CN1673910A - 成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统 - Google Patents

Abstract

成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统，考虑成套设备启动运转时的最佳运转模式或当时的成本，以较少的计算量迅速准确地计算最佳的运转计划。成套设备的运转计划最优化系统(10)包括：数据输入单元(14)，发送一个以上的控制对象成套设备(11)的未来运转计划值；运转数据输入单元(12)，发送控制对象成套设备的运转数据；运转计划运算装置(13)，从两输入单元输入运转计划值及成套设备运转数据，进行控制对象成套设备的运转计划最优化计算。运转计划运算装置具备进行运转计划的最优化计算的最优化运算部(17)及数据库(18)，该数据库中保存并存储了控制对象成套设备的运转模式的种类、运转方式、对应运转模式的运转成本，在最优化运算部的运转计划最优化计算中参照存储数据。

Description

成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统

技术领域

本发明涉及成套设备(plant)的运转计划(schedule)最优化方法及最优化系统，计算出包括成套设备或机器的启动/停止的最佳运转计划。

背景技术

为了使联合循环发电站、火力发电站、核电站等各种发电站或成套设备构成机器的经济效益和运转效率最优化，提出了最佳运转计划方法或采用最佳控制方法的各种运转管理系统。

在该运转管理系统中，有一种采用了在非专利文献1中记载的模型预测控制(Model Predictive Control)的方法。该模型预测控制方法公开了一种控制算法，该控制算法考虑作为控制对象的控制对象成套设备的动态特性模型、未来目标值(运转计划值)、运转制约条件，来计算使评价函数最小化的最佳操作信号串。

图9示出现有运转管理系统中的模型预测控制方式的简要结构图。该运转管理系统中，将控制对象成套设备或系统的操作量及控制量赋予预测模型来进行最优化计算，并根据其预测响应来对控制对象成套设备的运转进行最优化。

此外，在专利文件1中公开了另一种最优化方法，该最优化方法考虑与作为成套设备构成机器的发电机的启动/停止有关的启动时间制约、停止时间制约等制约条件，将使由燃料量、启动量构成的发电机的运行成本最小的发电机的启动停止计划，将制约条件、燃料成本、启动成本、停止成本等集约化了参数纳入物理模型中，通过最优化计算预先求得，来考虑发电机的启动/停止。

实际上，如专利文件2所示，提出了这样一种基于物理模型的最优化方法，该方法在发电站及成套设备构成机器的启动/停止时，例如，在发电站的情况下，考虑成套设备的寿命，并根据作用于成套设备构成机器的热应力控制条件，将最短时间的启动/停止运转方式(pattern)作为基于物理模型的非线性最优化问题来解决。

在这些运转管理系统中，在将成套设备或成套设备构成机器的运转最优化的最优化运算中，使用非专利文件2所介绍的各种最优化方法，另外，在考虑了成套设备或成套设备构成机器的启动/停止的运转计划最优化问题中，使用了非专利文件3所介绍的整理计划法和混合整数计划法。

【专利文件1】：日本特开2002-300720号公报；

【专利文件2】：日本特开平8-128305号公报；

【非专利文件1】：定期刊物《系统/控制/信息》(「システム/制御/情報」)的46卷、第5号、2002年发行、大岛正裕、小河守正氏的论文《模型预测控制-1》(「モデル予测制御-1」)(参照第286页～第293页)

【非专利文件2】：并木俊秀、福岛雅夫编《最优化方法》(「最適化の手法」)共立出版、2001年9月25日发行，参照第1章(第5页～第34页)及第4章(第105页～第143页)

【非专利文件3】：今野浩、铃木久敏编《整数计划法及其组合最优化》(「整数計画法および組合せ最適化」)日科技联、1999年2月15日发行，参照第4章(第49页～第80页)。

非专利文件1公开的现有的采用了模型预测控制的运转计划最优化方法中，操作变量(独立变量)是决定成套设备的运用条件的连续量，该运转计划最优化方法不是考虑如成套设备的启动/停止等事件性动作的最优化计划。

此外，专利文件1中记载的发电机的启动停止计划制作装置，采用考虑了发电机的启动停止制约条件的最优化，在该最优化中，成套设备(发电机)的启动时/停止时的运转方法采用启动制约时间内、停止制约时间等被集约了的模型参数来进行最优化计算。在实际成套设备启动时的运转方法中，根据成套设备构成机器的保护、安全运转、热应力、材料强度等物理制约条件，确定最佳运转方式，但是，在专利文件1中，并没有考虑物理制约条件，并不适合用作实际成套设备启动时的运转方法。

再有，在专利文件2中记载的火力发电站启动控制系统及其启动控制方法中，采用详细的物理模型来常时进行启动模式的最优化运算而进行启动，因此需要庞大的计算量，且由于需要在计算上花费较多的时间，故很难迅速进行启动。

发明内容

本发明考虑了上述情况，其目的在于提供一种成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统，它们考虑成套设备启动运转时的最佳运转方式或此时的成本，以较少的计算量迅速且准确地计算出最佳运转计划。

为了解决上述课题，本发明第1方案的一种成套设备的运转计划最优化方法，根据大于等于一个控制对象成套设备的特性模型、运转制约条件、从当前至未来的运转计划值，来计算使得成本评价函数最小的最优运转计划，将上述控制对象成套设备的运转模式的种类作为运转模式变量，用作运转计划最优化计算中的独立变量的一部分；将根据运转模式变量预先确定的运转模型作为运转限制条件进行赋予；进行上述控制对象成套设备的运转计划最优化计算，以使每个运转模式的运转成本或模式变化时的运转成本在上述成本评价函数内最小。

此外，为了解决上述课题，本发明第2方案的一种成套设备的运转计划最优化方法，将上述控制对象成套设备的运转模式的种类、运转方式、运转模式对应的运转成本，存储到不同于最优化运算部的数据库中，在由最优化运算部进行控制对象成套设备的运转计划最优化计算时，参照上述数据库。另外，本发明第3方案的一种成套设备的运转计划最优化方法，通过使用了控制对象成套设备的模型的最优化计算，计算出特定运转模式中最佳运转方式及当时的运转成本，用计算出的最佳运转方式及运转成本来更新存储有运转模式的种类、运转方式、对应于运转模式的运转成本的数据库。

