JP2005045900A

JP2005045900A - 発電設備の改造案支援方法および装置、発電設備改造による性能向上評価方法および装置

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Publication number: JP2005045900A
Application number: JP2003202331A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Iijima; 活巳飯島; Shozo Nakamura; 昭三中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-28
Also published as: JP3845396B2

Abstract

【課題】既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援する。
【解決手段】演算装置１００は、入出力部１４０を介して性能向上の目標値を受け付ける。また、改造対象の既存発電設備の情報を受け付ける。そして、性能向上の目標値以上の発電量を有し、且つ、改造対象の既存発電設備に後付可能な追加発電設備の情報を、追加発電設備ＤＢ１２０から検索し、検出した追加発電設備の情報を、既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の候補の情報として、入出力部１４０から出力する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援する技術、および、既存発電設備の改造による性能向上を評価する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超々臨界圧蒸気発電プラント（ＵｌｔｒａＳｕｐｅｒ−ｃｒｉｔｉｃａｌＳｔｅａｍＣｙｃｌｅ）、次世代型加圧流動床ボイラ複合発電プラント（ＡｄｖａｎｃｅｄＰｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄＦｌｕｉｄｉｚｅｄＢｅｄＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）、石炭ガス化複合発電プラント（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｏａｌＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＣｏｍｂｉｎｅｄＣｙｃｌｅ）などの新鋭設備は、従来型の火力発電設備（既存発電設備と呼ぶ）に比較して、収益拡大や環境保護に優れている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
石炭利用技術情報平成１０年６月号第１６頁−第２２頁（財）石炭利用総合センター（ＣＣＵＪ）発行
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、既存発電設備を持たない売電家が新鋭設備を新たに導入して売電することは、新鋭設備の導入コストを考えると、負担が非常に大きい。一方、既存発電設備の所有者にとって、新規発電設備を追加して既存発電設備を改造することは、改造コストの問題をクリアできるならば、収益拡大や環境保護の観点から好ましい。ここで、既存発電設備の改造コストは、新鋭設備の導入コストに比べれば、一般的に安価である。
【０００５】
したがって、既存発電設備を持たない売電家が、既存発電設備の所有者に、新規発電設備の追加による既存発電設備の改造を提案し、既存発電設備の改造コストを負担し、そして、改造によって追加された新規発電設備の電力（性能向上による増電部分）を既存発電設備の所有者から購入して一般の電力需要家に売電することは、ビジネスとして成立するものと考えられる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援することにある。また、既存発電設備の改造による性能向上（増加した電力）を評価することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の一態様では、コンピュータシステムを用いて、既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援する。先ず、記憶装置に、少なくとも１つの前記追加発電設備毎に、前記追加発電設備の発電量、仕様および前記追加発電設備を適用可能な前記既存発電設備の仕様条件を含む追加発電設備情報が登録された追加発電設備データベースを設ける。
【０００８】
そして、演算装置に、入力装置を介して発電量を受け付ける発電量受付ステップと、前記入力装置を介して前記既存発電設備の仕様を受け付ける既存発電設備仕様受付ステップと、前記受け付けた発電量以上の発電量を有し、且つ、前記受け付けた既存発電設備情報の仕様が満足される仕様条件を有する前記追加発電設備情報を、前記追加発電設備データベースから検索する追加発電設備情報検索ステップと、前記追加発電設備データベースから検出した前記追加発電設備情報を前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の候補として、出力装置から出力する追加発電設備候補出力ステップと、を行なわせる。
【０００９】
また、本発明の他の態様では、コンピュータシステムを用いて、第１のタービンを有する既存発電設備に取り付けられた、第２のタービンを有する追加発電設備の発電量を推定する。ここで、前記追加発電設備は、前記第２のタービンから出力される前記第２のタービンを駆動するために使用された動作流体が、前記第１のタービンを駆動するための動作流体として前記第１のタービンに入力するように、前記既存発電設備に取り付けられているものとする。
【００１０】
先ず、前記コンピュータシステムに、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第１のセンサ、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第２のセンサ、および、前記既存発電設備および前記追加発電設備の総発電量を測定する第３のセンサを接続しておく。
