JP2005223964A - Operation control system for cogeneration system - Google Patents

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Koichi Katsurayama
弘一 葛山
Masatsugu Kojima
正嗣 小島
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Toho Gas Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation control system of a cogeneration system which can predict a power generation output with high precision, and which can realize high operation of energy-saving property. <P>SOLUTION: A household cogeneration system 1 for supplying the generated output of a generator 8 to a power apparatus 19 and collecting the exhaust heat generated from the generator 8 at the power generation time and supplying to a heating apparatus 11, samples a heat load which a power-loading and heating apparatus 11 consumes by a power apparatus 19 at a predetermined time interval, and is integrated. The operation control system of the household cogeneration system 1 for deciding the operation pattern of the household cogeneration system on the basis of a sampling value includes a power-loading treatment means 24 for calculating the power load deviation of the sampled value, sampled at a predetermined time intervals, and a generated output calculating means 41 for calculating the generated output y1, by applying the power loading and the power loading deviation to the regression equation y1=al×(power loading)+b1×(power loading deviation)+c1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱エネルギーと電気エネルギーを発生して利用するコージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムに関する。   The present invention relates to an operation control system for a cogeneration system that controls the operation of a cogeneration system that generates and uses thermal energy and electrical energy.

コージェネレーションシステムには、例えば、燃料電池などがあり、昨今、家庭向けに開発されている。この家庭用コージェネレーションシステム（以下、「家庭用コジェネシステム」という。）は、家庭毎に設置して、発電した電力を電力負荷に供給して電力負荷を賄うとともに、回収した排熱を熱機器に供給して熱負荷を賄うことから、次世代の省エネ機器として、その実用化・普及が期待されている。
コージェネレーションシステムについては、業務用・産業用など大規模のものは、すでに普及レベルにあるが、家庭用への導入に際しては、幾つかの障壁がある。すなわち、業務用・産業用コージェネレーションシステムは、使用者の負荷パターンを十分調査し、それに合わせた、システム構成やサイズ、運転パターンなどを設計する、いわゆるオーダーメードである。それに対し、家庭用コジェネシステムは、各家庭で消費エネルギー量がかなりバラツキがあるものの、現在のところ、１ｋＷの１機種或いは２機種程度のラインナップである。各家庭の電力負荷や熱負荷は、例えば、夜型と朝型の生活パターンや外出の多少などによって大きく異なり、使用者毎の負荷パターンを調査して家庭用コジェネシステムの出力サイズや構成を設計することは、コスト面から難しい。仮に家庭用コジェネシステムを個々に設計することが可能であっても、家庭用コジェネシステムは、新築あるいは増改築された新規物件に導入されることが多く、システム導入前に使用者の負荷パターンを把握することは困難であり、大きなコストもかかる。そうしたことから、家庭用コジェネシステムには、家庭の使用負荷パターンに応じ、自動に最適な運転パターンを模索・決定し、省エネ性、経済性を最大限に発揮できるような運転制御システムが求められている。 The cogeneration system includes, for example, a fuel cell and has been developed for home use recently. This household cogeneration system (hereinafter referred to as “household cogeneration system”) is installed in each household to supply the generated power to the power load to cover the power load, and the recovered exhaust heat is used as thermal equipment. As a next-generation energy-saving device, it is expected to be put to practical use and spread.
As for cogeneration systems, large-scale systems such as those for business use and industrial use are already in the spread level, but there are some barriers when introducing them to home use. That is, the business / industrial cogeneration system is a so-called made-to-order system in which a user's load pattern is sufficiently investigated and a system configuration, size, operation pattern, and the like are designed accordingly. On the other hand, the cogeneration system for households has a lineup of about 1 kW or 2 models at present, though the energy consumption varies considerably in each household. The power load and heat load of each household vary greatly depending on, for example, the night and morning lifestyle patterns and the amount of going out, and the load pattern for each user is investigated to design the output size and configuration of the home cogeneration system It is difficult to do in terms of cost. Even if it is possible to individually design a home cogeneration system, the home cogeneration system is often introduced into a new property that has been newly constructed or expanded, and the load pattern of the user must be reduced before the system is introduced. It is difficult to grasp and costs a lot. For this reason, household cogeneration systems are required to have an operation control system that can search for and determine the optimal operation pattern automatically according to the load pattern at home and maximize energy saving and economic efficiency. ing.

かかる家庭用コジェネシステムの運転制御システムとして、例えば、特許文献１に示すものがある。この家庭用コジェネシステムの運転制御システムによれば、１日間など、１周期となる所定時間の電力負荷と熱負荷の経時変化を電力負荷パターン及び熱負荷パターンとして記憶しておき、電力負荷パターンと熱負荷パターンとに基づいて発電機を運転した場合の省エネ性を求め、省エネ性の高い時間帯では、電力負荷を発電出力で賄い、省エネ性の低い時間帯では、電力負荷を商用電力で賄うように発電機の起動時刻と停止時刻を決定し、運転パターンを作成するので、発電効率を高めるとともに、余剰電力の発生を抑制し、発電効率を向上させることができる。   As an operation control system of such a household cogeneration system, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. According to the operation control system of this household cogeneration system, the change over time of the power load and the heat load for a predetermined period of time such as one day is stored as a power load pattern and a heat load pattern, Obtain energy savings when the generator is operated based on the thermal load pattern, and cover the power load with the power output during the high energy saving time, and cover the power load with commercial power during the low energy saving time. Thus, since the start time and stop time of the generator are determined and the operation pattern is created, it is possible to increase the power generation efficiency, suppress the generation of surplus power, and improve the power generation efficiency.

特開２００２−２１３３０３号公報（段落００５５〜００７４、図８、図９参照。）。JP 2002-213303 A (see paragraphs 0055 to 0074, FIGS. 8 and 9).

しかしながら、従来の家庭用コジェネシステムの運転制御システムは、一区間（例えば、特許文献１の実施例では３０分間）分の電力負荷データと熱負荷データを用いて、複数の計算式（例えば、特許文献１の実施例では数式５１〜６８、数式４５〜５０）を解くことにより、当該区間の運転状態と運転停止状態とにおける一次エネルギー換算値をそれぞれ算出しており、１日分の一次エネルギーを算出するためには、計算回数がかなり多くなってしまっていた（例えば、特許文献１の実施例では２の４８乗回）。そして、計算式によって得られた沢山の一次エネルギー換算値（例えば、特許文献１の実施例では、２の４８乗通り）を比較手段に入力し、順次比較して一次エネルギー換算値の小さいものを残し、最終的に一次エネルギーが最小となる運転状態と運転停止状態との組合せを最適運転状態として求めていた。そのため、従来の家庭用コジェネシステムの運転制御システムは、扱うデータや計算回数が多く、実際の制御装置での実用が難しかった。また、一区間、例えば、３０分間の平均的に処理された電力負荷データに対し、発電機のような電力負荷に追従可能な家庭用コジェネシステムを使用する場合、何Ｗｈ発電でき、何Ｗｈ熱回収できるかの重要なロジックがないため、現実的なものではなかった。   However, a conventional home cogeneration system operation control system has a plurality of calculation formulas (for example, patents) using power load data and heat load data for one section (for example, 30 minutes in the embodiment of Patent Document 1). In the embodiment of Document 1, by solving Equations 51 to 68 and Equations 45 to 50, primary energy conversion values in the operation state and the operation stop state of the section are calculated, respectively, and the primary energy for one day is calculated. In order to calculate, the number of times of calculation has been considerably increased (for example, in the example of Patent Document 1, 2 to the 48th power). And many primary energy conversion values (for example, 2 to the 48th power in the embodiment of Patent Document 1) obtained by the calculation formula are input to the comparison means, and those having a small primary energy conversion value are sequentially compared. The combination of the operation state and the operation stop state in which the primary energy is finally minimized is obtained as the optimum operation state. Therefore, the operation control system of the conventional home cogeneration system has a large amount of data and the number of calculations, and it has been difficult to put it to practical use with an actual control device. In addition, when using a household cogeneration system that can follow the power load such as a generator for the power load data processed on an average for 30 minutes, for example, how much Wh can be generated and what Wh heat It was not realistic because there was no important logic on whether it could be recovered.

これに対して、出願人は、特願２００３−１９２７１２号において、家庭毎に異なる、あるいは1件の家庭でも季節などで異なる電力負荷と、その電力負荷の偏差（バラツキ）とから起動・停止時刻の異なる複数の運転パターンを作成し、消費エネルギーが最小となる運転パターンを選択する技術を提案した。この技術によれば、上記従来技術より簡易な判定ロジックで比較的少量のデータをもとに、家庭用コジェネシステムの省エネルギー性、経済性を向上させることができるという効果が得られた。   On the other hand, in the Japanese Patent Application No. 2003-192712, the applicant applies the start / stop time based on the power load that varies from home to home or from one home to another depending on the season and the deviation (variation) of the power load. We proposed a technique that creates multiple driving patterns with different power consumption and selects the driving pattern that minimizes energy consumption. According to this technology, it is possible to improve the energy saving and economic efficiency of the home cogeneration system based on a relatively small amount of data with a simpler determination logic than the conventional technology.

その後、出願人らは、発電機が、一般的にガスエンジンなどと発電特性が異なり、特有の運転特性パラメータを有することを鑑みて、上記出願に係る技術より省エネ性の高い家庭用コジェネシステムの運転パターンを決定するためには、予測発電出力の算出、逆潮電力の算出、起動・停止エネルギーの算出、発電効率・熱回収効率の算出、貯湯タンクへの回収可能熱量の算出に関わるパラメータを精度良く求めることが必要であることに気づいた。各パラメータの具体的必要性は以下の通りである。   Thereafter, the applicants considered that the generator has a power generation characteristic that is generally different from that of a gas engine or the like, and has a specific operation characteristic parameter. In order to determine the operation pattern, parameters related to calculation of predicted power output, calculation of reverse power, calculation of start / stop energy, calculation of power generation efficiency / heat recovery efficiency, calculation of heat recoverable heat storage tank I realized that it was necessary to find it accurately. Specific necessity of each parameter is as follows.

（１）所定時間の平均発電出力は、一般的に所定時間の平均電力負荷から推定される。つまり、電力負荷が定格発電出力（例えば、１ｋＷ）の電力を超える場合には、発電出力が定格電力となり、電力負荷が定格電力より小さい場合には、発電出力がその電力負荷となる。しかし、発電機を使用する家庭用コジェネシステムの追従速度は家庭の電力負荷の変動速度より遅いため、追従遅れが発生し、発電量が小さくなる。また一般的に、コージェネレーションシステムは逆潮電力を発生させないために、一定量だけ電力負荷より小さい出力で発電させる。そのため、電力負荷の変動の割合（バラツキ具合）を考慮せずに、平均電力負荷から平均発電出力を推定するのでは、正確な発電出力を算出することができなかった。 (1) The average power generation output for a predetermined time is generally estimated from the average power load for a predetermined time. That is, when the power load exceeds the power of the rated power output (for example, 1 kW), the power generation output becomes the rated power, and when the power load is smaller than the rated power, the power generation output becomes the power load. However, since the follow-up speed of a household cogeneration system using a generator is slower than the fluctuation speed of the household power load, a follow-up delay occurs and the amount of power generation is reduced. In general, the cogeneration system generates power with an output smaller than the power load by a certain amount so as not to generate reverse power. For this reason, if the average power generation output is estimated from the average power load without considering the variation rate (variation) of the power load, an accurate power generation output cannot be calculated.

（２）また、家庭用コジェネシステムは、家庭の電力負荷が最小発電出力以下になると追従運転ができなくなり、図１８に示すように逆潮電力が発生する。逆潮電力の発生によって省エネ性は大きく変化するため、その値を正確に算出する必要がある。逆潮電力は、所定時間の電力負荷平均値と発電出力平均値から算出することが可能であり、１時間内での電力負荷が発電出力以下の場合には、「逆潮電力＝発電出力−電力負荷」の式を用いて算出される。しかし、図１９に示すように、家庭の電力負荷は１時間内で大きく変動し、買電量が発生するため、「逆潮電力＝発電出力−電力負荷」の式では精度よく逆潮電力を計算することができなかった。 (2) Further, in the home cogeneration system, the follow-up operation cannot be performed when the household power load falls below the minimum power generation output, and reverse power is generated as shown in FIG. Since energy savings change greatly due to the occurrence of reverse power, the value must be calculated accurately. The reverse power can be calculated from the power load average value and the power generation output average value for a predetermined time. When the power load within one hour is equal to or less than the power generation output, “reverse power power = power generation output− It is calculated using the formula “electric power load”. However, as shown in FIG. 19, the household power load fluctuates greatly within one hour, and the amount of power purchased is generated. Therefore, the reverse power is accurately calculated using the formula “reverse power = power generation output − power load”. I couldn't.

（３）また、家庭用コジェネシステムは、運転時間によらず発電効率を一定値とし、発電出力と発電効率とからガス量を計算していた。そして、求めたガス量と熱回収効率を乗じて回収熱量を計算していた。しかし、家庭用コジェネシステムは、運転時間や起動・停止回数にともないシステム各部が劣化し、発電効率や熱回収率が運転時間の経過に従って小さくなることが一般的である（熱回収効率は大きくなることもある。）。そのため、家庭用コジェネシステムは、発電効率や熱回収率が運転時間の経過とともに、運転パターンを決定する上で、実質に即した値から乖離していた。 (3) The household cogeneration system calculates the amount of gas from the power generation output and the power generation efficiency with the power generation efficiency set to a constant value regardless of the operation time. Then, the amount of recovered heat is calculated by multiplying the obtained amount of gas and the heat recovery efficiency. However, it is common for household cogeneration systems that the system components deteriorate with the operation time and the number of start / stop operations, and the power generation efficiency and heat recovery rate decrease as the operation time elapses (the heat recovery efficiency increases). Sometimes.). For this reason, the power generation efficiency and heat recovery rate of the household cogeneration system deviated from the values in line with the actual values in determining the operation pattern as the operation time passed.

（４）さらに、一般に家庭用コジェネシステムは、起動・停止エネルギーに多大なエネルギーを要する。起動・停止エネルギーは定数で与えられるが、使用状況や環境に応じて大きく変化し、また運転制御に大きな影響も与える。 (4) Furthermore, generally, a household cogeneration system requires a large amount of energy for starting and stopping energy. The starting / stopping energy is given as a constant, but it varies greatly depending on the use situation and environment, and also has a great influence on operation control.

（５）加えて、家庭用コジェネシステムの貯湯タンク内の水（もしくは湯）は、家庭側から見れば使用熱量である一方、発電機側から見れば発電機用冷却水の役割を持つ。コージェネレーションシステムを運転する一方で、貯湯タンクの湯が使われないと、貯湯タンク内の水が全て高温水に置き換わる。すなわち、発電機側から見れば、発電機用冷却水として機能せず、システムを停止するなどしないといけない。従来、回収可能熱量は、貯湯可能熱量から、その時の貯湯タンク残熱量を減算して求めていた。貯湯可能熱量とは、貯湯タンクがすべて熱回収された高温水に置き換わった状態の熱量をいう。しかし、実際には、発電機用冷却水として使用可能な上限温度を超えたと判断した際にシステムは運転を停止しており、従来の回収可能熱量の算出方法では実態と乖離し、運転パターン計画段階で想定した省エネ性が得られないことがあった。 (5) In addition, the water (or hot water) in the hot water storage tank of the household cogeneration system is the amount of heat used when viewed from the home side, and has the role of cooling water for the generator when viewed from the generator side. If the hot water in the hot water storage tank is not used while operating the cogeneration system, all the water in the hot water storage tank is replaced with hot water. In other words, when viewed from the generator side, it does not function as generator cooling water, and the system must be stopped. Conventionally, the recoverable heat quantity has been obtained by subtracting the hot water storage tank residual heat quantity from the hot water storage heat quantity. The amount of heat that can be stored is the amount of heat in a state where all of the hot water storage tanks are replaced with high-temperature water from which heat has been recovered. In reality, however, the system has stopped operating when it has been determined that the maximum temperature that can be used for generator cooling water has been exceeded. The energy saving assumed at the stage could not be obtained.

このように、発電出力、逆潮電力、発電効率、起動・停止エネルギー及び貯湯タンクの回収可能熱量は、使用状況や外部環境などに応じて変化するものであり、省エネ性を決定する上で重要なパラメータであり、これらを精度良く算出することが望まれる。   In this way, power generation output, reverse power, power generation efficiency, start / stop energy, and recoverable heat quantity of hot water storage tanks vary depending on usage conditions and external environment, and are important in determining energy savings. It is desirable to calculate these parameters with high accuracy.

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、発電出力を精度良く予測し、省エネ性の高い運転を実現できるコージェネレーションシステムの運転制御システムを提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、逆潮電力を精度良く予測し、省エネ性の高い運転を実現できるコージェネレーションシステムの運転制御システムを提供することを第２の目的とする。
また、本発明は、発電効率を精度良く予測し、省エネ性の高い運転を実現できるコージェネレーションシステムの運転制御システムを提供することを第３の目的とする。
さらに、本発明は、起動、停止エネルギーを精度良く予測し、省エネ性の高い運転を実現できるコージェネレーションシステムの運転制御システムを提供することを第４の目的とする。
加えて、本発明は、貯湯タンクでの回収可能熱量を精度良く予測し、実態に即した運転パターンを計画し、実現できるコージェネレーションシステムの運転制御システムを提供することを第５の目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems. It is a first object of the present invention to provide an operation control system for a cogeneration system that can predict power generation output with high accuracy and realize high energy-saving operation. The purpose.
The second object of the present invention is to provide an operation control system for a cogeneration system capable of accurately predicting reverse power flow and realizing high energy saving operation.
A third object of the present invention is to provide an operation control system for a cogeneration system that can accurately predict power generation efficiency and realize an operation with high energy saving performance.
Furthermore, a fourth object of the present invention is to provide an operation control system for a cogeneration system capable of accurately predicting start and stop energy and realizing operation with high energy saving performance.
In addition, a fifth object of the present invention is to provide an operation control system for a cogeneration system that can accurately predict the amount of heat that can be recovered in a hot water storage tank, plan and realize an operation pattern that matches the actual situation. .

本発明に係るコージェネレーションシステムは、次のような構成を有している。
（１）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の電力負荷偏差を演算する電力負荷偏差演算手段と、電力負荷と電力負荷偏差を、回帰式ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１に当てはめることにより、発電出力ｙ１を演算する発電出力演算手段と、を有することを特徴とする。 The cogeneration system according to the present invention has the following configuration.
(1) A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, where the power load and heat consumed by the power device The power of the sampled value sampled at a predetermined time interval in a cogeneration system operation control system that samples and accumulates the heat load consumed by the equipment at predetermined time intervals and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampled value Power load deviation calculating means for calculating the load deviation; and power generation output calculating means for calculating the power generation output y1 by applying the power load and the power load deviation to the regression equation y1 = a1 × power load + b1 × power load deviation + c1. It is characterized by having.

（２）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の偏差を演算する電力負荷偏差演算手段と、電力負荷が発電機の最小発電出力以下であるときに、電力負荷と電力負荷偏差とを、回帰式ｙ２＝ａ２×電力負荷＋ｂ２×電力負荷偏差＋ｃ２に当てはめることにより、逆潮電力ｙ２を算出する逆潮電力演算手段と、を有することを特徴とする。 (2) A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, where the power load and heat consumed by the power device Deviation of sampling values sampled at predetermined time intervals in a cogeneration system operation control system that determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling values by sampling and integrating the heat load consumed by the equipment at predetermined time intervals When the electric load is less than the minimum power output of the generator, the electric load and the electric load deviation are applied to the regression equation y2 = a2 × electric load + b2 × electric load deviation + c2. A reverse power calculating means for calculating the reverse power y2 To do.

（３）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、電力負荷から発電出力を演算する発電出力演算手段と、コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と発電効率との関係を発電効率曲線として記憶する発電効率曲線記憶手段と、発電出力演算手段が演算した発電出力を発電効率曲線記憶手段が記憶する発電効率曲線に当てはめることにより発電効率を算出する発電効率算出手段と、を有することを特徴とする。 (3) A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, where the power load and heat consumed by the power device The power generation output that calculates the power generation output from the power load in the operation control system of the cogeneration system that samples and integrates the heat load consumed by the equipment at predetermined time intervals and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value The power generation efficiency curve storage means for storing the calculation means, the relationship between the power generation output reflecting the deterioration of the cogeneration system and the power generation efficiency as a power generation efficiency curve, and the power generation efficiency curve storage means for the power generation output calculated by the power generation output calculation means Power generation efficiency to calculate power generation efficiency by fitting to the stored power generation efficiency curve And calculation means, and having a.

（４）（３）に記載の発明において、コージェネレーションシステムの運転時間を計測して記憶する運転時間計測手段と、コージェネレーションシステムの起動・停止回数を計測して記憶する起動・停止回数計測手段と、を有し、発電効率曲線は、回帰式ｙ３＝ａ３×累積運転時間ｄ＋ｂ３×起動・停止回数ｅ＋ｃ３により発電効率劣化係数ｙ３が設定されていること、を特徴とする。 (4) In the invention described in (3), an operation time measuring means for measuring and storing the operation time of the cogeneration system, and a start / stop frequency measuring means for measuring and storing the number of start / stop times of the cogeneration system The power generation efficiency curve is characterized in that the power generation efficiency deterioration coefficient y3 is set by regression equation y3 = a3 × cumulative operation time d + b3 × starting / stopping frequency e + c3.

（５）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、電力負荷から発電出力を演算する発電出力演算手段と、コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と熱回収効率との関係を熱回収効率曲線として記憶する熱回収効率曲線記憶手段と、発電出力演算手段が演算した発電出力を熱回収効率曲線記憶手段が記憶する熱回収効率曲線に当てはめることにより熱回収効率を算出する熱回収効率算出手段と、を有することを特徴とする。 (5) A cogeneration system that supplies power generated by the generator to the power equipment, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat equipment to the heat equipment, the power load and heat consumed by the power equipment The power generation output that calculates the power generation output from the power load in the operation control system of the cogeneration system that samples and integrates the heat load consumed by the equipment at predetermined time intervals and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value The heat recovery efficiency curve storage means for storing the calculation means, the relationship between the power generation output reflecting the deterioration of the cogeneration system and the heat recovery efficiency as a heat recovery efficiency curve, and the power output calculated by the power generation output calculation means as the heat recovery efficiency Heat recovery efficiency is calculated by fitting to the heat recovery efficiency curve stored by the curve storage means. And having a heat recovery efficiency calculation means, a.

（６）（５）に記載の発明において、コージェネレーションシステムの運転時間を計測して記憶する運転時間計測手段と、コージェネレーションシステムの起動・停止回数を計測して記憶する起動・停止回数計測手段と、を有し、熱回収効率曲線は、回帰式ｙ４＝ａ４×累積運転時間ｆ＋ｂ４×起動・停止回数ｇ＋ｃ４により熱回収効率劣化係数ｙ４が設定されていること、を特徴とする。 (6) In the invention described in (5), an operation time measuring means for measuring and storing the operation time of the cogeneration system, and a start / stop frequency measuring means for measuring and storing the number of start / stop times of the cogeneration system The heat recovery efficiency curve is characterized in that the heat recovery efficiency deterioration coefficient y4 is set by the regression equation y4 = a4 × cumulative operation time f + b4 × start / stop count g + c4.

