JP7570552B1 - 電力設備管理システム、電力設備管理方法、および電力設備管理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電力設備の交換、修繕などの複数の選択肢を考慮して長期設備更新計画の作成を行う。
【解決手段】本開示の一態様は、故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出する第１のリスク推移算出部と、各電力設備交換時の第１のリスク低減幅および各電力設備交換までに実施する一又は複数の修繕時の第２のリスク低減幅を算出するリスク低減幅算出部と、各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストおよび各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するコスト算出部と、第１のライフサイクルコストと第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定する決定部と、各電力設備の交換修繕計画情報に基づいて設備更新計画を作成する計画作成部と、を備える電力設備管理システムである。
【選択図】図１７

Description

本発明は、電力設備管理システム、電力設備管理方法、および電力設備管理プログラムに関する。

従来、低コストかつ安定的な電力供給を維持するため、電力設備管理システムは、ＴＢＭ（Time-Based Maintenance:時間基準保全)からＲＢＭ（Risk-Based Maintenance：リスク基準保全）へ転換が求められている。
例えば、特許文献１には、プラント全体のリスク費を考慮に入れた設備運用計画を作成する設備運用計画作成システムが記載されている。設備運用計画作成システムは、各設備の故障系統情報および運用計画作成期間に基づいて設備運用計画を作成する設備運用計画作成システムである。設備運用計画作成システムは、信頼性データから各設備の故障回復モデルの種別を判定し故障率の上昇度と保全項目の実施による回復度を含んだ故障回復モデルをそれぞれ作成し、運用計画作成期間内での保全項目の複数の組み合わせにて成る複数の運用シナリオを作成し、各運用シナリオから算出した故障率および影響度データおよび故障系統情報から故障発生時のプラント全体のリスク費用を計算している。

特開２００５－８５１７８号公報

電力系統システムの巡視および点検において、熟練の技術者の減少により業務品質が低下する場合、正確な設備劣化状態の把握が困難になり、電力供給に支障が生じてしまう可能性がある。これに対し、設備運用計画作成システムにおいては、電力系統システムの巡視および点検、需要予測を機械化し、設備の劣化状態を予測、定量化し設備状態を見える化するとともに、再エネ導入を予測し、電力系統システムの全体で最適な長期設備更新計画を立案することが必要になっている。このように、電力系統システムの巡視および点検におけるリスク管理業務の転換を行いつつ、需要予測および電力供給の支障予測の精度を向上させ、低コストで安定的な電力供給を維持することが求められている。
しかしながら、従来において電力設備のリスク算出および故障影響度算出して長期設備更新計画の作成を行うときには電力設備の交換のみが検討されており、長期設備更新計画の作成において電力設備の交換、修繕などの複数の選択肢は考慮されていなかった。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電力設備の交換、修繕などの複数の選択肢を考慮して長期設備更新計画の作成を行うことができる電力設備管理システム、電力設備管理方法、および電力設備管理プログラムを提供することを目的としている。

本開示は上述した課題を解決するためになされたもので、本開示の一態様は、電力系統に含まれる複数の電力設備を管理する電力設備管理システムであって、各電力設備の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備の故障確率の推移を示す故障確率情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出する第１のリスク推移算出部と、前記第１のリスク推移算出部により算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、前記第１のリスク推移算出部により算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換するまでに実施する一又は複数の修繕による各電力設備の第２のリスク低減幅を算出するリスク低減幅算出部と、各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出し、各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するコスト算出部と、前記コスト算出部により算出された前記第１のライフサイクルコストと前記第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定する決定部と、前記決定部により決定された各電力設備の交換修繕計画情報、前記リスク低減幅算出部により算出された前記第１のリスク低減幅、および前記第２のリスク低減幅に基づいて複数の電力設備のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する計画作成部と、前記計画作成部により作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力する情報出力部と、を備える電力設備管理システムである。

本開示の他の態様は、電力系統に含まれる複数の電力設備を管理する電力設備管理方法であって、電力設備管理システムが、各電力設備の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備の故障確率の推移を示す故障確率情報を取得するステップと、前記電力設備管理システムが、前記故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出するステップと、前記電力設備管理システムが、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換するまでに実施する一又は複数の修繕による各電力設備の第２のリスク低減幅を算出するステップと、前記電力設備管理システムが、各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出し、各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するステップと、前記電力設備管理システムが、算出された前記第１のライフサイクルコストと前記第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定するステップと、前記電力設備管理システムが、決定された各電力設備の交換修繕計画情報、算出された前記第１のリスク低減幅、および前記第２のリスク低減幅に基づいて複数の電力設備のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成するステップと、前記電力設備管理システムが、作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力するステップと、を含む、電力設備管理方法である。

本開示の他の態様は、電力系統に含まれる複数の電力設備を管理する情報処理装置のコンピュータに、各電力設備の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備の故障確率の推移を示す故障確率情報を取得するステップと、前記故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出するステップと、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換するまでに実施する一又は複数の修繕による各電力設備の第２のリスク低減幅を算出するステップと、各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出し、各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するステップと、算出された前記第１のライフサイクルコストと前記第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定するステップと、決定された各電力設備の交換修繕計画情報、算出された前記第１のリスク低減幅、および前記第２のリスク低減幅に基づいて複数の電力設備のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成するステップと、作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力するステップと、を実行させる、電力設備管理プログラムである。

本発明の一態様によれば、電力設備の交換、修繕などの複数の選択肢を考慮して長期設備更新計画の作成を行うことができる。

第１の実施の形態における電力設備管理システム１００Ａの一例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における電力設備管理システム１００Ａの処理を説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態における複数の電力設備２１０における将来のリスク合計値とリスク目標値との関係を示す図である。 第１の実施の形態における年度ごとのリスク合計値を示す図である。 第１の実施の形態における電力設備管理システム１００Ａが持つ機能の一例を示す図である。 第１の実施の形態における設備リスクと基準値との関係を示す図である。 第１の実施の形態における長期投資計画を最適化機能の一例を示す図である。 第２の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｂの一例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における予測部１７０への入力情報および出力情報の一例を示す図である。 第２の実施の形態における年度に対する故障確率の一例を示す図である。 第２の実施の形態における年度に対するリスクの一例を示す図である。 第３の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｃの一例を示すブロック図である。 第３の実施の形態における電力系統システム２００の一例を示す系統図である。 第３の実施の形態における第１のリスク推移算出部１２０Ｃの他の一例を説明するためのブロック図である。 第３の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｃの処理手順の一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における故障時影響情報を評価する処理の一例を示すフローチャートである。 第４の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｄの一例を示すブロック図である。 第４の実施の形態における電力設備２１０ごとの年度とリスクとの関係を示す図であり、（ａ）は交換および修繕しないときの年度とリスクとの関係を示す図であり、（ｂ）は交換したときの年度とリスクとの関係を示す図であり、（ｃ）は修繕したときの年度とリスクとの関係を示す図である。 第４の実施の形態における電力設備２１０ごとのライフサイクルコストを説明するための図である。 第５の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｅ１の一例を示すブロック図である。 第５の実施の形態における他の電力設備管理システム１００Ｅ２を示すブロック図である。 第５の実施の形態における第１のリスク推移および第２のリスク推移の関係を示す図である。

以下、本発明を適用した電力設備管理システム、電力設備管理方法、および電力設備管理プログラムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態における電力設備管理システム１００Ａの一例を示すブロック図である。
電力設備管理システム１００Ａは、例えば、通信ネットワークＮＷを介して電力系統システム２００および端末装置３００に接続される。通信ネットワークＮＷは、例えばインターネット等の汎用ネットワークであるが、これに限定されず、およびローカル５ＧまたはＷｉＦｉ（登録商標）などのプライベートなネットワークを含んでよい。
電力系統システム２００は、複数の電力設備２１０を備える。電力設備２１０は、例えば、発電設備、送配電設備、需要家設備、再生可能エネルギー発電設備などであるが、これに限定されず、電力系統に含まれるあらゆる設備が含まれてよい。
端末装置３００は、電力系統システム２００を管理する者により操作される情報処理装置である。

