発電設備の遠隔監視システム
【課題】始動時におけるデータを集中的に収集することにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる発電設備の遠隔監視システムを提供すること。
【解決手段】定置式の発電設備２の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う遠隔監視システム１は、発電設備２の近傍に設置され、発電設備２の運転データを収集する監視端末４と、監視端末４との間に通信回線８１を介して接続され、監視端末４から送信された運転データを受信すると共に、運転データに基づいて発電設備２の異常診断を行う遠隔監視センター５とを有する。監視端末４は、発電設備２における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されている。
【解決手段】定置式の発電設備２の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う遠隔監視システム１は、発電設備２の近傍に設置され、発電設備２の運転データを収集する監視端末４と、監視端末４との間に通信回線８１を介して接続され、監視端末４から送信された運転データを受信すると共に、運転データに基づいて発電設備２の異常診断を行う遠隔監視センター５とを有する。監視端末４は、発電設備２における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定置式の発電設備の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う発電設備の遠隔監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コージェネレーションシステム等に用いられる発電設備は、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時にはその影響が非常に大きい。そのため、このような発電設備には、遠隔監視システムが設置されていることが多い。
遠隔監視システムは、発電設備を遠隔監視しながら、その運転状態を把握し、万が一の故障時にも迅速に対応することを可能にしている。一方で、遠隔監視システムは、日常の運転状態に関する各種データを収集し、発電設備の健全性を確認したり、異常及びその兆候を調査したりする等、正常な運転の維持を図るための予防保全としても用いられている。
【０００３】
遠隔監視による予防保全は、収集したデータを用いて解析することが基本である。そのため、予防保全の能力は、収集するデータの質に左右される。ここで、データの質とは、監視するデータの種類、分解能、収集期間（保存期間）、収集時間間隔等である。特に、収集期間、収集時間間隔については、遠隔監視システムにおける遠隔監視センターのデータ容量が有限であることから、可能な限り収集期間は短く、収集時間間隔は長くすることが好ましい。しかし、予防保全の観点から見ると、より細かな解析を行う必要があるため、その逆が望ましい。
【０００４】
したがって、現在の遠隔監視システムでは、これらのバランスを考慮し、適切なデータ収集期間、収集時間間隔が設定されている。
例えば、特許文献１及び２では、設備の状態によってデータを収集する周期を変化させ、正常時は長周期で、異常時は短周期でデータを収集し、データの負荷を軽減すると共に必要なデータを監視することができる遠隔監視システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９６２２２号公報
【特許文献２】特開昭６０−１９６０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、遠隔監視システムを用いた場合でも、故障の種類によっては遠隔監視で収集するような比較的収集時間間隔の長いデータでは異常及びその兆候を掴むことができず、予防保全を十分に図ることができないことがある。また、この問題を解決するために収集時間間隔を短くすることも考えられるが、上述のごとく、遠隔監視センターのデータ容量には限りがあるため、有効な手段とは言えない。
【０００７】
また、上述した特許文献１及び２の遠隔監視システムは、異常発生時に短周期のデータを収集するものであり、結果的に異常発生前には短周期のデータによる解析を行うことができず、やはり予防保全を十分に図ることはできない。
よって、データ容量の問題を考慮した上で、発電設備の異常及びその兆候を効果的に検知することができ、予防保全を十分に図ることができる遠隔監視システムが望まれている。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、始動時におけるデータを集中的に収集することにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる発電設備の遠隔監視システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、定置式の発電設備の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う発電設備の遠隔監視システムにおいて、
上記発電設備の近傍に設置され、該発電設備の運転データを収集する監視端末と、
該監視端末との間に通信回線を介して接続され、該監視端末から送信された運転データを受信すると共に、該運転データに基づいて上記発電設備の異常診断を行う遠隔監視センターとを有し、
上記監視端末は、上記発電設備における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、上記始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されていることを特徴とする発電設備の遠隔監視システムにある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発電設備の遠隔監視システムは、上記発電設備の運転データを収集する監視端末と、上記運転データに基づいて上記発電設備の異常診断を行う遠隔監視センターとを有する。そして、上記監視端末は、始動運転期間の始動運転データを、その後の定常運転状態の定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されている。これにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる。
【００１１】
すなわち、通常収集している上記定常運転データのみでは、データの収集時間間隔が荒く、精度の高いデータ解析や予防保全を実現することができない。また、過度的な動きをする始動時の運転状態を把握することができず、始動時に生じる異常及びその兆候を検知することが困難である。
そこで、本発明の遠隔監視システムでは、上記発電設備の始動時において、定常時に収集する周期よりも短い周期でデータを収集し、始動時における詳細なデータを得ることができるようにしている。
【００１２】
そのため、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の始動時における異常及びその兆候を、上記始動運転データによって検知することができる。特に、始動時の過度的なデータを細かく採取することで、始動時の運転状態をより詳しく把握することができ、精度の高い異常検知を実現することができる。これにより、上記発電設備の始動時における異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、故障を未然に防いで予防保全を図ることができる。
【００１３】
また、始動時のデータを細かく採取し、始動時の運転状態を十分に把握することにより、定常時に生じる異常を未然に防ぐという効果も得られる。つまり、定常時に生じる異常の中には、その兆候が始動時に見られる場合もある。そのため、本発明の遠隔監視システムによれば、定常時に生じる異常の兆候を始動時のデータから検知し、定常時の異常発生を未然に防ぐことができる。これにより、上記発電設備の予防保全をより一層図ることができる。
【００１４】
また、本発明の遠隔監視システムでは、短周期のデータを収集するタイミングを定常時ではなく、始動時という短期間に限定している。そのため、データ量が膨大となって上記遠隔監視センターのデータ容量を圧迫することを抑制することができる。これにより、データを効率的に収集して上記発電設備における異常及びその兆候を精度良く検知することができ、上記発電設備の予防保全を十分に図ることができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、始動時におけるデータを集中的に収集することにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる発電設備の遠隔監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例における、遠隔監視システムの構成を示す説明図。
