(57)【要約】  電力需給ガイダンス装置２００は、生産計画取得部２２１が、製鉄所に属する製造工場の生産計画を取得し、電力予測部２２２が、取得された生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出し、発電買電量決定部２２３が、製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と生産量削減割合とを決め、可視化部２２５が、各製造工場の予測電力量、製鉄所全体の予測電力量、発電電力量、買電電力量、および生産量削減割合の時系列変化をモニタ２６３に表示させ、アラーム通知部２２４が、生産量削減の旨をアラーム通知する。
2015178256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得手段と、
取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測手段と、
前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定手段と、
前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化手段と、
生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知手段と、
を備えることを特徴とする電力需給ガイダンス装置。
【請求項２】
前記生産計画取得手段は、熱間圧延工場の加熱炉抽出計画を取得し、
前記電力予測手段は、取得した加熱炉抽出計画を基に、熱延電力式を用いて各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の電力需給ガイダンス装置。
【請求項３】
製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得ステップと、
取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測ステップと、
前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定ステップと、
前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化ステップと、
生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知ステップと、
を含むことを特徴とする電力需給ガイダンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所における使用電力量を予測する電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄会社は生産に必要とする多量の電力を、製鉄所内にある発電設備を使った自家発電（以下、発電）と電力会社からの購入（以下、買電）という２つの方法でまかなっている。このうち、電力会社からの購入する電力については、製鉄会社と電力会社との間で取り交わされた電力購入契約に基づき、所定時間、例えば１時間毎の最大量が定められている。電力会社から購入する電力量が契約最大量を越えれば、製鉄会社は多額の違約金を電力会社に支払うことになり、電力会社は想定以上の発電・送電負荷を要することになり、双方にとって不経済となる。そのため、製鉄所では、各工場の使用電力を予測することで、買電量が契約電力量を上回らないように、自家発電量を増やしたり工場の生産量を減少させたりすることが多い。【０００３】
特許文献１には、製鉄所における使用電力量を予測する技術が記載されている。この技術では、製鉄所内の各工場の電力量の時系列パターン（電力負荷パターン）を、点検修理期間（定修時）、通常操業時、定修立上／立下時について過去実績データからあらかじめ算出しておき、これと将来の定修計画データとから各時刻での使用電力量を算出する。これにより、製鉄所全体の電力量を時系列的に予測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８６９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、通常操業時の電力負荷パターンをあらかじめ与えておく必要がある。そのため、生産量に応じて使用電力量が大きく変動する熱間圧延工場については、生産量の変動が大きく変化するタイミングで予測が外れるという課題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生産量の変動が大きく変化するタイミングでも、製鉄所で使用する電力量を高精度に予測可能な電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電力需給ガイダンス装置は、製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得手段と、取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測手段と、前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定手段と