(57)【要約】【課題】個々の装置について各種計器を備えずとも個々の装置の運転効率を計測できる運転効率推定システム、運転効率推定方法、運転効率推定装置及びコンピュータプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の運転効率推定システムは、流体搬送装置と第１計測部と第２計測部と代替情報算出部と運転効率推定部とを持つ。流体搬送装置は、合流部を有する複数の搬送路ごとに設置され、搬送路を流れる流体を搬送する。第１計測部は、流体搬送装置の稼働状態を時系列に示す第１稼働情報を取得する。第２計測部は、流体搬送装置とは異なる機器の稼働状態を時系列に示す第２稼働情報を取得する。代替情報算出部は、第２稼働情報に基づいて、流体搬送装置の稼働状態を時系列に推定した代替情報を算出する。運転効率推定部は、第１稼働情報と代替情報とに基づいて、流体搬送装置に供給された電力が流体を搬送する力に変換された割合を示す運転効率を推定する。【選択図】図４
2019143498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合流部を有する複数の搬送路ごとに設置され、前記搬送路を流れる流体を搬送する流体搬送装置と、
前記流体搬送装置の稼働状態を時系列に示す第１稼働情報を取得する第１計測部と、
前記流体搬送装置とは異なる機器の稼働状態を時系列に示す第２稼働情報を取得する第２計測部と、
前記第２稼働情報に基づいて、前記流体搬送装置の稼働状態を時系列に推定した代替情報を算出する代替情報算出部と、
前記第１稼働情報と前記代替情報とに基づいて、前記流体搬送装置に供給された電力が前記流体を搬送する力に変換された割合を示す運転効率を推定する運転効率推定部と、
を備える、運転効率推定システム。
【請求項２】
前記第１計測部は、前記流体搬送装置の運転状態を示す運転情報と前記流体搬送装置によって搬送される流量を示す流量情報と前記流体搬送装置によって使用される電力量を示す電力情報とを前記第１稼働情報として取得し、
前記第２計測部は、前記流体搬送装置によって搬送された後の前記流体を保持する第１流体容器の保持量を表す第１保持情報と前記流体搬送装置によって搬送される前の前記流体を保持する第２流体容器の保持量を表す第２保持情報とを前記第２稼働情報として取得し、
前記代替情報算出部は、前記第１保持情報と前記第２保持情報とに基づいて、前記流体搬送装置が流体を搬送する圧力を示す圧力情報を前記代替情報として算出する、請求項１に記載の運転効率推定システム。
【請求項３】
前記第１計測部は、前記流体搬送装置の運転状態を示す運転情報と前記流体搬送装置が流体を搬送する圧力を示す圧力情報と前記流体搬送装置によって使用される電力量を示す電力情報とを前記第１稼働情報として取得し、
前記第２計測部は、前記流体搬送装置によって搬送された後の前記流体を保持する第１流体容器の保持量を表す第１保持情報と前記第１流体容器から流出した前記流体の流量を示す流出量情報とを前記第２稼働情報として取得し、
前記代替情報算出部は、前記第１保持情報と前記流出量情報とに基づいて、前記流体搬送装置に搬送される流体の流量を時系列に示す流量情報を前記代替情報として算出する、請求項１に記載の運転効率推定システム。
【請求項４】
前記第１計測部は、前記流体搬送装置の運転状態を示す運転情報と前記流体搬送装置が流体を搬送する圧力を示す圧力情報と前記流体搬送装置によって使用される電力量を示す電力情報とを前記第１稼働情報として取得し、
前記第２計測部は、前記流体搬送装置によって搬送される前の前記流体を保持する第２流体容器の保持量を表す第２保持情報と前記第２流体容器に流入する前記流体の流量を示す流入量情報とを前記第２稼働情報として取得し、
前記代替情報算出部は、前記第２保持情報と前記流入量情報とに基づいて、前記流体搬送装置に搬送される流体の流量を時系列に示す流量情報を前記代替情報として算出する、請求項１に記載の運転効率推定システム。
【請求項５】
前記第１計測部は、前記流体搬送装置の運転状態を示す運転情報と前記流体搬送装置によって使用される電力量を示す電力情報とを前記第１稼働情報として取得し、
前記第２計測部は、前記流体搬送装置によって搬送された後の前記流体を保持する第１流体容器の保持量を表す第１保持情報と前記流体搬送装置によって搬送される前の前記流体を保持する第２流体容器の保持量を表す第２保持情報と前記第１流体容器から流出した流体量を示す流出量情報又は前記第２流体容器に流入した流体量を示す流入量情報とを前記第２稼働情報として取得し、
前記代替情報算出部は、前記第１保持情報と前記第２保持情報とに基づいて前記流体搬送装置が流体を搬送する圧力を示す圧力情報と、前記第１保持情報及び前記流出量情報又は前記第２保持情報及び前記流入量情報に基づいて前記流体搬送装置に搬送される流体の流量を時系列に示す流量情報と、を前記代替情報として算出する、請求項１に記載の運転効率推定システム。
【請求項６】
前記流体搬送装置によって使用される電力量を示す電力情報を算出する総和電力部算出部を更に備え、
前記第１計測部は、前記流体搬送装置によって搬送される流量を示す流量情報と前記流体搬送装置が流体を搬送する圧力を示す圧力情報とを前記第１稼働情報として取得し、
前記第２計測部は前記流体搬送装置毎に設置され、各第２計測部は前記流体搬送装置毎に使用される電力量を示す装置別電力情報を前記第２稼働情報として取得し、
前記代替情報算出部は、前記第２稼働情報に基づいて前記電力情報を算出する、
請求項１に記載の運転効率推定システム。
【請求項７】
前記流体搬送装置は、出力を調整可能な流体搬送装置であって、
前記第１稼働情報又は前記代替情報が前記流体搬送装置の定格出力に正規化された前記第１稼働情報又は前記代替情報を算出する正規化部を更に備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の運転効率推定システム。
【請求項８】
合流部を有する複数の搬送路ごとに設置され、前記搬送路を流れる流体を搬送する流体搬送装置の稼働状態を時系列に示す第１稼働情報を取得する第１計測ステップと、
前記流体搬送装置とは異なる機器の稼働状態を時系列に示す第２稼働情報を取得する第２計測ステップと、
前記第２稼働情報に基づいて、前記流体搬送装置の稼働状態を時系列に推定した代替情報を算出する代替情報算出ステップと、
前記第１稼働情報と前記代替情報とに基づいて、前記流体搬送装置に供給された電力が前記流体を搬送する力に変換された割合を示す運転効率を推定する運転効率推定ステップと、
を有する、運転効率推定方法。
【請求項９】
合流部を有する複数の搬送路ごとに設置され、前記搬送路を流れる流体を搬送する流体搬送装置の稼働状態を時系列に示す第１稼働情報を取得する第１計測部と、
前記流体搬送装置とは異なる機器の稼働状態を時系列に示す第２稼働情報を取得する第２計測部と、
前記第２稼働情報に基づいて、前記流体搬送装置の稼働状態を時系列に推定した代替情報を算出する代替情報算出部と、
前記第１稼働情報と前記代替情報とに基づいて、前記流体搬送装置に供給された電力が前記流体の搬送力に変換された割合を示す運転効率を推定する運転効率推定部と、
