(57)【要約】  設備の冗長構成を考慮し、電力システムに対する設備の故障の影響度を適切に評価することが可能な更新計画作成支援装置、更新計画作成支援システム及び更新計画作成支援方法を提供する。  設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働状況取得部と、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部とを備える。故障リスク算出部は、設備の故障の起こりやすさを示す情報から故障発生確率を算出し、設備の稼働状況を示す情報と、設備の冗長構成を示す情報とに基づいて、電力システムに対する設備の故障の影響度の大きさを示す故障リスクを算出する。更新計画作成部は算出された故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する。
2019186796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成部と
を備えることを特徴とする更新計画作成支援装置。
【請求項２】
前記設備の劣化状況を示す情報を取得する劣化情報取得部を備え、前記故障リスク算出部は、前記劣化状況を示す情報に基づいて前記故障リスクを算出することを特徴とする請求項１に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項３】
前記設備の出力計画に関する情報及び冗長化計画に関する情報を記憶する運用計画記憶部を備え、前記故障リスク算出部は、前記出力計画及び前記冗長化計画に基づいて前記故障リスクを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項４】
前記出力計画及び前記冗長化計画の変更案を作成する運用計画変更提案部を備えることを特徴とする請求項３に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項５】
前記設備の維持管理に必要な費用に関する情報を記憶する費用情報記憶部を備え、前記更新計画作成部は、前記故障リスクと前記設備の維持管理に必要な費用に関する情報に基づいて前記設備の前記更新計画を作成することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項６】
前記電力システムを構成する複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用に関する情報を記憶する設備区割り情報記憶部を備え、前記更新計画作成部は、前記削減可能な費用に関する情報に基づいて前記更新計画を作成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項７】
前記電力システムを構成する前記冗長構成がなされた前記設備の前記更新計画の作成を行う請求項１から６のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置と、
前記更新計画作成支援装置と通信可能に接続され、前記稼働状況を示す情報を収集する監視装置と
を備えることを特徴とする更新計画作成支援システム。
【請求項８】
前記監視装置は、前記更新計画作成部が作成した前記更新計画を受信する更新計画受信部を備えることを特徴とする請求項７に記載の更新計画作成支援システム。
【請求項９】
前記監視装置は、前記設備の異常を検知して異常検知情報を作成する異常検知部を備え、前記更新計画作成支援装置は、前記監視装置で作成された前記異常検知情報を、前記故障の起こりやすさを示す情報及び前記冗長構成を示す情報の少なくともいずれかとして取得する異常情報取得部を備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の更新計画作成支援システム。
【請求項１０】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップと
を備えることを特徴とする更新計画作成支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の更新計画作成支援装置、更新計画作成支援システム及び更新計画作成支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所で形成される送電システムや発電プラントで形成される発電システム等の電力システムでは、設備の保守や更新を行うために、計画を立てて実施することが一般的である。この更新計画には、定期的に設備の更新を行うものや、設備の状態を監視して必要と判断された時に更新を行うものがある。近年、さらなる信頼性の確保とコスト低減の両立を目的とし、設備の故障が発生するリスクを評価し、その大きさに応じて更新計画を作成する手法が提案されている。【０００３】
特許文献１では、電力流通設備の故障に起因する電力供給支障リスクと電力流通設備の維持費用に基づいて、更新時期を決定するシステムが開示されている。また、特許文献２では、設備の故障停止確率、ライフサイクルコスト等に基づいて、保全計画の推奨案を作成するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２０１０−２７０４４号公報
【特許文献２】特開２００９−３５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、設備に対して個々に故障が発生するリスクを算出する手法では、設備の冗長構成が考慮されておらず、電力システムに対する設備の故障の影響を適切に評価して更新計画を作成することができないという課題があった。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、設備の冗長構成を考慮し、電力システムに対する設備の故障の影響を適切に評価することが可能な更新計画作成支援装置を提供することを目的とする。また、更新計画作成支援システムを提供することを目的とする。また、更新計画作成支援方法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】
本発明に係る更新計画作成支援装置は、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、故障発生確率、稼働状況を示す情報及び冗長構成を示す情報に基づいて、電力システムに対する設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する更新計画作成部とを備える。【０００８】
また本発明に係る更新計画作成支援システムは、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の更新計画の作成を行う更新計画作成支援装置と、更新計画作成支援装置と通信可能に接続され、稼働状況を示す情報を収集する監視装置とを備える。【０００９】
また本発明に係る更新計画作成支援方法は、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、故障発生確率、稼働状況を示す情報及び冗長構成を示す情報に基づいて、電力システムに対する設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の更新計画作成支援装置、更新計画作成支援システム及び更新計画作成支援方法によれば、設備の冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することができるため、電力システムに対する設備の故障の影響を適切に評価した更新計画を作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す関係図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す関係図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る更新計画作成支援装置のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す関係図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る更新計画作成支援装置の動作の一例を示す関係図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る更新計画作成支援装置のフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態７に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。