【図２】実施例における、時間とエンジン回転数及び発電出力との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明において、上記監視端末としては、入出力点、中央演算装置、記憶装置等を備えた、いわゆるシーケンサ、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）、コンピュータ等で構成することができる。
また、上記遠隔監視センターとしては、入出力点、中央演算装置、記憶装置等を備えた、いわゆるコンピュータ等で構成することができる。
また、上記監視端末と上記遠隔監視センターとの間を接続する上記通信回線としては、インターネット、ローカルエリアネットワーク、専用回線、電話回線等を用いることができる。
【００１８】
また、上記発電設備の遠隔監視システムにおいて、上記始動運転データ及び上記定常運転データの収集時間間隔については、上記発電設備の運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができるように、上記発電設備の種類、運転条件等に応じて、最適な収集時間間隔を設定すればよい。
【００１９】
また、上記遠隔監視センターは、上記始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて上記発電設備における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記発電設備の種類、構成等に応じて、上記始動運転データのうちの異常検知に必要な上記監視対象項目の解析を行うことにより、上記発電設備における異常及びその兆候をより一層効果的に検知することができる。
【００２０】
また、上記発電設備は、原動機と該原動機によって駆動する発電機とを備えたコージェネレーションシステムであり、上記原動機は、エンジン又はタービンであることが好ましい（請求項３）。
上記原動機をエンジン又はタービンとするコージェネレーションシステムは、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時の影響が非常に大きい。そのため、本発明の遠隔監視システムを適用し、予防保全によって正常な運転の維持を図ることが非常に有効である。
【００２１】
また、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから該原動機の回転が定格回転数に達するまでの期間であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の異常検知をより効果的に行うことができ、上記発電設備の予防保全に役立てることができる。
【００２２】
また、上記原動機は、始動時から所定の回転数に達するまでの運転を補助する始動補助装置を備えており、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記原動機が上記始動補助装置の補助を受けずに自立運転に移行する直前の上記原動機及び上記始動補助装置の回転数であることが好ましい（請求項５）。
通常、上記原動機が自立運転に移行する直前の該原動機の回転数は、上記始動補助装置の回転数と同一であり、その回転数は該始動補助装置の能力によって決まる。そのため、上記始動補助装置に何らかの異常や能力の劣化が発生した場合には、その回転数が低下する。よって、上記原動機及び上記始動補助装置の回転数を観察することにより、上記始動補助装置の異常発生、劣化度合いを検知することができる。
なお、上記始動補助装置としては、電気モーター、油圧装置等を用いることができる。
【００２３】
また、上記原動機は、複数の気筒を備えた多気筒エンジンであり、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記エンジンの上記各気筒の出口排気温度であることが好ましい（請求項６）。
上記気筒の出口排気温度が上昇したり低下したりする場合、上記気筒の燃焼に何らかの異常が発生していることが多く、例えば点火プラグ、燃料噴射弁等の異常が考えられる。しかしながら、上記定常運転状態では、上記エンジンが暖まっているため、点火プラグ、燃料噴射弁等に異常があった場合でも、その影響が上記気筒の出口排気温度に現れにくい。一方、上記始動運転期間では、上記エンジンが冷えた状態からの運転であるため、燃焼異常が発生して直接トラブルに繋がることが多い。よって、上記エンジンの上記各気筒の出口排気温度の推移を観察することにより、上記定常運転状態では確認することができない上記エンジンの上記各気筒周辺部における異常及びその兆候を検知することができる。
【００２４】
また、上記原動機は、ガスタービンであり、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記ガスタービンの振動値が最大となる特定の回転数域における該ガスタービンの回転数又は振動値であることが好ましい（請求項７）。
上記原動機としてガスタービンを用いた場合、上記始動運転期間の途中における特定の回転数域において、上記ガスタービンに発生する振動が最も大きくなる現象が見られることがある。この回転数域は、上記ガスタービン固有の回転数であるため、始動時に毎回同じ現象が見られる。よって、上記始動運転期間において上記ガスタービンの振動値が最大となる特定の回転数域における該ガスタービンの回転数又は振動値を観察することにより、上記ガスタービンにおける異常及びその兆候を検知することができる。
【００２５】
また、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから上記発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の異常検知をより効果的に行うことができ、上記発電設備の予防保全に役立てることができる。
【００２６】
また、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることが好ましい（請求項９）。
上記始動運転期間では、上記発電機が所定の発電出力に達するまで、その発電出力を上昇させる。この発電出力の上昇割合は、上記発電設備への出力増加指令によって決まり、基本的には一定である。よって、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合を観察することにより、上記発電設備の異常及びその兆候を検知することができる。
また、上記発電設備は、上記定常運転状態において最も安定するように設計されている。そのため、上記始動運転期間のような上記発電機の発電出力が上昇している状態では、上記発電設備を構成する部品の劣化度合い等が上記定常運転状態よりも現れ易く、異常及びその兆候を検知し易い。それ故、上記の効果を特に有効に発揮することができる。
【００２７】
また、上記発電設備は、発電機を備えたコージェネレーションシステムであり、上記発電機は、燃料電池であることが好ましい（請求項１０）。
上記原動機を燃料電池とするコージェネレーションシステムは、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時の影響が非常に大きい。そのため、本発明の遠隔監視システムによる予防保全によって正常な運転の維持を図ることが有効である。
【００２８】
また、上記始動運転期間は、上記発電機が運転を開始してから該発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の異常検知をより効果的に行うことができ、上記発電設備の予防保全に役立てることができる。
【００２９】
また、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることが好ましい（請求項１２）。
上述したとおり、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合を観察することにより、上記発電設備の異常及びその兆候を検知することができ、またそれを検知し易い。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例にかかる発電設備の遠隔監視システムについて、図を用いて説明する。
本例の遠隔監視システム１は、図１に示すごとく、定置式の発電設備２の運転状態を遠隔監視して予防保全を図るものであり、発電設備２の近傍に設置され、発電設備２の運転データを収集する監視端末４と、監視端末４との間に通信回線８１を介して接続され、監視端末４から送信された運転データを受信すると共に、運転データに基づいて発電設備２の異常診断を行う遠隔監視センター５とを有する。
そして、監視端末４は、発電設備２における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔Ｔ２よりも短い収集時間間隔Ｔ１（＜Ｔ２）で収集するよう構成されている。
以下、これを詳説する。
【００３１】
図１に示すごとく、発電設備２は、ガスエンジン（原動機）２１とガスエンジン２１によって駆動する発電機２２とを備えたコージェネレーションシステムである。
