JP2004038626A - Support method of power generation business and support system of power generation business - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化石燃料を用いて電力を供給する発電事業に係り、特に化石燃料の代替燃料を利用して発電コストの削減、あるいは環境排出の削減をする運転支援方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
石炭・重油・軽油などの化石燃料は、従来から発電用の燃料として利用されている。従来の発電設備は、化石燃料を燃焼させる際に発生するNOxを低減するために、例えば、燃焼排ガスにアンモニアやペルオキシル開始物質等の還元剤を添加し、NOxをN2へ還元する等していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
発電設備から排出されるNOxを効果的に低減する方法として、化石燃料に代替燃料を混合することが有望である。代替燃料としては、ジメチルエーテルやFT軽油等が挙げられる。例えば、化石燃料にジメチルエーテルを混合して化石燃料用バーナで燃焼させた場合、化石燃料の燃焼に伴い、ジメチルエーテルが高温に熱せられることによりヒドロペルオキシラジカルが生じ、化石燃料の燃焼により生じるNOを酸化してNO2とし、NO2は、ガス中に存在する化合物或いはラジカル類によりN2へと還元される。
【0004】
しかしながら、現状で発電事業者が化石燃料を使用している発電設備で、これら代替燃料を使用しようとした場合、代替燃料をボイラーに供給できるようにする等の設備の改造を行う必要がある。このとき代替燃料の性状は、従来から用いられている化石燃料とは異なるため、代替燃料を使用する機器に対して新たな開発が必要であったり、また、導入後においても機器の定期的な性能検査が必要となる可能性がある。このため、発電事業者が、代替燃料を使用できる発電設備を導入する場合、化石燃料のみの使用を続ける場合と比較して、初期投資や維持コストが負担となる可能性がある。しかも、現状では、代替燃料の需要が少ないために生産量もそれほど多くなく、代替燃料の価格が不安定である。このため、従来の化石燃料よりも低い価格で供給されることもあるが、逆に高い価格で供給されることもある。
【0005】
以上のように、現状では、発電事業者にとって、環境面のメリットの一方で、設備投資と燃料コストが不安定という問題があり、代替燃料の使用の開始に踏み切るにはハードルがある。
【0006】
一方、燃料供給業者は、発電事業者から供給の安定性の確保を求められた場合、これに応えるためには、複数のプラントで大量生産をすることが必要である。しかしながら、複数のプラントを建設するためには、大きな設備投資が必要であるが、長期にわたって代替燃料を購入する発電事業者が保証されていない。このため、現状では、代替燃料の大量生産を開始することは、燃料供給業者にとってもハードルが高い。
【0007】
本発明の目的は、発電事業者が小さな負担で代替燃料を使用することのできる発電事業の支援方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような発電事業の支援方法を提供することができる。
【0009】
本発明の発電事業の支援方法では、予め発電支援を契約した発電事業者の発電設備において、必要とされる発電出力を得るための燃料として、化石燃料に代替燃料を添加して用いた場合の燃料コストを、化石燃料および代替燃料の単価を用いて演算装置により演算し、該燃料コストが化石燃料のみを燃料として使用した場合の燃料コストよりも低くなる代替燃料の添加割合を演算装置により選定する。そして、選定した添加割合で発電設備の運転させる運転計画を演算装置により作成し、発電事業者に通信装置から送信する。また、発電事業者が燃料として化石燃料のみを使用したと仮定した場合の発電コストと、化石燃料に代替燃料を添加して使用した場合の発電コストとを単価を用いて演算装置により算出し、両コストの差分に予め定めた係数を掛けた価格を演算装置により算出する。求めた価格を発電事業者が受けたメリットに対する対価として請求する通知を発電事業者に対して通信装置から送信する。
【0010】
このとき、上記選定した代替燃料の添加割合で、必要とされる発電出力を得るために必要な代替燃料量を演算装置により演算し、求めた代替燃料量を発注する通知を、予め契約した燃料供給事業者に通信装置から送信することも可能である。
【0011】
また、上記発注した代替燃料量に予め定めた係数を掛けた値を演算装置により算出し、算出した値を、燃料供給事業者が代替燃料の販売が拡大したことにより受けたメリットに対する対価として請求する通知を燃料供給事業者に通信装置から送信することも可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の発電事業の支援システムについて説明する。
(第1の実施の形態)
地球環境の保全を進めるためには、化石燃料の使用を減らしてクリーンな代替燃料の導入を増加させることが有望である。第1の実施の形態の発電事業の支援システムでは、図1のように、発電事業者92と燃料供給事業者91との間に、燃料サービス事業者93を介在させ、この燃料サービス事業者93の事業により、発電事業者92による代替燃料の使用開始および燃料供給事業者91による代替燃料の大量生産を開始の際の問題を解消し、発電事業者92による化石燃料から代替燃料への転換を推進する支援を行うとともに、燃料供給事業者91による代替燃料の安定供給を進める。ここで燃料供給事業者91は、化石燃料に代替するジメチルエーテルやFT軽油などの代替燃料を販売する事業者である。発電事業者92は、化石燃料および代替燃料を燃料として発電し、得られた電力を販売する事業者である。
【0013】
まず、燃料サービス事業者93、発電事業者92,燃料供給事業者91の事業の概要を図1を用いて説明する。燃料供給事業者91、発電事業者92、燃料サービス事業者93、機器製造事業者94は、互いに結んだ契約7にしたがって、以下のように事業を行う。なお、機器製造事業者94は、発電設備で代替燃料を使用可能にするために必要な機器を製造する事業者である。
【0014】
燃料サービス事業者93は、発電事業者92が現在保有している発電設備で代替燃料を使用可能にするために必要な機器8aを、機器製造事業者94に発注し、設計および製造させる。機器8aは、発電事業者92の発電設備に取り付けさせる(矢印9)。これにより、発電事業者92の発電設備を、化石燃料に加えて代替燃料も使用可能なものにする。このとき、機器8aの設計、製造および取り付けにかかった費用は、燃料サービス事業者93が負担し、機器製造事業者94に支払う(矢印8)。また、取り付けた機器8aの定期点検や補修等の保守・管理は、燃料サービス事業者93が機器製造事業者94に受け渡す定期点検や補修を指示する補修情報(矢印17)に基づき、機器製造事業者94が行う(矢印9)。保守・管理にかかった費用も、燃料サービス事業者93が負担し、機器製造事業者94に支払う。これにより、発電事業者92は費用を負担することなく、保有している発電設備を、代替燃料を使用可能な発電設備に改造することができる。
【0015】
また、燃料サービス事業者93は、ネットワークを介して、発電事業者92から発電設備の運用条件および現状の運転データを受け取る(矢印10)。また、燃料サービス事業者93は、ネットワークを介して、燃料供給事業者91から燃料価格情報を受け取る(矢印1)。これらのデータ及び情報に基づき、燃料サービス事業者91は、発電事業者92の発電設備で、化石燃料のみを用いた場合よりも燃料代が低い、化石燃料と代替燃料との混合比を演算により求める。この混合比で発電設備を運転するための運転計画を作成し、運転計画をネットワークを介して、発電事業者92に受け渡す(矢印11)。また、上記混合比で運転を行うために必要な代替燃料量(例えば一日当たりの必要量)を燃料供給事業者91にネットワークを介して発注する(矢印2)。これを受けて、燃料供給事業者91は、発注された代替燃料を発電事業者92に納入する(矢印5)。発電事業者92は、納入された代替燃料の代金を燃料供給事業者91に支払う(矢印6)。
【0016】
また、燃料サービス事業者93は、矢印11により受け渡した運転計画で発電事業者92が運転を行ったことにより、化石燃料のみを使用して発電した場合より低減した燃料代と、化石燃料のみを使用して発電した場合よりも低減した排ガス脱硝装置の運転コスト(例えば還元剤コストの低減分、脱硝ファンの動力低減分)、石炭粉砕装置の運転コスト(例えば、粉砕動力の低減分)などを演算により求め、それらの和(燃料代低減分+脱硝装置運転コスト等低減分)に予め定めた係数をかけた価格を、発電事業者92が運転計画を受け入れて代替燃料を使用したことにより受けたメリットに対する対価(燃料代低減メリット料12a)として、発電事業者92にネットワークを介して請求する(矢印12)。発電事業者92は、メリット料12aを燃料サービス事業者93に支払う(矢印13)。
【0017】
さらに、燃料サービス事業者93は、矢印2により燃料供給事業者91に発注した代替燃料量に、燃料供給事業者91が予め定めた割引係数をかけることにより算出した価格を、燃料サービス事業者93から発注を受けて販売量が増加したことにより得たメリットに対する対価(代替燃料拡販メリット料3)として、燃料供給事業者91にネットワークを介して請求する(矢印3)。燃料供給事業者91は、燃料サービス事業者93にメリット料3を支払う(矢印4)
