JP2009148091A - 比率を使った発電所ユニットのデータ管理システム及び方法 - Google Patents

比率を使った発電所ユニットのデータ管理システム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】発電所ユニットにおける各種運転データの異常の有無や異常の度合を容易に評価できるデータ管理システムを提供すること。
【解決手段】データ管理システム1を構成するデータ管理装置100内の制御部101は、発電所ユニットにおいて、正常運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれを複数種類の基準運転データとして、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれと、の比率を算出し、複数の運転設備にそれぞれ応じた比率を1画面に表示する。
【選択図】図6

Description

本発明は、発電所ユニットにおける運転データと基準値との比率を使った発電所ユニットのデータ管理システム及び方法に関する。
従来、発電所の運転データ管理は、運転データの異常の有無を運転員による経験により判断している。運転データの異常を発見するためには、運転員の経験のみに頼っていては、効率性の観点から好ましくない。そこで、コンピュータに運転データを管理させて、異常の有無や異常の度合を評価する技術が特許文献1に開示されている。
特開2005−267241号公報
ところが、特許文献1に開示された技術では、個々の運転データについて管理するものの、複数の運転設備にそれぞれ応じた複数種類の運転データによって単位が異なるような場合において、単位が異なる複数種類の運転データを一元的に管理することはできないという問題がある。
本発明は、発電所ユニットにおけて、正常運転状態における所定時点での複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出することにより、複数種類の運転データのそれぞれの単位とは無関係に、複数種類の運転データを一元的に管理し、経験値の少ない運転員が、運転データの異常の有無や異常の度合を容易に評価できるデータ管理システムを提供することを目的とする。
具体的には、本発明は以下のものを提供する。
(1)本発明に係る発電所ユニットのデータ管理システムは、基準設定手段と、比率算出手段と、表示手段と、を備え、複数の運転データ群を管理する。
当該複数の運転データ群のそれぞれの運転データ群は、発電所ユニットに備えられている複数の運転設備にそれぞれ対応した複数の運転データに応じたものである。
基準設定手段は、正常運転状態における所定時点での複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして設定し、
比率算出手段は、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれと、複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出し、
表示手段は、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に表示する。
(1)の発明によれば、発電所ユニットにおいて、正常運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれを複数種類の基準運転データとして、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出することにより、複数種類の運転データのそれぞれの単位とは無関係に、複数種類の運転データを一元的に管理できる。また、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に表示することで、複数種類の基準運転データの値のそれぞれからのずれが分かるため、複数種類の運転データのそれぞれの異常の有無や異常の度合の評価が容易になる。
(2) 前記表示手段は、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれとして、1画面でグラフ表示する(1)に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
(2)の発明によれば、比率算出手段により算出された、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を、1画面にグラフ表示するので、一元的に発電所ユニット全体の運転管理を行うことができ、当該ユニットの傾向を容易に把握することができる。
(3) 前記表示手段は、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれが大きい順に表にして、1画面に表示する(1)又は(2)に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
(3)の発明によれば、比率算出手段により算出された、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を、表にして1画面に表示するので、基準運転データの値とのずれがある運転データを効率的に発見することができ、運転データの異常の有無や異常の度合の評価が容易になる。
(4)本発明に係る発電所ユニットのデータ管理方法は、基準設定ステップと、比率算出ステップと、表示ステップと、を含み、複数の運転データ群を管理する。
当該複数の運転データ群のそれぞれの運転データ群は、発電所ユニットに備えられている複数の運転設備にそれぞれ対応した複数の運転データに応じたものである。
