JP5033710B2 - Plant operation planning device and program thereof - Google Patents
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Description
本発明は、製造プラント等のプラントの運転計画を立案するためのプラント運転計画立案装置およびそのプログラムに関する。 The present invention relates to a plant operation plan planning apparatus for planning an operation plan for a plant such as a manufacturing plant and a program therefor.
近年、省エネルギ化のニーズに伴い、製造プラントにおいて、高精度な生産管理をしつつ、運転コストの最小化が求められている。
例えば、製造工程に対して、電力や蒸気を供給する用役プラント(ユーティリティプラント)においては、製造工程からのエネルギ需要を満たしながら、運転コストも低減させる必要がある。また、自家発電設備をもつ製造プラントでは、電力の売り買いを考慮しながら運転コストを最小化させる必要がある。
In recent years, with the need for energy saving, there is a demand for minimizing operation costs while performing highly accurate production management in manufacturing plants.
For example, in a utility plant that supplies electric power and steam to a manufacturing process, it is necessary to reduce the operating cost while satisfying the energy demand from the manufacturing process. In addition, in a manufacturing plant having an in-house power generation facility, it is necessary to minimize the operating cost while taking into consideration the buying and selling of electric power.
これまで多くの製造プラントでは、プラント監視制御にあたり運転員の勘と経験に依存するものが多かった。特に、製造製品と異なり、エネルギ供給設備の監視の自動化は、突然、追加需要が入ったりなど需要予測が難しくモデル化が困難なことから、製造工程側に比べて遅れているといわれる。
しかし、近年の計算機性能の向上にともない、プラント監視制御も制御用計算機の導入による自動化範囲拡大が図られ、エネルギ供給設備もその対象となっている。
Until now, many manufacturing plants depended on the intuition and experience of operators for plant monitoring and control. In particular, unlike manufactured products, the automation of monitoring of energy supply facilities is said to be delayed compared to the manufacturing process side because demand prediction is difficult and modeling is difficult due to sudden additional demand.
However, with the recent improvement in computer performance, the plant monitoring control and the automation range have been expanded through the introduction of control computers, and energy supply facilities are also targeted.
製造プラントのエネルギ供給設備、すなわちユーティリティプラントにおいては、エネルギ需要を考慮し、設備機器の起動停止を決定する。そのため、予めエネルギ需要が分れば、その需要データを考慮し、設備機器の運転計画を立案することができる。
従って、運転計画立案の自動化も進められ、例えば、特許文献1、特許文献2では、混合整数計画法で解くなど線形計画法の適用が盛んである。
Therefore, automation of operation planning is also progressing. For example, in
ところで、前述の線形計画法は、最適化の答えが整数を含む実数値で与えられる。
前述のユーティリティプラントにおいては、省エネルギ運転の観点から、設備機器を待機状態にするのではなく、起動もしくは停止とする計画、例えば、0または1とする計画が必要である。
非特許文献1においては、混合整数計画問題も記載されているが、計算過程が複雑であり、時々刻々変化する需要に対応させるには不向きであると考えられる。
また、特許文献1、特許文献2は、混合整数計画法で解く方法が記載されているが、プログラムが重い、調整係数の設定が難しいなどの問題がある。
By the way, in the above-mentioned linear programming, the optimization answer is given as a real value including an integer.
In the above-mentioned utility plant, from the viewpoint of energy saving operation, a plan for starting or stopping the facility equipment, for example, a plan for setting it to 0 or 1, is required instead of putting the equipment into a standby state.
Non-Patent
本発明は上記実状に鑑み、製造プラント等のプラントの運転計画立案、すなわちプラントの設備機器の起動停止状態を低コスト化を図って決定し得るプラント運転計画立案装置およびそのプログラムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide an operation plan for a plant such as a production plant, that is, a plant operation plan planning apparatus and a program thereof that can determine the start / stop state of plant equipment at a low cost. To do.
上記目的を達成すべく、第1の本発明に関わるプラント運転計画立案装置は、プラントにおける時刻毎の設備機器の運転または停止を決定するプラント運転計画立案装置であって、時刻毎の各エネルギの需要量または予測量bi(i:各エネルギを示す自然数)のデータが記憶されるエネルギ需要記憶部と、設備機器毎の運転コストcj(j:各設備を示す自然数)のデータが記憶される運転コスト記憶部と、設備機器毎の供給エネルギ量aijのデータが記憶される設備性能記憶部と、各エネルギの需要量または予測量biのデータ、および、設備機器毎の運転コストcjのデータ、および、設備機器毎の供給エネルギ量aijのデータを読み取り、各エネルギについて、c1/a11 >= c2/a12 >= c3/a13 >= c4/a14 >= …の順になるように添字jの順序をソートし、各設備機器の運転を1と表し、停止を0と表す関数をxjとした場合、各エネルギの運転中の設備機器の供給エネルギ量(Σaij×xj)は、各エネルギの需要量または予測量(bi)以下であり、かつ、(停止状態の設備機器の供給エネルギ量)+(各エネルギの需要量または予測量bi) <= (全設備機器の供給エネルギ量)の2つを満たすことを条件に、ソートした添字jの順序でΣcj×xjが最大になるように、各設備機器の稼動または停止を決定する第1の演算と、該第1の演算の結果、少なくとも1つのエネルギで稼動と判断された設備機器は稼働と決定し、それ以外の設備機器は停止と決定する第2の演算と、該第2の演算の結果、稼動状態から停止状態と決定された設備機器は、通常の運転コストに起動コストを加算したものを運転コストcjとして更新し、かつ、停止状態から稼動状態と決定された設備機器は、通常の運転コストから燃料節約コストを減算したものを運転コストcjとして更新し、かつ、稼動状態継続と決定された設備機器は、通常の運転コストを運転コストcjとして更新する第3の演算とを実行する最適化計算手段と、第2の演算の結果である設備機器の稼働または停止のデータを読み込み、当該データに基づいて時刻毎の設備機器の起動停止の情報を出力する運転計画立案手段とを備えしている。 To achieve the above object, the plant operation planning apparatus according to a first aspect of the present invention is a plant operation planning device for determining the driving or stopping of the equipment for each timekeeping the plant, the energy per time Demand amount or predicted amount bi (i: natural number indicating each energy) data is stored, and data on operating cost cj (j: natural number indicating each facility) for each equipment is stored. An operating cost storage unit, an equipment performance storage unit for storing data of the supplied energy amount aij for each equipment device, data of a demand amount or predicted amount bi of each energy, and data of an operating cost cj for each equipment device, And the data of the supply energy amount aij for each equipment is read, and for each energy, c1 / a11> = c2 / a12> = c3 / a13> = c4 / a14> =... When the order of the subscripts j is sorted, the operation of each equipment is represented as 1 and the function representing the stop as 0 is xj, the supply energy amount (Σaij × xj) of the equipment during operation of each energy is Demand amount or predicted amount (bi) of each energy and (supplied energy amount of facility equipment in a stopped state) + (demand amount or predicted amount bi of each energy) << = (supplied energy amount of all equipment devices) ) On the condition that the two sub-items j) are satisfied, the first operation for determining whether to operate or stop each equipment device so that Σcj × xj is maximized in the order of the subscript j, and As a result, the equipment that is determined to be operating with at least one energy is determined to be operating, the other equipment is determined to be stopped, and the result of the second calculation is that the operating state is changed from the operating state to the stopped state. The determined equipment is the normal operating cost. The operating cost cj is updated as the operating cost cj, and the equipment that has been determined to be operating from the stopped state is updated as the operating cost cj by subtracting the fuel saving cost from the normal operating cost. In addition, the equipment that has been determined to continue the operation state includes an optimization calculation unit that executes a third calculation for updating the normal operation cost as the operation cost cj, and the equipment that is the result of the second calculation. And an operation planning means for reading operation or stop data and outputting information on start / stop of the equipment at each time based on the data .
