(57)【要約】【課題】連続運転形態及び断続運転形態の夫々に複数種の運転形態を備える場合に、適切な運転形態に定めて熱電併給装置を運転し得るコージェネレーションシステムを提供する。【解決手段】連続運転形態として複数種の運転形態が含まれ、断続運転形態として複数種の運転形態が含まれ、運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置１の運転形態を複数種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されている。【選択図】図１
2008185317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記連続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、
前記運転制御手段が、前記連続運転メリットとして、前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び前記断続運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を前記複数種の連続運転形態及び前記断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されているコージェネレーションシステム。
【請求項２】
電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記断続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態又は前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、
前記運転制御手段が、前記断続運転メリットとして、前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット及び前記連続運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を前記連続運転形態及び前記複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されているコージェネレーションシステム。
【請求項３】
電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記連続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、前記断続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態又は前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、
前記運転制御手段が、前記連続運転メリットとして前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求め、且つ、前記断続運転メリットとして前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を前記複数種の連続運転形態及び前記複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されているコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記運転制御手段が、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理して、前記運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、前記連続運転メリット及び前記断続運転メリットを求めるように構成され、
前記連続運転形態としての複数種の運転形態が、
前記運転周期の全時間帯において前記熱電併給装置の発電出力を予測電力負荷に追従させる負荷追従連続運転形態、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力とし且つ残りの単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる抑制連続運転形態、及び、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力とし且つ残りの単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる強制連続運転形態のうちの少なくとも２種である請求項１又は３記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記抑制連続運転形態が、
前記設定抑制出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記熱電併給装置を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽の予測貯湯熱量が設定上限量以上になる熱余り状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱余り状態の発生を抑制し且つ運転メリットが高くなる単位時間に定めるものであり、
前記強制連続運転形態が、
前記設定増大出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記熱電併給装置を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽の予測貯湯熱量が予測熱負荷に対して不足する熱不足状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱不足状態の発生を抑制し且つ運転メリットが高くなる単位時間に定めるものである請求項４記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記運転制御手段が、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理して、前記運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、前記連続運転メリット及び前記断続運転メリットを求めるように構成され、
前記断続運転形態としての複数種の運転形態が、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転メリットが高くなる単位時間に定める負荷追従断続運転形態、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転メリットが高くなる単位時間に定める抑制断続運転形態、及び、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転メリットが高くなる単位時間に定める強制断続運転形態のうちの少なくとも２種である請求項２又は３記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
前記負荷追従断続運転形態として、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める単周期対応型の負荷追従断続運転形態と、前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める複数周期対応型の負荷追従断続運転形態とが含まれ、
前記抑制断続運転形態として、
前記熱電併給装置の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める単周期対応型の抑制断続運転形態と、前記熱電併給装置の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める複数周期対応型の抑制断続運転形態とが含まれ、
前記強制断続運転形態として、
前記熱電併給装置の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める単周期対応型の強制断続運転形態と、前記熱電併給装置の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める複数周期対応型の強制断続運転形態とが含まれる請求項６記載のコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるコージェネレーションシステムは、一般家庭等に設置して、熱電併給装置の発電電力を電気機器等にて消費し、熱電併給装置から発生する熱にて貯湯槽に貯湯して、その貯湯槽に貯湯されている湯水を台所や風呂等にて消費するものである。ちなみに、熱電併給装置は、燃料電池やエンジン駆動式の発電機等にて構成される。
【０００３】
このようなコージェネレーションシステムにおいては、運転制御手段により、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、上述のように連続運転メリット及び断続運転メリットを求め、その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めて、その定めた運転形態にて熱電併給装置を運転するようになっている。
【０００４】
例えば、前記運転形態選別条件として、連続運転メリット及び断続運転メリットのうち、運転メリットが高い方に対応する運転形態を熱電併給装置の運転形態として定める条件に設定することにより、運転メリットを向上させるようにしたり、あるいは、前記運転形態選別条件として、連続運転メリットが所定の値以上のときは、連続運転形態を断続運転形態よりも優先して熱電併給装置の運転形態として定め、連続運転メリットが所定の値よりも小さいときは、連続運転メリット及び断続運転メリットのうち、運転メリットが高い方に対応する運転形態を熱電併給装置の運転形態として定める条件に設定することにより、運転メリットを向上させながらも、熱電併給装置の起動及び停止を抑制して耐久性を向上させるようにしてある。
【０００５】
ちなみに、運転メリットとしては、熱電併給装置を運転することによるエネルギ削減量等にて示される省エネルギ性、熱電併給装置を運転することによるエネルギコスト削減費等にて示される経済性、又は、熱電併給装置を運転することによる二酸化炭素削減量等にて示される環境性等がある。
【０００６】
そして、このようなコージェネレーションシステムにおいて、従来は、連続運転形態として、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態を備え、断続運転形態として、熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態を備え、連続運転メリットを複数種の連続運転形態のうちの代表的な１つの運転形態の運転メリットとし、断続運転メリットを複数種の連続運転形態のうちの代表的な１つの運転形態の運転メリットとして、そのような連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定め、そのように定めた後に、連続運転形態及び断続運転形態のうちの熱電併給装置の運転形態として定めた方の複数種の運転形態のうちから、運転メリットが最も高い等の所定の選定条件を満たしている運転形態を選定して、その選定した運転形態を熱電併給装置の運転形態に定めるように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２７８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、複数種の連続運転形態のうちの代表的な運転形態の運転メリットが、複数種の連続運転形態夫々の運転メリットのうちで連続運転形態の運転形態に定めるための連続運転形態用の選定条件（例えば、最も高いという条件）を満たしているものであるとは限らず、同様に、複数種の断続運転形態のうちの代表的な運転形態の運転メリットが、複数種の断続運転形態夫々の運転メリットのうちで断続運転形態の運転形態に定めるべき断続運転形態用の選定条件（例えば、最も高いという条件）を満たしているものであるとは限らない。
【０００９】
しかしながら、連続運転メリットを複数種の連続運転形態のうちの代表的な１つの運転形態の運転メリットとし、断続運転メリットを複数種の連続運転形態のうちの代表的な１つの運転形態の運転メリットとして、そのような連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めることから、熱電併給装置の運転形態を複数種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちの適切な運転形態に定めることができない虞があった。
【００１０】
ちなみに、連続運転形態として複数種の運転形態を備え、断続運転形態として１種の運転形態を備える場合も考えられ、このような場合は、連続運転メリットを複数種の連続運転形態のうちの代表的な１つの運転形態の運転メリットとして、そのような連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めることになり、熱電併給装置の運転形態を複数種の連続運転形態及び１種の断続運転形態のうちの適切な運転形態に定めることができない虞がある。
又、連続運転形態として１種の運転形態を備え、断続運転形態として複数種の運転形態を備える場合も考えられ、このような場合は、断続運転メリットを複数種の断続運転形態のうちの代表的な１つの運転形態の運転メリットとして、そのような断続運転メリット及び連続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めることになり、熱電併給装置の運転形態を１種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちの適切な運転形態に定めることができない虞がある。
【００１１】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続運転形態及び断続運転形態の夫々に複数種の運転形態を備える場合、連続運転形態に複数種の運転形態を備え且つ断続運転形態に１種の運転形態を備える場合、又は、連続運転形態に１種の運転形態を備え且つ断続運転形態に複数種の運転形態を備える場合に、適切な運転形態に定めて熱電併給装置を運転し得るコージェネレーションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のコージェネレーションシステムの第１特徴構成は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたものであって、
前記連続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、
前記運転制御手段が、前記連続運転メリットとして、前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び前記断続運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を前記複数種の連続運転形態及び前記断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されている点を特徴とする。
【００１３】
即ち、連続運転形態として、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。
そして、運転制御手段は、連続運転メリットとして、複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を複数種の連続運転形態及び１種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定める。
【００１４】
つまり、連続運転形態として、例えば、予測電力負荷又は予測熱負荷に応じて運転メリットが高くなるように熱電併給装置の電力の出力形態が設定された運転形態等、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が備えられる。
そして、複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、運転形態選択条件を満足するように、熱電併給装置の運転形態を複数種の連続運転形態及び１種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるので、熱電併給装置の運転形態が連続運転形態に定められる場合には、複数種の連続運転形態のうちの運転メリットが連続運転形態用の選定条件を満たしている運転形態に定められるようにすることが可能となる。
従って、連続運転形態に複数種の運転形態を備え且つ断続運転形態に１種の運転形態を備える場合において、適切な運転形態に定めて熱電併給装置を運転し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【００１５】
第２特徴構成は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたものであって、
前記断続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態又は前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、
前記運転制御手段が、前記断続運転メリットとして、前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット及び前記連続運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を前記連続運転形態及び前記複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されている点を特徴とする。
【００１６】
即ち、断続運転形態として、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。
そして、運転制御手段は、断続運転メリットとして、複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット及び連続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を１種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定める。
【００１７】
つまり、断続運転形態として、例えば、予測電力負荷又は予測熱負荷に応じて運転メリットが高くなるように、熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯が設定された運転形態等、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が備えられる。
そして、複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット及び連続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、運転形態選択条件を満足するように、熱電併給装置の運転形態を１種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるので、熱電併給装置の運転形態が断続運転形態に定められる場合には、複数種の断続運転形態のうちの運転メリットが断続運転形態用の選定条件を満たしている運転形態に定められるようにすることが可能となる。
従って、連続運転形態に１種の運転形態を備え且つ断続運転形態に複数種の運転形態を備える場合において、適切な運転形態に定めて熱電併給装置を運転し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【００１８】
第３特徴構成は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、前記熱電併給装置を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、前記熱電併給装置を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、
その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されたものであって、
前記連続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、前記断続運転形態として、予測電力負荷に対する前記熱電併給装置の電力の出力形態又は前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、
前記運転制御手段が、前記連続運転メリットとして前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求め、且つ、前記断続運転メリットとして前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、前記熱電併給装置の運転形態を前記複数種の連続運転形態及び前記複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されている点を特徴とする。
【００１９】
即ち、連続運転形態として、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、断続運転形態として、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。
そして、運転制御手段は、連続運転メリットとして、複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求め、且つ、断続運転メリットとして、複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、熱電併給装置の運転形態を複数種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定める。
【００２０】
つまり、連続運転形態として、例えば、予測電力負荷又は予測熱負荷に応じて運転メリットが高くなるように熱電併給装置の電力の出力形態が設定された運転形態等、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が備えられる。
