專(zhuān)利名稱(chēng)：海水淡化工廠系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種海水淡化工廠(plant)系統(tǒng)，從海水生產(chǎn)淡水，經(jīng)由配水池向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)的淡水。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為應(yīng)對(duì)水資源缺乏的對(duì)策之一，采用從海水生成飲用水的海水淡化工廠。海水淡化工廠向反滲透膜供給海水，通過(guò)反滲透膜過(guò)濾海水，從而生產(chǎn)淡水，并經(jīng)由配水池向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)的淡水。公知有通過(guò)泵及閥控制海水的壓力、流量及回收率(透過(guò)率)的海水淡化工廠。日本專(zhuān)利第4341865號(hào)公報(bào)公開(kāi)了通過(guò)閥門(mén)控制向反滲透膜供給的海水的壓力從而使過(guò)濾水質(zhì)穩(wěn)定的海水淡化工廠。一般的海水淡化工廠以從工廠設(shè)計(jì)階段所確定的一定量的海水獲得一定量的淡水的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，作為自然水的海水的水質(zhì)時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生著變化，因此獲得淡水所需的電力消耗率是不一定的。例如，根據(jù)海水的水質(zhì)，反滲透膜的過(guò)濾特性發(fā)生變化。因此，若控制海水淡化工廠以使過(guò)濾特性保持一定，則過(guò)濾所需的電力的電力消耗率也發(fā)生變化。在海水溫度高的情況下，水的粘度系數(shù)低，因此反滲透膜的透過(guò)特性好。此時(shí)，海水以比較低的壓力透過(guò)反滲透膜，因此加壓并供給海水所需的電力比較小，所需的電力消耗率小。而在海水溫度低的情況下，由于與上述情況相反的原因，所需的電力消耗率大。此夕卜，在海水的鹽分濃度高的情況下，在反滲透膜面上產(chǎn)生的海水與淡水的滲透壓差大，所需的電力消耗率大。因此，若以保持一定的淡水生產(chǎn)量的方式運(yùn)轉(zhuǎn)海水淡化工廠，則用于獲得目標(biāo)量的淡水的每I日的電力量(電力消耗率)會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的課題在于提供一種海水淡化工廠系統(tǒng)，其具備制作用于以最小的成本(電力消耗率)生產(chǎn)一定期間內(nèi)所要求的量的淡水的一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能、或者支援制作淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能。一個(gè)實(shí)施方式的海水淡化工廠系統(tǒng)，具有從海水生產(chǎn)淡水的工廠部，經(jīng)由配水池向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)出的淡水，上述海水淡化工廠系統(tǒng)包括海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元，根據(jù)海水水質(zhì)的過(guò)去的實(shí)際測(cè)量值，分別預(yù)測(cè)某一定期間內(nèi)的每預(yù)定時(shí)間的上述海水的水質(zhì)；最佳計(jì)劃運(yùn)算單元，制作多個(gè)將上述一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量按上述預(yù)定時(shí)間分配的上述一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，使用按上述預(yù)定時(shí)間預(yù)測(cè)到的海水水質(zhì)、按上述預(yù)定時(shí)間分配的淡水生產(chǎn)量、及預(yù)先求得的回收率，對(duì)上述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案每一個(gè)計(jì)算用于生產(chǎn)每上述預(yù)定時(shí)間的淡水的電力消耗率，根據(jù)該計(jì)算出的電力消耗率，從上述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案求出最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃；以及顯示單元，顯示由上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元求出的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的內(nèi)容。根據(jù)實(shí)施方式的海水淡化工廠系統(tǒng)，具備制作用于以最小的成本(電力消耗率)生產(chǎn)一定期間內(nèi)所要求的淡水生產(chǎn)量的一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能、或者支援制作淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能。
圖1表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的概略。圖2表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)的控制裝置部的功能塊。圖3說(shuō)明一個(gè)實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)的控制與現(xiàn)有系統(tǒng)之間的控制的不同點(diǎn)。圖4說(shuō)明一個(gè)實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)中的淡水生產(chǎn)量的計(jì)劃案的一例。圖5表示說(shuō)明一個(gè)實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)中的最佳化方法的一例即遺傳算法的流程圖。圖6表示其他實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)。圖7表示再一其他實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)。圖8表示再一另外的實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)。[第I實(shí)施方式]本實(shí)施方式所涉及的海水淡化工廠系統(tǒng)如圖1所示包括工廠部10、工廠部10的控制裝置部11及配水池20。工廠部10獲取海水并向反滲透膜供給所獲取的海水，將通過(guò)該反滲透膜過(guò)濾后的過(guò)濾水作為淡水來(lái)生產(chǎn)，并將所生產(chǎn)出的淡水經(jīng)由配水池20供給到消費(fèi)者?？刂蒲b置部11導(dǎo)出使每單位淡水生產(chǎn)量的電力量即電力消耗率(electric powerconsumption rate)最小的一定期間(例如24小時(shí))的制水計(jì)劃，并根據(jù)所導(dǎo)出的制水計(jì)劃控制工廠部10。在圖1中，本實(shí)施方式的工廠部10包括預(yù)處理裝置13、送水泵14、高壓泵15、增壓泵16、反滲透膜17、動(dòng)力回收裝置18及鹽水(brine)流量調(diào)節(jié)閥19。在工廠部10生產(chǎn)的淡水向配水池20供給，進(jìn)一步從配水池20供給到消費(fèi)者。此外，該工廠部10還包括淡水流量計(jì)22、濃縮海水流量計(jì)23、高壓泵15用的控制器24及增壓泵16用的控制器25。另夕卜，高壓泵15、增壓泵16、反滲透膜17、動(dòng)力回收裝置18及鹽水流量調(diào)節(jié)閥19構(gòu)成淡水生產(chǎn)設(shè)備12。預(yù)處理裝置13對(duì)所獲取的海水實(shí)施基于砂濾(sand filtration)等的預(yù)處理。送水泵14從預(yù)處理裝置13吸引海水，向高壓泵15和動(dòng)力回收裝置18輸送海水。