CN108701332A - 发电单元组的维护计划支援系统 - Google Patents

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Abstract

目的在于提供一种能够横跨多个发电单元地考虑损失成本、且能够通过发电单元组整体的高效的维护计划的制定来谋求总成本的降低的发电单元组的维护计划支援系统。本发明的发电单元组的维护计划支援系统S1是对包含多个发电单元的发电单元组的维护计划进行支援的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，具备：效率运算部201，对发电单元各自的效率进行分析；燃料损失成本运算部202，求出由随着效率的下降所引起的燃料的过量消耗而产生的燃料损失成本；损失成本运算部204，根据燃料损失成本和用于改善效率的维护作业费用求出每个发电单元的损失成本；以及总成本运算部205，根据损失成本求出多个发电单元整体的总成本。

Description

发电单元组的维护计划支援系统
技术领域
本发明涉及一种发电单元组的维护计划支援系统。
背景技术
例如煤炭火力发电设施等发电设施在运行中由于灰附着于煤炭锅炉的热交换器内而从气体向蒸气的导热效率下降，因此定期地使用喷射高温蒸气的吹灰器来去除所附着的灰，从而抑制上述导热效率的下降。然而，难以将灰完全去除，由此导热效率随着时间经过而下降，作为结果，随着燃料消耗量的增加所引起的燃料成本上升。
对此，为了抑制如上所述的燃料消耗量的增加，进行锅炉的热交换器的维护(清洗)。该清洗通过手动作业来去除附着于热交换器的污垢，根据锅炉内的场所而需要搭设脚手架，所以维护作业费用高。因此，频繁地实施上述清洗并非上策，有效的是考虑随着效率下降所引起的燃料成本的增加和用于效率改善的维护作业费用的产生来制定维护计划。
作为对这样的燃料成本的上升和维护作业的时期进行调整的方法，提出了根据随着发电单元的运转时的效率下降所引起的燃料成本的增加和用于效率改善的维护作业费用计算总成本来判断维护作业的时期的方法(例如参照专利文献1)。根据该方法，在气体涡轮压缩机的清洗作业中，将因压缩机的效率劣化引起的成本上升量与清洗成本相等的时间点判断为使成本最小的最佳的维护作业时期。
专利文献1：日本特开2005-133583号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述以往技术所涉及的方法中，气体涡轮压缩机的清洗作业在1～2日左右的短期间内完成清洗作业，因此在进行周末起动停止运用的发电设施的情况下，只要在设施停止中的周末实施作业即可。
然而，根据维护作业的内容，存在需要长时间的设施停止的情况。例如在对煤炭锅炉内进行清洗的情况下，设施停止后的降温需要长时间，因此需要直到维护作业人员进入内部为止的等待时间，还有时在锅炉内装配脚手架而需要数周。
除此以外，在如由多个发电单元供给电力那样的发电运营者的情况下，无法由发电设施单独决定维护作业的实施时期。即，在多个发电单元的维护作业的期间重叠的情况下，有时发生电力供给量相对于电力需求而言不足、或者无法确保用于维护作业的人员这样的状况。
本发明是鉴于如以上那样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够横跨多个发电单元地考虑损失成本、且能够通过发电单元组整体的高效的维护计划的制定来谋求总成本的降低的发电单元组的维护计划支援系统。
用于解决问题的方案
本发明是关于如下方案：(1)发电单元组的维护计划支援系统(以下还仅称为“系统”)是对包含多个发电单元的发电单元组的维护计划进行支援，其特征在于，具备：
效率运算部，对所述发电单元各自的效率进行分析；
燃料损失成本运算部，求出由随着所述效率的下降所引起的燃料的过量消耗而产生的燃料损失成本；
损失成本运算部，根据燃料损失成本和用于改善效率的维护作业费用求出每个发电单元的损失成本；以及
总成本运算部，根据所述损失成本求出所述多个发电单元整体的总成本；
(2)根据所述(1)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，损失成本是各发电单元中的燃料损失成本与维护作业费用之差；
(3)根据所述(1)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，还具备燃料损失成本预测部，该燃料损失成本预测部根据效率变化的倾向求出燃料损失成本的趋势，根据该趋势求出预测出在下一次的维护作业时产生的燃料损失成本；
