KR20220132576A

KR20220132576A - 에너지 수급 운용 가이던스 장치 및 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법

Info

Publication number: KR20220132576A
Application number: KR1020227029168A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 우노; 도모요시 오가사하라; 다카야스 아오야마; 유키 다시마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2041-03-05
Also published as: KR102914228B1; EP4138008A1; WO2021210290A1; JPWO2021210290A1; CN115210730A; JP7040676B2; BR112022019231A2; EP4138008A4

Abstract

리얼타임으로 또한 구체적, 정량적으로 메시지로서 출력하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치 및 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법을 제안한다. 제철소 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 밸런스를 기술한 플랜트 모델과, 제철소의 수급 운용 비용을 기술한 비용 모델을 사용하여, 수집한 플랜트 모델에 포함되는 변수의 최신값과 플랜트 모델 및 비용 모델의 설정값으로 이루어지는 모델 파라미터에 기초하여, 제철소에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 최적 수급량 및 플랜트의 운용 한계 도달시를 예측하는 최적화 계산부와, 산출된 장래의 최적 수급량 및 현재의 수급량 실적에 기초하여 판정한 장래 변경해야 할 작업 조건 중의 적어도 하나, 및, 예측된 플랜트의 운용 한계 도달시 중에서 선택된 적어도 하나를 선택하는 표시 항목 선택부와, 선택된 표시 항목을 출력하는 기능을 갖는 알람 출력부를 구비한다.

Description

에너지 수급 운용 가이던스 장치 및 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법

본 발명은, 제철소 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 작업을 지원하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치 및 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소에서는, 고로로부터 부생적으로 발생하는 고로 가스 (B 가스), 코크스로로부터 발생하는 코크스 가스 (C 가스), 및 LD 전로로부터 발생하는 전로 가스 (LD 가스) 를 직접 또는 혼합 가스 (M 가스) 로서 공장이나 자가 발전 설비에서 재이용하고 있다. 여기서, 가스를 저장하는 가스 홀더의 레벨을 초과하여 가스가 잉여가 되는 가스 운용을 한 경우, 잉여 가스를 대기 방산하지 않으면 안되어, 손실이 된다. 한편, 가스 수요량이 가스 공급량보다 많아지고, 가스가 부족한 국면에서는, 공장의 조업에 영향이 발생하여, 마찬가지로 손실이 된다. 이 때문에, 제철소에서는, 가스의 수급량에 따라 가스를 적절히 운용할 필요가 있다.

또, 제철소에서는, 가스와 마찬가지로 증기도 적절히 운용할 필요가 있으며, 특히 증기 부족은 회피해야 한다. 즉, LD 가스의 배열 보일러로부터의 증기 공급량 외에 BTG (Boiler steam-Turbine Generator) 나 CDQ (Coke Dry Quenching system) 등의 자가 발전용의 증기 터빈으로부터의 추기 (터빈의 도중부터 증기를 꺼내는 것) 에 의해 얻어지는 증기 공급량을 증기 수요량에 대해 부족없이 운용할 필요가 있다. 또, 전력에 대해서는, 외부로부터의 수전량의 상한값을 초과해서는 안되는 등의 제약이 있다.

이상과 같이, 제철소에 있어서는, 가스, 증기 및 전력을 저비용으로 운용하는 것이 요구된다. 이와 같은 배경으로부터, 제철소 또는 각종 에너지를 공급하는 플랜트의 운용을 비용면에서 최적화하는 기술이 제안되고 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1, 2 에는, 플랜트와 그 조업 비용을 수리 계획법의 틀에서 정식화하고, 다양한 최적화 수법을 이용하여 플랜트의 최적 운용 계획을 구하는 수법이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 3 에는, 장래의 생산 계획에 기초하는 에너지 수급 조정 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 4 에는, 산정된 부생 가스 공급량의 공급 패턴에 따라서 발전소에 대한 부생 가스의 공급을 제어하여, 가스 에너지 수급 운용을 실시하는 제철소의 에너지 운용 방법이 개시되어 있다.

국제 공개 제2015/093262호 국제 공개 제2015/174359호 일본 공개특허공보 평08-44403호 일본 공개특허공보 소63-259004호

그러나, 상기 종래의 기술에는, 여전히 해결해야 할 이하와 같은 문제가 있었다.