本例のコージェネレーションシステムは、ガスエンジン２１の出力によって発電機２２を駆動させて発電を行うと共に、ガスエンジン２１の運転による冷却水や排ガスの排熱を冷暖房や給湯器等に利用するシステムである。
【００３２】
また、発電設備２において、ガスエンジン２１は、複数のシリンダ（気筒）を備えた多気筒エンジンであり、始動時から所定の回転数に達するまでの運転を補助する始動補助装置２１１を備えている。
また、発電設備２におけるガスエンジン２１、発電機２２等の機器には、各機器の運転データを計測する計測器（図示略）が設けられている。
【００３３】
同図に示すごとく、発電設備２の近傍には、制御盤３及び監視端末４が設置されている。制御盤３は、通信回線８１を介して発電設備２におけるガスエンジン２１、発電機２２等の機器に接続されており、各機器の計測器から各種運転データを受信することができるよう構成されている。また、監視端末４は、通信回線８１を介して制御盤３に接続されており、制御盤３から運転データを受信して収集することができるよう構成されている。
【００３４】
また、監視端末４は、通信回線８１（通信網８０）を介して遠隔監視センター５に接続されている。遠隔監視センター５は、監視端末４から送信された運転データを受信すると共に、サーバ５１にて運転データを収集・保存し、さらには運転データの解析を行うことができるよう構成されている。また、遠隔監視センター５は、サーバ５１にて収集・保存・解析した運転データを監視用パソコン５２で閲覧できるよう構成されている。
【００３５】
そして、本例の遠隔監視システム１において、監視端末４は、予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔Ｔ２よりも短い収集時間間隔Ｔ１（＜Ｔ２）で収集するよう構成されている。
本例において、始動運転期間は、ガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数に達するまでの期間である（後述する図２の時間Ｐ０〜Ｐ１）。
【００３６】
また、遠隔監視センター５は、始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されている。
本例において、始動運転データの監視対象項目は、始動運転期間においてガスエンジン２１が始動補助装置２１１の補助を受けずに自立運転に移行する直前のガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数、始動運転期間におけるガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度等である。
【００３７】
なお、遠隔監視センター５は、始動運転期間だけでなく、定常運転状態（後述する図２の時間Ｐ１〜）の定常運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されている。
【００３８】
次に、本例の遠隔監視システム１を用い、発電設備２の運転状態を遠隔監視する具体例について、図１及び図２を用いて説明する。
なお、図２は、時間とガスエンジン２１のエンジン回転数及び発電機２２の発電出力との関係を示したものである。同図では、ガスエンジン２１のエンジン回転数の変化をグラフａ、発電機２２の発電出力の変化をグラフｂとして示した。
【００３９】
まず、発電設備（コージェネレーションシステム）２の運転を開始する。具体的には、原動機であるガスエンジン２１の運転を開始し、その回転数を上昇させる。なお、発電設備２の運転は、手動又はタイムスケジュールにより行われる。
ガスエンジン２１は、図２に示すごとく、始動時（時間Ｐ０）から所定の回転数Ｆ１に達するまでの間、始動補助装置２１１によって補助を受けながらの運転となる。
【００４０】
ガスエンジン２１の運転が開始されると、監視端末４は、ガスエンジン２１、発電機２２等の各機器の運転データを各機器の計測器から制御盤３を介して一定の収集時間間隔Ｔ１で受信し、その運転データを収集する。本例の収集時間間隔Ｔ１は、１秒である。そして、監視端末４は、受信した運転データを遠隔監視センター５に送信する。
一方、遠隔監視センター５は、監視端末４から送信された運転データをサーバ５１にて受信し、その運転データをサーバ５１内のデータベースに保存する。
【００４１】
次いで、ガスエンジン２１は、図２に示すごとく、回転数Ｆ１に達したところで、始動補助装置２１１の補助を受けない自立運転に移行する。そして、ガスエンジン２１は、さらに回転数を上昇させ、定格回転数Ｆ２に達する。本例では、このガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）を始動運転期間としている。
ガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達して定常運転状態になると、それ以降（時間Ｐ１〜）、監視端末４は、運転データを一定の収集時間間隔Ｔ２で受信し、その運転データを収集する。本例の収集時間間隔Ｔ２は、６０秒である。
【００４２】
一方、遠隔監視センター５は、サーバ５１内のデータベースに保存された始動運転期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）における運転データを、１つの始動運転データとしてデータベースに保存する。そして、予めデータベース内に組み込んだプログラム（異常検知ロジック）により、始動運転データの監視対照項目について解析を行う。
本例の監視対象項目は、上述のごとく、始動運転期間においてガスエンジン２１が始動補助装置２１１の補助を受けずに自立運転に移行する直前のガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数、始動運転期間におけるガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度等である。
【００４３】
次いで、遠隔監視センター５は、各異常検知ロジックが出力する解析結果（数値）をデータベースに保存する。そして、解析結果の上下限判定やこれまでの解析結果との比較等を行うことにより、今回の始動運転データから出力された解析結果に対して、発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定する。
管理者等は、始動運転データの解析結果及び異常判定結果を監視用パソコン５２で閲覧し、これを見て対応する。例えば、異常及びその兆候を検知した場合には、それを管理者等に通知（メールや監視画面に警告ポップアップを表示させる等）するようにしてもよい。
【００４４】
また、始動運転期間後の定常運転状態（時間Ｐ１〜）においては、監視端末４は、運転データを一定の収集時間間隔Ｔ２で受信し、その運転データを収集して遠隔監視センター５に送信する。一方、遠隔監視センター５は、その運転データ（定常運転データ）に基づいてデータの解析を行い、定常運転状態における発電設備２の異常及びその兆候の有無を判定する。
すなわち、本例の遠隔監視システム１は、このように、発電設備２の運転が開始されてから、常時、運転状態の遠隔監視を行う。
【００４５】
次に、本例の遠隔監視システム１における作用効果について説明する。
本例の遠隔監視システム１は、図１、図２に示すごとく、発電設備２の運転データを収集する監視端末４と、運転データに基づいて発電設備２の異常診断を行う遠隔監視センター５とを有する。そして、監視端末４は、始動運転期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）の始動運転データを、その後の定常運転状態（時間Ｐ１〜）の定常運転データを収集する収集時間間隔Ｔ２よりも短い収集時間間隔Ｔ１（＜Ｔ２）で収集するよう構成されている。これにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる。
【００４６】
すなわち、通常収集している定常運転データのみでは、データの収集時間間隔が荒く、精度の高いデータ解析や予防保全を実現することができない。また、過度的な動きをする始動時の運転状態を把握することができず、始動時に生じる異常及びその兆候を検知することが困難である。
そこで、本例の遠隔監視システム１では、発電設備２の始動時において、定常時に収集する周期よりも短い周期でデータを収集し、始動時における詳細なデータを得ることができるようにしている。
【００４７】
そのため、定常運転データからでは困難であった発電設備２の始動時における異常及びその兆候を、始動運転データによって検知することができる。特に、始動時の過度的なデータを細かく採取することで、始動時の運転状態をより詳しく把握することができ、精度の高い異常検知を実現することができる。これにより、発電設備２の始動時における異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、故障を未然に防いで予防保全を図ることができる。
【００４８】