電力設備管理システム１００Ａは、電力系統システム２００に含まれる複数の電力設備２１０を管理する処理を行う情報処理装置である。
電力設備管理システム１００Ａは、例えば、取得部１１０と、第１のリスク推移算出部１２０と、計画作成部１３０と、第２のリスク推移算出部１４０と、最適化部１５０と、情報出力部１６０とを備える。取得部１１０、第１のリスク推移算出部１２０、計画作成部１３０、第２のリスク推移算出部１４０、最適化部１５０、および情報出力部１６０といった機能部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがディスク状記録媒体等に格納された電力設備管理プログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field－Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが協働することで実現されてもよい。また、これらの機能は、単一の情報処理装置に集約して搭載されてよく、複数の情報処理装置に分散されてもよい。

取得部１１０は、故障時影響情報および故障確率情報を取得する。故障時影響情報および故障確率情報は、電力設備２１０ごとの情報である。故障時影響情報は、各電力設備２１０の故障によって発生する影響を示す情報である。故障によって発生する影響は、例えば、電力使用料の低下、故障を修復するためのコスト、事業に与える損害額などである。故障確率情報は、各電力設備２１０の故障確率の推移を示す情報である。

第１のリスク推移算出部１２０は、取得部１１０により取得された故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備２１０のリスク推移を算出する。第１のリスク推移算出部１２０は、年度ごとおよび電力設備２１０ごとの故障時影響情報および故障確率情報を用いて各電力設備２１０のリスクを算出し、複数の年度について各電力設備２１０のリスク推移を算出する。

計画作成部１３０は、第１のリスク推移算出部１２０により算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅を算出する。計画作成部１３０は、複数の電力設備２１０のリスク推移の合計が各年のリスク目標値を下回るように、各電力設備２１０のリスク低減幅の大きい順に、複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択する。計画作成部１３０は、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する。計画作成部１３０は、予め設定された計画期間における年度ごとに、更新される電力設備２１０を選択する。計画期間は、例えば、５年であってよく、１００年といった長期であってもよい。

第２のリスク推移算出部１４０は、計画作成部１３０により作成された設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における各電力設備２１０のリスク推移を算出する。

最適化部１５０は、電力系統全体の制約条件に基づいて、計画作成部１３０により作成された設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化する。電力系統全体の制約条件は、例えば、年間の工事量の上限および下限、予算の上限、人員数の上限および下限などの設備更新の時期を変動させるパラメータである。最適化部１５０は、最適化として、例えば、設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備の工事量が上限を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよく、各年の更新対象設備に対する更新費用が予算を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよい。

情報出力部１６０は、第２のリスク推移算出部１４０により算出された複数の電力設備２１０のリスク推移、および最適化部１５０により最適化された設備更新計画を表示させるための情報を出力する。情報出力部１６０は、情報を端末装置３００に送信してよいが、これに限定されず、端末装置３００により情報を閲覧させるためにストレージ装置（不図示）に情報を出力してよい。

取得部１１０は、点検情報を取得してよい。点検情報は、各電力設備２１０に対する点検の実施状況を示す情報である。取得部１１０は、電力系統システム２００に含まれる保守会社の情報処理装置から点検情報を取得してよく、端末装置３００から点検情報を取得してよい。取得部１１０は、点検情報に基づいて各電力設備２１０の故障確率を更新する。取得部１１０は、例えば、点検情報が示す結果としての電力設備２１０の劣化度合に基づいて故障確率を変更する。

図２は、第１の実施の形態における電力設備管理システム１００Ａの処理を説明するためのフローチャートである。
まず、取得部１１０は、電力系統システム２００のリスク評価を行うときに、電力設備２１０ごとの設備情報および年度ごとの故障時影響情報および故障確率情報を取得する（ステップＳ１００）。設備情報は、例えば、電力設備２１０の経年情報や仕様情報である。
故障時影響情報は、例えば、公衆災害損害額（公衆災害リスク、災害影響度とも言う）、供給信頼度（供給リスク、停電影響度ともいう）、および事業運営損害額（事業運営リスク、事業運営影響度とも言う）である。
公衆災害損害額は、電力設備２１０が故障したことによる需要家に与える損害額である。供給信頼度は、電力設備２１０が故障したことにより電力設備２１０を供給することに対する信頼度であり、例えば、在庫が常備されている電力設備２１０ほど高くなる。事業運営損害額は、電力設備２１０が故障することによる電力系統システム２００を事業運営する会社が被る損害額である。第１のリスク推移算出部１２０は、公衆災害損害額、供給信頼度、および事業運営損害額のそれぞれに故障確率を乗算し、３つの乗算値の和を設備リスクとして算出する。電力設備２１０のリスク推移は、年度を重ねるごとに故障確率が上昇することに応じて年度ごとのリスク増加幅が上昇していく。

具体的に、停電影響度は、停電影響額［円］と故障時の停電発生確率［％］との乗算値である。停電影響度は、例えば、電力設備２１０の種別ごとの停電したときの１ｋＷｈ当たりの影響額［円］と停電量［ｋＷｈ］と電力系統システム２００の冗長性を考慮した故障時停電発生確率［％］の乗算値である。
災害影響度は、災害影響額［円］と故障時の災害発生確率［％］との乗算値である。
事業運営影響度は、事業運営影響額［円］と故障時の事業運営影響発生確率［％］との乗算値である。事業運営影響額［円］は、例えば、事業運営影響額［円］と電力設備２１０の故障時の事業運営に影響を及ぼす事象の発生確率［％］である。
故障確率は、例えば、電力設備２１０の期待年数、標準ヘルススコア、現在ヘルススコアに基づいて算出される。電力設備２１０の期待年数は、標準期待年数を電力設備２１０の場所に対応した場所係数および使い方に対応した使い方係数で除算した値である。標準ヘルススコアは、電力設備２１０の経年値および期待年数から算出される値である。現在ヘルススコアは、標準ヘルススコアとヘルススコア係数と信頼度係数の乗算値である。

次に第１のリスク推移算出部１２０は、取得部１１０により取得された故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備２１０のリスク（以下、設備リスクと記載する。）を算出し（ステップＳ１０２）、年度ごとの設備リスクを用いてリスク推移を算出する（ステップＳ１０４）。電力設備２１０のリスクは、例えば、故障時影響情報と故障確率との乗算値によって決定してよい。

次に計画作成部１３０は、設備更新計画を作成する（ステップＳ１０６）。計画作成部１３０は、例えば、第１のリスク推移算出部１２０により算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅が大きい電力設備２１０を優先して更新対象設備として選択する。取替対象設備のリスクは、図２のＳ１０６中の左図のように更新された年度に大きく低下し、取替対象外設備のリスクは、図２のＳ１０６中の右図のようにステップＳ１０４で算出されたように次第に上昇していく。計画作成部１３０は、例えば、図３に示すように、取替対象設備のリスクと取替対象外設備のリスクとを合計したリスク合計値が年度ごとのリスク目標値を超えないように電力設備２１０を選択することによって、年度ごとの電力系統システム２００全体のリスク、取替対象設備および取替対象外設備を決定する。
図３は、第１の実施の形態における複数の電力設備２１０における将来のリスク合計値とリスク目標値との関係を示す図である。

次に第２のリスク推移算出部１４０は、設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における各電力設備２１０のリスク推移を算出する（ステップＳ１０８）。図２のＳ１０８中の左図のような現状の故障時影響は、将来、図２のＳ１０８中の右図のように高くなる。従って、第２のリスク推移算出部１４０は、将来になるほどに高くなる故障時影響情報に基づいて年度ごとのリスクを算出することでリスク推移を算出する。

