JP6278845B2

JP6278845B2 - プラント監視装置、プラント監視プログラム及びプラント監視方法

Info

Publication number: JP6278845B2
Application number: JP2014127276A
Authority: JP
Inventors: 遥木戸; 濱崎　彰弘; 彰弘濱崎; 石原　伸夫; 伸夫石原; 賢祐西; 賢士坂本; 邦史山崎
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-06-20
Also published as: JP2016006594A

Description

本発明は、プラントの運転状態を監視するプラント監視装置、プラント監視プログラム及びプラント監視方法に関する。

ガスタービン発電プラントや原子力発電プラント、あるいは化学プラントといった各種のプラントでは、プラントが正常に運転されているか否かを監視するため、温度や圧力といったプラントの各計測項目の状態量を取得し、これらの状態量に基づきプラントの運転状態を監視している。

例えば、以下の特許文献１の監視装置は、該当プラントのコンピュータから、そのプラントの各計測項目の状態量をオンラインで取得し、各状態量の変化率や、状態量に対する閾値又はその平均値とから異常か否かを判定する。この監視装置は、異常と判定すると、異常の原因を特定する。

ところで、多数の計測項目が存在するプラントの運転状態を監視する場合、マハラノビス−タグチ法（以下、ＭＴ法とする）を用いて、運転状態が異常か否かを判定する方法がある。このＭＴ法では、複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束が複数集まって構成される単位空間を予め準備しておき、プラントから状態量の束を取得すると、単位空間を基準にして、この状態量の束のマハラノビス距離を求め、このマハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、プラントの運転状態等が正常であるか否かを判定する。

特開平０２−１０２４５３号公報

ＭＴ法でプラントの運転状態を判定する場合、前述したように、状態量の束の集まりである単位空間を予め準備しておく必要がある。この単位空間は、そのプラントが正常状態又は正常であると想定される状態で取得された状態量の束の集まりである。このため、プラントが稼働し始めると、単位空間を構成する複数の状態量の束を収集した後、ＭＴ法でプラントの運転状態を判定することになる。よって、プラントが稼働し始めてから、ＭＴ法でプラントの運転状態を実際に判定できるようになるまでに、時間を要する。

そこで、本発明は、プラントが稼働し始めてから、ＭＴ法でプラントの運転状態を実際に判定するまでの時間を短くすることができる技術を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための発明に係る一態様としてのプラント監視装置は、
複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視装置において、複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得手段と、前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成する単位空間作成手段と、前記単位空間作成手段が作成した複数のプラント毎の単位空間が記憶される単位空間記憶手段と、前記状態量取得手段により、複数のプラントのうちでいずれか一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成手段より前記単位空間記憶手段に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出手段と、前記マハラノビス距離算出手段で算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定手段と、備え、前記単位空間作成手段は、前記単位空間記憶手段に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記単位空間記憶手段に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択手段と、前記類似プラント選択手段が選択した前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記単位空間記憶手段に記憶する新規空間作成手段と、を有する。

前記目的を達成するための発明に係る一態様としてのプラント監視装置は、
複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視装置において、複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得手段と、前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成する単位空間作成手段と、前記単位空間作成手段が作成した複数のプラント毎の単位空間が記憶される単位空間記憶手段と、前記状態量取得手段により、複数のプラントのうちでいずれか一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成手段より前記単位空間記憶手段に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出手段と、前記マハラノビス距離算出手段で算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定手段と、を備え、前記単位空間作成手段は、前記単位空間記憶手段に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記単位空間記憶手段に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択手段と、前記類似プラント選択手段が選択した前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記単位空間記憶手段に記憶する新規空間作成手段と、を有する。

ここで、前記プラント監視装置において、前記単位空間作成手段は、前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束の全てが前記一のプラントから取得したものになるまで、前記単位空間記憶手段に記憶されている前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束に、前記判定手段で運転状態が正常であると判定された前記一のプラントの状態量の束を追加する一方で、複数の前記状態量の束から最古の状態量の束を削除する単位空間更新手段を有してもよい。

当該プラント監視装置では、他のプラントの単位空間を用いて、一のプラントの単位空間を作成した場合、一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束は、順次、一のプラントから得られた状態量の束に更新される。

また、以上のいずれかの前記プラント監視装置において、前記類似プラント選択手段は、複数の前記プラント相互の類似性を評価するための複数の類似評価項目に関する前記一のプラントとの一致程度に応じて、前記一のプラントに類似している前記他のプラントを定めてもよい。

当該プラント監視装置では、複数の類似評価項目に関する一のプラントとの他のプラントとの一致の程度により、一のプラントに対する他のプラントの類似性が定められる。そして、当該プラント監視装置では、この類似性により、一のプラントに類似する他のプラントが定められる。

また、以上のいずれかの前記プラント監視装置において、前記新規空間作成手段は、前記一のプラントの複数の計測項目のうち、前記他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合、前記他のプラントの前記計測項目に無い計測項目の状態量として、予め定められている設定状態量を用いてもよい。

当該プラント監視装置では、一のプラントの複数の計測項目のうち、類似する他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合でも、一のプラントの単位空間を作成することができる。

また、以上のいずれかの前記プラント監視装置において、前記判定手段により、前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの前記マハラノビス距離の演算に用いた前記一のプラントの状態量の束を用いて、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目を推定する原因分析手段と、前記原因分析手段が推定した計測項目を出力する出力手段と、を備えてもよい。

当該プラント監視装置では、マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない場合、その要因となる計測項目が出力されるので、異常対処処理を短時間で行うことができる。

また、前記原因分析手段を備えている前記プラント監視装置において、前記原因分析手段により、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目が推定されると、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を前記推定された前記計測項目を用いて特定する原因箇所特定手段を備え、前記出力手段は、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を出力してもよい。

当該プラント監視装置では、マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない場合、その要因となる計測項目、さらにその要因となった箇所が出力されるので、異常対処処理を短時間で行うことができる。

前記目的を達成するための発明に係る一態様としてのプラント監視プログラムは、
複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視プログラムにおいて、複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得ステップと、前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成し、前記単位空間をコンピュータの記憶装置に記憶する単位空間作成ステップと、前記状態量取得ステップでいずれかの一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成ステップで前記記憶装置に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、前記マハラノビス距離算出ステップで算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップでの判定結果を前記コンピュータの出力装置に出力させる出力ステップと、を前記コンピュータに実行させ、前記単位空間作成ステップは、前記記憶装置に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記記憶装置に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択ステップと、前記類似プラント選択ステップで選択された前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記記憶装置に記憶する新規空間作成ステップと、を含む。

ここで、前記プラント監視プログラムにおいて、前記新規空間作成ステップでは、前記一のプラントの複数の計測項目のうち、前記他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合、前記他のプラントの前記計測項目に無い計測項目の状態量として、予め定められている設定状態量を用いてもよい。

また、以上のいずれかの前記プラント監視プログラムにおいて、前記判定ステップで前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの前記マハラノビス距離の演算に用いた前記一のプラントの状態量の束を用いて、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目を推定する原因分析ステップを前記コンピュータに実行させ、前記出力ステップでは、前記原因分析ステップで推定された前記計測項目を前記出力装置に出力させてもよい。

