(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンにより発電機を駆動する第１の運転モード、前記タービンにより前記発電機を駆動しない第２の運転モードの何れかの運用モードを実行可能な発電設備の所定期間に亘る運転計画を策定する、発電設備の運転計画の策定システムであって、
予想売電価格が発電コストよりも高いか否かを判定する判定手段と、
前記所定期間の内、前記予想売電価格が前記発電コスト以下の場合、前記第１の運転モード，前記第２の運転モードのそれぞれについて、メンテナンス損失を含む損失指標を算出し、前記損失指標の小さい運用モードで前記発電設備が動作するように前記運転計画を策定する策定手段とを備え、
前記第２の運転モードは、前記タービンと前記発電機とを断切した状態で運転する無負荷運転モードと、前記タービンを停止する停止モードとを含み、
前記策定手段は、
前記第１の運転モード及び前記無負荷運転モードのそれぞれの前記メンテナンス損失を、第１重み付け係数を使用して決定し、
前記停止モードの前記メンテナンス損失を、第２重み付け係数を使用して決定し、
前記発電設備を構成する部品の起動回数についての寿命に対する前記発電設備の累積起動回数の比率が大きくなるほど、前記第１重み付け係数に対して前記第２重み付け係数を大きくし、
前記発電設備を構成する部品の運転時間についての寿命に対する前記発電設備の累積運転時間の比率が大きくなるほど、前記第２重み付け係数に対して前記第１重み付け係数を大きくする
ことを特徴とする、発電設備の運転計画策定システム。
【請求項２】
前記第１の運転モードに対応する前記損失指標は、前記予想売電価格と前記発電コストとの差分である売電損失を含み、
前記第２の運転モードに対応する前記損失指標は、前記発電機を駆動しないことにより生じる損失である運用損失を含む
ことを特徴とする、請求項１記載の発電設備の運転計画策定システム。
【請求項３】
タービンにより発電機を駆動する第１の運転モード、前記タービンにより前記発電機を駆動しない第２の運転モードの何れかの運用モードを実行可能な発電設備の所定期間に亘る運転計画を策定する、発電設備の運転計画の策定システムであって、
予想売電価格が発電コストよりも高いか否かを判定する判定手段と、
前記所定期間の内、前記予想売電価格が前記発電コスト以下の場合、前記第１の運転モード，前記第２の運転モードのそれぞれについて、損失指標を算出し、前記損失指標の小さい運用モードで前記発電設備が動作するように前記運転計画を策定する策定手段とを備え、
前記第１の運転モードに対応する前記損失指標は、前記予想売電価格と前記発電コストとの差分である売電損失を含み、
前記第２の運転モードに対応する前記損失指標は、前記発電機を駆動しないことにより生じる損失である運用損失を含み、
前記予想売電価格として、最低予想売電価格，平均予想売電価格及び最高予想売電価格の三つの価格を使用し、
前記判定手段は、前記最低予想売電価格，前記平均予想売電価格及び前記最高予想売電価格のそれぞれについて、前記発電コストとの比較を行って、前記予想売電価格が前記発電コストよりも高いか否かを判定し、
前記策定手段は、前記最低予想売電価格，前記平均予想売電価格及び前記最高予想売電価格のそれぞれについて、前記運用モードの中から、損失指標の最も少ない運用モードを選択する選択制御を行うことで、前記所定期間における仮運転計画を策定し、前記最低予想売電価格に基づく第１仮運転計画と、前記平均予想売電価格に基づく第２仮運転計画と、前記最高予想売電価格に基づく第３仮運転計画とを合成して、前記運転計画を策定する
ことを特徴とする、発電設備の運転計画策定システム。
【請求項４】
前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードの中から、最も多く選択されている前記運用モードを採用することで、前記合成を行う
ことを特徴とする、請求項３記載の発電設備の運転計画策定システム。
【請求項５】
前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードが何れも異なる場合には、前記第２仮運転計画において選択されている前記運用モードを採用することで、前記合成を行う
ことを特徴とする、請求項４記載の発電設備の運転計画策定システム。
【請求項６】
選択運用モード取得手段を備え、
前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードが何れも異なる場合には、前記選択運用モード取得手段により取得した前記運用モードを採用することで、前記合成を行う
ことを特徴とする、請求項４記載の発電設備の運転計画策定システム。
【請求項７】
推奨運用モード表示手段を備え、
前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードが何れも異なる場合には、前記推奨運用モード表示手段に、推奨運用モードとして、前記第２仮運転計画の前記運用モードを表示する
ことを特徴とする、請求項６記載の発電設備の運転計画策定システム。
【請求項８】
前記運用損失は、前記発電設備の起動時及び無負荷運転時に消費する発電に寄与しない燃料費を含む
ことを特徴とする、請求項２〜７の何れか一項に記載の発電設備の運転計画策定システム。
【請求項９】
タービンにより発電機を駆動する第１の運転モード、前記タービンにより前記発電機を駆動しない第２の運転モードの何れかの運用モードを実行可能な発電設備の所定期間に亘る運転計画を策定する、発電設備の運転計画の策定方法であって、
予想売電価格が発電コストよりも高いか否かを判定する判定工程と、
前記所定期間の内、前記予想売電価格が前記発電コスト以下の場合、前記第１の運転モード，前記第２の運転モードのそれぞれについて、メンテナンス損失を含む損失指標を算出し、前記損失指標の小さい運用モードで前記発電設備が動作するように運転計画を策定する策定工程とを備え、
前記第２の運転モードは、前記タービンと前記発電機とを断切した状態で運転する無負荷運転モードと、前記タービンを停止する停止モードとを含み、
前記策定工程では、
前記第１の運転モード及び前記無負荷運転モードのそれぞれの前記メンテナンス損失を、第１重み付け係数を使用して決定し、
前記停止モードの前記メンテナンス損失を、第２重み付け係数を使用して決定し、
