JP4427376B2 - 発電設備運用管理支援システム、その運用管理支援方法およびその運用管理支援方法をコンピュータに実行させるプログラム - Google Patents
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Description
図1に本発明の第1の実施形態に係る発電設備の運用管理支援システムの一実施例である発電設備運用管理支援システム1Aを含めた発電設備2の運用管理例を概略的に示した構成概略図を示す。
[数1]
余寿命消費量=運転前の余寿命推定値−運転後の余寿命推定値 ……(1)
により算出できる。
[数2]
寿命消費コスト=余寿命消費率×寿命コスト ……(2)
で表すことができる。
[数3]
余寿命消費率=余寿命消費量/部品寿命 ……(3)
と表されるから、上記式(2)および式(3)より寿命消費コストは、
[数4]
寿命消費コスト=(余寿命消費量/部品寿命)×(部品コスト+部品交換メンテナンスコスト) ……(4)
と表記することができる。
[数5]
予備力使用確率=実際の発電量/予備力市場入札量 ……(5)
で求めることができる。
[数6]
P=Pf(Xf)×Xf+Pv(Xv)×Xv ……(6)
によって求めることができる。
[数7]
発電コスト=発電運用コスト+運用リスクコスト ……(7)
で表される。
[数8]
発電コストC=発電運用コスト+寿命消費コスト ……(8)
となる。
[数9]
∫Xv×Prob(Xv)dXv ……(9)
と表すことができるから、発電量がXf+∫Xv×Prob(Xv)dXvの時における発電運用コストを
[数10]
発電運用コスト=OpCost(Xf+∫Xv×Prob(Xv)dXv) ……(10)
寿命消費コストを
[数11]
寿命消費コスト=LifeCost(Xf+∫Xv×Prob(Xv)dXv)……(11)
とすれば、
本実施形態における発電コストCは、
[数12]
発電コストC=OpCost(Xf+∫Xv×Prob(Xv)dXv)+
LifeCost(Xf+∫Xv×Prob(Xv)dXv)……(12)
で求めることができる。
図6に本発明の第2の実施形態に係る発電設備の運用管理支援システムの一実施例である発電設備運用管理支援システム1Bを含めた発電設備2の運用管理例を概略的に示した構成概略図を示す。
図9に本発明の第3の実施形態に係る発電設備の運用管理支援システムの一実施例である発電設備運用管理支援システム1Cを含めた発電設備2の運用管理例を概略的に示した構成概略図を示す。
[数13]
発電コストC=発電運用コスト+
寿命消費コスト+計画外設備停止リスクコスト ……(13)
となる。
[数14]
保険料金=MFCost(Xf+Xv) ……(14)
とすれば、本実施形態における発電コストCは、
[数15]
発電コストC=OpCost(Xf+∫Xv×Prob(Xv)dXv)+
LifeCost(Xf+∫Xv×Prob(Xv)dXv)+
MFCost(Xf+Xv) ……(15)
で求めることができる。
図12に本発明の第4の実施形態に係る発電設備の運用管理支援システムの一実施例である発電設備運用管理支援システム1Dを含めた発電設備2の運用管理例を概略的に示した構成概略図を示す。
[数16]
損失コスト期待値=計画外設備停止確率×計画外設備停止時損失コスト……(16)
で求めることができ、発電設備2の計画外設備停止時の損失コストおよび発電設備2の計画外設備停止の発生確率は、計画外設備停止リスク評価部69が運転履歴DB18から運転履歴情報を取得して、取得した運転履歴情報から求める。
[数17]
計画外設備停止確率(Xf+Xv) ……(17)
計画外設備停止時損失コストを
[数18]
計画外設備停止時損失コスト(Xf+Xv) ……(18)
とすれば、上述した式(16)、式(17)および式(18)を用いて、
[数19]
事前損失コスト期待値RC1=計画外設備停止確率(Xf+Xv)×
計画外設備停止時損失コスト(Xf+Xv)……(19)
となる。
計画外設備停止確率を
[数20]
計画外設備停止確率(Xf+Xvo) ……(20)
計画外設備停止時損失コストを
[数21]
計画外設備停止時損失コスト(Xf+Xvo) ……(21)
とすれば、上述した式(16)、式(20)および式(21)を用いて、
[数22]
事後損失コスト期待値RC2=計画外設備停止確率(Xf+Xvo)×
計画外設備停止時損失コスト(Xf+Xvo)……(22)
となる。ここで、Xvoは、予備力として確保した発電量のうち実際に発電された発電量であり、0≦Xvo≦Xvとなる変数である。
