(57)【要約】  【課題】省コストおよび省エネ効果を得る。  【解決手段】本日の予測した代表気温のデータを出力する予測気温出力部５３と、負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶する記憶部５４と、ここから、予測気温出力部５３で出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データを抽出するデータ抽出部５５と、抽出された時間変動データの各負荷電力量のうち、ピークとなる負荷電力量およびコージェネレーション設備４で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯を、コージェネレーション設備４の運転時間に設定する運転時間設定部５６とを備えた。同運転時間、コージェネレーション設備４を運転し、充電期間において蓄電設備３２を充電し、その充電期間外において蓄電設備３２の電力を負荷電力として使用する。【選択図】図１
2005218193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料から電源および熱源を生成して各負荷に供給するコージェネレーション設備と、このコージェネレーション設備で生成された電源の電力のうち、各負荷に供給される負荷電力を除いた余剰電力で充電される蓄電設備とにより構成され、商用電源と連系されるコージェネレーションシステムであって、
少なくとも本日の予測した代表気温のデータを出力する予測気温出力手段と、
所定時間帯における負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶する記憶手段と、
この記憶手段から、前記予測気温出力手段によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データを抽出するデータ抽出手段と、
このデータ抽出手段で抽出された所定時間帯における時間変動データの各負荷電力量のうち、ピークとなる負荷電力量および前記コージェネレーション設備で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯を、前記コージェネレーション設備の運転時間に設定する運転時間設定手段とを備え、
この運転時間設定手段で設定された運転時間、前記コージェネレーション設備を運転するとともに、そのコージェネレーション設備で生成される電源の電力量が各負荷に供給される負荷電力量を上回る充電期間において前記蓄電設備を充電し、その充電期間外において前記蓄電設備の電力を前記負荷電力として使用することを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記運転時間設定手段は、前記データ抽出手段で抽出された時間変動データを基に、前記充電期間が前記蓄電設備を満充電する期間になるように、前記運転時間を設定することを特徴とする請求項１記載のコージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記運転時間設定手段は、前記データ抽出手段で抽出された、少なくとも本日の予測した代表気温に対応する時間変動データを基に、前記商用電源の昼間電力時間帯における前記各負荷に供給される負荷電力量を求め、この負荷電力量が前記商用電源の昼間電力時間帯において前記コージェネレーション設備および前記蓄電設備から前記各負荷に供給されるように、前記充電期間を調整して前記運転時間を設定することを特徴とする請求項１記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記運転時間設定手段は、
前記充電期間が長くなるほど、前記運転時間の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方を、前記商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方にシフトしていくことにより、前記運転時間を設定し、
前記運転時間の開始時刻および終了時刻の双方を、それぞれ前記商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻にシフトしても、前記充電期間に不足が生じる場合には、前記運転時間の開始時刻を前記商用電源の深夜電力時間帯中にシフトすることにより、前記運転時間を設定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記コージェネレーション設備は、前記運転時間設定手段で設定された運転時間、定格出力で運転することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
日付を特定する日付特定手段を備え、
前記記憶手段は、季節、月または日別時刻別の負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶し、
前記データ抽出手段は、前記記憶手段から、前記日付特定手段で特定された日付に該当するとともに前記予測気温出力手段によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データを抽出する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
