(57)【要約】      （修正有）【課題】発電プラント資産の長期、前日、およびリアルタイムの動作計画を提供する。【解決手段】ディスパッチ最適化システムは、周囲および市場予測データならびに資産性能および部品寿命モデルを活用して、部品寿命制約を満たしながら実質的に利益を最大にするガスタービンまたは他の発電プラント資産の推奨動作スケジュールを生成する。このシステムは、メンテナンス間隔または他の動作期間内に、最適なピーク燃焼機会と最適な低温部分負荷機会をバランスさせる動作プロファイルを生成する２３０４。資産のリアルタイム動作中に、最適化システムは、実際の市場、周囲および動作データに基づいて動作スケジュールを更新する２３０６。システムは、目標寿命制約に違反することなく最適に収益性の高い態様で資産を低温部分負荷またはピーク燃焼で動作させる適切な条件を決定する際にオペレータを支援することができる情報を提供する。【選択図】図２３
2018200682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
寿命サイクルの各時間単位についての１つまたは複数の動作変数の値を定義する１つまたは複数の発電資産に関する動作プロファイルデータを、少なくとも１つのプロセッサ（４１８）を含むシステム（４０２）によって受信するステップと、
目標寿命に対する部品寿命クレジットを生成する第１の動作モードに対応する前記寿命サイクルの各時間単位の第１のサブセットについて前記システム（４０２）によって、前記１つまたは複数の発電資産の前記動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、前記目標寿命に対してクレジットされた部品寿命量を決定するステップと、
前記目標寿命に対する前記部品寿命クレジットを消費する第２の動作モードに対応する前記寿命サイクルの各時間単位の第２のサブセットについて前記システム（４０２）によって、前記動作プロファイルデータおよび前記部品寿命モデルデータに基づいて、前記目標寿命に対して消費された部品寿命量を決定するステップと、
前記クレジットされた部品寿命量と前記消費された部品寿命量との正味に基づいて、前記寿命サイクルの現時点における積み立てられた部品寿命量を、前記システム（４０２）によって決定するステップと、
前記積み立てられた部品寿命量を、前記目標寿命に違反することなく前記寿命サイクル中に前記第２の動作モードによって生成することができる利用可能な電力出力量に、前記システム（４０２）によって変換するステップと、
前記利用可能な電力出力量を、前記システム（４０２）によってインターフェースディスプレイ上でレンダリングするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記１つまたは複数の発電資産の前記積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を、前記システム（４０２）によって決定するステップであって、前記寿命価格値は、非ベクトル値またはベクトル値の一方である、ステップと、
前記寿命価格値に基づいて前記システム（４０２）によって、前記利用可能な電力出力の販売が利益をもたらす最小電力価格を決定するステップと、
前記システム（４０２）によって、前記最小電力価格を前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上にレンダリングするステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最小電力価格および予測電力価格データに基づいて、前記第２の動作モードが推奨される前記寿命サイクルの１つまたは複数の時間単位を、前記システム（４０２）によって特定するステップと、
前記システム（４０２）によって、前記第２の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上にレンダリングするステップと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記システム（４０２）によって、前記利用可能な電力出力量の経時的な累積値を前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上にプロットするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記システム（４０２）によって、前記１つまたは複数の発電資産の前記積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を決定するステップと、
前記寿命価格値、予測電力価格データ、予測燃料価格データ、前記１つまたは複数の発電資産の燃料消費量をモデル化する性能モデルデータ、ならびに前記１つまたは複数の発電資産の部品寿命消費量をモデル化する部品寿命モデルデータに基づいて、前記第１の動作モードが推奨される前記寿命サイクルの１つまたは複数の時間単位を、前記システム（４０２）によって特定するステップと、
前記システム（４０２）によって、前記第１の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上にレンダリングするステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を特定する前記ステップは、前記寿命サイクルの各時間単位について、次式を最大化または実質的に最大化する前記１つまたは複数の発電資産の動作温度Ｔを特定するステップを含み、
ＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＰｒｉｃｅ＊ＭＷ−ＦｕｅｌＣｏｓｔ＊ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）−λ＊ＦＨＨ＿Ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）
ＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＰｒｉｃｅは、前記時間単位での電力の予測された価格または実際の価格であり、
ＭＷは、前記時間単位についての前記電力出力の予測値または実際値であり、
ＦｕｅｌＣｏｓｔは、前記時間単位についての燃料の予測された価格または実際の価格であり、
Ａｍｂは、前記時間単位についての１つまたは複数の周囲条件の１つまたは複数の値であり、
ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）は、ＭＷ、Ｔ、およびＡｍｂの関数としての前記時間単位についての消費される燃料の予測量であり、
λは前記寿命価格値であり、
ＦＨＨ＿Ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）はＭＷ、Ｔ、およびＡｍｂの関数としての前記時間単位について生成または消費される部品寿命の予測量である、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記各時間単位について決定された前記動作温度Ｔの値に従って、前記１つまたは複数の発電資産の動作を、前記システム（４０２）によって制御するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
更新された寿命価格値を得るために、前記寿命サイクルの過去の時間単位についての前記１つまたは複数のプラント資産の動作履歴データ、前記寿命サイクルの残りの時間単位についての予測電力価格データおよびガスコストデータ、ならびに前記寿命サイクルの前記残りの時間単位についての予測周囲データに基づいて、前記寿命価格値を前記システム（４０２）によって定期的に更新するステップと、
前記システム（４０２）によって、前記更新された寿命価格値に基づいて前記寿命サイクルの１日の間に、前記各時間単位について前記動作温度Ｔを複数回更新するステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記動作プロファイルデータを受信する前記ステップは、
前記システム（４０２）によって、前記１つまたは複数の発電プラント資産の積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を選択するステップと、
前記寿命価格値に基づいて利益値を最大にするまたは実質的に最大にする前記１つまたは複数の動作変数の暫定値を、前記寿命サイクルの各時間単位について前記システム（４０２）によって決定するステップであって、前記１つまたは複数の動作変数は、電力出力または動作温度の少なくとも一方を含む、ステップと、
前記１つまたは複数の動作変数の前記暫定値に基づいて、前記１つまたは複数の発電資産の前記寿命サイクルにわたって消費された部品寿命の予測量を、前記システム（４０２）によって決定するステップと、
前記消費された部品寿命の予測量が前記目標寿命に違反していないとの判定に応答して、前記システム（４０２）によって、前記１つまたは複数の動作変数の前記暫定値に基づいて前記動作プロファイルデータを生成するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
実行可能なコンポーネントを格納するメモリ（４２０）と、
前記メモリ（４２０）に動作可能に結合され、前記実行可能なコンポーネントを実行するプロセッサ（４１８）と、を含み、前記実行可能なコンポーネントは、
前記１つまたは複数の発電資産についての動作プロファイルデータを生成するように構成されたプロファイル生成コンポーネント（４０６）であって、前記動作プロファイルデータは、メンテナンス間隔の各時間単位についての１つまたは複数の動作変数の値を含む、プロファイル生成コンポーネント（４０６）と、
部品寿命メトリックコンポーネント（４１２）であって、
前記１つまたは複数の発電資産の前記動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、目標寿命に対する部品寿命クレジットを生成する第１の動作モードに対応する前記メンテナンス間隔の前記各時間単位の第１のサブセットについて、前記第１の動作モードによって生成される部品寿命クレジットの数を決定し、前記部品寿命クレジットは、目標寿命に対する制約に違反することなく前記メンテナンス間隔の間に前記部品寿命クレジットを消費する第２の動作モードによって消費することができる部品寿命量を表し、
前記動作プロファイルデータおよび前記部品寿命モデルデータに基づいて、前記第２の動作モードに対応する前記メンテナンス間隔の前記各時間単位の第２のサブセットについて、前記第２の動作モードによって生成された部品寿命デビットの数を決定し、前記部品寿命デビットは、前記目標寿命に対する前記制約の違反を防止するために、前記メンテナンス間隔の間の前記第１の動作モードによって補償される部品寿命量を表し、
前記部品寿命クレジットの数と前記部品寿命デビットの数とのバランスに基づいて、前記メンテナンス間隔の現時点における積み立てられた部品寿命量を決定し、
前記積み立てられた部品寿命量を、前記目標寿命に対する前記制約に違反しない前記メンテナンス間隔の間の前記第２の動作モードで利用可能な積み立てられた電力出力量に変換する
ように構成された部品寿命メトリックコンポーネント（４１２）と、
前記第２の動作モードで利用可能な前記積み立てられた電力出力量をインターフェースディスプレイ上にレンダリングするように構成されたユーザインターフェースコンポーネント（４０８）と、
を含むシステム（４０２）。
【請求項１１】
前記プロファイル生成コンポーネント（４０６）は、前記１つまたは複数の発電資産の前記積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を決定するようにさらに構成され、前記寿命価格値は、非ベクトル値またはベクトル値の一方であり、
前記部品寿命メトリックコンポーネント（４１２）は、前記積み立てられた電力出力の販売が利益をもたらす最小電力価格または電力価格の範囲を決定するようにさらに構成され、
前記ユーザインターフェースコンポーネント（４０８）は、前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上に前記最小電力価格または前記電力価格の範囲をレンダリングするようにさらに構成される、
請求項１０に記載のシステム（４０２）。
【請求項１２】
前記プロファイル生成コンポーネント（４０６）は、前記最小電力価格および予測電力価格データに基づいて前記第２の動作モードが推奨される前記メンテナンスプロファイルの１つまたは複数の時間単位を特定するようにさらに構成され、
前記ユーザインターフェースコンポーネント（４０８）は、前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上に、前記第２の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を特定する１つまたは複数のグラフィック表示をレンダリングするようにさらに構成される、
請求項１１に記載のシステム（４０２）。
【請求項１３】
前記プロファイル生成コンポーネント（４０６）は、
前記１つまたは複数の発電資産の前記積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を決定し、
前記寿命価格値、予測電力価格データ、予測燃料価格データ、前記１つまたは複数の発電資産の燃料消費量をモデル化する性能モデルデータ、ならびに前記１つまたは複数の発電資産の部品寿命消費量をモデル化する部品寿命モデルデータに基づいて、前記第１の動作モードが推奨される前記メンテナンスプロファイルの１つまたは複数の時間単位を特定する
ようにさらに構成され、
前記ユーザインターフェースコンポーネント（４０８）は、前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上に、前記第１の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を特定する１つまたは複数のグラフィック表示をレンダリングするようにさらに構成される、
請求項１０に記載のシステム（４０２）。
【請求項１４】
前記プロファイル生成コンポーネント（４０６）は、前記メンテナンス間隔の各時間単位について、次式を最大化または実質的に最大化する前記１つまたは複数の発電資産の動作温度Ｔを特定することによって、前記第１の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を特定するように構成され、
ＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＰｒｉｃｅ＊ＭＷ−ＦｕｅｌＣｏｓｔ＊ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）−λ＊ＦＨＨ＿Ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）
ＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＰｒｉｃｅは、前記時間単位での電力の予測された価格または実際の価格であり、
ＭＷは、前記時間単位についての前記電力出力の予測値または実際値であり、
ＦｕｅｌＣｏｓｔは、前記時間単位についての燃料の予測された価格または実際の価格であり、
Ａｍｂは、経時的な１つまたは複数の周囲条件の１つまたは複数の値であり、
ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）は、ＭＷ、Ｔ、およびＡｍｂの関数としての前記時間単位についての消費される燃料の予測量であり、
λは前記寿命価格値であり、
ＦＨＨ＿Ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ）はＭＷ、Ｔ、およびＡｍｂの関数としての前記時間単位について生成または消費される部品寿命の予測量である、
請求項１３に記載のシステム（４０２）。
【請求項１５】
前記各時間単位について決定された前記動作温度Ｔの値に従って前記１つまたは複数の発電資産の動作を制御するように構成された制御インターフェースコンポーネント（４１４）をさらに含む、請求項１４に記載のシステム（４０２）。
【請求項１６】
前記プロファイル生成コンポーネント（４０６）は、
更新された寿命価格値を得るために、前記メンテナンス間隔の過去の時間単位についての前記１つまたは複数の発電資産の動作履歴データ、前記メンテナンス間隔の残りの時間単位についての予測電力価格データ、ならびに前記メンテナンス間隔の前記残りの時間単位についての予測周囲データに基づいて、前記寿命価格値を定期的に更新し、
前記更新された寿命価格値に基づいて前記メンテナンス間隔の１日の間に、前記各時間単位について前記動作温度Ｔを複数回更新するようにさらに構成される、
請求項１４に記載のシステム（４０２）。
【請求項１７】
前記プロファイル生成コンポーネント（４０６）は、
前記１つまたは複数の発電資産の積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を選択し、
前記寿命価格値に基づいて利益値を最大にするまたは実質的に最大にする前記１つまたは複数の動作変数の暫定値を、前記寿命サイクルの各時間単位について決定し、前記１つまたは複数の動作変数は、電力出力または動作温度の少なくとも一方を含み、
前記１つまたは複数の動作変数の前記暫定値に基づいて、前記１つまたは複数の発電資産の前記メンテナンス間隔にわたって消費された部品寿命の予測量を決定し、
前記消費された部品寿命の予測量が前記目標寿命に対する前記制約に違反していないとの判定に応答して、前記１つまたは複数の動作変数の前記暫定値に基づいて前記動作プロファイルデータを生成するように構成される、
請求項１０に記載のシステム（４０２）。
【請求項１８】
実行に応答して、少なくとも１つのプロセッサ（４１８）を含むシステム（４０２）に動作を実行させる実行可能命令が格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記動作は、
メンテナンス間隔の各時間単位についての１つまたは複数の動作変数の値を定義する１つまたは複数の発電資産に関する動作プロファイルデータを受信するステップと、
前記１つまたは複数の発電資産の目標寿命に対する部品寿命をクレジットする第１の動作モードに対応する前記メンテナンス間隔の前記各時間単位の第１のサブセットについて、前記１つまたは複数の発電資産の前記動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、前記目標寿命に対してクレジットされた部品寿命量を決定するステップと、
前記１つまたは複数の発電資産の前記目標寿命に対する部品寿命を消費する第２の動作モードに対応する前記メンテナンス間隔の前記各時間単位の第２のサブセットについて、前記動作プロファイルデータおよび前記部品寿命モデルデータに基づいて、前記目標寿命に対して消費された部品寿命量を決定するステップと、
前記クレジットされた部品寿命量と前記消費された部品寿命量との正味に基づいて、前記メンテナンス間隔の現時点における積み立てられた部品寿命量を決定するステップと、
前記目標寿命に違反することなく前記メンテナンス間隔の残りの間に前記第２の動作モードによって生成することができる利用可能な電力出力量を、前記積み立てられた部品寿命量の関数として決定するステップと、
前記利用可能な電力出力量をインターフェースディスプレイ上に表示するステップと、を含む、
非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記動作は、
前記１つまたは複数の発電資産の前記積み立てられた部品寿命の単位当たりのコストを表す寿命価格値を決定するステップであって、前記寿命価格値は、非ベクトル値またはベクトル値の一方である、ステップと、
前記寿命価格値に基づいて、前記利用可能な電力出力の販売が利益をもたらす最小電力価格または電力価格の範囲を決定するステップと、
前記最小電力価格または前記電力価格の範囲を前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上に表示するステップと、をさらに含む、
請求項１８に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記動作は、
前記最小電力価格および予測電力価格データに基づいて、前記第２の動作モードが推奨される前記メンテナンスプロファイルの１つまたは複数の時間単位を特定するステップと、
前記第１の動作モードが推奨される前記１つまたは複数の時間単位を前記インターフェースディスプレイまたは別のインターフェースディスプレイ上に表示するステップと、をさらに含む、
請求項１９に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、一般的に発電プラントの動作に関し、より詳細には、発電プラント資産の長期、前日、およびリアルタイムの動作計画に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの発電プラントは、消費者の全体的な電気需要の少なくとも一部を満たすために、ガスタービンを動力源として使用している。健全な長期動作を保証するために、プラント施設の所有者は、通常、プラント資産のメンテナンスまたはサービスを定期的にスケジューリングする。ガスタービンのメンテナンス間隔は、多くの場合には、係数を掛けた燃焼時間で定義され、これにより、前回のメンテナンス作業から、定義された数の係数を掛けた燃焼時間（例えば、係数を掛けた燃焼時間３２，０００時間）にわたってタービンが動作した後に、一組のガスタービンのメンテナンスがスケジューリングされる。メンテナンス間隔は、通常、ガスタービンの予想される部品寿命消費量に基づいて定義される。
【０００３】
プラントオペレータは、ピーク需要期にはガスタービンをそのベース能力を超えてピーク燃焼させることが時々ある。ベース能力を超えてピーク燃焼するガスタービンは、必要なときに追加の出力を生成するが、より速い部品寿命の消費を犠牲にしている。メンテナンス間隔（またはメンテナンス寿命）内でガスタービンが頻繁にピーク燃焼する場合には、部品寿命消費量の増加によってメンテナンス間隔が短くなる可能性がある。その結果、メンテナンススケジュールが前倒しされ、追加のカスタマーサービス契約料金が発生する可能性がある。これらの追加のメンテナンス費用を考慮すると、ガスタービンのメンテナンスがより頻繁になるため、プラント資産所有者がピーク燃焼モードを必要以上により慎重に行使することになる可能性があり、それによって収益機会を逸してしまう場合がある。