(4)根据所述(1)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，还具备可供给电力计算部，该可供给电力计算部按时间序列求出基于维护计划的发电单元组整体的可供给的电力，以能够与所预测的电力需求的趋势进行比较；
(5)根据所述(4)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，还具备维护作业人员数计算部，该维护作业人员数计算部按时间序列求出基于维护计划的发电单元组整体所需的维护作业人员数，以能够与所预测的能够确保的维护作业人员数的趋势进行比较；
(6)根据所述(1)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，分别根据构成发电单元的每个设备的维护作业有无实施来求出燃料损失成本和维护作业费用；
(7)根据所述(6)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，发电单元是火力发电单元，设备是锅炉的热交换器；
(8)根据所述(5)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，还具备自动计划部，该自动计划部根据总成本自动地计划发电单元组的维护，
所述自动计划部制定维护计划，以使得在由可供给电力计算部按时间序列求出的电力为所预测的电力需求以上、且所预测的能够确保的维护作业人员数为由维护作业人员数计算部按时间序列求出的维护作业人员数以上这样的条件下，总成本为最小值；
(9)根据所述(1)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，还具备供给电力修正部，该供给电力修正部对发电单元各自的可供给的电力进行修正，
根据由所述供给电力修正部修正后的电力的计划再次求出总成本；
(10)根据所述(1)所记载的发电单元组的维护计划支援系统，还具备负荷分配运算部，该负荷分配运算部根据每个发电单元的电力的负荷与燃料损失成本的对应关系实施经济的负荷分配。
此外，在本说明书中“经济的负荷分配”是指，对于具有效率互不相同的至少2个以上的发电单元的发电单元组使总成本最小时的对各发电单元的负荷分配。
发明效果
本发明能够提供一种能够横跨多个发电单元地考虑损失成本、且能够通过发电单元组整体的高效的维护计划的制定来谋求总成本的降低的发电单元组的维护计划支援系统。
附图说明
图1是表示本发明的第一及第二实施方式的结构的概略框图。
图2是表示图1的过程值数据库的结构的一例的概略图。
图3是表示图1的燃料单价数据库的结构的一例的概略图。
图4是表示求出随着效率的下降所引起的燃料损失成本的增加倾向时的概念的概略图，(a)表示经过时间与燃料损失成本的关系，(b)表示电力量与燃料损失成本的关系。
图5是表示图1的运转计划数据库的结构的一例的概略图。
图6的表示根据燃料损失成本和维护作业费用求出总成本时的概念的概略图。
图7是表示图1的输入输出装置中的操作画面(检查工序的修正前的画面)的一例的概略图。
图8是表示图1的输入输出装置中的操作画面(检查工序的修正画面)的一例的概略图。
图9是表示图1的检查数据库的结构的一例的概略图。
图10是表示图1的输入输出装置中的操作画面(检查工序的修正后的画面)的一例的概略图。
图11是表示图1的输入输出装置中的操作画面(电力供给量和维护作业人员的确认用的画面)的一例的概略图。
图12是表示图1的电力需求数据库的结构的一例的概略图。
图13是表示图1的作业人员数据库的结构的一例的概略图。
图14是表示图1的设施信息数据库的结构的一例的概略图。
图15是表示图1的输入输出装置中的操作画面(运转计划的设定画面)的一例的概略图。
图16是表示本发明的第二实施方式的图1的输入输出装置中的操作画面(维护作业内容的修正画面)的一例的概略图。
图17是表示本发明的第二实施方式的图1的检查数据库的结构的一例的概略图。
图18是表示本发明的第二实施方式的图1的设施信息数据库的结构的一例的概略图。
图19是表示本发明的第三实施方式的结构的概略框图。
图20是表示图19的设施效率数据库的结构的一例的概略图。
图21是表示图19的输入输出装置中的操作画面(检查工序的修正后的画面)的一例的概略图。
附图标记说明
S1～S3：发电单元组的维护计划支援系统；201：效率运算部；202：燃料损失成本运算部；203：燃料损失成本预测部；204：损失成本运算部；205：总成本运算部；206：制约条件处理部；207：可供给电力计算部；208：维护作业人员数计算部；210：自动计划部；211：优化处理部；212：负荷分配运算部。
具体实施方式
