WO2015174359A1 - エネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法 - Google Patents

エネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法 Download PDF

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知義 小笠原
弘治 林
孝次 吉原
恭介 秋好
和志 高島
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to an energy supply and demand operation guidance apparatus that supports the supply and demand operation work of energy utilities such as by-product gas, steam, and electric power in a steel plant, and an energy supply and demand operation method in the steel plant.
  • blast furnace gas (B gas) generated as a by-product from a blast furnace, coke gas (C gas) generated from a coke furnace, and converter gas (LD gas) generated from an LD converter are directly or It is reused as mixed gas (M gas) in factories and private power generation facilities.
  • M gas mixed gas
  • the gas that surpasses the level of the gas holder that stores the gas is operated, the surplus gas must be dissipated to the atmosphere, resulting in a loss.
  • the amount of gas demand is greater than the amount of gas supply and there is a shortage of gas, the operation of the factory is affected and a loss is likewise caused. For this reason, in steelworks, it is necessary to operate gas appropriately according to the supply and demand of gas.
  • Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 formulate the plant and its operating cost within the framework of mathematical programming, and find the optimal operation plan for the plant using various optimization methods. The technique to do is described.
  • the person in charge of energy utility supply / demand operations at steelworks should operate according to the output of the current energy supply / demand operation guidance device, keeping in mind that there is an error in the optimization calculation by the computer. Or, it is necessary to determine whether or not to operate by own judgment. This is because, in the energy supply and demand operation guidance apparatus using the methods described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, the cost of an optimal operation plan increases due to a prediction error in the future energy utility supply and demand balance. Therefore, when the operation is performed according to the output of the energy supply and demand operation guidance device, the operation cost may be higher than when the current operation is performed.
  • Patent Literatures 1 and 2 and Non-Patent Literature 1 cannot present information to the operator as to whether or not the operator should operate according to the output of the energy supply and demand operation guidance device. For this reason, according to the methods described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, as a result of operation according to the output of the energy supply and demand operation guidance device, the operation cost has risen compared to the case where the current business operation is performed. In some cases, the energy supply and demand operation guidance device is not effectively used.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an energy supply and demand operation guidance apparatus capable of suppressing an increase in operation cost due to a prediction error of a future energy utility supply and demand balance, and The purpose is to provide energy supply and demand operation methods in steelworks.
  • An energy supply / demand operation guidance apparatus is an energy supply / demand operation guidance apparatus that supports energy utility supply / demand operation work in a steel works, and is optimized by an optimization calculation for an energy utility and an optimum supply / demand for an energy utility.
  • An optimization calculation unit that calculates an amount
  • a prediction error estimation unit that calculates an estimated value of a supply and demand prediction error of a future energy utility using an actual value of a supply and demand prediction error of a past energy utility including the current time
  • An operational cost increase calculation unit that calculates an increase in the supply and demand operation cost of the energy utility according to the estimated value of the energy utility supply and demand prediction error calculated by the prediction error estimation unit, and the optimization calculation unit Supply / demand operation costs
  • the operation cost correction unit that calculates the operation cost correction value that is the sum of the increase in supply and demand operation cost calculated by the operation cost increase amount calculation unit, and the supply and demand operation cost of the energy utility when the current operation is performed
  • the supply and demand operation cost calculated by the optimization calculation unit is lower than the actual value, and when the operation cost correction value is higher than the actual value of the energy utility supply and demand operation cost when the current operation is performed, or the operation
  • the amount of increase in supply and demand operation cost calculated by the cost increase amount calculation unit is greater than or equal to the set value
  • the energy supply and demand operation guidance apparatus is characterized in that, in the above invention, the energy utility includes at least one of by-product gas, steam, and electric power generated in the steelworks.
  • the energy supply / demand operation guidance apparatus is characterized in that, in the above invention, the operation cost increase calculation unit calculates an increase in supply / demand operation cost using a function having the prediction error as a variable.
  • the energy supply and demand operation method in the steel plant according to the present invention includes a step of performing a supply and demand operation operation of the energy utility in the steel plant according to the information output from the energy supply and demand operation guidance device according to the present invention.