특허문헌 1 ∼ 4 에 기재되어 있는 종래 기술은, 용역 비용을 최소화하기 위한 계산 결과는 출력되지만, 출력되는 것은 용역 비용을 최소화하기 위한 각 용역량뿐이며, 운전실에서 감시하는 운용자가 각 용역량 및 각 용역간의 관계를 풀어, 구체적으로 어느 용역을 어느 정도 변경하면 좋을지를 이끌어낼 필요가 있다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 알람 발보 (發報) 와 함께 우선 순위에 기초하여 리얼타임으로 또한 구체적, 정량적으로 메시지로서 출력하는 방법, 용역 설비의 운용 상하한 도달 등을 사전에 알람 발보와 함께 구체적, 정량적인 메시지로서 출력하는 방법을 제안하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하고, 상기의 목적을 실현하기 위해서 개발한 본 발명에 관련된 에너지 수급 운용 가이던스 장치는, 제철소 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 작업을 지원하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치로서, 상기 제철소 내에 있어서의 증기 및 전력의 수급 밸런스, 상기 가스 및 상기 증기를 이용하여 발전하는 자가 발전 설비 및 상기 가스를 저장하는 가스 홀더의 입출력 특성, 그리고, 상기 제철소의 가스 공급량과 상기 제철소의 가스 수요량과 가스 회사로부터의 가스 공급량과의 가스 수급 밸런스를 기술한 플랜트 모델과, 상기 제철소의 수급 운용 비용을 기술한 비용 모델을 사용하여, 수집한 상기 플랜트 모델에 포함되는 변수의 최신값과 상기 플랜트 모델 및 비용 모델의 설정값으로 이루어지는 모델 파라미터에 기초하여, 상기 제철소에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 최적 수급량 및 플랜트의 운용 한계 도달시를 예측하는 최적화 계산부와, 상기 최적화 계산부에 의해 산출된 장래의 최적 수급량 및 현재의 수급량 실적에 기초하여 판정한 장래 변경해야 할 작업 조건 중의 적어도 하나, 및, 상기 최적화 계산부에 의해 예측된 플랜트의 운용 한계 도달시 중에서 선택된 적어도 하나를 선택하는 표시 항목 선택부와, 그 표시 항목 선택부에 의해 선택된 표시 항목을 출력하는 기능을 갖는 알람 출력부를 구비하는 것이다.

또한, 본 발명에 관련된 에너지 수급 운용 가이던스 장치는,

a. 상기 표시 항목 선택부는, 상기 최적 수급량을 달성하기 위한 장래 변경해야 할 작업 조건이 복수 있는 경우, 미리 우선 순위를 정함과 함께, 출력하는 항목을 선택하는 기능을 갖는 것,

b. 상기 표시 항목 선택부는, 상기 우선 순위의 선정 또는 상기 출력 항목의 선택 시에, 과거에 출력한 상기 변경해야 할 작업 조건과, 실제로 변경된 작업 조건의 실적을 사용하여 학습하는 기능을 갖는 것,

c. 상기 표시 항목 선택부는, 플랜트의 운용 한계 도달시로서, 상기 가스 홀더의 상하한에 도달할 것으로 예측된 시기 및 현재값을 출력하는 기능을 갖는 것

등이 보다 바람직한 해결 수단이 될 수 있는 것으로 생각된다.

또, 본 발명에 관련된 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법은, 상기 어느 것의 에너지 수급 운용 가이던스 장치로부터 출력된 정보에 따라서, 제철소 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 작업을 실시하는 스텝을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에 관련된 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법은,

d. 상기 출력된 정보가, 구입 가스량의 변경 지침인 것,

e. 상기 출력된 정보가, 가스 홀더 레벨의 현재값, 및, 상한 또는 하한까지의 도달 시간인 것,

f. 상기 출력된 정보가, 가스 홀더로부터의 불출 (拂出) 지시인 것

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 에너지 수급 운용 가이던스 장치 및 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법에 의하면, 알람 발보와 함께 우선 순위에 기초하여 리얼타임으로 또한 구체적, 정량적으로 메시지로서 출력하도록 하였으므로, 시기를 놓치는 일 없이, 용역 비용의 최소화로도 연결하는 것이 가능해졌다.

