JPH0926804A - 熱源運転管理装置 - Google Patents
熱源運転管理装置Info
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- JPH0926804A JPH0926804A JP17503795A JP17503795A JPH0926804A JP H0926804 A JPH0926804 A JP H0926804A JP 17503795 A JP17503795 A JP 17503795A JP 17503795 A JP17503795 A JP 17503795A JP H0926804 A JPH0926804 A JP H0926804A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、熱源運転計画の多目的最適解を導出
し得、また、経済性最適運転、省エネルギー性最適運
転、および、環境保全性最適運転を行い得る熱源運転管
理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明は、蒸気を生成し温熱を供給するボ
イラＢＯ１，ＢＯ２と、蒸気を駆動源とし冷熱を供給す
る吸収式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２と、電力を駆動源とし冷
熱を供給するターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２とを含む熱源
装置において、前記ボイラＢＯ１，ＢＯ２，吸収式冷凍
機ＡＲ１，ＡＲ２及びターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２を運
転するにあたって、ファジィ多目的混合０−１計画法を
用いた経済性，省エネルギー性及び環境性の評価基準を
最適化する多目的最適化手段と、ファジィ構造モデリン
グを用いた評価項目の選好構造の抽出手段とを用いるこ
とを特徴とするものである。
し得、また、経済性最適運転、省エネルギー性最適運
転、および、環境保全性最適運転を行い得る熱源運転管
理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明は、蒸気を生成し温熱を供給するボ
イラＢＯ１，ＢＯ２と、蒸気を駆動源とし冷熱を供給す
る吸収式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２と、電力を駆動源とし冷
熱を供給するターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２とを含む熱源
装置において、前記ボイラＢＯ１，ＢＯ２，吸収式冷凍
機ＡＲ１，ＡＲ２及びターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２を運
転するにあたって、ファジィ多目的混合０−１計画法を
用いた経済性，省エネルギー性及び環境性の評価基準を
最適化する多目的最適化手段と、ファジィ構造モデリン
グを用いた評価項目の選好構造の抽出手段とを用いるこ
とを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラ，冷凍機等の
熱源機器の合理的な運転制御を実現する熱源運転管理装
置に関するものである。
熱源機器の合理的な運転制御を実現する熱源運転管理装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大規模熱源や蓄熱システムにおける熱源
機器の合理的な運転制御を実現するためには、二次側の
エネルギー需要を精度良く予測した上で、機器の最適な
運転計画を立案することが必要となる。一般に、最適運
転とは、コストミニマムを意味する場合がほとんどであ
るが、資源枯渇問題や地球環境問題に対する世界的な関
心の高まりにより、最適の意味する範囲は次第に拡大し
つつある。すなわち、熱源システムの運転戦略を決定す
る場面で、経済性以外の評価基準も含めた、多目的最適
化の観点からの意思決定が求められている。
機器の合理的な運転制御を実現するためには、二次側の
エネルギー需要を精度良く予測した上で、機器の最適な
運転計画を立案することが必要となる。一般に、最適運
転とは、コストミニマムを意味する場合がほとんどであ
るが、資源枯渇問題や地球環境問題に対する世界的な関
心の高まりにより、最適の意味する範囲は次第に拡大し
つつある。すなわち、熱源システムの運転戦略を決定す
る場面で、経済性以外の評価基準も含めた、多目的最適
化の観点からの意思決定が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、熱源システムの最適運転計画問
題を複数の評価基準からなる多目的意思決定問題と捉
え、意思決定者との対話によって獲得した運転戦略に関
する選好情報を利用して、熱源運転計画の多目的最適解
を導出し得、また、運用段階におけるエネルギーコスト
の最小化を目標とする経済性最適運転、一次エネルギー
消費量の最小化を目標とする省エネルギー性最適運転、
および、二酸化炭素排出量の最小化を目標とする環境保
全性最適運転を行い得る熱源運転管理装置を提供するこ
とを目的とする。
鑑みてなされたもので、熱源システムの最適運転計画問
