JP6160705B2 - Electric power supply / demand guidance apparatus and electric power supply / demand guidance method - Google Patents
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Description
本発明は、製鉄所における使用電力量を予測する電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス方法に関する。 The present invention relates to a power supply / demand guidance apparatus and a power supply / demand guidance method for predicting the amount of power used in a steelworks.
従来、製鉄会社は生産に必要とする多量の電力を、製鉄所内にある発電設備を使った自家発電(以下、発電)と電力会社からの購入(以下、買電)という2つの方法でまかなっている。このうち、電力会社からの購入する電力については、製鉄会社と電力会社との間で取り交わされた電力購入契約に基づき、所定時間、例えば1時間毎の最大量が定められている。電力会社から購入する電力量が契約最大量を越えれば、製鉄会社は多額の違約金を電力会社に支払うことになり、電力会社は想定以上の発電・送電負荷を要することになり、双方にとって不経済となる。そのため、製鉄所では、各工場の使用電力を予測することで、買電量が契約電力量を上回らないように、自家発電量を増やしたり工場の生産量を減少させたりすることが多い。 Traditionally, steel companies have been able to supply a large amount of electricity required for production in two ways: private power generation (hereinafter referred to as power generation) using power generation facilities in the steelworks and purchase from power companies (hereinafter referred to as power purchase). Yes. Among these, the maximum amount of electricity purchased from the power company is determined for a predetermined time, for example, every hour, based on a power purchase contract exchanged between the steel company and the power company. If the amount of power purchased from the power company exceeds the maximum contract amount, the steel company will pay a large penalty to the power company, and the power company will require more power generation / transmission load than expected, which is inconvenient for both parties. It becomes economy. For this reason, steel works often increase the amount of in-house power generation or decrease the amount of factory production so that the amount of power purchased does not exceed the amount of contracted power by predicting the power consumed by each plant.
特許文献1には、製鉄所における使用電力量を予測する技術が記載されている。この技術では、製鉄所内の各工場の電力量の時系列パターン(電力負荷パターン)を、点検修理期間(定修時)、通常操業時、定修立上/立下時について過去実績データからあらかじめ算出しておき、これと将来の定修計画データとから各時刻での使用電力量を算出する。これにより、製鉄所全体の電力量を時系列的に予測することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、通常操業時の電力負荷パターンをあらかじめ与えておく必要がある。そのため、生産量に応じて使用電力量が大きく変動する熱間圧延工場については、生産量の変動が大きく変化するタイミングで予測が外れるという課題があった。
However, in the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生産量の変動が大きく変化するタイミングでも、製鉄所で使用する電力量を高精度に予測可能な電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a power supply and demand guidance apparatus and a power supply and demand guidance method capable of predicting the amount of power to be used at a steelworks with high accuracy even at a timing when a fluctuation in production amount greatly changes. The purpose is to provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電力需給ガイダンス装置は、製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得手段と、取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測手段と、前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定手段と、前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化手段と、生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a power supply and demand guidance apparatus according to the present invention includes a production plan acquisition means for acquiring a production plan of a product in a manufacturing factory belonging to an ironworks, and the acquired production Based on the plan, calculate the predicted power amount that predicted the power amount used in each manufacturing plant in time series, and add the calculated predicted power amount of each manufacturing plant to calculate the predicted power amount of the entire steel plant Power generation means that determines the power prediction means, the amount of power generated in-house based on the predicted power amount of the entire steel plant and the predicted power amount of each manufacturing plant, the amount of power purchased from the power company, and the rate of product reduction Electricity purchase determination means and visualization for displaying on the monitor time series changes of the predicted power amount of each manufacturing plant, the predicted power amount of the entire steelworks, the generated power amount, the purchased power amount, and the production reduction ratio means Characterized by and a alarm notification means for alarm notifies the reduction production.
また、本発明に係る電力需給ガイダンス装置は、前記生産計画取得手段が、熱間圧延工場の加熱炉抽出計画を取得し、前記電力予測手段が、取得した加熱炉抽出計画を基に、熱延電力式を用いて各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出することを特徴とする。 In the power supply and demand guidance apparatus according to the present invention, the production plan acquisition unit acquires a heating furnace extraction plan of a hot rolling factory, and the power prediction unit performs hot rolling based on the acquired heating furnace extraction plan. It is characterized in that predicted power is calculated by predicting, in time series, the amount of power used in each manufacturing factory using a power formula.