（７）（３）乃至（６）の何れか一つに記載の発明において、発電出力演算手段は、所定時間間隔でサンプリングした電力負荷の偏差を算出し、電力負荷と電力負荷偏差を回帰式ｙ５＝ａ５×電力負荷＋ｂ５×電力負荷偏差＋ｃ５に当てはめることにより発電出力ｙ５を演算すること、を特徴とする。 (7) In the invention according to any one of (3) to (6), the power generation output calculation means calculates a deviation of the power load sampled at a predetermined time interval, and the power load and the power load deviation are regressed. The power generation output y5 is calculated by applying y5 = a5 × power load + b5 × power load deviation + c5.

（８）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、コージェネレーションシステムが停止した後、次に起動するまでの停止経過時間を予測する停止後経過時間予測手段と、外気温を測定する外気温測定手段と、コージェネレーションシステムの停止経過時間を予め複数に区分し、各区分毎に外気温とコージェネレーションシステムの起動・停止エネルギーとの関係を関数マップとして記憶する起動・停止エネルギー関数マップ記憶手段と、停止後経過時間予測手段が設定した停止経過時間から関数マップの区分を選択し、外気温測定手段が測定した外気温を選択した区分に当てはめて起動・停止エネルギーを算出する起動・停止エネルギー算出手段と、を有することを特徴とする。 (8) A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, where the power load and heat consumed by the power device In the operation control system of the cogeneration system that determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value, sampling and integrating the heat load consumed by the equipment at predetermined time intervals, after the cogeneration system is stopped, The post-stop elapsed time predicting means for predicting the elapsed stop time until starting, the outside air temperature measuring means for measuring the outside air temperature, and the stop elapsed time of the cogeneration system are divided into a plurality of parts in advance. The relationship between the start / stop energy of the cogeneration system and the function map Select the function map category from the stop elapsed time set by the start / stop energy function map storage means and the post-stop elapsed time prediction means, and start by applying the outside temperature measured by the outside air temperature measurement means to the selected category And a start / stop energy calculating means for calculating stop energy.

（９）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、発電機の排熱を回収する貯湯タンクに設けられた温度センサにより、貯湯タンク内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク内温度分布を計算する温度分布計算手段と、発電機の冷却水として使用される貯湯タンク内の水が、効率的な運転を可能とする上限温度である貯湯タンク内位置を決定する上限温度位置決定手段と、貯湯タンク内の上限温度以下となる領域の水量を算出し、その水量の回収可能熱量を算出する回収可能熱量算出手段と、を有することを特徴とする。 (9) A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, where the power load and heat consumed by the power device A hot water storage tank that collects exhaust heat from a generator in a cogeneration system operation control system that samples and accumulates the heat load consumed by equipment at predetermined time intervals and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampled value The temperature sensor installed in the hot water storage tank measures the temperature of each part in the hot water storage tank and calculates the temperature distribution in the hot water storage tank based on the measurement result, and the hot water storage tank used as the cooling water for the generator The upper limit temperature position determiner determines the position in the hot water storage tank where the water inside is the upper limit temperature that enables efficient operation If, to calculate the amount of water in the region equal to or lower than the upper limit temperature of the hot water storage tank, and having a recoverable heat calculating means for calculating a recoverable amount of heat of the water, the.

（１０）電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいてコージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、運転パターン計画段階に、発電機の排熱を回収する貯湯タンクに設けられた温度センサにより、貯湯タンク内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク内温度分布を計算する温度分布計算手段と、発電機の冷却水として使用される貯湯タンク内の水が、効率的な運転を可能とする上限温度である貯湯タンク内位置を決定する上限温度位置決定手段と、貯湯タンク内の上限温度以下となる領域の水量を算出し、その水量の回収可能熱量を算出する回収可能熱量算出手段と、運転パターン計画段階に温度センサの計測結果をもとに貯湯タンクの残熱量を算出する残熱量算出手段と、運転パターン計画段階での貯湯タンク残熱量と、発電機からの回収熱量とを別々にデータを保管し、所定時間帯に発電機からの回収熱量があった場合には、その回収熱量を発電機からの回収熱量に加算し、使用熱量があった場合は、その使用熱量を発電機の回収熱量から減算し、不足する場合に、運転パターン計画段階で貯湯タンク残熱量から減算する回収熱量増減手段と、所定時間帯において発電機からの回収熱量が増加した場合に、回収熱量増加分から貯湯タンクの下部から回収水が循環して戻った水量を算出する回収熱量算出手段と、所定時間帯において発電機からの回収熱量が減少した場合に、回収熱量減少分から貯湯タンクへ給水した水量を算出する第１給水量算出手段と、所定時間帯において運転パターン計画段階の貯湯タンク残熱量が減少した場合に、運転パターン計画段階の貯湯タンク残熱量減少分から貯湯タンクへ給水した水量を算出する第２給水量算出手段と、貯湯タンクからの放熱損による損失熱量から、新たに貯湯タンクに回収可能となる熱量を算出する放熱損算出手段と、を有し、所定時間帯における回収可能熱量の増減を算出し、所定時間帯前の時間帯における回収可能熱量に回収可能熱量変化分を加減することによって、所定時間帯の回収可能熱量を算出することを特徴とする。 (10) A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, wherein the power load and heat consumed by the power device In a cogeneration system operation control system that samples and accumulates the heat load consumed by equipment at predetermined time intervals and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampled value, the generator discharge is performed at the operation pattern planning stage. The temperature sensor provided in the hot water storage tank that collects heat measures the temperature of each part in the hot water storage tank, and based on the measurement result, the temperature distribution calculating means for calculating the temperature distribution in the hot water storage tank, and the cooling water of the generator The location in the hot water storage tank where the water in the hot water storage tank used is the upper limit temperature that enables efficient operation. The upper limit temperature position determining means to be determined, the amount of water in the area below the upper limit temperature in the hot water storage tank, the recoverable heat amount calculating means for calculating the recoverable heat amount of the water amount, and the temperature sensor measurement at the operation pattern planning stage Based on the results, the remaining heat amount calculation means for calculating the remaining heat amount of the hot water storage tank, the remaining heat amount of the hot water storage tank at the operation pattern planning stage, and the recovered heat amount from the generator are stored separately, at a predetermined time zone. If there is heat recovered from the generator, add the recovered heat to the heat recovered from the generator. If there is heat used, subtract the heat used from the heat recovered from the generator. If the recovery heat amount increase / decrease means to subtract from the hot water tank residual heat amount at the operation pattern planning stage, and if the recovered heat amount from the generator increases in a predetermined time zone, the increase in recovered heat amount from the bottom of the hot water storage tank Recovered calorie calculating means for calculating the amount of water returned by circulating the collected water, and first water supply for calculating the amount of water supplied to the hot water storage tank from the reduced amount of recovered heat when the recovered heat amount from the generator decreases in a predetermined time zone And a second water supply amount calculation means for calculating the amount of water supplied to the hot water storage tank from the decrease in the remaining heat storage tank heat amount at the operation pattern planning stage when the remaining amount of hot water storage tank at the operation pattern planning stage decreases during a predetermined time period. And a heat dissipation loss calculating means for calculating the amount of heat that can be newly recovered in the hot water storage tank from the heat loss due to the heat dissipation loss from the hot water storage tank, and calculating the increase / decrease of the recoverable heat amount in a predetermined time zone. The recoverable heat quantity in a predetermined time zone is calculated by adding or subtracting the recoverable heat quantity change to the recoverable heat quantity in the time zone before the time zone.

次に、上記構成を有するコージェネレーションシステムの作用効果について説明する。
コージェネレーションシステムは、発電機が発電した電気エネルギーと発電と同時に発生する熱エネルギーを電力機器（例えば、電化製品など）や熱機器（例えば、暖房器具など）に供給するようになっている。電力機器が消費する電力負荷及び熱機器が消費する電力負荷は、所定時間間隔でサンプリングされて積算される。コージェネレーションシステムの運転制御システムは、サンプリングした電力負荷及び熱負荷からコージェネレーションシステムの運転パターンを決定し、決定した運転パターンに従ってコージェネレーションシステムを運転する。 Next, the effect of the cogeneration system having the above configuration will be described.
The cogeneration system supplies electric energy generated by a generator and thermal energy generated at the same time as power generation to an electric power device (for example, an electric appliance) or a thermal device (for example, a heating appliance). The power load consumed by the power device and the power load consumed by the thermal device are sampled and integrated at predetermined time intervals. The operation control system of the cogeneration system determines an operation pattern of the cogeneration system from the sampled electric power load and heat load, and operates the cogeneration system according to the determined operation pattern.

運転パターンは、省エネ性を向上するために、受電電力の発生をできるだけ抑制し、電力負荷をコージェネレーションシステムで賄うように運転できるよう決定することが望ましい。発電機は、電力負荷に対しどの程度発電し、発電時の排熱をどれだけ回収するかによって、発電効率、熱回収効率、熱回収量、電力負荷を賄うカバー率などが異なる。そのため、発電効率は、省エネ性を判断する上で重要なパラメータとなる。そこで、本発明では、発電出力を次のようにして算出している。   In order to improve the energy saving performance, it is desirable that the operation pattern is determined so that the generation of received power can be suppressed as much as possible and the power load can be covered by the cogeneration system. Generators vary in power generation efficiency, heat recovery efficiency, amount of heat recovery, coverage to cover the power load, etc., depending on how much power is generated with respect to the power load and how much heat is recovered during power generation. Therefore, the power generation efficiency is an important parameter in determining energy saving performance. Therefore, in the present invention, the power generation output is calculated as follows.

発電機は、電力負荷の変動に追従して発電しうる特性を有するものがある。そこで、サンプリング値から電力負荷偏差を算出し、電力負荷積算値（電力負荷平均値）と電力負荷偏差とをもとに、平均処理した所定時間間隔の間における電力負荷の大きさ、バラツキを把握する。ここで、電力負荷偏差とともに電力負荷を把握するのは、電力負荷の増加とともに電力負荷偏差が大きくなるなどの傾向があり、電力負荷の大きさによって電力負荷偏差が変化することがあるからである。そして、電力負荷と電力負荷偏差とを回帰式（ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１）に当てはめて、発電出力ｙ１のバラツキ傾向を求める。これにより、例えば、電力負荷が急激に変動して、発電機が追従遅れした場合でも、追従遅れを考慮した発電出力が精度良く求められる。そして、このように精度良く求めた発電出力から発電効率、熱回収率、熱回収量、カバー率などを求め、省エネ性の高い運転パターンを作成する。
よって、本発明によれば、発電出力を精度良く予測することができ、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 Some generators have characteristics capable of generating electric power by following fluctuations in electric power load. Therefore, the power load deviation is calculated from the sampling value, and based on the power load integrated value (power load average value) and the power load deviation, the size and variation of the power load during a predetermined time interval that is averaged are grasped. To do. Here, the reason why the power load is grasped together with the power load deviation is that the power load deviation tends to increase as the power load increases, and the power load deviation may change depending on the size of the power load. . Then, the power load and the power load deviation are applied to the regression equation (y1 = a1 × power load + b1 × power load deviation + c1) to obtain the variation tendency of the power generation output y1. Thereby, for example, even when the power load fluctuates abruptly and the generator is delayed in tracking, the power generation output considering the tracking delay is accurately obtained. Then, the power generation efficiency, the heat recovery rate, the heat recovery amount, the cover rate, etc. are obtained from the power generation output thus accurately determined, and an operation pattern with high energy saving performance is created.
Therefore, according to the present invention, the power generation output can be accurately predicted, and the operation of the cogeneration system with high energy saving performance can be realized.

また、コージェネレーションシステムは、電力負荷が発電機の最小発電出力以下になると、発電機が負荷追従運転できなくなり、コージェネレーションシステムの設置先で発電出力を消費しきれずに電力会社などに送電される逆潮電力が発生する。逆潮電力は、省エネ性を判断するために必要な買電量の算出などに用いられ、省エネ性に大きく影響する。そのため、逆潮電力は省エネ性を判断する上で重要なパラメータとなり、本発明では逆潮電力を次のようにして算出する。   Also, in the cogeneration system, when the power load falls below the minimum power generation output of the generator, the generator cannot perform load following operation, and the power generation output cannot be consumed at the installation site of the cogeneration system and is transmitted to the power company. Reverse power is generated. The reverse power is used for calculating the amount of power necessary for judging the energy saving performance, and greatly affects the energy saving performance. Therefore, the reverse power is an important parameter for judging the energy saving performance, and in the present invention, the reverse power is calculated as follows.

電力負荷が発電機の最小発電出力以下で発生する場合、逆潮電力は電力負荷が発電機の最小発電出力付近で発生するほどバラツキが大きくなる傾向がある。これは、買電量が発生するためである。そのため、発電出力平均値から電力負荷平均値を減算した計算上の逆潮電力は、実際の逆潮電力から乖離することがある。そこで、サンプリング値から算出した電力負荷積算値（電力負荷平均値）と電力負荷偏差をもとに、平均処理した所定時間間隔の間における電力負荷の大きさ、バラツキを把握する。電力負荷偏差とともに電力負荷を把握するのは、電力負荷の増加とともに電力負荷偏差が大きくなるなどの傾向があり、電力負荷の大きさによって電力負荷偏差が変化することがあるからである。そして、電力負荷と電力負荷偏差とを回帰式（ｙ２＝ａ２×電力負荷＋ｂ２×電力負荷偏差＋ｃ２）に当てはめて、逆潮電力ｙ２のバラツキ傾向を求める。これにより、例えば、電力負荷が発電機の最小発電出力付近で小刻みに変動する場合でも、買電量などを考慮した逆潮電力が精度良く求められる。そして、このように精度良く求めた逆潮電力から買電量などを求め、省エネ性の高い運転パターンを作成する。
よって、本発明によれば、逆潮電力を精度良く予測することができ、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 When the power load is generated below the minimum power output of the generator, the reverse power tends to vary more greatly as the power load is generated near the minimum power output of the generator. This is because a power purchase amount occurs. Therefore, the calculated reverse power by subtracting the power load average value from the power generation output average value may deviate from the actual reverse power. Therefore, based on the power load integrated value (power load average value) calculated from the sampling value and the power load deviation, the magnitude and variation of the power load during a predetermined time interval subjected to the averaging process are grasped. The reason why the power load is grasped together with the power load deviation is that the power load deviation tends to increase as the power load increases, and the power load deviation may change depending on the size of the power load. Then, the power load and the power load deviation are applied to the regression equation (y2 = a2 × power load + b2 × power load deviation + c2) to obtain the variation tendency of the reverse power y2. As a result, for example, even when the power load fluctuates little by little near the minimum power output of the generator, the reverse power that takes into account the amount of power purchased and the like is accurately obtained. And the amount of power purchase etc. are calculated | required from the reverse flow electric power calculated | required accurately in this way, and an operation pattern with high energy-saving property is created.
Therefore, according to the present invention, the reverse power can be accurately predicted, and the operation of the cogeneration system with high energy saving can be realized.

ところで、コージェネレーションシステムは、運転時間が経過し、起動停止回数が増えるに従って、発電機のセルスタックなどシステム各部が劣化する。システム各部が劣化すると、コージェネレーションシステムの効率が運転初期時と比べて変化する。コージェネレーションシステムの効率は、省エネ性を判断するために必要な熱回収量、買電量などを算出する上で重要なパラメータとなる。そこで、本発明は、コージェネレーションシステムの効率を次のようにして算出している。   By the way, in the cogeneration system, as the operation time elapses and the number of times of starting and stopping increases, each part of the system such as the cell stack of the generator deteriorates. As each part of the system deteriorates, the efficiency of the cogeneration system changes compared to the initial operation. The efficiency of the cogeneration system is an important parameter for calculating the amount of heat recovered, the amount of electricity purchased, etc. necessary for judging the energy saving performance. Therefore, the present invention calculates the efficiency of the cogeneration system as follows.

コージェネレーションシステムの累積運転時間及び累積発電時間を計測するとともに、コージェネレーションシステムが起動停止した回数を計測する。発電効率曲線記憶手段には、コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と発電効率との関係が記憶されており、サンプリングした電力負荷から発電出力を演算し、発電効率曲線に演算した発電出力を当てはめて発電効率を算出する。このように算出した発電効率を用いてガス量等を算出し、コージェネレーションシステムの劣化を反映した運転パターンを作成する。
よって、本発明によれば、コージェネレーションシステムの劣化に応じた発電効率を精度良く算出し、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 The cumulative operation time and cumulative power generation time of the cogeneration system are measured, and the number of times the cogeneration system is started and stopped is measured. The power generation efficiency curve storage means stores the relationship between the power generation output reflecting the deterioration of the cogeneration system and the power generation efficiency. The power generation output is calculated from the sampled power load, and the power generation output calculated in the power generation efficiency curve is calculated. Apply to calculate power generation efficiency. A gas amount or the like is calculated using the power generation efficiency calculated in this way, and an operation pattern reflecting the deterioration of the cogeneration system is created.
Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately calculate the power generation efficiency corresponding to the deterioration of the cogeneration system, and to realize the operation of the cogeneration system with high energy saving performance.

発電効率曲線記憶手段に記憶されている発電効率曲線は、計測した運転時間と起動停止回数を回帰式（ｙ３＝ａ３×累積運転時間ｄ＋ｂ３×起動停止回数ｅ＋ｃ３）に当てはめることにより発電効率劣化係数ｙ３が設定され、運転時間と起動停止回数により異なっている。そのため、発電効率曲線から発電出力に対応する効率を算出すれば、その発電効率は運転時間と起動停止回数を反映したものとなる。
よって、本発明によれば、システムの劣化を考慮して発電効率曲線を簡易に変更することができる。 The power generation efficiency curve stored in the power generation efficiency curve storage means is obtained by applying the measured operation time and the number of start / stop times to a regression equation (y3 = a3 × cumulative operation time d + b3 × number of start / stop times e + c3). A coefficient y3 is set and varies depending on the operation time and the number of start / stop times. Therefore, if the efficiency corresponding to the power generation output is calculated from the power generation efficiency curve, the power generation efficiency reflects the operation time and the number of start / stop times.
Therefore, according to the present invention, the power generation efficiency curve can be easily changed in consideration of system degradation.

また、前記と同様に、熱回収効率曲線記憶手段には、コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と熱回収効率との関係が記憶されており、サンプリングした電力負荷から発電出力を演算し、熱回収効率曲線に演算した発電出力を当てはめて熱回収効率を算出する。このように算出した熱回収効率を用いて熱回収量を算出し、コージェネレーションシステムの劣化を反映した運転パターンを作成する。
よって、本発明によれば、コージェネレーションシステムの劣化に応じた熱回収効率を精度良く算出し、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 Similarly to the above, the heat recovery efficiency curve storage means stores the relationship between the power generation output reflecting the deterioration of the cogeneration system and the heat recovery efficiency, and calculates the power generation output from the sampled power load, The heat recovery efficiency is calculated by applying the generated power output to the heat recovery efficiency curve. A heat recovery amount is calculated using the heat recovery efficiency thus calculated, and an operation pattern reflecting the deterioration of the cogeneration system is created.
Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately calculate the heat recovery efficiency according to the deterioration of the cogeneration system, and to realize the operation of the cogeneration system with high energy saving performance.

熱回収効率曲線記憶手段に記憶されている熱回収効率曲線は、計測した運転時間と起動停止回数を回帰式（ｙ４＝ａ４×累積運転時間ｆ＋ｂ４×起動停止回数ｇ＋ｃ４）に当てはめることにより熱回収効率劣化係数ｙ４が設定され、運転時間と起動停止回数により異なっている。そのため、熱回収効率曲線から発電出力に対応する熱回収効率を算出すれば、その熱回収効率は運転時間と起動停止回数を反映したものとなる。
よって、本発明によれば、システムの劣化を考慮して熱回収効率曲線を簡易に変更することができる。 The heat recovery efficiency curve stored in the heat recovery efficiency curve storage means is obtained by applying the measured operation time and the number of start / stops to the regression equation (y4 = a4 × cumulative operation time f + b4 × start / stop number g + c4). A recovery efficiency deterioration coefficient y4 is set and varies depending on the operation time and the number of start / stop operations. Therefore, if the heat recovery efficiency corresponding to the power generation output is calculated from the heat recovery efficiency curve, the heat recovery efficiency reflects the operation time and the number of start / stop operations.
Therefore, according to the present invention, the heat recovery efficiency curve can be easily changed in consideration of system degradation.

このとき、所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の偏差を算出し、電力負荷と電力負荷偏差を回帰式（ｙ５＝ａ５×電力負荷＋ｂ５×電力負荷偏差＋ｃ５）に当てはめてバラツキ傾向を考慮した発電出力ｙ５を演算し、演算した発電出力を効率曲線に当てはめて効率を算出すれば、効率を精度良く算出することができる。   At this time, the deviation of sampling values sampled at predetermined time intervals is calculated, and the power output and the power load deviation are applied to the regression equation (y5 = a5 × power load + b5 × power load deviation + c5) to take into account the variation tendency. If y5 is calculated and the calculated power generation output is applied to the efficiency curve to calculate the efficiency, the efficiency can be calculated with high accuracy.

さらに、コージェネレーションシステムの運転パターンを決定する上で、起動・停止エネルギーを必要とする。起動・停止エネルギーは、その大きさが省エネ性に影響を及ぼし、省エネ性を判断する上で重要なパラメータとなる。そこで、本発明では、次のように起動・停止エネルギーを算出している。   Furthermore, starting / stopping energy is required to determine the operation pattern of the cogeneration system. The magnitude of the start / stop energy has an influence on the energy saving performance, and is an important parameter for judging the energy saving performance. Therefore, in the present invention, the start / stop energy is calculated as follows.