題を複数の評価基準からなる多目的意思決定問題と捉
え、意思決定者との対話によって獲得した運転戦略に関
する選好情報を利用して、熱源運転計画の多目的最適解
を導出し得、また、運用段階におけるエネルギーコスト
の最小化を目標とする経済性最適運転、一次エネルギー
消費量の最小化を目標とする省エネルギー性最適運転、
および、二酸化炭素排出量の最小化を目標とする環境保
全性最適運転を行い得る熱源運転管理装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、温熱や冷熱を供給する熱源機器の運転を管
理する熱源運転管理装置において、ファジィ多目的混合
０−１計画法を用いて定量化可能な評価基準を最適化す
る多目的最適化手段と、ファジィ構造モデリングを用い
た評価項目の選好構造の抽出手段とを具備することを特
徴とするものである。
に本発明は、温熱や冷熱を供給する熱源機器の運転を管
理する熱源運転管理装置において、ファジィ多目的混合
０−１計画法を用いて定量化可能な評価基準を最適化す
る多目的最適化手段と、ファジィ構造モデリングを用い
た評価項目の選好構造の抽出手段とを具備することを特
徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態
例を示す構成説明図である。図１において、ＡＲ１は蒸
気を駆動源とし冷熱を供給する吸収式冷凍機（例えば、
冷凍能力６００ＵＳＲｔ，電動機出力９．２ｋＷ，蒸気
消費量２７００ｋｇ／ｈ）、ＡＲ２は蒸気を駆動源とし
冷熱を供給する吸収式冷凍機（例えば、冷凍能力６００
ＵＳＲｔ，電動機出力９．３ｋＷ，蒸気消費量２７００
ｋｇ／ｈ）、ＴＲ１，ＴＲ２は電力を駆動源とし冷熱を
供給するターボ冷凍機（例えば、冷凍能力６００ＵＳＲ
ｔ，電動機出力４００ｋＷ）、ＢＯ１は重油が駆動源で
蒸気を生成し温熱を供給する重油焚き蒸気ボイラ（例え
ば、蒸発量４８００ｋｇ／ｈ，電動機出力１２ｋＷ，燃
料消費量３０２ｋｇ／ｈ）、ＢＯ２は都市ガスが駆動源
で蒸気を生成し温熱を供給するガス焚き蒸気ボイラ（例
えば、蒸発量４８００ｋｇ／ｈ，電動機出力１２ｋＷ，
燃料消費量３１０Ｎｍ3 ／ｈ）、ＣＴＡＲ１，ＣＴＡＲ
２は開放式冷却塔（冷却能力３１２０Ｍｃａｌ／ｈ，電
動機出力２２ｋＷ）、ＣＴＴＲ１，ＣＴＴＲ２は開放式
冷却塔（冷却能力２３４０Ｍｃａｌ／ｈ，電動機出力１
６．５ｋＷ）、ＣＰＡＲ１，ＣＰＡＲ２，ＣＰＴＲ１，
ＣＰＴＲ２はそれぞれ冷水ポンプ、ＣＤＰＡＲ１，ＣＤ
ＰＡＲ２，ＣＤＰＴＲ１，ＣＤＰＴＲ２はそれぞれ冷却
水ポンプ、１０は温熱需要及び冷熱需要を有する負荷、
１１は圧力調整を行う蒸気ヘッダ、１２，１３は圧力調
整を行う冷水ヘッダ、１４は負荷１０からの蒸気を凝縮
して蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２に供給するホットウェル
タンク、１５は監視制御盤１７から運転情報の提供を受
けて熱源システムのファジィ多目的最適運転計画を行う
監視卓、１６は監視卓１５に設けられたディスプレイ、
１７は監視卓１５から最適運転の指示を受けて前記吸収
式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２、ターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ
２、蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２、冷却塔ＣＴＡＲ１，Ｃ
ＴＡＲ２，ＣＴＴＲ１，ＣＴＴＲ２、冷水ポンプＣＰＡ
Ｒ１，ＣＰＡＲ２，ＣＰＴＲ１，ＣＰＴＲ２、冷却水ポ
ンプＣＤＰＡＲ１，ＣＤＰＡＲ２，ＣＤＰＴＲ１，ＣＤ
ＰＴＲ２を制御する監視制御盤である。
の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態
例を示す構成説明図である。図１において、ＡＲ１は蒸
気を駆動源とし冷熱を供給する吸収式冷凍機（例えば、
冷凍能力６００ＵＳＲｔ，電動機出力９．２ｋＷ，蒸気
消費量２７００ｋｇ／ｈ）、ＡＲ２は蒸気を駆動源とし
冷熱を供給する吸収式冷凍機（例えば、冷凍能力６００
ＵＳＲｔ，電動機出力９．３ｋＷ，蒸気消費量２７００
ｋｇ／ｈ）、ＴＲ１，ＴＲ２は電力を駆動源とし冷熱を
供給するターボ冷凍機（例えば、冷凍能力６００ＵＳＲ
ｔ，電動機出力４００ｋＷ）、ＢＯ１は重油が駆動源で
蒸気を生成し温熱を供給する重油焚き蒸気ボイラ（例え
ば、蒸発量４８００ｋｇ／ｈ，電動機出力１２ｋＷ，燃
料消費量３０２ｋｇ／ｈ）、ＢＯ２は都市ガスが駆動源
で蒸気を生成し温熱を供給するガス焚き蒸気ボイラ（例
えば、蒸発量４８００ｋｇ／ｈ，電動機出力１２ｋＷ，
燃料消費量３１０Ｎｍ3 ／ｈ）、ＣＴＡＲ１，ＣＴＡＲ
２は開放式冷却塔（冷却能力３１２０Ｍｃａｌ／ｈ，電
動機出力２２ｋＷ）、ＣＴＴＲ１，ＣＴＴＲ２は開放式
冷却塔（冷却能力２３４０Ｍｃａｌ／ｈ，電動機出力１
６．５ｋＷ）、ＣＰＡＲ１，ＣＰＡＲ２，ＣＰＴＲ１，
ＣＰＴＲ２はそれぞれ冷水ポンプ、ＣＤＰＡＲ１，ＣＤ
ＰＡＲ２，ＣＤＰＴＲ１，ＣＤＰＴＲ２はそれぞれ冷却
水ポンプ、１０は温熱需要及び冷熱需要を有する負荷、
１１は圧力調整を行う蒸気ヘッダ、１２，１３は圧力調
整を行う冷水ヘッダ、１４は負荷１０からの蒸気を凝縮
して蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２に供給するホットウェル
タンク、１５は監視制御盤１７から運転情報の提供を受
けて熱源システムのファジィ多目的最適運転計画を行う
監視卓、１６は監視卓１５に設けられたディスプレイ、
１７は監視卓１５から最適運転の指示を受けて前記吸収
式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２、ターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ
２、蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２、冷却塔ＣＴＡＲ１，Ｃ
ＴＡＲ２，ＣＴＴＲ１，ＣＴＴＲ２、冷水ポンプＣＰＡ
Ｒ１，ＣＰＡＲ２，ＣＰＴＲ１，ＣＰＴＲ２、冷却水ポ
ンプＣＤＰＡＲ１，ＣＤＰＡＲ２，ＣＤＰＴＲ１，ＣＤ
ＰＴＲ２を制御する監視制御盤である。
【０００６】即ち、負荷１０が冷房等の冷熱需要の場合
には、吸収式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２及びターボ冷凍機Ｔ
Ｒ１，ＴＲ２からの冷水が冷水ヘッダ１２を介して負荷
１０に供給される。一方、負荷１０が暖房、給湯等の温
熱需要の場合には、蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２からの蒸
気が蒸気ヘッダ１１を介して負荷１０に供給される。
尚、蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２からの蒸気の一部は蒸気
ヘッダ１１を介して吸収式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２に供給
される。
には、吸収式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２及びターボ冷凍機Ｔ
Ｒ１，ＴＲ２からの冷水が冷水ヘッダ１２を介して負荷
１０に供給される。一方、負荷１０が暖房、給湯等の温
熱需要の場合には、蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２からの蒸
気が蒸気ヘッダ１１を介して負荷１０に供給される。
尚、蒸気ボイラＢＯ１，ＢＯ２からの蒸気の一部は蒸気
ヘッダ１１を介して吸収式冷凍機ＡＲ１，ＡＲ２に供給
される。
【０００７】図２は図１の熱源装置の監視卓１５におけ
る多目的最適運転計画の立案に至るまでの計算フローチ
ャートを示す。 ステップ［１］：（ａ） 熱源装置を構成する各種熱源
機器の入出力特性やエネルギーバランス、及び相互間の
接続関係を規定する。（熱源システムのモデル設定） ステップ［１］：（ｂ） エネルギー供給先である建物
内部の冷熱（冷房）、温熱（暖房、給湯）需要を予測す
る。（熱需要曲線の設定） ステップ［２］：（ａ） 運転計画の最適性を評価する
ための評価基準を具体的な数値として定量化する関数を
定義する。（目的関数の設定） 例えば、 ［評価基準］ ［定量化する対象］ １、経済性 エネルギーコスト ２、省エネルギー性 一次エネルギー消費量 ３、環境保全性 ＣＯ2 の排出量 等の中から１つだけを設定する。
る多目的最適運転計画の立案に至るまでの計算フローチ
ャートを示す。 ステップ［１］：（ａ） 熱源装置を構成する各種熱源
機器の入出力特性やエネルギーバランス、及び相互間の
接続関係を規定する。（熱源システムのモデル設定） ステップ［１］：（ｂ） エネルギー供給先である建物
内部の冷熱（冷房）、温熱（暖房、給湯）需要を予測す
る。（熱需要曲線の設定） ステップ［２］：（ａ） 運転計画の最適性を評価する
ための評価基準を具体的な数値として定量化する関数を
定義する。（目的関数の設定） 例えば、 ［評価基準］ ［定量化する対象］ １、経済性 エネルギーコスト ２、省エネルギー性 一次エネルギー消費量 ３、環境保全性 ＣＯ2 の排出量 等の中から１つだけを設定する。
【０００８】ステップ［３］： 数理計画法を使って、
ステップ［２］で設定した問題を解く。ここで、対象と
する目的関数は１種類のみである。（単一目的計画問題
の解決） ステップ［４］： 用意した全ての評価基準について、
個別に最適化計算を実施したかどうか調べる。未了の時
はステップ［２］に戻り、完了の時はステップ［５］へ
進む。
ステップ［２］で設定した問題を解く。ここで、対象と
する目的関数は１種類のみである。（単一目的計画問題
の解決） ステップ［４］： 用意した全ての評価基準について、
個別に最適化計算を実施したかどうか調べる。未了の時
はステップ［２］に戻り、完了の時はステップ［５］へ
進む。
【０００９】ステップ［５］： 評価基準別に得られた
最適化計算結果は互いに単位が異なるため、最適性を総
合的に判断する手段として、意思決定者の満足度という
評価基準を設ける。ここで、各評価基準の評価値を満足
度にスケール変換できる場合はステップ［８］へ進み、
スケール変換できない場合はステップ［６］へ進む。
（満足度のスケールは［０，１］区間値） ステップ［６］： 各評価基準の評価値は、どの評価基
準を最適化するかによって、とる値が変化する。（例え
ば、経済性について最適化した時のエネルギーコスト
