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JP7630296B2 - Operation support method and operation support device for thermal power plant - Google Patents
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JP7630296B2 - Operation support method and operation support device for thermal power plant - Google Patents

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JP7630296B2 JP2021023526A JP2021023526A JP7630296B2 JP 7630296 B2 JP7630296 B2 JP 7630296B2 JP 2021023526 A JP2021023526 A JP 2021023526A JP 2021023526 A JP2021023526 A JP 2021023526A JP 7630296 B2 JP7630296 B2 JP 7630296B2
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Description

本発明は、火力発電プラントの運転支援方法及び運転支援装置に係り、特に炭素クレジットをくみあわせてCO排出量と発電コストの最適化をはかる運転支援方法及び運転支援装置に関する。 The present invention relates to an operation support method and an operation support device for a thermal power plant, and more particularly to an operation support method and an operation support device that optimizes CO 2 emissions and power generation costs by combining carbon credits.

火力発電プラントでは、種々の燃料をガスタービンの燃焼器やボイラの火炉にて燃焼させて、その熱源を用いて発電を行っている。近年では、燃焼排ガスの環境負荷低減のため、カーボンオフセットできる燃料(バイオマス等)や、カーボンフリー燃料(水素・アンモニア等)を用いることが進められている。 At thermal power plants, various fuels are burned in the combustor of a gas turbine or in the furnace of a boiler, and electricity is generated using the resulting heat source. In recent years, in order to reduce the environmental impact of combustion exhaust gases, there has been an increase in the use of fuels that can offset carbon emissions (biomass, etc.) and carbon-free fuels (hydrogen, ammonia, etc.).

特許文献1には、最も発電コストが安い発電設備の運用計画を採用する際に、各発電設備から排出される環境負荷(CO排出量含む)に基づいて環境税などの環境負担費を発電コストに反映することが開示されている。 Patent Literature 1 discloses that when adopting an operation plan for a power generation facility with the lowest power generation cost, environmental burden costs such as an environmental tax are reflected in the power generation cost based on the environmental load (including CO2 emissions) emitted from each power generation facility.

特許3787761号公報Patent No. 3787761

火力発電プラントでは、燃料の変更以外にも、運転方法を工夫することでCO排出量を削減できる。また、森林管理や木材の有効活用によるCO吸収や炭素固定化による効果を評価して、COオフセット量を炭素クレジットとして購入することもできる。 In addition to changing fuels, thermal power plants can reduce CO2 emissions by improving operating methods. In addition, the effects of CO2 absorption and carbon fixation through forest management and the effective use of wood can be evaluated, and the amount of CO2 offset can be purchased as carbon credits.

しかし、火力発電プラントの燃料、運転条件及び炭素クレジットの組合せパターンは無数にあり、CO排出量と発電コストの両方の観点から最適な組合せを選択するのは困難を伴う。また、火力発電プラントの燃料、運転条件の変更によるCO削減(CO排出量の削減)と、炭素クレジットによるCO削減(CO吸収や固定化によるオフセット)とは、本来意味合いが異なるものであり、CO削減に対する費用対効果を別々に評価したいというニーズがある。 However, there are countless combinations of fuel, operating conditions, and carbon credits for thermal power plants, and it is difficult to select the optimal combination from the perspective of both CO2 emissions and power generation costs. In addition, CO2 reduction (reduction of CO2 emissions) by changing the fuel and operating conditions of thermal power plants and CO2 reduction by carbon credits (offset by CO2 absorption and fixation) are fundamentally different in meaning, and there is a need to evaluate the cost-effectiveness of CO2 reduction separately.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、CO排出量と発電コストの両方の観点から最適な炭素クレジットを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができる火力発電プラントの運転支援方法及び運転支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide an operation support method and an operation support device for a thermal power plant that can select optimal carbon credits from the standpoint of both CO2 emissions and power generation costs, and easily evaluate the cost-effectiveness of the selected carbon credits.

上記課題を達成するために、本発明は特許請求の範囲に記載の構成を備える。その一例をあげるならば、本発明は、火力発電プラントの燃料の価格と、炭素クレジットの価格及びCOオフセット量を含む炭素クレジット情報とを読み込む入力ステップと、前記火力発電プラントの燃料、運転条件及び炭素クレジットの組合せを変化させて、それぞれの組合せにおける実CO排出量と、当該実CO2排出量から前記炭素クレジットによるCOオフセット量を引いた正味CO排出量と、前記燃料の価格を考慮した実発電コストと、当該実発電コストに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストとを演算する演算ステップと、前記正味CO排出量及び前記正味発電コストが所定の選択条件を満たす前記燃料、前記運転条件、及び前記炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する最適化ステップと、選択された前記最適条件と、当該最適条件における前記実CO排出量、前記正味CO排出量、前記実発電コスト、及び前記正味発電コストと、を出力する出力ステップと、を含む火力発電プラントの運転支援方法である。又は、同じ機能を有する火力発電プラントの運転支援装置である。 In order to achieve the above object, the present invention has the configuration described in the claims. As an example, the present invention is an operation support method for a thermal power plant, including an input step of reading in carbon credit information including the price of fuel for a thermal power plant, the price of carbon credits, and a CO2 offset amount, a calculation step of changing a combination of fuel, operating conditions, and carbon credits for the thermal power plant, and calculating an actual CO2 emission amount, a net CO2 emission amount obtained by subtracting the CO2 offset amount by the carbon credits from the actual CO2 emission amount, an actual power generation cost taking into consideration the price of the fuel, and a net power generation cost obtained by adding the price of the carbon credits to the actual power generation cost, an optimization step of selecting an optimal condition consisting of a combination of the fuel, the operating conditions, and the carbon credits for which the net CO2 emission amount and the net power generation cost satisfy a predetermined selection condition, and an output step of outputting the selected optimal condition, and the actual CO2 emission amount, the net CO2 emission amount, the actual power generation cost, and the net power generation cost under the optimal condition. Or, it is an operation support device for a thermal power plant having the same function.

本発明によれば、CO排出量と発電コストの両方の観点から最適な炭素クレジットを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができる火力発電プラントの運転支援方法及び運転支援装置を提供できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide an operation support method and an operation support device for a thermal power plant, which are capable of selecting an optimal carbon credit from the viewpoints of both CO2 emissions and power generation costs, and easily evaluating the cost-effectiveness of the selected carbon credit. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the description of the following embodiments.

ボイラを表す概略構成図Schematic diagram showing the boiler ボイラの運転支援システム10の概略説明図1 is a schematic diagram of a boiler operation support system 10. 運転支援装置のハードウェア構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of a driving assistance device. ボイラの運転支援装置100による処理の示すフローチャート1 is a flowchart showing processing by the boiler operation support device 100. 運転データの取得から予測モデル構築までの処理の詳細を示すフローチャートA flowchart showing the details of the process from acquiring driving data to building a predictive model. 演算部での演算内容を示す図Diagram showing the calculation contents in the calculation unit 最適化部、最適条件評価部での演算内容の例を示す図A diagram showing an example of the calculation contents in the optimization unit and the optimal condition evaluation unit. 出力部での出力画面の例を示す図FIG. 13 is a diagram showing an example of an output screen in the output unit. ボイラでの運転支援の例を示す図Diagram showing an example of boiler operation support 運転支援装置100を用いたビジネスモデルの例を示す図FIG. 1 is a diagram showing an example of a business model using the driving assistance device 100.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。全図を通じて同一の構成、ステップには同一の符号を付し、重複説明を省略する。 Below, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are multiple embodiments, the present invention may be configured by combining the respective embodiments. The same components and steps are given the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate explanations will be omitted.

本実施形態では、火力発電プラントとしてボイラを例にとって説明をする。図1は、ボイラ1の概略構成図である。本実施形態のボイラ1は、石炭やバイオマスなどの固体燃料を微粉化し、石炭の専焼運転、及び石炭とバイオマス等、複数種類の燃料の混焼運転が可能なボイラ1である。 In this embodiment, a boiler will be used as an example of a thermal power plant. FIG. 1 is a schematic diagram of a boiler 1. The boiler 1 of this embodiment pulverizes solid fuels such as coal and biomass, and is capable of single-fuel combustion of coal and mixed combustion of multiple types of fuels such as coal and biomass.

ボイラ1は、火炉11と燃焼装置12と煙道13を有している。火炉11は、例えば四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉11は、壁面が、蒸発管(伝熱管)と蒸発管を接続するフィンとで構成され、蒸発管内を流れる給水や蒸気と火炉11内の燃焼ガスとが熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。具体的には、火炉11の側壁面には、複数の蒸発管が例えば鉛直方向に沿って配置され、水平方向に並んで配置されている。フィンは、蒸発管と蒸発管との間を閉塞している。火炉11は、炉底に傾斜面62が設けられており、傾斜面62に炉底蒸発管70が設けられて底面となる。 The boiler 1 has a furnace 11, a combustion device 12, and a flue 13. The furnace 11 is, for example, a hollow rectangular cylinder and is installed along the vertical direction. The wall surface of the furnace 11 is composed of evaporation tubes (heat transfer tubes) and fins connecting the evaporation tubes, and the temperature rise of the furnace wall is suppressed by heat exchange between the feed water and steam flowing in the evaporation tubes and the combustion gas in the furnace 11. Specifically, on the side wall surface of the furnace 11, multiple evaporation tubes are arranged, for example, along the vertical direction and arranged side by side in the horizontal direction. The fins block the space between the evaporation tubes. The furnace 11 has an inclined surface 62 at the bottom of the furnace, and the bottom evaporation tube 70 is provided on the inclined surface 62 to form the bottom surface.

