JPH0315231A

JPH0315231A - コージェネレーション設備

Info

Publication number: JPH0315231A
Application number: JP1148893A
Authority: JP
Inventors: Shozo Takeuchi; 竹内　正蔵; Makoto Yamaguchi; 誠山口; Masayuki Inoue; 昌幸井上; Takushi Kobayashi; 小林　卓士
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1991-01-23
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2788486B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】く産業上の利用分野〉本発明は、商用電力と自家用発電装置とで負荷に供給す
る電力を賄うと共に、自家用発電装置から排出される熱
と熱源装置により生成した熱とで負荷に供給する熱量を
賄うようにしたコージェネレーション設備に関する。

〈従来の技術〉従来、エネルギーの有効利用を図るという観点から、自
家用発電装置の駆動エンジンから排出される熱を回収し
、この回収した熱と熱源装置（ボイラー等）により生威
した熱とで、熱負荷に供給する熱量を賄う排熱利用タイ
プのコージェネレーション設備が開発されてきている。

このコージェネレーション設備は、商用電力系統と共に
負荷に電力を供給する自家用発電機と、自家用発電機を
駆動する駆動用エンジンと、駆動用エンジンから排出さ
れる排気ガスを回収する回収バイブと、回収パイプによ
り回収された排気ガスの熱量を蒸気、湯等の熱負荷に対
応した形態に変換する熱交換器と、ボイラとを有する。

そして、商用電力系統と自家用発電装置とを並列運転し
て、自家用発電装置では賄いきれない不足電力を商用電
力で補う。また、熱交換器により回収された熱量により
、ボイラーで生成する熱量の一部を負担させることがで
きる。即ち、エネルギーの有効利用が図れる。

く発明が解決しようとする課題〉しかしながら、上記コージェネレーション設備では、電
気負荷と熱負荷との均衡が取れている場合には、エネル
ギーの有効利用が図れるが、殆どの場合は電気負荷と熱
負荷との均衡が取れていない為、エネルギーの有効利用
が達成できない。

即ち、電気負荷と熱負荷との均衡が取れていない場合に
は、たとえば電気負荷と熱負荷の内の大きい負荷に追従
させて運転しており、大きい方の負荷に供給されるエネ
ルギーと小さい方の負荷が要求するエネルギーとの差が
無駄なエネルギーとなる。従って、エネルギーの有効利
用が図れず、エネルギー費用も増大することになる。

また、エネルギー量とエネルギー費用とが一致するとは
限らず、省エネルギーが省利用に結びつかないケースが
ある。このことは、エネノレギーｌ肖費者にとっては重
大な問題である。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電気
負荷と熱負荷との均衡が取れていない場合であっても、
エネルギーの有効利用を可能にすると共に、エネルギー
費用を最小にするコージェネレーション設備を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するためのこの発明のコージェネレーシ
ョン設備は、負荷に供給される電力を計測する電力計測
手段と、負荷に供給される熱量を計測する熱量計測手段
と、上記電力計測手段、熱量計測手段により計測された
電力データ及び熱量データを入力として、負荷に供給さ
れる電力及び熱量を商用電力、自家用発電装置、及び熱
源装置で賄う為の最小合計エネルギー費用を廣算するエ
ネルギー費用演算手段と、このエネルギー費用演算手段
による虜算結果に基いて自家用発電装置の出力を制御す
る出力制御手段とを有するものである。

く作用〉以上の構成の本発明は、商用電力系統と自家用発電装置
とで負荷に供給する電力を賄うと共に、自家用発電装置
から排出される熱と熱源装置が生成した熱とで負荷に供
給する熱量を賄う場合において、電力計測手段により負
荷に供給される電力を計測すると共に、熱量計測手段に
より負荷に供給される熱量を計測する。エネルギー費用
演算手段は上記計測された電力データ及び熱量データを
入力として、負荷に供給される電力及び熱量を商用電力
、自家用発電装置、及び熱源装置で賄う為の最小合計エ
ネルギー費用を演算する。そして、このエネルギー費用
演算手段による演算結果に基いて出力制御手段が自家用
発電装置の出力を制御することにより、負荷に供給すべ
き必要電力及び必要熱量を最小エネルギー費用で供給す
ることができる。

従って、電気負荷と熱負荷との均衡が取れていない場合
であっても、エネルギーの有効利用を図ることができる
と共に、最小エネネギー費用てコージェネレーション設
備を運転することがてきる。

く実施例〉以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は、本発明のコージェネレーション設備の一実施
例を示すブロック図である。

