能量最佳控制装置、控制方法、控制程序以及存储有控制程序的存储介质的制作方法
【专利摘要】提供通过有效地控制多个分散热源而能够使整体的能量转换效率最佳化的能量最佳控制技术。具有运转计划制作部（170），该运转计划制作部（170）基于包括使用一次能量而生成热并且生成电力的电源的CGS（3）的性能信息以及对热需求及电力需求进行预测而得到的需求预测信息，制作要运转的CGS（3）的组合来作为运转计划，以获得与需求预测信息相应的热以及电力。
【专利说明】能量最佳控制装置、控制方法、控制程序以及存储有控制程 序的存储介质
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及例如将由热电联供系统等的分散电热源生成的能量控制 成最佳的能量最佳控制技术。
【背景技术】
[0002] 热电联供系统（以下称作CGS)是将燃气等的一次能量转换成热以及电并进行供给 的系统。因此，CGS也被称作热电并给系统。该CGS基本上为了在成套设备、工厂、建筑物 等的存在一个集合体的设施内消耗热以及电来提高能量转换效率而被利用。
[0003] 这样在单一的设施内，以往提案有将CGS所生成的电力以及热控制成最佳的系 统。该现有技术对设施内的电力需求以及热需求进行预测，并且也实时地进行计测。然后， 基于所预测以及计测到的电力需求以及热需求，系统对发电机以及热回收装置进行控制以 使得节能率变为最大。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平2 - 245453号公报
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的课题
[0008] 上述的单一的设施内的进行控制的系统通过使CGS的电力以及热的输出变化而 实现针对需求的供给能量的调整。但是，当根据需求约束输出时，CGS从一次能量朝电以及 热的转换的效率降低。
[0009] 也就是说，对于CGS，基本上与一边使输出变化一边进行运转的情况相比，在以额 定全力持续运转的情况下，能量转换效率最高。因此，在以使输出变化为前提的以往的系统 中，难以100%发挥CGS的性能。
[0010] 此外，当在设施内设置有多个CGS的情况下，这些CGS可以说是与发电厂等的大规 模的设备不同地构成的小规模的能量供给源。因此，能够将CGS看作多个分散电源以及分 散热源。
[0011] 此处，对于多个分散电源，存在取得、解析电力供求信息，并维持系统的供求平衡 的构造。因此，对于多个CGS，也考虑看作分散电源，基于电力供求信息对供求平衡进行控 制。但是，CGS将热与电力一起输出。因此，根据CGS的启动状况的不同，即便将电力的供 求平衡控制为最佳，也存在因与热需求的关系而白白生成热的可能性。
[0012] 本发明是为了解决上述的现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种通过有 效地控制多个分散热源而能够使整体的能量转换效率最佳化的能量最佳控制装置、方法、 程序以及存储有程序的存储介质。
[0013] 用于解决课题的方案
[0014] 为了达成上述目的，本实施方式的能量最佳控制装置，其特征在于，该能量最佳控 制装置具有运转计划制作部，该运转计划制作部基于使用一次能量而生成热的多个热源的 性能信息以及作为热需求的预测的热需求预测信息，制作要运转的热源的组合来作为运转 计划，以获得与上述热需求预测信息相应的热。
[0015] 另外，其他的方式也能够理解为用于利用计算机或者电子电路实现上述的各部的 功能的方法、使计算机执行的程序以及存储有该程序且能够由计算机读取的存储介质。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是示出应用实施方式的能量最佳控制装置的智能社区的例子的说明图。
[0017] 图2是示出多个CGS的性能的不同的说明图。
[0018] 图3是示出从CGS接受能量的供给而动作的能量消耗设备的例子的说明图。
[0019] 图4是示出智能社区的信息和能量的流动的说明图。
[0020] 图5是示出实施方式的能量最佳控制装置的结构的框图。
[0021] 图6是示出运转模式的决定要素的说明图。
[0022] 图7是示出运转计划制作部的框图。
[0023] 图8是示出能量最佳控制装置的处理的流程的流程图。
[0024] 图9是示出与热需求相应的CGS的启动模式的说明图。
[0025] 图10是示出与电力需求相应的CGS的启动模式的说明图。
[0026] 图11是示出与热需求预测信息对应的CGS的组合的说明图。
[0027] 图12是示出与电力需求预测信息对应的CGS的组合的说明图。
[0028] 图13是示出与热需求预测信息对应的CGS的组合的说明图。
[0029] 图14是示出与热需求预测信息以及电力需求预测信息对应的CGS的运转计划的 说明图。
[0030] 图15是示出与图14的运转计划中的热需求预测信息对应的CGS的组合的说明 图。
[0031] 图16是示出与热需求以及电力需求相应的CGS的启动模式的说明图。
【具体实施方式】
[0032] 参照附图对本实施方式的能量最佳控制装置进行说明。
[0033] [A.智能社区]
[0034] 首先，参照图1?图4对应用本实施方式的环境亦即智能社区S进行说明。该智 能社区S具有发电厂1、锅炉2、热电联供系统（CGS)3、需求方4、蓄电池5、蓄热槽6等。然 而，本实施方式并不限定于此，能够作为对设置于预定的区域的控制对象设备进行控制的 EMS (Energy Management System)广泛应用。
[0035] [1.发电厂]
[0036] 发电厂1具备火力、水力、原子能等的发电设备，经由系统链接装置11与电力系统 7连接。由此，发电厂1能够将发电设备所产生的电力供给至电力系统7。另外，对用于供 给电力的送变电设备等的详细情况省略说明。