此外，为了解决上述课题，本发明第4方案的一种成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，包括：数据输入单元，传送大于等于一个的控制对象成套设备的未来运转计划值；运转数据输入单元，传送上述控制对象成套设备的运转数据；运转计划运算装置，从上述两个输入单元输入运转计划值及成套设备运转数据，来进行控制对象成套设备的运转计划最优化计算；上述运转计划运算装置具备进行运转计划的最优化计算的最优化运算部以及数据库，该数据库中保存并存储了上述控制对象成套设备的运转模式的种类、运转方式、对应于运转模式的运转成本，在上述最优化运算部的运转计划最优化计算中参照在上述数据库中存储的存储数据。

此外，为了解决上述课题，本发明第5方案的一种成套设备的运转计划最优化系统，在上述运转计划运算装置上电连接设置了数据处理装置，该数据处理装置对由上述最优化运算部通过运转计划最优化计算而算出的最优化结果进行处理；上述数据处理装置具备：数据存储单元，存储来自上述最优化运算部的最优化结果；以及数据选择单元，从该数据存储单元中存储的存储数据中，选择在进行运转计划运算装置的最优化运算时需要的数据，并作为最优化输入数据而输出。

此外，为了解决上述课题，本发明第12方案的一种成套设备的运转计划最优化系统，上述运转计划运算装置具备：特性式设定单元，设定并输出控制对象成套设备或运转条件的特性式；制约式设定单元，设定并输出控制对象成套设备的上下限值或变化率等制约式；特殊成本设定单元，设定并输出特殊成本；模式选择式设定单元，设定并输出模式选择式，该模式选择式用于判定并选择控制对象成套设备的运转模式；总成本计算式设定单元，设定并输出总成本式，该总成本式用于计算控制对象成套设备运转的总成本；最优化辅助数据输入单元，设定进行运转计划运算装置的运转最优化计算所需的各种数据的值，并作为最优化辅助数据输出；最优化辅助数据存储单元，接收并存储来自该最优化辅助数据输入单元的最优化辅助数据，在需要时作为最优化辅助数据而输出；最优化运算单元，根据上述特性式设定单元的特性式、制约式设定单元的制约式、特殊成本设定单元的特殊成本、模式选择式设定单元的模式选择式、总成本计算式设定单元的总成本式、来自最优化辅助数据存储单元的最优化辅助数据的输入，求得用总成本式评价的成本成为最小的最佳运转计划；上述最优化运算单元构成最优化运算部，将通过运转计划最优化计算而算出的最优化结果输出到数据处理装置。

发明效果

本发明的成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统，考虑成套设备启动运转时的最佳运转方式或此时的成本，能够以较少的计算量迅速且准确地计算出最佳运转计划，能够实时地及时实施成套设备的运转计划最优化。

附图说明

图1是表示本发明的成套设备的运转计划最优化系统的一实施方式的概略结构图。

图2是图1中所示的运转计划最优化系统所具备的运转方式的一例的图。

图3是用功能块表示出本发明的成套设备的运转计划最优化系统的第二实施方式的结构图。

图4是本发明的成套设备的运转计划最优化系统所具备的数据输入单元的画面结构图。

图5是上述数据输入单元的其他画面结构图。

图6是表示控制对象成套设备的加热时间(warming time)和停止期间的示意图。

图7是表示本发明的成套设备的运转计划最优化系统的特殊成本运算单元和最优化运算单元的运算方式的流程图。

图8是表示本发明的成套设备的运转计划最优化系统的特殊成本运算单元和最优化运算单元的其他运算方式的流程图。

图9是现有的成套设备运转控制系统中采用的模型预测控制方式的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的成套设备的运转计划最优化方法及系统的实施方式。

图1是表示本发明的成套设备的运转计划最优化系统的一实施方式的概略结构图。

该成套设备的运转计划最优化系统10是不延时地迅速计算出包含一个或多个成套设备及机器的启动和停止的、考虑了成本的最佳运转计划的系统，作为控制对象成套设备11，将联合循环发电站、火力发电站、核电站等发电站或汽轮机、锅炉(boiler)、发电机等成套设备构成机器作为其对象。

该运转计划最优化系统10对进行控制对象成套设备11的运转控制的运转控制系统12进行动作控制，该最优化系统10包括：运转计划运算装置13，从运转控制系统12输入控制对象成套设备11的压力、温度、流量等成套设备状态量，作为处理数据(运转数据)；数据输入单元14，向该运转计划运算装置13输入控制对象成套设备11的运转计划值；运转方式调整单元15，预先通过最优化计算，计算出每个特定运转模式的最佳运转方式及运转成本，并将其输入到运转运算装置13。

运转控制系统12用作处理数据收集装置，将用控制对象成套设备11的各测定传感器计测的压力、温度、流量等成套设备状态量作为处理数据(运转数据)输入，并将该成套设备状态量输出到运转计划运算装置13的最优化运算部17。通过数据输入单元14，控制对象成套设备11的从现在到将来的运转计划值被输入到该最优化运算部17中。

此外，运转计划运算装置13包括：最优化运算部17，进行控制对象成套设备11的运转计划的最优化计算；运转方式数据库18，对每一个运转模式(mode)，保存并存储了控制对象成套设备11的运转模式的种类、运转方式、运转成本等运转相关信息；评价函数设定部19，为了进行控制对象成套设备11的运转最优化，设定最优化运算用的评价函数；制约条件设定部21，设定了包含控制对象成套设备11的成套设备预测模型20的各种制约条件。

运转计划运算装置13的运转方式数据库18与运转方式调整单元15电连接，该运转方式调整单元15通过公知的最优化计算，计算出特定运算模式，如冷启动(cool start)、热态启动(warm start)、热启动(hot start)、紧急停止(倒转停止、断开)中的最佳运转方式及此时的运转成本，该计算不依赖于最优化运算部17而另外单独执行。将通过运转方式调整单元15中的最优化计算而被算出的每一个特定运转模式的最佳运转方式及此时的运转成本，发送到运转方式数据库18，对该运转方式数据库18进行写入或更新。

运转方式调整单元15不依赖于最优化运算部17，在任意的单独时间内，通过采用了控制对象成套设备11的详细的公知物理模型的最优化计算，来预先计算出每一个特定运转模式的最佳运转方式及此时的运转成本。

运转计划运算装置13的最优化运算部17分别输入来自运转控制系统12的成套设备状态量、来自输入单元14的成套设备的运转计划值，并且分别输入包括来自运转方式数据库18的各运转模式的运转相关信息(成套设备的特性模型)、来自评价函数设定部19的用于最优化计算的评价函数、以及来自制约条件设定部21的成套设备预测模型20的各种制约条件，来进行最优化运算处理，以较少的计算量正确且高精度地计算控制对象成套设备11的最佳运转计划。