また、始動時のデータを細かく採取し、始動時の運転状態を十分に把握することにより、定常時に生じる異常を未然に防ぐという効果も得られる。つまり、定常時に生じる異常の中には、その兆候が始動時に見られる場合もある。そのため、本例の遠隔監視システム１によれば、定常時に生じる異常の兆候を始動時のデータから検知し、定常時の異常発生を未然に防ぐことができる。これにより、発電設備２の予防保全をより一層図ることができる。
【００４９】
また、本例の遠隔監視システム１では、短周期のデータを収集するタイミングを定常時ではなく、始動時という短期間に限定している。そのため、データ量が膨大となって遠隔監視センター５のデータ容量を圧迫することを抑制することができる。これにより、データを効率的に収集して発電設備２における異常及びその兆候を精度良く検知することができ、発電設備２の予防保全を十分に図ることができる。
【００５０】
また、本例では、遠隔監視センター５は、始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されている。そのため、発電設備２の種類、構成等に応じて、始動運転データのうちの異常検知に必要な監視対象項目の解析を行うことにより、発電設備２における異常及びその兆候をより一層効果的に検知することができる。
【００５１】
また、発電設備２は、ガスエンジン２１とガスエンジン２１によって駆動する発電機２２とを備えたコージェネレーションシステムである。原動機をガスエンジン２１とするコージェネレーションシステムは、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時の影響が非常に大きい。そのため、本例の遠隔監視システム１を適用し、予防保全によって正常な運転の維持を図ることが非常に有効である。
【００５２】
また、始動運転期間は、ガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）である。そのため、定常運転データからでは困難であった発電設備２の異常検知をより効果的に行うことができ、発電設備２の予防保全に役立てることができる。
【００５３】
また、原動機であるガスエンジン２１は、始動時から所定の回転数Ｆ１に達するまでの運転を補助する始動補助装置２１１を備えている。そして、始動運転データの監視対象項目は、始動運転期間においてガスエンジン２１が始動補助装置２１１の補助を受けずに自立運転に移行する直前のガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数である。すなわち、通常、ガスエンジン２１が自立運転に移行する直前のガスエンジン２１の回転数は、始動補助装置２１１の回転数と同一であり、その回転数は始動補助装置２１１の能力によって決まる。そのため、始動補助装置２１１に何らかの異常や能力の劣化が発生した場合には、始動補助装置２１１の回転数が低下する。よって、ガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数を観察することにより、始動補助装置２１１の異常発生、劣化度合いを検知することができる。
【００５４】
また、原動機であるガスエンジン２１は、複数のシリンダを備えた多気筒エンジンである。そして、始動運転データの監視対象項目は、始動運転期間におけるガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度である。すなわち、シリンダの出口排気温度が上昇したり低下したりする場合、シリンダの燃焼に何らかの異常が発生していることが多く、例えば点火プラグ、燃料噴射弁等の異常が考えられる。しかしながら、定常運転状態ではエンジンが暖まっているため、点火プラグ、燃料噴射弁等に異常があった場合でも、その影響が出口排気温度に現れにくい。一方、始動運転期間では、エンジンが冷えた状態からの運転であるため、燃焼異常が発生してトラブルに繋がることが多い。よって、ガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度の推移を観察することにより、定常運転状態では確認することができないガスエンジン２１の各シリンダ周辺部における異常及びその兆候を検知することができる。
【００５５】
このように、本例の遠隔監視システム１は、発電設備２の始動時におけるデータを集中的に収集することにより、発電設備２の運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる。
【００５６】
なお、本例では、図２に示すごとく、始動運転期間を原動機であるガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）としたが、例えば、原動機であるガスエンジン２１が運転を開始してから発電機２２の送電量が定格発電出力Ｇ１に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ２）とすることもできる。
このとき、例えば、始動運転期間の監視対象項目を発電機２２の発電出力の単位時間当たりの上昇割合とすることにより、発電設備２の運転状態の異常及びその兆候を容易に検知することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 遠隔監視システム
２ 発電設備
４ 監視端末
５ 遠隔監視センター
８１ 通信回線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定置式の発電設備の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う発電設備の遠隔監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コージェネレーションシステム等に用いられる発電設備は、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時にはその影響が非常に大きい。そのため、このような発電設備には、遠隔監視システムが設置されていることが多い。
遠隔監視システムは、発電設備を遠隔監視しながら、その運転状態を把握し、万が一の故障時にも迅速に対応することを可能にしている。一方で、遠隔監視システムは、日常の運転状態に関する各種データを収集し、発電設備の健全性を確認したり、異常及びその兆候を調査したりする等、正常な運転の維持を図るための予防保全としても用いられている。
【０００３】
遠隔監視による予防保全は、収集したデータを用いて解析することが基本である。そのため、予防保全の能力は、収集するデータの質に左右される。ここで、データの質とは、監視するデータの種類、分解能、収集期間（保存期間）、収集時間間隔等である。特に、収集期間、収集時間間隔については、遠隔監視システムにおける遠隔監視センターのデータ容量が有限であることから、可能な限り収集期間は短く、収集時間間隔は長くすることが好ましい。しかし、予防保全の観点から見ると、より細かな解析を行う必要があるため、その逆が望ましい。
【０００４】
したがって、現在の遠隔監視システムでは、これらのバランスを考慮し、適切なデータ収集期間、収集時間間隔が設定されている。
例えば、特許文献１及び２では、設備の状態によってデータを収集する周期を変化させ、正常時は長周期で、異常時は短周期でデータを収集し、データの負荷を軽減すると共に必要なデータを監視することができる遠隔監視システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９６２２２号公報
【特許文献２】特開昭６０−１９６０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、遠隔監視システムを用いた場合でも、故障の種類によっては遠隔監視で収集するような比較的収集時間間隔の長いデータでは異常及びその兆候を掴むことができず、予防保全を十分に図ることができないことがある。また、この問題を解決するために収集時間間隔を短くすることも考えられるが、上述のごとく、遠隔監視センターのデータ容量には限りがあるため、有効な手段とは言えない。
【０００７】
また、上述した特許文献１及び２の遠隔監視システムは、異常発生時に短周期のデータを収集するものであり、結果的に異常発生前には短周期のデータによる解析を行うことができず、やはり予防保全を十分に図ることはできない。
よって、データ容量の問題を考慮した上で、発電設備の異常及びその兆候を効果的に検知することができ、予防保全を十分に図ることができる遠隔監視システムが望まれている。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、始動時におけるデータを集中的に収集することにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる発電設備の遠隔監視システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、定置式の発電設備の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う発電設備の遠隔監視システムにおいて、
