(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の事業所にそれぞれ設置され、電力、燃料、水、冷温水、空気、水蒸気などのエネルギを購入又は製造して各事業所の生産設備に供給するユーティリティ設備と、該各ユーティリティ設備をそれぞれ運転する運転制御装置と、該各運転制御装置に通信ネットワークを介して接続されたユーティリティ管理運営装置とを備え、該ユーティリティ管理運営装置は、前記通信ネットワークを介して前記運転制御装置に指令を送って前記ユーティリティ設備の運転制御を行なう運転監視手段を備えてなるユーティリティ設備の管理運営システムであって、
前記ユーティリティ管理運営装置は、前記通信ネットワークを介して前記運転制御装置から前記各事業所の前記生産設備の生産実績データと前記ユーティリティ設備のエネルギ供給量実績データを取り込んで格納する実績データベースと、前記各事業所から前記通信ネットワークを介して前記生産設備の生産計画を取り込み、該生産計画と前記実績データベースに格納された前記生産実績データと前記エネルギ供給量実績データとに基づいて、該生産計画に対応する各事業所ごとのエネルギ需要量の予測を行なう需要予測手段と、予測された各事業所の前記エネルギ需要量と各事業所の前記ユーティリティ設備のエネルギ余剰量とに基づいて、エネルギ融通計画を立案するエネルギ融通計画手段と、立案された前記エネルギ融通計画に基づいて、各事業所の前記ユーティリティ設備の運転計画を立案する運転計画手段と、立案された前記運転計画に従って運転した場合の各事業所のエネルギ使用量を求めるエネルギ使用量計算手段と、求められたエネルギ使用量に基づいて、外部から購入すべきエネルギ購入量を求めるエネルギ購入計画手段とを備えてなることを特徴とするユーティリティ設備の管理運営システム。
【請求項２】
前記ユーティリティ管理運営装置は、前記通信ネットワークを介して前記運転制御装置から前記各事業所の前記ユーティリティ設備を構成する各機器の運転時間を取り込んで格納する実績データベースと、該実績データベースから前記各器機の運転時間に基づいて保守計画を立案する保全手段とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載のユーティリティ設備の運営管理システム。
【請求項３】
前記ユーティリティ設備が複合発電装置を含んで構成される場合、
前記エネルギ融通計画手段は、前記複合発電装置について、発電量の目標値を最大にしたときの排熱ボイラの蒸気発生量を計算し、該蒸気発生量と該複合発電装置が設置された事業所における蒸気の需要予測値とから余剰蒸気量を求め、余剰蒸気量がある場合は、該余剰蒸気により蒸気タービン発電機の発電量を求め、該発電電力を商用電力会社の送配電網を利用して他の事業所に託送した場合の料金上のメリットを計算し、メリットがある場合は当該複合発電機を最大出力で運転すると共に、前記余剰蒸気により蒸気タービン発電機を運転してその発電電力を当該他の事業所に託送する計画を立てることを特徴とする請求項１に記載のユーティリティ設備の管理運営システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーティリティ事業の運営方法及びユーティリティ設備の管理運営システムに関する。ここで、ユーティリティ事業の運営とは、生産設備（工場、ビル等）に必要なユーティリティ設備の設計、建設、運転、ユーティリティの購入、製造、販売、供給など、ユーティリティに係る業務を行なうことをいう。
【０００２】
【従来の技術】
ユーティリティとは、一般に、生産設備に副次的に必要とされる有用なものをいい、例えば電力、燃料（ガス、油、石炭）、水、冷温水、空気、水蒸気などのエネルギや、不活性ガス、薬品などの有用物をいう。ここで、生産設備とは、物を生産する設備の他に、設計、研究、営業、経理などの間接業務に係る設備をも含むものとする。また、ユーティリティ設備とは、それらのユーティリティを購入、製造、供給するのに必要な設備の他、生産設備から発生する廃水や廃棄物などの処理設備を含む。
【０００３】
このようなユーティリティ設備は、従来、生産設備を運営する各事業者が、自己の事業所内に個別に設置して運営するのが一般的である。例えば、事業所内に発電ボイラを設置し、発電ボイラの運転に必要な燃料（油、ガスなど）、給水、及び薬品を外部から購入して電力と蒸気を発生させ、それらを生産設備にエネルギとして供給する一方、不足電力は買電することにより運営している。
【０００４】