此时，运转方式数据库18如图2所示的运转方式的一例，保存并存储了控制对象成套设备11的运转模式的种类(例如冷启动、热启动、紧急停止)、运转方式、运转模式或对应于模式变化的运转成本等运转相关信息(控制对象成套设备11的特性模型)。

最优化运算部17根据控制对象成套设备11的特性模型、运转控制条件、成套设备状态量、从现在至将来的运转计划值，依次参照运转方式数据库18，来进行使得成本评价函数最小的最优化运算，并计算控制对象成套设备11的最佳运转计划。

该成套设备的运转计划最优化系统10能够通过运转计划运算装置13，特别是利用最优化运算部17，以较少的计算量简单、容易且准确地计算出控制对象11的包括启动和停止的最佳运转计划；用最优化运算部17算出的运转计划最优化信号被发送到运转控制系统12，运转控制系统12根据该运转计划最优化信号，对包括启动和停止的动作进行控制，以使控制对象成套设备11的控制量(功率)最优化。

下面，说明成套设备的运转计划最优化系统的作用。

该成套设备的运转计划最优化系统10根据控制对象成套设备11的特性模型、运转制约条件、从现在到将来的运转计划值、成套设备状态量，使成本评价函数最小地利用运转计划运算装置13进行使最佳运转计划成本最小的最优化计算。运转计划运算装置13中，最优化运算部17的运转计划最优化计算中，进行依次参照利用保存在运转方式数据库18中的运转方式的最优化运算，并以较少的计算量迅速计算最佳运算计划。

该成套设备的运转计划最佳化方法中，在最优化计算中，将表示各控制对象成套设备11的多个运转模式的种类的整数的运转模式变量作为独立变量的一部分。

各运转计划运算装置13具备：限制条件赋予单元，对根据运转模式变量预先决定的运转模型赋予限制；最优化评价单元，在成本评价函数内考虑每个运转模式的运转成本或运转模式变化时的运转成本。

具体来说，将作为控制对象成套设备11的发电站用作运转控制对象时的运转计划最优化方法，可如下表示。

【数1】

具体情况如下：

时刻                   t

成套设备的控制量(功率) Y1(t)，…，Yn(t)

                    其中，n是通道数，如发电机个数

成套设备的连续操作量   U1(t)，…，Un(t)

(人力、独立变量)

作为成套设备的运转模式

表示启动的整数变量    δi·start＝0，1

                      (0：非启动模式，1：启动模式)

表示停止的整数变量    δi·stop＝0，1

                      (0：非停止模式，1：停止模式)

启动运转模型          Ystart(1)，…，Ystart(m)

停止运转模型          Ystop(1)，…，Ystop(m)

运转计划值            需求量MW(t+k)＝∑Yi(t+k)

                      其中，k＝1，2，…，m

运转成本

通常时                Cost(Yi，Ui)

启动时                Cost·i(Start)

停止时                Cost·i(Stop)

已被赋予时

制约条件

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{if}{\mathrm{\δ}}_{i\·\mathrm{start}}=1\mathrm{thenYi}(t+1)=\mathrm{Ystart}\left(1\right),\mathrm{Yi}(t+2)=\mathrm{Ystart}\left(2\right),\\ \·\·\·,\mathrm{Yi}(t+m)=\mathrm{Ystart}\left(m\right)\\ \mathrm{if}{\mathrm{\δ}}_{i\·\mathrm{stop}}=1\mathrm{thenYi}(t+1)=\mathrm{Ystop}\left(1\right),\mathrm{Yi}(t+2)=\mathrm{Ystop}\left(2\right),\\ \·\·\·,\mathrm{Yi}(t+m)=\mathrm{Ystop}\left(m\right)\end{array}\right\}---\left(2\right)$

作为评价函数J，设定

J＝∑{Cost(Yi，Ui)+δi·start*Cost·i(Start)+δi·stop*Cost·i(Stop)}    ……(3)

在满足制约条件的情况下，对每一时刻t进行最优化运算，来求得表示成套设备控制量Yi(t)、成套设备的连续操作量Ui(t)及成套设备运转的启动停止计划的δi·start(t)、δi·stop(t)，作为使得评价函数J最小的运转计划。

最优化计算例如采用公知的混合整数计划法(参照非专利文件3)。

这些最优化计算为了进行巨大的计算量，需要使问题简单化。若将现有的成套设备物理模型包含到制约条件或评价函数中，则成为非线性混合整数计划问题，计算量变得庞大，在要求实时控制的临界的成套设备运转中不实用。

该成套设备的运转计划最优化系统中，预先由不依赖于最优化运算部17的运转方式调整单元15计算

【数2】

启动运转方式[Ystart(1)，Ystart(2)，…，Ystart(m)]和

停止运转方式[Ystop(1)，Ystop(2)，…，Ystopm]]，该启动运转方式和停止运转方式是由运转计划运算装置13预先以任意的时间计算，其计算结果则预先保存并存储到运转方式数据库18中。因此，在成套设备的运转计划最优化计算中，仅通过由最优化运算部17参照并取得记录于运转方式数据库18中的启动运转方式及停止运转方式，即可进行最优化运算，最优化运算部17可在短时间内大体上实时地迅速求出最佳运转计划的解。

此外，控制对象成套设备11的运转模型或此时的运转成本Cost·i(Start)、Cost·i(Stop)等，可由具有不同功能的运转模型调整单元15在任意时间内独立执行。

在运转方式调整单元15中，能够通过与最优化运算部17中的最优化运算不同的计算机或脱机、后台处理来执行，因此，最优化运算不受最优化运算部17的影响，且可将运转模型对应于外在环境条件或成套设备的经年变化等诸条件，时常进行更新，并存储到运转方式数据库18中。

通过将运转方式调整单元15中的最优化运算时常进行更新，并将更新了的最优化运算功能总是保存并存储到运转方式数据库18中，由此，能够利用最优化运算部17在任何时候实时地求出现实中匹配的最佳运转计划的解。在运转方式调整单元15中，执行采用公知的物理模型的最优化计算，例如专利文件1中记载的运转计划最优化计算。

在该成套设备的运转计划最优化方法及系统中，将与控制对象成套设备的启动和停止等特别事件对应的响应模型(举动)作为运转限制条件来考虑，可通过添加了此时的成本的最优化计算，来进行最佳的运转计划计算。

只参照运转方式数据库18中的成套设备启动运转方式及停止运转方式的响应模型或成本参数，在成套设备运转计划的最优化计算中，能够避免由最优化运算部17进行求解物理模型数据库的非线性最优化问题的庞大的计算。

