广域设备的最佳运行控制装置制造方法及图纸

实现快速最佳化，稳定且高效的水运行控制，从而最大限度地降低送水量随时间的变化，并且还极大地减少泵的电力消耗量。根据预测需求量及过程的计测值，按照以由该日的每单位时间的运行流量和该流量所对应的时刻组成的变量组作为基因，只在运行流量和该流量所对应的时刻发生改变时，作为如同存在该变量组的可变长的基因序列的操作的遗传算法，运算最佳运行计划。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及广域设备的最佳运行控制装置，利用该装置可以在以多个设施为流体供给对象的广域设备、例如广域供水设备的运行时，实现最佳化，稳定且高效的水运行控制，从而最大限度地降低原水的取水量及净水厂的总过滤量、净水厂向配水池的送水量随时间的变化，并且还极大地减少泵的电力消耗量。
技术介绍
采用计算机进行供水设备运行的决策支援的情况下，预测作为对象的配水区域的需求，根据该预测值运算出最佳的运行计划。由于以多个设施为对象的广域供水设备所处理的设施数量增多，其运行方法也较复杂，因此将运行计划最佳化的运算时间会大大增加，从而可能会造成实用上的障碍。在供水设备的自动控制中，根据计算机制成的运行计划运行、控制设备的情况下，稳定地生产净水且不间断地稳定地供应给用户就成为首要的任务。同时，从运行成本及设备维修保养费用等方面考虑，在设备运行上，也要求高效运行和控制设备。因此，能否编制出满足上述观点要求的最佳、或者能替代它的接近最佳的设备运行计划就成为很重要的一点。近年来，随着设备的复杂化、大规模化，很难在实用上可行的时间内迅速运算出如上所述的最佳、或接近最佳的设备运行计划。特别是广域设备中，水供应公司的净水厂及配水厂等设施分散，同时一齐监控这些设施的广域监视的流程也是固定的。在这种情况下，要迅速地运算每天的设备运行计划就越发困难。因此要解决上述问题，就必须研制出既使是复杂或者大规模的设备也能够运算高速最佳、或者接近最佳的运行计划，实现高效、稳定进行设备运行的广域设备的最佳运行控制装置。采用计算机进行供水设备运行的决策支援的情况下，预测作为对象的配水区域的需求，根据该预测值运算出最佳的运行计划(例如、参考日本特许公开公报平8-128078号公报及日本特许公开公报2001-55763号公报)。由于以多个设施为对象的广域供排水设备所处理的设施数量增多，其运行方法也较复杂，因此使运行计划最佳化的运算时间大大增加，会造成实用上的障碍。随着管理、运行设施的整合化、广域监视化，必须研制出可实现高效、稳定的供水设备运行，并且高速制作最佳设备运行计划的具有实用价值的设备运行控制装置。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述问题而完成的，目的是提供广域设备的最佳运行控制装置，它能够在以多个设施为对象的广域设备运行时，实现快速最佳化，稳定且高效的水运行控制，从而最大限度地降低原水的取水量及净水厂的总过滤量、净水厂向配水池的送水量随时间的变化，并且还能极大地减少泵的电力消耗量。为达成上述目的，提供权利要求1～14所述的专利技术。权利要求1的专利技术是对以多个设施为对象的广域设备的运行进行最佳控制的广域设备的最佳运行控制装置。其特征是，配置有输入必要设定值及条件的数据输入部；存储过程数据的计测值及各种参数设定值等数据的实际用数据库部；参考由前述数据输入部所输入的气象信息及实际用数据库部所存储的过去的实际需求值，预测该运行当日以后的每单位时间的需求量的需求预测部；根据该需求预测部所得到的每单位时间的预测需求量及过程的计测值，以由该日的每单位时间的运行流量和该流量所对应的时刻所组成的变量组作为基因，按照只在运行流量和该流量所对应的时刻发生变更时，作为如同存在该变量组的可变长的基因序列而操作的遗传算法，运算以多个设施为对象的广域设备的最佳或者接近最佳的运行计划的运行计划部；输出由运行计划部得到的广域设备运行运算结果和其他所需数据的数据输出部。权利要求2的专利技术是根据权利要求1所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有在前述运行计划部内生成初期个体时，判定满足制约条件的进行可行解(feasible solution)的初期个体能否在某段时间内生成，若不能生成时，中止初期个体的生成的初期个体生成计时部。权利要求3的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有将存储在前述实际用数据库部的过去的设备运行作为初期个体生成，并提供给前述运行计划部的实际用初期个体生成部。权利要求4的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有将由人为数据输入装置所设定的设备运行方案作为初期个体生成，提供给前述运行计划部的试探法初期个体生成部。