なお、複数の事業者で共同の発電設備や廃水処理設備を1ヵ所に設置し、電力、水蒸気及び廃水の効率的な運用を図ることが行なわれているが、一定の狭い地域にある事業者に適用が限られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、企業の経営環境の変化により、生産性向上等によるコスト削減の要請が強くなり、生産設備の生産性向上は一応の成果が得られているが、ユーティリティに関してもコスト削減の要望が強まっている。
【０００６】
このような要望に応えるため、従来、特定のユーティリティ設備の省エネルギ化が促進されているが、ユーティリティ設備全体として一層のコスト削減が期待されている。
【０００７】
例えば、ユーティリティ管理運営は、ユーティリティ設備の建設、運転、保全、運転実績データの計測、各種の報告書の作成、燃料等の必要な資材の購入及び代金の支払いなど、多岐にわたる様々な業務から成り立っている。そのような多岐にわたる様々な業務を、各事業者ごとに個別に行なっていることから、それぞれの業務に精通した人員を配置する必要があり、省力化による人件費節減の障害になっている面がある。特に、運転管理や保全業務は、一定の熟練度が要求されることもあり、人材不足と相俟って、合理化ないし効率化が要望される。
【０００８】
また、社会的な地球環境維持活動の高まりに伴い、排出CO２の削減、環境負荷の低減及び省エネルギの要望が強くなっており、これらの要望に応えてユーティリティ設備を改善するために、ユーティリティコストの一層の削減が要望されている。
【０００９】
本発明は、ユーティリティコストを一層削減することを解決課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、生産設備の事業者と別に、ユーティリティ事業を創設し、各事業者ごとに個別に運営していたユーティリティ設備を、ユーティリティ事業者が運営管理することを特徴とする。つまり、顧客事業者の事業所内又は隣接場所に設置されたユーティリティ設備の運転及び制御を含む運営を、ユーティリティ事業者が通信ネットワークを介して遠隔で行うユーティリティ事業を創設することにより、上記課題を解決する。なお、ユーティリティ管理運営にかかる費用は、例えばユーティリティ費用として各顧客事業者に請求する。
【００１１】
このように、ユーティリティ設備の建設、運転、保全、運転実績データの計測、各種の報告書の作成、燃料等の必要な資材の購入及び代金の支払いなどを、ユーティリティ事業者が纏めて行なうことにより、ユーティリティ管理運営にかかる人員を集約して、購入業務や報告書作成業務の効率化を行なうことにより、さらに熟練が要求される運転管理や保全業務を集約して合理化を図ることにより、人件費などの経費を節減してユーティリティコストを低減することにある。
【００１２】
また、ユーティリティ管理業務をユーティリティ専門の事業者に集約し、燃料、電力などの大量購入化を図ることによって、購入単価を引き下げることが可能になる。
【００１３】
この場合において、顧客事業所内に設置されたユーティリティ設備は、新設又は既設を問わず、ユーティリティ事業者が建設することにより、あるいは買い取ることにより、ユーティリティ事業者が専有する形態とすることができる。又は、契約により、顧客のユーティリティ設備を賃借し、賃料をユーティリティ費用に含めて請求する形態、あるいは顧客のユーティリティ設備の管理運営のみを事業として行なう形態とすることができる。
【００１４】
このようなユーティリティ事業の運営は、複数の事業所に設置されたユーティリティ設備と、該各ユーティリティ設備をそれぞれ運転する運転制御装置と、該各運転制御装置に通信ネットワークを介して接続されたユーティリティ管理運営装置とを備え、該ユーティリティ運営装置は、前記通信ネットワークを介して前記運転制御装置に指令を送って前記ユーティリティ設備の運転制御を行なう運転監視手段を備えた管理運営システムにより実現できる。
【００１５】
特に、ユーティリティ管理運営装置は、通信ネットワークを介して運転制御装置から各事業所の生産設備の生産実績データとユーティリティ設備のエネルギ供給量実績データを取り込んで格納する実績データベースと、各事業所から通信ネットワークを介して生産設備の生産計画を取り込み、その生産計画と実績データベースに格納された生産実績データとエネルギ供給量実績データとに基づいて、その生産計画に対応する各事業所ごとのエネルギ需要量の予測を行なう需要予測手段と、予測された各事業所のエネルギ需要量と各事業所のユーティリティ設備のエネルギ余剰量とに基づいて、エネルギ融通計画を立案するエネルギ融通計画手段と、立案された前記エネルギ融通計画に基づいて、各事業所の前記ユーティリティ設備の運転計画を立案する運転計画手段と、立案された前記運転計画に従って運転した場合の各事業所のエネルギ使用量を求めるエネルギ使用量計算手段と、求められたエネルギ使用量に基づいて、外部から購入すべきエネルギ購入量を求めるエネルギ購入計画手段とを備えてなるものとすることができる。
