(57)【要約】【課題】設備の運転状態を適切に管理する。【解決手段】運転管理装置は、発電プラントの運転状態を示す第１状態量の計測値を取得する状態取得部と、発電プラントの運転状態を示す第１状態量と異なる状態量である第２状態量の推定値を、第１状態量の計測値に基づいて更新する状態更新部と、第２状態量の推定値に基づいて、発電プラントの運転状態を管理する管理部とを備える。【選択図】図１
2018169750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラントの運転状態を示す第１状態量の計測値を取得する状態取得部と、
前記発電プラントの運転状態を示す前記第１状態量と異なる状態量である第２状態量の推定値を、前記第１状態量の計測値に基づいて更新する状態更新部と、
前記第２状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理する管理部と
を備える運転管理装置。
【請求項２】
前記第２状態量は、計測により得られる計測値の信頼性が前記第１状態量の計測値の信頼性より低くなる状態量である
請求項１に記載の運転管理装置。
【請求項３】
前記第２状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を制御するための制御量を調整する制御量調整部をさらに備え、
前記管理部は、前記制御量に基づいて前記発電プラントの運転を管理する
請求項１または請求項２に記載の運転管理装置。
【請求項４】
前記発電プラントまたは前記発電プラントと異なる発電プラントの過去の運転に係る前記第１状態量の実績値および前記第２状態量の実績値を取得する実績取得部と、
前記第１状態量の実績値と前記第１状態量の計測値との差である第１変化量を算出する変化量算出部と、
前記第１変化量に基づいて、前記発電プラントまたは前記異なる発電プラントの過去の運転に係る前記第２状態量の実績値からの変化量である第２変化量を推定する変化量推定部と、
を備え、
前記状態更新部は、前記第２変化量と前記第２状態量の実績値とに基づいて、前記第２状態量の推定値を更新する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の運転管理装置。
【請求項５】
前記状態取得部は、前記第２状態量の計測値をさらに取得し、
前記管理部は、前記第２状態量の計測値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の運転管理装置。
【請求項６】
前記第２状態量の推定値に基づいて前記第２状態量の計測値を評価する計測評価部をさらに備え、
前記管理部は、前記計測値の評価結果に基づいて前記発電プラントの運転状態を管理する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の運転管理装置。
【請求項７】
前記計測評価部は、前記第２状態量の推定値と前記第２状態量の計測値との差である誤差値を算出することで、前記第２状態量の計測値を評価し、
前記管理部は、前記第２状態量の誤差値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理する
請求項６に記載の運転管理装置。
【請求項８】
前記変化量推定部は、前記第１変化量と前記第２変化量との関係式、前記第１変化量と前記第２変化量との対応関係を示すテーブル、および任意の入力値のいずれか１つに基づいて、前記第２変化量を推定する、
請求項４に記載の運転管理装置。
【請求項９】
前記第１状態量は、排ガス温度を含み、
前記第２状態量は、吸気流量を含む、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の運転管理装置。
【請求項１０】
前記管理部は、前記発電プラントの運転状態を示す前記第１状態量および前記第２状態量と異なる状態量である第３状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理する
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の運転管理装置。
【請求項１１】
前記第３状態量は、燃焼温度を含む、
請求項１０に記載の運転管理装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の運転管理装置
を備える発電プラント。
【請求項１３】
発電プラントの運転状態を示す第１状態量の計測値を取得することと、
前記発電プラントの運転状態を示す前記第１状態量と異なる状態量である第２状態量の推定値を、前記第１状態量の計測値に基づいて更新することと、
前記第２状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理することと
を有する発電プラントの運転管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転管理装置、発電プラント、発電プラントの運転管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラント等の設備を長時間作動させると、当該設備を構成する構成要素の効率が低下する。各構成要素の経年変化を推定するため、設備の効率や運用条件の変化に応じて、当該設備の制御パラメータを修正し、当該設備を表す数学モデルを自動的に調整することが検討されている。