気温を測定する気温測定手段と、
この気温測定手段で測定された気温のデータを記憶する気温データ記憶手段とを備え、
前記予測気温出力手段は、前記気温データ記憶手段に記憶されたデータを基に、少なくとも本日の代表気温を予測して出力する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項８】
前記予測気温出力手段は、通信網を介して、外部装置から少なくとも本日の予測した代表気温のデータを受信して出力することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェネレーション設備と、これによって生成された電源の電力のうち、各負荷に供給される負荷電力を除いた余剰電力で充電される蓄電設備とにより構成され、商用電源と連系されるコージェネレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低公害で、小規模でも発電効率の高いことが受け入れられて、燃料から電源および熱源を生成して各負荷に供給するコージェネレーション設備を導入するケースが増えてきている。
【０００３】
ところで、ナトリウム・硫黄（ＮａＳ）電池により構成される蓄電設備が登場したことにより、料金の安い夜間の商用電源でその蓄電設備を充電し、料金の高い昼間にその蓄電設備の電力を使用することにより、全体の光熱費を低減するシステムが提案されている。
【０００４】
なお、特許文献１には、在宅に合わせてコージェネレーション設備（コジェネレーション装置）を運転する運転制御システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１９０３０９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、上記のような蓄電設備をコージェネレーション設備に組み合わせて、料金の安い夜間の商用電源でその蓄電設備を充電し、料金の高い昼間にその蓄電設備の電力を使用したとしても、コージェネレーション設備との連系においては、省コストではあるものの、省エネ効果は得られない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、省コストおよび省エネ効果が得られるコージェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、燃料から電源および熱源を生成して各負荷に供給するコージェネレーション設備と、このコージェネレーション設備で生成された電源の電力のうち、各負荷に供給される負荷電力を除いた余剰電力で充電される蓄電設備とにより構成され、商用電源と連系されるコージェネレーションシステムであって、少なくとも本日の予測した代表気温のデータを出力する予測気温出力手段と、所定時間帯における負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶する記憶手段と、この記憶手段から、前記予測気温出力手段によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データを抽出するデータ抽出手段と、このデータ抽出手段で抽出された所定時間帯における時間変動データの各負荷電力量のうち、ピークとなる負荷電力量および前記コージェネレーション設備で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯を、前記コージェネレーション設備の運転時間に設定する運転時間設定手段とを備え、この運転時間設定手段で設定された運転時間、前記コージェネレーション設備を運転するとともに、そのコージェネレーション設備で生成される電源の電力量が各負荷に供給される負荷電力量を上回る充電期間において前記蓄電設備を充電し、その充電期間外において前記蓄電設備の電力を前記負荷電力として使用することを特徴とする。
【０００８】
この構成では、本日の予測した代表気温に対応する所定時間帯における負荷電力量の時間変動データを抽出することにより、本日の所定時間帯における気温に関連する負荷電力量の時間変動を予測することができ、予測した負荷電力量の時間変動を基に、ピークとなる負荷電力量およびコージェネレーション設備で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯を、コージェネレーション設備の運転時間に設定することにより、蓄電設備を充電することが可能となるほか、コージェネレーション設備の運転時間を好適に設定することができ、省エネ効果が得られる。さらに、充電期間外において蓄電設備の電力を負荷電力として使用することにより、省コストの効果が得られる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記運転時間設定手段は、前記データ抽出手段で抽出された時間変動データを基に、前記充電期間が前記蓄電設備を満充電する期間になるように、前記運転時間を設定することを特徴とする。