プラント運転評価装置
【課題】本発明は、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価するプラント運転評価装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明によるプラント運転評価装置は、省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデル７７と、省エネ対策後の所定の期間において、第１のプラント運転値をプラント運転推定モデル７７に適用して省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段８０と、プラント運転推定手段８０にて推定された省エネ対策前のプラント運転と、プラント運転データベース７９に格納された第１のプラント運転値とを比較してプラント運転を評価する評価手段８１とを備える。
【解決手段】本発明によるプラント運転評価装置は、省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデル７７と、省エネ対策後の所定の期間において、第１のプラント運転値をプラント運転推定モデル７７に適用して省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段８０と、プラント運転推定手段８０にて推定された省エネ対策前のプラント運転と、プラント運転データベース７９に格納された第１のプラント運転値とを比較してプラント運転を評価する評価手段８１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント運転装置に対して省エネ対策を実施した場合における省エネ効果を評価するプラント運転評価装置に関し、特に、省エネ対策後の期間において省エネ対策前のプラント運転を推定し、当該推定した省エネ対策前の運転と省エネ対策後の実際の運転とを比較して省エネ効果を評価するプラント運転評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラント運転評価装置では、省エネ対策前の期間において実プラント計算機モデルを同定し、当該実プラント計算機モデルの最適運用による原単価と実績の原単価との比を最適運転率として算出し、省エネ対策後の期間において実プラント計算機モデルの最適運用による原単価を最適運転率で補正して省エネ対策を実施しなかった場合の原単価を推定し、省エネ対策前後におけるエネルギー変動費を推定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、省エネルギー手段非適用時の実績データを用いてエネルギーコストモデルを生成し、生成したエネルギーコストモデルと評価対象の省エネルギー手段適用時の実績データとから省エネルギー手段非適用時のエネルギーコストを計算し、評価対象の省エネルギー手段適用時の実績データから省エネルギー手段適用時のエネルギーコストを計算し、省エネルギー手段の非適用時と適用時とのエネルギーコストを比較して省エネルギー効果を評価していた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３３５９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１４１４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２では、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のエネルギーコスト（以下、単にコストとも称する）を推定することができるが、プラントの各設備の運転を推定することができないため、各設備の運転改善などに起因する省エネ対策によるコスト削減効果がどの設備の運転改善によるものであるのかが分からないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価するプラント運転評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明によるプラント運転評価装置は、省エネ対策後のプラント運転に関する第１のプラント運転値を格納するプラント運転データベースと、省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデルと、省エネ対策後の所定の期間において、第１のプラント運転値をプラント運転推定モデルに適用して省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段と、プラント運転推定手段にて推定された省エネ対策前のプラント運転と、プラント運転データベースに格納された第１のプラント運転値とを比較してプラント運転を評価する評価手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、省エネ対策後のプラント運転に関する第１のプラント運転値を格納するプラント運転データベースと、省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデルと、省エネ対策後の所定の期間において、第１のプラント運転値をプラント運転推定モデルに適用して省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段と、プラント運転推定手段にて推定された省エネ対策前のプラント運転と、プラント運転データベースに格納された第１のプラント運転値とを比較してプラント運転を評価する評価手段とを備えるため、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１による自家発プラントを有する工場の例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル構築手段とデータとの関係を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルを用いた、評価手段とデータとの関係を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルの構築の動作を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施形態１による運転値情報の表示の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１による接続情報の表示の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１による自家発プラントの運転値のトレンドグラフである。
【図８】本発明の実施形態１による運転値分類情報の表示の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルの一例であるデータフローモデルを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルの一例であるデータフローモデルを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルを用いた評価のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態１による実際のプラント運転と推定したプラント運転との比較の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態１によるコスト削減効果の内訳の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態２によるプラント運転推定モデルを用いた、評価手段とデータとの関係を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１１】
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１による自家発プラントを有する工場の例を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態１では電力、中圧蒸気、低圧蒸気を使用する工場において、省エネ対策後の所定の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価している。以下に詳細について説明する。
【００１２】
図１に示すように、ボイラやタービンなどの発電設備を含む自家発プラントを有する工場では、１号ボイラ１１、２号ボイラ１２、３号ボイラ１３の各々にて燃料１４，１５，１６を使用して高圧蒸気１７，１８，１９を発生させ、発生した高圧蒸気１７，１８，１９は高圧蒸気ヘッダ２０で集められている。高圧蒸気ヘッダ２０から１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３には、高圧蒸気２４，２５，２６がそれぞれ供給されている。１号タービン２１では、高圧蒸気２４が有する熱エネルギーの一部を発電機２７で発電力２８に変換し、復水器２９で１号タービン２１から排気された蒸気から復水３０を得ている。また、発電力２８を減少させる代わりに中圧蒸気３１、低圧蒸気３２を抽気することができる。同様に、２号タービン２２においても、高圧蒸気２５から、発電機３３で発電力３４を、復水器３５で復水３６を、抽気により中圧蒸気３７、低圧蒸気３８をそれぞれ得ることができる。同様に、３号タービン２３においても、高圧蒸気２６から、発電機３９で発電力４０を、復水器４１で復水４２を、抽気により中圧蒸気４３、低圧蒸気４４をそれぞれ得ることができる。
【００１３】
各タービンから得られた発電力２８，３４，４０は、電力線４５を介して工場電力４６、１号ボイラ所内電力４７、２号ボイラ所内電力４８、３号ボイラ所内電力４９としてそれぞれ供給される。また、電力の不足分は電力会社からの購入電力５０として補うことができる。なお、所内電力はボイラの給水ポンプなどで消費される。
【００１４】
各タービンから得られた中圧蒸気３１，３７，４３は、中圧蒸気ヘッダ５１を介して工場中圧蒸気５２、１号ボイラ所内中圧蒸気５３、２号ボイラ所内中圧蒸気５４、３号ボイラ所内中圧蒸気５５としてそれぞれ供給される。なお、所内中圧蒸気はボイラの給水加熱器などで消費される。
【００１５】
各タービンから得られた低圧蒸気３２，３８，４４は、低圧蒸気ヘッダ５６を介して工場低圧蒸気５７、１号ボイラ所内低圧蒸気５８、２号ボイラ所内低圧蒸気５９、３号ボイラ所内低圧蒸気６０としてそれぞれ供給される。なお、所内低圧蒸気はボイラの脱気器などで消費される。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル構築手段７６とデータとの関係を模式的に示す構成図である。なお、図２におけるプラント運転データベース６１には、省エネ対策前のプラント運転に関する情報が保存されているものとする。
【００１７】
図２に示すように、プラント運転データベース６１には、図１で示すような工場に備えられる自家発プラント６２に係わる各設備の運転、購入電力および環境条件などに関するデータ（例えば、ボイラやタービンなどの稼動状態、燃料流量、給水流量、蒸気流量、復水流量、蒸気圧力、蒸気温度、発電量、購入電力量、燃料単価、購入電力単価、工場電力需要、工場蒸気需要、気象データなど）が保存されている。このようなデータの中でも特に、燃料流量、給水流量、蒸気流量、復水流量、蒸気圧力、蒸気温度、発電量、購入電力量など、プラントの運転に係わる値を総称して運転値（第２のプラント運転値）と呼ぶ。なお、プラント運転データは、自家発プラント６２において電力計、流量計、圧力計、温度計などの計測器およびセンサなどによって計測されてプラント運転データベース６１に格納されている。
【００１８】
入力手段６３（付与手段）では、プラントの運転値情報６４、接続情報６５、運用方針情報６６、運転制約情報６７を入力（付与）する。
【００１９】
運転値情報６４は、プラントの運転値（第２のプラント運転値）の名称、単位、他の運転値との関係などの情報を含む。また、接続情報６５は、プラントの設備系統から同定した運転値（第２のプラント運転値）の接続に関する情報を含む。また、運用方針情報６６は、環境条件に応じたプラントの運用（プラント運転）の切り替え方針などに関する情報を含む。また、運転制約情報６７は、運転値（第２のプラント運転値）の上下限などに関する情報を含む。
【００２０】
マスバランス式決定手段６８では、運転値情報６４と接続情報６５とに含まれるプラントの運転値の接続関係に基づいて、燃料、電力、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気等の各エネルギーに関するエネルギーマスバランス式と、各設備内の蒸気などに関する設備マスバランス式とを含むマスバランス式６９を決定する。
【００２１】
特性式決定手段７０では、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積されたプラントの運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、各設備における入出力特性を示す入出力特性式（設備入出力特性式）と、各設備内における需要特性を示す所内需要特性式とを含む特性式７１を決定する。
【００２２】
相関式決定手段７２では、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積されたプラントの運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、所定の運転値における他の運転値に対する相関関係を示す相関式７３を決定する。
【００２３】
運転値分類決定手段７４では、運転値情報６４、運用方針情報６６、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３の各々に基づいて、プラントの運転値（第２のプラント運転値）の分類に関する情報を含む運転値分類情報７５を決定する。
【００２４】
プラント運転推定モデル構築手段７６では、運転値情報６４、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５の各々に基づいて、プラント運転推定モデル７７を構築する。
【００２５】
表示手段７８では、プラント運転データベース６１、運転値情報６４、接続情報６５、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５の各々を表示する。
【００２６】
なお、入力手段６３は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータにおいてキーボードやマウスなどの入力装置を利用してデータを入力することにより実現することができる。また、運転値情報６４、接続情報６５、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５、プラント運転推定モデル７７の各々は、例えばハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管することができる。また、マスバランス式決定手段６８、特性式決定手段７０、相関式決定手段７２、運転値分類決定手段７４、プラント運転推定モデル構築手段７６は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータを利用したデータ処理や演算により実現することができる。また、表示手段７８は、例えばディスプレイなどの表示装置を利用することにより実現することができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル７７を用いた、評価手段８１とデータとの関係を模式的に示す図である。図３に示すように、プラント運転データベース７９には、図２に示すプラント運転データベース６１と同種のデータが保存されている。ただし、プラント運転データベース７９には、少なくともプラント運転推定モデル７７の構築後であって、かつ省エネ対策を実施した後の期間におけるデータ（第１のプラント運転値）が保存されている。
【００２８】
プラント運転推定手段８０では、プラント運転データベース７９に蓄積された工場需要（例えば、工場電力、工場中圧蒸気、工場低圧蒸気）、単価（例えば、購入電力単価、発電単価）および気象データを含む環境条件（第１のプラント運転値）をプラント運転推定モデル７７に適用して、省エネ対策前のプラント運転を推定する。
【００２９】
評価手段８１では、プラント運転データベース７９に蓄積された省エネ対策後の実際のプラント運転（第１のプラント運転値）と、プラント運転推定手段８０にて推定した省エネ対策前のプラント運転とを比較し、省エネ対策前後における運転改善効果および省エネ効果を評価する。
【００３０】
表示手段７８では、評価手段８１にて評価した省エネ対策後の実際のプラント運転と推定したプラント運転との比較、運転改善効果および省エネ効果を表示する。
【００３１】
なお、プラント運転推定手段８０、評価手段８１は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータを利用したデータ処理や演算により実現することができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル７７の構築の動作を示すフロー図である。以下、図４のフロー図に基づいてプラント運転推定モデル７７の構築の動作の概要を説明する。
【００３３】
まず、プラント運転推定モデル７７の構築に用いる各値を以下のように定義する。なお、頭文字が小文字の値はプラント運転で変動し得る値とし、頭文字が大文字の値は設定値とする。
１号ボイラ１１の燃料１４の流量（ｋｍ3／ｈ）： ｆ1B
１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の流量（ｔ／ｈ）： ｓ1B
２号ボイラ１２の燃料１５の流量（ｋｍ3／ｈ）： ｆ2B
２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量（ｔ／ｈ）： ｓ2B
３号ボイラ１３の燃料１６の流量（ｋｍ3／ｈ）： ｆ3B
３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量（ｔ／ｈ）： ｓ3B
１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量（ｔ／ｈ）： ｓ1T
１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量（ｔ／ｈ）： ｓｍ1T
１号タービン２１の低圧蒸気３２の流量（ｔ／ｈ）： ｓｌ1T
１号タービン２１の復水３０の流量（ｔ／ｈ）： ｓｒ1T
１号タービン２１の発電力２８の電力量（ｋＷ）： ｅ1T
２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量（ｔ／ｈ）： ｓ2T
２号タービン２２の中圧蒸気３７の流量（ｔ／ｈ）： ｓｍ2T
２号タービン２２の低圧蒸気３８の流量（ｔ／ｈ）： ｓｌ2T
２号タービン２２の復水３６の流量（ｔ／ｈ）： ｓｒ2T
２号タービン２２の発電力３４の電力量（ｋＷ）： ｅ2T
３号タービン２３の高圧蒸気２６の流量（ｔ／ｈ）： ｓ3T
３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量（ｔ／ｈ）： ｓｍ3T
３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量（ｔ／ｈ）： ｓｌ3T
３号タービン２３の復水４２の流量（ｔ／ｈ）： ｓｒ3T
３号タービン２３の発電力４０の電力量（ｋＷ）： ｅ3T
購入電力５０の電力量（ｋＷ）： ｅbuy
１号ボイラ所内電力４７の需要（ｋＷ）： ｅ1Baux
２号ボイラ所内電力４８の需要（ｋＷ）： ｅ2Baux
３号ボイラ所内電力４９の需要（ｋＷ）： ｅ3Baux
１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要（ｔ／ｈ）： ｓｍ1Baux
２号ボイラ所内中圧蒸気５４の需要（ｔ／ｈ）： ｓｍ2Baux
３号ボイラ所内中圧蒸気５５の需要（ｔ／ｈ）： ｓｍ3Baux
１号ボイラ所内低圧蒸気５８の需要（ｔ／ｈ）： ｓｌ1Baux
２号ボイラ所内低圧蒸気５９の需要（ｔ／ｈ）： ｓｌ2Baux
３号ボイラ所内低圧蒸気６０の需要（ｔ／ｈ）： ｓｌ3Baux
工場電力４６の需要（ｋＷ）： Ｅdem
工場中圧蒸気５２の需要（ｔ／ｈ）： Ｓｍdem
工場低圧蒸気５７の需要（ｔ／ｈ）： Ｓｌdem
燃料の単価（円／ｋｍ3）： Ｆunit
購入電力５０の単価（円／ｋＷ）： Ｅunit
次に、図４のフロー図に基づいてプラント運転推定モデル７７の構築の動作について説明する。
【００３４】
（ステップＳ１）
ステップＳ１では、入力手段６３により、運転値情報６４、接続情報６５をそれぞれ入力する。以下に具体例を示す。
【００３５】
