(57)【要約】【課題】発電機が制御通りに動作しているか否かという観点から発電機の健全性を評価できる健全性評価装置、発電システム、及び健全性評価方法を提供する。【解決手段】計測データ取得部２４２は、発電機に備えられて発電機の稼働状況を表す物理量を計測する計測部から、その物理量の計測結果である計測データＤＡを取得する。運転状態データ取得部２４１は、発電機を複数の異なる運転状態に制御する運転制御装置から、発電機がとるべき運転状態を表す運転状態データＤＢを取得する。健全性評価部２４７は、計測データＤＡを用いて発電機の運転状態を推定し、かつその推定結果である推定運転状態と、運転状態データＤＢが表す運転状態である目標運転状態と、の比較に基づいて、発電機の健全性を評価する。表示部２３０は、健全性評価部２４７の評価の結果を表示出力する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機に備えられて前記発電機の稼働状況を表す物理量を計測する計測部から、前記物理量の計測結果である計測データを取得する計測データ取得手段と、
前記発電機を複数の異なる運転状態に制御する運転制御装置から、前記発電機がとるべき前記運転状態を表す運転状態データを取得する運転状態データ取得手段と、
前記計測データ取得手段によって取得された前記計測データを用いて前記発電機の前記運転状態を推定し、かつその推定結果である推定運転状態と、前記運転状態データ取得手段によって取得された前記運転状態データが表す前記運転状態である目標運転状態と、の比較に基づいて、前記発電機の健全性を評価する健全性評価手段と、
前記健全性評価手段の評価の結果を出力する評価結果出力手段と、
を備える、健全性評価装置。
【請求項２】
前記発電機が、電力に変換される運動エネルギを生成する原動機を有し、
前記発電機の前記運転状態には、
前記原動機が起動されるのを待っている待機状態と、
前記運動エネルギから変換された前記電力を負荷に送っている送電状態と、
前記待機状態から前記送電状態への移行途中の始動時過渡状態と、
前記送電状態から前記待機状態への移行途中の停止時過渡状態と、
が含まれる、請求項１に記載の健全性評価装置。
【請求項３】
前記始動時過渡状態には、
前記運動エネルギから前記電力への変換を行わずに、前記原動機の回転数を次第に上昇させる始動直後状態と、前記運動エネルギから前記電力への変換を行わずに、前記原動機の回転数を一定に保つ送電前アイドリング状態と、が含まれ、
前記停止時過渡状態には、
前記運動エネルギから前記電力への変換を行わずに、前記原動機の回転数を一定に保つ送電後アイドリング状態と、前記運動エネルギから前記電力への変換を行わずに、前記原動機の回転数を次第に低下させる停止直前状態と、が含まれる、
請求項２に記載の健全性評価装置。
【請求項４】
前記計測データには、
前記原動機の温度を表す温度データと、
前記原動機の回転数を表す回転数データと、
が含まれる、請求項２又は３に記載の健全性評価装置。
【請求項５】
前記健全性評価手段が、前記推定運転状態と前記目標運転状態とが一致するか否かの判定をリアルタイムに繰り返して行うと共に、複数回分の前記判定の結果を用いて、前記発電機の前記健全性を評価する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の健全性評価装置。
【請求項６】
前記健全性評価手段によって、前記発電機の前記運転状態を推定するための基準として用いられ、前記計測データ又は前記計測データに演算を施した結果と比較される基準値データを記憶する記憶手段と、
前記基準値データを調整する調整環境をユーザに提供する基準値データ調整手段と、
をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の健全性評価装置。
【請求項７】
前記健全性評価手段が、前記運転制御装置が前記運転状態データを前記運転状態データ取得手段に出力した時刻よりも予め定められた遅延時間だけ後の時刻の前記計測データを用いて、前記発電機の前記運転状態を推定する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の健全性評価装置。
【請求項８】
前記遅延時間を調整する調整環境をユーザに提供する遅延時間調整手段、
をさらに備える、請求項７に記載の健全性評価装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の健全性評価装置と、
前記発電機及び前記運転制御装置を有する発電装置と、
を備える、発電システム。
【請求項１０】
発電機の稼働状況を表す物理量の計測結果を用いて、前記発電機の運転状態を推定する運転状態推定ステップと、
前記運転状態推定ステップで推定した前記運転状態である推定運転状態と、前記発電機がとるべき前記運転状態である目標運転状態と、の比較に基づいて、前記発電機の健全性を評価する健全性評価ステップと、
を有する、健全性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、健全性評価装置、発電システム、及び健全性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、発電を行う発電機と通信可能に接続され、発電機の稼働状況を監視する監視装置が知られている。この監視装置は、発電機に設けられた計測部から、発電機の稼働状況を表す物理量の計測値を取得し、取得した計測値の時間変化によって、発電機に異常が発生したか否かの判定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９０１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の監視装置のように、発電機の稼働状況を表す物理量の計測値を監視するだけでは、発電機が制御通りに動作しているか否かという観点からは発電機の健全性を評価できない。このため、計測値の変動の仕方自体に問題はみられないが、発電機が制御通りには動作していない、という異常事態を見落とすことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、発電機が制御通りに動作しているか否かという観点から発電機の健全性を評価できる健全性評価装置、発電システム、及び健全性評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る健全性評価装置は、
