JP2024073090A - メンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置および発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る、メンテナンス計画方法を提供する。【解決手段】メンテナンス計画方法は、燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行される方法である。メンテナンスの計画方法は、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する。【選択図】図３

Description

本開示は、メンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置および発電システムに関する。

燃料電池発電装置のメンテナンスについて従来から様々な提案が行われている。例えば、特許文献１では、燃料電池発電装置の設置環境情報を入力する設置環境情報入力部と、燃料電池発電装置のメンテナンスを実施すべきことを、燃料電池発電装置のメンテナンス時期より前に設定される報知時期に報知する報知器と、メンテナンス時期と報知時期との間の第１期間を、設置環境情報入力部により入力された設置環境情報に基づいて設定するよう構成された制御器と、を備える燃料電池発電装置が開示されている。

国際公開第２０１２／１２７８００号

本開示は、一例として、複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る、メンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置および発電システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本開示の一態様（aspect）のメンテナンス計画方法は、燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画方法であって、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する。

また、本開示の一態様のメンテナンス計画装置は、燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画装置であって、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する制御器と、決定された、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を外部機器に通知する通信器と、を備える。

また、本開示の一態様の発電システムは、燃料電池を含む、複数の発電ユニットと、上記のメンテナンス計画装置と、を備える。

本開示の一態様のメンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置および発電システムは、複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得るという効果を奏する。

図１は、実施形態の発電システムの一例を示す図である。 図２は、図１のメンテナンス計画装置の一例を示す図である。 図３は、実施形態の発電システムにおけるメンテナンス計画装置の動作（メンテナンス計画方法）の一例を示すフローチャートである。 図４は、実施形態の発電システムにおけるメンテナンス計画装置の動作（メンテナンス計画方法）の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施形態における発電システムの発電計画の一例を示す図である。 図６は、実施形態の第３実施例における発電システムの発電計画の一例を示す図である。 図７は、実施形態の第４実施例における発電システムの発電計画の一例を示す図である。 図８は、実施形態の第４実施例における発電システムの発電計画の一例を示す図である。

特許文献１では、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールについては検討されていない。

そこで、本開示の第１態様のメンテナンス計画方法は、燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画方法であって、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する。

上記によると、本態様のメンテナンス計画方法は、複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る。

具体的には、本態様のメンテナンス計画方法は、各日の発電計画においてメンテナンス作業を実行可能な発電ユニットの数を決定する際に、当該発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として考慮することで、かかる上限を考慮しない場合に比べて、発電ユニットのメンテナンス作業を計画通りに進めやすくなる。

本開示の第２態様のメンテナンス計画方法は、第１態様のメンテナンス計画方法において、各単位作業時間帯においてメンテナンスを行うと決定された発電ユニットの数に応じて、各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットを発電要と判断してもよい。

上記によると、本態様のメンテナンス発電計画は、各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットのうちの発電要とする発電ユニットの数と、各単位作業時間帯においてメンテナンスを行うと決定された発電ユニットの数とを対応させることで、このような対応付けを行わない場合に比べて、当初の発電計画における燃料電池システムの出力を適切に維持した状態でメンテナンス作業を行うことができる。

本開示の第３態様のメンテナンス計画方法は、第１態様または第２態様のメンテナンス計画方法において、各日の発電計画において発電不要と判断される発電ユニットが、各日でそれぞれ異なる組み合わせとなるよう決定されてもよい。

上記によると、本態様のメンテナンス計画方法は、各日の発電計画において発電不要と判断される発電ユニットを各日でそれぞれ異なる組み合わせとなるよう決定することで、燃料電池システムが備える複数の発電ユニットをほぼ均等に使用することができる。

本開示の第４態様のメンテナンス計画方法は、第１態様から第３態様のいずれか一つのメンテナンス計画方法において、各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの数の合計は、燃料電池システムが保証する定格出力に必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システムが備える発電ユニットの数に基づいて算定されてもよい。

