(57)【要約】【課題】プラントの計画段階において、プラントのライフサイクルコストを評価するとともに、その効率、信頼性、運用・保守計画等を総合的に評価可能とする。【解決手段】本発明に関わるプラントライフサイクル評価装置は、主機仕様記憶手段３に記録された主機の仕様及びコスト情報と、プラント基本計画入力手段２から入力したプラント基本計画とからプラントのシステムフローを生成するフロー生成手段４と、フロー生成手段４からの情報と、配管・部品仕様記憶手段８に記録した補機の仕様及びコスト情報と、最適化方式選択手段１２にて入力したプラント構成の最適化条件とから、プラントライフサイクルコスト及びプラント効率、保守計画を含む運用計画をプラント構成の最適化指標として計算・策定するプラント計画策定手段５、６、７、９、１１と、該プラント計画策定手段が計算・策定した計算値及び策定結果を出力するための最適化結果出力手段１３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントのライフサイクルを評価するプラントライフサイクル評価装置であって、
主機仕様記憶手段に記録された主機の仕様及びコスト情報と、プラント基本計画入力手段から入力したプラント基本計画とからプラントのシステムフローを生成するフロー生成手段と、
前記フロー生成手段からの情報と、配管・部品仕様記憶手段に記録した補機の仕様及びコスト情報と、最適化方式選択手段にて入力したプラント構成の最適化条件とから、プラントライフサイクルコスト及びプラント効率、保守計画を含む運用計画をプラント構成の最適化指標として計算・策定するプラント計画策定手段と、
前記プラント計画策定手段が計算・策定した計算値及び策定結果を出力するための最適化結果出力手段とを
備えたことを特徴とするプラントライフサイクル評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラントライフサイクル評価装置において、
前記プラント計画策定手段は、
前記システムフローの情報から主機情報及び主機接続情報を作成するプラント主機情報生成手段と、
前記主機情報及び主機接続情報と前記補機仕様・コスト情報とを基にプラント運転時の燃料消費特性を推定する効率推定手段と、
プラント建設に必要な補機・配管リストを計算する物量推定手段とを
有することを特徴とするプラントライフサイクル評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラントライフサイクル評価装置において、
前記プラント計画策定手段は、
前記燃料消費特性及び前記補機・配管リストからプラントの標準的メンテナンス時期及び部品交換時期の前記運用計画を生成する計画生成手段を有する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラントライフサイクル評価装置において、
前記プラント計画策定手段は、
前記プラント主機情報生成手段で得られた主機情報及び主機接続情報と、前記計画生成手段で得られた運用計画と、前記物量推定手段で得られた補機・配管リストとから、プラントの建設、運用保守、解体に関わる各コストを推定するコスト推定手段を有する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラントライフサイクル評価装置において、
前記プラント計画策定手段は、
前記コスト推定手段で得られたプラント推定結果から、前記最適化方式選択手段から指定される最適化条件に従い、主機仕様を修正する第１の最適化指令と、配管・部品の仕様を修正する第２の最適化指令を出力する最適化手段を有し、
前記最適化結果出力手段は、前記最適化手段の計算結果である最適化結果を出力する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価装置。
【請求項６】
プラントのライフサイクルを評価するプラントライフサイクル評価方法であって、
フロー生成手段は、主機仕様記憶手段に記録された主機の仕様及びコスト情報と、プラント基本計画入力手段から入力したプラント基本計画とからプラントのシステムフローを生成し、
プラント計画策定手段は、前記フロー生成手段からの情報と、配管・部品仕様記憶手段に記録した補機の仕様及びコスト情報と、最適化方式選択手段にて入力したプラント構成の最適化条件とから、プラントライフサイクルコスト及びプラント効率、保守計画を含む運用計画をプラント構成の最適化指標として計算・策定し、
最適化結果出力手段は、プラント計画策定手段が計算・策定した計算値及び策定結果を出力する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラントライフサイクル評価方法において、
前記プラント計画策定手段のプラント主機情報生成手段は、前記システムフローの情報から主機情報及び主機接続情報を作成し、
前記プラント計画策定手段の効率推定手段は、前記主機情報及び主機接続情報と補機仕様・コスト情報とを基にプラント運転時の燃料消費特性を推定し、
前記プラント計画策定手段の物量推定手段は、プラント建設に必要な補機・配管リストを計算する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプラントライフサイクル評価方法において、
前記プラント計画策定手段の計画生成手段は、前記燃料消費特性及び前記補機・配管リストからプラントの標準的メンテナンス時期及び部品交換時期の前記運用計画を生成する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価方法。
【請求項９】
請求項８に記載のプラントライフサイクル評価方法において、
前記プラント計画策定手段のコスト推定手段は、前記プラント主機情報生成手段で得られた主機情報及び主機接続情報と、前記計画生成手段で得られた運用計画と、前記物量推定手段で得られた補機・配管リストとから、プラントの建設、運用保守、解体に関わる各コストを推定する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のプラントライフサイクル評価方法において、
前記プラント計画策定手段の最適化手段は、前記コスト推定手段で得られたプラント推定結果から、前記最適化方式選択手段から指定される最適化条件に従い、主機仕様を修正する第１の最適化指令と、配管・部品の仕様を修正する第２の最適化指令を出力し、
前記最適化結果出力手段は、前記最適化手段の計算結果である最適化結果を出力する
ことを特徴とするプラントライフサイクル評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を供給する発電プラント等のプラントの建設、運用・保守、解体に必要な各種コストを試算し、プラントの経済性や環境性を定量的に評価可能なプラントの基本計画システムに係るプラントライフサイクル評価装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発展途上国の急速な工業化、人口増等を起因とする世界的な電力需要の増加、燃料価格の高騰、二酸化炭素に代表される環境影響物質の排出量規制強化などを背景に、発電プラント（以下プラント）には更なる効率向上と環境性向上が望まれている。また、プラントオーナまたは販売元、製造供給元、納入業者等のベンダにおいては、プラント建設時や定期点検時における各種コストの削減や点検期間の短縮といった保守・運用性の向上も大きな課題の一つである。
【０００３】