上記発電設備の近傍に設置され、該発電設備の運転データを収集する監視端末と、
該監視端末との間に通信回線を介して接続され、該監視端末から送信された運転データを受信すると共に、該運転データに基づいて上記発電設備の異常診断を行う遠隔監視センターとを有し、
上記監視端末は、上記発電設備における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、上記始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されていることを特徴とする発電設備の遠隔監視システムにある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発電設備の遠隔監視システムは、上記発電設備の運転データを収集する監視端末と、上記運転データに基づいて上記発電設備の異常診断を行う遠隔監視センターとを有する。そして、上記監視端末は、始動運転期間の始動運転データを、その後の定常運転状態の定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されている。これにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる。
【００１１】
すなわち、通常収集している上記定常運転データのみでは、データの収集時間間隔が荒く、精度の高いデータ解析や予防保全を実現することができない。また、過度的な動きをする始動時の運転状態を把握することができず、始動時に生じる異常及びその兆候を検知することが困難である。
そこで、本発明の遠隔監視システムでは、上記発電設備の始動時において、定常時に収集する周期よりも短い周期でデータを収集し、始動時における詳細なデータを得ることができるようにしている。
【００１２】
そのため、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の始動時における異常及びその兆候を、上記始動運転データによって検知することができる。特に、始動時の過度的なデータを細かく採取することで、始動時の運転状態をより詳しく把握することができ、精度の高い異常検知を実現することができる。これにより、上記発電設備の始動時における異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、故障を未然に防いで予防保全を図ることができる。
【００１３】
また、始動時のデータを細かく採取し、始動時の運転状態を十分に把握することにより、定常時に生じる異常を未然に防ぐという効果も得られる。つまり、定常時に生じる異常の中には、その兆候が始動時に見られる場合もある。そのため、本発明の遠隔監視システムによれば、定常時に生じる異常の兆候を始動時のデータから検知し、定常時の異常発生を未然に防ぐことができる。これにより、上記発電設備の予防保全をより一層図ることができる。
【００１４】
また、本発明の遠隔監視システムでは、短周期のデータを収集するタイミングを定常時ではなく、始動時という短期間に限定している。そのため、データ量が膨大となって上記遠隔監視センターのデータ容量を圧迫することを抑制することができる。これにより、データを効率的に収集して上記発電設備における異常及びその兆候を精度良く検知することができ、上記発電設備の予防保全を十分に図ることができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、始動時におけるデータを集中的に収集することにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる発電設備の遠隔監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例における、遠隔監視システムの構成を示す説明図。
【図２】実施例における、時間とエンジン回転数及び発電出力との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明において、上記監視端末としては、入出力点、中央演算装置、記憶装置等を備えた、いわゆるシーケンサ、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）、コンピュータ等で構成することができる。
また、上記遠隔監視センターとしては、入出力点、中央演算装置、記憶装置等を備えた、いわゆるコンピュータ等で構成することができる。
また、上記監視端末と上記遠隔監視センターとの間を接続する上記通信回線としては、インターネット、ローカルエリアネットワーク、専用回線、電話回線等を用いることができる。
【００１８】
また、上記発電設備の遠隔監視システムにおいて、上記始動運転データ及び上記定常運転データの収集時間間隔については、上記発電設備の運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができるように、上記発電設備の種類、運転条件等に応じて、最適な収集時間間隔を設定すればよい。
【００１９】
また、上記遠隔監視センターは、上記始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて上記発電設備における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記発電設備の種類、構成等に応じて、上記始動運転データのうちの異常検知に必要な上記監視対象項目の解析を行うことにより、上記発電設備における異常及びその兆候をより一層効果的に検知することができる。
【００２０】
また、上記発電設備は、原動機と該原動機によって駆動する発電機とを備えたコージェネレーションシステムであり、上記原動機は、エンジン又はタービンであることが好ましい（請求項３）。
上記原動機をエンジン又はタービンとするコージェネレーションシステムは、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時の影響が非常に大きい。そのため、本発明の遠隔監視システムを適用し、予防保全によって正常な運転の維持を図ることが非常に有効である。
【００２１】
また、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから該原動機の回転が定格回転数に達するまでの期間であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の異常検知をより効果的に行うことができ、上記発電設備の予防保全に役立てることができる。
【００２２】
また、上記原動機は、始動時から所定の回転数に達するまでの運転を補助する始動補助装置を備えており、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記原動機が上記始動補助装置の補助を受けずに自立運転に移行する直前の上記原動機及び上記始動補助装置の回転数であることが好ましい（請求項５）。
通常、上記原動機が自立運転に移行する直前の該原動機の回転数は、上記始動補助装置の回転数と同一であり、その回転数は該始動補助装置の能力によって決まる。そのため、上記始動補助装置に何らかの異常や能力の劣化が発生した場合には、その回転数が低下する。よって、上記原動機及び上記始動補助装置の回転数を観察することにより、上記始動補助装置の異常発生、劣化度合いを検知することができる。
なお、上記始動補助装置としては、電気モーター、油圧装置等を用いることができる。
【００２３】
また、上記原動機は、複数の気筒を備えた多気筒エンジンであり、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記エンジンの上記各気筒の出口排気温度であることが好ましい（請求項６）。
上記気筒の出口排気温度が上昇したり低下したりする場合、上記気筒の燃焼に何らかの異常が発生していることが多く、例えば点火プラグ、燃料噴射弁等の異常が考えられる。しかしながら、上記定常運転状態では、上記エンジンが暖まっているため、点火プラグ、燃料噴射弁等に異常があった場合でも、その影響が上記気筒の出口排気温度に現れにくい。一方、上記始動運転期間では、上記エンジンが冷えた状態からの運転であるため、燃焼異常が発生して直接トラブルに繋がることが多い。よって、上記エンジンの上記各気筒の出口排気温度の推移を観察することにより、上記定常運転状態では確認することができない上記エンジンの上記各気筒周辺部における異常及びその兆候を検知することができる。
【００２４】
また、上記原動機は、ガスタービンであり、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記ガスタービンの振動値が最大となる特定の回転数域における該ガスタービンの回転数又は振動値であることが好ましい（請求項７）。
上記原動機としてガスタービンを用いた場合、上記始動運転期間の途中における特定の回転数域において、上記ガスタービンに発生する振動が最も大きくなる現象が見られることがある。この回転数域は、上記ガスタービン固有の回転数であるため、始動時に毎回同じ現象が見られる。よって、上記始動運転期間において上記ガスタービンの振動値が最大となる特定の回転数域における該ガスタービンの回転数又は振動値を観察することにより、上記ガスタービンにおける異常及びその兆候を検知することができる。