【００１１】
そして、演算装置に、前記第１のセンサで測定された、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第１のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と記憶装置に予め記憶されている前記第１のタービンの発電効率とを用いて、前記既存発電設備の発電量を推定する既存発電設備発電量推定ステップと、前記第２のセンサで測定された、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第２のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記記憶装置に予め記憶されている前記第２のタービンの発電効率とを用いて、前記追加発電設備の発電量を推定する追加発電設備発電量推定ステップと、前記推定した前記既存発電設備の発電量および前記追加発電設備の発電量の合計と、前記第３のセンサで測定された総発電量とを用いて、前記推定した前記既存発電設備の発電量を補正し、出力装置から出力する追加発電設備発電量出力ステップと、を行なわせる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本実施形態において、売電家は、発電家に、新規発電設備の追加による既存発電設備の改造を提案する。発電家が提案に同意したならば、既存発電設備の改造に必要な費用を一般投資家から集め、既存発電設備に新規発電設備を追加する改造を行なう。そして、改造により追加された新規発電設備によって増加した電力を発電家から購入して一般の電力需要者家に売電する。なお、本実施形態では、既存発電設備として石炭火力発電設備を想定している。
【００１４】
本実施形態が適用された発電設備の改造案支援・改造評価システムは、既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援するのに用いられる。また、既存発電設備の改造による性能向上（増加した電力）の評価に用いられる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態が適用された発電設備の改造案支援・改造評価システムの概略図である。図示するように、本実施形態の発電設備の改造案支援・改造評価システムは、売電家の装置である改造案支援装置１および性能向上評価装置２が、ネットワーク５を介して相互接続されて構成されている。
【００１６】
改造案支援装置１は、操作者（売電家）が希望する発電量と発電家が所有する既存発電設備とに適合した、既存発電設備改造のための追加発電設備の候補を選出し出力する。また、既存発電設備の改造コスト（追加発電設備の導入コスト）を計算し出力する。これにより、売電家は、改造案支援装置１により選出された追加発電設備の候補を基に、発電家に提案する既存発電設備の改造案を作成することができる。また、改造案支援装置１により算出された既存発電設備の改造コストを基に、一般投資家から集める費用の額を決定することができる。
【００１７】
性能向上評価装置２は、売電家の提案により改造された発電家の発電設備４の運転状況を監視し記録する。具体的には、既存発電設備が備えるタービンの出入口における動作流体の状態量と、追加発電設備が備えるタービンの出入口における動作流体の状態量と、発電設備４の総発電量とを監視（計測）し、監視結果（計測結果）を記録する。ここで、動作流体とは、例えば蒸気が該当する。また、状態量には、例えば圧力、温度、流量などが含まれる。また、性能向上評価装置２は、記録した運転状況の情報を用いて、追加発電設備による発電量の増加分（性能向上分）を計算し出力する。売電家は、発電家から入手可能な電力量、つまり自身が電力需要家に売電可能な電力量を知ることができる。
【００１８】
次に、改造案支援装置１を詳細に説明する。
【００１９】
図２は、改造案支援装置１の概略構成図である。
【００２０】
図示するように、本実施形態の改造案支援装置１は、演算部１００と、記憶部１２０と、各種情報の入出力を行なう入出力部１４０と、ネットワーク５を介して他の装置と通信を行なうためのネットワークＩＦ（インターフェース）部１６０と、を有する。
【００２１】
記憶部１２０は、追加発電設備ＤＢ（データベース）１２１と、電力市場ＤＢ１２２と、目標発電量記憶部１２３と、既存発電設備情報記憶部１２４と、部品補修・交換費用記憶部１２５と、改造案記憶部１２６と、を有する。
【００２２】
追加発電設備ＤＢ１２１には、既存発電設備の改造のために既存発電設備に後付けされる追加発電設備各々の情報が記憶されている。図３は、追加発電設備ＤＢ１２１の登録内容例を示している。図示するように、追加発電設備ＤＢ１２１には、追加発電設備毎にレコード１２１０が登録されている。レコード１２１０は、追加発電設備の識別情報である発電機ＩＤが登録されたフィールド１２１１と、追加発電設備の形式（タービンのタイプ）が登録されたフィールド１２１２と、追加発電設備の仕様（燃料の種別、発電量、構成部品、タービンの発電効率など）が登録されたフィールド１２１３と、追加発電設備を既存発電設備に後付けするために既存発電設備に要求される適用条件（動作流体の種別、既存発電設備のタービンの出入口における動作流体の状態量など）が登録されたフィールド１２１４と、追加発電設備の価格（部品代）が登録されたフィールド１２１５と、を有する。
【００２３】
電力市場ＤＢ１２２には、地域毎に該当地域での電力需要の予想推移データが記憶されている。図４は、電力市場ＤＢ１２２の登録内容例を示している。図示するように、電力市場ＤＢ１２２には、地域毎にレコード１２２０が登録されている。レコード１２２０は、地域の識別情報である地域ＩＤが登録されたフィールド１２２１と、地域名称が登録されたフィールド１２２２と、地域における将来の電力需要推移の予想データが登録されたフィールド１２２３と、を有する。
【００２４】
目標発電量記憶部１２３には、既存発電設備の改造による増電量の目標値が記憶される。