を備える、運転効率推定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の運転効率推定装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、運転効率推定システム、運転効率推定方法、運転効率推定装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道施設において水を搬送するポンプは多くの電力を消費する。そして、上下水道施設全体の消費電力のうちの大部分をポンプの消費電力が占めている。そのため、ポンプによる消費電力を削減することは、上下水道施設全体の消費電力を削減するのに有効である。一般に、ポンプは、経年劣化により運転効率が低下する。運転効率は、ポンプが電力を水力学エネルギーに変換できた割合を表すものであり、吐出流量、吐出圧力及び消費電力を用いて算出される。そのため、ポンプの運転効率を計測し、より効率のよいポンプを使用することでポンプによる電力消費を削減することができる。
【０００３】
ポンプの運転効率の計測には、個々のポンプについて吐出流量、吐出圧力及び消費電力を計測するための計器を備えることが理想的である。しかしながら、上下水道施設では、必ずしも個々のポンプについて各種計器を設置することは、コスト面で現実的でない。このため、計器の設置に制約がある上下水道施設では、ポンプの運転効率を計測することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４２３０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０７５４６号公報
【特許文献３】特開２０１６−１５６３４５号公報
【特許文献４】特開２０１７−１０２１５号公報
【特許文献５】特開２０１２−７７７０１号公報
【特許文献６】特開２００８−６３９５４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】山浦武、外３名、“下水処理場に設置したポンプの余寿命を加味した維持管理の提案”、［online］、２０１４年、環境システム計測制御学会、［平成２９年１１月１７日検索］、インターネット<ＵＲＬ：http://eica.jp/search/download.php?file=b_18_4_60.pdf&id=1139 >
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、個々の装置について各種計器を備えずとも個々の装置の運転効率を計測できる運転効率推定システム、運転効率推定方法、運転効率推定装置及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の運転効率推定システムは、流体搬送装置と第１計測部と第２計測部と代替情報算出部と運転効率推定部とを持つ。流体搬送装置は、合流部を有する複数の搬送路ごとに設置され、前記搬送路を流れる流体を搬送する。第１計測部は、前記流体搬送装置の稼働状態を時系列に示す第１稼働情報を取得する。第２計測部は、前記流体搬送装置とは異なる機器の稼働状態を時系列に示す第２稼働情報を取得する。代替情報算出部は、前記第２稼働情報に基づいて、前記流体搬送装置の稼働状態を時系列に推定した代替情報を算出する。運転効率推定部は、前記第１稼働情報と前記代替情報とに基づいて、前記流体搬送装置に供給された電力が前記流体を搬送する力に変換された割合を示す運転効率を推定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】送水施設の具体例を示す図。
【図２】本システムの適用対象となるポンプ効率推定装置１００の機能構成を示す機能ブロック図。
【図３】第１の実施形態の送水施設の具体例を示す図。
【図４】第１の実施形態のポンプ効率推定装置１００ａの機能構成を示す機能ブロック図。
【図５】第１の実施形態のポンプ効率推定装置１００ａの処理の流れを示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態の送水施設の具体例を示す図。
【図７】第２の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｂの機能構成を示す機能ブロック図。
【図８】第２の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｂの処理の流れを示すフローチャート。
【図９】第３の実施形態の送水施設の具体例を示す図。
【図１０】第３の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｃの機能構成を示す機能ブロック図。
【図１１】第３の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｃの処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】第４の実施形態の送水施設の具体例を示す図。
【図１３】第４の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｄの機能構成を示す機能ブロック図。
【図１４】第４の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｄの処理の流れを示すフローチャート。
【図１５】第５の実施形態の送水施設の具体例を示す図。
【図１６】第５の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｅの機能構成を示す機能ブロック図。
【図１７】第５の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｅの処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】第６の実施形態の送水施設の具体例を示す図。
【図１９】第６の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｆの機能構成を示す機能ブロック図。
【図２０】第６の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｆの処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の運転効率推定システム、運転効率推定方法、運転効率推定装置及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、送水施設の具体例を示す図である。図１の符号１は、運転効率推定システム１を表す。運転効率推定システム１は、ポンプ運転効率推定装置１００とポンプ３−１~３−４とを備える。運転効率推定システム１は、ポンプ効率推定装置１００が取得した情報に基づいて、ポンプ３−１~３−４の運転効率を推定する。図１の符号２は、水が搬送される搬送路２を表す。図中の実線矢印は、水が搬送される方向を表す。搬送路２を流れる水は、符号２ａが示す合流部２ａで合流する。合流部２ａは、搬送された水が合流する搬送路２上の場所を表す。合流部２ａは、搬送路２に設けられる。合流された水は、送水先である配水池又は需要家に供給される。このような搬送路２を持つ送水施設には、ポンプ３−１〜３−４、流量計４及び圧力計５が設置される。ポンプ３−１〜３−４は、合流部２ａで合流する前の複数の搬送路２のそれぞれに設置される。ポンプ３−１〜３−４の運転効率は、運転効率システム流量計４は、合流部２ａ又は合流後の搬送路２に設置される。流量計４は、設置位置の搬送路２を流れる水の流量を計測する。圧力計５は、合流部２ａ又は合流後の搬送路２に設置される。圧力計５は、設置位置の搬送路２を流れる水の圧力を計測する。運転効率推定システム１は、送水施設に設置されたポンプ３−１~３−４の運転効率を推定する。以下、説明を簡単にするため、特に区別しない限り、ポンプ３−１〜３−４をまとめてポンプ３と記載する。図１では、４台のポンプを例としているが、実施形態としては、利用可能なポンプの運転台数は４台に限定されない。ポンプ３は、流体搬送装置の一態様である。流体搬送装置は、搬送路２を流れる流体を搬送する。
