(57)【要約】      （修正有）【課題】原動機の燃料消費量を低減するとともに、オーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制することができるエネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステム、エネルギーマネジメント方法、及びプログラム提供する。【解決手段】エネルギーマネジメント装置１０は、船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得部１５Ａと、前記状態情報に基づいて、運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部１５Ｃと、前記予測燃料消費量と、主機及び主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択部１５Ｄと、を備える。【選択図】図３
2018176901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備える船舶において、前記主機、前記推進電動機、及び複数の前記主発電機のうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント装置であって、
前記船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得部と、
前記状態情報に基づいて、前記運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部と、
前記予測燃料消費量と、前記主機及び前記主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択部と、
を備えるエネルギーマネジメント装置。
【請求項２】
前記候補選択部は、前記運転パターンを複数選択した場合、運転させる前記主機及び前記主発電機の前記運転時間が最も小さくなる運転パターンを推奨運転パターンとして選択する、
請求項１に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項３】
前記主発電機から前記船舶内に設けられた複数の負荷に供給される電力のうち、予め設定された削減負荷電力以内の電力を削減することにより、前記候補選択部が選択した運転パターンよりも前記予測燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能となる場合、前記負荷に供給される電力の削減を提案する削減提案部を更に備える、
請求項１または２に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項４】
前記削減提案部は、前記負荷の優先順位に基づいて、前記電力が供給されている前記負荷のうち、電力供給を遮断する負荷を少なくとも一つ以上提案する、
請求項３に記載のエネルギーマネジメント装置。
【請求項５】
船舶の推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、
前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機と、
請求項１から４の何れか一項に記載のエネルギーマネジメント装置と、
を備えるエネルギーマネジメントシステム。
【請求項６】
推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備える船舶において、前記主機、前記推進電動機、及び複数の前記主発電機のうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント方法であって、
前記船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得ステップと、
前記状態情報に基づいて、前記運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する燃料消費計算ステップと、
前記予測燃料消費量と、前記主機及び前記主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択ステップと、
を備えるエネルギーマネジメント方法。
【請求項７】
推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備える船舶において、前記主機、前記推進電動機、及び複数の前記主発電機のうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得ステップと、
前記状態情報に基づいて、前記運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する燃料消費計算ステップと、
前記予測燃料消費量と、前記主機及び前記主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステム、エネルギーマネジメント方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶、車両等の移動体は、移動体の推進エネルギー、または、移動体の電気機器（負荷）で消費される電力に変換されるエネルギーを出力する原動機を備えている。このような移動体では、環境的、コスト的な観点から、原動機が消費する燃料の量を低減させてエネルギー効率を高めることが求められている。
例えば、特許文献１には、車両が要求する推進エネルギー、走行する経路の特性（勾配、消費電力量等）に応じて、車両の蓄電手段に貯えられた電力を使用してモータを駆動させるか、エンジンの回転エネルギー及び回生エネルギーを蓄電手段に貯えるかを制御することにより、エネルギー効率を向上させるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７０３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、船舶には異なる種類の原動機が複数設けられている場合があり、船舶が要求する速力及び船舶内の電気機器（負荷）に供給される電力に応じて、複数の原動機のうち一部または全てを運転させている。