【０００４】
上述したガスタービン動作の欠点は、単に現在の技術のいくつかの問題の概要を提供することを意図しており、網羅的であることを意図するものではない。技術水準に関する他の問題、および本明細書に記載の様々な非限定的な実施形態のいくつかの対応する利点は、以下の詳細な説明を検討することによってさらに明らかになるであろう。
【発明の概要】
【０００５】
以下では、様々な実施形態のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、開示する主題の簡略化した概要を提示する。この概要は、様々な実施形態の広範な概要ではない。様々な実施形態の重要なまたは決定的な要素を特定することを意図していないし、また様々な実施形態の範囲を説明することも意図していない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示のいくつかの概念を簡潔な形式で提示することである。
【０００６】
１つまたは複数の実施形態は方法を提供し、本方法は、寿命サイクルの各時間単位についての１つまたは複数の動作変数の値を定義する１つまたは複数の発電資産に関する動作プロファイルデータを、少なくとも１つのプロセッサを含むシステムによって受信するステップと、目標寿命に対する部品寿命クレジットを生成する第１の動作モードに対応する寿命サイクルの各時間単位の第１のサブセットについてシステムによって、１つまたは複数の発電資産の動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、目標寿命に対してクレジットされた部品寿命量を決定するステップと、目標寿命に対する部品寿命クレジットを消費する第２の動作モードに対応する寿命サイクルの各時間単位の第２のサブセットについてシステムによって、動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、目標寿命に対して消費された部品寿命量を決定するステップと、クレジットされた部品寿命量と消費された部品寿命量との正味に基づいて、寿命サイクルの現時点における積み立てられた部品寿命量を、システムによって決定するステップと、積み立てられた部品寿命量を、目標寿命に違反することなく寿命サイクル中に第２の動作モードによって生成することができる利用可能な電力出力量に、システムによって変換するステップと、利用可能な電力出力量を、システムによってインターフェースディスプレイ上でレンダリングするステップと、を含む。
【０００７】
また、１つまたは複数の実施形態では、システムが提供され、システムは、１つまたは複数の発電資産についての動作プロファイルデータを生成するように構成されたプロファイル生成コンポーネントであって、動作プロファイルデータは、メンテナンス間隔の各時間単位についての１つまたは複数の動作変数の値を含む、プロファイル生成コンポーネントと、部品寿命メトリックコンポーネントであって、１つまたは複数の発電資産の動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、目標寿命に対する部品寿命クレジットを生成する第１の動作モードに対応するメンテナンス間隔の各時間単位の第１のサブセットについて、第１の動作モードによって生成される部品寿命クレジットの数を決定し、部品寿命クレジットは、目標寿命に対する制約に違反することなくメンテナンス間隔の間に部品寿命クレジットを消費する第２の動作モードによって消費することができる部品寿命量を表し、動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、第２の動作モードに対応するメンテナンス間隔の各時間単位の第２のサブセットについて、第２の動作モードによって生成された部品寿命デビットの数を決定し、部品寿命デビットは、目標寿命に対する制約の違反を防止するために、メンテナンス間隔の間の第１の動作モードによって補償される部品寿命量を表し、部品寿命クレジットの数と部品寿命デビットの数とのバランスに基づいて、メンテナンス間隔の現時点における積み立てられた部品寿命量を決定し、積み立てられた部品寿命量を、目標寿命に対する制約に違反しないメンテナンス間隔の間の第２の動作モードで利用可能な積み立てられた電力出力量に変換するように構成された部品寿命メトリックコンポーネントと、第２の動作モードで利用可能な積み立てられた電力出力量をインターフェースディスプレイ上にレンダリングするように構成されたユーザインターフェースコンポーネントと、を含む。
【０００８】
また、１つまたは複数の実施形態によれば、実行に応答して、安全中継装置に動作を実行させる命令が格納された非一時的なコンピュータ可読媒体が提供され、この動作は、メンテナンス間隔の各時間単位についての１つまたは複数の動作変数の値を定義する１つまたは複数の発電資産に関する動作プロファイルデータを受信するステップと、１つまたは複数の発電資産の目標寿命に対する部品寿命をクレジットする第１の動作モードに対応するメンテナンス間隔の各時間単位の第１のサブセットについて、１つまたは複数の発電資産の動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、目標寿命に対してクレジットされた部品寿命量を決定するステップと、１つまたは複数の発電資産の目標寿命に対する部品寿命を消費する第２の動作モードに対応するメンテナンス間隔の各時間単位の第２のサブセットについて、動作プロファイルデータおよび部品寿命モデルデータに基づいて、目標寿命に対して消費された部品寿命量を決定するステップと、クレジットされた部品寿命量と消費された部品寿命量との正味に基づいて、メンテナンス間隔の現時点における積み立てられた部品寿命量を決定するステップと、目標寿命に違反することなくメンテナンス間隔の残りの間に第２の動作モードによって生成することができる利用可能な電力出力量を、積み立てられた部品寿命量の関数として決定するステップと、利用可能な電力出力量をインターフェースディスプレイ上に表示するステップと、を含む。
【０００９】
前述の目的および関連する目的を達成するために、開示される主題は、以下でより完全に記載される特徴のうちの１つまたは複数を含む。以下の説明および添付の図面は、主題の特定の例示的な態様を詳細に説明する。しかしながら、これらの態様は、本主題の原理を利用することができる様々な方法のうちのいくつかを示すにすぎない。開示された主題の他の態様、利点、および新規な特徴は、図面と併せて考慮すれば、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明は、この概要に記載されたものを超える追加のまたは代替的な実施形態を含むことができることも理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】２つのガスタービンを含む例示的な２ｘ１複合サイクルプラントのブロック図である。
【図２】複合サイクルプラントの定常状態効率モデルの例示的なグラフである。
【図３】資産寿命と燃料効率との間のこのトレードオフを示す一般化されたグラフである。
【図４】ガスタービンまたは他のプラント資産についての例示的なディスパッチ最適化システムのブロック図である。
【図５】例示的な動作シナリオについて、ガスタービンまたは一組のガスタービンの部品寿命の変化を総メンテナンス間隔にわたる時間の関数としてプロットしたグラフである。
【図６】ディスパッチ最適化システムの例示的な概観表示を示す図である。
【図７】長期計画動作中のディスパッチ最適化システムのプロファイル生成コンポーネントのデータ入力および出力の例を示すブロック図である。
【図８】予め格納されたモデルデータ値の表形式の例を示す図である。
【図９】予測市場条件、予測周囲条件、および予測負荷もしくは電力需要の３つのカテゴリの下で予測データの例をプロットしたグラフを示す図である。
【図１０】実質的に最適化された動作プロファイルを生成するために、プロファイル生成コンポーネントによって予測データおよびモデルデータに対して実行される反復解析を示す計算ブロック図である。
【図１１】動作プロファイルの表示形式の例を示す図である。
【図１２】同じメンテナンス間隔にわたる予測された時間毎の電力価格と共に、メンテナンス間隔の期間にわたる動作プロファイルによって定義された推奨動作温度をプロットしたグラフの例を示す図である。
【図１３】長期解析の結果に基づいてユーザインターフェースコンポーネントによって生成することができる例示的なグラフィック表示を示す図である。
【図１４】ユーザインターフェースコンポーネントによって生成することができる例示的なグラフィック表示を示す図である。
【図１５】前日およびリアルタイムに計画中および実行中のディスパッチ最適化システムのプロファイル生成コンポーネントに対するデータ入力および出力の例を示すブロック図である。
【図１６】ディスパッチ最適化システムによって生成された前日の能力情報を提示する例示的な表示画面を示す図である。
【図１７】ユーザが前日にクリアされた入札および次の稼働日の動作情報を入力することを可能にする例示的な表示画面を示す図である。
【図１８】前日の計画の例示的な表示画面を示す図である。
【図１９】ディスパッチ最適化システムのユーザインターフェースコンポーネントによって生成することができる例示的なリアルタイム実行表示画面を示す図である。
【図２０】ディスパッチ最適化システムのユーザインターフェースコンポーネントによって生成することができる例示的なリアルタイムモニタリング表示画面を示す図である。
【図２１】プラント資産の利益最大化動作スケジュールまたはプロファイルを生成するための例示的な方法論のフローチャートである。
【図２２】１つまたは複数の発電プラント資産の目標寿命に対する部品寿命クレジットおよび損失を決定するための例示的な方法論のフローチャートである。
【図２３】発電プラント資産を有益にピーク燃焼させるのに適した期間を特定するための例示的な方法論のフローチャートである。
【図２４】コスト効率の良い方法で発電プラント資産を低温部分負荷で動作させるのに適した期間を特定するための例示的な方法論のフローチャートである。
【図２５】例示的なコンピューティング環境を示す図である。
【図２６】例示的なネットワーク環境を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
主題の開示は、図面を参照して説明され、図面中、同様の符号は、全体にわたって同様の要素を指すために使用される。以下の説明では、説明のために、主題の開示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細を記載している。しかしながら、本開示はこれらの特定の詳細なしに実施することができることは明らかである。他の例では、主題の開示の説明を容易にするために、周知の構造および装置がブロック図の形式で示されている。
【００１２】
本明細書および図面で使用されるように、「オブジェクト」、「モジュール」、「インターフェース」、「コンポーネント」、「システム」、「プラットフォーム」、「エンジン」、「セレクタ」、「マネージャ」、「ユニット」、「ストア」、「ネットワーク」、「発生器」などの用語は、コンピュータ関連エンティティ、または特定の機能を有する動作機械または装置に関連する、またはその一部であるエンティティを指すものとする。そのようなエンティティは、ハードウェア、ハードウェアとファームウェアの組合せ、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかであってもよい。さらに、前述の用語によって特定されたエンティティは、本明細書では一般に「機能要素」と呼ばれる。一例として、コンポーネントは、これらに限定されないが、プロセッサ上で実行されているプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能形式、実行のスレッド、プログラム、および／またはコンピュータであってもよい。例として、サーバ上で実行されているアプリケーションおよびそのサーバの両方がコンポーネントであってもよい。１つまたは複数のコンポーネントがプロセスおよび／または実行のスレッド内に常駐することができ、またコンポーネントは、１つのコンピュータ上に局在してもよいし、あるいは２つ以上のコンピュータ間に分散されてもよい。また、これらのコンポーネントは、様々なデータ構造が格納された様々なコンピュータ可読記憶媒体から実行することができる。コンポーネントは、１つまたは複数のデータパケット（例えば、ローカルシステム、分散システム、および／または信号を介して他のシステムとのインターネットなどのネットワーク内の別のコンポーネントと相互作用する１つのコンポーネントからのデータ）を有する信号に従って、ローカルおよび／またはリモートプロセスを介して通信することができる。例として、コンポーネントは、電気回路または電子回路によって動作される機械的部品によって提供される特定の機能を有する装置であってもよく、電気回路または電子回路はプロセッサによって実行されるソフトウェアまたはファームウェアアプリケーションによって動作され、プロセッサは、装置の内部または外部にあってもよく、ソフトウェアまたはファームウェアアプリケーションの少なくとも一部を実行する。別の例として、コンポーネントは、機械部品なしで電子コンポーネントにより特定の機能を提供する装置であってもよく、電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能の少なくとも一部を与えるソフトウェアまたはファームウェアを実行するプロセッサをその中に含むことができる。インターフェースには、入出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント、関連するプロセッサ、アプリケーション、またはＡＰＩ（アプリケーションプログラムインターフェース）コンポーネントが含まれてもよい。上述した例はコンポーネントを対象としているが、例示された特徴または態様は、オブジェクト、モジュール、インターフェース、システム、プラットフォーム、エンジン、セレクタ、マネージャ、ユニット、ストア、ネットワークなどにも適用される。
【００１３】
ガスタービンなどの発電プラント資産は、安全で信頼できる効率的な動作を保証するために定期的なメンテナンスを必要とする。多くのプラント資産所有者は、資産の予定されたメンテナンスを実行するために、そのようなプラント資産の製造業者と契約している。場合によっては、顧客サービス契約（ＣＳＡ）は、使用に基づくメンテナンス方式を規定しており、それによって、定期的なメンテナンスを受けた場合に製造業者が所与の資産の動作期間を保証する。そのような契約の下で、資産所有者は、資産のメンテナンスのために製造業者に料金（例えば、使用に基づく料金）を支払うことができ、製造業者は定期検査を行い、必要なときには修理と部品交換を行い、プラントの資産を合意された期間（または資産の寿命）内に機能させるのに必要な他のサービス機能を行う。このような修理および交換の費用、ならびに検査の頻度は、資産の動作履歴に依存するので、製造者および所有者は、メンテナンスをいつ実行すべきかを決定することに関連して、資産の耐用年数に対する動作上の影響を決定するシステムに合意することができる。
【００１４】
資産への動作上の影響を説明する１つの方法は、係数を掛けた燃焼時間（ＦＦＨ）と呼ばれる部品寿命メトリックを追跡することである。この手法によれば、ガスタービンに適用される例では、ガスタービンがそのベース能力（すなわち、ガスタービンの定格能力またはベース負荷）まで動作される（または「燃焼」される）毎に、１ＦＦＨがガスタービンに発生する。例示的なガスタービンは、３２，０００ＦＦＨで動作するように設計されたコンポーネントを含むことができる。ガスタービンがそのベース能力まで動作される場合には、実際の動作時間はそれぞれ１ＦＦＨに変換される。
【００１５】
ガスタービンはピーク燃焼モードで動作することもでき、これにより、ベース負荷動作に対してより高いメガワット（ＭＷ）出力を生成するために、燃焼温度（または動作温度）が設計値より高くなる。しかし、ピーク燃焼はまた、部品寿命の消費を加速させる。ピーク燃焼中の部品寿命のより速い消費を反映させるために、実際のピーク燃焼動作の１時間当たりのＦＦＨの数は１より大きくなる（例えば、ピーク燃焼動作の１時間＝２．２ＦＦＨ）。この単純化されたＦＦＨモデルは、例示的なものにすぎない。場合によっては、ガスタービン動作と消費されるＦＨＨとの間の実際の関数関係は、物理学、リスク解析、または他の要因の詳細な評価に基づくことができる。
【００１６】
このＦＦＨ手法によれば、ベース負荷までしか動作しないガスタービンは、３２，０００実時間の動作で３２，０００ＦＦＨの部品寿命（またはメンテナンス間隔）を消費するのに対して、メンテナンス間隔の少なくとも一部についてピーク燃焼モードで動作するガスタービンは、３２，０００時間未満の実動作で部品寿命を消費し、その結果、メンテナンス間隔を短縮してしまう。
【００１７】
いくつかのモデルに基づく制御により、プラントオペレータは、他の期間にガスタービンを低温部分負荷（ＣＰＬ）で動作させることによってピーク燃焼期間に起因する部品寿命消費量の増分を補償することができる。ＣＰＬモードで動作するガスタービンは、デフォルト動作よりも燃料効率が低いが、資産部品寿命を有利に延長することができ（係数を掛けた燃焼時間または別の部品寿命メトリックによる）、それにより、ピーク燃焼期間中に消費された追加の部品寿命を少なくとも部分的に補償することができる。このように、燃料効率と部品寿命との間にはトレードオフがある。
【００１８】
図１は、２つのガスタービン１０４１、１０４２と、熱回収蒸気発生器１０６と、蒸気タービン１０８と、を含む例示的な２ｘ１複合サイクルプラント１０２のブロック図である。図２は、複合サイクルプラント１０２の定常状態効率モデルの例示的なグラフ２０２である。グラフ２０２は、高温負荷動作（線２０４）と低温負荷動作（線２０６）の両方に対するプラントの電力出力の関数としてのガスタービン動作温度（この例では排気温度によって表される）をプロットしている。最小プラント電力出力とベース能力（ピーク燃焼でない動作）との間で、高温負荷動作により、線２０４によって表されるように、ガスタービンはより高い温度で電力を生成し、複合サイクル動作において最高の燃料効率をもたらす。したがって、このシナリオでのベース動作の好ましい動作モードである。電力出力がプラント１０２のプラントのベース能力以下に留まり、ガスタービンが高温負荷モードで動作する場合には、ガスタービンのメンテナンス間隔（または寿命サイクル）を定義するＦＦＨは実際の動作時間と等しい。
【００１９】
ピーク燃焼（または過燃焼）中に、プラント１０２がベース能力を超えて（プラントの最大能力まで）発電すると、追加のメガワットが生成されるが、より速い部品劣化（部品寿命の消費）の犠牲を払う。いくつかのシステムでは、ＦＦＨメトリックを得るための資産の累積稼働時間を調整することによって、この加速された部品寿命の消費を説明するプラント資産のメンテナンス間隔を調整しており、これは、資産に対するメンテナンスをいつ実行するべきか（例えば、係数を掛けた燃焼時間が３２，０００時間に達したとき）を決定するために使用される。ピーク燃焼では部品寿命が加速して消費されるので、ピーク負荷時のＦＦＨはベース負荷以下の高負荷動作時よりも速く消費される。これらの消費されたＦＦＨがメンテナンス間隔内に補償されない場合には、総メンテナンス間隔（または動作期間）が短縮され、より頻度の高いメンテナンスおよび計画された停止日の不確実性が必要になる。
【００２０】
ピーク燃焼中に消費されるＦＦＨを補償するために、プラント１０２は、選択された非ピーク期間に低温部分負荷（ＣＰＬ）モード（線２０６で表す）で動作することができる。ＣＰＬ動作中、ガスタービンは高温負荷に対してより低い温度で動作する。ＣＰＬ動作は高温負荷よりも燃料効率が低いが、ＣＰＬモードで動作するガスタービンは、部品の劣化を遅らせ、タービンのメンテナンス寿命を延ばすことができる。図３は、資産寿命と燃料効率との間のこのトレードオフを示す一般化されたグラフ３０２である。グラフ３０２の点３０４は、高温負荷動作（非ピーク）を表し、点３０６はＣＰＬ動作を表す。このグラフに示すように、動作温度が高いほどより効率的な動作得られて部品寿命が短く（したがってメンテナンス間隔も短く）なり、動作温度が低いほど燃料効率が低下して部品寿命が延びる。
【００２１】
したがって、ピーク燃焼は通常の高温負荷動作に比べてより速い速度で係数を掛けた燃焼時間を「消費」するが、ＣＰＬ動作は係数を掛けた燃焼時間を「作る」ことができ、それによって、ピーク燃焼中に消費された追加のＦＦＨを補償することができる（ただし、燃料効率を犠牲にして）。一般に、ＣＰＬ動作はＦＦＨクレジットを生成するが、ピーク燃焼はこれらのＦＦＨクレジットを消費または消耗する（ただし、本明細書で説明する例では、メンテナンス間隔はＦＦＨで定義されると仮定しているが、いくつかのシステムでは、メンテナンス間隔を異なる部品寿命メトリックにより定義してもよい）。
【００２２】
これらの動作上のトレードオフには、異なるコストが伴う可能性がある。ＣＰＬモードで過度にガスタービンを動作することに伴う燃料効率の低下は燃料コストを増加させる可能性があるが、過剰なピーク燃焼は、メンテナンス間隔を短縮し、プラント資産のより頻繁なサービスを必要とすることにより、メンテナンスコスト（例えば顧客サービスメンテナンスコスト）を増加させる可能性がある。プラント資産動作に固有の柔軟性は、プラントオペレータに対し、燃料効率の最も高い動作（デフォルトの動作）から部品寿命の消費を最小限に抑える動作（ＣＰＬ動作）まで、任意の所与の時点で様々な動作選択の範囲を提供する。本明細書に記載のシステムおよび方法の実施形態は、この柔軟性を利用して、ＣＰＬ動作期間に部品寿命を「節約」し、ピーク燃焼動作中に節約された部品寿命を「消費」して、他の時間にベース能力を超える追加の電力（ＭＷ）を発生させる（それによって、ピーク燃焼消費の有害な影響を補償する）。
【００２３】
