JP2006329512A

JP2006329512A - コージェネレーションシステム

Info

Publication number: JP2006329512A
Application number: JP2005153201A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 啓山本
Original assignee: Chofu Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Chofu Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: JP4650934B2

Abstract

【課題】
停電の発生によって、コージェネレーションシステムの計時手段が停止しても、復電時に時刻および日付を自動修正するコージェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】
１日の負荷実績データをその日の属性別に集計して記憶する負荷実績データ記憶手段５と、負荷実績データ記憶手段５から特定日の属性と一致する負荷実績データを読み出して、前記負荷実績データに基づいて、前記特定日の運転スケジュールを最適化する制御装置６を有するコージェネレーションシステム１において、停電によって制御手段６が停止して、その後復電して制御手段６が再起動する際に、制御手段６に正しい時刻を書き込む復電時刻修正手段７を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、過去の１日間の負荷実績を、その１日の属性（例えば曜日）別に分類して蓄積する負荷実績データ記憶手段を備えて、前記負荷実績データに基づいて、その日の給湯需要を予測して運転制御を行うコージェネレーションシステムに関する。

コージェネレーションシステムは、燃料電池やエンジン駆動発電機等によって電力を供給するとともに、燃料電池やエンジンの排熱を利用して給湯や暖房を行い、省エネルギーを図る電熱併給システムである。コージェネレーションシステムに対する電力需要と熱需要は異なるタイミングで生じるのが普通なので、一般的なコージェネレーションシステムは、燃料電池やガスエンジンの排熱で加温した温水を貯湯槽に蓄えて、給湯や暖房の需要に応じて、貯湯槽から温水を抽出している。

例えば、浴槽に温水を溜める時などは、一時に大量の給湯需要が発生するので、コージェネレーションシステムはユーザの入浴時刻を予測して、予測した入湯時刻に貯湯槽が温水で満杯になるように運転する必要がある。十分な貯湯が出来なければ、補助熱源による給湯で不足分を補う必要があり、省エネ機能を損なうからである。一方、貯湯槽が温水で満杯の状態では、燃料電池やエンジンの排熱を吸収できないので、電力需要があっても、燃料電池やエンジンを運転することが出来ず、商用電源から電力の供給を受けなければならず、やはり、省エネ機能を損なう。コージェネレーションシステムによる省エネルギー効果を最大にするためには、補助熱源や商用電源による熱や電力の供給が最小になるように、運転スケジュールを最適化する必要がある。

そのためには熱や電力の需要を予測する必要がある。特許文献１には、曜日毎の給湯需要を学習して、浴槽内の湯量及び曜日に基づいて入浴時の給湯需要を予測する制御を行う制御手段を備えるコージェネレーションシステムが提案されている。また、特許文献２には、１週間の曜日に対応する７つの過去負荷データを作成し、特定日の翌日の曜日に対応する過去負荷データと、特定日の実負荷データとを処理して、特定日の翌日の予測負荷データを作成し、この予測負荷データを用いてコージェネレーションシステムを運転制御することが示されている。

特開２００５−９８４１号公報特開２００４−４８８３８号公報

一般的な生活者の生活は一週間を単位にスケジューリングされている。特許文献１あるいは特許文献２に開示されたような、過去の実負荷を曜日毎に集計し、予測対象の特定日の曜日に基づいて、負荷を予測するコージェネレーションシステムでは、特定日の負荷を精度良く予測して、省エネ効果の向上を図ることができる。しかし、コージェネレーションシステムの制御手段は商用電源で駆動されているので、商用電源が停電すると、制御手段の内部の計時手段も停止する。そのため、停電が復旧（復電）した際に、曜日を間違うという問題がある。

例えば、水曜日の１５：３０頃に停電が発生し、木曜日の０２：００頃に復旧したとする。その場合、現実には既に日付が変わって木曜日になっているのに、コージェネレーションシステムは水曜日の午後であると認識して、水曜日のデータに基づいた運転制御を続ける。そのため、コージェネレーションシステムが供給する電力・熱量と、現実の需要の間に乖離が生じる。その結果、省エネ効果が損なわれる。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、停電の発生によって、コージェネレーションシステムの計時手段が停止しても、復電時に時刻および日付を自動修正するコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。

本発明のコージェネレーションシステムの第１の構成は、１日の負荷実績データをその日の属性別に集計して記憶する負荷実績データ記憶手段と、前記負荷実績データ記憶手段から特定日の属性と一致する負荷実績データを読み出して、前記負荷実績データに基づいて、前記特定日の運転スケジュールを最適化する制御手段とを有するコージェネレーションシステムにおいて、停電によって前記制御手段が停止して、その後復電して前記制御手段が再起動する際に、前記制御手段に正しい時刻を書き込む復電時刻修正手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、復電時刻修正手段が制御手段に正しい時刻を書き込むので、停電中に前記制御装置の計時手段が停止したために、復電時に制御手段が認識する時刻と現実の時刻の間にずれが生じても、正しい時刻に自動的修正することができる。