【００１１】
また、図１の符号６は、ポンプ３を含む電力需要設備への電力供給を制御するスイッチを表す。以下、説明を簡単にするため、特に区別しない限りこれらのスイッチをまとめてスイッチ６と記載する。図１の例は、全てのスイッチがＯＦＦとなっている状態を示す。全てのスイッチがＯＦＦの状態では、全てのポンプ３が運転を停止する。スイッチ６と各ポンプ３との間の線は送電線を表す。また、スイッチ６は、各ポンプ３に電力を供給する電力系統７に接続される。電力計８は、電力系統７が供給する電力を計測する。電力計８は、電力系統７の合流部で、ポンプ群の電力をまとめて計測する。電力計８で計測される電力が稼働中のポンプ３の電力の和となることもあるが、計測されている系統にその他設備が含まれていてもよい。
【００１２】
ポンプ運転制御システム９は、ポンプ３の運転を制御する。ポンプ運転制御システム９は、各ポンプ３に対応するスイッチ６のＯＮ又はＯＦＦを制御することによって、各ポンプ３の運転を制御する。ポンプ運転制御システム９による、各ポンプの運転制御に関する情報をポンプ運転情報という。ポンプ運転制御システム９は、ポンプ運転情報をポンプ効率推定装置１００に送信する。
【００１３】
ポンプ効率推定装置１００は、各ポンプ３の運転効率を推定する。ポンプ効率推定装置１００は、流量計４、圧力計５、電力計８及びポンプ運転制御システム９から、それぞれ流量情報、圧力情報、電力情報及びポンプ運転情報を取得する。取得された情報は、オペレータによって監視される。流量情報は、流量計４によって計測される。流量情報は、搬送路２を流れる水の流量を時系列に示す情報である。圧力情報は、圧力計５によって計測される。圧力情報は、搬送路２を流れる水の圧力を時系列に示す情報である。電力情報は、電力計８によって計測される。電力情報は、電力系統７の供給電力を時系列に示す情報である。ポンプ運転情報は、各ポンプ３の運転状況を時系列に示す情報である。具体的には、ポンプ運転情報は、各ポンプ３に対応するスイッチ６のＯＮ又はＯＦＦを示す情報である。ポンプ効率推定装置１００は、取得された流量情報、圧力情報、電力情報及びポンプ運転情報に基づいて、各ポンプ３の運転効率（ポンプ運転効率）を推定する。ポンプの運転効率の推定には、公知の手法が用いられる。ポンプ運転効率は、以下の数式（１）で表される。
【００１４】
【数１】
2019143498.tif 000003
【００１５】
数式（１）におけるη（ｔ）は時刻ｔにおける運転効率を表す。数式（１）右辺の分子におけるＱ（ｔ）及びＨ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔにおける流量及び圧力を表し、これらの積は供給された電力の一部がポンプによって変換された水力学的エネルギーである。数式（１）の右辺の分母は時刻ｔにおける電力を表す。すなわち、運転効率η（ｔ）は、時刻ｔにおいて供給された電力が水を搬送する水力学的エネルギーに変換された割合となる。
【００１６】
ポンプ運転情報取得部１０１、流量情報取得部１０２、圧力情報取得部１０３又は電力情報取得部１０４は、それぞれ第１計測部の一態様である。第１計測部は、流体搬送装置の稼働状態を時系列に示す第１稼働情報を取得する。流量情報、圧力情報、電力情報又はポンプ運転情報は、第１稼働情報の一態様である。
【００１７】
なお、ポンプ効率推定装置１００は、合流部２ａの下流に設置された流量計４又は圧力計５から取得される各種情報を単純に使用するだけでは各ポンプ３の特性は把握できない。図１に示されるように、ポンプ３を並列に設置した場合、搬送路２の摩擦抵抗等を無視すれば、各ポンプ３の吐出圧力及び合流部２ａの圧力は同じ値となる。したがって、圧力計５は、各ポンプ３が吐出する圧力は計測できる。
【００１８】
図１の流量計４は、各ポンプ３の吐出流量の和を測定する。そのため、ポンプ効率推定装置１００は、ポンプ３−１〜３−４毎の吐出流量を測定するために、流量計４の計測値から流量の推定を行う。例えば、ポンプ効率推定装置１００は、ポンプ３が同じ型式で劣化の度合いが同じ（性能が同じ）ポンプである場合、流量計４の計測値をポンプ運転台数で割ることで、ポンプ３−１〜３−４毎の吐出流量を推定することができる。しかし、ポンプ３の劣化度合いがポンプ３毎に異なる場合は、ポンプ３毎に特性が異なるため、推定の精度は下がる。したがって、流量計４の計測値を単純に使用してもポンプ３−１〜３−４の特性を推定することはできない。
【００１９】
以下、図１に示されたポンプ効率推定装置１００の構成の詳細について説明する。
【００２０】
図２は、本システムの適用対象となるポンプ効率推定装置１００の機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサやメモリや補助記憶装置などを備える。プロセッサは、メモリや補助記憶装置に記憶されたポンプ効率推定プログラムを実行する。ポンプ効率推定装置１００は、ポンプ効率推定プログラムの実行によってポンプ運転情報取得部１０１、流量情報取得部１０２、圧力情報取得部１０３、電力情報取得部１０４及びポンプ運転効率推定部１０５を備える装置として機能する。なお、ポンプ効率推定装置１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ポンプ効率推定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ポンプ効率推定プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００２１】
ポンプ運転情報取得部１０１、流量情報取得部１０２、圧力情報取得部１０３及び電力情報取得部１０４は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続するための通信インターフェースを含み、他のシステムや装置との通信により各種情報を取得する。
【００２２】
ポンプ運転情報取得部１０１は、ポンプ運転制御システム９からポンプ運転情報を取得する。ポンプ運転情報取得部１０１は、取得されたポンプ運転情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。流量情報取得部１０２は、流量計４から流量情報を取得する。流量情報取得部１０２は、取得された流量情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。圧力情報取得部１０３は、圧力計５から圧力情報を取得する。圧力情報取得部１０３は、取得された圧力情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。電力情報取得部１０４は、電力計８から電力情報を取得する。電力情報取得部１０４は、取得された電力情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。