[0037] 此外，在发电厂1中设置有对发电设备等的各设备进行控制的控制系统(控制用 计算机)。控制系统经由网络9与能量最佳控制装置100连接。由此，发电厂1能够与能量 最佳控制装置100进行信息的接收发送。另外，发电厂1并不是一定仅属于智能社区S，也 可以对其他的需求地供给电力。
[0038] [2.锅炉]
[0039] 锅炉2是将燃气等的一次能量转换成热的热源设备。该锅炉2经由系统链接装置 21与热系统8连接。由此，锅炉2能够将所生成的热供给至热系统8。
[0040] 此外，对锅炉2进行控制的控制系统经由网络9与能量最佳控制装置100连接。由 此，锅炉2能够与能量最佳控制装置100进行信息的接收发送。另外，锅炉2并不是一定仅 属于智能社区S，也可以朝其他的需求地供给热。
[0041] [3.CGS]
[0042] CGS3是利用一次能量进行发电以及发热的热电并给系统，可以看作电源，也可以 看作热源。与发电厂1等的大规模的能量供给源相比，以比较小的规模分散配置于多个地 方的CGS3相当于分散电源，并且也相当于分散热源。此外，CGS3是作为本实施方式的控制 对象的能量供给设备。
[0043] 将燃气作为一次能量进行发电以及发热的燃气轮机系统、燃气发动机系统、燃料 电池系统等包含于CGS3。另外，将石油等的其他的燃料作为一次能量进行发电以及发热的 系统也包含于CGS3。
[0044] 本实施方式为，将多个CGS3设定为控制对象。多个CGS3可以包括能量的供给能 力不同的CGS，也可以包括能量的供给能力相同的CGS。各CGS3将电力和热以某一定的比 例输出。也就是说，各CGS3运转时输出的电力和热的比率不变。
[0045] 例如，在图2中示出将多个CGS (1)?（5)的运转时的电力以及热的输出换算成卡 路里(例如，kcal)并进行比较的例子。如该图2所示，各CGS (1)?（5)的输出、电力以及 热均不相同。此外，各CGS (1)?（5)存在电力超过热的输出的情况（（1) (2) (4) (5))、 电力和热的输出相同的情况（（3))。另外，也可以包括热超过电力的输出的CGS。另外，决 定热的千卡和电的千瓦的换算的比例。
[0046] 来自CGS3的电力的输出侧与电力系统7连接。来自CGS3的热的输出侧与热系统 8连接。由此，如图3所示，CGS3能够将电力以及热供给至需求方4。
[0047] 此外，控制CGS3的控制系统经由网络9与能量最佳控制装置100连接。由此，CGS3 的控制系统能够进行基于从能量最佳控制装置100发送的运转计划等的信息的控制。
[0048] [4.需求方]
[0049] 需求方4是经由电力系统7、热系统8从发电厂1、锅炉2、CGS3接受电力以及热的 供给的设备组。如图4所示，构成需求方4的设备是作为预定的集合体而被管理的多个能 量消耗设备41及其所附带的设备。该预定的集合体例如可以以成套设备、工厂、建筑物等 为单位，也可以以与电力公司等签订合约的签约人为单位。
[0050] 在能量消耗设备41中包括消耗电力的设备、消耗热的设备。在本实施方式中，不 论是消耗电的设备还是消耗热的设备，都为了方便而称作负载。作为消耗电的设备，例如， 如图4所示，存在照明、电视、空调、冰箱等。作为消耗热的设备，例如存在空调、冰箱、热水 供给器等。另外，也存在如空调、冰箱那样接受电和热这两者的供给而工作的能量消耗设备 41。
[0051] 此外，如图3以及图4所示，各需求方4具有智能电表42。智能电表42是由与网 络9连接的计算机构成的计测装置。该智能电表42具备通信功能，能够进行各需求方4的 能量消耗设备41的电力需求信息以及热需求信息等的各种信息的接收发送。
[0052] [5.蓄电池、蓄热槽]
[0053] 蓄电池5是利用能够充放电的二次电池的能量蓄积设备。该蓄电池5与电力系统 7连接。由此，蓄电池5能够对从电力系统7接受的电力进行充电，并将所充电的电力朝电 力系统7放电。蓄电池5在放电的情况下作为电源发挥功能。
[0054] 蓄热槽6是利用贮存的载热体进行蓄热的能量蓄积设备。蓄热槽6与热系统8连 接。由此，蓄热槽6能够对来自热系统8的热进行蓄热，并能够将所蓄热的热对热系统8放 热。蓄热槽6在放热的情况下作为热源发挥功能。
[0055] 蓄电池5以及蓄热槽6也具备用于系统链接的装置等，但省略说明。此外，控制蓄 电池5以及蓄热槽6的控制系统经由网络9与能量最佳控制装置100连接。由此，能量最 佳控制装置100能够对蓄电池5的充放电、蓄热槽6的蓄放热进行控制。
[0056] [B.能量最佳控制装置]
[0057] 如图5所示，能量最佳控制装置100具有发送接收部110、存储部120、需求取得部 130、需求解析部140、需求预测部150、性能信息取得部160、运转计划制作部170、信息输出 部 180。
[0058] [1.发送接收部、存储部]
[0059] 发送接收部110与网络9连接，是进行与外部之间的信息的接收发送的处理部。存 储部120是存储能量最佳控制装置100的处理所需要的各种信息的处理部。
[0060] [2.需求取得部]
[0061] 需求取得部130是取得从各需求方4的智能电表42发送并经由发送接收部10接 收到的负载侧的需求信息的处理部。需求取得部130具有电力需求取得部131和热需求取 得部132。
[0062] 电力需求取得部131是取得负载侧的电力需求信息的处理部。能够根据智能电表 42所计测的能量消耗设备41的消耗电力量获得负载侧的电力需求信息。
[0063] 热需求取得部132是取得负载侧的热需求信息的处理部。能够根据智能电表42 所计测的能量消耗设备41的消耗热量获得负载侧的热需求信息。需求取得部130所取得 的需求信息由存储部120存储。另外，需求信息是表示与消耗电力量、消耗热量对应的量的 信息，在本实施方式中，使用以卡路里基准进行换算而得到的信息。
[0064] [3.需求解析部]
[0065] 需求解析部140是对需求取得部130所取得的能量的需求信息进行解析的处理 部。例如通过对每天的各时刻的各需求方4的需求信息进行合计，以时间序列求出智能社 区S的负载侧整体的需求信息，由此来进行需求信息的解析。需求解析部140具有电力需 求解析部141以及热需求解析部142。
