TCS IP2™
デジタルツインを用いて発電所の保守運用に変革をもたらし、高効率、柔軟、低コストでクリーンな発電を実現
課題
脱炭素化、分散化、デジタル化の3大トレンドを受け、ユーティリティ業界はデジタルトランスフォーメーションによる監視、運用、保守、計画、予測の各プロセスの改善を模索しています。
メリットオーダー（さまざまな種類の発電所を発電コストの安い順に並べたもの）に基づき先に給電される再生可能エネルギーが大容量となるとともに、大規模火力発電事業者は、部分負荷やサイクリング負荷で低容量の運転を余儀なくされています。
サイクリング運転は設備に過度な熱機械的応力をかけるため、さらなる信頼性の低下、効率の低下、排出量の増加、計画外停止につながる恐れがあります。これにより、火力発電が不安定となり、ひいては送電網の安定性が損なわれることになります。TCS IP2™は独自のAI、デジタルツインによるアプローチでこれらの問題に対応します。
ソリューション
TCS IP2 は、クラウドベースのPaaS（Platform as a Service）ソリューションとして、AI、機械学習、IoT、デジタルツインの技術を、事前に構築済みのインダストリアルアナリティクスプラットフォームに組み込んでいます。目的別に開発された発電所運転に関連するユースケースがこのプラットフォーム上に展開されており、これにより、発電所の運用保守を変革し、信頼性の強化、柔軟性の向上、排出量の抑制、運転コストの削減を実現します。
本ソリューションはヒストリカルデータとリアルタイムデータを発電所のヒストリアン、DCS（Distributed Control System：分散制御システム）、EAM（Enterprise Asset Management：設備資産管理）システムから取得し、3,000以上のセンサー入力と20,000以上の操作パラメーターの組み合わせをリアルタイムで分析し、運転員に部分負荷や定格負荷の運転条件に対応するアクションを提案します。
TCS IP2は以下の内蔵モジュールでさまざまなお客さまのニーズに対応します。(図1参照)
IP2 インサイト : リアルタイムの発電所オペレーションを高度に可視化します。主要機能として、リアルタイムKPI／PPI (Primary Process Indicator）モニタリング、ソフトセンサーによるKPI／PPI予測、発電所レベルの熱効率診断、What-if分析などを備え、リアルタイムで発電所のヒストリアンと各設備管理システムの何千ものタグに接続し、クラウドでのシームレスなデータアクセスによるモデリングを可能にします。
IP2 パフォーマンス : 多様な運転条件、燃料種別、負荷レベルに対する発電所の性能を最適化します。デジタルツインを使用し、設定値を10,000以上の組み合わせで評価しながら、さまざまなプロセスのシミュレーション、予測、最適化を行い、リアルタイムに提案します。
IP2メンテナンス: 発電所設備の予兆および致命度に基づく保全ルールで、設備の信頼性と可用性を向上させます。主要機能：異常検知、予知保全、設備状態指標、コスト最適化保全計画支援。
IP2スタジオ : エンジニアやデータサイエンティストがデジタルツインモデルを開発するためのワークベンチとして、AIやドメインに関する複雑性を抽象化してローコードのインターフェースを提供し、運転員による機械学習モデルの作成、管理、チューニング、およびカスタムビジネスユースケースの作成を可能にします。
IP2 デジタルワーカー : ウェアラブル、AR／VR、モバイルデバイスなどの技術により、作業者の安全性と生産性を向上させるユースケースで構成されます。現場作業員のトラッキング、遠隔協業、3次元モデリング 、没入型仮想トレーニング、ソーシャルディスタンス確保、接触歴追跡が主要なユースケースの一部です。
図1
効果
- O&Mコスト削減 : 燃料費を最大2％削減
- 従業員管理改善 : 総労働災害発生率（TIFR）削減
- 排出量削減 : 有害物質の排出量を最大10%削減
- 柔軟性・可用性向上 : 発電所可用性を最大2%向上
- 効率向上 : 正味プラント効率を最大1%向上
- 詳細診断 : 詳細なリアルタイムインサイトに基づく判断を実現
- O&Mコスト削減 : 発電所不具合を最大85%の精度で予測
※ 上記効果はTCSの経験による効果指標です。
関連ページ
- Case Study：発電所向けデジタルツイン（サイバーフィジカルシステム）
- Press Release：インテリジェントなソリューション「TCS IP2」の提供を開始
- Solution：Digital Twin (Cyber Physical System)
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