【００２３】
なお、ポンプ運転情報取得部１０１、流量情報取得部１０２、圧力情報取得部１０３及び電力情報取得部１０４は、フレキシブルディスクやフラッシュメモリ等の記録媒体を接続するインターフェースを含んでもよい。この場合、ポンプ運転情報取得部１０１、流量情報取得部１０２、圧力情報取得部１０３及び電力情報取得部１０４は、これらの記録媒体から情報を読み出すことにより、各種情報を取得してもよい。
【００２４】
ポンプ運転効率推定部１０５は、電力情報、流量情報、圧力情報及びポンプ運転情報を入力として、ポンプ運転効率又は流量に対するポンプ運転効率を表すポンプ効率曲線を出力する。まず、ポンプ効率曲線を出力する場合について説明する。ポンプ運転効率推定部１０５は、流量情報と圧力情報との関係を表す流量−圧力曲線のパラメータを推定する。ポンプ運転効率推定部１０５は、流量情報と電力情報との関係を表す流量−電力曲線のパラメータを推定する。ポンプ運転効率推定部１０５は、流量−圧力曲線のパラメータと流量−電力曲線のパラメータとに基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する。次に、ポンプ運転効率を出力する場合について説明する。ポンプ運転効率推定部１０５は、流量情報をＱ（ｔ）、圧力情報をＨ（ｔ）、電力情報をＰ（ｔ）として、数式（１）に基づいてポンプ運転効率を出力する。ポンプ運転効率又はポンプ効率曲線の推定には、公知の手法が用いられてもよい。
【００２５】
図３は、第１の実施形態の送水施設の具体例を示す図である。図３の送水施設は、ポンプ効率推定装置１００の代わりにポンプ効率推定装置１００ａを備え、配水池１０、第１水位計１１、浄水池１２、第２水位計１３を更に備え、圧力計５を備えない点で図１の送水施設とは異なる。以下、図１の送水施設と異なる点について説明する。第１の実施形態の送水施設は、圧力が計測されていない送水施設に適用可能である。
【００２６】
ポンプ効率推定装置１００ａは、圧力情報を、第１水位計１１及び第２水位計１３の計測値から推定する。ポンプ効率推定装置１００ａは、推定された結果を圧力情報の代替信号とすることで、ポンプ効率曲線を推定する。
【００２７】
配水池１０は、ポンプ３の送水先である。配水池１０は、ポンプ３によって搬送された水を貯水する。貯水された水は、配水池１０から需要家に供給される。第１水位計１１は、配水池１０の水位を計測する。第１水位計１１は、計測した値を第１水位情報としてポンプ効率推定装置１００aに送信する。第１水位情報は、配水池１０の水位を時系列に示す情報である。配水池１０は、第１流体容器の一態様である。第１流体容器は、流体搬送装置によって搬送された後の流体を保持する。第１水位情報は、第１流体容器による流体の保持量を表す。
【００２８】
浄水池１２は、ポンプ３の送水元である。浄水池１２は、浄水された水を貯水する。貯水された水は、浄水池１２から配水池１０に供給される。第２水位計１３は、浄水池１２の水位を計測する。第２水位計１３は、計測した値を第２水位情報としてポンプ効率推定装置１００aに送信する。第２水位情報は、浄水池１２の水位を時系列に示す情報である。浄水池１２は、第２流体容器の一態様である。第２流体容器は、流体搬送装置によって搬送される前の流体を保持する。第２水位情報は、第２流体容器による流体の保持量を表す。
【００２９】
図４は、第１の実施形態のポンプ効率推定装置１００ａの機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００aは、配水池１０の水位を表す第１水位情報と浄水池１２の水位を表す第２水位情報とを用いて、圧力計測値の代替信号を生成してポンプ効率を推定する。ポンプ効率推定装置１００ａは、水位情報取得部１０６及び圧力情報算出部１０７を備え、圧力情報取得部１０３を備えない点でポンプ効率推定装置１００と異なる。以下、ポンプ効率推定装置１００と異なる点について説明する。
【００３０】
水位情報取得部１０６は、例えばＬＡＮ等のネットワークに接続するための通信インターフェースを含み、他のシステムや装置との通信により各種情報を取得する。水位情報取得部１０６は、第１水位計１１から第１水位情報を取得する。水位情報取得部１０６は、第２水位計１３から第２水位情報を取得する。水位情報取得部１０６は、取得された第１水位情報及び第２水位情報を圧力情報算出部１０７に出力する。
【００３１】
圧力情報算出部１０７は、第１水位情報及び第２水位情報を入力として、圧力情報を算出する。圧力情報算出部１０７は、例えば、以下の数式（２）に基づいて圧力情報を算出する。数式（２）の各変数について説明する。Ｈは、全揚程を表す。全揚程は、送水施設全体の水圧の差を表す。ｈａは、実揚程を表す。第１水位計１１の計測値と第２水位計１３の計測値との差である。ｈｌは、搬送路２の損失抵抗を表す。搬送路２の損失抵抗は、搬送路２を流れる水と搬送路２との摩擦抵抗である。ｖは、吐出流速を表す。ｇは、重力加速度を表す。
【００３２】
【数２】
2019143498.tif 000004
【００３３】
数式（２）の速度水頭ｖ２／２ｇは、実揚程又は搬送路２の損失抵抗と比較して、極めて小さい。このため、速度水頭は０として省略されてもよい。したがって、全揚程は実揚程と搬送路２の損失抵抗との和に等しくなる。さらに、搬送路２の損失抵抗は実揚程と比較して小さい場合が多い。したがって、搬送路２の損失抵抗は省略されても良い。搬送路２の損失抵抗は予め与えられても良い。
【００３４】
圧力情報算出部１０７は、算出された圧力情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。算出された圧力情報は圧力計５の計測値の代替信号である。なお、圧力情報算出部１０７は、フレキシブルディスクやフラッシュメモリ等の記録媒体を接続するインターフェースを含んでもよい。この場合、圧力情報算出部１０７は、これらの記録媒体から情報を読み出すことにより、各種情報を取得してもよい。
【００３５】
図５は、第１の実施形態のポンプ効率推定装置１００ａの処理の流れを示すフローチャートである。水位情報取得部１０６は、第１水位計１１から第１水位情報を取得する。水位情報取得部１０６は、第２水位計１３から第２水位情報を取得する（ステップＳ１０１）。圧力情報算出部１０７は、第１水位情報及び第２水位情報を入力として、数式（２）に基づいて圧力情報を算出する（ステップＳ１０２）。ポンプ運転情報取得部１０１は、ポンプ運転情報を取得する。流量情報取得部１０２は、流量情報を取得する。電力情報取得部１０４は、電力情報を取得する（ステップＳ１０３）。ポンプ運転効率推定部１０５は、取得した情報に基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
