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JP4831510B2 - Energy supply-demand balance adjustment system and energy supply-demand balance adjustment method - Google Patents

Energy supply-demand balance adjustment system and energy supply-demand balance adjustment method Download PDF

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JP4831510B2
JP4831510B2 JP2005225583A JP2005225583A JP4831510B2 JP 4831510 B2 JP4831510 B2 JP 4831510B2 JP 2005225583 A JP2005225583 A JP 2005225583A JP 2005225583 A JP2005225583 A JP 2005225583A JP 4831510 B2 JP4831510 B2 JP 4831510B2
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明志 毛笠
元 藤井
至 田村
芳朗 石川
信二 桂
一郎 杉本
重夫 山本
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Osaka Gas Co Ltd
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Kansai Research Institute KRI Inc
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Description

本発明は、水素流通ネットワークを基板として分散配備されたエネルギ生成装置と、集中配備された高効率原動機とを備え、両者のエネルギ生成負荷を調整するエネルギ需給バランス調整システム及びエネルギ需給バランス調整方法に関する。 The present invention, hydrogen and dispersed deployed energy generating device distribution network as a substrate, centralized deployed a high efficiency motor, the energy supply-demand balancing system and the energy supply and demand balance how to adjust both the energy generation load about the.

近年、エネルギの需要量が増加すると共に、環境問題への関心も高まっている。環境問題及び需要量増加の両方に対処すべく、エネルギの利用効率の高い燃料電池及び該燃料電池による発電の際に生じる排熱を給湯又は暖房等に利用するコジェネレーションシステムが多々開発されている(例えば特許文献1参照)。   In recent years, energy demand has increased and interest in environmental issues has increased. In order to deal with both environmental problems and increased demand, many fuel cells with high energy use efficiency and cogeneration systems that use waste heat generated during power generation by the fuel cells for hot water supply or heating have been developed. (For example, refer to Patent Document 1).

コジェネレーションシステムで用いる燃料電池は、高分子電解質(PEFC)型で最高出力が1KWの燃料電池が主流であり、PEFCスタック(発電モジュール)、都市ガス等の化石燃料から水素リッチガスを生成する改質器、PEFCスタック及び改質器からの排熱を回収する熱交換器等で構成されている。   The fuel cells used in the cogeneration system are mainly polymer electrolyte (PEFC) type fuel cells with a maximum output of 1 KW, and reforming that generates hydrogen-rich gas from fossil fuels such as PEFC stacks and city gas. And a heat exchanger that recovers exhaust heat from the PEFC stack and reformer.

一方、ガスエンジンを用いた熱電併給システムも、硫黄酸化物の排出が極めて少なく、環境負荷が小さいので、特に都市域のコジェネレーションシステムとしてマンション等に集中配備されている。最近では、発電効率と環境性の向上とを両立すべく、副室燃焼型のような窒素酸化物の排出が少なく、高発電効率型のガスエンジンが普及しつつある(例えば特許文献2参照)。
特開2002−289212号公報 特開2003−247420号公報
On the other hand, a combined heat and power system using a gas engine also has a very small emission of sulfur oxides and a small environmental load, so it is centrally deployed in condominiums and the like as a cogeneration system especially in urban areas. Recently, in order to achieve both the power generation efficiency and the improvement in environmental performance, a gas engine of a high power generation efficiency type with a low emission of nitrogen oxide such as a sub-chamber combustion type is becoming widespread (for example, see Patent Document 2). .
JP 2002-289212 A JP 2003-247420 A

上述したようなガスエンジンを用いた熱電併給システムを集中配備した場合、一般に発電効率よりも熱生成効率の方が高い。したがって、マンション等の集合住宅に集中配備した場合、電力だけを使用して温水をあまり使用しない、いわゆる「熱余り」状態となることが多い。   When the cogeneration system using the gas engine as described above is centrally deployed, the heat generation efficiency is generally higher than the power generation efficiency. Therefore, when centrally deployed in an apartment house such as a condominium, there is often a so-called “heat surplus” state that uses only electric power and does not use hot water much.

一方、燃料電池を用いたコジェネレーションシステムを分散配備した場合、発電効率と熱生成効率とは同等であるものの、特に冬季には温水の需要が高まり、温水を多く使用して電力をあまり使用しない、いわゆる「熱不足」状態となることが多い。近年では、高分子電解質(PEFC)型燃料電池と固体電解質(SOFC)型燃料電池とを併用する例もあり、応答速度の大小、熱生成効率を発電効率で除した値の相違等が存在することから、最も効率よく稼動させることが困難な状況も生じている。   On the other hand, when cogeneration systems using fuel cells are distributed, power generation efficiency and heat generation efficiency are equivalent, but demand for hot water increases, especially in the winter, and much hot water is used and less power is used. In many cases, a so-called “insufficient heat” state occurs. In recent years, there are examples in which a polymer electrolyte (PEFC) type fuel cell and a solid electrolyte (SOFC) type fuel cell are used together, and there are differences in the response speed, the difference in value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency, etc. For this reason, there are situations where it is difficult to operate most efficiently.

また、電力及び温水の自給自足を達成しようと試みた場合、需要者の戸数が一定であっても、個々のライフスタイルの変動により、電力需要と温水需要とのバランスは大きく変動する。例えば夏季にはエアコン等の稼動過剰により、電力需要が急増するのに対して温水需要は減少し、冬季には温水需要のみが急増する。このように、ガスエンジンを用いた熱電併給システムを集中配備した場合、又は燃料電池を用いたコジェネレーションシステムを分散配備した場合には、いずれも電力及び熱の需給バランスを均衡することが困難であるという問題点があった。   Further, when trying to achieve self-sufficiency of electric power and hot water, even if the number of consumers is constant, the balance between electric power demand and hot water demand varies greatly due to fluctuations in individual lifestyles. For example, in summer, due to excessive operation of air conditioners and the like, the demand for electric power increases rapidly, while the demand for hot water decreases, and only the demand for hot water increases rapidly in winter. As described above, when a cogeneration system using a gas engine is centrally deployed, or when a cogeneration system using a fuel cell is distributed, it is difficult to balance the supply and demand balance of electric power and heat. There was a problem that there was.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、需要者のライフスタイルの変動があっても、システム全体として電力及び熱の需給バランスを最適に調整することができるエネルギ需給バランス調整システム及びエネルギ需給バランス調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an energy supply and demand balance adjustment system capable of optimally adjusting the supply and demand balance of electric power and heat as a whole system even if there is a change in the lifestyle of the consumer, and an object of the present invention is to provide an energy supply and demand balance adjustment how.

上記目的を達成するために第1発明に係るエネルギ需給バランス調整システムは、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置と、稼動指示又は停止指示を前記複数のエネルギ生成装置へ送信し、前記エネルギ生成装置の発停を制御する制御装置とを備え、前記複数のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整システムにおいて、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置と、熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置とを有し、前記制御装置は、電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段と、受付けた電力の需要量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第1推算熱量を推算する手段と、受付けた熱の需要量及び前記第1推算熱量に基づいて、不足熱量の総量を算出する手段と、算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する手段と、算出した稼働時間を一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置へ送出する手段とを備え、一日当たりの使用熱量を受付ける手段と、
一日当たりの使用電力量を受付ける手段と、受付けた使用電力量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第2推算熱量を推算する手段と、前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との比率を算出する手段と、受付けた使用熱量と前記第1推算熱量との差異である第1差異を算出する手段とを備え、前記不足熱量の総量を算出する手段が、前記第1差異に算出した比率を乗算して前記不足熱量の総量を算出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an energy supply / demand balance adjustment system according to a first aspect of the present invention includes a power generation means for generating electric power, and a heating means for heating a heat medium using waste heat of the power generation means. A plurality of energy generation devices connected to the power line to be transported and the heat medium piping for transporting the heat medium, and an operation instruction or a stop instruction are transmitted to the plurality of energy generation devices to control the start / stop of the energy generation device A power supply / demand balance adjustment system that adjusts the supply / demand balance between the amount of power and heat supplied from the plurality of energy generation devices and the demand amount of power and heat. One or a plurality of first energy generation devices having a higher value and one or a plurality of second energy generation devices having a heat generation efficiency higher than a power generation efficiency, It means for estimating and means for accepting a demand for demand and thermal forces, the first estimated amount of heat generated when the demand of the received power generated by one or more of the first energy generating device receives Means for calculating the total amount of insufficient heat based on the amount of heat demand and the first estimated heat amount, and calculating the operating time of one or a plurality of the second energy generation devices based on the calculated total amount of insufficient heat Means for sending the calculated operating time to one or a plurality of the second energy generation devices, and means for receiving the amount of heat used per day;
Means for accepting the amount of power used per day, means for estimating the second estimated heat generated when the received energy used is generated by one or more of the first energy generating devices, and the second estimated heat. And means for calculating a ratio between the received heat quantity and the received heat quantity, and means for calculating a first difference that is a difference between the received heat quantity and the first estimated heat quantity, and means for calculating the total amount of the shortage heat quantity. The total amount of the insufficient heat quantity is calculated by multiplying the ratio calculated by the first difference .

また、第発明に係るエネルギ需給バランス調整システムは、第1発明において、付けた使用電力量受付けた使用熱量で除算して電熱比を算出する手段と、算出した電熱比が所定値より小さいか否かを判断する手段と、該手段で小さいと判断した場合、前記第2のエネルギ生成装置の稼働台数を算出する手段とを備えることを特徴とする。 Further, the energy supply-demand balancing system according to the second aspect, in the first shot bright, and means for calculating the electric ratio is divided by using the amount of heat received usage amount of power with receiving, calculated heating ratio is a predetermined value It is characterized by comprising means for determining whether or not it is smaller, and means for calculating the number of operating second energy generating devices when it is determined that it is smaller.

また、第発明に係るエネルギ需給バランス調整システムは、第又は第発明において、算した前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との差異である第2差異を算出する手段と、前記第2差異を前記不足熱量の総量に加算して、一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する手段と
を備えることを特徴とする。
Further, the energy supply-demand balancing system according to the third invention, a means for calculating the first or second invention, the second difference is a difference between the used amount of heat accepted and the second estimated amount of heat estimated calculation, the Means for adding the second difference to the total amount of the insufficient heat quantity and calculating an operation time of one or a plurality of the second energy generation devices.

また、第発明に係るエネルギ需給バランス調整システムは、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置と、稼動指示又は停止指示を前記複数のエネルギ生成装置へ送信し、前記エネルギ生成装置の発停を制御する制御装置とを備え、前記複数のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整システムにおいて、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置と、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置とを有し、前記制御装置は、電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段と、受付けた電力の需要量熱の需要量で除算して電熱比を算出する手段と、算出した電熱比になる場合の前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出する手段と、算出した前記第4のエネルギ生成装置の使用比率が、前記第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下であるか否かを判断する手段とを備え、該手段で上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で前記第4のエネルギ生成装置を稼動させるようにしてあることを特徴とする。 An energy supply / demand balance adjustment system according to a fourth aspect of the present invention includes a power generation unit that generates electric power, and a heating unit that heats a heat medium using the exhaust heat of the power generation unit. A plurality of energy generation devices connected to a heat medium pipe that conveys the medium, and a control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to the plurality of energy generation devices and controls the start and stop of the energy generation devices. An energy supply / demand balance adjustment system that adjusts a supply / demand balance between the amount of power and heat supplied from the plurality of energy generation devices and the amount of demand for power and heat, and a value obtained by dividing heat generation efficiency by power generation efficiency is predetermined One or a plurality of third energy generation devices higher than the value, and one or a plurality of fourth energy generation devices whose value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is a predetermined value or less. Wherein the control device includes means for accepting a demand for power demand and heat, and means for the demand of the received power is divided by the demand for heat is calculated electric heating ratio, when made on the calculated electric ratio Means for calculating the usage ratio of the third energy generation device and the fourth energy generation device, and the calculated usage ratio of the fourth energy generation device is equal to or less than the upper limit usage ratio of the fourth energy generation device. And the third energy generation device and the fourth energy generation device are operated at the calculated usage ratio when it is determined that the usage rate is less than or equal to the upper limit usage ratio. When it is determined that the ratio is larger than the upper limit use ratio, the fourth energy generation device is operated at the upper limit use ratio.

また、第発明に係るエネルギ需給バランス調整システムは、第発明において、前記所定値は、一又は複数の第3のエネルギ生成装置及び一又は複数の第4のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値の平均値であることを特徴とする。 In the energy supply-demand balance adjustment system according to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, the predetermined value is the heat generation efficiency of one or more third energy generation devices and one or more fourth energy generation devices. It is an average value of values divided by power generation efficiency.

また、第発明に係るエネルギ需給バランス調整方法は、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して稼動指示又は停止指示を送信し、前記複数のエネルギ生成装置の発停を制御する制御装置により、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整方法であって、電力の需要量及び熱の需要量を受付け、受付けた電力の需要量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第1推算熱量を推算し、受付けた熱の需要量及び前記第1推算熱量に基づいて、不足熱量の総量を算出し、算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出し、算出した稼働時間を一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置へ送出するとともに、一日当たりの使用熱量及び一日当たりの使用電力量を受付け、受付けた使用電力量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第2推算熱量を推算し、前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との比率を算出し、受付けた使用熱量と前記第1推算熱量との差異である第1差異を算出し、前記不足熱量の総量を算出するにあたり、前記第1差異に算出した比率を乗算して前記不足熱量の総量を算出することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an energy supply / demand balance adjustment method comprising: power generation means for generating electric power; and heating means for heating a heat medium using exhaust heat of the power generation means. A control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to a plurality of energy generation devices connected to a heat medium pipe that conveys the medium, and controls the start and stop of the plurality of energy generation devices, generates power efficiently. One or a plurality of first energy generation devices higher than the generation efficiency and one or a plurality of second energy generation devices whose heat generation efficiency is higher than the power generation efficiency; An energy supply and demand balance adjustment method for adjusting a supply and demand balance with a demand amount, wherein the demand amount of power and the demand amount of heat are received, and the received demand amount of power is one or a plurality of the first energy generation devices. A first estimated amount of heat generated when the generated and estimated, on the basis of the demand and the first estimated heat quantity of heat received, to calculate the total amount of shortage heat, one or more, based on the total amount of the calculated insufficient heat The operating time of the second energy generating device is calculated, the calculated operating time is sent to one or a plurality of the second energy generating devices, and the amount of heat used per day and the amount of power used per day are received. , Estimating the second estimated heat generated when the received power consumption is generated by one or a plurality of the first energy generating devices, and calculating the ratio between the second estimated heat and the received used heat; In calculating the first difference, which is the difference between the received heat amount received and the first estimated heat amount, and calculating the total amount of the insufficient heat amount, the total amount of the insufficient heat amount is calculated by multiplying the ratio calculated by the first difference. calculated And wherein the door.

また、第発明に係るエネルギ需給バランス調整方法は、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して稼動指示又は停止指示を送信し、前記複数のエネルギ生成装置の発停を制御する制御装置により、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整方法であって、電力の需要量及び熱の需要量を受付け、受付けた電力の需要量及び熱の需要量に基づいて、電熱比を算出し、算出した電熱比になる場合の前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出し、算出した前記第4のエネルギ生成装置の使用比率が、前記第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下であるか否かを判断し、上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で前記第4のエネルギ生成装置を稼動させることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an energy supply / demand balance adjustment method comprising: a power generation means for generating electric power; and a heating means for heating a heat medium using exhaust heat of the power generation means, and a power line for conveying electric power and heat An operation instruction or a stop instruction is transmitted to a plurality of energy generation devices connected to a heat medium pipe that conveys the medium, and a heat generation efficiency is increased by a control device that controls start and stop of the plurality of energy generation devices. One or a plurality of third energy generation devices whose value divided by the power generation efficiency is higher than a predetermined value, and one or a plurality of fourth energy generation devices whose value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is equal to or less than a predetermined value An energy supply-demand balance adjustment method that adjusts the supply-demand balance between the amount of power and heat supplied from the power supply and the demand amount of power and heat, accepting the demand amount of power and the demand amount of heat, and the received demand amount of power as well as The electric energy ratio is calculated based on the demand amount, the usage ratio of the third energy generation device and the fourth energy generation device when the calculated electric heat ratio is reached, and the calculated fourth energy is calculated. It is determined whether or not the usage ratio of the generation device is equal to or lower than the upper limit usage ratio of the fourth energy generation device. When it is determined that the usage ratio is lower than or equal to the upper limit usage ratio, the third energy generation is performed at the calculated usage ratio. When the apparatus and the fourth energy generation device are operated and it is determined that it is larger than the upper limit use ratio, the fourth energy generation device is operated at the upper limit use ratio.