例えば、特許文献１では、ガスタービンモデルと運転パラメータの差を利用してカルマンフィルタでモデル修正係数を生成し、自動的に数学モデルを調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８６３９４８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、計測器の誤差や計測の遅れなどの要因によって、運転パラメータの計測値の信頼性が高くないことがある。特許文献１に記載の方法を用いる場合に、信頼性の低い計測値を用いると、制御パラメータを適切に調整できない可能性がある。なお、特許文献１には、数学モデルの予測値と運転パラメータの計測値との差を利用するとの記載があるものの、計測値を数学モデルに活用する具体的な方法については開示されていない。
本発明は、上記の課題に鑑みてされたものであって、設備の運転状態を適切に管理することができる運転管理装置、発電プラント、発電プラントの運転管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、運転管理装置は、発電プラントの運転状態を示す第１状態量の計測値を取得する状態取得部と、前記発電プラントの運転状態を示す前記第１状態量と異なる状態量である第２状態量の推定値を、前記第１状態量の計測値に基づいて更新する状態更新部と、前記第２状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理する管理部とを備える。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る運転管理装置において、前記第２状態量は、計測により得られる計測値の信頼性が前記第１状態量の計測値の信頼性より低くなる状態量であるものであってよい。
【０００７】
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様に係る運転管理装置は、前記第２状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を制御するための制御量を調整する制御量調整部をさらに備え、前記管理部は、前記制御量に基づいて前記発電プラントの運転を管理するものであってよい。
【０００８】
本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れかの態様に係る運転管理装置は、前記発電プラントの過去の運転に係る前記第１状態量の実績値および前記第２状態量の実績値を取得する実績取得部と、前記第１状態量の実績値と前記第１状態量の計測値との差である第１変化量を算出する変化量算出部と、前記第１変化量に基づいて、前記発電プラントの過去の運転に係る前記第２状態量の実績値からの変化量である第２変化量を推定する変化量推定部と、を備え、前記状態推定部は、前記第２変化量と前記第２状態量の実績値とに基づいて、前記第２状態量の推定値を更新するものであってよい。
【０００９】
本発明の第５の態様によれば、第１から第４の何れかの態様に係る運転管理装置において、前記状態取得部は、前記第２状態量の計測値をさらに取得し、前記管理部は、前記第２状態量の計測値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理するものであってよい。
【００１０】
本発明の第６の態様によれば、第１から第５の何れかの態様に係る運転管理装置は、前記第２状態量の推定値に基づいて前記第２状態量の計測値を評価する計測評価部をさらに備え、前記管理部は、前記計測値の評価結果に基づいて前記発電プラントの運転状態を管理する、ものであってよい。
【００１１】
本発明の第７の態様によれば、第６の態様に係る運転管理装置は、前記計測評価部は、前記第２状態量の推定値と前記第２状態量の計測値との差である誤差値を算出することで、前記第２状態量の計測値を評価し、前記管理部は、前記第２状態量の誤差値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理するものであってよい。
【００１２】
本発明の第８の態様によれば、第４の態様に係る運転管理装置は、前記変化量推定部は、前記第１変化量と前記第２変化量との関係式、前記第１変化量と前記第２変化量との対応関係を示すテーブル、および任意の入力値のいずれか１つに基づいて、前記第２変化量を推定する、ものであってよい。
【００１３】
本発明の第９の態様によれば、第１から第８の何れかの態様に係る運転管理装置は、前記第１状態量は、排気温度を含み、前記第２状態量は、吸気流量を含む、ものであってよい。
【００１４】
本発明の第１０の態様によれば、第１から第９の何れかの態様に係る運転管理装置は、前記制御量調整部は、前記発電プラントの運転状態を示す前記第１状態量および前記第２状態量と異なる状態量である第３状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を制御するための制御量を調整するものであってよい。
【００１５】