また、本発明に係る電力需給ガイダンス方法は、製鉄所に属する製造工場において、製品の生産計画を取得する生産計画取得ステップと、取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測ステップと、前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定ステップと、前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化ステップと、生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知ステップと、を含むことを特徴とする。 The power supply and demand guidance method according to the present invention includes a production plan acquisition step of acquiring a production plan of a product in a manufacturing factory belonging to an ironworks, and an amount of electric power used in each manufacturing factory based on the acquired production plan. Predicting the amount of power predicted in time series, and adding the calculated predicted power amount of each manufacturing plant to calculate the predicted power amount of the entire steel plant, and the predicted power of the entire steel plant A power generation purchase amount determining step for determining a power generation amount to be generated in-house based on the amount and a predicted power consumption of each manufacturing plant, a power purchase amount purchased from an electric power company, and a product production reduction ratio, and a prediction of each manufacturing plant Visualization step for displaying on the monitor the time series change of the electric energy, the predicted electric energy of the whole steelworks, the generated electric energy, the purchased electric energy, and the production reduction ratio, and the effect of the production reduction. Characterized in that it comprises an alarm notification step of notifying over arm, the.
本発明によれば、生産量の変動が大きく変化するタイミングでも、製鉄所で使用する電力量を高精度に予測することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric energy used in a steelworks can be estimated with high precision also at the timing when the fluctuation | variation of a production amount changes large.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス処理を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Hereinafter, an electric power supply and demand guidance apparatus and an electric power supply and demand guidance process according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.
[電力網の構成]
まず、図1を参照して、本発明が適用される電力網101の構成について説明する。図1に示すように、電力網101は、製鉄所内の電力網102、送電線103、製造工場(A工場104、B工場105)、その他需要源106、所内発電所107、エネルギー管理施設108、および電力会社発電所109を含む。A工場104、B工場105、その他需要源106、所内発電所107、およびエネルギー管理施設108は、製鉄所内の電力網102に属する。A工場104およびB工場105は、具体的には熱間圧延工場や製鋼工場等の鉄鋼製品の製造に関わる工場を表す。その他需要源106は、具体的には事務所等、製造工場以外の電力需要源を表す。所内発電所107は、具体的には所内発生ガスを利用した火力発電所等を表す。エネルギー管理施設108は、A工場104、B工場105、およびその他電力需要源106からの電力需要の把握と送電量配分の決定、所内発電所107の電力量指示と実績把握、電力会社発電所109からの購入する電力量の指示と実績把握を担う。A工場104、B工場105、その他需要源106、所内発電所107、エネルギー管理施設108、および電力会社発電所109は、送電線103で接続されている。[Power network configuration]