上記によると、本態様のメンテナンス計画方法は、各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を燃料電池システムが保証する定格出力に必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システムが備える発電ユニットの数に基づいて算定することで、かかる算定基準を使用しない場合に比べて、各日の発電計画において燃料電池システムが保証する定格出力を確保しながら、複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを適切に計画することができる。

本開示の第５態様のメンテナンス計画方法は、第１態様から第３態様のいずれか一つのメンテナンス計画方法において、各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの数の合計は、燃料電池システムに要求される出力を満たすのに必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システムが備える発電ユニットの数に基づいて算定されてもよい。

上記によると、本態様のメンテナンス計画方法は、各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を燃料電池システムに要求される出力を満たすのに必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システムが備える発電ユニットの数に基づいて算定することで、かかる算定基準を使用しない場合に比べて、各日の発電計画において燃料電池システムに要求される出力を確保しながら、複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを適切に計画することができる。

本開示の第６態様のメンテナンス計画装置は、燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画装置であって、複数日の各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの数を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する制御器と、決定された、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を外部機器に通知する通信器と、を備える。

かかる構成によると、本態様のメンテナンス計画装置は、複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る。なお、本態様のメンテナンス計画装置が奏する作用効果の詳細は、第１態様のメンテナンス計画方法が奏する作用効果と同様であるので説明を省略する。

本開示の第７態様の発電システムは、燃料電池を含む、複数の発電ユニットと、第６態様のメンテナンス計画装置と、を備える。

かかる構成によると、本態様の発電システムは、複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る。なお、本態様の発電システムが奏する作用効果の詳細は、第１態様のメンテナンス計画方法が奏する作用効果と同様であるので説明を省略する。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の上記態様の具体例を説明する。以下で説明する具体例は、いずれも本開示の上記態様の一例を示すものである。よって、以下で示される形状、数値、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、請求項に記載されていない限り、請求項の範囲を限定するものではない。

また、以下に説明する構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面において、同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合がある。図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状および寸法比などについては正確な表示ではない場合がある。

さらに、装置の動作においては、必要に応じて、工程の順番を入れ替えてもよいし、公知の工程を追加してもよい。

（実施形態）
［装置構成］
図１は、実施形態の発電システムの一例を示す図である。図２は、図１のメンテナンス計画装置の一例を示す図である。

図１に示す例では、本実施形態の発電システム１０は、燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システム１５と、メンテナンス計画装置２０と、を備える。本例では、発電システム１０は、複数の発電ユニットａ１～ａｎ、ｂ１～ｂｎ、ｃ１～ｃｎ、ｄ１～ｄｎ、ｅ１～ｅｎからなる発電ユニット群を備える。発電システム１０は、例えば、電力系統に大電力を供給するシステムであってもよい。

この発電ユニット群は、複数の発電ユニットａ１～ａｎ、ｂ１～ｂｎ、ｃ１～ｃｎ、ｄ１～ｄｎ、ｅ１～ｅｎによってグループ化されている。なお、図示を省略するが、これらの発電ユニットａ１～ａｎ、ｂ１～ｂｎ、ｃ１～ｃｎ、ｄ１～ｄｎ、ｅ１～ｅｎはそれぞれ、燃料電池スタック、燃料電池スタックで発電された直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力するためのパワーコンディショナ、および、これらの機器の動作を制御する制御装置などで構成されている。

本例では、発電ユニット群は、燃料電池システム１５Ａに属する発電ユニットａ１～ａｎ、燃料電池システム１５Ｂに属する発電ユニットｂ１～ｂｎ、燃料電池システム１５Ｃに属する発電ユニットｃ１～ｃｎ、燃料電池システム１５Ｄに属する発電ユニットｄ１～ｄｎ、および、燃料電池システム１５Ｅに属する発電ユニットｅ１～ｅｎのそれぞれにグループ化されている。一つのグループに属する全ての発電ユニットを、単に「グループ内の発電ユニット」ともいう。以下、説明の便宜上、発電ユニットａ１～ａｎ、ｂ１～ｂｎ、ｃ１～ｃｎ、ｄ１～ｄｎ、ｅ１～ｅｎを「発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）」と略す場合がある。本開示の燃料電池システムは、例えば、上記燃料電池システム１５Ａ等のそれぞれであってもよいし、上記燃料電池システム１５Ａ等をまとめた燃料電池システム群であってもよい。

