JP2006129350A - Remote monitoring operation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点在する複数の拠点内のモノジェネレーションシステムまたはコージェネレーションシステム発電設備の運転状態監視及び運転操作のいずれかまたは両方を遠隔地からリモートで監視や操作を行うリモート監視操作システムに関する。 The present invention relates to a remote monitoring operation system for remotely monitoring or operating one or both of the operation state monitoring and the operation operation of monogeneration systems or cogeneration system power generation facilities in a plurality of scattered bases.
近年、さまざまな規模の化石燃料投入型の分散型電源が商用化されてきており、自家発代行サービスの拡大と併せてモノジェネレーションや、コージェネレーションによるオンサイト電源(化石燃料投入型自家用発電設備)が製造業、店舗等を中心に普及しつつある。また、省エネルギー政策の一環として、オフィスビルや工場等を対象として包括的な省エネルギーサービスを提供するESCO(Energy Service Company)事業を推進するため、公的部門における率先的導入等、事業認知の確立と積極的活用の促進も行われてきている。 In recent years, fossil fuel input type distributed power sources of various scales have been commercialized, and on-site power supply by monogeneration and cogeneration (fossil fuel input type private power generation facilities) in conjunction with expansion of self-development agency services However, it is spreading mainly in manufacturing and stores. In addition, as part of the energy conservation policy, in order to promote the ESCO (Energy Service Company) business that provides comprehensive energy conservation services for office buildings, factories, etc., the establishment of business recognition such as the proactive introduction in the public sector Active use has been promoted.
しかし、このような発電設備の運用・保守には電気理論や原動機、発電機に関する深い知識、ノウハウが必要であり、発電設備のユーザー自身が発電設備の運用・保守を行うことは困難であることが多いため、原動機・発電機メーカーなどに発電設備のメンテナンス業務を委託するケースが多くみられ、発電設備メンテナンス事業の市場が増加してきている。 However, the operation and maintenance of such power generation facilities requires deep knowledge and know-how regarding electricity theory, prime movers, and generators, and it is difficult for users of power generation facilities themselves to operate and maintain power generation facilities. As a result, there are many cases in which power generation equipment maintenance work is outsourced to prime movers and generator manufacturers, and the market for power generation equipment maintenance business is increasing.
従来、発電設備のメンテナンス業務はメンテナンス員が定期巡回点検を行い運用・保守を行う方法が主体であったが、メンテナンス対象の発電設備の数及び地域が拡大してくるとそれに比例してメンテナンス員の増員が必要となり経済性を損ねることとなる。 Conventionally, maintenance work for power generation facilities has been mainly performed by maintenance personnel who conduct periodic inspections and perform operation and maintenance. However, as the number and areas of power generation facilities subject to maintenance expand, maintenance personnel are proportionate to that. It is necessary to increase the number of employees, and the economy is impaired.
そこで、広範囲の地域にわたる多数の発電設備のメンテナンス業務を効率良く経済的に推進していくためには、点在する複数の拠点内のモノジェネレーションシステムまたはコージェネレーションシステム発電設備の運転状態監視装置を遠隔地の管理センターなどからリモートで行うリモート監視システムを構築し、効率的な集約監視によるメンテナンス員の削減が求められる傾向にある。 Therefore, in order to efficiently and economically promote the maintenance work of a large number of power generation facilities over a wide range of areas, an operation state monitoring device for monogeneration systems or cogeneration system power generation facilities in a plurality of scattered bases is installed. There is a tendency to reduce the number of maintenance personnel by constructing a remote monitoring system remotely from a remote management center or the like and efficiently performing integrated monitoring.
このような流れに従い、コージェネレーションシステムのリモート監視システムに関する公知文献として、特許文献1が知られている。
リモート監視システムの構築には、監視データの送受信を行うための通信回線が必要となるが、上記公知文献に記載されたリモート監視システムでは通信回線に公衆電話回線を用いることが一般的であった。 The construction of a remote monitoring system requires a communication line for transmitting and receiving monitoring data. However, in the remote monitoring system described in the above-mentioned publicly known document, it is common to use a public telephone line for the communication line. .
しかしながら、一般の公衆電話回線を用いた回線交換方式によるデータ通信では、回線接続されたある2地点間でのデータ通信しか行えないため、多数の発電設備の監視の同時性の確保及び複数の監視装置からの同一発電設備の同時監視を実現するには管理センター側及び発電設備側に多数の回線が必要となり通信費も増加する。 However, in data communication by a circuit switching method using a general public telephone line, only data communication between two points connected to the line can be performed. In order to realize simultaneous monitoring of the same power generation equipment from the apparatus, a large number of lines are required on the management center side and the power generation equipment side, and the communication cost also increases.
また、高度な監視を行うために大容量の監視データを取得しようとすると、従量料金制のため通信費が増加するなどの経済的問題や、回線数分しか同時データ通信が行えない、という問題がある。データ通信を行うために回線接続・切り替え操作が必要なためデータ通信処理が煩雑になるとともに回線接続・切り替え処理時間分だけ監視の即時性が損われるなどの運用上種々の問題がある。 In addition, if you try to acquire a large amount of monitoring data for advanced monitoring, there is an economic problem such as an increase in communication costs due to a pay-as-you-go system, and the problem that simultaneous data communication is possible only for the number of lines. There is. Since line connection / switching operations are required to perform data communication, there are various operational problems such as complicating data communication processing and impairing the immediacy of monitoring for the time required for line connection / switching.
