JP2018128999A - シミュレーション結果の評価装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電設備のシミュレーション結果を効率的かつ正確に評価する。
【解決手段】発電設備（１）の仮想的な動作を示すモデルデータに発電設備のシミュレーションテストにおいて用いられる複数の仮想入力パラメータを適用し、各仮想入力パラメータに対する仮想プロセス値のそれぞれを演算するシミュレーション部（２１１ｄ）と、仮想プロセス値の個々に対して、所定の目標からの乖離が大きくなるに従い、値が小さくなるように割振りが行われた係数が設定され、所定の目標範囲に仮想プロセス値が含まれる場合には、仮想プロセス値に正の値からなる係数を乗算したスコアを算出し、所定の目標範囲に隣接して設けられた許容範囲内に仮想プロセス値が含まれる場合には負の値からなる係数を乗算したスコアを算出するスコア算出部（２１１ｃ）と、算出されたスコアを基に所定の評価条件を充足するテストを抽出する評価部（２１１ｄ）と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば発電設備等の運転動作について行ったシミュレーション結果の評価装置及び方法に関する。

火力発電プラントに設置されるボイラの運転にあたっては、運転条件を示す入力パラメータ、例えば投入燃料を酸化剤（空気）とともに燃焼させる各バーナについて、ボイラ火炉での運転条件を調整することが必要である。すなわち各バーナにおける燃焼用空気流量を調整するダンパーの開度、バーナノズル角度、石炭などの固体燃料の粉砕機の分級回転速度をインプット項目として入力パラメータを操作し、その入力パラメータに従ってボイラを運転させた結果のアウトプットとして各種プロセス値、例えばＮＯｘやＣＯの発生量、各伝熱管のメタル温度を得ている。ボイラの燃焼調整では数１０項目以上の多数のインプット項目があり、インプット項目のパラメータとプロセス値との関係は複雑な相互関係の結果として得られるので、技術者は各種プロセス値が適切な範囲内になるように個人の経験値や熟練度に基づいて入力パラメータやインプット項目の優先順位を適宜調整しながら運転条件の調整をしているが、ボイラの燃焼調整には長い時間を要するとともに、更に良好な運転条件を探すためにプロセス値の変化を監視しながら入力パラメータを変更して多数回の運転条件を試したいという要望がある。

しかし、ボイラを実運転させて多数回の運転条件を用いた試運転を行うと必然的に試運転時間が長くなることから、試運転を行える運転条件のパターン数に制約が生じる。そこで運転シミュレーションにより、試運転で実際の入力パラメータに対するプロセス値を確認するよりも短時間でより多くの運転条件を仮想的に実行することも考えられるが、その際には多数回に亘るシミュレーション結果を適切に評価することが重要になる。この点に関し、特許文献１には、基準モデル出力は複数のモデル出力の重み付けした和とすること、及びパラメータに対する評価関数値は基準モデル出力が小さいほど大きい値とすることについての記載がある（例えば特許文献１の段落００６４〜００６７、図３参照、請求項８）。

特許第４６２７５５３号公報

運転シミュレーションでは、テスト条件のパターン数が多数に亘る場合には多くのシミュレーション結果間の比較が必要となるので、技術者に対してシミュレーションの評価結果を把握しやすくする配慮が求められる。一方で、ボイラの運転で得られるプロセス値には、上限があるものや下限があるものなど異なる特性を有するプロセス値が混在している。従って、特許文献１のように、プロセス値の特性に関わらず単に各モデル出力に重み付けした和を導出して評価した結果、各パラメータ（シミュレーションのテスト条件）から導出される和の大小による評価となり、技術者が直感的にテスト条件のシミュレーション結果を把握しづらいという課題が残る。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の運転シミュレーションのテスト条件を用いたシミュレーション結果の比較評価を効率的かつ正確に行える技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明に係る発電設備のシミュレーション結果の評価装置は、発電設備のシミュレーション結果の評価装置であって、発電設備の仮想的な動作を示すモデルデータを記憶するモデルデータ記憶部と、前記発電設備のシミュレーションテスト条件として用いられる複数の仮想入力パラメータの入力を受け付ける入力部と、前記モデルデータ記憶部から前記モデルデータを読み出し、前記仮想入力パラメータを前記モデルデータに適用し、各仮想入力パラメータに対する仮想プロセス値のそれぞれを演算するシミュレーション部と、前記シミュレーションテストで用いられた仮想入力パラメータに当該シミュレーションテストで得られた仮想プロセス値を関連付けたテスト結果データを記憶するテスト結果記憶部と、前記仮想プロセス値の個々に対して、所定の目標からの乖離が大きくなるに従い、値が小さくなるように割振りが行われた係数が設定され、所定の目標範囲に前記仮想プロセス値が含まれる場合には、前記仮想プロセス値に正の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出し、前記所定の目標範囲に隣接して設けられた許容範囲内に前記仮想プロセス値が含まれる場合には負の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出するスコア算出部と、前記算出されたスコアを基に所定の評価条件を充足するシミュレーションテスト条件を抽出する評価部と、を備えることを特徴とする。

