(57)【要約】【課題】予測した運転メリットが的確に得られるように計画運転を実行し得る熱電併給装置を提供する。【解決手段】運転制御手段５が、１周期内の複数の時間帯夫々の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯においてサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理するように構成され、運転制御手段５が、電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置１の最大出力電力を超えるときはその実電力消費データを熱電併給装置１の最大出力電力に相当するデータに置き換えた状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての出力対応平均値を求めて、その出力対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている。【選択図】図１
2007322052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力と熱とを発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、１周期を複数の時間帯に区分けした各時間帯夫々の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理し、その管理している時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データに基づいて、前記熱電併給装置の計画運転を実行するように構成されたコージェネレーションシステムであって、
前記運転制御手段が、前記電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが前記熱電併給装置の最大出力電力を超えるときはその実電力消費データを前記熱電併給装置の最大出力電力に相当するデータに置き換えた状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての出力対応平均値を求めて、その出力対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されているコージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記運転制御手段が、前記電力消費平均値として、前記出力対応平均値、及び、サンプリングした実電力消費データが前記熱電併給装置の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いる状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての実消費対応平均値を求めて、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている請求項１記載のコージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記設定サンプリング時間として、前記熱電併給装置の運転時に用いる運転時用の設定サンプリング時間と、前記熱電併給装置の停止時に用いる停止時用の設定サンプリング時間とが、前記運転時用の設定サンプリング時間の方が短くなる状態で設定されている請求項１又は２記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
前記熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、
前記熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を前記貯湯タンクに貯湯する熱に変換する電気ヒータとが設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記運転制御手段が、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを周期毎に求め、且つ、その求めた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内又は連続する複数回の周期内において前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を定めて、前記熱電併給装置の計画運転を実行するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記運転制御手段が、
前記運転時間帯を、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量を賄い且つ余剰となった熱にて２回目の周期の予測熱負荷を賄うことを許容する条件で、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記２回の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されている請求項５記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
前記運転制御手段が、
前記運転時間帯を、連続する複数の周期のうちの最初の周期内であって、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記複数の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されている請求項５記載のコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力と熱とを発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、１周期を複数の時間帯に区分けした各時間帯夫々の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理し、その管理している時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データに基づいて、前記熱電併給装置の計画運転を実行するように構成されたコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるコージェネレーションシステムは、一般家庭等に設置して、熱電併給装置の発電電力にて、電気機器等の電力消費部における電力負荷を賄うと共に、熱電併給装置から発生する熱にて、給湯部や暖房端末等の熱消費部における熱負荷を賄うものである。ちなみに、熱電併給装置は、エンジン駆動式の発電機や燃料電池等にて構成される。
【０００３】
そして、運転制御手段により、電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データに基づいて、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理して、その管理している時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データに基づいて、熱電併給装置を運転することにより得られると予測される運転メリットが大きくなるように、運転時間帯、その運転時間帯にて運転するときの電力の出力形態等を設定して、熱電併給装置の計画運転を実行するようにしてある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ちなみに、前記特許文献１においては、熱電併給装置から発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段、及び、熱電併給装置の余剰電力を貯湯タンクに貯湯する熱に変換する電気ヒータが設けられ、熱電併給装置から発生する熱及び電気ヒータから発生する熱を湯水として貯湯槽に貯えておいて、その貯湯槽の湯水が熱電併給装置の停止後も熱消費部にて消費されるように構成されている。
そして、熱電併給装置の出力をその熱電併給装置の最大出力電力に調節する定格運転を行う条件で、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、運転対象の周期において予測される熱負荷の全量又は略全量を賄い、且つ、熱電併給装置を運転することにより消費する燃料及び運転対象の周期において予測される電力負荷に対して熱電併給装置の出力電力では不足する不足電力量の一次エネルギ換算値が最小となるように、運転時間帯を設定して、その設定した運転時間帯において熱電併給装置を定格運転する形態で、熱電併給装置の計画運転を実行するように構成されている。
このように運転時間帯を設定するに当たっては、管理している過去電力負荷データに基づいて、熱電併給装置を運転することにより発生すると予測される予測余剰電力量を求めて、この求めた予測余剰電力量が電気ヒータにより変換される熱量も含めて、熱電併給装置を運転することにより発生する熱量を求めて、運転時間帯を設定するように構成されている。
【０００５】
ちなみに、前述の熱電併給装置の消費燃料及び不足電力量の一次エネルギ換算値が小さくなるほど、省エネルギ性が向上することとなり、前述の熱電併給装置の消費燃料の燃料費と不足電力量の購入費との和が小さくなるほど、経済性が向上することとなり、あるいは、熱電併給装置を運転するときの二酸化炭素発生量と不足電力量を商用電源にて発電するときの二酸化炭素発生量との和が小さくなるほど、環境性が向上することとなり、運転メリットが得られるものとなる。
【０００６】
尚、熱電併給装置の計画運転の形態としては、上述した如き、定格運転を行う条件で運転時間帯を設定して、その設定した運転時間帯において熱電併給装置を定格運転する形態の他に、現在要求されている現電力負荷を賄うように熱電併給装置の出力を調節する電力負荷追従運転を行う条件で運転時間帯を設定して、その設定した運転時間帯において熱電併給装置を電力負荷追従運転する形態、電力負荷追従運転を行う条件で、熱余りが予測される熱余り時間帯の前に熱余りを抑制するように一時的に出力を現電力負荷よりも下降させる形態、電力負荷追従運転を行う条件で、熱不足が予測される熱不足時間帯の前にその熱不足を抑制するように一時的に出力を現電力負荷よりも上昇させる形態、及び、これら複数の形態のうちのいずれか複数の形態を混合させた形態等、種々の形態を採用することができる。
【０００７】
前記特許文献１には、明確に記載されていないが、このようなコージェネレーションシステムでは、運転制御手段により時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理するに、１日等の１周期を複数の時間帯に区分けした各時間帯夫々の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理するように構成し、更に、運転制御手段を、前記電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いる状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての実消費対応平均値を求めて、その実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成していた。
【０００８】
つまり、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理するに当たって、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした実電力消費データ及び実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求めて、その電力消費平均値及び熱消費平均値を各時間帯の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとすることにより、データ記憶用のメモリの容量を小さくすることが可能なようにしていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１３８９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、電力消費部の電力負荷が熱電併給装置の最大出力電力を上回るときは、その熱電併給装置の最大出力電力を上回る分が商用電源から供給されることになるので、実電力消費データは熱電併給装置の最大出力電力を超えるデータとなる。
【００１１】
しかしながら、従来のコージェネレーションシステムでは、電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いる状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての実消費対応平均値を求めて、その実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとすることに起因して、以下に説明するように、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行し難いという問題があった。
【００１２】
例えば、熱電併給装置の計画運転を実行するに当たって、熱電併給装置を運転するときに、前述のように、定格運転を行う場合や電力負荷追従運転を行う場合等があり、定格運転にて熱電併給装置の計画運転を実行する場合は、時系列的な過去電力負荷データに基づいて熱電併給装置の予測余剰電力量を求めて、その予測余剰電力量等に基づいて運転メリットを予測することになり、電力負荷追従運転にて熱電併給装置の計画運転を実行する場合は、時系列的な過去電力負荷データに基づいて熱電併給装置の予測出力電力量を求めて、その予測出力電力量等に基づいて運転メリットを予測することになる。
【００１３】
しかしながら、サンプリングした実電力消費データとして熱電併給装置の最大出力電力以上のデータ及びその最大出力電力未満のデータを含み、且つ、熱電併給装置の最大出力電力を大きく超えるデータを含む又は熱電併給装置の最大出力電力以上のデータのサンプリング数が多い時間帯の場合、その時間帯の実消費対応平均値、即ち、その時間帯の過去電力負荷データに基づいて、その時間帯の熱電併給装置の予測余剰電力量や予測出力電力量を求めると、その求めた予測余剰電力量が、実電力消費データに応じて熱電併給装置を定格運転したときに実際に発生した余剰電力量よりもかなり小さくなる虞があり、又、その求めた予測出力電力量が、実電力消費データに応じて熱電併給装置を電力負荷追従運転したときに実際に出力された出力電力量よりもかなり大きくなる虞がある。
従って、各時間帯の実消費対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとする時系列的な過去電力負荷データに基づいて、予測余剰電力量や予測出力電力量を予測すると、その予測精度が悪くなる場合があり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を適切に実行し得る過去電力負荷データを求めることできないのである。
【００１４】