此外，在运转方式数据库18中，另外准备了物理模型数据库的启动和停止模型的最优化工具作为运转方式调整单元15，能够通过不依赖于最优化运算部17的独立的脱机计算，来求出与外部环境条件或运转条件、成套设备的经年变化等条件对应的最佳运转方式数据，并能够时常进行更新。因此，运转计划最优化系统10在整体上，能够准确且高精度、不延时地迅速计算出控制对象成套设备11的最优化运转计划。

下面，参照图3至图8说明本发明的成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统的第2实施方式。

图3示出的成套设备的运转计划最优化系统10A表示图1所示的运转计划最优化系统10的应用例，示出作为控制对象成套设备11而应用于发电站的具体例。

在成套设备的运转计划最优化系统10A的说明中，在与图1中所示的最优化系统10实质上相同的部分标注了同一标记，并省略说明。

该运转计划最优化系统10A主要具备：运转计划运算装置30，对控制对象成套设备11的最优化运转计划以较少的计算量迅速且正确进行最优化计算；数据处理装置31，利用所述运转计划运算装置30，对控制对象成套设备11的运转计划被最优化运算处理了的最优化运算数据进行处理。

将由该数据处理装置31处理的控制对象成套设备11的运转计划最优化信号a输出到运转控制系统12。该运转控制系统12输入来自数据处理装置31的运转计划最优化信号a，并输出动作控制信号b，对控制对象成套设备11的运转进行启动控制。具体来说，对控制对象成套设备11的未图示的阀门或致动器施加动力，来进行发电。

运转控制系统12具有作为对控制对象成套设备11的运转进行启动控制的控制装置的功能、和作为对利用控制对象成套设备11的各测定传感器计测的压力、温度、流量等处理量c进行测定的数据收集装置的功能，由运转控制系统12测定的成套设备状态量作为处理数据(运转数据)d被输入到数据处理装置31。成套设备状态量的运转数据d经数据处理装置31，输入到作为最优化运算部的、运转计划运算装置30的最优化运算单元34中。这意味着运转控制系统12及数据通信单元36构成运转数据输入单元，用于将运转数据d输入到数据存储单元37、或者经该数据存储单元37输入到最优化运算单元34。

数据处理装置31具备数据输入单元33，用于由用户输入运转控制成套设备11未来的运转计划值的输入数据e，该从数据输入单元33输入的运转计划值经数据处理装置31，被传送到运转计划运算装置30的最优化运算单元34。该最优化运算单元34对应于图1中示出的最优化运算部17。

数据处理装置31包括：数据通信单元36，从进行运转控制成套设备11的运转控制的运转控制系统12输入成套设备状态量的运转数据d；数据存储单元37，输入来自该数据通信单元36的运转数据f；数据描绘单元38，读取存储在该数据存储单元37中的存储数据g，以曲线或表的形式进行描绘；显示装置39，根据从该数据描绘单元38输出的数据描绘信号h，显示曲线或表等；数据选择单元40，从存储在数据存储单元37中的存储数据i中，选择运转计划运算单元30进行最佳运转计划时所需的数据；选择数据指定单元41，将运转计划运算单元30进行最佳运转计划所需的数据作为数据选择信号j，输出到上述数据选择单元40。

数据处理装置31的数据存储单元37中存储有来自数据输入单元33的运转计划值的输入数据、来自数据通信装置36的成套设备状态量的运转数据f、在运转计划运算装置30进行了最优化运算的最优化结果的数据k，将所存储的运转计划的最优化运算信号1输出到数据通信单元36，并将运转计划最优化信号a从该数据通信单元36输出到运转控制系统12。

此外，数据存储单元37将运转计划的最优化运算信号1输出到数据通信单元36，另一方面，向数据描绘单元38及数据选择单元40分别输出存储数据g、i。

再有，数据处理装置31中，由数据选择单元40进行了数据处理的最优化输入数据信号m被输入到运转计划运算装置30的最优化运算单元34。

另一方面，运转计划运算装置30具备特殊成本运算单元45，该特殊成本运算单元45根据来自数据选择单元40的最优化输入数据信号m及来自作为运转方式调整单元的特殊成本运算单元45的特殊成本信号n，进行最优化运转计划的计算，并将计算结果作为运转计划的最优化结果的信号k，输出到数据处理装置31侧，进而输出到运转控制系统12，另一方面，根据来自运转计划运算装置30的成套设备的运转计划最优化结果的信号k，通过运算求得特殊成本。特殊成本运算单元45将通过运算计算出的特殊成本的信号n输出到运转计划运算装置30的特殊成本设定单元46。

特殊成本运算单元45设置为运转计划最优化系统10A的外围成套设备，具有与图1中所示的运转方式调整单元15相等的功能，并通过采用了控制对象成套设备11的物理模型的最优化计算，算出在特定模式下的最佳运转方式及此时的运转成本，并作为特殊成本信号n输出到特殊成本设定单元46。输入特殊成本信号n的特殊成本设定单元46具有与图1中示出的运转方式数据库18相等的功能，对于每一个运转模式记录由控制对象成套设备11的种类、运转方式、与运转模式或模式变化对应的运转成本、特殊成本的信息。

此外，运转计划运算装置30具有：最优化运算单元34，具有与图1中所示的最优化运算部17相等的功能；特殊成本设定单元46，将来自特殊成本运算单元45的特定运转模式中的最佳运转方式及此时的运转成本作为特殊成本信号n进行输入，并进行保存和存储；特性式设定单元47，设定并输出控制对象成套设备11或成套设备运转条件的特性式g，作为成套设备预测模型；作为制约条件设定部的制约式设定单元48，设定并输出控制对象成套设备11的控制量(输出)上下限值制约或运转操作量(输入)的变化率制约等制约式r；模式选择式设定单元49，设定并输出模式选择式，该模式选择式用于判定和选择控制对象成套设备11的运转模式的种类；作为评价函数设定部的总成本计算式设定单元50，设定并输出用于计算控制对象成套设备11运转所需的总成本的计算式；最优化辅助数据输入单元51，设定控制对象成套设备11的各种处理数据的值，并作为最优化辅助数据的信号o进行输出；最优化辅助数据存储单元52，接受来自该输入单元51的最优化辅助数据信号o，并作为需要时必需的最优化辅助数据信号p输入到最优化运算单元34。