【００２５】
既存発電設備情報記憶部１２４には、改造対象の既存発電設備の情報が記憶される。ここで、既存発電設備の情報には、既存発電設備の形式（タービンのタイプ）、および、既存発電設備の仕様（燃料の種別、発電量、構成部品、動作流体の種別、タービンの出入口における動作流体の状態量、タービンの発電効率など）が含まれる。
【００２６】
部品補修・交換費用記憶部１２５には、既存発電設備に追加発電設備を後付けして既存発電設備を改造する場合に必要とされる既存発電設備の部品補修・交換費用が記憶される。
【００２７】
そして、改造案記憶部１２６には、既存発電設備の改造案（既存発電設備の情報、追加発電設備の情報、改造による性能向上、改造コスト、改造による増電部分の売買価格、内部利益率（ＩＲＲ）など）が記憶される。
【００２８】
次に、演算部１００は、目標発電量受付部１０１と、既存発電設備情報受付部１０２と、追加発電設備選出部１０３と、部品補修・交換費用受付部１０４と、改造案評価部１０５と、改造案送信部１０６と、を有する。
【００２９】
目標発電量受付部１０１は、既存発電設備の改造による増電量の目標値の入力を受付ける。
【００３０】
既存発電設備情報受付部１０２は、既存発電設備の情報を受付ける。
【００３１】
追加発電設備選出部１０３は、既存発電設備に後付けする追加発電設備の選出を行なう。
【００３２】
部品補修・交換費用受付部１０４は、追加発電設備を既存発電設備に後付けするために必要な既存発電設備の部品補修・交換費用を受付ける。
【００３３】
改造案評価部１０５は、追加発電設備の後付けによる既存発電設備の改造案の評価資料を作成する。
【００３４】
そして、改造案送信部１０６は、ネットワークＩＦ部１６０を介して性能向上評価装置２に、改造案記憶部１２６に記憶されている改造案を送信する。
【００３５】
図５は、改造案支援装置１の動作フロー図である。
【００３６】
先ず、既存発電設備情報受付部１０２は、入出力部１４０を介して操作者（売電家）より、改造案の提案先である発電家の既存発電設備の情報を受付ける。そして、受付けた既存発電設備の情報を既存発電設備情報記憶部１２４に記憶する（Ｓ１０１）。
【００３７】
次に、目標発電量受付部１０１は、入出力部１４０を介して操作者より既存発電設備の改造による増電量の目標値の入力を受付ける。そして、受付けた目標値を目標発電量記憶部１２３に記憶する（Ｓ１０２）。ここで、目標発電量受付部１０１は、電力市場ＤＢ１２２内の各レコード１２２０のフィールド１２２２に登録されている地域名称を読み出し、読み出した地域名称の一覧を入出力部１４０を介して操作者に提示し、操作者より地域名称の選択を受付ける。そして、選択された地域名称を含むレコード１２２０を電力市場ＤＢ１２２から読み出して、入出力部１４０を介して操作者に提示する。このようにすることで、操作者は、所望の電力市場の需要推移を参考にして、この電力市場に供給する既存発電設備の改造による増電量の目標値を決定することができる。
【００３８】
さて、既存発電設備情報記憶部１２４に既存発電設備の情報が記憶され、且つ、目標発電量記憶部１２３に増電量の目標値が記憶されたならば、追加発電設備選出部１０３は、これらの情報に基づいて、既存発電設備に後付けする追加発電設備を選出する。
【００３９】
具体的には、フィールド１２１３に登録されている電力量が目標値以上であり、フィールド１２１３に登録されている燃料の種別が既存発電設備の情報に含まれている燃料の種別と一致し、フィールド１２１４に登録されている動作流体の種別が既存発電設備の情報に含まれている動作流体の種別と一致し、且つ、フィールド１２１４に登録されている動作流体の出入口での状態量の条件が既存発電設備の情報に含まれている動作流体の出入口での状態量に合致するレコード１２１０を、追加発電設備ＤＢ１２１から検索する。そして、検出した追加発電設備の情報の一覧を入出力部１４０を介して操作者に提示する（Ｓ１０３）。それから、入出力部１４０を介して操作者より、追加発電設備の情報の一覧の中から発電家に提案する追加発電設備の選択を受付ける。そして、選択された追加発電設備のレコード１２１０に格納されている情報を、既存発電設備情報記憶部１２４に記憶されている既存発電設備の情報と共に、改造案記憶部１２６に記憶する（Ｓ１０４）。
【００４０】
次に、部品補修・交換費用受付部１０４は、入出力部１４０を介して操作者より、Ｓ１０４で選択された追加発電設備を発電家の既存発電設備に後付けするために必要な既存発電設備の部品補修・交換費用を受付ける（Ｓ１０５）。それから、受付けた部品補修・交換費用と、改造案記憶部１２６に記憶されている追加発電設備の価格とを加算して、既存発電設備の改造コストを求め、これを入出力部１４０を介して操作者に提示すると共に、改造案記憶部１２６に記憶する（Ｓ１０６）。
【００４１】
さて、改造案記憶部１２６に、追加発電設備の情報、既存発電設備の情報および改造コストが記憶されたならば、改造案評価部１０５は、改造案記憶部１２６に記憶されているこれらの情報を基に、追加発電設備の後付けによる既存発電設備の改造案の評価資料を作成する。
【００４２】
具体的には、入出力部１４０を介して操作者より、一般投資家から集める資金（改造コスト）の利子および返済期間と、目標売電量と、発電家からの買電価格および電力需要家への売電価格とを受付ける。そして、受付けたこれらの情報（前提条件）を入力として、既存のＩＲＲ関数モジュールを用いて、内部利益率を計算し、計算結果を入出力部１４０を介して操作者に提示する（Ｓ１０７）。それから、入出力部１４０を介して操作者より、計算結果の保存指示および再計算指示のいずれかを受付ける（Ｓ１０８）。再計算指示を受付けた場合はＳ１０７に戻る。一方、保存指示を受付けた場合は、計算結果である内部利益率を前提条件と共に、改造案記憶部１２６に記憶する（Ｓ１０９）。
【００４３】
次に、性能向上評価装置２を詳細に説明する。
【００４４】
図６は、性能向上評価装置２の概略構成図である。
【００４５】