発電機に備えられて前記発電機の稼働状況を表す物理量を計測する計測部から、前記物理量の計測結果である計測データを取得する計測データ取得手段と、
前記発電機を複数の異なる運転状態に制御する運転制御装置から、前記発電機がとるべき前記運転状態を表す運転状態データを取得する運転状態データ取得手段と、
前記計測データ取得手段によって取得された前記計測データを用いて前記発電機の前記運転状態を推定し、かつその推定結果である推定運転状態と、前記運転状態データ取得手段によって取得された前記運転状態データが表す前記運転状態である目標運転状態と、の比較に基づいて、前記発電機の健全性を評価する健全性評価手段と、
前記健全性評価手段の評価の結果を出力する評価結果出力手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、健全性評価手段が、計測データを用いて推定した推定運転状態と、運転状態データが表す目標運転状態との比較に基づいて、発電機の健全性を評価する。このため、発電機が目標運転状態にあるか否か、即ち発電機が運転制御装置の制御通りに動作しているか否かという観点から発電機の健全性を評価できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る発電システムの構成を示す概念図
【図２】実施形態１に係る監視装置の構成を示すブロック図
【図３】実施形態１に係る監視装置の機能を示すブロック図
【図４】実施形態１に係る健全性評価処理のフローチャート
【図５Ａ】実施形態１に係る監視装置の表示部の一表示例を示す概念図
【図５Ｂ】実施形態１に係る監視装置の表示部の別の表示例を示す概念図
【図５Ｃ】実施形態１に係る監視装置の表示部のさらに別の表示例を示す概念図
【図６Ａ】実施形態１に係る運転状態推定処理の一部を示すフローチャート
【図６Ｂ】実施形態１に係る運転状態推定処理の他の一部を示すフローチャート
【図６Ｃ】実施形態１に係る運転状態推定処理の残部を示すフローチャート
【図７】実施形態２に係る監視装置の要部を示す概念図
【図８】実施形態２に係る監視装置の表示部の表示例を示す概念図
【図９】実施形態３に係る監視装置の要部を示す概念図
【図１０】実施形態４に係る監視装置の要部を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態１−４に係る発電システムについて説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。
【００１０】
［実施形態１］
図１に示すように、本実施形態に係る発電システム３００は、非常時に発電を行う非常用発電装置１００を備える。非常用発電装置１００は、商用電源に停電又は電力不足が生じた場合に起動し、商用電源に代わって負荷ＬＤに電力を供給する。負荷ＬＤとは、例えば、ビル、工場、病院等に設置された電気機器を指す。
【００１１】
非常用発電装置１００は、発電を行う発電機１４０と、発電機１４０を制御する運転制御装置１５０とを有する。
【００１２】
発電機１４０は、駆動されることにより電力を生成する電力生成機構１１０と、電力生成機構１１０を駆動する原動機１２０とを有する。原動機１２０は、燃料を燃焼させることにより作動し、運動エネルギを生成する。具体的には、原動機１２０は、ディーゼルエンジンによって構成されている。電力生成機構１１０は、原動機１２０で生成された運動エネルギを、電磁誘導によって電力に変換する。電力生成機構１１０で生成された電力が、負荷ＬＤに供給される。
【００１３】
なお、電力生成機構１１０は、原動機１２０によって駆動されるように原動機１２０と機械的に連結された連結状態と、原動機１２０から自己への動力の伝達が断たれる非連結状態とに切り替えることができる。非連結状態では、電力生成機構１１０での発電を行わずに、原動機１２０を作動させることができる。
【００１４】
また、発電機１４０は、この発電機１４０の稼働状況を表す複数の物理量を計測する計測部１３０を備える。計測部１３０は、原動機１２０の回転数を計測する回転数計測器１３１と、原動機１２０の内部における潤滑油の温度を検出する温度計測器１３２と、電力生成機構１１０が出力する電流及び電圧を計測する電流電圧計測器１３３とを含む。
【００１５】
運転制御装置１５０は、商用電源に停電若しくは電力不足が生じた場合、又は発電機１４０の試験運転が行われる場合に、まず、電力生成機構１１０が非連結状態に制御されている発電機１４０の、原動機１２０を起動させる。そして、運転制御装置１５０は、発電機１４０を稼働させたまま、電力生成機構１１０を連結状態に制御し、発電を開始させる。
【００１６】
運転制御装置１５０は、発電中においては、電力生成機構１１０から出力される電流及び電圧がそれぞれ目標値に収束するように、回転数計測器１３１、温度計測器１３２、及び電流電圧計測器１３３の計測結果を用いて、原動機１２０を制御する。
【００１７】
また、運転制御装置１５０は、商用電源が復帰した場合又は発電機１４０の試験運転が終了した場合には、まず、発電機１４０を稼働させたまま、電力生成機構１１０を非連結状態に制御して発電を停止させ、その後、原動機１２０を停止させる。以上のようにして、運転制御装置１５０は、発電機１４０を複数の異なる運転状態に制御する。
【００１８】
具体的には、運転制御装置１５０は、発電機１４０を、（ａ）原動機１２０が燃料を消費しておらず、起動を待っている待機状態、（ｂ）原動機１２０が電力生成機構１１０を駆動しており、電力生成機構１１０で発電した電力、即ち原動機１２０の運動エネルギから変換した電力を負荷ＬＤに送っている送電状態、（ｃ）待機状態から送電状態への移行途中の始動時過渡状態、及び（ｄ）送電状態から待機状態への移行途中の停止時過渡状態、に繰り替える制御を行う。