前記発電設備を構成する部品の起動回数についての寿命に対する前記発電設備の累積起動回数の比率が大きくなるほど、前記第１重み付け係数に対して前記第２重み付け係数を大きくし、
前記発電設備を構成する部品の運転時間についての寿命に対する前記発電設備の累積運転時間の比率が大きくなるほど、前記第２重み付け係数に対して前記第１重み付け係数を大きくする
ことを特徴とする、発電設備の運転計画策定方法。
【請求項１０】
前記第１の運転モードに対応する損失指標は、売電価格と発電コストとの差分である売電損失を含み、
前記第２の運転モードに対応する損失指標は、前記発電機を駆動しないことにより生じる損失である運用損失を含む
ことを特徴とする、請求項９記載の発電設備の運転計画策定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電設備について発電コストと予想売電価格との比較に基づき所定期間における運転計画を策定する、発電設備の運転計画策定システム及び発電設備の運転計画策定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海外では電力自由化が促進されており、電力使用量の30[%]程度が電力卸売市場で取引されている国もある。電力卸売市場の仕組みは国で異なるが、例えば、１日前に、単位時間毎に入札を行う一日前市場(DAM : Day Ahead Market)と呼ばれる市場がある。電力卸売市場での売電価格は、電力の需要と供給とのバランスから決定し、時間によって大きく変動する。
このため、発電事業者が電力卸売市場に入札して利益を得るためには、売電価格ひいては電力の需要の変動に応じて如何に最適な運転を行えるかが重要である。
【０００３】
特許文献１には、期間毎の売電価格を設定するステップと、各期間で発電設備が取り得る運転状態を検出して当該運転状態に到達する遷移経路毎の利益を登録するステップと、最終的に利益を最大化することができる遷移経路に基づいて発電設備の運転計画を策定するステップとを有し、各期間毎の利益を電力販売により生じる利益から発電変動（契約発電量と実際の発電量とが相違する事象）に起因して生じる損失を減じて求めるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、発電変動に起因して生じる損失に着目して発電設備の運転計画を策定しているが、発電設備の運転によるホットパーツなどの消耗や発電設備の起動ストレスなどの潜在する損失については考慮されていない。これらの潜在する損失について考慮せずに発電設備の運転計画を策定すると、短期間における利益は得られるかもしれないが、消耗品の交換のインターバルや発電設備の各種点検のインターバルの短期化を招き、長期間にわたる損益を考えた場合、必ずしも利益性の高い運転計画が策定されるとはいえない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、利益性の高い運転計画を策定できるようにした、発電設備の運転計画策定システム及び発電設備の運転計画策定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】
【０００７】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の発電設備の運転計画策定システムは、タービンにより発電機を駆動する第１の運転モード、前記タービンにより前記発電機を駆動しない第２の運転モードの何れかの運用モードを実行可能な発電設備の所定期間に亘る運転計画を策定する、発電設備の運転計画の策定システムであって、予想売電価格が発電コストよりも高いか否かを判定する判定手段と、前記所定期間の内、前記予想売電価格が前記発電コスト以下の場合、前記第１の運転モード，前記第２の運転モードのそれぞれについて、メンテナンス損失を含む損失指標を算出し、前記損失指標の小さい運用モードで前記発電設備が動作するように前記運転計画を策定する策定手段とを備え、前記第２の運転モードは、前記タービンと前記発電機とを断切した状態で運転する無負荷運転モードと、前記タービンを停止する停止モードとを含み、前記策定手段は、前記第１の運転モード及び前記無負荷運転モードのそれぞれの前記メンテナンス損失を、第１重み付け係数を使用して決定し、前記停止モードの前記メンテナンス損失を、第２重み付け係数を使用して決定し、前記発電設備を構成する部品の起動回数についての寿命に対する前記発電設備の累積起動回数の比率が大きくなるほど、前記第１重み付け係数に対して前記第２重み付け係数を大きくし、前記発電設備を構成する部品の運転時間についての寿命に対する前記発電設備の累積運転時間の比率が大きくなるほど、前記第２重み付け係数に対して前記第１重み付け係数を大きくすることを特徴としている。
（２）前記第１の運転モードに対応する前記損失指標は、前記予想売電価格と前記発電コストとの差分である売電損失を含み、前記第２の運転モードに対応する前記損失指標は、前記発電機を駆動しないことにより生じる損失である運用損失を含むことが好ましい。
【０００９】
（３）本発明のもう一つの発電設備の運転計画策定システムは、タービンにより発電機を駆動する第１の運転モード、前記タービンにより前記発電機を駆動しない第２の運転モードの何れかの運用モードを実行可能な発電設備の所定期間に亘る運転計画を策定する、発電設備の運転計画の策定システムであって、予想売電価格が発電コストよりも高いか否かを判定する判定手段と、前記所定期間の内、前記予想売電価格が前記発電コスト以下の場合、前記第１の運転モード，前記第２の運転モードのそれぞれについて、損失指標を算出し、前記損失指標の小さい運用モードで前記発電設備が動作するように前記運転計画を策定する策定手段とを備え、前記第１の運転モードに対応する前記損失指標は、前記予想売電価格と前記発電コストとの差分である売電損失を含み、前記第２の運転モードに対応する前記損失指標は、前記発電機を駆動しないことにより生じる損失である運用損失を含み、前記予想売電価格として、最低予想売電価格，平均予想売電価格及び最高予想売電価格の三つの価格を使用し、前記判定手段は、前記最低予想売電価格，前記平均予想売電価格及び前記最高予想売電価格のそれぞれについて、前記発電コストとの比較を行って、前記予想売電価格が前記発電コストよりも高いか否かを判定し、前記策定手段は、前記最低予想売電価格，前記平均予想売電価格及び前記最高予想売電価格のそれぞれについて、前記運用モードの中から、損失指標の最も少ない運用モードを選択する選択制御を行うことで、前記所定期間における仮運転計画を策定し、前記最低予想売電価格に基づく第１仮運転計画と、前記平均予想売電価格に基づく第２仮運転計画と、前記最高予想売電価格に基づく第３仮運転計画とを合成して、前記運転計画を策定することが好ましい。