図示するように、本実施形態の性能向上評価装置２は、演算部２００と、記憶部２２０と、各種情報の入出力を行なう入出力部２４０と、ネットワーク５を介して他の装置と通信を行なうためのネットワークＩＦ部２６０と、センサＩＦ部２８０と、を有する。
【００４６】
センサＩＦ部２８０は、発電設備４に取り付けられた各種センサからの出力値を受信する。図１に示す発電設備４では、蒸気タービン４１を備えた火力発電設備に、トップタービン４３を備えた追加発電設備４４を後付けし、トップタービン４３および蒸気タービン４１で得られた駆動力を発電機４２で電気に変換するするように、既存発電設備を改造している。具体的には、ボイラ４５から出力された蒸気をトップタービン４３に入力し、トップタービン４３から排出された蒸気を蒸気タービン４１に入力する。そして、蒸気タービン４１から排出された蒸気を復水器４６で復水した後、ボイラ４５に戻す。図１に示す発電設備４の場合、既存発電設備のタービン（既存タービンと呼ぶ）である蒸気タービン４１の蒸気の出入口のそれぞれと、追加発電設備４４のタービン（追加タービンと呼ぶ）であるトップタービン４３の蒸気の出入口のそれぞれとに、蒸気の状態量（例えば圧力、温度、流量など）を検知するセンサを設置する。また、発電機４２に、発電量を検知するセンサを設置する。センサＩＦ部２８０は、これらのセンサで検知された情報を受信する。
【００４７】
記憶部２２０は、運転状況記憶部２２１と、改造案記憶部２２２と、性能向上情報記憶部２２３と、を有する。
【００４８】
運転状況記憶部２２１には、発電設備４の運転状況が記憶される。図７は、運転状況記憶部２２１の登録内容例を示している。図示するように、運転状況記憶部２２１にはレコード２２２０が登録されている。レコード２２２０は、運転状況の監視期間を登録するフィールド２２２１と、既存タービンの蒸気入口における監視期間での状態量を登録するフィールド２２２２と、既存タービンの蒸気出口における監視期間での状態量を登録するフィールド２２２３と、追加タービンの蒸気入口における監視期間での状態量を登録するフィールド２２２４と、追加タービンの蒸気出口における監視期間での状態量を登録するフィールド２２２５と、監視期間での総発電量を登録するフィールド２２２６と、を有する。
【００４９】
改造案記憶部２２２には、発電設備４に採用された改造案（既存発電設備、追加発電設備、改造による性能向上、改造コスト、改造による増電部分の売買価格、内部利益率など）が記憶される。
【００５０】
そして、性能向上情報記憶部２２３には、発電設備４の性能向上に関する情報（改造による増電量、利益）が記憶される。図８は、性能向上情報記憶部２２３の登録内容例を示している。図示するように、性能向上情報記憶部２２３は、発電設備４の改造による増電量を登録するためのテーブル２２３１と、増電分を売電した場合における売電家の利益を登録するためのテーブル２２３５と、を有する。テーブル２２３１では、発電設備４の監視期間を登録するためのフィールド２２３２と、監視期間における発電設備４の総発電量を登録するためのフィールド２２３３と、監視期間における発電設備４の改造部分による増電量を登録するためのフィールド２２３４とを備えて、１つのレコードが形成されている。また、テーブル２２３５には、対象期間を登録するためのフィールド２２３６と、対象期間における利益を登録するためのフィールド２２３７とを備えて、１つのレコードが形成されている。
【００５１】
次に、演算部２００は、既存タービン入口状態量計測部２０１と、既存タービン出口状態量計測部２０２と、追加タービン入口状態量計測部２０３と、追加タービン出口状態量計測部２０４と、総発電量計測部２０５と、運転状況記憶制御部２０６と、性能向上算出部２０７と、改造案受信部２０８と、を有する。
【００５２】
既存タービン入口状態量計測部２０１は、既存タービンの蒸気入口に設置されたセンサからの情報を基に、既存タービンの蒸気入口における状態量を算出する。既存タービン出口状態量計測部２０２は、既存タービンの蒸気出口に設置されたセンサからの情報を基に、既存タービンの蒸気出口における状態量を算出する。追加タービン入口状態量計測部２０３は、追加タービンの蒸気入口に設置されたセンサからの情報を基に、追加タービンの蒸気入口における状態量を算出する。追加タービン出口状態量計測部２０４は、追加タービンの蒸気出口に設置されたセンサからの情報を基に、追加タービンの蒸気出口における状態量を算出する。そして、総発電量計測部２０５は、発電機に設置されたセンサからの情報を基に、総発電量を算出する。
【００５３】
運転状況記憶制御部２０６は、所定の監視時間毎に、各計測部２０１〜２０５で得られた計測値を登録したレコード２２２０を、運転状況記憶部２２１に追加登録する。
【００５４】
性能向上算出部２０７は、運転状況記憶部２２１のレコード２２２０に登録されている各計測部２０１〜２０５の計測値を基に、所定時間における発電設備４の改造部分による増電量を計算し、性能向上情報記憶部２２３に記憶する。また、所定期間における増電量の総量と、改造案記憶部２２２に記憶されている情報（内部利益率を算出するための前提条件）とを用いて、所定期間における利益を算出し、性能向上情報記憶部２２３に記憶する。
【００５５】
そして、改造案受信部２０８は、ネットワークＩＦ部２６０を介して改善案支援装置１から発電設備４の改造に採用した改造案を受信し、改造案記憶部２２２に記憶する。
【００５６】
図９は、性能向上評価装置２の動作フロー図である。
【００５７】
先ず、計測部２０１〜２０４は、センサＩＦ部２８０を介してそれぞれ対応するセンサから取り込んだ計測値より状態量を算出する（Ｓ２０１）。また、総発電量計測部２０５は、センサＩＦ部２８０を介して対応するセンサから取り込んだ計測値の累積値（総発電量）を算出する（Ｓ２０２）。
【００５８】
運転状況記憶制御部２０６は、運転状況記憶部２２１にレコード２２２０を追加してから所定時間（例えば１０分）を経過したならば（Ｓ２０３）、運転状況記憶部２２１に新たなレコード２２２０を追加する。そして、フィールド２２２１に１つ前のレコード追加時刻（あるいはこのフローの開始時刻）を開始時刻とし、現在時刻を終了時刻とする監視期間を、フィールド２２２２に既存タービン入口状態量計測部２０１で算出された状態量を、フィールド２２２３に既存タービン出口状態量計測部２０２で算出された状態量を、フィールド２２２４に追加タービン入口状態量計測部２０３で算出された状態量を、フィールド２２２５に追加タービン出口状態量計測部２０４で算出された状態量を、そして、フィールド２２２６に総発電量計測部２０５で算出された総発電量を記憶する。また、各計測部２０１〜２０５の計測値をリセットする（Ｓ２０４）。