これらの問題を解決するために、専用回線を用いて定額料金でかつ常時接続による高品質なデータ通信を実現することも可能であるが、通信にかかる回線使用料などの諸費用が高額になることを鑑みると現実的な解決手段とは言えない。また、通信回線に一般の公衆電話回線や専用回線を用いた場合、通信回線の提供エリアが限定される関係で海外や航行中の船舶などの発電設備のリモート監視の実現が困難である。 In order to solve these problems, it is possible to realize high-quality data communication by using a dedicated line for a flat rate and always-on connection, but various costs such as line usage fee for communication become high. In view of this, it cannot be said to be a practical solution. In addition, when a general public telephone line or a dedicated line is used as a communication line, it is difficult to realize remote monitoring of power generation facilities such as a ship overseas or sailing because of the limited coverage area of the communication line.
また、発電設備に故障が発生した後で発電設備に赴き故障を復旧するような従来のアフターサービス主体のメンテナンス体制を脱却して、例えば発電設備の運転状態監視により発電設備の故障発生の兆候を検出し、これに対処することで故障発生を未然に防ぎ発電設備停止による発電設備ユーザーの経済損失の軽減を実現する予知保全や、長期的な発電設備の運転状態監視により発電の経済性を向上させる発電設備の最適な運転パターンを導き出し、それに基づく最適発電電力制御を行う高効率運転などの、発電設備ユーザーにもより大きなメリットをもたらすビフォアサービスを含めたメンテナンス体制を構築しようとしても、上記公知文献に記載されたように、リモート監視のみが可能でリモート操作ができないリモート監視システムでは、例えば予知保全により発電設備の故障発生の兆候を検出し故障を未然に防ぐために発電設備に対して何らかの運転操作を行わなければならないようなときや、より高効率の発電を行わせるために発電コントローラの発電制御に関する設定値を変更するときなどでも、その都度メンテナンス員が発電設備に赴く必要があり、それを可能とするために必要な大規模なメンテナンス体制を考えると、メンテナンスの経済性及び効率性の面からもビフォアサービスを含めたメンテナンス体制の構築は困難である。 In addition, the maintenance system of the main after-sales service, which recovers the failure after the failure of the power generation facility, has been removed. For example, the operation status of the power generation facility is monitored to show signs of the power generation facility failure. Detecting and dealing with this problem prevents power failures and improves power generation economics through predictive maintenance that reduces the economic loss of power generation equipment users by stopping power generation equipment and long-term monitoring of power generation equipment operating conditions Even if you try to build a maintenance system that includes a before service that brings greater benefits to power generation equipment users, such as high-efficiency operation that derives the optimal operation pattern of the power generation equipment to be generated and performs optimal power generation control based on it As described in the literature, this is a remote monitoring system that can only perform remote monitoring and cannot perform remote operations. For example, when predictive maintenance is used to detect signs of power generation equipment failure and prevent any failure, the power generation equipment must be operated in some way, or to generate more efficient power generation. Even when setting values related to controller power generation control are changed, maintenance personnel need to visit the power generation facility each time, and considering the large-scale maintenance system necessary to make this possible, the economics of maintenance and From the viewpoint of efficiency, it is difficult to establish a maintenance system including before service.
さらに、上記公知文献に記載されたリモート監視システムのように管理センター主体の監視体制では、実働するメンテナンス員が担当の発電設備の運転状態を把握するためにはその都度管理センターに問い合わせる必要があり、また、潤滑なメンテナンスサービスの運用を可能とするためには管理センターの監視操作オペレータ員の増強及び24時間監視体制化が必要なことや、発電設備における故障発生などの有事の際のメンテナンス員の初動情報収集に時間がかかるなどの問題がある。 Furthermore, in the monitoring system mainly of the management center, such as the remote monitoring system described in the above-mentioned publicly known literature, it is necessary for the active maintenance staff to contact the management center every time in order to grasp the operating state of the power generation equipment in charge. In addition, in order to enable the operation of a lubricous maintenance service, it is necessary to increase the number of monitoring operator operators in the management center and to establish a 24-hour monitoring system. There is a problem such as it takes time to collect initial information.
本発明は、このような事情に対処するためになされたもので、その課題は従来のリモート監視システムにおける種々の問題を解消し、アフターサービスのみでなくビフォアサービスを含めたより向上されたメンテナンス体制をできるだけ手間とコストを省いた簡易な手法で構築するために必要なリモート監視操作システムを提供することにある。 The present invention has been made to cope with such a situation, and its problem is to solve various problems in the conventional remote monitoring system, and to improve the maintenance system including not only after-sales service but also before-sales service. The object is to provide a remote monitoring operation system necessary for constructing with a simple method that saves labor and cost as much as possible.
