发电厂的运转辅助装置和运转辅助方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于：在发生异常时尽早地停止发电厂，避免异常的传播所伴随的损害成本的增加。运转辅助装置(200)具备：诊断单元(500)，其根据运转数据(3)，诊断发电厂(100)的运转状态；异常传播预测单元(600)，其根据通过诊断单元(500)得到的诊断结果，基于物理模型，预测异常传播的机器和时间；成本计算单元(700)，其根据异常传播预测单元(600)的结果，预测损害成本随时间的变化；发电厂停止判定单元(800)，其在损害成本为预先确定的伴随发电厂(100)的紧急停止的损害成本以上的情况下，生成停止发电厂(100)的信号。

Operation auxiliary device and operation auxiliary method of power plant

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电厂的运转辅助装置和运转辅助方法
本专利技术涉及发电厂(plant)的运转辅助装置和运转辅助方法，具体涉及避免损害成本增加的发电厂的运转辅助装置和运转辅助方法。
技术介绍
近年来，伴随着ICT(信息通信技术：InformationandCommunicationTechnology)，IoT(物联网：InternetofThing)的技术革新，能够利用高速的计算机、网络通信、大容量的数据保存装置的环境正在完备。在许多工业领域中大量积累的数据的灵活利用正在被关注，其中，在发电业务的领域中，也要求通过对发电厂的测量数据、检修/维护数据等在现场收集的数据、企业的经营和资产信息进行管理的系统的整合而制定更高效的经营方针。在发电业务的领域中，担心伴随风力发电、太阳能发电等可再生能源的利用增加的发电量的变动会降低电力系统的稳定性，因此作为后备电源的火力发电厂的重要性增加了。另外，从东日本大地震以后，日本国内的原子能发电的比例减少，其结果是火力发电厂不只起到以前的作为负荷调整的作用，实际上还起到了作为基本负荷电源的作用。因此，在火力发电厂中，要求考虑到运转率、环境性能、效率等重要业绩评价指标(KPI：KeyPerformanceIndicators)的应用。为了改善火力发电厂的KPI，研究了许多检测诊断对象发生异常状态之前的异常征兆的装置及其方法。在专利文献1中，公开了利用自适应谐振理论(AdaptiveResonanceTheory：ART)的诊断装置。在此，ART是指根据其类似度将多维的时序数据分类为集群(cluster)的理论。在专利文献1的技术中，首先利用ART将正常时的运转数据分类为多个集群(正常集群)。接着，将当前的运转数据输入到ART而分类为集群。在无法将该时序数据分类为正常集群时，生成新的集群(新集群)。产生新集群意味着诊断对象的状态变化为新的状态(新状态)。因此，在专利文献1的诊断装置中，根据新集群的产生来判断异常征兆的发生。另外，在专利文献2中，公开了以下的技术，即预测因构成发电厂的设备的破损/性能降低/功能停止造成的风险成本，一边与运营的营业额进行比较，一边选择最优的运营方法并指示。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-237893专利文献2：日本特开2004-094631专利文献3：日本特开2015-7509
技术实现思路
专利技术要解决的问题通过使用专利文献1的技术，能够检测到发电厂的异常征兆的发生。在检测到异常征兆的情况下，发电厂的运转人员为了分析和确认其原因，继续发电厂的运转。但是，通过实施异常的原因分析、确认等，有可能另外需要为此的时间。另外，在专利文献2的技术中，在风险成本的预测中使用异常发生和异常传播(波及)的概率模型。为了构建这样的概率模型，必须收集过去发生的异常的事例。因此，本专利技术中，其目的在于：在发生异常时尽早地停止发电厂，避免伴随异常的传播的损害成本的增加。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术的运转辅助装置具备：诊断单元，其根据运转数据，诊断发电厂的运转状态；异常传播预测单元，其根据通过上述诊断单元得到的诊断结果，基于物理模型，预测异常传播的机器和时间；成本计算单元，其根据上述异常传播预测单元的结果，预测损害成本随时间的变化；发电厂停止判定单元，其在上述损害成本为预先确定的伴随上述发电厂的紧急停止的损害成本以上的情况下，生成停止上述发电厂的信号。专利技术效果根据本专利技术，能够在发生异常时尽早地停止发电厂，避免伴随异常的传播的损害成本的增加。附图说明图1是说明作为本专利技术的实施例的运转辅助装置的框图。图2是说明本专利技术的运转辅助装置的动作的流程图。图3是说明安装在本专利技术的运转辅助装置中的数据库所保存的数据的形式的图。图4是说明安装在本专利技术的运转辅助装置中的数据库所保存的数据的形式的图。图5是作为本专利技术的聚类(clustering)单元的实施例而说明利用了自适应谐振理论(ART)的情况下的框图的图。