また、矢印10により発電事業者92からネットワークを介して受け取った発電設備の運転データにもとづき、燃料サービス事業者93は、機器8aに異状がないか、常時チェックする。機器8aに異状が発見された場合、燃料サービス事業者93は、異状を回避するための運転方法を演算により求め、運転計画としてネットワークを通じて発電所の運転制御装置に送る(矢印11)。同時に、機器製造事業者94に対して、補修を指示する補修情報をネットワークを介して送る(矢印17)。このように、常時運転データを監視し、機器8aに発生した微小な異状を検知し、大がかりな改修が必要となる前に対応することで、メンテナンス費用の低減を図る。
【0018】
つぎに、発電事業者92、燃料サービス事業者93,燃料供給事業者91の設備構造と、その制御動作について、説明する。
【0019】
まず、発電事業者92の発電設備は、図2のように、ボイラ装置130を含む発電装置と、化石燃料貯蔵部112と、化石燃料貯蔵部112からボイラ130に供給される化石燃料の量を調整する供給量調整装置113と、ボイラ130に供給する空気量を調整する供給量調整装置161と、ボイラ130の排ガスのNOx濃度を測定する排ガスセンサ34と、排ガスにアンモニアを供給してNOxをN2に還元する脱硝装置202と、脱硝後の排ガスを排出する煙突155とを有する。また、運転条件、NOx目標値、発電指令を出力する発電指令部45と、供給量調整装置113と供給量調整装置161を制御する運転制御装置33と、通信制御装置210を有している。
【0020】
また、発電事業者92の発電設備には、代替燃料貯蔵部121と、ボイラ装置130に供給する代替燃料の量を調整する供給量調整装置122が備えられている。これらは、図1の矢印9により、燃料サービス事業者93が費用を負担して発電設備に取り付けた機器8aである。供給量調整装置122は、運転制御装置33によって制御される。
【0021】
また、ボイラ装置130の燃焼温度等の運転データ、排ガスセンサ34の検出したNOx濃度データ、ならびに、発電指令部45の出力する、必要な発電出力、NOx目標値、発電指令は、通信制御装置210により、ネットワークを介して燃料サービス事業者93に受け渡される。これが、図10の矢印10に相当する。
【0022】
一方、燃料供給事業者91は、演算制御装置35と異常診断装置212と通信制御装置211とを有している。演算制御装置35は、通信制御装置211により、発電事業者の運転データ、NOx濃度データ、必要な発電出力、NOx目標値、発電指令を受け取る。異常診断装置212は、運転データおよびNOx濃度データから、発電事業者の発電設備に異常がないかを診断する。異常があった場合、通信制御装置211から、機器製造事業者94に対して補修情報を出力する。これは図1の矢印17に相当する。演算制御装置は、後述する演算により燃料を選定し、燃料供給事業者91に発注する。これは、図1の矢印2に相当する。
【0023】
また、燃料供給事業者91は、本実施の形態では、代替燃料のみならず化石燃料も販売する事業者であり、化石燃料貯蔵部20と代替燃料貯蔵部21と、配送部214と、燃料配送制御装置31とを有する。また、化石燃料と代替燃料についての価格、在庫量、納期等のデータを格納した販売情報格納部42と、化石燃料と代替燃料についての組成や発熱量を検出したデータを格納した原料性状検出部43と、通信制御装置213とを有している。化石燃料と代替燃料についての価格、在庫量、納期、組成、発熱量等のデータは、通信制御部213により、ネットワークを介して燃料サービス事業者93に受け渡される。これは、図1の矢印1に相当する。
【0024】
つぎに、燃料サービス事業者93の演算制御装置35の動作について説明する。演算制御装置35は、メモリとCPUとを有し、メモリに予め格納されているプログラムをCPUが読み込んで実行することにより、図4のフローチャートのように動作する。
【0025】
まず、演算制御装置35は、通信制御装置211を介して燃料供給事業者91と通信を行い、燃料供給事業者91が設定した、現在の化石燃料単価、代替燃料単価、化石燃料利用割引係数、代替燃料利用割引係数、代替燃料変換係数を受信する(図4のステップ401)。代替燃料変換係数は、
代替燃料変換係数=化石燃料発熱量/代替燃料発熱量
で示される係数であり、燃料供給事業者が販売する化石燃料の発熱量と代替燃料の発熱量との比を示す値である。化石燃料利用割引係数、代替燃料割引係数は、値引き係数であり、発注量(例えば1日当たり)が多いほど係数が大きくなるように設定される。
【0026】
つぎに、演算制御装置35は、通信制御装置211を介して発電事業者92と通信を行い、必要な発電出力、過去予め定めた日数(例えば1日間)についての、化石燃料消費量、代替燃料消費量、脱硝装置ユーティリティ使用量を取り込む(ステップ402)。化石燃料消費量および代替燃料消費量は、運転制御装置33が供給量調整装置113,122を制御して、実際にボイラ装置130に供給した化石燃料と代替燃料の量である。また、脱硝装置ユーティリティ使用量は、運転制御装置33が、排ガスセンサ34の検出したNOxの濃度に応じて、脱硝装置202に投入を指示したアンモニア量である。
【0027】
つぎのステップ403で、演算制御装置35は、代替燃料発注量を算出する。このステップ403を図5を用いて、詳しく説明する。まず、演算制御装置35は、発電事業者92の発電設備について、予め定めた期間Tnにおける発電計画を作成する(ステップ501)。期間Tnの初期値T1は、例えば3日とする。この期間T1における燃料必要量を算出する。燃料必要量は、
燃料必要量=Σ必要発電出力/発電効率
により、1日当たりの(必要発電出力/発電効率)を期間T1について足し合わせることにより求める(ステップ502)。ただし、燃料必要量の単位は発熱量である。必要発電出力は、これらから先の予め定めた期間(例えば1ヶ月)について必要となる発電出力を例えば1日分づつ予め予測しておいたものである。また、発電効率は、発電事業者92の設備において、燃料の単位発熱量当たりで、発電される電力であり、過去の発電データにより予め求めておいた値を用いる。
【0028】
つぎに、代替燃料使用率をαとし、残りの1−αを化石燃料使用率として、ステップ502で求めた燃料必要量をまかなう代替燃料および化石燃料を購入した場合の燃料価格を下式により算出する(503,504)。
【0029】
燃料価格=(1−α)×燃料必要量×化石燃料単価×化石燃料利用割引係数+α×燃料必要量×代替燃料単価×代替燃料利用割引係数
この燃料価格を、この代替燃料使用率αを予め定めた初期値α0から予め定めたα’ずつ増加させて、0<α<(代替燃料の最大利用可能率αmax)の範囲でそれぞれ求め、記憶する(ステップ505,506)。
【0030】
そして、記憶した燃料価格の中から最低の燃料価格を選択し、その燃料価格とそのときの代替燃料使用率αとを、購入期間T1についての最適値として記憶する(ステップ507)。
【0031】
つぎに、ステップ508において、期間Tを予め定めた期間T2(例えば1週間)に変更し、ステップ502〜507を繰り返し、購入期間T2についての最低の燃料価格とそのときの代替燃料使用率αとを求め、最適値として記憶する。
【0032】
再び、ステップ508で期間Tを予め定めた期間T3(例えば1ヶ月)に変更し、ステップ502〜507を繰り返し、購入期間T3についての最低の燃料価格とそのときの代替燃料使用率αとを求め、最適値として記憶する。
【0033】
これを、予め定めた最長購入期間Tmaxに達するまで繰り返す。
【0034】
つぎに、ステップ507で各期間Tnについて記憶した最低燃料価格に、それぞれ、下式のように、予め定めた発電計画変動リスク係数をかけ、各期間Tnについて燃料購入評価パラメータを算出する。
【0035】
燃料購入評価パラメータ=燃料価格×発電計画変動リスク係数
この発電計画変動リスク係数は、期間Tnの途中で、燃料単価や必要発電出力が変動する可能性を考慮して定めた係数であり、通常、期間が長いほど高くなる。求めた各期間Tnについての燃料購入評価パラメータのうち、最小のものを選択し、その期間Tnを購入期間Tとして選定する(ステップ510)。
【0036】
ステップ510で選定した購入期間Tについて、ステップ507で格納されている代替燃料使用率αを読み出し、このαを用いて、下式により化石燃料発注量、代替燃料発注量を算出する(ステップ511)。ただし、下式において燃料必要量は、ステップ510で選定した購入期間Tについて、ステップ502で求めた燃料必要量である。
【0037】
化石燃料発注量=(1−α)×燃料必要量
代替燃料発注量=α×燃料必要量
これにより、図5の代替燃料および化石燃料の発注量を算出するステップが終了する(図4のステップ403)。
【0038】
つぎに、図4のステップ404にすすみ、上記ステップ211で算出した、化石燃料発注量、代替燃料発注量を発注する情報を、通信制御装置211から燃料供給事業者にネットワークを介して送信する。ただし、発電事業者に化石燃料及び代替燃料の在庫が有る場合には、それを差し引いて発注することも可能である。そして、次のステップ405で、上記ステップ510、511で選定した期間Tについての運転計画を作成する。具体的には、選定した代替燃料使用率αで、ステップ502の発電出力を得るために、ボイラ装置130に供給すべき化石燃料量及び代替燃料量を計算する。また、その条件に適した空気量を求める。求めた化石燃料および代替燃料の供給量および空気量を、供給量調整装置113,122,161に設定すべき値として、運転計画を作成する。この運転計画を通信制御装置211から発電事業者92の運転制御装置33に送信する。