【００１０】
（４）前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードの中から、最も多く選択されている前記運用モードを採用することで、前記合成を行うことが好ましい。
【００１１】
（５）前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードが何れも異なる場合には、前記第２仮運転計画において選択されている前記運用モードを採用することで、前記合成を行うことが好ましい。
【００１２】
（６）選択運用モード取得手段を備え、前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードが何れも異なる場合には、前記選択運用モード取得手段により取得した前記運用モードを採用することで、前記合成を行うことが好ましい。
【００１３】
（７）推奨運用モード表示手段を備え、前記策定手段は、前記第１仮運転計画，前記第２仮運転計画及び前記第３仮運転計画のそれぞれにおいて同じ時刻に対して選択されている前記運用モードが何れも異なる場合には、前記推奨運用モード表示手段に、推奨運用モードとして、前記第２仮運転計画の前記運用モードを表示することが好ましい。
（８）前記運用損失は、前記発電設備の起動時及び無負荷運転時に消費する発電に寄与しない燃料費を含むことが好ましい。
【００１４】
（９）上記の目的を達成するために、本発明の発電設備の運転計画策定方法は、タービンにより発電機を駆動する第１の運転モード、前記タービンにより前記発電機を駆動しない第２の運転モードの何れかの運用モードを実行可能な発電設備の所定期間に亘る運転計画を策定する、発電設備の運転計画の策定方法であって、予想売電価格が発電コストよりも高いか否かを判定する判定工程と、前記所定期間の内、前記予想売電価格が前記発電コスト以下の場合、前記第１の運転モード，前記第２の運転モードのそれぞれについて、メンテナンス損失を含む損失指標を算出し、前記損失指標の小さい運用モードで前記発電設備が動作するように運転計画を策定する策定工程とを備え、前記第２の運転モードは、前記タービンと前記発電機とを断切した状態で運転する無負荷運転モードと、前記タービンを停止する停止モードとを含み、前記策定工程では、前記第１の運転モード及び前記無負荷運転モードのそれぞれの前記メンテナンス損失を、第１重み付け係数を使用して決定し、前記停止モードの前記メンテナンス損失を、第２重み付け係数を使用して決定し、前記起動回数についての寿命に対する前記累積起動回数の比率が大きくなるほど、前記第１重み付け係数に対して前記第２重み付け係数を大きくし、前記発電設備を構成する部品の運転時間についての寿命に対する前記発電設備の累積運転時間の比率が大きくなるほど、前記第２重み付け係数に対して前記第１重み付け係数を大きくすることを特徴としている。
（１０）前記第１の運転モードに対応する損失指標は、売電価格と発電コストとの差分である売電損失を含み、前記第２の運転モードに対応する損失指標は、前記発電機を駆動しないことにより生じる損失である運用損失を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、予想売電価格が発電コストよりも高い収益期間については売電運転モードが選択され、予想売電価格が発電コスト以下の損失期間については、売電運転モード，無負荷運転モード及び停止モードの中から最も損失指標の少ない運用モードが選択される。損失指標は、売電損失に加えて、メンテナンス損失及び売電に寄与しない運用損失を考慮したものなので、メンテナンスによる潜在的な損失や売電に寄与しない運用損失による損失が考慮された利益性の高い運転計画を策定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の発電設備の運転計画策定システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る策定手段を説明するための模式図であって、縦軸を電力単価とし横軸を時間とするグラフに、予想売電価格ラインL_Pe（予想売電価格Pe）及び発電コストCpをプロットするとともに、運転計画を並べて示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る売電運転モードにおいて、予想売電価格Pe，発電コストCp，発電負荷Le及びタービン回転速度ωtと、損失指標Jの計算式とを並べて示す模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る無負荷運転モードにおいて、予想売電価格Pe，発電コストCp，発電負荷Le及びタービン回転速度ωtと、損失指標Jの計算式とを並べて示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る停止モードにおいて、予想売電価格Pe，発電コストCp，発電負荷Le及びタービン回転速度ωtと、損失指標Jの計算式とを並べて示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る発電設備の運転計画策定方法を説明するための模式的なフローチャートである。
【図７】（ａ）,（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る重み係数を決定するためのマップである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る策定手段の追加機能を説明するための模式図であって、縦軸を電力単価とし横軸を時間とするグラフに、予想売電価格Pe1,Pe2,Pe3及び発電コストCpをプロットするとともに、運転計画を並べて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
以下に示す各実施形態では、発電設備の運転計画策定システムを、一日前市場の入札に際して発電設備の24時間（所定期間）に亘る運転計画を策定するのに適用した例を説明する。
【００１８】