この構成では、充電期間外における蓄電設備の電力を最大限確保することができるとともに、瞬定時、停電時の電源を確保することも可能となる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記運転時間設定手段は、前記データ抽出手段で抽出された、少なくとも本日の予測した代表気温に対応する時間変動データを基に、前記商用電源の昼間電力時間帯における前記各負荷に供給される負荷電力量を求め、この負荷電力量が前記商用電源の昼間電力時間帯において前記コージェネレーション設備および前記蓄電設備から前記各負荷に供給されるように、前記充電期間を調整して前記運転時間を設定することを特徴とする。この構成では、商用電源の昼間電力時間帯において、コージェネレーション設備および蓄電設備が負荷電力を各負荷に供給することになるので、契約電力を深夜時間帯に使用する電力に設定することができるとともに、蓄電設備の容量によっては請求項３記載の発明よりも光熱費の低減が可能となる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記運転時間設定手段は、前記充電期間が長くなるほど、前記運転時間の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方を、前記商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方にシフトしていくことにより、前記運転時間を設定し、前記運転時間の開始時刻および終了時刻の双方を、それぞれ前記商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻にシフトしても、前記充電期間に不足が生じる場合には、前記運転時間の開始時刻を前記商用電源の深夜電力時間帯中にシフトすることにより、前記運転時間を設定することを特徴とする。この構成では、主として料金の高い商用電源の昼間電力時間帯にコージェネレーション設備を運転させることができるので、光熱費の低減が可能となるほか、運転時間が商用電源の深夜電力時間帯に入った場合には、光熱費の低減効果が若干低下するものの、より多くの負荷電力を必要とする商用電源の昼間電力時間帯に入った時点で、コージェネレーション設備が安定的に運転しているので、コージェネレーション設備による負荷電力の安定供給が可能となる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記コージェネレーション設備は、前記運転時間設定手段で設定された運転時間、定格出力で運転することを特徴とする。この構成では、コージェネレーション設備の高効率運転が可能となり、光熱費のより一層の低減が可能となる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、日付を特定する日付特定手段を備え、前記記憶手段は、季節、月または日別時刻別の負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶し、前記データ抽出手段は、前記記憶手段から、前記日付特定手段で特定された日付に該当するとともに前記予測気温出力手段によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データを抽出することを特徴とする。この構成では、日照時間を考慮に入れることができるので、照明負荷電力量の変動を予測することができるように、負荷電力量の時間変動データを記憶手段に予め記憶することができる。これにより、季節、月または日を基に負荷電力量の時間変動データを抽出することで、負荷電力量の時間変動をより好適に予測することが可能となる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、気温を測定する気温測定手段と、この気温測定手段で測定された気温のデータを記憶する気温データ記憶手段とを備え、前記予測気温出力手段は、前記気温データ記憶手段に記憶されたデータを基に、少なくとも本日の代表気温を予測して出力することを特徴とする。この構成では、コージェネレーションシステムの設置場所の気温を基に本日の代表気温が予測されるので、気温に関連する負荷電力の時間変動をより好適に予測することが可能となる。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載のコージェネレーションシステムにおいて、前記予測気温出力手段は、通信網を介して、外部装置から少なくとも本日の予測した代表気温のデータを受信して出力することを特徴とする。この構成では、例えば気象衛星などを利用して本日の代表気温を予測する外部装置に接続すれば、より確かな本日の予測した代表気温のデータを得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、省コストおよび省エネ効果が得られるコージェネレーションシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施形態１）
図１は本発明による実施形態１のコージェネレーションシステムの構成図である。
【００１８】
実施形態１のコージェネレーションシステムは、図１に示すように、電力設備１と、排熱利用設備２とを従来と同様に備えているほか、実施形態１の特徴として、２次電源設備３と、コージェネレーション設備４と、制御装置５とを備えている。
【００１９】