[0066] 电力需求解析部141是按照上述的方法并基于各需求方4的电力需求信息求出负 载侧整体的电力需求信息的处理部。热需求解析部142是按照上述的方法并基于各需求方 4的热需求信息求出负载侧整体的热需求信息的处理部。需求信息解析部140所解析的负 载侧的需求信息由存储部120存储。该需求信息成为需求实际数据。
[0067] [4.需求预测部]
[0068] 需求预测部150是基于存储部120所存储的需求实际数据进行需求的预测的处理 部。需求的预测例如按照如下方式进行。首先，基于过去的需求实际数据以及气象数据、作 为预测对象的预测日的气象预报数据，从星期、天气等的观点求出与预测日最近似的类似 日。并且，将该类似日的负载整体的需求信息设为预测日的需求预测信息。
[0069] 然而，需求预测的方法并不限定于此，能够使用现在或者将来利用的所有方法。此 夕卜，作为预测的最小单位的单位期间能够自由地设定为一秒或者几秒、一分钟或者几分钟、 一小时或者几小时、一天或者多天、一周或者多周、一个月或者多个月等。对于作为预测对 象的期间，也可以自由地设定为一天或者多天、一周或者多周、一个月或者多个月、一年或 者多年等。这在后述的基于需求预测信息的运转计划中也是相同的。
[0070] 另外，不期望CGS3在短时间内频繁地接通、断开。因此，优选将几个月或者一年设 定为预测以及运转计划的对象。但是，可以在一天、一周、一个月、几个月、一年进行需求预 测，也可以进行与之对应的运转计划。
[0071] 该需求预测部150具有电力需求预测部151以及热需求预测部152。电力需求预 测部151是按照上述的方法并基于过去的电力的需求实际数据来制作电力需求预测信息 的处理部。热需求预测部152是按照上述的方法并基于过去的热的需求实际数据来制作热 需求预测信息的处理部。另外，需求预测信息也是表示能量的量的信息，在本实施方式中， 使用以卡路里基准进行换算而得到的信息。
[0072] [5.性能信息取得部]
[0073] 性能信息取得部160是取得预先存储于存储部120的与CGS3的性能相关的性能 信息的处理部。性能信息包含CGS3的运转时的电力以及热的供给能力、为了输出与该供给 能力相当的电力以及热所需要的一次能量。也可以将能够求出这些供给能力以及一次能量 的各种参数设定为性能信息。
[0074] 例如，能够将CGS3的额定发电效率、额定排热利用效率、额定发电输出、额定排热 输出、每单位时间的使用一次能量等设定为性能信息。能够将上述的图2的图表理解为图 示各CGS (1)?（5)的额定运转时的电力以及热的供给能力的图表。另外，由CGS3输出的 电力以及热的性能信息也是表示能量的量的信息，使用以卡路里基准进行换算而得到的信 肩、。
[0075] [6.运转计划制作部]
[0076] 运转计划制作部170是基于需求预测部150所预测的需求预测信息以及性能信息 取得部160所取得的性能信息制作运转计划以获得与需求预测信息相应的能量的供给量 的处理部。运转计划是与需求预测信息的每单位期间的能量的量相应地决定运转的能量供 给设备以及能量调整设备的组合的信息。
[0077] 能量供给设备包括CGS3。能量调整设备除了蓄电池5、蓄热槽6之外，还包括未图 示的现有的电源以及热源。锅炉2也是能量调整设备。
[0078] 另外，对于"与需求预测信息相应"，优选获得与需求预测的能量的量一致的能量 供给量，但并不是一定要限定于一致的情况。根据能量供给设备的组合，即便是相对于需求 预测量产生过与不足的情况，也包含于"与……相应"。
[0079] 也就是说，"与……相应"也可以是以随着需求预测信息所表示的能量的量的增减 而使能量供给量增减的方式使能量供给设备的组合变化的程度。如后所述，能够利用能量 调整设备对能量供给量相对于需求预测信息的过与不足进行调整。此外，也可以放出过剩 的能量供给量。
[0080] 更具体而言，运转计划制作部170制作能量供给设备以及能量调整设备的运转模 式。运转模式是与随着需求预测信息的时间的流逝的变化相应，按照时间序列排列每单位 期间所选择的应该启动的能量供给设备以及能量调整设备的信息。
[0081] 决定能量供给设备的运转模式的要素例如是热需求以及电力需求的一方或者双 方、以及该需求持续的时间。图6用〇表示由热需求以及电力需求这双方以及该需求持续 的时间所决定的点。能够与热需求以及电力需求对应地决定要启动的一个或者多个能量供 给设备。能够与相同的需求持续的时间对应地决定能量供给设备的启动时间。
[0082] 在要制作的运转模式为一个的情况下，该运转模式成为能量供给设备的运转计 划。此外，在能够制作多个运转模式的情况下，运转计划制作部170选择能量供给设备使用 的一次能量最小的运转模式。该选择的运转模式成为能量供给设备的运转计划。
[0083] 此外，运转计划制作部170在所决定的运转计划中，利用能量调整设备对运转计 划进行调整，以使得蓄积超过需求预测信息的能量的量的能量供给量，补充相对于需求预 测信息的能量的量不足的能量供给量。
[0084] 为了进行上述的处理，运转计划制作部170具有运转模式制作部171以及调整部 172。
[0085] [6 - 1.运转模式制作部]
[0086] 运转模式制作部171是决定应当成为上述的能量供给设备的运转计划的运转模 式的处理部。如图7所示，运转模式制作部171具有需求判定部171a、设备选择部171b、运 转模式生成部171c、能量判定部171d以及决定部171e。
[0087] (需求判定部）
[0088] 需求判定部171a是基于需求预测信息判定单位期间的需求预测信息的级别的处 理部。
[0089] (设备选择部）
[0090] 设备选择部171b是与由需求判定部171a判定的需求预测信息的级别对应地选择 要启动的CGS3的处理部。也就是说，设备选择部171b选择能够获得与需求预测信息对应 的热以及电力的一个或者多个CGS3的组合。