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載のリモート監視操作システムの発明は、複数のモノジェネレーションシステムまたはコージェネレーションシステム発電設備に設置された発電電力を制御する発電コントローラが属する発電設備側ネットワークと、管理センターに設置された発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うセンター監視操作装置が属する管理センター側ネットワークと、前記発電設備側ネットワークと前記管理センター側ネットワークが通信回線により接続されて構成される監視操作ネットワークであって、
前記発電コントローラは、前記監視操作ネットワークを介して前記監視操作ネットワークに接続された前記センター監視操作装置などの外部装置と所定の通信方式に基づく通信手順によりテータ通信を行うデータ通信手段と、発電電力の制御に必要な発電機定格有効電力、発電機定格電圧などの所定の各種設定値などのデータを格納するメモリと、発電電力の制御に必要な発電機の運転・停止状態、機器故障発生・復帰状態、発電電力、機関回転数、発電電力量、燃料消費量などの所定の各種信号を入力し前記メモリに格納する信号入力手段と、前記データ通信手段により前記センター監視操作装置などから送出される発電設備運転操作のための操作データを取得し前記メモリに格納する操作データ取得手段と、前記メモリに格納されているデータをもとに発電電力の制御に必要な原動機回転速度増減指令、発電機励磁電圧増減指令などの所定の制御指令値を決定し前記メモリに格納する発電電力制御手段と、前記メモリに格納されている所定の制御指令値を出力して原動機や発電機の動作を制御し発電電力を制御するための信号出力手段と、前記データ通信手段により前記センター監視操作装置などに対して前記メモリに格納されている発電設備運転状態監視のための監視データの送出を行う監視データ送出手段とにより構成され、
前記センター監視操作装置は、データを蓄積するデータベースと、監視操作オペレータへの情報表示及び監視操作オペレータからのデータ入力を担うユーザーインターフェースと、前記監視操作ネットワークに接続された前記発電コントローラなどの外部装置と所定の通信方式に基づく通信手順によりデータ通信を行うデータ通信手段と、前記データ通信手段により前記発電コントローラから発電設備運転状態監視のための監視データを取得し前記データベースに蓄積する監視データ取得手段と、前記監視データ取得手段により取得される監視データから機器故障発生の有無などを解析し解析結果の前記ユーザーインターフェースへの表示や前記データベースへの蓄積を行う監視データ解析手段と、前記データ通信手段により前記発電コントローラに対して発電設備運転操作のための操作データの送出を行う操作データ送出手段とを有することを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention of the remote monitoring operation system according to claim 1 is to generate power for controlling generated power installed in a plurality of monogeneration systems or cogeneration system power generation facilities. A power generation equipment side network to which a controller belongs, a management center side network to which a center monitoring operation device for monitoring and operating the power generation equipment installed in the management center belongs, the power generation equipment side network and the management center side network A monitoring operation network configured to be connected by a communication line,
The power generation controller includes data communication means for performing data communication with an external device such as the center monitoring operation device connected to the monitoring operation network via the monitoring operation network according to a communication procedure based on a predetermined communication method, and generated power Memory that stores data such as the generator rated active power and generator rated voltage required for the control of the generator, and the operation / stop status of the generator and the occurrence of equipment failure / A signal input means for inputting various predetermined signals such as a return state, generated power, engine speed, generated power amount, fuel consumption, etc. and storing it in the memory, and sent from the center monitoring operation device by the data communication means. Operation data acquisition means for acquiring operation data for operating the power generation facility and storing the operation data in the memory, and stored in the memory A predetermined control command value such as a prime mover rotational speed increase / decrease command and a generator excitation voltage increase / decrease command necessary for controlling the generated power based on the data and stored in the memory; and stored in the memory Output a predetermined control command value to control the operation of the prime mover and the generator and control the generated power, and the data communication means to the memory for the center monitoring operation device and the like It comprises monitoring data sending means for sending monitoring data for monitoring the operating state of the stored power generation equipment,
The center monitoring operation device includes a database for storing data, a user interface for displaying information to the monitoring operation operator and inputting data from the monitoring operation operator, and an external device such as the power generation controller connected to the monitoring operation network. And data communication means for performing data communication according to a communication procedure based on a predetermined communication method, and monitoring data acquisition means for acquiring monitoring data for monitoring the operating state of the power generation facility from the power generation controller by the data communication means and storing it in the database Monitoring data analysis means for analyzing the presence or absence of equipment failure from the monitoring data acquired by the monitoring data acquisition means and displaying the analysis result on the user interface and storing in the database; and the data communication means By the power generation controller And having an operation data transmission means for performing transmission of operation data for power generation equipment operation operation on over la.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のリモート監視操作システムにおいて、
前記監視操作ネットワークは、通信回線にインターネットを使用し、標準暗号化方式であるIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)を使用した暗号化によりVPN(Virtual Private Network)を構築することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the remote monitoring operation system according to claim 1,
The monitoring operation network uses the Internet as a communication line, and constructs a VPN (Virtual Private Network) by encryption using IPsec (Security Architecture for Internet Protocol) which is a standard encryption method.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2のいずれかに記載のリモート監視操作システムにおいて、
前記データ通信手段はTCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)などのIP(Internet Protocol)ベースのインターネット及びイントラネット標準通信方式を使用することを特徴とする。
The invention according to
The data communication means uses the Internet and intranet standard communication systems based on IP (Internet Protocol) such as TCP (Transmission Control Protocol) and UDP (User Datagram Protocol).
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のリモート監視操作システムにおいて、
前記監視データ解析手段は、請求項1記載の前記監視データ取得手段により取得される監視データから機器故障発生の有無などを解析し解析結果の前記ユーザーインターフェースへの表示や前記データベースへの蓄積を行う機能に加え、携帯電話・固定電話などへの音声による解析結果の通知及びEメール対応端末などへEメールによる解析結果の通知のいずれか一方または両方の通知機能を有することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the remote monitoring operation system according to any one of claims 1 to 3,
The monitoring data analysis unit analyzes whether or not an equipment failure has occurred from the monitoring data acquired by the monitoring data acquisition unit according to claim 1 and displays the analysis result on the user interface and accumulation in the database. In addition to the function, it has a function of notifying one or both of notification of analysis results by voice to a mobile phone, a fixed phone, etc., and notification of analysis results by e-mail to an e-mail compatible terminal.
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載のリモート監視操作システムにおいて、
内蔵通信装置または外付けの移動体通信装置などを使用して前記監視操作ネットワークに接続されるモバイル監視操作装置が追加構成され、
前記モバイル監視操作装置は、発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うために必要な手段について前記センター監視操作装置の有する手段の全てもしくは一部を有しかつ携行可能であることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the remote monitoring operation system according to any one of claims 1 to 4,
A mobile monitoring operation device connected to the monitoring operation network using an internal communication device or an external mobile communication device is additionally configured,
The mobile monitoring operation device has all or a part of the means of the center monitoring operation device and can be carried with respect to the means necessary for performing the operation state monitoring and operation of the power generation facility. .