電力設備１および排熱利用設備２は従来と同様であるので簡単に説明すると、前者の電力設備１は、商用電源と接続される受変電設備１１および分電盤１２などを備え、分電盤１２から各電力負荷ＬＤに電力を供給するようになっている。また、受変電設備１１の下流側の、例えば分電盤１２には、２次電源設備３およびコージェネレーション設備４の出力との解列器と、各電力負荷ＬＤへの負荷電力量の検出をする負荷電力検出器とが設けられる。
【００２０】
後者の排熱利用設備２は、コージェネレーション設備４からの排熱を暖房、冷房および給湯などに利用するものであり、一例として、コージェネレーション設備４からの排熱を利用して暖房用などの蒸気を出力する排熱ボイラ２１と、その蒸気を利用して冷房用の冷水を出力する吸収式冷凍機２２および冷却塔２３と、上述の蒸気を利用して給湯用の温水を出力する熱交換機２４および貯湯槽２５とにより構成される。
【００２１】
２次電源設備３は、コージェネレーション設備４からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ３１と、このコンバータ３１の直流電力で充電される蓄電設備３２と、この蓄電設備３２に蓄電された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ３３とにより構成される。蓄電設備３２は、例えばナトリウム・硫黄（ＮａＳ）電池により構成され、コージェネレーション設備４で生成された電源の電力のうち、各電力負荷ＬＤに供給される負荷電力を除いた余剰電力で充電される。なお、コージェネレーション設備４が直流電力を出力する構成である場合には、コンバータ３１は省略可能である。
【００２２】
コージェネレーション設備４は、例えば、ガス、油などの燃料から電源および熱源を生成して各負荷（電力負荷ＬＤおよび排熱利用設備２側の負荷）に供給するものであり、上記燃料で駆動をするタービンエンジン４１と、このタービンエンジン４１の駆動に応じて交流電力を出力する発電機４２とにより構成される。なお、本発明のコージェネレーション設備は、タービンエンジン４１に限らず、ガスエンジンまたは燃料電池などでもよい。
【００２３】
制御装置５は、コンピュータ、半導体記憶装置、ハードディスク装置および通信機器などにより構成され、排熱利用設備２、２次電源設備３およびコージェネレーション設備４の各種制御を実行するものであり、排熱利用設備２に対しては従来と同様の制御を行い、２次電源設備３およびコージェネレーション設備４に対しては実施形態１の特徴となる制御をすべく、通信部５１と、日付特定部５２と、予測気温出力部５３と、記憶部５４と、データ抽出部５５と、運転時間設定部５６とを備えている。
【００２４】
排熱利用設備２に対する制御は従来と同様であるので簡単に説明すると、例えば、吸収式冷凍機２２の制御としては、冷水出口温度による熱源水三方弁の比例制御、吸収式冷凍機２２の運転、停止信号による冷却水三方弁の二位置制御および冷水ポンプの発停などの制御が実行される。熱交換機２４の制御としては、戻り温度による三方弁の比例制御、温水温度および熱源水温度からの信号による三方弁での選択比例制御、熱源水ポンプ運転による調節計制御、給湯循環ポンプの二位置制御などが実行される。
【００２５】
通信部５１は、例えば、ルータなどの通信機器により構成され、インタネットなどの通信網Ｌを介して、双方向通信をするものである。
【００２６】
日付特定部５２は、カレンダー機能付きのタイマにより構成され、本日の日付を特定するものである。なお、通信部５１により通信網Ｌを介してタイムサーバに定期的にアクセスして日付の同期をとるようにしてもよい。
【００２７】
予測気温出力部５３は、例えばコンピュータおよびプログラムにより構成される処理機能部であり、日付特定部５２による本日の日付を基に、通信部５１により通信網Ｌを介して、外部装置６から少なくとも本日の予測した代表気温、実施形態１では本日の予測した最高気温のデータを受信して出力するものである。なお、本日の予測した代表気温は、本日に限らず、前日に取得してもよく、本日のコージェネレーション設備４の後述する規定最前運転時刻の前に取得する構成であればよい。また、本発明の代表気温は、最高気温に限らず、平均気温またはそれら組合せなどでもよい。
【００２８】
記憶部５４は、半導体記憶装置またはハードディスク装置などにより構成され、所定時間帯（例えば１日とする場合は２４時間）における各電力負荷ＬＤへの負荷電力量（総負荷電力量）の時間変動データを、代表気温別に予め記憶している。実施形態１では、（表１），（表２）に示すように、月別時刻別の負荷電力量の時間変動データが、代表気温別に予め記憶される。
【００２９】
【表１】
2005218193.tif 000003
【００３０】
【表２】
2005218193.tif 000004
【００３１】
なお、本発明の記憶手段は、月別時刻別に限らず、季節別時刻別や、日別時刻別などの負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶するものであってもよい。また、気温測定部（気温検出センサ）を備え、この気温測定部で検出された代表気温、および上記負荷電力検出器の検出結果から得られる負荷電力量を基に、上記記憶部５４のデータの該当内容を自動更新するようにしてもよい。
【００３２】
