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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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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