コージェネレーションシステムが停止した後、次に起動するまでの停止経過時間を予測するとともに、運転パターン計画段階等に計測する外気温もしくはそこから推測する起動時の外気温を予測する。コージェネレーションシステムは外気温や停止経過時間によって冷却度合いが異なり、起動・停止に要するエネルギー量にバラツキが生じるからである。起動・停止エネルギー関数マップには、外気温とコージェネレーションシステムの起動・停止エネルギーとの関係が関数マップとして記憶されている。関数マップは、停止経過時間によって複数に区分されている。そこで、予測設定した停止経過時間から関数マップの区分を選択し、選択した区分から測定もしくは推測した外気温に対応する起動・停止エネルギーを算出する。これにより、例えば、コージェネレーションシステムをコールドスタート、ホットスタートする場合に、停止時間と外気温を反映した起動・停止エネルギーを精度良く算出することができ、省エネ性の高い運転パターンが作成される。
よって、本発明によれば、使用状況や環境などの実態に即した起動・停止エネルギーを精度良く算出することができ、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 After the cogeneration system is stopped, the elapsed stop time until the next start is predicted, and the outside temperature measured at the operation pattern planning stage or the like or the outside temperature estimated at the start is predicted. This is because the cogeneration system has a different degree of cooling depending on the outside air temperature and the elapsed stop time, and the amount of energy required for starting and stopping varies. In the start / stop energy function map, the relationship between the outside air temperature and the start / stop energy of the cogeneration system is stored as a function map. The function map is divided into a plurality according to the stop elapsed time. Therefore, a function map section is selected from the predicted stop elapsed time, and start / stop energy corresponding to the outside temperature measured or estimated from the selected section is calculated. Thereby, for example, when the cogeneration system is cold-started or hot-started, the start / stop energy reflecting the stop time and the outside air temperature can be accurately calculated, and an operation pattern with high energy saving is created.
Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately calculate the start / stop energy in accordance with the actual situation such as the use situation and the environment, and it is possible to realize the operation of the cogeneration system with high energy saving performance.

貯湯タンクの回収可能熱量は、貯湯タンクの温度センサにより、貯湯タンク内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク内温度分布を計算することで、貯湯タンク内における効率的な運転を可能とする上限温度と同等温度の位置を決定し、当該温度以下の領域の水量を算出し、発電機の排熱をほぼ全部回収することができる効率的な運転が可能な範囲とそうでない範囲とを分けて扱う。そして、効率的な運転が可能な範囲の水量の回収可能熱量を算定して、運転パターンを決定する。
よって、本発明によれば、貯湯可能な熱量をもとに回収可能熱量を算出するのではなく、効率的な運転を可能とする上限温度をもとに実態に即した回収可能熱量を精度良く算出することができ、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 The amount of heat that can be collected in the hot water tank is measured efficiently by measuring the temperature in each part of the hot water tank using the temperature sensor of the hot water tank, and calculating the temperature distribution in the hot water tank based on this measurement result. Determine the position of the temperature equivalent to the upper limit temperature that allows operation, calculate the amount of water in the area below that temperature, and recover the exhaust heat of the generator almost entirely, and the range that allows efficient operation It is handled separately from the non-range. Then, the recoverable heat amount of water in a range where efficient operation is possible is calculated to determine the operation pattern.
Therefore, according to the present invention, instead of calculating the recoverable heat amount based on the heat amount that can be stored in hot water, the recoverable heat amount that matches the actual condition is accurately calculated based on the upper limit temperature that enables efficient operation. It can be calculated, and operation of a cogeneration system with high energy saving can be realized.

運転パターン計画段階において、各時刻の貯湯タンクの回収可能熱量を予測する場合、まず、当該計画段階において、貯湯タンクの温度センサにより、貯湯タンク内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク内温度分布を計算することで、貯湯タンク内における効率的な運転を可能とする上限温度と同等温度の位置を決定し、当該温度以下の領域の水量を算出し、発電機の排熱をほぼ全部回収することができる効率的な運転が可能な範囲とそうでない範囲とを分けて扱う。そして、効率的な運転が可能な範囲の水量の回収可能熱量を算定して、運転パターンを決定する。
続いて、運転パターン計画段階に貯湯タンクの温度センサの計測結果をもとに貯湯タンクの残熱量を算出する。
続いて、前記計画段階での貯湯タンク残熱量と発電機からの回収熱量とを別々にデータを保管し、所定時間帯に発電機からの回収熱量があった場合には、その回収熱量を前記発電機からの回収熱量に加算し、使用熱量があった場合は、その使用熱量をまず前記発電機からの回収熱量から減算し、不足する場合に、前記計画段階での貯湯タンク残熱量から減算することとする。
さらに、所定時間帯において発電機からの回収熱量が増加した場合には、回収熱量増加分から貯湯タンクの下部から回収水が循環して戻った水量を算出する。所定時間帯において発電機からの回収熱量が減少した場合には、回収熱量減少分から貯湯タンクへ給水した水量を算出する。所定時間帯において計画段階の貯湯残熱量が減少した場合には、計画段階の貯湯残熱量減少分から貯湯タンクへ給水した水量を算出する。
加えて、貯湯タンクからの放熱損による損失熱量から、新たに貯湯タンクに回収可能となる熱量を算出する。
以上から、所定時間帯における回収可能熱量の増減を算出し、所定時間帯の前の時間帯における回収可能熱量に回収可能熱量変化分を加減することによって、所定時間帯の回収可能熱量を算出することが可能となる。
よって、本発明によれば、運転パターン計画段階において、効率的な運転を可能とする上限温度を考慮した回収可能熱量を精度良く算出することができ、省エネ性の高いコージェネレーションシステムの運転を実現することができる。 When predicting the amount of heat that can be collected from a hot water storage tank at each operation pattern planning stage, first, the temperature of each part of the hot water storage tank is measured by the temperature sensor of the hot water storage tank at the planning stage. By calculating the temperature distribution in the hot water storage tank, the position of the temperature equal to the upper limit temperature enabling efficient operation in the hot water storage tank is determined, the amount of water in the region below the temperature is calculated, and the generator discharge The range in which efficient operation capable of recovering almost all heat is possible and the range in which it is not, are handled separately. Then, the recoverable heat amount of water in a range where efficient operation is possible is calculated to determine the operation pattern.
Subsequently, the remaining heat amount of the hot water storage tank is calculated based on the measurement result of the temperature sensor of the hot water storage tank at the operation pattern planning stage.
Subsequently, data is separately stored for the amount of residual heat in the hot water storage tank and the amount of heat recovered from the generator at the planning stage, and when there is the amount of heat recovered from the generator in a predetermined time zone, the amount of recovered heat is Add to the amount of heat recovered from the generator, and if there is a heat amount used, subtract that heat amount from the amount of heat recovered from the generator first, and subtract from the remaining heat amount in the hot water storage tank at the planning stage if there is a shortage. I decided to.
Further, when the amount of heat recovered from the generator increases in a predetermined time zone, the amount of water returned from the recovered water circulated from the lower part of the hot water storage tank is calculated from the increase in the amount of recovered heat. When the amount of heat recovered from the generator decreases in a predetermined time zone, the amount of water supplied to the hot water storage tank is calculated from the amount of decrease in the recovered heat amount. When the remaining amount of stored hot water at the planning stage decreases in the predetermined time zone, the amount of water supplied to the hot water storage tank is calculated from the decrease in the remaining amount of stored hot water at the planning stage.
In addition, the amount of heat that can be newly recovered in the hot water storage tank is calculated from the amount of heat lost due to heat dissipation from the hot water storage tank.
From the above, the increase or decrease of the recoverable heat amount in the predetermined time zone is calculated, and the recoverable heat amount in the predetermined time zone is calculated by adding or subtracting the recoverable heat amount change to the recoverable heat amount in the time zone before the predetermined time zone. It becomes possible.
Therefore, according to the present invention, in the operation pattern planning stage, it is possible to accurately calculate the recoverable heat amount in consideration of the upper limit temperature that enables efficient operation, and realizes the operation of a cogeneration system with high energy saving performance. can do.

次に、本発明のコージェネレーションシステムの運転制御システムについて、一実施の形態について図面を参照して説明する。
コージェネレーションシステムは、発電機の発電電力を電力機器に供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するものである。本実施の形態では、家庭用コジェネシステムをコージェネレーションシステムの一例として挙げ、説明する。 Next, an embodiment of the operation control system of the cogeneration system of the present invention will be described with reference to the drawings.
The cogeneration system supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies it to the heat device. In the present embodiment, a home cogeneration system will be described as an example of a cogeneration system.

図１は、家庭用コジェネシステム１の概略構成図である。
家庭用コジェネシステム１は、発電機８で発電した電力を電力機器１９に供給するとともに、発電に伴って発生した熱で加熱した水を貯湯タンク２に貯めて熱機器１１に供給するよう構成されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a home cogeneration system 1.
The household cogeneration system 1 is configured to supply the electric power generated by the generator 8 to the electric power device 19 and store the water heated by the heat generated by the electric power generation in the hot water storage tank 2 and supply it to the thermal device 11. ing.

貯湯タンク２は、容量が１００〜２００Ｌのものであり、底部に接続する水道管３から水を供給されて常時満水状態にされている。貯湯タンク２の底部と頂部には、循環配管４が接続し、循環配管４に設置された第１ポンプ５を駆動することにより、貯湯タンク２の水を底部から取り出して上部に戻すようになっている。循環配管４は、第１ポンプ５の下流側に熱交換器６が設置され、熱交換器６を介して熱回収用循環配管７と連結している。熱回収用循環配管７は、発電機８に接続し、第２ポンプ９を駆動することにより熱回収用循環配管７を循環する循環水が発電機８の排熱を回収するようになっている。従って、発電機８が発電しているときに、第１ポンプ５と第２ポンプ９を駆動すれば、発電機８の排熱により熱回収用循環配管７の循環水を加熱し、熱交換器６において熱回収用循環配管７の循環水から循環配管４の水に熱伝達して、給湯水を貯湯タンク２に貯めることができる。なお、循環配管４には、逆潮ヒータ４０が設けられる場合があり、その場合は発電機８が余剰電力を発生したときに、その余剰電力を熱に変換して蓄熱するようになっている。   The hot water storage tank 2 has a capacity of 100 to 200 L, and is always filled with water supplied from a water pipe 3 connected to the bottom. A circulation pipe 4 is connected to the bottom and top of the hot water storage tank 2, and the first pump 5 installed in the circulation pipe 4 is driven to take out the water in the hot water storage tank 2 from the bottom and return it to the top. ing. The circulation pipe 4 is provided with a heat exchanger 6 on the downstream side of the first pump 5, and is connected to the heat recovery circulation pipe 7 via the heat exchanger 6. The heat recovery circulation pipe 7 is connected to the generator 8, and the second pump 9 is driven so that the circulating water circulating through the heat recovery circulation pipe 7 recovers the exhaust heat of the generator 8. . Therefore, if the first pump 5 and the second pump 9 are driven while the generator 8 is generating power, the circulating water in the heat recovery circulation pipe 7 is heated by the exhaust heat of the generator 8, and the heat exchanger 6, heat can be transferred from the circulating water in the heat recovery circulation pipe 7 to the water in the circulation pipe 4 to store hot water in the hot water storage tank 2. In some cases, the reverse flow heater 40 may be provided in the circulation pipe 4, and in this case, when the generator 8 generates surplus power, the surplus power is converted into heat and stored. .

貯湯タンク２の上部には、出力用循環配管１０が接続し、台所や風呂の蛇口や床暖房等の熱機器１１に給湯水又は暖房温水を供給するようになっている。給湯温度は、出力用循環配管１０上に設置された温度センサ３３により検出され、給湯温度が設定温度より高温の場合には、三方弁１３で常温の水道水を加え、また、給湯温度が設定温度より低温の場合には、ガスボイラ１４で給湯水を加熱するようにしている。尚、貯湯タンク２の貯湯量は、給湯水と水道水の境界面を温度センサ１２で感知することにより検出され、また、水道水の温度は、水道管３に取り付けられた温度センサ２１によって検出され、さらに、給湯水の使用量は、三方弁１３の下流側に設置された流量計１５によって検出されている。   An output circulation pipe 10 is connected to the upper part of the hot water storage tank 2 so as to supply hot water or heating hot water to a heating device 11 such as a kitchen or bath faucet or floor heating. The hot water supply temperature is detected by a temperature sensor 33 installed on the output circulation pipe 10. When the hot water supply temperature is higher than the set temperature, normal temperature tap water is added by the three-way valve 13, and the hot water supply temperature is set. When the temperature is lower than the temperature, the hot water is heated by the gas boiler 14. The amount of hot water stored in the hot water storage tank 2 is detected by sensing the boundary surface of the hot water and tap water with the temperature sensor 12, and the temperature of the tap water is detected by the temperature sensor 21 attached to the water pipe 3. In addition, the amount of hot water used is detected by a flow meter 15 installed downstream of the three-way valve 13.

発電機８には、発電出力を取り出す電力線１６が接続され、分電盤１７に接続されている。分電盤１７は、商用電力を供給する商用電力線１８にも接続し、発電出力と商用電力とを連系して照明器具、テレビ、エアコン、パソコンなどの電力機器１９に発電出力又は商用電力を供給するようになっている。分電盤１７には、電力計２０が設置され、電力機器１９が消費した電力量を検出している。   The generator 8 is connected to a power line 16 for extracting a power generation output, and is connected to a distribution board 17. The distribution board 17 is also connected to a commercial power line 18 for supplying commercial power, and the power generation output and the commercial power are connected to the power equipment 19 such as a lighting fixture, a television, an air conditioner, and a personal computer by connecting the power generation output and the commercial power. It comes to supply. A power meter 20 is installed on the distribution board 17 to detect the amount of power consumed by the power device 19.

発電機８、温度センサ１２、三方弁１３、ガスボイラ１４、流量計１５、分電盤１７、電力計２０、温度センサ２１、温度センサ３３等には、マイクロコンピュータ２２が接続している。マイクロコンピュータ２２には、さらに、累積運転時間計測手段３５、起動・停止回数計測手段３６、外気温センサ３７、停止後経過時間予測手段３８が接続している。   A microcomputer 22 is connected to the generator 8, the temperature sensor 12, the three-way valve 13, the gas boiler 14, the flow meter 15, the distribution board 17, the wattmeter 20, the temperature sensor 21, the temperature sensor 33, and the like. The microcomputer 22 is further connected with cumulative operation time measuring means 35, start / stop frequency measuring means 36, outside air temperature sensor 37, and post-stop elapsed time predicting means 38.

累積運転時間計測手段３５は、家庭用コジェネシステム１が家庭に設置された後に運転された時間を累積して計測するものである。
起動・停止回数計測手段３６は、家庭用コジェネシステム１が起動、停止した回数を累積してカウントするものである。
外気温センサ３７は、外気温を測定するものである。
停止後経過時間予測手段３８は、家庭用コジェネシステム１が停止した後、その次に起動するまでの停止経過時間を計測するものである。
運転時間計測手段３９は、家庭用コジェネシステム１が起動した後、その次に停止するまでの運転時間を計測するものである。 The accumulated operation time measuring means 35 measures the accumulated operation time after the home cogeneration system 1 is installed in the home.
The start / stop count measuring means 36 is for accumulating and counting the number of times the home cogeneration system 1 is started and stopped.
The outside air temperature sensor 37 measures outside air temperature.
The post-stop elapsed time predicting means 38 measures the post-stop elapsed time from when the home cogeneration system 1 stops until the next start.
The operation time measuring means 39 measures the operation time until the home cogeneration system 1 is started and then stopped.

マイクロコンピュータ２２は、図示しないプログラムを実行することにより、省エネ性の高い発電機８の運転パターンを作成することを目的として電力計２０や温度センサ３３などから受信したデータを加工若しくは演算し、作成した運転パターンに従って発電機８の運転を制御するようになっている。   The microcomputer 22 executes a program (not shown) to process or calculate data received from the wattmeter 20, the temperature sensor 33, etc. for the purpose of creating an operation pattern of the generator 8 with high energy saving performance. The operation of the generator 8 is controlled according to the operation pattern.

図２は、マイクロコンピュータ２２のブロック図である。
マイクロコンピュータ２２は、学習機能を備える。マイクロコンピュータ２２は、データベース３４に接続するとともに、電力負荷積算手段２３、電力負荷処理手段２４、熱負荷積算手段２５、熱負荷処理手段２６、運転パターン仮決め手段２７、消費エネルギー量演算手段２８、運転パターン選定手段２９、放熱損処理手段３０、優位性判定手段３１、発電出力演算手段４１、逆潮電力算出手段４２、効率算出手段４３、起動・停止エネルギー算出手段４４、貯湯タンク回収可能熱量算出手段４５などを備える。 FIG. 2 is a block diagram of the microcomputer 22.
The microcomputer 22 has a learning function. The microcomputer 22 is connected to the database 34, and also includes a power load integrating means 23, a power load processing means 24, a heat load integrating means 25, a heat load processing means 26, an operation pattern provisional determining means 27, a consumed energy amount calculating means 28, Operation pattern selection means 29, heat dissipation loss processing means 30, superiority determination means 31, power generation output calculation means 41, reverse power calculation means 42, efficiency calculation means 43, start / stop energy calculation means 44, hot water tank recovery heat amount calculation Means 45 and the like are provided.

データベース３４は、電力積算負荷、熱負荷積算値、電力負荷偏差、熱負荷偏差などのデータを一定条件（例えば、１週間分ごと、曜日ごと、季節ごとなど）のもとで記憶している。また、データベース３４は、発電出力と発電効率との関係を発電効率曲線として記憶する発電効率曲線データベース（「効率曲線記憶手段」に相当するもの。）（図３参照）、発電出力と熱回収率との関係を熱回収率曲線として記憶する熱回収率曲線データベース（「効率曲線記憶手段」に相当するもの。）（図４参照）、外気温と家庭用コジェネシステム１の起動・停止エネルギーとの関係を停止時間で区分した関数マップとして記憶する起動・停止エネルギー関数マップデータベース（「起動・停止エネルギー関数マップ記憶手段」に相当するもの。）（図５参照）などを含んでいる。   The database 34 stores data such as electric power integration load, thermal load integration value, electric power load deviation, and thermal load deviation under certain conditions (for example, every week, every day of the week, every season, etc.). The database 34 is a power generation efficiency curve database (corresponding to “efficiency curve storage means”) (see FIG. 3) that stores the relationship between the power generation output and the power generation efficiency as a power generation efficiency curve, and the power generation output and the heat recovery rate. Recovery rate curve database (corresponding to “efficiency curve storage means”) (see FIG. 4), the ambient temperature and the start / stop energy of the home cogeneration system 1 It includes a start / stop energy function map database (corresponding to “start / stop energy function map storage means”) (see FIG. 5) and the like that store the relationship as a function map divided by stop time.

電力負荷積算手段２３は、電力機器１９が使用する電力負荷を電力計２０により一定時間間隔でサンプリングし、そのサンプリング値を積算してデータベース３４に上書きするものである。
電力負荷処理手段２４は、電力計２０によってサンプリングされた電力負荷のサンプリング値について所定時間毎に偏差を算出し、データベース３４に記憶された既存の電力負荷偏差を書き換えるものである。 The power load integrating means 23 samples the power load used by the power equipment 19 at a constant time interval by the power meter 20, integrates the sampled values, and overwrites the database 34.
The power load processing means 24 calculates a deviation for every predetermined time with respect to the sampling value of the power load sampled by the power meter 20 and rewrites the existing power load deviation stored in the database 34.

熱負荷積算手段２５は、温度センサ１２と流量計１５により給湯温度と給湯流量を一定時間間隔でサンプリングし、給湯温度と給湯流量から熱機器１１が消費した熱負荷を算出し、その熱負荷を積算してデータベース３４に上書きするものである。
熱負荷処理手段２６は、給湯温度と給湯流量から算出した熱負荷について所定時間毎に偏差を算出し、データベース３４に記憶された既存の熱負荷偏差を書き換えるものである。 The thermal load integrating means 25 samples the hot water supply temperature and the hot water supply flow rate at regular time intervals by the temperature sensor 12 and the flow meter 15, calculates the heat load consumed by the thermal device 11 from the hot water supply temperature and the hot water supply flow rate, and calculates the thermal load. It accumulates and overwrites the database 34.
The thermal load processing means 26 calculates a deviation every predetermined time for the thermal load calculated from the hot water supply temperature and the hot water supply flow rate, and rewrites the existing thermal load deviation stored in the database 34.

運転パターン仮決め手段２７は、電力負荷と電力負荷偏差を所定の条件に基づいて読み出し、読み出した電力負荷及び電力負荷偏差に基づいて発電機８が負荷追従運転したときの発電出力、発電効率、熱回収率、買電量、ガスボイラ１４が消費するガス量などを演算し、発電機８の起動時刻と停止時刻を仮決めするものである。   The operation pattern provisional decision means 27 reads the power load and the power load deviation based on a predetermined condition, and the power generation output when the generator 8 performs load following operation based on the read power load and power load deviation, power generation efficiency, The heat recovery rate, the amount of electricity purchased, the amount of gas consumed by the gas boiler 14 and the like are calculated, and the start time and stop time of the generator 8 are provisionally determined.

消費エネルギー量演算手段２８は、運転パターン仮決め手段２７により仮決めされた運転パターンに基づき、発電機８の運転で消費されるガス量、買電量及び給湯水が不足するときにガスボイラ１４が消費するガス量に一次エネルギー量算出に必要な変換定数を乗じて、消費される消費エネルギー量を演算するものである。   Based on the operation pattern provisionally determined by the operation pattern provisional determination means 27, the energy consumption amount calculation means 28 is consumed by the gas boiler 14 when the amount of gas consumed, the amount of electricity purchased, and the hot water supply is insufficient. The amount of consumed energy is calculated by multiplying the amount of gas to be converted by a conversion constant necessary for calculating the primary energy amount.

運転パターン選定手段２９は、消費エネルギー量演算手段２８で演算された消費エネルギー量を比較し、消費エネルギー量が最小となる運転パターンを選定するものである。   The operation pattern selection means 29 compares the energy consumption amounts calculated by the energy consumption amount calculation means 28, and selects an operation pattern that minimizes the energy consumption amount.

放熱損処理手段３０は、貯湯タンク２内の熱が使用時刻までの間に放出する放熱損を演算し、貯湯タンク２の残熱量や回収可能熱量の値を補正するものである。ここで求める残熱量や回収可能熱量をもとにして、一日に必要な熱負荷を賄うように発電機８の起動時刻と停止時刻とを決定するものである。また、別の放熱損処理方法として、発電機８の発電出力に基づいて求められる回収熱量から放熱損を減算して実熱回収量、熱利用率などを演算し、運転パターンを決定する場合もある。   The heat dissipation loss processing means 30 calculates a heat dissipation loss that the heat in the hot water storage tank 2 releases until the time of use, and corrects the residual heat amount and recoverable heat value of the hot water storage tank 2. The start time and stop time of the generator 8 are determined so as to cover the heat load necessary for one day based on the residual heat amount and the recoverable heat amount obtained here. Further, as another heat dissipation loss processing method, the operation pattern may be determined by subtracting the heat dissipation loss from the recovered heat amount obtained based on the power generation output of the generator 8 to calculate the actual heat recovery amount, the heat utilization rate, etc. is there.