運転値情報６４は、パーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータにおいてキーボードやマウスなどの入力装置を利用して、例えば図５に示すような表形式で作成することができる。
【００３６】
接続情報６５は、モデリングエディタなどで図１に示すような設備系統のブロック図を作成することにより、ブロック図の接続関係からプラントの運転値の接続関係を同定することが可能である。また、運転値の関係を図６に示すような表形式で作成することにより運転値の接続関係を同定することも可能である。図６では、各行において−が入力、＋が出力を示し、各列において＋が入力、−が出力を示している。
【００３７】
なお、運転値情報６４、接続情報６５は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、運転値情報６４、接続情報６５は、表示手段７８により表示することができる。
【００３８】
（ステップＳ２）
ステップＳ２では、マスバランス式決定手段６８により、運転値情報６４と接続情報６５とに基づいて、燃料、電力、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気等の各エネルギーに関するマスバランス式と、各設備内の蒸気などに関するマスバランス式とを含むマスバランス式６９を決定する。以下に具体例を示す。
【００３９】
まず、各エネルギーに関するマスバランス式について説明する。
【００４０】
電力の場合、電力に関する接続情報に基づき、電力線４５に入力される電力は、１号タービン２１の発電力２８、２号タービン２２の発電力３４、３号タービン２３の発電力４０、購入電力５０であり、電力線４５から出力される電力は、工場電力４６、１号ボイラ所内電力４７、２号ボイラ所内電力４８、３号ボイラ所内電力４９である。電力線４５における電力量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（１）が成り立つ。
【数１】
【００４１】
高圧蒸気の場合、高圧蒸気に関する接続情報に基づき、高圧蒸気ヘッダ２０に入力される高圧蒸気は、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９であり、高圧蒸気ヘッダ２０から出力される高圧蒸気は、１号タービン２１の高圧蒸気２４、２号タービン２２の高圧蒸気２５、３号タービン２３の高圧蒸気２６である。高圧蒸気ヘッダ２０における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（２）が成り立つ。
【数２】
【００４２】
中圧蒸気の場合、中圧蒸気に関する接続情報に基づき、中圧蒸気ヘッダ５１に入力される中圧蒸気は、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３であり、中圧蒸気ヘッダ５１から出力される中圧蒸気は、工場中圧蒸気５２、１号ボイラ所内中圧蒸気５３、２号ボイラ所内中圧蒸気５４、３号ボイラ所内中圧蒸気５５である。中圧蒸気ヘッダ５１における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（３）が成り立つ。
【数３】
【００４３】
低圧蒸気の場合、低圧蒸気に関する接続情報に基づき、低圧蒸気ヘッダ５６に入力される低圧蒸気は、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４であり、低圧蒸気ヘッダ５６から出力される低圧蒸気は、工場低圧蒸気５７、１号ボイラ所内低圧蒸気５８、２号ボイラ所内低圧蒸気５９、３号ボイラ所内低圧蒸気６０である。低圧蒸気ヘッダ５６における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（４）が成り立つ。
【数４】
【００４４】
なお、本実施形態１では、燃料に関してはマスバランスをとる必要がないため、燃料に関するマスバランス式は存在しない。副生燃料や廃材など、単位時間あたりの燃料の消費量が予め決まっている場合は、燃料に関するマスバランス式を作成する必要がある。
【００４５】
次に、各設備内の蒸気などに関するマスバランス式について説明する。
【００４６】
１号タービン２１の場合、１号タービン２１の蒸気に関する接続情報に基づき、１号タービン２１に入力される蒸気は、高圧蒸気２４であり、１号タービン２１から出力される蒸気は、中圧蒸気３１、低圧蒸気３２、復水３０である。１号タービン２１における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（５）が成り立つ。
【数５】
【００４７】
同様に、２号タービン２２と３号タービン２３における蒸気流量の入出力バランスに関しても、以下のマスバランス式（６）および（７）が成り立つ。
【数６】
【数７】
【００４８】
なお、マスバランス式６９は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管することができる。また、上記の式（１）〜（７）で示されるマスバランス式６９は、入力手段６３から直接入力してもよい。また、マスバランス式６９は、表示手段７８により表示することができる。
【００４９】
（ステップＳ３）
ステップＳ３では、特性式決定手段７０により、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積された運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、各設備の入出力特性式と、各設備の所内需要特性式とを含む特性式７１を決定する。以下に具体例を示す。
【００５０】
入出力特性式については、燃料の入力に対する高圧蒸気の出力を示すボイラの入出力特性式、蒸気の入力に対する発電力の出力を示すタービンの入出力特性式がある。所内需要特性式については、ボイラの高圧蒸気に対する、ボイラ所内の電力、中圧蒸気、低圧蒸気の需要を示す所内需要特性式がある。
【００５１】
まず、ボイラの入出力特性式について説明する。
【００５２】
１号ボイラ１１の場合、１号ボイラ１１に対する入力は燃料１４であり、１号ボイラ１１からの出力は高圧蒸気１７である。１号ボイラ１１では、燃料１４の増減に伴って高圧蒸気１７も増減する。従って、１号ボイラ１１の入出力に関しては、以下の特性式（８）が成り立つ。
【数８】
【００５３】
ただし、Ｐ1Bは１号ボイラ１１の入出力特性関数である。Ｐ1Bは、例えば以下の特性式（９）のように一次関数で表すことができる。なお、本実施形態１では特性式（９）を採用するものとする。
【数９】
【００５４】
ここで、Ａ1B、Ｂ1Bは１号ボイラ１１に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００５５】
また、仮に１号ボイラ１１の燃料１４がｎ種類（ｆ1B（ｉ），１≦ｉ≦ｎ）ある場合は、１号ボイラ１１の入出力に関して以下の特性式（１０）が成り立つ。
【数１０】
【００５６】
ただし、Ｑ1Bは１号ボイラ１１の入出力特性関数である。Ｑ1Bは、例えば以下の特性式（１１）のように一次関数で表すことができる。
【数１１】
【００５７】
ここで、Ａ1B（ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）、Ｂ1Bは１号ボイラ１１に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００５８】
同様に、２号ボイラ１２の入出力、３号ボイラ１３の入出力に関しても、以下の特性式（１２）および特性式（１３）が成り立つものとする。
【数１２】
【数１３】
【００５９】
ここで、Ａ2B、Ｂ2Bは２号ボイラ１２に特有の定数であり、Ａ3B、Ｂ3Bは３号ボイラ１３に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００６０】
次に、タービンの入出力特性式について説明する。
【００６１】
１号タービン２１の場合、１号タービン２１の高圧蒸気２４、中圧蒸気３１、低圧蒸気３２の流量に基づいて、１号タービン２１の発電力２８の電力量が決まる。従って、１号タービン２１の入出力に関して、以下の特性式（１４）が成り立つ。
【数１４】
【００６２】
ただし、Ｐ1Tは１号タービン２１の入出力特性関数である。Ｐ1Tは、例えば以下の特性式（１５）のように一次関数で表すことができる。なお、本実施形態１では特性式（１５）を採用するものとする。
【数１５】
【００６３】
ここで、Ａ1T、Ｂ1T、Ｃ1T、Ｄ1Tは１号タービン２１に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００６４】
同様に、２号タービン２２の入出力、３号タービン２３の入出力に関しても、以下の特性式（１６）および特性式（１７）が成り立つものとする。
【数１６】
【数１７】
【００６５】
ここで、Ａ2T、Ｂ2T、Ｃ2T、Ｄ2Tは２号タービン２２に特有の定数であり、Ａ3T、Ｂ3T、Ｃ3T、Ｄ3Tは３号タービン２３に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００６６】
次に、所内需要特性式について説明する。
【００６７】
１号ボイラ所内中圧蒸気５３の場合、１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要は、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７に対して変動するものとする。ボイラ所内中圧蒸気は、主にボイラの補機である給水加熱器において熱交換により給水温度を上げるために供給される。このような場合、１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要に関して、以下の特性式（１８）が成り立つ。
【数１８】
【００６８】
ただし、Ｐ1Bsmは１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要特性関数である。Ｐ1Bsmは、例えば、以下の特性式（１９）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１ではこの特性式（１９）を採用するものとする。
【数１９】
【００６９】
ここで、Ａ1Bsm、Ｂ1Bsmは１号ボイラ所内中圧蒸気５３に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７０】
同様に、２号ボイラ所内中圧蒸気５４の需要、３号ボイラ所内中圧蒸気５５の需要に関しても、以下の特性式（２０）および特性式（２１）が成り立つものとする。
【数２０】
【数２１】
【００７１】
ここで、Ａ2Bsm、Ｂ2Bsmは２号ボイラ所内中圧蒸気５４に特有の定数であり、Ａ3Bsm、Ｂ3Bsmは３号ボイラ所内中圧蒸気５５に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７２】
また、上記と同様に、１号ボイラ所内低圧蒸気５８の需要、２号ボイラ所内低圧蒸気５９の需要、３号ボイラ所内低圧蒸気６０の需要に関しても、以下の特性式（２２）、特性式（２３）、特性式（２４）が成り立つものとする。ボイラ所内低圧蒸気は、主にボイラの補機である脱気器において給水を加熱して、沸騰状態によりボイラを腐食する溶存気体を給水から除去するために供給される。
【数２２】
【数２３】
【数２４】
【００７３】
ここで、Ａ1Bsl、Ｂ1Bslは１号ボイラ所内低圧蒸気５８に特有の定数であり、Ａ2Bsl、Ｂ2Bslは２号ボイラ所内低圧蒸気５９に特有の定数であり、Ａ3Bsl、Ｂ3Bslは３号ボイラ所内低圧蒸気６０に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７４】
また、上記と同様に、１号ボイラ所内電力４７の需要、２号ボイラ所内電力４８の需要、３号ボイラ所内電力４９の需要に関しても、以下の特性式（２５）、特性式（２６）、特性式（２７）が成り立つものとする。ボイラ所内電力は、主にボイラの補機である給水ポンプにおいて給水を送水するための動力源として供給される。
【数２５】
【数２６】
【数２７】
【００７５】
ここで、Ａ1Be、Ｂ1Beは１号ボイラ所内電力４７に特有の定数であり、Ａ2Be、Ｂ2Beは２号ボイラ所内電力４８に特有の定数であり、Ａ3Be、Ｂ3Beは３号ボイラ所内電力４９に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７６】
なお、特性式７１は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、上記の式（８）〜（２７）で示される特性式７１は入力手段６３から直接入力してもよい。また、特性式７１は、表示手段７８により表示することができる。
【００７７】
（ステップＳ４）
ステップＳ４では、入力手段６３により、プラントの運用方針情報６６、運転制約情報６７をそれぞれ入力する。以下に具体例を示す。
【００７８】
運用方針情報６６について、例えば、購入電力単価が高い場合は、できるだけ購入電力５０を減らすように１号タービン２１の発電力２８を増やし、購入電力が安い場合は、できるだけ購入電力５０を増やすように１号タービン２１の発電力２８を減らすといった運用方針がある。また、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９を同量にするといった運用方針もあり得る。さらに、２号タービン２２の発電力３４は、常に３号タービン２３の発電力４０よりも小さくするといった運用方針もあり得る。このように、運用方針情報６６としては、状況に応じた運転の切り替え方、設備や各運転ポイントへの負荷のかけ方などに関する情報が入力される。なお、運転の切り替え方については条件分岐式、設備や各運転ポイントへの負荷のかけ方については比率の制約式として入力することができる。
【００７９】
運転制約情報６７について、各運転値には運転制約としての上下限値があり、その値を超えないように運転許容範囲を考慮して運転を行う必要がある。運転制約情報６７は、このような運転値の上下限値に関する情報を含む。運転値をｖとすると、各運転値に関しては、以下の式（２８）の上下限制約式が成り立つ。
【数２８】
【００８０】
ここで、ＶmaxおよびＶminはそれぞれ運転値ｖの上限値および下限値である。
【００８１】
なお、運用方針情報６６、運転制約情報６７は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、運用方針情報６６、運転制約情報６７は、表示手段７８により表示することができる。
【００８２】
（ステップＳ５）
ステップＳ５では、相関式決定手段７２により、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積された運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、所定の運転値における他の運転値に対する相関関係を表した相関式７３を決定する。以下に具体例を示す。
【００８３】
図１に示す自家発プラントでは、２号ボイラ１２の燃料１５の流量は設定値として与えられ、プラントの運転が変動しても２号ボイラ１２の運転は変動しないものとする。２号ボイラ１２の燃料１５の流量が与えられると、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量は特性式（１２）により決まる。また、２号タービン２２は２号ボイラ１２の運転に合わせて変動する傾向があり、２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量は２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量に対して相関関係があるため、以下の相関式（２９）として近似できるものとする。
【数２９】
【００８４】
ただし、Ｒ2Tsは、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８に対する２号タービン２２の高圧蒸気２５の相関関数である。Ｒ2Tsは、例えば以下の相関式（３０）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（３０）を採用するものとする。
【数３０】
【００８５】
ここで、Ｃ2Ts、Ｄ2Tsは２号ボイラ１２の高圧蒸気１８に対する２号タービン２２の高圧蒸気２５の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００８６】
また、図７（ａ）に示すように、２号タービン２２の中圧蒸気３７および低圧蒸気３８の流量が２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に合わせて変動する傾向があり、２号タービン２２の中圧蒸気３７および低圧蒸気３８の流量は２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に対して相関関係があり、以下の相関式（３１）および相関式（３２）として近似できるものとする。
【数３１】
【数３２】
【００８７】
ただし、Ｒ2Tsmは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する中圧蒸気３７の相関関数であり、Ｒ2Tslは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する低圧蒸気３８の相関関数である。Ｒ2TsmおよびＲ2Tslは、例えば、以下の相関式（３３）、相関式（３４）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（３３）、相関式（３４）を採用するものとする。
【数３３】
【数３４】
【００８８】
ここで、Ｃ2Tsm、Ｄ2Tsmは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する中圧蒸気３７の特有の定数であり、Ｃ2Tsl、Ｄ2Tslは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する低圧蒸気３８の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００８９】
次に、中圧蒸気について、図７（ｂ）に示すように、工場中圧蒸気５２の需要の変動に合わせて１号タービン２１の中圧蒸気３１および３号タービン２３の中圧蒸気４３が変動する傾向があり、１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量および３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量は、工場中圧蒸気５２の需要に対して相関関係があり、以下の相関式（３５）、相関式（３６）が成り立つものとする。なお、２号タービン２２の中圧蒸気３７の流量は、上述したように２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に相関関係があり、工場中圧蒸気５２の需要に対して相関関係はないものとする。
【数３５】
【数３６】
【００９０】
ただし、Ｒ1Tsmは工場中圧蒸気５２に対する１号タービン２１の中圧蒸気３１の相関関数であり、Ｒ3Tsmは工場中圧蒸気５２に対する３号タービン２３の中圧蒸気４３の相関関数である。また、Ｒ1TsmおよびＲ3Tsmは、例えば、以下の相関式（３７）、相関式（３８）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（３７）、相関式（３８）を採用するものとする。
【数３７】
【数３８】
【００９１】
ここで、Ｃ1Tsm、Ｄ1Tsmは工場中圧蒸気５２に対する１号タービン２１の中圧蒸気３１の特有の定数であり、Ｃ3Tsm、Ｄ3Tsmは工場中圧蒸気５２に対する３号タービン２３の中圧蒸気４３の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００９２】
同様に、低圧蒸気について、図７（ｃ）に示すように、工場低圧蒸気５７の需要の変動に合わせて１号タービン２１の低圧蒸気３２および３号タービン２３の低圧蒸気４４が変動する傾向があり、１号タービン２１の低圧蒸気３２の流量および３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量は工場低圧蒸気５７の需要に対して相関関係があり、相関式（３９）、相関式（４０）として近似できるものとする。なお、２号タービン２２の低圧蒸気３８の流量は、上述したように２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に相関関係があり、工場低圧蒸気５７の需要に対して相関関係はないものとする。
【数３９】
【数４０】
【００９３】
ただし、Ｒ1Tslは工場低圧蒸気５７に対する１号タービン２１の低圧蒸気３２の相関関数であり、Ｒ3Tslは工場低圧蒸気５７に対する３号タービン２３の低圧蒸気４４の相関関数である。また、Ｒ1TslおよびＲ3Tslは、例えば、以下の相関式（４１）、相関式（４２）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（４１）、相関式（４２）を採用するものとする。