コージェネレーション設備は、商用電源（１）と、ボイ
ラー（２）と、商用電源（１）と並列運転され、電カ負
荷（３）に電力を供給する複数の自家用発電機（４１）
〈４２〉・・・（４ｎ）と、自家用発電機（４１）　（
４２）・・・（４ｎ）をそれぞれ駆動する駆動用エンジ
ン（５１）　（５２）・・・（５ｎ）と、駆動用エンジ
ン（５１）（５２）・・・（５ｎ）から排出される排気
ガスを回収する排気ガス回収パイプ（（６１）（６２）
・・・（６ｎ）と、排気ガス回収パイプ（８１）（６２
）・・・（６ｎ）により回収された排気ガスの熱量に基
いて蒸気や湯を生成し、上記ボイラー（２）と共に熱負
荷（７）に蒸気や湯を供給する熱交換器（８）と、電力
負荷（３）に供給される電力を計測する電カセンサ（９
）と、熱負荷（７）に供給される熱量を計測する熱量セ
ンサθ０）と、上記両センサ（９）　００）により計測
された電力供給データ及び熱量供給データを入力として
、両負荷（３）　（７）に供給される電力及び熱量を商
用電源（１）、自家用発電機（４１）（４２）・・・（
４ｎ）と、及びボイラー（２）で賄う為の最小エネルギ
ー費用を演算すると共に、この演算結果に基いて駆動用
エンジン（５１）（５２）・・・（５ｎ）の出力を制御
するコンピュータ（１ｌ）を有する。

上記自家用発電機（４１）（４２）・・・（４ｎ）は、
駆動用エンジン（５１）（５２）・・・（５ｎ）からの
回転出力により出力電力が制御されるものである。自家
用発電機（４ｌ）（４２）・・・（４ｎ〉として、それ
ぞれ同一定格のものを使用するのが望ましいが定格が相
違していても使用することが可能である。

駆動用エンジン（５１）（５２）・・・（５ｎ）は、コ
ンピュータ（１ｌ）からの指令により出力が制御される
。この駆動用エンジン（５１）（５２）・・・（５ｎ）
の効率特性は第２図に示される。この効率特性データが
コンピュータ（１１）に記憶されている。尚、自家用発
電機、及び駆動用エンジンの台数は、設置場所や供給容
量に応じて増減することが可能であり、単数であっても
良い。

コンピュータ（１１）は、Ｒ　Ａ　Ｍ　（ｌｌａ）　、
Ｒ　Ｏ　Ｍ（ｌｌｂ）　　Ｃ　Ｐ　Ｕ　（ｌｉｅ）を有
する。上記ＲＡＭ（ｌｌａ）は、両センサ（９）　００
）から入力される現時点の電力データ及び熱量データを
一時格納する。上記Ｒ　Ｏ　Ｍ　（ｌｌｂ）は、カレン
ダー及び時刻表、商用電力料金表、ガス料金表（エンジ
ン（５１）（５２）・・・（５ｎ〉および−（２）の燃
料）、駆動用エンジン（５１）（５２）・・・（５ｎ〉
の効率特性データ、排気ガス回収熱量評価表等のエネル
ギー費用を計算するためのデータを記憶している。上記
商用電力料金及びガス料金は季節や時間帯等によって価
格が変動する。上記ＣＰＵ　（ｌｌｃ）は、Ｒ　Ｏ　Ｍ
　（ｌｌｂ）に記憶されている各種料金表等を参照して
、現時点の必要電力及び必要熱量を商用電源（１）、自
家用発電機（４１）（４２）−　（４ｎ）、及びボイラ
ー（２）で賄う為の最小エネルギー費用を演算し、この
演算結果に基いて駆動用エンジン（５１）（５２）・・
・（５ｎ）の出力を制御するものてある。尚、上紀Ｃ　
Ｐ　Ｕ　（ｌｉｅ）による駆動用エンジン（５１）　（
５２）・・・（５ｎ）の出力制御としては、駆動用エン
ジン（５ｌ）（５２）・・・（５ｎ）出力の運転、停止
、及び出力調整がある。

第３図は、上記コンピュータによる出力制御を示すフロ
ーチャートである。

ステップ■において、電カセンサ（９）から入力される
現時点の電力データ、及び熱量センサ００）から入力さ
れる現時点の熱量データを取り込む。

ステップ■において、現時点の必要電力を商用電力で賄
う場合のの費用Ｃｔを商用電力料金表を参照して算出す
ると共に、現時点の必要熱量をボイラー（２）で行なう
ための費用Ｃ２をガス料金評を参照して算出する。

ステップ■において、費用Ｃｌと費用Ｃ２とを合計して
、自家用発電機（４１）（４２）・・・（４ｎ）を使用
していない場合のエネルギー費用Ｃ３を算出する。

ステップ■において、各自家用発電機（４１）（４２）
・・・（４ｎ）の出力を０〜１００％にした場合におけ
る商用電力料金ＣＩ’を、商用電力料金表を参照して算
出する。