第2の本発明に関わるプラント運転計画立案装置のプログラムは、第1の本発明のプラント運転計画立案装置の機能を実現させるプログラムである。 Program plant operation planning device according to a second aspect of the present invention, Ru program der for realizing functions of the first plant operation planning apparatus of the present invention.
本発明によれば、プラントの設備機器の起動停止状態を低コスト化を図って決定し得る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the start stop state of the plant equipment can be determined in cost reduction.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
<概要>
本発明の実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pは、製造プラントなどの設備において、エネルギ需要データと、ユーティリティプラントの運転コストおよび設備機器性能を考慮し、ユーティリティプラントの供給能力が需要を上回りつつ、最小の運転コストとなるように当該設備機器の起動停止を決定し、製造プラントなどの設備の低コスト運転、すなわち省エネルギ運転を実現したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<Overview>
The manufacturing plant operation planning method P according to the embodiment of the present invention is based on the energy demand data, the operating cost of the utility plant, and the equipment performance in facilities such as the manufacturing plant, and the supply capacity of the utility plant exceeds the demand. The start and stop of the equipment is determined so as to achieve the minimum operation cost, and low-cost operation of equipment such as a manufacturing plant, that is, energy-saving operation is realized.
<<全体構成>>
図1は、本発明に係わる実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pを実現する構成を示す図である。
実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pは、入力データである製造工程のエネルギ需要データ10、運転コストデータ30、および設備性能データ40と、処理部である最適化計算手段20および運転計画立案手段50と、出力である運転計画データ60とを用いて実現される。なお、製造プラント運転計画立案方法Pを実現するハードウェア構成は後記する。
<< Overall structure >>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration for realizing a manufacturing plant operation planning method P according to an embodiment of the present invention.
The manufacturing plant operation plan planning method P according to the embodiment includes
<エネルギ需要データ10>
図1に示す入力データのエネルギ需要データ10は、製造プラントの製造工程の要求を記載したものであり、当日の需要または予測データ等が含まれる。エネルギとしては、例えば工場等で使用される電力、蓄熱槽で温水を作るため等に使用される蒸気等がある。
エネルギ需要データ10には、単位時間毎のエネルギ需要量が記録される。
図2は、実施形態のエネルギ需要データ10の一例を示した図である。
図2の1列目の2行目以降の時刻は、需要変化を取得する単位時間であり、例えば時間単位や日単位などがある。
<
The
In the
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the
The time after the second row in the first column in FIG. 2 is a unit time for acquiring a change in demand, for example, a time unit or a day unit.
図2の1行目に示す製造プラントのエネルギ需要項目、すなわち製造プラントの電力(需要)、蒸気(需要)、その他A(需要)、その他B(需要)、その他C(需要)毎に、図2の1列目に示す時刻単位に、2行目以降に時系列順に各データが記載される。
図2においては、1時間間隔のエネルギ需要データ10を記載した例を示している。
例えば、図2に示す時刻3のときの電力需要がw003、蒸気需要がF003である。その他、需要対象に応じて図2の列項目のエネルギ需要項目が追加される。なお、エネルギ需要データ10は予測値の場合もある。
Figure 2 shows the energy demand items of the manufacturing plant shown in the first line of FIG. 2, ie, power (demand), steam (demand), other A (demand), other B (demand), and other C (demand) of the manufacturing plant. In the time unit shown in the first column of 2, each data is described in chronological order after the second row.
In FIG. 2, the example which described the
For example, the power demand at
<運転コストデータ30>
図1に示す入力データである運転コストデータ30は、製造プラントの設備機器の運転に要するコストが記載される。設備機器毎に、運転コストとして、例えば、単位時間当りの費用が記録される。運転コストは、金額で表される数値データである。
図3は、実施形態の運転コストデータ30の一例を示した図である。
<
The
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
製造プラントのユーティリティ設備機器毎、すなわち図3に示す1列目の設備機器IDのA、B、C、…のそれぞれのユーティリティ設備機器毎に、運転に要するコスト(図3の2列目の2行目以降)を記載する。運転状態に応じて運転コストを更新する場合は、例えばその他の項目に記載のデータを用いて、更新する。例えば、設備機器IDがAの場合、定常運転時の運転コストが1時間当りp1を示し、その他q1は、Aを停止状態から起動する際にかかる起動コストを示している。設備機器IDがB、C、…の場合も同様である。
例えば、設備機器Bが停止状態の場合、起動に要するコストとしては、その他に記載したq2であり、停止状態の設備機器Bの運転コストは、p2+q2として設定する。
The cost required for operation for each utility facility device in the manufacturing plant, that is, for each utility facility device of A, B, C,... In the first column shown in FIG. (After the line) is described. When updating the operating cost according to the operating state, for example, updating is performed using data described in other items. For example, when the equipment device ID is A, the operation cost during steady operation indicates p1 per hour, and q1 indicates the activation cost required when A is activated from the stop state. The same applies when the equipment ID is B, C,.
For example, when the equipment B is in a stopped state, the cost required for activation is q2 described elsewhere, and the operating cost of the stopped equipment B is set as p2 + q2.
<設備性能データ40>
図1に示す入力データである設備性能データ40は、製造プラントの設備機器のもつエネルギ供給能力が記録される。例えば、単位時間当りに供給可能な発電量や蒸気発生量などであり、設備機器毎にもつ仕様である。
図4は、実施形態の設備性能データ40の一例を示した図である。
製造プラントのユーティリティ設備機器毎に、供給可能な定格量をエネルギ項目毎に記載している。例えば、図4に示す設備機器IDがAの機器は、これ単体で単位時間当りに電力E1、蒸気S1を供給可能である。設備機器IDがB、C、…の場合も同様である。
<
The
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the
The rated quantity that can be supplied is described for each energy item for each utility facility device in the manufacturing plant. For example, the device with the equipment device ID A shown in FIG. 4 can supply power E1 and steam S1 per unit time by itself. The same applies when the equipment ID is B, C,.
