JP2022009360A - 補機動力決定装置、プラント、補機動力決定方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の補機の状態を考慮して補機の動力を適正化する。【解決手段】複数の補機を有するプラントにおいて複数の補機の動力を決定する補機動力決定装置が、複数の補機の１つである第１の補機に影響を与えるプラントの状態量に基づいて、複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定する決定部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の補機を有するプラントにおいて前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定装置、そのプラント、補機動力決定方法、およびプログラムに関する。

発電プラントにおいて、実質発電電力量を増加させる方法として、発電機器の効率を向上させる方法と、補機電力を低減する方法とがある。すなわち、発電プラントにおいて、補機の効率を向上させることで、実質発電電力量の増加を期待することができる。
発電プラントには、冷却塔のファンや循環水ポンプなどの複数の補機が設けられる。各補機の動力は、当該補機の目的に係る状態量に基づいて個別に適正化することができる。例えば、冷却塔のファンの動力は、タービンの負荷、外気温度および外気湿度に基づいて必要な放熱量を算出することで適正化することができる。また例えば、循環水ポンプの動力は、タービンの負荷および補給水の水質に基づいて適切な濃縮倍率を算出することで適正化することができる。

特許文献１には、空調システムにおいて冷却塔のファンと冷却水ポンプの回転数の効率を向上させる技術が開示されている。また特許文献２には、空調システムにおける熱源機の台数制御に関する技術が開示されている。

特開２００８－２５６２５８号公報 特開２０１２－１１２６４９号公報

補機を稼動させることで、プラントにおける様々な状態量が変化する。そのため、ある機器の動力が変更されることで、他の補機の動力の決定に用いる状態量が変化する可能性がある。例えば、循環水ポンプの動力を変更すると、循環水の流速が変化し、単位時間当たりの熱交換量が変化する。
そのため、個々の補機を、個別の状態量に基づいて適正化した場合、複数の補機全体として最適な制御にならない可能性がある。
本発明の目的は、複数の補機の状態を考慮して補機の動力を適正化する補機動力決定装置、プラント、補機動力決定方法、およびプログラムを提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、補機動力決定装置は、複数の補機を有するプラントにおいて前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定装置であって、前記複数の補機の１つである第１の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定する決定部を備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る補機動力決定装置において、前記決定部は、前記第１の補機と第２の補機の動力の合計が最小になるように、前記動力を決定するものであってよい。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る補機動力決定装置において、前記決定部は、前記プラントの実売電価格が最大となるように、前記動力を決定するものであってよい。

本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れかの態様に係る補機動力決定装置において、前記第１の補機または前記第２の補機は、前記プラントの循環水系統の水を圧送するポンプであるものであってよい。

本発明の第５の態様によれば、第１から第４の何れかの態様に係る補機動力決定装置において、前記第１の補機または前記第２の補機は、前記プラントに設けられる冷却塔のファンであるものであってよい。

本発明の第６の態様によれば、プラントは、第１の補機および第２の補機を含む複数の補機と、前記第１の補機に影響を与える状態量および前記第２の補機に影響を与える状態量を計測するセンサと、第１から第５の何れかの態様に係る補機動力決定装置とを備える。

本発明の第７の態様によれば、補機動力決定方法は、複数の補機を有するプラントにおける前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定方法であって、前記複数の補機の１つである第１の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定するステップを有する。

本発明の第８の態様によれば、プログラムは、複数の補機を有するプラントにおける前記複数の補機の動力を決定するコンピュータに、前記複数の補機の１つである第１の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定するステップを実行させる。

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、補機動力決定装置は、複数の補機の状態を考慮して補機の動力を適正化することができる。

一実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略ブロック図である。 一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。 第３給水ポンプの動力とファンの動力の関係の例を示す図である。 一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。 一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。 一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。 一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。 一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。