以下、熱電併給装置の予測余剰電力量や予測出力電力量の予測精度が悪くなる点について、説明を加える。
例えば、熱電併給装置の最大出力電力を１０００Ｗ、時間帯の時間幅を１時間とし、ある時間帯においてサンプリングした実電力消費データの半数が１５００Ｗであり、残りの半数が５００Ｗであるとすると、その時間帯の実消費対応平均値は１０００Ｗとなり、その時間帯の過去電力負荷データが１０００Ｗとして求められ、その過去電力負荷データに基づいて、その時間帯の熱電併給装置の予測余剰電力量は０Ｗｈとして求められ、又、その時間帯の熱電併給装置の予測出力電力量は１０００Ｗｈとして求められる。
【００１５】
熱電併給装置を定格運転する場合、実電力消費データが１５００Ｗのときの実際の余剰電力は０Ｗであり、実電力消費データが５００Ｗのときの実際の余剰電力は５００Ｗであり、上記の如き実電力消費データがサンプリングされた時間帯において実電力消費データに応じて熱電併給装置を定格運転したときに実際に発生した余剰電力量は２５０Ｗｈであるので、過去電力負荷データにより求められる予測余剰電力量は、実電力消費データに応じて熱電併給装置を定格運転したときの実際の余剰電力量よりもかなり小さくなる。
従って、各時間帯の実消費対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとする時系列的な過去電力負荷データに基づいて、予測余剰電力量を予測すると、その予測精度が悪くなるのである。
【００１６】
又、熱電併給装置を電力負荷追従運転する場合、実電力消費データに応じて熱電併給装置を運転したときに熱電併給装置から実際に出力された電力は、実電力消費データが１５００Ｗのときは１０００Ｗであり、５００Ｗのときは５００Ｗであり、上記の如き実電力消費データがサンプリングされた時間帯において熱電併給装置から実際に出力された出力電力量は７５０Ｗｈであるので、過去電力負荷データにより求められる予測出力電力量は、実電力消費データに応じて熱電併給装置を電力負荷追従運転したときに実際に出力された出力電力量よりもかなり大きくなる。
従って、各時間帯の実消費対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとする時系列的な過去電力負荷データに基づいて、予測出力電力量を予測すると、その予測精度が悪くなるのである。
【００１７】
そして、定格運転にて熱電併給装置の計画運転を実行する場合、実消費対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとする時系列的な過去電力負荷データに基づいて予測余剰電力量を求めて、その予測余剰電力量等に基づいて運転メリットを予測して計画運転を行うと、計画運転を実行することにより実際に発生する熱電併給装置の余剰電力量が過去電力負荷データに基づいて求めた予測余剰電力量よりもかなり大きくなる虞があるので、例えば、余剰電力を貯湯タンクに貯湯する熱に変換する電気ヒータが設けられている場合には、電気ヒータによる熱が過剰となって熱余りが発生する虞がある等、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行し難いのである。
【００１８】
又、電力負荷追従運転にて熱電併給装置の計画運転を実行する場合、実消費対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとする時系列的な過去電力負荷データに基づいて予測出力電力量を求めて、その予測出力電力量等に基づいて運転メリットを予測して計画運転を行うと、計画運転を実行することにより熱電併給装置から実際に出力される出力電力量が過去電力負荷データに基づいて求めた予測出力電力量よりもかなり小さくなる虞があるので、熱不足が発生する虞があって、熱不足を補うための補助熱源機の消費エネルギが多くなることとなり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行し難いのである。
以上、説明したように、各時間帯の実消費対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとするものでは、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を適切に実行し得る過去電力負荷データを求めることができないのである。
【００１９】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、予測した運転メリットが的確に得られるように計画運転を実行し得る熱電併給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のコージェネレーションシステムは、電力と熱とを発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置の運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
その運転制御手段が、１周期を複数の時間帯に区分けした各時間帯夫々の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理し、その管理している時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データに基づいて、前記熱電併給装置の計画運転を実行するように構成されたものであって、
第１特徴構成は、前記運転制御手段が、前記電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが前記熱電併給装置の最大出力電力を超えるときはその実電力消費データを前記熱電併給装置の最大出力電力に相当するデータに置き換えた状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての出力対応平均値を求めて、その出力対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている点を特徴とする。
【００２１】
即ち、電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置の最大出力電力を超えるときはその実電力消費データを熱電併給装置の最大出力電力に相当するデータに置き換えた状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての出力対応平均値を求めて、その求めた出力対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとすることから、サンプリングした実電力消費データとして熱電併給装置の最大出力電力以上のデータ及びその最大出力電力未満のデータを含み、且つ、熱電併給装置の最大出力電力を大きく超えるデータを含む又は熱電併給装置の最大出力電力以上のデータのサンプリング数が多い時間帯についても、その時間帯の過去電力負荷データに基づいて、熱電併給装置を定格運転するときの予測余剰電力量を、実電力消費データに応じて熱電併給装置を定格運転したときに実際に発生した余剰電力量に近づけるように求めることができ、又、熱電併給装置を電力負荷追従運転するときの予測出力電力量を、実電力消費データに応じて熱電併給装置を電力負荷追従運転したときに実際に出力された出力電力量に近づけるように求めることができる。
【００２２】
例えば、熱電併給装置の最大出力電力を１０００Ｗ、時間帯の時間幅を１時間として説明を加えると、ある時間帯においてサンプリングした実電力消費データの半数が１５００Ｗであり、残りの半数が５００Ｗであるとすると、１５００Ｗの実電力消費データは１０００Ｗに置き換えた状態で、その時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての出力対応平均値を求めるので、その出力対応平均値は７５０Ｗとなって、その時間帯の過去電力負荷データが７５０Ｗとして求められる。
そして、熱電併給装置を定格運転する場合は、その時間帯の７５０Ｗの過去電力負荷データに基づいて、その時間帯の予測余剰電力量が、実電力消費データに応じて熱電併給装置を定格運転したときに実際に発生した余剰電力量と同じ２５０Ｗｈとして求められる。
又、熱電併給装置を電力負荷追従運転する場合は、その時間帯の７５０Ｗの過去電力負荷データに基づいて、その時間帯の予測出力電力量が、実電力消費データに応じて熱電併給装置を電力負荷追従運転したときに実際に出力された出力電力量と同じ７５０Ｗｈとして求められる。
【００２３】
従って、各時間帯の出力対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとすることにより、１周期を構成する複数の時間帯に、サンプリングした実電力消費データとして熱電併給装置の最大出力電力以上のデータ及びその最大出力電力未満のデータを含み、且つ、熱電併給装置の最大出力電力を大きく超えるデータを含む又は熱電併給装置の最大出力電力以上のデータのサンプリング数が多い時間帯が存在していたとしても、熱電併給装置を定格運転するときでは、時系列的な過去電力負荷データに基づいて、熱電併給装置の予測余剰電力量をその予測精度を向上した状態で求めることができ、熱電併給装置を電力負荷追従運転するときでは、時系列的な過去電力負荷データに基づいて、熱電併給装置の予測出力電力量をその予測精度を向上した状態で求めることができる。
【００２４】
そして、熱電併給装置を定格運転するときの予測余剰電力量の予測精度を向上することができるので、定格運転にて熱電併給装置の計画運転を実行する場合では、実際に発生する余剰電力量が過去電力負荷データに基づいて予測していた予測余剰電力量に極力近くなるように、熱電併給装置の計画運転を実行することが可能となり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行することが可能となる。
【００２５】
又、熱電併給装置を電力負荷追従運転するときの予測出力電力量の予測精度を向上することができるので、電力負荷追従運転にて熱電併給装置の計画運転を実行する場合では、実際に熱電併給装置から出力される出力電力量が過去電力負荷データに基づいて予測していた予測出力電力量に極力近くなるように、熱電併給装置の計画運転を実行することが可能となり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行することが可能となる。
つまり、各時間帯の出力対応平均値を各時間帯の過去電力負荷データとすることにより、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を適切に実行し得る過去電力負荷データを求めることができるのである。
要するに、予測した運転メリットが的確に得られるように計画運転を実行し得る熱電併給装置を提供することができるようになった。
【００２６】
第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、前記電力消費平均値として、前記出力対応平均値、及び、サンプリングした実電力消費データが前記熱電併給装置の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いる状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての実消費対応平均値を求めて、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている点を特徴とする。
【００２７】
即ち、電力消費平均値として、出力対応平均値、及び、サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いる状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての実消費対応平均値を求めて、出力対応平均値及び実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするので、その実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとする時系列的な過去電力負荷データに基づいて、例えば１周期において電力消費部の電力負荷に対して熱電併給装置の出力電力量が不足すると予測される予測不足電力量を求めることができる。
【００２８】
そして、管理している時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データに基づいて、運転メリットが大きくなるように熱電併給装置の計画運転を実行するに当たって、予測余剰電力量や予測出力電力量に加えて予測不足電力量を求めることができるので、予測不足電力量を商用電源から受電するとして、商用電源からの買電力量をも考慮する状態で運転メリットを予測して、熱電併給装置の計画運転を実行することができる。
従って、商用電源からの買電力量をも考慮して計画運転を実行することができるので、運転メリットをより一層向上するように計画運転を実行することができるようになった。
【００２９】
第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記設定サンプリング時間として、前記熱電併給装置の運転時に用いる運転時用の設定サンプリング時間と、前記熱電併給装置の停止時に用いる停止時用の設定サンプリング時間とが、前記運転時用の設定サンプリング時間の方が短くなる状態で設定されている点を特徴とする。
【００３０】
即ち、設定サンプリング時間として、熱電併給装置の運転時に用いる運転時用の設定サンプリング時間と、熱電併給装置の停止時に用いる停止時用の設定サンプリング時間とが、運転時用の設定サンプリング時間の方が短くなる状態で設定されているので、熱電併給装置の運転時には、熱電併給装置の停止時よりも短い運転時用の設定サンプリング時間にて実電力消費データ及び実熱消費データをサンプリングすることにより、各時間帯において熱電併給装置の停止時よりも多数の実電力消費データ及び実熱消費データを得ることができる。
そして、それら多数の実電力消費データ及び実熱消費データにより、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データ及び実熱消費データの夫々についての電力消費平均値及び熱消費平均値を、連続的な実電力消費データ及び実熱消費データの夫々についての電力消費平均値及び熱消費平均値に極力近づけるように求めることができるので、各時間帯の過去電力負荷データ、各時間帯の過去熱負荷データをそれぞれ電力消費部の電力消費状態、熱消費部の熱消費状態により適合するように求めることができる。
【００３１】
ところで、１周期を複数の時間帯に区分けした各時間帯夫々の過去電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々についての電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理し、その管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、熱電併給装置の計画運転を実行するに当たって、実電力消費データ及び実熱消費データをサンプリングしたときに熱電併給装置が運転されていた時間帯は、以降の周期においても熱電併給装置が運転される可能性が高く、又、予測した運転メリットが的確に得られるようにするには、熱電併給装置が運転される可能性が高い時間帯の過去電力負荷データ、過去熱負荷データをそれぞれ電力消費部の電力消費状態、熱消費部の熱消費状態により適合するように求めるのが好ましい。