次に、最適化部１５０は、計画作成部１３０により作成された設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化し、情報出力部１６０は、最適化された設備更新計画を表示させるための情報を出力する（ステップＳ１１０）。
図４は、第１の実施の形態における年度ごとのリスク合計値を示す図である。電力設備管理システム１００Ａは、例えば図４に示すように、電力系統システム２００に含まる多数の電力設備２１０の設備リスクを年度ごとに一定にするように設備更新計画を作成し、端末装置３００に表示させることができる。

図５は、第１の実施の形態における電力設備管理システム１００Ａが持つ機能の一例を示す図である。
上述した電力設備管理システム１００Ａは、リスク評価機能１２２と、設備更新推奨時期算出機能１３２と、投資件名作成機能１３４と、最適化機能１５２とを持つ。リスク評価機能１２２、設備更新推奨時期算出機能１３２、投資件名作成機能１３４、および最適化機能１５２は、電力設備管理システム１００Ａを実現するための情報処理装置によるコンピュータ処理により実現される機能である。また、これらの機能は、電力設備管理システム１００Ａに集約されていてよく、電力設備管理システム１００Ａと他の情報処理装置とに分散されていてもよい。

リスク評価機能１２２は、上述した第１のリスク推移算出部１２０により実現される機能である。
リスク評価機能１２２は、例えば、系統情報、顧客情報、および設備環境情報の少なくとも一つを用いて電力設備２１０のリスクを評価してよい。系統情報は、多数の電力設備２１０それぞれの構成および電力設備２１０の接続関係を含む電力系統システム２００の構成を示す情報である。リスク評価機能１２２は、電力設備２１０ごとに、電力設備２１０に接続された他の電力設備２１０の構成を考慮してリスクを計算してよい。顧客情報は、電力設備２１０を保有する顧客を示す情報である。顧客情報は、例えば、顧客により設定されたリスクの閾値を示す情報であってよい。リスク評価機能１２２は、顧客に応じてリスクの計算方法を変更してよく、リスクの閾値におじてリスク評価結果を演算してよい。設備環境情報は、電力設備２１０が設置された環境を示す情報である。リスク評価機能１２２は、電力設備２１０が設置された地域の環境に応じて電力設備２１０が故障するリスクを計算する。

リスク評価機能１２２は、設備仕様情報、保全記録情報、および異常記録情報の少なくとも一つを用いて電力設備２１０のリスクを評価してよい。設備仕様情報、保全記録情報、および異常記録情報は、電力設備２１０の供給元企業、電力設備２１０の保守、点検を行う企業から取得した情報であり、端末装置３００や他のストレージ装置に蓄積された情報である。リスク評価機能１２２は、電力設備２１０の設備仕様を用いてリスクを計算してよい。リスク評価機能１２２は、電力設備２１０の保全記録を参照し、保全記録に基づく電力設備２１０の状態に応じてリスクを計算してよい。リスク評価機能１２２は、点検により明らかになった電力設備２１０の異常に応じてリスクを計算してよい。

設備更新推奨時期算出機能１３２は、上述した計画作成部１３０により実現される機能である。
設備更新推奨時期算出機能１３２は、リスク評価機能１２２により計算された電力設備２１０のリスク評価結果に基づいて電力設備２１０を更新するために推奨する時期を算出する。設備更新推奨時期算出機能１３２は、例えば、リスクが閾値よりも高い場合には設備更新推奨時期を前倒しにし、リスクが閾値よりも低い場合には設備更新推奨時期を後ろ倒しにする。これにより設備更新推奨時期算出機能１３２は、電力設備２１０の更新順位を含む設備更新計画を作成する。

設備更新推奨時期算出機能１３２は、費用情報、制約情報の少なくとも一つに基づいて設備更新推奨時期を算出してよい。費用情報は、電力設備２１０を更新するための費用を示す情報である。費用には、例えば設備更新に対処するための対処費用に加え、電力設備２１０を保守するための保守費用等が含まれる。更新費用は、更新年度によって変動し、年度ごとの電力設備２１０の需給量などによっても変動する。制約情報は、電力設備２１０の更新をするための制約となる情報である。制約は、例えば、年間工事量の上限および下限、予算上限、人員数の上限および下限、電力設備２１０を更新するための部材の供給量および供給時期などの、設備更新時期が変動するパラメータである。

投資件名作成機能１３４は、上述した計画作成部１３０により実現される機能である。
投資件名作成機能１３４は、複数の更新対象設備に対する複数の設備更新工事を含む投資件名を作成する機能である。投資件名は、電力設備２１０を更新する複数の設備更新工事を含むポートフォリオの名称であって、電力系統システム２００の管理者が投資を検討するための件名である。
投資件名作成機能１３４は、系統情報、リソース情報、および工事情報、推奨取替時期などの情報を用いて投資件名を作成する。系統情報は、更新が必要な電力設備２１０の場所を含む。リソース情報は、人員、部材などの設備更新工事を行うために必要なリソース量および供給可能時期などを示す情報である。工事情報は、既に決定されている設備更新工事における更新対象設備および日時などを示す情報である。推奨取替時期は、電力設備２１０の製造者により電力設備２１０ごとに設定された取替が推奨される時期を示す情報である。
投資件名作成機能１３４は、リソースを利用し、効率の観点から場所が近い複数の設備更新工事を選択して同じ投資件名に登録する。投資件名作成機能１３４は、推奨取替時期が近い電力設備２１０を優先して投資件名に登録し、工事情報を参照して設備更新工事の日時を決定してよい。これにより投資件名作成機能１３４は、年度ごとに複数の設備更新工事を行う投資件名を作成し、長期投資計画を作成する。長期投資計画は、一つの投資件名、または複数の投資件名を含んでよい。

最適化機能１５２は、上述した最適化部１５０により実現される機能である。
最適化機能１５２は、投資指標、および制約に基づいて長期投資計画を最適化する。電力設備２１０の更新する投資に対する指標となる情報である。制約は、上述したように年間工事量の上限および下限、予算上限、人員数の上限および下限、電力設備２１０を更新するための部材の供給量および供給時期などである。長期投資計画を最適化する処理は、投資指標、および制約を考慮して次の年度に後ろ倒しする更新対象設備を選択する処理や、年度内または後年に設備更新工事の時期を変更する処理である。最適化機能１５２は、電力系統システム２００において設備更新工事以外の投資に関する情報に基づいて長期投資計画を最適化してよい。設備更新工事以外の投資は、例えば、新規に電力設備２１０を構築する工事などである。最適化機能１５２は、設備更新工事以外の投資の費用に応じて長期投資計画に含まれる設備更新工事の時期を変更してよい。

図６は、第１の実施の形態における設備リスクと基準値との関係を示す図である。
最適化機能１５２は、例えば、投資件名に更新対象設備Ａ～Ｆが含まれている場合、年度ごとに更新対象設備Ａ～Ｆそれぞれのリスクを合計した設備リスクを算出する。最適化機能１５２は、設備リスクが基準値を超えている場合、更新対象設備Ａ～Ｆの何れかを次の年度に後回しすることによって投資件名ごとに長期投資計画を最適化することができる。

図７は、第１の実施の形態における長期投資計画を最適化機能の一例を示す図である。
最適化機能１５２は、年度ごとの費用制約以内に工事予算を抑制するように長期投資計画を最適化してよい。最適化機能１５２は、電力設備２１０のリスクを一定値に維持する設備更新工事に加え、電力設備２１０の新設（増加）、電力設備２１０の拡充にといった設備更新工事以外の工事にも予算が割り当てられる場合、設備更新工事の予算の制約により投資件名に含まれる設備更新工事の時期を変更してよい。