《水処理システムの構成》
図１は、一実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略ブロック図である。
発電プラント１０は、ボイラ１１、蒸気タービン１２、発電機１３、復水器１４、純水装置１５、冷却塔１６、蒸気循環ライン１０１、第１補給ライン１０２、第１排水ライン１０３、第１薬注ライン１０４、冷却水循環ライン１０５、第２補給ライン１０６、第２排水ライン１０７、第２薬注ライン１０８、排水処理装置１０９、補機制御装置１１０、環境測定装置１１１および運転監視装置１１２を備える。

ボイラ１１は、水を蒸発させて蒸気を発生させる。
蒸気タービン１２は、ボイラ１１が発生させた蒸気により回転する。
発電機１３は、蒸気タービン１２の回転エネルギーを電力に変換する。
復水器１４は、蒸気タービン１２から排出される蒸気と冷却水とを熱交換させ、蒸気を水に戻す。
純水装置１５は、純水を生成する。

冷却塔１６は、復水器１４で熱交換された冷却水を冷却する。冷却塔１６には、冷却水の蒸発を促すためのファン１６１と、ファン１６１の消費電力を計測する第１電力計１６２とが設けられる。ファン１６１は、台数制御またはインバータ制御によって風量を調節可能に構成される。第１電力計１６２は、補機制御装置１１０に計測した消費電力であるファン電力を送信する。

蒸気循環ライン１０１は、蒸気タービン１２、復水器１４、およびボイラ１１に水および蒸気を循環させるラインである。蒸気循環ライン１０１のうち復水器１４とボイラ１１との間には、第１給水ポンプ１０１１が設けられる。第１給水ポンプ１０１１は、復水器１４からボイラ１１へ向けて水を圧送する。

第１補給ライン１０２は、純水装置１５が生成する純水を蒸気循環ライン１０１に供給するためのラインである。第１補給ライン１０２には、第２給水ポンプ１０２１が設けられる。第２給水ポンプ１０２１は、復水器１４への水張り時に使用される。運転中において第１補給ライン１０２内の水は、復水器１４の減圧により純水装置１５から復水器１４へ向けて圧送される。

第１排水ライン１０３は、蒸気循環ライン１０１を循環する水の一部を、ボイラ１１から排水処理装置１０９へ排出するためのラインである。
第１薬注ライン１０４は、蒸気循環ライン１０１に防食剤、防スケール剤、スライムコントロール剤などの薬剤を供給するためのラインである。第１薬注ライン１０４は、薬剤を貯留する第１薬剤タンク１０４１と、第１薬剤タンク１０４１から蒸気循環ライン１０１へ薬剤を供給する第１薬注ポンプ１０４２とを備える。

冷却水循環ライン１０５は、復水器１４および冷却塔１６に冷却水を循環させるラインである。冷却水循環ライン１０５には、第３給水ポンプ１０５１、冷却水質センサ１０５２、循環水量センサ１０５３、冷却塔入口水温センサ１０５４、冷却塔出口水温センサ１０５５、第２電力計１０５６が設けられる。第３給水ポンプ１０５１は、冷却塔１６から復水器１４へ向けて冷却水を圧送する。
冷却水質センサ１０５２は、冷却水循環ライン１０５を循環する冷却水の水質を検出する。センサによって検出される水質の例としては、電気伝導率、ｐＨ値、塩濃度、金属濃度、ＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）、ＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand）、微生物濃度、およびシリカ濃度、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。冷却水質センサ１０５２は、検出した水質を示す循環水質指標値を補機制御装置１１０に出力する。循環水量センサ１０５３は、冷却水循環ライン１０５を循環する冷却水の流量を検出する。循環水量センサ１０５３は、検出した水量を示す循環水量を補機制御装置１１０に出力する。冷却塔入口水温センサ１０５４は、冷却水循環ライン１０５を循環する冷却水の温度を検出する。冷却塔入口水温センサ１０５４は、検出した温度を示す循環水温を補機制御装置１１０に出力する。第２電力計１０５６は、第３給水ポンプ１０５１の消費電力を計測する。第２電力計１０５６は、計測した消費電力を示すポンプ電力を補機制御装置１１０に出力する。

