(57)【要約】【課題】  省エネ性を確保することができるコージェネレーションシステムの運転制御システムを提供すること。【解決手段】  家庭用コジェネシステム１Ａの運転を制御するマイクロコンピュータ２２Ａに、予測対象日の電力負荷偏差を算出する電力負荷処理手段２５と、発電量を算出する発電出力演算手段４１と、予測対象日の総合利用効率を所定時間毎に算出する総合利用効率算出手段４２と、総合利用効率がしきい値を超える時間を指標としつつ起動時間と停止時間をずらし、１又は２以上の仮運転パターンを作成する仮運転パターン作成手段２７と、仮運転パターン毎に一次エネルギー量を算出する一次エネルギー量算出手段２８と、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンを選択する運転パターン選択手段２９と、を設ける。  【選択図】    図２
2005223963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機が発電する電力を電力機器に供給するとともに、前記発電機の排熱を蓄熱装置に回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムについて、前記電力機器が消費する電力負荷と前記蓄熱装置に蓄熱される熱負荷をサンプリング手段によりサンプリングしておき、そのサンプリング結果に基づいて予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、前記コージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記予測対象日の予測電力負荷の偏差を算出する電力負荷偏差算出手段と、
前記予測電力負荷と、前記電力負荷偏差算出手段が算出する予測電力負荷の偏差とから発電量を算出する発電出力演算手段と、
前記予測熱負荷と、前記発電出力演算手段が算出する発電量とから予測対象日の総合利用効率を所定時間毎に算出する総合利用効率算出手段と、
前記総合利用効率がしきい値を超える時間を指標としつつ起動時間と停止時間をずらし、１又は２以上の仮運転パターンを作成する仮運転パターン作成手段と、
前記仮運転パターン毎に一次エネルギー量を算出する一次エネルギー量算出手段と、
一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンを選択する運転パターン選択手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記仮運転パターン作成手段が、
前記予測対象日と前記予測対象日翌日とを含む仮運転パターンを作成すること、を特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記仮運転パターン毎に前記蓄熱装置の残熱量を算出する残熱量算出手段と、
前記残熱量と前記蓄熱装置の最大蓄熱量とを比較し、前記残熱量が前記最大蓄熱量を超える仮運転パターンが存在するときに、前記蓄熱装置の残熱量が前記蓄熱装置の最大蓄熱量を超えないことを条件として当該仮運転パターンの起動時間と停止時間をずらした１又は２以上の仮運転パターンを再作成し、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンを選択し、既存の仮運転パターンと置き換える仮運転パターン置換手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記総合利用効率が、発電効率であることを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項５】
発電機が発電する電力を電力機器に供給するとともに、前記発電機の排熱を蓄熱装置に回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムについて、前記電力機器が消費する電力負荷と前記蓄熱装置に蓄熱される熱負荷をサンプリング手段によりサンプリングしておき、そのサンプリング結果に基づいて予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、前記コージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記予測電力負荷を予測するときに参照する予測参照日間の参照電力負荷の日別電力負荷偏差を算出する日別電力負荷偏差算出手段と、
前記予測熱負荷を予測するときに参照する予測参照日間の参照熱負荷の日別熱負荷偏差を算出する日別熱負荷偏差算出手段と、  
前記日別電力負荷偏差又は前記日別熱負荷偏差の少なくとも一方がしきい値より大きいときに、前記予測電力負荷を前記参照電力負荷の平均値より小さく設定する負荷変動修正手段と、
前記予測電力負荷及び前記予測熱負荷をもとに、前記予測対象日の運転パターンを作成する運転パターン作成手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項６】
請求項５に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記予測電力負荷が発生する確率を示す電力負荷発生確率を所定時間毎に算出する電力負荷発生確率算出手段を有し、
前記負荷変動修正手段が、
前記日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、かつ、前記日別熱負荷偏差がしきい値より大きいときに、前記電力負荷発生確率をしきい値と比較し、前記電力負荷発生確率が前記しきい値より小さいときに、前記参照電力負荷をもとに設定する前記予測電力負荷を絞ることを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項７】
請求項５に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記負荷変動修正手段は、
予測対象日の外気温を入力する外気温入力手段を有し、
前記日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、前記日別熱負荷偏差がしきい値以下であるときに、前記外気温と前記参照電力負荷の平均値との相関関係式から前記予測電力負荷を設定し、
前記運転パターン作成手段は、前記参照電力負荷平均値をもとに運転パターンを作成する場合と比較して、前記コージェネレーションシステムの発電量上限を前記予測対象日の外気温に応じて低く設定し、発電時間を設定することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項８】
発電機が発電する電力を電力機器に供給するとともに、前記発電機の排熱を蓄熱装置に回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムについて、前記電力機器が消費する電力負荷と前記蓄熱装置に蓄熱される熱負荷をサンプリング手段によりサンプリングしておき、そのサンプリング結果に基づいて予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、前記コージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
予測対象日当日に所定時間間隔で熱負荷変動を監視する熱負荷変動監視手段と、
前記予測対象日に前記熱負荷変動監視手段の監視時間までの予測熱負荷を積算した予測積算熱負荷と、前記監視時間までに前記蓄熱装置に蓄熱された蓄熱量を積算した実積算熱負荷との差を算出してしきい値と比較する熱負荷偏差比較手段と、
前記予測積算熱負荷と前記実積算熱負荷との差がしきい値より大きいと判断したときに、前記監視時間が所定時間以降か否かを判断し、前記監視時間が所定時間以降であるときに、前記監視時間以降の予測熱負荷をそのまま用いて前記運転パターン作成手段が作成した運転パターンを見直す運転パターン見直し手段と、
を有することを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項９】
請求項８に記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記所定時間は、前記予測対象日に熱負荷が最大となるピーク時刻であることを特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、
前記コージェネレーションシステムが、
前記発電機の排熱を放熱する放熱手段と、
前記発電機にアイドリングさせるアイドリング手段と、の少なくとも一方を有し、
計画段階に前記蓄熱装置に蓄熱されると予測される蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたときに、或いは、予測対象日に前記コージェネレーションシステムを運転して前記蓄熱装置の蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたときに、前記コージェネレーションシステムを停止した場合と、前記コージェネレーションシステムの発電量を低下させた場合と、前記放熱手段を使用して前記コージェネレーションシステムを運転した場合と、前記アイドリング手段を使用して前記コージェネレーションシステムを運転した場合と、さらに、前記コージェネレーションシステムの発電出力上限値を低下させ、前記放熱手段を使用して前記コージェネレーションシステムを運転する場合との一次エネルギー量をそれぞれ算出し、最も一次エネルギー量が最小となる運転パターンを選択すること、
を特徴とするコージェネレーションシステムの運転制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギーと電気エネルギーを発生して利用するコージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションシステムには、例えば燃料電池などがあり、昨今、家庭用向けに開発されている。この家庭用コージェネレーションシステム（以下、「家庭用コジェネシステム」という。）は、家庭毎に設置して、発電した電力を電力機器に供給して電力負荷を賄うとともに、回収した排熱を熱機器に供給して熱負荷を賄うことから、次世代の省エネ機器として、その実用化・普及が期待されている。
コージェネレーションシステムについては、業務用・産業用など大規模のものは、すでに普及レベルにあるが、家庭用への導入に際しては、幾つかの障壁がある。すなわち、業務用・産業用コージェネレーションシステムは、使用者の負荷パターンを十分調査し、それに合わせた、システム構成やサイズ、運転パターンなどを設計する、いわゆるオーダーメードである。それに対し、家庭用コジェネシステムは、各家庭で消費エネルギー量がかなりバラツキがあるものの、現在のところ、１ｋＷの１機種或いは２機種程度のラインナップである。各家庭の電力負荷や熱負荷は、例えば、夜型と朝型の生活パターンや外出の多少などによって大きく異なり、使用者毎の負荷パターンを調査して家庭用コジェネシステムの出力サイズや構成を設計することは、コスト面から難しい。仮に家庭用コジェネシステムを個々に設計することが可能であっても、家庭用コジェネシステムは、新築あるいは増改築された新規物件に導入されることが多く、システム導入前に使用者の負荷パターンを把握することは困難であり、大きなコストもかかる。そうしたことから、家庭用コジェネシステムには、家庭の使用負荷パターンに応じ、自動に最適な運転パターンを模索・決定し、省エネ性、経済性を最大限に発揮できるような運転制御システムが求められている。
【０００３】
かかる家庭用コジェネシステムの運転制御システムとして、例えば、特許文献１に示すものがある。この家庭用コジェネシステムの運転制御システムによれば、１日間など、１周期となる所定時間の電力負荷と熱負荷の経時変化を電力負荷パターン及び熱負荷パターンとして記憶しておき、電力負荷パターンと熱負荷パターンとに基づいて発電機を運転した場合の省エネ性を求め、省エネ性の高い時間帯では、電力負荷を発電出力で賄い、省エネ性の低い時間帯では、電力負荷を商用電力で賄うように発電機の起動時間と停止時間を決定し、運転パターンを作成するので、発電効率を高めるとともに、余剰電力の発生を抑制し、発電効率を向上させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１３３０３号公報（段落００５５〜００７４、図８、図９参照。）。
