JP5277064B2 - Plant control device, thermal power plant control device, and thermal power plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラントの制御装置に関するものであり、特に石炭等の化石燃料を用いて発電する火力発電プラントの制御装置に関する。 The present invention relates to a plant control device, and more particularly to a thermal power plant control device that generates power using fossil fuels such as coal.
プラントの制御装置は、制御対象であるプラントから得られる状態量の計測信号を処理し、制御対象に与える制御信号(操作信号)を算出して制御対象に伝達する。プラントの前記制御装置には、プラントの状態量の計測信号がその目標値を満足するように、操作信号を計算するアルゴリズムが実装される。 The plant control apparatus processes a measurement signal of a state quantity obtained from a plant that is a control target, calculates a control signal (operation signal) to be given to the control target, and transmits the control signal to the control target. An algorithm for calculating an operation signal is mounted on the control device of the plant so that the measurement signal of the state quantity of the plant satisfies the target value.
プラントの制御に用いられている制御アルゴリズムとして、PI(比例・積分)制御アルゴリズムがある。PI制御では、プラントの状態量の計測信号とその目標値との偏差に比例ゲインを乗じた値に、偏差を時間積分した値を加算して、制御対象に与える操作信号を導出する。 As a control algorithm used for plant control, there is a PI (proportional / integral) control algorithm. In PI control, a value obtained by multiplying the deviation between the measurement signal of the plant state quantity and its target value by a proportional gain is added to a value obtained by time-integrating the deviation to derive an operation signal to be given to the controlled object.
PI制御を用いた制御アルゴリズムは、ブロック線図などで入出力関係を記述することができるため、入力と出力の因果関係が分かりやすく、多くの適用実績がある。しかし、プラントの運転状態の変更や環境の変化など、事前に想定していない条件でプラントを運転する場合には、制御ロジックを変更するなどの作業が必要になる場合がある。 Since the control algorithm using PI control can describe the input / output relationship with a block diagram or the like, the causal relationship between the input and the output is easy to understand, and has a lot of application results. However, when the plant is operated under conditions that are not assumed in advance, such as a change in the operation state of the plant or a change in the environment, an operation such as changing the control logic may be required.
一方、プラントの運転状態や環境の変化に適応できる制御方式には、制御アルゴリズムやパラメータ値を自動的に修正する適応制御や学習アルゴリズムを用いた制御方式がある。 On the other hand, control methods that can adapt to changes in plant operating conditions and environments include control algorithms and control methods that use adaptive control that automatically corrects parameter values and learning algorithms.
学習アルゴリズムを用いてプラントの制御装置の操作信号を導出する方法としては、プラントの計測データや数値解析を基に構築したデータを用いて、それらを統計的に処理してプラントの特性を推定する統計モデルを構築し、この統計モデルに対して最適な制御ロジックを自律学習させる手法が一般的である。 As a method of deriving the operation signal of the plant controller using the learning algorithm, the plant characteristics are estimated using the measured data of the plant and the data constructed based on the numerical analysis, and the characteristics of the plant are estimated. A general method is to construct a statistical model and autonomously learn optimal control logic for this statistical model.
この自律学習させる手法を用いて得られた制御方式の性能は統計モデルの推定精度に依存する。即ち統計モデルの特性が実際のプラント特性に近づくほど、統計モデルに対する制御結果と同等の制御効果が得られる。そのため、学習アルゴリズムを用いた適応制御技術では、より高精度な統計モデルの構築が課題となる。 The performance of the control method obtained by using this autonomous learning method depends on the estimation accuracy of the statistical model. That is, the closer the characteristic of the statistical model is to the actual plant characteristic, the more control effect equivalent to the control result for the statistical model is obtained. Therefore, construction of a more accurate statistical model becomes a problem in adaptive control technology using a learning algorithm.
統計モデルの精度を向上させる技術として、特許文献1には、統計的手法の一つであるRBFネットワークの基底関数の半径パラメータを、探索アルゴリズムを用いて最適化する技術が記載されている。
As a technique for improving the accuracy of a statistical model,
また、非特許文献1には、統計モデルをRBFネットワークで構成し、その基底関数の半径パラメータをモデル構築用のデータ特性(データ数、次元、距離)を基に導出した計算式によって決定する技術が記載されている。
Non-Patent
上記の公知技術では、モデル構築用データの特性に基づく半径の調整が実行されるため、無作為に半径を設定する場合に比べて、より実際のプラント特性に合致した統計モデルを構築できる。 In the above known technique, the radius is adjusted based on the characteristics of the model construction data, so that it is possible to construct a statistical model that matches the actual plant characteristics more than when the radius is set at random.
特許文献1、及び非特許文献1に開示された技術をプラントの制御装置へ適用した場合、データに基づく統計モデルの半径パラメータ設定により、無作為に半径パラメータを設定する場合に比べて、推定精度を向上させることができる。
When the techniques disclosed in
一方、プラント制御において、制御による操作条件の変更後、特性が安定するまでに数分から十数分の時間を要するため、この時間を制御周期として操作条件を変更することにより、最大限の効果を得ることが期待される。 On the other hand, in plant control, it takes several minutes to several tens of minutes for the characteristics to stabilize after changing the operating conditions by control.By changing the operating conditions using this time as the control cycle, the maximum effect can be obtained. Expected to get.
したがって、前記統計モデルのパラメータ調整、及び学習アルゴリズムによる制御ロジックの学習は、この制御周期以内に終了することが望ましい。 Therefore, it is preferable that the parameter adjustment of the statistical model and the learning of the control logic by the learning algorithm are finished within this control cycle.
ところが、特許文献1の技術をプラントの制御装置に適用する場合、特許文献1の技術のように最適化技術を用いた半径パラメータの調整手法では、データと統計モデルの推定結果との誤差を最小化するように半径パラメータを探索するため、探索回数に応じた反復誤差評価が必要となる。誤差評価の回数はデータ数に比例して増加するため、データサイズが大きい場合には計算コストが増加し、制御周期以内で統計モデルのパラメータ調整が終了しない可能性がある。
However, when the technique of
これに対して非特許文献1の技術では、予め導出した計算式を用いて統計モデルの半径パラメータを決定するため反復誤差評価は不要となり、計算コストは小さくなり制御周期以内で統計モデル調整を終了できる。また該技術では、統計モデル構築用のデータがある程度の等間隔に分布することを前提としており、全ての基底の半径パラメータは一様に設定される。
On the other hand, in the technique of Non-Patent
ところが、非特許文献1の技術をプラントの制御装置に適用する場合、プラントの運転制御では、性能保証値を満足するために最適な操作条件下で安定的に運転することが前提となるため、獲得されるモデル構築用のデータの分布は概ね最適条件に近い領域に集中することが想定され、また前記の性能保証値遵守の観点から、データを等間隔に分布させるための作為的な操作も許容されないことが多い。
However, when the technique of Non-Patent
さらに、モデル構築用のデータがある条件に集中して分布すると、一様に設定した半径パラメータでは、統計モデルの基底関数が入力空間を充分にカバーできず、推定精度が著しく低下してしまう可能性がある。 Furthermore, if the model building data is concentrated and distributed under certain conditions, the statistical model basis functions cannot sufficiently cover the input space with a uniform radius parameter, and the estimation accuracy may be significantly reduced. There is sex.
本発明の目的は、統計モデルを構築する際に用いるデータに偏りが存在する学習型のプラントを制御する場合でも、そのデータの偏りの分布に応じて適切に統計モデルのパラメータを制御周期以内で調整して、推定精度を向上させる機能を具備したプラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to control the parameters of the statistical model appropriately within the control period according to the distribution of the bias of the data even when controlling the learning type plant in which the bias used in the data used when constructing the statistical model is controlled. An object of the present invention is to provide a plant control device and a thermal power plant control device having a function of adjusting and improving estimation accuracy.