第１の実施の形態の電力設備管理システム１００Ａによれば、故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出し、各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅を算出し、複数の電力設備２１０のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように、各電力設備２１０のリスク低減幅の大きい順に、複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する。さらに、電力設備管理システム１００Ａは、設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における各電力設備２１０のリスク推移を算出し、電力系統全体の制約条件に基づいて設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化することができる。これにより電力設備管理システム１００Ａは、複数の電力設備２１０のリスク推移、および最適化された設備更新計画を表示させるための情報を出力して、電力系統システム２００のための投資情報を提供することができる。電力設備管理システム１００Ａによれば、設備更新計画に対して各電力設備２１０のリスク推移を算出することで更新対象設備を最適化するので、電力系統システム２００のリスク管理を精緻化して電力系統システム２００の更新対象設備を最適化した設備更新計画を作成することができる。
また、電力設備管理システム１００Ａによれば、各電力設備２１０に対する点検の実施状況を示す点検情報に基づいて各電力設備２１０の故障確率を更新してリスク推移を算出するので、さらに電力系統システム２００のリスク管理を精緻化することができる。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の説明において第１の実施の形態と同じ箇所については同一符号を付することで説明を省略する。
図８は、第２の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｂの一例を示すブロック図である。
電力設備管理システム１００Ｂは、電力系統システム２００に含まれる複数の電力設備２１０のリスクを評価する処理を行う情報処理装置である。電力設備管理システム１００Ｂは、例えば、予測部１７０と、取得部１１０Ｂと、第１のリスク推移算出部１２０Ｂと、計画作成部１３０Ｂと、第２のリスク推移算出部１４０Ｂと、最適化部１５０と、情報出力部１６０Ｂとを備える。取得部１１０Ｂ、第１のリスク推移算出部１２０Ｂ、計画作成部１３０Ｂ、第２のリスク推移算出部１４０Ｂ、最適化部１５０、および情報出力部１６０Ｂといった機能部は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがディスク状記録媒体等に格納された電力設備管理プログラムを実行することにより実現されてよい。これらの機能は、単一の情報処理装置に集約して搭載されてよく、複数の情報処理装置に分散されてもよい。

予測部１７０は、各電力設備２１０の故障によって発生する故障時影響の時系列の変化を予測する。例えば、電力設備２１０の電力供給先地域の人口および再生可能エネルギー発電施設は時系列で変化する。電力設備２１０の電力供給先地域の人口が年々多くなる地域においては電力需要量が年々増加するため、各電力設備２１０の故障によって発生する故障時影響は年々大きくなる。電力設備２１０の電力供給先地域において太陽光発電設備が増加すると再生可能エネルギーが年々増加して発電所の電力需要量が年々減少するなど、各電力設備２１０の故障によって発生する故障時影響は年々変動する。このように人口や再生可能エネルギーなどの増減によって電力系統システム２００における電力の流れが変化することで系統混雑度が増減するため、予測部１７０は、電力設備２１０ごとに時系列変化を考慮して故障時影響の時系列の変化を予測する。

取得部１１０Ｂは、各電力設備２１０の故障確率情報を取得する。故障確率情報は、電力設備２１０ごとおよび年度ごとに故障が発生する確率を示す情報である。

第１のリスク推移算出部１２０Ｂは、予測部１７０により予測された各電力設備２１０の故障時影響の時系列の変化および各電力設備２１０の故障確率に基づいて各電力設備２１０のリスク推移を算出する。第１のリスク推移算出部１２０Ｂは、年度ごとおよび電力設備２１０ごとの故障時影響の時系列の変化および故障確率を用いて各電力設備２１０のリスクを算出し、複数の年度について各電力設備２１０のリスク推移を算出する。

計画作成部１３０Ｂは、第１のリスク推移算出部１２０Ｂにより算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅を算出する。計画作成部１３０Ｂは、複数の電力設備２１０のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように、各電力設備２１０のリスク低減幅の大きい順に、複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択する。計画作成部１３０Ｂは、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する。

第２のリスク推移算出部１４０Ｂは、計画作成部１３０Ｂにより作成された設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における複数の電力設備のリスク推移を算出する。計画作成部１３０により作成された設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における各電力設備２１０のリスク推移を算出する。情報出力部１６０Ｂは、第２のリスク推移算出部１４０Ｂにより算出された複数の電力設備２１０のリスク推移を出力する。

電力設備管理システム１００Ｂにおいては、最適化部１５０は、電力系統全体の制約条件に基づいて、計画作成部１３０Ｂにより作成された設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化してよい。電力系統全体の制約条件は、例えば、年間の工事量の上限および下限、予算の上限、人員数の上限および下限などの設備更新の時期を変動させるパラメータである。最適化部１５０は、最適化として、例えば、設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備の工事量が上限を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよく、各年の更新対象設備に対する更新費用が予算を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよい。情報出力部１６０Ｂは、第２のリスク推移算出部１４０Ｂにより算出された複数の電力設備２１０のリスク推移、および設備更新計画を表示させるための情報を出力する。

図９は、第２の実施の形態における予測部１７０への入力情報および出力情報の一例を示す図である。
予測部１７０は、例えば、設備データおよび点検データと、系統データと、時系列情報とを取得する。設備データは、電力設備２１０の取替などの変化、電力設備２１０の環境の変化、電力設備２１０に対する他の電力設備２１０の接続関係の変化を示すデータである。点検データは、電力設備２１０の点検結果の履歴を示すデータである。系統データは、再生可能エネルギーの導入履歴情報、電力需要量の履歴情報、異常発生の履歴情報などの電力系統システム２００の変化を示すデータである。時系列情報は、電力系統システム２００以外の地方自治体のサーバ装置などから取得される地域の人口密度の変化などを示す情報である。予測部１７０は、取得した各種のデータおよび情報を用いて故障時影響の時系列の変化として公衆災害に対するリスクの時系列の変化、電力供給に対するリスクの時系列の変化、および事業運営に対するリスクの時系列の変化を予測する。
なお、予測部１７０は、演算式に取得した情報を入力して算出したデータに基づいて予測してよいが、これに限定されず、機械学習モデルに各種のデータを入力し、機械学習モデルの出力に基づいて故障時影響の時系列の変化を予測してよい。

図１０は、第２の実施の形態における年度に対する故障確率の一例を示す図であり、図１１は、第２の実施の形態における年度に対するリスクの一例を示す図である。
電力設備２１０の年度ごとの故障確率［％］は、図１０の標準劣化カーブのように増加するが、予測部１７０は、巡視および点検結果を示す点検データを取得して電力設備２１０の故障確率を予測することにより、図１０の劣化カーブ（大）のように標準劣化カーブよりも大きな変化で故障確率が上昇する予測結果を算出することができる。
これにより第１のリスク推移算出部１２０Ｂは、予測部１７０により予測された年度ごとの故障確率を用いて電力設備２１０のリスク推移を算出し、計画作成部１３０Ｂは、予測部１７０により予測された年度ごとの故障確率に基づいて設備更新工事の計画を作成することができる。第１のリスク推移算出部１２０Ｂは、例えば図１１の基準となるリスク推移ではなく、予測部１７０により予測された年度ごとの故障確率に基づいて時系列変化Ａにより推移が予測されるリスク推移のように算出することができる。