原動機は、所定の運転時間を超過すると、高額な費用を要するオーバーホールが必要となる。しかしながら、従来のシステムでは、原動機のオーバーホール回数を減少させることは考慮されていない。このため、複数の原動機を有する船舶では、エネルギー効率のみを考慮すると、燃料効率がよい特定の原動機の運転時間が長くなり、当該原動機のオーバーホール間隔が短くなってしまう場合がある。この結果、当該原動機のオーバーホールの頻度が増加して、船舶のライフコストサイクルが上昇してしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものあって、原動機の燃料消費量を低減するとともに、オーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制することができるエネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステム、エネルギーマネジメント方法、及びプログラム提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の一態様によれば、エネルギーマネジメント装置は、推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備える船舶において、前記主機、前記推進電動機、及び複数の前記主発電機のうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント装置であって、前記船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得部と、前記状態情報に基づいて、前記運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部と、前記予測燃料消費量と、前記主機及び前記主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択部と、を備える。
このように、エネルギーマネジメント装置は、予測燃料消費量のみならず、主機及び主発電機の運転時間の大小に基づいて運転パターンを選択するので、主機及び主発電機の運転時間の偏りを抑制することができる。したがって、エネルギーマネジメント装置は、主機及び主発電機の燃料消費量を低減するとともに、主機及び主発電機のうち一部の機器の運転時間のみが長くなり、当該一部の機器のオーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制する運転パターンを提案可能である。
【０００７】
本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係るエネルギーマネジメント装置において、前記候補選択部は、前記運転パターンを複数選択した場合、運転させる前記主機及び前記主発電機の前記運転時間が最も小さくなる運転パターンを推奨運転パターンとして選択する。
このようにすることで、エネルギーマネジメント装置は、主機及び主発電機のうち一部の機器における運転時間のみが大きくなることを抑制して、主機及び主発電機の運転時間を平準化することができる運転パターンを提案可能である。このような運転パターンを採用することにより、船舶の主機及び主発電機それぞれのオーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制することができる。また、運転時間を平準化させることにより、主機及び主発電機それぞれのオーバーホールの頻度を低減させることができるので、船舶のライフサイクルコストを低減させることが可能である。
【０００８】
本発明の第三の態様によれば、第一または第二の態様に係るエネルギーマネジメント装置は、前記主発電機から前記船舶内に設けられた複数の負荷に供給される電力のうち、予め設定された削減負荷電力以内の電力を削減することにより、前記候補選択部が選択した運転パターンよりも前記予測燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能となる場合、前記負荷に供給される電力の削減を提案する削減提案部を更に備える。
このようにすることで、エネルギーマネジメント装置は、負荷に供給される電力を削減して、更に燃料消費量を抑えた運転パターンを提案することができる。
【０００９】
本発明の第四の態様によれば、第三に態様に係るエネルギーマネジメント装置において、前記削減提案部は、前記負荷の優先順位に基づいて、前記電力が供給されている前記負荷のうち、電力供給を遮断する負荷を少なくとも一つ以上提案する。
このようにすることで、エネルギーマネジメント装置は、どの負荷への電力供給を遮断すれば、燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能であるか提案することができる。
【００１０】
本発明の第五の態様によれば、エネルギーマネジメントシステムは、船舶の推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機と、第一から第四の何れか一の態様に記載のエネルギーマネジメント装置と、を備える。
【００１１】
本発明の第六の態様によれば、エネルギーマネジメント方法は、推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備える船舶において、前記主機、前記推進電動機、及び複数の前記主発電機のうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント方法であって、前記船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得ステップと、前記状態情報に基づいて、前記運転パターン別に予測される燃料消費量を計算する燃料消費計算ステップと、予測される前記燃料消費量と、前記主機及び前記主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択ステップと、を備える。
【００１２】