そこで、上述のように、運転時用の設定サンプリング時間を停止時用の設定サンプリング時間よりも短く設定することにより、制御動作が煩雑になるのを回避しながら、熱電併給装置が運転される可能性が高い時間帯の過去電力負荷データ、過去熱負荷データをそれぞれ電力消費部の電力消費状態、熱消費部の熱消費状態により適合するように求めることができるのである。
従って、制御動作が煩雑になるのを回避しながら、予測した運転メリットがより一層的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行することができるようになった。
【００３２】
第４特徴構成は、上記第１〜第３のいずれかの特徴構成に加えて、
前記熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、
前記熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を前記貯湯タンクに貯湯する熱に変換する電気ヒータとが設けられている点を特徴とする。
【００３３】
即ち、電気ヒータにより、熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力が貯湯タンクに貯湯する熱に変換されて、貯湯槽に湯水として貯えられ、そのように貯湯槽に湯水として貯えられている熱が、熱消費部において消費されることになる。
【００３４】
つまり、このようなコージェネレーションシステムでは、通常、熱電併給装置にて発生する熱を湯水として貯える貯湯槽を設けるものである。
そして、そのように貯湯槽を設ける場合に、熱電併給装置の余剰電力を処理する手段として、その余剰電力を貯湯タンクに貯湯する熱に変換する電気ヒータを設けることにより、余剰電力を蓄電する蓄電池を設ける場合に比べて、コージェネレーションシステムの価格の上昇を回避しながら、熱電併給装置の余剰電力を運転メリットの低下を抑制するように適切に処理することができる。
従って、コージェネレーションシステムの価格の上昇を回避しながら、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置の計画運転を実行することができるようになった。
【００３５】
第５特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記運転制御手段が、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを周期毎に求め、且つ、その求めた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内又は連続する複数回の周期内において前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を定めて、前記熱電併給装置の計画運転を実行するように構成されている点を特徴とする。
【００３６】
即ち、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データが周期毎に求められ、その求められた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内又は連続する複数回の周期内において熱電併給装置を運転する運転時間帯が定められて、その定められた運転時間帯において熱電併給装置が運転される形態で、熱電併給装置の計画運転が実行される。
【００３７】
つまり、時間経過に伴う消費電力量の変動として表される電力消費部における電力の消費パターン、及び、時間経過に伴う消費熱量の変動として表される熱消費部における熱の消費パターンは、１日等の周期毎に繰り返される傾向となる。
又、電力消費部における電力の消費パターンは、消費電力量の変動はあるものの、周期の略全時間帯にわたって電力消費が発生するパターンであるのに対して、熱消費部における熱の消費パターンは、朝の起床時や、夜の入浴時等、熱消費が断続的に発生するパターンであり、しかも、周期内の全時間帯において熱電併給装置を運転すると、熱消費部における消費熱量に対して熱電併給装置の発生熱量が過剰となって、熱余りが生じる傾向にある。
【００３８】
そこで、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを周期毎に求めて、その求めた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内又は連続する複数回の周期内において熱電併給装置を運転する運転時間帯を定めて、その定めた運転時間帯において熱電併給装置を運転する。
そして、熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段、熱電併給装置にて発電される電力の余剰電力を貯湯タンクに貯湯する熱に変換する電気ヒータとが設けられている場合は、運転時間帯において熱電併給装置から発生する熱及び熱電併給装置の余剰電力を消費する電気ヒータから発生する熱にて貯湯槽に貯湯して、その貯湯槽に湯水にて貯えられている熱を、運転時間帯以降において消費することができる。
つまり、１回の周期内だけではなく、複数回の周期内における予測熱負荷データを鑑みて、熱余りをより一層抑制するように熱電併給装置を運転することが可能となる。
従って、熱余りをより一層抑制するように熱電併給装置を運転することが可能となるので、運転メリットをより一層向上するように計画運転を実行することができるようになった。
【００３９】
第６特徴構成は、上記第５特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、
前記運転時間帯を、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量を賄い且つ余剰となった熱にて２回目の周期の予測熱負荷を賄うことを許容する条件で、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記２回の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されている点を特徴とする。
【００４０】
即ち、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量を賄い且つ余剰となった熱にて２回目の周期の予測熱負荷を賄うことを許容する条件で、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて運転メリットが優れた時間帯が求められると共に、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記２回の周期の予測熱負荷データに基づいて運転メリットが優れた時間帯が求められ、そのように求められた時間帯のうち、運転メリットが優れた時間帯が、運転時間帯として設定される。
【００４１】
そして、そのように設定された運転時間帯にて熱電併給装置が運転され、その熱電併給装置の運転により貯湯槽に湯水として貯えられる熱（熱電併給装置から発生する熱及び熱電併給装置の余剰電力を消費する電気ヒータから発生する熱）にて、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量が賄われると共に、最初の周期の熱の消費だけでは熱が余る場合は、その余った熱が２回目の周期において消費される。
【００４２】
従って、熱電併給装置の運転により貯湯槽に湯水として貯えられる熱を、連続する２回の周期のうちの最初の周期において消費し切るだけではなく、連続する２回の周期にまたがって消費し切ることをも考慮して、運転時間帯を定めるので、運転メリットをより一層向上するように熱電併給装置の計画運転を実行することができるようになった。
【００４３】
第７特徴構成は、上記第５特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、
前記運転時間帯を、連続する複数の周期のうちの最初の周期内であって、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記複数の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されている点を特徴とする。
【００４４】
即ち、連続する複数の周期のうちの最初の周期内であって、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて、運転メリットが優れた時間帯が求められると共に、最初の周期の予測電力負荷データ及び複数の周期の予測熱負荷データに基づいて、運転メリットが優れた時間帯が求められ、そのように求められた時間帯のうち、運転メリットが優れた時間帯が、運転時間帯として設定される。
【００４５】
そして、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた時間帯の方が運転メリットが優れていて、その時間帯に運転時間帯が設定された場合は、熱電併給装置の運転により貯湯槽に湯水として貯えられる熱が、連続する複数の周期のうちの最初の周期にて全量が消費され、最初の周期の予測電力負荷データ及び複数の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた時間帯の方が運転メリットが優れていて、その時間帯に運転時間帯が設定された場合は、熱電併給装置の運転により貯湯槽に湯水として貯えられる熱が、連続する複数の周期において全量が消費されることになる。
【００４６】
従って、熱消費部における熱消費量がかなり少ない場合でも、運転メリットをより一層向上するように熱電併給装置の計画運転を実行することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、第１実施形態を説明する。
コージェネレーションシステムは、図１及び図２に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置１と、その熱電併給装置１が発生する熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して、貯湯槽２への貯湯及び熱消費端末３への熱媒供給を行う貯湯手段としての貯湯ユニット４と、熱電併給装置１及び貯湯ユニット４の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部５などから構成されている。
この第１実施形態では、前記熱電併給装置１は、発電機とその発電機を駆動するガスエンジンとを備えて構成されている。
【００４８】
前記熱電併給装置１は、その出力を調整可能に構成され、その熱電併給装置１の電力の出力側には、系統連系用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、熱電併給装置１の発電電力を商用電源７から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用電源７は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、受電電力供給ライン８を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力消費部としての電力負荷９に電気的に接続されている。
また、インバータ６は、発電電力供給ライン１０を介して受電電力供給ライン８に電気的に接続され、熱電併給装置１からの発電電力がインバータ６及び発電電力供給ライン１０を介して電力負荷９に供給するように構成されている。
【００４９】
前記受電電力供給ライン８には、電力負荷９の負荷電力を計測する電力負荷計測手段１１が設けられ、この電力負荷計測手段１１は、受電電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により熱電併給装置１から受電電力供給ライン８に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１２に供給されるように構成されている。
【００５０】
前記電気ヒータ１２は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ１５の作動により冷却水循環路１３を通流する熱電併給装置１の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１４によりＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
また、作動スイッチ１４は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１２の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１２の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ１２の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換える構成以外に、その電気ヒータ１２の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。
【００５１】
前記貯湯ユニット４は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前記貯湯槽２、湯水循環路１６を通して貯湯槽２内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ１７、熱源用循環路２０を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環路２２を通して熱媒を熱消費端末３に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器２４、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器２５、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器２６、ファン２７を作動させた状態でのバーナ２８の燃焼により貯湯槽２内から取り出した湯水及び熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱用熱交換器２９などを備えて構成されている。
【００５２】
前記湯水循環路１６は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁１８が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエター１９が設けられている。そして、三方弁１８を切り換えることにより、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエター１９を通過するように循環させる状態と、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエター１９をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。