<最適化計算手段20>
図1に示す処理部の最適化計算手段20は、所定の制約条件を満たし、所定の目的関数を最適化する問題を解く機能を有する。
所定の制約条件とは、第1に、供給能力を超える供給は不可能であることから製造プラントの供給能力の範囲でエネルギを生産すること、第2に、エネルギ生産量はマイナスではあり得ないことからエネルギ生産量がゼロ以上であることである。
所定の目的関数とは、製造プラントの運転コストを表す数式や温暖化ガス排出量を表す数式などである。運転コストや温暖化ガス排出量を最適化、すなわち最小化することを目的とする。
<Optimization calculation means 20>
The optimization calculation means 20 of the processing unit shown in FIG. 1 has a function of solving a problem that satisfies a predetermined constraint condition and optimizes a predetermined objective function.
The predetermined constraints are that, firstly, supply exceeding the supply capacity is impossible, so that energy is produced within the range of the supply capacity of the manufacturing plant, and second, energy production cannot be negative. This means that energy production is zero or more.
The predetermined objective function is a mathematical expression representing the operating cost of the manufacturing plant, a mathematical expression representing the greenhouse gas emission amount, or the like. The objective is to optimize, ie minimize, operating costs and greenhouse gas emissions.
また、設備の起動停止に関する運転計画を作成することから、例えば、設備の起動が「1」、設備の停止が「0」で表されるので、最適化計算手段20では、整数計画問題を解く機能を具備し、設備機器の起動停止状態を決定する。この整数計画問題は様々な手法が提案されており、前記の非特許文献1にも記載がある。
本実施形態では、非特許文献1に記載される359頁から394頁に記載の「ナップサック問題」の求解法を用いる。
In addition, since the operation plan related to the start / stop of the equipment is created, for example, the start of the equipment is represented by “1” and the stop of the equipment is represented by “0”, so the optimization calculation means 20 solves the integer programming problem. It has a function and determines the start / stop state of the equipment. Various methods have been proposed for this integer programming problem, which is also described in
In the present embodiment, a solution method for the “knapsack problem” described on pages 359 to 394 described in
<運転計画立案手段50>
図1に示す処理部の運転計画立案手段50は、上記の最適化計算手段20の出力値を運転計画データとして対応付ける機能を有する。最適化計算手段20の出力結果は、設備機器の起動停止状態に対応した「1」か「0」のデータ、若しくはオン/オフデータである。
また、当該設備機器の状態に応じて、前記の運転コストデータ30を更新する場合がある。
<Operation planning means 50>
The operation plan planning means 50 of the processing unit shown in FIG. 1 has a function of associating the output value of the optimization calculation means 20 as operation plan data. The output result of the optimization calculation means 20 is “1” or “0” data corresponding to the start / stop state of the equipment or ON / OFF data.
Moreover, the said
例えば、設備機器が停止状態の場合は、起動に要する起動コストを加えて運転コストデータ30を大きな値に修正する。また、稼動している場合は、起動コストがかからないので、その状態を保つように運転コストを小さな値に修正する。停止に要するコストがかかる場合も同様に運転コストを小さく修正する。なお、起動コストが大きいのは、例えば、ボイラの場合、起動に際してホットスタンバイの空回しの状態をとるからである。
この構成により、運転中の設備機器は運転を継続し、停止中の設備機器は停止を継続するようにして、低コスト化、省エネルギ化が図れる。
For example, when the equipment is stopped, the operating
With this configuration, it is possible to reduce the cost and save energy by continuing the operation of the operating equipment and stopping the stopped equipment.
<運転計画データ60>
図1に示す運転計画データ60は、上記の運転計画立案手段50の出力値である。ただし、運転計画データ60は、製造プラントの起動停止信号の場合もあり、両方とすることも可能である。本実施形態では、起動停止スケジュールの運転員向けに提示するデータとして、後記する。
<
The
<<ハードウェア構成>>
次に、実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pを具体化するためのハードウェア構成について、図5を用いて説明する。
図5は、製造プラント運転計画立案方法Pを実現するハードウェアを示した概念図である。
実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pは、コンピュータ1と該コンピュータ1の出力装置であるプリンタ2を用いて実現される。
コンピュータ1は、演算装置であるCPU(Central Processing Unit)3と、記憶装置である主記憶装置4およびHDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置5とを有しており、これらはシステムバス6により接続されている。
<< Hardware configuration >>
Next, a hardware configuration for embodying the production plant operation planning method P of the embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing hardware for realizing the manufacturing plant operation plan planning method P.
The manufacturing plant operation planning method P of the embodiment is realized by using a
The
補助記憶装置5には、エネルギ需要データ10が記憶されるエネルギ需要データファイル11と、運転コストデータ30が記憶される運転コストデータベース31と、設備性能データ40が記憶される設備性能データベース41とが格納されている。
エネルギ需要データファイル11は、コンピュータ1の入力装置であるキーボード1kを用いて入力して作成してもよいし、他の例えば、表計算ソフトで作られたテキストデータファイルを使用してもよいし、その作成態様は限定されないことは勿論である。
また、補助記憶装置5には、図1に示す最適化計算手段20を具現化するための最適化計算プログラム21と運転計画立案手段50を実現するための運転計画立案プログラム51とが目的プログラムとして格納されるとともに、これらのアプリケーションプログラムが動作するためのOS(Operating System)が格納されている。
The
The energy demand data file 11 may be created by inputting using the
The
図1に示す最適化計算手段20、運転計画立案手段50はそれぞれ、CPU3が、補助記憶装置5に格納され対応する最適化計算プログラム21、運転計画立案プログラム51を主記憶装置4にロードし実行することにより、具現化される。
図1に示す製造プラント運転計画立案方法Pの出力である運転計画データ60は、図5に示す出力装置のプリンタ2で印刷してもよいし、出力装置のディスプレイ1dに表示してもよいし、或いは、出力ファイルを作成し、CD(Compact Disc)、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の磁気記録媒体に記録してもよい。
また、作成した運転計画データ60の出力ファイルを通信ネットワーク(図示せず)を介して、製造プラントの運転員の端末装置(図示せず)に送信することも可能である。
1, the
The
Moreover, it is also possible to transmit the output file of the created
<<製造プラント運転計画立案方法Pの処理>>
次に、製造プラント運転計画立案方法Pの処理について、図6に従って説明する。
図6は、実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pの処理の流れを示すフローチャートである。
製造プラント運転計画立案方法Pは、始めに、最適化計算手段20(図1参照)がエネルギ需要データ10をエネルギ需要データファイル11から読み込む(図6のS10)。
エネルギ需要データ10は、図2に示すように、各対象エネルギの需要項目(図2の1行目2列以降)毎に所定の時間間隔で並んだ数値データ(図2の2行2列目以降参照)であり、以下の[表1]の書式をとる。
<< Processing of Manufacturing Plant Operation Planning Method P >>
Next, the processing of the manufacturing plant operation planning method P will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing flow of the manufacturing plant operation plan planning method P according to the embodiment.
