(57)【要約】      （修正有）【課題】効率よく運用することができるコージェネレーションの制御システム、制御方法及び制御プログラムを提供する。【解決手段】コージェネレーション制御システム１は、予測部１３と決定部１２とを備える。予測部１３は、工場３０における生産計画４１と電気エネルギー原単位及び熱エネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。電気エネルギー原単位は、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に直接的に必要な消費電気エネルギー量である。熱エネルギー原単位は、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に直接的に必要な消費熱エネルギー量である。決定部１２は、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とを決定する。【選択図】図１
2005163704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギー及び熱エネルギーを供給するコージェネレーションシステム（２０）を制御するコージェネレーション制御システム（１，１００，２００）であって、
対象物件（３０，１３０，２３０）における利用計画と、前記対象物件（３０，１３０，２３０）を利用する物又は人の単位量当たりの利用に必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位と、に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）における前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの負荷需要量を予測する予測部（１３，１１３）と、
前記負荷需要量に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）の運転方式と前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの供給量とを決定する決定部（１２）と、
を備えた、
コージェネレーション制御システム（１，１００，２００）。
【請求項２】
前記コージェネレーションシステム（２０）の前記運転方式と、前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの前記供給量と、に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）を制御する制御部（１１）をさらに備えた、
請求項１に記載のコージェネレーション制御システム（１，１００，２００）。
【請求項３】
前記対象物件は、工場（３０，１３０，２３０）又はプラントであり、
前記利用計画は、生産計画であり、
前記エネルギー原単位は、前記工場（３０，１３０，２３０）又はプラントにおいて生産される製品の単位量当たりの生産に必要な消費エネルギー量である、
請求項１又は２に記載のコージェネレーション制御システム（１，１００，２００）。
【請求項４】
前記対象物件は、工場（３０，１３０，２３０）又はプラントであり、
前記利用計画は、生産設備又は生産ラインの稼働計画であり、
前記エネルギー原単位は、前記工場（３０，１３０，２３０）又はプラントにおいて稼働される前記生産設備又は前記生産ラインの単位量当たりの稼働に必要な消費エネルギー量である、
請求項１又は２に記載のコージェネレーション制御システム（１，１００，２００）。
【請求項５】
前記コージェネレーションシステム（２０）から前記対象物件（３０，１３０，２３０）に供給される前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーを計測するエネルギー計測部（２３４，２３５）と、
前記対象物件（３０，１３０，２３０）を利用する前記物又は人の量である利用量を、前記物又は人の種類毎に計測する利用量計測部（１３３）と、
前記エネルギー計測部（２３４，２３５）及び前記利用量計測部（１３３）が計測した結果に基づき、前記エネルギー原単位を前記物又は人の種類毎に演算する演算部（２４６）と、
をさらに備えた、
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制御システム（１，１００，２００）。
【請求項６】
前記対象物件（３０，１３０，２３０）を利用する前記物又は人の量である利用量を、前記物又は人の種類毎に計測する利用量計測部（１３３）と、
前記対象物件（３０，１３０，２３０）における現在の利用状況を監視する監視部（１４５）と、
をさらに備え、
前記予測部（１１３）は、前記対象物件（３０，１３０，２３０）における利用計画と、前記エネルギー原単位と、前記対象物件（３０，１３０，２３０）における現在の利用状況と、に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）における前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの負荷需要量を予測する、
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制御システム（１，１００，２００）。
【請求項７】
前記予測部（１３，１１３）は、前記対象物件（３０，１３０，２３０）における利用計画と前記エネルギー原単位と気象予測データとに基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）における前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの負荷需要量を予測する、
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制御システム（１，１００，２００）。
【請求項８】
前記運転方式は、前記電気エネルギーを主に供給する運転方式及び前記熱エネルギーを主に供給する運転方式の少なくとも一方を含み、
前記決定部（１２）は、前記負荷需要量に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）において前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの少なくとも一方を主に供給することを決定する、
請求項１から７のいずれかに記載のコージェネレーション制御システム（１，１００，２００）。
【請求項９】
前記コージェネレーションシステム（２０）は複数のコージェネレーション機器（２２，２４）を有し、
前記運転方式は、稼働すべき前記コージェネレーション機器（２２，２４）の台数、前記コージェネレーション機器（２２，２４）にかける負荷の割合及び前記コージェネレーション機器（２２，２４）に投入する燃料の量である投入量の少なくとも１つをさらに含み、
前記決定部（１２）は、前記負荷需要量に基づいて、稼働すべき前記コージェネレーション機器（２２，２４）の台数、前記コージェネレーション機器（２２，２４）にかける負荷の割合及び前記投入量の少なくとも１つをさらに決定する、
請求項１から８のいずれかに記載のコージェネレーション制御システム（１，１００，２００）。
【請求項１０】
電気エネルギー及び熱エネルギーを供給するコージェネレーションシステム（２０）が制御されるコージェネレーション制御方法であって、
対象物件（３０，１３０，２３０）における利用計画と、前記対象物件（３０，１３０，２３０）を利用する物又は人の単位量当たりの利用に必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位と、に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）における前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの負荷需要量が予測される予測ステップと、
前記負荷需要量に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）の運転方式と前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの供給量とが決定される決定ステップと、
を備えた、
コージェネレーション制御方法。
【請求項１１】
電気エネルギー及び熱エネルギーを供給するコージェネレーションシステム（２０）をコンピュータに制御させるコージェネレーション制御プログラムであって、
対象物件（３０，１３０，２３０）における利用計画と、前記対象物件（３０，１３０，２３０）を利用する物又は人の単位量当たりの利用に必要な消費エネルギー量であるエネルギー原単位と、に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）における前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの負荷需要量が予測される予測ステップと、
前記負荷需要量に基づいて、前記コージェネレーションシステム（２０）の運転方式と前記電気エネルギー及び前記熱エネルギーの供給量とが決定される決定ステップと、
を備えた、
コージェネレーション制御プログラム。
