(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を出力する発電手段と、
現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように前記発電手段の運転を制御する運転制御手段と、
前記発電手段の出力電力の余剰分を蓄電し且つ現電力負荷に対して前記発電手段の出力電力が不足するときに蓄電している電力を放電する蓄電手段とが設けられたエネルギ供給システムであって、
前記運転制御手段は、前記発電手段を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求めるエネルギ不足状態導出手段を備えて、そのエネルギ不足状態導出手段にて求められた前記電力不足時間帯よりも前に、前記蓄電手段に蓄電される電力を増大させるべく前記発電手段の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成されており、
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記発電手段の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、前記発電手段の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求めるように構成されているエネルギ供給システム。
【請求項２】
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、前記発電手段の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている請求項１記載のエネルギ供給システム。
【請求項３】
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記予測蓄電電力量を求めて前記電力不足時間帯を求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量に応じて前記設定下限電力を変更設定する下限電力設定手段を備えている請求項２記載のエネルギ供給システム。
【請求項４】
前記下限電力設定手段は、前記蓄電手段における充放電損失を考慮する状態で、前記設定下限電力を変更設定するように構成されている請求項３記載のエネルギ供給システム。
【請求項５】
前記運転制御手段は、前記電力不足時間帯よりも前の時間帯に設定される出力上昇処理用時間帯において、前記発電手段の出力電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている請求項１記載のエネルギ供給システム。
【請求項６】
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量に応じて前記出力上昇処理用電力を設定するように構成されている請求項５記載のエネルギ供給システム。
【請求項７】
前記運転制御手段は、前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力を設定する出力上昇処理用電力設定手段、及び、前記出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求める指標導出手段を備え、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記指標導出手段により求められる運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が大きくなるように前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力を設定するように構成されている請求項６記載のエネルギ供給システム。
【請求項８】
前記指標導出手段は、前記電力不足時間帯よりも前に、前記予測電力負荷が前記最大出力電力よりも小さい単位時間である電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、条件設定用の充電用増大電力を、前記予測電力負荷に前記条件設定用の充電用増大電力を加えた電力が前記最大出力電力を上回らない条件で、設定電力間隔を空ける状態で段階的に設定して、前記条件設定用の充電用増大電力毎に、前記予測電力負荷に前記条件設定用の充電用増大電力を加えた条件設定用出力電力にて前記発電手段を運転したときの運転判断用指標を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段が、前記複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力、及び、前記指標導出手段により求められた運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が最大となり且つ前記不足電力量に対する前記蓄電手段の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力を選択して、選択した電力充足単位時間、選択した条件設定用の充電用増大電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷に加えた電力を夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力として設定するように構成されている請求項７記載のエネルギ供給システム。
【請求項９】
前記指標導出手段は、前記運転判断用指標として、前記条件設定用出力電力における前記発電手段の発電効率と前記予測電力負荷に応じた出力電力における前記発電手段の発電効率との差である発電効率差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記発電効率差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている請求項８記載のエネルギ供給システム。
【請求項１０】
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味入力エネルギに対する前記条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記入力エネルギ対出力比率が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている請求項８記載のエネルギ供給システム。
【請求項１１】
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味入力エネルギに対する前記条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率から、前記予測電力負荷に応じた出力電力における前記発電手段の発電効率を減じた充電ロス加味発電効率差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記充電ロス加味発電効率差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている請求項８記載のエネルギ供給システム。
【請求項１２】
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求めて、前記運転判断用指標として、前記条件設定用の充電用増大電力を発電所にて得る場合の消費エネルギである前記条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と前記発電手段にて前記予測電力負荷に応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギとを加えたエネルギから、前記充電ロス加味入力エネルギを減じた充電ロス加味エネルギ差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記充電ロス加味エネルギ差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている請求項８記載のエネルギ供給システム。
【請求項１３】
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求め、前記条件設定用の充電用増大電力を発電所にて得る場合の消費エネルギである前記条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と前記発電手段にて前記予測電力負荷に応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギとを加えたエネルギから、前記充電ロス加味入力エネルギを減じた充電ロス加味エネルギ差を求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味エネルギ差を前記条件設定用の充電用増大電力にて除した単位充電量当たりのエネルギ差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記単位充電量当たりのエネルギ差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている請求項８記載のエネルギ供給システム。
【請求項１４】
前記指標導出手段は、前記充電ロス加味入力エネルギを、前記条件設定用出力電力及び前記充電ロス電力に前記蓄電手段の待機電力を加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するものとして求めるように構成されている請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のエネルギ供給システム。
【請求項１５】
前記指標導出手段は、前記充電ロス加味入力エネルギを、前記条件設定用出力電力及び前記充電ロス電力に前記蓄電手段の放電ロス電力を加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するものとして求めるように構成されている請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のエネルギ供給システム。
【請求項１６】
電力を出力する発電手段と、
現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように前記発電手段の運転を制御する運転制御手段と、
前記発電手段の出力電力の余剰分を蓄電し且つ現電力負荷に対して前記発電手段の出力電力が不足するときに蓄電している電力を放電する蓄電手段とが設けられたエネルギ供給システムであって、
前記発電手段から発生する熱を回収して貯湯槽に湯水として貯える貯湯手段が設けられ、
前記運転制御手段は、前記発電手段を前記予測電力負荷に応じた電力を出力するように運転したときに前記貯湯手段にて前記貯湯槽に回収される電力負荷追従時回収熱量を時系列的に求める回収熱量導出手段と、前記発電手段を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求め、且つ、前記回収熱量導出手段にて求められる前記電力負荷追従時回収熱量に基づいて、時系列的な予測熱負荷に対して熱不足状態となる熱不足時間帯を求めるエネルギ不足状態導出手段とを備えて、そのエネルギ不足状態導出手段にて求められた前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前に、前記発電手段の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成されており、
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記発電手段の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、前記発電手段の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、前記回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求めるように構成されているエネルギ供給システム。
【請求項１７】
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、前記発電手段の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている請求項１６記載のエネルギ供給システム。
【請求項１８】
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記予測蓄電電力量を求めて前記電力不足時間帯を求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求め、並びに、前記電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて前記予測蓄熱量を求めて前記熱不足時間帯を求め、且つ、その熱不足時間帯において前記予測熱負荷が前記予測蓄熱量を上回る不足熱量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量及び前記不足熱量に応じて前記設定下限電力を変更設定する下限電力設定手段を備えている請求項１７記載のエネルギ供給システム。
【請求項１９】
前記下限電力設定手段は、前記蓄電手段における充放電損失を考慮する状態で、前記設定下限電力を変更設定するように構成されている請求項１８記載のエネルギ供給システム。
【請求項２０】
前記運転制御手段は、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯において、前記発電手段の出力電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷よりも大きい不足解消用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている請求項１６記載のエネルギ供給システム。
【請求項２１】
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求め、並びに、前記回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求め、且つ、その熱不足時間帯において前記予測熱負荷が前記予測蓄熱量を上回る不足熱量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量及び前記不足熱量に応じて前記不足解消用電力を求めるように構成されている請求項２０記載のエネルギ供給システム。
【請求項２２】
前記運転制御手段は、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯のうちで、運転メリットが大きい時間帯において、前記出力上昇処理を実行するように構成されている請求項２０又は２１記載のエネルギ供給システム。
【請求項２３】
前記運転制御手段は、前記出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求める指標導出手段と、前記出力上昇処理の実行の可否を判断するための運転判断用指標しきい値を設定するしきい値設定手段とを備えて、前記指標導出手段にて求められる運転判断用指標が前記しきい値設定手段にて設定された運転判断用指標しきい値よりも運転メリットが大きいときに前記出力上昇処理を実行するように構成され、
前記回収熱量導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期において、単位時間毎に前記電力負荷追従時回収熱量を求めるように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記管理周期において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を単位時間毎に求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる電力不足単位時間を前記電力不足時間帯として求めるように構成され、並びに、前記管理周期において、前記回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を単位時間毎に求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する熱不足単位時間を前記熱不足時間帯として求めるように構成され、
前記回収熱量導出手段が、前記電力不足単位時間及び前記熱不足単位時間よりも前に、前記予測電力負荷が前記最大出力電力よりも小さい単位時間である電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、前記発電手段の出力調節範囲内で複数段階に設定されたステップ出力のうちの前記予測電力負荷に応じたステップ出力よりも大きい条件設定用のステップ出力毎に、その条件設定用のステップ出力にて前記発電手段を運転したときの回収熱量を増大回収熱量として求める増大回収熱量導出処理を実行するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記複数の電力充足単位時間の夫々において、前記条件設定用のステップ出力毎に、前記発電手段を前記条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示す省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理を実行する省エネルギ度導出手段を備えて、前記回収熱量導出手段にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の増大回収熱量及び前記省エネルギ度導出手段にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、前記電力不足時間帯における不足電力量及び前記熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、前記複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択するように構成され、
前記しきい値設定手段は、前記エネルギ不足状態導出手段にて仮運転用として選択されたステップ出力について、そのステップ出力にて前記発電手段を運転したときの運転判断用指標をしきい値導出用として求めて、それら求めたしきい値導出用の運転判断用指標のうち、省エネルギの程度が最も小さいものを前記運転判断用指標しきい値として設定するように構成されている請求項２２記載のエネルギ供給システム。  
【請求項２４】
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用のステップ出力から、前記省エネルギ度導出手段により求められる省エネルギ度のうち省エネルギの程度が最大の省エネルギ度の条件設定用のステップ出力を前記仮運転用のステップ出力として選択し、且つ、その選択した仮運転用のステップ出力を含む電力充足単位時間を仮出力上昇処理用の単位時間として選択する仮条件設定処理を実行する仮条件設定手段を備えて、その仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については前記仮条件設定手段にて仮運転用として選択されたステップ出力にて前記発電手段を運転すると仮定する状態で、前記電力不足単位時間における不足電力量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別し且つ前記熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別するエネルギ不足状態判別処理を実行するように構成され、
前記省エネルギ度導出手段は、前記仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択されていない単位時間については、前記予測電力負荷に応じた前記ステップ出力を基準出力とし、前記仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、前記仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、前記発電手段を前記基準出力にて運転することに対して前記条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示すものとして前記省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理を、省エネルギとなる範囲で、前記エネルギ不足状態導出手段にて前記電力不足単位時間における不足電力量及び前記熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になると判別されるまで繰り返すように構成され、
前記仮条件設定手段は、前記省エネルギ度導出手段にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、既に前記仮運転用として選択したステップ出力に対応する省エネルギ度を除いた状態で、前記仮条件設定処理を実行するように構成され、
前記回収熱量導出手段は、前記仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、前記条件設定用のステップ出力を前記仮運転用のステップ出力よりも大きいステップ出力とする状態で、前記省エネルギ度導出手段にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、前記増大回収熱量導出処理を実行するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記省エネルギ度導出手段にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、前記エネルギ不足状態判別処理を実行するように構成され、
前記しきい値設定手段は、前記仮条件設定手段にて最後の前記仮条件設定処理が実行されたときに、前記仮運転用として選択されているステップ出力の夫々について、前記しきい値導出用の運転判断用指標を求めるように構成されている請求項２３記載のエネルギ供給システム。
【請求項２５】
前記省エネルギ度導出手段は、前記省エネルギ度Ｒを次式
Ｒ＝｛（発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転するときの消費エネルギ削減量）−（発電手段を基準出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する発電手段を基準出力にて運転するときの消費エネルギ削減量）｝÷｛（発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量）−（発電手段を基準出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量）｝
にて求めるように構成されている請求項２４記載のエネルギ供給システム。
【請求項２６】
前記指標導出手段は、前記運転判断用指標Ｐを次式
Ｐ＝〔｛（発電手段を運転したときの有効出力電力を発電所にて得る場合の消費エネルギ量）＋（発電手段を運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合の消費エネルギ量）｝−（発電手段の消費エネルギ量）〕÷｛（発電手段を運転したときの蓄電手段の蓄電電力を発電所にて得る場合の消費エネルギ量）＋（発電手段を運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合の消費エネルギ量）｝
にて求めるように構成されている請求項２４又は２５記載のエネルギ供給システム。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を出力する発電手段と、
現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように前記発電手段の運転を制御する運転制御手段と、
前記発電手段の出力電力の余剰分を蓄電し且つ現電力負荷に対して前記発電手段の出力電力が不足するときに蓄電している電力を放電する蓄電手段とが設けられたエネルギ供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるエネルギ供給システムは、一般家庭等の電力消費箇所に設置されて、その電力消費箇所にて必要とされる電力を供給するために必要となる必要一次エネルギの削減を図るために使用されるものである。
つまり、電力消費箇所にて必要とされる電力を供給するに当たって、かかるエネルギ供給システムにて供給することにより、発電所にて発電される商用電力を供給するのに比べて、送電ロスを小さくすることができる等により、必要一次エネルギの削減を図ることができるのである。
そして、運転制御手段により、現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように発電手段の運転を制御する、所謂電主運転を実行する状態で、発電手段の出力電力を現電力負荷に追従仕切れない状態となって、現電力負荷に対して発電手段の出力電力に余剰電力が生じるとその余剰電力を蓄電手段に蓄電し、現電力負荷に対して発電手段の出力電力が不足すると、蓄電手段に蓄電している電力を放電するように構成してある。
又、発電手段は商用電源に系統連系されて、現電力負荷が発電手段の出力電力を上回るとき又は発電手段の出力電力と蓄電手段からの放電電力とを加えた電力を上回るときは、必要一次エネルギの削減には好ましくないものの、その上回る分が商用電源から供給されるように構成してある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ちなみに、上記の特許文献１では、予め、発電手段の出力調節範囲内にて複数段階にステップ出力を設定しておいて、設定時間間隔毎に、発電手段の出力電力を前記複数段階のステップ出力のうちの現電力負荷に応じた電主出力用のステップ出力に調節する形態で、電主運転を実行するように構成されていた。
そして、現電力負荷が電主出力用のステップ出力よりも小さいときに生じる余剰電力を蓄電手段に蓄電して、現電力負荷が電主出力用のステップ出力よりも大きいとき、及び、現電力負荷が発電手段の出力調節範囲における最大出力電力よりも大きいときに、蓄電手段に蓄電している電力を放電するように構成されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では、単に発電手段を電主運転する状態で、現電力負荷が発電手段の出力電力を上回る又は発電手段の出力電力と蓄電手段からの放電電力とを加えた電力を上回ると、その上回る分が商用電源から供給されるものであるので、商用電力の消費量が増加し易く、必要一次エネルギを十分に削減することができるようにエネルギ供給システムを運転することができていないという問題があった。
【０００６】
尚、このようなエネルギ供給システムでは、上記の特許文献１にも記載されているように、発電手段から発生する熱を回収して貯湯槽に湯水として貯えることが可能な熱電併給型に構成して、省エネルギ化を図ることが行われる場合がある。
そして、このように熱電併給型に構成する場合、発電手段を単に電主運転する状態では、貯湯槽に蓄熱される熱量が熱負荷に対して不足し易くて、燃焼式の給湯器等の補助熱源機のエネルギ消費量を低減し難いものであった。
【０００７】
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、必要一次エネルギを十分に削減することができるように運転し得るエネルギ供給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】
【０００８】
本発明のエネルギ供給システムは、電力を出力する発電手段と、
現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように前記発電手段の運転を制御する運転制御手段と、
前記発電手段の出力電力の余剰分を蓄電し且つ現電力負荷に対して前記発電手段の出力電力が不足するときに蓄電している電力を放電する蓄電手段とが設けられたものであって、
第１特徴構成は、前記運転制御手段は、前記発電手段を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求めるエネルギ不足状態導出手段を備えて、そのエネルギ不足状態導出手段にて求められた前記電力不足時間帯よりも前に、前記蓄電手段に蓄電される電力を増大させるべく前記発電手段の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成されており、
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記発電手段の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、前記発電手段の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求めるように構成されている点を特徴とする。
【０００９】
即ち、運転制御手段に備えたエネルギ不足状態導出手段により、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回るために、発電手段を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯が求められ、運転制御手段により、エネルギ不足状態導出手段にて求められた電力不足時間帯よりも前に、発電手段の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理が実行され、その出力上昇処理は、発電手段の出力電力を現電力負荷よりも大きくする状態で行うことが可能となるので、その出力上昇処理中は、発電手段の出力電力のうち、現電力負荷を上回る余剰分が蓄電手段に蓄電される。