高壓泵15將從送水泵14輸送來(lái)的海水的壓力提升至高壓狀態(tài)(例如6MPa左右)。通過(guò)高壓泵15提升了壓力的海水被供給到反滲透膜17。另外，高壓泵15能夠改變旋轉(zhuǎn)速度，能夠控制向反滲透膜17供給的海水的供給流量。反滲透膜17過(guò)濾海水來(lái)去除海水中所含的鹽分，生產(chǎn)淡水。所生產(chǎn)的淡水被輸送到配水池20，進(jìn)一步被供給到消費(fèi)者。另一方面，通過(guò)反滲透膜17與淡水分離了的鹽分和沒(méi)有被淡化的水一起作為濃縮海水被排出。從反滲透膜17排出的濃縮海水被供給到動(dòng)力回收裝置18。配水池20作為暫時(shí)儲(chǔ)存由工廠部10生產(chǎn)出的淡水的緩存而發(fā)揮作用。動(dòng)力回收裝置18回收濃縮海水所具有的壓力(動(dòng)力)，提升海水的壓力。由于濃縮海水是高壓的狀態(tài)(6MPa左右)，因此從能量回收的觀點(diǎn)考慮設(shè)置了動(dòng)力回收裝置18。在本實(shí)施方式中，作為動(dòng)力回收裝置18,例如使用容積式(displacement type)的動(dòng)力回收裝置。動(dòng)力回收裝置18包括高壓側(cè)入口 18a、高壓側(cè)出口 18b、低壓側(cè)入口 18c及低壓側(cè)出口 18d。向高壓側(cè)入口 18a供給從反滲透膜17排出的濃縮海水。濃縮海水在其 壓力能被回收之后，從低壓側(cè)出口 18d排出。從送水泵14向低壓側(cè)入口 18c供給海水。該海水的壓力通過(guò)利用濃縮海水所具有的壓力(動(dòng)力)來(lái)被提升，海水從高壓側(cè)出口 18b排出。從高壓側(cè)出口 18b排出的海水被供給到增壓泵16。增壓泵16將從動(dòng)力回收裝置18的高壓側(cè)出口 18b排出的海水的壓力進(jìn)一步提升0.2MPa左右。S卩，增壓泵16將海水的壓力提升至與從高壓泵15排出的海水的壓力相同的程度。從增壓泵16排出的海水與從高壓泵15排出的海水合流，所合流的海水向反滲透膜17輸送。另外，增壓泵16能夠改變旋轉(zhuǎn)速度，通過(guò)控制流量，能夠控制濃縮海水的流量。鹽水流量調(diào)節(jié)閥19調(diào)節(jié)濃縮海水的流量。控制器24控制高壓泵15。控制器24從控制裝置部11被提供淡水生產(chǎn)量的目標(biāo)值，此外接收通過(guò)淡水流量計(jì)22計(jì)測(cè)的淡水生產(chǎn)量值。另外，在此淡水生產(chǎn)量是指透過(guò)了反滲透膜17過(guò)的淡水流量?？刂破?4控制高壓泵15，以使淡水生產(chǎn)量達(dá)到淡水生產(chǎn)量的目標(biāo)值?？刂破?5控制增壓泵16?？刂破?5從控制裝置部11被提供回收率的目標(biāo)值，此外接收通過(guò)濃縮海水流量計(jì)23計(jì)測(cè)的濃縮海水量值。控制器25控制增壓泵16，以使回收率達(dá)到回收率的目標(biāo)值。另外，回收率是通過(guò)以下(I)式定義的?；厥章?淡水量/ (濃縮海水量+淡水量)......(I)S卩，控制器25控制增壓泵16，以使所供給的海水的量與獲得的淡水的量之比即回收率達(dá)到目標(biāo)值。接著，用圖2說(shuō)明控制裝置部11的詳細(xì)結(jié)構(gòu)?？刂蒲b置部11由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，包括數(shù)據(jù)受理單元31、海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32、需要預(yù)測(cè)單元33、最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34，最佳回收率運(yùn)算單元35、顯示單元36及數(shù)據(jù)輸出單元37?？刂蒲b置部11作為功能具有海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32、需要預(yù)測(cè)單元33、最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34、最佳回收率運(yùn)算單元35?？刂蒲b置部11除此之外在外部還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39及制約條件保存部40。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39存儲(chǔ)包括工廠數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)，此外制約條件保存部40保存后述的制約條件。數(shù)據(jù)受理單元31包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸板等操作設(shè)備，經(jīng)由它們接收各種數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)為海水水質(zhì)(海水溫度、鹽分濃度等)、天氣預(yù)報(bào)等當(dāng)日的氣象信息、日子等。當(dāng)日的氣象信息及日子用于預(yù)測(cè)淡水的需要量。所接收的數(shù)據(jù)輸出到海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32和需要預(yù)測(cè)單元33。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39將過(guò)去日子的通過(guò)工廠部10實(shí)際測(cè)量的海水溫度、海水鹽分濃度、從配水池20向消費(fèi)者供給的需要量、電力量等的值和日期、時(shí)間(例如每I小時(shí))一起存儲(chǔ)。即，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39儲(chǔ)存作為日期和時(shí)間、海水溫度、海水鹽分濃度、需要量、電力量等處理數(shù)據(jù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39例如將I日量的過(guò)去的需要實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)按不同日子例如假日、平日、假日后第一天地進(jìn)行保存。I日量的需要實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)包括每I小時(shí)的需要實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)。向需要預(yù)測(cè)單元33輸入數(shù)據(jù)受理單元31所受理的當(dāng)日的各種數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39中所存儲(chǔ)的過(guò)去的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。需要預(yù)測(cè)單元33使用上述數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)一定期間(例如當(dāng)日I日量)的每預(yù)定時(shí)間(例如每I小時(shí))的淡水的需要量。并且，需要預(yù)測(cè)單元33根據(jù)所預(yù)測(cè)的需要量，確定I日所需的淡水生產(chǎn)量。在此，說(shuō)明需要預(yù)測(cè)單元33的預(yù)測(cè)方法的一例。需要預(yù)測(cè)單元33根據(jù)當(dāng)日的氣象信息和日子，如上所述預(yù)測(cè)一定期間(例如設(shè)為I日，以下相同)的每預(yù)定時(shí)間(例如設(shè) 為每I小時(shí)，以下相同)的需要量?，F(xiàn)在，在從數(shù)據(jù)受理單元31向需要預(yù)測(cè)單元33輸入預(yù)測(cè)當(dāng)日的日子時(shí)，需要預(yù)測(cè)單元33根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39中所存儲(chǔ)的過(guò)去的需要實(shí)績(jī)，取得該日子W的以下平均值模式。Jw(/) (i = I 24)此外，由于能夠獲得到前一日為止的需要實(shí)績(jī)，因此為了預(yù)測(cè)k日的需要，例如使用以下(2)式所示的自回歸模型。[數(shù)學(xué)式I]