【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制御システム、コージェネレーション制御方法及びコージェネレーション制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場、プラント、ビル又はホールなどの対象物件に対して電気エネルギーと熱エネルギーとを供給することを目的としてコージェネレーションシステムが用いられることがある。コージェネレーションシステムとは、例えば、燃料を用いて発電するとともに、その際に発生する排熱を冷暖房や給湯、蒸気などの用途に利用する省エネルギーシステムである。コージェネレーションシステムは、例えば、ガスエンジン、ガスタービンあるいはディーゼルエンジンといったコージェネレーション機器を有する。さらに、コージェネレーションシステムは、必要なエネルギー供給量あるいはエネルギー形態に応じて、コージェネレーション機器に加え、電力会社からの受電設備、ボイラ機器あるいは冷凍機などの冷温熱供給機器などを有する。このとき、コージェネレーションシステムからの熱エネルギー供給には、蒸気、冷水、温水あるいは給湯水などの冷温熱媒を用いた複数のエネルギー供給の形態が含まれる。
【０００３】
コージェネレーションシステムを制御するコージェネレーション制御システムにおいては、コージェネレーションシステムを効率よく運用するために、過去の運転実績や気象予測データなどに基づいて、電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測し、それをもとに最適な運転方式が決定されることがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−８６２４３号公報（第１−６項、図１−図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方の負荷需要量が過去の運転実績に対して大きく変動する場合、予測誤差が大きくなるため、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができないおそれがある。すなわち、電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方を余分に供給することになり、電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方の余った分を廃棄することがある。あるいは、電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方が多量に不足することになり、電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方における多量な不足分を高価な対価で購入することがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができるコージェネレーション制御システム、コージェネレーション制御方法及びコージェネレーション制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るコージェネレーション制御システムは、電気エネルギー及び熱エネルギーを供給するコージェネレーションシステムを制御するコージェネレーション制御システムであって、予測部と決定部とを備える。予測部は、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。エネルギー原単位は、対象物件を利用する物又は人の単位量当たりの利用に必要な消費エネルギー量である。決定部は、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とを決定する。
【０００７】
このコージェネレーション制御システムでは、予測部が、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。決定部が、負荷需要量の情報を受け取ることができる。決定部が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とを決定する。
【０００８】
したがって、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく制御することができるので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
なお、対象物件は、例えば、工場、プラント、ビル又はホールなどである。
【０００９】
請求項２に係るコージェネレーション制御システムは、請求項１に記載のコージェネレーション制御システムであって、制御部をさらに備える。制御部は、コージェネレーションシステムの運転方式と、電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量と、に基づいて、コージェネレーションシステムを制御する。
このコージェネレーション制御システムでは、予測部が、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。決定部が、負荷需要量の情報を受け取ることができる。決定部が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と、電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量と、を決定する。制御部が、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量との情報を受け取ることができる。制御部が、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とに基づいて、コージェネレーションシステムを制御する。
【００１０】
したがって、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測してコージェネレーションシステムを制御することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
請求項３に係るコージェネレーション制御システムは、請求項１又は２に記載のコージェネレーション制御システムであって、対象物件は、工場又はプラントである。利用計画は、生産計画である。エネルギー原単位は、工場又はプラントにおいて生産される製品の単位量当たりの生産に必要な消費エネルギー量である。
【００１１】
このコージェネレーション制御システムでは、対象物件が、工場又はプラントである。利用計画が、生産計画である。エネルギー原単位が、工場又はプラントにおいて生産される製品の単位量当たりの生産に必要な消費エネルギー量である。予測部が、工場又はプラントにおける生産計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。
【００１２】
したがって、工場又はプラントにおける生産計画と、製品についてのエネルギー原単位と、に基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量を正確に予測することができる。
請求項４に係るコージェネレーション制御システムは、請求項１又は２に記載のコージェネレーション制御システムであって、対象物件は、工場又はプラントである。利用計画は、生産設備又は生産ラインの稼働計画である。エネルギー原単位は、工場又はプラントにおいて稼働される生産設備又は生産ラインの単位量当たりの稼働に必要な消費エネルギー量である。
【００１３】
このコージェネレーション制御システムでは、対象物件が、工場又はプラントである。利用計画が、生産設備又は生産ラインの稼働計画である。エネルギー原単位が、工場又はプラントにおいて稼働される生産設備又は生産ラインの単位量当たりの稼働に必要な消費エネルギー量である。予測部が、工場又はプラントにおける生産設備又は生産ラインの稼働計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。
【００１４】
したがって、生産設備又は生産ラインの稼働計画と、生産設備又は生産ラインについてのエネルギー原単位と、に基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量を正確に予測することができる。
請求項５に係るコージェネレーション制御システムは、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制御システムであって、エネルギー計測部と利用量計測部と演算部とをさらに備える。エネルギー計測部は、コージェネレーションシステムから対象物件に供給される電気エネルギー及び熱エネルギーを計測する。利用量計測部は、利用量を物又は人の種類毎に計測する。利用量は、対象物件を利用する物又は人の量である。演算部は、エネルギー計測部及び利用量計測部が計測した結果に基づき、エネルギー原単位を物又は人の種類毎に演算する。
【００１５】
このコージェネレーション制御システムでは、エネルギー計測部が、コージェネレーションシステムから対象物件に供給される電気エネルギー及び熱エネルギーを計測する。利用量計測部が、利用量を物又は人の種類毎に計測する。演算部が、電気エネルギー及び熱エネルギーの計測値の情報を受け取ることができる。演算部が、利用量の情報を受け取ることができる。演算部が、エネルギー計測部及び利用量計測部が計測した結果に基づき、エネルギー原単位を物又は人の種類毎に演算する。
【００１６】