本発明によると、発電設備の運転状態監視により発電設備の故障発生の兆候を検出し対処することで故障発生を未然に防ぎ発電設備停止による発電設備ユーザーの経済損失の軽減を実現する予知保全や、長期的な発電設備の運転状態監視により発電の経済性を向上させる発電設備の最適な運転パターンを導き出しそれに基づく最適発電電力制御を行う高効率運転などに関する操作を、メンテナンス員が発電設備に赴かなくてもリモートで行うことが可能となり、従来のアフターサービスに加えて発電設備ユーザーにもより大きなメリットをもたらすビフォアサービスを含めたメンテナンス体制を、小人員によりメンテナンスの経済性及び効率性良く構築することが可能となる。 According to the present invention, predictive maintenance that realizes a reduction in economic loss of a power generation facility user by preventing the occurrence of a failure by detecting a sign of the occurrence of a power generation facility failure by monitoring the operating state of the power generation facility and dealing with it, In addition, maintenance personnel will be able to perform operations related to high-efficiency operation that derives the optimal operation pattern of the power generation facility that improves the economics of power generation by monitoring the operating condition of the power generation facility over the long term and performs optimal power generation control based on it. In addition to the conventional after-sales service, a maintenance system that includes a before-service that brings even greater benefits to power generation equipment users can be built with small personnel with good maintenance efficiency and efficiency. It becomes possible to do.
また、本発明によると、通信にかかる回線使用料などの諸費用を高級な専用回線よりはるかに低額に抑えながらも、専用回線と同等の情報セキュリティの確保、通信回線の常時接続化により回線接続・切断操作が不要になることによるデータ通信処理の簡素化の実現及びデータ通信の安定性の向上が図られ、また、IPsecは標準暗号化方式であるため、IPsecによるVPN構築には安価な通信機器を選択可能であり、監視操作ネットワークの構築に伴う初期設備投資費を定額に抑えることが可能である。また、インターネットを使用することにより監視操作ネットワークは世界中のあらゆる拠点を網羅することが可能となり、通信回線に一般公衆電話回線や専用回線を用いる従来のリモート監視システムでは通信回線の提供エリアが限定される関係で困難であった、海外や航行中の船舶などの発電設備のリモート監視操作の実現が可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to connect the line by ensuring the same information security as the dedicated line and making the communication line always connected, while keeping various expenses such as the line usage fee for communication much lower than the high-grade dedicated line.・ Easy data communication processing is simplified and data communication stability is improved by eliminating the need for disconnection operation. Also, because IPsec is a standard encryption method, it is inexpensive for VPN construction using IPsec. The equipment can be selected, and the initial capital investment cost associated with the construction of the monitoring operation network can be suppressed to a fixed amount. In addition, by using the Internet, the monitoring operation network can cover all locations around the world, and in the conventional remote monitoring system that uses a general public telephone line or a dedicated line as the communication line, the area for providing the communication line is limited. This makes it possible to realize remote monitoring operation of power generation facilities such as overseas and sailing vessels, which has been difficult due to the relationship.
さらに、本発明によると、近年のインターネット関連技術の目覚ましい進歩により監視操作ネットワークの根幹をなすインターネット環境により低額でより高品質な新サービスなどが出現した場合でも、発電設備側ネットワーク及び管理センター側ネットワークやデータ通信処理を変更することなしに通信機器の更新のみで安価で容易に新サービスへの乗換が可能となる。また、TCPやUDPなどの通信方式はデータをパケットと呼ばれる小さなまとまりに分割して一つ一つ送受信するパケット通信方式であり、ある2地点間の通信に途中の回線が占有されることがなくなり通信回線を効率良く利用することができるため、管理センター側及び発電設備側に多数の回線を用意しなくても少ない回線で多数の発電設備の監視の同時性の確保及び複数の監視装置からの同一発電設備の同時監視が可能となる。 Furthermore, according to the present invention, even if a new service of lower cost and higher quality appears in the Internet environment that forms the basis of the monitoring operation network due to the remarkable progress of recent Internet-related technology, the power generation equipment side network and the management center side network In addition, it is possible to easily transfer to a new service at low cost simply by updating the communication device without changing the data communication processing. In addition, communication methods such as TCP and UDP are packet communication methods in which data is divided into small chunks called packets and sent and received one by one, so that no intermediate line is occupied for communication between two points. Because communication lines can be used efficiently, it is possible to ensure the simultaneity of monitoring of a large number of power generation facilities with a few lines without preparing a large number of lines on the management center side and the power generation equipment side, and from a plurality of monitoring devices. The same power generation facility can be monitored simultaneously.
さらに、本発明によると、監視操作オペレータは管理センター以外の場所でも発電設備の機器故障発生の有無などをリアルタイムに関知することが可能となり、例えば管理センターを夜間・休日などは無人化するなどの省力化が可能となる。また、携行可能なモバイル監視操作装置を使用することにより、メンテナンス員や監視操作オペレータは時間・場所を問わず発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うことが可能となることで、例えば発電設備における故障発生などの有事の際に、メンテナンス員は発電設備へ移動中でも管理センターに問い合わせることなく単独で時々刻々とリアルタイムに変化する発電設備の運転状況の情報収集が可能となり、初動情報収集の迅速化及び正確な情報把握による早期問題解決の実現、管理センターの監視操作オペレータのメンテナンス員への発電設備の運転状況の情報提供業務負担内容の軽減による監視操作オペレータの人員削減などの種々の効果を得ることができる。 Furthermore, according to the present invention, it becomes possible for the monitoring operator to know in real time whether or not the power generation equipment has failed even in places other than the management center. For example, the management center can be unmanned at night or on holidays. Labor saving is possible. In addition, by using a portable mobile monitoring operation device, maintenance personnel and monitoring operation operators can monitor the operation state and operation of the power generation equipment regardless of time and place. In the event of a failure at the plant, maintenance personnel can collect information on the operating status of the power generation equipment that changes in real time from time to time without contacting the management center even while moving to the power generation equipment. Realization of early problem solving through computerization and accurate information grasping, provision of information on operation status of power generation equipment to maintenance personnel of the management center monitoring operator, reduction of work load by reducing the burden of monitoring operations, etc. Obtainable.
まず、図1に示すモノジェネレーションシステム発電設備を参照して、一般的な発電設備1における発電コントローラ10の役割について説明する。
First, the role of the
図1に示すように、電力系統120と系統連系する発電設備1の基本的な構成は、発電コントローラ10と、発電機121と、原動機122と、調速機123と、自動電圧調整装置(AVR)124とからなり、遮断器125、126を介して構内系統に接続され構内負荷127に電力供給し、さらに遮断器128を介して電力系統120と連系されている。また、保護装置として発電機異常を保護する発電機保護装置129と電力系統120との連系保護のための系統連系保護装置130が設置されている。
As shown in FIG. 1, the basic configuration of the power generation facility 1 connected to the
このような系統連系する発電設備1において、発電電力の制御は、発電コントローラ10により行われる。電力計131及び電力計132による電力計測値は、発電コントローラ10による発電電力の制御に際してフィードバック信号として用いる。発電コントローラ10は、発電電力指令値に追従させるため調速機123を動作させ、発電電力が制御される。
In such a grid-connected power generation facility 1, the generated power is controlled by the
発電設備によっては船舶内の発電設備のように電力系統120と系統連系を行わないものもあったり、発電の際に発生する排熱を冷房や給湯、蒸気などの用途に有効利用する省エネルギーシステムであるコージェネレーションシステムなどもあり、それぞれ図1の構成に追加・削除される機器等の構成物が存在するが、発電コントローラ10によって発電電力を制御する仕組みは同じである。
なお、図1は一例として記しているものであり、一つの発電設備内の発電機の台数は1台に限定するものではない。
Some power generation facilities do not perform grid connection with the
In addition, FIG. 1 is described as an example, and the number of generators in one power generation facility is not limited to one.
(第1実施形態)
図2は本発明の第1実施形態のリモート監視操作システムの構成図である。
図2に示すように、第1実施形態のリモート監視操作システムは、発電設備1に設置された発電電力を制御する発電コントローラ10及び発電コントローラ10が属する発電設備側ネットワーク100と、管理センター3に設置された発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うセンター監視操作装置30及びセンター監視操作装置30が属する管理センター側ネットワーク300により構成され、発電設備側ネットワーク100と管理センター側ネットワーク300が通信機器101及び通信機器301により所定の通信回線2に接続されることで監視操作ネットワーク200が構成される。
(First embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram of the remote monitoring operation system according to the first embodiment of this invention.
As shown in FIG. 2, the remote monitoring operation system of the first embodiment includes a
まず、発電コントローラ10の構成について説明する。
図3は本発明に係る実施形態である発電コントローラ10のブロック構成図である。
First, the configuration of the
FIG. 3 is a block diagram of the
図3に示すように、発電コントローラ10は、監視操作ネットワーク200を介して監視操作ネットワーク200に接続されたセンター監視操作装置30などの外部装置と所定の通信方式に基づく通信手順によりデータ通信を行うデータ通信手段11と、発電電力の制御に必要な発電機定格有効電力、発電機定格電圧などの所定の各種設定値などのデータを格納するメモリ12と、発電電力の制御に必要な発電機の運転・停止状態、機器故障発生・復帰状態、発電電力、機関回転数、発電電力量、燃料消費量などの所定の各種信号を入力しメモリ12に格納する信号入力手段13と、データ通信手段11によりセンター監視操作装置30などから送出される発電設備運転操作のための操作データを取得しメモリ12に格納する操作データ取得手段14と、メモリ12に格納されているデータをもとに発電電力の制御に必要な原動機回転速度増減指令、発電機励磁電圧増減指令などの所定の制御指令値を決定しメモリ12に格納する発電電力制御手段15と、メモリ12に格納されている所定の制御指令値を出力して原動機や発電機の動作を制御し発電電力を制御するための信号出力手段16と、データ通信手段11によりセンター監視操作装置30などに対してメモリ12に格納されている発電設備運転状態監視のための監視データの送出を行う監視データ送出手段17から構成されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、センター監視操作装置30の構成について説明する。
図4は本発明に係る実施形態であるセンター監視操作装置30のブロック構成図である。
Next, the configuration of the center
FIG. 4 is a block diagram of the center
図4に示すように、センター監視操作装置30は、データを蓄積するデータベース31と、監視操作オペレータへの情報表示及び監視操作オペレータからのデータ入力を担うユーザーインターフェース32と、監視操作ネットワーク200に接続された発電コントローラ10などの外部装置と所定の通信方式に基づく通信手順によりデータ通信を行うデータ通信手段33と、データ通信手段33により発電コントローラ10から発電設備運転状態監視のための監視データを取得しデータベース31に蓄積する監視データ取得手段34と、監視データ取得手段34により取得される監視データから機器故障発生の有無などを解析し解析結果のユーザーインターフェース32への表示やデータベース31への蓄積を行う監視データ解析手段35と、データ通信手段33により発電コントローラ10に対して発電設備運転操作のための操作データの送出を行う操作データ送出手段36とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the center
なお、図2は一例として記しているものであり、発電設備1、管理センター3は1ヵ所に限定するものではなく、センター監視操作装置30、発電コントローラ10も1台に限定するものではない。
2 is described as an example, the power generation facility 1 and the
上述したように、本実施形態によるリモート監視操作システムによれば、リモートでの発電設備の運転状態監視に必要な発電コントローラ10が有する監視データ送出手段17及びセンター監視操作装置30が有する監視データ取得手段34に加えて、リモートでの発電設備の運転状態監視に必要な発電コントローラ10が有する監視データ取得手段14及びセンター監視操作装置30が有する操作データ送出手段36を有することにより、発電設備の運転状態監視により発電設備の故障発生の兆候を検出し対処することで故障発生を未然に防ぎ発電設備停止による発電設備ユーザーの経済損失の軽減を実現する予知保全や、長期的な発電設備の運転状態監視により発電の経済性を向上させる発電設備の最適な運転パターンを導き出しそれに基づく最適発電電力制御を行う高効率運転などに関する操作を、メンテナンス員が発電設備に赴かなくてもリモートで行うことが可能となり、従来のアフターサービスに加えて発電設備ユーザーにもより大きなメリットをもたらすビフォアサービスを含めたメンテナンス体制を、小人員によりメンテナンスの経済性及び効率性を良く構築することが可能となる。
As described above, according to the remote monitoring operation system according to the present embodiment, the monitoring