故障時影響は、公衆災害に対するリスク、電力供給に対するリスク、および事業運営に対するリスクを含んでよい。公衆災害に対するリスクは、例えば公衆災害損害額である。公衆災害損害額は、電力設備２１０が故障したことによる需要家に与える損害額である。電力供給に対するリスクは、電力設備２１０から電力供給されないことによる損害額である。事業運営に対するリスクは、電力系統システム２００を運営することができないことによる損害額である。衆災害に対するリスク、電力供給に対するリスク、および事業運営に対するリスクは、人口や再生可能エネルギー設備の導入数などの地域の時系列変化によって年々変化する。
予測部１７０は、公衆災害に対するリスクの時系列の変化、電力供給に対するリスクの時系列の変化、および事業運営に対するリスクの時系列の変化の少なくとも一つを予測する。これにより、電力設備管理システム１００Ｂは、公衆災害に対するリスクの時系列の変化、電力供給に対するリスクの時系列の変化、または事業運営に対するリスクの時系列の変化によって電力設備２１０における年度ごとのリスク推移を算出することができる。なお、公衆災害に対するリスク、電力供給に対するリスク、および事業運営に対するリスクは、年度によっては０となる場合もある。

予測部１７０は、電力系統システム２００に接続された需要家数の履歴、電力系統システム２００に接続された需要家による再生可能エネルギー設備の導入量の履歴、電力系統システム２００の混雑度の履歴の少なくとも一つに基づいて、電力需要量の推移、電力供給量の推移、再生可能エネルギー設備による発電量の推移を予測してよい。予測部１７０は、予測結果に基づいて公衆災害に対するリスクの時系列の変化、電力供給に対するリスクの時系列の変化、および事業運営に対するリスクの時系列の変化の少なくとも一つを予測することができる。これにより電力設備管理システム１００Ｂは、電力系統システム２００に接続された需要家数、電力系統システム２００に接続された需要家による再生可能エネルギー設備の導入量、電力系統システム２００の混雑度に応じて電力設備２１０のリスク推移を算出することができる。

第２の実施の形態の電力設備管理システム１００Ｂによれば、各電力設備２１０の故障によって発生する故障時影響の時系列の変化を予測し、予測された各電力設備２１０の故障時影響の時系列の変化および各電力設備の故障確率に基づいて各電力設備のリスク推移を算出し、算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅を算出し、複数の電力設備２１０のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように、各電力設備２１０のリスク低減幅の大きい順に、複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成し、作成された設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における複数の電力設備２１０のリスク推移を算出することができる。これにより電力設備管理システム１００Ｂによれば、電力系統システム２００に関連した時系列変化を考慮することでリスク管理および影響度計算を精緻化することができる。

（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態について説明する。上述の実施の形態と同じ箇所については同一符号を付することで説明を省略する。
図１２は、第３の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｃの一例を示すブロック図である。
電力設備管理システム１００Ｃは、電力系統システム２００に含まれる複数の電力設備２１０のリスクを評価する処理を行う情報処理装置である。電力設備管理システム１００Ｃは、例えば、取得部１１０Ｃと、第１のリスク推移算出部１２０Ｃと、計画作成部１３０Ｃと、第２のリスク推移算出部１４０Ｃと、最適化部１５０と、情報出力部１６０Ｃとを備える。取得部１１０Ｃ、第１のリスク推移算出部１２０Ｃ、計画作成部１３０Ｃ、第２のリスク推移算出部１４０Ｃ、最適化部１５０、情報出力部１６０Ｃといった機能部は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがディスク状記録媒体等に格納された電力設備管理プログラムを実行することにより実現されてよい。これらの機能は、単一の情報処理装置に集約して搭載されてよく、複数の情報処理装置に分散されてもよい。

取得部１１０Ｃは、系統情報、故障時影響情報、および故障確率情報を取得する。系統情報は、電力系統システム２００に含まれる電力設備２１０、および電力設備２１０同士の接続関係を示す情報である。
第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、取得部１１０により取得された系統情報、故障時影響情報、および故障確率情報に基づいて各電力設備２１０のリスク推移を算出する。
第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、系統情報に基づいて故障時影響情報を変更し、変更した前障時影響情報に基づいて各電力設備２１０のリスク推移を算出してよい。故障時影響情報は、複数の電力設備２１０の接続関係によって変動する。また、故障時影響情報は、複数の電力設備２１０のうち、どの電力設備２１０が故障したかによって変動する。したがって第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、電力設備２１０の故障時影響を電力系統システム２００の構成に基づいて変更して電力設備２１０のリスク推移を算出することでリスク推移の算出を精緻化することができる。

図１３は、第３の実施の形態における電力系統システム２００の一例を示す系統図である。
第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、冗長化された構成の電力設備２１０についての故障時影響を低く変更し、変更した故障時影響を用いてリスク推移を算出してよい。一方で、第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、冗長化されていない構成の電力設備２１０についての故障時影響を高く変更し、変更した故障時影響を用いてリスク推移を算出してよい。
電力系統システム２００には、例えば図１３に示すように、発電設備、変電設備、および地域網に加えて、複数の変圧器２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、および２２０ｄが備えられる。
変圧器２２０ａ、２２０ｂ、および２２０ｃは、共通した母線に並列接続されおり、冗長化された構成となっている。一方、変圧器２２０ｄが接続されている母線には他の変圧器が接続されていない。
電力系統システム２００における故障時影響情報には、電力設備２１０の種別ごとに停電したときの１ｋＷｈ当たりの影響額［円］、故障発生時の停電電力［ｋＷ］、系統切替時間、系統切替後の停電電力［ｋＷ］、および停電時間［ｈ］が設定されている。既存の電力系統システムは、例えば、変圧器２２０ａが故障した場合、予め設定された停電したときの１ｋＷｈ当たりの影響額［円］、故障発生時の停電電力［ｋＷ］、系統切替時間、系統切替後の停電電力［ｋＷ］、および停電時間［ｈ］によってリスクが計算される。

第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、冗長化された変圧器２２０ａ、２２０ｂまたは２２０ｃが故障したときの故障時影響を、冗長化されていない変圧器２２０ｄが故障したときの故障時影響とは異なる値に変更する。これにより第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、冗長化されている電力設備２１０についてのリスクを低く計算してリスク推移を算出することができる。

故障時影響情報は、電力系統システム２００に停電が発生した時の停電電力および影響額を示す停電量情報を含むが、第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、電力設備２１０の停電量情報を系統情報に基づいて変更してよい。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、電力設備２１０に冗長された構成が存在する場合、電力設備２１０の停電量を冗長された構成に基づいて変更してよい。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、例えば、冗長化された変圧器２２０ａ、２２０ｂまたは２２０ｃが故障したときの停電量を、冗長化されていない変圧器２２０ｄが停電量よりも低い値に変更する。これにより第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、冗長化されている電力設備２１０についてのリスクを低く計算してリスク推移を算出することができる。

計画作成部１３０Ｃは、第１のリスク推移算出部１２０Ｃにより算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅を算出する。計画作成部１３０Ｃは、複数の電力設備２１０のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように、各電力設備２１０のリスク低減幅の大きい順に、複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択する。計画作成部１３０Ｃは、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する。
第２のリスク推移算出部１４０Ｃは、計画作成部１３０Ｃにより作成された設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における複数の電力設備２１０のリスク推移を算出する。
情報出力部１６０Ｃは、第２のリスク推移算出部１４０Ｃにより算出された複数の電力設備２１０のリスク推移、および設備更新計画を表示させるための情報を出力する。

電力設備管理システム１００Ｃにおいては、最適化部１５０は、電力系統全体の制約条件に基づいて、計画作成部１３０Ｃにより作成された設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化してよい。電力系統全体の制約条件は、例えば、年間の工事量の上限および下限、予算の上限、人員数の上限および下限などの設備更新の時期を変動させるパラメータである。最適化部１５０は、最適化として、例えば、設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備の工事量が上限を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよく、各年の更新対象設備に対する更新費用が予算を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよい。情報出力部１６０Ｂは、第２のリスク推移算出部１４０Ｂにより算出された複数の電力設備２１０のリスク推移、および設備更新計画を表示させるための情報を出力する。