また、本願第1発明のエネルギ需給バランス調整システムで採用できる制御装置は以下の構造とできる。この制御装置を本明細書では第発明と呼ぶ。第発明に係る制御装置は、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して、稼動指示又は停止指示を送信し、前記エネルギ生成装置の発停を制御する制御装置において、前記複数のエネルギ生成装置は、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置を含み、電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段と、受付けた電力の需要量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する熱量を推算する手段と、受付けた熱の需要量及び推算した熱量に基づいて、不足熱量の総量を算出する手段と、算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する手段と、算出した稼働時間を一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置へ送出する手段と、一日当たりの使用熱量を受付ける手段と、一日当たりの使用電力量を受付ける手段と、受付けた使用電力量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第2推算熱量を推算する手段と、前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との比率を算出する手段と、受付けた使用熱量と前記第1推算熱量との差異である第1差異を算出する手段とを備え、前記不足熱量の総量を算出する手段が、前記第1差異に算出した比率を乗算して前記不足熱量の総量を算出することとできる。 Moreover, the control apparatus which can be employ | adopted with the energy supply-and-demand balance adjustment system of this-application 1st invention can be made into the following structures. This control device is referred to as an eighth invention in this specification. A control device according to an eighth aspect of the present invention includes a power generation unit that generates electric power, and a heating unit that heats the heat medium using exhaust heat of the power generation unit, and includes a power line that transports the power and heat that transports the heat medium. In the control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to the plurality of energy generation devices connected to the medium pipe and controls the start and stop of the energy generation device, the plurality of energy generation devices have a power generation efficiency. Including one or a plurality of first energy generation devices having a heat generation efficiency higher than a power generation efficiency, and one or a plurality of second energy generation devices having a heat generation efficiency higher than a power generation efficiency. , A means for estimating the amount of heat generated when the demand amount of the received power is generated by one or a plurality of the first energy generation devices, and based on the demand amount of the received heat and the estimated amount of heat. Shortage Means for calculating the total amount of the quantity, means for calculating the operating time of the one or more second energy generating devices based on the calculated total amount of the insufficient heat quantity, and the one or more of the second of the calculated operating times. A means for delivering to the energy generator, a means for receiving the amount of heat used per day, a means for receiving the amount of power used per day, and the one or more of the first energy generators generating the received amount of power used. The difference between the means for estimating the second estimated heat amount generated in the case, the means for calculating the ratio of the second estimated heat amount and the received used heat amount, and the received used heat amount and the first estimated heat amount. Means for calculating one difference, and the means for calculating the total amount of insufficient heat can multiply the first difference by the calculated ratio to calculate the total amount of insufficient heat .

また、本願第発明のエネルギ需給バランス調整システムで採用できる制御装置は以下の構造とできる。この制御装置を本明細書では第発明と呼ぶ。第発明に係る制御装置は、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して、稼動指示又は停止指示を送信し、前記エネルギ生成装置の発停を制御する制御装置において、前記複数のエネルギ生成装置は、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置を含み、電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段と、受付けた電力の需要量熱の需要量で除算して電熱比を算出する手段と、算出した電熱比になる場合の前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出する手段と、算出した前記第4のエネルギ生成装置の使用比率が、前記第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下であるか否かを判断する手段とを備え、該手段で上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で前記第4のエネルギ生成装置を稼動させるようにしてあることを特徴とする。 Moreover, the control apparatus which can be employ | adopted with the energy supply-and-demand balance adjustment system of this-application 4th invention can be set as the following structures. This control device is referred to as a ninth invention in this specification. A control device according to a ninth aspect of the present invention includes a power generation means for generating electric power, and a heating means for heating the heat medium using the exhaust heat of the power generation means, and a power line for conveying electric power and heat for conveying the heat medium. In the control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to a plurality of energy generation devices connected to the medium pipe and controls the start and stop of the energy generation device, the plurality of energy generation devices are configured to generate heat. One or a plurality of third energy generation devices whose value obtained by dividing the efficiency by the power generation efficiency is higher than a predetermined value, and one or a plurality of fourth energy whose value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is equal to or less than a predetermined value Including a generating device, means for receiving the demand amount of power and the demand amount of heat, means for dividing the received demand amount of power by the demand amount of heat, and calculating the electric heat ratio, and when the calculated electric heat ratio is obtained Said third energy generator and Means for calculating a usage ratio of the fourth energy generation device and determining whether the calculated usage ratio of the fourth energy generation device is equal to or less than an upper limit usage ratio of the fourth energy generation device. And the third energy generation device and the fourth energy generation device are operated at the calculated usage ratio and determined to be larger than the upper limit usage ratio. In this case, the fourth energy generation device is operated at the upper limit use ratio.

また、本願第1発明のエネルギ需給バランス調整システムで採用できるコンピュータプログラムは以下の構造とできる。このコンピュータプログラムを本明細書では第1発明と呼ぶ。第1発明に係るコンピュータプログラムは、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して、稼動指示又は停止指示を送信し、前記複数のエネルギ生成装置の発停を制御する制御装置で実行可能なコンピュータプログラムにおいて、前記複数のエネルギ生成装置は、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置を含み、前記制御装置を、電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段、受付けた電力の需要量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する熱量を推算する手段、受付けた熱の需要量及び推算した熱量に基づいて、不足熱量の総量を算出する手段、算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する手段、及び算出した稼働時間を一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置へ送出する手段、一日当たりの使用熱量を受付ける手段と、一日当たりの使用電力量を受付ける手段と、受付けた使用電力量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第2推算熱量を推算する手段と、前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との比率を算出する手段と、受付けた使用熱量と前記第1推算熱量との差異である第1差異を算出する手段として機能させ、前記不足熱量の総量を算出する手段が、前記第1差異に算出した比率を乗算して前記不足熱量の総量を算出することとできる。 Moreover, the computer program which can be employ | adopted with the energy supply-and-demand balance adjustment system of this invention 1st invention can be made into the following structures. The computer program is referred to herein as the first 0 invention. Computer program according to the first 0 invention, power generation means for generating a power, and a heating means for heating the heat medium by using the waste heat of the power generation unit, conveys the power line and the heat medium to carry power In a computer program executable by a control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to a plurality of energy generation devices connected to a heat medium pipe and controls the start and stop of the plurality of energy generation devices, The plurality of energy generation devices include one or more first energy generation devices whose power generation efficiency is higher than the heat generation efficiency, and one or more second energy generation devices whose heat generation efficiency is higher than the power generation efficiency, Heat generated when the control device generates the demand amount of power and the demand amount of heat, and the received demand amount of power is generated by one or a plurality of the first energy generation devices. A means for estimating the amount, a means for calculating the total amount of insufficient heat based on the received demand for heat and the estimated amount of heat, and one or more of the second energy generating devices based on the calculated total amount of insufficient heat. Means for calculating the operating time; means for sending the calculated operating time to one or a plurality of the second energy generating devices; means for receiving the amount of heat used per day; means for receiving the amount of power used per day; A means for estimating the second estimated heat amount generated when the received power consumption amount is generated by one or a plurality of the first energy generating devices, and a ratio between the second estimated heat amount and the received heat amount is calculated. And a means for calculating a first difference that is a difference between the received heat quantity received and the first estimated heat quantity, and a means for calculating the total amount of the insufficient heat quantity calculates the ratio calculated as the first difference. Calculated to be decided to calculate the total amount of the shortage heat.

また、本願第発明のエネルギ需給バランス調整システムで採用できるコンピュータプログラムは以下の構造とできる。このコンピュータプログラムを本明細書では第1発明と呼ぶ。第1発明に係るコンピュータプログラムは、電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して、稼動指示又は停止指示を送信し、前記複数のエネルギ生成装置の発停を制御する制御装置で実行可能なコンピュータプログラムにおいて、前記複数のエネルギ生成装置は、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置を含み、前記制御装置を、電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段、受付けた電力の需要量熱の需要量で除算して電熱比を算出する手段、算出した電熱比になる場合の前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出する手段、算出した前記第4のエネルギ生成装置の使用比率が、前記第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下であるか否かを判断する手段、及び該手段で上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で前記第4のエネルギ生成装置を稼動させる手段として機能させることとできる。 Moreover, the computer program which can be employ | adopted with the energy supply-and-demand balance adjustment system of this-application 4th invention can be made into the following structures. The computer program is referred to herein as the first first invention. A computer program according to a first aspect of the present invention has power generation means for generating electric power, and heating means for heating a heat medium using exhaust heat of the power generation means, and carries a power line and heat medium for carrying electric power. In a computer program executable by a control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to a plurality of energy generation devices connected to a heat medium pipe and controls the start and stop of the plurality of energy generation devices, The plurality of energy generation devices include one or a plurality of third energy generation devices in which the value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is higher than a predetermined value, and the value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is equal to or less than the predetermined value. Including one or a plurality of fourth energy generation devices, the control device receiving power demand and heat demand , and dividing the received power demand by heat demand to obtain an electric heat ratio. Means for calculating, means for calculating a usage ratio of the third energy generation device and the fourth energy generation device when the calculated electric heat ratio is obtained, and a usage ratio of the calculated fourth energy generation device is the Means for determining whether or not it is less than or equal to the upper limit use ratio of the fourth energy generating device, and when it is judged that the means is less than or equal to the upper limit use ratio, said third energy generating device and said When the fourth energy generation device is operated and it is determined that the fourth energy generation device is larger than the upper limit use ratio, the fourth energy generation device can be made to function as means for operating the fourth energy generation device.

第1発明、第発明、第発明、及び第1発明では、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、例えば分散配備した燃料電池を用いたコジェネレーションシステム、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置、例えば集中配備したガスエンジンを用いた熱電併給システムを備え、電力の需要量及び熱の需要量を受付け、受付けた電力の需要量を一又は複数の第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する熱量を推算する。受付けた熱の需要量から推算した熱量を減じる等により不足熱量の総量を算出し、算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出して、一又は複数の第2のエネルギ生成装置へ送出する。これにより、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置からなるハイブリッドシステムを構成し、電力の需要量をすべて第1のエネルギ生成装置で賄うと仮定した場合の不足熱量を第2のエネルギ生成装置で賄うのに必要な時間だけ第2のエネルギ生成装置を稼働させることにより、熱余り状態であっても熱不足状態であっても、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、電力及び熱の自給自足を行うことが可能となる。 In the first invention, the sixth invention, the eighth invention, and the tenth invention, cogeneration using one or a plurality of first energy generation devices, for example, distributedly arranged fuel cells, whose power generation efficiency is higher than the heat generation efficiency A system, and one or a plurality of second energy generation devices having a heat generation efficiency higher than the power generation efficiency, for example, a combined heat and power system using a centrally deployed gas engine, and accepting a demand amount of power and a demand amount of heat, The amount of heat generated when the demand amount of the received power is generated by one or a plurality of first energy generation devices is estimated. Calculate the total amount of insufficient heat by subtracting the amount of heat estimated from the amount of heat demand received, calculate the operating time of one or more second energy generators based on the calculated total amount of insufficient heat, Alternatively, it is sent to a plurality of second energy generating devices. Accordingly, a hybrid system including one or a plurality of first energy generation devices whose power generation efficiency is higher than the heat generation efficiency and one or a plurality of second energy generation devices whose heat generation efficiency is higher than the power generation efficiency is configured. By operating the second energy generation device for a time required to cover the shortage of heat when the second energy generation device covers all the demand for power with the first energy generation device, A large capacity that can complement each other's power or heat, whether it is in excess or heat shortage, and can cover peak demand or peak demand It is possible to perform self-sufficiency of power and heat without providing a fuel cell or a large-capacity cogeneration system.

さらに、一日当たりの使用熱量を受付け、推算した熱量と受付けた使用熱量との比率を算出する。一日当たりの使用電力量を受付け、受付けた使用電力量を一又は複数の第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する熱量を推算する。受付けた使用熱量と推算した熱量との差異を算出し、算出した差異に算出した比率を乗算することにより、不足熱量の総量を算出する。これにより、一日当たりの使用熱量及び使用電力量を基礎として、電力需要量をすべて第1のエネルギ生成装置で賄うと仮定した場合の不足熱量を第2のエネルギ生成装置で賄うのに必要な時間だけ第2のエネルギ生成装置を稼働させることができ、気候の変動等の外的要因が大きく変動することなく、第2のエネルギ生成装置の稼働時間を特定することができ、熱余り状態であっても熱不足状態であっても、相互に電力又は熱を適切に補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、電力及び熱の自給自足を行うことが可能となる。 Further , the amount of heat used per day is received, and the ratio between the estimated amount of heat and the amount of heat used is calculated. The amount of power used per day is received, and the amount of heat generated when the received amount of used power is generated by one or a plurality of first energy generation devices is estimated. The difference between the amount of heat used and the estimated amount of heat is calculated, and the calculated difference is multiplied by the calculated ratio to calculate the total amount of insufficient heat. Thereby, based on the amount of heat used and the amount of power used per day, the time required to cover the shortage of heat with the second energy generating device when it is assumed that the first energy generating device covers all the power demand. The second energy generating device can be operated only, and the operating time of the second energy generating device can be specified without greatly changing external factors such as climate change. High capacity fuel cells that can properly complement each other's power or heat, even in a heat-deficient state, and can meet peak power demand or peak heat demand Or it becomes possible to perform self-sufficiency of electric power and heat without providing a large-capacity cogeneration system.

発明では、一日当たりの使用電力量及び使用熱量を受付け、受付けた使用電力量及び使用熱量に基づいて電熱比を算出する。算出した電熱比が所定値より小さい場合、第2のエネルギ生成装置の稼働台数を算出する。これにより、一日当たりの使用電力量及び使用熱量を受付け、電熱比を算出することにより、電熱比が所定の値、例えば1.5より小さい場合、温水を通常使用する期間であると判断し、最適な第2のエネルギ生成装置の稼働台数を算出することにより、無駄な熱の発生を未然に防止し、電力と熱との需給バランスを維持することが可能となる。なお、電熱比が所定の値、例えば1.5以上である場合、異常に電力の需要量が高い夏季のエアコン稼動時であるものと判断し、第2のエネルギ生成装置の稼働台数を最小数である1とすることにより、無駄な熱の発生を未然に防止することができる。 In the second invention, the amount of power used and the amount of heat used per day are received, and the electric heat ratio is calculated based on the received amount of power used and amount of heat used. When the calculated electrothermal ratio is smaller than a predetermined value, the number of operating second energy generating devices is calculated. Thus, by accepting the amount of electric power used and the amount of heat used per day, and calculating the electric heat ratio, if the electric heat ratio is smaller than a predetermined value, for example, 1.5, it is determined that it is a period of normal use of hot water, By calculating the optimal number of operating second energy generators, it is possible to prevent generation of useless heat and maintain a supply and demand balance between electric power and heat. When the electric heat ratio is a predetermined value, for example, 1.5 or more, it is determined that the air conditioner is operating during the summer when the amount of power demand is abnormally high, and the number of the second energy generators in operation is the minimum number. By setting it to 1, it is possible to prevent generation of useless heat.

発明では、一日当たりの使用熱量を受付け、推算した熱量と受付けた使用熱量との差異を算出し、算出した差異を不足熱量の総量に加算して第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する。これにより、残熱量を考慮して需給バランスを調整することができ、特に第2のエネルギ生成装置を稼働させる時間を最小限に止めることができることから、熱余り状態が生じるのを未然に防止することが可能となる。 In the third invention, the amount of heat used per day is received, the difference between the estimated amount of heat and the amount of heat used is calculated, the calculated difference is added to the total amount of insufficient heat, and the operating time of the second energy generating device is calculated. calculate. As a result, the supply and demand balance can be adjusted in consideration of the amount of residual heat, and in particular, since the time for operating the second energy generation device can be minimized, it is possible to prevent an excess heat state from occurring. It becomes possible.

発明、第発明、第発明、及び第1発明では、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、例えば高分子電解質(PEFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステム、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置、例えば固体電解質(SOFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステムを備え、電力の需要量及び熱の需要量、例えば一日当たりの使用電力量及び使用熱量を受付け、受付けた電力の需要量及び熱の需要量に基づいて電熱比を算出し、算出した電熱比になる場合の第3のエネルギ生成装置及び第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出する。算出した第4のエネルギ生成装置の使用比率が、第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下である場合、算出した使用比率で第3のエネルギ生成装置及び第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きい場合、上限使用比率で第4のエネルギ生成装置を稼動させる。これにより、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、例えば高分子電解質(PEFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステム、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置、例えば固体電解質(SOFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステムからなるハイブリッドシステムを構成し、比較的熱効率の方が高い第4のエネルギ生成装置を優先して稼動比率を確定し、比較的発電効率の方が高い第3のエネルギ生成装置により不足電力量を賄うことにより、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、需要電力量及び需要熱量の変動に対して即時的に対応可能なコジェネレーションシステムを提供することが可能となる。 Fourth invention, the seventh invention, the ninth invention, and the first first invention, a value obtained by dividing the power generation efficiency of the heat generation efficiency is high one or more third energy generating device than a predetermined value, for example, polyelectrolytes A cogeneration system using a (PEFC) type fuel cell, and one or a plurality of fourth energy generation devices in which a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is a predetermined value or less, for example, a solid electrolyte (SOFC) type fuel cell With a cogeneration system that uses electricity, accepts electricity demand and heat demand, for example, daily power consumption and heat consumption, and calculates the heat-to-heat ratio based on the received power demand and heat demand Then, the usage ratio of the third energy generation device and the fourth energy generation device when the calculated electric heat ratio is obtained is calculated. When the calculated usage ratio of the fourth energy generation device is equal to or lower than the upper limit usage ratio of the fourth energy generation device, the third energy generation device and the fourth energy generation device are operated at the calculated usage ratio, When larger than the upper limit use ratio, the fourth energy generation device is operated at the upper limit use ratio. Accordingly, a cogeneration system using one or a plurality of third energy generation devices, for example, a polymer electrolyte (PEFC) type fuel cell, in which a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is higher than a predetermined value, and the heat generation A hybrid system including a cogeneration system using one or a plurality of fourth energy generation devices, for example, solid electrolyte (SOFC) type fuel cells, whose value obtained by dividing efficiency by power generation efficiency is equal to or less than a predetermined value, The operation ratio is determined with priority given to the fourth energy generation device with higher thermal efficiency, and the third energy generation device with relatively higher power generation efficiency covers the shortage of electric power. A large-capacity fuel cell or a large-capacity combined heat and power supply system that can complement each other and can cover peak demand for electricity or peak heat demand. Without providing the Temu, it is possible to provide an immediate manner compatible cogeneration systems to variations in demand power amount and demand heat.

