측정 및 전력의 산출을 반복한다(스텝 S13). 기록 시스템(40)의 CPU는, 소정 시간분의 전력을 적산하여 측정 시간대에서의 전력량을 산출한다(스텝 S14). 기록 시스템(40)의 CPU는, 스텝 S14에서 얻어진 전력량을, 날짜정보 및 측정 시간대정보에 대응하여, 예를 들면 내장된 하드디스크 등에 기록한다(스텝 S15). The CPU of the
도 6은, 열기기(HI)에서 사용된 열량을 기록 시스템(40)에 기록하는 동작을 도시하는 플로도이다. 유량계(42)는 저탕 유닛(20)으로부터 급탕기(30)에 공급되는 유량(F)을 측정하고, 온도계(43)는 상수의 온도(Tin)를 측정하고, 온도계(44)는 급탕기(30)로부터 출탕되는 물의 온도(Tout)를 측정한다(스텝 S21). 기록 시스템(40)의 CPU는, 측정된 유량(F) 및 온도(Tin, Tout)를 이용하여 이하의 식 (3)으로부터 순간 열량(H)을 산출한다(스텝 S22) 6 is a flowchart showing an operation of recording the amount of heat used in the hot air HI to the
H=(Tout-Tin)×F · · · (3) H = (T out -T in ) × F
기록 시스템(40)의 CPU는, 측정 시간대에 상당하는 소정 시간(예를 들면 1시간)분의 순간 열량(H)을 얻을 때까지, 유량(F) 및 온도(Tin, Tout)의 측정 및 순간 열량(H)의 산출을 반복한다(스텝 S23). 기록 시스템(40)의 CPU는, 소정 시간분의 순간 열량(H)을 적산하여 측정 시간대에서의 열량을 산출한다(스텝 S24). 기록 시스템(40)의 CPU는, 스텝 S24에서 얻어진 열량을, 날짜정보 및 측정 시간대정보에 대응하여, 예를 들면 내장된 하드디스크 등에 기록한다(스텝 S25). The CPU of the
열병합 발전 시스템(1)에서는, 전열 예측부(101)가, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 사용 전력량 및 사용 열량에 기초하여, 예측 대상 시간대에서의 전력량 및 열량의 예측치를 산출한다. 예측에 있어서는, 예측 대상일의 1일 전 및 7일 전의 사용 전력량 및 사용 열량의 양쪽에 대한 가중 계수를 다른 날의 예측 대상 시간대의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수에 비해 중요시한다. 예측 대상일의 1일 전은, 과거 7일간 중에서 예측 대상일에 가장 시간적으로 가까운 날이다. 이 때문에, 1일 전의 데이터에 대한 가중 계수를 중요시하는 것으로 기온이나 날씨 등의 자연환경을 예측치에 반영할 수 있다. 또한, 예측 대상일의 7일 전은, 예측 대상일과 같은 요일이다. 통상, 요일마다 패턴화된 사이클로 생활하는 것으로 생각된다. 이 때문에, 7일 전의 데이터에 대한 가중 계수를 중요시하는 것으로 생활습관을 예측치에 반영할 수 있다. 이와 같이, 예측 대상일의 1일 전의 데이터(사용 전력량 및 사용 열량) 및 7일 전의 데이터(사용 전력량 및 사용 열량)에 대한 가중 계수를 중요시하는 것으로, 자연환경 및 생활습관의 양쪽을 반영한 예측이 가능해져, 예측 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. In the
전열 예측부(101)는, 예측 대상 시간대에 대하여, 필요하게 되는 전력량 및 열량의 예측치를 산출한다. 예측 대상 시간대마다 전력량 및 열량의 예측치를 산출하는 것으로, 각 시간대에 유래하는 여러가지의 조건(예를 들면, 일조조건이나 온도조건 등의 자연환경, 입욕 시간대 등의 생활습관 등)을 예측치에 반영하는 것이 가능해진다. The heat
또한, 전열 예측부(101)에 있어서 전력량 및 열량을 예측하는 방법으로서, 예를 들면 1일 전의 데이터(사용 전력량 및 사용 열량) 및 7일 전의 데이터(사용 전력량 및 사용 열량)의 양쪽에 대한 가중 계수를 중요시한 다음, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 각 날에서의 사용 전력량 및 사용 열량의 각각에 대하여, 각각의 사용 전력량 및 사용 열량에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 상기 승산된 각 값을 가산하는 방법을 생각할 수 있다. 이 경우, 용이하게 전력량 및 열량을 예측할 수 있기 때문에 바람직하다. In addition, as a method of estimating the amount of electricity and the amount of heat in the