理想的には、メンテナンス間隔中のガスタービンの不足燃焼と過燃焼との間の最適なバランスを特定することができれば、電力生産に関連する利益を実質的に最大化することができる。しかしながら、この実質的に最適化されたバランスを見つけることは、部分的には、考慮すべき多数の変動要因のために困難であり、この変動要因には時間毎の燃料コスト、電力コスト、および予測電力需要もしくは負荷が含まれ、これらのすべてがメンテナンス間隔にわたって時間の関数として変化する。稼働時間の不確実性および減少（例えば、メンテナンス計画に関連する不確実性）の有害な影響は、所有者が資産をピーク燃焼させるのを妨げる可能性がある。その結果、発電プラント資産はその価値潜在力を下回って利用され、ピーク燃焼の機会を逃すことにより潜在的な利益を失う結果になる。
【００２４】
これらのおよび他の問題に対処するために、本開示の１つまたは複数の実施形態は、最も好ましいピーク燃焼機会を最も好ましいＣＰＬ機会と最適にバランスさせることによって、ＣＰＬ補償されたピーク燃焼によって生成される未使用値を実質的に最大にするシステムおよび方法を提供する。この目的のために、ディスパッチ最適化システムは、予測情報および資産性能モデルデータを活用して、部品寿命クレジット（例えばＦＦＨクレジット）がどれだけ発生するか、部品寿命クレジットを獲得する最良の時間または条件、ピーク燃焼および収益の発生により、発生した部品寿命クレジットを消費する最良の時間または条件を決定することができる。いくつかの実施形態では、ディスパッチ最適化システムは、予定されたメンテナンス間隔にわたって部品寿命クレジットの生成と消費をバランスさせる１つまたは複数のガスタービン（または他の発電資産）の動作プロファイルを生成し、メンテナンス間隔が短くならず、追加のメンテナンス費用（例えば、顧客サービス契約の追加料金）が発生しないようにする。ディスパッチ最適化システムはまた、予測エネルギー価格、燃料コスト、需要を考慮して、実質的に利益を最大にする部品寿命クレジットを生成し（低温部分負荷による）、部品寿命クレジットを消費する（ピーク燃焼による）ための最適な時間も決定する。
【００２５】
ディスパッチ最適化システムはまた、長期、前日、および同日の資産動作決定を行う際にプラントオペレータまたはマネージャを助けることができる情報を生成し提供する。例えば、いくつかの実施形態では、ディスパッチ最適化システムは、現在または予測された周囲および市場条件が与えられた場合に使用される部品寿命の価値および品質を伝えることができる。例示的なシナリオでは、ディスパッチ最適化システムは、予測される条件ならびに資産性能および部品寿命モデルに基づいて長期寿命価格値を決定し、この長期最適寿命価格を動作温度抑制に関する実行可能な推奨値に（現在の動作および周囲条件の関数として）変換することができる。
【００２６】
様々な実施形態では、最適化システムによって生成された長期およびリアルタイムの動作プロファイルは、自動または手動の資産管理戦略のいずれかに活用することができる。例えば、システムによって生成された動作プロファイルは、プラント資産管理システムにエクスポートすることができ、プラント資産管理システムは、プロファイルに従ってプラント資産の動作を自動的に調整することができる。あるいは、動作プロファイル情報は、メンテナンス間隔にわたってガスタービンを動作させるためのガイドラインとして使用することができるグラフィックまたはテキストベースの形式でレンダリングすることができる。
【００２７】
本明細書に記載されている例は、部品寿命を積み立てるまたはクレジットする手段としての低温部分負荷動作と、ＣＰＬ補償された部品寿命を消費する手段としてのピーク燃焼動作と、の使用に関するものであるが、本明細書に記載されたシステムおよび方法のいくつかの実施形態は、部品寿命を積み立てて消費する他の動作モードに関する解析を実行することができることを理解されたい。例えば、ＣＰＬ動作とピーク燃焼動作との間の有益なトレードオフを決定するのではなく、またはそれに加えて、いくつかの実施形態は、ガスタービンの冷却流の高い量と少ない量との間、または蒸気タービンの高い蒸気入口温度と低い蒸気入口温度との間の有益なトレードオフを決定するように構成することができる。一般に、本明細書に記載された実施形態は、部品寿命の制約が与えられた期間にわたってプラント資産の「より厳しい」動作と、資産の「より緩やかな動作」との間の最適化されたトレードオフを決定するように構成することができる。
【００２８】
図２に示すように、ガスタービン（または特定の他の発電プラント資産）の複合サイクル動作の物理は、特定の動作上の柔軟性を提供する。特に、同じ複合サイクルメガワット出力は、ガスタービンをより高温で動作させる（より燃料効率が高く、寿命に名目上の影響を及ぼす）か、またはガスタービンをより低温で動作させる（燃料効率は低いが、寿命への影響は低い）ことによって生成することができる。この柔軟性はベース負荷（部分負荷とも呼ばれる）の下で利用することができる。一般に、本明細書に記載されたディスパッチ最適化システムは、ピーク燃焼を可能にしながら、動作期間（またはメンテナンス間隔）への影響を相殺し、管理し、制御するために、発電プラント資産（ガスタービンまたは他の電力生産資産）の所有者が資産動作のこの柔軟性を利用するのを支援し、それによって潜在的な資産価値が解かれる。低温部分負荷（ＣＰＬ）動作の程度を変えることによって、部品寿命クレジットの様々なレベルを蓄積することができる。これらの蓄積された部品寿命クレジットは、ピーク燃焼期間に消費された部品寿命の増加を相殺するために使用することができる。本明細書に記載されているディスパッチ最適化システムは、動作期間を指定された期間に保ちながら資産利用を最大にするために、ＣＰＬ動作の最も好ましい条件およびＣＰＬ動作の程度を決定する。
【００２９】
システムは、予測された周囲条件および市場条件に基づいてプラント資産の長期動作プロファイルを生成することから開始することができる。メンテナンス間隔中の資産のリアルタイム動作中に、システムは、これまでのメンテナンス間隔内の実際の周囲条件および市場条件ならびに資産の実際の動作履歴に基づいて動作プロファイルを更新することができる。
【００３０】
図４は、本開示の１つまたは複数の実施形態によるガスタービン（または他のプラント資産）についての例示的なディスパッチ最適化システムのブロック図である。本開示において説明されるシステム、装置、またはプロセスの態様は、例えば、１つまたは複数の機械に関連する１つまたは複数のコンピュータ可読媒体で具体化される、機械内で具体化される機械実行可能コンポーネントを構成することができる。そのようなコンポーネントは、１つまたは複数の機械、例えばコンピュータ、コンピューティングデバイス、自動化装置、仮想機械などによって実行された場合に、記載された動作を機械に実行させることができる。
【００３１】
ディスパッチ最適化システム４０２は、予測コンポーネント４０４と、プロファイル生成コンポーネント４０６と、ユーザインターフェースコンポーネント４０８と、リアルタイムデータ取得コンポーネント４１０と、部品寿命メトリックコンポーネント４１２と、制御インターフェースコンポーネント４１４と、１つまたは複数のプロセッサ４１８と、メモリ４２０と、を含む。様々な実施形態では、予測コンポーネント４０４、プロファイル生成コンポーネント４０６、ユーザインターフェースコンポーネント４０８、リアルタイムデータ取得コンポーネント４１０、部品寿命メトリックコンポーネント４１２、制御インターフェースコンポーネント４１４、１つまたは複数のプロセッサ４１８、ならびにメモリ４２０のうちの１つまたは複数は、ディスパッチ最適化システム４０２の機能の１つまたは複数を実行するために、電気的におよび／または通信可能に互いに結合することができる。いくつかの実施形態では、コンポーネント４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４のうちの１つまたは複数は、メモリ４２０に格納され、プロセッサ４１８によって実行されるソフトウェア命令を含むことができる。ディスパッチ最適化システム４０２は、図４に示されていない他のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントと対話することもできる。例えば、プロセッサ４１８は、キーボード、マウス、ディスプレイモニタ、タッチスクリーン、または他のそのようなインターフェースデバイスなどの１つまたは複数の外部ユーザインターフェースデバイスと対話することができる。
【００３２】
予測コンポーネント４０４は、発電プラント資産（例えば、１つまたは複数のガスタービンまたは他のそのような資産）について実質的に最適化された動作プロファイルまたはスケジュールを生成するための１つまたは複数のパラメータとして使用される予測データを受信および／または生成するように構成することができる。予測データは、動作プロファイルが生成されているメンテナンス間隔の期間にわたって予測される条件を表すことができる。これらの予測される条件には、電力需要もしくは負荷、周囲条件（例えば、温度、圧力、湿度など）、電力価格、および／またはガス価格が含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、予測データを１時間毎のデータとしてフォーマットすることができる。しかし、１時間毎のデータの他の時間単位も１つまたは複数の実施形態の範囲内にある。一般に、予測データの時間ベースは、動作プロファイルの時間ベースと一致する。さらに、時系列データに加えて、あるいは時系列データの代わりに、いくつかの実施形態は、時系列データとしてではなく、ヒストグラムまたは確率分布などの統計的表現で市場条件および周囲条件を考慮するように構成することができる。
【００３３】
プロファイル生成コンポーネント４０６は、実質的に利益を最大にし、プラント資産の指定された部品寿命目標寿命を維持する予測データを考慮して、メンテナンス間隔に対する適切なプラント資産動作プロファイルを決定するように構成することができる。プロファイル生成コンポーネント４０６は、予測データ、評価される１つまたは複数のプラント資産の性能モデル、ならびにクレジットもしくは消費された部品寿命の金銭的価値を表す計算された「寿命価格」値に基づいて動作プロファイルを生成する。係数を掛けた燃焼時間によって部品寿命を測定するシステムの場合には、寿命価格は＄／ＦＦＨの単位になる。以下でより詳細に説明するように、この寿命価格推測値は、最適化された動作プロファイルを決定することに伴う計算負荷を低減することができる。いくつかの実施形態では、動作プロファイルは、メンテナンス間隔の各時間についての発電プラント資産の電力出力および動作温度の一方または両方を規定する１時間毎の動作スケジュールとして生成することができる（ただし、本明細書に記載される例は１時間毎の時間ベースを想定しているが、動作プロファイルの他の時間ベースも１つまたは複数の実施形態の範囲内にある）。プロファイル生成コンポーネント４０６は、メンテナンス間隔について決定された寿命価格推定値を出力することもできる。
【００３４】
ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、ユーザ入力を受信し、任意の適切なフォーマット（例えば、視覚、音声、触覚など）でユーザに出力をレンダリングするように構成することができる。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、ディスパッチ最適化システム４０２と通信可能にインターフェースするクライアントデバイス上に、またはシステム４０２のネイティブディスプレイコンポーネント（例えば、ディスプレイモニタまたはスクリーン）上にレンダリングすることができるグラフィカルユーザインターフェースを生成するように構成することができる。入力データは、例えば、動作プロファイルを生成するときに考慮されるべきユーザ定義の制約（例えば、ガスタービン動作温度または電力出力の上限と下限、所望の動作期間の定義、ガスタービンが動作できない日の特定など）、更新された周囲または市場の予測データ、プラント停止日の情報、資産メンテナンス日の情報、あるいは他のそのような情報を含むことができる。出力データは、例えば、プラント資産動作プロファイルまたはスケジュールのテキストベースまたはグラフィカルレンダリング、現在および予測された条件を考慮した追加の部品寿命を節約するコストを表す現在の寿命価格推定値、低温部分負荷およびピーク燃焼の推奨動作時間、ＣＰＬとピーク動作の正味に基づく残っている部品寿命の推定値、予測された条件および過去の動作を考慮して、利益の観点からピーク燃焼動作を正当化する最も低い電力価格の推定値、目標寿命の制約に違反せずにピーク燃焼動作によって生成することができる積み立てられたメガワット時（ＭＷｈ）の数、比較メトリックグラフ、あるいは他のそのような出力を含むことができる。
【００３５】
リアルタイムデータ取得コンポーネント４１０は、予測データによって表される周囲条件、市場条件、および資産動作条件に関する現在値または履歴値を受信または取得するように構成することができる。本明細書でより詳細に説明するように、最適化システム４０２は、これらリアルタイムまたは履歴値を使用して、メンテナンス間隔または動作期間中にプラント資産の推奨動作プロファイルを更新し、さらにプラント資産の収益性とバランスのとれた動作を導くようにユーザに提示された部品寿命と金銭的メトリクスを更新することができる。
【００３６】
部品寿命メトリックコンポーネント４１２は、メンテナンス間隔内の動作中にプラント資産によって消費または節約された部品寿命、ＣＰＬ動作によって節約された部品寿命の推定コスト、ＣＰＬ運転の結果としてピーク燃焼動作に利用可能な積み立てられたＭＷｈ、積み立てられたＭＷｈがピーク燃焼動作によって有利に生成され得る最小電力価格に関する様々なメトリック、あるいは他のそのようなメトリックを生成するように構成することができる。制御インターフェースコンポーネント４１４は、プラント資産管理システムとインターフェースし、データを交換するように構成することができる。これには、例えば、動作プロファイル情報（例えば、１時間毎の電力出力スケジュール、１時間毎の動作温度など）を制御システムにエクスポートすること、実際のリアルタイムおよび／または過去の動作情報を制御システムから受信して計画メトリクスと動作プロファイルの更新に用いることが含まれ得る。
【００３７】
１つまたは複数のプロセッサ４１８は、開示されたシステムおよび／または方法を参照して本明細書で説明される機能の１つまたは複数を実行することができる。メモリ４２０は、開示されたシステムおよび／または方法を参照して本明細書で説明された機能を実行するためのコンピュータ実行可能命令および／または情報を格納するコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。
【００３８】
ディスパッチ最適化システム４０２の特徴はガスタービンを参照して本明細書で説明されているが、ディスパッチ最適化システム４０２の実施形態はガスタービンでの使用に限定されず、むしろ他のタイプの発電資産のための動作プロファイルまたはスケジュールを生成することができることを理解されたい。
【００３９】
メンテナンス間隔にわたってプラント資産の動作中の部品寿命の積み立ておよび消費の概念を説明するために、図５は、例示的な動作シナリオについて、ガスタービンまたは一組のガスタービンの部品寿命の変化を総メンテナンス間隔にわたる時間の関数としてプロットしたグラフ５０２である。垂直破線５０８は、プラント資産の目標寿命、またはメンテナンス間隔中にピーク燃焼またはＣＰＬ動作が行われない場合に次のメンテナンスサービスがスケジューリングされる時間を表す。この目標寿命は、係数を掛けた燃焼時間数（例えば、３２，０００時間の係数を掛けた燃焼時間）または別の部品寿命メトリックによって定義することができる。メンテナンス間隔の間、ガスタービンが高温負荷モードでベース能力まで出力するようにのみ動作される場合（ベースライン動作と呼ばれる）には、実際の動作時間（または燃焼時間）が目標寿命を定義する予定された係数を掛けた燃焼時間に到達すると、目標寿命に達することになる。
【００４０】
上記のように、プラント資産がピーク燃焼された場合には、残りの係数を掛けた燃焼時間数は、より早い部品寿命の消費を反映するようにベースライン動作に対して相対的に下方に調整される。グラフ５０２の負の曲線５０６はピーク燃焼期間を表しており、それによってベースラインに対するメンテナンス間隔の持続時間の下方調整（すなわち、負の寿命の変化）が行われる。ガスタービンが低温部分負荷である場合は、残りのＦＦＨの数は、ベースライン動作と比較してより遅い部品寿命の消費を反映するように上方に調整される。グラフ５０２の正の曲線５０４は、ＣＰＬ動作を表しており、それによってベースラインに対するメンテナンス間隔の持続時間の上方調整（すなわち、正の寿命の変化）が行われる。
【００４１】
グラフ５０２によって示されるように、ＣＰＬ動作は、ＦＦＨクレジット（または、より一般的には、部品寿命クレジット）を生成し、ピーク燃焼は、これらのＦＦＨクレジットを消費または消耗する。「消費された」ＦＦＨクレジットがメンテナンス間隔にわたって「作成された」ＦＦＨクレジットと釣り合っている場合（「作成された」Δ寿命＝「消費された」Δ寿命）には、メンテナンス間隔の正味の部品寿命は変わらず、メンテナンス間隔は短縮されない（すなわち、目標寿命５０８は前倒しされない）。メンテナンス間隔の各時間単位（例えば、時間）におけるエネルギー需要、燃料価格、エネルギー価格などの要因に応じて、メンテナンス間隔にわたってプラント資産を動作させることによる全体利益は、部分的には、資産がピーク燃焼され、低温部分負荷される選択された時間の関数である。
【００４２】
長期予測および計画段階において、本明細書に記載されたディスパッチ最適化システム４０２は、所与の負荷および周囲条件の予測ならびにプラント資産の性能モデルデータに対して最も有利なピーク燃焼機会を特定することによって、かつ、資産の目標寿命が実質的に変化しないようにＣＰＬ動作の最も有利な機会を特定することにより、これらのピーク燃焼時間のバランスをとることによって、メンテナンス間隔にわたって実質的に利益を最大にするプラント資産（例えば、ガスタービン）の適切な動作スケジュールを決定することができる。
【００４３】
この最適化問題を長い動作期間にもかかわらず最小の計算負荷で解決するために、ディスパッチ最適化システム４０２は、追加寿命の増分に対する追加利益の増分を表す寿命価格値λの推定価格に基づいてこの動作プロファイルを生成する。この点に関して、ディスパッチ最適化システム４０２は、寿命価格値λ（単位＄／ＦＦＨ）の推定価格に基づいてそのようなＦＦＨクレジットのコストを計算することによって、ＦＦＨクレジットの作成（ＣＰＬによる）および消耗（ピーク燃焼動作による）を説明する。例示的なシナリオでは、所与の時間の燃料コストに基づいて、ＣＰＬ動作コストによって節約された部品寿命の１単位が、ＣＰＬ動作の燃料効率の低下のために、追加の燃料に１ドルかかることを決定することができる。また、ピーク燃焼の結果として失われた部品寿命の１単位が１ＭＷの追加電力を生成することを決定することもできる。したがって、電力価格が＄１／ＭＷｈを超える場合に限り、ＣＰＬ動作によって寿命を節約する価値があると仮定することができ、それはピーク燃焼動作中に追加の部品寿命を消費する適切な機会を示している。
【００４４】
いくつかの実施形態では、寿命λの価格は、所与のプラント資産についてのベクトル量であってもよい。例えば、所与のプラント資産は複数の段階を含むことができ、各段階は異なる目標寿命（またはメンテナンス間隔）を有する。このようなシナリオでは、各段階は異なる寿命価格値を有してもよく、資産のすべての段階の寿命価格値の集合が寿命価格ベクトルを形成する。
【００４５】
理想的な寿命価格の推定値が分かっている場合には、この問題は、メンテナンス間隔の各時間単位（または統計データの場合には、各動作条件）において、一般的に次式で与えられるように、利益を最大化するプラント出力の値（通常はＭＷ単位）および動作温度（例えば、排気温度、入口温度など）を決定することを単純化する。
【００４６】
利益＝（電力収入）−（燃料の燃焼コスト）−（寿命コスト）  （１）
電力収入は、時間単位の電力価格と時間単位に対して生成された電力出力（例えば、ＭＷｈ）との積に基づいて決定することができる。燃料の燃焼コストは、時間単位の燃料コストと時間単位の間に消費された燃料量（資産の燃料消費を電力出力および／または動作温度の一方または両方の関数としてモデル化するプラント資産の性能モデルデータに基づいて決定することができる）との積に基づいて決定することができる。寿命のコストは、寿命λの推定価格と消費されたＦＦＨの数（消費されたＦＦＨを電力出力および／または動作温度の一方または両方の関数としてモデル化するプラント資産の部品寿命モデルデータに基づいて決定することができる）との積に基づいて決定することができる。
【００４７】
以下でより詳細に説明するように、ディスパッチ最適化システム４０２は、メンテナンス間隔の各時間単位（例えば時間）について、目標寿命制約を満たしながら（すなわち、メンテナンス間隔の持続時間を大幅に変更することなく）メンテナンス間隔の利益を最大にする、プラント資産の推奨出力（ＭＷ）および／または動作温度（Ｔ）を決定するために反復解析技術を使用する。この反復技法は、内側ループ反復および外側ループ反復を含む。内側ループは、寿命価格値λの推定価格が与えられたときの式（１）に従って、メンテナンス間隔の各時間単位の利益を最大にする動作プロファイルを決定する。次いで、外側ループは、動作プロファイルから生じる目標部品寿命が、プラント資産の実際の目標部品寿命と（定義された公差内で）実質的に等しいかどうかを判定する。この目標部品寿命制約が満たされない場合には、寿命価格値λの推定価格が適切な方向に調整され、調整された寿命の価格を使用して内側ループが再実行される。これらの反復は、資産の目標部品寿命制約を満たす動作プロファイル（すなわち、定義された公差で目標メンテナンス間隔と実質的に等しいメンテナンス間隔になる動作プロファイル）を最大にする利益が見つかるまで繰り返される。
【００４８】