本発明の第１１の態様によれば、第１から第１０の何れかの態様に係る運転管理装置は、前記第１状態量は、燃焼温度を含む、ものであってよい。
【００１６】
本発明の第１２の態様によれば、発電プラントは、第１から第１１の何れかの態様に係る運転管理装置を備える。
【００１７】
本発明の第１３の態様によれば、発電プラントの運転管理方法は、発電プラントの運転状態を示す第１状態量の計測値を取得することと、前記発電プラントの運転状態を示す前記第１状態量と異なる状態量である第２状態量の推定値を、前記第１状態量の計測値に基づいて更新することと、前記第２状態量の推定値に基づいて、前記発電プラントの運転状態を管理することとを有する。
【発明の効果】
【００１８】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、運転管理装置は、設備の運転状態を適切に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る運転管理装置の構成を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態に係る発電プラントの動作を示すシーケンス図である。
【図４】排ガス温度と吸気流量の関係を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態に係る運転管理装置の構成を示す概略図である。
【図７】第２の実施形態に係る発電プラントの動作を示すシーケンス図である。
【図８】吸気流量の計測値と推定値の関係を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略図である。
【図１０】第３の実施形態に係る運転管理装置の構成を示す概略図である。
【図１１】第３の実施形態に係る運転管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照しながら第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略図である。
発電プラント１は、ガスタービン発電機１０と計測器２０と運転管理装置３０とを備える。
【００２１】
《ガスタービン発電機の構成》
ガスタービン発電機１０は、圧縮機１１と、燃料系統１２と、燃焼器１３と、タービン１４と、発電機１５とを備える。
圧縮機１１は、外部空気を圧縮して、高圧の圧縮空気を生成する。より詳細には、圧縮機１１は、主軸線回りに回転する圧縮機ロータ１１１と、圧縮機ロータ１１１を外周側から覆う圧縮機車室１１２とを備える。タービン１４は、主軸線回りに回転するタービンロータ１４１と、タービンロータ１４１を外周側から覆うタービン車室１４２とを備える。圧縮機ロータ１１１とタービンロータ１４１とは、主軸線上で一体に接続される。
燃焼器１３は、圧縮機１１によって生成された圧縮空気中で、燃料系統１２から供給される燃料を燃焼させることで、高温高圧の燃焼ガスを生成する。燃焼器１３は、燃焼器内筒１３１と、燃焼器内筒１３１を覆う燃焼器車室１３２とを備える。また、圧縮機車室１１２と燃焼器車室１３２とタービン車室１４２とは、互いに連結される。
発電機１５は、圧縮機ロータ１１１の一端に接続される。発電機１５は、圧縮機ロータ１１１の回転によって駆動されることで、電力を生成する。
【００２２】
燃料系統１２は、燃料タンクから供給される燃料の圧力および流量を調整する。燃料系統１２は、圧力調整弁１２１と、燃料流量調整弁１２２と、ノズル１２３と、マニホールド１２４とを備える。燃料系統１２は、燃料の供給先に応じて複数設けられてもよい。例えば、ガスタービン発電機１０は、燃焼器１３のトップハット部に燃料を供給するトップハット燃料系統、燃焼器１３の内筒の中心部に燃料を供給するパイロット燃料系統、燃焼器１３の内筒においてパイロット燃料系統を囲む部分に燃料を供給するメイン燃料系統を備えてもよい。
【００２３】
ガスタービン発電機１０には、状態量を計測する複数の計測器２０が設けられる。具体的には、ガスタービン発電機１０には、少なくとも、燃料系統１２の燃料流量を計測する燃料流量センサ２０ａ、ノズル１２３の通過流量（ノズル通過流量）を計測するノズル流量センサ２０ｂ、排ガス流量を計測する排ガス流量センサ２０ｃ、マニホールド１２４内の圧力（マニホールド圧力）を計測するマニホールド圧力センサ２０ｄが設けられる。燃料流量、ノズル通過流量または燃料弁通過流量、排ガス流量、およびマニホールド圧力は、いずれもガスタービン発電機１０の状態量である。以下、計測器２０によって計測される状態量を第１状態量ともいう。
【００２４】
《運転管理装置の構成》
図２は、第１の実施形態に係る運転管理装置の構成を示す概略図である。
運転管理装置３０は、ガスタービン発電機１０に設けられる複数の計測器２０が計測した計測値に基づいて、ガスタービン発電機１０の運転を管理する。
運転管理装置３０は、状態取得部３０１、状態推定部３０２、モデル記憶部３０３、シミュレータ３０４、状態更新部３０５、管理部３０６、制御量調整部３０７を備える。
状態取得部３０１は、計測器２０から状態量（第１状態量）の計測値を取得する。すなわち、状態取得部３０１は、少なくとも計測器２０から燃料流量、ノズル通過流量、排ガス流量、またはマニホールド圧力を取得する。