本発明の第七の態様によれば、プログラムは、推進部に駆動力を与える主機及び推進電動機と、前記推進電動機に電力を供給する複数の主発電機とを備える船舶において、前記主機、前記推進電動機、及び複数の前記主発電機のうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得ステップと、前記状態情報に基づいて、前記運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する燃料消費計算ステップと、前記予測燃料消費量と、前記主機及び前記主発電機の運転時間とに基づいて、複数の前記運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択ステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るエネルギーマネジメント装置、エネルギーマネジメントシステム、エネルギーマネジメント方法、及びプログラムによれば、原動機の燃料消費量を低減するとともに、オーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制することができるすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの概略を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る運転パターンの一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの機能構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るエネルギーマネジメント装置の処理フローである。
【図５】第１の実施形態に係る推奨運転パターンの表示例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００１６】
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの概略を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１は、監視制御盤１００と、推進プラント２０と、電源プラント３０と、船内負荷４０と、複数のセンサ５０と、エネルギーマネジメント装置１０と、を備えている。
【００１７】
監視制御盤１００は、船舶のエネルギー需給に関連する各機器の監視及び制御を行うコンピュータである。
【００１８】
推進プラント２０は、船舶に推力を与えるための設備である。
図１に示すように、推進プラント２０は、左舷及び右舷に一つずつ設けられたプロペラＰ１及びＰ２（推進部）と、主機ＧＴ１及びＧＴ２と、推進電動機Ｍ１及びＭ２と、減速機ＲＧ１及びＲＧ２とを備えている。なお、以降の説明において、プロペラＰ１及びＰ２、主機ＧＴ１及びＧＴ２、推進電動機Ｍ１及びＭ２、減速機ＲＧ１及びＲＧ２をそれぞれ「プロペラＰ」、「主機ＧＴ」、「推進電動機Ｍ」、「減速機ＲＧ」とも称する。
推進プラント２０は、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍから与えられる駆動力によってプロペラＰを回転させることにより、船舶に推力を与える。即ち、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍは、推進プラント２０におけるプロペラＰの動力源である。
【００１９】
主機ＧＴは、例えばガスタービンであり、燃料を燃焼したエネルギーを回転エネルギーに変換して出力する。そして、出力された回転エネルギーは、減速機ＲＧを介してプロペラＰに伝達され、プロペラＰを回転させる動力となる。
【００２０】
推進電動機Ｍは、後述の電源プラント３０から供給される電力により回転駆動され、回転エネルギーを出力する。そして、出力された回転エネルギーは、減速機ＲＧを介してプロペラＰに伝達され、プロペラＰを回転させる動力となる。
【００２１】
減速機ＲＧは、主機ＧＴ及び推進電動機Ｍの一方、または、両方からの回転エネルギーを減速して、プロペラＰに伝達する。
【００２２】
電源プラント３０は、推進プラント２０及び船内負荷４０に電力を供給するための設備である。
図１に示すように、電源プラント３０は、複数の主発電機Ｇ（Ｇ１〜Ｇ４）を備えている。本実施形態では、電源プラント３０は、四台の主発電機Ｇ１〜Ｇ４を備えている。また、二台の主発電機Ｇ１及びＧ２はディーゼルエンジン（ディーゼル主発電機）であり、二台の主発電機Ｇ２及びＧ３はガスタービン（ガスタービン主発電機）である。以降の説明において、主発電機Ｇ１〜Ｇ４を総称して「主発電機Ｇ」とも称する。
なお、電源プラント３０は複数の主発電機を備えていればよく、他の実施形態では、例えば主発電機は四台より少なくても多くてもよい。また、複数の主発電機は、異なる数のディーゼル主発電機及びガスタービン主発電機の組み合わせにより構成されていてもよいし、ディーゼル主発電機またはガスタービン主発電機のみで構成されていてもよい。
また、図１に示すように、主発電機Ｇ１〜Ｇ４のそれぞれは、切替器３１を介して推進プラント２０の推進電動機Ｍ及び船内負荷４０と接続される。
更に、切替器３１は遮断器、変圧器等を有する電線を介して主発電機Ｇ１〜Ｇ４と推進電動機Ｍとを接続している。そして、切替器３１は、後述のエネルギーマネジメント装置１０の制御に基づいて遮断器を開閉することにより、主発電機Ｇ１〜Ｇ４それぞれから推進電動機Ｍへの電力供給を遮断または許可する。
【００２３】
船内負荷４０は、船内の各所に設けられ、電力を消費する複数の負荷ＬＤを有する。負荷ＬＤは、例えば、照明、空調等の電気機器である。
負荷ＬＤのそれぞれは、電源プラント３０の切替器３１を介して主発電機Ｇと接続される。
【００２４】
センサ５０は、船舶内の各部に複数設けらており、船舶の運転に関する状態情報を検出する。
状態情報とは、船舶の速力、推進モード、主機ＧＴ及び主発電機Ｇ（以下、原動機とも称する）の運転状態（例えば出力、燃料消費量、燃料残量、運転時間、吸気温度、排ガス温度、軸馬力、起動回数）、推進電動機Ｍの運転状態（例えば出力、消費電力）、負荷ＬＤの運転状態（例えば電源ＯＮ／ＯＦＦ状態、消費電力）等を含む。
また、センサ５０は、検出した状態情報を、ＬＡＮを介してエネルギーマネジメント装置１０に出力する。
【００２５】
エネルギーマネジメント装置１０は、船舶の運転に関する状態情報に基づいて、推奨する運転パターン（推奨運転パターン）を提案するとともに、当該推奨運転パターンを監視制御盤１００に出力する。
図２は、第１の実施形態に係る運転パターンの一例を示す図である。