、前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化手段と、生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知手段と、を備えることを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る電力需給ガイダンス装置は、前記生産計画取得手段が、熱間圧延工場の加熱炉抽出計画を取得し、前記電力予測手段が、取得した加熱炉抽出計画を基に、熱延電力式を用いて各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出することを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る電力需給ガイダンス方法は、製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得ステップと、取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測ステップと、前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定ステップと、前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化ステップと、生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、生産量の変動が大きく変化するタイミングでも、製鉄所で使用する電力量を高精度に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明が適用される電力網の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る電力需給ガイダンス装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態の生産計画に関わるデータ構成例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態の電力に関わるデータ構成例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態の電力需給ガイダンス処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態の発電買電量決定処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例による効果を説明するための説明図である。
【図８】図８は、従来の手法による電力量の予測誤差を示す図である。
【図９】図９は、本手法による電力量の予測誤差を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の手法による３５分時点における２５分先（６０分時点）の累積買電量の予測値を示すガイダンス画面の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本手法による３５分時点における２５分先（６０分時点）の累積買電量の予測値を示すガイダンス画面の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、６０分時点における累積買電量の実績値を示すガイダンス画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス処理を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１３】
［電力網の構成］
まず、図１を参照して、本発明が適用される電力網１０１の構成について説明する。図１に示すように、電力網１０１は、製鉄所内の電力網１０２、送電線１０３、製造工場（Ａ工場１０４、Ｂ工場１０５）、その他需要源１０６、所内発電所１０７、エネルギー管理施設１０８、および電力会社発電所１０９を含む。Ａ工場１０４、Ｂ工場１０５、その他需要源１０６、所内発電所１０７、およびエネルギー管理施設１０８は、製鉄所内の電力網１０２に属する。Ａ工場１０４およびＢ工場１０５は、具体的には熱間圧延工場や製鋼工場等の鉄鋼製品の製造に関わる工場を表す。その他需要源１０６は、具体的には事務所等、製造工場以外の電力需要源を表す。所内発電所１０７は、具体的には所内発生ガスを利用した火力発電所等を表す。エネルギー管理施設１０８は、Ａ工場１０４、Ｂ工場１０５、およびその他電力需要源１０６からの電力需要の把握と送電量配分の決定、所内発電所１０７の電力量指示と実績把握、電力会社発電所１０９からの購入する電力量の指示と実績把握を担う。Ａ工場１０４、Ｂ工場１０５、その他需要源１０６、所内発電所１０７、エネルギー管理施設１０８、および電力会社発電所１０９は、送電線１０３で接続されている。
【００１４】
Ａ工場１０４、Ｂ工場１０５、およびその他需要源１０６は、送電線１０３を介して受電した電力を消費する。ここで、Ａ工場１０４およびＢ工場１０５の受電電力は、生産計画に基づいた製品の製造（生産）のために利用される。
【００１５】