【００５９】
次に、性能向上算出部２０７は、運転状況記憶部２２１に新たに追加されたレコード２２２０の情報に基づいて所定時間における発電設備４の改造部分による増電量を計算する。
【００６０】
具体的には、フィールド２２２４に登録されている動作流体の状態量（温度、流量、圧力など）を用いて、追加タービンの入口における動作流体のエネルギを算出する。また、フィールド２２２５に登録されている動作流体の状態量を用いて、追加タービンの出口における動作流体のエネルギを算出する。そして、両者の差分つまり追加タービンでの動作流体の消費エネルギを算出し、これに改造案記憶部２２２に記憶されている追加タービンの発電効率を乗算して、追加発電設備による発電量の推定値Ｗ１を計算する。同様に、フィールド２２２２に登録されている動作流体の状態量を用いて、既存タービンの入口における動作流体のエネルギを算出する。また、フィールド２２２３に登録されている動作流体の状態量を用いて、既存タービンの出口における動作流体のエネルギを算出する。そして、両者の差分つまり既存タービンでの動作流体の消費エネルギを算出し、これに改造案記憶部２２２に記憶されている既存タービンの発電効率を乗算して、既存発電設備による発電量の推定値Ｗ２を計算する。
【００６１】
それから、推定値Ｗ１に、推定値Ｗ１、Ｗ２の総和とフィールド２２２６に登録されている総発電量ＳＷとの比ＳＷ／（Ｗ１＋Ｗ２）を乗算し、その結果Ｗ１＊ＳＷ／（Ｗ１＋Ｗ２）を、発電設備４の改造部分による増電量とする。
【００６２】
また、性能向上算出部２０７は、性能向上記憶部２２３のテーブル２２３１に新たなレコードを追加し、このレコードのフィールド２２３２に、運転状況記憶部２２１に追加したレコード２２２０のフィールド２２２１に登録されている監視期間を、フィールド２２３３に、運転状況記憶部２２１に追加したレコード２２２０のフィールド２２２６に登録されている総発電量を、そして、フィールド２２３４に算出した増電量を登録する（Ｓ２０５）。
【００６３】
さて、性能向上算出部２０７は、性能向上記憶部２２３のテーブル２２３５にレコードを追加してから所定時間（例えば１月）を経過したならば（Ｓ２０６）、運性能向上記憶部２２３のテーブル２２３５に新たなレコードを追加する。そして、フィールド２２３６に１つ前のレコード追加時刻（あるいはこのフローの開始時刻）を開始時刻とし、現在時刻を終了時刻とする対象期間を登録する。また、対象期間における売電家の利益を計算してフィールド２２３７に登録し（Ｓ２０７）、Ｓ２０１へ戻る。
【００６４】
ここで、収益の計算は次のようにして行なう。つまり、性能向上算出部２０７は、フィールド２２３６に登録した対象期間内の監視期間を持つ全レコードをテーブル２２３１から検索する。そして、検出した全レコードのフィールド２２３４に登録されている増電量の総和を計算する。次に、算出した増電量の総和と、改造案記憶部２２２に記憶されている増電部分の買電価格および売電価格の差とを乗算して、対象期間における収益を計算する。それから、改造案記憶部２２２に記憶されている改造コスト（一般投資家からの借入金）、改造コストの返済期間および利子を用いて、対象期間における一般投資家への支払い額を計算し、収益から支払い額を差し引くことで利益を算出する。
【００６５】
上記構成の改造案支援装置１や性能向上評価装置２は、例えば図１０に示すような、ＣＰＵ９０１と、メモリ９０２と、ＨＤＤ等の外部記憶装置９０３と、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬性を有する記憶媒体９０４から情報を読み出す読取装置９０５と、キーボードやマウスなどの入力装置９０６と、ディスプレイなどの出力装置９０７と、ネットワークを介して相手装置と通信を行なうための通信装置９０８と、各種センサの情報を取り込むＩ／Ｏ装置９１０（改造案支援装置１ではＩ／Ｏ装置９１０は不要）と、を備えた一般的なコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２上にロードされた所定のプログラムを実行することで実現できる。
【００６６】
この所定のプログラムは、読取装置９０５を介して記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、外部記憶装置９０３にダウンロードされ、それから、メモリ９０２上にロードされてＣＰＵ９０１により実行されるようにしてもよい。また、読取装置９０５を介して記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、メモリ９０２上に直接ロードされ、ＣＰＵ９０１により実行されるようにしてもよい。なお、この場合において、記憶部１２０には、メモリ９０２や外部記憶装置９０３や記憶媒体９０４が利用される。
【００６７】
次に、上記構成の発電設備の改造案支援・改造評価システムを用いて行なわれる既存発電設備の改造について説明する。
【００６８】
図１１は、本実施形態が適用された発電設備の改造案支援・改造評価システムを用いて行なわれる既存発電設備の改造の流れを説明するための図である。
【００６９】
売電家が、改造案支援装置１に、既存発電設備の情報および既存発電設備の改造による増電の目標値を入力すると（Ｓ３０１）、改造案支援装置１は、図５のフローのＳ１０１〜Ｓ１０３を実行し、既存発電設備に後付けする追加発電設備の候補の一覧を出力する（Ｓ３０２）。売電家は、改造案支援装置１により選出された追加発電設備の候補の中から、発電家に提案する追加発電設備を選ぶことができる。
【００７０】