【数４１】
【数４２】
【００９４】
ここで、Ｃ1Tsl、Ｄ1Tslは工場低圧蒸気５７に対する１号タービン２１の低圧蒸気３２の特有の定数であり、Ｃ3Tsl、Ｄ3Tslは工場低圧蒸気５７に対する３号タービン２３の低圧蒸気４４の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００９５】
次に、電力について、本実施形態１では、ステップＳ４にて入力した運用方針情報６６に含まれる、購入電力単価が高い場合は、できるだけ購入電力５０を減らすように１号タービン２１の発電力２８を増やし、購入電力が安い場合は、できるだけ購入電力５０を増やすように１号タービン２１の発電力２８を減らすという運用方針に従うとする。すなわち、購入電力単価が発電単価に比べて高い場合は、購入電力５０の電力量は下限値をとるものとし、そのときの１号タービン２１の発電力２８の電力量は工場電力４６の需要に対して相関関係があり、以下の相関式（４３）が成り立つものとする。一方、購入電力単価が発電単価に比べて安い場合は、１号タービン２１の発電力２８の電力量は取り得る値の範囲で下限値をとるものとし、そのときの購入電力５０の電力量は工場電力４６の需要に対して相関関係があり、以下の相関式（４４）として近似できるものとする。
【数４３】
【数４４】
【００９６】
ただし、Ｒ1Teは工場電力４６に対する１号タービン２１の発電力２８の相関関数であり、Ｒebuyは工場電力４６に対する購入電力５０の相関関数である。また、Ｒ1TeおよびＲebuyは、例えば、以下の相関式（４５）、相関式（４６）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（４５）、相関式（４６）を採用するものとする。
【数４５】
【数４６】
【００９７】
ここで、Ｃ1Te、Ｄ1Teは工場電力４６に対する１号タービン２１の発電力２８の特有の定数であり、Ｃebuy、Ｄebuyは工場電力４６に対する購入電力５０の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００９８】
また、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７は、１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量の変動に合わせて変動する傾向があり、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の流量は１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量に対して相関関係があり、以下の相関式（４７）として近似できるものとする。
【数４７】
【００９９】
ただし、Ｒ1Bsは、１号タービン２１の高圧蒸気２４に対する１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の相関関数である。また、Ｒ1Bsは、例えば、以下の相関式（４８）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（４８）を採用する。
【数４８】
【０１００】
ここで、Ｃ1Bs、Ｄ1Bsは１号タービン２１の高圧蒸気２４に対する１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【０１０１】
なお、相関式７３は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、上記の式（２９）〜（４８）で示す相関式７３は入力手段６３から直接入力してもよい。また、相関式７３は、表示手段７８により表示することができる。
【０１０２】
（ステップＳ６）
ステップＳ６では、運転値分類決定手段７４により、運転値情報６４、運用方針情報６６、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３に基づいて、運転値の分類に関する情報を含む運転値分類情報７５を決定する。以下に具体例を示す。
【０１０３】
本実施形態１では、運転値を、設定値、相関式依存値、特性式依存値、マスバランス値の４種類に分類する。設定値とは、マニュアル運転をする設備の運転値など、プラントの環境条件に係わらず設定される値である。本実施形態１では、工場需要も設定値に分類しておく。また、相関式依存値とは、相関式から決まる値である。また、特性式依存値とは、特性式から決まる値である。また、マスバランス値とは、マスバランス式のバランスをとる値である。
【０１０４】
運転値分類では、マスバランス式に関して、マスバランス式を構成する運転値のうち少なくとも１つはマスバランス値となるようにする。
【０１０５】
２号ボイラ１２の燃料１５の流量はマニュアル運転による設定値であり、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量は特性式（１２）から決まるので特性式依存値である。２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量は相関式（３０）から決まるので相関式依存値である。２号タービン２２の中圧蒸気３７、低圧蒸気３８の流量は相関式（３３）、相関式（３４）から決まるので相関式依存値である。従って、マスバランス式（６）について、２号タービン２２の高圧蒸気２５、中圧蒸気３７、低圧蒸気３８の流量はそれぞれ相関式依存値であるため、２号タービン２２の復水３６の流量をマスバランス式（６）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０６】
次に、中圧蒸気について、工場中圧蒸気５２の需要は設定値、１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要は特性式（１９）から決まるので特性式依存値、２号ボイラ所内中圧蒸気５４の需要は特性式（２０）から決まるので特性式依存値、３号ボイラ所内中圧蒸気５５の需要は特性式（２１）から決まるので特性式依存値、１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量は相関式（３７）から決まるので相関式依存値、２号タービン２２の中圧蒸気３７の流量は相関式（３３）から決まるので相関式依存値、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量は相関式（３８）から決まるので相関式依存値である。従って、中圧蒸気ヘッダ５１におけるマスバランス式（３）のバランスをとるマスバランス値が存在せず、バランスが崩れてしまう恐れがある。そこで、相関式依存値のうち、最も相関関係の弱いものを相関式依存値からマスバランス値へと変更する。本実施形態１では、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量が最も相関関係が弱いものとして、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量をマスバランス式（３）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０７】
次に、低圧蒸気について、工場低圧蒸気５７の需要は設定値、１号ボイラ所内低圧蒸気５８の需要は特性式（２２）から決まるので特性式依存値、２号ボイラ所内低圧蒸気５９の需要は特性式（２３）から決まるので特性式依存値、３号ボイラ所内低圧蒸気６０の需要は特性式（２４）から決まるので特性式依存値、１号タービン２１の低圧蒸気３２の流量は相関式（４１）から決まるので相関式依存値、２号タービン２２の低圧蒸気３８の流量は相関式（３４）から決まるので相関式依存値、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量は相関式（４２）から決まるので相関式依存値である。従って、低圧蒸気ヘッダ５６におけるマスバランス式（４）のバランスをとるマスバランス値が存在せず、バランスが崩れてしまう恐れがある。そこで、相関式依存値のうち、最も相関関係の弱いものを相関式依存値からマスバランス値へと変更する。本実施形態１では、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量が最も相関関係が弱いものとして、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量をマスバランス式（４）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０８】
次に、電力について、工場電力４６の需要は設定値、１号ボイラ所内電力４７の需要は特性式（２５）から決まるので特性式依存値、２号ボイラ所内電力４８の需要は特性式（２６）から決まるので特性式依存値、３号ボイラ所内電力４９の需要は特性式（２７）から決まるので特性式依存値、２号タービン２２の発電力３４の電力量は特性式（１６）から決まるので特性式依存値、購入電力単価が発電単価に比べて高い場合において、１号タービン２１の発電力２８の電力量は相関式（４５）から決まるので相関式依存値、そのときの購入電力５０の電力量は下限値となるので設定値となる。一方、購入電力単価が発電単価に比べて安い場合において、１号タービン２１の発電力２８の電力量は取り得る値の範囲で下限値となるので設定値となり、そのときの購入電力５０の電力量は相関式（４６）から決まるので相関式依存値となる。マスバランス式（１）に関して、３号タービン２３の発電力４０の電力量以外は、設定値、特性式依存値、相関式依存値であるので、３号タービン２３の発電力４０の電力量をマスバランス式（１）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０９】
次に、１号タービン２１について、１号タービン２１の中圧蒸気３１、低圧蒸気３２の流量は相関式（３７）、相関式（４１）から決まり、１号タービン２１の発電力２８の電力量は相関式（４５）から決まるかあるいは設定値であるので、特性式（１５）から１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量が決まる。従って、１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量は特性式依存値である。マスバランス式（５）に関して、１号タービン２１の復水３０の流量以外は、特性式依存値、相関式依存値であるので、１号タービン２１の復水３０の流量をマスバランス式（５）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１１０】
次に、３号タービン２３について、３号タービン２３の中圧蒸気４３および低圧蒸気４４の流量はそれぞれマスバランス式（３）、マスバランス式（４）から決まり、３号タービン２３の発電力４０の電力量はマスバランス式（１）から決まるので、３号タービン２３の高圧蒸気２６の流量は特性式（１７）から決まる。従って、３号タービン２３の高圧蒸気２６の流量は特性式依存値である。マスバランス式（７）に関して、３号タービン２３の復水４２の流量以外は、特性式依存値、他のマスバランス式から決まる値であるので、３号タービン２３の復水４２の流量をマスバランス式（７）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１１１】
次に、１号ボイラ１１について、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の流量は相関式（４８）から決まるので、特性式（９）から１号ボイラ１１の燃料１４の流量が決まる。従って、１号ボイラ１１の燃料１４の流量は特性式依存値である。マスバランス式（２）に関して、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量以外は、特性式依存値、相関式依存値であるので、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量をマスバランス式（２）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１１２】
次に、３号ボイラ１３について、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量はマスバランス式（２）から決まるので、特性式（１３）から３号ボイラ１３の燃料１６の流量が決まる。従って、３号ボイラ１３の燃料１６の流量は特性式依存値である。
【０１１３】
なお、分類した運転値の情報は、運転値分類情報７５として、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管でき、例えば図８に示すような表形式で保管することが可能である。また、運転値分類情報７５は、入力手段６３から直接入力してもよい。また、運転値分類情報７５は、表示手段７８により表示することができる。
【０１１４】
上記では、各マスバランス式において１つはマスバランス値となるように運転値を分類したが、バランスをとる運転値が２つ以上あり、それらがある比率を保って変動する場合には、例えばそれらをまとめて１つのマスバランス値とし、マスバランス値が決定した後でその比率に基づいて按分するという方法もある。按分の比率については、プラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して算出することが可能である。
【０１１５】
また、マスバランス値が運転制約情報６７に含まれる上限値あるいは下限値に達する可能性がある場合は、その運転値の次にマスバランス値となる運転値の候補を予め決めておくことによってバランスの不平衡を回避することができる。例えば、マスバランス式（３）において３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量が上限あるいは下限に引っ掛かる（達する）場合には、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量を上限値あるいは下限値の設定値に変更し、１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量をマスバランス値に変更してもよい。
【０１１６】
（ステップＳ７）
ステップＳ７では、プラント運転推定モデル構築手段７６により、運転値情報６４、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５に基づき、プラント運転推定モデル７７を構築する。以下に具体例を示す。
【０１１７】
図９および図１０は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル７７の一例であるデータフローモデルを示す図である。運転値情報６４に含まれる運転値について、運転値分類情報７５に含まれる設定値、相関式依存値、特性式依存値、マスバランス値と、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運用方針情報６６、運転制約情報６７に基づいて、図９および図１０に示すような各データの関係性を明確にしたデータフローモデルを作成する。図９および図１０に示されるデータフローモデルに設定値を入力すると、各関係式に基づいて次々と値が決定していく。また、値が決定していく過程で、ある運転値が運転制約情報６７に含まれる上下限制約式を満たせない場合を想定し、その運転値を上限値あるいは下限値の設定値に変更したデータフローモデルを用意してもよい。また、データフローモデルに限らず、プログラミングで数式を記述することにより、実行形式を作成することも可能である。
【０１１８】
本実施形態１では、上記のように作成されたデータフローモデルや実行形式をプラント運転推定モデル７７とする。なお、プラント運転推定モデル７７は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、プラント運転推定モデル７７は、表示手段７８により表示することができる。
【０１１９】
以下では、プラント運転推定モデル７７を用いた評価の動作の概要について図３および図１１を用いて説明する。
【０１２０】
（ステップＳ８）
ステップＳ８では、プラント運転推定手段８０により、プラント運転データベース７９に蓄積された工場需要、単価および気象条件を含む環境条件（第１のプラント運転値）をプラント運転推定モデル７７に適用して、省エネ対策前のプラント運転を推定する。以下に具体例を示す。
【０１２１】
プラント運転推定モデル７７に、工場需要、単価などの環境条件と、マニュアル運転をする設備の設定値とを入力すると、各関係式に基づいて次々と値が決定し、プラント運転に係わる運転値一式が出力される。
【０１２２】
例えば、パーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータにおいてキーボードを利用してプラント運転を推定する日時を入力し、その日時をプラント運転データベース７９に送信し、プラント運転データベース７９がプラント運転推定手段８０に対して該当する日時のデータを返信することにより、プラント運転推定モデル７７に入力する設定値として工場電力４６の需要、工場中圧蒸気５２の需要、工場低圧蒸気５７の需要、購入電力単価、発電単価、２号ボイラ１２の燃料１５の流量を取得することが可能となる。なお、発電単価は、燃料単価、ボイラ入出力特性、タービン入出力特性などに基づいて算出することが可能である。
【０１２３】
（ステップＳ９）
ステップＳ９では、評価手段８１により、プラント運転データベース７９に蓄積された省エネ対策後の実際のプラント運転と、プラント運転推定手段８０で推定した省エネ対策前のプラント運転とを比較し、省エネ対策前後における運転改善効果および省エネ効果を評価する。以下に具体例を示す。
【０１２４】
省エネ対策後の実際のプラント運転（以下、実際運転とも称する）と、推定した省エネ対策前のプラント運転（以下、推定運転とも称する）とを比較し、各運転ポイントの差を算出する。図１２は、本発明の実施形態１による実際運転と推定運転との比較の一例を示す図である。図１２では、発電単価が購入電力単価よりも安い時間において、実際運転、推定運転、実際運転と推定運転との差を示している。
【０１２５】
以下、省エネ対策を実施したことによって、どのようにして運転が改善され、コストが削減されたかについて詳細に検証する。
【０１２６】
まず、中圧蒸気について、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量が、それぞれ実際運転で３０ｔ／ｈ、１２．０９９２ｔ／ｈ、２２．６８１ｔ／ｈであり、推定運転で２５ｔ／ｈ、１０ｔ／ｈ、２９．９１８２ｔ／ｈであったとする。このとき、１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３の高圧蒸気から中圧蒸気までの蒸気単位流量あたりの発電力は、特性式（１５）、特性式（１６）、特性式（１７）に基づき、それぞれＡ1T＋Ｂ1T、Ａ2T＋Ｂ2T、Ａ3T＋Ｂ3Tと計算することができる。
【０１２７】
ここで、Ａ1T＝３００ｋＷｈ／ｔ、Ｂ1T＝−１８０ｋＷｈ／ｈ、Ａ2T＝２９０ｋＷｈ／ｔ、Ｂ2T＝−１９０ｋＷｈ／ｈ、Ａ3T＝３１０ｋＷｈ／ｔ、Ｂ3T＝−２００ｋＷｈ／ｔである場合、この蒸気振替による発電力増減は、
【０１２８】
【数４９】
【０１２９】
と算出され、１３．８ｋＷの発電力増加となる。
【０１３０】
また、中圧蒸気の増減は、
【０１３１】
【数５０】
【０１３２】
と算出される。この中圧蒸気の減少は、０．１３８ｔ／ｈだけボイラ所内中圧蒸気の需要が減少していることに起因する。
【０１３３】
次に、低圧蒸気について、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量がそれぞれ実際運転で６０ｔ／ｈ、１７．９００８ｔ／ｈ、３１．６５９６ｔ／ｈであり、推定運転で４０ｔ／ｈ、２０ｔ／ｈ、４９．８３６４ｔ／ｈであったとする。このとき、１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３の高圧蒸気から低圧蒸気までの蒸気単位流量あたりの発電力は、特性式（１５）、特性式（１６）、特性式（１７）に基づき、それぞれＡ1T＋Ｃ1T、Ａ2T＋Ｃ2T、Ａ3T＋Ｃ3Tと計算することができる。
【０１３４】
ここで、Ｃ1T＝−１４０ｋＷｈ／ｈ、Ｃ2T＝−１６０ｋＷｈ／ｈ、Ｃ3T＝−１７０ｋＷｈ／ｔである場合、この蒸気振替による発電力増減（省エネ対策による発電力増減）は、
【０１３５】
【数５１】
【０１３６】
と算出され、３８２．４ｋＷの発電力増加となる。
【０１３７】
また、低圧蒸気の増減は、
【０１３８】
【数５２】
【０１３９】
と算出される。この低圧蒸気の減少は、０．２７５９ｔ／ｈだけボイラ所内低圧蒸気の需要が減少していることに起因する。