【００１０】
そして、出力上昇処理にて蓄電手段に蓄電された電力を、現電力負荷が発電手段の最大出力電力を上回ると放電することにより、商用電力の消費量を低減することが可能となる。
従って、商用電力の消費量を低減することが可能となるので、必要一次エネルギを十分に削減することができるように運転し得るエネルギ供給システムを提供することができるようになった。
【００１２】
また、運転制御手段により、現電力負荷が発電手段の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、発電手段の出力電力が出力調節下限値に調節されるので、現電力負荷が出力調節下限値よりも小さいときに余剰電力が生じて、その余剰電力が蓄電手段に蓄電される。
そして、エネルギ不足状態導出手段により、予測電力負荷に基づいて蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量が求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が電力不足時間帯として求められる。
尚、上述のように発電手段の出力調節範囲に出力調節下限値を設定するのは、通常、発電手段はその出力電力が小さくなるほど発電効率が低くなって、その発電効率が低い状態で運転しても必要一次エネルギ削減の効果が高くないことから、発電効率が低い状態での発電手段の運転を回避するためである。
ちなみに、前記出力調節下限値としては、例えば、発電手段の最大出力電力の３０％等、必要一次エネルギ削減が可能な発電効率にて発電手段を運転することが可能な値に設定する。
【００１３】
つまり、予測電力負荷が出力調節下限値を下回って蓄電手段に蓄電されると予測される蓄電電力量をも鑑みて、予測蓄電電力量が時系列的に求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が電力不足時間帯として求められるようにすることにより、電主運転を継続する状態ではエネルギ供給システムからの出力電力が電力負荷に対して不足すると予測される時間帯として、電力不足時間帯を適切に求めることが可能となる。
従って、電力不足時間帯を適切に求めることが可能となって、出力上昇処理が実行されるのが電力が不足する時間帯よりも遅れるのを防止することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００１４】
第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、前記発電手段の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
【００１５】
即ち、運転制御手段により、現電力負荷が出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、発電手段の出力電力が設定下限電力に調節されることにより、出力上昇処理が実行される。
【００１６】
つまり、現電力負荷が出力調節下限値よりも低くなっても発電手段の出力電力がその出力調節下限値に調節される形態で発電手段が運転される場合に、発電手段を運転する最低出力を出力調節下限値よりも大きい設定下限電力とすることにより、電主運転を継続する状態では電力負荷に対して不足する電力を補うように、蓄電手段に蓄電する電力を十分に多くすることが可能となる。
そして、発電手段を運転する最低出力を出力調節下限値よりも大きい設定下限電力とすることにより、出力上昇処理が実行されるので、電主運転の形態を変更することなく、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となる。
従って、電主運転の形態を変更することなく、必要一次エネルギを削減することができるようになった。
【００１７】
第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記予測蓄電電力量を求めて前記電力不足時間帯を求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量に応じて前記設定下限電力を変更設定する下限電力設定手段を備えている点を特徴とする。
【００１８】
即ち、エネルギ不足状態導出手段により、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、予測電力負荷に基づいて予測蓄電電力量が求められて電力不足時間帯が求められ、且つ、その電力不足時間帯において予測電力負荷が予測総出力電力量を上回る不足電力量が求められ、運転制御手段に備えた下限電力設定手段により、不足電力量に応じて設定下限電力が変更設定される。
【００１９】
つまり、不足電力量が多いときは高くし、不足電力量が少ないときは低くするように、設定下限電力が不足電力量に応じて変更設定されるので、不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力の増加量の過不足を小さくすることが可能となる。
従って、商用電力の消費量をできるだけ低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００２０】
第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、
前記下限電力設定手段は、前記蓄電手段における充放電損失を考慮する状態で、前記設定下限電力を変更設定するように構成されている点を特徴とする。
【００２１】
即ち、下限電力設定手段により、蓄電手段における充放電損失が考慮される状態で、設定下限電力が不足電力量に応じて変更設定されるので、不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力増加量の過不足を一層小さくすることが可能となる。
従って、商用電力の消費量を更に低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００２２】
第５特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、前記電力不足時間帯よりも前の時間帯に設定される出力上昇処理用時間帯において、前記発電手段の出力電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
【００２３】
即ち、運転制御手段により、電力不足時間帯よりも前の時間帯に設定される出力上昇処理用時間帯において、発電手段の出力電力が現電力負荷又は予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節されることにより、出力上昇処理が実行される。
【００２４】
つまり、電力不足時間帯よりも前の出力上昇処理用時間帯において、発電手段の出力電力が現電力負荷又は予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節されるようにすることにより、電主運転を継続する状態では電力負荷に対して不足する電力を十分に補うように、蓄電手段に蓄電する電力を十分に多くすることが可能となる。
そして、出力上昇処理用時間帯を、現電力負荷又は予測電力負荷に応じて、発電手段をより高い発電効率にて運転することが可能な時間帯に設定する等、出力上昇処理が省エネルギを図ることが可能な時間帯にて実行されるようにすることが可能となる。
従って、出力上昇処理が省エネルギを図ることが可能なように実行されるようにすることが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００２５】
第６特徴構成は、上記第５特徴構成に加えて、
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量に応じて前記出力上昇処理用電力を設定するように構成されている点を特徴とする。
【００２６】
即ち、エネルギ不足状態導出手段により、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、予測電力負荷に基づいて時系列的な予測蓄電電力量が求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が電力不足時間帯として求められ、且つ、その電力不足時間帯において予測電力負荷が予測総出力電力量を上回る不足電力量が求められる。
そして、運転制御手段により、不足電力量に応じて前記出力上昇処理用電力が設定される。
【００２７】
つまり、不足電力を蓄電手段の蓄電電力にて賄うことができるように、不足電力量に応じて出力上昇処理用電力が設定されるので、不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力増加量の過不足が小さくなるように、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となる。
従って、商用電力の消費量をできるだけ低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００２８】
第７特徴構成は、上記第６特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力を設定する出力上昇処理用電力設定手段、及び、前記出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求める指標導出手段を備え、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記指標導出手段により求められる運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が大きくなるように前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力を設定するように構成されている点を特徴とする。
【００２９】
即ち、運転制御手段に備えられた指標導出手段により、出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標が求められ、運転制御手段に備えられた出力上昇処理用電力設定手段により、指標導出手段により求められる運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が大きくなるように前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力が設定される。
ちなみに、前記運転判断用指標としては、例えば、省エネルギ性の如きエネルギ消費におけるメリットを示すものや、経済的なメリットを示すものがある。
【００３０】
従って、運転メリットの程度が大きくなるように、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００３１】
第８特徴構成は、上記第７特徴構成に加えて、
前記指標導出手段は、前記電力不足時間帯よりも前に、前記予測電力負荷が前記最大出力電力よりも小さい単位時間である電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、条件設定用の充電用増大電力を、前記予測電力負荷に前記条件設定用の充電用増大電力を加えた電力が前記最大出力電力を上回らない条件で、設定電力間隔を空ける状態で段階的に設定して、前記条件設定用の充電用増大電力毎に、前記予測電力負荷に前記条件設定用の充電用増大電力を加えた条件設定用出力電力にて前記発電手段を運転したときの運転判断用指標を求めるように構成され、前記出力上昇処理用電力設定手段が、前記複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力、及び、前記指標導出手段により求められた運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が最大となり且つ前記不足電力量に対する前記蓄電手段の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力を選択して、選択した電力充足単位時間、選択した条件設定用の充電用増大電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷に加えた電力を夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力として設定するように構成されている点を特徴とする。
【００３２】
即ち、指標導出手段により、電力不足時間帯よりも前の複数の電力充足単位時間の夫々において、条件設定用の充電用増大電力が、予測電力負荷に条件設定用の充電用増大電力を加えた電力が最大出力電力を上回らない条件で、設定電力間隔を空ける状態で段階的に設定されて、条件設定用の充電用増大電力毎に、予測電力負荷に条件設定用の充電用増大電力を加えた条件設定用出力電力にて発電手段を運転したときの運転判断用指標を求められる。
そして、出力上昇処理用電力設定手段により、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用の充電用増大電力、及び、指標導出手段により求められた運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が最大となり且つ不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力が選択されて、選択された電力充足単位時間、選択された条件設定用の充電用増大電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷に加えた電力が夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力として設定される。
【００３３】
つまり、運転メリットの程度が最大となり且つ不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力の増加量の過不足が最小になる状態で、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となる。
従って、運転メリットの程度が最大となる状態で出力上昇処理を行いながら、商用電力の消費量をできるだけ低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００３４】
第９特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、
前記指標導出手段は、前記運転判断用指標として、前記条件設定用出力電力における前記発電手段の発電効率と前記予測電力負荷に応じた出力電力における前記発電手段の発電効率との差である発電効率差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記発電効率差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている点を特徴とする。
【００３５】
即ち、指標導出手段により、前記運転判断用指標として、条件設定用出力電力における発電手段の発電効率と予測電力負荷に応じた出力電力における発電手段の発電効率との差である発電効率差が求められ、出力上昇処理用電力設定手段により、発電効率差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断されて、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力が設定される。
【００３６】
つまり、条件設定用出力電力における発電手段の発電効率が予測電力負荷に応じた出力電力における発電手段の発電効率よりも大きい状態では、それらの差である発電効率差が大きいほど、運転メリットが大きいものである。
従って、運転判断用指標として前記発電効率差を求めて、その発電効率差を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を適切に行うことができるようになった。
【００３７】
第１０特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味入力エネルギに対する前記条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記入力エネルギ対出力比率が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている点を特徴とする。
【００３８】
即ち、指標導出手段により、条件設定用の充電用増大電力が蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と条件設定用出力電力とを加えた電力を発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギが求められて、運転判断用指標として、充電ロス加味入力エネルギに対する条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率が求められ、出力上昇処理用電力設定手段により、入力エネルギ対出力比率が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断されて、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力が設定される。
【００３９】
ちなみに、前記充電ロス電力とは、充電するときに交流／直流変換回路で電力変換ロスとして発生するロス電力と、電池の電気エネルギを化学エネルギに変換し更に電気エネルギとして取り出すときに発生するロス電力とを加えたものを示す。
【００４０】
つまり、充電ロス加味入力エネルギとは、条件設定用の充電用増大電力が充電用として蓄電手段に供給されたときにロスとなる充電ロス電力と、条件設定用出力電力とを加えた電力を、発電手段にて出力するのに要するエネルギである。
そして、その充電ロス加味入力エネルギに対する条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率は、発電手段への入力エネルギの単位量に対して、どれだけの有効出力電力、即ち、電力負荷に供給される電力と蓄電手段に充電される電力とを加えた電力が得られたかを示すものであり、その入力エネルギ対出力比率が大きいほど、運転メリットが大きいものである。
従って、運転判断用指標として前記入力エネルギ対出力比率を求めて、その入力エネルギ対出力比率を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を適切に行うことができるようになった。
【００４１】
第１１特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味入力エネルギに対する前記条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率から、前記予測電力負荷に応じた出力電力における前記発電手段の発電効率を減じた充電ロス加味発電効率差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記充電ロス加味発電効率差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている点を特徴とする。
【００４２】
即ち、指標導出手段により、充電ロス加味入力エネルギが求められて、運転判断用指標として、充電ロス加味入力エネルギに対する条件設定用出力電力の比率である入力エネルギ対出力比率から、予測電力負荷に応じた出力電力における発電手段の発電効率を減じた充電ロス加味発電効率差が求められ、出力上昇処理用電力設定手段により、充電ロス加味発電効率差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断されて、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力が設定される。
【００４３】
つまり、入力エネルギ対出力比率は、先に第１１特徴構成についての説明において記載したように、発電手段への入力エネルギの単位量に対してどれだけの有効出力電力が得られたかを示すものであるので、その入力エネルギ対出力比率から、予測電力負荷に応じた出力電力における発電手段の発電効率を減じた充電ロス加味発電効率差は、大きいほど運転メリットが大きい状態を示すものである。
従って、運転判断用指標として前記充電ロス加味発電効率差を求めて、その充電ロス加味発電効率差を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を適切に行うことができるようになった。
【００４４】
第１２特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求めて、前記運転判断用指標として、前記条件設定用の充電用増大電力を発電所にて得る場合の消費エネルギである前記条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と前記発電手段にて前記予測電力負荷に応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギとを加えたエネルギから、前記充電ロス加味入力エネルギを減じた充電ロス加味エネルギ差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記充電ロス加味エネルギ差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている点を特徴とする。
【００４５】
即ち、指標導出手段により、充電ロス加味入力エネルギが求められて、運転判断用指標として、条件設定用の充電用増大電力を発電所にて得る場合の消費エネルギである条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と発電手段にて予測電力負荷に応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギとを加えたエネルギから、充電ロス加味入力エネルギを減じた充電ロス加味エネルギ差が求められ、出力上昇処理用電力設定手段により、充電ロス加味エネルギ差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断されて、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力が設定される。
【００４６】
つまり、充電ロス加味入力エネルギは、条件設定用の充電用増大電力が蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と条件設定用出力電力とを加えた電力を発電手段にて出力するのに要するエネルギであり、換言すれば、電力負荷に供給される電力、及び、蓄電手段に充電される電力の全てを発電手段にて得るのに必要なエネルギである。
一方、条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と電主時エネルギとを加えたエネルギは、電力負荷に供給される電力は発電手段にて得ると共に、蓄電手段に充電される電力は商用電力を発電するための発電所にて得るのに必要なエネルギを示すものである。
そして、条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と電主時エネルギとを加えたエネルギから充電ロス加味入力エネルギを減じて得られる充電ロス加味エネルギ差は、大きいほど運転メリットが大きい状態を示すものである。
従って、運転判断用指標として前記充電ロス加味エネルギ差を求めて、その充電ロス加味エネルギ差を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を適切に行うことができるようになった。
【００４７】
第１３特徴構成は、上記第８特徴構成に加えて、
前記指標導出手段は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電手段に充電されるときにロスとなる充電ロス電力と前記条件設定用出力電力とを加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギを求め、前記条件設定用の充電用増大電力を発電所にて得る場合の消費エネルギである前記条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と前記発電手段にて前記予測電力負荷に応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギとを加えたエネルギから、前記充電ロス加味入力エネルギを減じた充電ロス加味エネルギ差を求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味エネルギ差を前記条件設定用の充電用増大電力にて除した単位充電量当たりのエネルギ差を求めるように構成され、
前記出力上昇処理用電力設定手段は、前記単位充電量当たりのエネルギ差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断するように構成されている点を特徴とする。
【００４８】
即ち、指標導出手段により、充電ロス加味入力エネルギが求められ、更に、条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値と電主時エネルギとを加えたエネルギから充電ロス加味入力エネルギを減じた充電ロス加味エネルギ差が求められて、運転判断用指標として、前記充電ロス加味エネルギ差を前記条件設定用の充電用増大電力にて除した単位充電量当たりのエネルギ差が求められ、出力上昇処理用電力設定手段により、単位充電量当たりのエネルギ差が大きいほど運転メリットの程度が大きいと判断されて、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力が設定される。
【００４９】
つまり、先に第１３特徴構成についての説明において記載したように、充電ロス加味エネルギ差は、大きいほど運転メリットが大きい状態を示すものであるので、その充電ロス加味エネルギ差を、条件設定用の充電用増大電力にて除して得られる単位充電量当たりのエネルギ差は、大きいほど運転メリットが大きい状態を示すものである。
従って、運転判断用指標として前記単位充電量当たりのエネルギ差を求めて、その単位充電量当たりのエネルギ差を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を適切に行うことができるようになった。
【００５０】
第１４特徴構成は、上記第１０〜第１３特徴構成のいずれかに加えて、
前記指標導出手段は、前記充電ロス加味入力エネルギを、前記条件設定用出力電力及び前記充電ロス電力に前記蓄電手段の待機電力を加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するものとして求めるように構成されている点を特徴とする。
【００５１】
即ち、指標導出手段により、前記充電ロス加味入力エネルギが、条件設定用出力電力及び充電ロス電力に蓄電手段の待機電力を加えた電力を発電手段にて出力するのに要するものとして求められる。
ちなみに、前記待機電力は、充電、放電の動作に拘らず、蓄電手段を充放電が可能な状態に維持しておくために消費される電力を示す。
【００５２】
つまり、発電手段にて蓄電手段に充電する場合には、充電ロス電力に加えて、蓄電手段の待機電力もロスとなる。
そこで、充電ロス加味入力エネルギを、条件設定用出力電力及び充電ロス電力に蓄電手段の待機電力を加えた電力を発電手段にて出力するのに要するものとして求めて、そのように求めた充電ロス加味入力エネルギを用いて、運転判断用指標を求めるようにすることにより、運転判断用指標として、運転メリットの程度をより適切に示すものとして求めることが可能となる。
従って、運転メリットの程度をより適切に示すように運転判断用指標を求めることが可能となり、その運転判断用指標を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を更に適切に行うことができるようになった。
【００５３】
第１５特徴構成は、上記第１０〜第１３特徴構成のいずれかに加えて、
前記指標導出手段は、前記充電ロス加味入力エネルギを、前記条件設定用出力電力及び前記充電ロス電力に前記蓄電手段の放電ロス電力を加えた電力を前記発電手段にて出力するのに要するものとして求めるように構成されている点を特徴とする。
【００５４】
即ち、指標導出手段により、前記充電ロス加味入力エネルギが、条件設定用出力電力及び充電ロス電力に蓄電手段の放電ロス電力を加えた電力を発電手段にて出力するのに要するものとして求められる。
ちなみに、前記放電ロス電力とは、放電するときに、直流／交流変換回路で電力変換ロスとして発生するロス電力を示す。
【００５５】
つまり、発電手段にて蓄電手段に充電する場合には、充電ロス電力に加えて、蓄電手段から放電する際の放電ロス電力もロスとなる。
そこで、充電ロス加味入力エネルギを、条件設定用出力電力及び充電ロス電力に蓄電手段の放電ロス電力を加えた電力を発電手段にて出力するのに要するものとして求めて、そのように求めた充電ロス加味入力エネルギを用いて、運転判断用指標を求めるようにすることにより、運転判断用指標として、運転メリットの程度をより適切に示すものとして求めることが可能となる。
従って、運転メリットの程度をより適切に示すように運転判断用指標を求めることが可能となり、その運転判断用指標を用いて出力上昇処理用時間帯及び出力上昇処理用電力を設定することにより、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を更に適切に行うことができるようになった。
【００５６】
第１６特徴構成は、
前記発電手段から発生する熱を回収して貯湯槽に湯水として貯える貯湯手段が設けられ、
前記運転制御手段は、前記発電手段を前記予測電力負荷に応じた電力を出力するように運転したときに前記貯湯手段にて前記貯湯槽に回収される電力負荷追従時回収熱量を時系列的に求める回収熱量導出手段と、前記発電手段を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求め、且つ、前記回収熱量導出手段にて求められる前記電力負荷追従時回収熱量に基づいて、時系列的な予測熱負荷に対して熱不足状態となる熱不足時間帯を求めるエネルギ不足状態導出手段とを備えて、そのエネルギ不足状態導出手段にて求められた前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前に、前記発電手段の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成されており、
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記発電手段の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、前記発電手段の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、前記回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求めるように構成されている点を特徴とする。
【００５７】
即ち、貯湯手段により、発電手段から発生する熱が回収されて貯湯槽に湯水として貯えられ、そのように発電手段の発生熱の回収により貯湯槽に貯湯される湯水が、例えば、浴槽や台所等の給湯箇所に給湯されたりして消費される。
つまり、このエネルギ供給システムは、電力及び熱を供給可能な熱電併給型のものであり、所謂、コージェネレーションシステムと称されるものである。
【００５８】
そして、このような熱電併給型のエネルギ供給システムにおいて、運転制御手段に備えた回収熱量導出手段により、発電手段を予測電力負荷に応じた電力を出力するように運転したときに貯湯手段にて貯湯槽に回収される電力負荷追従時回収熱量が時系列的に求められ、運転制御手段に備えたエネルギ不足状態導出手段により、発電手段を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯が求められると共に、回収熱量導出手段にて求められる電力負荷追従時回収熱量に基づいて、時系列的な予測熱負荷に対して熱不足状態となる熱不足時間帯が求められる。
そして、運転制御手段により、エネルギ不足状態導出手段にて求められた電力不足時間帯及び熱不足時間帯よりも前に、発電手段の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理が実行され、その出力上昇処理は、発電手段の出力電力を現電力負荷よりも大きくする状態で行うことが可能となるので、その出力上昇処理中は、発電手段の出力電力のうち、現電力負荷を上回る余剰分が蓄電手段に蓄電され、又、発電手段から発生する熱が貯湯手段により回収されて貯湯槽に貯えられる。
【００５９】
そして、出力上昇処理にて蓄電手段に蓄電された電力を、現電力負荷が発電手段の最大出力電力を上回ると放電することにより、商用電力の消費量を低減することが可能となる。
又、出力上昇処理において発電手段から発生する熱量が電主運転状態よりも増加する分、貯湯槽に貯えられる蓄熱量を増加させることが可能となるので、燃焼式の給湯器等の補助熱源機のエネルギ消費量を低減することが可能となり、省エネルギ化を図ることができる。
従って、必要一次エネルギを十分に削減することができるように運転し得る熱電併給型のエネルギ供給システムを提供することができるようになった。
【００６１】
また、運転制御手段により、現電力負荷が発電手段の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、発電手段の出力電力が出力調節下限値に調節されるので、現電力負荷が出力調節下限値よりも小さいときに余剰電力が生じて、その余剰電力が蓄電手段に蓄電される。
そして、エネルギ不足状態導出手段により、予測電力負荷に基づいて蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量が求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が電力不足時間帯として求められ、並びに、回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて、貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量が求められて、予測熱負荷に対して予測蓄熱量が不足する時間帯が熱不足時間帯として求められる。
【００６２】
つまり、予測電力負荷が出力調節下限値を下回って蓄電手段に蓄電されると予測される蓄電電力量をも鑑みて、予測蓄電電力量が時系列的に求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が電力不足時間帯として求められるようにすることにより、電主運転を継続する状態ではエネルギ供給システムからの出力電力が電力負荷に対して不足すると予測される時間帯として、電力不足時間帯を適切に求めることが可能となる。
又、電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて予測蓄熱量が時系列的に求められて、予測熱負荷に対して予測蓄熱量が不足する時間帯が熱不足時間帯として求められるようにすることにより、電主運転をする状態では貯湯槽の蓄熱量が熱負荷に対して不足すると予測される時間帯として、熱不足時間帯を適切に求めることが可能となる。
従って、電力不足時間帯及び熱不足時間帯を適切に求めることが可能となって、出力上昇処理が実行されるのが電力が不足する時間帯及び熱が不足する時間帯よりも遅れるのを防止することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００６３】
第１７特徴構成は、上記第１６特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、前記発電手段の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
【００６４】
即ち、運転制御手段により、現電力負荷が出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、発電手段の出力電力が設定下限電力に調節されることにより、出力上昇処理が実行される。
【００６５】
つまり、現電力負荷が出力調節下限値よりも低くなっても発電手段の出力電力がその出力調節下限値に調節される形態で発電手段が運転される場合に、発電手段を運転する最低出力を出力調節下限値よりも大きい設定下限電力とすることにより、電主運転を継続する状態では電力負荷に対して不足する電力を補うように、蓄電手段に蓄電する電力を十分に多くし、且つ、不足熱量を十分に補うように貯湯槽の蓄熱量を十分に多くすることが可能となる。
そして、発電手段を運転する最低出力を出力調節下限値よりも大きい設定下限電力とすることにより、出力上昇処理が実行されるので、電主運転の形態を変更することなく、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となる。
従って、電主運転の形態を変更することなく、必要一次エネルギを削減することができるようになった。
【００６６】
第１８特徴構成は、上記第１７特徴構成に加えて、
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記予測蓄電電力量を求めて前記電力不足時間帯を求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求め、並びに、前記電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて前記予測蓄熱量を求めて前記熱不足時間帯を求め、且つ、その熱不足時間帯において前記予測熱負荷が前記予測蓄熱量を上回る不足熱量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量及び前記不足熱量に応じて前記設定下限電力を変更設定する下限電力設定手段を備えている点を特徴とする。
【００６７】
即ち、エネルギ不足状態導出手段により、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、予測電力負荷に基づいて予測蓄電電力量が求められて電力不足時間帯が求められ、且つ、その電力不足時間帯において予測電力負荷が予測総出力電力量を上回る不足電力量が求められ、並びに、電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて予測蓄熱量が求められて熱不足時間帯を求められ、且つ、その熱不足時間帯において予測熱負荷が予測蓄熱量を上回る不足熱量が求められる。
そして、運転制御手段に備えた下限電力設定手段により、不足電力量及び不足熱量に応じて設定下限電力が変更設定される。
【００６８】
つまり、不足電力量又は不足熱量が多いときは高くし、不足電力量又は不足熱量が少ないときは低くするように、設定下限電力が不足電力量に応じて変更設定されるので、不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力の増加量の過不足、及び、不足熱量に対する貯湯槽の蓄熱の増加量の過不足を小さくすることが可能となる。
従って、商用電力の消費量をできるだけ低減することが可能となり、又、補助熱源機のエネルギ消費量をできるだけ低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００６９】
第１９特徴構成は、上記第１８特徴構成に加えて、
前記下限電力設定手段は、前記蓄電手段における充放電損失を考慮する状態で、前記設定下限電力を変更設定するように構成されている点を特徴とする。
【００７０】
即ち、下限電力設定手段により、蓄電手段における充放電損失が考慮される状態で、設定下限電力が不足電力量に応じて変更設定されるので、不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力増加量の過不足を一層小さくすることが可能となる。
従って、商用電力の消費量を更に低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００７１】
第２０特徴構成は、上記第１６特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯において、前記発電手段の出力電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷よりも大きい不足解消用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
【００７２】
即ち、運転制御手段により、電力不足時間帯及び熱不足時間帯よりも前の時間帯に設定される時間帯において、発電手段の出力電力が現電力負荷又は予測電力負荷よりも大きい不足解消用電力に調節されることにより、出力上昇処理が実行される。
【００７３】
つまり、電力不足時間帯及び熱不足時間帯よりも前の時間帯において、発電手段の出力電力が現電力負荷又は予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節されるようにすることにより、電主運転を継続する状態では電力負荷に対して不足する電力を補うように蓄電手段に蓄電する電力を十分に多くし、且つ、不足熱量を十分に補うように貯湯槽の蓄熱量を十分に多くすることが可能となる。
そして、出力上昇処理用時間帯を、現電力負荷又は予測電力負荷に応じて、発電手段をより高い発電効率にて運転することが可能な時間帯に設定する等、出力上昇処理が省エネルギを図ることが可能な時間帯にて実行されるようにすることが可能となる。
従って、出力上昇処理が省エネルギを図ることが可能なように実行されるようにすることが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００７４】
第２１特徴構成は、上記第２０特徴構成に加えて、
前記エネルギ不足状態導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求め、並びに、前記回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求め、且つ、その熱不足時間帯において前記予測熱負荷が前記予測蓄熱量を上回る不足熱量を求めるように構成され、
前記運転制御手段は、前記不足電力量及び前記不足熱量に応じて前記不足解消用電力を求めるように構成されている点を特徴とする。
【００７５】
即ち、エネルギ不足状態導出手段により、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、予測電力負荷に基づいて時系列的な予測蓄電電力量が求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が電力不足時間帯として求められ、且つ、その電力不足時間帯において予測電力負荷が予測総出力電力量を上回る不足電力量が求められる。
又、エネルギ不足状態導出手段により、回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて、貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量が求められて、予測熱負荷に対して予測蓄熱量が不足する時間帯が熱不足時間帯として求められ、且つ、その熱不足時間帯において予測熱負荷が予測蓄熱量を上回る不足熱量が求められる。
そして、運転制御手段により、不足電力量及び不足熱量に応じて不足解消用電力が求められる。
【００７６】
つまり、不足電力を蓄電手段の蓄電電力にて賄うことができ、且つ、不足熱量を貯湯槽の熱にて賄うことができるように、不足電力量及び不足熱量に応じて不足解消用熱量が求められるので、不足電力量に対する蓄電手段の蓄電電力増加量の過不足及び不足熱量に対する貯湯槽の蓄熱増加量の過不足が小さくなるように、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となる。
従って、商用電力の消費量をできるだけ低減することが可能となり、又、補助熱源機のエネルギ消費量をできるだけ低減することが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００７７】
第２２特徴構成は、上記第２０又は第２１特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯のうちで、運転メリットが大きい時間帯において、前記出力上昇処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
【００７８】
即ち、運転制御手段により、電力不足時間帯及び熱不足時間帯よりも前の時間帯のうちで、運転メリットが大きい時間帯において、出力上昇処理が実行されるので、出力上昇処理を省エネルギ化を図りながら行うことが可能となる。
従って、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった
【００７９】
第２３特徴構成は、上記第２２特徴構成に加えて、
前記運転制御手段は、前記出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求める指標導出手段と、前記出力上昇処理の実行の可否を判断するための運転判断用指標しきい値を設定するしきい値設定手段とを備えて、前記指標導出手段にて求められる運転判断用指標が前記しきい値設定手段にて設定された運転判断用指標しきい値よりも運転メリットが大きいときに前記出力上昇処理を実行するように構成され、
前記回収熱量導出手段は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期において、単位時間毎に前記電力負荷追従時回収熱量を求めるように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記管理周期において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電手段に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を単位時間毎に求めて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、前記発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる電力不足単位時間を前記電力不足時間帯として求めるように構成され、並びに、前記管理周期において、前記回収熱量導出手段にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を単位時間毎に求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する熱不足単位時間を前記熱不足時間帯として求めるように構成され、
前記回収熱量導出手段が、前記電力不足単位時間及び前記熱不足単位時間よりも前に、前記予測電力負荷が前記最大出力電力よりも小さい単位時間である電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、前記発電手段の出力調節範囲内で複数段階に設定されたステップ出力のうちの前記予測電力負荷に応じたステップ出力よりも大きい条件設定用のステップ出力毎に、その条件設定用のステップ出力にて前記発電手段を運転したときの回収熱量を増大回収熱量として求める増大回収熱量導出処理を実行するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記複数の電力充足単位時間の夫々において、前記条件設定用のステップ出力毎に、前記発電手段を前記条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示す省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理を実行する省エネルギ度導出手段を備えて、前記回収熱量導出手段にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の増大回収熱量及び前記省エネルギ度導出手段にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、前記電力不足時間帯における不足電力量及び前記熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、前記複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択するように構成され、
前記しきい値設定手段は、前記エネルギ不足状態導出手段にて仮運転用として選択されたステップ出力について、そのステップ出力にて前記発電手段を運転したときの運転判断用指標をしきい値導出用として求めて、それら求めたしきい値導出用の運転判断用指標のうち、省エネルギの程度が最も小さいものを前記運転判断用指標しきい値として設定するように構成されている点を特徴とする。
【００８０】
即ち、運転制御手段に備えられた指標導出手段により、出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標が求められ、運転制御手段に備えられたしきい値設定手段により、出力上昇処理の実行の可否を判断するための運転判断用指標しきい値が求められて、運転制御手段により、指標導出手段にて求められる運転判断用指標がしきい値設定手段にて設定された運転判断用指標しきい値よりも運転メリットが大きいときに、出力上昇処理が実行される。
【００８１】
そして、回収熱量導出手段により、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期において、単位時間毎に電力負荷追従時回収熱量が求められ、エネルギ不足状態導出手段により、管理周期において、時系列的な予測蓄電電力量が単位時間毎に求められて、前記発電手段の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回る時間帯のうち、発電手段を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる電力不足単位時間が電力不足時間帯として求められ、並びに、管理周期において、時系列的な予測蓄熱量が単位時間毎に求められて、予測熱負荷に対して予測蓄熱量が不足する熱不足単位時間が熱不足時間帯として求められる。
又、回収熱量導出手段により、電力不足単位時間及び熱不足単位時間よりも前に、電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、発電手段の出力調節範囲内で複数段階に設定されたステップ出力のうちの予測電力負荷に応じたステップ出力よりも大きい条件設定用のステップ出力毎に、その条件設定用のステップ出力にて発電手段を運転したときの回収熱量を増大回収熱量として求める増大回収熱量導出処理が実行される。
【００８２】
又、エネルギ不足状態導出手段に備えられた省エネルギ度導出手段により、複数の電力充足単位時間の夫々において、条件設定用のステップ出力毎に、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示す省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理が実行され、エネルギ不足状態導出手段により、回収熱量導出手段にて求められる条件設定用のステップ出力毎の増大回収熱量及び省エネルギ度導出手段にて求められる条件設定用のステップ出力毎の省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、電力不足時間帯における不足電力量及び熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力が仮運転用のステップ出力として選択される。
そして、しきい値設定手段により、エネルギ不足状態導出手段にて仮運転用として選択されたステップ出力について、そのステップ出力にて発電手段を運転したときの運転判断用指標がしきい値導出用として求められて、それら求められたしきい値導出用の運転判断用指標のうち、省エネルギの程度が最も小さいものが前記運転判断用指標しきい値として設定される。
【００８３】
つまり、複数の単位時間からなる管理周期において、電力不足時間帯としての電力不足単位時間及び熱不足時間帯としての熱不足単位時間が求められる。
そして、電力不足単位時間及び熱不足単位時間の前に存在する複数の電力充足単位時間夫々において、予測電力負荷に応じたステップ出力よりも大きい条件設定用のステップ出力毎に、増大回収熱量及び省エネルギ度が求められ、それら求められた条件設定用のステップ出力毎の増大回収熱量及び省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、電力不足時間帯における不足電力量及び熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力が仮運転用のステップ出力として選択される。
そして、仮運転用として選択されたステップ出力について、そのステップ出力にて発電手段を運転したときの運転判断用指標がしきい値導出用として求められて、それら求められたしきい値導出用の運転判断用指標のうち、省エネルギの程度が最も小さいものが運転判断用指標しきい値として設定されるので、運転判断用指標しきい値を、省エネルギが図れる状態で不足電力量及び不足熱量を十分に補うことができるように、出力上昇処理の実行が可能なものとして設定することができる。
従って、省エネルギを図りながら、商用電力の消費量及び補助熱源機のエネルギ消費量をできるだけ低減することを可能とすべく、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となるので、必要一次エネルギを更に削減することができるようになった。
【００８４】
第２４特徴構成は、上記第２３特徴構成に加えて、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用のステップ出力から、前記省エネルギ度導出手段により求められる省エネルギ度のうち省エネルギの程度が最大の省エネルギ度の条件設定用のステップ出力を前記仮運転用のステップ出力として選択し、且つ、その選択した仮運転用のステップ出力を含む電力充足単位時間を仮出力上昇処理用の単位時間として選択する仮条件設定処理を実行する仮条件設定手段を備えて、その仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については前記仮条件設定手段にて仮運転用として選択されたステップ出力にて前記発電手段を運転すると仮定する状態で、前記電力不足単位時間における不足電力量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別し且つ前記熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別するエネルギ不足状態判別処理を実行するように構成され、
前記省エネルギ度導出手段は、前記仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択されていない単位時間については、前記予測電力負荷に応じた前記ステップ出力を基準出力とし、前記仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、前記仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、前記発電手段を前記基準出力にて運転することに対して前記条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示すものとして前記省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理を、省エネルギとなる範囲で、前記エネルギ不足状態導出手段にて前記電力不足単位時間における不足電力量及び前記熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になると判別されるまで繰り返すように構成され、
前記仮条件設定手段は、前記省エネルギ度導出手段にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、既に前記仮運転用として選択したステップ出力に対応する省エネルギ度を除いた状態で、前記仮条件設定処理を実行するように構成され、
前記回収熱量導出手段は、前記仮条件設定手段にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、前記条件設定用のステップ出力を前記仮運転用のステップ出力よりも大きいステップ出力とする状態で、前記省エネルギ度導出手段にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、前記増大回収熱量導出処理を実行するように構成され、
前記エネルギ不足状態導出手段は、前記省エネルギ度導出手段にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、前記エネルギ不足状態判別処理を実行するように構成され、
前記しきい値設定手段は、前記仮条件設定手段にて最後の前記仮条件設定処理が実行されたときに、前記仮運転用として選択されているステップ出力の夫々について、前記しきい値導出用の運転判断用指標を求めるように構成されている点を特徴とする。
【００８５】
即ち、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギの程度が最大の省エネルギ度の条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択すると共に、その選択した仮運転用のステップ出力を含む電力充足単位時間を仮出力上昇処理用の単位時間として選択する仮条件設定処理と、その仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については仮運転用として選択されたステップ出力にて発電手段を運転すると仮定する状態で、電力不足単位時間における不足電力量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別し且つ熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別するエネルギ不足状態判別処理とが、省エネルギとなる範囲で繰り返される。
【００８６】
そして、エネルギ不足状態判別処理が実行される度に、仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択されていない単位時間については、予測電力負荷に応じたステップ出力を基準出力とし、仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、発電手段を基準出力にて運転することに対して条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示すものとして省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理が実行される。