【0039】
つぎに、ステップ406に進み、下式により代替燃料拡販メリット料を算出する。ただし、代替燃料利用割引係数は、ステップ401で燃料供給業者91から受け取った係数であり、代替燃料発注量は、ステップ403で求め、ステップ404で発注した代替燃料発注量である。
【0040】
代替燃料拡販メリット料=代替燃料発注量×代替燃料利用割引係数
このメリット料は、燃料サービス事業者93が代替燃料を発注したことにより、販売が拡大し、燃料供給事業者が得たメリットに対する対価である。上記式では、代替燃料発注量に代替燃料利用割引係数をかけることにより求めているが、この式に限らず、燃料供給事業者91との間に予め契約で定めた方法により求める。例えば、別途定めたメリット係数を代替燃料発注量にかけることにより求めることが可能である。求めた代替燃料拡販メリット料を請求する請求書は、通信制御装置211を介して、燃料供給事業者91に送信する(ステップ407)。
【0041】
つぎに、ステップ408に進み、燃料代低減メリット料を算出する。このステップ408を図6を用いて詳しく説明する。まず、ステップ601において、下式により、化石燃料代と代替燃料代とを求め、両者を合計した燃料代を求める。ただし、化石燃料単価および代替燃料単価は、上記ステップ401により燃料供給事業者91から取り込んだ値を用い、化石燃料消費量および代替燃料消費量は、ステップ402で発電事業者92から取り込んだ値を用いる。
【0042】
化石燃料代=化石燃料単価×化石燃料消費量
代替燃料代=代替燃料単価×代替燃料消費量
燃料代=化石燃料代+代替燃料代
つぎに、ステップ602で、代替燃料消費量に相当する発熱量を得るために必要な化石燃料量(相当化石燃料消費量)を下式から求める。これは、代替燃料を使用しなかった場合に、代替燃料分の発熱量を得るために消費されていたと推測される化石燃料量を表している。
相当化石燃料消費量=代替燃料消費量×代替燃料変換係数
なお、代替燃料変換係数は、ステップ401において取り込んだものであり、代替燃料変換係数=化石燃料発熱量/代替燃料発熱量×発電効率変化補正係数
である。
【0043】
また、発電効率変化補正係数は、化石燃料に比べクリーンな代替燃料を使用することで発電効率が向上する効果を補正する係数である。
【0044】
つぎに、上記ステップ602で求めた相当化石燃料消費量を用いて、代替燃料を使用せず化石燃料のみを使用していた場合にかかったと推定される燃料代を算出する。
【0045】
相当燃料代=化石燃料代+(代替燃料価格×相当化石燃料消費量)
また、上記ステップ602で求めた相当化石燃料消費量を用いて、代替燃料を使用せず化石燃料のみを使用していた場合に、脱硝装置202で必要であったと推定されるアンモニア量(相当脱硝装置ユーティリティ使用量)を算出する。ただし、脱硝装置ユーティリティ算出係数は、発電事業者のボイラ装置130において、単位あたりの化石燃料消費量を燃焼させた場合に脱硝装置202で必要となるアンモニア量を定めたものであり、過去の化石燃料消費量と脱硝装置202のアンモニア消費量との関係から求めておいたものである。
【0046】
相当脱硝装置ユーティリティ使用量=(相当化石燃料消費量+化石燃料消費量)×脱硝装置ユーティリティ算出係数
求めた相当脱硝装置ユーティリティ使用量から、代替燃料を使用したことにより、低減した脱硝装置202の運転コスト(脱硝装置ユーティリティ低減分)を下式により求める(ステップ604)。ただし、脱硝装置ユーティリティ単価は、脱硝装置202で使用するアンモニアの単価である。脱硝装置ユーティリティ使用量は、ステップ402で取り込んだ値である。
【0047】
脱硝装置ユーティリティ低減コスト=脱硝装置ユーティリティ単価×(相当脱硝装置ユーティリティ使用量−脱硝装置ユーティリティ使用量)
つぎに、ステップ601,603、605で求めた燃料代、相当燃料代、脱硝装置ユーティリティ低減コストから、下式により燃料代低減メリット料を算出する(ステップ606)。
【0048】
燃料代低減メリット料=((燃料代−相当燃料代)+脱硝装置ユーティリティー低減コスト)×予め定めた係数
これにより、図6の燃料代低減メリット料を算出するステップが終了する(図4のステップ408)。
【0049】
なお、上式では代替燃料を使用したことにより低減した燃料代および脱硝装置の運転コストに予め定めた係数を掛けた値をメリット料としているが、低減したコストそのもの(上記予め定めた係数=1)をメリット料とすることも可能である。
【0050】
つぎに、図4のステップ409に進み、上記ステップ408で算出した燃料代低減メリット料を請求する請求書を、通信制御装置211から発電事業者92にネットワークを介して送信する。発電事業者92が請求金額を銀行等に振り込み、そのことをネットワークを介して発電事業者92が燃料サービス事業者93に知らせた場合、燃料サービス事業者93の通信制御装置211がそれを受信し、演算制御部35は経理処理を実施する(ステップ410、411)。
【0051】
また、ステップ407で請求した代替燃料拡販メリット料を燃料供給事業者91が銀行等に振り込み、そのことをネットワークを介して燃料供給事業者91が燃料サービス事業者93に知らせた場合、燃料サービス事業者93の通信制御装置211がそれを受信し、演算制御部35は経理処理を実施する(ステップ412、413)。
【0052】
つぎに、発電事業者92の運転制御装置33の制御動作について、図7のフローチャートを用いて説明する。
【0053】
運転制御装置33は、燃料サービス事業者93が図4のステップ405で送信した運転計画を通信制御装置210により受信したならば、その運転計画に従って発電設備のプラント機器を制御する(ステップ701,702)。ここでは、運転計画として、供給量調整装置113,122、161を構成するバルブの開放度を受け取っている。それに従って、供給量調整装置161,113,112を制御する。これにより、選定した代替燃料使用率αでボイラ装置130に化石燃料量及び代替燃料量を供給することができ、適切な空気量を燃焼させて、所望の発電出力を得ることができる。発電設備の各プラント機器の構造およびその動作については、後で具体的に説明する。
【0054】
つぎに、ステップ703に進み、発電設備のプラント機器の計測器データのうち、実際に消費した化石燃料の消費量、代替燃料の消費量、脱硝装置202で使用したアンモニア量(脱硝装置ユーティリティー使用量)を、通信制御装置210を介して燃料サービス事業者に送信する。
【0055】
また、燃料サービス事業者93からの燃料代低減メリット料の請求書を通信制御装置210が受信した場合には、経理処理を実施して銀行等に料金を振り込み、燃料代低減メリット料を支払ったことを知らせる通知を、通信制御装置210を介して燃料サービス事業者93に送信する(ステップ704,705)。燃料サービス事業者93は、図4のステップ410でこの通知を受け取る。
【0056】
また、燃料供給事業者91からの燃料代請求書を通信制御装置210が受信した場合には、経理処理を実施して銀行等に料金を振り込み、燃料代を支払ったことを知らせる通知を燃料供給事業者91に送信する(ステップ706,707)。さらに、燃料供給事業者91からの燃料発送通知を通信制御部210が受信した場合には、納品された燃料を受け取る資材処理を実施し、化石燃料貯蔵部112,代替燃料貯蔵部121に収容する。燃料受け取りを知らせる通知を化石燃料貯蔵部112,代替燃料貯蔵部121から受け取ったならば、燃料受領通知を通信制御装置210を介して燃料供給事業者91に送信する。
【0057】
つぎに、燃料供給事業者91の配送制御装置31の制御動作について、図8のフローチャートを用いて説明する。
【0058】
まず、配送制御装置31は、燃料サービス事業者93から化石燃料および代替燃料の発注書を通信制御装置213が受信したならば、配送部214に配送指令を出力し、化石燃料および代替燃料を発電事業者92に納品する(ステップ801,802)。これと同時に、発送通知を発電事業者92に通信制御装置213から送信する。
【0059】
また、燃料代を下記のように算出する(ステップ803)。
【0060】
化石燃料代=化石燃料発注量×化石燃料単価
代替燃料代=代替燃料発注量×代替燃料単価
燃料代=化石燃料代+代替燃料代
つぎのステップ804で、発電事業者92が図7のステップ709で送信した燃料受領通知を受信したならば、上記燃料代を請求する請求書を通信制御装置213から発電事業者92に送信する(ステップ805)
発電事業者92が図7のステップ705で送信した燃料代支払い通知を受信したならば、経理処理を実施する(ステップ806,807)。また、燃料サービス事業者93が図4のステップ407で送信した代替燃料拡販メリット料の請求書を受信したならば、経理処理を実施して料金を銀行等に振り込み、メリット料支払い通知を燃料サービス事業者93に送信する(ステップ808,809)
ここで、発電事業者92のプラント機器の構成と、運転制御装置33によるそれらの制御について図3を用いて具体的に説明する。
【0061】
