JP7315315B2 - 運転支援システム、運転支援装置、運転支援方法およびプログラム - Google Patents
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Description
また、メーカによって、部品の寿命が判断される場合には、寿命の判断基準が恣意的で、且つ寿命の判断に多くの時間を要している。このため、メーカによってなされた余寿命の評価の結果に対してユーザ側で納得できない場合が多い。
さらに、余寿命が分からない状況で運転する場合には、運転員に、心理的に大きな不安を課してしまう。また、余寿命が分からない状況で運転する場合には、発電設備の管理費用が増大し、需給計画の不正確さが増大し、且つ電力費用の上昇を招くおそれがある。
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命に基づいて、発電設備を管理できる運転支援システム、運転支援装置、運転支援方法およびプログラムを提供することである。
本発明の一態様の運転支援システムにおいて、前記余寿命導出部が導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、前記部品の補修費用を導出する補修費用導出部を備え、前記運転モード選択部は、前記補修費用導出部が導出した前記部品の前記補修費用に基づいて、前記発電設備の運転モードを選択する。
本発明の一態様の運転支援システムにおいて、前記運転モード選択部が選択した前記運転モードに基づいて、前記発電設備を運転するプラント運転部をさらに備える。
本発明の一態様の運転支援システムにおいて、前記発電設備に含まれる前記機器を構成する前記部品の交換情報と余寿命情報とを含む補修計画情報を作成する補修計画情報作成部と、前記補修計画情報作成部が作成した前記補修計画情報に基づいて、前記発電設備の補修計画を策定する補修計画策定部とをさらに備える。
本発明の一態様の運転支援システムにおいて、前記補修計画策定部が策定した前記発電設備の前記補修計画に基づいて、補修工事を策定する補修工事策定部をさらに備える。
本発明の一態様は、複数の運転支援装置と、複数の前記運転支援装置と通信を行う中央給電指令装置とを含む運転支援システムであって、複数の前記運転支援装置の各々は、発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部と、前記余寿命導出部が導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、前記部品の補修費用を導出する補修費用導出部と、前記補修費用導出部が導出した前記部品の前記補修費用と、燃料費とに基づいて、発電費用を導出する発電費用導出部と、前記発電費用導出部が導出した前記発電費用を示す情報を、中央給電指令装置へ送信する送信部とを備え、前記中央給電指令装置は、複数の前記運転支援装置の各々が送信した前記発電費用を示す情報を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記発電費用を示す情報に基づいて、複数の前記運転支援装置に設定されている運転モードを変更するか否かを判定する運転モード判定部とを備える、運転支援システムである。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
(発電システム)
図1は、第1の実施形態の運転支援システムが適用される発電システムの一例を示すブロック図である。発電システム100は、電気を作り出すシステムである。
発電システム100は、プラント101と、プラント運転装置102と、運転データ管理装置103と、運転データ収集装置104と、データ分析装置105と、表示装置106と、データベース107とを備える。
プラント101は、原子力発電所、風力発電所、地熱発電所、火力発電所などの電気を作る発電所である。第1の実施形態では、プラント101の一例として、火力発電所を適用した場合について説明を続ける。火力発電所は、石油、石炭、天然ガス、廃棄物などの燃料の反応熱エネルギーを電力へ変換する。火力発電所(発電プラント)は、定格条件(負荷100%)で、発電熱効率が最大になるように設計されている。また、発電プラントは、負荷が下がるほど、発電熱効率が低下するように設計されている。そのため、1kWh発電するための燃料が増加する。
運転データ管理装置103は、プラント運転装置102と接続される。運転データ管理装置103は、プラント運転装置102が出力した運転モードを示す情報などの運転データを取得し、取得した運転データを管理する。運転データ管理装置103は、取得した運転データを、運転データ収集装置104へ出力する。
運転データ収集装置104は、運転データ管理装置103と接続される。運転データ収集装置104は、運転データ管理装置103が出力した運転データを収集する。また、運転データ収集装置104は、データ分析装置105が送信した運転データ要求を受信する。ここで、運転データ要求は、運転データを要求するために、データ分析装置105が送信する信号である。運転データ収集装置104は、受信した運転データ要求に対する応答信号である運転データ応答を作成する。運転データ応答には、運転モードを示す情報などの運転データが含まれる。運転データ収集装置104は、作成した運転データ応答を、データ分析装置105へ送信する。
データ分析装置105は、部品購入使用要求を作成し、作成した部品購入使用要求を、データベース107へ送信する。ここで、部品購入使用要求は、データベース107に記憶された情報から、ボイラー、ガスタービン、蒸気タービン、復水器、発電機、主変圧器、煤煙処理設備、煙突などの発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とを要求するために、データ分析装置105が送信する信号である。データベース107に記憶されている情報の詳細については、後述する。データ分析装置105は、部品購入使用要求に対してデータベース107が送信した部品購入使用応答を受信する。データ分析装置105は、受信した部品購入使用応答に含まれる発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とを取得する。
データ分析装置105は、取得した発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とに基づいて、余寿命を導出する。
データ分析装置105は、導出した余寿命と、取得した発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換費用を示す情報とに基づいて、補修費用を導出する。
データ分析装置105は、導出した補修費用と、複数の部品の各々の交換費用とに基づいて、運転モードを選択する。
データ分析装置105は、選択した運転モードに基づいて、複数の部品の各々の余寿命を再導出する。データ分析装置105は、複数の部品の各々を示す情報と、再導出した余寿命を示す情報とを関連付けた画像情報を作成し、作成した画像情報を表示装置106へ出力する。
表示装置106は、データ分析装置105が出力した画像情報を取得し、取得した画像情報を処理することによって表示する。
データベース107は、発電設備に含まれる機器に関するデータ(設備構成機器データ1071)と、機器を構成する部品の保守管理データ(機器部品保守管理データ1072)とを記憶する。
以下、発電システム100に含まれるデータ分析装置105と、データベース107とについて詳細に説明する。
図2は、第1の実施形態のデータ分析装置の一例を示すブロック図である。
データ分析装置105は、通信部210と、記憶部220と、情報処理部230と、I/F部240と、各構成要素を図2に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン250とを備える。
通信部210は、イーサネット(登録商標)などの通信規格にしたがって有線通信を行う通信モジュールによって実現される。通信部210は、運転データ収集装置104、データベース107などの他の装置と通信を行う。
具体的には、通信部210は、運転データ収集装置104へ運転データ要求を送信する。通信部210は、送信した運転データ要求に対して、運転データ収集装置104が送信した運転データ応答を受信し、受信した運転データ応答を、情報処理部230へ出力する。また、通信部210は、データベース107へ部品購入使用要求を送信する。通信部210は、送信した部品購入使用要求に対して、データベース107が送信した部品購入使用応答を受信し、受信した部品購入使用応答を、情報処理部230へ出力する。また、通信部210は、データベース107へ部品費用要求を送信する。通信部210は、送信した部品費用要求に対して、データベース107が送信した部品費用応答を受信し、受信した部品費用応答を、情報処理部230へ出力する。
アプリ224は、データ分析装置105に、運転データ要求を作成させ、作成させた運転データ要求を、運転データ収集装置104へ送信させる。アプリ224は、データ分析装置105に、運転データ要求に対して、運転データ収集装置104が送信した運転データ応答を受信させ、受信させた運転データ応答に含まれる運転データを取得させる。
アプリ224は、データ分析装置105に、部品購入使用要求を作成させ、作成させた部品購入使用要求を、データベース107へ送信させる。アプリ224は、データ分析装置105に、部品購入使用要求に対して、データベース107が送信した部品購入使用応答を受信させ、受信させた部品購入使用応答に含まれる発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とを取得させる。
アプリ224は、データ分析装置105に、部品費用要求を作成させ、作成させた部品費用要求を、運転データ収集装置104へ送信させる。アプリ224は、データ分析装置105に、部品費用要求に対して、データベース107が送信した部品費用応答を受信させ、受信させた部品費用応答に含まれる交換費用を示す情報を取得させる。
アプリ224は、データ分析装置105に、導出させた発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の余寿命を示す情報と、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換費用を示す情報とに基づいて、補修費用を導出させる。
アプリ224は、データ分析装置105に、導出させた補修費用に基づいて、運転モードを選択させる。