【図２０】本発明の実施の形態７に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。
【図２１】本発明の実施の形態７に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。
【図２２】本発明の実施の形態８に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。
【図２３】本発明の実施の形態８に係る更新計画作成支援システムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明を実施するための実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。更新計画作成支援装置１００は、故障情報記憶部１０１、冗長化情報記憶部１０２、稼働情報取得部１０３、故障リスク算出部１０４、更新計画作成部１０５、入力部１０６、出力部１０７を備える。
【００１４】
ここで故障とは、設備が本来の機能を停止する狭義の故障の他に、設備が本来の能力よりも低下した状態が継続する能力低下や、設備の機能停止には至らないが部分的に異常が検知される不調を含むものとする。また、更新とは、劣化した設備を交換する狭義の更新の他に、設備の補修、点検等の保全及び保守を含むものとする。
【００１５】
本発明に係る更新計画作成支援装置１００は、一部の設備に故障が発生した場合でも、機能喪失に陥る事を防ぐ冗長構成がなされた電力システムを対象とする。以下では、同一又は同等の機能を有する設備を複数並列に稼働させて負荷を分散させる冗長構成を並列冗長、代替設備を用意しておき、設備の故障発生時に稼働設備と待機設備とが切り替わる冗長構成を多重冗長という。多重冗長には、例えば、送電システムにおいて、一部の設備に故障が発生した場合に迂回ルートに切り替わる構成も含む。
【００１６】
故障情報記憶部１０１は、設備の故障の起こりやすさを示す情報として、例えば、設備仕様に関する情報を記憶する。設備仕様に関する情報は、設備の設置からの経過年数、型式、保全履歴等である。これらの情報に基づいて、故障の起こりやすさは、例えば、更新計画作成時からの経過年数ごとに表される。故障の起こりやすさは、その他にも、複数の段階に分類されたレベル値、年間の故障停止時間、余寿命年数等で表されてもよい。
【００１７】
冗長化情報記憶部１０２は、設備の冗長構成を示す情報として、例えば、設備の接続関係、設備の運用形態を記憶する。
【００１８】
設備の接続関係は、例えば、並列冗長において、並列に稼働する設備の接続関係である。また多重冗長において、稼働設備と待機設備との接続関係、迂回可能なルートの接続関係である。
【００１９】
設備の運用形態は、例えば、並列冗長において、例えば並列に稼働する設備の総出力に対する各設備の出力寄与率、並列に稼働する設備の総出力に対する各設備の故障発生時の出力支障量率の情報である。また多重冗長において、設備が稼働設備と待機設備のいずれに属するかの情報である。
【００２０】
稼働情報取得部１０３は、設備の稼働状況を示す情報を取得する。設備の稼働状況を示す情報は、例えば、設備の出力、定格出力又は所定期間における設備の平均出力と定格出力の比として算出される負荷率である。
【００２１】
故障リスク算出部１０４は、故障情報記憶部１０１に記憶された設備の故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、算出された故障発生確率と、冗長化情報記憶部１０２に記憶された設備の冗長構成を示す情報と、稼働情報取得部１０３で取得された設備の稼働状況を示す情報とに基づいて、電力システムに対する設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する。故障リスクは、例えば、更新計画作成時からの経過年数に対する関数として表される。
【００２２】
更新計画作成部１０５は、故障リスク算出部１０４で算出された故障リスクに基づいて、設備の更新時期を決定して更新計画を作成する。ここで設備の更新時期は、ユーザの考える優先度又は制約条件に応じて決定されてもよい。ユーザは設備の所有者又は管理者を示す。
【００２３】
入力部１０６は、故障情報記憶部１０１及び冗長化情報記憶部１０２に記憶される情報及び更新計画作成時におけるユーザの考える優先度又は制約条件に関する情報の入力を受け付ける。出力部１０７は、故障リスク算出部１０４で算出した故障リスク、更新計画作成部１０５で作成した更新計画等を出力する。ここで、入力部１０６における入力は、予め必要な情報が更新計画作成支援装置１００に記憶されている場合は、省略することができる。
【００２４】
更新計画作成支援装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）を用いて構成される。故障情報記憶部１０１及び冗長化情報記憶部１０２は、例えば、ＲＯＭ等の記憶媒体を用いて実現され、稼働情報取得部１０３、故障リスク算出部１０４及び更新計画作成部１０５の各機能は、例えば、ＣＰＵ及びＲＡＭを用いてプログラムを実行することにより実現される。入力部１０６及び出力部１０７は、例えばマウスやキーボード、表示装置等を用いて構成される。また更新計画作成支援装置１００は、ネットワークに通信可能な通信インターフェースを備え、ネットワークを介して各記憶部に記憶される情報及び各部の機能を実行するプログラムが取得されるようにしてもよい。
【００２５】
次に、更新計画作成支援装置１００の処理手順の一例を説明する。図２は、本発明を実施するための実施の形態１に係る更新計画作成支援装置のフローチャートの一例である。以下では、更新計画作成支援装置１００を適用する設備を変圧器とし、変圧器で構成される電力システムを変電所として説明する。図３は、変圧器を有する変電所の一例を示す説明図である。図３に示すように、変電所は変圧器Ａ１−Ａ３を有し、変圧器Ａ１及び変圧器Ａ２では並列に稼働する並列冗長、変圧器Ａ１では代替可能な待機設備として変圧器Ａ３を有する多重冗長がなされている。
【００２６】
故障リスク算出部１０４は、例えば、故障情報記憶部１０１に記憶された変圧器の仕様に関する故障の起こりやすさを示す情報に基づいて、更新計画作成時からの経過年数に対する故障発生確率を算出する（ステップＳ１０１）。更新計画作成時からの経過年数に対する故障発生確率Ｆ（ｔ）は、例えば、式（１）に示すワイブル分布から求められる。
【００２７】
【数１】
2019186796.tif 000003
…（１）
【００２８】
ただし、ｍはワイブル係数、ηは尺度パラメータ、γは位置パラメータ、ｔは更新計画作成時からの経過年数である。
【００２９】
位置パラメータγは、例えば、更新計画作成時における変圧器の設置からの経過年数である。更新計画作成時における変圧器の設置からの経過年数を、例えば、変圧器Ａ１、Ａ２は１０年、変圧器Ａ３は３０年とする。図４は、式（１）より変圧器Ａ１−Ａ３の故障発生確率を求めた結果を示す関係図である。図４に示すように、更新計画作成時における設置からの経過年数に基づいて故障発生確率を算出した場合、設置からの経過年数が最も長い変圧器Ａ３の故障発生確率が各年度において最も大きく算出される。
【００３０】
故障リスク算出部１０４は、稼働情報取得部１０３で取得された変圧器の稼働状況を示す情報と、冗長化情報記憶部１０２に記憶された変圧器の冗長構成を示す情報とに基づいて、変圧器の故障が変電所に与える影響度を示す故障リスクを算出する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
稼働情報取得部１０３において、変圧器の稼働状況を示す情報として負荷率、定格出力を取得する。図５は、本発明を実施するための実施の形態１に係る更新計画作成支援装置の稼働情報取得部で取得した稼働状況を示す情報の一例を示す説明図である。図５に示すように、例えば、変圧器Ａ１−Ａ３の定格出力が５００ＭＷ、変圧器Ａ１、Ａ２の負荷率が５５％、変圧器Ａ３の負荷率が０％で取得されたとする。
【００３２】
故障リスク算出部１０４は、稼働情報取得部１０３で取得された変圧器の負荷率と、冗長化情報記憶部１０２に記憶された接続関係に関する情報を用いて、接続関係に起因する故障影響度係数を算出する。このとき、変圧器に対して、故障影響度係数Ｃ１ｎは、例えば、式（２）から求められる。
【００３３】
【数２】
2019186796.tif 000004
…（２）
【００３４】
ただし、ｎは変圧器号機番号、ｘは変圧器の負荷率、ｃ、ｄ、ｆ、ｇは係数とする。
【００３５】