[数23]
事前保険料金=BMFCost(Xf+Xv)
[数24]
事後保険料金=AMFCost(Xf+Xvo)
とする。
Claims (14)
- コンピュータにプログラムを実行させることによって、当該コンピュータを処理手段として機能させるシステムであって、
データ記録手段に発電設備の各種センサ情報および操作情報を蓄積した運転履歴データベースと、発電設備の寿命を計算するための物理式、物性式などの寿命計算式情報が格納されたプラントモデルデータベースと、過去の電力市場情報および発電実績情報が格納された電力市場データベースを備え、各データベースから、それぞれ発電設備の運転履歴情報、発電設備の寿命計算式情報、過去の電力市場情報および発電実績情報を読み出し、現在の電力市場情報をリアルタイムに取得する市場情報取得手段から現在の電力市場情報を受け取り、前記発電設備の運転履歴情報および寿命計算式情報に基づいて算出される寿命消費コストと、前記現在の電力市場情報に基づいて算出される予備力の市場価格の推定値と、前記過去の電力市場情報および発電実績情報に基づいて算出される予備力使用確率とを算出する解析処理手段と、
この解析処理手段が算出した前記寿命消費コスト、予備力の市場価格の推定値および予備力使用確率を考慮し、前記発電設備の定格出力オーバー運転も含む運転可能な範囲内で発電して前記予備力を確保することにより得られる発電収入から当該発電に必要な発電運用コストと前記寿命消費コストとを加えた発電コストを差し引いて求められる発電収益が最適となる前記発電設備の運転条件を算出し、算出した前記発電設備の運転条件での運転計画を策定し、策定した運転計画をユーザ側のオペレータ端末へ出力する運転計画策定手段とを具備し、
前記解析処理手段は、前記発電設備の運転履歴情報および寿命計算式情報に基づいて前記発電設備の定格出力オーバー運転も含む運転可能な範囲内で発電する際に定格出力内運転時よりも余計に消費される寿命コストを含めた前記寿命消費コストを算出する寿命消費コスト算出部と、
前記現在の電力市場情報に基づいて前記予備力の市場価格の推定値を算出する予備力価格推定部と、
前記過去の電力市場情報および発電実績情報に基づき予備力として市場に入札した電力量と実際に入札を受けて発電した発電量とを集計し全入札電力量に対する実際の発電量の割合である前記予備力使用確率を推定する予備力使用確率推定部とを備えることを特徴とする発電設備運用管理支援システム。 - 前記発電設備に与える発電量指令値を受け付け認識する発電量調整指令入力受付手段と、
この発電量調整指令入力受付手段が認識した指令値に基づき発電量を制御する発電量制御信号を前記発電設備に対して発信する発電量制御信号発信手段とを具備することを特徴とする請求項1記載の発電設備運用管理支援システム。 - 前記データ記録手段に、保険サービス業者に支払った保険料金の情報が格納された保険料金データベースを備え、前記解析処理手段は、計画外設備停止リスクコストとして前記保険料金データベースから前記保険サービス業者に支払った保険料金の情報を読み出す計画外設備停止リスクコスト受付手段をさらに備え、前記運転計画策定手段は、前記計画外設備停止リスクコスト受付手段が読み出した計画外設備停止リスクコストを、前記発電コストに加算して前記発電収益を計算することを特徴とする請求項1記載の発電設備運用管理支援システム。
- 前記発電設備の計画外設備停止リスクをリスクヘッジする手段として保険サービスを提供するに当たり、保険サービスの対象となる前記発電設備の計画外設備停止リスクとして、当該発電設備の計画外設備停止の発生確率を前記運転履歴データベースに格納される運転履歴情報から算出し、計画外発電設備停止発生確率を算出し、算出した計画外設備停止発生確率に当該発電設備の計画外設備停止時に発生する損失コストを乗算して得られた数値を計画外設備停止リスクとして得る計画外設備停止リスク評価部と、前記データ記録手段に、前記計画外設備停止リスクに対応する保険料金が規定された保険料金テーブルを備え、この保険料テーブルを参照して、前記計画外設備停止リスク評価部が数値化した計画外設備停止リスクに対応する保険料金を算出し、算出した保険料金を当該保険サービスを受けようとするユーザ側の端末へ送信する保険料金算出部と、当該保険サービスを受けようとするユーザ側の端末から当該保険サービス提供についての申し込みを受け付ける保険申込受付部とを備えた保険サービス提供手段をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の発電設備運用管理支援システム。