【０１４０】
次に、復水について、１号タービン２１の復水３０、２号タービン２２の復水３６、３号タービン２３の復水４２の流量が、それぞれ実際運転で１０ｔ／ｈ、１０ｔ／ｈ、４１．２６３７ｔ／ｈであり、推定運転で２０．３３３３ｔ／ｈ、２０ｔ／ｈ、２３．２７５９ｔ／ｈであったとする。このとき、１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３の高圧蒸気から復水までの蒸気単位流量あたりの発電力は、特性式（１５）、特性式（１６）、特性式（１７）に基づき、それぞれＡ1T、Ａ2T、Ａ3Tと計算することができる。
【０１４１】
従って、この復水振替による発電力増減は、
【０１４２】
【数５３】
【０１４３】
と算出され、４２３．８ｋＷの発電力減少となる。
【０１４４】
また、復水の増減は、
【０１４５】
【数５４】
【０１４６】
と算出される。この復水の減少は、ボイラ所内電力の需要が減少していることと、蒸気振替および復水振替により発電力が増加し、復水による発電を減少できたことに起因する。
【０１４７】
また、上記の式（４９）、式（５１）、式（５３）より、発電量増減の合計は、
【０１４８】
【数５５】
【０１４９】
と算出することができる。ここで、購入電力５０は、実際運転も推定運転も０ｋＷであるため、この発電量の減少は、２７．６ｋＷだけボイラ所内電力の需要が減少していることに起因する。
【０１５０】
また、式（５０）、式（５２）、式（５４）より、中圧蒸気、低圧蒸気、復水がそれぞれ増減しているので、その供給源である高圧蒸気の増減は、
【０１５１】
【数５６】
【０１５２】
と算出することができ、２．７５９４ｔ／ｈの高圧蒸気減少となる。この高圧蒸気の減少分だけボイラ全体の負荷が下がり、燃料が減少する。
【０１５３】
次に、高圧蒸気について、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量が、それぞれ実際運転で１２０ｔ／ｈ、５０ｔ／ｈ、６５．６０４４ｔ／ｈであり、推定運転で９４．８１４８ｔ／ｈ、５０ｔ／ｈ、９３．５４９ｔ／ｈであったとする。このとき、１号ボイラ１１、２号ボイラ１２、３号ボイラ１３の高圧蒸気単位流量あたりの燃料流量は、特性式（１０）、特性式（１２）、特性式（１３）に基づき、それぞれ１／Ａ1B、１／Ａ2B、１／Ａ3Bと計算することができる。
【０１５４】
ここで、Ａ1B＝９．５ｔ／ｋｍ3、Ａ2B＝８．５ｔ／ｋｍ3、Ａ3B＝９．０ｔ／ｋｍ3である場合、この蒸気振替による燃料増減は、
【０１５５】
【数５７】
【０１５６】
と算出され、０．４５３９ｋｍ3／ｈの燃料減少となる。
【０１５７】
また、燃料単価が１００００円／ｋｍ3である場合において、コスト削減効果は、
【０１５８】
【数５８】
【０１５９】
となる。
【０１６０】
上記より、各運転ポイントの運転改善によりコストを削減できることがわかる。
【０１６１】
以下に、各運転ポイントにおけるコスト削減効果を算出する方法について説明する。コスト削減効果を各運転ポイントに配分するのは容易ではなく、その算出方法はさまざま考えられている。ここでは、コスト削減効果を配分する方法の一つについて説明する。
【０１６２】
まず、ボイラの高圧蒸気の蒸気振替によるコスト削減効果を算出する。高圧蒸気について、推定運転では、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量の合計は、
【０１６３】
【数５９】
【０１６４】
であるが、実際運転では、
【０１６５】
【数６０】
【０１６６】
である。そして、推定運転での高圧蒸気の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量はそれぞれ、
【０１６７】
【数６１】
【０１６８】
【数６２】
【０１６９】
【数６３】
【０１７０】
と算出することができる。算出された流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、蒸気振替による燃料増減は、
【０１７１】
【数６４】
【０１７２】
となる。ここで、燃料単価が１００００円／ｋｍ3である場合において、ボイラの高圧蒸気の蒸気振替によるコスト削減効果は、
【０１７３】
【数６５】
【０１７４】
と算出される。本来のコスト削減効果は４５３９円／ｈであり、残りの
【０１７５】
【数６６】
【０１７６】
と算出される３０２２円／ｈについては、発電量増減による効果であるとして、以下に示すようにタービンの蒸気振替によるコスト削減効果を算出する。
【０１７７】
中圧蒸気について、推定運転では、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量の合計は、
【０１７８】
【数６７】
【０１７９】
であるが、実際運転では、
【０１８０】
【数６８】
【０１８１】
である。そして、推定運転での中圧蒸気の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量はそれぞれ、
【０１８２】
【数６９】
【０１８３】
【数７０】
【０１８４】
【数７１】
【０１８５】
と算出することができる。算出された流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、蒸気振替による発電力増減は、
【０１８６】
【数７２】
【０１８７】
と算出することができ、２９．４ｋＷの発電力増加となる。
【０１８８】
同様に、低圧蒸気について、推定運転では、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量の合計は、
【０１８９】
【数７３】
【０１９０】
であるが、実際運転では、
【０１９１】
【数７４】
【０１９２】
である。そして、推定運転での低圧蒸気の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量はそれぞれ、
【０１９３】
【数７５】
【０１９４】
【数７６】
【０１９５】
【数７７】
【０１９６】
と算出することができる。算出された流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、蒸気振替による発電力増減は、
【０１９７】
【数７８】
【０１９８】
と算出することができ、４２３．６ｋＷの発電力増加となる。
【０１９９】
同様に、復水に関して、推定運転では、１号タービン２１の復水３０、２号タービン２２の復水３６、３号タービン２３の復水４２の流量の合計は、
【０２００】
【数７９】
【０２０１】
であるが、実際運転では、
【０２０２】
【数８０】
【０２０３】
である。そして、推定運転での復水の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号タービン２１の復水３０、２号タービン２２の復水３６、３号タービン２３の復水４２の流量はそれぞれ、
【０２０４】
【数８１】
【０２０５】
【数８２】
【０２０６】
【数８３】
【０２０７】
と算出することができる。算出した流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、復水振替による発電力増減は、
【０２０８】
【数８４】
【０２０９】
と算出することができ、２９１．９ｋＷの発電力増加となる。
【０２１０】
上記より、発電量増減は、中圧蒸気振替により２９．４ｋＷ、低圧蒸気振替により４２３．６ｋＷ、復水振替により２９１．９ｋＷであり、発電量増減の合計は、
【０２１１】
【数８５】
【０２１２】
と算出することができ、７４４．９ｋＷの発電量増加となる。この発電量増減の比率でタービン蒸気振替によるコスト削減効果３０２２円／ｈを配分する。すなわち、中圧蒸気振替、低圧蒸気振替、復水振替によるコスト削減効果はそれぞれ、
【０２１３】
【数８６】
【０２１４】
【数８７】
【０２１５】
【数８８】
【０２１６】
と算出することができる。
【０２１７】
以上のことから、コスト削減効果の配分により、各運転ポイントの運転改善効果からコスト削減効果を把握することが可能となる。運転改善効果から計算したコスト削減効果の内訳は、例えば図１３に示すようなグラフ形式で表示手段７８により表示することが可能である。このように、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価することができる。
【０２１８】
なお、本実施形態１では、購入電力５０が変化しない例について説明したが、購入電力５０が変化する場合は、購入電力５０の変化によるコスト変動を式（５８）に追加し、購入電力５０の電力量の変化を式（８５）に追加することによって、購入電力５０の増減によるコスト削減効果も算出することが可能である。
【０２１９】
また、本実施形態１では、発明の理解を容易にするために、自家発プラントとして図１に示すような典型的な例を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばボイラや蒸気タービン以外にガスタービンやガスエンジンやディーゼルエンジンなどを用いる場合、燃料電池や太陽光発電システムなどを用いる場合、電力会社以外の電力供給事業者から電力を購入する場合、蒸気を外部から購入することができる場合など、あらゆるエネルギー供給システムに対して本発明のプラント運転評価装置を適用することができる。
【０２２０】
また、本実施形態１では、エネルギーを消費する施設として工場を想定したが、これに限定されるものではなく、例えばビル、病院、水処理プラントなど、エネルギーを消費するあらゆる施設に本発明のプラント運転評価装置を適用することができる。具体的には、本実施形態１における工場のエネルギー需要を、ビルや病院におけるエレベーター、照明、空調、給湯などに必要となる電力、熱などのエネルギー需要、水処理プラントにおける揚水ポンプや空気を送り込むためのブロア、消化槽の加温などに必要となる電力、熱などのエネルギー需要などに置き換えることにより、本発明のプラント運転評価装置を適用することができる。
【０２２１】
また、本実施形態１では、ある瞬時の運転データに関して、実際運転と推定運転とを比較、評価したが、これに限定されるものではなく、例えば所定の時間間隔で取得した複数の運転データに関して、実際運転と推定運転の運転値およびコスト削減効果を時系列グラフとして比較、評価することができる。
【０２２２】
また、本実施形態１では、省エネ効果をコスト削減効果として説明したが、これに限定されるものではなく、例えばエネルギー消費量削減効果、二酸化炭素などの温室効果ガス排出量削減効果などを省エネ効果とすることもできる。
【０２２３】
〈実施形態２〉
図１４は、本発明の実施形態２によるプラント運転推定モデル７７を用いた、評価手段８１とデータとの関係を模式的に示す図である。図１４に示すように、本実施形態２では、プラント運転データベース７９に格納される運転値（第１のプラント運転値）に基づいて特性式を更新する特性式更新手段８２を備えることを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２２４】
特性式更新手段８２は、プラント運転推定モデル７７の構築に必要な要素の１つである特性式７１（図２参照）について、プラント運転データベース７９に蓄積された運転値（第１のプラント運転値）を利用して、省エネ対策後のプラント運転推定モデル７７を適用する期間におけるプラントの各設備の入出力特性式（設備入出力特性）と各設備の所内需要特性式とを含む特性式に更新する。なお、特性式更新手段８２は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータを利用したデータ処理や演算により実現することができる。
【０２２５】
具体的に、特性式更新手段８２では、プラントの設備特性が経年劣化や季節により若干変化することを考慮して、省エネ対策後の実際の運転（実際運転）とプラント運転推定モデルによる省エネ対策前の運転（推定運転）との運転の環境条件の誤差を小さくするために、プラント運転データベース７９に蓄積された運転値のうち、実際運転と時間的にできるだけ近い運転値を利用して、図４のステップＳ３と同様の手順で特性式決定手段７０にて特性式７１を決定し、決定した特性式７１を新たな特性式として更新する。このような動作を行う特性式更新手段８２を、図１１のステップＳ８の前に実行することによって、特性式７１を更新することが可能となる。
【０２２６】
以上のことから、特性式更新手段８２を備えることによって、省エネ対策後の実際の運転（実際運転）とプラント運転推定モデルによる省エネ対策前の運転（推定運転）との運転の環境条件の誤差を小さくすることができる。
【０２２７】
〈実施形態３〉
本発明の実施形態３では、プラント運転データベース７９に、省エネ対策前のプラント運転に関する運転値（第３のプラント運転値）を格納することを特徴としている。すなわち、実施形態１，２においてプラント運転データベース７９に格納されるプラントの運転値（第１のプラント運転値）に代えて、省エネ対策前のプラント運転に関する運転値（第３のプラント運転値）を適用することを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２２８】
プラント運転推定モデル７７を構築した後、省エネ対策を実施せず、プラント運転データベース７９には省エネ対策を実施していない運転値が蓄積されている場合において、評価手段８１では、比較の対象となる実際のプラント運転（実際運転）と推定したプラント運転（推定運転）とは、それぞれ省エネ対策を実施していない運転同士となる。従って、評価手段８１にて評価したプラント運転の差に基づいて、プラント運転推定モデル７７の推定精度を検証することができる。
【０２２９】
以上のことから、評価手段８１にて評価の対象となるプラント運転は、いずれも省エネ対策を実施していない運転であるため、評価手段８１の評価結果によりプラント運転推定モデル７７の推定精度を検証することができる。
【０２３０】
〈実施形態４〉
本発明の実施形態４では、プラント運転の評価は、インターネットなどの通信回線を経由して行われることを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２３１】
省エネ対策を実施した後の期間におけるデータは、インターネットなどの通信回線を経由してプラント運転データベース７９に保存される。そして、評価手段８１では、プラント運転データベース７９に蓄積された省エネ対策後の実際のプラント運転と、プラント運転推定手段８０にて推定した省エネ対策前のプラント運転とを比較し、省エネ対策前後における運転改善効果および省エネ効果を評価する。このように、インターネットなどの通信回線を経由してプラント運転を評価するサービスを提供することができる。
【０２３２】
以上のことから、インターネットなどの通信回線を経由してプラント運転を評価するサービスを提供することにより、省エネ対策後にリアルタイムで運転改善効果およびコスト削減効果に関する情報を提供することが可能となる。
【０２３３】
〈実施形態５〉
本発明の実施形態５では、プラント運転データベース７９に、省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する運転値（第４のプラント運転値）を格納することを特徴としている。すなわち、実施形態１、２においてプラント運転データベース７９に格納されるプラントの運転値（第１のプラント運転値）に代えて、省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する運転値（第４のプラント運転値）を適用することを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２３４】
プラント運転推定モデル７７を構築した後、当該プラント運転推定モデル７７に対してプラント運転データベース７９に格納されている省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する運転値を適用することによって、省エネ対策前に省エネ対策を実施する場合と実施しない場合とを比較することができる。そして、比較の結果に基づいて、投資対効果等を評価して省エネ対策を実施するか否かを検討することが可能となる。このように、省エネ対策を計画する段階で、省エネ対策を実施した場合におけるプラントの運転改善効果およびコスト削減効果を予測するサービスを提供することができる。
【０２３５】
以上のことから、プラント運転推定モデル７７を構築した後、省エネ対策前に運転改善効果およびコスト削減効果を予測するサービスを提供することにより、省エネ対策を実施する場合と実施しない場合とを比較することができ、投資対効果等を評価して省エネ対策を実施するか否かを検討することが可能となる。
【符号の説明】
【０２３６】
１１ １号ボイラ、１２ ２号ボイラ、１３ ３号ボイラ、１４，１５，１６ 燃料、１７，１８，１９ 高圧蒸気、２０ 高圧蒸気ヘッダ、２１ １号タービン、２２ ２号タービン、２３ ３号タービン、２４，２５，２６ 高圧蒸気、２７ 発電機、２８ 発電力、２９ 復水器、３０ 復水、３１ 中圧蒸気、３２ 低圧蒸気、３３ 発電機、３４ 発電力、３５ 復水器、３６ 復水、３７ 中圧蒸気、３８ 低圧蒸気、３９ 発電機、４０ 発電力、４１ 復水器、４２ 復水、４３ 中圧蒸気、４４ 低圧蒸気、４５ 電力線、４６ 工場電力、４７ １号ボイラ所内電力、４８ ２号ボイラ所内電力、４９ ３号ボイラ所内電力、５０ 購入電力、５１ 中圧蒸気ヘッダ、５２ 工場中圧蒸気、５３ １号ボイラ所内中圧蒸気、５４ ２号ボイラ所内中圧蒸気、５５ ３号ボイラ所内中圧蒸気、５６ 低圧蒸気ヘッダ、５７ 工場低圧蒸気、５８ １号ボイラ所内低圧蒸気、５９ ２号ボイラ所内低圧蒸気、６０ ３号ボイラ所内低圧蒸気、６１ プラント運転データベース、６２ 自家発プラント、６３ 入力手段、６４ 運転値情報、６５ 接続情報、６６ 運用方針情報、６７ 運転制約情報、６８ マスバランス式決定手段、６９ マスバランス式、７０ 特性式決定手段、７１ 特性式、７２ 相関式決定手段、７３ 相関式、７４ 運転値分類決定手段、７５ 運転値分類情報、７６ プラント運転推定モデル構築手段、７７ プラント運転推定モデル、７８ 表示手段、７９ プラント運転データベース、８０ プラント運転推定手段、８１ 評価手段、８２ 特性式更新手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント運転装置に対して省エネ対策を実施した場合における省エネ効果を評価するプラント運転評価装置に関し、特に、省エネ対策後の期間において省エネ対策前のプラント運転を推定し、当該推定した省エネ対策前の運転と省エネ対策後の実際の運転とを比較して省エネ効果を評価するプラント運転評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラント運転評価装置では、省エネ対策前の期間において実プラント計算機モデルを同定し、当該実プラント計算機モデルの最適運用による原単価と実績の原単価との比を最適運転率として算出し、省エネ対策後の期間において実プラント計算機モデルの最適運用による原単価を最適運転率で補正して省エネ対策を実施しなかった場合の原単価を推定し、省エネ対策前後におけるエネルギー変動費を推定していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、省エネルギー手段非適用時の実績データを用いてエネルギーコストモデルを生成し、生成したエネルギーコストモデルと評価対象の省エネルギー手段適用時の実績データとから省エネルギー手段非適用時のエネルギーコストを計算し、評価対象の省エネルギー手段適用時の実績データから省エネルギー手段適用時のエネルギーコストを計算し、省エネルギー手段の非適用時と適用時とのエネルギーコストを比較して省エネルギー効果を評価していた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３３５９６号公報