状態推定部３０２は、状態取得部３０１が取得した計測値に基づいて、吸気流量および燃焼器車室１３２の内部の圧力（車室圧力）の値を推定する。以下、吸気流量および車室圧力のように、状態推定部３０２によって推定される状態量を、第２状態量ともいう。
モデル記憶部３０３は、発電プラント１の全体の挙動を予測するための予測モデルを記憶する。
シミュレータ３０４は、モデル記憶部３０３が記憶する予測モデルと、ガスタービン発電機１０の状態量の値とに基づいて、発電プラント１の挙動を計算する。
状態更新部３０５は、状態取得部３０１が取得した第１状態量の計測値、および第２状態量の推定値によって、シミュレータ３０４が保持する状態量の値を更新する。
管理部３０６は、シミュレータ３０４の計算結果に基づいて発電プラント１の運転を管理する。
制御量調整部３０７は、シミュレータ３０４の計算結果に基づいて発電プラント１の制御量を調整する。制御量の例としては、ＩＧＶ（Inlet Guide Vane）の開度、圧力調整弁１２１の開度および燃料流量調整弁１２２の開度が挙げられる。
【００２５】
《状態量》
運転管理装置３０が推定する第２状態量は、計測器を用いて計測する場合に、計測値の信頼性が発電プラント１の運転管理上に十分でないような状態量である。例えば、吸気流量は、吸気入口部における上流圧力と下流圧力の差圧に基づいて計測することができるが、当該差圧は吸気入口部の上流圧力と下流圧力と比較してとても小さく、吸気入口部の上流圧力および下流圧力の計測値に含まれるノイズの影響を多分に受ける。そのため、当該差圧に基づいて算出される吸気流量の信号対ノイズ比は小さく、信頼性が高いとは言えない。また、車室圧力は、計測器の計測遅れが大きく（時定数が大きく）、信頼性が高いとは言えない。
【００２６】
これに対し、計測器２０が計測する第１状態量は、計測値の信頼性が第２状態量より高い状態量である。換言すると、同程度の精度を有する計測器を用いて第１状態量と第２状態量のそれぞれを計測する場合、第１状態量の計測値の信頼性は、第２状態量の計測値の信頼性より高い。例えば、排ガス流量および燃料流量に係る計測値の信号対ノイズ比は、吸気流量を計測する場合における計測値の信号対ノイズ比より大きい。また、ノズル通過流量およびマニホールド圧力に係る計測値の時定数は、車室圧力を計測する場合における計測値の時定数より小さい。
【００２７】
《運転管理装置の動作》
図３は、第１の実施形態に係る発電プラントの動作を示すシーケンス図である。
運転管理装置３０が発電プラント１の管理を開始すると、シミュレータ３０４は、モデル記憶部３０３から予測モデルを読み出す（ステップＳ１）。また、各計測器２０は、ガスタービン発電機１０の第１状態量を計測する（ステップＳ２）。
次に、状態取得部３０１は、ガスタービン発電機１０に設けられた各計測器２０から、燃料流量、ノズル通過流量、排ガス流量、またはマニホールド圧力を取得する（ステップＳ３）。
【００２８】
次に、状態推定部３０２は、状態取得部３０１が取得した燃料流量と排ガス流量とに基づいて、吸気流量を推定する（ステップＳ４）。具体的には、状態推定部３０２は、排ガス流量から燃料流量を減算することで、吸気流量を推定する。
【００２９】
また、状態推定部３０２は、状態取得部３０１が取得した燃料流量とノズルの通過流量とマニホールド圧力とに基づいて、車室圧力を推定する（ステップＳ５）。具体的には、状態推定部３０２は、以下の式（１）に基づいて車室圧力を推定する。なお、他の実施形態においては、状態推定部３０２は、吸気流量と車室圧力のうち一方だけを推定する（ステップＳ４とステップＳ５のうち一方だけを実行する）ものであってもよい。
【００３０】
【数１】
2018169750.tif 000003
【００３１】
式（１）において、Ｇは燃料流量であり、Ｃｄはノズル通過流量に応じた係数であり、Ａはノズル１２３の径面積であり、ｇは重力加速度であり、κは比熱比であり、Ｐ０はマニホールド圧力であり、Ｐ１は車室圧力であり、γ０はガス密度である。なお、ガス密度γ０は、マニホールド圧力Ｐ０の関数により求められる。式（１）は、第１変化量と第２変化量との関係式の一例である。
【００３２】
なお、式（１）は、非チョーク時における燃料流量の等式である。したがって、状態推定部３０２は、ガスタービン発電機１０が非チョーク状態である場合に、式（１）に基づいて車室圧力を推定する。一方、チョーク時における燃料流量の等式は、式（２）の通りである。
【００３３】
【数２】
2018169750.tif 000004
【００３４】
式（２）に示すとおり、チョーク時における燃料流量の等式は、車室圧力の関数ではない。したがって、ガスタービン発電機１０が非チョーク状態である場合、状態推定部３０２は、車室圧力の推定値を得ることができない。この場合、車室圧力は、後述するシミュレータ３０４によるシミュレーションにより演算される。ガスタービン発電機１０がチョーク状態であるか否かは、例えば、マニホールド圧力と車室圧力の比によって判定することができる。具体的には、マニホールド圧力を車室圧力で除算した値が２より小さい場合に非チョーク状態、マニホールド圧力を車室圧力で除算した値が２以上である場合にチョーク状態であると判定することができる。なお、この場合、目的変数である車室圧力を用いてチョーク状態であるか否かの判定を行うこととなるが、当該判定は厳密である必要がないため、例えば車室圧力の計測値を用いて判定を行ってよい。