基準設定ステップは、正常運転状態における所定時点での複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして設定し、
比率算出ステップは、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれと、複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出し、
表示ステップは、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に表示する。
(4)の発明によれば、(1)の発明と同様の効果が期待できる。
(5) 前記表示ステップは、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれとして、1画面でグラフ表示する(4)に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
(5)の発明によれば、(2)の発明と同様の効果が期待できる。
(6) 前記表示ステップは、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれが大きい順に表にして、1画面に表示する(4)又は(5)に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
(6)の発明によれば、(3)の発明と同様の効果が期待できる。
本発明によれば、発電所ユニットにおけて、正常運転状態における所定時点での複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出するので、複数種類の運転データのそれぞれの単位とは無関係に、複数種類の運転データを一元的に管理できる。また、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に表示することで、複数種類の基準運転データの値のそれぞれからのずれが分かるため、経験値の少ない運転員が、複数種類の運転データのそれぞれの異常の有無や異常の度合を容易に評価できる。
以下、本発明の実施形態の一例について、添付した図面を参照しながら、具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態のデータ管理システム1の全体構成を示す図である。データ管理システム1は、発電所ユニット10及びデータ管理装置100で構成されている。さらに、発電所ユニット10及びデータ管理装置100は、通信回線を介して接続されている。図1によれば、発電所ユニット10は、ボイラマスタ制御系200や燃水比制御系210等の複数の制御系等から構成されている。本実施形態における運転データは、これらの制御系により使用されるデータである。
図2は、本発明の一実施形態のデータ管理システム1の構成を示すブロック図である。データ管理システム1は、発電所ユニット10及びデータ管理装置100で構成されている。図2によれば、発電所ユニット10は、ボイラマスタ制御系200と、燃水比制御系210と、タービンマスタ制御系220と、給水制御系230と、その他制御系とから構成される。更に、データ管理装置100は、制御部101と、基準設定部112と、比率算出部114と、通信部104と、運転データ収集部125と、記憶部107と、出力部102と、入力部110と、から構成される。
なお、運転データ収集部125は、通信部104が行う処理のうち、複数種類の運転データのそれぞれをボイラマスタ制御系200等の複数の制御系から通信回線を介して受信する処理を行う。また、基準設定部112は、制御部101が行う処理のうち、複数種類の運転データにそれぞれ応じた複数種類の基準運転データを設定する処理を行い、比率算出部114は、制御部101が行う処理のうち、複数種類の運転データのそれぞれと、当該複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出する処理を行う。
比率算出部114は、運転データ収集部125がボイラマスタ制御系200等の複数の制御系からそれぞれ収集した複数種類の運転データと、基準設定部112により算出された複数種類の基準運転データと、の比率を算出し、制御部101は、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に出力する。これにより、複数種類の運転データのそれぞれの単位とは無関係に、複数種類の運転データを一元的に管理でき、複数種類の運転データのそれぞれと、複数種類の基準運転データ(基準値)のそれぞれと、からのずれが分かるため、経験値の少ない運転員が、複数種類の運転データのそれぞれについて異常の有無や異常の度合を容易に評価できる。
図3は、データ管理装置100が行う処理を示すフローチャートである。
ステップS10において、制御部101は、複数の運転データ群の収集を行い、処理をステップS20に移す。
詳細に説明すると、制御部101は、ボイラマスタ制御系200と、燃水比制御系210と、タービンマスタ制御系220と、給水制御系230とから、これら複数種類の制御系に応じた複数種類の運転データを、所定の時間間隔(1日間隔)で通信部104(運転データ収集部125)を介して受信し、記憶部107に記憶する。これにより、本発明に係るデータ管理システム1は、1日毎に当該複数種類の運転データである1つの運転データ群を管理することができる。
ステップS20において、制御部101(基準設定部112)は、基準運転データを設定し、処理をステップS30に移す。