图6是说明本专利技术的聚类单元的数据的分类结果的图。图7是说明本专利技术的发电厂停止判定的动作的流程图。图8是说明本专利技术的每个方案(scenario)的成本、损伤程度随时间的变化的计算结果例子的图。图9是本专利技术的图像显示装置显示的画面的实施例。图10是说明应用本专利技术的运转辅助装置的对象是燃煤锅炉的情况下的结构的框图。具体实施方式图1是说明作为本专利技术的实施例的运转辅助装置200的框图。在本实施例中，运转辅助装置200与作为运转辅助对象的发电厂100和外部装置900连接。发电厂100由机器100和控制装置120构成。在控制装置120中，接收从机器100发送的测量信号2，发送控制信号1。作为运算装置，运转辅助装置200具备聚类单元400、诊断单元500、异常传播预测单元600、成本计算单元700、发电厂停止判定单元800。另外，作为数据库，运转辅助装置200具备运转数据数据库310、成本信息数据库320、计算结果数据库330。在计算结果数据库330中，保存通过运转辅助装置200的运算装置计算出的结果。此外，在图1中，将数据库简记为DB。在数据库中保存有电子化了的信息，通常以被称为电子文件(电子数据)的形式保存信息。作为与外部的接口，运转装置200具备外部输入接口210和外部输出接口220。另外，经由外部输入接口210，将通过发电厂100收集的运转数据3、通过外部装置900具备的外部输入装置910(键盘910和鼠标920)的操作制作的外部输入信号4被取入运转辅助装置200。取入运转辅助装置200的运转数据3经由外部输入接口保存到运转数据数据库310。外部输入信号4所包含的成本信息6保存到成本信息数据库320。另外，经由外部输出接口220，向画面显示装置940输出图像显示信息16，向控制装置120输出发电厂停止信号15。在聚类单元400中，根据其类似度，将保存在运转数据数据库310中的运转数据分类为集群。在聚类单元400中，应用了专利文献1所公开的利用自适应谐振理论的技术。此外，聚类单元400并不限于本实施例所述的单元，也可以应用其他聚类技术而构成。聚类结果8发送到原因推定单元500。在诊断单元500中，根据聚类结果8，诊断发电厂100的运转状态。如专利文献1所公开的那样，在诊断单元500中，首先将正常时的运转数据分类为多个集群(正常集群)。接着，将当前的运转数据分类为集群。在无法将该时序数据分类为正常集群时，生成新的集群(新集群)。新集群的产生意味着诊断对象的状态变化为新的状态(新状态)。因此，根据新集群的产生判断异常征兆的产生。在检测到异常征兆的产生的情况下，通过诊断单元500推定异常原因。在诊断单元500中，如专利文献1所公开的那样，将与集群编号对应的现象推定为异常原因。此外，诊断单元500并不限于本实施例所述的单元，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运转辅助装置，其特征在于，/n该运转辅助装置具备：/n诊断单元，其根据运转数据，诊断发电厂的运转状态；/n异常传播预测单元，其根据通过上述诊断单元得到的诊断结果，基于物理模型，预测异常传播的机器和时间；/n成本计算单元，其根据上述异常传播预测单元的结果，预测损害成本随时间的变化；/n发电厂停止判定单元，其在上述损害成本为预先确定的伴随上述发电厂的紧急停止的损害成本以上的情况下，生成停止上述发电厂的信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171025 JP 2017-2057211.一种运转辅助装置，其特征在于，
该运转辅助装置具备：
诊断单元，其根据运转数据，诊断发电厂的运转状态；
异常传播预测单元，其根据通过上述诊断单元得到的诊断结果，基于物理模型，预测异常传播的机器和时间；
成本计算单元，其根据上述异常传播预测单元的结果，预测损害成本随时间的变化；
发电厂停止判定单元，其在上述损害成本为预先确定的伴随上述发电厂的紧急停止的损害成本以上的情况下，生成停止上述发电厂的信号。


2.根据权利要求1所述的运转辅助装置，其特征在于，
上述运转数据是根据数据类似性将上述发电厂的上述运转数据分类为集群的聚类单元的分类结果。


3.根据权利要求2所述的运转辅助装置，其特征在于，
上述诊断单元根据上述分类结果，诊断上述发电厂的运转状态是正常还是异常，在是异常的情况下，推定异常原因。


4.根据权利要求1～3的任意一项所述的运转辅助装置，其特征在于，
上述发电厂停止判定单元在上述损害成本小于预先确定的伴随上述发电厂的紧急停止的上述损害成本的情况下，制作与上述发电厂的运行有关的运营方案，对每个上述运营方案计算上述发电厂停止的推荐时刻。


5.根据权利要求3或4所述的运转辅助装置，其特征在于，
上述物理模...

【专利技术属性】
技术研发人员：关合孝朗，丹野光浩，黑羽义幸，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP