JP2005293169A - プラント運転状態計算装置、プラントシミュレーション計算装置、プラント運用最適化システムと方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 使用する計測値がセンサ誤差を含む場合にも、プラントの実需要や実機の性能を考慮した高精度な運転スケジュールを作成可能とする。
【解決手段】 プラント状態推定部２００は、制約条件式に基づいてプラントデータ現在状態計測値１２１とプラント過去状態計測値１２２の誤差を補正して、プラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２を計算する。プラント状態補正・機器パラメータ補正部３００は、プラント状態推定部２００で得られたプラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２、気象情報入力部３０で入力された気象予報値１３０、需要予測部５０で得られた需要予測値１５１に基づき、プラント現在状態補正値３０１、プラント未来状態補正値３０２、機器パラメータ補正値３０３を計算する。最適運転スケジュール計算部７０は、各補正値３０１〜３０３を用いて、最適運転スケジュール１７１を計算する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値を用いてプラントの最適運転スケジュールを作成するプラント運用最適化システムに関するものであり、特に、計測器の異常を原因とする誤差を補正して高精度な運転スケジュールを作成するための技術に関するものである。

プラント運用最適化システムは、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。プラント運用最適化システムを用いると、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、蒸気などの負荷に応じて最適状態となるように運転することができる。ここで、「最適状態」とは、エネルギープラントのエネルギー需要を満足し、かつ省コスト、省エネルギー、省ＣＯ₂を実現するということである。

プラント運用最適化システムにより運転スケジュールを作成する際には、未来時刻におけるエネルギー需要を予測し、これを満足するようにプラントの各機器の運転スケジュールを決定している。

［第１の従来例］
従来、プラント運用最適化システムとしては、例えば、発電機の運転制約条件を満たし、経済的な発電機の起動停止状態および出力を決定するようにした発電機の運転計画作成装置が存在している（例えば、特許文献１参照）。

［第２の従来例］
また、気象予報などの情報を含めて、より正確な需要予測を行うことでより最適な運転スケジュールの作成を図ったシステムも考えられている。図８は、このような従来のプラント運用最適化システムの一例を示すブロック図である。この図８に示すシステムは、プラントデータ入力部１０、プラントデータ計算・保存部２０、現在状態計測値ファイル２１、過去状態計測値ファイル２２、気象情報入力部３０、気象情報補正部４０、気象情報補正値ファイル４１、需要予測部５０、需要予測値ファイル５１、需要予測補正部６０、需要予測補正値ファイル６１、最適運転スケジュール計算部７０、最適運転スケジュールファイル７１、出力部８０、等を備えている。各部の機能とそれによるシステム動作は次の通りである。

プラントから出力されるプラントデータカウント値／アナログ積算値は、プラントデータとしてプラントデータ入力部１０により入力される。入力されたプラントデータカウント値／アナログ積算値の形のプラントデータ１１０に基づき、プラントデータ計算・保存部２０により、システム内で使用するためのプラント現在状態計測値１２１およびプラント過去状態計測値１２２が計算され、現在状態計測値ファイル２１と過去状態計測値ファイル２２に保存される。

また、気象情報入力部３０により、気象予報値１３０が入力される。気象情報補正部４０により、プラント現在状態計測値１２１と気象予報値１３０を用いて気象情報補正値１４１が計算され、気象情報補正値ファイル４１に保存される。需要予測部５０により、気象情報補正値１４１を用いて需要予測値１５１が計算され、需要予測値ファイル５１に保存される。需要予測補正部６０により、プラント過去状態計測値１２２と需要予測値１５１を用いて需要予測補正値１６１が計算され、需要予測補正値ファイル６１に保存される。

最適運転スケジュール計算部７０により、プラント現在状態計測値１２１と需要予測補正値１６１を用いて、需要を満足し、かつ、最適な運転となる最適運転スケジュール１７１が計算され、最適運転スケジュールファイル７１に保存される。最適運転スケジュール１７１は、出力部８０により、例えば最適運転計画表等の形式で出力される。

［第３の従来例］
一方、従来のセンサ誤差補正技術としては、プラントのマスバランスやヒートバランスといった物理法則、あるいは、プラント固有の制約を満足するように計測値の誤差を推定し、補正するデータリコンシリエーション技術が存在している（例えば、非特許文献１参照）。

特開２００１−２５８１５７公報 Data reconciliation - progress and challenges, Crowe. C. M, J. of Process Control, vol6, no.2-3, P89-98(1996)

上記の第２の従来例は、気象予報などの情報を含めて、より正確な需要予測を行うことで、より最適な運転スケジュールの作成を図っているが、計測値が異常値を含んでいる場合には、それを補正することができないため、計算される最適運転スケジュールどおりに各機器を運転すると、プラントの実需要を満足できなくなることがある。

すなわち、計測されるプラント現在状態計測値が異常値を含んでいる場合、このデータを元に補正される気象情報補正値や需要予測補正値は、実際の値から外れたものとなる。また、各機器の性能が経年劣化等の理由により変化した場合、プラント運用最適化システム内で設定されている機器モデルの性能と実際の機器の性能がずれてしまう。そのため、現実の運用において、運転員は、最適運転スケジュールどおりに各機器を起動させた後、プラントの様子を見ながら機器の追加起動や停止を行っている。その結果、運転状態が最適状態から外れるばかりでなく、需要予測値が異常値となると運転スケジュールが立たないため、運転に混乱をきたしてしまう。

また、運転スケジュールを作成する際に使用する計測値がセンサ誤差を含む場合であっても、この誤差を補正することを考慮していないため、誤差に起因して、算出された運転スケジュールが実際のプラントの状態を的確に反映したものとなっていなかった。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、使用する計測値がセンサ誤差を含む場合にも、プラントの実需要や実機の性能を考慮した高精度な運転スケジュールを作成可能として、常に最適な運転状態を保ち、最大限の省コスト実現を支援可能なプラント運用最適化システムを提供することである。

本発明は、上記のような目的を達成するために、データリコンシリエーション技術を適用して、制約条件式に基づいて計測値の誤差を補正し、得られた計測値補正データに基づいて、プラント運転状態の指標値を補正することにより、使用する計測値がセンサ誤差を含む場合にも、プラントの実需要や実機の性能を考慮した高精度な運転スケジュールを作成できるようにしたものである。

すなわち、本発明のプラント運用最適化システムは、プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値、プラント運転状態を示すプラント運転状態指標値、およびプラントを構成する各機器の機器モデルを用いてプラントの最適運転スケジュールを作成するプラント運用最適化システムにおいて、計算値補正手段、状態補正手段、最適運転スケジュール計算手段、を備えたことを特徴としている。ここで、計算値補正手段は、予め与えられた制約条件式に基づいて前記計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る手段である。また、状態補正値計算手段は、現在のプラント運転状態を示すプラント現在状態指標値、未来のプラント運転状態を示すプラント未来状態指標値、および、前記機器モデルの設定内容を示す機器モデルパラメータ、という３種類の値の中から選択された１種類以上の値の補正値を、計測値補正データに基づいて計算する手段である。さらに、最適運転スケジュール計算手段は、前記３種類の値のうち、補正値がある値についてはその補正値を用いて、補正値がない値については初期値を用いて、プラントの最適運転スケジュールを計算する手段である。

このような特徴を有する本発明によれば、データリコンシリエーション技術により、プラントの制約を満足するように計測値の誤差を推定して補正し、それによって得られた計測値補正データに基づいて、プラント現在状態指標値、プラント未来状態指標値、機器モデルパラメータ等を、計測値が正常な場合に近づけるように補正することができる。また、このように機器モデルパラメータを補正することで、システム内で使用する機器モデルの性能を実際の機器の性能に近づけることができる。したがって、プラント運用最適化システム内で使用する計測値がセンサ誤差を含む場合や、プラント運用最適化システム内で使用する機器モデルの性能と実際の機器の性能との間にずれを生じた場合においても、プラントの実需要や実機の性能を考慮した高精度な運転スケジュールを作成することができる。

以上のように、本発明によれば、データリコンシリエーション技術を適用して、制約条件式に基づいて計測値の誤差を補正し、得られた計測値補正データに基づいて、プラント運転状態の指標値を補正することにより、使用する計測値がセンサ誤差を含む場合にも、プラントの実需要や実機の性能を考慮した高精度な運転スケジュールを作成可能として、常に最適な運転状態を保ち、最大限の省コスト実現を支援可能なプラント運用最適化システムを提供することができる。

以下には、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の簡略化の観点から、前述した従来技術と同一部分には同一符号を付している。

［システム構成］
図１は、本発明を適用したプラント運用最適化システムの１つの実施形態を示すブロック図である。この図１に示すように、本実施形態のプラント運用最適化システムにおいては、図８に示した従来技術の気象情報補正部４０、需要予測補正部６０に代えて、プラント状態推定部２００とプラント状態補正・機器パラメータ補正部３００を設けたものである。

ここで、プラント状態推定部２００は、データリコンシリエーション技術を適用して、プラント固有の制約を満足するために予め与えられた制約条件式に基づいてプラントデータ現在状態計測値１２１とプラント過去状態計測値１２２の誤差を補正して、プラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２を計算する部分であり、本発明における計測値補正手段または状態推定手段に相当する。

また、プラント状態補正・機器パラメータ補正部３００は、プラント状態推定部２００で得られたプラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２、需要予測部５０で得られた需要予測値１５１に基づき、プラント現在状態補正値３０１、プラント未来状態補正値３０２、機器モデルパラメータ補正値３０３を計算する部分であり、本発明における状態補正手段に相当する。なお、プラント状態補正・機器パラメータ補正部３００は、気象情報入力部３０で入力された気象予報値１３０を補正して気象情報補正値１４１を計算する機能も有する。

そして、このような、プラント状態推定部２００およびプラント状態補正・機器パラメータ補正部３００を使用する本実施形態においては、最適運転スケジュール計算部７０は、プラント状態補正・機器パラメータ補正部３００で得られた各補正値３０１〜３０３を用いて、最適運転スケジュール１７１を計算する。なお、他の部分については、前述した従来技術と同様であるため、説明を省略する。

［プラント状態推定部］
図２は、図１に示すプラント状態推定部２００の構成を示すブロック図である。この図２に示すように、プラント状態推定部２００は、プラント現在状態推定部２１０、現在状態推定値ファイル２１１、プラント過去状態推定部２２０、過去状態推定値ファイル２２１、プラント状態推定値表示部２３０、計測器信頼度入力部２４０、等を備えている。各部の機能は次の通りである。

計測器信頼度入力部２４０は、プラント各部の計測を行う計測器の信頼度に関する評価結果を示す情報がユーザの入力操作によって指示された場合に、その情報に応じた計測器信頼度評価値２０３を入力する。プラント現在状態推定部２１０は、プラント現在状態計測値１２１と計測器信頼度評価値２０３からプラント現在状態推定値２０１を計算して、現在状態推定値ファイル２１１に保存する。プラント過去状態推定部２２０は、プラント過去状態計測値１２２と計測器信頼度評価値２０３からプラント過去状態推定値２０２を計算して、過去状態推定値ファイル２２１に保存する。

プラント状態推定値表示部２３０は、プラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２を、プラント現在状態計測値１２１、プラント過去状態計測値１２２、および計測器信頼度評価値２０３と共に表示する。さらに、計測器信頼度入力部２４０は、プラント状態推定値表示部２３０によって表示された画面を利用したユーザの入力操作に応じて、計測器信頼度評価値２０３を変更する。そして、プラント現在状態推定部２１０とプラント過去状態推定部２２０は、計測器信頼度評価値２０３の変更に基づいて、プラント現在状態推定値２０１およびプラント過去状態推定値２０２を変更する。

［プラント状態補正・機器パラメータ補正部］
図３は、図１に示すプラント状態補正・機器パラメータ補正部３００の構成を示すブロック図である。この図３に示すように、プラント状態補正・機器パラメータ補正部３００は、プラント現在状態補正部３１０、現在状態補正値ファイル３１１、プラント未来状態補正部３２０、未来状態補正値ファイル３２１、機器パラメータ補正部３３０、機器パラメータ補正値ファイル３３１、等を備えている。各部の機能は次の通りである。

