エネルギー供給システムの設計および運用の階層的関係を考慮した最適化(多目的最適化のための改良）

摘要

地域およびビルなどにエネルギーを供給するシステムで は設置する候補となる機器が多様化し,経済性や省ェネル ギー性の観点から設計者が経験だけで機器の運用計画を考 慮し，適切にシステムを設計することは容易ではない.さ らに，今後電力および都市ガスの自由化に伴ってエネルギ 一料金の多様化も予想され，それに対応して適切に設計す ることはより困難になると考えられる.また，コストを重 視したシステム設計•運用は省エネルギー性を重視した場 合と異なることが考えられる.そのため，コストと省エネ ルギー性を適切に考慮することへの対応が必要である.%A mixed-integer linear programming method utilizing the hierarchical relationship between design and operation variables proposed to solve the optimal design problem of energy supply systems efficiently is extended to search K-best solutions in multiobjective optimization: At the upper level, the optimal values of design variables are searched by the branch and bound method with operation variables relaxed to continuous ones; At the lower level, the values of operation variables are optimized independently at the respective periods set for variations in energy demands by the branch and bound method with the values of design variables given tentatively during the search at the upper level. A weighting method is employed for multiobjective optimization, and a weighted sum of the annual total cost and primary energy consumption is adopted as the objective function to be minimized. A practical case study on the optimal design of a cogeneration system is conducted. The validity and effectiveness of the proposed method are clarified, and the trade-off relationship between the annual total cost and primary energy consumption is confirmed.