これらの背景に鑑み、「ライフサイクルマネジメント」の考え方を発電プラントの仕様策定に応用する試みがなされている。「ライフサイクルマネジメント」は、家電製品の製造から運送・販売・使用・廃棄までの製品ライフサイクルに必要となるコストや環境性を推定し、これを元に製品を企画・設計する手法である。特に、ライフサイクルコストは、ライフサイクルマネジメントの一手法として、製品の原材料コストや調達コストなどの製造段階で必要となる各種コストを評価するものであり、コスト削減が急務であるプラントにおいても同様の検討が進められている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、プラントの建設費及び保守費をデータとして蓄積するデータベースを備え、プラント運用時に、データベースのデータを用いてプラントの更新時期を経済的な指標から判断するためのライフサイクルコストを計算する。
特許文献２では、システムを構成する部品情報をデータとして蓄積するデータベースを備え、システム計画時に、前記データおよびシステムへの要求仕様から、システムの設備コストを低く抑えつつ信頼性の高いシステムを決定するための装置を提供する。
【０００５】
その他、本願に係わる文献公知発明として、次の特許文献３、４がある。
特許文献３には、タービン翼の部品の使用環境や、材料特性、起動停止の回数等により、部品の劣化を予測し、最適な発電プラントの保全計画を作成することが記載されている。
特許文献４には、ボイラ等のプラントにおいて、プラントの使用期間全体を考慮したコスト演算を行い、特に部位の取替における相互作用を考慮しながらコストミニマムとなるプラント構成部位の最適取替時期を推論するシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２２７１２号公報(段落００２３、００２７、図１等)
【特許文献２】特開２００２−３４１５１号公報(段落００１７、００２７、図２〜図５等)
【特許文献３】特開２００２−２９７７１０号公報(段落００２９、図１、図７、図８等)
【特許文献４】特開平１１−１４２２９８号公報(段落００１７、００２３、図２等)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、本発明の対象となる発電プラントの特徴の一つに、蒸気タービンやガスタービンに代表されるプラント主機と、ポンプやバルブなどといったプラント補機との組み合わせが、プラント全体性能、機器の点検・交換スケジュール、イニシャルコスト、運用コスト、保守コスト等のプラントライフサイクル全体のコストに影響する点が挙げられる。
【０００８】
特許文献１、２等の一般的な最適化技術では、性能とコストをトレードオフの関係(性能を上げるとコストが上昇しコストを犠牲にすることとなる一方、性能を下げ性能を犠牲にするとコストが低下する)とし、各種アルゴリズムを用いて性能最大、コスト最小を実現するようシステムを最適化する。しかしながら、安定した電力供給を主目的とする発電プラントにおいては、性能にマージンを持たせつつ信頼性を最大とする機器構成、あるいは多少イニシャルコストが高くとも連続した電力供給が可能な機器構成が必要な場合も少なくない。
【０００９】
また、顧客によっては性能面では劣るものの容易に入手可能な補機を使うことによって故障時の早期復旧を優先する構成、高性能・高耐久性の補機を使用してイニシャルコストを高く設定する一方、故障率を下げることにより運用・保守コストを抑える構成などを求める場合もある。例えば、高い機器を使うと故障が少ないので、イニシャルコストは高いが、運用コストは低くなる。
このように、プラントの建設、運用、廃棄に至るプラントライフサイクルには、様々な顧客ニーズが存在する。
【００１０】
一方、特許文献３は、タービン翼の劣化の状況のみから発電プラントの保全計画を立てているだけであり、システム効率に関しては言及がない。また、特許文献４は、ボイラ単体のみの装置について検討を行い、運用の最適化を行っているだけで、効率および計画に対する最適化についての言及がなされていない。
本発明は上記実状に鑑み、電力を供給する発電プラント等のプラント計画段階にプラントの建設、運用、保守、廃棄までのライフサイクルコストを一括で評価するとともに、プラントの効率、信頼性、運用・保守計画などを総合的に評価可能なライフサイクル評価装置及び方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、第１の本発明に関わるプラントライフサイクル評価装置は、プラントのライフサイクルを評価するプラントライフサイクル評価装置であって、主機仕様記憶手段に記録された主機の仕様及びコスト情報と、プラント基本計画入力手段から入力したプラント基本計画とからプラントのシステムフローを生成するフロー生成手段と、前記フロー生成手段からの情報と、配管・部品仕様記憶手段に記録した補機の仕様及びコスト情報と、最適化方式選択手段にて入力したプラント構成の最適化条件とから、プラントライフサイクルコスト及びプラント効率、保守計画を含む運用計画をプラント構成の最適化指標として計算・策定するプラント計画策定手段と、前記プラント計画策定手段が計算・策定した計算値及び策定結果を出力するための最適化結果出力手段とを備えている。
【００１２】
第２の本発明に関わるプラントライフサイクル評価方法は、プラントのライフサイクルを評価するプラントライフサイクル評価方法であって、フロー生成手段は、主機仕様記憶手段に記録された主機の仕様及びコスト情報と、プラント基本計画入力手段から入力したプラント基本計画とからプラントのシステムフローを生成し、プラント計画策定手段は、前記フロー生成手段からの情報と、配管・部品仕様記憶手段に記録した補機の仕様及びコスト情報と、最適化方式選択手段にて入力したプラント構成の最適化条件とから、プラントライフサイクルコスト及びプラント効率、保守計画を含む運用計画をプラント構成の最適化指標として計算・策定し、最適化結果出力手段は、プラント計画策定手段が計算・策定した計算値及び策定結果を出力している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電力を供給する発電プラント等のプラント計画段階にプラントの建設、運用、保守、廃棄までのライフサイクルコストを一括で評価するとともに、プラントの効率、信頼性、保守計画を含む運用計画などを総合的に評価可能なライフサイクル評価装置及び方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のプラントライフサイクル評価システムの機能を示す概略図である。
【図２】一般的なコンバインドサイクルプラントにおけるシステムフローの一例を示す図である。
【図３】実施形態のプラントライフサイクル評価システムを実現するプラントライフサイクル評価装置の構成図である。
【図４】実施形態のプラントライフサイクル評価システムにおけるプラント主機情報生成手段の概要を示す概略図である。
【図５】実施形態のシステム効率推定手段による燃料消費特性の計算手順を示す図である。
【図６】実施形態の計画生成手段の処理内容を示す図である。
【図７】実施形態のコスト推定手段の構成を示す詳細図である。
【図８】実施形態の最適化手段の内容を示す概要図である。
【図９】実施形態のプラントライフサイクル評価値を計算するに際し、ユーザが入力する情報とユーザに確認を促す情報とを表示したプラント評価入力画面の例を示す図である。