プラント現在状態補正部３１０は、プラント現在状態推定値２０１からプラント現在状態補正値３０１を計算して、現在状態補正値ファイル３１１に保存する。プラント未来状態補正部３２０は、プラント現在状態推定値２０１、プラント過去状態推定値２０２、および需要予測値１５１から、プラント未来状態補正値３０２を計算して、未来状態補正値ファイル３２１に保存する。機器パラメータ補正部３３０は、プラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２、および機器パラメータ補正値ファイル３３１に保存されている過去の機器モデルパラメータ補正値３０３から、機器モデルパラメータ補正値３０３を計算して、機器パラメータ補正値ファイル３３１に保存する。

［システム動作］
図４は、以上のような本実施形態に係るプラント運用最適化システムの動作の概略を示すフローチャートである。以下には、この図４を参照しながら、システム動作の手順について説明する。

本実施形態に係るプラント運用最適化システムにおいて、プラントから出力されるプラントデータカウント値／アナログ積算値が、プラントデータとしてプラントデータ入力部１０により入力され、入力されたプラントデータ１１０に基づき、プラントデータ計算・保存部２０により、プラント現在状態計測値１２１およびプラント過去状態計測値１２２が計算され、現在状態計測値ファイル２１と過去状態計測値ファイル２２に保存される（Ｓ４０１）点は、図８に示した従来技術の動作と同様である。

図８に示した従来技術においては、この処理に続いて、気象情報補正値１４１、需要予測値１５１、需要予測補正値１６１を順次計算していたが、本実施形態においては、プラント状態推定部２００により、プラント現在状態計測値１２１およびプラント過去状態計測値１２２からプラント現在状態推定値２０１およびプラント過去状態推定値２０２が計算される（Ｓ４０２）。このプラント状態推定処理の詳細は次の通りである。

まず、プラント現在状態推定部２１０は、プラント現在状態推定処理として、プラント現在状態計測値１２１と計測器信頼度評価値２０３からプラント現在状態推定値２０１を計算して、現在状態推定値ファイル２１１に保存する。ここで、プラント現在状態推定値２０１は、プラント現在状態計測値１２１から直接推定される値（例えば、入口温度から求める入口温度の推定値など）だけではなく、プラント現在状態計測値１２１から計算される計算値の推定値（例えば、入口温度と出口温度から計算される温度差の推定値など）でもよい。

また、プラント過去状態推定部２２０は、プラント過去状態推定処理として、プラント過去状態計測値１２２と計測器信頼度評価値２０３からプラント過去状態推定値２０２を計算して、過去状態推定値ファイル２２１に保存する。ここで、プラント過去状態推定値２０２は、前述したプラント現在状態推定値２０１と同様に、プラント過去状態計測値１２２から直接推定される値だけではなく、プラント過去状態計測値１２２から計算される計算値の推定値でもよい。

一方、プラント状態推定値表示部２３０は、以上のようなプラント状態推定処理により得られたプラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２を、それらの値の元となったプラント現在状態計測値１２１、プラント過去状態計測値１２２、および計測器信頼度評価値２０３と同時に画面表示する。したがって、ユーザは、計測器信頼度評価値２０３に応じた推定値の計算結果を画面上で容易に確認することができる。

また、この場合、プラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２が、ユーザの意図した値とならない場合は、ユーザは、プラント状態推定値表示部２３０により表示される各機器の計測値と推定値を比較しながら、画面上で入力操作すること（Ｓ４０３のＹＥＳ）で、計測器信頼度入力部２４０により計測器信頼度評価値２０３を変更し（Ｓ４０４）、プラント現在状態推定部２１０とプラント過去状態推定部２２０により推定値を再計算させることができる（Ｓ４０２）。さらに、推定値の再計算の結果もまた、プラント状態推定値表示部２３０により画面表示されるため、ユーザは、結果を画面上で容易に確認することができる。