  • the energy supply and demand operation guidance apparatus and the energy supply and demand operation method in the steelworks according to the present invention it is possible to suppress an increase in the operation cost of the energy utility due to a prediction error in the future energy utility supply and demand balance.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an energy supply and demand operation guidance apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of data stored in the energy supply and demand prediction accuracy database illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a relationship between an increase in gas supply and demand operation costs and a gas supply and demand prediction error.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the trend of operating costs of energy utilities in steelworks.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an alarm output timing of the energy supply and demand operation guidance apparatus according to the embodiment of the present invention corresponding to the trend illustrated in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a change with time in the supply and demand prediction error of the energy utility.
  • An energy supply and demand operation guidance apparatus is an apparatus that supports energy utility supply and demand operation work in an ironworks.
  • the energy utility includes at least one of by-product gases (B gas, C gas, LD gas, M gas) generated in the steelworks, steam, and electric power.
  • an energy supply and demand operation guidance apparatus 1 is configured by an information processing apparatus such as a personal computer or a workstation, and includes an energy supply and demand prediction accuracy database (DB) 2 and a prediction error estimation.
  • an operation cost increase calculation unit 4 an optimization calculation unit 5, an operation cost correction unit 6, an alarm display unit 7, and a guidance screen 8 are provided as main components.
  • the prediction error estimation unit 3, the operation cost increase calculation unit 4, the optimization calculation unit 5, the operation cost correction unit 6, and the alarm display unit 7 execute a computer program by an arithmetic processing device such as a CPU in the information processing device. Is realized.
  • the energy supply / demand prediction accuracy DB2 is configured by a non-volatile storage device, and stores, for example, predicted values and actual values of energy utility demand and supply in the past as shown in FIG. .
  • the predicted values of the demand amount and the supply amount are the demand amount and the supply amount predicted one calculation cycle before the time when the data is stored in the energy supply and demand prediction accuracy DB2.
  • the prediction error estimator 3 acquires predicted values and actual values of energy utility demand and supply amounts within a specified period from the energy supply and demand prediction accuracy DB 2 for each predetermined calculation cycle that is an operation cycle of guidance.
  • the prediction error estimation unit 3 estimates the prediction error of the future demand amount and supply amount of the energy utility using the calculated prediction amount of the demand amount and supply amount of the energy utility.
  • the prediction error of the future demand amount and supply amount of the energy utility can be estimated, for example, by calculating the average value or the weighted average value of the prediction error of the demand amount and the supply amount at each time within the specified period. .
  • the prediction error of the future demand amount and supply amount of the energy utility may be obtained for all energy utilities, or may be obtained only for the utility of interest.
  • the prediction error estimation unit 3 estimates the difference between the estimation value of the prediction error of the future supply amount of the energy utility and the estimation value of the prediction error of the future demand amount of the energy utility to estimate the prediction error of the future supply and demand amount of the energy utility. As a value, the calculated value is output to the operating cost increase calculation unit 4.
  • the operation cost increase amount calculation unit 4 calculates the increase amount of the energy utility supply and demand operation cost according to the estimated value of the prediction error of the future supply and demand amount of the energy utility output from the prediction error estimation unit 3. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, when the prediction error of the future supply and demand amount of the energy utility increases, the supply and demand operation cost of the energy utility increases. Therefore, the relationship between the prediction error of the supply and demand amount and the increase in the supply and demand operation cost is analyzed in advance and converted into a function. By doing so, the amount of increase in supply and demand operating costs can be obtained. The operation cost increase amount calculation unit 4 outputs the calculated increase amount of the supply and demand operation cost to the operation cost correction unit 6.
  • the optimization calculation unit 5 calculates the optimum supply and demand operation cost and supply and demand value of the energy utility by the optimization calculation. Specifically, the optimization calculation unit 5 uses the operation result data of the steel mill and the formula that preliminarily formulates the constraint condition and cost regarding the supply and demand operation of the energy utility as a mixed integer programming problem that is one of the mathematical programming problems. By inputting the operation plan information, the optimal supply and demand operation cost and the calculated supply and demand value (operation cost calculation value and supply and demand calculation value) of the energy utility are calculated. For the solution of the optimal solution, a branch and bound method or the like can be used, but details are described in prior art documents such as Non-Patent Document 1.