本发明的发电单元组的维护计划支援系统是对包含多个发电单元的发电单元组的维护计划进行支援的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，具备：效率运算部，对上述发电单元各自的效率进行分析；燃料损失成本运算部，求出由于随着上述效率的下降所引起的燃料的过量消耗而产生的燃料损失成本；损失成本运算部，根据燃料损失成本和用于效率改善的维护作业费用求出每个发电单元的损失成本；以及总成本运算部，根据上述损失成本求出上述多个发电单元整体的总成本。
由该系统支援维护计划的发电单元组具有至少一个包括一个以上的发电单元(将“发电单元”还仅称为“单元”)的发电厂，作为整体由多个发电单元构成。
这样，该系统具备上述效率运算部、燃料损失成本运算部、损失成本运算部以及总成本运算部，因此能够横跨多个发电单元地考虑损失成本，通过发电单元组整体的高效的维护计划的制定来能够谋求总成本的降低。
在此，对于由该系统支援维护计划的发电单元不特别限定，优选发电单元是火力发电单元，进行维护的设备是锅炉的热交换器。这样，通过将该系统应用于火力发电单元，能够更有效地降低火力发电单元组的总成本。
下面，参照附图来说明该系统的第一～第三实施方式，但是本发明并不仅限定于该图所记载的实施方式。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的结构的概略框图。如图1所示，该系统S1大致包含过程值数据库101、效率运算部201、燃料损失成本运算部202、燃料损失成本预测部203、损失成本运算部204、总成本运算部205以及制约条件处理部206。
过程值数据库101保存从发电单元组的各发电单元取入的测量数据。例如图2所示，上述测量数据是按各发电单元的数据(信号A、信号B等)，该测量数据按时间序列地保存在过程值数据库101中。另外，在该过程值数据库101中，还将后述的燃料代码与设施中的传感器信号值一起进行保存。
效率运算部201对发电单元各自的效率进行分析。具体地说，该效率运算部201使用过程值数据库101中保存的测量数据运算构成发电单元的设备各自的效率、或者运算以发电单元为单位的效率。例如在煤炭火力发电厂的情况下，使用用下述式(1)表示的锅炉室的效率(锅炉室效率ηb)和用下述式(2)表示的涡轮室的效率(涡轮室效率ηt)来导出上述效率。另外，这些导出的结果按时间序列保存在效率数据库102中。
[数1]
ηb：锅炉室效率[％]
Q：锅炉输出热量[kW]
H：燃料发热量[kJ/kg]
F：燃料流量[t/h]
[数2]
ηt：涡轮室效率[％]
G：发电机输出[kW]
Q：锅炉输出热量[kW]
燃料损失成本运算部202根据效率运算部201运算出的效率值求出由于随着上述效率的下降所引起的燃料的过量消耗而产生的燃料损失成本。该燃料损失成本运算部202例如使用以下的式(3)、式(4)以及式(5)来进行运算。
[数3]
ΔF：过量燃料消耗量[t/h]
G：发电机输出[kW]
H：燃料发热量[kJ/kg]
ηt：涡轮室效率[％]
ηb：锅炉室效率[％]
ηb0：锅炉室效率基准值[％]
上述式(3)是根据效率运算部201运算出的锅炉室效率ηb和涡轮室效率ηt求出由于效率的下降而过量地消耗的燃料的流量的式子。在此，例示构成发电单元的设备中的锅炉的效率下降。根据实际的效率ηb相对于锅炉室效率基准值ηb0的偏差求出过量燃料消耗量。在此，关于锅炉室效率基准值ηb0，使用在负荷、煤炭组成等运转条件下校正后的值。
[数4]
C＝ΔF×P…(4)
C：单位时间的损失成本[￥/h]
ΔF：过量燃料消耗量[t/h]
P：燃料单价[￥/t]
上述式(4)是将过量燃料消耗量换算为成本的式子。在该换算中使用的燃料单价的信息保存在燃料单价数据库103中。在本实施方式中，例如图3所示，在燃料单价数据库103中保存有煤炭种类(燃料的种类)、按煤炭种类分配的燃料代码以及与燃料代码对应的燃料单价。燃料损失成本运算部202使用它们取入与煤炭种类代码对应的燃料单价的数据，运算对于过量燃料消耗量的燃料成本。用上述式(4)求出的损失成本是单位时间的损失成本，表示与发电单元的运转条件及效率劣化的状态相应的瞬时值。
[数5]
L＝∑C×ΔT...(5)
L：到当前为止的损失成本[￥]
C：单位时间的损失成本[￥/h]
ΔT：分析时间间隔[h]
上述式(5)是求出到当前(表示损失成本的运算时。下同)为止产生的损失成本的总额的式子。使用该式，以刚定期检查(在本说明书中还称为“检查”)之后等为基准，对用式(4)求出的单位时间的损失成本进行累计，由此求出由于效率劣化而产生的损失成本。
如以上那样由燃料损失成本运算部202运算出的损失成本的运算结果按时间序列被保存在燃料损失成本数据库104中。