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００１９】
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
本発明の第１実施形態に係る発電設備の運転計画策定システムの全体構成を、図１〜５を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の発電設備の運転計画策定システムの構成を示す機能ブロック図である。
図２は、縦軸を電力単価とし横軸を時間とするグラフに、予想売電価格ラインL_Pe（予想売電価格Pe）及び発電コストCpをプロットするとともに、運転計画を並べて示す図である。
図３は、売電運転モードにおいて、予想売電価格Pe，発電コストCp，発電負荷Le及びタービン回転速度ωtと、損失指標Jの計算式とを並べて示す図である。
図４は、無負荷運転モードにおいて、予想売電価格Pe，発電コストCp，発電負荷Le及びタービン回転速度ωtと、損失指標Jの計算式とを並べて示す図である。
図５は、停止モードにおいて、予想売電価格Pe，発電コストCp，発電負荷Le及びタービン回転速度ωtと、損失指標Jの計算式とを並べて示す図である。
【００２０】
本実施形態の発電設備の運転計画策定システム（以下、単に策定システムともいう）１は、図１に示すように、策定装置２と、策定装置２に各種の情報を入力する入力手段３と、策定装置２から各種情報を出力する表示手段４とを備えて構成されている。
なお、入力手段３や表示手段４は、策定装置２とインターネットなどの通信回線を介して接続するようにしても良い。
【００２１】
策定装置２は、予想売電価格設定手段２１と、判定手段２２と、策定手段２３と、記憶手段２９とを備えて構成されている。記憶手段２９には、予想売電価格設定手段２１や、判定手段２２や、策定手段２３の制御に必要な各種プログラムやデータが記憶されている。本実施形態では、策定装置２は単一の装置により構成されている（すなわち、予想売電価格設定手段２１，判定手段２２，策定手段２３及び記憶手段２９は、同一装置の制御機能により構成されている）が、これに限定されない。例えば、予想売電価格設定手段２１，判定手段２２，策定手段２３及び記憶手段２９を、複数の装置にまたがって構成し、これらの複数の装置をインターネットなどの通信回線を介して接続するようにしても良い。
以下、予想売電価格設定手段２１，判定手段２２及び策定手段２３について説明する。
【００２２】
予想売電価格設定手段２１は、過去の実績に基づいて予測対象日（ここでは入札翌日）における予想売電価格ラインL_Pｅを予測するものである。単位電力量当たりの予想売電価格Pｅは時間によって変動し、予想売電価格ラインL_Peとは予想売電価格Pｅの24時間の推移を表している。ここでは、予想売電価格ラインL_Peは、１時間刻みで推定した予想売電価格Peを繋いで作成されたステップグラフとなっている（図２参照）。予想売電価格Peは、過去の実績における平均値をベースにして、これを予測対象日における予想気温や予想天気によって適宜修正されたものである。
【００２３】
なお、予想売電価格設定手段２１は必須ではなく、外部から予想売電価格情報を取得して、この取得した情報を記憶手段２９に記憶させるようにしても良い。
【００２４】
判定手段２２は、時間毎に、予想売電価格Peと、単位電力量当たりの発電コストCpとの比較を行って、予想売電価格Peが発電コストCpよりも高いか否かを判定する。発電コストCpは、発電設備の種々の仕様（発電設備の形式,使用燃料及びタービン駆動源の種類など）に応じて決まるものである。ここでは、発電コストCpは、入力手段３から適宜入力されて記憶手段１０に記憶される。発電コストCpが長期に亘って一定であることが予想される場合には、発電コストCpを予め記憶手段１０に定数として記憶させておくようにしても良い。
【００２５】
策定手段２３は、単位時間毎（ここでは１時間毎）に発電設備の運用モード（以下、単にモードともいう）を選択する選択制御を行うことで２４時間（所定期間）に亘る運転計画を策定するものである。
【００２６】
ここで、発電設備の運用モードについて説明する。発電設備は、タービンにより発電機を駆動して発電を行うものであり、ここでは、ガスタービン，排ガスボイラ，蒸気タービン及び発電機を備えたガスタービンコンバインドサイクル発電プラント（GTCC）である。以下の説明では、ガスタービン及び蒸気タービンをまとめてタービンともいう。
【００２７】
発電設備が選択し得る運用モードには、発電運転モードと、無負荷運転モードと、停止モードとの３つの運用モードがある。
発電運転モードとは、タービンを発電機とを接続した状態で運転する（すなわち発電を行う）運用モードである。発電運転モードでは発電を行うので売電が可能である。したがって、以下、発電運転モードを売電運転モードという。
無負荷運転モードとは、タービンを発電機から断切した状態で運転する（すなわち負荷が掛らない状態でタービンを運転させる）運用モードである。無負荷運転モードでは発電機は駆動されないので（発電しないので）売電はできない。
停止モードは、ガスタービンへの燃料供給を停止してタービンひいては発電機を停止する運用モードである。停止モードでは、発電機は停止しているので（発電しないので）売電はできない。
【００２８】
以下、図２を参照して、策定手段２３について具体的に説明する。
策定手段２３は、判定手段２２の比較結果に基づいて、予想売電価格Peが発電コストCpよりも高い時間帯（すなわち発電すれば収益が見込める収益期間te_p）については、運用モードとして売電運転モードを選択する。図２に示す例では、7時〜17時及び18時〜20時の各収益期間te_pについて売電運転モードが選択される。
【００２９】
一方、策定手段２３は、判定手段２２の比較結果に基づいて、予想売電価格Peが発電コストCp以下である時間帯（すなわち発電すると損失が生じる損失期間te_r）については、下式（１）より算出される損失指標Ｊに基づいて、売電運転モード，無負荷運転モード及び停止モードの何れかを運用モードに選択する。
【００３０】
具体的には、売電運転モードを行った場合，無負荷運転モードを行った場合及び停止モードを行った場合（発電設備を停止した場合）の３つの場合について、下式（１）により、売電損失J1,メンテナンス損失J2及び売電に寄与しない運用損失（以下、単に運用損失という）J3を使用して損失指標Ｊをそれぞれ算出する。そして損失指標Ｊが最も小さい運用モードを選択する。