【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、従来の家庭用コジェネシステムの運転制御システムは、一区間（例えば、特許文献１の実施例では３０分間）分の電力負荷データと熱負荷データを用いて、複数の計算式（例えば、特許文献１の実施例では数式５１〜６８、数式４５〜５０）を解くことにより、当該区間の運転状態と運転停止状態とにおける一次エネルギー換算値をそれぞれ算出しており、１日分の一次エネルギーを算出するためには、計算回数がかなり多くなってしまっていた（例えば、特許文献１の実施例では２の４８乗回）。そして、計算式によって得られた沢山の一次エネルギー換算値（例えば、特許文献１の実施例では、２の４８乗通り）を比較手段に入力し、順次比較して一次エネルギー換算値の小さいものを残し、最終的に一次エネルギーが最小となる運転状態と運転停止状態との組合せを最適運転状態として求めていた。そのため、従来の家庭用コジェネシステムの運転制御システムは、扱うデータや計算回数が多く、実際の制御装置での実用が難しかった。また、一区間、例えば、３０分間の平均的に処理された電力負荷データに対し、発電機のような電力負荷に追従可能な家庭用コジェネシステムを使用する場合、何Ｗｈ発電でき、何Ｗｈ熱回収できるかの重要なロジックがないため、現実的なものではなかった。
【０００６】
これに対して、出願人は、特願２００３−１９２７１２号において、予測対象日の１日の予測熱負荷を賄うように、家庭毎に異なる、あるいは1件の家庭でも季節などで異なる電力負荷と、その電力負荷の偏差（バラツキ）とから起動・停止時間の異なる複数の運転パターンを作成し、消費エネルギーが最小となる運転パターンを選択する技術を提案した。この技術によれば、上記従来技術より簡易な判定ロジックで比較的少量のデータをもとに、家庭用コジェネシステムの省エネルギー性、経済性を向上させることができるという効果が得られた。
【０００７】
その後、出願人らは、１日の熱負荷を賄うように家庭用コジェネシステムの運転パターンを決定する技術では、予測対象日の電力負荷や熱負荷が予測から外れたときに、発電機が低電力負荷で非効率な運転をして、省エネ性を低下させたり、発電機が頻繁に起動・停止して、システムの耐久性を低下させる不具合を生じるおそれがあることを発見した。具体的には、以下の通りである。
【０００８】
（１）１日の熱負荷を賄うように家庭用コジェネシステムの運転パターンを作成した場合、あえて低電力負荷でも発電機を運転する判断がなされ、非効率になる可能性があった。
【０００９】
（２）予測対象日の電力負荷や熱負荷は、過去のデータをもとに作成される。生活パターンに規則性がない休日などにおいて、例えば、家庭用コジェネシステムを設置した家族が不在したり在宅したり習慣的な生活パターンとならない場合、予測対象日に電力負荷や熱負荷が予測通りに使用されず、予測発生確率が低下することがある。この場合、発電機が電力負荷の低い時間帯に運転したり、発電機からの熱の過不足が生じて、非効率になる可能性があり、省エネ性を損なうことがある。
【００１０】
（３）空調機器は、照明などと異なり、随時一定に電力を消費する家電ではなく、その日の外気温や空調機器使用者の気分、感じ方によって消費電力が増減する。そのため、予測対象日の予測電力負荷は、空調機器により局所的なずれを生じることがある。この場合、例えば、電力消費量が予測より少ないと、熱回収量が少なくなるため、ガスバーナなどで給湯水を別途加熱する必要性が生じ、また、電力消費量が極端に多いと、貯湯タンクへの熱回収が不能となり、電力負荷があるにもかかわらず発電機を停止させることとなる。よって、空調機器による電力消費量の変動は、その他の電化製品による変動よりも大きく、運転制御での省エネ性に与える影響が大きい。
【００１１】
（４）また、予測対象日における１日の総負荷を予測して、それを賄うように運転パターンを決定するが、予測対象日における現実の熱負荷が予測熱負荷とずれることがある。この場合、１日の総熱負荷が変わらなければ、予測した総熱負荷を賄うように運転時間を変更した運転パターンを作成すればよい。しかし、現実には、現実の総熱負荷が予測した総熱負荷と一致しない場合もある。そのため、現実の総熱負荷が予測した総熱負荷より大きい場合には、熱回収が不十分となり、省エネ性が低下するおそれがあった。また、現実の総熱負荷が予測した総熱負荷より小さい場合には、貯湯タンクに湯が満たされると、発電機を停止し、その直後に貯湯タンクの湯が使用されると、発電機を再起動することとなり、発電機の起動停止回数が増えてシステムを劣化させるおそれがあった。
【００１２】
（５）また、貯湯タンクの湯が満たされると、発電機の排熱を回収できなくなるため、電力負荷があっても発電機が停止され、省エネ性が低くなってしまっていた。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、省エネ性や耐久性に悪影響を与える状況を回避することにより、省エネ性を確保することができるコージェネレーションシステムの運転制御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】
【００１４】
本発明に係るコージェネレーションシステムの運転制御システムは、次のような構成を有している。
（１）発電機が発電する電力を電力機器に供給するとともに、発電機の排熱を蓄熱装置に回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムについて、電力機器が消費する電力負荷と蓄熱装置に蓄熱される熱負荷をサンプリング手段によりサンプリングしておき、そのサンプリング結果に基づいて予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、コージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、予測対象日の予測電力負荷の偏差を算出する電力負荷偏差算出手段と、予測電力負荷と、電力負荷偏差算出手段が算出する予測電力負荷の偏差とから発電量を算出する発電出力演算手段と、予測熱負荷と、発電出力演算手段が算出する発電量とから予測対象日の総合利用効率を所定時間毎に算出する総合利用効率算出手段と、総合利用効率がしきい値を超える時間を指標としつつ起動時間と停止時間をずらし、１又は２以上の仮運転パターンを作成する仮運転パターン作成手段と、仮運転パターン毎に一次エネルギー量を算出する一次エネルギー量算出手段と、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンを選択する運転パターン選択手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
（２）（１）に記載の発明において、仮運転パターン作成手段が、予測対象日と予測対象日翌日とを含む仮運転パターンを作成すること、を特徴とする。
【００１６】
（３）（１）又は（２）に記載の発明において、仮運転パターン毎に蓄熱装置の残熱量を算出する残熱量算出手段と、残熱量と蓄熱装置の最大蓄熱量とを比較し、残熱量が最大蓄熱量を超える仮運転パターンが存在するときに、蓄熱装置の残熱量が蓄熱装置の最大蓄熱量を超えないことを条件として当該仮運転パターンの起動時間と停止時間をずらした１又は２以上の仮運転パターンを再作成し、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンを選択し、既存の仮運転パターンと置き換える仮運転パターン置換手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
（４）（１）乃至（３）に記載の発明において、総合利用効率が、発電効率であることを特徴とする。
【００１８】
（５）発電機が発電する電力を電力機器に供給するとともに、発電機の排熱を蓄熱装置に回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムについて、電力機器が消費する電力負荷と蓄熱装置に蓄熱される熱負荷をサンプリング手段によりサンプリングしておき、そのサンプリング結果に基づいて予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、コージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、予測電力負荷を予測するときに参照する予測参照日間の参照電力負荷の日別電力負荷偏差を算出する日別電力負荷偏差算出手段と、予測熱負荷を予測するときに参照する予測参照日間の参照熱負荷の日別熱負荷偏差を算出する日別熱負荷偏差算出手段と、日別電力負荷偏差又は日別熱負荷偏差の少なくとも一方がしきい値より大きいときに、予測電力負荷を参照電力負荷の平均値より小さく設定する負荷変動修正手段と、予測電力負荷及び予測熱負荷をもとに、予測対象日の運転パターンを作成する運転パターン作成手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
（６）（５）に記載の発明において、予測電力負荷が発生する確率を示す電力負荷発生確率を所定時間毎に算出する電力負荷発生確率算出手段を有し、負荷変動修正手段が、日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、かつ、日別熱負荷偏差がしきい値より大きいときに、電力負荷発生確率をしきい値と比較し、電力負荷発生確率がしきい値より小さいときに、参照電力負荷をもとに設定する予測電力負荷を絞ることを特徴とする。
【００２０】
（７）（５）に記載の発明において、負荷変動修正手段は、予測対象日の外気温を入力する外気温入力手段を有し、日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、日別熱負荷偏差がしきい値以下であるときに、外気温と参照電力負荷の平均値との相関関係式から予測電力負荷を設定し、運転パターン作成手段は、参照電力負荷平均値をもとに運転を制御される場合と比較して、コージェネレーションシステムの発電量上限を予測対象日の外気温に応じて低く設定し、発電時間を設定することを特徴とする。
【００２１】
（８）発電機が発電する電力を電力機器に供給するとともに、発電機の排熱を蓄熱装置に回収して熱機器に供給するコージェネレーションシステムについて、電力機器が消費する電力負荷と蓄熱装置に蓄熱される熱負荷をサンプリング手段によりサンプリングしておき、そのサンプリング結果に基づいて予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、コージェネレーションシステムの運転を制御するコージェネレーションシステムの運転制御システムにおいて、予測対象日当日に所定時間間隔で熱負荷変動を監視する熱負荷変動監視手段と、予測対象日に熱負荷変動監視手段の監視時間までの予測熱負荷を積算した予測積算熱負荷と、監視時間までに蓄熱装置に蓄熱された蓄熱量を積算した実積算熱負荷との差を算出してしきい値と比較する熱負荷偏差比較手段と、予測積算熱負荷と実積算熱負荷との差がしきい値より大きいと判断したときに、監視時間が所定時間以降か否かを判断し、監視時間が所定時間以降であるときに、監視時間以降の予測熱負荷をそのまま用いて運転パターン作成手段が作成した運転パターンを見直す運転パターン見直し手段と、を有することを特徴とする。
【００２２】
（９）（８）に記載の発明において、所定時間は、予測対象日に熱負荷が最大となるピーク時刻であることを特徴とする。
【００２３】
（１０）（１）乃至（９）の何れか一つに記載の発明において、コージェネレーションシステムが、発電機の排熱を放熱する放熱手段と、発電機にアイドリングさせるアイドリング手段と、の少なくとも一方を有し、計画段階に蓄熱装置に蓄熱されると予測される蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたときに、或いは、予測対象日にコージェネレーションシステムを運転して蓄熱装置の蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたときに、コージェネレーションシステムを停止した場合と、コージェネレーションシステムの発電量を低下させた場合と、放熱手段を使用してコージェネレーションシステムを運転した場合と、アイドリング手段を使用してコージェネレーションシステムを運転した場合と、さらに、コージェネレーションシステムの発電出力上限値を低下させ、放熱手段を使用してコージェネレーションシステムを運転する場合との一次エネルギー量をそれぞれ算出し、最も一次エネルギー量が最小となる運転パターンを選択すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