所内発電所１０７、電力会社発電所１０９は、送電線１０３を介して発電された電力を供給する。ただし、所内発電所１０７は、所内発生ガスがもつ熱量に依存した発電しかできないため各時間帯で最大電力量が制限され、さらに、発電量増加指示が出されてから実際に供給電力が増加されるまでには、発電設備の動特性に依存した時間を要する。また、電力会社発電所１０９から送電される電力量には、製鉄会社と電力会社との間で取り交わされた契約最大電力量が設けられている。
【００１６】
［電力需給ガイダンス装置の構成］
次に、図２を参照し、上記のような電力網１０１に適用される電力需給ガイダンス装置２００の構成について説明する。図２に示すように、電力需給ガイダンス装置２００は、演算処理部２２０、ＲＯＭ２３０、ＲＡＭ２４０、データ収集装置２６１、データベース（ＤＢ）２６２、モニタ２６３、および入力装置２６４が、装置本体２１０内にある伝送路２５０を介してデータ送受可能に構成されている。
【００１７】
また、データ収集装置２６１が、Ａ工場サーバー２７１、Ｂ工場サーバー２７２、およびエネルギー管理サーバー２７３と、伝送路２６５を介してデータ伝送可能に構成されている。ここで、Ａ工場サーバー２７１は、Ａ工場１０４内に設置されているＡ工場の操業計画および操業実績を保持する。Ｂ工場サーバー２７２は、Ｂ工場１０５内に設置されているＢ工場の操業計画および操業実績を保持する。エネルギー管理サーバー２７３は、エネルギー管理施設１０８に設置されている。
【００１８】
装置本体２１０は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の情報処理装置を用いて実現されるものであり、演算処理部２２０と、ＲＯＭ２３０と、ＲＡＭ２４０とを含む。
【００１９】
演算処理部２２０は、ＣＰＵ等のハードウェアによって実現される。この演算処理部２２０は、ＲＯＭ２３０に格納されるプログラムやデータ、モニタ２６３に出力する表示信号、入力装置２６４から入力される操作信号、ＤＢ２６２から取得した各種情報等を基に電力需給ガイダンス装置２００を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、電力需給ガイダンス装置２００全体の動作を統括的に制御する。この演算処理部２２０は、生産計画取得手段としての生産計画取得部２２１と、電力予測手段としての電力予測部２２２と、発電買電量決定手段としての発電買電量決定部２２３と、アラーム通知手段としてのアラーム通知部２２４と、可視化手段としての可視化部２２５として機能する。
【００２０】
ＲＯＭ２３０には、電力需給ガイダンス装置２００を動作させ、この電力需給ガイダンス装置２００が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、これらのプログラムの実行中に使用されるデータ等が格納される。また、演算処理部２２０を生産計画取得部２２１、電力予測部２２２、発電買電量決定部２２３、アラーム通知部２２４、可視化部２２５として機能させ、後述する電力需給ガイダンス処理を実行させるための電力需給ガイダンスプログラム２３１が格納される。
【００２１】
ＲＡＭ２４０は、演算処理部２２０の作業用メモリとして用いられる半導体メモリであり、演算処理部２２０が実行するプログラムや、その実行中に使用されるデータ等を一時的に保持するメモリ領域を備える。
【００２２】
モニタ２６３は、ＬＣＤやＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置によって実現されるものであり、装置本体２１０から入力される表示信号および入力装置２６４から入力される表示信号をもとに各種画面を表示する。入力装置２６４は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置によって実現されるものであり、操作入力に応じた信号を装置本体２１０およびモニタ２６３に出力する。
【００２３】
データ収集装置２６１は、ＣＰＵ等の演算装置、主記憶装置、ハードディスクや各種記憶媒体等の補助記憶装置、通信装置、表示装置、入力装置等を備えた周知のサーバーコンピュータやワークステーション、パソコン等の汎用コンピュータで実現される。このデータ収集装置２６１は、Ａ工場サーバー２７１、Ｂ工場サーバー２７２、およびエネルギー管理サーバー２７３から生産計画や電力に関わるデータを収集してＤＢ２６２に登録するデータ登録処理を行う。
【００２４】
具体的に、データ収集装置２６１は、Ａ工場サーバー２７１から、Ａ工場１０４で製造される製品の製造Ｎｏ、製造開始時刻、製造終了時刻、製品の原料となる素材番号（以下、素材Ｎｏ）、素材がもつ物理特性（以下、素材特性）、製品Ｎｏ、製品がもつ物理特性（以下、製品特性）を収集し、ＤＢ２６２に登録する。また、データ収集装置２６１は、Ｂ工場サーバー２７２から、Ｂ工場１０５で製造される製品の製造Ｎｏ、製造開始時刻、製造終了時刻、素材Ｎｏ、素材特性、製品Ｎｏ、製品特性を収集し、ＤＢ２６２に登録する。また、データ収集装置２６１は、エネルギー管理サーバー２７３から、Ａ工場１０４の使用電力量（実績）、Ｂ工場１０５の使用電力量（実績）、その他電力需要源１０６の使用電力量（実績）、所内発電所１０７の発電量実績（以下、所内発電電力量）および発電可能最大量（以下、最大発電電力量）、電力会社発電所１０９から製鉄所電力網１０２に送電された電力量実績（以下、買電電力量）および契約最大電力量（以下、最大買電電力量）を収集し、ＤＢ２６２に登録する。