First, the configuration of a
A工場104、B工場105、およびその他需要源106は、送電線103を介して受電した電力を消費する。ここで、A工場104およびB工場105の受電電力は、生産計画に基づいた製品の製造(生産)のために利用される。
The
所内発電所107、電力会社発電所109は、送電線103を介して発電された電力を供給する。ただし、所内発電所107は、所内発生ガスがもつ熱量に依存した発電しかできないため各時間帯で最大電力量が制限され、さらに、発電量増加指示が出されてから実際に供給電力が増加されるまでには、発電設備の動特性に依存した時間を要する。また、電力会社発電所109から送電される電力量には、製鉄会社と電力会社との間で取り交わされた契約最大電力量が設けられている。
The on-
[電力需給ガイダンス装置の構成]
次に、図2を参照し、上記のような電力網101に適用される電力需給ガイダンス装置200の構成について説明する。図2に示すように、電力需給ガイダンス装置200は、演算処理部220、ROM230、RAM240、データ収集装置261、データベース(DB)262、モニタ263、および入力装置264が、装置本体210内にある伝送路250を介してデータ送受可能に構成されている。[Configuration of electricity supply and demand guidance device]
Next, the configuration of the power supply /
また、データ収集装置261が、A工場サーバー271、B工場サーバー272、およびエネルギー管理サーバー273と、伝送路265を介してデータ伝送可能に構成されている。ここで、A工場サーバー271は、A工場104内に設置されているA工場の操業計画および操業実績を保持する。B工場サーバー272は、B工場105内に設置されているB工場の操業計画および操業実績を保持する。エネルギー管理サーバー273は、エネルギー管理施設108に設置されている。
The
装置本体210は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の情報処理装置を用いて実現されるものであり、演算処理部220と、ROM230と、RAM240とを含む。
The apparatus
演算処理部220は、CPU等のハードウェアによって実現される。この演算処理部220は、ROM230に格納されるプログラムやデータ、モニタ263に出力する表示信号、入力装置264から入力される操作信号、DB262から取得した各種情報等を基に電力需給ガイダンス装置200を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、電力需給ガイダンス装置200全体の動作を統括的に制御する。この演算処理部220は、生産計画取得手段としての生産計画取得部221と、電力予測手段としての電力予測部222と、発電買電量決定手段としての発電買電量決定部223と、アラーム通知手段としてのアラーム通知部224と、可視化手段としての可視化部225として機能する。
The
ROM230には、電力需給ガイダンス装置200を動作させ、この電力需給ガイダンス装置200が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、これらのプログラムの実行中に使用されるデータ等が格納される。また、演算処理部220を生産計画取得部221、電力予測部222、発電買電量決定部223、アラーム通知部224、可視化部225として機能させ、後述する電力需給ガイダンス処理を実行させるための電力需給ガイダンスプログラム231が格納される。
The
RAM240は、演算処理部220の作業用メモリとして用いられる半導体メモリであり、演算処理部220が実行するプログラムや、その実行中に使用されるデータ等を一時的に保持するメモリ領域を備える。
The
モニタ263は、LCDやELディスプレイ、CRTディスプレイ等の表示装置によって実現されるものであり、装置本体210から入力される表示信号および入力装置264から入力される表示信号をもとに各種画面を表示する。入力装置264は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置によって実現されるものであり、操作入力に応じた信号を装置本体210およびモニタ263に出力する。
The
データ収集装置261は、CPU等の演算装置、主記憶装置、ハードディスクや各種記憶媒体等の補助記憶装置、通信装置、表示装置、入力装置等を備えた周知のサーバーコンピュータやワークステーション、パソコン等の汎用コンピュータで実現される。このデータ収集装置261は、A工場サーバー271、B工場サーバー272、およびエネルギー管理サーバー273から生産計画や電力に関わるデータを収集してDB262に登録するデータ登録処理を行う。
The
具体的に、データ収集装置261は、A工場サーバー271から、A工場104で製造される製品の製造No、製造開始時刻、製造終了時刻、製品の原料となる素材番号(以下、素材No)、素材がもつ物理特性(以下、素材特性)、製品No、製品がもつ物理特性(以下、製品特性)を収集し、DB262に登録する。また、データ収集装置261は、B工場サーバー272から、B工場105で製造される製品の製造No、製造開始時刻、製造終了時刻、素材No、素材特性、製品No、製品特性を収集し、DB262に登録する。また、データ収集装置261は、エネルギー管理サーバー273から、A工場104の使用電力量(実績)、B工場105の使用電力量(実績)、その他電力需要源106の使用電力量(実績)、所内発電所107の発電量実績(以下、所内発電電力量)および発電可能最大量(以下、最大発電電力量)、電力会社発電所109から製鉄所電力網102に送電された電力量実績(以下、買電電力量)および契約最大電力量(以下、最大買電電力量)を収集し、DB262に登録する。