続いて、上記構成を有する本発明のコージェネレーションシステムの運転制御システムに係り、作用効果を説明する。
コージェネレーションシステムの運転パターンは、例えば、予測対象日前日に作成される。予測対象日の運転パターンを作成するときには、過去のサンプリング結果から予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を予測し、予測電力負荷の偏差を算出する。そして、予測電力負荷と予測電力負荷の偏差から予測対象日の発電量を算出し、予測熱負荷と予測した発電量からコージェネレーションシステムの総合利用効率を所定時間毎に求める。そして、各時間の総合利用効率をしきい値と比較し、総合利用効率がしきい値を超える時間帯を特定する。ここで、しきい値は、コージェネレーションシステムの省エネと増エネとを分岐するものであり、省エネ性の判断に適した値が設定されている。そして、総合利用効率がしきい値を超える時間を指標としつつ起動時間と停止時間を仮決めし、起動時間又は停止時間の異なる仮運転パターンを１又は２以上作成する。そして、仮運転パターン毎に一次エネルギー量を算出し、一次エネルギー量が最小となる仮運転パターンを選択し、コージェネレーションシステムの起動時間と停止時間を設定する。
【００２５】
従って、本発明のコージェネレーションシステムの運転制御システムは、予測対象日１日の総熱負荷を賄うようにコージェネレーションシステムの運転パターンを決定することはせず、省エネ性を確保しうる時間帯を中心にコージェネレーションシステムを運転するので、熱負荷全量を賄うために非効率な低電力負荷時にコージェネレーションシステムを運転することが少なくなり、省エネ性を確保することができる。
【００２６】
この場合に、仮運転パターンが、予測対象日当日と予測対象日翌日の２日間にわたって作成され、予測対象日当日と予測対象日翌日の２日分にわたる一次エネルギー量が算出されるので、予測対象日翌日の省エネ性も考慮して、予測対象日の運転パターンを適切に決定することができる。
【００２７】
ここで、蓄熱装置の蓄熱量は有限であり、熱回収できない状態でコージェネレーションシステムを運転すると、省エネ性を損なうことがある。そこで、仮運転パターン毎に蓄熱装置の残熱量を算出し、算出した残熱量と蓄熱装置の最大蓄熱量とを比較する。残熱量が最大蓄熱量を超える仮運転パターンは、熱回収できなくなるおそれがあるので、仮運転パターンの起動時間と停止時間を順次ずらして運転パターンを再作成し、再作成した運転パターン毎に一次エネルギー量を算出する。そして、算出した一次エネルギー量のうち、最も一次エネルギー量が小さい運転パターンを選択し、既存の運転パターンに置き換える。
よって、本発明によれば、貯湯タンクでの貯湯可能な熱量を考慮し、現状を適切に捉えた運転計画を行うことができるので、予測の省エネ性より実際の方が大きく低下することを回避することができる。
【００２８】
なお、総合利用効率は、発電効率、熱回収率及び熱使用時刻までの放熱損から算出する熱利用率などから求められる。しかし、熱利用率はコージェネレーションシステムの使用者側の要因等により変動するため、精度良く算出することが困難である。一方、発電効率は、コージェネレーションシステムに起因して変動するため、精度良く算出することが可能である。よって、総合利用効率を発電効率に代替し、発電効率を総合利用効率と別に設けるしきい値と比較すれば、総合利用効率とほぼ同様の省エネ性の判断を行うことが可能となる。
【００２９】
ところで、電力負荷や熱負荷は、電力機器や熱機器の使い方によって変動するため、予測外れが生じることがある。予測外れが生じると、コージェネレーションシステムは低電力負荷時に非効率に長く発電したり、起動停止を頻繁に繰り返すおそれがある。そのため、本発明では、計画段階で負荷変動に応じて負荷設定を変えている。
【００３０】
すなわち、予測対象日の運転パターンは、予測電力負荷、予測電力負荷の偏差、熱負荷などから算出される。このとき、運転パターンは、予測対象日１日の総熱負荷を全て賄うように決定してもよいし、予測対象日１日の総熱負荷を部分的に賄うように決定してもよい。例えば、予測電力負荷を予測するときには、予測対象日と同曜日の電力負荷や熱負荷をいくつか参照する。このとき、予測参照日間の参照電力負荷の偏差を算出するとともに、予測参照日間の参照熱負荷の偏差を算出する。このようにして算出された日別電力負荷偏差又は日別熱負荷偏差は、しきい値と比較される。しきい値は、電力負荷変動又は熱負荷変動が予測外れに影響するか否かを判断する基準となる値に設定する。日別電力負荷偏差又は日別熱負荷偏差の少なくとも一方がしきい値より大きい場合には、予測電力負荷又は予測熱負荷が予測外れする可能性があるので、参照電力負荷の平均値より予測電力負荷を小さく設定する。そして、参照電力負荷平均値より小さく設定した予測電力負荷をもとに運転パターンを作成する。
よって、本発明によれば、電力負荷変動や熱負荷変動が大きいときに、予測外れが生じた場合でも、コージェネレーションシステムを低電力負荷で非効率に運転したり、起動停止を頻繁に行うことが回避されるので、省エネ性、耐久性に悪影響を与えることを防止し、省エネ性を確保することができる。
【００３１】
すなわち、例えば、土日や休日のようにコージェネレーションシステムの使用パターンが不規則な場合には、予測参照日（例えば、１週間〜４週間前の土曜日）の日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、かつ、日別熱負荷偏差がしきい値より大きくなる傾向にある。この場合、予測参照日に係る過去のデータから予測対象日の予測電力負荷と予測熱負荷を精度良く予測することが困難である。この場合には、予測参照日のデータから予測電力負荷が発生する電力負荷発生確率を所定時間毎（例えば、１時間毎）に算出し、電力負荷発生確率をしきい値と比較する。そして、電力負荷発生確率がしきい値より小さいときには、予測対象日に予測外れが発生する可能性が高いので、予測対象日の予測電力負荷を予測参照日の参照電力負荷をもとに設定する場合より絞る。そして、このように設定した予測電力負荷から予測対象日の熱回収量を算出し、予測対象日の運転パターンを作成する。
よって、本発明によれば、予測対象日の予測電力負荷や予測熱負荷が外れたときに、余剰電力や未回収熱が発生することを抑制し、予測外れ時の増エネリスクを最小化することができる。一方、予測発生確率が低いからといって、コージェネレーションシステムを全く運転しない場合に発生する機会損失を小さくできる。
【００３２】
また、例えば、夏季にエアコンを使用する場合には、日別電力負荷偏差がしきい値より大きくなる傾向がある。この場合、外気温などによってエアコンの使用パターンが日毎に異なるため、予測参照日の参照電力負荷から予測対象日の予測電力負荷を予測することが困難である。そこで、予測対象日の外気温を入力し、その外気温と参照電力負荷平均値との相関関係式から予測電力負荷を設定する。この予測電力負荷は、外気温に応じて参照電力負荷平均値より小さく設定される。そのため、例えば、その外気温に応じて運転パターンの発電量上限が低く設定され、その分だけ発電時間を長くする。これにより、予測対象日の電力負荷が予測熱負荷より小さくなった場合でも、予測熱負荷に対する熱回収を行うことができ、また、電力負荷が大きくなった場合においても効率的な運転が可能な範囲で発電出力を抑え、熱負荷に適切に対応した熱回収が可能となり、省エネ性を確保できる。余剰電力を発生したり、コージェネレーションシステムを停止させたりする必要がない。また、発電量が低くなっても、発電時間が長くなるため、熱負荷を賄うように熱回収することが可能である。
よって、本発明によれば、コージェネレーションシステムを高効率に運転させることができ、必要熱量を回収することができる。
【００３３】
ここで、コージェネレーションシステムの熱負荷は日々変動し、予測対象日の総熱負荷が予測参照日の総熱負荷と必ずしも一致しない。この場合、予測対象日の熱負荷変動を補うように、運転パターンを修正する必要がある。そこで、予測対象日当日には、熱負荷変動監視手段により所定時間間隔で熱負荷変動を監視する。そして、その監視時間までの各時間の予測熱負荷を積算して予測積算熱負荷を算出するとともに、監視時間までに蓄熱装置に蓄熱された蓄熱量を積算した実積算熱負荷とを算出する。そして、予測積算熱負荷と実積算熱負荷との差を算出し、予測積算負荷と実積算熱負荷との差をしきい値と比較して、その差が省エネ上許容される範囲であるか否かを判断する。そして、予測積算熱負荷と実積算熱負荷との差がしきい値より大きい場合には、熱不足や未回収熱が発生するなど、省エネ性に悪影響を及ぼすおそれがあるので、当該監視時間が所定時間以降であるか否かを判断する。ここで、所定時間は、予測外れを判断するために適した時間をいう。当該監視時間が所定時間以降である場合には、その時間以降の予測熱負荷が予測外れする確率が低いので、当該判断を行う時間以降の予測熱負荷をそのまま用いて既存の運転パターンを見直す。
よって、本発明によれば、使用されなかった熱負荷を後の熱負荷に加算せず、蓄熱装置を介して放熱損を発生することが防止され、省エネ性を確保することができる。
【００３４】
ここで、予測対象日の予測熱負荷がピーク時刻の最大熱負荷に依存するため、所定時間を予測対象日に熱負荷が最大となるピーク時刻とすれば、予測対象日当日のその後の予測熱負荷を大きく外し、省エネ性を損なうことはない。
【００３５】
さらに、コージェネレーションシステムが放熱手段とアイドリング手段の少なくとも一方を有する場合には、運転パターンの修正に幅を持たせることが可能である。例えば、運転パターンの計画段階では、蓄熱装置に蓄熱されると予測される蓄熱量が最大蓄熱量に近づくことが予測されることがある。また、予測対象日当日に負荷変動を監視していると、蓄熱装置の蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたことを検出できることがある。このような場合には、コージェネレーションシステムを停止時間した場合と、コージェネレーションシステムの停止時間や発電量を変更した場合だけでなく、放熱手段やアイドリング手段を使用してコージェネレーションシステムを運転した場合の一次エネルギー量を算出する。さらに、コージェネレーションシステムの発電出力を低下させた場合に放熱手段と組合せ、一次エネルギー量を算出する。そして、算出した一次エネルギー量のうち、一次エネルギー量が最小となる運転パターンを選択し、既存の運転パターンを修正する。これにより、蓄熱装置に熱回収できなくなる場合に、コージェネレーションシステムを停止させるだけでなく、放熱手段やアイドリング手段などハード面の選択肢を加味して運転パターンを修正することが可能である。
よって、本発明によれば、計画段階或いは運転時に蓄熱装置に熱回収できないことが判明したときに、コージェネレーションシステムのハード構成を活用して、省エネ性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１実施の形態）
次に、本発明に係るコージェネレーションシステムの運転制御システムの第１実施の形態について図面を参照して説明する。
コージェネレーションシステムは、発電出力を電力機器に供給し、回収した排熱を熱機器に供給するものである。本実施の形態では、家庭用コジェネシステムをコージェネレーションシステムの一例として挙げ、説明する。
【００３７】
図１は、家庭用コジェネシステム１Ａの概略構成図である。
家庭用コジェネシステム１Ａは、発電機８で発電した電力を電力機器１９に供給するとともに、発電に伴って発生した熱で加熱した水を貯湯タンク（「蓄熱装置」に相当するもの。）２に貯めて熱機器１１に供給するよう構成されている。
【００３８】
家庭用コジェネシステム１Ａは、発電機８が発電しているときに、第１ポンプ５と第２ポンプ９を駆動すると、発電機８の排熱により熱回収用循環配管７の循環水が加熱され、熱交換器６において熱回収用循環配管７の循環水から循環配管４の水に熱伝達される。貯湯タンク２は、貯湯水が温度別の層を形成して蓄えられる。なお、循環配管４には、逆潮ヒータ４０が設けられる場合があり、その場合は発電機８が余剰電力を発生したときに、その余剰電力を熱に変換して蓄熱するようになっている。
【００３９】