さらに、通信回線2に公衆回線であるインターネットを使用し、標準暗号化方式であるIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)を使用した暗号化によりVPN(Virtual Private Network)を構築することで、通信にかかる回線使用料などの諸費用を高級な専用回線よりはるかに低額に抑えながらも、専用回線と同等の情報セキュリティの確保、通信回線の常時接続化により回線接続・切断操作が不要になることによるデータ通信処理の簡素化の実現及びデータ通信の安定性の向上などの種々のメリットを提供することが可能となる。 In addition, the Internet, which is a public line, is used for the communication line 2, and a VPN (Virtual Private Network) is constructed by encryption using IPsec (Security Architecture for Internet Protocol), which is a standard encryption method. Data due to the fact that line usage charges and other expenses are kept much lower than high-grade dedicated lines, while ensuring the same information security as dedicated lines and making communication lines always connected eliminate the need for line connection / disconnection operations. It is possible to provide various merits such as simplification of communication processing and improvement of stability of data communication.
また、IPsecは標準暗号化方式であるため、IPsec によるVPN構築には安価な通信機器101及び301を選択可能であり、監視操作ネットワーク200の構築に伴う初期設備投資費を低額に抑えることも可能である。
In addition, since IPsec is a standard encryption method,
また、インターネットを使用することにより監視操作ネットワーク200は世界中のあらゆる拠点を網羅することが可能となり、通信回線に一般公衆電話や専用回線を用いる従来のリモート監視システムでは通信回線の提供エリアが限定される関係で困難であった、海外や航行中の船舶などの発電設備のリモート監視操作の実現が可能である。
In addition, by using the Internet, the
さらに、データ通信手段11及びデータ通信手段33にTCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)などのIP(Internet Protocol)ベースのインターネット及びイントラネット標準通信方式を使用することにより、近年のインターネット関連技術の目覚ましい進歩により監視操作ネットワーク200の根幹をなすインターネット環境により低額でより高品質な新サービスなどが出現した場合でも、発電設備側ネットワーク100及び管理センター側ネットワーク300やデータ通信11及び33を変更することなしに通信機器101及び301の更新のみで安価で容易に新サービスへの乗換が可能となる。
Further, by using the Internet and intranet standard communication systems such as TCP (Transmission Control Protocol) and UDP (User Datagram Protocol) for the data communication means 11 and the data communication means 33, recent Internet-related Even if a new service of lower cost and higher quality appears due to remarkable progress in technology due to the Internet environment that forms the basis of the
また、TCPやUDPなどの通信方式はデータをパケットと呼ばれる小さなまとまりに分割して一つ一つ送受信するパケット通信方式であり、ある2地点間の通信に途中の回線が占有されることがなくなり通信回線を効率良く利用することができるため、管理センター側及び発電設備側に多数の回線を用意しなくても少ない回線で多数の発電設備の監視の同時性の確保及び複数の監視装置からの同一発電設備の同時監視が可能となる。 In addition, communication methods such as TCP and UDP are packet communication methods in which data is divided into small chunks called packets and sent and received one by one, so that no intermediate line is occupied for communication between two points. Because communication lines can be used efficiently, it is possible to ensure the simultaneity of monitoring of a large number of power generation facilities with a few lines without preparing a large number of lines on the management center side and the power generation equipment side, and from a plurality of monitoring devices. The same power generation facility can be monitored simultaneously.
さらに、本実施形態によるリモート監視操作システムにおける監視データ解析手段35に、図5で示すような携帯電話・固定電話201などへの音声による解析結果の通知及びEメール対応端末202などへのEメール(e-mail)による解析結果の通知のいずれかまたは両方の機能を付加することで、監視操作オペレータは管理センター以外の場所でも発電設備の機器故障発生の有無などをリアルタイムに関知することが可能となり、例えば管理センターを夜間・休日などは無人化するなどの省力化が可能となる。
Further, the monitoring data analysis means 35 in the remote monitoring operation system according to the present embodiment notifies the mobile phone / fixed telephone 201 etc. of the analysis result by voice and the e-mail to the e-mail
なお、図5は一例として記しているものであり、携帯電話・固定電話201、Eメール対応端末202は1台に限定するものではない。
Note that FIG. 5 is shown as an example, and the mobile phone / fixed phone 201 and the e-mail
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図6を参照して説明する。
図6は本発明の第2実施形態のリモート監視操作システムの構成図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of a remote monitoring operation system according to the second embodiment of this invention.