In the manufacturing plant operation planning method P, first, the optimization calculation means 20 (see FIG. 1) reads the
As shown in FIG. 2, the
エネルギ需要データ10(図2参照)は、前記したように、予測値の場合もある。この場合は、需要予測データがエネルギ需要データ10となり、対応する時刻は未来の時刻が記載される。
同様に、最適化計算手段20(図1参照)は、運転コストデータ30(図3参照)を運転コストデータベース31から読み込む(図6のS20)。
図3に示す運転コストデータ30は、前記したように、設備機器毎に運転にかかるコストを金額ベースで記載したものである。主に、燃料費、運転に要する人件費などから決定され、図3に示すように、以下の[表2]の書式をとる。
As described above, the energy demand data 10 (see FIG. 2) may be a predicted value. In this case, the demand prediction data becomes the
Similarly, the optimization calculation means 20 (see FIG. 1) reads the operating cost data 30 (see FIG. 3) from the operating cost database 31 (S20 in FIG. 6).
As described above, the
[表2]において、運転コストは、定常運転のコストであり、追加コストは、図3のその他に記載される起動コストなどが相当する。
続いて、最適化計算手段20(図1参照)は、設備性能データ40(図4参照)を設備性能データベース41から読み込む(図6のS30)。
図4に示す設備性能データ40は、前記したように、各設備機器の生産能力やエネルギ供給能力を示すデータである。各設備機器毎にデータ定義をするが、例えば複数のエネルギ供給が可能な設備機器を考慮し、性能項目を複数設定する。例えば、エネルギ供給能力と定格値を併記した場合を[表3]に示す。
In [Table 2], the operation cost is the cost of steady operation, and the additional cost corresponds to the start-up cost described elsewhere in FIG.
Subsequently, the optimization calculation means 20 (see FIG. 1) reads the equipment performance data 40 (see FIG. 4) from the equipment performance database 41 (S30 in FIG. 6).
The
こうして、エネルギ需要データ10、運転コストデータ30、および設備性能データ40を読み込んだ後、最適化計算手段20において、整数計画問題を構築の上、後記する最適化計算を実行する(図6のS40)。
本実施形態の整数計画問題は、非特許文献1の359頁に記載の通り、目的関数と制約条件から構成される。
Thus, after reading the
The integer programming problem of this embodiment is composed of an objective function and constraint conditions as described in
[式1] 目的関数:Σcj×xj (i=1,...,m , j=1,...,n)
[式2] 制約条件:Σaij×xj ≦ bi (i=1,...,m , j=1,...,n)
なお、変数jは運転計画の対象となる設備機器毎に設定され、変数iは需要項目毎に設定される。例えば、設備が10台ある場合は、j=1,...,10である。また需要項目が電力と蒸気の場合、i=1,2となる。
[Formula 1] Objective function: Σcj × xj (i = 1, ..., m, j = 1, ..., n)
[Expression 2] Constraint: Σaij × xj ≦ bi (i = 1, ..., m, j = 1, ..., n)
Note that the variable j is set for each equipment that is the target of the operation plan, and the variable i is set for each demand item. For example, if there are 10 facilities, j = 1,. When the demand items are electric power and steam, i = 1,2.
図2に示すエネルギ需要データ10の各需要量は、[式2]の変数biであり、図3に示す運転コストデータ30は[式1]の変数cjであり、図4に示す設備性能データ40は、[式2]の変数aijに対応する。
例えば、図4に示すように、設備機器Cの電力については、需要項目は1つ目のi=1であり、設備機器Cの設備機器IDが3つ目であるので、j=3であり、
[式3] a13 = E3
となる。
Each demand amount of the
For example, as shown in FIG. 4, for the power of the equipment C, the demand item is the first i = 1 and the equipment ID of the equipment C is the third, so j = 3. ,
[Formula 3] a13 = E3
It becomes.
また、変数xjは設備機器が運転しているか停止しているかを示す変数である。すなわち、運転または停止に対応して、0または1の整数値が対応する。
図6のS40の最適化計算(詳細は後記)の後、この最適化計算結果を読み込む最適化計算結果読み込み処理が実行される(図6のS50)。
この最適化計算結果読み込み処理は、図6のS40の最適化計算結果である0または1の整数値を設備機器の状態が運転か停止に対応付けする。対応付けした結果に基づいて、設備機器の起動停止を制御するか、或いは運転計画を立案する。
The variable xj is a variable indicating whether the equipment is operating or stopped. That is, an integer value of 0 or 1 corresponds to the operation or stop.
After the optimization calculation in S40 of FIG. 6 (details will be described later), an optimization calculation result reading process for reading this optimization calculation result is executed (S50 of FIG. 6).
In this optimization calculation result reading process, an integer value of 0 or 1 that is the optimization calculation result of S40 of FIG. 6 is associated with the state of the equipment being in operation or stopped. Based on the associated result, the start / stop of the equipment is controlled or an operation plan is made.
続いて、図6のS40の最適化計算結果に基づき、運転コストデータ30を更新する(図6のS60)。
図6のS60では、設備機器が運転状態か停止状態かにより、運転コストデータ30を修正する。例えば、停止状態の設備機器jについては、該当する通常の運転中の運転コストに、起動に要するコストを考慮する。以下に更新式を示す。運転コストデータ30の変数cjは
Subsequently, the operating
In S60 of FIG. 6, the operating
[式4] cj = cj + (起動コスト)
例えば、図3に示すように、設備機器Bが停止状態の場合、起動に要するコストは、その他に記載のq2なので、停止状態の設備機器B全体の運転コストをp2+q2として設定する。
[式4]に従うと、設備機器Bは2つ目の設備機器なので、jは2であり
[式5] c2 = p2 + q2
となる。
[Formula 4] cj = cj + (startup cost)
For example, as shown in FIG. 3, when the equipment device B is in a stopped state, the cost required for starting is q2 described elsewhere, so the operating cost of the stopped equipment device B as a whole is set as p2 + q2.
According to [Formula 4], since equipment B is the second equipment, j is 2. [Formula 5] c2 = p2 + q2
It becomes.
[式4]では起動コストを加算したが、[式1]の目的関数によっては減算の場合もある。
同様に、運転状態の設備機器jについては、定格運転中は燃料が少なくて済む場合を考慮し、運転コストを更新する場合もある。
[式6] cj = cj − (定格運転により減少する燃料コスト相当)
となる。
In [Expression 4], the activation cost is added, but depending on the objective function of [Expression 1], there may be a case where subtraction is performed.
Similarly, the operating cost of the equipment in operation state j may be renewed in consideration of the case where fuel is sufficient during rated operation.
[Formula 6] cj = cj− (equivalent to fuel cost reduced by rated operation)
It becomes.