- 前記運転計画策定手段は、
前記解析処理手段が算出した発電量に対する予備力の市場価格の推定値に基づき、計画ベース発電量と予備力発電量との和で表される前記発電設備の発電量のうちの計画ベース発電量と前記予備力の市場取引価格推定値との関係を示す計画ベース発電量−市場価格特性を算出する計画ベース発電量−市場価格特性算出機能と、
前記発電量のうちの予備力発電量と前記予備力の市場取引価格推定値との関係を示す予備力発電量−市場価格特性を算出する予備力発電量−市場価格特性算出機能と、
前記解析処理手段が算出した前記予備力使用確率に基づいて、前記予備力発電量と前記予備力使用確率との関係を示す予備力発電量−予備力使用確率特性を算出する予備力発電量−予備力使用確率特性算出機能と、
前記計画ベース発電量−市場価格特性、予備力発電量−市場価格特性および予備力発電量−予備力使用確率特性に基づいて、前記発電収入と前記計画ベース発電量と前記予備力発電量との和で表される発電量との関係を示す発電量−発電収入特性を算出する発電量−発電収入特性算出機能と、
前記計画ベース発電量−市場価格特性、予備力発電量−市場価格特性および予備力発電量−予備力使用確率特性に基づいて、前記発電運用コストに前記寿命消費コストを含めて算出される発電コストと発電量との関係を示す発電量−発電コスト特性を算出する発電量−発電コスト特性算出機能と、
前記発電量−発電収入特性と発電量−発電コスト特性に基づいて、前記発電収益の期待値である発電収益期待値、前記計画ベース発電量および前記予備力発電量の関係を示す計画ベース発電量−予備力発電量−発電収益期待値特性を算出する計画ベース発電量−予備力発電量−発電収益期待値特性算出機能と、を備え、前記計画ベース発電量−予備力発電量−発電収益期待値特性を用いて前記発電設備の発電可能な発電量の範囲内で最適となる発電収益を算出する発電収益算出部と、
この発電収益算出部が算出した発電収益が最適となる前記計画ベース発電量および前記予備力発電量を運転条件として算出する最適運転条件算出部と、
この最適運転条件算出部が算出した運転条件をユーザに提示する最適運転条件出力部とを備えることを特徴とする請求項1記載の発電設備運用管理支援システム。 - 前記発電コストは、前記寿命消費コストのみならず、前記予備力を確保する際に前記発電設備を定格オーバーで運用することにより生じ得る計画外の発電設備停止に対するリスクコストをさらに含めて算出されることを特徴とする請求項5記載の発電設備運用管理支援システム。
- 寿命消費コスト算出部、予備力価格推定部、および、予備力使用確率推定部を備える解析処理手段と、運転計画策定手段と、発電設備の各種センサ情報および操作情報を蓄積した運転履歴データベースと、発電設備の寿命を計算するための物理式、物性式などの寿命計算式情報が格納されたプラントモデルデータベースと、過去の電力市場情報および発電実績情報が格納された電力市場データベースを備えるデータ記録手段と、オペレータ端末を具備する発電設備運用管理支援システムが実行する処理手順を備えた方法であって、前記処理手順は、
前記寿命消費コスト算出部が、運転履歴データベースおよびプラントモデルデータベースから、前記発電設備の運転履歴情報および寿命計算式情報を読み出し、読み出した運転履歴情報および寿命計算式情報に基づいて前記発電設備の定格出力オーバー運転も含む運転可能な範囲内で発電して予備力を確保する際に定格出力内運転時よりも余計に消費される寿命コストを含めた寿命消費コストを算出する寿命消費コスト算出行程と、前記予備力価格推定部が、現在の電力市場情報をリアルタイムに取得する市場情報取得手段から現在の電力市場情報を受け取り、受け取った現在の電力市場情報に基づいて予備力の市場価格を推定する予備力価格推定行程と、前記予備力使用確率推定部が、前記電力市場データベースから前記過去の電力市場情報および発電実績情報を読み出し、読み出した過去の電力市場情報および発電実績情報に基づき予備力として市場に入札した電力量と実際に入札を受けて発電した発電量とを集計し、全入札電力量に対する実際の発電量の割合として定義される予備力使用確率を推定する予備力使用確率推定行程とを備える解析処理行程と、