と、環境保全性について最適化した時のエネルギーコス
トは通常値が異なる。）このとり得る値の中で、最良の
値を満足度１，最悪の値を満足度０に対応させ、暫定的
なメンバーシップ関数（基準メンバーシップ関数）を定
める。例えば、図３（ａ）は経済性評価と満足度を対応
させたメンバーシップ関数であり、図３（ｂ）は省エネ
ルギー性評価と満足度を対応させたメンバーシップ関数
である。
最適化計算結果は互いに単位が異なるため、最適性を総
合的に判断する手段として、意思決定者の満足度という
評価基準を設ける。ここで、各評価基準の評価値を満足
度にスケール変換できる場合はステップ［８］へ進み、
スケール変換できない場合はステップ［６］へ進む。
（満足度のスケールは［０，１］区間値） ステップ［６］： 各評価基準の評価値は、どの評価基
準を最適化するかによって、とる値が変化する。（例え
ば、経済性について最適化した時のエネルギーコスト
と、環境保全性について最適化した時のエネルギーコス
トは通常値が異なる。）このとり得る値の中で、最良の
値を満足度１，最悪の値を満足度０に対応させ、暫定的
なメンバーシップ関数（基準メンバーシップ関数）を定
める。例えば、図３（ａ）は経済性評価と満足度を対応
させたメンバーシップ関数であり、図３（ｂ）は省エネ
ルギー性評価と満足度を対応させたメンバーシップ関数
である。
【００１０】ステップ［７］： ファジィ構造モデリン
グ（ＦＳＭ）を用いて、意思決定者が潜在的に持ってい
る評価基準間の重み付け（選好構造）を定量化する。 ステップ［８］： 評価基準の評価値と意思決定者の満
足度の間の関係をメンバーシップ関数で規定する。（ス
テップ［５］経由の場合は直接、関数として表現し、ス
テップ［７］経由の場合は基準メンバーシップ関数と重
み付けの値を使って関数を定める。） ステップ［９］： 満足度という評価基準で単一目的化
した多目的計画問題を数理計画法を使って解く。（満足
度をできるだけ大きくするように解く。） 図４は夏期代表日の熱需要曲線の一例を示す。図４にお
いて、冷熱負荷は冷房用であり、温熱負荷は給湯用であ
る。
グ（ＦＳＭ）を用いて、意思決定者が潜在的に持ってい
る評価基準間の重み付け（選好構造）を定量化する。 ステップ［８］： 評価基準の評価値と意思決定者の満
足度の間の関係をメンバーシップ関数で規定する。（ス
テップ［５］経由の場合は直接、関数として表現し、ス
テップ［７］経由の場合は基準メンバーシップ関数と重
み付けの値を使って関数を定める。） ステップ［９］： 満足度という評価基準で単一目的化
した多目的計画問題を数理計画法を使って解く。（満足
度をできるだけ大きくするように解く。） 図４は夏期代表日の熱需要曲線の一例を示す。図４にお
いて、冷熱負荷は冷房用であり、温熱負荷は給湯用であ
る。
【００１１】次に、多目的最適化のための意思決定手法
における多目的意思決定モデルについて説明する。即
ち、複数の評価基準を考慮する最適化問題の解決手段と
して多目的線形計画法がある。多目的計画問題では、一
般に、評価基準がトレードオフ関係にあることが多いた
め、客観的な判断材料がない場合の最適点の決定は意思
決定者の主観的判断に委ねられるが、この作業では、評
価基準の重要度に関する情報を必要とする。従って、熱
源装置の多目的意思決定モデルでは、多目的計画問題と
評価基準の加重問題の両問題を解決できる枠組みが要求
されることになる。
における多目的意思決定モデルについて説明する。即
ち、複数の評価基準を考慮する最適化問題の解決手段と
して多目的線形計画法がある。多目的計画問題では、一
般に、評価基準がトレードオフ関係にあることが多いた
め、客観的な判断材料がない場合の最適点の決定は意思
決定者の主観的判断に委ねられるが、この作業では、評
価基準の重要度に関する情報を必要とする。従って、熱
源装置の多目的意思決定モデルでは、多目的計画問題と
評価基準の加重問題の両問題を解決できる枠組みが要求
されることになる。
【００１２】本モデルでは、多目的線形計画法として、
通約性のない目的関数同士を意思決定者の満足度という
尺度にスケール変換して総合評価を行うことができるフ
ァジィ多目的混合０−１計画法（Ｆｕｚｚｙ Ｍｕｌｔ
ｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｍｉｘｅｄ ０−１ Ｐｒｏｇ
ｒａｍｍｉｎｇ：ＦＭＯＰ）を適用した。ファジィ目標
のみが存在する場合のＦＭＯＰ問題は次式で表現され
る。
通約性のない目的関数同士を意思決定者の満足度という
尺度にスケール変換して総合評価を行うことができるフ
ァジィ多目的混合０−１計画法（Ｆｕｚｚｙ Ｍｕｌｔ
ｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｍｉｘｅｄ ０−１ Ｐｒｏｇ
ｒａｍｍｉｎｇ：ＦＭＯＰ）を適用した。ファジィ目標
のみが存在する場合のＦＭＯＰ問題は次式で表現され
る。
【００１３】
【数１】 ここでｚ(x) は目的関数、μ（ｚ(x))は目的関数値に対
する意思決定者の満足度を表すメンバーシップ関数、ｘ
k は０−１変数を表す。
する意思決定者の満足度を表すメンバーシップ関数、ｘ
k は０−１変数を表す。
【００１４】また、評価基準の重要度の同定手段として
は、意思決定者に内在する評価項目の選好構造を対話に