図６は、ディスパッチ最適化システム４０２の例示的な概観表示６０２であり、ユーザインターフェースコンポーネント４０８によって生成することができる。概観表示６０２は、長期計画６０４、前日計画６０６、およびリアルタイム計画および動作６０８に従って分類された、システム４０２の他の表示にナビゲートするための選択可能なグラフィックスを含むことができる。将来のメンテナンス間隔のための最適化された動作プロファイルが生成される長期計画シーケンスは、長期グラフィック６０４を介してアクセス可能な長期表示との対話を介して開始され、閲覧することができる。
【００４９】
図７は、長期計画段階におけるディスパッチ最適化システム４０２のプロファイル生成コンポーネント４０６のデータ入力および出力の例を示すブロック図である。本明細書でより詳細に説明するように、同様の入力および出力は、その後の前日およびリアルタイムの計画および動作中に使用されるが、実際のおよび／または過去の周囲データ、市場データおよび動作データが予測データの少なくとも一部を置き換える。
【００５０】
本明細書に記載の実施例では、プラント資産は一組のガスタービンであると仮定されている。しかしながら、ディスパッチ最適化システム４０２の実施形態によって実行される最適化技術は、他のタイプの発電プラント資産にも適用可能であることを理解されたい。さらに、本明細書に記載の実施例は、１時間毎の時間ベースを有する動作プロファイルを想定しているが、他の時間ベースも１つまたは複数の実施形態の範囲内にある。また、以下の実施例における部品寿命メトリックはＦＦＨであると仮定されているが、ディスパッチ最適化システム４０２のいくつかの実施形態は、他の部品寿命メトリックに基づいて動作プロファイルを決定するように構成されてもよい。
【００５１】
プロファイル生成コンポーネント４０６は、上述の内側ループおよび外側ループ反復を実行する１つまたは複数の最適化アルゴリズム７０２を実行するように構成される。ガスタービンの燃料燃焼コストおよび消費されたＦＦＨ（または別の部品寿命メトリック）のコストを正確に計算するために、ディスパッチ最適化システム４０２には、ガスタービンのための１つまたは複数の燃料消費モデルならびに１つまたは複数の部品寿命モデルを含むモデルデータ４１６が設けられている。これらのモデルは、工学的仕様、動作履歴データ、または他のそのような情報に基づいて調査中の特定のガスタービンに合わせてカスタマイズすることができる。
【００５２】
例示的な燃料消費モデルは、所与の時間単位（例えば、１時間）の間にガスタービンによって消費される燃料の推定量を電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔ（排気温度、入口温度、または全体的な動作温度を示す別の温度であってもよい）、ならびに／あるいは周囲の温度、圧力、湿度などの周囲条件ＡＭＢの関数として定義することができる。このような性能モデルは、所与のＡｍｂに対する燃料消費とＭＷとＴの組合せとの間の関係を記述する数学的関数（例えば、ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ））として、あるいは、異なる動作シナリオに対する燃料消費推定値を得るために必要に応じてプロファイル生成コンポーネント４０６によってアクセスされ得る予め計算された値の表として、ディスパッチ最適化システム４０２に関連するメモリ４２０に格納することができる。
【００５３】
例示的な部品寿命モデルは、所与の時間単位に対して消費された係数を掛けた燃焼時間の推定数（または他の部品寿命メトリック）を電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔの関数として、ならびに／あるいは周囲の温度、圧力、湿度などの周囲条件Ａｍｂとして定義することができる。燃料消費モデルと同様に、部品寿命モデルは、所与のＡｍｂに対する消費されたＦＦＨとＭＷおよびＴの組合せとの関係を記述する数学的関数（例えば、ＦＨＨ＿Ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ，Ｔ，Ａｍｂ））として、あるいは、異なる動作シナリオに対するＦＨＨ消費推定値を得るために必要に応じてプロファイル生成コンポーネント４０６によってアクセス可能な予め計算された計算値の表として、メモリ４２０に格納することができる。
【００５４】
図８は、所与のＡｍｂに対する予め格納されたモデルデータ値の例示的な表形式を示す。表８０２は、性能モデル（例えば、ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ，Ｔ））に対応する例示的なデータ表であり、表８０４は、部品寿命モデル（例えば、ＦＦＨ＿ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ，Ｔ））に対応する例示的なデータ表である。性能モデルデータ表８０２は、電力出力ＭＷ（列８１２）と動作温度Ｔ（行８１４）とのそれぞれの組合せに対する燃料消費値８０８の２次元グリッドである。モデルデータが予め計算された値として格納される実施形態では、性能モデルデータ値は、表８０２に示されるものと同様のフォーマット（または他の適切なフォーマット）でメモリ４２０に格納することができ、電力出力（ＭＷ）と動作温度（Ｔ）の所与の組合せに対する消費された燃料量を表す予め計算されたデータ値８０８は、［ＭＷ、Ｔ］対の範囲（例えば、カンマ区切りデータまたは他の適切な格納形式）について格納される。以下でより詳細に説明する最適化プロセスの反復中に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、表７０２にアクセスして、所与の時間の現在の反復に対して考慮されているテスト値の対に最もよく一致する電力出力および動作温度値の対に対応するＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ、Ｔ）の予め格納された値を取り出すことができる。これらの予め計算された値を予め格納することにより、所与の［ＭＷ、Ｔ］対に対して消費される燃料量を計算するために、各反復で実行しなければならない数学的関数としてモデルデータを格納することに比べて、最適化プロセスの計算負荷を低減することができる。
【００５５】
部品寿命モデルデータ表８０４は、同様のフォーマットで格納することができる。特に、部品寿命モデルデータ表は、１つまたは複数のガスタービンがＭＷおよびＴの値の範囲に対して動作温度Ｔで電力量ＭＷを出力する時間単位（例えば、１時間）の間に消費されたＦＦＨ数を表す値８１０のグリッドを含む。動作中に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、表７０４にアクセスして、最適化シーケンスの現在の反復において考慮されている所与の［ＭＷ、Ｔ］対に対して消費されるＦＦＨ数を検索することができる。
【００５６】
データ値８０８、８１０は、ＭＷ値およびＴ値の任意の適切な粒度で格納することができる。粒度の程度は、例えば、ディスパッチ最適化システムが動作する計算環境の制約に依存することがあり、それによって、十分に大きなデータ格納能力を有する環境は、データ値８０８、８１０をより高い程度の粒度で格納することができる（より多くの予め計算された値が得られる）。図８に示される例示的な表８０２、８０４では、データ値８０８、８１０は、１０ＭＷおよび１０°Ｆの粒度で格納される。しかし、他の適切な粒度も、１つまたは複数の実施形態の範囲内にある。プロファイル生成コンポーネント４０６によって考慮されるＭＷおよびＴの値が、表８０２、８０４に示されるＭＷおよび／またはＴの利用可能な値の間に入る場合には、プロファイル生成コンポーネント４０６は、考慮されているＭＷとＴの値に最も近い表８０２、８０４に表されるＭＷおよびＴの値を選択することができ（例えば、考慮中の値を最も近い集計値に丸めることによって）、ＭＷおよびＴのこれらの最も近い値に対応する燃料消費量およびＦＦＨ値を選択することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、プロファイル生成コンポーネント４０６は、考慮されているＭＷおよびＴの実際の値が表８０２、８０４に表される表の値の間にある場合には、表の値８０８、８１０を補間するように構成されてもよい。
【００５７】
図８は、燃料消費値およびＦＦＨ値を単に電力出力および動作温度の関数として示しているが、いくつかの実施形態は、追加の要因の関数として燃料消費およびＦＦＨ消費をモデル化することができる。そのような実施形態では、計算された燃料消費およびＦＦＨに使用される変数の数に応じて、予め計算されたデータ値をより高次の表として格納することができる。また、本実施例では決定論的モデルを想定しているが、いくつかの実施形態では、確率論的モデルを使用して、所与のプラント資産の性能および部品寿命をモデル化することができる。
【００５８】
ここで図７に戻って、システムに提供される予測データ７１０について説明する。１つまたは複数のガスタービン（または他のプラント資産）の動作プロファイルを動作間隔（例えば、メンテナンス間隔）に対して生成する場合には、予測データ７１０を利用して、計画されている動作間隔に対する動作および条件の名目上の予測を提供する。予測データ７１０は、ガスタービンをピーク燃焼させる時期およびＣＰＬモードでガスタービンを動作させる時期を決定する際の役割を果たす予想される周囲条件および／または市場要因を記述する時間ベースの情報（例えば、１時間毎のデータ）を含むことができ、予測データ７１０は、計画されている動作間隔に対応する時間範囲を包含する。図９は、予測市場条件（グラフ９０２）、予測周囲条件（グラフ９０４）、および予測負荷もしくは電力需要（グラフ９０６）の３つのカテゴリの下で予測データの例をプロットしたグラフを示す。予測市場条件は、例えば、予測される時間毎の電力価格および予測される時間毎のガス価格（または調査中のプラント資産によって燃焼された他のタイプの燃料に対する時間毎の価格）を含むことができる。予測周囲条件は、例えば、予測された時間毎の温度、圧力、および／または湿度を含むことができる。予測データ６１０の時間範囲は、計画されているメンテナンス間隔を構成する時間（例えば、本実施例では３２，０００ＦＦＨの持続時間）を含む。予測データ６１０は、１時間毎の時間ベースを有するものとして説明されているが、本明細書で説明する１つまたは複数の実施形態の範囲から逸脱することなく、他の時間ベースを使用することができる。一般に、予測データ６１０の時間ベースは、プラント動作に使用される時間ベース（例えば、前日の電力市場に参加する発電プラントの時間毎のデータ）と一致する。
【００５９】
ここで図７に戻ると、いくつかの実施形態では、予測データ７１０の一部または全部をユーザがディスパッチ最適化システム４０２に入力することができる（例えば、ユーザインターフェースコンポーネント４０８を介して）。あるいは、予測コンポーネント４０４は、天気予報ウェブサイト、電力市場および／またはガス市場のウェブサイト、または他のそのようなソースを含むが、これに限定されない予測情報の外部ソースから、予測データ７１０の一部または全部を検索するように構成されてもよい。さらに別の例では、予測コンポーネント４０４は、予測コンポーネント４０４に提供される関連データセットの解析に基づいて、予測データ７１０の一部または全部を生成するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、予測コンポーネント４０４は、メンテナンス間隔について予測された天候または周囲条件に基づいて、メンテナンス間隔についての予想される時間毎の電力需要を生成する負荷予測アルゴリズムを実行するように構成することができる。このような実施形態では、予測コンポーネント４０４に対して、予想される時間毎の温度、予想される時間毎の圧力、および／または予想される時間毎の湿度などの周囲条件情報を提供することができ、この周囲条件情報に基づいて、予想される時間毎の電力需要を生成することができる。予測コンポーネント４０４は、所与の時間毎の周囲データのセットに基づいて、時間毎の予測電力負荷を生成するための任意の適切な予測アルゴリズムを実行することができる。
【００６０】
プロファイル生成コンポーネント４０６は、予測データ７１０の少なくともサブセットを、ガスタービンの資産性能および部品寿命を表すモデルデータ４１６と組み合わせて、１つまたは複数の指定された部品寿命目標とその他の動作性条件を維持することによって利益を最大化する目的で最適化問題を形成する。この例では、問題の変数は、プラント出力ＭＷおよび動作温度Ｔであるが、排気温度、入口温度、または全体的な動作温度を示す別の要因であってもよい。プラントの出力変数ＭＷは、ガスタービンをピーク燃焼させて追加の収入を得る能力と関連し、動作温度ＴはＣＰＬ動作のレベルを設定する。
【００６１】
プロファイル生成コンポーネント４０６は、最適化問題を解いて、動作プロファイル７０６（動作スケジュールとも呼ばれる）を生成し、これは、資産の目標寿命を大幅に変更することなく（すなわち、メンテナンス間隔の期間を大幅に変更することなく）メンテナンス間隔の利益を最大にするように決定された−本実施例では電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔによって−推奨される時間毎の動作パラメータを定義する。動作プロファイル７０６は、メンテナンス間隔内の適切なピーク燃焼機会、およびピーク燃焼期間中に消費されたさらなるＦＦＨを補償するためにＣＰＬモードで動作する適切な期間を特定する。このようにして、システム４０２は、動作プロファイル７０６を生成し、メンテナンス間隔を短縮することなく、あるいは顧客サービス契約料金を増加させることなく、プラント資産の利用を実質的に最大化するためのガイドとして働く。
【００６２】
プロファイル生成コンポーネント４０６はまた、以下でより詳細に説明するように、動作プロファイル７０６と並行して導出された寿命価格値λ＊７０８の最適推定価格を生成する。この寿命価格値は、リアルタイムおよび過去の条件で与えられる最適なピーク燃焼機会を特定し、最適な資産操作を導くことを目的とした有意義な方法でユーザに寿命コスト情報を生成し提示するために、および本明細書に開示される他の目的のために、リアルタイム計画および動作中にシステム４０２によって引き続き使用される。最大の利益をもたらす動作スケジュールを決定する要因として使用される寿命価格値はまた、長期の動作期間にわたって最大化問題を解く計算上の負担を軽減することができる。
【００６３】
図１０は、実質的に最適化された動作プロファイル７０６を生成するために、プロファイル生成コンポーネント４０６によって予測データ７１０およびモデルデータ４１６に対して実行される反復解析を示す計算ブロック図である。以下でより詳細に説明するように、同様の反復解析は、長期計画およびリアルタイム計画および動作の両方に使用することができる。一般に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、最適化問題を解くために２層反復手法を使用し、反復処理は内側ループ１００２および外側ループ１００４を含む。内側ループおよび外側ループの反復によって解かれる問題は、目標部品寿命制約の対象となるメンテナンス間隔にわたって生成される利益を最大化するものとして定義することができる。数学的には、この問題は次のように述べることができる。
【００６４】
次式を最大にする
【００６５】
【数１】
2018200682.tif 000003
次式に従う
【００６６】
【数２】
2018200682.tif 000004
ここで、ＴＭ．Ｉ．はメンテナンス間隔の期間であり、動作温度Ｔの範囲は、タービンの動作温度範囲によって制限される（すなわち、Ｔｍｉｎ≦Ｔ≦Ｔｍａｘ）。本明細書に記載された例示的な解析は、ＦＦＨに関して定義された部品寿命メトリックを想定しているが、本開示の１つまたは複数の実施形態の範囲から逸脱することなく、部品寿命に関する他の測定メトリックも使用できることを理解されたい。さらに、本明細書に記載された実施例は時間ベースの動作プロファイルおよび予測データを想定しているが、プロファイル生成コンポーネント４０６のいくつかの実施形態は、時間ベースのプロファイルではなく条件ベースの動作プロファイルを生成する統計ベースの解析を実行することもできる。
【００６７】
長いメンテナンス間隔（例えば、３２，０００時間）にわたって複数の反復に対してこの最適化を実行すると、最適化の問題が大きくなる可能性がある。最適化問題を解くことに伴う計算負荷を低減するために、プロファイル生成コンポーネント４０６は、寿命価格メトリックλを使用して、作成または消費されたＦＦＨのコストを計算し、このコストを利益計算に取り入れることによって、ＦＦＨクレジットの作成（ＣＰＬ動作による）および消耗（ピーク燃焼動作による）を説明する。
【００６８】
一般に、内側ループ１００２は、推定された寿命の価格λが与えられた場合に、メンテナンス間隔にわたって（例えば、式（１）を最大化することによって）利益を最大にするかまたは実質的に最大にするように決定された電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔの時間毎のスケジュールを見いだす。これには、メンテナンス間隔全体の利益を最大化するように決められた方法でピーク燃焼時間（ＦＦＨクレジットを消費した）とＣＰＬ時間（ＦＦＨクレジットを作成する）とのバランスをとるＭＷおよびＴの時間毎のスケジュールを特定することが含まれる。
【００６９】
所与の時間に対する利益は、その時間の電力価格および燃料コストに依存するので、プロファイル生成コンポーネント４０６は、予測データ７１０に含まれる予測市場情報（電力価格およびガス価格）を、モデルデータ４１６によって表された資産性能モデルと共に用いる。例えば、上記の式（１）によって与えられる利益は、以下のように書き換えることができる。
【００７０】
利益＝ＥｌｅｃＰｒｉｃｅ（ｔ）＊ＭＷ（ｔ）−ＦｕｅｌＰｒｉｃｅ（ｔ）＊ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ（ｔ），Ｔ（ｔ））−λ＊ＦＦＨ＿ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ（ｔ），Ｔ（ｔ））  （２）
ここで、ＥｌｅｃＰｒｉｃｅ（ｔ）は、時間の関数としての予測電力価格であり、ＦｕｅｌＰｒｉｃｅ（ｔ）は、時間の関数としての予測燃料価格（例えば、ガスタービンの場合にはガス価格）であり、両方とも時間毎の予測データ７１０から得られる。式（２）によって与えられる利益は、問題の時間単位（例えば、時間）に対する動作温度Ｔにおいて出力電力ＭＷを生成した結果としての寿命価格λと消費されたＦＦＨ数との積で表される消費された寿命コスト（ＦＦＨ）を考慮に入れていることに留意されたい。
【００７１】
上述したように、モデルデータ４１６に基づいて、内側ループの反復毎に、ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ（ｔ）、Ｔ（ｔ））およびＦＦＨ＿ｃｏｎｓｕｍｅｄ＊（ＭＷ（ｔ）、Ｔ（ｔ））の値を得ることができ、それは性能モデルデータＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ、Ｔ）および部品寿命モデルデータＦＦＨ＿ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ、Ｔ）を含む。このモデルデータは、それぞれの数学的関数として、または予め計算された値のアレイとして（図８に示すように）格納することができる。モデルデータを予め計算された値として格納することにより、内側ループの最適化を本質的に算術演算に減らして比較を行うことで、反復の実行時間を大幅に短縮することができ、それによって連続する外側ループの反復で数学的関数を評価する必要がなくなる。
【００７２】
予測データ７１０がディスパッチ最適化システム４０２に提供された後に、ユーザは、所与のメンテナンス間隔（予測データ７１０の時間範囲によってカバーされるメンテナンス間隔）の長期的な推奨動作プロファイルを生成する長期動作プロファイル生成シーケンスを開始することができる。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、ユーザがプロファイル生成シーケンスの開始前に（例えば、ユーザインターフェースコンポーネント４０８を介して）１つまたは複数の追加の制約を入力することを可能にするインターフェースディスプレイを生成することができる。これらのユーザにより定義される制約には、例えば、動作温度または電力出力の上限および下限、所望の動作期間の変更（すなわち、メンテナンス間隔の目標期間の変更）、ガスタービンを稼働することができない日の特定（例えば、プラントの停止または計画されたガスタービン停止スケジュールに基づく）、あるいは他のそのような制約が含まれ得る。さらに、いくつかのシナリオでは、メンテナンス間隔の１時間毎の予測負荷または電力需要を最適化問題に対する制約として使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、ユーザが、メンテナンス間隔の所与の時間の電力出力がその時間の予測負荷を超えないこと、または予測負荷と指定された許容加算との和を超えないことを指定することを可能にすることができる。さらに、ディスパッチ最適化システムには、ダクトバーナー、蒸発冷却器、チラーなどの顧客が利用可能な他のオプションに対応する追加の動作変数を追加することができる。
【００７３】
最初に、内側ループ１００２の反復の第１の組について、寿命の初期価格推定値λ０１００６が使用される。この寿命の初期価格推定値を使用して、プロファイル生成コンポーネント４０６は、計画されているメンテナンス間隔の時間毎に式（２）によって与えられる利益を最大にするように決定されたＭＷおよびＴの初期時間毎スケジュールを決定する（ここで説明する例は時間毎の時間ベースを想定しているが、他の時間単位も１つまたは複数の実施形態の範囲内にある）。すなわち、プロファイル生成コンポーネント４０６は、例えば、時間毎に式（２）を最大または実質的に最大にする電力出力ＭＷ（ｔ）および動作温度Ｔ（ｔ）の値を時間単位ｔ＝０〜ＴＭ．Ｉ．（ＴＭ．Ｉ．はメンテナンス間隔における時間単位の数、例えば３２，０００燃焼時間）毎に決定する。この内側ループ処理の間に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、所与の時間単位（例えば１時間）ｔに対する予測電力価格ＥｌｅｃＰｒｉｃｅ（ｔ）および燃料価格ＦｕｅｌＰｒｉｃｅ（ｔ）を決定するために予測データ７１０を参照することができる。プロファイル生成コンポーネントはまた、モデルデータ４１６を参照して、電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔの所与の組合せに対する消費される燃料の予測量ＦｕｅｌＵｓｅｄ（ＭＷ（ｔ）、Ｔ（ｔ））および消費されるＦＦＨの予測量ＦＦＨ＿ｃｏｎｓｕｍｅｄ（ＭＷ（ｔ）、Ｔ（ｔ））を決定することができる。プロファイル生成コンポーネント４０６は、予想電力価格、予想燃料価格（例えば、ガス価格）、および推定寿命価格（ならびにＭＷおよびＴ上の任意の定義された上限および下限）が与えられると、ＭＷおよびＴの値に収束するために、時間毎に内側ループの複数の反復を実行することができる。