또, 용역 운용 설비의 운용 상하한 도달시를, 사전에 알람 발보와 함께 메시지로서 출력함으로써, 각 용역의 안정 이운용에도 연결할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 에너지 수급 운용 가이던스 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는, 상기 실시형태에 관련된 표시 항목을 선택하기 위한 판정 방법을 나타내는 플로도이다.
도 3 의 (a) 는 상기 실시형태에 있어서의 가이던스 화면을 예시하는 모식도이고, (b) 는 알람 표시 다이얼로그부를 예시하는 모식도이고, (c) 는 알람 내용의 상세한 내용을 표시하는 화면을 예시하는 모식도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태인 에너지 수급 운용 가이던스 장치의 구성 및 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법에 대해서 설명한다.

〔플랜트 모델 및 비용 모델〕

먼저, 본 발명의 일 실시형태인 에너지 수급 운용 가이던스 장치가 조업 비용을 최소로 하도록 제철소에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용을 최적화하는 최적화 계산 시에 사용하는 플랜트 모델 및 비용 모델에 대해서 설명한다.

플랜트 모델은, 하기 표 1 에 나타내는 제철소 내에서 발생한 가스 및 증기를 이용하여 발전하는 자가 발전 설비 (BTG, CDQ, TRT 등) 및 제철소 내에서 발생한 가스를 저장하는 가스 홀더의 입출력 특성과, 하기 표 2 에 나타내는 제철소 내에 있어서의 전력 및 증기의 수급 밸런스 그리고 제철소의 가스 공급량 (B 가스, C 가스, LD 가스 및 M 가스) 과 상기 제철소의 가스 수요량과 가스 회사로부터의 가스 공급량의 가스 수급 밸런스를 기술한 제약 조건을 포함하고, 혼합 정수 (整數) 계획 문제로서 정식화되어 있다. 또한, BTG 나 CDQ 에 있어서 터빈 바이패스를 실시할지 여부의 판단은, 추기량을 최대로 했을 때의 증기의 과부족량에 따라 할 수 있으며, 혼합 정수 계획 문제로서 정식화할 수 있다.

비용 모델은, 제철소 내에 있어서의 전력 비용, 증기 비용, 가스 비용 및 자가 발전 비용의 합으로서 나타내어지고, 각 비용은 표 3 과 같이 정식화되어 있다.

[에너지 수급 가이던스 운용 장치의 구성]

본 발명의 일 실시형태인 에너지 수급 운용 가이던스 장치는, 제철소 내에서 발생한 부생 가스 (B 가스, C 가스, LD 가스, M 가스), 증기 및 전력의 수급 운용 작업을 지원하는 장치이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 는, 가스, 증기 및 전력의 최적 수급량을 산출하는 최적화 계산부 (10), 표시 항목 선택부 (20), 알람 표시부 (30) 및 가이던스부 (40) 를 구비하고 있다. 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 는, 퍼스널 컴퓨터나 워크 스테이션 등의 정보 처리 장치에 의해 구성되고, 정보 처리 장치 내의 CPU 등의 연산 처리 장치가 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 또한, 수급 예측 오차를 수정하는 운용 비용 보정부를 구비하고 있어도 된다.

최적화 계산부 (10) 는, 최신 데이터 수집부 (11), 플랜트 가동 예정 수집부 (12), 모델 파라미터 수집부 (13), 수급 예측부 (14), 플랜트 설비 사양 수집부 (15) 및 모델 계산부 (16) 로 구성된다.

최신 데이터 수집부 (11) 는, 상기 서술한 표 1 및 표 2 에 나타내는 플랜트 모델에 포함되는 변수의 최신값을 수집하고, 수집한 최신값을 실적값으로 하여 수급 예측부 (14) 에 출력한다.

플랜트 가동 예정 수집부 (12) 는, 제철소의 가동 계획에 관한 정보를 수집하고, 수집한 정보를 수급 예측부 (14) 에 출력한다.

모델 파라미터 수집부 (13) 는, 상기 서술한 표 1 및 표 2 에 나타내는 플랜트 모델 및 상기 서술한 표 3 에 나타내는 비용 모델의 설정값을 수집하고, 수집한 설정값을 수급 예측부 (14) 및 모델 계산부 (16) 에 출력한다.

수급 예측부 (14) 는, 최신 데이터 수집부 (11), 플랜트 가동 예정 수집부 (12) 및 모델 파라미터 수집부 (13) 로부터 출력된 정보를 이용하여, 평가 기간에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급량을 산출하고, 산출된 수급량에 관한 정보를 모델 계산부 (16) 에 출력한다.