  • the optimization calculation unit 5 calculates the actual value (operation cost actual value) of the supply and demand operation cost of the energy utility at the current time.
  • the actual operation cost value can be considered as the supply and demand operation cost one calculation cycle ahead in the case of the current business operation.
  • the optimization calculation unit 5 outputs the calculated operation cost calculation value and the operation cost actual value to the operation cost correction unit 6.
  • the optimization calculation part 5 displays and outputs the information regarding the operating conditions of the steelworks on the guidance screen 8.
  • the operation cost correction unit 6 calculates a value obtained by adding the increase amount of the operation cost output from the operation cost increase amount calculation unit 4 to the supply and demand operation cost calculation value output from the optimization calculation unit 5 as the operation cost correction value. . Then, the operation cost correction unit 6 outputs information about the operation cost calculation value, the operation cost correction value, and the operation cost actual value to the alarm display unit 7.
  • the alarm display unit 7 displays alarm information on the guidance screen 8 according to the information output from the operation cost correction unit 6. Specifically, when the operation cost calculation value is lower than the actual operation cost value, and when the operation cost correction value is higher than the actual operation cost value, the supply and demand due to the prediction error of the energy utility supply and demand amount Operational costs are reversed. Therefore, in this case, if the guidance is followed, the cost increases, so the alarm display unit 7 displays the alarm information on the guidance screen 8. Similarly, if the calculated operating cost is lower than the actual operating cost value and the increase in supply and demand operating cost is greater than the standard value for supply and demand operating cost, the guidance effect and its reliability cannot be expected. The alarm display unit 7 displays alarm information on the guidance screen 8. The alarm display unit 7 displays the actual value of the supply and demand amount of the energy utility at the current time and the supply and demand amount calculation value calculated by the optimization calculation unit 5.
  • the operator Based on whether the alarm information is displayed on the guidance screen 8 and the actual value of the supply and demand amount of the energy utility at the current time and the calculated supply and demand value calculated by the optimization calculation unit 5, the operator According to the output of the guidance device, it is determined whether to perform the supply and demand operation of the energy utility, or to perform the operation based on its own judgment. As a result, as a result of operating according to the output of the energy supply and demand operation guidance device, it is possible to suppress an increase in the operation cost of the energy utility due to a prediction error in the future supply and demand balance of the energy utility.
  • the alarm display unit 7 has an operation cost actual value when the operation cost calculation value is lower than the operation cost actual value.
  • the operation cost correction value is higher, or when the increase amount of the supply and demand operation cost calculated by the operation cost increase amount calculation unit 4 is equal to or greater than the set value, alarm information is displayed on the guidance screen 8.
  • the alarm display unit 7 outputs the actual value of the energy utility supply and demand at the current time and the energy utility optimum supply and demand calculated by the optimization calculation unit 5. Thereby, it can suppress that the operating cost of an energy utility raises resulting from the prediction error of the future supply and demand balance of an energy utility.
  • FIG. 4 shows a trend of the operation cost (operation cost calculation value, operation cost correction value, operation cost actual value) of the energy utility in the steelworks, and an alarm of the energy supply and demand operation guidance apparatus according to the embodiment of the present invention corresponding to the trend.
  • the output timing is shown in FIG.
  • the operation cost correction value ⁇ the actual operation cost value ⁇ the actual operation cost calculation value holds, as shown in FIG. 5, depending on the increase in the operation cost caused by the energy utility supply and demand prediction error shown in FIG. It can be seen that an alarm is output at 12:00 to 24:00.
  • an energy supply and demand operation guidance apparatus and an energy supply and demand operation method in a steelworks that can suppress an increase in operation cost due to a prediction error in the future supply and demand balance of energy utilities.