A, W =O1^+O2 x(/(A:-2)-j>w)+...…⑵在此，設(shè)Ayw(k):當(dāng)日的需要預(yù)測(cè)值偏差[m3/h]B1, a2 :參數(shù)
24Fk-1曰為止的平均實(shí)績(jī)值
i=^\ ；進(jìn)一步，當(dāng)日的需要預(yù)測(cè)值j) u {k )表示為以下⑶式。
j w(^)=Av"(A:)+jw(l:-l)… (3)另外，a1、a2……為自回歸的參數(shù)，可以預(yù)先提供，此外也可以適用遞歸最小二乘方估值算(卡爾曼濾波器)。由于能夠獲得當(dāng)曰的預(yù)測(cè)值少W(是)[m3/h]和該曰子W的模式歹DQ = I
24)，因此若對(duì)各時(shí)間帶的預(yù)測(cè)值進(jìn)行積分，則能夠由以下(4)式獲得按當(dāng)日的每I小時(shí)的24小時(shí)量的預(yù)測(cè)值。[數(shù)學(xué)式2]
y w (jc，/) (i = I 24) [m3/h] (4)另外，需要預(yù)測(cè)的方法不限于上述的使用自回歸模型的方法，例如也可以是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、GMDH(Group Method of Data Handling)等。海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32用數(shù)據(jù)受理單元31所受理的當(dāng)日的氣象信息、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元39中所存儲(chǔ)的海水溫度及鹽分濃度的過(guò)去的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)一定期間(例如I日)的每預(yù)定時(shí)間(例如每I小時(shí))的水質(zhì)的變化。預(yù)測(cè)海水水質(zhì)的方法與上述需要預(yù)測(cè)方法同樣，有基于氣象信息和過(guò)去實(shí)績(jī)的自回歸模型的方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、GMDH等。另外，在系統(tǒng)導(dǎo)入時(shí)等沒(méi)有過(guò)去的實(shí)績(jī)的情況下，可以使用一定值來(lái)代替海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32的輸出。最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34根據(jù)一定期間的淡水需要量、海水溫度及海水鹽分濃度各自的預(yù)測(cè)值、后述的制約條件及回收率，導(dǎo)出一定期間的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。即，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34制作多個(gè)將I日所需的淡水生產(chǎn)量分配到每I小時(shí)的I日量的淡水生產(chǎn)量 計(jì)劃案。最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34用每I小時(shí)預(yù)測(cè)的海水水質(zhì)、分配到每I小時(shí)的淡水生產(chǎn)量及預(yù)先求得的回收率，對(duì)各淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案分別計(jì)算用于生產(chǎn)淡水的電力消耗率。并且，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34根據(jù)所計(jì)算出的電力消耗率，從多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案中求出最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。在后文說(shuō)明該方法的詳細(xì)情況。在此，I日所需的淡水生產(chǎn)量是由需要預(yù)測(cè)單元33根據(jù)作為在海水淡化工廠的計(jì)劃階段所確定的基準(zhǔn)的I日的淡水生產(chǎn)量，通過(guò)過(guò)去的需要量數(shù)據(jù)等確定的當(dāng)日所需的I日量的淡水生產(chǎn)量。并且，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34將該I日量的淡水生產(chǎn)量分配到每I小時(shí)來(lái)獲得每I小時(shí)的淡水生產(chǎn)量。此外，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34分別求得獲得該每I小時(shí)的淡水生產(chǎn)量所需的每I小時(shí)的電力消耗率。將按I日(24小時(shí))量對(duì)該每I小時(shí)的電力消耗率進(jìn)行合計(jì)而得到的值最小的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案作為最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。最佳回收率運(yùn)算單元35具有按各淡水生產(chǎn)量分別記錄有最佳的回收率的表?；厥章适芎Ｋ疁囟?、海水鹽分濃度及淡水生產(chǎn)量影響。根據(jù)淡水生產(chǎn)量預(yù)先求得使電力消耗率最小的最佳的回收率。最佳回收率運(yùn)算單元35確定與由最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34求得的每I小時(shí)的淡水生產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的每I小時(shí)的最佳的回收率。制約條件保存部40保存制約條件。制約條件為配水池20的容量、配水池20的運(yùn)用上下限、反滲透膜17的種類(lèi)及動(dòng)力回收裝置18的種類(lèi)等。另外，配水池的容量、運(yùn)用上下限等工廠部10的設(shè)備結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是不變的設(shè)定值。這些制約條件從制約條件保存部40供給到最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34。顯示單元36根據(jù)通過(guò)最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34獲得的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃，在畫(huà)面上顯示淡水生產(chǎn)量計(jì)劃、電力消耗率削減效果等。數(shù)據(jù)輸出單元37向圖1所示的工廠部10輸出根據(jù)由最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34求得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃獲得的每I小時(shí)的淡水生產(chǎn)量的目標(biāo)值及每I小時(shí)的回收率的目標(biāo)值作為控制目標(biāo)值。在此，上述電力消耗率是通過(guò)以下(5)式求得的。電力消耗率=f (海水溫度、海水鹽分濃度、淡水生產(chǎn)量、回收率)……(5)在上式中，函數(shù)f難以公式化。因此，進(jìn)行將反滲透膜、動(dòng)力回收裝置、泵、閥門(mén)的各模型組合的模擬，計(jì)算工廠整體的海水的壓力、流量的狀況之后，將海水溫度、海水鹽分濃度、淡水生產(chǎn)量、回收率換算為電力量。
最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34根據(jù)需要預(yù)測(cè)值、海水水質(zhì)預(yù)測(cè)值、配水池容量、配水池的運(yùn)用上下限值等各種參數(shù)，計(jì)算使電力消耗率最小的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。因此，電力消耗率例如如下地被公式化。(I)目標(biāo)函數(shù) 每I日的電力消耗率=(各泵的I日的電力量/I日的淡水生產(chǎn)量)一最小化(2)制約條件 配水池的水位滿(mǎn)足水位上下限值。