前記目的を達成するための発明に係る一態様としてのプラント監視方法は、
複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視方法において、複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得ステップと、前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成し、前記単位空間を記憶装置に記憶する単位空間作成ステップと、前記状態量取得ステップでいずれかの一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成ステップで前記記憶装置に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、前記マハラノビス距離算出ステップで算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定ステップと、を実行し、前記単位空間作成ステップは、前記記憶装置に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記記憶装置に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択ステップと、前記類似プラント選択ステップで選択された前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記記憶装置に記憶する新規空間作成ステップと、を含む。

ここで、前記プラント監視方法において、前記単位空間作成ステップは、前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束の全てが前記一のプラントから取得したものになるまで、前記記憶装置に記憶されている前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束に、前記判定ステップで運転状態が正常であると判定された前記一のプラントの状態量の束を追加する一方で、複数の前記状態量の束から最古の状態量の束を削除する単位空間更新ステップを含んでもよい。

また、以上のいずれかの前記プラント監視方法において、前記類似プラント選択ステップでは、複数の前記プラント相互の類似性を評価するための複数の類似計測項目に関する前記一のプラントとの一致程度に応じて、前記一のプラントに類似している前記他のプラントを定めてもよい。

また、以上のいずれかの前記プラント監視方法において、前記新規空間作成ステップでは、前記一のプラントの複数の計測項目のうち、前記他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合、前記他のプラントの前記計測項目に無い計測項目の状態量として、予め定められている設定状態量を用いてもよい。

また、以上のいずれかの前記プラント監視方法において、前記判定ステップで前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの前記マハラノビス距離の演算に用いた前記一のプラントの状態量の束を用いて、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目を推定する原因分析ステップと、前記判定ステップで前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの運転状態が正常でない旨、及び、前記原因分析ステップで推定された前記計測項目を出力する出力ステップと、を実行してもよい。

また、前記原因分析ステップを実行する前記プラント監視方法において、前記原因分析ステップで前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目が推定されると、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を前記推定された前記計測項目を用いて特定する原因箇所特定ステップを実行し、前記出力ステップでは、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を出してもよい。

本発明の一態様によれば、プラントが稼働し始めてから、ＭＴ法でプラントの運転状態を実際に判定するまでの時間を短くすることができる。

本発明に係る一実施形態におけるプラント監視装置の構成を示す説明図である。本発明に係る一実施形態におけるコンバインドサイクルプラントの構成を示す説明図である。本発明に係る一実施形態における状態量ファイルのデータ構成を示す説明図である。本発明に係る一実施形態における単位空間ファイルのデータ構成を示す説明図である。本発明に係る一実施形態におけるプラント設定値ファイルのデータ構成を示す説明図である。本発明に係る一実施形態におけるプラント基本仕様ファイルのデータ構成を示す説明図である。本発明に係る一実施形態における原因箇所ファイルのデータ構成を示す説明図である。マハラノビス距離の概念を示す概念図である。本発明に係る一実施形態におけるプラント監視装置の動作を示すフローチャートである。本発明に係る一実施形態で、プラントの単位空間が記憶されていない場合に、類似プラントの単位空間を用いて、当該プラントの単位空間を作成する方法を示す説明図である。本発明に係る一実施形態で、置換未完の単位空間ファイルのデータ構成を示す説明図である。

「実施形態」
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態のプラント監視装置１００は、図１に示すように、複数のプラントの運転状態を監視するものである。監視対象である複数のプラントは、いずれもコンバインドサイクルプラント６０である。ここでは、コンパインドサイクルプラントとして、コンバインドサイクルプラント６０Ａ、コンバインドサイクルプラント６０Ｂ、コンバインドサイクルプラント６０Ｃ（不図示）、コンバインドサイクルプラント６０Ｄ（不図示）、コンバインドサイクルプラント６０Ｅがある。

各コンバインドサイクルプラント６０は、図２に示すように、いずれも、ガスタービン６１と、ガスタービン６１からの排気ガスＥＧの熱で蒸気Ｓを発生する排熱回収ボイラー７１と、排熱回収ボイラー７１からの蒸気Ｓで駆動する蒸気タービン７２と、ガスタービン６１及び蒸気タービン７２の駆動で発電する発電機７３と、蒸気タービン７２を駆動させた蒸気を水に戻す復水器７４と、復水器７４からの水を排熱回収ボイラー７１に送る給水ポンプ７５と、ガスタービン６１や蒸気タービン７２等の起動や停止等を制御する制御装置７９と、を備えている。

ガスタービン６１は、空気Ａを圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機６２と、圧縮機６２からの圧縮空気中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器６５と、燃焼ガスによって回転駆動されるタービン６６とを備えている。圧縮機６２及びタービン６６は、いずれも、軸線Ａｒを中心として回転するロータ６３,６７と、このロータ６３,６７を回転可能に覆うケーシング６４,６８とを有する。圧縮機６２のロータ６３とタービン６６のロータ６７は、同一軸線Ａｒ上に位置にして互いに連結されてガスタービンロータを成している。

複数のコンバインドサイクルプラント６０は、以上のように、その基本構成が互いに同じである。但し、複数のコンバインドサイクルプラント６０は、各構成機器の仕様や補機類の有無等に多少の差異がある。

例えば、コンバインドサイクルプラント６０相互で、ガスタービン６１が備えている燃焼器６５の数が異なる場合がある。また、ガスタービン６１に供給される燃料を予熱する予熱器７８、排熱回収ボイラー７１に送れる水に対して脱塩処理を施す脱塩装置７６、排熱回収ボイラー７１に送られる水に薬液を注入する薬液注入装置７７等の補機の有無や、これらの補機の仕様が、コンバインサイクルプラント６０相互で異なる場合もある。

本実施形態のプラント監視装置１００は、複数のコンバインドサイクルプラント６０から、複数の計測項目毎の状態量を取得し、これらの状態量に基づいて、複数のコンバインドサイクルプラント６０毎に当該コンバインドサイクルプラント６０の運転状態が正常であるか否かを判定する。このプラント監視装置１００は、基本的に、マハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法とする）で、複数のコンバインドサイクルプラント６０の運転状態を監視する。各コンバインドサイクルプラント６０における計測項目としては、例えば、ガスタービン出力、タービンロータと静止部間の複数箇所におけるキャビティ温度、タービン６６のガス出口での周方向の複数箇所におけるブレードパス温度、ガスタービン６１に設けられる各種弁の開度、復水器７４から排熱回収ボイラー７１に送られる水の導電率、この水のｐＨ値等がある。各コンバインドサイクルプラント６０には、これらの状態量を検知するため、センサ等の各種検知器が設けられている。

プラント監視装置１００は、図１に示すように、コンピュータであり、各種演算処理を実行するＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０のワークエリア等になるＲＡＭ等の主記憶装置２０と、各種データやプログラム等が記憶されるハードディスクドライブ装置等の補助記憶装置３０と、通信回線Ｎを介して各コンバインドサイクルプラント６０と通信を行う通信インタフェース４０と、キーボードやマウス等の入力装置４２と、表示装置４３と、入力装置４２や表示装置４３の入出力インタフェース４１と、ＣＤやＤＶＤ等のディスク型記憶媒体４５に対するデータの記録や再生を行う記録・再生装置４４と、を備えている。

補助記憶装置３０には、上記コンピュータをプラント監視装置１００として機能させるためのプラント監視プログラム３９やＯＳプログラム等の各種プログラムが予め格納されている。プラント監視プログラム３９を含む各種プログラムは、記録・再生装置４４を介して、ディスク型記憶媒体４５から補助記憶装置３０に取り込まれる。なお、これらのプログラムは、フラッシュメモリ等の携帯可能なメモリや通信インタフェース４０を介して外部装置から補助記憶装置３０に取り込まれてもよい。