図6に示すように、第2実施形態のリモート監視操作システムは、第1実施形態のリモート監視操作システムにおいて、内蔵通信装置または外付けの移動体通信装置などを使用して監視操作ネットワーク200に接続されるモバイル監視操作装置40が追加構成されたものである。
As shown in FIG. 6, the remote monitoring operation system according to the second embodiment is the same as the remote monitoring operation system according to the first embodiment, but is connected to the
ここで、モバイル監視操作装置40は、携行可能であり、発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うために必要な手段についてセンター監視操作装置30の有する手段の全てもしくは一部を有するものである。
Here, the mobile
なお、図6は一例として記しているものであり、発電設備1、管理センター3は1ヶ所に限定するものではなく、センター監視操作装置30、発電コントローラ10、モバイル監視操作装置40も1台に限定するものではない。
Note that FIG. 6 is shown as an example, and the power generation facility 1 and the
本実施形態によるリモート監視操作システムによれば、この携行可能なモバイル監視操作装置40を使用することにより、メンテナンス員や監視操作オペレータは時間・場所を問わず発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うことが可能となる。
According to the remote monitoring operation system according to this embodiment, by using this portable mobile
これにより、例えば発電設備1における故障発生などの有事の際に、メンテナンス員は発電設備へ移動中でも管理センター3に問い合わせることなく単独で時々刻々とリアルタイムに変化する発電設備の運転状況の情報収集が可能となり、初動情報収集の迅速化及び正確な情報把握による早期問題解決の実現、管理センターの監視操作オペレータのメンテナンス員への発電設備の運転状況の情報提供業務負担内容の軽減による監視操作オペレータの人員削減などの種々の効果を得ることができる。
As a result, for example, in the event of an emergency such as the occurrence of a failure in the power generation facility 1, the maintenance staff can collect information on the operating status of the power generation facility that changes in real time from time to time without inquiring of the
(変形例)
本発明は、上記実施形態においては、発明を特定する事項が発電コントローラ10、センター監視操作装置30、モバイル監視操作装置40のロジックとして説明したが、このロジックはハードウェア構成、ソフトウェア構成のいずれであってもよい。また、発電コントローラ10、センター監視操作装置30、モバイル監視操作装置40はコンピュータにより構成され、該コンピュータにより実行されるプログラムの各手順により上記ロジックを定義するものである。ここで、コンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するものであって、パソコン等の一つからなる装置、複数の装置がネットワークシステム等の何れの構成であってもよい。また、本発明におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等を含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
(Modification)
The present invention has been described in the above embodiment as the logic of the
この他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合せて実施しても良く、その場合、組み合された効果が得られる。さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には、省略部分が周知慣用技術で適宜賄われる。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, the embodiments may be appropriately combined as much as possible, and in that case, combined effects can be obtained. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, the invention can be extracted by omitting some constituent elements from all the constituent elements shown in the embodiment. For example, when an invention is extracted by omitting some constituent elements from all the constituent elements shown in the embodiment, when implementing the extracted invention, the omitted part is appropriately determined by a well-known and commonly used technique. Be covered.
1…発電設備、2…通信回線、3…管理センター、10…発電コントローラ、11…データ通信手段、12…メモリ、13…信号入力手段、14…操作データ取得手段、15…発電電力制御手段、16…信号出力手段、17…監視データ送出手段、30…センター監視操作装置、31…データベース、32…ユーザーインターフェース、33…データ通信手段、34…監視データ取得手段、35…監視データ解析手段、36…操作データ送出手段、40…モバイル監視操作装置、100…発電設備側ネットワーク、101…通信機器、120…電力系統、121…発電機、122…原動機、123…調速機、124…自動電圧調整装置(AVR)、125…遮断器、126…遮断器、127…構内負荷、128…遮断器、129…発電機保護装置、130…系統連系保護装置、131…電力計、132…電力計、133…電力量計、200…監視操作ネットワーク、201…携帯電話・固定電話、202…Eメール対応端末、300…管理センター側ネットワーク、301…通信機器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power generation equipment, 2 ... Communication line, 3 ... Management center, 10 ... Power generation controller, 11 ... Data communication means, 12 ... Memory, 13 ... Signal input means, 14 ... Operation data acquisition means, 15 ... Power generation power control means, DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記発電コントローラは、前記監視操作ネットワークを介して前記監視操作ネットワークに接続された前記センター監視操作装置などの外部装置と所定の通信方式に基づく通信手順によりテータ通信を行うデータ通信手段と、発電電力の制御に必要な発電機定格有効電力、発電機定格電圧などの所定の各種設定値などのデータを格納するメモリと、発電電力の制御に必要な発電機の運転・停止状態、機器故障発生・復帰状態、発電電力、機関回転数、発電電力量、燃料消費量などの所定の各種信号を入力し前記メモリに格納する信号入力手段と、前記データ通信手段により前記センター監視操作装置などから送出される発電設備運転操作の為の操作データを取得し前記メモリに格納する操作データ取得手段と、前記メモリに格納されているデータをもとに発電電力の制御に必要な原動機回転速度増減指令、発電機励磁電圧増減指令などの所定の制御指令値を決定し前記メモリに格納する発電電力制御手段と、前記メモリに格納されている所定の制御指令値を出力して原動機や発電機の動作を制御し発電電力を制御するための信号出力手段と、前記データ通信手段により前記センター監視操作装置などに対して前記メモリに格納されている発電設備運転状態監視のための監視データの送出を行う監視データ送出手段とにより構成され、
前記センター監視操作装置は、データを蓄積するデータベースと、監視操作オペレータへの情報表示及び監視操作オペレータからのデータ入力を担うユーザインターフェースと、前記監視操作ネットワークに接続された前記発電コントローラなどの外部装置と所定の通信方式に基づく通信手順によりデータ通信を行うデータ通信手段と、前記データ通信手段により前記発電コントローラから発電設備運転状態監視の為の監視データを取得し前記データベースに蓄積する監視データ取得手段と、前記監視データ取得手段により取得される監視データから機器故障発生の有無などを解析し解析結果の前記ユーザーインターフェースへの表示や前記データベースへの蓄積を行う監視データ解析手段と、前記データ通信手段により前記発電コントローラに対して発電設備運転操作のための操作データの送出を行う操作データ送出手段とを有することを特徴とするリモート監視操作システム。 A power generation facility side network to which a power generation controller that controls generated power installed in a plurality of monogeneration systems or cogeneration system power generation facilities belongs, and a center monitoring operation for monitoring the operation state and operation of the power generation facilities installed in the management center A management center network to which the device belongs, the power generation equipment network and the management center network connected by a communication line,
The power generation controller includes data communication means for performing data communication with an external device such as the center monitoring operation device connected to the monitoring operation network via the monitoring operation network according to a communication procedure based on a predetermined communication method, and generated power Memory that stores data such as the generator rated active power and generator rated voltage required for the control of the generator, and the operation / stop status of the generator and the occurrence of equipment failure / A signal input means for inputting various predetermined signals such as a return state, generated power, engine speed, generated power amount, fuel consumption, etc. and storing it in the memory, and sent from the center monitoring operation device by the data communication means. Operation data acquisition means for acquiring operation data for operating the power generation equipment and storing it in the memory; and a data stored in the memory. A predetermined control command value such as a motor rotation speed increase / decrease command and a generator excitation voltage increase / decrease command necessary for controlling the generated power based on the generator, and stored in the memory; A signal output means for controlling the operation of the prime mover and the generator by controlling a predetermined control command value, and storing the generated power in the memory with respect to the center monitoring operation device and the like by the data communication means Monitoring data transmission means for transmitting the monitoring data for monitoring the operating state of the power generation equipment being configured,
The center monitoring operation device includes a database for storing data, a user interface for displaying information to the monitoring operation operator and inputting data from the monitoring operation operator, and an external device such as the power generation controller connected to the monitoring operation network. And data communication means for performing data communication according to a communication procedure based on a predetermined communication method, and monitoring data acquisition means for acquiring monitoring data for monitoring the operating state of the power generation facility from the power generation controller by the data communication means and storing it in the database Monitoring data analysis means for analyzing the presence / absence of equipment failure from the monitoring data acquired by the monitoring data acquisition means and displaying the analysis results on the user interface and storing them in the database, and the data communication means By the power generation controller Remote monitoring system for operating and having an operation data transmission means for performing transmission of operation data for power generation equipment operation operation on.
前記監視操作ネットワークは、通信回線にインターネットを使用し、標準暗号化方式であるIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)を使用した暗号化によりVPN(Virtual Private Network)を構築することを特徴とするリモート監視操作システム。 The remote monitoring operation system according to claim 1,
The monitoring operation network uses the Internet as a communication line, and constructs a VPN (Virtual Private Network) by encryption using IPsec (Security Architecture for Internet Protocol) which is a standard encryption method. Operation system.
前記データ通信手段はTCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)などのIP(Internet Protocol)ベースのインターネット及びイントラネット標準通信方式を使用することを特徴とするリモート監視操作システム。 In the remote monitoring operation system in any one of Claim 1 or Claim 2,
The remote monitoring operation system characterized in that the data communication means uses IP (Internet Protocol) based Internet and Intranet standard communication methods such as TCP (Transmission Control Protocol) and UDP (User Datagram Protocol).
前記監視データ解析手段は、請求項1記載の前記監視データ取得手段により取得される監視データから機器故障発生の有無などを解析し解析結果の前記ユーザーインターフェースへの表示や前記データベースへの蓄積を行う機能に加え、携帯電話・固定電話などへの音声による解析結果の通知及びEメール対応端末などへEメールによる解析結果の通知のいずれか一方または両方の通知機能を有することを特徴とするリモート監視操作システム。 In the remote monitoring operation system in any one of Claims 1-3,
The monitoring data analysis unit analyzes whether or not an equipment failure has occurred from the monitoring data acquired by the monitoring data acquisition unit according to claim 1 and displays the analysis result on the user interface and stores it in the database. In addition to the functions, remote monitoring has the function of notifying one of or both of notifying analysis results by voice to mobile phones, landline phones, etc. and notifying analysis results by email to e-mail compatible terminals. Operation system.
内蔵通信装置または外付けの移動体通信装置などを使用して前記監視操作ネットワークに接続されるモバイル監視操作装置が追加構成され、
前記モバイル監視操作装置は、発電設備の運転状態監視及び運転操作を行うために必要な手段について前記センター監視操作装置の有する手段の全てもしくは一部を有しかつ携行可能であることを特徴とするリモート監視操作システム。
In the remote monitoring operation system according to any one of claims 1 to 4,
A mobile monitoring operation device connected to the monitoring operation network using an internal communication device or an external mobile communication device is additionally configured,
The mobile monitoring operation device has all or a part of the means of the center monitoring operation device and can be carried with respect to the means necessary for performing the operation state monitoring and operation of the power generation facility. Remote monitoring operation system.
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Cited By (2)
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JP2013532938A (en) * | 2010-07-23 | 2013-08-19 | キャタピラー インコーポレイテッド | Power generation equipment calibration controller |
JP2016073132A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Optimal operation support system for power generation facility |
-
2004
- 2004-11-01 JP JP2004317925A patent/JP2006129350A/en active Pending
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JP2016073132A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Optimal operation support system for power generation facility |
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