[0091] 也就是说,针对智能社区S的需求方4整体的电力需求及热需求，选择使各CGS3 运转或者不运转。运转的CGS3处于CGS3原本最高效的运转状态。该运转状态通常是额定 的100%、是所谓全运转的状态。当以100%这样的最高效的状态运转时，如上所述，各CGS3 的电力和热的输出及其比例也不同。这样，当在系统内存在多台不同的CGS3的情况下，根 据需求的变动，针对各CGS3决定最佳的接通、断开的组合。
[0092] 能够基于根据各CGS3的性能信息获得的热以及电力的供给能力来进行要运转的 一个或者多个CGS3的组合的选择。例如，在任一个的CGS3的能量的供给能力满足单位期 间内的需求预测信息的能量的量的情况下，在该单位期间启动的CGS3就是这一个。
[0093] 此外，例如，在仅借助任一个的CGS3的能量的供给能力无法满足单位期间内的需 求预测信息的能量的量的情况下，启动多个CGS3。一般情况下，在以最大的能力运转少的台 数的CGS3的情况下，所需要的一次能量少等，从而能量转换效率良好。
[0094] 例如也能够根据预先存储于存储部120的启动模式进行这样的CGS3的选择。如 后所述，启动模式是与需求预测信息的能量的量的级别相应地预先确定要启动的CGS3的 信息。也就是说，本实施方式为，在各CGS3中并不预先设定优先顺序，而以根据每单位期间 的需求预测信息改变要启动的CGS3的组合来加以应对的方式进行设定。
[0095] (运转模式生成部）
[0096] 运转模式生成部171c是生成能量供给设备的运转模式的处理部。运转模式是根 据每单位期间的需求预测信息选择的能量供给设备的信息。如上所述，能够基于启动模式 进行由运转模式生成部171c进行的能量供给设备的选择。此外，能够生成一个或者多个运 转模式。
[0097](能量判定部）
[0098] 能量判定部171d是对于运转模式生成部171c所生成的多个运转模式求出要使用 的一次能量的量的处理部。能够根据要启动的CGS3的性能信息求出在各运转模式中使用 的一次能量的量。另外，算出的一次能量的量可以是表示所需要的燃气、石油等的资源量的 值，也可以是将资源量换算成能量的量的值。
[0099] (决定部）
[0100] 决定部171e是决定由能量判定部171d求出的一次能量的量为最小的运转模式来 作为运转计划的处理部。例如，决定换算成卡路里的一次能量的量最小的运转模式。这样， 例如，并不是将当以一台CGS3来看时的燃气的量设定为最小，而是将以整体来看时的燃气 的量设定为最小。
[0101] 另外，并不仅限定于如下情况，即只要要启动的CGS3的台数少即可。CGS3的各自 的转换效率不同。因此，在与需求预测信息的关系中，从不输出多余的能量的观点出发，即 便转换效率差，也存在要优先启动的CGS3。
[0102] [6 - 2.调整部]
[0103] 调整部172是为了调整运转计划而决定能量调整设备的动作的处理部。调整部 172具有电力补充信息生成部172a、充电信息生成部172b、热补充信息生成部172c以及蓄 热信息生成部172d。
[0104] (电力补充信息生成部）
[0105] 电力补充信息生成部172a是生成对蓄电池5的放电等的现有的电源的电力进行 控制的电力补充信息、以在运转计划中确保相对于需求预测信息不足的电力的供给量的处 理部。
[0106](充电信息生成部）
[0107] 充电信息生成部172b是生成对蓄电池5的充电进行控制的充电信息、以在运转计 划中蓄积超过需求预测信息的电力的供给量的处理部。
[0108] (热补充信息生成部）
[0109] 热补充信息生成部172c是生成对蓄热槽6、锅炉2的放热等的现有的热源的热进 行控制的热补充信息、以在运转计划中确保相对于需求预测信息不足的热的供给量的处理 部。
[0110](蓄热信息生成部）
[0111] 蓄热信息生成部172d是生成对蓄热槽6的蓄热进行控制的蓄热信息、以在运转计 划中蓄积超过需求预测信息的热的供给量的处理部。像这样，由运转模式制作部171决定 且由调整部172调整后的运转计划通过存储部120存储。
[0112] [7.信息输出部]
[0113] 信息输出部180是将运转计划制作部170制作成的运转计划朝发送接收部110输 出的处理部。发送接收部110将运转计划发送至各CGS3。
[0114] 另外，能量最佳控制装置100能够通过按照预定的程度控制包括CPU等的计算机 而实现。该情况下的程序是通过物理性地活用计算机的硬件而实现上述各部的处理的程 序。
[0115] 执行上述各部的处理的方法、程序以及存储有程序的存储介质也是本实施方式的 一个方式。此外，以何种方式设定以硬件进行处理的范围、以包含程序的软件进行处理的范 围并不限定于特定的方式。例如，也可以将上述的各部的任一个构成为实现各自的处理的 电路。
[0116] 此外，能量最佳控制装置100具备通常的输入输出装置等(键盘、鼠标、显示器、打 印机、输入输出用终端等)，但省略说明。在该输入输出装置中，能够进行上述的各部的处理 所需要的信息的输入，并且能够对各部的处理结果等进行显示、打印等。
[0117] 进而，能量最佳控制装置100并不限定于由单一的计算机实现。也可以将存储部 120设为数据库用等的计算机，构成为与其他的各部不同的计算机，通过网络进行连接。此 夕卜，也可以构成为利用通过网络连接的多台计算机将各部的处理关联而进行处理的装置。
[0118] [C.实施方式的作用]
[0119] [1.处理的概要]
[0120] 本实施方式为，使能够同时供给电力以及热的CGS3的最佳控制成为可能。也就是 说，当存在多个分散电源以及分散热源时，根据需求状况进行是使各分散电源以及分散热 源进行全运转还是停止的控制。
[0121] [2.处理的详细情况]
[0122] 参照图8的流程图对本实施方式的运转计划制作处理的顺序进行说明。
[0123] [2 - 1.需求信息的取得]