又、断続運転形態として、例えば、予測電力負荷又は予測熱負荷に応じて運転メリットが高くなるように、熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯が設定された運転形態等、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が備えられる。
そして、複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、運転形態選択条件を満足するように、熱電併給装置の運転形態を複数種の連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるので、熱電併給装置の運転形態が連続運転形態に定められる場合には、複数種の連続運転形態のうちの運転メリットが連続運転形態用の選定条件を満たしている運転形態に定められ、熱電併給装置の運転形態が断続運転形態に定められる場合には、複数種の断続運転形態のうちの運転メリットが断続運転形態用の選定条件を満たしている運転形態に定められるようにすることが可能となる。
従って、連続運転形態及び断続運転形態の夫々に複数種の運転形態を備える場合において、適切な運転形態に定めて熱電併給装置を運転し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【００２１】
第４特徴構成は、上記第１又は第３特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理して、前記運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、前記連続運転メリット及び前記断続運転メリットを求めるように構成され、
前記連続運転形態としての複数種の運転形態が、
前記運転周期の全時間帯において前記熱電併給装置の発電出力を予測電力負荷に追従させる負荷追従連続運転形態、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力とし且つ残りの単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる抑制連続運転形態、及び、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力とし且つ残りの単位時間において前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる強制連続運転形態のうちの少なくとも２種である点を特徴とする。
【００２２】
即ち、運転制御手段は、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理して、運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、連続運転メリット及び断続運転メリットを求める。
そして、連続運転形態としての複数種の運転形態として、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態のうちの少なくとも２種のように、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が備えられる。
【００２３】
つまり、運転制御手段は、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理しているので、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態の夫々について、運転メリットを求めることができる。
そして、抑制連続運転形態は、運転周期における予測熱負荷が小さい場合に、負荷追従連続運転形態よりも運転メリットが高くなる運転形態であり、強制連続運転形態は、運転周期における予測熱負荷が大きい場合に、負荷追従連続運転形態よりも運転メリットが高くなる運転形態である。
そこで、連続運転形態の複数種の運転形態として、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態のうちの少なくとも２種を備えることにより、予測電力負荷及び予測熱負荷に応じて、熱電併給装置の運転形態を運転メリットが高い運転形態に定めることができる。
要するに、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態に定めるにしても、予測電力負荷及び予測熱負荷に応じて、運転メリットが高い運転形態に定めることができるようになった。
【００２４】
第５特徴構成は、上記第４特徴構成に加えて、
前記抑制連続運転形態が、
前記設定抑制出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記熱電併給装置を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽の予測貯湯熱量が設定上限量以上になる熱余り状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱余り状態の発生を抑制し且つ運転メリットが高くなる単位時間に定めるものであり、
前記強制連続運転形態が、
前記設定増大出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記熱電併給装置を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽の予測貯湯熱量が予測熱負荷に対して不足する熱不足状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱不足状態の発生を抑制し且つ運転メリットが高くなる単位時間に定めるものである点を特徴とする。
【００２５】
即ち、運転制御手段は、負荷追従連続運転形態にて熱電併給装置を運転するときに、運転周期の複数の単位時間のうちに、熱余り状態が発生する単位時間が存在するか否か、並びに、熱不足状態が発生する単位時間が存在するか否かを予測する。
【００２６】
そして、運転制御手段は、負荷追従連続運転形態にて熱電併給装置を運転すると運転周期の複数の単位時間のうちに熱余り状態が発生する単位時間が存在する場合には、熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちから発電出力を設定抑制出力とする単位時間として選択する単位時間を異ならせながら、選択した単位時間では発電出力を設定抑制出力に調節し且つ他の単位時間では発電出力を予測電力負荷に追従する電主出力に調節する形態で熱電併給装置を運転すると仮定したときの運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いもの（例えば、最も高いもの又は２番目に高いもの等）を抑制連続運転形態の運転メリットとして抽出する。
ちなみに、設定抑制出力は、予測電力負荷に対して設定電力小さい電力に設定する条件等、予め設定した抑制出力設定条件に基づいて、熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間の夫々について一義的に設定しても良い。あるいは、熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間の夫々について仮設定抑制出力を複数段階に設定しておき、上述のように、熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちから発電出力を設定抑制出力とする単位時間として選択する単位時間を異ならせながら運転メリットを求めるに当たって、選択した単位時間の仮設定抑制出力を異ならせながら運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いものを抽出して、その抽出した運転メリットが得られる状態のときに設定されている仮設定抑制出力を設定抑制出力とするようにしても良い。
【００２７】
又、運転制御手段は、負荷追従連続運転形態にて熱電併給装置を運転すると運転周期の複数の単位時間のうちに熱不足状態が発生する単位時間が存在する場合には、熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちから発電出力を設定増大出力とする単位時間として選択する単位時間を異ならせながら、選択した単位時間では発電出力を設定増大出力に調節し且つ他の単位時間では発電出力を電主出力に調節する形態で熱電併給装置を運転すると仮定したときの運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いもの（例えば、最も高いもの又は２番目に高いもの等）を強制連続運転形態の運転メリットとして抽出する。
ちなみに、設定増大出力は、予測電力負荷に対して設定電力大きい電力に設定する条件等、予め設定した増大出力設定条件に基づいて、熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間の夫々について一義的に設定しても良い。あるいは、熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間の夫々について仮設定増大出力を複数段階に設定しておき、上述のように、熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちから発電出力を設定増大出力とする単位時間として選択する単位時間を異ならせながら運転メリットを求めるに当たって、選択した単位時間の仮設定増大出力を異ならせながら運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いものを抽出して、その抽出した運転メリットが得られる状態のときに設定されている仮設定増大出力を設定増大出力とするようにしても良い。
【００２８】
つまり、抑制連続運転形態では、熱余り状態が発生すると予測される単位時間よりも以前の単位時間のうちで運転メリットが高くなるように定められた抑制運転用の単位時間において、熱電併給装置の発電出力が設定抑制出力に調節されるので、熱余り状態をより一層抑制することができることにより、運転メリットを極力高くすることが可能となる。
又、強制連続運転形態では、熱不足状態が発生すると予測される単位時間よりも以前の単位時間のうちで運転メリットが高くなるように定められた強制運転用の単位時間において、熱電併給装置の発電出力が設定増大出力に調節されるので、熱不足状態をより一層抑制することができることにより、運転メリットを極力高くすることが可能となる。
従って、熱電併給装置の運転形態を連続運転形態に定めるにしても、予測電力負荷及び予測熱負荷に応じて、熱余り状態又は熱不足状態をより一層抑制することにより運転メリットを極力高くすることが可能となる運転形態に定めることができるようになった。
【００２９】
第６特徴構成は、上記第２又は第３特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理して、前記運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、前記連続運転メリット及び前記断続運転メリットを求めるように構成され、
前記断続運転形態としての複数種の運転形態が、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転メリットが高くなる単位時間に定める負荷追従断続運転形態、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転メリットが高くなる単位時間に定める抑制断続運転形態、及び、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転メリットが高くなる単位時間に定める強制断続運転形態のうちの少なくとも２種である点を特徴とする。
【００３０】
即ち、運転制御手段は、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理して、運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、連続運転メリット及び断続運転メリットを求める。
そして、断続運転形態の複数種の運転形態として、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態のうちの少なくとも２種のように、予測電力負荷に対する熱電併給装置の電力の出力形態又は熱電併給装置を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が備えられる。
【００３１】
つまり、運転制御手段は、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けして管理しているので、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では運転し且つその運転時間帯とする単位時間以外の単位時間では停止させる形態で熱電併給装置を運転すると仮定したときの運転メリットを求めることができる。
【００３２】
そして、運転制御手段は、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を予測電力負荷に追従させると仮定したときの運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いもの（例えば、最も高いもの又は２番目に高いもの等）を負荷追従断続運転形態の運転メリットとして抽出する。
【００３３】
又、運転制御手段は、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定抑制出力に調節すると仮定したときの運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いもの（例えば、最も高いもの又は２番目に高いもの等）を抑制断続運転形態の運転メリットとして抽出する。
ちなみに、設定抑制出力は、予測電力負荷に対して設定電力小さい電力に設定する条件等、予め設定した抑制出力設定条件に基づいて、単位時間の夫々について一義的に設定しても良い。あるいは、単位時間の夫々について仮設定抑制出力を複数段階に設定しておき、上述のように、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定抑制出力に調節すると仮定したときの運転メリットを求めるに当たって、運転時間帯とする単位時間の仮設定抑制出力を異ならせながら運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いものを抽出して、その抽出した運転メリットが得られる状態にときに設定されている仮設定抑制出力を設定抑制出力とするようにしても良い。
【００３４】
又、運転制御手段は、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定増大出力に調節すると仮定したときの運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いもの（例えば、最も高いもの又は２番目に高いもの等）を強制断続運転形態の運転メリットとして抽出する。
ちなみに、設定増大出力は、予測電力負荷に対して設定電力大きい電力に設定する条件等、予め設定した増大出力設定条件に基づいて、単位時間の夫々について一義的に設定しても良い。あるいは、単位時間の夫々について仮設定増大出力を複数段階に設定しておき、上述のように、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定増大出力に調節すると仮定したときの運転メリットを求めるに当たって、運転時間帯とする単位時間の仮設定増大出力を異ならせながら運転メリットを求めて、求めた運転メリットのうち高いものを抽出して、その抽出した運転メリットが得られる状態のときに設定されている仮設定増大出力を設定増大出力とするようにしても良い。
【００３５】
従って、断続運転形態としての複数種の運転形態として、上述の如き負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態のうちの少なくとも２種を備えることにより、運転周期における時間経過に伴う予測電力負荷及び予測熱負荷の大きさ及び分布状態に応じて、熱電併給装置の運転形態を負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態のうちの少なくとも２種の断続運転形態のうちで運転メリットが極力高くなる運転形態に定めることができる。
要するに、熱電併給装置の運転形態を断続運転形態に定めるにしても、運転周期における時間経過に伴う予測電力負荷及び予測熱負荷の大きさ及び分布状態に応じて、運転メリットが極力高くなる運転形態に定めることができるようになった。
【００３６】
第７特徴構成は、上記第６特徴構成に加えて、
前記負荷追従断続運転形態として、
前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める単周期対応型の負荷追従断続運転形態と、前記熱電併給装置の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める複数周期対応型の負荷追従断続運転形態とが含まれ、
前記抑制断続運転形態として、
前記熱電併給装置の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める単周期対応型の抑制断続運転形態と、前記熱電併給装置の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める複数周期対応型の抑制断続運転形態とが含まれ、
前記強制断続運転形態として、
前記熱電併給装置の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める単周期対応型の強制断続運転形態と、前記熱電併給装置の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが高くなる単位時間に定める複数周期対応型の強制断続運転形態とが含まれる点を特徴とする。
【００３７】
即ち、負荷追従断続運転形態として、単周期対応型の負荷追従断続運転形態と複数周期対応型の負荷追従断続運転形態とが含まれ、抑制断続運転形態として、単周期対応型の抑制断続運転形態と複数周期対応型の抑制断続運転形態とが含まれ、強制断続運転形態として、単周期対応型の強制断続運転形態と複数周期対応型の強制断続運転形態とが含まれる。
【００３８】
そして、運転制御手段は、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を予測電力負荷に追従させると仮定したときの運転メリットを、熱電併給装置の発電出力を予測電力負荷に追従させる単位時間を運転時間帯として定める運転時間帯設定用の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて求めて、求めた運転メリットのうち高いものを単周期対応型の負荷追従断続運転形態の運転メリットとして抽出し、並びに、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を予測電力負荷に追従させると仮定したときの運転メリットを、前記運転時間帯設定用の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づいて求めて、求めた運転メリットのうち高いものを複数周期対応型の負荷追従断続運転形態の運転メリットとして抽出する。
【００３９】
又、運転制御手段は、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定抑制出力に調節すると仮定したときの運転メリットを、熱電併給装置の発電出力を設定抑制出力に調節する単位時間を運転時間帯として定める運転時間帯設定用の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて求めて、求めた運転メリットのうち高いものを単周期対応型の抑制断続運転形態の運転メリットとして抽出し、並びに、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定抑制出力に調節すると仮定したときの運転メリットを、前記運転時間帯設定用の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づいて求めて、求めた運転メリットのうち高いものを複数周期対応型の抑制断続運転形態の運転メリットとする。
【００４０】
又、運転制御手段は、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定増大出力に調節すると仮定したときの運転メリットを、熱電併給装置の発電出力を設定増大出力に調節する単位時間を運転時間帯として定める運転時間帯設定用の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて求めて、求めた運転メリットのうち高いものを単周期対応型の強制断続運転形態の運転メリットとして抽出し、並びに、運転周期の複数の単位時間のうちから運転時間帯として選択する単位時間を異ならせながら、運転時間帯とする単位時間では熱電併給装置の発電出力を設定増大出力に調節すると仮定したときの運転メリットを、前記運転時間帯設定用の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づいて求めて、求めた運転メリットのうち高いものを複数周期対応型の強制断続運転形態の運転メリットとして抽出する。
【００４１】
つまり、熱負荷が小さい場合、連続する複数（例えば、２回又は３回）の運転周期（例えば１日）のうちの最初の運転周期での熱電併給装置の運転により得られる貯湯熱量により、最初の運転周期に後続する運転周期の熱負荷も賄うことができる場合がある。
そこで、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態の夫々に上述のように単周期対応型及び複数周期対応型を含ませて、複数種の断続運転形態として、これら負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態のうちの少なくとも２種を備えることにより、予測熱負荷が小さくしかもその運転周期間での変動が大きい場合でも、熱電併給装置の運転形態を運転メリットが極力高くなる運転形態に定めることができる。
従って、熱電併給装置の運転形態を断続運転形態に定めるにしても、予測熱負荷が小さくしかもその運転周期間での変動が大きい場合でも、運転メリットが極力高くなる運転形態を定めることができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
〔第１実施形態〕
コージェネレーションシステムは、図１及び図２に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置としての燃料電池１と、その燃料電池１が発生する熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して、貯湯槽２への貯湯及び熱消費端末３への熱媒供給を行う貯湯手段としての貯湯ユニット４と、燃料電池１及び貯湯ユニット４の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部５などから構成されている。
【００４３】
前記燃料電池１は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、燃料電池１は、水素を含有する燃料ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する燃料ガスを生成する燃料ガス生成部、前記セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。
前記燃料ガス生成部は、供給される都市ガス（例えば、天然ガスベースの都市ガス）等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器、その脱硫器から供給される脱硫原燃料ガスと別途供給される水蒸気とを改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等から構成され、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスを前記燃料ガスとして前記セルスタックに供給するように構成されている。
【００４４】
そして、前記燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調節することにより、前記燃料電池１の発電出力を調節するように構成されている。
前記燃料電池１の電力の出力側には、系統連系用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、燃料電池１の発電電力を商用電源７から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用電源７は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、受電電力供給ライン８を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷９に電気的に接続されている。
また、インバータ６は、発電電力供給ライン１０を介して受電電力供給ライン８に電気的に接続され、燃料電池１からの発電電力がインバータ６及び発電電力供給ライン１０を介して電力負荷９に供給するように構成されている。
【００４５】
前記受電電力供給ライン８には、電力負荷９の負荷電力を計測する電力負荷計測手段１１が設けられ、この電力負荷計測手段１１は、受電電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により燃料電池１から受電電力供給ライン８に供給される電力が制御され、発電出力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１２に供給されるように構成されている。
【００４６】
前記電気ヒータ１２は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ１５の作動により冷却水循環路１３を通流する燃料電池１の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１４によりＯＮ／ＯＦＦが切り換えられている。
また、作動スイッチ１４は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１２の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１２の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ１２の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換える構成以外に、その電気ヒータ１２の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
【００４７】
前記貯湯ユニット４は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前記貯湯槽２、湯水循環路１６を通して貯湯槽２内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ１７、熱源用循環路２０を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環路２２を通して熱媒を前記熱消費端末３に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、前記湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器２４、前記熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器２５、前記熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器２６、前記貯湯槽２から取り出されて給湯路２７を通流する湯水及び前記熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱器２８などを備えて構成されている。
【００４８】
前記湯水循環路１６は、前記貯湯槽２の底部と頂部とに接続されて、前記湯水循環ポンプ１７により、貯湯槽２の底部から取り出した湯水を貯湯槽２の頂部に戻す形態で貯湯槽２の湯水を湯水循環路１６を通して循環させ、そのように湯水循環路１６を通して循環される湯水を前記貯湯用熱交換器２４にて加熱することにより、貯湯槽２に温度成層を形成する状態で湯水が貯湯されるように構成されている。
前記湯水循環路１６は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁１８が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエータ１９が設けられている。そして、三方弁１８を切り換えることにより、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９を通過するように循環させる状態と、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。
【００４９】
前記給湯路２７は、前記湯水循環路１６における前記貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所を介して前記貯湯槽２に接続され、その給湯路２７を通して前記貯湯槽２内の湯水が浴槽、給湯栓、シャワー等の給湯先に給湯され、そのように給湯されるのに伴って貯湯槽２に給水すべく、給水路２９が貯湯槽２の底部に接続されている。
【００５０】
前記熱源用循環路２０は、前記給湯路２７の一部を共用する状態で循環経路を形成するように設けられ、その熱源用循環路２０には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁４０が設けられている。
【００５１】
前記補助加熱器２８は、前記給湯路２７における前記熱源用循環路２０との共用部分に設けられた補助加熱用熱交換器２８ａ、その補助加熱用熱交換器２８ａを加熱するバーナ２８ｂ、そのバーナ２８ｂに燃焼用空気を供給するファン２８ｃ、補助加熱器２８の運転を制御する燃焼制御部（図示省略）等を備えて構成され、その燃焼制御部により、補助加熱用熱交換器２８ａに供給される湯水を目標出湯温度に加熱して出湯すべく、バーナ２８ｂへのガス燃料の供給量を調節するように構成されている。
【００５２】
前記冷却水循環路１３は、貯湯用熱交換器２４側と熱源用熱交換器２５側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器２４側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器２５側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁３０が設けられている。
そして、分流弁３０は、冷却水循環路１３の冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させたり、冷却水循環路１３の冷却水の全量を熱源用熱交換器２５側に通流させることもできるように構成されている。
【００５３】
前記貯湯用熱交換器２４においては、燃料電池１の発生熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させるように構成されている。前記熱源用熱交換器２５においては、燃料電池１の発生熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
前記熱媒加熱用熱交換器２６においては、熱源用熱交換器２５や補助加熱器２８にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。前記熱消費端末３は、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末にて構成されている。
【００５４】
前記給湯路２７には、前記給湯先に湯水を給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯熱負荷計測手段３１が設けられ、又、前記熱消費端末３での端末熱負荷を計測する端末熱負荷計測手段３２も設けられている。尚、図示は省略するが、これら給湯熱負荷計測手段３１及び端末熱負荷計測手段３２は、通流する湯水や熱媒の温度を検出する温度センサと、湯水や熱媒の流量を検出する流量センサとを備えて構成され、温度センサの検出温度と流量センサの検出流量とに基づいて熱負荷を検出するように構成されている。
【００５５】
前記湯水循環路１６における前記貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所に、前記貯湯用熱交換器２４にて加熱されて貯湯槽２に供給される湯水の温度を検出する貯湯温度センサＳｈが設けられている。
又、前記貯湯槽２には、その貯湯熱量の検出用として、貯湯槽２の上層部の上端位置の湯水の温度を検出する上端温度センサＳ１、貯湯槽２の上層部と中層部との境界位置の湯水の温度を検出する中間上位温度センサＳ２、貯湯槽２の中層部と下層部との境界位置の湯水の温度を検出する中間下位温度センサＳ３、及び、貯湯槽２の下層部の下端位置の湯水の温度を検出する下端温度センサＳ４が設けられ、更に、前記給水路２９には、貯湯槽２に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサＳｉが設けられている。
【００５６】
前記運転制御部５による前記貯湯槽２の貯湯熱量の演算方法について、説明する。
前記上端温度センサＳ１、中間上位温度センサＳ２、中間下位温度センサＳ３、下端温度センサＳ４夫々にて検出される貯湯槽２の湯水の温度を、夫々、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とし、前記給水温度センサＳｉにて検出される給水温度をＴｉとし、上層部、中層部、下層部夫々の容量をＶ（リットル）とする。
又、前記上層部における重み係数をＡ１とし、前記中層部における重み係数をＡ２とし、前記下層部における重み係数をＡ３とすると、貯湯熱量（ｋｃａｌ）は、下記の（式１）にて演算することができる。
【００５７】
貯湯熱量＝（Ａ１×Ｔ１＋（１−Ａ１）×Ｔ２−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ２×Ｔ２＋（１−Ａ２）×Ｔ３−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ３×Ｔ３＋（１−Ａ３）×Ｔ４−Ｔｉ）×Ｖ……………（式１）
【００５８】
重み係数Ａ１、Ａ２、Ａ３は、貯湯槽２の各層における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、Ａ１、Ａ２、Ａ３としては、例えば、Ａ１＝Ａ２＝０．２、Ａ３＝０．５である。Ａ１＝Ａ２＝０．２とは、上層部においては温度Ｔ２の影響が温度Ｔ１の影響よりも大きいことを示す。これは、上層部の８割の部分は温度Ｔ２に近く、２割の部分は温度Ｔ１に近いことを示す。これは、中層部においても同様である。下層部においては、温度Ｔ３とＴ４の影響が同じであることを示す。
【００５９】
前記運転制御部５は、前記燃料電池１の運転中には前記冷却水循環ポンプ１５を作動させる状態で、燃料電池１の運転を制御し、並びに、前記湯水循環ポンプ１７、前記熱源用循環ポンプ２１、前記熱媒循環ポンプ２３、前記分流弁３０及び前記熱源用断続弁４０夫々の作動を制御することによって、貯湯槽２内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末３に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
【００６０】
前記運転制御部５は、熱消費端末３用の端末用リモコン（図示省略）から運転の指令がされない状態では、前記貯湯運転を行い、その貯湯運転では、前記分流弁３０を冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換え且つ熱源用断続弁４０を閉弁した状態で、前記貯湯温度センサＳｈの検出情報に基づいて、前記貯湯槽２に供給される湯水の温度が予め設定された目標貯湯温度（例えば６０°Ｃ）になるように湯水循環量を調節すべく、前記湯水循環ポンプ１７の作動を制御するように構成されている。そして、この貯湯運転により、目標貯湯温度の湯が貯湯槽２に貯湯されることになる。
【００６１】
又、前記運転制御部５は、前記端末用リモコンから運転が指令されると、前記熱媒供給運転を行い、その熱媒供給運転では、熱源用断続弁４０を開弁し、熱源用循環ポンプ２１を予め設定された設定回転速度で作動させる状態で、前記熱消費端末３での端末熱負荷に応じた量の冷却水を前記熱源用熱交換器２５に通流させるように前記分流弁３０を制御するように構成され、そのように熱媒供給運転を行う状態で、分流弁３０が貯湯用熱交換器２４側にも冷却水を通流させる状態に制御するときは、前述のように湯水循環ポンプ１７の作動を制御して、熱媒供給運転に並行して貯湯運転を実行するように構成されている。
前記運転制御部５は、前記熱媒供給運転の実行中に前記端末用リモコンから運転の停止が指令されると、前記分流弁３０を冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換え、前記熱源用断続弁４０を閉弁し、前記熱源用循環ポンプ２１を停止させて、前記湯水循環ポンプ１７を作動させることにより、前記熱媒供給運転から前記貯湯運転に切り換えるように構成されている。
【００６２】
そして、前記給湯路２７を通して前記貯湯槽２の湯水が給湯先に給湯されるとき、及び、前記熱媒供給運転の実行中は、前記補助加熱器２８の前記燃焼制御部は、補助加熱用熱交換器２８ａに供給される湯水の温度が前記目標出湯温度よりも低いときは、補助加熱用熱交換器２８ａに供給される湯水を前記目標出湯温度に加熱して出湯すべく、前記バーナ２８ｂへのガス燃料の供給量を調節することになる。
【００６３】
更に、前記運転制御部５は、前記貯湯運転の実行中に、前記下端温度センサＳ４の検出温度が予め設定した放熱作動用設定温度以上になると、貯湯槽２の底部にまで貯湯されて、貯湯槽２の貯湯量が満杯になったとして、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９を通過するように循環させる状態に三方弁１８を切り換えると共に、ラジエータ１９を作動させて、貯湯槽２の下部から取り出した湯水をラジエータ１９にて放熱させたのち、貯湯用熱交換器２４を通過させて加熱して、貯湯槽２に供給するように構成されている。
【００６４】
次に、運転制御部５による燃料電池１の運転の制御について説明する。
この運転制御部５は、周期的な運転形態判別タイミングにおいて、時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷に基づいて、燃料電池１を連続運転すると仮定したときの連続運転メリット、及び、燃料電池１を断続運転すると仮定したときの断続運転メリットを求めて、その求めた連続運転メリット及び断続運転メリット並びに運転形態選択条件に基づいて、燃料電池１の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定めるように構成されている。
尚、このように運転制御部５が燃料電池１の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに定める処理を運転形態設定処理と記載する。
そして、運転制御部５は、その運転形態設定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転するように構成されている。
【００６５】
この第１実施形態では、前記運転制御部５が、複数の単位時間からなる運転周期における時系列的な予測電力負荷及び時系列的な予測熱負荷を単位時間毎に区分けし、前記運転形態判別タイミングにおいて、その区分け管理している予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、前記連続運転メリット及び前記断続運転メリットを求めるように構成されている。
又、前記運転制御部５が、各運転周期の開始時点を前記運転形態判別タイミングとして、運転周期毎に前記運転形態設定処理を実行するように構成されている。
ちなみに、前記運転周期が１日に設定され、その運転周期を構成する単位時間が１時間に設定されている。
【００６６】
又、この第１実施形態では、前記運転形態選択条件が、連続運転メリット及び断続運転メリットのうち、運転メリットが高い方に対応する運転形態を燃料電池１の運転形態として定める条件に設定されている。
【００６７】
前記連続運転形態として、予測電力負荷に対する燃料電池１の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、前記断続運転形態として、予測電力負荷に対する燃料電池１の電力の出力形態又は燃料電池１を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。
そして、前記運転制御部５が、前記連続運転メリットとして前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリットを求め、且つ、前記断続運転メリットとして前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリットを求めて、その求めた前記複数種の連続運転形態夫々についての運転メリット及び前記複数種の断続運転形態夫々についての運転メリット並びに前記運転形態選択条件に基づいて、燃料電池１の運転形態を前記複数種の連続運転形態及び前記複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めるように構成されている。
【００６８】
前記連続運転形態としての複数種の運転形態が、前記運転周期の全時間帯において燃料電池１の発電出力を予測電力負荷に追従させる負荷追従連続運転形態、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力とし且つ残りの単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる抑制連続運転形態、及び、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力とし且つ残りの単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる強制連続運転形態である。
【００６９】
更に、抑制連続運転形態が、前記設定抑制出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽２の予測貯湯熱量が槽満杯貯湯熱量（設定上限量に相当する）以上になる熱余り状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱余り状態の発生を抑制し且つ最も運転メリットが高くなる単位時間に定めるものであり、前記強制連続運転形態が、前記設定増大出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽１の予測貯湯熱量が予測熱負荷に対して不足する熱不足状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱不足状態の発生を抑制し且つ最も運転メリットが高くなる単位時間に定めるものである
【００７０】
前記断続運転形態の複数種の運転形態が、燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで最も運転メリットが高くなる単位時間に定める負荷追従断続運転形態、燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで最も運転メリットが高くなる単位時間に定める抑制断続運転形態、及び、燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷よりも大きな設定増大出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで最も運転メリットが高くなる単位時間に定める強制断続運転形態である。