損失指標J＝売電損失J1＋メンテナンス損失J2＋運用損失J3  ・・・（１）
【００３１】
ここで、売電損失J1とは、売電を行った場合に、発電コストCpよりも予想売電価格Peのほうが低いために生じる損失（いわゆる逆ザヤ損失）である。メンテナンス損失J2とは、部品の消耗によるコスト増などによる損失である。運用損失とは、起動時や無負荷運転時など売電（発電）に寄与しない時に消費する燃料費等である。
【００３２】
図２に示す例では、0時〜7時，17時〜18時及び20時〜24時の３つの時間帯については、策定手段２３により、損失期間te_rであるとして、各損失期間te_r毎に損失指標Jに基づいて運用モードが選択される。この結果、0時〜7時については停止モードが選択され、17時〜18時については、売電運転モードが選択され、20時〜24時については停止モードが選択されている。その他の収益期間te_pについては、運用モードとして売電運転モードが選択されている。
【００３３】
つまり、図２に示す例では、0時〜7時については停止モード、7時〜20時については売電運転モード及び20時〜24時については停止モードが設定された２４時間の運転計画１００が策定されている。
なお、図２に示す運転計画が策定された場合には、通常、発電を行う7時〜20時について入札を行い、それ以外の時間については入札しない。
【００３４】
以下、図３〜５を参照して、売電運転モード，無負荷運転モード及び停止モードにおける損失指標Ｊの計算についてさらに説明する。
先ず、売電運転モードについて図３を参照して説明する。予想売電価格Peが発電コストCpよりも安くなる損失期間te_rにおいて売電運転モードが選択される場合は、ガスタービン（GT）の運転による発電機の駆動が継続されタービン回転速度ωt及び発電負荷Leは一定値以上の値となる。このため、起動時や無負荷運転に伴うコストである運用損失J3が発生することはない。したがって、売電運転モードにおける損失指標Jは、売電損失J1とメンテナンス損失J2との和となる。
【００３５】
より具体的に説明すると、損失指標Jは、下式（２）〜（４）により、単位発電量当たりの損失ΔC（=発電コストCp−予想売電価格Pe），損失期間te_rにおける発電負荷Le，CIを行うまでのインターバルINT_CI，CIに係る費用C_CI，TIを行うまでのインターバルINT_TI，TIに係る費用C_TI，MIを行うまでのインターバルINT_MI，MIに係る費用C_MI及び損失期間te_rの時間Δt(=損失期間te_rの終了時刻t2−開始時刻t1)を使用して演算される。
J＝J1+J2                ・・・（２）
【数１】
0006534537.tif 000002
【数２】
0006534537.tif 000003
【００３６】
ここで、CIとはコンバスタインスペクション(Combustor Inspection)と呼ばれる燃焼機器廻りについての点検であり、燃焼機器廻りのパーツ（CIパーツ）の補修や交換が行われる。TIとはタービンインスペクション(turbine Inspection)と呼ばれるタービン廻りについての点検であり、タービン廻りのパーツ（TIパーツ）の補修や交換が行われる。MIとはメジャーインスペクション(Major Inspection)と呼ばれる発電設備全体の点検であり、発電設備全体のパーツ（MIパーツ）の補修や交換が行われる。
【００３７】
インターバルとは累積運転時間による使用制限のことであり、その累積運転時間になると点検による補修または交換を行わなければならない。インターバルはCI,TI及びMIの順に短く（INT_CI＜INT_TI＜INT_MI）、費用（パーツの補修費用や交換費用）はCI,TI及びMIの順に安い（C_CI＜C_TI＜C_MI）。
上式（３）は、時刻t1〜時刻ｔ2までの時間Δt（すなわち損失期間te_r）と、発電コストCpと予想売電価格Peとの差額であるΔCにより規定される斜線領域において発生する売電損失を算出するものである。
上式（４）は、時刻t1〜時刻ｔ2までの時間Δt（すなわち損失期間te_rの長さ）の各点検のインターバルに占める比と、各点検に要する費用とを乗じることで、この時間Δtにおける潜在的なメンテナンス損失を算出するものである。
【００３８】
次に、無負荷運転モードについて図４を参照して説明する。損失期間te_rにおいて、無負荷運転モードが選択された場合には、発電が行われない（発電負荷Leは０（零）になる）ので売電が行われることはない。このため、売電損失J1は発生しない。
したがって、無負荷運転モードにおける損失指標Jは、メンテナンス損失J2と運用損失J3との和となる。
【００３９】
より具体的に説明すると、無負荷運転モードにおける損失指標Jは、下式（５）〜（７）により、点検インターバルINT_CI，INT_TI，INT_MI、点検に係る費用C_CI，C_TI，C_MI及び損失期間te_rの時間Δt(つまり、無負荷運転時間)、無負荷運転時の短時間当たりの燃料消費量F_waitと、燃料単価Fee_fuelを使用して演算される。
J＝J2+J3                ・・・（５）
【数３】
0006534537.tif 000004
J3＝F_wait×Δt×Fee_fuel  ・・・（７）
燃料消費量F_waitはタービン回転速度ωtと比例関係にあり、上式（７）より算出される運用損失J3は図４の斜線の領域の大きさと相関する。
なお、上式（６）は上式（４）と同一の式であるので説明を省略する。
【００４０】
次に、停止モードについて図５を参照して説明する。損失期間te_rにおいて、停止モードが選択された場合には、発電が行われない（発電負荷Leは０（零）になる）ので売電が行われることはない。このため、売電損失J1は発生しない。
したがって、停止モードにおける損失指標Jは、メンテナンス損失J2と運用損失J3との和となる。
ここで、発電設備を停止することは、その後のガスタービンの起動が前提となり、停止モードにおけるメンテナンス損失J2と運用損失J3とは何れも起動に着目した損失である。
【００４１】
以下、停止モードにおけるメンテナンス損失J2と運用損失J3について説明する。