貯湯タンク２の上部には、出力用循環配管１０が接続し、台所や風呂の蛇口や床暖房等の熱機器１１に給湯水又は暖房温水を供給するようになっている。給湯温度は、出力用循環配管１０上に設置された温度センサ３３により検出され、給湯温度が設定温度より高温の場合には、三方弁１３で常温の水道水を加え、また、給湯温度が設定温度より低温の場合には、ガスボイラ１４で給湯水を加熱するようにしている。尚、貯湯タンク２の貯湯量は、給湯水と水道水の境界面を温度センサ１２で感知することにより検出され、また、水道水の温度は、水道管３に取り付けられた温度センサ２１によって検出され、さらに、給湯水の使用量は、三方弁１３の下流側に設置された流量計１５によって検出されている。
【００４０】
発電機８には、発電出力を取り出す電力線１６が接続され、分電盤１７に接続されている。分電盤１７は、商用電力を供給する商用電力線１８にも接続し、発電出力と商用電力とを連系して照明器具、テレビ、エアコン、パソコンなどの電力機器１９に発電出力又は商用電力を供給するようになっている。分電盤１７には、電力計２０が設置され、電力機器１９が消費した電力量を検出している。
【００４１】
発電機８、温度センサ１２、三方弁１３、ガスボイラ１４、流量計１５、分電盤１７、電力計２０、温度センサ２１、温度センサ３３等には、マイクロコンピュータ２２Ａが接続している。
【００４２】
マイクロコンピュータ２２Ａは、後述するフローに示すプログラムを実行することにより、電力計２０や温度センサ３３などから受信したデータを加工若しくは演算し、省エネ性の高い運転パターンを作成して、家庭用コジェネシステム１Ａを運転する。
【００４３】
図２は、マイクロコンピュータ２２Ａのブロック図である。
マイクロコンピュータ２２Ａは、学習機能を備える。マイクロコンピュータ２２Ａは、データベース３４に接続するとともに、電力負荷積算手段２３、電力負荷処理手段２４、熱負荷積算手段２５、熱負荷処理手段（「残熱量算出手段」に相当するもの。）２６、運転パターン仮決め手段（「仮運転パターン作成手段」に相当するもの。）２７、一次エネルギー量算出手段２８、運転パターン選択手段２９、発電出力演算手段４１、総合利用効率算出手段４２、仮運転パターン置換手段４４などを備える。
【００４４】
データベース３４は、電力積算負荷、熱負荷積算値、電力負荷偏差、熱負荷偏差などのデータを一定条件（例えば、１週間分ごと、曜日ごと、季節ごとなど）のもとで記憶している。また、データベース３４は、システムの劣化を考慮して発電出力と発電効率との関係を発電効率曲線（例えば、図３のＬ１，Ｌ２）として記憶する発電効率曲線データベース、システムの劣化を考慮して発電出力と熱回収率との関係を熱回収率曲線（例えば、図４のＬ３，Ｌ４）として記憶する熱回収率曲線データベースなどを含んでいる。
【００４５】
電力負荷積算手段２３は、電力機器１９が使用する電力負荷を電力計２０により一定時間間隔でサンプリングし、そのサンプリング値を積算してデータベース３４に上書きするものである。
電力負荷処理手段２４は、電力計２０によってサンプリングされた電力負荷のサンプリング値について所定時間毎に偏差を算出し、データベース３４に記憶された既存の電力負荷偏差を書き換えるものである。
【００４６】
熱負荷積算手段２５は、温度センサ１２と流量計１５により給湯温度と給湯流量を一定時間間隔でサンプリングし、給湯温度と給湯流量から熱機器１１が消費した熱負荷を算出し、その熱負荷を積算してデータベース３４に上書きするものである。
熱負荷処理手段２６は、給湯温度と給湯流量から算出した熱負荷について所定時間毎に偏差を算出し、データベース３４に記憶された既存の熱負荷偏差を書き換えるものである。また、熱負荷処理手段２６は、貯湯タンク２の残熱量を所定時間毎に算出する。
【００４７】
運転パターン仮決め手段２７は、発電出力、発電効率、熱回収率などを演算し、それに基づいて家庭用コジェネシステム１Ａの起動時間と停止時間を仮決めするものである。
【００４８】
一次エネルギー量算出手段２８は、運転パターン仮決め手段２７により仮決めされた運転パターンに基づき、例えば、家庭用コジェネシステム１Ａの運転で消費されるガス量、買電量及び給湯水が不足するときにガスボイラ１４が消費するガス量に一次エネルギー量算出に必要な変換定数を乗じて、一次エネルギー量を演算するものである。
【００４９】
運転パターン選択手段２９は、一次エネルギー量算出手段２８で演算された一次エネルギー量を比較し、一次エネルギー量が最小となる運転パターンを選定するものである。
【００５０】
発電出力演算手段４１は、電力負荷及び電力負荷偏差から発電機８の発電出力を演算するものである。
総合利用効率算出手段４２は、データベース３４に記憶されている効率曲線を用いて、家庭用コジェネシステム１Ａの累積運転時間や起動停止回数から発電効率及び熱回収効率を演算し、熱回収効率から熱負荷使用時までの放熱損を考慮した熱利用効率を算出して総合利用効率を算出するものである。
仮運転パターン置換手段４４は、貯湯タンク２への熱回収を考慮して既存の運転パターンを変更するものである。
【００５１】
次に、上記構成を有する家庭用コジェネシステム１Ａの運転制御システムの動作について説明する。
家庭用コジェネシステム１Ａの運転制御システムでは、各種データを集めながら家庭用コジェネシステム１Ａを運転し、その集まったデータを基に予測の対象となる日（予測対象日）の電力負荷及び熱負荷を予測する。そして、その予測に基づいて、予測対象日の発電機８の運転方法を選定する。予測対象日には、その選定された運転方法で運転しつつさらに各種データを蓄積する。
【００５２】
さらに、必要なデータが蓄積された段階で次の予測対象日の負荷予測を行い、家庭用コジェネシステム１Ａの起動時間と停止時間を決定する。一般にこの予測は１日分を単位として行う。また、予測のためにデータを参照する日としては、前日や１週間前の同曜日、過去の同曜日の統計処理結果等が用いられ、以下ではこの日を予測参照日と記載する。
【００５３】
そこでまず、負荷データの蓄積処理について説明する。図５は、負荷データ蓄積処理のフローチャートである。
負荷データの蓄積処理は、熱機器１１と電力機器１９が消費する熱負荷と電力負荷を熱負荷データと電力負荷データとして蓄積する。また、負荷データの蓄積処理は、１日分の負荷データが集まったときに、運転パターンを決定するために必要なデータを算出する。
【００５４】
負荷データの蓄積処理では、先ず、Ｓ１０において、１分毎に電力負荷、発電出力、温水流量、温水温度（水温と湯温）を計測する。すなわち、電力負荷は、電力計２０によって例えば図６に示すように経時的に計測される。発電出力は、発電機８の運転状況から計測される。また、温水流量は、流量計１５により経時的に計測される。さらに、水温は、温度センサ２１によって計測され、湯温は、温度センサ３３によって計測される。
【００５５】
次に、Ｓ１１において、１分毎の熱負荷（単位はｋＪ）を算出する。すなわち、湯温から水温を減算して温度差を求め、その温度差に温水流量をかけることにより、熱機器１１が消費した熱負荷（ｋＪ）を例えば図７に示すように経時的に算出する。
次に、Ｓ１２において、１時間分のデータ収集を完了したか否かを判断する。１時間分のデータ収集を完了していないと判断した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１０に戻ってデータ収集を継続する。一方、１時間分のデータ収集を完了したと判断した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１３において、例えば図８及び図９の棒グラフに示すように、１時間分の電力負荷、熱負荷を積算し、１時間の間でのバラツキ（偏差）を算出する。また、このとき、発電出力を積算し、偏差（バラツキ）を算出する。
【００５６】
そして、Ｓ１４において、電力偏差、発電出力を電力負荷で割った値を蓄積し、相関関数を算出する。
【００５７】
そして、Ｓ１５において、積算値、偏差を該当する曜日、時刻のデータに上書きする。すなわち、データベース３４に含まれる電力積算負荷データベース、電力負荷偏差データベース、予測積算熱負荷データベース、熱負荷偏差データベースには、電力積算負荷、電力負荷偏差、予測積算熱負荷、熱負荷偏差が曜日や季節などに区分して時刻毎に記憶されている。そこで、それらの各データベースに記憶されている既存の電力積算負荷、電力負荷偏差、予測積算熱負荷、熱負荷偏差を新たに算出した値に書き換える。
【００５８】
次に、Ｓ１６において、１日分のデータ収集を完了したか否かを判断する。１日分のデータ収集を完了していないと判断した場合には（Ｓ１６：ＮＯ）、Ｓ１０に戻ってデータ収集を継続する。一方、１日分のデータ収集を完了したと判断した場合には（Ｓ１６：ＹＥＳ）、Ｓ１７において、１日分の総熱負荷を算出する。すなわち、１時間間隔で算出した予測積算熱負荷をさらに積算して、熱機器１１が１日に消費する熱負荷を算出し、データベース３４に記憶する。
【００５９】
それから、Ｓ１８において、電力負荷と偏差から発電出力を決定する。例えば、発電出力を算出する回帰式（ｙ＝ａ×電力負荷＋ｂ×電力負荷偏差＋ｃ）にＳ１４で算出した電力負荷と電力負荷偏差を当てはめて、発電出力を算出する。これによると、電力負荷が変動する場合でも、発電出力を精度良く算出することができる。
そして、Ｓ１９において、発電出力から発電効率と熱回収率を決定する。例えば、家庭用コジェネシステムの起動停止時間が１万時間経過している場合には、データベース３４に含まれる発電効率曲線データベース、熱回収率曲線データベースから発電効率曲線Ｌ２（図３参照）と熱回収率曲線Ｌ４（図４参照）をそれぞれ選択し、選択した曲線Ｌ２，Ｌ４にＳ１８で求めた発電出力を当てはめて発電効率と熱回収率を算出する。この場合、発電効率と熱回収率に家庭用コジェネシステム１Ａの劣化が反映される。
【００６０】
そして、Ｓ２０において、Ｓ１１で計測した電力負荷、Ｓ２０で算出した発電効率、熱回収率から回収熱量を算出する。以上の処理が終了したら、Ｓ１０に戻ってデータの収集を継続する。
【００６１】
尚、本実施の形態では、電力負荷等のサンプリング間隔を１分、積算値と偏差を求める時間間隔を１時間、総熱負荷の算出を１日に設定している。しかし、これらの時間間隔は、これに限るものではなく、マイクロコンピュータ２２Ａのデータ蓄積容量や処理速度を鑑みて任意に設定可能である。
【００６２】
続いて、本実施の形態における家庭用コジェネシステム１Ａの運転制御システムの動作について図面を参照して説明する。図１０は、基本ロジックのフロー図である。
図１０に示す基本ロジックでは、先ず、Ｓ２１において、予測対象日１日の総熱負荷の全部を賄うように運転パターンを作成し、Ｓ２２において、予測対象日１日の総熱負荷を部分的に賄うように運転パターンを作成する。そして、Ｓ２３において、Ｓ２１で作成した運転パターンとＳ２２で作成した運転パターンとを比較して、最も一次エネルギー量が小さくなる運転パターンを選択して、コージェネレーションシステム１Ａの運転を決定する。あるいは、１日全熱負荷対応ロジックを実施せず、部分熱負荷対応ロジックだけを実施してもよい。Ｓ２１の１日全熱負荷対応ロジックは、特願２００３−１９２７１２号などで出願しているため説明を省略する。
【００６３】
続いて、Ｓ２２の部分熱負荷対応ロジックについて、図１１〜図１６のフロー図を参照して説明する。
部分熱負荷対応ロジックでは、予測対象日の総合エネルギー利用効率（以下、「総合利用効率」という。）のうち、総合利用効率が省エネ性増減分岐線（「しきい値」に相当するものであり、以下「分岐線」という。）より大きい範囲で仮起動時間と仮停止時間を設定し、仮起動時間と仮停止時間を順次ずらしながら運転パターンを作成し、最も一次エネルギー量が小さくなる運転パターンを選択するものである。また、運転パターンは、予測対象日と予測対象日翌日の２日分を含めて作成される。さらに、作成した運転パターンに従って家庭用コジェネシステム１Ａを運転したときに、熱回収量が貯湯タンク２の最大蓄熱量を超える場合には、貯湯タンク２の蓄熱量を超えないように運転パターンを作成する。
【００６４】
具体的には、部分熱負荷対応ロジックは、まず図１１のＳ２２０１において、予測対象日の予測電力負荷と偏差から発電量を算出し、発電量から発電効率、熱回収率を算出する（図１７参照）。このとき、例えば、図５のＳ１８で算出した発電出力、Ｓ２０で算出した発電効率、熱回収率のうち予測対象日に係るものをデータベース３４から読み出してもよい。
次に、Ｓ２２０２において、予測熱負荷と熱回収率から、予測対象日の熱負荷使用時までの放熱損を考慮した熱利用率を算出する。
【００６５】
そして、Ｓ２２０３において、予測対象日の各時間毎に発電効率と熱利用効率とを加算し、総合利用効率を算出する。このとき、総合利用効率は、予測対象日とその翌日との２日分算出される。２日分算出するのは、使用者が予測対象日とその翌日にわたって連続して電力を消費したり、熱を消費したりする、夜型の生活パターン等に対応する必要が考えられるからである。そして、Ｓ２２０４において、一次エネルギー計算回数ｎに１を設定する。以上の処理を終了したら、図１８の概念図に示す領域Ｓ１を特定して仮運転パターンを作成し、一次エネルギー量Ｅ１を算出する。ここで算出する一次エネルギー量は、領域Ｓ１に発電機８を運転する運転パターンを実行する場合の２日分の一次エネルギー量をさす。そのため、このエネルギー量には、発電機８が消費する運転パターンのみならず、２日間の間に熱不足などでガスバーナ１４を使用する場合のガス量など、発電機８を運転しない場合に消費する一次エネルギー量も含む（後述する一次エネルギー量Ｅ２，Ｅ３も同様）。
【００６６】
具体的には、Ｓ２２０５において、予測対象日の起動時間Ｔｓ１を０時に設定するとともに、停止時間Ｔｆｆを２３時に設定する。そして、Ｓ２２０６において、図１８の概念図に示すように、図１１のＳ２２０３で算出した総合利用効率をプロットし、その上に、省エネ性を検証するための分岐線を重ね合わせる。その結果、分岐線より上にある総合利用効率の領域（以下、「省エネ領域」という。）は、運転する程省エネ性となり、逆に分岐線より下にある総合利用効率の領域（以下、「増エネ領域」という。）は運転する程省エネ性を損なう（増エネ）となる領域であることを意味する。そこで、起動時間Ｔｓ１の総合利用効率が分岐線より大きいか否かを判断し、起動時間Ｔｓ１が省エネ領域の時間帯であるか否かを判断する。
【００６７】
図１８の概念図では、図１１のＳ２２０５で設定された起動時間「０時」は、総合利用効率が分岐線より小さいので（Ｓ２２０６：ＮＯ）、図１１のＳ２２０７において、起動時間Ｔｓ１を１時間遅らせ、再度Ｓ２２０６の処理を実行する。起動時間Ｔｓ１を１時間ずつずらして、総合利用効率が分岐線より大きくなる時間に設定したら（Ｓ２２０６：ＹＥＳ）、次に、Ｓ２２０８において、停止時間Ｔｆｆが分岐線より大きいか否かを判断し、停止時間Ｔｆｆが省エネ領域であるか否かを判断する。図１８の概念図では、停止時間「２３時」は、総合利用効率が分岐線より小さいため、Ｓ２２０９において、停止時間Ｔｆｆを１時間早まらせて、再度Ｓ２２０８の処理を実行する。停止時間Ｔｆｆを１時間ずつずらして、総合利用効率が分岐線より大きくなる時間に設定したら（Ｓ２２０８：ＹＥＳ）、図１１のＳ２２１０において、Ｓ２２０６〜Ｓ２２０７で設定した起動時間Ｔｓ１を仮停止時間Ｔｆ１とする。
【００６８】
そして、Ｓ２２１１において、仮停止時間Ｔｆ１の総合利用効率が分岐線より小さいか否かを判断し、仮停止時間Ｔｆ１が増エネ領域の時間帯であるか否かを判断する。この時点では、仮停止時間Ｔｆ１は起動時間Ｔｓ１であり、総合利用効率が分岐線より大きいので（Ｓ２２１１：ＮＯ）、Ｓ２２１２において、仮停止時間Ｔｆ１を１時間遅らせ、再度Ｓ２２１１の処理を実行する。仮停止時間Ｔｆ１を１時間ずつ遅らせて、総合利用効率が分岐線より小さくなる時間に設定すると、省エネ領域Ｓ１が特定される。そこで、Ｓ２２１３において、省エネ領域Ｓ１の時間帯に家庭用コジェネシステム１Ａを運転した場合の一次エネルギー量Ｅ１を算出する。
【００６９】
ここで、家庭用コジェネシステム１Ａは、貯湯タンク２が満湯になると、熱回収不能となり、システムを停止する、もしくは非効率な運転を行うこととなる。このような状況をできるだけ回避するため、図１２のＳ２２１４において、起動時間Ｔｓ１から停止時間Ｔｆｆまでの各時間の貯湯タンク２の残熱量を検出して、その残熱量が貯湯タンク２の貯湯許容熱量（容量）より大きいか否かを判断し、貯湯タンク２が満湯になる可能性を予測する。貯湯タンク２の残熱量が貯湯タンク２の貯湯許容熱量より大きくない場合には（Ｓ２２１４：ＮＯ）、貯湯タンク２が満水になる可能性がないので、そのままＳ２２１６に進む。
【００７０】
一方、貯湯タンク２の残熱量が貯湯タンク２の貯湯許容熱量より大きい場合には（Ｓ２２１４：ＹＥＳ）、貯湯タンク２が満湯になる可能性があるので、Ｓ２２１５において、省エネ領域Ｓ１内で起動時間Ｔｓ１を変更し、貯湯タンク２の残熱量が貯湯タンク２の貯湯許容熱量を超える時間を停止時間Ｔｆ１として、起動時間と停止時間の組み合わせが異なる運転パターンを再作成し、再作成した運転パターン毎に一次エネルギー量Ｅｍを計算する。そして、Ｓ２２１６において、すべての組み合わせに関わる一次エネルギー量Ｅｍの中で最小のものを選択し、一次エネルギー量Ｅ１に置き換える。
【００７１】
それから、予測対象日翌日である２日目の一次エネルギー量を算出する。２日目の一次エネルギー量を算出するのは、１日目の省エネ性を適切に判断するためである。２日目の総合利用効率は、１日目に仮決めされた仮運転パターンによって変動し、２日目の省エネ性を考慮する観点から２日目の省エネ領域内で起動時間と停止時間を変えた仮運転パターンを１又は２以上作成し、そのうち一次エネルギー量ＥＥｑが最小となる仮運転パターンを選択する。そして、選択した２日目の仮運転パターンの一次エネルギー量ＥＥｑに１日目の仮運転パターンの一次エネルギー量Ｅ１を加算して、１日目の仮決めした仮運転パターンの一次エネルギー量Ｅ１とする。
【００７２】
具体的には、図１３のＳ２２１７において、一次エネルギー量計算回数ｑに１を設定する。そして、Ｓ２２１８において、起動時間Ｔｓ２を２４時に設定し、停止時間Ｔｆｆｆを４７時に設定する。なお、起動時間Ｔｓ２は、１日目の停止時間Ｔｆｆに設定してもよい。そして、図１３のＳ２２１９〜Ｓ２２２６において、図１１のＳ２２０６〜Ｓ２２１３と同様の処理を実行し、図１８の省エネ領域ＳＳ１を特定して一次エネルギー量ＥＥ１を算出する。そして、図１４のＳ２２２７〜Ｓ２２２９において、図１２のＳ２２１４〜Ｓ２２１６と同様の処理を実行し、貯湯タンク２に熱回収できない可能性がある場合には、貯湯許容量を考慮して省エネ領域ＳＳ１内で起動時間Ｔｓ１と仮停止時間Ｔｆ２を設定し直し、設定変更後の一次エネルギー量ＥｒをＳ２２２６で算出した一次エネルギー量ＥＥ１と置き換える。
【００７３】
それから、図１５のＳ２２３０において、仮停止時間Ｔｆ２より１時間前の時間が２日目の停止時間Ｔｆｆｆであるか否かを判断し、２日目の一次エネルギー量ＥＥｑの算出が終了したか否かを判断する。仮停止時間Ｔｓ１が停止時間Ｔｆｆｆではない場合には（Ｓ２２３０：ＮＯ）、Ｓ２２３１において、一次エネルギー量の計算回数ｑを１回増やした後、Ｓ２２３２において、仮停止時間Ｔｓ２を１時間遅らせる。そして、Ｓ２２３３において、仮停止時間Ｔｆ２の総合利用効率が分岐線より大きいか否かを判断し、再度省エネ性を確保できる時間を探す。仮停止時間Ｔｓ２の総合利用効率が分岐線より大きくない場合には（Ｓ２２３３：ＮＯ）、Ｓ２２３２において、仮停止時間Ｔｓ２を１時間遅らせた後、Ｓ２２３３の処理を再実行する。仮停止時間Ｔｓ２を１時間ずつずらして、総合利用効率が分岐線をより大きくなる時間にすると（Ｓ２２３３：ＹＥＳ）、省エネ領域ＳＳ１と増エネ領域ＳＳ２を含む領域が特定される。
【００７４】
その後、図１３に戻ってＳ２２２４、Ｓ２２２５を実行することにより、省エネ領域ＳＳ１、増エネ領域ＳＳ２、省エネ領域ＳＳ３を含む領域を特定し、その領域の一次エネルギー量ＥＥ２を算出する。そして、Ｓ２２２７〜Ｓ２２２９を実行し、貯湯タンク２に熱回収できなくなる可能性があるときには、貯湯許容量を考慮して省エネ領域ＳＳ１と増エネ領域ＳＳ２の範囲内で起動時間と停止時間をずらし、一次エネルギー量Ｅｒが最小となる起動時間と停止時間を選択する。そして、選択した運転パターンの一次エネルギー量ＥｒをＳ２２２６で設定した一次エネルギー量ＥＥ２と置き換える。
【００７５】
そして、図１５のＳ２２３０において、仮停止時間Ｔｆ２より１時間前の時間が２日目の停止時間Ｔｆｆｆであるか否かを判断する。仮停止時間Ｔｆ２より１時間前の時間が停止時間Ｔｆｆｆである場合には（Ｓ２２３０：ＹＥＳ）、Ｓ２２３４において、起動時間Ｔｓ２〜停止時間Ｔｆｆｆまでに総合利用効率が分岐線より小さい時間があるか否かを判断する。この時点では、起動時間Ｔｓ２から停止時間Ｔｆｆまでに増エネ領域ＳＳ２が存在するため（Ｓ２２３４：ＹＥＳ）、Ｓ２２３５において、起動時間Ｔｓ２を１時間遅らせて、Ｓ２２３６において、一次エネルギー量の計算回数ｑを１回増加する。そして、Ｓ２２３７とＳ２２３８において、起動時間Ｔｓ２をずらしながら総合利用効率が分岐線より下になる時間を探した後、さらに、Ｓ２２３９とＳ２２４０において、Ｓ２２３７とＳ２２３８で探した起動時間Ｔｓ２の総合利用効率が分岐線より上になる時間を探す。つまり、Ｓ２２３７〜Ｓ２２４０の処理を実行することにより、省エネ領域ＳＳ３を探す。
【００７６】
その後、図１３のＳ２２２３〜Ｓ２２２６を実行し、図１８に示す省エネ領域ＳＳ２の一次エネルギー量ＥＥ３を算出し、図１４のＳ２２２７〜Ｓ２２２９を実行することにより、熱回収量を考慮して省エネ領域ＳＳ２内で起動時間Ｔｓ２と仮停止時間Ｔｆ２を設定し直し、その一次エネルギー量Ｅｒを一次エネルギー量ＥＥ３に置き換える。そして、図１５のＳ２２３０において、仮停止時間Ｔｓ２の１時間前の時間が停止時間Ｔｆｆｆであるか否かを判断する。この時点では、仮停止時間Ｔｓ２の１時間前の時間が停止時間Ｔｆｆｆであるので（Ｓ２２３０：ＹＥＳ）、Ｓ２２３４において、起動時間Ｔｓ１から停止時間Ｔｆｆｆまでに総合利用効率が分岐線より下になる時間があるか否かを判断する。またこのとき、省エネ領域ＳＳ２のみの一次エネルギー量ＥＥ３を算出しているため（Ｓ２２３４：ＮＯ）、Ｓ２２４１において、一次エネルギー量ＥＥ１、ＥＥ２、ＥＥ３（図１８参照）の中で最小のものを選び、これに基づいて２日目の起動時間と停止時間を決定する。
【００７７】
そして、Ｓ２２４２において、１日目の省エネ領域Ｓ１の一次エネルギー量Ｅ１と、Ｓ２２４１で設定した２日目の一次エネルギー量ＥＥｑとを加算し、予測対象日の一次エネルギー量Ｅ１と仮決めする。その後、図１６のＳ２２４３に進む。
【００７８】
Ｓ２２４３以降の処理では、図１８の省エネ領域Ｓ１、増エネ領域Ｓ２、省エネ領域Ｓ３を含む領域の時間帯で起動時間と停止時間を設定した仮運転パターンを作成し、当該仮運転パターンの一次エネルギー量Ｅ２を２日目の一次エネルギー量ＥＥｑを含めて算出する。
【００７９】
図１６のＳ２２４３において、１日目の仮停止時間Ｔｆ１の１時間前の時間が１日目の停止時間Ｔｆｆか否かを判断する。この時点では、１日目の仮停止時間Ｔｆ１は、図１８に示すように、省エネ領域Ｓ１の最終時間であり、停止時間Ｔｆｆではないため（Ｓ２２４３：ＮＯ）、Ｓ２２４４に進む。図１６のＳ２２４４〜Ｓ２２４６までの処理は、図１５のＳ２２３１〜Ｓ２２３３と同様であり、図１８に示す増エネ領域Ｓ２を探す。それから、図１１のＳ２２１１に進む。そして、Ｓ２２１１〜Ｓ２２１３の処理を実行することにより、省エネ領域Ｓ１、増エネ領域Ｓ２、省エネ領域Ｓ３を含む領域を特定し、その領域の一次エネルギー量Ｅ２を算出する。そして、図１２のＳ２２１４〜Ｓ２２１６を実行して、熱回収できないおそれがあるときには、熱回収量を考慮してＳ２２１３で設定した起動時間と停止時間を設定し直し、一次エネルギー量Ｅ２を設定し直す。そして、図１３〜図１５に示す処理を実行して２日目に一次エネルギー量が最小となる起動時間と停止時間を設定し、１日目の一次エネルギー量Ｅ２と２日目の一次エネルギー量ＥＥｑを加算して、１日目の一次エネルギー量Ｅ２に仮決めする。その後、図１６のＳ２２４３に進む。
【００８０】
これ以降では、図１８の省エネ領域Ｓ３の時間帯で起動時間と停止時間を設定した仮運転パターンを作成し、当該仮運転パターンの一次エネルギー量Ｅ３を２日目の一次エネルギー量ＥＥｑを含めて算出する。省エネ領域Ｓ２以降は、省エネ領域が存在しないため、これまでに算出した一次エネルギー量Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を比較して、一次エネルギー量Ｅｎが最小となる仮運転パターンを選択し、それに従って起動時間と停止時間を決定する。
【００８１】
すなわち、まず図１６のＳ２２４３において、１日目の仮停止時間Ｔｆ１の１時間前の時間が停止時間Ｔｆｆであるか否かを判断する。この時点では、１日目の仮停止時間Ｔｆ１の１時間前の時間が停止時間Ｔｆｆであるため（Ｓ２２４３：ＹＥＳ）、Ｓ２２４７において、起動時間Ｔｓ１〜停止時間Ｔｆｆまでに総合利用効率が分岐線より下になる時間があるか否かを判断する。この時点では、増エネ領域Ｓ２が存在するので（Ｓ２２４７：ＹＥＳ）、Ｓ２２４８において、起動時間Ｔｓ１を１時間を遅らせる。そして、Ｓ２２４９〜Ｓ２２５３において、図１５のＳ２２３６〜Ｓ２２４０と同様の処理を実行し、増エネ領域Ｓ２の終了時間を特定する。それから、図１３のＳ２２１０〜図１４のＳ２２２９までの処理を実行し、省エネ領域Ｓ３を特定し、その一次エネルギー量Ｅ３を貯湯タンク２の貯湯許容量を考慮して算出する。
【００８２】
そして、図１３〜図１５に示す処理を実行して２日目に一次エネルギー量ＥＥｑが最小となる起動時間と停止時間を設定し、１日目の一次エネルギー量Ｅ３と２日目の一次エネルギー量ＥＥｑを加算して、１日目の一次エネルギー量Ｅ３に置き換える。その後、図１６のＳ２２４３に進む。
【００８３】
図１６のＳ２２４３では、仮停止時間Ｔｆ１の１時間前が停止時間Ｔｆｆであるか否かを判断する。この時点では、仮停止時間Ｔｆ１の１時間前が停止時間Ｔｆｆであるので（Ｓ２２４３：ＹＥＳ）、Ｓ２２４７において、起動時間Ｔｓ１〜停止時間Ｔｆｆまでの総合利用効率が分岐線より小さい時間があるか否かを判断する。この時点では、省エネ領域Ｓ３の一次エネルギー量Ｅ３を算出しているので（Ｓ２２４７：ＮＯ）、Ｓ２２５４に進む。そして、Ｓ２２５４において、一次エネルギー量Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のうち最小のものを選択し、それに基づいて予測対象日の起動時間と停止時間を決定する。例えば、一次エネルギー量Ｅ２が最小である場合には、起動時間Ｔ１、停止時間Ｔ２として予測電力負荷に追従して運転する運転パターンを選択し、予測対象日にはその運転パターンに従って家庭用コジェネシステム１Ａを運転する。
【００８４】
従って、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ａの運転制御システムによれば、予測対象日の予測電力負荷の偏差を算出する電力負荷処理手段２５（図５のＳ１３）と、予測電力負荷と、電力負荷処理手段２５が算出する予測電力負荷の偏差とから発電量を算出する発電出力演算手段４１（図１１のＳ２２０１）と、予測熱負荷と、発電出力演算手段が算出する発電量とから予測対象日の総合利用効率を所定時間毎に算出する総合利用効率算出手段４２（図１１のＳ２２０３）と、総合利用効率がしきい値を超える時間を指標としつつ（図１８の省エネ領域Ｓ１、Ｓ２）で起動時間と停止時間をずらし、１又は２以上の仮運転パターンを作成する仮運転パターン作成手段２７と、仮運転パターン毎に一次エネルギー量Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を算出する一次エネルギー量算出手段２８と（図１１のＳ２２０５〜Ｓ２２５３）、一次エネルギー量Ｅｎが最小となる仮運転パターンを選択する運転パターン選択手段２９（図１１のＳ２２５４）と、を有しており、予測対象日１日の総熱負荷を賄うように家庭用コジェネシステム１Ａの運転パターンを決定することはせず、省エネ性を確保しうる時間帯を中心に家庭用コジェネシステム１Ａを運転するので、熱負荷全量を賄うために非効率な低電力負荷時に家庭用コジェネシステム１Ａを運転することが少なくなり、省エネ性を確保することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ａの運転制御システムによれば、仮運転パターン作成手段２７が、予測対象日と予測対象日翌日とを含む仮運転パターンを作成するので（図１８参照）、予測対象日翌日の省エネ性も考慮して、予測対象日の運転パターンを適切に決定することができる。
【００８６】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ａの運転制御システムによれば、仮運転パターン毎に貯湯タンク２の残熱量を算出する熱負荷処理手段２６と、残熱量と貯湯タンク２の貯湯許容量（最大蓄熱量）とを比較し、残熱量が貯湯許容量を超える仮運転パターンが存在するときに、貯湯タンク２の残熱量が貯湯タンク２の貯湯許容量を超えないことを条件として当該仮運転パターンの起動時間と停止時間をずらした１又は２以上の仮運転パターンを再作成し、一次エネルギー量Ｅｍが最小となる仮運転パターンを選択し、既存の仮運転パターンと置き換える仮運転パターン置換手段４４と、を有しており（図１１のＳ２２１４〜Ｓ２２１６）、貯湯タンク２での貯湯可能な熱量を考慮し、現状を適切に捉えた運転計画を行うことができるので、予測の省エネ性より実際の方が大きく低下することを回避することができる。つまり、システム停止もしくは非効率な運転により省エネ性を悪化させることなく運転パターンを作成することができる。
【００８７】
なお、上記実施の形態では、総合利用効率を用いて省エネ性を判断したが、発電効率を用いてもよい。総合利用効率は、熱負荷の放熱損を考慮した熱利用率を含み、精度良く算出することが困難であるが、発電効率であれば、家庭用コジェネシステム１Ａに起因して変動するため、精度良く算出することが可能である。かかる発電効率を総合利用効率と別に設けた分岐線と比較することにより、総合利用効率とほぼ同様の省エネ領域を特定し、起動時間と運転時間を決定することが可能である。
【００８８】
（第２実施の形態）
次に、本発明の家庭用コジェネシステムの運転制御システムに係る第２実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施の形態も、家庭用コジェネシステム１Ｂに適用される。第１実施の形態では、過去のデータ（電力負荷、電力負荷偏差、熱負荷など）を用いて家庭用コジェネシステム１Ａの運転パターンを決定したが、実際の電力負荷や熱負荷は様々な要因で変動する。そのため、過去のデータに基づいて運転パターンを決定するだけでは、予測外れが発生する可能性がある。そのため、本実施の形態では、電力負荷変動や熱負荷変動を見て、リスク管理するよう構成されている。なお、本実施の形態では、第１実施の形態と異なる点について説明し、第１実施の形態と共通する点については図面に同一符号を付し、説明を適宜省略する。
【００８９】
図１９は、家庭用コジェネシステム１Ｂの概略構成図である。
本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂは、発電機５１が放熱ラジエータ５２とアイドリング手段５３を有する点で第１実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ａと異なる。放熱ラジエータ５２は、発電機５１の排熱を放熱するためのものである。また、アイドリング手段５３は、発電機５１をアイドリングさせるものである。
【００９０】
図２０は、マイクロコンピュータ２２Ｂのブロック図である。
マイクロコンピュータ２２Ｂは、基本的に第１実施の形態のマイクロコンピュータ２２Ａと同様の構成を有するが、さらに、負荷変動修正手段５０と、その負荷変動修正手段５０に含まれる電力負荷変動修正手段５０Ａ、フィードバック制御手段５０Ｂ、ハイリスク修正手段５０Ｃを有する点で第１実施の形態と相違している。
【００９１】
負荷変動修正手段５０は、電力負荷変動又は熱負荷変動が生じたときに、その負荷変動に応じて、図１０に示す基本ロジックで決定された運転パターンを修正するものである。負荷変動修正手段５０は、１日１回程度、０時などの運転パターン計画段階時に実施する電力負荷変動修正手段５０Ａ、ハイリスク修正手段５０Ｃと、予測対象日の所定時刻毎（例えば、毎時刻）に実施するフィードバック制御手段５０Ｂとを備える。
【００９２】
電力負荷変動修正手段５０Ａは、電力負荷変動があり、熱負荷変動がない場合における運転計画手法を実行するものである。
また、ハイリスク修正手段５０Ｃは、電力負荷も熱負荷も習慣的に発生しない、つまり発生確率の小さい日に対応する運転計画手法を実行するものである。
さらに、フィードバック制御手段５０Ｂは、当初の負荷計画及び運転計画に対して大きなズレが発生した場合に、そのズレに応じて、その時以降の運転計画を修正するものである。また、貯湯タンクの熱回収状況に応じて、発電機５１の放熱ラジエータ５２とアイドリング手段５３を制御する。
【００９３】
続いて、本実施の形態に係る家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムの動作について説明する。
本実施の形態に係る家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムは、予測対象日の運転パターンを計画する段階で負荷変動を考慮してどのような負荷を設定するかを決定する。
また、本実施の形態に係る家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムは、予測対象日当日に計画した運転パターンに従って家庭用コジェネシステム１Ｂの運転を制御するときに、負荷変動を所定時間間隔（例えば、１時間間隔）で監視し、負荷変動に応じて家庭用コジェネシステム１Ｂをフィードバック制御する。
【００９４】
図２１は、負荷の予測発生確率が小さい場合に対する運転計画ロジックを示すフロー図である。
負荷変動に対応する計算ロジックは、予測対象日の運転パターンを計画する段階に実行され、予測対象日の負荷を設定する処理を決定する。
【００９５】
まず、Ｓ３１において、熱負荷の予測に対するバラツキの変動があるか否かを判断し、熱負荷の予測に対するバラツキの変動がないと判断した場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、Ｓ３２において、電力負荷変動があるか否かを判断する。電力負荷変動がない場合には（Ｓ３２ＮＯ）、Ｓ３３において、過去のデータから予測する負荷設定を修正しないことを決定し、処理を終了する。一方、電力負荷変動があると判断した場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３４において、電力負荷変動修正手段により負荷設定を行うことを決定してから、処理を終了する。
【００９６】
一方、熱負荷の予測に対するバラツキの変動があると判断した場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、Ｓ３５において、電力負荷変動があるか否かを判断する。電力負荷変動がないと判断した場合には（Ｓ３５：ＮＯ）、Ｓ３３において、過去のデータから予測する負荷設定を修正しないことを決定し、処理を終了する。これに対し、電力負荷変動があると判断した場合には（Ｓ３５：ＹＥＳ）、Ｓ３７において、ハイリスク修正手段により負荷設定を行うことを決定してから、処理を終了する。そして、決定した方法で予測対象日の負荷設定を行い、設定した負荷を用いて運転パターンを作成する。
【００９７】
次に、電力負荷変動修正処理及びハイリスク修正処理について説明する。図２２は、電力負荷変動修正処理及びハイリスク修正処理の一例を示すフロー図である。
例えば、休日や土日は、使用者が１日在宅することもあれば、外出することもあり、生活パターンが不規則となる。そのため、同じ曜日であっても電力負荷や熱負荷のズレが発生することがある。この場合には、次のようにハイリスク処理を実行して電力負荷の設定を行う。
【００９８】
先ず、図２２のＳ４１、Ｓ４２において、データベース３４に日別に蓄積された総熱負荷及び総電力負荷から予測対象日直前１〜４週間前の予測対象日と同曜日の総熱負荷と総電力負荷を選択して読み出し、各曜日の総熱負荷の偏差と電力負荷の偏差を算出して蓄積する。なお、同じ季節の総熱負荷や総電力負荷をいくつか選択して偏差をとってもよい。
【００９９】
そして、予測対象日に家庭用コジェネシステム１Ｂを運転中に修正の必要性を判断するために必要なデータを収集する。すなわち、Ｓ４３において、予測電力負荷が予測対象日に発生する確率を各時間帯毎に算出して蓄積する。
【０１００】
そして、Ｓ４４において、例えば、Ｓ４１で算出した１日の総熱負荷量の各曜日偏差がしきい値より大きいか否かを判断する。ここで、しきい値は、熱負荷変動が予測外れに影響するか否かを判断する基準となる値に設定する。休日や土日は、外出したときには熱負荷が全く使用されなくなることがあり、この場合には、予測対象日１日の総熱負荷量の各曜日偏差がしきい値より大きくなるので（Ｓ４４：ＮＯ）、Ｓ４５に進んで、Ｓ４２で算出した予測対象日１日の電力負荷量の各曜日偏差がしきい値より大きいか否かを判断する。ここで、しきい値は、電力負荷変動が予測外れに影響するか否かを判断する基準となる値に設定する。休日や土日は、１日中電力が消費されることもあれば、外出時には電力が微少量消費されるに過ぎないことがあり、この場合には、電力負荷予測に対するバラツキ変動があり、電力負荷偏差しきい値より大きくなるので（Ｓ４５：ＹＥＳ）、ハイリスクモードに切り替える。
【０１０１】
ハイリスクモードでは、Ｓ４６において、Ｓ４３で算出した各時間の電力負荷発生確率が所定のしきい値（例えば、０．７）より小さいか否かを判断する。各時間の電力負荷発生確率が０．７以上であると判断した場合には（Ｓ４６：ＮＯ）、予測外れの発生確率が小さいと考えられるので、Ｓ４７において、基本ロジックで求めた予定電力負荷Ｐ１を使用することを決定する。
【０１０２】
一方、各時間の電力負荷発生確率が０．４未満である場合には（Ｓ４６：ＹＥＳ、Ｓ４８：ＹＥＳ）、Ｓ５０において、予測対象日の予測電力負荷を決定するために用いた過去の電力負荷を平均化し、その平均値以下のものをさらに平均化した値を電力負荷Ｐ２とする。電力負荷を小さく設定し、電力負荷が大きく発生しなかった場合のリスクを低減する。
【０１０３】
さらに、各時間の電力負荷発生確率が、０．４以上０．７未満の場合には（Ｓ４６：ＹＥＳ、Ｓ４８：ＮＯ）、Ｓ４９において、Ｓ４７で設定される電力負荷とＳ５０で設定される電力負荷Ｐ２との平均値を電力負荷３に設定される。
なお、図示していないが、熱負荷についても偏差を考慮して習慣的在宅時（所定の時間帯に規則的に在宅しているとき）よりも低くすることをあわせて実施してもよい。
【０１０４】
このように、電力負荷発生確率と所定のしきい値（例えば、０．４、０．７）との比較結果に応じて電力負荷Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３をそれぞれ設定し直したら（Ｓ４６〜Ｓ５０）、Ｓ５１において、各時間の予定電力負荷修正値をもとに熱回収量を算出し、Ｓ５２において、基本ロジックで起動停止修正時間を決定する。基本ロジックについては、第１実施の形態で説明したので、説明を省略する。このように電力負荷を設定することにより、各時間の電力負荷発生確率が総合利用効率に反映され、部分負荷対応ロジックを実行する際に運転可能領域（省エネ領域）か否かが判定される。この場合に、省エネ領域が複数あれば、一次エネルギー量Ｅｎが最小となる起動時間と停止時間が選択されるため、各時間の電力負荷発生確率が所定のしきい値以下のときに、低電力負荷で発電機８を運転することを避け、かつ、各時間の電力負荷発生確率がしきい値以上のときに発電機８を運転することが可能である。
【０１０５】
続いて、例えば、夏場にエアコンを使用する場合について説明する。エアコンは、外気温や使用者の感じ方、気分によって使用頻度などが異なり、その消費電力も大きいことから、電力負荷変動に大きく影響する。一方、夏場は、主に貯湯タンク２の湯が風呂の湯張りなどに用いられ、熱負荷変動が小さい傾向がある。このような場合には、次のように電力負荷変動修正処理を実行して電力負荷を設定する。
【０１０６】
すなわち、図２２のＳ４０〜Ｓ４３において、上述したようにリスクの発生を予測するために必要なデータが集められる。夏場の熱負荷は比較的安定し、熱負荷の曜日間偏差が小さいため（Ｓ４４：ＮＯ）、Ｓ４５に進んで、予測対象日１日の電力負荷量の各曜日偏差がしきい値より小さいか否かを判断する。ここで、しきい値は、電力負荷変動が予測外れに影響するか否かを判断する基準となる値に設定する。夏場にエアコンを使用すると、その日の外気温などによって電力負荷が変動し、予測対象日１日の電力負荷量の各曜日偏差がしきい値より大きくなる場合には（Ｓ４５：ＮＯ）、電力負荷変動修正モードに切り替える。
【０１０７】
この場合には、Ｓ５５において、例えば、マイクロコンピュータ２２Ｂにインターネットなどの通信手段（双方向性があるものに限られず、一方向性のものであってもよい。）を接続して天気予報を入力するなど、翌日（予測対象日）の外気温のデータを入手する。そして、Ｓ５６において、外気温と電力負荷の相関関係式から電力負荷を算定し、基本ロジックで設定された電力負荷を外気温を考慮したものに置き換える。
【０１０８】
そして、Ｓ５７において、エアコン使用想定時間帯の電力負荷に所定割合を乗じた値（若しくは所定電力負荷値）とする。例えば、エアコンが消費する電力を単独で把握できる場合には、過去にエアコンが消費した電力を外気温などに関連付けて蓄積しておき、蓄積したデータから使用者の特性（気分、感じ方など）を反映した所定割合を算出する。この所定割合を電力負荷に乗じることにより、使用者の特性が電力負荷に反映される。また、例えば、予測電力負荷が発電機８の最小発電出力未満である場合には、最小発電出力（所定電力負荷値）を電力負荷に設定する。これらの処理を実行したら、Ｓ５１に進む。
【０１０９】
Ｓ５１では、Ｓ５６及びＳ５７で算出した各時間の予定電力負荷修正値をもとに熱回収量を算出する。そして、Ｓ５２において、図１０に示す基本ロジックを実行して、家庭用コジェネシステム１Ｂの起動、停止時間を決定し直す。このとき、外気温や使用者の特性に応じて設定し直された電力負荷修正値を用いて、家庭用コジェネシステム１Ａの起動時間と停止時間を予測熱負荷を基準に決定するため（Ｓ５５〜Ｓ５２）、例えば、発電量が基本ロジックによるものより抑制され、その抑制分だけ発電機８の運転時間が長くされる。
【０１１０】
なお、電力負荷変動がしきい値より小さい場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、Ｓ５４において、基本ロジックで決定する予測電力負荷、すなわち予測参照日の予測電力負荷を平均したものを用いる。
【０１１１】
ここで、電力負荷変動のリスクを考慮していない場合と、考慮した場合の運転パターンの相違を説明する。
図２３に示すように、電力負荷変動のリスクを考慮しない場合には、例えば、図２３（ａ）に示すように、電力負荷が最大になる時間帯に発電機８が最大出力（例えば、１ｋＷ）で運転する運転パターンが作成される。ところが、例えば、予測対象日当日の外気温が低くて電気空調機器が使用されなかった場合には、電力負荷が減少するため、フィードバック制御などにより、発電機８の運転パターンが図２３（ｂ）に示すように変更される。この場合、発電機８が発電出力を最大出力（１ｋＷ）より下げて（例えば、７５０Ｗ）運転されるため、使用者が在宅中であっても、予定通りに熱回収することができず、風呂の湯張りなどの際にガスバーナ１４で湯を加熱しなければならない事態が生じうる。
【０１１２】
これに対して、図２４に示すように、電力負荷変動のリスクを考慮した場合には、基本ロジックを実行して決定された図２３（ａ）に示す運転パターンが、外気温などを加味して、図２４（ａ）に示すように小さい発電出力（例えば、７５０Ｗ）で長時間運転する運転パターンに修正される。これにより、図２４（ｂ）に示すように、予測対象日当日の電力負荷が予測電力負荷より減少しても、発電機８がほぼ予定通りに発電するので、熱回収の不足量が少なくて済む。
【０１１３】
従って、電力負荷変動修正処理を実行することにより、外気温や使用者の特性を運転パターンに反映し、予測対象日当日に予測電力負荷の予測が外れても、発電機５１が低電力負荷で非効率に運転されたり、起動、停止を頻繁に繰り返すことがない。また、予測対象日の熱負荷も、発電機５１の排熱で賄うことが可能である。
【０１１４】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムは、予測対象日当日の所定時間毎（例えば、１時間に１回）に、計画した負荷予測及び運転パターンに大きなズレがあるか否かを監視し、大きなズレがあった場合に随時計画変更を検討するフィードバック制御処理を実行する。フィードバック処理は、熱負荷変動、電力負荷変動の一方若しくは両方があったときに実行される。
【０１１５】
図２５及び図２６は、フィードバック制御処理の計算ロジックを示すフロー図である。図２７は、総熱負荷のバラツキが大きいときの運転を示す図であって、縦軸に積算熱負荷（１００が１日の総熱負荷）を示し、横軸に時間を示す。
フィードバック制御処理は、先ず、図２５のＳ７１において、データベース３４から予測対象日と同じ曜日の熱負荷データを読み出し、全熱負荷の変動があるか否かを判断する。全熱負荷変動がないと判断した場合には（Ｓ７１：なし）、Ｓ７２において、予測対象日当日に当該フィードバック制御処理を実行する実行時間までに貯湯タンク２に実際に貯められている実績積算熱負荷を算出し、実行時間までの計画熱負荷（予測熱負荷）を積算した予測積算熱負荷と比較することにより、実積算熱負荷と予測積算熱負荷との乖離を調べる。実行時間までの実積算熱負荷と予測積算熱負荷との差が所定量、所定率より小さい場合には（Ｓ７２：ＹＥＳ）、Ｓ７３において、フィードバック制御を実行せずに、図２６に示すＦの処理に移行する。
【０１１６】
一方、実行時間までの実積算熱負荷と予測積算熱負荷との差が所定量、所定率以上ある場合には（Ｓ７２：ＮＯ）、フィードバック制御を実行する。すなわち、Ｓ７４において、Ｓ７２で算出した差分を当該処理時間以降の計画熱負荷（予測熱負荷）に割り当てて加算する。この処理が済んだら、図２６に示すＦの処理に移行する。
【０１１７】
これに対して、例えば、図２７に示すように全熱負荷の変動がある場合には（Ｓ７１：あり）、Ｓ７５において、実行時間までの実積算熱負荷と実行時間までの予測積算熱負荷との差が所定量、所定率より大きいか否かを判断し、実積算熱負荷と予測積算熱負荷との乖離を調べる。実行時間までの実積算熱負荷と予測積算熱負荷との差が所定量、所定率以下であれば（Ｓ７５：ＮＯ）、Ｓ７３において、フィードバック制御を実行せずに、図２６に示すＦの処理に移行する。
【０１１８】
一方、例えば、図２７の１８：００（Ｔ部）に示すように、実行時間までの実積算熱負荷と予測積算熱負荷の差は所定量、所定率より大きい場合には（Ｓ７５：ＹＥＳ）、Ｓ７６において、当該実行時間が予測対象日に熱負荷が最大となるピーク時刻以降か否かを判断する。ピーク時刻を基準とするのは、予測外れの判断は、風呂の湯張り等の熱負荷ピークに大きく依存しており、総熱負荷の大小傾向は熱負荷ピーク時刻後に大概把握できるからである。
なお、例えば、午前と夜間など大きく熱の使用時間を分けることが可能な場合には、使用時間を分割しうる所定時間（例えば、昼の１２時）をピーク時刻に変えて基準にしてもよい。
【０１１９】
例えば、ピーク時刻が２０時である場合には、実行時間（１８時）がピーク時刻（２０時）以降でないので（Ｓ７６：ＹＥＳ）、Ｓ７３においてフィードバック制御を実行せずに、図２６に示すＦの処理に移行する。
【０１２０】
一方、例えば、ピーク時刻が１７時である場合には、実行時間（１８時）が熱負荷のピーク時刻以降であるので（Ｓ７６：ＹＥＳ）、Ｓ７７において、熱負荷の変動に応じて運転パターンを計算し直すことはせず、これ以降の予測熱負荷はそのままにしておく。すなわち、図２７の予測積算熱負荷によると、１８時以降には熱負荷Ｎ２があるが、１８時の予測積算熱負荷と実積算熱負荷との差分の熱負荷Ｎ２はリセットする。そして、１８時以降の予測積算熱負荷Ｎ３と貯湯タンク２の残熱量に基づいてフィードバック制御を行い、残りの熱負荷Ｎ３を賄うように最適な運転時間を決定する。これにより、ピーク時刻後に予測積算熱負荷と実積算熱負荷の差分の熱量を貯湯タンク２に蓄熱し、その熱が使用されずに放熱損を発生することが防止される。この処理の後、図２６に示すＦの処理に移行する。
【０１２１】
図２６に示すＦ以降の処理では、運転方法別に一次エネルギーを算出し、一次エネルギーが最小となる運転方法を選択して、予測対象日の運転パターンを決定する。
すなわち、Ｓ７８において、発電機８側に送られる貯湯タンク２の温度がしきい値より高いか否かを判断する。ここで、水道管３から貯湯タンク２に供給された水道水は、発電機８を冷却するラジエータとしての役割を果たすため、しきい値は、貯湯タンク２の水がラジエータとして機能しうる温度に設定される。本実施の形態では、４０度に設定される。貯湯タンク２から発電機８側に送られる水が４０度以下である場合には（Ｓ７８：ＮＯ）、基本的なフィードバック制御を行う。
【０１２２】
一方、貯湯タンク２から発電機８側に送られる水が所定温度（例えば、４０度）より高温である場合には（Ｓ７８：ＹＥＳ）、貯湯タンク２が満湯になって熱回収できなくなる可能性がある。この場合、Ｓ８０において、そのまま発電機８を継続運転し、予定停止時間よりも前に発電機８を停止させる場合の予測対象日当日と予測対象日翌日の一次エネルギー量Ｅ１１を算出する。
そして、Ｓ８１において、当該フィードバック制御処理を実行する実行時間以降、発電機８の発電出力を１ｋＷから所定値（例えば、７５０Ｗ）に下げて運転した場合（熱出力抑制モード）の当日、翌日の一次エネルギー量Ｅ１２を算出する。
【０１２３】