次に、売電家が、改造案支援装置１に、発電家に提案する追加発電設備の指定と、既存発電設備改造のための部品補修・交換費用を入力すると（Ｓ３０３）、改造案支援装置１は、図５のフローのＳ１０４〜Ｓ１０６を実行し、発電家に提案する追加発電設備を決定すると共に、決定した追加発電設備の後付けによる既存発電設備の改造コストを算出する（Ｓ３０４）。売電家は、改造案支援装置１により算出された既存発電設備の改造コストを基に、一般投資家から集める費用の額を決定することができる。
【００７１】
次に、発電家が、改造案支援装置１に、内部利益率算出の前提条件（一般投資家から集める資金の利子および返済期間、目標売電量、発電家からの買電価格および電力需要家への売電価格）を入力すると（Ｓ３０５）、改造案支援装置１は、図５のフローのＳ１０７を実行し、内部利益率を算出する（Ｓ３０６）。売電家は内部利益の算出結果を参考にして、発電家に提案する買電価格（売電家が発電家から購入する改造による増電部分）などを決定することができる。
【００７２】
次に、売電家が、改造案支援装置１に、内部利益率の算出結果の保存指示を入力すると（Ｓ３０７）、改造案支援装置１は、図５のフローのＳ１０９を実行し、算出した内部利益率および前提条件を、追加発電設備と共に、既存発電設備の改善案として登録する（Ｓ３０６Ｂ）。売電家は、この改善案に従って発電家に、発電家が所有する既存発電設備の改造を提案することができる。
【００７３】
さて、発電家が改造案に同意し、売電家に改造を依頼すると（Ｓ３０８）、売電家は、債権を発行して（Ｓ３０９）、一般投資家から改造コストの資金を調達する（Ｓ３１０）。そして、この資金を使って、発電家が所有する既存発電設備に追加発電設備を後付けし改造する（Ｓ３１１）。この際、発電家の改造された発電設備に上述の各種センサを取り付け（Ｓ３１２）、各種センサの計測値が性能向上評価装置２に送信されるようにする。
【００７４】
性能向上評価装置２は、図９のフローを実行し、所定の監視時間毎に、既存発電設備の改造による増電量を算出する（Ｓ３１３）。発電家は増電分の電力量を売電家に販売し（Ｓ３１４）、売電家は発電家から購入した増電分の電力量を、電力需要家へ売電する（Ｓ３１５）。また、性能向上評価装置２は、図９のフローを実行し、所定の対象期間毎に、増電による売電家の利益を算出する（Ｓ３１６）。売電家は、一般投資家との間で取り決めた債務の支払い条件に従って一般投資家に支払いを行なう（Ｓ３１７）。
【００７５】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００７６】
本実施形態において、改造案支援装置１は、追加発電設備ＤＢ１２１の中から売電家が希望する発電量（増電量の目標値）と発電家が所有する既存発電設備とに適合した、既存発電設備改造のための追加発電設備の候補を選出し出力する。また、既存発電設備の改造コストを計算し出力する。したがって、本実施形態によれば、売電家が既存発電設備の所有者に、新規発電設備の追加による既存発電設備の改造を提案し、改造により追加された新規発電設備により増加した電力を既存発電設備の所有者から購入して一般の電力需要者家に売電するビジネスを行う場合に、売電家が希望する発電量と既存発電設備とに適合した、既存発電設備改造のための追加発電設備の情報を、コンピュータシステムの操作者である売電家に提示することができる。
【００７７】
また、本実施形態において、性能向上評価装置２は、改造された発電設備４の運転状況を監視し記録する。そして、記録した運転状況の情報を用いて、改造によって既存発電設備に後付けされた追加発電設備による発電量の増加分（性能向上分）を計算し出力する。したがって、本実施形態によれば、売電家が既存発電設備の所有者に、新規発電設備の追加による既存発電設備の改造を提案し、改造により追加された新規発電設備により増加した電力を既存発電設備の所有者から購入して一般の電力需要者家に売電するビジネスを行う場合に、改造により追加した新規発電設備による発電量の増加分を推定することができる。
【００７８】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００７９】
例えば、上記の実施形態では、改造案支援装置１および性能向上支援装置２に別個のコンピュータシステムを用いているが、１つのコンピュータシステムで改造案支援装置１および性能向上支援装置２を実現するようにしてもよい。また、改造案支援装置１および性能向上支援装置２のぞれぞれを、複数のコンピュータシステムを用いて実現するようにしてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援することができる。また、既存発電設備の改造による性能向上（増加した電力）を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態が適用された発電設備の改造案支援・改造評価システムの概略図である。
【図２】図２は、改造案支援装置１の概略構成図である。
【図３】図３は、追加発電設備ＤＢ１２１の登録内容例を示す図である。
【図４】図４は、電力市場ＤＢ１２２の登録内容例を示す図である。
【図５】図５は、改造案支援装置１の動作フロー図である。
【図６】図６は、性能向上評価装置２の概略構成図である。
【図７】図７は、運転状況記憶部２２１の登録内容例を示す図である。
【図８】図８は、性能向上情報記憶部２２３の登録内容例を示す図である。
【図９】図９は、性能向上評価装置２の動作フロー図である。
【図１０】図１０は、改造案支援装置１および性能向上評価装置２のハードウエア構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態が適用された発電設備の改造案支援・改造評価システムを用いて行なわれる既存発電設備の改造の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
