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公開番号2024130019
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039489
出願日2023-03-14
発明の名称運転計画作成装置及び運転計画作成方法
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人
主分類H02J 3/00 20060101AFI20240920BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】実行不可能な運転計画が作成されることを抑制する。
【解決手段】運転計画作成装置10は、再生可能エネルギーに由来する電力を含むプロセス装置3に供給可能な電力量の予測値を得る予測部11と、予測値と運転準備に要する所要時間を示す運転準備所要時間とに基づいて、運転計画を作成するシミュレーション演算部13と、を備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
電力が入力されても成果物を得ることができない製造不可状態から、運転準備が行われることによって、前記電力が入力されると前記成果物を得ることができる製造可能状態に切り替え可能な装置のための運転計画を作成する運転計画作成装置であって、
再生可能エネルギーに由来する電力を含む前記装置に供給可能な電力量の予測値を得る予測部と、
前記予測値と前記運転準備に要する所要時間を示す運転準備所要時間とに基づいて、前記運転計画を作成する処理部と、を備える運転計画作成装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記運転計画は、前記運転準備を開始できる時刻として選択可能な複数の開始可能時刻を含み、
前記処理部は、合計評価量算出部を有し、
前記合計評価量算出部は、
複数の前記開始可能時刻のうちから選択された開始時刻候補より前記運転準備を開始したと仮定する条件の下で、前記予測値と前記運転準備所要時間とに基づいて、前記成果物の製造のために前記装置が消費した消費電力量に基づく合計評価量を算出することを、複数の前記開始時刻候補ごとに実施し、
複数の前記開始時刻候補ごとに得られた複数の前記合計評価量から最大の値を示す前記合計評価量を最大合計評価量として少なくとも一つ抽出し、
少なくとも一つの前記最大合計評価量に対応する前記開始時刻候補を、前記運転準備を開始すべき時間の候補である第１候補として選択する、請求項１に記載の運転計画作成装置。
【請求項３】
前記処理部は、合計評価量判定部を更に有し、
前記合計評価量判定部は、少なくとも一つの前記最大合計評価量と閾値とを比較することによって、少なくとも一つの前記第１候補から、前記最大合計評価量が前記閾値以上であるものを、第２候補として少なくとも一つ選択する、請求項２に記載の運転計画作成装置。
【請求項４】
前記処理部は、開始時刻決定部を更に有し、
前記開始時刻決定部は、前記合計評価量判定部において前記第２候補が複数選択された場合に、前記第２候補のうち最も遅い時刻であるものを、前記運転準備を開始すべき開始時刻として採用する、請求項３に記載の運転計画作成装置。
【請求項５】
前記予測部は、再生可能エネルギー発電装置から出力される電力の予測を行うことによって、前記予測値を得る、請求項１～４の何れか一項に記載の運転計画作成装置。
【請求項６】
前記予測部は、再生可能エネルギー発電装置から出力される電力の予測を行うとともに、蓄エネルギー装置から出力される電力と前記蓄エネルギー装置へ入力される電力とを示すスケジュールを取得することにより、前記予測値を得る、請求項１～４の何れか一項に記載の運転計画作成装置。
【請求項７】
前記合計評価量は、前記消費電力量に基づいて算出される前記装置が製造する前記成果物の合計製造量である、請求項１～４の何れか一項に記載の運転計画作成装置。
【請求項８】
前記合計評価量は、前記消費電力量である、請求項１～４の何れか一項に記載の運転計画作成装置。
【請求項９】
前記処理部は、
所定の時刻であるときの前記装置における前記成果物を得るために前記装置が消費する消費電力量を含んで定義される項と、前記装置が前記電力を受けて前記成果物を製造可能であるか否かを示す項と、を含む計画問題を作成する生成部と、
前記計画問題を解くことによって前記運転計画の候補を得る演算部と、を有する請求項１に記載の運転計画作成装置。
【請求項１０】