この解析処理行程で算出された前記寿命消費コスト、予備力の市場価格の推定値および予備力使用確率を考慮し、前記発電設備の定格出力オーバー運転も含む運転可能な範囲内で発電して前記予備力を確保することにより得られる発電収入から当該発電に必要な発電運用コストおよび前記寿命消費コストを差し引いた発電収益を算出する発電収益算出行程と、この発電収益算出行程で算出した発電収益が最適となる運転条件を算出する最適運転条件算出行程と、この最適運転条件算出行程で算出された運転条件をユーザ側のオペレータ端末へ出力して提示する最適運転条件提示行程とを備える運転計画策定行程とを具備することを特徴とする発電設備運用管理支援方法。 - 前記発電設備の各々に対し発電量の指令値を与える発電量制御信号発信行程を具備することを特徴とする請求項7記載の発電設備運用管理支援方法。
- 前記発電収益算出行程は、前記解析処理行程で算出された発電量に対する予備力の市場価格の推定値に基づき、計画ベース発電量と予備力発電量との和で表される前記発電設備の発電量のうちの計画ベース発電量と前記予備力の市場取引価格推定値との関係を算出する計画ベース発電量−市場価格特性算出ステップと、
前記発電量に対する予備力の市場価格の推定値に基づき、前記発電設備の発電量のうちの予備力発電量と前記予備力の市場取引価格推定値との関係を算出する予備力発電量−市場価格特性算出ステップと、
前記解析処理行程で算出された前記予備力使用確率に基づいて、前記予備力発電量と前記予備力使用確率との関係を算出する予備力発電量−予備力使用確率特性算出ステップと、
前記計画ベース発電量−市場価格特性算出ステップ、予備力発電量−市場価格特性算出ステップおよび予備力発電量−予備力使用確率特性算出ステップで算出した各特性を用いて、発電収入と前記計画ベース発電量と前記予備力発電量との和で表される発電量との関係を算出する発電量−発電収入特性算出ステップと、
前記発電運用コストに前記寿命消費コストを加味して算出される発電コストと発電量との関係を算出する発電量−発電コスト特性算出ステップと、
前記発電量−発電収入特性算出ステップで算出された発電量−発電収入特性と、前記発電量−発電コスト特性算出ステップで算出された発電量−発電コスト特性とから前記発電収益の期待値である発電収益期待値、前記計画ベース発電量および前記予備力発電量の関係を算出する計画ベース発電量−予備力発電量−発電収益期待値特性算出ステップとを備えることを特徴とする請求項7記載の発電設備運用管理支援方法。 - 前記発電コストは、前記予備力を確保する際に前記発電設備を定格オーバーで運用することにより生じ得る計画外の発電設備停止に対するリスクコストをさらに加味して算出されることを特徴とする請求項9記載の発電設備運用管理支援方法。
- 前記予備力を確保する際に前記発電設備を定格オーバーで運用することにより生じ得る計画外の発電設備停止に対するリスクヘッジとして提供する保険サービスの見積依頼を当該保険サービスを受けようとするユーザ側の端末から前記コンピュータが受け付ける保険受付処理ステップと、
前記保険受付処理ステップで見積依頼を受け付けた保険サービスの対象となる発電設備について前記運転履歴データベースから過去の運転履歴情報を読み出し、読み出した過去の運転履歴情報から前記予備力を確保する際に前記発電設備を定格オーバーで運用することにより生じ得る計画外発電設備停止発生確率を算出し、算出した計画外設備停止発生確率に前記発電設備の計画外設備停止時に発生する損失コストを乗算し数値化される計画外発電設備停止リスクを査定し評価する計画外設備停止リスク評価ステップと、
前記データ記録手段に、前記計画外設備停止リスクに対応する保険料金が規定された保険料金テーブルを備え、この料金テーブルを参照して、前記計画外設備停止リスク評価ステップで評価された計画外設備停止リスクと、当該計画外設備停止リスクに対応する保険料金とを取得し、取得した情報に基づき保険料金を見積し見積結果を前記ユーザ側の端末へ出力する保険料金見積結果出力ステップと、
前記保険料金見積結果出力ステップで見積された保険料金で前記ユーザ側の端末から保険の申込を前記コンピュータで受け付ける保険申込受付ステップと、
前記保険申込受付ステップで保険の申込を受け付けた後、保険料金の初期決済を行う保険料金初期決済処理ステップと、
前記保険料金初期決済処理ステップで保険料金の初期決済を行った後に、保険の対象となる発電設備について保険契約後の運転履歴情報を取得し、今回取得した運転履歴情報から再度、計画外発電設備停止発生確率を算出し、算出した計画外発電設備停止発生確率から数値化される計画外設備停止リスクを査定し評価する計画外設備停止リスク再評価ステップと、
前記料金テーブルを参照して、前記計画外設備停止リスク再評価ステップで評価した計画外設備停止リスクに対応する保険料金を再算定する保険料金再算定ステップと、