よって有向グラフの形で抽出することができるファジィ
構造モデリング（Ｆｕｚｚｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ：ＦＳＭ）を適用した。ＦＳＭによっ
て作成される構造グラフは、重要度の高い評価基準ほど
上位に配置されるような階層図となるため、グラフ全体
を階層毎にスコアリングすれば、各評価基準の重要度が
求まることになる。
は、意思決定者に内在する評価項目の選好構造を対話に
よって有向グラフの形で抽出することができるファジィ
構造モデリング（Ｆｕｚｚｙ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ：ＦＳＭ）を適用した。ＦＳＭによっ
て作成される構造グラフは、重要度の高い評価基準ほど
上位に配置されるような階層図となるため、グラフ全体
を階層毎にスコアリングすれば、各評価基準の重要度が
求まることになる。
【００１５】次に、対話によるメンバーシップ関数の決
定について説明する。即ち、図５に示すように、上記
（１）式において、メンバーシップ関数μi （ｚi (x))
は、意思決定者との対話によって満足度１の点ｚi 1 と
満足度０の点ｚi 0 を直接決定すれば容易に定義でき
る。この過程では重要度が同時に織り込まれると考えら
れるので、ＦＳＭによる重要度の同定作業は不要であ
る。しかし意思決定者が自身の満足度を定量化すること
ができないときはこれらの点が確定しないため、関数形
状を定めることは不可能となる。そこで、このような意
思決定者が評価基準の重要度を考慮したメンバーシップ
関数を設定することができるように、次の関数を定義し
た。
定について説明する。即ち、図５に示すように、上記
（１）式において、メンバーシップ関数μi （ｚi (x))
は、意思決定者との対話によって満足度１の点ｚi 1 と
満足度０の点ｚi 0 を直接決定すれば容易に定義でき
る。この過程では重要度が同時に織り込まれると考えら
れるので、ＦＳＭによる重要度の同定作業は不要であ
る。しかし意思決定者が自身の満足度を定量化すること
ができないときはこれらの点が確定しないため、関数形
状を定めることは不可能となる。そこで、このような意
思決定者が評価基準の重要度を考慮したメンバーシップ
関数を設定することができるように、次の関数を定義し
た。
【００１６】
【数２】 ここで、ωi は評価基準ｉの重要度、ｚi 1 、ｚi 0 は
それぞれ、意思決定者の満足度１、満足度０の点を規定
する評価基準ｉの評価値を表す。σは正のパラメータで
ある。
それぞれ、意思決定者の満足度１、満足度０の点を規定
する評価基準ｉの評価値を表す。σは正のパラメータで
ある。
【００１７】更に、上式のみでは評価値と重要度の関係
が一意に定まらないので、重要度に関して無差別な評価
基準がｎ項目あるとしたときの評価基準ｉの重要度をω
i ＝１／ｎ、ｚi 0 を、評価基準ｊについて最適化した
際に取る評価基準ｉの値ｆi, j の集合の中で最悪（最
大）の値と仮定する。
が一意に定まらないので、重要度に関して無差別な評価
基準がｎ項目あるとしたときの評価基準ｉの重要度をω
i ＝１／ｎ、ｚi 0 を、評価基準ｊについて最適化した
際に取る評価基準ｉの値ｆi, j の集合の中で最悪（最
大）の値と仮定する。
【００１８】
【数３】 従って、（２）、（４）式から次式を得る。
【００１９】
【数４】
【００２０】次に、数値シミュレーションにおける評価
基準の加重とメンバーシップ関数の設定について説明す
る。即ち、図１の熱源装置に対し、図２の計算フローに
従って最適運転計画のシミュレーションを実施した。表
１に最適性評価基準として選定した評価基準と最適化目
標を示す。
基準の加重とメンバーシップ関数の設定について説明す
る。即ち、図１の熱源装置に対し、図２の計算フローに
従って最適運転計画のシミュレーションを実施した。表
１に最適性評価基準として選定した評価基準と最適化目
標を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】次に、仮想の意思決定者に対して「熱源最
適運転の観点から、評価基準ｉは評価基準ｊよりもどの
程度重要と考えるか」という質問を提示し、主観評価に
基づいた評価基準間の構造化を実施した。図６は、評価
基準間の一対比較によって得られた従属行列と、それを
基に生成した構造モデルである（閾値：ｐ＝０．５５、
ファジィ構造パラメータ：λ＝−０．３２）。この事例
では、構造モデルは３レベル（Ｌｅｖｅｌ１〜Ｌｅｖｅ
ｌ３）の階層からなり、経済性（ｅｃｏ）と環境保全性
（ｅｎｖ）はレベル１、省エネルギー性（ｅｇｙ）はレ
ベル２、機能保全性（ｆｕｎ）と制御性（ｃｔｌ）はレ
ベル３に位置している。これらの結果から、経済性に
０．４０、省エネルギー性に０．２２、環境保全性に
０．３８、機能保全性と制御性に０のウェイトを付与
し、機能保全性と制御性については評価対象から除外し
た。従って（５）式より経済性、省エネルギー性、環境
保全性に対する意思決定者の満足度を表すメンバーシッ
プ関数を規定する値は以下のようになる。
適運転の観点から、評価基準ｉは評価基準ｊよりもどの
程度重要と考えるか」という質問を提示し、主観評価に
基づいた評価基準間の構造化を実施した。図６は、評価
基準間の一対比較によって得られた従属行列と、それを