【特許文献２】特開２００５−１４１４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２では、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のエネルギーコスト（以下、単にコストとも称する）を推定することができるが、プラントの各設備の運転を推定することができないため、各設備の運転改善などに起因する省エネ対策によるコスト削減効果がどの設備の運転改善によるものであるのかが分からないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価するプラント運転評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明によるプラント運転評価装置は、省エネ対策後のプラント運転に関する第１のプラント運転値を格納するプラント運転データベースと、省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデルと、省エネ対策後の所定の期間において、第１のプラント運転値をプラント運転推定モデルに適用して省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段と、プラント運転推定手段にて推定された省エネ対策前のプラント運転と、プラント運転データベースに格納された第１のプラント運転値とを比較してプラント運転を評価する評価手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、省エネ対策後のプラント運転に関する第１のプラント運転値を格納するプラント運転データベースと、省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデルと、省エネ対策後の所定の期間において、第１のプラント運転値をプラント運転推定モデルに適用して省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段と、プラント運転推定手段にて推定された省エネ対策前のプラント運転と、プラント運転データベースに格納された第１のプラント運転値とを比較してプラント運転を評価する評価手段とを備えるため、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１による自家発プラントを有する工場の例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル構築手段とデータとの関係を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルを用いた、評価手段とデータとの関係を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルの構築の動作を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施形態１による運転値情報の表示の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１による接続情報の表示の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１による自家発プラントの運転値のトレンドグラフである。
【図８】本発明の実施形態１による運転値分類情報の表示の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルの一例であるデータフローモデルを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルの一例であるデータフローモデルを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデルを用いた評価のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態１による実際のプラント運転と推定したプラント運転との比較の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態１によるコスト削減効果の内訳の一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態２によるプラント運転推定モデルを用いた、評価手段とデータとの関係を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００１１】
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１による自家発プラントを有する工場の例を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態１では電力、中圧蒸気、低圧蒸気を使用する工場において、省エネ対策後の所定の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価している。以下に詳細について説明する。
【００１２】
図１に示すように、ボイラやタービンなどの発電設備を含む自家発プラントを有する工場では、１号ボイラ１１、２号ボイラ１２、３号ボイラ１３の各々にて燃料１４，１５，１６を使用して高圧蒸気１７，１８，１９を発生させ、発生した高圧蒸気１７，１８，１９は高圧蒸気ヘッダ２０で集められている。高圧蒸気ヘッダ２０から１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３には、高圧蒸気２４，２５，２６がそれぞれ供給されている。１号タービン２１では、高圧蒸気２４が有する熱エネルギーの一部を発電機２７で発電力２８に変換し、復水器２９で１号タービン２１から排気された蒸気から復水３０を得ている。また、発電力２８を減少させる代わりに中圧蒸気３１、低圧蒸気３２を抽気することができる。同様に、２号タービン２２においても、高圧蒸気２５から、発電機３３で発電力３４を、復水器３５で復水３６を、抽気により中圧蒸気３７、低圧蒸気３８をそれぞれ得ることができる。同様に、３号タービン２３においても、高圧蒸気２６から、発電機３９で発電力４０を、復水器４１で復水４２を、抽気により中圧蒸気４３、低圧蒸気４４をそれぞれ得ることができる。
【００１３】
各タービンから得られた発電力２８，３４，４０は、電力線４５を介して工場電力４６、１号ボイラ所内電力４７、２号ボイラ所内電力４８、３号ボイラ所内電力４９としてそれぞれ供給される。また、電力の不足分は電力会社からの購入電力５０として補うことができる。なお、所内電力はボイラの給水ポンプなどで消費される。
【００１４】
各タービンから得られた中圧蒸気３１，３７，４３は、中圧蒸気ヘッダ５１を介して工場中圧蒸気５２、１号ボイラ所内中圧蒸気５３、２号ボイラ所内中圧蒸気５４、３号ボイラ所内中圧蒸気５５としてそれぞれ供給される。なお、所内中圧蒸気はボイラの給水加熱器などで消費される。
【００１５】
各タービンから得られた低圧蒸気３２，３８，４４は、低圧蒸気ヘッダ５６を介して工場低圧蒸気５７、１号ボイラ所内低圧蒸気５８、２号ボイラ所内低圧蒸気５９、３号ボイラ所内低圧蒸気６０としてそれぞれ供給される。なお、所内低圧蒸気はボイラの脱気器などで消費される。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル構築手段７６とデータとの関係を模式的に示す構成図である。なお、図２におけるプラント運転データベース６１には、省エネ対策前のプラント運転に関する情報が保存されているものとする。
【００１７】
図２に示すように、プラント運転データベース６１には、図１で示すような工場に備えられる自家発プラント６２に係わる各設備の運転、購入電力および環境条件などに関するデータ（例えば、ボイラやタービンなどの稼動状態、燃料流量、給水流量、蒸気流量、復水流量、蒸気圧力、蒸気温度、発電量、購入電力量、燃料単価、購入電力単価、工場電力需要、工場蒸気需要、気象データなど）が保存されている。このようなデータの中でも特に、燃料流量、給水流量、蒸気流量、復水流量、蒸気圧力、蒸気温度、発電量、購入電力量など、プラントの運転に係わる値を総称して運転値（第２のプラント運転値）と呼ぶ。なお、プラント運転データは、自家発プラント６２において電力計、流量計、圧力計、温度計などの計測器およびセンサなどによって計測されてプラント運転データベース６１に格納されている。
【００１８】
入力手段６３（付与手段）では、プラントの運転値情報６４、接続情報６５、運用方針情報６６、運転制約情報６７を入力（付与）する。
【００１９】
運転値情報６４は、プラントの運転値（第２のプラント運転値）の名称、単位、他の運転値との関係などの情報を含む。また、接続情報６５は、プラントの設備系統から同定した運転値（第２のプラント運転値）の接続に関する情報を含む。また、運用方針情報６６は、環境条件に応じたプラントの運用（プラント運転）の切り替え方針などに関する情報を含む。また、運転制約情報６７は、運転値（第２のプラント運転値）の上下限などに関する情報を含む。
【００２０】
マスバランス式決定手段６８では、運転値情報６４と接続情報６５とに含まれるプラントの運転値の接続関係に基づいて、燃料、電力、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気等の各エネルギーに関するエネルギーマスバランス式と、各設備内の蒸気などに関する設備マスバランス式とを含むマスバランス式６９を決定する。
【００２１】
特性式決定手段７０では、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積されたプラントの運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、各設備における入出力特性を示す入出力特性式（設備入出力特性式）と、各設備内における需要特性を示す所内需要特性式とを含む特性式７１を決定する。
【００２２】
相関式決定手段７２では、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積されたプラントの運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、所定の運転値における他の運転値に対する相関関係を示す相関式７３を決定する。
【００２３】
運転値分類決定手段７４では、運転値情報６４、運用方針情報６６、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３の各々に基づいて、プラントの運転値（第２のプラント運転値）の分類に関する情報を含む運転値分類情報７５を決定する。
【００２４】
プラント運転推定モデル構築手段７６では、運転値情報６４、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５の各々に基づいて、プラント運転推定モデル７７を構築する。
【００２５】
表示手段７８では、プラント運転データベース６１、運転値情報６４、接続情報６５、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５の各々を表示する。
【００２６】
なお、入力手段６３は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータにおいてキーボードやマウスなどの入力装置を利用してデータを入力することにより実現することができる。また、運転値情報６４、接続情報６５、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５、プラント運転推定モデル７７の各々は、例えばハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管することができる。また、マスバランス式決定手段６８、特性式決定手段７０、相関式決定手段７２、運転値分類決定手段７４、プラント運転推定モデル構築手段７６は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータを利用したデータ処理や演算により実現することができる。また、表示手段７８は、例えばディスプレイなどの表示装置を利用することにより実現することができる。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル７７を用いた、評価手段８１とデータとの関係を模式的に示す図である。図３に示すように、プラント運転データベース７９には、図２に示すプラント運転データベース６１と同種のデータが保存されている。ただし、プラント運転データベース７９には、少なくともプラント運転推定モデル７７の構築後であって、かつ省エネ対策を実施した後の期間におけるデータ（第１のプラント運転値）が保存されている。
【００２８】
プラント運転推定手段８０では、プラント運転データベース７９に蓄積された工場需要（例えば、工場電力、工場中圧蒸気、工場低圧蒸気）、単価（例えば、購入電力単価、発電単価）および気象データを含む環境条件（第１のプラント運転値）をプラント運転推定モデル７７に適用して、省エネ対策前のプラント運転を推定する。
【００２９】
評価手段８１では、プラント運転データベース７９に蓄積された省エネ対策後の実際のプラント運転（第１のプラント運転値）と、プラント運転推定手段８０にて推定した省エネ対策前のプラント運転とを比較し、省エネ対策前後における運転改善効果および省エネ効果を評価する。
【００３０】
表示手段７８では、評価手段８１にて評価した省エネ対策後の実際のプラント運転と推定したプラント運転との比較、運転改善効果および省エネ効果を表示する。
【００３１】
なお、プラント運転推定手段８０、評価手段８１は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータを利用したデータ処理や演算により実現することができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル７７の構築の動作を示すフロー図である。以下、図４のフロー図に基づいてプラント運転推定モデル７７の構築の動作の概要を説明する。
【００３３】
まず、プラント運転推定モデル７７の構築に用いる各値を以下のように定義する。なお、頭文字が小文字の値はプラント運転で変動し得る値とし、頭文字が大文字の値は設定値とする。
１号ボイラ１１の燃料１４の流量（ｋｍ3／ｈ）： ｆ1B
１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の流量（ｔ／ｈ）： ｓ1B
２号ボイラ１２の燃料１５の流量（ｋｍ3／ｈ）： ｆ2B
２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量（ｔ／ｈ）： ｓ2B
３号ボイラ１３の燃料１６の流量（ｋｍ3／ｈ）： ｆ3B
３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量（ｔ／ｈ）： ｓ3B
１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量（ｔ／ｈ）： ｓ1T
１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量（ｔ／ｈ）： ｓｍ1T
１号タービン２１の低圧蒸気３２の流量（ｔ／ｈ）： ｓｌ1T
１号タービン２１の復水３０の流量（ｔ／ｈ）： ｓｒ1T
１号タービン２１の発電力２８の電力量（ｋＷ）： ｅ1T
２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量（ｔ／ｈ）： ｓ2T
２号タービン２２の中圧蒸気３７の流量（ｔ／ｈ）： ｓｍ2T
２号タービン２２の低圧蒸気３８の流量（ｔ／ｈ）： ｓｌ2T
２号タービン２２の復水３６の流量（ｔ／ｈ）： ｓｒ2T
２号タービン２２の発電力３４の電力量（ｋＷ）： ｅ2T
３号タービン２３の高圧蒸気２６の流量（ｔ／ｈ）： ｓ3T
３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量（ｔ／ｈ）： ｓｍ3T
３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量（ｔ／ｈ）： ｓｌ3T
３号タービン２３の復水４２の流量（ｔ／ｈ）： ｓｒ3T
３号タービン２３の発電力４０の電力量（ｋＷ）： ｅ3T
購入電力５０の電力量（ｋＷ）： ｅbuy
１号ボイラ所内電力４７の需要（ｋＷ）： ｅ1Baux
２号ボイラ所内電力４８の需要（ｋＷ）： ｅ2Baux
３号ボイラ所内電力４９の需要（ｋＷ）： ｅ3Baux
１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要（ｔ／ｈ）： ｓｍ1Baux
２号ボイラ所内中圧蒸気５４の需要（ｔ／ｈ）： ｓｍ2Baux
３号ボイラ所内中圧蒸気５５の需要（ｔ／ｈ）： ｓｍ3Baux
１号ボイラ所内低圧蒸気５８の需要（ｔ／ｈ）： ｓｌ1Baux
２号ボイラ所内低圧蒸気５９の需要（ｔ／ｈ）： ｓｌ2Baux
３号ボイラ所内低圧蒸気６０の需要（ｔ／ｈ）： ｓｌ3Baux
工場電力４６の需要（ｋＷ）： Ｅdem
工場中圧蒸気５２の需要（ｔ／ｈ）： Ｓｍdem
工場低圧蒸気５７の需要（ｔ／ｈ）： Ｓｌdem
燃料の単価（円／ｋｍ3）： Ｆunit
購入電力５０の単価（円／ｋＷ）： Ｅunit
次に、図４のフロー図に基づいてプラント運転推定モデル７７の構築の動作について説明する。
【００３４】
（ステップＳ１）
ステップＳ１では、入力手段６３により、運転値情報６４、接続情報６５をそれぞれ入力する。以下に具体例を示す。
【００３５】
運転値情報６４は、パーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータにおいてキーボードやマウスなどの入力装置を利用して、例えば図５に示すような表形式で作成することができる。
【００３６】
接続情報６５は、モデリングエディタなどで図１に示すような設備系統のブロック図を作成することにより、ブロック図の接続関係からプラントの運転値の接続関係を同定することが可能である。また、運転値の関係を図６に示すような表形式で作成することにより運転値の接続関係を同定することも可能である。図６では、各行において−が入力、＋が出力を示し、各列において＋が入力、−が出力を示している。
【００３７】
なお、運転値情報６４、接続情報６５は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、運転値情報６４、接続情報６５は、表示手段７８により表示することができる。
【００３８】
（ステップＳ２）
ステップＳ２では、マスバランス式決定手段６８により、運転値情報６４と接続情報６５とに基づいて、燃料、電力、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気等の各エネルギーに関するマスバランス式と、各設備内の蒸気などに関するマスバランス式とを含むマスバランス式６９を決定する。以下に具体例を示す。
【００３９】
まず、各エネルギーに関するマスバランス式について説明する。
【００４０】
電力の場合、電力に関する接続情報に基づき、電力線４５に入力される電力は、１号タービン２１の発電力２８、２号タービン２２の発電力３４、３号タービン２３の発電力４０、購入電力５０であり、電力線４５から出力される電力は、工場電力４６、１号ボイラ所内電力４７、２号ボイラ所内電力４８、３号ボイラ所内電力４９である。電力線４５における電力量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（１）が成り立つ。
【数１】
【００４１】
高圧蒸気の場合、高圧蒸気に関する接続情報に基づき、高圧蒸気ヘッダ２０に入力される高圧蒸気は、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９であり、高圧蒸気ヘッダ２０から出力される高圧蒸気は、１号タービン２１の高圧蒸気２４、２号タービン２２の高圧蒸気２５、３号タービン２３の高圧蒸気２６である。高圧蒸気ヘッダ２０における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（２）が成り立つ。
【数２】
【００４２】
中圧蒸気の場合、中圧蒸気に関する接続情報に基づき、中圧蒸気ヘッダ５１に入力される中圧蒸気は、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３であり、中圧蒸気ヘッダ５１から出力される中圧蒸気は、工場中圧蒸気５２、１号ボイラ所内中圧蒸気５３、２号ボイラ所内中圧蒸気５４、３号ボイラ所内中圧蒸気５５である。中圧蒸気ヘッダ５１における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（３）が成り立つ。
【数３】
【００４３】
低圧蒸気の場合、低圧蒸気に関する接続情報に基づき、低圧蒸気ヘッダ５６に入力される低圧蒸気は、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４であり、低圧蒸気ヘッダ５６から出力される低圧蒸気は、工場低圧蒸気５７、１号ボイラ所内低圧蒸気５８、２号ボイラ所内低圧蒸気５９、３号ボイラ所内低圧蒸気６０である。低圧蒸気ヘッダ５６における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（４）が成り立つ。
【数４】
【００４４】
なお、本実施形態１では、燃料に関してはマスバランスをとる必要がないため、燃料に関するマスバランス式は存在しない。副生燃料や廃材など、単位時間あたりの燃料の消費量が予め決まっている場合は、燃料に関するマスバランス式を作成する必要がある。
【００４５】
次に、各設備内の蒸気などに関するマスバランス式について説明する。
【００４６】
１号タービン２１の場合、１号タービン２１の蒸気に関する接続情報に基づき、１号タービン２１に入力される蒸気は、高圧蒸気２４であり、１号タービン２１から出力される蒸気は、中圧蒸気３１、低圧蒸気３２、復水３０である。１号タービン２１における蒸気流量の入出力バランスが常にとれている（平衡である）とすると、以下のマスバランス式（５）が成り立つ。