本発明のプラントの制御装置は、プラントから該プラントの状態量である計測信号を取り込み、前記計測信号を用いて前記プラントを制御する操作信号を演算する制御装置を備えたプラントの制御装置において、前記制御装置は、前記プラントの状態量である計測信号を取り込んで保存する計測信号データベースと、前記計測信号データベースに保存されたプラントの計測データから変換したモデル構築データを保存するモデル構築データベースと、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記プラントに制御信号を与えた時に該プラントの状態量である計測信号の値を推定するプラントの制御特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルを用いて前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するようにプラントに与える前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する学習情報データを保存する学習情報データベースと、前記計測信号データベースの計測信号、及び前記学習情報データベースの学習情報データを用いてプラントに対して送信される制御信号を演算する制御信号生成部とを備えて構成し、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、データの密集度を示す疎密度情報が含まれるように構成し、更に前記制御装置に、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データに含まれる統計モデルの基底半径パラメータを調整するモデル調整部を設けて、前記統計モデルが前記モデル調整部による基底半径パラメータの調整結果を用いてモデル出力を生成するように構成したことを特徴とする。 In the plant control device of the present invention, the plant control device includes a control device that takes in a measurement signal that is a state quantity of the plant from the plant and calculates an operation signal that controls the plant using the measurement signal. The control device includes a measurement signal database that captures and stores a measurement signal that is a state quantity of the plant, a model construction database that stores model construction data converted from measurement data of the plant stored in the measurement signal database, and A statistical model for simulating plant control characteristics for estimating a value of a measurement signal that is a state quantity of the plant when a control signal is given to the plant using model building data stored in the model building database; Using the model, the model output corresponding to the measurement signal will achieve the target value. An operation method learning unit that learns a generation method of a model input corresponding to the control signal given to the runt, a learning information database that stores learning information data related to learning constraint conditions and learning results in the operation method learning unit, and the measurement A model that includes a measurement signal in the signal database and a control signal generation unit that calculates a control signal transmitted to the plant using the learning information data in the learning information database, and is stored in the model construction database The construction data is configured to include sparse density information indicating the density of the data, and the control device adjusts the base radius parameter of the statistical model included in the model construction data stored in the model construction database. A model adjustment unit that provides a basis radius parameter by the model adjustment unit. Using the adjustment results of the meter, characterized by being configured to generate a model output.
本発明の火力発電プラントの制御装置は、ボイラを備えた火力発電プラントから該プラントの状態量である計測信号を取り込み、前記計測信号を用いて前記火力発電プラントを制御する操作信号を演算する制御装置を備えた火力発電プラントの制御装置において、前記計測信号は、前記火力発電プラントのボイラから排出される排ガスに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素、及び硫化水素の濃度のうち少なくとも1つを表す状態量の信号を含み、前記操作信号は、前記火力発電プラントのボイラに供給する空気流量、この空気流量を調節する空気ダンパの開度、ボイラに供給される燃料流量、ボイラから排出された排ガスを該ボイラに再循環させる排ガス再循環流量のうち少なくとも1つを表す信号を含み、前記制御装置は、前記火力発電プラントの状態量である計測信号を取り込んで保存する計測信号データベースと、前記計測信号データベースに保存されたプラントの計測データから変換したボイラに供給する空気流量、この空気流量を調節する空気ダンパの開度、ボイラに供給される燃料流量、ボイラから排出された排ガスを該ボイラに再循環させる排ガス再循環流量のうち少なくとも1つを含むモデル構築データを保存するモデル構築データベースと、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記プラントに制御信号を与えた時に該プラントの状態量である計測信号の値を推定するプラントの制御特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルを用いて前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するようにプラントに与える前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する学習情報データを保存する学習情報データベースと、前記計測信号データベースの計測信号、及び前記学習情報データベースの学習情報データを用いてプラントに対して送信される制御信号を演算する制御信号生成部とを備えて構成し、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、データの密集度を示す疎密度情報が含まれるように構成し、更に前記制御装置に、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データに含まれる統計モデルの基底半径パラメータを調整するモデル調整部を設けて、前記統計モデルが前記モデル調整部による基底半径パラメータの調整結果を用いてモデル出力を生成するように構成したことを特徴とする。
本発明の火力発電プラントは、プラントから該プラントの状態量である計測信号を取り込み、前記計測信号を用いて前記プラントを制御する操作信号を演算する制御装置を備えた火力発電プラントにおいて、前記火力発電プラントは、蒸気を発生するボイラと、ボイラで発生した蒸気を導いて駆動される蒸気タービンと、蒸気タービンの駆動によって発電する発電機を備えて構成し、前記制御装置は、前記プラントの状態量である計測信号を取り込んで保存する計測信号データベースと、前記計測信号データベースに保存されたプラントの計測データから変換したモデル構築データを保存するモデル構築データベースと、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記プラントに制御信号を与えた時に該プラントの状態量である計測信号の値を推定するプラントの制御特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルを用いて前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するようにプラントに与える前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する学習情報データを保存する学習情報データベースと、前記計測信号データベースの計測信号、及び前記学習情報データベースの学習情報データを用いてプラントに対して送信される制御信号を演算する制御信号生成部とを備えて構成し、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、データの密集度を示す疎密度情報が含まれるように構成し、更に前記制御装置に、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データに含まれる統計モデルの基底半径パラメータを調整するモデル調整部を設けて、前記統計モデルが前記モデル調整部による基底半径パラメータの調整結果を用いてモデル出力を生成するように構成したことを特徴とする。
The control apparatus for a thermal power plant according to the present invention takes in a measurement signal, which is a state quantity of the plant, from a thermal power plant equipped with a boiler, and calculates an operation signal for controlling the thermal power plant using the measurement signal In the control device for a thermal power plant including the device, the measurement signal is at least one of the concentrations of nitrogen oxide, carbon monoxide, and hydrogen sulfide contained in the exhaust gas discharged from the boiler of the thermal power plant. The operation signal is discharged from the boiler, the flow rate of air supplied to the boiler of the thermal power plant, the opening degree of the air damper for adjusting the air flow rate, the flow rate of fuel supplied to the boiler exhaust gases comprises a signal representing at least one of the exhaust gas recirculation flow recirculating in the boiler, the control device, the thermal power Pla A measurement signal database that captures and stores measurement signals that are the state quantities of the engine, an air flow rate that is supplied to the boiler converted from the measurement data of the plant stored in the measurement signal database, and an air damper that adjusts the air flow rate is opened. A model construction database for storing model construction data including at least one of a flow rate of fuel supplied to the boiler and an exhaust gas recirculation flow rate for recirculating exhaust gas discharged from the boiler to the boiler, and the model construction database A statistical model that simulates a control characteristic of a plant that estimates a value of a measurement signal that is a state quantity of the plant when a control signal is given to the plant using stored model construction data, and the statistical model is used to The control signal given to the plant so that the model output corresponding to the measurement signal achieves the target value An operation method learning unit for learning a corresponding model input generation method, a learning information database for storing learning constraint data and learning results in the operation method learning unit, a measurement signal in the measurement signal database, and The model construction data stored in the model construction database includes a control signal generator configured to calculate a control signal transmitted to the plant using the learning information data of the learning information database . The controller is configured to include sparse density information indicating a degree of congestion, and the controller is further provided with a model adjusting unit that adjusts a base radius parameter of a statistical model included in model building data stored in the model building database. The statistical model is modeled using the adjustment result of the base radius parameter by the model adjustment unit. It is configured to generate a digital output.
The thermal power plant of the present invention is a thermal power plant including a control device that takes in a measurement signal that is a state quantity of the plant from the plant and calculates an operation signal for controlling the plant using the measurement signal. The power plant includes a boiler that generates steam, a steam turbine that is driven by the steam generated in the boiler, and a generator that generates power by driving the steam turbine, and the control device is in a state of the plant. A measurement signal database that captures and stores measurement signals that are quantities, a model construction database that stores model construction data converted from plant measurement data stored in the measurement signal database, and a model that is saved in the model construction database When a control signal is given to the plant using construction data, A statistical model that simulates plant control characteristics for estimating the value of a measurement signal that is a state quantity, and the control signal that is applied to the plant using the statistical model so that a model output corresponding to the measurement signal achieves a target value An operation method learning unit that learns a generation method of a model input corresponding to the above, a learning information database that stores learning information data related to learning constraint conditions and learning results in the operation method learning unit, a measurement signal of the measurement signal database, And a control signal generation unit that calculates a control signal transmitted to the plant using the learning information data of the learning information database, and the model construction data stored in the model construction database includes data Sparse density information indicating the degree of congestion of the model construction data is further included in the control device. A model adjustment unit that adjusts the base radius parameter of the statistical model included in the model construction data stored in the database, and the statistical model generates the model output using the adjustment result of the base radius parameter by the model adjustment unit It is characterized by having constituted so .