なお、復電時刻修正手段は停電時にも機能を維持できる計時手段、例えば電池駆動の時計などが用いられる。あるいは、復電時に外部のシステムに時刻を問い合わせる装置、例えば電波時計などを利用してもよい。または、上位のシステム、例えば電話回線を通じてコージェネレーションシステムのリモートメンテナンスを行うシステムが用意されていれば、復電時に当該システムに接続して時刻を問い合わせる装置を利用してもよい。

本発明のコージェネレーションシステムの第２の構成は、前記第１の構成において、前記復電時刻修正手段は、停電発生時刻を記憶する停電時刻記憶手段と、停電から復電までの経過時間を計測する停電時間計測手段と、前記停電時刻記憶手段に記憶された停電発生時刻に前記経過時間計測手段で計測した経過時間を加算して、復電時刻を算出する復電時刻算出手段と、復電時に前記制御手段の計時手段に前記復電時刻を書き込む時刻書き込み手段を有することを特徴とする。

この構成によれば、停電発生時刻を停電時刻記憶手段で記憶し、停電から復電までの経過時間を停電時間計測手段で計測し、復電時に、前記停電発生時刻に前記経過時間を加算して復電時刻を算出して、制御手段の計時手段に前記復電時刻を書き込むので、停電中に前記制御装置の計時手段が停止していても、正しい時刻を自動的に上書きすることができる。

本発明のコージェネレーションシステムの第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記停電時刻記憶手段が記憶する停電時刻と復電時刻算出手段が算出する復電時刻を比較して、前記経過時間内に予め定めたデータ更新時刻を超えていた場合に、前記制御手段の内部の日付情報を書き替える日付情報書き替え手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、復電時に日付を自動修正するので、停電中に日付が変わっても正しい日付に基づいて、負荷を予測することができる。

本発明のコージェネレーションシステムの第４の構成は、前記第１乃至第３のいずれかの構成において、前記負荷実績データ記憶手段は、前記経過時間が所定の閾値を超える場合に、当該１日の負荷実績データを集計の対象から除外することを特徴とする。

長時間の停電を含む１日の負荷実績のような、特異なデータに基づいて負荷の推定を行うと、不正確な推定が成されるが、この構成によれば、そのようなデータを負荷の推定の基礎データから除外するので、負荷推定の精度が向上する。

本発明のコージェネレーションシステムの第５の構成は、前記第１乃至第４のいずれかの構成において、前記属性は曜日であることを特徴とする。

一般的な生活者は週を単位に生活のスケジュールを組み立てている。この構成によれば、曜日毎に実績負荷データを集計して、それに基づいて負荷の推定を行なうので、精度の高い負荷推定が期待できる。

本発明のコージェネレーションシステムの第６の構成は、前記第１乃至第４のいずれかの構成において、前記属性は平日および休日であることを特徴とする。

特に、事業所に設置されたコージェネレーションシステムにあっては、平日と休日によって負荷に大きな差異がでると考えられる。この構成によれば、平日と休日に区別して蓄積した実績負荷データに基づいて負荷の推定を行うので、精度の高い負荷推定が期待できる。

以上説明したように、本発明によれば、停電によって制御装置の計時手段が停止しても、復電時に正しい時刻を自動的に前記計時手段に上書きするので、以後の制御を正しい時刻に基づいて行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例を示すコージェネレーションシステムの構成図である。図に示すように、コージェネレーションシステム１は、発電機２、発電機２の排熱で水を加熱して温水にする熱交換器３、前記温水を貯留して必要に応じて給湯負荷および空調負荷に供給する貯湯槽４、負荷実績データ記憶手段５、制御装置６、および復電時刻修正手段７を備えている。

負荷実績データ記憶手段５は、１日の間の電力負荷、給湯負荷および空調負荷の大きさの変動を時系列に記録し、曜日別に集計して記憶する記憶装置である。

制御装置６は、コージェネレーションシステム１全体の運転を制御するコンピュータであり、商用電源で駆動され、運転スケジュールに従って、発電機２を起動・停止するとともに、電力負荷の増減に応じて発電機２の出力を調整する。また、制御装置６には時計が備えられ、前記時計の示す時刻が予め定めたデータ更新時刻（本実施例では、午前零時とする。）を経過すると、制御装置６の内部に記憶される日付情報を１日分繰り上げる。例えば、前記日付情報に「１３日、金曜日」が書き込まれていた場合に、午前零時が経過すると、「１４日、土曜日」が上書きされる。

前記日付情報に「１４日、土曜日」が上書きされると、制御装置６は、負荷実績データ記憶手段５から、過去の土曜日の負荷実績データを読み出して、平均値を算出し、その平均値と、現在の貯湯槽４の貯湯量に基づいて、最適な運転スケジュールを作成する。