Specifically, the
DB262は、データ収集装置261にて収集されたデータを蓄積(保持)する記憶装置であり、一定時間ごとにデータを収集・登録・更新していくことで構築される。DB262は、図3に例示する生産計画に関わるデータと、図4に例示する電力に関わるデータとを保持している。なお、図3に示す生産計画に関わるデータのうち、予測電力量は、後述する電力需給ガイダンス処理で算出され登録される。また図4に示す電力に関わるデータのうち、合計電力量、不足電力量、および減算率は、後述する電力需給ガイダンス処理で算出され登録される。また、優先モードとは、電力量が不足した場合に優先される供給方法を意味し、発電優先、買電優先のいずれかが各時間帯について予め決定され登録される。
The
[電力需給ガイダンス処理]
次に、電力需給ガイダンス処理について説明する。図5は、装置本体210において演算処理部220が行う電力需給ガイダンス処理の処理手順を示すフローチャートである。電力需給ガイダンス装置200は、データ収集装置261が上記したデータ登録処理を行い、演算処理部220が、図5の処理手順に従って電力需給ガイダンス処理を行うことで電力需給ガイダンス方法を実施する。なお、電力需給ガイダンス処理は、演算処理部220がROM230に格納された電力需給ガイダンスプログラム231を読み出して実行することで実現される。この電力需給ガイダンス処理は、演算処理部220が入力装置264から演算開始命令を受信した時点で開始される。[Power supply / demand guidance processing]
Next, power supply / demand guidance processing will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of power supply / demand guidance processing performed by the
はじめに、ステップS501の処理では、生産計画取得部221が、DB262に格納されている生産計画を取得する。すなわち、生産計画取得部221は、DB262から、現在時刻から未来所定時間先(本実施の形態では、例えば未来2時間先とする)までに各製造工場(A工場104、B工場105)で製造される予定の製品について、製造No、製造開始時刻、製造終了時刻、素材No、素材特性、製品No、製品特性のデータを取得する。
First, in the process of step S501, the production
また、図2に記載しているように、ステップS501の処理で生産計画を取得する別の態様として、生産計画取得部221がA工場サーバー271の下位に設置されているプロセスコンピュータ281から図示しないゲートウェイを介して生産計画を一定周期(本実施形態では、例えば1分周期)で取得してもよい。プロセスコンピュータ281は、上位に設置されているA工場サーバー271から生産計画を受信し、受信した生産計画に製造進捗やオペレータからの修正量を加え、修正された生産タイミングで製造設備282に製造指示を送るコンピュータである。つまり、プロセスコンピュータ281からの製造指示は、実際の製造タイミングとほぼ一致しているため、より正確な生産計画を取得することができる。なお、このようなプロセスコンピュータ281はB工場サーバー272に設置してもよく、この場合も同様の処理を行うことができる。
Further, as illustrated in FIG. 2, as another aspect of acquiring the production plan in the process of step S <b> 501, the production
例えば、熱間圧延工場を例にとると、プロセスコンピュータ281は、加熱炉からのスラブ抽出ピッチを制御するミルペーシングコンピュータとして構成することができる。熱間圧延プロセスは加熱炉から圧延機、冷却設備を経て巻取設備に至る一連の設備で構成され、前記ミルペーシングコンピュータは、既に加熱炉から抽出されたスラブの圧延や冷却、巻取の進捗状況を取得し、この進捗情報を基に、これから加熱炉から抽出する予定のスラブに対する加熱炉抽出から圧延、冷却を経て巻取完了までに要する時間を予測し、予測された時間とオペレータからの修正量に基づいて上位コンピュータ(工場サーバー)から取得した生産計画である加熱炉抽出計画に修正を加える。そして、ミルペーシングコンピュータは、修正された加熱炉抽出計画に従ったタイミングで加熱炉にスラブ抽出指示を送る。ステップS501の処理にミルペーシングコンピュータを使用した場合、生産計画取得部221は前記修正された最新の加熱炉抽出計画を取得する。
For example, taking a hot rolling mill as an example, the
次に、ステップS502の処理では、電力予測部222が、未来2時間先までに必要な電力量を所定時間刻み(本実施の形態では、例えば1分刻みとする)で以下の方法により予測する。すなわち、電力予測部222は、先ず、未来2時間先までの製造予定の製品ひとつひとつに対して製造に使用する電力量を、当該製品の素材特性および製品特性を入力変数とする次式(1)で表される関数fによって予測する。
Next, in the process of step S502, the
例えば、熱間圧延工場を例にとると、関数fは、具体的に次式(2)のように構成される。 For example, taking a hot rolling factory as an example, the function f is specifically configured as the following equation (2).