基に生成した構造モデルである（閾値：ｐ＝０．５５、
ファジィ構造パラメータ：λ＝−０．３２）。この事例
では、構造モデルは３レベル（Ｌｅｖｅｌ１〜Ｌｅｖｅ
ｌ３）の階層からなり、経済性（ｅｃｏ）と環境保全性
（ｅｎｖ）はレベル１、省エネルギー性（ｅｇｙ）はレ
ベル２、機能保全性（ｆｕｎ）と制御性（ｃｔｌ）はレ
ベル３に位置している。これらの結果から、経済性に
０．４０、省エネルギー性に０．２２、環境保全性に
０．３８、機能保全性と制御性に０のウェイトを付与
し、機能保全性と制御性については評価対象から除外し
た。従って（５）式より経済性、省エネルギー性、環境
保全性に対する意思決定者の満足度を表すメンバーシッ
プ関数を規定する値は以下のようになる。
【００２３】
【数５】 ここで、ｅｃｏ、ｅｇｙ、ｅｎｖはそれぞれ、経済性、
省エネルギー性、環境保全性について最適化することを
表す。
省エネルギー性、環境保全性について最適化することを
表す。
【００２４】次に、計算条件について説明する。即ち、
多目的計画問題の目的関数として、経済性、省エネルギ
ー性、環境保全性を各々定量的に算出するために用いた
各種ユーティリティの単価、一次エネルギー量およびＣ
Ｏ2 排出量に関する原単位を表２に示す。
多目的計画問題の目的関数として、経済性、省エネルギ
ー性、環境保全性を各々定量的に算出するために用いた
各種ユーティリティの単価、一次エネルギー量およびＣ
Ｏ2 排出量に関する原単位を表２に示す。
【００２５】
【表２】 また、制約条件に関しては、時刻別の熱需要変動曲線、
機器単体の部分負荷特性、機器間の接続関係、ヒートバ
ランスを表す制約式に加えて、熱源機器がエネルギー効
率の良くない低負荷域で運転することを回避するため、
負荷率（定格出力に対する実出力の比）が２０％以下と
なるような運転は行わないように設定した。
機器単体の部分負荷特性、機器間の接続関係、ヒートバ
ランスを表す制約式に加えて、熱源機器がエネルギー効
率の良くない低負荷域で運転することを回避するため、
負荷率（定格出力に対する実出力の比）が２０％以下と
なるような運転は行わないように設定した。
【００２６】次に、計算結果について説明する。即ち、
シミュレーションの結果を図７、図８に示す。図７のグ
ラフは主な熱源機器の最適運転パターンの経時変化を運
転戦略毎に示したものである。縦軸の入力率とは、定格
入力に対する実入力の比を意味する。また、図８は、夏
期代表日における運転コスト、エネルギー消費量、ＣＯ
2 排出量の総量を運転戦略別に示したものである。
シミュレーションの結果を図７、図８に示す。図７のグ
ラフは主な熱源機器の最適運転パターンの経時変化を運
転戦略毎に示したものである。縦軸の入力率とは、定格
入力に対する実入力の比を意味する。また、図８は、夏
期代表日における運転コスト、エネルギー消費量、ＣＯ
2 排出量の総量を運転戦略別に示したものである。
【００２７】図より、熱源装置における経済性最適運
転、省エネルギー性最適運転、環境保全性最適運転およ
びファジィ多目的最適運転では、各機器の運転パターン
に違いがあることがわかる。経済性最適運転では、電力
エネルギーは化石燃料に比べて一次エネルギー換算時の
エネルギーコストが割高であることから、電力を駆動源
とするターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２の運用の優先順位は
低くなっている。従って冷房負荷に対して吸収式冷凍機
ＡＲ１，ＡＲ２が優先的に運用されることになるが、そ
の駆動源となる蒸気の生成手段としては、一次エネルギ
ー換算で最も安価な都市ガスを駆動源とするガス焚き蒸
気ボイラＢＯ２が優先的に運用されている。逆に、省エ
ネルギー性最適運転では、ターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２
と重油焚き蒸気ボイラＢＯ１が優先的に運用されてい
る。環境保全性最適運転は、経済性最適運転が示す運転
パターンに近い運転特性を示す。また、ファジィ多目的
最適運転の場合は、経済性と省エネルギー性と環境保全
性を同時に考慮したことを反映し、ほぼ、三者の中間的
な運転特性を示していることが分かる。
転、省エネルギー性最適運転、環境保全性最適運転およ
びファジィ多目的最適運転では、各機器の運転パターン
に違いがあることがわかる。経済性最適運転では、電力
エネルギーは化石燃料に比べて一次エネルギー換算時の
エネルギーコストが割高であることから、電力を駆動源
とするターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２の運用の優先順位は
低くなっている。従って冷房負荷に対して吸収式冷凍機
ＡＲ１，ＡＲ２が優先的に運用されることになるが、そ
の駆動源となる蒸気の生成手段としては、一次エネルギ
ー換算で最も安価な都市ガスを駆動源とするガス焚き蒸
気ボイラＢＯ２が優先的に運用されている。逆に、省エ
ネルギー性最適運転では、ターボ冷凍機ＴＲ１，ＴＲ２
と重油焚き蒸気ボイラＢＯ１が優先的に運用されてい
る。環境保全性最適運転は、経済性最適運転が示す運転
パターンに近い運転特性を示す。また、ファジィ多目的
最適運転の場合は、経済性と省エネルギー性と環境保全
性を同時に考慮したことを反映し、ほぼ、三者の中間的
な運転特性を示していることが分かる。