【００１９】
ここで、始動時過渡状態は、（ｃ１）原動機１２０から電力生成機構１１０へと動力を伝達することなく、即ち運動エネルギを電力に変換する発電を行わずに、原動機１２０の回転数を次第に上昇させる始動直後状態、及び（ｃ２）同様に発電を行わずに、原動機１２０の回転数を一定に保つ送電前アイドリング状態、に分けられる。
【００２０】
また、停止時過渡状態は、（ｄ１）同様に発電を行わずに、原動機１２０の回転数を一定に保つ送電後アイドリング状態、及び（ｄ２）同様に発電を行わずに、原動機１２０の回転数を次第に低下させる停止直前状態、に分けられる。
【００２１】
以上説明した非常用発電装置１００には、通信回線ＮＥを介して、監視装置２００が通信可能に接続されている。即ち、発電システム３００は、非常用発電装置１００の稼働状況を遠隔から監視する監視装置２００も備える。なお、通信回線ＮＥには、Ethernet（登録商標）やRS485といった規格のものを使用できる。
【００２２】
運転制御装置１５０は、発電機１４０を制御する役割の他、計測部１３０の計測結果である計測データＤＡを、通信回線ＮＥを通じて、監視装置２００にリアルタイムに出力する役割も担う。計測データＤＡには、回転数計測器１３１で計測された原動機１２０の回転数を表す回転数データと、温度計測器１３２で計測された原動機１２０の潤滑油の温度を表す温度データとが含まれる。
【００２３】
また、運転制御装置１５０は、発電機１４０が現在とるべき運転状態を表す運転状態データＤＢを、通信回線ＮＥを通じて、監視装置２００にリアルタイムに出力する役割も担う。運転状態データＤＢは、運転制御装置１５０が発電機１４０を現在、上述した待機状態、送電状態、始動直後状態、始動時アイドリング状態、停止時アイドリング状態、及び停止直前状態のいずれの運転状態に制御しているかを表す。
【００２４】
監視装置２００は、運転制御装置１５０及び通信回線ＮＥを介して計測部１３０から取得する計測データＤＡと、通信回線ＮＥを介して運転制御装置１５０から取得する運転状態データＤＢとを用いて、発電機１４０の健全性を評価する健全性評価装置としての役割を果たす。
【００２５】
本実施形態に係る監視装置２００は、計測データＤＡのみならず、運転状態データＤＢも用いることにより、発電機１４０が正しい運転状態、即ち運転制御装置１５０が制御しようとしている運転状態にあるか否かという観点から、発電機１４０の健全性を評価する構成を最大の特徴としている。以下、監視装置２００の構成を具体的に説明する。
【００２６】
図２に示すように、監視装置２００は、通信回線ＮＥに接続されて図１に示した運転制御装置１５０との間のデータ通信を担う通信部２１０を備える。上述した計測データＤＡ及び運転状態データＤＢは、通信部２１０を介して、監視装置２００に取り込まれる。
【００２７】
また、監視装置２００は、計測データＤＡ及び運転状態データＤＢを用いて図１に示した発電機１４０の健全を評価する健全性評価処理の手順を規定した健全性評価プログラム２２１と、健全性評価処理において行う判定に必要な各種基準値を表す基準値データ２２２と、を記憶する記憶手段としての補助記憶部２２０を備える。
【００２８】
また、監視装置２００は、健全性評価処理の評価結果を出力する評価結果出力手段としての表示部２３０を備える。表示部２３０は、ユーザに対して評価結果を視覚的に出力するディスプレイによって構成されている。
【００２９】
また、監視装置２００は、補助記憶部２２０から健全性評価プログラム２２１を読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２４０と、ＣＰＵ２４０が健全性評価プログラム２２１及び各種データを一時的に蓄えておくための主記憶部２５０とを備える。
【００３０】
ＣＰＵ２４０は、健全性評価プログラム２２１を実行することにより、協働して健全性評価処理を行う図３に示す各部として機能する。以下、図３を参照し、ＣＰＵ２４０によって実現される監視装置２００の機能について説明する。
【００３１】
図３に示すように、ＣＰＵ２４０は、運転状態データＤＢを取得する運転状態データ取得手段としての運転状態データ取得部２４１、及び計測データＤＡを取得する計測データ取得手段としての計測データ取得部２４２の機能を果たす。
【００３２】
また、ＣＰＵ２４０は、計測データ取得部２４２で取得された計測データＤＡと、運転状態データ取得部２４１で取得された運転状態データＤＢとを用いて、図１に示す発電機１４０の健全性を評価する健全性評価手段としての健全性評価部２４７の機能を果たす。
【００３３】
健全性評価部２４７は、計測データ取得部２４２で取得された計測データＤＡを用いて図１に示す発電機１４０の運転状態を推定し、かつその推定結果である推定運転状態と、運転状態データ取得部２４１で取得された運転状態データＤＢが表す運転状態である目標運転状態と、の比較に基づいて、図１に示す発電機１４０の健全性を評価する。以下、健全性評価部２４７の構成を具体的に説明する。
【００３４】
健全性評価部２４７は、計測データ取得部２４２によって取得された計測データＤＡのうち、図１に示す回転数計測器１３１で計測された原動機１２０の回転数を表す回転数データＤＡ１を用いて、回転数の差分を算出する回転数差分算出部２４３を有する。なお、回転数の差分は、原動機１２０の回転数の、単位時間あたりの変化量を表す。
【００３５】
また、健全性評価部２４７は、計測データ取得部２４２によって取得された計測データＤＡのうち、図１に示す温度計測器１３２で計測された原動機１２０の温度を表す温度データＤＡ２を用いて、温度の差分を算出する温度差分算出部２４４を有する。なお、温度の差分は、原動機１２０の温度の、単位時間あたりの変化量を表す。
【００３６】