ユーザが、プラント状態推定部２００で計算された推定値の値に満足し、計算された推定値を承認することを示す入力操作を行った場合には、プラント状態補正・機器パラメータ補正部３００により、気象予報値補正処理（Ｓ４０５）、プラント未来状態補正処理（Ｓ４０６）、プラント現在状態補正処理（Ｓ４０７）、および機器パラメータ補正処理（Ｓ４０８）が行われる。これらの処理の詳細は次の通りである。

プラント未来状態補正部３２０は、気象予報値補正処理（Ｓ４０５）として、気象情報入力部３０により入力された気象予報値を、プラント現在状態推定値２０１とプラント過去状態推定値２０２に基づいて補正して、気象情報補正値１４１を計算し、気象情報補正値ファイル４１に保存する。需要予測部５０は、気象情報補正値１４１から需要予測値１５１を計算し、需要予測値ファイル１５１に保存する。

プラント未来状態補正部３２０はまた、プラント未来状態補正処理（Ｓ４０６）として、プラント現在状態推定値２０１、プラント過去状態推定値２０２、および需要予測値１５１からプラント未来状態補正値３０２を計算して、未来状態補正値ファイル３２１に保存する。プラント現在状態補正部３１０は、プラント現在状態補正処理（Ｓ４０７）として、プラント現在状態推定値２０１からプラント現在状態補正値３０１を計算して、現在状態補正値ファイル３１１に保存する。

機器パラメータ補正部３３０は、機器パラメータ補正処理（Ｓ４０８）として、機器パラメータ補正値ファイル３３１に保存されている前回計算した機器モデルパラメータ補正値３０３と、プラント現在状態推定値２０１およびプラント過去状態推定値２０２に基づいて、機器モデルパラメータ補正値３０３を計算して、機器パラメータ補正値ファイル３３１に上書き保存する。

最適運転スケジュール計算部７０は、以上のようにして得られた３種類の補正値、すなわち、プラント現在状態補正値３０１、プラント未来状態補正値３０２、および機器モデルパラメータ補正値３０３から、最適運転スケジュール１７１を計算して、最適運転スケジュールファイル７１に保存する（Ｓ４０９）。最適運転スケジュール１７１は、出力部８０により、例えば、最適運転計画表等の形式で出力される。

［実施形態の効果］
以下には、このような本実施形態に係るプラント運用最適化システムにより得られる効果について、図５〜図７を参照しながら具体的に説明する。

図５は、本実施形態のプラント状態推定処理による効果を示すために、プラント現在状態真値（実際の状態）５００、プラント現在状態計測値５０１、およびこのプラント現在状態計測値５０１から本実施形態のプラント現在状態推定処理により得られたプラント現在状態推定値５０２、の一例を示す比較グラフである。この図５に示すように、本実施形態のプラント現在状態推定処理によれば、プラント現在状態計測値５０１が異常値を含む場合にも、プラント現在状態真値５００に近いプラント現在状態推定値５０２を計算できることは明らかである。同様に、プラント過去状態計測値が異常値を含む場合にも、プラント過去状態推定処理により、プラント過去状態真値に近いプラント過去状態推定値を計算することができる。

図６は、本実施形態のプラント状態推定処理およびプラント状態補正処理による効果を示すために、プラント未来状態真値（実際の状態）６００と、図８に示す従来技術により得られたプラント未来状態補正値６０１、および本実施形態のプラント未来状態補正処理により得られたプラント未来状態補正値６０２、の一例を示す比較グラフである。

この図６に示すように、本実施形態によれば、プラント現在状態計測値およびプラント過去状態計測値が異常値を含む場合にも、プラント状態補正処理により、プラント現在状態推定値およびプラント過去状態推定値からプラント未来状態真値６００に近いプラント未来状態補正値６０２を算出することができる。同様に、プラント現在状態計測値が異常値を含む場合にも、プラント現在状態補正処理により、プラント現在状態推定値からプラント現在状態真値に近いプラント現在状態補正値を算出することができる。

また、同様に、本実施形態の機器パラメータ補正処理によれば、プラント現在状態計測値およびプラント過去状態計測値が異常値を含む場合にも、実際の機器の性能に近い機器モデルパラメータ補正値を算出することができる。