データ抽出部５５は、例えばコンピュータおよびプログラムにより構成される処理機能部であり、記憶部５３から、予測気温出力部５３によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データを抽出するものである。実施形態１では、記憶部５３から、日付特定部５２で特定された日付に該当するとともに予測気温出力部５３によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データが抽出される。
【００３３】
図２に夏の例えば２０℃（ａ）および３０℃（ｂ）の代表気温に応じた運転時間の設定例を示し、図３に冬の例えば１０℃（ａ）および０℃（ｂ）の代表気温に応じた運転時間の設定例を示す。なお、図２，図３中のＡがデータ抽出部５５で抽出されたデータによる負荷電力量の時間変動を示し、Ｂがコージェネレーション設備４の運転時間を示す。
【００３４】
運転時間設定部５６は、例えばコンピュータおよびプログラムにより構成される処理機能部であり、図２，図３の各例に示すように、データ抽出部５５で抽出された所定時間帯における時間変動データの各負荷電力量（総負荷電力量）のうち、ピークとなる負荷電力量およびコージェネレーション設備４で生成される電源（発電機４２）の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯を、コージェネレーション設備４の運転時間に設定するようになっている。
【００３５】
本実施形態１では、データ抽出部５５で抽出された時間変動データを基に、充電期間が蓄電設備３２を満充電する期間になるように、上記運転時間を設定する処理がなされる。そして、その処理において、蓄電設備３２を満充電するのに必要となる充電期間が長くなるほど、コージェネレーション設備４の運転時間の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方を、例えば初期設定時刻から商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方にシフトしていくことにより、運転時間を設定する処理が実行される。
【００３６】
また、運転時間の開始時刻および終了時刻の双方を、それぞれ商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻にシフトしても、充電期間に不足が生じる場合には、運転時間の開始時刻を商用電源の深夜電力時間帯（２２：００〜７：００）中に、最大で規定最前運転時刻（図２，図３の例では２：００）までシフトすることにより、運転時間を設定する処理が実行される。規定最前運転時刻は、コージェネレーション設備４の起動性能、２次電源設備３およびコージェネレーション設備４の出力能力、および光熱費の低減効果などに応じて設定される。なお、上記最大運転時間から、充電時間に応じて、上記とは逆の手順でその最大運転時間を短くして、ピークとなる負荷電力量の時間帯を含むように本日の運転時間を設定するようにしてもよい。
【００３７】
そして、当該制御装置５が、運転時間設定部５６で設定された運転時間、コージェネレーション設備４を定格出力で運転するとともに、コージェネレーション設備４で生成される電源の電力量が各電力負荷ＬＤに供給される負荷電力量を上回る充電期間において蓄電設備３２を充電し、その充電期間外において蓄電設備３２の電力を負荷電力として基本的に全て使用するように構成される。より具体的には、例えば、制御装置５が、分電盤１２における負荷電力検出器で検出される負荷電力とコージェネレーション設備４の出力との比較をし、コージェネレーション設備４の出力が負荷電力検出器で検出された負荷電力を超えたときに、コージェネレーション設備４の出力から負荷電力検出器で検出された負荷電力を除いた余剰電力が、最大で蓄電設備３２の許容最大入力電力まで蓄電設備３２に入力されるように、コンバータ３１を駆動する制御（出力制御）が行われる。なお、蓄電設備３２の許容最大入力電力を超える余剰電力は、売電に回される。
【００３８】
次に実施形態１の動作について説明する。上記規定最前運転時刻の前の所定時刻になると、予測気温出力部５３において、日付特定部５２による本日の日付を基に、外部装置６から本日の予測した代表気温が取得される。続いて、データ抽出部５５により、記憶部５３から、予測気温出力部５３によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データが抽出される。
【００３９】
続いて、運転時間設定部５６により、データ抽出部５５で抽出された時間変動データの各負荷電力量のうち、ピークとなる負荷電力量およびコージェネレーション設備４で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯が、コージェネレーション設備４の運転時間に設定される。運転時間は、充電期間が蓄電設備３２を満充電する期間になるように設定される。このとき、充電期間が長くなるほど、コージェネレーション設備４の運転時間の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方を、商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方にシフトしていくことにより、運転時間が設定される。そして、運転時間の開始時刻および終了時刻の双方を、それぞれ商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻にシフトしても、充電期間に不足が生じる場合には、運転時間の開始時刻を商用電源の深夜電力時間帯中に、最大で規定最前運転時刻までシフトすることにより、運転時間が設定される。