第２補給ライン１０６は、水源から取水される原水を、補給水として冷却水循環ライン１０５に供給するためのラインである。第２補給ライン１０６には、第４給水ポンプ１０６１および補給水質センサ１０６２が設けられる。第４給水ポンプ１０６１は、水源から冷却塔１６へ向けて補給水を圧送する。補給水質センサ１０６２は、検出した水質を示す補給水質指標値を補機制御装置１１０に出力する。
第２排水ライン１０７は、冷却水循環ライン１０５を循環する水の一部を排水処理装置１０９へ排出するためのラインである。第２排水ライン１０７には、ブロー弁１０７１および排水質センサ１０７２が設けられる。ブロー弁１０７１は、冷却水循環ライン１０５から排水処理装置１０９へブローする排水の量を制限する。

第２薬注ライン１０８は、冷却水循環ライン１０５に薬剤を供給するためのラインである。第２薬注ライン１０８は、薬剤を貯留する第２薬剤タンク１０８１と、第２薬剤タンク１０８１から冷却水循環ライン１０５へ薬剤を供給する第２薬注ポンプ１０８２とを備える。

排水処理装置１０９は、第１排水ライン１０３および第２排水ライン１０７から排出された排水に、酸、アルカリ、凝集剤、またはその他の薬剤を注入する。排水処理装置１０９は、薬剤により処理された排水を廃棄する。

補機制御装置１１０は、第１電力計１６２が検出したファン電力、冷却水質センサ１０５２が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ１０６２が検出した補給水質指標値、循環水量センサ１０５３が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温、第２電力計１０５６が検出したポンプ電力、環境測定装置１１１が測定した湿球温度、運転監視装置１１２が測定した発電電力に基づいて、ファン１６１の動力および第３給水ポンプ１０５１の動力を決定する。ファン１６１および第３給水ポンプ１０５１は、補機の一例である。

環境測定装置１１１は、冷却塔１６の近傍の湿球温度を測定する。
運転監視装置１１２は、発電プラント１０の発電電力を測定する。

《発電プラントの状態量と補機の関係》
ファン１６１は、冷却塔１６における水の蒸発を促進する。したがって、冷却塔１６において水が蒸発しにくいほどファン１６１の動力を大きくする必要がある。水の蒸発量は、大気の湿球温度によって変化する。つまり、冷却塔１６の近傍の湿球温度は、ファン１６１に影響を与える状態量の一例である。
第３給水ポンプ１０５１は、冷却水循環ライン１０５における冷却水の循環量を制御する。冷却水循環ライン１０５に腐食、スケーリング、ファウリングなどの障害が発生することを防ぐために、またブロー水による環境負荷を低減するために、冷却水の水質を一定水質以上に保つ必要がある。つまり、冷却水質指標値および補給水質指標値は、第３給水ポンプ１０５１に影響を与える状態量の一例である。また、発電プラント１０の発電電力が高いほど、復水器１４での熱交換量が多くする必要があるため、第３給水ポンプ１０５１の稼働量を大きくする必要がある。すなわち、発電プラント１０の発電電力は、第３給水ポンプ１０５１に影響を与える状態量の一例である。

冷却水の水質が良好である場合、循環倍数を増加させても水質を一定水質以上に保つことができる可能性がある。この場合、循環倍数の増加が許容される場合、第３給水ポンプ１０５１の動力を低下させることができる。一方で、第３給水ポンプ１０５１の動力が低下すると、冷却塔１６で熱交換される冷却水の流速が低下するため、熱交換量が低下する可能性がある。これにより、冷却塔１６が奪った熱の放出量が低下するため、ファン１６１の動力を増加させる必要がある。

《補機制御装置の構成》
図２は、一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
補機制御装置１１０は、情報取得部１１０１、最大濃縮倍率特定部１１０２、ポンプ動力算出部１１０３、入口水温推定部１１０４、ファン動力算出部１１０５、決定部１１０６、出力部１１０７を備える。

