JP2004362256A

JP2004362256A - Plant optimum operation system

Info

Publication number: JP2004362256A
Application number: JP2003159769A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Omomo; 一晃大桃; Toshihiro Yamada; 利広山田; Akitomo Ueto; 礼智上都; Yasushi Takagi; 恭高木; Kazutaro Shinohara; 和太郎篠原; Norifumi Mitsumoto; 憲史三ッ本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP4413534B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plant optimum operation system capable of properly giving an operation satisfying an operation limiting condition and also satisfying an optimum state to an operator. <P>SOLUTION: This system comprises a plant present state value file for storing the present value of process data inputted from a plant; an operation limiting condition file for storing the operation limiting condition of the plant; and a plant past/future state value file for storing a demand predicted value calculated based on a weather condition and an operation planned value of the plant as a plant future state value, and also for storing a plant past state value. A plant state value display means displays the plant present state value, the plant past state value, the plant future state value, and the operation limiting condition on a display part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントを最適状態で運転するための情報を提供するプラント最適運用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラント最適運用システムは、発電プラントやコージェネレーションプラント、自家発電プラントなどのエネルギープラントにおけるプラント監視制御システムの一部として導入されている。そして、エネルギープラントを構成するボイラや蒸気タービン、ガスタービン、廃熱回収ボイラ、発電機、氷蓄熱、冷凍機などの多くの機器を、電力、冷温水、蒸気などの負荷が最適状態となるように運転している。すなわち、エネルギー需要を満足し、かつ省コスト、省エネルギー、省ＣＯ_２を実現した状態（最適状態）となる運転を行う。
【０００３】
このような最適状態を保った運転を行うためには、対象とするプラント全体の機器モデルと各機器の運転制約条件とを考慮して最適運転スケジュールを作成し、その最適運転スケジュールに従ってプラントを運転することになる。
【０００４】
運転対象システムの最適運転を行うものとしては、運用コスト評価関数や消費エネルギー評価関数に加え、環境に及ぼす影響を表わした環境評価関数も算出し、
これらの評価関数を総合して、省エネ効果や運転コスト低減だけでなく環境負荷の低減化も実現するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、需要計画に基づくと共に運転制約条件を満足して運用コストが最小となるようにコジェネユニットの運転台数並びに電力出力量や蒸気出力量からなる最適運用案を決定し、需要に応じつつ低い運用コストで供給を行い、プラント特有の運転制約条件をも満足させることができるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
図７は従来のプラント最適運用システムの一例のブロック構成図である。気象情報入力手段１１は気象情報を入力し、その気象情報に基づいて気象予報値を予測し需要予測値算出手段１２に出力する。需要予測値算出手段１２は気象予報値に基づいてエネルギー（例えば、電力、蒸気、温水、冷水等）の需要を予測し、その需要予測値を需要予測値ファイル１３に保存する。
【０００７】
プラントからのプロセスデータ（デジタル値やアナログ値）は、プラントデータ入力手段１４により取り込まれ、プロセスデータ処理手段１５によりプラントデータプロセス値に加工され、プラントプロセス値ファイル１６に保存される。一方、プラントの各機器の運転制約条件は、入出力装置１７の入力装置１８により運転制約条件入力手段１９により取り込まれ、運転制約条件ファイル２０に保存される。
【０００８】
最適運転スケジュール演算手段２１は、需要予測値ファイル１３に保存された需要予測値、プラントプロセス値ファイル１６に保存されたプラントデータプロセス値、運転制約条件ファイル２０に保存された運転制約条件を用いて、これらの運転制約条件を満足し、かつ最適な運転となる最適運転スケジュールを計算し、その最適運転スケジュールを最適運転スケジュールファイル２２に保存する。そして、最適運転スケジュール表示手段２３は、最適運転スケジュールファイル２２に保存された最適運転スケジュールを最適運転計画表として入出力装置１７の表示装置２４に表示する。これにより、運転員は表示装置２４に表示された最適運転計画表を監視しながらプラントを最適状態で運転することになる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１０５６０３号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００１−２１１６９６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、最適運転スケジュール演算手段２１において最適化計算を行う際に、容易に最適解を求められない場合が多々ある。これは、プラントには多数の構成機器があり、運転制約条件がそれぞれ異なることから、プラントを構成する機器の各制約条件が複雑に関係するためである。
【００１２】
そのため、運転員は試行錯誤を繰り返し、運転制約条件を満たし、かつ最適状態を満たす解（最適解）が求まるまで計算を行うことになる。このようなことから、最適解が求まるまでに多くの時間を費やし、その最適解を求めるまでの間の運転状態が最適状態から外れるばかりでなく、その間は運転計画が立たないため運転に混乱を来たすことがある。
【００１３】
本発明の目的は、運転制約条件を満たしかつ最適状態を満たす運用を運転員に適切に提供できるプラント最適運用システムを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラント最適運用システムは、プラントから入力したプロセスデータの現在値を格納するプラント現在状態値ファイルと、プラントの運転制約条件を格納した運転制約条件ファイルと、気象条件に基づいて算出された需要予測値およびプラントの運用計画値をプラント未来状態値として格納すると共にプラント過去状態値を格納するプラント過去・未来状態値ファイルとを有し、プラント状態値表示手段は、プラント現在状態値、プラント過去状態値、プラント未来状態値、運転制約条件を表示装置に表示する。
【００１５】
また、運転制約条件ファイルに格納されたプラントの運転制約条件に基づいて演算された運用可能範囲を格納する運用可能範囲ファイルを設け、プラント現在状態値、プラント過去状態値、プラント未来状態値を、運用可能範囲と共にレーダーチャートとして表示装置に表示する。これにより、運転制約条件を満たしかつ最適状態を満たす運用を運転員に適切に提供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わるプラント最適運用システムのブロック構成図である。この実施の形態ではプラントとして電力と蒸気とを発生すると共に水蓄熱槽を有し冷水や温水を供給するプラントに適用した場合について説明する。
【００１７】
気象情報入力手段１１は外部気象サイトから気象情報を入力し、その気象情報に基づいて気象予報値を予測し需要予測値算出手段１２に出力する。需要予測値算出手段１２は気象予報値に基づいてエネルギー（例えば、電力、蒸気、温水、冷水等）の需要を予測し、その需要予測値をプラント未来状態値として、プラント過去・未来状態値ファイル２５のプラント未来状態値ファイル２６の需要予測値ファイル１３に保存する。
【００１８】
プラントからのプロセスデータ（デジタル値やアナログ値）は、プラントデータ入力手段１４により取り込まれ、プロセスデータ処理手段１５によりプラントデータプロセス値に加工され、プラント現在状態値ファイル２７に保存される。そして、新たにプラントデータプロセス値が入力されると更新保存し、今まで記憶していたプラントデータプロセス値は過去のプラントデータプロセス値としてプラント過去・未来状態値ファイル２５のプラント過去状態値ファイル２８に保存される。このようにして、プラント過去状態値ファイル２８には過去の一定期間のプラントデータプロセス値が保存される。
【００１９】
冷温水槽温度計画値ファイル２９には水蓄熱槽の冷温水槽温度計画値が保存されており、この冷温水槽温度計画値は図示省略の冷温水槽温度最適化計算手段で所定の周期で最適化計算されて作成される。なお、冷温水槽温度計画値の最適化計算にあたっては気象情報入力手段１１からの気象情報も参照して行われる。
【００２０】
冷温水槽温度計画値入力設定手段３０は、冷温水槽温度計画値ファイル２９に保存されている冷温水槽温度計画値を入力し、その冷温水槽温度計画値をプラント未来状態値としてプラント過去・未来状態値ファイル２５のプラント未来状態値ファイル２６の冷温水槽温度未来状態値ファイル３１に設定する。