ｃ、ｄ、ｆ、ｇの各係数は、変圧器の接続関係に関する情報として、冗長化情報記憶部１０２から取得される。ｃは、例えば、代替設備の変圧器Ａ３と接続された変圧器Ａ１より、代替設備をもたない変圧器Ａ２の方が大きい値をとるように設定される。
【００３６】
このように、故障影響度係数は、変圧器の接続関係に関する情報に基づいて、変圧器の故障が変電所に与える影響度を評価する。
【００３７】
故障リスク算出部１０４は、稼働情報取得部１０３で取得された定格出力及び負荷率と、冗長化情報記憶部１０２に記憶された変圧器の運用形態に関する情報に基づいて、運用形態に起因する機能支障リスク係数を算出する。機能支障リスク係数Ｃ２ｎは、例えば、式（３）及び式（４）から求められる。
【００３８】
【数３】
2019186796.tif 000005
…（３）
【数４】
2019186796.tif 000006
…（４）
【００３９】
ただし、ｎは変圧器号機番号、ｒは変圧器の定格出力、ｘは変圧器の負荷率、ｈ、ｊ、ｋは係数とする。ｈ、ｊ、ｋの各係数は、変圧器の冗長構成における運用形態に関する情報として、冗長化情報記憶部１０２から取得される。
【００４０】
ｈは、例えば、並列に稼働する変圧器の総出力に対する各変圧器の出力寄与率に依存するパラメータである。ｊは、例えば、並列に稼働する変圧器の総出力に対する各変圧器の故障発生時の出力支障量率に依存するパラメータである。ｋは、多重冗長がなされた変圧器が稼働設備と待機設備のいずれに属するかに依存するパラメータである。ｋは、例えば、待機設備の変圧器Ａ３より稼働設備の変圧器Ａ１、Ａ２の方が大きい値をとるように設定される。
【００４１】
このように、機能支障リスク係数は、変圧器の運用形態に関する情報に基づいて、変圧器の故障が変電所に与える影響度を評価する。
【００４２】
故障リスク算出部１０４は、更新計画作成時からの経過年数に対する故障発生確率、接続関係に起因する故障影響度係数、運用形態に起因する機能支障リスク係数に基づいて、変電所に対する変圧器の故障の影響度を示す故障リスクを算出する。更新計画作成時からの経過年数に対する故障リスクＲ（ｔ）は、例えば、故障発生確率Ｆ（ｔ）、故障影響度係数Ｃ１ｎ、機能支障リスク係数Ｃ２ｎの積として、式（５）から求められる。
【００４３】
【数５】
2019186796.tif 000007
…（５）
【００４４】
ただし、ｎは変圧器号機番号、ｔは更新計画作成時からの経過年数とする。
【００４５】
このように、冗長構成に関する情報に基づいて、更新計画作成時からの経過年数に対する故障リスクが算出される。図６は、式（５）より、変圧器Ａ１−Ａ３の経過年数に対する故障リスクを算出した結果を示す関係図である。ここで、更新が必要と判断される故障リスクの上限値をＲｍａｘとする。
【００４６】
図６に示すように、代替設備をもたない稼働設備である変圧器Ａ２が最も早く上限値Ｒｍａｘに達するように、故障リスクが算出される。また、待機設備である変圧器Ａ３が最も遅く上限値Ｒｍａｘに達するように算出される。このように、冗長構成に関する情報に基づいて、故障リスクを算出することによって、変圧器の故障が変電所に与える影響を適切に評価することが可能となる。
【００４７】
更新計画作成部１０５は、故障リスク算出部１０４で求めた故障リスクに基づいて、ユーザの考える優先度又は制約条件を満たす更新計画を作成する（ステップＳ１０３）。ユーザの考える優先度又は制約条件は、入力部１０６から入力を受け付ける。
【００４８】
故障リスクに基づいて更新計画を作成する方法の一例として、更新計画作成時からの経過年数に対する関数として算出された故障リスクの最大値を最小化する最適化手法について説明する。まず、更新計画作成部１０５は、更新時期の初期解を決定する。初期解は、例えば、変圧器メーカーが推奨する更新時期である。続いて、故障リスク算出部１０４で、初期解の更新時期に更新した場合における変圧器の経過年数に対する故障リスクを算出する。続いて、変圧器Ａ１−Ａ３のうち１台の初期解を１年前後にずらし、変圧器の経過年数に対する故障リスクを再度算出する。初期解から１年前後にずらした更新時期のうち、経過年数に対する故障リスクの最大値が最小となる更新時期を次の解として設定する。
【００４９】
変圧器の経過年数に対する故障リスクの最大値が、最小となる更新時期を次の解としながら、それ以上、故障リスクの最大値が小さくなる更新時期が見つからなくなったとき、又はユーザの指定する値となったときの解を最終解とすることで、変圧器の故障リスクの最大値が最小となる更新時期を求めることができる。このようにして、更新計画作成部１０５は、変圧器の更新計画を作成することが可能となる。
【００５０】
更新計画作成部１０５で作成した更新計画を、出力部１０７を介してユーザや他のシステムに対して出力する（ステップＳ１０４）。そして、更新計画作成支援装置１００の処理を終了する。
【００５１】
上述のとおり、本実施の形態に係る更新計画作成支援装置１００は、設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部１０１と、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部１０３と、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部１０２と、故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、故障発生確率、稼働状況を示す情報及び冗長構成を示す情報に基づいて、故障リスクを算出する故障リスク算出部１０４と、故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する更新計画作成部１０５とを備える。
【００５２】
また本実施の形態に係る更新計画作成支援方法は、設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、故障発生確率、稼働状況を示す情報及び冗長構成を示す情報に基づいて、故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップとを備える。
【００５３】
このような構成により、冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出し、設備の故障が電力システムに与える影響を適切に評価して、更新時期を決定することが可能となる。また、電力システムが有する設備の故障リスクを最小化した更新計画を作成することが可能となる。
【００５４】
なお、上述の説明では、更新計画作成支援装置１００を適用する対象設備を変圧器とし、設備で構成される電力システムを変電所としたが、適用する対象設備を複数の変電所における変圧器とし、電力システムを複数の変電所で形成される送電システムとしてもよい。
【００５５】
図７は、複数の変電所で構成される送電システムの一例を示す説明図である。図７に示す送電システムは、Ａ−Ｆの６つの変電所で構成され、変電所Ａから変電所Ｆに向かって送電されるとする。変電所Ａは変電所Ｂ、Ｃにそれぞれ接続され、変電所Ｂは変電所Ｄ、Ｆに、変電所Ｃは変電所Ｄ、Ｅにそれぞれ接続されている。また、変電所Ｄ及び変電所Ｅは変電所Ｆに接続されている。変電所Ａは変圧器Ａ１、Ａ２、Ａ３、変電所Ｂは変圧器Ｂ１、Ｂ２、変電所Ｃは変圧器Ｃ１、Ｃ２、変電所Ｄは変圧器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、変電所Ｅは変圧器Ｅ１、Ｅ２、変電所Ｆは変圧器Ｆ１、Ｆ２を有する。
【００５６】
故障リスク算出部１０４は、冗長化情報記憶部１０２に記憶された変電所の迂回ルートの接続関係に関する情報に基づいて故障リスクを算出する。
【００５７】
例えば、変電所の迂回ルート数ｗを用いて、式（２）に示した接続関係に起因する故障影響度係数Ｃ１ｎは、式（６）で表される。
【００５８】
【数６】
2019186796.tif 000008
…（６）
【００５９】
ただし、ｗは迂回ルート数、ｎは変圧器号機番号、ｘは変圧器の負荷率、ｃ、ｄ、ｆ、ｇは係数とする。
【００６０】
例えば、変電所Ｂが機能喪失に陥った場合でも、変電所Ａから変電所Ｃに送電する迂回ルートが存在するため、変電所Ｂの迂回ルート数ｗは１となる。同様に、変電所Ｃでは、変電所Ａから変電所Ｂに送電する迂回ルートが存在し、迂回ルート数ｗは１となる。
【００６１】
変電所Ｂが機能喪失に陥った場合、変電所Ａから変電所Ｃの迂回ルートを通り、変電所Ｄ、Ｅ、Ｆに送電することが可能である。一方、変電所Ｃが機能喪失に陥った場合、変電所Ａから変電所Ｂに送電する迂回ルートを通っても、変電所Ｅには送電できない。このため、接続関係に起因する故障影響度係数は、変電所Ｂにおける変圧器より変電所Ｃにおける変圧器が大きくなるように設定される。