発明では、一又は複数の第3のエネルギ生成装置及び一又は複数の第4のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値の平均値に基づいて、熱生成効率を発電効率で除した値の高低を判断する。これにより、複数のメーカが製造したエネルギ生成装置を混合して使用し、メーカ間で発電効率及び熱効率に差がある場合であっても、比較的熱効率の方が高い第4のエネルギ生成装置を優先して稼動比率を確定し、比較的発電効率の方が高い第3のエネルギ生成装置により不足電力量を賄うことにより、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、需要電力量及び需要熱量の変動に対して即時的に対応可能なコジェネレーションシステムを提供することが可能となる。 In the fifth invention, the heat generation efficiency is calculated based on the average value of the values obtained by dividing the heat generation efficiency of the one or more third energy generation devices and the one or more fourth energy generation devices by the power generation efficiency. Determine the value of the value divided by. As a result, the fourth energy generating device having relatively higher thermal efficiency can be used even when there is a difference in power generation efficiency and thermal efficiency between manufacturers using a mixture of energy generating devices manufactured by a plurality of manufacturers. By preferentially determining the operating ratio and covering the power shortage with the third energy generator that has relatively higher power generation efficiency, it is possible to complement each other's power or heat, so that Without a large capacity fuel cell or large capacity combined heat and power supply system that can cover the demand or peak heat demand, it is possible to respond immediately to fluctuations in demand and heat demand. It becomes possible to provide a generation system.

第1発明、第発明、第発明、及び第1発明によれば、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置からなるハイブリッドシステムを構成し、電力の需要量をすべて第1のエネルギ生成装置で賄うと仮定した場合の不足熱量を第2のエネルギ生成装置で賄うのに必要な時間だけ第2のエネルギ生成装置を稼働させることにより、熱余り状態であっても熱不足状態であっても、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、電力及び熱の自給自足を行うことが可能となる。 First invention, the sixth invention, the eighth invention, and according to the first 0 invention, the power generation efficiency is the first energy generating devices high one or more than the heat generation efficiency, and than heat generation efficiency power generation efficiency A hybrid system composed of one or a plurality of high second energy generation devices is configured, and the second energy generation device covers the shortage of heat when it is assumed that the first energy generation device covers all the power demand. By operating the second energy generating device for the time required for the time, it is possible to complement each other in power or heat even in a heat excess state or a heat shortage state. It becomes possible to perform self-sufficiency of electric power and heat without providing a large-capacity fuel cell or a large-capacity combined heat and power supply system that can cover the demand amount or the peak heat demand amount.

さらに、一日当たりの使用熱量及び使用電力量を基礎として、電力需要量をすべて第1のエネルギ生成装置で賄うと仮定した場合の不足熱量を第2のエネルギ生成装置で賄うのに必要な時間だけ第2のエネルギ生成装置を稼働させることができ、気候の変動等の外的要因が大きく変動することなく、第2のエネルギ生成装置の稼働時間を特定することができ、熱余り状態であっても熱不足状態であっても、相互に電力又は熱を適切に補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、電力及び熱の自給自足を行うことが可能となる。 Furthermore , based on the amount of heat used and the amount of power used per day, only the time required to cover the shortage of heat with the second energy generator when it is assumed that the first energy generator will cover all of the power demand. The second energy generating device can be operated, the operating time of the second energy generating device can be specified without significant fluctuations in external factors such as climate change, etc. Even in a heat-deficient state, a large-capacity fuel cell that can appropriately complement each other's electric power or heat and can meet peak power demand or peak heat demand, or It becomes possible to perform self-sufficiency of electric power and heat without providing a large-capacity cogeneration system.

発明によれば、一日当たりの使用電力量及び使用熱量を受付け、電熱比を算出することにより、電熱比が所定の値、例えば1.5より小さい場合、温水を通常使用する期間であると判断し、最適な第2のエネルギ生成装置の稼働台数を算出することにより、無駄な熱の発生を未然に防止し、電力と熱との需給バランスを維持することが可能となる。なお、電熱比が所定の値、例えば1.5以上である場合、異常に電力の需要量が高い夏季のエアコン稼動時であるものと判断し、第2のエネルギ生成装置の稼働台数を最小数である1とすることにより、無駄な熱の発生を未然に防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the electric heat ratio is smaller than a predetermined value, for example, 1.5, by accepting the electric power consumption and the heat usage per day and calculating the electric heat ratio, it is a period of normal use of hot water. Therefore, by calculating the optimal number of operating second energy generators, it is possible to prevent generation of useless heat and maintain a supply and demand balance between electric power and heat. When the electric heat ratio is a predetermined value, for example, 1.5 or more, it is determined that the air conditioner is operating during the summer when the amount of power demand is abnormally high, and the number of the second energy generators in operation is the minimum number. By setting it to 1, it is possible to prevent generation of useless heat.

発明によれば、一日当たりの残熱量を考慮して需給バランスを調整することができ、特に第2のエネルギ生成装置を稼働させる時間を最小限に止めることができることから、熱余り状態が生じるのを未然に防止することが可能となる。 According to the third invention, the balance between supply and demand can be adjusted in consideration of the amount of residual heat per day, and in particular, since the time for operating the second energy generating device can be minimized, the excess heat state is It is possible to prevent the occurrence.

発明、第発明、第発明、及び第1発明によれば、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、例えば高分子電解質(PEFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステム、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置、例えば固体電解質(SOFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステムからなるハイブリッドシステムを構成し、比較的熱効率の方が高い第4のエネルギ生成装置を優先して稼動比率を確定し、比較的発電効率の方が高い第3のエネルギ生成装置により不足電力量を賄うことにより、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、需要電力量及び需要熱量の変動に対して即時的に対応可能なコジェネレーションシステムを提供することが可能となる。 Fourth invention, the seventh invention, the ninth invention, and according to the first first invention, a value obtained by dividing the power generation efficiency of the heat generation efficiency third energy generator high one or more than a predetermined value, for example, high A cogeneration system using a molecular electrolyte (PEFC) type fuel cell, and one or a plurality of fourth energy generation devices in which a value obtained by dividing heat generation efficiency by power generation efficiency is a predetermined value or less, such as a solid electrolyte (SOFC) type A hybrid system composed of a cogeneration system using a fuel cell is configured, and the operation ratio is determined with priority given to the fourth energy generation device having a relatively higher thermal efficiency, and the third power generation efficiency is higher. By covering the shortage of energy with the energy generator, it is possible to complement each other's power or heat, and to cover the peak power demand or peak heat demand. It is possible to provide a cogeneration system that can respond immediately to fluctuations in the amount of power demand and the amount of heat demand without providing a large-capacity fuel cell or a large-capacity cogeneration system.

発明によれば、複数のメーカが製造したエネルギ生成装置を混合して使用し、メーカ間で発電効率及び熱効率に差がある場合であっても、比較的熱効率の方が高い第4のエネルギ生成装置を優先して稼動比率を確定し、比較的発電効率の方が高い第3のエネルギ生成装置により不足電力量を賄うことにより、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、需要電力量及び需要熱量の変動に対して即時的に対応可能なコジェネレーションシステムを提供することが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, the energy generating devices manufactured by a plurality of manufacturers are mixed and used, and even if there is a difference in power generation efficiency and thermal efficiency among the manufacturers, the fourth is higher in thermal efficiency. Priority is given to the energy generation device, and the power consumption is compensated for by the third energy generation device with a relatively higher power generation efficiency. Instantly respond to fluctuations in demand and heat demand without having a large-capacity fuel cell or large-capacity combined heat and power supply system that can cover the demand for electricity during peak hours or heat demand during peak hours It is possible to provide a compatible cogeneration system.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムについて図面に基づいて具体的に説明する。実施の形態1では、集合住宅に、ガスエンジンを用いた熱電併給システムを集中配備し、同時に燃料電池を用いたコジェネレーションシステムを分散配備する場合について説明する。分散配備する燃料電池は、各住居に1基設置するものに限定されるものではない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the first embodiment, a case will be described in which a combined heat and power system using a gas engine is centrally deployed in an apartment house, and at the same time a cogeneration system using fuel cells is distributed and deployed. The fuel cell to be distributed is not limited to one installed in each residence.

図1は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムは、情報処理装置10(制御装置)と、燃料電池を用いたコジェネレーションシステムである第1のエネルギ生成装置20、20、・・・を集合住宅の各階に複数個分散配備し、ガスエンジンを用いた熱電併給システムである第2のエネルギ生成装置30、30を2基、1階に集中配備している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the energy supply-demand balance adjustment system according to the first embodiment is a first energy generation device 20, 20 that is a cogeneration system using an information processing device 10 (control device) and a fuel cell. ,... Are distributed on each floor of the apartment house, and two second energy generation devices 30 and 30 that are combined heat and power systems using gas engines are centrally deployed on the first floor.

1階からN階(Nは自然数)までに分散配備してある第1のエネルギ生成装置20、20、・・・は、配電網(電力線)62を介して配備してある階の各住居へ電力を供給し、温水配管網64を介して配備してある階の各住居へ温水を供給する。1階に集中配備してある第2のエネルギ生成装置30、30は、各階の配電網62を接続する集中配電網66と、各階の温水配管網64を接続する集中配管網68とを備えており、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・と同様、配電網(電力線)62を介して配備してある階の各住居へ電力を供給し、温水配管網64を介して配備してある階の各住居へ温水を供給する。   The first energy generation devices 20, 20,... Distributed from the first floor to the Nth floor (N is a natural number) are distributed to each residence on the floor that is deployed via the power distribution network (power line) 62. Electric power is supplied, and hot water is supplied to each residence on the floor provided through the hot water piping network 64. The second energy generation devices 30 and 30 that are centrally arranged on the first floor include a centralized distribution network 66 that connects the distribution networks 62 on each floor and a centralized piping network 68 that connects the hot water piping network 64 on each floor. In the same manner as the first energy generation devices 20, 20,..., Power is supplied to each residence on the floor provided via the power distribution network (power line) 62, and is provided via the hot water piping network 64. Supply hot water to each house on a certain floor.

第1のエネルギ生成装置20、20、・・・と、第2のエネルギ生成装置30、30とは、通信線100を介して情報処理装置10とデータを送受信することが可能に接続してある。情報処理装置10は集合住宅内に設置されることに限定されるものではなく、外部に設置されている場合には、後述するインターネット等のネットワーク網74を介して接続される。   The first energy generation devices 20, 20,... And the second energy generation devices 30, 30 are connected so as to be able to transmit and receive data to and from the information processing device 10 via the communication line 100. . The information processing apparatus 10 is not limited to being installed in an apartment house, and when installed outside, is connected via a network 74 such as the Internet described later.

図2は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの第1のエネルギ生成装置20の構成を示すブロック図である。第1のエネルギ生成装置20は、電力及び熱(温水)を生成するエネルギ生成部22と、通信装置72との通信制御を行う通信I/F222と、エネルギ生成部22及び通信I/F222の制御を含む各種処理を実行する制御部221とを備える。第1のエネルギ生成装置20は、各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)を、情報処理装置10へ送信することが可能である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first energy generation device 20 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. The first energy generation device 20 includes an energy generation unit 22 that generates electric power and heat (hot water), a communication I / F 222 that performs communication control with the communication device 72, and controls the energy generation unit 22 and the communication I / F 222. The control part 221 which performs various processes including these is provided. The first energy generation device 20 can transmit the power demand (usage amount) and heat demand (usage amount) for each residence to the information processing device 10.

図3は、第1のエネルギ生成部22の一例を示すブロック図である。第1のエネルギ生成部22は、PEFC(固体高分子電解質型燃料電池)又はSOFC(固体電解質型燃料電池)等の燃料電池40を発電装置として備えており、燃料電池40の発電時の排熱を使用して、電力及び温水(加熱された熱媒体)を同時的に生成する。燃料電池40は、燃料改質装置26から浄化水素が供給されると共に、空気供給装置24から空気が供給され、直流電力、排空気及び排水素を生成する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the first energy generation unit 22. The first energy generation unit 22 includes a fuel cell 40 such as a PEFC (solid polymer electrolyte fuel cell) or SOFC (solid electrolyte fuel cell) as a power generator, and exhaust heat generated when the fuel cell 40 generates power. Is used to simultaneously generate power and hot water (heated heating medium). The fuel cell 40 is supplied with purified hydrogen from the fuel reformer 26 and is supplied with air from the air supply device 24 to generate DC power, exhaust air, and exhaust hydrogen.

生成された直流電力は、変換装置42で交流電力に変換され、分電盤54を介して電力需要者である各住居内に供給(Sから入力、Tから出力)される。生成された排空気は、排熱回収装置44に送られ、貯湯槽46の水の加熱に使用される。加熱された温水は、3方弁50を介して各住居内に供給(αから入力、βから出力)される。また、生成された排水素は、3方弁30を介して燃料改質装置26へ送られ(aから入力、bから出力)、浄化水素として再使用される。   The generated direct current power is converted into alternating current power by the conversion device 42, and is supplied (input from S, output from T) to each residence as a power consumer via the distribution board 54. The generated exhaust air is sent to the exhaust heat recovery device 44 and used to heat the water in the hot water storage tank 46. The heated hot water is supplied into each dwelling through the three-way valve 50 (input from α, output from β). The generated waste hydrogen is sent to the fuel reformer 26 via the three-way valve 30 (input from a, output from b) and reused as purified hydrogen.

分電盤54は、配電網(電力線)62に接続されている。制御部221により、分電盤54を制御して、生成した電力(交流電力)を配電網62に供給(Sから入力、Uから出力)する、あるいは配電網62から電力を受取ってユーザ宅内に供給(Uから入力、Tから出力)することが可能である。   The distribution board 54 is connected to a distribution network (power line) 62. The control unit 221 controls the distribution board 54 to supply the generated power (AC power) to the distribution network 62 (input from S, output from U), or receive power from the distribution network 62 and enter the user's home. It is possible to supply (input from U, output from T).

3方弁50は、ポンプ52を介して温水配管網(熱媒体用配管)64に接続されている。制御部221により、3方弁50及びポンプ52を制御して、生成した温水を温水配管網64に供給(αから入力、γから出力)する、あるいは温水配管網64から温水を受取って各住居内に供給(γから入力、βから出力)することが可能である。   The three-way valve 50 is connected to a hot water pipe network (heat medium pipe) 64 via a pump 52. The control unit 221 controls the three-way valve 50 and the pump 52 to supply the generated hot water to the hot water piping network 64 (input from α, output from γ), or receive hot water from the hot water piping network 64 to each residence. Can be supplied (input from γ, output from β).

また、3方弁80は、調圧器82(熱交換器84)を介してガス配管網(水素配管)60に接続されている。制御部221により、3方弁80及び調圧器82を制御して、生成された排水素をガス配管網60に供給(aから入力、cから出力)する、あるいはガス配管網60から排水素を受取って、熱交換器84を通して燃料改質装置26に供給(cから入力、bから出力)することが可能である。   The three-way valve 80 is connected to a gas piping network (hydrogen piping) 60 via a pressure regulator 82 (heat exchanger 84). The control unit 221 controls the three-way valve 80 and the pressure regulator 82 to supply the generated exhaust hydrogen to the gas piping network 60 (input from a, output from c), or exhaust hydrogen from the gas piping network 60. It can be received and supplied to the fuel reformer 26 through the heat exchanger 84 (input from c, output from b).