燃料损失成本预测部203根据效率变化的倾向求出燃料损失成本的趋势，根据该趋势求出预测出在下一次的维护作业时产生的燃料损失成本。在此，参照图4说明求出随着效率的变化(下降)所引起的燃料损失成本的趋势时的概念。图4的(a)其横轴是从作为效率评价的基准的刚检查之后起的经过时间，表示经过时间与燃料损失成本(燃料损失成本运算部202输出的单位时间的损失成本)的关系。
另外，在实施部分负荷运转等的情况下，效率劣化的进展速度也变化，例如越是低负荷则所使用的煤炭的量也越少，因此附着的污垢的量也越少，从而效率劣化的进展速度暂时被抑制。在燃料损失成本预测部203中，为了排除这样的暂时性的影响，例如图4的(b)所示，将横轴变换为从刚检查之后起的电力量来掌握燃料损失成本的变化倾向。在图4的(b)的例子中，根据直线近似时的斜率来评价单位时间的燃料损失成本的增加速度、即效率下降的进展速度。
该燃料损失成本预测部203例如通过使用以下的式(6)、式(7)以及式(8)的运算来预测将来可能产生的燃料损失成本。
[数6]
P(T)＝∑[w(T)×ΔT)···(6)
P(T)：从当前起的累计电力量(计划)[MWh]
T：以当前为基准的经过时间[h]
W(T)：发电负荷(计划)[MW]
ΔT：分析时间间隔[h]
上述式(6)是以当前为基准来求出经过T小时后的累计电力量P(T)的预测值的式子。在该式中，使用发电负荷的计划值W(T)。此外，与上述发电负荷的计划值有关的数据在运转计划数据库105(参照图1)中如图5所示那样按每个发电单元被保存。例如在图5的例子中，针对B发电厂的单元1，如下发电负荷的计划值被保存在运转计划数据库105中：在2015年12月1日的19点为1,000MW，在1小时后的20点将负荷下降至300MW，以300MW的负荷运转至第二天2015年12月2日的7点，在1小时后的8点将负荷上升至1,000MW。
[数7]
Cp(T)＝a×P(T)+C0 ···(7)
Cp(T)：单位时间的燃料损失成本的预测值[￥/h]
T：以当前为基准的经过时间[h]
a：单位时间的燃料损失成本的变化率[￥/h/MWh]
P(T)：从当前起的累计电力量(计划)[MWh]
C0：当前的单位时间的燃料损失成本[￥/h]
上述式(7)是以当前为基准来求出经过T小时后的单位时间的燃料损失成本Cp(T)的预测值的式子。在式(7)中，单位时间的燃料损失成本的变化率a是如图4的(b)所示将燃料损失成本的变化进行了线性近似时的斜率。假定今后(损失成本的运算时以后)的燃料损失成本的变化按照变化率a而使用该变化率a。由此，上述燃料损失成本Cp(T)的预测值是如上述式(7)所示对由燃料损失成本运算部202求出的当前的单位时间的燃料损失成本C0加上与从当前起的累计电力量P(T)相应的值来求出的。
[数8]
Lp(T)＝∑{Cp(T)×ΔT}+L0···(8)
Lp(T)：燃料损失成本的预测值[￥]
T：以当前为基准的经过时间[h]
Cp(T)：单位时间的燃料损失成本的预测值[￥/h]
ΔT：分析时间间隔[h]
L0：当前的燃料损失成本[￥]
上述式(8)是以当前为基准来经过T小时后的燃料损失成本Lp(T)的预测值。上述预测值为用式(7)求出的单位时间的燃料损失成本的累计值。具体地说，上述预测值是如上述式(8)所示对由燃料损失成本运算部202求出的当前的燃料损失成本L0进行加法运算来求出的。
这样，该系统S1具备燃料损失成本预测部203，由此能够更准确地掌握维护作业时的损失成本，能够制定更适当的维护计划。此外，由燃料损失成本预测部203运算出的燃料损失成本的预测值的运算结果按时间序列被保存在燃料损失成本数据库104中。
损失成本运算部204根据燃料损失成本和用于改善效率的维护作业费用求出每个发电单元的损失成本。该损失成本例如是各发电单元中的燃料损失成本与维护作业费用之差。作为上述燃料损失成本，能够采用由燃料损失成本运算部202求出的燃料损失成本和由燃料损失成本预测部203求出的燃料损失成本中的任一个。此外，维护作业费用是以发电单元的效率改善为目的的费用，例如是如用于清洗构成发电单元的设备的人工费、材料费等的维护作业所需的全部费用的合计额。
在本实施方式中，作为燃料损失成本例示由燃料损失成本预测部203求出的燃料损失成本。因而，该系统S1根据由燃料损失成本预测部203求出的燃料损失成本的趋势预测各单元的检查开始日(计划期间)的燃料损失成本的值，运算该值与锅炉维护费用之差来作为损失成本。由此，在降低总成本的基础上，能够针对每个发电单元掌握更适当的维护作业的时期。
此外，每个发电单元的损失成本最小的条件是如图6所示那样燃料损失成本与维护作业费用一致的时间点。上述的按发电单元的损失成本被保存在按发电单元的损失数据库106中。