【００２５】
ＤＢ２６２は、データ収集装置２６１にて収集されたデータを蓄積（保持）する記憶装置であり、一定時間ごとにデータを収集・登録・更新していくことで構築される。ＤＢ２６２は、図３に例示する生産計画に関わるデータと、図４に例示する電力に関わるデータとを保持している。なお、図３に示す生産計画に関わるデータのうち、予測電力量は、後述する電力需給ガイダンス処理で算出され登録される。また図４に示す電力に関わるデータのうち、合計電力量、不足電力量、および減算率は、後述する電力需給ガイダンス処理で算出され登録される。また、優先モードとは、電力量が不足した場合に優先される供給方法を意味し、発電優先、買電優先のいずれかが各時間帯について予め決定され登録される。
【００２６】
［電力需給ガイダンス処理］
次に、電力需給ガイダンス処理について説明する。図５は、装置本体２１０において演算処理部２２０が行う電力需給ガイダンス処理の処理手順を示すフローチャートである。電力需給ガイダンス装置２００は、データ収集装置２６１が上記したデータ登録処理を行い、演算処理部２２０が、図５の処理手順に従って電力需給ガイダンス処理を行うことで電力需給ガイダンス方法を実施する。なお、電力需給ガイダンス処理は、演算処理部２２０がＲＯＭ２３０に格納された電力需給ガイダンスプログラム２３１を読み出して実行することで実現される。この電力需給ガイダンス処理は、演算処理部２２０が入力装置２６４から演算開始命令を受信した時点で開始される。
【００２７】
はじめに、ステップＳ５０１の処理では、生産計画取得部２２１が、ＤＢ２６２に格納されている生産計画を取得する。すなわち、生産計画取得部２２１は、ＤＢ２６２から、現在時刻から未来所定時間先（本実施の形態では、例えば未来２時間先とする）までに各製造工場（Ａ工場１０４、Ｂ工場１０５）で製造される予定の製品について、製造Ｎｏ、製造開始時刻、製造終了時刻、素材Ｎｏ、素材特性、製品Ｎｏ、製品特性のデータを取得する。
【００２８】
また、図２に記載しているように、ステップＳ５０１の処理で生産計画を取得する別の態様として、生産計画取得部２２１がＡ工場サーバー２７１の下位に設置されているプロセスコンピュータ２８１から図示しないゲートウェイを介して生産計画を一定周期（本実施形態では、例えば１分周期）で取得してもよい。プロセスコンピュータ２８１は、上位に設置されているＡ工場サーバー２７１から生産計画を受信し、受信した生産計画に製造進捗やオペレータからの修正量を加え、修正された生産タイミングで製造設備２８２に製造指示を送るコンピュータである。つまり、プロセスコンピュータ２８１からの製造指示は、実際の製造タイミングとほぼ一致しているため、より正確な生産計画を取得することができる。なお、このようなプロセスコンピュータ２８１はＢ工場サーバー２７２に設置してもよく、この場合も同様の処理を行うことができる。
【００２９】
例えば、熱間圧延工場を例にとると、プロセスコンピュータ２８１は、加熱炉からのスラブ抽出ピッチを制御するミルペーシングコンピュータとして構成することができる。熱間圧延プロセスは加熱炉から圧延機、冷却設備を経て巻取設備に至る一連の設備で構成され、前記ミルペーシングコンピュータは、既に加熱炉から抽出されたスラブの圧延や冷却、巻取の進捗状況を取得し、この進捗情報を基に、これから加熱炉から抽出する予定のスラブに対する加熱炉抽出から圧延、冷却を経て巻取完了までに要する時間を予測し、予測された時間とオペレータからの修正量に基づいて上位コンピュータ（工場サーバー）から取得した生産計画である加熱炉抽出計画に修正を加える。そして、ミルペーシングコンピュータは、修正された加熱炉抽出計画に従ったタイミングで加熱炉にスラブ抽出指示を送る。ステップＳ５０１の処理にミルペーシングコンピュータを使用した場合、生産計画取得部２２１は前記修正された最新の加熱炉抽出計画を取得する。
【００３０】
次に、ステップＳ５０２の処理では、電力予測部２２２が、未来２時間先までに必要な電力量を所定時間刻み（本実施の形態では、例えば１分刻みとする）で以下の方法により予測する。すなわち、電力予測部２２２は、先ず、未来２時間先までの製造予定の製品ひとつひとつに対して製造に使用する電力量を、当該製品の素材特性および製品特性を入力変数とする次式（１）で表される関数ｆによって予測する。
【００３１】
【数１】
2015178256.tif 000003
【００３２】
例えば、熱間圧延工場を例にとると、関数ｆは、具体的に次式（２）のように構成される。
【００３３】
【数２】
2015178256.tif 000004
【００３４】
電力予測部２２２は、算出した各製品の製造に使用する電力量（予測電力量）を、図３に示すように、ＤＢ２６２の生産計画に関わるデータレコードに書き込む。
【００３５】
そして、電力予測部２２２は、図３に示すような各製造工場の生産計画と予測電力量とのデータから、１分刻みで各製造工場で使用される電力量（予測電力量）を次式（３）により算出して予測する。
【００３６】
【数３】
2015178256.tif 000005
【００３７】