【００７４】
内側ループ１００２の最初の実行の結果として生成されるＭＷおよびＴの時間毎のスケジュールは、暫定的な動作スケジュールを表しており、動作スケジュールが目標寿命制約を満たすように検証される。内側ループ処理が、メンテナンス間隔の利益を最大にするように決定されたＭＷおよびＴのこの暫定的な時間毎の動作スケジュールを決定した後に（内側ループ１００２の第１の実行）、プロファイル生成コンポーネント４０６は、外側ループ１００４を実行して、暫定的なスケジュールが目標寿命制約を満たすかどうかを判定する。上述したように、目標寿命制約は、次のように記述される。
【００７５】
【数３】
2018200682.tif 000005
一般に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、メンテナンス間隔の目標寿命（例えば、３２，０００燃焼時間）以下での消費されたＦＦＨの総数も維持する、メンテナンス間隔の利益を最大にする時間毎の動作プロファイルを決定しようとする。すなわち、動作プロファイルによって定義されるピーク燃焼時間中に消費される追加のＦＦＨ寿命の量は、動作プロファイルによって定義されるＣＰＬ時間中にクレジットされる追加のＦＦＨ寿命の量と実質的に等しくなるべきである（定義された許容誤差内で）。これにより、メンテナンス間隔が短縮されず、かつ、追加のメンテナンス費用が発生することがなくなり、同時に、予測された条件でメンテナンス間隔にわたってプラント資産の能力の利用が最適化される。
【００７６】
このために、内側ループ処理によって暫定動作プロファイルが生成されると、プロファイル生成コンポーネント４０６は、反復処理の外側ループ１００４を実行し、暫定動作プロファイルに従って資産を動作させた結果消費されるＦＦＨの総数を決定し、消費されたＦＦＨ数が目標寿命制約を満たすかどうかを決定する。一般に、メンテナンス間隔にわたって消費されるＦＦＨの合計は、目標寿命（例えば、３２，０００ＦＦＨ）以下でなければならない。いくつかの実施形態では、プロファイル生成コンポーネント４０６は、部品寿命モデルデータおよび動作プロファイルのＭＷおよびＴのスケジューリングされた値に基づいて、メンテナンス間隔にわたって消費される部品寿命量を決定することができ、その結果、制約は次式で与えられる。
【００７７】
【数４】
2018200682.tif 000006
プロファイル生成コンポーネント４０６によって実行される反復処理の外側ループ１００４は、ガスタービンの目標寿命を、ガスタービンが暫定動作プロファイルに従って稼働された場合にメンテナンス間隔の期間にわたって消費されるＦＦＨの総量と比較する。消費されたＦＦＨの総量が目標寿命よりも大きい（定義された許容ウィンドウ外である）ことが分かった場合には、内側ループの最初の実行中に寿命価格λ０が過小評価されたとみなし、プロファイル生成コンポーネント４０６は、内側ループの次の実行のための推定寿命価格λ１を増加させる。あるいは、消費されたＦＦＨの総量が目標寿命よりも小さい（定義された許容ウィンドウ外である）ことが分かった場合には、内側ループの最初の実行中に推定寿命価格λ０が過大評価されたとみなし、プロファイル生成コンポーネント４０６は、内側ループの次の実行のための推定寿命価格λ１を減少させる。次にプロファイル生成コンポーネント４０６は、更新された寿命価格値λ１を使用して内側ループ処理を再実行し、新しい暫定動作プロファイルが生成され、新しい暫定動作プロファイルは、同じ予測データ７１０と更新された寿命価格値λ１を使用して式（２）に基づいて計算された電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔの更新された時間毎のスケジュールを含む。プロファイル生成コンポーネント４０６は、消費されたＦＦＨの計算量が目標寿命制約を満たさない場合には、新しい暫定動作プロファイルを計算し、寿命価格値λｉ（ｉは反復指標である）を調整して、内側ループが目標寿命制約を満たす動作プロファイルを生成する最適寿命価格λ＊が見つかるまで、このようにして内側ループ処理および外側ループ処理の複数の反復を実行する。
【００７８】
一般に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、外側ループで寿命価格λｉの複数の値について反復し、λｉの各値について内側ループを解き、過去の寿命価格値に対して内側ループから受け取った応答に基づいて外側ループを終了する。いくつかの実施形態では、外側ループが次の寿命価格値λｉを選択する方法は、λｉの過去の値および対応する内側ループ応答に依存し得る。λｉの現在値に対する内側ループの応答が目標寿命制約に違反する場合には、外側ループは次の反復のためにλｉ＋１を増加させることを決定し、内側ループの応答が寿命目標を満足する動作プロファイルを生成するまで継続してそれを行う。他の方向では、寿命価格値λｉを与えられた内側ループ応答が寿命目標に違反しない（例えば、暫定動作プロファイルが目標寿命より短いＦＦＨの推定量を消費する）場合には、外側ループはλｉ＋１を次の反復のために使用して、推定されたＦＦＨ総消費量を目標寿命に近づける。現在の暫定動作プロファイルの消費されたＦＦＨが目標寿命に近似的に等しい（定義された公差内で）場合には、内側ループおよび外側ループの反復を終了することができる。
【００７９】
目標寿命が満たされた結果として反復が終了すると、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、内側ループの最後の反復によって生成された動作プロファイル７０６をガスタービンの推奨動作プロファイルとして出力することができる。システム４０２はまた、この動作プロファイルを生じさせた推定された最適寿命価格値λ＊を出力する。いくつかの実施形態では、結果として生じる動作プロファイルは、メンテナンス間隔の各日のガスタービン出力の推奨される時間毎スケジュールおよび動作温度としてレンダリングすることができる。図１１は、動作プロファイルの表示フォーマットの一例である。この例に示すように、各日は時間に分割され（時間エンディング１、時間エンディング２など）、各時間は、動作プロファイル７０６によって定義される推奨プラント出力および動作温度（この例では排気温度）を指定する。
【００８０】
いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、最適化された動作プロファイル６０６の１つまたは複数のグラフィック表現、ならびにプロファイルが基づいた他の任意の要因を出力することができる。図１２は、同じメンテナンス間隔にわたる予測された時間毎の電力価格（グラフ１２０２）と共に、メンテナンス間隔の期間にわたる動作プロファイルによって定義された推奨動作温度（グラフ１２０４）をプロットしたグラフの例である。ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、推奨動作プロファイルとの比較のために、ユーザがグラフィカル表示（例えば、燃料価格、予想電力需要）から変数を追加または除去することを可能にすることができる。
【００８１】
図１３は、上述の長期解析の結果に基づいてユーザインターフェースコンポーネント４０８によって生成することができる別の例示的なグラフィック表示１３０２である。グラフィック表示１３０２は、ディスパッチ最適化システム４０２の例示的な長期計画表示であり、長期動作プロファイルの毎日の表示を提示する。電力棒グラフ１３１２は、選択された月（２０１６年１１月）の毎日の電力出力を表し、それは動作プロファイル７０６によって定義された推奨された時間毎の電力出力に基づいて決定される。グラフ１３１２と共に、周囲温度棒グラフ１３１４、燃料コスト棒グラフ１３１６、および電力価格棒グラフ１３１８がプロットされ、それぞれ毎日の平均温度、燃料コストおよび電力価格を示す。周囲温度グラフ１３１４、燃料コストグラフ１３１６、および電力価格グラフ１３１８の情報は、予測データ７１０から得ることができる。月毎のセレクタグラフィック１３０６により、ユーザは、閲覧および／または最適化する月を選択することができる。停止日入力フィールド１３０４により、ユーザは、個々のガスタービンが稼働しない日を入力することができ、最適化ルーチンを実行する際に、ディスパッチ最適化システム４０２によって考慮することができる（例えば、利用可能と予想されるタービンの数に基づいて、所与の日に可能な電力出力を制限することによって）。シャットダウン入力エリア１３１０により、ユーザは、計画されたプラントシャットダウンの開始日および終了日を入力することができ、これも最適化システム４０２によって考慮される。図示する例では、シャットダウンは、１１月１日に開始され、１１月１０日に終了するように定義され、これは電力出力グラフ１３１２に反映される。プラントシャットダウンが定義されると、プロファイル生成コンポーネント４０６は、それらの日には電力が出力されないか、または部品寿命が消費されないと仮定し、これらの定義を制約として反復処理の内側ループおよび外側ループを実行する。「オプティマイザを実行する」グラフィックボタン１３０８は、利用可能な予測データ、プラント効率および部品寿命モデル、ならびに任意のユーザが定義した動作制約（例えば、プラントシャットダウンまたは資産停止日）に基づいて、メンテナンス間隔（または他の動作期間）の長期動作プロファイルを生成する反復処理を開始（または再開始）する。
【００８２】
図１４は、１つまたは複数の実施形態によるユーザインターフェースコンポーネント４０８によって生成することができる別の例示的なグラフィック表示１４０２である。グラフ１４０６は、動作プロファイル７０６によって定義された時間毎の動作温度を表し、ベースライン動作からの動作温度の偏差（デルタ燃焼温度と呼ばれる）により示してある。特定のデルタ温度を下回る温度は、ＦＦＨ（または部品寿命の他の単位）が積み立てられている間のＣＰＬ動作を表し、ベースライン（グラフ１４０６のゼロ軸）を超える温度はＦＦＨが消費されるピーク燃焼動作を表す。グラフ１４０４は、グラフ１４０６と同じタイムライン上にプロットされ、動作プロファイル７０６に従ってプラント資産を動作した結果として、メンテナンス間隔にわたって生成される予想増分利益を示す。増分利益は、予測された燃料および電力価格データ、ならびに時間毎に動作プロファイル７０６によって定義されたＭＷおよびＴの推奨値を使用して、上記の式（２）（または寿命価格を要因として含む別の適切な利益式）に基づく時間毎の累積値として、部品寿命メトリックコンポーネント４１２によって計算することができる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、グラフ１４０６にプロットされた低温部分負荷／ピーク燃焼最適化曲線は、ＣＰＬおよびピーク燃焼期間をより明確に伝えるために色分けされてもよい。例えば、ＣＰＬ動作を表すデルタ温度より下にある曲線の部分は青色に着色することができ、ピーク燃焼動作を表すゼロデルタを超える曲線の部分は赤色に着色することができる。
【００８４】
メンテナンス間隔の長期動作プロファイルがユーザインターフェースコンポーネント４０８によって提示される方法は、本明細書に示す実施例に限定されないことを理解されたい。むしろ、毎時間または毎日の推奨動作スケジュール、予測される周囲情報および市場情報、部品寿命の節約および利用、ならびに利益計算に関する情報は、本開示の１つまたは複数の実施形態の範囲から逸脱することなく、任意の適切なフォーマットで、および任意の組合せで提示することができる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、長期動作プロファイル７０６に基づいてグラフィックレポートおよびガイドを生成することに加えて、ディスパッチ最適化システム４０２の制御インターフェースコンポーネント４１４は、長期動作プロファイルをプラント資産制御またはスケジューリングシステムにエクスポートして、そのプロファイルによって表される動作スケジュールが資産の制御システムに自動的にプログラムされるようにする。
【００８６】
プロファイル生成コンポーネント４０６によって生成された名目上の長期動作プロファイル７０６は、予測データ７１０によって表される予測された周囲条件および市場条件に基づく。しかし、メンテナンス間隔中の発電プラント資産のその後のリアルタイム動作中には、実際の周囲条件、燃料コストおよび電力価格が、予測データ７１０によって表される対応する予測値から逸脱する可能性がある。したがって、長期動作プロファイル７０６は、計画されているメンテナンス間隔が開始する前に長期計画に有益に使用することができるが、ディスパッチ最適化システム４０２は、更新されたリアルタイムの周囲情報および市場情報、ならびに実際の資産稼働情報（リアルタイムおよび履歴の両方）に基づいて、メンテナンス間隔中に動作プロファイルを更新することができる。以下でより詳細に説明するように、内側ループおよび外側ループの更新された反復は、前日およびリアルタイム（すなわち、同日または時間毎に）計画および動作の両方に関連して実行することができる。
【００８７】
図１５は、前日およびリアルタイムの計画および実行中のディスパッチ最適化システム４０２のプロファイル生成コンポーネント４０６に対するデータ入力および出力の例を示すブロック図である。メンテナンス間隔内のプラント資産の動作中に、メンテナンス間隔の残りの少なくとも一部（例えば、ｔ＝ｔｋ〜ｔＭ．Ｉ．、ここでｔｋは現在の時刻であり、ｔＭ．Ｉ．はメンテナンス間隔または動作期間の終了時刻である）について更新された予測データ７１０をディスパッチ最適化システム４０２に提供することができる。ディスパッチ最適化システム４０２には、現時点のリアルタイムおよび履歴データ１５０２と、メンテナンス間隔の以前の期間の少なくともサブセット（例えば、ｔ＝１からｔｋ）と、を提供することもできる。このリアルタイムおよび履歴データ１５０２は、例えば、適切な市場ウェブサイトまたは他の市場データソースから得られた更新された電力価格および燃料価格データ、天気予報ウェブサイトから得られた更新された周囲データ、資産制御システムから得られたプラント資産の実際の過去の動作を表す履歴データ（例えば、過去の時間毎の電力出力、およびメンテナンス間隔の以前の時間の動作温度）、または他のそのようなデータを含むことができる。リアルタイムおよび履歴データ１５０２の一部またはすべては、リアルタイムデータ取得コンポーネント４１０によってそれぞれのデータソースから取得することができる。プロファイル生成コンポーネント４０６は、以前に予測された情報を、この更新されたリアルタイムおよび履歴データ１５０２に置き換えて、図１０に関連して上述した反復解析を再実行し、前日計画またはリアルタイム計画および実行を容易にするために更新された動作プロファイル１５０６を生成することができる。メンテナンス間隔の過去数時間の実際の動作履歴データを使用してプロファイル生成シーケンスを再実行することにより、プラント資産の実際の動作履歴を反映するように動作計画を更新することができるが、それは以前に生成された長期動作プロファイルによって定義された予測動作から逸脱する可能性がある。
【００８８】
プロファイル生成コンポーネント４０６はまた、リアルタイムおよび履歴データ１５０２（および更新された予測データ７１０）に基づいて更新された寿命価格値１５０８を生成し、これは、意味のある方法でユーザに動作計画の推奨事項を提示するために、いくつかの方法で使用することができる。後述するように、更新された寿命価格値は、過去の動作が予測された性能から逸脱した場合（例えば、過度のピーク燃焼またはＣＰＬ動作によって）であっても、資産動作が目標寿命制約に収束することを確実にするためのリアルタイムフィードバック機構としても機能し、メンテナンス間隔の残りの部分の利益を実質的に最大にする。いくつかの実施形態では、前日計画またはリアルタイム計画中に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、最適寿命価格λ＊の現在値と共に更新された予測およびリアルタイムデータを使用して更新された動作プロファイル１５０６を生成するために内側ループのみを、あるいは、更新された動作プロファイル１５０６および更新された最適寿命価格値λ＊の両方を生成するために内側ループおよび外側ループの両方を、選択的に実行することができる。
【００８９】
例示的な実施態様では、メンテナンス間隔内の動作中に、プロファイル生成コンポーネント４０６は、新たな予測データ７１０ならびにリアルタイムおよび履歴データ１５０２に基づいて、１日に１回だけ内側ループおよび外側ループの反復の両方を実行して、更新された最適寿命価格値λ＊１５０８および更新された動作プロファイル１５０６を生成することができる。新しい寿命価格λ＊および更新された動作プロファイルは、次の動作日の名目的な前日スケジュールを生成するために使用することができる。新しい日が始まったとき、プロファイル生成コンポーネント４０６は、更新された動作推奨事項（例えば、ＣＰＬおよびピーク燃焼推奨データ）を生成するために、更新された最適寿命価格、更新された予測データ７１０、およびリアルタイム条件を用いて、より頻度の高い基準（例えば、１時間毎または数分毎）で、内側ループのみを実行することができる。
【００９０】
前日計画およびリアルタイム計画のメンテナンス間隔中の内側ループおよび外側ループの反復の実行は、（メンテナンス間隔の開始前の）長期計画段階で実行された反復シーケンスと同様であり、以前に提供された予測データは、リアルタイムおよび実際の動作履歴データに適切に置き換えられる。前日計画またはリアルタイム計画のメンテナンス間隔中にループが実行されると、プロファイル生成コンポーネント４０６は、現在の周囲データおよび市場データならびに更新された予測データ７１０を使用して、現在の時間およびメンテナンス間隔の残りの各時間（例えば、ｔ＝ｔｋからｔＭ．Ｉ．までの間）について内側ループ最大化を解くことができる。プロファイル生成コンポーネント４０６は、最適寿命価格λ＊の現在値（すなわち、直近の前回の内側ループおよび外側ループの実行中に取得された最適寿命価格値）を、初期寿命価格値１００６として使用することができる（図１０を参照）。プロファイル生成コンポーネント４０６は、メンテナンス間隔の既に経過した部分（時刻ｔ＝１〜ｔｋ）について、実際の動作履歴データ（すなわち、時間ｔ＝１〜ｔｋに対するＭＷおよびＴの実際の時間毎の値）に基づいて、既に消費された部品寿命の実際の量（メンテナンス間隔中のこれまでのＣＰＬ動作の結果として積み立てられた部品寿命を含む）を計算することができる。
【００９１】
内側ループのみが実行される場合には、メンテナンス間隔の残りの時間についての利益を最大化した結果として生成される更新された動作プロファイル１５０６は、新しい動作プロファイルであるとみなされ、反復は終了する。内側ループのみが再実行される場合には、以前に得られた最適寿命価格値λ＊はまだ正確であるとみなされ、更新された動作プロファイル１５０６は、この以前に得られた最適寿命価格λ＊に基づいて生成される。
【００９２】
外側ループも実行される場合（通常、内側ループだけの実行よりも少ない頻度で、例えば、１日に１回）には、プロファイル生成コンポーネント４０６は、メンテナンス間隔の過去の部分で消費された部品寿命の実際の量と、更新された動作プロファイルに従って資産を実行した結果としてメンテナンス間隔の残りの期間にわたって消費される部品寿命の予測量と、の合計を決定することができる。上述したように、プロファイル生成コンポーネント４０６は、実際の動作履歴データ（すなわち、時間ｔ＝１〜ｔｋのＭＷおよびＴの実際の時間毎の値）および資産の部品寿命モデルデータに基づいて、既に消費された部品寿命の実際の量を計算することができる。実際の消費された部品寿命と予測された部品寿命消費量との合計が決定されると、プロファイル生成コンポーネント４０６は、外側ループ解析として、この合計が部品寿命制約を満たすかどうかを判定し、必要に応じて最適部品寿命λ＊を調整し、内側ループを再実行することができる。長期計画解析と同様に、内側ループおよび外側ループは、実際の消費された部品寿命と予測された消費された部品寿命との合計が目標部品寿命制約を満たすまで、このようにして反復される。一般に、前日計画またはリアルタイム計画のメンテナンス間隔中の更新された動作プロファイル１５０６および更新された寿命価格１５０８を生成するための外側ループ制約は、次式で与えられる。
【００９３】
【数５】
2018200682.tif 000007
ここで、ＭＷａｃｔ（ｔ）およびＴａｃｔ（ｔ）は、それぞれ、現時点まで（ｔ＝１〜ｔｋ）のメンテナンス間隔のプラント資産の動作履歴に基づく電力出力および動作温度の実際の値であり、ＭＷ（ｔ）およびＴ（ｔ）は、メンテナンス間隔の残りの各時間（ｔ＝ｔｋ〜ｔＭ．Ｉ．）の更新された動作プロファイル１５０６で定義されるＭＷおよびＴの将来値である。ＦＦＨｃｏｎｓｕｍｅｄ（．）は、モデルデータ４１６に含まれるプラント／資産の部品寿命モデルである。メンテナンス間隔内での動作中に毎日（または別の時間ベースで）内側ループ処理および外側ループ処理を繰り返すことにより、リアルタイム条件および実際の動作履歴データに基づいて、資産の動作期間を大幅に変更することなく、推奨動作プロファイルを改善することができる。
【００９４】