したがって、実際に供給された電気エネルギー及び熱エネルギーの値と実際に利用された利用量とからエネルギー原単位を演算するので、エネルギー原単位を正確に把握することができる。
請求項６に係るコージェネレーション制御システムは、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制御システムであって、利用量計測部と監視部とをさらに備える。利用量計測部は、利用量を物又は人の種類毎に計測する。利用量は、対象物件を利用する物又は人の量である。監視部は、対象物件における現在の利用状況を監視する。予測部は、対象物件における利用計画と、エネルギー原単位と、対象物件における現在の利用状況と、に基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。
【００１７】
このコージェネレーション制御システムでは、利用量計測部が、利用量を物又は人の種類毎に計測する。監視部が、利用量の情報を受け取ることができる。監視部が、対象物件における現在の利用状況を監視する。予測部が、対象物件における現在の利用状況の情報を受け取ることができる。予測部が、対象物件における利用計画と、エネルギー原単位と、対象物件における現在の利用状況と、に基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。
【００１８】
したがって、対象物件における利用計画とエネルギー原単位と対象物件における現在の利用状況とに基づいて負荷需要量を予測するので、対象物件における現在の利用状況が対象物件における利用計画に対してずれた場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。
請求項７に係るコージェネレーション制御システムは、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制御システムであって、予測部は、対象物件における利用計画とエネルギー原単位と気象予測データとに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。
【００１９】
このコージェネレーション制御システムでは、予測部が、対象物件における利用計画とエネルギー原単位と気象予測データとに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。例えば、電気エネルギー及び熱エネルギーをそれぞれ変動エネルギーと固定エネルギーとに分け、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて変動エネルギーの負荷需要量を予測し、気象予測データに基づいて固定エネルギーの負荷需要量を予測することができる。
【００２０】
したがって、対象物件における利用計画とエネルギー原単位と気象予測データとに基づいて負荷需要量を予測するので、負荷需要量をさらに正確に予測することができる。
請求項８に係るコージェネレーション制御システムは、請求項１から７のいずれかに記載のコージェネレーション制御システムであって、運転方式は、電気エネルギーを主に供給する運転方式及び熱エネルギーを主に供給する運転方式の少なくとも一方を含む。決定部は、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムにおいて電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方を主に供給することを決定する。
【００２１】
このコージェネレーション制御システムでは、運転方式が、電気エネルギーを主に供給する運転方式及び熱エネルギーを主に供給する運転方式の少なくとも一方を含む。決定部が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムにおいて電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも一方を主に供給することを決定する。すなわち、決定部が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムにおいて電気エネルギーを主に供給し、熱エネルギーを従属的に供給することを決定することができる。例えば、コージェネレーションシステムにおいて余った熱エネルギーを発電に利用することができる。あるいは、決定部が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムにおいて熱エネルギーを主に供給し、電気エネルギーを従属的に供給することを決定することができる。例えば、コージェネレーションシステムにおいて余った電気エネルギーを発熱に利用することができる。
【００２２】
したがって、電気エネルギーを主に供給する場合には、コージェネレーションシステムによる電気エネルギーの供給の効率を向上することができる。また、熱エネルギーを主に供給する場合には、コージェネレーションシステムによる熱エネルギーの供給の効率を向上することができる。
請求項９に係るコージェネレーション制御システムは、請求項１から８のいずれかに記載のコージェネレーション制御システムであって、コージェネレーションシステムは複数のコージェネレーション機器を有する。運転方式は、稼働すべきコージェネレーション機器の台数、コージェネレーション機器にかける負荷の割合及び投入量の少なくとも１つをさらに含む。投入量は、コージェネレーション機器に投入する燃料の量である。決定部は、負荷需要量に基づいて、稼働すべきコージェネレーション機器の台数、コージェネレーション機器にかける負荷の割合及び投入量の少なくとも１つをさらに決定する。
【００２３】
このコージェネレーション制御システムでは、コージェネレーションシステムが複数のコージェネレーション機器を有する。運転方式が、稼働すべきコージェネレーション機器の台数、コージェネレーション機器にかける負荷の割合及び投入量の少なくとも１つをさらに含む。決定部が、負荷需要量に基づいて、稼働すべきコージェネレーション機器の台数、コージェネレーション機器にかける負荷の割合及び投入量の少なくとも１つをさらに決定する。
【００２４】
したがって、複数のコージェネレーション機器を必要以上に稼働することを低減することができる。あるいは、コージェネレーション機器に対して必要以上に負荷をかけることを低減することができる。あるいは、投入量を決定するので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することを容易にすることができる。
請求項１０に係るコージェネレーション制御方法は、電気エネルギー及び熱エネルギーを供給するコージェネレーションシステムが制御されるコージェネレーション制御方法であって、予測ステップと決定ステップとを備える。予測ステップでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量が予測される。エネルギー原単位は、対象物件を利用する物又は人の単位量当たりの利用に必要な消費エネルギー量である。決定ステップでは、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とが決定される。
【００２５】
このコージェネレーション制御方法では、予測ステップにおいて、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量が予測される。決定ステップにおいて、負荷需要量の情報が受け取られ得る。決定ステップにおいて、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とが決定される。
【００２６】
したがって、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく制御することができるので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
なお、対象物件は、例えば、工場、プラント、ビル又はホールなどである。
【００２７】
請求項１１に係るコージェネレーション制御プログラムは、電気エネルギー及び熱エネルギーを供給するコージェネレーションシステムをコンピュータに制御させるコージェネレーション制御プログラムであって、予測ステップと決定ステップとを備える。予測ステップでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量が予測される。エネルギー原単位は、対象物件を利用する物又は人の単位量当たりの利用に必要な消費エネルギー量である。決定ステップでは、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とが決定される。
【００２８】
このコージェネレーション制御プログラムでは、予測ステップにおいて、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、コージェネレーションシステムにおける電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量が予測される。決定ステップにおいて、負荷需要量の情報が受け取られ得る。決定ステップにおいて、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムの運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とが決定される。
【００２９】