【図１０】実施形態の最適化計算中及び最適化計算完了時にユーザが入力する情報及び確認すべき情報を表示した例のプラント最適化画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜プラントライフサイクル評価システム１の概要＞
実施形態のプラントライフサイクル評価システム１は、電力を供給する発電プラント等のプラントの計画段階において、プラントの建設、運用、保守、廃棄(解体)までのライフサイクルコストを一括で評価するとともに、プラントの効率、信頼性、運用計画、保守計画などを総合的に評価可能なシステムである。
【００１６】
＜プラントライフサイクル評価システム１の構成＞
図１は、実施形態のプラントライフサイクル評価システム１の機能を示す概略図である。
図２は、一般的なコンバインドサイクルプラント(複合火力発電)におけるシステムフローの一例を示す図である。
図１に示すように、プラントライフサイクル評価システム１は、プラント基本計画入力手段２から入力したプラント基本計画と、主機仕様記憶手段３に予め記録した主機の形式、耐用年数等の仕様及び主機の機器価格、交換部品価格等のコスト情報とから、プラントのシステムフロー(図２参照)を生成するフロー生成手段４を備えている。
このように、フロー生成手段４は、システムフローを作成するためのツールである。
【００１７】
以下、フロー生成手段４が生成するプラントのシステムフローの詳細について説明する。
図２に示すコンバインドサイクルプラントのシステムフローは、発電プラントを構成する主機(例えば、ガスタービン５０、蒸気タービン５３、排熱回収ボイラ５１、及び復水器５４)及び主機以外の発電プラントの機器である補機の相互接続状態と、これら発電プラントを流れる流体の種類や温度・圧力の状態を図示したものである。
コンバインドサイクルプラントは、コンバインドサイクルプラントを構成する主要な主機として、ガスタービン５０、蒸気タービン５３、排熱回収ボイラ５１、復水器５４を備え、主要な補機として、排気塔５２、給水ポンプ５５、発電機５６、燃料流量調整弁５７等を備えている。
【００１８】
また、このシステムフローには、プラント内を流れる流体の情報として、タービン排気５８、燃料１２０、給水１２２、及び主蒸気１２３の流れ方向が矢印で示される。そのほか、主要な流体の温度（Ｔ）・圧力（Ｐ）・流量（Ｇ）の計画値（温度圧力流量条件）が表示され、発電プラントの運転状態が把握可能となっている。
なお、図２のシステムフローには、機械的な伝達手段として駆動軸１２４も示されている。矢羽記号で示された燃料２０１、空気２０２、冷却水２０３、及び原水２０４はシステム外から供給する流体を表す。
前記システムフローは、プラント基本計画時にプラントメーカが作成する。
なお、図２においては、コンバインドサイクルプラントの全体構成をシステムフローとして図示したが、プラントの一部分をより詳細なシステムフローとしてもよい。
以上が、フロー生成手段４が生成するプラントのシステムフローの１例である。
【００１９】
また、図１に示すプラントライフサイクル評価システム１は、フロー生成手段４が生成したプラントのシステムフロー(図２参照)から本システム１で必要とするプラント情報１００を抽出するプラント主機情報生成手段５と、当該プラントの主機に対して補機等に配管、部品等の物量がどれだけ必要か実績値のデータ等を基に推定する物量推定手段７と、燃料等の入力に対する電力等の出力の効率(出力／入力)を推定するシステム効率推定手段６と、当該プラントの運用情報、メンテナンス情報等の保守計画を含む運用計画１０４を生成する計画生成手段９と、プラントの各種のコストを推定するコスト推定手段１０と、建設予定の当該プラントを最適化するための最適化手段１１とを備え構成されている。
【００２０】
＜プラントライフサイクル評価システム１を実現するハードウェアの構成＞
次に、プラントライフサイクル評価システム１を実現するハードウェアの構成について、説明する。
図３は、プラントライフサイクル評価システム１を実現するハードウェアのプラントライフサイクル評価装置Ｃを示す構成図である。
プラントライフサイクル評価システム１(図１参照)を実現するプラントライフサイクル評価装置Ｃは、図３に示すように、計算機６０、サーバ６２、計算機６３、ネットワーク６４等を備え構成される。
【００２１】
計算機６０は、プラント基本計画入力手段２及び主機仕様記憶手段３と接続している。計算機６０は、プログラムの実行によって、フロー生成手段４(図１参照)を具現化し、フロー生成手段４の出力データであるプラント情報１００を、ネットワーク６４を介して、計算機６３に出力する。
フロー生成手段４によるプラント基本計画の策定に際しては、プラント主機の仕様を適宜、主機仕様記憶手段３から参照するとともに、ユーザによるプラント基本計画入力手段２への入力を用いてプラント主機の構成及び接続状態を定義・修正する。
【００２２】
サーバ６２は、データ入力手段６１及び配管・部品仕様記憶手段８と接続している。サーバ６２によって、ユーザは、データ入力手段６１を用いて、配管・部品仕様記憶手段８の情報を編集可能である。なお、データ入力手段６１は、後記する境界条件入力手段３８としても使用される。
サーバ６２は、プログラムの実行により、図１に示す物量推定手段７、システム効率推定手段６、計画生成手段９、及びコスト推定手段１０を実現する。
また、サーバ６２は、他の計算機からの配管・部品仕様の参照要求に対し、該当する情報をネットワーク６４へと送信可能である。
【００２３】
計算機６３は、プログラムの実行により、図１に示す最適化手段１１を具現化する。計算機６３は、最適化方式選択手段１２(図１参照)及び最適化結果出力手段１３と接続されており、最適化方式選択手段１２を用いて最適化条件の設定、最適化結果出力手段１３を用いて最適化結果の表示が可能となっている。また、計算機６３は、ネットワーク６４を介して、プラント情報１００を計算機６０から入力するほか、配管・部品仕様をサーバ６２に問い合わせ、これを入力する。
【００２４】
なお、図３では、配管・部品仕様記憶手段８に記憶した配管・部品仕様を管理する手段としてサーバ６２を用いたが、サーバと同等の機能を有する計算機を用いてもよい。また、ネットワーク６４は、インターネットまたは専用線のどちらを用いてもよく、限定されない。
また、図３では、フロー生成手段４等のプラントライフサイクル評価システム１のプログラム、及び配管・部品仕様のデータ入出力管理をそれぞれ別の計算機に機能分散させたが、一台の計算機を用いてこのシステムを実現してもよい。この場合、プラント基本計画入力手段２及び最適化方式選択手段１２は同一の入力装置を用いることとなる。
なお、計算機としては、サーバ、ＰＣ(Personal Computer)、ＷＳ(WorkStation)、大型コンピュータ等が適用可能であり、特に限定されないのは勿論である。
【００２５】
次に、プラントライフサイクル評価システム１(図１参照)の各構成について詳細に説明する。
＜プラント主機情報生成手段５＞
図１に示すプラント主機情報生成手段５は、フロー生成手段４が生成するシステムフロー(図２参照)の情報から、プラントのライフサイクル評価に必要となるプラントの主機のコスト、仕様等のプラント主機情報と、プラント主機の接続情報とを抽出する。
なお、プラント主機情報とは、当該プラントの主機の形式・耐用年数・主機の機器価格・主機を構成する交換部品価格・主機の廃棄(解体)時諸費用・流入出する流体温度圧力流量条件等の情報である。