発電事業者92は、化石燃料貯蔵部112として石炭貯蔵ホッパを有し、石炭貯蔵ホッパからの化石燃料供給量を調整する供給量調整装置113としてロータリーバルブが備えられている。また、代替燃料を貯蔵する代替燃料貯蔵部121は貯蔵タンクであり、代替燃料供給量を調整する供給量調整装置122として流量調整弁を備えている。また、空気量を調整する供給量調整装置161として、通風装置を備えている。燃料供給事業者91から納品された化石燃料である石炭102は、不図示の粗粉砕装置により粗粉砕され、化石燃料貯蔵部112に貯蔵され、供給量調整装置(ロータリーバルブ)113により石炭粉砕装置114に供給される。供給量は、供給量調整装置(ロータリーバルブ)113の回転数を運転制御装置33が制御することにより調整される。石炭は、石炭粉砕装置で100μm以下に粉砕される。微粉砕された石炭は、空気の供給調整装置(通風装置)161から供給された空気の一部である搬送空気104により石炭ボイラ装置の石炭バーナ131へ搬送される。この搬送空気量は石炭重量の約10%である。また、空気の供給調整装置(通風装置)161からの残りの空気103は、直接石炭バーナ131に供給される。
【0062】
一方、代替燃料105は、代替燃料貯蔵部(貯蔵タンク)121からポンプ163により押し出される。この供給量は、供給量調整装置(流量調整弁)122を運転制御装置33が制御することにより調整される。代替燃料105の添加量は、石炭供給量に対して質量比で0〜50%の範囲である。代替燃料105は、添加部123により搬送空気104に合流して、石炭粉砕装置114に供給される。添加された代替燃料は、微粉炭状の石炭102とともにボイラ装置130のバーナ131に供給される。代替燃料105の添加方法には、供給する代替燃料105の形態に応じて、ガス供給方式、液噴霧方式、あるいは固体供給方式等のうち適した方式を採用することができる。
【0063】
石炭バーナ131では、石炭102、搬送空気104、及び空気供給調整装置(通風装置)161からの直接の空気103を接触させ、石炭を燃焼させる。石炭102とともにバーナ131に供給された代替燃料105は、石炭102の燃焼により燃焼ガス温度が上昇するに従って分解し、ヒドロペルオキシラジカル(HOO・)を生成する。ヒドロペルオキシラジカル(HOO・)は、燃焼により生成した一酸化窒素(NO)を、二酸化窒素(NO2)に酸化する。NO2は、NOに比べて活性であり、ガス中に共存する炭化水素類、一酸化炭素、水素、シアン(HCN)、アンモニア(NH3)およびこれらに関連する化合物あるいはラジカル類によりN2に還元される。代替燃料としてジメチルエーテルを添加した場合は、生成したアルキルラジカル(CH3OCH2・)がNO2の還元に寄与する。また、代替燃料105としてメタノールを添加した場合は、メトキシラジカル(CH3O・)が生成し、NO2の還元剤として作用することができる。上述のヒドロペルオキシラジカル(HOO・)、アルキルラジカル(CH3OCH2・)、 メトキシラジカル(CH3O・)及びその他のラジカル類は、ラジカル内に酸素原子を含み、この酸素原子を供与することで酸化剤として作用することができる。
【0064】
また、微粉炭中に多く含まれる縮合芳香族化合物は、ブタン、ペンタン等の脂肪族化合物あるいはベンゼン、トルエン等の単環の芳香族化合物に比較して安定であり、酸化されにくい。従って縮合芳香族化合物を多く含む、炭化の進んだ瀝青炭あるいは無煙炭等では着火しづらい。通常の微粉炭バーナで無煙炭等の燃えにくい石炭を燃焼させる場合、着火に要する時間が長く、燃焼が不充分になり、燃焼効率が低下し、灰中未燃分が増加する恐れがある。代替燃料を添加することにより、縮合芳香族化合物を多く含む石炭の着火を促進する作用も得られる。すなわち、添加された代替燃料は、容易に分解して、ヒドロペルオキシラジカル(HOO・)、アルキルラジカル(CH3OCH2・)、 メトキシラジカル(CH3O・)及びその他のラジカル類を生成する。これらラジカルは活性が高く、微粉炭に含まれる縮合芳香族化合物と反応することができる。これにより、微粉炭への着火を促進することができる。
【0065】
石炭ボイラ装置130の側壁は、水冷管で構成された水冷壁構造となっており、石炭燃焼熱は、水冷管内部を流れる水、あるいは蒸気により吸収される。また、この水冷管で吸収しきれない熱は、石炭燃焼室下流の煙風道に設置された伝熱管133を流れる水、あるいは蒸気106によりさらに吸収される。熱を吸収することにより蒸気となった水により、タービンを回転させ発電を行う。
【0066】
また、石炭ボイラ装置130から出る排ガス107は、ガス中のNOx等の濃度が排ガスセンサ34により検出される。排ガス中のNOxは脱硝装置202により除去され、排ガス中のダストは集塵装置151により除去される。具体的には、脱硝塔153にアンモニア供給部154から供給されたアンモニアを噴霧し、排ガス中のNOxをアンモニアと反応させて還元し、N2にする。脱硝処理後の排ガスは、煙突155から大気へ放出する。
【0067】
化石燃料貯蔵部112および代替燃料貯蔵部121にはそれぞれ消費量を検出するセンサが配置されている。また、脱硝装置202のアンモニア供給部154には、アンモニア消費量を検出するセンサが配置されている。これらの出力は、排ガスセンサ34の出力とともに、運転制御装置33が、図7のステップ703において燃料サービス事業者93に出力される。
【0068】
このように本実施の形態の発電事業の支援システムによれば、発電事業者92と燃料供給事業者91との間に、燃料サービス事業者93が介在する。この燃料サービス事業者93が上述のような事業を行うことにより、発電事業者92は、経費の負担をすることなく代替燃料の使用に必要な機器8aの導入を受けることができ、しかも、定期点検および補修を受けることができる。また、発電事業者92は、化石燃料のみを使用した場合よりも、コストが低くなるような添加割合で代替燃料を添加して運転を行うための運転計画を受け取ることができる。したがって、この運転計画に従って、運転を行うことにより、化石燃料のみを使用した場合よりも低コストで発電を行うことができる。また、燃料の発注は、燃料サービス事業者93が行うため、燃料発注の事務処理に必要なコストを削減することができる。また、代替燃料の使用により、ボイラ130から排出される排ガスに含まれるNOxの総量が低減するため、脱硝装置202で除去しきれずに外部に排出されるNOxの量を低減することができ、環境に配慮したクリーンな発電を行うことができる。
【0069】
一方、燃料供給事業者91は、燃料サービス事業者93の事業によって発電事業者92が代替燃料を購入するため、安定した需要が保証される。したがって、複数のプラントで低コストに大量生産することが可能となる。このように生産した代替燃料を、発電事業者92が安定的に購入することにより、燃料供給事業者91は、利益を上げることができる。また、大量生産により供給が安定すると共に、生産価格も下がるため、代替燃料の単価が安くなり、発電事業者92からの需要がますます高まるという、好ましい循環を生まれる。
【0070】
また、燃料サービス事業者93は、機器8aの経費負担という初期投資は必要であるものの、その後は、最適な代替燃料添加量の計算や発注という演算処理のみで、発電事業者92および燃料供給事業者91の両者からメリット料12a、3aを受け取ることができるため、初期投資分を回収して利益をえることができる。
【0071】
また、機器製造事業者94は、機器8aの製造および点検・補修を行い、燃料サービス事業者93からその費用の支払いを受けることにより、利益を上げることができる。
【0072】
なお、第1の実施の形態では、燃料供給事業者91が代替燃料のみならず化石燃料も供給し、燃料サービス事業者93は、代替燃料および化石燃料を燃料供給事業者91に発注する構成であったが、化石燃料は別の燃料供給事業者に発注する構成や、化石燃料は発電事業者が自分で発注する構成にすることも可能である。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、国や地方公共団体等が、発電事業者92に対して、排出した窒素化合物(NOx)総量や硫黄酸化物(SOx)総量や二酸化炭素(CO2)総量などに応じた環境税の支払いを求める法律が制定されている場合を想定した発電事業の支援システムである。
【0073】
以下、窒素酸化物規制が導入された場合を例にとり、発電事業の支援システムを図9等を用いて説明する。
【0074】
発電事業者92は、国や地方公共団体等の環境管理事業者95から、排出した窒素化合物(NOx)の総量にかかる課税係数(環境排出制約条件)を受け取る(矢印14)。発電事業者92の運転制御装置33は、この課税係数(環境排出制約条件)を知らせる情報を通信制御装置210により燃料サービス事業者93に送信する。
【0075】
燃料サービス事業者93は、図4のステップ402でこの課税係数を受信する。また、ステップ403(図5のステップ501〜511)で燃料発注量を計算する際に、化石燃料と代替燃料を燃焼させた際に発生するNOxの量を算出し、このNOxを脱硝装置で脱硝するためにかかるコストを求める。また、脱硝装置で除去しきれず煙突155から排出されるNOxの量を求め、これにかかる課税額を求める。これらの脱硝装置のコストと課税額とを燃料コストに加味した金額が最低となる、代替燃料の使用率αを求める。
【0076】
また、燃料サービス事業者93は、図4のステップ408、409で燃料代低減メリット料を計算および請求する際に、これに加えて環境排出低減メリット料を計算し、請求する(図9の矢印15)。環境排出低減メリット料は、代替燃料を使用したことにより低減した環境税に見合う金額である。発電事業者92がメリット料を銀行等に振り込み、その支払い通知を燃料サービス事業者93に通知する(図9の矢印16)。燃料サービス事業者93は、ステップ411、412で、発電事業者92から燃料代低減メリット料に加えて、環境排出低減メリット料の支払い通知を受け取り、その経理処理も実施する。