この補助記憶装置３０には、さらに、プラント監視プログラム３９の実行過程で、以下のファイルが設けられる。すなわち、プラント監視プログラム３９の実行過程で、複数の計測項目毎の状態量が格納される状態量ファイル３１と、運転状態を判定する際の基準となる単位空間のデータが格納される単位空間ファイル（単位空間記憶手段、又は記憶装置）３２と、各状態量の初期設定値等が格納されるプラント設定値ファイル３３と、コンバインドサイクルプラント６０の基本仕様が格納されるプラント基本仕様ファイル３４と、プラント異常の原因箇所を特定するためのデータの集まりである原因箇所ファイル３５が、補助記憶装置３０に設けられる。状態量ファイル３１、単位空間ファイル３２、プラント設定値ファイル３３、原因箇所ファイル３５は、いずれも、複数のコンバインドサイクルプラント６０毎に個別に存在する。なお、以下では、コンバインドサイクルプラント６０を単にプラント６０と言う。

状態量ファイル３１には、図３に示すように、プラント監視プログラム３９の実行過程で、プラント６０の複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束３１ａが、各状態量の束の取得時刻３１ｂ毎に時系列に格納される。さらに、この状態量ファイル３１には、状態量の束毎に、この状態量の束に基づくプラントの運転状態が正常か否かの判定結果が格納される判断結果欄３１ｃがある。なお、図３中の符号「３１Ａ」はプラント６０Ａの状態量ファイルを示し、「３１Ｅ」はプラント６０Ｅの状態量ファイル３１を示す。

単位空間ファイル３２には、図４に示すように、プラント監視プログラム３９の実行過程で、状態量ファイル３１に格納されている複数の状態量の束から抽出された状態量の束３２ａが各状態量の束３２ａの取得時刻３２ｂと共に格納される。また、この単位空間ファイル３２には、この単位空間ファイル３２に格納されているデータによる単位空間の構成状況を示す、構成完了-未完項目３２ｃと置換完了-未完項目３２ｄとがある。本実施形態の単位空間ファイル３２には、単位空間を構成する状態量の束が格納される欄として、３００個の欄がある。これら３００の欄の全てに状態量の束が格納されると、構成完了-未完項目３２ｃには、「構成完了」が格納される。また、単位空間を構成する状態量の束が格納される欄の全てに状態量の束が格納されている場合でも、一部の欄に他のプラントからの状態量の束が格納されている場合がある。この場合、置換完了-未完項目３２ｄには「置換未完」が格納される。なお、図４中の符号「３２Ａ」はプラント６０Ａの単位空間ファイルを示し、「３２Ｅ」はプラント６０Ｅの単位空間ファイルを示す。

プラント設定値ファイル３３には、図５に示すように、プラント６０が稼働開始する前に、当該プラント６０の複数の計測項目毎の初期設定値３３ａ、複数の計測項目毎の上限値３３ｂ、複数の計測項目毎の下限値３３ｃが格納される。なお、図５中の符号「３３Ａ」はプラント６０Ａのプラント設定値ファイルを示し、「３３Ｅ」はプラント６０Ｅのプラント設定値ファイルを示す。

プラント基本仕様ファイル３４には、図６に示すように、複数のプラント６０毎の基本仕様が格納される。このプラント基本仕様ファイル３４は、複数のプラント６０相互の類似性を評価するための複数の類似評価項目３４ａと、類似評価項目毎の類似評価点３４ｂと、が予め設定されている。このプラント基本仕様ファイル３４には、プラント６０が稼働開始する前に、当該プラント６０の類似評価項目毎の仕様内容３４ｃが格納される。

類似評価項目としては、ガスタービン（ＧＴ）仕様、ボイラー仕様、軸方式、蒸気タービン（ＳＴ）仕様、蒸気の冷却方式、プラントの運用形態、注入薬種、補機仕様等がある。ガスタービン（ＧＴ）仕様の欄には、ガスタービン６１の型式が格納される。ボイラー仕様の欄には、排熱回収ボイラー７１の型式が格納される。軸方式の欄には、ガスタービン６１の台数と蒸気タービン７２の台数とが格納される。例えば、ガスタービン６１が１基に対して蒸気タービン７２が１基接続されている場合に「１ｏｎ１」と格納され、ガスタービン６１が２基に対して蒸気タービン７２が１基接続されている場合に「２ｏｎ１」と格納される。蒸気タービン（ＳＴ）仕様の欄には、蒸気タービンの型式が格納される。冷却方式の欄には、蒸気タービン７２から排気された蒸気を水に戻す方式が格納される。例えば、海水を用いて蒸気を凝縮させる場合には「海水」と格納され、空気を用いて蒸気を凝縮させる場合には「空冷」と格納される。プラントの運用形態の欄には、ガスタービン６１の起動停止の基本的な周期が格納される。例えば、毎日起動停止を行う場合には「ＤＳＳ（Daily Start and Stop）」が格納され、毎週起動停止を行う場合には「ＷＳＳ（Weekly Start and Stop）」が格納される。注入薬種の欄には、排熱回収ボイラー７１に送られる水に注入される薬の種類が格納される。補機仕様の欄には、存在する補機及びその仕様が格納される。なお、ここでは、ガスタービン（ＧＴ）仕様、蒸気タービン（ＳＴ）仕様、ボイラー仕様の欄には、各機器の型式を格納するようにしているが、各機器の特徴的な仕様を格納するようにしてもよい。例えば、ガスタービン仕様の欄には、圧縮機６２の段数や燃焼器６５の数等を格納するようにしてもよい。なお、このように、ガスタービン仕様の欄等に、機器の型式ではなく、圧縮機６２の段数や燃焼器６５の数等、ガスタービンを構成する各機器の特徴的な仕様を格納する場合、これらの仕様毎に、類似評価点が設定される。

原因箇所ファイル３５には、図７に示すように、プラントが稼働開始する前に、複数の計測項目毎に、当該計測項目が異常原因である場合の原因箇所となる機器等を示す識別子３５ａが格納される。例えば、評価項目５２が異常原因となる場合、「ポンプ５２３」「バルブ５２０」「ｐＨ計５２０」「タンク５２０」が異常箇所の候補になっている。なお、図７中の符号「３５Ａ」はプラントの原因箇所ファイルを示し、「３５Ｅ」はプラントの原因箇所ファイルを示す。

ＣＰＵ１０は、機能的に、プラント６０の複数の計測項目毎の状態量である状態量の束を取得して状態量ファイル３１の格納する状態量取得部１１と、状態量ファイル３１に格納されているデータを用いてプラント６０の単位空間を作成する単位空間作成部１２と、プラント６０から取得した状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部１３と、マハラノビス距離に基づいてプラント６０の運転状態が正常であるか否かを判定するプラント状態判定部１４と、プラント６０の運転状態が正常ではないと判定された場合に、その要因となる計測項目を推定する原因分析部１５と、プラント６０の運転状態が正常ではないと判定された場合に、原因箇所を特定する原因箇所特定部１６と、プラント６０の各機器の仕様等を取得するプラント仕様取得部１７と、当該コンピュータからの出力を制御する出力制御部１９と、を有している。