したがって、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく制御することができるので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
なお、対象物件は、例えば、工場、プラント、ビル又はホールなどである。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に係るコージェネレーション制御システムでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく制御することができるので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
【００３１】
請求項２に係るコージェネレーション制御システムでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測してコージェネレーションシステムを制御することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
【００３２】
請求項３に係るコージェネレーション制御システムでは、工場又はプラントにおける生産計画と、製品についてのエネルギー原単位と、に基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量を正確に予測することができる。
請求項４に係るコージェネレーション制御システムでは、工場又はプラントにおける生産計画と、生産設備又は生産ラインについてのエネルギー原単位と、に基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量を正確に予測することができる。
【００３３】
請求項５に係るコージェネレーション制御システムでは、実際に供給された電気エネルギー及び熱エネルギーの値と実際に利用された利用量とからエネルギー原単位を演算するので、エネルギー原単位を正確に把握することができる。
請求項６に係るコージェネレーション制御システムでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位と対象物件における現在の利用状況とに基づいて負荷需要量を予測するので、対象物件における現在の利用状況が対象物件における利用計画に対してずれた場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。
【００３４】
請求項７に係るコージェネレーション制御システムでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位と気象予測データとに基づいて負荷需要量を予測するので、負荷需要量をさらに正確に予測することができる。
請求項８に係るコージェネレーション制御システムでは、電気エネルギーを主に供給する場合には、コージェネレーションシステムによる電気エネルギーの供給の効率を向上することができる。また、熱エネルギーを主に供給する場合には、コージェネレーションシステムによる熱エネルギーの供給の効率を向上することができる。
【００３５】
請求項９に係るコージェネレーション制御システムでは、複数のコージェネレーション機器を必要以上に稼働することを低減することができる。あるいは、コージェネレーション機器に対して必要以上に負荷をかけることを低減することができる。あるいは、投入量を決定するので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することを容易にすることができる。
【００３６】
請求項１０に係るコージェネレーション制御方法では、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく制御することができるので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
【００３７】
請求項１１に係るコージェネレーション制御プログラムでは、対象物件における利用計画とエネルギー原単位とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。このため、コージェネレーションシステムを効率よく制御することができるので、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態にかかるコージェネレーション制御システム１の構成図を示す。図１に示すコージェネレーション制御システム１は、コージェネレーションシステム２０を制御するためのシステムである。
＜コージェネレーション制御システム１の全体構成＞
図１に示すコージェネレーション制御システム１は、主として、エネルギー管理システム１０，コージェネレーションシステム２０，工場３０及び生産管理システム４０を備える。
【００３９】
エネルギー管理システム１０がコージェネレーションシステム２０を制御する（データの流れＤ４）。コージェネレーションシステム２０が、工場３０へ電気エネルギー（エネルギーの流れ５０）及び熱エネルギー（エネルギーの流れ６０）を供給する。生産管理システム４０が、工場３０からデータを受け取り（データの流れＤ１，Ｄ２，Ｄ５）、工場３０における生産を管理する。
【００４０】
＜工場３０の構成＞
図１に示すように、工場３０は、主として、電力負荷設備３１、熱負荷設備３２及び生産量計測部３３を備える。
電力負荷設備３１が、コージェネレーションシステム２０から電気エネルギーを受け取り（エネルギーの流れ５０）、工場３０において稼働される。熱負荷設備３２が、コージェネレーションシステム２０から熱エネルギーを受け取り（エネルギーの流れ６０）、工場３０において稼働される。電力負荷設備３１が、消費電気エネルギーの情報を生産管理システム４０へあらかじめ渡しておく（データの流れＤ１）。熱負荷設備３２が、消費熱エネルギーの情報を生産管理システム４０へあらかじめ渡しておく（データの流れＤ２）。
【００４１】
工場３０では、電力負荷設備３１と熱負荷設備３２とが稼働されるだけでなく、製品の生産が行われる。生産量計測部３３が、工場３０において生産される製品の個数すなわち生産量を製品の種類毎にあらかじめ計測する。生産量計測部３３が、製品の種類毎の生産量の情報を生産管理システム４０へあらかじめ渡しておく（データの流れＤ５）。
＜生産管理システム４０の構成＞
図１に示すように、生産管理システム４０は、主として、生産計画情報４１，電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３を備える。
【００４２】
生産管理システム４０では、消費電気エネルギーの情報、消費熱エネルギーの情報及び製品の種類毎の生産量の情報があらかじめ工場３０から受け取られ（データの流れＤ１，Ｄ２，Ｄ５）、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３が演算によりあらかじめ求められている。また、生産管理システム４０には、工場３０において生産される製品についての生産計画情報４１があらかじめ入力されている。エネルギー管理システム１０からの要求を受けて、生産管理システム４０は、生産計画情報４１、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３をエネルギー管理システム１０へ渡す（データの流れＤ３）。
【００４３】
＜エネルギー管理システム１０の構成＞
図１に示すように、エネルギー管理システム１０は、主として、制御部１１，決定部１２及び予測部１３を備える。
予測部１３が、生産計画情報４１、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３を生産管理システム４０から受け取る（データの流れＤ３）。予測部１３が、生産計画情報４１と電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３とに基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。決定部１２が、負荷需要量の情報を受け取る。決定部１２が、工場３０に供給すべき電気エネルギーの供給量と工場３０に供給すべき熱エネルギーの供給量とを決定する。決定部１２が、負荷需要量に基づいて、電気エネルギーを主に供給すべきか熱エネルギーを主に供給すべきかを判断する。決定部１２が、コージェネレーションシステム２０の運転方式を決定する。すなわち、決定部１２が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０において電気エネルギーを主に供給し、熱エネルギーを従属的に供給することを決定する。あるいは、決定部１２が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステムにおいて熱エネルギーを主に供給し、電気エネルギーを従属的に供給することを決定する。
【００４４】
制御部１１が、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量との情報を決定部１２から受け取る。制御部１１が、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とに基づいて、コージェネレーションシステム２０を制御するための制御信号を生成し、コージェネレーションシステム２０へ渡す（データの流れＤ４）。
【００４５】
＜コージェネレーションシステム２０の構成＞