アプリ224は、データ分析装置105に、運転モードの選択結果に基づいて、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の余寿命を導出させる。
アプリ224は、データ分析装置105に、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々を示す情報と、その余寿命を示す情報とを関連付けた画像情報を作成させ、作成させた画像情報を、表示装置106へ出力させる。
取得部231は、運転データ要求を作成し、作成した運転データ要求を、通信部210へ出力する。取得部231は、通信部210が出力した運転データ応答を取得し、取得した運転データ応答を、運転モード選択部234へ出力する。
また、取得部231は、部品購入使用要求を作成し、作成した部品購入使用要求を通信部210へ出力する。取得部231は、通信部210が出力した部品購入使用応答を取得し、取得した部品購入使用応答を、余寿命導出部232へ出力する。
また、取得部231は、部品費用要求を作成し、作成した部品費用要求を通信部210へ出力する。取得部231は、通信部210が出力した部品費用応答を取得し、取得した部品費用応答を、補修費用導出部233と、運転モード選択部234とへ出力する。
余寿命導出部232は、導出した寿命が耐用期間以内である場合に、寿命から、購入日からの経過時間を減算することによって、余寿命を導出してもよい。余寿命導出部232は、導出した寿命が耐用期間より長い場合に、耐用期間から、購入日からの経過時間を減算することによって、余寿命を導出してもよい。余寿命導出部232は、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々について導出した余寿命を示す情報を、補修費用導出部233と、運転モード選択部234とへ出力する。
運転モード選択部234は、取得した運転データと、複数の部品の各々の余寿命を示す情報とに基づいて、運転モードを選択する。具体的には、運転モード選択部234は、複数の部品の各々の余寿命を示す情報に基づいて、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来する部品があるか否かを判定する。運転モード選択部234は、次の定期点検が到来するまでに余寿命が到来する部品がない場合には、運転モードを変更しない。
一方、運転モード選択部234は、次の定期点検が到来するまでに余寿命が到来する部品がある場合には、余寿命が到来する部品について、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来しないようにできるか否かを判定する。運転モード選択部234は、余寿命が到来する部品について、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来しないようにできる場合には、その部品の運転モードを変更すると判定する。運転モード選択部234は、余寿命が到来する部品について、運転モードを変更しても、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来する場合には、定期点検の日時を、余寿命が到来する日時以前に変更すると判定する。
運転モード選択部234は、取得した運転データに基づいて、設定している運転モードを把握する。ここでは、運転モード1が設定されている場合について説明を続ける。運転モード選択部234は、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、次回の定期点検のときに交換する予定の部品の交換費用と、補修費用との合計値(以下「第1合計値」という)が、第1閾値以下となる運転モードを選択する。
具体的には、運転モード選択部234は、第1合計値が第1閾値より大きい場合に、運転モードを変更する機器を選択する。運転モード選択部234は、選択した機器の運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方へ変更したと仮定した場合の第1合計値を導出する。運転モード1は、第1周期で起動と停止とを繰り返すため、第1周期よりも長い第2周期で起動と停止とを繰り返す運転モード2よりも負荷変動が大きくなる。このため、運転モード1は、運転モード2よりも、機器を構成する複数の部品の各々の寿命が短くなると想定される。運転モード2は、第2周期で起動と停止とを繰り返すため、連続して動作させる運転モード3よりも負荷変動が大きくなる。このため、運転モード2は、運転モード3よりも、機器を構成する複数の部品の各々の寿命が短くなると想定される。運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方へ変更することによって、運転モード1で運転を継続した場合よりも、機器を構成する複数の部品の各々の寿命を長くすることができると想定されるため、補修費用を低減できる。
運転モード選択部234は、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、発電原価を導出する。ここで、発電原価とは、単位量の電気の生産に必要な費用であり、kwh当たりの費用で示される。発電原価の導出には、様々な手法を適用できる。運転モード選択部234は、導出した発電原価に基づいて、発電原価が第2閾値以下となるように、運転モードを選択する。ここで、第2閾値は、予め設定される。
具体的には、運転モード選択部234は、発電原価が第2閾値より大きい場合に、運転モードを変更する機器を選択する。運転モード選択部234は、選択した機器の運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方へ変更したと仮定した場合の発電原価を導出する。運転モード1は、第1周期で起動と停止とを繰り返すため、第1周期よりも長い第2周期で起動と停止とを繰り返す運転モード2よりも負荷変動が大きくなる。このため、運転モード1は、運転モード2よりも、機器を構成する複数の部品の各々の寿命が短くなると想定される。運転モード2は、第2周期で起動と停止とを繰り返すため、連続して動作させる運転モード3よりも負荷変動が大きくなる。このため、運転モード2は、運転モード3よりも、機器を構成する複数の部品の各々の寿命が短くなると想定される。運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方へ変更することによって、運転モード1で運転を継続した場合よりも、機器を構成する複数の部品の各々の寿命を長くすることができると想定されるため、補修費用を低くでき、発電原価を低減できる。
前述したように、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、発電原価が導出される。しかし、実際には、発電原価は、部品の交換費用や補修費用に加えて、燃料費も大きな割合を占める。また、発電プラントは、定格条件で、発電熱効率が最大になるように設計されているため、運転モードや負荷によって発電熱効率が上下する。運転モードによって発電熱効率が上下するため、単位燃料当たりの発電量が上下する。単位燃料当たりの発電量が上下することによって、発電原価も影響を受けて上下する。
運転モード選択部234は、運転モードを選択する場合に、運転モードを選択した機器を示す情報と、選択した運転モードを示す情報とを関連付けた画像情報(以下「運転モード変更画像情報」という)を作成し、作成した運転モード変更画像情報をI/F部240を経由して、表示装置106へ出力する。
さらに、運転モード選択部234は、運転モードを選択した場合に、選択した運転モードへ、運転モードを変更することによって得られる複数の部品の各々の余寿命を示す情報を取得する。運転モード選択部234は、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々を示す情報と、その余寿命を示す情報とを関連付けた画像情報(以下「余寿命画像情報」という)を作成し、作成した画像情報をI/F部240を経由して、表示装置106へ出力する。
(設備構成機器データ)
図3は、設備構成機器データの一例を示す図である。
設備構成機器データ1071は、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々について、購入に関する情報(購入情報)と、使用に関する情報(使用情報)と、補修に関する情報(補修情報)と、交換に関する情報(交換情報)と、対応企業情報とを関連付けたテーブル形式の情報である。
購入情報には、購入日を示す情報と費用を示す情報とが含まれる。購入日は部品を購入した日であり、費用は購入した部品の費用である。
使用情報には耐用時間を示す情報と経過時間を示す情報とが含まれる。耐用時間は部品が使用に耐える時間を示す情報であり、経過時間は部品の使用を開始してから経過した時間を示す情報である。
補修情報には、履歴を示す情報と費用を示す情報とが含まれる。履歴は現在までに部品に対して行われた補修の内容を示す情報であり、費用は部品の補修の費用を示す情報である。
交換情報には、予定を示す情報と日数を示す情報と費用を示す情報とが含まれる。予定は部品を交換する予定を示す日時を示す情報であり、日数は部品の交換に要する期間を示す情報であり、費用は部品の補修に要する費用を示す情報である。
対応企業情報は、部品の交換に対応している一又は複数の企業情報である。
図3に示される例では、機器Aを構成する部品a1と、部品a2と、部品a3と、部品a4との各々について、購入情報(購入日、費用)と、使用情報(耐用時間、経過時間)と、補修情報(履歴、費用)と、交換情報(予定、日数、費用)と、対応企業情報とが関連付けられている。
また、機器Bを構成する部品b1と、部品b2と、・・・、との各々について、購入情報(購入日、費用)と、使用情報(耐用時間、経過時間)と、補修情報(履歴、費用)と、交換情報(予定、日数、費用)と、対応企業情報とが関連付けられている。
図4は、機器部品保守管理データの一例を示す図である。
機器部品保守管理データ1072は、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々について、検査に関する情報(検査情報)と、余寿命に関する情報(余寿命情報)とを関連付けたテーブル形式の情報である。
検査情報には、日時を示す情報と、項目を示す情報と、方法を示す情報と、変化量を示す情報とが含まれる。日時は検査を行った日時であり、項目は検査を行った項目であり、方法は検査の方法であり、変化量は検査することによって得られた値の前回からの変化量である。