本発明によれば、統計モデルを構築する際に用いるデータに偏りが存在する学習型のプラントを制御する場合でも、そのデータの偏りの分布に応じて適切に統計モデルのパラメータを制御周期以内で調整して、推定精度を向上させる機能を具備したプラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置を実現することができる。 According to the present invention, even when controlling a learning type plant in which there is a bias in data used when building a statistical model, the parameters of the statistical model are appropriately set within the control period according to the distribution of the bias in the data. It is possible to realize a plant control apparatus and a thermal power plant control apparatus having a function of adjusting and improving the estimation accuracy.
次に、本発明によるプラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of a plant control apparatus and a thermal power plant control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明に係るプラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置の両者に共通した構成となるプラントの制御装置において、前記制御装置を構成するモデル調整部は、モデル構築データベースに保存された情報を用いてモデル構築用データのカテゴリ番号を決定するカテゴリ演算機能と、前記カテゴリ演算機能によって決定したカテゴリ情報を含むモデル構築データを用いて統計モデルの半径パラメータを調整する半径調整機能のうち、少なくとも1つを備えることが望ましい。 In the plant control apparatus having a configuration common to both the plant control apparatus and the thermal power plant control apparatus according to the present invention, the model adjustment unit configuring the control apparatus uses information stored in the model construction database. At least one of a category calculation function for determining a category number of model building data and a radius adjustment function for adjusting a radius parameter of the statistical model using model building data including category information determined by the category calculation function. It is desirable to provide.
また、モデル構築データベースに保存される情報には、各データのモデル入力空間における座標、半径パラメータ、データ疎密度、及びデータの属するカテゴリ番号のうち、少なくとも1つの情報が含まれることが望ましい。 The information stored in the model construction database preferably includes at least one of the coordinates of each data in the model input space, the radius parameter, the data sparse density, and the category number to which the data belongs.
また、カテゴリ演算機能は、各データの密集度を示す指標である疎密度を計算する機能と、外部入力装置より入力されたカテゴリ数情報を基に、モデル構築データの疎密度分布範囲をカテゴリ数で等分割した値を基準として各データのカテゴリ番号を決定する機能のうち、少なくとも1つを備えることが望ましい。 The category operation function calculates the sparse density distribution range of the model construction data based on the function for calculating the sparse density, which is an index indicating the density of each data, and the category number information input from the external input device. It is desirable to provide at least one of the functions for determining the category number of each data on the basis of the values equally divided by.
また、半径調整機能は、半径パラメータを調整する際に、モデル入力空間内で任意に決定した基準モデル入力に対してその疎密度を計算する機能と、計算した疎密度が外部入力装置より入力された閾値条件を満足しない場合に、基準モデル入力の最近傍に位置するデータのカテゴリを抽出し、そのカテゴリに属するデータの半径パラメータを調整する機能のうち、少なくとも1つを備えることが望ましい。 The radius adjustment function calculates the sparse density for the reference model input arbitrarily determined in the model input space when adjusting the radius parameter, and the calculated sparse density is input from an external input device. When the threshold condition is not satisfied, it is desirable to provide at least one of the functions of extracting the category of data located closest to the reference model input and adjusting the radius parameter of the data belonging to the category.
前記制御装置は画像表示装置と接続され、モデル構築データベースに保存された情報を画像表示装置に表示する機能と、モデル調整部で用いるモデル調整条件を、画像表示装置を介して設定する機能と、モデル調整部による統計モデルの調整結果を画像表示装置に表示する機能のうち、少なくとも1つを備えることが望ましい。 The control device is connected to the image display device, a function of displaying information stored in the model construction database on the image display device, a function of setting a model adjustment condition used in the model adjustment unit via the image display device, It is desirable to have at least one of the functions for displaying the adjustment result of the statistical model by the model adjustment unit on the image display device.
モデル調整の条件設定を、画像表示装置を介して入力する機能を備えることにより、プラントの運転員は、プラントの制御ニーズに応じて適切なモデル調整条件を設定できる。更に、モデル調整による疎密度の推移、並びにデータと推定結果の誤差の推移を画像表示装置に表示する機能を備えることにより、プラントの運転員は、所望のモデル推定精度をモデル調整により獲得できたかを確認し、獲得できない場合には再度モデル調整を実行することができる。 By providing a function for inputting model adjustment condition settings via the image display device, the plant operator can set appropriate model adjustment conditions according to the control needs of the plant. Furthermore, by providing a function to display the transition of sparse density due to model adjustment and the transition of error between data and estimation results on the image display device, the plant operator could obtain the desired model estimation accuracy by model adjustment. If it cannot be obtained, model adjustment can be executed again.
また、本発明の制御装置を火力発電プラントに適用する場合、火力発電プラントから取得する計測信号を用いて、火力発電プラントに与える制御信号を導出する制御信号生成部を備えた構成の火力発電プラントの制御装置となる。 Moreover, when applying the control apparatus of this invention to a thermal power plant, the thermal power plant of the structure provided with the control signal generation part which derives | leads-out the control signal given to a thermal power plant using the measurement signal acquired from a thermal power plant It becomes the control device.
これらの計測信号は、火力発電プラントから排出されるガスに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素、及び硫化水素の夫々の濃度のうち少なくとも1つを表す信号を含む。また制御信号は、空気ダンパの開度、空気流量、燃料流量、排ガス再循環流量のうち少なくとも1つを決定する信号を含む。 These measurement signals include signals representing at least one of the concentrations of nitrogen oxide, carbon monoxide, and hydrogen sulfide contained in the gas discharged from the thermal power plant. The control signal includes a signal for determining at least one of the opening degree of the air damper, the air flow rate, the fuel flow rate, and the exhaust gas recirculation flow rate.
前記制御装置は、火力発電プラントに制御信号を与えた時の、計測信号の値を推定する統計モデルと、前記統計モデルの構築に用いる、火力発電プラントの空気ダンパの開度、空気流量、燃料流量、排ガス再循環流量のうち少なくとも1つの情報を含むデータを保存するモデル構築データベースと、前記統計モデルを用いて、前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するように、前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する情報を保存する学習情報データベースと、前記モデル構築データベースに保存される情報に含まれる、統計モデルの半径パラメータを調整するモデル調整部とを備える。 The control device includes a statistical model for estimating a value of a measurement signal when a control signal is given to the thermal power plant, and an opening degree of an air damper, an air flow rate, a fuel used in the construction of the statistical model The control signal so that the model output corresponding to the measurement signal achieves a target value by using a model construction database for storing data including at least one information of the flow rate and the exhaust gas recirculation flow rate, and the statistical model. An operation method learning unit that learns a generation method of a model input corresponding to the above, a learning information database that stores information on learning constraint conditions and learning results in the operation method learning unit, and information stored in the model construction database A model adjustment unit for adjusting a radius parameter of the statistical model included.
また、前記制御装置は画像表示装置と接続され、モデル構築データベースに保存された情報を画像表示装置に表示する機能と、モデル調整部で用いるモデル調整条件を、画像表示装置を介して設定する機能と、モデル調整部による統計モデルの調整結果を画像表示装置に表示する機能のうち、少なくとも1つを備えることが望ましい。 In addition, the control device is connected to the image display device, a function for displaying information stored in the model construction database on the image display device, and a function for setting a model adjustment condition used in the model adjustment unit via the image display device. It is desirable to provide at least one of the functions for displaying the adjustment result of the statistical model by the model adjustment unit on the image display device.
