安全工厂选择的指导装置、安全工厂选择的指导方法及工厂的投产方法与流程

1.本发明涉及安全工厂选择的指导装置、安全工厂选择的指导方法及工厂的投产方法。


背景技术：

2.在工厂的能量管理流程中，通过掌握工厂的电力供需来实施如下管理：即通过与电力价格对应的能量运用来削减买电量、或将发电电力的剩余部分向电力公司售卖等。另一方面，在从电力公司等外部供给的电源停电或脱落时(以下称为电源脱落)，由于能量供给量降低，所以要求进行不使本系统停电的稳定运用，需要使工厂的生产能力降低、或使工厂的运转停止等对策。从这样的背景出发，在专利文献1中，提出了以在电源脱落时收束在通过自家发电能够供给的电力范围内的方式控制轧制工厂的运转的方法。
3.专利文献1：日本特开昭61－221535号公报
4.然而，在专利文献1记载的方法中，不仅特定工厂的运转受到显著限制，而且仅通过特定工厂的运转控制，有可能无法收束在通过自家发电能够供给的电力范围内。另外，也能够根据售电单价来使工厂停止并使售电优先。因此，优选能够作为本系统整体来创建工厂的安全运用规划(根据电力供需来决定工厂的运转
·
不运转。此时，将运转的工厂称为安全工厂)。


技术实现要素：

5.本发明是鉴于上述课题完成的，其目的在于提供能够以收束在电力供给能够实现的范围的方式计算工厂的安全运用规划并提示运转工厂或不运转工厂的组合的安全工厂选择的指导装置及指导方法。另外，本发明的其他目的在于提供能够以收束在电力供给能够实现的电力范围的方式使工厂投产的工厂的投产方法。
6.本发明的安全工厂选择的指导装置用于提示电力系统内的多个工厂的安全运用规划，该安全工厂是停电时的运转工厂，该安全工厂选择的指导装置具备提示单元，该提示单元以工厂的使用电量满足规定条件的方式、根据上述工厂的电力供需的规划值来计算规定期间内的运转工厂或不运转工厂的组合，并提示与计算出的组合相关的信息。
7.可以是上述提示单元根据限制条件来计算上述组合，该限制条件对在上述规定期间内变更工厂的运转状态的次数进行抑制。
8.可以是上述多个工厂预先被分类为进行运转的工厂的组、停止运转的工厂的组及其他工厂的组，上述提示单元针对被分类为其他工厂的组的工厂计算运转工厂或不运转工厂的组合。
9.本发明的安全工厂选择的指导方法用于提示电力系统内的多个工厂的安全运用规划，该安全工厂是停电时的运转工厂，所述安全工厂选择的指导方法包含如下步骤：即以工厂的使用电量满足规定条件的方式、根据上述工厂的电力供需的规划值来计算规定期间
内的运转工厂或不运转工厂的组合，并提示与计算出的组合相关的信息。
10.本发明的工厂的投产方法包含根据利用本发明的安全工厂选择的指导方法所提示的与运转工厂或不运转工厂的组合相关的信息来使工厂投产的步骤。
11.根据本发明的安全工厂选择的指导装置及指导方法，能够以收束在电力供给能够实现的电力范围的方式计算工厂的安全运用规划，并提示运转工厂或不运转工厂的组合。另外，根据本发明的工厂的投产方法，能够以收束在电力供给能够实现的电力范围的方式使工厂投产。
附图说明
12.图1是表示作为本发明的一个实施方式的安全工厂选择的指导装置的结构的框图。
13.图2是表示作为本发明的一个实施方式的指导处理的流程的流程图。
14.图3是表示工厂的运转
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不运转的变更次数的一个例子的图。
15.图4是表示工厂的运转
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不运转的选择状况的一个例子的图。
16.图5是表示工厂的运转
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不运转的选择状况的一个例子的图。
17.图6是表示工厂的运转
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不运转的选择状况的一个例子的图。
18.图7是表示指导画面的一个例子的图。
具体实施方式
19.以下，参照附图来对作为本发明的一个实施方式的安全工厂选择的指导装置进行说明。
20.〔结构〕
21.首先，参照图1来对作为本发明的一个实施方式的安全工厂选择的指导装置的结构进行说明。