I日的淡水生產(chǎn)量從作為上述基準(zhǔn)的I日 的淡水生產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)等。以下，詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34求得最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的方法。在此，參照?qǐng)D3與現(xiàn)有方法比較來(lái)說(shuō)明最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。海水的水質(zhì)(鹽分濃度、海水溫度等)如圖3中的A所示按各時(shí)間帶發(fā)生變化。在現(xiàn)有的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃中，如BI所示，在I日的各時(shí)間帶中，生產(chǎn)一定量的淡水。因此，在現(xiàn)有方法中，在各時(shí)間帶中使用不同水質(zhì)的海水始終生產(chǎn)一定量的淡水。因此，該淡水生產(chǎn)中所需的功耗如Cl所示按各時(shí)間帶發(fā)生變化。而在本實(shí)施方式中，與I日中的海水的水質(zhì)變化對(duì)應(yīng)地，如B2所示，各時(shí)間帶的淡水計(jì)劃水量發(fā)生變化。各時(shí)間帶的淡水計(jì)劃水量是以各時(shí)間帶的淡水計(jì)劃水量的合計(jì)值滿(mǎn)足I日的淡水生產(chǎn)量的方式計(jì)劃的。并且，各時(shí)間的淡水計(jì)劃生產(chǎn)水量是使(5)式所示的每I日的電力消耗率最小的計(jì)劃值。其結(jié)果，如C2所示，功耗的日變動(dòng)比以往(Cl)減小，且功耗本身也減小。以下，說(shuō)明獲得最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的具體方法。設(shè)工廠部10例如圖4所示能夠按8階段控制淡水生產(chǎn)量。在假設(shè)將I日所需的淡水生產(chǎn)量分配到每I小時(shí)的計(jì)劃案的情況下，若將某時(shí)刻k的淡水生產(chǎn)量定義為Q(k)，則Q(k)有8個(gè)(種)。若對(duì)24小時(shí)(I日)量進(jìn)行計(jì)劃，則淡水生產(chǎn)量的組合(生產(chǎn)水量的計(jì)劃案)有824個(gè)(22位數(shù))。例如，在圖4所示的計(jì)劃案中，從零時(shí)至23時(shí)的各整點(diǎn)的每I小時(shí)的生產(chǎn)水量表示為[2、3、2、3、6、7、......7、8、6]。這種計(jì)劃案可以想到824個(gè)。但是，在對(duì)這樣龐大的所有組合進(jìn)行評(píng)價(jià)的全搜索方法下，即使是現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)，現(xiàn)實(shí)上也無(wú)法解得最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。因此，本實(shí)施方式作為該最佳化問(wèn)題的解法的一例，采用遺傳算法(GA :Genetic Algorithm)。此時(shí)，各個(gè)體的基因x (i)如上所述被定義為[Q(O)、Q (I)、......Q (23)]。S卩，個(gè)體
的基因?yàn)橐欢ㄆ陂g(I日)的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量按各預(yù)定時(shí)間(I小時(shí))被隨機(jī)分配。并且，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34產(chǎn)生多個(gè)個(gè)體，根據(jù)上述(5)式的電力消耗率進(jìn)行評(píng)價(jià)各個(gè)體的評(píng)價(jià)處理。并且，進(jìn)行淘汰預(yù)先定義的數(shù)量的評(píng)價(jià)值差的個(gè)體的淘汰處理。之后，進(jìn)行將剩余的個(gè)體隨機(jī)配對(duì)來(lái)進(jìn)行單點(diǎn)交叉的交叉處理。之后，隨機(jī)選擇相對(duì)于所有個(gè)體數(shù)量的突變率量的個(gè)體，進(jìn)行通過(guò)所選擇的各個(gè)體的任意的基因座變更基因的突變處理。此外，反復(fù)進(jìn)行從評(píng)價(jià)處理到突變處理的處理，最終求得最優(yōu)良的基因，將最終求得的基因作為最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案。通過(guò)圖5說(shuō)明該遺傳算法。<步驟-1〉初期個(gè)體組的生成產(chǎn)生n個(gè)具有隨機(jī)分配每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量而生成的基因的個(gè)體。n為預(yù)先定義的數(shù)。<步驟-2〉評(píng)價(jià)處理通過(guò)(5)式等計(jì)算各個(gè)體的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的評(píng)價(jià)值。此時(shí)，在不滿(mǎn)足上述制約條件的情況下，將該個(gè)體的評(píng)價(jià)值設(shè)為O。<步驟-3〉淘汰處理淘汰(削除)評(píng)價(jià)值的差的(評(píng)價(jià)值小的)個(gè)體。預(yù)先定義淘汰的個(gè)體的數(shù)量。<步驟-4〉交叉處理隨機(jī)進(jìn)行個(gè)體的配對(duì)。以相對(duì)于所有個(gè)體數(shù)量的預(yù)定的比例(交叉率)進(jìn)行配對(duì)。按每對(duì)隨機(jī)選擇基因座(基因的位置)，進(jìn)行單點(diǎn)交叉。在單點(diǎn)交叉中，按所選擇的基因座的前或后彼此交換基因組。另外，在相同設(shè)施號(hào)之間進(jìn)行交叉處理。<步驟-5〉突變處理隨機(jī)選擇相對(duì)于所有個(gè)體數(shù)量的預(yù)定的比例(突變率)的個(gè)體。對(duì)所選擇的個(gè)體，通過(guò)隨機(jī)選擇了基因的基因座進(jìn)行變更。<步驟-6〉結(jié)束判定處理(未圖示)反復(fù)進(jìn)行〈步驟_2> 〈步驟_5>，當(dāng)滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的結(jié)束條件時(shí)結(jié)束處理。結(jié)束條件為例如反復(fù)次數(shù)達(dá)到預(yù)定的次數(shù)。由此，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34確定使海水淡化工廠的每I日的電力消耗率最小的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。顯示單元36在畫(huà)面上顯示所獲得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的內(nèi)容。即，顯示單元36例如在畫(huà)面上顯示各時(shí)刻的淡水生產(chǎn)量的推移、電力消耗率的削減效果等。由此，操作員能夠根據(jù)顯示內(nèi)容切實(shí)地掌握最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的內(nèi)容，并且掌握電力削減效果。此外，根據(jù)通過(guò)最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34求得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃獲得的每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量的目標(biāo)值及回收率的目標(biāo)值作為控制目標(biāo)值由數(shù)據(jù)輸出單元37輸出到工廠部10。由此，以海水淡化所需的I日的功耗最小的狀態(tài)運(yùn)用工廠部10，且能夠切實(shí)地得到所需的量的淡水。