【００２５】
また、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから上記発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の異常検知をより効果的に行うことができ、上記発電設備の予防保全に役立てることができる。
【００２６】
また、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることが好ましい（請求項９）。
上記始動運転期間では、上記発電機が所定の発電出力に達するまで、その発電出力を上昇させる。この発電出力の上昇割合は、上記発電設備への出力増加指令によって決まり、基本的には一定である。よって、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合を観察することにより、上記発電設備の異常及びその兆候を検知することができる。
また、上記発電設備は、上記定常運転状態において最も安定するように設計されている。そのため、上記始動運転期間のような上記発電機の発電出力が上昇している状態では、上記発電設備を構成する部品の劣化度合い等が上記定常運転状態よりも現れ易く、異常及びその兆候を検知し易い。それ故、上記の効果を特に有効に発揮することができる。
【００２７】
また、上記発電設備は、発電機を備えたコージェネレーションシステムであり、上記発電機は、燃料電池であることが好ましい（請求項１０）。
上記原動機を燃料電池とするコージェネレーションシステムは、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時の影響が非常に大きい。そのため、本発明の遠隔監視システムによる予防保全によって正常な運転の維持を図ることが有効である。
【００２８】
また、上記始動運転期間は、上記発電機が運転を開始してから該発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、上記定常運転データからでは困難であった上記発電設備の異常検知をより効果的に行うことができ、上記発電設備の予防保全に役立てることができる。
【００２９】
また、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることが好ましい（請求項１２）。
上述したとおり、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合を観察することにより、上記発電設備の異常及びその兆候を検知することができ、またそれを検知し易い。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例にかかる発電設備の遠隔監視システムについて、図を用いて説明する。
本例の遠隔監視システム１は、図１に示すごとく、定置式の発電設備２の運転状態を遠隔監視して予防保全を図るものであり、発電設備２の近傍に設置され、発電設備２の運転データを収集する監視端末４と、監視端末４との間に通信回線８１を介して接続され、監視端末４から送信された運転データを受信すると共に、運転データに基づいて発電設備２の異常診断を行う遠隔監視センター５とを有する。
そして、監視端末４は、発電設備２における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔Ｔ２よりも短い収集時間間隔Ｔ１（＜Ｔ２）で収集するよう構成されている。
以下、これを詳説する。
【００３１】
図１に示すごとく、発電設備２は、ガスエンジン（原動機）２１とガスエンジン２１によって駆動する発電機２２とを備えたコージェネレーションシステムである。
本例のコージェネレーションシステムは、ガスエンジン２１の出力によって発電機２２を駆動させて発電を行うと共に、ガスエンジン２１の運転による冷却水や排ガスの排熱を冷暖房や給湯器等に利用するシステムである。
【００３２】
また、発電設備２において、ガスエンジン２１は、複数のシリンダ（気筒）を備えた多気筒エンジンであり、始動時から所定の回転数に達するまでの運転を補助する始動補助装置２１１を備えている。
また、発電設備２におけるガスエンジン２１、発電機２２等の機器には、各機器の運転データを計測する計測器（図示略）が設けられている。
【００３３】
同図に示すごとく、発電設備２の近傍には、制御盤３及び監視端末４が設置されている。制御盤３は、通信回線８１を介して発電設備２におけるガスエンジン２１、発電機２２等の機器に接続されており、各機器の計測器から各種運転データを受信することができるよう構成されている。また、監視端末４は、通信回線８１を介して制御盤３に接続されており、制御盤３から運転データを受信して収集することができるよう構成されている。
【００３４】
また、監視端末４は、通信回線８１（通信網８０）を介して遠隔監視センター５に接続されている。遠隔監視センター５は、監視端末４から送信された運転データを受信すると共に、サーバ５１にて運転データを収集・保存し、さらには運転データの解析を行うことができるよう構成されている。また、遠隔監視センター５は、サーバ５１にて収集・保存・解析した運転データを監視用パソコン５２で閲覧できるよう構成されている。
【００３５】
そして、本例の遠隔監視システム１において、監視端末４は、予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔Ｔ２よりも短い収集時間間隔Ｔ１（＜Ｔ２）で収集するよう構成されている。
本例において、始動運転期間は、ガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数に達するまでの期間である（後述する図２の時間Ｐ０〜Ｐ１）。
【００３６】
また、遠隔監視センター５は、始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されている。
本例において、始動運転データの監視対象項目は、始動運転期間においてガスエンジン２１が始動補助装置２１１の補助を受けずに自立運転に移行する直前のガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数、始動運転期間におけるガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度等である。
【００３７】
なお、遠隔監視センター５は、始動運転期間だけでなく、定常運転状態（後述する図２の時間Ｐ１〜）の定常運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されている。
【００３８】
次に、本例の遠隔監視システム１を用い、発電設備２の運転状態を遠隔監視する具体例について、図１及び図２を用いて説明する。
なお、図２は、時間とガスエンジン２１のエンジン回転数及び発電機２２の発電出力との関係を示したものである。同図では、ガスエンジン２１のエンジン回転数の変化をグラフａ、発電機２２の発電出力の変化をグラフｂとして示した。
【００３９】
まず、発電設備（コージェネレーションシステム）２の運転を開始する。具体的には、原動機であるガスエンジン２１の運転を開始し、その回転数を上昇させる。なお、発電設備２の運転は、手動又はタイムスケジュールにより行われる。
ガスエンジン２１は、図２に示すごとく、始動時（時間Ｐ０）から所定の回転数Ｆ１に達するまでの間、始動補助装置２１１によって補助を受けながらの運転となる。
【００４０】
ガスエンジン２１の運転が開始されると、監視端末４は、ガスエンジン２１、発電機２２等の各機器の運転データを各機器の計測器から制御盤３を介して一定の収集時間間隔Ｔ１で受信し、その運転データを収集する。本例の収集時間間隔Ｔ１は、１秒である。そして、監視端末４は、受信した運転データを遠隔監視センター５に送信する。
一方、遠隔監視センター５は、監視端末４から送信された運転データをサーバ５１にて受信し、その運転データをサーバ５１内のデータベースに保存する。
【００４１】
次いで、ガスエンジン２１は、図２に示すごとく、回転数Ｆ１に達したところで、始動補助装置２１１の補助を受けない自立運転に移行する。そして、ガスエンジン２１は、さらに回転数を上昇させ、定格回転数Ｆ２に達する。本例では、このガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）を始動運転期間としている。
ガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達して定常運転状態になると、それ以降（時間Ｐ１〜）、監視端末４は、運転データを一定の収集時間間隔Ｔ２で受信し、その運転データを収集する。本例の収集時間間隔Ｔ２は、６０秒である。
【００４２】