【００２８】以上の結果より、評価基準の重要度の与え
方によって熱源装置の最適運転パターンに顕著な違いが
現れることから、多目的意思決定環境における意思決定
者の運転戦略の選択の仕方は極めて重要である。
方によって熱源装置の最適運転パターンに顕著な違いが
現れることから、多目的意思決定環境における意思決定
者の運転戦略の選択の仕方は極めて重要である。
【００２９】尚、熱源機器として、冷温水発生機のよう
に、化石燃料を使って冷水や温水を供給するものや、ヒ
ートポンプのように電力を使って冷水や温水を供給する
ものも、同様に扱うことができる。又、評価基準とし
て、経済性、省エネルギー性、環境保全性以外にも定量
化可能なものは同様に扱うことができる。
に、化石燃料を使って冷水や温水を供給するものや、ヒ
ートポンプのように電力を使って冷水や温水を供給する
ものも、同様に扱うことができる。又、評価基準とし
て、経済性、省エネルギー性、環境保全性以外にも定量
化可能なものは同様に扱うことができる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、熱源
システムの最適運転計画問題を複数の評価基準からなる
多目的意思決定問題と捉え、意思決定者との対話によっ
て獲得した運転戦略に関する選好情報を利用して、熱源
運転計画の多目的最適解を導出でき、また、運用段階に
おけるエネルギーコストの最小化を目標とする経済性最
適運転、一次エネルギー消費量の最小化を目標とする省
エネルギー性最適運転、および、二酸化炭素排出量の最
小化を目標とする環境保全性最適運転を行うことができ
る。
システムの最適運転計画問題を複数の評価基準からなる
多目的意思決定問題と捉え、意思決定者との対話によっ
て獲得した運転戦略に関する選好情報を利用して、熱源
運転計画の多目的最適解を導出でき、また、運用段階に
おけるエネルギーコストの最小化を目標とする経済性最
適運転、一次エネルギー消費量の最小化を目標とする省
エネルギー性最適運転、および、二酸化炭素排出量の最
小化を目標とする環境保全性最適運転を行うことができ
る。
【図１】本発明の実施の形態例を示す構成説明図であ
る。
る。
【図２】図１の熱源運転管理装置の監視卓における多目
的最適運転計画の立案に至るまでの計算フローチャート
を示す。
的最適運転計画の立案に至るまでの計算フローチャート
を示す。
【図３】図２の基準メンバーシップ関数の設定の一例を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図４】本発明に用いる夏期代表日の冷温熱需要特性の
一例を示す特性図である。
一例を示す特性図である。
【図５】本発明に用いるメンバーシップ関数の形状の一
例を示す特性図である。
例を示す特性図である。
【図６】本発明に用いる一対比較行列とファジィ構造モ
デルの一例を示す説明図である。
デルの一例を示す説明図である。
【図７】本発明を用いたシミュレーションにおける運転
戦略別の熱源機器の最適運転パターンの一例を示す特性
図である。
戦略別の熱源機器の最適運転パターンの一例を示す特性
図である。
【図８】本発明を用いたシミュレーションにおける最適
運転戦略と評価値の関係の一例を示す特性図である。
運転戦略と評価値の関係の一例を示す特性図である。
ＡＲ１，ＡＲ２…吸収式冷凍機、ＴＲ１，ＴＲ２…ター
ボ冷凍機、ＢＯ１…重油焚き蒸気ボイラ、ＢＯ２…ガス
焚き蒸気ボイラ、ＣＴＡＲ１，ＣＴＡＲ２，ＣＴＴＲ
１，ＣＴＴＲ２…開放式冷却塔、ＣＰＡＲ１，ＣＰＡＲ
２，ＣＰＴＲ１，ＣＰＴＲ２…冷水ポンプ、ＣＤＰＡＲ
１，ＣＤＰＡＲ２，ＣＤＰＴＲ１，ＣＤＰＴＲ２…冷却
水ポンプ、１０…温熱需要及び冷熱需要を有する負荷、
１１…蒸気ヘッダ、１２，１３…冷水ヘッダ、１４…ホ
ットウェルタンク、１５…監視卓、１６…ディスプレ
イ、１７…監視制御盤。
ボ冷凍機、ＢＯ１…重油焚き蒸気ボイラ、ＢＯ２…ガス
焚き蒸気ボイラ、ＣＴＡＲ１，ＣＴＡＲ２，ＣＴＴＲ
１，ＣＴＴＲ２…開放式冷却塔、ＣＰＡＲ１，ＣＰＡＲ
２，ＣＰＴＲ１，ＣＰＴＲ２…冷水ポンプ、ＣＤＰＡＲ
１，ＣＤＰＡＲ２，ＣＤＰＴＲ１，ＣＤＰＴＲ２…冷却
水ポンプ、１０…温熱需要及び冷熱需要を有する負荷、
１１…蒸気ヘッダ、１２，１３…冷水ヘッダ、１４…ホ
ットウェルタンク、１５…監視卓、１６…ディスプレ
イ、１７…監視制御盤。
Claims (1)
- 【請求項１】 温熱や冷熱を供給する熱源機器の運転を
管理する熱源運転管理装置において、 ファジィ多目的混合０−１計画法を用いて定量化可能な
評価基準を最適化する多目的最適化手段と、ファジィ構
造モデリングを用いた評価項目の選好構造の抽出手段と