余寿命情報には、運転モード1で動作させた場合の余寿命を示す情報と、運転モード2で動作させた場合の余寿命を示す情報と、運転モード3で動作させた場合の余寿命を示す情報とが含まれる。
運転モード1は、前述したように第1周期で起動と停止とを繰り返して動作させるときに設定する運転モードである。運転モード2は、前述したように第2周期で起動と停止とを繰り返して動作させるときに設定する運転モードである。運転モード3は、前述したように連続して動作させるときに設定する運転モードである。
図4に示される例では、機器Aを構成する部品a1と、部品a2と、部品a3と、部品a4との各々について、検査情報(日時、項目、方法、変化量)と、余寿命情報(運転モード1、運転モード2、運転モード3)とが関連付けられている。
また、機器Bを構成する部品b1と、部品b2と、・・・、との各々について、検査情報(日時、項目、方法、変化量)と、余寿命情報(運転モード1、運転モード2、運転モード3)とが関連付けられている。図1に戻り説明を続ける。
データベース107は、データ分析装置105が送信した部品購入使用要求を受信し、受信した部品購入使用要求に基づいて、設備構成機器データ1071に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入情報の購入日を示す情報と、使用情報の耐用時間を示す情報とを取得する。データベース107は、取得した機器を構成する複数の部品の各々の購入情報の購入日を示す情報と、使用情報の耐用時間を示す情報とを含む部品購入使用応答を作成し、作成した部品購入使用応答を、データ分析装置105へ送信する。
また、データベース107は、データ分析装置105が送信した部品費用要求を受信し、受信した部品費用要求に基づいて、設備構成機器データ1071に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換情報の費用を示す情報を取得する。データベース107は、取得した機器を構成する複数の部品の各々の費用を示す情報を示す情報を含む部品費用応答を作成し、作成した部品費用応答を、データ分析装置105へ送信する。
図5は、第1の実施形態の発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。図5には、データ分析装置105が、運転データと複数の部品の各々の余寿命を示す情報とに基づいて、運転モードを選択する動作の一例が示される。図5に示される例では、データ分析装置105の情報処理部230の取得部231が、取得した運転データ応答を運転モード選択部234へ出力し、部品購入使用応答を余寿命導出部232へ出力し、部品費用応答を補修費用導出部233と運転モード選択部234とへ出力した後の動作を説明する。
(ステップS1)
余寿命導出部232は、取得部231が出力した部品購入使用応答を取得し、取得した部品購入使用応答に含まれる発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とを取得する。余寿命導出部232は、取得した発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とに基づいて、複数の部品の各々の余寿命を導出する。余寿命導出部232は、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々について導出した余寿命を示す情報を、補修費用導出部233と、運転モード選択部234とへ出力する。
(ステップS2)
運転モード選択部234は、取得部231が出力した運転データ応答を取得し、取得した運転データ応答に含まれる運転データ(運転モード)を取得する。
(ステップS3)
運転モード選択部234は、余寿命導出部232が導出した複数の部品の各々の余寿命を示す情報を取得する。運転モード選択部234は、複数の部品の各々の余寿命を示す情報に基づいて、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来する部品があるか否かを判定する。
(ステップS4)
運転モード選択部234は、次の定期点検が到来するまでに余寿命が到来する部品がある場合には(ステップS3:YES)、余寿命が到来する部品を抽出する。
(ステップS5)
運転モード選択部234は、次の定期点検が到来するまでに余寿命が到来する部品がない場合には(ステップS3:NO)、運転モードを変更しない。
(ステップS6)
運転モード選択部234は、次の定期点検が到来するまでに余寿命が到来する部品がある場合には、余寿命が到来する部品について、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来しないようにできるか否かを判定する。
(ステップS7)
運転モード選択部234は、余寿命が到来する部品について、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来しないようにできる場合には(ステップS6:YES)、その部品の運転モードを変更すると判定し、運転モードを選択する。
(ステップS8)
運転モード選択部234は、運転モード変更画像情報を作成し、作成した運転モード変更画像情報をI/F部240を経由して、表示装置106へ出力する。表示装置106は、データ分析装置105が出力した運転モード変更画像情報を取得し、取得した運転モード変更画像情報を処理することによって表示する。
(ステップS9)
運転モード選択部234は、余寿命画像情報を作成し、作成した余寿命画像情報をI/F部240を経由して、表示装置106へ出力する。表示装置106は、データ分析装置105が出力した余寿命画像情報を取得し、取得した余寿命画像情報を処理することによって表示する。
(ステップS10)
運転モード選択部234は、余寿命が到来する部品について、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来しないようにできない場合には(ステップS6:NO)、定期点検の日時を、余寿命が到来する日時以前に変更すると判定する。
図5に示されるフローチャートにおいて、ステップS1の処理とステップS2の処理とを入れ替えてもよい。また、ステップS8の処理とステップS9の処理とを入れ替えてもよい。
図6は、第1の実施形態の発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。図6には、データ分析装置105が、運転データと、複数の部品の各々の余寿命を示す情報と、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、運転モードを選択する動作の一例が示される。図6に示される例では、データ分析装置105の情報処理部230の取得部231が、取得した運転データ応答を運転モード選択部234へ出力し、部品購入使用応答を余寿命導出部232へ出力し、部品費用応答を補修費用導出部233と運転モード選択部234とへ出力した後の動作を説明する。
ステップS11は、図5を参照して説明したステップS1を適用できる。
(ステップS12)
補修費用導出部233は、取得部231が出力した部品費用応答を取得し、取得した部品費用応答に含まれる発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換費用を示す情報を取得する。補修費用導出部233は、余寿命導出部232が出力した発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の余寿命を示す情報を取得する。補修費用導出部233は、取得した発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の余寿命を示す情報とに基づいて、補修費用を導出する。補修費用導出部233は、導出した補修費用を示す情報を、運転モード選択部234へ出力する。
(ステップS13)
運転モード選択部234は、取得部231が出力した部品費用応答を取得し、取得した部品費用応答に含まれる発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換費用を示す情報を取得する。運転モード選択部234は、余寿命導出部232が導出した複数の部品の各々の余寿命を示す情報を取得する。運転モード選択部234は、補修費用導出部233が出力した複数の部品の各々の補修費用を示す情報を取得する。
運転モード選択部234は、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、次回の定期点検のときに交換する予定の部品の交換費用と、補修費用とを合計することによって、第1合計値を導出する。
(ステップS14)
運転モード選択部234は、第1合計値が、第1閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS15)
運転モード選択部234は、第1合計値が、第1閾値以下であると判定した場合には(ステップS14:YES)、運転モードを変更しない。
(ステップS16)
運転モード選択部234は、第1合計値が、第1閾値以下でないと判定した場合には(ステップS14:NO)、運転モードを変更する機器を選択する。運転モード選択部234は、選択した機器の運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方へ変更したと仮定した場合に、第1合計値が、第1閾値以下になるか否かを判定する。
(ステップS17)
運転モード選択部234は、第1合計値が、第1閾値以下になると判定した場合には(ステップS16:YES)、その部品の運転モードを変更すると判定する。
ステップS18-S19は、図5のステップS8-S9を適用できる。
(ステップS20)
運転モード選択部234は、第1合計値が、第1閾値以下にならないと判定した場合には(ステップS16:NO)、定期点検の日時を、余寿命が到来する日時以前に変更すると判定する。
図6に示されるフローチャートにおいて、ステップS11の処理とステップS12の処理とを入れ替えてもよい。また、ステップS18の処理とステップS19の処理とを入れ替えてもよい。
図7は、第1の実施形態の発電システムの動作の一例を示すフローチャートである。図7には、データ分析装置105が、運転データと、複数の部品の各々の余寿命を示す情報と、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、運転モードを選択する動作の一例が示される。図7に示される例では、データ分析装置105の情報処理部230の取得部231が、取得した運転データ応答を運転モード選択部234へ出力し、部品購入使用応答を余寿命導出部232へ出力し、部品費用応答を補修費用導出部233と運転モード選択部234とへ出力した後の動作を説明する。