排水素は高温(PEFCの場合は70〜100℃、SOFCの場合は800〜1000℃)であるため、熱交換器84によって、貯湯槽46内の温水の加熱に使用することができる。また、排水素を、燃料改質装置26を通して燃料電池40へ供給して発電に使用することもできる。ここで、熱交換器84は、排熱回収装置44と一体的に構成することが可能である。例えば、ガス配管網60から受取った排水素を、排熱回収装置(加熱手段)44を通して3方弁80から燃料改質装置26に供給することが可能である。   Since the waste hydrogen is at a high temperature (70 to 100 ° C. for PEFC and 800 to 1000 ° C. for SOFC), it can be used by the heat exchanger 84 to heat the hot water in the hot water tank 46. Also, the exhaust hydrogen can be supplied to the fuel cell 40 through the fuel reformer 26 and used for power generation. Here, the heat exchanger 84 can be configured integrally with the exhaust heat recovery device 44. For example, the exhaust hydrogen received from the gas piping network 60 can be supplied from the three-way valve 80 to the fuel reformer 26 through the exhaust heat recovery device (heating means) 44.

図4は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの第2のエネルギ生成装置30の構成を示すブロック図である。第2のエネルギ生成装置30は、電力及び熱(温水)を生成するガスエンジン32と、通信装置72との通信制御を行う通信I/F38と、ガスエンジン32及び通信I/F38の制御を含む各種処理を実行する制御部36とを備える。第2のエネルギ生成装置30は、通信装置72を介して、各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)を、情報処理装置10へ送信することが可能である。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the second energy generation device 30 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. The second energy generation device 30 includes a gas engine 32 that generates electric power and heat (hot water), a communication I / F 38 that performs communication control with the communication device 72, and control of the gas engine 32 and the communication I / F 38. And a control unit 36 that executes various processes. The second energy generation device 30 can transmit the power demand amount (usage amount) and the heat demand amount (usage amount) for each residence to the information processing device 10 via the communication device 72.

第2のエネルギ生成装置30では、ガスエンジン32の排ガスから排熱を回収する。ガスエンジン32の排ガスは、触媒層33を通され、下流側に配置された被加熱媒体との間で熱交換を行うための熱交換器、たとえば排ガスボイラ34へ導かれる。   In the second energy generation device 30, exhaust heat is recovered from the exhaust gas of the gas engine 32. The exhaust gas of the gas engine 32 is passed through the catalyst layer 33 and guided to a heat exchanger, for example, an exhaust gas boiler 34, for exchanging heat with the heated medium arranged on the downstream side.

また、触媒層33と排ガスボイラ34の間に、窒素酸化物低減のための脱硝装置等を設けても良い。また、ガスエンジンとして、ターボチャージャー付きガスエンジンを用いる場合、触媒層33と排ガスボイラ34との間にターボチャージャーを設けても良い。   Further, a denitration device or the like for reducing nitrogen oxides may be provided between the catalyst layer 33 and the exhaust gas boiler 34. When a gas engine with a turbocharger is used as the gas engine, a turbocharger may be provided between the catalyst layer 33 and the exhaust gas boiler 34.

図5は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの第1のエネルギ生成装置20、20、・・・及び第2のエネルギ生成装置30、30から電力及び温水を搬送するシステムの一例を示すブロック図である。図5では、複数の第1のエネルギ生成装置20、20、・・・及び第2のエネルギ生成装置30が、ガス配管網60、配電網62及び温水配管網64に接続されている。各第1のエネルギ生成装置20又は第2のエネルギ生成装置30は、それぞれ制御部221又は36により、ガス配管網60を用いた排水素の受取及び供給と、配電網62を用いた電力の受取及び供給と、温水配管網64を用いた温水の受取及び供給を行うことができる。   FIG. 5 shows a system for conveying electric power and hot water from the first energy generation devices 20, 20,... And the second energy generation devices 30, 30 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram which shows an example. In FIG. 5, the plurality of first energy generation devices 20, 20,... And the second energy generation device 30 are connected to a gas piping network 60, a distribution network 62, and a hot water piping network 64. Each of the first energy generation devices 20 and the second energy generation devices 30 receives and supplies exhaust hydrogen using the gas piping network 60 and receives power using the distribution network 62 by the control unit 221 or 36, respectively. And supply and receipt and supply of warm water using warm water piping network 64 can be performed.

例えば、後述する情報処理装置10のCPU11によって通信手段17から送信された受取指示(又は供給指示)を、通信装置72を介して第1のエネルギ生成装置20、20、・・・及び第2のエネルギ生成装置30、30で受付け、受付けた受取指示(又は供給指示)に基づいて、それぞれ制御部221、221、・・・、36、36により、電力、温水、及び排水素を配電網62、温水配管網64、ガス配管網60から夫々受取る(又は供給する)ことが可能である。   For example, a reception instruction (or supply instruction) transmitted from the communication unit 17 by the CPU 11 of the information processing apparatus 10 to be described later is sent to the first energy generation apparatuses 20, 20,. Based on the received instructions (or supply instructions) received by the energy generation devices 30 and 30, the control units 221, 221,..., 36 and 36 respectively supply electric power, hot water, and waste hydrogen to the distribution network 62, It is possible to receive (or supply) from the hot water piping network 64 and the gas piping network 60, respectively.

また、制御部221、221、・・・、36、36は、各住居内での電力及び温水の使用状況、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・及び第2のエネルギ生成装置30、30の発電及び給湯に関する性能等に基づいて、生成すべき電力及び/又は熱媒体に基づく電力及び/又は熱媒体の不足又は余剰を判定する。ただし、生成すべき電力及び/又は熱媒体は、需要が予想される電力及び/又は熱媒体も含む。例えば、電力を使用して温水を使用しない場合、温水は貯湯槽46の温水量に応じて余剰と判定でき、電力は需要量に応じて不足と判定することができる。制御部221、221、・・・、36、36の制御によって、電力及び/又は温水の不足又は余剰に関する情報を、通信装置72を介して情報処理装置10へ送信する。   Moreover, control part 221,221, ..., 36,36 is the usage condition of the electric power and warm water in each residence, 1st energy generation apparatus 20, 20, ..., and 2nd energy generation apparatus 30. Based on the performance related to power generation and hot water supply, etc., a shortage or surplus of power and / or heat medium based on the power and / or heat medium to be generated is determined. However, the electric power and / or heat medium to be generated also includes the electric power and / or heat medium for which demand is expected. For example, when hot water is not used using electric power, the hot water can be determined as surplus according to the amount of hot water in the hot water storage tank 46, and the electric power can be determined as insufficient according to the amount of demand. Information on the shortage or surplus of electric power and / or hot water is transmitted to the information processing apparatus 10 via the communication device 72 under the control of the control units 221, 221.

図6は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10の構成を示すブロック図である。情報処理装置10は、少なくともCPU(中央演算装置)11、DRAM等のRAM12、ハードディスク等の記憶手段13、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ等の外部記憶手段14、キーボード、マウス等の入力手段15、モニタ、プリンタ等の出力手段16、及び通信ネットワーク74との通信制御を行う通信手段17で構成される。   FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the information processing apparatus 10 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. The information processing apparatus 10 includes at least a CPU (Central Processing Unit) 11, a RAM 12 such as a DRAM, a storage means 13 such as a hard disk, an external storage means 14 such as a flexible disk drive and a CD-ROM drive, and an input means 15 such as a keyboard and a mouse. , An output unit 16 such as a monitor and a printer, and a communication unit 17 that controls communication with the communication network 74.

CPU11は、内部バス18を介して情報処理装置10の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、記憶手段13に記憶されているプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。また、CPU11は、入力手段15又は通信手段17から受付けたデータ、あるいは記憶手段13又は外部記憶手段14から読み出したプログラム又はデータ等をRAM12に記憶し、RAM12に記憶したプログラムの実行又はデータの演算等の各種処理を行い、各種処理結果又は各種処理に用いる一時的なデータをRAM12に記憶する。RAM12に記憶した演算結果等のデータは、CPU11により、記憶手段13に記憶され、出力手段16又は通信手段17から出力される。   The CPU 11 is connected to the above-described hardware units of the information processing apparatus 10 via the internal bus 18, and controls the above-described hardware units, and in accordance with various programs stored in the storage unit 13. Perform software functions. Further, the CPU 11 stores data received from the input unit 15 or the communication unit 17, a program or data read from the storage unit 13 or the external storage unit 14 in the RAM 12, and executes the program stored in the RAM 12 or calculates data. Various processes such as these are performed, and various processing results or temporary data used for various processes are stored in the RAM 12. Data such as calculation results stored in the RAM 12 is stored in the storage unit 13 by the CPU 11 and output from the output unit 16 or the communication unit 17.

情報処理装置10の通信手段17は、集合住宅の各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)を、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・、及び第2のエネルギ生成装置30、30の通信装置72、72、・・・から受付ける手段として動作する。受付けた各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)は、CPU11によりRAM12又は記憶手段13に記憶される。CPU11は、受付けた各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)に基づいて、不足熱量を算出する手段、第2のエネルギ生成装置30、30を稼動させる稼働時間を算出する手段、稼働時間を第2のエネルギ生成装置30、30に送信する手段として動作する。   The communication means 17 of the information processing apparatus 10 determines the power demand (usage) and heat demand (usage) for each dwelling of the apartment house from the first energy generators 20, 20,. It operates as a means for receiving from the communication devices 72, 72,. The received power demand (usage) and heat demand (usage) for each residence are stored in the RAM 12 or the storage means 13 by the CPU 11. The CPU 11 calculates the operation time for operating the second energy generation devices 30 and 30, the means for calculating the shortage of heat based on the received power demand (usage) and heat demand (usage) for each house. It operates as a means for calculating and a means for transmitting the operating time to the second energy generating devices 30 and 30.

情報処理装置10の記憶手段13には、エネルギ生成装置ごとの発電能力(最大発電量、余剰発電量等)に関する性能情報が記憶されている。CPU11は、上述した各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)、及び性能情報に基づいて、第2のエネルギ生成装置を稼動させる時間を設定する。   The storage unit 13 of the information processing apparatus 10 stores performance information related to power generation capacity (maximum power generation amount, surplus power generation amount, etc.) for each energy generation device. CPU11 sets the time which operates a 2nd energy generation apparatus based on the electric power demand (usage) and heat demand (usage) for every residence mentioned above, and performance information.

CD−ROM等の記録媒体19に記録されたコンピュータプログラムを外部記憶手段14からRAM12に読み出してCPU11に実行させる、又は記録媒体19に記録されたコンピュータプログラムを外部記憶手段14で読み出して記憶手段13に記憶し、記憶手段13からRAM12に読み出した前記コンピュータプログラムをCPU11に実行させることにより、CPU11を上述した各手段として動作させることもできる。通信手段17を用いて、ネットワーク網74に接続された他の装置からコンピュータプログラムを受付けて記憶手段13に記憶しても良い。   A computer program recorded on a recording medium 19 such as a CD-ROM is read from the external storage means 14 to the RAM 12 and executed by the CPU 11, or a computer program recorded on the recording medium 19 is read by the external storage means 14 and stored in the storage means 13. The CPU 11 can be operated as the above-described means by causing the CPU 11 to execute the computer program stored in the storage unit 13 and read out from the storage unit 13 to the RAM 12. Using the communication unit 17, a computer program may be received from another device connected to the network 74 and stored in the storage unit 13.

次に、本実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムを用いたエネルギ生成装置の稼動制御方法について説明する。図7は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10のCPU11の第2のエネルギ生成装置30、30の稼働時間を制御する処理手順を示すフローチャートである。   Next, an operation control method for the energy generation apparatus using the energy supply-demand balance adjustment system according to the first embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for controlling the operation time of the second energy generation devices 30 and 30 of the CPU 11 of the information processing device 10 of the energy supply and demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention.

情報処理装置10のCPU11は、集合住宅の各住居の電力需要量(使用量)及び熱需要量を、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・、及び第2のエネルギ生成装置30、30の通信装置72、72、・・・から受付け(ステップS701)、受付けた住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)を、住居を識別する情報に対応付けて、RAM12又は記憶手段13に記憶する(ステップS702)。CPU11は、受付けた熱需要量の総量を第1のエネルギ生成装置20、20、・・・のみで賄うと仮定した場合の発生熱量を推算する(ステップS703)。   The CPU 11 of the information processing device 10 determines the power demand (usage amount) and heat demand of each dwelling of the apartment house as the first energy generation device 20, 20,..., And the second energy generation device 30. 30 from the communication devices 72, 72,... (Step S701), the received power demand amount (usage amount) and heat demand amount (usage amount) for each residence are associated with information for identifying the residence, It memorize | stores in RAM12 or the memory | storage means 13 (step S702). The CPU 11 estimates the amount of heat generated when it is assumed that the total amount of received heat demand is covered only by the first energy generation devices 20, 20,... (Step S703).

発生熱量の推算は、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・の定格出力時の発生熱量に基づいて推算する。もちろん定格出力に限定されるものではなく、最大出力時の発生熱量に基づいて推算しても良い。   The heat generation amount is estimated based on the heat generation amount at the rated output of the first energy generation devices 20, 20,. Of course, it is not limited to the rated output, but may be estimated based on the amount of heat generated at the maximum output.

CPU11は、推算した発生熱量と、RAM12又は記憶手段13に記憶してある熱需要量の差異を算出して、不足熱量の総量を算出する(ステップS704)。不足熱量の総量は、推算した発生熱量と熱需要量との差異をそのまま用いても良いし、一日当たりの使用熱量に基づいて、発生熱量と熱使用量との熱量比率を算出して用いても良い。   The CPU 11 calculates the difference between the estimated amount of generated heat and the amount of heat demand stored in the RAM 12 or the storage means 13 to calculate the total amount of insufficient heat (step S704). For the total amount of insufficient heat, the difference between the estimated amount of generated heat and the amount of heat demand may be used as it is, or the ratio of the amount of generated heat and the amount of heat used is calculated based on the amount of heat used per day. Also good.

本実施の形態1では、発生熱量と熱使用量との熱量比率を、前日に使用された使用熱量と、同日に使用された使用電力量を第1のエネルギ生成装置20、20、・・・のみで生成した場合に発生する発生熱量との比率として算出する。したがって、前日の使用熱量と推算した発生熱量との差異を算出し、算出した差異に熱量比率を乗算することにより、前日の使用熱量の実績に基づいて不足熱量の総量を算出することができる。   In the first embodiment, the energy ratio between the generated heat amount and the heat use amount is calculated by using the heat amount used on the previous day and the power use amount used on the same day as the first energy generation devices 20, 20,. It is calculated as a ratio to the amount of heat generated when it is generated solely. Therefore, by calculating the difference between the amount of heat used on the previous day and the estimated amount of generated heat, and multiplying the calculated difference by the heat amount ratio, the total amount of insufficient heat can be calculated based on the actual amount of heat used on the previous day.

CPU11は、算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の第2のエネルギ生成装置30、30、・・・の稼働時間を算出し(ステップS705)、算出した稼働時間を一又は複数の第2のエネルギ生成装置30、30、・・・へ送出する(ステップS706)。   The CPU 11 calculates the operation time of one or a plurality of second energy generation devices 30, 30,... Based on the calculated total amount of insufficient heat (step S 705), and calculates the calculated operation time as one or a plurality of second energy generation devices 30, 30. 2 are sent to the energy generating devices 30, 30,... (Step S706).

稼働時間を受信した第2のエネルギ生成装置30、30、・・・は、受信した稼働時間分のベースロード運転を開始し、稼働時間が経過した時点でベースロード運転を停止する。したがって、不足している熱需要量を満たすために最小限必要な時間だけ第2のエネルギ生成装置30、30、・・・を稼動させることにより、第2のエネルギ生成装置30、30、・・・を無駄に稼動させることなく、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・だけでは不足する熱需要量を充当することができる。   The second energy generation devices 30, 30,... That have received the operation time start base load operation for the received operation time, and stop the base load operation when the operation time has elapsed. Therefore, the second energy generating devices 30, 30,... Are operated by operating the second energy generating devices 30, 30,... For a minimum necessary time to satisfy the insufficient heat demand. Can be used to meet the heat demand that is insufficient with only the first energy generation devices 20, 20,.

なお、初期稼動時には、特に残熱量が存在することは無いが、通常稼動時には残熱量が存在する。図8は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10のCPU11の残熱量を考慮した第2のエネルギ生成装置30、30の稼働時間を制御する処理手順を示すフローチャートである。   Note that there is no residual heat amount during the initial operation, but there is a residual heat amount during the normal operation. FIG. 8 shows a processing procedure for controlling the operating time of the second energy generation devices 30 and 30 in consideration of the remaining heat amount of the CPU 11 of the information processing device 10 of the energy supply and demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. It is a flowchart.

情報処理装置10のCPU11は、集合住宅の各住居の電力需要量(使用量)及び熱需要量を、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・、及び第2のエネルギ生成装置30、30の通信装置72、72、・・・から受付け(ステップS801)、受付けた住居別の電力需要量及び熱需要量を、住居を識別する情報に対応付けて、RAM12又は記憶手段13に記憶する(ステップS802)。   The CPU 11 of the information processing device 10 determines the power demand (usage amount) and heat demand of each dwelling of the apartment house as the first energy generation device 20, 20,..., And the second energy generation device 30. .. Are received from the 30 communication devices 72, 72,... (Step S801), and the received power demand and heat demand for each house are stored in the RAM 12 or the storage means 13 in association with the information for identifying the house. (Step S802).