【数５】
【００４７】
同様に、２号タービン２２と３号タービン２３における蒸気流量の入出力バランスに関しても、以下のマスバランス式（６）および（７）が成り立つ。
【数６】
【数７】
【００４８】
なお、マスバランス式６９は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管することができる。また、上記の式（１）〜（７）で示されるマスバランス式６９は、入力手段６３から直接入力してもよい。また、マスバランス式６９は、表示手段７８により表示することができる。
【００４９】
（ステップＳ３）
ステップＳ３では、特性式決定手段７０により、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積された運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、各設備の入出力特性式と、各設備の所内需要特性式とを含む特性式７１を決定する。以下に具体例を示す。
【００５０】
入出力特性式については、燃料の入力に対する高圧蒸気の出力を示すボイラの入出力特性式、蒸気の入力に対する発電力の出力を示すタービンの入出力特性式がある。所内需要特性式については、ボイラの高圧蒸気に対する、ボイラ所内の電力、中圧蒸気、低圧蒸気の需要を示す所内需要特性式がある。
【００５１】
まず、ボイラの入出力特性式について説明する。
【００５２】
１号ボイラ１１の場合、１号ボイラ１１に対する入力は燃料１４であり、１号ボイラ１１からの出力は高圧蒸気１７である。１号ボイラ１１では、燃料１４の増減に伴って高圧蒸気１７も増減する。従って、１号ボイラ１１の入出力に関しては、以下の特性式（８）が成り立つ。
【数８】
【００５３】
ただし、Ｐ1Bは１号ボイラ１１の入出力特性関数である。Ｐ1Bは、例えば以下の特性式（９）のように一次関数で表すことができる。なお、本実施形態１では特性式（９）を採用するものとする。
【数９】
【００５４】
ここで、Ａ1B、Ｂ1Bは１号ボイラ１１に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００５５】
また、仮に１号ボイラ１１の燃料１４がｎ種類（ｆ1B（ｉ），１≦ｉ≦ｎ）ある場合は、１号ボイラ１１の入出力に関して以下の特性式（１０）が成り立つ。
【数１０】
【００５６】
ただし、Ｑ1Bは１号ボイラ１１の入出力特性関数である。Ｑ1Bは、例えば以下の特性式（１１）のように一次関数で表すことができる。
【数１１】
【００５７】
ここで、Ａ1B（ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）、Ｂ1Bは１号ボイラ１１に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００５８】
同様に、２号ボイラ１２の入出力、３号ボイラ１３の入出力に関しても、以下の特性式（１２）および特性式（１３）が成り立つものとする。
【数１２】
【数１３】
【００５９】
ここで、Ａ2B、Ｂ2Bは２号ボイラ１２に特有の定数であり、Ａ3B、Ｂ3Bは３号ボイラ１３に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００６０】
次に、タービンの入出力特性式について説明する。
【００６１】
１号タービン２１の場合、１号タービン２１の高圧蒸気２４、中圧蒸気３１、低圧蒸気３２の流量に基づいて、１号タービン２１の発電力２８の電力量が決まる。従って、１号タービン２１の入出力に関して、以下の特性式（１４）が成り立つ。
【数１４】
【００６２】
ただし、Ｐ1Tは１号タービン２１の入出力特性関数である。Ｐ1Tは、例えば以下の特性式（１５）のように一次関数で表すことができる。なお、本実施形態１では特性式（１５）を採用するものとする。
【数１５】
【００６３】
ここで、Ａ1T、Ｂ1T、Ｃ1T、Ｄ1Tは１号タービン２１に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００６４】
同様に、２号タービン２２の入出力、３号タービン２３の入出力に関しても、以下の特性式（１６）および特性式（１７）が成り立つものとする。
【数１６】
【数１７】
【００６５】
ここで、Ａ2T、Ｂ2T、Ｃ2T、Ｄ2Tは２号タービン２２に特有の定数であり、Ａ3T、Ｂ3T、Ｃ3T、Ｄ3Tは３号タービン２３に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００６６】
次に、所内需要特性式について説明する。
【００６７】
１号ボイラ所内中圧蒸気５３の場合、１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要は、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７に対して変動するものとする。ボイラ所内中圧蒸気は、主にボイラの補機である給水加熱器において熱交換により給水温度を上げるために供給される。このような場合、１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要に関して、以下の特性式（１８）が成り立つ。
【数１８】
【００６８】
ただし、Ｐ1Bsmは１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要特性関数である。Ｐ1Bsmは、例えば、以下の特性式（１９）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１ではこの特性式（１９）を採用するものとする。
【数１９】
【００６９】
ここで、Ａ1Bsm、Ｂ1Bsmは１号ボイラ所内中圧蒸気５３に特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７０】
同様に、２号ボイラ所内中圧蒸気５４の需要、３号ボイラ所内中圧蒸気５５の需要に関しても、以下の特性式（２０）および特性式（２１）が成り立つものとする。
【数２０】
【数２１】
【００７１】
ここで、Ａ2Bsm、Ｂ2Bsmは２号ボイラ所内中圧蒸気５４に特有の定数であり、Ａ3Bsm、Ｂ3Bsmは３号ボイラ所内中圧蒸気５５に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７２】
また、上記と同様に、１号ボイラ所内低圧蒸気５８の需要、２号ボイラ所内低圧蒸気５９の需要、３号ボイラ所内低圧蒸気６０の需要に関しても、以下の特性式（２２）、特性式（２３）、特性式（２４）が成り立つものとする。ボイラ所内低圧蒸気は、主にボイラの補機である脱気器において給水を加熱して、沸騰状態によりボイラを腐食する溶存気体を給水から除去するために供給される。
【数２２】
【数２３】
【数２４】
【００７３】
ここで、Ａ1Bsl、Ｂ1Bslは１号ボイラ所内低圧蒸気５８に特有の定数であり、Ａ2Bsl、Ｂ2Bslは２号ボイラ所内低圧蒸気５９に特有の定数であり、Ａ3Bsl、Ｂ3Bslは３号ボイラ所内低圧蒸気６０に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７４】
また、上記と同様に、１号ボイラ所内電力４７の需要、２号ボイラ所内電力４８の需要、３号ボイラ所内電力４９の需要に関しても、以下の特性式（２５）、特性式（２６）、特性式（２７）が成り立つものとする。ボイラ所内電力は、主にボイラの補機である給水ポンプにおいて給水を送水するための動力源として供給される。
【数２５】
【数２６】
【数２７】
【００７５】
ここで、Ａ1Be、Ｂ1Beは１号ボイラ所内電力４７に特有の定数であり、Ａ2Be、Ｂ2Beは２号ボイラ所内電力４８に特有の定数であり、Ａ3Be、Ｂ3Beは３号ボイラ所内電力４９に特有の定数である。これらの定数は、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００７６】
なお、特性式７１は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、上記の式（８）〜（２７）で示される特性式７１は入力手段６３から直接入力してもよい。また、特性式７１は、表示手段７８により表示することができる。
【００７７】
（ステップＳ４）
ステップＳ４では、入力手段６３により、プラントの運用方針情報６６、運転制約情報６７をそれぞれ入力する。以下に具体例を示す。
【００７８】
運用方針情報６６について、例えば、購入電力単価が高い場合は、できるだけ購入電力５０を減らすように１号タービン２１の発電力２８を増やし、購入電力が安い場合は、できるだけ購入電力５０を増やすように１号タービン２１の発電力２８を減らすといった運用方針がある。また、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９を同量にするといった運用方針もあり得る。さらに、２号タービン２２の発電力３４は、常に３号タービン２３の発電力４０よりも小さくするといった運用方針もあり得る。このように、運用方針情報６６としては、状況に応じた運転の切り替え方、設備や各運転ポイントへの負荷のかけ方などに関する情報が入力される。なお、運転の切り替え方については条件分岐式、設備や各運転ポイントへの負荷のかけ方については比率の制約式として入力することができる。
【００７９】
運転制約情報６７について、各運転値には運転制約としての上下限値があり、その値を超えないように運転許容範囲を考慮して運転を行う必要がある。運転制約情報６７は、このような運転値の上下限値に関する情報を含む。運転値をｖとすると、各運転値に関しては、以下の式（２８）の上下限制約式が成り立つ。
【数２８】
【００８０】
ここで、ＶmaxおよびＶminはそれぞれ運転値ｖの上限値および下限値である。
【００８１】
なお、運用方針情報６６、運転制約情報６７は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、運用方針情報６６、運転制約情報６７は、表示手段７８により表示することができる。
【００８２】
（ステップＳ５）
ステップＳ５では、相関式決定手段７２により、運転値情報６４とプラント運転データベース６１に蓄積された運転値（第２のプラント運転値）とに基づいて、所定の運転値における他の運転値に対する相関関係を表した相関式７３を決定する。以下に具体例を示す。
【００８３】
図１に示す自家発プラントでは、２号ボイラ１２の燃料１５の流量は設定値として与えられ、プラントの運転が変動しても２号ボイラ１２の運転は変動しないものとする。２号ボイラ１２の燃料１５の流量が与えられると、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量は特性式（１２）により決まる。また、２号タービン２２は２号ボイラ１２の運転に合わせて変動する傾向があり、２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量は２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量に対して相関関係があるため、以下の相関式（２９）として近似できるものとする。
【数２９】
【００８４】
ただし、Ｒ2Tsは、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８に対する２号タービン２２の高圧蒸気２５の相関関数である。Ｒ2Tsは、例えば以下の相関式（３０）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（３０）を採用するものとする。
【数３０】
【００８５】
ここで、Ｃ2Ts、Ｄ2Tsは２号ボイラ１２の高圧蒸気１８に対する２号タービン２２の高圧蒸気２５の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００８６】
また、図７（ａ）に示すように、２号タービン２２の中圧蒸気３７および低圧蒸気３８の流量が２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に合わせて変動する傾向があり、２号タービン２２の中圧蒸気３７および低圧蒸気３８の流量は２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に対して相関関係があり、以下の相関式（３１）および相関式（３２）として近似できるものとする。
【数３１】
【数３２】
【００８７】
ただし、Ｒ2Tsmは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する中圧蒸気３７の相関関数であり、Ｒ2Tslは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する低圧蒸気３８の相関関数である。Ｒ2TsmおよびＲ2Tslは、例えば、以下の相関式（３３）、相関式（３４）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（３３）、相関式（３４）を採用するものとする。
【数３３】
【数３４】
【００８８】
ここで、Ｃ2Tsm、Ｄ2Tsmは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する中圧蒸気３７の特有の定数であり、Ｃ2Tsl、Ｄ2Tslは２号タービン２２の高圧蒸気２５に対する低圧蒸気３８の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００８９】
次に、中圧蒸気について、図７（ｂ）に示すように、工場中圧蒸気５２の需要の変動に合わせて１号タービン２１の中圧蒸気３１および３号タービン２３の中圧蒸気４３が変動する傾向があり、１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量および３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量は、工場中圧蒸気５２の需要に対して相関関係があり、以下の相関式（３５）、相関式（３６）が成り立つものとする。なお、２号タービン２２の中圧蒸気３７の流量は、上述したように２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に相関関係があり、工場中圧蒸気５２の需要に対して相関関係はないものとする。
【数３５】
【数３６】
【００９０】
ただし、Ｒ1Tsmは工場中圧蒸気５２に対する１号タービン２１の中圧蒸気３１の相関関数であり、Ｒ3Tsmは工場中圧蒸気５２に対する３号タービン２３の中圧蒸気４３の相関関数である。また、Ｒ1TsmおよびＲ3Tsmは、例えば、以下の相関式（３７）、相関式（３８）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（３７）、相関式（３８）を採用するものとする。
【数３７】
【数３８】
【００９１】
ここで、Ｃ1Tsm、Ｄ1Tsmは工場中圧蒸気５２に対する１号タービン２１の中圧蒸気３１の特有の定数であり、Ｃ3Tsm、Ｄ3Tsmは工場中圧蒸気５２に対する３号タービン２３の中圧蒸気４３の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００９２】
同様に、低圧蒸気について、図７（ｃ）に示すように、工場低圧蒸気５７の需要の変動に合わせて１号タービン２１の低圧蒸気３２および３号タービン２３の低圧蒸気４４が変動する傾向があり、１号タービン２１の低圧蒸気３２の流量および３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量は工場低圧蒸気５７の需要に対して相関関係があり、相関式（３９）、相関式（４０）として近似できるものとする。なお、２号タービン２２の低圧蒸気３８の流量は、上述したように２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量に相関関係があり、工場低圧蒸気５７の需要に対して相関関係はないものとする。
【数３９】
【数４０】
【００９３】
ただし、Ｒ1Tslは工場低圧蒸気５７に対する１号タービン２１の低圧蒸気３２の相関関数であり、Ｒ3Tslは工場低圧蒸気５７に対する３号タービン２３の低圧蒸気４４の相関関数である。また、Ｒ1TslおよびＲ3Tslは、例えば、以下の相関式（４１）、相関式（４２）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（４１）、相関式（４２）を採用するものとする。
【数４１】
【数４２】
【００９４】
ここで、Ｃ1Tsl、Ｄ1Tslは工場低圧蒸気５７に対する１号タービン２１の低圧蒸気３２の特有の定数であり、Ｃ3Tsl、Ｄ3Tslは工場低圧蒸気５７に対する３号タービン２３の低圧蒸気４４の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００９５】
次に、電力について、本実施形態１では、ステップＳ４にて入力した運用方針情報６６に含まれる、購入電力単価が高い場合は、できるだけ購入電力５０を減らすように１号タービン２１の発電力２８を増やし、購入電力が安い場合は、できるだけ購入電力５０を増やすように１号タービン２１の発電力２８を減らすという運用方針に従うとする。すなわち、購入電力単価が発電単価に比べて高い場合は、購入電力５０の電力量は下限値をとるものとし、そのときの１号タービン２１の発電力２８の電力量は工場電力４６の需要に対して相関関係があり、以下の相関式（４３）が成り立つものとする。一方、購入電力単価が発電単価に比べて安い場合は、１号タービン２１の発電力２８の電力量は取り得る値の範囲で下限値をとるものとし、そのときの購入電力５０の電力量は工場電力４６の需要に対して相関関係があり、以下の相関式（４４）として近似できるものとする。
【数４３】
【数４４】
【００９６】
ただし、Ｒ1Teは工場電力４６に対する１号タービン２１の発電力２８の相関関数であり、Ｒebuyは工場電力４６に対する購入電力５０の相関関数である。また、Ｒ1TeおよびＲebuyは、例えば、以下の相関式（４５）、相関式（４６）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（４５）、相関式（４６）を採用するものとする。
【数４５】
【数４６】
【００９７】
ここで、Ｃ1Te、Ｄ1Teは工場電力４６に対する１号タービン２１の発電力２８の特有の定数であり、Ｃebuy、Ｄebuyは工場電力４６に対する購入電力５０の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【００９８】
また、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７は、１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量の変動に合わせて変動する傾向があり、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の流量は１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量に対して相関関係があり、以下の相関式（４７）として近似できるものとする。
【数４７】
【００９９】
ただし、Ｒ1Bsは、１号タービン２１の高圧蒸気２４に対する１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の相関関数である。また、Ｒ1Bsは、例えば、以下の相関式（４８）のように一次関数で表すことができる。本実施形態１では、相関式（４８）を採用する。
【数４８】
【０１００】
ここで、Ｃ1Bs、Ｄ1Bsは１号タービン２１の高圧蒸気２４に対する１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の特有の定数であり、例えばプラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して回帰分析などの統計的手法により算出することができる。
【０１０１】
なお、相関式７３は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、上記の式（２９）〜（４８）で示す相関式７３は入力手段６３から直接入力してもよい。また、相関式７３は、表示手段７８により表示することができる。
【０１０２】
（ステップＳ６）
ステップＳ６では、運転値分類決定手段７４により、運転値情報６４、運用方針情報６６、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３に基づいて、運転値の分類に関する情報を含む運転値分類情報７５を決定する。以下に具体例を示す。
【０１０３】