図１４は、第３の実施の形態における第１のリスク推移算出部１２０Ｃの他の一例を説明するためのブロック図である。
第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、取得部１１０Ｃを介して、発電事業者設備２３２および一般需要家設備２３４からスマートメータ（ＳＭ）計量値情報、日射強度情報、太陽光発電（ＰＶ）導入情報を入力してよい。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、センサや点検端末等の点検設備２３０から巡視点検情報および自動点検情報を入力してよい。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、ＩＥＤや端末等の情報設備２３６から、系統構成情報、発電情報、および負荷情報を入力してよい。

図１５は、第３の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｃの処理手順の一例を示すフローチャートであり、図１６は、第３の実施の形態における故障時影響情報を評価する処理の一例を示すフローチャートである。
取得部１１０Ｃは、まず、図１４に示したように電力系統システム２００から各種の情報を取得し（ステップＳ２００）、取得した情報を第１のリスク推移算出部１２０Ｃに出力する。
第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、例えばスマートメータ（ＳＭ）計量値情報、日射強度情報、および太陽光発電（ＰＶ）導入情報から発電需要を予測する（ステップＳ２０２）。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、予測された発電需要に基づいて電力系統システム２００における潮流計算を行い（ステップＳ２０４）、電力系統システム２００の系統混雑度を予測する（ステップＳ２０６）。

次に第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、故障時の系統影響度を評価する（ステップＳ２０８）。図１６に示すように、第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、一または複数の電力設備の故障を伴わない場合の潮流計算（ステップＳ３０２）、および、一または複数の電力設備の故障を伴う場合の潮流計算（ステップＳ３０４）を行う。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、例えば、電力系統システム２００のうちリスクの高い電力設備２１０が故障すると仮定して潮流計算（ステップＳ３０４）を行う。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、故障を伴わない場合の潮流計算結果と故障を伴う場合の潮流計算結果との差分が大きいほど、故障時の系統影響度を高く算出する（ステップＳ３０６）。

第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、故障を伴う場合の潮流計算を様々な電力設備２１０の故障について行い（ステップＳ３０４）、故障時の系統影響度を算出してよい（ステップＳ３０６）。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、故障の影響度をランク付けし、ランク付けした影響度のうち高いランクの影響度を損害額に変換する（ステップＳ３０８）。第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、電力設備２１０が故障した時の公衆災害損害額（公衆災害リスク）の増加幅、供給信頼度（供給リスク）の低下幅、および事業運営損害額（事業運営リスク）の増加幅を、故障時の損害額として算出する。

第１のリスク推移算出部１２０Ｃは、故障時の損害額が高いほど年度ごとの電力設備２１０のリスクを高くし、電力設備２１０ごとのリスク推移を算出する（ステップＳ２１０）。計画作成部１３０Ｃは、電力設備２１０ごとのリスク推移およびリスク低減幅に基づいて年度ごとのリスクを一定にするように複数の電力設備２１０から更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備の更新時期を算出する（ステップＳ２１２）。最適化部１５０は、例えば更新時期および更新場所が近い更新対象設備を同時期に更新する同調設定を行う（ステップＳ２１４）。

第３の実施の形態の電力設備管理システム１００Ｃによれば、電力系統システム２００の系統情報、故障時影響情報、および故障確率情報に基づいて各電力設備２１０のリスク推移を算出し、各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を更新することによる各電力設備２１０のリスク低減幅を算出し、複数の電力設備２１０のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように、各電力設備２１０のリスク低減幅の大きい順に、複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成することができる。電力設備管理システム１００Ｃによれば、電力系統システム２００の系統構成を考慮することにより電力系統システム２００のリスク管理を精緻化することができる。これにより電力設備管理システム１００Ｃによれば、電力系統システム２００の更新対象設備を最適化した設備更新計画を作成することができる。

（第４の実施の形態）
以下、第４の実施の形態について説明する。上述の実施の形態と同じ箇所については同一符号を付することで説明を省略する。
図１７は、第４の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｄの一例を示すブロック図である。
電力設備管理システム１００Ｄは、電力系統システム２００に含まれる複数の電力設備２１０を管理する処理を行う情報処理装置である。電力設備管理システム１００Ｄは、例えば、取得部１１０Ｄと、第１のリスク推移算出部１２０Ｄと、リスク低減幅算出部１８０と、コスト算出部１８２と、決定部１８４と、計画作成部１３０Ｄと、第２のリスク推移算出部１４０と、最適化部１５０と、情報出力部１６０Ｄとを備える。取得部１１０Ｄ、第１のリスク推移算出部１２０Ｄ、リスク低減幅算出部１８０、コスト算出部１８２、決定部１８４、計画作成部１３０Ｄ、第２のリスク推移算出部１４０と、最適化部１５０、および情報出力部１６０Ｄといった機能部は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがディスク状記録媒体等に格納された電力設備管理プログラムを実行することにより実現されてよい。これらの機能は、単一の情報処理装置に集約して搭載されてよく、複数の情報処理装置に分散されてもよい。

取得部１１０Ｄは、故障時影響情報および故障確率情報を取得する。故障時影響情報および故障確率情報は、電力設備２１０ごとの情報である。故障時影響情報は、各電力設備２１０の故障によって発生する影響を示す情報である。故障確率情報は、各電力設備２１０の故障確率の推移を示す情報である。

第１のリスク推移算出部１２０Ｄは、取得部１１０Ｄにより取得された故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備２１０のリスク推移を算出する。第１のリスク推移算出部１２０Ｄは、年度ごとおよび電力設備２１０ごとの故障時影響情報および故障確率情報を用いて各電力設備２１０のリスクを算出し、複数の年度について各電力設備２１０のリスク推移を算出する。

リスク低減幅算出部１８０は、第１のリスク推移算出部１２０Ｄにより算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出する。リスク低減幅算出部１８０は、第１のリスク推移算出部１２０Ｄにより算出された各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を交換するまでに実施する一又は複数の修繕の実施時期および各修繕による各電力設備２１０の第２のリスク低減幅を算出する。

図１８は、第４の実施の形態における電力設備２１０ごとの年度とリスクとの関係を示す図であり、（ａ）は交換および修繕しないときの年度とリスクとの関係を示す図であり、（ｂ）は交換したときの年度とリスクとの関係を示す図であり、（ｃ）は修繕したときの年度とリスクとの関係を示す図である。
図１７（ａ）のようにリスクが年々増加する電力設備２１０において、電力設備２１０のリスクがリスク閾値に達した時に電力設備２１０の交換または修正を行うものとする。電力設備２１０を交換したときの第１のリスク低減幅は、電力設備２１０を修繕したときの第２のリスク低減幅よりも大きくなる。なお、電力設備２１０の修繕は、種々の修繕方法のうち電力設備２１０においてリスク低減幅が最も大きくなるように部品交換などの修繕方法を採用するものとする。このように、リスク低減幅算出部１８０は、電力設備２１０ごとに第１のリスク低減幅および第２のリスク低減幅を算出することができる。

コスト算出部１８２は、各電力設備２１０を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出する。第１のライフサイクルコストは、電力設備２１０の設置コスト、および電力設備２１０のリスクが交換の必要性が生ずる交換閾値に達するまでの電力設備２１０の維持コストを含む。コスト算出部１８２は、各電力設備２１０に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出する。第２のライフサイクルコストは、電力設備２１０の設置コスト、電力設備２１０のリスクが交換閾値に達する前に実施する修繕コスト、および電力設備２１０のリスクが交換閾値に達するまでの維持コストを含む。