燃焼装置12は、この火炉11を構成する火炉壁の鉛直下部側に設けられている。本実施形態では、この燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ(例えば21,22,23,24,25)を有している。例えば、この燃焼バーナ(バーナ)21,22,23,24,25は、火炉11の周方向に沿って均等間隔で複数配設されている。但し、火炉の形状、バーナの配置や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。 The combustion device 12 is provided on the vertically lower side of the furnace wall that constitutes the furnace 11. In this embodiment, the combustion device 12 has multiple combustion burners (e.g., 21, 22, 23, 24, 25) attached to the furnace wall. For example, the combustion burners (burners) 21, 22, 23, 24, 25 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the furnace 11. However, the shape of the furnace, the arrangement of the burners, the number of combustion burners in one stage, and the number of stages are not limited to this embodiment.

この各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して粉砕機(微粉炭機/ミル:補機に相当する。)31,32,33,34,35に連結されている。石炭が図示しない搬送系統で搬送されて、この粉砕機31,32,33,34,35に投入されると、ここで所定の微粉の大きさに粉砕され、搬送用空気(1次空気)と共に微粉炭供給管26,27,28,29,30から燃焼バーナ21,22,23,24,25に粉砕された石炭(微粉炭)を供給することができる。 Each of these combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 is connected to pulverizers (coal pulverizers/mills: equivalent to auxiliary equipment) 31, 32, 33, 34, 35 via pulverized coal supply pipes 26, 27, 28, 29, 30. When coal is transported by a conveying system (not shown) and fed into these pulverizers 31, 32, 33, 34, 35, it is pulverized to a predetermined fine powder size, and the pulverized coal (pulverized coal) can be supplied to the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 from the pulverized coal supply pipes 26, 27, 28, 29, 30 together with conveying air (primary air).

また、火炉11は、各燃焼バーナ21,22,23,24,25の装着位置に風箱36が設けられており、この風箱36に空気ダクト37bの一端部が連結されて、他端部は空気を供給する空気ダクト37aに連結点37dにおいて連結される。 Furnace 11 also has a wind box 36 at the mounting position of each combustion burner 21, 22, 23, 24, 25, and one end of air duct 37b is connected to this wind box 36, and the other end is connected to air duct 37a that supplies air at connection point 37d.

また、火炉11の鉛直方向上方には煙道13が連結されており、この煙道13に蒸気を生成するための複数の熱交換器(41,42,43,44,45,46,47)が配置されている。そのため、燃焼バーナ21,22,23,24,25が火炉11内に微粉化燃料と燃焼用空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスを生成されて煙道13に流れる。そして、燃焼ガスにより火炉壁及び熱交換器(41~47)を流れる給水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成され、生成された過熱蒸気を供給して図示しない蒸気タービンを回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した図示しない発電機を回転駆動して発電を行うことができる。また、この煙道13は、排ガス通路48が連結され、燃焼ガスの浄化を行うための脱硝装置50、送風機38から空気ダクト37aへ送気する空気と排ガス通路48を送気する排ガスとの間で熱交換を行うエアヒータ49、煤塵処理装置51、誘引送風機52などが設けられ、下流端部に煙突53が設けられている。なお、脱硝装置50は排ガス基準を満足できれば設けなくてもよい。 In addition, a flue 13 is connected vertically above the furnace 11, and multiple heat exchangers (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47) for generating steam are arranged in the flue 13. Therefore, a flame is formed by the combustion burners 21, 22, 23, 24, 25 injecting a mixture of pulverized fuel and combustion air into the furnace 11, and combustion gas is generated and flows into the flue 13. The combustion gas then heats the feedwater and steam flowing through the furnace wall and the heat exchangers (41-47) to generate superheated steam, which is supplied to rotate a steam turbine (not shown), which then rotates and drives a generator (not shown) connected to the rotating shaft of the steam turbine to generate electricity. In addition, this flue 13 is connected to an exhaust gas passage 48, and is provided with a denitration device 50 for purifying the combustion gas, an air heater 49 for exchanging heat between the air sent from the blower 38 to the air duct 37a and the exhaust gas sent through the exhaust gas passage 48, a dust treatment device 51, an induced draft blower 52, and the like, and a chimney 53 is provided at the downstream end. Note that the denitration device 50 does not need to be provided if the exhaust gas standards can be met.

本実施形態の火炉11は、微粉炭の搬送用空気(1次空気)及び風箱36から火炉11に投入される燃焼用空気(2次空気)による燃料過剰燃焼後、新たに燃焼用空気(アフタエア)を投入して燃料希薄燃焼を行わせる、所謂2段燃焼方式の火炉である。そのため、火炉11にはアフタエアポート39が備えられ、アフタエアポート39に空気ダクト37cの一端部が連結され、他端部は連結点37dにおいて空気を供給する空気ダクト37aに連結される。なお、2段燃焼方式を採用しない場合、アフタエアポート39は設けなくてもよい。 The furnace 11 of this embodiment is a so-called two-stage combustion furnace, in which after excess fuel combustion using pulverized coal transport air (primary air) and combustion air (secondary air) fed into the furnace 11 from the wind box 36, new combustion air (after air) is fed to perform lean fuel combustion. For this reason, the furnace 11 is provided with an after-air port 39, one end of an air duct 37c is connected to the after-air port 39, and the other end is connected to an air duct 37a that supplies air at a connection point 37d. Note that if the two-stage combustion method is not adopted, the after-air port 39 does not need to be provided.

送風機38から空気ダクト37aに送気された空気は、エアヒータ49で燃焼ガスと熱交換により温められ、連結点37dにおいて空気ダクト37bを経由して風箱36へ導かれる2次空気と、空気ダクト37cを経由してアフタエアポート39へと導かれるアフタエアとに分岐する。 The air sent from the blower 38 to the air duct 37a is heated by heat exchange with the combustion gas in the air heater 49, and at the connection point 37d, it branches into secondary air that is led to the air box 36 via the air duct 37b, and after-air that is led to the after-air port 39 via the air duct 37c.

図2は、ボイラ1の運転支援システム10の概略説明図である。運転支援システム10は、ボイラ1と、ボイラ1の運転支援装置100と、ボイラ1の運転制御装置120とを含んで構成される。 Figure 2 is a schematic diagram of the operation support system 10 for the boiler 1. The operation support system 10 includes the boiler 1, an operation support device 100 for the boiler 1, and an operation control device 120 for the boiler 1.

運転支援装置100は、ボイラ1のCO排出量と発電コストの両方の観点から最適な燃料、運転条件及び炭素クレジットの組合せを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができることを目的とする。 The operation support device 100 aims to select the optimal combination of fuel, operating conditions, and carbon credits from the standpoint of both CO2 emissions and power generation costs of the boiler 1, and to easily evaluate the cost-effectiveness of the selected carbon credits.

運転支援装置100は、データ取得部110、運転データ記憶部112、データ抽出部114、モデル構築部220、モデル記憶部222、演算部230、条件記憶部232、最適化部240、最適条件評価部242、出力部250、入力部260を含む。各部の機能は後述する。 The driving assistance device 100 includes a data acquisition unit 110, a driving data storage unit 112, a data extraction unit 114, a model construction unit 220, a model storage unit 222, a calculation unit 230, a condition storage unit 232, an optimization unit 240, an optimal condition evaluation unit 242, an output unit 250, and an input unit 260. The functions of each unit are described below.

図3は、運転支援装置100のハードウェア構成を示す図である。運転支援装置100は、プロセッサ301、RAM(Random Access Memory)302、ROM(Read Only Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304、入力I/F305、出力I/F306、及び通信I/F307を含み、これらがバス308を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。プロセッサ301は、GPU(Graphics Processing Un
it)でもCPU(Central Processing Unit)でもよく、演算機能を実行するデバイスであれば種類を問わない。また、運転支援装置100のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。運転支援装置100は、運転支援装置100の各機能を実現する運転支援プログラムをプロセッサ301が実行する、又は制御回路が演算することにより構成される。
3 is a diagram showing a hardware configuration of the driving assistance device 100. The driving assistance device 100 includes a processor 301, a random access memory (RAM) 302, a read only memory (ROM) 303, a hard disk drive (HDD) 304, an input I/F 305, an output I/F 306, and a communication I/F 307, and is configured using a computer in which these are connected to each other via a bus 308. The processor 301 is a graphics processing unit (GPU),
The hardware configuration of the driving assistance device 100 is not limited to the above, and may be a combination of a control circuit and a storage device. The driving assistance device 100 is configured by the processor 301 executing a driving assistance program that realizes each function of the driving assistance device 100, or by the control circuit performing calculations.

入力I/F305には、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力装置311が接続される。 An input device 311 such as a mouse, keyboard, or touch panel is connected to the input I/F 305.

出力I/F306には、LCD等からなるディスプレイ312が接続される。 A display 312 such as an LCD is connected to the output I/F 306.

通信I/F307には、ボイラ1及び運転制御装置120のそれぞれが接続される。 The communication I/F 307 is connected to the boiler 1 and the operation control device 120.

図4は、ボイラ1の運転支援システム10による燃料、運転条件、炭素クレジットの最適条件を選定し、その結果を評価した上で出力するまでの主な流れを示すフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart showing the main steps taken by the boiler 1 operation support system 10 to select optimal conditions for fuel, operating conditions, and carbon credits, evaluate the results, and then output them.