ディスパッチ最適化システム４０２は、プロファイル生成コンポーネントによって生成された情報−更新された動作プロファイル１５０６および推定最適寿命価格λ＊を含む−を使用して、プラント資産の最適かつ有益な稼働を導くことを意図したプラントオペレータおよび管理者に有意義な情報を提示することができる。これは、例えば、これには、例えば、所与の動作条件の下で節約された部品寿命の値を、節約された部品寿命が価値を有するピーク燃焼のＭＷｈ量により報告すること、以前のＣＰＬ動作（例えば、積み立てられたＦＦＨ）の結果としてクレジットされた積み立てられた部品寿命を使い果たす前に実行することができるピーク燃焼の推定数を報告すること、現時点でＣＰＬモードで動作することによって節約される部品寿命量を、クレジットされるピーク燃焼のＭＷｈ数により報告すること、クレジットされたＭＷｈに対する燃焼された増分燃料による、現時点でＣＰＬモードで動作することの好都合性、または他のそのようなメトリックを含むことができる。これらのメトリックは、利用可能なデータ（現在の動作プロファイル、推定された最適寿命価格、現在のおよび予測された周囲データと市場データ、動作履歴データなど）に基づいて部品寿命メトリックコンポーネント４１２によって生成することができる。
【００９５】
図１６は、ディスパッチ最適化システム４０２によって生成された前日の能力情報を提示する例示的な表示画面１６０２である。前日計画表示に提示される情報は、次の日にプラント資産をピーク燃焼するための費用便益があるかどうかを判断し、追加出力を販売する最低価格を決定することに関連して、プラント管理者または翌日のトレーダーのガイドとして役立つことができる。前日能力表示画面１６０２（または同様の表示画面）は、図６に示す表示６０２などの概観表示画面を介して呼び出すことができる。この例では、表示画面１６０２は、ユーザインターフェースコンポーネント４０８によって生成することができ、３つのガスタービン（ガスタービン１、２および３）、熱回収蒸気発生器、および蒸気タービンを含む、３ｘ１複合サイクルプラントの前日計画情報を表示する。表示画面１６０２は、３ｘ１システムを表すグラフィック上に能力情報を重ね合わせる。各ガスタービンについて、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、翌日のピーク能力１６０４、ベースライン能力１６０６、および劣化要因１６０８を表示する。表示画面１６０２はまた、各ガスタービンについて、翌日のガスタービンのピーク出力を販売するための推奨最小ピーク電力価格１６１０を表示する。部品寿命メトリックコンポーネント４１２は、動作プロファイルに定義された長期データ、最適寿命価格値λ＊、および予測市場データに基づいて、推奨最小ピーク電力価格を計算することができる。
【００９６】
図１７は、ユーザが前日の入札および次の稼働日の動作情報を入力することを可能にする例示的な表示画面１７０２である。例示的な表示画面１７０２は、翌日のプラントの計画された時間毎の出力をグラフで示すプラント出力棒グラフ１７０４を含む。いくつかのシナリオでは、計画された出力は、更新された動作プロファイル１５０６で定義された推奨される時間毎のＭＷから導出されてもよい。あるいは、計画された出力値は、既知の条件（例えば、予想される利用可能なガスタービン能力、メンテナンススケジュール、予想される需要など）に基づいてユーザによって入力されてもよい。表示画面１７０２はまた、翌日のクリアされた時間毎の電力価格を示す電力価格棒グラフ１７０６を含む。これらの価格は、予測データ７１０からシステム４０２によって取得されてもよいし、時間毎に承認された最低価格としてユーザによって入力されてもよい。
【００９７】
この例では、ファイル選択エリア１７０８により、ユーザは、更新された周囲条件データ、更新された電力価格データ、ガスタービン状態データ（例えば、利用可能または利用不可能）、または翌日の更新された電力出力限界（またはそれ以上）のうちの１つまたは複数を入力することができる。図示する例は、この更新された情報を手動で提供する能力を示しているが、リアルタイムデータ取得コンポーネント４１０のいくつかの実施形態では、関連するソース（例えば、天気予報ウェブサイト、電力市場ウェブサイト、メンテナンスデータベースなど）からこの情報の少なくとも一部を自動的に取得することができる。表示画面１７０２はまた、ユーザが前日の更新された予想燃料価格（例えば、＄／ＭＢＴＵ）を入力することを可能にするフィールド１７１０を含む。提出ボタン１７１２は、ユーザがユーザによって提供された更新された情報に基づいて最適化シーケンスの別の実行を開始することを可能にする。いくつかの実施形態では、内側ループと外側ループの両方が、前日計画のための最適化シーケンスの開始に応答して再実行され、それによって、更新された動作プロファイルおよび更新された寿命価格値λ＊が得られる。最適化シーケンスが完了すると、システム４０２は、チャート１７０４、１７０６に示す値を更新して、翌日の新しい名目的な出力スケジュールを反映させることができる。また、システム４０２は、表示画面１７０２との対話を介して、必要に応じてＭＷ値または電力価格値の１つまたは複数をユーザが変更できるようにすることもできる。名目的な出力スケジュールおよび価格設定の承認を受けると、ボタン１７１４を選択することにより、名目値を使用してシステムが前日計画の表示画面に進む。
【００９８】
図１８は、前日計画の例示的な表示画面１８０２である。表示画面１８０２は、更新された動作プロファイル１５０６（表示画面１７０２を介してユーザによって入力された、プロファイルに対する任意の変更または関連する制約を含む）によって定義された時間毎のＭＷ出力を表す時間毎の出力プロファイル棒グラフ１８０４を含む。時間毎の出力データは、ピーク負荷ＭＷ予測およびベース負荷ＭＷ予測をそれぞれ表す線１８０８、１８１０と共に図表化される。時間毎の棒は、ＣＰＬ動作（可変温度制御、またはＶＴＣとも呼ばれる）でプラント資産を実行することにより、部品寿命を節約するのに適した候補を容易に特定するために色分けすることができる。例えば、明るい影の付いた棒（例えば棒１８１２）は、資産が部分負荷で実行される時間を表し、したがってＣＰＬ動作の候補となる。中程度の影が付いた棒（例えば棒１８１４）の時間は、資産がベースロード時に実行されると予想される時間を表し、したがってＣＰＬ動作の候補ではない。暗い影が付いた棒（例えば棒１８１６）の時間は、ピーク燃焼に関連する追加の部品寿命コストがメンテナンス間隔中の別の時間にＣＰＬ動作によって補償された場合には、資産が有利にピーク燃焼してベース負荷を上回るように稼働することができ、それによって、販売するための１つまたは複数の追加のＭＷｈを生成することができる時間を表している。
【００９９】
表示画面１８０２はまた、時間毎の燃料コスト棒グラフ１８０６を含み、これには予測データ７１０から得られた燃料コストデータ（＄／ＭＢｔｕ単位）が含まれている。図示する例では、例えば、時間エンディング１５でのピーク燃焼動作によって消費されるさらなる部品寿命を補償するために、その資産は、ＣＰＬ動作（ＶＴＣ）の候補として示されている日の１つまたは複数の他の時間にＣＰＬモードで動作することができる。ＣＰＬ動作は燃費の点で劣るので、所与の時間のＣＰＬ動作により節約された、クレジットされたピーク燃焼のＭＷｈと等価の部品寿命量は、少なくとも部分的にはその時間の燃料コストの関数である関連コスト（例えば、燃料価格［＄／ＭＢｔｕ］×追加ＣＰＬ燃料［ＭＢｔｕ］）を有する。図示する例では、１日の異なる候補時間に対するＣＰＬ動作の好都合性が、プロット１８０６に、それらの時間に対する上記のＣＰＬ燃料コストとそれぞれのピーク燃焼ＭＷｈクレジット（＄／ＭＷｈ単位の量）の比として表示されている。したがって、ディスパッチ最適化システム４０２は、ピーク燃焼中に消費され得る積み立てられた部品寿命（例えば、ＦＦＨ）を生成するために、最適化シーケンスによって生成された情報に基づいて、ＣＰＬモードで動作する最適時間であるＣＰＬ適格時間を自動的に選択することができる。最適化システム４０２は、部品寿命を節約する価値がある最大の＄／ＭＷｈを計算するので、システムは、燃料コストがこの部品寿命コスト以下である１つまたは複数の時間を選択し、ＣＰＬ動作のためにこれらの時間にフラグを立てることができる。あるいは、いくつかの実施形態では、ＣＰＬモードで動作させる時間およびその時間におけるＣＰＬ動作の程度の決定は、様々なガイドメトリックに基づいて決定するためにユーザに残されてもよい。
【０１００】
表示画面１８０２のＭＷｈデポジットエリア１８１８は、２４時間前日期間に蓄積されたＭＷｈの総節約量を伝える。この例では、棒１８２０は、続く２４時間にわたるＣＰＬ動作の結果として積み立てられると予想されるＭＷｈの総量を表す。この値は、２４時間のＣＰＬ動作により節約された部品寿命の結果として、目標寿命制約に違反することなく、メンテナンス間隔中に生成可能な積み立てられた（またはクレジットされた）ピーク燃焼ＭＷｈの数を表す。
【０１０１】
棒１８２２は、２４時間にわたる節約されたＭＷｈ当たりの平均燃料コストを表す。棒１８２４は、積み立てられたＭＷｈを配備するためにプラント資産をピーク燃焼するための推奨電力価格（＄／ＭＷｈ）を表す。この推奨価格は、ＣＰＬ動作により追加のＭＷｈを積み立てられた結果として発生する燃料コストに基づく。推奨ピーク価格１８２４と平均燃料コスト１８２２との間の差は、表示されたピーク電力価格で積み立てられたＭＷｈを展開した結果として生成される増分利益を表す。いくつかの実施形態では、システム４０２は、棒１８２４で表される推奨最小ピーク価格以上である予測電力価格に関連する時間の決定に少なくとも部分的に基づいて、資産がＭＷｈを有益に生成することができる適切なピーク燃焼時間を特定することができる。そのような実施形態では、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、その時間に関連する棒を色分けすることによって、前日の時間毎のプロファイルチャート１８０４上でこれらの推奨ピーク燃焼時間を特定することができる。
【０１０２】
様々な実施形態では、ディスパッチ最適化システム４０２は、ＣＰＬ動作またはピーク燃焼の決定に応答して、自動的なアクションまたは助言的なアクションのいずれかを実行するように構成することができる。例えば、いくつかのシナリオでは、ＣＰＬ動作の適切な時間が特定されると、ディスパッチ最適化システム４０２の制御インターフェースコンポーネント４１４は、選択された時間中にプラント資産制御システムがＣＰＬモードで動作するように自動的に指示することができる。あるいは、システム４０２は、表示画面１８０２（または他の表示画面）を介してＣＰＬ動作の推奨時間をユーザに示すだけでよく、ユーザは自分の裁量に従って推奨されるＣＰＬ動作を手動で設定することができる。同様に、最適化システム４０２が、積み立てられたＭＷｈを消費するために資産をピーク燃焼するのに適した時間を特定した場合には、システム４０２は、推奨されたピーク燃焼動作を実行するように資産制御システムを自動的に構成するか、またはユーザに推奨事項を伝えることができる。また、ユーザは、ディスパッチ最適化システム４０２を構成して、自動制御および助言的制御の混合を制定することもできる。例えば、ユーザは、ＣＰＬ動作の決定が制御インターフェースコンポーネント４１４によって自動的に実施されるようにシステム４０２を構成することを決定することができるが、ピーク燃焼動作の決定は助言のみであり、ユーザはピーク燃焼動作を手動で設定する必要がある。
【０１０３】
表示画面１８０２上に描かれた前日計画は、翌日の名目的な動作プラントを表す。プラント担当者は、この前日情報を、当日の作業の名目的な出発点として使用することができ、それは、実際のリアルタイム条件と、部品寿命と利益との間の感度を表す最新の計算された寿命価格値λ＊と、に基づいてリアルタイムで洗練される。
【０１０４】
最適化システム４０２は、計画の実行中にユーザがプラント資産を監視することを可能にするリアルタイム計画および実行画面を生成することができ、必要に応じて、前日計画に対して動作を修正することができる。図１９は、ディスパッチ最適化システム４０２のユーザインターフェースコンポーネント４０８によって生成される例示的なリアルタイム実行表示画面１９０２である。表示画面１９０２は、当日のプラント資産の動作中に使用するためのものであり、プラントオペレータが使用するのに適している。
【０１０５】
この例では、表示画面１９０２は、３つのガスタービン（ＧＴ１、ＧＴ２、およびＧＴ３）の部品負荷およびＶＴＣ状態を特定するＶＴＣ状態エリア１９０６を含む。ＶＴＣ状態エリア１９０６の第１列は、ガスタービンのディスパッチ最適化可能状態を示す。この列のインジケータが緑色である場合には、対応するガスタービンのＣＰＬ動作は最適化システム４０２の制御下で実行され、最適化システム４０２は、現時点のリアルタイム条件および推定最適寿命価格値λ＊に基づいて、プラント資産がＣＰＬモードで動作する時間を制御する（プロファイル生成コンポーネント４０６による内側ループおよび外側ループの反復の最新の実行によって計算される）。いくつかの実施形態では、オペレータは、最適化システム４０２の適切な表示画面との対話またはプラント資産制御システムの外部制御により、ＣＰＬ動作のオプティマイザ制御を所望に応じて手動で有効または無効にすることができる。
【０１０６】
ＶＴＣ状態エリア１９０６の最後の列は、３つのガスタービンの公称動作温度（例えば、図２の高温負荷経路）に対する現在のデルタ温度をそれぞれ示す。この列のフィールドに示されているように、ガスタービン１は現在デルタ温度ゼロの公称動作温度で動作しており、ガスタービン２は現在公称動作温度より７４．４°Ｆ下で動作しており、ガスタービン３は現在公称動作温度より３８．２°Ｆ下で動作している。各タービンの適切なデルタ温度（ＶＴＣシフトとも呼ばれる）は、最適化された動作プロファイル１５０６に基づいて部品寿命メトリックコンポーネント４１２によって計算することができる。ＶＴＣシフト（すなわち、デルタ温度によって与えられるＣＰＬ動作の程度）は、それぞれのガスタービンの現在の負荷およびそれぞれのガスの現在の動作温度（例えば、この例では排気温度）、ならびに、寿命価格値λ＊と共に、システム４０２によって以前に取得された前日データから得られた現在の時間の電力価格および燃料価格の関数である。例えば、ガスタービン２の場合には、最適化システム４０２は、（部品寿命と利益との間の最適なトレードオフを表す推定されたメトリックである）決定された寿命価格λ＊と同様に、−７４．４°Ｆのデルタ温度でのＣＰＬ動作が、現時点において、保存された部品寿命と現在の燃料が与えられたときの利益との間の最適なトレードオフをもたらすことを決定している。
【０１０７】
リアルタイム動作中のプラント資産の閉ループ制御のために、ディスパッチ最適化システム４０２は、現在の寿命価格値および現在の周囲条件および動作条件に基づいて最適なＣＰＬ動作の程度を決定し、この算出されたＣＰＬ動作の最適な程度に従ってデルタ温度を自動的に設定する。例示的なアプローチでは、部品寿命メトリックコンポーネント４１２は、前日計画フェーズ中に決定された最適寿命価格値λ＊を使用して、式（２）によって与えられる利益（または類似の利益関係）を最大にする動作温度Ｔを決定することによって現在の条件に基づいてＣＰＬ動作の程度を計算し、この式で使用される他のすべての変数（例えば、ＭＷ出力）は現在値である。別のアプローチでは、計画フェーズのアウトプットは、異なる条件または期間（例えば、毎日、毎時など）に対する部品寿命の節約の配分として閲覧することができる。現在の部品寿命の節約が、現在の状態または時点によって決定される適切な割当て「バケット」に対して割り当てられたものに近い（または一致する）限り、任意の所与の時点において動作温度Ｔを抑制することができる。
【０１０８】
ＶＴＣ状態エリア１９０６の第２列は、それぞれのガスタービンの現在の部分負荷状態を表す。ガスタービン１は現在ゼロデルタ温度で動作されているので、ガスタービン１の部分負荷状態インジケータは、ガスタービンが現在低温部分負荷モードで動作していないことを伝える。ガスタービン２、３は、現在（それぞれの負のデルタ温度によって与えられるように）ＣＰＬモードで動作している。
【０１０９】
ＶＴＣ状態エリア１９０６の第３列は、それぞれのガスタービンのＶＴＣ状態を表す。このインジケータは、それぞれのガスタービンがＶＴＣに従って現在ＣＰＬ動作を制御されているかどうかを伝える。
【０１１０】
各ガスタービンに適用されるリアルタイム可変温度制御（ＶＴＣ）シフトもまた、表示画面１９０２のチャート１９０４上にグラフィカルに伝達される。垂直線１９０８は現在の動作時間を表し、３つの水平線１９１０はそれぞれ３つのガスタービンのベースライン温度に対するデルタ温度を表す（これはＶＴＣ状態エリア１９０６の最後の列に与えられた値に対応する）。
【０１１１】
リアルタイム（同日）の動作では、寿命価格値λ＊の価格は、１日を通して同じであると仮定することができる。したがって、上述したように、最適化システム４０２は、メンテナンス間隔の残りの期間の実際の動作履歴および予測条件が与えられた場合の寿命価格λ＊１５０８の更新された１日毎の推定値を得るために、１日に１回、内側ループ反復および外側ループ反復の両方を再実行するだけでよい。これにより、寿命価格λ＊を調整して、メンテナンス間隔内のプラント資産の動作が開始された後の（予測された情報に基づく）長期予測と比較して予想される毎日の部品寿命の作成または消費の偏差を反映させることができる。例えば、メンテナンス間隔内の動作の５日後に、ディスパッチ最適化システム４０２は、動作の最初の５日間の実際の動作履歴データ（例えば、時間毎の実際のＭＷ値およびＴ値）、ならびに（図１５に関連して上述したように）メンテナンス間隔の残りの時間についての予測された周囲データおよび市場データを使用して、内側ループおよび外側ループの反復を再実行することができる。この再実行により新たな寿命価格値λ＊が得られるが、作業の最初の５日間に作成または消費された部品寿命の実際の量が、その期間に対する部品寿命の予測量からずれている場合には、それは長期計画段階で計算された元の寿命価格値と異なる可能性がある。
【０１１２】
新しい日が始まると、ディスパッチ最適化システム４０２は、時間単位または任意の所望の頻度で、更新された寿命価格値λ＊、ならびに現在のリアルタイム電力価格、負荷、および周囲条件を使用して、時間単位で（または任意の所望の頻度、例えば、メンテナンス間隔の時間ベースに一致する頻度で）内側ループだけを再実行することができる。これらの内側ループの実行の結果（例えば、結果として生じる動作プロファイルによって定義されるＭＷおよびＴの時間毎の値）は、時間毎のＣＰＬ動作の決定の基礎として使用することができる。このように、寿命価格値λ＊は、間隔中にプラント資産が長期予測から逸脱して稼働されたとしても、プラント資産動作を目標部品寿命制約を満たすための軌道上に維持するためのリアルタイムフィードバック機構として役立つ。例えば、プラント資産が、元の長期の動作プロファイルで定義された推奨ピーク燃焼期間を超えてメンテナンス間隔の最初の数日にわたってピーク燃焼した場合には、毎日の外側ループの実行によって寿命価格値λ＊を毎日増加させて、その後の内側ループの実行により、この予期しない過度のピーク燃焼を補償し、目標寿命を満たすようにライン内の動作をもたらすＣＰＬおよびピーク燃焼の推奨が得られる。
【０１１３】
図２０は、ディスパッチ最適化システム４０２のユーザインターフェースコンポーネント４０８によって生成することができる例示的なリアルタイムモニタリング表示画面２００２である。表示画面２００２は、最新の９０分間の３つのガスタービンの現在および過去の累積情報を表示する。
【０１１４】
表示画面２００２の左側には、３つのガスタービンの積み立てられたＭＷｈの現在または瞬時の累積残高を表示するピークバンク残高エリア２０１０が含まれる。各ガスタービンの積み立てられたＭＷｈ値は、部品寿命の正味量に基づいて、またはＣＰＬおよびピーク燃焼動作の結果として消費された部品寿命メトリックコンポーネント４１２によって計算することができる。例えば、図２０に示す例では、ガスタービンは、−１６．７ＭＷｈの利用可能なピーク燃焼電力を有するが、これは、ガスタービン１が、ＣＰＬ動作による消費された部品寿命を完全に補償することなく、メンテナンス間隔中に過度にピーク燃焼しているからである。この動作から生ずる部品寿命の欠損量は、ＭＷｈ値（−１６．７ＭＷｈ）に変換されるが、これは、資産の目標寿命が満たされていることを保証するために、メンテナンス間隔が終了する前にＣＰＬ動作によって補償されなければならないＭＷｈの量を表している。対照的に、ガスタービン２は、ピーク燃焼によって消費されたよりもＣＰＬ動作の結果としてより多くの部品寿命を積み立てており、１１．８ＭＷｈの正のピークＭＷｈ積み立てが得られている。この値は、積み立てられた部品寿命をピーク燃焼に利用可能なＭＷｈに変換することを表す。
【０１１５】
表示画面２００２はまた、ピークバンク残高エリア２０１０の右側にピークバンク残高グラフ２００４を含む。ピークバンク残高グラフ２００４は、最新の９０分間の３つのガスタービンそれぞれの経時的な積み立てられたＭＷｈの残高履歴をプロットしている。垂直スライダバー２０１６を選択してグラフ２００４にわたってドラッグすることができ、オーバーレイウィンドウ２０１８は、スライダバー２０１６に対応する時点に関連する数値をレンダリングすることができる。
【０１１６】
表示画面２００２はまた、ピーク燃焼動作によって生成された追加のＭＷｈの累積正味量を表示する累積ピーク燃焼ＭＷｈエリア２０１２を含む。理想的には、累積ピーク燃焼ＭＷｈは、ＣＰＬ動作によって積み立てられたＭＷｈの消費によって生成されるか、またはメンテナンス間隔内で将来のＣＰＬ動作によって作成される積み立てられたＭＷｈで補償される。図示する例では、ガスタービン１はピーク燃焼により１７．０ＭＷｈのさらなる電力出力を生成しているが、ガスタービン２、３は、それらの積み立てられたＭＷｈ（それぞれ１１．８および１０．４）のうちのいずれも、現在のメンテナンス間隔中のピーク燃焼にまだ使用していない。エリア２０１２の右側にある累積ピーク燃焼グラフ２００６は、最新の９０分間の３つのガスタービンの経時的に生成された追加ＭＷｈの累積数をプロットしている。一般に、追加のピーク燃焼ＭＷｈが販売される価格は、積み立てられたＭＷｈ（利益の正の部分）のピーク燃焼により生じる総収益を表す。
【０１１７】