また、健全性評価部２４７は、回転数データＤＡ１、回転数差分算出部２４３の算出結果、温度データＤＡ２、及び温度差分算出部２４４の算出結果を用いて、図１に示す発電機１４０が現在とっている運転状態を推定する運転状態推定部２４５を有する。以下、運転状態推定部２４５が行う運転状態推定処理について説明する。
【００３７】
（ａ）回転数データＤＡ１が表す原動機１２０の回転数がゼロであり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が安定していることを表す定常温度差分幅に収まる場合は、原動機１２０が停止していると考えられる。従って、この場合、運転状態推定部２４５は、発電機１４０が待機状態にあると推定する。
【００３８】
（ｂ）また、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分の絶対値が、原動機１２０の回転数が安定していると言える程小さく、回転数データＤＡ１が表す原動機１２０の回転数が、原動機１２０が正常に作動中であることを表す正常回転数幅に収まり、かつ温度データＤＡ２が表す原動機１２０の温度が、正常に作動していることを表す送電中正常温度幅に収まる場合には、発電機１４０が送電を行っていると考えられる。従って、この場合、運転状態推定部２４５は、発電機１４０が送電状態にあると推定する。
【００３９】
（ｃ１）また、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分が、原動機１２０の回転数が適正に上昇中であることを表す上昇回転数差分幅に収まり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が適正に上昇中であることを表す上昇温度差分幅に収まる場合には、原動機１２０が起動された直後であると考えられる。従って、この場合、運転状態推定部２４５は、発電機１４０が始動直後状態にあると推定する。
【００４０】
（ｃ２）また、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分の絶対値が、原動機１２０の回転数が安定していると言える程小さく、回転数データＤＡ１が表す原動機１２０の回転数が、正常に作動中であることを表す正常回転数幅に収まり、温度データＤＡ２が表す原動機１２０の温度が、送電前に行うアイドリング時の値の範囲である送電前アイドリング温度幅に収まり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が緩やかに上昇中又は飽和したことを表す緩上昇温度差分幅に収まる場合には、原動機１２０が送電前のアイドリングを行っていると考えられる。従って、この場合、運転状態推定部２４５は、発電機１４０が送電前アイドリング状態にあると推定する。
【００４１】
（ｄ１）また、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分の絶対値が、原動機１２０の回転数が安定していると言える程小さく、回転数データＤＡ１が表す原動機１２０の回転数が、正常に作動中であることを表す正常回転数幅に収まり、温度データＤＡ２が表す原動機１２０の温度が、送電後に行うアイドリング時の値の範囲である送電後アイドリング温度幅に収まり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が緩やかに下降中又は飽和したことを表す緩下降温度差分幅に収まる場合には、原動機１２０が送電後のアイドリングを行っていると考えられる。従って、この場合、運転状態推定部２４５は、発電機１４０が送電後アイドリング状態にあると推定する。
【００４２】
（ｄ２）また、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分が、原動機１２０の回転数が適正に下降中であることを表す下降回転数差分幅に収まり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が適正に下降中であることを表す下降温度差分幅に収まる場合は、原動機１２０が停止する直前であると考えられる。従って、この場合、運転状態推定部２４５は、発電機１４０が停止直前状態にあると推定する。
【００４３】
なお、以上説明した定常温度差分幅、送電中正常温度幅、上昇温度差分幅、下降温度差分幅、送電前アイドリング温度幅、送電後アイドリング温度幅、緩上昇温度差分幅、緩下降温度差分幅、正常回転数幅、上昇回転数差分幅、及び下降回転数差分幅の各々の上限値及び下限値は予め定められており、図２に示す基準値データ２２２として、補助記憶部２２０に記憶されている。
【００４４】
また、健全性評価部２４７は、運転状態推定部２４５で推定された運転状態である推定運転状態と、運転状態データ取得部２４１で取得された運転状態データＤＢが表す運転状態である目標運転状態と、が一致するか否かを判定する判定部２４６を有する。
【００４５】
判定部２４６で、推定運転状態と目標運転状態とが一致すると判定された場合は、発電機１４０が運転制御装置１５０の指令通りに動作していることを表すので、発電機１４０は健全であると言える。従って、この場合、判定部２４６は、発電機１４０が健全である旨を表示部２３０に表示させる。
【００４６】
一方、判定部２４６で、推定運転状態と目標運転状態とが一致しないと判定された場合は、発電機１４０が運転制御装置１５０の制御通りに動作していないことを表すので、発電機１４０は健全であるとは言えない。従って、この場合、判定部２４６は、発電機１４０に異常がある旨を表示部２３０に表示させる。
【００４７】
以上説明した図３に示す各部の協働によって行われる健全性評価処理について、以下、図４を参照して具体的に説明する。
【００４８】
図４に示すように、まず、計測データ取得部２４２が、運転制御装置１５０及び通信回線ＮＥを介して、計測部１３０から計測データＤＡをリアルタイムに取得すると共に、運転状態データ取得部２４１が、通信回線ＮＥを介して、運転制御装置１５０から運転状態データＤＢをリアルタイムに取得する（ステップＳ１００）。
【００４９】