[0124] 首先，需求取得部130取得从设置于各需求方4的智能电表42发送而后由发送接 收部110接收到的负载侧的需求信息(步骤101)。也就是说，电力需求取得部131取得负载 侧的电力需求信息。此外，热需求取得部132取得负载侧的热需求信息。
[0125] [2 - 2.需求信息的解析]
[0126] 需求解析部140对负载侧的需求信息进行解析(步骤102)。也就是说，电力需求解 析部141求出负载侧整体的时间序列的电力需求信息。此外，热需求解析部142求出负载 侦_体的时间序列的热需求信息。
[0127] [2 - 3.需求预测]
[0128] 需求预测部150基于所解析的负载侧的需求信息进行需求预测(步骤103)。也就 是说，电力需求预测部151对于预先存储于存储部120的作为预测对象的期间，制作电力需 求预测信息。此外，热需求预测部151对于作为该预测对象的期间制作热需求预测信息。
[0129] [2 - 4.运转计划的制作]
[0130] 另一方面，性能信息取得部160从存储部120取得CGS3的性能信息(步骤104)。 然后，运转计划制作部170基于需求预测信息以及性能信息制作运转计划。如上所述，运转 模式制作部171以及调整部172进行该运转计划的制作。参照图9?图15对这样的运转 计划的制作处理的一例进行说明。
[0131] (需求判定）
[0132] 首先，运转模式制作部171的需求判定部171a针对每个单位期间判定需求预测信 息所表示的需求级别。
[0133] (设备选择）
[0134] 然后，设备选择部171b根据每个单位期间的需求级别选择要启动的能量供给设 备。
[0135] 作为由设备选择部171b进行的能量供给设备的选择的一例，对根据启动模式选 择CGS3的情况进行说明。图9是示出与热需求相应的启动模式的表格的一例。在图9中， 与热需求级别A?E (参照图11)相应地决定应当启动的CGS (1)?（5)的模式P1?Pn。
[0136] 图10是示出与电力需求相应的启动模式的表格的一例。在图10中，与电力需求 级别a?f (参照图12)相应地决定应当启动的CGS (1)?（5)的模式pi?pn。
[0137] 另外，图9、图10的表格并不以包罗的方式记述全部情况。"…"的部分被设定为 不特别设定值的空白栏或者CGS (1)?（5)以及除此以外的CGS3的任一个或者多个的组 合。
[0138] 基于这样的启动模式，设备选择部171b按照以下的方式选择CGS3,运转模式生成 部171c生成运转模式(步骤105)。划分成仅基于热需求预测信息的情况以及基于热需求预 测信息和电力需求预测信息的情况对这样的运转模式的生成处理进行说明。
[0139] 〈仅基于热需求预测进行选择的情况〉
[0140] 在单位期间内的热需求预测信息为热需求级别A的情况下，设备选择部171b选择 CGS (2)的单独运转、CGS (1)的单独运转或者CGS (3) (4)的多个运转。另外，也可以使 需求的级别与需求预测信息的比较判断具有是否在设定于存储部120的阈值的范围内等 的、某种程度的幅度。
[0141] 此外，随着热需求预测信息成为热需求级别B?D，设备选择部171b选择与级别B 对应的CGS (2) (3)、与级别C对应的CGS (2) (3) (4)、与级别D对应的CGS (1) (2)的 多个运转。
[0142] 进而，当热需求预测信息成为热需求级别E时，设备选择部171b选择与级别E对 应的CGS (5)的单独运转或者CGS (1) (2) (3)的多个运转。
[0143] 如上所述，运转模式生成部171c将与热需求级别相应地选择的CGS3按照时间序 列排列。此时，CGS3生成不频繁地接通、断开那样的运转模式。例如，如图11所示，在热需 求的级别按照A - B - C - D - E的方式转变的情况下，能够生成以下的[1]?[4]的四个 运转模式。另外，图11是图示出[1]的运转模式的例子，将纵轴设为能量的量、将横轴设为 时间，用曲线表示需求预测信息的变化，并且用方形示出各CGS (1)?（5)的热的输出（图 15也是相同的)。能量的量是被换算成卡路里的量。
[0144] [1] (2) -(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(5)
[0145] [2] (3) (4) -(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(1) (2) (3)
[0146] [3] (1)-(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(5)
[0147] [4] (1)-(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(1) (2) (3)
[0148] 另外，实际的需求预测信息中的能量的量的大半由来自发电厂1的电力、来自锅 炉2的热提供。也就是说，需求预测信息中的能量的量和满足其的能量供给量存在庞大的 基础量。在本在实施方式中，能够利用分散电源、分散热源吸收除了基础量以外的变动部 分。
[0149] 〈也加入电力需求预测进行选择的情况〉
[0150] 如图11以及图12所示，在热需求级别A的时间中，电力需求级别按照d -a的方 式转变。此时，当基于图10的启动模式设定为（2) (3) (4)-(2)时，在电力需求级别d的 时间中大幅度超过热需求信息。即使电力需求级别降低到c也是相同的。因此，将电力需 求级别降低到b。在该情况下，设备选择部171b基于图10的启动模式将要启动的CGS3设 定为（1) -(2)或者设定为（1) -(3) (4)。这些（1)、（2)、（3) (4)是根据图9的启动模式 在热需求级别A中能够相互转换的方式，因此，即使配合电力需求信息改变要启动的CGS3 也没有问题。