이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 전열 예측부(101)는, 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 예측 대상 시간대의 사 용 전력량 및 사용 열량에 기초하여, 1일 전 및 7일 전의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수를 중요시한 다음 전력량 및 열량의 예측치를 산출하면 좋고, 상기 실시형태에 있어서 예시한 바와 같이 예측 대상일의 1일 전부터 7일 전까지의 각 날에서의 사용 전력량 및 사용 열량의 각각에 대하여, 각각의 사용 전력량 및 사용 열량에 대응하는 가중 계수를 승산하고, 상기 승산된 각 값을 가산함으로써 구하지 않아도 좋다. As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the
또한, 전력량의 예측치를 산출할 때에 1일 전 및 7일 전의 사용 전력량에 적용하는 가중 계수와, 열량의 예측치를 산출할 때에 1일 전 및 7일 전의 사용 열량에 적용하는 가중 계수는 달라도 좋다. 따라서, 예를 들면, 전력량의 예측치의 산출에서는, 예측 대상일의 1일 전 및 7일 전의 사용 전력량 각각에 대한 가중 계수를 다른 날의 사용 전력량에 대한 가중 계수의 4배로 하고, 열량의 예측치의 산출에서는, 예측 대상일의 1일 전 및 7일간의 사용 열량 각각에 대한 가중 계수를 다른 날의 사용 열량에 대한 가중 계수의 6배로 하여도 좋다. The weighting coefficient applied to the amount of power used 1 day and 7 days ago when calculating the predicted amount of power may be different from the weighting coefficient applied to the amount of heat used 1 day and 7 days ago when calculating the predicted value of heat. Thus, for example, in the calculation of the predicted value of the amount of electricity, the weighting coefficient for each of the used power amounts one day before and the seventh day before the predicted date is set to four times the weighting coefficient for the used power amount on another day, In the calculation, the weighting coefficient for each of the used calories for one day and for 7 days before the predicted date may be 6 times the weighting coefficient for the calories for use on another day.
또한, 예측 대상일의 1일 전의 사용 전력량 및 사용 열량, 및 예측 대상일의 7일 전의 사용 전력량 및 사용 열량에 대한 가중 계수는, 다른 것이어도 좋다. 예를 들면, 예측 대상일이 월요일인 경우 1일 전은 일요일이고, 예측 대상일이 토요일인 경우 1일 전은 금요일이다. 이와 같이, 예측 대상일이 평일 또는 휴일인 데 대하여, 1일 전의 날이 휴일 또는 평일인 경우에는, 1일 전의 사용 전력량(또는 사용 열량)에 대한 가중 계수보다도 7일 전의 사용 전력량(또는 사용 열량)에 대한 가중 계수를 중요시하여도 좋다. The weighting coefficients for the amount of power used and the amount of heat used 1 day before the target to be predicted, and the amount of power used and the amount of heat used 7 days before the predicted date may be different. For example, if the target date is Monday, one day before is Sunday, and if the target date is Saturday, one day is Friday. Thus, when the day to be predicted is a weekday or a holiday, when the day before 1st is a holiday or weekday, the amount of used power (or the amount of used heat) 7 days before the weighting factor for the amount of used power (or the amount of used heat) before the day is The weighting factor for) may be important.
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