以上で説明したＣＰＵ１０の機能構成要素である、状態量取得部１１、単位空間作成部１２、マハラノビス距離算出部１３、プラント状態判定部１４、原因分析部１５、原因箇所特定部１６、プラント仕様取得部１７、出力制御部１９は、いずれも、補助記憶装置３０に格納されているプラント監視プログラム３９等をＣＰＵ１０が実行することで機能する。また、本実施形態では、出力手段は、ＣＰＵ１０の出力制御部１９、通信インタフェース４０、入出力インタフェース４１及び表示装置４３を有して構成されている。

状態量取得部１１は、複数のプラント６０毎に状態量の束を取得し、これを対応する状態量ファイル３１に格納する。

単位空間作成部１２は、プラント６０の単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されているか否かを判断する空間有無判断部１２ａと、プラント６０の単位空間が記憶されていない場合に、当該プラント６０に類似している他のプラント６０を選ぶ類似プラント選択部１２ｂと、他のプラント６０の単位空間を用いて当該プラント６０の単位空間を作成する新規空間作成部１２ｃと、単位空間を構成する状態量の束を更新する単位空間更新部１２ｄと、を有する。

次に、本実施形態のプラント監視装置１００の監視動作について説明する。

このプラント監視装置１００のプラント監視は、前述したようにＭＴ法を利用している。そこで、このＭＴ法によるプラント監視方法の基本的な内容について、図８を用いて説明する。

ここでは、仮に、プラント６０の発電機７３の出力及び圧縮機６２の吸入空気温度をそれぞれ状態量とし、発電機７３の出力及び圧縮機６２の吸入空気温度を併せたものを状態量の束Ｂとする。ＭＴ法では、この状態量の束Ｂを複数集めたもの、つまり状態量の束Ｂの集合体を単位空間Ｓとし、この単位空間Ｓを基準にして、運転状態が異常であるか否かの評価対象となる状態量の束Ａのマハラビス距離Ｄを求める。このマハラノビス距離Ｄは、監視対象の異常の程度が大きくなる程、大きな値を示す。そこで、ＭＴ法では、このマハラノビス距離Ｄが予め定めた閾値Ｄｃ以内であるか否かに応じて、プラントの運転状態が異常であるか否かを判定する。なお、図８中、単位空間Ｓを囲む実線は、マハラノビス距離Ｄが閾値Ｄｃとなる位置を示す。例えば、評価対象となる状態量の束Ａ１は、そのマハラノビス距離Ｄが閾値Ｄｃ以下であるため、この状態量の束Ａ１が取得されたときのプラント６０の運転状態は正常であると判定される。また、評価対象となる状態量の束Ａ２，Ａ３は、それぞれのマハラノビス距離Ｄが閾値Ｄｃより大きいため、これらの状態量の束Ａ２，Ａ３が取得されたときのプラント６０の運転状態は異常であると判定される。

単位空間Ｓを構成する複数の状態量の束Ｂのマハラノビス距離の平均値は１である。また、プラント６０の運転状態が正常な場合、評価対象の状態量の束Ａのマハラノビス距離Ｄは、概ね４以下に収まる。このようなマハラノビス距離Ｄに関する閾値Ｄｃは、例えば、単位空間Ｓを構成する複数の状態量の束Ｂ毎のマハラノビス距離のうち、最大のマハラノビス距離より大きい値に設定することが好ましい。この際、プラント６０の固有の特性等を考慮して、閾値Ｄｃを定めることが好ましい。

次に、本実施形態のプラント監視装置１００の具体的な監視動作について説明する。なお、ここでは、複数のプラント６０のうち、プラント６０Ｅを対象としたプラント監視装置１００の監視動作について主として説明する。

プラント６０Ｅの稼働開始前、プラント監視装置１００は、プラント６０Ｅの監視動作を実現するために必要なプラント６０Ｅに関する諸データを受け付ける。

プラント仕様取得部１７は、プラント６０Ｅの各種設定値等を受け付け、これをプラントＥのプラント設定値ファイル３３Ｅに格納する。具体的に、プラント６０Ｅの全計測項目に関する初期の目標値である初期設定値と、上限値と、下限値とを受け付け、これらを図５に示すプラント設定値ファイル３３Ｅに格納する。なお、上限値や下限値は、計測項目によっては設定されない場合がある。このため、この場合、このプラント設定ファイル３３Ｅには、この計測項目に対する上限値又は下限値が格納されない。

プラント仕様取得部１７は、プラント６０Ｅの基本的仕様を受け付け、これをプラント基本仕様ファイル３４に格納する。具体的に、プラント仕様取得部１７は、図６に示すプラント基本仕様ファイル３４に設定されている全ての類似評価項目毎の仕様内容を受け付け、これらをプラント６０Ｅの基本仕様として、プラント基本仕様ファイル３４に格納する。

さらに、プラント仕様取得部１７は、プラント６０Ｅの複数の計測項目毎に、当該計測項目の状態量の値が異常であると判定された要因である場合の原因箇所となる機器等を示す識別子を受け付け、これを図７に示す原因箇所ファイル３５Ｅに格納する。

以上で、プラント６０Ｅの稼働開始前におけるプラント監視装置１００のプラント６０Ｅに対する監視動作の準備処理が終了する。

次に、図９に示すフローチャートに従って、プラント６０Ｅが稼働開始した後のプラント監視装置１００の動作について説明する。

プラント６０Ｅが稼働し始め、プラント６０Ｅの各検知器が状態量を検知し始めると、状態量取得部１１は、複数の計測項目毎の状態量、つまり状態量の束を取得周期（例えば、１分周期）毎に取得して、その取得時刻と共に状態量ファイル３１に格納する（Ｓ１１：状態量取得ステップ）。

状態量ファイル３１に新たな状態量の束が格納されると、単位空間作成部１２の空間有無判断部１２ａは、プラント６０Ｅの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されているか否かを判断する（Ｓ１２：空間有無判断ステップ）。空間有無判断部１２ａは、単位空間ファイル３２にプラント６０Ｅの単位空間ファイル３２Ｅが作成されており、且つ、この単位空間ファイル３２Ｅの構成完了-未完項目３２ｃに「構成完了」が格納される場合に、プラント６０Ｅの単位空間が記憶されていると判断する。

単位空間ファイル３２にプラント６０Ｅの単位空間が記憶されている場合、マハラノビス距離算出部１３は、以下の手法でステップ１１で取得された状態量の束のマハラノビス距離Ｄを算出する（Ｓ１３：マハラノビス距離算出ステップ）。

マハラノビス距離算出部１３は、まず、単位空間ファイル３２Ｅから単位空間を構成する状態量の束の集合体を取得し、各計測項目の状態量である変数Ｘ１〜Ｘｕのそれぞれの平均値Ｍｉ及び標準偏差σｉ（基準データのばらつき度合い）を、下記の数式（１）及び数式（２）により求める。式中、ｉは計測項目番号（自然数）であって、１〜ｕの値をとる。ｕは計測項目数に一致し、ここでは１００である。また、ｊは単位空間を構成する状態量の束の番号（自然数）であって、１〜ｖの値をとる。ｖは単位空間を構成する状態量の束の数に一致し、ここでは３００である。ここで、標準偏差とは、状態量とその平均値との差を２乗したものの期待値の正平方根とする。

次に、マハラノビス距離算出部１３は、変数Ｘ１〜Ｘｕの相関関係を示す共分散行列（相関行列）Ｒ、及び共分散行列Ｒの逆行列Ｒ^−１を、下記の数式（３）により定める。なお、数式（３）において、ｋは計測項目数であり、ここではｕ（＝１００)である。また、ｉやｐは計測項目番号であり、ここでは１〜ｕの値をとる。