このように構成されたポンプ効率推定装置１００ａの圧力情報算出部１０７は、浄水池１２に設置された第２水位計１３の計測値と配水池１０に設置された第１水位計１１の計測値とに基づいて、圧力情報を算出する。ポンプ運転効率推定部１０５は、送水施設に圧力計が設置されていない場合でもポンプ効率又はポンプ効率曲線を出力することができる。したがって、ポンプ効率推定装置１００ａは、圧力計を直接使用しなくても、ポンプ３の運転効率を推定できる。送水施設の管理者等は、推定されたポンプ効率曲線を使用することで、劣化しているポンプ３の特定又は該当ポンプの省エネ運用を検討できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態の送水施設の具体例を示す図である。図６の送水施設は、ポンプ効率推定装置１００の代わりにポンプ効率推定装置１００ｂ備え、配水池１０、第１水位計１１、流量計１４を更に備え、流量計４を備えない点で図１の送水施設とは異なる。以下、図１の送水施設と異なる点について説明する。第２の実施形態の送水施設は、流量が計測されていない送水施設に適用可能である。以下、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点について説明する。
【００３８】
ポンプ効率推定装置１００ｂは、流量情報を、第１水位計１１及び流量計１４の計測値に基づいて推定する。ポンプ効率推定装置１００ｂは、推定された結果を流量情報の代替信号とすることで、ポンプ効率曲線を推定する。
【００３９】
流量計１４は、配水池１０よりも下流の搬送路２に設置される。流量計１４は、設置位置の搬送路２を流れる水の流量を計測する。流量計１４は、計測した値を流出量情報としてポンプ効率推定装置１００ｂに送信する。流出量情報は、搬送路２を流れる水の流量を時系列に示す情報である。流出量情報は、配水池１０から流出する流量の総量である。
【００４０】
配水池１０には、ポンプ３によって吐出された合流部２ａを搬送された水が流入する。配水池１０から流出する流量の総量は、流量計１４によって計測される。したがって、配水池１０の単位時間当たりの水位変化は下記の数式（３）で表される。数式（３）の各変数について説明する。Δｈは、単位時間Ｔあたりの配水池１０の水位変化を表す。Ｑｉｎは、単位時間Ｔあたりに流入した水量を表す。Ｑｏｕｔは、単位時間Ｔあたりに流出した水量を表す。Ｓは、配水池１０の断面積を表す。
【００４１】
【数３】
2019143498.tif 000005
【００４２】
図７は、第２の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｂの機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００ｂは、流出量情報取得部１０８、流量情報算出部１０９、サンプル時間変換部１１０を備え、流量情報取得部１０２を備えない点でポンプ効率推定装置１００と異なる。以下、ポンプ効率推定装置１００と異なる点について説明する。
【００４３】
流出量情報取得部１０８は、例えばＬＡＮ等のネットワークに接続するための通信インターフェースを含み、他のシステムや装置との通信により各種情報を取得する。流出量情報取得部１０８は、第１水位計１１から第１水位情報を取得する。流出量情報取得部１０８は、流量計１４から流出量情報を取得する。流出量情報取得部１０８は、取得された第１水位情報及び流出量情報を流量情報算出部１０９に出力する。
【００４４】
流量情報算出部１０９は、第１水位情報及び流出量情報を入力として、流量情報を算出する。具体的には、まず、流量情報算出部１０９は、Δｈ及びＱｏｕｔを算出する。具体的には、流量情報算出部１０９は、水位変化Δｈを第１水位計１１の第１水位情報を、単位時間Ｔ毎の差分を取得することで生成する。なお、配水池１０の水位の変化が、第１水位計１１の分解能以上に変化しない場合があるため、単位時間Ｔは、配水池１０の水位が第１水位計１１の分解能以上に変化する時間とする。単位時間Ｔは、第１水位計１１の計測周期よりも長い時間である。単位時間Ｔは、第１水位計１１の計測周期の整数倍としてもよい。流量情報算出部１０９は、単位時間Ｔを第１水位計１１の計測周期の整数倍にした場合、流量計１４によって取得された流出量情報に対して、単位時間Ｔ毎の代表値又は積算値を換算することで単位時間Ｔに流出した水量Ｑｏｕｔを、算出する。
【００４５】
流量情報算出部１０９は、Δｈ及びＱｏｕｔと、数式（３）とに基づいて、水量Ｑｉｎを算出する。数式（３）の配水池１０の断面積Ｓは、配水池１０の固有の値で変化しない。したがって、配水池１０の断面積Ｓは、あらかじめ与えられる。流量情報算出部１０９は、水量Ｑｉｎを単位時間Ｔで割ることで、Ｑｉｎ／Ｔを流量情報として算出する。流量情報算出部１０９は、算出された流量情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。算出された流量情報は、流量計４の計測値の代替信号である。なお、流量情報算出部１０９は、フレキシブルディスクやフラッシュメモリ等の記録媒体を接続するインターフェースを含んでもよい。この場合、流量情報算出部１０９は、これらの記録媒体から情報を読み出すことにより、各種情報を取得してもよい。
【００４６】
算出された流量情報は、単位時間Ｔでサンプルされた代表値の信号である。サンプル時間変換部１１０は、ポンプ運転情報、圧力情報及び電力情報を単位時間Ｔで収集された信号に変換する。サンプル時間変換部１１０は、計測周期で得られた複数の計測値から単位時間Ｔの代表値を算出する。代表値は、平均値が用いられてもよいし、中央値が用いられてもよいし、トリム平均が用いられてもよい。異常値が多い場合などは、中央値やトリム平均が用いられることが望ましい。
【００４７】
図８は、第２の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｂの処理の流れを示すフローチャートである。流出量情報取得部１０８は、第１水位計１１から第１水位情報を取得する。流出量情報取得部１０８は、流量計１４から流出量情報を取得する（ステップＳ２０１）。流量情報算出部１０９は、第１水位情報及び流出量情報を入力として、流量情報を算出する（ステップＳ２０２）。ポンプ運転情報取得部１０１は、ポンプ運転情報を取得する。圧力情報取得部１０３は、圧力情報を取得する。電力情報取得部１０４は、電力情報を取得する（ステップＳ２０３）。サンプル時間変換部１１０は、ポンプ運転情報、圧力情報及び電力情報を単位時間で収集された信号に変換する（ステップＳ２０４）。ポンプ運転効率推定部１０５は、取得した情報に基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する（ステップＳ２０５）。
【００４８】
このように構成されたポンプ効率推定装置１００ｂの流量情報算出部１０９は、配水池１０に設置された第１水位計１１の計測値と配水池１０の下流に設置された流量計１４の計測値とに基づいて、流量情報を算出する。ポンプ運転効率推定部１０５は、送水施設に流量計が設置されていない場合でもポンプ効率又はポンプ効率曲線を出力することができる。したがって、ポンプ効率推定装置１００ｂは、流量計を直接使用しなくても、ポンプ３の運転効率を推定できる。送水施設の管理者等は、推定されたポンプ効率曲線を使用することで、劣化しているポンプ３の特定又は該当ポンプの省エネ運用を検討できる。
【００４９】
（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態の送水施設の具体例を示す図である。図９の送水施設は、ポンプ効率推定装置１００の代わりにポンプ効率推定装置１００ｃ備え、浄水池１２、第２水位計１３、流量計１５を更に備え、流量計４を備えない点で図１の送水施設とは異なる。以下、図１の送水施設と異なる点について説明する。第３の実施形態の送水施設は、流量が計測されていない送水施設に適用可能である。以下、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点について説明する。