【0077】
図9に示しているように、他の構成は第1の実施の形態の発電事業の支援システムと同様であるので、同様である部分については説明を省略し、異なる部分のみを以下詳しく説明する。
【0078】
第2の実施の形態の発電事業の支援システムで、第1の実施の形態とは異なる部分として、図4のステップ403(図5のステップ501〜511)で燃料発注量を算出する方法について説明する。
【0079】
第2の実施の形態では、図5のステップ503で燃料価格を算出する際に、化石燃料と代替燃料を燃焼させた際に発生するNOxの量を算出し、このNOxを脱硝装置202で脱硝するためにかかるコストを求める。また、脱硝装置202で除去しきれず煙突155から排出されるNOxの量を求め、これにかかる課税額を求める。これらの脱硝装置202のコストと課税額とを燃料コストに加味した金額が最低となる、代替燃料の使用率αを求める。具体的には、代替燃料使用率をαとし、残りの1−αを化石燃料使用率として、ステップ502で求めた燃料必要量をまかなう代替燃料および化石燃料を購入した場合の燃料価格を下式により算出する。ただし、化石燃料によるNOx発生係数は、燃料必要量の1単位に相当する化石燃料をボイラ装置130で燃焼させた場合に発生するNOxの量であり、予め求めておいた値である。代替燃料によるNOx発生係数についても、燃料必要量の1単位に相当する代替燃料をボイラ装置130で燃焼させた場合に発生するNOxの量であり、予め求めておいた値である。脱硝装置ユーティリティ単価は、NOxの単位量を脱硝装置202で脱硝するために必要なアンモニアのコストであり、予め求めておいた値である。脱硝装置除去率は、排気ガス中のNOxのうち脱硝装置202で除去できるNOxの割合であり、除去しきれないNOxは煙突155から排出される。環境排出課税係数は、図9の矢印914により発電事業者92から受け取った課税係数である。
【0080】
燃料価格=(1−α)×燃料必要量×化石燃料単価×化石燃料利用割引係数+α×燃料必要量×代替燃料単価×代替燃料利用割引係数
NOx発生量=(1−α)×燃料必要量×(化石燃料によるNOx発生係数)+α×燃料必要量×(代替燃料によるNOx発生係数)
脱硝装置ユーティリティーコスト=NOx発生量×脱硝装置ユーティリティー単価
環境税=NOx発生量×(1−脱硝装置除去率)×環境排出課税係数
合計金額=燃料価格+脱硝装置ユーティリティーコスト+環境税
この合計価格を、この代替燃料使用率αを予め定めた初期値α0から予め定めたα’ずつ増加させて、0<α<(代替燃料の最大利用可能率αmax)の範囲でそれぞれ求め、記憶する(ステップ505,506)。
【0081】
そして、記憶した燃料価格の中から最低の燃料価格を選択し、その燃料価格とそのときの代替燃料使用率αとを、購入期間T1についての最適値として記憶する(ステップ507)。
【0082】
つぎに、ステップ508において、期間Tを予め定めた期間T2(例えば1週間)に変更し、ステップ502〜507を繰り返し、購入期間T2についての最低の燃料価格とそのときの代替燃料使用率αとを求め、最適値として記憶する。以下、第1の実施の形態と同様に、図5の各ステップを行い、上記合計金額が最低となる化石燃料発注量、代替燃料発注量を算出する。
【0083】
また、燃料サービス事業者93は、図4のステップ408、409で燃料代低減メリット料を計算および請求する際に、これに加えて環境排出低減メリット料を計算し、請求する(図9の矢印15)。環境排出低減メリット料は、代替燃料を使用したことにより低減した環境税に見合う金額であり、以下の数式により計算する。ただし、1日当たりの燃料必要量は、ステップ502で求めた値である。化石燃料によるNOx発生係数は、ステップ504で用いた係数である。実際NOx発生量は、センサ34の出力を1日分積分して求めた1日当たりの実際のNOx発生量である。
【0084】
相当NOx発生量=(1日当たりの燃料必要量)×(化石燃料によるNOx発生係数)
環境排出低減メリット料=(相当NOx発生量−実際NOx発生量)×(1−脱硝装置除去率)×環境排出課税係数
このように第2の実施の形態の発電事業の支援システムによれば、第1の実施の形態の発電事業の支援システムで得られる効果に加えて以下のような効果が得られる。すなわち、燃料サービス事業者93は、化石燃料のみを使用した場合よりも、燃料コストのみならず、環境税や脱硝装置のユーティリティコストを加味してコストが最低となるような代替燃料添加割合を求め、その運転計画を作成する。よって、発電事業者92は、燃料サービス事業者93から受け取った運転計画に従って、運転を行うことにより、化石燃料のみを使用した場合よりも低コストで発電を行うことができる。しかも、代替燃料を使用することにより、ボイラ装置130から排出されるNOxの総量が低減するため、脱硝装置202で除去しきれずに外部に排出されるNOxの量を低減することができ、環境税を節約できるとともに、環境に配慮したクリーンな発電を行うことができる。
【0085】
なお、上述の実施の形態では、NOxの排出量の総量に環境税が課税される場合について説明したが、硫黄化合物(SOx)、二酸化炭素(CO2)等の他の環境排出物について課税される場合についても、これらを環境税の計算に加味することにより、同様に処理することができる。また、課税方法は、法律によって定められるため、NOx等の環境排出物の濃度が規定値を超えた場合に、規定値との差分に課税係数を掛け税額を求める場合もある。これらの場合も、上述の環境税の算出する数式として、これらの課税方法による環境税の算出数式を用いることにより、同様に環境排出低減メリット料および燃料発注量の算出を行うことが可能である。
【0086】
また、第2の実施の形態において環境排出低減メリット料を求める際に、実際NOx発生量としてボイラー装置130の出口のセンサ34の出力を用いているが、煙突155の出口に別途センサを配置し、煙突出口での一日当たりのNOx発生量を求め、下式により環境排出低減メリット料を計算することも可能である。
【0087】
環境排出低減メリット料=(相当NOx発生量×(1−脱硝装置除去率)−煙突出口NOx発生量)×環境排出課税係数
【0088】
【発明の効果】
本発明によれば、発電事業者が小さな負担で代替燃料を使用できる発電事業の支援方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の発電システムの全体構成を示す説明図。
【図2】本発明の第1の実施の形態の発電システムの制御部の構成を示すブロック図。
【図3】本発明の第1の実施の形態の発電システムの発電事業者のプラント機器の一例を示すブロック図。
【図4】本発明の第1の実施の形態の発電システムの燃料サービス事業者の演算制御部の動作を示すフローチャート。
【図5】本発明の第1の実施の形態の発電システムの燃料サービス事業者の演算制御部における、燃料発注量の演算動作を示すフローチャート。
【図6】本発明の第1の実施の形態の発電システムの燃料サービス事業者の演算制御部における、燃料代低減メリット料の演算動作を示すフローチャート。
【図7】本発明の第1の実施の形態の発電システムの発電事業者の運転制御装置の動作を示すフローチャート。
【図8】本発明の第1の実施の形態の発電システムの燃料供給事業者の配送制御装置の動作を示すフローチャート。
【図9】本発明の第2の実施の形態の発電システムの全体構成を示す説明図。
【符号の説明】
1 燃料価格情報の流れを示す矢印
2 発注情報の流れを示す矢印
3 メリット料請求の流れを示す矢印
4 メリット料の支払い通知の流れを示す矢印
5 燃料納入の流れを示す矢印
6 燃料代の支払いの流れを示す矢印
7 契約の関係を示す矢印
8 機器費用の支払いの流れを示す矢印
9 機器納入アフターサービスの提供の流れを示す矢印
10 運用条件情報の流れを示す矢印
11 運用計画の流れを示す矢印
12 メリット料請求のの流れを示す矢印
13 メリット料の支払い通知の流れを示す矢印
14 環境排出制約条件(課税係数)情報のの流れを示す矢印
15 メリット料請求の流れを示す矢印
16 メリット料の支払い通知の流れを示す矢印
17 補修情報の流れを示す矢印
20 化石燃料貯蔵部
21 代替燃料貯蔵部
31 燃料配送制御装置
33 運転制御装置
34 排ガスセンサー
35 演算制御装置
42 販売情報格納部
43 原料性状検出部
45 発電指令部
47 排出規制
91 燃料供給事業者
92 発電事業者
93 燃料サービス事業者
94 機器製造事業者
95 環境管理事業者
101 空気
102 石炭
105 代替燃料
113 供給量調整部
122 供給量調整部
130 石炭ボイラ装置
151 集塵装置
155 煙突
161 供給量調整部
202 脱硝装置
210,211,213 通信制御装置
212 異状診断装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation business that supplies power using fossil fuels, and more particularly to a driving support method that reduces power generation costs or environmental emissions by using alternative fuels to fossil fuels.