【００２１】
従って、プラント過去・未来状態値ファイル２５のプラント未来状態値ファイル２６には、気象条件に基づいて算出された需要予測値（電力、蒸気、温水、冷水の需要予測値）がプラント未来状態予測値として需要予測値ファイル１３として格納され、また、冷温水槽温度計画値ファイル２９に格納された冷温水槽温度計画値がプラント未来状態値として冷温水槽温度未来状態値ファイル３１に保存される。一方、プラント過去・未来状態値ファイル２５のプラント過去状態値ファイル２８には、過去の一定期間のプラントデータプロセス値が保存される。
【００２２】
一方、プラントの各機器の運転制約条件は、入出力装置１７の入力装置１８により運転制約条件入力手段１９により取り込まれ、運転制約条件ファイル２０に保存される。最適化計算可能範囲演算手段３２は、運転制約条件ファイル２０に保存された運転制約条件値に基づいて最適化計算可能範囲を求め、その最適化計算可能範囲を運用可能範囲として運用可能範囲ファイル３３に保存する。
【００２３】
次に、プラント状態値表示手段３４は、プラント過去・未来状態値ファイル２５からプラント未来状態値（需要予測値、冷温水槽温度計画値）およびプラント過去状態値（過去のプラントプロセスデータ値）、プラント現在状態値ファイル２７からプラント現在状態値（現在のプラントプロセスデータ値）、運用可能範囲ファイル３３から運用可能範囲をそれぞれ読み取り入出力装置１７の表示装置２４に表示する。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態に係わるプラント最適運用システムの動作内容を示すフローチャートである。まず、気象情報を読み取り（Ｓ１）、エネルギーの需要予測値および冷温水槽温度計画値等のプラント状態計画値を作成し（Ｓ２）、プラント過去・未来状態値ファイル２５のプラント未来状態値ファイル３１に保存する（Ｓ３）。一方、プラントデータを読み込み（Ｓ４）、プラント状態値すなわち現在入力したプラントデータをプラント現在状態値とし過去に入力したプラントデータをプラント過去状態値として作成し（Ｓ５）、それぞれプラント現在状態値ファイル２７やプラント過去状態値ファイル２８に保存する（Ｓ６）。
【００２５】
次に、運転制約条件を入力し（Ｓ７）、その運転制約条件に基づいて最適化計算を行い運用可能範囲を作成し（Ｓ８）、運用可能範囲ファイル３３に保存する（Ｓ９）。そして、各ファイルに保存された内容を表示装置２４に表示し（Ｓ１０）、プラント状態値が運用可能範囲にあるか否かを判定し（Ｓ１１）、プラント状態値が運用可能範囲にない場合にはステップＳ７に戻る。これは、プラント状態値が運用可能範囲にない場合には、運転員により運転制約条件が変更されるので、その変更された運転制約条件で運用可能範囲を満たすか否かを判断するためである。
【００２６】
図３はプラント状態値表示手段３４により表示装置２４に表示される表示画面の説明図である。表示装置の表示画面は、表示エリアとして、プラント現在状態値が表示されるプラント状態値表示エリア３６と、プラント過去状態値やプラント未来状態値が表示されるプラント過去・未来状態値表示エリア３７と、運転制約条件が表示される運転制約条件表示エリア３８とを有している。
【００２７】
プラント状態値表示エリア３６には、プラント現在状態値が運用可能範囲と共にレーダーチャート（現在グラフ）としてリアルタイムで表示される。プラント過去・未来状態値表示エリア３７には、プラント過去状態値やプラント未来状態値の各正時毎のプラント状態値が運用可能範囲と共にレーダーチャート（正時グラフ）として表示される。また、運転制約条件表示エリア３８にはプラント機器の運転制約条件が表示され、その起動可不可状態を設定できるようになっている。これらのプラント状態値表示エリア３６、プラント過去・未来状態値表示エリア３７、運転制約条件表示エリア３８は、同時に表示しても良いし、個別に表示しても良い。
【００２８】
図４はプラント状態値表示エリア３６の説明図である。プラント状態値表示エリア３６には、複数個の表示項目からなるレーダーチャートが表示される。図４では、電力需要、冷水需要、温水需要、蒸気需要、冷水槽温度、温水槽温度の６個の表示項目である場合を示している。各表示項目の下にはそれぞれの状態値と運用可能値とが表示される。
【００２９】
このレーダーチャートに、プラント状態値表示グラフ３９と運用可能範囲表示グラフ４０とを同時に表示する。通常状態では、プラント状態値表示グラフ３９としてプラント現在状態値を表示し運用可能範囲表示グラフ４０として現在の運用可能範囲を表示する。すなわち、プラント現在状態値および現在の運用可能範囲を表示した場合には、レーダーチャートには現在グラフが表示されることになる。そして、プラント状態値表示グラフ３９の各表示項目が適用可能範囲表示グラフ４０の範囲外にある場合には、プラント状態値表示手段３４は各表示項目について警告表示をする。例えば、その表示項目を点滅表示（フリッカ表示）したり表示色を変更したりして最適化計算が不可である旨の警告を促す。
【００３０】
また、プラント状態値表示エリア３６の上部には、時刻設定部４１が設けられており、通常は現在時刻が表示されている。また、時刻設定部４１の横には時刻設定変更ボタン４２が設けられており、時刻設定部４１の時刻を変更できるようになっている。任意の時刻へ変更後に現在時刻表示ボタン４３を操作することにより現在時刻へ戻ることができる。
【００３１】
プラント状態値表示手段３４は、時刻設定変更ボタン４２が操作されて時刻が変更されたときは、変更された時刻を時刻設定部４１に表示すると共に、その変更された時刻のプラント状態値表示グラフ３９および運用可能範囲表示グラフ４０を表示する。この場合、現在時刻より過去の時刻に時刻設定されたときは、プラント状態値はプラント過去状態値である過去の実績値が表示される。現在時刻より未来の時刻に時刻設定されたときは、プラント状態値はプラント未来状態値である計画値が表示される。なお、時刻設定変更ボタン４２を設けたが、時刻設定部４１に対して直接的に時刻を変更入力することで直接編集して時刻を変更するようにしても良い。
【００３２】
図５はプラント過去・未来状態値表示エリア３７の説明図である。プラント過去・未来状態値表示エリア３７には、過去の正時グラフおよび未来の正時グラフが表示される。正時グラフは、各正時におけるプラント過去状態値またはプラント未来状態値とその時の運用可能範囲とを、プラント状態値表示グラフ３９および運用可能範囲表示グラフ４０としてレーダーチャート上に同時に表示したものである。図５では、過去の正時グラフを網がけして表示している。
【００３３】
各正時毎のレーダーチャートである正時グラフは、１日分（２４個）並べて表示し、プラント状態値表示グラフ３９の各項目が運用可能範囲外にある場合には、その時間の正時グラフを警告表示とする。例えば、正時グラフを点滅表示（フリッカ表示）または色変化表示し、最適化計算が不可である旨の警告を促す。
【００３４】
ここで、図５では１日分のデータを各正時ごとに２４個のレーダーチャートとして並べて表示しているが、表示個数はこれに限定されず、例えば２４個をすべて表示する必要はなく、少なくとも２個以上のレーダーチャートである正時グラフを表示するようにしても良い。これにより、過去や未来分のプラント状態値とその時の運用可能範囲を表示し、過去や現在の運用状態を監視する。
【００３５】
２４個の正時グラフにそれぞれ表示されるプラント状態値表示グラフ３９および運用可能範囲表示グラフ４０は、現在時刻より過去分は過去の各正時における実績値であり、未来分は各正時における計画値である。現在時刻より過去分の正時グラフ実績値であり、今後変更されることがないため網がけして表示している。
【００３６】
図６は運転制約条件表示エリア３８の説明図である。運転制約条件表示エリア３８には運転制約条件が一覧表示され、その一覧の横にはプラントを構成する各機器の起動停止条件を選択するための機器起動停止選択ボタン４４が表示されている。機器起動停止選択ボタン４４の操作により起動停止条件を選択し設定することになる。
【００３７】
すなわち、機器起動停止選択ボタン４４は各機器の名称の横に設けられており、機器起動停止選択ボタン４４をクリックすることで、○と×とを反転する。機器起動停止選択ボタン４４を○とすると機器が起動可能状態となり、×とすると起動不可状態となる。運転制約条件表示エリア３８の上部には、運転制約条件の設定変更を確定する設定ボタン４５が設けられており、ここで設定することで運転制約条件が入力される。これにより、運用可能範囲が作成され、プラント状態値表示エリア３６およびプラント過去・未来状態値表示エリア３７の運用可能範囲表示グラフ４０が変更される。
【００３８】
本発明の実施の形態によれば、プラント状態値は運用可能範囲と共にレーダーチャートに表示されるため、プラント状態値と運用可能範囲とを比較して確認することができ、また、運転制約条件をプラント状態値と同時に表示するので、プラント状態値が運用可能範囲を逸脱したとき運転制約条件を迅速に変更できる。また、過去または未来の各正時毎でのプラント過去状態値またはプラント未来状態値をレーダーチャートで表示できるので、過去の実績値を確認でき、また、未来のどの時刻で最適解が求まらないかを確認することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、運用可能範囲と現在の実績あるいは計画値をレーダーチャートに重ねて表示するので、現在のプラント運転状態やこれから先の時間帯の最適化計算が可能であるか否かを判断できる。また、最適解が求められない場合は、現在の運転制約条件を変更し、運用可能範囲を変更することで、計算が可能となる条件を容易に探し出すことができる。このため、最適化計算を行う前に最適解が求められない原因を推定でき運転員がすぐに対応できる。これにより、プラントを常に最適な運転状態に保つことができ、最大限の省コストを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるプラント最適運用システムのブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わるプラント最適運用システムの動作内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施の形態におけるプラント状態値表示手段により表示装置に表示される表示画面の説明図。
【図４】本発明の実施の形態における表示装置に表示される表示画面のプラント状態値表示エリアの説明図。
【図５】本発明の実施の形態における表示装置に表示される表示画面のプラント過去・未来状態値表示エリアの説明図。