先ず、メンテナンス損失J2について説明する。メンテナンス損失J2は発電設備を構成する部品の寿命の消費の速さに相関するものである。部品の寿命の消費に関する制限には、累積運転時間による制限と、累積起動回数による制限とがある。売電運転モードと無負荷運転モードとにおけるメンテナンス損失J2は、運転時間の制限に関するものであったのに対し、停止モードにおけるメンテナンス損失J2は、起動回数の制限に関するものである。
【００４２】
次に、運用損失J3について説明する。図５からも明らかなように、ガスタービンを起動してから、タービン回転速度ωtが安定するまでには時間が掛かり、発電負荷Leが安定するまでにはさらに時間が掛かる。したがって、起動から発電負荷Leが安定するまでに必要とされる燃料量（以下、起動時燃料量という）が、停止モードにおける運用損失J3となる。
【００４３】
より具体的に説明すると、停止モードにおける損失指標Jは、下式（８）〜（１０）により、CIを行うまでの制限起動回数Strt_CI，CIに係る費用C_CI，TIを行うまでの制限起動回数Strt_TI，TIに係る費用C_TI，MIを行うまでの制限起動回数Strt_MI，MIに係る費用C_MI，起動時燃料量F_strt及び燃料単価Fee_fuelを使用して演算される。
J＝J2+J3                ・・・（８）
【数４】
0006534537.tif 000005
J3＝F_strt×Fee_Fuel  ・・・(１０)
【００４４】
［１−２．フローチャート］
本実施形態の発電設備の運転計画の策定方法（以下、単に策定方法ともいう）について、図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態の発電設備の運転計画の策定方法を説明するための模式的なフローチャートである。
【００４５】
ステップＳ１（判定工程）では、予想売電価格Peと発電コストCpとの比較により、２４時間の内、予想売電価格Peが発電コストCpよりも高い収益期間についてはステップＳ６に進んで売電運転モードが選択される。一方、予想売電価格Peが発電コストCp以下の損失期間については、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、売電運転モード，無負荷運転モード及び停止モードのそれぞれのモードを運用モードとして選択した場合の損失指標Ｊを計算し、損失指標Ｊが最小であった運用モードがこの損失期間の運用モードとして選択される。すなわち、この損失期間の運用モードとして、損失指標Ｊが最小の運用モードが売電運転モードであった場合はステップＳ３に進んで売電運転モードが選択され、損失指標Ｊが最小であった運用モードが停止モードであった場合はステップＳ４に進んで停止モードが選択され、損失指標Ｊが最小であった運用モードが無負荷運転モードであった場合はステップＳ５に進んで無負荷運転モードが選択される。すなわち、ステップＳ２〜Ｓ６により、本実施形態の策定工程が構成される。
【００４６】
［１−３．効果］
第１実施形態の策定システム（策定方法）によれば、予想売電価格Peが発電コストCpよりも高い収益期間については売電運転モードが選択され、予想売電価格Peが発電コストCp以下の損失期間については、売電運転モード，無負荷運転モード及び停止モードの中から最も損失指標の少ない運用モードが選択される。
損失指標は、売電損失に加えて、メンテナンス損失及び売電に寄与しない運用損失を考慮したものであるから、メンテナンス損失により寿命消耗による潜在的な損失が考慮され、運用損失により、売電には寄与しない再起動時や無負荷運転時の運用による損失が考慮されて、損失期間における運用モードが選択される。したがって、利益性の高い運転計画を策定できる。
【００４７】
［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
本発明の第２実施形態に係る発電設備の運転計画策定システム（策定方法）を、図７を参照して説明する。
図７（ａ）,（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る重み係数を決定するためのマップである。
【００４８】
本発明の第２実施形態の発電設備の運転計画策定システム（策定方法）は、第１実施形態に係る発電設備の運転計画策定システム（策定方法）に対して、策定手段（策定方法）の機能が追加されている。以下、この点について説明する。
第１実施形態で前述したように、部品の寿命の消耗に関する制限には、累積運転時間による制限と累積起動回数による制限とがある。この制限の内、どちらか一方が制限値に達した場合には、点検を行って補修又は交換を行わなければならない。
このため、累積運転時間が制限時間に達した場合には、累積起動回数が制限回数に対して余裕がある場合でも補修又は交換を行わなければならない。同様に、累積起動回数が制限回数に達した場合には、累積運転時間が制限時間に対して余裕がある場合でも補修又は交換を行わなければならない。
したがって、累積運転時間と累積起動回数とが同時に各制限に達するのが理想的な運用である。このため、本実施形態では、累積運転時間と累積起動回数とを共に制限値近くまで使いきることができるような制御を行っている。
以下、累積運転時間や累積起動回数が制限に近づくことを、寿命を消費すると表現する。
【００４９】
ここで、寿命の消費は、損失指標Ｊの要素の内、メンテナンス損失J2に関連する。売電運転モード及び無負荷運転モードでは、それぞれ、発電設備の起動を伴わないのでそのメンテナンス損失J2は、累積運転時間に関する寿命消費による損失（運転時間損失）が主体となる。逆に停止モードのメンテナンス損失J2では、再起動を伴うので、累積起動回数に関する寿命消費による損失（起動回数損失）が主体となる。
そこで、本実施形態では、売電運転モード及び無負荷運転モードについては下式（１１）によりメンテナンス損失J2を、算出する。すなわち、第１実施形態のJ2の計算式に対して重み付け係数（第１重み付け係数）ｋ1を乗じている。
【数５】
0006534537.tif 000006
また、停止モードについては下式（１２）によりメンテナンス損失J2を算出する。すなわち、第１実施形態のメンテナンス損失J2の計算式に対して重み付け係数（第２重み付け係数）ｋ2を乗じている。
【数６】
0006534537.tif 000007
【００５０】