【００７１】
更に、前記負荷追従断続運転形態として、燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが最も高くなる単位時間に定める単周期対応型の負荷追従断続運転形態と、燃料電池１の発電出力を前記予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが最も高くなる単位時間に定める複数周期対応型の負荷追従断続運転形態とが含まれる。
前記抑制断続運転形態として、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが最も高くなる単位時間に定める単周期対応型の抑制断続運転形態と、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが最も高くなる単位時間に定める複数周期対応型の抑制断続運転形態とが含まれる。
前記強制断続運転形態として、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく運転メリットが最も高くなる単位時間に定める単周期対応型の強制断続運転形態と、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに後続する運転周期における予測熱負荷に基づく運転メリットが最も高くなる単位時間に定める複数周期対応型の強制断続運転形態とが含まれる。
【００７２】
この第１実施形態では、運転周期が１日に設定されるので、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態夫々の単周期対応型を１日対応型と記載する。又、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態夫々の複数周期対応型としては、後続する運転周期が１回の２日対応型のものと、後続する運転周期が２回の３日対応型のものとが含まれる。
【００７３】
以下、前記運転形態設定処理について説明を加える。
先ず、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理して、その管理データに基づいて、時系列的な予測電力負荷データ及び時系列的な予測熱負荷データを求めるデータ管理処理について説明を加える。ちなみに、熱負荷は、前記給湯先に湯水を給湯するときの給湯熱負荷と、前記熱消費端末３での端末熱負荷とからなる。
運転制御部５は、実電力負荷データ、実給湯熱負荷データ及び実端末熱負荷データを運転周期及び単位時間に対応付けて不揮発性のメモリ３４に記憶することにより、過去の時系列的な電力負荷データ及び過去の時系列的な熱負荷データを、設定期間（例えば、運転日前の４週間）にわたって、運転周期毎に単位時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
【００７４】
ちなみに、実電力負荷は、前記電力負荷計測手段１１の計測値及び前記インバータ６の出力値に基づいて計測され、実給湯熱負荷は前記給湯熱負荷計測手段３１にて計測され、実端末熱負荷は前記端末熱負荷計測手段３２にて計測される。
【００７５】
そして、前記運転制御部５は、運転周期の開始時点（例えば午前３時）において、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データの管理データに基づいて、連続する予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期の時系列的な予測熱負荷データ及び時系列的な予測電力負荷データ、並びに、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期に後続する運転周期の時系列的な予測熱負荷データを求めるように構成されている。ちなみに、時系列的な予測熱負荷データは、時系列的な予測給湯熱負荷データと時系列的な予測端末熱負荷データとからなる。又、前記予測用設定回数は複数回数（例えば３回）に設定される。
尚、この第１実施形態においては、熱の負荷状態としては、前記熱消費端末３での端末熱負荷が発生しておらず、給湯熱負荷のみが発生する状態として、過去熱負荷データとしては過去給湯熱負荷データのみが含まれて、予測熱負荷データとして予測給湯熱負荷データのみが求められるとして説明する。
【００７６】
例えば、運転周期の開始時点において、図３や図４に示すように、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期の予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを単位時間毎に求め、図５に示すように、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期に後続する運転周期（図５では、２回目の運転周期について図示）の予測熱負荷データを単位時間毎に求める。尚、図３は、運転周期の予測電力負荷及び予測熱負荷の負荷発生状態が、負荷追従連続運転形態にて燃料電池１を運転すると熱不足状態が発生する単位時間（以下、熱不足単位時間と記載する場合がある）が生じるような負荷発生状態を示す図であり、図４は、運転周期の予測電力負荷及び予測熱負荷の負荷発生状態が、負荷追従連続運転形態にて燃料電池１を運転すると熱余り状態が発生する単位時間（以下、熱余り単位時間と記載する場合がある）が生じるような負荷発生状態を示す図である。
ちなみに、予測電力負荷データの単位はｋＷｈであり、予測給湯熱負荷データの単位はｋｃａｌ／ｈである。尚、この実施形態では、熱量の単位をｋｃａｌにて示す場合があるが、１ｋＷｈ＝８６０ｋｃａｌの関係に基づいて８６０に設定される係数αにて各値を除することにより、ｋＷｈの単位として求めることができる。
【００７７】
次に、連続運転メリット及び断続運転メリットを求める運転メリット演算処理について、説明を加える。
この第１実施形態では、前記運転メリットとして、燃料電池１を運転することにより得られると予測される予測エネルギ削減量を求める。
【００７８】
図３及び図４に示すように、前記運転制御部５は、運転周期の開始時点において、その運転周期において負荷追従連続運転形態を行うと仮定して、運転周期の複数の単位時間夫々について、予測電力負荷に追従する燃料電池１の予測発電出力、燃料電池１の予測熱出力、貯湯槽２に湯により貯えられると予測される熱量（以下、予測貯湯熱量と記載する場合がある）、貯湯槽２の予測貯湯熱量が予測給湯熱負荷に対して不足する予測不足熱量、貯湯槽２の予測貯湯熱量が槽満杯貯湯熱量以上になってラジエータ１９にて放熱される熱量（以下、予測余り熱量と記載する場合がある）、各単位時間から予測不足熱量が０よりも大きい単位時間（即ち、熱不足単位時間）まで又は予測余り熱量が０よりも大きい単位時間（即ち、熱余り単位時間）までの時間である放熱時間を求めるように構成されている。
尚、予測貯湯熱量、予測不足熱量、予測余り熱量は、夫々、各単位時間の終了時点での熱量を示す。又、この第１実施形態では、予測熱負荷は、各単位時間の開始時点に発生し、予測熱出力は予測熱負荷が発生した後に出力されるものとしている。
【００７９】
そして、運転制御部５は、前記熱余り単位時間が存在する場合は、前記連続運転メリットとしての連続運転形態の予測エネルギ削減量として、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量、及び、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求め、前記熱不足単位時間が存在する場合は、前記連続運転メリットとしての連続運転形態の予測エネルギ削減量として、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量、及び、強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求める。
又、運転制御部５は、前記断続運転メリットとしての断続運転形態の予測エネルギ削減量として、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態夫々について、１日対応型、２日対応型、３日対応型夫々の運転形態の予測エネルギ削減量を求める。
【００８０】
先ず、前述の予測発電出力、予測熱出力、予測貯湯熱量、予測不足熱量及び予測余り熱量夫々の求め方について、説明を加える。
運転周期の複数の単位時間夫々の予測発電出力（ｋＷ）は、予測電力負荷が燃料電池１の最小出力（例えば０．３ｋＷ）以上且つ最大出力（例えば１．０ｋＷ）以下の範囲のときは予測電力負荷に設定され、予測電力負荷が燃料電池１の最小出力よりも小さいときはその最小出力に設定され、予測電力負荷が燃料電池１の最大出力よりも大きいときはその最大出力に設定される。
運転周期の複数の単位時間夫々の予測熱出力（ｋｃａｌ／ｈ）は、下記の式２にて求められる。
【００８１】
予測熱出力＝α×｛（予測発電出力÷電池発電効率）×電池熱効率｝＋余剰電力×α×β−ベース放熱量……………（式２）
【００８２】
但し、余剰電力は、予測発電出力が予測電力負荷よりも大きい場合に、予測発電出力から予測電力負荷を減じることにより求められる。
例えば、予測電力負荷が燃料電池１の最小出力よりも小さいときは、余剰電力は、燃料電池１の最小出力から予測電力負荷を減じることにより求められる。又、詳細は後述するが、燃料電池１の発電出力を予測電力負荷に追従する電主出力よりも大きい設定増大出力に設定するときは、余剰電力は、その設定増大出力から予測電力負荷を減じることにより求められる。
αは、上述したように８６０に設定される係数である。
βは、電気ヒータ１２にて余剰電力（ｋＷｈ）を熱（ｋＷｈ）に変換するときの効率であるヒータ効率であり、例えば、０．９に設定される。
電池発電効率は、燃料電池１における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ）に対する発電出力（ｋＷｈ）の比率を示し、電池熱効率は、燃料電池１における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ）に対する発生熱量（ｋＷｈ）の比率を示し、これら電池発電効率及び電池熱効率は発電出力に応じて変動するものであり、予め、図６に示すように、発電出力に応じて設定されて前記メモリ３４に記憶されている。そして、運転制御部５は、その電池発電効率及び電池熱効率の記憶情報から予測発電出力に応じた電池発電効率及び電池熱効率を求めるように構成されている。
ベース放熱量は、このコージェネレーションシステムにおいて、熱電併給装置１の発生熱量のうち、貯湯槽２への貯湯及び熱消費端末３による暖房に用いられることなく放熱される熱量であり、例えば５０ｋｃａｌ／ｈに設定されて、メモリ３４に記憶されている。
【００８３】
各単位時間の予測貯湯熱量（ｋｃａｌ／ｈ）、予測不足熱量（ｋｃａｌ／ｈ）、予測余り熱量（ｋｃａｌ／ｈ）は、それぞれ、下記の式３、式４、式５にて求められる。
但し、各式において、添え字「ｎ」は、運転周期における単位時間の順序を示し、例えば、ｎ＝１のときは、運転周期の１番目の単位時間を示す。
ちなみに、予測貯湯熱量n-1は、ｎ＝１のときには予測貯湯熱量0となり、この予測貯湯熱量0は、運転周期の開始時点（即ち、初期）の予測貯湯熱量であり、前記上端温度センサＳ１、前記中間上位温度センサＳ２、前記中間下位温度センサＳ３、前記下端温度センサＳ４及び前記給水温度センサＳｉ夫々の検出温度に基づいて、上記の式１により求められる。
【００８４】
予測貯湯熱量n＝（予測貯湯熱量n-1−予測熱負荷n＋予測熱出力n）×（１−槽放熱率）……………（式３）
予測不足熱量＝予測熱負荷n−予測貯湯熱量n-1……………（式４）
予測余り熱量＝（予測貯湯熱量n-1−予測熱負荷n＋予測熱出力n）×（１−槽放熱率）−槽満杯貯湯熱量……………（式５）
【００８５】
但し、予測貯湯熱量nの最大値は、貯湯槽２の貯湯量が満杯になったときに貯湯槽２に蓄える熱量である槽満杯貯湯熱量以下に規制され、その槽満杯貯湯熱量は、例えば、貯湯槽２の貯湯温度、貯湯槽２への給水温度及び貯湯槽２の容量から求められる。ちなみに、前記貯湯温度は、上端温度センサＳ１、中間上位温度センサＳ２、中間下位温度センサＳ３及び下端温度センサＳ４夫々の検出温度のうち前記放熱作動用設定温度（例えば４５°Ｃ）以上のものの平均値とされ、前記給水温度は、給水温度センサＳｉにて検出される給水温度の平均値とされる。
槽放熱率は、貯湯槽２からの放熱率であり、例えば、０．０１２に予め設定されて、前記メモリ３４に記憶されている。
又、前記式４にて求められた予測不足熱量が負の値のときは、予測不足熱量を０とし、前記式５にて求められた予測余り熱量が負の値のときは、予測余り熱量を０とする。
【００８６】
各運転形態の予測エネルギ削減量は、下記の式６に示すように、燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量から、燃料電池１を各運転形態にて運転した場合のエネルギ消費量を減じることにより演算する。
【００８７】
予測エネルギ削減量Ｐ＝燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量Ｅ１−燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２……………（式６）
【００８８】
前記燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量Ｅ１（ｋＷｈ）は、下記の式７に示すように、最初の運転周期の予測電力負荷の全てを商用電源７からの受電電力で補う場合の商用電源７におけるエネルギ消費量と、最初の運転周期の予測熱負荷の全てを補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和として求められる。
つまり、どの運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合でも、燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量Ｅ１は、同様に求められる。
【００８９】
Ｅ１＝予測電力負荷／商用電源発電効率＋予測熱負荷／補助加熱器熱効率……………（式７）
但し、予測熱負荷はｋＷｈに変換した値である。
【００９０】
一方、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２（ｋＷｈ）は、下記の式８に示すように、最初の運転周期の予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池１の予測発電出力及び予測熱出力で補う場合の燃料電池１の消費エネルギである運転周期エネルギ消費量と、予測電力負荷から予測発電出力を差し引いた分に相当する予測不足電力量の全てを商用電源７からの受電電力で補う場合の商用電源７におけるエネルギ消費量と、予測不足熱量の全てを補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和にて求められる。
【００９１】
Ｅ２＝運転周期エネルギ消費量＋予測不足電力量／商用電源発電効率＋予測不足熱量／補助加熱器熱効率……………（式８）
但し、予測不足熱量はｋＷｈに変換した値である。
【００９２】
但し、
商用電源発電効率：商用電源７における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ）に対する発電出力（ｋＷｈ）の比率であり、例えば、０．３６６に設定される。
補助加熱器熱効率：補助加熱器２８における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ又はｋｃａｌ）に対する発生熱量（ｋＷｈ又はｋｃａｌ）の比率であり、例えば０．７に設定される。
【００９３】
運転周期エネルギ消費量は、下記の式９にて、各運転形態において燃料電池１を運転する単位時間のエネルギ消費量を求めて、その求めた単位時間のエネルギ消費量を積算することにより求める。
【００９４】
エネルギ消費量＝（発電出力÷電池発電効率）……………（式９）
【００９５】
尚、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めるに当たって、運転周期内で燃料電池１を起動させるときは、その燃料電池１を起動させるときに消費する起動時消費エネルギを加え、運転周期内で燃料電池１を停止させる場合は、その燃料電池１を停止させるときに消費する停止時消費エネルギを加えることになる。
ちなみに、前記起動時消費エネルギは、前記燃料ガス生成部を構成する改質器、変成器等を夫々における処理が可能なように設定された温度にウオームアップするのに要するエネルギを含むものであり、又、停止時消費エネルギは、燃料電池１を停止させる際に燃料ガス生成部のガス通流経路にパージガス（原燃料ガス又は不活性ガス）をパージする際に要するエネルギ、具体的には、ファン、ポンプ、バルブ等を駆動するエネルギを含むものである。燃料電池１の起動時消費エネルギ及び停止時消費エネルギは、燃料電池１固有のものである。そして、それら起動時消費エネルギ及び停止時消費エネルギは、予め、実験等により求められてメモリ３４に記憶されている。例えば、起動時消費エネルギは１９００Ｗｈに、停止時消費エネルギは２００Ｗｈに夫々設定されている。
【００９６】
先ず、複数種の連続運転形態夫々の予測エネルギ削減量の求め方について説明する。
負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
各単位時間のエネルギ消費量を前記式９により発電出力を伝主出力として求め、求めた各単位時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式８により、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求める。
そして、そのように求めた燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２と式７により求めた燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量Ｅ１とに基づいて、式６により、予測エネルギ削減量Ｐを求める。
【００９７】
強制連続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
先ず、熱不足単位時間（熱不足単位時間が複数存在するときは、運転周期の開始時点に最も近いもの）よりも以前の各単位時間について、増大出力設定条件に基づいて、予測電力負荷よりも大きな設定増大出力を設定する。
そして、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力とする単位時間を、運転周期における前記熱不足単位時間よりも以前の単位時間のうちで、最も予測エネルギ削減量が大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を強制連続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【００９８】
この強制連続運転形態の予測エネルギ削減量の求め方について、説明を加える。
先ず、前記設定増大出力の設定の仕方について、説明を加える。
前記増大出力設定条件は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることによるメリットを評価するための増大時メリット評価用指標がメリットが得られる値として求められる電力に設定増大出力を設定する条件としてある。
具体的には、図３に示すように、熱不足単位時間（１７番目の単位時間）よりも以前の各単位時間について、電主出力よりも大きい仮設定増大出力を、段階的に（例えば、０．１ｋＷ間隔）で設定して、各仮設定増大出力について、下記の式１０にて増大時メリット評価用指標を求める。そして、熱不足単位時間よりも以前の各単位時間について、増大時メリット評価用指標がメリットが得られる値として求められる仮設定増大出力のうちの電力が最大のものを設定増大出力に設定する。
【００９９】
増大時メリット評価用指標＝｛（増大出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量）÷補助加熱器熱効率−（増大出力時エネルギ消費量−電主出力時エネルギ消費量）｝÷（増大出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量）……………（式１０）
【０１００】
増大出力時有効貯湯熱量は、単位時間において燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることにより得られる熱量から熱不足単位時間までの貯湯槽２からの放熱量を減じた熱量であり、下記の式１１にて、発電出力として仮設定増大出力を代入して求める。
又、電主出力時有効貯湯熱量は、単位時間において燃料電池１の発電出力を電主出力に調節することにより得られる熱量から熱不足単位時間までの貯湯槽２からの放熱量を減じた熱量であり、下記の式１１にて、発電出力として電主出力を代入して求める。
【０１０１】
有効貯湯熱量＝〔α×｛（発電出力÷電池発電効率）×電池熱効率｝＋余剰電力×α×β−ベース放熱量〕×（１−槽放熱率）t……………（式１１）
但し、ｔは放熱時間である。
【０１０２】
増大出力時エネルギ消費量は、燃料電池１の発電出力を仮設定増大出力に調節したときの燃料電池１のエネルギ消費量であり、前記式９にて、発電出力として仮設定増大出力を代入して求めた値をｋｃａｌに変換し、電主出力時エネルギ消費量は、燃料電池１の発電出力を電主出力に調節したときの燃料電池１のエネルギ消費量であり、前記式９にて、発電出力として電主出力を代入して求めた値をｋｃａｌに変換する。
【０１０３】
前記式１０の分子において、「（増大出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量）÷補助加熱器熱効率」は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることにより増加する有効貯湯熱量を補助加熱器２８の発生熱量で得るとすると必要となるエネルギ量を示すものであり、メリットとなるエネルギ量を示すものである。
又、前記式１０の分子において、「（増大出力時エネルギ消費量−電主出力時エネルギ消費量）」は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることにより増加する燃料電池１におけるエネルギ消費量を示すものであり、ディメリットとなるエネルギ量を示すものである。