【００６２】
このように、電力システムを複数の変電所で形成される送電システムとした場合、変電所の接続関係に関する情報に基づいて故障リスクを算出することで、変電所が機能喪失に陥った場合に送電システムに与える影響を適切に評価することが可能となる。
【００６３】
実施の形態２．
図８は、本発明を実施するための実施の形態２に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る更新計画作成支援装置１００は、実施の形態１の構成に劣化情報取得部１０８をさらに備える。
【００６４】
劣化情報取得部１０８は、更新計画作成支援装置１００を適用する設備に設置されたセンサ等から設備の劣化状況を示す情報を取得する。劣化状況を示す情報は、例えば、絶縁油中に溶解したガス量である。その他、運転時間、動作回数、温度、圧力、部分放電圧、損傷度合い等を劣化情報としてもよい。劣化情報は、センサから計測される計測値から所定の段階に分類されたレベル値等で表される。
【００６５】
故障リスク算出部１０４は、劣化情報取得部１０８で取得した設備の劣化情報に基づいて、故障発生確率を補正する。以下では、実施の形態１と同様に、更新計画作成支援装置１００を適用する対象設備を、変圧器として故障発生確率を補正する方法を説明する。
【００６６】
変圧器の劣化情報として、絶縁油中に溶解したガス量を計測する。図９は、本発明を実施するための実施の形態２に係る更新計画作成支援装置の劣化情報取得部の判定結果の一例を示す説明図である。図９に示すように、劣化情報取得部１０８は、例えば、計測結果に基づき、異常なし、要注意１、要注意２、異常の４段階の判定結果に分類し、判定結果と対応した係数を付与する。このとき、故障リスク算出部１０４は、劣化情報取得部１０８で判定結果に基づいて、式（１）で示した故障発生確率Ｆ（ｔ）を式（７）から故障発生確率Ｆ’（ｔ）に補正することができる。
【００６７】
【数７】
2019186796.tif 000009
…（７）
【００６８】
ただし、ａは劣化情報として取得したパラメータに依存する係数、ｔは更新計画作成時からの経過年数である。
【００６９】
その他にも、劣化情報であるガス量から故障発生確率を補正する方法として、経過年数に対するガス量の予測値を用いてもよい。例えば、ガス量の計測値と経過年数に対するガス量の予測値とに基づいて算出された経過年数が、変圧器の設置からの経過年数よりｂ年進んでいるとする。このとき、故障リスク算出部１０４は、γ＝ｂとして、故障発生確率を式（８）から故障発生確率Ｆ’（ｔ）に補正することができる。
【００７０】
【数８】
2019186796.tif 000010
…（８）
【００７１】
ただし、ｍはワイブル係数、ηは尺度パラメータ、ｔは更新計画作成時からの経過年数である。
【００７２】
このような構成においても、実施の形態１と同様に、冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することができる。さらに本実施の形態では、劣化情報取得部１０８を備えることで、設備の劣化度合いに応じて、故障の起こりやすさを算出することができ、設備の更新時期をより適切な時期に決定することが可能となる。
【００７３】
実施の形態３．
図１０は、本発明を実施するための実施の形態３に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、実施の形態１の構成に運用計画記憶部１０９をさらに備え、設備の稼働状況及び冗長構成が変更されることを考慮して更新計画を作成する。
【００７４】
運用計画記憶部１０９は、更新計画作成支援装置１００を適用する設備の運用計画を記憶しており、例えば、出力計画に関する情報と、冗長化計画に関する情報とを記憶する。
【００７５】
出力計画に関する情報は、例えば、更新計画作成支援装置１００の適用期間において想定される負荷率を年度ごと示した計画負荷率である。
【００７６】
冗長化計画に関する情報は、更新計画作成支援装置１００の適用期間において、設備の冗長構成を変更する計画を示す。例えば、並列冗長において、並列に稼働する設備の総出力に対する各設備の出力寄与率を年度ごとに示した計画出力寄与率、並列に稼働する設備の総出力に対する各設備の故障発生時の出力支障量率を年度ごとに示した計画出力支障量率である。また、多重冗長において、設備が稼働設備と待機設備のいずれとしての稼働を予定しているか、稼働設備から待機設備又は待機設備から稼働設備への変更時期である。
【００７７】
図１１は、本発明を実施するための実施の形態３に係る更新計画作成支援装置のフローチャートの一例である。以下、実施の形態１と同様に、図３に示す変圧器Ａ１−Ａ３を例に説明する。変圧器Ａ１、Ａ２は稼働設備であり、変圧器Ａ３は、例えば３９年目に待機設備から稼働設備になり、変圧器Ａ１、Ａ２と並列に稼働されるように計画されていると規定する。
【００７８】
故障リスク算出部１０４は、故障情報記憶部１０１に記憶された変圧器の仕様に関する情報を用いて、故障発生確率を算出する（ステップＳ１１１）。詳細な動作は、実施の形態１のステップＳ１０１と同様である。
【００７９】
故障リスク算出部１０４は、運用計画記憶部１０９に記憶された出力計画及び冗長化計画に関する情報を用いて、故障リスクを算出する（ステップＳ１１２）。
【００８０】
故障リスク算出部１０４は、運用計画記憶部１０９に記憶された出力計画に関する情報として計画負荷率を取得する。図１２は、変圧器Ａ１−Ａ３の経過年数に対する計画負荷率を示す関係図である。このとき、計画負荷率に基づく変圧器の接続関係に起因する故障影響度係数Ｃ’１ｎは、例えば、式（９）から求められる。
【００８１】
【数９】
2019186796.tif 000011
…（９）
【００８２】
ただし、ｎは変圧器号機番号、ｘ’は計画負荷率、ｃ、ｄ、ｆ、ｇは係数とする。
【００８３】
故障リスク算出部１０４は、運用計画記憶部１０９に記憶された冗長化計画に関する情報を取得する。冗長化計画に関する情報に基づく運用形態に起因する機能支障リスク係数Ｃ’２ｎは、式（１０）、式（１１）から求められる。
【００８４】
【数１０】
2019186796.tif 000012
…（１０）
【数１１】
2019186796.tif 000013
…（１１）
【００８５】
ただし、ｎは変圧器号機番号、ｒは変圧器の定格出力である。ｘ’は変圧器の計画負荷率、ｈ’、ｊ’、ｋ’は係数である。
【００８６】
ｈ’、ｊ’、ｋ’の各係数は、運用計画記憶部１０９に記憶された変圧器の冗長化計画に対応して決定される。ｈ’は、並列に稼働する変圧器の総出力に対する各変圧器の計画出力寄与率に依存するパラメータである。ｊ’は、並列に稼働する変圧器の総出力に対する各変圧器の故障発生時における計画出力支障量率に依存するパラメータである。ｋ’は、多重冗長がなされた変圧器が稼働設備と待機設備のいずれに属する計画かに依存するパラメータである。
【００８７】
運用計画記憶部１０９に記憶された運用計画に基づく、更新計画作成時からの経過年数に対する故障リスクＲ’（ｔ）は、故障発生確率Ｆ（ｔ）と、故障影響度係数Ｃ’１ｎと、機能支障リスク係数Ｃ’２ｎの積として、式（１２）から求められる。
【００８８】
【数１２】
2019186796.tif 000014
…（１２）
【００８９】
ただし、ｎは変圧器号機番号、ｔは更新計画作成時からの経過年数である。
【００９０】
このように、出力計画及び冗長化計画に関する情報を用いて、更新計画作成時からの経過年数に対する故障リスクが算出される。図１３は、式（１２）より変圧器Ａ１−Ａ３の経過年数に対する故障リスクを算出した結果を示す関係図である。図１３に示すように、変圧器Ａ３は、待機設備から稼働設備に切り替わる３９年目以降において、故障リスクが増大するように算出される。このように、出力計画及び冗長化計画に関する情報を用いることで、設備の稼働状況及び冗長構成が変更されることを評価して、故障リスクを算出することが可能となる。
【００９１】
更新計画作成部１０５は、故障リスク算出部１０４で求めた故障リスクに基づいて、更新計画を作成する（ステップＳ１１３）。更新計画作成部１０５で作成した更新計画を、出力部１０７を介してユーザや他のシステムに対して出力する（ステップＳ１１４）。そして、更新計画作成支援装置１００の処理を終了する。詳細な動作は、実施の形態１のステップＳ１０３、Ｓ１０４と同様である。
【００９２】
このような構成においても、実施の形態１と同様に、冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することができる。さらに、本実施の形態では、運用計画記憶部１０９を備えることで、設備の稼働状況及び冗長構成が変更されることを評価して故障リスクを算出することができ、より適切に設備の更新時期を決定することが可能となる。