运转计划运算装置30的最优化运算单元34，根据来自特性式设定单元47的特性式的信号q、来自制约式设定单元48的制约式的信号r、来自特殊成本设定单元46的特殊成本信号s、来自模式选择式设定单元49的模式选择式信号t以及来自最优化辅助数据存储单元52的最优化辅助数据的信号P的输入，输入来自总成本计算式设定单元50的总成本式信号u，并求出使得总成本最少的运转计划，作为最优化运转计划，作为运转计划的最优化结果，输出到数据存储单元37或特殊成本运算单元45。

向数据处理装置31输入未来的运转计划值的数据输入单元33具有多个设定画面，其中一个设定画面55如图4所示，包括：日期显示单元56，日期选择单元57、运转计划值输入单元58、内插实施单元59、标记显示单元60和模型选择单元61。

成套设备用户通过计划值输入单元58输入未来的发电机功率需求或大气温度等运转计划值。作为输入对象的时刻显示于计划值输入单元58中，作为输入对象的日期显示于日期显示单元56。可将日期和时刻汇总显示于计划值输入单元58上，也可显示于日期显示单元56中。

通过按压日期选择单元57，来显示日期的输入用画面，由用户进行输入来完成在日期显示单元56显示日期。

计划值输入单元58中输入的值作为标记被显示于标记显示单元60。

内插实施单元59中进行由用户输入的数据的内插。例如，在图4的计划值输入单元58中，2点钟时的大气温度为空白。此时，通过按压内插实施单元59，可根据背景中空白值两侧邻近值14(1点钟)和12(3点钟)的值，通过(14+12)÷2＝13来计算。

空白的个数为2个以上时，只要知道两端的值，就能够通过内插计算来容易实现。

即使在计划值输入单元58中由用户没有全部输入数据，通过预先设定多种需求或大气温度等典型的值(运转模型)，并按压模型选择单元61，来由用户选择这些模型中的任一个，可将所选择的模型的值显示于计划值输入单元58上。在此，所谓模型是例如0点钟到24点钟的每个时刻的数据串。

此外，计划值输入单元58的画面显示或操作按钮，可通过市场上销售的图形用户界面(GUI)等程序语言来容易实现。该程序语言中，画面显示或操作按钮等已预先作为部件制作好，可利用这些部件来容易制作程序。

此外，作为数据输入单元33的其他设定画面，有图5所示的运转状态指定单元66的画面。

该设定画面63上具备日期显示单元64和日期选择单元65。

成套设备用户通过运转状态指定单元66，来输入构成控制对象成套设备11的各发电单元或机器的未来运转状态的计划值。作为输入对象的日期显示于日期显示单元64上。可将日期和时刻进行汇总显示于运转状态指定单元56上，也可以显示于日期显示单元64上。

日期显示单元64上显示的日期，可通过按压日期选择单元65来显示于日期输入用画面上。

图5上示出的例中，各记号(◎、○、×)表示下面的意思。

◎：通过最佳计算决定启动还是停止发电单元。

○：必须运转发电单元，此时的负载是指定的值。

×：必须停止发电单元。

最优化运算单元34处理由成套设备用户选择的各时刻的记号(◎、○、×)，进行最优化运算的计算。

下面，说明图3示出的运转计划最优化系统10A的作用。

在控制对象成套设备11为发电站的情况下，从启动经恒定(额定)运转之后直至运转停止的运转控制，是通过利用来自运转控制系统12的运转控制信号b来对控制对象成套设备11的阀门或致动器的驱动进行控制来进行的。

发电站由锅炉、汽轮机、发电机等多个成套设备构成机器来构成，发电站的运转计划的最优化通过例如对锅炉的燃料流量、蒸气流量、汽轮机的发电机功率的控制来表现。

运转控制系统12根据来自运转计划最优化系统10A的运转计划最优化信号a，将用于进行运转成本最小的最优化运转控制的运转控制信号b输出到控制对象成套设备11。

运转控制系统12根据预先编制的控制算法，来进行阀门或致动器的启动控制，使得控制对象成套设备11以最优化了的运转计划为设定值进行运转，运转控制系统12使控制对象成套设备11按照最优化了的运转计划运转。

成套设备用户利用数据输入单元33，将未来运转计划值作为输入数据输入到数据处理单元31。运转计划值是例如控制对象成套设备11的发电机功率需求或大气温度预测值等。该输入数据作为用户输入数据e而存储于数据存储单元37中。

运转计划最优化系统10A的作用、即控制对象成套设备11的运转计划最优化方法如下进行。

运转计划最优化系统10A可不一定与运转控制系统12连接，在与运转控制系统12不连接的情况下，可以由操作员按照显示装置39显示的最优化运转计划，手动操作控制对象成套设备11来使其运转。

此外，在控制对象成套设备11的成套设备状态量即处理数据d例如可由操作员读出显示装置39的监视画面，或读取刻标值等之后输入到数据输入单元33。

此外，在不进行控制对象成套设备11的运转控制而进行运转计划的引导显示的情况下，与成套设备数据收集装置或数据存储装置等连接，来代替运转控制系统12即可。

数据处理装置31的数据通信单元36从运转控制系统12接收控制对象成套设备11的成套设备状态量即运转数据d，并作为运转数据f而输出到数据存储单元37。

另一方面，数据存储单元37存储来自数据输入单元33的用户输入数据e、来自数据通信单元36的运转数据f及运转计划运算装置30的最优化结果数据k。

来自数据通信单元36的运转数据f是成套设备状态量的处理数据，例如是当前时刻的发电机功率、控制对象成套设备11的各成套设备构成及其的运转状态、燃料流量等。这些运转数据f存储在数据存储单元37中，因此，运转计划运算装置30能够从数据存储单元37读取当前时刻以前的运转数据，作为最优化输入数据i、m。

再有，数据存储单元37从所存储的数据中，将运转计划运转装置30中的运算所需的存储数据j输出到数据选择单元40。

数据选择单元40从数据存储单元37中所存储的很多的运转数据及作为未来运转计划值的用户输入数据e中，选择在运转计划运算装置30进行最优化运算所需的数据，并将其作为最优化输入数据m输出到运转计划运算装置30。

作为最优化输入数据m所需的数据项目，例如是控制对象成套设备11的发电机功率需求的当前时刻和未来值、大气温度的当前值和未来值、成套设备构成机器的当前运转状态(处于启动还是停止)、以及未来的运转计划(例如，能够任意控制启动和停止还是必须处于启动或停止的状态)、过去的运转状态(启动了还是停止了)等。

另一方面，由数据处理装置31的选择数据指定单元41来指定运转计划运算装置30的运算所需的数据，被指定的数据的项目作为数据选择数据j而输入到数据选择单元40。

最优化输入数据m从数据选择单元40传送到运转计划运算装置30，在该计划运算装置30中，执行控制对象成套设备11的运转计划最优化所需的最优化计算。

在运转计划运算装置30计算出的最优化计算结果k输出到数据处理装置31的数据存储单元37，其结果作为存储数据g而被数据描绘单元38读取。在数据描绘单元38，存储数据g的内容被以曲线或表的形式等描绘，并作为描绘信号h而输出到显示装置39。

显示装置39例如是阴极射线管或液晶监视器、等离子监视器等显示器装置，根据来自数据描绘单元38的描绘信号h，来显示所描绘的各种画面。

此外，在数据处理装置31的数据存储单元37中存储的最优化结果k，作为运转计划最优化运算信号1而输出到数据通信单元36，运转计划最优化信号a经该数据通信单元36输出到运转控制系统12。

运转控制系统12中，基于运转计划最优化信号a的运转控制信号b输出到控制对象成套设备11，进行成套设备的运转控制。由此，控制对象成套设备11按照通过运转计划运算装置30的最优化运算计算而求得的最优化结果来进行运转。

下面，对作为成套设备的运转计划最优化系统10A的特征结构的运转计划运算装置30和特殊成本运算单元45进行说明。

控制对象成套设备11的运转计划最优化问题中，下面的一般式被用作目的函数、运转控制条件，进行运转计划的最优化问题设定。

【运转计划最优化问题的一般式】

【数3】

1.目的函数： $\underset{x\left(k\right)}{\mathrm{Min}}=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}f\left(x\left(k\right)\right)---\left(4\right)$

2.制约条件(等式制约)：h_i(x(k))＝0      ……(5)

3.制约条件(不等式制约)：g_j(x(k))≥0    ……(6)

其中，x(k)：最优化的变量

      k：对应于时刻的下标

      i：有关等式制约的个数的下标

      j：有关不等式制约的个数的下标

式(4)的目的函数是应通过最优化来最小化的值，相当于控制对象成套设备11中的燃料费等运转成本。

式(5)的制约条件是在必须满足的等式中，控制对象成套设备11的特性式；式(6)的制约条件是在必须满足的不等式中，控制对象成套设备11的处理值的上下限制约等。

在为了控制对象成套设备11的运转计划的最优化，而综合求解式(4)～(6)，并求出此时的最优化变量x(k)时，该x(k)成为控制对象成套设备11的运转计划。

若作为控制对象成套设备11而例举具备两个发电单元的发电站时，具体的发电站中，发电单元1和2的负载分配和启动停止的运转计划被最优化。

【运转计划最优化问题的具体例】

【数4】

1、目的函数

     Cost＝Cost1+Cost2                       ……(7)

$\mathrm{Cost}1=C*\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\{\mathrm{Fue}{l}_1\left(k\right)+\mathrm{Fue}{l}_2\left(k\right)\}---\left(8\right)$

$\mathrm{Cost}2=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\{\mathrm{Con}\left(k\right)+\mathrm{Coff}\left(k\right)\}---\left(9\right)$

2、等式制约

$\mathrm{Con}\left(k\right)=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{d}_i\·\mathrm{\δo}{n}_i\left(k\right)---\left(10\right)$

$\mathrm{Coff}\left(k\right)=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{e}_i\·\mathrm{\δ}{\mathrm{off}}_i\left(k\right)---\left(11\right)$

     MW_i(k)＝a_i*Fuel_i(k)+b_i*δ_i(k)           ……(12)

3、不等式制约

     MWmin_i*δ_i(k)≤MW_i(k)≤MWmax_i*δ_i(k)    ……(13)

     -{δ_i(k-1)-δ_i(k)}≤δon_i(k-1)          ……(14)

     δ_i(k-1)-δ_i(k)≤δoff_i(k)              ……(15)

用于式(7)～式(15)中的各变量如下。

【数5】

k(＝N_s，N_s+1，...，N_e-1，N_e)；表示时刻的下标、

N_s：对应于开始时刻的计算步骤；

N_e：对应于终止时刻的计算步骤。

(a)被最小化的变量

Cost：目的函数，被最小化的总运转成本

(b)被最优化的变量

Cost1：关于燃料使用量的成本

Cost2：关于启动和停止操作的特殊成本(特殊成本是通常时以外的成本，包括启动成本、停止成本、待机成本)

Fuel_i：第i个发电单元的燃料流量

MW_i：第i个发电单元的发电机输出

δ_i：表示第i个发电单元处于启动状态(＝1)还是停止状态(＝0)的运转模式的二值变量

δon_i：表示第i个发电单元是否从停止向启动状态变化的运转模式的二值变量(变化的情况下＝1，不变化的情况下＝0)

δoff_i：表示第i个发电单元是否从停止向启动状态变化的运转模式的二值变量(变化的情况下＝1，不变化的情况下＝0)

Con(k)：发电单元启动引起的附加成本

Coff(k)：发电单元停止引起的附加成本

(Con(k)，Coff(k)的附加成本包含于特殊成本中)

(c)常数

各常数在最优化计算中是不变的值。

C：成本常数

d_i：第i个发电单元的启动成本常数

e_i：第i个发电单元的停止成本常数

a_i：第i个发电单元的发电机功率特性常数

b_i：第i个发电单元的发电机功率特性常数

MWmin_i：第i个发电单元的发电机功率下限界限值

MWmax_i：第i个发电单元的发电机功率上限界限值

在此，用图6说明启动成本常数d_i、停止成本常数e_i。

在作为控制对象成套设备11的发电站启动时，需要进行加热。进行加热是为了防止成套设备构成机器急剧升温。若不进行加热，则蒸气系统的管道和汽轮机等由于是金属块，因此热容量较大，从而在急剧的温度变化下造成成套设备构成机器的寿命消耗和故障。

加热的时间受从控制对象成套设备11的前次停止到此次启动为止的停止时间的影响。根据停止期间的不同长度控制对象成套设备11的冷却方法不同，尚温的期间内加热的时间较短。

但是，在加热时间中，由于必须燃烧锅炉或燃气轮机等的燃料，因此，若加热时间较长，则消耗相应量的燃料。将控制对象成套设备11的启动停止时消耗的燃料成本分别设为启动成本d_i、停止成本e_i。