つまり、前記式１０の分子の「（増大出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量）÷補助加熱器熱効率−（増大出力時エネルギ消費量−電主出力時エネルギ消費量）」は、正の値として求められると、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることによりメリットが得られることを意味し、その値が大きくなるほどメリットが大きいことを意味する。
【０１０４】
前記式１０の分母の「増大出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量」は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることにより増加する有効貯湯熱量を示すものであって、正の値として求められる。
つまり、前記式１０にて求められる増大時メリット評価用指標が正の値のときは、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも大きくすることによりメリットが得られることを意味し、その値が大きくなるほどメリットが大きいことを意味する。
【０１０５】
図３では、１７番目の単位時間が最も運転周期の開始時点に近い熱不足単位時間であるので、１７番目の単位時間よりも以前の各単位時間について、設定増大出力を設定することになる。
例えば、１番目の単位時間については、電主出力が０．３ｋＷであるので、仮設定増大出力として、０．４ｋＷ，０．５ｋＷ，０．６ｋＷ，０．７ｋＷ，０．８ｋＷ，０．９ｋＷ，１．０ｋＷを設定し、夫々の仮設定増大出力について増大時メリット評価用指標を求める。
仮設定増大出力が０．４ｋＷ，０．５ｋＷ，０．６ｋＷ，０．７ｋＷ，０．８ｋＷについては、増大時メリット評価用指標が正の値として求められ、仮設定増大出力が０．９ｋＷ，１．０ｋＷについては、増大時メリット評価用指標が負の値として求められるので、設定増大出力としては、仮設定増大出力のうち、増大時メリット評価用指標が正の値で且つ電力が最大の仮設定増大出力、即ち、０．８ｋＷに設定する。
【０１０６】
ちなみに、６番目の単位時間については、仮設定増大出力として０．９ｋＷ，１．０ｋＷを設定するが、いずれの仮設定増大出力についても、増大時メリット評価用指標が負の値として求められるので、設定増大出力は設定しない。
【０１０７】
次に、熱不足単位時間よりも以前に１つ又は連続する複数の単位時間からなる時間帯を発電出力を設定増大出力に調節する強制運転用時間帯とする強制運転用の仮運転パターンを全て形成する。
つまり、運転周期における複数の単位時間のうちの熱不足単位時間よりも以前の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を強制運転用時間帯とし且つ運転周期の残りの単位時間を発電出力を電主出力に調節する電主運転用時間帯とする形態で、前記強制運転用時間帯として選択する単位時間を異ならせることにより、強制運転用の仮運転パターンを全て形成する。ちなみに、強制運転用時間帯が設定増大出力の設定されていない単位時間のみで形成される仮運転パターンは、強制運転用の仮運転パターンから除外する。
【０１０８】
例えば、図３に示すように、１７番目の単位時間（単位時間１７）が熱不足単位時間である場合、図７に示すように、単位時間１から強制運転用時間帯とするパターンとして、単位時間１を強制運転用時間帯とするパターン１や、単位時間１，２を強制運転用時間帯とするパターン２、単位時間１，２，３を強制運転用時間帯とするパターン３・・・単位時間１〜１６を強制運転用時間帯とするパターン１６の１６種類がある。また、単位時間２から強制運転用時間帯とするパターンとして、この単位時間２を強制運転用時間帯とするパターン１７、単位時間２，３を強制運転用時間帯とするパターン１８・・・単位時間２〜１６を強制運転用時間帯とするパターン３１の１５種類がある。このように、熱不足単位時間１７の直前の単位時間１６を強制運転用時間帯とするパターン１３６までの１３６種類のパターンのうち、強制運転用時間帯が設定増大出力の設定されていない単位時間のみで形成されるパターン、例えば、単位時間６，７を強制運転用時間帯とするパターン７１等を除外したパターンを、強制運転用の仮運転パターンとする。
【０１０９】
そして、全ての強制運転用の仮運転パターン夫々について、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、更に、運転周期の強制運転用時間帯の単位時間では発電出力を設定増大出力に調節し且つ電主運転用時間帯の単位時間では発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量、予測不足熱量、予測余り熱量を求める。
尚、強制運転用時間帯の単位時間のエネルギ消費量を前記式９により発電出力を設定増大出力として求め、電主運転用時間帯の単位時間のエネルギ消費量を前記式９により発電出力を電主出力として求めて、求めた各単位時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式８により、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めることになる。
【０１１０】
続いて、全ての強制運転用の仮運転パターンのうちで熱余り単位時間が生ぜず且つ予測エネルギ削減量が最も高い強制運転用の仮運転パターンを求め、その求めた仮運転パターンにおいて熱不足単位時間が生じない場合は、その強制運転用の仮運転パターンを強制連続運転形態の運転パターンに定め、その強制運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を強制連続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１１１】
尚、熱余り単位時間が生ぜず且つ予測エネルギ削減量が最も高い強制運転用の仮運転パターンにおいて、未だ、熱不足単位時間が生じるときは、上述のように、熱不足単位時間よりも以前の各単位時間について設定増大出力を設定して、熱余り単位時間が生ぜず且つ最も予測エネルギ削減量が高い強制運転用の仮運転パターンを求めることにより、強制連続運転形態の運転パターンを設定すると共に強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求める処理を、熱不足単位時間が生じなくなるまで繰り返すことになる。
但し、既に発電出力を設定増大出力に調節すると定められている強制運転設定済みの単位時間については予測発電出力を設定増大出力とする状態で、強制運転設定済みの単位時間以外の単位時間について設定増大出力を設定して、上述の処理を実行する。つまり、強制運転用単位時間が強制運転設定済みの単位時間のみで形成される仮運転パターンは、強制運転用の仮運転パターンから除外することになる。
【０１１２】
抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
先ず、熱余り単位時間（熱余り単位時間が複数存在するときは、運転周期の開始時点に最も近いもの）よりも以前の各単位時間について、抑制出力設定条件に基づいて、予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力を設定する。
そして、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力とする単位時間を、運転周期における前記熱余り単位時間よりも以前の単位時間のうちで、最も予測エネルギ削減量が大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１１３】
この抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量の求め方について、説明を加える。
先ず、前記設定抑制出力の設定の仕方について、説明を加える。
前記抑制出力設定条件は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることによるメリットを評価するための抑制時メリット評価用指標がメリットが得られる値として求められる電力に設定抑制出力を設定する条件としてある。
具体的には、図４に示すように、熱余り単位時間（１７番目の単位時間）よりも以前の各単位時間について、電主出力よりも小さい仮設定抑制出力を、段階的に（例えば、０．１ｋＷ間隔）で設定して、各仮設定抑制出力について、下記の式１２にて抑制時メリット評価用指標を求める。そして、熱余り単位時間よりも以前の各単位時間について、抑制時メリット評価用指標がメリットが得られる値として求められる仮設定抑制出力のうちの電力が最小のものを設定抑制出力に設定する。
【０１１４】
抑制時メリット評価用指標＝｛（電主出力時エネルギ消費量−抑制出力時エネルギ消費量）−α×（抑制出力時不足電力量−電主出力時不足電力量）÷商用電源発電効率｝÷（抑制出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量）……………（式１２）
【０１１５】
電主出力時エネルギ消費量は、上述した強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合と同様に求め、抑制出力時エネルギ消費量は、燃料電池１の発電出力を仮設定抑制出力に調節したときの燃料電池１のエネルギ消費量であり、前記式９にて、発電出力として仮設定抑制出力を代入して求めた値をｋｃａｌに変換する。
【０１１６】
電主出力時不足電力量は、燃料電池１の発電出力を電主出力に調節したときに予測電力負荷に対して不足する電力量であり、下記の式１３にて、発電出力として電主出力を代入して求め、抑制出力時不足電力量は、燃料電池１の発電出力を仮設定抑制出力に調節したときに予測電力負荷に対して不足する電力量であり、下記の式１３にて、発電出力として仮設定抑制出力を代入して求める。但し、電主出力時不足電力量及び抑制出力時不足電力量は、いずれも、０よりも小さい値として求められたときは０とする。
【０１１７】
不足電力量＝予測電力負荷−発電出力……………（式１３）
【０１１８】
電主出力時有効貯湯熱量は、上述した強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合と同様に求め、抑制出力時有効貯湯熱量は、単位時間において燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることにより得られる熱量から熱余り単位時間までの貯湯槽２からの放熱量を減じた熱量であり、前記式１１にて、発電出力として仮設定抑制出力を代入して求める。
【０１１９】
前記式１２の分子において、「（電主出力時エネルギ消費量−抑制出力時エネルギ消費量）」は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることにより減少する燃料電池１におけるエネルギ消費量を示すものであり、メリットとなるエネルギ量を示すものである。
又、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることにより、その燃料電池１の発電出力が予測電力負荷に対して不足する不足電力量が増加することになり、前記式１２の分子において、「（抑制出力時不足電力量−電主出力時不足電力量）×α÷商用電源発電効率」は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることにより増加する不足電力量を商用電源７にて得るとすると必要となるエネルギ量を示すものであり、ディメリットとなるエネルギ量を示すものである。
つまり、前記式１２の「（電主出力時エネルギ消費量−抑制出力時エネルギ消費量）−（抑制出力時不足電力量−電主出力時不足電力量）×α÷商用電源発電効率」は、正の値として求められると、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることによりメリットが得られることを意味し、その値が大きくなるほどメリットが大きいことを意味する。
【０１２０】
前記式１２の分母の「抑制出力時有効貯湯熱量−電主出力時有効貯湯熱量」は、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることにより減少する有効貯湯熱量を示すものであって、負の値として求められる。
つまり、前記式１２にて求められる抑制時メリット評価用指標が負の値のときは、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくすることによりメリットが得られることを意味し、その絶対値が大きくなるほどメリットが大きいことを意味する。
【０１２１】
図４では、１７番目の単位時間が最も運転周期の開始時点に近い熱余り単位時間であるので、１７番目の単位時間よりも以前の各単位時間について、設定抑制出力を設定することになる。
例えば、３番目の単位時間については、電主出力が０．６ｋＷであるので、仮設定抑制出力として、０．５ｋＷ，０．４ｋＷ，０．３ｋＷを設定し、夫々の仮設定抑制出力について抑制時メリット評価用指標を求める。
仮設定抑制出力が０．５ｋＷ，０．４ｋＷ，０．３ｋＷの全てについて、抑制時メリット評価用指標が負の値として求められるので、設定抑制出力としては、仮設定抑制出力のうち、抑制時メリット評価用指標が負の値で且つ電力が最小の仮抑制出力、即ち、０．３ｋＷを設定する。
【０１２２】
ちなみに、２番目の単位時間については、仮設定抑制出力として０．４ｋＷ，０．３ｋＷを設定するが、いずれの仮設定抑制出力についても、抑制時メリット評価用指標が正の値として求められるので、設定抑制出力は設定しない。
【０１２３】
次に、熱余り単位時間よりも以前に１つ又は連続する複数の単位時間からなる時間帯を発電出力を設定抑制出力に調節する抑制運転用時間帯とする抑制運転用の仮運転パターンを全て形成する。
つまり、運転周期における複数の単位時間のうちの熱余り単位時間よりも以前の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を抑制運転用時間帯とし且つ運転周期の残りの単位時間を発電出力を電主出力に調節する電主運転用時間帯とする形態で、前記抑制運転用時間帯として選択する単位時間を異ならせることにより、抑制運転用の仮運転パターンを全て形成する。ちなみに、抑制運転用時間帯が設定抑制出力の設定されていない単位時間のみで形成される仮運転パターンは、抑制運転用の仮運転パターンから除外する。
【０１２４】
例えば、図４に示すように、１７番目の単位時間（単位時間１７）が熱余り単位時間である場合、上述した強制運転用の仮運転パターンを形成するのと同様に、図７に示す如き１３６種類のパターンのうち、抑制運転用時間帯が設定抑制出力の設定されていない単位時間のみで形成されるパターン、例えば、単位時間１，２を抑制運転用時間帯とするパターン２等を除外したパターンを、抑制運転用の仮運転パターンとする。
【０１２５】
そして、全ての抑制運転用の仮運転パターン夫々について、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、更に、運転周期の抑制運転用時間帯の単位時間では発電出力を設定抑制出力に調節し且つ電主運転用時間帯の単位時間では発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量、予測不足熱量、予測余り熱量を求める。
尚、抑制運転用時間帯の単位時間のエネルギ消費量は前記式９により発電出力を設定抑制出力として求め、電主運転用時間帯の単位時間のエネルギ消費量は前記式９により発電出力を電主出力として求めて、求めた各単位時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式８により、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めることになる。
【０１２６】
続いて、全ての抑制運転用の仮運転パターンのうちで熱不足単位時間が生ぜず且つ予測エネルギ削減量が最も高い抑制運転用の仮運転パターンを求め、その求めた仮運転パターンにおいて熱余り単位時間が生じない場合は、その抑制運転用の仮運転パターンを抑制連続運転形態の運転パターンに定め、その抑制運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１２７】
尚、熱不足単位時間が生ぜず且つ予測エネルギ削減量が最も高い抑制運転用の仮運転パターンにおいて、未だ、熱余り単位時間が生じるときは、上述のように、熱余り単位時間よりも以前の各単位時間について設定抑制出力を設定して、熱不足単位時間が生ぜず且つ最も予測エネルギ削減量が高い抑制運転用の仮運転パターンを求めることにより、抑制連続運転形態の運転パターンを設定すると共に抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求める処理を、熱余り単位時間が生じなくなるまで繰り返すことになる。
但し、既に発電出力を設定抑制出力に調節すると定められている抑制運転設定済みの単位時間については予測発電出力を設定抑制出力とする状態で、抑制運転設定済みの単位時間以外の単位時間について設定抑制出力を設定して、上述の処理を実行する。つまり、抑制運転用単位時間が抑制運転設定済みの単位時間のみで形成される仮運転パターンは、抑制運転用の仮運転パターンから除外することになる。
【０１２８】
次に、複数種の断続運転形態夫々の予測エネルギ削減量の求め方について説明する。
図８に示すように、１つ又は連続する複数の単位時間からなる運転時間帯を１つ設定する断続運転用の仮運転パターンの全てがメモリ３４に記憶されている。
つまり、運転周期の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を前記運転時間帯を構成する単位時間とし且つ運転周期の残りの単位時間を燃料電池１を停止する停止時間帯を構成する単位時間とする形態で、前記運転時間帯を構成する単位時間として選択する単位時間を異ならせることにより、全ての断続運転用の仮運転パターンが形成される。
【０１２９】
例えば、単位時間１から運転を開始させるパターンとして、単位時間１を運転時間帯とするパターン１や、単位時間１，２を運転時間帯とするパターン２、単位時間１，２，３を運転時間帯とするパターン３・・・単位時間１〜２４を運転時間帯とするパターン２４の２４種類がある。また、単位時間２から運転開始させるパターンとして、この単位時間２を運転時間帯とするパターン２５、単位時間２，３を運転時間帯とするパターン２６・・・単位時間２〜２４を運転時間帯とするパターン４７の２３種類がある。このように、運転周期の最後の単位時間２４を運転時間帯とするパターン３００まで、断続運転用の仮運転パターンは、パターン１からパターン３００までの３００種類のものがある。
【０１３０】
又、運転周期の複数の単位時間夫々について、増大出力設定条件に基づいて予測電力負荷よりも大きな設定増大出力を設定し、抑制出力設定条件に基づいて予測電力負荷よりも小さな設定抑制出力を設定する。
前記増大出力設定条件は、電主出力よりも大きい複数段階の仮設定出力、及び、前記燃料電池１の発電出力を仮設定出力に調節したときに燃料電池１から発生する出力増大時発生熱量に基づいて、出力増大時発生熱量が最大の仮設定出力を設定増大出力に設定する条件としてある。
又、前記抑制出力設定条件は、電主出力よりも小さい複数段階の仮設定出力、及び、仮設定出力を燃料電池１にて得る場合と商用電源７にて得る場合とのエネルギ消費量の差である出力抑制時発電用エネルギ量差に基づいて、出力抑制時発電用エネルギ量差が最小の仮設定出力を設定抑制出力に設定する条件としてある。
【０１３１】
前記設定増大出力及び前記設定抑制出力の設定方法について、説明を加える。
図９に示すように、増大出力設定用又は抑制出力設定用の仮設定出力を段階的（例えば、０．０５ｋＷ間隔）に設定し、各仮設定出力について、前記出力増大時発生熱量（ｋＷ）を下記の式１７にて求め、前記出力抑制時発電用エネルギ量差（ｋＷ）を下記の式１８にて求めて、それら出力増大時発生熱量及び出力抑制時発電用エネルギ量差を各仮設定出力に対応付けて、メモリ３４に記憶させてある。
【０１３２】
出力増大時発生熱量＝（仮設定出力÷電池発電効率）×電池熱効率……………（式１７）
出力抑制時発電用エネルギ量差＝仮設定出力÷電池発電効率−仮設定出力÷商用電源発電効率……………（式１８）
【０１３３】
ちなみに、電池発電効率よりも商用電源発電効率の方が大きいため、出力抑制時発電用エネルギ量差が小さいほど、燃料電池１の発電出力を電主出力よりも小さくしたときに、エネルギ消費の面で有利となる。
【０１３４】
そして、運転制御部５は、運転周期の各単位時間について、電主出力よりも大きい仮設定出力のうち、出力増大時発生熱量が最大のものを設定増大出力として設定し、電主出力よりも小さい仮設定出力のうち、出力抑制時発電用エネルギ量差が最小のものを設定抑制出力として設定するように構成されている。
例えば、図３に示すように、１番目の単位時間については、電主出力が０．３ｋＷであるので、その０．３ｋＷよりも大きい仮設定出力のうち、１．０ｋＷの仮設定出力が出力増大時発生熱量が最大であるので、その１．０ｋＷの仮設定出力を設定増大出力として設定することになる。但し、電主出力が燃料電池１の最大出力の単位時間については、設定増大出力を設定しない。
又、例えば図４に示すように、３番目の単位時間については、電主出力が０．６ｋＷであるので、その０．６ｋＷよりも小さい仮設定出力のうち、０．５ｋＷの仮設定出力が出力抑制時発電用エネルギ量差が最小であるので、その０．５ｋＷの仮設定出力を設定抑制出力として設定することになる。但し、電主出力が燃料電池１の最小出力の単位時間については、設定抑制出力を設定しない。
【０１３５】
１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１３６】
説明を加えると、メモリ３４に記憶されている全ての断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、更に、最初の運転周期の各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる単位時間のエネルギ消費量は前記式９により発電出力を電主出力として求め、運転時間帯に含まれない単位時間のエネルギ消費量は０として、各単位時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式８により、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めることになる。