１…改造案支援装置、２…性能向上評価装置、４…発電設備、５…ネットワーク、１００・・・演算部、１０１…目標発電量受付部、１０２…既存発電設備情報受付部、１０３…追加発電設備選出部、１０４…部品補修・交換費用受付部、１０５…改造案評価部、１０６…改造案送信部、１２０…記憶部、１２１…追加発電設備ＤＢ、１２２…電力市場ＤＢ、１２３…目標発電量記憶部、１２４…既存発電設備情報記憶部、１２５…部品補修・交換費用記憶部、１２６…改造案記憶部、１４０…入出力部、１６０…ネットワークＩＦ部、２００・・・演算部、２０１…既存タービン入口状態量計測部、２０２…既存タービン出口状態量計測部、２０３…追加タービン入口状態量計測部、２０４…追加タービン出口状態量計測部、２０５…総発電量計測部、２０６…運転状況記憶制御部、２０７・・・性能向上算出部、２０８・・・改造案受信部、２２０・・・記憶部、２２１・・・運転状況記憶部、２２２・・・改造案記憶部、２２３・・・性能向上情報記憶部、２４０・・・入出力部、２６０・・・ネットワークＩＦ部、２８０・・・センサＩＦ部

Claims

コンピュータシステムを用いて、既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援する発電設備の改造案支援方法であって、
前記コンピュータシステムの記憶装置は、少なくとも１つの前記追加発電設備毎に、前記追加発電設備の発電量、仕様および前記追加発電設備を適用可能な前記既存発電設備の仕様条件を含む追加発電設備情報が登録された追加発電設備データベースを有し、
前記コンピュータシステムの演算装置は、
前記コンピュータシステムの入力装置を介して発電量を受け付ける発電量受付ステップと、
前記入力装置を介して前記既存発電設備の仕様を受け付ける既存発電設備仕様受付ステップと、
前記受け付けた発電量以上の発電量を有し、且つ、前記受け付けた既存発電設備情報の仕様が満足する仕様条件を有する前記追加発電設備情報を、前記追加発電設備データベースから検索する追加発電設備情報検索ステップと、
前記追加発電設備データベースから検出した前記追加発電設備情報を、前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の候補として、前記コンピュータシステムの出力装置から出力する追加発電設備候補出力ステップと、を行うことを特徴とする発電設備の改造案支援方法。
請求項１記載の発電設備の改造案支援方法であって、
前記追加発電設備情報は、前記追加発電設備の価格を更に有し、
前記コンピュータシステムの演算装置は、
前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備を取り付けるために必要な前記既存発電設備の部品の補修もしくは交換費用を、前記入力装置を介して受け付ける改造費受付ステップと、
前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の価格と前記受け付けた補修もしくは交換費用との合計を、当該追加発電設備の改造コストとして、前記出力装置から出力するコスト出力ステップと、を更に行なうことを特徴とする発電設備の改造案支援方法。
請求項２記載の発電設備の改造案支援方法であって、
前記コンピュータシステムの演算装置は、
電力の売買価格と、借入金の利子および返済期間とを受け付ける前提条件受付ステップと、
前記受け付けた売買価格の価格差および前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の発電量より求まる収益と、借入金である改造コストと、前記受け付けた利子および返済期間とを用いて、内部利益率を算出し、前記出力装置に出力する内部利益率算出ステップと、を更に行なうことを特徴とする発電設備の改造案支援方法。
既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援する発電設備の改造案支援装置であって、
記憶装置と、演算装置と、入力装置と、出力装置とを有し、
前記記憶装置は、少なくとも１つの前記追加発電設備毎に、前記追加発電設備の発電量、仕様および前記追加発電設備を適用可能な前記既存発電設備の仕様条件を含む追加発電設備情報が登録された追加発電設備データベースを有し、
前記演算装置は、
前記入力装置を介して発電量を受け付ける発電量受付処理と、
前記入力装置を介して前記既存発電設備の仕様を受け付ける既存発電設備仕様受付処理と、
前記受け付けた発電量以上の発電量を有し、且つ、前記受け付けた既存発電設備情報の仕様が満足する仕様条件を有する前記追加発電設備情報を、前記追加発電設備データベースから検索する追加発電設備情報検索処理と、
前記追加発電設備データベースから検出した前記追加発電設備情報を、前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の候補として、前記出力装置から出力する追加発電設備候補出力処理と、を行うことを特徴とする発電設備の改造案支援装置。
既存発電設備を改造するための追加発電設備の選出を支援するためのコンピュータシステムで読み取り可能なプログラムであって、
前記コンピュータシステムの記憶装置は、少なくとも１つの前記追加発電設備毎に、前記追加発電設備の発電量、仕様および前記追加発電設備を適用可能な前記既存発電設備の仕様条件を含む追加発電設備情報が登録された追加発電設備データベースを有し、
前記プログラムは、前記コンピュータシステムの演算装置に、
前記入力装置を介して発電量を受け付ける発電量受付処理と、
前記入力装置を介して前記既存発電設備の仕様を受け付ける既存発電設備仕様受付処理と、
前記受け付けた発電量以上の発電量を有し、且つ、前記受け付けた既存発電設備情報の仕様が満足する仕様条件を有する前記追加発電設備情報を、前記追加発電設備データベースから検索する追加発電設備情報検索処理と、
前記追加発電設備データベースから検出した前記追加発電設備情報を、前記既存発電設備の改造に用いる追加発電設備の候補として、前記出力装置から出力する追加発電設備候補出力処理と、を行わせることを特徴とするコンピュータシステムで読み取り可能なプログラム。
コンピュータシステムを用いて、第１のタービンを有する既存発電設備に取り付けられた、第２のタービンを有する追加発電設備の発電量を推定する、発電設備改造による性能向上評価方法であって、
前記追加発電設備は、前記第２のタービンから出力される前記第２のタービンを駆動するために使用された動作流体が、前記第１のタービンを駆動するための動作流体として前記第１のタービンに入力するように、前記既存発電設備に取り付けられており、