本実施形態１では、運転値を、設定値、相関式依存値、特性式依存値、マスバランス値の４種類に分類する。設定値とは、マニュアル運転をする設備の運転値など、プラントの環境条件に係わらず設定される値である。本実施形態１では、工場需要も設定値に分類しておく。また、相関式依存値とは、相関式から決まる値である。また、特性式依存値とは、特性式から決まる値である。また、マスバランス値とは、マスバランス式のバランスをとる値である。
【０１０４】
運転値分類では、マスバランス式に関して、マスバランス式を構成する運転値のうち少なくとも１つはマスバランス値となるようにする。
【０１０５】
２号ボイラ１２の燃料１５の流量はマニュアル運転による設定値であり、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８の流量は特性式（１２）から決まるので特性式依存値である。２号タービン２２の高圧蒸気２５の流量は相関式（３０）から決まるので相関式依存値である。２号タービン２２の中圧蒸気３７、低圧蒸気３８の流量は相関式（３３）、相関式（３４）から決まるので相関式依存値である。従って、マスバランス式（６）について、２号タービン２２の高圧蒸気２５、中圧蒸気３７、低圧蒸気３８の流量はそれぞれ相関式依存値であるため、２号タービン２２の復水３６の流量をマスバランス式（６）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０６】
次に、中圧蒸気について、工場中圧蒸気５２の需要は設定値、１号ボイラ所内中圧蒸気５３の需要は特性式（１９）から決まるので特性式依存値、２号ボイラ所内中圧蒸気５４の需要は特性式（２０）から決まるので特性式依存値、３号ボイラ所内中圧蒸気５５の需要は特性式（２１）から決まるので特性式依存値、１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量は相関式（３７）から決まるので相関式依存値、２号タービン２２の中圧蒸気３７の流量は相関式（３３）から決まるので相関式依存値、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量は相関式（３８）から決まるので相関式依存値である。従って、中圧蒸気ヘッダ５１におけるマスバランス式（３）のバランスをとるマスバランス値が存在せず、バランスが崩れてしまう恐れがある。そこで、相関式依存値のうち、最も相関関係の弱いものを相関式依存値からマスバランス値へと変更する。本実施形態１では、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量が最も相関関係が弱いものとして、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量をマスバランス式（３）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０７】
次に、低圧蒸気について、工場低圧蒸気５７の需要は設定値、１号ボイラ所内低圧蒸気５８の需要は特性式（２２）から決まるので特性式依存値、２号ボイラ所内低圧蒸気５９の需要は特性式（２３）から決まるので特性式依存値、３号ボイラ所内低圧蒸気６０の需要は特性式（２４）から決まるので特性式依存値、１号タービン２１の低圧蒸気３２の流量は相関式（４１）から決まるので相関式依存値、２号タービン２２の低圧蒸気３８の流量は相関式（３４）から決まるので相関式依存値、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量は相関式（４２）から決まるので相関式依存値である。従って、低圧蒸気ヘッダ５６におけるマスバランス式（４）のバランスをとるマスバランス値が存在せず、バランスが崩れてしまう恐れがある。そこで、相関式依存値のうち、最も相関関係の弱いものを相関式依存値からマスバランス値へと変更する。本実施形態１では、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量が最も相関関係が弱いものとして、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量をマスバランス式（４）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０８】
次に、電力について、工場電力４６の需要は設定値、１号ボイラ所内電力４７の需要は特性式（２５）から決まるので特性式依存値、２号ボイラ所内電力４８の需要は特性式（２６）から決まるので特性式依存値、３号ボイラ所内電力４９の需要は特性式（２７）から決まるので特性式依存値、２号タービン２２の発電力３４の電力量は特性式（１６）から決まるので特性式依存値、購入電力単価が発電単価に比べて高い場合において、１号タービン２１の発電力２８の電力量は相関式（４５）から決まるので相関式依存値、そのときの購入電力５０の電力量は下限値となるので設定値となる。一方、購入電力単価が発電単価に比べて安い場合において、１号タービン２１の発電力２８の電力量は取り得る値の範囲で下限値となるので設定値となり、そのときの購入電力５０の電力量は相関式（４６）から決まるので相関式依存値となる。マスバランス式（１）に関して、３号タービン２３の発電力４０の電力量以外は、設定値、特性式依存値、相関式依存値であるので、３号タービン２３の発電力４０の電力量をマスバランス式（１）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１０９】
次に、１号タービン２１について、１号タービン２１の中圧蒸気３１、低圧蒸気３２の流量は相関式（３７）、相関式（４１）から決まり、１号タービン２１の発電力２８の電力量は相関式（４５）から決まるかあるいは設定値であるので、特性式（１５）から１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量が決まる。従って、１号タービン２１の高圧蒸気２４の流量は特性式依存値である。マスバランス式（５）に関して、１号タービン２１の復水３０の流量以外は、特性式依存値、相関式依存値であるので、１号タービン２１の復水３０の流量をマスバランス式（５）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１１０】
次に、３号タービン２３について、３号タービン２３の中圧蒸気４３および低圧蒸気４４の流量はそれぞれマスバランス式（３）、マスバランス式（４）から決まり、３号タービン２３の発電力４０の電力量はマスバランス式（１）から決まるので、３号タービン２３の高圧蒸気２６の流量は特性式（１７）から決まる。従って、３号タービン２３の高圧蒸気２６の流量は特性式依存値である。マスバランス式（７）に関して、３号タービン２３の復水４２の流量以外は、特性式依存値、他のマスバランス式から決まる値であるので、３号タービン２３の復水４２の流量をマスバランス式（７）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１１１】
次に、１号ボイラ１１について、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７の流量は相関式（４８）から決まるので、特性式（９）から１号ボイラ１１の燃料１４の流量が決まる。従って、１号ボイラ１１の燃料１４の流量は特性式依存値である。マスバランス式（２）に関して、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量以外は、特性式依存値、相関式依存値であるので、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量をマスバランス式（２）のバランスをとるためのマスバランス値とする。
【０１１２】
次に、３号ボイラ１３について、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量はマスバランス式（２）から決まるので、特性式（１３）から３号ボイラ１３の燃料１６の流量が決まる。従って、３号ボイラ１３の燃料１６の流量は特性式依存値である。
【０１１３】
なお、分類した運転値の情報は、運転値分類情報７５として、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管でき、例えば図８に示すような表形式で保管することが可能である。また、運転値分類情報７５は、入力手段６３から直接入力してもよい。また、運転値分類情報７５は、表示手段７８により表示することができる。
【０１１４】
上記では、各マスバランス式において１つはマスバランス値となるように運転値を分類したが、バランスをとる運転値が２つ以上あり、それらがある比率を保って変動する場合には、例えばそれらをまとめて１つのマスバランス値とし、マスバランス値が決定した後でその比率に基づいて按分するという方法もある。按分の比率については、プラント運転データベース６１に蓄積された運転値を利用して算出することが可能である。
【０１１５】
また、マスバランス値が運転制約情報６７に含まれる上限値あるいは下限値に達する可能性がある場合は、その運転値の次にマスバランス値となる運転値の候補を予め決めておくことによってバランスの不平衡を回避することができる。例えば、マスバランス式（３）において３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量が上限あるいは下限に引っ掛かる（達する）場合には、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量を上限値あるいは下限値の設定値に変更し、１号タービン２１の中圧蒸気３１の流量をマスバランス値に変更してもよい。
【０１１６】
（ステップＳ７）
ステップＳ７では、プラント運転推定モデル構築手段７６により、運転値情報６４、運用方針情報６６、運転制約情報６７、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運転値分類情報７５に基づき、プラント運転推定モデル７７を構築する。以下に具体例を示す。
【０１１７】
図９および図１０は、本発明の実施形態１によるプラント運転推定モデル７７の一例であるデータフローモデルを示す図である。運転値情報６４に含まれる運転値について、運転値分類情報７５に含まれる設定値、相関式依存値、特性式依存値、マスバランス値と、マスバランス式６９、特性式７１、相関式７３、運用方針情報６６、運転制約情報６７に基づいて、図９および図１０に示すような各データの関係性を明確にしたデータフローモデルを作成する。図９および図１０に示されるデータフローモデルに設定値を入力すると、各関係式に基づいて次々と値が決定していく。また、値が決定していく過程で、ある運転値が運転制約情報６７に含まれる上下限制約式を満たせない場合を想定し、その運転値を上限値あるいは下限値の設定値に変更したデータフローモデルを用意してもよい。また、データフローモデルに限らず、プログラミングで数式を記述することにより、実行形式を作成することも可能である。
【０１１８】
本実施形態１では、上記のように作成されたデータフローモデルや実行形式をプラント運転推定モデル７７とする。なお、プラント運転推定モデル７７は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置を含む記憶装置に格納することにより情報を保管できる。また、プラント運転推定モデル７７は、表示手段７８により表示することができる。
【０１１９】
以下では、プラント運転推定モデル７７を用いた評価の動作の概要について図３および図１１を用いて説明する。
【０１２０】
（ステップＳ８）
ステップＳ８では、プラント運転推定手段８０により、プラント運転データベース７９に蓄積された工場需要、単価および気象条件を含む環境条件（第１のプラント運転値）をプラント運転推定モデル７７に適用して、省エネ対策前のプラント運転を推定する。以下に具体例を示す。
【０１２１】
プラント運転推定モデル７７に、工場需要、単価などの環境条件と、マニュアル運転をする設備の設定値とを入力すると、各関係式に基づいて次々と値が決定し、プラント運転に係わる運転値一式が出力される。
【０１２２】
例えば、パーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータにおいてキーボードを利用してプラント運転を推定する日時を入力し、その日時をプラント運転データベース７９に送信し、プラント運転データベース７９がプラント運転推定手段８０に対して該当する日時のデータを返信することにより、プラント運転推定モデル７７に入力する設定値として工場電力４６の需要、工場中圧蒸気５２の需要、工場低圧蒸気５７の需要、購入電力単価、発電単価、２号ボイラ１２の燃料１５の流量を取得することが可能となる。なお、発電単価は、燃料単価、ボイラ入出力特性、タービン入出力特性などに基づいて算出することが可能である。
【０１２３】
（ステップＳ９）
ステップＳ９では、評価手段８１により、プラント運転データベース７９に蓄積された省エネ対策後の実際のプラント運転と、プラント運転推定手段８０で推定した省エネ対策前のプラント運転とを比較し、省エネ対策前後における運転改善効果および省エネ効果を評価する。以下に具体例を示す。
【０１２４】
省エネ対策後の実際のプラント運転（以下、実際運転とも称する）と、推定した省エネ対策前のプラント運転（以下、推定運転とも称する）とを比較し、各運転ポイントの差を算出する。図１２は、本発明の実施形態１による実際運転と推定運転との比較の一例を示す図である。図１２では、発電単価が購入電力単価よりも安い時間において、実際運転、推定運転、実際運転と推定運転との差を示している。
【０１２５】
以下、省エネ対策を実施したことによって、どのようにして運転が改善され、コストが削減されたかについて詳細に検証する。
【０１２６】
まず、中圧蒸気について、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量が、それぞれ実際運転で３０ｔ／ｈ、１２．０９９２ｔ／ｈ、２２．６８１ｔ／ｈであり、推定運転で２５ｔ／ｈ、１０ｔ／ｈ、２９．９１８２ｔ／ｈであったとする。このとき、１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３の高圧蒸気から中圧蒸気までの蒸気単位流量あたりの発電力は、特性式（１５）、特性式（１６）、特性式（１７）に基づき、それぞれＡ1T＋Ｂ1T、Ａ2T＋Ｂ2T、Ａ3T＋Ｂ3Tと計算することができる。
【０１２７】
ここで、Ａ1T＝３００ｋＷｈ／ｔ、Ｂ1T＝−１８０ｋＷｈ／ｈ、Ａ2T＝２９０ｋＷｈ／ｔ、Ｂ2T＝−１９０ｋＷｈ／ｈ、Ａ3T＝３１０ｋＷｈ／ｔ、Ｂ3T＝−２００ｋＷｈ／ｔである場合、この蒸気振替による発電力増減は、
【０１２８】
【数４９】
【０１２９】
と算出され、１３．８ｋＷの発電力増加となる。
【０１３０】
また、中圧蒸気の増減は、
【０１３１】
【数５０】
【０１３２】
と算出される。この中圧蒸気の減少は、０．１３８ｔ／ｈだけボイラ所内中圧蒸気の需要が減少していることに起因する。
【０１３３】
次に、低圧蒸気について、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量がそれぞれ実際運転で６０ｔ／ｈ、１７．９００８ｔ／ｈ、３１．６５９６ｔ／ｈであり、推定運転で４０ｔ／ｈ、２０ｔ／ｈ、４９．８３６４ｔ／ｈであったとする。このとき、１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３の高圧蒸気から低圧蒸気までの蒸気単位流量あたりの発電力は、特性式（１５）、特性式（１６）、特性式（１７）に基づき、それぞれＡ1T＋Ｃ1T、Ａ2T＋Ｃ2T、Ａ3T＋Ｃ3Tと計算することができる。
【０１３４】
ここで、Ｃ1T＝−１４０ｋＷｈ／ｈ、Ｃ2T＝−１６０ｋＷｈ／ｈ、Ｃ3T＝−１７０ｋＷｈ／ｔである場合、この蒸気振替による発電力増減（省エネ対策による発電力増減）は、
【０１３５】
【数５１】
【０１３６】
と算出され、３８２．４ｋＷの発電力増加となる。
【０１３７】
また、低圧蒸気の増減は、
【０１３８】
【数５２】
【０１３９】
と算出される。この低圧蒸気の減少は、０．２７５９ｔ／ｈだけボイラ所内低圧蒸気の需要が減少していることに起因する。
【０１４０】
次に、復水について、１号タービン２１の復水３０、２号タービン２２の復水３６、３号タービン２３の復水４２の流量が、それぞれ実際運転で１０ｔ／ｈ、１０ｔ／ｈ、４１．２６３７ｔ／ｈであり、推定運転で２０．３３３３ｔ／ｈ、２０ｔ／ｈ、２３．２７５９ｔ／ｈであったとする。このとき、１号タービン２１、２号タービン２２、３号タービン２３の高圧蒸気から復水までの蒸気単位流量あたりの発電力は、特性式（１５）、特性式（１６）、特性式（１７）に基づき、それぞれＡ1T、Ａ2T、Ａ3Tと計算することができる。
【０１４１】
従って、この復水振替による発電力増減は、
【０１４２】
【数５３】
【０１４３】
と算出され、４２３．８ｋＷの発電力減少となる。
【０１４４】
また、復水の増減は、
【０１４５】
【数５４】
【０１４６】
と算出される。この復水の減少は、ボイラ所内電力の需要が減少していることと、蒸気振替および復水振替により発電力が増加し、復水による発電を減少できたことに起因する。
【０１４７】
また、上記の式（４９）、式（５１）、式（５３）より、発電量増減の合計は、
【０１４８】
【数５５】
【０１４９】
と算出することができる。ここで、購入電力５０は、実際運転も推定運転も０ｋＷであるため、この発電量の減少は、２７．６ｋＷだけボイラ所内電力の需要が減少していることに起因する。
【０１５０】
また、式（５０）、式（５２）、式（５４）より、中圧蒸気、低圧蒸気、復水がそれぞれ増減しているので、その供給源である高圧蒸気の増減は、
【０１５１】
【数５６】
【０１５２】
と算出することができ、２．７５９４ｔ／ｈの高圧蒸気減少となる。この高圧蒸気の減少分だけボイラ全体の負荷が下がり、燃料が減少する。
【０１５３】
次に、高圧蒸気について、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量が、それぞれ実際運転で１２０ｔ／ｈ、５０ｔ／ｈ、６５．６０４４ｔ／ｈであり、推定運転で９４．８１４８ｔ／ｈ、５０ｔ／ｈ、９３．５４９ｔ／ｈであったとする。このとき、１号ボイラ１１、２号ボイラ１２、３号ボイラ１３の高圧蒸気単位流量あたりの燃料流量は、特性式（１０）、特性式（１２）、特性式（１３）に基づき、それぞれ１／Ａ1B、１／Ａ2B、１／Ａ3Bと計算することができる。
【０１５４】
ここで、Ａ1B＝９．５ｔ／ｋｍ3、Ａ2B＝８．５ｔ／ｋｍ3、Ａ3B＝９．０ｔ／ｋｍ3である場合、この蒸気振替による燃料増減は、
【０１５５】
【数５７】
【０１５６】
と算出され、０．４５３９ｋｍ3／ｈの燃料減少となる。
【０１５７】
また、燃料単価が１００００円／ｋｍ3である場合において、コスト削減効果は、
【０１５８】
【数５８】
【０１５９】
となる。
【０１６０】
上記より、各運転ポイントの運転改善によりコストを削減できることがわかる。
【０１６１】
以下に、各運転ポイントにおけるコスト削減効果を算出する方法について説明する。コスト削減効果を各運転ポイントに配分するのは容易ではなく、その算出方法はさまざま考えられている。ここでは、コスト削減効果を配分する方法の一つについて説明する。
【０１６２】
まず、ボイラの高圧蒸気の蒸気振替によるコスト削減効果を算出する。高圧蒸気について、推定運転では、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量の合計は、
【０１６３】
【数５９】
【０１６４】
であるが、実際運転では、
【０１６５】
【数６０】
【０１６６】
である。そして、推定運転での高圧蒸気の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号ボイラ１１の高圧蒸気１７、２号ボイラ１２の高圧蒸気１８、３号ボイラ１３の高圧蒸気１９の流量はそれぞれ、
【０１６７】
【数６１】
【０１６８】
【数６２】
【０１６９】
【数６３】
【０１７０】
と算出することができる。算出された流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、蒸気振替による燃料増減は、
【０１７１】
【数６４】
【０１７２】
となる。ここで、燃料単価が１００００円／ｋｍ3である場合において、ボイラの高圧蒸気の蒸気振替によるコスト削減効果は、
【０１７３】
【数６５】
【０１７４】
と算出される。本来のコスト削減効果は４５３９円／ｈであり、残りの
【０１７５】
【数６６】
【０１７６】
と算出される３０２２円／ｈについては、発電量増減による効果であるとして、以下に示すようにタービンの蒸気振替によるコスト削減効果を算出する。
【０１７７】
中圧蒸気について、推定運転では、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量の合計は、
【０１７８】
【数６７】
【０１７９】
であるが、実際運転では、
【０１８０】
【数６８】
【０１８１】