又、エネルギ不足状態判別処理が実行された後の仮条件設定処理では、既に仮運転用として選択したステップ出力に対応する省エネルギ度を除いた状態で、省エネルギの程度が最大の省エネルギ度の条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択すると共に、その選択した仮運転用のステップ出力を含む電力充足単位時間を仮出力上昇処理用の単位時間として選択する。
そして、最後の仮条件設定処理が実行されたときに、仮運転用として選択されているステップ出力の夫々について、しきい値導出用の運転判断用指標が求められる。
【００８７】
つまり、仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択されていない単位時間については予測電力負荷に応じたステップ出力を基準出力とし、仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、発電手段を基準出力にて運転することに対して条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示すものとして、省エネルギ度を求めるので、省エネルギ度を、発電手段の出力を上昇することによる省エネルギの程度を的確に示すものとして求めることができる。
【００８８】
そして、そのような発電手段の出力上昇による省エネルギの程度を的確に示す省エネルギ度を用いて、上述の如く、省エネルギの程度が最大の省エネルギ度の条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択する状態で、仮出力上昇処理用の単位時間及び仮運転用のステップ出力を選択する処理が、省エネルギとなる範囲で、電力不足単位時間における不足電力量及び熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になるまで繰り返されて、その最後の処理にて仮運転用として選択されているステップ出力の夫々についてしきい値導出用の運転判断用指標を求められて、それら求められたしきい値導出用の運転判断用指標のうち、省エネルギの程度が最も小さいものが運転判断用指標しきい値として設定されることになる。
従って、運転判断用指標しきい値を、省エネルギが可及的に図れる状態で不足電力量及び不足熱量を十分に補うことができるように、出力上昇処理の実行が可能なものとして設定することができる。
要するに、省エネルギを可及的に図りながら、商用電力の消費量及び補助熱源機のエネルギ消費量をできるだけ低減することが可能とすべく、出力上昇処理が実行されるようにすることが可能となるので、必要一次エネルギを可及的に削減することができるようになった。
【００８９】
第２５特徴構成は、上記第２４特徴構成に加えて、
前記省エネルギ度導出手段は、前記省エネルギ度Ｒを次式
Ｒ＝｛（発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転するときの消費エネルギ削減量）−（発電手段を基準出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する発電手段を基準出力にて運転するときの消費エネルギ削減量）｝÷｛（発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量）−（発電手段を基準出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量）｝
にて求めるように構成されている点を特徴とする。
【００９０】
即ち、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転するときの消費エネルギ削減量（以下、条件設定対応エネルギ削減量と略称する場合がある）とは、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの有効出力電力を商用電力発電用の発電所にて得る場合に必要な一次エネルギ量と、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合に必要な一次エネルギ量とを加えたエネルギ量から、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転するときの消費エネルギ削減量を減じたものである。
【００９１】
又、発電手段を基準出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する発電手段を基準出力にて運転するときの消費エネルギ削減量（以下、基準対応エネルギ削減量と略称する場合がある）は、発電手段を基準出力にて運転したときの有効出力電力を発電所にて得る場合に必要な一次エネルギ量と、発電手段を基準出力にて運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合に必要な一次エネルギ量とを加えたエネルギ量から、発電手段を基準出力にて運転するときの消費エネルギ削減量を減じたものである。
ちなみに、前記有効出力電力とは、発電手段の出力電力から蓄電手段の充電ロス電力を減じたものである。例えば、発電手段の出力電力が条件設定用のステップ出力の場合、蓄電手段には、充電用として、条件設定用のステップ出力から予測電力負荷を減じた電力が供給されることになるので、充電ロス電力は、条件設定用のステップ出力から予測電力負荷を減じた電力に対応して求められる。
又、前記貯湯槽の有効回収熱量とは、貯湯槽に蓄熱される熱量から放熱量を差し引いたものであり、貯湯槽に回収した熱量のうち、実際に使用することができる熱量である。
【００９２】
又、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量（以下、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量と略称する場合がある）は、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力を発電所にて得る場合に必要な一次エネルギ量と、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合に必要な一次エネルギ量とを加えたエネルギ量である。
又、発電手段を基準出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量（以下、発電手段を基準出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量と略称する場合がある）は、発電手段を基準出力にて運転したときの蓄電手段の蓄電電力を発電所にて得る場合に必要な一次エネルギ量と、発電手段を基準出力にて運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合に必要な一次エネルギ量とを加えたエネルギ量である。
ちなみに、蓄電手段の蓄電電力は、蓄電手段に充電のために供給され充電用供給電力から、その充電用供給電力が蓄電手段に充電されるときの充電ロス電力を減じた電力である。
【００９３】
つまり、上記の式における分子、即ち、条件設定対応エネルギ削減量から基準対応エネルギ削減量を減じたものは、蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の蓄熱量を増加させるべく、発電手段の出力電力を増加させることに対応した発電手段を運転することによる一次エネルギの削減量に対応するものであり、上記の式における分母、即ち、発電手段を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量から発電手段を基準出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量を減じたものは、蓄電手段の蓄電電力を増加させることに対応した発電手段を運転することによる一次エネルギの削減量に対応するものである。
従って、上記の式により求められる値が大きいほど、蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の蓄熱量を増加させるべく発電手段の出力電力を上昇させることにより得られる省エネルギの程度が大きいことになり、上記の式により、省エネルギ度として、蓄電手段の蓄電電力及び貯湯槽の蓄熱量を増加させるべく発電手段の出力電力を上昇させることにより得られる省エネルギの程度を的確に示すものとして求めることが可能となって、その省エネルギ度を用いて出力上昇処理実行の可否を判別するので、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を更に適切に行うことができるようになった。
【００９４】
第２６特徴構成は、上記第２４又は第２５特徴構成に加えて、
前記指標導出手段は、前記運転判断用指標Ｐを次式
Ｐ＝〔｛（発電手段を運転したときの有効出力電力を発電所にて得る場合の消費エネルギ量）＋（発電手段を運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合の消費エネルギ量）｝−（発電手段の消費エネルギ量）〕÷｛（発電手段を運転したときの蓄電手段の蓄電電力を発電所にて得る場合の消費エネルギ量）＋（発電手段を運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合の消費エネルギ量）｝
にて求めるように構成されている点を特徴とする。
【００９５】
即ち、上記の式の分子は、発電手段を運転したときの有効出力電力を発電所にて得ると共に、発電手段を運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得ることに対応した発電手段を運転することによる一次エネルギの削減量に対応するものであり、上記の式における分母は、発電手段を運転したときの蓄電手段の蓄電電力を発電所にて得る場合に必要な一次エネルギ量と、発電手段を運転したときの貯湯槽の有効回収熱量を給湯器にて得る場合に必要な一次エネルギ量とを加えたエネルギ量である。
従って、上記の式により求められる値が大きいほど、蓄電手段に蓄電する電力及び貯湯槽に蓄熱する熱量を発電手段により得ることによる省エネルギの程度が大きいことになり、上記の式により、運転判断用指標として、蓄電手段に蓄電する電力及び貯湯槽に蓄熱する熱量を得るべく発電手段を運転することによる省エネルギの程度を的確に示すものとして求めることが可能となって、その運転判断用指標を用いて出力上昇処理実行の可否を判別するので、運転メリットが大きくなるように出力上昇処理を更に適切に行う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】
【００９６】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、エネルギ供給システムは、発電手段としての熱と電力を発生する燃料電池１、その燃料電池１から発生する熱を回収して貯湯槽２に湯水として貯える貯湯手段としての貯湯ユニットＷＵ、現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように燃料電池１の運転を制御する運転制御手段Ｃ、及び、燃料電池１の出力電力の余剰分を蓄電し且つ現電力負荷に対して燃料電池１の出力電力が不足するときに蓄電している電力を放電する蓄電手段としての蓄電池３を有する蓄電ユニットＢＵ等を備えて構成してある。
【００９７】
前記運転制御手段Ｃは、主として燃料電池１及び貯湯ユニットＷＵの運転を制御する発電側運転制御部Ｃ１、及び、主として蓄電ユニットＢＵの運転を制御する蓄電側運転制御部Ｃ２を備えて構成してあり、又、発電側運転制御部Ｃ１と蓄電側運転制御部Ｃ２との間で各種情報の通信が可能なように構成してある。
【００９８】
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してある。
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し、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してある。
【００９９】
前記燃料電池１の前記燃料ガス生成部へ原燃料ガスを供給する燃料供給路６には、原燃料ガスの供給を断続する燃料供給断続弁７、及び、原燃料ガスの供給量を調節する燃料供給量調節弁８を設けてある。
そして、前記発電側運転制御部Ｃ１により燃料供給量調節弁８を制御して、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の出力電力を調節するように構成してある。
【０１００】
前記燃料電池１の電力の出力側には、商用電源１０と系統連系する連系用インバータ９を設けてあり、その連系用インバータ９は、燃料電池１の出力電力を商用電源１０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してある。
前記商用電源１０は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、受電ライン１１を介して、このエネルギ供給システムに対する電力負荷であるテレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力消費機器１２に電気的に接続してある。
そして、連系用インバータ９を、出力ライン１３を介して受電ライン１１に電気的に接続し、燃料電池１からの出力電力を連系用インバータ９にて商用電源１０からの電力と同じ電圧及び同じ周波数の交流電力に変換して出力ライン１３を通じて電力消費機器１２に供給するように構成してある。
【０１０１】
又、出力ライン１３には、ヒータ用給電ライン１４を介して、燃料電池１の出力電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１５を接続してある。この電気ヒータ１５は、複数の電気ヒータから構成し、それら複数の電気ヒータを各別にＯＮ／ＯＦＦするように作動スイッチ１６を設けてあり、その作動スイッチ１６の制御により、電気ヒータ１５の消費電力を調節するように構成してある。
【０１０２】
前記蓄電ユニットＢＵを構成する前記蓄電池３は、前記受電ライン１１における前記出力ライン１３の接続箇所よりも電力消費機器１２側の箇所に、充放電ライン１７を介して電気的に接続し、その蓄電ユニットＢＵは、蓄電池３に加えて、充放電ライン１７に設けられた双方向型インバータ１８、及び、蓄電池３の蓄電電力を示す蓄電電圧を検出する蓄電電圧検出部１９等を備えて構成してある。
【０１０３】
前記蓄電池３は、例えば、リチウムイオン電池から構成してある。
前記双方向型インバータ１８は、蓄電池３に充電する充電時には、受電ライン１１からの交流電力を蓄電池３の充電レベルに応じた直流電力に変換し、蓄電池３の放電時には、蓄電池３に蓄電されている直流電力を商用電源１０からの交流電力と同じ電圧及び同じ周波数の交流電力に変換するように構成してあり、又、入出力電流の制御が可能なように構成してある。
【０１０４】
そして、前記蓄電側運転制御部Ｃ２を、双方向型インバータ１８の作動を制御することにより、蓄電池３に充電する充電運転と蓄電池３を放電させる放電運転とを択一的に実行するように構成してある。
つまり、前記充電運転を実行することにより、燃料電池１の出力電力が蓄電池３に充電されて、蓄電池３が燃料電池１の電力負荷として動作し、前記放電運転を実行することにより、蓄電池３が前記商用電源１０と並列の電源として動作して、その蓄電池３の蓄電電力が放電されて電力消費機器１２にて消費される構成となっている。
【０１０５】
前記受電ライン１１において、前記出力ライン１３の接続箇所よりも商用電源１０側の箇所には、その受電ライン１１を流れる商用電源１０からの電流を検出する商用電流用電流計２０、及び、受電ライン１１を流れる電流に逆潮流が生じるか否かを検出する逆潮流用電流計２１を設けてあり、又、受電ライン１１において、前記出力ライン１３の接続箇所と前記充放電ライン１７の接続箇所との間の箇所には、負荷電流用電流計２２を設けてある。
又、出力ライン１３において、前記ヒータ用給電ライン１４の接続箇所よりも前記連系用インバータ９側の箇所には、前記燃料電池１の発電電流を検出する発電電流用電流計２３を設けてある。
【０１０６】
前記充電運転が実行されているときは、負荷電流用電流計２２により、電力消費機器１２及び蓄電池３の両方に流れる電流が検出され、前記放電運転が実行されているときは、負荷電流用電流計２２により、電力消費機器１２に流れる電流のうちの蓄電池３からの電流を除いた電流が検出され、前記充電運転及び前記放電運転のいずれも実行されていないときは、負荷電流用電流計２２により、電力消費機器１２に流れる電流が検出されることになり、この負荷電流用電流計２２により検出される電流を総称して現負荷電流と称する場合がある。
【０１０７】
前記発電側運転制御部Ｃ１は、前記負荷電流用電流計２２にて検出される現負荷電流に基づいて、現在要求されている運転用電力負荷を導出して、前記燃料電池１の出力電力がその導出した運転用電力負荷に応じた電主出力となるように前記燃料供給量調節弁８を制御する電主運転制御を実行し、且つ、前記逆潮流用電流計２１により逆潮流が検出されないように前記電気ヒータ１５への供給電力を調節すべく前記作動スイッチ１６を制御するように構成してある。つまり、前記燃料電池１の出力電力のうち、前記電力消費機器１２にて消費され、前記蓄電池３の充電された残りの余剰電力が電気ヒータ１５にて消費されるように構成してある。
【０１０８】
尚、前記負荷電流用電流計２２にて検出される現負荷電流に基づいて求める運転用電力負荷は、前記充電運転及び前記放電運転のいずれも実行されていないときは、前記電力消費機器１２にて消費される現電力負荷に等しいものであり、発電側運転制御部Ｃ１により、現在要求されている現電力負荷に応じた電力を出力するように燃料電池１の運転を制御する電主運転が実行される。
【０１０９】
前記商用電流用電流計２０にて検出される電流及び前記発電電流用電流計２３にて検出される電流は夫々前記蓄電側運転制御部Ｃ２に入力され、その蓄電側運転制御部Ｃ２は、商用電流用電流計２０にて検出される電流に基づいて前記商用電源１０から供給される電力（以下、買電力と称する場合がある）を導出し、発電電流用電流計２３にて検出される電流に基づいて前記燃料電池１から出力される出力電力を導出するように構成してある。
【０１１０】
前記燃料電池１の前記セルスタックに冷却水を循環させるように、冷却水循環路２４を設けると共に、その冷却水循環路２４に冷却水循環ポンプ２５及び熱源用熱交換器３３を設け、更に、その熱源用熱交換器３３を通して熱源用熱媒を循環させるように、熱源用熱媒循環路２８を設けると共に、その熱源用熱媒循環路２８に熱源用熱媒循環ポンプ２９を設けてある。
そして、冷却水循環ポンプ２５及び熱源用熱媒循環ポンプ２９の作動により、冷却水循環路２４を通じて燃料電池１に冷却水を循環供給すると共に、熱源用熱交換器３３を通して熱源用熱媒を循環させることにより、燃料電池１から発生する熱を冷却水に回収すると共に、熱源用熱交換器３３にて冷却水の保有熱を熱源用熱媒に回収するようにして、燃料電池１から発生する熱を熱源用熱媒に回収するように構成してある。
前記電気ヒータ１５は、前記熱源用熱媒循環路２８を通流する熱源用熱媒を加熱するように設けてある。
【０１１１】
前記貯湯ユニットＷＵ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２６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２７、湯水循環路２６を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器３２、及び、貯湯槽２内から取り出されて給湯路３５を通流する湯水を加熱する補助湯沸し器３６等を備えて構成してある。
【０１１２】
前記貯湯用熱交換器３２は、前記熱源用熱媒循環路２８を通流する熱源用熱媒と前記湯水循環路２６を通流する湯水とを熱交換させるように設けて、その貯湯用熱交換器３２にて、燃料電池１から出力される熱を回収した熱源用熱媒により前記湯水循環路２６を通流する湯水を加熱して、前記貯湯槽２に温度成層を形成する状態で湯水を貯湯するように構成してある。
【０１１３】
そして、前記給湯路３５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るようになっている。
その給湯路３５には、貯湯槽２から取り出した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４１を設けてある。
【０１１４】
前記貯湯槽２には、その貯湯槽２の貯湯量の検出用として、複数（例えば５個）の貯湯量検出用温度センサＴを上下方向に間隔を隔てて設けてある。つまり、前記貯湯量検出用温度センサＴが貯湯用設定温度（例えば６０°Ｃ）以上の温度を検出することにより、その設置位置に湯が貯湯されているとして、検出温度が前記貯湯用設定温度以上である貯湯量検出用温度センサＴのうちの最下部の貯湯量検出用温度センサＴの位置に基づいて、貯湯量を複数段階に検出するように構成してある。つまり、複数の貯湯量検出用温度センサＴ全ての検出温度が前記貯湯用設定温度以上になると、前記貯湯槽２の貯湯量が満杯であることが検出され、複数の貯湯量検出用温度センサＴ全ての検出温度が前記貯湯用設定温度未満になると、前記貯湯槽２の貯湯量が空であることが検出されることになる。
【０１１５】
前記熱源用熱媒循環路２８には、その熱源用熱媒循環路２８を通流する熱源用熱媒を放熱させる放熱作動を実行するラジエータ３８を設けてある。
【０１１６】
前記発電側運転制御部Ｃ１は、燃料電池１の運転中には冷却水循環ポンプ２５及び熱源用熱媒循環ポンプ２９を作動させる状態で、燃料電池１の運転を制御するとともに、湯水循環ポンプ２７の作動状態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を行うように構成してある。
【０１１７】
次に、前記発電側運転制御部Ｃ１による貯湯運転の動作について説明を加える。
前記貯湯運転は、燃料電池１の運転中で冷却水循環ポンプ２５及び熱源用熱媒循環ポンプ２９の作動により、貯湯用熱交換器３２において、熱源用熱媒循環路２８を通流する熱源用熱媒にて湯水循環路２６を通流する湯水を加熱させることができる状態で行われる。
そして、湯水循環ポンプ２７を作動させて、貯湯槽２の下部から湯水を湯水循環路２６に取り出し、その湯水を貯湯用熱交換器３２を通過させて加熱したのち、貯湯槽２の上部に戻して、貯湯槽２内に貯湯するようにしている。
【０１１８】
前記貯湯量検出用温度センサＴにて貯湯槽２内の貯湯量が満杯である状態が検出されると、前記ラジエータ３８を放熱作動させて、熱源用熱媒循環路２８を通流する熱源用熱媒を放熱させるように構成されている。
【０１１９】
次に、このエネルギ供給システムの制御構成を説明する。
前記運転制御手段Ｃを構成する前記蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記電力消費機器１２の過去の時系列的な消費電力（以下、過去電力負荷データと記載する場合がある）を管理して、その管理データに基づいて、電力消費機器１２の時系列的な予測消費電力（以下、予測電力負荷データと称する場合がある）を求めるデータ管理処理を実行するように構成してある。
そして、前記運転制御手段Ｃを構成する蓄電側運転制御部Ｃ２には、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求めるエネルギ不足状態導出手段５０を備えて、前記運転制御手段Ｃを、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた前記電力不足時間帯よりも前に、蓄電池３に蓄電される電力を増大させるべく燃料電池１の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成してある。
【０１２０】
先ず、前記発電側運転制御部Ｃ１による前記電主運転制御について説明する。
発電側運転制御部Ｃ１は、前記電主運転制御において、５分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に、前記負荷電流用電流計２２の検出電流に基づいて運転用電力負荷を求め、前記燃料電池１の出力電力調節範囲における出力調節下限値（例えば３００Ｗ）から最大出力電力（例えば１０００Ｗ）の範囲内で、連続的に運転用電力負荷に応じた電主出力を設定し、燃料電池１の出力電力をその設定した電主出力に調節する。ちなみに、運転用電力負荷は、前の出力調整周期における電力負荷の平均値として求められる。
【０１２１】
次に、前記蓄電側運転制御部Ｃ２による前記データ管理処理について説明する。
蓄電側運転制御部Ｃ２は、例えば、管理周期を１日とし、単位時間を１時間として、前記商用電流用電流計２０の検出電流、前記発電電流用電流計２３の検出電流、前記充電運転時における蓄電池３の充電電力、前記放電運転時における蓄電池３の放電電力に基づいて、単位時間当たりの現電力負荷を求め、求めた現電力負荷を実電力負荷として管理周期及び単位時間に対応付けて記憶することにより、過去の時系列的な電力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、管理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。
【０１２２】
つまり、前記充電運転が実行されているときは、前記商用電流用電流計２０の検出電流に基づいて求めた買電力及び前記発電電流用電流計２３の検出電流に基づいて求めた出力電力を加えた電力から蓄電池３の充電電力を減じた電力を、現電力負荷として求め、前記放電運転が実行されているときは、前記商用電流用電流計２０の検出電流に基づいて求めた買電力、前記発電電流用電流計２３の検出電流に基づいて求めた出力電力及び蓄電池３の放電電力を加えた電力を、現電力負荷として求め、前記充電運転及び前記放電運転のいずれも実行されていないときは、前記商用電流用電流計２０の検出電流に基づいて求めた買電力及び前記発電電流用電流計２３の検出電流に基づいて求めた出力電力を加えた電力を、現電力負荷として求めることになる。
【０１２３】
そして、蓄電側運転制御部Ｃ２は、時系列的な過去電力負荷データの管理データに基づいて、管理周期内において単位時間ごとの時系列的な電力負荷を予測して、時系列的な予測電力負荷データを求めるように構成してある。
例えば、管理周期が１日で、単位時間が１時間である場合を例に挙げて説明を加えると、図３に示すように、１日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷があるかを予測するようにしている。
以下では、管理周期を１日として、単位時間を１時間として説明する。
【０１２４】
この第１実施形態では、前記運転制御手段Ｃを、現電力負荷が前記燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節し、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きな値として設定可能な設定下限電力以下のときに、燃料電池１の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成してある。
【０１２５】
又、前記エネルギ不足状態導出手段５０は、前記予測電力負荷に基づいて、その予測電力負荷が出力調節下限値を下回ることにより前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求めるように構成してある。
更に、エネルギ不足状態導出手段５０は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記予測蓄電電力量を求めて前記電力不足時間帯を求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求めるように構成してある。
【０１２６】
そして、蓄電側運転制御部Ｃ２には、前記不足電力量に応じて前記設定下限電力を変更設定する下限電力設定手段５１を備えてある。
【０１２７】
説明を加えると、エネルギ不足状態導出手段５０は、予測電力負荷データに基づいて、予測電力負荷が最大出力電力Ｐｍａｘを上回る電力を積算して、その積算値を最大出力超過時不足電力量として求め、並びに、予測電力負荷が出力調節下限値Ｐｍｉｎを下回る電力を積算して、その積算値を通常時蓄電電力量として求める。
そして、エネルギ不足状態導出手段５０は、最大出力超過時不足電力量が通常時蓄電電力量以下のときは、燃料電池３を通常に運転する状態で最大出力超過時不足電力量を賄える電力充足状態であると判別し、一方、最大出力超過時不足電力量が通常時蓄電電力量を上回るときは、燃料電池３を通常に運転する状態では、最大出力超過時不足電力量を賄うことができない電力不足状態であると判別して、上述のように、エネルギ不足状態導出手段５０は、前記予測電力負荷に基づいて、その予測電力負荷が出力調節下限値を下回ることにより前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求める。
【０１２８】
前記下限電力設定手段５１は、前記電力不足状態のときは、以下のように、下限電力変更設定処理を実行するように構成してある。
【０１２９】
即ち、下限電力設定手段５１は、前記下限電力変更設定処理では、前記出力調節下限値よりも大きい仮設定下限電力を設定して、予測電力負荷が仮設定下限電力を下回ることにより蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な出力上昇時予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記出力上昇時予測蓄電電力量とを加えた出力上昇時予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が存在するか否かを判別するように構成してある。
【０１３０】