【図６】本発明の実施の形態における表示装置に表示される表示画面の運転制約条件表示エリアの説明図。
【図７】従来のプラント最適運用システムの一例のブロック構成図。
【符号の説明】
１１…気象情報入力手段、１２…需要予測値算出手段、１３…需要予測値ファイル、１４…プラントデータ入力手段、１５…プロセスデータ処理手段、１６…プラントプロセス値ファイル、１７…入出力装置、１８…入力装置、１９…運転制約条件入力手段、２０…運転制約条件ファイル、２１…最適運転スケジュール演算手段、２２…最適運転スケジュールファイル、２３…最適運転スケジュール表示手段、２４…表示装置、２５…プラント過去・未来状態値ファイル、２６…プラント未来状態値ファイル、２７…プラント現在状態値ファイル、２８…プラント過去状態値ファイル、２９…冷温水槽温度計画値ファイル、３０…冷温水槽温度計画値入力設定手段、３１…冷温水槽温度未来状態値ファイル、３２…最適化計算可能範囲演算手段、３３…運用可能範囲ファイル、３４…プラント状態値表示手段、３６…プラント状態値表示エリア、３７…プラント過去・未来状態値表示エリア、３８…運転制約条件表示エリア、３９…プラント状態値表示グラフ、４０…運用可能範囲表示グラフ、４１…時刻設定部、４２…時刻設定変更ボタン、４３…現在時刻表示ボタン、４４…機器起動停止選択ボタン、４５…設定ボタン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plant optimal operation system that provides information for operating a plant in an optimal state.
[0002]
[Prior art]
Generally, a plant optimal operation system is introduced as a part of a plant monitoring control system in an energy plant such as a power plant, a cogeneration plant, and a private power plant. Many equipment such as boilers, steam turbines, gas turbines, waste heat recovery boilers, generators, ice heat storage, and refrigeration machines that make up an energy plant are designed to optimize the load of power, cold and hot water, steam, etc. You are driving to In other words, an operation is performed that satisfies energy demand and achieves a state (optimal state) in which cost saving, energy saving, and CO ₂ saving are realized.
[0003]
In order to operate in such an optimal state, an optimal operation schedule is created in consideration of the equipment model of the entire target plant and the operation constraint conditions of each equipment, and the plant is operated according to the optimal operation schedule. Will do.
[0004]
In order to perform the optimal operation of the operation target system, in addition to the operation cost evaluation function and the energy consumption evaluation function, the environment evaluation function expressing the effect on the environment is calculated,
Some of these evaluation functions are combined to realize not only an energy saving effect and a reduction in operating cost, but also a reduction in environmental load (for example, see Patent Document 1).
[0005]
Also, based on the demand plan, determine the optimal operation plan consisting of the number of cogeneration units to be operated and the amount of power output and steam output so that the operation cost is minimized by satisfying the operation constraint conditions. There is a method in which supply is performed at a cost so that operation constraint conditions unique to a plant can be satisfied (for example, see Patent Document 2).
[0006]
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional plant optimal operation system. The weather information input unit 11 inputs the weather information, predicts the weather forecast value based on the weather information, and outputs the forecast value to the demand forecast value calculation unit 12. The demand forecast value calculation means 12 forecasts the demand for energy (for example, electric power, steam, hot water, cold water, etc.) based on the weather forecast value, and stores the demand forecast value in the demand forecast value file 13.
[0007]
Process data (digital value or analog value) from the plant is taken in by the plant data input means 14, processed into a plant data process value by the process data processing means 15, and stored in the plant process value file 16. On the other hand, the operation constraint conditions of each device of the plant are taken in by the operation constraint condition input means 19 by the input device 18 of the input / output device 17 and stored in the operation constraint condition file 20.
[0008]
The optimum operation schedule calculation means 21 uses the demand forecast value stored in the demand forecast value file 13, the plant data process value stored in the plant process value file 16, and the operation constraint conditions stored in the operation constraint file 20. Calculate the optimal operation schedule that satisfies these operation constraints and is the optimal operation, and saves the optimal operation schedule in the optimal operation schedule file 22. Then, the optimal operation schedule display means 23 displays the optimal operation schedule stored in the optimal operation schedule file 22 on the display device 24 of the input / output device 17 as an optimal operation plan table. As a result, the operator operates the plant in an optimal state while monitoring the optimal operation plan table displayed on the display device 24.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-105603 A
[Patent Document 2]