情報取得部１１０１は、第１電力計１６２が検出したファン電力、冷却水質センサ１０５２が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ１０６２が検出した補給水質指標値、循環水量センサ１０５３が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温、第２電力計１０５６が検出したポンプ電力、環境測定装置１１１が測定した湿球温度、運転監視装置１１２が測定した発電電力を取得する。

最大濃縮倍率特定部１１０２は、情報取得部１１０１が取得した冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて、冷却水循環ライン１０５において許容される最大の濃縮倍率を特定する。最大濃縮倍率特定部１１０２は、例えば、最大濃縮倍率特定部１１０２は、冷却水質指標値、補給水質指標値、発電電力、最大濃縮倍率を関連付けたテーブルに基づいて最大濃縮倍率を特定してもよいし、冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力から一定時間後の冷却水質を推定し、一定時間後の冷却水質に基づいて最大濃縮倍率を特定してもよい。最大濃縮倍率は、冷却水質指標値が低いほど（よい水質であるほど）高い値となる。

ポンプ動力算出部１１０３は、最大濃縮倍率特定部１１０２が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときの第３給水ポンプ１０５１の動力を算出する。ポンプ動力算出部１１０３は、目標濃縮倍率が定まれば、これに対応するブロー水量および循環流量を算出することができる。なお、ブロー水量および循環流量は、目標濃縮倍率が高いほど、低い値となる。

入口水温推定部１１０４は、情報取得部１１０１が取得した冷却塔出口水温および発電電力に基づいて、一定時間後の冷却塔入口水温を推定する。発電電力が大きいほど、復水器１４での熱交換量が増える。そのため、冷却塔入口水温は、発電電力が大きいほど高くなる。また、冷却塔入口水温は、冷却塔出口水温が高いほど高くなる。

ファン動力算出部１１０５は、入口水温推定部１１０４が推定した一定時間後の冷却塔入口水温と、情報取得部１１０１が取得した大気の湿球温度と、ポンプ動力算出部１１０３が算出した循環流量とに基づいて、目標濃縮倍率ごとのファン１６１の動力を算出する。ファン１６１の動力は、湿球温度が高いほど高く、冷却塔入口水温が高いほど高く、循環水量が多いほど低くなる。

図３は、第３給水ポンプの動力とファンの動力の関係の例を示す図である。
決定部１１０６は、ポンプ動力算出部１１０３が算出した目標濃縮倍率ごとの第３給水ポンプ１０５１の動力と、ファン動力算出部１１０５が算出した目標濃縮倍率ごとのファン１６１の動力とに基づいて、複数の目標濃縮倍率のうち、第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力の合計が最小となるものを特定する。決定部１１０６は、特定した目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力とを、第３給水ポンプ１０５１の動力およびファン１６１の動力に決定する。
図３に示すように、第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力とはトレードオフの関係にある。図３の例においては、決定部１１０６は、第３給水ポンプ１０５１の動力を示す線とファン１６１の動力を示す線との交点に係る目標濃縮倍率が、第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力の合計が最小となる。なお、図３に示すように、各目標濃縮倍率は、最大濃縮倍率特定部１１０２が算出した最大濃縮倍率以下の値であるため、決定部１１０６は、複数の目標濃縮倍率の何れかに係る動力を用いることで、冷却水の水質を一定以上に保つことができる。

出力部１１０７は、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１に、決定部１１０６が決定した動力で稼働させる指示を出力する。

《補機制御装置の動作》
図４は、一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。
情報取得部１１０１は、第１電力計１６２が検出したファン電力、冷却水質センサ１０５２が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ１０６２が検出した補給水質指標値、循環水量センサ１０５３が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温、第２電力計１０５６が検出したポンプ電力、環境測定装置１１１が測定した湿球温度、運転監視装置１１２が測定した発電電力を取得する（ステップＳ１１）。