CPU11は、前日に使用された使用電力量及び使用熱量を受付け(ステップS803)、受付けた使用電力量を第1のエネルギ生成装置20、20、・・・のみで生成(発電)した場合に発生する発生熱量を推算する(ステップS804)。発生熱量の推算には、第1のエネルギ生成装置20、20、・・・の定格出力を用いても良いし、最大出力を用いても良い。   The CPU 11 receives the used power amount and the used heat amount used on the previous day (step S803), and is generated when the received used power amount is generated (power generation) only by the first energy generation devices 20, 20,. The amount of generated heat is estimated (step S804). For the estimation of the amount of generated heat, the rated output of the first energy generators 20, 20,... May be used, or the maximum output may be used.

CPU11は、推算した発生熱量と受付けた使用熱量との差異、すなわち残熱量を算出し(ステップS805)、算出した残熱量を、推算した発生熱量とRAM12又は記憶手段13に記憶してある熱需要量との差異から減算して不足熱量を算出し(ステップS806)、第2のエネルギ生成装置30、30、・・・の稼働時間を算出する(ステップS807)。CPU11は、算出した稼働時間を一又は複数の第2のエネルギ生成装置30、30、・・・へ送出する(ステップS808)。   The CPU 11 calculates the difference between the estimated generated heat amount and the received used heat amount, that is, the residual heat amount (step S805), and calculates the calculated residual heat amount and the heat demand stored in the RAM 12 or the storage means 13. The amount of insufficient heat is calculated by subtracting from the difference from the amount (step S806), and the operating time of the second energy generation devices 30, 30,... Is calculated (step S807). The CPU 11 sends the calculated operation time to one or a plurality of second energy generation devices 30, 30,... (Step S808).

このようにすることで、例えば前日の実績である使用熱量及び使用電力量に基づいて不足熱量を算出する基礎とすることにより、気候の変動による外気の大きな変動が生じることが無く、安定した実績値に基づいて不足熱量を推算することができ、より精度良く第2のエネルギ生成装置30、30、・・・の稼働時間を算出することが可能となる。   By doing in this way, for example, by using the basis for calculating the heat deficit based on the amount of heat used and the amount of power used as the result of the previous day, there is no significant fluctuation of the outside air due to climate change, and stable results The amount of insufficient heat can be estimated based on the value, and the operating time of the second energy generating devices 30, 30,... Can be calculated with higher accuracy.

また、第2のエネルギ生成装置30、30、・・・の稼働台数を変更するよう制御することにより、第2のエネルギ生成装置30、30、・・・をより効率良く稼動させることができる。図9は、本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10のCPU11の第2のエネルギ生成装置30、30の稼働台数を算出する手順を示すフローチャートである。図9では一日当たりの使用電力量及び使用熱量として、前日に使用された使用電力量及び使用熱量を受付ける場合について説明する。   Moreover, the second energy generating devices 30, 30,... Can be operated more efficiently by controlling the number of operating units of the second energy generating devices 30, 30,. FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for calculating the number of operating second energy generation devices 30 and 30 of the CPU 11 of the information processing device 10 of the energy supply and demand balance adjustment system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 9 illustrates a case where the power consumption and heat consumption used the previous day are received as the power consumption and heat consumption per day.

CPU11は、前日に使用された使用電力量及び使用熱量を受付け(ステップS901)、受付けた使用電力量を受付けた使用熱量で除算して電熱比rを算出する(ステップS902)。CPU11は、算出した電熱比rが所定値、例えば1.5より小さいか否かを判断する(ステップS903)。   The CPU 11 accepts the used power amount and the used heat amount the previous day (step S901), and calculates the electric heat ratio r by dividing the received used power amount by the accepted used heat amount (step S902). The CPU 11 determines whether or not the calculated electrothermal ratio r is smaller than a predetermined value, for example, 1.5 (step S903).

CPU11が、算出した電熱比rが所定値、例えば1.5より小さいと判断した場合(ステップS903:YES)、CPU11は、第2のエネルギ生成装置30、30、・・・の稼働台数を算出する(ステップS904)。すなわち、冬季又は春秋季には、温水を使用する機会も多いことから、電熱比rは一般に1.5より小さい。したがって、複数の第2のエネルギ生成装置30、30、・・・を稼動させる必要が生じる。   When the CPU 11 determines that the calculated electric heat ratio r is smaller than a predetermined value, for example, 1.5 (step S903: YES), the CPU 11 calculates the number of operating second energy generating devices 30, 30,. (Step S904). That is, since there are many opportunities to use hot water in winter or spring / autumn, the electrothermal ratio r is generally smaller than 1.5. Therefore, it becomes necessary to operate the plurality of second energy generation devices 30, 30,.

CPU11が、算出した電熱比rが所定値、例えば1.5以上であると判断した場合(ステップS903:NO)、CPU11は、第2のエネルギ生成装置30の稼働台数を‘1’とする(ステップS905)。すなわち、夏季には、温水を使用する機会が少ないことから、電熱比rは一般に1.5以上となる。したがって、第2のエネルギ生成装置30は一基稼動させておけば足りる。   When the CPU 11 determines that the calculated electric heat ratio r is a predetermined value, for example, 1.5 or more (step S903: NO), the CPU 11 sets the number of operating second energy generating devices 30 to “1” (step S903: NO). Step S905). That is, since there are few opportunities to use hot water in summer, the electrothermal ratio r is generally 1.5 or more. Therefore, it is sufficient to operate one second energy generation device 30.

このように、季節に応じて第2のエネルギ生成装置の稼働台数を変動させることにより、残熱量の発生を未然に防止することができ、全体として使用効率の高いコジェネレーションシステムを構築することが可能となる。   In this way, by changing the number of operating second energy generating devices according to the season, it is possible to prevent the amount of residual heat from being generated, and to construct a cogeneration system with high use efficiency as a whole. It becomes possible.

以上のように本実施の形態1によれば、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置20、20、・・・、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置30、30、・・・からなるハイブリッドシステムを構成し、電力の需要量をすべて第1のエネルギ生成装置20、20、・・・で賄うと仮定した場合の不足熱量を第2のエネルギ生成装置30、30、・・・で賄うのに必要な時間だけ第2のエネルギ生成装置30、30、・・・を稼働させることにより、熱余り状態であっても熱不足状態であっても、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、電力及び熱の自給自足を行うことが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, one or a plurality of first energy generation devices 20, 20,... Whose power generation efficiency is higher than the heat generation efficiency, and the heat generation efficiency is higher than the power generation efficiency. When a hybrid system composed of one or a plurality of second energy generation devices 30, 30,... Is configured and it is assumed that the first energy generation devices 20, 20,. By operating the second energy generation devices 30, 30,... For the time necessary to cover the insufficient heat quantity of the second energy generation devices 30, 30,. Even in a heat-deficient state, a large-capacity fuel cell or a large-capacity fuel cell that can complement each other's power or heat and can meet the peak power demand or peak heat demand Equipped with a combined heat and power system Without it is possible to perform self-sufficiency in power and heat.

また、例えば一日当たりの使用電力量及び使用熱量、具体的には前日に使用された使用電力量及び使用熱量を受付け、電熱比を算出することにより、電熱比が所定の値、例えば1.5より小さい場合、温水を通常使用する期間であると判断し、最適な第2のエネルギ生成装置30、30、・・・の稼働台数を算出することにより、無駄な熱の発生を未然に防止し、電力と熱との需給バランスを維持することが可能となる。なお、電熱比が所定の値、例えば1.5以上である場合、異常に電力の需要量が高い夏季のエアコン稼動時であるものと判断し、第2のエネルギ生成装置30の稼働台数を最小数である1とすることにより、無駄な熱の発生を未然に防止することができる。   Further, for example, by accepting the amount of power used and the amount of heat used per day, specifically the amount of power used and the amount of heat used on the previous day, and calculating the heat ratio, the heat ratio is a predetermined value, for example 1.5 If it is smaller, it is determined that it is a period of normal use of hot water, and by calculating the optimal number of operating second energy generating devices 30, 30,..., Generation of useless heat is prevented in advance. It becomes possible to maintain the supply and demand balance between electric power and heat. When the electric heat ratio is a predetermined value, for example, 1.5 or more, it is determined that the air conditioner is operating during the summer when the amount of power demand is abnormally high, and the number of the second energy generators 30 is minimized. By setting the number to 1, useless generation of heat can be prevented in advance.

さらに、残熱量を考慮して需給バランスを調整することができ、特に第2のエネルギ生成装置30、30、・・・を稼働させる時間を最小限に止めることができることから、過大な残熱量の発生、すなわち熱余り状態が生じるのを未然に防止することが可能となる。   Furthermore, the balance between supply and demand can be adjusted in consideration of the amount of residual heat, and in particular, the time for operating the second energy generating devices 30, 30,. It is possible to prevent the occurrence, that is, the occurrence of excess heat.

上述したエネルギ需給バランス調整システムを、以下の条件下で具現化した場合のシミュレーション結果について説明する。第1のエネルギ生成装置は、定格容量が1kWの高分子電解質(PEFC)型燃料電池とし、第2のエネルギ生成装置は、定格容量が10kWのガスエンジンとする。第1のエネルギ生成装置の発電効率は42%、熱生成効率は49%とし、第2のエネルギ生成装置の発電効率は25%、熱生成効率は57%とする。第1のエネルギ生成装置は40基、第2のエネルギ生成装置は2基設置されているものとする。   A simulation result when the above-described energy supply-demand balance adjustment system is embodied under the following conditions will be described. The first energy generator is a polymer electrolyte (PEFC) type fuel cell having a rated capacity of 1 kW, and the second energy generator is a gas engine having a rated capacity of 10 kW. The power generation efficiency of the first energy generation device is 42% and the heat generation efficiency is 49%. The power generation efficiency of the second energy generation device is 25% and the heat generation efficiency is 57%. It is assumed that 40 first energy generation devices and two second energy generation devices are installed.

需要は、電力消費量を17.04GJとし、熱消費量を19.26GJとする。該熱消費量は、実験に係る住宅100戸の、冬季における3日分の消費量の積算値である。   For the demand, the power consumption is 17.04 GJ and the heat consumption is 19.26 GJ. The heat consumption is an integrated value of consumption for three days in winter in 100 houses in the experiment.

全ての機器は、理想的に稼動する、すなわち発電要求に対して遅れが生じることなく応答し、容量の範囲内で要求電力を連続的に供給可能とする。供給最大量を超えた電力消費量については系統電力から調達する。   All devices operate ideally, i.e., respond to power generation requests without delay, and can continuously supply the required power within the capacity range. Power consumption exceeding the maximum supply will be procured from the grid power.

第1のエネルギ生成装置及び第2のエネルギ生成装置により発生する熱は蓄熱槽に格納され、熱を消費する場合、蓄熱槽から使用するものとする。蓄熱槽に熱が格納されていない場合、別途補助用の熱源から熱を供給するものとする。   The heat generated by the first energy generation device and the second energy generation device is stored in the heat storage tank, and when heat is consumed, it is used from the heat storage tank. When heat is not stored in the heat storage tank, heat is separately supplied from an auxiliary heat source.

以上の条件で稼動可動シミュレーションを行った場合の一次エネルギ消費量及び外部からのエネルギ調達量の結果を示したものが(表1)である。ここで、一次エネルギ消費量とは、需要(電力及び熱)を供給するために必要となる全ての燃料(一次エネルギ)の総量を意味する。外部からのエネルギ調達量とは、第1のエネルギ生成装置及び第2のエネルギ生成装置が生成した電力及び熱だけで需要に対応しきれなかった場合に購入した系統電力量及び補助熱源からの熱供給量の総和を意味する。対比するために、ケースAが上記条件でのシミュレーション結果を、ケースBが供給最大量100kWを第1のエネルギ生成装置のみで供給した場合のシミュレーション結果を、それぞれ示しており、削減率は、ケースBに対するケースAでの一次エネルギ消費量及び外部からのエネルギ調達量の削減率を示している。   Table 1 shows the results of the primary energy consumption and the amount of energy procurement from the outside when the operation movable simulation is performed under the above conditions. Here, the primary energy consumption means the total amount of all fuels (primary energy) necessary for supplying demand (electric power and heat). The amount of energy procurement from the outside means the amount of grid power purchased when the first energy generation device and the second energy generation device have not been able to meet the demand with only the power and heat generated by the first energy generation device and the heat from the auxiliary heat source. This means the total amount of supply. For comparison, Case A shows the simulation results under the above conditions, and Case B shows the simulation results when the maximum supply amount of 100 kW is supplied only by the first energy generation device. The reduction rate of the primary energy consumption amount and the energy procurement amount from the outside in case A with respect to B is shown.

Figure 0004831510
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(表1)から明らかなように、ケースAのシミュレーションの方が、ケースBよりも一次エネルギ消費量を約16%、外部からのエネルギ調達量を約65%削減することができ、本実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整方法は、無駄な熱の発生を未然に防止するとともに、過大な残熱量の発生、すなわち熱余り状態が生じるのを未然に防止することができ、相互に電力又は熱を補完し合うことが可能となるという効果が確認できた。   As is clear from Table 1, the simulation of case A can reduce the primary energy consumption by about 16% and the amount of external energy procurement by about 65% compared to case B. The energy supply / demand balance adjustment method according to the first aspect can prevent generation of useless heat, and can also prevent generation of excessive residual heat, that is, occurrence of a heat surplus state. The effect that it became possible to supplement heat was confirmed.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムについて図面に基づいて具体的に説明する。実施の形態2では、集合住宅に、燃料電池を用いたコジェネレーションシステムを分散配備する場合について説明する。分散配備する燃料電池は、各住居に1基設置するものに限定されるものではなく、PEFC(固体高分子電解質型燃料電池)及びSOFC(固体電解質型燃料電池)が混在する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an energy supply and demand balance adjustment system according to Embodiment 2 of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the second embodiment, a case will be described in which cogeneration systems using fuel cells are distributed in a housing complex. The fuel cell to be distributed is not limited to one installed in each residence, but PEFC (solid polymer electrolyte fuel cell) and SOFC (solid electrolyte fuel cell) are mixed.

図10は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの構成を示すブロック図である。図10に示すように、本実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムは、情報処理装置10と、PEFC(固体高分子電解質型燃料電池)を用いたコジェネレーションシステムである第3のエネルギ生成装置120、120、・・・を集合住宅の各階に複数個分散配備し、SOFC(固体電解質型燃料電池)を用いたコジェネレーションシステムである第4のエネルギ生成装置130、130、・・・を集合住宅の各階に複数個分散配備している。なお、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・は比較的熱生成効率の方が発電効率よりも高いエネルギ生成装置であり、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・は比較的発電効率の方が熱生成効率よりも高いエネルギ生成装置である。   FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 10, the energy supply-demand balance adjustment system according to the second embodiment is a third generation of energy that is a cogeneration system using the information processing device 10 and a PEFC (solid polymer electrolyte fuel cell). A plurality of devices 120, 120,... Are distributed on each floor of the apartment house, and fourth energy generation devices 130, 130,..., Which are cogeneration systems using SOFCs (solid oxide fuel cells), are provided. Multiple distributed on each floor of the apartment. The third energy generation devices 120, 120,... Are energy generation devices that have a relatively higher heat generation efficiency than the power generation efficiency, and the fourth energy generation devices 130, 130,. This is an energy generation device in which the dynamic power generation efficiency is higher than the heat generation efficiency.

1階からN階(Nは自然数)までの所定階に分散配備してある第3のエネルギ生成装置120、120、・・・は、配電網(電力線)62を介して配備してある階の各住居へ電力を供給し、温水配管網64を介して配備してある階の各住居へ温水を供給する。1階からN階(Nは自然数)までの所定階に分散配備してある第4のエネルギ生成装置130、130、・・・も、配電網(電力線)62を介して配備してある階の各住居へ電力を供給し、温水配管網64を介して配備してある階の各住居へ温水を供給する。   The third energy generators 120, 120,... Distributed on predetermined floors from the first floor to the Nth floor (N is a natural number) are arranged on the floors that are deployed via the power distribution network (power line) 62. Electric power is supplied to each dwelling, and hot water is supplied to each dwelling on the floor provided via the hot water piping network 64. The fourth energy generators 130, 130,... Distributed on the predetermined floors from the first floor to the Nth floor (N is a natural number) are also installed on the floors distributed via the power distribution network (power line) 62. Electric power is supplied to each dwelling, and hot water is supplied to each dwelling on the floor provided via the hot water piping network 64.