22.图1是表示作为本发明的一个实施方式的安全工厂选择的指导装置的结构的框图。如图1所示，作为本发明的一个实施方式的安全工厂选择的指导装置1是创建并提示炼铁厂的电力系统内的多个工厂的安全运用规划的装置，由个人计算机、工作站等通用的信息处理装置构成。在本实施方式中，安全工厂选择的指导装置1具备输入部2、数据库(db)3、运算部4以及显示部5。
23.输入部2是对于运算部4的操作输入单元，例如由键盘、鼠标指针、数字键等输入装置构成。输入部2将操作输入信号输出至运算部4。
24.数据库3以运算部4能够读出的方式存储与管理对象亦即多个工厂的电力供需规划相关的信息。
25.运算部4例如由cpu(central processing unit：中央处理器)等所构成的处理器和ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)等所构成的存储器(主存储部)构成。运算部4将计算机程序加载到主存储部的工作区域来执行，并通过计算机程序的执行控制各构成部等，由此实现与规定目的一致的功能。
26.显示部5由液晶显示装置等通用的显示装置构成，根据来自运算部4的控制信号显示输出各种信息。
27.具有这种结构的安全工厂选择的指导装置1通过执行以下所示的指导处理来以收束在电力供给能够实现的电力范围的方式计算工厂的安全运用规划，并向操作人员提示运转工厂或不运转工厂的组合。以下，参照图2所示的流程图来对执行该指导处理时的安全工厂选择的指导装置1的动作进行说明。
28.〔指导处理〕
29.图2是表示作为本发明的一个实施方式的指导处理的流程的流程图。图2所示的流程图在经由输入部2被输入了指导处理的执行指令及设定值的时机成为开始，指导处理进入步骤s1的处理。
30.在步骤s1的处理中，运算部4从db3读出与管理对象亦即工厂的电力供需规划相关的信息，并基于所读出的信息来登记规定期间内的作为管理对象的工厂的电力供需的规划值。此外，工厂的电力供需的规划值也可以是预先确定的固定值或通过基于炼铁厂的轧制规划、炼钢规划的回归式求出的预测值等。由此，步骤s1的处理完成，指导处理进入步骤s2的处理。
31.在步骤s2的处理中，运算部4基于从输入部2输入了的设定值来设定如下内容：即在自家发电量的范围内按照工厂的使用电量最大的条件创建规定期间内的工厂的安全运用规划。此外，不需要工厂的使用电量一定表示最大值，只要是逐渐接近最大值的值即可。另外，除了工厂的使用电量最大的条件之外，还可以设定售卖电量最大的条件。由此，步骤s2的处理完成，指导处理进入步骤s3的处理。
32.在步骤s3的处理中，运算部4基于从输入部2输入了的设定值来判别是否例如像进行运转的工厂的组、停止运转的工厂的组、其他工厂的组等那样将工厂分组。在判别的结果是将工厂分组的情况下(步骤s3：是)，运算部4使指导处理进入步骤s4的处理。另一方面，在不将工厂分组的情况下(步骤s3：否)，运算部4使指导处理进入步骤s5的处理。
33.在步骤s4的处理中，运算部4设定计算将工厂分组的安全运用规划时的限制条件。限制条件的具体例子将后述。预先将多个工厂分类为进行运转的工厂的组、停止运转的工厂的组及其他工厂的组，并针对被分类为其他工厂的组的工厂计算运转
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不运转的工厂选择的组合，能够使运转
·
不运转的工厂选择变容易。
34.此外，也可以根据运转的优先级将工厂分组。具体而言，在炼铁厂的高炉中，使原料成为铁水来出铁，但若使高炉的运转暂时停止，则恢复需要较长的时间，因此希望维持高炉的运转。另外，由于向高炉不仅需要供给电力还需要供给氧，因此为了避免使氧不足，需要使供氧机械设备运转。并且，为了使该供给继续，高炉送风机也需要运转。因此，可以将高炉、供氧机械设备、高炉送风机分类为运转的优先级高的组。同样地，还存在像转炉和连续铸造机那样当停止一方的设备时不得不停止另一方的设备那样的一体运用的设备。可以将这样的设备组中的炼铁厂的主要生产线所包括的设备集中分类为运转的优先级高的组。
35.另外，也可以根据功率变动的振幅、周期的大小将工厂分组。具体而言，在轧制工厂中，在对连续铸造而成的板坯等半成品进行轧制时，电力使用量变多，但在空转时，电力使用量变少，因此功率变动的振幅在比较短的周期内变大。与此相对，在常时恒定运转的工厂、营业所中，功率变动的振幅在比较长的周期中变小。因此，也可以将这些工厂分组来作为恒定功率的工厂组来处理。
36.另外，也可以将功率变动的振幅、周期为相同程度且变动为反相位的2个工厂分类