運転パターンとは、主機ＧＴ、推進電動機Ｍ、及び複数の主発電機Ｇのうち運転させる機器の組み合わせを示すものであり、推進プラント２０の推進モードと、電源プラント３０の運転区分とを含む。
推進モードは、推進プラント２０の主機ＧＴ及び推進電動機Ｍのうち、プロペラＰの動力源として運転させる機器の組み合わせを示す。例えば、推進モードは、主機ＧＴのみをプロペラＰの動力源とする「機械推進モード」、推進電動機ＭのみをプロペラＰの動力源とする「電気推進モード」、主機ＧＴ及び推進電動機ＭをプロペラＰの動力源とする「複合推進モード」の三つのモードを有する。
運転区分は、電源プラント３０の複数の主発電機Ｇ１〜Ｇ４のうち、推進電動機Ｍ及び船内負荷４０の少なくとも一方への電力の供給源として運転させる機器の組み合わせを示す。例えば、運転区分は、図２に示すように、主発電機Ｇ１及びＧ４で発電した電力を船内負荷４０へ供給する「区分１、４」、主発電機Ｇ１で発電した電力を船内負荷４０へ供給する「全通１」、主発電機Ｇ１で発電した電力を船内負荷４０へ供給するとともに主発電機Ｇ２で発電した電力を船内負荷４０へ供給する「全通１／推進２」等の区分を有する。
エネルギーマネジメント装置１０が推奨する運転パターンを提案する処理の詳細については後述する。
【００２６】
（エネルギーマネジメントシステムの機能構成）
図３は、第１の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの機能構成を示す図である。
まず、図３を参照して、監視制御盤１００の機能構成について説明する。
図３に示すように、監視制御盤１００は、操作部１０１と、表示部１０２と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０３と、ＣＰＵ１１０とを有している。
【００２７】
操作部１０１は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置であり、操作者の操作を受け付ける。
表示部１０２は、液晶ディスプレイ等の表示装置であり、各種情報を表示する。
通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＬＡＮを介して推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０、センサ５０との間で各種命令及び情報の送受信を行う。また、通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＬＡＮまたは専用回線を介してエネルギーマネジメント装置１０との間で各種情報の送受信を行う。
【００２８】
ＣＰＵ１１０は、制御部１１０Ａを有している。
制御部１１０Ａは、操作者が操作部１０１を介して行った操作に基づいて、推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０の各機器を制御する制御信号を出力する。
【００２９】
次に、図３を参照して、本実施形態に係るエネルギーマネジメント装置１０のハードウェア構成について説明する。
図３に示すように、エネルギーマネジメント装置１０は、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１と、主記憶装置１２と、補助記憶装置１３と、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４と、ＣＰＵ１５と、を備えるコンピュータである。
【００３０】
通信Ｉ／Ｆ１１は、ＬＡＮを介して推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０、センサ５０との間で各種情報の送受信を行う。
また、通信Ｉ／Ｆ１１は、ＬＡＮまたは専用回線を介して監視制御盤１００との間で各種情報の送受信を行う。
なお、通信Ｉ／Ｆ１１は、推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０、センサ５０との間で各種情報の送受信を、監視制御盤１００を介して行うようにしてもよい。
【００３１】
ＣＰＵ１５は、補助記憶装置１３に記憶されているプログラムを読み出して主記憶装置１２に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行する。
補助記憶装置１３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置１３は、エネルギーマネジメント装置１０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、入出力Ｉ／Ｆ１４または通信Ｉ／Ｆ１１を介してエネルギーマネジメント装置１０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信Ｉ／Ｆ１１を介してエネルギーマネジメント装置１０に配信される場合、配信を受けたエネルギーマネジメント装置１０が当該プログラムを主記憶装置１２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置１３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００３２】
次に、図３を参照して、本実施形態に係るエネルギーマネジメント装置１０のソフトウェア構成について説明する。
ＣＰＵ１５は、船舶の運転状態に応じて推奨する運転パターンを提案するとともに、当該運転パターン（推奨運転パターン）を監視制御盤１００に出力する。また、ＣＰＵ１５は、図３に示すように、情報取得部１５Ａと、運転時間計測部１５Ｂと、燃料消費計算部１５Ｃと、候補選択部１５Ｄと、削減提案部１５Ｅと、補正部１５Ｆとを有している。
【００３３】
情報取得部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ１１を介して複数のセンサ５０が検出した船舶の運転に関する状態情報を取得する。
また、情報取得部１５Ａは、取得した状態情報を補助記憶装置１３に記憶して蓄積する。
【００３４】
運転時間計測部１５Ｂは、情報取得部１５Ａが取得した状態情報に基づいて、推進プラント２０及び電源プラント３０の各機器の運転時間を計測する。
なお、運転時間計測部１５Ｂは、例えば、機器の種類、起動回数等に応じた係数を予め設定しておき、状態情報に含まれる運転時間の実測値に対し、当該係数を乗じた等価運転時間を、運転時間として計測するようにしてもよい。