また、電力予測部２２２は、各時間帯におけるその他需要源１０６の需要電力量を、月と昼夜とをキーとする１２×２の２次元ルックアップテーブルから検索する。このルックアップテーブルの値は、過去実績データをもとに算出された平均値である。電力予測部２２２は、以上で求めた各時刻におけるＡ工場１０４の電力量（使用電力量）、Ｂ工場１０５の電力量（使用電力量）、およびその他需要源１０６の電力量（使用電力量）の合計値を所全体の電力量（合計電力量）の予測値とする。また、電力予測部２２２は、合計電力量から最大発電電力量と最大買電電力量とを差し引いた不足電力量を算出する。最後に、電力予測部２２２は、算出した各時間帯におけるＡ工場１０４の電力量、Ｂ工場１０５の電力量、その他需要源１０６の電力量、合計電力量、および不足電力量を、図４に示すように、ＤＢ２６２の電力に関わるデータレコードに書き込む。
【００３８】
なお、ステップＳ５０１において、前記したミルペーシングコンピュータを使用し、生産計画取得部２２１が修正された最新の加熱炉抽出計画を取得した場合、ステップＳ５０２において電力予測部２２２は、この加熱炉抽出計画を基に、上記式（１）〜（３）に示す熱延電力式を用いて、各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出する。
【００３９】
次に、ステップＳ５０３の処理では、発電買電量決定部２２３が、未来２時間先までの発電電力量と買電電力量との配分を１分刻みの各時間帯に対して決定する発電買電量決定処理を行う。具体的に、発電買電量決定部２２３は、図６に示すフローチャートの手順に従って発電買電量決定処理を実行する。すなわち、発電買電量決定部２２３は、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり（Ｓ６０１，Ｙｅｓ）、かつ、優先モードが発電優先であり（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）、かつ、合計電力量が最大発電電力量以下である場合（ステップＳ６０３，Ｙｅｓ）、発電電力量を合計電力量と同じ値とし、買電電力量を０とする（ステップＳ６０４）。これにより、ステップＳ５０３の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップＳ５０４の処理に進む。
【００４０】
ステップＳ５０３の処理で、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり（ステップＳ６０１，Ｙｅｓ）、かつ、優先モードが発電優先であり（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）、かつ、合計電力量が最大発電電力量より大きい場合（ステップＳ６０３，Ｎｏ）、発電買電量決定部２２３は、発電電力量を最大発電電力量と同じ値とし、買電電力量を合計電力量から最大発電電力量を引いた値とする（ステップＳ６０５）。これにより、ステップＳ５０３の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップＳ５０４の処理に進む。
【００４１】
ステップＳ５０３の処理で、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり（ステップＳ６０１，Ｙｅｓ）、かつ、優先モードが買電優先であり（ステップＳ６０２，Ｎｏ）、かつ、合計電力量が最大買電電力量以下である場合（ステップＳ６０６，Ｙｅｓ）、発電買電量決定部２２３は、買電電力量を合計電力量と同じ値とし、発電電力量を０とする（ステップＳ６０７）。これにより、ステップＳ５０３の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップＳ５０４の処理に進む。
【００４２】
ステップＳ５０３の処理で、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり（ステップＳ６０１，Ｙｅｓ）、かつ、優先モードが買電優先であり（ステップＳ６０２，Ｎｏ）、かつ、合計電力量が最大買電電力量より大きい場合（ステップＳ６０６，Ｎｏ）、発電買電量決定部２２３は、買電電力量を最大買電電力量と同じ値とし、発電電力量を合計電力量から最大買電電力量を引いた値とする（ステップＳ６０８）。これにより、ステップＳ５０３の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップＳ５０４の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ５０３の処理で、以上のいずれにも該当せず、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和より大きい場合（ステップＳ６０１，Ｎｏ）、発電買電量決定部２２３は、発電電力量を最大発電電力量と同じ値とし、買電電力量を最大買電電力量と同じ値とする（ステップＳ６０９）。また、発電買電量決定部２２３は、不足電力量を合計電力量から最大発電電力量と最大買電電力量とを引いた値とし、減産率（生産量削減割合）を不足電力量からあらかじめ定めておいた減産候補の工場の使用電力量で割った値とする（ステップＳ６１０）。また、アラーム通知部２２４が、減産候補の工場のサーバーとモニタ２６３とに対して、生産量削減の旨を通知するアラーム通知を送る（ステップＳ６１１）。これにより、ステップＳ５０３の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップＳ５０４の処理に進む。