【００１６】
これによれば、顧客事業所の余剰エネルギを相互間で融通することができることから、ユーティリティ設備の運転効率の向上によるエネルギ効率が向上すると共に、外部からのエネルギ購入量を低減することができ、ユーティリティコストを一層低減できる。
【００１７】
また、ユーティリティ管理運営装置は、通信ネットワークを介して運転制御装置から各事業所のユーティリティ設備を構成する各機器の運転時間を取り込んで格納する実績データべースと、この実績データベースから各器機の運転時間に基づいて保守計画を立案する保全手段とを備えてなることが好ましい。これによれば、保全に必要な部品などの資材を纏めて購入するなど、必要な保守計画を自動的に立案して、効果的に保全を行なうことができる。
【００２０】
また、上述したエネルギ融通計画手段は、複数の事業所に設置された複合発電装置について、発電量の目標値を最大にしたときの排熱ボイラの蒸気発生量を計算し、その蒸気発生量とその複合発電装置が設置された事業所における蒸気の需要予測値とから余剰蒸気量を求め、余剰蒸気量がある場合は、その余剰蒸気により蒸気タービン発電機の発電量を求め、その発電電力を商用電力会社の送配電網を利用して他の事業所に託送した場合の料金上のメリットを計算し、メリットがある場合はその複合発電機を最大出力で運転すると共に、余剰蒸気により蒸気タービン発電機を運転してその発電電力を当該他の事業所に託送する計画を立てる構成とすることにより、電力料金を節減することができる。
【００２１】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に、本発明に係るユーティリティ事業の運営方法を直接実施するのに好適なユーティリティ管理運営システムの全体構成をブロック図で示す。図示のように、本システムは、ユーティリティ管理運営装置１と、運転制御装置２と、ユーティリティ設備３とを備えて構成されている。ユーティリティ設備３と運転制御装置２は、ユーザＡ社、ユーザＢ社などの複数の顧客事業者のそれぞれの事業所内又はその隣接地に設置され、ユーティリティ管理運営装置１と運転制御装置２は、インターネット４などの通信ネットワークを介して、データや情報をやり取りできるようになっている。
【００２２】
ユーティリティ管理運営装置１は、ユーティリティ設備３の運転及び監視をする運転監視装置１１と、運転履歴を記憶するヒストリカルデータベース１２と、エネルギ需要予測装置１３と、エネルギ融通管理装置１４と、ユーティリティ購入管理装置１５と、集計装置１６と、課金・集金装置１７と、報告書作成装置１８と、保全管理装置１９とを有して構成され、それらはデータ通信処理装置２０を介してインターネット４に接続されている。そして、ユーティリティ管理運営装置１は、気象サービス３１、ユーザＡ社３２、ユーザＢ社３３、石油会社Ａ３４、石油会社Ｂ３５，電力会社Ａ３６，電力会社Ｂ３７、公共機関３８、３９、保全会社Ａ４０及び保全会社Ｂ４１などと、インターネット４を介してデータ通信可能に形成されている。以下、ユーティリティ管理運営システムの各部の詳細について説明する。
（ユーティリティ設備３）
ユーティリティ設備３の簡単な一例を図２に示す。図において、ユーティリティ設備３は、ユーザの生産設備５に必要なユーティリティ（電気、空気、上水、蒸気、冷温水、中水など）を供給すると共に、生産設備５から発生する廃水や廃棄物を受け入れて処理する設備を含んで構成されている。供給するユーティリティは、ユーティリティ設備３内で発生させたり、他の顧客事業所に設置したユーティリティ設備３から融通したり、あるいは外部から購入する。同図の例では、融通又は買電により電気を受電し、ユーティリティ設備の運転に必要なポンプ、ファンなどの機器５１を運転するとともに、空気圧縮機５２を運転して生産設備に圧縮空気を供給する。また、油又はガスなどの燃料と上水を購入して複合発電設備（コ・ジェネ）５３を運転し、発生した電気は受電した電気と共に生産設備５に供給される。複合発電設備５３で発生した蒸気の一部は冷温水機５４の熱源として使用され、残りの蒸気は生産設備５２供給される。冷温水機５４により製造された冷温水は、蓄熱槽５５を介して生産設備５２供給される。生産設備５から排出される廃水は、廃水処理５６において生物処理や化学処理により処理され、一部は中水として生産設備５に戻され、残りは排水される。また、生産設備５から排出される廃棄物は、外部に設けられた図示していない廃棄物処理施設において処理され、有価物回収及び無害化等の処理がなされる。
【００２３】