【００９３】
実施の形態４．
図１４は、本発明を実施するための実施の形態４に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る更新計画作成支援装置１００は、実施の形態３の構成に運用計画変更提案部１１０をさらに備える。
【００９４】
運用計画変更提案部１１０は、更新計画作成部１０５において、運用計画記憶部１０９に記憶された計画では、優先度又は制約条件を満たす更新計画が作成できない場合に、運用計画の変更案を作成する。
【００９５】
例えば、更新計画作成部１０５において、更新計画作成時からの経過年数に対する故障リスクの最大値が所定の上限値以下であるという制約条件を満たす解が算出されなかったとする。このとき、運用計画変更提案部１１０は、運用計画記憶部１０９に記憶された運用計画の変更案を作成する。例えば、運用計画記憶部１０９に記憶された変圧器の計画負荷率を変化させる。また、待機設備を稼働設備に変更したり、稼働設備を待機設備に変更したりという運用形態の変更を伴いながら、変圧器の計画負荷率を変化させる。
【００９６】
このような構成においても、実施の形態１と同様に、冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することができる。さらに、本実施の形態では、運用計画記憶部１０９、運用計画変更提案部１１０を備えることで運用計画記憶部１０９に記憶された運用計画を運用計画変更提案部１１０で変更することができる。これにより、ユーザの考える優先度や制約条件を満たすように、運用計画を変更して適切に更新計画を作成することが可能となる。
【００９７】
実施の形態５．
図１５は、本発明を実施するための実施の形態５に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る更新計画作成支援装置１００は、実施の形態１の構成に費用情報記憶部１１１をさらに備える。
【００９８】
費用情報記憶部１１１は、設備の維持管理に必要な費用に関する情報として、例えば、設備の更新に必要な更新費用を記憶する。設備の維持に必要な費用に関する情報は、設備の購入費用、点検費用、修理費用、運転費用、交換費用、工事費用、故障発生時に生じた機能低下に伴う補償費用又は機能低下分を補てんするための追加費用、代替品のレンタル費用、予備部品等の購入費用、故障に備えて待機している保守人員の契約費用等でもよい。
【００９９】
また、費用情報記憶部１１１は、設備の維持管理に必要な費用に関する情報として、冗長構成の維持に必要な費用を記憶するとさらに好ましい。冗長構成の維持に必要な費用は、例えば、待機設備の更新費用、待機設備の固定資産額、稼働設備のみで運用したと仮定した場合からの増加費用である。
【０１００】
更新計画作成部１０５は、故障リスク算出部１０４で算出された故障リスクと、費用情報記憶部１１１に記憶された費用情報とに基づいて、ユーザの考える優先度又は制約条件を満たす更新計画を作成する。
【０１０１】
このような構成においても、実施の形態１と同様に冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することができる。さらに本実施の形態では、費用情報記憶部１１１を備えることにより、設備の更新費用と故障リスクの両方を考慮した更新計画を作成することが可能となる。
【０１０２】
実施の形態６．
図１６は、本発明を実施するための実施の形態６に係る更新計画作成支援装置の概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る更新計画作成支援装置１００は、実施の形態１の構成に設備区割り情報記憶部１１２をさらに備える。
【０１０３】
設備区割り情報記憶部１１２は、設備区割りに関する情報を記憶しており、例えば、電力システムを構成する複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用に関する情報を記憶する。複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用に関する情報は、製造番号、固有ＩＤ等の設備を特定する情報との組み合わせで表されてもよい。
【０１０４】
複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用に関する情報は、例えば、設備の輸送費用の削減額、更新にかかる人件費の削減額等である。その他の情報として、設備の停止期間中の機能低下に伴う補償費用や機能低下分を補てんするための追加費用削減額、設備の更新作業の立案、遂行、報告、確認等に伴う事務手続き費用削減額、設備の更新工事に関する情報開示等に要する人件費、事務費削減額等でもよい。
【０１０５】
図１７は、本発明を実施するための実施の形態６に係る更新計画作成支援装置のフローチャートの一例である。故障リスク算出部１０４は、故障情報記憶部１０１に記憶された設備仕様に関する情報に基づき、故障発生確率を算出する（ステップＳ１２１）。故障リスク算出部１０４は、稼働情報取得部１０３に記憶された設備の稼働状況を示す情報及び冗長化情報記憶部１０２に記憶された設備の冗長構成を示す情報を用いて、故障リスクを算出する（ステップＳ１２２）。詳細な動作は、実施の形態１のステップＳ１０１、Ｓ１０２と同様である。
【０１０６】
更新計画作成部１０５は、故障リスク算出部１０４で求めた故障リスクと、設備区割り情報記憶部１１２に記憶された複数の設備を同時期に更新することで削減可能なコストとを評価して、ユーザの考える優先度又は制約条件を満たす更新計画を作成する（ステップＳ１２３）。
【０１０７】
更新計画を作成する方法の一例として、更新計画作成時からの経過年数に対する関数として算出された故障リスクの最大値を所定の上限値以下にすることと、更新計画作成支援装置１００の適用期間における更新費用の総額を最小化することの２つを同時に満たすことを制約条件として設定している場合の最適化手法について説明する。
【０１０８】
初期解は、例えば、設備のメーカーが推奨する更新時期である。この初期解に対して、更新時期が近接する設備のうち一方の設備の更新時期を、他方の設備の更新時期にずらした場合の設備の故障リスクと更新費用を再計算し、故障リスクの最大値が上限値を超えず、更新費用の総額が最小となる解を次の解に設定する。
【０１０９】
続いて、設備の故障リスクの最大値が上限値を超えず、更新費用の総額が最小となる解を次の解としながら、それ以上、更新費用の総額が小さくなる解が見つからなくなったとき又はユーザの指定する値となったときの解を最終解とする。このようにして、更新時期を決定し、更新計画を作成する。
【０１１０】
更新計画変更案を、出力部１０７を介してユーザや他のシステムに対して出力する（ステップＳ１２４）。そして、更新計画作成支援装置１００の処理を終了する。
【０１１１】
このような構成においても、実施の形態１と同様に冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することができる。さらに本実施の形態では、設備区割り情報記憶部１１２を備えることで、複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用を評価して、設備の更新時期を適切に決定することが可能となる。
【０１１２】
なお、本実施の形態において、運用計画記憶部１０９及び運用計画変更提案部１１０をさらに備えてもよい。運用計画記憶部１０９、運用計画変更提案部１１０は、実施の形態３及び実施の形態４に示した構成と同様である。運用計画変更提案部１１０は、設備区割り情報記憶部１１２に記憶された情報に基づいて、運用計画の変更を提案する。
【０１１３】
一例として、更新計画作成支援装置１００を適用する対象設備を、図７に示す送電システムにおける変電所として、上述したステップＳ１２１からステップＳ１２３を実行し、更新計画を作成したとする。ここで、設備区割り情報記憶部１１２において、変電所Ｄと変電所Ｅは同時期に更新すると更新費用が削減可能と定義されているとする。このとき、運用計画変更提案部１１０は、変電所Ｄの故障リスクが高くなる更新時期に変電所Ｅの故障リスクも同時期に高くなるように、運用計画を変更する。
【０１１４】
また、変電所Ｄ、Ｅを同時に更新した場合は、変電所Ｂは変電所Ｆに送電するための迂回ルートがなくなるため、故障リスクが相対的に大きくなるように算出される。このとき、変電所Ｄ、Ｅの更新時期の変電所Ｂの故障リスクが設定された上限値を超えないように、変電所Ｄ、Ｅの更新時期より前に変電所Ｂが更新時期を迎えるように、運用計画を変更する。