図１９は、第４の実施の形態における電力設備２１０ごとのライフサイクルコストを説明するための図である。
コスト算出部１８２は、リスクが年々増加する電力設備２１０において、電力設備２１０のリスクが交換閾値に達した時を電力設備２１０の交換または修繕の対処時期として計算する。
コスト算出部１８２は、対処時期に電力設備２１０の交換を行った場合に、対処時期に第１のリスク低減幅だけ電力設備２１０のリスクを低減させ、その後、電力設備２１０のリスクを年々増加させて、再度電力設備２１０のリスクが交換閾値に達する時期ｔ２を算出する。コスト算出部１８２は、電力設備２１０の設置コストと、電力設備２１０の交換コストと、時期ｔ２までの維持コストを合計したコストを第１のライフサイクルコストとして算出する。
コスト算出部１８２は、対処時期に電力設備２１０の修繕を行った場合に、対処時期に第２のリスク低減幅だけ電力設備２１０のリスクを低減させ、その後、電力設備２１０のリスクを年々増加させて、再度電力設備２１０のリスクが交換閾値に達する時期ｔ１を算出する。コスト算出部１８２は、電力設備２１０の設置コストと、電力設備２１０の修繕コストと、時期ｔ１までの維持コストを合計したコストを第２のライフサイクルコストとして算出する。

決定部１８４は、コスト算出部１８２により算出された第１のライフサイクルコストと第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備２１０の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定する。交換修繕計画情報は、電力設備２１０ごとの交換時期または修繕時期を示す情報である。

計画作成部１３０Ｄは、決定部１８４により決定された各電力設備２１０の交換修繕計画情報、リスク低減幅算出部１８０により算出された第１のリスク低減幅、および第２のリスク低減幅に基づいて、複数の電力設備２１０のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択する。計画作成部１３０Ｄは、例えば、各年のリスク目標値に達するまで、交換時期または修繕時期の順に更新対象設備のリスクを加算していくことで、各年に交換または修繕する更新対象設備を選択する。計画作成部１３０Ｄは、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する。

第２のリスク推移算出部１４０は、計画作成部１３０により作成された設備更新計画に基づいて更新対象設備を更新した後における各電力設備２１０のリスク推移を算出する。

最適化部１５０は、電力系統全体の制約条件に基づいて、計画作成部１３０Ｄにより作成された設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化してよい。電力系統全体の制約条件は、例えば、年間の工事量の上限および下限、予算の上限、人員数の上限および下限などの設備更新の時期を変動させるパラメータである。最適化部１５０は、最適化として、例えば、設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備の工事量が上限を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよく、各年の更新対象設備に対する更新費用が予算を超えている場合には超えた分の工事量を来年に移動させてよい。情報出力部１６０Ｄは、計画作成部１３０Ｄにより作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力する。

第４の実施の形態の電力設備管理システム１００Ｄによれば、各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、各電力設備２１０のリスク推移に基づいて各電力設備２１０を交換するまでに実施する一又は複数の修繕の実施時期および各修繕による各電力設備２１０の第２のリスク低減幅を算出し、各電力設備２１０を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストおよび修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出し、第１のライフサイクルコストと第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて交換修繕計画情報を決定することができる。これにより電力設備管理システム１００Ｄによれば、電力設備２１０の交換、修繕などの複数の選択肢を考慮して長期設備更新計画の作成を行うことができる。

（第５の実施の形態）
以下、第５の実施の形態について説明する。上述の実施の形態と同じ箇所については同一符号を付することで説明を省略する。
図２０は、第５の実施の形態における電力設備管理システム１００Ｅ１の一例を示すブロック図であり、図２１は、第５の実施の形態における他の電力設備管理システム１００Ｅ２を示すブロック図である。
電力設備管理システム１００Ｅ１は、電力系統システム２００に含まれる複数の電力設備２１０を管理する処理を行う情報処理装置である。電力設備管理システム１００Ｅ１は、例えば、指標推移算出部１９０と、推奨時期算出部１９２と、計画作成部１３０Ｅ１と、最適化部１５０Ｅ１と、情報出力部１６０Ｅ１とを備える。指標推移算出部１９０、推奨時期算出部１９２、計画作成部１３０Ｅ１、最適化部１５０Ｅ１、および情報出力部１６０Ｅ１といった機能部は、例えばＣＰＵ等のプロセッサがディスク状記録媒体等に格納された電力設備管理プログラムを実行することにより実現されてよい。これらの機能は、単一の情報処理装置に集約して搭載されてよく、複数の情報処理装置に分散されてもよい。

指標推移算出部１９０は、各電力設備２１０の停電によるリスクを回避することに対する指標、各電力設備２１０の災害に対するリスクを回避することに対する指標、各電力設備２１０の事業運営に対するリスクを回避することに対する指標、および各電力設備２１０の更新によって対処費用を削減することによる指標の推移を算出する。なお、各電力設備２１０の停電によるリスクを回避することに対する指標、各電力設備２１０の災害に対するリスクを回避することに対する指標、各電力設備２１０の事業運営に対するリスクを回避することに対する指標、および各電力設備２１０の更新によって対処費用を削減することによる指標を総称するときには、単に「投資指標」と記載し、各種のリスクを、投資指標を算出するためのパラメータとしての「投資パラメータ」と記載する。

指標推移算出部１９０は、電力設備２１０により年度ごとに設定された停電による損害額を停電によるリスクとして算出することで、各電力設備２１０の停電によるリスクを回避することに対する指標を算出してよい。指標推移算出部１９０は、各電力設備２１０の災害が発生したときの損害額をリスクとして算出することで、各電力設備２１０の災害に対するリスクを回避することに対する指標を算出してよい。指標推移算出部１９０は、電力設備２１０の故障や災害が発生した時の各電力設備２１０の事業運営に対する損害額をリスクとして算出することで、各電力設備２１０の事業運営に対するリスクを回避することに対する指標を算出してよい。指標推移算出部１９０は、各電力設備２１０の更新によって対処費用をリスクとして算出することで、各電力設備２１０の更新によって対処費用を削減することによる指標を算出してよい。指標推移算出部１９０は、指標を損害額や費用として算出してよいが、これに限定されず、複数の指標それぞれを０～１００などの特定範囲に変換するなどの処理を施した値であってもよい。

推奨時期算出部１９２は、各電力設備２１０を更新することに対する制約条件を満たす期間で指標推移算出部１９０により算出された指標の合計値が最大となる推奨時期を算出する。各電力設備２１０を更新することに対する制約条件を満たす期間は、電力設備２１０を更新するための予算、供給量、人員等の制約を満たしている期間のことである。推奨時期算出部１９２は、例えば、制約条件を満たす期間が複数の年度にわたる場合、年度ごとに指標推移算出部１９０により求められた複数の指標の合計を求め、年度ごとの合計値のうち最も合計値が高い年度を求める。

計画作成部１３０Ｅ１は、推奨時期算出部１９２により算出された各電力設備２１０の推奨時期に基づいて複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択する。計画作成部１３０Ｅ１は、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する。
最適化部１５０Ｅ１は、電力系統システム２００の全体の制約条件に基づいて計画作成部１３０Ｅ１により作成された設備更新計画に含まれる各年の更新対象設備を最適化する。
情報出力部１６０Ｅ１は、最適化部１５０Ｅ１により最適化された設備更新計画を表示させるための情報を出力する。

第５の実施の形態の電力設備管理システムは、図２１に示すように、他の電力設備管理システム１００Ｅ２のように構成されてよい。
指標推移算出部１９０は、取得部１９０１と、第１のリスク推移算出部１９０２と、第２のリスク推移算出部１９０３とを備えてよい。
取得部１９０１は、各電力設備２１０の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備２１０の故障確率を示す故障確率情報を取得する。
第１のリスク推移算出部１９０２は、取得部１９０１により取得された故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備２１０の第１のリスク推移を算出する。第１のリスク推移算出部１９０２は、電力設備２１０を設置した年度から、年度ごとの電力設備２１０のリスクを算出し、計画期間における第１のリスク推移を算出する。
第２のリスク推移算出部１９０３は、各電力設備２１０を更新した後における各電力設備２１０の第２のリスク推移を算出する。第２のリスク推移算出部１９０３は、電力設備２１０を交換した年度から、年度ごとの電力設備２１０のリスクを算出し、計画期間における第２のリスク推移を算出する。