总成本运算部205根据各发电单元的损失成本求出多个发电单元整体的总成本。该总成本运算部205对由损失成本运算部204计算出的每个发电单元的损失成本进行合计来计算损失成本的合计额。由此，能够掌握发电单元组整体的成本。
制约条件处理部206分别针对电力和维护作业人员数，按时期计算所预测的需求量与能够确保的供给量之差。如图1所示，该制约条件处理部206具有可供给电力计算部207和维护作业人员数计算部208。
可供给电力计算部207按时间序列求出基于维护计划的发电单元组整体的可供给电力，以能够与所预测的电力需求的趋势进行比较。具体地说，使用检查数据库107中保存的与各单元的检查工序有关的信息、设施信息数据库109中保存的各发电厂的各单元的额定电力以及检查作业所需的人员的信息(参照图14)等数据，对能够运转的单元、即不是检查中的单元的额定电力进行合计来计算电力的可供给量。
维护作业人员数计算部208按时间序列求出基于维护计划的发电单元组整体所需的维护作业人员数，以能够与所预测的能够确保的维护作业人员数的趋势进行比较。具体地说，使用检查数据库107中保存的与各单元的检查工序有关的信息、作业人员数据库108中保存的事先输入的检查中的作业人员的确保人数的信息(参照图13)的信息、设施信息数据库109中保存的各发电厂的各单元的额定电力以及检查作业所需的人员的信息(参照图14)等数据，计算上述所需的维护作业人员数。
另外，上述制约条件处理部206关于电力，根据由上述可供给电力计算部207求出的电力以及从电力需求数据库110获取的鉴于历年的电力需求而事先输入的需求的预测值(参照图12)计算其差。另外，制约条件处理部206关于维护作业人员数，根据由上述维护作业人员数计算部208求出的维护作业人员数以及从作业人员数据库108获取的事先输入的检查中的作业人员的确保人数(参照图13)计算其差。此外，由制约条件处理部206计算出的与电力及维护作业人员数有关的上述数据被保存在制约条件数据库111中。
这样，制约条件处理部206具有上述可供给电力计算部207且计算上述电力的差，由此该系统S1能够确认可供给的电力是否满足电力需求，能够可靠地避免电力供给量不足。另外，制约条件处理部206具有上述维护作业人员数计算部208且计算上述作业人员数的差，由此该系统S1能够确认作业人员是否充足，能够可靠地避免作业人员不足。
接着，说明进行发电单元组的维护计划的过程的一例。维护计划例如以在考虑了与设施运用有关的制约条件的基础上将发电厂的各单元的维护作业的实施日设定为尽可能接近最佳日的时期、并且降低总成本的方式来决定。下面，说明维护计划的优化处理。
图7是表示图1的输入输出装置200中的操作画面(检查工序的修正前的画面)的一例的概略图。在操作画面G1中，如图7所示那样显示有各发电厂中的各单元的检查工序。该操作画面G1表示事先计划的工序，是优化前的状态。在发电单元中存在法定检查期限，日本国内的锅炉的上述期限是2年。也就是说，不进行检查而能够运转锅炉的上限是2年。在图7所示的操作画面G1上显示有法定检查期限。
另外，在该操作画面G1中，显示通过上述运算获得的损失成本，在修正了维护计划的情况下还显示通过上述修正而计算的损失成本的增减额(工序修正后增减额)。在此，图7的操作画面G1是修正工序之前的状态，因此未显示工序修正后增减额。另外，在上述操作画面上显示的检查期间等的信息被保存在图1所示的检查数据库107、按发电单元的损失数据库106等中。此外，在上述检查数据库107中，针对各发电厂的每个单元保存有检查开始日和结束日(当初计划的检查期间和由该系统S1修正后的检查期间)、法定检查期限、锅炉维护费用等，在按发电单元的损失数据库106中保存有上述按发电单元的损失成本。
接着，说明维护计划(工序)的修正。在此，说明从图7所示的发电单元组中选择了发电厂A的单元2作为进行修正的单元的一例。在当初的计划中预订了在从2015年5月20日至2015年7月10日的期间进行检查，但是修正成将该期间提前到从2015年4月1日至2015年5月20日的期间。
此时，如图8所示，将检查开始日修正成接近使损失成本为最小的日期(最佳日期)。可知，其结果是单元2的损失成本从225M￥减少为5M￥，获得220M￥的成本削减效果。图9是表示图1的检查数据库107的结构的一例的概略图。当上述的修正后的检查工序被登记时，修正后的工序的数据如图9所示从损失成本运算部204被保存到上述检查数据库107。