[0151] 此外，如图11以及图12所示，在热需求级别E的时间中，电力需求级别按照f - e 的方式转变。在该情况下，设备选择部171b将要启动的CGS3设为（1) (2)-(5)。此外， 根据电力需求级别e、f，由于在热需求级别E的时间中将要启动的CGS3设为（1) (2) (3)， 大幅度超过电力需求信息，因此不考虑设定为（1) (2) (3)。
[0152] 从以上可知，当对上述的运转模式[1]?[4]进一步加入电力需求预测信息的情 况下，运转模式生成部171c生成以下那样的运转模式。
[0153] [5] (1) -(2)-(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(5)
[0154] [6] (1) -(3) (4)-(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(5)
[0155] 另外，图12是图示出[5]的运转模式的例子，将纵轴设为能量的量、将横轴设为时 间，用曲线表示电力需求预测信息的变化，并且用方形表示各CGS (1)?（5)的电力的输出。 能量的量是被换算成卡路里的量。
[0156] (能量判定）
[0157] 进而，能量判定部171d针对如上述那样生成的运转模式求出各自所使用的一次 能量的量(步骤106)。也就是说，在仅基于热需求预测信息的运转模式的情况下，当按照运 转模式[1]?[4]启动CGS3的情况下，算出各自所需要的一次能量的合计。
[0158] 此外，在也加入电力需求预测信息的运转模式的情况下，当按照运转模式[5] [6] 启动CGS3的情况下，算出各自所需要的一次能量的量的合计。
[0159] (运转模式决定）
[0160] 然后，决定部171e决定由能量判定部171d判定的一次能量变为最少的运转模式。 例如按照以下的顺序进行该判定。
[0161] 首先，决定部171e将作为最终值的运转模式数代入到变量k (步骤107)，将初始 值1代入到变量L(步骤108)。第一个运转模式无法判定一次能量是否为最小(步骤109的 否)，因此，将L增量(步骤110)。
[0162] 其次，决定部171e对第一个运转模式和第二个运转模式进行比较，将一次能量的 量小的运转模式(步骤109的是）作为最小的运转模式加以采用（步骤111)。然后，在L未 超过k的情况下(步骤112的否)，不验证至最后的位次的运转模式而将L增量(步骤110)。
[0163] 决定部171e对一次能量的量为最小的运转模式与第三个位次的运转模式进行比 较，在第三个运转模式的一次能量的量多的情况下(步骤109的是)，将L增量(步骤110)。 决定部171e，在第三个运转模式的一次能量的量比第一个运转模式的一次能量的量少的情 况(步骤109的否）下，将第三个运转模式作为最小的运转模式加以采用（步骤111)。
[0164] 反复进行以上的步骤109?步骤112的处理，在L超过k的情况下(步骤112的 是)，验证至最后的位次的运转模式。决定部171e决定在该时刻一次能量的量为最小而被 采用的运转模式来作为应当成为运转计划的运转模式(步骤113)。
[0165] (运转模式的调整）
[0166] 调整部172针对所决定的运转模式制作对与需求预测信息对应的能量供给量的 过与不足进行调整的信息(步骤114)。例如，电力补充信息生成部171a生成电力补充信息 以便借助来自蓄电池5以及现有的电源的电力提供相对于电力需求预测信息的能量的量 不足的电力量。此外，充电信息生成部172b生成充电信息以便进行将超过电力需求预测信 息的能量的量的电力量朝蓄电池5的蓄电。
[0167] 此外，热补充信息生成部172c生成热补充信息以便利用来自蓄热槽6、锅炉2等的 现有的热源的电力提供相对于热需求预测信息不足的热量。进而，蓄热信息生成部172d生 成蓄热信息以便进行将超过热需求预测信息的能量的量的热量朝蓄热槽6的蓄热。
[0168] 按照以上方式调整的运转模式作为所决定的运转计划存储于存储部120 (步骤 115)。此外，利用信息输出部180将所决定的运转计划经由发送接收部110输出至各CGS3 (步骤116)。
[0169] 按照所输出的运转计划启动各CGS3、蓄电池5、蓄热槽6等，由此进行适合需求预 测信息的能量供给。也就是说，CGS3、蓄电池5以及蓄热槽6以能够确保满足需求预测信息 的能量的供给量的方式运转。
[0170] [3.运转计划的例子]
[0171] 在图13、图14中示出按照上述的顺序决定的运转计划的例子。图13以及图14为， 将纵轴设为能量的量、将横轴设为时间，用曲线表示电力需求预测信息、热需求预测信息的 变化，并且用方形表示各CGS (1)?（5)的热以及电力的输出。能量的量是被换算成卡路 里的量。
[0172] 图13是仅基于上述的图11所示的热需求预测信息制作成的运转计划。在该运转 计划中，[1] (2) -(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2)-(5)的运转模式采用为供给燃气 量为最小。
[0173] 首先，与热需求级别A相应地启动CGS (2)，当成为热需求级别B时，在CGS (2)的 基础上启动CGS (3)。当成为热需求级别C时，进一步启动CGS (4)。其次，当成为热需求 级别D时，停止CGS (3) (4)，启动CGS (1)。然后，当成为热需求级别E时，切换成停止CGS (1) (2)，全部由CGS (5)提供。
[0174] 在该情况下，如图11所示，超过热需求预测信息的热量被蓄热槽6蓄热，相对于热 需求预测信息不足的热量从现有的热源补充。此外，如图13所示，超过电力需求预测信息 的电力量被充电到蓄电池5,相对于电力需求预测信息不足的电力量从现有电源补充。
[0175] 此外，图14是将上述的图12的电力需求预测信息加入到图11的热需求预测信息 而制作成的运转计划。在该运转计划中，[5] (1)-(2) -(2) (3)-(2) (3) (4)-(1) (2) - (5)的运转模式采用为供给燃气量为最小。