【００３５】
次に、状態更新部３０５は、状態取得部３０１が取得した計測値、および状態推定部３０２が推定した推定値によって、シミュレータ３０４が保持する状態量の値を更新する（ステップＳ６）。そして、シミュレータ３０４は、予測モデルと更新された状態量の値に基づいて、発電プラント１をシミュレートする（ステップＳ７）。このとき、シミュレータ３０４は、状態更新部３０５によって更新されなかった状態量の値もシミュレートする。例えば、シミュレータ３０４は、燃焼温度、ＴＩＴ（Turbine Inlet Temperature）、燃焼器圧力などをシミュレートする。以下、シミュレータ３０４によるシミュレーションにより算出される状態量を、第３状態量ともいう。第１状態量および第２状態量は、シミュレーションによらずに求められる状態量である。
【００３６】
制御量調整部３０７は、シミュレータ３０４のシミュレート結果に基づいて発電プラント１の制御量を調整する（ステップＳ８）。例えば、制御量調整部３０７は、シミュレート結果が示す状態量に基づいて、発電目標を達成するために必要な圧力調整弁１２１の開度および燃料流量調整弁１２２の開度を算出する。そして、管理部３０６は、シミュレータ３０４によるシミュレート結果および制御量調整部３０７が調整した制御量に基づいて、発電プラント１の管理処理を行う（ステップＳ９）。管理処理の例としては、発電プラント１の状態量が運転許容範囲を逸脱していないか監視すること、発電プラント１の発電量が目標を満たしているかを監視すること、ＩＧＶに制御信号を出力して開度設定を変更すること、または、圧力調整弁１２１および燃料流量調整弁１２２に制御信号を出力することなどが挙げられる。また、制御量調整部３０７が算出した制御量は、シミュレータ３０４によるシミュレーションにも用いられる。以降、運転管理装置３０は処理をステップＳ２に戻し、定期的に状態量を更新する。
【００３７】
このように、第１の実施形態によれば、運転管理装置３０は、第１状態量の計測値に基づいて第２状態量の推定値を更新し、当該第２状態量の推定値に基づいて、発電プラント１の運転状態を管理する。これにより、運転管理装置３０は、設備の運転状態を適切に管理することができる。特に、第１の実施形態においては、第２状態量は、計測を行った場合に、計測値の信頼性が第１状態量の計測値の信頼性より低くなる状態量である。つまり、第１の実施形態によれば、第２の状態量の値の信頼性を、計測によって求める場合より高めることができる。
【００３８】
〈第２の実施形態〉
図４は、排ガス温度と吸気流量の関係を示す図である。
第２の実施形態では、運転管理装置３０は、吸気流量を、排ガス温度の計測値と吸気流量の過去の実績値とに基づいて推定する。圧縮機１１の効率の劣化等により、図４に示すように、ガスタービン発電機１０の吸気流量は、運転時間が長くなるほど減少する。このとき、燃焼時の空気流量が減少するため、発電機１５の出力が同じであっても、排ガス温度が高くなる。つまり、図４に示すように、ガスタービン発電機１０の排ガス温度は、運転時間が長くなるほど上昇する。したがって、排ガス温度の変化量と吸気流量の変化量との間には相関があり、排ガス温度の変化量から吸気流量の変化量を求めることができる。つまり、吸気流量の変化量ΔＧａは、排ガス温度の変化量ΔＴｄの関数（ΔＧａ＝ｆ（ΔＴｄ））として表すことができる。
【００３９】
図５は、第２の実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略図である。
第２の実施形態に係る発電プラント１は、計測器２０が計測する状態量および運転管理装置３０の構成が第１の実施形態と異なる。ガスタービン発電機１０の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００４０】
第２の実施形態に係るガスタービン発電機１０には、排ガス温度を計測する排ガス温度センサ２０ｅが設けられる。排ガス温度は第１状態量である。なお、第２の実施形態に係る発電プラント１は、必ずしも排ガス流量センサ２０ｃを備えなくてもよい。
【００４１】
《運転管理装置の構成》
第２の実施形態に係る運転管理装置３０は、ネットワークＮを介してサーバ装置４０との通信を行う。サーバ装置４０には、発電プラント１の過去の運転における状態量の実績値、および第２状態量の算出に用いる関係式が記憶されている。
【００４２】
図６は、第２の実施形態に係る運転管理装置の構成を示す概略図である。
第２の実施形態に係る運転管理装置３０は、第１の実施形態の構成に加え、さらに実績取得部３０８、変化量算出部３０９、変化量推定部３１０を備える。
実績取得部３０８は、サーバ装置４０から、発電プラント１の過去の運転に係る状態量の実績値を取得する。実績取得部３０８は、サーバ装置４０から、発電プラント１と異なる発電プラント１０１の過去の運転に係る状態量の実績値を取得してもよい。具体的には、実績取得部３０８は、吸気流量（第２状態量）の実績値と排ガス温度（第１状態量）の実績値を取得する。実績値は、例えば発電プラント１の納品時または定期点検時に計測された状態量の計測値であってよい。納品時または定期点検時には、発電プラント１が備える計測器２０より精度の高い計測器を用いて状態量の計測が行われる。