【００３５】
燃料消費計算部１５Ｃは、情報取得部１５Ａが取得した状態情報に基づいて、運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する。予測燃料消費量は、原動機により時間当たりに消費されることが予測される燃料消費量（ｋｇ／ｈ）を示す。
なお、補助記憶装置１３には、原動機の燃料消費量の基準となる燃料消費特性が、原動機の種類（ディーゼルエンジン、ガスタービン）別及び機種（ディーゼルエンジンの機種、ガスタービンの機種）別に記憶されている。燃料消費計算部１５Ｃは、状態情報から特定される現在の船舶の速力、推進モード、船内負荷４０の消費電力を維持可能な出力を得るために、原動機それぞれが要する予測燃料消費量を、燃料消費特性を用いて計算する。また、燃料消費計算部１５Ｃは、運転パターンそれぞれにおいて運転させる原動機の予測燃料消費量を合計することにより、運転パターン別の予測燃料消費量を計算する。
燃料消費量計算部１５３は、計算した運転パターン別の予測燃料消費量を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、運転パターン別の予測燃料消費量は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。
【００３６】
候補選択部１５Ｄは、予測燃料消費量と、主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間とに基づいて、複数の運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する。
また、候補選択部１５Ｄは、運転パターンを複数選択した場合、運転させる主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間が最も小さくなる運転パターンを推奨運転パターンとして選択（提案）する。
候補選択部１５Ｄは、選択した推奨運転パターンを、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、推奨運転パターンは、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。
【００３７】
削減提案部１５Ｅは、主発電機Ｇから船舶内に設けられた複数の負荷ＬＤに供給される電力のうち、予め設定された削減負荷電力以内の電力（削減推奨電力）を削減することにより、推奨運転パターンよりも予測燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能となる場合、負荷ＬＤに供給される電力の削減を提案する。
削減負荷電力とは、負荷が消費する電力のうち、節電のために削減してもよい電力の上限値である。削減負荷電力は、操作者により操作部１０１を介して予め設定される。操作者は、船舶の設備（船内負荷４０の負荷ＬＤ）等に応じて、任意の削減負荷電力（例えば１００ｋＷ）を設定することができる。
また、削減提案部１５Ｅは、負荷ＬＤの優先順位に基づいて、現在電力が供給されている負荷ＬＤのうち、電力を削減（電力供給を遮断）することを推奨する負荷ＬＤ（削減推奨負荷）を少なくとも一つ以上選択して提案する。このとき、削減提案部１５Ｅは、補助記憶装置１３に予め記憶されている負荷ＬＤの優先順位及び消費電力とを関連付けたテーブルを参照して、削減推奨負荷を選択するようにしてもよい。即ち、削減提案部１５Ｅは、現在電力が供給されている負荷ＬＤのうち、優先順位が低い負荷ＬＤを削減推奨負荷として選択する。なお、削減提案部１５Ｅは、削減推奨負荷の消費電力が削減推奨電力未満である場合、更に他の負荷ＬＤを削減推奨負荷として選択する。また、負荷ＬＤの優先順位と消費電力とを関連付けたテーブルは、船舶の運航状態（航行中、停船中等の状態）別に内容の異なるものが複数用意されていてもよい。
削減提案部１５Ｅは、負荷ＬＤに供給される電力の削減提案、削減により選択可能となる運転パターン、電力供給の遮断を推奨する負荷ＬＤとを含む負荷削減情報を、通信Ｉ／Ｆ１１を介して監視制御盤１００に出力する。そうすると、負荷削減情報は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。
【００３８】
補正部１５Ｆは、状態情報に基づいて、補助記憶装置１３に記憶されている原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）別の燃料消費特性を補正する。
燃料消費特性は原動機の経年劣化等により変化する。このため、補正部１５Ｆは、所定周期（例えば１年）ごとに補助記憶装置１３１に蓄積された状態情報に基づいて、燃料消費特性を補正する。なお、所定周期は、操作者により、監視制御盤１００の操作部１０１を介して任意の周期を設定することができる。
【００３９】
また、エネルギーマネジメント装置１０から出力された運転パターン別の予測燃料消費量、推奨運転パターン、及び負荷削減情報は、監視制御盤１００の表示部１０２に表示される。操作者は、表示部１０２に表示されたこれらの情報を参照して、船舶の運転パターンを決定し、運転パターンを切り替える操作を、操作部１０１を介して行う。そうすると、監視制御盤１００の制御部１１０Ａは、操作者の操作に基づいて、推進プラント２０、電源プラント３０に対し、決定された運転パターンに応じた運転を行うことを指示する制御信号を出力する。また、操作者が負荷削減情報に基づいて負荷ＬＤへの電力供給の遮断及び運転パターンを切り替える操作を行った場合、操作者の操作に基づいて、推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０に対し、指定された負荷ＬＤへの電力供給の遮断及び運転パターンに応じた運転を行うことを指示する制御信号を出力する。
なお、監視制御盤１００の制御部１１０Ａは、エネルギーマネジメント装置１０から出力された各種情報に基づいて、自動的に推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０に対する制御信号を出力するようにしてもよい。
【００４０】
（エネルギーマネジメント装置の処理フロー）
図４は、第１の実施形態に係るエネルギーマネジメント装置の処理フローである。
図５は、第１の実施形態に係る推奨運転パターンの表示例を示す図である。