第3のエネルギ生成装置120、120、・・・と、第4のエネルギ生成装置130、130とは、通信線100を介して情報処理装置(制御装置)10とデータを送受信することが可能に接続してある。情報処理装置10は集合住宅内に設置されることに限定されるものではなく、外部に設置されている場合には、インターネット等のネットワーク網74を介して接続される。   The third energy generation devices 120, 120,... And the fourth energy generation devices 130, 130 can transmit and receive data to and from the information processing device (control device) 10 via the communication line 100. Connected. The information processing apparatus 10 is not limited to being installed in an apartment house, and is connected via a network 74 such as the Internet when installed outside.

図11(a)は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの第3のエネルギ生成装置120の構成を示すブロック図であり、図11(b)は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの第4のエネルギ生成装置130の構成を示すブロック図である。第3のエネルギ生成装置120は、電力及び熱(温水)を生成するエネルギ生成部122と、通信装置72との通信制御を行う通信I/F126と、エネルギ生成部122及び通信I/F126の制御を含む各種処理を実行する制御部124とを備える。第3のエネルギ生成装置120は、各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)を、情報処理装置10へ送信することが可能である。   FIG. 11 (a) is a block diagram showing a configuration of the third energy generation device 120 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 11 (b) is a diagram illustrating the implementation of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the 4th energy production | generation apparatus 130 of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on form 2. FIG. The third energy generation device 120 includes an energy generation unit 122 that generates electric power and heat (hot water), a communication I / F 126 that performs communication control with the communication device 72, and controls the energy generation unit 122 and the communication I / F 126. The control part 124 which performs various processes including these is provided. The third energy generation device 120 can transmit the power demand amount (usage amount) and heat demand amount (usage amount) for each residence to the information processing device 10.

同様に、第4のエネルギ生成装置130は、電力及び熱(温水)を生成するエネルギ生成部132と、通信装置72との通信制御を行う通信I/F136と、エネルギ生成部132及び通信I/F136の制御を含む各種処理を実行する制御部134とを備える。第3のエネルギ生成装置130は、各住居別の電力需要量(使用量)及び熱需要量(使用量)を、情報処理装置10へ送信することが可能である。   Similarly, the fourth energy generation device 130 includes an energy generation unit 132 that generates electric power and heat (hot water), a communication I / F 136 that performs communication control with the communication device 72, an energy generation unit 132, and a communication I / O. And a control unit 134 that executes various processes including the control of F136. The third energy generation device 130 can transmit the power demand (usage amount) and the heat demand (usage amount) for each residence to the information processing device 10.

図12は、第3(4)のエネルギ生成部122(132)の一例を示すブロック図である。第3のエネルギ生成部122(132)は、PEFC(固体高分子電解質型燃料電池)又はSOFC(固体電解質型燃料電池)等の燃料電池40を発電装置として備えており、燃料電池40の発電時の排熱を使用して、電力及び温水(加熱された熱媒体)を生成する。燃料電池40は、燃料改質装置26から浄化水素が供給されると共に、空気供給装置24から空気が供給され、直流電力、排空気及び排水素を生成する。   FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the third (4) energy generation unit 122 (132). The third energy generation unit 122 (132) includes a fuel cell 40 such as PEFC (solid polymer electrolyte fuel cell) or SOFC (solid electrolyte fuel cell) as a power generation device. The exhaust heat is used to generate electric power and hot water (heated heat medium). The fuel cell 40 is supplied with purified hydrogen from the fuel reformer 26 and is supplied with air from the air supply device 24 to generate DC power, exhaust air, and exhaust hydrogen.

生成された直流電力は、変換装置42で交流電力に変換され、分電盤54を介して電力需要者である各住居内に供給(Sから入力、Tから出力)される。生成された排空気は、排熱回収装置44に送られ、貯湯槽46の水の加熱に使用される。加熱された温水は、3方弁50を介して各住居内に供給(αから入力、βから出力)される。また、生成された排水素は、3方弁80を介して燃料改質装置26へ送られ(aから入力、bから出力)、浄化水素として再使用される。   The generated direct current power is converted into alternating current power by the conversion device 42, and is supplied (input from S, output from T) to each residence as a power consumer via the distribution board 54. The generated exhaust air is sent to the exhaust heat recovery device 44 and used to heat the water in the hot water storage tank 46. The heated hot water is supplied into each dwelling through the three-way valve 50 (input from α, output from β). The generated waste hydrogen is sent to the fuel reformer 26 through the three-way valve 80 (input from a, output from b) and reused as purified hydrogen.

分電盤54は、配電網(電力線)62に接続されている。制御部124(134)により、分電盤54を制御して、生成した電力(交流電力)を配電網62に供給(Sから入力、Uから出力)する、あるいは配電網62から電力を受取ってユーザ宅内に供給(Uから入力、Tから出力)することが可能である。   The distribution board 54 is connected to a distribution network (power line) 62. The control unit 124 (134) controls the distribution board 54 to supply the generated power (AC power) to the distribution network 62 (input from S, output from U) or receive power from the distribution network 62. It can be supplied to the user's home (input from U, output from T).

3方弁50は、ポンプ52を介して温水配管網(熱媒体用配管)64に接続されている。制御部124(134)により、3方弁50及びポンプ52を制御して、生成した温水を温水配管網64に供給(αから入力、γから出力)する、あるいは温水配管網64から温水を受取って各住居内に供給(γから入力、βから出力)することが可能である。   The three-way valve 50 is connected to a hot water pipe network (heat medium pipe) 64 via a pump 52. The controller 124 (134) controls the three-way valve 50 and the pump 52 to supply the generated hot water to the hot water piping network 64 (input from α, output from γ), or receive hot water from the hot water piping network 64. It is possible to supply (input from γ, output from β) in each house.

また、3方弁80は、調圧器82(熱交換器84)を介してガス配管網(水素配管)60に接続されている。制御部124(134)により、3方弁80及び調圧器82を制御して、生成された排水素をガス配管網60に供給(aから入力、cから出力)する、あるいはガス配管網60から排水素を受取って、熱交換器84を通して燃料改質装置26に供給(cから入力、bから出力)することが可能である。   The three-way valve 80 is connected to a gas piping network (hydrogen piping) 60 via a pressure regulator 82 (heat exchanger 84). The control unit 124 (134) controls the three-way valve 80 and the pressure regulator 82 to supply the generated exhaust hydrogen to the gas piping network 60 (input from a, output from c), or from the gas piping network 60. It is possible to receive the waste hydrogen and supply it to the fuel reformer 26 through the heat exchanger 84 (input from c, output from b).

排水素は高温(PEFCの場合は70〜100℃、SOFCの場合は800〜1000℃)であるため、熱交換器84によって、貯湯槽46内の温水の加熱に使用することができる。また、排水素を、燃料改質装置26を通して燃料電池40へ供給して発電に使用することもできる。ここで、熱交換器84は、排熱回収装置44と一体的に構成することが可能である。例えば、ガス配管網60から受取った排水素を、排熱回収装置(加熱手段)44を通して3方弁80から燃料改質装置26に供給することが可能である。   Since the waste hydrogen is at a high temperature (70 to 100 ° C. for PEFC and 800 to 1000 ° C. for SOFC), it can be used by the heat exchanger 84 to heat the hot water in the hot water tank 46. Also, the exhaust hydrogen can be supplied to the fuel cell 40 through the fuel reformer 26 and used for power generation. Here, the heat exchanger 84 can be configured integrally with the exhaust heat recovery device 44. For example, the exhaust hydrogen received from the gas piping network 60 can be supplied from the three-way valve 80 to the fuel reformer 26 through the exhaust heat recovery device (heating means) 44.

図13は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・から電力及び温水を搬送するシステムの一例を示すブロック図である。図13では、複数の第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・が、ガス配管網60、配電網62及び温水配管網64に接続されている。各第3のエネルギ生成装置120又は第4のエネルギ生成装置130は、それぞれ制御部124、134により、ガス配管網60を用いた排水素の受取及び供給と、配電網62を用いた電力の受取及び供給と、温水配管網64を用いた温水の受取及び供給を行うことができる。   FIG. 13 shows power and hot water from the third energy generation devices 120, 120,... And the fourth energy generation devices 130, 130,... Of the energy supply and demand balance adjustment system according to the second embodiment of the invention. It is a block diagram which shows an example of the system which conveys. In FIG. 13, a plurality of third energy generation devices 120, 120,... And fourth energy generation devices 130, 130,... Are connected to the gas piping network 60, the distribution network 62, and the hot water piping network 64. Has been. Each of the third energy generation devices 120 or the fourth energy generation devices 130 receives and supplies exhaust hydrogen using the gas piping network 60 and receives power using the distribution network 62 by the control units 124 and 134, respectively. And supply and receipt and supply of warm water using warm water piping network 64 can be performed.

例えば、後述する情報処理装置10のCPU11によって通信手段17から送信された受取指示(又は供給指示)を、通信装置72を介して第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・で受付け、受付けた受取指示(又は供給指示)に基づいて、それぞれ制御部124、124、・・・、134、134、・・・により、電力、温水、及び排水素を配電網62、温水配管網64、ガス配管網60から夫々受取る(又は供給する)ことが可能である。   For example, a reception instruction (or supply instruction) transmitted from the communication unit 17 by the CPU 11 of the information processing apparatus 10 to be described later is transmitted to the third energy generation apparatuses 120, 120,. Are received by the energy generators 130, 130,... And received by the control unit 124, 124,..., 134, 134,. In addition, it is possible to receive (or supply) waste hydrogen from the distribution network 62, the hot water piping network 64, and the gas piping network 60, respectively.

また、制御部124、124、・・・、134、134、・・・は、各住居内での電力及び温水の使用状況、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の発電及び給湯に関する性能等に基づいて、生成すべき電力及び/又は熱媒体に基づく電力及び/又は熱媒体の不足又は余剰を判定する。ただし、生成すべき電力及び/又は熱媒体は、需要が予想される電力及び/又は熱媒体も含む。例えば、電力を使用して温水を使用しない場合、温水は貯湯槽46の温水量に応じて余剰と判定でき、電力は需要量に応じて不足と判定することができる。制御部124、124、・・・、134、134、・・・の制御によって、電力及び/又は温水の不足又は余剰に関する情報を、通信装置72を介して情報処理装置10へ送信する。   In addition, the control units 124, 124,..., 134, 134,..., Use power and hot water in each residence, the third energy generation devices 120, 120,. Based on the power generation and hot water supply performance of the energy generation devices 130, 130,. However, the electric power and / or heat medium to be generated also includes the electric power and / or heat medium for which demand is expected. For example, when hot water is not used using electric power, the hot water can be determined as surplus according to the amount of hot water in the hot water storage tank 46, and the electric power can be determined as insufficient according to the amount of demand. .., 134, 134,... Are transmitted to the information processing apparatus 10 via the communication device 72.

図14は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10の構成を示すブロック図である。情報処理装置10は、少なくともCPU(中央演算装置)11、DRAM等のRAM12、ハードディスク等の記憶手段13、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ等の外部記憶手段14、キーボード、マウス等の入力手段15、モニタ、プリンタ等の出力手段16、及び通信ネットワーク74との通信制御を行う通信手段17で構成される。   FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the information processing apparatus 10 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 2 of the present invention. The information processing apparatus 10 includes at least a CPU (Central Processing Unit) 11, a RAM 12 such as a DRAM, a storage means 13 such as a hard disk, an external storage means 14 such as a flexible disk drive and a CD-ROM drive, and an input means 15 such as a keyboard and a mouse. , An output unit 16 such as a monitor and a printer, and a communication unit 17 that controls communication with the communication network 74.

CPU11は、内部バス18を介して情報処理装置10の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、記憶手段13に記憶されているプログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。また、CPU11は、入力手段15又は通信手段17から受付けたデータ、あるいは記憶手段13又は外部記憶手段14から読み出したプログラム又はデータ等をRAM12に記憶し、RAM12に記憶したプログラムの実行又はデータの演算等の各種処理を行い、各種処理結果又は各種処理に用いる一時的なデータをRAM12に記憶する。RAM12に記憶した演算結果等のデータは、CPU11により、記憶手段13に記憶され、出力手段16又は通信手段17から出力される。   The CPU 11 is connected to the above-described hardware units of the information processing apparatus 10 via the internal bus 18, and controls the above-described hardware units, and in accordance with various programs stored in the storage unit 13. Perform software functions. Further, the CPU 11 stores data received from the input unit 15 or the communication unit 17, a program or data read from the storage unit 13 or the external storage unit 14 in the RAM 12, and executes the program stored in the RAM 12 or calculates data. Various processes such as these are performed, and various processing results or temporary data used for various processes are stored in the RAM 12. Data such as calculation results stored in the RAM 12 is stored in the storage unit 13 by the CPU 11 and output from the output unit 16 or the communication unit 17.

情報処理装置10の通信手段17は、集合住宅の各住居別の前日の使用電力量及び前日の使用熱量を、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・、及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の通信装置72、72、・・・から受付ける手段として動作する。受付けた各住居別の前日の使用電力量及び前日の使用熱量は、CPU11によりRAM12又は記憶手段13に記憶される。CPU11は、受付けた各住居別の前日の使用電力量及び前日の使用熱量に基づいて、前日の電熱比を算出する手段、算出した電熱比になる場合の第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の使用比率を算出する手段、算出した第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の使用比率が、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の上限使用比率以下であるか否かを判断する手段、及び該手段で上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・を使用し、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で第4のエネルギ生成装置130、130、・・・を使用する手段として動作する。   The communication means 17 of the information processing apparatus 10 uses the third energy generation device 120, 120,..., And the fourth energy generation device for the power consumption and heat consumption of the previous day for each residence of the apartment house. It operates as a means for receiving from the communication devices 72, 72,. The received power consumption and heat consumption of the previous day for each residence is stored in the RAM 12 or the storage means 13 by the CPU 11. The CPU 11 is a means for calculating the electric heat ratio of the previous day based on the received electric power consumption of the previous day and the used heat amount of the previous day for each house, and the third energy generators 120, 120 when the calculated electric heat ratio is obtained. , And means for calculating the usage ratio of the fourth energy generation devices 130, 130,..., And the usage ratio of the calculated fourth energy generation devices 130, 130,. Means for determining whether or not the upper limit usage ratio is less than or equal to the upper limit usage ratio of the devices 130, 130,... , 120,..., And the fourth energy generation devices 130, 130,... And the fourth energy generation devices 130, 130,. ... to work as a means to use.

情報処理装置10の記憶手段13には、エネルギ生成装置ごとの定格容量、発電効率、熱性成功率、電熱比等の性能情報が記憶されている。CPU11は、上述した各住居別の前日の使用電力量及び前日の使用熱量、及び性能情報に基づいて、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の稼動比率を決定する。   The storage unit 13 of the information processing apparatus 10 stores performance information such as rated capacity, power generation efficiency, thermal success rate, and electric heat ratio for each energy generation device. The CPU 11 performs the third energy generation devices 120, 120,... And the fourth energy generation devices 130, 130 on the basis of the power consumption and heat consumption of the previous day for each residence and the performance information. ,... Are determined.

CD−ROM等の記録媒体19に記録されたコンピュータプログラムを外部記憶手段14からRAM12に読み出してCPU11に実行させる、又は記録媒体19に記録されたコンピュータプログラムを外部記憶手段14で読み出して記憶手段13に記憶し、記憶手段13からRAM12に読み出した前記コンピュータプログラムをCPU11に実行させることにより、CPU11を上述した各手段として動作させることもできる。通信手段17を用いて、ネットワーク網74に接続された他の装置からコンピュータプログラムを受付けて記憶手段13に記憶しても良い。   A computer program recorded on a recording medium 19 such as a CD-ROM is read from the external storage means 14 to the RAM 12 and executed by the CPU 11, or a computer program recorded on the recording medium 19 is read by the external storage means 14 and stored in the storage means 13. The CPU 11 can be operated as the above-described means by causing the CPU 11 to execute the computer program stored in the storage unit 13 and read out from the storage unit 13 to the RAM 12. Using the communication unit 17, a computer program may be received from another device connected to the network 74 and stored in the storage unit 13.

次に、本実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムを用いたエネルギ生成装置の稼動制御方法について説明する。図15は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10のCPU11の稼動制御処理の手順を示すフローチャートである。   Next, an operation control method of the energy generation apparatus using the energy supply and demand balance adjustment system according to the second embodiment will be described. FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of operation control processing of the CPU 11 of the information processing apparatus 10 of the energy supply-demand balance adjustment system according to Embodiment 2 of the present invention.

情報処理装置10のCPU11は、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の定格容量、発電効率、熱生成効率を、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・、及び第4のエネルギ生成装置130、130の通信装置72、72、・・・から受付け(ステップS1501)、受付けた複数のエネルギ生成装置の発電効率及び熱生成効率に基づいて、エネルギ生成装置ごとに熱生成効率を発電効率で除した値を算出する(ステップS1502)。   The CPU 11 of the information processing apparatus 10 determines the rated capacity, power generation efficiency, and heat generation efficiency of the third energy generation devices 120, 120,... And the fourth energy generation devices 130, 130,. Are received from the communication devices 72, 72,... Of the energy generation devices 120, 120,... And the fourth energy generation devices 130, 130 (step S1501), and the power generation efficiency and heat of the plurality of received energy generation devices. Based on the generation efficiency, a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is calculated for each energy generation device (step S1502).