接着，显示添加了与上述发电厂A的单元2有关的工序的修正后的发电单元组整体的维护计划。此时，总成本运算部205对由损失成本运算部204计算出的每个发电单元的损失成本进行合计来求出多个发电单元整体的总成本。图10是表示图1的输入输出装置200中的操作画面G3(检查工序的修正后的画面)的一例的概略图。如该图所示，发电厂A的单元2的工序被修正为早的时期，随着该修正所引起的损失成本和工序修正后的增减额被显示在操作画面G3中。此外，虽然不进行详述，但是发电厂B的单元2的工序以与发电厂A的单元2的工序更替的方式被修正为晚的时期。通过进行这样的操作，能够避免多个单元的检查集中，并且能够削减多个发电单元整体的总成本。
接着，从设施运用上的观点出发确认在修正后的工序中是否有障碍。图11是表示图1的输入输出装置200中的操作画面(电力供给量和维护作业人员的确认用的画面)的一例的概略图。在本实施方式中，例示了电力供给量和检查作业的维护作业人员的确认。具体地说，电力需求的预测值和由可供给电力计算部207求出的可供给的电力、以及能够确保的作业人员数和由维护作业人员数计算部208求出的所需的维护作业人员数分别按间序列被显示在操作画面G4中。
在此，该系统S1也可以还具备对发电单元各自的可供给的电力进行修正的供给电力修正部(未图示)，使得能够按每个发电单元设定运转计划，基于由供给电力修正部修正后的电力的计划再次求出总成本。作为具体例子，例如在图15中例示了白天为额定负荷1,000MW、夜间为部分负荷300MW的运转计划。当由用户登记这样的运转计划时，燃料损失成本预测部203匹配该数据地进行预测。如上所述，因效率下降引起的燃料损失成本的进展速度根据电力量而变化，因此，如果变更为低负荷下的运转计划则燃料损失成本的随时间的变化率变得缓慢。这样，该系统S1还具备供给电力修正部，由此能够修正当初的运转计划，根据上述修正能够谋求总成本的可靠的降低。
另外，该系统S1还具备根据总成本自动地计划发电单元组的维护的自动计划部210，上述自动计划部210在由可供给电力计算部207按时间序列求出的电力为所预测的电力需求以上、且所预测的能够确保的维护作业人员数为由维护作业人员数计算部208按时间序列求出的维护作业人员数以上这样的条件下，以使总成本为最小值的方式制定维护计划。
自动计划部210例如由图1所示的优化处理部211构成。优化处理部211将由总成本运算部205计算出的总成本作为评价函数来使其接近最小，并且以确保由制约条件处理部206计算的电力供给量和维护作业人员具有余量、且检查时期不超过从检查数据库107获取的法定检查期限的方式决定运转计划。
作为自动地决定上述运转计划的方法，例如可列举通过基于整数规划法的调度处理自动地运算的方法等。在该方法中，对于各单元，将实施检查的日期定义为1，将不实施的日期定义为0。由此，每日的1和0的排列表示各单元的运转计划。在上述调度处理中，以使评价函数最小、且满足制约条件的方式求出1和0的排列。此外，作为用于更高效地搜索最优解的调度方法，能够适当采用作为一般方法的分支限界法、或者使用遗传算法的方法等各种方法。
这样，该系统S1具备自动计划部210，由此能够迅速且可靠地制定维护计划。
[第二实施方式]
第二实施方式所涉及的系统分别基于构成发电单元的每个设备的维护作业有无实施来求出燃料损失成本和维护作业费用。该第二实施方式针对构成各发电单元的每个设备选择是否实施维护作业，在这一点上不同于第一实施方式。具体地说，在第一实施方式中，根据锅炉整体的效率求出燃料损失成本来实施了该锅炉整体的维护作业，但是在第二实施方式中，求出每个火炉等热交换器的燃料损失成本来选择需要维护的设备。
下面，参照图16～图18来说明第二实施方式。此外，该系统S2除了数据库的结构和一部分运算内容以外都与图1的结构相同，因此采用图1的结构。另外，除了以下的说明以外与第一实施方式同样，因此引用第一实施方式的说明来省略说明。
在图16中示出本实施方式中的维护作业内容的修正时的操作画面的一例。在该操作画面G6中，针对构成锅炉的作为各种热交换器的火炉、二次过热器、三次过热器、再热器、一次过热器、省煤器，显示出燃料损失成本的预测值(在此，当前计划的检查开始时间点的燃料损失成本的预测值)。另外，在该操作画面G6中，针对各种热交换器还一并显示了在省略了清洗等维护作业时的维护作业费用的可削减费用和检查期间的可缩短天数。
在该操作画面G6中，火炉的燃料损失成本预测小，而且省略了清洗作业时的可削减费用大且检查的可缩短天数也长。因而，在本次的检查中，能够作出省略火炉的清洗作业等判断。针对省略维护作业的热交换器，按下作业省略的复选按钮来登记数据。由此，能够在省略了清洗作业的条件下进行维护计划的优化。
在该系统S2的检查数据库107中，如图17所示，除了图9的数据以外还追加有省略了火炉、二次过热器等各种热交换器的维护作业(清洗作业)时的削减费用和检查作业的可缩短天数的数据。此外，这些数据为显示在上述操作画面G6中的数据。另外，在该系统S2的设施信息数据库109中，如图18所示，除了图4的数据以外还追加有检查天数。