【００４０】
この後、制御装置５が、運転時間設定部５６で設定された運転時間、コージェネレーション設備４を定格出力で運転するとともに、コージェネレーション設備４で生成される電源の電力量が各電力負荷ＬＤに供給される負荷電力量を上回る充電期間において蓄電設備３２を充電する一方、その充電期間外において蓄電設備３２の電力を負荷電力として基本的に全て使用する。
【００４１】
図４に夏の場合の動作例を示し、図５に冬の場合の動作例を示す。図４（ａ），（ｃ），（ｅ）および図５（ａ），（ｃ），（ｅ）は、比較のため、コージェネレーション設備４のみの従来の動作例を示し、図４（ｂ），（ｄ），（ｆ）および図５（ｂ），（ｄ），（ｆ）が本実施形態１の動作例を示す。
【００４２】
従来では、図４（ａ），（ｃ）および図５（ａ），（ｃ）に示すように、コージェネレーション設備４のみによる電力量の出力レベルＬＥ４および熱量の出力レベルＬＣ４がそれぞれ各負荷への電力量のレベルＬＥおよび熱量のレベルＬＣを超えないように、そして図４（ｅ），図５（ｅ）に示すように、１日を通して商用電源からの買電量Ｐが一定になるように制御される。なお、図４（ｅ）、図５（ｅ）中のＰ４は、コージェネレーション設備４による電力量を示す。
【００４３】
これに対し、本実施形態１では、図４（ｂ），（ｄ）および図５（ｂ），（ｄ）に示すように、蓄電設備３２に対する充電期間を確保すべく、コージェネレーション設備４による電力量の出力レベルＬＥ４および熱量の出力レベルＬＣ４が、それぞれ各負荷への電力量のレベルＬＥおよび熱量のレベルＬＣを超えるように、そして図４（ｆ），図５（ｆ）に示すように、少なくとも商用電源の昼間電力時間帯の買電量Ｐがゼロに低減するように制御される。
【００４４】
具体的には、夏の場合、図４（ｆ）に示すように、制御装置５により、前日の運転時間の後半および本日の運転時間の前半に蓄積された蓄電設備３２の電力を、主に本日の商用電源の昼間電力時間帯に使用するように、インバータ３３を駆動する制御（実質ピークカット制御）が行われる。一方、冬の場合には、図５（ｆ）に示すように、制御装置５により、本日の運転時間に蓄積された蓄電設備３２の電力を、その運転時間の終了時点から次の運転時間の開始時点（例えば本日の運転時間の開始時点を兼用）までに全て使用するように、インバータ３３を駆動する制御（一定出力制御）が行われる。なお、図４（ｆ）、図５（ｆ）中のＰ３４は、蓄電設備３２およびコージェネレーション設備４による電力量を示す。
【００４５】
ここで、コージェネレーション設備４のみの場合と、蓄電設備３２およびコージェネレーション設備４の場合との効果については、単純回収年数および省エネ率で差が出る。コージェネレーション設備４については、発電効率、熱効率、総合効率、イニシャルコスト（本体、工事）、メンテナンスコストを考慮し、蓄電設備３２については、総合効率、メンテナンスコスト、イニシャルコスト（本体、工事）を考慮する。また、エネルギーコストについては、電力単価、ガス単価を考慮する。
【００４６】
上記事項を考慮に入れた場合、コージェネレーション設備４の容量が同じであれば、単純回収年数および省エネ率は次のようになる。すなわち、契約電力８６４ｋＷの病院で、出力６１０ｋＷ級（例えばＣＧＳ６１０ｋＷ）のコージェネレーション設備４を部分負荷運転で使用し、蓄電設備３２の無い構成では、単純回収年数が１３．５０年、省エネ率が１８．８％となる。これに対し、運転モードが全負荷運転であり、蓄電設備３２の有る構成では、単純回収年数が１０．５２年、省エネ率が２２．７％となる。
【００４７】
また、コージェネレーション設備４の容量が蓄電設備３２の有無により相違する場合、単純回収年数および省エネ率は次のようになる。すなわち、契約電力１４４０ｋＷの病院で、出力３０５ｋＷ級（例えばＣＧＳ３０５ｋＷ）のコージェネレーション設備４を全負荷運転で使用し、蓄電設備３２の無い構成では、単純回収年数が１７．３０年、省エネ率が２３．３％となる。これに対し、出力６１０ｋＷ級（例えばＣＧＳ６１０ｋＷ）のコージェネレーション設備４を全負荷運転で使用し、蓄電設備３２の有る構成では、単純回収年数が７．２６年、省エネ率が２５．７％となる。
【００４８】
以上、本実施形態１によれば、本日の予測した代表気温に対応する所定時間帯における負荷電力量の時間変動データを抽出することにより、本日の所定時間帯における気温に関連する負荷電力量の時間変動を予測することができ、予測した負荷電力量の時間変動を基に、ピークとなる負荷電力量およびコージェネレーション設備４で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯を、コージェネレーション設備４の運転時間に設定することにより、蓄電設備３を充電することが可能となるほか、コージェネレーション設備４の運転時間を好適に設定することができ、上記省エネ効果が得られる。さらに、充電期間外において蓄電設備３の電力を負荷電力として使用することにより、省コストの効果が得られる。
【００４９】