次に、回転数差分算出部２４３が、計測データＤＡのうちの回転数データＤＡ１が表す回転数の差分を算出すると共に、温度差分算出部２４４が、計測データＤＡのうちの温度データＤＡ２が表す温度の差分を算出する。そして、それらの算出結果、並びに回転数データＤＡ１及び温度データＤＡ２に基づいて、運転状態推定部２４５が、発電機１４０の現在の運転状態を推定する運転状態推定処理を行う（ステップＳ２００）。
【００５０】
運転状態推定部２４５が運転状態推定処理において発電機１４０の運転状態を推定することができた場合は（ステップＳ３００；ＹＥＳ）、判定部２４６が、ステップＳ２００で推定された運転状態である推定運転状態と、ステップＳ１００で運転状態データ取得部２４１によって取得された運転状態データＤＢが表す運転状態である目標運転状態と、が一致するか否かを判定する（ステップＳ４００）。
【００５１】
判定部２４６は、推定運転状態と目標運転状態とが一致する場合は（ステップＳ４００；ＹＥＳ）、発電機１４０が運転制御装置１５０の制御通りに動作していることを表すので、発電機１４０が健全である旨を表示部２３０に表示させる（ステップＳ５００）。この場合の表示部２３０の表示態様の例を図５Ａに示す。
【００５２】
図５Ａに示すように、表示部２３０には、発電機１４０が健全である旨だけでなく、目標運転状態と推定運転状態とが具体的に示され、両者が一致している旨も表示される。このため、ユーザは、発電機１４０が現在どのような運転状態にあるのかも把握できる。
【００５３】
一方、図４のステップＳ４００で、推定運転状態と目標運転状態とが一致しない場合は（ステップＳ４００；ＮＯ）、発電機１４０が運転制御装置１５０の指令通りに動作していないことを表すので、判定部２４６は、発電機１４０に異常がある旨を表示部２３０に表示させる（ステップＳ６００）。この場合の表示部２３０の表示態様の例を図５Ｂに示す。
【００５４】
図５Ｂに示すように、表示部２３０には、単に発電機１４０に異常がある旨だけでなく、目標運転状態と推定運転状態とが具体的に示され、両者が不一致である旨も表示される。このため、ユーザは、発電機１４０がどのような局面で異常を発現しているのかも把握できる。具体的には、ユーザは、発電機１４０は本来、目標運転状態である始動直後状態にあるべきであるところ、現実には、推定運転状態である停止直前状態をとっている、ということを把握できる。
【００５５】
一方、図４のステップＳ３００で、運転状態推定部２４５が発電機１４０の運転状態を推定することができなかった場合（ステップＳ３００；ＮＯ）、発電機１４０が運転制御装置１５０の制御通りに動作しているとは言えないので、判定部２４６は、発電機１４０に異常がある旨を表示部２３０に表示させる（ステップＳ７００）。この場合の表示部２３０の表示態様の例を図５Ｃに示す。
【００５６】
図５Ｃに示すように、表示部２３０には、単に発電機１４０に異常がある旨だけでなく、発電機１４０の運転状態を推定することが不可能であった旨も表示される。また、目標運転状態も表示されるので、ユーザは、どのような局面で発電機１４０に異常が生じたのかも把握することができる。具体的には、ユーザは、発電機１４０が、目標運転状態である始動前アイドリング状態にあるべき局面で異常を発現した、ということを把握できる。
【００５７】
なお、図４のステップＳ５００、Ｓ６００、及びＳ７００で、発電機１４０の健全性の評価結果が表示部２３０に表示された後は、再びステップＳ１００に戻って、同じ処理が繰り返される。このようにして、発電機１４０の健全性の評価と、その評価結果の表示出力とがリアルタイムに繰り返し行われる。
【００５８】
以下、図４のステップＳ２００で運転状態推定部２４５が行う運転状態推定処理について、図６Ａ−図６Ｃを参照して具体的に説明する。
【００５９】
図６Ａに示すように、運転状態推定部２４５は、まず、原動機１２０の回転数が変動中であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、ステップＳ２０１で運転状態推定部２４５は、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分が、ゼロ以外の値であるか否かを判定する。
【００６０】
そして、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の回転数が変動中である場合には（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、原動機１２０の回転数が適正に上昇中であるか否かをさらに判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、ステップＳ２０２では運転状態推定部２４５は、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分が、回転数が適正に上昇中であることを表す上昇回転数差分幅に収まるか否かを判定する。
【００６１】
次に、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の回転数が適正に上昇中である場合には（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、原動機１２０の温度が適正に上昇中であるか否かをさらに判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、ステップＳ２０３で運転状態推定部２４５は、温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が適正に上昇中であることを表す上昇温度差分幅に収まるか否かを判定する。
【００６２】
運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が適正に上昇中である場合は（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、推定運転状態を始動直後状態に定め（ステップＳ２０４）、本処理を終了する。一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が適正に上昇中でない場合は（ステップＳ２０３；ＮＯ）、発電機１４０の運転状態の推定が不可能であると判断し（ステップＳ２０５）、本処理を終了する。