【００４４】
なお、可視化部２２５は、以上のように算出された各製造工場の予測電力量、合計電力量、発電電力量、買電電力量、減産率の時系列変化をモニタ２６３に出力する。
【００４５】
ステップＳ５０４の処理では、演算処理部２２０は、入力装置２６４から演算処理停止命令を受信しない間（ステップＳ５０４，Ｎｏ）、一定の時間間隔（数十秒〜数十分間隔）でステップＳ５０１の処理に戻してＳ５０３までの処理を繰り返し実行する。演算処理部２２０は、入力装置２６４から演算処理停止命令を受信した場合（ステップＳ５０４，Ｙｅｓ）、一連の電力需給ガイダンス処理を終了させる。
【００４６】
図４は、ある時点での電力量（ＭＷｈ）を基準値１００として指数（無次元）化した実施例を示す。例えば、２０００年３月１日１０時００分００秒において、Ａ工場１０４の使用電力量は１００、Ｂ工場１０５の使用電力量は１５０、その他需要源１０６での使用電力量は１００、合計電力量は３５０であった。このとき、優先モードは買電優先、最大買電電力量が２６０であることから、電力需要ガイダンス処理により、所内発電電力量が１００、買電電力量が２６０と算出された。
【００４７】
また、２０００年３月１日１１時３０分００秒において、Ａ工場１０４の使用電力量は１２０、Ｂ工場１０５の使用電力量は１１０、その他需要源１０６での使用電力量は１００、合計電力量は３３０であった。このとき、最大発電電力量が１５０、最大買電電力量が１５０であることから、所内発電電力量は１５０、買電電力量は１５０、不足電力量は３０、減産候補であるＡ工場１０４の減産率が２５％と算出された。
【００４８】
以上、説明したように、本実施の形態の電力需給ガイダンス装置の電力需給ガイダンス処理によれば、生産計画に基づき各工場の電力量を予測するため、生産量が急変するタイミングにおいても精度よく電力量を予測することが可能となる。そのため、契約電力量を上回る買電を防ぐことができ、違約金支払い等の不経済を防止することができる。また、買電と発電との優先順に従った発電電力量、買電電力量、生産量削減割合を算出し、それらを各製造工場およびエネルギー管理施設のオペレータに操業ガイダンスできる。そのため、過剰な発電による発電コスト増、および、過剰な生産削減による生産性損失を防ぐ効果もある。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【００５０】
［実施例］
次に、図７を参照し、本実施の形態の効果を説明する。図７は、図１記載の電力網１０１をもつ製鉄所における合計電力量の実績値および予測値と、各製造工場（Ａ工場１０４，Ｂ工場１０５）の生産量の変化とを示す図である。図７の中段グラフと下段グラフとでは、時刻ｔ−１とｔとの間を境に、Ａ工場１０４とＢ工場１０５との生産量が急増していることがわかる。本実施例では、この時刻ｔ−１とｔとの間のタイミングで、電力需給ガイダンス処理により電力量を予測した。 
【００５１】
従来の手法では、直前における実績の合計電力量の移動平均等で外挿する方法で電力量を予測していたため、図７の上段グラフに示す破線で示すように、時刻ｔ，ｔ＋１の電力量は時刻ｔ−１より減少すると予測した。しかし、実際には生産量が増加したため、実線で示すように電力量は増加し、予測が大きく外れた。
【００５２】
一方、本実施の形態の電力需給ガイダンス処理によれば、演算処理部２２０が生産量の増加に応じた電力量予測を行うため、図７の上段グラフに点線で示すように、従来の手法による予測値よりも実績値に近い予測値が得られたことがわかる。
【００５３】
また、図８に示すように、従来の手法による需用電力の予測誤差はσ４．６ＭＷｈであったが、図９に示すように、本手法による予測誤差はσ１．７ＭＷｈであった。このことからも、本手法は従来よりも予測誤差が減っており、実績値に近い予測値が得られていることがわかる。なお、図８および図９に示すグラフの縦軸は電力量の予測値、横軸は電力量の実績値、グラフ内のＲ２は決定係数である。
【００５４】
図１０〜図１２は、買電量のガイダンス画面の一例であり、縦軸は累積買電量、横軸は時間である。従来の手法では、図１０に示すように、３５分時点における２５分先（６０分時点）の累積買電量を７７ＭＷｈと予測していた。そのため、従来の手法は、図１２に示す６０分時点における累積買電量の実績値９０ＭＷｈと比較すると、１３ＭＷｈの誤差があった。一方、本手法では、図１１に示すように、３５分時点における２５分先（６０分時点）の累積買電量を９６ＭＷｈと予測しており、実績値との誤差は６ＭＷｈである。従って、累積買電量の予測においても、本手法は従来よりも予測誤差が減っており、実績値に近い予測値が得られていることがわかる。
【００５５】