表示画面２００２上にレンダリングされた積み立てられたＭＷｈ値を得るために、最適化システム４０２（例えば、部品寿命メトリックコンポーネント４１２）は、現在のメンテナンス間隔の開始から現時点までのＣＰＬ動作によって生成された追加のＦＦＨ数と、ピーク燃焼動作によって消費されたＦＦＨ数を最初に計算することができる。これらのＦＦＨ値は、例えば、資産の部品寿命モデルデータおよび資産の時間毎の動作履歴データ（例えば、これまでのメンテナンス間隔の１時間毎の実際のプラント出力ＭＷおよび動作温度Ｔ）に基づいて導き出すことができる。次いで、最適化システム４０２は、生成されたＦＦＨ値と消費されたＦＦＨ値と差に基づいて正味のＦＦＨクレジットまたは損失を決定し、この正味のＦＦＨ数を対応するＭＷｈ値に変換することができる。この変換は、それぞれの資産のピーク燃焼能力と、各ＦＦＨについて所与のガスタービンが生成可能なピーク燃焼ＭＷｈの量と、に基づいて決定することができ、これらはそれぞれ資産の性能および部品寿命モデルから決定される。この変換技術は、例示的なものにすぎず、部品寿命メトリック（例えば、ＦＦＨ）を対応するピーク燃焼ＭＷｈ値に変換するための任意の適切な計算は、本開示の１つまたは複数の実施形態の範囲内である。
【０１１８】
表示画面２００２の累積ＭＢＴＵエリア２０１４は、ピーク燃焼用の積み立てられたＭＷｈを生成するためのＣＰＬ動作の結果として各ガスタービンの消費された瞬時累積追加燃料（１０００英国熱量単位で、すなわちＭＢＴＵで）を表示する。図示する例では、ガスタービン１はまだＣＰＬモードでは動作していないので、ＣＰＬ動作の結果として追加の燃料を消費していない（したがって、１７．０ＭＷｈのピーク燃焼出力の結果としてのガスタービン１の負のピークバンク残高）。ガスタービン２、３は、現在のメンテナンス間隔のこれまでのＣＰＬ動作の結果として、１９．４および１１．０ＭＢＴＵの追加燃料を消費している（結果として、エリア２０１０に示されるそれぞれ１１．８および１０．４ＭＷｈの積み立てられたピークＭＷｈが得られ、これらはまだピーク燃焼により消費されていない）。エリア２０１４の右側の累積ＭＢＴＵグラフ２００８は、最新の９０分間の３つのガスタービンのＣＰＬ動作によって消費された追加燃料の累積量をプロットしている。グラフ２００８で示されるように、ガスタービン２、３は現在ＣＰＬモードで動作しており、燃料消費量の増加（グラフ２００８）とその２つの資産の積み立てられたＭＷｈ数の増加（グラフ２００４）が生じる。一般に、消費される燃料の価格は、ピーク燃焼中に展開されるＭＷｈの節約に関連する費用（利益の負の部分）を表す。
【０１１９】
過去のＣＰＬ動作の結果として消費された追加燃料の累積量は、部品寿命モデルデータと過去の時間毎の動作データ（例えば、メンテナンス間隔の以前の時間毎の実際の電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔ）と基づいて、システム４０２（例えば、部品寿命メトリックコンポーネント４１２）のより計算することができる。あるいは、表示画面２００２上でレンダリングされた燃料量は、資産による実際に測定された燃料消費に基づくことができる。
【０１２０】
モニタリング表示画面２００２上でレンダリングされた情報は、ディスパッチ最適化システム４０２によって追跡された部品寿命メトリックを、プラント管理者またはオペレータが有用とみなす可能性のある用語、すなわち、ピーク燃焼に利用可能なＭＷｈの表示（または、反対に、過剰なピーク燃焼の結果として補償しなければならないＭＷｈの表示）、およびピーク燃焼のために積み立てられたＭＷｈを生成するために消費される燃料量に変換する。したがって、表示画面２００２上の情報は、（以前のＣＰＬ動作の結果として）利用可能な積み立てられたＭＷｈ数および資産を有益にピーク燃焼する機会（例えば、前日計画画面上のピーク価格インジケータ１８２４から確認できるように、電力価格がピーク燃焼を正当化するのに十分高いとき）をオペレータに迅速に伝えることができる。
【０１２１】
上記の例示的な表示画面に示すメトリックは、限定することを意図しておらず、様々な実施形態において、ディスパッチ最適化システム４０２によって他の適切なメトリックおよび表示フォーマットが生成できることを理解されたい。例えば、いくつかの発電システムでは、異なる動作条件または周囲条件で節約された同じ量の部品寿命は、非線形性、周囲条件への依存性、または他の要因に起因して、異なる関連コスト（例えば、異なる燃料消費量など）を有してもよい。寿命節約コストのこの変動を考慮するために、現在の周囲条件でのＣＰＬ動作の計算された追加コストを、ピークＭＷｈの観点から節約された関連する部品寿命量で割って、＄／ＭＷｈ値を生成することができる。この＄／ＭＷｈ値の値が小さいほど、追加のＭＷｈをより安価に積み立てることができることを意味する。したがって、この値は、適切なＣＰＬの機会を特定するためのガイドとして使用することができる。ピーク燃焼時の熱消費率の限界費用をこの＄／ＭＷｈ値に加算して、ピーク動作の正味の限界費用を得ることもできる。図２０に示す他の例示的なメトリックと同様に、この＄／ＭＷｈのＣＰＬコストおよびピーク燃焼の正味の限界費用は、経時的に追跡および蓄積することができる。
【０１２２】
別の例では、システム４０２は、ピークＭＷｈ（またはピーク容量での燃焼時間）の関数として増分コストを生成すること、およびこの増分コストを電力価格のソートされたリストと共に同じ水平軸上にプロットすることによって、適切なピーク燃焼期間の選択を導くことができるので、最も高い電力価格が最も低い増分ＣＰＬコストと一致する（すなわち、第２の曲線が第１の曲線より上にある）ようにすることができる。そのような実施形態では、システムは、ユーザが２つの曲線の間の最小間隔としてしきい値を（例えば、リスク欲求に応じて）入力することを可能にすることができ、それは、メンテナンス間隔中にユーザが積み立てたいピークＭＷｈの量と、これらのＭＷｈをディスパッチすべき最低価格と、を間接的に指定する。リアルタイム電力価格データが（例えば、電力市場のウェブサイトまたは別のソースから）ディスパッチ最適化システム４０２に供給される場合には、システム４０２は、現在の電力価格がこの最低価格以上であるとの判定に応答して、ピーク燃焼動作の制御を自動的に開始することができる。
【０１２３】
ピーク燃焼ガイダンスの手動制御（すなわち、助言のみ）の例では、システムは、ユーザが資産をピーク燃焼するかどうか決定するのを助けることができるピークＭＷｈバンク（および／またはある期間にわたる予想）の現在の単位当たりのコストをレンダリングすることができる。電力価格の予測が利用可能な場合には、ピーク燃焼が推奨される最小の電力価格は、動作期間中に積み立てられた予想された総ＭＷｈクレジットに基づいて推奨することができる。
【０１２４】
上述の例では、反復解析の制約として使用される目標寿命は一定値であると仮定されている。しかし、いくつかの実施形態では、プロファイル生成コンポーネント４０６は、（電力出力ＭＷおよび動作温度Ｔに加えて）別の変数として目標寿命自体を使用して最大化問題を解くように構成することができる。このような実施形態では、ユーザインターフェースコンポーネント４０８は、ユーザがベースラインの目標寿命からの許容可能な偏差の最大量（これは機器メーカまたは他のメンテナンスプロバイダとの顧客サービス契約に基づいてもよい）を定義することを可能にすることができる。このユーザにより定義された偏差は、ユーザが許容可能と考える目標寿命の最大変化を表す。あるいは、ユーザは、目標寿命に関する上限と下限を定義し、推奨プロファイルの目標寿命がこれらの上限と下限との間に留まることをディスパッチ最適化システム４０２に指示することができる。プロファイル生成コンポーネント４０６が、上述の反復解析を実行する場合には、推定されたＦＨＨが固定された目標寿命にほぼ等しい場合に反復解析を終了するのではなく、内側ループ処理および外側ループ処理の反復は、ユーザによって定義された目標寿命パラメータ内にある目標寿命を有する、利益を最大にする動作プロファイルが見つかるまで継続する。いくつかの実施形態では、プロファイル生成コンポーネント４０６は、ユーザによって定義された許容可能な目標寿命範囲内にある、それぞれ異なる目標寿命を有する複数の動作プロファイルを生成し、複数のプロファイルの中から最大の利益をもたらすプロファイルを選択することができ、それによって、目標寿命が電力出力および動作温度と共に変数として作用することを可能にする。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、内側ループ処理の複数の反復を実行することに関連する計算負荷は、計算処理を並列化することによってさらに低減することができる。例えば、３２０００時間を含むメンテナンス間隔の場合には、プロファイル生成コンポーネント４０６は、メンテナンス間隔を実質的に等しいセクション（例えば、３２個の１０００時間セクション、またはメンテナンス間隔の他の適切なセグメンテーション）に分割し、並列処理を用いて実質的に同時にセクションについて時間毎の利益最大化処理を実行することができる。内側ループが不均一な最適化問題を含む（すなわち、メンテナンス間隔の所与の時間の最大化問題に対する解は、他の時間に見られる最大化解に依存しない）ので、利益最大化処理をこのように並列化することができる。
【０１２６】
別の例示的な処理シナリオでは、予測データ７１０を使用して、最適化問題の異なるインスタンスを実行して、データの変動性を説明することができる。この手法の一例として、予測間隔内のＣＰＬ機会のみが最適化において考慮されるように、内側ループ処理および外側ループ処理を行うことができる。次に、外側ループの各反復は、特定の最適なピーク燃焼能力に対応することができる。これにより、ピーク燃焼時間またはＭＷＨｒの関数として増分コスト曲線を生成することができる。
【０１２７】
本明細書に記載されたディスパッチ最適化システム４０２の実施形態は、メンテナンス間隔にわたって１つまたは複数のプラント資産によって生成される利益を実質的に最大にするように決定された最適なピーク燃焼およびＣＰＬ動作機会を特定することによって、プラント資産動作の長期計画用ツールとして役立つことができる。メンテナンス間隔内のリアルタイム動作中に、システム４０２は、リアルタイム条件および動作履歴データを活用して長期計画を動的に改善し、収益性の高い運用を導く意味のある情報を提示することによって、前日計画およびリアルタイム計画ならびに資産の稼働を支援することができる。このようにして、プラント管理者や事業者は、プラント資産の潜在的な価値を最大限に活用しながら、目標寿命の要件を満たすことができる。ディスパッチ最適化システム４０２によって実施される技術は、これらの実質的に最適化された動作プロファイルおよびメトリックが、最適化問題が実行されなければならない長い動作期間にもかかわらず、比較的低い計算オーバーヘッドで計算されることを可能にする。
【０１２８】
図２１〜図２４は、本願の１つまたは複数の実施形態による方法論を示す。説明の簡略化のために、本明細書に示す１つまたは複数の方法論が一連の動作として示され説明されているが、主題のイノベーションは動作の順序によって制限されないことが理解され認識されるべきであって、それに応じて、いくつかの動作は、ここに示され説明された動作とは異なる順序で、および／または他の動作と同時に起こってもよい。例えば、当業者であれば、方法論は、状態図などの、相互に関係する一連の状態または事象として代替的に表すことができることを理解および認識するであろう。さらに、イノベーションに従って方法論を実施するために、図示されたすべての動作が必要とされるわけではない。さらに、異種のエンティティが方法論の異なる部分を制定する場合には、相互作用図は、主題の開示による方法論または方法を表すことができる。さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の特徴または利点を達成するために、２つ以上の開示された例示的方法を互いに組み合わせて実施することができる。
【０１２９】
図２１は、プラント資産の利益最大化動作スケジュールまたはプロファイルを生成するための例示的な方法論２１００を示す。最初に、ステップ２１０２において、寿命価格λの初期値が設定され、ここで、寿命価格λは、プラント資産（例えば、１つまたは複数のガスタービンまたは他の発電プラント資産）の動作によって消費される部品寿命の金銭的価値を表す。ステップ２１０４において、予測電力価格、予測燃料価格、プラント資産の性能モデルデータ、およびプラント資産の部品寿命モデルデータに基づいて、プラント資産の時間毎の動作スケジュールが、メンテナンス間隔の各時間単位について、次式によって与えられる利益値を実質的に最大にする電力出力および／または動作温度（および／または他の動作変数）により決定される。
【０１３０】
［電力収入］−［燃料コスト］−λ＊［消費された部品寿命］
動作スケジュールがプラント出力ＭＷと動作温度Ｔの両方によって見いだされるシナリオでは、時間単位毎に最大化される利益は、上記の式（２）によって与えられ得る。しかしながら、他の変数により動作スケジュールが見いだされる場合には、そのような他の変数により定義された他の適切な利益計算式を使用することができる。すべての場合において、利益計算では、消費された部品寿命のコスト（動作変数の関数としての、寿命価格値λと消費された部品寿命の計算された量との積）を考慮する。ステップ２１０４は、全体的な反復問題解法プロセスの内側ループとみなすことができ、動作スケジュールで定義される動作変数（例えば、電力出力ＭＷ、動作温度Ｔなど）の数に応じて、メンテナンス間隔の時間単位毎に最大利益を見いだすための複数の反復を必要とする場合がある。
【０１３１】
ステップ２１０６において、ステップ２１０４で得られた動作スケジュールに従ってプラント資産を動作した結果として消費されるであろう部品寿命量が決定される。消費される部品寿命は、例えば、プラント資産の部品寿命モデルデータに基づいて決定することができ、部品寿命モデルデータは、電力出力ＭＷおよび／または動作温度Ｔ（または他の動作変数）の関数として資産によって消費される部品寿命の推定量を定義する。
【０１３２】
ステップ２１０８において、ステップ２１０６で計算された消費された部品寿命量が、（定義された公差内で）資産の目標寿命に等しいかどうかの判定が行われる。部品寿命量が目標寿命と等しくない場合（ステップ２１０８において「いいえ」の場合）には、方法論はステップ２１１２に進み、そこでステップ２１０６で決定された部品寿命量が目標寿命よりも短いかどうかの判定が行われる。部品寿命量が目標寿命より短い場合（ステップ２１１２において「はい」の場合）には、方法論はステップ２１１４に進み、そこで寿命価格値λが増加される。あるいは、部品寿命量が目標寿命より短くない場合（ステップ２１１２において「いいえ」の場合）には、方法論はステップ２１１６に進み、そこで寿命価格値λが増加される。ステップ２１１４またはステップ２１１６で寿命価格値λの値をそれぞれ減少または増加させた後に、方法論はステップ２１０４に戻り、寿命価格λの更新値を使用して別の動作スケジュールが決定される。ステップ２１０６、２１０８、２１１２、２１１４、２１１６は、反復スケジュール決定プロセス全体の外側ループと考えることができる。
【０１３３】
ステップ２１０４、２１０６、２１０８、２１１２、２１１４、２１１６は、ステップ１２０８において、（定義された公差内で）部品寿命量が目標寿命に等しいと判定されるまで繰り返される。部品寿命量が目標寿命と等しい場合（ステップ２１０８で「はい」の場合）には、方法論はステップ２１１０に進み、そこでステップ２１０４で決定された最新の動作スケジュールが出力される。いくつかの実施形態では、動作スケジュールは、レポートとして出力することができ、あるいは、ユーザによってレビューすることができるフォーマットでレンダリングすることができる。あるいは、いくつかの実施形態では、動作スケジュールをプラント資産制御システムにエクスポートして、資産の動作がスケジュールに従って制御されるようにすることができる。
【０１３４】
図２２は、１つまたは複数の発電プラント資産の目標寿命に対する部品寿命クレジットおよび損失を決定するための例示的な方法論２２００を示す。最初に、ステップ２２０２において、メンテナンス間隔にわたってプラント資産の動作によって消費される部品寿命の金銭的価値を表す寿命価格値が決定される。ステップ２２０４において、プラント資産の時間毎の動作スケジュールまたはプロファイルが受け取られる。動作計画は、メンテナンス間隔の少なくとも一部にわたってプラント資産の少なくとも時間毎の電力出力および時間毎の動作温度を定義する。いくつかの実施形態では、ステップ２２０２で取得された寿命価格値およびステップ２２０４で取得された時間毎の動作スケジュールは、上述の方法論２１００を使用して導出することができる（例えば、プロファイル生成コンポーネント４０６によって実行される内側ループ処理および外側ループ処理の反復によって）。あるいは、動作スケジュールは、ユーザによって提供されるユーザ定義のスケジュールであってもよい。
【０１３５】
ステップ２２０６において、ステップ２２０４で得られた動作スケジュールに従って資産を動作させた結果としてプラント資産によって消費されるであろう部品寿命量が決定される。この部品寿命量は、例えば、プラント資産の部品寿命モデルデータと、動作スケジュールで定義された時間毎の電力出力および動作温度と、を使用して決定することができる。ステップ２２０８では、ステップ２２０６で決定された部品寿命の推定量に基づいて、メンテナンス間隔の目標寿命に対するプラント資産について作成またはデビットにされた部品寿命の正味量が決定される。例えば、ＣＰＬ動作では、部品寿命がベース負荷動作に比べてよりゆっくりと消費されるので、動作スケジュールによって特定されたＣＰＬ時間は部品寿命クレジットを生成する。逆に、ピーク燃焼動作では、部品寿命がより急速に消費されるので、動作スケジュールによって特定されたピーク燃焼時間は部品寿命の損失をもたらす。部品寿命クレジットおよび損失の正味は、動作スケジュールに従って稼働した結果、クレジットまたはデビットされる部品寿命の正味量をもたらす。
【０１３６】
ステップ２２１０では、ステップ２２０８で決定された部品寿命の正味量が０より大きいかどうかの判定が行われ、これは正味の部品寿命クレジット（または積み立て）を示している。部品寿命の正味量が０より大きい場合（ステップ２２１０で「はい」の場合）には、方法論はステップ２２１２に進み、そこで、部品寿命および性能モデルに基づいて、部品寿命の正味量が、プラント資産の動作がメンテナンス間隔の目標寿命に違反することなく、ピーク燃焼動作中に生成され得る積み立てられたＭＷｈ数に変換される。あるいは、部品寿命の正味量が０より大きくない場合（ステップ２２１０で「いいえ」の場合）には、方法論はステップ２２１４に進み、そこで、部品寿命および性能モデルに基づいて、部品寿命の正味量が、メンテナンス間隔の目標寿命の違反を防止するために低温部分負荷動作によって補償されるＭＷｈ数に変換される。いくつかの実施形態では、部品寿命の正味量は、実際の動作データ（例えば、電力出力ＭＷｈおよび動作温度Ｔの実際の時間毎の値）ならびに更新された予測された市場データおよび／または周囲データに基づいて動作中に更新することができる。この動作中の部品寿命の正味量は、経時的にグラフにプロットして、ピーク燃焼に利用可能なＭＷｈ数、または現在のメンテナンス間隔の目標寿命制約を満たすためにＣＰＬ動作によって補償されなければならないＭＷｈ数を示すことができる。
【０１３７】
図２３は、発電プラント資産を有益にピーク燃焼させるのに適した期間を特定するための例示的な方法論２３００を示す。最初に、ステップ２３０２において、メンテナンス間隔にわたってプラント資産を稼働した結果として消費される部品寿命の金銭的価値を表す寿命価格値が決定される。いくつかの実施形態では、寿命価格値は、上述の方法論２１００を使用して導出することができる（例えば、プロファイル生成コンポーネント４０６によって実行される外側ループ処理の反復によって）。ステップ２３０４において、プラント資産のための時間毎の動作スケジュールまたはプロファイルが受け取られる。動作計画は、前日または当日を含む、メンテナンス間隔の少なくとも一部にわたってプラント資産の少なくとも時間毎の電力出力および時間毎の動作温度を定義する。いくつかの実施形態では、ステップ２３０２で得られた寿命価格値に基づいて、上述した方法論２１００を使用して（例えばプロファイル生成コンポーネント４０６によって実行される内側ループ処理の反復によって）、ステップ２３０２で得られた時間毎の動作スケジュールを導出することができる。あるいは、動作スケジュールは、ユーザによって提供されるユーザ定義のスケジュールであってもよい。
【０１３８】
ステップ２３０６において、メンテナンス間隔でのプラント資産の動作中に、現在の燃料価格および電力価格、プラント資産の実際の動作データ（例えば、メンテナンス間隔の過去の時間に対する電力出力および動作温度）、メンテナンス間隔の残りの時間に対する予測された燃料価格および電力価格、ならびにステップ２３０２で決定された寿命価格値に基づいて、当日に対応する動作スケジュールの一部が更新される。例えば、上記の内側ループ処理（例えば、方法論２１００のステップ２１０４）は、メンテナンス間隔の過去の時間の予測データおよびメンテナンス間隔の残りの時間についての更新された予測データの代わりに、当日の現在データおよび履歴データを用いて再実行することができる。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、寿命価格値は、ステップ２３０２により定期的に更新することができ、動作スケジュールは、ステップ２３０６により定期的に更新されるが、寿命価格値の更新よりも高い頻度で更新される。例えば、寿命価格値は１日に１回更新されるが、動作スケジュールは、プラント資産の動作の計画された動作からの更新された予測または偏差を反映するために、１時間または数時間毎に更新することができる。
【０１４０】
ステップ２３０８において、ピーク燃焼されたＭＷｈの販売が利益をもたらす最小電力価格は、ステップ２３０２で得られた寿命価格値に基づいて決定される。ステップ２３１０において、予測された電力価格がステップ２３０８で決定された最小電力価格以上であるメンテナンス間隔の１つまたは複数の時間が推奨ピーク燃焼時間として特定される。ステップ２３１２において、更新された動作スケジュールおよび推奨されるピーク燃焼時間がユーザインターフェース上にレンダリングされる。
【０１４１】