プラント主機の接続情報(以下、主機接続情報と称す)とは、主機の上流側機器、上流側機器からの流体の種別、主機への流体流入位置、主機の下流側機器、下流側機器への流体の種別、及び主機からの流体流出位置等の情報である。
【００２６】
図４は、プラントライフサイクル評価システム１におけるプラント主機情報生成手段５(図１参照)の概要を示す概略図である。
図４に示すように、プラント主機情報生成手段５は、プラント主機の情報を出力する主機リスト作成手段１４と、主機・後記する主構成機器・主要ポンプの相互接続に関する情報の一覧を抽出する主機接続リスト作成手段１５とを有している。
主機リスト作成手段１４では、フロー生成手段４からのプラント情報１００から、高エネルギの燃焼ガスによって回転運動を生じさせるガスタービン５０(図２)、蒸気がもつエネルギを回転運動に変え発電する蒸気タービン５３、排熱を回収し蒸気を発生する排熱回収ボイラ５１、及び蒸気タービン５３で使用後の蒸気を水に戻す復水器５４等の主機の情報を抽出したのち、主機情報として出力する。
【００２７】
これら主機情報には、プラントで固有となる識別子が設定され、この識別子からは、当該主機の形式・耐用年数・主機の機器価格・主機を構成する交換部品価格・主機の廃棄(解体)時諸費用・流入出する流体温度圧力流量条件等の情報が参照できる。
また、主機に順ずる主構成機器である脱気器・給水加熱器についても同様に抽出の対象である。これら主構成機器にも識別子が設定されており、この識別子からは、主構成機器の形式・耐用年数・機器価格・交換部品価格・廃棄(解体)時諸費用・流入出する流体温度圧力流量条件が参照できる。
【００２８】
さらに、給水ポンプ・復水ポンプなど主要ポンプにも識別子が設定されており、この識別子からは、当該各主要ポンプの形式・耐用年数・機器価格・交換部品価格・廃棄時諸費用・流入出する流体温度圧力流量条件が参照できる。
これら識別子から参照可能な情報は、何れも主機仕様記憶手段３(図１参照)内にその実体が格納されている。
【００２９】
一方、図４に示す主機接続リスト作成手段１５では、主機・主構成機器・主要ポンプの相互接続に関する情報の一覧を主機接続情報として抽出する。主機接続情報には、前記したように、主機の上流側機器、上流側機器からの流体の種別、主機への流体流入位置、主機の下流側機器、下流側機器への流体の種別、及び主機からの流体流出位置が記録される。
前記したフロー生成手段４(図１参照)で生成する情報には、主機情報、主機接続情報のほか、主機の水張りや水抜きに用いる各種配管、温度や圧力などの計測機器、及び安全保護のための配管や機器などの情報も含まれるが、プラント主機情報生成手段５(図１、図４参照)は、これらの情報を削除して、主機から構成される単純な配管・機器構成となるよう変換している。
なお、以下では、主機情報と主機接続情報とをまとめ、主機情報及び主機接続情報１０１として表し、符号１０１を付して示す。
【００３０】
＜物量推定手段７＞
図１に示す物量推定手段７では、プラント主機情報生成手段５で求めた主機情報及び主機接続情報１０１から、主機に付属する補機・計装品・配管・ボルト・ナットなどの物量を推定し、補機・配管リスト１０３を出力するとともに、該補機・配管リスト１０３に対応するプラント効率修正値１１０を出力する。
物量推定手段７の物量推定では、主機に必要な補機・計装品の一覧を配管・部品仕様記憶手段８に記憶されるこれまでのプラント実績をもとに推定し、さらに、この補機・計装品の一覧から補機・計装品の設置に必要な配管、ボルト・ナットの一覧を配管・部品仕様記憶手段８の情報をもとに推定して、補機・計装品の一覧及びボルト・ナットの一覧を補機・配管リスト１０３としてリスト化する。
【００３１】
物量推定手段７が配管・部品仕様記憶手段８から抽出する補機・計装品には、補機・計装品に固有の識別子が設定されており、この識別子から、各補機・計装品の形式・耐用年数・価格・交換部品価格・廃棄(解体)時諸費用・個数・補機あるいは計装品一台あたりのプラント効率に及ぼす修正値が参照できる。
また、配管・部品仕様記憶手段８から抽出される補機・計装品に対応する配管にも同様に識別子が設定され、この識別子から、各補機・計装品に対応する配管の耐用年数、価格、交換部品価格、廃棄時諸費用・配管長・配管単位長さあたりのプラント効率に及ぼす修正値が参照できる。
【００３２】
補機・計装品に対応するボルト・ナットの識別子からは、配管・部品仕様記憶手段８を用いて、補機・計装品に対応する各ボルト・ナットの耐用年数、補機・計装品単位個数あたりの費用が参照可能である。
各補機・計装品に対して設定されたプラント効率修正値１１０(後記の(１)式のプラント効率の修正値Δη)は、プラント効率に対する相対的な修正値を表す。プラント効率修正値１１０は、補機動力のように発電出力を修正する場合と、配管の圧力損失のようにプラント効率そのものを修正する場合、そして、燃料流量を修正する場合の３種類がある。
物量推定手段７は、出力する補機・配管リスト１０３に対応した各プラント効率修正値１１０を出力する。
【００３３】
＜システム効率推定手段６＞
図１に示すシステム効率推定手段６は、プラント主機情報生成手段５で抽出した主機情報及び主機接続情報１０１と、物量推定手段７で抽出したシステム効率修正値１１０とから、システムの各負荷帯における燃料消費量を示す燃料消費特性１０２を計算する。
燃料消費特性１０２とは、全く出力しない(０％)場合の燃料消費量から定格負荷(１００％)の燃料消費量までの各点でどれ位燃料を消費するかを関数で表したものである。
システム効率推定手段６における燃料消費特性１０２の計算手順を図５に示す。
【００３４】
図５に示すモデル構築手段２７は、主機情報及び主機接続情報１０１の中から主機情報を入力し、この主機情報と解析プログラム記憶手段３６に記憶した当該主機モデルの熱物質収支計算プログラムとを対応付ける。
次に、モデル接続手段２８は、主機情報及び主機接続情報１０１の中から主機接続情報を入力し、先に対応付けられた複数の熱物質収支計算プログラムの間の入出力信号の接続関係を決定する。
【００３５】
すなわち、機器接続情報である主機接続情報に基づき、ある熱物質収支計算プログラム(以下、熱物質収支計算プログラムを計算プログラムと称す)の出力結果が、別の計算プログラムの入力情報となるよう計算プログラムの入出力信号を関連付ける。関連付けの例としては、流体上流方向に位置する計算プログラムの出力信号を、流体下流方向に位置する計算プログラムの入力信号とする方法がある。計算プログラム間で入出力される信号には、熱物質収支の計算に必要な流体温度、圧力、エンタルピなどがある。また、接続関係は予め規定したルールに基づく。プラント全体の熱物質収支を計算する計算プログラムを、以降プラント性能評価モデルと称する。
複数の計算プログラムの入出力関係が決定されることにより、モデル実行時にはこれらモデルが相互に計算結果を入出力して、プラント全体における熱物質収支が計算可能となる。
【００３６】
次の境界条件設定手段２９では、プラント性能評価モデルに接続されていない入力変数及びユーザが設定すべきモデルパラメータの一覧を境界条件入力手段３８に出力するとともに、境界条件入力手段３８にて設定された境界条件をプラント入出力信号に設定する。
なお、境界条件とは、大気温度、大気湿度、気圧、風速、冷却水温度、燃料低位発熱量等である。以上の境界条件は、それぞれプラントの効率に影響する。
次の負荷設定手段３０では、プラント性能評価モデルの計算条件として、プラント負荷（目標出力）を設定する。本実施形態では、燃料消費特性１０２を決定するために、プラント負荷が、１００％（＝ライフサイクルの評価対象であるプラントに要求される発電出力）、７５％、５０％、２５％の４点を設定する。