を具備することを特徴とする熱源運転管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17503795A JPH0926804A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 熱源運転管理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17503795A JPH0926804A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 熱源運転管理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0926804A true JPH0926804A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15989120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17503795A Pending JPH0926804A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | 熱源運転管理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0926804A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6591620B2 (en) | 2001-10-16 | 2003-07-15 | Hitachi, Ltd. | Air conditioning equipment operation system and air conditioning equipment designing support system |
| CN100422886C (zh) * | 2006-11-03 | 2008-10-01 | 冯江华 | 冷热电三联供能源供应***的集中优化控制方法 |
| JP2009250454A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Dai-Dan Co Ltd | 運転計画決定システム |
| JP2010078271A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Dai-Dan Co Ltd | 運転計画決定システム |
| WO2015107809A1 (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | 株式会社東芝 | 運転計画作成装置、制御装置、運転計画作成方法、およびプログラム |
| JP2015169370A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 栗田工業株式会社 | 冷却水ラインの汚れ評価方法 |
| WO2017006455A1 (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | 栗田工業株式会社 | 冷却水ラインの汚れ評価方法 |
| JP2018113079A (ja) * | 2018-04-25 | 2018-07-19 | 株式会社東芝 | 運転計画作成装置、運転計画作成方法、およびプログラム |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP17503795A patent/JPH0926804A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6591620B2 (en) | 2001-10-16 | 2003-07-15 | Hitachi, Ltd. | Air conditioning equipment operation system and air conditioning equipment designing support system |
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| JP2009250454A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Dai-Dan Co Ltd | 運転計画決定システム |
| JP2010078271A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Dai-Dan Co Ltd | 運転計画決定システム |
| WO2015107809A1 (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | 株式会社東芝 | 運転計画作成装置、制御装置、運転計画作成方法、およびプログラム |
| JP2015135571A (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | 株式会社東芝 | 運転計画作成装置、制御装置、運転計画作成方法、およびプログラム |
| JP2015169370A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 栗田工業株式会社 | 冷却水ラインの汚れ評価方法 |
| WO2017006455A1 (ja) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | 栗田工業株式会社 | 冷却水ラインの汚れ評価方法 |
| JP2018113079A (ja) * | 2018-04-25 | 2018-07-19 | 株式会社東芝 | 運転計画作成装置、運転計画作成方法、およびプログラム |
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