但し、以上の発電ユニット群の構成は、例示であって、本例に限定されない。例えば、発電ユニット群は、単一のクループ内の発電ユニットによってグループ化されていてもよい。

制御装置３０Ａ～３０Ｅはそれぞれ、グループＡの発電ユニットａ１～ａｎ、グループＢの発電ユニットｂ１～ｂｎ、グループＣの発電ユニットｃ１～ｃｎ、グループＤの発電ユニットｄ１～ｄｎ、および、グループＥの発電ユニットｅ１～ｅｎのそれぞれに対して設けられており、グループ内の発電ユニットのそれぞれの動作を制御する。

例えば、制御装置３０Ａは、通信ネットワークを介して、グループＡに属する発電ユニットａ１～ａｎの効率的な動作（例えば、寿命の最適化）が可能になるように、発電ユニットａ１～ａｎのそれぞれの出力を制御する。

制御装置３０Ａ～３０Ｅは、制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）と、通信器（図示せず）と、を備える。演算処理部が、記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、制御装置３０Ａ～３０Ｅにおいて、所定の制御が行われる。演算処理部として、例えば、マイクロプロセッサが例示される。記憶部としては、例えば、メモリが例示される。

メンテナンス計画装置２０は、燃料電池を含む、複数の発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）を備える燃料電池システム１５に対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画装置であって、図２に示すように、通信器２１と、制御器２３と、を備える。

制御器２３は、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する。ここで、「複数日」は、数日程度であってもよいが、これより多い一週間（７日間）から１ヵ月間の中から選ばれる適宜の日数であってもよい。「複数日」は、カレンダーの特定期間における連続する作業日数であってもよい。

本例では、制御器２３によって複数日の各日の発電計画に対して、発電計画の修正などの適宜の処理が行われるとともに、当該発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数の決定が行われるが、これに限定されない。例えば、制御器２３以外の制御装置（例えば、制御装置３０Ａ～３０Ｅ）によって上記発電計画に対して適宜の処理が行われ、そのデータをメンテナンス計画装置２０が受信して、制御器２３によって上記メンテナンスを行う発電ユニットの数の決定が行われる形態であってもよい。また、制御器２３および制御装置３０Ａ～３０Ｅ以外の制御装置（例えば、メンテナンス会社のサーバー内の制御装置）によって上記メンテナンスを行う発電ユニットの数の決定が行われる形態であってもよい。

制御器２３は、制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）と、を備える。演算処理部が、記憶部に記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、制御器２３において、所定の制御が行われる。演算処理部として、例えば、マイクロプロセッサが例示される。記憶部としては、例えば、メモリが例示される。

通信器２１は、上記で決定された、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を外部機器４０に通知する送信器である。「外部機器４０」として、例えば、情報端末、表示装置であってもよい。情報端末としては、発電システム１０で発電する電力供給のサービスを受けている需要者の情報端末、表示装置としては、メンテナンス会社の表示装置などを挙げることができるが、これらに限定されない。

［動作］
図３および図４は、実施形態の発電システムにおけるメンテナンス計画装置の動作（メンテナンス計画方法）の一例を示すフローチャートである。以下の動作は、例えば、制御器２３の演算処理部が、制御器２３の記憶部から制御プログラムを読み出すことにより行われてもよい。ただし、以下の動作を制御器２３で行うことは、必ずしも必須ではない。操作者が、その一部の動作を行ってもよい。以下の例では、制御器２３により動作を制御する場合について、説明する。

メンテナンス計画装置２０の動作が開始すると、ステップＳ１で、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数が決定される。これにより、複数の発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）に対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールが計画される。