である。そして、推定運転での中圧蒸気の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号タービン２１の中圧蒸気３１、２号タービン２２の中圧蒸気３７、３号タービン２３の中圧蒸気４３の流量はそれぞれ、
【０１８２】
【数６９】
【０１８３】
【数７０】
【０１８４】
【数７１】
【０１８５】
と算出することができる。算出された流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、蒸気振替による発電力増減は、
【０１８６】
【数７２】
【０１８７】
と算出することができ、２９．４ｋＷの発電力増加となる。
【０１８８】
同様に、低圧蒸気について、推定運転では、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量の合計は、
【０１８９】
【数７３】
【０１９０】
であるが、実際運転では、
【０１９１】
【数７４】
【０１９２】
である。そして、推定運転での低圧蒸気の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号タービン２１の低圧蒸気３２、２号タービン２２の低圧蒸気３８、３号タービン２３の低圧蒸気４４の流量はそれぞれ、
【０１９３】
【数７５】
【０１９４】
【数７６】
【０１９５】
【数７７】
【０１９６】
と算出することができる。算出された流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、蒸気振替による発電力増減は、
【０１９７】
【数７８】
【０１９８】
と算出することができ、４２３．６ｋＷの発電力増加となる。
【０１９９】
同様に、復水に関して、推定運転では、１号タービン２１の復水３０、２号タービン２２の復水３６、３号タービン２３の復水４２の流量の合計は、
【０２００】
【数７９】
【０２０１】
であるが、実際運転では、
【０２０２】
【数８０】
【０２０３】
である。そして、推定運転での復水の流量の合計を、実際運転の比率で振り分けたと仮定すると、１号タービン２１の復水３０、２号タービン２２の復水３６、３号タービン２３の復水４２の流量はそれぞれ、
【０２０４】
【数８１】
【０２０５】
【数８２】
【０２０６】
【数８３】
【０２０７】
と算出することができる。算出した流量を改善運転と呼び、推定運転と改善運転との差から、復水振替による発電力増減は、
【０２０８】
【数８４】
【０２０９】
と算出することができ、２９１．９ｋＷの発電力増加となる。
【０２１０】
上記より、発電量増減は、中圧蒸気振替により２９．４ｋＷ、低圧蒸気振替により４２３．６ｋＷ、復水振替により２９１．９ｋＷであり、発電量増減の合計は、
【０２１１】
【数８５】
【０２１２】
と算出することができ、７４４．９ｋＷの発電量増加となる。この発電量増減の比率でタービン蒸気振替によるコスト削減効果３０２２円／ｈを配分する。すなわち、中圧蒸気振替、低圧蒸気振替、復水振替によるコスト削減効果はそれぞれ、
【０２１３】
【数８６】
【０２１４】
【数８７】
【０２１５】
【数８８】
【０２１６】
と算出することができる。
【０２１７】
以上のことから、コスト削減効果の配分により、各運転ポイントの運転改善効果からコスト削減効果を把握することが可能となる。運転改善効果から計算したコスト削減効果の内訳は、例えば図１３に示すようなグラフ形式で表示手段７８により表示することが可能である。このように、省エネ対策後の期間において省エネ対策を実施しなかった場合のプラント運転を推定し、推定したプラント運転と省エネ対策後の実際のプラント運転とを比較して省エネ効果を評価することができる。
【０２１８】
なお、本実施形態１では、購入電力５０が変化しない例について説明したが、購入電力５０が変化する場合は、購入電力５０の変化によるコスト変動を式（５８）に追加し、購入電力５０の電力量の変化を式（８５）に追加することによって、購入電力５０の増減によるコスト削減効果も算出することが可能である。
【０２１９】
また、本実施形態１では、発明の理解を容易にするために、自家発プラントとして図１に示すような典型的な例を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばボイラや蒸気タービン以外にガスタービンやガスエンジンやディーゼルエンジンなどを用いる場合、燃料電池や太陽光発電システムなどを用いる場合、電力会社以外の電力供給事業者から電力を購入する場合、蒸気を外部から購入することができる場合など、あらゆるエネルギー供給システムに対して本発明のプラント運転評価装置を適用することができる。
【０２２０】
また、本実施形態１では、エネルギーを消費する施設として工場を想定したが、これに限定されるものではなく、例えばビル、病院、水処理プラントなど、エネルギーを消費するあらゆる施設に本発明のプラント運転評価装置を適用することができる。具体的には、本実施形態１における工場のエネルギー需要を、ビルや病院におけるエレベーター、照明、空調、給湯などに必要となる電力、熱などのエネルギー需要、水処理プラントにおける揚水ポンプや空気を送り込むためのブロア、消化槽の加温などに必要となる電力、熱などのエネルギー需要などに置き換えることにより、本発明のプラント運転評価装置を適用することができる。
【０２２１】
また、本実施形態１では、ある瞬時の運転データに関して、実際運転と推定運転とを比較、評価したが、これに限定されるものではなく、例えば所定の時間間隔で取得した複数の運転データに関して、実際運転と推定運転の運転値およびコスト削減効果を時系列グラフとして比較、評価することができる。
【０２２２】
また、本実施形態１では、省エネ効果をコスト削減効果として説明したが、これに限定されるものではなく、例えばエネルギー消費量削減効果、二酸化炭素などの温室効果ガス排出量削減効果などを省エネ効果とすることもできる。
【０２２３】
〈実施形態２〉
図１４は、本発明の実施形態２によるプラント運転推定モデル７７を用いた、評価手段８１とデータとの関係を模式的に示す図である。図１４に示すように、本実施形態２では、プラント運転データベース７９に格納される運転値（第１のプラント運転値）に基づいて特性式を更新する特性式更新手段８２を備えることを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２２４】
特性式更新手段８２は、プラント運転推定モデル７７の構築に必要な要素の１つである特性式７１（図２参照）について、プラント運転データベース７９に蓄積された運転値（第１のプラント運転値）を利用して、省エネ対策後のプラント運転推定モデル７７を適用する期間におけるプラントの各設備の入出力特性式（設備入出力特性）と各設備の所内需要特性式とを含む特性式に更新する。なお、特性式更新手段８２は、例えばパーソナルコンピュータなどを含む一般的なコンピュータを利用したデータ処理や演算により実現することができる。
【０２２５】
具体的に、特性式更新手段８２では、プラントの設備特性が経年劣化や季節により若干変化することを考慮して、省エネ対策後の実際の運転（実際運転）とプラント運転推定モデルによる省エネ対策前の運転（推定運転）との運転の環境条件の誤差を小さくするために、プラント運転データベース７９に蓄積された運転値のうち、実際運転と時間的にできるだけ近い運転値を利用して、図４のステップＳ３と同様の手順で特性式決定手段７０にて特性式７１を決定し、決定した特性式７１を新たな特性式として更新する。このような動作を行う特性式更新手段８２を、図１１のステップＳ８の前に実行することによって、特性式７１を更新することが可能となる。
【０２２６】
以上のことから、特性式更新手段８２を備えることによって、省エネ対策後の実際の運転（実際運転）とプラント運転推定モデルによる省エネ対策前の運転（推定運転）との運転の環境条件の誤差を小さくすることができる。
【０２２７】
〈実施形態３〉
本発明の実施形態３では、プラント運転データベース７９に、省エネ対策前のプラント運転に関する運転値（第３のプラント運転値）を格納することを特徴としている。すなわち、実施形態１，２においてプラント運転データベース７９に格納されるプラントの運転値（第１のプラント運転値）に代えて、省エネ対策前のプラント運転に関する運転値（第３のプラント運転値）を適用することを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２２８】
プラント運転推定モデル７７を構築した後、省エネ対策を実施せず、プラント運転データベース７９には省エネ対策を実施していない運転値が蓄積されている場合において、評価手段８１では、比較の対象となる実際のプラント運転（実際運転）と推定したプラント運転（推定運転）とは、それぞれ省エネ対策を実施していない運転同士となる。従って、評価手段８１にて評価したプラント運転の差に基づいて、プラント運転推定モデル７７の推定精度を検証することができる。
【０２２９】
以上のことから、評価手段８１にて評価の対象となるプラント運転は、いずれも省エネ対策を実施していない運転であるため、評価手段８１の評価結果によりプラント運転推定モデル７７の推定精度を検証することができる。
【０２３０】
〈実施形態４〉
本発明の実施形態４では、プラント運転の評価は、インターネットなどの通信回線を経由して行われることを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２３１】
省エネ対策を実施した後の期間におけるデータは、インターネットなどの通信回線を経由してプラント運転データベース７９に保存される。そして、評価手段８１では、プラント運転データベース７９に蓄積された省エネ対策後の実際のプラント運転と、プラント運転推定手段８０にて推定した省エネ対策前のプラント運転とを比較し、省エネ対策前後における運転改善効果および省エネ効果を評価する。このように、インターネットなどの通信回線を経由してプラント運転を評価するサービスを提供することができる。
【０２３２】
以上のことから、インターネットなどの通信回線を経由してプラント運転を評価するサービスを提供することにより、省エネ対策後にリアルタイムで運転改善効果およびコスト削減効果に関する情報を提供することが可能となる。
【０２３３】
〈実施形態５〉
本発明の実施形態５では、プラント運転データベース７９に、省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する運転値（第４のプラント運転値）を格納することを特徴としている。すなわち、実施形態１、２においてプラント運転データベース７９に格納されるプラントの運転値（第１のプラント運転値）に代えて、省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する運転値（第４のプラント運転値）を適用することを特徴としている。その他の構成および動作は、実施形態１，２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０２３４】
プラント運転推定モデル７７を構築した後、当該プラント運転推定モデル７７に対してプラント運転データベース７９に格納されている省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する運転値を適用することによって、省エネ対策前に省エネ対策を実施する場合と実施しない場合とを比較することができる。そして、比較の結果に基づいて、投資対効果等を評価して省エネ対策を実施するか否かを検討することが可能となる。このように、省エネ対策を計画する段階で、省エネ対策を実施した場合におけるプラントの運転改善効果およびコスト削減効果を予測するサービスを提供することができる。
【０２３５】
以上のことから、プラント運転推定モデル７７を構築した後、省エネ対策前に運転改善効果およびコスト削減効果を予測するサービスを提供することにより、省エネ対策を実施する場合と実施しない場合とを比較することができ、投資対効果等を評価して省エネ対策を実施するか否かを検討することが可能となる。
【符号の説明】
【０２３６】
１１ １号ボイラ、１２ ２号ボイラ、１３ ３号ボイラ、１４，１５，１６ 燃料、１７，１８，１９ 高圧蒸気、２０ 高圧蒸気ヘッダ、２１ １号タービン、２２ ２号タービン、２３ ３号タービン、２４，２５，２６ 高圧蒸気、２７ 発電機、２８ 発電力、２９ 復水器、３０ 復水、３１ 中圧蒸気、３２ 低圧蒸気、３３ 発電機、３４ 発電力、３５ 復水器、３６ 復水、３７ 中圧蒸気、３８ 低圧蒸気、３９ 発電機、４０ 発電力、４１ 復水器、４２ 復水、４３ 中圧蒸気、４４ 低圧蒸気、４５ 電力線、４６ 工場電力、４７ １号ボイラ所内電力、４８ ２号ボイラ所内電力、４９ ３号ボイラ所内電力、５０ 購入電力、５１ 中圧蒸気ヘッダ、５２ 工場中圧蒸気、５３ １号ボイラ所内中圧蒸気、５４ ２号ボイラ所内中圧蒸気、５５ ３号ボイラ所内中圧蒸気、５６ 低圧蒸気ヘッダ、５７ 工場低圧蒸気、５８ １号ボイラ所内低圧蒸気、５９ ２号ボイラ所内低圧蒸気、６０ ３号ボイラ所内低圧蒸気、６１ プラント運転データベース、６２ 自家発プラント、６３ 入力手段、６４ 運転値情報、６５ 接続情報、６６ 運用方針情報、６７ 運転制約情報、６８ マスバランス式決定手段、６９ マスバランス式、７０ 特性式決定手段、７１ 特性式、７２ 相関式決定手段、７３ 相関式、７４ 運転値分類決定手段、７５ 運転値分類情報、７６ プラント運転推定モデル構築手段、７７ プラント運転推定モデル、７８ 表示手段、７９ プラント運転データベース、８０ プラント運転推定手段、８１ 評価手段、８２ 特性式更新手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
省エネ対策後のプラント運転に関する第１のプラント運転値を格納するプラント運転データベースと、
省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデルと、
前記省エネ対策後の所定の期間において、前記第１のプラント運転値を前記プラント運転推定モデルに適用して前記省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段と、
前記プラント運転推定手段にて推定された前記省エネ対策前のプラント運転と、前記プラント運転データベースに格納された前記第１のプラント運転値とを比較して前記プラント運転を評価する評価手段と、
を備えるプラント運転評価装置。
【請求項２】
前記プラント運転推定モデルは、
前記第２のプラント運転値の名称、単位、他の運転値との関係の情報を含む運転値情報、前記第２のプラント運転値の接続に関する情報を含む接続情報、環境条件に応じたプラント運転の切り替え方針に関する情報を含む運用方針情報、前記第２のプラント運転値の上下限に関する情報を含む運転制約情報を付与する付与手段と、
前記運転値情報と前記接続情報とに基づいて、プラントの各設備内の蒸気に関する設備マスバランス式と、エネルギーに関するエネルギーマスバランス式とを含むマスバランス式を決定するマスバランス式決定手段と、
前記運転値情報と、前記第２のプラント運転値とに基づいて、前記各設備における入出力特性を示す設備入出力特性式と、前記各設備内における需要特性を示す所内需要特性式とを含む特性式を決定する特性式決定手段と、
前記運転値情報と前記第２のプラント運転値とに基づいて、所定のプラント運転値における他のプラント運転値との相関関係を示す相関式を決定する相関式決定手段と、
前記運転値情報、前記運用方針情報、前記マスバランス式、前記特性式、前記相関式の各々に基づいて、前記第２のプラント運転値の分類に関する情報を含む運転値分類情報を決定する運転値分類決定手段と、
前記運転値情報、前記運用方針情報、前記マスバランス式、前記特性式、前記相関式、前記運転制約情報、前記運転値分類情報に基づいて前記プラント運転推定モデルを作成するプラント運転推定モデル構築手段と、
により構築されることを特徴とする、請求項１に記載のプラント運転評価装置。
【請求項３】
前記第１のプラント運転値に基づいて、前記特性式を更新する特性式更新手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラント運転評価装置。
【請求項４】
前記プラント運転データベースに格納される前記第１のプラント運転値に代えて、前記省エネ対策前のプラント運転に関する第３のプラント運転値を適用することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプラント運転評価装置。
【請求項５】
前記プラント運転の評価は、通信回線を経由して行われることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプラント運転評価装置。
【請求項６】
前記プラント運転データベースに格納される前記第１のプラント運転値に代えて、前記省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する第４のプラント運転値を適用することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプラント運転評価装置。
【請求項１】
省エネ対策後のプラント運転に関する第１のプラント運転値を格納するプラント運転データベースと、
省エネ対策前のプラント運転に関する第２のプラント運転値に基づいて作成されたプラント運転推定モデルと、
前記省エネ対策後の所定の期間において、前記第１のプラント運転値を前記プラント運転推定モデルに適用して前記省エネ対策前のプラント運転を推定するプラント運転推定手段と、
前記プラント運転推定手段にて推定された前記省エネ対策前のプラント運転と、前記プラント運転データベースに格納された前記第１のプラント運転値とを比較して前記プラント運転を評価する評価手段と、
を備えるプラント運転評価装置。
【請求項２】
前記プラント運転推定モデルは、
前記第２のプラント運転値の名称、単位、他の運転値との関係の情報を含む運転値情報、前記第２のプラント運転値の接続に関する情報を含む接続情報、環境条件に応じたプラント運転の切り替え方針に関する情報を含む運用方針情報、前記第２のプラント運転値の上下限に関する情報を含む運転制約情報を付与する付与手段と、
前記運転値情報と前記接続情報とに基づいて、プラントの各設備内の蒸気に関する設備マスバランス式と、エネルギーに関するエネルギーマスバランス式とを含むマスバランス式を決定するマスバランス式決定手段と、
前記運転値情報と、前記第２のプラント運転値とに基づいて、前記各設備における入出力特性を示す設備入出力特性式と、前記各設備内における需要特性を示す所内需要特性式とを含む特性式を決定する特性式決定手段と、
前記運転値情報と前記第２のプラント運転値とに基づいて、所定のプラント運転値における他のプラント運転値との相関関係を示す相関式を決定する相関式決定手段と、
前記運転値情報、前記運用方針情報、前記マスバランス式、前記特性式、前記相関式の各々に基づいて、前記第２のプラント運転値の分類に関する情報を含む運転値分類情報を決定する運転値分類決定手段と、
前記運転値情報、前記運用方針情報、前記マスバランス式、前記特性式、前記相関式、前記運転制約情報、前記運転値分類情報に基づいて前記プラント運転推定モデルを作成するプラント運転推定モデル構築手段と、
により構築されることを特徴とする、請求項１に記載のプラント運転評価装置。
【請求項３】
前記第１のプラント運転値に基づいて、前記特性式を更新する特性式更新手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラント運転評価装置。
【請求項４】
前記プラント運転データベースに格納される前記第１のプラント運転値に代えて、前記省エネ対策前のプラント運転に関する第３のプラント運転値を適用することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプラント運転評価装置。
【請求項５】
前記プラント運転の評価は、通信回線を経由して行われることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプラント運転評価装置。
【請求項６】
前記プラント運転データベースに格納される前記第１のプラント運転値に代えて、前記省エネ対策を行ったと仮定したときに想定されるプラント運転に関する第４のプラント運転値を適用することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のプラント運転評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−３８０５４（Ｐ２０１２−３８０５４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７０３０（Ｐ２０１０−１７７０３０）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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