【００５３】
前記貯湯用熱交換器２４においては、熱電併給装置１から出力される熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させるように構成されている。前記熱源用熱交換器２５においては、熱電併給装置１が発生する熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。そして、補助加熱手段Ｍが、ファン２７、バーナ２８、補助加熱用熱交換器２９により構成されている。また、熱源用循環路２０には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁４０が設けられている。
【００５４】
前記冷却水循環路１３は、貯湯用熱交換器２４側と熱源用熱交換器２５側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器２４側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器２５側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁３０が設けられている。
そして、分流弁３０は、冷却水循環路１３の冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させたり、冷却水循環路１３の冷却水の全量を熱源用熱交換器２５側に通流させることもできるように構成されている。
【００５５】
前記熱媒加熱用熱交換器２６においては、熱源用熱交換器２５や補助加熱用熱交換器２９にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。前記熱消費端末３は、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末にて構成されている。
【００５６】
また、貯湯槽２から取り出した湯水を熱消費部としての給湯部に給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯負荷計測手段３１が設けられ、熱消費部としての前記熱消費端末３での端末熱負荷を計測する端末熱負荷計測手段３２も設けられている。尚、熱負荷とは負荷熱量を意味するものである。
【００５７】
前記運転制御部５は、熱電併給装置１の運転中には冷却水循環ポンプ１５を作動させる状態で、熱電併給装置１の運転及び冷却水循環ポンプ１５の作動状態を制御すると共に、湯水循環ポンプ１７、熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環ポンプ２３の作動状態を制御することによって、貯湯槽２内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末３に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
【００５８】
ちなみに、給湯するときには、熱源用断続弁４０を閉弁した状態で貯湯槽２から取り出した湯水を給湯するように構成され、貯湯槽２から取り出した湯水を補助加熱手段Ｍにて加熱したり、貯湯槽２から取り出した湯水に水を混合させて、図外のリモコンにて設定されている給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
したがって、貯湯槽２では、貯湯槽２の容量の範囲内で、熱電併給装置１の出力に応じて追加された湯水から、給湯用として取り出された湯水を差し引いた分の湯水が貯湯されていることになる。
【００５９】
次に、運転制御部５による熱電併給装置１の運転の制御について、説明を加える。
この運転制御部５は、１周期を複数の時間帯に区分けした各時間帯夫々の過電力負荷データ及び過去熱負荷データとして、各時間帯において設定サンプリング時間毎にサンプリングした電力消費部の実電力消費データ及び熱消費部の実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める形態で、１周期における時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理し、且つ、その管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを求めるデータ管理処理を実行し、そのデータ管理処理にて求めた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、前記熱電併給装置１の計画運転を実行するように構成されている。
【００６０】
設定サンプリング時間として、前記熱電併給装置１の運転時に用いる運転時用の設定サンプリング時間と、前記熱電併給装置１の停止時に用いる停止時用の設定サンプリング時間とが、前記運転時用の設定サンプリング時間の方が短くなる状態で設定されている。
【００６１】
ちなみに、前記運転時用の設定サンプリング時間は、例えば５秒に設定され、前記停止時用の設定サンプリング時間は、５分に設定されている。
又、前記周期は、例えば１日に設定され、その１周期としての１日を２４等分した１時間が各データを管理するための時間帯として設定されている。尚、以下の説明では、この各データを管理するための時間帯を単位時間と記載する場合がある。
【００６２】
そして、本発明では、前記運転制御部５は、前記データ管理処理において、前記電力消費平均値として、サンプリングした実電力消費データが前記熱電併給装置１の最大出力電力を超えるときはその実電力消費データを前記熱電併給装置１の最大出力電力に相当するデータに置き換えた状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての出力対応平均値を求め、及び、サンプリングした実電力消費データが前記熱電併給装置１の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いる状態で、各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての実消費対応平均値を求めて、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている。
ちなみに、前記熱電併給装置１の最大出力電力は、例えば１０００Ｗに設定されている。
【００６３】
又、前記運転制御部５は、前記データ管理処理において、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを周期毎に求め、且つ、その求めた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内又は連続する複数回の周期内において前記熱電併給装置１を運転する運転時間帯を定めて、前記熱電併給装置１の計画運転を実行するように構成されている。
【００６４】
次に、前記運転制御部５によるデータ管理処理について、説明を加える。
先ず、各単位時間においてサンプリングした実電力消費データ及び実熱消費データの夫々に基づいて電力消費平均値及び熱消費平均値を求める処理について説明する。
尚、実熱消費データとして、給湯のための実給湯熱消費データ、及び、暖房等のための実端末熱消費データがあり、以下の説明では、各単位時間においてサンプリングした実給湯熱消費データに基づいて求める熱消費平均値を、給湯熱消費平均値と記載し、各単位時間においてサンプリングした実端末熱消費データに基づいて求める熱消費平均値を端末熱消費平均値と記載する。
実電力消費データは、前記電力負荷計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて、電力として計測される。又、実給湯熱消費データは、前記給湯熱負荷計測手段３１により計測され、実端末熱消費データは、前記端末熱負荷計測手段３２にて計測される。
【００６５】
サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置１の最大出力電力を超えるときは熱電併給装置１の最大出力電力に置き換えながら、設定サンプリング時間にてサンプリングした実電力消費データを積算し、単位時間が経過する度に、その積算値をサンプリング数で除して単位時間の出力対応平均値を求め且つ実電力消費データの積算値をリセットする処理を繰り返すことにより、各単位時間の出力対応平均値を求めることになる。
又、サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置１の最大出力電力を超えるときもそのデータを用いながら、設定サンプリング時間にてサンプリングした実電力消費データを積算し、単位時間が経過する度に、その積算値をサンプリング数で除して単位時間の実消費対応平均値を求め且つ実電力消費データの積算値をリセットする処理を繰り返すことにより、各単位時間の実消費対応平均値を求めることになる。
【００６６】
例えば、１８時台の単位時間におけるサンプリング実電力消費データが、図３に示す如きデータの場合、サンプリング実電力消費データが熱電併給装置１の最大出力電力１０００Ｗを超える１５００Ｗのときは、出力対応平均値を演算するための出力対応平均値演算用データを熱電併給装置１の最大出力電力の１０００Ｗに置き換え、サンプリング実電力消費データが熱電併給装置１の最大出力電力以下の５００Ｗのときは、出力対応平均値演算用データをサンプリング実電力消費データの５００Ｗとして、各出力対応平均値演算用データを積算して、その積算値をサンプル数である１２で除して、その１８時台の単位時間の出力対応平均値を求める。ちなみに、その出力対応平均値は、７５０Ｗとなる。尚、図３は、熱電併給装置１の停止中であり、停止時用の設定サンプリング時間（５分）にて実電力消費データをサンプリングした状態を示す。
又、１８時台の単位時間におけるサンプリング実電力消費データが、図３に示す如きデータの場合、１８時台の単位時間の実消費対応平均値は、１０００Ｗとなる。
【００６７】
又、設定サンプリング時間にてサンプリングした実給湯熱消費データを積算し、単位時間が経過する度に、その積算値をサンプリング数で除して単位時間の給湯熱消費平均値を求め且つ実給湯熱消費データの積算値をリセットする処理を繰り返すことにより、各単位時間の給湯熱消費平均値を求めることになる。
又、設定サンプリング時間にてサンプリングした実端末熱消費データを積算し、単位時間が経過する度に、その積算値をサンプリング数で除して単位時間の端末熱消費平均値を求め且つ実端末熱消費データの積算値をリセットする処理を繰り返すことにより、各単位時間の端末熱消費平均値を求めることになる。
【００６８】
次に、時系列的な過去電力負荷データ、時系列的な過去熱負荷データの管理について、説明を加える。
時系列的な過去電力負荷データとしては、出力対応平均値を各単位時間の過去電力負荷データ（以下、出力対応過去電力負荷データと記載する場合がある）とする時系列的な出力対応過去電力負荷データと、実消費対応平均値を各単位時間の過去電力負荷データ（以下、実消費対応過去電力負荷データと記載する場合がある）とする時系列的な実消費対応過去電力負荷データを管理する。
又、時系列的な過去熱負荷データとしては、各単位時間の給湯熱消費平均値からなる時系列的な過去給湯熱負荷データと、各単位時間の端末熱消費平均値からなる時系列的な過去端末熱負荷データを管理する。
尚、時系列的な出力対応過去電力負荷データ、時系列的な実消費対応過去電力負荷データ、時系列的な過去給湯熱負荷データ及び時系列的な過去端末熱負荷データ夫々を管理する形態は同様であるので、出力対応平均値、実消費対応平均値、給湯熱消費平均値及び端末熱消費平均値をエネルギ消費平均値と総称し、出力対応過去電力負荷データ、実消費対応過去電力負荷データ、過去給湯熱負荷データ及び過去端末熱負荷データを過去負荷データと総称して、夫々のデータを管理する形態について説明する。
【００６９】
単位時間のエネルギ消費平均値を求める度に、求めたエネルギ消費平均値を順次不揮発性のメモリ３４に記憶させて、新しく１周期（１日）分のエネルギ消費平均値をメモリ３４に記憶させる毎に、最も過去の１周期（１日）分のエネルギ消費平均値を削除する形態で、管理用設定数週間分（この実施形態では４週間分）の時系列的なエネルギ消費平均値を時系列的な過去負荷データとして１周期（１日）毎に曜日に対応付けてメモリ３４に記憶させる。
例えば、日付が変わった日が日曜日である場合、記憶されている時系列的な過去負荷データは、図４に示すように、前週の日曜日から土曜日までの過去負荷データＤ１（１）〜Ｄ１（７）、２週前の週の日曜日から土曜日までの過去負荷データＤ２（１）〜Ｄ２（７）、３週前の週の日曜日から土曜日までの過去負荷データＤ３（１）〜Ｄ３（７）、及び、４週前の週の日曜日から土曜日までの過去負荷データＤ４（１）〜Ｄ４（７）から構成されている。
【００７０】
１周期分の時系列的な過去負荷データは、２４個の単位時間当たりの過去負荷データからなる。例えば、１周期分の時系列的な出力対応過去電力負荷データは、２４個の単位時間当たりの出力対応過去電力負荷データから構成されている。
図５に示すように、１周期分の過去負荷データは、１周期分の出力対応過去電力負荷データ、１周期分の実消費対応過去電力負荷データ、１周期分の過去給湯熱負荷データ、１周期分の過去端末熱負荷データからなり、図５の（イ）は、１周期分の出力対応過去電力負荷データと１周期分の実消費対応過去電力負荷データとを示しており、図５の（ロ）は、１周期分の過去端末熱負荷データ、１周期分の過去給湯熱負荷データ、及び、過去端末熱負荷データと過去給湯熱負荷データとを加えた１周期分の過去熱負荷データを示している。
【００７１】
次に、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、時系列的な予測電力負荷データ及び時系列的な予測熱負荷データを周期毎に求める処理について、説明を加える。
予測電力負荷データとしては、管理している出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求め、管理している実消費対応過去電力負荷データに基づいて、実消費対応予測電力負荷データを求める。
又、予測熱負荷データとしては、管理している過去給湯熱負荷データに基づいて、予測給湯熱負荷データを求め、管理している過去端末熱負荷データに基づいて、予測端末熱負荷データを求める。
【００７２】
尚、出力対応過去電力負荷データ、実消費対応過去電力負荷データ、過去給湯熱負荷データ、過去端末熱負荷データのそれぞれに基づいて、出力対応予測電力負荷データ、実消費対応予測電力負荷データ、予測給湯熱負荷データ、予測端末熱負荷データのそれぞれを求める形態は同様であるので、以下では、出力対応過去電力負荷データ、実消費対応過去電力負荷データ、過去給湯熱負荷データ及び過去端末熱負荷データを過去負荷データと総称し、出力対応予測電力負荷データ、実消費対応予測電力負荷データ、予測給湯熱負荷データ及び予測端末熱負荷データを予測負荷データと総称して、説明する。
【００７３】
運転対象日の予測負荷データを求める場合について説明すると、日付が変わる毎に、記憶している管理用設定数週間分の過去負荷データ（以下、記憶データと記載する場合がある）に基づいて、日付が変わった日（即ち、運転対象日）に対応する前週過去負荷データ（前週出力対応過去電力負荷データ、前週実消費対応過去電力負荷データ、前週過去給湯熱負荷データ、前週過去端末熱負荷データ）、平均過去負荷データ（平均出力対応過去電力負荷データ、平均実消費対応過去電力負荷データ、平均過去給湯熱負荷データ、平均過去端末熱負荷データ）を求めると共に、それら前週過去負荷データと平均過去負荷データとから、予測負荷データを求める。
【００７４】
具体的に説明すると、日付が変わるごとに、記憶データのうち、最近（即ち、前週）の１週間分の過去負荷データにおける運転対象日と同曜日の過去負荷データを前週過去負荷データとし、その最近の１週間を除いた残りの複数週間分（この実施形態では２週前、３週前、４週前の３週間分）の過去負荷データのうち運転対象日と同曜日の過去負荷データを平均して、その平均値を平均過去負荷データとする。
【００７５】
例えば、図４に示すように、日付が変わった日、即ち運転対象日が日曜日である場合を例にして説明すると、前週過去負荷データＤｂ、平均過去負荷データＤａは、夫々、下記の（式１）、（式２）に示す通りである。
【００７６】
Ｄｂ＝Ｄ１（１）……………（式１）
Ｄａ＝｛Ｄ２（１）＋Ｄ３（１）＋Ｄ４（１）｝÷３……………（式２）
【００７７】
ちなみに、３週間分の過去負荷データの平均値とは、単位時間毎に３週間分の負荷量を平均することにより求めるものであり、単位時間当たりの過去負荷データの２４個から構成されている。
【００７８】
そして、前週過去負荷データＤｂと平均過去負荷データＤａとを所定の割合で足し合わせることにより、予測負荷データＤｐを求めるように構成されている。
【００７９】
つまり、下記の（式３）により、平均過去負荷データＤａと前週過去負荷データＤｂとに基づいて、予測負荷データＤｐが求められる。但し、Ｋは定数であり、例えば０．７５に設定される。
【００８０】
Ｄｐ＝Ｄａ×Ｋ＋Ｄｂ×（１−Ｋ）・・・・・（式３）
【００８１】
又、運転対象日の翌日の予測負荷データを求める場合は、記憶データのうち、最近（即ち、前週）の１週間分の過去負荷データにおける運転対象日の翌日と同曜日の過去負荷データを前週過去負荷データとし、その最近の１週間を除いた残りの複数週間分（この実施形態では２週前、３週前、４週前の３週間分）の過去負荷データのうち運転対象日の翌日と同曜日の過去負荷データを平均して、その平均値を平均過去負荷データとすることになる。
【００８２】
そして、１周期分の予測負荷データＤｏは、図６に示すように、１周期分の出力対応予測電力負荷データ、１周期分の実消費対応予測電力負荷データ、１周期分の予測給湯熱負荷データ、１周期分の予測端末熱負荷データからなり、図６の（イ）は、１周期分の出力対応予測電力負荷データと実消費対応予測電力負荷データとを示しており、図６の（ロ）は、１周期分の予測端末熱負荷データ、１周期分の予測給湯熱負荷データ、及び、予測端末熱負荷データと予測給湯熱負荷データとを加えた１周期分の予測熱負荷データを示している。
【００８３】
サンプリングした実電力消費データが熱電併給装置１の最大出力電力を超えるときは熱電併給装置１の最大出力電力に置き換えた状態で、出力対応平均値を求めて、その出力対応平均値を単位時間の出力対応過去電力負荷データとして、その出力対応過去電力負荷データに基づいて出力対応予測電力負荷データを求めるので、出力対応予測電力負荷データの最大値は、熱電併給装置１の最大出力電力（例えば１０００Ｗ）になる。
【００８４】
次に、熱電併給装置１の計画運転について説明を加える。尚、以下の説明においては、予測給湯熱負荷データと予測端末熱負荷データとを加えた負荷を、予測熱負荷データと記載して説明する。
この第１実施形態では、前記運転制御部５は、前記運転時間帯を、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量を賄い且つ余剰となった熱にて２回目の周期の予測熱負荷を賄うことを許容する条件で、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記２回の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されている。
【００８５】
又、この第１実施形態では、前記運転制御部５は、前記熱電併給装置１の出力電力をその熱電併給装置１の最大出力電力に調節する定格運転を実行するように構成されている。
【００８６】
説明を加えると、前記運転制御部５は、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量に相当する量の熱を熱電併給装置１により１周期内で発生させて消費する第１状態、及び、予測電力負荷の多い時間帯で運転して余剰となった熱を次の周期で消費する第２の状態夫々を想定し、１周期を設定時間間隔毎に分割した運転開始時刻ａを順次入力し、前記貯湯槽２の貯湯熱量Ｓが常に下記の（式４）を満たすと共に、下記の（式６）にて示す予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる最適運転状態を前記第１の状態及び前記第２の状態の全体から求め、求めた最適運転状態の運転開始時刻ａとその運転開始時刻ａから導かれる運転終了時刻ｂとの間の運転時間帯において、熱電併給装置１を定格運転するように構成されている。
【００８７】
０≦Ｓ＝Ｓ０＋Ｓ１＋Ｓ２−｛Ｌ１＋Ｌ２｝……………（式４）
【００８８】
但し、
Ｓ０は初期貯湯熱量を示し、前記第１の状態では、最初の周期における運転開始時刻ａまでの予測熱負荷データを積算した値に設定し、第２の状態では、２回目の周期において消費する熱量であり、例えば、２回目の周期における最初の周期の運転開始時刻ａと同時刻までの予測熱負荷データを積算した値と２回目の周期における最初の周期の運転開始時刻ａと同時刻までのコージェネレーションシステムの放熱量とを加えた値、あるいは、２回目の周期における予測熱負荷データを積算した値と２回目の周期におけるコージェネレーションシステムの放熱量とを加えた値の設定比率（例えば２５％）分に設定する。
【００８９】
ちなみに、コージェネレーションシステムの放熱量は、貯湯槽２からの放熱量、配管からの放熱量、及び、熱電併給装置１の筐体からの放熱量を加えた値であり、貯湯槽２からの放熱量、配管からの放熱量、及び、熱電併給装置１の筐体からの放熱量の夫々は、夫々に対応して予め設定されている関数を時間にて積分して求められる。
【００９０】
Ｓ１は、図６及び図７夫々の（ロ）に示すように、熱電併給装置１を運転開始時刻ａから運転終了時刻ｂまでの運転時間帯において運転すると仮定して、その運転の間に熱電併給装置１から発生する熱量を示し、下記の（式５）にて求められる。尚、図６は、前記第１の状態において、運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを設定する処理を説明する図であり、図７は、前記第２の状態において、運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを設定する処理を説明する図であり、各図中において、Ｔは周期を示す。
【００９１】
Ｓ１＝Ｏｍ×（ｂ−ａ）×ｋｍ……………（式５）
【００９２】
但し、Ｏｍは熱電併給装置１の最大出力電力を示し、ｋｍは、熱電併給装置１を最大出力電力にて運転するときの熱電併給装置１の熱電比を示す。例えば、熱電併給装置１の最大出力電力が１０００Ｗの場合、熱電比ｋｍは、３．２５である。
【００９３】
Ｓ２は、図６及び図７に示すように、熱電併給装置１を運転時間帯の間運転すると仮定したときの予測余剰電力量Ｒが電気ヒータ１２により変換される熱量を示す。予測余剰電力量Ｒは、図６及び図７夫々の（イ）に示すように、熱電併給装置１を運転開始時刻ａから運転終了時刻ｂまでの運転時間帯において、出力対応予測電力負荷データが熱電併給装置１の最大出力電力よりも小さい単位時間夫々について、熱電併給装置１の最大出力電力から出力対応予測電力負荷データを減じて余剰電力を求め、各単位時間の余剰電力を積算することにより求められる。
【００９４】
Ｌ１は、熱負荷量を示し、前記第１の状態では、最初の周期における予測熱負荷データを積算した値となり、前記第２の状態では、最初の周期における予測熱負荷データを積算した値に、２回目の周期における予測熱負荷データをその２回目の周期において予定した熱量を消費し切る時刻（以下、熱全量消費時刻と記載する場合がある）まで積算した値を加えた値となる。
【００９５】
Ｌ２は、コージェネレーションシステムからの放熱量を示し、前記第１の状態では、最初の周期の間の放熱量となり、第２の状態では、最初の周期の間の放熱量に、２回目の周期における熱全量消費時刻までの放熱量を加えた値となる。
【００９６】
Ｙ＝Ｇ×α＋Ｈ×β……………（式６）
【００９７】
但し、
Ｇは、熱電併給装置１を運転時間帯の間運転すると仮定したときの燃料の消費量を示し、αは、燃料を一次エネルギに換算するための係数を示し、Ｈは、熱電併給装置１を運転時間帯の間運転すると仮定したときの１周期の間の予測不足電力量を示し、下記の（式７）にて求められ、βは、電力を一次エネルギに換算するための係数を示す。
【００９８】
Ｈ＝Ｅ−Ｖ……………（式７）
【００９９】
但し、Ｅは、最初の周期の電気負荷量を示し、最初の周期における実消費対応予測電力負荷データを積算した値となり、Ｖは、熱電併給装置１の出力電力量のうち、電力消費部にて消費された分に相当する有効出力電力量を示し、出力対応予測電力負荷データにおける運転時間帯の部分を積算することにより求められる。
【０１００】
そして、前記運転制御部５は、前記第１の状態においては、設定時間間隔（例えば１時間）毎に分割した運転開始時刻ａを順次入力して、各運転開始時刻ａについて、上記の（式４）を満足する、例えば、下記の（式８）を満足するように運転終了時刻ｂを求めると共に、上記の（式６）により、予測一次エネルギ換算値Ｙを求め、その予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを求める。
【０１０１】
Ｓ１＋Ｓ２＝Ｌ１＋Ｌ２……………（式８）
【０１０２】
又、前記運転制御部５は、前記第２の状態においても、設定時間間隔毎に分割した運転開始時刻ａを順次入力して、各運転開始時刻ａについて、上記の（式８）を満足するように運転終了時刻ｂを求めると共に、上記の（式６）により、予測一次エネルギ換算値Ｙを求め、その予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを求める。
そして、前記運転制御部５は、第１及び第２の状態を含めた全体において、予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを求め、その求めた運転開始時刻ａから運転終了時刻ｂまでの運転時間帯において、熱電併給装置１を定格運転する。
【０１０３】
以上、説明したように、出力対応平均値を各時間帯の出力対応過去電力負荷データとする時系列的な出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求めて、その出力対応予測電力負荷データに基づいて、熱電併給装置１を運転時間帯において定格運転すると仮定したときの予測余剰電力量Ｒを求めるので、その予測精度を向上することができる。
つまり、サンプリングした実電力消費データとして熱電併給装置１の最大出力電力以上のデータ及びその最大出力電力未満のデータを含み、且つ、熱電併給装置１の最大出力電力を大きく超えるデータを含む又は熱電併給装置１の最大出力電力以上のデータのサンプリング数が多い時間帯についても、出力対応平均値に基づいて、熱電併給装置１の予測余剰電力量を、実電力消費データに応じて熱電併給装置１を定格運転したときに実際に発生した余剰電力量に近づけるように求めることができる。
そこで、その出力対応平均値を各単位時間の出力対応過去電力負荷データとする時系列的な出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求めて、その出力対応予測電力負荷データに基づいて、熱電併給装置１を運転時間帯の間定格運転すると仮定したときの予測余剰電力量Ｒを求めることにより、その予測余剰電力量Ｒの予測精度を向上することができるのである。
【０１０４】
又、実消費対応平均値を各時間帯における実消費対応過去電力負荷データとする時系列的な実消費対応過去電力負荷データに基づいて、実消費対応予測電力負荷データを求めることにより、その実消費対応予測電力負荷データに基づいて、予測不足電力量Ｈをその予測精度を向上した状態で求めることができる。
【０１０５】
そして、予測余剰電力量Ｒ及び予測不足電力量Ｈの予測精度を向上した状態で、上述のように、予測一次エネルギ換算値Ｙを求めて、その予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる、つまり、予測運転メリットが最大となるように運転時間帯を設定して、その運転時間帯において熱電併給装置１を定格運転するので、実際に発生する余剰電力量及び不足電力量が予測余剰電力量及び予測不足電力量に極力近くなるように熱電併給装置１の計画運転を実行することができるものとなり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置１の計画運転を実行することができる。
【０１０６】
以下、本発明の第２及び第３の各実施形態を説明するが、第２及び第３の各実施形態は、熱電併給装置１の計画運転の別の実施形態を説明するものであって、コージェネレーションシステムの全体構成は第１実施形態と同様であるので、コージェネレーションシステムの全体構成の説明は省略して、主として、熱電併給装置１の計画運転について、説明する。
【０１０７】
〔第２実施形態〕
上記の第１実施形態においては、前記運転制御部５は、前記データ管理処理において、前記電力消費平均値として、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を求めて、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されていたが、この第２実施形態では、前記運転制御部５は、前記データ管理処理において、前記電力消費平均値として、出力対応平均値を求めて、その出力対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている。
前記データ管理処理において、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理する構成、並びに、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、時系列的な予測電力負荷データ及び時系列的な予測熱負荷データを周期毎に求める構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１０８】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、前記運転制御部５は、前記運転時間帯を、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量を賄い且つ余剰となった熱にて２回目の周期の予測熱負荷を賄うことを許容する条件で、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記２回の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されているが、この第２実施形態では、前記運転制御部５は、熱電併給装置１の出力を現在要求されている現電力負荷に対して追従する電主出力に調節する電力負荷追従運転を実行するように構成されている。
【０１０９】
詳しくは、運転制御部５は、前記電力負荷追従運転において、１分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に前記現電力負荷を求め、最小出力電力から最大出力電力の範囲内で、連続的に、前記現電力負荷に追従する電主出力を設定し、熱電併給装置１の出力電力をその設定した電主出力に調節する。尚、前記最小出力電力は、許容範囲内で０Ｗ又はそれに近い極めて小さい出力に設定される。
【０１１０】
前記現電力負荷は、電力負荷計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて求められ、更に、その現電力負荷は、前の出力調整周期における電力負荷の平均値として求められる。
【０１１１】
前記熱電併給装置１の計画運転について説明を加えると、前記運転制御部５は、連続する２回の周期のうちの最初の周期の予測熱負荷の全量又は略全量に相当する量の熱を熱電併給装置１により１周期内で発生させて消費する第１状態、及び、予測電力負荷の多い時間帯で運転して余剰となった熱を次の周期で消費する第２の状態夫々を想定し、１周期を設定時間間隔毎に分割した運転開始時刻ａを順次入力し、前記貯湯槽２の貯湯熱量Ｓが常に下記の（式９）を満たすと共に、上記の（式６）にて示す予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる最適運転状態を前記第１の状態及び前記第２の状態の全体から求め、求めた最適運転状態の運転開始時刻ａとその運転開始時刻ａから導かれる運転終了時刻ｂとの間の運転時間帯において、熱電併給装置１を電力負荷追従運転するように構成されている。
【０１１２】
０≦Ｓ＝Ｓ０＋Ｓ１−｛Ｌ１＋Ｌ２｝……………（式９）
【０１１３】
但し、Ｓ０は、上記の第１実施形態と同様の初期貯湯熱量を示し、Ｌ１は、第１実施形態と同様の熱負荷量を示し、Ｌ２は第１実施形態と同様のコージェネレーションシステムからの放熱量を示す。
【０１１４】
又、Ｓ１は、熱電併給装置１を運転時間帯において運転すると仮定して、その運転の間にその熱電併給装置１から発生する熱量を示し、下記の（式１０）にて求められる。
【０１１５】
Ｓ１＝Σ（Ｏ×ｋｏ）……………（式１０）
【０１１６】
但し、Ｏは、熱電併給装置１を運転時間帯において電力負荷追従運転を実行すると仮定したときの熱電併給装置の各単位時間の予測出力電力量を示し、その予測出力電力量Ｏは出力対応予測電力負荷データに基づいて、各単位時間に対応する出力対応予測電力負荷データ（電力）の単位時間分の電力量として求められる。
又、ｋｏは、熱電併給装置１を電主出力ｋｏにて運転するときの熱電併給装置１の熱電比を示す。
【０１１７】
そして、前記運転制御部５は、前記第１の状態においては、設定時間間隔毎に分割した運転開始時刻ａを順次入力して、各運転開始時刻ａについて、上記の（式９）を満足する、例えば、下記の（式１１）を満足するように運転終了時刻ｂを求めると共に、上記の（式６）により、予測一次エネルギ換算値Ｙを求め、その予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを求める。
【０１１８】
Ｓ１＝Ｌ１＋Ｌ２……………（式１１）
【０１１９】
又、前記運転制御部５は、前記第２の状態においても、設定時間間隔毎に分割した運転開始時刻ａを順次入力して、各運転開始時刻ａについて、上記の（式１１）を満足するように運転終了時刻ｂを求めると共に、上記の（式６）により、予測一次エネルギ換算値Ｙを求め、その予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを求める。
そして、前記運転制御部５は、第１及び第２の状態を含めた全体において、予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる運転開始時刻ａ及び運転終了時刻ｂを求め、その求めた運転開始時刻ａから運転終了時刻ｂまでの運転時間帯において、熱電併給装置１を電力負荷追従運転する。
【０１２０】
以上、説明したように、出力対応平均値を各時間帯の出力対応過去電力負荷データとする時系列的な出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求めて、その出力対応予測電力負荷データに基づいて、熱電併給装置１を運転時間帯において電力負荷追従運転すると仮定したときの予測出力電力量Ｏを求めるので、その予測精度を向上することができる。
つまり、サンプリングした実電力消費データとして熱電併給装置１の最大出力電力以上のデータ及びその最大出力電力未満のデータを含み、且つ、熱電併給装置１の最大出力電力を大きく超えるデータを含む又は熱電併給装置１の最大出力電力以上のデータのサンプリング数が多い時間帯についても、出力対応平均値に基づいて、熱電併給装置１の予測出力電力量を、実電力消費データに応じて熱電併給装置１を電力負荷追従運転したときに実際に出力された出力電力量に近づけるように求めることができる。
そこで、その出力対応平均値を各単位時間の出力対応過去電力負荷データとする時系列的な出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求めて、その出力対応予測電力負荷データに基づいて、熱電併給装置１を運転時間帯の間電力負荷追従運転すると仮定したときの予測出力電力量Ｏを求めることにより、その予測出力電力量Ｏの予測精度を向上することができるのである。
【０１２１】
そして、予測出力電力量Ｏの予測精度を向上した状態で、上述のように、予測一次エネルギ換算値Ｙを求めて、その予測一次エネルギ換算値Ｙが最小となる、つまり、予測運転メリットが最大となるように運転時間帯を設定して、その運転時間帯において熱電併給装置１を電力負荷追従運転するので、実際に熱電併給装置１から出力される出力電力量が予測出力電力量に極力近くなるように熱電併給装置１の計画運転を実行することができるものとなり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置１の計画運転を実行することができる。
【０１２２】
〔第３実施形態〕
この第３実施形態では、前記熱電併給装置１は、燃料電池にて構成されている。
又、図１及び図２に示すように、この第３実施形態では、上記の第１実施形態において説明したコージェネレーションシステムの構成に加えて、貯湯槽２の貯湯熱量の検出用として、貯湯槽２の上層部の上端位置の湯水の温度を検出する上端温度センサＳ１、貯湯槽２の上層部と中層部との境界位置の湯水の温度を検出する中間上位温度センサＳ２、貯湯槽２の中層部と下層部との境界位置の湯水の温度を検出する中間下位温度センサＳ３、貯湯槽２の下層部の下端位置の湯水の温度を検出する下端温度センサＳ４、及び、貯湯槽２に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサＳｉが設けられている。
【０１２３】
又、第１実施形態と同様に、前記運転制御部５は、前記データ管理処理において、前記電力消費平均値として、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を求めて、前記出力対応平均値及び前記実消費対応平均値を各時間帯における過去電力負荷データとするように構成されている。
尚、前記データ管理処理において、時系列的な過去電力負荷データ及び時系列的な過去熱負荷データを管理する構成、並びに、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、時系列的な予測電力負荷データ及び時系列的な予測熱負荷データを周期毎に求める構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２４】
そして、この第３実施形態では、前記運転制御部５は、前記データ管理処理において、管理している過去電力負荷データ及び過去熱負荷データに基づいて、予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを周期毎に求め、且つ、その求めた予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内において前記熱電併給装置１を運転する運転時間帯を定めて、前記熱電併給装置１の計画運転を実行するように構成されている。
又、前記運転制御部５は、前記運転時間帯を、連続する複数の周期のうちの最初の周期内であって、最初の周期の予測電力負荷データ及び最初の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯、及び、最初の周期の予測電力負荷データ及び前記複数の周期の予測熱負荷データに基づいて求めた運転メリットが優れた時間帯のうち、より運転メリットが優れた時間帯に設定するように構成されている。
【０１２５】
以下、運転制御部５による熱電併給装置１の計画運転について、説明を加える。
この第３実施形態では、熱電併給装置１の運転モードとして、前述の如き、周期内において運転時間帯を定めて熱電併給装置１を断続的に運転する断続運転モードに加えて、前記周期内の全時間帯において熱電併給装置１を運転する連続運転モードが備えられている。
又、前記断続運転モード及び前記連続運転モードのいずれの運転モードも実行せずに、前記周期内の全時間帯において熱電併給装置１を停止させる待機モードも備えられている。
【０１２６】
そして、運転制御部５は、運転制御部５は、周期の開始時点において、運転判別条件に基づいて断続運転モードと連続運転モードとのいずれか一方を選択するように構成されている。
又、運転制御部５は、断続運転モードを選択したときに、周期の開始時点において、その開始時点における前記貯湯槽２の貯湯熱量と次の周期における予測熱負荷とに基づいて、熱電併給装置１を停止させる、即ち、待機モードを実行する待機条件を満たすか否かを判断して、その待機条件を満たすと判断した場合には次の周期においては待機モードを実行するように構成されている。
この第３実施形態では、前記待機条件が、前記開始時点における前記貯湯熱量にて次の周期における予測熱負荷を賄える程度を示す熱負荷賄い率が設定値よりも大きい条件に設定されている。
【０１２７】
そして、前記運転制御部５は、前記断続運転モード及び連続運転モードのいずれにおいても、熱電併給装置１の運転時には、上記の第２実施形態と同様に、熱電併給装置１の出力を現在要求されている現電力負荷に対して追従する電主出力に調節する電力負荷追従運転を実行する。
但し、この第３実施形態では、前記最大出力電力が１０００Ｗの場合、前記最小出力電力が例えば２５０Ｗに設定され、前記電主出力は、現電力負荷に対して少なくとも所定の余裕分小さく設定されている。
【０１２８】
前記運転制御部５は、ある熱電併給装置１の運転パターンに対して、予測電力負荷及び予測熱負荷についてのエネルギの削減量である予測エネルギ削減量を演算可能に構成されている。
そして、運転制御部５は、周期の開始時点において、次の周期の予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、次の周期において断続運転モードを実行すると仮定したときのエネルギの削減量である予測エネルギ削減量、及び、次の周期において連続運転モードを実行すると仮定したときのエネルギの削減量である予測エネルギ削減量を演算して、断続運転モードと連続運転モードとのうちの予測エネルギ削減量が優れた方を選択する条件を前記運転判別条件として、断続運転モードと連続運転モードとのいずれか一方を選択するように構成されている。
【０１２９】
以下、運転制御部５による予測エネルギ削減量の演算方法について、説明を加える。
運転制御部５は、予め設定された仮運転パターンにおける運転時間帯において熱電併給装置１を運転する形態で、前記データ管理処理において求めた出力対応予測電力負荷データに対して電力負荷追従運転を実行すると仮定して、熱電併給装置１の時系列的な予測出力電力及び予測発生熱を演算する。
【０１３０】
そして、運転制御部５は、下記の（式１２）に示すように、熱電併給装置１を運転しない場合のエネルギ消費量を基準に、熱電併給装置１を上記仮運転パターンで運転した場合のエネルギ消費量の削減量を、上記予測エネルギ削減量として演算することができる。
【０１３１】
予測エネルギ削減量Ｐ＝熱電併給装置１を運転しない場合のエネルギ消費量Ｅ１−熱電併給装置１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２……………（式１２）
【０１３２】
尚、上記熱電併給装置１を運転させない場合のエネルギ消費量Ｅ１は、下記の（式１３）に示すように、前記予測電力負荷の全てを商用電源７からの受電電力で補う場合の商用電源７におけるエネルギ消費量と、前記予測熱負荷の全てを補助加熱手段Ｍの発生熱で補う場合のエネルギ消費量との和として求められる。
但し、前記予測電力負荷は、実消費対応予測電力負荷データに基づいて、各単位時間の電力負荷データを積算することにより求められ、前記予測熱負荷は、予測熱負荷データに基づいて、各単位時間の熱負荷データを積算することにより求められる。
【０１３３】
Ｅ１＝予測電力負荷／商用電源７の発電効率＋コージェネレーションシステムの待機電力／商用電源７の発電効率＋予測熱負荷／補助加熱手段Ｍの発熱効率……………（式１３）
【０１３４】
一方、熱電併給装置１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２は、下記の（式１４）に示すように、上記予測電力負荷及び予測熱負荷を熱電併給装置１の予測出力電力及び予測発生熱で補う場合の熱電併給装置１におけるエネルギ消費量（燃料消費量）と、予測電力負荷から予測出力電力を差し引いた分に相当する予測不足電力を商用電源７からの受電電力で補う場合の商用電源７におけるエネルギ消費量と、予測熱負荷から予測発生熱を差し引いた分に相当する予測不足熱量を補助加熱手段Ｍの発生熱で補う場合のエネルギ消費量と、熱電併給装置１の起動時のエネルギロスとの和として求められる。
【０１３５】
Ｅ２＝熱電併給装置１を運転したときの燃料消費量＋予測不足電力量／商用電源７の発電効率＋予測不足熱量／補助加熱手段Ｍの発熱効率＋起動時のエネルギロス＋コージェネレーションシステムの待機電力／商用電源７の発電効率……………（式１４）
【０１３６】