変化量算出部３０９は、実績取得部３０８が取得した排ガス温度の実績値と、状態取得部３０１が取得した排ガス温度の計測値との差である排ガス温度の変化量（第１変化量）を算出する。
変化量推定部３１０は、排ガス温度の変化量に基づいて、経年劣化による吸気流量の変化量（第２変化量）を推定する。吸気流量の変化量とは、現時点における吸気流量の値と、実績取得部３０８が取得した吸気流量の実績値との差である。変化量推定部３１０は、サーバ装置４０から、排ガス温度と吸気流量との関係式、または排ガス温度と吸気流量との対応関係を示すテーブルを受信し、これに基づいて吸気流量の変化量を推定する。なお、他の実施形態においては、変化量推定部３１０は、任意の入力値に基づいて吸気流量の変化量を推定してもよい。
【００４３】
第２の実施形態に係る状態推定部３０２は、変化量推定部３１０が推定した吸気流量の変化量と実績取得部３０８が取得した吸気流量の実績値とに基づいて、吸気流量の値を推定する。
【００４４】
《運転管理装置の動作》
図７は、第２の実施形態に係る発電プラントの動作を示すシーケンス図である。
運転管理装置３０が発電プラント１の管理を開始すると、シミュレータ３０４は、モデル記憶部３０３から予測モデルを読み出す（ステップＳ１０１）。また、各計測器２０は、ガスタービン発電機１０の第１状態量を計測する（ステップＳ１０２）。
次に、状態取得部３０１は、ガスタービン発電機１０に設けられた各計測器２０から、燃料流量、ノズル通過流量、排ガス温度、またはマニホールド圧力を取得する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
次に、実績取得部３０８は、サーバ装置４０から吸気流量および排ガス温度の実績値を取得する（ステップＳ１０４）。次に、変化量算出部３０９は、排ガス温度の計測値と排ガス温度の実績値との差を算出することで、排ガス温度の変化量を算出する（ステップＳ１０５）。次に、変化量推定部３１０は、サーバ装置４０から、排ガス温度と吸気流量との関係式、または排ガス温度と吸気流量との対応関係を示すテーブルを取得する（ステップＳ１０６）。次に、変化量推定部３１０は、取得した関係式またはテーブルに基づいて、吸気流量の変化量を推定する（ステップＳ１０７）。次に、状態推定部３０２は、実績取得部３０８が取得した吸気流量の実績値に吸気流量の変化量を加算することで、現時点における吸気流量を推定する（ステップＳ１０８）。
【００４６】
また、状態推定部３０２は、状態取得部３０１が取得した燃料流量とノズルの通過流量とマニホールド圧力とに基づいて、車室圧力を推定する（ステップＳ１０９）。車室圧力の推定方法は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
次に、状態更新部３０５は、状態取得部３０１が取得した計測値、および状態推定部３０２が推定した推定値によって、シミュレータ３０４が保持する状態量の値を更新する（ステップＳ１１０）。そして、シミュレータ３０４は、予測モデルと更新された状態量の値に基づいて、発電プラント１をシミュレートする（ステップＳ１１１）。
【００４８】
制御量調整部３０７は、シミュレータ３０４のシミュレート結果に基づいて発電プラント１の制御量を調整する（ステップＳ１１２）。次に、管理部３０６は、シミュレータ３０４によるシミュレート結果および制御量調整部３０７が調整した制御量に基づいて、発電プラント１の管理処理を行う（ステップＳ１１３）。そして、運転管理装置３０は処理をステップＳ２に戻し、次の制御タイミングに係る計算を実行する。
【００４９】
このように、第２の実施形態によれば、運転管理装置３０は、発電プラント１の過去の運転に係る第１状態量の実績値と第１状態量の計測値との差（第１変化量）に基づいて、第２状態量の変化量（第２変化量）を推定し、第２変化量と第２状態量の実績値とに基づいて、第２状態量の推定値を更新する。これにより、運転管理装置３０は、より適切に発電プラント１の運転状態を管理することができる。
【００５０】
また、第２の実施形態によれば、運転管理装置３０は、発電プラント１と異なる発電プラント１０１の過去の運転に係る第１状態量の実績値と第１状態量の計測値との差（第１変化量）に基づいて、第２状態量の変化量（第２変化量）を推定し、第２変化量と第２状態量の実績値とに基づいて、第２状態量の推定値を更新してもよい。これにより、運転管理装置３０は、発電プラント１と異なるが、発電プラント１と同種の発電プラント１０１の実績値も用いて、より適切に発電プラント１の運転状態を管理することができる。
【００５１】
なお、第２の実施形態によれば、運転管理装置３０は、第１変化量に基づいて吸気流量の変化量を求めるが、他の実施形態においてはこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る運転管理装置３０は、吸気流量以外の第２状態量を、第１変化量に基づいて求めても良い。
【００５２】
〈第３の実施形態〉
図８は、吸気流量の計測値と推定値の関係を示す図である。