復電時刻修正手段７は、前記商用電源が停電して、その後復電した時に、制御装置６の時計を修正する手段であり、前記商用電源の停電が午前零時を超えて継続した場合、あるいは数日間停電した場合には、制御装置６の内部の日付情報も修正する。

図２は、復電時刻修正手段７の構成図である。図に示すように、復電時刻修正手段７は、停電時刻記憶手段７１、停電時間計測手段７２、復電時刻算出手段７３、および時刻書き込み手段７４から構成されている。

停電時刻記憶手段７１は一種の時計であり、停電の発生と同時に停止し、停電発生時刻を保持する。

停電時間計測手段７２は、停電の発生と同時に計時を開始し、復電時に計時を停止して、停電から復電までの経過時間を計測する装置である。

復電時刻算出手段７３は、復電時に起動して、停電時刻記憶手段７１から停電発生時刻を、停電時間計測手段７２から停電から復電までの経過時間を、それぞれ読み出して、前記停電発生時刻に前記経過時間を加算して復電時刻を算出する手段である。例えば、停電発生時刻が２１：２８で経過時間が３時間４３分ならば、２１：２８に３時間４３分を加算して２５：１１、すなわち翌日の０１：１１が復電時刻であることを算出できる。

時刻書き込み手段７４は、復電時に起動して、復電時刻算出手段７３が算出した復電時刻を制御装置６の時計に上書きして、前記時計が指示する時刻を修正する手段である。また、前記経過時間の間に午前零時を超えて日付が変更された場合には、制御装置６の日付情報を上書きして、繰り上げる。また、前記経過時間が数日に及ぶ場合は、前記日付情報をその日数だけ繰り上げる。

時刻書き込み手段７４によって前記日付情報が修正されると、制御装置６は、負荷実績データ記憶手段５から、修正された曜日の負荷実績データを読み出して、平均値を算出し、その平均値と、復電時の貯湯槽４の貯湯量に基づいて、最適な運転スケジュールを作成する。

なお、負荷実績データ記憶手段５には、１日の間の電力負荷、給湯負荷および空調負荷の大きさの変動の時系列な記録が、制御装置６によって書き込まれるが、停電時間すなわち、コージェネレーションシステム１の運転停止時間が長時間になると、その日の負荷実績データは負荷変動を予測するデータとして不適当になるので、停電時間が所定の閾値を超えると、制御装置６はその日の負荷実績データを消去し、以後の書き込みを中止する。

また、本実施例では、負荷実績データ記憶手段５は、負荷実績を曜日別に集計しているが、負荷実績データの集計に使用する「日の属性」は曜日に限られるものではない。例えば、事業所に設置されるコージェネレーションシステムにおいては、平日（操業日）と休日（休業日）に区別して集計するのが好適な場合もある。

本発明の実施例を示すコージェネレーションシステムの構成図である。制御基板の入出力を説明する模式図である。

符号の説明

１コージェネレーションシステム
２発電機
３熱交換器
４貯湯槽
５負荷実績データ記憶手段
６制御装置
７復電時刻修正手段
７１停電時刻記憶手段
７２停電時間計測手段
７３復電時刻算出手段
７４時刻書き込み手段

Claims

１日の負荷実績データをその日の属性別に集計して記憶する負荷実績データ記憶手段と、
前記負荷実績データ記憶手段から特定日の属性と一致する負荷実績データを読み出して、前記負荷実績データに基づいて、前記特定日の運転スケジュールを最適化する制御手段と
を有するコージェネレーションシステムにおいて、
停電によって前記制御手段が停止して、その後復電して前記制御手段が再起動する際に、前記制御手段に正しい時刻を書き込む復電時刻修正手段を備えることを特徴とするコージェネレーションシステム。
前記復電時刻修正手段は、
停電発生時刻を記憶する停電時刻記憶手段と、
停電から復電までの経過時間を計測する停電時間計測手段と、
前記停電時刻記憶手段に記憶された停電発生時刻に前記経過時間計測手段で計測した経過時間を加算して、
復電時刻を算出する復電時刻算出手段と、
復電時に前記制御手段の計時手段に前記復電時刻を書き込む時刻書き込み手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載のコージェネレーションシステム。
前記停電時刻記憶手段が記憶する停電時刻と復電時刻算出手段が算出する復電時刻を比較して、前記経過時間内に予め定めたデータ更新時刻を超えていた場合に、前記制御手段の内部の日付情報を書き替える日付情報書き替え手段
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコージェネレーションシステム。
前記負荷実績データ記憶手段は、前記経過時間が所定の閾値を超える場合に、当該１日の負荷実績データを集計の対象から除外すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
前記属性は曜日であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
前記属性は平日および休日であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。