即，本實(shí)施方式能夠以最小的成本生產(chǎn)一日所需的量的淡水。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供一種海水淡化工廠系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備制作用于以最小的成本(電力消耗率)生產(chǎn)一定期間內(nèi)所要求的量的淡水的一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能、或者支援制作淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能。[第2實(shí)施方式]在圖6所示的第2實(shí)施方式的控制裝置部11中，對(duì)圖2所示的實(shí)施方式的控制裝置部11作為功能增加了配水池水位監(jiān)視單元42及計(jì)劃修改單元43。向配水池水位監(jiān)視單元42輸入通過(guò)水位測(cè)定單元44測(cè)定的配水池20的實(shí)際測(cè)量水位。配水池水位監(jiān)視單元42根據(jù)通過(guò)最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34求得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量與通過(guò)需要預(yù)測(cè)單元33預(yù)測(cè)的每預(yù)定時(shí)間的需要量之差，求得每預(yù)定時(shí)間的配水池20的預(yù)測(cè)水位。淡水生產(chǎn)量與需要量的差分除以配水池20的面積就能夠預(yù)測(cè)配水池20的水位。此外，配水池20的實(shí)際測(cè)量水位從水位測(cè)定單元44輸入到配水池水位監(jiān)視單元42。配水池水位監(jiān)視單元42求出實(shí)際測(cè)量水位與預(yù)測(cè)水位之間的每預(yù)定時(shí)間的偏差，將該偏差的絕對(duì)值與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，監(jiān)視偏差是否超過(guò)閾值。
計(jì)劃修改單元43在通過(guò)該配水池水位監(jiān)視單元42獲得的偏差為閾值以上的情況下，判斷為最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的誤差大，修改該淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。向計(jì)劃修改單元43輸入通過(guò)工廠部10生產(chǎn)的淡水的量(未圖示)。從而，計(jì)劃修改單元43使用從開(kāi)始實(shí)施最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃起到偏差達(dá)到閾值以上的時(shí)刻為止實(shí)際生產(chǎn)的淡水生產(chǎn)量，運(yùn)算最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的剩余期間所需的淡水生產(chǎn)量。并且，計(jì)劃修改單元43計(jì)算出能夠生產(chǎn)該剩余期間所需的淡水生產(chǎn)量的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃，修改最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。該修改用的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃可以通過(guò)與上述的最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34的方法相同的方法計(jì)算，或者若剩余期間短，則也可以將各每預(yù)定時(shí)間的淡水的生產(chǎn)量設(shè)為一定來(lái)計(jì)算。S卩，配水池水位監(jiān)視單元42根據(jù)I日的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃和需要量預(yù)測(cè)值導(dǎo)出配水池20的水位計(jì)劃，此外實(shí)時(shí)監(jiān)視水位計(jì)劃與實(shí)際測(cè)量水位之間的誤差(水位誤差)。并且，在水位誤差的絕對(duì)值達(dá)到預(yù)定的閾值以上的情況下，計(jì)劃修改單元43修改最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。即，計(jì)劃修改單元43根據(jù)從開(kāi)始實(shí)施計(jì)劃起到現(xiàn)在為止生產(chǎn)了的淡水生產(chǎn)量，運(yùn)算剩余期間所需的淡水生產(chǎn)量，計(jì)算出能夠生產(chǎn)剩余期間所需的淡水生產(chǎn)量的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。因此，即使在水位誤差大、當(dāng)初的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃破壞了的情況下，也能夠通過(guò)修改來(lái)適當(dāng)?shù)匦拚a(chǎn)量計(jì)劃。根據(jù)本實(shí)施方式，與第I實(shí)施方式同樣，能夠以最小的成本生產(chǎn)一日所需的量的淡水。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于具有計(jì)劃修改單元43，因此即使在當(dāng)初的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃崩潰了的情況下，也能夠適當(dāng)?shù)匦拚a(chǎn)量計(jì)劃。[第3實(shí)施方式]圖7所示的第3實(shí)施方式不具備圖2所示的第I實(shí)施方式中的最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34及最佳回收率運(yùn)算單元35。在第3實(shí)施方式中，操作員確定淡水生產(chǎn)量案及回收率案，向數(shù)據(jù)受理單元31輸入淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。在本實(shí)施方式中，操作員根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)法則，預(yù)先制作多個(gè)將I日所需的淡水生產(chǎn)量分配到每I小時(shí)的I日的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案。并且，操作員根據(jù)該日的日子、氣象信息等選擇認(rèn)為最佳的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，向數(shù)據(jù)受理單元31輸入所選擇的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案。控制裝置部11為了掌握所輸入的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案是否良好，作為功能具有配水池水位及電力消耗率的運(yùn)算單元46，代替最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34。運(yùn)算單元46預(yù)測(cè)能夠根據(jù)所輸入的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案的每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn) 量與通過(guò)需要預(yù)測(cè)單元33預(yù)測(cè)的每預(yù)定時(shí)間的需要量之差求出的每預(yù)定時(shí)間的配水池的水位。此外，運(yùn)算單元46用按每預(yù)定時(shí)間預(yù)測(cè)的海水水質(zhì)、淡水生產(chǎn)量及預(yù)先求得的回收率，通過(guò)上述(5)式對(duì)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案計(jì)算用于淡化的電力消耗率。顯示單元36顯示運(yùn)算單元46計(jì)算出的配水池的水位及電力消耗率。