【００６３】
また、運転状態推定部２４５は、ステップＳ２０２で原動機１２０の回転数が適正に上昇中ではない場合には（ステップＳ２０２；ＮＯ）、原動機１２０の回転数が適正に下降中か否かを判定する（ステップＳ２０６）。具体的には、ステップＳ２０６では運転状態推定部２４５は、回転数差分算出部２４３で算出された回転数の差分が、回転数が適正に下降中であることを表す下降回転数差分幅に収まるか否かを判定する。
【００６４】
運転状態推定部２４５は、原動機１２０の回転数が適正に下降中でない場合は（ステップＳ２０６；ＮＯ）、発電機１４０の運転状態の推定が不可能であると判断し（ステップＳ２０７）、本処理を終了する。
【００６５】
一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の回転数が適正に下降中である場合には（ステップＳ２０６；ＹＥＳ）、原動機１２０の温度が適正に下降中であるか否かをさらに判定する（ステップＳ２０８）。具体的には、ステップＳ２０８で運転状態推定部２４５は、温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が適正に下降中であることを表す下降温度差分幅に収まるか否かを判定する。
【００６６】
運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が適正に下降中である場合は（ステップＳ２０８；ＹＥＳ）、推定運転状態を停止直前状態に定め（ステップＳ２０９）、本処理を終了する。一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が適正に下降中でない場合は（ステップＳ２０８；ＮＯ）、発電機１４０の運転状態の推定が不可能であると判断し（ステップＳ２１０）、本処理を終了する。
【００６７】
一方、運転状態推定部２４５は、ステップＳ２０１で、原動機１２０の回転数が変動中でなく、安定していると判断される場合には（ステップＳ２０１；ＮＯ）、図６Ｂに示すフローに移行する。以下、具体的に説明する。
【００６８】
図６Ｂに示すように、運転状態推定部２４５は、回転数データＤＡ１が表す原動機１２０の回転数がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。そして、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の回転数がゼロである場合には（ステップＳ２１１；ＹＥＳ）、原動機１２０の温度が安定しているか否かを判定する（ステップＳ２１２）。具体的には、ステップＳ２１２で運転状態推定部２４５は、温度差分算出部２４４で算出された温度の差分の絶対値が、温度が安定していると言える程小さいか否かを判定する。
【００６９】
そして、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が安定している場合は（ステップＳ２１２；ＹＥＳ）、推定運転状態を待機状態に定め（ステップＳ２１３）、本処理を終了する。一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が安定していない場合は（ステップＳ２１２；ＮＯ）、発電機１４０の運転状態の推定が不可能であると判断し（ステップＳ２１４）、本処理を終了する。
【００７０】
一方、運転状態推定部２４５は、ステップＳ２１１で回転数がゼロでない場合は（ステップＳ２１１；ＮＯ）、図６Ｃに示すフローに移行する。以下、具体的に説明する。
【００７１】
図６Ｃに示すように、運転状態推定部２４５は、回転数データＤＡ１が表す原動機１２０の回転数が、正常に作動中であることを表す正常回転数幅に収まるか否かを判定する（ステップＳ２１５）。運転状態推定部２４５は、回転数が正常回転数幅に収まらない場合は（ステップＳ２１５；ＮＯ）、発電機１４０の運転状態の推定が不可能であると判断し（ステップＳ２１６）、本処理を終了する。
【００７２】
一方、運転状態推定部２４５は、回転数が正常回転数幅に収まる場合は（ステップＳ２１５；ＹＥＳ）、温度データＤＡ２が表す原動機１２０の温度が、原動機１２０が正常に作動していることを表す送電中正常温度幅に収まるか否かを判定する（ステップＳ２１７）。運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が送電中正常温度幅に収まる場合は（ステップＳ２１７；ＹＥＳ）、推定運転状態を送電状態に定め（ステップＳ２１８）、本処理を終了する。
【００７３】
一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が送電中正常温度幅に収まらない場合は（ステップＳ２１７；ＮＯ）、温度データＤＡ２が表す原動機１２０の温度が、送電前に行うアイドリング時の値の範囲である送電前アイドリング温度幅に収まり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が緩やかに上昇中又は飽和したことを表す緩上昇温度差分幅に収まるか否かを判定する（ステップＳ２１９）。
【００７４】
運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が送電前アイドリング温度幅に収まり、かつ温度の差分が緩上昇温度差分幅に収まる場合は（ステップＳ２１９；ＹＥＳ）、推定運転状態を送電前アイドリング状態に定め（ステップＳ２２０）、本処理を終了する。
【００７５】
