知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-17
(45)【発行日】2022-05-25
(54)【発明の名称】廃棄物処理計画演算方法および廃棄物処理計画演算装置
(51)【国際特許分類】
G06Q 50/10 20120101AFI20220518BHJP
G06Q 50/06 20120101ALI20220518BHJP
【ＦＩ】
G06Q50/10
G06Q50/06
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2017190729
(22)【出願日】2017-09-29
(65)【公開番号】P2019067066
(43)【公開日】2019-04-25
【審査請求日】2020-09-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】國政 瑛大
(72)【発明者】
【氏名】秋山 隼太
(72)【発明者】
【氏名】橋本 大
(72)【発明者】
【氏名】浅井 信宏
(72)【発明者】
【氏名】橋本 康平
【審査官】後藤 昂彦
(56)【参考文献】
【文献】特開平０９－１７９６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０７５８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２８１４３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１７１５４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３４９７８０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００７－０５８７６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３４５５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０８４３４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】鈴木 昌和、淵 昌彦，“多段階遺伝的アルゴリズムによる大規模最適化問題の解法”，計測自動制御学会論文集，計測自動制御学会，1999年，第３５巻、第１１号，第１３８５－１３９３頁，＜DOI:10.9746/sicetr1965.35.1385＞
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃棄物の状態が変化することにより単位量あたりの発熱量が変化する廃棄物を焼却するための焼却炉と、前記焼却炉に投入される廃棄物を一時貯留するための貯留槽と、前記焼却炉において廃棄物を焼却処理する際に発生する排熱によって生じた蒸気を用いて発電を行う発電機と、を備えた焼却プラントにおける廃棄物処理計画演算方法であって、第１の期間より短い第２の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、前記第２の期間毎の廃棄物の発熱量の予測値、および、前記第２の期間毎の廃棄物搬入量の予測値、を入力し、前記焼却プラントの運用性能に関する制約条件を満たし、且つ、前記第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第１の期間より短い第３の期間毎の廃棄物の処理計画量を出力する、第１の最適化演算を行うステップと、
前記第３の期間毎の処理計画量、および、前記第３の期間より短い第４の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、を少なくとも入力し、前記制約条件を満たし、且つ、前記第３の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第４の期間毎の廃棄物の処理計画量を出力する、第２の最適化演算を行うステップと、を含み、
前記制約条件は、前記貯留槽の容量の上下限値を含む、廃棄物処理計画演算方法。
【請求項2】
前記第２の最適化演算は、前記第４の期間毎の前記貯留槽の容量を計算し、出力する、請求項１に記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項3】
前記第４の期間毎の処理計画量、および、前記第４の期間より短い第５の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、を入力し、前記制約条件を満たし、且つ、前記第４の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第５の期間毎の処理計画量を出力する、第３の最適化演算を行うステップを含む、請求項１または２に記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項4】
前記第１の期間は、１年以上の期間であり、前記第２の期間および前記第３の期間は、それぞれ１週以上かつ前記第１の期間未満の期間であり、
前記第４の期間は、１日以上かつ前記第３の期間未満の期間であり、
前記第５の期間は、１時間以上かつ前記第４の期間未満の期間である、請求項３に記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項5】
前記第３の最適化演算において、前記制約条件の少なくとも一部を省略して演算を行う、請求項３または４に記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項6】
前記第３の期間は、前記第２の期間より長い期間である、請求項１から５の何れかに記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項7】
前記第１の最適化演算において、前記制約条件を満たし、且つ、前記第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第２の期間毎の処理計画量を演算し、
演算された前記第２の期間毎の処理計画量に基づいて、前記第３の期間毎の処理計画量を出力する、請求項６に記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項8】
前記制約条件は、前記焼却炉の単位時間あたりの焼却量の上下限値、前記焼却炉または前記発電機の停止期間、および、前記焼却炉の連続稼働期間の上限値の少なくとも１つを含む、請求項１から７の何れかに記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項9】
前記焼却プラントは、前記焼却炉を複数有し、前記第１の最適化演算において、前記第３の期間毎の各焼却炉における稼働／停止状況を演算する、請求項１から８の何れかに記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項10】