次に、最大濃縮倍率特定部１１０２は、情報取得部１１０１が取得した冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて、冷却水循環ライン１０５において許容される最大の濃縮倍率を特定する（ステップＳ１２）。ポンプ動力算出部１１０３は、最大濃縮倍率特定部１１０２が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときの第３給水ポンプ１０５１の動力を算出する（ステップＳ１３）。

入口水温推定部１１０４は、情報取得部１１０１が取得した冷却塔出口水温および発電電力に基づいて、一定時間後の冷却塔入口水温を推定する（ステップＳ１４）。ファン動力算出部１１０５は、入口水温推定部１１０４が推定した一定時間後の冷却塔入口水温と、情報取得部１１０１が取得した大気の湿球温度と、ポンプ動力算出部１１０３が算出した循環流量とに基づいて、目標濃縮倍率ごとのファン１６１の動力を算出する（ステップＳ１５）。なお、冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて決定された第３給水ポンプ１０５１の動力に基づいてファン１６１の動力を算出することは、冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいてファン１６１の動力を決定することと等しい。

決定部１１０６は、最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率のうち、第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力の合計が最小となるものを特定し、当該目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力とを、第３給水ポンプ１０５１の動力およびファン１６１の動力に決定する（ステップＳ１６）。出力部１１０７は、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１に、決定部１１０６が決定した動力で稼働させる指示を出力する（ステップＳ１７）。これにより、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１は、冷却水循環ライン１０５内の水質を一定以上に保ちつつ、小さい動力で稼働することができる。

《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、補機制御装置１１０は、複数の補機の１つである第３給水ポンプ１０５１に影響を与える発電プラント１０の状態量である冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて複数の補機の１つであるファン１６１の動力を決定する。これにより、補機制御装置１１０は、冷却水循環ライン１０５における水質に応じてファン１６１の動力を決定することができる。

また、第１の実施形態によれば、補機制御装置１１０は、第３給水ポンプ１０５１とファン１６１の動力の合計が最小になるように、動力を決定する。これにより、プラントの補機による消費電力を低減し、実発電電力を増加させることができる。

なお、発電プラント１０の循環水系統の水を圧送するポンプである第３給水ポンプ１０５１の動力および冷却塔１６のファン１６１の動力は、発電プラント１０全体における補機の合計動力の多くを占める。したがって、第３給水ポンプ１０５１の動力および冷却塔１６のファン１６１の動力の合計値を最小化することで、発電プラント１０全体の消費電力を大きく低減することができる。

〈第２の実施形態〉
第１の実施形態に係る補機制御装置１１０は、動力合計が最小になるように、第３給水ポンプ１０５１とファン１６１の動力を決定する。一方、水源から得られる水の価格および売電価格によっては、ブロー水量および第３給水ポンプ１０５１の動力をより増加またはより減少させたほうが安価である可能性がある。
これに鑑みて第２の実施形態に係る補機制御装置１１０は、プラントの実発電電力が最大となるように、補機の動力を決定する。

《補機制御装置の構成》
図５は、一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る補機制御装置１１０は、第１の実施形態に係る構成に加え、さらに価格記憶部１１０８およびブロー水量算出部１１０９を備える。
価格記憶部１１０８は、水源から得られる水の単位量あたりの価格、および単位電力あたりの売電価格を記憶する。
ブロー水量算出部１１０９は、最大濃縮倍率特定部１１０２が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときに第２排水ライン１０７から排水すべき水量（ブロー水量）を算出する。ブロー水量は、目標濃縮倍率が高いほど、低い値となる。

第２の実施形態に係る決定部１１０６は、目標濃縮倍率ごとの第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１の動力と、価格記憶部１１０８が記憶する単位電力当たりの売電価格とに基づいて、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１の稼働によって消費される電力の売電価格を算出する。また決定部１１０６は、目標濃縮倍率ごとのブロー水量と価格記憶部１１０８が記憶する水の単位量当たりの価格とに基づいて、水源から取得する水の価格を算出する。決定部１１０６は、複数の目標濃縮倍率のうち、消費される電力の売電価格と水源から取得する水の価格との合計が最小になるものを特定する。決定部１１０６は、特定した目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力とを、第３給水ポンプ１０５１の動力およびファン１６１の動力に決定する。