優位性判定手段３１は、次の熱負荷に熱量が不足すると予測される場合に、発電機８が貯湯タンク２に所定量の熱量を蓄熱するために、仮停止時刻前に蓄熱する場合と仮起動時刻を変更して仮起動時刻後に蓄熱する場合との各消費エネルギー量を放熱損を考慮して算出し、算出した消費エネルギー量を比較して消費エネルギー量の小さい運転パターンを選択するものである。
また、優位性判定手段３１には、電力負荷や熱負荷が運転パターン計画を作成するときに予測した電力矢熱の使用状況とある一定量もしくは一定割合で異なる場合、運転パターン計画を再度見直す機能ももつ。見直し段階での貯湯タンク内の残熱量を計測するとともに、その時刻以降の負荷パターンを再設定し、これらにあった運転パターンを決定していくものである。 The superiority determination means 31 is configured to store the temporary heat before the temporary stop time so that the generator 8 stores a predetermined amount of heat in the hot water storage tank 2 when the amount of heat is predicted to be insufficient for the next heat load. Calculates the amount of energy consumed when changing the start-up time and storing heat after the temporary start-up time in consideration of heat dissipation loss, and compares the calculated amount of energy consumed to select an operation pattern with a small amount of energy consumption. is there.
In addition, the superiority judging means 31 has a function to review the operation pattern plan again when the power load or the heat load is different from the usage state of the power arrow heat predicted when the operation pattern plan is created by a certain amount or a certain ratio. Also has. While measuring the amount of residual heat in the hot water storage tank at the review stage, the load pattern after that time is reset and the operation pattern that matches these is determined.

発電出力演算手段４１は、電力負荷及び電力負荷偏差から発電機８の発電出力を演算するものである。
逆潮電力演算手段４２は、電力負荷及び電力負荷偏差から逆潮電力、すなわち、電力会社などに送電する余剰電力を演算するものである。
効率算出手段４３は、データベース３４に記憶されている効率曲線を用いて、家庭用コジェネシステム１の累積運転時間や起動停止回数から発電効率及び熱回収効率を演算するものである。
起動・停止エネルギー算出手段４４は、データベース３４に記憶されている関数マップを用いて、外気温や家庭用コジェネシステム１の停止経過時間から起動・停止エネルギーを算出するものである。
貯湯タンク回収可能熱量算出手段４５は、貯湯タンク内貯湯水各部の温度を計測し、所定の上限温度以下の領域を算定し、当該領域で回収可能な熱量を算出するとともに、ある時間間隔がある場合には、その間の発電機８からの回収熱量分、家庭での使用熱量分および放熱ロスによる損失熱量分を反映し、回収可能熱量の変化分を算出して、この変化分を貯湯タンク２の回収可能熱量に加減するものである。ここで、所定の上限温度とは、家庭用コジェネシステム１の効率的な運転を可能とする温度をいう。具体的には、例えば、発電機８の排熱を放熱するための放熱ラジエータや、発電機８の暖気運転を行うアイドリング手段がない場合には、発電機８の冷却水となりうる温度をいい、また、放熱ラジエータやアイドリング手段がある場合には、放熱ラジエータやアイドリング手段を用いずに発生した熱等をほぼ全量回収して発電機８を高効率で運転することができる温度をいう。 The power generation output calculation means 41 calculates the power generation output of the generator 8 from the power load and the power load deviation.
The reverse power calculation means 42 calculates reverse power, that is, surplus power transmitted to an electric power company or the like from the power load and the power load deviation.
The efficiency calculation means 43 calculates the power generation efficiency and the heat recovery efficiency from the accumulated operation time and the number of start / stop times of the home cogeneration system 1 using the efficiency curve stored in the database 34.
The start / stop energy calculating means 44 calculates start / stop energy from the outside air temperature and the stop elapsed time of the home cogeneration system 1 using the function map stored in the database 34.
The hot water storage tank recoverable heat amount calculating means 45 measures the temperature of each part of the hot water in the hot water tank, calculates a region below a predetermined upper limit temperature, calculates the heat amount recoverable in the region, and has a certain time interval. In this case, the amount of recovered heat from the generator 8, the amount of heat used at home, and the amount of heat lost due to heat radiation loss are reflected to calculate the amount of change in recoverable amount of heat. The amount of heat that can be recovered is adjusted. Here, the predetermined upper limit temperature is a temperature at which the home cogeneration system 1 can be efficiently operated. Specifically, for example, when there is no heat dissipation radiator for radiating the exhaust heat of the generator 8 or idling means for performing the warm-up operation of the generator 8, the temperature that can be the cooling water of the generator 8 is referred to. Further, when there is a heat dissipation radiator or idling means, it means a temperature at which the generator 8 can be operated with high efficiency by recovering almost all the heat generated without using the heat dissipation radiator or idling means.

次に、上記構成を有する家庭用コジェネシステム１の運転制御システムの動作について、フローチャートを参照しながら説明する。
家庭用コジェネシステムの運転制御システムでは、各種データを集めながら発電機８を運転し、その集まったデータを基に予測の対象となる日（予測対象日）の電力負荷及び熱負荷を予測する。そして、その予測に基づいて、予測対象日の発電機８の運転方法を選定する。予測対象日には、その選定された運転方法で運転しつつさらに各種データを蓄積する。従って、この運転制御システムは、電力負荷データ及び熱負荷データを蓄積する処理を常時実行するとともに、所定時刻に、もしくは計画と実績に大きなズレがあると判断した場合に、家庭の負荷予測に基づき、運転制御を行うものである。 Next, the operation of the operation control system of the household cogeneration system 1 having the above configuration will be described with reference to a flowchart.
In the operation control system of a household cogeneration system, the generator 8 is operated while collecting various data, and the power load and heat load on the prediction target day (prediction target day) are predicted based on the collected data. And based on the prediction, the operation method of the generator 8 on the prediction target date is selected. On the prediction target day, various data are further accumulated while driving with the selected driving method. Therefore, this operation control system always executes the process of accumulating power load data and heat load data, and based on household load prediction when it is determined that there is a large deviation between the predetermined time or the plan and the actual result. The operation control is performed.

さらに、必要なデータが蓄積された段階で次の予測対象日の負荷予測を行い、発電機８の運転方法の選択及びその起動時刻・停止時刻の決定処理を行う。すなわち、蓄積された電力負荷データと熱負荷データに基づいて電力負荷予測と熱負荷予測を立案し、それに基づいて発電機８の運転パターンを決定する。一般にこの予測は１日分を単位として行う。また、予測のためにデータを参照する日としては、前日や１週間前の同曜日、過去の同曜日の統計処理結果等が用いられ、以下ではこの日を予測参照日と記載する。   Further, when the necessary data is accumulated, the load prediction for the next prediction target day is performed, and the operation method of the generator 8 is selected and the start time / stop time determination process is performed. That is, based on the stored power load data and heat load data, power load prediction and heat load prediction are made, and the operation pattern of the generator 8 is determined based on the power load prediction and heat load prediction. In general, this prediction is performed in units of one day. Further, as the date for referring to the data for prediction, the statistical processing result of the previous day, the same day of the previous week, the past same day, or the like is used, and this day will be described as the predicted reference date.

そこでまず、負荷データの蓄積処理について説明する。図６は、負荷データ蓄積処理のフローチャートである。
負荷データの蓄積処理は、熱機器１１と電力機器１９が消費する熱負荷と電力負荷を熱負荷データと電力負荷データとして蓄積する。また、負荷データの蓄積処理は、１日分の負荷データが集まったときに、運転パターンを決定するために必要なデータを算出する。 First, load data accumulation processing will be described. FIG. 6 is a flowchart of the load data accumulation process.
In the load data accumulation process, the heat load and power load consumed by the thermal device 11 and the power device 19 are accumulated as heat load data and power load data. Further, the load data accumulation process calculates data necessary for determining an operation pattern when load data for one day is collected.

負荷データの蓄積処理では、先ず、Ｓ１０において、１分毎に電力負荷、発電出力、温水流量、温水温度（水温と湯温）を計測する。すなわち、電力負荷は、電力計２０によって例えば図７に示すように経時的に計測される。発電出力は、発電機８の運転状況から計測される。また、温水流量は、流量計１５により経時的に計測される。さらに、水温は、温度センサ２１によって計測され、湯温は、温度センサ３３によって計測される。   In the load data accumulation process, first, in S10, the power load, the power generation output, the hot water flow rate, and the hot water temperature (water temperature and hot water temperature) are measured every minute. That is, the power load is measured over time by the wattmeter 20 as shown in FIG. 7, for example. The power generation output is measured from the operation status of the generator 8. The hot water flow rate is measured over time by the flow meter 15. Further, the water temperature is measured by the temperature sensor 21, and the hot water temperature is measured by the temperature sensor 33.

次に、Ｓ１１において、１分毎の熱負荷（単位はｋＪ）を算出する。すなわち、湯温から水温を減算して温度差を求め、その温度差に温水流量をかけることにより、熱機器１１が消費した熱負荷（ｋＪ）を例えば図８に示すように経時的に算出する。
次に、Ｓ１２において、１時間分のデータ収集を完了したか否かを判断する。１時間分のデータ収集を完了していないと判断した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１０に戻ってデータ収集を継続する。一方、１時間分のデータ収集を完了したと判断した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１３において、例えば図９及び図１０の棒グラフに示すように、１時間分の電力負荷、熱負荷を積算し、１時間の間でのバラツキ（偏差）を算出する。また、このとき、発電出力を積算し、偏差（バラツキ）を算出する。 Next, in S11, a heat load (unit: kJ) per minute is calculated. That is, the temperature difference is obtained by subtracting the water temperature from the hot water temperature, and the heat load (kJ) consumed by the thermal device 11 is calculated over time as shown in FIG. .
Next, in S12, it is determined whether or not data collection for one hour has been completed. If it is determined that data collection for one hour has not been completed (S12: NO), the process returns to S10 and data collection is continued. On the other hand, when it is determined that the data collection for one hour has been completed (S12: YES), in S13, for example, as shown in the bar graphs of FIGS. Then, the variation (deviation) during one hour is calculated. At this time, the power generation output is integrated and a deviation (variation) is calculated.

そして、Ｓ１４において、電力偏差、発電出力を電力負荷で割った値を蓄積し、相関関数を算出する。   In S14, a value obtained by dividing the power deviation and the power generation output by the power load is accumulated, and a correlation function is calculated.

そして、Ｓ１５において、積算値、偏差を該当する曜日、時刻のデータに上書きする。すなわち、データベース３４に含まれる電力積算負荷データベース、電力負荷偏差データベース、予測積算熱負荷データベース、熱負荷偏差データベースには、電力積算負荷、電力負荷偏差、予測積算熱負荷、熱負荷偏差が曜日や季節などに区分して時刻毎に記憶されている。そこで、それらの各データベースに記憶されている既存の電力積算負荷、電力負荷偏差、予測積算熱負荷、熱負荷偏差を新たに算出した値に書き換える。   In S15, the integrated value and deviation are overwritten on the corresponding day of the week and time data. That is, the power integrated load database, the power load deviation database, the predicted integrated thermal load database, and the thermal load deviation database included in the database 34 include the power integrated load, the power load deviation, the predicted integrated thermal load, and the thermal load deviation on the day of the week or season. And is stored for each time. Therefore, the existing power integrated load, power load deviation, predicted integrated heat load, and thermal load deviation stored in each of these databases are rewritten to newly calculated values.

次に、Ｓ１６において、１日分のデータ収集を完了したか否かを判断する。１日分のデータ収集を完了していないと判断した場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、Ｓ１０に戻ってデータ収集を継続する。一方、１日分のデータ収集を完了したと判断した場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１７において、１日分の総熱負荷を算出する。すなわち、１時間間隔で算出した予測積算熱負荷をさらに積算して、熱機器１１が１日に消費する熱負荷を算出し、データベース３４に記憶する。   Next, in S16, it is determined whether or not data collection for one day has been completed. If it is determined that the data collection for one day has not been completed (S16: NO), the process returns to S10 and the data collection is continued. On the other hand, when it is determined that the data collection for one day is completed (S16: YES), the total heat load for one day is calculated in S17. That is, the predicted integrated heat load calculated at one hour intervals is further integrated to calculate the heat load consumed by the thermal device 11 in one day and stored in the database 34.

それから、Ｓ１８において、電力負荷と偏差から発電出力を決定する。家庭用コジェネシステム１の運転パターンは、省エネ性を得るために、商用電力の利用をできるだけ抑制して、家庭用コジェネシステムの発電によって電力負荷を賄うように決定することが望ましい。発電機８は、電力負負荷に対しどの程度発電し、発電時の排熱をどれだけ回収するかによって、発電効率、熱回収効率、熱回収率、熱回収量、電力負荷を賄うカバー率などが異なる。そのため、発電出力は、省エネ性を判断する上で重要なパラメータとなる。   Then, in S18, the power generation output is determined from the power load and the deviation. It is desirable that the operation pattern of the home cogeneration system 1 is determined so as to cover the power load by power generation of the home cogeneration system while suppressing the use of commercial power as much as possible in order to obtain energy saving. The generator 8 generates power with respect to the negative power load, and how much exhaust heat is recovered during power generation, depending on the power generation efficiency, heat recovery efficiency, heat recovery rate, heat recovery amount, cover rate to cover the power load, etc. Is different. For this reason, the power generation output is an important parameter in determining energy saving performance.

発電機８は、電力負荷が最大発電出力以上の場合には、定格運転して一律に最大発電出力（例えば、１ｋＷ）となるが、電力負荷が最大発電出力（例えば、１ｋＷ）未満である場合には、電力負荷の変動に追従して発電する。そこで、Ｓ２１において０時から２３時までの１時間毎に設定した電力負荷が発電機８の最大発電出力未満であるか否かをそれぞれ判断し、電力負荷が最大発電出力以上である時間帯については、発電出力を最大発電出力（例えば、１ｋＷ）であると演算する。   When the power load is equal to or greater than the maximum power generation output, the generator 8 is uniformly operated at the maximum power generation output (for example, 1 kW), but the power load is less than the maximum power generation output (for example, 1 kW). The power is generated by following the fluctuation of the power load. Therefore, it is determined whether or not the power load set every hour from 0 o'clock to 23 o'clock in S21 is less than the maximum power generation output of the generator 8, and the time period when the power load is greater than or equal to the maximum power generation output Calculates the power generation output to be the maximum power generation output (for example, 1 kW).

一方、電力負荷が最大発電出力未満である時間帯については、Ｓ２１において予測対象日の電力負荷、電力負荷偏差を各時間帯毎に予測しているので、各時間帯の電力負荷及び電力負荷偏差を回帰式（ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１）に当てはめて、発電出力ｙ１を演算する。このとき、電力負荷偏差とともに電力負荷を把握しているので、電力負荷の増加とともに電力負荷偏差が大きくなるなど、電力負荷の大きさによって電力負荷偏差が変化する特性が反映される。そして、回帰式（ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１）を用いることにより、例えば図１１に示すような関係が三次元的に得られ、発電出力のバラツキ傾向が求められる。すなわち、電力負荷偏差が小さい領域では、発電出力が一定運転時のものに近いものの、電力負荷偏差が大きい領域（例えば、５００を超える領域）では、電力負荷偏差のバラツキがない場合と比べ、発電出力が７割程度に低減し、さらに、発電出力から求められる発電効率・熱回収率もこれに応じて、各効率曲線（図３、図４参照）に従い低減することを把握することが可能である。従って、例えば図１２に示すように、電力負荷が急激に変動して発電機８が追従遅れした場合でも、追従遅れを考慮した発電出力を精度良く算出することができ、電力負荷を適切にカバーして商用電力の利用割合を低減することが可能となる。   On the other hand, for the time period when the power load is less than the maximum power generation output, the power load and power load deviation of the prediction target day are predicted for each time period in S21. Is applied to the regression equation (y1 = a1 × power load + b1 × power load deviation + c1) to calculate the power generation output y1. At this time, since the power load is grasped together with the power load deviation, the characteristic that the power load deviation changes depending on the size of the power load is reflected, such as the power load deviation increases as the power load increases. Then, by using the regression equation (y1 = a1 × power load + b1 × power load deviation + c1), for example, the relationship as shown in FIG. 11 is obtained three-dimensionally, and the variation tendency of the power generation output is obtained. That is, in the region where the power load deviation is small, the power generation output is close to that at a constant operation, but in the region where the power load deviation is large (for example, the region exceeding 500), compared with the case where there is no variation in the power load deviation. It is possible to grasp that the output is reduced to about 70% and that the power generation efficiency and heat recovery rate required from the power generation output are also reduced according to each efficiency curve (see Fig. 3 and Fig. 4). is there. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, even when the power load fluctuates suddenly and the generator 8 is delayed in following, the generated power output considering the following delay can be accurately calculated, and the power load is appropriately covered. As a result, the utilization ratio of commercial power can be reduced.

そして、Ｓ１９において、電力負荷と電力負荷偏差から逆潮電力を算出する。家庭用コジェネシステム１は、電力負荷が発電機８の最小発電出力（例えば、３００Ｗ）以下になると、発電機８が負荷追従運転できなくなり、電力機器１９が発電出力を消費しきれずに電力会社などに送電される逆潮電力が発生する（図１８参照）。逆潮電力は、省エネ性を判断するために必要な買電量の算出などに用いられ、省エネ性に大きく影響する。そのため、逆潮電力は省エネ性を判断する上で重要なパラメータとなる。   In S19, the reverse power is calculated from the power load and the power load deviation. In the home cogeneration system 1, when the power load falls below the minimum power generation output (for example, 300 W) of the power generator 8, the power generator 8 cannot perform load following operation, and the power device 19 cannot consume the power generation output. The reverse power that is transmitted to is generated (see FIG. 18). The reverse power is used for calculating the amount of power necessary for judging the energy saving performance, and greatly affects the energy saving performance. Therefore, reverse power is an important parameter for judging energy saving.

逆潮電力は、電力負荷が発電機８の最小発電出力以下で発生する場合、逆潮電力は電力負荷が発電機８の最小発電出力（例えば、３００Ｗ）付近で発生するほどバラツキが大きくなる傾向がある（図１９参照）。これは、電力負荷が発電機８の発電出力を超えた場合に、発電機８が電力負荷追従することができず、買電量が発生するためである。そのため、発電出力平均値から電力負荷平均値を減算した計算上の逆潮電力は、実際の逆潮電力から乖離することがある。そこで、Ｓ２１で設定した各時間帯の電力負荷が最小発電出力以下であるか否かをそれぞれ判断する。電力負荷が発電機８の最小発電出力以下でない時間帯については、逆潮電力が発生しないと判断する。発電機８が電力負荷に追従して発電することが可能だからである。   When the reverse power flow is generated when the power load is less than or equal to the minimum power generation output of the generator 8, the variation tends to increase as the reverse power flow occurs near the minimum power output (for example, 300 W) of the power generator 8. (See FIG. 19). This is because when the power load exceeds the power generation output of the power generator 8, the power generator 8 cannot follow the power load and a power purchase amount is generated. Therefore, the calculated reverse power by subtracting the power load average value from the power generation output average value may deviate from the actual reverse power. Therefore, it is determined whether or not the power load for each time period set in S21 is less than or equal to the minimum power generation output. It is determined that no reverse power is generated in a time zone in which the power load is not less than the minimum power output of the generator 8. This is because the generator 8 can generate power following the power load.

一方、電力負荷が発電機８の最小発電出力以下である時間帯については、さらに、電力負荷が所定のしきい値以下であるか否かを判断する。しきい値は、逆潮電力のバラツキが大きくなる電力負荷の値とする。例えば、本実施の形態では、図１９の図より電力負荷が２００Ｗ〜最小発電出力である３００Ｗまでの間で逆潮電力のバラツキが大きくなるので、２００Ｗをしきい値に設定するものとする。   On the other hand, for a time zone in which the power load is less than or equal to the minimum power generation output of the generator 8, it is further determined whether or not the power load is less than or equal to a predetermined threshold value. The threshold value is a power load value at which variations in reverse power flow increase. For example, in the present embodiment, since the variation in the reverse power flow increases from 200 W to 300 W, which is the minimum power generation output, the 200 W is set as the threshold value from the diagram of FIG.

電力負荷が２００Ｗ未満である場合には、Ｓ２３で算出した発電出力平均値からＳ２１で設定した電力負荷平均値を減算することにより、所定時間帯の逆潮電力を算出する。電力負荷が２００Ｗ未満である場合には、逆潮電力のバラツキが小さく、計算上の逆潮電力と実際の逆潮電力との乖離が小さいからである。この場合、回帰式などを演算する処理が省かれ、処理を単純化することができる。   When the power load is less than 200 W, the reverse power in a predetermined time period is calculated by subtracting the power load average value set in S21 from the power generation output average value calculated in S23. This is because, when the power load is less than 200 W, the variation in the reverse power is small and the difference between the calculated reverse power and the actual reverse power is small. In this case, a process for calculating a regression equation or the like is omitted, and the process can be simplified.

これに対して、電力負荷が２００Ｗ以上である場合には、Ｓ２１で設定した電力負荷とＳ２３で算出した電力負荷偏差を、回帰式（ｙ２＝ａ２×電力負荷＋ｂ２×電力負荷偏差＋ｃ２）に当てはめ、逆潮電力ｙ２を算出する。このとき、電力負荷偏差とともに、電力負荷を把握するので、電力負荷偏差が大きくなるとともに電力負荷が増加するなど、電力負荷の大きさによって電力負荷偏差が変化する特性が反映される。そして、回帰式（ｙ２＝ａ２×電力負荷＋ｂ２×電力負荷偏差＋ｃ２）を用いることにより、例えば図１３に示すような関係が三次元的に得られ、電力負荷が２００Ｗ以上の場合に発生する逆潮電力のバラツキ傾向が求められる。つまり、同じ電力負荷であっても、電力負荷偏差が大きいほど逆潮電力が小さくなることが把握できる。これにより、例えば、電力負荷が発電機８の最小発電出力（例えば、３００Ｗ）付近で小刻みに変動する場合でも、電力負荷と電力負荷偏差を回帰式に当てはめるだけで、買電量などを考慮した逆潮電力が簡易かつ精度良く求められる。   On the other hand, when the power load is 200 W or more, the power load set in S21 and the power load deviation calculated in S23 are applied to the regression equation (y2 = a2 × power load + b2 × power load deviation + c2). Then, the reverse power y2 is calculated. At this time, since the power load is grasped together with the power load deviation, the characteristic that the power load deviation changes depending on the size of the power load is reflected, such as the power load deviation increases and the power load increases. Then, by using the regression equation (y2 = a2 × power load + b2 × power load deviation + c2), for example, the relationship shown in FIG. 13 is obtained three-dimensionally, and the reverse that occurs when the power load is 200 W or more. Tidal power variation tendency is required. That is, it can be understood that even if the power load is the same, the reverse power flow decreases as the power load deviation increases. Thereby, for example, even when the power load fluctuates little by little near the minimum power generation output (for example, 300 W) of the generator 8, the power load and the power load deviation are simply applied to the regression equation, and the reverse considering the amount of power purchased, etc. Tidal power is required simply and accurately.