例如，關(guān)于配水池的水位，顯示單元36將所預(yù)測(cè)的配水池20的水位按各時(shí)間的變化和從制約條件保存部40輸入的配水池20的上下限水位一起如圖7所示顯示在畫(huà)面上。此外，關(guān)于電力消耗率，顯示單元36也將電力消耗率如圖7所示顯示在畫(huà)面上。操作員通過(guò)觀察顯示在畫(huà)面上的內(nèi)容，判斷所輸入的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案是否良好，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否采用淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。即，控制部11具有支援制作淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能。在本實(shí)施方式中，顯示單元36在畫(huà)面上顯示實(shí)施了一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案時(shí)的配水池的水位變化及電力消耗率的改善效果。由此，操作員能夠確定是否采用所輸入的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案。即，控制部11支援操作員所進(jìn)行的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的制作。[第4實(shí)施方式]圖8所示的第4實(shí)施方式不具備圖2所示的第I實(shí)施方式中的海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32。假設(shè)海水鹽分濃度一定來(lái)向數(shù)據(jù)受理單元31輸入固定值。此外，假設(shè)海水溫度的變化與氣溫的變化相同來(lái)向數(shù)據(jù)受理單元31輸入類(lèi)似天氣日的過(guò)去的一定期間的氣溫變化。即，根據(jù)第4實(shí)施方式，即使在難以預(yù)測(cè)海水水質(zhì)的狀況下，通過(guò)將鹽分濃度設(shè)為一定值，此外將氣溫的變化看做海水溫度的變化，控制裝置部11也能夠制作最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃來(lái)執(zhí)行最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。另外，也可以去除第2實(shí)施方式、第3實(shí)施方式中的海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元32，并將本實(shí)施方式的上述特征適用于第2實(shí)施方式、第3實(shí)施方式。[第5實(shí)施方式]·
在上述各實(shí)施方式中，工廠部10具有一個(gè)系統(tǒng)的從海水生產(chǎn)淡水的淡水生產(chǎn)設(shè)備。此外，控制裝置部11根據(jù)最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃，控制一個(gè)淡水生產(chǎn)設(shè)備。但是，在第5實(shí)施方式中，工廠部10具有多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12。S卩，在本實(shí)施方式中，通過(guò)圖1說(shuō)明過(guò)的工廠部10具有多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12。通過(guò)上述多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12生產(chǎn)的淡水經(jīng)由I個(gè)配水池20供給到消費(fèi)者。本實(shí)施方式具有與圖2所示的控制裝置部11相同結(jié)構(gòu)的控制裝置部。參照?qǐng)D2如下說(shuō)明本實(shí)施方式的控制裝置部11。本實(shí)施方式的控制裝置部11具備最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34。該最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34制作多個(gè)將一定期間所需的淡水生產(chǎn)量分配到每預(yù)定時(shí)間的一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案。并且，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34用按每預(yù)定時(shí)間預(yù)測(cè)的海水水質(zhì)、淡水生產(chǎn)量及預(yù)先求得的回收率，對(duì)多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案分別計(jì)算用于淡化的電力消耗率，此外根據(jù)所計(jì)算出的電力消耗率，求出最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。在本實(shí)施方式中，控制裝置部11的控制對(duì)象為多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12。淡水生產(chǎn)量計(jì)劃為對(duì)上述多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12的計(jì)劃。若將某時(shí)刻k的淡水生產(chǎn)量定義為Q (k)，則Q(k)的值以每I個(gè)系列的淡水生產(chǎn)量離散化。即，淡化工廠系統(tǒng)整體的淡水生產(chǎn)量根據(jù)多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12的打開(kāi)/關(guān)閉的組合而階段性變化。因此，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34將每預(yù)定時(shí)間(I小時(shí))的淡水生產(chǎn)量分配到多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12來(lái)制作一定期間(I日)的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。通過(guò)最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34求得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的各每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量作為對(duì)多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12的打開(kāi)/關(guān)閉控制數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)輸出單元37輸出到工廠部10。對(duì)于具有設(shè)置有多個(gè)系列的用于淡化海水的淡水生產(chǎn)設(shè)備12的大規(guī)模的工廠部10的這種工廠系統(tǒng)，也能夠由最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34制作最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃來(lái)運(yùn)用工廠部10。另外，工廠部10具有多個(gè)系列的淡水生產(chǎn)設(shè)備12這一點(diǎn)不限于第I實(shí)施方式，也能夠適用于第2實(shí)施方式、第3實(shí)施方式及第4實(shí)施方式。[各實(shí)施方式的變形例]在海水淡化工廠系統(tǒng)所使用的電力的費(fèi)用根據(jù)時(shí)間帶不同的情況下，例如在白天電力費(fèi)用與夜間電力費(fèi)用之間存在差異的情況下，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元34導(dǎo)出考慮到因時(shí)間帶而不通的費(fèi)用來(lái)計(jì)算出的電力消耗率的電力費(fèi)用單價(jià)最小的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案。