《補機制御装置の動作》
図６は、一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。
情報取得部１１０１は、第１電力計１６２が検出したファン電力、冷却水質センサ１０５２が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ１０６２が検出した補給水質指標値、循環水量センサ１０５３が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温、第２電力計１０５６が検出したポンプ電力、環境測定装置１１１が測定した湿球温度、運転監視装置１１２が測定した発電電力を取得する（ステップＳ２１）。

次に、最大濃縮倍率特定部１１０２は、情報取得部１１０１が取得した冷却水質指標値、補給水質指標値、および発電電力に基づいて、冷却水循環ライン１０５において許容される最大の濃縮倍率を特定する（ステップＳ２２）。ポンプ動力算出部１１０３は、最大濃縮倍率特定部１１０２が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときの第３給水ポンプ１０５１の動力を算出する（ステップＳ２３）。また、ブロー水量算出部１１０９は、最大濃縮倍率特定部１１０２が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率としたときに、第２排水ライン１０７からのブロー水量を算出する（ステップＳ２４）。

入口水温推定部１１０４は、情報取得部１１０１が取得した冷却塔出口水温および発電電力に基づいて、一定時間後の冷却塔入口水温を推定する（ステップＳ２５）。ファン動力算出部１１０５は、入口水温推定部１１０４が推定した一定時間後の冷却塔入口水温と、情報取得部１１０１が取得した大気の湿球温度と、ポンプ動力算出部１１０３が算出した循環流量とに基づいて、目標濃縮倍率ごとのファン１６１の動力を算出する（ステップＳ２６）。

決定部１１０６は、価格記憶部１１０８が記憶する情報に基づいて、各目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１が消費する電力の売電価格、各目標濃縮倍率に係るファン１６１が消費する電力の売電価格、および各目標濃縮倍率に係る水源から供給される水の価格を算出する（ステップＳ２７）。決定部１１０６は、電力の売電価格と水の価格の合計が最小となるものを特定し、当該目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力とを、第３給水ポンプ１０５１の動力およびファン１６１の動力に決定する（ステップＳ２８）。出力部１１０７は、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１に、決定部１１０６が決定した動力で稼働させる指示を出力する（ステップＳ２９）。これにより、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１は、冷却水循環ライン１０５内の水質を一定以上に保ちつつ、支出が小さくなるように稼働することができる。

《作用・効果》
このように、第２の実施形態によれば、補機制御装置１１０は、第３給水ポンプ１０５１とファン１６１の動力による売電価格と、水源からの補給水の価格との合計が最小になるように、動力を決定する。これにより、補機制御装置１１０は、補機による支出を低減し、実売電価格を増加させることができる。

〈第３の実施形態〉
発電プラント１０は劣化等により特性が変化することが知られている。そこで、第３の実施形態に係る補機制御装置１１０は、発電プラント１０の状態に基づく機械学習やシミュレーションにより、発電プラント１０の変化に応じて、適切な補機の動力を決定する。

《補機制御装置の構成》
図７は、一実施形態に係る補機制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
補機制御装置１１０は、情報取得部１１０１、モデル記憶部１１１０、最大濃縮倍率特定部１１１１、動力特定部１１１２、価格記憶部１１０８、決定部１１０６、出力部１１０７、入力部１１１３、更新部１１１４を備える。

モデル記憶部１１１０は、情報取得部１１０１が取得した情報を入力として最大濃縮倍率を出力するための濃縮倍率モデルと、情報取得部１１０１が取得した情報および目標濃縮倍率を入力として、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１の動力、ならびにブロー水量を出力するための動力モデルとを記憶する。濃縮倍率モデルおよび動力モデルは、例えばニューラルネットワークモデルなどの機械学習モデル、またはシミュレーションモデルである。