[0176] 首先，与电力需求级别a相应地使CGS (1)运转，当成为电力需求级别b时，切换 成CGS (2)的运转。当成为电力需求级别c (热需求级别B)时，在CGS (2)的基础上启动 CGS (3)，进而，当成为电力需求级别d (热需求级别C)时，在CGS (2) (3)的基础上启动 CGS (4)。当成为热需求级别D并且成为电力需求f时，停止CGS (1) (2)，启动CGS (5)。
[0177] 在该情况下，如图15所示，超过热需求预测信息的热量被蓄热到蓄热槽6,相对于 热需求预测信息不足的热量从现有的热源补充。此外，如图14所示，超过电力需求预测信 息的电力量被充电到蓄电池5,相对于电力需求预测信息不足的电力量从现有电源补充。
[0178] [D.实施方式的效果]
[0179] 在以上的本实施方式中，能够获得以下效果。
[0180] (1)将一个或者多个通过全运转而获得高的转换效率的分散热源亦即CGS3组合， 来获得热需求预测信息所表示的能量，因此能够使整体的能量的转换效率最佳化。也就是 说，不调整各CGS3的输出，而以组合全运转的几个CGS3的方式提供需求，因此，能够将燃气 等的一次能量最有效地转换成热等。
[0181] (2)通过基于热需求预测信息制作运转计划，能够抑制超过需求的多余的热的产 生。进而，能够在基于热需求预测信息的控制中加入基于电力需求预测信息的控制，因此， 不仅能够抑制热，而且也能够抑制多余生成的电力。
[0182] (3)通过将热需求预测信息作为主体来制作运转计划，与电力相比能够尽量减少 难以进行蓄积以及放出的控制的热的过与不足。因而，调整部172能够降低使用蓄热槽6 以及其他热源调整的热量。此外，即便产生相对于电力需求预测信息的过与不足，通过基于 蓄电池5的充放电也能够简单地进行能量的蓄积以及放出，因此，响应性良好，调整变得容 易。
[0183] (4)将一个或者多个具有各种性能的CGS3组合，由此能够与多样变化的需求相应 地进行灵活应对。尤其地，通过与需求信息相应地预先准备CGS3的启动模式，能够简单且 高速地选择应当启动的CGS3。即便在必须与热需求预测信息和电力需求预测信息这双方相 应地选择CGS3的情况下，通过预先准备与热需求和电力需求对应的启动模式，能够进行简 单的处理。
[0184] (5)制作使用的一次能量为最小的运转计划，因此，能够在抑制整体的能量消耗的 同时满足需求。例如，不优选CGS3在短时间内频繁地接通、断开。但是，根据各CGS3的性 能以及组合，存在即便需求稍微变动、持续运转的情形也为一次能量少却可以的情况。在这 样的情况下，CGS3不频繁地接通、断开而能够进行有效的运转。进而，通过将一次能量、电力 需求、热需求、电力以及热输出等的能量的量以作为共同的单位的卡路里进行换算并运算， 由此考虑到热和电力的处理变得容易。
[0185] [E.其他的实施方式]
[0186] 本实施方式并不限定于上述的方式，也可以构成为以下例示的方式。例如，以满足 需求预测信息的能量的量的方式选择的设备并不限定于CGS。也能够构成为组合作为热源 的设备，从而获得与热需求预测信息相应的热。
[0187] 与需求预测信息相应的能量供给设备的选择并不限定于基于上述方法的选择。也 可以预先设定组合了热需求以及电力需求的多个级别，与各级别对应地设定应当启动的能 量供给设备的启动模式。例如，如图16所示，与热需求以及电力需求所组合的级别Aa? Ab…相应地决定应当启动的CGS (1)?（5)的模式P X 1?P X η的表格也是启动模式的 一例。由此，要启动的能量供给设备的决定变得容易。
[0188] 此外，也可以根据能量供给设备的性能信息并使用将一次能量设定为最小的运算 式来决定要启动的能量供给设备的组合。另外，一般情况下，多为同时启动的设备为少数则 一次能量的量少却可以。因此，也可以以要启动的台数减少的方式选择能量供给设备。进 而，上述的各种处理所使用的信息的单位只要换算而能够进行统一的运算即可。
[0189] 作为控制对象的电源、热源只要是能够进行输出控制即可，能够应用在现在或者 将来能够利用的所有的设备。在电源、热源自启动起到获得所希望的能量的量的输出为止 花费时间的情况下，与此对应，也可以进行将启动的时刻提前的控制。由此，能够可靠地获 得所希望的能量供给量。
[0190] 电源、热源的性能可以不同也可以相同。例如，通过将多个相同性能的CGS3设定 为对象，能够以CGS3的数量决定要输出的能量，从而运算变得简单。此外，对于电源、热源， 为了防止特定的电源、热源被集中地利用，也可以设定以均等的次数加以利用的位次。
[0191] 能量供给设备并不限定于在上述的实施方式中例示的能量供给设备。例如，作为 热源，也能够利用吸收式冷热水器，太阳能热水器等。作为电源，也能够利用太阳能光发电 装置、风力发电装置、基于发动机的发电装置等。
[0192] 存储于存储部的各信息的存储区域能够分别作为各信息的存储部而构成。这些存 储部典型地能够由内置的或者外部连接的各种存储器、硬盘等构成。
[0193] 但是，作为存储部，也可以利用在现在或者将来能够利用的所有存储介质。运算所 使用的寄存器等也能够看作是存储部。存储的方式不仅包括长时间保持存储的方式，而且 也包括为了处理而暂时存储且在短时间内消去或者更新的方式。
[0194] 实施方式所使用的信息的具体的内容、值是自由的，并不限定于特定的内容、数 值。在实施方式中，在相对于信息所表示的值的过与不足、大小判断、一致不一致的判断等 中，对于作为以上、以下判定为包含值、作为更大、更小、超过、不超过、超出、低于、不足、未 满判断为不包含值也都是自由的。因而，即便将"超出"换成"以上"，将"不足"换成"以下"， 实质上也是相同的。
[0195] 对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式作为例子而示出，并不意 图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的 主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及 主旨中，并同样包含于权利要求书所记载的发明和与其等同的范围中。