上記発明によると、仮想プロセス値をスコアに変換してからシミュレーションテスト結果の評価を行うので、単位が異なる異種の仮想プロセス値が混在していても単位の違いに影響されずに全ての仮想プロセス値を用いた評価が行え、正確性が増す。

更に所定の目標範囲内の仮想プロセス値のスコアは正の値を、許容範囲内の仮想プロセス値のスコアは負の値となるので、テスト結果のスコアの符号を見るだけで仮想プロセス値が目標範囲にあるかの評価が行える。

さらに、各シミュレーションのテスト条件に含まれる仮想プロセス値のスコアを基にテスト条件単位の評価を行う際には、仮想プロセス値が目標範囲内に比べて許容範囲内が多いほどテスト条件単位のスコア値が負の値となる一方、目標範囲内の仮想プロセス値が許容範囲内よりも多いほどテスト条件単位のスコア値が正の大きな値となるので、テスト条件を比較する際に符号の違いだけで目標範囲内にあるものと許容範囲内にあるものとを比較が容易で、テスト条件の良否が判定でき、テスト結果を並べた際に直感的に評価が行える。

また、前記目標範囲に含まれる前記仮想プロセス値に乗算する正の係数の絶対値は、前記許容範囲に含まれる前記仮想プロセス値に乗算する負の係数の絶対値よりも小さくしてもよい。

これにより、目標範囲に仮想プロセス値が含まれるスコアは絶対値がより小さな正の値となる一方、許容範囲に仮想プロセス値が含まれるシミュレーションテストは絶対値がより大きな負の値となる。よって、目標範囲に含まれない仮想プロセス値がスコアに与える影響を大きくすることができるので、テスト条件の良否の比較判定をさらに容易にする。

更に前記スコア算出部は、前記許容範囲における前記目標範囲とは異なる側に隣接して設けられた非許容範囲に含まれる前記仮想プロセス値に対して、前記許容範囲に含まれる前記仮想プロセス値に対して乗算する負の係数の絶対値よりも更に大きな絶対値を有する負の係数を乗算したスコアを算出してもよい。

これにより、目標範囲外となる仮想プロセス値のうち、目標範囲からの乖離が大きいほどスコアに与える影響を大きくすることができるので、テスト条件が否とする判定を容易にする。

また、前記評価部は、前記算出されたスコアの合計値、当該テスト結果データに含まれるスコアの最小値、正と負の係数を乗算して算出したスコアの合計値、及び当該テスト結果データに含まれるスコア同士の偏差の少なくとも一つに基づいて当該シミュレーションテストの結果の良否を評価してもよい。

これにより、評価基準の設定に際しての自由度を確保することができる。例えば、あるテストにおける最も好ましくない仮想プロセス値に注目した評価や、目標範囲外の仮想プロセス値に注目した評価、また各仮想プロセス値がまんべんなく良好であるかに注目した評価が行える。