詳細に説明すると、制御部101(基準設定部112)は、ステップS10において記憶部107に記憶された1日毎の複数種類の運転データのうち、正常運転状態の所定時点での複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして設定し、当該複数種類の基準運転データを記憶部107に記憶する。例えば、正常運転状態の所定時点(2005年1月15日)でのボイラマスタ制御系200と、燃水比制御系210と、タービンマスタ制御系220と、給水制御系230と、にそれぞれ応じた運転データを基準運転データとして記憶部107に記憶する。これにより、本発明に係るデータ管理システム1は、複数種類の制御系のそれぞれに応じた複数種類の基準運転データを管理することができる。
ステップS30において、制御部101(比率算出部114)は、複数種類の運転データのそれぞれと、複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を複数の運転設備にそれぞれ応じて算出し、処理をステップS40に移す。
詳細に説明すると、制御部101(比率算出部114)は、ステップS10において記憶部107に記憶された1日毎の複数種類の運転データから、任意の運転状態における所定時点での複数種類の運転データを抽出し、抽出した複数種類の運転データのそれぞれと、ステップS20において記憶部107に記憶された複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を、複数種類の制御系にそれぞれ応じて算出する。これにより、本発明に係るデータ管理システム1は、複数種類の制御系のそれぞれに応じた比率を算出することができる。なお、比率(割合増減率)の算出方法は後述する。
ステップS40において、制御部101は、複数の運転設備のそれぞれに応じた比率(割合増減率)のランク付けを行い、処理をステップS50に移す。
詳細に説明すると、制御部101は、ステップS30において算出された比率(割合増減率)の絶対値を算出し、算出した絶対値の大きい順に、ランクを付ける。例えば、当該比率の絶対値が一番大きいものが、ランク1となり、以後大きい順にランク2というように、当該比率の絶対値が一番小さいものにランクを付けるまで、ランク付けを行う。
ステップS50において、制御部101は、算出された比率(割合増減率)をデータとして表示する処理を行い、処理を終了する。
詳細に説明すると、制御部101は、図5において後述する、運転データ別の日別比率のデータテーブルから、複数種類の運転データに応じたデータを抽出し、図6において後述する、複数種類の運転データに応じた比率(割合増減率)のグラフ及び表を出力部102を介してデータ監視画面(図示せず)に表示する。これにより、経験値の少ない運転員が当該データ監視画面を見ることで、複数種類の運転データのそれぞれの異常の有無や異常の度合を容易に評価できる。
図4を参照して、運転データの値(比率及び実際の値)の変動値について説明する。
図4は、複数種類の運転データのそれぞれの値(比率及び実際の値)の変動値を示した図である。ここで、運転データとして「燃水比指令」の場合について説明する。燃水比指令の実際の変動値は、−2.40%〜+0.90%である。また、基準の値は+0.3%となっているが、この基準の値は、ある時点(例えば2005年1月15日)における燃水比指令の値としている。更に、グラフ(比率)の変動値は、−9〜+2となっている。
本実施例において、運転データの比率(割合増減率)は、基準の値(正常運転状態のある時点での運転データの値)からどれだけ乖離しているか(基準の値からの乖離度)を表している。ここで、当該比率(割合増減率)の算出方法は、{(実際の値)/(基準の値)−1}で算出される。
次に、運転データの比率(割合増減率)について説明する。例えば、燃水比指令の値が+0.3%の場合、基準の値+0.3%と一致しているので、基準の値からの乖離度は0である。この「0」という値は、上述した算出式に各値を代入することで算出される。
また、燃水比指令の値が−2.40%は、上述の算出式より、−9と算出される。
ここで、図4に示した複数種類の運転データのそれぞれについて説明する。「A−SHガスダンパ開度」とは、発電所に設置されたボイラーの排ガス系統出口に設置されているガスダンパの開いている程度のことをいう。「B−SHガスダンパ開度」は、A−SHガスダンパ開度とほぼ同様である。相違点としては、ボイラーの排ガス系統の違いである。「燃水比指令」とは、燃水比制御の指令値のことをいい、燃水比制御とは、貫流ボイラーの蒸気温度を決定する要素である給水流量及び燃焼量のうち、燃焼量を変化させる制御のことをいう。「ECO出口ガス02(A)平均」とは、火炉から排出される排煙に含まれる酸素の割合のことをいう。
図5を参照して、運転データ別の日別比率のデータテーブルについて説明する。
図5に示す運転データのうち、例えば、燃水比指令の運転データについては、2005年1月15日の比率は「0」、2005年1月20日の比率は「1」、2005年1月25日の比率は「−1」、2005年1月30日の比率は、「−2」となっている。
図6を参照して、割合増減率のグラフ及び表について説明する。
図6に示す割合増減率のグラフは、横軸を日付、縦軸を割合増減率として、複数種類の運転データのそれぞれについて折れ線グラフとして表示したものである。また、複数種類の運転データのそれぞれについて、2005年1月30における割合増減率の大きい順に表として表示したものである。ここでは、割合増減率の表と共に、A―SHガスダンパ開度の折れ線グラフ81、B―SHガスダンパ開度の折れ線グラフ82、燃水比指令の折れ線グラフ83、ECO出口ガス02(A)平均の折れ線グラフ84、が表示されている。
例えば、燃水比指令の折れ線グラフ83は、図5に示す比率(割合増減率)の値に基づいて表示される。ここで、図5によれば、燃水比指令については、2005年1月15日の比率は「0」、2005年1月20日の比率は「1」、2005年1月25日の比率は「−1」、2005年1月30日の比率は、「−2」である。
図6に戻って、複数種類の運転データのそれぞれについての折れ線グラフ81〜84は、基準の値(正常運転状態のある時点での運転データの値)からの乖離度を表している。よって、折れ線グラフが横軸(割合増減率の値が0の線)から離れれば離れるほど、運転データの値が正常運転状態の値から離れていくことを示しているので、運転員は、折れ線グラフ81〜84を見ることで、運転データの異常の有無や、異常の度合を評価することができる。
また、割合増減率の表を参照することにより、ある日付における複数種類の運転データのそれぞれの割合増減率の具体的な値が、当該値の絶対値の大きい順に分かるので、運転員は、折れ線グラフと共に当該表を参照することで、運転データの異常の有無や、異常の度合をより容易に評価することができる。
図7〜図13は、本実施形態における運転データを列挙した図である。
図14は、図2で説明した本発明の好適な実施形態によるデータ管理装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。データ管理装置100は、制御部101を構成するCPU(Central Processing Unit)1010(マルチプロセッサ構成ではCPU1012等複数のCPUが追加されてもよい)、バスライン1005、通信I/F1040、メインメモリ1050、BIOS(Basic Input Output System)1060、USBポート1090、I/Oコントローラ1070、並びにキーボード及びマウス1100等の入力手段や表示装置1022を備える。
I/Oコントローラ1070には、テープドライブ1072、ハードディスク1074、光ディスクドライブ1076、半導体メモリ1078、等の記憶手段を接続することができる。
BIOS1060は、データ管理装置100の起動時にCPU1010が実行するブートプログラムや、データ管理装置100のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
記憶部107を構成するハードディスク1074は、データ管理装置100がサーバとして機能するための各種プログラム及び本発明の機能を実行するプログラムを記憶しており、更に必要に応じて各種データベースを構成可能である。
光ディスクドライブ1076としては、例えば、DVD−ROMドライブ、CD−ROMドライブ、DVD−RAMドライブ、CD−RAMドライブを使用することができる。この場合は各ドライブに対応した光ディスク1077を使用する。光ディスク1077から光ディスクドライブ1076によりプログラム又はデータを読み取り、I/Oコントローラ1070を介してメインメモリ1050又はハードディスク1074に提供することもできる。また、同様にテープドライブ1072に対応したテープメディア1071を主としてバックアップのために使用することもできる。
データ管理装置100に提供されるプログラムは、ハードディスク1074、光ディスク1077、又はメモリーカード等の記録媒体に格納されて提供される。このプログラムは、I/Oコントローラ1070を介して、記録媒体から読み出され、又は通信I/F1040を介してダウンロードされることによって、データ管理装置100にインストールされ実行されてもよい。
前述のプログラムは、内部又は外部の記憶媒体に格納されてもよい。ここで、記憶部107を構成する記憶媒体としては、ハードディスク1074、光ディスク1077、又はメモリーカードの他に、MD等の光磁気記録媒体、テープ媒体を用いることができる。また、専用通信回線やインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク1074又は光ディスクライブラリー等の記憶装置を記録媒体として使用し、通信回線を介してプログラムをデータ管理装置100に提供してもよい。
ここで、表示装置1022は、ユーザにデータの入力を受け付ける画面を表示したり、データ管理装置100による演算処理結果の画面を表示したりするものであり、ブラウン管表示装置(CRT)、液晶表示装置(LCD)等のディスプレイ装置を含む。
ここで、入力手段は、ユーザによる入力の受付を行うものであり、キーボード及びマウス1100等により構成してよい。
また、通信I/F1040は、データ管理装置100を専用ネットワーク又は公共ネットワークを介して端末と接続できるようにするためのネットワーク・アダプタである。通信I/F1040は、モデム、ケーブル・モデム及びイーサネット(登録商標)・アダプタを含んでよい。
以上の例は、データ管理装置100について主に説明したが、コンピュータに、プログラムをインストールして、そのコンピュータをデータ管理装置100として動作させることにより上記で説明した機能を実現することもできる。したがって、本発明において一実施形態として説明したデータ管理装置100により実現される機能は、上述の方法を当該コンピュータにより実行することにより、或いは、上述のプログラムを当該コンピュータに導入して実行することによっても実現可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、図4〜図6に示した運転データは、図示した4つの運転データに限られず、図7〜図13に列挙された運転データのうち任意の運転データを含むものとしてよい。