在该系统S2中，首先在效率运算部201中，使用下述式(9)来计算作为导热效率的指标的各热交换器的传热率。
[数9]
K：传热率[kW/m2/℃]
Q：导热量[kW]
A：导热面积[m2]
ΔT：蒸气-气体的对数平均温度差[℃]
在此，如果污垢附着于各种热交换器的配管则根据其程度而导热效率下降，其结果，传热率的值也下降。因此，燃料损失成本运算部202根据计算出的传热率的当前值与基准值之差求出由于配管的污垢而过量地消耗的燃料流量。具体地说，实施锅炉的热平衡计算，求出与各热交换器的传热率的下降量相应的锅炉室效率的下降量，将其换算为燃料流量。
接着，与第一实施方式同样地，燃料损失成本运算部202使用上述过量地消耗的燃料流量的值求出到当前为止的燃料损失成本，之后燃料损失成本预测部203求出预测为在下一次的维护作业时产生的燃料损失成本。
接着，在图16所示的操作画面G6中，当例如选择火炉的作业省略时，作为维护费用的可削减费用反映出50M￥，作为检查的可缩短天数反映出7日的信息，从图9所示的检查数据库107中保存的维护费用减去50M￥，且检查结束日提前7日，并且由总成本运算部205修订总成本。此外，与第一实施方式同样地，也可以在自动计划部210中由优化处理部211使总成本成为最小值。
这样，该系统S2分别根据构成发电单元的每个设备的维护作业有无实施来求出燃料损失成本和维护作业费用，因此与优先级低的设备的维护的排除相应地，能够降低维护作业费用和维护期间，能够有效地降低总成本。
[第三实施方式]
第三实施方式所涉及的系统还具备根据每个发电单元的电力的负荷与燃料损失成本的对应关系实施经济的负荷分配的负荷分配运算部。该第三实施方式具备负荷分配运算部，在这一点上不同于第一及第二实施方式。下面，参照图19～图21来说明第三实施方式。此外，对与第一实施方式同样的部分附加相同的符号来省略其详细的说明。另外，除了以下的说明以外与第一实施方式同样，因此引用第一实施方式的说明来省略说明。
如图19所示，该系统S3大致包括由与上述系统S1中说明的结构同样的结构、设施效率数据库112、负荷分配运算部212以及负荷分配数据库113。
设施效率数据库112保存每个发电单元的燃料成本曲线的信息。上述“燃料成本曲线”是指如图20所示表示发电输出与燃料成本的对应关系的函数。一般来说，发电输出越低则发电单元的效率越下降，因此每单位输出的燃料成本存在增加的倾向。
负荷分配运算部212计算针对如图12所示的电力需求数据库110中保存的电力需求预计对多个单元实施了经济的负荷分配时的燃料成本。在该负荷分配运算部212中的处理中，使用在如图14所示的设施信息数据库109中保存的额定电力的数据和在如图9所示的检查数据库107中保存的修正后的检查期间的数据。
负荷分配运算部212使用上述数据，例如使用用下述式(10)表示的评价函数来计算燃料成本。此时，以使F(T)的值为最小的方式决定单元i与负荷Pi的组合，由此进行经济的负荷分配。此外，由负荷分配运算部212计算出的经济的负荷分配被保存在负荷分配数据库113中。
[数10]
F(T)：时刻T的全部单元的燃料成本[￥/h]
Pi：单元i的发电机输出[MW]
Fi(Pi)：单元i的发电机输出Pi时的燃料成本[￥/h]
D(T)：时刻T的电力需求[MW]
Pi,min：单元i的发电机输出的下限值[MW]
Pi,max：单元i的发电机输出的上限值[MW]
在此，上述评价函数的制约条件是负荷Pi的全部单元的合计值与时刻T的电力需求P(T)一致。此外，负荷Pi在发电单元处于检查期间而停止了其运转的情况下不能获得发电输出，因此负荷Pi＝0。另一方面，在发电单元未处于检查期间而能够运转的情况下，负荷Pi进入规定范围。关于上述规定范围，例如将上限设定为额定电力的100％，将下限(最低输出)设定为额定输出的30％。
并且，负荷分配运算部212也可以使用下述式(11)，在一定期间(例如1年)对F(T)进行累计来求出该期间的燃料成本Ftotal。
[数11]
Ftotal＝∑F(Ti)ΔT...(11)
Ftotal：期间内的总燃料成本[￥]
F(Ti)：时刻Ti的全部单元的燃料成本[￥/h]
ΔT：分析时间间隔[h]
使用上述式(11)分别计算检查工序的修正前后的燃料成本并求出其差，由此能够评价检查工序修正对于针对全年的电力需求实施了经济的负荷分配时的燃料成本的影响。
接着，表示该系统S3的操作画面的一例。图21是表示图19的输入输出装置中的操作画面(检查工序的修正后的画面)的一例的概略图。在该操作画面G7中还显示有进行经济的负荷分配所引起的总成本的变化。在该操作画面G7中，经济的负荷分配为负的值，表示针对全年的电力需求，具有低的发电效率的单元的发电量变大。与此相对，如果具有高的发电效率的单元的发电量变大，则经济的负荷分配为正的值。这样，该系统S3还一并能够评价考虑了经济的负荷分配时的效果。
此外，如上所述的结果意味着，在例如因根据发电单元而运转年数大不相同等理由而设施效率按每个单元存在差的情况下，尽可能选择效率高的发电单元来使该发电单元连续长时间地运转时作为整体而言更能够降低燃料成本。
这样，该系统S3还具备根据每个发电单元的电力的负荷与燃料损失成本的对应关系实施经济的负荷分配的负荷分配运算部212，因此能够考虑每个发电单元的效率的差异来最优地分配由各发电单元供给的电力，更能够降低总成本。
此外，本发明不限定于上述的实施方式的结构，是由权利要求书来表示，意图包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。
例如在上述的实施方式中，说明了该系统S1～S3均具备燃料损失成本预测部203、可供给电力计算部207以及维护作业人员数计算部208的系统，但是均不具备它们的系统、具备它们中的某一部分的系统也在本发明所意图的范围内。
另外，在上述的实施方式中，说明了损失成本为各发电单元中的燃料损失成本与维护作业费用之差的系统S1～S3，但是损失成本不限定于上述差。

Claims (10)

1.一种发电单元组的维护计划支援系统，对包含多个发电单元的发电单元组的维护计划进行支援，其特征在于，具备：
效率运算部，对所述发电单元各自的效率进行分析；
燃料损失成本运算部，求出由随着所述效率的下降所引起的燃料的过量消耗而产生的燃料损失成本；
损失成本运算部，根据燃料损失成本和用于改善效率的维护作业费用求出每个发电单元的损失成本；以及
总成本运算部，根据所述损失成本求出所述多个发电单元整体的总成本。
2.根据权利要求1所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
损失成本是各发电单元中的燃料损失成本与维护作业费用之差。
3.根据权利要求1所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
还具备燃料损失成本预测部，该燃料损失成本预测部根据效率变化的倾向求出燃料损失成本的趋势，根据该趋势求出预测出在下一次的维护作业时产生的燃料损失成本。
4.根据权利要求1所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
还具备可供给电力计算部，该可供给电力计算部按时间序列求出基于维护计划的发电单元组整体的可供给的电力，以能够与所预测的电力需求的趋势进行比较。
5.根据权利要求4所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
还具备维护作业人员数计算部，该维护作业人员数计算部按时间序列求出基于维护计划的发电单元组整体所需的维护作业人员数，以能够与所预测的能够确保的维护作业人员数的趋势进行比较。
6.根据权利要求1所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
分别根据构成发电单元的每个设备的维护作业有无实施来求出燃料损失成本和维护作业费用。
7.根据权利要求6所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
发电单元是火力发电单元，设备是锅炉的热交换器。
8.根据权利要求5所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
还具备自动计划部，该自动计划部根据总成本自动地计划发电单元组的维护，
所述自动计划部制定维护计划，以使得在由可供给电力计算部按时间序列求出的电力为所预测的电力需求以上、且所预测的能够确保的维护作业人员数为由维护作业人员数计算部按时间序列求出的维护作业人员数以上这样的条件下，总成本为最小值。
9.根据权利要求1所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
还具备供给电力修正部，该供给电力修正部对发电单元各自的可供给的电力进行修正，
根据由所述供给电力修正部修正后的电力的计划再次求出总成本。
10.根据权利要求1所述的发电单元组的维护计划支援系统，其特征在于，
还具备负荷分配运算部，该负荷分配运算部根据每个发电单元的电力的负荷与燃料损失成本的对应关系实施经济的负荷分配。
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