ステップ■において、各自家用発電機（４１）（４２）
・・・（４ｎ）の出力を０〜１００％にした場合におけ
る各駆動用エンジン（５１）　（５２）・・・（５ｎ）
の燃料費Ｃ２’を駆動用エンジン（５１）（５２）・・
・（５ｎ）の効率特性データとガス料金表から算出する
と共に、排気ガス回収熱の評価金額Ｃ４’を排気ガス回
収熱量評価表を参照して算出する。

ステップ■において、下式に基いて自家用発電機（４１
）（４２）・・・（４ｎ）を１〜ｎ台運転した場合にお
けるそれぞれの合計エネルギー費用ＣＴｋを算出する。

Ｃ　Ｔｋ−　Ｃ　ｌ’−ΣＣ４゜ｋ十ΣＣ　２’ｋ　　
　　　・・・１｛但し、ｋ−１．２，３，　・・・ｎで
ある｝ステップ■において、合計エネルギー費用ＣＴｋ
同士を比較し、最小値のＣ　Ｔｋ（ｍｉｎｔ）を選択す
る。

ステップ■において、最小値のＣ　Ｔｋ（ａ＋ｉｎｉ）
と自家用発電機（４１）（４２）・・・（４ｎ）を使用
しでいない場合のエネルギー費用Ｃ３とを比較し、Ｃ　Ｔｋ（ｍｉｎｔ）＜　Ｃ　３の場合には、ステソブ
■においてＣ　Ｔｋ（ｍｉｎｉ）に対応した台数、及び
出力で自家用発電機（４１）　（４２）・・・（４ｎ）
及び駆動用エンジン（５１）（５２〉・・・（５ｎ）を
運転し、ステップ■の処理を繰り返す。

逆にＣ　Ｔｋ（ＩＩｉｎｉ）　＞　Ｃ　３の場合には、
ステップ［株］において駆動用エンジン（５１）（５２
）・・・（５ｎ）を停止し、ステップ■の処理を繰り返
す。

以上の実施例のコージェネレーション設備であれば、カ
レンダー及び時刻表、商用電力料金表、ガス料金表（ボ
イラー（２）およびエンジンの燃料）、駆動用エンジン
（５ｋ）　（５２）・・・（５ｎ）の効率特性データ、
排気ガス回収熱量評価表等のエネルギー費用を計算する
ためのデータを記憶しているので、季節や時間帯等によ
って変動する商用電力料金及びガス料金に対応させて、
電力負荷（３）及び熱負荷（７）に供給すべき電力を最
小エネギー費用を算出することができる。従って、コー
ジェネレーション設備を最小エネルギー費用で運転する
ことができる。

尚、上記内容はガスエンジンシステムに関するものであ
るが、他の駆動機関、燃料の場合でも同様である。

く発明の効果〉以上の本発明は、エネルギー費用演算手段により計測さ
れた電力データ及び熱量データを入力として、負荷に供
給される電力及び熱量を商用電力、自家用発電装置、及
び熱源装置で賄う為の最小合計エネルギー費用を演算し
、このエネルギー費用演算手段による演算結果に基いて
出力制御手段が自家用発電装置の出力を制御することに
より、負荷に供給すべき必要電力及び必要熱量を最小エ
ネルギー費用で供給することができるので、電気負荷と
熱負荷との均衡が取れていない場合であっても、最小エ
ネルギー費用でコージェネレーション設備を運転するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコージェネレーション設備のー実施例
を示すブロック図、第２図は駆動用エンジンの効率特性図、第３図はコンピ
ュータによる出力制御を示すフローチャート。第３図（９）・・・電カセンサ、００）・・・熱量センサ、（
１１）・・・コンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】１、商用電力系統と自家用発電装置とで負荷に供給する
電力を賄うと共に、自家用発電装置から排出される熱と
熱源装置が生成した熱とで負荷に供給する熱量を賄うよ
うにしたコージェネレーション設備において、負荷に供給される電力を計測する電力計測手段と、負荷
に供給される熱量を計測する熱量計測手段と、上記電力
計測手段、熱量計測手段により計測された電力データ及
び熱量データを入力として、負荷に供給される電力及び
熱量を商用電力、自家用発電装置、及び熱源装置で賄う
為の最小合計エネルギー費用を演算するエネルギー費用
演算手段と、このエネルギー費用演算手段による演算結
果に基いて自家用発電装置の出力を制御する出力制御手
段とを有することを特徴とするコージェネレーション設
備。