又、運転時間帯に含まれない単位時間の予測熱出力は、０になり、運転時間帯に含まれない単位時間の予測貯湯熱量は、前記式３により、予測熱出力nを０として求める。
【０１３７】
そして、全ての断続運転用の仮運転パターンのうちの運転周期の全時間帯を運転時間帯とするパターン２４を除いた仮運転パターンのうちで、予測エネルギ削減量が最も高い断続運転用の仮運転パターンを求めて、その断続運転用の仮運転パターンを１日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量と求める。
【０１３８】
２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに２回目の運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１３９】
説明を加えると、全ての断続運転用の仮運転パターンのうち、上述のように運転時間帯において発電出力を電主出力に調節したときに最初の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを２日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、２日対応型の仮運転パターンの全てについて、最初の運転周期の最終の単位時間の予測貯湯熱量が２回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、図５に示すように、２回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量（ｋｃａｌ）及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量（ｋｃａｌ）とを求める。
【０１４０】
各単位時間の予測貯湯熱量は、前記式３により、予測熱出力nを０として求める。
又、各単位時間の予測利用熱量は、下記の式１４〜式１６により求める。
【０１４１】
予測貯湯熱量n-1≧予測熱負荷nのときは、
予測利用熱量n＝予測熱負荷n……………（式１４）
予測貯湯熱量n-1＜予測熱負荷nのときは、
予測利用熱量n＝予測貯湯熱量n-1……………（式１５）
予測貯湯熱量n-1＝０のときは、
予測利用熱量n＝０……………（式１６）
【０１４２】
２日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた予測エネルギ削減量Ｐに、２回目の運転周期における予測利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量（予測利用熱量の合計／補助加熱器熱効率）を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を２で割って１運転周期（１日）当たりのエネルギ削減量としたものを、２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての２日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最も高い２日対応型の仮運転パターンを求め、その２日対応型の仮運転パターンを２日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し、その２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１４３】
３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を予測電力負荷に追従させる単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに２回目及び３回目の運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１４４】
説明を加えると、全ての２日対応型の仮運転パターンのうち、２回目の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを３日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、３日対応型の仮運転パターンの全てについて、２回目の運転周期の最終の単位時間の予測貯湯熱量が３回目の運転周期の予測熱負荷として利用されたとして、上述した２回目の運転周期におけるのと同様に、３回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量とを求める。
【０１４５】
３日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた予測エネルギ削減量Ｐに、２回目及び３回目の運転周期における予測利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量（予測利用熱量の合計／補助加熱器熱効率）を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を３で割って１運転周期（１日）当たりのエネルギ削減量としたものを、３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての３日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最も高い３日対応型の仮運転パターンを求め、その３日対応型の仮運転パターンを３日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し、その３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１４６】
１日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、１日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１４７】
説明を加えると、メモリ３４に記憶されている全ての断続運転用の仮運転パターンのうちで、運転時間帯が設定増大出力の設定されていない単位時間のみで形成されるパターンを除いた全ての仮運転パターンを強制断続運転用の仮運転パターンとして、その強制断続運転用の仮運転パターン夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を設定増大出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、更に、最初の運転周期の各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる単位時間のエネルギ消費量は前記式９により発電出力を設定増大出力として求め、運転時間帯に含まれない単位時間のエネルギ消費量は０として、各単位時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式８により、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めることになる。
【０１４８】
そして、全ての強制断続運転用の仮運転パターンのうちの運転周期の全時間帯を運転時間帯とするパターン２４を除いた仮運転パターンのうちで、予測エネルギ削減量が最も高い強制断続運転用の仮運転パターンを求めて、その強制断続運転用の仮運転パターンを１日対応型の強制断続運転形態の運転パターンに設定し、その強制断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を１日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量と求める。
【０１４９】
２日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに２回目の運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、２日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１５０】
説明を加えると、全ての強制断続運転用の仮運転パターンのうち、上述のように運転時間帯において発電出力を設定増大出力に調節したときに最初の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを２日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、２日対応型の仮運転パターンの全てについて、上記の２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、２回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量とを求める。
【０１５１】
２日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた予測エネルギ削減量Ｐに、２回目の運転周期における予測利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を２で割って１運転周期当たりのエネルギ削減量としたものを、２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての２日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最も高い２日対応型の仮運転パターンを求め、その２日対応型の仮運転パターンを２日対応型の強制断続運転形態の運転パターンに設定し、その２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を２日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１５２】
３日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに２回目及び３回目の運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、３日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１５３】
説明を加えると、全ての２日対応型の仮運転パターンのうち、２回目の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを３日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、３日対応型の仮運転パターンの全てについて、上記の３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、３回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量とを求める。
【０１５４】
３日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた予測エネルギ削減量Ｐに、２回目及び３回目の運転周期における予測利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を３で割って１運転周期（１日）当たりのエネルギ削減量としたものを、３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての３日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最も高い３日対応型の仮運転パターンを求め、その３日対応型の仮運転パターンを３日対応型の強制断続運転形態の運転パターンに設定し、その３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を３日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１５５】
１日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、１日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１５６】
説明を加えると、メモリ３４に記憶されている全ての断続運転用の仮運転パターンのうちで、運転時間帯が設定抑制出力の設定されていない単位時間のみで形成されるパターンを除いた全ての仮運転パターンを抑制断続運転用の仮運転パターンとして、その抑制断続運転用の仮運転パターン夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を設定抑制出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、更に、最初の運転周期の各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる単位時間のエネルギ消費量は前記式９により発電出力を設定抑制出力として求め、運転時間帯に含まれない単位時間のエネルギ消費量は０として、各単位時間のエネルギ消費量を積算することにより、運転周期エネルギ消費量を求め、その運転周期エネルギ消費量に基づいて、式８により、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めることになる。
【０１５７】
そして、全ての抑制断続運転用の仮運転パターンのうちの運転周期の全時間帯を運転時間帯とするパターン２４を除いた仮運転パターンのうちで、予測エネルギ削減量が最も高い抑制断続運転用の仮運転パターンを求めて、その抑制断続運転用の仮運転パターンを１日対応型の抑制断続運転形態の運転パターンに設定し、その抑制断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を１日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量と求める。
【０１５８】
２日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに２回目の運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、２日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１５９】
説明を加えると、全ての抑制断続運転用の仮運転パターンのうち、上述のように運転時間帯において発電出力を設定抑制出力に調節したときに最初の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを２日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、２日対応型の仮運転パターンの全てについて、上記の２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、２回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量とを求める。
【０１６０】
２日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた予測エネルギ削減量Ｐに、２回目の運転周期における予測利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を２で割って１運転周期当たりのエネルギ削減量としたものを、２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての２日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最も高い２日対応型の仮運転パターンを求め、その２日対応型の仮運転パターンを２日対応型の抑制断続運転形態の運転パターンに設定し、その２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を２日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１６１】
３日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、それを定める前記運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷並びに２回目及び３回目の運転周期における予測熱負荷に基づく予測エネルギ削減量が最も大きくなる単位時間に定めたときの予測エネルギ削減量を、３日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１６２】
説明を加えると、全ての２日対応型の仮運転パターンのうち、２回目の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを３日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、３日対応型の仮運転パターンの全てについて、上記の３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合と同様に、３回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測熱負荷として利用された予測利用熱量とを求める。
【０１６３】
３日対応型の仮運転パターンの夫々について、夫々について上述のように求めた予測エネルギ削減量Ｐに、２回目及び３回目の運転周期における予測利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を３で割って１運転周期（１日）当たりのエネルギ削減量としたものを、３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、全ての３日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最も高い３日対応型の仮運転パターンを求め、その３日対応型の仮運転パターンを３日対応型の抑制断続運転形態の運転パターンに設定し、その３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を３日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量として求める。
【０１６４】
そして、前記運転制御部５は、前記熱余り単位時間が存在する場合は、上述のように、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量及び抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求め、それらのうち大きい方を連続運転形態の予測エネルギ削減量に設定し、前記熱不足単位時間が存在する場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量及び強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求め、それらのうち大きい方を連続運転形態の予測エネルギ削減量に設定する。
又、運転制御部５は、上述のように求めた１日対応型、２日対応型及び３日対応型夫々の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量、１日対応型、２日対応型及び３日対応型夫々の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量、並びに、１日対応型、２日対応型及び３日対応型夫々の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量の９個の予測エネルギ削減量のうちで、最大のものを断続運転形態の予測エネルギ削減量として設定する。
更に、運転制御部５は、上述のように設定した連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量並びに前記運転形態選択条件に基づいて、それら連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量のうちの予測エネルギ削減量が大きい方に対応する運転形態に燃料電池１の運転形態を定める。
【０１６５】
以下、図１０及び図１１に示すフローチャートに基づいて、前記運転形態選択処理について説明する。
燃料電池１を停止させていても、例えば発電可能な状態に維持しておく等のために、エネルギ（電力）が消費されるものであり、運転周期内の全時間帯において燃料電池１を停止させているときにコージェネレーションシステムにて消費されるエネルギを、予め実験等により求めて、待機時消費エネルギＺとして、運転制御部５に記憶させてある。
【０１６６】
図１０に示すように、運転制御部５は、運転周期の開始時点（例えば、午前３時）になる毎に、データ管理処理を実行して予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを求め、続いて、運転メリット演算処理を実行する（ステップ＃１〜３）。
【０１６７】
図１１に示すように、運転メリット演算処理では、負荷追従連続運転形態を行うと仮定したときに運転周期に熱余り単位時間が存在する場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１、及び、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２を求め、更に、強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３を牽制用の設定値Ｆに定め、負荷追従連続運転形態を行うと仮定したときに運転周期に熱不足単位時間が存在する場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１、及び、強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３を求め、更に、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２を前記設定値Ｆに定め、負荷追従連続運転形態を行うと仮定したときに運転周期に熱余り単位時間及び熱不足単位時間いずれも存在しない場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１を求め、更に、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２及び強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３夫々を前記設定値Ｆに定める（ステップ＃１０１〜１０５）。