<S1:モデル構築ステップ>
運転支援装置100のモデル構築部220は、ボイラ1の操作端に設定する操作端パラメータ(運転条件の一つ)、ボイラ1の燃料の性状及びその価格を含む燃料パラメータ(燃料性状は運転条件の一つとなる)を入力パラメータ(回帰モデルでは説明変数)に追加して、プロセス値をモデル化する、すなわちプロセス値の予測モデルを構築する(S1)。構築された予測モデルは、モデル記憶部222に記憶される。図5は、運転データの取得から予測モデル構築までの処理の詳細を示すフローチャートである。
<S1: Model construction step>
The model construction unit 220 of the operation support device 100 adds an operating end parameter (one of the operating conditions) set in the operating end of the boiler 1 and a fuel parameter including the fuel property and its price for the boiler 1 (the fuel property is one of the operating conditions) to input parameters (explanatory variables in a regression model) to model the process value, that is, to construct a prediction model of the process value (S1). The constructed prediction model is stored in the model storage unit 222. Fig. 5 is a flowchart showing the details of the process from obtaining the operating data to constructing the prediction model.

データ取得部110は、ボイラ1から運転データを取得し、運転データ記憶部112に記憶する(S101)。データ取得部110は、各センサ1,2,・・・,Mが実運転中に計測した実プロセス値と、運転制御装置120が各操作端1,2,・・・,Nの其々に設定した操作端パラメータ(操作端設定値)、及び燃料パラメータ(複数の燃料を混焼する場合は各燃料の性状パラメータと混焼率、価格)を取得し、プロセス値、操作端パラメータ及び燃料パラメータを関連付けた運転データを生成し、運転データ記憶部112に記憶する。 The data acquisition unit 110 acquires operation data from the boiler 1 and stores it in the operation data storage unit 112 (S101). The data acquisition unit 110 acquires actual process values measured by each sensor 1, 2, ..., M during actual operation, operation terminal parameters (operation terminal setting values) set by the operation control device 120 for each operation terminal 1, 2, ..., N, and fuel parameters (property parameters, mixed combustion ratio, and price of each fuel when multiple fuels are mixed), generates operation data that associates the process values, operation terminal parameters, and fuel parameters, and stores them in the operation data storage unit 112.

上記プロセス値には、例えば火力発電プラントから排出されるガスに含まれるCO排出量(実CO排出量)と、火力発電プラントで発電するためのコスト(実発電コスト)が含まれる。なお、CO排出量を計測するセンサがない場合は、実CO排出量は、種々のプロセス値(石炭消費量等)を組合せて演算して求める。実発電コストも同様である。 The process values include, for example, the amount of CO2 emissions contained in the gas discharged from a thermal power plant (actual CO2 emissions) and the cost of generating electricity at the thermal power plant (actual power generation cost). If there is no sensor to measure the amount of CO2 emissions, the actual amount of CO2 emissions is calculated by combining various process values (such as coal consumption). The same applies to the actual power generation cost.

データ取得部110は、操作端パラメータ及び実プロセス値の其々に時刻情報を付加して時系列データからなる運転データを生成してもよい。 The data acquisition unit 110 may generate operation data consisting of time series data by adding time information to each of the operation terminal parameters and the actual process values.

本実施形態で取得された運転データは、予測モデル1~2を構築するための教師データとなる。教師データは、実プロセス値及びそれが得られた際の運転条件(操作端パラメータ及び混焼率、燃料性状)に限らず、ボイラ1を解析して得られた計算値を用いてもよい。 The operating data acquired in this embodiment becomes training data for constructing prediction models 1 and 2. The training data is not limited to actual process values and the operating conditions when they were obtained (operating end parameters, mixed combustion ratio, and fuel properties), but may also be calculated values obtained by analyzing boiler 1.

データ抽出部114による前処理が実行される(S102)。データ抽出部114は、運転データ記憶部112に既述された運転データを読み出し、欠損データは線形補間することで補う。また、運転データから操作端パラメータの設定値を含む運転条件を読み込み、整定データを抽出する。 Preprocessing is performed by the data extraction unit 114 (S102). The data extraction unit 114 reads out the operation data already stored in the operation data storage unit 112, and compensates for missing data by linear interpolation. In addition, the data extraction unit 114 reads out the operation conditions, including the setting values of the operation terminal parameters, from the operation data, and extracts setting data.

この際、実際にセンサ1,2,・・・,Mにより計測して得られた実プロセス値を用いて、ボイラ1には実装されていないセンサの値を計算し、計測値からなるソフトセンサ値をデータ取得部110に出力してもよい。 At this time, the actual process values obtained by measuring with sensors 1, 2, ..., M may be used to calculate the values of sensors not implemented in boiler 1, and soft sensor values consisting of the measured values may be output to the data acquisition unit 110.

モデル構築部220は、データ抽出部114が抽出した整定データを取得して学習データを生成し(S103)、学習条件を設定する(S104)。 The model construction unit 220 acquires the setting data extracted by the data extraction unit 114, generates learning data (S103), and sets the learning conditions (S104).

モデル構築部220は、説明変数・目的変数や目標誤差など予め設定された条件に基づき予測モデルを作成する。 The model construction unit 220 creates a prediction model based on pre-set conditions such as explanatory variables, objective variables, and target error.

図6は、モデル構築部220が作成する予測モデルの例を示し、更にその予測モデルを用いて演算部230での演算内容を説明する図である。モデル構築部220は、図6に示すプロセス値のそれぞれに対応する予測モデル1、2を構築する。具体的には、モデル構築部220は、操作端1~Mに設定される制御値(操作端パラメータ)及び燃料の性状(燃料の混焼率を含む)を入力パラメータとし、その入力パラメータをボイラ1に設定して実運転して得られた各プロセス値(実測値)、又は前記入力パラメータを用いて演算で得られたプロセス値(演算値)を出力パラメータとする教師データを用いて、複数のプロセス値にそれぞれ対応した予測モデルを機械学習し予測モデル1、2を構築する。なお、入力パラメータには、運転パラメータ(運転負荷など)、その他大気条件などのパラメータを含んでいても良い。 Figure 6 shows an example of a prediction model created by the model construction unit 220, and further illustrates the calculation content in the calculation unit 230 using the prediction model. The model construction unit 220 constructs prediction models 1 and 2 corresponding to each of the process values shown in Figure 6. Specifically, the model construction unit 220 uses control values (operation end parameters) set in the operation ends 1 to M and fuel properties (including the fuel co-firing ratio) as input parameters, and constructs prediction models 1 and 2 by machine learning prediction models corresponding to each of the multiple process values using teacher data in which the input parameters are set in the boiler 1 and the actual operation is performed, or the process values (calculated values) obtained by calculation using the input parameters are output parameters. The input parameters may include operating parameters (such as operating load) and other parameters such as atmospheric conditions.

モデル構築部220は、回帰モデルを用いて予測モデル1、2を構築する場合は、予測モデル1であれば、上記入力パラメータを説明変数とし、実CO排出量を目的変数として回帰モデルを機械学習させる。同様に、予測モデル2は、予測モデル1と同様の説明変数を用い、実発電コストを目的変数として回帰モデルを機械学習させる。構築されたこれらの予測モデル1、2はモデル記憶部222に記憶される。本例では2つの予測モデル1、2を構築したが、他のプロセス値の予測モデルを追加して構築してもよい。また、実CO排出量、実発電コストは予測モデル1,2から直接求められるとしたが、複数の予測モデルから予測されるプロセス値を組合せて実CO排出量、実発電コストを計算して求めてもよい。 When the model construction unit 220 constructs the prediction models 1 and 2 using a regression model, in the case of the prediction model 1, the above input parameters are used as explanatory variables, and the actual CO2 emission amount is used as a response variable to machine-learn the regression model. Similarly, for the prediction model 2, the same explanatory variables as the prediction model 1 are used, and the regression model is machine-learned to machine-learn the regression model with the actual power generation cost as a response variable. These constructed prediction models 1 and 2 are stored in the model storage unit 222. In this example, two prediction models 1 and 2 are constructed, but a prediction model for another process value may be additionally constructed. In addition, the actual CO2 emission amount and the actual power generation cost are directly obtained from the prediction models 1 and 2, but the actual CO2 emission amount and the actual power generation cost may be calculated by combining process values predicted from a plurality of prediction models.

<S2:入力ステップ>
入力部260では、入力装置311で入力された、火力発電プラントの燃料の性状及び価格を含む燃料パラメータと、炭素クレジット情報(価格、COオフセット量)を読み込む。また、火力発電プラントのCO排出量又は発電コストのターゲット値を読み込んでもよい。更に、予測モデル1,2に入力する操作端パラメータも入力装置311から入力される。
<S2: Input step>
The input unit 260 reads fuel parameters including the fuel properties and price of the thermal power plant and carbon credit information (price, CO2 offset amount) inputted by the input device 311. In addition, the target value of the CO2 emission amount or power generation cost of the thermal power plant may be read. Furthermore, the operation terminal parameters to be inputted to the prediction models 1 and 2 are also inputted from the input device 311.

読み込んだ情報は、条件記憶部232へ送付され、記憶される。 The read information is sent to the condition memory unit 232 and stored.

<S3:演算ステップ>
演算部230で、火力発電プラントの燃料パラメータ、運転条件(操作端パラメータ)及び炭素クレジット(COオフセット量、価格)に関して、取り得る選択肢を条件記憶部232から読み込む。本実施形態では、操作端パラメータは条件記憶部232に記憶されているとして説明しているが、条件記憶部232に記憶せずに、運転データ記憶部223から演算部230が読み込んでもよい。
<S3: Calculation step>
The calculation unit 230 reads possible options for the fuel parameters, operating conditions (operating end parameters), and carbon credits ( CO2 offset amount, price) of the thermal power plant from the condition storage unit 232. In this embodiment, the operating end parameters are described as being stored in the condition storage unit 232, but the calculation unit 230 may read them from the operating data storage unit 223 without storing them in the condition storage unit 232.