ちなみに、（式１３）及び（式１４）におけるコージェネレーションシステムの待機電力は、熱電併給装置１を停止させているときにコージェネレーションシステムが消費する電力であり、連続運転モードでのコージェネレーションシステムの待機電力は、ゼロであり、断続運転モードでのコージェネレーションシステムの待機電力は、１時間当たりの待機電力に、１周期から運転時間帯を減じた時間を乗じた電力である。
尚、このコージェネレーションシステムの待機電力は、熱電併給装置１の待機電力としても良い。
【０１３７】
上記のような熱電併給装置１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求める方法について説明を加える。
【０１３８】
図８（ａ）に示すように、判定タイミングから２４時間の周期における単位時間（１時間）毎の夫々の時間において、実消費対応予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて予測電力負荷（ａ）及び予測熱負荷（ｍ）を求め、運転時間帯を設定した仮運転パターンにおいて設定される運転時間帯において設定される熱電併給装置１の予測出力電力量（以下、電主出力（ｂ）と記載する場合がある）を、出力対応予測電力負荷データに対して追従する形態で求める。つまり、単位時間の出力対応電力負荷データが熱電併給装置１の最小出力電力よりも大きい場合は、電主出力（ｂ）は出力対応電力負荷データに設定され、単位時間の出力対応電力負荷データが熱電併給装置１の最小出力電力以下である場合には、電主出力（ｂ）はその最小出力に設定されると共に、その差分が余剰電力量（ｉ）として求められる。
【０１３９】
夫々の時間において、単位時間の実消費対応予測電力負荷データが熱電併給装置１の最大出力電力を上回る電力量を、予測不足電力量（ｃ）として求める。
又、夫々の時間において、電主出力（ｂ）と熱電併給装置１の発電効率（ｅ）から、熱電併給装置１の一次エネルギ消費量である燃料消費量（ｇ）を求めると共に、その燃料消費量（ｇ）と熱電併給装置１の発熱効率（ｆ）から熱電併給装置１の発生熱量（ｄ）を求める。
【０１４０】
更に、夫々の時間において、貯湯槽２の最大容量以下の範囲内で、上記のような発生熱量（ｄ）から排熱ロス（ｈ）を差し引いたものを積算し、更に、それに余剰電力量（ｉ）から求めた電気ヒータ１２の発生熱量を加えたものから、貯湯槽２において放熱される貯湯放熱量（ｌ）と、予測熱負荷（ｍ）として利用された予測利用熱量（ｎ）と、を差し引いた分を、貯湯槽２に貯えられる貯湯熱量（ｋ）として求め、更に、貯湯槽２の最大容量を超える分の熱量をラジエター１９で放熱される余剰熱量（ｊ）として求める。
【０１４１】
そして、判定対象期間における上記燃料消費量（ｇ）の合計と、予測不足電力量（ｃ）の合計と、貯湯熱量（ｋ）が予測利用熱量（ｎ）よりも小さい場合にその差として求められる予測不足熱量の合計と、起動時のエネルギロスとを、上記（式１４）に代入することにより、上記のような熱電併給装置１を運転した場合のエネルギ消費量Ｅ２を求めることができる。
【０１４２】
ちなみに、熱電併給装置１の起動時のエネルギロスは、熱電併給装置１固有のものであり、予め、実験等により求められて運転制御部１に記憶されている。
【０１４３】
次に、運転制御部５による前記貯湯槽２の貯湯熱量の演算方法について、説明を加える。
前記上端温度センサＳ１、中間上位温度センサＳ２、中間下位温度センサＳ３、下端温度センサＳ４夫々にて検出される貯湯槽２の湯水の温度を、夫々、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とし、前記給水温度センサＳｉにて検出される給水温度をＴｉとする。
又、前記上層部における重み係数をＡ１とし、前記中層部における重み係数をＡ２とし、前記下層部における重み係数をＡ３とすると、貯湯熱量Ｑは、下記の（式１５）にて演算することができる。
【０１４４】
Ｑ＝｛（Ａ１×Ｔ１＋（１−Ａ１）×Ｔ２−Ｔｉ）×５０
＋（Ａ２×Ｔ２＋（１−Ａ２）×Ｔ３−Ｔｉ）×５０
＋（Ａ３×Ｔ３＋（１−Ａ３）×Ｔ４−Ｔｉ）×５０｝×４１８６．０５……………（式１５）
【０１４５】
重み係数Ａ１、Ａ２、Ａ３は、貯湯槽２の各層における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、Ａ１、Ａ２、Ａ３としては、例えば、Ａ１＝Ａ２＝０．２、Ａ３＝０．５である。Ａ１＝Ａ２＝０．２とは、上層部においては温度Ｔ２の影響が温度Ｔ１の影響よりも大きいことを示す。これは、上層部の８割の部分は温度Ｔ２に近く、２割の部分は温度Ｔ１に近いことを示す。これは、中層部においても同様である。下層部においては、温度Ｔ３とＴ４の影響が同じであることを示す。
【０１４６】
次に、前記連続運転モードについて、説明を加える。
運転制御部５は、連続運転モードとして、上述のように、熱電併給装置１の出力を現在要求されている現電力負荷に対して追従する電主出力に設定する、即ち、電力負荷追従運転を実行する負荷追従連続運転モード、及び、その負荷追従連続運転モードを実行することにより、熱負荷に対して熱電併給装置１の発生熱が余る熱余り状態が予測される場合に、熱電併給装置１の出力を現電力負荷に追従した電主出力よりも小さい抑制出力に設定する抑制連続運転モードを実行可能に構成されている。
【０１４７】
ちなみに、熱余り状態とは、例えば、貯湯槽２内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター１９を作動させる状態や、熱媒供給運転中に熱電併給装置１から出力される熱が熱消費端末３で要求されている端末熱負荷よりも大きくて、貯湯槽２内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター１９を作動させる状態である。
【０１４８】
次に、熱余り状態の予測について説明を加える。
前記運転制御部５は、周期における出力対応予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを求め、その出力対応予測電力負荷データに追従して連続的に電力負荷追従運転を実行することを想定して、熱電併給装置１の発生熱が予測熱負荷に対して余る熱余り状態が発生するか否かを判断すると共に、その熱余り状態が発生する時間帯を熱余り時間帯として求める。
【０１４９】
上記抑制連続運転モードについて説明を加えると、運転制御部５は、抑制連続運転モードを実行する場合において、熱余り状態が予測される熱余り時間帯よりも前の時間帯でその熱余り状態が解消できるように設定された抑制運転時間帯において、熱電併給装置１の出力を電主出力よりも小さい抑制出力に設定する。
【０１５０】
更に、上記抑制出力は、熱電併給装置１の出力を電主出力に設定したときの発電メリットよりも優れた発電メリットを発揮する出力のうちの上記電主出力以下の範囲内における最大出力に設定することが望ましい。
【０１５１】
即ち、運転制御部５は、現電力負荷の全てを商用電源７からの受電電力で補う場合のエネルギ消費量から、現電力負荷の少なくとも一部を熱電併給装置１の出力電力で補う場合のエネルギ消費量を差し引いた分に相当する上記発電メリットを、熱電併給装置１の出力を電主出力及びそれ以下に設定した場合について演算し、その発電メリットが、熱電併給装置１の出力を電主出力に設定した場合よりも優れている出力のうちの最大出力を、上記抑制出力として設定する。上記発電メリットは、余剰電力の発生によるエネルギロスを差し引いた値とすることが望ましい。尚、上記抑制出力は、熱電併給装置１の最小出力や、電主出力から所定の設定量小さい出力としても構わない。
【０１５２】
次に、前記断続運転モードについて、説明を加える。
運転制御部５は、運転時間帯を、前記周期の予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて、前記周期内において最も省エネルギとなる時間帯に設定するように構成されている。
以下、このように運転時間帯を設定する断続運転モードを第１断続運転モードと記載する場合がある。
【０１５３】
又、運転制御部５は、運転時間帯を、連続する複数（例えば、２又は３回）の周期のうちの最初の周期内であって、最初の周期の予測電力負荷及び前記複数の周期の予測熱負荷に基づいて、最も省エネルギとなる時間帯に設定するように構成されている。
以下、このように運転時間帯を設定する断続運転モードを第２断続運転モードと記載する場合がある。
【０１５４】
先ず、第１断続運転モードにおける運転時間帯の設定方法について説明する。
第１断続運転モードは、周期内において熱電併給装置１の運転時間帯が異なる複数の仮運転パターンの夫々の予測エネルギ削減量を、周期における予測電力負荷及び予測熱負荷に基づいて演算して、その予測エネルギ削減量が最大となるように、周期内において熱電併給装置１の起動時間と停止時間を設定する断続運転モードである。
【０１５５】
即ち、仮運転パターンは、図９に示すように、周期（この実施形態では２４時間）内において、熱電併給装置１を１回運転させるパターンである。
例えば、周期の開始時点を０時とすると、０時〜１時の時間（時間帯１）から運転を開始させるパターンとして、０時〜１時の時間（時間帯「１」）のみを運転させるパターン１（起動時刻が０時、停止時刻が１時）や、０時〜２時の時間帯（時間帯「１」及び「２」）のみを運転させるパターン２（起動時刻が０時、停止時刻が２時）、０時〜３時の時間帯（時間帯「１」、「２」及び「３」）のみを運転させるパターン３・・・０時〜２４時の時間帯（時間帯「１」〜「２４」）を運転させるパターン２４の２４種類がある。また、１時〜２時の時間（時間帯「２」）から運転開始させるパターンとして、この時間帯「２」をのみを運転させるパターン２５、１時〜３時の時間帯（時間帯「２」及び「３」）を運転させるパターン２６・・・１時〜２４時の時間帯（時間帯「２」〜「２４」）を運転させるパターン４７の２３種類がある。このように、周期の最後の２３時〜２４時の時間帯（時間帯「２４」）から運転開始させるパターンのパターン３００まで、仮運転パターンは、パターン１からパターン３００までの３００種類のものがある。
そして、このような３００種類の仮運転パターンがメモリ３４に記憶されている。
【０１５６】
そして、運転制御部５は、メモリ３４に記憶されている全ての仮運転パターンについて、その起動時間から停止時間までの運転時間帯において熱電併給装置１に対して電主運転制御を実行することによる予測エネルギ削減量を、上述した（式１２）〜（式１４）等を用いて、演算する。
【０１５７】
そして、その複数の仮運転パターンのうち、上記のように求めた予測エネルギ削減量が最も優れた即ち最大である仮運転パターンを、その周期における正式な運転パターンとして決定し、その運転パターンで定義される運転時間帯で熱電併給装置１を運転するように、周期内における熱電併給装置１の起動時間と停止時間とを設定する。
【０１５８】
次に、第２断続運転モードにおける運転時間帯の設定方法について説明する。
第２断続運転モードは、周期内において熱電併給装置１の運転時間帯が異なる複数の仮運転パターンの夫々の予測エネルギ削減量を、周期における予測電力負荷と、複数の周期である熱負荷判定対象期間における予測熱負荷とに基づいて演算して、予測エネルギ削減量が最大となるように、周期内において熱電併給装置１の起動時間と停止時間を設定する断続運転モードである。
【０１５９】
即ち、運転制御部５は、メモリ３４に記憶されている全ての仮運転パターンについて、その起動時間から停止時間までの運転時間帯において熱電併給装置１に対して電主運転制御を実行することによる予測エネルギ削減量を演算する。
【０１６０】
尚、この第２断続運転モードで演算される予測エネルギ削減量は、例えば、図８（ｂ）の最初の周期以降の熱利用状態に示すように、その周期を含む熱負荷判定対象期間において貯湯熱量（ｋ）が継続して予測熱負荷（ｍ）として利用された場合を想定して、上述した（式１２）〜（式１４）等を用いて演算された最初の周期の予測電力負荷と予測熱負荷とに基づいて演算した予測エネルギ削減量に対して、その最初の周期以降における予測利用熱量（ｎ）の合計から貯湯放熱量（ｌ）の合計を差し引いた分の熱量を、補助加熱手段Ｍの発生熱で補う場合のエネルギ消費量を加えた値として、求めることができる。
【０１６１】
前記運転制御部５は、周期の開始時点において、断続運転モード及び連続運転モードの運転モードのうちのいずれか又は待機モードを選択する運転モード選択処理を実行するように構成されている。
以下、図１０に示すフローチャートに基づいて、その運転モード選択処理について説明する。
尚、熱電併給装置１を停止させていても、例えば発電可能な状態に維持しておく等のために、エネルギ（電力）が消費されるものであり、周期内の全時間帯において熱電併給装置１を停止させているときにコージェネレーションシステムにて消費されるエネルギを、予め実験等により求めて、待機時消費エネルギＺとして、運転制御部５に記憶させてある。
【０１６２】
運転制御部５は、周期の開始時点（例えば、０時）になると、連続運転モードによって熱電併給装置１を運転すると仮定したときの予測エネルギ削減量Ｐｃ（以下、連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃと記載する場合がある）と、断続運転モードによって熱電併給装置１を運転すると仮定したときの予測エネルギ削減量Ｐｉ（以下、断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉと記載する場合がある）とを演算し、それらのうちの大きい方が待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも大きいか否かを判断することにより、連続運転モードと断続運転モードとのいずれか一方を実行した方が待機モードを実行するよりも省エネルギになるかを判断する（ステップ＃１〜３）。
【０１６３】
つまり、連続運転モードや断続運転モードを実行したときのエネルギ消費量が熱電併給装置１を運転しないときのエネルギ消費量よりも多くなって、連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃや断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉが負の値として求められる場合があるが、それら連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃや断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉの正負に拘らず、連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃと断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐとのうちの大きい方が待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも大きいときは、連続運転モードと断続運転モードとのいずれか一方を実行した方が待機モードを実行するよりも省エネルギになる。
【０１６４】