前記コンピュータシステムには、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第１のセンサ、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第２のセンサ、および、前記既存発電設備および前記追加発電設備の総発電量を測定する第３のセンサが接続されており、
前記コンピュータシステムの演算装置は、
前記第１のセンサで測定された、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第１のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記コンピュータシステムの記憶装置に予め記憶されている前記第１のタービンの発電効率とを用いて、前記既存発電設備の発電量を推定する既存発電設備発電量推定ステップと、
前記第２のセンサで測定された、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第２のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記記憶装置に予め記憶されている前記第２のタービンの発電効率とを用いて、前記追加発電設備の発電量を推定する追加発電設備発電量推定ステップと、
前記推定した前記既存発電設備の発電量および前記追加発電設備の発電量の合計と、前記第３のセンサで測定された総発電量とを用いて、前記推定した前記既存発電設備の発電量を補正し、前記コンピュータシステムの出力装置から出力する追加発電設備発電量出力ステップと、を行なうことを特徴とする発電設備改造による性能向上評価方法。
第１のタービンを有する既存発電設備に取り付けられた、第２のタービンを有する追加発電設備の発電量を推定する、発電設備改造による性能向上評価装置であって、
前記追加発電設備は、前記第２のタービンから出力される前記第２のタービンを駆動するために使用された動作流体が、前記第１のタービンを駆動するための動作流体として前記第１のタービンに入力するように、前記既存発電設備に取り付けられており、
前記性能向上評価装置は、
演算装置と、出力装置と、前記第１のタービンの発電効率および前記第２のタービンの発電効率が記憶された記憶装置と、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第１のセンサと、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第２のセンサと、前記既存発電設備および前記追加発電設備の総発電量を測定する第３のセンサと、を有し、
前記演算装置は、
前記第１のセンサで測定された、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第１のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記記憶装置に記憶されている前記第１のタービンの発電効率とを用いて、前記既存発電設備の発電量を推定する既存発電設備発電量推定処理と、前記第２のセンサで測定された、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第２のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記記憶装置に記憶されている前記第２のタービンの発電効率とを用いて、前記追加発電設備の発電量を推定する追加発電設備発電量推定処理と、前記推定した前記既存発電設備の発電量および前記追加発電設備の発電量の合計と、前記第３のセンサで測定された総発電量とを用いて、前記推定した前記既存発電設備の発電量を補正し、前記出力装置から出力する追加発電設備発電量出力処理と、を行なうことを特徴とする発電設備改造による性能向上評価装置。
第１のタービンを有する既存発電設備に取り付けられた、第２のタービンを有する追加発電設備の発電量を推定するための、コンピュータシステムで読み取り可能なプログラムであって、
前記追加発電設備は、前記第２のタービンから出力される前記第２のタービンを駆動するために使用された動作流体が、前記第１のタービンを駆動するための動作流体として前記第１のタービンに入力するように、前記既存発電設備に取り付けられており、
前記コンピュータシステムには、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第１のセンサ、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量を測定する第２のセンサ、および、前記既存発電設備および前記追加発電設備の総発電量を測定する第３のセンサが接続されており、
前記プログラムは、前記コンピュータシステムの演算装置に、
前記第１のセンサで測定された、前記第１のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第１のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記コンピュータシステムの記憶装置に予め記憶されている前記第１のタービンの発電効率とを用いて、前記既存発電設備の発電量を推定する既存発電設備発電量推定処理と、
前記第２のセンサで測定された、前記第２のタービンの出入口での動作流体の状態量差分から前記第２のタービンで減少した動作流体のエネルギー量を算出し、算出結果と前記記憶装置に予め記憶されている前記第２のタービンの発電効率とを用いて、前記追加発電設備の発電量を推定する追加発電設備発電量推定処理と、
前記推定した前記既存発電設備の発電量および前記追加発電設備の発電量の合計と、前記第３のセンサで測定された総発電量とを用いて、前記推定した前記既存発電設備の発電量を補正し、前記コンピュータシステムの出力装置から出力する追加発電設備発電量出力処理と、を行なわせることを特徴とするコンピュータシステムで読み取り可能なプログラム。