電力予測部222は、算出した各製品の製造に使用する電力量(予測電力量)を、図3に示すように、DB262の生産計画に関わるデータレコードに書き込む。
The
そして、電力予測部222は、図3に示すような各製造工場の生産計画と予測電力量とのデータから、1分刻みで各製造工場で使用される電力量(予測電力量)を次式(3)により算出して予測する。
Then, the
また、電力予測部222は、各時間帯におけるその他需要源106の需要電力量を、月と昼夜とをキーとする12×2の2次元ルックアップテーブルから検索する。このルックアップテーブルの値は、過去実績データをもとに算出された平均値である。電力予測部222は、以上で求めた各時刻におけるA工場104の電力量(使用電力量)、B工場105の電力量(使用電力量)、およびその他需要源106の電力量(使用電力量)の合計値を所全体の電力量(合計電力量)の予測値とする。また、電力予測部222は、合計電力量から最大発電電力量と最大買電電力量とを差し引いた不足電力量を算出する。最後に、電力予測部222は、算出した各時間帯におけるA工場104の電力量、B工場105の電力量、その他需要源106の電力量、合計電力量、および不足電力量を、図4に示すように、DB262の電力に関わるデータレコードに書き込む。
In addition, the
なお、ステップS501において、前記したミルペーシングコンピュータを使用し、生産計画取得部221が修正された最新の加熱炉抽出計画を取得した場合、ステップS502において電力予測部222は、この加熱炉抽出計画を基に、上記式(1)〜(3)に示す熱延電力式を用いて、各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出する。
In step S501, when the above-described mill pacing computer is used and the production
次に、ステップS503の処理では、発電買電量決定部223が、未来2時間先までの発電電力量と買電電力量との配分を1分刻みの各時間帯に対して決定する発電買電量決定処理を行う。具体的に、発電買電量決定部223は、図6に示すフローチャートの手順に従って発電買電量決定処理を実行する。すなわち、発電買電量決定部223は、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり(S601,Yes)、かつ、優先モードが発電優先であり(ステップS602,Yes)、かつ、合計電力量が最大発電電力量以下である場合(ステップS603,Yes)、発電電力量を合計電力量と同じ値とし、買電電力量を0とする(ステップS604)。これにより、ステップS503の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップS504の処理に進む。
Next, in the process of step S503, the generated power purchase
ステップS503の処理で、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり(ステップS601,Yes)、かつ、優先モードが発電優先であり(ステップS602,Yes)、かつ、合計電力量が最大発電電力量より大きい場合(ステップS603,No)、発電買電量決定部223は、発電電力量を最大発電電力量と同じ値とし、買電電力量を合計電力量から最大発電電力量を引いた値とする(ステップS605)。これにより、ステップS503の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップS504の処理に進む。
In the process of step S503, the total power amount is equal to or less than the sum of the maximum generated power amount and the maximum purchased power amount (step S601, Yes), the priority mode is power generation priority (step S602, Yes), and When the total power amount is larger than the maximum generated power amount (step S603, No), the generated power purchase
ステップS503の処理で、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり(ステップS601,Yes)、かつ、優先モードが買電優先であり(ステップS602,No)、かつ、合計電力量が最大買電電力量以下である場合(ステップS606,Yes)、発電買電量決定部223は、買電電力量を合計電力量と同じ値とし、発電電力量を0とする(ステップS607)。これにより、ステップS503の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップS504の処理に進む。
In the process of step S503, the total power amount is equal to or less than the sum of the maximum power generation amount and the maximum power purchase amount (step S601, Yes), the priority mode is power purchase priority (step S602, No), and When the total power amount is equal to or less than the maximum power purchase amount (step S606, Yes), the generated power purchase
ステップS503の処理で、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和以下であり(ステップS601,Yes)、かつ、優先モードが買電優先であり(ステップS602,No)、かつ、合計電力量が最大買電電力量より大きい場合(ステップS606,No)、発電買電量決定部223は、買電電力量を最大買電電力量と同じ値とし、発電電力量を合計電力量から最大買電電力量を引いた値とする(ステップS608)。これにより、ステップS503の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップS504の処理に進む。
In the process of step S503, the total power amount is equal to or less than the sum of the maximum power generation amount and the maximum power purchase amount (step S601, Yes), the priority mode is power purchase priority (step S602, No), and When the total power amount is larger than the maximum purchased power amount (step S606, No), the generated power purchase
ステップS503の処理で、以上のいずれにも該当せず、合計電力量が最大発電電力量と最大買電電力量との和より大きい場合(ステップS601,No)、発電買電量決定部223は、発電電力量を最大発電電力量と同じ値とし、買電電力量を最大買電電力量と同じ値とする(ステップS609)。また、発電買電量決定部223は、不足電力量を合計電力量から最大発電電力量と最大買電電力量とを引いた値とし、減産率(生産量削減割合)を不足電力量からあらかじめ定めておいた減産候補の工場の使用電力量で割った値とする(ステップS610)。また、アラーム通知部224が、減産候補の工場のサーバーとモニタ263とに対して、生産量削減の旨を通知するアラーム通知を送る(ステップS611)。これにより、ステップS503の処理は完了し、電力需給ガイダンス処理はステップS504の処理に進む。