最大濃縮倍率特定部１１１１は、モデル記憶部１１１０が記憶する濃縮倍率モデルに情報取得部１１０１が取得した情報を入力することで、最大濃縮倍率を特定する。
動力特定部１１１２は、最大濃縮倍率特定部１１１１が特定した最大濃縮倍率以下の複数の目標濃縮倍率を特定する。動力特定部１１１２は、モデル記憶部１１１０が記憶する動力モデルに基づいて各目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１の動力、ならびにブロー水量を特定する。つまり、動力特定部１１１２は、情報取得部１１０１が取得した第３給水ポンプ１０５１に影響を与える状態量に基づいてファン１６１の動力を特定し、またファン１６１に影響を与える状態量に基づいて第３給水ポンプ１０５１の動力を特定する。

入力部１１１３は、利用者から第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１の動力の入力を受け付ける。
更新部１１１４は、情報取得部１１０１が取得した情報および入力部１１１３に入力された情報に基づいてモデル記憶部１１１０が記憶するモデルを更新する。例えば、更新部１１１４は、情報取得部１１０１が取得した情報から、情報取得部１１０１が取得した情報と濃縮倍率との関係を特定することができる。具体的には、情報取得部１１０１が取得する循環水量から濃縮倍率を算出することができるため、更新部１１１４は、情報取得部１１０１が取得した情報と当該濃縮倍率との組み合わせを用いて、濃縮倍率モデルを更新することができる。
また、例えば、更新部１１１４は、情報取得部１１０１が取得した情報から、情報取得部１１０１が取得した情報とファン１６１の動力、第３給水ポンプ１０５１の動力、およびブロー水量との関係を特定することができる。具体的には、情報取得部１１０１が取得する循環水量からブロー水量を算出することができ、またファン電力およびポンプ電力からそれぞれファン１６１の動力および第３給水ポンプ１０５１の動力を算出することができるため、更新部１１１４は、情報取得部１１０１が取得した情報とファン１６１および第３給水ポンプ１０５１の動力ならびに当該ブロー水量との組み合わせを教師データとして、動力モデルを更新することができる。
また、例えば、更新部１１１４は、情報取得部１１０１が取得した情報、ならびに入力部１１１３に入力されたファン１６１の動力および第３給水ポンプ１０５１の動力に基づいて、動力モデルを更新することができる。

《補機制御装置の動作》
図８は、一実施形態に係る補機制御装置の動作を示すフローチャートである。
情報取得部１１０１は、第１電力計１６２が検出したファン電力、冷却水質センサ１０５２が検出した冷却水質指標値、補給水質センサ１０６２が検出した補給水質指標値、循環水量センサ１０５３が検出した循環水量、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温、第２電力計１０５６が検出したポンプ電力、環境測定装置１１１が測定した湿球温度、運転監視装置１１２が測定した発電電力を取得する（ステップＳ３１）。

次に、最大濃縮倍率特定部１１１１は、モデル記憶部１１１０が記憶する濃縮倍率モデルに情報取得部１１０１が取得した情報を入力することで、最大濃縮倍率を特定する（ステップＳ３２）。次に、動力特定部１１１２は、最大濃縮倍率特定部１１１１が特定した最大濃縮倍率以下の複数の濃縮倍率を目標濃縮倍率として特定する（ステップＳ３３）。次に、動力特定部１１１２は、特定した目標濃縮倍率ごとに、モデル記憶部１１１０が記憶する動力モデルに情報取得部１１０１が取得した情報および当該目標濃縮倍率を入力することで、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１の動力、ならびにブロー水量を特定する（ステップＳ３４）。