플랜트 설비 사양 수집부 (15) 는, 상기 서술한 표 1 및 표 2 에 나타내는 플랜트 모델에 사용하는 제철소 내 각 플랜트의 운용 한계값을 수집하고, 모델 계산부 (16) 에 출력한다.

모델 계산부 (16) 는, 모델 파라미터 수집부 (13), 수급 예측부 (14) 및 플랜트 설비 사양 수집부 (15) 로부터 출력된 정보를 이용하여, 조업 비용이 최소가 되도록 제철소에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용을 최적화하는 최적화 계산을 분기 한정법 등의 최적화 수법에 의해 실행하고, 최적해, 요컨대, 최적 수급량을 산출한다.

또, 최적화 계산부 (10) 는, 성행 (成行) 조업을 실시했을 경우의 플랜트의 운용 한계 도달시, 예를 들어, 가스 홀더 레벨이 상하한에 도달하는 시간을 예측한다. 최적화 계산부 (10) 는, 수집한 수급 실적, 산출된 최적 수급량 및 플랜트의 운용 한계 도달시를 표시 항목 선택부 (30) 에 출력하고, 수급 실적 및 최적 수급량을 가이던스부 (50) 에 출력한다.

표시 항목 선택부 (20) 에서는, 사전에 도 2 의 플로에 따라, 표시 항목의 판정 조건을 설정하여 등록해 두고, 최적화 계산부 (10) 로부터의 출력 정보를 이용하여, 등록한 판정 조건에 기초하여 판정하고, 얻어진 판정 결과로부터, 사전에 설정한 우선 순위나 출력 항목에 기초해서 선택하여, 작업 조건이나 플랜트의 운용 한계 도달시를, 알람 표시부에 출력한다.

표시 항목 선택부 (20) 에서 표시 항목의 판정 조건을 설정 등록하는 순서는, 구체적으로는 이하와 같은 스텝으로 할 수 있다.

그룹 선택 스텝 (S1) 에서는, 상기 서술한 표 2 에 나타내는 가스종, 증기나 전력과 같은 그룹을 메시지 분류로서 등록한다. 예를 들어, 구입하는 도시 가스를 포함하는 C 가스를 등록한다.

항목 선택 스텝 (S2) 에서는, 후기의 판정 항목에서 사용하는 각 그룹의 실적이나 최적값, 성행값, 비용, 설비 제약 등의 항목을 항목 리스트에서 선택한다. 예를 들어, 도시 가스의 구입량의 실적값과 최적값, 및, C 가스 홀더 레벨의 실적값과 최적값을 선택한다.

판정 항목 설정 스텝 (S3) 에서는, 대상 시간을 포함하는 판정 항목을 등록한다. 예를 들어, 「도시 가스 증감」 으로서, 현재의 도시 가스 구입량 실적과 5 분 후의 도시 가스 구입량 최적값을 선택하고, 「C 가스 홀더 레벨 증감」 으로서, 현재의 C 가스 홀더 레벨 실적값과 5 분 후의 C 가스 홀더 레벨 최적값을 선택한다.

판정 조건식 설정 스텝 (S4) 에서는, 판정 조건식을 등록한다. 예를 들어, 판정식명 「C 가스 홀더 감소 1」 로서, 도시 가스 구입량의 현재의 실적값이 5 분 후의 최적값보다 소정량 이상 큰 경우, 또는, C 가스 홀더 레벨의 5 분 후의 최적값이 현재의 실적값보다 소정값 이상 큰 경우를 등록한다.

판정 결과 설정 스텝 (S5) 에서는, 알람 표시부에 출력하는 메시지의 서식과 상기 판정 조건식의 조합을 등록한다. 예를 들어, 판정식명 「C 가스 홀더 감소 1」 에 대하여, 「도시 가스 감소 : ○○ ㎦/h」 및 「C 가스 홀더 감소 : △△㎦」 를 조합한다.

표시 항목 선택부 (20) 에서는, 각 그룹마다 등록한 판정식의 결과로부터, 미리 설정한 우선 순위에 따라, 표시 항목을 선택하고, 알람 표시부 (30) 에 출력한다. 예를 들어, 개개의 그룹 내에서는, 가장 우선 순위가 높은 표시 항목을 추출하고, 그룹 사이에서의 우선 순위가 높은 순서로 늘어놓는다. 우선 순위는, 예를 들어, 단가 × 변화량으로 계산되는 경제적 효과나, 기계 학습 등에 기초해도 된다. 또, 상기 운용 비용 보정값을 이용하여, 우선 순위를 평가해도 된다.