前記処理部は、
前記運転計画に基づいて得られる前記装置が消費する消費電力量を含んで定義される合計評価値が閾値以上である場合に、前記運転計画の候補を前記運転計画として採用する採否判定部と、をさらに有する、請求項９に記載の運転計画作成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転計画作成装置及び運転計画作成方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
エネルギー利用における温室効果ガスの排出量削減は、持続型社会を実現するための喫緊の課題である。製造業においても脱二酸化炭素の取り組みは加速している。特に、二酸化炭素と水素を反応させて合成メタンを製造する技術（メタネーション）は、ガス業界において大きな注目を集めている。合成メタンは、事業所で排出される二酸化炭素から製造される。そして、製造された合成メタンは、天然ガスの代替燃料として当該事業所内で使用することができる。また、製造された合成メタンは、都市ガス導管への注入により、他の事業所や一般家庭で使用することも可能である。
【０００３】
このように、合成メタンの利用には、既存の都市ガスインフラを活用できる。従って、メタネーションは、カーボンニュートラルの実現に向けたキーテクノロジーの一つとして期待されている。ただし、この合成メタンがカーボンニュートラルであるためには、合成メタンの製造に用いる電力が風力発電及び太陽光発電といった再生可能エネルギー由来の電力であることが望まれる。
【０００４】
特許文献１～７は、メタネーション反応装置に例示されるプロセス装置に関する運転技術を開示する。なお、以下の説明では、メタネーション反応装置を単に「メタネーション装置」と称する。
【０００５】
特許文献１は、太陽光発電と水素製造装置と蓄電池を備えた設備に関する技術を開示する。特許文献１に開示された技術は、太陽光発電によって余剰電力が発生した場合に、余剰電力を蓄電池に充電させる。さらに、蓄電池の電力貯蔵量が設定値を上回った場合には水素製造を行う（特許文献１の図２に示すＳ１１０参照）。
【０００６】
特許文献２は、水素製造装置を含むシステムに適用される技術を開示する。特許文献２に開示された技術は、水素製造装置を用いてデマンドレスポンスなど電力需給を調整するときに、デマンドレスポンスの需給調整時間帯の前に準備時間帯を設ける。そして、準備時間帯内に水素製造装置を立ち上げておくことにより、需給調整時間帯の前に水素製造システムの消費電力を目標値に一致させる。
【０００７】
特許文献３は、太陽光発電装置と発電機とを含むシステムに適用される技術を開示する。特許文献３に開示された技術は、太陽光発電装置などの発電機の発電電力が余剰であって、蓄電池の充電率が所定の値以上である場合に、例えば、負荷で電力を消費することによって負荷を増やす。
【０００８】
特許文献４は、再生エネルギー発電装置と蓄電池とを含むシステムに適用される技術を開示する。特許文献４に開示された技術は、まず、電力需要と再生エネルギー発電装置の発電量を予測するとともに、蓄電池の蓄電残量を予測する。その予測の後に、蓄電池の残量が閾値以下又は閾値以上になることが予測された場合に、負荷の消費電力を減少又は上昇させる。
【０００９】
特許文献５は、再生可能エネルギーによる発電装置と水素製造装置と燃料電池と蓄電池とを含むシステムに適用される技術を開示する。特許文献５に開示された技術は、まず、再生可能エネルギー発電装置による発電量の予測値と電力需要の予測値とを得る。そして、日中であるときの蓄電池の充電量と水素製造装置の消費電力とを決定するとともに、夜間であるときの蓄電池の放電量と燃料電池の発電量とを決定する。このシステムは、日中に電力を消費及び／又は充電し、夜間に電力を発電及び／又は放電する。
【００１０】
特許文献６は、太陽光発電電と空調設備とを含むシステムに適用される技術を開示する。特許文献６に開示された技術は、まず、太陽光発電電力量の予測値と消費電力量の予測値に基づいて余剰電力量を予測する。次に、予測した余剰電力量があらかじめ設定した空調設備の消費電力の設定値を超える時間を求める。そして、設定値を超える超過時間が設定された連続運転設定時間を超える場合に、超過時間を余剰電力による空調設備の運転時間として設定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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