更に図6に示す通り、演算部230で、火力発電プラントの燃料パラメータ、運転条件(操作端パラメータ)及び炭素クレジット(COオフセット量、価格)の組合せを変化させて、それぞれの組合せにおける実CO排出量と、当該実CO排出量から炭素クレジットによるCOオフセット量を引いた正味CO排出量と、燃料の価格を考慮した実発電コストと、当該実発電コストに炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストと演算する。具体的には、演算部230は燃料パラメータ及び運転条件を変化させながら予測モデル1,2のそれぞれに入力し、実CO排出量及び実発電コストを複数算出する。更に演算部230は、実CO排出量及び実発電コストのそれぞれと少なくとも一つ以上の炭素クレジット情報とを組み合わせて正味CO排出量と正味発電コストとを下式(1)、(2)、(3)により演算する。 Further, as shown in Fig. 6, the calculation unit 230 changes the combination of fuel parameters, operating conditions (operating end parameters), and carbon credits ( CO2 offset amount, price) of the thermal power plant, and calculates the actual CO2 emissions for each combination, the net CO2 emissions obtained by subtracting the CO2 offset amount by the carbon credit from the actual CO2 emissions, the actual power generation cost taking into account the fuel price, and the net power generation cost obtained by adding the price of the carbon credit to the actual power generation cost. Specifically, the calculation unit 230 inputs the fuel parameters and operating conditions into each of the prediction models 1 and 2 while changing them, and calculates multiple actual CO2 emissions and actual power generation costs. Furthermore, the calculation unit 230 combines each of the actual CO2 emissions and the actual power generation cost with at least one or more carbon credit information to calculate the net CO2 emissions and the net power generation cost using the following formulas (1), (2), and (3).

正味CO排出量(g/kWh)=実CO排出量(g/kWh)-単位COオフセット量(g/kWh)・・・(1)
単位炭素クレジット価格(円/kWh)=単位COオフセット量(g/kWh)×COオフセット単価(円/g)・・・(2)
正味発電コスト(円/kWh)=実発電コスト(円/kWh)+単位炭素クレジット価格(円/kWh)・・・(3)
Net CO2 emission (g/kWh) = actual CO2 emission (g/kWh) - unit CO2 offset (g/kWh) (1)
Unit carbon credit price (yen/kWh) = unit CO2 offset amount (g/kWh) × CO2 offset unit price (yen/g) (2)
Net power generation cost (yen/kWh) = actual power generation cost (yen/kWh) + unit carbon credit price (yen/kWh) ... (3)

CO排出量や発電コストは単位発電量kWh当たりで表現するため、COオフセット量(g)や炭素ジレット価格(円)の単位をあわせる(kWh当たりにする)必要がある。そこで、式(1)の通り、発電量当たりのCOオフセット量である単位COオフセット量(g/kWh)を用いて、正味CO排出量(g/kWh)を求める。その上で、単位COオフセット量(g/kWh)にCOオフセット単価(円/g)を乗じて、発電量当たりに必要な炭素クレジット価格である単位炭素クレジット価格(円/kWh)を求めておき(式(2)参照)、その値を用いて正味発電コスト(円/kWh)を算出する(式(3)参照)。 Since CO2 emissions and power generation costs are expressed per unit power generation kWh, it is necessary to match the units of the CO2 offset amount (g) and the carbon credit price (yen) (per kWh). Therefore, as shown in formula (1), the net CO2 emissions (g/kWh) are calculated using the unit CO2 offset amount (g/kWh), which is the CO2 offset amount per power generation amount. Then, the unit CO2 offset amount (g/kWh) is multiplied by the CO2 offset unit price (yen/g) to calculate the unit carbon credit price (yen/kWh), which is the carbon credit price required per power generation amount (see formula (2)), and the net power generation cost (yen/kWh) is calculated using this value (see formula (3)).

なお、炭素クレジットの供給量(購入可能量)に制約がある場合、COオフセット量(炭素クレジット購入量)に上限を設ける必要がある。その場合は式(4)に示す通り、単位COオフセット量(g/kWh)に、想定される期間の発電量(kWh)を乗じて、COオフセット量(炭素クレジット購入量)がこの値以上になるようにする。 If there is a limit to the supply of carbon credits (amount that can be purchased), it is necessary to set an upper limit on the amount of CO2 offset (amount of carbon credits purchased). In that case, as shown in formula (4), the unit CO2 offset amount (g/kWh) is multiplied by the amount of power generation (kWh) for the expected period so that the amount of CO2 offset (amount of carbon credits purchased) is equal to or greater than this value.

COオフセット量(炭素クレジット購入量)(g)≧単位COオフセット量(g/kWh)×発電量(kWh)・・・(4) CO2 offset amount (carbon credit purchase amount) (g) ≧ unit CO2 offset amount (g/kWh) × power generation amount (kWh) ... (4)

<S4:最適化ステップ>
最適化部240で、正味CO排出量及び正味発電コストが所定の条件を満たす燃料、運転条件及び炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する。
<S4: Optimization step>
The optimization unit 240 selects an optimal condition consisting of a combination of fuel, operating conditions, and carbon credits that satisfies predetermined conditions for net CO2 emissions and net power generation costs.

図7を用いて上記演算内容を説明する。図7は、最適化部、最適条件評価部での演算内容を示す概要図である。 The above calculations will be explained using Figure 7. Figure 7 is an overview of the calculations performed by the optimization unit and the optimal condition evaluation unit.

まず、演算部230での複数の演算結果を、正味CO排出量及び正味発電コストの2軸でプロットする。図7中の白丸が演算結果に該当し、全体として右肩下がりにプロットされていることが分かる。このうち、同じ正味CO排出量(又は正味発電コスト)であれば、より正味発電コスト(又は正味CO排出量)の低い方が好適である。よって、図7中の一点鎖線で囲まれた演算結果が最適条件の候補となる。この候補のうちから、予め定められた所定の選定条件を満たす最適条件を選定する。 First, a plurality of calculation results from the calculation unit 230 are plotted on two axes, net CO2 emissions and net power generation cost. The white circles in FIG. 7 correspond to the calculation results, and it can be seen that they are plotted in a downward sloping manner overall. Among these, if the net CO2 emissions (or net power generation cost) are the same, the one with the lower net power generation cost (or net CO2 emissions) is more preferable. Therefore, the calculation results surrounded by the dashed line in FIG. 7 are candidates for the optimum conditions. From these candidates, the optimum conditions that satisfy the predetermined selection conditions are selected.

最適条件を選択する所定の選定条件としては、例えば所定の正味CO排出量の範囲、又は所定の正味発電コストの範囲を設定する方法がある。更に、正味CO排出量及び正味運転コストの後述するベンチマークとの差分(及び他の評価指標)を合算した評価値が最大になる最適化をして、その探索点の中から最適条件を選ぶ、という方法もある。 As a predetermined selection condition for selecting the optimum condition, for example, there is a method of setting a predetermined range of net CO2 emission or a predetermined range of net power generation cost.Furthermore, there is also a method of optimizing to maximize an evaluation value obtained by adding up the difference between the net CO2 emission and the net operating cost and a benchmark (to be described later) (and other evaluation indexes), and selecting the optimum condition from the search points.

なお、条件記憶部232に、CO排出量又は発電コストのターゲット値が記憶されている場合は、そのターゲット値を最適化部240で読み込んで、ターゲット値に合致する最適条件を選定する。例えば、発電コストのターゲット値C1が記憶されている場合は、正味発電コストがC1と一致する演算結果の中から最適条件R1を選定する。同じくCO排出量のターゲット値E1が記憶されている場合は、正味CO排出量がE1と一致する演算結果の中から最適条件R2を選定する。 If the condition storage unit 232 stores a target value for CO2 emissions or power generation cost, the optimization unit 240 reads the target value and selects optimal conditions that match the target value. For example, if a target value C1 for power generation cost is stored, optimal conditions R1 are selected from among the calculation results in which the net power generation cost matches C1. Similarly, if a target value E1 for CO2 emissions is stored, optimal conditions R2 are selected from among the calculation results in which the net CO2 emissions match E1.

なお、図7では正味CO2排出量及び正味発電コストの2軸で最適条件を選定する例を説明したが、それ以外にも蒸気温度制御を行うスプレイ弁開度やガスパスダンパ開度などの制御操作端の裕度、伝熱管の表面温度(メタル温度)などの警報値に対する裕度を定量化し、これらも加味した最適条件のうち、上記の所定の選定条件を満たす最適条件を選定する方法であってもよい。 In Figure 7, an example of selecting optimal conditions based on two axes, net CO2 emissions and net power generation costs, is explained. However, other methods may be used that quantify the tolerances of control operating terminals, such as the spray valve opening and gas path damper opening that control steam temperature, and the tolerances for alarm values, such as the surface temperature (metal temperature) of heat transfer tubes, and select optimal conditions that satisfy the above-mentioned specified selection conditions from among the optimal conditions that also take these into consideration.

<S5:最適条件評価ステップ>
条件記憶部232にCO排出量及び発電コストのベンチマーク値が記憶されている場合は、最適条件評価部242で当該ベンチマーク値を読み込んで、ベンチマーク値と、最適化ステップS4で選択された最適条件との優劣を評価する。
<S5: Optimal condition evaluation step>
If benchmark values for CO2 emissions and power generation costs are stored in the condition memory unit 232, the optimal condition evaluation unit 242 reads the benchmark values and evaluates the relative merits of the benchmark values and the optimal conditions selected in the optimization step S4.