ここで、ステップＳ１の「メンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計」が、各日の発電計画において一定でない場合を想定すると、ステップＳ１は、図４のステップＳ１１およびステップＳ１２で表すことができる。

つまり、メンテナンス計画装置２０の動作が開始すると、ステップＳ１１で、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計が算出される。

次に、ステップＳ１２で、ステップＳ１１の発電ユニットの数を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数が決定される。これにより、複数の発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）に対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールが計画される。

なお、ステップＳ１またはステップＳ１２で決定された、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数は、通信器２１を介して外部機器４０に通知されてもよい。

［発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数の決定の具体例］
各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数（以下、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数）を決定するには、メンテナンス作業に従事する作業員の人数（以下、作業員数）、メンテナンス作業に必要な全日数（以下、全作業日数）などの前提条件を考慮する必要がある。

そこで、発電システム１０の全ての発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）の数（以下、設置台数）が既知であるとき、全ての発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）に対してメンテナンス作業が完了するまでに必要な作業量（以下、全必要工数（人日））、一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）、および、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数を決定する手順について、以下、検討する。

なお、発電ユニットの一日当たりのメンテナンスの上限台数は、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計であるが、かかる上限台数の決定の具体例は後で説明する。

まず、全必要工数（人日）と、作業員数（人）および全作業日数（日）と、設置台数（台）および一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）と、の間の関係は、以下の式（１）で表すことができる。

全必要工数（人日）＝作業員数（人）×全作業日数（日）
＝設置台数（台）／一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）・・・（１）
また、設置台数（台）、作業員の一日当たりの作業時間（ｈ／人日）および１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間（ｈ／台）と、式（１）の全必要工数（人日）と、の間の関係は、以下の式（２）で表すことができる。

全必要工数（人日）＝作業員数（人）×全作業日数（日）
＝設置台数（台）／（作業員の一日当たりの作業時間（ｈ／人日）／１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間（ｈ／台））・・・（２）
以上の式（１）および式（２）から、設置台数（台）、作業員の一日当たりの作業時間（ｈ／人日）、および、１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間（ｈ／台）が既知数であるとき、全必要工数（人日）、一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）、および、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数を知ることができる。

以下のケース１－２を挙げて具体的に説明するが、これらは、あくまで例示であって、本開示は、以下のケース１－２に限定されない。

（１）ケース１
ケース１は、全作業日数（日）を既知として、未知数の作業員数（人）を導くことで、全必要工数（人日）、一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）、および、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数（台／日）を算出する例である。

まず、設置台数（台）、作業員の一日当たりの作業時間（ｈ／人日）、および、１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間（ｈ／台）が以下の如く既知数であるとする。
・設置台数：２００（台）
・作業員の一日当たりの作業時間：８（ｈ／人日）
・１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間：２（ｈ／台）

ここで、全作業日数（日）が「２５日」であると、式（１）および式（２）から、一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）、全必要工数（人日）、作業員数（人）および発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数（台／日）はそれぞれ、以下の如く算出される。
・一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数：４（台／人日）
・全必要工数：５０（人日）
・作業員数：２（人）
・発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数：８（台／日）

（１）ケース２
ケース２は、作業員数（人）を既知として、未知数の全作業日数（日）を導くことで、全必要工数（人日）、一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）、および、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数（台／日）を算出する例である。

まず、設置台数（台）と作業員の一日当たりの作業時間（ｈ／人日）と１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間（ｈ／台）とが以下の如く既知数であるとする。
・設置台数：２００（台）
・作業員の一日当たりの作業時間：８（ｈ／人日）
・１台の発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間：２（ｈ／台）

ここで、作業員数（人）が「４人」であると、式（１）および式（２）から、一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数（台／人日）、全必要工数（人日）、全作業日数（日）および発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数（台／日）はそれぞれ、以下の如く算出される。
・一人の作業員が一日当たりにメンテナンス可能な発電ユニット台数：４（台／人日）
・全必要工数：５０（人日）
・全作業日数：１２．５（日）
・発電ユニットの一日当たりのメンテナンス台数：１６（台／日）