ステップS21は図5を参照して説明したステップS1を適用でき、ステップS22は図6を参照して説明したステップS12を適用できる。
(ステップS23)
運転モード選択部234は、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、発電原価を導出する。
(ステップS24)
運転モード選択部234は、発電原価が、第2閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS25)
運転モード選択部234は、発電原価が、第2閾値以下であると判定した場合には(ステップS24:YES)、運転モードを変更しない。
(ステップS26)
運転モード選択部234は、発電原価が、第2閾値以下でないと判定した場合には(ステップS24:NO)、運転モードを変更する機器を選択する。運転モード選択部234は、選択した機器の運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方へ変更したと仮定した場合に、発電原価が、第2閾値以下になるか否かを判定する。
運転モード選択部234は、発電原価が、第2閾値以下になると判定した場合には(ステップS26:YES)、その部品の運転モードを変更すると判定する。
ステップS28-S29は、図5のステップS8-S9を適用できる。
(ステップS30)
運転モード選択部234は、発電原価が、第2閾値以下にならないと判定した場合には(ステップS26:NO)、定期点検の日時を、余寿命が到来する日時以前に変更すると判定する。
図7に示されるフローチャートにおいて、ステップS21の処理とステップS22の処理とを入れ替えてもよい。また、ステップS28の処理とステップS29の処理とを入れ替えてもよい。
前述した第1の実施形態では、運転モードの一例として、データ分析装置105が、運転モード1と、運転モード2と、運転モード3とのいずれかを選択する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、運転モードとして、2つの運転モードのいずれかを選択できるようにしてもよいし、4以上の運転モードのいずれかを選択できるようにしてもよい。
前述した第1の実施形態では、データ分析装置105と、運転データ収集装置104とがイーサネット(登録商標)などの通信規格にしたがって有線通信を行う場合について説明したが、この限りでない。例えば、データ分析装置105と、運転データ収集装置104とが無線で通信を行うようにしてもよい。データ分析装置105と、データベース107との間についても同様である。
前述した第1の実施形態では、データ分析装置105が発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の購入日を示す情報と、耐用期間を示す情報とに基づいて、余寿命を導出する場合について説明したがこの例に限られない。データ分析装置105が余寿命を導出する方法は、様々な手法を適用できる。例えば、データ分析装置105は、これまで経験無い運転モードについては、解析的補間を実施することで機器の余寿命を予測するようにしてもよい。このように構成することによって、特に、定期点検のときに、実機分析データによって解析的補間を検証することができるため、余寿命の予測精度を向上できる。
前述した第1の実施形態では、データ分析装置105が補修費用と、複数の部品の各々の交換費用とに基づいて、運転モードを選択する場合について説明したがこの例に限られない。データ分析装置105が運転モードを選択する方法は、様々な手法を適用できる。
前述した第1の実施形態では、データ分析装置105が、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来する部品があると判定した場合に、運転モードを変更する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、データ分析装置105が、次の定期点検が到来するまでに、余寿命が到来する部品がないと判定した場合でも、運転モードを変更してもよい。例えば、データ分析装置105は、第1合計値を導出し、導出した第1合計値が、最小となる運転モードへ変更してもよいし、発電原価を導出し、導出した発電原価が、最小となる運転モードへ変更してもよい。
前述した第1の実施形態では、データ分析装置105が、運転モード変更画像情報と、余寿命画像情報とを、表示装置106に表示させる場合について説明したが、この例にかぎられない。例えば、データ分析装置105は、余寿命モニタリングして、余寿命を残して補修した場合の補修費用を逐次算定し、算定した結果を、表示装置106に表示させてもよい。このように構成することによって、設備の定期点検のときの補修費を知らせることができる。
前述した第1の実施形態において、余寿命を残した場合の補修費用と、設備の余寿命価値とを比較することによって、発電費用を最小化してもよい。このように構成することによって、発電設備の寿命管理、発電設備の活用に対するインセンティブを働かせることができるため、発電原価を低減できる。
また、発電システム100は、発電設備の時々刻々の余寿命をオンラインでモニターし、モニターした結果を、表示装置106に表示できるため、余寿命を残した部品の交換と廃棄とを低減させることができる。余寿命を残した部品の交換と廃棄とを低減させることによって、発電コストを低減できる。また、発電設備の時々刻々の余寿命をモニターし、モニターした結果を、表示装置106に表示できることによって、設備運転員の不安を払拭できる。
また、発電システム100は、余寿命をモニターすることによって、寿命時期が点検時期よりも前になる場合には、運転モードを調整または定期点検の時期を調整する。このように構成することによって、発電設備全体の最適化を図ることができるため、需給計画の策定に大きな尤度を与えることができる。
また、発電システム100は、余寿命をモニターすることによって、予定外停止を低減できるとともに、発電原価を低減できる。予定外停止を低減できることから、より長期に亘る正確な需給計画を策定できるため、リスクを低減し、保険査定金額を低減できる。
また、これまで、電力市場にて限界費用に含めることが難しかった修繕費と運用費とを算定できるため、発電事業者の運営を安定化できる。
また、発電設備の安全率を1として、設備の運用費用を削減しても、設備を安心して運用できる。
(発電システム)
図8は、第1の実施形態の変形例の運転支援システムが適用される発電システムの一例を示すブロック図である。発電システム100aは、電気を作り出すシステムである。
発電システム100aは、プラント101と、プラント運転装置102aと、運転データ管理装置103と、運転データ収集装置104と、データ分析装置105aと、表示装置106と、データベース107とを備える。
プラント運転装置102aは、プラント101と接続される。プラント運転装置102aは、プラント運転装置102の機能に加えて、データ分析装置105aが送信した制御信号を受信し、受信した制御信号に含まれる運転モードを示す情報に基づいて、運転モードを、発電設備に含まれる機器に対して設定する。このように構成することによって、発電設備に含まれる機器は、データ分析装置105aが選択した運転モードにしたがって、動作する。
データ分析装置105aは、データ分析装置105の機能に加えて、選択した運転モードを示す情報を含む制御信号を作成し、作成した制御信号を、プラント運転装置102aへ送信する。
図9は、第1の実施形態の変形例のデータ分析装置の一例を示すブロック図である。
データ分析装置105aは、通信部210と、記憶部220aと、情報処理部230aと、I/F部240と、各構成要素を図9に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン250とを備える。
記憶部220aは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部220aには、情報処理部230aにより実行されるプログラム222と、アプリ224aとが記憶される。
アプリ224aは、アプリ224に加えて、以下を、データ分析装置105aに、実行させる。アプリ224aは、データ分析装置105aに、導出させた補修費用に基づいて、運転モードを選択させる。アプリ224aは、データ分析装置105aに、選択させた運転モードを示す情報を含む制御信号を作成させ、作成させた制御信号を、プラント運転装置102aへ送信させる。
運転モード選択部234aは、運転モード選択部234の機能に加えて、選択した運転モードを示す情報を含み、プラント運転装置102aを宛先とする制御信号を作成し、作成した制御信号を、通信部210へ出力する。
通信部210は、運転モード選択部234aが出力した制御信号を取得し、取得した制御信号を、プラント運転装置102aへ送信する。
前述した第1実施形態の変形例では、データ分析装置105aが、運転モードを選択した場合に、運転モード変更画像情報を作成する場合について説明したが、この限りでない。例えば、データ分析装置105aは、運転モードを選択した場合に、運転モードを示す情報を含む制御信号を作成し、作成した制御信号を、プラント運転装置102aへ送信する。オペレータに、運転モードを変更することを通知する必要がないため、データ分析装置105aは、運転モード変更画像情報を作成する処理を省略してもよい。
第1の実施形態の変形例の発電システム100aによれば、データ分析装置105aは、部品の補修費用に基づいて選択した運転モードを示す情報を含み、プラント運転装置102aを宛先とする制御情報を作成する。データ分析装置105aは、作成した制御情報をプラント運転装置102aへ送信する。プラント運転装置102aは、データ分析装置105aが送信した制御情報を受信し、受信した制御信号に含まれる運転モードに基づいて、発電設備に含まれる機器を動作させる。このように構成することによって、発電設備に含まれる機器の運転モードを変更する操作をオペレータに行わせることなく、自動的に、発電設備に含まれる機器の運転モードを変更できる。
(発電システム)
図10は、第2の実施形態の運転支援システムが適用される発電システムの一例を示すブロック図である。発電システム100bは、電気を作り出すシステムである。