図１に示すコージェネレーションシステム２０は、図２に示すように、主として、ガスタービン２２、ガスエンジン２４、ボイラ２６、受電設備２５及び吸収冷凍機２７を備えている。
図１に示すコージェネレーションシステム２０は、エネルギー管理システム１０から制御信号を受け取り（データの流れＤ４）、電気エネルギー及び熱エネルギーを発生させる。例えば、以下のようにして電気エネルギー及び熱エネルギーを発生させる。
【００４６】
図２に示すガスタービン２２は、ガス燃料２１を用いて発電して電気エネルギーを発生させる（電気エネルギーの流れ５１）とともに、排熱により熱エネルギーを発生させる（熱エネルギーの流れ６１，６２）。その熱エネルギーのうちいくらかは、ガスタービン２２に噴出され（ガスタービン蒸気噴射２３）発電される電気エネルギーの増力に利用される（熱エネルギーの流れ６１）。ガスエンジン２４は、ガス燃料２１を用いて発電して電気エネルギーを発生させる（電気エネルギーの流れ５２）とともに、排熱により熱エネルギーを発生させる（熱エネルギーの流れ６３）。
【００４７】
工場３０に供給すべき熱エネルギーが不足している場合に、ボイラ２６は、ガス燃料２１により熱エネルギーを発生させる（熱エネルギーの流れ６４）。工場３０に供給すべき電気エネルギーが不足している場合に、受電設備２５は、電力会社などから電気エネルギーを購入して電気エネルギーの供給を受ける（電気エネルギーの流れ５３）。
吸収冷凍機２７は、電気エネルギーおよび熱エネルギーを用いて（電気エネルギーの流れ５４，熱エネルギーの流れ６５）ガスタービン２２の吸気冷却に利用される冷水を発生させる。
【００４８】
以上により発生した電気エネルギーおよび熱エネルギーは、工場３０に供給される（電気エネルギーの流れ５０，熱エネルギーの流れ６０）。
＜生産計画情報４１の構成＞
図１に示す生産計画情報４１は、図４に示すように、工場３０において生産される製品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・の生産個数が１日ごとに計画されたものである。例えば、１１／１における製品Ａの生産個数は、Ｍ１と計画されている。そして、製品Ａの１時間当たりの生産個数は、
製品Ａの１時間当たりの生産個数＝製品Ａの１日の生産個数
÷（工場３０の稼働時間）
により求められる。
【００４９】
＜電気エネルギー原単位情報４２の構成＞
図１に示す電気エネルギー原単位情報４２は、図５に示すように、電気エネルギー原単位に関する情報であり、消費電気エネルギーと生産個数との関係に関する情報であり、工場３０において生産される製品の種類毎の情報である。ここで、電気エネルギー原単位とは、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に直接的に必要な消費電気エネルギー量であり、
電気エネルギー原単位＝｛（供給された電気エネルギーの値）
−（固定電気エネルギーの値）｝／（生産量）
の式によりあらかじめ求められている。固定電気エネルギーは、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に間接的に必要な消費電気エネルギー量である。消費電気エネルギーと生産個数との関係は、電気エネルギー原単位を傾きとして固定電気エネルギーを消費電気エネルギー軸の切片とした直線関係になる。
【００５０】
図５に示すように、消費電気エネルギーと製品Ａの生産個数との関係は、グラフ４２１で表される。例えば、製品Ａの生産個数がＭ１である場合、予測部１３（図１参照）は、製品Ａの生産に全体として必要な消費電気エネルギーをＥａ１と予測する。消費電気エネルギーＥａ１のうち、生産個数により変わらない部分Ｅｃが固定電気エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｅａｖ１が変動エネルギーである。
【００５１】
消費電気エネルギーと製品Ｂの生産個数との関係は、グラフ４２２で表される。例えば、製品Ｂの生産個数がＭ１である場合、予測部１３（図１参照）は、製品Ｂの生産に全体として必要な消費電気エネルギーをＥｂ１と予測する。消費電気エネルギーＥｂ１のうち、生産個数により変わらない部分Ｅｃが固定電気エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｅｂｖ１が変動エネルギーである。消費電気エネルギーと他の製品Ｃ，Ｄ，・・・の生産個数との関係についても同様である。
【００５２】
＜熱エネルギー原単位情報４３の構成＞
図１に示す熱エネルギー原単位情報４３は、図６に示すように、熱エネルギー原単位に関する情報であり、消費熱エネルギーと生産個数との関係に関する情報であり、工場３０において生産される製品の種類毎の情報である。ここで、熱エネルギー原単位とは、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に直接的に必要な消費熱エネルギー量であり、
熱エネルギー原単位＝｛（供給された熱エネルギーの値）
−（固定熱エネルギーの値）｝／（生産量）
の式によりあらかじめ求められている。固定熱エネルギーは、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に間接的に必要な消費熱エネルギー量である。消費熱エネルギーと生産個数との関係は、熱エネルギー原単位を傾きとして固定熱エネルギーを消費熱エネルギー軸の切片とした直線関係になる。
【００５３】
図６に示すように、消費熱エネルギーと製品Ａの生産個数との関係は、グラフ４３１で表される。例えば、製品Ａの生産個数がＭ１である場合、予測部１３（図１参照）は、グラフ４３１に基づいて、製品Ａの生産に全体として必要な消費熱エネルギーをＨａ１と予測する。消費熱エネルギーＨａ１のうち、生産個数により変わらない部分Ｈｃが固定熱エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｈａｖ１が変動エネルギーである。消費電気エネルギーと製品Ｂの生産個数との関係は、グラフ４３２で表される。例えば、製品Ｂの生産個数がＭ１である場合、予測部１３（図１参照）は、グラフ４３２に基づいて、製品Ｂの生産に全体として必要な消費熱エネルギーをＨｂ１と予測する。消費熱エネルギーＨｂ１のうち、生産個数により変わらない部分Ｈｃが固定熱エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｈｂｖ１が変動エネルギーである。消費熱エネルギーと他の製品Ｃ，Ｄ，・・・の生産個数との関係についても同様である。
【００５４】
＜コージェネレーション制御システム１がコージェネレーションシステム２０を制御する処理の流れ＞
図１に示すコージェネレーション制御システム１がコージェネレーションシステム２０を制御する処理の流れを、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
図３に示すステップＳ１では、生産計画とエネルギー原単位とが取得される。すなわち、図１に示すエネルギー管理システム１０からの要求を受けて、生産管理システム４０により、生産計画情報４１、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３がエネルギー管理システム１０へ渡される。予測部１３により、工場３０における生産計画情報４１、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３が生産管理システム４０から受け取られる。
【００５５】
図３に示すステップＳ２では、負荷需要量が予測される。すなわち、図１に示す予測部１３により、生産計画情報４１と電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３とに基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量が予測される。例えば、生産計画情報４１（図４参照）に基づいて、１１／１における製品Ａの生産個数が、Ｍ１と特定される。そして、製品Ａの１時間当たりの生産個数は、
製品Ａの１時間当たりの生産個数＝製品Ａの１日の生産個数
÷（工場３０の稼働時間）
＝Ｍ１÷（工場３０の稼働時間）
＝Ｍ１１
と計算される。そこで、工場３０に供給すべき電気エネルギーの負荷需要量は、図５に示す電気エネルギー原単位情報４２のグラフ４２１に基づいて、Ｅａ１１と予測される。工場３０に供給すべき熱エネルギーの負荷需要量は、図６に示す熱エネルギー原単位情報４３のグラフ４３１に基づいて、Ｈａ１１と予測される。
【００５６】
図３に示すステップＳ３では、エネルギー供給量が決定される。すなわち、図１に示す決定部１２により、負荷需要量の情報が受け取られる。決定部１２により、工場３０に供給すべき電気エネルギーの供給量と工場３０に供給すべき熱エネルギーの供給量とが決定される。例えば、上記の１１／１の場合、工場３０に供給すべき電気エネルギーの供給量がＥａ１１（図５参照）と決定され、工場３０に供給すべき熱エネルギーの供給量がＨａ１１（図６参照）と決定される。
【００５７】
図３に示すステップＳ４では、運転方式が決定される。すなわち、図１に示す決定部１２により、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０の運転方式が決定される。具体的には、決定部１２により、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０において電気エネルギーを主に供給し、熱エネルギーを従属的に供給することが決定される。あるいは、決定部１２により、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０において熱エネルギーを主に供給し、電気エネルギーを従属的に供給することが決定される。