本発明の制御装置を火力発電プラントの制御に適用した実施例では、火力発電プラントにおけるモデル入力に該当するバーナ、及びアフタエアポートの空気量に関する設定情報を、画像表示装置を介して入力する。 In an embodiment in which the control device of the present invention is applied to control of a thermal power plant, setting information regarding the burner corresponding to the model input in the thermal power plant and the air amount of the after-air port is input via the image display device.
次に、本発明の実施例であるプラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置について図面を参照して説明する。 Next, a plant control apparatus and a thermal power plant control apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の第1実施例であるプラントの制御装置について図面を参照して説明する。 First, a plant control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例によるプラントの制御装置のシステム構成図である。図1に示すように、制御対象のプラント100は、制御装置200によって制御される。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a plant control apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a
プラント100を制御する制御装置200は保守ツール910と接続されているので、プラント100の運転員は、保守ツール910に接続された外部入力装置900と画像表示装置(例えばCRTディスプレイ)920とを介して、制御装置200を制御することができる。
Since the
制御装置200には、演算装置として、計測信号変換部300、数値解析部400、統計モデル500、モデル調整部600、制御信号生成部700、及び操作方法学習部800がそれぞれ備えられた構成となっている。
The
また制御装置200には、データベース(DB)として、計測信号データベース210、モデル構築データベース220、学習情報データベース230、制御ロジックデータベース240、及び制御信号データベース250が設けられている。
The
また制御装置200には、外部とのインターフェイスとして、外部入力インターフェイス201、及び外部出力インターフェイス202が設けられている。
Further, the
そしてこの制御装置200では、外部入力インターフェイス201を介して、プラント100から該プラントの各種状態量を計測した計測信号1を制御装置200の計測信号データベース210に取り込んでおり、また、制御装置200の制御信号生成部700から外部出力インターフェイス202を介して、制御対象のプラント100に対して該プラントを制御する制御信号15を、例えば供給する空気流量を制御する制御信号16として出力するように構成されている。
In the
この制御装置200では、外部入力インターフェイス201を介して前記プラント100から取り込んだプラント100の状態量を計測した計測信号2は、計測信号データベース210に保存される。
In the
また、制御装置200に設けた制御信号生成部700にて生成される制御信号15は、制御装置200に設けた制御信号データベース250に保存されると共に、外部出力インターフェイス202から前記プラント100に対する操作信号16として出力される。
Further, the
制御装置200に設けた計測信号変換部300では、計測信号データベース210に保存された計測データ3をモデル構築データ4に変換する。このモデル構築データ4は、モデル構築データベース220に保存される。また、計測データ3に含まれる直前の制御結果として得られた運転条件は、制御装置200に設けた制御信号生成部700に入力される。
The measurement
制御装置200に設けた数値解析部400では、プラント100を模擬する物理モデルを用いて、プラント100の特性を予測する。数値解析部400で実行して得られた数値解析データ5は、モデル構築データベース220に保存される。
The
制御装置200に設けたモデル調整部600では、モデル構築データベース220から取り込んだモデル構築データ7に含まれるモデルパラメータ情報を更新(モデルを調整)し、更新後のモデル構築データ8をモデル構築データベース220に保存する。
The
制御装置200に設けた操作方法学習部800では、学習データ12を生成し、学習情報データベース230に保存する。
The operation
制御装置200に設けた統計モデル500は、プラント100の制御特性を模擬する機能を持つ。すなわち、操作信号16をプラント100に与え、その制御結果に対する計測信号1を得るのと同等の機能を模擬演算する。この模擬演算のために、統計モデル500は、操作方法学習部800より受けたモデル入力9と、モデル構築データベース220に保存されたモデル構築データ6とを使用する。
The
このモデル入力9は、操作信号16に相当する。モデル入力9とモデル構築データ6とから、前記統計モデル500では、基底関数を用いた統計的手法によりプラント100の制御による特性変化を模擬演算して、モデル出力10を得る。
The model input 9 corresponds to the
統計モデル500で得られたモデル出力10は、プラント100の計測信号1の予測値となる。尚、モデル入力9、モデル出力10は共に、その数は1種類に限定されず、夫々複数種類用意することができる。
The model output 10 obtained by the
ここで、基底関数を用いた統計的手法とは、モデル入力を各成分とするベクトル空間上に、保有する統計データ(本発明ではモデル構築データ6に該当)情報に応じて基底関数を配置し、その線形結合によりプラント特性の模擬演算結果(モデル特性)を出力する手法である。
Here, a statistical method using a basis function is a method in which a basis function is arranged on a vector space having model inputs as components according to statistical data (corresponding to model
代表的な手法として、ニューラルネットワークの1手法である動径基底関数ネットワーク(Radial Basis Function Network)が挙げられるが、本発明では統計モデルの構成に関してこれに限定せず、基底関数を用いる他の手法も用いることができる。基底関数は、一般的に放射状の関数(ガウス関数)が用いられ、その形状は放射の広がりを表す半径パラメータによって決定される。 Typical techniques, radial basis function networks is one technique of the neural network (R adial B asis F unction N etwork) but are exemplified, the present invention not limited to this respect to the configuration of the statistical model, the basis functions Other techniques used can also be used. As the basis function, a radial function (Gaussian function) is generally used, and its shape is determined by a radius parameter representing the spread of the radiation.
制御装置200に設けた制御信号生成部700では、学習情報データベース230より出力された学習情報データ13、及び制御ロジックデータベース240に保存された制御ロジックデータ14を用いて、計測信号1が望ましい値となるように制御信号15を生成する。
In the control
この制御ロジックデータベース240には、制御ロジックデータ14を算出する制御回路、及び制御パラメータが保存される。この制御ロジックデータ14を算出する制御回路には、従来技術として公知のPI(比例・積分)制御を用いることができる。
The
操作方法学習部800は、学習情報データベース230に保存された学習の制約条件及び学習のパラメータ設定条件等を含む学習情報データ11を用いて、モデル入力9の操作方法を学習する。学習結果である学習データ12は、学習情報データベース230に保存される。
The operation
このように、制御装置200の動作において、モデル構築データベース220に保存されるモデル構築データ7に含まれるモデルパラメータ情報をモデル調整部600において調整するメカニズムを具備することにより、モデル構築データ7の特性に応じた適切なモデルパラメータが提供されるため、統計モデル500におけるプラント特性の推定精度を向上できる。
As described above, in the operation of the
また、かかるモデル調整はデータの密度分布を基準として定式化されたアルゴリズムに従って実行されるため、特許文献1に記載したような試行錯誤的な半径パラメータの決定手段に比べモデル調整に要する時間を短縮できる。
In addition, since the model adjustment is executed according to an algorithm formulated based on the density distribution of data, the time required for model adjustment is shortened compared to the trial and error radius parameter determination means described in
尚、制御装置200に設置した統計モデル500、モデル調整部600、及び操作方法学習部800の詳細な機能については、後述する。
Detailed functions of the
また、操作方法学習部800から学習情報データベース230に保存される学習データ12には、操作前後のモデル入力、及びその操作の結果得られるモデル出力に関する情報が含まれている。
The learning
学習情報データベース230では、現在の運転条件に対応する学習データ12が選択され、学習情報データ13として制御信号生成部700に入力される。
In the learning
プラント100の運転員は、キーボード901とマウス902で構成される外部入力装置900、制御装置200とデータを送受信できる保守ツール910、及び画像表示装置920を用いることにより、制御装置200に備えられている種々のデータベースに保存された情報にアクセスすることができる。
An operator of the
また、これらの装置を用いることにより、制御装置200の数値解析部400、統計モデル500、モデル調整部600、及び操作方法学習部800で用いるパラメータ設定値、学習の制約条件、及び得られた学習結果の確認に必要な設定情報を入力することができる。
Also, by using these devices, parameter setting values, learning constraint conditions, and obtained learning used in the
保守ツール910は、外部入力インターフェイス911、データ送受信処理部912、及び外部出力インターフェイス913で構成され、データ送受信処理部912を介して制御装置200とデータを送受信できる。
The maintenance tool 910 includes an external input interface 911, a data transmission / reception processing unit 912, and an external output interface 913, and can transmit / receive data to / from the
外部入力装置900で生成した保守ツール入力信号91は、外部入力インターフェイス911を介して保守ツール910に取り込まれる。保守ツール910のデータ送受信処理部912では、保守ツール入力信号92の情報に従って、制御装置200から入出力データ情報90を取得する。
The maintenance
また、データ送受信処理部912では、保守ツール入力信号92の情報に従って、制御装置200の数値解析部400、統計モデル500、モデル調整部600、及び操作方法学習部800で用いるパラメータ設定値、学習の制約条件、及び得られた学習結果の視認に必要な設定情報を含む入出力データ情報90を出力する。
Further, in the data transmission / reception processing unit 912, parameter setting values used in the
データ送受信処理部912では、入出力データ情報90を処理した結果得られる保守ツール出力信号93を、外部出力インターフェイス913に送信する。外部出力インターフェイス913から送信された保守ツール出力信号94は、画像表示装置920に表示される。
The data transmission / reception processing unit 912 transmits a maintenance
尚、上記の制御装置200では、計測信号データベース210、モデル構築データベース220、学習情報データベース230、制御ロジックデータベース240、及び制御信号データベース250が制御装置200の内部に配置されるが、これらの全て、あるいは一部を制御装置200の外部に配置することもできる。
In the
また、数値解析部400が制御装置200の内部に配置されるが、これを制御装置200の外部に配置することもできる。
Further, although the
例えば、数値解析部400、及びモデル構築データベース220を制御装置200の外部に配置し、数値解析データ5をインターネット経由で制御装置200に送信するようにしてもよい。
For example, the
図2は、図1に示した第1実施例であるプラントの制御装置における制御の手順を示すフローチャート図である。 FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure in the plant control apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
図2では、第1実施例のプラントの制御装置200に設置されたモデル調整部600による統計モデル500の調整、及び操作方法学習部800による操作方法の学習時の動作を表すフローチャートを示している。
In FIG. 2, the flowchart showing the operation | movement at the time of the adjustment of the
図2に示したフローチャートは、ステップ1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、及び2200を組み合わせて実行する。以下では、夫々のステップについて説明する。 The flowchart shown in FIG. 2 executes steps 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, and 2200 in combination. Hereinafter, each step will be described.