In the process of step S503, if none of the above applies, and the total power amount is larger than the sum of the maximum power generation amount and the maximum power purchase amount (step S601, No), the power generation power purchase
なお、可視化部225は、以上のように算出された各製造工場の予測電力量、合計電力量、発電電力量、買電電力量、減産率の時系列変化をモニタ263に出力する。
The
ステップS504の処理では、演算処理部220は、入力装置264から演算処理停止命令を受信しない間(ステップS504,No)、一定の時間間隔(数十秒〜数十分間隔)でステップS501の処理に戻してS503までの処理を繰り返し実行する。演算処理部220は、入力装置264から演算処理停止命令を受信した場合(ステップS504,Yes)、一連の電力需給ガイダンス処理を終了させる。
In the processing in step S504, the
図4は、ある時点での電力量(MWh)を基準値100として指数(無次元)化した実施例を示す。例えば、2000年3月1日10時00分00秒において、A工場104の使用電力量は100、B工場105の使用電力量は150、その他需要源106での使用電力量は100、合計電力量は350であった。このとき、優先モードは買電優先、最大買電電力量が260であることから、電力需要ガイダンス処理により、所内発電電力量が100、買電電力量が260と算出された。
FIG. 4 shows an embodiment in which the amount of power (MWh) at a certain time is indexed (non-dimensional) with a
また、2000年3月1日11時30分00秒において、A工場104の使用電力量は120、B工場105の使用電力量は110、その他需要源106での使用電力量は100、合計電力量は330であった。このとき、最大発電電力量が150、最大買電電力量が150であることから、所内発電電力量は150、買電電力量は150、不足電力量は30、減産候補であるA工場104の減産率が25%と算出された。
In addition, at 11:30 on March 1, 2000, the power consumption of the
以上、説明したように、本実施の形態の電力需給ガイダンス装置の電力需給ガイダンス処理によれば、生産計画に基づき各工場の電力量を予測するため、生産量が急変するタイミングにおいても精度よく電力量を予測することが可能となる。そのため、契約電力量を上回る買電を防ぐことができ、違約金支払い等の不経済を防止することができる。また、買電と発電との優先順に従った発電電力量、買電電力量、生産量削減割合を算出し、それらを各製造工場およびエネルギー管理施設のオペレータに操業ガイダンスできる。そのため、過剰な発電による発電コスト増、および、過剰な生産削減による生産性損失を防ぐ効果もある。 As described above, according to the power supply and demand guidance process of the power supply and demand guidance apparatus of the present embodiment, the power amount of each factory is predicted based on the production plan. The amount can be predicted. Therefore, it is possible to prevent power purchase exceeding the contracted power amount, and to prevent inconvenience such as payment of penalty. In addition, it is possible to calculate the amount of generated power, the amount of purchased power, and the reduction rate of production according to the priority order of power purchase and power generation, and provide operational guidance to the operators of each manufacturing plant and energy management facility. Therefore, there is an effect of preventing an increase in power generation cost due to excessive power generation and productivity loss due to excessive production reduction.
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings that form a part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
[実施例]
次に、図7を参照し、本実施の形態の効果を説明する。図7は、図1記載の電力網101をもつ製鉄所における合計電力量の実績値および予測値と、各製造工場(A工場104,B工場105)の生産量の変化とを示す図である。図7の中段グラフと下段グラフとでは、時刻t−1とtとの間を境に、A工場104とB工場105との生産量が急増していることがわかる。本実施例では、この時刻t−1とtとの間のタイミングで、電力需給ガイダンス処理により電力量を予測した。 [Example]
Next, the effect of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the actual value and the predicted value of the total electric energy in the steelworks having the
従来の手法では、直前における実績の合計電力量の移動平均等で外挿する方法で電力量を予測していたため、図7の上段グラフに示す破線で示すように、時刻t,t+1の電力量は時刻t−1より減少すると予測した。しかし、実際には生産量が増加したため、実線で示すように電力量は増加し、予測が大きく外れた。 In the conventional method, the power amount is predicted by a method of extrapolating with the moving average of the total power amount obtained just before, so that the power amount at time t and t + 1 as shown by the broken line shown in the upper graph of FIG. Predicted to decrease from time t-1. However, because the production volume actually increased, the amount of power increased as shown by the solid line, which was largely out of prediction.