なお、上記は、例示であって本例に限定されない。例えば、ケース１－２に記載されていないが、日によって作業人数、作業時間が異なる場合もあり得る。また、ケース１－２とも発電ユニット１台に対して、作業員１人でメンテナンス作業を行うことを前提にしているが、複数の作業員が発電ユニット１台のメンテナンスを行う場合もあり得る。

［発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数の決定の具体例］
複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計（以下、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数）の決定には、発電システム１０の発電計画、発電ユニットのメンテナンス作業に必要な時間などの前提条件を考慮する必要がある。

図５は、実施形態における発電システムの発電計画の一例を示す図である。

図５には、発電計画の複数日の期間が一週間である場合における第１日目、第２日目の一部、および、第７日目の一部のそれぞれについて、発電要と判断された発電ユニットの部分（図中の斜線部）、および、発電不要と判断された発電ユニットの部分（図中の白抜き部）が示されている。

また、図５には、発電ユニットの単位作業時間ＴＭが示されている。単位作業時間帯は、作業員によって発電ユニットのメンテナンス作業が実施される時間帯で、その長さである単位作業時間ＴＭは、発電ユニット１台のメンテナンス作業に必要な時間となる。単位作業時間ＴＭは、例えば、２（ｈ／台）である。

さらに、図５には、燃料電池システム１５が保証する定格出力に必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システム１５が備える発電ユニット（以下、バックアップ用発電ユニット）が示されている。

なお、図５では、説明の便宜上、燃料電池システム１５が保証する定格出力に必要な発電ユニットと、バックアップ用発電ユニットとが区分して図示されているが、燃料電池システム１５の実際の運用においては、発電ユニットのメンテナンス作業の進捗に合わせて、両者の発電ユニットが適時に入れ替えられる。

図５の矢印で示すように、白抜きの矩形部が単位作業時間ＴＭに亘って時間的にオーバーラップすることなく連なっている領域がそれぞれ、各日の発電計画における発電ユニットのメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの領域に対応する。よって、かかる領域に対応する発電ユニットの台数を全てカウントすることで、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数を知ることができる。つまり、本例は、図３のステップＳ１の「メンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計」が、各日の発電計画において一定でない場合の一例に相当する。

例えば、図５の第１日目の発電計画においては、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計は、図５の数字で示す如く、「２５」である。また、バックアップ用発電ユニットについては、上記領域の個数は「１２」である。なお、上記合計に、バックアップ用発電ユニットの個数「１２」を加えてもよい。また、上記「２５」に代えて、バックアップ用発電ユニットの個数「１２」を上記合計としてもよい。

なお、燃料電池システム１５の実際の運用においては、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、一日当たりのメンテナンス作業時間帯の長さ、換言すれば、一日当たりの単位作業時間帯の数の制約を受ける場合がある。この場合、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、バックアップ用発電ユニットの台数に、一日当たりの単位作業時間帯の数を乗じた値であってもよい。また、一日当たりの単位作業時間帯の数は、作業員の一日の標準作業時間（例えば、８時間程度）を単位作業時間ＴＭで割ることで導出される、１以上の整数であってもよい。
上記は、例示であって、本例に限定されない。例えば、発電計画における複数日の期間は一週間に限定されない。

以上に説明した本実施形態によれば、燃料電池システム１５が備える複数の発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）に対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る。

具体的には、本実施形態によれば、各日の発電計画においてメンテナンス作業を実行可能な発電ユニットの数を決定する際に、当該発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として考慮することで、かかる上限を考慮しない場合に比べて、燃料電池システム１５が備える各発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）のメンテナンス作業を計画通りに進めやすくなる。

（第１実施例）
実施形態の第１実施例のメンテナンス計画方法は、各単位作業時間帯においてメンテナンスを行うと決定された発電ユニットの数に応じて、各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットを発電要と判断すること以外は、実施形態のメンテナンス計画方法と同様である。