[0196] 标记说明
[0197] 1…发电厂
[0198] 2…锅炉
[0199] 3...CGS
[0200] 4…需求方
[0201] 5…蓄电池
[0202] 6…蓄热槽
[0203] 7…电力系统
[0204] 8…热系统
[0205] 9…网络
[0206] 11、21…系统链接装置
[0207] 41…能量消耗设备
[0208] 42···智能电表
[0209] 100…能量最佳控制装置
[0210] 110…发送接收部
[0211] 120…存储部
[0212] 130…需求取得部
[0213] 131…电力需求取得部
[0214] 132…热需求取得部
[0215] 140…需求解析部
[0216] 141…电力需求解析部
[0217] 142…热需求解析部
[0218] 150…需求预测部
[0219] 151…电力需求预测部
[0220] 152…热需求预测部
[0221] 160···性能信息取得部
[0222] 170…运转计划制作部
[0223] 171…运转模式制作部
[0224] 171a…需求判定部
[0225] 17 lb…设备选择部
[0226] 171c…运转模式生成部
[0227] 17 Id…能量判定部
[0228] 17 le…决定部
[0229] 172…调整部
[0230] 172a…电力补充信息生成部
[0231] 172b…充电信息生成部
[0232] 172c…热补充信息生成部
[0233] 172d…蓄热信息生成部
[0234] 180…信息输出部
【权利要求】
1. 一种能量最佳控制装置，其特征在于， 该能量最佳控制装置具有运转计划制作部，该运转计划制作部基于使用一次能量而生 成热的多个热源的性能信息以及对热需求进行预测而得到的热需求预测信息，制作要运转 的热源的组合来作为运转计划，以获得与所述热需求预测信息相应的热。
2. 如权利要求1所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述热源是使用一次能量生成热并且构成为包含生成电力的电源的热电联供系统的 热源。
3. 如权利要求2所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述运转计划制作部基于所述热需求预测和所述热源的性能信息、以及所述电源的性 能信息和对电力需求进行预测而得到的电力需求预测信息，制作要运转的热电联供系统的 组合来作为运转计划，以获得与所述热需求预测信息以及所述电力需求预测信息相应的热 以及电力。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述运转计划制作部将使用的一次能量为最小的组合设为运转计划。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述运转计划制作部基于与热需求的级别相应地预先设定了要启动的热源的启动模 式，制作运转计划。
6. 如权利要求2或3所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述运转计划制作部基于与热需求以及电力需求的级别相应地预先设定了要启动的 热电联供系统的组合的启动模式，制作运转计划。
7. 如权利要求3所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述能量最佳控制装置具有电力补充信息生成部，该电力补充信息生成部生成对所述 电源以外的电源进行控制的信息，以补充相对于所述电力需求预测信息不足的电力。
8. 如权利要求3所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述能量最佳控制装置具有充电信息生成部，该充电信息生成部生成对蓄电池的充电 进行控制的信息，以蓄积超过所述电力需求预测信息的电力。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述能量最佳控制装置具有热补充信息生成部，该热补充信息生成部生成对所述热源 以外的热源进行控制的信息，以补充相对于所述热需求预测信息不足的热。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述能量最佳控制装置具有蓄热信息生成部，该蓄热信息生成部生成对蓄热装置的蓄 热进行控制的信息，以蓄积超过所述热需求预测信息的热。
11. 如权利要求2所述的能量最佳控制装置，其特征在于， 所述运转计划制作部基于将热和电力换算成共同的单位的信息来制作运转计划。
12. -种能量最佳控制方法，其特征在于， 计算机或者电子电路执行运转计划制作处理，该运转计划制作处理为，基于使用一次 能量而生成热的多个热源的性能信息以及对热需求进行预测而得到的热需求预测信息，制 作要运转的热源的组合来作为运转计划，以获得与所述热需求预测信息相应的热。
13. -种能量最佳控制程序，其特征在于， 使计算机执行运转计划制作处理，该运转计划制作处理为，基于使用一次能量而生成 热的多个热源的性能信息以及对热需求进行预测而得到的热需求预测信息，制作要运转的 热源的组合来作为运转计划，以获得与所述热需求预测信息相应的热。
14. 一种存储介质， 该存储介质能够由计算机进行读取，该存储介质存储有使计算机执行运转计划制作处 理的能量最佳控制程序，该运转计划制作处理为，基于使用一次能量而生成热的多个热源 的性能信息以及对热需求进行预测而得到的热需求预测信息，制作要运转的热源的组合来 作为运转计划，以获得与所述热需求预测信息相应的热。
【文档编号】H02J3/00GK104126259SQ201380002781
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年2月12日
【发明者】大场慎平, 汤川敦司 申请人:株式会社东芝