一方、遠隔監視センター５は、サーバ５１内のデータベースに保存された始動運転期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）における運転データを、１つの始動運転データとしてデータベースに保存する。そして、予めデータベース内に組み込んだプログラム（異常検知ロジック）により、始動運転データの監視対照項目について解析を行う。
本例の監視対象項目は、上述のごとく、始動運転期間においてガスエンジン２１が始動補助装置２１１の補助を受けずに自立運転に移行する直前のガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数、始動運転期間におけるガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度等である。
【００４３】
次いで、遠隔監視センター５は、各異常検知ロジックが出力する解析結果（数値）をデータベースに保存する。そして、解析結果の上下限判定やこれまでの解析結果との比較等を行うことにより、今回の始動運転データから出力された解析結果に対して、発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定する。
管理者等は、始動運転データの解析結果及び異常判定結果を監視用パソコン５２で閲覧し、これを見て対応する。例えば、異常及びその兆候を検知した場合には、それを管理者等に通知（メールや監視画面に警告ポップアップを表示させる等）するようにしてもよい。
【００４４】
また、始動運転期間後の定常運転状態（時間Ｐ１〜）においては、監視端末４は、運転データを一定の収集時間間隔Ｔ２で受信し、その運転データを収集して遠隔監視センター５に送信する。一方、遠隔監視センター５は、その運転データ（定常運転データ）に基づいてデータの解析を行い、定常運転状態における発電設備２の異常及びその兆候の有無を判定する。
すなわち、本例の遠隔監視システム１は、このように、発電設備２の運転が開始されてから、常時、運転状態の遠隔監視を行う。
【００４５】
次に、本例の遠隔監視システム１における作用効果について説明する。
本例の遠隔監視システム１は、図１、図２に示すごとく、発電設備２の運転データを収集する監視端末４と、運転データに基づいて発電設備２の異常診断を行う遠隔監視センター５とを有する。そして、監視端末４は、始動運転期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）の始動運転データを、その後の定常運転状態（時間Ｐ１〜）の定常運転データを収集する収集時間間隔Ｔ２よりも短い収集時間間隔Ｔ１（＜Ｔ２）で収集するよう構成されている。これにより、運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる。
【００４６】
すなわち、通常収集している定常運転データのみでは、データの収集時間間隔が荒く、精度の高いデータ解析や予防保全を実現することができない。また、過度的な動きをする始動時の運転状態を把握することができず、始動時に生じる異常及びその兆候を検知することが困難である。
そこで、本例の遠隔監視システム１では、発電設備２の始動時において、定常時に収集する周期よりも短い周期でデータを収集し、始動時における詳細なデータを得ることができるようにしている。
【００４７】
そのため、定常運転データからでは困難であった発電設備２の始動時における異常及びその兆候を、始動運転データによって検知することができる。特に、始動時の過度的なデータを細かく採取することで、始動時の運転状態をより詳しく把握することができ、精度の高い異常検知を実現することができる。これにより、発電設備２の始動時における異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、故障を未然に防いで予防保全を図ることができる。
【００４８】
また、始動時のデータを細かく採取し、始動時の運転状態を十分に把握することにより、定常時に生じる異常を未然に防ぐという効果も得られる。つまり、定常時に生じる異常の中には、その兆候が始動時に見られる場合もある。そのため、本例の遠隔監視システム１によれば、定常時に生じる異常の兆候を始動時のデータから検知し、定常時の異常発生を未然に防ぐことができる。これにより、発電設備２の予防保全をより一層図ることができる。
【００４９】
また、本例の遠隔監視システム１では、短周期のデータを収集するタイミングを定常時ではなく、始動時という短期間に限定している。そのため、データ量が膨大となって遠隔監視センター５のデータ容量を圧迫することを抑制することができる。これにより、データを効率的に収集して発電設備２における異常及びその兆候を精度良く検知することができ、発電設備２の予防保全を十分に図ることができる。
【００５０】
また、本例では、遠隔監視センター５は、始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて発電設備２における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されている。そのため、発電設備２の種類、構成等に応じて、始動運転データのうちの異常検知に必要な監視対象項目の解析を行うことにより、発電設備２における異常及びその兆候をより一層効果的に検知することができる。
【００５１】
また、発電設備２は、ガスエンジン２１とガスエンジン２１によって駆動する発電機２２とを備えたコージェネレーションシステムである。原動機をガスエンジン２１とするコージェネレーションシステムは、エネルギー供給設備という性質上、トラブル発生時の影響が非常に大きい。そのため、本例の遠隔監視システム１を適用し、予防保全によって正常な運転の維持を図ることが非常に有効である。
【００５２】
また、始動運転期間は、ガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）である。そのため、定常運転データからでは困難であった発電設備２の異常検知をより効果的に行うことができ、発電設備２の予防保全に役立てることができる。
【００５３】
また、原動機であるガスエンジン２１は、始動時から所定の回転数Ｆ１に達するまでの運転を補助する始動補助装置２１１を備えている。そして、始動運転データの監視対象項目は、始動運転期間においてガスエンジン２１が始動補助装置２１１の補助を受けずに自立運転に移行する直前のガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数である。すなわち、通常、ガスエンジン２１が自立運転に移行する直前のガスエンジン２１の回転数は、始動補助装置２１１の回転数と同一であり、その回転数は始動補助装置２１１の能力によって決まる。そのため、始動補助装置２１１に何らかの異常や能力の劣化が発生した場合には、始動補助装置２１１の回転数が低下する。よって、ガスエンジン２１及び始動補助装置２１１の回転数を観察することにより、始動補助装置２１１の異常発生、劣化度合いを検知することができる。
【００５４】
また、原動機であるガスエンジン２１は、複数のシリンダを備えた多気筒エンジンである。そして、始動運転データの監視対象項目は、始動運転期間におけるガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度である。すなわち、シリンダの出口排気温度が上昇したり低下したりする場合、シリンダの燃焼に何らかの異常が発生していることが多く、例えば点火プラグ、燃料噴射弁等の異常が考えられる。しかしながら、定常運転状態ではエンジンが暖まっているため、点火プラグ、燃料噴射弁等に異常があった場合でも、その影響が出口排気温度に現れにくい。一方、始動運転期間では、エンジンが冷えた状態からの運転であるため、燃焼異常が発生してトラブルに繋がることが多い。よって、ガスエンジン２１の各シリンダの出口排気温度の推移を観察することにより、定常運転状態では確認することができないガスエンジン２１の各シリンダ周辺部における異常及びその兆候を検知することができる。
【００５５】
このように、本例の遠隔監視システム１は、発電設備２の始動時におけるデータを集中的に収集することにより、発電設備２の運転状態の異常及びその兆候を迅速かつ適切に検知し、予防保全を十分に図ることができる。
【００５６】
なお、本例では、図２に示すごとく、始動運転期間を原動機であるガスエンジン２１が運転を開始してからガスエンジン２１の回転が定格回転数Ｆ２に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ１）としたが、例えば、原動機であるガスエンジン２１が運転を開始してから発電機２２の送電量が定格発電出力Ｇ１に達するまでの期間（時間Ｐ０〜Ｐ２）とすることもできる。
このとき、例えば、始動運転期間の監視対象項目を発電機２２の発電出力の単位時間当たりの上昇割合とすることにより、発電設備２の運転状態の異常及びその兆候を容易に検知することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 遠隔監視システム
２ 発電設備
４ 監視端末