为相同的组。具体而言，若在相同的电力系统中在相同规模的轧制工厂中交替地进行类似的轧制时，则上看起来像使用恒定功率那样，因此能够期待平均化。因此，可以在相同的电力系统中将相同规模的轧制工厂分类为相同的组。由此，步骤s4的处理完成，指导处理进入步骤s5的处理。
37.在步骤s5的处理中，运算部4基于从输入部2输入的设定值来判别是否对运转
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不运转的工厂选择的变更次数进行抑制。在判别的结果是对运转
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不运转的工厂选择的变更次数进行抑制的情况下(步骤s5：是)，运算部4使指导处理进入步骤s6的处理。另一方面，在不对运转
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不运转的工厂选择的变更次数进行抑制的情况下(步骤s5：否)，运算部4使指导处理进入步骤s8的处理。
38.在步骤s6的处理中，运算部4设定在对运转
·
不运转的工厂选择的变更次数进行抑制的情况下的安全运用规划计算时的限制条件。限制条件的具体例子将后述。通过对运转
·
不运转的工厂选择的变更次数进行抑制，从而能够减轻对工厂的运转/不运转进行切换的操作人员的劳动。由此，步骤s6的处理完成，指导处理进入步骤s7的处理。
39.在步骤s7的处理中，运算部4使用在步骤s1的处理中所登记的工厂的电力供需的规划值，来计算满足在步骤s2的处理中所设定的计算条件及限制条件的工厂的安全运用规划。而且，运算部4根据计算出的安全运用规划，计算规定期间内的时间段的运转
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不运转的工厂选择的组合。由此，步骤s7的处理完成，指导处理进入步骤s9的处理。
40.在步骤s8的处理中，运算部4使用在步骤s1的处理中所登记的工厂的电力供需的规划值，来计算满足在步骤s2的处理中所设定的计算条件及限制条件的工厂的安全运用规划。然后，运算部4根据计算出的安全运用规划来计算某个规定期间内的时间段或某个时间断面(时间点)的运转
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不运转的工厂选择的组合。由此，步骤s8的处理完成，指导处理进入步骤s9的处理。
41.在步骤s9的处理中，运算部4将与在步骤s7或步骤s8的处理中计算出的运转
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不运转的工厂选择的组合相关的信息(指导画面)显示于显示部5。由此，步骤s9的处理完成，一系列的指导处理结束。
42.〔实施例〕
43.在本实施例中，将本发明应用于如下处理：即在来自外部的电力供给被切断而产生停电、电力系统内的一部分电源脱落的情况下，以在自家发电量的范围内工厂的使用电量最大的方式选择成为运转或不运转的工厂。此外，在本实施例中，假定能够准确地掌握工厂的电力使用量的理想状况，使用了实际值作为工厂的电力值。而且，在该前提下，针对(a)不对运转
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不运转的工厂选择的变更次数进行抑制的情况、(b)虽然对运转
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不运转的工厂选择的变更次数进行抑制但不实施工厂的分组的情况、以及(c)对工厂选择的变更次数进行抑制并实施工厂的分组的情况这三种情况，创建整数规划问题并计算出运转
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不运转的工厂选择的组合。
44.具体而言，(a)在不对运转
·
不运转的工厂选择的变更次数进行抑制的情况下，设定了以下的问题(a)。此外，在本问题中希望还考虑售卖电量的情况下，在目标函数中追加表示售卖电量的项即可。
45.问题(a)
46.目标函数：minimizeσ
t
{σ
p
自家发电量[t][p]－σi工厂选择[t][i]
×
工厂电量
[t][i]}
[0047]
决定变量：工厂选择[t][i]∈{0,1}(0：不选择(不运转)，1：选择(运转))
[0048]
限制条件：工厂电量[t][i]＝实际值，目标函数≧0.1mwh
[0049]