なお、ポンプ・ファン等５１は、冷温水機５４で作った冷温水や外部から購入した上水を生産設備に送るポンプ、燃焼用空気を取り入れるための給気ファン、及び排気ファン等の補機類が含まれ、一般に電気で駆動される。また、空気圧縮機５２は、プレス機械、エアガンなど、圧縮空気を動力源とする生産用機械に圧縮空気を供給するもので、一般に電気で駆動される。複合発電設備５３により発生される電気は、上述の空気圧縮機５２及びポンプ・ファン等５１の補機類を駆動する他、生産設備の電力として供給される。また、複合発電設備５３により発生される蒸気は、加温装置など蒸気を使う生産用機械に供給される。冷温水機５４は、冷房及び暖房など、生産設備の空調を行なうための冷水及び温水を作る吸収式の冷温水機が主流である。
（運転制御装置２、運転監視装置１１）
上記のように構成されるユーティリティ設備３は、図３に示した運転制御装置２を介して、ユーティリティ管理運営装置１の運転監視装置１１により遠隔操作により運転される。すなわち、生産設備の要求に見合う量と質のエネルギ供給を継続するために、ユーティリティ設備３の運転状況を常時監視し、必要な運転及び制御を行なう。図３に示すように、運転監視装置１１を構成する監視操作処理部２１は、表示画面及び操作部を備えており、表示画面にはユーティリティ設備の運転状態を示す情報が表示されるとともに、運転員の判断あるいは自動制御によりユーティリティ設備の起動又は停止指令及び運転スケジュール等の運転制御指令を出力するようになっている。監視操作処理部２１から出力される運転制御指令は、ｗｗｗブラウザ機能を有するデータ通信処理装置２０からインターネット４を介して運転制御装置２に伝送される。運転制御装置２は、ｗｗｗサーバ機能を有するデータ通信処理装置６１を介して入力される運転制御指令を取り込み、当日運転制御処理部６２に入力する。
【００２４】
当日運転制御処理部６２は、エネルギ融通管理装置１４から出力される機器運転スケジュールを解読し、所定の時刻にユーティリティ設備３の各構成機器の起動停止指令を入出力処理部６３に出力するようになっている。入出力処理部６３は、各構成機器の起動停止指令を対応する機器に出力するとともに、各機器及び計測機器から運転状態を示す状態信号及び故障信号が入力されるようになっている。つまり、入出力処理部６３は、ユーティリティ設備３から各機器等の状態及び故障信号を入力し、アナログ／ディジタル変換、信号レベル変換、絶縁処理等の入出力処理を行なって、計算機が取扱える信号に変換をする。また、当日運転制御処理部６２からの各機器の運転、停止指令を実際の機器に出力する。ここで、状態量信号とは、機器の運転、停止などの状態変化信号、温度、圧力、流量などのプロセス量変化を指し、故障信号とは機器の異常、プロセスの異常信号を指す。
【００２５】
入出力処理部６３を介して入力された信号は、リアルタイムデータベース６４に格納される。リアルタイムデータベース６４は、状態信号や故障信号を識別し、どの機器がどんな状態になっているかを整理してデータベース化する。また、状態信号はリアルタイムデータベース６４からヒストリカルデータベース６５に転送される。ヒストリカルデータベース６５は、状態量信号を時系列化して整理し、信号毎の時系列瞬時データファイルや、積算ファイルなどの実績データのファイルを作成する。作成された実績データファイルは、インターネット４を介してユーティリティ管理運営装置１内のヒストリカルデータベース１２に転送されるようになっている。また、リアルタイムデータベース６４内の状態信号等は、表示画面データベース６６に格納されている画面フォーマットと紐付けされており、監視操作処理部２１の要求に基づいて、ユーティリティ設備の運転状態の監視画面のフォーマットと画面データとを監視操作処理部２１に転送し、表示画面に表示するようになっている。
【００２６】
具体的には、運転員がキーボードやマウス等の入力手段によりを画面表示要求を入力すると、監視操作処理部２１は表示指令に対応するユーザの運転制御装置２を判別し、インターネットを介して画面表示要求を出力する。その要求を受けた運転制御装置２は、表示画面データベース６６からＨＴＭＬ言語で記述された画面フォーマットを監視操作処理部２１に転送する。また、リアルタイムデータベース６４からその画面に表示すべきデータを選択し、ＪＡＶＡ言語で記述された通信処理によりインターネット４を介して監視操作処理部２１に転送する。これにより、監視操作処理部２１の表示画面に表示要求に対応した画面情報が表示される。その結果、管理運営装置１側の監視操作処理部２１には、画面フォーマット、表示用データベース及び表示用ソフトウエアが不要になり、しかも専用の信号伝送路を用いずにインターネットで実現できることから、安価な遠隔運転監視システムを実現できる。
【００２７】