そして、この重み付け係数ｋ1,ｋ2は、運転時間寿命に対する累積運転時間の比率（累積起動時間／運転時間寿命、以下、運転時間寿命消費率という）C1と、起動回数寿命に対する累積起動回数の比率（累積起動回数／起動回数寿命、以下、起動回数寿命消費率という）C2とによって、予め記憶手段２９に記憶された図７（ａ），（ｂ）に示すマップによって決定される。
つまり、図７（ａ）に示すように、起動回数寿命消費率C2が大きいほど、運転時間寿命消費率C1が小さいほど、重み付け係数ｋ1が小さく設定され、図７（ｂ）に示すように、運転時間寿命消費率C1が大きいほど、起動回数寿命消費率C2が小さいほど、重み付け係数ｋ2が小さく設定される。
【００５１】
なお、マップに替えて、寿命消費率C1,C2の関数により重み付け係数ｋ1,ｋ2を計算するようにしても良い。
さらには、運転時間寿命消費率C1と起動回数寿命消費率C2との比に応じて、マップ又は関数により重み付け係数ｋ1,ｋ2を決定するようにしても良い。
【００５２】
［２−２．効果］
第２実施形態の策定システム（策定方法）によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果がある。
起動回数寿命消費率C2が大きいほど、また、運転時間寿命消費率C1が小さいほど、重み付け係数ｋ1が小さく設定されることにより、重み付け係数ｋ1を使用して算出される売電運転モード及び無負荷運転モードのメンテナンス損失J2ひいては損失指標Ｊが少なめに設定される。この結果、重み付け係数を使用しない場合に較べると相対的に、運転時間寿命を消費する売電運転モード又は無負荷運転モードが選択されやすくなる。
逆に、運転時間寿命消費率C1が大きいほど、また、起動回数寿命消費率C2が小さいほど、重み付け係数ｋ2が小さく設定されることにより、重み付け係数ｋ2を使用して算出される停止モードのメンテナンス損失J2ひいては損失指標Ｊが少なめに設定される。この結果、重み付け係数を使用しない場合に較べると相対的に、起動時間寿命を消費する停止モードが選択されやすくなる。
【００５３】
このように、運転時間寿命消費率C1が小さいほど、運転時間寿命を消費する売電運転モード又は無負荷運転モードが運用モードとして選択されやすくなり、起動回数寿命消費率C2が小さいほど、起動回数寿命を消費する停止モードが運用モードとして選択されやすくなるので、起動回数寿命と起動時間寿命とのどちらか一方に消費が偏ることが抑制され、部品の消耗に伴う補修費用や交換費用を抑制することができる。
【００５４】
［２−３．その他］
上記実施形態では、起動回数寿命消費率C2が大きいほど、重み付け係数ｋ1を小さくするとともに重み付け係数ｋ2を大きくしているが、起動回数寿命消費率C2が大きいほど、重み付け係数ｋ1だけ小さくしてもよいし、重み付け係数ｋ2だけ大きくしても良い。
同様に、上記実施形態では、運転時間数寿命消費率C1が大きいほど、重み付け係数ｋ2を小さくするとともに重み付け係数ｋ1を大きくしているが、運転時間数寿命消費率C1が大きいほど、重み付け係数ｋ2だけ小さくしてもよいし、重み付け係数ｋ1だけ大きくしても良い。
【００５５】
［３．第３実施形態］
［３−１．構成］
本発明の第３実施形態に係る発電設備の運転計画策定システム（策定方法）を、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る策定システム（策定方法）の追加機能を説明するための模式図であって、縦軸を電力単価とし横軸を時間とするグラフに、予想売電価格Pe1,Pe2,Pe3及び発電コストCpの一例をプロットするとともに、運転計画（各時間毎に選択された運転モード）を重ねて示す図である。
【００５６】
本発明の第３実施形態の発電設備の運転計画策定システム（策定方法）は、第１実施形態に対して、予想売電価格設定手段の機能及び策定手段の機能が追加されている。以下、この点について説明する。
【００５７】
予想売電価格設定手段策定手段は、過去の実績に基づいて予測対象日（ここでは入札翌日）における３つの予想売電価格ラインL_Pe1, L_Pe2, L_Pe3を予測するものである。これらの予想売電価格ラインL_Pe1, L_Pe2, L_Pe3は予想売電価格Pe1,Pe2,Pe3の２４時間の推移を表している。
予想売電価格Pe2は、過去の実績における平均値をベースに天気や気温などで修正した価格である。予想売電価格Pe1,Pe3は、過去の実績における平均値に対するばらつきを見込んだ価格であり、予想売電価格Pe1は、平均値に高値側の最大ばらつきを加算して求めた、最高予想売電価格であり、予想売電価格Pe3は、平均値に安値側の最大ばらつきを減算した最低予想売電価格である。そこで、予想売電価格Pe1を最高予想売電価格Pe1、予想売電価格Pe2を平均売電価格Pe2、予想売電価格Pe3を最低予想売電価格Pe3ともいう。
なお、第1実施形態と同様に、予想売電価格設定手段は必須ではなく、外部から予想売電価格情報を取得して、この取得した情報を記憶手段に記憶させるようにしても良い。
【００５８】
策定手段は、予想売電価格Pe1,Pe2,Pe3のそれぞれを使用して３通りの運転計画を策定する。つまり、判定手段２２による価格コストCpと最高予想売電価格ラインL_Pe1（最高予想売電価格Pe1）との比較に基づいて仮運転計画１００Ａを策定し、判定手段２２による価格コストCpと平均予想売電価格ラインL_Pe2（平均予想売電価格Pe2）との比較に基づいて仮運転計画１００Ｂを策定し、判定手段２２による価格コストCpと最低予想売電価格ラインL_Pe3（最低予想売電価格Pe3）との比較に基づいて仮運転計画１００Ｃを策定する。
各仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃは、第１実施形態で、価格コストCpと予想売電価格ラインL_Pｅ（予想売電価格Pe）との比較に基づいて１日の運転計画を作成した方法と同じ方法を使用して策定される。
【００５９】
そして、策定手段は、これらの仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃを合成して最終的な運転計画（以下、本運転計画ともいう）１００Ｄを決定する。この合成は、１時間毎に、各仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃを構成する運用モードの中から最も多い運用モードをその時間の運用モードとして採用し、仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃの運用モードがすべて異なる場合は、平均予想売電価格Pe2に基づく仮運転計画１００Ｂの運用モードをその時間の運用モードとして採用する。