なお、プラントの発電出力を定格出力からの百分率に換算した値を、本実施形態では、プラント負荷と称する。プラント負荷の単位には百分率（％）を、発電出力の単位には電力の単位（メガワット等）を用いる。プラント負荷１００％は計画時における発電機の定格出力を表し、プラント負荷０％はプラントの発電出力０ＭＷ（無負荷状態）に相当する。
【００３７】
次のモデル計算手段３１では、最初にプラント負荷１００％における燃料流量を、先に生成したプラント性能評価モデルを用いて計算する。次に、プラント負荷１００％におけるモデルの内部状態量を初期状態として、プラント負荷７５％、５０％、２５％における発電出力及び燃料流量を順次計算する。
プラント性能評価モデルの収束状態は、収束判定手段３２が性能評価モデルの内部状態変数及び燃料流量の収束状態から判定する。
【００３８】
詳述すると、モデル計算手段３１のプラント性能評価モデルでは、繰り返し計算によって熱物質収支を計算する。このとき、収束判定手段３２は、計算結果である各計算プログラムの内部状態量（圧力、流量、温度、発電出力、燃料流量等）を監視し、繰り返し計算によって内部状態量が一定となり、変化しなくなった（収束した）場合に熱物質収支の計算を終了する。
つまり、収束状態とは、繰り返し計算による内部状態量の変化の有無を意味し、内部状態量が、一定となり変化しなくなったことをいう。内部状態量に、完全に変化がなくなるということは理論上ないので、ある閾値を設定し、内部状態量が所定の閾値以下のごく小さな値で変動する場合に「収束」と判定することとなる。
計算結果であるプラント負荷、該プラント負荷での発電出力、燃料流量は、計算結果出力手段３３が燃料消費特性記憶手段３７に出力し、燃料消費特性記憶手段３７に一時的に格納される。
前記の負荷設定手段３０から計算結果出力手段３３までの負荷を変えての繰り返し計算は、負荷条件判定手段３４にて、その実行を制御する。
燃料消費特性出力手段３５は、各負荷における発電出力Ｅ(kW)、燃料流量Ｇ(kg/s)から、発電出力Ｅと燃料流量Ｇとの関係を次の多項式の(１)式で近似する。
【００３９】
【数１】
2011048688.tif 000003
発電出力Ｅは、燃料流量Ｇ(kg/s)、機器標準の燃料流量Ｇ０(kg/s)、補機・計装品によるプラント効率の修正値Δη、燃料流量の修正値ΔＧ(kg/s)、発電出力の修正値ΔＥ(kW)、及び燃料低位発熱量ＬＨＶ(kJ/kg)を用いて、(１)式で表される。
なお、プラント効率η及びその修正値Δηは、プラント効率η(０〜１００％)を０〜１で正規化したものである。
(１)式において、Σは各補機における修正値の合計値を表す。燃料消費特性出力手段３５は、この多項式の係数a3〜a0を最小二乗法などを用いて推定し、各係数を燃料消費特性１０２として出力する。
【００４０】
＜計画生成手段９＞
図１に示す計画生成手段９は、プラント主機情報生成手段５からの主機情報及び主機接続情報１０１、システム効率推定手段６からの燃料消費特性１０２、及び物量推定手段７からの補機・配管リスト１０３とから、機器の保守及び発電計画に想定されるプラントの燃料消費量、主機及び補機の耐用年数を求める。そして、計画生成手段９は、プラントの積算運転時間から、主機及び補機の保守・点検時期を時系列データとして求め、これを運用計画１０４として出力する。
【００４１】
計画生成手段９の処理内容について、その詳細を図６に示す。
図６に示すように、計画生成手段９は、運転シナリオ生成手段１６、保守シナリオ生成手段１７及び運用シナリオ生成手段１８を有し構成される。
運転シナリオ生成手段１６は、運転条件２００で指定した年/月/日単位での運転計画及び燃料消費特性１０２から、年間の運転積算時間及び燃料消費量の積算値１１１を計算する。運転計画には、毎昼夜起動停止運転、毎週末起動停止運転、昼夜連続運転、最大負荷運転、部分負荷一定運転、負荷追従運転、需要家からの負荷要求に対する負荷追従運転などの運転パターンを定義することが可能である。
また、これら運転によって主機及び補機の稼動時間が求まり、同時に機器の保守支援時期なども決定することが可能となる。そして、運転シナリオ生成手段１６は、年間運転時間１１２を出力する。
【００４２】
保守シナリオ生成手段１７では、主機情報及び主機接続情報１０１、補機・配管リスト１０３及び年間運転時間１１２を入力し、主機情報及び主機接続情報１０１から対応する主機の耐用年数を参照し、年間運転時間１１２と比較することによって主機の交換要否及び交換時期を決定する。また、補機・配管リスト１０３から対応する補機及び配管の耐用年数を求め、年間運転時間１１２と比較することにより、補機・計装品・補機配管、計装品配管の交換要否及び交換時期を決定する。主機及び補機の交換要否および交換時期の時系列データは主機・補機メンテナンスシナリオ１１３として出力する。
運用シナリオ生成手段１８では、燃料消費量１１１から各年における燃料コストと総発電量から得られる利益を計算する。また、主機・補機メンテナンスシナリオ１１３から各年における保守・メンテナンスコストを計算し、これらを集計して運用・保守に関わるコスト指標とする。この指標は運用計画１０４として出力される。
【００４３】
＜コスト推定手段１０＞
図１に示すコスト推定手段１０は、プラント主機情報生成手段５からの主機情報及び主機接続情報１０１、計画生成手段９からの運用計画１０４、及び物量推定手段７からの補機・配管リスト１０３を入力し、コスト推定結果１０５(１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ)を出力する。
【００４４】
図７は、コスト推定手段１０の構成を示す詳細図である。
コスト推定手段１０は、イニシャルコスト推定手段１９、運用コスト推定手段２０、及び廃棄コスト推定手段２１を有している。
イニシャルコスト推定手段１９は、主機情報及び主機接続情報１０１の要素である主機の価格と、補機・配管リスト１０３の要素である補機、計装品、補機配管、及び計装用配管のそれぞれの価格・個数・重さから、イニシャルコスト推定値１０５ａを計算する。
運用コスト推定手段２０は、運用計画１０４の運用・保守コスト指標に運用時諸経費による修正を加え、修正結果を運用・保守コスト推定値１０５ｂとして出力する。
【００４５】
廃棄コスト推定手段２１は、主機情報及び主機接続情報１０１の要素である主機の廃棄時諸費用と、補機・配管リスト１０３の要素である補機、計装品、補機配管、及び計装用配管のそれぞれの廃棄時諸費用及び個数とから、廃棄コスト推定値１０５ｃを計算・出力する。
なお、本実施形態で計算するイニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、廃棄コスト推定値１０５ｃはそれぞれ実際のイニシャルコスト、運用・保守コスト、及び廃棄コストと完全に対応するものではなく、システム最適化に必要な情報のみを反映した指標である。そのため、各数値は各種条件を変更した場合の相対的な数値比較に使用するのが望ましい。
【００４６】
イニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、廃棄コスト推定値１０５ｃをそれぞれイニシャルコスト、運用・保守コスト、及び廃棄コストの実績値に対応させるには、イニシャルコストに配管の溶接、計装品用の電気配線の費用や配線敷設に必要な設備（ケーブルトレイ）、あるいは制御装置やプラント建屋などの建設コストなどより詳細なコスト評価をしてもよい。また、イニシャルコスト推定手段１９、運用コスト推定手段２０、及び廃棄コスト推定手段２１において、それぞれイニシャルコスト、運用・保守コスト、廃棄コストを係数、及びバイアス値で補正し、より実績に近い値に換算してもよい。