なお、設置したエネルギ生成装置に各種メーカの機種が混在している場合、PEFC(固体高分子電解質型燃料電池)及びSOFC(固体電解質型燃料電池)が混在している場合、あるいはいずれか一方に偏在している場合等は、CPU11は、受付けた複数のエネルギ生成装置の発電効率及び熱生成効率に基づいて、エネルギ生成装置ごとに熱生成効率を発電効率で除した値を算出し、算出した熱生成効率を発電効率で除した値が所定値より大きいか否かを判断する。そして、CPU11が、所定値より大きいと判断したエネルギ生成装置を第3のエネルギ生成装置とし、所定値以下であるエネルギ生成装置を第4のエネルギ生成装置とする。   In addition, when the models of various manufacturers are mixed in the installed energy generation device, PEFC (solid polymer electrolyte fuel cell) and SOFC (solid electrolyte fuel cell) are mixed, or either In the case where it is unevenly distributed, the CPU 11 calculates a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency for each energy generation device based on the power generation efficiency and heat generation efficiency of the plurality of energy generation devices received. It is determined whether the value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is greater than a predetermined value. Then, the energy generation device determined by the CPU 11 to be larger than the predetermined value is referred to as a third energy generation device, and the energy generation device that is equal to or less than the predetermined value is referred to as a fourth energy generation device.

また、第3のエネルギ生成装置であるか、第4のエネルギ生成装置であるかを判断する指標である所定値は、使用者が入力手段14を介して指定しても良いし、エネルギ生成装置ごとに算出した熱生成効率を発電効率で除した値の平均値であっても良い。   In addition, a predetermined value that is an index for determining whether the energy generation device is the third energy generation device or the fourth energy generation device may be designated by the user via the input unit 14, or the energy generation device. An average value of values obtained by dividing the heat generation efficiency calculated for each power generation efficiency may be used.

CPU11は、算出した第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の熱生成効率を発電効率で除した値を、エネルギ生成装置を識別する情報と対応付けてRAM12又は記憶手段13に記憶し(ステップS1503)、住居別の電力需要量及び熱需要量を受付け(ステップS1504)、RAM12又は記憶手段13に記憶する(ステップS1505)。本実施の形態2では、住居別の一日当たりの使用電力量及び使用熱量として、前日の使用電力量及び前日の使用熱量を受付ける。CPU11は、受付けた電力需要量及び熱需要量に基づいて、需要電熱比を算出し(ステップS1506)、算出した需要電熱比を、住居を識別する情報に対応付けてRAM12又は記憶手段13に記憶する。   The CPU 11 identifies the energy generation device by dividing the calculated heat generation efficiency of the third energy generation device 120, 120,... And the fourth energy generation device 130, 130,. The information is stored in the RAM 12 or the storage unit 13 in association with the information to be performed (step S1503), and the power demand and heat demand for each residence are received (step S1504) and stored in the RAM 12 or the storage unit 13 (step S1505). In the second embodiment, the amount of power used and the amount of heat used on the previous day are received as the amount of power used and the amount of heat used per day for each residence. The CPU 11 calculates a demand-electric-heat ratio based on the received power demand and heat demand (step S1506), and stores the calculated demand-electric-heat ratio in the RAM 12 or the storage means 13 in association with information for identifying a residence. To do.

なお、需要電熱比の算出には、住居別の前日の使用電力量、及び前日の使用熱量を用いることに限定されるものではない。例えば前日が年末年始、連休中、その直後等の特異な日である場合、使用電力量及び使用熱量が特異な量であるおそれもある。したがって、より通常の需要傾向を正確に反映するために、一定期間、例えば1週間、1ヶ月等の需要電力量及び需要熱量を計測して累積しておき、その平均値を算出し、一日当たりの需要電力量の平均値を一日当たりの需要熱量の平均値で除することにより需要電熱比を算出しても良い。   Note that the calculation of the demand-to-heat ratio is not limited to using the power consumption of the previous day for each residence and the heat consumption of the previous day. For example, when the previous day is a peculiar day such as the year-end and New Year holidays, during consecutive holidays, or immediately after that, there is a possibility that the power consumption and the heat consumption are peculiar amounts. Therefore, in order to accurately reflect the normal demand trend, the power demand and heat demand for a certain period, for example, one week, one month, etc. are measured and accumulated, the average value is calculated, The demand-to-heat ratio may be calculated by dividing the average value of the demand power amount by the average value of the demand heat amount per day.

CPU11は、RAM12又は記憶手段13に記憶してある需要電熱比になる場合の第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の使用比率を算出する(ステップS1507)。すなわち、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・の使用比率を(1−α)、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の使用比率をαとし、(数1)を具備するαを算出する。   The CPU 11 uses the third energy generation devices 120, 120,... And the fourth energy generation devices 130, 130,... When the demand electric heat ratio is stored in the RAM 12 or the storage means 13. Is calculated (step S1507). That is, the usage ratio of the third energy generation devices 120, 120,... Is (1-α), the usage ratio of the fourth energy generation devices 130, 130,. Calculate α included.

(数1)
需要電熱比=(1−α)×(第3のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値)+α×(第4のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値)
(Equation 1)
Demand electric heat ratio = (1−α) × (value obtained by dividing the heat generation efficiency of the third energy generation device by the power generation efficiency) + α × (value obtained by dividing the heat generation efficiency of the fourth energy generation device by the power generation efficiency)

ただし、(数1)が適用可能な範囲は0≦α≦1であり、この範囲外については実施の形態1で説明したエネルギ需給バランス調整方法を用いる。また、エネルギ生成装置の種類が2種類より多くなった場合であっても、各エネルギ生成装置の使用比率を決定する限り、同様の方法を用いることができる。   However, the range in which (Equation 1) can be applied is 0 ≦ α ≦ 1, and the energy supply / demand balance adjustment method described in the first embodiment is used outside this range. Further, even when the number of types of energy generating devices is greater than two, the same method can be used as long as the usage ratio of each energy generating device is determined.

したがって、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の使用比率αを算出し、計算した理論値にもっとも近い稼働台数を算出し、残りを第3のエネルギ生成装置120、120、・・・で賄うよう稼動制御することが好ましい。例えば第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・で100kW必要な場合、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・が40kWであるときは、αが0.42と算出されていても40kWしか出力することができない。また、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の定格容量が5kWである場合、稼働台数は5.6台と算出されるが、5台又は6台としか設定できない。よって、過不足分を第3のエネルギ生成装置120、120、・・・で賄うことになる。   Therefore, the usage ratio α of the fourth energy generators 130, 130,... Is calculated, the number of operating units closest to the calculated theoretical value is calculated, and the remaining energy generators 120, 120,. It is preferable to control the operation so that it is covered by For example, if the third energy generators 120, 120,... And the fourth energy generators 130, 130,... Require 100 kW, the fourth energy generators 130, 130,. In some cases, only 40 kW can be output even if α is calculated to be 0.42. In addition, when the rated capacity of the fourth energy generators 130, 130,... Is 5 kW, the number of operating units is calculated as 5.6 units, but can be set to only 5 units or 6 units. Therefore, the excess and deficiency is covered by the third energy generators 120, 120,.

図16は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置10のCPU11の第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の電力需要量に基づいた使用比率を算出する処理手順を示すフローチャートである。なお、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・及び第4のエネルギ生成装置130、130、・・・は同種の装置であることを前提とし、第3のエネルギ生成装置120、120、・・・は、負荷の変動に対して追従自在であるものとし、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・は、1日の途中で起動又は停止することができず、定格出力と低出力との2段階で稼動することのみ可能であるものとする。   FIG. 16: calculates the usage ratio based on the electric power demand amount of the 4th energy production | generation apparatuses 130,130, ... of CPU11 of the information processing apparatus 10 of the energy supply-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a flowchart which shows the process sequence to perform. The third energy generators 120, 120,... And the fourth energy generators 130, 130,... Are assumed to be the same type of devices, and the third energy generators 120, 120,. ... can follow the load fluctuation, and the fourth energy generators 130, 130, ... cannot be started or stopped in the middle of the day, It is only possible to operate in two stages with low output.

CPU11は、第4のエネルギ生成装置130の低出力時の発電容量を受付け(ステップS1601)、住居毎の前日の最低使用電力量を、各第4のエネルギ生成装置130の通信装置72から受付ける(ステップS1602)。CPU11は、需要電熱比α×(最大供給電力量/定格容量)以上で最小の整数P1、及び(前日の最低使用電力量/低出力時の発電容量)以上で最小の整数P2を算出し(ステップS1603)、P1よりP2の方が小さいか否かを判断する(ステップS1604)。   The CPU 11 receives the power generation capacity at the time of low output of the fourth energy generation device 130 (step S1601), and receives the minimum amount of power used on the previous day for each residence from the communication device 72 of each fourth energy generation device 130 ( Step S1602). The CPU 11 calculates a minimum integer P1 that is greater than or equal to the demand electric heat ratio α × (maximum supply power amount / rated capacity) and a minimum integer P2 that is greater than or equal to (minimum power consumption of the previous day / power generation capacity at low output) ( In step S1603), it is determined whether P2 is smaller than P1 (step S1604).

CPU11が、P1よりP2の方が小さいと判断した場合(ステップS1604:YES)、CPU11は、P1を第4のエネルギ生成装置130の総稼働台数とする(ステップS1605)。CPU11が、P1がP2以上であると判断した場合(ステップS1604:NO)、CPU11は、P2を第4のエネルギ生成装置130の総稼働台数とする(ステップS1606)。   When the CPU 11 determines that P2 is smaller than P1 (step S1604: YES), the CPU 11 sets P1 as the total number of operating units of the fourth energy generation device 130 (step S1605). When the CPU 11 determines that P1 is greater than or equal to P2 (step S1604: NO), the CPU 11 sets P2 as the total number of operating units of the fourth energy generation device 130 (step S1606).

CPU11は、算出した総稼働台数に基づいて、最大発電量及び最小発電量を算出し(ステップS1607)、前日の最低使用電力量又は最大発電量のいずれか小さい値から最小発電量を減算して供給余剰電力量を算出する(ステップS1608)。なお、最大発電量は、定格容量に総稼動台数を乗算した値であり、最小発電量は、低出力時の発電容量に総稼働台数を乗算した値である。   The CPU 11 calculates the maximum power generation amount and the minimum power generation amount based on the calculated total number of operating units (step S1607), and subtracts the minimum power generation amount from the smaller value of the minimum power consumption or the maximum power generation amount on the previous day. A surplus power supply amount is calculated (step S1608). The maximum power generation amount is a value obtained by multiplying the rated capacity by the total number of operating units, and the minimum power generation amount is a value obtained by multiplying the power generation capacity at the time of low output by the total number of operating units.

CPU11は、定格容量で稼動する第4のエネルギ生成装置130の台数を(供給余剰電力量/(定格容量−最小発電量))より小さい最大の整数P3として算出する(ステップS1609)。これにより、定格容量で稼動する第4のエネルギ生成装置130の台数及び低出力時で稼動する第4のエネルギ生成装置130の台数を定めることができる。   The CPU 11 calculates the number of fourth energy generation devices 130 operating at the rated capacity as the maximum integer P3 smaller than (supplied surplus power amount / (rated capacity−minimum power generation amount)) (step S1609). Thereby, the number of the 4th energy generation devices 130 which operate with a rated capacity, and the number of the 4th energy generation devices 130 which operate at the time of low output can be defined.

CPU11は、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・で供給可能な電力量の総量を算出し(ステップS1610)、電力需要量に対する比率として、第4のエネルギ生成装置130、130、・・・の使用比率αを算出する(ステップS1611)。CPU11は、算出した使用比率αが、全ての第4のエネルギ生成装置130、130、・・・を定格容量で発電した場合の使用比率、すなわち上限使用比率以下であるか否かを判断する(ステップS1508)。   The CPU 11 calculates the total amount of power that can be supplied by the fourth energy generators 130, 130,... (Step S1610), and uses the fourth energy generators 130, 130,. The use ratio α is calculated (step S1611). The CPU 11 determines whether or not the calculated usage ratio α is equal to or lower than the usage ratio when all the fourth energy generation devices 130, 130,... Step S1508).

CPU11が、上限使用比率以下であると判断した場合(ステップS1508:YES)、CPU11は、算出した使用比率αで第4のエネルギ生成装置を稼動させ(ステップS1509)、上限使用比率より大きいと判断した場合(ステップS1508:NO)、CPU11は、上限使用比率に対応して第4のエネルギ生成装置を稼動させる(ステップS1510)。   When the CPU 11 determines that it is less than or equal to the upper limit usage ratio (step S1508: YES), the CPU 11 operates the fourth energy generation device with the calculated usage ratio α (step S1509) and determines that it is greater than the upper limit usage ratio. When it does (step S1508: NO), the CPU 11 operates the fourth energy generating device in accordance with the upper limit use ratio (step S1510).

以上のように本実施の形態2によれば、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置120、120、・・・、例えば高分子電解質(PEFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステム、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置130、130、・・・、例えば固体電解質(SOFC)型燃料電池を用いたコジェネレーションシステムからなるハイブリッドシステムを構成し、比較的熱効率の方が高い第4のエネルギ生成装置130、130、・・・を優先して稼動比率を確定し、比較的発電効率の方が高い第3のエネルギ生成装置120、120、・・・により不足電力量を賄うことにより、相互に電力又は熱を補完し合うことができ、ピーク時の電力の需要量又はピーク時の熱需要量を賄うことが可能な大容量の燃料電池あるいは大容量の熱電併給システムを備えることなく、需要電力量及び需要熱量の変動に対して即時的に対応可能なコジェネレーションシステムを提供することが可能となる。   As described above, according to the second embodiment, one or a plurality of third energy generation devices 120, 120,..., For example, a polymer, in which a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is higher than a predetermined value. A cogeneration system using an electrolyte (PEFC) type fuel cell, and one or a plurality of fourth energy generation devices 130, 130,... Whose value obtained by dividing heat generation efficiency by power generation efficiency is equal to or less than a predetermined value, for example A hybrid system consisting of a cogeneration system using a solid electrolyte (SOFC) type fuel cell is configured, and the operation ratio is determined with priority given to the fourth energy generators 130, 130,... With relatively higher thermal efficiency. In addition, the third energy generation devices 120, 120,... With relatively higher power generation efficiency can supplement each other's power or heat by covering the amount of power shortage. It is possible to respond to fluctuations in demand and heat demand without providing a large-capacity fuel cell or a large-capacity cogeneration system that can cover the peak demand or heat demand. It becomes possible to provide a cogeneration system that can respond immediately.

上述したエネルギ需給バランス調整システムを、以下の条件下で具現化した場合のシミュレーション結果について説明する。第3のエネルギ生成装置は、定格容量が1kWの高分子電解質(PEFC)型燃料電池とし、第4のエネルギ生成装置は、定格容量が5kWの固体電解質(SOFC)型燃料電池とする。第3のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値は0.862であり、第4のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値は1.519である。第3のエネルギ生成装置は50基、第4のエネルギ生成装置は10基設置されているものとする。したがって、供給最大電力量は100kW、第4のエネルギ生成装置の使用比率の上限は0.5となる。   A simulation result when the above-described energy supply-demand balance adjustment system is embodied under the following conditions will be described. The third energy generator is a polymer electrolyte (PEFC) type fuel cell with a rated capacity of 1 kW, and the fourth energy generator is a solid electrolyte (SOFC) type fuel cell with a rated capacity of 5 kW. A value obtained by dividing the heat generation efficiency of the third energy generation device by the power generation efficiency is 0.862, and a value obtained by dividing the heat generation efficiency of the fourth energy generation device by the power generation efficiency is 1.519. It is assumed that 50 units of the third energy generation device and 10 units of the fourth energy generation device are installed. Therefore, the maximum supply power amount is 100 kW, and the upper limit of the usage ratio of the fourth energy generation device is 0.5.

需要は、電力消費量を11.75GJとし、熱消費量を10.98GJとし、需要電熱比は1.07とする。該熱消費量は、実験に係る住宅100戸の、秋季における3日分の消費量の積算値である。   For the demand, the power consumption is 11.75 GJ, the heat consumption is 10.98 GJ, and the demand-to-heat ratio is 1.07. The heat consumption is an integrated value of the consumption for three days in the autumn of 100 houses in the experiment.

全ての機器は、理想的に稼動する、すなわち発電要求に対して遅れが生じることなく応答し、容量の範囲内で要求電力を連続的に供給可能とする。供給最大量を超えた電力消費量については系統電力から調達する。   All devices operate ideally, i.e., respond to power generation requests without delay, and can continuously supply the required power within the capacity range. Power consumption exceeding the maximum supply will be procured from the grid power.