【００５８】
図３に示すステップＳ５では、制御が行われる。すなわち、図１に示す制御部１１により、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量との情報が決定部１２から受け取られる。制御部１１により、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とに基づいて、コージェネレーションシステム２０において電気エネルギーを主に供給する旨の制御信号が生成され、コージェネレーションシステム２０へ渡される。コージェネレーションシステム２０により、エネルギー管理システム１０から制御信号が受け取られ、電気エネルギー及び熱エネルギーが発生される。すなわち、コージェネレーションシステム２０から電気エネルギーが主に供給され熱エネルギーが従属的に供給されるように、コージェネレーションシステム２０が制御される。あるいは、コージェネレーションシステム２０から熱エネルギーが主に供給され電気エネルギーが従属的に供給されるように、コージェネレーションシステム２０が制御される。発生された電気エネルギーおよび熱エネルギーは、図１に示すコージェネレーションシステム２０から工場３０へ供給される。
【００５９】
＜コージェネレーション制御システム１に関する特徴＞
（１）
ここでは、図１に示す予測部１３が、生産計画情報４１と電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３とに基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。決定部１２が、負荷需要量の情報を受け取る。決定部１２が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とを決定する。制御部１１が、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量との情報を受け取る。制御部１１が、コージェネレーションシステム２０の運転方式と電気エネルギー及び熱エネルギーの供給量とに基づいて、コージェネレーションシステムを制御する。
【００６０】
したがって、生産計画情報４１と電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測してコージェネレーションシステム２０が制御される。このため、コージェネレーションシステム２０が効率よく運用される。
（２）
ここでは、図１に示すコージェネレーションシステム２０が電気エネルギー及び熱エネルギーを供給する対象物件が、工場３０である。工場３０の利用計画が、工場３０において生産される製品の生産計画情報４１である。電気エネルギー原単位が、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に直接的に必要な消費電気エネルギー量である。電気エネルギー原単位情報４２が、電気エネルギー原単位に関する情報であり、電気エネルギー原単位を傾きとして固定電気エネルギーを消費電気エネルギー軸の切片とした直線関係で表される情報である。熱エネルギー原単位が、工場３０において生産される製品の単位量当たりの生産に直接的に必要な消費熱エネルギー量である。熱エネルギー原単位情報４３が、熱エネルギー原単位に関する情報であり、熱エネルギー原単位を傾きとして固定熱エネルギーを消費熱エネルギー軸の切片とした直線関係で表される情報である。予測部１３が、生産計画情報４１と電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３とに基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。
【００６１】
したがって、工場３０における生産計画情報４１と、製品についての電気エネルギー原単位及び製品についての熱エネルギー原単位と、に基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が正確に予測される。
（３）
ここでは、図１に示すコージェネレーションシステム２０の運転方式が、電気エネルギーを主に供給する運転方式及び熱エネルギーを主に供給する運転方式を含む。決定部１２が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０において電気エネルギー及び熱エネルギーのいずれかを主に供給することを決定する。すなわち、決定部１２が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０において電気エネルギーを主に供給し、熱エネルギーを従属的に供給することを決定する。例えば、コージェネレーションシステムにおいて余った熱エネルギーを発電に利用する。あるいは、決定部１２が、負荷需要量に基づいて、コージェネレーションシステム２０において熱エネルギーを主に供給し、電気エネルギーを従属的に供給することを決定する。例えば、コージェネレーションシステム２０において余った電気エネルギーを発熱に利用する。
【００６２】
したがって、電気エネルギーを主に供給する場合には、コージェネレーションシステム２０による電気エネルギーの供給の効率を向上することが可能である。また、熱エネルギーを主に供給する場合には、コージェネレーションシステムによる熱エネルギーの供給の効率を向上することが可能である。
＜第１実施形態の変形例＞
（Ａ）図３に示すステップＳ２において、製品Ａの１時間当たりの生産個数を求めなくてもよい。すなわち、図１に示す予測部１３は、電気エネルギー原単位情報４２のグラフ４２１（図５参照）に基づいて、工場３０に供給すべき電気エネルギーの負荷需要量を１日についてＥａ１（図５参照）と予測してもよい。予測部１３は、熱エネルギー原単位情報４３のグラフ４３１（図６参照）に基づいて、工場３０に供給すべき熱エネルギーの負荷需要量を１日についてＨａ１（図６参照）と予測してもよい。この場合、コージェネレーションシステム２０は１日単位で制御されることになる。
【００６３】
（Ｂ）図１に示す生産計画情報４１は、図７に示すように、工場３０において生産される製品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・の生産個数が１時間ごとに計画されたものであってもよい。例えば、７時（７：００〜８：００）における製品Ａの生産個数は、Ｍ２１と計画されている。この場合、図１に示す予測部１３は、電気エネルギー原単位情報４２のグラフ４２１（図５参照）に基づいて、工場３０に供給すべき電気エネルギーの負荷需要量をＥａ２１（図５参照）と予測する。予測部１３は、熱エネルギー原単位情報４３のグラフ４３１（図６参照）に基づいて、工場３０に供給すべき熱エネルギーの負荷需要量をＨａ２１（図６参照）と予測する。したがって、コージェネレーションシステム２０を１時間単位で制御することができる。
【００６４】
なお、他の時間帯８時，９時，・・・や他の製品Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・の生産個数についても同様であってもよい。
（Ｃ）図１に示す生産管理システム４０は、生産計画情報４１の代わりに、設備稼働計画４１ａを備えてもよい。すなわち、図８に示すように、設備稼働計画４１ａは、１時間毎に設備ａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・を稼働するか否かを示す計画である。例えば、設備ａは、７：００〜１０：００までの３時間だけ稼働されることが計画されている。
【００６５】
この場合、図１に示す電気エネルギー原単位情報４２は、図９に示すように、電気エネルギー原単位に関する情報であり、消費電気エネルギーと設備の稼働時間との関係に関する情報である。ここで、電気エネルギー原単位とは、工場３０において稼働される設備の単位量当たりの稼働に直接的に必要な消費電気エネルギー量であり、
電気エネルギー原単位＝｛（供給された電気エネルギーの値）
−（固定電気エネルギーの値）｝／（稼働時間）
の式によりあらかじめ求められている。固定電気エネルギーは、工場３０において稼働される設備の単位量当たりの稼働に間接的に必要な消費電気エネルギー量である。消費電気エネルギーと設備の稼働時間との関係は、電気エネルギー原単位を傾きとして固定電気エネルギーを消費電気エネルギー軸の切片とした直線関係になる。
【００６６】
図９に示すように、消費電気エネルギーと設備ａの稼働時間との関係は、グラフ４２４で表される。例えば、設備ａの稼働時間がｔ１である場合、予測部１３（図１参照）は、グラフ４２４に基づき、設備ａの稼働に必要な消費電気エネルギーをＥａ３１と予測する。消費電気エネルギーＥａ３１のうち、生産個数により変わらない部分Ｅｃが固定電気エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｅａｖ３１が変動エネルギーである。消費電気エネルギーと設備ｂの稼働時間との関係は、グラフ４２５で表される。例えば、設備ｂの稼働時間がｔ１である場合、予測部１３（図１参照）は、グラフ４２５に基づき、設備ｂの稼働に必要な消費電気エネルギーをＥｂ３１と予測する。消費電気エネルギーＥｂ３１のうち、生産個数により変わらない部分Ｅｃが固定電気エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｅｂｖ３１が変動エネルギーである。消費電気エネルギーと他の設備ｃ，ｄ，・・・の稼働時間との関係についても同様である。