前記第１の期間は暦に対応した期間であり、前記第２の期間、前記第３の期間、および、前記第４の期間は、前記第１の期間がそれぞれの所定数で分割された複数の期間の一つであり、
前記分割された複数の期間のそれぞれが前記第１の期間に対応した暦情報を有している、請求項１から９の何れかに記載の廃棄物処理計画演算方法。
【請求項11】
廃棄物の状態が変化することにより単位量あたりの発熱量が変化する廃棄物を焼却するための焼却炉と、前記焼却炉に投入される廃棄物を一時貯留するための貯留槽と、前記焼却炉において廃棄物を焼却処理する際に発生する排熱によって生じた蒸気を用いて発電を行う発電機と、を備えた焼却プラントにおける廃棄物処理計画演算装置であって、第１の期間より短い第２の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、前記第２の期間毎の廃棄物の発熱量の予測値、および、前記第２の期間毎の廃棄物搬入量の予測値、が入力され、前記焼却プラントの運用性能に関する制約条件を満たし、且つ、前記第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第１の期間より短い第３の期間毎の処理計画量を出力する、第１の最適化演算部と、
前記第３の期間毎の処理計画量、および、前記第３の期間より短い第４の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、を少なくとも入力し、前記制約条件を満たし、且つ、前記第３の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第４の期間毎の処理計画量を出力する、第２の最適化演算部と、を備え、
前記制約条件は、前記貯留槽の容量の上下限値を含む、廃棄物処理計画演算装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、焼却プラントにおける廃棄物の処理計画量を演算するための廃棄物処理計画演算方法および廃棄物処理計画演算装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、廃棄物を焼却する焼却炉を含む焼却プラントが知られている。このような焼却プラントの中には、焼却炉において廃棄物を焼却処理する際に発生する水蒸気を用いて発電を行う発電機が設けられ、発電機で発電した電力を焼却プラントにおいて利用し、余った電力を売電して運用収入を得ることができるものが存在する（例えば特許文献１参照）。
【0003】
このような焼却プラントの運用に際し、焼却プラントの運用コストを低減するために、売電収入を最大化するように廃棄物の処理計画を策定することが望まれる。
【0004】
しかし、焼却プラントの運用には焼却炉の負荷の制限、廃棄物を貯留する貯留槽の容量の制限、焼却炉または発電機の停止期間、連続稼働期間等、複数の制約条件を考慮する必要がある。しかも、これらの制約条件は互いに影響を与える関係にある。例えば、焼却炉の負荷を低減する（焼却速度を低くする）と貯留槽における廃棄物の容量が増大する等である。このため、経験豊富なプラント運転員の勘等に頼ることなく、制約条件を満たしつつ廃棄物の処理量を、細かく手作業により策定することは困難である。また、１年単位等の長い期間において処理計画を策定するためには時間的な労力が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０００－２９７６１３号公報
【文献】特開２００５－２８４３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、このような廃棄物の処理計画を計算機を用いて演算することが望まれる。与えられた制約条件の下である目的関数を最大または最小にする解を求めることは、最適化問題と称され、当該最適化問題を解くための演算方法は、種々確立されている。しかし、長い期間におけるより詳細な処理計画を策定するためには、決定すべき変数の数が膨大となり（例えば１年間の時間毎の処理量を求める場合、決定すべき変数の数は３６５×２４＝８７６０となるため）、単純に１つの演算方法を適用するだけでは現実的な演算時間で解を得ることができない。
【0007】
例えば、上記特許文献２においては、発電プラントの運転スケジュールを最適化するための方法として、予め定められた運転パターンを用いて最適化演算することが開示されている。しかしながら、焼却プラントは、発電だけでなく廃棄物の継続的な処理が必要なため、発電機の運転パターンに基づく最適化演算だけでは、最適な解を得ることはできない。
【0008】
したがって、現状の焼却プラントにおいては、焼却量を積極的に制御する（焼却速度を可変する）ことは行われていない。
【0009】
そこで、本発明は、焼却プラントにおいて売電収入を最大化するような廃棄物処理計画を短い演算時間で自動的に算出することができる廃棄物処理計画演算方法および廃棄物処理計画演算装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するために、本発明の一態様に係る廃棄物処理計画演算方法は、廃棄物を焼却するための焼却炉と、前記焼却炉において廃棄物を焼却処理する際に発生する排熱によって生じた蒸気を用いて発電を行う発電機と、を備えた焼却プラントにおける廃棄物処理計画演算方法であって、第１の期間より短い第２の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、廃棄物の発熱量の予測値、および、廃棄物搬入量の予測値、を入力し、前記焼却プラントの運用性能に関する制約条件を満たし、且つ、前記第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第１の期間より短い第３の期間毎の廃棄物の処理計画量を出力する、第１の最適化演算を行うステップと、前記第３の期間毎の処理計画量、および、前記第３の期間より短い第４の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、を少なくとも入力し、前記制約条件を満たし、且つ、前記第３の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第４の期間毎の廃棄物の処理計画量を出力する、第２の最適化演算を行うステップと、を含んでいる。
【0011】
上記方法によれば、第１の期間がより短い第２の期間に分割され、第１の期間より短い第３の期間単位の最適化演算が行われた上で、第３の期間がさらに短い第４の期間に分割され、第４の期間単位の最適化演算が行われる。このため、各最適化演算において、期間の分割数を少なくすることができ、各最適化演算における変数の数を少なくすることができる。したがって、各最適化演算における演算時間を短縮することができ、結果として第４の期間毎の処理計画量を第１の期間分演算するための演算時間を現実的な時間に抑えることができる。以上より、売電収入を最大化するような廃棄物処理計画を短い演算時間で自動的に算出することができる。また、実際の運用において廃棄物処理量が当初の廃棄物処理計画から乖離した場合であっても、局所的な再計算を容易に行うことができる。