알람 표시부 (30) 는, 표시 항목 선택부 (30) 로부터 출력된 표시 항목, 예를 들어, 우선 순위 부여된 작업 지시나 플랜트의 운용 한계 도달시를 가이던스부 (40) 에 출력하고, 예를 들어, 가이던스 화면의 오른쪽 위에 다이얼로그 윈도우로서, 알람 표시시킴과 함께, 명동음 (鳴動音) 등으로 운용자에게 알린다.

가이던스부 (40) 는, 모델 계산부 (16) 로부터 출력된 정보 및 알람 표시부 (30) 로부터 출력된 정보를 제철소에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용에 관한 가이던스 출력으로서 운용자가 조작하는 가이던스 화면 (41) (도 3(a)) 에 표시 출력한다. 운용자는, 도 3(a) 에 예시하는 가이던스 화면 (41) 에 표시된 알람 표시 다이얼로그 화면 (31) (도 3(b)) 의 작업 지시 (최적 운용 지원 메시지) 나 플랜트의 운용 한계 도달시 (기타 지원 메시지) 로부터, 필요한 에너지 수급 운용을 판단한다. 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 는, 알람 표시부 (30) 가 출력한 작업 지시가 운용자에 의해 채용되었는지 여부, 플랜트의 운용 한계 도달시의 표시에 의해, 에너지 수급 운용이 변경되었는지 여부 등을, 에너지 수급량의 실적값의 변화 등으로부터 학습해 두고, 장래의 표시 항목 선택부 (20) 의 우선 순위 부여에 반영하는 것이 바람직하다.

또한, 수급 예측 오차를 수정하는 운용 비용 보정부를 구비하고 있는 경우에는, 이하와 같이 구성하는 것이 바람직하다. 먼저, 최적화 계산부 (10) 는, 최적해에 최적 수급 운용 비용을 추가한다. 그리고, 최적화 계산부 (10) 는, 현시각에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 비용의 실적값 (운용 비용 실적값) 을 산출한다. 여기서, 운용 비용 실적값은, 현상황의 성행 운용을 했을 경우에 있어서의 1 계산 주기 전의 수급 운용 비용이라고 생각할 수 있다. 그리고, 산출된 최적 수급 운용 비용 및 운용 비용 실적값을 운용 비용 보정부에 출력한다.

운용 비용 보정부는, 에너지 수급 예측 DB (데이터 베이스), 예측 오차 추정부, 운용 비용 상승량 산출부 및 가산부로 구성된다.

에너지 수급 예측 DB 는, 불휘발성 기억 장치에 의해 구성되고, 과거 시점에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수요량 및 공급량의 예측값 및 실적값의 데이터를 격납하고 있다. 여기서, 수요량 및 공급량의 예측값은, 에너지 수급 예측 DB 에 데이터를 격납하는 시각의 1 계산 주기 전에 예측된 수요량 및 공급량이다.

예측 오차 추정부는, 가이던스의 동작 주기인 소정의 계산 주기마다 에너지 수급 예측 DB 로부터 지정 기간 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수요량 및 공급량의 예측값 및 실적값의 데이터를 취득한다. 예측 오차 추정부는, 취득한 데이터를 사용하여 미리 사용자가 지정한 기간 내의 각 시각에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수요량 및 공급량의 예측 오차 (= 예측값 ― 실적값) 를 산출한다. 예측 오차 추정부는, 산출된 가스, 증기 및 전력의 수요량 및 공급량의 예측 오차를 이용하여, 가스, 증기 및 전력의 장래의 수요량 및 공급량의 예측 오차를 추정한다.

가스, 증기 및 전력의 장래의 수요량 및 공급량의 예측 오차는 각각, 예를 들어 지정 기간 내의 각 시각에 있어서의 수요량 및 공급량의 예측 오차의 평균값이나 가중 평균값을 산출함으로써 추정할 수 있다. 가스, 증기 및 전력의 장래의 수요량 및 공급량의 예측 오차는, 가스, 증기 및 전력 전부에 대해서 구해도 되고, 주목하는 가스, 증기 및 전력의 개개에 대해서만 구하도록 해도 된다.