一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が送電前アイドリング温度幅に収まらないか、又は温度の差分が緩上昇温度差分幅に収まらない場合は（ステップＳ２１９；ＮＯ）、温度データＤＡ２が表す原動機１２０の温度が、送電後に行うアイドリング時の値の範囲である送電後アイドリング温度幅に収まり、かつ温度差分算出部２４４で算出された温度の差分が、原動機１２０の温度が緩やかに下降中又は飽和したことを表す緩下降温度差分幅に収まるか否かを判定する（ステップＳ２２１）。
【００７６】
運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が送電後アイドリング温度幅に収まらないか、又は温度の差分が緩下降温度差分幅に収まらない場合は（ステップＳ２２１；ＮＯ）、発電機１４０の運転状態の推定が不可能であると判断し（ステップＳ２２２）、本処理を終了する。
【００７７】
一方、運転状態推定部２４５は、原動機１２０の温度が送電後アイドリング温度幅に収まり、かつ温度の差分が緩下降温度差分幅に収まる場合は（ステップＳ２２１；ＹＥＳ）、推定運転状態を送電後アイドリング状態に定め（ステップＳ２２３）、本処理を終了する。
【００７８】
以上説明したように本実施形態によれば、健全性評価部２４７が、発電機１４０の運転状態の推定に先立って、計測データＤＡを用いて発電機１４０の運転状態の推定が可能か否かの判定を行い、推定が不可能な場合には、発電機１４０に異常があると評価する。このため、発電機１４０がいずれの運転状態にも該当しない状態をとっている場合に、異常を検出できる。
【００７９】
また、健全性評価部２４７は、発電機１４０の運転状態の推定が可能な場合でも、計測データＤＡを用いて推定した推定運転状態と、運転状態データＤＢが表す目標運転状態とを比較することで、発電機１４０が目標運転状態にあるか否か、即ち発電機１４０が運転制御装置１５０の制御通りに動作しているか否かという観点から、発電機１４０の健全性を評価する。
【００８０】
このため、計測データＤＡが表す物理量の変動の仕方自体に問題はないが、発電機１４０が運転制御装置１５０の制御通りには動作していない、という異常事態ももれなく検出できる。従って、計測データＤＡのみを監視する従来に比べて、発電機１４０の健全性を正確に評価できる。
【００８１】
［実施形態２］
上記実施形態１では、健全性評価部２４７が、発電機１４０の健全性をリアルタイムに繰り返し評価した。健全性評価部２４７は、このようなリアルタイムに繰り返す第１評価に加えて、複数回分の第１評価の結果を用いて健全性を再評価する第２評価を行ってもよい。以下、その具体例について説明する。
【００８２】
図７に示すように、本実施形態では、健全性評価部２４７が、図４のステップＳ４００で推定運転状態と目標運転状態とが一致するか否かの判定（以下、リアルタイム判定という。）を行う度に、そのリアルタイム判定の結果を、過去評価結果データ２２３として、補助記憶部２２０に書き込む。
【００８３】
また、本実施形態では、ＣＰＵ２４０が、過去評価結果データ２２３を用いて発電機１４０の健全性を再評価するための演算を行う一致割合算出部２４８の機能を有する。具体的には、一致割合算出部２４８は、過去評価結果データ２２３が表す過去の複数回分のリアルタイム判定の結果における、推定運転状態と目標運転状態とが一致すると判定した回数の割合（以下、一致割合という。）を算出する。
【００８４】
ここで、複数回分のリアルタイム判定とは、具体的には、目標運転状態が、待機状態から、始動直後状態、送電前アイドリング状態、送電状態、送電後アイドリング状態、及び停止直前状態を経て、再び待機状態に戻るまでの間に行われたリアルタイム判定を指す。また、一致割合算出部２４８は、算出した一致割合を表示部２３０に表示出力させる。
【００８５】
図８に示すように、表示部２３０には、一致割合が具体的な数値として表示される。一致割合は、発電機１４０の健全性の程度を定量的に表す指標である。このため、本実施形態によれば、専門知識及び保守経験の少ないユーザでも、発電機１４０の健全性を定量的に把握できる。これら以外の構成及び作用は、実施形態１と同様である。
【００８６】
［実施形態３］
上記実施形態１では、健全性評価部２４７によって、発電機１４０の運転状態を推定するための基準として用いられ、計測データＤＡ及びそれに差分を施した結果と比較される図２に示す基準値データ２２２が、予め設定された値に固定されたものであった。基準値データ２２２は、ユーザが柔軟に変更できるものであってもよい。以下、その具体例について説明する。
【００８７】
図９に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ２４０が、基準値データ２２２を調整する基準値データ調整手段としてのパラメータ調整部２４９の機能を有する。また、本実施形態では、監視装置２００が、基準値データ２２２を指定するための入力部２６０を有する。パラメータ調整部２４９は、表示部２３０及び入力部２６０と共に、基準値データ２２２を調整する調整環境をユーザに提供するグラフィカルユーザインタフェースを構成する。
【００８８】
ユーザは、基準値データ２２２としての、上述した定常温度差分幅、送電中正常温度幅、上昇温度差分幅、下降温度差分幅、送電前アイドリング温度幅、送電後アイドリング温度幅、緩上昇温度差分幅、緩下降温度差分幅、正常回転数幅、上昇回転数差分幅、並びに下降回転数差分幅の各々の上限値及び下限値を、入力部２６０を用いて具体的な数値を入力したり、表示部２３０に提示される数値群から所望のものを選択したりすることにより、任意に調整できる。
【００８９】
本実施形態によれば、監視の対象とする非常用発電装置１００の機種又は設置の状況に応じて、ユーザが基準値データ２２２を柔軟に調整できる。このため、監視装置２００の汎用性を高めることができる。これら以外の構成及び作用は、実施形態１と同様である。
【００９０】
［実施形態４］
上記実施形態１では、図１に示す発電機１４０の、運転制御装置１５０の制御指令に対する応答時間について言及しなかったが、図３に示す健全性評価部２４７は、発電機１４０の上記応答時間を考慮して、発電機１４０の運転状態を推定してもよい。以下、その具体例について説明する。