【0012】
前記廃棄物処理計画演算方法は、前記第４の期間毎の処理計画量、および、前記第４の期間より短い第５の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、を入力し、前記制約条件を満たし、且つ、前記第４の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第５の期間毎の処理計画量を出力する、第３の最適化演算を行うステップを含んでもよい。期間の分割を多段化することにより、各段における演算量を低減することができる。また、期間が細分化されることにより、局所的な再計算を、より好適な期間単位で行うことができる。
【0013】
前記第１の期間は、１年以上の期間であり、前記第２の期間および前記第３の期間は、それぞれ１週以上かつ前記第１の期間未満の期間であり、前記第４の期間は、１日以上かつ前記第３の期間未満の期間であり、前記第５の期間は、１時間以上かつ前記第４の期間未満の期間であってもよい。
【0014】
前記第３の最適化演算において、前記制約条件の少なくとも一部を省略して演算を行ってもよい。第１の最適化演算で考慮済みの制約条件について第３の最適化演算では制約条件としないことにより、演算結果の精度を高く維持しつつ演算量をより低減させることができる。
【0015】
前記第３の期間は、前記第２の期間より長い期間であり、前記第１の最適化演算において、前記制約条件を満たし、且つ、前記第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第２の期間毎の処理計画量を演算し、演算された前記第２の期間毎の処理計画量に基づいて、前記第３の期間毎の処理計画量を出力してもよい。これにより、中間出力として所望の期間（すなわち、第２の期間とは異なる第３の期間）毎の処理計画量を出力することができるため、長期計画から中期計画および短期計画を１つの演算の流れの中で容易に策定することができる。
【0016】
前記制約条件は、前記焼却炉の単位時間あたりの焼却量の上下限値、前記焼却炉に投入される廃棄物を一時貯留するための貯留槽の容量の上下限値、前記焼却炉または前記発電機の停止期間、および、前記焼却炉の連続稼働期間の上限値の少なくとも１つを含んでもよい。
【0017】
前記焼却プラントは、前記焼却炉を複数有し、前記第１の最適化演算において、前記第３の期間毎の各焼却炉における稼働／停止状況を演算してもよい。これにより、複数の焼却炉の稼働計画に基づく総合的な廃棄物処理計画の算出を行うことができる。
【0018】
前記第１の期間は暦に対応した期間であり、前記第２の期間、前記第３の期間、および、前記第４の期間は、前記第１の期間がそれぞれの所定数で分割された複数の期間の一つであり、前記分割された複数の期間のそれぞれが前記第１の期間に対応した暦情報を有していてもよい。季節や時間帯に応じたより細かな予測値に基づいて最適化演算を行うことができる。
【0019】
本発明の他の態様に係る廃棄物処理計画演算装置は、廃棄物を焼却するための焼却炉と、前記焼却炉において廃棄物を焼却処理する際に発生する排熱によって生じた蒸気を用いて発電を行う発電機と、を備えた焼却プラントにおける廃棄物処理計画演算装置であって、第１の期間より短い第２の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、廃棄物の発熱量の予測値、および、廃棄物搬入量の予測値、が入力され、前記焼却プラントの運用性能に関する制約条件を満たし、且つ、前記第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第１の期間より短い第３の期間毎の処理計画量を出力する、第１の最適化演算部と、前記第３の期間毎の処理計画量、および、前記第３の期間より短い第４の期間毎の発電電力の売電価格の予測値、を少なくとも入力し、前記制約条件を満たし、且つ、前記第３の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、前記第４の期間毎の処理計画量を出力する、第２の最適化演算部と、を備えている。
【0020】
上記構成によれば、第１の期間がより短い第２の期間に分割され、第１の期間より短い第３の期間単位の最適化演算が行われた上で、第３の期間がさらに短い第４の期間に分割され、第４の期間単位の最適化演算が行われる。このため、各最適化演算において、期間の分割数を少なくすることができ、各最適化演算における変数の数を少なくすることができる。したがって、各最適化演算における演算時間を短縮することができ、結果として第４の期間毎の処理計画量を第１の期間分演算するための演算時間を現実的な時間に抑えることができる。以上より、売電収入を最大化するような廃棄物処理計画を短い演算時間で自動的に算出することができる。また、実際の運用において廃棄物処理量が当初の廃棄物処理計画から乖離した場合であっても、局所的な再計算を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、焼却プラントにおいて売電収入を最大化するような廃棄物処理計画を短い演算時間で自動的に算出することができる廃棄物処理計画演算方法および廃棄物処理計画演算装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施の形態に係る廃棄物処理計画演算方法の対象となる焼却プラントを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の一実施の形態に係る廃棄物処理計画演算方法について説明する。まず、前提となる焼却プラントの一例について説明する。
【0024】
図１は、本発明の一実施の形態に係る廃棄物処理計画演算方法の対象となる焼却プラントを示す概略構成図である。この焼却プラント１は、酸素含有ガスを用いて廃棄物を焼却するための火炉室３を有する焼却炉２と、焼却炉２から排出される焼却炉排ガスから排熱を水蒸気として回収する蒸気回収装置であるボイラ４と、を含む。焼却炉２のボイラ４とは反対側には、ホッパー５および給じん機６が配置されており、ボイラ４からは、排ガスの排気経路７が煙突８まで延びている。排気経路７には、何れも図示しないが、上流側から順に、エコノマイザー、減温塔、集塵機およびブロワが設けられている。
【0025】
ホッパー５の火炉室３とは反対側には、焼却炉２に投入される廃棄物を一時貯留するための貯留槽（廃棄物ピット）９が設けられている。貯留槽９の上方にはクレーン１０が設けられている。ホッパー５には、貯留槽９に貯められた廃棄物がクレーン１０により投入される。給じん機６は、所定のインターバル（例えば、０．５～３分間隔）で間欠的に作動することにより、ホッパー５に投入された廃棄物を焼却炉２の火炉室３内に送り込む。