[0002]
[Prior art]
Fossil fuels such as coal, heavy oil and light oil have been conventionally used as fuels for power generation. Conventional power generation equipment generates NO when burning fossil fuels. x For example, by adding a reducing agent such as ammonia or a peroxyl starting material to the combustion exhaust gas to reduce NO x To N 2 And so on.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
NO emitted from power generation facilities x It is promising to mix alternative fuels with fossil fuels as a method for effectively reducing fossil fuel. Alternative fuels include dimethyl ether and FT light oil. For example, when fossil fuel is mixed with dimethyl ether and burned with a fossil fuel burner, dimethyl ether is heated to a high temperature as fossil fuel is burned to generate hydroperoxy radicals, which oxidize NO generated by fossil fuel burning. NO 2 And NO 2 Is converted to N by a compound or radicals existing in the gas. 2 Is reduced to
[0004]
However, in the case of power generation facilities that use fossil fuels at present, if such alternative fuels are to be used, it is necessary to remodel the facilities such that the alternative fuels can be supplied to the boiler. At this time, the properties of alternative fuels are different from those of fossil fuels that have been used in the past, so new development is required for equipment that uses alternative fuels. Performance testing may be required. For this reason, when a power generation company introduces a power generation facility that can use an alternative fuel, initial investment and maintenance costs may be burdensome compared to a case where a fossil fuel only is used. In addition, at present, the production amount is not so large because the demand for the alternative fuel is small, and the price of the alternative fuel is unstable. For this reason, it may be supplied at a lower price than conventional fossil fuels, but may be supplied at a higher price.
[0005]
As described above, at present, there are hurdles for power producers to start using alternative fuels, because of the environmental benefits, but also the problem of unstable capital investment and fuel costs.
[0006]
On the other hand, when a fuel supplier is requested by a power generation company to secure supply stability, it is necessary to perform mass production in a plurality of plants in order to respond to the demand. However, constructing a plurality of plants requires a large capital investment, but there is no assurance that power generators will purchase alternative fuels for a long time. Therefore, at present, starting mass production of alternative fuels poses a high hurdle for fuel suppliers.
[0007]
An object of the present invention is to provide a power generation business support method that allows a power generation company to use an alternative fuel with a small burden.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to achieve the above object, the following power generation business support method can be provided.
[0009]
In the power generation business support method of the present invention, in a power generation facility of a power generation company that has contracted for power generation support in advance, as a fuel for obtaining a required power generation output, an alternative fuel is added to fossil fuel and used. The calculation unit calculates the fuel cost using the unit price of the fossil fuel and the alternative fuel, and selects the addition ratio of the alternative fuel at which the fuel cost is lower than the fuel cost when only the fossil fuel is used as the fuel. I do. Then, an operation plan for operating the power generation equipment at the selected addition ratio is created by the arithmetic device, and transmitted to the power generation company from the communication device. In addition, the power generation cost when assuming that the power generation company uses only fossil fuel as the fuel, and the power generation cost when the alternative fuel is used by adding the alternative fuel to the fossil fuel are calculated by the arithmetic unit using the unit price, An arithmetic unit calculates a price obtained by multiplying a difference between the two costs by a predetermined coefficient. The communication device transmits a notification to the power generation company requesting the obtained price as a price for the merit received by the power generation company.
[0010]
At this time, with the addition ratio of the selected alternative fuel, the amount of the alternative fuel required to obtain the required power generation output is calculated by the arithmetic unit, and a notification of ordering the determined amount of the alternative fuel is sent to the previously contracted fuel. It is also possible to transmit from the communication device to the supplier.
[0011]
In addition, a value obtained by multiplying the above-ordered alternative fuel amount by a predetermined coefficient is calculated by an arithmetic unit, and the calculated value is billed as a price for a merit received by the fuel supplier due to an increase in sales of the alternative fuel. It is also possible to transmit a notification to the fuel supply company from the communication device.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A power generation business support system according to an embodiment of the present invention will be described.
(First Embodiment)
To promote the conservation of the global environment, it is promising to reduce the use of fossil fuels and increase the introduction of clean alternative fuels. In the power generation business support system according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
[0013]
First, the outline of the business of the
[0014]
The
[0015]
Further, the
[0016]
In addition, the
[0017]
Further, the
Further, based on the operation data of the power generation equipment received from the
[0018]
Next, the facility structure of the
[0019]
First, as shown in FIG. 2, the power generation equipment of the
[0020]
The power generation equipment of the
[0021]
The operation data such as the combustion temperature of the
[0022]
On the other hand, the
[0023]
In the present embodiment, the
[0024]
Next, the operation of the arithmetic and
[0025]
First, the arithmetic and
Alternative fuel conversion factor = fossil fuel calorific value / alternative fuel calorific value
And is a value indicating the ratio between the calorific value of the fossil fuel sold by the fuel supplier and the calorific value of the alternative fuel. The fossil fuel use discount coefficient and the alternative fuel discount coefficient are discount coefficients, and are set so as to increase as the order quantity (for example, per day) increases.
[0026]
Next, the arithmetic and
[0027]
In the
Fuel requirement = Σ required power output / power generation efficiency
Then, the required power output / power generation efficiency per day is obtained by adding the values for the period T1 (step 502). However, the unit of fuel requirement is the calorific value. The required power output is obtained by predicting the required power output for a predetermined period (for example, one month) for each day, for example. The power generation efficiency is the power generated per unit heat value of the fuel in the facility of the
[0028]
Next, assuming that the alternative fuel usage rate is α and the remaining 1-α is the fossil fuel usage rate, the fuel price when purchasing the alternative fuel and the fossil fuel that meets the fuel requirement obtained in
[0029]
Fuel price = (1-α) x fuel requirement x fossil fuel unit price x fossil fuel usage discount coefficient + α x fuel requirement x alternative fuel unit price x alternative fuel usage discount factor
The fuel price is obtained in a range of 0 <α <(maximum available rate of alternative fuel αmax) by increasing the alternative fuel usage rate α by a predetermined α ′ from a predetermined initial value α0, and storing the same. (
[0030]
Then, the lowest fuel price is selected from the stored fuel prices, and the fuel price and the alternative fuel usage rate α at that time are stored as optimal values for the purchase period T1 (step 507).
[0031]
Next, in
[0032]
Again, in
[0033]
This is repeated until a predetermined maximum purchase period Tmax is reached.
[0034]
Next, in
[0035]
Fuel purchase evaluation parameter = fuel price x power generation plan change risk coefficient
The power generation plan fluctuation risk coefficient is a coefficient determined in consideration of the possibility that the fuel unit price and the required power generation output fluctuate in the middle of the period Tn, and generally becomes higher as the period is longer. A minimum one of the obtained fuel purchase evaluation parameters for each period Tn is selected, and the period Tn is selected as the purchase period T (step 510).
[0036]
For the purchase period T selected in
[0037]
Fossil fuel order quantity = (1-α) x fuel requirement
Alternative fuel order quantity = α x fuel requirement
Thus, the step of calculating the order amount of the alternative fuel and the fossil fuel in FIG. 5 ends (
[0038]
Next, the process proceeds to step 404 in FIG. 4, and the information for ordering the fossil fuel order amount and the alternative fuel order amount calculated in
[0039]
Next, the routine proceeds to step 406, where the alternative fuel sales promotion merit fee is calculated by the following equation. However, the substitute fuel use discount coefficient is the coefficient received from the
[0040]
Alternative fuel sales merit = alternative fuel order quantity x alternative fuel use discount coefficient
This merit fee is a price for the merit obtained by the fuel supply company because the sales are expanded by the
[0041]
Next, the routine proceeds to step 408, where a fuel cost reduction merit charge is calculated. This
[0042]
Fossil fuel cost = Fossil fuel unit price x Fossil fuel consumption
Alternative fuel cost = alternative fuel unit price x alternative fuel consumption
Fuel cost = fossil fuel cost + alternative fuel cost
Next, in
Equivalent fossil fuel consumption = alternative fuel consumption x alternative fuel conversion factor
Note that the alternative fuel conversion coefficient is obtained in
It is.
[0043]
The power generation efficiency change correction coefficient is a coefficient for correcting the effect of improving the power generation efficiency by using a clean alternative fuel as compared with fossil fuel.
[0044]
Next, using the equivalent fossil fuel consumption determined in
[0045]
Equivalent fuel cost = fossil fuel cost + (alternative fuel price x equivalent fossil fuel consumption)
Also, using only the fossil fuel without using the alternative fuel using the equivalent fossil fuel consumption determined in
[0046]
Equivalent denitration device utility usage = (equivalent fossil fuel consumption + fossil fuel consumption) x denitration device utility calculation coefficient
From the determined equivalent amount of utility of the denitration apparatus, the operation cost of the
[0047]
Denitration equipment utility reduction cost = denitration equipment utility unit price x (equivalent denitration equipment utility usage-denitration equipment utility usage)
Next, a fuel cost reduction merit fee is calculated from the fuel cost, the equivalent fuel cost, and the denitration device utility reduction cost obtained in
[0048]
Fuel cost reduction merit fee = ((fuel cost-equivalent fuel cost) + denitration equipment utility reduction cost) x predetermined coefficient
Thus, the step of calculating the fuel cost reduction merit charge of FIG. 6 ends (step 408 of FIG. 4).