一方、本実施の形態の電力需給ガイダンス処理によれば、演算処理部220が生産量の増加に応じた電力量予測を行うため、図7の上段グラフに点線で示すように、従来の手法による予測値よりも実績値に近い予測値が得られたことがわかる。
On the other hand, according to the power supply and demand guidance process of the present embodiment, since the
また、図8に示すように、従来の手法による需用電力の予測誤差はσ4.6MWhであったが、図9に示すように、本手法による予測誤差はσ1.7MWhであった。このことからも、本手法は従来よりも予測誤差が減っており、実績値に近い予測値が得られていることがわかる。なお、図8および図9に示すグラフの縦軸は電力量の予測値、横軸は電力量の実績値、グラフ内のR2は決定係数である。Further, as shown in FIG. 8, the prediction error of power demand by the conventional method is σ4.6 MWh, but as shown in FIG. 9, the prediction error by this method is σ1.7 MWh. From this, it can be seen that the prediction error of this method is smaller than that of the conventional method, and a predicted value close to the actual value is obtained. 8 and 9, the vertical axis represents the predicted value of the electric energy, the horizontal axis represents the actual value of the electric energy, and R 2 in the graph is the determination coefficient.
図10〜図12は、買電量のガイダンス画面の一例であり、縦軸は累積買電量、横軸は時間である。従来の手法では、図10に示すように、35分時点における25分先(60分時点)の累積買電量を77MWhと予測していた。そのため、従来の手法は、図12に示す60分時点における累積買電量の実績値90MWhと比較すると、13MWhの誤差があった。一方、本手法では、図11に示すように、35分時点における25分先(60分時点)の累積買電量を96MWhと予測しており、実績値との誤差は6MWhである。従って、累積買電量の予測においても、本手法は従来よりも予測誤差が減っており、実績値に近い予測値が得られていることがわかる。
10 to 12 are examples of guidance screens for the power purchase amount, where the vertical axis represents the cumulative power purchase amount and the horizontal axis represents time. In the conventional method, as shown in FIG. 10, the cumulative
なお、上記実施例においては、図1記載の2つの製造工場を対象とした電力網をもつ製鉄所を例に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、3つ以上の製造工場を対象とした電力網に適用することも可能である。 In the above embodiment, the ironworks having the power network for the two manufacturing factories shown in FIG. 1 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and three or more manufacturing factories are included. It can also be applied to the target power grid.
以上のように、本発明に係る電力需給ガイダンス装置および電力需給ガイダンス方法は、製鉄所で使用する電力量を高精度に予測可能であるため、発電設備を備える製鉄所に適用することができる。 As described above, the power supply / demand guidance apparatus and the power supply / demand guidance method according to the present invention can predict the amount of power used in a steelworks with high accuracy, and can be applied to a steelworks equipped with power generation equipment.
101 電力網
102 製鉄所内の電力網
103 送電線
104 A工場
105 B工場
106 その他需要源
107 所内発電所
108 エネルギー管理施設
109 電力会社発電所
200 電力需給ガイダンス装置
210 装置本体
220 演算処理部
221 生産計画取得部
222 電力予測部
223 発電買電量決定部
224 アラーム通知部
225 可視化部
230 ROM
231 電力需給ガイダンスプログラム
240 RAM
250 伝送路
261 データ収集装置
262 データベース(DB)
263 モニタ
264 入力装置
265 伝送路
271 A工場サーバー
272 B工場サーバー
273 エネルギー管理サーバー
281 プロセスコンピュータ
282 製造設備DESCRIPTION OF
231 Electricity supply and
250
Claims (3)
取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測手段と、
前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定手段と、
前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化手段と、
生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知手段と、
を備え、
前記生産計画取得手段は、前記製造工場のサーバーの下位に設置されているプロセスコンピュータから、実際の製造に使用される前記生産計画を分オーダーの一定周期で取得し、
前記発電買電量決定手段は、
前記製鉄所全体の予測電力量と、最大発電電力量および最大買電電力量の和とを比較し、
かつ、各時間帯について予め決定され、電力量が不足した場合に優先される供給方法を示す優先モードを確認し、
かつ、前記製鉄所全体の予測電力量と、前記最大発電電力量または前記最大買電電力量とを比較することにより、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合を決めることを特徴とする電力需給ガイダンス装置。 A production plan acquisition means for acquiring a production plan of a product at a manufacturing plant belonging to a steel works;
Based on the acquired production plan, calculate the predicted power amount that predicts the power amount used in each manufacturing plant in time series, and add the calculated predicted power amount of each manufacturing plant to predict the entire steel plant Power prediction means for calculating the amount of power;
A power generation purchase amount determining means for determining a power generation amount to be self-generated based on a predicted power amount of the entire steel works and a predicted power amount of each manufacturing plant, a power purchase amount purchased from an electric power company, and a product production reduction rate ,
Visualization means for displaying a time series change of the predicted power amount of each manufacturing plant, the predicted power amount of the entire steel plant, the generated power amount, the purchased power amount, and the production reduction ratio on the monitor,
Alarm notification means for notifying the effect of production reduction;
With
The production plan acquisition means acquires the production plan used for actual manufacturing from a process computer installed at a lower level of the server of the manufacturing factory at a constant cycle of a minute order,
The power generation purchase amount determining means is:
Compare the predicted power amount of the entire steel works with the sum of the maximum power generation amount and the maximum power purchase amount,
In addition, the priority mode that is determined in advance for each time zone and indicates the supply method that is prioritized when the amount of power is insufficient is confirmed.