発電システム100bは、プラント101と、プラント運転装置102と、運転データ管理装置103bと、運転データ収集装置104と、データ分析装置105bと、表示装置106と、データベース107とを備える。
運転データ管理装置103bは、プラント運転装置102と接続される。運転データ管理装置103bは、運転データ管理装置103の機能に加えて、データ分析装置105bが出力する発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の余寿命を示す情報に基づいて、補修計画を策定する。運転データ管理装置103bは、策定した補修計画に基づいて、補修工事を策定する。
図11は、第2の実施形態の運転データ管理装置の一例を示すブロック図である。
運転データ管理装置103bは、通信部310と、記憶部320と、情報処理部330と、各構成要素を図11に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン350とを備える。
通信部310は、イーサネット(登録商標)などの通信規格にしたがって有線通信を行う通信モジュールによって実現される。通信部310は、プラント運転装置102、運転データ収集装置104、データ分析装置105bなどの他の装置と通信を行う。
具体的には、通信部310は、データ分析装置105bが送信した補修計画情報を受信し、受信した補修計画情報を、情報処理部330へ出力する。
記憶部320は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部320には、情報処理部330により実行されるプログラム322と、アプリ324と、機器部品補修計画管理データ326とが記憶される。
アプリ324は、運転データ管理装置103bに、データ分析装置105bが送信した補修計画情報を受信させる。
アプリ324は、運転データ管理装置103bに、受信させた補修計画情報に含まれる情報と、記憶部320に記憶されている機器部品補修計画管理データ326とに基づいて、補修計画を策定させる。アプリ324は、運転データ管理装置103bに、策定させた補修計画に基づいて、補修工事を策定させる。
(機器部品補修計画管理データ)
図12は、機器部品補修計画管理データの一例を示す図である。
機器部品補修計画管理データ326は、発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々について、補修日程に関する情報(補修日程情報)と、補修に関する情報(補修情報)と、交換に関する情報(交換情報)と、発注先情報とを関連付けたテーブル形式のデータである。
補修日程情報は、補修を開始する日付を示す情報である。補修情報は、日数を示す情報と、費用を示す情報とを含む。日数は補修に要する日数であり、費用は補修の費用である。交換情報は、日数を示す情報と、費用を示す情報とを含む。日数は交換に要する日数であり、費用は交換の費用である。発注先情報は、補修と交換とのいずれか一方又は両方を発注する企業を示す情報である。
図12に示される例では、機器Aを構成する部品a1と、部品a2と、部品a3と、部品a4との各々について、補修日程情報と、補修情報(日数、費用)と、交換情報(日数、費用)と、発注先情報とが関連付けられている。
また、機器Bを構成する部品b1と、部品b2と、・・・、との各々について、補修日程情報と、補修情報(日数、費用)と、交換情報(日数、費用)と、発注先情報とが関連付けられている。図11に戻り説明を続ける。
取得部331は、通信部310が出力した補修計画情報を取得し、取得した補修計画情報を、補修計画策定部332へ出力する。
補修計画策定部332は、取得部331が出力した補修計画情報を取得し、取得した補修計画情報に基づいて、補修計画を策定する。具体的には、取得部331は、補修計画情報に含まれる発電設備に含まれる機器を構成する複数の部品の各々の交換情報と、対応企業情報と、余寿命情報とを取得する。補修計画策定部332は、取得した機器を構成する複数の部品の各々の交換情報と、余寿命情報とに基づいて、補修費用と、納期とを導出する。ここで、補修計画策定部332は、対応企業情報に基づいて、対応企業に、補修費用と、納期との見積もりを依頼し、対応企業からの見積もり結果を取得してもよい。補修計画策定部332は、導出することによって得られた補修費用を示す情報と、納期を示す情報とに基づいて、記憶部320の機器部品補修計画管理データ326の機器を構成する複数の部品の各々について、補修日程と、補修情報(日数、費用)と、交換情報(日数、費用)と、発注先情報とを設定することによって、補修計画を策定する。補修計画策定部332は、補修計画の策定結果を、補修工事策定部333へ出力する。
補修工事策定部333は、補修計画策定部332が出力した補修計画の策定結果を取得し、取得した補修計画の策定結果に基づいて、補修工事のスケジュールを作成する。
図13は、補修工事のスケジュールの一例を示す図である。図13に示される例では、1から41の複数の期間の各々で、工事1から工事17のいずれかが行われることが示されている。工事1から工事17の各々は、工場製作、現地準備、現地工事の順に実行される。工場製作は、工場で部品が製作されることである。現地準備は、工場で製作された部品を、プラント101へ搬送するなど、現地でも作業の準備を行うことである。現地工事は、プラント101で、補修工事を行うことである。
図14は、第2の実施形態のデータ分析装置の一例を示すブロック図である。
データ分析装置105bは、通信部210と、記憶部220bと、情報処理部230bと、I/F部240と、各構成要素を図14に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン250とを備える。
記憶部220bは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部220bには、情報処理部230bにより実行されるプログラム222と、アプリ224bとが記憶される。
アプリ224bは、アプリ224に加えて、以下を、データ分析装置105bに、実行させる。
アプリ224bは、データ分析装置105bに、補修計画情報要求を作成させ、作成させた補修計画情報要求を、データベース107へ送信させる。アプリ224bは、データ分析装置105bに、補修計画情報要求に対して、データベース107が送信した補修計画情報応答を受信させ、受信させた補修計画情報応答に含まれる交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを取得させる。
アプリ224bは、データ分析装置105bに、取得させた交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含む補修計画情報を作成させ、作成させた補修計画情報を、運転データ管理装置103bへ送信させる。
補修計画情報作成部236は、補修計画情報を要求するための補修計画情報要求を作成し、作成した補修計画情報要求を、通信部210へ出力する。
通信部210は、補修計画情報作成部236が出力した補修計画情報要求を取得し、取得した補修計画情報要求を、データベース107へ送信する。データベース107は、データ分析装置105bが送信した補修計画情報要求を受信し、受信した補修計画情報要求に基づいて、設備構成機器データ1071から交換情報と対応企業情報とを取得し、機器部品保守管理データ1072から余寿命情報を取得する。データベース107は、取得した交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含む補修計画情報応答を作成し、作成した補修計画情報応答を、データ分析装置105bへ送信する。
データ分析装置105bの通信部210は、データベース107が送信した補修計画情報応答を受信し、受信した補修計画情報応答を、情報処理部230bへ出力する。補修計画情報作成部236は、通信部210が出力した補修計画情報応答を取得し、取得した補修計画情報応答に含まれる交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを取得し、取得した交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含み、運転データ管理装置103bを宛先とする補修計画情報を作成し、作成した補修計画情報を通信部210へ出力する。
図15は、第2の実施形態の発電システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図15には、運転データ管理装置103bが、データ分析装置105bから補修計画情報を取得し、取得した補修計画情報に基づいて、補修計画を策定し、策定した補修計画に基づいて、補修工事を策定する処理を示す。
(ステップS31)
データ分析装置105bの補修計画情報作成部236は、補修計画情報要求を作成し、作成した補修計画情報要求を、通信部210へ出力する。
(ステップS32)
通信部210は、補修計画情報作成部236が出力した補修計画情報要求を取得し、取得した補修計画情報要求を、データベース107へ送信する。
(ステップS33)
データベース107は、データ分析装置105bが送信した補修計画情報要求を受信し、受信した補修計画情報要求に基づいて、設備構成機器データ1071から交換情報と対応企業情報とを取得し、機器部品保守管理データ1072から余寿命情報を取得する。データベース107は、取得した交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含む補修計画情報応答を作成する。
(ステップS34)
データベース107は、作成した補修計画情報応答を、データ分析装置105bへ送信する。
(ステップS35)
データ分析装置105bの通信部210は、データベース107が送信した補修計画情報応答を受信し、受信した補修計画情報応答を、情報処理部230bへ出力する。情報処理部230bの補修計画情報作成部236は、通信部210が出力した補修計画情報応答を取得し、取得した補修計画情報応答に含まれる交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含み、運転データ管理装置103bを宛先とする補修計画情報を作成し、作成した補修計画情報を通信部210へ出力する。
(ステップS36)
通信部210は、補修計画情報作成部236が出力した補修計画情報を取得し、取得した補修計画情報を、運転データ管理装置103bへ送信する。
(ステップS37)