权利要求5的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有再用其他最佳化方法对在前述运行计划部内所得的设备运行计划进行最佳化运算的综合最佳化部。权利要求6的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，在前述运行计划部不能得到最佳设备的运行计划时，在前述运行计划部上配置有放宽限制条件、再进行最佳化运算的限制放宽运行计划部。权利要求7的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有在前述运行计划部得到的设备运行计划从时间上看呈凹状时，通过比较最佳化用的评价值和限制条件，而将该运行计划平滑化的凹平滑化部。权利要求8的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有在前述运行计划部得到的设备运行计划从时间上看呈凸状时，通过比较最佳化用的评价值和限制条件，而将该运行计划平滑化的凸平滑化部。权利要求9的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有在前述运行计划部得到的设备运行计划从时间上看呈升阶状时，通过比较用于最佳化的评价值和限制条件，而将该运行计划平滑化的升阶平滑化部。权利要求10的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有在前述运行计划部得到的设备运行计划从时间上看呈降阶状时，通过比较用于最佳化的评价值和限制条件，而将该运行计划平滑化的降阶平滑化部。权利要求11的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，在设备中存在局部控制调节器，包含设备运行控制装置不能控制的机器时，配置有模拟局部控制并将其结果输入前述运行计划部，使设备的运行计划运算的局部控制模拟计划部。权利要求12的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，在对和设备有时间上延迟的地方所需流量，从设备供给时，配置有考虑上述时间上的延迟，对由前述运行计划部得到的运行计划修正从设备上来衡量的需要量的时间延迟修正部。权利要求13的专利技术是根据权利要求2所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，前述广域设备是广域供水设备，配置有用于定期监视各下游设施的水位计划是否在预先确定的范围内，在满足的情况下，继续监视；在不满足的情况下，首先只对该设施进行再计划，其结果是如果满足其它设施的限制条件，则根据再计划结果运行广域设备；如果不满足其它设施的限制条件，逐次重复进行还包括位于该设施上游的设施在内的再计划的再计划判定部。权利要求14的专利技术是根据权利要求1所述的广域设备的最佳运行控制装置，其特征在于，配置有进行仿真以能确定所希望的运行设定值是否满足设备运行上的限制条件的仿真部。附图说明图1为本专利技术的最佳运行控制装置的一实施方式的框线图。图2为适用于图1的最佳运行控制装置的广域供水设备的一构成例的系统图。图3为可变长基因序列的示例的说明图。图4为说明可变长基因序列所示的受水流量的图像的图。图5为处理可变长基因序列的遗传性算法的交叉方法的说明图。图6为处理可变本文档来自技高网...

【技术保护点】
广域设备的最佳运行控制装置，它是对以多个设施为对象的广域设备的运行进行最佳控制的装置，其特征在于，配置有输入必要设定值及条件的数据输入部；存储过程数据的计测值及各种参数设定值等数据的实际用数据库部；参考由前述数据输入部所输入的气象信息及实际用数据库部所存储的过去的实际需求值，预测该运行当日以后的每单位时间的需求量的需求预测部；根据该需求预测部所得到的每单位时间的预测需求量及过程的计测值，以由该日的每单位时间的运行流量和该流量所对应的时刻所组成的变量组作为基因，按照只在运行流量和该流量所对应的时刻发生变更时，作为如同存在该变量组的可变长的基因序列而操作的遗传算法，运算以多个设施为对象的广域设备的最佳或者接近最佳的运行计划的运行计划部；输出由运行计划部得到的广域设备运行运算结果和其他所需数据的数据输出部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂本义行，横川胜也，难波荣作，猪俣吉范，志宫笃政，山崎谦一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝处理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]