そして、下限電力設定手段５１は、省エネルギとなる範囲で、出力上昇時予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が存在しなくなるまで、又は、不足電力量が極力少なくなるまで、前記仮設定下限電力を前記設定値ずつ大きくするように増大変更設定しながら前記下限電力変更設定処理を繰り返し、出力上昇時予測総出力電力量にて予測電力負荷を賄えなくなる時間帯が存在しなくなったとき、又は、不足電力量が極力少なくなったときの仮設定下限電力を、前記設定下限電力Ｐｓｅｔとして設定するように構成してある。
【０１３１】
前記蓄電側運転制御部Ｃ２は、以下のように充放電処理を実行するように構成してある。
即ち、この蓄電側運転制御部Ｃ２は、上述のように、前記商用電流用電流計２０の検出電流、前記発電電流用電流計２３の検出電流、前記充電運転時における蓄電池３の充電電力、及び、前記放電運転時における蓄電池３の放電電力に基づいて現電力負荷を求め、その求めた現電力負荷に基づいて、蓄電池３の充電電力、放電電力を設定して、設定した充電電力になるように充電運転を実行し且つ設定した放電電力になるように放電運転を実行するように構成してある。
【０１３２】
つまり、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記電力充足状態のときは、求めた現電力負荷が前記出力調節下限値よりも小さい場合は、その出力調節下限値と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定し、求めた現電力負荷が前記出力調節下限値以上で且つ前記最大出力電力以下のときは、充電電力及び放電電力のいずれも０に設定し、求めた現電力負荷が前記最大出力電力よりも大きいときは、求めた電力負荷と前記最大出力電力との差を放電電力として設定する。
又、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記電力不足状態のときは、求めた現電力負荷が前記設定下限電力よりも小さい場合は、その設定下限電力と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定し、求めた現電力負荷が前記設定下限電力以上で且つ前記最大出力電力以下のときは、充電電力及び放電電力のいずれも０に設定し、求めた現電力負荷が前記最大出力電力よりも大きいときは、求めた電力負荷と前記最大出力電力との差を放電電力として設定する。
【０１３３】
更に、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記商用電流用電流計２０の検出電流に基づいて求めた買電力に基づいて、上述のように設定した充電電力及び放電電力の夫々を、以下のように補正するように構成してある。
即ち、求めた買電力が逆潮防止用設定電力よりも大きいときは、買電力から逆潮防止用設定電力を減じた電力を上昇電力差として求め、求めた買電力が逆潮防止用設定電力よりも小さいときは、逆潮防止用設定電力から買電力を減じた電力を下降電力差として求める。
そして、充電電力を設定している場合は、前記上昇電力差が求められたときはその上昇電力差を減じるように、前記下降電力差が求められたときはその下降電力差を加えるように、設定した充電電力を補正し、一方、放電電力を設定している場合は、前記上昇電力差が求められたときはその上昇電力差を加えるように、前記下降電力差が求められたときはその下降電力差を減じるように、設定した放電電力を補正する。
又、充電電力及び放電電力のいずれも０に設定している場合は、前記上昇電力差が求められたときはその上昇電力差を放電電力とし、前記下降電力差が求められたときはその下降電力差を充電電力とするように、設定した充電電力及び放電電力を補正する。
【０１３４】
尚、前記電力充足状態から前記電力不足状態に変化したときに、求めた現電力負荷が前記設定下限電力よりも小さい場合は、その設定下限電力と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定してその設定した充電電力となるように充電運転することになるが、その場合、前記発電電流用電流計２３の検出電流にて求めた燃料電池１の出力電力が前記設定下限電力に上昇するまでの過渡期においては、買電力が逆潮防止用設定電力よりも大きくなることにより求められる上昇電力差による充電電力の補正は行わないように構成してある。
【０１３５】
つまり、燃料電池１の出力電力を急激に上昇させることができないため、燃料電池１の出力電力が前記設定下限電力に上昇するまでの過渡期においては、目標とする充電電力に対して燃料電池１の出力電力の上昇分では不足する分を、商用電源１０から充電するように構成してある。
【０１３６】
前記充電運転における充電電力の調節及び前記放電運転における放電電力の調節は、前記双方向型インバータ１８の制御により行われる。
【０１３７】
尚、前記逆潮防止用設定電力は、前記受電ライン１１に逆潮流が生じるのを防止できる状態で買電力を極力少なくすることができるように、極力小さい値に設定する。
【０１３８】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて、前記蓄電側運転制御部Ｃ２の制御動作について説明する。
管理周期が経過する度に、上述のように、データ管理処理を実行して、電力不足状態か、電力充足状態かを判別する（ステップ＃１〜３）。
電力不足状態の場合は、上述のように下限電力設定処理を実行した後に、一方、電力充足状態の場合は、前記下限電力設定処理を実行することなく、上述のように充放電処理を実行し、この充放電処理を管理周期が経過するまで繰り返す（ステップ＃４，５）。
【０１３９】
前記発電側運転制御部Ｃ１は、上述のように、前記負荷電流用電流計２２の検出電流に基づいて求めた運転用電力負荷に応じた電主出力となるように前記燃料電池１の出力電力を調節する前記電主運転制御を実行する。
【０１４０】
上述のように、前記蓄電側運転制御部Ｃ２により充電運転及び放電運転が実行され、並びに、前記発電側運転制御部Ｃ１により電主運転制御が実行されることにより、以下に説明するように、蓄電池３が充放電される。
即ち、電力充足状態のときで、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力が前記出力調節下限値に調節されて、その燃料電池１の出力電力の余剰電力が蓄電池３に充電され、電力不足状態のときで、現電力負荷が前記設定下限電力よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力が前記設定下限電力に調節されて、燃料電池１の出力電力の余剰電力が蓄電池３に充電される。
又、電力充足状態のときで、現電力負荷が前記出力調節下限値以上且つ前記最大出力電力以下のとき、及び、電力不足状態のときで、現電力負荷が前記設定下限電力以上且つ前記最大出力電力以下のときは、燃料電池１の出力電力の調節が現電力負荷に追従しきれなくなって、燃料電池１の出力電力に余剰電力が生じると、買電力が前記逆潮防止用設定電力になるように充電運転が実行されて、逆潮流が発生しないように余剰電力が蓄電池３に充電され、現電力負荷に対して燃料電池１の出力電力が不足すると、買電力が前記逆潮防止用設定電力になるように放電運転が実行されて、買電力が逆潮防止用設定電力よりも多くならないように蓄電池３から放電される。
【０１４１】
又、電力充足状態及び電力不足状態のときで、現電力負荷が前記最大出力電力よりも大きいときは、買電力が逆潮防止用設定電力になるように、電力消費機器１２の消費電力に対して不足する電力を補うように蓄電池３から放電される。
従って、前記商用電源１０からの買電力を極力少なくするように、燃料電池１が運転されることになる。
【０１４２】
つまり、前記発電側運転制御部Ｃ１及び前記蓄電側運転制御部Ｃ２を夫々上述のように構成することにより、前記運転制御手段Ｃを、上述のように、現電力負荷が前記燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節し、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きな値として設定可能な設定下限電力以下のときに、燃料電池１の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成してある。
【０１４３】
以下、本発明の第２ないし第１２実施形態を説明するが、第２ないし第１２の各実施形態においては、前記発電側運転制御部Ｃ１及び前記蓄電側運転制御部Ｃ２の構成が第１実施形態と異なるものの、エネルギ供給システムの全体構成は、図１を用いて説明した第１実施形態と同様であるので、エネルギ供給システムの全体構成の説明を省略する。
【０１４４】
〔第２実施形態〕
以下、図２ないし図３に基づいて第２実施形態を説明するが、この第２実施形態では、前記下限電力設定手段５１により前記設定下限電力を変更設定する構成が第１実施形態と異なる以外は、第１実施形態と同様に構成してあるので、以下、主として、前記下限電力設定手段５１の制御構成のうち、第１実施形態と異なる構成について説明する。
つまり、この第２実施形態では、前記下限電力設定手段５１は、前記蓄電池３における充放電損失を考慮する状態で、前記設定下限電力を変更設定するように構成してある。
【０１４５】
説明を加えると、前記下限電力設定手段５１は、予測電力負荷が仮設定下限電力を下回ることにより蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な出力上昇時予測蓄電電力量に、下記の式１に基づいて求めた充放電効率γを乗ずることにより、充放電損失考慮出力上昇時予測蓄電電力量を求めて、その充放電損失考慮出力上昇時予測蓄電電力量に基づいて、前記第１実施形態と同様に、前記下限電力変更設定処理を実行して、前記設定下限電力を設定するように構成してある。尚、充放電効率γは、蓄電池３に充電されるときの充電ロス、及び、蓄電池３から放電されるときの放電ロスを考慮した効率を示す。
【０１４６】
γ＝ｆ（Ｐｎ）……………（式１）
【０１４７】
但し、Ｐｎは、前記出力上昇時予測蓄電電力量である。
つまり、充放電効率γは、出力上昇時予測蓄電電力量Ｐｎを変数として予め設定した関数に基づいて求める。
【０１４８】
尚、充放電効率γは、上記の式１に基づいて求める場合に限定されるものではなく、例えば、予め設定した一定の値としても良い。
【０１４９】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態を説明する。
この第３実施形態では、図５に示すように、第１実施形態と同様に、前記エネルギ不足状態導出手段５０を設けてある。
そして、前記運転制御手段Ｃを、前記エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた前記電力不足時間帯よりも前に、前記蓄電池３に蓄電される電力を増大させるべく前記燃料電池１の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成した点、現電力負荷が燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成した点、及び、前記エネルギ不足状態導出手段５０を、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求めるように構成した点で、第１実施形態と同様に構成してあるが、以下の点で、第１実施形態と異なる。
【０１５０】
即ち、前記運転制御手段Ｃは、前記電力不足時間帯よりも前の時間帯に設定される出力上昇処理用時間帯において、前記燃料電池１の出力電力を前記予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成してある点で、上記の第１実施形態と異なる。
【０１５１】
又、前記エネルギ不足状態導出手段５０は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求めるように構成して、前記運転制御手段Ｃを、前記不足電力量に応じて前記出力上昇処理用電力を設定するように構成してある。
【０１５２】
更に、運転制御手段Ｃは、前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力を設定する出力上昇処理用電力設定手段５２、及び、前記出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求める指標導出手段５３を備え、前記出力上昇処理用電力設定手段５２は、前記指標導出手段５３により求められる運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が大きくなるように前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用電力を設定するように構成してある。
尚、この実施形態では、前記運転判断用指標を、前記運転メリットの程度として燃料電池１の電力発生効率の程度を示すものとして求めるように構成してある。
【０１５３】
更に、前記指標導出手段５３は、前記電力不足時間帯よりも前に、前記予測電力負荷が前記最大出力電力よりも小さい単位時間である電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、条件設定用の充電用増大電力を、前記予測電力負荷に前記条件設定用の充電用増大電力を加えた電力が前記最大出力電力を上回らない条件で、設定電力間隔を空ける状態で段階的に設定して、前記条件設定用の充電用増大電力毎に、前記予測電力負荷に前記条件設定用の充電用増大電力を加えた条件設定用出力電力にて前記発電手段を運転したときの運転判断用指標を求めるように構成し、前記出力上昇処理用電力設定手段５２は、前記複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力、及び、前記指標導出手段により求められた運転判断用指標に基づいて、運転メリットの程度が最大となり且つ前記不足電力量に対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力を選択して、選択した電力充足単位時間、選択した条件設定用の充電用増大電力を現電力負荷又は前記予測電力負荷に加えた電力を夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用電力として設定するように構成してある。
【０１５４】
この第３実施形態では、前記指標導出手段５３を、前記運転判断用指標として、前記条件設定用出力電力における前記燃料電池１の発電効率ηsと前記予測電力負荷に応じた出力電力における前記燃料電池１の発電効率ηfとの差である発電効率差Δηsを求めるように構成してある。
又、前記出力上昇処理用電力設定手段５２を、前記発電効率差Δηsが大きいほど電力発生効率の程度が大きいと判断するように構成してある。
【０１５５】
以下、前記発電側運転制御部Ｃ１、前記蓄電側運転制御部Ｃ２、前記出力上昇処理用電力設定手段５２、及び、前記指標導出手段５３夫々の制御動作について、説明を加える。
先ず、前記発電側運転制御部Ｃ１による前記電主運転制御について説明する。
発電側運転制御部Ｃ１は、前記電主運転制御において、５分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に、前記負荷電流用電流計２２の検出電流に基づいて運転用電力負荷を求め、前記燃料電池１の出力電力調節範囲における出力調節下限値から最大出力電力の範囲内で、段階的に運転用電力負荷に応じた電主出力を設定し、燃料電池１の出力電力をその設定した電主出力に調節する。ちなみに、運転用電力負荷は、前の出力調整周期における電力負荷の平均値として求められる。
例えば、出力調節下限値を３００Ｗとし、最大出力電力を１０００Ｗとすると、それら３００〜１０００Ｗの範囲内で、１００Ｗ間隔で電主出力を設定する。
【０１５６】
前記蓄電側運転制御部Ｃ２による前記データ管理処理は、上記の第１実施形態と同様であるので説明を省略する。例えば、管理周期を５時間とし、単位時間を１時間として、１３時を管理周期の起点とすると、図７に示すように、１３時から１時間毎に予測電力負荷が求められる。つまり、図７に示す例では、１７時から１８時の時間帯で、予測電力負荷が最大出力電力（１０００Ｗ）を上回り、１３時からの１時間、１４時からの１時間、１５時からの１時間、１６時からの１時間の各単位時間は、予測電力負荷が最大出力電力よりも小さい電力充足単位時間である。ちなみに、この実施形態では、説明を簡単にするために、管理周期の起点での蓄電池３の蓄電電力量を０とし、管理周期全体にわたって、予測電力負荷が前記出力調節下限値を下回る時間帯がないものとしている。
【０１５７】
蓄電側運転制御部Ｃ２により図７に示す如き予測電力負荷データＰｐが求められたときは、管理周期の起点での蓄電池３の蓄電電力が０であるとすると、エネルギ不足状態導出手段５０は、電力不足時間帯として１７〜１８時の時間帯を求め、不足電力量として１０００Ｗｈを求める。
【０１５８】
エネルギ不足状態導出手段５０は、前記電力不足時間帯が存在しないときは、電力充足状態であると判別し、一方、前記電力不足時間帯が存在するときは、電力不足状態であると判別するように構成してある。
【０１５９】
次に、図７に基づいて、指標導出手段５３により前記運転判断用指標として発電効率差Δηsを求める指標導出処理について、説明する。
尚、予め、３００〜１０００Ｗの出力電力調節範囲内において、燃料電池１の発電効率を１００Ｗ間隔の出力電力毎に求めて、前記蓄電側運転制御部Ｃ２の記憶部に、図６に示すように各出力電力に対応させて記憶させてある。
【０１６０】
前記電力充足単位時間として、１３時、１４時、１５時及び１６時の夫々からの４つの単位時間が存在するので、各電力充足単位時間において、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを、各電力充足単位時間の予測電力負荷Ｐｐに前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを加えた電力が前記最大出力電力を上回らない条件で、設定電力間隔として１００Ｗを空ける状態で段階的に設定する。
例えば、１３時からの１時間の電力充足単位時間では、予測電力負荷Ｐｐが３００Ｗであるので、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕとして、１００Ｗから７００Ｗの間で、１００Ｗ間隔で７段階に設定する。
【０１６１】
そして、４つの電力充足単位時間の夫々において、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕ毎に、前記運転判断用指標として、下記の式２に基づいて、前記発電効率差Δηsを求める。
【０１６２】
Δηs＝ηs−ηf……………（式２）
【０１６３】
但し、
Δηs：発電効率差
ηs：出力電力が条件設定用出力電力のときの燃料電池１の発電効率
ηf：予測電力負荷に応じた出力電力における燃料電池１の発電効率
【０１６４】
例えば、１３時からの電力充足単位時間において、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕが１００Ｗのときは、条件設定用出力電力は４００Ｗであり、予測電力負荷Ｐｐは３００Ｗであり、４００Ｗの条件設定用出力電力における燃料電池１の発電効率ηs３４．２から、予測電力負荷Ｐｐに応じた３００Ｗの出力電力における燃料電池１の発電効率ηf３２．２を減じた２．０を発電効率差Δηsとして求める。
【０１６５】
次に、図７に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処置用の充電用増大電力を設定する出力上昇処理条件設定処理について、説明する。
尚、発電効率差が大きいほど電力発生効率の程度が大きい。又、予測電力負荷に条件設定用の充電用増大電力を加えた条件設定用出力電力にて燃料電池１を運転すると、条件設定用の充電用増大電力に略等しい電力が蓄電池３に蓄電されるとする。
【０１６６】
そこで、複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、発電効率差Δηsが大きいものから順に、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０１６７】
つまり、１３時からの電力充足単位時間における７００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１６時からの電力充足単位時間における３００Ｗの条件設定用の充電用増大電力を選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量が不足電力量に等しくなるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１３時から１４時の時間帯と、１６時から１７時の時間帯を設定し、１３時から１４時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、７００Ｗを設定し、１６時から１７時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、３００Ｗを設定する。
【０１６８】
次に、前記蓄電側運転制御部Ｃ２による充放電処理について説明を加える。
この蓄電側運転制御部Ｃ２は、上述のように、前記商用電流用電流計２０の検出電流、前記発電電流用電流計２３の検出電流、前記充電運転時における蓄電池３の充電電力、及び、前記放電運転時における蓄電池３の放電電力に基づいて現電力負荷を求め、その求めた現電力負荷に基づいて、蓄電池３の充電電力、放電電力を設定して、設定した充電電力になるように充電運転を実行し且つ設定した放電電力になるように放電運転を実行するように構成してある。
【０１６９】
つまり、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記電力充足状態、及び、前記電力不足状態における前記出力上昇処理用時間帯以外の時間帯では、求めた現電力負荷が前記出力調節下限値よりも小さい場合は、その出力調節下限値と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定し、求めた現電力負荷が前記出力調節下限値以上で且つ前記最大出力電力以下のときは、充電電力及び放電電力のいずれも０に設定し、求めた現電力負荷が前記最大出力電力よりも大きいときは、求めた電力負荷と前記最大出力電力との差を放電電力として設定する。
又、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記電力不足状態における前記出力上昇処理用時間帯では、その出力上昇処理用時間帯の予測電力負荷に出力上昇処理用の充電用増大電力を加えた出力上昇処理用電力と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定する。
【０１７０】
更に、蓄電側運転制御部Ｃ２は、上述のように設定した充電電力及び放電電力の夫々を、上記の第１実施形態と同様に、前記商用電流用電流計２０の検出電流に基づいて求めた買電力に基づいて補正するように構成してある。
【０１７１】
尚、蓄電側運転制御部Ｃ２は、出力上昇処理用電力と現電力負荷との差を充電電力として設定して、その設定した充電電力となるように充電運転をする場合、発電電流用電流計２３の検出電流にて求めた燃料電池１の出力電力が前記出力上昇処理用電力に上昇するまでの過渡期においては、買電力が逆潮防止用設定電力よりも大きくなることにより求められる上昇電力差による充電電力の補正は行わないように構成してある。
【０１７２】
つまり、燃料電池１の出力電力を急激に上昇させることができないため、燃料電池１の出力電力が前記出力上昇処理用電力に上昇するまでの過渡期においては、目標とする充電電力に対して燃料電池１の出力電力の上昇分では不足する分を、商用電源１０から充電するように構成してある。
【０１７３】
次に、図１６に示すフローチャートに基づいて、前記蓄電側運転制御部Ｃ２の制御動作について説明する。
管理周期が経過する度に、上述のように、データ管理処理を実行して、電力不足状態か、電力充足状態かを判別する（ステップ＃１１〜１３）。
電力不足状態の場合は、上述のように指標導出処理及び出力上昇処理条件設定処理を実行した後に、一方、電力充足状態の場合は、前記指標導出処理及び出力上昇処理条件設定処理を実行することなく、上述のように充放電処理を実行し、この充放電処理を管理周期が経過するまで繰り返す（ステップ＃１４〜１６）。
【０１７４】
又、前記発電側運転制御部Ｃ１は、上記の第１実施形態と同様に、前記負荷電流用電流計２２の検出電流に基づいて求めた運転用電力負荷に応じた電主出力となるように前記燃料電池１の出力電力を調節する前記電主運転制御を実行する。
【０１７５】
上述のように、前記蓄電側運転制御部Ｃ２により充電運転及び放電運転が実行され、並びに、前記発電側運転制御部Ｃ１により電主運転制御が実行されることにより、以下に説明するように、蓄電池３が充放電される。
即ち、前記電力不足状態における出力上昇処理用時間帯においては、燃料電池１の出力電力は、予測電力負荷に出力上昇処理用の充電用増大電力を加えた出力上昇処理用電力に調節されて、その燃料電池１の出力電力のうち、電力消費機器１２にて消費された残りの余剰電力が蓄電池３に充電される。
【０１７６】
尚、前記電力充足状態、及び、前記電力不足状態における出力上昇処理用時間帯以外の時間帯では、上記の第１実施形態における電力充足状態のときと同様に、蓄電池３が充放電されるので、説明を省略する。
【０１７７】
つまり、前記発電側運転制御部Ｃ１及び前記蓄電側運転制御部Ｃ２を夫々上述のように構成することにより、前記運転制御手段Ｃを、前記電力不足時間帯よりも前の時間帯に設定される出力上昇処理用時間帯において、前記燃料電池１の出力電力を前記予測電力負荷よりも前記充電用増大電力だけ大きい出力上昇処理用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成してある。
【０１７８】
以下、第４ないし第１１実施形態を説明するが、これら第４ないし第１１の各実施形態では、前記指標導出手段５３により運転判断用指標を求める指標導出処理、及び、前記出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する出力上昇処理条件設定処理が上記の第３実施形態と異なるものの、エネルギ供給システム全体の制御構成は、図５を用いて説明した第３実施形態と同様であるので、その説明を省略して、以下では、前述の第３実施形態と異なる点について説明する。
【０１７９】
〔第４実施形態〕
この第４実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記条件設定用の充電用増大電力が前記蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力Ｌｃと前記条件設定用出力電力Ｐｓとを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎに対する前記条件設定用出力電力Ｐｓの比率である入力エネルギ対出力比率Ｒioを求めるように構成してある。
又、前記出力上昇処理用電力設定手段５２は、前記入力エネルギ対出力比率が大きいほど電力発生効率の程度が大きいと判断するように構成してある。
【０１８０】
図８に基づいて、指標導出手段５３により前記運転判断用指標として入力エネルギ対出力比率Ｒioを求める指標導出処理について、説明を加える。
蓄電側運転制御部Ｃ２により第３実施形態と同様の予測電力負荷データＰｐが求められたとすると、第３実施形態と同様に、１３時、１４時、１５時及び１６時の夫々からの４つの電力充足単位時間の夫々において、図８に示すように、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕ毎に、前記運転判断用指標として、下記の式３〜式６に基づいて、前記入力エネルギ対出力比率Ｒioを求める。
【０１８１】
Ｒio＝（Ｐｓ／１０００）／Ｅｎ……………（式３）
Ｅｎ＝｛（Ｐｓ＋Ｌｃ）／１０００｝／ηsc……………（式４）
Ｌｃ＝５．９×（Ｐｕ／１０００）2＋２０×（Ｐｕ／１０００）……………（式５）
ηsc＝−０．００００１×（Ｐｓ＋Ｌｃ）2＋０．０２７×（Ｐｓ＋Ｌｃ）＋２５……………（式６）
【０１８２】
但し、
Ｒio：入力エネルギ対出力比率
Ｐｓ：条件設定用出力電力（Ｗ）
Ｅｎ：充電ロス加味入力エネルギ（ｋＷ）
Ｐｕ：条件設定用の充電用増大電力（Ｗ）
Ｌｃ：条件設定用の充電用増大電力Ｐｕが蓄電池３に充電される際にロスとなる充電ロス電力（Ｗ）
ηsc：出力電力が条件設定用出力電力Ｐｓと充電ロス電力Ｌｃを加えた電力のときの燃料電池１の予測発電効率
【０１８３】
又、上記の式５及び式６は、試作した装置から求めた実験式であり、計算から求めた式ではないので、装置によって異なり、正確な物理的意味もない。
【０１８４】
次に、図８に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する出力上昇処理条件設定処理について、説明する。尚、入力エネルギ対出力比率Ｒioが大きいほど電力発生効率の程度が大きい。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、入力エネルギ対出力比率Ｒioが大きいものから順に、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０１８５】