【０１１５】
このように、運用計画記憶部１０９、運用計画変更提案部１１０及び設備区割り情報記憶部１１２を備えることで、複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用を考慮して、運用計画を作成することができる。これにより、故障リスクを所定の上限値以下としながら、更新費用を削減することが可能となる。
【０１１６】
なお、実施の形態１から６において、更新計画作成部１０５における更新計画作成時において、ユーザの考える優先度を入力せずに、更新計画作成部１０５に複数の優先度を予め設定しておき、優先度に対応した更新計画を複数作成してもよい。このとき、作成された更新計画は、複数の更新計画を比較可能な形で出力し、出力結果に対するユーザや他のシステムの諾否を、入力部１０６から入力されるようにしてもよい。
【０１１７】
このような構成により、ユーザが優先度を入力しなくても、更新計画作成支援装置１００に予め設定された複数の優先度に基づく更新計画の中からユーザにとって好適な更新計画を選択することができる。
【０１１８】
実施の形態７．
本発明を実施するための実施の形態７に係る更新計画作成支援システム１０００について説明する。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る更新計画作成支援システム１０００は、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の更新計画の作成を行う実施の形態１から６のいずれかの更新計画作成支援装置１００と、設備の稼働状況を示す情報を収集して監視する監視装置２００とを備える。更新計画作成支援装置１００と監視装置２００とは、有線回線又は無線回線のネットワークによって相互に通信可能となっている。
【０１１９】
図１８は、本発明を実施するための実施の形態７に係る更新計画作成支援システムを示す概略構成図である。図１８（ａ）は、監視装置が発電所や変電所等の電力システムに設置された例を示す概略構成図である。図１８（ｂ）は、監視装置が電力システムの設備を遠隔に制御する制御指令所内に設置された例を示す概略構成図である。図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、監視装置２００は、例えば発電所や変電所等の電力システム１０ａ内、又は電力システム１０ａ、１０ｂ（以下、電力システム１０と総称する）の各設備を遠隔に制御する制御指令所２０内に設置される。監視装置２００は、電力システム１０又は電力システム１０の各設備と、通信ケーブル等を解する有線回線又は狭帯域無線等を介する無線回線の広域ネットワーク（ＮＷ）又はローカルエリアネットワークによって相互に通信可能に接続されている。ここで図１８（ｂ）では、２つの電力システム１０ａ、１０ｂが接続された例を示したが、さらに複数の電力システムが接続されていてもよい。
【０１２０】
図１９は、本発明を実施するための実施の形態７に係る更新計画作成支援システムを示す概略構成図である。図１９に示すように、監視装置２００は、設備の稼働状況を示す情報を収集する稼働情報収集部２０１を備え、収集した稼働状況を示す情報を更新計画作成支援装置１００に送信する。監視装置２００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるネットワークに接続されたサーバ、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。
【０１２１】
更新計画作成支援装置１００は、監視装置２００から送信された設備の稼働状況を示す情報を稼働情報取得部１０３で取得する。そして、更新計画作成支援装置１００は、故障リスク算出部１０４で、故障情報記憶部１０１に記憶された設備の故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、算出された故障発生確率と、冗長化情報記憶部１０２に記憶された設備の冗長構成を示す情報と、稼働情報取得部１０３で取得された設備の稼働状況を示す情報とに基づいて故障リスクを算出する。さらに、更新計画作成部１０５で故障リスクに基づいて各設備の更新計画を作成する。
【０１２２】
上述のとおり、本実施の形態に係る更新計画作成支援システム１０００は、冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することにより、設備の故障が電力システム１０に与える影響を適切に評価して、更新時期を決定することが可能となる。また、電力システム１０内又は電力システム１０の各設備を遠隔に制御する制御指令所２０内に設けられた監視装置２００が設備の稼働状況を示す情報を収集し、更新計画作成支援装置１００に送信する構成とすることで、最新の設備の稼働状況を示す情報を用いて更新計画を作成することができ、より適切な更新時期を決定することが可能となる。
【０１２３】
なお、監視装置２００は、稼働情報収集部２０１に加えて劣化情報収集部２０２をさらに備えると好ましい。図２０は、本発明を実施するための実施の形態７に係る更新計画作成支援システムを示す概略構成図である。監視装置２００の劣化情報収集部２０２は、更新計画作成支援システム１０００を適用する対象の各設備に設置されたセンサから設備の劣化状況を示す情報を収集し、更新計画作成支援装置１００の劣化情報取得部１０８に送信する。更新計画作成支援装置１００は、劣化情報取得部１０８で取得した劣化状況を示す情報に基づいて故障リスクを算出し、更新計画を作成する。
【０１２４】
このように、監視装置２００で設備の劣化情報を収集し、更新計画作成支援装置１００に送信することで、最新の設備の劣化状況を示す情報を用いて更新計画を作成することができ、より適切な更新時期を決定することが可能となる。
【０１２５】
また、監視装置２００は、更新計画作成支援装置１００が作成した更新計画を受信する更新計画受信部２０３をさらに備えると好ましい。図２１は、本発明を実施するための実施の形態７に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。監視装置２００は、表示部等を設けて、更新計画受信部２０３で受信した更新計画を表示し、電力システム１０内の作業者又は制御指令所２０の管理者に通知する。
【０１２６】
このように、更新計画作成支援装置１００が作成した更新計画を監視装置２００が受信することで、監視装置２００が設けられた電力システム１０内の作業者又は電力システム１０を制御する制御指令所２０の管理者が更新計画を速やかに確認することができるため、設備の更新計画を効率的に実施することが可能となる。
【０１２７】
実施の形態８．
図２２は、本発明を実施するための実施の形態８に係る更新計画作成支援システムの概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態に係る更新計画作成支援システム１０００は、実施の形態７の監視装置２００に、電力システムを構成する設備に発生した異常又は異常の予兆を検知する異常検知部２０４をさらに備える。また、更新計画作成支援システム１０００は、実施の形態１から７のいずれかの更新計画作成支援装置１００に、監視装置２００の異常検知部２０４から送信された異常検知情報を故障の起こりやすさを示す情報及び冗長構成を示す情報の少なくともいずれかとして取得する異常情報取得部１１３をさらに備える。
【０１２８】
監視装置２００の異常検知部２０４は、電力システムから異常又は異常の予兆につながる情報を収集し、電力システムを構成する設備に異常又は異常の予兆が発生していないか検知する。電力システムを構成する設備に発生した異常又は異常の予兆を検知する方法として、例えば、電力システムを構成する設備で発生している障害の種別を示すエラーコードを収集する。その他、稼働情報収集部２０１が収集した電力システム及び電力システムを構成する設備の稼働状況を示す情報及び設備に設けられたセンサ等の計測値から診断する方法等で実現できる。
【０１２９】
異常検知部２０４は、設備の異常又は異常の予兆を検知した場合、異常検知情報を作成する。異常検知情報は、例えば異常検知日時と異常を検知した設備に関する情報、異常検知内容を示す情報である。異常を検知した設備に関する情報は、電力システムの設備を特定できる情報であればよく、例えば各設備に割り当てられたＩＤ情報、各設備の型式番号又は製造番号、ＩＤ情報と型式又は製造番号を組み合わせたものである。また異常検知内容を示す情報は、各設備の異常の内容を特定できる情報であればよく、例えばエラーコードや設備の稼働又は待機のいずれかを示す状態コード、異常事象の名称である。
【０１３０】