【0026】
焼却炉２は、火炉室３の下方に設けられたストーカを有している。ストーカは、廃棄物の搬送手段として機能する。ストーカは、給じん機６に近い側から順に乾燥ストーカ１１、燃焼ストーカ１２および後燃焼ストーカ１３を有する。すなわち、これらのストーカ１１～１３は、廃棄物の移動方向に配列されている。乾燥、燃焼および後燃焼ストーカ１１～１３の下方には、風箱１４～１６がそれぞれ設けられている。さらに、焼却炉２は、火炉室３とボイラ４との間に火炉室３と連続する再燃焼室１７を有する。なお、燃焼ストーカ１２は、図例では１段であるが、２段以上設けられていてもよい。乾燥、燃焼および後燃焼ストーカ１１～１３は、例えば、互いに異なるインターバルで間欠的に作動する。
【0027】
火炉室３では、廃棄物の熱分解および部分酸化反応により燃焼ガスが生成され、この燃焼ガスが廃棄物と共に燃焼される。再燃焼室１７は、火炉室３から流出する燃焼ガスを完全燃焼させるためのものである。廃棄物の燃焼後の灰は、後燃焼ストーカ１３に隣接して設けられた排出口１８から排出される。
【0028】
ボイラ４では、焼却炉２から排出される排ガス（排熱）によって蒸気が生成される。より詳しくは、図１に示すように、ボイラ４は、再燃焼室１７の上方に配置された放射室１９と、放射室１９と上部同士が連通する第１煙道２０と、第１煙道２０と下部同士が連通する第２煙道２１と、を含む。ボイラ４で排熱から生成された蒸気は、発電機２３と連結されたタービン２２に送られて発電に利用される。発電機２３で発電した電力は、焼却プラント１において利用される。また、余った電力は、電力会社に売電される。ボイラ４を通過した排ガスの大部分は、排気経路７を流れた後に、煙突８から大気中へ放出される。
【0029】
なお、図１においては、焼却プラント１が１つの焼却施設を有する構成として図示されているが、焼却プラント１は、複数の焼却施設（焼却炉２）を備えていてもよい。
【0030】
電力会社への売電価格は、季節、時間等により変動する。例えば、売電価格は、夏季（７月～９月）にそれ以外の期間に比べて高くなる傾向がある。また、廃棄物の単位量あたりの発熱量も、廃棄物の状態が湿度や気温等により変化するため、季節、時間等により変化する。例えば、廃棄物の単位量あたりの発熱量は、夏季において廃棄物に含まれる水分量が多くなるため、小さくなる。また、廃棄物の貯留槽９への搬入量は、その時々で変化する。
【0031】
一方、焼却プラント１における廃棄物の処理には運用上の制約がある。例えば、焼却炉２の単位時間あたりの焼却量の上下限値、貯留槽９の容量の上下限値、焼却炉２または発電機２３の停止期間（メンテナンス期間）、および、焼却炉２の連続稼働期間の上限値等がある。これらの制約の少なくとも１つは、後述する廃棄物処理量を最適化演算するための制約条件となり得る。
【0032】
焼却量の上限値および貯留槽９の容量の上限値は、焼却プラント１の性能上限を示す値として焼却プラント１毎に予め決定されている。焼却量の下限値および貯留槽９の容量の下限値は、焼却炉２が廃棄物の焼却動作を継続的に行うために最低限必要な値として焼却プラント１毎に予め決定されている。焼却炉２の停止期間は、焼却炉２のメンテナンス上の制約として、例えば１年にＸ回、１回あたりＹ日停止等のように定められている。発電機２３の停止期間についても同様である。焼却炉２の連続稼働期間は、焼却炉２の能力維持のために予め定められている。
【0033】
図２は、本発明の一実施の形態に係る廃棄物処理計画演算装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示す廃棄物処理計画演算装置（以下、単に演算装置と略することがある）３１は、入力部３２、記憶部３３、演算部３４、および出力部３５を備えている。各構成３１～３５は、バス３６により相互にデータ伝達を行う。演算装置３１は、焼却システム１における制御装置および制御用コンピュータ（図示せず）によって構成されてもよいし、それとは独立したコンピュータとして構成されてもよい。また、演算装置１が、焼却システム１における制御装置と通信可能なコンピュータにより構成されてもよい。
【0034】
入力部３２は、所定期間毎の売電価格の予測値、廃棄物の発熱量の予測値、および廃棄物搬入量の予測値等の情報をユーザが入力可能な入力装置として構成される。記憶部３３は、入力部３２から入力された情報を記憶する。また、記憶部３３には、後述する焼却プラントの運用性能に関する制約条件および最適化演算プログラムが予め記憶されている。なお、制約条件は、入力部３２から設定入力または設定変更可能としてもよい。
【0035】
演算部３４は、記憶部３３に記憶された各種の情報に基づいて第１の期間（例えば１年）における廃棄物の処理計画量を演算する最適化演算処理を実行する。このために、演算部３４は、最適化演算プログラムを実行することにより、入力情報取得部４１、第１の最適化演算部４２、第２の最適化演算部４３および第３の最適化演算部４４等の機能を発揮する。
【0036】
入力情報取得部４１は、後述する第１～第３の最適化演算のそれぞれを行うために、必要な入力値を取得する。より具体的には、入力情報取得部４１は、所定期間毎の売電価格の予測値、廃棄物の発熱量の予測値、および廃棄物搬入量の予測値等の情報の入力を受け付ける。これらの予測値は過去の実績に基づく値（実績値）であってもよいし、所定の演算（シミュレーション等）による演算値であってもよい。また、売電価格の予測値は、所定の組織（電力会社等）による買電価格の案または決定値であってもよい。
【0037】
入力情報取得部４１は、入力部３２から入力された値をそのまま取得してもよいし、記憶部３３に記憶されている情報を読み出すことにより取得してもよい。各最適化演算部４２～４４は、入力された情報と、記憶部３に記憶されている制約条件とを用いて、当該制約条件を満たし、且つ、発電電力の売電収入を最大化するように、より短い期間毎の処理計画量を演算する。
【0038】
第１の最適化演算部４２は、第１の期間より短い第２の期間毎の上記予測値が入力され、上記制約条件を用いて、当該制約条件を満たし、且つ、第１の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、第１の期間より短い第３の期間毎の処理計画量を出力する。第２の最適化演算部４３は、第１の最適化演算部４２により演算された第３の期間毎の処理計画量のそれぞれに対し、第３の期間より短い第４の期間毎の上記予測値が入力され、上記制約条件を用いて、当該制約条件を満たし、且つ、第３の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、第４の期間毎の処理計画量を出力する。第３の最適化演算部４４は、第２の最適化演算部４３により演算された第４の期間毎の処理計画量のそれぞれに対し、第４の期間より短い第５の期間毎の売電価格の予測値が入力され、上記制約条件を用いて、当該制約条件を満たし、且つ、第４の期間における発電電力の売電収入を最大化するように、第５の期間毎の処理計画量を出力する。