具体的には、図7において黒丸で示すベンチマーク値B1に対して、最適条件が図中左下の象限(C1とE1のラインで囲まれたB1より左下の領域)にあるかを確認し、あれば「優」と判断する。ベンチマーク値B1に対して、最適条件が図中右上の象限であれば「劣」と評価する。その他の象限にある場合は、「詳細確認要」と判断する。 Specifically, for benchmark value B1, shown by a black circle in Figure 7, check to see if the optimal conditions are in the lower left quadrant of the figure (the area below and to the left of B1, bounded by the lines C1 and E1), and if so, judge it to be "excellent." If the optimal conditions for benchmark value B1 are in the upper right quadrant of the figure, evaluate it as "poor." If they are in any other quadrant, judge it to be "more detailed check required."

<出力ステップS6>
最適化部240で選択された最適条件と、当該最適条件における実CO2排出量、正味CO2排出量、実発電コストと正味発電コストを、出力部250から出力装置(ディスプレイ312)へ出力する。また、火力発電所のオペレータの確認を経た上で、最適条件を運転制御装置120へ送信する。
<Output Step S6>
The optimal conditions selected by the optimization unit 240, and the actual CO2 emissions, net CO2 emissions, actual power generation cost, and net power generation cost under the optimal conditions are output from the output unit 250 to an output device (display 312). In addition, the optimal conditions are transmitted to the operation control device 120 after being confirmed by an operator of the thermal power plant.

図8は、出力画面の例である。出力画面では以下内容を出力する。
(1)選定条件:ターゲット値又はベンチマーク値がある場合は、その値を表示する。
(2)燃料条件:燃料の種類の大分類(種別)と詳細分類(産地等)及び複数の燃料を用いる場合はその混焼率を表示する。
(3)運転条件:操作端パラメータの種類の大分類と詳細分類及び設定値を表示する。
(4)炭素クレジット:炭素クレジットの提供者(購入元)とその種類(COオフセットに関連する事業の種類、ロケーション等)、COオフセット量、価格(購入価格又はCOオフセット単価)を表示する。
(5)演算結果:(2)~(4)に示す最適条件で演算された、実発電コスト、正味発電コスト、実CO2排出量と正味CO2排出量を表示する。
(6)評価結果:ベンチマーク値がある場合は、ベンチマークとの対比結果を表示する。また、右下図の通り、最適条件での演算結果とベンチマーク値とを棒グラフで表示する。
8 is an example of the output screen. The following contents are output on the output screen.
(1) Selection conditions: If there is a target value or benchmark value, that value is displayed.
(2) Fuel conditions: The major classification (type) and detailed classification (place of origin, etc.) of fuel type, and the mixed combustion ratio if multiple fuels are used, are indicated.
(3) Operating conditions: Displays the major classification and detailed classification of the types of operation terminal parameters and the setting values.
(4) Carbon credit: Displays the carbon credit provider (purchaser) and its type (type of business related to CO2 offset, location, etc.), CO2 offset amount, and price (purchase price or CO2 offset unit price).
(5) Calculation results: The actual power generation cost, net power generation cost, actual CO2 emissions, and net CO2 emissions calculated under the optimal conditions shown in (2) to (4) are displayed.
(6) Evaluation results: If there is a benchmark value, the comparison result with the benchmark is displayed. Also, as shown in the lower right figure, the calculation result under optimal conditions and the benchmark value are displayed in a bar graph.

<ボイラでの検討例>
ボイラ1に対する運転支援を検討した例について図9を用いて説明する。図9は、COネガティブ(オフセット)事業の経済価値及び環境価値の考え方について概要を纏めたものであり、上側がある燃料を使用した火力発電所における発電コスト、下側がある燃料を使用した火力発電所におけるCO排出量を示している。石炭専焼(図中一番左)、バイオマス専焼(図左右中央)、ガス専焼(図中一番右)を比較すると、発電コストは、石炭<ガス<バイオマスの順で大きくなり、CO排出量はバイオマス<ガス<石炭で大きくなるのが一般的である。
<Example of a boiler>
An example of a study of operational support for a boiler 1 will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 summarizes the concept of economic value and environmental value of a CO2 negative (offset) business, with the upper side showing the power generation cost at a thermal power plant using a certain fuel, and the lower side showing the CO2 emissions at a thermal power plant using a certain fuel. When comparing coal-only combustion (far left in the figure), biomass-only combustion (center left and right in the figure), and gas-only combustion (far right in the figure), the power generation cost increases in the order of coal < gas < biomass, and the CO2 emissions generally increase in the order of biomass < gas < coal.

ここで、バイオマス焚き火力の実発電コストから石炭焚き火力の発電コストを差し引いたものをカーボンネガティブコストA1、石炭火力の実CO排出量からバイオマス焚き火力の実CO排出量を差し引いたものをカーボンオフセット量B1とおいた時、COネガティブ事業とは、カーボンネガティブコストA1を元手に森林管理・育成、バイオマス炭化固定などのCOを固定化手段により、カーボンオフセット量B1を創出する事業を指す。 Here, if we define the carbon negative cost A1 as the actual power generation cost of biomass-fired power generation minus the power generation cost of coal-fired power generation, and the carbon offset amount B1 as the actual CO2 emissions of coal-fired power generation minus the actual CO2 emissions of biomass-fired power generation, a CO2 negative business refers to a business that uses the carbon negative cost A1 to create carbon offset amount B1 through CO2 fixation methods such as forest management and cultivation and biomass carbonization fixation.

もし、石炭焚き火力がCOネガティブ事業を利用し、石炭焚き火力の実発電コストにカーボンネガティブコストA1を加えた正味発電コスト(バイオマス焚き火力の実発電コストと同値)により、石炭火力実CO排出量からカーボンオフセット量B1を差し引いた正味CO排出量がバイオマス焚き火力の実CO排出量と同値であれば、石炭焚き火力+COネガティブ事業とバイオマス焚き火力の経済価値、環境価値は等しいわけだから、発電方式としてCO排出量の観点でも石炭火力は選択肢となる。 If a coal-fired power plant uses a CO2 negative business, and the net generation cost (the same as the actual generation cost of biomass-fired power plant) obtained by adding the carbon negative cost A1 to the actual generation cost of the coal-fired power plant is equal to the net CO2 emissions obtained by subtracting the carbon offset amount B1 from the actual CO2 emissions of the coal-fired power plant, then the economic and environmental value of the coal-fired power plant + CO2 negative business and the biomass-fired power plant are equal, and therefore coal-fired power plant is an option from the perspective of CO2 emissions as a power generation method as well.

また同様に、ガス焚き火力の実発電コストから石炭焚き火力の実発電コストを差し引いたカーボンネガティブコストA2を元手にCOネガティブ事業により、石炭焚き火力のCO排出量からガス焚き火力の実CO排出量を差し引いたカーボンオフセット量B2を創出できれば、石炭焚き火力+COネガティブ事業とガス焚き火力の経済価値及び環境価値は等しくなるのである。 Similarly, if a carbon negative cost A2, calculated by subtracting the actual power generation cost of coal-fired power generation from the actual power generation cost of gas-fired power generation, can be used to create a carbon offset amount B2, calculated by subtracting the actual CO2 emissions of gas-fired power generation from the CO2 emissions of coal-fired power generation, through a CO2 negative business, then the economic and environmental value of the coal-fired power generation + CO2 negative business and the gas-fired power generation will be equal.

なお、本図は理解のために、カーボンネガティブコストA1、カーボンオフセット量B1を設定してあるが、カーボンネガティブコストA1によりCOネガティブ事業を実施した場合には、カーボンオフセット量B1に過不足が生じる可能性があることはいうまでもない。また、COネガティブ事業には前述した、森林育成・管理、バイオマス炭化の他に、木質材料、バイオエチレンなど様々な形態が考えられ、石炭焚き火力の発電事業者等が期待するカーボンオフセット量に応じて、多様な手段を選択することが可能である。 For the sake of understanding, this figure sets a carbon negative cost A1 and a carbon offset amount B1, but it goes without saying that if a CO2 negative project is implemented with a carbon negative cost A1, there is a possibility that the carbon offset amount B1 will be insufficient or excessive. In addition, in addition to the aforementioned forest cultivation and management and biomass carbonization, various forms of CO2 negative projects are possible, such as wood materials and bioethylene, and various means can be selected depending on the carbon offset amount expected by coal-fired power generation companies, etc.

<ビジネスモデル概要>
運転支援装置100を用いたビジネスモデルについて図10を用いて説明する。図10は、運転支援装置100に炭素クレジット制度を考慮し、発電事業者に対して経済的な燃料の提案を行うサービスのビジネスモデルの説明図である。
<Business model overview>
A business model using the driving support device 100 will be described with reference to Fig. 10. Fig. 10 is an explanatory diagram of a business model of a service that takes into account the carbon credit system in the driving support device 100 and proposes economical fuels to power generation companies.

まず、発電事業者から運転支援装置100に低炭素運転の委託(信号)がなされる。ここでの信号とは、CO削減目標量、発電コスト上限額が該当する。 First, a power generation company issues a commission (signal) for low-carbon operation to the operation support device 100. The signal here corresponds to a CO2 reduction target amount and an upper limit on power generation costs.