前記保険料金再算定ステップで再算定した保険料金と事前保険料金との差額を算出して事後決済を行う事後決済処理ステップとを備えることを特徴とする請求項7乃至10の何れか一の請求項に記載の発電設備運用管理支援方法。 - 寿命消費コスト算出部、予備力価格推定部、および、予備力使用確率推定部を備える解析処理手段と、運転計画策定手段と、発電設備の各種センサ情報および操作情報を蓄積した運転履歴データベースと、発電設備の寿命を計算するための物理式、物性式などの寿命計算式情報が格納されたプラントモデルデータベースと、過去の電力市場情報および発電実績情報が格納された電力市場データベースを備えるデータ記録手段と、オペレータ端末を具備する発電設備運用管理支援システムが実行する処理手順であって、
前記寿命消費コスト算出部が、運転履歴データベースおよびプラントモデルデータベースから、前記発電設備の運転履歴情報および寿命計算式情報を読み出し、読み出した運転履歴情報および寿命計算式情報に基づいて前記発電設備の定格出力オーバー運転も含む運転可能な範囲内で発電して予備力を確保する際に定格出力内運転時よりも余計に消費される寿命コストを含めた寿命消費コストを算出する寿命消費コスト算出行程と、前記予備力価格推定部が、現在の電力市場情報をリアルタイムに取得する市場情報取得手段から現在の電力市場情報を受け取り、受け取った現在の電力市場情報に基づいて予備力の市場価格を推定する予備力価格推定行程と、前記予備力使用確率推定部が、前記電力市場データベースから前記過去の電力市場情報および発電実績情報を読み出し、読み出した過去の電力市場情報および発電実績情報に基づき予備力として市場に入札した電力量と実際に入札を受けて発電した発電量とを集計し、全入札電力量に対する実際の発電量の割合として定義される予備力使用確率を推定する予備力使用確率推定行程とを備える解析処理行程と、
この解析処理行程で算出された前記寿命消費コスト、予備力の市場価格の推定値および予備力使用確率を考慮し、前記発電設備の定格出力オーバー運転も含む運転可能な範囲内で発電して前記予備力を確保することにより得られる発電収入から当該発電に必要な発電運用コストおよび前記寿命消費コストを差し引いた発電収益を算出する発電収益算出行程と、この発電収益算出行程で算出した発電収益が最適となる運転条件を算出する最適運転条件算出行程と、この最適運転条件算出行程で算出された運転条件をユーザ側のオペレータ端末へ出力して提示する最適運転条件提示行程とを備える運転計画策定行程とを具備する運転計画提示処理手順をコンピュータに実行させるプログラム。 - 請求項12記載の運転計画提示処理手順に、
前記発電設備の各々に対し発電量の指令値を与える発電量制御信号発信行程をさらに具備させた発電設備運転制御処理手順をコンピュータに実行させるプログラム。 - 前記発電収益算出行程は、前記解析処理行程で算出された発電量に対する予備力の市場価格の推定値に基づき、計画ベース発電量と予備力発電量との和で表される前記発電設備の発電量のうちの計画ベース発電量と前記予備力の市場取引価格推定値との関係を算出する計画ベース発電量−市場価格特性算出ステップと、前記発電量に対する予備力の市場価格の推定値に基づき、前記発電設備の発電量のうちの予備力発電量と前記予備力の市場取引価格推定値との関係を算出する予備力発電量−市場価格特性算出ステップと、前記解析処理行程で算出された前記予備力使用確率に基づいて、前記予備力発電量と前記予備力使用確率との関係を算出する予備力発電量−予備力使用確率特性算出ステップと、前記計画ベース発電量−市場価格特性算出ステップ、予備力発電量−市場価格特性算出ステップおよび予備力発電量−予備力使用確率特性算出ステップで算出した各特性を用いて、発電収入と前記計画ベース発電量と前記予備力発電量との和で表される発電量との関係を算出する発電量−発電収入特性算出ステップと、前記発電運用コストに前記寿命消費コストを加味して算出される発電コストと発電量との関係を算出する発電量−発電コスト特性算出ステップと、前記発電量−発電収入特性算出ステップで算出された発電量−発電収入特性と、前記発電量−発電コスト特性算出ステップで算出された発電量−発電コスト特性とから前記発電収益の期待値である発電収益期待値、前記計画ベース発電量および前記予備力発電量の関係を算出する計画ベース発電量−予備力発電量−発電収益期待値特性算出ステップとを備えることを特徴とする請求項12記載のプログラム。
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