【0039】
出力部３５は、演算部３４における演算結果を出力する。例えば、出力部３５は、演算装置１に接続された表示装置（図示せず）に、各期間に応じた処理計画量を表示する。
【0040】
以下、最適化演算処理の具体例を説明する。図３は、本実施の形態における最適化演算処理の流れを示す模式図である。図３の例では、１時間毎の処理計画量を１年間分演算する態様を例示している。すなわち、本実施の形態において、第１の期間は１年に設定されている。第１の期間（１年間）は暦に対応した期間である。
【0041】
まず、入力情報取得部４１は、週毎の売電価格の予測値、週毎の廃棄物発熱量の予測値および週毎の廃棄物搬入量の予測値を取得する。すなわち、本実施の形態において、第２の期間は１週に設定されている。ここで、週毎の各予測値は、１年を５２週に分割した場合の週毎の予測値を意味する。すなわち、入力情報取得部４１が取得する上記３種類の予測値の数は、それぞれ、第１週の予測値から第５２週の予測値までの５２個（５２×３＝１５６個）である。この結果、例えば第１週の売電価格の予測値と第２週の売電価格の予測値とは、互いに異なり得る。
【0042】
さらに、入力情報取得部４１は、記憶部３３から制約条件を読み出す。第１の最適化演算部４２は、読み出した制約条件を満たし、第１の期間（１年間）の発電電力の売電収入を最大化するように、第２の期間（１週）より長い第３の期間（１月）毎の処理計画量を演算する第１の最適化演算を行う（ステップＳ１）。本実施の形態において、第１の最適化演算部４２は、まず、読み出した制約条件を満たし、且つ、第１の期間（１年間）の発電電力の売電収入を最大化するように、第２の期間（１週）毎の処理計画量を演算する。
【0043】
第１の最適化演算は、混合整数非線形計画問題として演算される。第１の最適化演算部４２は、この問題の解を効率的に得るために、線形計画法を用いた演算およびメタヒューリスティクスを用いた演算を実行する。
【0044】
線形計画法は、目的関数および制約条件を線形式で記述可能な場合の解法である。線形計画法において得られた解は、必ず目的関数を最適化する解となること、計算が高速に行えること等の利点がある。しかし、線形計画法は、全て線形式で表す必要がある、整数を取り扱うことが困難であるという欠点がある。また、線形計画法において、変数の数が増えると指数関数的に演算時間が増大するという欠点もある。
【0045】
メタヒューリスティクスは、発見的解法により、より良い解を現実的な時間で求めることを目的とする解法である。メタヒューリスティクスは、演算時間に拘わらず何らかの解を得ることができるという利点がある。しかし、メタヒューリスティクスは、得られた解が最適解であるかどうかの保証がないこと、ランダムに探索を行うため、より良い解を得るためにはある程度の演算時間が必要であるという欠点がある。
【0046】
本実施の形態においては、これらの解法を組み合わせて第１の最適化演算を行うことにより、最適解に近い解を短時間で得ることができる。すなわち、第１の最適化演算は、線形計画法を用いた演算を回帰的に行い、その中から最適な結果を選び出すことによって実行される。第１の最適化演算において、月毎の処理計画量を得るための目的関数は、運用収入の計算式となり、線形式で記述可能である。すなわち、第１の最適化演算における目的関数は、以下の式で表される。
【0047】
【数1】
【0048】
ここで、Ｑ１は、年間の売電収入（円）を示し、ｑｉは、週毎の売電価格の予測値（円／ｋＷｈ）を示し、Ｗｉは、週毎の売電量（ｋＷｈ）を示し、Ｇｉは、週毎の廃棄物処理量（ｔｏｎ）を示し、αｉ，βｉは、週毎の廃棄物発熱量および気温等から定められる焼却プラント１の性能指標を示している。αｉ，βｉは、焼却炉２またはボイラ４の性能、熱利用施設（図示せず）への蒸気供給、焼却プラント１内の消費電力等の影響を考慮して定められてもよい。ｉは、１年間における各週を示す指標であり、ｉ＝１，２，…，５２（または５３）となる。したがって、第１の最適化演算における決定すべき変数（週毎の廃棄物処理量Ｇｉ）の数は、５２（または５３）となる。
【0049】
また、制約条件のうち、焼却炉２の単位時間あたりの焼却量の上下限値、貯留槽９の容量の上下限値、および、焼却炉２の連続稼働期間の上限値は、何れも線形式で記述可能である。したがって、第１の最適化演算において、月毎の処理計画量を得るための目的関数、および、制約条件のうちの上記のものは、線形計画法により演算される。
【0050】
一方、制約条件のうち、焼却炉２または発電機２３の停止期間は、線形式により記述することが難しいため、メタヒューリスティクスによる探索により演算される。
【0051】
以上により、第１の最適化演算部４２は、年間の売電収入Ｑ１を最大化するような週毎（ｉ毎）の廃棄物処理量Ｇｉを出力する。この週毎の廃棄物処理量Ｇｉは、１年を暦に沿って週毎に分割した複数の処理計画量となる。
【0052】
なお、本実施の形態において、複数（例えば２つ）の焼却炉２を備えた焼却プラント１に対する第１の最適化演算を行う場合には、第１の最適化演算部４２は、第２の期間（１週）毎の各焼却炉２の稼働／停止状況の計画を演算する。上記制約条件のうち、焼却炉２の停止期間、および、焼却炉２の連続稼働期間の上限値は、焼却炉２毎に個別に設定されている。したがって、第１の最適化演算部４２は、これらを考慮しつつ、年間の売電収入Ｑを最大化するために、各焼却炉２をいつ停止させるか、何台停止させるかを考慮した演算を行う。第１の最適化演算部４２は、週毎の各焼却炉２の稼働／停止状況の計画を出力する。これにより、複数の焼却炉２の稼働計画に基づく総合的な廃棄物処理計画の算出を行うことができる。
【0053】
また、第１の最適化演算の結果、週毎の貯留槽９の容量（廃棄物の蓄積量）が計算され、出力される。
【0054】
第１の最適化演算部４２で演算された週毎の処理計画量（１年間分）と、週毎の各焼却炉２の稼働／停止状況（１年間分）とは、第２の最適化演算において利用される。本実施の形態においては、第２の最適化演算を行う前に、第２の期間（１週）毎の処理計画量を第３の期間（１月）毎の処理計画量に変換する第１の期間変換処理が実行される（ステップＳ１ａ）。
【0055】
すなわち、第１の最適化演算部４２は、第１の期間変換処理において、週毎の処理計画量を月毎に合算して月毎の処理計画量を算出する。例えば、第１の最適化演算部４２は、第１週から第５週までの週毎の処理計画量を合算して１月の処理計画量を算出し、第５週から第９週までの週毎の処理計画量を合算して２月の処理計画量を算出する。このようにして算出された月毎の廃棄物処理量は、１年を暦に沿って月毎に分割した複数の処理計画量となる。なお、第１の最適化演算部４２は、月が跨る週（第５週）において、週毎の処理計画量を日割りして１月と２月とに振り分ける、または、単純に２分割して１月と２月とに振り分けるような処理を行ってもよい。