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Abstract

　本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置では、アラーム表示部７が、運用コスト実績値より運用コスト計算値が低い場合、且つ、運用コスト実績値より運用コスト補正値が高い場合又は運用コスト上昇量算出部４によって算出された需給運用コストの上昇量が設定値以上である場合、ガイダンス画面８にアラーム情報を表示する。また、アラーム表示部７は、現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給量の実績値及び最適化計算部５によって計算されたエネルギーユーティリティの最適需給量を出力する。これにより、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因してエネルギーユーティリティの運用コストが上昇することを抑制できる。

Description

エネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法
　本発明は、製鉄所内における副生ガス、蒸気、電力等のエネルギーユーティリティの需給運用作業を支援するエネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法に関する。
　一般に、製鉄所では、高炉から副生的に発生する高炉ガス（Ｂガス）、コークス炉から発生するコークスガス（Ｃガス）、及びＬＤ転炉から発生する転炉ガス（ＬＤガス）を直接又は混合ガス（Ｍガス）として工場や自家発電設備で再利用している。ここで、ガスを貯蔵するガスホルダのレベルを超えてガスが余剰となるガスの運用をした場合、余剰ガスを大気放散しなければならなくなり、損失となる。一方、ガス需要量がガス供給量より多くなり、ガスが不足する局面では、工場の操業に影響が生じ、同様に損失となる。このため、製鉄所では、ガスの需給量に応じてガスを適切に運用する必要がある。
　また、製鉄所では、ガスと同様に蒸気も適切に運用する必要があり、特に蒸気不足は回避すべきである。すなわち、ＬＤガスの排熱ボイラからの蒸気供給量の他にBTG（Boiler steam-Turbine Generator）やCDQ（Coke Dry Quenching system）等の自家発電用の蒸気タービンからの抽気（タービンの途中から蒸気を取り出すこと）によって得られる蒸気供給量を蒸気需要量に対して不足なく運用する必要がある。また、電力については、外部からの受電量の上限値を超えてはならない等の制約がある。
　以上のように、製鉄所においては、ガス、蒸気、及び電力を低コストで運用することが求められる。このような背景から、製鉄所又は各種エネルギーを供給するプラントの運用をコスト面で最適化する技術が提案されている。具体的には、特許文献１，２や非特許文献１には、プラントとその操業コストとを数理計画法の枠組みで定式化し、様々な最適化手法を用いてプラントの最適な運用計画を求解する手法が記載されている。
特開２０１０－２８７０３１号公報 特開２００６－８５２３６号公報
"ハイブリッドシステムの予測制御とそのプロセス制御への適用"、システム／制御／情報、Vol.46、No.3、pp.110-119、2002
　一般に、製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの需給運用作業を担当する担当者は、計算機による最適化演算には誤差があるという課題を念頭に、現時点のエネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従った運用を行うか、又は、自身の判断で運用するかを判断する必要がある。これは、特許文献１，２や非特許文献１に記載の手法を用いたエネルギー需給運用ガイダンス装置では、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因して最適な運用計画のコストが上昇するため、エネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従って運用した場合、現状の成り行き運用を行った場合よりも運用コストが上昇することがあるためである。
　しかしながら、特許文献１，２や非特許文献１記載の手法は、運用者がエネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従った運用をすべきか否かの情報を運用者に提示することができない。このため、特許文献１，２や非特許文献１記載の手法によれば、エネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従って運用した結果、現状の成り行き運用を行った場合よりも運用コストが上昇したために、その後、エネルギー需給運用ガイダンス装置が有効に活用されなくなることがあった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因して運用コストが上昇することを抑制可能なエネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法を提供することにある。