[0049]
In the above equation, the value obtained by multiplying the fuel cost reduced by using the alternative fuel and the operating cost of the denitration device by a predetermined coefficient is used as the merit fee, but the reduced cost itself (the above-mentioned predetermined coefficient = 1) ) Can be used as a merit fee.
[0050]
Next, the process proceeds to step 409 in FIG. 4, and the
[0051]
If the
[0052]
Next, the control operation of the
[0053]
When the
[0054]
Next, the process proceeds to step 703, where the actual consumption of fossil fuel, the consumption of alternative fuel, and the amount of ammonia used in the denitration device 202 (the amount of denitration device utility ) Is transmitted to the fuel service provider via the
[0055]
Also, when the
[0056]
When the
[0057]
Next, the control operation of the
[0058]
First, when the
[0059]
Further, the fuel cost is calculated as follows (step 803).
[0060]
Fossil fuel cost = Fossil fuel order quantity x Fossil fuel unit price
Alternative fuel cost = alternative fuel order quantity x alternative fuel unit price
Fuel cost = fossil fuel cost + alternative fuel cost
In the
When the
Here, the configuration of the plant equipment of the
[0061]
The
[0062]
On the other hand, the
[0063]
In the
[0064]
Further, the condensed aromatic compound contained in pulverized coal in a large amount is more stable and less oxidized than an aliphatic compound such as butane and pentane or a monocyclic aromatic compound such as benzene and toluene. Therefore, it is difficult to ignite bituminous coal or anthracite coal containing a large amount of condensed aromatic compounds and having advanced carbonization. When a non-flammable coal such as anthracite is burned with a normal pulverized coal burner, the time required for ignition is long, combustion is insufficient, combustion efficiency is reduced, and unburned ash in ash may increase. The addition of the alternative fuel also has the effect of accelerating the ignition of coal containing a large amount of condensed aromatic compounds. That is, the added alternative fuel is easily decomposed, and the hydroperoxy radical (HOO.) And the alkyl radical (CH 3 OCH 2 ・), Methoxy radical (CH 3 O.) and other radicals. These radicals have high activity and can react with the condensed aromatic compound contained in the pulverized coal. Thereby, ignition of the pulverized coal can be promoted.
[0065]
The side wall of the
[0066]
In the exhaust gas 107 emitted from the
[0067]
The fossil
[0068]
As described above, according to the power generation business support system of the present embodiment, the
[0069]
On the other hand, the
[0070]
Further, the
[0071]
In addition, the
[0072]
In the first embodiment, the
(Second embodiment)
In the second embodiment, the national government, local governments, and the like provide a total amount of nitrogen compounds (NOx), sulfur oxides (SOx), carbon dioxide (CO 2 ) This is a support system for power generation projects assuming that laws requiring the payment of environmental taxes according to the total amount have been enacted.
[0073]
Hereinafter, an example of a case where the nitrogen oxide regulation is introduced will be described with reference to FIG.
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
When calculating and billing the fuel cost reduction merit fee in
[0077]
As shown in FIG. 9, other configurations are the same as those of the power generation business support system of the first embodiment. Therefore, the description of the same portions will be omitted, and only different portions will be described in detail below. .
[0078]
A method of calculating a fuel order quantity in
[0079]
In the second embodiment, when calculating the fuel price in
[0080]
Fuel price = (1-α) x fuel requirement x fossil fuel unit price x fossil fuel usage discount coefficient + α x fuel requirement x alternative fuel unit price x alternative fuel usage discount factor
NOx generation amount = (1−α) × fuel required amount × (NOx generation coefficient by fossil fuel) + α × fuel required amount × (NOx generation coefficient by alternative fuel)
Denitration equipment utility cost = NOx generation amount x Denitration equipment utility unit price
Environmental tax = NOx generation amount x (1- removal rate of denitration equipment) x environmental emission taxation coefficient
Total amount = fuel price + denitration equipment utility cost + environmental tax
The total price is obtained in the range of 0 <α <(maximum available rate of alternative fuel αmax) by increasing the alternative fuel usage rate α by a predetermined α ′ from a predetermined initial value α0, and storing the total price. (
[0081]
Then, the lowest fuel price is selected from the stored fuel prices, and the fuel price and the alternative fuel usage rate α at that time are stored as optimal values for the purchase period T1 (step 507).
[0082]
Next, in
[0083]
When calculating and billing the fuel cost reduction merit fee in
[0084]
Equivalent NOx generation amount = (amount of fuel required per day) x (NOx generation coefficient by fossil fuel)
Environmental emission reduction merit fee = (Equivalent NOx generation amount-Actual NOx generation amount) x (1- Removal rate of denitration equipment) x Environmental emission taxation coefficient
As described above, according to the power generation business support system of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects obtained by the power generation business support system of the first embodiment. That is, the
[0085]
In the above-described embodiment, a case has been described in which an environmental tax is imposed on the total amount of NOx emissions. However, sulfur compounds (SOx), carbon dioxide (CO2) 2 ), Etc., can be treated in the same way by adding them to the calculation of the environmental tax. In addition, since the taxation method is determined by law, when the concentration of environmental emissions such as NOx exceeds a specified value, the difference from the specified value may be multiplied by a taxation coefficient to obtain a tax amount. Also in these cases, it is possible to similarly calculate the environmental emission reduction merit charge and the fuel order quantity by using the formula for calculating the environmental tax by these taxation methods as the formula for calculating the above-mentioned environmental tax. .
[0086]
In the second embodiment, the output of the
[0087]
Environmental emission reduction merit charge = (Equivalent NOx generation amount x (1-Denitration device removal rate)-Smoke stack NOx generation amount) x Environmental emission taxation coefficient
[0088]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a power generation business support method that allows a power generation company to use an alternative fuel with a small burden.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a power generation system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of plant equipment of a power generation company of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of an arithmetic and control unit of the fuel service provider in the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a calculation operation of a fuel order quantity in a calculation control unit of a fuel service provider of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a calculation operation of a fuel cost reduction merit charge in a calculation control unit of a fuel service provider of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the operation control device of the power generation company of the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the delivery control device of the fuel supplier in the power generation system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a power generation system according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Arrow showing the flow of fuel price information
2 Arrow indicating the flow of order information
Arrow showing the flow of 3 benefits billing
4 Arrow showing the flow of payment notification of merit fee
5 Arrows showing the flow of fuel delivery
6 Arrows indicating the flow of fuel payment
7 Arrows indicating contract relationships
8 Arrows showing the flow of payment for equipment costs
9 Arrows indicating the flow of provision of equipment delivery after-sales service
10 Arrow indicating the flow of operation condition information
Arrow showing flow of 11 operation plans
12 Arrows showing the flow of claiming the merit fee
13 Arrow showing the flow of notification of payment of merit fee
14 Arrows indicating the flow of environmental emission constraint (taxation factor) information
15 Arrows showing the flow of claiming merit fees
16 Arrow showing the flow of notification of payment of merit fee
17 Arrows indicating the flow of repair information
20 Fossil fuel storage
21 Alternative fuel storage
31 Fuel delivery control device
33 Operation control device
34 Exhaust gas sensor
35 arithmetic and control unit
42 Sales information storage
43 Material property detector
45 Power generation command section
47 Emission regulations
91 Fuel supplier
92 Power generation company
93 Fuel Service Provider
94 Equipment manufacturer
95 Environmental Management Company
101 air
102 Coal
105 Alternative fuel
113 Supply amount adjustment unit
122 Supply amount adjustment unit
130 Coal boiler equipment
151 Dust Collector
155 chimney
161 Supply amount adjustment unit
202 Denitration equipment
210, 211, 213 communication control device
212 abnormality diagnosis device
Claims (14)
前記第1のステップで選定した添加割合で前記発電設備を運転させる運転計画を前記演算装置により作成し、前記発電事業者に前記通信装置から送信する第2ステップと、
前記発電事業者が前記燃料として化石燃料のみを使用したと仮定した場合の発電コストと、前記化石燃料に前記代替燃料を添加して使用した場合の発電コストとを前記単価を用いて前記演算装置により算出し、両コストの差分に予め定めた係数を掛けた価格を前記演算装置により算出する第3ステップと、
求めた前記価格を前記発電事業者が受けたメリットに対する対価として請求する通知を前記発電事業者に対して前記通信装置から送信する第4ステップとを含むことを特徴とする発電事業の支援方法。In a power generation facility of a power generation company contracted in advance for power generation support, as a fuel for obtaining a required power generation output, a fuel cost when an alternative fuel is added to fossil fuel and used, the fossil fuel and the alternative A first step of calculating by the arithmetic unit using the unit price of the fuel, and selecting, by the arithmetic unit, an addition ratio of the alternative fuel at which the fuel cost is lower than the fuel cost when only the fossil fuel is used as the fuel; When,
A second step of creating an operation plan for operating the power generation facility at the addition ratio selected in the first step by the arithmetic device, and transmitting the operation plan to the power generation company from the communication device;
The power generation cost when assuming that the power generation company uses only fossil fuel as the fuel, and the power generation cost when the alternative fuel is used by adding the alternative fuel to the fossil fuel, using the unit price, the arithmetic unit A third step of calculating by the arithmetic unit a price obtained by multiplying the difference between the two costs by a predetermined coefficient;
Transmitting a notification from the communication device to the power generation company to notify the power generation business of the obtained price as compensation for the merits received by the power generation business.