【０１６８】
ちなみに、前記設定値Ｆは、種々の予測電力負荷及び予測熱負荷に対応して負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２及び強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３夫々として求められると予測される値のうちの最小値よりも小さく設定してある。尚、その最小値が負の値として求められると予測される場合は、前記設定値Ｆを前記最小値よりも絶対値が大きい負の値に設定することになる。
【０１６９】
続いて、１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１、１日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２、１日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３、２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ４、２日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ５、２日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ６、３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ７、３日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ８、３日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ９を求める（ステップ＃１０６）。
【０１７０】
続いて、図１０に示すように、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態の３種の連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３のうちの最大のものを連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃに設定し、１日対応型の負荷追従断続運転形態、１日対応型の抑制断続運転形態、１日対応型の強制断続運転形態、２日対応型の負荷追従断続運転形態、２日対応型の抑制断続運転形態、２日対応型の強制断続運転形態、３日対応型の負荷追従断続運転形態、３日対応型の抑制断続運転形態及び３日対応型の強制断続運転形態の９種の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，Ｐｉ４，Ｐｉ５，Ｐｉ６，Ｐｉ７，Ｐｉ８，Ｐｉ９のうちの最大のものを断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉに設定する（ステップ＃４，５）。
【０１７１】
続いて、ステップ＃６において、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも大きいか否かを判断することにより、連続運転形態及び断続運転形態のうちのいずれか１つを実行した方が、運転周期の全時間帯において燃料電池１を停止させる待機モードにするよりも省エネルギになるかを判断する。
【０１７２】
つまり、連続運転形態や断続運転形態を実行したときのエネルギ消費量が燃料電池１を運転しないときのエネルギ消費量よりも多くなって、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃや断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが負の値として求められる場合があるが、それらの正負に拘らず、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも大きいときは、連続運転形態及び断続運転形態のいずれかを実行した方が待機モードにするよりも省エネルギになる。
【０１７３】
そして、ステップ＃６にて、連続運転形態及び断続運転形態のいずれかを実行した方が待機モードにするよりも省エネルギになると判断したときは、ステップ＃７にて、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうち、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大か否かを判断し、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大でない場合は、ステップ＃８にて、燃料電池１の運転形態を３種の連続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の連続運転形態に定める。
【０１７４】
ステップ＃７において、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうち、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大と判断すると、ステップ＃９において、運転周期の開始時点における貯湯熱量にてその運転周期の予測熱負荷を賄える程度を示す熱負荷賄い率Ｕ／Ｌを求め、ステップ＃１０では、その求めた熱負荷賄い率Ｕ／Ｌと下位設定値Ｋとを比較して、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋよりも大きいときは、待機条件を満たすと判断し、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋ以下のときは、待機条件を満たさないと判断する。
【０１７５】
ちなみに、熱負荷賄い率Ｕ／ＬのＬは、最初の運転周期の各単位時間の予測熱負荷を合計することにより求めた運転周期の予測熱負荷である。
又、熱負荷賄い率Ｕ／ＬのＵは、燃料電池１の予測熱出力を０として、最初の運転周期の予測熱負荷のうち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量にて賄えると予測される予測利用熱量である。
例えば、運転周期の開始時点が、図５にて示す２回目の運転周期の開始時点の状態であると仮定すると、Ｌは、図５に示す如き、運転周期の各単位時間の予測熱負荷を合計した値となり、Ｕは、図５に示す如き、運転周期の各単位時間の予測利用熱量を合計した値となる。
尚、前記下位設定値Ｋは、例えば、０．４に設定する。
【０１７６】
つまり、貯湯槽２からは放熱があることから、最初の運転周期の開始時点における貯湯槽２の貯湯熱量にて最初の運転周期における予測熱負荷を賄える程度を示す熱負荷賄い率を求めるに当たっては、最初の運転周期の開始時点の貯湯槽２の貯湯熱量そのものを用いるよりも、最初の運転周期の予測熱負荷のうち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量にて賄えると予測される予測利用熱量Ｕを用いる方が、貯湯槽２からの放熱を考慮することができるので、熱負荷賄賄い率を適切に求めることができる。
【０１７７】
そして、ステップ＃１０で待機条件を満たさないと判断したときは、ステップ＃１１において、燃料電池１の運転形態を９種の断続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に定める。
つまり、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうち、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大と判断すると、燃料電池１の運転形態を断続運転形態に定め、最大でないと判断すると、燃料電池１の運転形態を連続運転形態に定めることになり、前記運転形態選択条件が、連続運転メリット及び断続運転メリットのうち運転メリットが高い方に対応する運転形態に定める条件に定められている。
【０１７８】
又、ステップ＃１０で待機条件を満たすと判断したときは、ステップ＃１２で、燃料電池１が運転中か否かを判断して、運転中のときは、ステップ＃１３にて、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが前記下位設定値Ｋよりも大きい上位設定値Ｍ（例えば０．９）よりも大きいか否かを判断して、大きくないと判断したときは、ステップ＃１４において、燃料電池１の運転を継続する運転継続条件を満たすか否かを判断する。
【０１７９】
つまり、メモリ３４に記憶されている仮運転パターンのうち、開始時点に引き続き且つ個数が１〜設定数Ｎ２（例えば１０個）の単位時間からなる時間帯を運転時間帯として仮定する全ての仮運転パターンの夫々について、運転時間帯に発電出力を電主出力に調節するとして、最初の運転周期における最終の単位時間の貯湯熱量が０になるか否かを判断し、その貯湯熱量が０になる仮運転パターンが存在するときは、貯湯槽２の湯を使い切る状態で燃料電池１の運転を継続することが可能であり、運転継続条件を満たすと判断し、その貯湯熱量が０になる仮運転パターンが存在しないときは、運転継続条件を満たさないと判断する。
【０１８０】
そして、ステップ＃１４において、運転継続条件を満たすと判断すると、ステップ＃１５において、燃料電池１の運転を負荷追従運転にて継続する負荷追従運転継続モードに定め、ステップ＃１６において、前記運転継続時間を設定する運転継続時間設定処理を実行する。
【０１８１】
前記運転継続時間設定処理では、ステップ＃１４にて最初の運転周期における最終の単位時間の貯湯熱量が０になると判断した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量Ｐが最大となる仮運転パターンの運転時間帯を運転継続時間に設定する。
つまり、ステップ＃１４にて最初の運転周期における最終の単位時間の貯湯熱量が０になると判断した仮運転パターンの夫々について、燃料電池１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を前記式８により求めて、その求めたエネルギ消費量Ｅ２及び前記式７により求めた燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量Ｅ１を前記式６に代入することにより、予測エネルギ削減量Ｐを求め、求めた予測エネルギ削減量Ｐが最大の仮運転パターンの運転時間帯を運転継続時間に設定する。
【０１８２】
ステップ＃６にて、待機モードにする方が省エネルギになると判断したとき、ステップ＃１２にて、燃料電池１が停止中であると判断したとき、ステップ＃１３にて、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが上位設定値Ｍよりも大きいと判断したとき、ステップ＃１４にて、運転継続条件を満たさないと判断したときは、ステップ＃１７にて待機モードに設定する。
【０１８３】
運転制御手段５は、前記運転形態設定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転する。
つまり、燃料電池１の運転形態を負荷追従連続運転形態に定めたときは、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１の発電出力を現在要求されている現電力負荷に追従させる現電力負荷追従運転を実行する。
その現電力負荷追従運転では、１分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に現電力負荷を求め、最小出力（例えば３００Ｗ）から最大出力（例えば１０００Ｗ）の範囲内で、連続的に現電力負荷に追従する電主出力を決定し、燃料電池１の発電出力をその決定した電主出力に調整する形態で運転する。
尚、前記現電力負荷は、前記電力負荷計測手段１１の計測値及び前記インバータ６の出力値に基づいて計測し、更に、その現電力負荷は、前の出力調整周期において所定のサンプリング時間（例えば５秒）でサンプリングしたデータの平均値として求められる。
【０１８４】
燃料電池１の運転形態を抑制連続運転形態に定めたときは、燃料電池１の発電出力を設定抑制出力にすると定められている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定抑制出力に調節し、他の単位時間では現電力負荷追従運転を実行する。
燃料電池１の運転形態を強制連続運転形態に定めたときは、燃料電池１の発電出力を設定増大出力にすると定められている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定増大出力に調節し、他の単位時間では現電力負荷追従運転を実行する。
【０１８５】
燃料電池１の運転形態を１日対応型、２日対応型、３日対応型のいずれの負荷追従断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる単位時間においては現電力負荷追従運転を実行し、停止時間帯に含まれる単位時間においては燃料電池１を停止させる。
燃料電池１の運転形態を１日対応型、２日対応型、３日対応型のいずれの抑制断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる単位時間のうち設定抑制出力が設定されている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定抑制出力に調節し、停止時間帯に含まれる単位時間においては燃料電池１を停止させる。
燃料電池１の運転形態を１日対応型、２日対応型、３日対応型のいずれの強制断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる単位時間のうち設定増大出力が設定されている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定増大出力に調節し、停止時間帯に含まれる単位時間においては燃料電池１を停止させる。
【０１８６】
つまり、運転周期の開始時点になる毎に運転形態設定処理を実行し、その運転形態実行処理では、上述のように、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋよりも大きくて待機条件を満たすと判断したときに、燃料電池１が停止中であると判断した場合、燃料電池１が運転中で且つ熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが上位設定値Ｍよりも大きいと判断した場合、及び、燃料電池１が運転中で且つ熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが上位設定値Ｍ以下で且つ運転継続条件を満たさないと判断した場合のいずれかの場合では、待機モードに設定するように構成されているので、先の運転形態設定処理にて２日対応型又は３日対応型の負荷追従、抑制又は強制のいずれかの断続運転形態に設定されて、今回の運転形態設定処理を行う時点が２日対応型又は３日対応型の断続運転形態における２回目の運転周期の開始時点に相当するときに、その運転形態設定処理にて前述のように待機モードに設定されると、その２日対応型又は３日対応型の断続運転形態における２回目の運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１が停止されることになり、２日対応型又は３日対応型の断続運転形態が継続される。
【０１８７】
又、２日対応型又は３日対応型の断続運転形態においてその１回目の運転周期における実際の熱負荷が予測熱負荷よりも多くなって、又は、３日対応型の断続運転形態においてその２回目の運転周期における実際の熱負荷が予測熱負荷よりも多くなって、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋ以下で待機条件を満たさないと判断されると、新たに、いずれかの断続運転形態に定められることになる。
【０１８８】
又、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋよりも大きくて待機条件を満たすと判断したときに、燃料電池１が運転中で且つ熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが上位設定値Ｍ以下で且つ運転継続条件を満たすと判断されると、貯湯槽２の湯を使い切る状態で燃料電池１の運転が負荷追従運転にて継続されるので、起動時消費エネルギを消費することなく、最初の運転周期の熱負荷を十分に賄うことが可能となり、省エネルギ性を一段と向上することができる。
【０１８９】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を説明するが、この第２実施形態は、運転制御部５の運転形態設定処理における制御動作の別の実施形態を説明するものであって、コージェネレーションシステムの全体構成は第１実施形態と同様であるので、コージェネレーションシステムの全体構成については説明を省略して、主として、運転制御部５の運転形態選択処理における制御動作について説明する。
更に、この第２実施形態は、前記運転形態選択条件についての別の実施形態を説明するものであり、データ管理処理及び運転メリット演算処理は、上記の第１実施形態と同様であるので、それらデータ管理処理及び運転メリット演算処理の説明を省略する。
【０１９０】
この第２実施形態では、前記運転形態選択条件が、連続運転メリットとしての連続運転形態の予測エネルギ削減量が設定削減量Ｇ（例えば５８０Ｗｈ）以上のときは、燃料電池１の運転形態を断続運転形態よりも優先して連続運転形態に定め、且つ、連続運転形態の予測エネルギ削減量が設定削減量Ｇよりも小さいときは、燃料電池１の運転形態を連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量のうちのエネルギ削減量が大きい方に対応する運転形態に定める条件に設定されている。
【０１９１】
以下、図１２及び図１３に示すフローチャートに基づいて、運転形態設定処理について説明する。
運転周期の開始時点になる毎に、第１実施形態と同様にデータ管理処理を実行して予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを求め、図１１のフローチャートに基づいて説明した第１実施形態と同様に運転メリット演算処理を実行する（ステップ＃２１〜２３）。
【０１９２】
続いて、ステップ＃２４において、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１が設定削減量Ｇ以上か否かを判断して、設定削減量Ｇ以上のときは燃料電池１の運転形態を負荷追従連続運転形態に定め、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１が設定削減量Ｇよりも小さいときは、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２が設定削減量Ｇ以上か否かを判断して、設定削減量Ｇ以上のときは燃料電池１の運転形態を抑制連続運転形態に定め、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２が設定削減量Ｇよりも小さいときは、強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３が設定削減量Ｇ以上か否かを判断して、設定削減量Ｇ以上のときは燃料電池１の運転形態を強制連続運転形態に定め（ステップ＃２４〜２９）、強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３が設定削減量Ｇよりも小さいときは、ステップ＃３０に進む。
ちなみに、前記牽制用の設定値Ｆは、設定削減量Ｇよりも小さい値に設定してある。
【０１９３】
ステップ＃３０では、第１実施形態と同様に熱負荷賄い率Ｕ／Ｌを求め、ステップ＃３１では、その求めた熱負荷賄い率Ｕ／Ｌと下位設定値Ｋとを比較して、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋよりも大きいときは、待機条件を満たすと判断し、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが下位設定値Ｋ以下のときは、待機条件を満たさないと判断する。
【０１９４】
ステップ＃３１で、待機条件を満たさないと判断したときは、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態の３種の連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３のうちの最大のものを連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃに設定し、１日対応型の負荷追従断続運転形態、１日対応型の抑制断続運転形態、１日対応型の強制断続運転形態、２日対応型の負荷追従断続運転形態、２日対応型の抑制断続運転形態、２日対応型の強制断続運転形態、３日対応型の負荷追従断続運転形態、３日対応型の抑制断続運転形態及び３日対応型の強制断続運転形態の９種の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，Ｐｉ４，Ｐｉ５，Ｐｉ６，Ｐｉ７，Ｐｉ８，Ｐｉ９のうちの最大のものを断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉに設定する（ステップ＃３２，３３）。
【０１９５】
続いて、ステップ＃３４において、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも小さいか否かを判断することにより、連続運転形態及び断続運転形態のうちのいずれか１つを実行した方が待機モードにするよりも省エネルギになるかを判断する。