以下、図４〜図５を参照して、エネルギーマネジメント装置１０が推奨運転パターンを提案する処理について説明する。
【００４１】
図４に示すように、情報取得部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ１１を介して複数のセンサ５０が検出した船舶の運転に関する状態情報を取得する。
また、運転時間計測部１５Ｂは、状態情報に基づいて、推進プラント２０及び電源プラント３０の各機器の運転時間を計測する。
そして、情報取得部１５Ａ及び運転時間計測部１５Ｂは、状態情報及び各機器の運転時間を補助記憶装置１３に記憶して蓄積する（ステップＳ１００）。
【００４２】
次に、燃料消費計算部１５Ｃは、補助記憶装置１３に蓄積された状態情報に基づいて、運転パターン別の予測燃料消費量を計算する（ステップＳ１０１）。
具体的には、燃料消費計算部１５Ｃは、現在の推進モード及び船舶の速力と、船内負荷４０への供給電力量とに応じた出力を得るために要する主機ＧＴ及び主発電機Ｇそれぞれの予測燃料消費量を、状態情報と燃料消費特性とに基づいて計算する。
例えば、現在の推進モードが主機ＧＴ及び推進電動機ＭをプロペラＰの動力源とする「「複合推進モード」であるとする。この場合、燃料消費計算部１５Ｃは、船舶の速力に応じた出力を得るために要する主機ＧＴの予測燃料消費量を、主機ＧＴの状態情報（吸気温度等）と、主機ＧＴの燃料消費特性とに基づいて計算する。
また、燃料消費計算部１５Ｃは、船舶の速力及び船内負荷４０への供給電力量に応じた主発電機Ｇの予測燃料消費量を運転区分別に計算する。即ち、運転区分が「区分１、４／推進２、３（主発電機Ｇ１及びＧ４の電力を船内負荷４０へ供給し、主発電機Ｇ２及びＧ３の電力を推進電動機Ｍに供給する）」である場合、燃料消費計算部１５Ｃは、船内負荷４０への供給電力量に応じた出力を得るために要する主発電機Ｇ１及びＧ４の予測燃料消費量を、主発電機Ｇ１及びＧ４の状態情報及び燃料消費特性に基づいて計算する。また、燃料消費計算部１５Ｃは、船舶の速力に応じた出力を得るために要する主発電機Ｇ２及びＧ３の予測燃料消費量を、主発電機Ｇ２及びＧ３の状態情報及び燃料消費特性に基づいて計算する。
そして、燃料消費計算部１５Ｃは、計算した主機ＧＴの予測燃料消費量と、主発電機Ｇ１〜Ｇ４それぞれの予測燃料消費量とを合計して、推進モードが「複合推進モード」であり、運転区分が「区分１、４／推進２、３」である場合の運転パターンにおける予測燃料消費量を算出する。
同様に、燃料消費計算部１５Ｃは、他の運転パターンにおける予測燃料消費量（主機ＧＴ及び主発電機Ｇの予測燃料消費量の合計）をそれぞれ計算する。
【００４３】
次に、候補選択部１５Ｄは、運転パターン別の予測燃料消費量が最小値となる運転パターンと、最小値から所定範囲以内の予測燃料消費量を有する運転パターンとを選択する（ステップＳ１０２）。
所定範囲は、操作者により監視制御盤１００を介して予め設定された値である。例えば、操作者は所定範囲として、最小値から＋Ｘパーセント、＋Ｙｋｇ／ｈのように任意の値を設定することができる。
なお、候補選択部１５Ｄは、最小値から所定範囲以内の予測燃料消費量を有する運転パターンが無い場合、予測燃料消費量が最小値となる運転パターンのみを選択する。
【００４４】
次に、候補選択部１５Ｄは、選択した運転パターンが複数あるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
候補選択部１５Ｄは、選択した運転パターンが複数ある場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、選択した運転パターンのうち、運転させる原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）の運転時間が最も小さくなる運転パターンを推奨運転パターンとして選択する（ステップＳ１０４）。
具体的には、候補選択部１５Ｄは、原動機の種類（ディーゼルエンジン、ガスタービン）別及び機種（ディーゼルエンジンの機種、ガスタービンの機種）別に運転時間の比較を行う。
例えば、候補選択部１５Ｄは、図５に示す運転パターンのうち、「運転パターン３」と「運転パターン４」とを選択したとする。運転パターン３は、主発電機Ｇ１及びＧ４を船内負荷４０への電力供給源とし、主発電機Ｇ２を推進電動機Ｍへの電力供給源とする運転パターンを示す。運転パターン４は、主発電機Ｇ１及びＧ４を船内負荷４０への電力供給源とし、主発電機Ｇ３を推進電動機Ｍへの電力供給源とする運転パターンを示す。
この場合、候補選択部１５Ｄは、同種類且つ同機種である主発電機Ｇ２及びＧ３（同機種のガスタービン主発電機）の運転時間を比較して、運転時間が小さい主発電機を運転させる運転パターンを選択する。例えば、候補選択部１５Ｄは、主発電機Ｇ２の運転時間が主発電機Ｇ３の運転時間よりも小さい場合、運転パターン３を推奨運転パターンとして選択する。
一方、候補選択部１５Ｄは、選択した運転パターンが一つのみである場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、選択した運転パターンを推奨運転パターンとする。
【００４５】
次に、候補選択部１５Ｄは、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４において選択した推奨運転パターンを監視制御盤１００に出力する。また、燃料消費計算部１５Ｃは、運転パターン別の予測燃料消費量を監視制御盤１００に出力する（ステップＳ１０５）。また、候補選択部１５Ｄは、選択した推奨運転パターンに含まれる原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）のうち少なくとも一つが所定の運転時間を超過している場合、当該原動機の現在の運転時間と、オーバーホールが必要であることを示す情報とを含むオーバーホール通知情報を出力してもよい。
このとき、監視制御盤１００の表示部１０２は、図５に示すように、運転パターンそれぞれの予測燃料消費量を表示するとともに、複数の運転パターンのうちどれが推奨運転パターンであるかを示す表示（例えば「推奨」欄にマークを表示）を行う。また、エネルギーマネジメント装置１０からオーバーホール通知情報が出力された場合は、表示部１０２は、オーバーホールが必要な原動機と、当該原動機の運転時間と、オーバーホールが必要であることを示すメッセージとを表示するようにしてもよい。これにより、操作者は、オーバーホールが必要な原動機を認識することができる。