運転支援装置100では低炭素運転の信号を受信すると、ゼロエミッション石炭の燃料情報(発熱量、価格、炭素クレジット)を取り込む。ここでゼロエミッション石炭は、通常の燃料価格に炭素クレジットが上乗せされた価格が設定されており、運転支援装置100を導入している発電事業者が購入すると、炭素クレジットが運転支援装置100に振り込まれるような仕組みになっている。ゆえに、ゼロエミッション石炭は、運転支援装置100による炭素クレジット認証を予め受けた燃料となる。 When the driving assistance device 100 receives a signal for low-carbon operation, it imports fuel information for zero-emission coal (calorific value, price, carbon credits). Here, the price of zero-emission coal is set at the normal fuel price plus carbon credits, and when a power generation company that has introduced the driving assistance device 100 purchases it, the carbon credits are deposited into the driving assistance device 100. Therefore, zero-emission coal is a fuel that has already been carbon credit certified by the driving assistance device 100.

また同時にバイオマス、カーボンニュートラル燃料などの燃料情報(発熱量、価格、混焼率)が運転支援装置100にインプットされる。運転支援装置100ではインプットされた情報に基づき、発電事業者が低炭素運転委託の時に提示したCO削減目標あるいはCO排出量上限を満足しつつ、発電コストを可能な限り低減できるような、ゼロエミッション石炭の購入量、混焼率を提示する。また、それでも不足する場合には、カーボンクレジット制度から不足分の炭素クレジットを購入するような解を算出する。なお、場合によっては、カーボンクレジット単価が安い場合は、ゼロエミッション石炭を購入せずカーボンクレジット制度で炭素クレジットを調達するような解となることもありえる。 At the same time, fuel information (heat value, price, co-firing ratio) of biomass, carbon-neutral fuel, etc. is input to the driving support device 100. Based on the input information, the driving support device 100 presents the purchase amount and co-firing ratio of zero-emission coal that can reduce power generation costs as much as possible while satisfying the CO2 reduction target or CO2 emission upper limit presented by the power generation company when the low-carbon operation was entrusted. If there is still a shortage, a solution is calculated to purchase the shortfall of carbon credits from the carbon credit system. In some cases, if the carbon credit unit price is low, it may be possible to obtain a solution to procure carbon credits from the carbon credit system without purchasing zero-emission coal.

演算が終わると、運転支援装置100での最適化結果であるCO排出量、発電コストに加え、ゼロエミッション石炭量購入量、様々な燃料購入量、カーボンクレジット制度からの炭素クレジット購入量が運転支援装置100から発電事業者へ開示される。発電事業者がこれをコミットすれば、運転支援装置100の提示通りに、ゼロエミッション石炭の購入、様々な燃料の購入、炭素クレジットの調達がなされる。運転支援装置100では調達された燃料を運転支援装置100で最適化した通りに運転し、日々のCO排出量を正確にモニタリングし、カーボンクレジットの購入の代行を行う。 Once the calculation is complete, the driving assistance device 100 discloses to the power generation company the amount of zero-emission coal purchased, the amount of various fuels purchased, and the amount of carbon credits purchased from the carbon credit system, in addition to the CO2 emissions and power generation costs that are the optimization results of the driving assistance device 100. If the power generation company commits to this, zero-emission coal will be purchased, various fuels will be purchased, and carbon credits will be procured as presented by the driving assistance device 100. The driving assistance device 100 will operate the procured fuel as optimized by the driving assistance device 100, accurately monitor daily CO2 emissions, and purchase carbon credits on behalf of the power generation company.

このような仕組みにより、発電事業者では、CO排出量が可視化でき、炭素クレジットを含めたCO削減目標を達成し、発電コストも上限額を超えずに運用することが可能となる。 This system allows power generation companies to visualize their CO2 emissions, achieve their CO2 reduction targets, including carbon credits, and keep power generation costs within the upper limit.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。 The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows:

(1)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
火力発電プラントの燃料の価格と、炭素クレジットの価格及びCOオフセット量を含む炭素クレジット情報とを読み込む入力ステップと、
前記火力発電プラントの燃料、運転条件及び炭素クレジットの組合せを変化させて、それぞれの組合せにおける実CO排出量と、当該実CO2排出量から前記炭素クレジットによるCOオフセット量を引いた正味CO排出量と、前記燃料の価格を考慮した実発電コストと、当該実発電コストに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストとを演算する演算ステップと、
前記正味CO排出量及び前記正味発電コストが所定の選択条件を満たす前記燃料、前記運転条件、及び前記炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する最適化ステップと、
選択された前記最適条件と、当該最適条件における前記実CO排出量、前記正味CO排出量、前記実発電コスト、及び前記正味発電コストと、を出力する出力ステップと、
を含む火力発電プラントの運転支援方法である。
(1) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment of the present invention includes:
An input step of reading the price of fuel for the thermal power plant and carbon credit information including the price of carbon credits and the amount of CO2 offset;
a calculation step of calculating an actual CO2 emission amount, a net CO2 emission amount obtained by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from the actual CO2 emission amount, an actual power generation cost taking into account the price of the fuel, and a net power generation cost obtained by adding the price of the carbon credit to the actual power generation cost, by changing a combination of fuel, operating conditions, and carbon credits of the thermal power plant, for each combination;
An optimization step of selecting an optimal condition consisting of a combination of the fuel, the operating conditions, and the carbon credits that satisfies a predetermined selection condition for the net CO2 emission amount and the net power generation cost;
an output step of outputting the selected optimum condition, and the actual CO2 emission amount, the net CO2 emission amount, the actual power generation cost, and the net power generation cost under the optimum condition;
The present invention relates to an operation support method for a thermal power plant, comprising:

上記(1)の態様によれば、CO2排出量と発電コストの両方の観点から最適な炭素クレジットを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができる。 According to the above aspect (1), it is possible to select the optimal carbon credit in terms of both CO2 emissions and power generation costs, and to easily evaluate the cost-effectiveness of the selected carbon credit.

(2)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
火力発電プラントの燃料の価格及び前記燃料の性状を示す少なくとも一つ以上の燃料パラメータと、前記火力発電プラントの少なくとも一つ以上の運転条件と、COオフセット量及び炭素クレジットの価格を含む少なくとも一つ以上の炭素クレジット情報とを読み込む入力ステップと、
前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実CO排出量の予測値を算出する第1予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実CO排出量の予測値を複数算出し、これら複数の実CO排出量の予測値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実CO排出量の予測値のそれぞれから前記炭素クレジットによるCOオフセット量を引いた正味CO排出量を演算すると共に、前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実発電コストの予測値を算出する第2予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実発電コストの予測値を複数算出し、これら複数の実発電コストの予想値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実発電コストの予測値のそれぞれに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストを演算する演算ステップと、
前記正味CO排出量及び前記正味発電コストが所定の選択条件を満たす前記燃料、前記運転条件及び前記炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する最適化ステップと、
選択された前記最適条件と、当該最適条件における前記実CO排出量、前記正味CO排出量、前記実発電コスト、及び前記正味発電コストと、を出力する出力ステップと、
を含む火力発電プラントの運転支援方法である。
(2) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment of the present invention includes:
An input step of reading at least one or more fuel parameters indicating the price of fuel and the properties of the fuel of a thermal power plant, at least one or more operating conditions of the thermal power plant, and at least one or more carbon credit information including a CO2 offset amount and a carbon credit price;
a calculation step of varying and inputting the fuel parameters and the operating conditions into a first prediction model that calculates a predicted value of an actual CO2 emission amount generated when the thermal power plant is operated, calculating a net CO2 emission amount by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from each of the predicted values of the actual CO2 emission amount based on a combination of the plurality of predicted values of the actual CO2 emission amount and at least one or more carbon credits, and calculating a net power generation cost by adding a price of the carbon credit to each of the predicted values of the actual power generation cost based on a combination of the plurality of predicted values of the actual power generation cost and at least one or more carbon credits;
An optimization step of selecting an optimal condition consisting of a combination of the fuel, the operating conditions, and the carbon credits that satisfies a predetermined selection condition for the net CO2 emissions and the net power generation cost;
an output step of outputting the selected optimum condition, and the actual CO2 emission amount, the net CO2 emission amount, the actual power generation cost, and the net power generation cost under the optimum condition;
The present invention relates to an operation support method for a thermal power plant, comprising:

上記(2)の態様によれば、予測モデルを用いたAI予測により、CO2排出量と発電コストの両方の観点から最適な炭素クレジットを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができる。 According to the above aspect (2), the AI prediction using the predictive model makes it possible to select the optimal carbon credit in terms of both CO2 emissions and power generation costs, and to easily evaluate the cost-effectiveness of the selected carbon credit.

(3)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
前記入力ステップでは、更に前記火力発電プラントのCO排出量又は発電コストのターゲット値を読込み、
前記最適化ステップでは、前記所定の選択条件として、前記ターゲット値が前記正味CO排出量に対するターゲット値の場合は、前記正味CO排出量が前記ターゲット値と一致する前記最適条件を選択する条件を用い、前記ターゲット値が前記正味発電コストに対するターゲット値の場合は、前記正味発電コストが前記ターゲット値と一致する前記最適条件を選択する条件を用いる、上記(1)、(2)の態様に記載の火力発電プラントの運転支援方法である。
(3) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment of the present invention includes:
In the input step, a target value of a CO2 emission amount or a power generation cost of the thermal power plant is further read,
In the optimization step, as the predetermined selection condition, if the target value is a target value for the net CO2 emissions, a condition for selecting the optimal condition in which the net CO2 emissions match the target value is used, and if the target value is a target value for the net power generation cost, a condition for selecting the optimal condition in which the net power generation cost matches the target value is used. This is the method for supporting operation of a thermal power plant according to the above aspects (1) and (2).

上記(3)の態様によれば、火力発電プラントの運営事業者等のニーズに応じて、CO排出量又は発電コストのターゲット値にあった最適条件を提示できる。 According to the above aspect (3), it is possible to present optimal conditions that match the target values of CO 2 emissions or power generation costs in accordance with the needs of operators of thermal power plants, etc.