また、運転時間設定部５６が、データ抽出部５５で抽出された時間変動データを基に、蓄電設備３２に対する充電期間がその蓄電設備３２を満充電する期間になるように、運転時間を設定することにより、充電期間外における蓄電設備３２の電力を最大限確保することができるとともに、瞬定時、停電時の電源を確保することも可能となる。
【００５０】
また、充電期間が長くなるほど、運転時間の時刻を商用電源の昼間電力時間帯の開始・終了時刻にシフトしていくことにより、運転時間を設定し、その開始・終了時刻にシフトしても充電期間に不足が生じる場合、運転時間の開始時刻を深夜電力時間帯中にシフトすることにより、運転時間を設定するので、主として料金の高い昼間電力時間帯にコージェネレーション設備４を運転させることができ、光熱費の低減が可能となるほか、運転時間が深夜電力時間帯に入った場合、光熱費の低減効果が若干低下するものの、より多くの負荷電力を必要とする昼間電力時間帯に入った時点で、コージェネレーション設備４が安定的に運転しているので、それによる負荷電力の安定供給が可能となる。ここで、起動時には、１０００〜１５００ｋＷ級のガスタービンの場合、４０秒〜１分程度で定格運転に移行し、数千ｋＷ〜２，３万ｋＷ級のガスタービンの場合、数分〜３０分程度で定格運転に移行し、５万ｋＷ級のガスタービンの場合、３０分〜１時間程度で定格運転に移行し、停止時には、立ち上げに要した時間をかけて出力を落とすのが一般的である。また、ガスエンジンの場合、起動時には６〜１５分程度で定格運転に移行し、停止時には数分かけて出力を落とすのが一般的である。
【００５１】
また、コージェネレーション設備４が、設定された運転時間、定格出力で運転することにより、その高効率運転が可能となり、光熱費のより一層の低減が可能となる。
【００５２】
また、記憶部５４が、月別時刻別の負荷電力量の時間変動データを、代表気温別に予め記憶することにより、日照時間を考慮に入れることができるので、照明負荷電力量の変動を予測することができるように、負荷電力量の時間変動データを記憶部５４に予め記憶することができる。これにより、負荷電力量の時間変動をより好適に予測することが可能となる。
【００５３】
さらに、予測気温出力部５３が、通信部５１により通信網Ｌを介して、外部装置６から少なくとも本日の予測した代表気温のデータを受信して出力することにより、例えば気象衛星などを利用し本日以降の代表気温を予測する外部装置に接続すれば、より確かな少なくとも本日の予測した代表気温のデータを得ることができる。
【００５４】
（実施形態２）
図６は本発明による実施形態２のコージェネレーションシステムにおける制御装置の構成図である。
【００５５】
実施形態２のコージェネレーションシステムは、電力設備１と、排熱利用設備２と、２次電源設備３と、コージェネレーション設備４とを実施形態１と同様に備えているほか、図６に示すように、実施形態１とは相違する制御装置５Ａを備えている。
【００５６】
この制御装置５Ａは、実施形態１と同様の通信部５１、日付特定部５２、記憶部５４およびデータ抽出部５５に加えて、実施形態２の特徴となる予測気温出力部５３Ａおよび運転時間設定部５６Ａを備えている。
【００５７】
予測気温出力部５３Ａは、日付特定部５２による本日の日付を基に、通信部５１により通信網Ｌを介して、外部装置６から少なくとも本日の予測した代表気温、例えば最高気温のデータを受信して出力するものである。実施形態２では、外部装置６から本日および明日の予測した代表気温のデータを受信して出力するようになっている。
【００５８】
運転時間設定部５６Ａは、データ抽出部５５で抽出された時間変動データを基に、充電期間が蓄電設備３２を満充電する期間になるように、コージェネレーション設備４の運転時間を設定する処理に代えて、以下の処理を実行する以外は実施形態１の運転時間設定部５６と同様に構成される。
【００５９】
すなわち、データ抽出部５５で抽出された、少なくとも本日の予測した代表気温に対応する時間変動データを基に、商用電源の昼間電力時間帯（７：００〜２２：００）における各電力負荷ＬＤに供給される負荷電力量を求め、この負荷電力量が商用電源の昼間電力時間帯において蓄電設備３２およびコージェネレーション設備４から各電力負荷ＬＤに供給されるように、蓄電設備３２に対する充電期間を調整して運転時間を設定する処理がなされる。
【００６０】
本日の予測した代表気温を明日の代表気温に兼用してもよいが、実施形態２では、本日および明日の代表気温が取得されるので、明日の予測した代表気温に対応する時間変動データを基に、明日の商用電源の昼間電力時間帯における各電力負荷ＬＤに供給される負荷電力量を求め、この負荷電力量が明日の商用電源の昼間電力時間帯において蓄電設備３２およびコージェネレーション設備４から各電力負荷ＬＤに供給されるように、本日の予測した代表気温に対応する時間変動データを基に、蓄電設備３２に対する充電期間を調整して運転時間を設定する処理が実行される。
【００６１】
次に実施形態２の動作について説明する。規定最前運転時刻の前の所定時刻になると、予測気温出力部５３において、日付特定部５２による本日の日付を基に、外部装置６から本日および明日の予測した代表気温が取得される。続いて、データ抽出部５５により、記憶部５３から、予測気温出力部５３によって出力されたデータの代表気温に対応する時間変動データが抽出される。
【００６２】