JP 2001-21696 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when performing the optimization calculation in the optimum operation schedule calculation means 21, there are many cases where the optimum solution cannot be easily obtained. This is because the plant has a large number of component devices, and the operation constraint conditions are different from each other, so that the constraint conditions of the devices constituting the plant are complicatedly related.
[0012]
Therefore, the operator repeats trial and error, and performs calculations until a solution (optimal solution) that satisfies the driving constraint conditions and satisfies the optimal state is obtained. For this reason, a lot of time is spent until the optimal solution is found, and not only does the operating state deviate from the optimal state until the optimal solution is found, but during that time there is no operation plan and confusion in driving May come.
[0013]
An object of the present invention is to provide a plant optimal operation system that can appropriately provide an operator with an operation that satisfies operation constraint conditions and satisfies an optimal state.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The plant optimal operation system of the present invention is calculated based on a plant current state value file storing current values of process data input from the plant, an operation constraint file storing operation constraint conditions of the plant, and weather conditions. A plant past / future state value file for storing demand forecast values and plant operation plan values as plant future state values and storing plant past state values; A past state value, a plant future state value, and an operation constraint condition are displayed on a display device.
[0015]
Further, an operable range file for storing the operable range calculated based on the operating constraint conditions of the plant stored in the operating constraint condition file is provided, and the plant current state value, the plant past state value, the plant future state value is It is displayed on the display device as a radar chart together with the operable range. As a result, an operation that satisfies the driving constraint conditions and satisfies the optimum state can be appropriately provided to the operator.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of a plant optimal operation system according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a plant that generates electric power and steam, has a water heat storage tank, and supplies cold water or hot water will be described.
[0017]
The weather information input unit 11 receives weather information from an external weather site, predicts a weather forecast value based on the weather information, and outputs the forecast value to the demand forecast value calculation unit 12. The demand forecast value calculating means 12 forecasts the demand for energy (for example, electric power, steam, hot water, cold water, etc.) based on the weather forecast value, and uses the demand forecast value as a plant future state value, as a plant past / future state value file. The demand forecast value file 13 of the 25 plant future state value files 26 is stored.
[0018]
Process data (digital values and analog values) from the plant is taken in by the plant data input means 14, processed into plant data process values by the process data processing means 15, and stored in the plant current state value file 27. Then, when a new plant data process value is input, it is updated and saved, and the previously stored plant data process value is used as the past plant data process value as the plant past / future state value file 25 of the plant past / future state value file 25. Is stored in In this way, the plant past process value file 28 stores the past plant data process values for a certain period.
[0019]
The cold / hot water tank temperature plan value file 29 stores the cold / hot water tank temperature planned value of the water heat storage tank, and the cold / hot water tank temperature planned value is optimized and calculated at predetermined intervals by a cold / hot water tank temperature optimization calculating means (not shown). Created. The optimization calculation of the cold / hot water tank temperature plan value is performed with reference to the weather information from the weather information input unit 11.
[0020]
The cold / hot water tank temperature planned value input setting means 30 inputs the cold / hot water tank temperature planned value stored in the cold / hot water tank temperature planned value file 29, and uses the cold / hot water tank temperature planned value as the plant future / future state value. It is set in the cold / hot water tank temperature future state value file 31 of the plant future state value file 26 of the file 25.