また、図6に示した、割合増減率の大きさを示す表は、2005年1月30日時点での表であるが、これに限られず、他の時点での割合増減率の表が表示されるようにしてもよいし、どの時点の割合増減率の表を表示させるかを選択できるようにしてもよい。また、複数の時点での割合増減率を表として表示してもよい。
本発明の一実施形態のデータ管理システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるデータ管理システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるデータ管理装置が行う処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態による運転データの値(比率及び実際の値)の変動値を示す図である。 本発明の実施の形態による運転データの日別比率のデータテーブルを示す図である。 本発明の実施の形態による割合増減率のグラフ及び表を示した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態による運転データを列挙した図である。 本発明の実施の形態によるデータ管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
符号の説明
1 データ管理システム
10 発電所ユニット
81 A―SHガスダンパ開度の折れ線グラフ
82 B―SHガスダンパ開度の折れ線グラフ
83 燃水比指令の折れ線グラフ
84 ECO出口ガス02(A)平均の折れ線グラフ
100 データ管理装置
101 制御部
102 出力部
104 通信部
107 記憶部
110 入力部
112 基準設定部
114 比率算出部
125 運転データ収集部
200 ボイラマスタ制御系
210 燃水比制御系
220 タービンマスタ制御系
230 給水制御系

Claims (6)

  1. 所定時間が経過する度に測定される複数の運転データ群であって、当該複数の運転データ群のそれぞれの運転データ群が、発電所ユニットに備えられている複数の運転設備にそれぞれ対応した複数種類の運転データに応じた運転データ群である、複数の運転データ群を管理する発電所ユニットのデータ管理システムであって、
    前記複数の運転データ群のうち、正常運転状態における所定時点での運転データ群に応じた複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして設定する基準設定手段と、
    前記複数の運転データ群のうち、任意の運転状態における所定時点での運転データ群を抽出し、当該抽出した運転データ群に応じた複数種類の運転データのそれぞれと、前記複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を前記複数の運転設備にそれぞれ応じて算出する比率算出手段と、
    当該算出された、前記複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に表示する表示手段と、を備える発電所ユニットのデータ管理システム。
  2. 前記表示手段は、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれとして、1画面でグラフ表示する請求項1に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
  3. 前記表示手段は、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれが大きい順に表にして、1画面に表示する請求項1又は請求項2に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
  4. 所定時間が経過する度に測定される複数の運転データ群であって、当該複数の運転データ群のそれぞれの運転データ群が、発電所ユニットに備えられている複数の運転設備にそれぞれ対応した複数種類の運転データに応じた運転データ群である、複数の運転データ群を管理する発電所ユニットのデータ管理方法であって、
    前記複数の運転データ群のうち、正常運転状態における所定時点での運転データ群に応じた複数種類の運転データをそれぞれ複数種類の基準運転データとして設定する基準設定ステップと、
    前記複数の運転データ群のうち、任意の運転状態における所定時点での運転データ群を抽出し、当該抽出した運転データ群に応じた複数種類の運転データのそれぞれと、前記複数種類の基準運転データのそれぞれと、の比率を前記複数の運転設備にそれぞれ応じて算出する比率算出ステップと、
    当該算出された、前記複数の運転設備のそれぞれに応じた比率を1画面に表示する表示ステップと、を備える発電所ユニットのデータ管理システム。
  5. 前記表示ステップは、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれとして、1画面でグラフ表示する請求項4に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
  6. 前記表示ステップは、前記算出された比率を、前記複数種類の基準運転データと、前記任意の運転状態における複数種類の運転データと、のそれぞれのずれが大きい順に表にして、1画面に表示する請求項4又は請求項5に記載の発電所ユニットのデータ管理システム。
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