【００６０】
図８に示す例では、0時〜6時の間は、仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃの何れも停止モードであるので、本運転計画１００Ｄでも停止モードが選択される。6時〜7時の間は、仮運転計画１００Ａでは売電運転モード、仮運転計画１００Ｂ, １００Ｃでは停止モードであるので、本運転計画１００Ｄでは最も採用の多い停止モードが選択される。7時〜10時の間は、仮運転計画１００Ａ，１００Ｂでは売電運転モード、仮運転計画１００Ｃでは停止モードであるので、本運転計画１００Ｄでは最も採用の多い売電運転モードが選択される。同様に、10時〜17時の間、18時〜24時の各１時間については、仮運転計画１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃで最も採用の多い運用モードが、本運転計画１００Ｄで選択されている。
【００６１】
17時〜18時の間は、仮運転計画１００Ａでは売電運転モード、仮運転計画１００Ｂでは無負荷運転モード、仮運転計画１００Ｃでは停止モードが選択されており、仮運転計画１００Ａ，１００Ｂ,１００Ｃで採用する運用モードが異なるため、本運転計画１００Ｄでは、仮運転計画１００Ｂで採用している無負荷運転モードが選択される。
【００６２】
［３−２．効果］
第３実施形態の策定システム（策定方法）によれば、最大予想売電価格Pe1,平均予想売電価格Pe2及び最低予想売電価格Pe3の3つに基づいて仮運転計画を策定し、この仮運転計画を合成して最終的な運転計画としているので、実際の売電価格が平均的な予想値から大きく外れるような場合でも、それに対応できる運転計画を採用することができる。
【００６３】
［３−３．その他］
（１）上記実施形態では、仮運転計画１００Ａ,１００Ｂ,１００Ｃの運用モードがすべて異なる場合は、平均予想売電価格Pe2に基づく仮運転計画１００Ｂの運用モードをその時間の運用モードとして採用するようにしたが、仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃの運用モードがすべて異なる場合には、入力手段（選択運用モード取得手段）３からどの運用モードを選択するかユーザにより選択させるようにしても良い。この場合、表示手段（推奨運用モード表示手段）４に、仮運転計画１００Ｂが採用しているモードを推奨する表示させても良い。
これにより、仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃのモードがすべて異なる場合は、ユーザの知見に基づいてモードを選択することができる。
（２）仮運転計画１００Ａ, １００Ｂ, １００Ｃを策定する際に、第２実施形態のように重み付け係数ｋ1,ｋ2を用いてメンテナンス損失J2を算出するようにしても良い。
【００６４】
［４．その他］
（１）上記各実施形態では、発電設備をガスタービンコンバインドサイクル発電プラント（GTCC）としたが、本発明の発電設備の運転計画の策定システム（策定方法）は、GTCCへの適用に限定されない。例えば、蒸気ボイラと蒸気タービンからなる従来火力発電設備にも適用できるものである。
【００６５】
（２）策定システム（策定方法）により策定した運転計画に基づき、売電運転モードを採用した時間帯について入札を行った場合でも、落札できない場合がある。この場合は、この落札できなかった時間帯について、無負荷運転モードを選択した場合と停止モードを選択した場合とで損失指標Jをそれぞれ算出して、損失指標Jの小さな運用モードを、売電モードから変更して採用するようにしても良い。
【００６６】
（３）損失指標Jの比較により運用モードを選択する際に、最も小さい損失指標と、二番目に小さい損失指標との差ΔJが基準値ΔJ0以内の場合には、最も損失指標の小さい運転モードと、二番目に小さい損失指標の運転モードのどちらかを、ユーザにより選択させるようにしても良い。上記基準値ΔJ0は、例えば予想売電価格Peの予想精度に基づいて設定すればよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  発電設備の運転計画策定システム（策定システム）
２  策定装置
３  入力手段（選択運用モード取得手段）
４  表示手段（推奨運用モード表示手段）
２１  予想売電価格設定手段
２２  判定手段
２３  策定手段
２９  記憶手段
１００，１００Ｄ  運転計画
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  仮運転計画
C1  起動回数寿命消費率
C2  運転時間寿命消費率
Cp  発電コスト
C_CI  CIに係る費用
C_MI  MIに係る費用
C_TI  TIに係る費用
F_wait  燃料消費量
Fee_fuel  燃料単価
F_strt  起動時燃料量
J  損失指標
J1  売電損失
J2  メンテナンス損失
J3  運用損失
ｋ1  重み付け係数（第１重み付け係数）
ｋ2  重み付け係数（第2重み付け係数）
L_Pｅ, L_Pe1,L_Pe2,L_Pe3  予想売電価格ライン
Le  発電負荷
Pe1,Pe2,Pe3  予想売電価格
Strt_CI  CIの制限起動回数
Strt _MI  の制限起動回数
Strt _TI  の制限起動回数
te_p  収益期間
te_r  損失期間
ΔC  単位発電量当たりの損失
INT_CI  CIを行うまでのインターバル
INT_MI  MIを行うまでのインターバル
INT_TI  TIを行うまでのインターバル
Le  損失期間te_rにおける発電負荷
Δt  損失期間te_rの時間
ΔJ  最も小さい損失指標と、二番目に小さい損失指標との差
ΔJ0  ΔJの基準値
ωt  タービン回転速度
【図１】
0006534537.tif 000008
【図２】
0006534537.tif 000009
【図３】
0006534537.tif 000010
【図４】
0006534537.tif 000011
【図５】
0006534537.tif 000012
【図６】
0006534537.tif 000013
【図７】
0006534537.tif 000014
【図８】
0006534537.tif 000015