[0021]
Therefore, in the plant future state value file 26 of the plant past / future state value file 25, the demand forecast values (power demand, steam, hot water, cold water demand forecast values) calculated based on the weather conditions are stored in the plant future state forecast values. Is stored as a demand forecast value file 13, and the cold / hot water tank temperature planned value stored in the cold / hot water tank temperature planned value file 29 is stored in the cold / hot water tank temperature future state value file 31 as a plant future state value. On the other hand, the plant past state value file 28 of the plant past / future state value file 25 stores plant data process values for a certain period in the past.
[0022]
On the other hand, the operation constraint conditions of each device of the plant are taken in by the operation constraint condition input means 19 by the input device 18 of the input / output device 17 and stored in the operation constraint condition file 20. The optimization calculation possible range calculation means 32 obtains an optimization calculation possible range based on the operation constraint value stored in the operation constraint condition file 20, and uses the optimization calculation possible range as an operation possible range. To save.
[0023]
Next, the plant state value display means 34 reads the plant future state value (forecast demand value, planned temperature of the hot and cold water tank) and the plant past state value (past plant process data value) from the plant past / future state value file 25, The plant current state value (current plant process data value) is read from the current state value file 27, and the operable range is read from the operable range file 33, and is displayed on the display device 24 of the input / output device 17.
[0024]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the plant optimal operation system according to the embodiment of the present invention. First, weather information is read (S1), and a plant state plan value such as an energy demand forecast value and a cold / hot water tank temperature plan value is created (S2). Save (S3). On the other hand, the plant data is read (S4), the plant state value, that is, the currently input plant data is set as the plant current state value, and the previously input plant data is created as the plant past state value (S5). And the plant past state value file 28 (S6).
[0025]
Next, the operation constraint conditions are input (S7), an optimization calculation is performed based on the operation constraint conditions, an operable range is created (S8), and the operable range file 33 is stored in the operable range file 33 (S9). Then, the content stored in each file is displayed on the display device 24 (S10), and it is determined whether or not the plant state value is within the operable range (S11). Returns to step S7. This is because when the plant state value is not within the operable range, the operating constraint is changed by the operator, so that it is determined whether or not the operable range is satisfied with the changed operating constraint. .
[0026]
FIG. 3 is an explanatory diagram of a display screen displayed on the display device 24 by the plant state value display means 34. The display screen of the display device includes, as display areas, a plant status value display area 36 where plant current status values are displayed, and a plant past / future status value display area 37 where plant past status values and plant future status values are displayed. And a driving constraint condition display area 38 on which driving constraint conditions are displayed.
[0027]
In the plant state value display area 36, the plant current state value is displayed in real time as a radar chart (current graph) together with the operable range. In the plant past / future state value display area 37, the plant state values of the plant past state values and the plant future state values for each hour are displayed together with the operable range as a radar chart (hourly graph). In addition, the operation restriction condition display area 38 displays the operation restriction conditions of the plant equipment, and can set the start-up / disable state. These plant state value display area 36, plant past / future state value display area 37, and operation constraint condition display area 38 may be displayed simultaneously or individually.