　本発明に係るエネルギー需給運用ガイダンス装置は、製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの需給運用作業を支援するエネルギー需給運用ガイダンス装置であって、最適化計算によってエネルギーユーティリティの最適な需給運用コスト及びエネルギーユーティリティの最適需給量を算出する最適化計算部と、現時刻を含む過去のエネルギーユーティリティの需給予測誤差の実績値を用いて、将来のエネルギーユーティリティの需給予測誤差の推定値を算出する予測誤差推定部と、前記予測誤差推定部によって算出されたエネルギーユーティリティの需給予測誤差の推定値に応じた、エネルギーユーティリティの需給運用コストの上昇量を算出する運用コスト上昇量算出部と、前記最適化計算部によって算出された需給運用コストに前記運用コスト上昇量算出部によって算出された需給運用コストの上昇量を加算した値を運用コスト補正値として算出する運用コスト補正部と、現状の成り行き操業をした場合のエネルギーユーティリティの需給運用コストの実績値より前記最適化計算部によって算出された需給運用コストが低い場合、且つ、現状の成り行き操業をした場合のエネルギーユーティリティの需給運用コストの実績値より前記運用コスト補正値が高い場合又は前記運用コスト上昇量算出部によって算出された需給運用コストの上昇量が設定値以上である場合、アラーム情報を出力する機能と、現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給量の実績値及び前記最適化計算部によって計算されたエネルギーユーティリティの最適需給量を出力する機能と、を有するアラーム出力部と、を備えることを特徴とする。
　本発明に係るエネルギー需給運用ガイダンス装置は、上記発明において、前記エネルギーユーティリティには、製鉄所内で発生した副生ガス、蒸気、及び電力のうちの少なくとも一つが含まれていることを特徴とする。
　本発明に係るエネルギー需給運用ガイダンス装置は、上記発明において、前記運用コスト上昇算出部は、前記予測誤差を変数とする関数を用いて需給運用コストの上昇量を算出することを特徴とする。
　本発明に係る製鉄所内のエネルギー需給運用方法は、本発明に係るエネルギー需給運用ガイダンス装置から出力された情報に従って、製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの需給運用作業を行うステップを含むことを特徴とする。
　本発明に係るエネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法によれば、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因してエネルギーユーティリティの運用コストが上昇することを抑制できる。
図１は、本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示すエネルギー需給予測精度データベースに格納されているデータの一例を示す図である。 図３は、ガスの需給運用コストの上昇量とガスの需給予測誤差との関係の一例を示す図である。 図４は、製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの運用コストのトレンドの一例を示す図である。 図５は、図４に示すトレンドに対応する本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置のアラーム出力タイミングの一例を示す図である。 図６は、エネルギーユーティリティの需給予測誤差の経時変化の一例を示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置の構成について説明する。
　本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置は、製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの需給運用作業を支援する装置である。エネルギーユーティリティには、製鉄所内で発生した副生ガス（Ｂガス、Ｃガス、ＬＤガス、Ｍガス）、蒸気、及び電力のうちの少なくとも一つが含まれる。
　図１に示すように、本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置１は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の情報処理装置によって構成され、エネルギー需給予測精度データベース（ＤＢ）２、予測誤差推定部３、運用コスト上昇量算出部４、最適化計算部５、運用コスト補正部６、アラーム表示部７、及びガイダンス画面８を主な構成要素として備えている。予測誤差推定部３、運用コスト上昇量算出部４、最適化計算部５、運用コスト補正部６、及びアラーム表示部７は、情報処理装置内のＣＰＵ等の演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することによって実現される。
　エネルギー需給予測精度ＤＢ２は、不揮発性の記憶装置によって構成され、例えば図２に示すような形式で過去の時点におけるエネルギーユーティリティの需要量及び供給量の予測値及び実績値のデータを格納している。ここで、需要量及び供給量の予測値は、エネルギー需給予測精度ＤＢ２にデータを格納する時刻の１計算周期前に予測された需要量及び供給量である。