図７は、本実施形態により作成される最適運転スケジュールの精度を示すために、センサが正常値の場合に作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト７００と、センサが異常値の場合に図８に示す従来技術により作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト７０１、およびセンサが異常値の場合に本実施形態により作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト７０２、の一例を示す比較グラフである。ここでは、センサが正常値の場合に作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト７００を基準としてコストを相対値で示している。

この図７に示すように、本実施形態によれば、センサが異常値を含む場合にも、それによって高精度の最適運転スケジュールを作成できるため、そのプラント運転コスト７０２を、センサ正常値により作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト７００に近づけることができる。これは、プラント現在状態計測値が異常値を含む場合にも、プラント状態補正処理によって得られた各補正値、すなわち、プラント現在状態補正値、プラント未来状態補正値、および機器モデルパラメータ補正値から最適運転スケジュール計算処理により、高精度な最適運転スケジュールを算出することができるからである。

上記のように、本実施形態によれば、従来技術に比べて、センサ異常を原因とする最適運転スケジュールの精度低下を防ぎ、無駄な運転による経済損失を少なくすることができる。すなわち、前述したように、従来技術では、センサが異常値を含む場合にも、これらの計測値からプラント未来状態値（図８の需要予測補正値１６１）を算出し、これを満たす運転スケジュールに基づいてプラントを運転していたため、プラント運転コストはセンサ正常値によるプラント運転コストを大きく上回っていた。これに対して、本実施形態は、センサ異常値を正常な状態値に近づけ、これらの値を基にプラントの現在状態値や未来状態値、および機器パラメータを補正し、最適運転スケジュールを算出するという従来にない新しい技術であり、このような本実施形態によれば、センサ異常を原因とする最適運転スケジュールの精度低下を防ぎ、無駄な運転による経済損失を少なくすることができる。

したがって、本実施形態によれば、プラント運用最適化システム内で使用する計測値がセンサ誤差を含む場合や、プラント運用最適化システム内で使用する機器モデルの性能と実際の機器の性能との間にずれを生じた場合においても、プラントの実需要や実機の性能を考慮した高精度な運転スケジュールを作成することができる。

［他の実施形態］
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、図面に示したシステム構成は一例にすぎず、具体的な機能構成は適宜選択可能である。同様に、図面に示したフローチャートは、一例にすぎず、具体的な動作手順や各処理の詳細は適宜選択可能である。

また、本発明は、プラント運用最適化システムに限定されるものではなく、本発明の手法は、プラント運用の分野でより広く適用可能である。例えば、本発明において、計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る手法と、計測値補正データに基づいてプラント運転状態指標値の未来値を補正する手法は、プラント各部の計測値を用いてプラント運転状態を示す各種のプラント運転状態指標値を計算する各種の装置に適用可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。

また、本発明において、計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る手法と、計測値補正データに基づき機器モデルパラメータを補正する手法は、プラント各部の計測値とプラントを構成する各機器の機器モデルを用いてプラント運転のシミュレーション計算を行う各種の装置に適用可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。

本発明を適用したプラント運用最適化システムの１つの実施形態を示すブロック図。 図１に示すプラント状態推定部の構成を示すブロック図。 図１に示すプラント状態補正・機器パラメータ補正部の構成を示すブロック図。 図１に示すプラント運用最適化システムの動作の概略を示すフローチャート。 プラント現在状態真値、本発明のプラント状態推定処理により得られたプラント現在状態推定値、およびその元となったプラント現在状態計測値、の一例を示す比較グラフ。 プラント未来状態真値、本発明のプラント未来状態補正処理により得られたプラント未来状態補正値、および従来技術により得られたプラント未来状態補正値、の一例を示す比較グラフ。 センサが正常値の場合に作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト、センサが異常値の場合に本発明により作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト、およびセンサが異常値の場合に従来技術により作成された最適運転スケジュールによるプラント運転コスト、の一例を示す比較グラフ。 従来のプラント運用最適化システムの一例を示すブロック図。