上述的控制对象成套设备10A的最优化问题设定中，运转计划运算装置30如下作用。

作为运转计划运算装置30的最优化运算部的最优化运算单元34中，根据由从数据处理装置31的数据选择单元40来的最优化输入信号k或特性式设定单元47、制约式设定单元48、总成本计算式设定单元50、模式选择式设定单元49设定的计算式g、r、s、t、u，以及从特殊成本设定单元46及最优化辅助数据输入单元51输入的常数，实施最优化计算。

特性式设定单元47通过成套设备用户，设定如式(12)那样的等式制约式，并作为特性式q输出到最优化运算单元34。

此外，制约式设定单元48通过成套设备用户，设定如式(13)那样的不等式制约式，并作为特性式r输出到最优化运算单元34。

此外，总成本计算式设定单元50通过成套设备用户，设定如式(7)～式(9)那样的运转成本的计算式，并作为总成本式u输出到最优化运算单元34。

模式选择式设定单元49通过成套设备用户，设定式(10)、式(11)、式(14)、式(15)那样的表示特殊的运转模式的制约式，并作为模式选择式t输出到最优化运算单元34。

另外，特殊成本设定单元46设定成套设备用户用模式选择式设定单元49设定了的式(10)、式(11)中所使用的启动成本di、停止成本ei这样的特殊成本，作为特殊成本s输出到最优化运算单元34。

这些特性式设定单元47、制约式设定单元48、总成本计算式设定单元50、模式选择式设定单元49分别具备独立的设定画面，但是可以不具有独立的设定画面。例如，只要在一个设定画面上能够分别独立地输入即可，或者，即使不具有设定画面，也能够通过程序的源代码形式来实现。

另一方面，运转计划运算装置30的最优化辅助数据输入单元51输入运转计划最优化处理中使用的如常数的数据、或计划最优化计算成为对象的开始时刻、终止时刻。也可以不必为了数据输入而具备输入用的设定画面，也可以采取在设定文件等中记述输入数据，并读入的方式。

读入到最优化辅助输入单元51中的数据作为最优化辅助数据O，输出到最优化辅助数据存储单元52，并且，经该存储单元52，作为最优化辅助数据P输出到最优化运算单元34。

该最优化辅助数据输入单元51和数据输入单元33也可以构成为在一个设定画面上共同输入。此时，最优化辅助数据存储单元52可以设置于数据处理装置31的数据存储单元37中，最优化辅助数据通过数据选择单元40，作为最优化输入数据m输入到最优化运算单元34。

最优化运算单元34根据运转计划的最优化问题的种类而公知有单体法或牛顿法、求解整数计划问题的分限限定法等各种算法(参照非专利文件2和3)，采用市场上销售的可使这些算法工作的程序，也能构解求最优化问题。

最优化运算单元34作为市场中销售的程序的最优化包装软件(最优化计算用工具)来构成，也能够容易进行求解，或者，也可以使得从外部设定制约式，启动独自制作的最优化程序来进行求解。

此外，用运转计划运算装置30的特殊成本设定单元46设定的特殊成本s，也可以采用这样的方式：用外部特殊成本运算单元45根据最优化结果k的值计算并修改特殊成本n，来设定其值。

该特殊成本s的设定有图7和图8所示的两种方式。

图7所示的设定方式中，与最优化运算单元34协作的特殊成本设定单元45也进行运转计划最优化运算计算。特殊成本运算单元45中的运算与最优化运算单元34协作，并在开始至结束时刻(Ns～Ne)的最优化计算之后，进行特殊成本n的计算。作为成为最外侧的最优化运算循环的结束条件的规定的条件，将特殊成本值的变化率或绝对值与阈值进行比较，或能够利用最外侧的最优化运算循环的计算次数超过某个阈值的情况等。

图8所示的设定方式中，将运转计划最优化计算中的最优化的收敛计算途中的最优化变量x(k)：最优化的变量的值，作为最优化结果k接收，并根据该值，计算出特殊成本n。此时，在成套设备运转开始至结束的时刻(Ns～Ne)的收敛运算途中，特殊成本n被更新数次。

下面，说明在图5所示的数据输入单元33的运转状态设定单元66的画面上，怎样显示控制对象成套设备11的运转计划最优化计算。

由成套设备用户选择的各时刻的记号(◎、○、×)被最优化运算单元34进行如下的处理。

◎：与(式7)～(式15)中表现的启动停止相关的二值变量的值通常通过最优化决定。

○：与(式7)～(式15)中表现的启动停止相关的二值变量的值固定为1，将相关的最优化变量固定为该值，以便成为被指定的负载。

×：与(式7)～(式15)中表现的启动停止相关的二值变量的值固定为0。

将图5的例用(式7)～(式15)的变量来表现，则如下：

δ1＝0(2:00时的值)；

δ2＝1(2:00时的值)；

δ1＝0(3:00时的值)；

δ2＝1(3:00时的值)；

MW2＝100(2:00时的值)；

MW2＝100(3:00时的值)；

在0:00时和1:00时没有指定。

由此，能够实现满足成套设备用户用记号(◎、○、×)指定的运转计划的最优化计算。

图3至图8所示的成套设备的运转计划最优化系统10A中，通过在运转计划运算装置30中设置模式选择式设定单元49，在最优化运算单元34中，能够处理如式(14)、式(15)的二值变量δoni、δoffi这样的对应于运转模式δi的变化的标记。此外，通过具备特殊成本设定单元46，在最优化预算单元34中，对应于运转模式的变化，例如将式(10)、式(11)的停止成本ei、启动成本di这样的特殊的运转成本包含到最优化计算中。

由此，在考虑运转模式变化的情况下，能够进行使运转成本最小的运转计划的最优化计算。

通过具备特殊成本运算单元45，能够将式(10)及式(11)的停止成本ei、启动成本di这样的值不设定为固定常数，而使其随着实际运转的最优化变量x(k)而变化，因此，能够更准确地求出运转成本和运转计划。

实际的控制对象成套设备11的启动时的时间根据成套设备构成机器的压力或温度或启动方法而不同，因此，有时具有专用于进行详细计算所需的计算系统。作为特殊成本运算单元45，最优化运算单元34通过另外使用专用的计算系统，能够在短时间内更准确地求出运转成本和运转计划。

通过具备图4所示的数据输入单元33，能够简单地进行用于计算运转计划所必要的、未来的运转计划值的输入。

此外，若在数据输入单元33中具备内插实施单元59，则成套设备用户不需要输入全部的数据，就能够减少输入的操作。

若具备模型选择单元61，则在该状态下合适的模型不需要输入而仅选择即可，再有，通过选择相似的运转方式之后再校正显示于计划值输入单元58上的值，能够减少输入所有的值所需的操作。