制御装置200の動作開始後、まず最初に、モデル構築条件・学習条件を設定するステップ1000では、モデル構築時の実行条件、学習時の最大学習回数、最大操作回数、制約条件等、種々のパラメータ値を設定する。
After the operation of the
次に、統計モデルの半径を調節するステップ1100では、制御装置200のモデル調整部600を動作させ、モデル構築データ7に含まれるモデルパラメータを更新する。ここで、前記モデルパラメータは、各データの基底半径情報、中心疎密度情報、およびカテゴリ番号情報を含む。尚、モデル調整部600の詳細な機能及び動作については、後述する。
Next, in step 1100 for adjusting the radius of the statistical model, the
次に、統計モデルのパラメータを学習するステップ1200では、制御装置200の統計モデル500を動作させ、統計モデル500の推定値算出に用いるパラメータを学習する。学習の具体的手段については、公知の一般的に使われている種々の方式を用いることができる。
Next, in step 1200 for learning the parameters of the statistical model, the
次に、学習回数kを初期化(k=1)するステップ1300では、ステップ1400〜2100の繰り返し回数を示す値である学習回数kを初期化(k=1に設定)する。 Next, in step 1300 for initializing learning number k (k = 1), learning number k, which is a value indicating the number of repetitions of steps 1400 to 2100, is initialized (set to k = 1).
次に、モデル入力の初期値を決定するステップ1400では、学習を開始する際のモデル入力9の初期値を設定する。モデル入力9の初期値としては、予め設定された操作可能範囲内の任意の値を選ぶことができる。すなわち、この操作可能範囲内であれば、初期条件として任意の状態が選択可能である。尚、モデル入力9は、通常連続値ベクトルとして表現されるが、離散値ベクトルを用いてもよい。 Next, in step 1400 for determining the initial value of the model input, the initial value of the model input 9 when starting learning is set. As an initial value of the model input 9, an arbitrary value within a preset operable range can be selected. That is, any state can be selected as an initial condition within the operable range. The model input 9 is usually expressed as a continuous value vector, but a discrete value vector may be used.
次に、操作回数oを初期化(o=1)するステップ1500では、ステップ1600〜2000の繰り返し回数である操作回数oを初期化(o=1に設定)する。 Next, in step 1500 in which the number of operations o is initialized (o = 1), the number of operations o that is the number of repetitions of steps 1600 to 2000 is initialized (set to o = 1).
次に、モデル入力を更新するステップ1600では、決定したモデル入力9の操作量を用いてモデル入力9を更新する。 Next, in step 1600 for updating the model input, the model input 9 is updated using the determined operation amount of the model input 9.
次に、統計モデルの基底関数値を計算するステップ1700では、更新したモデル入力9を統計モデル500へ入力し、統計モデル500の各基底関数値を計算する。
Next, in step 1700 for calculating the basis function value of the statistical model, the updated model input 9 is input to the
次に、モデル出力を計算するステップ1800では、前記ステップ1200で求めた統計モデル500のパラメータ、及び前記ステップ1700で求めた統計モデル500の基底関数値から、統計モデル500の演算結果であるモデル出力10を計算する。
Next, in step 1800 for calculating the model output, the model output, which is the calculation result of the
次に、操作方法を学習するステップ1900では、操作方法学習部800を動作させ、統計モデル500で計算したモデル出力10の値を基に、制御装置200の操作方法学習部800を動作させて、強化学習理論等の学習アルゴリズムを用いて、モデル入力9の操作方法を学習する。
Next, in step 1900 for learning the operation method, the operation
次の、操作回数oが最大値以上に達したかを判断するステップ2000は分岐である。操作回数oがステップ1000で設定した最大操作回数よりも小さい場合は、oに1を加算した後にステップ1600に戻り、oが最大操作回数に達している場合は、ステップ2100に進む。
The next step 2000 for determining whether the number of operations o has reached the maximum value is a branch. If the number of operations o is smaller than the maximum number of operations set in
次の、学習回数kが最大値以上に達したかを判断するステップ2100も分岐である。学習回数kがステップ1000で設定した最大学習回数よりも小さい場合には、kに1を加算した後にステップ1400に戻り、kが最大学習回数に達している場合は、ステップ2200に進む。
The next step 2100 for determining whether the learning count k has reached the maximum value is also a branch. If the number of learning k is smaller than the maximum number of learning set in
そして最後の、学習結果を学習情報データベースに保存するステップ2200では、操作方法の学習結果を学習情報データベース230に保存し、操作方法学習部800における操作方法の学習の動作を終了させるステップに進む。
In the last step 2200 of saving the learning result in the learning information database, the learning result of the operation method is saved in the learning
以上の動作によって、モデル調整及び操作方法の学習では、プラント100の運転員が設定したモデル調整条件、及び学習条件に基づき、モデル構築データ7に含まれるモデルパラメータ情報を更新し、また任意のモデル入力条件から望ましいモデル出力が得られる入力条件へ到達する操作方法を自律的に獲得できる。
With the above operation, in model adjustment and learning of the operation method, the model parameter information included in the model construction data 7 is updated based on the model adjustment conditions set by the operator of the
次に、前記制御装置200におけるモデル調整部600の動作について、図3を用いて詳細に説明する。図3は、モデル調整部600の動作を説明する図であり、図1に示した制御装置200において、モデル調整部600、及びモデル構築データベース220を含む部分を詳細に示したものである。
Next, the operation of the
前記モデル調整部600は、カテゴリ演算機能部601、及び半径調整機能部602で構成される。カテゴリ演算機能部601は、モデル構築データベース220に保存されたモデル構築データ7を用いて、各モデル構築データの密度、及び各データに配置された基底の入力空間に対する被覆率を示すパラメータである疎密度、及び疎密度を基準としてデータを分類した結果決定されるカテゴリ番号を計算し、それらを更新したモデル構築データ8をモデル構築データベース220へ保存する。
The
半径調整機能部602は、前記カテゴリ演算機能部601によって更新されたモデル構築データ7を用いて、それに含まれる疎密度、及びカテゴリ情報に基づいて各モデル構築データの基底半径情報を更新し、更新後のモデル構築データ8をモデル構築データベース220へ保存する。以上の動作は図2のフローチャートにおける統計モデルの半径を調節するステップ1100に相当する。
The radius
図4に、前記モデル構築データベース220に保存されるデータの態様の一例を示す。
FIG. 4 shows an example of data stored in the
図4に示されたモデル構築データベース220に保存されたデータおいて、データID221は各モデル構築データの識別番号である。データ座標222はそのデータの入力空間における座標情報であり、同時にそのデータに対して配置される統計の基底関数の中心パラメータを意味する。
In the data stored in the
基底半径223は、各データに対して配置される基底の広がりを示すパラメータである。疎密度224はデータの密度分布、及び入力空間に配置されている基底による、該データ座標における基底関数の被覆率を示すパラメータである。
The
カテゴリ番号225は疎密度に基づき決定されるパラメータであり、疎密度224が特定の範囲に入るデータは同一のカテゴリとなり、同じカテゴリ番号が与えられる。尚、カテゴリ番号225はモデル構築データベース220に保存されるデータ数が更新される際に決定され、次にモデル構築データベース220が更新されるまで更新しない。
The