　予測誤差推定部３は、ガイダンスの動作周期である所定の計算周期毎にエネルギー需給予測精度ＤＢ２から指定期間内におけるエネルギーユーティリティの需要量及び供給量の予測値及び実績値のデータを取得する。予測誤差推定部３は、取得したデータを用いて予めユーザが指定した期間内の各時刻におけるエネルギーユーティリティの需要量及び供給量の予測誤差（＝予測値－実績値）を算出する。予測誤差推定部３は、算出されたエネルギーユーティリティの需要量及び供給量の予測誤差を用いて、エネルギーユーティリティの将来の需要量及び供給量の予測誤差を推定する。
　エネルギーユーティリティの将来の需要量及び供給量の予測誤差はそれぞれ、例えば指定期間内の各時刻における需要量及び供給量の予測誤差の平均値や重み付き平均値を算出することによって推定することができる。エネルギーユーティリティの将来の需要量及び供給量の予測誤差は、全てのエネルギーユーティリティについて求めてもよいし、注目するユーティリティについてのみ求めるようにしてもよい。
　予測誤差推定部３は、エネルギーユーティリティの将来の供給量の予測誤差の推定値とエネルギーユーティリティの将来の需要量の予測誤差の推定値との差をエネルギーユーティリティの将来の需給量の予測誤差の推定値として算出し、算出値を運用コスト上昇量算出部４に出力する。
　運用コスト上昇量算出部４は、予測誤差推定部３から出力されたエネルギーユーティリティの将来の需給量の予測誤差の推定値に応じたエネルギーユーティリティの需給運用コストの上昇量を算出する。具体的には、例えば図３に示すように、エネルギーユーティリティの将来の需給量の予測誤差が増加するとエネルギーユーティティの需給運用コストは上昇する。従って、需給量の予測誤差と需給運用コストの上昇量との関係性を予め解析して関数化しておき、この関数に予測誤差推定部３から出力された需給量の予測誤差の推定値を入力することによって需給運用コストの上昇量を求めることができる。運用コスト上昇量算出部４は、算出された需給運用コストの上昇量を運用コスト補正部６に出力する。
　最適化計算部５は、最適化計算によってエネルギーユーティリティの最適な需給運用コスト及び需給量の計算値を算出する。詳しくは、最適化計算部５は、エネルギーユーティリティの需給運用に関する制約条件やコストを数理計画問題の一つである混合整数計画問題として予め定式化した数式に対して、製鉄所の操業実績データ及び操業計画情報を入力することによって、エネルギーユーティリティの最適な需給運用コスト及び需給量の計算値（運用コスト計算値、需給量計算値）を算出する。最適解の解法については、分枝限定法等を用いることができるが、詳細は例えば非特許文献１等の先行技術文献に記載されている。
　最適化計算部５は、現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給運用コストの実績値（運用コスト実績値）を算出する。ここで、運用コスト実績値は、現状の成り行き運用をした場合における１計算周期先の需給運用コストと考えることができる。最適化計算部５は、算出された運用コスト計算値及び運用コスト実績値を運用コスト補正部６に出力する。また、最適化計算部５は、製鉄所の運転条件に関する情報をガイダンス画面８に表示出力する。
　運用コスト補正部６は、最適化計算部５から出力された需給運用コスト計算値に運用コスト上昇量算出部４から出力された運用コストの上昇量を加算した値を運用コスト補正値として算出する。そして、運用コスト補正部６は、運用コスト計算値、運用コスト補正値、及び運用コスト実績値に関す情報をアラーム表示部７に出力する。
　アラーム表示部７は、運用コスト補正部６から出力された情報に従ってガイダンス画面８にアラーム情報を表示する。具体的には、運用コスト実績値よりも運用コスト計算値が低い場合、且つ、運用コスト実績値よりも運用コスト補正値の方が高い場合、エネルギーユーティリティの需給量の予測誤差に起因して需給運用コストが逆転している。従って、この場合には、ガイダンスに従うとコストアップになってしまうため、アラーム表示部７は、ガイダンス画面８にアラーム情報を表示する。また同様に、運用コスト実績値よりも運用コスト計算値が低い場合、且つ、需給運用コストの上昇量が需給運用コストの基準値よりも大きい場合、ガイダンスとしての効果とその信頼性が期待できないので、アラーム表示部７は、ガイダンス画面８にアラーム情報を表示する。また、アラーム表示部７は、現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給量の実績値及び最適化計算部５によって計算された需給量計算値を表示する。
　運用者は、ガイダンス画面８にアラーム情報が表示されているか否かと現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給量の実績値及び最適化計算部５によって計算された需給量計算値とに基づいて、エネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従ってエネルギーユーティリティの需給運用を行うか、又は、自身の判断で運用を行うかを判断する。結果、エネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従って運用した結果、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因してエネルギーユーティリティの運用コストが上昇することを抑制できる。