[式4]および[式6]は、次回の最適化計算実行(図6のS40)に反映される。
続いて、運転計画作成(図6のS70)は、最適化計算結果読み込み(図6のS50)から運転計画を作成する。具体的には、時刻毎に設備機器の起動停止パターンを出力する。出力する形式としては、表形式、ガントチャートなどがある。
最終的に、図6のS70までで得た結果を書き出す等して出力する(図6のS80)。なお、設備機器の制御信号として出力する場合もある。
以上の計算を、エネルギ需要データ10が入力される度か、または、定周期で実行する。
定周期とは、エネルギ需要データ10(図2参照)に記載の時刻間隔に従う場合、或いは時刻間隔の整数倍の間隔で実行する場合がある。
例えば、時刻データ10が1時間間隔の場合、[表4]のようになる。
[Expression 4] and [Expression 6] are reflected in the next optimization calculation execution (S40 in FIG. 6).
Subsequently, in the operation plan creation (S70 in FIG. 6), the operation plan is created from the optimization calculation result reading (S50 in FIG. 6). Specifically, the start / stop pattern of the equipment is output at each time. Output formats include tabular formats and Gantt charts.
Finally, the results obtained up to S70 in FIG. 6 are written and outputted (S80 in FIG. 6). It may be output as a control signal for equipment.
The above calculation is executed every time the
The fixed period may be executed according to a time interval described in the energy demand data 10 (see FIG. 2) or may be executed at an integer multiple of the time interval.
For example, when the
図2に示す(需要項目)の各需要値のエネルギ需要データ10を、[式2]の制約条件の右辺のbiの導出に用いる。
The
<<最適化計算手段20>>
次に、最適化計算手段20における演算について詳述する。
図7は、実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pにおける最適化計算手段20を示した図である。
本実施形態では、整数計画問題の解法として、前記した非特許文献1のナップサック問題を適用する。
<< Optimization calculation means 20 >>
Next, the calculation in the optimization calculation means 20 will be described in detail.
FIG. 7 is a diagram illustrating the optimization calculation means 20 in the manufacturing plant operation plan planning method P of the embodiment.
In the present embodiment, the knapsack problem described in
まず、図7に示すように、稼動状態の設備機器グループ200と停止状態の設備機器グループ210が与えられる。
これは、前記[式1]および[式2]の変数xjの値に対応する。すなわち、変数xjが0または1何れかの運転状態を示す値の場合は、機器jは稼動状態の設備機器グループ200内にあり、変数xjが0または1何れかの停止状態を示す値の場合は、機器jは停止状態の設備機器グループ210内にある。
First, as shown in FIG. 7, an
This corresponds to the value of the variable xj in [Expression 1] and [Expression 2]. That is, when the variable xj is a value indicating an operation state of 0 or 1, the device j is in the
例えば、xjとして運転状態が1をとる場合には停止状態は0とし、その反対に運転状態が0をとる場合、停止状態は1とする。
次に、整数計画問題求解処理手段250にて、前記の[式1]と[式2]を解く。
[式1] 目的関数:Σcj×xj (i=1,...,m , j=1,...,n)
[式2] 制約条件:Σaij×xj <= bi (i=1,...,m , j=1,...,n)
目的関数の最適化については、最大化または最小化とするが、本実施形態では、非特許文献1の360頁の記載に従い最大化をとる。すなわち、
[式7] 目的関数:Σcj×xj → 最大化 (i=1,...,m , j=1,...,n)
とする。
For example, when the operation state is 1 as xj, the stop state is 0. On the other hand, when the operation state is 0, the stop state is 1.
Next, the integer programming problem solution processing means 250 solves the above [Formula 1] and [Formula 2].
[Formula 1] Objective function: Σcj × xj (i = 1, ..., m, j = 1, ..., n)
[Expression 2] Constraint: Σaij × xj <= bi (i = 1, ..., m, j = 1, ..., n)
The optimization of the objective function is maximized or minimized. In the present embodiment, the optimization is performed according to the description on page 360 of
[Expression 7] Objective function: Σcj × xj → Maximize (i = 1, ..., m, j = 1, ..., n)
And
そのため、本実施形態では、停止状態の設備機器グループ210に大きな運転コストがかかる、すなわちコスト効率の悪い設備機器を含め、全設備機器の運転コストの合計を最小化することができるか、その組み合せを求める。
次に、[式2]の右辺のbi(需要量)については、停止状態の設備機器による供給量と、図2に示すエネルギ需要データ10の需要量との合計が、設備機器の最大供給能力を超えないようにする。何故なら、全設備機器の供給量は、エネルギ需要データ10の需要量をまかなう稼動中の設備機器の供給量と停止状態の設備機器の供給量との和であり、エネルギ需要データ10の需要量をまかなう稼動中の設備機器の供給量は、エネルギ需要データ10の需要量以上の関係にあるからである。
Therefore, in the present embodiment, a large operating cost is imposed on the stopped
Next, with respect to bi (demand amount) on the right side of [Equation 2], the sum of the supply amount of the facility equipment in the stopped state and the demand amount of the
従って、
(停止状態の機器能力)+(需要量) <= (全機器最大能力)
であり、
(停止状態の機器能力) <= (全機器最大能力)―(需要量)
となるので、
[式8] bi <= (全機器最大能力) ― (需要量i)
である。
Therefore,
(Device capacity in a stopped state) + (Demand) <= (Maximum capacity of all devices)
And
(Device capacity in a stopped state) <= (Maximum capacity of all devices)-(Demand)
So,
[Formula 8] bi <= (Maximum capacity of all devices)-(Demand i)
It is.
[式7]および[式8]により、停止させる設備機器の運転コストを最大化する問題を解くことで、エネルギ需要をまかなう製造プラントの全設備機器の運転コストの最小化を満たすこととする。[式8]の如く制約条件をかけることで、前記の図2に示すエネルギ需要データ10に記載の需要データを下回らないように、停止する設備機器に制約を満たした解を導出する。
By solving the problem of maximizing the operating cost of the equipment to be stopped by [Equation 7] and [Equation 8], the minimization of the operating cost of all the equipment in the manufacturing plant that can meet the energy demand is satisfied. By applying the constraint condition as in [Equation 8], a solution satisfying the constraint is derived for the equipment to be stopped so as not to fall below the demand data described in the
<解法>
[式2]および[式8]より、
[式9] Σaij×xj <= bi <= (全機器最大能力) ― (需要量i)
を得る。
非特許文献1の360頁の(13.3)式を用いて、まず、電力(i=1)について、下記の[式10]の関係になるように、添字jの順序を並べ替える。
[式10]c1/a11 >= c2/a12 >= c3/a13 >= c4/a14 >= …
なお、前記したように、cjは、各設備機器(j=1、2、…)の運転コスト(図3参照)であり、aijは、各設備機器(j=1、2、…)の設備性能(i=1(電力))(図4参照)である。
<Solution>
From [Formula 2] and [Formula 8],
[Formula 9] Σaij × xj <= bi <= (Maximum capacity of all devices)-(Demand i)
Get.