そして、Ｓ２０において、発電出力から発電効率と熱回収率を決定する。家庭用コジェネシステム１は、運転時間が経過したり、起動停止回数が増えるのに従って、発電機８のセルスタックなどシステム各部が劣化し、効率が経時的に変化する。例えば、発電機８のセルスタックが劣化した場合には、発電効率が低下する一方、セルスタックの内部抵抗の増加等によって熱回収率は向上する場合がある。そのため、発電効率と熱回収率を算出する際には、システムの劣化を考慮する必要がある。   In S20, the power generation efficiency and the heat recovery rate are determined from the power generation output. In the home cogeneration system 1, as the operation time elapses or the number of times of starting and stopping increases, each part of the system such as the cell stack of the generator 8 deteriorates and the efficiency changes with time. For example, when the cell stack of the power generator 8 is deteriorated, the power recovery efficiency may be reduced while the power generation efficiency is lowered while the internal resistance of the cell stack is increased. Therefore, when calculating the power generation efficiency and the heat recovery rate, it is necessary to consider the degradation of the system.

データベース３４に含まれる効率曲線データベースには、図３に示す発電効率曲線と図４に示す熱回収率曲線が記憶されている。発電効率曲線と熱回収率曲線の劣化係数ｙ３は、累積運転時間計測手段３５によって累積的に測定される累積運転時間と、起動・停止回数測定手段３６によって累積的に測定される起動・停止回数とを、回帰式（ｙ３＝ａ３×累積運転時間ｄ＋ｂ３×起動・停止回数ｅ＋ｃ３）に当てはめることにより設定される。劣化係数は、図１４に示すように、累積運転時間が経過し、起動・停止回数が増加するほど大きくなる。また、運転時間と起動・停止回数の影響度はそれぞれ異なる。そのため、図３に示す発電効率曲線は、実線Ｌ１に示す運転開始時の発電熱効率より実線Ｌ２に示す１万時間経過後の発電効率の方が小さくなる。また、図４に示す熱回収率曲線は、実線Ｌ１に示す運転開始時の熱回収率より実線Ｌ２に示す１万時間経過後の熱回収率の方が大きくなる。このように、発電効率曲線と熱回収率曲線は、家庭用コジェネシステム１の劣化の程度によって異なる。よって、Ｓ２３において算出した各時間帯毎の発電出力を図３に示す発電効率曲線及び図４に示す熱回収率曲線に当てはめれば、システムの劣化を反映した発電効率と熱回収率とが各時間帯毎に精度良く算出される。 The efficiency curve database included in the database 34 stores the power generation efficiency curve shown in FIG. 3 and the heat recovery rate curve shown in FIG. The degradation coefficient y3 of the power generation efficiency curve and the heat recovery rate curve includes the cumulative operation time measured cumulatively by the cumulative operation time measuring means 35 and the number of start / stops measured cumulatively by the start / stop count measuring means 36. Is applied to the regression equation (y3 = a3 × cumulative operation time d + b3 × number of start / stop times e + c3). As shown in FIG. 14, the deterioration coefficient increases as the cumulative operation time elapses and the number of start / stop operations increases. In addition, the influence of the operating time and the number of start / stops is different. Therefore, the power generation efficiency curve shown in FIG. 3 is smaller in the power generation efficiency after the lapse of 10,000 hours shown in the solid line L2 than in the power generation thermal efficiency at the start of operation shown in the solid line L1. In the heat recovery rate curve shown in FIG. 4, the heat recovery rate after the lapse of 10,000 hours indicated by the solid line L2 is larger than the heat recovery rate at the start of operation indicated by the solid line L1. Thus, the power generation efficiency curve and the heat recovery rate curve differ depending on the degree of deterioration of the household cogeneration system 1. Therefore, if the power generation output for each time period calculated in S23 is applied to the power generation efficiency curve shown in FIG. 3 and the heat recovery rate curve shown in FIG. 4, the power generation efficiency reflecting the deterioration of the system and the heat recovery rate are Calculated accurately for each time zone.

そして、Ｓ２１において、Ｓ１１で計測した電力負荷、Ｓ２０で算出した発電効率、熱回収率から回収熱量を算出する。以上の処理が終了したら、Ｓ１０に戻ってデータの収集を継続する。   In S21, the recovered heat amount is calculated from the power load measured in S11, the power generation efficiency calculated in S20, and the heat recovery rate. When the above processing is completed, the process returns to S10 and data collection is continued.

尚、本実施の形態では、電力負荷等のサンプリング間隔を１分、積算値と偏差を求める時間間隔を１時間、総熱負荷の算出を１日に設定している。しかし、これらの時間間隔は、これに限るものではなく、マイクロコンピュータ２２のデータ蓄積容量や処理速度を鑑みて任意に設定可能である。   In this embodiment, the sampling interval of the power load or the like is set to 1 minute, the time interval for obtaining the integrated value and the deviation is set to 1 hour, and the calculation of the total heat load is set to 1 day. However, these time intervals are not limited to this, and can be arbitrarily set in consideration of the data storage capacity and processing speed of the microcomputer 22.

続いて、電力負荷・熱負荷予測と起動・停止時刻決定処理について説明する。図１５及び図１６は、電力負荷・熱負荷予測と起動・停止時刻決定処理のフローチャートである。
電力負荷・熱負荷予測と起動・停止時刻決定処理は、予測に必要なデータがそろった後に１日分毎に実行される。例えば、予測参照日が予測対象日の前日である場合は、前日の運転が終了した後に実行される。 Next, power load / thermal load prediction and start / stop time determination processing will be described. 15 and 16 are flowcharts of power load / thermal load prediction and start / stop time determination processing.
The power load / thermal load prediction and the start / stop time determination process are executed every day after the data necessary for the prediction is collected. For example, when the prediction reference date is the day before the prediction target date, the operation is executed after the operation on the previous day is completed.

電力負荷・熱負荷予測と起動・停止時刻決定処理の動作を開始すると、先ず、図１５のＳ３１において、例えば、過去の予測対象日と同曜日の電力負荷データ及び熱負荷データをいくつか読み出し（例えば、１〜４週間分）、その平均値を予測対象日の予測電力負荷及び予測熱負荷として設定する。なお、予測対象日の予測負荷は、家庭用コジェネシステム１が予測対象日とその翌日にわたって連続して運転される可能性があることを考慮し、予測参照日とその翌日のデータをもとに、予測対象日とその翌日のものを含めて作成される。   When the operation of the power load / thermal load prediction and the start / stop time determination process is started, first, in S31 of FIG. 15, for example, several pieces of power load data and heat load data on the same day as the past prediction target date are read ( For example, for 1 to 4 weeks), the average value is set as the predicted power load and the predicted heat load on the prediction target day. The forecast load of the forecast target day is based on the forecast reference date and the data of the next day, considering that the home cogeneration system 1 may be operated continuously over the forecast target date and the next day. , Including the forecast date and the next day.

そして、Ｓ３２において、予測対象日の運手パターンを計画する計画段階（例えば、０時）の貯湯タンク残熱量を算出する。具体的には、貯湯タンク２の温度センサ１２で貯湯タンク内温度分布を検出し、その温度分布から界層面を検出する。各温度の水量は、例えば、１５０Ｌの貯湯タンク２に１０個の温度センサ１２が温度分布方向（上下方向）に等間隔に配設されている場合には、温度センサ１２間の水量が１５Ｌ（＝１５０Ｌ÷１０個）であることを利用して求められる。そこで、各温度Ｔｉと各温度の水量Ｗｉとに基づいて各温度領域の熱量を算出し、それらを加算して残熱量Ｈｓ，ｒを求める。たとえば、温度センサ２１により水道管３から貯湯タンク２に供給される市水の温度（水温）が１５℃であることを検出し、温度センサ１２から７０℃領域の水量が２０Ｌ、５０℃領域の水量が６０Ｌ、４０℃領域の水量が２０Ｌ、２５℃領域の水量が５０Ｌであることを各々検出した場合には、残熱量Ｈｓ，ｒは４２００ｋｃａｌ（＝（７０℃−１５℃）×２０Ｌ＋（５０℃−１５℃）×６０Ｌ＋（４０℃−１５℃）×２０Ｌ＋（２５℃−１５℃）×５０Ｌ）となる。   And in S32, the hot water storage tank residual heat amount of the planning stage (for example, 0:00) which plans the maneuvering pattern of a prediction object day is calculated. Specifically, the temperature distribution in the hot water storage tank is detected by the temperature sensor 12 of the hot water storage tank 2, and the boundary layer surface is detected from the temperature distribution. For example, when 10 temperature sensors 12 are arranged at equal intervals in the temperature distribution direction (vertical direction) in a 150 L hot water storage tank 2, the amount of water at each temperature is 15 L ( = 150L ÷ 10)). Therefore, the amount of heat in each temperature region is calculated based on each temperature Ti and the amount of water Wi at each temperature, and these are added to obtain the remaining heat amount Hs, r. For example, the temperature sensor 21 detects that the temperature (water temperature) of city water supplied from the water pipe 3 to the hot water storage tank 2 is 15 ° C., and the amount of water in the 70 ° C. region from the temperature sensor 12 is 20 L, 50 ° C. When it is detected that the amount of water is 60 L, the amount of water in the 40 ° C. region is 20 L, and the amount of water in the 25 ° C. region is 50 L, the residual heat amount Hs, r is 4200 kcal (= (70 ° C.−15 ° C.) × 20 L + (50 ° C-15 ° C) × 60L + (40 ° C-15 ° C) × 20L + (25 ° C-15 ° C) × 50L).

そして、Ｓ３３において、気温（前日平均等）を外気温センサ３７で測定し、予測対象日前日に家庭用コジェネシステム１を停止した時刻から予測対象日当日に家庭用コジェネシステム１を起動する時刻までの１時間当たりの放熱率を求める。
そして、Ｓ３４において、予測対象日の運転パターンを計画している現段階に家庭用コジェネシステム１を運転しているか否かを判断する。 In S33, the temperature (the previous day average, etc.) is measured by the outside air temperature sensor 37, and from the time when the home cogeneration system 1 is stopped on the day before the prediction target day to the time when the home cogeneration system 1 is started on the prediction target day. Obtain the heat dissipation rate per hour.
Then, in S34, it is determined whether or not the home cogeneration system 1 is being driven at the current stage where the driving pattern for the prediction target day is planned.

家庭用コジェネシステム１が停止中であれば（Ｓ３４：ＹＥＳ）、Ｓ３５において起動・停止エネルギーＥｓｓを設定する。発電機８は、例えばシステムを昇温させて化学反応に必要な熱を確保するために、起動エネルギーが必要である。また、発電機８は、例えば冷却ファンなどでシステムを冷却して部材の破損を防止するために、停止エネルギーが必要である。起動・停止エネルギーは、電力負荷や熱負荷を直接賄うためのものではなく、その大きさが省エネ性に影響を及ぼすため、省エネ性を判断する上で重要なパラメータとなる。   If the home cogeneration system 1 is stopped (S34: YES), the start / stop energy Ess is set in S35. The generator 8 requires startup energy in order to ensure the heat necessary for the chemical reaction, for example, by raising the temperature of the system. In addition, the generator 8 requires stop energy in order to cool the system with, for example, a cooling fan to prevent damage to the members. The start / stop energy is not for directly covering the electric power load and the heat load, but the magnitude of the start / stop energy has an influence on the energy saving performance, and is therefore an important parameter for judging the energy saving performance.

発電機８は、外気温や停止後の経過時間によって冷却度合いが異なり、起動・停止エネルギーにバラツキが生じる。データベース３４に含まれる起動・停止エネルギー関数マップデータベースには、図５に示すように関数マップが記憶されている。関数マップは、例えば、図５のグラフＬ５、Ｌ６、Ｌ８に示すように、発電機８の前回停止時刻からの経過時間を予め複数に区分した枠（例えば、０〜Ｘ時間、Ｘ〜Ｙ時間、Ｙ時間以上など）において、その区分毎に外気温をパラメータとした起動・停止エネルギーの関数をもとに、その一次エネルギーを算出できるようにしている。関数マップのグラフＬ５，Ｌ６，Ｌ７から分かるように、発電機８の停止経過時間が長くなり、外気温に近づくにつれて起動・停止エネルギーが大きくなる。これは、システムが冷却して発電機８などを昇温させるためのエネルギーが大きくなるからである。また、グラフＬ５，Ｌ６，Ｌ７に示す各区分は、外気温が低いほど起動・停止エネルギーが大きい。これは、外気温が低いほど、システムを暖気するために多くの熱量を必要とするからである。そこで、停止後経過時間予測手段３８が予測した停止経過時間から関数マップの区分（グラフＬ５、Ｌ６、Ｌ８）を選択し、選択した区分から外気温センサ３７が測定した外気温に対応する起動・停止エネルギーを算出する。このように起動・停止エネルギーＥｓｓを設定したら、Ｓ３８に進む。   The degree of cooling of the generator 8 varies depending on the outside air temperature and the elapsed time after the stop, and the start / stop energy varies. The start / stop energy function map database included in the database 34 stores a function map as shown in FIG. For example, as shown in graphs L5, L6, and L8 in FIG. 5, the function map is a frame (for example, 0 to X hours, X to Y hours) in which the elapsed time from the previous stop time of the generator 8 is divided into a plurality of pieces in advance. , Y hours or more), the primary energy can be calculated based on the function of start / stop energy with the outside air temperature as a parameter for each section. As can be seen from the graphs L5, L6, and L7 of the function map, the stop elapsed time of the generator 8 becomes long, and the start / stop energy increases as the outside air temperature is approached. This is because the energy for cooling the system to raise the temperature of the generator 8 and the like increases. Further, in each of the sections shown in the graphs L5, L6, and L7, the start / stop energy is larger as the outside air temperature is lower. This is because the lower the outside air temperature, the more heat is needed to warm up the system. Therefore, a function map section (graphs L5, L6, L8) is selected from the stop elapsed time predicted by the post-stop elapsed time predicting means 38, and the start / start corresponding to the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor 37 from the selected section. Calculate the stop energy. When the start / stop energy Ess is set in this way, the process proceeds to S38.

一方、家庭用コジェネシステム１が運転中であれば（Ｓ３４：ＮＯ）、Ｓ３６に進み、予測対象日前日のために計画した運転パターンを予測対象日に係るデータに反映させる。すなわち、予測対象日前日の停止予定時刻から１時間後を予測対象日の起動時刻に設定する。この場合、家庭用コジェネシステム１が予測対象日前日から予測対象日にわたって連続して運転するため、起動・停止エネルギーがゼロになる。そこで、Ｓ３７において、起動・停止エネルギーＥｓｓにゼロを設定し、Ｓ３８に進む。   On the other hand, if the home cogeneration system 1 is in operation (S34: NO), the process proceeds to S36, and the operation pattern planned for the day before the prediction target day is reflected in the data related to the prediction target day. That is, one hour after the scheduled stop time on the day before the prediction target day is set as the start time for the prediction target day. In this case, since the household cogeneration system 1 is continuously operated from the day before the prediction target day to the prediction target day, the start / stop energy becomes zero. Therefore, in S37, the start / stop energy Ess is set to zero, and the process proceeds to S38.

Ｓ３８においては、仮起動時刻の残熱量を計算する。すなわち、計画段階から仮起動時刻までに発生する放熱損をＳ３３で求めた放熱率及びその間に発生する使用熱量から求め、Ｓ３２で算出した残熱量Ｈｓ，ｒに加味することにより、仮起動時刻の残熱量Ｈｓ，ａ，ｄ１を算出する。   In S38, the residual heat amount at the temporary start time is calculated. That is, the heat dissipation loss occurring from the planning stage to the provisional start time is obtained from the heat release rate obtained in S33 and the amount of heat used during that time, and is added to the residual heat amount Hs, r calculated in S32, thereby obtaining the provisional start time. The residual heat amount Hs, a, d1 is calculated.

そして、Ｓ３９において、仮停止時刻が４７時（予測対象日翌日の２３時）より前であるか否かを判断する。予測対象日の運転パターンを決定する最初の段階では、仮起動時間と仮停止時間が予測対象日（１日目）０時に設定される。そのため、現段階では、仮停止時間が０時であるため（Ｓ３９：ＹＥＳ）、Ｓ４０において、まず家庭用コジェネシステム１を仮起動時刻から仮停止時刻までＳ３１で設定した予測電力負荷に追従して運転した場合の回収熱量を算出する。そして、Ｓ３１で設定した２日分の予測熱負荷を各時間で積算し、２日分の総熱負荷を使用熱負荷として算出する。さらに、Ｓ３８で算出した残熱量Ｈｓ，ａをデータベース３４から読み出す。そして、このようにして算出した回収熱量が、使用熱負荷から起動時残熱量を減算した熱量より大きいか否かを判断する。すなわち、ここでは、予測対象日の総熱負荷を予測対象日の回収熱量と起動時残熱量とで賄うように家庭用コジェネシステム１の起動時刻と停止時刻を設定しているか否かを判断する。   In S39, it is determined whether or not the temporary stop time is before 47:00 (23:00 on the next day of the prediction target day). In the first stage of determining the operation pattern of the prediction target day, the temporary start time and the temporary stop time are set to 0:00 on the prediction target day (first day). Therefore, at the present stage, the temporary stop time is 0:00 (S39: YES), so in S40, first, the household cogeneration system 1 follows the predicted power load set in S31 from the temporary start time to the temporary stop time. Calculate the amount of heat recovered during operation. And the estimated heat load for 2 days set by S31 is integrated | accumulated at each time, and the total heat load for 2 days is calculated as use heat load. Further, the residual heat amount Hs, a calculated in S38 is read from the database 34. Then, it is determined whether or not the recovered heat amount calculated in this way is larger than the heat amount obtained by subtracting the startup residual heat amount from the use heat load. That is, here, it is determined whether the start time and the stop time of the home cogeneration system 1 are set so that the total heat load on the prediction target day is covered by the recovered heat amount and the startup residual heat amount on the prediction target day. .

予測対象日の総熱負荷を回収熱量と起動時残熱量とで賄うことができない場合には（Ｓ４０：ＮＯ）、仮停止時間を１時間遅らせ、Ｓ３９以降の処理を実行する。Ｓ３９〜Ｓ４１の処理を繰り返し、仮起動時刻を０時に固定して仮停止時間を１時間ずつ遅らせることにより、予測対象日の総熱負荷を回収熱量と起動時残熱量とで賄える仮停止時間を探し当てたら（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ４２に進み、探し当てた時刻を仮停止時刻に決定する。これに対し、仮停止時間を４７時まで遅らせても、総熱負荷を回収熱量と起動時残熱量とで賄うことができない場合には（Ｓ３９：ＮＯ）、そのままＳ４２に進み、４７時を仮停止時刻に決定する。   If the total heat load on the prediction target day cannot be covered by the recovered heat amount and the residual heat amount at startup (S40: NO), the temporary stop time is delayed by 1 hour, and the processes after S39 are executed. The process of S39 to S41 is repeated, the temporary start time is fixed to 0, and the temporary stop time is delayed by 1 hour, thereby providing a temporary stop time that can cover the total heat load of the prediction target day with the recovered heat amount and the residual heat amount at start time. If it finds (S40: YES), it will progress to S42 and will determine the found time to temporary stop time. On the other hand, if the total heat load cannot be covered by the recovered heat amount and the residual heat amount at start-up even if the temporary stop time is delayed until 47 o'clock (S39: NO), the process proceeds to S42 as it is, and 47 o'clock is temporarily set. Determine the stop time.

そして、Ｓ４３において、仮起動時刻から仮停止時刻までＳ３１で算出した予測電力負荷に追従して家庭用コジェネシステム１を運転したときの発電量を各時間毎に算出する。そして、Ｓ３１で算出した予測電力負荷から発電量を減算することにより、商用電力の買電量を０〜４７時の各時間毎に算出する。   In S43, the power generation amount when the household cogeneration system 1 is operated following the predicted power load calculated in S31 from the temporary start time to the temporary stop time is calculated for each time. Then, by subtracting the amount of power generation from the predicted power load calculated in S31, the amount of commercial power purchased is calculated every hour from 0 to 47:00.

それから、Ｓ４４において、０〜４７時の残熱量を各時刻毎に算出した後、Ｓ４５において、回収可能熱量を各時刻毎に算出する。貯湯タンク２の湯は、貯湯タンク２の下部から取り出されて熱交換器６を通過した後、貯湯タンク２の上部に戻される。一方、循環配管４の湯は、熱交換器６において熱回収用循環配管７の循環水から熱を奪って加熱される。このとき、熱回収用循環配管７の循環水は、循環配管４の湯に冷却され、発電機８の排熱を回収することが可能となる。従って、貯湯タンク２の湯は、発電機用冷却水としての役割を果たしている。ところが、発電機用冷却水が、冷却水として機能するためには、熱回収用循環配管７の循環水から熱を奪うことが可能な上限温度（例えば、４０℃）以下である必要がある。そのため、計画された運転パターンに従って予測対象日に家庭用コジェネシステムを運転しても、貯湯タンク内下部温度が４０℃を超えたときに、システムを停止させていた。また、それ以降、熱の使用がない場合には、強制的に放熱するなどして非効率な運転を行っていた。このことは、貯湯可能熱量から貯湯タンク２の残熱量を減算して求める回収可能熱量と、貯湯タンク２に回収される回収熱量とが乖離することを意味する。   Then, after calculating the remaining heat amount at 0 to 47:00 at each time in S44, the recoverable heat amount is calculated at each time in S45. Hot water in the hot water storage tank 2 is taken out from the lower part of the hot water storage tank 2, passes through the heat exchanger 6, and then returned to the upper part of the hot water storage tank 2. On the other hand, the hot water in the circulation pipe 4 is heated by removing heat from the circulation water in the heat recovery circulation pipe 7 in the heat exchanger 6. At this time, the circulating water in the heat recovery circulation pipe 7 is cooled by the hot water in the circulation pipe 4, and the exhaust heat of the generator 8 can be recovered. Accordingly, the hot water in the hot water storage tank 2 plays a role as cooling water for the generator. However, in order for the generator cooling water to function as cooling water, it is necessary that the temperature be lower than the upper limit temperature (for example, 40 ° C.) at which heat can be taken from the circulating water in the heat recovery circulation pipe 7. Therefore, even if the household cogeneration system is operated on the prediction target day according to the planned operation pattern, the system is stopped when the temperature in the lower part of the hot water storage tank exceeds 40 ° C. Since then, when there was no use of heat, the inefficient operation was performed by forcibly radiating heat. This means that the recoverable heat quantity obtained by subtracting the residual heat quantity of the hot water storage tank 2 from the hot water storage heat quantity and the recovered heat quantity recovered in the hot water storage tank 2 are different.