【００４６】
次に、削減提案部１５Ｅは、主発電機Ｇから船舶内に設けられた複数の負荷ＬＤに供給される電力のうち、予め設定された削減負荷電力以内の電力を削減することにより、推奨運転パターンよりも予測燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能か否かを判断する（ステップＳ１０６）。
例えば、削減提案部１５Ｅは、削減負荷電力（例えば１００ｋＷ）以内の電力（例えば３０ｋＷ）を削減することにより、推奨運転パターン（例えば図５の「運転パターン３」）よりも予測燃料消費量が小さく、且つ、現在の船舶の速力と、負荷削減後の船内負荷４０への供給電力量（３０ｋＷ削減した電力）に応じた出力が得られる運転パターン（例えば図５の「運転パターン１」）に変更可能であると判断したとする（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）。
このとき、削減提案部１５Ｅは、現在電力が供給されている負荷ＬＤのうち、電力を削減することを推奨する負荷ＬＤ（削減推奨負荷）を少なくとも一つ以上選択する。
そして、削減提案部１５Ｅは、「３０ｋＷの負荷削減で運転パターン６に変更可能」であることを示す情報と、削減推奨負荷とを含む負荷削減情報を監視制御盤１００に出力して、処理を終了する。
このとき、監視制御盤１００の表示部１０２は、図５に示すように、削減提案部１５Ｅから出力された負荷削減情報を表示する。なお、表示部１０２は、現在電力が供給されている負荷ＬＤのリストを別画面に表示し、当該リストに負荷ＬＤそれぞれの消費電力と、どれが削減推奨負荷であるかを示す情報を更に表示するようにしてもよい。
一方、削減提案部１５Ｅは、削減負荷電力以内の電力を削減しても、推奨運転パターンよりも予測燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能ではない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４７】
エネルギーマネジメント装置１０は、上記処理を定期的に実行して、推奨運転パターン及び負荷削減の提案を行う。
なお、操作者は、エネルギーマネジメント装置１０から提案された推奨運転パターン及び負荷削減情報とに基づいて、採用する運転パターンと、電力供給を遮断する負荷ＬＤとを決定する。そして、操作者は、監視制御盤１００の操作部１０１を介して、運転パターンを切り替える操作、負荷ＬＤへの電力供給を遮断する操作を行う。監視制御盤１００の制御部１１０Ａは、操作者の操作に基づいて、推進プラント２０、電源プラント３０、船内負荷４０の各機器を制御する制御信号を出力する。
なお、監視制御盤１００の制御部１１０Ａは、エネルギーマネジメント装置１０から提案された推奨運転パターン及び負荷削減情報とに基づいて、自動的に採用する運転パターンと、電力供給を遮断する負荷ＬＤとを決定し、制御信号を出力するようにしてもよい。
【００４８】
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係るエネルギーマネジメント装置１０は、プロペラＰ（推進部）に駆動力を与える主機ＧＴ及び推進電動機Ｍと、推進電動機Ｍに電力を供給する複数の主発電機Ｇとを備える船舶において、主機ＧＴ、推進電動機Ｍ、及び複数の主発電機Ｇのうち運転させる機器の組み合わせを示す運転パターンを提案するエネルギーマネジメント装置である。また、エネルギーマネジメント装置１０は、船舶の運転に関する状態情報を取得する情報取得部１５Ａと、状態情報に基づいて、運転パターン別の予測燃料消費量を計算する燃料消費計算部１５Ｃと、予測燃料消費量と、主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間とに基づいて、複数の運転パターンのうち少なくとも一つの運転パターンを選択する候補選択部１５Ｄと、を備える。
従来のシステムでは、予測燃料消費量に基づいて運転パターンを決定するため、燃料消費量の小さい原動機の運転時間が大きくなる傾向がある。このため、燃料消費量の小さい原動機のオーバーホール間隔が短くなり、他の原動機に比べて多くのオーバーホールが必要となる可能性がある。そうすると、オーバーホールには高額な費用がかかるため、船舶のライフサイクルコストが上昇してしまう可能性がある。
しかしながら、本実施形態に係るエネルギーマネジメント装置１０は、予測燃料消費量のみならず、主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間の大小に基づいて運転パターンを選択するので、主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間の偏りを抑制することができる。したがって、エネルギーマネジメント装置１０は、主機ＧＴ及び主発電機Ｇの燃料消費量を低減するとともに、主機ＧＴ及び主発電機Ｇのうち一部の機器の運転時間のみが長くなり、当該一部の機器のオーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制する運転パターンを提案可能である。
【００４９】
また、候補選択部１５Ｄは、運転パターンを複数選択した場合、運転させる主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間が最も小さくなる運転パターンを推奨運転パターンとして選択する。
このようにすることで、エネルギーマネジメント装置１０は、主機ＧＴ及び主発電機Ｇのうち一部の機器における運転時間のみが大きくなることを抑制して、主機ＧＴ及び主発電機Ｇの運転時間を平準化することができる運転パターンを提案可能である。このような運転パターンを採用することにより、船舶の主機ＧＴ及び主発電機Ｇそれぞれのオーバーホール間隔が短くなってしまうことを抑制することができる。また、運転時間を平準化させることにより、主機ＧＴ及び主発電機Ｇそれぞれのオーバーホールの頻度を低減させることができるので、船舶のライフサイクルコストを低減させることが可能である。
【００５０】