そして、Ｓ８２において、放熱ラジエータ５２がないか否かを判断する。本実施の形態では、放熱ラジエータ５２があるので（Ｓ８２：ＮＯ）、Ｓ８３において、実行時間以降、放熱ラジエータ５２を使って電力負荷追従運転した場合（熱非回収モード）の予測対象日当日と予測対象日翌日の一次エネルギー量Ｅ１３を算出する。この場合、熱を捨てるため、損失エネルギーが生じるが、例えば電力負荷が極端に多い場合には、省エネ性を確保できる可能性がある。
また、Ｓ８４において、発電機８の発電出力上限値を低下させ、出力範囲内で負荷追従運転をしつつ、放熱ラジエータ５２を使って放熱しながら運転を行う場合の当日、翌日の一次エネルギー量Ｅ１４を算出する。
【０１２４】
また、Ｓ８５において、アイドリングモードがないか否かを判断する。本実施の形態では、アイドリング手段５３を有し、アイドリングモードがあるので（Ｓ８５：ＮＯ）、Ｓ８６において、当該実行時間以降、アイドリングで待機運転した場合の予測対象日当日と予測対象日翌日の一次エネルギー量Ｅ１５を算出する。この場合、発電しないにも関わらず都市ガスを消費することになるが、例えば停止した後に再起動する間での時間が短い場合には起動エネルギーを小さくすることが可能となり、結果的に省エネ性を確保しうることがある。
【０１２５】
そして、Ｓ８７において、Ｓ８０、Ｓ８１、Ｓ８３、Ｓ８４、Ｓ８６で算出した一次エネルギー量Ｅ１１〜Ｅ１５のうち最小となる運転方法を選択し、発電機８の運転パターンに決定し直す。これにより、放熱ラジエータ５２やアイドリング手段５３などのハード構成を活用して、運転パターンを修正する方策に幅をもたせるので、より省エネ性の高い状態で家庭用コジェネシステム１Ｂを運転することが可能である。
【０１２６】
従って、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムによれば、予測電力負荷を予測するときに参照する予測参照日間の参照電力負荷の日別電力負荷偏差を算出する電力負荷処理手段２４と、予測熱負荷を予測するときに参照する予測参照日間の参照熱負荷の日別熱負荷偏差を算出する熱負荷処理手段２６と、日別電力負荷偏差又は日別熱負荷偏差の少なくとも一方がしきい値より大きいときに、予測電力負荷を参照電力負荷の平均値より小さく設定する負荷変動修正手段５０（図２０）と、予測電力負荷及び予測熱負荷をもとに、予測対象日の運転パターンを作成する運転パターン作成手段（図２０の仮運転パターン作成手段２７、一次エネルギー量算出手段２８、運転パターン選択手段２９など）を有しており、電力負荷変動や熱負荷変動が大きいときに、予測外れが生じた場合でも、家庭用コジェネシステム１Ｂを低電力負荷で非効率に運転したり、起動停止を頻繁に行うことが回避されるので、省エネ性、耐久性に悪影響を与えることを防止し、省エネ性を確保することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムによれば、予測電力負荷が発生する確率を示す電力負荷発生確率を所定時間毎に算出する電力負荷発生確率算出手段（図２２のＳ４３）を有し、負荷変動修正手段５０のハイリスク修正手段５０Ｃが、日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、かつ、日別熱負荷偏差がしきい値より大きいときに、電力負荷発生確率をしきい値と比較し、電力負荷発生確率が前記しきい値より小さいときに、参照電力負荷をもとに設定する予測電力負荷を絞るので（図２２のＳ４６〜Ｓ５０）、予測対象日の予測電力負荷や予測熱負荷が外れたときに、余剰電力や未回収熱が発生することを抑制し、予測外れ時の増エネリスクを最小化することができる。一方、予測発生確率が低いからといって、家庭用コジェネシステム１Ｂを全く運転しない場合に発生する機会損失を小さくできる。
【０１２８】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムによれば、負荷変動修正手段５０の電力負荷変動手段５０Ａは、予測対象日の外気温を入力する外気温入力手段を有し、日別電力負荷偏差がしきい値より大きく、日別熱負荷偏差がしきい値以下であるときに、外気温と参照電力負荷の平均値との相関関係式から予測電力負荷を設定し、運転パターン作成手段は、参照電力負荷平均値をもとに運転パターンを作成する場合と比較して、コージェネレーションシステムの発電量上限を予測対象日の外気温に応じて低く設定し、発電時間を設定するので（図２２のＳ４４、Ｓ５３、Ｓ５５〜５７、図２３，２４参照）、家庭用コジェネシステム１Ｂを高効率に運転させることができ、予測対象日に予定した所定量の熱回収を行うことができる。
【０１２９】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムによれば、予測対象日当日に所定時間間隔で熱負荷変動を監視する熱負荷変動監視手段（図２５のＳ７１）と、予測対象日に熱負荷変動監視手段の監視時間までの予測熱負荷を積算した予測積算熱負荷と、監視時間までに貯湯タンク２に蓄熱された蓄熱量を積算した実積算熱負荷との差を算出してしきい値と比較する熱負荷偏差比較手段（図２５のＳ７５）と、予測積算熱負荷と実積算熱負荷との差がしきい値より大きいと判断したときに、監視時間が所定時間以降か否かを判断し、監視時間が所定時間以降であるときに、監視時間以降の予測熱負荷をそのまま用いて運転パターン作成手段が作成した運転パターンを見直す運転パターン見直し手段（図２５のＳ７５：ＹＥＳ、Ｓ７６：ＹＥＳ、Ｓ７７）と、を有するので、使用されなかった熱負荷を後の熱負荷に加算せず、貯湯タンク２を介して放熱損を発生することが防止され、省エネ性を確保することができる。
特に、所定時間がピーク時刻であるため、予測対象日当日のフィードバック制御後の予測熱負荷を大きく外し、省エネ性を損なうことはない。
【０１３０】
また、本実施の形態の家庭用コジェネシステム１Ｂの運転制御システムによれば、コージェネレーションシステムが、発電機５１の排熱を放熱する放熱ラジエータ５２と、発電機５１にアイドリングさせるアイドリング手段５３と、の少なくとも一方を有し、計画段階に貯湯タンク２に蓄熱されると予測される蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたときに、或いは、予測対象日に家庭用コジェネシステム１Ｂを運転して貯湯タンク２の蓄熱量が最大蓄熱量に近づいたときに、家庭用コジェネシステム１Ｂを停止した場合と、家庭用コジェネシステム１Ｂの発電量を低下させた場合と、放熱ラジエータ５２を使用して家庭用コジェネシステム１Ｂを運転した場合と、アイドリング手段５３を使用して家庭用コジェネシステム１Ｂを運転した場合と、さらに、家庭用コジェネシステム１Ｂの発電出力上限値を低下させ、放熱ラジエータ５２を使用して家庭用コジェネシステム１Ｂを運転する場合との一次エネルギー量Ｅ１１〜Ｅ１５をそれぞれ算出し、最も一次エネルギー量が最小となる運転パターンを選択するので、予測対象日当日の運転時に貯湯タンク２に熱回収できないことが判明したときに、家庭用コジェネシステム１Ｂのハード構成である放熱ラジエータ５２とアイドリング手段５３を活用して、既存の運転パターンをより省エネ性の高いものに修正することができる。
【０１３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、家庭用コジェネシステム１Ａ，１Ｂの運転制御に用いたが、使用用途はこれに限定されず、小規模なコージェネレーションシステムや産業用コージェネレーションシステムにも適用可能である。
また、例えば、運転パターン計画後であって運転パターン実行前に予測しない熱負荷（例えば、風呂の湯張り）などがあって負荷予測に大きなズレが生じたときに、予測した負荷を修正し、運転パターンを見直してもよい。
また、例えば、上記第２実施の形態では、フィードバック制御時に放熱ラジエータ５２やアイドリング手段５３を用いて運転パターンを修正したが、予測対象日の運転パターンを作成する際に、あらかじめ放熱ラジエータ５２やアイドリング手段５３を用いるようにしてもよい。
また、例えば、上記第２実施の形態では、フィードバック制御を実行するときに、放熱ラジエータ５２とアイドリング手段５３を活用した。これに対して、運転パターン計画段階に熱回収量が貯湯タンク２の最大蓄熱量を超えることが予測される場合には、運転パターン計画段階に放熱ラジエータ５２やアイドリング手段５３を用いた場合の運転パターンも作成してその一次エネルギー量を算出し、基本ロジックで作成した運転パターンを含めて一次エネルギー量が最小となる運転パターンを選択するようにしてもよい。これにより、計画段階でもハード構成を活用し、省エネ性の高い運転パターンを作成することができる。
また、例えば、上記第２実施の形態では、夏場にエアコンを使用する場合を例に挙げて電力負荷変動修正処理を説明した。それに対して、冬場にエアコンなどを使用する場合に電力負荷変動修正処理を実行し、発電出力上限値を下げつつ、発電時間を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、家庭用コージェネレーションシステムの概略構成図である。
【図２】同じく、マイクロコンピュータのブロック図である。
【図３】同じく、発電効率曲線を示す図であって、縦軸に発電効率を示し、横軸に発電出力を示している。
【図４】同じく、熱回収率曲線を示す図であって、縦軸に熱回収率を示し、横軸に発電出力を示している。
【図５】同じく、負荷データの蓄積処理を示す図である。
【図６】同じく、電力負荷データの一例を示し、縦軸に電力負荷（ｋＷ）を示し、横軸に時間を示している。
【図７】同じく、熱負荷データの一例を示し、縦軸に熱負荷（ｋＪ）を示し、横軸に時間を示している。
【図８】同じく、電力積算負荷と電力負荷の関係を経時的に示す図であって、縦軸に電力量（ｋＷ）を示し、横軸に時間を示している。
【図９】同じく、予測積算熱負荷と熱負荷との関係を経時的に示す図であって、縦軸に熱量（ｋＪ）を示し。横軸に時間を示している。
【図１０】同じく、基本ロジックのフロー図である。
【図１１】同じく、部分熱負荷の計算処理を示すフロー図である。
【図１２】同じく、部分熱負荷の計算処理を示すフロー図である。
【図１３】同じく、部分熱負荷の計算処理を示すフロー図である。
【図１４】同じく、部分熱負荷の計算処理を示すフロー図である。
【図１５】同じく、部分熱負荷の計算処理を示すフロー図である。
【図１６】同じく、部分熱負荷の計算処理を示すフロー図である。
【図１７】同じく、各時間帯の発電効率と熱回収率を示す図であって、縦軸に発電効率、熱回収率（％）を示し、横軸に時間を示す。
【図１８】同じく、一次エネルギー量の算出を概念的に示した図である。
【図１９】本発明の第２実施の形態に係り、家庭用コージェネレーションシステムの概略構成図である。
【図２０】同じく、マイクロコンピュータのブロック図である。
【図２１】同じく、負荷の予測発生確率が小さい場合に対する運転計画ロジックを示す図である。
【図２２】同じく、電力負荷変動修正処理及びハイリスク修正処理の一例を示すフロー図である。
【図２３】同じく、電力負荷変動のリスクを考慮しない運転パターンの一例を示す図であり、（ａ）は、リスクを考慮していない運転パターンを示す図であり、（ｂ）は、リスク発生後の運転パターンを示す図である。
【図２４】同じく、電力負荷変動のリスクを考慮した運転パターンの一例を示す図であり、（ａ）は、リスクを考慮した運転パターンを示す図であり、（ｂ）は、リスク発生後の運転パターンを示す図である。
【図２５】同じく、フィードバック制御処理の計算ロジックを示すフロー図図である。
【図２６】同じく、フィードバック制御処理の計算ロジックを示すフロー図である。
【図２７】同じく、総熱負荷のバラツキが大きいときの運転を示す図であって、縦軸に積算熱負荷（１００が１日の総熱負荷）を示し、横軸に時間を示す。
【符号の説明】
【０１３３】
１Ａ  家庭用コージェネレーションシステム
１Ｂ  家庭用コージェネレーションシステム
２  貯湯タンク
８  発電機
２２Ａ  マイクロコンピュータ
２２Ｂ  マイクロコンピュータ
２３  電力負荷積算手段
２４  電力負荷処理手段
２６  熱負荷処理手段
２７  仮運転パターン作成手段
２８  一次エネルギー量算出手段
２９  運転パターン選択手段
４１  発電出力演算手段
４２  総合利用効率算出手段
５０  負荷変動修正手段
５１  発電機
５２  放熱ラジエータ
５３  アイドリング手段
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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