【００６７】
また、図１に示す熱エネルギー原単位情報４３は、図１０に示すように、熱エネルギー原単位に関する情報であり、消費熱エネルギーと設備の稼働時間との関係に関する情報である。ここで、熱エネルギー原単位とは、工場３０において稼働される設備の単位量当たりの稼働に直接的に必要な消費熱エネルギー量であり、
熱エネルギー原単位＝｛（供給された熱エネルギーの値）
−（固定熱エネルギーの値）｝／（稼働時間）
の式によりあらかじめ求められている。固定熱エネルギーは、工場３０において稼働される設備の単位量当たりの稼働に間接的に必要な消費熱エネルギー量である。消費熱エネルギーと設備の稼働時間との関係は、熱エネルギー原単位を傾きとして固定熱エネルギーを消費熱エネルギー軸の切片とした直線関係になる。
【００６８】
図１０に示すように、消費熱エネルギーと設備ａの稼働時間との関係は、グラフ４３４で表される。例えば、設備ａの稼働時間がｔ１である場合、予測部１３（図１参照）は、グラフ４３４に基づき、設備ａの稼働に必要な消費熱エネルギーをＨａ３１と予測する。消費熱エネルギーＨａ３１のうち、生産個数により変わらない部分Ｈｃが固定熱エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｈａｖ３１が変動エネルギーである。消費熱エネルギーと設備ｂの稼働時間との関係は、グラフ４３５で表される。例えば、設備ｂの稼働時間がｔ１である場合、予測部１３（図１参照）は、グラフ４３５に基づき、設備ｂの稼働に必要な消費熱エネルギーをＨｂ３１と予測する。消費熱エネルギーＨｂ３１のうち、生産個数により変わらない部分Ｈｃが固定熱エネルギーであり、生産個数により変わる部分Ｈｂｖ３１が変動エネルギーである。消費熱エネルギーと他の設備ｃ，ｄ，・・・の稼働時間との関係についても同様である。
【００６９】
したがって、製品についてのエネルギー原単位が分からない場合でも、生産設備についてのエネルギー原単位が分かっていれば、負荷需要量を予測することができる。
（Ｄ）図１に示す生産管理システム４０は、生産計画情報４１の代わりに、生産ライン稼働計画４１ｂを備えてもよい。すなわち、図１１に示すように、生産ライン稼働計画４１ｂは、１時間毎に生産ラインα，β，γ，δ，・・・を稼働するか否かを示す計画である。例えば、生産ラインαは、７：００〜１０：００までの３時間だけ稼働されることが計画されている。この場合、図１に示す電気エネルギー原単位情報４２や熱エネルギー原単位情報４３から、予測部１３が、電気エネルギーや熱エネルギーの負荷需要量を予測する際の手順は、変形例（Ｃ）と同様である。
【００７０】
（Ｅ）図１に示す予測部１３は、工場３０における生産計画情報４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、天気についての気象予測データと、に基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測してもよい。この場合、電気エネルギー原単位情報４２は、図５に示す消費電気エネルギーと生産個数との関係に関する情報だけでなく、図１２に示す天気４２７と固定電気エネルギー４２８との関係に関する情報をさらに備えることになる。例えば、天気４２７が晴れの場合、固定電気エネルギー４２８はＥｃ１と予測される。そして、図５に示す固定電気エネルギーＥｃがＥｃ１であるとして消費電気エネルギーが予測される。また、熱エネルギー原単位情報４３（図１参照）は、図１３に示す天気４３７と固定熱エネルギー４３８との関係に関する情報をさらに備えることになる。例えば、天気４３７が晴れの場合、固定熱エネルギー４３８はＨｃ１と予測される。そして、図６に示す固定熱エネルギーＨｃがＨｃ１であるとして消費熱エネルギーが予測される。したがって、固定熱エネルギーが天気により変化した場合にも、負荷需要を正確に予測することができる。
【００７１】
（Ｆ）図１に示す予測部１３は、工場３０における生産計画情報４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、気温についての気象予測データと、に基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測してもよい。この場合、電気エネルギー原単位情報４２は、図５に示す消費電気エネルギーと生産個数との関係に関する情報だけでなく、図１４に示す気温と固定電気エネルギーとの関係に関する情報すなわちグラフ４２９をさらに備えることになる。例えば、気温がＴ４１である場合、グラフ４２９に基づいて、固定電気エネルギーはＥｃ４１と予測される。そして、図５に示す固定電気エネルギーＥｃがＥｃ４１であるとして消費電気エネルギーが予測される。また、熱エネルギー原単位情報４３（図１参照）は、図１５に示す気温と固定熱エネルギーとの関係に関する情報すなわちグラフ４３９をさらに備えることになる。例えば、気温がＴ４１である場合、グラフ４３９に基づいて、固定熱エネルギーはＨｃ４１と予測される。そして、図６に示す固定熱エネルギーＨｃがＨｃ４１であるとして消費熱エネルギーが予測される。したがって、固定熱エネルギーが気温により変化した場合にも、負荷需要を正確に予測することができる。なお、図１に示す予測部１３は、工場３０における生産計画情報４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、天気及び気温以外についての気象予測データと、に基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測してもよい。
【００７２】
（Ｇ）図１に示すコージェネレーションシステム２０が電気エネルギー及び熱エネルギーを供給する対象物件は、工場３０でなくてもよい。すなわち、プラントであってもよいし、ビルであってもよいし、ホールであってもよい。対象物件がビルやホールである場合、電気エネルギー原単位は、ビルやホールを利用する人の単位量当たりの利用に直接的に必要な消費電気エネルギー量としてもよい。熱エネルギー原単位は、ビルやホールを利用する人の単位量当たりの利用に直接的に必要な消費熱エネルギー量としてもよい。
【００７３】
（Ｈ）図１に示す生産量計測部３３が製品の種類毎の生産量の情報を生産管理システム４０へあらかじめ渡した後は、工場３０は、生産量計測部３３を備えなくてもよい。決定部１２は、電気エネルギーを主に供給する運転方式及び熱エネルギーを主に供給する運転方式だけでなく、電気エネルギーと熱エネルギーとを平等に供給する運転方式をさらに決定してもよい。例えば、工場３０に供給すべき電気エネルギーと熱エネルギーとが等しい場合に、決定部１２が、電気エネルギーと熱エネルギーとを平等に供給する運転方式を決定してもよい。あるいは、決定部１２は、負荷需要量に基づいて、稼働すべきコージェネレーションシステム２０における機器（図２に示すガスタービン２２，ガスエンジン２４など）の台数、コージェネレーションシステム２０における機器にかける負荷の割合及びガス燃料２１（図２参照）の投入量の少なくとも１つをさらに決定してもよい。コージェネレーションシステム２０における機器に投入する燃料は、ガス燃料の代わりに、石油（灯油、重油、ガソリン等）などであってもよい。決定部１２は、稼働すべきコージェネレーションシステム２０における機器（図２に示すガスタービン２２，ガスエンジン２４など）の特性を数式モデルで記述したデータベース（図示せず）を参照し、効率が向上する運転方式をシミュレーションで求めてもよい。
【００７４】
（Ｉ）コージェネレーションシステム２０の構成は、図２に示す通りでなくてもよい。すなわち、コージェネレーションシステム２０における機器は、ガスタービン２２、ガスエンジン２４、ディーゼルエンジン及び燃料電池のうち少なくとも１つを備えるものであってもよい。コージェネレーションシステム２０における機器は、受電設備２５、ボイラ２６及び吸収冷凍機２７のうち少なくとも１つをさらに備えるものであってもよい。また、コージェネレーションシステム２０の運転方式は、第１実施形態に示されるものだけでなく、電気エネルギーと熱エネルギーとを発生させるものであればどのような運転方式であってもよい。
【００７５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態にかかるコージェネレーション制御システム１００を図１６に示す。このコージェネレーション制御システム１００は、コージェネレーションシステム２０を制御するためのシステムである。
このコージェネレーション制御システム１００は、図１６に示すように、基本的な構造は第１実施形態と同様であるが、工場１３０の生産量計測部１３３がリアルタイムの生産量を製品の種類毎に計測する点と、生産管理システム１４０が監視部１４５と生産状況情報１４４とをさらに備える点と、で第１実施形態と異なる。すなわち、生産量計測部１３３が、リアルタイムの生産量を製品の種類毎に計測する。監視部１４５が、製品の種類毎の生産量の情報を生産量計測部１３３から受け取る。監視部１４５が、工場１３０における現在の生産状況を、監視して、生産状況情報１４４として記憶させる。予測部１１３が、工場１３０における生産計画情報１４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、工場１３０における現在の生産状況情報１４４と、を受け取る。予測部１１３が、工場１３０における生産計画情報１４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、工場１３０における現在の生産状況情報１４４と、に基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量を予測する。したがって、工場１３０における生産計画と電気エネルギー原単位（又は熱エネルギー原単位）と工場１３０における現在の生産状況とに基づいて負荷需要量を予測するので、工場１３０における現在の生産状況が工場１３０における生産計画に対してずれた場合でも、負荷需要量を正確に予測することができる。これらの点で第１実施形態と異なる。