Using the expression (13.3) on page 360 of
[Formula 10] c1 / a11> = c2 / a12> = c3 / a13> = c4 / a14> =
As described above, cj is the operating cost (see FIG. 3) of each equipment (j = 1, 2,...), And aij is the equipment of each equipment (j = 1, 2,...). Performance (i = 1 (power)) (see FIG. 4).
[式10]の順、すなわち、運転コストがかかる、すなわちコスト効率の悪い各設備機器の順(j=1、2、…)に[式8]のΣaij×xjの演算を行い、電力に関して、[式9]の制約条件を満たし、かつ、[式7]を最大化、すなわち、停止した設備機器の総コストが最大となる停止状態の設備機器グループ210をナップサック法により求める。
続いて、蒸気(i=2)について、[式11]のように、添字jの順序を並べ替える。
[式11]c1/a21 >= c2/a22 >= c3/a23 >= c4/a24 >= …
なお、前記したように、cjは、各設備機器(j=1、2、…)のコスト(図3参照)であり、aijは、各設備機器(j=1、2、…)の設備性能(i=2(蒸気))(図4参照)である。
In the order of [Expression 10], that is, the operation cost is high, that is, in the order of each equipment device that is not cost-effective (j = 1, 2,...), Σaij × xj of [Expression 8] is calculated. [Equation 9] is satisfied, and [Equation 7] is maximized, that is, the
Subsequently, for the steam (i = 2), the order of the subscript j is rearranged as in [Formula 11].
[Formula 11] c1 / a21> = c2 / a22> = c3 / a23> = c4 / a24> =
As described above, cj is the cost (see FIG. 3) of each equipment (j = 1, 2,...), And aij is the equipment performance of each equipment (j = 1, 2,...). (i = 2 (steam)) (see FIG. 4).
[式11]の順、すなわち、運転コストがかかる、すなわちコスト効率の悪い設備機器の順(j=1、2、…)に[式8]のΣaij×xjの演算を行い、蒸気に関して、[式9]の制約条件を満たし、かつ、[式7]を最大化、すなわち、停止した設備機器の総コストが最大となる停止状態の設備機器グループ210をナップサック法により求める。
この蒸気に関しての計算結果により、電力に関しての停止状態の設備機器グループ210に入った設備機器で、蒸気に関しての稼動状態の設備機器グループ200に入った設備機器があれば、最終的に稼動状態とする。これが、設備機器の制約を満たした解となる。
In the order of [Expression 11], that is, in the order of equipment costing operation costs, that is, cost-effective equipment (j = 1, 2,...), Σaij × xj of [Expression 8] is performed. The stopped
As a result of the calculation regarding steam, if there is a facility device that has entered the
以上、エネルギが電力および蒸気の場合を説明したが、エネルギが3以上の場合も同様に、各エネルギ項目で、それまでのエネルギ項目の計算で未稼動状態の設備機器で、本エネルギ項目の計算で稼動状態にすべき設備機器が現れた場合には、稼動状態にするという解法で解くことができる。
なお、上記解法は一例を示したものであり、これ以外の解法を適用してもよく、この解法に限定されない。
Although the case where the energy is electric power and steam has been described above, when the energy is 3 or more, the calculation of this energy item is similarly performed for each energy item and the facility equipment that has not been operated in the calculation of the energy item so far. When equipment that should be put into operation appears, it can be solved by a method of putting it in operation.
In addition, the said solution method shows an example, Solution methods other than this may be applied and it is not limited to this solution method.
このように、最適化計算を実行した結果、図7に示すように、設備機器Aが停止、設備機器Bが稼動、設備機器Cが稼動を継続する結果となった場合、すなわち、
設備機器A : 稼動状態 → 停止状態
設備機器B : 停止状態 → 起動状態
設備機器C : 稼動状態継続
の場合、運転コストデータは以下のように更新する。
As described above, when the optimization calculation is performed, as shown in FIG. 7, when the equipment A is stopped, the equipment B is operating, and the equipment C is continuously operated,
Equipment A: Operational state → Stopped state Equipment device B: Stopped state → Started state Equipment device C: When the operation state is continued, the operating cost data is updated as follows.
設備機器Aは、稼動状態から停止状態となるので、運転コスト変数c1は、通常の運転コストp1に起動コストq1が加算され(図3参照)、運転コスト変数c1は、下式のようになる。
c1 = p1 + q1
設備機器Bは、停止状態から起動状態となるので、運転コスト変数c2は、通常の運転コストから燃料節約コストr2が減算され、運転コスト変数c2は、下式のようになる。
c2 = p2 ― r2
なお、r2は機器Bが稼動状態を継続したことによる燃料節約コストを示すものである。
Since the equipment A changes from the operating state to the stopped state, the operating cost variable c1 is obtained by adding the starting cost q1 to the normal operating cost p1 (see FIG. 3), and the operating cost variable c1 is expressed by the following equation. .
c1 = p1 + q1
Since the equipment B changes from the stopped state to the activated state, the operating cost variable c2 is obtained by subtracting the fuel saving cost r2 from the normal operating cost, and the operating cost variable c2 is expressed by the following equation.
c2 = p2 ― r2
Note that r2 represents the fuel saving cost due to the continued operation of the device B.
設備機器Cは、稼動状態を継続するので、運転コスト変数c3は、通常の運転コストp3であり、下式のようになる。
c3 = p3
このように、運転コスト変数cjを更新することにより、運転中の設備機器は、出来るだけ運転を継続し、停止中の設備機器は、できるだけ停止を継続することにより、起動コストを削減したり、燃料節約コストを生み出したりして、製造プラントの運転における低コスト化を図ることができる。
Since the equipment C continues to operate, the operating cost variable c3 is a normal operating cost p3, as shown in the following equation.
c3 = p3
In this way, by updating the operating cost variable cj, the operating equipment continues to operate as much as possible, and the stopped equipment continues to stop as much as possible to reduce the startup cost, It is possible to reduce the cost of operation of the manufacturing plant by generating fuel saving costs.
<計算結果>
図8は、実施形態の製造プラント運転計画立案方法Pを用いた場合の計算例を示した図である。図8(a)は、発電量の計算例を示した図であり、横軸に経過の時刻(h)をとり、縦軸に発電量(kWh)をとっている。図8(b)は、蒸気発生量の計算例を示した図であり、横軸に経過の時刻(h)をとり、縦軸に蒸気発生量(kWh)をとっている。
図8(a)、図8(b)は、電力と蒸気の需要変化をもとに、設備機器5台(A、B、C、D、E)の起動停止を計算している。この例では、需要変化の単位時間は、1時間(図8の横軸に示す)である。
図8(a)、(b)に示す計算結果より、全ての時刻において供給能力は需要を上回っているか同等である。すなわち、全ての時刻において、供給能力が需要を下回ることはない。
<Calculation result>
FIG. 8 is a diagram illustrating a calculation example when the manufacturing plant operation planning method P of the embodiment is used. FIG. 8A is a diagram showing a calculation example of the power generation amount, with the elapsed time (h) on the horizontal axis and the power generation amount (kWh) on the vertical axis. FIG. 8B is a diagram showing a calculation example of the steam generation amount, with the elapsed time (h) on the horizontal axis and the steam generation amount (kWh) on the vertical axis.