運転データ管理装置103bの通信部310は、データ分析装置105bが送信した補修計画情報を情報処理部330へ出力する。情報処理部330の取得部は、通信部310が出力した補修計画情報を取得し、取得した補修計画情報を、補修計画策定部332へ出力する。補修計画策定部332は、取得部331が出力した補修計画情報を取得し、取得した補修計画情報に含まれる交換情報と対応企業情報と余寿命情報とに基づいて、補修計画を策定する。補修計画策定部332は、補修計画の策定結果を、補修工事策定部333へ出力する。
(ステップS38)
補修工事策定部333は、補修計画策定部332が出力した補修計画の策定結果を取得し、取得した補修計画の策定結果に基づいて、補修工事のスケジュールを作成する。
前述した第2の実施形態では、データ分析装置105bと、運転データ管理装置103bとがイーサネット(登録商標)などの通信規格にしたがって有線通信を行う場合について説明したが、この限りでない。例えば、データ分析装置105bと、運転データ管理装置103bとが無線で通信を行うようにしてもよい。データ分析装置105bと、運転データ収集装置104と、データベース107との間についても同様である。
前述した第2の実施形態において、データ分析装置105bは、余寿命をモニターした結果に基づいて、補修時期を予測し、補修時期を予測した結果を、運転データ管理装置103bへ送信するようにしてもよい。運転データ管理装置103bは、データ分析装置105bが送信した補修時期を予測した結果に基づいて、補修計画を策定する。このように補修時期を予測した結果に基づいて、補修計画を策定することによって、補修計画の信頼性を向上できるため、補修費と予備品の信頼性を向上できる。
前述した第2の実施形態において、設備を運転中に、補修箇所を特定し、特定した補修箇所の補修費用を算定し、部品を購入し、補修メーカへ補修を指示するようにしてもよい。このように構成することによって、定期点検の期間を短くできるとともに、定期点検の費用と、修繕費用とのいずれか一方又は両方を低減できる。
第2の実施形態の発電システム100bによれば、データ分析装置105bは、データベース107へ、補修計画情報要求を送信し、送信した補修計画情報要求に対して、データベース107が送信した補修計画情報応答を受信する。データ分析装置105bは、補修計画情報応答に含まれる交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを取得し、取得した交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含む補修計画情報を作成し、作成した保守計画情報を、運転データ管理装置103bへ送信する。運転データ管理装置103bは、データ分析装置105bが送信した補修計画情報を受信し、受信した補修計画情報に含まれる交換情報と対応企業情報と余寿命情報とに基づいて、補修計画を策定し、策定した補修計画に基づいて、補修工事を策定する。このように構成することによって、データ分析装置105bから、運転データ管理装置103bへ交換情報と対応企業情報と余寿命情報とを含む補修計画情報を通知できるため、運転データ管理装置103bは、補修計画情報に基づいて、補修計画を策定できる。
(発電システム)
図16は、第3の実施形態の運転支援システムが適用される発電システムの一例を示すブロック図である。発電システム200は、電気を作り出すシステムである。
発電システム200は、データ分析装置105-1と、データ分析装置105-2と、中央給電指令装置400とを備える。
データ分析装置105-1は発電システム100-1に含まれ、データ分析装置105-2は発電システム100-2に含まれる。図16において、発電システム100-1に含まれるプラント101と、プラント運転装置102と、運転データ管理装置103と、運転データ収集装置104と、表示装置106と、データベース107とは省略される。また、発電システム100-2に含まれるプラント101と、プラント運転装置102と、運転データ管理装置103と、運転データ収集装置104と、表示装置106と、データベース107とは省略される。
データ分析装置105-1とデータ分析装置105-2とは、データ分析装置105を適用できる。ただし、データ分析装置105-1と、データ分析装置105-2との各々は、複数の部品の各々の交換費用を示す情報と、補修費用を示す情報とに基づいて、発電原価を導出し、導出した発電原価を示す情報と含み、中央給電指令装置400を宛先とする発電原価通知情報を作成し、作成した発電原価通知情報を、中央給電指令装置400へ送信する。
データ分析装置105-1と、データ分析装置105-2との各々は、中央給電指令装置400へ送信した発電原価通知情報に対して中央給電指令装置400が送信した運転モード通知情報を受信した場合に、受信した運転モード通知情報に含まれる運転モードを表示する。
図17は、第3の実施形態の中央給電指令装置の一例を示すブロック図である。
中央給電指令装置400は、通信部410と、記憶部420と、情報処理部430と、各構成要素を図17に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン450とを備える。
通信部410は、イーサネット(登録商標)などの通信規格にしたがって有線通信を行う通信モジュールによって実現される。通信部410は、データ分析装置105-1、データ分析装置105-2などの他の装置と通信を行う。具体的には、通信部410は、データ分析装置105-1が送信した第1発電原価通知情報を受信し、受信した第1発電原価通知情報を、情報処理部430へ出力する。また、通信部410は、データ分析装置105-2が送信した第2発電原価通知情報を受信し、受信した第2発電原価通知情報を、情報処理部430へ出力する。通信部410は、情報処理部430が出力した第1運転モード通知情報を取得し、取得した第1運転モード通知情報を、データ分析装置105-1へ送信する。また、通信部410は、情報処理部430が出力した第2運転モード通知情報を取得し、取得した第2運転モード通知情報を、データ分析装置105-2へ送信する。
アプリ424は、中央給電指令装置400に、データ分析装置105-1が送信した第1発電原価通知情報を受信させる。アプリ424は、中央給電指令装置400に、データ分析装置105-2が送信した第2発電原価通知情報を受信させる。
アプリ424は、中央給電指令装置400に、受信させた第1発電原価通知情報に含まれる第1発電原価を示す情報と、第2発電原価通知情報に含まれる第2発電原価を示す情報とに基づいて、運転モードを変更させるか否かを判定させる。アプリ424は、運転モードを変更させると判定した場合に、中央給電指令装置400に、発電システム100-1と、発電システム100-2との各々に設定する運転モードを選択させる。
アプリ424は、中央給電指令装置400に、発電システム100-1に設定する運転モードを示す情報を含む第1運転モードを作成させる。アプリ424は、中央給電指令装置400に、作成させた第1運転モード通知情報を、データ分析装置105-1へ送信させる。
アプリ424は、中央給電指令装置400に、発電システム100-2に設定する運転モードを示す情報を含む第2運転モードを作成させる。アプリ424は、中央給電指令装置400に、作成させた第2運転モード通知情報を、データ分析装置105-2へ送信させる。
取得部431は、通信部410が出力した第1発電原価通知情報を取得し、取得した第1発電原価通知情報を、運転モード選択部434へ出力する。取得部431は、通信部410が出力した第2発電原価通知情報を取得し、取得した第2発電原価通知情報を、運転モード選択部434へ出力する。
運転モード選択部434は、取得部431が出力した第1発電原価通知情報と第2発電通知情報とを取得し、取得した第1発電原価通知情報に含まれる第1発電原価と第2発電通知情報に含まれる第2発電原価とを加重平均した発電原価を導出する。第1発電原価と第2発電通知情報に含まれる第2発電原価とを加重平均した発電原価は、式(3)で示される。
運転モード選択部434は、第1発電原価と第2発電原価とを加重平均した発電原価が、第3閾値より大きいと判定した場合には、運転モードを変更すると判定する。運転モード選択部434は、運転モードを変更すると判定した場合に、データ分析装置105-1の第1運転モードと、データ分析装置105-2の第2運転モードとを選択する。運転モード選択部434は、運転モード1から変更する第1運転モードとして、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方を選択する。運転モード選択部434は、運転モード1から変更する第2運転モードとして、運転モード2と運転モード3とのいずれか一方を選択する。運転モード選択部434は、第1運転モードを示す情報を含み、データ分析装置105-1を宛先とする第1運転モード通知情報を作成し、作成した第1運転モード通知情報を、通信部410へ出力する。また、運転モード選択部434は、第2運転モードを示す情報を含み、データ分析装置105-2を宛先とする第2運転モード通知情報を作成し、作成した第2運転モード通知情報を、通信部410へ出力する。
図18は、第3の実施形態の発電システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図18には、中央給電指令装置400が、データ分析装置105-1が送信した第1発電原価通知情報と、データ分析装置105-2が送信した第2発電原価通知情報とを受信し、受信した第1発電原価通知情報と第2発電原価通知情報とに基づいて、データ分析装置105-1の第1運転モードと、データ分析装置105-2の第2運転モードとを選択する。中央給電指令装置400は、第1運転モードを示す情報を含む第1運転モード通知情報を、データ分析装置105-1へ送信し、第2運転モードを示す情報を含む第2運転モード通知情報を、データ分析装置105-2へ送信する。
図18に示される例では、データ分析装置105-1と、データ分析装置105-2との各々の情報処理部230の取得部231が、取得した運転データ応答を運転モード選択部234へ出力し、部品購入使用応答を余寿命導出部232へ出力し、部品費用応答を補修費用導出部233と運転モード選択部234とへ出力した後の動作を説明する。
ステップS41-S43は、図7を参照して説明したステップS21-S23を適用できる。
(ステップS44)
データ分析装置105-1の運転モード選択部234は、導出した第1発電原価を示す情報を含み、中央給電指令装置400を宛先とする第1発電原価通知情報を作成し、作成した第1発電原価通知情報を、通信部210へ出力する。通信部210は、運転モード選択部234が出力した第1発電原価通知情報を取得し、取得した第1発電原価通知情報を、中央給電指令装置400へ送信する。