后缀：p：发电机名，i：工厂名，t：时刻
[0050]
另外，(b)在虽然对运转
·
不运转的工厂选择的变更次数进行抑制但不实施工厂的分组的情况下，设定了在问题(a)中追加了以下的限制条件的问题(b)。以下所示的限制条件是只要工厂不持续4小时的运转时间及停止时间就无法选择为切换运转及不运转的工厂。
[0051]
运转持续(4小时)：工厂选择[t][i]－工厂选择[t－1][i]≤工厂选择[t t][i]，t∈{1,2,3}
[0052]
停止持续(4小时)：工厂选择[t－1][i]－工厂选择[t][i]≤1－工厂选择[t t2][i]，t2∈{1,2,3}
[0053]
另外，(c)在对工厂选择的变更次数进行抑制并实施工厂的分组的情况下，设定了在问题(b)追加了以下的限制条件的问题(c)。这里，以使在实施炼铁厂的投产上被认为是最低限度所需的工厂优先的方式进行工厂的分组。
[0054]
·
停电时运转：工厂选择[t][j]＝1，j∈a＝炼铁厂的主要工厂＝{高炉送风机、高炉、供氧中心、烧结、转炉、ap、rh、连铸、热轧、厚板、冷轧}
[0055]
·
停电时不运转：工厂选择[t][j]＝0，j∈b＝炼铁厂的路灯等＝{其他}
[0056]
·
特定工厂的分组：工厂选择[t][k]＝工厂选择[t][l]，k,l∈c＝办事处、子公司等＝{子公司a、子公司b、酸洗工厂、中央办事处、开坯精整、竖炉}
[0057]
作为某个时间段(20小时)中的运转
·
不运转的工厂选择的计算结果，各种情况下的工厂的运转
·
不运转的变更次数如图3所示。在(a)的情况下，每小时变更工厂的运转
·
不运转，但与(a)的情况相比，在(b)的情况下，变更次数减少约30％，在(c)的情况下，变更次数减少约80％。通过减少变更次数，能够降低运用者的负担来使工作效率提高。另外，各种情况下的工厂选择状况如图4、图5、图6所示。在该实施例中，将时刻0至时刻3所示的各工厂的运转
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不运转的状态作为初始状态来示出各情形的此后的各时刻的工厂的运转
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不运转。在图4～6中，1表示选择(运转)，0表示不选择(不运转)。假定任意状态作为初始状态，但这里全部假定了不选择的情况。斜线部分表示运转
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不运转的变更发生的时刻。并且，图7表示指导画面显示的一个例子。运用者参照图7所示的指导画面来调整工厂的运转状态。此外，在图4、5的实施例中，假定也可以不考虑工厂间的关联的情况来选择工厂的运转
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不运转。实际上，在工厂间的运用存在相互依赖的关系，还存在若不同时选择运转
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不运转则会引起问题的情况。在这种情况下，实施图7所示的(c)的分组即可。在图7中，通过将为了实施炼铁厂的投产所必需的工厂组指定为优先组，从而以进行为了各工厂的运转所必需的处理的其他工厂也包括在内的方式选择了各工厂的运转
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不运转。因此，不进行炼铁厂的同行不会进行的那样的工厂选择，能够选择炼铁厂的投产能够持续、电力供给能够实现的范围内的工厂的运转
·
不运转。
[0058]
以上，对应用了由本发明人们完成的发明的实施方式进行了说明，但本发明不被构成本实施方式涉及的本发明的公开的一部分的记述及附图限定。即，可由本领域技术人员等基于本实施方式完成的其他实施方式、实施例及运用技术等全部包含在本发明的范畴
内。
[0059]
工业上的利用可能性
[0060]
根据本发明，能够提供能够以收束在电力供给能够实现的范围的方式计算工厂的安全运用规划并提示运转工厂或不运转工厂的组合的安全工厂选择的指导装置及指导方法。另外，根据本发明，能够提供能够以收束在电力供给能够实现的电力范围的方式使工厂投产的工厂的投产方法。
[0061]
附图标记说明：
[0062]1…
安全工厂选择的指导装置；2
…
输入部；3
…
数据库(db)；4
…
运算部；5
…
显示部。