なお、上記実施例においては、図１記載の２つの製造工場を対象とした電力網をもつ製鉄所を例に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、３つ以上の製造工場を対象とした電力網に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明に係る電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス方法は、製鉄所で使用する電力量を高精度に予測可能であるため、発電設備を備える製鉄所に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  電力網
１０２  製鉄所内の電力網
１０３  送電線
１０４  Ａ工場
１０５  Ｂ工場
１０６  その他需要源
１０７  所内発電所
１０８  エネルギー管理施設
１０９  電力会社発電所
２００  電力需給ガイダンス装置
２１０  装置本体
２２０  演算処理部
２２１  生産計画取得部
２２２  電力予測部
２２３  発電買電量決定部
２２４  アラーム通知部
２２５  可視化部
２３０  ＲＯＭ
２３１  電力需給ガイダンスプログラム
２４０  ＲＡＭ
２５０  伝送路
２６１  データ収集装置
２６２  データベース（ＤＢ）
２６３  モニタ
２６４  入力装置
２６５  伝送路
２７１  Ａ工場サーバー
２７２  Ｂ工場サーバー
２７３  エネルギー管理サーバー
２８１  プロセスコンピュータ
２８２  製造設備
【図１】
2015178256.tif 000006
【図２】
2015178256.tif 000007
【図３】
2015178256.tif 000008
【図４】
2015178256.tif 000009
【図５】
2015178256.tif 000010
【図６】
2015178256.tif 000011
【図７】
2015178256.tif 000012
【図８】
2015178256.tif 000013
【図９】
2015178256.tif 000014
【図１０】
2015178256.tif 000015
【図１１】
2015178256.tif 000016
【図１２】
2015178256.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月2日(2016.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得手段と、
取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測手段と、
前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定手段と、
前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化手段と、
生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知手段と、
を備え、
前記発電買電量決定手段は、
前記製鉄所全体の予測電力量と、前記最大発電電力量および前記最大買電電力量の和とを比較し、
かつ、各時間帯について予め決定され、電力量が不足した場合に優先される供給方法を示す優先モードを確認し、
かつ、前記製鉄所全体の予測電力量と、前記最大発電電力量または前記最大買電電力量とを比較することにより、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合を決めることを特徴とする電力需給ガイダンス装置。
【請求項２】
前記生産計画取得手段は、熱間圧延工場の加熱炉抽出計画を取得し、
前記電力予測手段は、取得した加熱炉抽出計画を基に、熱延電力式を用いて各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の電力需給ガイダンス装置。
【請求項３】
製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得ステップと、
取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測ステップと、
前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定ステップと、
前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化ステップと、
生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知ステップと、
を含み、
前記発電買電量ステップは、
前記製鉄所全体の予測電力量と、前記最大発電電力量および前記最大買電電力量の和とを比較し、
かつ、各時間帯について予め決定され、電力量が不足した場合に優先される供給方法を示す優先モードを確認し、
かつ、前記製鉄所全体の予測電力量と、前記最大発電電力量または前記最大買電電力量とを比較することにより、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合を決めることを特徴とする電力需給ガイダンス方法。
【国際調査報告】
2015178256.tif 000018
2015178256.tif 000019
2015178256.tif 000020
2015178256.tif 000021