即，在電力費(fèi)用根據(jù)時(shí)間帶不同的地域例如白天電力費(fèi)用與夜間電力費(fèi)用之間存在差異的地域，根據(jù)電力費(fèi)用單價(jià)，采用使每單位淡水生產(chǎn)量的電力費(fèi)用為最小的目標(biāo)函數(shù)。此外，在由上述工廠系統(tǒng)的上級(jí)機(jī)構(gòu)來(lái)決定一定期間(I日)內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的淡水的量或所需的淡水生產(chǎn)量的情況下，顯示單元36也可以在畫(huà)面上顯示當(dāng)日的配水池的水位的預(yù)測(cè)與實(shí)際測(cè)量水位之間的誤差及電力消耗率的推移，以使操作員能夠評(píng)價(jià)所確定的淡水生產(chǎn)量。根據(jù)以上說(shuō)明的各實(shí)施方式，能夠提供一種海水淡化工廠系統(tǒng)，其具備制作用于以最小的成本(電力消耗率)生產(chǎn)一定期間內(nèi)所要求的淡水生產(chǎn)量的一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的功能、或者支援淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的制作的功能。說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式為示例，不限定發(fā)明的范圍。上述新穎的實(shí)施方式能夠通過(guò)其他各種方式來(lái)實(shí)施，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換及變更。上述實(shí)施方式及其變形屬于發(fā)明的范圍及要旨，并且屬于與權(quán)利要求書(shū)中所記載的發(fā)明相同的范圍。
權(quán)利要求
1.一種海水淡化工廠系統(tǒng)，具有從海水生產(chǎn)淡水的工廠部，經(jīng)由配水池向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)出的淡水，上述海水淡化工廠系統(tǒng)包括海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元，根據(jù)海水水質(zhì)的過(guò)去的實(shí)際測(cè)量值，分別預(yù)測(cè)某一定期間內(nèi)的每預(yù)定時(shí)間的上述海水的水質(zhì)；最佳計(jì)劃運(yùn)算單元，制作多個(gè)將上述一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量按上述預(yù)定時(shí)間分配的上述一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，使用按上述預(yù)定時(shí)間預(yù)測(cè)到的海水水質(zhì)、按上述預(yù)定時(shí)間分配的淡水生產(chǎn)量、及預(yù)先求得的回收率，對(duì)上述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案每一個(gè)計(jì)算用于生產(chǎn)每上述預(yù)定時(shí)間的淡水的電力消耗率，根據(jù)該計(jì)算出的電力消耗率，從上述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案求出最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃；以及顯示單元，顯示由上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元求出的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元采用遺傳算法，在該遺傳算法中，產(chǎn)生多個(gè)將隨機(jī)分配有每上述預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量的上述淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案作為基因來(lái)持有的個(gè)體，進(jìn)行根據(jù)上述電力消耗率評(píng)價(jià)各上述個(gè)體的評(píng)價(jià)處理，進(jìn)行淘汰預(yù)先定義的數(shù)量的評(píng)價(jià)值差的個(gè)體的淘汰處理，進(jìn)行將剩余的個(gè)體隨機(jī)配對(duì)來(lái)彼此進(jìn)行單點(diǎn)交叉的交叉處理，之后隨機(jī)選擇相對(duì)于所有個(gè)體數(shù)的突變率量的個(gè)體，進(jìn)行通過(guò)所選擇出的各個(gè)體的任意的基因座變更基因的突變處理，進(jìn)而反復(fù)進(jìn)行從上述評(píng)價(jià)到上述突變處理的處理，最終求得最優(yōu)良的個(gè)體。
3.一種海水淡化工廠系統(tǒng)，具有從海水生產(chǎn)淡水的工廠部，經(jīng)由配水池向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)出的淡水，上述海水淡化工廠系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)受理部，受理固定值作為海水鹽分濃度，并且受理過(guò)去的類(lèi)似天氣日的某一定期間的每預(yù)定時(shí)間的氣溫變化作為海水溫度的變化，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元，制作多個(gè)將上述一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量按上述預(yù)定時(shí)間分配的上述一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，使用表示海水鹽分濃度的上述固定值、表示海水溫度的變化的每上述預(yù)定時(shí)間的氣溫變化、按上述預(yù)定時(shí)間分配的淡水生產(chǎn)量、以及預(yù)先求得的回收率，對(duì)所述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案每一個(gè)計(jì)算用于生產(chǎn)每上述預(yù)定時(shí)間的淡水的電力消耗率，根據(jù)該計(jì)算出的電力消耗率，計(jì)算每上述一定期間的電力消耗率，從上述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案求出最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃；以及顯示單元，顯示由上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元求出的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的內(nèi)容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述海水淡化工廠系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)輸出單元，該數(shù)據(jù)輸出單元向上述工廠部輸出通過(guò)上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元求出的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的各個(gè)每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量作為淡水生產(chǎn)量的目標(biāo)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述海水淡化工廠系統(tǒng)還包括需要預(yù)測(cè)單元，根據(jù)過(guò)去的實(shí)際測(cè)量值，分別預(yù)測(cè)某一定期間內(nèi)的每上述預(yù)定時(shí)間的從上述配水池供給的淡水的需要量；水位測(cè)定單元，測(cè)定上述配水池的水位；配水池水位監(jiān)視單元，求出每上述預(yù)定