　以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置１では、アラーム表示部７が、運用コスト実績値より運用コスト計算値が低い場合、且つ、運用コスト実績値より運用コスト補正値が高い場合又は運用コスト上昇量算出部４によって算出された需給運用コストの上昇量が設定値以上である場合、ガイダンス画面８にアラーム情報を表示する。また、アラーム表示部７は、現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給量の実績値及び最適化計算部５によって計算されたエネルギーユーティリティの最適需給量を出力する。これにより、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因してエネルギーユーティリティの運用コストが上昇することを抑制できる。
　製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの運用コスト（運用コスト計算値、運用コスト補正値、運用コスト実績値）のトレンドを図４に示し、それに対応する本発明の一実施形態であるエネルギー需給運用ガイダンス装置のアラーム出力タイミングを図５に示す。図６に示すエネルギーユーティリティの需給予測誤差に起因する運用コスト上昇に依存して、図５に示すように、運用コスト補正値≧運用コスト実績値≧運用コスト計算値が成り立っている時刻（９時～１２時及び２４時）にアラームが出力されていることがわかる。これにより、全エネルギーユーティリティのガイダンス値を出力するエネルギー需給運用ガイダンス装置の出力に従って運用した結果、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因してエネルギーユーティリティの運用コストが上昇することを抑制できる。なお、本実施例は、説明の簡素化のために、Ｃガス供給量予測に関する評価に限定したものであるが、本発明は、全エネルギーユーティリティの需要量及び供給量毎に設定可能である。
　以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
　本発明によれば、将来のエネルギーユーティリティの需給バランスの予測誤差に起因して運用コストが上昇することを抑制可能なエネルギー需給運用ガイダンス装置及び製鉄所内のエネルギー需給運用方法を提供することができる。
　１　エネルギー需給運用ガイダンス装置
　２　エネルギー需給予測精度データベース（ＤＢ）
　３　予測誤差推定部
　４　運用コスト上昇量算出部
　５　最適化計算部
　６　運用コスト補正部
　７　アラーム表示部
　８　ガイダンス画面

Claims (4)

  1. 　製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの需給運用作業を支援するエネルギー需給運用ガイダンス装置であって、
    　最適化計算によってエネルギーユーティリティの最適な需給運用コスト及びエネルギーユーティリティの最適需給量を算出する最適化計算部と、
    　現時刻を含む過去のエネルギーユーティリティの需給予測誤差の実績値を用いて、将来のエネルギーユーティリティの需給予測誤差の推定値を算出する予測誤差推定部と、
    　前記予測誤差推定部によって算出されたエネルギーユーティリティの需給予測誤差の推定値に応じた、エネルギーユーティリティの需給運用コストの上昇量を算出する運用コスト上昇量算出部と、
    　前記最適化計算部によって算出された需給運用コストに前記運用コスト上昇量算出部によって算出された需給運用コストの上昇量を加算した値を運用コスト補正値として算出する運用コスト補正部と、
    　現状の成り行き操業をした場合のエネルギーユーティリティの需給運用コストの実績値より前記最適化計算部によって算出された需給運用コストが低い場合、且つ、現状の成り行き操業をした場合のエネルギーユーティリティの需給運用コストの実績値より前記運用コスト補正値が高い場合又は前記運用コスト上昇量算出部によって算出された需給運用コストの上昇量が設定値以上である場合、アラーム情報を出力する機能と、現時刻におけるエネルギーユーティリティの需給量の実績値及び前記最適化計算部によって計算されたエネルギーユーティリティの最適需給量を出力する機能と、を有するアラーム出力部と、
    　を備えることを特徴とするエネルギー需給運用ガイダンス装置。
  2. 　前記エネルギーユーティリティには、製鉄所内で発生した副生ガス、蒸気、及び電力のうちの少なくとも一つが含まれていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー需給運用ガイダンス装置。
  3. 　前記運用コスト上昇算出部は、前記予測誤差を変数とする関数を用いて需給運用コストの上昇量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー需給運用ガイダンス装置。
  4. 　請求項１～３のうち、いずれか１項に記載のエネルギー需給運用ガイダンス装置から出力された情報に従って、製鉄所内におけるエネルギーユーティリティの需給運用作業を行うステップを含むことを特徴とする製鉄所内のエネルギー需給運用方法。
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