[0028]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the plant state value display area 36. In the plant status value display area 36, a radar chart including a plurality of display items is displayed. FIG. 4 shows a case where there are six display items: power demand, cold water demand, hot water demand, steam demand, cold water tank temperature, and hot water tank temperature. Under each display item, a status value and an operable value are displayed.
[0029]
On this radar chart, the plant state value display graph 39 and the operable range display graph 40 are simultaneously displayed. In the normal state, the plant current state value is displayed as the plant state value display graph 39, and the current operable range is displayed as the operable range display graph 40. That is, when the plant current state value and the current operable range are displayed, the current graph is displayed on the radar chart. Then, when each display item of the plant state value display graph 39 is out of the range of the applicable range display graph 40, the plant state value display means 34 displays a warning for each display item. For example, the display item is blinked (flicker display) or the display color is changed to warn that the optimization calculation cannot be performed.
[0030]
A time setting unit 41 is provided above the plant state value display area 36, and usually displays the current time. In addition, a time setting change button 42 is provided beside the time setting unit 41 so that the time of the time setting unit 41 can be changed. By operating the current time display button 43 after changing to an arbitrary time, it is possible to return to the current time.
[0031]
When the time is changed by operating the time setting change button 42, the plant state value display means 34 displays the changed time on the time setting unit 41, and displays the plant state value display graph of the changed time. 39 and the operable range display graph 40 are displayed. In this case, when the time is set to a time earlier than the current time, the past actual value which is the plant past state value is displayed as the plant state value. When the time is set to a time later than the current time, the planned value which is the plant future state value is displayed as the plant state value. Although the time setting change button 42 is provided, the time may be changed by directly editing the time by inputting the time to the time setting unit 41.
[0032]
FIG. 5 is an explanatory diagram of the plant past / future state value display area 37. A past hour graph and a future hour graph are displayed in the plant past / future state value display area 37. The hourly graph is a graph in which the plant past state value or the plant future state value at each hour and the operable range at that time are simultaneously displayed on the radar chart as the plant state value display graph 39 and the operable range display graph 40. is there. In FIG. 5, the past hourly graph is shaded and displayed.
[0033]
The hourly graph, which is a radar chart for each hour, is displayed side by side for one day (24 pieces). If each item of the plant state value display graph 39 is out of the operable range, the hourly graph is displayed at the hour. Display the graph as a warning. For example, a blinking display (flicker display) or a color change display of the hour graph is displayed to warn the user that the optimization calculation cannot be performed.
[0034]
Here, in FIG. 5, data for one day is displayed side by side as 24 radar charts for each hour, but the number of displayed data is not limited to this, and it is not necessary to display all 24 radar charts, for example. At least two or more hourly graphs, which are radar charts, may be displayed. As a result, the past and future plant state values and the operable range at that time are displayed, and the past and present operation states are monitored.
[0035]
The plant status value display graph 39 and the operable range display graph 40 displayed on the 24 hourly graphs respectively show the past values from the current time at the past hourly actual values, and the future minutes at the respective hourly hours. This is a planned value. This is the actual value of the past graph for the past from the current time, and is displayed in a shaded manner because it will not be changed in the future.
[0036]
FIG. 6 is an explanatory diagram of the driving constraint condition display area 38. A list of the operation constraint conditions is displayed in the operation restriction condition display area 38, and a device start / stop selection button 44 for selecting a start / stop condition of each device constituting the plant is displayed beside the list. By operating the device start / stop selection button 44, a start / stop condition is selected and set.