図４に、管理運営装置１のエネルギ需要予測装置１３、エネルギ融通管理装置１４、ユーティリティ購入管理装置１５の詳細構成図を示す。
（需要予測装置１３）
需要予測装置１３は、需要予測処理部７１とユーザ毎の予測需要データベース７２を有して構成されている。そして、データ通信処理装置２０を介して気象情報と各ユーザの生産計画を取り込み、さらにヒストリカルデータベース１２から実績データ（ユーティリティ供給量実績、生産実績、気象実績等）を取り込み、各ユーザのユーティリティの需要予測を行なう。例えば、需要予測は、ニューラルネットワークによる重回帰分析などを用いて、（１）翌年の月単位の需要、（２）翌月の日単位の需要、（３）翌日の時間単位の需要について行なう。ここで、（１）と（２）の予測値は、エネルギ購入の予約と契約用に用いる。（２）と（３）の予測値は、機器の運転計画と、エネルギの融通計画に用いる。翌年の月単位需要は、予め蓄積している各ユーザの当年の月単位生産量実績、当年の月単位ユーティリティ使用量実績、及び予測にあたって各ユーザから得た翌年月単位の生産計画を入力データとして、重回帰分析により各ユーザ毎に行なう。
【００２８】
翌年の日単位需要は、予め蓄積している各ユーザの当月の日単位生産量実績、当月の日単位ユーティリティ使用量実績、天候、雨量、最高最低気温、予測に際して気象サービス３１から得た気象予報（天候、最高最低気温）並びに各ユーザから得た翌月の日単位の生産計画を入力データとして、ニューラルネットワークにより各ユーザ毎に予測する。
【００２９】
また、翌日の時間単位の需要は、予め各ユーザから得た前日の日単位の生産実績、予め蓄積している前日並びに当日の時間単位ユーティリティ使用量実績、天候、雨量、最高最低気温、及び予測に際して気象サービス３１から得た気象予報（天候、最高最低気温）並びに各ユーザから得た翌日の生産計画を入力データとして、ニューラルネットワークにより各ユーザ毎に予測する。
（エネルギ融通管理装置１４）
エネルギ融通管理装置１４は、ユーザ毎の運転計画立案処理部７３と、エネルギ融通計画立案処理部７４とを備え、需要予測結果に基づいて各ユーザ間のエネルギ融通を行ない、これに基づいてユーザ毎の運転計画７５を作成するようになっている。この運転計画７５は、インターネット４を介して運転制御装置２に転送され、運転計画７５に従ってユーティリティ設備３が運転制御される。
【００３０】
エネルギ融通計画立案処理部７４は、電力の託送制度を利用し、余剰エネルギを電力に変換して融通する。ここで、電力託送制度とは、特定需要家がＡ地点で発電した電力を、電力会社の配電系統を介して離れた同一需要家のＢ地点に託送して使用できる制度であり、電力会社に託送料を支払うことになる。この託送料金は、電力会社へ支払う購入電力料金より安いので、託送が可能な電力がＡ地点で安定に確保されれば、Ｂ地点において購入電力料金と託送料金の差額分の電力料金を低減できる。しかし、託送は、余剰電力の計画的な安定確保が条件となる。したがって、事前に余剰電力を確実に確保することが必要になる。
【００３１】
ところで、各ユーザの生産設備の例えば1日の操業パターンは、ユーザ毎に概ね決まっており、このパターンが大きく崩れることは殆どない。例えば、Ａ社は８時間操業で、Ｂ社は２４時間操業などのように決まっており、８時間操業のユーザＡが突然２４時間操業に変更することはない。このようなユーザＡの場合、操業時間帯以外の時間における電力や蒸気などのエネルギの使用量は、操業時間帯に比べて大きく減少するのが一般である。したがって、ユーザＡが、例えばコ・ジェネレーション設備（複合発電設備）などの自家発電装置を保有していても、操業時間外には負荷がなくなるので、自家発電装置を停止せざるを得ない。この場合、電力を託送できれば、操業時間外も自家発電装置を連続して運転できるので、設備効率を向上させることができる。
【００３２】
この点、本実施の形態によれば、特定のユーティリティ事業者が操業条件の異なる複数のユーザのユーティリティ設備を一括して管理運営しているから、それらのユーティリティ設備相互間で電力託送をすることができ、設備の運用効率を向上させて電力料金を節減できることになる。
【００３３】