次に、マハラノビス距離算出部１３は、前述の平均値Ｍｉ及び標準偏差σｉを用いて、ステップ２４で抽出された状態量の束の各状態量である変数Ｘ１〜Ｘｕを下記の数式（４）によってｘ１〜ｘｕに変換し、変数Ｘ１〜Ｘｕを基準化する。すなわち、プラント６０Ｅの状態量の束を、平均０、標準偏差１の確率変数に変換する。

次に、マハラノビス距離算出部１３は、上記の数式（３）で定められる逆行列Ｒ^−１と、ステップ１１で取得された状態量の束の各状態量である変数Ｘ１〜Ｘｕに関する確率変数ｘ１〜ｘｕとを用いて、下記の数式（５）により、ステップ１１で取得された状態量の束に関するマハラノビス距離Ｄを求める。

ステップ１１で取得された状態量の束のマハラノビス距離Ｄが求められると（Ｓ１３）、プラント状態判定部１４は、このマハラノビス距離Ｄが予め定められている閾値Ｄｃ以下であるか否かを判断する（Ｓ１４：判定ステップ）。なお、ここでは、予め定められている閾値Ｄｃを用いているが、単位空間ファイル３２に格納されている単位空間を構成する複数の状態量の束から別途求めるようにしてもよい。この場合、例えば、この単位空間を構成する複数の状態量の束毎のマハラノビス距離のうち、最大のマハラノビス距離より大きい値を閾値Ｄｃとしてもよい。

プラント状態判定部１４は、ステップ１４で、マハラノビス距離Ｄがその閾値Ｄｃ以下であると判断した場合、プラント６０Ｅの運転状態が正常であると認識し、状態量ファイル３１Ｅの判断結果欄３１ｃに「正常」を格納する。プラント状態判定部１４によりプラントＥの運転状態が正常であると認識されると、出力制御部１９は、表示装置４３にプラント６０Ｅの運転状態が正常である旨を表示させる。さらに、出力制御部１９は、通信インタフェース４０を介して、プラント６０Ｅの運転状態が正常である旨をプラント６０Ｅの制御装置７９へ送信し、この制御装置７９の表示装置にその旨を表示させる（Ｓ１５：出力ステップ）。なお、運転状態が正常な場合には、運転状態が異常である場合と異なり、正常である旨を必ずしも表示する必要はない。

正常である旨が表示されると（Ｓ１５）、単位空間更新部１２ｄは、単位空間ファイル３２Ｅに格納されている単位空間を更新する（Ｓ１６：単位空間更新ステップ）。単位空間更新部１２ｄは、この際、単位空間ファイル３２Ｅに格納されている単位空間を構成する複数の状態量の束から、最古の状態量の束を削除する一方で、ステップ１４で運転状態が正常であると判断された状態量の束を追加する。

一方、プラント状態判定部１４は、ステップ１４で、マハラノビス距離Ｄがその閾値Ｄｃ以下ではない、つまり閾値Ｄｃを越えると判断した場合、プラント６０Ｅの運転状態が異常であると認識し、状態量ファイル３１Ｅの判断結果欄３１ｃに「異常」を格納する。プラント状態判定部１４がプラント６０Ｅの運転状態が異常であると認識すると、原因分析部１５が、このプラント６０の複数の計測項目のうち、異常の要因となった計測項目を推定する（Ｓ１７：原因分析ステップ）。

原因分析部１５は、複数の計測項目毎に、当該計測項目の状態量を用いた場合と用いない場合とで直交表分析を行い、各場合の望大特性のＳＮ比を求める。原因分析部１５は、各計測項目の状態量のうちでいずれの計測項目の状態量を用い、いずれの計測項目の状態量を用いない場合に、望大特定のＳＮ比が大きくなるかを評価することで、異常の要因となった計測項目を推定する。なお、異常の要因となった計測項目は、一つの場合もあるが、複数の場合もある。

次に、プラント６０Ｅが異常になった原因箇所を原因箇所特定部１６が特定する（Ｓ１８：原因箇所特定ステップ）。原因箇所特定部１６は、プラント６０Ｅの原因箇所ファイル３５を参照し、ステップ１７で異常の要因となったと推定された計測項目に対応する原因箇所を特定する。

出力制御部１９は、異常の要因となった計測項目が推定され、さらに、原因箇所が特定されると、プラント６０Ｅの運転状態が異常である旨、この異常の要因となった計測項目、原因箇所を、表示装置４３に表示させる。さらに、出力制御部１９は、通信インタフェース４０を介して、プラント６０Ｅの運転状態が異常である旨、この異常の要因となった計測項目、原因箇所を、プラント６０Ｅの制御装置７９へ送信し、この制御装置７９の表示装置にその旨を表示させる（Ｓ１９：出力ステップ）。なお、原因箇所は、原因箇所となる機器等を示す識別子で表示される。

プラント６０Ｅの運転員は、制御装置７９の表示装置に表示された内容を見て、この表示装置に表示された原因箇所に赴き、プラント６０Ｅの異常解消に努める。

ステップ１２で、空間有無判断部１２ａにより、プラント６０Ｅの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていないと判断されると、類似プラント選択部１２ｂが、プラント６０Ｅに類似している他のプラント６０の単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されているか否かを判断する（Ｓ２１：類似プラント選択ステップの一部）。

類似プラント選択部１２ｂは、プラント基本仕様ファイル３４を参照して、単位空間ファイル３２に単位空間が記憶されているプラント６０のうち、プラント６０Ｅとの類似度が高いプラント６０を選び出す。

ここで、プラント６０Ｅに対する他のプラント６０の類似度について、図６を用いて説明する。
図６に示す複数の類似評価項目のうち、プラント６０Ｅとプラント６０Ａとは、ガスタービン（ＧＴ）仕様、ボイラー仕様、軸方式、蒸気タービン（ＳＴ）仕様、冷却方式、プラントの運用形態、注入薬種が一致し、補機仕様のみが異なっている。本実施形態において、二つのプラント６０の類似度は、一致している類似評価項目毎の類似評価点の積算値である。このため、プラント６０Ｅに対するプラント６０Ａの類似度は、５７（＝１０＋７＋１０＋１０＋７＋１０＋５）である。

また、プラント６０Ｅとプラント６０Ｂとは、複数の類似評価項目のうち、ガスタービン（ＧＴ）仕様、ボイラー仕様、軸方式、蒸気タービン（ＳＴ）仕様、冷却方式、プラントの運用形態が一致し、注入薬種及び補機仕様が異なっている。このため、プラント６０Ｅに対するプラント６０Ｂの類似度は、５２（＝１０＋７＋１０＋１０＋７＋１０）である。

また、プラント６０Ｅに対するプラント６０Ｃの類似度、及び、プラント６０Ｅに対するプラント６０Ｄの類似度は、いずれも、０である。但し、プラント６０Ｃに対するプラント６０Ｄの類似度は、５７（＝１０＋７＋１０＋１０＋７＋１０＋５）である。

本実施形態では、類似度が予め定めた４５以上の場合、二つのプラント６０の類似度が高いとする。このため、ここでは、プラント６０Ｅに対する類似度が４５以上のプラント６０Ａ及びプラント６０Ｂが選択される。