ステップS45-S47は、図7を参照して説明したステップS21-S23を適用できる。
(ステップS48)
データ分析装置105-2の運転モード選択部234は、導出した第2発電原価を示す情報を含み、中央給電指令装置400を宛先とする第2発電原価通知情報を作成し、作成した第2発電原価通知情報を、通信部210へ出力する。通信部210は、運転モード選択部234が出力した第2発電原価通知情報を取得し、取得した第2発電原価通知情報を、中央給電指令装置400へ送信する。
(ステップS49)
中央給電指令装置400の通信部410は、データ分析装置105-1が送信した第1発電原価通知情報と、データ分析装置105-2が送信した第2発電原価通知情報とを受信し、受信した第1発電原価通知情報と、第2発電原価通知情報とを、情報処理部430へ出力する。
取得部431は、通信部410が出力した第1発電原価通知情報と第2発電原価通知情報とを取得し、取得した第1発電原価通知情報と、第2発電原価通知情報とを、運転モード選択部434へ出力する。
運転モード選択部434は、取得部431が出力した第1発電原価通知情報に含まれる第1発電原価と第2発電原価通知情報に含まれる第2発電原価とを加重平均した発電原価を導出する。運転モード選択部434は、第1発電原価と第2発電原価とを加重平均した発電原価が第3閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS50)
運転モード選択部434は、第1発電原価と第2発電原価とを加重平均した発電原価が第3閾値以下であると判定した場合に、発電システム100-1の運転モードと、発電システム100-2の運転モードとを変更しないと判定する。
運転モード選択部434は、第1発電原価と第2発電原価とを加重平均した発電原価が第3閾値以下でないと判定した場合には、運転モードを変更する機器を選択する。運転モード選択部434は、選択した機器の運転モードを、運転モード1から、運転モード2と運転モード3とのいずれかへ変更することによって、第1発電原価と第2発電原価との合計値が第3閾値以下になるか否かを判定する。
(ステップS52)
運転モード選択部434は、ステップS51で、第1発電原価と第2発電原価とを加重平均した発電原価が第3閾値以下にならないと判定した場合には、定期点検の日時を、余寿命が到来する日時以前に変更すると判定する。
(ステップS53)
運転モード選択部434は、第1発電原価と第2発電原価とを加重平均した発電原価が第3閾値以下になると判定した場合には、その機器の運転モードを選択する。ここでは、発電システム100-1に含まれる機器と、発電システム100-2に含まれる機器とから、一台ずつ選択された場合について説明を続ける。
(ステップS54)
運転モード選択部434は、運転モードを変更する機器を示す情報と、機器の運転モードを示す情報を含み、データ分析装置105-1を宛先とする第1運転モード通知情報を作成し、作成した第1運転モード通知情報を通信部410へ出力する。通信部410は、運転モード選択部434が出力した第1運転モード通知情報を取得し、取得した第1運転モード通知情報を、データ分析装置105-1へ送信する。
(ステップS55)
データ分析装置105-1の通信部210は、中央給電指令装置400が送信した第1運転モード通知情報を受信し、受信した第1運転モード通知情報を、情報処理部230へ出力する。
(ステップS56)
データ分析装置105-1において、取得部231は、通信部210が出力した第1運転モード通知情報を取得し、取得した第1運転モード通知情報を、運転モード選択部234へ出力する。運転モード選択部234は、取得部231が出力した第1運転モード通知情報を取得し、取得した第1運転通知情報に含まれる運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とを取得する。運転モード選択部234は、取得した運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とに基づいて、運転モード変更画像情報を作成し、作成した運転モード変更画像情報をI/F部240を経由して、表示装置106へ出力する。このように構成することによって、表示装置106に、運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とが表示されるため、発電システム100-1の発電設備を操作するオペレータに、運転モードを変更することを通知できる。
(ステップS57)
運転モード選択部434は、運転モードを変更する機器を示す情報と、機器の運転モードを示す情報を含み、データ分析装置105-2を宛先とする第2運転モード通知情報を作成し、作成した第2運転モード通知情報を通信部410へ出力する。通信部410は、運転モード選択部434が出力した第2運転モード通知情報を取得し、取得した第2運転モード通知情報を、データ分析装置105-2へ送信する。
データ分析装置105-2の通信部210は、中央給電指令装置400が送信した第2運転モード通知情報を受信し、受信した第2運転モード通知情報を、情報処理部230へ出力する。
(ステップS59)
データ分析装置105-2において、取得部231は、通信部210が出力した第2運転モード通知情報を取得し、取得した第2運転モード通知情報を、運転モード選択部234へ出力する。運転モード選択部234は、取得部231が出力した第2運転モード通知情報を取得し、取得した第2運転通知情報に含まれる運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とを取得する。運転モード選択部234は、取得した運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とに基づいて、運転モード変更画像情報を作成し、作成した運転モード変更画像情報をI/F部240を経由して、表示装置106へ出力する。このように構成することによって、表示装置106に、運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とが表示されるため、発電システム100-2の発電設備を操作するオペレータに、運転モードを変更することを通知できる。
前述した第3の実施形態では、表示装置106に、運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とが表示される場合について説明したがこの限りでない。例えば、データ分析装置105-1に、運転モードを変更する機器を示す情報と、選択させた運転モードを示す情報を含む制御信号を作成させ、作成させた制御信号を、発電システム100-1に含まれるプラント運転装置102へ送信させてもよい。この場合、発電システム100-1に含まれるプラント運転装置102は、データ分析装置105-1が送信した制御情報を受信し、受信した制御情報に含まれる運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とに基づいて、運転モードを変更する機器の運転モードを変更する。
また、データ分析装置105-2に、運転モードを変更する機器を示す情報と、選択させた運転モードを示す情報を含む制御信号を作成させ、作成させた制御信号を、発電システム100-2に含まれるプラント運転装置102へ送信させてもよい。この場合、発電システム100-2に含まれるプラント運転装置102は、データ分析装置105-2が送信した制御情報を受信し、受信した制御情報に含まれる運転モードを変更する機器を示す情報と、変更後の運転モードを示す情報とに基づいて、運転モードを変更する機器の運転モードを変更する。このように構成することによって、発電設備に含まれる機器の運転モードを変更する操作をオペレータに行わせることなく、自動的に、発電設備に含まれる機器の運転モードを変更できる。
このように構成することによって、発電システム200は、複数の発電設備の各々に含まれる複数の機器を構成する複数の部品の各々の寿命消費と、補修費とに基づいて導出される発電原価に基づいて、複数の発電設備の各々に含まれる複数の機器の各々の運転モードを変更させることができるため、寿命の消費と、発電原価とを最適化できる。
一構成例として、発電プラント(実施形態では、プラント101)の発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部(実施形態では、余寿命導出部232)と、余寿命導出部が導出した部品の余寿命に基づいて、発電設備の運転モードを選択する運転モード選択部(実施形態では、運転モード選択部234)とを備える、運転支援システム(実施形態では、データ分析装置105、105a、105b)である。
一構成例として、余寿命導出部が導出した部品の余寿命に基づいて、部品の補修費用を導出する補修費用導出部(実施形態では、補修費用導出部233)を備え、運転モード選択部は、補修費用導出部が導出した部品の補修費用に基づいて、部品の補修費用を導出する。
一構成例として、運転モード選択部が選択した運転モードに基づいて、発電設備を運転するプラント運転部(実施形態では、プラント運転装置102)をさらに備える。
一構成例として、発電設備に含まれる機器を構成する部品の交換情報と余寿命情報とを含む補修計画情報を作成する補修計画情報作成部(実施形態では、補修計画情報作成部236)と、補修計画情報作成部が作成した補修計画情報に基づいて、発電設備の補修計画を策定する補修計画策定部(実施形態では、補修計画策定部332)とをさらに備える。
一構成例として、補修計画策定部が策定した発電設備の補修計画に基づいて、補修工事を策定する補修工事策定部(実施形態では、補修工事策定部)をさらに備える。
一構成例として、複数の運転支援装置(実施形態では、データ分析装置105-1、データ分析装置105-2)と、複数の運転支援装置と通信を行う中央給電指令装置(実施形態では、中央給電指令装置400)とを含む運転支援システムであって、複数の前記運転支援装置の各々は、発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部と、余寿命導出部が導出した部品の前記余寿命に基づいて、部品の補修費用を導出する補修費用導出部と、補修費用導出部が導出した部品の補修費用と、燃料費とに基づいて、発電費用を導出する発電費用導出部(実施形態では、運転モード選択部234)と、発電費用導出部が導出した発電費用を示す情報を、中央給電指令装置へ送信する送信部(実施形態では、通信部210)とを備え、中央給電指令装置は、複数の運転支援装置の各々が送信した発電費用を示す情報を受信する受信部(実施形態では、通信部410)と、受信部が受信した発電費用を示す情報に基づいて、複数の運転支援装置に設定されている運転モードを変更するか否かを判定する運転モード判定部(実施形態では、運転モード選択部434)とを備える、運転支援システムである。