【0056】
このような第１の期間変換処理を行うことにより、中間出力として所望の期間（すなわち１月）毎の処理計画量を出力することができるため、長期計画から中期計画および短期計画を１つの演算の流れの中で容易に策定することができる。
【0057】
また、第１の最適化演算部４２は、第１の期間変換処理において、週毎の各焼却炉２の稼働／停止状況を日毎に分割して日毎の各焼却炉２の稼働／停止状況に変換する。
【0058】
第１の最適化演算部４２で演算された月毎の処理計画量および日毎の各焼却炉２の稼働／停止状況は、記憶部３３に一時記憶される。第２の最適化演算部４３は、第１の最適化演算部４２で演算された月毎の処理計画量のそれぞれに対して第２の最適化演算を行う。
【0059】
第２の最適化演算に際し、入力情報取得部４１は、第１の最適化演算部４２で演算された月毎の処理計画量および日毎の各焼却炉２の稼働／停止状況を取得するとともに、日毎の売電価格の予測値、日毎の廃棄物発熱量の予測値および日毎の廃棄物搬入量の予測値を取得する。すなわち、本実施の形態において、第４の期間は１日に設定されている。
【0060】
ここで、入力情報取得部４１は、複数ある月毎の処理計画量の１つを取得した際、取得した１つの処理計画量における月（例えば６月等）に暦が対応する日毎の各予測値を取得する。すなわち、第１の最適化演算で出力される月毎の処理計画量のそれぞれは、１年を月毎に分割した１２個の期間の一つであり、対応した暦情報を有している。例えば、入力情報取得部４１は、第１の最適化演算により出力された６月の処理計画量を第２の最適化演算のために取得した場合、これに合わせて６月１日から６月３０日までの日毎の各予測値（３種類の予測値を３０日分で計９０個の予測値）を取得する。最適化演算を行う期間（第３の期間）に応じた入力値とすることにより、季節や時間帯に応じたより細かな予測値に基づいて最適化演算を行うことができる。
【0061】
さらに、入力情報取得部４１は、記憶部３３から制約条件を読み出す。第２の最適化演算部４３は、読み出した制約条件を満たし、且つ、第３の期間（１月）より短い第４の期間（１日）の発電電力の売電収入を最大化するように、第４の期間（１日）毎の処理計画量を演算する第２の最適化演算を行う（ステップＳ２）。
【0062】
なお、第２の最適化演算部４３は、第２の最適化演算において、上記制約条件の少なくとも一部を省略して演算を行ってもよい。より具体的には、第２の最適化演算部４３は、上記制約条件のうち、焼却炉２または発電機の停止期間、および焼却炉２の連続稼働期間の上限値について省略してもよい。第１の最適化演算で考慮済みの制約条件について第２の最適化演算では制約条件としなくても第２の最適化演算における解の厳密性に与える影響は小さい。したがって、このような制約条件を省略することにより、演算結果の精度を高く維持しつつ演算量をより低減させることができる。
【0063】
第２の最適化演算も、第１の最適化演算と同様に、混合整数非線形計画問題として演算される。第２の最適化演算部４３は、第１の最適化演算部４２と同様に、線形計画法を用いた演算およびメタヒューリスティクスを用いた演算を実行する。すなわち、第２の最適化演算部４３は、第１の最適化演算における年（第１の期間）を月（第３の期間）に、週（第２の期間）を日（第４の期間）に、変える以外は同様の演算を行う。例えば、第２の最適化演算における目的関数は、以下の式で表される。
【0064】
【数2】
【0065】
ここで、Ｑ２は、月間の売電収入（円）を示し、ｑｊは、日毎の売電価格の予測値（円／ｋＷｈ）を示し、Ｗｊは、日毎の売電量（ｋＷｈ）を示し、Ｇｊは、日毎の廃棄物処理量（ｔｏｎ）を示し、αｊ，βｊは、日毎の廃棄物発熱量および気温等から定められる発電機２３の性能指標を示している。ｊは、入力された月における各日を示す指標であり、ｊ＝１，２，…，Ｊ（Ｊはその月の最終日）となる。したがって、第２の最適化演算における決定すべき変数（日毎の廃棄物処理量Ｇｊ）の数は、Ｊ（２８～３１の何れか）となる。
【0066】
以上により、第２の最適化演算部４３は、月間の売電収入Ｑ２を最大化するような日毎（ｊ毎）の廃棄物処理量Ｇｊを出力する。このようにして得られる日毎の廃棄物処理量Ｇｊは、それぞれ、元の１年間の暦情報に対応した暦情報とともに出力される。また、第２の最適化演算部４３は、第４の期間（１日）毎の各焼却炉２における稼働／停止状況の計画を出力する。なお、日毎の各焼却炉２における稼働／停止状況は、第１の期間変換処理により演算されているので、第２の最適化演算部４３は、改めてこれを演算しなくてもよい。さらに、第２の最適化演算の結果、日毎の貯留槽９の容量（廃棄物の蓄積量）が計算され、出力される。第２の最適化演算部４３は、第２の最適化演算を月毎に１２ヶ月分（１２回）行うことで、１年間における日毎の廃棄物処理量Ｇｊ、各焼却炉２の稼働／停止状況の計画、および日毎の貯留層９の容量を算出する。
【0067】
このように、第１の最適化演算における演算結果を第２の最適化演算部４３への入力とすることにより、第２の最適化演算において、他の月を気にすることなく日毎の処理計画量を演算することができる。
【0068】
第２の最適化演算部４３で演算された日毎の処理計画量および日毎の各焼却炉２の稼働／停止状況は、記憶部３３に一時記憶される。第３の最適化演算部４３は、第２の最適化演算部４３で演算された日毎の処理計画量のそれぞれに対して第３の最適化演算を行う。
【0069】
第３の最適化演算に際し、入力情報取得部４１は、第２の最適化演算部４３で演算された日毎の処理計画量および記憶部３３に記憶されている日毎の各焼却炉２の稼働／停止状況を取得するとともに、時間毎の売電価格の予測値を取得する。すなわち、本実施の形態において、第５の期間は１時間に設定されている。ここで、入力情報取得部４１は、複数ある日毎の処理計画量の１つを取得した際、取得した１つの処理計画量における日（例えば６月１日等）に暦が対応する時間毎の売電価格の予測値を取得する。すなわち、第２の最適化演算で出力される日毎の処理計画量のそれぞれは、１年を日毎に分割した３６５個の期間の一つであり、対応した暦情報を有している。例えば、入力情報取得部４１は、第２の最適化演算により出力された６月１日の処理計画量を第３の最適化演算のために取得した場合、これに合わせて６月１日の０時から２４時までの時間毎の売電価格の予測値（２４時間分、すなわち２４個の予測値）を取得する。
【0070】
さらに、入力情報取得部４１は、記憶部３３から制約条件を読み出す。第３の最適化演算部４４は、読み出した制約条件を満たし、且つ、第４の期間（１日）より短い第５の期間（１時間）の発電電力の売電収入を最大化するように、第５の期間（１時間）毎の処理計画量を演算する第３の最適化演算を行う（ステップＳ３）。
【0071】