【００４７】
＜最適化手段１１＞
図１に示す最適化手段１１は、先に求めたイニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、廃棄コスト推定値１０５ｃ及び最適化方式選択手段１２からの入力データを入力するとともに、最適化結果１０７を最適化結果出力手段１３に対して出力する。
【００４８】
図８は、最適化手段１１の内容を示す概要図である。
最適化手段１１は、コスト比較手段２２、機器構成修正手段２３、第１学習手段２４及び第２学習手段２５および一時記憶２６ａ及び一時記憶２６ｂを有し構成される。
コスト比較手段２２は、イニシャルコスト推定値１０５ａ及びイニシャルコスト目標値１０６ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ及び運用・保守コスト目標値１０６ｂ、廃棄コスト推定値１０５ｃ及び廃棄コスト目標値１０６ｃを入力し、プラントの建設、運用・保守、および廃棄のコスト値であるライフサイクル評価値１１７を出力する。
【００４９】
ライフサイクル評価値１１７は、イニシャルコスト推定値vi、イニシャルコスト目標値vi(0)、運用・保守コスト推定値vr、運用・保守コスト目標値vr(0)、廃棄コスト推定値vd、廃棄コスト目標値vd(0)及び各コストに対する重み付け係数ki, kr, kdを用いて、次の(２)式で求められる。なお、ｘは、ライフサイクル評価値１１７である。
【数２】
2011048688.tif 000004
重み付け係数ki、kr、kdは、それぞれ最適化時における各コストに対する最適化の重要度を表し、ユーザが用途に応じ適宜調整する。重み付け係数ki、kr、kdの値を適宜増やすことで各コストの最適化度合いを強化することができる。
このように、ユーザが、重み付け係数ki、kr、kdの値を適宜増減することで、ライフサイクル評価値１１７の最適化を図ることができる。
【００５０】
機器構成修正手段２３は、ライフサイクル評価値１１７及び最適化条件１０６ｄを入力し、最適化条件１０６ｄに応じて主機仕様修正指令１１５あるいは補機使用修正指令１１６を出力する。
主機仕様修正指令１１５は、第１の最適化指令１０８の内容を修正するもので、第１の最適化指令１０８である主機・主機に順ずる主構成機器である主要ポンプのリストから、リスト中の機器形式情報を修正する。
機器形式情報には、耐用年数・機器価格・交換部品価格・廃棄時諸費用・流入出する流体温度圧力流量条件が対応しており、これを変更してライフサイクル評価値１１７に大幅な摂動(変更)を与える。主機仕様修正指令１１５は、最適化において、解が局所的な最適解である局所最適解へと陥ることを防止する効果がある。
【００５１】
一方、補機仕様修正指令１１６は、第２の最適化指令１０９の内容を修正するもので、第２の最適化指令１０９である補機・計装品データのリストから、リスト中の機器形式情報を修正する。機器形式情報には耐用年数・価格・交換部品価格・廃棄時諸費用・個数・補機あるいは計装品一台あたりのプラント効率に及ぼす修正値などが対応しており、これを変更してライフサイクル評価値１１７に、主機に比べ、小幅な摂動(変更)を与える。補機仕様修正指令１１６は、最適化においては解を最適解へと収束させる効果がある。
【００５２】
第１学習手段２４は、ライフサイクル評価値１１７、第１の最適化指令前回計算値１０８ａ及び主機仕様修正指令１１５を入力し、プラントの全コストであるライフサイクル評価値１１７を０（最小値＝最適解）に近づけるよう、主機仕様修正指令１１５を用いて第１の最適化指令前回計算値１０８ａを修正する。第１の最適化指令前回計算値１０８ａは、一時記憶２６ａに記憶した値を用いる。第１学習手段２４としては、ニューラルネットワークによる強化学習、誤差逆伝播法などが利用可能である。
【００５３】
主機仕様修正指令１１５は、初期の主機リストに対して主機の形式に変化を与え、その結果得られるライフサイクル評価値１１７の最適度（(２)式においては０が最適）に応じ、第１学習手段２４の内部変数を更新して最適な主機リストの組み合わせを探索する。なお、主機仕様修正指令１１５及び補機仕様修正指令１１６は、最適化条件１０６ｄに応じてユーザがその変化の度合いを変更可能とする。
主機仕様修正指令１１５の変化の度合いを相対的に小さく、補機仕様修正指令１１６の変化の度合いを大きく設定すると解の収束性が高まる。また、主機仕様修正指令１１５の変化の度合いを相対的に大きく、補機仕様修正指令１１６の変化の度合いを小さくすると局所解からの脱出が可能となる。
【００５４】
第２学習手段２５は、ライフサイクル評価値１１７、第２の最適化指令前回計算値１０９ａ及び補機仕様修正指令１１６を入力し、プラントの全コストであるライフサイクル評価値１１７を０（最小値＝最適解）に近づけるよう、補機仕様修正指令１１６を用いて第２の最適化指令前回計算値１０９ａを修正する。第２の最適化指令前回計算値１０９ａは一時記憶２６ｂに記憶した値を用いる。
さらにまた、イニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、及び廃棄コスト推定値１０５ｃは、最適化結果１０７として最適化結果出力手段１３へと出力される。ユーザは、計算途中あるいは計算完了時にこれら推定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを確認して、最適化の状態を把握できる。
【００５５】
このように、各推定値１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃもまた表示対象とし、ユーザが各種条件を変更する際の指針の一つとして用いる。最適化は、プラント主機情報生成手段５〜最適化手段１１までを、プラント性能評価モデルによる熱物質収支計算のさらに外側で、繰り返し計算するため、イニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、及び廃棄コスト推定値１０５ｃについても逐次計算結果が変動することとなる。
なお、本実施形態では最適化結果出力手段１３に出力する情報として最適化結果１０７のみを示したが、最適化手段１１には、本実施形態にて求めた各種計算結果、例えば、図１におけるプラント情報１００、主機情報及び主機接続情報１０１、燃料消費特性１０２、補機・配管リスト１０３、運用計画１０４、プラントライフサイクルコスト、システム効率修正値１１０、プラント効率などについても表示してもよい。
【００５６】
＜プラントライフサイクル評価システム１の表示例＞
本プラントライフサイクル評価システム１(図１参照)における最適化結果出力手段１３の表示例を、プラント評価入力画面Ｇ１(図９参照)を用いて説明する。
＜プラント評価入力画面Ｇ１＞
図９は、プラントライフサイクル評価値１１７を計算するに際し、ユーザが入力する情報と、ユーザに確認を促す情報とを表示したプラント評価入力画面Ｇ１の例を示す図である。
プラント評価入力画面Ｇ１は、フロー生成手段４(図１参照)からの情報を、プラント情報１００のプラント構成図として図示する。
【００５７】
プラント評価入力画面Ｇ１におけるプラント情報１００から得られる主機情報及び主機接続情報１０１、補機・配管リスト１０３は、それぞれ図１に示すプラント主機情報生成手段５及び物量推定手段７で得られた初期状態を表示する。