具体的には、例えば、貯湯タンク２が１５０Ｌの容量を有し、市水温度が１５℃であって、貯湯タンク２に７０℃の湯が２０Ｌ、５０℃の湯が６０Ｌ、４０℃の湯が２０Ｌ、２５℃の湯が５０Ｌ蓄えられているとする。
すると、貯湯タンク２の全てが熱回収した高温水（例えば、７０℃）に置き換わった状態の貯湯可能熱量は、８２５０ｋｃａｌ（＝（７０℃−１５℃）×１５０Ｌ）となる。残熱量は、４２００ｋｃａｌ（＝（７０℃−１５℃）×２０Ｌ＋（５０℃−１５℃）×６０Ｌ＋（４０℃−１５℃）×２０Ｌ＋（２５℃−１５℃）×５０Ｌ）となる。貯湯可能熱量から残熱量を減算して回収可能熱用を算出する場合には、回収可能熱量は、４０５０ｋｃａｌとなる。
一方、上限温度が４０℃とした場合、回収可能熱量は、２８５０ｋｃａｌ（＝（７０℃−４０℃）×２０Ｌ＋（７０℃−２５℃）×５０Ｌ）となる。
よって、残熱量を用いて回収可能熱量を算出する場合と、上限温度を考慮して回収可能熱量を算出する場合とでは、１２００ｋｃａｌの差があり、前者では、運転パターンを計画する際に停止時刻を見誤るおそれがある。 Specifically, for example, the hot water storage tank 2 has a capacity of 150 L, the city water temperature is 15 ° C., the hot water storage tank 2 has 20 L of hot water at 70 ° C., 60 L of hot water at 50 ° C., 60 L of hot water at 40 ° C. Suppose that 50 L of hot water of 20 L and 25 ° C. is stored.
Then, the amount of heat that can be stored in hot water when all of the hot water storage tank 2 is replaced with high-temperature water (for example, 70 ° C.) recovered by heat is 8250 kcal (= (70 ° C.−15 ° C.) × 150 L). The amount of residual heat is 4200 kcal (= (70 ° C.-15 ° C.) × 20 L + (50 ° C.-15 ° C.) × 60 L + (40 ° C.-15 ° C.) × 20 L + (25 ° C.-15 ° C.) × 50 L). When subtracting the amount of residual heat from the amount of heat that can be stored and calculating for recoverable heat, the recoverable amount of heat is 4050 kcal.
On the other hand, when the upper limit temperature is 40 ° C., the recoverable heat amount is 2850 kcal (= (70 ° C.-40 ° C.) × 20 L + (70 ° C.-25 ° C.) × 50 L).
Therefore, there is a difference of 1200 kcal between the case where the recoverable heat amount is calculated using the residual heat amount and the case where the recoverable heat amount is calculated in consideration of the upper limit temperature. In the former case, when the operation pattern is planned, the stop time There is a risk of misunderstanding.

そのため、本実施の形態では、残熱量と回収熱量とをＳ４４，Ｓ４５において別々に算出し、別々のデータとして保管する。Ｓ４４では、まず、仮起動時刻からＳ４２で決定した仮停止時刻まで家庭用コジェネシステム１をＳ３１で算出した予測電力負荷に追従して運転させた場合の回収熱量を０〜４７時の各時間毎に算出する。また、Ｓ３８で計算した仮起動時刻の残熱量をデータベース３４から読み出す。さらに、Ｓ３１で設定した予測熱負荷を０〜４７時の各時間毎にデータベース３４から読み出す。このように算出した熱回収量に仮起動時刻の残熱量を加算し、加算した熱量から残熱量を０〜４７時の各時間毎に減算することにより、０〜４７時の各時間の残熱量を算出する。算出した残熱量は、データベース３４に格納する。   Therefore, in the present embodiment, the residual heat amount and the recovered heat amount are separately calculated in S44 and S45, and stored as separate data. In S44, first, the amount of heat recovered when the household cogeneration system 1 is operated following the predicted power load calculated in S31 from the temporary startup time to the temporary stop time determined in S42 is set for each hour from 0 to 47:00. To calculate. Further, the remaining heat amount at the temporary start time calculated in S38 is read from the database 34. Further, the predicted heat load set in S31 is read from the database 34 every hour from 0 to 47:00. By adding the residual heat amount at the temporary start time to the heat recovery amount calculated in this way and subtracting the residual heat amount for each hour from 0 to 47:00 from the added heat amount, the residual heat amount at each hour from 0 to 47:00 Is calculated. The calculated residual heat amount is stored in the database 34.

また、Ｓ４５では、例えば、温度センサ１２により貯湯タンク２内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク２内温度分布を計算することで、貯湯タンク２内における効率的な運転を可能とする上限温度と同等温度の位置を決定し、当該温度以下の領域の水量を算出する。たとえば、上限温度が４０℃の場合、上限温度を検出した温度センサ１２の位置から、貯湯タンク２内に４０℃の領域が２０Ｌ、２５℃の領域が５０Ｌあることを算出する。そして、発電機８の冷却水として使用される場合の回収可能熱量を算定する。すなわち、貯湯タンク２の最高温度から貯湯タンク内温度を減算し、その減算結果に貯湯タンク内温度を有する領域の水量をかけ合わせることにより、当該貯湯タンク内温度を有する領域の回収可能熱量を算出する。たとえば、前記事例で貯湯タンク２の最高温度が７０℃である場合には、４０℃の領域における回収可能熱量は、６００ｋｃａｌ（＝（７０℃−４０℃）×２０Ｌ）であり、２５℃の領域における回収可能熱量は、２２５０ｋｃａｌ（＝（７０℃−２５℃）×５０Ｌ）である。そして、各温度領域の回収可能熱量を加算して貯湯タンク２全体の回収可能熱量（上記例示では、２８５０ｋｃａｌ）を算出する。   In S45, for example, the temperature of each part in the hot water storage tank 2 is measured by the temperature sensor 12, and the temperature distribution in the hot water storage tank 2 is calculated based on the measurement result. The position of the temperature equivalent to the upper limit temperature that enables this is determined, and the amount of water in the region below the temperature is calculated. For example, when the upper limit temperature is 40 ° C., it is calculated from the position of the temperature sensor 12 that detected the upper limit temperature that the 40 ° C. region is 20 L and the 25 ° C. region is 50 L in the hot water storage tank 2. Then, the amount of heat that can be recovered when used as cooling water for the generator 8 is calculated. That is, by subtracting the hot water tank temperature from the maximum temperature of the hot water tank 2, and multiplying the subtracted result by the amount of water in the hot water tank area, the amount of heat recoverable in the hot water tank area is calculated. To do. For example, when the maximum temperature of the hot water storage tank 2 is 70 ° C. in the above example, the recoverable heat amount in the 40 ° C. region is 600 kcal (= (70 ° C.−40 ° C.) × 20 L), and the 25 ° C. region. The amount of heat that can be recovered at is 2250 kcal (= (70 ° C.-25 ° C.) × 50 L). Then, the recoverable heat amount of each temperature region is added to calculate the recoverable heat amount of the entire hot water storage tank 2 (2850 kcal in the above example).

もっとも、予測対象日の運転パターンは、予測対象日前日に計画され、計画段階で貯湯タンク内温度分布や水量を温度センサ１２で計測することができない。そのため、運転パターンの計画段階では、仮起動時刻（例えば、０時）以降の熱の出入り（例えば、発電機８からの回収熱量、家庭の使用熱負荷、放熱ロス）を考慮して各時間の回収可能熱量を推測することになる。かかる推測は、実質的に困難である。よって、上記方策は、予測対象日当日のフィードバック制御には非常に有益であるが、予測対象日の運転パターンを計画する段階では適用困難な場合がある。   However, the operation pattern of the prediction target day is planned on the day before the prediction target day, and the temperature distribution in the hot water tank and the amount of water cannot be measured by the temperature sensor 12 at the planning stage. Therefore, at the planning stage of the operation pattern, the heat input and output after the temporary start time (for example, 0 o'clock) (for example, the amount of heat recovered from the generator 8, the heat load used at home, the heat dissipation loss) The amount of heat that can be recovered will be estimated. Such a guess is substantially difficult. Therefore, the above-mentioned measures are very useful for feedback control on the prediction target day, but may be difficult to apply at the stage of planning the operation pattern on the prediction target day.

そこで、運転パターン計画段階で把握しうるデータを用いて回収可能熱量を算出できれば、便利である。計画段階では、計画段階（０時）における上限温度（例えば、４０℃）以下の水量、計画段階（０時）における貯湯タンク２全体の残熱量とその残熱、予測対象日各時間の回収熱量とその温度、予測対象日の各時間毎の予測熱負荷を把握することができる。これらのデータを用いて回収可能熱量を算出する仕方について説明する。回収可能熱量は、下記の処理を予測対象日の各時刻（予測対象時刻）毎に実行して、算出される。   Therefore, it is convenient if the recoverable heat amount can be calculated using data that can be grasped at the operation pattern planning stage. In the planning stage, the amount of water below the upper limit temperature (for example, 40 ° C.) in the planning stage (0 o'clock), the residual heat amount and the residual heat of the entire hot water storage tank 2 in the planning stage (0 o'clock), and the amount of heat recovered every hour on the prediction target day It is possible to grasp the predicted heat load for each hour, the temperature, and the prediction target date. A method of calculating the recoverable heat amount using these data will be described. The recoverable heat amount is calculated by executing the following processing for each time (prediction target time) on the prediction target day.

予測対象日の運転パターンを計画する段階において、温度センサ１２により貯湯タンク２内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク２内温度分布を計算することで、貯湯タンク２内における効率的な運転を可能とする上限温度と同等温度の位置を決定し、当該温度以下の領域の水量を算出する。そして、貯湯タンク２全体の回収可能熱量を算出する。   At the stage of planning the operation pattern of the prediction target day, the temperature of each part in the hot water tank 2 is measured by the temperature sensor 12, and the temperature distribution in the hot water tank 2 is calculated based on the measurement result. The position of the temperature equivalent to the upper limit temperature enabling efficient operation in is determined, and the amount of water in the region below the temperature is calculated. Then, the recoverable heat amount of the entire hot water storage tank 2 is calculated.

続いて、図６のＳ２１で算出した回収熱量をデータベース３４から読み出す。そして、予測対象時刻に家庭用コジェネシステム１が運転されて貯湯タンク２に熱が入ってくる場合には、当該予測対象時刻に設定された回収熱量の項目に当該回収熱量を加算する。
そして、Ｓ３１で算出した各時刻の予測電力負荷をデータベース３４から読み出し、予測対象時刻に貯湯タンク２から熱が使われて出ていく場合には、予測対象時刻に設定された回収熱量の項目から当該予測対象時刻の予測熱負荷を減算する。
さらに、予測対象時刻が回収熱量だけでは使用熱負荷を賄うことができない不足時刻である場合には、Ｓ３２で算出した予測対象日前日の残熱量から不足分を減算する。かかる処理により、当該予測対象時刻の次の時刻に回収可能熱量を算出するときに、次の時刻における回収可能熱量を増加させて算出することが可能である。 Subsequently, the recovered heat amount calculated in S21 of FIG. When the household cogeneration system 1 is operated at the prediction target time and heat enters the hot water storage tank 2, the recovered heat amount is added to the item of the recovered heat amount set at the prediction target time.
Then, when the predicted power load at each time calculated in S31 is read from the database 34 and heat is used from the hot water storage tank 2 at the prediction target time, it is determined from the item of the recovered heat amount set at the prediction target time. The predicted heat load at the prediction target time is subtracted.
Furthermore, when the prediction target time is a shortage time that cannot cover the heat load to be used only with the recovered heat amount, the shortage is subtracted from the remaining heat amount on the day before the prediction target date calculated in S32. With this process, when the recoverable heat amount is calculated at the time next to the prediction target time, the recoverable heat amount at the next time can be increased.

上記処理により予測対象時刻における回収熱量の増減を把握したら、予測対象時刻における回収可能熱量の領域（水量）増減量を算出する。
すなわち、回収熱量がΔＨｒ増える場合とは、図１７（ａ）に示すように、貯湯タンク２の下部から回収水が循環配管４を循環して貯湯タンク２の上部に戻り、貯湯タンク２に熱回収することを意味する。この場合、回収可能熱量の領域と熱回収不可能な領域（上限温度（例えば、４０℃）を超える領域）との界層面位置が低温側に移動し、回収可能熱量の領域（水量）が減少する。そこで、回収可能熱量の領域（水量）減少分を算出する。例えば、回収熱量の温度が７０℃、市水温度が１５℃である場合には、回収熱量増加分ΔＨｒを、回収熱量の温度（７０℃）から市水温度（１５℃）を減算した温度で割ることにより、回収可能熱量の領域（水量）減少分を算出する。 If the increase / decrease in the amount of recovered heat at the prediction target time is grasped by the above process, the region (water amount) increase / decrease amount of the recoverable heat amount at the prediction target time is calculated.
That is, when the amount of recovered heat increases by ΔHr, the recovered water circulates from the lower part of the hot water tank 2 through the circulation pipe 4 and returns to the upper part of the hot water tank 2 as shown in FIG. It means to collect. In this case, the boundary layer surface position of the recoverable heat amount region and the heat unrecoverable region (region exceeding the upper limit temperature (for example, 40 ° C.)) moves to the low temperature side, and the recoverable heat amount region (water amount) decreases. To do. Therefore, the area (water amount) decrease of the recoverable heat amount is calculated. For example, when the temperature of recovered heat is 70 ° C. and the city water temperature is 15 ° C., the recovered heat amount increase ΔHr is a temperature obtained by subtracting the city water temperature (15 ° C.) from the temperature of recovered heat (70 ° C.). By dividing, the area (water amount) decrease of the recoverable heat amount is calculated.

一方、回収熱量がΔＨｒ減った場合とは、図１７（ｂ）に示すように、水道水３から貯湯タンク２下部に市水が給水されることを意味する。この場合、回収可能熱量の領域と熱回収不可能領域との界層面位置が高温側に移動し、回収可能熱量の領域が増加する。そこで、回収可能熱量の領域（水量）増加分を算出する。例えば、回収熱量の温度が７０℃、市水温度が１５℃である場合には、回収熱量減少分ΔＨｒを、回収熱量の温度（７０℃）から市水温度（１５℃）を減算した温度で割ることにより、回収可能熱量の領域（水量）増加分を算出する。   On the other hand, the case where the recovered heat quantity is reduced by ΔHr means that city water is supplied from the tap water 3 to the lower part of the hot water storage tank 2 as shown in FIG. In this case, the position of the boundary layer surface between the recoverable heat amount region and the non-heat recoverable region moves to the high temperature side, and the recoverable heat amount region increases. Therefore, an increase in the recoverable heat amount area (water amount) is calculated. For example, when the temperature of recovered heat is 70 ° C. and the city water temperature is 15 ° C., the amount of decrease in recovered heat ΔHr is a temperature obtained by subtracting the city water temperature (15 ° C.) from the temperature of recovered heat (70 ° C.). By dividing, the area (water amount) increase of the recoverable heat amount is calculated.

さらに、運転パターンの計画段階で残熱量がΔＨ減った場合とは、図１７（ｂ）に示すように、水道水３から貯湯タンク２下部に市水が給水されることを意味する。この場合、回収可能熱量の領域と熱回収不可能な領域との界層面位置が高温側に移動し、回収可能熱量の領域が増加する。そこで、回収可能領域の領域（水量）増加分を算出する。例えば、運転パターン計画段階に温度センサ１２で計測した貯湯タンク内温度分布（Ｓ３２参照）をもとに貯湯タンク２全体の残熱平均温度を求め、市水温度が１５℃である場合には、残熱量減少分ΔＨを、計画段階の貯湯タンク残熱平均温度から市水温度（１５℃）を減算した温度で割ることにより、回収可能熱量の領域（水量）増加分を算出する。   Further, the case where the residual heat amount is reduced by ΔH at the planning stage of the operation pattern means that city water is supplied from the tap water 3 to the lower part of the hot water storage tank 2 as shown in FIG. In this case, the position of the boundary layer surface between the recoverable heat amount region and the non-heat recoverable region moves to the high temperature side, and the recoverable heat amount region increases. Therefore, an area (water amount) increase in the recoverable area is calculated. For example, when the average residual heat temperature of the hot water storage tank 2 is obtained based on the temperature distribution in the hot water storage tank (see S32) measured by the temperature sensor 12 in the operation pattern planning stage, and the city water temperature is 15 ° C., By dividing the residual heat amount decrease ΔH by the temperature obtained by subtracting the city water temperature (15 ° C.) from the average hot water tank residual heat temperature at the planning stage, an increase in the recoverable heat amount region (water amount) is calculated.

加えて、貯湯タンク２からの放熱損による損失熱量から、新たに貯湯タンク２に回収可能となる熱量を算出する。   In addition, the amount of heat that can be newly collected in the hot water storage tank 2 is calculated from the amount of heat lost due to heat dissipation from the hot water storage tank 2.

このように算出した回収可能熱量領域の増減をもとに回収可能熱量を算出する。
すなわち、回収可能熱量の領域が増加した場合（回収熱量減、残熱量減の場合）には、新たに発電機８から熱回収できる回収可能熱量が増加する。そこで、例えば、市水温度が１５℃、貯湯タンク２の最下部温度が２５℃である場合には、回収可能熱量の領域（水量）増加分を、貯湯タンク２の最下部温度（２５℃）から市水温度（１５℃）を減算した温度で割ることにより、新たに増加した回収可能熱量を算出する。算出した回収可能熱量は、当該予測対象時刻の前に算出された回収可能熱量に加算され、その加算結果が当該予測対象時刻の回収可能熱量としてデータベース３４に格納される。 The recoverable heat amount is calculated based on the increase / decrease of the recoverable heat amount region calculated in this way.
In other words, when the recoverable heat amount region increases (when the recovered heat amount decreases and the residual heat amount decreases), the recoverable heat amount that can be newly recovered from the generator 8 increases. Therefore, for example, when the city water temperature is 15 ° C. and the lowest temperature of the hot water storage tank 2 is 25 ° C., the area of the recoverable heat amount (water amount) is increased by the lowest temperature (25 ° C.) of the hot water storage tank 2. The newly increased recoverable heat quantity is calculated by dividing by the temperature obtained by subtracting the city water temperature (15 ° C.) from the temperature. The calculated recoverable heat amount is added to the recoverable heat amount calculated before the prediction target time, and the addition result is stored in the database 34 as the recoverable heat amount at the prediction target time.

一方、回収可能熱量の領域が減少した場合（回収熱量増の場合）には、発電機８から熱回収できる回収可能熱量が減少する。そこで、例えば、市水温度が１５℃、貯湯タンク２の最上部温度が７０℃である場合には、回収可能熱量の領域（水量）増加分を、貯湯タンク２の最上部温度（７０℃）から市水温度（１５℃）を減算した温度で割ることにより、熱回収不能となって減少した回収可能熱量を算出する。そして、算出した回収可能熱量は、当該予測対象時刻の前に算出された回収可能熱量から減算され、その減算結果が当該予測対象時刻の回収可能熱量としてデータベース３４に格納される。   On the other hand, when the region of recoverable heat amount decreases (in the case of increase in recovered heat amount), the recoverable heat amount that can be recovered from the generator 8 decreases. Therefore, for example, when the city water temperature is 15 ° C. and the uppermost temperature of the hot water storage tank 2 is 70 ° C., the area of the recoverable heat amount (water amount) is increased by the uppermost temperature (70 ° C.) of the hot water storage tank 2. By dividing by the temperature obtained by subtracting the city water temperature (15 ° C.), the recoverable amount of heat that is reduced due to the inability to recover heat is calculated. The calculated recoverable heat amount is subtracted from the recoverable heat amount calculated before the prediction target time, and the subtraction result is stored in the database 34 as the recoverable heat amount at the prediction target time.

上記処理を０〜４７時まで繰り返すと、０〜４７時の各時刻毎に回収可能熱量が設定される。上記一連の処理は、計測段階で把握可能なデータをもとに実行されるため、各予測対象時刻の回収可能熱量が精度良く算出される。また、貯湯タンク２の残熱量を使用する場合、予測対象時刻の次の時刻に回収可能熱量を設定する際に残熱量の減少が反映されるため、実態に即した回収可能熱量が精度良く算出される。   When the above process is repeated from 0 to 47:00, the recoverable heat amount is set for each time from 0 to 47:00. Since the series of processes is executed based on data that can be grasped at the measurement stage, the recoverable heat quantity at each prediction target time is calculated with high accuracy. In addition, when using the amount of heat remaining in the hot water storage tank 2, since the decrease in the amount of remaining heat is reflected when setting the amount of heat that can be recovered at the time following the prediction target time, the amount of heat that can be recovered is accurately calculated according to the actual situation. Is done.

上記のように回収可能熱量を設定したら、図１６のＳ４６以降の処理で、仮起動時刻から順に一次エネルギー量を算出していく。Ｓ４６では、Ｓ４４で算出した残熱量０を読み出し、当該予測対象時刻の残熱量が０より小さいか否かを判断する。つまり、予測対象時刻が熱不足か否かを判断する。予測対象時刻の残熱量が０より小さい場合には（Ｓ４６：ＹＥＳ）、Ｓ４７において、不足時刻にガスボイラ（追い焚きバーナ）１４を起動し、不足分熱量を補う。
そして、Ｓ４８において、Ｓ４４で算出した予測対象時刻の残熱量に、予測対象日前日に家庭用コジェネシステム１を停止した後から予測対象時刻までの各時刻で発生する放熱分をＳ３２で求めた放熱率をもとに算出し、算出した放熱分をＳ４４で算出した予測対象時刻の残熱量に反映させる。その後、Ｓ４９において、予測対象時刻の一次エネルギー量を算出し、予測対象時刻と関連付けてデータベース３４に格納する。そして、Ｓ５０において、予測対象時刻（計算時刻）が４７時であるか否かを判断する。Ｓ５０において、予測対象時刻（計算時刻）が４７時でない場合には（図１６のＳ５０：ＮＯ）、Ｓ５１において、予測対象時刻（計算時刻）を１時間遅らせて、図１５のＳ３５以降の処理を実行する。以後、Ｓ３５以降の処理を繰り返す。 When the recoverable heat amount is set as described above, the primary energy amount is calculated in order from the temporary activation time in the processing after S46 in FIG. In S46, the remaining heat amount 0 calculated in S44 is read, and it is determined whether or not the remaining heat amount at the prediction target time is smaller than 0. That is, it is determined whether the prediction target time is insufficient for heat. If the remaining heat amount at the prediction target time is smaller than 0 (S46: YES), in S47, the gas boiler (reheating burner) 14 is activated at the shortage time to compensate for the shortage heat amount.
And in S48, the amount of heat generated at each time from the time when the household cogeneration system 1 is stopped on the day before the prediction target date to the prediction target time is calculated as the residual heat amount at the prediction target time calculated in S44. Based on the rate, the calculated heat release is reflected in the residual heat amount at the prediction target time calculated in S44. Thereafter, in S49, the primary energy amount of the prediction target time is calculated and stored in the database 34 in association with the prediction target time. In S50, it is determined whether or not the prediction target time (calculation time) is 47:00. In S50, when the prediction target time (calculation time) is not 47:00 (S50: NO in FIG. 16), in S51, the prediction target time (calculation time) is delayed by 1 hour, and the processes after S35 in FIG. Execute. Thereafter, the processing after S35 is repeated.