第３の実施形態では、運転管理装置３０は、吸気流量を計測器２０によって計測し、この計測値を吸気流量の計測値によって評価する。具体的には、吸気流量の計測値Ｇａ＿Ｍと吸気流量の推定値Ｇａ＿Ｅの差である誤差値Ｅｒｒが、所定の閾値以上であるか否かの評価を行う。予測モデルが適切に構築されている場合において、吸気流量Ｇａ＿Ｍの計測誤差が小さいならば、誤差値Ｅｒｒは小さくなる。つまり、誤差値Ｅｒｒが小さいということは、計測値Ｇａ＿Ｍの信頼性が高いことを意味する。したがって、第３の実施形態に係る運転管理装置３０は、計測値Ｇａ＿Ｍと推定値Ｇａ＿Ｅの差である誤差値Ｅｒｒを以て、計測値Ｇａ＿Ｍと推定値Ｇａ＿Ｅのいずれを発電プラント１の運転状態の管理に用いるかを決定する。
【００５３】
図９は、第３の実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略図である。
第３の実施形態に係る発電プラント１は、計測器２０が計測する状態量および運転管理装置３０の構成が第２の実施形態と異なる。ガスタービン発電機１０の構成は、第１および第２の実施形態と同じである。第３の実施形態に係るガスタービン発電機１０には、圧縮機１１の吸気流量を計測する吸気流量センサ２０ｆが設けられる。
【００５４】
《運転管理装置の構成》
図１０は、第３の実施形態に係る運転管理装置の構成を示す概略図である。
第３の実施形態に係る運転管理装置３０は、第２の実施形態の構成に加え、さらに計測評価部３１１を備える。計測評価部３１１は、吸気流量の推定値を用いて吸気流量の計測値を評価する。具体的には、計測評価部３１１は、吸気流量センサ２０ｆによる吸気流量の計測値とシミュレータ３０４による吸気流量の推定値の差である誤差値が、所定の閾値以上であるか否かの判定により、計測値を発電プラント１の管理に用いることの妥当性の評価を行う。当該閾値は、計測誤差の許容最大値（例えば、計測誤差の３σ）に相当する。
第３の実施形態に係る管理部３０６は、誤差値が閾値以上であるか否かを示す計測評価部３１１による評価結果に基づいて発電プラント１の運転状態を管理する。
【００５５】
《運転管理装置の動作》
図１１は、第３の実施形態に係る運転管理装置の動作を示すフローチャートである。
運転管理装置３０が発電プラント１の管理を開始すると、シミュレータ３０４は、モデル記憶部３０３から予測モデルを読み出す（ステップＳ２０１）。次に、状態取得部３０１は、ガスタービン発電機１０に設けられた各計測器２０から、吸気流量、燃料流量、ノズル通過流量、排ガス温度、またはマニホールド圧力を取得する（ステップＳ２０２）。次に、実績取得部３０８は、サーバ装置４０から吸気流量または排ガス温度の実績値を取得する（ステップＳ２０３）。
【００５６】
次に、計測評価部３１１は、吸気流量の計測値から吸気流量の実績値を減算して得られる値が、所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。吸気流量の計測値と吸気流量の実績値との差が閾値未満である場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、状態更新部３０５は、状態推定部３０２による吸気流量の推定を行わず、吸気流量の計測値を以て吸気流量の値を更新することを決定する（ステップＳ２０５）。
【００５７】
他方、吸気流量の計測値と吸気流量の実績値との差が閾値以上である場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、変化量算出部３０９は、排ガス温度の計測値と排ガス温度の実績値との差を算出することで、排ガス温度の変化量を算出する（ステップＳ２０６）。次に、変化量推定部３１０は、サーバ装置４０から、排ガス温度と吸気流量との関係式、または排ガス温度と吸気流量との対応関係を示すテーブルを取得する（ステップＳ２０７）。次に、変化量推定部３１０は、取得した関係式またはテーブルに基づいて、吸気流量の変化量を推定する（ステップＳ２０８）。次に、状態推定部３０２は、実績取得部３０８が取得した吸気流量の実績値に吸気流量の変化量を加算することで、現時点における吸気流量を推定する（ステップＳ２０９）。
【００５８】
次に、計測評価部３１１は、吸気流量の計測値と吸気流量の推定値の差である誤差値が、所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。誤差値が閾値未満である場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、状態更新部３０５は、吸気流量の計測値を以て吸気流量の値を更新することを決定する（ステップＳ２０５）。
他方、誤差値が閾値以上である場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、状態更新部３０５は、吸気流量の推定値を以て吸気流量の値を更新することを決定する（ステップＳ２１１）。閾値は、例えば吸気流量の値の標準偏差に基づいて（例えば３σに）決定することができる。
【００５９】