(4)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
前記入力ステップでは、更に火力発電プラントのCO2排出量及び発電コストのベンチマーク値を読込み、
前記ベンチマーク値を用いて、前記最適化ステップで選択された前記最適条件の優劣を評価する最適条件評価ステップを更に備える、
上記(1)から(3)の態様に記載の火力発電プラントの運転支援方法である。
(4) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment of the present invention includes:
In the input step, benchmark values of CO2 emissions and power generation costs of the thermal power plant are further read in,
The method further comprises the steps of: evaluating the relative merits of the optimal conditions selected in the optimization step by using the benchmark value;
The method for supporting operation of a thermal power plant according to any one of the above aspects (1) to (3).

上記(4)の態様によれば、ベンチマーク値との対比により最適条件の採用判断が容易となる。 According to the above aspect (4), it becomes easier to decide whether to adopt the optimal conditions by comparing with the benchmark value.

(5)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
前記ターゲット値は、他の燃料や発電手段での実績に基づき設定された値である、
上記(3)の態様に記載の火力発電プラントの運転支援方法である。
(5) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment includes:
The target value is a value set based on the results of other fuels and power generation means.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to the aspect (3) above.

上記(5)の態様によれば、他の燃料や発電手段の実績と対比して、最適条件を評価できる。 According to the above aspect (5), the optimal conditions can be evaluated in comparison with the performance of other fuels and power generation methods.

(6)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
前記ベンチマーク値は、他の燃料や発電手段での実績に基づき設定された値である、
上記(4)の態様に記載の火力発電プラントの運転支援方法である。
(6) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment includes:
The benchmark value is a value set based on the performance of other fuels and power generation means.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to the aspect (4) above.

上記(6)の態様によれば、他の燃料や発電手段の実績と対比して、最適条件を評価できる。 According to the above aspect (6), the optimal conditions can be evaluated in comparison with the performance of other fuels and power generation methods.

(7)一態様に係る火力発電所の運転支援方法は、
前記炭素クレジットは、森林を管理、育成し、伐採後の木材を用いて炭素固定量を増加させることでCOオフセットするものが含まれる、
上記(1)から(6)の態様に記載の運転支援方法である。
(7) A method for supporting operation of a thermal power plant according to one embodiment includes:
The carbon credits include those that offset CO2 by managing and cultivating forests and increasing the amount of carbon fixation using harvested timber.
The driving assistance method according to any one of the above aspects (1) to (6).

上記(7)の態様によれば、森林管理、育成を通じてCOオフセットができる費用対効果の高い炭素クレジットが購入できると共に、林業再生にも貢献できる。 According to the above aspect (7), it is possible to purchase cost-effective carbon credits that can offset CO2 emissions through forest management and cultivation, and also contribute to the regeneration of forestry.

(8)一態様に係る火力発電所の運転支援装置は、
火力発電プラントの燃料の価格及び前記燃料の性状を示す少なくとも一つ以上の燃料パラメータと、前記火力発電プラントの少なくとも一つ以上の運転条件と、前記燃料の価格に含まれている又は追加購入可能な少なくとも一つ以上の炭素クレジット情報であって、炭素クレジットの価格及びCOオフセット量を含む炭素クレジット情報とを読込む入力部と、
前記燃料パラメータ、前記運転条件、及び前記炭素クレジットの組合せを変化させて、それぞれの組合せにおける実CO2排出量と、当該実CO2排出量から前記炭素クレジットによるCO2オフセット量を引いた正味CO2排出量と、前記燃料の価格を考慮した実発電コストと、当該実発電コストに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストとを演算する演算部と、
前記正味CO2排出量及び前記正味発電コストが所定の選択条件を満たす前記燃料、前記運転条件、及び前記炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する最適化部と、
選択された前記最適条件と、当該最適条件における前記実CO2排出量、前記正味CO2排出量、前記実発電コスト、及び前記正味発電コストと、を出力する出力部と、
を備えた火力発電プラントの運転支援装置である。
(8) An operation support device for a thermal power plant according to one aspect includes:
An input unit that reads at least one or more fuel parameters indicating the price of fuel for a thermal power plant and the properties of the fuel, at least one or more operating conditions of the thermal power plant, and at least one or more carbon credit information included in the price of the fuel or available for additional purchase, the carbon credit information including the price of the carbon credit and the amount of CO2 offset;
a calculation unit that changes a combination of the fuel parameters, the operating conditions, and the carbon credits, and calculates an actual CO2 emission amount for each combination, a net CO2 emission amount obtained by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from the actual CO2 emission amount, an actual power generation cost taking into account the price of the fuel, and a net power generation cost obtained by adding the price of the carbon credit to the actual power generation cost;
An optimization unit that selects optimal conditions consisting of a combination of the fuel, the operating conditions, and the carbon credits that satisfy predetermined selection conditions for the net CO2 emissions and the net power generation cost;
an output unit that outputs the selected optimal condition, and the actual CO2 emission amount, the net CO2 emission amount, the actual power generation cost, and the net power generation cost under the optimal condition;
This is an operation support device for a thermal power plant equipped with the above.

上記(8)の態様によれば、CO2排出量と発電コストの両方の観点から最適な炭素クレジットを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができる。 According to the above aspect (8), it is possible to select the optimal carbon credit in terms of both CO2 emissions and power generation costs, and to easily evaluate the cost-effectiveness of the selected carbon credit.

(9)一態様に係る火力発電所の運転支援装置は、
前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実CO排出量の予測値を算出する第1予測モデル、及び前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実発電コストの予測値を算出する第2予測モデルを記憶するモデル記憶部を更に備え、
前記演算部は、
前記第1予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実CO排出量の予測値を複数算出し、これら複数の実CO排出量の予測値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実CO排出量の予測値のそれぞれから前記炭素クレジットによるCOオフセット量を引いた正味CO排出量を演算すると共に、
前記第2予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実発電コストの予測値を複数算出し、これら複数の実発電コストの予測値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実発電コストの予測値のそれぞれに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストを演算する、
上記(8)の態様に記載の火力発電プラントの運転支援装置である。
(9) An operation support device for a thermal power plant according to one aspect includes:
Further comprising a model storage unit that stores a first prediction model that calculates a predicted value of an actual CO2 emission amount generated when the thermal power plant is operated, and a second prediction model that calculates a predicted value of an actual power generation cost generated when the thermal power plant is operated,
The calculation unit is
The fuel parameters and the operating conditions are varied and input into the first prediction model to calculate a plurality of predicted values of actual CO2 emissions, and based on a combination of the plurality of predicted values of actual CO2 emissions and at least one or more carbon credits, a net CO2 emission amount is calculated by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from each of the predicted values of actual CO2 emissions, and
a plurality of predicted values of actual power generation costs are calculated by varying and inputting the fuel parameters and the operating conditions into the second prediction model, and a net power generation cost is calculated by adding the price of the carbon credit to each of the predicted values of actual power generation costs based on a combination of the plurality of predicted values of actual power generation costs and at least one or more carbon credits;
The operation support device for a thermal power plant according to the aspect (8) above.

上記(9)の態様によれば、予測モデルを用いたAI予測により、CO2排出量と発電コストの両方の観点から最適な炭素クレジットを選定し、選定された炭素クレジットの費用対効果を容易に評価することができる。 According to the above aspect (9), the AI prediction using the predictive model makes it possible to select the optimal carbon credit in terms of both CO2 emissions and power generation costs, and to easily evaluate the cost-effectiveness of the selected carbon credit.

上記実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での様々な変更態様がある。例えばCO発生量と発電コストの2つの観点で条件を満たすように選定した最適条件が、必ずしもプラント全体の安定安全運転を維持できるとは限らない。そこで、過熱器スプレイ弁開度のような制御操作端の裕度やメタル温度などの監視対象のプロセス値が管理値を超過しない範囲を制約とした最適条件を選ぶ必要がある。本発明では、上記の制約条件を含めた多面的な視点で評価した最適条件を導出することができる。 The above embodiment does not limit the present invention, and various modifications are possible within the scope of the present invention. For example, the optimal condition selected to satisfy the conditions from two perspectives, the amount of CO2 generated and the power generation cost, does not necessarily maintain stable and safe operation of the entire plant. Therefore, it is necessary to select the optimal condition with the constraint of the range in which the margin of the control operation terminal such as the superheater spray valve opening and the process value of the monitored object such as the metal temperature do not exceed the management value. In the present invention, it is possible to derive the optimal condition evaluated from various perspectives including the above constraints.