第３の最適化演算も、第１の最適化演算および第２の最適化演算と同様に演算される。ただし、第３の最適化演算部４４は、第３の最適化演算において、上記制約条件の少なくとも一部を省略して演算を行う。より具体的には、第３の最適化演算部４４は、上記制約条件のうち、焼却炉２の単位時間あたりの焼却量の上下限値を第３の最適化演算における制約条件として演算を行う。第１の最適化演算および第２の最適化演算で考慮済みの制約条件について第３の最適化演算では制約条件としなくても第３の最適化演算における解の厳密性に与える影響は小さい。したがって、このような制約条件を省略することにより、演算結果の精度を高く維持しつつ演算量をより低減させることができる。
【0072】
なお、上記のような制約条件を省略する代わりに、焼却炉２の運用手順に関する制約条件を第３の最適化演算における制約条件として追加してもよい。例えば、焼却炉２の立ち上げ（負荷上げ）または立ち下げ（負荷下げ）には最低２時間必要であること、負荷上げ後は最低３時間その状態を維持すること等を第３の最適化演算における制約条件として追加してもよい。
【0073】
この結果、第３の最適化演算は、線形計画法を用いた演算のみを実行する。第３の最適化演算における目的関数は、以下の式で表される。
【0074】
【数3】
【0075】
ここで、Ｑ３は、日間の売電収入（円）を示し、ｑｋは、時間毎の売電価格の予測値（円／ｋＷｈ）を示し、Ｗｋは、時間毎の売電量（ｋＷｈ）を示し、Ｇｋは、時間毎の廃棄物処理量（ｔｏｎ）を示し、αｋ，βｋは、時間毎の廃棄物発熱量および気温等から定められる焼却プラント１の性能指標を示している。ｋは、入力された日における各時間を示す指標であり、ｋ＝１，２，…，２４となる。したがって、第３の最適化演算における決定すべき変数（時間毎の廃棄物処理量Ｇｋ）の数は、２４となる。
【0076】
以上により、第３の最適化演算部４４は、日間の売電収入Ｑ３を最大化するような時間毎（ｋ毎）の廃棄物処理量Ｇｋを出力する。第３の最適化演算部４４は、第３の最適化演算を日毎に１２月分（Ｊ×１２回）行い、１年間における時間毎の廃棄物処理量Ｇｋを算出する。このようにして得られる時間毎の廃棄物処理量Ｇｋは、それぞれ、元の１年間の暦情報に対応した暦情報とともに出力される。
【0077】
このように、第２の最適化演算における演算結果を第３の最適化演算部４４への入力とすることにより、第３の最適化演算において、他の日を気にすることなく時間毎の処理計画量を演算することができる。
【0078】
図４は、本実施の形態における第２の最適化演算の結果を概念的に示すグラフである。なお、本グラフ（後述する図５Ａおよび図５Ｂのグラフを含む）は、最適化演算の傾向を表すための概念的なグラフであり、実際の演算結果を示すグラフではない。図４は、６月の処理計画量を示すグラフを例示している。図４のグラフは、横軸を日（６月１日から６月３０日）に取り、日毎の売電価格の予測値を二点鎖線の折れ線グラフで表し、日毎の廃棄物発熱量を実線の折れ線グラフで表し、第２の最適化演算結果である日毎の処理計画量を棒グラフで表している。
【0079】
図４に示すように、第２の最適化演算の結果として得られる日毎の処理計画量は、日毎の売電価格の予測値および／または日毎の廃棄物発熱量の予測値が低くなるほど少なくなり、これらの予測値が高くなるほど多くなるような傾向を有する。
【0080】
図５Ａおよび図５Ｂは、図４に示す日毎の処理計画量に基づいた第３の最適化演算の結果を概念的に示すグラフである。図５Ａのグラフは、図４に示す６月８日の処理計画量に基づいた第３の最適化演算の結果を示し、図５Ｂのグラフは、図４に示す６月１３日の処理計画量に基づいた第３の最適化演算の結果を示す。
【0081】
図５Ａおよび図５Ｂのグラフは、横軸を時間（０時から２４時）に取り、時間毎の売電価格の予測値を二点鎖線の折れ線グラフで表し、第３の最適化演算結果である時間毎の処理計画量を実線のグラフで表している。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第３の最適化演算の結果として得られる時間毎の処理計画量も、図４のグラフと同様に、時間毎の売電価格の予測値が低くなるほど少なくなり、この予測値が高くなるほど多くなるような傾向を有する。
【0082】
ただし、図５Ａのグラフ（６月８日のグラフ）と図５Ｂのグラフ（６月１３日のグラフ）とは、その日の処理計画量の総量（すなわち、図４における棒グラフの長さ）が異なる。したがって、日毎の処理計画量がより多い図５Ｂのグラフにおいて、時間毎の処理計画量は、図５Ａのグラフと比較して全体的に上方にシフトしたグラフとなる。このように、本実施の形態における最適化演算では、第３の最適化演算において各日における時間毎の処理計画量を求める際に、第２の最適化演算の演算結果である日毎の処理計画量の各値が用いられる。このため、第３の最適化演算において演算対象の日以外の日における処理計画量を考慮する必要がなくなる。このことは、第１の最適化演算と第２の最適化演算との間の関係においても成り立つ。
【0083】
以上のように、上記態様によれば、第１の期間（１年）がより短い第２の期間（週毎）に分割され、第１の期間より短い第３の期間（１月）単位の最適化演算が行われた上で、第３の期間がさらに短い第４の期間（日毎）に分割され、第４の期間がさらに短い第５の期間（１時間）単位の最適化演算が行われる。このため、各最適化演算において、期間の分割数を少なくすることができ、１回の最適化演算において決定すべき変数の数を少なくすることができる。したがって、各最適化演算における演算時間を短縮することができ、結果として第５の期間毎の処理計画量を第１の期間分演算するための演算時間を現実的な時間に抑えることができる。
【0084】
以上より、運転員の経験または勘によらず、売電収入を最大化するような廃棄物処理計画を短い演算時間で自動的に算出することができる。また、第１～第３の最適化演算を行うことにより、期間の分割を多段化することにより、各段における演算量を低減することができる。
【0085】
また、処理計画量が各期間単位毎（月毎、日毎、時間毎）に独立して出力されるため、実際の運用において廃棄物処理量が当初の廃棄物処理計画から乖離した場合であっても、局所的な再計算を容易に行うことができる。例えば、１月から事前に演算した年間の廃棄物処理計画に基づいて焼却プラント１を運用していたものの、３月の時点で処理計画量と実際の処理量との間に所定量以上の差が生じた場合、４月の廃棄物処理計画（第２の最適化演算および第３の最適化演算）を、当該差をなくすまたは小さくするように演算し直すことができる。このように長期計画の中の部分的な期間の計画（中期計画、短期計画）が簡単に再計算（修正）可能であるため、部分的な修正で当初の処理計画に戻すことができる。さらに、本実施の形態において各最適化演算により出力される処理計画量の期間が、月（週）、日、時間と細分化されることにより、局所的な再計算を、より好適な期間単位で行うことができる。
【0086】
なお、上記実施の形態において、各最適化演算部４２～４４に入力される、各期間単位毎の予測値は、それぞれ独立した予測値を用いてもよい。これに代えて、短い期間単位毎の予測値を用いてより長い期間単位毎の予測値を演算する第２および第３の期間変換処理を実行し、当該演算した期間単位毎の予測値を対応する最適化演算部４２～４３に入力してもよい。