そして、ステップ＃３にて、連続運転モードと断続運転モードとのいずれか一方を実行した方が待機モードを実行するよりも省エネルギになると判断したときは、ステップ＃４にて、断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉと連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃとを比較して、断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉの方が連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃよりも大きいときは、断続運転モードを選択することになり、後述するように、前記待機条件を満たすか否かを判断し（ステップ＃５，６）、連続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｃが断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉと等しいか、断続運転モード時の予測エネルギ削減量Ｐｉよりも大きいときは、連続運転モードを選択する（ステップ＃９）。
つまり、断続運転モード、連続運転モード及び待機モードのうちの予測エネルギ削減量が優れたものを選択する条件を前記運転判別条件として、断続運転モード、連続運転モード及び待機モードのうちのいずれかひとつを選択することになる。
【０１６５】
そして、ステップ＃５では、図８の（ｂ）に示す如き、次の周期の各時間の予測熱負荷（ｍ）を合計して、次の周期の予測熱負荷Ｌを求め、図８の（ｂ）に示す如き、次の周期の各時間の予測利用熱量（ｎ）を合計して、開始時点の貯湯槽２の貯湯熱量のうち次の周期の予測熱負荷として利用される予測利用熱量Ｕを求める共に、それらの比率Ｕ／Ｌを、開始時点における貯湯熱量にて次の周期の予測熱負荷を賄える程度を示す熱負荷賄い率として求め、ステップ＃６では、その求めた熱負荷賄い率Ｕ／Ｌと設定値Ｋとを比較して、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋよりも大きいときは、待機条件を満たすと判断し、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋ以下のときは、待機条件を満たさないと判断する。ちなみに、前記設定値Ｋは、例えば、０．６に設定する。
そして、ステップ＃６で待機条件を満たすと判断したときは、前記運転判別条件に基づいて断続運転モードを選択したにも拘わらず、待機モードを選択し（ステップ＃７）、ステップ＃６で待機条件を満たさないと判断したときは、前記運転判別条件に基づいて選択した通り、断続運転モードを選択する（ステップ＃８）。
【０１６６】
つまり、貯湯槽２からは放熱があることから、熱負荷賄賄い率を求めるに当たっては、次の周期の開始時点の貯湯槽２の貯湯熱量そのものを用いるよりも、図８の（ｂ）に示すように、次の周期の開始時点の貯湯槽２の貯湯熱量のうち次の周期の予測熱負荷として利用される予測利用熱量Ｕを用いる方が、貯湯槽２からの放熱を考慮することができるので、熱負荷賄賄い率を適切に求めることができる。
【０１６７】
又、ステップ＃３にて、連続運転モードと断続運転モードとのいずれを実行するよりも待機モードを実行する方が省エネルギになると判断したときは、待機モードを選択する（ステップ＃７）。
【０１６８】
そして、運転制御部５は、運転モード選択処理にて断続運転モードを選択したときは、次の周期においては、運転時間帯のあいだ、熱電併給装置１を運転し、運転モード選択処理にて連続運転モードを選択したときは、次の周期内の全時間帯において熱電併給装置１を運転し、運転モード選択処理にて待機モードを選択したときは、次の周期内の全時間帯において熱電併給装置１を運転せずに停止させる。
【０１６９】
ちなみに、運転制御部５は、前記運転モード選択処理において、断続運転モードを選択したときは、第１断続運転モードと第２段続運転モードのうちの予測エネルギ削減量が優れている方の断続運転モードで、熱電併給装置１を運転する。
【０１７０】
そして、第２段続運転モードを実行しているときも、周期の開始時点毎に、待機条件を満たすか否かを判断するので、例えば、連続する複数の周期のうちの最初の周期における実際の熱負荷が予測熱負荷よりも多くなって、連続する複数の周期のうちの２回目の周期の開始時点において、待機条件を満たさないと判断すると、その２回目の周期は、待機モードを実行するのではなく、新たに、第１段続運転モードと第２段続運転モードとのうちの予測エネルギ削減量が優れている方の運転時間帯を設定して、その運転時間帯において熱電併給装置１を運転することになる。
一方、最初の周期における実際の熱負荷が予測熱負荷と同等又は予測熱負荷よりも少なくて、連続する複数の周期のうちの２回目の周期の開始時点において、待機条件を満たすと判断すると、次の周期は待機モードを実行する。
【０１７１】
又、第１段続運転モードを実行しているときも、同様に、周期の開始時点毎に、待機条件を満たすか否かを判断するが、ほとんどの場合は、待機条件を満たさないと判断するので、次の周期は、第１段続運転モードと第２段続運転モードとのうちの予測エネルギ削減量が優れている方の運転時間帯を設定して、その運転時間帯において熱電併給装置１を運転することになる。
【０１７２】
又、第１段続運転モードを実行しているときに、実際の熱負荷が予測熱負荷よりもかなり少なくて、周期の開始時点において、待機条件を満たすと判断すると、次の周期は待機モードを実行する。
【０１７３】
又、運転制御部５は、前記運転モード選択処理において、連続運転モードを選択したときは、負荷追従連続運転モードと抑制連続運転モードのうちの予測エネルギ削減量が優れている方の連続運転モードで、熱電併給装置１を運転する。
【０１７４】
以上、説明したように、出力対応平均値を各時間帯の出力対応過去電力負荷データとする時系列的な出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求めて、その出力対応予測電力負荷データに基づいて、熱電併給装置１を仮運転パターンにて電力負荷追従運転すると仮定したときの予測出力電力量（即ち、電主出力（ｂ））を求めるので、その予測精度を向上することができる。
つまり、サンプリングした実電力消費データとして熱電併給装置１の最大出力電力以上のデータ及びその最大出力電力未満のデータを含み、且つ、熱電併給装置１の最大出力電力を大きく超えるデータを含む又は熱電併給装置１の最大出力電力以上のデータのサンプリング数が多い時間帯についても、出力対応平均値に基づいて、熱電併給装置１の予測出力電力量を、実電力消費データに応じて熱電併給装置１を電力負荷追従運転したときに実際に出力された出力電力量に近づけるように求めることができる。
そこで、その出力対応平均値を各単位時間の出力対応過去電力負荷データとする時系列的な出力対応過去電力負荷データに基づいて、出力対応予測電力負荷データを求めて、その出力対応予測電力負荷データに基づいて、熱電併給装置１を仮運転パターンにて電力負荷追従運転すると仮定したときの予測出力電力量を求めることにより、その予測出力電力量の予測精度を向上することができるのである。
【０１７５】
又、実消費対応平均値を各時間帯における実消費対応過去電力負荷データとする時系列的な実消費対応過去電力負荷データに基づいて、実消費対応予測電力負荷データを求めることにより、その実消費対応予測電力負荷データに基づいて、予測不足電力量（ｃ）をその予測精度を向上した状態で求めることができる。
【０１７６】
そして、予測出力電力量及び予測不足電力量の予測精度を向上した状態で、上述のように、予測エネルギ削減量Ｐを求めて、その予測エネルギ削減量Ｐが最大となる、つまり、予測運転メリットが最大となるように運転時間帯を設定して、その運転時間帯において熱電併給装置１を電力負荷追従運転するので、実際に熱電併給装置１から出力される出力電力量及び実際に発生する不足電力量が予測出力電力量及び予測不足電力量に極力近くなるように熱電併給装置１の計画運転を実行することができるものとなり、予測した運転メリットが的確に得られるように熱電併給装置１の計画運転を実行することができる。
【０１７７】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  上記の各実施形態においては、前記設定サンプリング時間として、運転時用の設定サンプリング時間と停止時用の設定サンプリング時間とを設定したが、熱電併給装置１の運転時及び停止時で共通の１つの設定サンプリング時間を設定しても良い。
【０１７８】
（ロ）  上記の各実施形態において、熱電併給装置１の余剰電力を処理する手段として、上記の各実施形態において例示した電気ヒータ１２に代えて、熱電併給装置１の余剰電力を蓄電する蓄電池を設けても良い。
又、熱電併給装置１の余剰電力を商用電源７に逆潮流させて、余剰電力を売電するように構成しても良い。
【０１７９】
（ハ）上記の各実施形態において、貯湯タンク２を省略しても良い。この場合、熱電併給装置１の余剰電力を蓄電する蓄電池を設けることになり、熱負荷に対する熱電併給装置１の発生熱量の余剰熱量は、ラジエター１９で放熱させることになる。
【０１８０】
（ニ）  運転時間帯の設定形態は、上記の各実施形態において例示した形態、即ち、周期の予測電力負荷データ及び予測熱負荷データに基づいて、１回の周期内又は連続する複数の周期内において最も省エネルギとなる１回の時間帯に設定する形態に限定されるものではない。
例えば、運転時間帯を周期内における所定の時間帯に一律に設定する形態や、１回の周期内において運転時間帯を複数回設定する形態でも良い。
【０１８１】
（ホ）  熱電併給装置１の計画運転を実行する際に予測する運転メリットとしては、上記の各実施形態において例示した予測一次エネルギ換算値や予測エネルギ削減量等の省エネルギ性に限定されるものではなく、例えば、予測エネルギコスト削減額等の経済性や、予測二酸化炭素削減量等の環境性を用いても良い。
ちなみに、予測エネルギコスト削減額は、熱電併給装置１を運転させない場合のエネルギコストから、熱電併給装置１を仮運転パターンで運転したときのエネルギコストを減じて求めることができる。
熱電併給装置１を運転させない場合のエネルギコストは、予測電力負荷の全てとコージェネレーションシステムの待機電力とを商用電源７から買電するときのコストと、予測熱負荷の全てを補助加熱手段Ｍで賄うときのエネルギコスト（燃料コスト）の和として求められる。
一方、熱電併給装置１を運転したときのエネルギコストは、予測電力負荷及び予測熱負荷を熱電併給装置１の予測出力電力及び予測発生熱で補う場合の熱電併給装置１のエネルギコスト（燃料コスト）と、予測電力負荷から予測出力電力を差し引いた分に相当する不足電力量と断続運転モードであればコージェネレーションシステムの待機電力とを商用電源７から買電するときのコストと、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱量を補助加熱手段Ｍの発生熱で補う場合のエネルギコスト（燃料コスト）との和として求められる。
【０１８２】
又、予測二酸化炭素削減量は、熱電併給装置１を運転させない場合の二酸化炭素発生量から、熱電併給装置１を仮運転パターンで運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
熱電併給装置１を運転させない場合の二酸化炭素発生量は、予測電力負荷の全てとコージェネレーションシステムの待機電力とを商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測熱負荷の全てを補助加熱手段Ｍで賄うときの二酸化炭素発生量との和として求められる。
一方、熱電併給装置１を運転したときの二酸化炭素発生量は、予測電力負荷及び予測熱負荷を熱電併給装置１の予測出力電力及び予測発生熱で補う場合の熱電併給装置１からの二酸化炭素発生量と、予測電力負荷から予測出力電力を差し引いた分に相当する不足電力量と断続運転モードであればコージェネレーションシステムの待機電力とを商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測熱負荷から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足熱量を補助加熱手段Ｍの発生熱で補う場合の二酸化炭素発生量との和として求められる。
【０１８３】
（ヘ）  上記の第２及び第３の各実施形態において、電力負荷追従運転において、現電力負荷に追従する電主出力の設定形態としては、熱電併給装置１の最小出力電力から最大出力電力の範囲内で、連続的に設定する形態に代えて、熱電併給装置１の最小出力電力から最大出力電力の範囲内で、段階的に設定しても良い。
【０１８４】
（ト）  上記の第３実施形態において、熱電併給装置１を運転するときは、電力負荷追従運転を実行する場合について例示したが、定格運転を実行するように構成しても良い。
【０１８５】
（チ）  時間帯、周期夫々の設定例は、上記の実施形態において示した例に限定されるものではない。例えば、時間帯を３０分、２時間等に設定することができ、周期は、１２時間、４８時間等、エネルギ消費部の実際のエネルギ消費状況の変動周期に応じて設定することができる。
又、１周期を区分けする複数の時間帯は、上記の実施形態のように互いに時間長さが同じになるように設定するのではなく、例えば、電力負荷や熱負荷が小さい深夜は長くする等、時間長さを異ならせて設定しても良い。
【０１８６】
（リ）  上記の第１及び第２の各実施形態において、熱電併給装置１を燃料電池にて構成しても良く、又、上記の第３実施形態において、熱電併給装置１をエンジン駆動式の発電機にて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】実施形態に係るコージェネレーションシステムの全体構成を示すブロック図
【図２】実施形態に係るコージェネレーションシステムの制御構成を示すブロック図
【図３】各時間帯においてサンプリングした実電力消費データについての平均値を求める処理を説明する図
【図４】過去負荷データの更新処理を説明する図
【図５】過去電力負荷データ及び過去熱負荷データを示す図
【図６】予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを示し、並びに、第１実施形態における運転時間帯を設定する処理を説明する図
【図７】第１実施形態における運転時間帯を設定する処理を説明する図
【図８】第３実施形態における予測電力負荷及び予測熱負荷に対する熱電併給装置の運転状態及び熱利用状態を説明する図
【図９】第３実施形態における仮運転パターンを説明する図
【図１０】第３実施形態に係る制御動作のフローチャートを示す図
【符号の説明】
【０１８８】
１    熱電併給装置
２    貯湯槽
４    貯湯手段
５    運転制御手段
１２  電気ヒータ
【図１】
2007322052.tif 000003
【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】
2007322052.tif 000009
【図８】
2007322052.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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