以下では、前記制御装置200に設けたモデル調整部600におけるカテゴリ演算機能部601、及び半径調整機能部602によるモデル調整のアルゴリズムについて、そのフローチャート(図5)及び概念図(図6、及び図7)を参照しながら説明する。
Hereinafter, a flowchart (FIG. 5) and a conceptual diagram (FIGS. 6 and 7) of an algorithm for model adjustment by the category
図5は、前記モデル調整部600によるモデル調整のアルゴリズム動作を示すフローチャートであり、図2のフローチャートにおける統計モデルの半径を調節するステップ1100に相当する。
FIG. 5 is a flowchart showing the algorithm operation of model adjustment by the
図5に示したフローチャートは、ステップ1101、1102、1103、1104、1105、1106、1107、1108、1109、1110、1111、及び1112を組み合わせて実行する。以下では、夫々のステップについて説明する。 The flowchart shown in FIG. 5 is executed by combining steps 1101, 1102, 1103, 1104, 1105, 1106, 1107, 1108, 1109, 1110, 1111, and 1112. Hereinafter, each step will be described.
モデル調整のアルゴリズム開始後、まず最初に、モデル調整条件および基底半径を初期化するステップ1101では、モデル調整部600を動作させて、モデル調整時の最大反復回数、カテゴリ数、疎密度判定閾値、及び基底半径等の種々のパラメータ値を初期化する。
After the model adjustment algorithm is started, first, in step 1101 for initializing the model adjustment condition and the base radius, the
尚、後述のカテゴリ計算時に用いるため、全てのデータの基底半径は0より大きい同一の値に初期化する。また半径値は、例えばモデル入力空間の最大距離の5〜10%程度の小さい値に設定するのが望ましい。 Note that the base radii of all data are initialized to the same value larger than 0 for use in category calculation described later. The radius value is preferably set to a small value, for example, about 5 to 10% of the maximum distance of the model input space.
次に、モデル調整の反復回数mを初期化(m=1)するステップ1102では、ステップ1106〜1111の繰り返し回数である反復回数mを初期化(m=1に設定)する。 Next, in step 1102 in which the number m of model adjustment iterations is initialized (m = 1), the iteration number m, which is the number of iterations in steps 1106 to 1111, is initialized (m = 1 is set).
次に、各データの疎密度を計算するステップ1103では、モデル調整部600のカテゴリ演算機能部601を動作させ、各モデル構築データの疎密度ρiを数式(1)に従って計算する。
Next, in step 1103 for calculating the sparse density of each data, the category
数式(1)において、i、jはデータの添え字、Iはデータ総数、ci、cjは夫々データi、jの座標ベクトル、riはデータiの基底半径である。また、数式(1)中のΣの中身の指数関数は統計モデル500の基底関数を表す。数式(1)が示すように、疎密度はデータの基底中心に対する全ての基底関数値の平均値、即ち基底関数によるデータ座標上の被覆率となる。
In Equation (1), i and j are subscripts of data, I is the total number of data, c i and c j are coordinate vectors of data i and j, respectively, and r i is a base radius of data i. In addition, the exponential function of Σ in Equation (1) represents the basis function of the
即ち、データ間の距離が小さい(データが密集している)領域のデータに対しては疎密度が大きくなり、データ間の距離が大きい(データが疎である)領域のデータに対しては小さくなる。このように疎密度を定義することにより、データの疎密分布及び被覆率をスカラ量として扱うことが可能となる。 That is, the sparse density is large for data in a region where the distance between data is small (data is dense), and small for data in a region where the distance between data is large (data is sparse). Become. By defining sparse density in this way, it is possible to handle the sparse distribution and coverage of data as a scalar quantity.
次に、各データのカテゴリを決定するステップ1104では、前記各データの疎密度を計算するステップ1103で計算した各データの疎密度情報を基に各データが属するカテゴリ番号を決定する。前記カテゴリ番号は、前記モデル調整条件および基底半径を初期化するステップ1101において設定されたカテゴリ数、および各データの疎密度の最大値ρmax、及び最小値ρmin
を用いて数式(2)に従って計算されるカテゴリ境界条件ρLnを基に決定される。数式(2)において、Nはカテゴリ数、nはカテゴリ数の添え字を意味する。
Next, in step 1104 for determining the category of each data, the category number to which each data belongs is determined based on the sparse density information of each data calculated in step 1103 for calculating the sparse density of each data. The category number is the number of categories set in step 1101 for initializing the model adjustment condition and the base radius, and the maximum value ρ max and the minimum value ρ min of the sparse density of each data.
It is determined based on the category boundary conditions [rho Ln that is calculated according to equation (2) using a. In Equation (2), N means the number of categories, and n means a subscript of the number of categories.
以上の定義に基づくカテゴリ番号決定方法を、図6を用いて説明する。 A category number determination method based on the above definition will be described with reference to FIG.
図6は、疎密度の分布を示す概念図であり、横軸はモデル構築データID、縦軸は疎密度を表す。図6に示すように、各データの疎密度最大値ρmaxと最小値ρminの差をカテゴリ数Nで等分した範囲が各カテゴリの領域となり、その領域は数式(2)によって計算されるカテゴリ境界条件ρLnによって定義される。即ち、カテゴリnには疎密度がρLnからρLn+1の範囲を取るデータが分類される。(但し、カテゴリNの疎密度の範囲はρLNからρmaxとなる。)
後述の半径調整手法では、同一のカテゴリ番号を有するデータの基底半径の値は一様となるように調整される。カテゴリ数が多い場合には調整する基底半径のパラメータ数が多くなり、精緻な基底半径の調整が可能となるため、より大きな推定精度の改善が期待できるが、その分計算コストが高くなるのに対し、カテゴリ数が少ない場合は推定精度の改善は小さいかわりに計算コストが低くなる。プラントの運転員は、精度及び時間に関するニーズに応じて任意にカテゴリ数を設定することができる。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a distribution of sparse density, where the horizontal axis represents model construction data ID and the vertical axis represents sparse density. As shown in FIG. 6, a range obtained by equally dividing the difference between the sparse density maximum value ρ max and the minimum value ρ min of each data by the number of categories N is an area of each category, and the area is calculated by Expression (2). It is defined by the category boundary condition ρ Ln . That is, the category n is classified data range from [rho Ln + 1 from sparse is [rho Ln. (However, the sparse density range of category N is from ρ LN to ρ max .)