【0087】
例えば、図３に示すように、第２の最適化演算部４３は、第３の最適化演算部４４に入力される第５の期間（１時間）毎の売電価格の予測値を第４の期間（１日）毎の売電価格の予測値に変換する第２の期間変換処理を実行する（ステップＳ２ａ）。この場合、第２の最適化演算部４３は、時間毎の売電価格の予測値を１日分合算し、平均を取ることにより、日毎の売電価格の予測値を算出する。
【0088】
また、第１の最適化演算部４２は、第２の最適化演算部４３に入力される第４の期間（１日）毎の売電価格の予測値、廃棄物発熱量の予測値および廃棄物搬入量の予測値を第２の期間（１週）毎の各予測値に変換する第３の期間変換処理を実行する（ステップＳ１ｂ）。この場合、第１の最適化演算部４２は、日毎の売電価格の予測値および廃棄物発熱量の予測値を１週間分合算し、平均を取ることにより、週毎の売電価格の予測値および廃棄物発熱量の予測値を算出する。さらに、第１の最適化演算部４２は、日毎の廃棄物搬入量の予測値を１週間分合算し、週毎の廃棄物搬入量の予測値を算出する。
【0089】
このように各最適化演算部４２～４４に入力される入力値の一部をより短い期間の入力値から演算により求めることで、入力データ量を低減させることができる。
【0090】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
【0091】
例えば、上記実施の形態においては、廃棄物処理計画演算の対象として、ストーカ式の焼却炉２を有する焼却プラント１を例示したが、焼却炉において廃棄物を焼却処理する際に発生する水蒸気を用いて発電を行う発電機を備えた焼却プラントであれば、これに限られない。例えば、本発明の廃棄物処理計画演算方法を、流動層式の焼却炉を有する焼却プラント等に適用することも可能である。
【0092】
また、上記実施の形態における目的関数、制約条件は例示であり、上記に限定されない。目的関数の変更、パラメータの追加等を適宜行ってもよい。例えば、目的関数を売電収入から焼却プラント１のランニングコストを差し引いた利益としてもよい。ランニングコストには、例えば、飛灰処理薬剤、消石灰、活性炭等の施設ユーティリティの消費コスト、焼却炉２の起動または停止にかかるコスト等が含まれる。例えば、売電収入が同じでも焼却炉２の起動または停止回数が異なると得られる利益に差が生じる。このため、売電収入だけでなくランニングコストを同時に考慮した最適化演算を行うことにより、得られる利益がより高くなるような演算とすることができる。
【0093】
また、制約条件は、上記制約条件のうちの一部を制約条件としてもよいし、上記以外の制約条件を追加してもよい。
【0094】
また、上記実施の形態において、第１～第３の最適化演算部４２～４４に入力される各予測値は、演算対象となる処理計画量の暦に応じた値を用いたが、これに限られない。例えば、各予測値における平均値等、対応期間によらず一定の値を入力する予測値としてもよい。
【0095】
また、上記実施の形態においては、第１の期間を１年、第２の期間を１週、第３の期間を１月、第４の期間を１日、第５の期間を１時間としたが、これに限られず、各期間は種々設定可能である。例えば、第１の期間を、１年以上の期間に設定し、第２の期間および第３の期間を、それぞれ１週以上かつ第１の期間未満の期間に設定し、第４の期間を、１日以上かつ第３の期間未満の期間に設定し、第５の期間を、１時間以上かつ第４の期間未満の期間に設定してもよい。
【0096】
また、上記実施の形態においては、第1の最適化演算により演算された第２の期間（１週）毎の処理計画量を第３の期間（１月）毎の処理計画量に変更する第１の期間変換処理を行い、当該第２の期間毎の処理計画量を第２の最適化演算の入力にする態様を例示したが、これに限られない。例えば、第１の最適化演算により演算された第２の期間毎の処理計画量をそのまま第２の最適化演算の入力としてもよい。すなわち、第３の期間を第２の期間と同じ期間としてもよい。
【0097】
また、上記実施の形態においては、第１～第３の最適化演算（３段階の最適化演算）を行う態様について例示したが、２段階の最適化演算（第１の最適化演算および第２の最適化演算）または４段階以上の最適化演算（第４以降の最適化演算）を行う態様としてもよい。
【0098】
例えば、図６は、本実施の形態の変形例における最適化演算処理の流れを示す模式図である。本変形例が上記実施の形態（図３の例）と異なる点は、２段階の最適化演算を行うことで１年間における１時間毎の処理計画量を演算することである。すなわち、第１の最適化演算部４２は、日毎の売電価格の予測値と、日毎の廃棄物の発熱量の予測値と、日毎の廃棄物搬入量の予測値と、が入力され、上記制約条件を用いて、当該制約条件を満たし、且つ、１年における発電電力の売電収入を最大化するように、日毎の処理計画量を出力する第１の最適化演算を行う。すなわち、本変形例において、第１の期間は１年であり、第２の期間および第３の期間は１日である。
【0099】
また、第２の最適化演算部４３は、日毎の処理計画量のそれぞれに対し、時間毎の売電価格の予測値を入力し、上記制約条件を用いて、当該制約条件を満たし、且つ、１日における発電電力の売電収入を最大化するように、時間毎の処理計画量を出力する第２の最適化演算を行う。すなわち、本変形例において、第４の期間は、１時間である。
【0100】
本変形例においても、各最適化演算において決定すべき変数の数を少なくすることができる。したがって、各最適化演算における演算時間を短縮することができ、結果として１時間毎の処理計画量を１年間分演算する時間を現実的な時間に抑えることができる。
【0101】
なお、本変形例において、第２の最適化演算を行う際の制約条件は、上記実施の形態と同様に、その一部を省略可能である。本変形例において、第２の最適化演算を行う際の制約条件は、焼却炉の単位時間あたりの焼却量の上下限値のみである。これにより、上記実施の形態における第３の最適化演算と同様に、本変形例の第２の最適化演算において演算量および演算時間をより低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【0102】
本発明は、焼却プラントにおいて売電収入を最大化するような廃棄物処理計画を短い演算時間で自動的に算出することができる廃棄物処理計画演算方法および廃棄物処理計画演算装置を提供するために有用である。
【符号の説明】
【0103】
１ 焼却プラント
２ 焼却炉
９ 貯留槽
２３ 発電機
３１ 廃棄物処理計画演算装置
４２ 第１の最適化演算部
４３ 第２の最適化演算部
４４ 第３の最適化演算部
２ 焼却炉
９ 貯留槽
２３ 発電機
３１ 廃棄物処理計画演算装置
４２ 第１の最適化演算部
４３ 第２の最適化演算部
４４ 第３の最適化演算部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】