状態更新部３０５が吸気流量の値の更新に推定値を用いるか計測値を用いるかを決定すると、状態推定部３０２は、状態取得部３０１が取得した燃料流量とノズルの通過流量とマニホールド圧力とに基づいて、車室圧力を推定する（ステップＳ２１２）。車室圧力の推定方法は、第１の実施形態と同様である。次に、状態更新部３０５は、状態取得部３０１が取得した計測値、および状態推定部３０２が推定した推定値によって、シミュレータ３０４が保持する状態量の値を更新する（ステップＳ２１３）。このとき、状態更新部３０５は、ステップＳ２０５またはステップＳ２１１で決定した値を以て吸気流量の値を更新する。そして、シミュレータ３０４は、予測モデルと更新された状態量の値に基づいて、発電プラント１をシミュレートする（ステップＳ２１４）。
【００６０】
制御量調整部３０７は、シミュレータ３０４のシミュレート結果に基づいて発電プラント１の制御量を調整する（ステップＳ２１５）。次に、管理部３０６は、シミュレータ３０４によるシミュレート結果および制御量調整部３０７が調整した制御量に基づいて、発電プラント１の管理処理を行う（ステップＳ２１６）。以降、運転管理装置３０は処理をステップＳ２に戻し、次の制御タイミングに係る計算を実行する。
【００６１】
このように、第３の実施形態によれば、運転管理装置３０は、第２状態量の推定値に基づいて第２状態量の計測値の評価を行う。これにより、運転管理装置３０は、第２状態量の計測値が、推定値に基づいて信頼性が充分に高いと判断できる場合に、計測値を用いて発電プラント１の管理を行うことで、信頼性を担保しつつ計測値に基づいて発電プラント１の運転状態を管理することができる。なお、第３の実施形態に係る運転管理装置３０は、第２状態量の推定値に基づいて、第２状態量の値を計測値を用いて更新するか推定値を用いて更新するかを決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、運転管理装置３０は、計測値の評価結果に基づく重み付けにより、推定値と計測値の加重平均を求めてもよいし、計測値の評価を行わずに、推定値と計測値の両方を用いて第２状態量の値を更新してもよい。
また、他の実施形態では、運転管理装置３０は、第１状態量の計測値または第２状態量の推定値に基づいて第３状態量を推定し、当該推定結果を用いて、シミュレータ３０４が算出した第３状態量を評価してもよい。
【００６２】
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、他の実施形態では、上述した運転管理装置３０の一部の処理を他の装置（例えばサーバ装置４０）に実行させてもよい。この場合、運転管理装置３０とサーバ装置４０の組み合わせを運転管理装置とみなすことができる。また、他の実施形態では、サーバ装置４０の機能の一部または全部を運転管理装置３０が有していてもよい。
【００６３】
〈コンピュータ構成〉
図１２は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、インタフェース９４を備える。
上述の運転管理装置３０は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９３に記憶されている。ＣＰＵ９１は、プログラムを補助記憶装置９３から読み出して主記憶装置９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９２に確保する。
【００６４】
補助記憶装置９３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９３は、コンピュータ９０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、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０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回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムを主記憶装置９２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９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００６５】
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  発電プラント
１０  ガスタービン発電機
２０  計測器
３０  運転管理装置
３０１  状態取得部
３０２  状態推定部
３０３  モデル記憶部
３０４  シミュレータ
３０５  状態更新部
３０６  管理部
３０７  制御量調整部
【図１】
2018169750.tif 000005
【図２】
2018169750.tif 000006
【図３】
2018169750.tif 000007
【図４】
2018169750.tif 000008
【図５】
2018169750.tif 000009
【図６】
2018169750.tif 000010
【図７】
2018169750.tif 000011
【図８】
2018169750.tif 000012
【図９】
2018169750.tif 000013
【図１０】
2018169750.tif 000014
【図１１】
2018169750.tif 000015
【図１２】
2018169750.tif 000016