【０１９６】
そして、ステップ＃３４にて、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも小さくないと判断したときは、ステップ＃３５において、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうち、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大か否かを判断し、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大である場合は、燃料電池１の運転形態を９種の断続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に定め（ステップ＃３７）、断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉが最大でない場合は、燃料電池１の運転形態を３種の連続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の連続運転形態に定める（ステップ＃３６）。
【０１９７】
又、ステップ＃３１で待機条件を満たすと判断したときは、ステップ＃３８で、燃料電池１が運転中か否かを判断して、運転中のときは、ステップ＃３９で、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが前記下位設定値Ｋよりも大きい上位設定値Ｍよりも大きいか否かを判断して、大きくないと判断したときは、ステップ＃４０において、第１実施形態と同様に、燃料電池１の運転を継続する運転継続条件を満たすか否かを判断し、運転継続条件を満たすと判断すると、ステップ＃４１において、燃料電池１の運転形態を負荷追従運転継続モードに定め、ステップ＃４２において、第１実施形態と同様に、前記運転継続時間を設定する運転継続時間設定処理を実行する。
【０１９８】
ステップ＃３４にて、連続運転形態時の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも小さいと判断したとき、ステップ＃３８にて、燃料電池１が停止中であると判断したとき、ステップ＃３９にて、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが上位設定値Ｍよりも大きいと判断したとき、ステップ＃４０にて、運転継続条件を満たさないと判断したときは、待機モードに設定する（ステップ＃４３）。
そして、第１実施形態と同様に、運転制御手段５は、前記運転形態設定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転する。
【０１９９】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  強制連続運転形態における設定増大出力を設定するための増大出力設定条件として、上記の実施形態において説明した条件に代えて、上記の実施形態において説明した強制断続運転形態の設定増大出力を設定するための増大出力設定条件を用いても良い。又、抑制連続運転形態における設定抑制出力を設定するための抑制出力設定条件として、上記の実施形態において説明した条件に代えて、上記の実施形態において説明した抑制断続運転形態の設定抑制出力を設定するための抑制出力設定条件を用いても良い。
【０２００】
（ロ）  強制連続運転形態や強制断続運転形態における設定増大出力を設定するための増大出力設定条件、並びに、抑制連続運転形態や抑制断続運転形態における設定抑制出力を設定するための抑制出力設定条件は、上記の実施形態において例示した条件に限定されるものではない。
例えば、増大出力設定条件は、予測電力負荷に対して設定電力大きい電力に設定する条件や、燃料電池１の発電出力調節範囲における最大値に設定する条件でも良い。
又、抑制出力設定条件は、予測電力負荷に対して設定電力小さい電力に設定する条件や、燃料電池１の発電出力調節範囲における最小値に設定する条件でも良い。
【０２０１】
（ハ）  強制連続運転形態や強制断続運転形態における設定増大出力を設定するための形態は、上記の各実施形態のように増大出力設定条件に基づいて設定する形態に限定されるものではない。
例えば、単位時間の夫々について仮設定増大出力を複数段階に設定しておき、各単位時間の仮設定増大出力を異ならせた状態で、全ての強制運転用の仮運転パターンや全ての断続運転用の仮運転パターンについて予測エネルギ削減量を求めて、予測エネルギ削減量が最大の強制運転用の仮運転パターンや断続運転用の仮運転パターンにおいて設定されている仮設定増大出力を、強制連続運転形態や強制断続運転形態の設定増大出力とするようにしても良い。
又、抑制連続運転形態や抑制断続運転形態における設定抑制出力を設定するための形態は、上記の各実施形態にように抑制出力設定条件に基づいて設定する形態に限定されるものではない。
例えば、単位時間の夫々について仮設定抑制出力を複数段階に設定しておき、各単位時間の仮設定抑制出力を異ならせた状態で、全ての抑制運転用の仮運転パターンや全ての断続運転用の仮運転パターンについて予測エネルギ削減量を求めて、予測エネルギ削減量が最大の抑制運転用の仮運転パターンや断続運転用の仮運転パターンにおいて設定されている仮設定抑制出力を、抑制連続運転形態や抑制断続運転形態の設定抑制出力とするようにしても良い。
【０２０２】
（ニ）  上記の第１実施形態において、複数段階に設定された仮設定増大出力のうちで増大時メリット評価用指標が最大、即ち、エネルギ面で最も有利な仮設定増大出力を設定増大出力として設定しても良い。
又、複数段階に設定された仮設定抑制出力のうちで抑制時メリット評価用指標の絶対値が最大、即ち、エネルギ面で最も有利な仮設定抑制出力を設定抑制出力として設定しても良い。
【０２０３】
（ホ）  上記の各実施形態においては、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するときに熱不足単位時間が生じる場合に、連続運転形態に強制連続運転形態を含ませる場合について例示したが、熱不足単位時間の発生の有無に拘わらず、連続運転形態に強制連続運転形態を含ませるように構成しても良い。
そして、燃料電池１の発電出力を設定増大出力とする単位時間を、熱不足単位時間や熱余り単位時間の発生の有無に拘わらず、運転メリットが高くなるように（例えば、最も高くなるように又は２番目に高くなるように）設定するように構成しても良い。
説明を加えると、運転周期の複数の単位時間の夫々について、上記の各実施形態と同様に、設定増大出力を設定する。
又、運転周期の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を強制運転用単位時間とし且つ残りの単位時間を電主運転用単位時間とする形態で、前記強制運転用単位時間を構成する単位時間として選択する単位時間を異ならせることにより、強制運転用の仮運転パターンを全て形成する。
そして、全ての強制運転用の仮運転パターン夫々について、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、予測エネルギ削減量Ｐが最も高い強制運転用の仮運転パターンを強制連続運転形態の運転パターンに定める。
【０２０４】
（ヘ）  上記の各実施形態においては、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するときに熱余り単位時間が生じる場合に、連続運転形態に抑制連続運転形態を含ませる場合について例示したが、熱余り単位時間の発生の有無に拘わらず、連続運転形態に抑制連続運転形態を含ませるように構成しても良い。
そして、燃料電池１の発電出力を設定抑制出力とする単位時間を、熱不足単位時間や熱余り単位時間の発生の有無に拘わらず、運転メリットが高くなるように（例えば、最も高くなるように又は２番目に高くなるように）設定するように構成しても良い。
説明を加えると、運転周期の複数の単位時間の夫々について、上記の各実施形態と同様に、設定抑制出力を設定する。
又、運転周期の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を抑制運転用単位時間とし且つ残りの単位時間を電主運転用単位時間とする形態で、前記抑制運転用単位時間を構成する単位時間として選択する単位時間を異ならせることにより、抑制運転用の仮運転パターンを全て形成する。
そして、全ての抑制運転用の仮運転パターン夫々について、前記式６〜式８に基づいて予測エネルギ削減量Ｐを求め、予測エネルギ削減量Ｐが最も高い抑制運転用の仮運転パターンを抑制連続運転形態の運転パターンに定める。
【０２０５】
（ト）  上記の各実施形態においては、連続運転形態及び断続運転形態のいずれにも、複数種の運転形態を含ませる場合について例示したが、連続運転形態及び断続運転形態のいずれか一方にのみ、複数種の運転形態を含ませるように構成しても良い。
連続運転形態のみに複数種の運転形態を含ませる場合は、例えば、複数種の連続運転形態を上記の各実施形態と同様の複数種の連続運転形態とし、１種の断続運転形態を上記の各実施形態における１日対応型の負荷追従断続運転形態として、複数種の連続運転形態夫々についての予測エネルギ削減量及び１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量を上記の各実施形態と同様に求めて、そのように求めた複数種の連続運転形態夫々についての予測エネルギ削減量及び１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量並びに上記の各実施形態と同様の運転形態選択条件に基づいて、燃料電池１の運転形態を複数種の連続運転形態及び１日対応型の負荷追従断続運転形態のうちのいずれか１つに定めることになる。
【０２０６】
（チ）  上記の各実施形態においては、連続運転形態としての複数種の運転形態を、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態の３種としたが、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態のうちのいずれか２種としても良い。例えば、燃料電池１の余剰電力を消費させる電気ヒータ１２を設けない場合は、連続運転形態としての複数種の運転形態を、負荷追従連続運転形態及び抑制連続運転形態の２種とする。
又、上記の各実施形態においては、断続運転形態としての複数種の運転形態を、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態の３種としたが、負荷追従断続運転形態、抑制断続運転形態及び強制断続運転形態のうちのいずれか２種としても良い。
【０２０７】
又、断続運転形態のみに複数種の運転形態を含ませる場合は、例えば、１種の連続運転形態を上記の各実施形態における負荷追従連続運転形態とし、複数種の断続運転形態を上記の各実施形態と同様の複数種の断続運転形態として、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量及び複数種の断続運転形態夫々についての予測エネルギ削減量を上記の各実施形態と同様に求めて、そのように求めた負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量及び複数種の断続運転形態夫々についての予測エネルギ削減量並びに上記の各実施形態と同様の運転形態選択条件に基づいて、燃料電池１の運転形態を負荷追従連続運転形態及び複数種の断続運転形態のうちのいずれか１つに定めることになる。
【０２０８】
（リ）  連続運転形態に含ませる複数種の運転形態としては、上記の各実施形態において例示した運転形態に限定されるものではなく、例えば、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１の発電出力を定格出力（例えば発電出力調節範囲における最大出力）に調節する定格連続運転形態を含ませても良い。
又、断続運転形態に含ませる複数種の運転形態としては、上記の各実施形態において例示した運転形態に限定されるものではない。
例えば、燃料電池１の発電出力を定格出力（例えば発電出力調節範囲における最大出力）に調節する単位時間を、燃料電池１を運転する運転時間として、運転周期の複数の単位時間のうちで最も運転メリットが高くなる単位時間に定める定格断続運転を含ませても良い。又、複数周期対応型の負荷追従、強制及び抑制の各断続運転形態として、２日対応型のみを備えさせても良いし、４日以上の対応型を備えさせても良い。
【０２０９】
（ヌ）  強制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求めるための強制運転用の仮運転パターンとして、強制運転用時間帯に設定増大出力が設定されていない単位時間が含まれる仮運転パターンを除外して、強制運転用時間帯が設定増大出力が設定されている単位時間のみにて構成される仮運転パターンのみを含ませるように構成しても良い。
抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量を求めるための抑制運転用の仮運転パターンとして、抑制運転用時間帯に設定抑制出力が設定されていない単位時間が含まれる仮運転パターンを除外して、抑制運転用時間帯が設定抑制出力が設定されている単位時間のみにて構成される仮運転パターンのみを含ませるように構成しても良い。
強制断続運転形態の予測エネルギ削減量を求めるための断続運転用の仮運転パターンとして、運転時間帯に設定増大出力が設定されていない単位時間が含まれる仮運転パターンを除外して、運転時間帯が設定増大出力が設定されている単位時間のみにて構成される仮運転パターンのみを含ませるように構成しても良い。
抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量を求めるための断続運転用の仮運転パターンとして、運転時間帯に設定抑制出力が設定されていない単位時間が含まれる仮運転パターンを除外して、運転時間帯が設定抑制出力が設定されている単位時間のみにて構成される仮運転パターンのみを含ませるように構成しても良い。
【０２１０】
（ル）  連続運転形態の予測エネルギ削減量（連続運転メリットに相当する）及び断続運転形態の予測エネルギ削減量（断続運転メリットに相当する）に基づいて、燃料電池１の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が大きい方の運転形態に定めるに当たって、上記の各実施形態においては、複数種の連続運転形態の予測エネルギ削減量のうちで最大のものを連続運転形態の予測エネルギ削減量に設定する処理、及び、複数種の断続運転形態の予測エネルギ削減量のうちで最大のものを断続運転メリットの予測エネルギ削減量に設定する処理を予め実行する場合について例示したが、これらの処理を省略しても良い。
つまり、複数種の連続運転形態の予測エネルギ削減量（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３）及び複数種の断続運転形態の予測エネルギ削減量（Ｐｉ１，Ｐｉ２，…，Ｐｉ８，Ｐｉ９）のうちの最大のものが複数種の断続運転形態の予測エネルギ削減量のいずれかである場合は、燃料電池１の運転形態を複数種の断続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の運転形態に定め、複数種の連続運転形態の予測エネルギ削減量（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３）及び複数種の断続運転形態の予測エネルギ削減量（Ｐｉ１，Ｐｉ２，…，Ｐｉ８，Ｐｉ９）のうちの最大のものが複数種の断続運転形態の予測エネルギ削減量のいずれでもない場合は、燃料電池１の運転形態を複数種の連続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の運転形態に定めるように構成しても良い。
【０２１１】
（ヲ）  上記の各実施形態においては、強制連続運転形態における強制運転用時間帯や抑制連続運転形態における抑制運転用時間帯を運転周期内に１つ設定する場合について例示したが、運転周期内に複数設定しても良い。
又、上記の各実施形態においては、断続運転形態の複数種の運転形態夫々において、運転時間帯を運転周期内に１つ設定する場合について例示したが、運転周期内に複数設定しても良い。
【０２１２】
（ワ）  運転メリットとしては、上記の各実施形態において例示した予測エネルギ削減量等の省エネルギ性に限定されるものではなく、例えば、予測エネルギコスト削減額等の経済性や、予測二酸化炭素削減量等の環境性を用いても良い。
ちなみに、予測エネルギコスト削減額は、燃料電池１を運転させない場合のエネルギコストから、燃料電池１を運転したときのエネルギコストを減じて求めることができる。
前記燃料電池１を運転させない場合のエネルギコストは、予測電力負荷の全てを商用電源７から買電するときのコストと、予測熱負荷の全てを補助加熱器２８で賄うときのエネルギコスト（燃料コスト）の和として求められる。
一方、燃料電池１を運転したときのエネルギコストは、予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池１の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池１のエネルギコスト（燃料コスト）と、予測電力負荷から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足電力負荷を商用電源７から買電するときのコストと、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱負荷を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギコスト（燃料コスト）との和として求められる。
【０２１３】
又、予測二酸化炭素削減量は、燃料電池１を運転させない場合の二酸化炭素発生量から、燃料電池１を運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
前記燃料電池１を運転させない場合の二酸化炭素発生量は、予測電力負荷の全てを商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測熱負荷の全てを補助加熱器２８で賄うときの二酸化炭素発生量との和として求められる。
一方、燃料電池１を運転したときの二酸化炭素発生量は、予測電力負荷及び予測熱負荷を燃料電池１の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池１からの二酸化炭素発生量と、予測電力負荷から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足電力負荷を商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱負荷を補助加熱器２８の発生熱で補う場合の二酸化炭素発生量との和として求められる。
【０２１４】
（カ）  運転メリットを求めるに当たって、燃料電池１を運転しない場合のエネルギ消費量等は、予測電力負荷の全てを商用電源７からの受電電力で賄い、予測熱負荷の全てを前記補助加熱器２８とは異なる一般的な給湯器にて賄うとして求めるように構成しても良い。
【０２１５】
（ヨ）  上記の各実施形態においては、熱消費端末３を設けた場合について例示して、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷とを合わせたものとしたが、熱消費端末３を設けない場合は、熱負荷を給湯熱負荷のみとすることになる。又、燃料電池１から発生する熱を回収した冷却水の温度に比べて、熱消費端末３において必要とされる熱媒の温度が高い場合は、熱消費端末３が設けられていても、熱負荷を給湯熱負荷のみとする。
【０２１６】
（タ）  熱電併給装置として、上記の各実施形態では燃料電池１を適用したが、これ以外に、例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】実施形態に係るコージェネレーションシステムの全体構成を示すブロック図
【図２】実施形態に係るコージェネレーションシステムの制御構成を示すブロック図
【図３】最初の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に対する燃料電池の運転状態及び熱利用状態を示す説明図
【図４】最初の運転周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に対する燃料電池の運転状態及び熱利用状態を示す説明図
【図５】２回目の運転周期における予測熱負荷に対する熱利用状態を示す説明図
【図６】電池発電効率及び電池熱効率を示す図
【図７】強制運転用及び抑制運転用の仮運転パターンを説明する図
【図８】断続運転形態の仮運転パターンを説明する図
【図９】出力増大時増加エネルギ量及び出力抑制時必要エネルギ量差を示す図
【図１０】第１実施形態に係る制御動作のフローチャートを示す図
【図１１】第１実施形態に係る制御動作のフローチャートを示す図
【図１２】第２実施形態に係る制御動作のフローチャートを示す図
【図１３】第２実施形態に係る制御動作のフローチャートを示す図
【符号の説明】
【０２１８】
１    熱電併給装置
２    貯湯槽
４    貯湯手段
５    運転制御手段
【図１】
2008185317.tif 000003
【図２】
2008185317.tif 000004
【図３】
2008185317.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008185317.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008185317.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008185317.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008185317.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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