[0037]
That is, the device start / stop selection button 44 is provided beside the name of each device. By clicking the device start / stop selection button 44, ○ and × are inverted. When the device start / stop selection button 44 is set to ○, the device is set to a startable state, and when set to ×, the device is set to an unstartable state. A setting button 45 for confirming the setting change of the driving constraint condition is provided in the upper part of the driving constraint condition display area 38, and the driving constraint condition is inputted by setting here. Thereby, an operable range is created, and the operable range display graph 40 of the plant state value display area 36 and the plant past / future state value display area 37 is changed.
[0038]
According to the embodiment of the present invention, since the plant state value is displayed on the radar chart together with the operable range, the plant state value and the operable range can be compared and confirmed, and the operation constraint condition can be determined. Since the display is performed simultaneously with the plant state value, the operation constraint condition can be quickly changed when the plant state value deviates from the operable range. In addition, past or future plant values at each hour of the past can be displayed on a radar chart, so past performance values can be checked, and optimal solutions can be obtained at any time in the future. You can check if there is.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the operable range and the current actual or planned value are displayed in a superimposed manner on the radar chart, so that the optimization calculation of the current plant operation state and the future time zone is possible. It can be determined whether or not there is. In addition, when the optimal solution cannot be obtained, it is possible to easily find a condition enabling calculation by changing the current operation constraint condition and changing the operable range. For this reason, the cause that the optimal solution cannot be obtained can be estimated before performing the optimization calculation, and the operator can immediately respond. As a result, the plant can always be kept in an optimal operation state, and maximum cost savings can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram of a plant optimal operation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the plant optimal operation system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a display screen displayed on a display device by a plant state value display unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a plant state value display area on a display screen displayed on the display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a plant past / future state value display area on a display screen displayed on the display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a driving constraint condition display area on a display screen displayed on the display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a conventional plant optimal operation system.
[Explanation of symbols]
11 weather information input means, 12 demand demand calculation means, 13 demand demand file, 14 plant data input means, 15 process data processing means, 16 plant process value file, 17 input / output device, 18 ... input device, 19 ... operation restriction condition input means, 20 ... operation restriction condition file, 21 ... optimum operation schedule calculation means, 22 ... optimum operation schedule file, 23 ... optimum operation schedule display means, 24 ... display device, 25 ... plant Past / future state value file, 26: Plant future state value file, 27: Plant current state value file, 28: Plant past state value file, 29: Cold / hot water tank temperature planned value file, 30: Cold / hot water tank temperature planned value input setting means , 31 ... Cool and hot water tank temperature future state value file, 32 ... Optimization calculation possible range operator , 33 ... operable range file, 34 ... plant status value display means, 36 ... plant status value display area, 37 ... plant past / future status value display area, 38 ... operating constraint condition display area, 39 ... plant status value display graph , 40 ... operable range display graph, 41 ... time setting section, 42 ... time setting change button, 43 ... current time display button, 44 ... device start / stop selection button, 45 ... setting button