続いて、運転時間設定部５６により、データ抽出部５５で抽出された時間変動データの各負荷電力量のうち、ピークとなる負荷電力量およびコージェネレーション設備４で生成される電源の電力量を下回る負荷電力量を含む時間帯が、コージェネレーション設備４の運転時間に設定される。運転時間は、明日の商用電源の昼間電力時間帯において、蓄電設備３２およびコージェネレーション設備４から各電力負荷ＬＤに電力が供給されるように設定される。このとき、充電期間が長くなるほど、コージェネレーション設備４の運転時間の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方を、商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻の少なくとも一方にシフトしていくことにより、運転時間が設定される。そして、運転時間の開始時刻および終了時刻の双方を、それぞれ商用電源の昼間電力時間帯の開始時刻および終了時刻にシフトしても、充電期間に不足が生じる場合には、運転時間の開始時刻を商用電源の深夜電力時間帯中に、最大で規定最前運転時刻までシフトすることにより、運転時間が設定される。
【００６３】
この後、制御装置５が、運転時間設定部５６で設定された運転時間、コージェネレーション設備４を定格出力で運転するとともに、コージェネレーション設備４で生成される電源の電力量が各電力負荷ＬＤに供給される負荷電力量を上回る充電期間において蓄電設備３２を充電する一方、その充電期間外の主として明日の商用電源の昼間電力時間帯において蓄電設備３２の電力を負荷電力として使用する。
【００６４】
以上、実施形態２によれば、商用電源の昼間電力時間帯における負荷電力量を求め、この負荷電力量が基本的に蓄電設備３およびコージェネレーション設備４のみから各電力負荷ＬＤに供給されるように、充電期間を調整して運転時間を設定することにより、契約電力を深夜時間帯に使用する電力に設定することができるとともに、実施形態１よりも光熱費の低減が可能となる。
【００６５】
すなわち、実施形態１では、蓄電設備３を満充電する関係で、図４，図５に示したように、コージェネレーション設備４の運転時間の開始時刻が深夜電力時間帯に入りやすくなるが、実施形態２によれば、運転時間の開始時刻が深夜電力時間帯に入り難くすることができるのである。
【００６６】
なお、実施形態２では、上記負荷電力量が基本的に蓄電設備３およびコージェネレーション設備４のみから各電力負荷ＬＤに供給されるように、充電期間を調整するが、予測に基づくため、商用電源の昼間電力時間帯における買電量を完全にゼロにすることができない場合があり、そのような場合には、蓄電設備３の電力を予測通りに消費するべく、予測された負荷電力量に応じて蓄電設備３の電力を使用するようにインバータ３３の出力を調整するようにしてもよい。
【００６７】
（実施形態３）
図７は本発明による実施形態２のコージェネレーションシステムにおける制御装置の構成図である。
【００６８】
実施形態３のコージェネレーションシステムは、実施形態１，２との相違点として、通信部５１、記憶部５４および予測気温出力部５３，５３Ａに代えて、気温（外気温）を測定する気温測定部５７と、この気温測定部５７で測定された気温のデータをさらに記憶する記憶部５４Ａと、この記憶部５４Ａに記憶されたデータを基に、本日の代表気温を予測して出力する予測気温出力部５３Ｂとを備えることを特徴とする。
【００６９】
より具体的には、予測気温出力部５３Ｂは、記憶部５４Ａに記憶されたデータを基に、所定日数（例えば１週間）分の代表気温の平均値を求め、この平均値を本日の代表気温として出力するように構成される。
【００７０】
本実施形態３によれば、コージェネレーションシステムの設置場所の気温を基に本日の代表気温が予測されることにより、天候が安定している場合、本日の代表気温が上記平均値とそれほど違わないので、気温に関連する負荷電力の時間変動をより好適に予測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による実施形態１のコージェネレーションシステムの構成図である。
【図２】夏の代表気温に応じた運転時間の設定例を示す図である。
【図３】冬の代表気温に応じた運転時間の設定例を示す図である。
【図４】夏の場合の動作例を示す図である。
【図５】冬の場合の動作例を示す図である。
【図６】本発明による実施形態２のコージェネレーションシステムにおける制御装置の構成図である。
【図７】本発明による実施形態２のコージェネレーションシステムにおける制御装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  電力設備
１１  受変電設備
１２  分電盤
２  排熱利用設備
２１  排熱ボイラ
２２  吸収式冷凍機
２３  冷却塔
２４  熱交換機
２５  貯湯槽
３  ２次電源設備
３１  コンバータ
３２  蓄電設備
３３  インバータ
４  コージェネレーション設備
４１  タービンエンジン
４２  発電機
５，５Ａ，５Ｂ  制御装置
５１  通信部
５２  日付特定部
５３，５３Ａ，５３Ｂ  予測気温出力部
５４，５４Ａ  記憶部
５５  データ抽出部
５６，５６Ａ  運転時間設定部
５７  気温測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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