第3のエネルギ生成装置及び第4のエネルギ生成装置により発生する熱は蓄熱槽に格納され、熱を消費する場合、蓄熱槽から使用するものとする。蓄熱槽に熱が格納されていない場合、別途補助用の熱源から熱を供給するものとする。   The heat generated by the third energy generation device and the fourth energy generation device is stored in the heat storage tank, and when heat is consumed, it is used from the heat storage tank. When heat is not stored in the heat storage tank, heat is separately supplied from an auxiliary heat source.

以上の条件で稼動可動シミュレーションを行った場合の一次エネルギ消費量及び外部からのエネルギ調達量の結果を示したものが(表2)である。ここで、一次エネルギ消費量とは、需要(電力及び熱)を供給するために必要となる全ての燃料(一次エネルギ)の総量を意味する。外部からのエネルギ調達量とは、第3のエネルギ生成装置及び第4のエネルギ生成装置が生成した電力及び熱だけで需要に対応しきれなかった場合に購入した系統電力量及び補助熱源からの熱供給量の総和を意味する。対比するために、ケースAが上記条件でのシミュレーション結果を、ケースBが供給最大量100kWを第3のエネルギ生成装置のみで供給した場合のシミュレーション結果を、それぞれ示しており、削減率は、ケースBに対するケースAでの一次エネルギ消費量及び外部からのエネルギ調達量の削減率を示している。   Table 2 shows the results of the primary energy consumption and the amount of energy procurement from the outside when the operation movable simulation is performed under the above conditions. Here, the primary energy consumption means the total amount of all fuels (primary energy) necessary for supplying demand (electric power and heat). The amount of energy procurement from the outside means the amount of grid power purchased when the third energy generation device and the fourth energy generation device have not been able to meet demand with only the power and heat generated and the heat from the auxiliary heat source. This means the total amount of supply. For comparison, Case A shows the simulation results under the above conditions, and Case B shows the simulation results when the maximum supply amount of 100 kW is supplied only by the third energy generating device. The reduction rate of the primary energy consumption amount and the energy procurement amount from the outside in case A with respect to B is shown.

Figure 0004831510
Figure 0004831510

(表2)から明らかなように、ケースAのシミュレーションの方が、ケースBよりも一次エネルギ消費量を約6.2%、外部からのエネルギ調達量を約87.7%削減することができ、本実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整方法は、無駄な熱の発生を未然に防止するとともに、過大な残熱量の発生、すなわち熱余り状態が生じるのを未然に防止することができ、相互に電力又は熱を補完し合うことが可能となるという効果が確認できた。   As can be seen from (Table 2), the simulation of case A can reduce the primary energy consumption by about 6.2% and the amount of external energy procurement by about 87.7% compared to case B. The energy supply and demand balance adjustment method according to the second embodiment can prevent the generation of useless heat and the generation of excessive residual heat, that is, the occurrence of an excessive heat state. The effect that it became possible to mutually complement electric power or heat was confirmed.

本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの第1のエネルギ生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 1st energy production | generation apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 第1のエネルギ生成部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of the 1st energy generating part. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの第2のエネルギ生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd energy production | generation apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの第1のエネルギ生成装置及び第2のエネルギ生成装置から電力及び温水を搬送するシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the system which conveys electric power and warm water from the 1st energy production | generation apparatus and 2nd energy production | generation apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the information processing apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置のCPUの第2のエネルギ生成装置の稼働時間を制御する処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence which controls the working time of the 2nd energy production | generation apparatus of CPU of the information processing apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置のCPUの残熱量を考慮した第2のエネルギ生成装置の稼働時間を制御する処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence which controls the operating time of the 2nd energy generation apparatus in consideration of the amount of residual heat of CPU of the information processing apparatus of the energy supply-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置のCPUの第2のエネルギ生成装置の稼働台数を算出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which calculates the operating number of the 2nd energy production | generation apparatus of CPU of the information processing apparatus of the energy supply-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention. (a)は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの第3のエネルギ生成装置の構成を示すブロック図であり、(b)は、本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの第4のエネルギ生成装置の構成を示すブロック図である。(A) is a block diagram which shows the structure of the 3rd energy production | generation apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention, (b) is the energy which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the 4th energy production | generation apparatus of a supply-and-demand balance adjustment system. エネルギ生成部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of an energy generation part. 本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの第3のエネルギ生成装置及び第4のエネルギ生成装置から電力及び温水を搬送するシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the system which conveys electric power and warm water from the 3rd energy generation apparatus and 4th energy generation apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the information processing apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置のCPUの稼動制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the operation control process of CPU of the information processing apparatus of the energy supply-and-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るエネルギ需給バランス調整システムの情報処理装置のCPUの第4のエネルギ生成装置の電力需要量に基づいた使用比率を算出する処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence which calculates the usage ratio based on the electric power demand amount of the 4th energy generation apparatus of CPU of the information processing apparatus of the energy supply-demand balance adjustment system which concerns on Embodiment 2 of this invention.

10 情報処理装置
11 CPU
12 RAM
13 記憶手段
17 通信手段
20 第1のエネルギ生成装置
30 第2のエネルギ生成装置
60 ガス配管網(水素配管)
62 配電網(電力線)
64 温水配管網(熱媒体用配管)
72 通信装置
120 第3のエネルギ生成装置
130 第4のエネルギ生成装置
10 Information processing apparatus 11 CPU
12 RAM
13 storage means 17 communication means 20 first energy generation device 30 second energy generation device 60 gas piping network (hydrogen piping)
62 Distribution network (power line)
64 Hot water piping network (piping for heat medium)
72 Communication Device 120 Third Energy Generation Device 130 Fourth Energy Generation Device

Claims (7)

電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置と、
稼動指示又は停止指示を前記複数のエネルギ生成装置へ送信し、前記エネルギ生成装置の発停を制御する制御装置と
を備え、
前記複数のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整システムにおいて、
発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置と、
熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置と
を有し、
前記制御装置は、
電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段と、
受付けた電力の需要量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第1推算熱量を推算する手段と、
受付けた熱の需要量及び前記第1推算熱量に基づいて、不足熱量の総量を算出する手段と、
算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する手段と、
算出した稼働時間を一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置へ送出する手段と
を備え
一日当たりの使用熱量を受付ける手段と、
一日当たりの使用電力量を受付ける手段と、
受付けた使用電力量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第2推算熱量を推算する手段と、
前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との比率を算出する手段と、
受付けた使用熱量と前記第1推算熱量との差異である第1差異を算出する手段とを備え、
前記不足熱量の総量を算出する手段が、前記第1差異に算出した比率を乗算して前記不足熱量の総量を算出することを特徴とするエネルギ需給バランス調整システム。
A plurality of power generation means for generating electric power, and heating means for heating the heat medium using the exhaust heat of the power generation means, and a plurality of power lines connected to a power line carrying the power and a heat medium pipe carrying the heat medium An energy generator of
A control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to the plurality of energy generation devices, and controls start and stop of the energy generation devices, and
In an energy supply and demand balance adjustment system that adjusts the supply and demand balance between the amount of power and heat supplied from the plurality of energy generation devices and the demand amount of power and heat,
One or a plurality of first energy generation devices having a power generation efficiency higher than the heat generation efficiency;
One or a plurality of second energy generation devices having a heat generation efficiency higher than the power generation efficiency,
The controller is
Means for accepting demand for electricity and demand for heat;
Means for estimating a first estimated heat amount that is generated when one or a plurality of the first energy generation devices generate a received demand amount of power;
Means for calculating a total amount of insufficient heat based on the received demand for heat and the first estimated heat ;
Means for calculating an operation time of one or a plurality of the second energy generation devices based on the calculated total amount of the shortage heat;
Means for sending the calculated operation time to one or a plurality of the second energy generation devices ,
Means to accept the amount of heat used per day;
A means of accepting the amount of power used per day;
Means for estimating a second estimated heat amount generated when the received power consumption is generated by one or a plurality of the first energy generation devices;
Means for calculating a ratio between the second estimated heat amount and the received heat amount;
Means for calculating a first difference that is a difference between the received heat quantity received and the first estimated heat quantity;
The energy supply-demand balance adjustment system characterized in that the means for calculating the total amount of the insufficient heat quantity calculates the total amount of the insufficient heat quantity by multiplying the ratio calculated by the first difference .
付けた使用電力量受付けた使用熱量で除算して電熱比を算出する手段と、
算出した電熱比が所定値より小さいか否かを判断する手段と、
該手段で小さいと判断した場合、前記第2のエネルギ生成装置の稼働台数を算出する手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載のエネルギ需給バランス調整システム。
Means for calculating the electric ratio is divided by using the amount of heat received usage amount of power with receiving,
Means for determining whether the calculated electrothermal ratio is smaller than a predetermined value;
The energy supply-demand balance adjustment system according to claim 1 , further comprising means for calculating the number of operating second energy generating devices when the means determines that the energy is small.
算した前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との差異である第2差異を算出する手段と、
前記第2差異を前記不足熱量の総量に加算して、一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出する手段と
を備えることを特徴とする請求項又は記載のエネルギ需給バランス調整システム。
Means for calculating a second difference is a difference between the used amount of heat accepted and the second estimated amount of heat estimated calculation,
By adding the second difference to the total amount of the deficiency heat, one or more of the second energy supply according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a means for calculating the operating time of the energy generating device Balance adjustment system.
電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置と、
稼動指示又は停止指示を前記複数のエネルギ生成装置へ送信し、前記エネルギ生成装置の発停を制御する制御装置と
を備え、
前記複数のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整システムにおいて、
熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置と、
熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置と
を有し、
前記制御装置は、
電力の需要量及び熱の需要量を受付ける手段と、
受付けた電力の需要量熱の需要量で除算して電熱比を算出する手段と、
算出した電熱比になる場合の前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出する手段と、
算出した前記第4のエネルギ生成装置の使用比率が、前記第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下であるか否かを判断する手段と
を備え、
該手段で上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で前記第4のエネルギ生成装置を稼動させるようにしてあることを特徴とするエネルギ需給バランス調整システム。
A plurality of power generation means for generating electric power, and heating means for heating the heat medium using the exhaust heat of the power generation means, and a plurality of power lines connected to a power line carrying the power and a heat medium pipe carrying the heat medium An energy generator of
A control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to the plurality of energy generation devices, and controls start and stop of the energy generation devices, and
In an energy supply and demand balance adjustment system that adjusts the supply and demand balance between the amount of power and heat supplied from the plurality of energy generation devices and the demand amount of power and heat,
One or a plurality of third energy generation devices in which a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is higher than a predetermined value;
One or a plurality of fourth energy generation devices having a value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency below a predetermined value, and
The controller is
Means for accepting demand for electricity and demand for heat;
Means for dividing the received demand for power by the demand for heat and calculating an electric heat ratio;
Means for calculating a usage ratio of the third energy generation device and the fourth energy generation device when the calculated electric heat ratio is obtained;
Means for determining whether or not the calculated usage ratio of the fourth energy generation device is equal to or lower than an upper limit usage ratio of the fourth energy generation device;
If it is determined by the means that it is less than or equal to the upper limit use ratio, the third energy generation device and the fourth energy generation device are operated at the calculated use ratio, and if it is determined that the upper limit use ratio is greater than the upper limit use ratio, An energy supply / demand balance adjustment system characterized in that the fourth energy generator is operated at a ratio.
前記所定値は、一又は複数の第3のエネルギ生成装置及び一又は複数の第4のエネルギ生成装置の熱生成効率を発電効率で除した値の平均値であることを特徴とする請求項記載のエネルギ需給バランス調整システム。 Wherein the predetermined value, according to claim 4, characterized in that the average of the value obtained by dividing the heat generation efficiency and the power generation efficiency of one or more third energy generator and one or more of the fourth energy generator The energy supply-demand balance adjustment system described. 電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して稼動指示又は停止指示を送信し、前記複数のエネルギ生成装置の発停を制御する制御装置により、発電効率が熱生成効率よりも高い一又は複数の第1のエネルギ生成装置、及び熱生成効率が発電効率よりも高い一又は複数の第2のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整方法であって、
電力の需要量及び熱の需要量を受付け、
受付けた電力の需要量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第1推算熱量を推算し、
受付けた熱の需要量及び前記第1推算熱量に基づいて、不足熱量の総量を算出し、
算出した不足熱量の総量に基づいて一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置の稼働時間を算出し、
算出した稼働時間を一又は複数の前記第2のエネルギ生成装置へ送出するとともに、
一日当たりの使用熱量及び一日当たりの使用電力量を受付け、
受付けた使用電力量を一又は複数の前記第1のエネルギ生成装置で生成した場合に発生する第2推算熱量を推算し、
前記第2推算熱量と受付けた使用熱量との比率を算出し、
受付けた使用熱量と前記第1推算熱量との差異である第1差異を算出し、
前記不足熱量の総量を算出するにあたり、前記第1差異に算出した比率を乗算して前記不足熱量の総量を算出することを特徴とするエネルギ需給バランス調整方法。
A plurality of power generation means for generating electric power, and heating means for heating the heat medium using the exhaust heat of the power generation means, and a plurality of power lines connected to a power line carrying the power and a heat medium pipe carrying the heat medium One or a plurality of first energy generations in which the power generation efficiency is higher than the heat generation efficiency by a control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to the energy generation devices and controls the start and stop of the plurality of energy generation devices And an energy supply-demand balance adjustment method for adjusting a supply-demand balance between the amount of power and heat supplied from one or a plurality of second energy generation devices whose heat generation efficiency is higher than the power generation efficiency, and the demand amount of power and heat Because
Accept demand for electricity and demand for heat,
Estimating a first estimated heat amount generated when the demand amount of the received power is generated by one or a plurality of the first energy generating devices;
Based on the received demand for heat and the first estimated heat , calculate the total amount of insufficient heat,
Calculate the operating time of one or a plurality of the second energy generation devices based on the calculated total amount of insufficient heat,
Sending the calculated operating time to one or more of the second energy generators ;
Accept the amount of heat used per day and the amount of power used per day,
Estimating the second estimated heat generated when the received energy consumption is generated by one or more of the first energy generating devices;
Calculate the ratio between the second estimated heat quantity and the received heat quantity used,
Calculating a first difference, which is a difference between the received heat quantity and the first estimated heat quantity,
In calculating the total amount of the insufficient heat quantity, an energy supply-demand balance adjustment method , wherein the total amount of the insufficient heat quantity is calculated by multiplying the calculated ratio by the first difference .
電力を発生する発電手段、及び該発電手段の排熱を使用して熱媒体を加熱する加熱手段を有し、電力を搬送する電力線及び熱媒体を搬送する熱媒体用配管に接続してある複数のエネルギ生成装置に対して稼動指示又は停止指示を送信し、前記複数のエネルギ生成装置の発停を制御する制御装置により、熱生成効率を発電効率で除した値が所定値よりも高い一又は複数の第3のエネルギ生成装置、及び熱生成効率を発電効率で除した値が所定値以下である一又は複数の第4のエネルギ生成装置から供給される電力量及び熱量と、電力及び熱の需要量との需給バランスを調整するエネルギ需給バランス調整方法であって、
電力の需要量及び熱の需要量を受付け、
受付けた電力の需要量熱の需要量で除算して電熱比を算出し、
算出した電熱比になる場合の前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置の使用比率を算出し、
算出した前記第4のエネルギ生成装置の使用比率が、前記第4のエネルギ生成装置の上限使用比率以下であるか否かを判断し、
上限使用比率以下であると判断した場合、算出した使用比率で前記第3のエネルギ生成装置及び前記第4のエネルギ生成装置を稼動させ、上限使用比率より大きいと判断した場合、上限使用比率で前記第4のエネルギ生成装置を稼動させることを特徴とするエネルギ需給バランス調整方法。
A plurality of power generation means for generating electric power, and heating means for heating the heat medium using the exhaust heat of the power generation means, and a plurality of power lines connected to a power line carrying the power and a heat medium pipe carrying the heat medium The control device that transmits an operation instruction or a stop instruction to the energy generation device and controls the start and stop of the plurality of energy generation devices, the value obtained by dividing the heat generation efficiency by the power generation efficiency is higher than a predetermined value or The amount of power and heat supplied from one or a plurality of fourth energy generation devices whose value obtained by dividing the plurality of third energy generation devices by the heat generation efficiency by the power generation efficiency is a predetermined value or less; An energy supply and demand balance adjustment method for adjusting a supply and demand balance with a demand amount,
Accept demand for electricity and demand for heat,
Divide the received power demand by the heat demand to calculate the heat- to- heat ratio,
Calculating a usage ratio of the third energy generation device and the fourth energy generation device when the calculated electric heat ratio is obtained;
Determining whether the calculated usage ratio of the fourth energy generation device is equal to or lower than an upper limit usage ratio of the fourth energy generation device;
When it is determined that the upper limit usage ratio is less than or equal to the upper limit usage ratio, the third energy generation device and the fourth energy generation device are operated at the calculated usage ratio. An energy supply / demand balance adjustment method comprising operating a fourth energy generation device.
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