また、エネルギーマネジメント装置１０は、主発電機Ｇから船舶内に設けられた複数の負荷ＬＤに供給される電力のうち、予め設定された削減負荷電力以内の電力を削減することにより、推奨運転パターンよりも予測燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能となる場合、負荷ＬＤに供給される電力の削減を提案する削減提案部１５Ｅを更に備える。
このようにすることで、エネルギーマネジメント装置は、負荷ＬＤに供給される電力を削減して、更に燃料消費量を抑えた運転パターンを提案することができる。
【００５１】
また、削減提案部１５Ｅは、負荷ＬＤの優先順位に基づいて、電力が供給されている負荷ＬＤのうち、電力供給を遮断する負荷ＬＤを少なくとも一つ以上提案する。
このようにすることで、エネルギーマネジメント装置１０は、どの負荷ＬＤへの電力供給を遮断すれば、燃料消費量が小さい運転パターンに変更可能であるか提案することができる。
【００５２】
また、候補選択部１５Ｄは、運転パターン別の予測燃料消費量が最小値となる運転パターンと、最小値から所定範囲以内の予測燃料消費量を有する運転パターンとを選択する。
予測燃料消費量が最小値となる運転パターンのみを選択する場合、燃料消費量が最も小さい原動機を運転させる運転パターンが選択される確率が高くなる。そうすると、燃料消費量が最も小さい原動機が偏って使用されることとなるため、当該原動機の運転時間が突出して大きくなってしまう可能性がある。
しかしながら、本実施形態では、候補選択部１５Ｄは、最小値よりも予測燃料消費量が多い運転パターンであっても、最小値から所定範囲以内の予測燃料消費量であれば、当該運転パターンを候補として選択する。更に、候補として選択された運転パターンの中から原動機運転時間に基づいて推奨運転パターンを選択するので、予測燃料消費量の差が少量（所定範囲以内）であれば、運転時間の小さい原動機を運転させる運転パターンが選択される確率が高くなる。このため、エネルギーマネジメント装置１０は、燃料消費量が最も小さい原動機の運転時間のみが大きくなることを抑制して、原動機それぞれの運転時間を平準化することができる運転パターンを提案可能である。
【００５３】
また、エネルギーマネジメント装置１０は、状態情報に基づいて、補助記憶装置１３に記憶されている原動機（主機ＧＴ及び主発電機Ｇ）別の燃料消費特性を補正する補正部１５Ｆを更に備える。
このようにすることで、補正部１５Ｆは、原動機の経年劣化、季節変動等に応じて変化する状態情報に基づいて、燃料消費特性を補正することができる。これにより、燃料消費計算部１５Ｃにおける予測燃料消費量の計算精度を向上させることができる。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１について、図６を参照しながら説明する。
第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、エネルギーマネジメント装置１０のＣＰＵ１５が計画取得部１５Ｇを有している点において、第１の実施形態とは異なっている。
【００５５】
計画取得部１５Ｇは、監視制御盤１００の操作部１０１を介して操作者が入力した船舶の運航計画に含まれる「計画推進モード」及び「計画速力」を取得する。
計画推進モードは、船舶の将来における推進モードを示す情報であり、上述の実施形態における推進モードと同様に、「機械推進モード」、「電気推進モード」、「複合推進モード」の三つのモードを有する。
計画速力は、船舶の将来における速力を示す情報である。
【００５６】
また、燃料消費計算部１５Ｃは、計画取得部１５Ｇが取得した計画推進モード及び計画速力と、情報取得部１５Ａが取得した状態情報に基づいて、運転パターン別に予測される予測燃料消費量を計算する。
具体的には、燃料消費計算部１５Ｃは、計画速力及び計画推進モードと、状態情報から特定される船内負荷４０の消費電力を維持可能な出力を得るために、原動機それぞれが要する予測燃料消費量を計算する。また、燃料消費計算部１５Ｃは、運転パターンそれぞれにおいて運転させる原動機の予測燃料消費量を合計することにより、運転パターン別の予測燃料消費量を計算する。
【００５７】
このような構成を有することにより、エネルギーマネジメント装置１０は、操作者が入力した運航計画に基づいて、推奨運転パターンを提案することができる。
これにより、操作者が複数の運航計画を入力し、運航計画別の推奨運転パターン及び予測燃料消費量とを比較することにより、より燃焼消費量が低く、且つ原動機に負荷を与えない（運転時間を長時間化しない）運航計画を策定することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、上述の実施形態では、監視制御盤１００と、エネルギーマネジメント装置１０とが異なるコンピュータに実装されている態様について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、監視制御盤１００の操作部１０１、表示部１０２、制御部１１０Ａの各機能をエネルギーマネジメント装置１０に実装するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  エネルギーマネジメントシステム
１０  エネルギーマネジメント装置
１１  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１２  主記憶装置
１３  補助記憶装置
１４  入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１５Ａ  情報取得部
１５Ｂ  運転時間計測部
１５Ｃ  燃料消費計算部
１５Ｄ  候補選択部
１５Ｅ  削減提案部
１５Ｆ  補正部
１５Ｇ  計画取得部
１００  監視制御盤
１０１  操作部
１０２  表示部
１０３  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１１０Ａ  制御部
１３１  補助記憶装置
１５３  燃料消費量計算部
２０  推進プラント
３０  電源プラント
３１  切替器
４０  船内負荷
５０  センサ
Ｇ  主発電機
ＧＴ  主機
ＬＤ  負荷
Ｍ  推進電動機
Ｐ  プロペラ
ＲＧ  減速機
【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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