指標推移算出部１９０は、第１のリスク推移算出部１９０２により算出された各電力設備２１０の第１のリスク推移と第２のリスク推移算出部１９０３により算出された各電力設備２１０の第２のリスク推移との差に基づいて各電力設備２１０を更新することに対する指標の推移を算出する。推奨時期算出部１９２は、各電力設備２１０を更新することに対する指標が最大となる推奨時期を算出する。

図２２は、第５の実施の形態における第１のリスク推移および第２のリスク推移の関係を示す図である。
電力設備２１０を現在に新設した場合、電力設備２１０の第１のリスク算出値は第１基準値Ｒ１から次第にＲ３、Ｒ４のように上昇し、第２基準値Ｒ２に達すると、略一定値となる。第１のリスク算出値が第２基準値Ｒ２に達した時点において電力設備２１０を交換すると、第２のリスク算出値は、第２のリスクの始点以降から次第上昇し、第２基準値Ｒ２に達すると、略一定値となる。なお、第１のリスク推移と第２のリスク推移は同じような計時変化となっていてよいが、同種の他の電力設備２１０に更新した場合には第２のリスク推移は第１のリスク推移とは異なる計時変化となる。
第１のリスク推移算出部１９０２により算出される第１のリスク推移と第２のリスク推移算出部１９０３により算出される各電力設備２１０の第２のリスク推移との差は、第２のリスク始点Ｔ１における差Ｄ１から、第２のリスク算出値の変化が小さい時期Ｔ２において差Ｄ２のように大きくなっていき、第２のリスク算出値が次第に大きくなる時期Ｔ３となるほど差Ｄ３のように小さくなる。この第１のリスク算出値と第２のリスク算出値との差Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、電力設備２１０を交換することにより単年ごとに回避することができるリスクであり、電力設備２１０を交換するための指標と解釈することができる。したがって、推奨時期算出部１９２は、各電力設備２１０を更新することに対する指標が最大となる推奨時期（年度）として、第１のリスク算出値と第２のリスク算出値との差Ｄ２が大きく、第２のリスク始点から第２のリスク算出値の変化が小さい期間（年度）を算出することができる。

以上のように、第５の実施の形態の電力設備管理システム１００Ｅ１によれば、各電力設備２１０の停電によるリスクを回避することに対する価値、各電力設備２１０の災害に対するリスクを回避することに対する価値、各電力設備２１０の事業運営に対するリスクを回避することに対する指標、および各電力設備の更新によって対処費用を削減することによる指標の推移を算出し、各電力設備２１０を更新することに対する制約条件を満たす期間で算出された指標の合計値が最大となる推奨時期を算出し、各電力設備２１０の推奨時期に基づいて複数の電力設備２１０から一又は複数の更新対象設備を選択して設備更新計画を作成することができる。
また、電力設備管理システム１００Ｅ２によれば、各電力設備２１０の第１のリスク推移を算出し、各電力設備２１０を更新した後における各電力設備２１０の第２のリスク推移を算出し、各電力設備２１０の第１のリスク推移と各電力設備２１０の第２のリスク推移との差に基づいて各電力設備２１０を更新することに対する指標の推移を算出し、各電力設備２１０を更新することに対する指標が最大となる推奨時期を算出することができる。
これにより電力設備管理システム１００Ｅ１、Ｅ２によれば、リスクを回避するという費用対効果という観点に基づいて更新対象設備を選定して設備更新計画の作成を行うことができる。

なお、各実施形態および変形例について説明したが、一例であってこれらに限られず、例えば、各実施形態や各変形例のうちのいずれかや、各実施形態の一部や各変形例の一部を、他の１または複数の実施形態や他の１または複数の変形例と組み合わせて本発明の一態様を実現させてもよい。

１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ１、１００Ｅ２…電力設備管理システム、１１０、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１９０１…取得部、１２０、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０、１９０２…第１のリスク推移算出部、１２２…リスク評価機能、１３０、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ、１３０Ｅ１…計画作成部、１３２…設備更新推奨時期算出機能、１３４…投資件名作成機能、１４０、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１９０３…第２のリスク推移算出部、１５０、１５０Ｅ１…最適化部、１５２…最適化機能、１６０、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄ、１６０Ｅ１…情報出力部、１７０…予測部、１８０…リスク低減幅算出部、１８２…コスト算出部、１８４…決定部、１９０…指標推移算出部、１９２…推奨時期算出部、２００…電力系統システム、２２０ａ～２２０ｄ…変圧器、３００…端末装置

Claims (3)

1. 電力系統に含まれる複数の電力設備を管理する電力設備管理システムであって、
   各電力設備の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備の故障確率の推移を示す故障確率情報を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出する第１のリスク推移算出部と、
   前記第１のリスク推移算出部により算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、前記第１のリスク推移算出部により算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換するまでに実施する一又は複数の修繕による各電力設備の第２のリスク低減幅を算出するリスク低減幅算出部と、
   各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出し、各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するコスト算出部と、
   前記コスト算出部により算出された前記第１のライフサイクルコストと前記第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定する決定部と、
   前記決定部により決定された各電力設備の交換修繕計画情報、前記リスク低減幅算出部により算出された前記第１のリスク低減幅、および前記第２のリスク低減幅に基づいて複数の電力設備のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成する計画作成部と、
   前記計画作成部により作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力する情報出力部と、
   を備える電力設備管理システム。
2. 電力系統に含まれる複数の電力設備を管理する電力設備管理方法であって、
   電力設備管理システムが、各電力設備の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備の故障確率の推移を示す故障確率情報を取得するステップと、
   前記電力設備管理システムが、前記故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出するステップと、
   前記電力設備管理システムが、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換するまでに実施する一又は複数の修繕による各電力設備の第２のリスク低減幅を算出するステップと、
   前記電力設備管理システムが、各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出し、各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するステップと、
   前記電力設備管理システムが、算出された前記第１のライフサイクルコストと前記第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定するステップと、
   前記電力設備管理システムが、決定された各電力設備の交換修繕計画情報、算出された前記第１のリスク低減幅、および前記第２のリスク低減幅に基づいて複数の電力設備のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成するステップと、
   前記電力設備管理システムが、作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力するステップと、
   を含む、電力設備管理方法。
3. 電力系統に含まれる複数の電力設備を管理する情報処理装置のコンピュータに、
   各電力設備の故障によって発生する影響を示す故障時影響情報および各電力設備の故障確率の推移を示す故障確率情報を取得するステップと、
   前記故障時影響情報および故障確率情報に基づいて各電力設備のリスク推移を算出するステップと、
   算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換することによる各電力設備の第１のリスク低減幅を算出し、算出された各電力設備のリスク推移に基づいて各電力設備を交換するまでに実施する一又は複数の修繕による各電力設備の第２のリスク低減幅を算出するステップと、
   各電力設備を修繕しないで交換するまでの第１のライフサイクルコストを算出し、各電力設備に対して修繕を行って交換するまでの第２のライフサイクルコストを算出するステップと、
   算出された前記第１のライフサイクルコストと前記第２のライフサイクルコストとのうち低い方に基づいて各電力設備の交換または修繕を示す交換修繕計画情報を決定するステップと、
   決定された各電力設備の交換修繕計画情報、算出された前記第１のリスク低減幅、および前記第２のリスク低減幅に基づいて複数の電力設備のリスク推移を合計した各年のリスク目標値を下回るように複数の電力設備から一又は複数の更新対象設備を選択し、選択した更新対象設備を含む設備更新計画を作成するステップと、
   作成された設備更新計画を表示させるための情報を出力するステップと、
   を実行させる、電力設備管理プログラム。

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