10 :運転支援システム
11 :火炉
12 :燃焼装置
13 :煙道
21~25:燃焼バーナ
26~30:微粉炭供給管
31~35:粉砕機
36 :風箱
37a~37c:空気ダクト
37d :連結点
38 :送風機
39 :アフタエアポート
48 :排ガス通路
49 :エアヒータ
50 :脱硝装置
51 :煤塵処理装置
52 :誘引送風機
53 :煙突
62 :傾斜面
70 :炉底蒸発管
100 :運転支援装置
110 :データ取得部
112 :運転データ記憶部
114 :データ抽出部
120 :運転制御装置
220 :モデル構築部
222 :モデル記憶部
230 :演算部
232 :条件記憶部
240 :最適化部
242 :最適条件評価部
250 :出力部
260 :入力部
301 :プロセッサ
305 :入力I/F
306 :出力I/F
307 :通信I/F
308 :バス
311 :入力装置
312 :ディスプレイ
Reference Signs List 10: Operation Support System 11: Furnace 12: Combustion Device 13: Flue 21-25: Combustion Burner 26-30: Pulverized Coal Supply Pipe 31-35: Crusher 36: Wind Box 37a-37c: Air Duct 37d: Connection Point 38: Blower 39: After Air Port 48: Exhaust Gas Passage 49: Air Heater 50: Denitrification Device 51: Soot and Dust Treatment Device 52: Induced Draft Fan 53: Chimney 62: Inclined Surface 70: Hearth Evaporation Tube 100: Operation Support Device 110: Data Acquisition Unit 112: Operation Data Storage Unit 114: Data Extraction Unit 120: Operation Control Device 220: Model Construction Unit 222: Model Storage Unit 230: Calculation Unit 232: Condition Storage Unit 240: Optimization Unit 242: Optimum Condition Evaluation Unit 250 : Output unit 260 : Input unit 301 : Processor 305 : Input I/F
306: Output I/F
307: Communication I/F
308: Bus 311: Input device 312: Display

Claims (7)

火力発電プラントの燃料の価格及び前記燃料の性状を示す少なくとも一つ以上の燃料パラメータと、前記火力発電プラントの少なくとも一つ以上の運転条件と、COオフセット量及び炭素クレジットの価格を含む少なくとも一つ以上の炭素クレジット情報とを読み込む入力ステップと、
前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実CO排出量の予測値を算出する第1予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実CO排出量の予測値を複数算出し、これら複数の実CO排出量の予測値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実CO排出量の予測値のそれぞれから前記炭素クレジットによるCOオフセット量を引いた正味CO排出量を演算すると共に、前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実発電コストの予測値を算出する第2予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実発電コストの予測値を複数算出し、これら複数の実発電コストの予想値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実発電コストの予測値のそれぞれに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストを演算する演算ステップと、
前記正味CO排出量及び前記正味発電コストが所定の選択条件を満たす前記燃料、前記運転条件及び前記炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する最適化ステップと、
選択された前記最適条件と、当該最適条件における前記実CO排出量、前記正味CO排出量、前記実発電コスト、及び前記正味発電コストと、を出力する出力ステップと、
を含む火力発電プラントの運転支援方法。
An input step of reading at least one or more fuel parameters indicating the price of fuel and the properties of the fuel of a thermal power plant, at least one or more operating conditions of the thermal power plant, and at least one or more carbon credit information including a CO2 offset amount and a carbon credit price;
a calculation step of varying and inputting the fuel parameters and the operating conditions into a first prediction model that calculates a predicted value of an actual CO2 emission amount generated when the thermal power plant is operated, calculating a net CO2 emission amount by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from each of the predicted values of the actual CO2 emission amount based on a combination of the plurality of predicted values of the actual CO2 emission amount and at least one or more carbon credits, and calculating a net power generation cost by adding a price of the carbon credit to each of the predicted values of the actual power generation cost based on a combination of the plurality of predicted values of the actual power generation cost and at least one or more carbon credits;
An optimization step of selecting an optimal condition consisting of a combination of the fuel, the operating conditions, and the carbon credits that satisfies a predetermined selection condition for the net CO2 emissions and the net power generation cost;
an output step of outputting the selected optimum condition, and the actual CO2 emission amount, the net CO2 emission amount, the actual power generation cost, and the net power generation cost under the optimum condition;
The present invention relates to a thermal power plant operation support method.
前記入力ステップでは、更に前記火力発電プラントのCO排出量又は発電コストのターゲット値を読込み、
前記最適化ステップでは、前記所定の選択条件として、前記ターゲット値が前記正味CO排出量に対するターゲット値の場合は、前記正味CO排出量が前記ターゲット値と一致する前記最適条件を選択する条件を用い、前記ターゲット値が前記正味発電コストに対するターゲット値の場合は、前記正味発電コストが前記ターゲット値と一致する前記最適条件を選択する条件を用いる、
請求項に記載の火力発電プラントの運転支援方法。
In the input step, a target value of a CO2 emission amount or a power generation cost of the thermal power plant is further read,
In the optimization step, when the target value is a target value for the net CO2 emission, a condition for selecting the optimal condition in which the net CO2 emission coincides with the target value is used as the predetermined selection condition, and when the target value is a target value for the net power generation cost, a condition for selecting the optimal condition in which the net power generation cost coincides with the target value is used.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to claim 1 .
前記入力ステップでは、更に火力発電プラントの前記正味CO排出量及び前記正味発電コストのベンチマーク値を読込み、
前記ベンチマーク値を用いて、前記最適化ステップで選択された前記最適条件の優劣を評価する最適条件評価ステップを更に含む、
請求項1又は2に記載の火力発電プラントの運転支援方法。
In the input step, benchmark values of the net CO2 emissions and the net power generation cost of the thermal power plant are further read in,
Further comprising an optimal condition evaluation step of evaluating the superiority or inferiority of the optimal condition selected in the optimization step using the benchmark value.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to claim 1 or 2 .
前記ターゲット値は、他の燃料や発電手段での実績に基づき設定された値である、
請求項に記載の火力発電プラントの運転支援方法。
The target value is a value set based on the results of other fuels and power generation means.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to claim 2 .
前記ベンチマーク値は、他の燃料や発電手段での実績に基づき設定された値である、
請求項に記載の火力発電プラントの運転支援方法。
The benchmark value is a value set based on the performance of other fuels and power generation means.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to claim 3 .
前記炭素クレジット情報は、森林を管理、育成し、伐採後の木材を用いて炭素固定量を増加させることによるCOオフセット量を含まれる、
請求項1からのいずれか一つに記載の火力発電プラントの運転支援方法。
The carbon credit information includes the amount of CO2 offset achieved by managing and cultivating forests and increasing the amount of carbon fixation using harvested timber.
The method for supporting operation of a thermal power plant according to any one of claims 1 to 5 .
火力発電プラントの燃料の価格及び前記燃料の性状を示す少なくとも一つ以上の燃料パラメータと、前記火力発電プラントの少なくとも一つ以上の運転条件と、前記燃料の価格に含まれている又は追加購入可能な少なくとも一つ以上の炭素クレジット情報であって、炭素クレジットの価格及びCOオフセット量を含む炭素クレジット情報とを読込む入力部と、
前記燃料パラメータ、前記運転条件、及び前記炭素クレジットの組合せを変化させて、それぞれの組合せにおける実CO2排出量と、当該実CO2排出量から前記炭素クレジットによるCO2オフセット量を引いた正味CO2排出量と、前記燃料の価格を考慮した実発電コストと、当該実発電コストに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストとを演算する演算部と、
前記正味CO2排出量及び前記正味発電コストが所定の選択条件を満たす前記燃料、前記運転条件、及び前記炭素クレジットの組合せからなる最適条件を選択する最適化部と、
選択された前記最適条件と、当該最適条件における前記実CO2排出量、前記正味CO2排出量、前記実発電コスト、及び前記正味発電コストと、を出力する出力部と、
前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実CO 排出量の予測値を算出する第1予測モデル、及び前記火力発電プラントを運転させたときに生じる実発電コストの予測値を算出する第2予測モデルを記憶するモデル記憶部を更に備え、
前記演算部は、
前記第1予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実CO 排出量の予測値を複数算出し、これら複数の実CO 排出量の予測値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実CO 排出量の予測値のそれぞれから前記炭素クレジットによるCO オフセット量を引いた正味CO 排出量を演算すると共に、
前記第2予測モデルに前記燃料パラメータ及び前記運転条件を変化させて入力して実発電コストの予測値を複数算出し、これら複数の実発電コストの予測値と少なくとも一つ以上の炭素クレジットとの組合せに基づいて、前記実発電コストの予測値のそれぞれに前記炭素クレジットの価格を加算した正味発電コストを演算する、
力発電プラントの運転支援装置。
An input unit that reads at least one or more fuel parameters indicating the price of fuel for a thermal power plant and the properties of the fuel, at least one or more operating conditions of the thermal power plant, and at least one or more carbon credit information included in the price of the fuel or available for additional purchase, the carbon credit information including the price of the carbon credit and the amount of CO2 offset;
a calculation unit that changes a combination of the fuel parameters, the operating conditions, and the carbon credits, and calculates an actual CO2 emission amount for each combination, a net CO2 emission amount obtained by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from the actual CO2 emission amount, an actual power generation cost taking into account the price of the fuel, and a net power generation cost obtained by adding the price of the carbon credit to the actual power generation cost;
An optimization unit that selects optimal conditions consisting of a combination of the fuel, the operating conditions, and the carbon credits that satisfy predetermined selection conditions for the net CO2 emissions and the net power generation cost;
an output unit that outputs the selected optimal condition, and the actual CO2 emission amount, the net CO2 emission amount, the actual power generation cost, and the net power generation cost under the optimal condition;
Further comprising a model storage unit that stores a first prediction model that calculates a predicted value of an actual CO2 emission amount generated when the thermal power plant is operated , and a second prediction model that calculates a predicted value of an actual power generation cost generated when the thermal power plant is operated,
The calculation unit is
The fuel parameters and the operating conditions are varied and input into the first prediction model to calculate a plurality of predicted values of actual CO2 emissions, and based on a combination of the plurality of predicted values of actual CO2 emissions and at least one or more carbon credits, a net CO2 emission amount is calculated by subtracting a CO2 offset amount by the carbon credit from each of the predicted values of actual CO2 emissions , and
a plurality of predicted values of actual power generation costs are calculated by varying and inputting the fuel parameters and the operating conditions into the second prediction model, and a net power generation cost is calculated by adding the price of the carbon credit to each of the predicted values of actual power generation costs based on a combination of the plurality of predicted values of actual power generation costs and at least one or more carbon credits;
Operation support device for thermal power plants.
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