更に上記課題を達成するために、本発明はシミュレーション結果の評価装置が実行するシミュレーション結果の評価方法であって、シミュレーション結果の評価装置が実行するシミュレーション結果の評価方法であって、発電設備の仮想的な動作を示すモデルデータに、前記発電設備のシミュレーションテストにおいて用いられる複数の仮想入力パラメータを適用し、各仮想入力パラメータに対する仮想プロセス値のそれぞれを演算するステップと、前記シミュレーションテストで用いられた仮想入力パラメータに当該シミュレーションテストで得られた仮想プロセス値を関連付けたテスト結果データを記憶するステップと、前記仮想プロセス値の個々に対して、所定の目標からの乖離が大きくなるに従い、値が小さくなるように割振りが行われた係数が設定され、所定の目標範囲に前記仮想プロセス値が含まれる場合には、前記仮想プロセス値に正の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出し、前記所定の目標範囲に隣接して設けられた許容範囲内に前記仮想プロセス値が含まれる場合には負の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出するステップと、前記算出されたスコアを基に所定の評価条件を充足するテストを抽出するステップと、を含むことを特徴とする。

上記発明によると、仮想プロセス値をスコアに変換してから評価を行うので、単位が異なる異種の仮想プロセス値が混在していても単位の違いに影響されずに全ての仮想プロセス値を用いた評価が行え、正確性が増す。

更に所定の目標範囲内の仮想プロセス値のスコアは正の値を、許容範囲内の仮想プロセス値のスコアは負の値となるので、テスト結果のスコアの符号を見るだけで仮想プロセス値が目標範囲にあるかの評価が行える。

さらに、各テスト条件に含まれる仮想プロセス値のスコアを基にテスト条件単位の評価を行う際には、許容範囲内の仮想プロセス値が多いほどテスト条件単位のスコア値が負の値となる一方、目標範囲内の仮想プロセス値が多いほどテスト条件単位のスコア値が正の大きな値となるので、テスト条件を比較する際に符号の違いだけで目標範囲内にあるものと許容範囲内にあるものとを比較が容易で、テスト条件の良否が判定でき、テスト結果を並べた際に直感的に評価が行える。

本発明によれば、発電設備の複数の運転シミュレーションのテスト条件を用いたシミュレーション結果の比較評価を効率的かつ正確に評価できる技術を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

ボイラを表す概略構成図 シミュレーション結果評価装置のハードウェア構成図 シミュレーション結果評価装置の機能ブロック図 シミュレーション結果評価装置が実行する処理の流れを示すフローチャート パラメータセットの一例を示す図 最小化を目的とするプロセス値に対して定義されたスコア換算データ（直線）の例を示す図 最小化を目的とするプロセス値に対して定義されたスコア換算データ（曲線）の例を示す図 最大化を目的とするプロセス値に対して定義されたスコア換算データ（直線）の例を示す図 最大化を目的とするプロセス値に対して定義されたスコア換算データ（曲線）の例を示す図 抽出結果の出力例を示す図

以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。以下では発電設備として火力発電所に設置されたボイラを例に挙げて説明するが発電設備はボイラに限定されず、その他の発電設備を制御対象としてもよい。

図１は、ボイラ１を表す概略構成図である。

本実施形態のボイラ１は、固体燃料を燃焼させるものとして、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（固体燃料）として用い、この微粉炭を火炉の燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して蒸気を生成することが可能な石炭焚きボイラである。

ボイラ１は、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３を有している。火炉１１は、例えば四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１は、壁面が、蒸発管（伝熱管）と蒸発管を接続するフィンとで構成され、給水や蒸気と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。具体的には、火炉１１の側壁面には、複数の蒸発管が例えば鉛直方向に沿って配置され、水平方向に並んで配置されている。フィンは、蒸発管と蒸発管との間を閉塞している。火炉１１は、炉底に傾斜面６２が設けられており、傾斜面６２に炉底蒸発管７０が設けられて底面となる。

燃焼装置１２は、この火炉１１を構成する火炉壁の鉛直下部側に設けられている。本実施形態では、この燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ(例えば２１，２２，２３，２４，２５)を有している。例えば、この燃焼バーナ（バーナ）２１，２２，２３，２４，２５は、火炉１１の周方向に沿って均等間隔で複数配設されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。

この各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（微粉炭機／ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。石炭が図示しない搬送系統で搬送されて、この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５に投入されると、ここで所定の微粉の大きさに粉砕され、搬送用空気（１次空気）とともに微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に粉砕された石炭（微粉炭）を供給することができる。

また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７ｂの一端部が連結されて、他端部は空気を供給する空気ダクト３７ａに連結点３７ｄにおいて連結される。

また、火炉１１の鉛直方向上方には煙道１３が連結されており、この煙道１３に蒸気を生成するための複数の熱交換器（４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７）が配置されている。そのため、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５が火炉１１内に微粉炭燃料と燃焼用空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスを生成されて煙道１３に流れる。そして、燃焼ガスにより火炉壁及び熱交換器（４１〜４７）を流れる給水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成され、生成された過熱蒸気を供給して図示しない蒸気タービンを回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した図示しない発電機を回転駆動して発電を行うことができる。また、この煙道１３は、排ガス通路４８が連結され、燃焼ガスの浄化を行うための脱硝装置５０、送風機３８から空気ダクト３７ａへ送気する空気と排ガス通路４８を送気する排ガスとの間で熱交換を行うエアヒータ４９、煤塵処理装置５１、誘引送風機５２などが設けられ、下流端部に煙突５３が設けられている。

本実施形態の火炉１１は、微粉炭の搬送用空気（１次空気）及び風箱３６から火炉１１に投入される燃焼用空気（２次空気）による燃料過剰燃焼後、新たに燃焼用空気（アフタエア）を投入して燃料希薄燃焼を行わせる、所謂２段燃焼方式の火炉である。そのため、火炉１１にはアフタエアポート３９が備えられ、アフタエアポート３９に空気ダクト３７ｃの一端部が連結され、他端部は連結点３７ｄにおいて空気を供給する空気ダクト３７ａに連結される。

送風機３８から空気ダクト３７ａに送気された空気は、エアヒータ４９で燃焼ガスと熱交換により温められ、連結点３７ｄにおいて空気ダクト３７ｂを経由して風箱３６へ導かれる２次空気と、空気ダクト３７ｃを経由してアフタエアポート３９へと導かれるアフタエアとに分岐する。

図２は、ボイラ１の仮想的な運転動作をシミュレーションし、その結果を評価するシミュレーション結果評価装置２１０のハードウェア構成図である。シミュレーション結果評価装置２１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２１１、ＲＡＭ(Random Access Memory)２１２、ＲＯＭ(Read Only Memory)２１３、ＨＤＤ２１４(Hard Disk Drive)、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１５を含み、これらがバス２１６を介して互いに接続されて構成される。入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１５にはキーボード等の入力装置２１７及びディスプレイやプリンタ等の出力装置２１８がそれぞれ接続される。なお、シミュレーション結果評価装置２１０のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。

図３は、シミュレーション結果評価装置２１０の機能ブロック図である。シミュレーション結果評価装置２１０は、入力部２１１ａ、シミュレーション部２１１ｂ、スコア算出部２１１ｃ、評価部２１１ｄ、及び出力制御部２１１ｅを含む。これらの各構成要素は、ＲＯＭ２１３やＨＤＤ２１４に予め格納された各機能を実現するソフトウェアをＣＰＵ２１１が読み出してＲＡＭ２１２にロードして実行することで、ソフトウェアとハードウェアとが協働して構成されてもよいし、各機能を実現する制御回路により構成されてもよい。更にシミュレーション結果評価装置２１０は、仮想入力パラメータ記憶領域２４１ａ、仮想プロセス値記憶領域２４１ｂ、及びスコア記憶領域２４１ｃを含み、仮想入力パラメータ、仮想プロセス値及びスコアを関係付けて記憶するテスト結果記憶部２４１ｇ、モデルデータ記憶部２４１ｄ、スコア換算データ記憶部２４１ｅ、及び評価条件データ記憶部２４１ｆを含む。これらはＲＡＭ２１２、ＲＯＭ２１３、及びＨＤＤ２１４等の記憶装置の一部領域に構成されてもよい。

図４から図５を参照してシミュレーション結果評価装置２１０が実行する処理内容について説明する。図４は、シミュレーション結果評価装置２１０が実行する処理の流れを示すフローチャートである。図５はパラメータセットの一例を示す図である。

まず入力部２１１ａがシミュレーションテスト（以下「テスト」と略記する）に用いる仮想入力パラメータの入力を受け付ける（Ｓ１０１）。以下、一つのテストに用いられる複数の仮想入力パラメータを総称して「パラメータセット」と称する。仮想入力パラメータとして、例えば燃焼用空気（２次空気）の供給流量、バーナノズル角度、燃料供給設備の稼働台数（微粉炭燃料供給流量）、アフタエアポート開度（アフタエア供給流量）を用いてもよい。また仮想プロセス値データとして、例えば環境負荷量（ＮＯｘ、ＣＯの濃度）、設備効率、部品温度、蒸気温度、伝熱メタル温度等を用いてもよい。

図５の例では、「テスト１」において操作端Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの其々に対して仮想入力パラメータ（ｐ１１、ｐ２１、ｐ３１、ｐ４１）からなるパラメータセット１を設定する。同様にテスト２では（ｐ１２、ｐ２２、ｐ３２、ｐ４２）、テスト３では（ｐ１３、ｐ２３、ｐ３３、ｐ４３）が設定される。シミュレーション結果評価装置２１０は、入力装置２１７を介してＭ個のパラメータセットの入力を受け付ける。入力部２１１ａは、入力を受け付けたパラメータセットを仮想入力パラメータ記憶領域２４１ａに記憶させる。

シミュレーション部２１１ｂは、テスト番号ｉに初期値１を入力し（Ｓ１０２）、テスト番号ｉのパラメータセットｉ（ｐ１ｉ、ｐ２ｉ、ｐ３ｉ、ｐ４ｉ）を読み込む（Ｓ１０３）。

モデルデータ記憶部２４１ｄには、プロセス値の種類に応じて決定されたモデルデータが、プロセス値の種類数と同数、記憶されている。例えばボイラ１の実際の運転によりプロセス値Ａ、プロセス値Ｂ、プロセス値Ｃ、・・・、プロセス値Ｎを含むＮ個のプロセス値が得られるとする。この場合、モデルデータ記憶部２４１ｄには、プロセス値Ａの算出に用いるためのモデルデータｆＡ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）が記憶される。同様に、プロセス値Ｂ、プロセス値Ｃ、・・・、プロセス値Ｎの算出に用いるためのモデルデータｆＢ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）、ｆＣ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）、・・・、ｆＮ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）が記憶される。

シミュレーション部２１１ｂはパラメータセットｉ（ｐ１ｉ、ｐ２ｉ、ｐ３ｉ、ｐ４ｉ）を各モデルデータに適用し、下式（１）によりテスト番号ｉの各仮想プロセス値を算出する（Ｓ１０４）。

シミュレーション部２１１ｂは算出した仮想プロセス値Ａｉ、Ｂｉ、Ｃｉ、・・・、Ｎｉを仮想プロセス値記憶領域２４１ｂに記憶する（Ｓ１０５）。

スコア算出部２１１ｃは、スコア換算データ記憶部２４１ｅから各プロセス値の種類に対して予め設定されたスコア換算データを読み出すと共に、仮想プロセス値記憶領域２４１ｂに記憶されたテストｉの各仮想プロセス値のスコアを算出する（Ｓ１０６）。

ここで、各仮想プロセス値は、所定の目標からの乖離が大きくなるに従い、スコア付けの値が小さくなるものとし、各プロセス値の特性には、例えばプロセス値が小さいほどスコア付けが増加するものや、プロセス値が大きいほどほどスコア付けが増加するものが存在する。そこで、プロセス値の特性に応じて、上限値や下限値を設定する。

図６及び図７はスコア換算データの一例を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂは、最小化を目的とするプロセス値に対して定義されたスコア換算データであって、図６Ａはスコア換算線が直線で定義され、図６Ｂはスコア換算線が曲線で定義された例を示す。

図６Ａ、図６Ｂでは目標値とそれよりも大きい値からなる上限値が設定される。目標値よりも小さい範囲は目標範囲とし正の値からなる係数を割振る。目標値から上限値までの範囲は許容範囲とし負の値からなる係数を割振る。図６Ａ、図６Ｂの縦軸のスコアは、鎖線より紙面上方向が正の値、鎖線より紙面下方向が負の値となる。許容範囲の係数の絶対値は、目標範囲の絶対値よりも大きい値とする。すなわち、許容範囲のスコア換算線の勾配は、目標範囲のスコア換算線の勾配よりも大きく設定される。

上限値よりも更に大きい範囲は非許容範囲とし、許容範囲の係数の絶対値よりも更に大きな絶対値を有する負の値からなる係数を割振る。すなわち、非許容範囲のスコア換算線の勾配は、許容範囲のスコア換算線の勾配よりも大きく設定される。

図７Ａ及び図７Ｂは、最大化を目的とするプロセス値に対して定義されたスコア換算データであり、下限値とそれよりも大きい値からなる目標値とが設定される。目標値よりも大きい範囲は目標範囲とし正の値からなる係数を割振る。目標値から下限値までの範囲は許容範囲とし負の値からなる係数を割振る。図７Ａ、図７Ｂの縦軸のスコアは、鎖線より紙面上方向が正の値、鎖線より紙面下方向が負の値となる。許容範囲の係数の絶対値は、目標範囲の係数の絶対値よりも大きい値とする。すなわち、許容範囲のスコア換算線の勾配は、目標範囲のスコア換算線の勾配よりも大きく設定される。

下限値よりも小さい範囲は非許容範囲とし、許容範囲の係数の絶対値よりも更に大きな絶対値を有する負の値からなる係数を割振る。すなわち、非許容範囲のスコア換算線の勾配は、許容範囲のスコア換算線の勾配よりも大きく設定される。

スコア算出部２１１ｃは、各仮想プロセス値について、例えば図６Ａ、図６Ｂのように目標値とそれよりも大きい値からなる上限値が設定されるものは、下式（２）を用いて、図７Ａ及び図７Ｂのように下限値とそれよりも大きい値からなる目標値とが設定されるものは、下式（３）を用いて各仮想プロセス値のスコアを算出する（Ｓ１０６）。
ＳＡｉ＝ＣＡｉ×（上限値―仮想プロセス値）・・・（２）
ＳＡｉ＝ＣＡｉ×（仮想プロセス値−下限値）・・・（３）
但し、
ＳＡｉ：テスト番号ｉの仮想プロセス値Ａｉのスコア
ＣＡｉ：仮想プロセス値Ａｉに割り振られた係数

スコア算出部２１１ｃは、算出したスコアをスコア記憶領域２４１ｃに書き込む。

スコア算出部２１１ｃは、テストｉについてプラススコアの合計値、マイナススコアの合計値、全スコアの合計値の集計を行い、スコア記憶領域２４１ｃに書き込む（Ｓ１０７）。

入力部２１１ａはテスト番号ｉがステップＳ１０１で読み込んだパラメータセットの数Ｍと同数であるかを判定し、否定であれば（Ｓ１０８／ｎｏ）、ｉをインクリメントして（Ｓ１０９）次のテスト番号ｉ＋１のパラメータセットの読み込みを行う（Ｓ１０３）。

テスト番号ｉがステップＳ１０１で読み込んだパラメータセットの数Ｍと同数であれば（Ｓ１０８／ｙｅｓ）、評価部２１１ｄは、評価条件データ記憶部２４１ｆから評価条件を読み出すとともに、スコア記憶領域２４１ｃに記憶された全テストのスコアを照合し、所定の要件を満たしたテストのパラメータセットを抽出し（Ｓ１１０）、後述する評価条件のもとで優先順位を付けて出力する（Ｓ１１１）。なお、パラメータセットの数Ｍが少なくテスト番号が多くない場合などで、出力一覧を見て各スコアの判断が可能な場合には、優先順位は必ずしも付けずに出力しても良い。なお、評価条件により優先順位の付け方が異なってもよい。

評価条件は単数の条件、例えば合計スコアが高い順に少なくとも一つ以上のテストを選択することを条件としてもよいし、複数の条件を組み合わせて用いてもよい。下記に評価条件例を示す。
第１条件：合計スコアが最高点のテストであること
第２条件：マイナススコアの合計値が最大（マイナス合計値の絶対値が最小）であるテストであること、もしくはマイナススコアとなるプロセス値が存在しないテストであること
第３条件：一つのテストに含まれるスコア同士の偏差が最も小さいテストであること

その他の評価条件として、マイナススコアの合計値が所定のマイナス値より大きな値（マイナス合計値の絶対値が所定のマイナス値の絶対値より小さい値）であるテストであることや、各テスト結果データにおけるスコアの最小値が最も大きい（スコアの最小値がマイナススコアの場合は絶対値が最も小さい）ことを用いてもよい。

評価部２１１ｄは、所定の条件を満たすテストを抽出し（Ｓ１１０）、出力制御部２１１ｅが優先順位を付けて出力装置２１８に出力する（Ｓ１１１）。図８は抽出結果の出力例を示す図である。

図８では評価部２１１ｄが抽出した各テストのスコアを並べたスコアリストを出力制御部２１１ｅが生成してディスプレイなどに表示する。その際、例えば最も評価が高いテストには出力制御部２１１ｅが網掛け表示を実行する。また出力制御部２１１ｅは、各テストにおけるスコアのうち最高点、最低点を例えば反転表示する。また例えば、数値や背面の色を変更しても良く特定するものではない。図８の例では、評価部２１１ｄは、合計スコアはテスト２及びテスト３で同点なので両テストとも第１条件を満たすと判断する。次に評価部２１１ｄは第２条件としてマイナススコアの小計を参照し、テスト２のマイナススコアの小計が０、テスト３のマイナススコアの小計が−２０であることから、テスト２を最適条件として選択する。なお、評価部２１１ｄは第３条件に照らしてもテスト２のスコアの偏差の方がテスト３のスコアの偏差よりも小さいので、テスト２を最適条件として選択する。

以下、本実施形態の作用・効果について説明する。一般に、複数の入力パラメータが複数のプロセス値に影響を及ぼす発電設備のシミュレーションにおいては、ある仮想入力パラメータを変更させると目標値に近づく仮想プロセス値と目標値から離れる仮想プロセス値とが生じうるので、シミュレーション結果の評価が困難であった。

この点において、本実施形態では複数の運転シミュレーションのテスト条件を用いたシミュレーション結果の比較評価にあたり、プロセス値の特性に応じたスコア換算データを用意して各仮想プロセス値を算出するので、シミュレーション結果の評価に要する技術者の負荷の低減を図ることができる。

加えて、仮想プロセス値自体は単位が異なるので、仮想プロセス値同士を比較しても良否の判定は難しいが、各仮想プロセス値の特性に応じてスコア換算をすることにより、仮想プロセス値同士の比較やテスト結果の評価がしやすくなる。また、複数のプロセス値の全てについて評価に加味でき、正確性が増す。

特にこのスコア換算に際して、仮想プロセス値の特性に応じて目標範囲及び許容範囲を設け、目標範囲のスコア算出に用いる正の値からなる係数の絶対値は、許容範囲のスコア算出に用いる負の値からなる係数の絶対値よりも小さくする。これにより、目標範囲にある仮想プロセス値は絶対値の小さい正の値からなるスコアに換算し、許容範囲にある仮想プロセス値は絶対値の大きな負の値からなるスコアに換算することができ、許容範囲にある仮想プロセス値の影響がスコア合計値やマイナススコア合計値により大きく影響を与えるように構成することができる。テスト結果が目標範囲内にあるものと許容範囲内にあるものとをスコアで比較が容易になり、テスト条件の良否が判定できるとともに、テスト結果を並べた際に直感的に評価が行える。

更に許容範囲に隣接して非許容範囲を設け、非許容範囲内のスコア算出に用いる負の値からなる係数の絶対値は、許容範囲のスコア算出に用いる負の値の絶対値よりも更に大きくする。これにより、非許容範囲内に含まれる仮想プロセス値が一つでも含まれるテスト結果は、スコア合計値やマイナススコア合計値の値がより小さく（負の値の絶対値が大きく）なり、当該テスト全体としての評価を下げることができる。このため、テスト条件の否とする判定を容易にできる。

以上より、テスト結果のスコアを、目標値を達成した場合には微プラスの得点、目標値を達成していないが許容範囲内であればマイナス、許容範囲内を超えた場合は大きくマイナスとすることで、全ての仮想プロセス値で目標値を達成する(大きくマイナスになることを避ける)という思想の基に、より好ましいテスト条件を抽出することができる。

上記実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない様々な変更態様は、本実施形態に含まれる。例えば、シミュレーションは数式モデルだけでなく、流体解析などのコンピュータシミュレーションやニューラルネットワークを用いてもよい。