図２４は、コスト効率の良い方法で発電プラント資産を低温部分負荷で動作させるのに適した期間を特定するための例示的な方法論２４００を示す。最初に、ステップ２４０２において、メンテナンス間隔にわたってプラント資産の少なくとも時間毎の出力および時間毎の動作温度を定義する、プラント資産の時間毎の動作スケジュールが受け取られる。ステップ２４０４において、寿命価格値λ＊が決定され、寿命価格値は、ステップ２４０２で受け取られた動作スケジュールに従ってプラント資産の動作によって消費された部品寿命の金銭的価値を表す。１つまたは複数の実施形態では、予測された電力価格および燃料価格、資産性能モデルデータ、ならびに資産部品寿命モデルデータに基づいて、方法論２１００（例えば、プロファイル生成コンポーネント４０６によって実行される）を使用して、動作スケジュールおよび寿命価格値λ＊を決定することができる。
【０１４２】
ステップ２４０６において、メンテナンス間隔の当日のそれぞれの時間について、次式を最大または実質的に最大にする動作温度の値が決定される。
【０１４３】
［電力収入］−［燃料コスト］−λ＊［消費された部品寿命］
ここで、電力収入、燃料コスト、または消費された部品寿命のうちの少なくとも１つが、更新された電力価格および燃料価格、ならびに当日の前の時間のプラント資産によって生成された実際の電力出力値を使用して計算される。
【０１４４】
ステップ２４０８において、ステップ２４０６で得られた動作温度の値に基づいて、当日のそれぞれの時間のうちの１つまたは複数が、推奨された低温部分負荷動作時間として特定される。例えば、ステップ２４０６で得られた動作温度がベースライン（例えば、高温負荷）温度よりも低い時間を、適切な低温部分負荷時間として特定することができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の最低燃料価格に対応する推奨低温部分負荷時間のサブセットを特定するために、推奨された低温部分負荷動作時間を予測された燃料価格情報と相関させることもできる。この推奨された時間のサブセットは、低温部分負荷動作に最適な時間としてフラグを設定することができる。ステップ２４１０において、推奨された低温部分負荷動作時間がユーザインターフェース上でレンダリングされる。いくつかの実施形態では、プラント資産の動作は、推奨された低温部分負荷時間に従って自動的に制御することができるので、プラント資産の動作温度がステップ２４０８の結果に従って自動的に調整される。
【０１４５】
開示された主題の様々な態様の文脈を提供するために、図２５および図２６ならびに以下の説明は、開示される主題の様々な態様を実施することができる適切な環境の簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。
【０１４６】
図２５を参照すると、前述の主題の様々な態様を実施するための例示的な環境２５１０は、コンピュータ２５１２を含む。コンピュータ２５１２は、処理ユニット２５１４、システムメモリ２５１６、およびシステムバス２５１８を含む。システムバス２５１８は、システムメモリ２５１６を含むがこれに限定されないシステム構成要素を処理ユニット２５１４に結合する。処理ユニット２５１４は、様々な利用可能なプロセッサのいずれかであってもよい。マルチコアマイクロプロセッサおよび他のマルチプロセッサアーキテクチャも処理ユニット２５１４として使用することができる。
【０１４７】
システムバス２５１８は、メモリバスもしくはメモリコントローラ、周辺バスもしくは外部バス、および／または任意の様々な利用可能なバスアーキテクチャを使用するローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造のいずれかであってもよく、利用可能なバスアーキテクチャとしては、限定はしないが、８ビットバス、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、インテリジェントドライブエレクトロニクス（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、アドバンストグラフィックスポート（ＡＧＰ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会バス（ＰＣＭＣＩＡ）、およびスモールコンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）が挙げられる。
【０１４８】
システムメモリ２５１６は、揮発性メモリ２５２０および不揮発性メモリ２５２２を含む。基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）は、例えば始動中などにコンピュータ２５１２内の要素間で情報を転送するための基本ルーチンを含んでおり、不揮発性メモリ２５２２に格納されている。限定ではなく例として、不揮発性メモリ２５２２は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、またはフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリ２５２０は、外部キャッシュメモリとして動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。限定ではなく例として、ＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、およびダイレクトラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）などの多くの形態で利用可能である。
【０１４９】
コンピュータ２５１２は、取り外し可能／取り外し不可能な、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体も含む。図２５は、例えば、ディスク記憶装置２５２４を示す。ディスク記憶装置２５２４は、磁気ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ−１００ドライブ、フラッシュメモリカード、またはメモリスティックなどのデバイスを含むが、これらに限定されない。さらに、ディスク記憶装置２５２４は、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）装置、ＣＤ記録可能ドライブ（ＣＤ−Ｒドライブ）、ＣＤ書き換え可能ドライブ（ＣＤ−ＲＷドライブ）、またはデジタル多用途ディスクＲＯＭドライブ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）を含むが、これらに限定されない他の記憶媒体と別々にまたはそれと組み合わせて記憶媒体を含むことができる。ディスク記憶装置２５２４のシステムバス２５１８への接続を容易にするために、インターフェース２５２６などの取り外し可能または取り外し不可能なインターフェースが通常使用される。
【０１５０】
図２５は、ユーザと、適切な動作環境２５１０に記載された基本的なコンピュータリソースと、の間の仲介者として働くソフトウェアを記述していることを理解されたい。そのようなソフトウェアは、オペレーティングシステム２５２８を含む。オペレーティングシステム２５２８は、ディスク記憶装置２５２４上に格納することができ、コンピュータ２５１２のリソースを制御し、割り当てるために働く。システムアプリケーション２５３０は、システムメモリ２５１６またはディスク記憶装置２５２４のいずれかに格納されたプログラムモジュール２５３２およびプログラムデータ２５３４を介して、オペレーティングシステム２５２８によってリソースの管理を利用する。主題の開示の１つまたは複数の実施形態は、様々なオペレーティングシステムまたはオペレーティングシステムの組合せで実現できることを理解されたい。
【０１５１】
ユーザは、入力装置２５３６を介してコンピュータ２５１２にコマンドまたは情報を入力する。入力装置２５３６には、限定はしないが、マウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信アンテナ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラが含まれる。これらの入力装置および他の入力装置は、インターフェースポート２５３８を介してシステムバス２５１８を通して処理ユニット２５１４に接続する。インターフェースポート２５３８は、例えば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、およびユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を含む。出力装置２５４０は、入力装置２５３６と同じタイプのポートのいくつかを使用する。したがって、例えば、ＵＳＢポートを使用してコンピュータ２５１２に入力を提供し、コンピュータ２５１２から出力装置２５４０に情報を出力することができる。出力アダプタ２５４２は、特別なアダプタを必要とする他の出力装置２５４０の中に、モニタ、スピーカ、およびプリンタなどのいくつかの出力装置２５４０があることを示すために設けられている。出力アダプタ２５４２は、出力装置２５４０とシステムバス２５１８との間の接続手段を提供するビデオカードおよびサウンドカードを、限定ではなく例示として含む。他の装置および／または装置のシステムは、リモートコンピュータ２５４４などの入力および出力の両方の能力を提供することに留意されたい。
【０１５２】
コンピュータ２５１２は、リモートコンピュータ２５４４などの１つまたは複数のリモートコンピュータに対する論理接続を用いるネットワーク化された環境で動作することができる。リモートコンピュータ２５４４は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの装置、ピア装置または他の共通ネットワークノードなどであってもよく、通常、コンピュータ２５１２に関して記載された要素の多くまたはすべてを含む。簡潔にするために、メモリ記憶装置２５４６のみがリモートコンピュータ２５４４と共に示されている。リモートコンピュータ２５４４は、ネットワークインターフェース２５４８を介してコンピュータ２５１２に論理的に接続され、次いで通信接続２５５０を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェース２５４８は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などの通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術には、ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、銅分散データインターフェース（ＣＤＤＩ）、イーサネット／ＩＥＥＥ  ８０２．３、トークンリング／ＩＥＥＥ  ８０２．５などが含まれる。ＷＡＮ技術には、ポイント・ツー・ポイント・リンク、サービス総合デジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）およびその変形などの回線交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、ならびにデジタル加入者回線（ＤＳＬ）が含まれるが、これらに限定されない。
【０１５３】
通信接続２５５０は、ネットワークインターフェース２５４８をシステムバス２５１８に接続するために使用されるハードウェア／ソフトウェアを指す。通信接続２５５０は、明瞭にするためにコンピュータ２５１２の内部に示されているが、コンピュータ２５１２の外部にあってもよい。ネットワークインターフェース２５４８への接続に必要なハードウェア／ソフトウェアは、例示目的のみであるが、通常の電話グレードのモデム、ケーブルモデムおよびＤＳＬモデム、ＩＳＤＮアダプタ、ならびにイーサネットカードを含むモデムなどの内部技術および外部技術を含む。
【０１５４】
図２６は、開示された主題が対話することができるサンプルコンピューティング環境２６００の概略ブロック図である。サンプルコンピューティング環境２６００は、１つまたは複数のクライアント２６０２を含む。クライアント２６０２は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア（例えば、スレッド、プロセス、コンピューティングデバイス）であってもよい。サンプルコンピューティング環境２６００はまた、１つまたは複数のサーバ２６０４も含む。サーバ２６０４は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア（例えば、スレッド、プロセス、コンピューティングデバイス）であってもよい。サーバ２６０４は、例えば、本明細書に記載した１つまたは複数の実施形態を使用することによって、変換を実行するスレッドを収容することができる。クライアント２６０２とサーバ２６０４との間の１つの可能な通信は、２つ以上のコンピュータプロセス間で送信されるように適合されたデータパケットの形態であってもよい。サンプルコンピューティング環境２６００は、クライアント２６０２とサーバ２６０４との間の通信を容易にするために使用することができる通信フレームワーク２６０６を含む。クライアント２６０２は、クライアント２６０２にローカルに情報を格納するために使用することができる１つまたは複数のクライアントデータストア２６０８に動作可能に接続されている。同様に、サーバ２６０４は、サーバ２６０４にローカルに情報を格納するために使用することができる１つまたは複数のサーバデータストア２６１０に動作可能に接続されている。
【０１５５】
要約に記載されているものを含めて、本主題の開示の図示された実施形態の上記の説明は、網羅的であることを意図していないし、あるいは開示された実施形態を開示された厳密な形態に限定することを意図していない。特定の実施形態および実施例は、例示目的のために本明細書に記載されているが、当業者が認識できるように、そのような実施形態および実施例の範囲内であると考えられる様々な変更が可能である。
【０１５６】
これに関して、開示された主題が、様々な実施形態および対応する図面に関連して記載されているが、適用可能であれば、開示された主題と同じか、類似か、代替的か、または代用的な機能を実行するために、開示された主題から逸脱せずに、他の類似の実施形態を使用することができること、あるいは記載した実施形態に対して変更および追加を行うことができることを理解されたい。したがって、開示された主題は、本明細書に記載された任意の単一の実施形態に限定するべきではなく、むしろ以下の添付の特許請求の範囲に従って幅広く解釈するべきである。
【０１５７】
さらに、「または」という用語は、排他的な「または」ではなく包括的な「または」を意味するものとする。すなわち、別段の指定がない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸはＡまたはＢを使用する」とは、自然な包含的置換のいずれかを意味するものとする。つまり、ＸがＡを使用するか、ＸがＢを使用するか、またはＸがＡとＢの両方を使用する場合には、前述のいずれの場合でも「ＸがＡまたはＢを使用する」という条件が満たされる。さらに、本明細書および添付の図面において使用される冠詞「ａ」および「ａｎ」は、特に明記されない限り、または単数形を対象とすることが文脈から明らかでない限り、「１つまたは複数」を意味すると一般的に解釈するべきである。
【０１５８】
上述したことは、開示された主題を例示するシステムおよび方法の実施例を含む。もちろん、構成要素または方法論のあらゆる組合せをここで記載することは不可能である。当業者であれば認識できるように、特許請求の範囲に記載の主題の多くのさらなる組合せおよび置換が可能である。さらに、詳細な説明、特許請求の範囲、補遺および図面において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｓ）」、「占有する（ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ）」などが使用される限りにおいて、そのような用語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が特許請求の範囲における移行語として使用される場合に解釈される、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と同様に包括的であることが意図される。
【符号の説明】
【０１５９】
１０２  ２ｘ１複合サイクルプラント
１０６  熱回収蒸気発生器
１０８  蒸気タービン
２０２  グラフ
２０４  線
２０６  線
３０２  グラフ
３０４  点
３０６  点
４０２  ディスパッチ最適化システム
４０４  予測コンポーネント
４０６  プロファイル生成コンポーネント
４０８  ユーザインターフェースコンポーネント
４１０  リアルタイムデータ取得コンポーネント
４１２  部品寿命メトリックコンポーネント
４１４  制御インターフェースコンポーネント
４１６  モデルデータ
４１８  プロセッサ
４２０  メモリ
５０２  グラフ
５０４  正の曲線
５０６  負の曲線
５０８  目標寿命、垂直破線
６０２  概観表示
６０４  長期計画、長期グラフィック
６０６  前日計画、動作プロファイル
６１０  予測データ
７０２  最適化アルゴリズム
７０６  長期動作プロファイル
７１０  予測データ
８０２  性能モデルデータ表
８０４  部品寿命モデルデータ表
８０８  データ値、燃料消費値
８１０  データ値
８１２  列
８１４  行
９０２  グラフ
９０４  グラフ
９０６  グラフ
１００２  内側ループ
１００４  外側ループ
１００６  初期寿命価格値
１０４１  ガスタービン
１０４２  ガスタービン
１２０２  グラフ
１２０４  グラフ
１３０２  グラフィック表示
１３０４  停止日入力フィールド
１３０６  セレクタグラフィック
１３０８  グラフィックボタン
１３１０  シャットダウン入力エリア
１３１２  電力棒グラフ、電力出力グラフ
１３１４  周囲温度棒グラフ、周囲温度グラフ
１３１６  燃料コスト棒グラフ、燃料コストグラフ
１３１８  電力価格棒グラフ、電力価格グラフ
１４０２  グラフィック表示
１４０４  グラフ
１４０６  グラフ
１５０２  履歴データ
１５０６  動作プロファイル
１５０８  寿命価格値、寿命価格
１６０２  前日能力表示画面
１６０４  翌日のピーク能力
１６０６  ベースライン能力
１６０８  劣化要因
１６１０  推奨最小ピーク電力価格
１７０２  表示画面
１７０４  プラント出力棒グラフ、チャート
１７０６  電力価格棒グラフ、チャート
１７０８  ファイル選択エリア
１７１０  フィールド
１７１２  提出ボタン
１７１４  ボタン
１８０２  表示画面
１８０４  出力プロファイル棒グラフ、プロファイルチャート
１８０６  燃料コスト棒グラフ、プロット
１８０８  線
１８１０  線
１８１２  棒
１８１４  棒
１８１６  棒
１８１８  ＭＷｈデポジットエリア
１８２０  棒
１８２２  平均燃料コスト、棒
１８２４  推奨ピーク価格、ピーク価格インジケータ、棒
１９０２  リアルタイム実行表示画面
１９０４  チャート
１９０６  ＶＴＣ状態エリア
１９０８  垂直線
１９１０  水平線
２００２  リアルタイムモニタリング表示画面
２００４  ピークバンク残高グラフ
２００６  累積ピーク燃焼グラフ
２００８  累積ＭＢＴＵグラフ
２０１０  ピークバンク残高エリア
２０１２  累積ピーク燃焼ＭＷｈエリア
２０１４  累積ＭＢＴＵエリア
２０１６  垂直スライダバー
２０１８  オーバーレイウィンドウ
２１００  方法論
２２００  方法論
２３００  方法論
２４００  方法論
２５１０  動作環境
２５１２  コンピュータ
２５１４  処理ユニット
２５１６  システムメモリ
２５１８  システムバス
２５２０  揮発性メモリ
２５２２  不揮発性メモリ
２５２４  ディスク記憶装置
２５２６  インターフェース
２５２８  オペレーティングシステム
２５３０  システムアプリケーション
２５３２  プログラムモジュール
２５３４  プログラムデータ
２５３６  入力装置
２５３８  インターフェースポート
２５４０  出力装置
２５４２  出力アダプタ
２５４４  リモートコンピュータ
２５４６  メモリ記憶装置
２５４８  ネットワークインターフェース
２５５０  通信接続
２６００  サンプルコンピューティング環境
２６０２  クライアント
２６０４  サーバ
２６０６  通信フレームワーク
２６０８  クライアントデータストア
２６１０  サーバデータストア
【図１】
2018200682.tif 000008
【図２】
2018200682.tif 000009
【図３】
2018200682.tif 000010
【図４】
2018200682.tif 000011
【図５】
2018200682.tif 000012
【図６】
2018200682.tif 000013
【図７】
2018200682.tif 000014
【図８】
2018200682.tif 000015
【図９】
2018200682.tif 000016
【図１０】
2018200682.tif 000017
【図１１】
2018200682.tif 000018
【図１２】
2018200682.tif 000019
【図１３】
2018200682.tif 000020
【図１４】
2018200682.tif 000021
【図１５】
2018200682.tif 000022
【図１６】
2018200682.tif 000023
【図１７】
2018200682.tif 000024
【図１８】
2018200682.tif 000025
【図１９】
2018200682.tif 000026
【図２０】
2018200682.tif 000027
【図２１】
2018200682.tif 000028
【図２２】
2018200682.tif 000029
【図２３】
2018200682.tif 000030
【図２４】
2018200682.tif 000031
【図２５】
2018200682.tif 000032
【図２６】
2018200682.tif 000033
【外国語明細書】
2018200682000001.pdf