５ 遠隔監視センター
８１ 通信回線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定置式の発電設備の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う発電設備の遠隔監視システムにおいて、
上記発電設備の近傍に設置され、該発電設備の運転データを収集する監視端末と、
該監視端末との間に通信回線を介して接続され、該監視端末から送信された運転データを受信すると共に、該運転データに基づいて上記発電設備の異常診断を行う遠隔監視センターとを有し、
上記監視端末は、上記発電設備における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、上記始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されていることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項２】
請求項１において、上記遠隔監視センターは、上記始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて上記発電設備における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されていることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記発電設備は、原動機と該原動機によって駆動する発電機とを備えたコージェネレーションシステムであり、上記原動機は、エンジン又はタービンであることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項４】
請求項３において、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから該原動機の回転が定格回転数に達するまでの期間であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項５】
請求項４において、上記原動機は、始動時から所定の回転数に達するまでの運転を補助する始動補助装置を備えており、
上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記原動機が上記始動補助装置の補助を受けずに自立運転に移行する直前の上記原動機及び上記始動補助装置の回転数であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項６】
請求項４において、上記原動機は、複数の気筒を備えた多気筒エンジンであり、
上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記エンジンの上記各気筒の出口排気温度であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項７】
請求項４において、上記原動機は、ガスタービンであり、
上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記ガスタービンの振動値が最大となる特定の回転数域における該ガスタービンの回転数又は振動値であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項８】
請求項３において、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから上記発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項９】
請求項８において、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１０】
請求項１又は２において、上記発電設備は、発電機を備えたコージェネレーションシステムであり、上記発電機は、燃料電池であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１１】
請求項１０において、上記始動運転期間は、上記発電機が運転を開始してから該発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１２】
請求項１１において、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１】
定置式の発電設備の運転状態を遠隔監視して予防保全を行う発電設備の遠隔監視システムにおいて、
上記発電設備の近傍に設置され、該発電設備の運転データを収集する監視端末と、
該監視端末との間に通信回線を介して接続され、該監視端末から送信された運転データを受信すると共に、該運転データに基づいて上記発電設備の異常診断を行う遠隔監視センターとを有し、
上記監視端末は、上記発電設備における予め設定した始動運転期間の運転データである始動運転データを、上記始動運転期間後の定常運転状態の運転データである定常運転データを収集する収集時間間隔よりも短い収集時間間隔で収集するよう構成されていることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項２】
請求項１において、上記遠隔監視センターは、上記始動運転データにおける所定の監視対象項目を解析すると共に、その解析結果に基づいて上記発電設備における異常及びその兆候の有無を判定するよう構成されていることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記発電設備は、原動機と該原動機によって駆動する発電機とを備えたコージェネレーションシステムであり、上記原動機は、エンジン又はタービンであることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項４】
請求項３において、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから該原動機の回転が定格回転数に達するまでの期間であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項５】
請求項４において、上記原動機は、始動時から所定の回転数に達するまでの運転を補助する始動補助装置を備えており、
上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記原動機が上記始動補助装置の補助を受けずに自立運転に移行する直前の上記原動機及び上記始動補助装置の回転数であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項６】
請求項４において、上記原動機は、複数の気筒を備えた多気筒エンジンであり、
上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記エンジンの上記各気筒の出口排気温度であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項７】
請求項４において、上記原動機は、ガスタービンであり、
上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間において上記ガスタービンの振動値が最大となる特定の回転数域における該ガスタービンの回転数又は振動値であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項８】
請求項３において、上記始動運転期間は、上記原動機が運転を開始してから上記発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項９】
請求項８において、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１０】
請求項１又は２において、上記発電設備は、発電機を備えたコージェネレーションシステムであり、上記発電機は、燃料電池であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１１】
請求項１０において、上記始動運転期間は、上記発電機が運転を開始してから該発電機の送電量が定格発電出力に達するまでの期間であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【請求項１２】
請求項１１において、上記始動運転データの上記監視対象項目は、上記始動運転期間における上記発電機の発電出力の単位時間当たりの上昇割合であることを特徴とする発電設備の遠隔監視システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２６２４６８（Ｐ２０１０−２６２４６８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２５７８（Ｐ２００９−１１２５７８）
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]