And determining the power generation power amount, the power purchase power amount, and the production amount reduction ratio by comparing the predicted power amount of the entire steel works with the maximum power generation power amount or the maximum power purchase power amount. Electric power supply / demand guidance device.
前記電力予測手段は、取得した加熱炉抽出計画を基に、熱延電力式を用いて各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力を算出することを特徴とする請求項1に記載の電力需給ガイダンス装置。 The production plan acquisition means acquires a heating furnace extraction plan of a hot rolling factory,
The electric power prediction means calculates predicted electric power in which the amount of electric power used in each manufacturing factory is predicted in a time series using a hot rolling electric power equation based on the acquired heating furnace extraction plan. Electricity supply and demand guidance device described in 1.
取得された前記生産計画を基に各製造工場で使用する電力量を時系列に予測した予測電力量を算出し、算出された前記各製造工場の予測電力量を合算して製鉄所全体の予測電力量を算出する電力予測ステップと、
前記製鉄所全体の予測電力量および各製造工場の予測電力量を基に自家発電する発電電力量と電力会社から購入する買電電力量と製品の生産量削減割合とを決める発電買電量決定ステップと、
前記各製造工場の予測電力量、前記製鉄所全体の予測電力量、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合の時系列変化をモニタに表示させる可視化ステップと、
生産量削減の旨をアラーム通知するアラーム通知ステップと、
を含み、
前記生産計画取得ステップは、前記製造工場のサーバーの下位に設置されているプロセスコンピュータから、実際の製造に使用される前記生産計画を分オーダーの一定周期で取得し、
前記発電買電量決定ステップは、
前記製鉄所全体の予測電力量と、最大発電電力量および最大買電電力量の和とを比較し、
かつ、各時間帯について予め決定され、電力量が不足した場合に優先される供給方法を示す優先モードを確認し、
かつ、前記製鉄所全体の予測電力量と、前記最大発電電力量または前記最大買電電力量とを比較することにより、前記発電電力量、前記買電電力量、および前記生産量削減割合を決めることを特徴とする電力需給ガイダンス方法。 A production plan acquisition step for acquiring a production plan for a product at a manufacturing plant belonging to a steel works;
Based on the acquired production plan, calculate the predicted power amount that predicts the power amount used in each manufacturing plant in time series, and add the calculated predicted power amount of each manufacturing plant to predict the entire steel plant A power prediction step for calculating the amount of power;
A power generation purchase amount determination step for determining a power generation amount to be generated in-house based on a predicted power amount of the entire steel works and a predicted power amount of each manufacturing plant, a power purchase amount purchased from an electric power company, and a product production reduction ratio; ,
Visualization step of displaying on the monitor the predicted power amount of each manufacturing plant, the predicted power amount of the entire steel plant, the generated power amount, the purchased power amount, and the time-series change in the production reduction ratio;
An alarm notification step for notifying the effect of production reduction;
Including
The production plan acquisition step acquires the production plan used for actual manufacturing from a process computer installed at a lower level of the server of the manufacturing factory at a constant cycle of a minute order,
The power generation purchase amount determining step includes:
Compare the predicted power amount of the entire steel works with the sum of the maximum power generation amount and the maximum power purchase amount,
In addition, the priority mode that is determined in advance for each time zone and indicates the supply method that is prioritized when the amount of power is insufficient is confirmed.
And determining the power generation power amount, the power purchase power amount, and the production amount reduction ratio by comparing the predicted power amount of the entire steel works with the maximum power generation power amount or the maximum power purchase power amount. A characteristic power supply and demand guidance method.
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