예측 오차 추정부는, 가스, 증기 및 전력의 장래의 공급량의 예측 오차의 추정값과 가스, 증기 및 전력의 장래의 수요량의 예측 오차의 추정값의 차를 가스, 증기 및 전력의 장래의 수급량의 예측 오차의 추정값으로서 산출하고, 산출값을 운용 비용 상승량 산출부에 출력한다.

운용 비용 상승량 산출부는, 예측 오차 추정부로부터 출력된 가스, 증기 및 전력의 장래의 수급량의 예측 오차의 추정값에 따른 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 비용의 상승량을 산출한다. 구체적으로는, 가스, 증기 및 전력의 장래의 수급량의 예측 오차가 증가하면 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 비용은 상승한다. 따라서, 수급량의 예측 오차와 수급 운용 비용의 상승량의 관계성을 미리 해석하여 함수화 해 두고, 이 함수에 예측 오차 추정부로부터 출력된 수급량의 예측 오차의 추정값을 입력함으로써 수급 운용 비용의 상승량을 구할 수 있다. 운용 비용 상승량 산출부는, 산출된 수급 운용 비용의 상승량을 가산부에 출력한다.

가산부는, 최적화 계산부로부터 출력된 최적 수급 운용 비용에 운용 비용 상승량 산출부로부터 출력된 운용 비용의 상승량을 가산한 값을 운용 비용 보정값으로서 산출한다. 그리고, 가산부는, 최적 수급 운용 비용, 운용 비용 보정값 및 운용 비용 실적값에 관한 정보를 표시 항목 선택부 (20) 에 출력한다.

표시 항목 선택부 (20) 는, 운용 비용 보정부 (20) 로부터의 출력 정보를 추가로 판정 조건에 더하여, 작업 조건을 판정하고, 알람 표시부 (30) 에 출력한다.

(실시예 1)

도 1 에 나타내는 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 를 사용하여, 압연 공장의 가열로에 사용되는 M 가스의 수요량이 감소하는 경우의 수급 운용을 이하와 같이 판정하였다.

M 가스는 표 2 에 나타내는 각종 제약 아래, C 가스 및 구입 가스와 다른 가스, 예를 들어 B 가스 또는 LD 가스를 혼합하여 공급한다. 정상 상태에서는, C 가스 및 구입 가스 모두 일정량의 공급이 필요하게 되어 있다. 플랜트 가동 예정 수집부 (12) 에 의해, 압연 공장의 생산 계획을 수집하고, 수급 예측부 (14) 에 의해 M 가스의 장래의 수요량의 감소를 예측하고, 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 에는 C 가스 홀더 레벨에 여유가 있는 경우, C 가스의 잉여를 예측하여 사전에 불출하고, 구입 가스량을 감소하는 판정식을 등록하고 있다. 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 는, 이 판정에 따라, 장래의 M 가스 수요의 감소에 수반하여, C 가스의 사전 불출 시기로서, 장래 (예를 들어 5 분 후) 의 최적 C 가스 홀더 레벨, 및, 구입 가스량의 감소 시기로서 장래 (예를 들어 5 분 후) 의 최적 구입 가스량을 우선 순위가 높은 항목으로 하여, 가이던스 화면 (41) 에 알람 표시 (도 3) 한다. 운용자가 이 지시에 따라 운용함으로써, 구입 가스량 삭감에 의한 코스트 미니멈 조업을 실시할 수 있었다. 운용자는 알람 표시 다이얼로그의 「전체 화면 표시」 버튼을 선택함으로써, 도 3(c) 와 같은 우선 선택된 작업 지시 이외의 변경 작업 조건의 상세한 내용을 확인할 수 있다.

종래법에서는, M 가스 수요량의 감소의 실적값을 얻고서야 비로소, 가스 잉여를 인식하고, C 가스 홀더 레벨 및 구입 가스량을 최적화하고 있었기 때문에, 상기에 비해, 가스 구입 비용이 떨어지고 있었다. 또, 알람 표시없이 수급량의 실적값과 최적값만을 가이던스 화면에 표시한 경우에는, 운용자에 의해 채택 여부의 편차가 생겨 버렸다.

(실시예 2)

도 1 에 나타내는 에너지 수급 운용 가이던스 장치 (1) 를 사용하여, 제강 공장에서 복수의 전로를 동시에 취련하는 경우의 LD 가스의 수급 운용에 적용하였다.