根据曲线显示单元60，将输入到计划值输入单元58的值作为曲线进行检查，由此能够容易发现明显的值输入错误。

通过具备图5所示的数据输入单元33，考虑未来的成套设备的运转状态，能够计算出正确的运转计划。

即，根据运转状态指定单元66，能够指定未来的成套设备的启动或停止、或已启动时的负载等，因此，能够计算出考虑了成套设备运转制约条件的正确的运转计划。

再有，本发明的成套设备的运转计划最优化方法及系统中，将联合循环发电站、火力发电站、核电站等发电站作为控制对象成套设备，但是控制对象也可以是地热发电站等其他发电站或化学工厂、钢铁工厂，此外，也可以是成套设备构成机器。本发明中，作为控制对象成套设备不仅可以是控制对象的成套设备，还可以包括成套设备构成机器。

此外，本发明的第2实施方式中，说明了设有数据处理装置的例子，但是也可以将来自数据输入单元的未来的运转计划值的数据或来自运转控制系统的成套设备状态量的运转数据，直接导入运转计划运算装置30的最优化运算单元34。

此外，本发明中，在不脱离成套设备的运转计划最优化系统的发明精神的情况下，能够进行各种变形。

Claims (13)

1、一种成套设备的运转计划最优化方法，根据大于等于一个控制对象成套设备的特性模型、运转制约条件、从当前至未来的运转计划值，来计算使得成本评价函数最小的最优运转计划，其特征在于，

将上述控制对象成套设备的运转模式的种类作为运转模式变量，用作运转计划最优化计算中的独立变量的一部分；

将根据运转模式变量预先确定的运转模型作为运转限制条件进行赋予；

进行上述控制对象成套设备的运转计划最优化计算，以使每个运转模式的运转成本或模式变化时的运转成本在上述成本评价函数内最小。

2、根据权利要求1所述的成套设备的运转计划最优化方法，其特征在于，将上述控制对象成套设备的运转模式的种类、运转方式、运转模式对应的运转成本，存储到不同于最优化运算部的数据库中，在由最优化运算部进行控制对象成套设备的运转计划最优化计算时，参照上述数据库。

3、根据权利要求1所述的成套设备的运转计划最优化方法，其特征在于，通过使用了控制对象成套设备的模型的最优化计算，计算出特定运转模式中最佳运转方式及当时的运转成本，用计算出的最佳运转方式及运转成本来更新存储有运转模式的种类、运转方式、对应于运转模式的运转成本的数据库。

4、一种成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，包括：

数据输入单元，传送大于等于一个的控制对象成套设备的未来运转计划值；

运转数据输入单元，传送上述控制对象成套设备的运转数据；

运转计划运算装置，从上述两个输入单元输入运转计划值及成套设备运转数据，来进行控制对象成套设备的运转计划最优化计算；

上述运转计划运算装置具备进行运转计划的最优化计算的最优化运算部以及数据库，该数据库中保存并存储了上述控制对象成套设备的运转模式的种类、运转方式、对应于运转模式的运转成本，在上述最优化运算部的运转计划最优化计算中参照在上述数据库中存储的存储数据。

5、根据权利要求4所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，在上述运转计划运算装置上电连接设置了数据处理装置，该数据处理装置对由上述最优化运算部通过运转计划最优化计算而算出的最优化结果进行处理；

上述数据处理装置具备：

数据存储单元，存储来自上述最优化运算部的最优化结果；以及

数据选择单元，从该数据存储单元中存储的存储数据中，选择在进行运转计划运算装置的最优化运算时需要的数据，并作为最优化输入数据而输出。

6、根据权利要求4或5所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述数据处理装置具有数据通信单元，该数据通信单元从进行控制对象成套设备的运转控制的运转控制系统接收成套设备运转数据；

该数据通信单元设定成：从数据存储单元输入最优化结果数据，并将运转计划最优化信号输出到运转控制系统。

7、根据权利要求4所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述数据输入单元具备：计划值输入单元，输入未来的运转计划值；内插实施单元，计算出所输入的未来的运转计划值的内插值。

8、根据权利要求4所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述数据输入单元具备：计划值输入单元，输入未来的运转计划值；标记显示单元，将所输入的未来的运转计划值进行标记显示。

9、根据权利要求4所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述数据输入单元具备：运转状态指定单元，输入构成控制对象成套设备的各单元及单元构成机器的未来运转计划值。

10、根据权利要求4所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述运转数据输入单元具备：数据收集装置，收集表示控制对象成套设备的成套设备状态量的运转数据；数据通信单元，将所收集的运转数据输出到数据存储单元。

11、根据权利要求5所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述数据处理装置具备：数据描绘单元，读取在数据存储单元中存储的最优化计算结果，来描绘数据；显示装置，根据来自该数据描绘单元的描绘信号，进行数据显示。

12、根据权利要求4所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述运转计划运算装置具备：

特性式设定单元，设定并输出控制对象成套设备或运转条件的特性式；

制约式设定单元，设定并输出控制对象成套设备的上下限值或变化率等制约式；

特殊成本设定单元，设定并输出特殊成本；

模式选择式设定单元，设定并输出模式选择式，该模式选择式用于判定并选择控制对象成套设备的运转模式；

总成本计算式设定单元，设定并输出，该总成本式用于计算控制对象成套设备运转的总成本；

最优化辅助数据输入单元，设定进行运转计划运算装置的运转最优化计算所需的各种数据的值，并作为最优化辅助数据输出；

最优化辅助数据存储单元，接收并存储来自该最优化辅助数据输入单元的最优化辅助数据，在需要时作为最优化辅助数据而输出；

最优化运算单元，根据上述特性式设定单元的特性式、制约式设定单元的制约式、特殊成本设定单元的特殊成本、模式选择式设定单元的模式选择式、总成本计算式设定单元的总成本式、来自最优化辅助数据存储单元的最优化辅助数据的输入，求得用总成本式评价的成本成为最小的最佳运转计划；

上述最优化运算单元构成最优化运算部，将通过运转计划最优化计算而算出的最优化结果输出到数据处理装置。

13、根据权利要求4或12所述的成套设备的运转计划最优化系统，其特征在于，上述运转计划运算装置具备外设的特殊成本运算单元，该特殊成本运算单元根据从作为最优化运算部的最优化运算单元输出的最优化结果，算出启动成本、停止成本、待机成本等特殊成本；

设定成将由上述特殊成本运算单元算出的特殊成本输出到特殊设定单元，另一方面，将特殊成本设定单元接收的特殊成本输出到最优化运算单元。

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