なお、類似性の高いプラントを選択する方法は、以上の方法に限らない。例えば、複数の類似度評価項目のうち、一致を必須条件とする類似度評価項目を予め定めておき、この一致を必須条件とする類似度評価項目に関して、一致していれば類似度が高いとしてもよい。具体的には、複数の類似評価項目のうち、例えば、ガスタービン（ＧＴ）仕様、軸方式、蒸気タービン（ＳＴ）仕様、プラントの運用形態を一致を必須条件とする。また、さらに、一致が必須条件ではない類似評価項目に関して、以上のように、類似評価点を定め、一致を必須条件とする類似度評価項目に関して一致し、且つ、類似評価点の積算値が高いプラントを類似度が高いとしてもよい。

また、ここでは、ステップ１２で、プラント６０Ｅの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていないと判断されてから、プラント６０Ｅに対する類似度の高いプラント６０を選択している。しなしながら、プラント６０Ｅの基本仕様が定まっていれば、プラント６０Ｅの稼働開始前であっても、プラント６０Ｅに対する類似度の高いプラント６０を選択し得る。そこで、プラント６０Ｅの稼働開始前に、プラント６０Ｅに対する類似度の高いプラント６０を以上の方法で予め選択しておき、このプラント６０をプラント６０Ｅに対する類似度の高いプラントとして予め記憶しておいてもよい。

類似プラント選択部１２ｂは、以上のように、プラント６０Ｅとの類似度が高いプラント６０Ａ，Ｂを選び出すと、プラント６０Ａ，Ｂのいずれかの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されているか否かを判断する。類似プラント選択部１２ｂは、プラント６０Ａ，Ｂのいずれかの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されている場合、類似プラントの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていると判断し、ステップ２２に進む。一方、プラント６０Ｅに対する類似度が４５以上で類似度の高いプラント６０が存在しない場合、さらに、類似度の高いプラント６０が存在しても、そのプラント６０の単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていない場合、類似プラントの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていないと判断し、ステップ２５に進む。

類似プラント選択部１２ｂは、ステップ２１で、プラント６０Ｅに類似している他のプラント６０の単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていると判断すると、複数のプラント６０から、この他のプラント６０を類似プラントとして選び出す（Ｓ２２：類似プラント選択ステップの一部）。類似プラント選択部１２ｂは、プラント６０Ｅに類似し、且つ単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されているプラント６０が複数の存在する場合、複数のプラント６０のうち、類似度の高い方のプラント６０を類似プラントして選択する。具体的に、図６に示す例では、プラント６０Ａ，Ｂのうち、プラント６０Ｅに対する類似度は、プラント６０Ａの方が高い。このため、ここでは、プラント６０Ａが類似プラントとして選択される。なお、以下では、プラント６０Ａを類似プラント６０Ａと言うこともある。

プラント６０Ｅの類似プラント６０Ａが選択されると、新規空間作成部１２ｃが、この類似プラント６０Ａの単位空間を用いて、プラント６０Ｅの単位空間を作成し、この単位空間を単位空間ファイル３２に記憶する（Ｓ２３：新規プラント作成ステップ）。

新規空間作成部１２ｃは、基本的には、類似プラントの単位空間をそのままプラント６０Ｅの単位空間として単位空間ファイル３２に記憶する。但し、プラント６０Ｅの単位空間の構成と類似プラントの単位空間の構成とが、完全に一致していなければ、類似プラントの単位空間をそのままプラント６０Ｅの単位空間とすることはできない。

そこで、本実施形態では、複数のプラント６０の単位空間を構成する状態量の束の数を相互で同じ数、例えば、前述の３００にしている。

また、本実施形態では、プラント６０Ｅの複数の計測項目のうちで、類似プラントの計測項目にない計測項目がある場合、新規空間作成部１２ｃは、この計測項目の状態量を補足する。

例えば、図１０に示すように、プラント６０Ｅの計測項目の数がｕ（例えば、１００）で、類似プラントであるプラント６０Ａの計測項目の数が（ｕ−１）であるとする。さらに、プラント６０Ｅの計測項目４とプラント６０Ａの計測項目４ａとが異なっているとする。

この場合、プラント６０Ｅの単位空間を構成するデータのうちで、計測項目４の状態量のデータと、計測項目ｕの状態量のデータとが、類似プラントであるプラント６０Ａの単位空間を構成するデータから欠けている。このように、類似プラント６０Ａの単位空間を構成するデータが、プラント６０Ｅの単位空間を構成するデータに対して欠けている場合、新規空間作成部１２ｃは、欠けている計測項目の状態量を補完する。

具体的に、新規空間作成部１２ｃは、プラント６０Ｅのプラント設定値ファイル３３から、類似プラント６０Ａの単位空間を構成するデータから欠けている計測項目４の初期設定値Ｅ_４・Ｉと、計測項目ｕの初期設定値Ｅ_ｕ・Ｉとを取得し、これらを類似プラント６０Ａの単位空間を構成するデータに追加する。新規空間作成部１２ｃは、補完した類似プラントの単位空間のデータをプラント６０Ｅの単位空間のデータとして、図１０に示すように、単位空間ファイル３２Ｅに格納すると共に、構成完了-未完項目３２ｃに「構成完了」を格納する。この結果、単位空間ファイル３２Ｅには、評価項目１〜３，５〜（ｕ−１）の状態量として、類似プラント６０Ａにおける評価項目１〜３，５〜（ｕ−１）の状態量が格納され、計測項目４，ｕの状態量として、プラント設定値ファイル３３に格納されていた計測項目４，ｕの初期設定値Ｅ_４・Ｉ，Ｅ_ｕ・Ｉが格納される。

なお、類似プラント６０Ａの単位空間を構成するデータの一部がプラント６０Ｅの単位空間を構成するデータに対して余分である場合には、類似プラント６０Ａの単位空間を構成するデータからこの一部のデータを削除して、削除した後のデータを、プラント６０Ｅの単位空間を構成するデータのデータとする。

新規空間作成部１２ｃにより、プラント６０Ｅの単位空間が作成され、この単位空間が単位空間ファイル３２Ｅに記憶されると（Ｓ２３）、マハラノビス距離算出部１３は、この単位空間を基準した、ステップ１１で取得された状態量の束のマハラノビス距離Ｄを算出する（Ｓ１３）。

以降、前述したように、ステップ１４〜１９が実行される。これらステップ１４〜１９のうち、ステップ１４で、マハラノビス距離Ｄが予め定められている閾値Ｄｃ以下であり、プラント６０Ｅの運転状態が正常であると判断されると、単位空間更新部１２ｄは、前述したように、単位空間ファイル３２Ｅに格納されている単位空間を構成する複数の状態量の束から、最古の状態量の束を削除する一方で、ステップ１４で運転状態が正常であると判断された状態量の束を追加する。よって、以降、プラント６０Ｅから状態量の束が取得され、この状態量の束に基づきプラント６０Ｅが正常であると判断される毎に、図１１に示すように、プラント６０Ｅの単位空間を構成する状態量の束の一部が順次、プラント６０Ｅからの状態量の束に更新される。なお、図１１に示すプラント６０Ｅの単位空間ファイル３２Ｅ中、取得時刻Ｅ１１，Ｅ１２の状態量の束がプラント６０Ｅから得られた状態量の束であり、取得時刻４４３Ａ〜７９７Ａの状態量の束が基本的に類似プラント６０Ａから得られた状態量の束である。但し、取得時刻４４３Ａ〜７９７Ａの状態量の束を構成する状態量のうち、計測項目４，ｕの状態量は、前述したように、プラント設定値ファイル３３Ｅに格納されていた初期設定値Ｅ_４・Ｉ，Ｅ_ｕ・Ｉである。