LD 가스는, 전로의 취련 형태나 용강량, 복수의 전로의 취련 시간의 중복 등에 의해, 발생량이 변동하고, 그에 수반하여, LD 가스 홀더 레벨도 증감한다. LD 가스 홀더 레벨의 상한을 초과해 버리면, 잉여 LD 가스는 방산하지 않으면 안되어, 손실이 된다. 플랜트 가동 예정 수집부 (12) 에 의해, 전로의 취련 예정을 수집하고, 발생 LD 가스량의 변동을 고정밀도로 예측하여, 성행 운용을 실시했을 경우의 LD 가스 홀더 레벨이 상한에 도달하는 시간과, 소정 시간 후의 최적인 LD 가스 홀더 레벨이 가이던스 화면 (41) 의 알람 표시 다이얼로그 (31) 에 표시되고, 운용자가 LD 가스의 사전 불출의 운용을 실시함으로써, LD 가스의 방산을 억제할 수 있었다.

본 발명은, 가스, 증기 및 전력 등의 에너지 유틸리티가 플랜트의 가동에 의해 변동하는 공장의 종합적인 운용에 적용하여 적합하다.

1 : 에너지 수급 운용 가이던스 장치
10 : 최적화 계산부
11 : 최신 데이터 수집부
12 : 플랜트 가동 예정 수집부
13 : 모델 파라미터 수집부
14 : 수급 예측부
15 : 플랜트 설비 사양 수집부
16 : 모델 계산부
20 : 표시 항목 선택부
30 : 알람 표시부
31 : 알람 표시 다이얼로그 화면
40 : 가이던스부
41 : 가이던스 화면

Claims

제철소 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 작업을 지원하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치로서,
상기 제철소 내에 있어서의 증기 및 전력의 수급 밸런스, 상기 가스 및 상기 증기를 이용하여 발전하는 자가 발전 설비 및 상기 가스를 저장하는 가스 홀더의 입출력 특성, 그리고, 상기 제철소의 가스 공급량과 상기 제철소의 가스 수요량과 가스 회사로부터의 가스 공급량의 가스 수급 밸런스를 기술한 플랜트 모델과, 상기 제철소의 수급 운용 비용을 기술한 비용 모델을 사용하여, 수집한 상기 플랜트 모델에 포함되는 변수의 최신값과 상기 플랜트 모델 및 비용 모델의 설정값으로 이루어지는 모델 파라미터에 기초하여, 상기 제철소에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 최적 수급량 및 플랜트의 운용 한계 도달시를 예측하는 최적화 계산부와,
상기 최적화 계산부에 의해 산출된 장래의 최적 수급량 및 현재의 수급량 실적에 기초하여 판정한 장래 변경해야 할 작업 조건 중의 적어도 하나, 및, 상기 최적화 계산부에 의해 예측된 플랜트의 운용 한계 도달시 중에서 선택된 적어도 하나를 선택하는 표시 항목 선택부와,
그 표시 항목 선택부에 의해 선택된 표시 항목을 출력하는 기능을 갖는 알람 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시 항목 선택부는, 상기 최적 수급량을 달성하기 위한 장래 변경해야 할 작업 조건이 복수 있는 경우, 미리 우선 순위를 정함과 함께, 출력하는 항목을 선택하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 표시 항목 선택부는, 상기 우선 순위의 선정 또는 상기 출력 항목의 선택 시에, 과거에 출력한 상기 변경해야 할 작업 조건과, 실제로 변경된 작업 조건의 실적을 사용하여 학습하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시 항목 선택부는, 플랜트의 운용 한계 도달시로서, 상기 가스 홀더의 상하한에 도달할 것으로 예측된 시기 및 현재값을 출력하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 수급 운용 가이던스 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 에너지 수급 운용 가이던스 장치로부터 출력된 정보에 따라서, 제철소 내에 있어서의 가스, 증기 및 전력의 수급 운용 작업을 실시하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 출력된 정보가, 구입 가스량의 변경 지침인 것을 특징으로 하는 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 출력된 정보가, 가스 홀더 레벨의 현재값, 및, 상한 또는 하한까지의 도달 시간인 것을 특징으로 하는 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 출력된 정보가, 가스 홀더로부터의 불출 (拂出) 지시인 것을 특징으로 하는 제철소 내의 에너지 수급 운용 방법.