つまり、１４時からの電力充足単位時間における５００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１５時からの電力充足単位時間における４００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１６時からの電力充足単位時間における１００Ｗの条件設定用の充電用増大電力を選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量が不足電力量に等しくなるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１４時から１５時の時間帯と、１５時から１６時の時間帯と、１６時から１７時の時間帯を設定し、１４時から１５時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、５００Ｗを設定し、１５時から１６時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、４００Ｗを設定し、１６時から１７時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、１００Ｗを設定する。
【０１８６】
〔第５実施形態〕
この第５実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕが前記蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力Ｌｃと前記条件設定用出力電力Ｐｓとを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎに対する前記条件設定用出力電力Ｐｓの比率である入力エネルギ対出力比率Ｒioから、前記予測電力負荷Ｐｐに応じた出力電力における前記燃料電池１の発電効率ηfを減じた充電ロス加味発電効率差Δηrを求めるように構成してある。
又、前記出力上昇処理用電力設定手段５２は、前記充電ロス加味発電効率差Δηrが大きいほど電力発生効率の程度が大きいと判断するように構成してある。
【０１８７】
図９に基づいて、指標導出手段５３により前記運転判断用指標として充電ロス加味発電効率差Δηrを求める処理について、説明を加える。
蓄電側運転制御部Ｃ２により第３実施形態と同様の予測電力負荷データが求められたとすると、第３実施形態と同様に、１３時、１４時、１５時及び１６時の夫々からの１時間の４つの電力充足単位時間の夫々において、図９に示すように、条件設定用の充電用増大電力毎に、前記運転判断用指標として、下記の式７に基づいて、前記充電ロス加味発電効率差Δηrを求める。
【０１８８】
Δηr＝Ｒio−ηf……………（式７）
【０１８９】
Ｒio：入力エネルギ対出力比率であり、上記の第４実施形態と同様に、式３〜式６に基づいて求める。
ηf：予測電力負荷に応じた出力電力における燃料電池１の発電効率
【０１９０】
次に、図９に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。尚、充電ロス加味発電効率差が大きいほど電力発生効率の程度が大きい。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、充電ロス加味発電効率差Δηrが大きいものから順に、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０１９１】
つまり、１３時からの電力充足単位時間における７００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１６時からの電力充足単位時間における３００Ｗの条件設定用の充電用増大電力を選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量が不足電力量に等しくなるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１３時から１４時の時間帯と、１６時から１７時の時間帯を設定し、１３時から１４時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、７００Ｗを設定し、１６時から１７時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、３００Ｗを設定する。
【０１９２】
〔第６実施形態〕
この第６実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕが前記蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力Ｌｃと前記条件設定用出力電力Ｐｓとを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めて、前記運転判断用指標として、前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを発電所にて得る場合の消費エネルギである前記条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値Ｅｅと前記燃料電池１にて前記予測電力負荷Ｐｐに応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギＥｆとを加えたエネルギから、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを減じた充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを求めるように構成してある。
又、前記出力上昇処理用電力設定手段５２は、前記充電ロス加味エネルギ差ΔＥａが大きいほど電力発生効率の程度が大きいと判断するように構成してある。
【０１９３】
図１０に基づいて、指標導出手段５３により前記運転判断用指標として充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを求める処理について、説明を加える。
蓄電側運転制御部Ｃ２により第３実施形態と同様の予測電力負荷データＰｐが求められたとすると、第３実施形態と同様に、１３時、１４時、１５時及び１６時の夫々からの１時間の４つの電力充足単位時間の夫々において、図１０に示すように、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕ毎に、前記運転判断用指標として、下記の式８〜式１３に基づいて前記充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを求める。
【０１９４】
ΔＥａ＝Ｅｅ＋Ｅｆ−Ｅｎ……………（式８）
Ｅｎ＝｛（Ｐｓ＋Ｌｃ）／ηsc｝×１００……………（式９）
Ｌｃ＝５．９×（Ｐｕ／１０００）2＋２０×（Ｐｕ／１０００）……………（式１０）
ηsc＝−０．００００１×（Ｐｓ＋Ｌｃ）2＋０．０２７×（Ｐｓ＋Ｌｃ）＋２５……………（式１１）
Ｅｅ＝Ｐｕ／ε……………（式１２）
Ｅｆ＝（Ｐｐ／ηs）×１００……………（式１３）
【０１９５】
但し、
ΔＥａ：充電ロス加味エネルギ差（Ｗ）
Ｅｎ：充電ロス加味入力エネルギ（Ｗ）
Ｅｅ：条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値（Ｗ）
Ｅｆ：電主時エネルギ（Ｗ）
Ｐｓ：条件設定用出力電力（Ｗ）
Ｌｃ：条件設定用の充電用増大電力Ｐｕが蓄電池３に充電されるときに際にロスとなる充電ロス電力（Ｗ）
ηsc：出力電力が条件設定用出力電力Ｐｓと充電ロス電力Ｌｃを加えた電力のときの燃料電池１の予測発電効率
Ｐｕ：条件設定用の充電用増大電力（Ｗ）
ε：発電所の発電効率であり、例えば０．３６６に設定してある。
Ｐｐ：予測電力負荷（Ｗ）
ηs：出力電力が条件設定用出力電力のときの燃料電池１の発電効率
【０１９６】
又、上記の式１０及び式１１は、試作した装置から求めた実験式であり、計算から求めた式ではないので、装置によって異なり、正確な物理的意味もない。
【０１９７】
次に、図１０に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。尚、充電ロス加味エネルギ差が大きいほど電力発生効率の程度が大きい。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、充電ロス加味エネルギ差ΔＥａが大きいものから順に、正の値の範囲で、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０１９８】
つまり、１３時からの電力充足単位時間における７００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１５時からの電力充足単位時間における３００Ｗの条件設定用の充電用増大電力を選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量を不足電力量に等しくする、又は、不足電力量に極力近づけるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１３時から１４時の時間帯と、１５時から１６時の時間帯を設定し、１３時から１４時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、７００Ｗを設定し、１５時から１６時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、３００Ｗを設定する。
【０１９９】
〔第７実施形態〕
この第７実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕが前記蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力Ｌｃと前記条件設定用出力電力Ｐｓとを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するエネルギである充電ロス加味入力エネルギＥｎを求め、前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを発電所にて得る場合の消費エネルギである前記条件設定用の充電用増大電力の発電所消費エネルギ換算値Ｅｅと前記燃料電池１にて前記予測電力負荷Ｐｐに応じた電力を出力するのに要する電主時エネルギＥｆとを加えたエネルギから、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを減じた充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを求めて、前記運転判断用指標として、前記充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕにて除した単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂを求めるように構成してある。
又、前記出力上昇処理用電力設定手段５２は、前記単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂが大きいほど電力発生効率の程度が大きいと判断するように構成してある。
【０２００】
図１１に基づいて、指標導出手段５３により前記運転判断用指標として単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂを求める処理について、説明を加える。
蓄電側運転制御部Ｃ２により第３実施形態と同様の予測電力負荷データＰｐが求められたとすると、第３実施形態と同様に、１３時、１４時、１５時及び１６時の夫々からの１時間の４つの電力充足単位時間の夫々において、図１１に示すように、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕ毎に、前記運転判断用指標として、下記の式１４に基づいて前記単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂを求める。
【０２０１】
ΔＥｂ＝ΔＥａ／Ｐｕ……………（式１４）
【０２０２】
但し、
ΔＥｂ：単位充電量当たりのエネルギ差（Ｗ）
ΔＥａ：充電ロス加味エネルギ差（Ｗ）であり、上記の第６実施形態と同様に、式８〜式１３に基づいて求める。
Ｐｕ：条件設定用の充電用増大電力（Ｗ）
【０２０３】
次に、図１１に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。尚、単位充電量当たりのエネルギ差が大きいほど電力発生効率の程度が大きい。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂが大きいものから順に、正の値の範囲で、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０２０４】
つまり、１４時からの電力充足単位時間における５００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１５時からの電力充足単位時間における４００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１６時からの電力充足単位時間における１００Ｗの条件設定用の充電用増大電力とを選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量を不足電力量に等しくする、又は、不足電力量に極力近づけるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１４時から１５時の時間帯と、１５時から１６時の時間帯と、１６時から１７時の時間帯を設定し、１４時から１５時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、５００Ｗを設定し、１５時から１６時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、４００Ｗを設定し、１６時から１７時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、１００Ｗを設定する。
【０２０５】
〔第８実施形態〕
この第８実施形態は、前記指標導出手段５３により充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めるための構成が上記の第４実施形態と異なる以外は、上記の第４実施形態と同様に構成してある。
つまり、この第８実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の待機電力Ｐｗを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成してある。
【０２０６】
つまり、前記指標導出手段５３は、充電ロス加味入力エネルギＥｎを、下記の式１５〜式１７に基づいて求める。
【０２０７】
Ｅｎ＝｛（Ｐｓ＋Ｌｃ＋Ｐｗ）／１０００｝／ηscw……………（式１５）
Ｌｃ＝５．９×（Ｐｕ／１０００）2＋２０×（Ｐｕ／１０００）……………（式１６）
ηscw＝−０．００００１×（Ｐｓ＋Ｌｃ＋Ｐｗ）2＋０．０２７×（Ｐｓ＋Ｌｃ＋Ｐｗ）＋２５……………（式１７）
【０２０８】
但し、
Ｐｗ：蓄電池３の待機電力（Ｗ）であり、例えば２０Ｗに設定してある。
ηscw：出力電力が条件設定用出力電力Ｐｓと充電ロス電力Ｌｃと蓄電池３の待機電力Ｐｗとを加えた電力のときの燃料電池１の予測発電効率
【０２０９】
又、上記の式１６及び式１７は、試作した装置から求めた実験式であり、計算から求めた式ではないので、装置によって異なり、正確な物理的な意味もない。
【０２１０】
そして、図１２に示すように、上記の式１５〜式１７により求めた充電ロス加味入力エネルギＥｎを用いて、前記入力エネルギ対出力比率Ｒioを、上記の第４実施形態と同様に上記の式３により求める。
【０２１１】
次に、図１２に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、入力エネルギ対出力比率Ｒioが大きいものから順に、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０２１２】
つまり、１４時からの電力充足単位時間における５００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１５時からの電力充足単位時間における４００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１６時からの１時間の電力充足単位時間における１００Ｗの条件設定用の充電用増大電力とを選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量を不足電力量に等しくする、又は、不足電力量に極力近づけるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１４時から１５時の時間帯と、１５時から１６時の時間帯と、１６時から１７時の時間帯とを設定し、１４時から１５時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、５００Ｗを設定し、１５時から１６時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、４００Ｗを設定し、１６時から１７時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、１００Ｗを設定する。
【０２１３】
〔第９実施形態〕
この第９実施形態は、前記指標導出手段５３により充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めるための構成が上記の第５実施形態と異なる以外は、上記の第５実施形態と同様に構成してある。
つまり、この第９実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の待機電力Ｐｗを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成してある。
【０２１４】
つまり、前記指標導出手段５３は、充電ロス加味入力エネルギＥｎを、上記の第８実施形態と同様に、上記の式１５〜式１７に基づいて求める。
【０２１５】
そして、図１３に示すように、上記の式１５〜式１７により求めた充電ロス加味入力エネルギＥｎを用いて、前記充電ロス加味発電効率差Δηrを、上記の第５実施形態と同様に上記の式７により求める。
【０２１６】
次に、図１３に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、充電ロス加味発電効率差Δηrが大きいものから順に、正の値の範囲で、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０２１７】
つまり、１３時からの電力充足単位時間における７００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１６時からの電力充足単位時間における３００Ｗの条件設定用の充電用増大電力とを選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量を不足電力量に等しくする、又は、不足電力量に極力近づけるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１３時から１４時の時間帯と、１６時から１７時の時間帯とを設定し、１３時から１４時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、７００Ｗを設定し、１６時から１７時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、３００Ｗを設定する。
【０２１８】
〔第１０実施形態〕
この第１０実施形態は、前記指標導出手段５３により充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めるための構成が上記の第６実施形態と異なる以外は、上記の第６実施形態と同様に構成してある。
つまり、この第１０実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の待機電力Ｐｗを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成してある。
【０２１９】
つまり、前記指標導出手段５３は、充電ロス加味入力エネルギＥｎを、上記の第８実施形態と同様に、上記の式１５〜式１７に基づいて求める。
【０２２０】
そして、図１４に示すように、上記の式１５〜式１７により求めた充電ロス加味入力エネルギＥｎを用いて、前記充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを、上記の第６実施形態と同様に上記の式８、式１２及び式１３を用いて求める。
【０２２１】
次に、図１４に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、充電ロス加味エネルギ差ΔＥａが大きいものから順に、正の値の範囲で、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０２２２】
つまり、１３時からの電力充足単位時間における７００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１５時からの電力充足単位時間における３００Ｗの条件設定用の充電用増大電力を選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量を不足電力量に等しくする、又は、不足電力量に極力近づけるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１３時から１４時の時間帯と、１５時から１６時の時間帯を設定し、１３時から１４時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、７００Ｗを設定し、１５時から１６時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、３００Ｗを設定する。
【０２２３】
〔第１１実施形態〕
この第１１実施形態は、前記指標導出手段５３により充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めるための構成が上記の第６実施形態と異なる以外は、上記の第７実施形態と同様に構成してある。
つまり、この第１１実施形態では、前記指標導出手段５３は、前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の待機電力Ｐｗを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成してある。
【０２２４】
つまり、前記指標導出手段５３は、上記の第１０実施形態と同様に、充電ロス加味入力エネルギＥｎを上記の式１５〜式１７に基づいて求めると共に、その求めた充電ロス加味入力エネルギＥｎを用いて、前記充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを上記の式８、式１２及び式１３を用いて求める。
そして、図１５に示すように、上述のように求めた充電ロス加味エネルギ差ΔＥａを用いて、前記単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂを、上記の第７実施形態と同様に上記の式１４を用いて求める。
【０２２５】
次に、図１５に基づいて、出力上昇処理用電力設定手段５２により前記出力上昇処理用時間帯及び前記出力上昇処理用の充電用増大電力を設定する処理について、説明する。
複数の電力充足単位時間及びそれら複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用の充電用増大電力Ｐｕから、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた不足電力量である１０００Ｗｈに対する前記蓄電池３の蓄電電力の増加量の過不足が最小になるように、単位充電量当たりのエネルギ差ΔＥｂが大きいものから順に、正の値の範囲で、電力充足単位時間及び条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを選択して、選択した電力充足単位時間、条件設定用の充電用増大電力Ｐｕを夫々、前記出力上昇処理用時間帯、前記出力上昇処理用の充電用増大電力として設定する。
【０２２６】
つまり、１４時からの電力充足単位時間における５００Ｗの条件設定用の充電用増大電力と、１５時からの電力充足単位時間における４００Ｗの条件設定用の充電用増大電力を選択すると、電力発生効率の程度を最大にする状態で、蓄電池３の蓄電電力の増加量を不足電力量に極力近づけるようにすることができる。
従って、出力上昇処理用時間帯として、１４時から１５時の時間帯と、１５時から１６時の時間帯とを設定し、１４時から１５時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、５００Ｗを設定し、１５時から１６時の出力上昇処理用時間帯に対応する出力上昇処理用の充電用増大電力として、４００Ｗを設定する。
【０２２７】
〔第１２実施形態〕
この第１２実施形態では、上記の第１実施形態と同様に、前記運転制御手段Ｃにエネルギ不足状態導出手段５０を設けてあるが、主として、以下の点で上記の第１実施形態と異なる。
即ち、図１７に示すように、前記運転制御手段Ｃに、更に、前記燃料電池１を前記予測電力負荷に応じた電力を出力するように運転したときに前記貯湯ユニットＷＵにて前記貯湯槽２に回収される電力負荷追従時回収熱量を時系列的に求める回収熱量導出手段５４を備えて、前記エネルギ不足状態導出手段５０を、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転しても時系列的な予測電力負荷を賄えなくなる電力不足時間帯を求め、且つ、前記回収熱量導出手段５４にて求められる前記電力負荷追従時回収熱量に基づいて時系列的な予測熱負荷に対して熱不足状態となる熱不足時間帯を求めるように構成し、前記運転制御手段Ｃを、エネルギ不足状態導出手段５０にて求められた前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前に、前記燃料電池１の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行するように構成してある点で、第１実施形態と異なる。
【０２２８】
又、運転制御手段Ｃは、現電力負荷が燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成してあるが、エネルギ不足状態導出手段５０を、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、前記回収熱量導出手段５４にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽２に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求めるように構成して、運転制御手段Ｃを、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯において、前記燃料電池１の出力電力を現電力負荷よりも大きい不足解消用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成してある点で、第１実施形態と異なる。
【０２２９】
更に、前記エネルギ不足状態導出手段５０は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求め、並びに、前記回収熱量導出手段５４にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽２に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求め、且つ、その熱不足時間帯において前記予測熱負荷が前記予測蓄熱量を上回る不足熱量を求めるエネルギ不足状態導出処理を実行するように構成してあり、前記運転制御手段Ｃは、前記不足電力量及び前記不足熱量に応じて前記不足解消用電力を求めるように構成してある。
【０２３０】
又、前記運転制御手段Ｃは、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯のうちで、運転メリットが大きい時間帯において、前記出力上昇処理を実行するように構成してある。
【０２３１】
又、前記運転制御手段Ｃは、前記出力上昇処理を実行すると仮定したときの運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求めるしきい値導出処理を実行する指標導出手段５３と、前記出力上昇処理の実行の可否を判断するための運転判断用指標しきい値を設定するしきい値設定手段５５とを備えて、前記指標導出手段５３にて求められる運転判断用指標が前記しきい値設定手段５５にて設定された運転判断用指標しきい値よりも運転メリットが大きいときに前記出力上昇処理を実行するように構成し、
前記回収熱量導出手段５４は、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期において、単位時間毎に前記電力負荷追従時回収熱量を求めるように構成し、
前記エネルギ不足状態導出手段５０は、前記管理周期において、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を単位時間毎に求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる電力不足単位時間を前記電力不足時間帯として求めるように構成し、並びに、前記管理周期において、前記回収熱量導出手段５４にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽３に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を単位時間毎に求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する熱不足単位時間を前記熱不足時間帯として求めるように構成し、
前記回収熱量導出手段５４は、前記電力不足単位時間及び前記熱不足単位時間よりも前に、前記予測電力負荷が前記最大出力電力よりも小さい単位時間である電力充足単位時間が複数存在するときに、それら複数の電力充足単位時間の夫々において、前記燃料電池１の出力調節範囲内で複数段階に設定されたステップ出力のうちの前記予測電力負荷に応じたステップ出力よりも大きい条件設定用のステップ出力毎に、その条件設定用のステップ出力にて前記燃料電池１を運転したときの回収熱量を増大回収熱量として求める増大回収熱量導出処理を実行するように構成し、
前記エネルギ不足状態導出手段５０は、前記複数の電力充足単位時間の夫々において、前記条件設定用のステップ出力毎に、前記燃料電池１を前記条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示す省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理を実行する省エネルギ度導出手段５６を備えて、前記回収熱量導出手段５４にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の増大回収熱量及び前記省エネルギ度導出手段５６にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、前記電力不足時間帯における不足電力量及び前記熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、前記複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択する仮運転条件設定処理を実行するように構成し、
前記しきい値設定手段５５は、前記エネルギ不足状態導出手段５０にて仮運転用として選択されたステップ出力について、そのステップ出力にて前記燃料電池１を運転したときの運転判断用指標をしきい値導出用として求めて、それら求めたしきい値導出用の運転判断用指標のうち、省エネルギの程度が最も小さいものを前記運転判断用指標しきい値として設定するしきい値設定処理を実行するように構成してある。
【０２３２】
以下、このエネルギ供給システムの制御構成について、説明を加える。
先ず、前記発電側運転制御部Ｃ１による前記電主運転制御について説明する。
この第１２実施形態では、発電側運転制御部Ｃ１は、前記電主運転制御において、５分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に、前記負荷電流用電流計２２の検出電流に基づいて運転用電力負荷を求め、前記燃料電池１の出力電力調節範囲における出力調節下限値から最大出力電力の範囲内で複数段階に設定されたステップ出力から、運転用電力負荷に応じたステップ出力を電主出力として設定し、燃料電池１の出力電力をその設定した電主出力に調節する。ちなみに、運転用電力負荷は、前の出力調整周期における電力負荷の平均値として求められる。
例えば、出力調節下限値を３００Ｗとし、最大出力電力を１０００Ｗとすると、それら３００〜１０００Ｗの範囲内で、ステップ出力を３００、４７５、６５０、８２５、１０００Ｗの如く、１７５Ｗ間隔で５段階に設定する。
【０２３３】
尚、予め、ステップ出力毎に、燃料電池１の発電効率、熱効率及び消費エネルギを１７５Ｗ間隔のステップ出力毎に求めて、前記蓄電側運転制御部Ｃ２の記憶部に、図１８に示すように各ステップ出力に対応させて記憶させてある。
ちなみに、各ステップ出力における燃料電池１の消費エネルギは、ステップ出力をそのステップ出力に対応する発電効率にて除することにより求められる。
【０２３４】
前記蓄電側運転制御部Ｃ２によるデータ管理処理について、説明を加える。
前記蓄電側運転制御部Ｃ２は、電力負荷に関するデータ管理処理では、上記の第１実施形態と同様に、過去電力負荷データを管理して、その管理データに基づいて予測電力負荷データを求める。
【０２３５】
又、蓄電側運転制御部Ｃ２は、熱負荷に関するデータ管理処理では、給湯熱負荷計測手段４１の計測情報に基づいて、単位時間当たりの実熱負荷を求め、求めた実熱負荷を管理周期及び単位時間に対応付けて記憶することにより、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、管理周期毎に単位時間毎に対応付けて管理して、その管理データに基づいて、時系列的な予測熱負荷（以下、予測熱負荷データと称する場合がある）を求める。
【０２３６】
例えば、管理周期を１２時間とし、単位時間を１時間として、１２時を管理周期の起点とすると、図１９の電力需給タイムテーブルに示すように、１２時から１時間毎に予測電力負荷Ｐｐが求められ、図２０の熱需給タイムテーブルに示すように、１２時から１時間毎に予測熱負荷Ｑｐが求められる。
尚、説明を簡単にするために、この実施形態では、予測熱負荷Ｑｐは、貯湯槽２からの給湯に関する熱負荷のみが含まれ、暖房端末４による暖房に関する熱負荷は含まれていないものとする。
【０２３７】
次に、前記エネルギ不足状態導出手段５０による前記エネルギ不足状態導出処理について説明を加える。
前記エネルギ不足状態導出手段５０は、図１９に示す如き予測電力負荷Ｐｐの場合、その予測電力負荷データＰｐ、及び、その予測電力負荷Ｐｐに応じた予測電主出力Ｐｆに基づいて、図１９に示すように、単位時間毎に、予測蓄電電力量Ｓｒ、予測追加蓄電電力量Ｓａ、予測不足出力電力量Ｐｄ及び予測不足蓄電電力量Ｓｄを求める。
【０２３８】
尚、この第１２実施形態では、上述のように、複数段階に設定されたステップ出力から、運転用電力負荷に応じたステップ出力を電主出力として設定するように構成してあるので、予測電主出力Ｐｆは、予測電力負荷Ｐｐに応じたステップ出力となる。
又、現電力負荷が燃料電池１の出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成してあるので、予測電力負荷が燃料電池１の出力調節下限値よりも小さいときの予測電主出力Ｐｆは、出力調節下限値に対応するステップ出力とするように構成してある。
【０２３９】
前記予測蓄電電力量Ｓｒは、各単位時間の終了時点で蓄電池３に蓄電されている電力であり、下記の式１８に基づいて求める。
前記予測追加蓄電電力量Ｓａは、予測電力負荷が燃料電池１の出力調節下限値に対応するステップ出力よりも小さいときに、蓄電池３に蓄電される電力であり、下記の式１９に基づいて求める。
前記予測不足出力電力量Ｐｄは、予測電力負荷Ｐｐが予測電主出力Ｐｆを上回る場合に、燃料電池１の出力電力（予測電主出力Ｐｆ）だけでは予測電力負荷Ｐｐに対して不足する電力であり、下記の式２０に基づいて求める。
前記予測不足蓄電電力量Ｓｄは、予測電力負荷Ｐｐが出力調節範囲における最大出力電力と予測蓄電電力量Ｓｒとを加えた予測総出力電力を上回る電力であり、下記の式２１に基づいて求める。
【０２４０】
Ｓｒ（ｎ）＝Ｓｒ（ｎ−１）＋Ｓａ（ｎ）−Ｐｄ（ｎ）……………（式１８）
Ｓａ（ｎ）＝Ｐｆ（ｎ）−Ｐｐ（ｎ）……………（式１９）
Ｐｄ（ｎ）＝Ｐｐ（ｎ）−Ｐｆ（ｎ）……………（式２０）
Ｓｄ（ｎ）＝１０００＋Ｓｒ（ｎ−１）−Ｐｐ（ｎ）……………（式２１）
【０２４１】
但し、
ｎ：１２，１３〜２３時の各単位時間を示す。
【０２４２】
又、求めた予測蓄電電力量Ｓｒ、予測追加蓄電電力量Ｓａ、予測不足出力電力量Ｐｄ夫々が０又は負のときは、予測蓄電電力量Ｓｒ、予測追加蓄電電力量Ｓａ、予測不足出力電力量Ｐｄ夫々は０とし、又、求めた予測不足蓄電電力量Ｓｄが０又は正のときは、予測不足蓄電電力量Ｓｄは０とする。
【０２４３】
又、前記燃料電池１、前記双方向型インバータ１８及び前記蓄電池３夫々の最大出力電力が１０００Ｗであり、前記蓄電池３の最大蓄電電力量が３５００Ｗｈである場合、予測追加蓄電電力量Ｓａが１０００Ｗｈ以上のときは、予測追加蓄電電力量Ｓａを１０００Ｗｈとし、予測蓄電電力量Ｓｒが３５００Ｗｈ以上のときは、予測蓄電電力量Ｓｒを３５００Ｗｈとし、予測追加蓄電電力量Ｓａを０とする。
【０２４４】
又、回収熱量導出手段５４は、図１９に示す如き予測電力負荷Ｐｐの場合、その予測電力負荷データＰｐに対応する予測電主出力Ｐｆに基づいて、下記の式２２により、図２０に示すように、電力負荷追従時回収熱量Ｑｆを単位時間毎に求める。
【０２４５】
Ｑｆ（ｎ）＝｛Ｐｆ（ｎ）／ηf｝×λf……………（式２２）
【０２４６】
但し、
ｎ：１２，１３〜２３時の各単位時間を示す。
ηf：出力電力が予測電主出力Ｐｆのときの燃料電池１の発電効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率に関する記憶情報から求められる。
λf：出力電力が予測電主出力Ｐｆのときの燃料電池１の熱効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率及び熱効率に関する記憶情報から求められる。
【０２４７】
又、前記エネルギ不足状態導出手段５０は、図２０に示す如き予測熱負荷Ｑｐの場合、その予測熱負荷Ｑｐ、及び、前記回収熱量導出手段５４にて求められた電力負荷追従時回収熱量Ｑｆに基づいて、単位時間毎に、予測蓄熱量Ｑｓ、予測放熱量Ｑｍ及び予測不足熱量Ｑｄを求める。
【０２４８】
尚、前記予測蓄熱量Ｑｓは、各単位時間の終了時点で貯湯槽２に湯水にて蓄熱されている熱量であり、下記の式２３にて求める。
前記予測放熱量Ｑｍは、単位時間が経過する間に、貯湯槽２から放熱される熱量であり、下記の式２４にて求める。
前記不足熱量Ｑｄは、各単位時間において、予測熱負荷Ｑｐに対して、貯湯槽２に蓄熱されている熱量では不足する熱量であり、下記の式２５にて求める。
【０２４９】
但し、前記予測蓄熱量Ｑｓが前記貯湯槽２における最大蓄熱量以上のときは、前記予測蓄熱量Ｑｓを前記貯湯槽２における最大蓄熱量とする。
【０２５０】
Ｑｓ（ｎ）＝Ｑｓ（ｎ−１）−Ｑｍ（ｎ）＋Ｑｆ（ｎ）−Ｑｐ（ｎ）……………（式２３）
Ｑｍ（ｎ）＝Ｑｓ（ｎ−１）×α……………（式２４）
Ｑｄ（ｎ）＝Ｑｓ（ｎ−１）−Ｑｐ（ｎ）＋Ｑｆ（ｎ）−Ｑｍ（ｎ）……………（式２５）
【０２５１】
但し、
ｎ：１２，１３〜２３時の各単位時間を示す。
α：単位時間当たりの放熱率であり、例えば、０．０１５に設定される。
【０２５２】
又、求めた予測蓄熱量Ｑｓが０又は負のときは、予測蓄熱量Ｑｓは０とし、求めた予測不足熱量Ｑｄが０又は正のときは、予測不足熱量Ｑｄは０とする。
【０２５３】
従って、蓄電側運転制御部Ｃ２により図１９に示す如き予測電力負荷データＰｐが求められたときは、管理周期の起点での蓄電池３の蓄電電力が１００Ｗであるとすると、エネルギ不足状態導出手段５０は、電力不足時間帯として２１〜２２時、及び、２２〜２３時の時間帯を求め、２１〜２２時の電力不足時間帯の不足電力量として７５Ｗｈを求め、２２〜２３時の電力不足時間帯の不足電力量として１７５Ｗｈを求める。
又、蓄電側運転制御部Ｃ２により図２０に示す如き予測熱負荷データＱｐが求められたときは、管理周期の起点での貯湯槽２の蓄熱量が２０００Ｗｈであるとすると、エネルギ不足状態導出手段５０は、熱不足時間帯として２０〜２１時、及び、２１〜２２時の時間帯を求め、２０〜２１時の熱不足時間帯の不足熱量として１３６７Ｗｈを求め、２１〜２２時の熱不足時間帯の不足熱量として７４７．７Ｗｈを求める。
【０２５４】
尚、エネルギ不足状態導出手段５０は、上述のようにエネルギ不足状態導出処理を実行して、電力不足時間帯及び熱不足時間帯のうちの少なくとも一方が存在するときは、エネルギ不足状態であると判別し、電力不足時間帯及び熱不足時間帯のいずれも存在しないときは、エネルギ充足状態であると判別するように構成してある。
【０２５５】
次に、前記エネルギ不足状態導出手段５０による前記仮運転条件設定処理について、説明を加える。
即ち、図１７に示すように、前記エネルギ不足状態導出手段５０は、前記複数の電力充足単位時間夫々の前記条件設定用のステップ出力から、前記省エネルギ度導出手段５６により求められる省エネルギ度のうち省エネルギの程度が最大の省エネルギ度の条件設定用のステップ出力を前記仮運転用のステップ出力として選択し、且つ、その選択した仮運転用のステップ出力を含む電力充足単位時間を仮出力上昇処理用の単位時間として選択する仮条件設定処理を実行する仮条件設定手段５７を備えて、前記仮運転条件設定処理において、前記仮条件設定手段５７にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については前記仮条件設定手段５７にて仮運転用として選択されたステップ出力にて前記燃料電池１を運転すると仮定する状態で、前記電力不足単位時間における不足電力量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別し且つ前記熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になるかを判別するエネルギ不足状態判別処理を実行するように構成してある。
又、前記省エネルギ度導出手段５６は、前記仮条件設定手段５７にて仮出力上昇処理用として選択されていない単位時間については、前記予測電力負荷に応じた前記ステップ出力を基準出力とし、前記仮条件設定手段５７にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、前記仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、前記燃料電池１を前記基準出力にて運転することに対して前記条件設定用のステップ出力にて運転することによる省エネルギの程度を示すものとして前記省エネルギ度を求める省エネルギ度導出処理を、省エネルギとなる範囲で、前記エネルギ不足状態導出手段５０にて前記電力不足単位時間における不足電力量及び前記熱不足単位時間における不足熱量がなくなる又はそれに近い状態になると判別されるまで繰り返すように構成し、
前記仮条件設定手段５７は、前記省エネルギ度導出手段５６にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、既に前記仮運転用として選択したステップ出力に対応する省エネルギ度を除いた状態で、前記仮条件設定処理を実行するように構成し、
前記回収熱量導出手段５４は、前記仮条件設定手段５７にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、前記条件設定用のステップ出力を前記仮運転用のステップ出力よりも大きいステップ出力とする状態で、前記省エネルギ度導出手段５６にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、前記増大回収熱量導出処理を実行するように構成し、
前記エネルギ不足状態導出手段５０は、前記省エネルギ度導出手段５６にて前記省エネルギ度導出処理が実行される毎に、前記エネルギ不足状態判別処理を実行するように構成し、
前記しきい値設定手段５５は、前記しきい値設定処理において、前記仮条件設定手段５７にて最後の前記仮条件設定処理が実行されたときに、前記仮運転用として選択されているステップ出力の夫々について、前記しきい値導出用の運転判断用指標を求めるように構成してある。
【０２５６】
先ず、前記省エネルギ度導出手段５６による省エネルギ度導出処理ついて、説明を加える。
この省エネルギ度導出手段５６は、下記の式２６に基づいて、省エネルギ度Ｒを求めるように構成してある。
【０２５７】
Ｒ＝（Ｃｕ−Ｃｐ）／（Ｅｄｔ−Ｅｃｔ）……………（式２６）
【０２５８】
但し、
Ｃｕ：燃料電池１を条件設定用のステップ出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽２の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する燃料電池１を条件設定用のステップ出力にて運転するときの消費エネルギ削減量（即ち、条件設定対応エネルギ削減量）
Ｃｐ：燃料電池１を基準出力にて運転したときの有効出力電力及び貯湯槽２の有効回収熱量を発電所及び給湯器にて得る場合に対する燃料電池１を基準出力にて運転するときの消費エネルギ削減量（即ち、基準対応エネルギ削減量）
Ｅｄｔ：燃料電池１を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電池３の蓄電電力及び貯湯槽２の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量（即ち、燃料電池１を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量）
Ｅｃｔ：燃料電池１を基準出力にて運転したときの蓄電池３の蓄電電力及び貯湯槽２の有効回収熱量を発電所及び給湯器で得る場合の消費エネルギ量（即ち、燃料電池１を基準出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ）
【０２５９】
尚、燃料電池１の出力電力が条件設定用のステップ出力Ｐｓであるときに、その条件設定用のステップ出力Ｐｓから予測電主出力Ｐｆを減じた充電用供給電力（Ｐｓ−Ｐｆ）が充電用として蓄電池３に供給されるとして、蓄電電力Ｓｖは、前記充電用供給電力から、その充電用供給電力が蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力Ｌｓを減じた電力とする。
【０２６０】
説明を加えると、省エネルギ度導出手段５６は、電力充足単位時間の夫々において、燃料電池１を前記基準出力である予測電主出力Ｐｆにて運転したときの有効出力電力Ｐｖ及び貯湯槽２の有効回収熱量Ｑｕを発電所及び給湯器にて得る場合の消費エネルギ（以下、有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギと略称する場合がある）Ｅａｔを、下記の式２７〜２９に基づいて求め、又、燃料電池１を前記条件設定用のステップ出力Ｐｓにて運転したときの有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギＥｂｔを、下記の式３０〜３３にて求めるように構成してある。
尚、省エネルギ度導出手段５６により求められた予測電主出力Ｐｆ及び条件設定用のステップ出力Ｐｓ夫々に対応する有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギＥａｔ，Ｅｂｔは、例えば、図２１に示す通りである。
【０２６１】
燃料電池１の出力電力が条件設定用のステップ出力Ｐｓであるときに、その条件設定用のステップ出力Ｐｓから予測電主出力Ｐｆを減じた充電用供給電力（Ｐｓ−Ｐｆ）が充電用として蓄電池３に供給されるとして、有効出力電力Ｐｖは、条件設定用のステップ出力Ｐｓから充電用供給電力が蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力Ｌｓを減じた電力とする。
【０２６２】
又、貯湯槽２の有効回収熱量Ｑｕは、各単位時間における電力負荷追従時回収熱量Ｑｆが、熱不足単位時間になるまでの間、貯湯槽２に湯水にて蓄熱されるとして、その電力負荷追従時回収熱量Ｑｆが熱不足単位時間になるまでの間に放熱されずに貯湯槽２に蓄熱される熱量である。
【０２６３】
つまり、例えば、１２時からの電力充足単位時間の場合、予測電主出力Ｐｆは、４７５Ｗであるので、その４７５Ｗの予測電主出力Ｐｆに対応して、有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギＥａｔが求められ、条件設定用のステップ出力Ｐｓは、６５０、８２５、１０００Ｗであるので、それら６５０、８２５、１０００Ｗ夫々の条件設定用のステップ出力Ｐｓに対応して、有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギＥｂｔが求められる。
【０２６４】
Ｅａｔ＝Ｐｖ／ε＋Ｑｕ／ρ……………（式２７）
Ｐｖ＝Ｐｆ……………（式２８）
Ｑｕ＝｛（Ｐｆ／ηf）×λf｝×（１−α）m……………（式２９）
【０２６５】
Ｅｂｔ＝Ｐｖ／ε＋Ｑｕ／ρ……………（式３０）
Ｐｖ＝Ｐｓ−Ｌｓ……………（式３１）
Ｌｓ＝５．９×｛（Ｐｓ−Ｐｆ）／１０００｝2＋２０×｛（Ｐｓ−Ｐｆ）／１００｝
……………（式３２）
Ｑｕ＝｛（Ｐｓ／ηs）×λs｝×（１−α）m……………（式３３）
【０２６６】
但し、
Ｅａｔ：燃料電池１を予測電主出力Ｐｆにて運転したときの有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギ（Ｗｈ）
Ｐｖ：有効出力電力（Ｗ）
ε：発電所の発電効率であり、例えば０．３６６に設定してある。
ρ：ガス燃焼式の給湯器の熱効率であり、例えば０．７に設定してある。
Ｑｕ: 貯湯槽２の有効回収熱量（Ｗｈ）
Ｐｆ：予測電主出力（Ｗ）
ηf：出力電力が予測電主出力Ｐｆのときの燃料電池１の発電効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率に関する記憶情報から求められる。
λf：出力電力が予測電主出力Ｐｆのときの燃料電池１の熱効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率及び熱効率に関する記憶情報から求められる。
α：単位時間当たりの放熱率であり、例えば、０．０１５に設定される。
ｍ：各単位時間から熱不足単位時間に至るまでの時間間隔であり、図２０に示すように、最初の熱不足単位時間が２０時から２１時までの単位時間であるとすると、貯湯槽２の有効回収熱量Ｑｕを求める単位時間が１２時から１３時の単位時間の場合は、ｍ＝８である。
Ｅｂｔ：燃料電池１を条件設定用のステップ出力Ｐｓにて運転したときの有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギ（Ｗｈ）
Ｐｓ：条件設定用のステップ出力（Ｗ）
Ｌｓ：条件設定用のステップ出力Ｐｓから予測電主出力Ｐｆを減じた電力が蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力（Ｗ）
ηs：出力電力が条件設定用のステップ出力Ｐｓのときの燃料電池１の発電効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率に関する記憶情報から求められる。
λs：出力電力が条件設定用のステップ出力Ｐｓのときの燃料電池１の熱効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率及び熱効率に関する記憶情報から求められる。
【０２６７】
そして、省エネルギ度導出手段５６は、電力充足単位時間の夫々において、上述のように求めた予測電主出力Ｐｆ及び条件設定用のステップ出力Ｐｓ夫々に対応する有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギＥａｔ，Ｅｂｔに基づいて、前記条件設定用のステップ出力Ｐｓ毎に、条件設定対応エネルギ削減量Ｃｕを下記の式３４に基づいて求め、基準対応エネルギ削減量Ｃｐを下記の式３５に基づいて求めるように構成してある。
【０２６８】
Ｃｕ＝Ｅｂｔ−Ｅｂｆ……………（式３４）
Ｃｐ＝Ｅａｔ−Ｅａｆ……………（式３５）
【０２６９】
但し、
Ｅｂｆ：燃料電池１を条件設定用のステップ出力Ｐｓにて運転するときの消費エネルギであり、図１８に示す如き、各ステップ出力毎の消費エネルギに関する記憶情報から求められる。例えば、１２時からの電力充足単位時間の場合、６５０、８２５、１０００Ｗ夫々の条件設定用のステップ出力Ｐｓに対応して求められる。
Ｅａｆ：燃料電池１を基準出力（予測電主出力Ｐｆ）にて運転するときの消費エネルギであり、図１８に示す如き、各ステップ出力毎の消費エネルギに関する記憶情報から予測電主出力Ｐｆに対応する消費エネルギが求められる。例えば、１２時からの電力充足単位時間の場合、予測電主出力Ｐｆは４７５Ｗであるので、４７５Ｗに対応する消費エネルギが求められる。
【０２７０】
又、省エネルギ度導出手段５６は、電力充足単位時間の夫々において、前記基準出力である予測電主出力Ｐｆに対応する蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量Ｅｃｔを下記の式３６〜３８に基づいて求め、前記条件設定用のステップ出力Ｐｓ夫々に対応する蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量Ｅｄｔを下記の式３９〜式４２に基づいて求めるように構成してある。
尚、省エネルギ度導出手段５６により求められた予測電主出力Ｐｆ及び条件設定用のステップ出力Ｐｓ夫々に対応する蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量Ｅｃｔ，Ｅｄｔは、例えば、図２２に示す通りである。
【０２７１】
Ｅｃｔ＝Ｓｖ／ε＋Ｑｕ／ρ……………（式３６）
Ｓｖ＝０……………（式３７）
Ｑｕ＝｛（Ｐｆ／ηf）×λf｝×（１−α）m……………（式３８）
【０２７２】
Ｅｄｔ＝Ｓｖ／ε＋Ｑｕ／ρ……………（式３９）
Ｓｖ＝Ｐｓ−（Ｐｆ＋Ｌｓ）……………（式４０）
Ｌｓ＝５．９×｛（Ｐｓ−Ｐｆ）／１０００｝2＋２０×｛（Ｐｓ−Ｐｆ）／１００｝
……………（式４１）
Ｑｕ＝｛（Ｐｓ／ηs）×λs｝×（１−α）m……………（式４２）
【０２７３】
但し、
Ｅｃｔ：予測電主出力Ｐｆに対応する蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量（Ｗｈ）
Ｓｖ：蓄電電力
ε：発電所の発電効率であり、例えば０．３６６に設定してある。
ρ：ガス燃焼式の給湯器の熱効率であり、例えば０．７に設定してある。
Ｑｕ: 貯湯槽２の有効回収熱量（Ｗｈ）
Ｐｆ：予測電主出力（Ｗ）
ηf：出力電力が予測電主出力Ｐｆのときの燃料電池１の発電効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率に関する記憶情報から求められる。
λf：出力電力が予測電主出力Ｐｆのときの燃料電池１の熱効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率及び熱効率に関する記憶情報から求められる。
α：単位時間当たりの放熱率であり、例えば、０．０１５に設定される。
ｍ：各単位時間から熱不足単位時間に至るまでの時間間隔であり、図２０に示すように、最初の熱不足単位時間が２０時から２１時までの単位時間であるとすると、貯湯槽２の有効回収熱量Ｑｕを求める単位時間が１２時から１３時の単位時間の場合は、ｍ＝８である。
Ｅｄｔ：条件設定用のステップ出力Ｐｓに対応する蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量（Ｗｈ）
Ｐｓ：条件設定用のステップ出力（Ｗ）
Ｌｓ：条件設定用のステップ出力Ｐｓから予測電主出力Ｐｆを減じた電力が蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力（Ｗ）
ηs：出力電力が条件設定用のステップ出力のときの燃料電池１の発電効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率に関する記憶情報から求められる。
λs：出力電力が条件設定用のステップ出力Ｐｓのときの燃料電池１の熱効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率及び熱効率に関する記憶情報から求められる。
又、上記の式４０にて求めた蓄電電力Ｓｖが負のときは、蓄電電力Ｓｖは０とする。
【０２７４】
そして、省エネルギ度導出手段５６は、上述のように求めた条件設定対応エネルギ削減量Ｃｕ、基準対応エネルギ削減量Ｃｐ、燃料電池１を条件設定用のステップ出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量Ｅｄｔ、及び、燃料電池１を基準出力にて運転したときの蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギ量Ｅｃｔに基づいて、上記の式２６により、複数の電力充足単位時間の夫々において省エネルギ度Ｒを求める第１回目の省エネルギ度導出処理を実行する。
【０２７５】
例えば、図２３に示す如く、複数の電力充足単位時間の夫々において省エネルギ度Ｒが求められる。
図２３に示すように、例えば、１２時からの電力充足単位時間の場合、予測電主出力Ｐｆは４７５Ｗであるので、条件設定用のステップ出力Ｐｓは、６５０、８２５、１０００Ｗが設定され、それら６５０、８２５、１０００Ｗ夫々の条件設定用のステップ出力Ｐｓについて、省エネルギ度Ｒが求められる。
【０２７６】
続いて、第１回目の省エネルギ度導出処理にて求められた複数の電力充足単位時間の夫々の条件設定用のステップ出力の省エネルギ度に基づいて、仮条件設定手段５７は、第１回目の仮条件設定処理を実行する。
例えば、第１回目の省エネルギ度導出処理にて、図２３に示すように、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力の省エネルギ度Ｒが求められた場合、１８時からの電力充足単位時間における１０００Ｗの条件設定用のステップ出力に対応する省エネルギ度Ｒが最大、即ち、省エネルギの程度が最大であるので、仮条件設定手段５７は、仮出力上昇処理用の単位時間として、１８時からの単位時間を選択し、仮運転用のステップ出力Ｐｔとして１０００Ｗを選択する。
【０２７７】
続いて、エネルギ不足状態導出手段５６は、第１回目の仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された１８時からの単位時間については、第１回目の仮条件設定処理にて仮運転用のステップ出力として選択された１０００Ｗにて燃料電池１を運転すると仮定する状態で、第１回目のエネルギ不足状態判別処理を実行する。
図示は省略するが、電力及び熱の夫々についての初期の需給状態が図１９及び図２０に夫々示すような場合、この第１回目のエネルギ不足状態判別処理では、エネルギ不足状態導出手段５６により熱不足時間帯が存在すると判別される。
【０２７８】
続いて、省エネルギ度導出手段５６は、仮条件設定手段５７による第１回目の仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、第２回目の省エネルギ度導出処理を実行する。
つまり、第１回目の仮条件設定処理にて、仮出力上昇処理用として１８時からの単位時間が選択され、仮運転用のステップ出力として１０００Ｗのステップ出力が選択されていて、その１０００Ｗのステップ出力が基準出力となって、この第２回目の省エネルギ度導出処理では、図２４に示すように、仮条件設定手段５７にて仮出力上昇処理用として選択された１８時からの電力充足単位時間については、新たに省エネルギ度が求められない。
【０２７９】
続いて、第２回目の省エネルギ度導出処理にて求められた複数の電力充足単位時間の夫々の条件設定用のステップ出力の省エネルギ度に基づいて、仮条件設定手段５７は、第２回目の仮条件設定処理を実行する。
例えば、第２回目の省エネルギ度導出処理にて、図２４に示すように、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力の省エネルギ度が求められた場合、１７時からの電力充足単位時間における４７５Ｗの条件設定用のステップ出力に対応する省エネルギ度が最大であるので、仮条件設定手段５７は、図２５に示すように、仮出力上昇処理用の単位時間として、１７時からの単位時間を選択し、仮運転用のステップ出力Ｐｔとして４７５Ｗを選択する。
【０２８０】
続いて、エネルギ不足状態導出手段５６は、第２回目の仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された１７時からの単位時間については、第２回目の仮条件設定処理にて仮運転用のステップ出力Ｐｔとして選択された４７５Ｗにて燃料電池１を運転すると仮定する状態で、第２回目のエネルギ不足状態判別処理を実行する。
【０２８１】
電力及び熱の夫々についての初期の需給状態が図１９及び図２０に夫々示すような場合、第１回目及び第２回目の仮条件設定処理により、仮出力上昇処理用の単位時間として、１７時、１８時の夫々が選択され、１７時、１８時の仮出力上昇処理用の単位時間の仮運転用のステップ出力Ｐｔとして、夫々、４７５Ｗ、１０００Ｗが選択されると、電力及び熱夫々の需給状態は、図２５に示すように、電力不足となる単位時間は存在しなくなるが、２０時からの単位時間、及び、２１時からの単位時間において熱不足となる。
従って、エネルギ不足状態導出手段５６により、電力不足単位時間は存在しないと判別されるが、熱不足単位時間が存在すると判別される。
【０２８２】
従って、省エネルギ度導出手段５６は、仮条件設定手段５７による第２回目の仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された単位時間については、仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、第３回目の省エネルギ度導出処理を実行する。
つまり、第２回目の仮条件設定処理にて、仮出力上昇処理用として１７時からの単位時間が選択され、仮運転用のステップ出力として４７５Ｗのステップ出力が選択されているので、この第３回目の省エネルギ度導出処理では、図２６に示すように１７時からの単位時間については、６５０、８２５，１０００Ｗ夫々の条件設定用のステップ出力について、省エネルギ度が求められる。
【０２８３】
続いて、第３回目の省エネルギ度導出処理にて求められた複数の電力充足単位時間の夫々の条件設定用のステップ出力の省エネルギ度に基づいて、仮条件設定手段５７は、第３回目の仮条件設定処理を実行する。
例えば、第３回目の省エネルギ度導出処理にて、図２６に示すように、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力の省エネルギ度が求められた場合、１７時からの電力充足単位時間における１０００Ｗの条件設定用のステップ出力に対応する省エネルギ度が最大であるので、仮条件設定手段５７は、図２７に示すように、仮出力上昇処理用の単位時間として、１７時からの単位時間を選択し、仮運転用のステップ出力Ｐｔとして１０００Ｗを選択する。
【０２８４】
続いて、エネルギ不足状態導出手段５６は、第３回目の仮条件設定処理にて仮出力上昇処理用として選択された１７時からの単位時間については、第３回目の仮条件設定処理にて仮運転用のステップ出力として選択された１０００Ｗにて燃料電池１を運転すると仮定する状態で、第３回目のエネルギ不足状態判別処理を実行する。
【０２８５】
電力及び熱の夫々についての初期の需給状態が図１９及び図２０に夫々示すようなものである場合、第１回目及び第２回目の仮条件設定処理により、仮出力上昇処理用の単位時間として、１７時、１８時の夫々の単位時間が選択され、１７時、１８時の仮出力上昇処理用の単位時間の仮運転用のステップ出力として、夫々、１０００Ｗが選択されると、電力及び熱夫々の需給状態は、図２７に示すように、電力不足となる単位時間、及び、電力不足となる単位時間のいずれも存在しなくなる。
従って、エネルギ不足状態導出手段５６により、電力不足単位時間及び熱不足単位時間のいずれもが存在しない、即ち、電力不足時間帯における不足電力量及び熱不足時間帯における不足熱量がなくなると判別される。
【０２８６】
つまり、前記仮運転条件設定処理において、仮出力上昇処理用の単位時間として、１７時、１８時の夫々の単位時間が設定され、１７時の仮出力上昇処理用の単位時間の仮運転用のステップ出力、１８時の仮出力上昇処理用の単位時間の仮運転用のステップ出力として、夫々１０００Ｗが設定される。
【０２８７】
但し、上述のように、前記仮運転条件設定処理を実行するに当たっては、電力不足単位時間及び熱不足単位時間のいずれもが存在しなくなる、即ち、電力不足時間帯における不足電力量及び熱不足時間帯における不足熱量がなくなるまでに、前記省エネルギ度導出手段５６にて求められる省エネルギ度が負の値になると、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯のいずれかが残っていても、前記仮運転条件設定処理を終了することになる。
つまり、この場合は、前記仮運転条件設定処理においては、省エネルギとなる範囲で、電力不足時間帯における不足電力量及び熱不足時間帯における不足熱量がなくなる状態に近い状態になるように、複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択することが実行されることになる。
【０２８８】
次に、前記しきい値設定手段５５による前記しきい値設定処理について、説明を加える。
前記しきい値設定手段５５は、前記仮条件設定手段５７にて最後の前記仮条件設定処理が実行されたときに、前記仮運転用として選択されているステップ出力の夫々について、下記の式４３〜式５０に基づいて、前記しきい値導出用の運転判断用指標Ｉを求めるように構成してある。
つまり、前記しきい値設定手段５５は、１７時からの仮出力上昇処理用の単位時間において、仮運転用として選択されている１０００Ｗのステップ出力にて燃料電池１を運転したとして運転判断用指標を求め、１８時からの仮出力上昇処理用の単位時間において仮運転用として選択されている１０００Ｗのステップ出力にて燃料電池１を運転したとして運転判断用指標を求めて、それら求めた運転判断用指標をしきい値導出用とする。
【０２８９】
Ｉ＝｛（Ｅｇｔ＋Ｅｈｔ）−Ｅｆ｝／（Ｅｓｔ＋Ｅｈｔ）……………（式４３）
Ｅｇｔ＝Ｐｖ／ε……………（式４４）
Ｐｖ＝Ｐｓ−Ｌｓ……………（式４５）
Ｌｓ＝５．９×｛（Ｐｓ−Ｐｆ）／１０００｝2＋２０×｛（Ｐｓ−Ｐｆ）／１０００｝
……………（式４６）
Ｅｈｔ＝Ｑｕ／ρ……………（式４７）
Ｑｕ＝｛（Ｐｓ／ηs）×λs｝×（１−α）m……………（式４８）
Ｅｓｔ＝Ｓｖ／ε……………（式４９）
Ｓｖ＝Ｐｓ−（Ｐｆ＋Ｌｓ）……………（式５０）
【０２９０】
但し、
Ｉ：運転判断用指標
Ｅｇｔ：燃料電池１を運転したときの有効出力電力Ｐｖを発電所にて得る場合の消費エネルギ量（Ｗｈ）
Ｅｈｔ：燃料電池１を運転したときの貯湯槽２の有効回収熱量を給湯器にて得る場合の消費エネルギ量（Ｗｈ）
Ｅｆ：燃料電池１の消費エネルギ量（Ｗｈ）
Ｅｓｔ：燃料電池１を運転したときの蓄電池３の蓄電電力を発電所にて得る場合の消費エネルギ量（Ｗｈ）
Ｐｖ：有効出力電力（Ｗ）
ε：発電所の発電効率であり、例えば０．３６６に設定してある。
Ｐｓ：条件設定用のステップ出力（Ｗ）
Ｌｓ：条件設定用のステップ出力消Ｐｓから予測電主出力Ｐｆを減じた電力が蓄電池３に充電されるときにロスとなる充電ロス電力（Ｗ）
Ｐｆ：予測電主出力（Ｗ）
Ｑｕ: 貯湯槽２の有効回収熱量（Ｗ）
ρ：ガス燃焼式の給湯器の熱効率であり、例えば０．７に設定してある。
ηs：出力電力が条件設定用のステップ出力のときの燃料電池１の発電効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率に関する記憶情報から求められる。
λs：出力電力が条件設定用のステップ出力消Ｐｓのときの燃料電池１の熱効率であり、図１８に示す如き燃料電池１の発電効率及び熱効率に関する記憶情報から求められる。
α：単位時間当たりの放熱率であり、例えば、０．０１５に設定される。
ｍ：各単位時間から熱不足単位時間に至るまでの時間間隔であり、図２０に示すように、最初の熱不足単位時間が２０時から２１時までの単位時間であるとすると、貯湯槽２の有効回収熱量Ｑｕを求める単位時間が１２時から１３時の単位時間の場合は、ｍ＝８である。
Ｓｖ：蓄電電力
【０２９１】
そして、例えば、１７時からの仮出力上昇処理用の単位時間において、仮運転用のステップ出力Ｐｔ１０００Ｗにて燃料電池１を運転したときのしきい値導出用の運転判断用指標Ｉとして、０．４２７が求められ、１８時からの仮出力上昇処理用の単位時間において、仮運転用のステップ出力Ｐｔ１０００Ｗにて燃料電池１を運転したときのしきい値導出用の運転判断用指標Ｉとして、０．５７が求められたとすると、前記しきい値設定手段５５は、運転判断用しきい値として、０．４２７を設定する。
【０２９２】
次に、前記指標導出手段５３による前記しきい値導出処理について、説明を加える。尚、前記指標導出手段５３は、前記蓄電側運転制御部Ｃ２に備えさせてある。
この指標導出手段５３は、リアルタイムで（例えば、前記出力調整周期毎に）、前記発電電流用電流計２３の検出電流に基づいて求めた燃料電池１の出力電力が前記最大出力電力よりも低いときは、上記の式４３により、前記燃料電池１の出力電力よりも大きいステップ出力（Ｐｓ）夫々について、運転判断用指標Ｉを求め、求めた運転判断用指標Ｉが運転判断用しきい値以上のときは、その燃料電池１の出力電力よりも大きいステップ出力を前記不足解消用電力として設定するように構成してある。尚、求めた運転判断用指標Ｉが運転判断用しきい値以上のステップ出力が複数有るときは、運転判断用指標Ｉが最大のステップ出力を前記不足解消用電力として設定するように構成してある。
【０２９３】
次に、前記蓄電側運転制御部Ｃ２による充放電処理について説明を加える。
この蓄電側運転制御部Ｃ２は、上述のように、前記商用電流用電流計２０の検出電流、前記発電電流用電流計２３の検出電流、前記充電運転時における蓄電池３の充電電力、及び、前記放電運転時における蓄電池３の放電電力に基づいて現電力負荷を求め、その求めた現電力負荷に基づいて、蓄電池３の充電電力、放電電力を設定して、設定した充電電力になるように充電運転を実行し且つ設定した放電電力になるように放電運転を実行するように構成してある。
【０２９４】
つまり、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記エネルギ充足状態のとき、及び、前記エネルギ不足状態において前記不足解消用電力が設定されていないときは、求めた現電力負荷が前記出力調節下限値よりも小さい場合は、その出力調節下限値と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定し、求めた現電力負荷が前記出力調節下限値以上で且つ前記最大出力電力以下のときは、充電電力及び放電電力のいずれも０に設定し、求めた現電力負荷が前記最大出力電力よりも大きいときは、求めた電力負荷と前記最大出力電力との差を放電電力として設定する。
又、蓄電側運転制御部Ｃ２は、前記エネルギ不足状態において前記不足解消用電力が設定されているときは、その不足解消用電力と求めた現電力負荷との差を充電電力として設定する。
【０２９５】
更に、蓄電側運転制御部Ｃ２は、上述のように設定した充電電力及び放電電力の夫々を、上記の第１実施形態と同様に、前記商用電流用電流計２０の検出電流に基づいて求めた買電力に基づいて補正するように構成してある。
【０２９６】
尚、蓄電側運転制御部Ｃ２は、不足解消用電力と現電力負荷との差を充電電力として設定して、その設定した充電電力となるように充電運転をする場合、発電電流用電流計２３の検出電流にて求めた燃料電池１の出力電力が前記不足解消用電力に上昇するまでの過渡期においては、買電力が逆潮防止用設定電力よりも大きくなることにより求められる上昇電力差による充電電力の補正は行わないように構成してある。
【０２９７】
つまり、燃料電池１の出力電力を急激に上昇させることができないため、燃料電池１の出力電力が前記不足解消用電力に上昇するまでの過渡期においては、目標とする充電電力に対して燃料電池１の出力電力の上昇分では不足する分を、商用電源１０から充電するように構成してある。
【０２９８】
次に、図２８に示すフローチャートに基づいて、前記蓄電側運転制御部Ｃ２の制御動作について説明する。
管理周期が経過する度に、上述のように、データ管理処理及びエネルギ不足状態導出処理を実行して、エネルギ不足状態か、エネルギ充足状態かを判別する（ステップ＃２１〜２４）。
エネルギ不足状態の場合は、上述のように仮運転条件設定処理及びしきい値設定処理を実行した後に、一方、エネルギ充足状態の場合は、前記仮運転条件設定処理及びしきい値設定処理を実行することなく、上述のように充放電処理を実行する（ステップ＃２５〜２８）。
以降、エネルギ不足状態の場合は、しきい値導出処理を実行した後、充放電処理を実行する処理を、一方、エネルギ充足状態の場合は、しきい値導出処理を実行することなく充放電処理を実行する処理を、管理周期が経過するまで繰り返す（ステップ＃２１，２９，２８）。
【０２９９】
又、前記発電側運転制御部Ｃ１は、上記の第１実施形態と同様に、前記負荷電流用電流計２２の検出電流に基づいて求めた運転用電力負荷に応じた電主出力となるように前記燃料電池１の出力電力を調節する前記電主運転制御を実行する。
【０３００】
上述のように、前記蓄電側運転制御部Ｃ２により充電運転及び放電運転が実行され、並びに、前記発電側運転制御部Ｃ１により電主運転制御が実行されることにより、以下に説明するように、蓄電池３が充放電される。
即ち、前記エネルギ不足状態において不足解消用電力が設定されている場合は、燃料電池１の出力電力が前記不足解消用電力に調節されて、その燃料電池１の出力電力のうち、電力消費機器１２にて消費された残りの余剰電力が蓄電池３に充電される。
【０３０１】
尚、前記エネルギ充足状態、及び、前記エネルギ不足状態において不足解消用電力が設定されていないときは、上記の第１実施形態における電力充足状態のときと同様に、蓄電池３が充放電されるので、説明を省略する。
【０３０２】
つまり、前記発電側運転制御部Ｃ１及び前記蓄電側運転制御部Ｃ２を夫々上述のように構成することにより、前記運転制御手段Ｃを、現電力負荷が前記燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節し、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯において、前記燃料電池１の出力電力を現電力負荷よりも大きい不足解消用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行し、並びに、前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前の時間帯のうちで、省エネルギの程度が大きい時間帯において、前記出力上昇処理を実行するように構成してある。
【０３０３】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  上記の第１２実施形態の如く、運転制御手段Ｃに、前記貯湯ユニットＷＵ、前記回収熱量導出手段５４及びエネルギ不足状態導出手段５０を備えさせて、運転制御手段Ｃを、そのエネルギ不足状態導出手段５０にて求められた前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前に、前記発電手段１の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行する構成において、以下のような別実施形態が可能である。
即ち、運転制御手段Ｃを、現電力負荷が燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成し、エネルギ不足状態導出手段５０を、前記予測電力負荷に基づいて前記蓄電池３に蓄電されると予測される時系列的な予測蓄電電力量を求めて、前記燃料電池１の最大出力電力を前記予測電力負荷が上回ると予測される時間帯のうち、前記燃料電池１を最大出力電力にて運転したときの発電電力量と前記予測蓄電電力量とを加えた予測総出力電力量にて前記予測電力負荷を賄えなくなる時間帯を前記電力不足時間帯として求め、且つ、前記回収熱量導出手段５４にて求められた電力負荷追従時回収熱量及び前記予測熱負荷に基づいて、前記貯湯槽２に湯水にて貯えられると予測される時系列的な予測蓄熱量を求めて、前記予測熱負荷に対して前記予測蓄熱量が不足する時間帯を前記熱不足時間帯として求めるように構成する。
そして、運転制御手段Ｃを、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも大きい値として設定可能な設定下限電力以下のときに、前記燃料電池１の出力電力を前記設定下限電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成する。
【０３０４】
更に、前記エネルギ不足状態導出手段５０を、時系列的な複数の単位時間からなる管理周期内において、前記予測電力負荷に基づいて前記予測蓄電電力量を求めて前記電力不足時間帯を求め、且つ、その電力不足時間帯において前記予測電力負荷が前記予測総出力電力量を上回る不足電力量を求め、並びに、前記電力負荷追従時回収熱量及び予測熱負荷に基づいて前記予測蓄熱量を求めて前記熱不足時間帯を求め、且つ、その熱不足時間帯において前記予測熱負荷が前記予測蓄熱量を上回る不足熱量を求めるように構成し、前記運転制御手段Ｃに、前記不足電力量及び前記不足熱量に応じて前記設定下限電力を変更設定する下限電力設定手段を備えさせても良い。
【０３０５】
（ロ）  上記の第１２実施形態において、前記回収熱量導出手段５４にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の増大回収熱量及び前記省エネルギ度導出手段５６にて求められる前記条件設定用のステップ出力毎の省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、前記電力不足時間帯における不足電力量及び前記熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、前記複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力から、省エネルギ度の大きい条件設定用のステップ出力を仮運転用のステップ出力として選択する構成は、上記の第１２実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、前記回収熱量導出手段５４にて前記省エネルギ度導出処理を１回だけ実行して、図２３の如く、複数の電力充足単位時間の夫々において、条件設定用のステップ出力Ｐｓ毎に省エネルギ度を求め、それら複数の電力充足単位時間夫々の条件設定用のステップ出力Ｐｓ毎の省エネルギ度に基づいて、省エネルギとなる範囲で、前記電力不足時間帯における不足電力量及び前記熱不足時間帯における不足熱量がなくなるように又はそれに近い状態になるように、省エネルギ度が大きい条件設定用のステップ出力の順に仮運転用のステップ出力として選択するようにしても良い。
この場合も、仮出力上昇処理用の単位時間として、１７時、１８時の夫々の単位時間が選択され、１７時、１８時の仮出力上昇処理用の単位時間の仮運転用のステップ出力として、夫々、１０００Ｗが選択される。
【０３０６】
（ハ）  上記の第１２実施形態の如く、運転制御手段Ｃに、前記貯湯ユニットＷＵ、前記回収熱量導出手段５４及びエネルギ不足状態導出手段５０を備えさせて、運転制御手段Ｃを、そのエネルギ不足状態導出手段５０にて求められた前記電力不足時間帯及び前記熱不足時間帯よりも前に、前記発電手段１の出力電力を上昇側に変更調節する出力上昇処理を実行する構成において、以下のような別実施形態が可能である。
即ち、一般的には、出力上昇処理では、不足解消用電力における現電力負荷又は予測電力負荷に対する上昇幅が大きいほど、運転メリットが大きくなると考えられる。
そこで、例えば現電力負荷又は予測電力負荷が小さい（例えば、前記出力調節下限値よりも小さい）時間帯を出力上昇処理用を実行する時間帯として設定するように構成しても良い。
【０３０７】
（ニ）  上記の第８〜第１１の各実施形態においては、前記指標導出手段５３にて前記充電ロス加味入力エネルギＥｎを求めるように構成するに、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の待機電力Ｐｗを加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成する場合について例示したが、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の放電ロス電力を加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成しても良いし、又、前記条件設定用出力電力Ｐｓ及び前記充電ロス電力Ｌｃに前記蓄電池３の待機電力Ｐｗ及び前記放電ロス電力の両方を加えた電力を前記燃料電池１にて出力するのに要するものとして求めるように構成しても良い。
ちなみに、前記放電ロス電力は、蓄電池３からの放電時に平均的に発生する放電ロス電力としても良いし、あるいは、予測電力負荷に対して予測される放電電力に対応する蓄電池３の放電ロス電力としても良い。
【０３０８】
（ホ）  上記の第３〜第１１の各実施形態においては、前記運転制御手段Ｃを構成するに、前記出力上昇処理用時間帯において、前記燃料電池１の出力電力を前記予測電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成する場合について例示したが、前記出力上昇処理用時間帯において、前記燃料電池１の出力電力を現電力負荷よりも大きい出力上昇処理用電力に調節することにより、前記出力上昇処理を実行するように構成しても良い。
【０３０９】
（ヘ）  上記の第３実施形態において、前記出力上昇処理用電力設定手段５２及び前記指標導出手段５３を省略して、運転制御手段Ｃを、前記電力不足時間帯よりも前の例えば現電力負荷又は予測電力負荷が小さい単位時間を出力上昇処理用時間帯として設定して、その出力上昇処理用時間帯において前記出力上昇運転を実行するように構成しても良い。
【０３１０】
（ト）  上記の第１及び第２の各実施形態において、前記下限電力設定手段５１を省略して、前記設定下限電力を前記出力調節下限値よりも大きい電力に固定的に設定しても良い。
【０３１１】
（チ）  運転制御手段Ｃを構成するに、上記の第１〜第１２の各実施形態においては、現電力負荷が燃料電池１の出力調節範囲における出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１の出力電力を前記出力調節下限値に調節するように構成したが、例えば、現電力負荷が前記出力調節下限値よりも小さいときは、燃料電池１を停止するように構成したり、０から最大出力電力の間で燃料電池１の出力電力を調節するように構成しても良い。
【０３１２】
（リ）  上記の第３〜第１１の各実施形態においては、予測電主出力を基準に運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求めるように構成したが、上記の第１２実施形態のように、予測電主出力を基準に運転メリットの高い条件設定用の充電用増大電力を仮運転用のステップ出力として選択し、その選択した仮運転用のステップ出力を含む電力充足時間帯を仮出力上昇処理用の単位時間として選択して、その選択された単位時間については、前記仮運転用のステップ出力を基準出力とする状態で、次の運転メリットの程度を示す運転判断用指標を求めるように構成しても良い。
【０３１３】
（ヌ）  前記発電手段の具体構成としては、上記の各実施形態において例示した燃料電池に限定されるものではなく、例えば、発電機とその発電機を駆動するエンジンとを備えて構成したものを適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３１４】
【図１】実施形態に係るエネルギ供給システムの構成を示すブロック図
【図２】第１、第２実施形態に係るエネルギ供給システムの制御構成を示すブロック図
【図３】第１、第２実施形態に係るエネルギ供給システムの下限電力設定処理を説明する図
【図４】第１、第２実施形態に係るエネルギ供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図５】第３〜第１１実施形態に係るエネルギ供給システムの制御構成を示すブロック図
【図６】燃料電池の発電効率を示す図
【図７】第３実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図８】第４実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図９】第５実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１０】第６実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１１】第７実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１２】第８実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１３】第９実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１４】第１０実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１５】第１１実施形態に係るエネルギ供給システムの出力上昇処理条件設定処理を説明する図
【図１６】第３〜第１１実施形態に係るエネルギ供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【図１７】第１２実施形態に係るエネルギ供給システムの制御構成を示すブロック図
【図１８】燃料電池の発電効率、熱効率を示す図
【図１９】電力需給タイムテーブルを示す図
【図２０】熱需給タイムテーブルを示す図
【図２１】有効出力電力・回収熱量相当従来消費エネルギの導出結果を示す図
【図２２】蓄電電力・回収熱量相当従来消費エネルギの導出結果を示す図
【図２３】第１回目の省エネルギ度の導出結果を示す図
【図２４】第２回目の省エネルギ度の導出結果を示す図
【図２５】第２回目の仮条件設定処理による電力及び熱夫々の需給状態を示す図
【図２６】第３回目の省エネルギ度の導出結果を示す図
【図２７】第３回目の仮条件設定処理による電力及び熱夫々の需給状態を示す図
【図２８】第１２実施形態に係るエネルギ供給システムの制御動作のフローチャートを示す図
【符号の説明】
【０３１５】
１    発電手段
２    貯湯槽
３    蓄電手段
５０  エネルギ不足状態導出手段
５１  下限電力設定手段
５２  出力上昇処理用電力設定手段
５３  指標導出手段
５４  回収熱量導出手段
５５  しきい値設定手段
５６  省エネルギ度導出手段
５７  仮条件設定手段
Ｃ    運転制御手段
ＷＵ  貯湯手段
【図１】
0004660422.tif 000002
【図２】
0004660422.tif 000003
【図３】
0004660422.tif 000004
【図４】
0004660422.tif 000005
【図５】
0004660422.tif 000006
【図６】
0004660422.tif 000007
【図７】
0004660422.tif 000008
【図８】
0004660422.tif 000009
【図９】
0004660422.tif 000010
【図１０】
0004660422.tif 000011
【図１１】
0004660422.tif 000012
【図１２】
0004660422.tif 000013
【図１３】
0004660422.tif 000014
【図１４】
0004660422.tif 000015
【図１５】
0004660422.tif 000016
【図１６】
0004660422.tif 000017
【図１７】
0004660422.tif 000018
【図１８】
0004660422.tif 000019
【図１９】
0004660422.tif 000020
【図２０】
0004660422.tif 000021
【図２１】
0004660422.tif 000022
【図２２】
0004660422.tif 000023
【図２３】
0004660422.tif 000024
【図２４】
0004660422.tif 000025
【図２５】
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【図２６】
0004660422.tif 000027
【図２７】
0004660422.tif 000028
【図２８】
0004660422.tif 000029