例えば、図５に示す、第１日目の最初の単位作業時間帯では、９台が発電不要と判断されているが、この時間帯に作業員４人でメンテナンスを行うと決定された発電ユニットの数が４台であるとき、発電不要と判断された９台のうち４台を発電要に変更する。

以上のとおり、本実施例のメンテナンス発電計画は、各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットのうちの発電要とする発電ユニットの数と、各単位作業時間帯においてメンテナンスを行うと決定された発電ユニットの数とを対応させることで、このような対応付けを行わない場合に比べて、当初の発電計画における燃料電池システム１５の出力を適切に維持した状態でメンテナンス作業を行うことができる。

本実施例のメンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置２０、および、発電システム１０は、上記特徴以外は、実施形態と同様であってもよい。

（第２実施例）
実施形態の第２実施例のメンテナンス計画方法は、各日の発電計画において発電不要と判断される発電ユニットが、各日でそれぞれ異なる組み合わせとなるよう決定されること以外は、実施形態のメンテナンス計画方法と同様である。例えば、各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットが、図５に示すバックアップ用発電ユニットであるとき、当該発電ユニットが、各日でそれぞれ異なる組み合わせとなるよう決定される。

以上のとおり、本実施例のメンテナンス計画方法は、各日の発電計画において発電不要と判断される発電ユニットを各日でそれぞれ異なる組み合わせとなるよう決定することで、燃料電池システム１５が備える複数の発電ユニットをほぼ均等に使用することができる。

本実施例のメンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置２０、および、発電システム１０は、上記特徴以外は、実施形態または実施形態の第１実施例と同様であってもよい。

（第３実施例）
実施形態の第３実施例のメンテナンス計画方法は、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数が、燃料電池システム１５が保証する定格出力に必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システム１５が備える発電ユニットの数に基づいて算定されること以外は、実施形態のメンテナンス計画方法と同様である。

図６は、実施形態の第３実施例における発電システムの発電計画の一例を示す図である。

図６には、発電計画の複数日の期間が一週間である場合における第１日目、第２日目の一部、および、第７日目の一部のそれぞれについて、発電要と判断された発電ユニットの部分（図中の斜線部）、および、発電不要と判断された発電ユニットの部分（図中のドット部および白抜き部）が示されている。

また、図６には、発電ユニットの単位作業時間ＴＭが示されている。単位作業時間帯は、作業員によって発電ユニットのメンテナンス作業が実施される時間帯で、その長さである単位作業時間ＴＭは、発電ユニット１台のメンテナンス作業に必要な時間となる。単位作業時間ＴＭは、例えば、２（ｈ／台）である。

さらに、図６には、燃料電池システム１５が保証する定格出力に必要な発電ユニット台数ＮＴを超過する分として、燃料電池システム１５が備える発電ユニットの数（以下、バックアップ用発電ユニット台数ＮＢ）が示されている。

なお、図６では、説明の便宜上、燃料電池システム１５が保証する定格出力に必要な発電ユニットと、バックアップ用発電ユニットとが区分して図示されているが、燃料電池システム１５の実際の運用においては、発電ユニットのメンテナンス作業の進捗に合わせて、両者の発電ユニットが適時に入れ替えられる。

本実施例では、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数がバックアップ用発電ユニット台数ＮＢに基づいて算定されるので、図６の矢印で示すように、ドット部の矩形部が上記単位作業時間ＴＭに亘って時間的にオーバーラップすることなく連なっている領域がそれぞれ、各日の発電計画における発電ユニットのメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの領域に対応する。よって、かかる領域における発電ユニットの台数を全てカウントすることで、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数を知ることができる。つまり、本例は、図３のステップＳ１の「メンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計」が、各日の発電計画において一定である場合の一例に相当する。

例えば、図６の各日の発電計画においては、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計は「１２」である。なお、燃料電池システム１５の実際の運用においては、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、一日当たりのメンテナンス作業時間帯の長さ、換言すれば、一日当たりの単位作業時間帯の数の制約を受ける場合がある。この場合、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、バックアップ用発電ユニット台数ＮＢに、一日当たりの単位作業時間帯の数を乗じた値であってもよい。また、一日当たりの単位作業時間帯の数は、作業員の一日の標準作業時間（例えば、８時間程度）を単位作業時間ＴＭで割ることで導出される、１以上の整数であってもよい。