プラント評価入力画面Ｇ１の境界条件入力手段１３８は、プラント解析時に必要となる境界条件の入力部１３８Ｉを備える。なお、境界条件入力手段１３８の入力部１３８Ｉには、前記した図５に示す境界条件入力手段３８にて設定された境界条件が初期値として表示される。なお、境界条件とは、前記したように、大気温度、大気湿度、気圧、風速、冷却水温度、燃料低位発熱量等である。以上の境界条件は、それぞれプラントの効率に影響する。
入力部１３８Ｉは、境界条件をプラントの最適化のために変更して入力可能なフィールドである。
【００５８】
プラント評価入力画面Ｇ１の運転条件２００は、プラントの年間運転計画入力部２００Ｉを備えるとともに、入力結果３０１を表示する機能を備える。
ここで、プラントの年間運転計画入力部２００へのプラント年間運転計画の入力データとしては、例えば、以下のものがある。
年単位でのプラント運転計画（プラント稼動・停止）、月単位でのプラント運転計画（プラント起動曜日、連続運転曜日、及び停止日）、週単位でのプラント運転計画（プラント起動日、連続運転日、停止日、及び一日内の各時間におけるプラント負荷（％））等々。
【００５９】
なお、図９においては、年間運転計画の表示例として、１週間（７日間）のプラント目標負荷３０２を、折れ線グラフの入力結果３０１として表示している。運転条件２００で表示する内容としては、そのほかに、例えば、月間のプラント目標負荷、年間のプラント目標負荷などがある。これらの表示については、ユーザが、プラントの年間運転計画入力部２００Ｉへの入力内容を変えることで、表示内容を自由に変更可能である。
境界条件の入力部１３８Ｉおよびプラントの年間運転計画入力部２００Ｉへの条件を全て入力後、プラント評価入力画面Ｇ１内の最適化ボタン３００を押下することにより、収束計算によるプラントライフサイクル最適化を開始し、プラント評価入力画面Ｇ１(図９参照)は、プラント最適化画面Ｇ２(図１０参照)に遷移する。
【００６０】
＜プラント最適化画面Ｇ２＞
次に、最適化方式選択手段１２および最適化結果出力手段１３の表示例のプラント最適化画面Ｇ２について、図１０を用いて説明する。
図１０は、最適化計算中及び最適化計算完了時にユーザが入力する情報及び確認すべき情報を表示した例のプラント最適化画面Ｇ２を示す図である。
プラント最適化画面Ｇ２のプラント情報１００には、図９のプラント評価入力画面Ｇ１と同様に、プラント構成図を表示する。図１０に示す符号３０４は最適化によって形式・仕様が変更された主機である。プラント最適化画面Ｇ２では、最適化中の主機リストとして第１の最適化指令１０８を表示する。図１０に示す符号３０５は、第１の最適化指令１０８の最適化によって形式・仕様が変更された主機を表し、プラント最適化画面Ｇ２のプラント情報１００における主機３０４と対応する。
【００６１】
また、プラント最適化画面Ｇ２では、最適化中の補機・配管リストとして第２の最適化指令１０９を表示する。図１０に示す符号３０６は、第２の最適化指令１０９の最適化によって形式・仕様が変更された主機を表す。
プラント最適化画面Ｇ２におけるコスト推定結果１０５は、上から、イニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、廃棄コスト推定値１０５ｃを表形式で画面上に表示する。また、プラント最適化画面Ｇ２におけるコスト目標値１０６として、上から、イニシャルコスト目標値１０６ａ、運用・保守コスト目標値１０６ｂ、廃棄コスト目標値１０６ｃをそれぞれ対応するコスト推定結果１０５に表示される推定値(イニシャルコスト推定値１０５ａ、運用・保守コスト推定値１０５ｂ、及び廃棄コスト推定値１０５ｃ)の左に表示する。このコスト目標値１０６のイニシャルコスト目標値１０６ａ、運用・保守コスト目標値１０６ｂ、及び廃棄コスト目標値１０６ｃは、プラント最適化画面Ｇ２の入力フィールドであり、それぞれ解析開始時、適宜解析中にこれら目標値を入力し、目標値を更新可能である。
【００６２】
プラント最適化画面Ｇ２の運用計画１０４は、最適化によって得られた主機あるいは補機・配管の更新時期を時系列に一覧表示する。図１０では、表示例として、主機あるいは補機・配管の更新時期を画面に表示した場合を例示している。なお、図１０では、運用計画１０４の図示を省略している。
図１０に示す符号３０７は主機の更新時期を表示しており、また、符号３０８は補機の更新時期を表示している。なお、図１０では、符号３０７、符号３０８の詳細な図示は省略している。
【００６３】
さらに、プラント最適化画面Ｇ２は、最適化条件を変更・調整する手段である最適化方式選択手段１２として、プラント情報１００の図中に入力フィールド１０６ｄを備える。
入力フィールド１０６ｄは、主機に対する最適化の実行、停止を指定する選択チェックボックス１０６ｄ1、あるいは、補機・配管に対する最適化の実行、停止を指定する選択チェックボックス１０６ｄ3のほか、最適化に際しての主機仕様修正指令の変化の度合いを直接入力する入力フィールド１０６ｄ2あるいは補機仕様修正指令の変化の度合いを直接入力する入力フィールド１０６ｄ4を備える。
【００６４】
入力フィールド１０６ｄ2に入力する主機仕様修正指令の変化の度合いとは、主機の機器全コストに対する割合(例えば、主機の機器全コストを１００％に対して１５％等)である。同様に、入力フィールド１０６ｄ4に入力する補機仕様修正指令の変化の度合いとは、補機の機器全コストに対する割合(例えば、補機の機器全コストを１００％に対して１０％等)である。
【００６５】
最適化手段１１による最適化計算の実行制御手段としては、プラント最適化画面Ｇ２内に一時停止・再開ボタン３０２及び中断ボタン３０３を備える。一時停止・再開ボタン３０２は、押下されることにより、最適化計算を一時停止・再開を制御する。また、中断ボタン３０３は、押下されることにより、最適化計算を中断し、プラント最適化画面Ｇ２を条件入力画面のプラント評価入力画面Ｇ１(図９参照)へと遷移する。プラント評価入力画面Ｇ１(図９参照)に遷移することにより、運転条件、境界条件の再入力が可能となり、評価条件を変えての計算が可能である。
【００６６】
本実施形態のライフサイクル評価システム１によるプラント構成の最適化では、顧客要求に応じて、プラント最適化画面Ｇ２(図１０参照)のイニシャルコスト目標値１０６ａ、運用・保守コスト目標値１０６ｂ、及び廃棄コスト目標値１０６ｃを変更する。
性能を高めたい場合には、運用・保守コストを現在コスト評価値から相対的に低く設定して発電による利益最大、燃料消費量最小となるようプラント構成を最適化する。性能にマージンを持たせる場合にはイニシャルコスト目標値１０６ａを相対的に高く設定し、主機あるいは補機の性能を相対的に高めればよい。
【００６７】
一般に、信頼性を高める場合にはイニシャルコスト目標値１０６ａを高く設定し主機の性能を高めると同時に、運用・保守コスト目標値を低く設定して保守・点検の間隔が広くなるよう補機・配管の性能を高める。
主機・補機の最適化度合いをそれぞれ調整するには、最適化方式選択手段１２であるプラント最適化画面Ｇ２(図１０参照)の最適化条件１０６ｄを変更して主機・補機の摂動(変更)の度合いを変更する。例えば主機の摂動(変更)の度合いを最小（あるいは摂動なし）とすることにより主機を現行の状態に固定し、補機の構成のみを最適とすることが可能である。
【００６８】
＜＜作用効果＞＞