【００９１】
図１０に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ２４０が、計測データ取得部２４２で取得された計測データＤＡを、運転状態データ取得部２４１で取得された運転状態データよりも予め定められた遅延時間だけ遅らせて、健全性評価部２４７に与える遅延部ＴＬの機能を有する。
【００９２】
つまり、健全性評価部２４７は、図１に示す運転制御装置１５０が運転状態データＤＢを運転状態データ取得部２４１に出力した時刻よりも遅延時間だけ後の時刻の計測データＤＡを用いて、発電機１４０の運転状態を推定する。
【００９３】
ここで、遅延時間は、図１に示す運転制御装置１５０の制御指令が発電機１４０に与えられた時点から、その制御指令が発電機１４０の動作に反映されるまでに要する応答時間に相当する時間幅に定められる。このように、本実施形態によれば、健全性評価部２３７において、発電機１４０の応答時間を考慮して運転状態が推定される。このため、健全性の評価の正確さをいっそう高めることができる。
【００９４】
また、図１０に示すように、本実施形態に係るパラメータ調整部２４９は、遅延部ＴＬにおける上述した遅延時間を調整する遅延時間調整手段としての役割も果たす。パラメータ調整部２４９は、表示部２３０及び入力部２６０と共に、上述した遅延時間を調整する調整環境をユーザに提供するグラフィカルユーザインタフェースを構成する。
【００９５】
ユーザは、入力部２６０を用いて具体的な時間幅を入力したり、表示部２３０に提示される時間幅群から所望のものを選択したりすることにより、上述した遅延時間を任意に調整できる。つまり、監視の対象とする非常用発電装置１００の機種又は設置の状況に応じて、ユーザが上述した遅延時間を柔軟に調整できる。このため、監視装置２００の汎用性を高めることができる。これら以外の構成及び作用は、実施形態１と同様である。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明はこれに限られず、以下に述べる変形も可能である。
【００９７】
上記実施形態１では、計測データＤＡのうちの温度データＤＡ２として、原動機１２０の潤滑油の温度を表すデータを用いたが、これに限らず、原動機１２０における冷却水の温度、又は原動機１２０の排気ガスの温度といった、原動機１２０の稼働状況を表す温度のデータを、温度データＤＡ２として用いてもよい。また、計測データＤＡが表す物理量は、発電機１４０の稼働状況を表すものであればよく、特に温度及び回転数に限定されない。計測データＤＡが表す物理量は、原動機１２０の振動の振幅であってもよい。
【００９８】
上記実施形態１では、原動機１２０がディーゼルエンジンによって構成されていたが、原動機１２０は、電力に変換される運動エネルギを生成する機関であれば特に限定されない。原動機１２０は、ガソリンエンジンであってもよいし、ガスエンジンであってもよいし、ガスタービンであってもよい。
【００９９】
上記実施形態１では、健全性評価部２４７の評価の結果が、表示部２３０への表示によって出力されたが、これに代えて又はこれと共に、健全性評価部２４７の評価の結果が、音声の形態で出力されてもよい。
【０１００】
上記実施形態１では、図１に示したように、監視装置２００が、通信回線ＮＥを介して非常用発電装置１００と通信可能に接続されて、非常用発電装置１００を遠隔から監視する場合について述べた。通信回線ＮＥは、専用回線であってもよいし、公衆通信回線を含むものであってもよい。また、監視装置２００は、公衆通信回線を介することなく、非常用発電装置１００と同じ場所に設置されてもよい。
【０１０１】
上記各実施形態に係る監視装置２００は、既存のコンピュータで実現することができる。即ち、図２に示す健全性評価プログラム２２１をコンピュータにインストールすることにより、そのコンピュータを監視装置２００として機能させることができる。健全性評価プログラム２２１は、通信ネットワークを介して配布してもよいし、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１００…非常用発電装置（発電装置）、１１０…電力生成機構、１２０…原動機、１３０…計測部、１３１…回転数計測器、１３２…温度計測器、１３３…電流電圧計測器、１４０…発電機、１５０…運転制御装置、２００…監視装置、２１０…通信部、２２０…補助記憶部（記憶手段）、２２１…健全性評価プログラム、２２２…基準値データ、２２３…過去評価結果データ、２３０…表示部（出力手段）、２４０…ＣＰＵ、２４１…運転状態データ取得部（運転状態データ取得手段）、２４２…計測データ取得部（計測データ取得手段）、２４３…回転数差分算出部、２４４…温度差分算出部、２４５…運転状態推定部、２４６…判定部、２４７…健全性評価部（健全性評価手段）、２４８…一致割合算出部、２４９…パラメータ調整部（基準値データ調整手段、遅延時間調整手段）、２５０…主記憶部、２６０…入力部、３００…発電システム、ＬＤ…負荷、ＮＥ…通信回線、ＤＡ…計測データ、ＤＡ１…回転数データ、ＤＡ２…温度データ、ＤＢ…運転状態データ、ＴＬ…遅延部。
【図１】
2019121299.tif 000003
【図２】
2019121299.tif 000004
【図３】
2019121299.tif 000005
【図４】
2019121299.tif 000006
【図５Ａ】
2019121299.tif 000007
【図５Ｂ】
2019121299.tif 000008
【図５Ｃ】
2019121299.tif 000009
【図６Ａ】
2019121299.tif 000010
【図６Ｂ】
2019121299.tif 000011
【図６Ｃ】
2019121299.tif 000012
【図７】
2019121299.tif 000013
【図８】
2019121299.tif 000014
【図９】
2019121299.tif 000015
【図１０】
2019121299.tif 000016