上記は、例示であって、本例に限定されない。例えば、発電計画における複数日の期間は一週間に限定されない。

また、上記のとおり、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、作業員が発電ユニットに対して一日に実施可能なメンテナンスの回数に制約される値であってもよいが、これに限定されない。例えば、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数がバックアップ用発電ユニット台数ＮＢであると、以下の作用効果が発揮される。

作業員が発電ユニットに対して一日に実施可能なメンテナンスの回数は、作業員の作業時間などに応じて日々変化することが多い。このため、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数が、作業員が発電ユニットに対して一日に実施可能なメンテナンスの回数に制約される場合は、かかる発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数の計算が困難になる可能性がある。しかし、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数をバックアップ用発電ユニット台数ＮＢにすることで、このような可能性を低減することができる。

以上のとおり、本実施例のメンテナンス計画方法は、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数をバックアップ用発電ユニット台数ＮＢに基づいて算定することで、かかる算定基準を使用しない場合に比べて、各日の発電計画において燃料電池システム１５が保証する定格出力を確保しながら、複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを適切に計画することができる。

本実施例のメンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置２０、および、発電システム１０は、上記特徴以外は、実施形態および実施形態の第１実施例－第２実施例のいずれかと同様であってもよい。

（第４実施例）
実施形態の第４実施例のメンテナンス計画方法は、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数が、燃料電池システム１５に要求される出力を満たすのに必要な発電ユニットの数を超過する分として、燃料電池システム１５が備える発電ユニットの数に基づいて算定される以外は、実施形態のメンテナンス計画方法と同様である。

図７は、実施形態の第４実施例における発電システムの発電計画の一例を示す図である。

図７には、発電計画の複数日の期間が一週間である場合における第１日目、第２日目の一部、および、第７日目の一部のそれぞれについて、発電要と判断された発電ユニットの部分（図中の斜線部）、および、発電不要と判断された発電ユニットの部分（図中のドット部および白抜き部）が示されている。

また、図７には、発電ユニットの単位作業時間ＴＭが示されている。単位作業時間帯は、作業員によって発電ユニットのメンテナンス作業が実施される時間帯で、その長さである単位作業時間ＴＭは、発電ユニット１台のメンテナンス作業に必要な時間となる。単位作業時間ＴＭは、例えば、２（ｈ／台）である。

さらに、図７の第１日目には、燃料電池システム１５に要求される出力を満たすのに必要な発電ユニット台数を超過する分として、燃料電池システム１５が備える発電ユニット台数ＮＥがドット部で示されている。

なお、図７では、説明の便宜上、燃料電池システム１５が保証する定格出力に必要な発電ユニットと、バックアップ用発電ユニットとが区分して図示されているが、燃料電池システム１５の実際の運用においては、発電ユニットのメンテナンス作業の進捗に合わせて、両者の発電ユニットが適時に入れ替えられる。

本実施例では、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数が発電ユニット台数ＮＥに基づいて算定されるので、図７の矢印で示すように、ドット部の矩形部が上記単位作業時間ＴＭに亘って時間的にオーバーラップすることなく連なっている領域がそれぞれ、各日の発電計画における発電ユニットのメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの領域に対応する。よって、かかる領域における発電ユニットの台数を全てカウントすることで、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数を知ることができる。つまり、本例は、図３のステップＳ１の「メンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計」が、各日の発電計画において一定でない場合の一例に相当する。

例えば、図７の第１日目の発電計画においては、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計は、「３７」である。なお、燃料電池システム１５の実際の運用においては、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、一日当たりのメンテナンス作業時間帯の長さ、換言すれば、一日当たりの単位作業時間帯の数の制約を受ける場合がある。この場合、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数は、発電ユニット台数ＮＥに、一日当たりの単位作業時間帯の数を乗じた値であってもよい。また、一日当たりの単位作業時間帯の数は、作業員の一日の標準作業時間（例えば、８時間程度）を単位作業時間ＴＭで割ることで導出される、１以上の整数であってもよい。