この一例を、図５〜図７を用いてエネルギ融通管理装置１４における電力融通の一例を説明する。図５は、Ａ社とＢ社の事業所内に設けられたコ・ジェネレーション設備と電力系統の系統構成図を示している。図示のように、Ａ社のコ・ジェネレーション設備８０は、油又はガスを燃料とするガスタービン発電機８１と、その排ガスで蒸気を発生する排熱ボイラ８２と、その蒸気で発電する蒸気タービン発電機８３と、油又はガスを燃料として不足の蒸気を発生するボイラ８４とを備えて構成されている。発電した電力は配電線８５を介して生産設備５ａに供給され、発生した蒸気は配管８６を介して生産設備５ａに供給される。また、蒸気の一部はユーティリティ設備の冷温水機８７の熱源として供給される。Ｂ社のコ・ジェネレーション設備９０は、油又はガスを燃料とするガスタービン発電機９１と、その排ガスで蒸気を発生する排熱ボイラ９２と、蒸気発生用のボイラ９４とを備えて構成されている。発電した電力は配電線９５を介して生産設備５ｂに供給され、発生した蒸気は配管９６を介して生産設備５ｂに供給される。また、蒸気の一部はユーティリティ設備の冷温水機９７の熱源として供給される。そして、Ａ社とＢ社の配電線８５，９５はそれぞれ電力会社の配電系統１００に接続されている。
【００３４】
図６は、Ａ社とＢ社の操業パターンと、電気需要パターン、熱需要パターンの関係を示したものであり、最下段が操業パターン、中段が熱需要パターン、上段が電気需要パターンである。それらのパターンは、横軸に１日の時間帯を示し、熱需要パターンと電気需要パターンの縦軸はそれぞれ予測需要量を示している。図から判るように、Ａ社は昼間のみ操業するパターンであり、Ｂ社は２４時間連続で操業するパターンである。それら、Ａ社とＢ社の電力と蒸気の需要予測は、図４の需要予測装置１３により求められ、図示のように、Ａ社の電気需要パターン１１０と熱需要パターン１１１は、昼間の需要量に比べて夜間の需要量が大きく低下する。これに対し、Ｂ社の電気需要パターン１１２と熱需要パターン１１３は、昼間と夜間とで大きな差がない。
【００３５】
ここで、Ａ社において、電力会社からの購入電力量が最小となるように、蒸気の需要量を考慮して、ガスタービン発電機８１の最大定格を設定し、さらに蒸気タービン発電機８３の定格を設定する。その結果、ガスタービン発電機８１の発電量１１５、蒸気タービン発電機８３の発電量１１６、及び購入電力量１１７が定まる。これに対応して排熱ボイラ８２の発生蒸気量１１８とボイラ８４の蒸気量１１９が定まる。しかし、Ａ社は夜間の電気と蒸気の需要量が大きく低下することから、夜間はボイラ８４の運転を停止するとともに、ガスタービン発電機８１の発電量を絞った運転をすることになる。そこで、ガスタービン発電機８１を２４時間連続で最大定格により運転するとすると、夜間の蒸気需要が少ないことから余剰蒸気１２０が生まれ、これにより蒸気タービン発電機８３を運転すると、大きな余剰電力１２１が生ずる。一方、Ｂ社の操業パターンは２４時間連続であることから、電気需要量はほぼ２４時間一定で、蒸気の需要量は夜間から早朝にかけて少し減少するパターンである。このような電気需要を、ガスタービン発電機９１の発電量１２２と電力会社からの購入電力量１２３によって賄い、蒸気需要については排熱ボイラ９２の発生蒸気量１２５と、ボイラ９３の発生蒸気量１２６により賄うようにしている。
【００３６】
そこで、Ａ社とＢ社のユーティリティ設備をユーティリティ運営管理会社が一括して運用し、Ａ社の余剰電力１２１をＢ社に託送電力１２４として融通することにより、Ｂ社のユーティリティコストを節減できる。ここで、図７に、ユーティリティ運営管理装置における余剰電力融通の処理手順の一例を示す。先ず、各顧客事業者の電力・蒸気の需要予測値を取り込む（Ｓ１）。次に、ガスタービン発電機の発電量目標値を最大値に仮定する（Ｓ２）。そして、排熱ボイラの出力蒸気量を最大に仮定する（Ｓ３）。次いで、排熱ボイラの出力蒸気量から蒸気需要予測値を引いて余剰蒸気量を計算する（Ｓ４）。計算結果に基づいて、余剰蒸気の有無を判断し（Ｓ５）、余剰蒸気がある場合は、その余剰蒸気による蒸気タービン発電機の発電量を計算する（Ｓ６）。そして、蒸気タービン発電機による発電量から電力需要量を引いて余剰電力を計算する（Ｓ７）。以上のＳ１〜Ｓ７の処理を例えば１時間単位で繰り返し行ない、１日分の処理を実行する（Ｓ８）。なお、ステップＳ５の判断で、余剰電力がないときは、ステップＳ８に進んで、他の時間帯について電力融通処理を繰返す。１日分の処理が終了し、各時間単位ごとに余剰電力がある場合は、その余剰電力を託送により他社に供給した場合のメリットを試算する（Ｓ９）。つまり、その他社の購入電力単価から託送料を差し引き、これに余剰電力量を乗じて節減できる電力料金を求め、余剰電力を発電するのに必要な燃料費などの経費と比較してメリットを計算する。そして、メリットがある場合は（Ｓ１０）、余剰蒸気発生時間帯に蒸気タービンを運転するように運転スケジュールを設定する（Ｓ１１）。メリットがない場合は、蒸気タービンの運転をしないスケジュールを設定して（Ｓ１１）、処理を終了する。
（ユーティリティ購入管理装置１５）