単位空間更新部１２ｄは、プラント６０Ｅの単位空間ファイル３２Ｅを順次更新し、この単位空間ファイル３２Ｅに記憶されている単位空間を構成する全ての状態量の束がプラント６０Ｅからの状態量の束になると、この単位空間ファイル３２Ｅの置換完了-未完項目３２ｄを「置換未完」から「置換完了」に書き換える。

単位空間更新部１２ｄは、単位空間ファイル３２Ｅの置換完了-未完項目３２ｄを「置換未完」から「置換完了」に書き換えた以降も、プラント６０Ｅの単位空間ファイル３２Ｅを順次更新する。但し、単位空間ファイル３２Ｅの置換完了-未完項目３２ｄを「置換未完」から「置換完了」に書き換えた以降、単位空間更新部１２ｄは、プラント６０Ｅから状態量の束が取得され、この状態量の束に基づきプラント６０Ｅが正常であると判断される毎に、単位空間ファイル３２Ｅを更新する必要はなく、予め定められた条件を満たしたときに更新するようにしてもよい。例えば、単位空間更新部１２ｄは、プラント６０Ｅから状態量の束が１０回取得され、１０回目の状態量の束に基づきプラント６０Ｅが正常であると判断されると、単位空間ファイル３２Ｅを更新し、その後も、プラント６０Ｅから状態量の束が１０回取得され、１０回目の状態量の束に基づきプラント６０Ｅが正常であると判断されると、単位空間ファイル３２Ｅを更新するようにしてもよい。また、単位空間更新部１２ｄは、状態量ファイル３１Ｅに「正常」として格納されている状態量のうちで、その取得時刻が現時点を基準にして第一時間過去の第一時刻から、この第一時刻を基準にして第二時間過去の第二時刻までの間の状態量を用いて更新してもよい。例えば、状態量ファイル３１Ｅに「正常」として格納されている状態量のうちで、その取得時刻が現時点を基準にして二か月前の第一時刻から、この第一時刻を基準にして一か月前の第二時刻までの間、つまり、その取得時刻が現時点を基準にして二か月前から三か月までの状態量を用いて更新してもよい。

ステップ２１で、プラント６０Ｅと類似性の高いプラントの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていないと判断されると、新規空間作成部１２ｃは、ステップ１１で取得した状態量の束を構成する全ての状態量が正常範囲内であるか否かを判断する（Ｓ２５）。

新規空間作成部１２ｃは、図５に示すプラント６０Ｅのプラント設定値ファイル３３Ｅを参照して、ステップ１１で取得した各状態量がその状態量に対して予め定められている上限値や下限値を満たすか否かを判断することで、各状態量が正常範囲内であるか否かを判断する。

ステップ１１で取得した状態量の束を構成する全ての状態量が正常範囲内でない、言い換えると、いずれかの状態量が異常である場合、ステップ１１で取得した状態量の束に対する処理は終了する。一方、ステップ１１で取得した状態量の束を構成する全ての状態量が正常範囲内である場合、新規空間作成部１２ｃは、ステップ１１で取得した状態量の束をその取得時刻と共に単位空間ファイル３２Ｅに格納する（Ｓ２６）。

新規空間作成部１２ｃは、ステップ１１で取得した状態量の束を単位空間ファイル３２Ｅに格納すると（Ｓ２６）、この単位空間ファイル３２Ｅに格納した状態量の束の数が、プラント６０Ｅの単位空間を構成し得る数（例えば、３００）になったか否かを判断する。単位空間ファイル３２Ｅに格納した状態量の束の数がプラント６０Ｅの単位空間を構成し得る数になっていなければ、ステップ１１で取得した状態量の束に対する処理は終了する。一方、単位空間ファイル３２Ｅに格納した状態量の束の数がプラント６０Ｅの単位空間を構成し得る数になっていれば、新規空間作成部１２ｃは、プラント６０Ｅの単位空間が構成完了したとして、単位空間ファイル３２Ｅの構成完了-未完項目３２ｃを「構成未完」から「構成完了」に書き換え、ステップ１１で取得した状態量の束に対する処理は終了する。

単位空間ファイル３２Ｅの構成完了-未完項目３２ｃが「構成完了」になると、以降、ステップ１２の判断では、プラント６０Ｅの単位空間が単位空間ファイル３２Ｅに記憶されていると判断される。

以上、本実施形態では、複数のプラント６０のうち、一のプラント６０Ｅの単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていない場合、一のプラント６０Ｅに類似し且つ単位空間ファイル３２に単位空間が記憶されている他のプラント６０Ａの単位空間を用いて、一のプラント６０Ｅの単位空間を作成する。よって、本実施形態では、複数のプラント６０のうち、一のプラント６０Ｅが新設プラントで単位空間が単位空間ファイル３２に記憶されていない場合でも、新たに作成した単位空間を用いて、新設直後の一のプラント６０Ｅからの状態量の束に基づき、この一のプラント６０Ｅの運転状態が正常であるか否かを判断することができる。

また、本実施形態では、マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない場合、その要因となる計測項目、さらにその要因となった箇所が出力されるので、異常対処処理を短時間で行うことができる。

「変形例」
上記実施形態では、状態量の束を取得する毎に、単位空間の有無判断（Ｓ１２）、及びマハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かの判定（Ｓ１４）を行っている。しかしながら、予め定めた状態量の取得回数毎に、単位空間の有無判断、及びマハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かの判定を行ってもよい。

また、上記実施形態では、全てのプラント６０の単位空間を構成する状態量の束の数が３００である。しかしながら、プラント６０相互でこの数が多少異なっていてもよい。例えば、プラント６０Ｅの単位空間を構成する状態量の束の数が３００で、プラント６０Ａの単位空間を構成する状態量の束の数が３０５や２９０であってもよい。プラント６０Ｅの単位空間として、このプラント６０Ｅの類似プラントとしてのプラント６０Ａの単位空間を採用する場合、プラント６０Ａの単位空間を構成する状態量の束の数をプラント６０Ｅの単位空間を形成する状態量の束の数に合せる必要がある。プラント６０Ａの単位空間を構成する状態量の束の数がプラント６０Ｅの単位空間を形成する状態量の束の数よりも多い場合、プラント６０Ａの単位空間を構成する複数の状態量の束のうち、予め定めた手法でいずれかの状態量の束を削除し、プラント６０Ａの単位空間を構成する状態量の束の数をプラント６０Ｅの単位空間を形成する状態量の束の数に合せる。また、プラント６０Ａの単位空間を構成する状態量の束の数がプラント６０Ｅの単位空間を形成する状態量の束の数よりも少ない場合、プラント６０Ａの単位空間を構成する複数の状態量の束のうち、予め定めた手法でいずれかの状態量の束をコピーし、コピーした状態量の束を追加し、プラント６０Ａの単位空間を構成する状態量の束の数をプラント６０Ｅの単位空間を形成する状態量の束の数に合せる。

上記実施形態では、１台のコンピュータでプラント監視装置１００を構成しているが、複数台のコンピュータで構成してもよい。この場合、例えば、状態量取得部１１としての機能及び状態量ファイル３１を有するコンピュータと、その他の機能等を有するコンピュータとの２台にコンピュータでプラント監視装置１００を構成してもよい。

また、以上の実施形態は、コンバインドサイクルプラントに本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、原子力発電プラントや化学プラント等、各種プラントに適用してもよい。