本実施形態のプラントライフサイクル評価システム１(ライフサイクル評価装置Ｃ)は、フロー生成手段４からの情報と、配管・部品仕様記憶手段８に記録した補機の仕様及びコスト情報と、最適化方式選択手段１２にて入力したプラント構成の最適化条件とから、プラントライフサイクルコスト及びプラント効率、保守計画を含む運用計画を計算あるいは策定するので、プラントを主機、補機の両面から最適化して、より詳細なプラントライフサイクルコストを計算できるという利点がある。
【００６９】
また、プラントライフサイクル評価システム１(ライフサイクル評価装置Ｃ)は、フロー生成手段４の情報から主機情報及び主機接続情報１０１などのプラント基本情報を作成するプラント主機情報作成機能のプラント主機情報生成手段５を備えるとともに、プラント基本情報および補機仕様・コスト情報からプラント運転時の燃料消費特性１０２を推定するシステム効率推定手段６と、プラント建設に必要な補機・配管リスト１０３を作成する物量推定手段７とを備える。そのため、コスト評価に必要な情報、例えば機器の価格や保守部品の価格、燃料消費量などを使用してより高速にプラントライフサイクルコストを計算できるという利点がある。
【００７０】
また、プラントライフサイクル評価システム１(ライフサイクル評価装置Ｃ)は、燃料消費特性１０２及び補機・配管リスト１０３からプラントの標準的メンテナンス時期及び部品交換時期の運用計画１０４を生成する計画生成手段９を備えるので、プラントライフサイクル評価時に必要なランニングコストを負荷運転時のコスト、保守点検時のコストの双方から評価して、より詳細にプラントライフサイクルコストを計算できるという利点がある。
【００７１】
また、プラントライフサイクル評価システム１(ライフサイクル評価装置Ｃ)は、プラント主機情報生成手段５で得られた主機情報及び主機接続情報１０１と、計画生成手段９で得られた運用計画１０４と、物量推定手段７で得られた補機・配管リスト１０３とから、これら情報を組み合わせてプラントの建設、運用保守、及び解体(廃棄)に関わる各種コストを推定するコスト推定手段１０を備える。そのため、プラントの建設、運用保守、解体(廃棄)などプラントライフサイクルに関わる全てのコストを考慮したプラント計画が可能であるという利点がある。
【００７２】
また、プラントライフサイクル評価システム１(ライフサイクル評価装置Ｃ)は、コスト推定手段１０で得られたプラント推定結果(イニシャルコスト推定値１０５ａ〜廃棄コスト推定値１０５ｃ)および最適化方式選択手段１２から指定される最適化条件１０６ｄに従い、主機仕様を修正する第１の最適化指令１０８と、配管・部品の仕様を修正する第２の最適化指令１０９とを出力する最適化手段１１を備えるので、第１の最適化指令１０８と第２の最適化指令１０９とを切り替えて局所最適化を防止し、大域的な最適解を提供することができるという利点がある。
【００７３】
ここで、前記した特許文献１、２と比較した場合の本プラントライフサイクル評価システム１(ライフサイクル評価装置Ｃ)の効果について述べる。
プラントライフサイクル評価という観点で、特許文献１と比較した場合、特許文献１に記載の発明ではプラントメンテナンスの時期を信頼性あるいは経済性の観点から最適化する。
【００７４】
これに対し、本実施形態のプラントライフサイクル評価システム１(プラントライフサイクル評価装置Ｃ)は、各機器のメンテナンス時期をプラントメーカが推奨する時期とし、複数の機器のメンテナンス時期の組み合わせからプラント全体のメンテナンス時期及びメンテナンスコストを最適化する。本実施形態で得られたメンテナンス時期は、信頼性や平均故障間隔といった統計的な手法に拠らず、メーカが推奨する時期を採用する。そのため、プラントの安全性・信頼性に対するマージンを削ることなく、リスクを最小限として安全かつ経済的なプラント運用が期待できる。この手法は電力を安定かつ継続的に供給する発電プラントにおいて特に有効である。
【００７５】
一方、システムの最適化という観点で、特許文献２と比較した場合、特許文献２ではシステムを構成する各種設備機器を一つの最適化手段を用いて最適化する。
これに対し、本実施形態のプラントライフサイクル評価システム１(プラントライフサイクル評価装置Ｃ)は、プラントを構成する各種機器を主機とそれ以外の機器（補機・部品・配管）に分け、初期コスト、運用・保守コスト、廃棄コストなどユーザ側の要望に応じて二つの構成を最適化する。通常、主機の構成は、プラントオーナが提示した仕様によってほぼ確定することから、主機構成を積極的に変更しての最適化はなされない。しかしながら、主機の仕様に対して補機・部品・配管の最適化では充分に対応できない場合や、効率や運用コストから充分なコスト効果が得られない場合には、主機の構成を変えての最適化が可能であり、プラントオーナに対してより幅の広い、かつ説得力のあるプラントの最適解の提示が期待できる。
【００７６】
なお、本実施形態では、最適化結果出力手段１３として、プラント評価入力画面Ｇ１(図９参照)、プラント最適化画面Ｇ２(図１０)を例示したが、最適化結果１０７をプリンタに出力し印刷したり、ファイル等に出力してもよく、最適化結果出力手段１３の構成は表示装置の画面に限定されないのは勿論である。
なお、本実施形態では、プラント基本情報として、主機情報及び主機接続情報１０１を例示したが、プラント基本情報として、主機情報及び主機接続情報１０１以外の情報を適宜含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、電力を供給する発電プラントだけではなく、冷温熱あるいは電力と冷温熱の双方を供給するコジェネレーションプラントのライフサイクル評価にも適用できる。
また、電力を供給する発電プラント等において、プラントの経済性や環境性を定量的に評価可能な発電プラント等の基本計画システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１      プラントライフサイクル評価システム
２      プラント基本計画入力手段
３      主機仕様記憶手段
４      フロー生成手段
５      プラント主機情報生成手段(プラント計画策定手段)
６      システム効率推定手段(効率推定手段、プラント計画策定手段)
７      物量推定手段(プラント計画策定手段)
８      配管・部品仕様記憶手段
９      計画生成手段(プラント計画策定手段)
１０    コスト推定手段(プラント計画策定手段)
１１    最適化手段(プラント計画策定手段)
１２    最適化方式選択手段
１３    最適化結果出力手段
６０    計算機(フロー生成手段)
６２    サーバ(システム効率推定手段、物量推定手段、計画生成手段、コスト推定手段、プラント計画策定手段)
６３    計算機(最適化手段、フロー生成手段)
１０１  主機情報及び主機接続情報
１０２  燃料消費特性
１０３  補機・配管リスト
１０４  運用計画
１０５ａ  イニシャルコスト推定値(プラント推定結果)
１０５ｂ  運用・保守コスト推定値(プラント推定結果)
１０５ｃ  廃棄コスト推定値(プラント推定結果)
１０６ｄ  最適化条件
１０８  第１の最適化指令
１０９  第２の最適化指令
Ｃ      プラントライフサイクル評価装置
Ｇ１    プラント評価入力画面(最適化結果出力手段)
Ｇ２    プラント最適化画面(最適化結果出力手段、最適化方式選択手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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