また上記実施形態では、所定の要件を満たす少なくとも一つ以上のテスト条件を抽出したが、最も評価が高いテスト条件を最適条件として一つ抽出するように構成してもよい。

１：ボイラ
２１０：シミュレーション結果評価装置
２１１ａ：入力部
２１１ｂ：シミュレーション部
２１１ｃ：スコア算出部
２１１ｄ：評価部
２１１ｅ：出力制御部
２４１ａ：仮想入力パラメータ記憶領域
２４１ｂ：仮想プロセス値記憶領域
２４１ｃ：スコア記憶領域
２４１ｄ：モデルデータ記憶部
２４１ｅ：スコア換算データ記憶部
２４１ｆ：評価条件データ記憶部
２４１ｇ：テスト結果記憶部

Claims (5)

1. 発電設備のシミュレーション結果の評価装置であって、
   発電設備の仮想的な動作を示すモデルデータを記憶するモデルデータ記憶部と、
   前記発電設備のシミュレーションテスト条件として用いられる複数の仮想入力パラメータの入力を受け付ける入力部と、
   前記モデルデータ記憶部から前記モデルデータを読み出し、前記仮想入力パラメータを前記モデルデータに適用し、各仮想入力パラメータに対する仮想プロセス値のそれぞれを演算するシミュレーション部と、
   前記シミュレーションテストで用いられた仮想入力パラメータに当該シミュレーションテストで得られた仮想プロセス値を関連付けたテスト結果データを記憶するテスト結果記憶部と、
   前記仮想プロセス値の個々に対して、所定の目標からの乖離が大きくなるに従い、値が小さくなるように割振りが行われた係数が設定され、所定の目標範囲に前記仮想プロセス値が含まれる場合には、前記仮想プロセス値に正の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出し、前記所定の目標範囲に隣接して設けられた許容範囲内に前記仮想プロセス値が含まれる場合には負の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出するスコア算出部と、
   前記算出されたスコアを基に所定の評価条件を充足するシミュレーションテスト条件を抽出する評価部と、
   を備えることを特徴とするシミュレーション結果の評価装置。
2. 請求項１記載のシミュレーション結果の評価装置において、
   前記目標範囲に含まれる前記仮想プロセス値に乗算する正の係数の絶対値は、前記許容範囲に含まれる前記仮想プロセス値に乗算する負の係数の絶対値よりも小さい、
   ことを特徴とするシミュレーション結果の評価装置。
3. 請求項１又は２に記載のシミュレーション結果の評価装置において、
   前記スコア算出部は、前記許容範囲における前記目標範囲とは異なる側に隣接して設けられた非許容範囲に含まれる前記仮想プロセス値に対して、前記許容範囲に含まれる前記仮想プロセス値に対して乗算する負の係数の絶対値よりも更に大きな絶対値を有する負の係数を乗算したスコアを算出する、
   ことを特徴とするシミュレーション結果の評価装置。
4. 請求項１に記載のシミュレーション結果の評価装置において、
   前記評価部は、前記算出されたスコアの合計値、当該テスト結果データに含まれるスコアの最小値、負の係数を乗算して算出したスコアの合計値、及び当該テスト結果データに含まれるスコア同士の偏差の少なくとも一つに基づいて当該シミュレーションテストの結果の良否を評価する、
   ことを特徴とするシミュレーション結果の評価装置。
5. シミュレーション結果の評価装置が実行するシミュレーション結果の評価方法であって、
   発電設備の仮想的な動作を示すモデルデータに、前記発電設備のシミュレーションテストにおいて用いられる複数の仮想入力パラメータを適用し、各仮想入力パラメータに対する仮想プロセス値のそれぞれを演算するステップと、
   前記シミュレーションテストで用いられた仮想入力パラメータに当該シミュレーションテストで得られた仮想プロセス値を関連付けたテスト結果データを記憶するステップと、
   前記仮想プロセス値の個々に対して、所定の目標からの乖離が大きくなるに従い、値が小さくなるように割振りが行われた係数が設定され、所定の目標範囲に前記仮想プロセス値が含まれる場合には、前記仮想プロセス値に正の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出し、前記所定の目標範囲に隣接して設けられた許容範囲内に前記仮想プロセス値が含まれる場合には負の値からなる前記係数を乗算したスコアを算出するステップと、
   前記算出されたスコアを基に所定の評価条件を充足するテストを抽出するステップと、
   を含むことを特徴とするシミュレーション結果の評価方法。