符号の説明

１０…プラントデータ入力部
２０…プラントデータ計算・保存部
２１…現在状態計測値ファイル
２２…過去状態計測値ファイル
３０…気象情報入力部
４１…気象情報補正値ファイル
５０…需要予測部
５１…需要予測値ファイル
７０…最適運転スケジュール計算部
７１…最適運転スケジュールファイル
８０…出力部
１１０…プラントデータ
１２１…プラント現在状態計測値
１２２…プラント過去状態計測値
１３０…気象予報値
１４１…気象情報補正値
１５１…需要予測値
１７１…最適運転スケジュール
２００…プラント状態推定部
２０１…プラント現在状態推定値
２０２…プラント過去状態推定値
２０３…計測器信頼度評価値
２１０…プラント現在状態推定部
２１１…現在状態推定値ファイル
２２０…プラント過去状態推定部
２２１…過去状態推定値ファイル
２３０…プラント状態推定値表示部
２４０…計測器信頼度入力部
３００…プラント状態補正・機器パラメータ補正部
３０１…プラント現在状態補正値
３０２…プラント未来状態補正値
３０３…機器モデルパラメータ補正値
３１０…プラント現在状態補正部
３１１…現在状態補正値ファイル
３２０…プラント未来状態補正部
３２１…未来状態補正値ファイル
３３０…機器パラメータ補正部
３３１…機器パラメータ補正値ファイル

Claims (15)

1. プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値を用いてプラント運転状態を示すプラント運転状態指標値を計算するプラント状態計算装置において、
   前記プラント運転状態指標値の未来値を計算する未来値計算手段と、
   予め与えられた制約条件式に基づいて前記計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る計測値補正手段と、
   前記計測値補正データに基づき前記プラント運転状態指標値の未来値を補正するプラント未来状態補正手段、
   を備えたことを特徴とするプラント運転状態計算装置。
2. プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値とプラントを構成する各機器の機器モデルを用いてプラント運転のシミュレーション計算を行うプラントシミュレーション計算装置において、
   前記機器モデルを示す機器モデルパラメータを保存する機器モデルパラメータ保存手段と、
   予め与えられた制約条件式に基づいて前記計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る計測値補正手段と、
   前記計測値補正データに基づき前記機器モデルパラメータを補正する機器モデルパラメータ補正手段、
   を備えたことを特徴とするプラントシミュレーション計算装置。
3. プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値、プラント運転状態を示すプラント運転状態指標値、およびプラントを構成する各機器の機器モデルを用いてプラントの最適運転スケジュールを作成するプラント運用最適化システムにおいて、
   予め与えられた制約条件式に基づいて前記計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る計測値補正手段と、
   現在のプラント運転状態を示すプラント現在状態指標値、未来のプラント運転状態を示すプラント未来状態指標値、および、前記機器モデルの設定内容を示す機器モデルパラメータ、という３種類の値の中から選択された１種類以上の値の補正値を、前記計測値補正データに基づいて計算する状態補正手段と、
   前記３種類の値のうち、前記補正値がある値についてはその補正値を用いて、補正値がない値については初期値を用いて、プラントの最適運転スケジュールを計算する最適運転スケジュール計算手段、
   を備えたことを特徴とするプラント運用最適化システム。
4. 前記状態補正手段は、前記プラント現在状態指標値の補正値として、プラントの需要補正値、蓄熱槽の蓄熱レベルを表す状態値の補正値、という２種類の値のいずれか一方あるいはその両方を計算するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のプラント運用最適化システム。
5. 前記状態補正手段は、前記プラント未来状態指標値の補正値として、気象予報補正値、需要予測補正値、という２種類の値のいずれか一方あるいはその両方を計算するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のプラント運用最適化システム。
6. 前記計測値補正手段は、前記プラントの前記計測値に基づき、実際のプラント運転状態を推定した推定値として、プラント現在状態推定値、プラント過去状態推定値、という２種類の値のいずれか一方あるいはその両方を計算する状態推定手段を含み、
   前記状態補正手段は、前記推定値を用いて前記補正値を計算するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のプラント運用最適化システム。
7. 前記状態補正手段は、前記プラント現在状態指標値の補正値を、前記プラント現在状態推定値に基づいて計算するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載のプラント運用最適化システム。
8. 前記状態補正手段は、前記プラント未来状態指標値の補正値を、前記プラント現在状態推定値および前記プラント過去状態推定値の両方に基づいて計算するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のプラント運用最適化システム。
9. 前記状態補正手段は、前記機器モデルパラメータの補正値を、前記プラント現在状態推定値および前記プラント過去状態推定値の両方に基づいて計算するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のプラント運用最適化システム。
10. 前記状態推定手段は、前記プラント現在状態推定値を、現在のプラント運転状態で計測された前記計測値であるプラント現在状態計測値に基づいて計算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載のプラント運用最適化システム。
11. プラント各部の計測を行う計測器の信頼度に関する評価結果を計測器信頼度評価値として入力する計測器信頼度入力手段を備え、
    前記状態推定手段は、前記プラント現在状態推定値または前記プラント過去状態推定値を、前記計測器信頼度評価値に基づいて計算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載のプラント運用最適化システム。
12. 前記状態推定手段は、前記プラント現在状態推定値を、現在のプラント運転状態で計測された前記計測値であるプラント現在状態計測値に基づいて計算し、前記プラント過去状態推定値を、過去のプラント運転状態で計測された前記計測値であるプラント過去状態計測値に基づいて計算するように構成され、
    プラント各部の計測を行う計測器の信頼度に関する評価結果を計測器信頼度評価値として入力する計測器信頼度入力手段と、
    前記プラント現在状態推定値と前記プラント過去状態推定値を、前記プラント現在状態計測値、前記プラント過去状態計測値、および前記計測器信頼度評価値と共に表示するプラント状態推定値表示手段を備えた、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のプラント運用最適化システム。
13. 前記計測器信頼度入力手段は、前記プラント状態推定値表示手段によって表示された画面を利用した入力操作に応じて、前記計測器信頼度評価値を変更するように構成されており、
    前記状態推定手段は、前記計測器信頼度評価値の変更に基づいて、前記プラント現在状態推定値および前記プラント過去状態推定値を変更するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のプラント運用最適化システム。
14. 入出力部、記憶部、演算処理部を備えたコンピュータにより、プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値、プラント運転状態を示すプラント運転状態指標値、およびプラントを構成する各機器の機器モデルを用いてプラントの最適運転スケジュールを作成するプラント運用最適化方法において、
    前記入出力部により前記計測値を入力して前記記憶部に保存する計測値入力・保存ステップを行い、
    前記演算処理部により、
    予め与えられた制約条件式に基づいて前記計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る計測値補正ステップと、
    現在のプラント運転状態を示すプラント現在状態指標値、未来のプラント運転状態を示すプラント未来状態指標値、および、前記機器モデルの設定内容を示す機器モデルパラメータ、という３種類の値の中から選択された１種類以上の値の補正値を、前記計測値補正データに基づいて計算する状態補正ステップと、
    前記３種類の値のうち、前記補正値がある値についてはその補正値を用いて、補正値がない値については初期値を用いて、プラントの最適運転スケジュールを計算する最適運転スケジュール計算ステップを行い、
    前記入出力部により、前記最適運転スケジュールを出力する出力ステップを行う、
    ことを特徴とするプラント運用最適化方法。
15. プラント運転状態で計測されるプラント各部の計測値、プラント運転状態を示すプラント運転状態指標値、およびプラントを構成する各機器の機器モデルを用いてプラントの最適運転スケジュールを作成するプラント運用最適化プログラムにおいて、
    予め与えられた制約条件式に基づいて前記計測値の誤差を補正して計測値補正データを得る計測値補正機能と、
    現在のプラント運転状態を示すプラント現在状態指標値、未来のプラント運転状態を示すプラント未来状態指標値、および、前記機器モデルの設定内容を示す機器モデルパラメータ、という３種類の値の中から選択された１種類以上の値の補正値を、前記計測値補正データに基づいて計算する状態補正機能と、
    前記３種類の値のうち、前記補正値がある値についてはその補正値を用いて、補正値がない値については初期値を用いて、プラントの最適運転スケジュールを計算する最適運転スケジュール計算機能、
    をコンピュータに実現させることを特徴とするプラント運用最適化プログラム。

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