これに対し、予測対象時刻の残熱量が０以上である場合には（Ｓ４６：ＮＯ）、Ｓ５２において、仮運転パターンを実行したときに予測対象時刻に発電機８から回収される回収熱量を算出する。そして、予測対象時刻の回収熱量とＳ４５において設定した予測対象時刻の回収可能熱量とを比較する。予測対象時刻の回収熱量が予測対象時刻の回収可能熱量より小さい場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、貯湯タンク２に熱回収可能なので、Ｓ４８に進む。Ｓ４８以降の処理は上述したので説明を省略する。   On the other hand, when the residual heat amount at the prediction target time is 0 or more (S46: NO), the recovered heat amount recovered from the generator 8 at the prediction target time when the temporary operation pattern is executed is calculated at S52. To do. Then, the heat recovery amount at the prediction target time is compared with the recoverable heat amount at the prediction target time set in S45. When the amount of heat recovered at the prediction target time is smaller than the amount of heat recoverable at the prediction target time (S52: YES), the heat can be recovered in the hot water storage tank 2, and the process proceeds to S48. Since the processing after S48 has been described above, the description thereof will be omitted.

予測対象時刻が４７時になるまで上記処理を繰り返すことにより、当該仮運転パターンの０〜４７時までに消費する一次エネルギー量を算出したら（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ５５に進み、予測対象日と予測対象日翌日の２日分の一次エネルギー量を算出して、当該仮運転パターンに関連付けてデータベース３４に格納する。   If the primary energy amount consumed by 0 to 47:00 of the temporary operation pattern is calculated by repeating the above processing until the prediction target time reaches 47:00 (S50: YES), the process proceeds to S55, and the prediction target date and the prediction target The amount of primary energy for two days on the next day is calculated and stored in the database 34 in association with the temporary operation pattern.

一方、予測対象時刻の回収熱量がＳ４５で算出した予測対象時刻の回収可能熱量以上である場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、貯湯タンク２に熱回収できないので、非効率な運転となる。この場合は、Ｓ５３において、予測対象時刻（計算時刻）を停止時刻に決定する。また、システムによっては、放熱ラジエータやアイドリング手段を有するものがあり、それらの場合には、それらの短時間の使用によって頻繁な起動・停止を避けることによる省エネ運転を実現できたり、起動・停止に伴うシステムの劣化などを考慮して運転を継続することができる。そして、Ｓ５４において、仮起動時刻から予測対象時刻までの一次エネルギー量は、Ｓ３５以降の処理を実行して既に算出されているので、当該予測対象時刻以後の位置エネルギー量を各時間毎に算出した後、Ｓ５５に進む。そして、Ｓ５５において、予測対象日と予測対象日翌日の２日分の一次エネルギー量を算出して、当該仮運転パターンに関連付けてデータベース３４に格納する。   On the other hand, when the amount of heat recovered at the prediction target time is equal to or greater than the amount of heat recoverable at the prediction target time calculated in S45 (S52: NO), heat cannot be recovered in the hot water storage tank 2, resulting in inefficient operation. In this case, in S53, the prediction target time (calculation time) is determined as the stop time. In addition, some systems have heat dissipation radiators and idling means. In those cases, energy saving operation can be realized by avoiding frequent start / stop by using them for a short time, and in starting / stopping. The operation can be continued in consideration of the accompanying system degradation. In S54, since the primary energy amount from the temporary activation time to the prediction target time has already been calculated by executing the processing after S35, the potential energy amount after the prediction target time is calculated every time. Then, the process proceeds to S55. In S55, the primary energy amount for two days on the prediction target date and the next day of the prediction target date is calculated and stored in the database 34 in association with the temporary operation pattern.

そして、Ｓ５６において、仮起動時間が１日目の最終時間である２３時であるか否かを判断する。仮起動時刻が２３時でない場合には、仮起動時刻を１時間遅らせるとともに、仮停止時刻を仮起動時刻より１時間遅らせる時間に設定する。そして、図１５のＳ４４以降の処理を再実行し、仮起動時刻と仮停止時刻をずらした後に仮運転パターンの一次エネルギー量を算出する。なお、Ｓ４４以降の処理は上述したので説明を省略する。   Then, in S56, it is determined whether or not the temporary activation time is 23:00, which is the final time of the first day. If the temporary activation time is not 23:00, the temporary activation time is delayed by 1 hour, and the temporary stop time is set to a time that is delayed by 1 hour from the temporary activation time. And the process after S44 of FIG. 15 is re-executed, and after shifting the temporary start time and the temporary stop time, the primary energy amount of the temporary operation pattern is calculated. In addition, since the process after S44 was mentioned above, description is abbreviate | omitted.

以上の処理を繰り返すことにより、仮起動時刻２３時を１時間ずつずらし、その後、その仮起動時刻を固定して、貯湯タンク２の残熱量と熱回収量とで予測熱負荷を賄うように仮停止時刻を仮決めして、４７種類の仮運転パターンを作成する。そして、各運転パターン毎に一次エネルギー量を算出してデータベース３４に格納していく。   By repeating the above processing, the temporary start time 23:00 is shifted by one hour, and then the temporary start time is fixed, and the temporary heat time is so set that the remaining heat amount and the heat recovery amount of the hot water storage tank 2 are covered with the predicted heat load. The stop time is provisionally determined and 47 types of temporary operation patterns are created. Then, the primary energy amount is calculated for each operation pattern and stored in the database 34.

仮起動時刻が２３時になった場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、Ｓ５８において、データベース３４に格納された４７種類の仮運転パターンについて、Ｓ５５で算出した一次エネルギー量を比較し、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンの仮起動時刻と仮停止時刻を１日目（予測対象日）の起動時刻と停止時刻に決定する。   When the temporary activation time is 23:00 (S55: YES), the primary energy amount calculated in S55 is compared for the 47 types of temporary operation patterns stored in the database 34 in S58, and the primary energy amount is minimum. The temporary start time and temporary stop time of the temporary operation pattern are determined as the start time and stop time of the first day (prediction target day).

その後、Ｓ５９において、上記した図１５及び図１６の処理を実行し、予測対象日前日から２日目の４７時（２日目終了）までの一次エネルギー量が最小となる起動、停止時刻を決定する。このとき、家庭用コジェネシステム１が予測対象日前日から予測対象日にかけて連続運転するときの一次エネルギー量が最小の場合には、予測対象日の運転を２日目の連続運転とみなし、１日目の仮停止時刻を２３時に変更する（Ｓ３９、Ｓ５０、Ｓ５４等）。これは、仮停止時刻が２３時を超えていない場合（例えば、仮停止時刻が２１の場合）である。一方、仮停止時刻が２３時を超えている場合には、運転計画段階（例えば、０時）で家庭用コジェネシステム１を運転しているので、連続運転か否かの検討が可能であるため、必要ない。つまり、連続運転時には、図１５のＳ３４で運転中と判断される（Ｓ３４：ＮＯ）。その後、Ｓ３５において、前日の予定停止時刻までの計画を反映するために、予測対象日前日の１時間後を予測対象日の仮起動時刻とする。これにより、予測対象日２が二日目として取り扱われる。そして、Ｓ３５及びＳ３８以降の処理を実行して、連続運転にかかる仮運転パターン毎に一次エネルギー量を算出し、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンの仮起動時刻と仮停止時刻を予測対象日の起動時刻と停止時刻に決定する。これにより、連続運転する場合でも、省エネ性の高い運転パターンの起動時刻と停止時刻を決定することが可能である。   Thereafter, in S59, the above-described processes of FIG. 15 and FIG. 16 are executed, and the start and stop times at which the primary energy amount from the day before the prediction target day to 47:00 on the second day (end of the second day) is minimized are determined. To do. At this time, when the primary energy amount when the household cogeneration system 1 continuously operates from the day before the prediction target day to the prediction target day is minimum, the operation on the prediction target day is regarded as the second day continuous operation. The temporary stop time of the eyes is changed to 23:00 (S39, S50, S54, etc.). This is a case where the temporary stop time does not exceed 23:00 (for example, the temporary stop time is 21). On the other hand, when the temporary stop time exceeds 23:00, the home cogeneration system 1 is operated at the operation planning stage (for example, 0 o'clock), so it is possible to examine whether or not the operation is continuous. ,unnecessary. That is, during continuous operation, it is determined that operation is being performed in S34 of FIG. 15 (S34: NO). Thereafter, in S35, in order to reflect the plan up to the scheduled stop time of the previous day, the temporary start time of the prediction target day is set to one hour after the prediction target day. Thereby, the prediction target date 2 is handled as the second day. And the process after S35 and S38 is performed, primary energy amount is calculated for every temporary operation pattern concerning continuous operation, and the temporary start time and temporary stop time of the temporary operation pattern in which the primary energy amount becomes the minimum are predicted. Decide on day start and stop times. Thereby, even in the case of continuous operation, it is possible to determine the start time and stop time of an operation pattern with high energy saving performance.

予測対象日当日には、家庭用コジェネシステム１は運転パターンに従って運転され、貯湯タンク２に貯湯された給湯水を熱機器１１に供給するとともに、発電電力を電力機器１９に供給する。このとき、発電電力で賄えない電力負荷は商用電力で賄い、給湯水が不足する場合には、ガスボイラ１４で加熱して賄う。なお、予測対象日当日には、家庭用コジェネシステム１はフィードバック制御され、省エネ性を確保するように運転パターンが適宜修正される。具体的には、たとえば、温度センサ１２の計測結果から、貯湯タンク２内の温度分布および各温度の水量を算出し、それらから回収可能熱量を算出する。そして、その回収可能熱量を計画段階の予測値と比較し、ずれがある場合には修正して運転パターンを見直す。   On the day of the prediction target day, the household cogeneration system 1 is operated according to the operation pattern, and supplies hot water stored in the hot water storage tank 2 to the thermal device 11 and supplies generated power to the power device 19. At this time, the power load that cannot be covered by the generated power is covered by commercial power, and when the hot water supply is insufficient, the gas boiler 14 heats the load. Note that the home cogeneration system 1 is feedback-controlled on the prediction target day, and the driving pattern is appropriately corrected so as to ensure energy saving. Specifically, for example, the temperature distribution in the hot water storage tank 2 and the amount of water at each temperature are calculated from the measurement result of the temperature sensor 12, and the recoverable heat amount is calculated therefrom. Then, the recoverable heat amount is compared with the predicted value at the planning stage, and if there is a deviation, it is corrected and the operation pattern is reviewed.

従って、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１の運転制御システムによれば、電力機器１９に発電機８の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機８から発生する排熱を回収して熱機器１１に供給する家庭用コジェネシステム１であって、電力機器１９が消費する電力負荷及び熱機器１１が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて家庭用コジェネシステムの運転パターンを決定するものであって、所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の電力負荷偏差を演算する電力負荷処理手段２４と、電力負荷と電力負荷偏差を、回帰式ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１に当てはめることにより、発電出力ｙ１を演算する発電出力演算手段４１と、を有しているので、発電出力を精度良く予測することができ、省エネ性の高い発電機８の運転を実現することができる。つまり、精度の良い発電出力を用いて発電効率、熱回収率、熱回収量、カバー率などを求めることにより、家庭用コジェネシステム１が設置される家庭の特性に応じた適切な運転パターンが作成され、家庭用コジェネシステム１の省エネ性をより一層向上させることが可能である。   Therefore, according to the operation control system of the home cogeneration system 1 of the present embodiment, the generated power of the generator 8 is supplied to the power equipment 19 and the exhaust heat generated from the generator 8 during power generation is recovered to generate heat. A household cogeneration system 1 for supplying to a device 11, wherein the power load consumed by the power device 19 and the heat load consumed by the thermal device 11 are sampled and integrated at predetermined time intervals, and the household cogeneration system is based on the sampling value. An operation pattern of the system is determined. The power load processing means 24 calculates the power load deviation of the sampled values sampled at a predetermined time interval, and the power load and the power load deviation are expressed by a regression equation y1 = a1 × power load. Power generation output calculating means 41 for calculating the power generation output y1 by applying to + b1 × power load deviation + c1, The output can be predicted with high accuracy, and the operation of the power generator 8 with high energy saving performance can be realized. In other words, by generating power generation efficiency, heat recovery rate, heat recovery amount, cover rate, etc. using accurate power generation output, an appropriate operation pattern according to the characteristics of the home where the home cogeneration system 1 is installed is created. Thus, the energy saving performance of the home cogeneration system 1 can be further improved.

また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１の運転制御システムによれば、所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の偏差を演算する電力負荷処理手段２４と、電力負荷が発電機８の発電出力以下であるときに、電力負荷と電力負荷偏差とを、回帰式ｙ２＝ａ２×電力負荷＋ｂ２×電力負荷偏差＋ｃ２に当てはめることにより、逆潮電力ｙ２を算出する逆潮電力演算手段４２と、を有するので、逆潮電力を精度良く予測することができ、省エネ性の高い発電機８の運転を実現することができる。つまり、精度の良い逆潮電力を用いて買電量などを求めることにより、家庭用コジェネシステム１が設置される家庭の特性に応じた適切な運転パターンが作成され、家庭用コジェネシステム１の省エネ性をより一層向上させることが可能である。   Moreover, according to the operation control system of the home cogeneration system 1 of the present embodiment, the power load processing means 24 that calculates the deviation of the sampled values sampled at predetermined time intervals, and the power load is equal to or lower than the power generation output of the generator 8. When the power load and the power load deviation are applied to the regression equation y2 = a2 × power load + b2 × power load deviation + c2, reverse power power calculating means 42 for calculating the reverse power power y2 is provided. Therefore, the reverse power can be accurately predicted, and the operation of the generator 8 with high energy saving performance can be realized. In other words, by calculating the amount of electricity purchased using accurate backflow power, an appropriate operation pattern corresponding to the characteristics of the home where the home cogeneration system 1 is installed is created, and the energy saving performance of the home cogeneration system 1 is achieved. Can be further improved.

また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１の運転制御システムによれば、電力負荷から発電出力を演算する発電出力演算手段４１と、コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と発電効率又は熱回収効率との関係を発電効率曲線又は熱回収効率として記憶するデータベース３４（図３、図４参照）と、発電出力演算手段４１が演算した発電出力をデータベース３４が記憶する発電効率曲線又は熱回収効率曲線に当てはめることにより発電効率又は熱回収効率を算出する効率算出手段４３と、を有するので、家庭用コジェネシステム１の劣化に応じた発電効率又は熱回収効率を精度良く算出し、省エネ性の高い発電機８の運転を実現することができる。つまり、例えば、家庭用コジェネシステム１の発電効率が運転時間の経過に応じて納入時よりも発電効率が１〜２ポイント低下した場合にも、ポイント低下後の発電効率から運転パターンが決定されるので、家庭用コジェネシステム１の省エネ性をより一層向上させることができる。   Moreover, according to the operation control system of the home cogeneration system 1 of the present embodiment, the power generation output calculation means 41 for calculating the power generation output from the power load, the power generation output reflecting the deterioration of the cogeneration system and the power generation efficiency or heat A database 34 (see FIGS. 3 and 4) for storing the relationship with the recovery efficiency as a power generation efficiency curve or heat recovery efficiency, and a power generation efficiency curve or heat recovery for storing the power generation output calculated by the power generation output calculation means 41. Efficiency calculation means 43 for calculating the power generation efficiency or the heat recovery efficiency by fitting to the efficiency curve, so that the power generation efficiency or the heat recovery efficiency corresponding to the deterioration of the home cogeneration system 1 can be accurately calculated, High operation of the generator 8 can be realized. That is, for example, even when the power generation efficiency of the household cogeneration system 1 is reduced by 1 to 2 points from the time of delivery as the operation time elapses, the operation pattern is determined from the power generation efficiency after the point decrease. Therefore, the energy-saving property of the household cogeneration system 1 can be further improved.

特に、家庭用コジェネシステム１の運転時間を累積的に計測して記憶する累積運転時間計測手段３５と、家庭用コジェネシステム１の起動・停止回数を累積的に計測して記憶する起動・停止回数計測手段３６と、を有し、発電効率曲線又は熱回収効率曲線は、回帰式ｙ３＝ａ３×累積運転時間ｄ＋ｂ３×起動・停止回数ｅ＋ｃ３又はｙ４＝ａ４×累積運転時間ｆ＋ｂ４×起動・停止回数ｇ＋ｃ４により発電効率劣化係数ｙ３又は熱回収効率劣化係数ｙ４が設定されているので、システムの劣化を考慮して発電効率曲線や熱回収率曲線を簡易に変更することができる。
そして、発電効率曲線や熱回収率曲線に回帰式（ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１（又はｙ５＝ａ１×電力負荷＋ｂ５×電力負荷偏差＋ｃ５））より算出した発電出力ｙ１（又はｙ５）を当てはめて、発電効率や熱回収率を算出するので、発電効率や熱回収率を精度良く算出することができる。 In particular, the cumulative operation time measuring means 35 that cumulatively measures and stores the operation time of the home cogeneration system 1 and the number of start / stops that cumulatively measures and stores the start / stop frequency of the home cogeneration system 1. A power generation efficiency curve or a heat recovery efficiency curve, the regression equation y3 = a3 × cumulative operation time d + b3 × starting / stopping number e + c3 or y4 = a4 × cumulative operation time f + b4 × starting Since the power generation efficiency deterioration coefficient y3 or the heat recovery efficiency deterioration coefficient y4 is set by the number of stops g + c4, the power generation efficiency curve and the heat recovery rate curve can be easily changed in consideration of system deterioration.
Then, the power generation output y1 (or the power generation efficiency curve or heat recovery rate curve) calculated from the regression equation (y1 = a1 × power load + b1 × power load deviation + c1 (or y5 = a1 × power load + b5 × power load deviation + c5)) Since y5) is applied to calculate the power generation efficiency and the heat recovery rate, the power generation efficiency and the heat recovery rate can be calculated with high accuracy.

また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１の運転制御システムによれば、電力機器１９に発電機８の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機８から発生する排熱を回収して熱機器１１に供給する家庭用コジェネシステム１であって、電力機器１９が消費する電力負荷及び熱機器１１が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて家庭用コジェネシステム１の運転パターンを決定するものであって、家庭用コジェネシステムが停止した後、次に起動するまでの停止経過時間を予測する停止後経過時間予測手段３８と、外気温を測定する外気温測定手段３７と、家庭用コジェネシステム１の停止経過時間を予め複数に区分し、各区分毎に外気温と家庭用コジェネシステム１の起動・停止エネルギーとの関係を関数マップとして記憶するデータベース３４と、停止後経過時間予測手段３８が予測した停止経過時間から関数マップの区分を選択し、外気温測定手段３７が測定した外気温を選択した区分に当てはめて起動・停止エネルギーを算出する起動・停止エネルギー算出手段４４と、を有するので、使用状況や環境などの実態に即した起動・停止エネルギーを精度良く算出することができ、省エネ性の高い家庭用コジェネシステム１の運転を実現することができる。つまり、家庭用コジェネシステム１がいわゆるコールドスタートする場合と、いわゆるホットスタートする場合とに分けて起動・停止エネルギーを算出することができる。   Further, according to the operation control system of the home cogeneration system 1 of the present embodiment, the power generated by the generator 8 is supplied to the power device 19 and the exhaust heat generated from the generator 8 during power generation is recovered to generate heat. A household cogeneration system 1 for supplying to a device 11, wherein the power load consumed by the power device 19 and the heat load consumed by the thermal device 11 are sampled and integrated at predetermined time intervals, and the household cogeneration system is based on the sampling value. The operation pattern of the system 1 is determined, and after the home cogeneration system is stopped, the post-stop elapsed time predicting means 38 that predicts the stop elapsed time until the next start, and the outside air temperature for measuring the outside air temperature The measurement means 37 and the elapsed stop time of the home cogeneration system 1 are divided into a plurality of times in advance, and the outside air temperature and the start / stop energy of the home cogeneration system 1 are divided for each section. A function map is selected from the database 34 that stores the relationship with the engine G as a function map, and the elapsed stop time predicted by the post-stop elapsed time predicting means 38, and the external temperature measured by the external air temperature measuring means 37 is selected. And a start / stop energy calculating means 44 for calculating start / stop energy by applying to the above, so that the start / stop energy can be accurately calculated in accordance with the actual conditions of use, environment, etc., and energy saving is high. The operation of the home cogeneration system 1 can be realized. That is, the start / stop energy can be calculated separately when the home cogeneration system 1 is so-called cold start and when it is so-called hot start.

また、本実施の形態の家庭用コジェネシステムの運転制御システムによれば、発電機８の排熱を回収する貯湯タンク２に設けられた温度センサ１２により、貯湯タンク２内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク２内温度分布を計算する温度分布計算手段と、発電機８の冷却水として使用される貯湯タンク２内の水が、効率的な運転を可能とする上限温度である貯湯タンク２内位置を決定する上限温度位置決定手段と、貯湯タンク２内の上限温度以下となる領域の水量を算出し、その水量の回収可能熱量を算出する回収可能熱量算出手段と、を有するので（図２の貯湯タンク回収可能熱量算出手段、図１５のＳ４５参照）、貯湯可能な熱量をもとに回収可能熱量を算出するのではなく、効率的な運転を可能とする上限温度をもとに実態に即した回収可能熱量を精度良く算出することができ、省エネ性の高い家庭用コジェネシステム１の運転を実現することができる。   Moreover, according to the operation control system of the domestic cogeneration system of this embodiment, the temperature of each part in the hot water storage tank 2 is measured by the temperature sensor 12 provided in the hot water storage tank 2 for recovering the exhaust heat of the generator 8. The temperature distribution calculating means for calculating the temperature distribution in the hot water storage tank 2 based on the measurement result and the upper limit that enables the water in the hot water storage tank 2 used as the cooling water for the generator 8 to operate efficiently. An upper limit temperature position determining means for determining a position in the hot water storage tank 2 that is a temperature, a recoverable heat amount calculating means for calculating a water amount in a region that is equal to or lower than the upper limit temperature in the hot water storage tank 2, and calculating a recoverable heat amount of the water amount; (Refer to S45 in FIG. 2 for calculating the amount of heat that can be collected in the hot water storage tank in FIG. 2), so that the recoverable heat amount is not calculated based on the amount of heat that can be stored in the hot water, but an upper limit that enables efficient operation. Temperature The recoverable amount of heat adapted to the actual situation can be accurately calculated, it is possible to realize the operation of the high household cogeneration system 1 energy efficient to.