【００５０】
ポンプ効率推定装置１００ｃは、流量情報を、第２水位計１３及び流量計１５の計測値から推定する。ポンプ効率推定装置１００ｃは、推定された結果を流量情報の代替信号とすることで、ポンプ効率曲線を推定する。
【００５１】
流量計１５は、浄水池１２よりも上流の搬送路２に設置される。流量計１５は、設置位置の搬送路２を流れる水の流量を計測する。流量計１５は、計測した値を流入量情報としてポンプ効率推定装置１００ｃに送信する。流入量情報は、搬送路２を流れる水の流量を時系列に示す情報である。流入量情報は、浄水池１２に流入する流量の総量である。
【００５２】
浄水池１２は、上流の設備によって吐出された水が流入する。浄水池１２に流入する流量の総量は、流量計１５によって計測される。したがって、浄水池１２の単位時間当たりの水位変化は数式（３）で表される。第３の実施形態における数式（３）の各変数について説明する。Δｈは、単位時間Ｔあたりの浄水池１２の水位変化を表す。Ｑｉｎは、単位時間Ｔあたりに流入した水量を表す。Ｑｏｕｔは、単位時間Ｔあたりに流出した水量を表す。Ｓは、浄水池１２の断面積を表す。
【００５３】
図１０は、第３の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｃの機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００ｃは、流量情報算出部１０９、サンプル時間変換部１１０及び流入量情報取得部１１１、を備え、流量情報取得部１０２を備えない点でポンプ効率推定装置１００と異なる。以下、上述の実施形態と異なる点について説明する。
【００５４】
流入量情報取得部１１１は、例えばＬＡＮ等のネットワークに接続するための通信インターフェースを含み、他のシステムや装置との通信により各種情報を取得する。流入量情報取得部１１１は、第２水位計１３から第２水位情報を取得する。流入量情報取得部１１１は、流量計１５から流入量情報を取得する。流入量情報取得部１１１は、取得された第２水位情報及び流入量情報を流量情報算出部１０９に出力する。
【００５５】
流量情報算出部１０９は、第１水位情報の代わりに第２水位情報を、流出量情報の代わりに流入量情報を入力として、流量情報を算出する。流量情報は、第２の実施形態と同様の方法で算出される。流量情報算出部１０９は、算出された流量情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。
【００５６】
図１１は、第３の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｃの処理の流れを示すフローチャートである。流入量情報取得部１１１は、第２水位計１３から第２水位情報を取得する。流入量情報取得部１１１は、流量計１５から流入量情報を取得する（ステップＳ３０１）。流量情報算出部１０９は、第２水位情報及び流入量情報を入力として、流量情報を算出する（ステップＳ３０２）。ポンプ運転情報取得部１０１は、ポンプ運転情報を取得する。圧力情報取得部１０３は、圧力情報を取得する。電力情報取得部１０４は、電力情報を取得する（ステップＳ３０３）。サンプル時間変換部１１０は、ポンプ運転情報、圧力情報及び電力情報を単位時間で収集された信号に変換する（ステップＳ３０４）。ポンプ運転効率推定部１０５は、取得した情報に基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する（ステップＳ３０５）。
【００５７】
このように構成されたポンプ効率推定装置１００ｃの流量情報算出部１０９は、浄水池１２に設置された第２水位計１３の計測値と浄水池１２の上流に設置された流量計１５の計測値とに基づいて、流量情報を算出する。ポンプ運転効率推定部１０５は、送水施設に流量計が設置されていない場合でもポンプ効率又はポンプ効率曲線を出力することができる。したがって、ポンプ効率推定装置１００ｃは、流量計を直接使用しなくても、ポンプ３の運転効率を推定できる。送水施設の管理者等は、推定されたポンプ効率曲線を使用することで、劣化しているポンプ３の特定又は該当ポンプの省エネ運用を検討できる。
【００５８】
（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態の送水施設の具体例を示す図である。図１２の送水施設は、ポンプ効率推定装置１００の代わりにポンプ効率推定装置１００ｄ備え、配水池１０、第１水位計１１、浄水池１２、第２水位計１３、流量計１４及び流量計１５を更に備え、流量計４及び圧力計５を備えない点で図１の送水施設とは異なる。第４の実施形態の送水施設は、流量計４及び圧力計５が設置されていない送水施設に適用可能である。以下、上述の実施形態と異なる点について説明する。
【００５９】
ポンプ効率推定装置１００ｄは、圧力情報を、第１水位計１１及び第２水位計１３の計測値から推定する。ポンプ効率推定装置１００ｄは、流量情報を、第１水位計１１及び流量計１４の計測値から推定してもよいし、第２水位計１３及び流量計１５の計測値から推定してもよい。ポンプ効率推定装置１００ｄは、推定された結果を圧力情報及び流量情報の代替信号とすることで、ポンプ効率曲線を推定する。
【００６０】
図１３は、第４の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｄの機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００ｄは、水位情報取得部１０６、圧力情報算出部１０７、流出量情報取得部１０８、流量情報算出部１０９、サンプル時間変換部１１０及び流入量情報取得部１１１を備え、流量情報取得部１０２及び圧力情報取得部１０３を備えない点でポンプ効率推定装置１００と異なる。なお、流出量情報取得部１０８又は流入量情報取得部１１１は、いずれか一方を備えていればよい。
【００６１】
図１４は、第４の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｄの処理の流れを示すフローチャートである。流出量情報取得部１０８は、第１水位計１１から第１水位情報を取得する。流入量情報取得部１１１は、第２水位計１３から第２水位情報を取得する。ポンプ運転情報取得部１０１は、ポンプ運転情報を取得する。電力情報取得部１０４は、電力情報を取得する（ステップＳ４０１）。流出量情報取得部１０８は、流量計１４から流出量情報又は流量計１５から流入量情報を取得する（ステップＳ４０２）。圧力情報算出部１０７は、第１水位情報及び第２水位情報を入力として、数式（２）に基づいて圧力情報を算出する（ステップＳ４０３）。流量情報算出部１０９は、第１水位情報及び流出量情報又は第２水位情報及び流入量情報を入力として、数式（３）に基づいて流量情報を算出する（ステップＳ４０４）。サンプル時間変換部１１０は、ポンプ運転情報、圧力情報及び電力情報を単位時間で収集された信号に変換する（ステップＳ４０５）。ポンプ運転効率推定部１０５は、取得した情報に基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する（ステップＳ４０６）。
【００６２】