該第5ステップで求めた前記代替燃料量を発注する通知を、予め契約した燃料供給事業者に前記通信装置から送信する第6ステップとをさらに含むことを特徴とする発電事業の支援方法。2. The method according to claim 1, wherein the computing unit calculates the amount of the alternative fuel required to obtain the required power generation output at the addition ratio of the alternative fuel selected in the first step. 3. A fifth step of calculating and obtaining;
Transmitting a notification for ordering the alternative fuel amount obtained in the fifth step from the communication device to a pre-contracted fuel supplier, the method further comprising the step of:
該第7ステップで算出した値を、前記燃料供給事業者が代替燃料の販売が拡大したことにより受けたメリットに対する対価として請求する通知を前記燃料供給事業者に前記通信装置から送信する第8ステップとをさらに含むことを特徴とする発電事業の支援方法。3. The method according to claim 2, wherein the computing device calculates a value obtained by multiplying the substitute fuel amount ordered in the sixth step by a predetermined coefficient,
Eighth step of transmitting from the communication device to the fuel supplier a notification requesting the value calculated in the seventh step as compensation for the merits received by the fuel supplier in response to the increase in sales of alternative fuels. And a method for supporting a power generation business.
前記第1のステップで選定した添加割合で前記発電設備を運転させる運転計画を前記演算装置により作成し、前記発電事業者に前記通信装置から送信する第2ステップと、
前記発電事業者が前記燃料として化石燃料のみを使用したと仮定した場合の発電コストと、前記化石燃料に前記代替燃料を添加して使用した場合の発電コストとを前記演算装置により算出し、両コストの差分に予め定めた係数を掛けた価格を前記演算装置により算出する第3ステップと、
求めた前記価格を前記発電事業者が受けたメリットに対する対価として請求する通知を前記発電事業者に対して前記通信装置から送信する第4ステップとを含むことを特徴とする発電事業の支援方法。In a power generation facility of a power generation company contracted in advance for power generation support, a power generation cost when the alternative fuel is used by adding the alternative fuel to the fossil fuel as a fuel for obtaining a required power generation output is calculated by a calculation device. A first step of selecting the addition ratio of the alternative fuel that is lower than the power generation cost when the power generation cost is lower than the power generation cost when only the fossil fuel is used as the fuel,
A second step of creating an operation plan for operating the power generation facility at the addition ratio selected in the first step by the arithmetic device, and transmitting the operation plan to the power generation company from the communication device;
The power generation cost when assuming that the power generation company uses only fossil fuel as the fuel and the power generation cost when using the fossil fuel by adding the alternative fuel are calculated by the arithmetic device, A third step of calculating, by the arithmetic unit, a price obtained by multiplying a difference between costs by a predetermined coefficient;
Transmitting a notification from the communication device to the power generation company to notify the power generation business of the obtained price as compensation for the merits received by the power generation business.
該第5ステップで求めた価格を、前記発電事業者が環境税について受けたメリットに対する対価として請求する通知を前記発電事業者に対して前記通信装置から送信する第6ステップとを含むことを特徴とする発電事業の支援方法。The method for supporting a power generation business according to claim 8, wherein the amount of the environmental tax when the power generation company assumes that only the fossil fuel is used as the fuel, and the alternative fuel is added to the fossil fuel A fifth step of calculating, by the arithmetic device, a price obtained by multiplying a difference between the amount of the environmental tax when used and a predetermined coefficient,
And a sixth step of transmitting from the communication device to the power generation company a notification requesting the price obtained in the fifth step as a price for the merit received by the power generation company for the environmental tax. How to support the power generation business.
演算装置と、発電事業者を通信を行うための通信装置とを有し、
前記演算装置は、
予め発電支援を契約した発電事業者の発電設備において、必要とされる発電出力を得るための燃料として、化石燃料に代替燃料を添加して用いた場合の燃料コストを、前記化石燃料および前記代替燃料の単価を用いて演算し、該燃料コストが前記化石燃料のみを前記燃料として使用した場合の燃料コストよりも低くなる前記代替燃料の添加割合を演算により選定する第1ステップと、
前記第1ステップで選定した添加割合で前記発電設備を運転させる運転計画を作成し、前記発電事業者に前記通信装置から送信する第2ステップと、
前記発電事業者が前記燃料として化石燃料のみを使用したと仮定した場合の発電コストと、前記化石燃料に前記代替燃料を添加して使用した場合の発電コストとを前記単価を用いて算出し、両コストの差分に予め定めた係数を掛けた価格を算出する第3ステップと、
求めた前記価格を前記発電事業者が受けたメリットに対する対価として請求する通知を前記発電事業者に対して前記通信装置から送信する第4ステップとを行うことを特徴とする発電事業支援システム。A power generation business support system that supports a power generation business,
Computing device, having a communication device for communicating the power generation company,
The arithmetic unit includes:
In a power generation facility of a power generation company contracted in advance for power generation support, as a fuel for obtaining a required power generation output, a fuel cost when an alternative fuel is added to fossil fuel and used, the fossil fuel and the alternative A first step of calculating using a unit price of the fuel, and selecting an addition ratio of the alternative fuel by which the fuel cost is lower than a fuel cost when only the fossil fuel is used as the fuel,
A second step of creating an operation plan for operating the power generation facility at the addition ratio selected in the first step, and transmitting the operation plan to the power generation company from the communication device;
The power generation cost when assuming that the power generation company used only fossil fuel as the fuel, and the power generation cost when the alternative fuel is used by adding the alternative fuel to the fossil fuel is calculated using the unit price, A third step of calculating a price obtained by multiplying a difference between the two costs by a predetermined coefficient;
Transmitting a notification requesting the obtained price as a price for the merit received by the power generation company from the communication device to the power generation company.
演算装置と、発電事業者を通信を行うための通信装置とを有し、
前記演算装置は、
予め発電支援を契約した発電事業者の発電設備において、必要とされる発電出力を得るための燃料として、前記化石燃料に前記代替燃料を添加して用いた場合の発電コストを演算装置により演算し、該発電コストが前記化石燃料のみを前記燃料として使用した場合の発電コストよりも低くなる前記代替燃料の添加割合を演算により前記演算装置により選定する第1ステップと、
前記第1のステップで選定した添加割合で前記発電設備の運転させる運転計画を前記演算装置により作成し、前記発電事業者に前記通信装置から送信する第2ステップと、
前記発電事業者が前記燃料として化石燃料のみを使用したと仮定した場合の発電コストと、前記化石燃料に前記代替燃料を添加して使用した場合の発電コストとを前記演算装置により算出し、両コストの差分に予め定めた係数を掛けた価格を前記演算装置により算出する第3ステップと、
求めた前記価格を前記発電事業者が受けたメリットに対する対価として請求する通知を前記発電事業者に対して前記通信装置から送信する第4ステップとを行うことを特徴とする発電事業支援システム。A power generation business support system that supports a power generation business,
Computing device, having a communication device for communicating the power generation company,
The arithmetic unit includes:
In a power generation facility of a power generation company contracted in advance for power generation support, a power generation cost when the alternative fuel is used by adding the alternative fuel to the fossil fuel as a fuel for obtaining a required power generation output is calculated by a calculation device. A first step in which the power generation cost is lower than the power generation cost in the case where only the fossil fuel is used as the fuel, and the addition unit of the alternative fuel is selected by the calculation device by calculation,
A second step of creating an operation plan for operating the power generation equipment at the addition ratio selected in the first step by the arithmetic device, and transmitting the operation plan to the power generation company from the communication device,
The power generation cost when assuming that the power generation company uses only fossil fuel as the fuel and the power generation cost when using the fossil fuel by adding the alternative fuel are calculated by the arithmetic device, A third step of calculating, by the arithmetic unit, a price obtained by multiplying a difference between costs by a predetermined coefficient;
Transmitting a notification requesting the obtained price as a price for the merit received by the power generation company from the communication device to the power generation company.
前記発電事業者が燃料として化石燃料のみを使用したと仮定した場合の発電コストと、前記化石燃料に前記代替燃料を添加して使用した場合の発電コストとを、前記化石燃料と前記代替燃料の単価を用いて前記演算装置により算出し、両コストの差分に予め定めた係数を掛けた価格を演算により求め、該価格を前記発電事業者が受けたメリットに対する対価として請求する通知を通信制御装置により送信することを特徴とする発電事業の支援方法。In the power generation equipment using fossil fuel of the power generation company contracted in advance for power generation support, pay the cost, introduce equipment for using alternative fuels in addition to the fossil fuel,
The power generation cost when assuming that the power generation company uses only fossil fuel as fuel, and the power generation cost when using the fossil fuel by adding the alternative fuel, the fossil fuel and the alternative fuel The communication control device calculates a price by multiplying a difference between the two costs by a predetermined coefficient, calculates the difference by calculating a price by a predetermined coefficient, and charges the price as a price for the merits received by the power generation company. A method of supporting a power generation business, wherein the method is transmitted by:
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