さらに、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１の運転制御システムによれば、運転パターン計画段階に、発電機８の排熱を回収する貯湯タンク２に設けられた温度センサ１２により、貯湯タンク２内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク２内温度分布を計算する温度分布計算手段と、発電機８の冷却水として使用される貯湯タンク２内の水が、効率的な運転を可能とする上限温度である貯湯タンク２内位置を決定する上限温度位置決定手段と、貯湯タンク２内の上限温度以下となる領域の水量を算出し、その水量の回収可能熱量を算出する回収可能熱量算出手段と、運転パターン計画段階に温度センサの計測結果をもとに貯湯タンク２の残熱量を算出する残熱量算出手段と、運転パターン計画段階での貯湯タンク残熱量と、発電機からの回収熱量とを別々にデータを保管し、所定時間帯に発電機からの回収熱量があった場合には、その回収熱量を発電機からの回収熱量に加算し、使用熱量があった場合は、その使用熱量を発電機８の回収熱量から減算し、不足する場合に、運転パターン計画段階で貯湯タンク残熱量から減算する回収熱量増減手段と、所定時間帯において発電機からの回収熱量が増加した場合に、回収熱量増加分から貯湯タンク２の下部から回収水が循環して戻った水量を算出する回収熱量算出手段と、所定時間帯において発電機からの回収熱量が減少した場合に、回収熱量減少分から貯湯タンク２へ給水した水量を算出する第１給水量算出手段と、所定時間帯において運転パターン計画段階の貯湯タンク残熱量が減少した場合に、運転パターン計画段階の貯湯タンク残熱量減少分から貯湯タンク２へ給水した水量を算出する第２給水量算出手段と、貯湯タンク２からの放熱損による損失熱量から、新たに貯湯タンクに回収可能となる熱量を算出する放熱損算出手段と、を有し、所定時間帯における回収可能熱量の増減を算出し、所定時間帯前の時間帯における回収可能熱量に回収可能熱量変化分を加減することによって、所定時間帯の回収可能熱量を算出するので（図２の貯湯タンク回収可能熱量算出手段、図１５のＳ４５参照）、運転パターン計画段階において、効率的な運転を可能とする上限温度を考慮した回収可能熱量を精度良く算出することができ、省エネ性の高い家庭用コジェネシステム１の運転を実現することができる。つまり、計画段階で回収可能熱量を実態に即して予測するので、停止時刻を見誤りにくく、予測対象日当日に運転パターンに従って家庭用コジェネシステム１を運転したときに、家庭用コジェネシステム１が予定停止時刻前に停止して、熱不足を発生するおそれが少ない。   Furthermore, according to the operation control system of the household cogeneration system 1 of the present embodiment, the hot water storage tank 2 is provided by the temperature sensor 12 provided in the hot water storage tank 2 for recovering the exhaust heat of the generator 8 at the operation pattern planning stage. The temperature distribution calculating means for measuring the temperature of each part of the inside and calculating the temperature distribution in the hot water storage tank 2 based on the measurement result and the water in the hot water storage tank 2 used as cooling water for the generator 8 are efficient. The upper limit temperature position determining means for determining the position in the hot water storage tank 2 that is the upper limit temperature that enables safe operation, and the amount of water in the region below the upper limit temperature in the hot water storage tank 2 is calculated, and the recoverable heat amount of the water amount is calculated Recoverable heat amount calculating means, residual heat amount calculating means for calculating the residual heat amount of the hot water storage tank 2 based on the measurement result of the temperature sensor at the operation pattern planning stage, and residual heat amount of the hot water storage tank at the operation pattern planning stage The data collected separately from the amount of heat recovered from the generator, and if there is heat recovered from the generator during a specified time period, the amount of recovered heat is added to the amount of heat recovered from the generator. If there is, the amount of heat used is subtracted from the recovered heat amount of the generator 8, and if it is insufficient, the recovered heat amount increasing / decreasing means for subtracting from the hot water tank residual heat amount at the operation pattern planning stage, When the amount of recovered heat increases, recovered heat amount calculation means for calculating the amount of recovered water circulated and returned from the lower part of the hot water storage tank 2 from the increased amount of recovered heat, and when the amount of recovered heat from the generator decreases in a predetermined time zone In addition, a first water supply amount calculating means for calculating the amount of water supplied to the hot water storage tank 2 from the reduced amount of recovered heat, and an operation pattern when the residual heat amount of the hot water storage tank at the operation pattern planning stage decreases in a predetermined time zone. The amount of heat that can be newly recovered in the hot water storage tank is calculated from the second water supply amount calculating means for calculating the amount of water supplied to the hot water storage tank 2 from the decrease in the residual heat storage amount of the hot water storage tank in the planning stage and the amount of heat lost due to the heat dissipation loss from the hot water storage tank 2. A heat dissipation loss calculating means for calculating, and calculating an increase / decrease in recoverable heat amount in a predetermined time zone, and adding / subtracting the recoverable heat amount change amount to a recoverable heat amount in a time zone before the predetermined time zone, for a predetermined time Since the heat recoverable heat amount of the belt is calculated (see the hot water tank recoverable heat amount calculating means in FIG. 2, S45 in FIG. 15), in the operation pattern planning stage, the recoverable heat amount in consideration of the upper limit temperature that enables efficient operation Can be calculated with high accuracy, and the operation of the household cogeneration system 1 with high energy saving can be realized. That is, since the amount of heat that can be recovered is predicted according to the actual situation at the planning stage, it is difficult to mistake the stop time, and when the household cogeneration system 1 is operated according to the operation pattern on the prediction target day, There is little risk of running out of heat due to stopping before the scheduled stop time.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various applications are possible.

本発明の実施の形態に係り、家庭用コジェネシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a household cogeneration system according to an embodiment of the present invention. 同じく、マイクロコンピュータのブロック図である。Similarly, it is a block diagram of a microcomputer. 同じく、発電効率曲線を示す図であって、縦軸に発電効率を示し、横軸に発電出力を示している。Similarly, it is a figure which shows a power generation efficiency curve, Comprising: The vertical axis | shaft shows power generation efficiency and the horizontal axis | shaft has shown the power generation output. 同じく、熱回収率曲線を示す図であって、縦軸に熱回収率を示し、横軸に発電出力を示している。Similarly, it is a figure which shows a heat recovery rate curve, Comprising: The heat recovery rate is shown on the vertical axis | shaft and the electric power generation output is shown on the horizontal axis. 同じく、関数マップを示す図であって、縦軸に起動・停止エネルギーを示し、横軸に外気温を示している。さらに、実線Ｌ１は、停止時間が０〜Ｘ時間を示し、実線Ｌ２は、停止時間がＸ〜Ｙ時間を示し、実線Ｌ３は、停止時間がＹ時間以上を示している。Similarly, it is a figure which shows a function map, Comprising: Startup / stop energy is shown on the vertical axis | shaft and the external temperature is shown on the horizontal axis. Further, a solid line L1 indicates a stop time of 0 to X hours, a solid line L2 indicates a stop time of X to Y hours, and a solid line L3 indicates a stop time of Y hours or more. 同じく、負荷データの蓄積処理を示す図である。Similarly, it is a figure which shows the accumulation | storage process of load data. 同じく、電力負荷データの一例を示し、縦軸に電力負荷（ｋＷ）を示し、横軸に時間を示している。Similarly, an example of power load data is shown, with the vertical axis indicating power load (kW) and the horizontal axis indicating time. 同じく、熱負荷データの一例を示し、縦軸に熱負荷（ｋＪ）を示し、横軸に時間を示している。Similarly, an example of thermal load data is shown, the vertical axis indicates the thermal load (kJ), and the horizontal axis indicates time. 同じく、電力積算負荷と電力負荷の関係を経時的に示す図であって、縦軸に電力量（ｋＷ）を示し、横軸に時間を示している。Similarly, it is a figure which shows the relationship between electric power integration load and electric power load with time, Comprising: Electric power (kW) is shown on the vertical axis | shaft and time is shown on the horizontal axis. 同じく、熱積算負荷と熱負荷との関係を経時的に示す図であって、縦軸に熱量（ｋＪ）を示し。横軸に時間を示している。Similarly, it is a figure which shows the relationship between heat integration load and heat load with time, Comprising: Amount of heat (kJ) is shown on the vertical axis. Time is shown on the horizontal axis. 同じく、発電出力の算出を三次元的に表現した図である。Similarly, it is the figure which expressed the calculation of power generation output three-dimensionally. 同じく、電力積算負荷と発電出力を経時的に示す図であって、縦軸に電力量（ｋＷ）を示し、横軸に時間を示している。Similarly, it is a figure which shows an electric power integration load and electric power generation output with time, Comprising: Electric power (kW) is shown on the vertical axis | shaft and time is shown on the horizontal axis. 同じく、逆潮電力の算出を三次元的に表現した図である。Similarly, it is the figure which expressed the calculation of reverse power in three dimensions. 同じく、劣化係数の変化を三次元的に表現した図である。Similarly, it is the figure which expressed the change of the degradation coefficient in three dimensions. 同じく、電力負荷・熱負荷予測と起動・停止時刻決定処理のフローチャートである。Similarly, it is a flowchart of a power load / thermal load prediction and start / stop time determination processing. 同じく、電力負荷・熱負荷予測と起動・停止時刻決定処理のフローチャートである。Similarly, it is a flowchart of a power load / thermal load prediction and start / stop time determination processing. 同じく、回収熱量の増減を概念的に示した図である。Similarly, it is the figure which showed the increase / decrease in recovery | restoration calorie | heat amount notionally. 逆潮電力の発生の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of generation | occurrence | production of reverse power. 逆潮電力と電力負荷の関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between reverse power and electric power load.

符号の説明Explanation of symbols

１ 家庭用コジェネシステム
８ 発電機
１１ 熱機器
１９ 電力機器
２０ 電力計
２２ マイクロコンピュータ
２３ 電力負荷積算手段
２７ 運転パターン仮決め手段
２８ 消費エネルギー量演算手段
２９ 運転パターン選定手段
３５ 累積運転時間計測手段
３６ 起動・停止回数計測手段
３７ 外気温センサ
３８ 停止後経過時間予測手段
３９ 運転時間計測手段
２４ 電力負荷処理手段
４１ 発電出力演算手段
４２ 逆潮電力演算手段
４３ 効率算出手段
４４ 起動・停止エネルギー算出手段
４５ 貯湯タンク回収可能熱量算出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Household cogeneration system 8 Generator 11 Thermal equipment 19 Electric power equipment 20 Wattmeter 22 Microcomputer 23 Electric power load integration means 27 Operation pattern provisional determination means 28 Energy consumption calculation means 29 Operation pattern selection means 35 Accumulated operation time measurement means 36 Start-up Stop count measuring means 37 Outside air temperature sensor 38 Elapsed time predicting means 39 Operating time measuring means 24 Power load processing means 41 Power generation output calculating means 42 Reverse power power calculating means 43 Efficiency calculating means 44 Start / stop energy calculating means 45 Hot water storage Tank recoverable heat amount calculation means

Claims (10)

電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の電力負荷偏差を演算する電力負荷偏差演算手段と、
前記電力負荷と前記電力負荷偏差を、回帰式
ｙ１＝ａ１×電力負荷＋ｂ１×電力負荷偏差＋ｃ１
に当てはめることにより、発電出力ｙ１を演算する発電出力演算手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
A power load deviation calculating means for calculating a power load deviation of a sampled value sampled at the predetermined time interval;
The power load and the power load deviation are expressed as regression equation y1 = a1 × power load + b1 × power load deviation + c1.
To the generated power output calculating means for calculating the generated power output y1,
An operation control system for a cogeneration system, comprising: 電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記所定時間間隔でサンプリングしたサンプリング値の偏差を演算する電力負荷偏差演算手段と、
前記電力負荷が前記発電機の最小発電出力以下であるときに、前記電力負荷と前記電力負荷偏差とを、回帰式
ｙ２＝ａ２×電力負荷＋ｂ２×電力負荷偏差＋ｃ２
に当てはめることにより、逆潮電力ｙ２を算出する逆潮電力演算手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
Power load deviation calculating means for calculating the deviation of the sampled values sampled at the predetermined time interval;
When the power load is less than or equal to the minimum power output of the generator, the power load and the power load deviation are expressed as regression equation y2 = a2 × power load + b2 × power load deviation + c2.
By applying to, the reverse flow power calculation means for calculating the reverse flow power y2,
An operation control system for a cogeneration system, comprising: 電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記電力負荷から発電出力を演算する発電出力演算手段と、
前記コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と発電効率との関係を発電効率曲線として記憶する発電効率曲線記憶手段と、
前記発電出力演算手段が演算した発電出力を前記発電効率曲線記憶手段が記憶する発電効率曲線に当てはめることにより前記発電効率を算出する発電効率算出手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
Power generation output calculating means for calculating a power generation output from the power load;
Power generation efficiency curve storage means for storing a relationship between power generation output and power generation efficiency reflecting the degradation of the cogeneration system as a power generation efficiency curve;
Power generation efficiency calculation means for calculating the power generation efficiency by applying the power generation output calculated by the power generation output calculation means to the power generation efficiency curve stored in the power generation efficiency curve storage means;
An operation control system for a cogeneration system, comprising: 請求項３に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記コージェネレーションシステムの運転時間を計測して記憶する運転時間計測手段と、
前記コージェネレーションシステムの起動・停止回数を計測して記憶する起動・停止回数計測手段と、を有し、
前記発電効率曲線は、回帰式
ｙ３＝ａ３×累積運転時間ｄ＋ｂ３×起動・停止回数ｅ＋ｃ３
により発電効率劣化係数ｙ３が設定されていること、を特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 In the operation control system of the cogeneration system according to claim 3,
An operation time measuring means for measuring and storing the operation time of the cogeneration system;
A start / stop count measuring means for measuring and storing the start / stop count of the cogeneration system, and
The power generation efficiency curve is represented by regression equation y3 = a3 × cumulative operation time d + b3 × starting / stopping frequency e + c3.
An operation control system for a cogeneration system, characterized in that the power generation efficiency deterioration coefficient y3 is set by 電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記電力負荷から発電出力を演算する発電出力演算手段と、
前記コージェネレーションシステムの劣化を反映した発電出力と熱回収効率との関係を熱回収効率曲線として記憶する熱回収効率曲線記憶手段と、
前記発電出力演算手段が演算した発電出力を前記熱回収効率曲線記憶手段が記憶する熱回収効率曲線に当てはめることにより前記熱回収効率を算出する熱回収効率算出手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
Power generation output calculating means for calculating a power generation output from the power load;
Heat recovery efficiency curve storage means for storing, as a heat recovery efficiency curve, the relationship between the power generation output reflecting the deterioration of the cogeneration system and the heat recovery efficiency;
Heat recovery efficiency calculation means for calculating the heat recovery efficiency by applying the power generation output calculated by the power generation output calculation means to a heat recovery efficiency curve stored in the heat recovery efficiency curve storage means;
An operation control system for a cogeneration system, comprising: 請求項５に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記コージェネレーションシステムの運転時間を計測して記憶する運転時間計測手段と、
前記コージェネレーションシステムの起動・停止回数を計測して記憶する起動・停止回数計測手段と、を有し、
前記熱回収効率曲線は、回帰式
ｙ４＝ａ４×累積運転時間ｆ＋ｂ４×起動・停止回数ｇ＋ｃ４
により熱回収効率劣化係数ｙ４が設定されていること、を特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 In the operation control system of the cogeneration system according to claim 5,
An operation time measuring means for measuring and storing the operation time of the cogeneration system;
A start / stop count measuring means for measuring and storing the start / stop count of the cogeneration system, and
The heat recovery efficiency curve is represented by regression equation y4 = a4 × cumulative operation time f + b4 × starting / stopping frequency g + c4.
An operation control system for a cogeneration system, characterized in that a heat recovery efficiency deterioration coefficient y4 is set by 請求項３乃至請求項６の何れか一つに記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記発電出力演算手段は、
前記所定時間間隔でサンプリングした電力負荷の偏差を算出し、電力負荷と電力負荷偏差を回帰式
ｙ５＝ａ５×電力負荷＋ｂ５×電力負荷偏差＋ｃ５
に当てはめることにより発電出力ｙ５を演算すること、
を特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 In the operation control system of the cogeneration system according to any one of claims 3 to 6,
The power generation output calculating means includes
The deviation of the power load sampled at the predetermined time interval is calculated, and the power load and the power load deviation are represented by a regression equation y5 = a5 × power load + b5 × power load deviation + c5.
To calculate the power generation output y5 by applying to
Cogeneration system operation control system characterized by 電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
コージェネレーションシステムが停止した後、次に起動するまでの停止経過時間を予測する停止後経過時間予測手段と、
外気温を測定する外気温測定手段と、
前記コージェネレーションシステムの停止経過時間を予め複数に区分し、各区分毎に外気温と前記コージェネレーションシステムの起動・停止エネルギーとの関係を関数マップとして記憶する起動・停止エネルギー関数マップ記憶手段と、
前記停止後経過時間予測手段が設定した停止経過時間から前記関数マップの区分を選択し、前記外気温測定手段が測定した外気温を選択した区分に当てはめて起動・停止エネルギーを算出する起動・停止エネルギー算出手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
A post-stop elapsed time predicting means for predicting a stop elapsed time until the next start after the cogeneration system stops;
An outside temperature measuring means for measuring outside temperature;
The start / stop energy function map storage means for storing the relationship between the outside temperature and the start / stop energy of the cogeneration system as a function map for each section, and dividing the elapsed time of stop of the cogeneration system into a plurality of sections,
The function map is selected from the stop elapsed time set by the post-stop elapsed time predicting means, and the start / stop energy is calculated by applying the outside temperature measured by the outside air temperature measuring means to the selected section. Energy calculating means;
An operation control system for a cogeneration system, comprising: 電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記発電機の排熱を回収する貯湯タンクに設けられた温度センサにより、前記貯湯タンク内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク内温度分布を計算する温度分布計算手段と、
前記発電機の冷却水として使用される前記貯湯タンク内の水が、効率的な運転を可能とする上限温度である貯湯タンク内位置を決定する上限温度位置決定手段と、
前記貯湯タンク内の前記上限温度以下となる領域の水量を算出し、その水量の回収可能熱量を算出する回収可能熱量算出手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
Temperature distribution calculation means for measuring the temperature of each part in the hot water storage tank by a temperature sensor provided in the hot water storage tank for recovering the exhaust heat of the generator and calculating the temperature distribution in the hot water storage tank based on the measurement result; ,
Upper-limit temperature position determining means for determining the position in the hot water storage tank that is the upper limit temperature at which the water in the hot water storage tank used as cooling water for the generator is capable of efficient operation;
Recoverable heat amount calculating means for calculating the amount of water in the hot water storage tank that is equal to or lower than the upper limit temperature and calculating the recoverable heat amount of the water amount;
An operation control system for a cogeneration system, comprising: 電力機器に発電機の発電電力を供給するとともに、発電時に発電機から発生する排熱を回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムであって、前記電力機器が消費する電力負荷及び前記熱機器が消費する熱負荷を所定時間間隔でサンプリングして積算し、サンプリング値に基づいて前記コージェネレーションシステムの運転パターンを決定するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
運転パターン計画段階に、前記発電機の排熱を回収する貯湯タンクに設けられた温度センサにより、貯湯タンク内各部の温度を計測し、この計測結果をもとに貯湯タンク内温度分布を計算する温度分布計算手段と、
前記発電機の冷却水として使用される前記貯湯タンク内の水が、効率的な運転を可能とする上限温度である貯湯タンク内位置を決定する上限温度位置決定手段と、
前記貯湯タンク内の前記上限温度以下となる領域の水量を算出し、その水量の回収可能熱量を算出する回収可能熱量算出手段と、
前記運転パターン計画段階に前記温度センサの計測結果をもとに前記貯湯タンクの残熱量を算出する残熱量算出手段と、
前記運転パターン計画段階での貯湯タンク残熱量と、前記発電機からの回収熱量とを別々にデータを保管し、所定時間帯に前記発電機からの回収熱量があった場合には、その回収熱量を前記発電機からの回収熱量に加算し、使用熱量があった場合は、その使用熱量を前記発電機の回収熱量から減算し、不足する場合に、前記運転パターン計画段階で前記貯湯タンク残熱量から減算する回収熱量増減手段と、
前記所定時間帯において前記発電機からの回収熱量が増加した場合に、回収熱量増加分から前記貯湯タンクの下部から回収水が循環して戻った水量を算出する回収熱量算出手段と、
前記所定時間帯において前記発電機からの回収熱量が減少した場合に、回収熱量減少分から前記貯湯タンクへ給水した水量を算出する第１給水量算出手段と、
前記所定時間帯において前記運転パターン計画段階の前記貯湯タンク残熱量が減少した場合に、前記運転パターン計画段階の前記貯湯タンク残熱量減少分から前記貯湯タンクへ給水した水量を算出する第２給水量算出手段と、
前記貯湯タンクからの放熱損による損失熱量から、新たに前記貯湯タンクに回収可能となる熱量を算出する放熱損算出手段と、を有し、
前記所定時間帯における前記回収可能熱量の増減を算出し、前記所定時間帯前の時間帯における前記回収可能熱量に回収可能熱量変化分を加減することによって、前記所定時間帯の回収可能熱量を算出することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。 A cogeneration system that supplies power generated by a generator to a power device, collects exhaust heat generated from the generator during power generation, and supplies the heat to the heat device, the power load consumed by the power device and the heat device In the operation control system of the cogeneration system that samples and accumulates the heat load consumed by the predetermined time interval, and determines the operation pattern of the cogeneration system based on the sampling value,
During the operation pattern planning stage, the temperature sensor provided in the hot water storage tank that collects the exhaust heat of the generator measures the temperature of each part in the hot water storage tank, and calculates the temperature distribution in the hot water storage tank based on the measurement result. Temperature distribution calculation means;
Upper-limit temperature position determining means for determining the position in the hot water storage tank that is the upper limit temperature at which the water in the hot water storage tank used as cooling water for the generator is capable of efficient operation;
Recoverable heat amount calculating means for calculating the amount of water in the hot water storage tank that is equal to or lower than the upper limit temperature and calculating the recoverable heat amount of the water amount;
A residual heat amount calculating means for calculating a residual heat amount of the hot water storage tank based on a measurement result of the temperature sensor in the operation pattern planning stage;
The hot water tank residual heat amount in the operation pattern planning stage and the recovered heat amount from the generator are stored separately, and when there is a recovered heat amount from the generator in a predetermined time zone, the recovered heat amount Is added to the amount of heat recovered from the generator, and if there is heat used, the amount of heat used is subtracted from the amount of heat recovered from the generator. Means for increasing or decreasing the amount of recovered heat to be subtracted from,
When the amount of heat recovered from the generator increases in the predetermined time zone, a recovery heat amount calculation means for calculating the amount of water returned from the recovered water circulating from the lower part of the hot water storage tank from the increase in the amount of recovered heat;
A first water supply amount calculating means for calculating the amount of water supplied to the hot water storage tank from the reduced amount of recovered heat when the amount of recovered heat from the generator decreases in the predetermined time period;
A second water supply amount calculation that calculates the amount of water supplied to the hot water storage tank from the decrease in the remaining hot water storage tank amount in the operation pattern planning stage when the remaining heat storage tank heat amount in the operation pattern planning stage decreases in the predetermined time zone Means,
A heat dissipation loss calculating means for calculating the amount of heat that can be newly recovered in the hot water storage tank from the heat loss due to the heat dissipation loss from the hot water storage tank;
Calculate the increase or decrease of the recoverable heat amount in the predetermined time zone, and calculate the recoverable heat amount in the predetermined time zone by adding or subtracting the change in recoverable heat amount to the recoverable heat amount in the time zone before the predetermined time zone An operation control system for a cogeneration system.
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