In the radius adjustment method described later, the value of the base radius of data having the same category number is adjusted to be uniform. When the number of categories is large, the number of parameters of the base radius to be adjusted increases, and it becomes possible to finely adjust the base radius, so a greater improvement in estimation accuracy can be expected, but the calculation cost increases accordingly. On the other hand, when the number of categories is small, the improvement in estimation accuracy is small, but the calculation cost is low. The plant operator can arbitrarily set the number of categories according to the needs regarding accuracy and time.
次に、疎密度・カテゴリ情報をデータベースに保存するステップ1105では、計算した疎密度、及びカテゴリ番号情報を用いて更新したモデル構築データ8をモデル構築データベース220へ保存する。
Next, in step 1105 for storing sparse density / category information in the database, the
以降のステップ1106〜ステップ1111では、前記モデル調整部600の半径調整機能部602を動作させ、決定したカテゴリ情報を基にデータの基底半径を調整する。ここで、具体的な調整アルゴリズムについて、図7を用いて説明する。
In subsequent steps 1106 to 1111, the radius adjusting
図7は、前記モデル調整部600の半径調整機能部602におけるデータの基底半径の調整を説明する概要図であり、モデル入力数を2とした場合に、モデル入力空間上に、モデル構築データベース220に保存されるモデル構築データ7をプロットしたものである。各モデル入力は[0,1]の範囲を取り、各データには基底半径の値に応じた同心円、及び各データが属するカテゴリ番号が示されている。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the adjustment of the base radius of data in the radius
図7の上図及び下図に示しているように、同一のカテゴリ番号を持つデータの基底半径は等しい。基底半径の調整は、まずモデル入力空間上に基底半径調整の基準となるモデル入力xmを決定する。そして、そのモデル入力に対する疎密度が閾値条件を満足しない場合に、そのモデル入力の最近傍に位置するデータを抽出し、そのデータと同じカテゴリに属するデータの基底半径を調整する。 As shown in the upper and lower diagrams of FIG. 7, the base radii of data having the same category number are equal. Adjustment of the base radius determines the model input x m which first serves as a reference for the base radius adjustment on the model input space. Then, when the sparse density for the model input does not satisfy the threshold condition, data located in the nearest vicinity of the model input is extracted, and the base radius of the data belonging to the same category as the data is adjusted.
図7の下図では、モデル入力xmに対して最近傍となるデータのカテゴリ番号2が選択され、同一のカテゴリ番号を持つデータの基底半径が調整(拡大)された場合を示している。以上の処理を一定回数反復することにより、モデル入力空間を必要充分にカバーできる基底半径パラメータを得ることができる。以下では、各ステップの詳細について説明する。
In the lower part of FIG. 7, the
次に、モデル入力条件を決定するステップ1106では、基底半径調整時に基準となるモデル入力xmを決定する。モデル入力条件としては、操作可能範囲内の任意の値を選ぶことができる。 Next, in step 1106 determines the model input conditions, to determine the model input x m as a reference when the base radius adjustment. As the model input condition, an arbitrary value within the operable range can be selected.
次に、モデル入力に対する疎密度を計算するステップ1107では、決定したモデル入力xmに対して、数式(3)に従ってxmの疎密度ρmを計算する。 Next, in step 1107 to calculate a sparse for the model input, for the determined model input x m, compute the sparse [rho m of x m according to equation (3).
次に、疎密度が閾値条件を満足するかを判断するステップ1108は分岐である。計算した疎密度ρmが予め設定した閾値条件(上下限値以内)を満足するかどうかを判定する。そして閾値条件を満足する場合は該モデル入力xmに関して、調整対象となる基底半径は存在しないと見なし、ステップ1111に進み、閾値条件を満足しない場合は、基底半径を調整するためのステップであるステップ1109に進む。 Next, step 1108 for determining whether the sparse density satisfies the threshold condition is a branch. Determining whether to satisfy the calculated sparse [rho m is the threshold conditions set in advance (within upper and lower limits). And for the model input x m if satisfying the threshold condition, the base radius to be adjusted is regarded as not present, the process proceeds to step 1111, if not satisfied threshold condition is the step for adjusting the base radius Proceed to step 1109.
次に、モデル入力の最新傍データが属するカテゴリを決定するステップ1109では、該モデル入力xmに対して最も距離が小さい(最近傍となる)データ、及びそのデータが属するカテゴリ番号を決定する。 Next, in step 1109 to determine the category to which the latest neighbor data model input belongs (the nearest) whose distance is small relative to the model input x m data, and the data to determine the category number belongs.
次に、最新傍データに属する基底半径を調節するステップ1110では、前記モデル入力の最新傍データが属するカテゴリを決定するステップ1109において決定された最近傍データが属するカテゴリ番号と同一のカテゴリ番号を有するデータに関して、その基底半径を調整する。 Next, in step 1110 for adjusting the base radius belonging to the latest neighbor data, the category number having the same category number to which the nearest neighbor data determined in step 1109 for determining the category to which the latest neighbor data of the model input belongs is assigned. Adjust the base radius for the data.
基底半径の調整は、疎密度ρmが閾値条件の下限値を下回る場合には基底のカバーする領域を広げて疎密度を増加させるために基底半径を大きくし、上限値を上回る場合には基底のカバーする領域を縮小して疎密度を低減させるために基底半径を小さくする方針に従って実行する。 The base radius is adjusted by increasing the base radius to increase the sparse density by expanding the area covered by the base when the sparse density ρ m is below the lower limit of the threshold condition, and adjusting the base radius when the base radius is above the upper limit. In order to reduce the sparse density by reducing the area covered by, this is executed according to the policy of reducing the base radius.
このように、任意のモデル入力条件に対する疎密度が閾値を満足するように基底半径を調整することにより、密領域における基底の競合による推定値の過大評価、及び疎領域において基底の被覆率が充分に確保できないことによる過小評価の影響を減少させ、モデル推定精度を向上させることができる。 In this way, by adjusting the base radius so that the sparse density for an arbitrary model input condition satisfies the threshold, overestimation of the estimated value due to base competition in the dense region, and the base coverage is sufficient in the sparse region It is possible to reduce the influence of underestimation due to the fact that it cannot be secured, and to improve the model estimation accuracy.
次に、mが最大値以上に達したかを判断するステップ1111は分岐である。反復回数mがモデル調整条件および基底半径を初期化するステップ1101で設定した最大反復回数よりも小さい場合は、mに1を加算した後にモデル入力条件を決定するステップ1106に戻り、mが最大操作回数に達している場合は、ステップ1112に進む。 Next, step 1111 for determining whether m has reached the maximum value is a branch. If the number of iterations m is smaller than the maximum number of iterations set in step 1101 for initializing the model adjustment condition and the base radius, the process returns to step 1106 for determining the model input condition after adding 1 to m, and m is the maximum operation. If the number has been reached, the process proceeds to step 1112.
最後に、基底半径情報をデータベースに保存するステップ1112では、調整した基底半径情報を用いてモデル構築データ8を更新してモデル構築データベース220に保存し、モデル調整部600の動作を終了させるステップに進む。
Finally, in step 1112 for storing the base radius information in the database, the
以上に説明した制御装置200のモデル調整部600によるモデル調整のアルゴリズムの効果について、図8及び9を用いて説明する。
The effects of the model adjustment algorithm performed by the
図8は図7で示したものと同様のモデル入力空間及びデータ構成における疎密度分布のコンタ図であり、図8の上図が基底半径を一様の値(0.1)に設定した場合のコンタ図、図8の下図がモデル調整アルゴリズムによる半径調整後のコンタ図である。 FIG. 8 is a contour diagram of the sparse density distribution in the model input space and data structure similar to that shown in FIG. 7, and the upper diagram of FIG. 8 shows the case where the base radius is set to a uniform value (0.1). FIG. 8 is a contour diagram after radius adjustment by the model adjustment algorithm.
また図9は、図8に示した2ケースの基底半径値に対するモデル出力分布のコンタ図である。図8及び図9の両図において、図7と同様に基底半径の同心円、及び各データのカテゴリ番号を示している。 FIG. 9 is a contour diagram of the model output distribution for the base radius values of the two cases shown in FIG. 8 and 9, the concentric circle of the base radius and the category number of each data are shown as in FIG.