１０：ＣＰＵ、１１：状態量取得部、１２：単位空間作成部、１２ａ：空間有無判断部、１３ｂ：類似プラント選択部、１２ｃ：新規空間作成部、１２ｄ：単位空間更新部、１３：マハラノビス距離算出部、１４：プラント状態判定部、１５：原因分析部、１６：原因箇所特定部、１７：プラント仕様取得部、１９：出力制御部、２０：主記憶装置、３０：補助記憶装置、３１：状態量ファイル、３２：単位空間ファイル、３３：プラント設定値ファイル、３４：プラント基本仕様ファイル、３５：原因箇所ファイル、３９：プラント監視プログラム、４０：通信インタフェース、４１：入出力インタフェース、４２：入力装置、４３：表示装置、４４：記録・再生装置、４５：ディスク型記憶媒体、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｅ：コンバインドサイクルプラント（又は単にプラント）、１００：プラント監視装置

Claims

複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視装置において、
複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得手段と、
前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成する単位空間作成手段と、
前記単位空間作成手段が作成した複数のプラント毎の単位空間が記憶される単位空間記憶手段と、
前記状態量取得手段により、複数のプラントのうちでいずれか一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成手段より前記単位空間記憶手段に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出手段と、
前記マハラノビス距離算出手段で算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記単位空間作成手段は、
前記単位空間記憶手段に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記単位空間記憶手段に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択手段と、
前記類似プラント選択手段が選択した前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記単位空間記憶手段に記憶する新規空間作成手段と、
を有する、
プラント監視装置。
請求項１に記載のプラント監視装置において、
前記単位空間作成手段は、前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束の全てが前記一のプラントから取得したものになるまで、前記単位空間記憶手段に記憶されている前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束に、前記判定手段で運転状態が正常であると判定された前記一のプラントの状態量の束を追加する一方で、複数の前記状態量の束から最古の状態量の束を削除する単位空間更新手段を有する、
プラント監視装置。
請求項１又は請求項２に記載のプラント監視装置において、
前記類似プラント選択手段は、複数の前記プラント相互の類似性を評価するための複数の類似評価項目に関する前記一のプラントとの一致程度に応じて、前記一のプラントに類似している前記他のプラントを定める、
プラント監視装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプラント監視装置において、
前記新規空間作成手段は、前記一のプラントの複数の計測項目のうち、前記他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合、前記他のプラントの前記計測項目に無い計測項目の状態量として、予め定められている設定状態量を用いる、
プラント監視装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプラント監視装置において、
前記判定手段により、前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの前記マハラノビス距離の演算に用いた前記一のプラントの状態量の束を用いて、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目を推定する原因分析手段と、
前記原因分析手段が推定した計測項目を出力する出力手段と、
を備えるプラント監視装置。
請求項５に記載のプラント監視装置において、
前記原因分析手段により、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目が推定されると、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を前記推定された前記計測項目を用いて特定する原因箇所特定手段を備え、
前記出力手段は、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を出力する、
プラント監視装置。
複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視プログラムにおいて、
複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得ステップと、
前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成し、前記単位空間をコンピュータの記憶装置に記憶する単位空間作成ステップと、
前記状態量取得ステップでいずれかの一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成ステップで前記記憶装置に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、
前記マハラノビス距離算出ステップで算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップでの判定結果を前記コンピュータの出力装置に出力させる出力ステップと、
を前記コンピュータに実行させ、
前記単位空間作成ステップは、
前記記憶装置に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記記憶装置に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択ステップと、
前記類似プラント選択ステップで選択された前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記記憶装置に記憶する新規空間作成ステップと、
を含む、
プラント監視プログラム。
請求項７に記載のプラント監視プログラムにおいて、
前記新規空間作成ステップでは、前記一のプラントの複数の計測項目のうち、前記他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合、前記他のプラントの前記計測項目に無い計測項目の状態量として、予め定められている設定状態量を用いる、
プラント監視プログラム。
請求項７又は請求項８に記載のプラント監視プログラムにおいて、
前記判定ステップで前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの前記マハラノビス距離の演算に用いた前記一のプラントの状態量の束を用いて、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目を推定する原因分析ステップを前記コンピュータに実行させ、
前記出力ステップでは、前記原因分析ステップで推定された前記計測項目を前記出力装置に出力させる、
プラント監視プログラム。
複数のプラントの運転状態を監視するプラント監視方法において、
複数の前記プラントのそれぞれから複数の計測項目毎の状態量の集まりである状態量の束を取得する状態量取得ステップと、
前記状態量の束が複数集まって構成される複数の前記プラント毎の単位空間を作成し、前記単位空間を記憶装置に記憶する単位空間作成ステップと、
前記状態量取得ステップでいずれかの一のプラントの状態量の束が取得されると、前記単位空間作成ステップで前記記憶装置に記憶された前記一のプラントの単位空間を基準として、前記一のプラントの状態量の束のマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、
前記マハラノビス距離算出ステップで算出された前記一のプラントに関する前記マハラノビス距離が所定の閾値以内であるか否かに応じて、前記一のプラントの運転状態が正常であるか否かを判定する判定ステップと、
を実行し、
前記単位空間作成ステップは、
前記記憶装置に前記一のプラントの単位空間が記憶されていない場合、複数の前記プラントのうちで前記一のプラントに類似し且つ前記記憶装置に単位空間が記憶されている他のプラントを選択する類似プラント選択ステップと、
前記類似プラント選択ステップで選択された前記他のプラントの単位空間を用いて前記一のプラントの単位空間を作成し、前記一のプラントの単位空間を前記記憶装置に記憶する新規空間作成ステップと、
を含む、
プラント監視方法。
請求項１０に記載のプラント監視方法において、
前記単位空間作成ステップは、前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束の全てが前記一のプラントから取得したものになるまで、前記記憶装置に記憶されている前記一のプラントの単位空間を構成する複数の状態量の束に、前記判定ステップで運転状態が正常であると判定された前記一のプラントの状態量の束を追加する一方で、複数の前記状態量の束から最古の状態量の束を削除する単位空間更新ステップを含む、
プラント監視方法。
請求項１０又は請求項１１に記載のプラント監視方法において、
前記類似プラント選択ステップでは、複数の前記プラント相互の類似性を評価するための複数の類似計測項目に関する前記一のプラントとの一致程度に応じて、前記一のプラントに類似している前記他のプラントを定める、
プラント監視方法。
請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のプラント監視方法において、
前記新規空間作成ステップでは、前記一のプラントの複数の計測項目のうち、前記他のプラントの複数の計測項目に無い計測項目がある場合、前記他のプラントの前記計測項目に無い計測項目の状態量として、予め定められている設定状態量を用いる、
プラント監視方法。
請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載のプラント監視方法において、
前記判定ステップで前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの前記マハラノビス距離の演算に用いた前記一のプラントの状態量の束を用いて、前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目を推定する原因分析ステップと、
前記判定ステップで前記一のプラントの運転状態が正常でないと判定されると、前記一のプラントの運転状態が正常でない旨、及び、前記原因分析ステップで推定された前記計測項目を出力する出力ステップと、
を実行するプラント監視方法。
請求項１４に記載のプラント監視方法において、
前記原因分析ステップで前記一のプラントの前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となる計測項目が推定されると、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を前記推定された前記計測項目を用いて特定する原因箇所特定ステップを実行し、
前記出力ステップでは、前記一のプラント中で前記マハラノビス距離が所定の閾値以内にならない要因となった箇所を出力する、
プラント監視方法。