時(shí)間的上述配水池的預(yù)測(cè)水位與通過(guò)上述水位測(cè)定單元測(cè)定的水位之間的偏差，上述每上述預(yù)定時(shí)間的上述配水池的預(yù)測(cè)水位是通過(guò)由上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元求得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量與通過(guò)上述需要預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的每上述預(yù)定時(shí)間的需要量之差求出；以及計(jì)劃修改單元，在通過(guò)該配水池水位監(jiān)視單元獲得的偏差的絕對(duì)值為預(yù)先設(shè)定的閾值以上的情況下，根據(jù)從開(kāi)始實(shí)施上述最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃起到上述偏差的絕對(duì)值達(dá)到閾值以上的時(shí)刻為止的淡水生產(chǎn)量，運(yùn)算上述最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的剩余期間所需的淡水生產(chǎn)量，計(jì)算出能夠生產(chǎn)上述剩余期間所需的淡水生產(chǎn)量的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述工廠部具有多個(gè)系列的淡化設(shè)備，上述各淡化設(shè)備從海水生產(chǎn)淡水，向上述配水池供給所生產(chǎn)出的淡水，并且，上述海水淡化工廠系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)輸出單元，該數(shù)據(jù)輸出單元向上述工廠部輸出通過(guò)上述最佳計(jì)劃運(yùn)算單元求得的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的各個(gè)每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量作為對(duì)上述多個(gè)系列的淡化設(shè)備的打開(kāi)/關(guān)閉控制數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元選擇每上述一定期間的電力消耗率最小的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案作為最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，在電力的費(fèi)用根據(jù)時(shí)間帶而不同的情況下，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元選擇考慮到因時(shí)間帶而不同的電力費(fèi)用而計(jì)算出的電力消耗率的電力費(fèi)用單價(jià)最小的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案作為最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。
9.一種海水淡化工廠系統(tǒng)，具有從海水生產(chǎn)淡水的工廠部，經(jīng)由配水池向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)出的淡水，上述海水淡化工廠系統(tǒng)包括海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元，根據(jù)過(guò)去的海水水質(zhì)的實(shí)際測(cè)量值，分別預(yù)測(cè)某一定期間內(nèi)的每預(yù)定時(shí)間的上述海水的水質(zhì)；需要預(yù)測(cè)單元，根據(jù)過(guò)去的需要量的實(shí)際測(cè)量值，分別預(yù)測(cè)上述一定期間內(nèi)的每上述預(yù)定時(shí)間的從上述配水池供給的淡水的需要量；運(yùn)算單元，制作將上述一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量分配到每上述預(yù)定時(shí)間的上述一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，預(yù)測(cè)能夠根據(jù)該制作出的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案的每預(yù)定時(shí)間的淡水生產(chǎn)量與通過(guò)上述需要預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)到的每預(yù)定時(shí)間的需要量之差求出的每上述預(yù)定時(shí)間的上述配水池的預(yù)測(cè)水位，并且使用按上述預(yù)定時(shí)間預(yù)測(cè)的海水水質(zhì)、淡水生產(chǎn)量及預(yù)先求得的回收率，對(duì)上述淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案計(jì)算用于生產(chǎn)淡水的電力消耗率；以及顯示單元，顯示由該運(yùn)算單元求得的上述配水池的預(yù)測(cè)水位及上述電力消耗率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述海水淡化工廠系統(tǒng)還包括需要預(yù)測(cè)單元，該需要預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)上述一定期間的淡水的需要量，求出上述一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述需要預(yù)測(cè)單元根據(jù)氣象信息及日子，通過(guò)淡水需要量的過(guò)去的實(shí)際測(cè)量值預(yù)測(cè)上述一定期間的淡水的需要量。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海水淡化工廠系統(tǒng)，其中，上述海水淡化工廠系統(tǒng)還包括顯示單元，在由上述海水淡化工廠系統(tǒng)的上級(jí)機(jī)構(gòu)決定上述一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量的情況下 ，在顯示單元中，在畫(huà)面上顯示配水池的預(yù)測(cè)水位與實(shí)際測(cè)量水位之間的誤差及電力消耗率的推移。
全文摘要
一種海水淡化工廠系統(tǒng)，具有從海水生產(chǎn)淡水的工廠部(10)，經(jīng)由配水池(20)向消費(fèi)者供給所生產(chǎn)的淡水。在海水淡化工廠系統(tǒng)中，海水水質(zhì)預(yù)測(cè)單元(32)根據(jù)海水水質(zhì)的過(guò)去的實(shí)際測(cè)量值，分別預(yù)測(cè)某一定期間內(nèi)的每預(yù)定時(shí)間的海水的水質(zhì)。此外，最佳計(jì)劃運(yùn)算單元制作多個(gè)將一定期間內(nèi)所需的淡水生產(chǎn)量分配到每預(yù)定時(shí)間的一定期間的淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案，用按每預(yù)定時(shí)間預(yù)測(cè)的海水水質(zhì)、淡水生產(chǎn)量及預(yù)先求得的回收率，對(duì)上述多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案計(jì)算用于淡化的電力消耗率，并據(jù)此從多個(gè)淡水生產(chǎn)量計(jì)劃案求出最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃。顯示單元(36)顯示該求出的最佳淡水生產(chǎn)量計(jì)劃的內(nèi)容。
文檔編號(hào)C02F103/08GK102999019SQ20121033146
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者橫川勝也, 難波諒, 松代武士, 山形英顯, 黑川太 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