【００７６】
さらに、図１６に示すコージェネレーション制御システム１００がコージェネレーションシステム２０を制御する処理の流れが第１実施形態と異なる。なお、図１７，図１８において、図３に示す第１実施形態と同様の処理は、同じ番号で示してある。
図１７に示すステップＳ１１では、生産状況が計測される。すなわち、図１６に示す生産量計測部１３３により、工場１３０におけるリアルタイムの生産量が製品の種類毎に計測される。
【００７７】
図１７に示すステップＳ１２では、生産状況が取得される。すなわち、図１６に示す監視部１４５により、製品の種類毎の生産量の情報が生産量計測部１３３から受け取られる（データの流れＤ１０５）。監視部１４５により、工場１３０における現在の生産状況が、監視され、生産状況情報１４４として記憶される。
図１７に示すステップＳ１３では、生産状況が生産計画からずれているか否かが図１６に示す生産管理システム１４０において判断される。生産状況が生産計画からずれていると判断された場合、ステップＳ１４へ進められ、生産状況が生産計画からずれていないと判断された場合、ステップＳ１５へ進められる。
【００７８】
図１７に示すステップＳ１４では、生産計画が修正される。すなわち、図１６に示す生産管理システム１４０において、生産計画情報１４１が生産状況情報１４４に合うように修正される。
図１７に示すステップＳ１５では、負荷需要量が予測される。すなわち、図１６に示す予測部１１３により、工場１３０における生産状況情報１４４に基づきずれを修正された工場１３０における生産計画情報１４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、が生産管理システム１４０から受け取られる（データの流れＤ１０３）。予測部１１３により、工場１３０における生産状況情報１４４に基づきずれを修正された工場１３０における生産計画情報１４１と、電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３と、に基づいて、コージェネレーションシステム２０における電気エネルギー及び熱エネルギーの負荷需要量が予測される。
【００７９】
工場１３０における生産計画情報１４１と電気エネルギー原単位情報４２及び熱エネルギー原単位情報４３とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測してコージェネレーションシステム２０が制御される点は、第１実施形態と同様である。したがって、このようなコージェネレーション制御システム１００によっても、コージェネレーションシステム２０が効率よく運用される。
【００８０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態にかかるコージェネレーション制御システム２００を図１９に示す。このコージェネレーション制御システム２００は、コージェネレーションシステム２０を制御するためのシステムである。
このコージェネレーション制御システム２００は、図１９に示すように、基本的な構造は第１実施形態と同様であるが、電力負荷設備２３１が電気エネルギー計測部２３４をさらに備える点と、熱負荷設備２３２が熱エネルギー計測部２３５をさらに備える点と、生産管理システム２４０が演算部２４６をさらに備える点と、で第１実施形態と異なる。すなわち、電気エネルギー計測部２３４が、コージェネレーションシステム２０から工場２３０に供給される電気エネルギーを計測する。熱エネルギー計測部２３５が、コージェネレーションシステム２０から工場２３０に供給される熱エネルギーを計測する。生産量計測部１３３が、リアルタイムの生産量を製品の種類毎に計測する。演算部２４６が、電気エネルギー及び熱エネルギーの計測値の情報を受け取る（データの流れＤ２０１，Ｄ２０２）。演算部２４６が、製品の種類毎の生産量の情報を受け取る（データの流れＤ２０５）。演算部２４６が、電気エネルギー計測部２３４、熱エネルギー計測部２３５及び生産量計測部１３３が計測した結果に基づき、電気エネルギー原単位及び熱エネルギー原単位を演算する。エネルギー原単位は、
電気エネルギー原単位＝｛（供給された電気エネルギーの値）
−（固定電気エネルギーの値）｝／（生産量）
熱エネルギー原単位  ＝（供給された熱エネルギーの値）
−（固定熱エネルギーの値）｝／（生産量）
の式により演算される。演算部２４６が、電気エネルギー原単位の値を傾きとし、固定電気エネルギーの値を消費電気エネルギー軸の切片として、図５と同様の関係を電気エネルギー原単位情報２４２として記憶させる。演算部２４６が、熱エネルギー原単位の値を傾きとし、固定熱エネルギーの値を消費熱エネルギー軸の切片として、図６と同様の関係を熱エネルギー原単位情報２４３として記憶させる。したがって、実際に供給された電気エネルギーの値と実際に生産された生産量とから電気エネルギー原単位を演算するので、電気エネルギー原単位が正確に把握される。実際に供給された熱エネルギーの値と実際に生産された生産量とから熱エネルギー原単位を演算するので、熱エネルギー原単位が正確に把握される。これらの点で第１実施形態と異なる。
【００８１】
工場２３０における生産計画情報４１と電気エネルギー原単位情報２４２及び熱エネルギー原単位情報２４３とに基づいて、負荷需要量を予測するので、負荷需要量が過去の実績に対して変動する場合でも、負荷需要量を正確に予測してコージェネレーションシステム２０が制御される点は、第１実施形態と同様である。したがって、このようなコージェネレーション制御システム２００によっても、コージェネレーションシステム２０が効率よく運用される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明にかかるコージェネレーション制御システム、コージェネレーション制御方法及びコージェネレーション制御プログラムは、コージェネレーションシステムを効率よく運用することができるという効果を有し、コージェネレーション制御システム、コージェネレーション制御方法及びコージェネレーション制御プログラム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態によるコージェネレーション制御システムの構成図。
【図２】本発明の第１実施形態によるコージェネレーションシステムの構成図。
【図３】コージェネレーション制御システムがコージェネレーションシステムを制御する処理の流れを示すフローチャート。
【図４】生産計画情報の構成を示す概念図。
【図５】電気エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図６】熱エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図７】生産計画情報の構成を示す概念図。
【図８】生産設備の稼働計画の構成を示す概念図。
【図９】電気エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図１０】熱エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図１１】生産ラインの稼働計画の構成を示す概念図。
【図１２】電気エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図１３】熱エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図１４】電気エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図１５】熱エネルギー原単位情報の構成を示す概念図。
【図１６】本発明の第２実施形態によるコージェネレーション制御システムの構成図。
【図１７】コージェネレーション制御システムがコージェネレーションシステムを制御する処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】コージェネレーション制御システムがコージェネレーションシステムを制御する処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】本発明の第３実施形態によるコージェネレーション制御システムの構成図。
【符号の説明】
【００８４】
１，１００，２００  コージェネレーション制御システム
１０，１１０  エネルギー管理システム
２０  コージェネレーションシステム
３０，１３０，２３０  工場
４０，１４０，２４０  生産管理システム
５０  電気エネルギーの流れ
６０  熱エネルギーの流れ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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