Claims

A plant current state value file that stores the current values of the process data input from the plant, an operating constraint file that stores the operating constraints of the plant, a demand forecast value calculated based on weather conditions, and an operation plan value of the plant A plant past / future state value file storing the plant past state value and storing the plant past state value, and a display device for displaying the plant current state value, the plant past state value, the plant future state value, and the operation constraint condition. And a plant state value displaying means for displaying the plant optimum value.

An operation range file storing an operation range calculated based on the operation restriction conditions of the plant stored in the operation restriction condition file, wherein the plant state value display means includes the plant current state value, the plant The plant optimal operation system according to claim 1, wherein the past state value and the plant future state value are displayed on a display device as a radar chart together with the operable range.

The plant current state value, the plant past state value, and each of the plant future state values displayed as the radar chart are plant state values that affect the operable range. Item 2. The plant optimal operation system according to Item 2.

The plant optimal operation system according to claim 3, wherein the plant state value that affects the operable range is a temperature of the heat storage tank indicating a heat storage level of the heat storage tank.

Optimizing calculation range calculation means for calculating an optimization calculation range based on the driving constraint conditions stored in the driving constraint condition file, and optimization calculation calculated by the optimization calculation range calculation means The plant optimal operation system according to claim 2, wherein a range is set as the operable range.

The plant state value display means, at least two of the plant state values for each hour of the past plant state value and the future plant state value together with the operable range as a radar chart of the hour graph of the display device. 3. The plant optimal operation system according to claim 2, wherein the information is displayed in a past / future state value display area of the plant.

The plant optimal operation system according to claim 6, wherein a warning is displayed when the plant state value displayed on the hourly graph exceeds the operable range.

The plant optimum operation system according to claim 6, wherein the plant state value display means displays an actual value as the plant past state value, and displays a demand forecast value and an operation plan value as the plant future state value. .

The plant according to claim 2, wherein the plant state value display means displays the plant current state value together with the operable range as a radar chart of a current graph in a plant state value display area of the display device in real time. Optimal operation system.

10. The plant optimal operation system according to claim 9, wherein a warning is displayed when the current plant state value exceeds the operable range.

The plant optimal operation system according to claim 7, wherein the warning display displays flickers or color changes of items that exceed the operable range.

The plant state value display means, when the time of the current graph displayed in the plant state value display area of the display device is changed, to display a plant past state value or a plant future state value at the changed time. The plant optimal operation system according to claim 10, wherein:

The plant state value display means, when the operating constraint condition displayed on the display device is changed, displays the operable range based on the changed operating constraint condition on the display device, The plant optimal operation system according to claim 2, wherein