決定部１１０６は、価格記憶部１１０８が記憶する情報に基づいて、各目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１が消費する電力の売電価格、各目標濃縮倍率に係るファン１６１が消費する電力の売電価格、および各目標濃縮倍率に係る水源から供給される水の価格を算出する（ステップＳ３５）。決定部１１０６は、電力の売電価格と水の価格の合計が最小となるものを特定し、当該目標濃縮倍率に係る第３給水ポンプ１０５１の動力とファン１６１の動力とを、第３給水ポンプ１０５１の動力およびファン１６１の動力に決定する（ステップＳ３６）。出力部１１０７は、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１に、決定部１１０６が決定した動力で稼働させる指示を出力する（ステップＳ３７）。これにより、第３給水ポンプ１０５１およびファン１６１は、冷却水循環ライン１０５内の水質を一定以上に保ちつつ、支出が小さくなるように稼働することができる。

《作用・効果》
このように、第３の実施形態によれば、補機制御装置１１０は、更新部１１１４によって濃縮倍率モデルおよび動力モデルが更新されることで、発電プラント１０の劣化等により特性が変化する場合においても、適切に補機の動力を決定することができる。

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述の実施形態においては補機制御装置１１０がファン１６１および第３給水ポンプ１０５１の動力を決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、ファン１６１および第３給水ポンプ１０５１に加え、または代えて第１給水ポンプ１０１１などの他の補機の動力を決定してもよい。

また、上述した実施形態においては、補機動力決定装置の一例として補機を制御する補機制御装置１１０について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、発電プラント１０は、補機制御装置１１０に代えて、補機を直接制御せずに算出した動力をディスプレイ等に表示する補機動力決定装置を備えてもよい。この場合、オペレータが出力された値を視認して補機を制御する。

〈コンピュータ構成〉
図９は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の補機制御装置１１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９０２または補助記憶装置９０３に確保する。

補助記憶装置９０３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置９０３は、コンピュータ９００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９０４または通信回線を介してコンピュータ９００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１０ 発電プラント
１６ 冷却塔
１６１ ファン
１６２ 第１電力計
１０５ 冷却水循環ライン
１０５１ 第３給水ポンプ
１０５２ 冷却水質センサ
１０５３ 循環水量センサ
１０５４ 冷却塔入口水温センサ
１０５５ 冷却塔出口水温センサ
１０５６ 第２電力計
１１０ 補機制御装置
１１０１ 情報取得部
１１０２ 最大濃縮倍率特定部
１１０３ ポンプ動力算出部
１１０４ 入口水温推定部
１１０５ ファン動力算出部
１１０６ 決定部
１１０７ 出力部
１１０８ 価格記憶部
１１０９ ブロー水量算出部
１１１０ モデル記憶部
１１１１ 最大濃縮倍率特定部
１１１２ 動力特定部
１１１３ 入力部
１１１４ 更新部
１１１ 環境測定装置
１１２ 運転監視装置

Claims (8)

1. 複数の補機を有するプラントにおいて前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定装置であって、
   前記複数の補機の１つである第１の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定する決定部
   を備える補機動力決定装置。
2. 前記決定部は、前記第１の補機と第２の補機の動力の合計が最小になるように、前記動力を決定する
   請求項１に記載の補機動力決定装置。
3. 前記決定部は、前記プラントの実売電価格が最大となるように、前記動力を決定する
   請求項１に記載の補機動力決定装置。
4. 前記第１の補機または前記第２の補機は、前記プラントの循環水系統の水を圧送するポンプである
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の補機動力決定装置。
5. 前記第１の補機または前記第２の補機は、前記プラントに設けられる冷却塔のファンである
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の補機動力決定装置。
6. 第１の補機および第２の補機を含む複数の補機と、
   前記第１の補機に影響を与える状態量および前記第２の補機に影響を与える状態量を計測するセンサと、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の補機動力決定装置と
   を備えるプラント。
7. 複数の補機を有するプラントにおける前記複数の補機の動力を決定する補機動力決定方法であって、
   前記複数の補機の１つである第１の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定するステップ
   を有する補機動力決定方法。
8. 複数の補機を有するプラントにおける前記複数の補機の動力を決定するコンピュータに、
   前記複数の補機の１つである第１の補機に影響を与える前記プラントの状態量に基づいて、前記複数の補機の１つである第２の補機の動力を決定するステップ
   を実行させるためのプログラム。

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