また異常検知情報は、その他にも設備における異常発生時刻や電力システム及び設備の稼働状況、再起動や解列等の異常を解消するために設備がとった手段、冗長構成の変更の有無等の情報が含まれていてもよい。
【０１３１】
更新計画作成支援装置１００の異常情報取得部１１３は、監視装置２００から送信された異常検知情報を設備の故障の起こりやすさを示す情報及び設備の冗長構成を示す情報の少なくともいずれかとして取得し、故障情報記憶部１０１及び冗長化情報記憶部１０２にそれぞれ記憶させる。
【０１３２】
異常情報取得部１１３で取得される故障の起こりやすさを示す情報は、例えば異常検知日時、異常検知対象設備に関する情報及び異常検知内容を示す情報である。異常情報取得部１１３で取得される設備の冗長構成を示す情報は、例えば冗長構成の変更の有無である。
【０１３３】
冗長構成を示す情報は、異常が検知された設備に関する情報と、異常検知内容を示す情報から設備の稼働状況を推定して冗長構成の変更の有無を判断してもよい。また監視装置２００の稼働情報収集部２０１で収集され、更新計画作成支援装置１００の稼働情報取得部１０３で取得された電力システム及び設備の稼働状況から冗長構成の変更の有無を判断してもよい。
【０１３４】
次に、更新計画作成支援システム１０００の処理手順の一例を説明する。図２３は、本発明を実施するための実施の形態８に係る更新計画作成支援システムのフローチャートの一例である。監視装置２００の異常検知部２０４は、電力システムを構成する設備に異常又は異常の予兆が検知された場合、異常検知情報を作成する（ステップＳ２０１）。監視装置２００は、異常検知部２０４で作成された異常検知情報を更新計画作成支援装置１００に送信する（ステップＳ２０２）。更新計画作成支援装置１００は、送信された異常検知情報を異常情報取得部１１３で取得する（ステップＳ２０３）。異常情報取得部１１３は、異常検知情報を故障の起こりやすさを示す情報及び冗長構成を示す情報として、それぞれ故障情報記憶部１０１及び冗長化情報記憶部１０２に記憶させる（ステップＳ２０４）。
【０１３５】
そして更新計画作成支援装置１００は、故障の起こりやすさを示す情報を用いて故障発生確率を算出する。また、算出された故障発生確率、冗長構成を示す情報及び稼働状況を示す情報を用いて故障リスクを算出する。また故障リスクに基づいて更新計画を作成する。詳細な動作は、実施の形態１のステップＳ１０１−Ｓ１０４と同様である。
【０１３６】
上述のとおり、本実施の形態に係る更新計画作成支援システム１０００は、冗長構成に関する情報に基づいて故障リスクを算出することにより、設備の故障が電力システムに与える影響を適切に評価して、更新時期を決定することが可能となる。さらに、本実施の形態では、監視装置２００の異常検知部２０４で異常又は異常の予兆を検知して異常検知情報を作成し、更新計画作成支援装置１００の異常情報取得部１１３が異常検知情報を故障の起こりやすさを示す情報又は稼働状況を示す情報の少なくともいずれかとして取得する。これにより、故障情報記憶部１０１及び冗長化情報記憶部１０２にユーザが入力部１０６から入力して記憶させる手間を省き、更新計画を作成する作業を効率化させる事ができる。また突発的な異常によって一時的に冗長構成が変わっても故障リスクを適切に評価することができる。
【０１３７】
なお、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態１から８は開示されている複数の構成要素の適宜組み合わせてもよい。
【０１３８】
また、実施の形態１から８において、更新計画作成支援装置１００及び更新計画作成支援システム１０００を適用する対象設備を、変圧器又は変電所、対象設備で構成される電力システムを変電所又は送電システムを例に説明したが、対象設備を、発電プラントを構成する設備とし、電力システムを発電システムとしてもよい。発電プラントを構成する設備は、例えば、燃料タンク、ボイラ、タービン、発電機、変圧器である。このような構成でも、発電プラントにおける設備の冗長構成に関する情報に基づいて、故障リスクを算出することができ、発電システムに対する設備の故障の影響を適切に評価した更新計画を作成することが可能となる。
【符号の説明】
【０１３９】
１００  更新計画作成支援装置、１０１  故障情報記憶部、１０２  冗長化情報記憶部、１０３  稼働情報取得部、１０４  故障リスク算出部、１０５  更新計画作成部、１０６  入力部、１０７  出力部、１０８  劣化情報取得部、１０９  運用計画記憶部、１１０  運用計画変更提案部、１１１  費用情報記憶部、１１２  設備区割り情報記憶部、１１３  異常情報取得部、２００  監視装置、２０１  稼働情報収集部、２０２  劣化情報収集部、２０３  更新計画受信部、２０４  異常検知部、１０００  更新計画作成支援システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月27日(2018.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成部と
を備えることを特徴とする更新計画作成支援装置。
【請求項２】
前記冗長構成を示す情報が、前記設備が稼働設備と待機設備のいずれに属するかの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項３】
前記冗長構成を示す情報が、並列に稼働する設備の総出力に対する前記設備の出力寄与率及び並列に稼働する設備の総出力に対する前記設備の故障発生時の出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項４】
前記設備の劣化状況を示す情報を取得する劣化情報取得部を備え、前記故障リスク算出部は、前記劣化状況を示す情報に基づいて前記故障リスクを算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項５】
前記設備の出力計画に関する情報及び冗長化計画に関する情報を記憶する運用計画記憶部を備え、前記故障リスク算出部は、前記出力計画及び前記冗長化計画に基づいて前記故障リスクを算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項６】
前記出力計画及び前記冗長化計画の変更案を作成する運用計画変更提案部を備えることを特徴とする請求項５に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項７】
前記設備の維持管理に必要な費用に関する情報を記憶する費用情報記憶部を備え、前記更新計画作成部は、前記故障リスクと前記設備の維持管理に必要な費用に関する情報に基づいて前記設備の前記更新計画を作成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項８】
前記電力システムを構成する複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用に関する情報を記憶する設備区割り情報記憶部を備え、前記更新計画作成部は、前記削減可能な費用に関する情報に基づいて前記更新計画を作成することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項９】
前記電力システムを構成する前記冗長構成がなされた前記設備の前記更新計画の作成を行う請求項１から８のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置と、
前記更新計画作成支援装置と通信可能に接続され、前記稼働状況を示す情報を収集する監視装置と
を備えることを特徴とする更新計画作成支援システム。
【請求項１０】
前記監視装置は、前記更新計画作成部が作成した前記更新計画を受信する更新計画受信部を備えることを特徴とする請求項９に記載の更新計画作成支援システム。
【請求項１１】
前記監視装置は、前記設備の異常を検知して異常検知情報を作成する異常検知部を備え、前記更新計画作成支援装置は、前記監視装置で作成された前記異常検知情報を、前記故障の起こりやすさを示す情報及び前記冗長構成を示す情報の少なくともいずれかとして取得する異常情報取得部を備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の更新計画作成支援システム。
【請求項１２】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップと
を備えることを特徴とする更新計画作成支援方法。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月30日(2019.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成部と
を備え、
前記冗長構成を示す情報が、前記設備が稼働設備と待機設備のいずれに属するかの情報を含み、前記故障リスク算出部は、前記故障発生確率に、前記設備が前記待機設備であるより前記稼働設備である方が大きくなるように設定された値を加算または乗算して前記故障リスクを算出することを特徴とする更新計画作成支援装置。
【請求項２】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成部と
を備え、
前記冗長構成を示す情報が、並列に稼働する設備の総出力に対する前記設備の出力寄与率及び並列に稼働する設備の総出力に対する前記設備の故障発生時の出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つを含み、前記故障リスク算出部は、前記故障発生確率に、前記出力寄与率及び前記出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つをパラメータとして設定された値を加算または乗算して前記故障リスクを算出することを特徴とする更新計画作成支援装置。
【請求項３】
前記設備の劣化状況を示す情報を取得する劣化情報取得部を備え、前記故障リスク算出部は、前記劣化状況を示す情報に基づいて前記故障リスクを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項４】
前記設備の出力計画に関する情報及び冗長化計画に関する情報を記憶する運用計画記憶部を備え、前記故障リスク算出部は、前記出力計画及び前記冗長化計画に基づいて前記故障リスクを算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項５】
前記出力計画及び前記冗長化計画の変更案を作成する運用計画変更提案部を備えることを特徴とする請求項４に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項６】
前記設備の維持管理に必要な費用に関する情報を記憶する費用情報記憶部を備え、前記更新計画作成部は、前記故障リスクと前記設備の維持管理に必要な費用に関する情報に基づいて前記設備の前記更新計画を作成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置。
【請求項７】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成部と
を備え、
前記電力システムを構成する複数の設備を同時期に更新することで削減可能な費用に関する情報を記憶する設備区割り情報記憶部を備え、前記更新計画作成部は、前記削減可能な費用に関する情報に基づいて前記更新計画を作成することを特徴とする更新計画作成支援装置。
【請求項８】
前記電力システムを構成する前記冗長構成がなされた前記設備の前記更新計画の作成を行う請求項１から７のいずれか一項に記載の更新計画作成支援装置と、
前記更新計画作成支援装置と通信可能に接続され、前記稼働状況を示す情報を収集する監視装置と
を備えることを特徴とする更新計画作成支援システム。
【請求項９】
前記監視装置は、前記更新計画作成部が作成した前記更新計画を受信する更新計画受信部を備えることを特徴とする請求項８に記載の更新計画作成支援システム。
【請求項１０】
前記監視装置は、前記設備の異常を検知して異常検知情報を作成する異常検知部を備え、前記更新計画作成支援装置は、前記監視装置で作成された前記異常検知情報を、前記故障の起こりやすさを示す情報及び前記冗長構成を示す情報の少なくともいずれかとして取得する異常情報取得部を備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の更新計画作成支援システム。
【請求項１１】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップと
を備え、
前記冗長構成を示す情報が、前記設備が稼働設備と待機設備のいずれに属するかの情報を含み、前記故障リスク算出ステップは、前記故障発生確率に、前記設備が前記待機設備であるより前記稼働設備である方が大きくなるように設定された値を加算または乗算して前記故障リスクを算出することを特徴とする更新計画作成支援方法。
【請求項１２】
電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、
前記設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、
前記設備の前記冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、
前記故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、前記故障発生確率、前記稼働状況を示す情報及び前記冗長構成を示す情報に基づいて、前記電力システムに対する前記設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、
前記故障リスクに基づいて前記設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップと
を備え、
前記冗長構成を示す情報が、並列に稼働する設備の総出力に対する前記設備の出力寄与率及び並列に稼働する設備の総出力に対する前記設備の故障発生時の出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つを含み、前記故障リスク算出ステップは、前記故障発生確率に、前記出力寄与率及び前記出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つをパラメータとして設定された値を加算または乗算して前記故障リスクを算出することを特徴とする更新計画作成支援方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る更新計画作成支援装置は、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶部と、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得部と、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶部と、故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、故障発生確率、稼働状況を示す情報及び冗長構成を示す情報に基づいて、電力システムに対する設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出部と、故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する更新計画作成部とを備え、冗長構成を示す情報が、設備が稼働設備と待機設備のいずれに属するかの情報を含み、故障リスク算出部は、故障発生確率に、設備が待機設備であるより稼働設備である方が大きくなるように設定された値を加算または乗算して故障リスクを算出する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また本発明に係る更新計画作成支援方法は、電力システムを構成する冗長構成がなされた設備の故障の起こりやすさを示す情報を記憶する故障情報記憶ステップと、設備の稼働状況を示す情報を取得する稼働情報取得ステップと、設備の冗長構成を示す情報を記憶する冗長化情報記憶ステップと、故障の起こりやすさを示す情報に基づいて故障発生確率を算出し、故障発生確率、稼働状況を示す情報及び冗長構成を示す情報に基づいて、電力システムに対する設備の故障の影響度を示す故障リスクを算出する故障リスク算出ステップと、故障リスクに基づいて設備の更新計画を作成する更新計画作成ステップとを備え、冗長構成を示す情報が、並列に稼働する設備の総出力に対する設備の出力寄与率及び並列に稼働する設備の総出力に対する設備の故障発生時の出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つを含み、故障リスク算出ステップは、故障発生確率に、出力寄与率及び出力支障量率の情報の少なくともいずれか一つをパラメータとして設定された値を加算または乗算して故障リスクを算出する。
【国際調査報告】
2019186796.tif 000038
2019186796.tif 000039
2019186796.tif 000040
2019186796.tif 000041