8 (a) and 8 (b) calculate the start / stop of five equipment devices (A, B, C, D, E) based on changes in demand for electric power and steam. In this example, the unit time for the demand change is 1 hour (shown on the horizontal axis in FIG. 8).
From the calculation results shown in FIGS. 8A and 8B, the supply capacity exceeds or is equal to the demand at all times. That is, the supply capacity does not fall below the demand at all times.
図8(a)に発電量の供給が過剰な時間帯もあるが、これは蒸気需要の立ち上がりが大きい時間帯(図8(b)参照)であり、蒸気需要を確保する結果、発電量も多く供給した結果となっている。このように、複数の制約条件を同時に考慮しているので、特定のエネルギが需要を下回ることが回避できる。
図9は、本実施形態を適用した結果、得られた製造プラントの運転計画をガントチャートで示した図である。
5台の設備機器の起動停止スケジュールを表示することで、ユーティリティ設備の運転計画を製造プラントの運転員に提示することが可能となる。
Although there is a time zone in which the supply of power generation is excessive in FIG. 8 (a), this is a time zone in which the rise of steam demand is large (see FIG. 8 (b)). The result is a large supply. In this way, since a plurality of constraint conditions are considered at the same time, it can be avoided that specific energy falls below demand.
FIG. 9 is a diagram showing the operation plan of the manufacturing plant obtained as a result of applying this embodiment in a Gantt chart.
By displaying the start / stop schedule of the five equipments, it is possible to present the operation plan of the utility equipment to the operator of the manufacturing plant.
<<まとめ>>
本実施形態は、製造プラントからユーティリティプラントに対するエネルギ需要データ10(図2参照)と、ユーティリティプラントの運転コストデータ30(図3参照)および設備機器性能データ40(図4参照)を考慮し、ユーティリティプラントの供給能力が需要を上回りつつ、最小の運転コストとなるように、設備機器の起動停止を決定し、得られた結果から運転計画を立案する。起動停止決定のための計算方法は、エネルギ需要データ10の更新頻度より、前記の如く、高速に解ける方法を用いる。
<< Summary >>
In the present embodiment, the energy demand data 10 (see FIG. 2) from the manufacturing plant to the utility plant, the utility plant operating cost data 30 (see FIG. 3), and the equipment performance data 40 (see FIG. 4) are taken into consideration. The start and stop of the equipment is determined so that the supply capacity of the plant exceeds the demand and the minimum operation cost is reached, and an operation plan is made from the obtained results. As the calculation method for determining the start / stop, a method that can be solved at high speed as described above is used based on the update frequency of the
<作用効果>
本実施形態の製造プラントの運転計画立案方法によれば、製造プラントからユーティリティプラントに対するエネルギ需要と、ユーティリティプラントの運転コストおよび設備機器性能(能力)を考慮し、ユーティリティプラントの供給能力が需要を上回りつつ(需要が供給能力を上回ることがなく)、最小の運転コストとなるように、当該設備機器の起動停止を決定し、得られた結果から運転計画を立案するので、省エネルギ運転でありつつ、製造工程に対してエネルギの安定供給が可能となる。
<Effect>
According to the operation planning method of the manufacturing plant of this embodiment, the supply capacity of the utility plant exceeds the demand in consideration of the energy demand from the manufacturing plant to the utility plant, the operation cost of the utility plant, and the facility equipment performance (capacity). However, it is determined to start and stop the equipment and the operation plan based on the results obtained so that the minimum operation cost is achieved (the demand does not exceed the supply capacity). The energy can be stably supplied to the manufacturing process.
また、起動停止決定のための計算方法は、エネルギ需要データ10の更新頻度より、前記した高速に解ける方法を用いるので、エネルギ需要データ10が急遽変更されても、直ちに運転計画変更に対応可能となる。例えば、従来、数10分かかった計算時間が、本実施形態では、数分以内で計算を完了することができる。
なお、実施形態の図8、図9では、エネルギ項目として電力、蒸気を例示して説明したが、本発明は製造プラントに限定されるものではなく、多くの製造プロセスに幅広く適用可能である。
また、省エネ監視や需要予測にも適用可能であり、たとえば二酸化炭素量の制約条件を考慮することも可能である。
In addition, since the calculation method for determining the start / stop is based on the method that can be solved at a higher speed than the update frequency of the
In FIGS. 8 and 9 of the embodiment, power and steam are illustrated as energy items. However, the present invention is not limited to the manufacturing plant, and can be widely applied to many manufacturing processes.
Further, it can be applied to energy saving monitoring and demand prediction, and for example, it is possible to consider the constraint condition of the amount of carbon dioxide.
1 コンピュータ
10 エネルギ需要データ(需要データ値)
20 最適化計算手段
21 最適化計算プログラム(プログラム)
30 運転コストデータ(運転コスト)
40 設備性能データ(設備性能)
51 運転計画立案プログラム(プログラム)
60 運転計画データ
Cj 運転コスト
P 製造プラント運転計画立案方法(プラント運転計画立案方法)
q1 起動コスト
r2 燃料節約コスト(燃料低減値)
1 computer
10 Energy demand data (demand data value)
20 Optimization calculation means 21 Optimization calculation program (program)
30 Operating cost data (operating cost)
40 Equipment performance data (equipment performance)
51 Operation planning program (program)
60 Operation plan data
Cj Operating cost P Manufacturing plant operation planning method (plant operation planning method)
q1 Startup cost
r2 Fuel saving cost (Fuel reduction value)
Claims (2)
時刻毎の各エネルギの需要量または予測量bi(i:各エネルギを示す自然数)のデータが記憶されるエネルギ需要記憶部と、
前記設備機器毎の運転コストcj(j:各設備を示す自然数)のデータが記憶される運転コスト記憶部と、
前記設備機器毎の供給エネルギ量aijのデータが記憶される設備性能記憶部と、
前記各エネルギの需要量または予測量biのデータ、および、前記設備機器毎の運転コストcjのデータ、および、前記設備機器毎の供給エネルギ量aijのデータを読み取り、
各エネルギについて、
c1/a11 >= c2/a12 >= c3/a13 >= c4/a14 >= …の順になるように添字jの順序をソートし、
前記各設備機器の運転を1と表し、停止を0と表す関数をxjとした場合、各エネルギの運転中の前記設備機器の供給エネルギ量(Σaij×xj)は、各エネルギの需要量または予測量(bi)以下であり、かつ、
(停止状態の設備機器の供給エネルギ量)+(各エネルギの需要量または予測量bi) <= (全設備機器の供給エネルギ量)の2つを満たすことを条件に、
前記ソートした添字jの順序でΣcj×xjが最大になるように、前記各設備機器の稼動または停止を決定する第1の演算と、
該第1の演算の結果、少なくとも1つのエネルギで稼動と判断された前記設備機器は稼働と決定し、それ以外の前記設備機器は停止と決定する第2の演算と、
該第2の演算の結果、
稼動状態から停止状態と決定された前記設備機器は、通常の運転コストに起動コストを加算したものを運転コストcjとして更新し、かつ、
停止状態から稼動状態と決定された前記設備機器は、通常の運転コストから燃料節約コストを減算したものを運転コストcjとして更新し、かつ、
稼動状態継続と決定された前記設備機器は、通常の運転コストを運転コストcjとして更新する第3の演算とを実行する最適化計算手段と、
前記第2の演算の結果である前記設備機器の稼働または停止のデータを読み込み、当該データに基づいて時刻毎の前記設備機器の起動停止の情報を出力する運転計画立案手段とを
備えることを特徴とするプラント運転計画立案装置。 A plant operation planning device for determining the driving or stopping of the equipment for each timekeeping the plant,
An energy demand storage unit for storing data of demand amount or predicted amount bi (i: natural number indicating each energy) of each energy at each time;
An operation cost storage unit for storing data of the operation cost cj (j: natural number indicating each facility) for each facility device;
An equipment performance storage unit for storing data of the supplied energy amount aij for each equipment;
Read the demand amount or predicted amount bi of each energy, the data of the operating cost cj for each facility device, and the data of the supplied energy amount aij for each facility device,
For each energy
c1 / a11> = c2 / a12> = c3 / a13> = c4 / a14> = ... in order of subscript j,
When the operation of each facility device is represented as 1 and the function representing the stop as 0 is xj, the amount of energy supplied to the facility device during operation of each energy (Σaij × xj) is the demand amount or prediction of each energy. An amount (bi) or less, and
On condition that the following two conditions are satisfied: (Supply energy amount of equipment in a stopped state) + (Demand amount or predicted amount bi of each energy) <= (Supply energy amount of all equipment devices)
A first operation for determining whether to operate or stop each facility device so that Σcj × xj is maximized in the order of the sorted subscript j;
As a result of the first calculation, a second calculation that determines that the facility device that is determined to be operating with at least one energy is determined to be active and that the other facility devices are determined to be stopped;
As a result of the second operation,
The equipment that has been determined to be stopped from the operating state is updated as the operating cost cj by adding the starting cost to the normal operating cost, and
The facility equipment determined to be in the operation state from the stop state is updated as the operation cost cj by subtracting the fuel saving cost from the normal operation cost, and
The facility device determined to be in the operation state continuation is optimized calculation means for executing a third operation for updating the normal operation cost as the operation cost cj;
An operation planning means for reading data on the operation or stop of the equipment as a result of the second calculation, and outputting start / stop information of the equipment at each time based on the data;
Plant operation planning device according to claim Rukoto provided.
コンピュータに、
前記各エネルギの需要量または予測量biのデータ、および、前記設備機器毎の運転コストcjのデータ、および、前記設備機器毎の供給エネルギ量aijのデータをそれぞれ、前記エネルギ需要記憶部、前記運転コスト記憶部、および、前記設備性能記憶部から、読み取り、各エネルギについて、
c1/a11 >= c2/a12 >= c3/a13 >= c4/a14 >= …の順になるように添字jの順序をソートする第1の手順、
前記各設備機器の運転を1と表し、停止を0と表す関数をxjとした場合、各エネルギの運転中の前記設備機器の供給エネルギ量(Σaij×xj)は、各エネルギの需要量または予測量(bi)以下であり、かつ、
(停止状態の設備機器の供給エネルギ量)+(各エネルギの需要量または予測量bi) <= (全設備機器の供給エネルギ量)の2つを満たすことを条件に、
前記ソートした添字jの順序でΣcj×xjが最大になるように、前記各設備機器の稼動または停止を決定する第1の演算を行う第2の手順、
該第1の演算の結果、少なくとも1つのエネルギで稼動と判断された前記設備機器は稼働と決定し、それ以外の前記設備機器は停止と決定する第2の演算を行う第3の手順、
該第2の演算の結果、
稼動状態から停止状態と決定された前記設備機器は、通常の運転コストに起動コストを加算したものを運転コストcjとして更新し、かつ、
停止状態から稼動状態と決定された前記設備機器は、通常の運転コストから燃料節約コストを減算したものを運転コストcjとして更新し、かつ、
稼動状態継続と決定された前記設備機器は、通常の運転コストを運転コストcjとして更新する第3の演算を行う第4の手順、および、
前記第2の演算の結果である前記設備機器の稼働または停止のデータを読み込み、当該データに基づいて時刻毎の前記設備機器の起動停止の情報を出力する第5の手順を
実行させるためのプラント運転計画立案装置のプログラム。 An energy demand storage unit storing data of demand amount or predicted amount bi (i: natural number indicating each energy) for each time, and operating cost cj for each facility device (j: natural number indicating each facility) A plant for determining whether to operate or stop the equipment at each time in the plant, comprising an operating cost storage section in which the data of the equipment is stored and an equipment performance storage section in which the data of the supply energy amount aij for each equipment is stored A program for an operation planning device,
On the computer,
The energy demand storage unit, the operation data for the energy demand amount or the predicted amount bi, the data for the operation cost cj for each facility device, and the data for the supply energy amount aij for each facility device, respectively. Read from the cost storage unit and the equipment performance storage unit, for each energy,
a first procedure for sorting the order of subscripts j in order of c1 / a11> = c2 / a12> = c3 / a13> = c4 / a14> =.
When the operation of each facility device is represented as 1 and the function representing the stop as 0 is xj, the amount of energy supplied to the facility device during operation of each energy (Σaij × xj) is the demand amount or prediction of each energy. An amount (bi) or less, and
On condition that the following two conditions are satisfied: (Supply energy amount of equipment in a stopped state) + (Demand amount or predicted amount bi of each energy) <= (Supply energy amount of all equipment devices)
A second procedure for performing a first calculation for determining whether to operate or stop each facility device such that Σcj × xj is maximized in the order of the sorted subscript j;
As a result of the first calculation, a third procedure for performing a second calculation that determines that the facility device that is determined to be operating with at least one energy is determined to be active and that other facility devices are determined to be stopped;
As a result of the second operation,
The equipment that has been determined to be stopped from the operating state is updated as the operating cost cj by adding the starting cost to the normal operating cost, and
The facility equipment determined to be in the operation state from the stop state is updated as the operation cost cj by subtracting the fuel saving cost from the normal operation cost, and
The facility device that is determined to continue the operation state has a fourth procedure for performing a third calculation for updating the normal operation cost as the operation cost cj, and
A fifth procedure for reading data on the operation or stop of the equipment as a result of the second calculation and outputting start / stop information of the equipment at each time based on the data;
A program for a plant operation planning device for execution .
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