上記は、例示であって、本例に限定されない。例えば、発電計画における複数日の期間は一週間に限定されない。

また、上記では、発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）に、バックアップ用発電ユニットが含まれる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、発電ユニット１５ｉｊ（ｉ＝ａ～ｅ、ｊ＝１～ｎ）に、バックアップ用発電ユニットが含まれなくてもよい。この場合、図８の第１日目の発電計画においては、複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計は、「２５」である。

以上のとおり、本実施例のメンテナンス計画方法は、発電ユニットの一日当たりのメンテナンス上限台数を上記発電ユニット台数ＮＥに基づいて算定することで、かかる算定基準を使用しない場合に比べて、各日の発電計画において燃料電池システム１５に要求される出力を確保しながら、複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを適切に計画することができる。

本実施例のメンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置２０、および、発電システム１０は、上記特徴以外は、実施形態および実施形態の第１実施例－第３実施例のいずれかと同様であってもよい。

実施形態および実施形態の第１実施例－第４実施例は互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせても構わない。上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良および他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本開示の一態様は、複数の発電ユニットに対して複数日にわたり実行されるメンテナンスのスケジュールを従来よりも適切に計画し得る、メンテナンス計画方法、メンテナンス計画装置および発電システムに利用することができる。

１０ ：発電システム
１５ ：燃料電池システム
１５Ａ ：燃料電池システム
１５Ｂ ：燃料電池システム
１５Ｃ ：燃料電池システム
１５Ｄ ：燃料電池システム
１５Ｅ ：燃料電池システム
１５ｉｊ ：発電ユニット
２０ ：メンテナンス計画装置
２１ ：通信器
２３ ：制御器
３０Ａ ：制御装置
３０Ｂ ：制御装置
３０Ｃ ：制御装置
３０Ｄ ：制御装置
３０Ｅ ：制御装置
４０ ：外部機器
ａ１～ａｎ：発電ユニット
ｂ１～ｂｎ：発電ユニット
ｃ１～ｃｎ：発電ユニット
ｄ１～ｄｎ：発電ユニット
ｅ１～ｅｎ：発電ユニット

Claims (7)

1. 燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画方法であって、
   複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する、メンテナンス計画方法。
2. 各単位作業時間帯においてメンテナンスを行うと決定された発電ユニットの数に応じて、各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットを発電要と判断する、メンテナンス計画方法。
3. 各日の発電計画において発電不要と判断される発電ユニットが、各日でそれぞれ異なる組み合わせとなるよう決定される、請求項１または２記載のメンテナンス計画方法。
4. 各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの前記数の合計は、前記燃料電池システムが保証する定格出力に必要な発電ユニットの数を超過する分として、前記燃料電池システムが備える発電ユニットの数に基づいて算定される、請求項１－３のいずれか１項に記載のメンテナンス計画方法。
5. 各日の発電計画において発電不要と判断された発電ユニットの前記数の合計は、前記燃料電池システムに要求される出力を満たすのに必要な発電ユニットの数を超過する分として、前記燃料電池システムが備える発電ユニットの数に基づいて算定される、請求項１－３のいずれか１項に記載のメンテナンス計画方法。
6. 燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムに対して、複数日にわたり実行されるメンテナンスの計画装置であって、
   複数日の各日の発電計画においてメンテナンス作業時間帯の各単位作業時間帯に亘って発電不要と判断された発電ユニットの数の合計を上限として、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を決定する制御器と、
   決定された、各日の発電計画においてメンテナンスを行う発電ユニットの数を外部機器に通知する通信器と、を備える、メンテナンス計画装置。
7. 燃料電池を含む、複数の発電ユニットを備える燃料電池システムと、
   請求項６に記載のメンテナンス計画装置と、を備える、発電システム。

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