このように構成されたポンプ効率推定装置１００ｄの流量情報算出部１０９は、配水池１０に設置された第１水位計１１の計測値と配水池１０の下流に設置された流量計１４の計測値とに基づいて、流量情報を算出する。圧力情報算出部１０７は、第１水位情報及び第２水位情報に基づいて圧力情報を算出する。ポンプ運転効率推定部１０５は、送水施設に流量計４及び圧力計５が設置されていない場合でもポンプ効率又はポンプ効率曲線を出力することができる。したがって、ポンプ効率推定装置１００ｄは、流量計及び圧力計を直接使用しなくても、ポンプ３の運転効率を推定できる。送水施設の管理者等は、推定されたポンプ効率曲線を使用することで、劣化しているポンプ３の特定又は該当ポンプの省エネ運用を検討できる。なお、流量情報算出部１０９は、浄水池１２に設置された第２水位計１３の計測値と浄水池１２の上流に設置された流量計１５の計測値とに基づいて、流量情報を算出してもよい。
【００６３】
（第５の実施形態）
図１５は、第５の実施形態の送水施設の具体例を示す図である。図１５の送水施設は、ポンプ効率推定装置１００の代わりにポンプ効率推定装置１００ｅ備え、電力計８の代わりに電力計８ａを備え、ポンプ運転制御システム９が、ポンプ運転情報をポンプ効率推定装置１００ｅに送信していない点で図１の送水施設とは異なる。第５の実施形態の送水施設は、電力計がポンプ群をまとめて計測しておらず、ポンプ３毎の消費電力を計測する送水施設に適用可能である。以下、上述の実施形態と異なる点について説明する。
【００６４】
電流計８ａは、ポンプ３毎の消費電力を計測する。電流計８ａは、計測した値をポンプ別電力情報としてポンプ効率推定装置１００ｅに送信する。
【００６５】
図１６は、第５の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｅの機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００ｅは、ポンプ別電力情報取得部１１２、ポンプ運転情報算出部１１３及び総和電力算出部１１４をさらに備え、ポンプ運転情報取得部１０１、及び電力情報取得部１０４を備えない点でポンプ効率推定装置１００と異なる。
【００６６】
ポンプ別電力情報取得部１１２は、例えばＬＡＮ等のネットワークに接続するための通信インターフェースを含み、他のシステムや装置との通信により各種情報を取得する。ポンプ別電力情報取得部１１２は、各電力計８ａからポンプ別電力情報を取得する。ポンプ別電力情報取得部１１２は、取得されたポンプ別電力情報をポンプ運転情報算出部１１３及び総和電力算出部１１４に出力する。
【００６７】
ポンプ運転情報算出部１１３は、ポンプ別電力情報を入力として、ポンプ運転情報を算出する。具体的には、ポンプ運転情報算出部１１３は、消費電力の計測値が０である場合、ポンプ３は稼働していない（スイッチ６がＯＦＦである）として、ポンプ運転情報を算出する。ポンプ運転情報算出部１１３は、消費電力の計測値が０でない場合、ポンプ３は稼働している（スイッチ６がＯＮである）として、ポンプ運転情報を算出する。しかし、消費電力の計測値にノイズが含まれる場合、ポンプ運転情報算出部１１３は、誤った判断を行う可能性がある。したがって、ポンプ運転情報算出部１１３は、閾値を用いて、ポンプ運転情報を算出してもよい。
【００６８】
ポンプ運転情報算出部１１３は、例えば、以下の数式（４）に基づいてポンプ運転情報を算出する。数式（４）の各変数について説明する。ｄｉ（ｔ）は、ｉ番目のポンプの運転情報を表す。Ｐｉ（ｔ）は、ｉ番目のポンプの消費電力を表す。εは、閾値を表す。
【００６９】
【数４】
2019143498.tif 000006
【００７０】
ポンプ運転情報算出部１１３は、算出されたポンプ運転情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。算出されたポンプ運転情報は、ポンプ運転制御システム９の計測値の代替信号である。なお、ポンプ運転情報算出部１１３は、フレキシブルディスクやフラッシュメモリ等の記録媒体を接続するインターフェースを含んでもよい。この場合、ポンプ運転情報算出部１１３は、これらの記録媒体から情報を読み出すことにより、各種情報を取得してもよい。
【００７１】
総和電力算出部１１４は、ポンプ別電力情報を入力として、ポンプ別電力情報の総和を算出することで、ポンプ３群の電力情報を算出する。総和電力算出部１１４は、算出された電力情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。算出された電力情報は、電力計８の計測値の代替信号である。なお、総和電力算出部１１４は、フレキシブルディスクやフラッシュメモリ等の記録媒体を接続するインターフェースを含んでもよい。この場合、総和電力算出部１１４は、これらの記録媒体から情報を読み出すことにより、各種情報を取得してもよい。
【００７２】
図１７は、第５の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｅの処理の流れを示すフローチャートである。ポンプ別電力情報取得部１１２は、各電力計８ａからポンプ別電力情報を取得する（ステップＳ５０１）。ポンプ運転情報算出部１１３は、ポンプ別電力情報を入力として、数式（４）に基づいてポンプ運転情報を算出する（ステップＳ５０２）。総和電力算出部１１４は、ポンプ別電力情報を入力として、ポンプ別電力情報の総和を算出することで、ポンプ３群の電力情報を算出する（ステップＳ５０３）。流量情報取得部１０２は、流量情報を取得する。圧力情報取得部１０３は、圧力情報を取得する（ステップＳ５０４）。ポンプ運転効率推定部１０５は、取得した情報に基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する（ステップＳ５０５）。
【００７３】
このように構成されたポンプ効率推定装置１００ｅのポンプ運転情報算出部１１３は、電力計８ａから取得されたポンプ別電力情報を入力として、ポンプ運転情報を算出する。総和電力算出部１１４は、ポンプ別電力情報を入力として、ポンプ３群の電力情報を算出する。ポンプ運転効率推定部１０５は、送水施設のポンプ運転制御システム９が、ポンプ運転情報をポンプ効率推定装置１００ｅに送信していない場合でもポンプ効率又はポンプ効率曲線を出力することができる。したがって、ポンプ効率推定装置１００ｅは、ポンプ運転情報を直接使用しなくても、ポンプ３の運転効率を推定できる。送水施設の管理者等は、推定されたポンプ効率曲線を使用することで、劣化しているポンプ３の特定又は該当ポンプの省エネ運用を検討できる。なお、第５の実施形態では、ポンプ３毎の消費電流が計測されている場合であっても、ポンプ効率推定装置１００ｅは、契約された受電電圧に基づいて、消費電流から消費電力へ換算できる。したがって、第５の実施形態では、消費電流が計測されてもよい。
【００７４】
（第６の実施形態）
図１８は、第６の実施形態の送水施設の具体例を示す図である。図１８の送水施設は、ポンプ効率推定装置１００の代わりにポンプ効率推定装置１００ｆを備え、ポンプ３−１〜３−４の代わりにポンプ３−１ａ〜３−４ａを備える点で図１の送水施設とは異なる。以下、説明を簡単にするため、特に区別しない限り、ポンプ３−１ａ〜３−４ａをまとめてポンプ３ａと記載する。図１８では、４台のポンプを例としているが、実施形態としては、利用可能なポンプの運転台数は４台に限定されない。第６の実施形態の送水施設は、可変速ポンプによって構成されるポンプ群を備える送水施設に適用可能である。以下、上述の実施形態と異なる点について説明する。