一構成例として、発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部と、余寿命導出部が導出した部品の余寿命に基づいて、発電設備の運転モードを選択する運転モード選択部とを備える、運転支援装置(実施形態では、データ分析装置105)である。
なお、上述したプラント運転装置102と、プラント運転装置102aと、運転データ管理装置103と、運転データ管理装置103bと、運転データ収集装置104と、データ分析装置105と、データ分析装置105aと、データ分析装置105-1と、データ分析装置105-2と、データ分析装置105bと、表示装置106と、データベース107と、中央給電指令装置400とは、コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、各機能ブロックの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録する。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、CPUが実行することで実現してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROMなどの可搬媒体のことをいう。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を含む。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、サーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、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。また、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、上記プログラムは、プログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。プログラマブルロジックデバイスは、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)である。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、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、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (10)
- 発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部と、
前記余寿命導出部が導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来する部品があり、且つ、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来しないようにできる場合に、前記発電設備の運転モードを選択する運転モード選択部と
を備え、
前記運転モード選択部は、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す運転モードである場合に、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す周期をより長くする運転モード、或いは、前記発電設備が連続して動作する運転モードを選択する、
運転支援システム。 - 前記余寿命導出部が導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、前記部品の補修費用を導出する補修費用導出部
を備え、
前記運転モード選択部は、前記補修費用導出部が導出した前記部品の前記補修費用が所定の閾値より大きい場合に、前記補修費用が前記閾値以下となる前記発電設備の運転モードを選択する、請求項1に記載の運転支援システム。 - 前記運転モード選択部が選択した前記運転モードに基づいて、前記発電設備を運転するプラント運転部
をさらに備える、請求項1又は請求項2に記載の運転支援システム。 - 前記発電設備に含まれる前記機器を構成する前記部品の交換情報と余寿命情報とを含む補修計画情報を作成する補修計画情報作成部と、
前記補修計画情報作成部が作成した前記補修計画情報に基づいて、前記発電設備の補修計画を策定する補修計画策定部と
をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の運転支援システム。 - 前記補修計画策定部が策定した前記発電設備の前記補修計画に基づいて、補修工事を策定する補修工事策定部
をさらに備える、請求項4に記載の運転支援システム。 - 複数の運転支援装置と、複数の前記運転支援装置と通信を行う中央給電指令装置とを含む運転支援システムであって、
複数の前記運転支援装置の各々は、
発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部と、
前記余寿命導出部が導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、前記部品の補修費用を導出する補修費用導出部と、
前記補修費用導出部が導出した前記部品の前記補修費用と、燃料費とに基づいて、発電費用を導出する発電費用導出部と、
前記発電費用導出部が導出した前記発電費用を示す情報を、中央給電指令装置へ送信する送信部と
を備え、
前記中央給電指令装置は、
複数の前記運転支援装置の各々が送信した前記発電費用を示す情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した情報で示される前記発電費用が所定の閾値よりも大きい場合に、前記発電費用が前記閾値以下となるように、複数の前記運転支援装置に設定されている運転モードを変更する運転モード選択部と
を備える、運転支援システム。 - 発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出する余寿命導出部と、
前記余寿命導出部が導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来する部品があり、且つ、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来しないようにできる場合に、前記発電設備の運転モードを選択する運転モード選択部と
を備え、
前記運転モード選択部は、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す運転モードである場合に、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す周期をより長くする運転モード、或いは、前記発電設備が連続して動作する運転モードを選択する、
運転支援装置。 - コンピュータが実行する運転支援方法であって、
発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出するステップと、
前記余寿命を導出するステップで導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来する部品があり、且つ、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来しないようにできる場合に、前記発電設備の運転モードを選択するステップと
を有し、
前記発電設備の運転モードを選択するステップは、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す運転モードである場合に、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す周期をより長くする運転モード、或いは、前記発電設備が連続して動作する運転モードを選択する、
運転支援方法。 - 複数の運転支援装置と、複数の前記運転支援装置と通信を行う中央給電指令装置とを含む運転支援システムが実行する運転支援方法であって、
複数の前記運転支援装置の各々が、発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出するステップと、
複数の前記運転支援装置の各々が、前記余寿命を導出するステップで導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、前記部品の補修費用を導出するステップと、
複数の前記運転支援装置の各々が、前記補修費用を導出するステップで導出した前記部品の前記補修費用と、燃料費とに基づいて、発電費用を導出するステップと、
発電費用を導出するステップで導出した前記発電費用を示す情報を、中央給電指令装置へ送信するステップと、
前記中央給電指令装置が、複数の前記運転支援装置の各々が送信した前記発電費用を示す情報を受信するステップと、
前記受信するステップで受信した情報で示される前記発電費用が所定の閾値よりも大きい場合に、前記発電費用が前記閾値以下となるように、複数の前記運転支援装置に設定されている運転モードを変更するステップと
を有する、運転支援方法。 - コンピュータに、
発電プラントの発電設備に含まれる機器を構成する部品の余寿命を導出するステップと、
前記余寿命を導出するステップで導出した前記部品の前記余寿命に基づいて、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来する部品があり、且つ、運転モードを変更することによって、次の定期点検が到来するまでに前記余寿命が到来しないようにできる場合に、前記発電設備の運転モードを選択するステップと
を実行させ、
前記発電設備の運転モードを選択するステップは、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す運転モードである場合に、前記発電設備が起動と停止とを繰り返す周期をより長くする運転モード、或いは、前記発電設備が連続して動作する運転モードを選択する、
プログラム。
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