ユーティリティ購入管理装置１５は、ユーティリティ設備の構成機器の機器仕様データベース７６と、エネルギ使用量計算処理部７７と、エネルギ購入計画処理部７８と、ユーティリティ単価決定処理部７９とを有して構成される。機器仕様データベース７６には、各機器の入出力に係る関係式が格納されている。エネルギ使用量計算処理部７７は、運転計画７５に従って各機器を運転した場合のエネルギ使用量を、機器仕様データベース７６の入出力関係式に基づいて計算する。エネルギ購入計画処理部７８は、エネルギ使用量計算処理部７７で求めたエネルギ使用量に基づいてエネルギの購入計画を立てる。つまり、電力及び油の購入量を計算し、インターネット４を通じて電力会社Ａ、Ｂ及び石油会社Ａ、Ｂに見積を依頼し、見積に基づいて購入先を決定し、購入契約を結ぶ。さらに、購入代金をインターネットを通じて行なう、いわゆる電子決済をするようになっている。ユーティリティ単価決定処理部７９は、エネルギ購入計画処理部７８で契約したエネルギ価格に基づいて、各ユーザに請求するユーティリティのエネルギ単価を決定し、課金・集金装置１７に出力する。
（集計処理装置１６）
図７に、集計処理装置１６、課金・集金管理装置１７、報告書作成装置１８の詳細構成図を示す。集計処理装置１６は、消費エネルギ量、排出排水量、供給冷温水量など、経営や法規制遵守のために必要な計測データを収集し、必要な集計処理を行なう。つまり、集計処理装置１６は、集計処理部１３０において、データ通信処理装置２０を介してインターネット４から各運転制御装置２におけるエネルギ消費量、廃棄物等の排出量、ユーティリティの供給量、上水の受入量、薬品使用量、等のユーティリティの実績データを取り込むとともに、各ユーザから生産実績データを取り込み、それらの集計処理を行ない、各ユーザ毎のヒストリカルデータベース１３１に格納するようになっている。
（課金・集金管理装置１７）
課金・集金管理装置１７は、課金演算処理部１３５と、課金データベース１３６と、決済処理部１３７を備えて構成される。課金演算処理部１３５は、ユーティリティ購入管理装置１１から出力されるユーティリティ単価と、集計処理装置１６のヒストリカルデータベース１３１に格納された各ユーザへのユーティリティ供給量を取り込み、各社に請求するユーティリティ料金を演算し、使用量報告書１３８を作成する。この使用量報告書１３８には、種類毎のユーティリティ供給量、種類毎のユーティリティ単価、及び種類毎のユーティリティ料金等が記載される。ユーティリティ料金としては、電気代金、油代金、ガス代金等が含まれる。そして、使用量報告書１３８はデータ通信処理装置２０とインターネット４を介して各ユーザに伝送されるようになっている。これに対し、各ユーザは、インターネット４を介して電子決済処理を行なうことができ、この処理はデータ通信処理装置２０を介して決済処理部１３７に取り込まれ、課金データベース１３６の課金データと照合して決済処理がなされる。
（報告書作成装置１８）
報告書作成装置１８は、公共機関などに提出が義務付けられている環境報告書を纏める業務を行なう。この環境報告書は各ユーザにも提出する。つまり、報告書作成装置１８は、環境報告演算処理部１４１と、環境データベース１４２を有して構成される。環境報告演算処理部１４１は、集計処理装置１６のヒストリカルデータベース１３１に格納された各ユーザのエネルギ消費量と、各種の排出量に基づいて環境に及ぼす各種の指標データを演算し、各ユーザ毎の指標データを環境データベース１４２に格納するとともに、環境報告書１４３を作成する。この環境報告書１４３には、例えば、エネルギ消費量、エネルギ消費量原油換算値、一次エネルギ削減量、ＣＯ２排出量、ＣＯ２排出削減量、等の環境に及ぼす指標データが含まれている。この環境報告書１４３は、データ通信処理装置２０とインターネット４を介して提出が義務付けられている公共機関３８、３９に提出される。
（設備保全管理装置１９）
設備保全管理装置１９は、ユーティリティ設備３に異常が発生したとき、保全会社に修理を依頼したり、日常の保守点検及び予備品や消耗品の補填などの業務を行なうことにより、ユーティリティ設備３の予防保全を行なう。このような業務を行なうため、設備保全管理装置１９は、各ユーザ毎の機器管理台帳１５１と、保守計画立案処理部１５２を有して構成されている。機器管理台帳１５１は、制御運転装置２から伝送される故障信号と、ヒストリカルデータベース１２から機器運転時間のデータを取りこみ、管理台帳に書き込むようになっている。保守管理計画立案処理部１５２は、機器管理台帳１５１のデータを適宜取りこみ、予め定められた保守管理マニュアル等に従って保守管理の計画を立て、データ通信処理装置２０とインターネット４を介して保全会社Ａ又はＢに保守の指示及び発注を行なうようになっている。保全会社Ａ、Ｂは、指示に従ってユーティリティ設備３の保守を行い、その報告をインターネット４を介して保守管理計画立案処理部１５２に伝送するようになっている。
【００３７】
このようにして、ユーティリティ設備の保守管理をユーティリティ管理会社が一括して行なうことにより、各ユーザが個別に行なっていた保守管理業務をユーティリティ管理会社が集約して行なうことができ、保守管理に係る各種業務の効率を向上して、経費を削減することができる。
【００３８】
以上述べたように、図１の実施形態によれば、ユーザの事業所内又は隣接場所に設置されたユーティリティ設備の運転及び制御を含む運営を、ユーティリティ事業者が通信ネットワークを介して遠隔で行うユーティリティ事業を創設し、ユーティリティ設備の建設、運転、保全、運転実績データの計測、各種の報告書の作成、燃料等の必要な資材の購入及び代金の支払いなどを、ユーティリティ事業者が纏めて行なうようにしたことから、ユーティリティ管理運営にかかる人員を集約して、購入業務や報告書作成業務の効率化でき、ユーティリティコストを低減することができる。
【００３９】
また、熟練が要求される運転管理や保全業務を集約して合理化を図ることにより、人件費などの経費を節減してユーティリティコストを一層低減することができる。
【００４０】
さらに、ユーティリティ管理業務をユーティリティ専門の事業者に集約し、燃料、電力などの大量購入化を図ることによって、購入単価を引き下げることが可能になる。
【００４１】
上記の実施形態において、ユーザ事業所内に設置されたユーティリティ設備は、新設又は既設を問わず、ユーティリティ事業者が建設することにより、あるいは買い取ることにより、ユーティリティ事業者が専有する形態とすることができる。又は、契約により、ユーザのユーティリティ設備を賃借し、賃料をユーティリティ費用に含めて請求する形態、あるいは顧客のユーティリティ設備の管理運営のみを事業として行なう形態とすることができる。
【００４２】
また、ユーザ事業所の余剰エネルギをユーザ相互間で融通することができることから、ユーティリティ設備の運転効率の向上によるエネルギ効率が向上すると共に、外部からのエネルギ購入量を低減することができ、ユーティリティコストを一層低減できる。
【００４３】
また、保全に必要な部品などの資材を纏めて購入するなど、必要な保守計画を自動的に立案して、効果的に保全を行なうことができるから、この点からもユーティリティにかかる費用を削減できる。
【００４４】
また、ユーティリティ管理運営装置は、集計手段により得られる各種の実績データに基づいて、環境に及ぼす影響因子の実績データの環境報告書を作成する手段とを備えて構成し、その環境報告書を所轄の官庁等に通信回線を介して提出するようにしていることから、環境報告書の作成業務を効率化することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ユーティリティコストを一層削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のユーティリティ事業の運営方法を実現するに好適な一実施の形態のユーティリティ管理運営システムの全体構成図である。
【図２】本発明に係るユーティリティ設備の一実施形態と生産設備との関連を説明する図である。
【図３】図１の実施形態のユーティリティ設備の運転制御装置の詳細構成図である。
【図４】図１の実施形態の需要予測装置、エネルギ融通管理装置及びユーティリティ購入管理装置の詳細構成図である。
【図５】電力融通の一例を説明するためのユーザＡ、Ｂのユーティリティ設備の一実施形態図である。
【図６】図５のユーザＡ、Ｂの操業パターン、熱需要パターン及び電気需要パターンの一例を示す図である。
【図７】図５のユーザＡ、Ｂの電力融通の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図１の集計処理装置、課金・集金管理装置及び報告書作成装置の詳細構成を示す図である。
【図９】図１の設備保全管理装置の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ユーティリティ管理運営装置
２  運転制御装置
３  ユーティリティ設備
４  インターネット
５  生産設備
１１  運転監視装置
１２  ヒストリカルデータベース
１３  エネルギ需要予測装置
１４  エネルギ融通管理装置
１５  ユーティリティ購入管理装置
１６  集計装置
１７  課金・集金管理装置
１８  報告書作成装置
１９  保全管理装置
２０  データ通信処理装置
【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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