【００７５】
ポンプ３ａは、インバータ等を備える可変速ポンプである。ポンプ３ａは、回転数等の出力に応じて、流量、圧力及び電力の計測値が変動する。すなわち、流量‐圧力曲線又は流量‐電力曲線は、ポンプ３ａの出力に応じて変動する。回転数以外の可変速ポンプの出力としては、インバータの出力周波数やそれらを正規化した値などが考えられるが、以下、ポンプ３ａの出力は回転数であるとして説明する。
【００７６】
図１９は、第６の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｆの機能構成を示す機能ブロック図である。ポンプ効率推定装置１００ｆは、運転情報正規化部１１５をさらに備える点でポンプ効率推定装置１００と異なる。
【００７７】
運転情報正規化部１１５は、計測された流量情報、圧力情報又は消費電力の計測値を定格回転数における計測値に正規化する。具体的には、運転情報正規化部１１５は、流量情報を、以下の数式（５）に基づいて、定格回転数における流量情報に変換する。数式（５）の各変数について説明する。Ｑは、計測されたポンプ３ａの流量情報を表す。Ｑ０は、定格回転数におけるポンプ３ａの流量情報を表す。ωは、ポンプ３ａの回転数を表す。ω０は、ポンプ３ａの定格回転数を表す。
【００７８】
【数５】
2019143498.tif 000007
【００７９】
運転情報正規化部１１５は、圧力情報を、以下の数式（６）に基づいて、定格回転数における圧力情報に変換する。数式（６）の各変数について説明する。Ｈは、計測されたポンプ３ａの圧力情報を表す。Ｈ０は、定格回転数におけるポンプ３ａの圧力情報を表す。
【００８０】
【数６】
2019143498.tif 000008
【００８１】
運転情報正規化部１１５は、電力情報を、以下の数式（７）に基づいて、定格回転数における電力情報に変換する。数式（７）の各変数について説明する。Ｐは、計測されたポンプ３ａの電力情報を表す。Ｐ０は、定格回転数におけるポンプ３ａの電力情報を表す。
【００８２】
【数７】
2019143498.tif 000009
【００８３】
運転情報正規化部１１５は、算出された定格回転数相当の情報に補正された流量情報、圧力情報及び電力情報をポンプ運転効率推定部１０５に出力する。運転情報正規化部１１５は、流量情報、圧力情報又は消費電力の計測値の代替信号を定格回転数に変換してもよい。
【００８４】
図２０は、第６の実施形態のポンプ効率推定装置１００ｆの処理の流れを示すフローチャートである。ポンプ運転情報取得部１０１は、ポンプ運転情報を取得する。流量情報取得部１０２は、流量情報を取得する。圧力情報取得部１０３は、圧力情報を取得する。電力情報取得部１０４は、電力情報を取得する（ステップＳ６０１）。運転情報正規化部１１５は、計測された流量情報、圧力情報又は消費電力の計測値を、数式（５）、数式（６）又は数式（７）に基づいて定格回転数における計測値に正規化する（ステップＳ６０２）。ポンプ運転効率推定部１０５は、正規化された情報に基づいて、流量情報と効率との関係を表すポンプ効率曲線を出力する（ステップＳ６０３）。
【００８５】
このように構成されたポンプ効率推定装置１００ｆの運転情報正規化部１１５は、取得された流量情報、圧力情報又は電力情報を入力として、ポンプ３ａの定格回転数における、流量情報、圧力情報又は電力情報を算出する。ポンプ運転効率推定部１０５は、送水施設に設置されたポンプが可変速ポンプであった場合でもポンプ効率又はポンプ効率曲線を出力することができる。送水施設の管理者等は、推定されたポンプ効率曲線を使用することで、劣化しているポンプ３ａの特定又は該当ポンプの省エネ運用を検討できる。
【００８６】
水位情報取得部１０６、流出量情報取得部１０８、流入量情報取得部１１１又はポンプ別電力情報取得部１１２は、第２計測部の一態様である。第２計測部は、流体搬送装置とは異なる機器の稼働状態を時系列に示す第２稼働情報を取得する。第１水位情報、第２水位情報、流出量情報、流入量情報又はポンプ別電力情報は、第２稼働情報の一態様である。
【００８７】
圧力情報算出部１０７、流量情報算出部１０９又はポンプ運転情報算出部１１３は、代替情報算出部の一態様である。代替情報算出部は、第２稼働情報に基づいて、流体搬送装置の稼働状態を時系列に推定した代替情報を算出する。圧力情報、流量情報、電力情報又はポンプ運転情報の代替信号は、代替情報の一態様である。
【００８８】
（実施形態の変形例）
上述の実施形態では、流体の搬送装置としてポンプ３を用いて説明したが、本実施形態はポンプに限定されない。例えば、流体の搬送装置として、ポンプ３の代わりにブロワが用いられてもよい。この場合、ポンプ効率推定装置は、ブロワ効率推定装置として機能する。ブロワ効率推定装置は、貯水池の水位情報の代わりに気体容器内の圧力を用いて、ブロワ効率曲線を出力する。
【００８９】
上述の実施形態では、ポンプ３によって搬送された水は、配水池１０で合流してもよい。この場合、合流部２ａは、配水池１０となる。
【００９０】
上述の実施形態では、浄水場の送水施設を例に説明したが、本実施形態は浄水場の送水施設に限定されない。例えば、下水場の送水施設に導入されてもよい。
【００９１】
上記各実施形態では、ポンプ運転情報取得部１０１、流量情報取得部１０２、圧力情報取得部１０３、電力情報取得部１０４、ポンプ運転効率推定部１０５、水位情報取得部１０６、圧力情報算出部１０７、流出量情報取得部１０８、流量情報算出部１０９、サンプル時間変換部１１０、流入量情報取得部１１１、ポンプ別電力情報取得部１１２、ポンプ運転情報算出部１１３、総和電力算出部１１４、運転情報正規化部１１５はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００９２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、圧力情報算出部１０７、流出量情報取得部１０８、流量情報算出部１０９、ポンプ運転情報算出部１１３又は総和電力算出部１１４を持つことにより、設備負担を抑制しつつ個々の装置の運転効率を計測できる。
【００９３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９４】
１…運転効率推定システム、２…搬送路、２ａ…合流部、３…ポンプ、４…流量計、５…圧力計、６…スイッチ、７…電力系統、８…電力計、９…ポンプ運転制御システム、１０…配水池、１１…第１水位計、１２…浄水池、１３…第２水位計、１４…流量計、１５…流量計、１００…ポンプ効率推定装置、１０１…ポンプ運転情報取得部、１０２…流量情報取得部、１０３…圧力情報取得部、１０４…電力情報取得部、１０５…ポンプ運転効率推定部、１００ａ…ポンプ効率推定装置、１０６…水位情報取得部、１０７…圧力情報算出部、１００ｂ…ポンプ効率推定装置、１０８…流出量情報取得部、１０９…流量情報算出部、１１０…サンプル時間変換部、１００ｃ…ポンプ効率推定装置、１１１…流入量情報取得部、１００ｄ…ポンプ効率推定装置、１００ｅ…ポンプ効率推定装置、１１２…ポンプ別電力情報取得部、１１３…ポンプ運転情報算出部、１１４…総和電力算出部、１００ｆ…ポンプ効率推定装置、１１５…運転情報正規化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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