図8、図9の上図に示すように、基底半径を一様に設定した場合、入力空間上を基底関数が充分にカバーできないため、疎密度、モデル出力いずれも基底半径の同心円の内部のみで値が大きくなっている。 As shown in the upper figure of FIGS. 8 and 9, when the basis radius is set uniformly, the basis function cannot sufficiently cover the input space, so both the sparse density and the model output are only inside the concentric circle of the basis radius. The value is larger.
この結果、データ分布が疎な領域での推定精度が低下し、前記制御装置200の操作方法学習部800による学習を行った場合でも、所望の制御性能が得られない可能性がある。
As a result, the estimation accuracy in a region where the data distribution is sparse decreases, and even when the operation
一方、前記制御装置200のモデル調整部600によって基底半径を調整した場合は、基底関数によって入力空間を充分カバーすることができるため、図8、図9に示すように基底の被覆率が向上することで入力空間内のほぼ全域で疎密度が増加している。そして、モデル出力値はデータ分布が疎な領域でもデータの特性に応じた値となり推定精度が向上する。
On the other hand, when the base radius is adjusted by the
以上の説明から明らかなように、前記制御装置200のモデル調整部600では、モデル構築データの疎密度情報に基づき、入力空間内を必要充分にカバーできるように基底半径を調整する。この結果、基底が過重にカバーする領域や被覆率が低下する領域をなくし、モデル推定精度向上に寄与できる。
As is clear from the above description, the
また、疎密度を手掛かりに一定の方針に従って基底半径を調整するため試行錯誤的な探索処理を排除でき、試行錯誤的な半径調整手段に比べて計算コストを低減できる。以上で、モデル調整機能600の詳細な動作の説明を終了する。
Further, since the base radius is adjusted according to a certain policy with the sparseness as a clue, trial and error search processing can be eliminated, and the calculation cost can be reduced as compared with the trial and error radius adjusting means. This is the end of the detailed operation of the
次に、第1実施例であるプラントの制御装置において、制御装置200とデータを送受信できる保守ツール910の外部出力インターフェイス913から送信された保守ツール出力信号94を表示する画像表示装置920にて表示される画面について、図10、11、及び12を用いて説明する。図10〜12は、画像表示装置920に表示される画面の一具体例である。
Next, in the plant control apparatus of the first embodiment, the maintenance
図10は第1実施例であるプラントの制御装置において、モデル入出力を設定する際に画像表示装置に表示される画面例であり、第1実施例のプラントの制御装置における制御の手順を示す図2のフローチャートにおけるモデル構築条件・学習条件を設定するステップ1000のモデル構築条件設定画面の一例である。 FIG. 10 is a screen example displayed on the image display device when setting the model input / output in the plant control apparatus according to the first embodiment, and shows a control procedure in the plant control apparatus according to the first embodiment. It is an example of the model construction condition setting screen of step 1000 which sets the model construction condition / learning condition in the flowchart of FIG.
この図10に示したモデル入出力設定の画面では、プラントの計測データ情報に基づく入出力項目から、任意の項目を選択して制御装置200における統計モデル500のモデル入出力を設定することができる。
In the model input / output setting screen shown in FIG. 10, model input / output of the
図10に示す画面が前記画像表示装置920に表示された状態で、外部入力装置900のマウス902を操作して画面上の数値ボックスにフォーカスを移し、キーボード901を用いることで数値を入力できる。また、マウス902を操作して画面上のボタンをクリックすることで、ボタンを選択する(押す)ことができる。同様に、マウス902を操作して画面上のチェックボックスをクリックすることで、チェックを入れることができる。
With the screen shown in FIG. 10 displayed on the
図10に示した画面では、まず、モデル入力設定において、入力項目リスト3000に表示された入力項目に対し、任意の項目にマウス902のフォーカスを移し、ボタンを選択することにより選択バー3001を選択した入力項目に一致させることができる。そして、ボタン3002を選択することで、選択した入力項目をモデル入力項目リスト3003に追加できる。
In the screen shown in FIG. 10, first, in the model input setting, the
さらに、数値ボックス3004、及び3005の夫々にフォーカスを移して数値を入力することで、追加したモデル入力項目に対して、その最小値及び最大値を設定できる。既に追加したモデル入力項目リストから項目を削除する場合は、削除したい項目をマウス902により選択し、ボタン3006を選択することでリストから削除できる。
Furthermore, the minimum value and the maximum value can be set for the added model input item by shifting the focus to the
図10に示した画面では、次に、モデル出力設定において、同様に出力項目リスト3007に表示された出力項目に対し、任意の項目にマウス902のフォーカスを移し、ボタンを選択することにより選択バー3008を選択した出力項目に一致させることができる。そして、ボタン3009を選択することで、選択した出力項目をモデル出力項目リスト3010に追加できる。
In the screen shown in FIG. 10, next, in the model output setting, the focus of the
既に追加したモデル出力項目リストから項目を削除する場合は、削除したい項目をマウス902により選択し、ボタン3011を選択することでリストから削除できる。
When deleting an item from the already added model output item list, the item to be deleted can be deleted from the list by selecting the item to be deleted with the
以上のモデル入出力設定の終了後、ボタン3012を選択すると図11に示すモデル調整条件設定画面に移る。
After the above model input / output setting is completed, when a
図11は第1実施例であるプラントの制御装置において、モデル調整条件を設定する際に画像表示装置に表示される画面例であり、この図11に示したモデル調整条件設定の画面では、数値ボックス3100、3101、3102、3103、及び3104の夫々にフォーカスを移して数値を入力することで、図5のフローチャートにおけるモデル調整の反復回数mの最大値であるモデル調整反復回数、前記ステップ1104において用いられるカテゴリ数、前記ステップ1108において用いられる疎密度閾値の最小値、及び最大値、並びにモデル調整結果の評価に用いる推定誤差目標値を決定することができる。
FIG. 11 is a screen example displayed on the image display device when setting the model adjustment conditions in the plant control apparatus according to the first embodiment. In the model adjustment condition setting screen shown in FIG. In step 1104, the model adjustment iteration number which is the maximum value of the model adjustment iteration number m in the flowchart of FIG. 5 is obtained by shifting the focus to each of the
以上のモデル調整条件設定の終了後、ボタン3105を選択することで、モデル調整を開始することができる。また、ボタン3106を選択するとモデル入出力設定画面に戻る。
After the above model adjustment condition setting is completed, the model adjustment can be started by selecting a
図12は第1実施例であるプラントの制御装置において、モデル調整結果を確認する際に画像表示装置に表示される画面であり、第1実施例のプラントの制御装置における制御の手順を示す図2のフローチャートにおけるステップ1100のモデル調整終了後の調整結果評価時に用いる画面の一例である。 FIG. 12 is a screen displayed on the image display device when confirming the model adjustment result in the plant control apparatus according to the first embodiment, and is a diagram showing a control procedure in the plant control apparatus according to the first embodiment. FIG. 6 is an example of a screen used when evaluating an adjustment result after completion of model adjustment in step 1100 in the flowchart of FIG.
この図12に示したモデル調整結果表示の画面では、疎密度平均推移表示画面3200として、モデル調整の反復回数mに対する疎密度の推移がグラフ3201で表示される。
In the model adjustment result display screen shown in FIG. 12, as a sparse density average
ここで、グラフの横軸はモデル調整の反復回数mであり、縦軸は各反復回数における疎密度ρmの移動平均となる。また、この疎密度平均推移表示画面3200には図11のモデル調整条件設定画面において設定した疎密度閾値の最小値3202、及び最大値3203が表示される。
Here, the horizontal axis of the graph is the number m of model adjustment iterations, and the vertical axis is the moving average of the sparse density ρ m at each iteration number. The sparse density average
また、図12に示したモデル調整結果表示の画面では、モデル推定誤差推移表示画面3204として、モデル調整の反復回数mに対するモデル推定誤差の推移がグラフ3205で表示される。ここで、グラフの横軸はモデル調整の反復回数mであり、縦軸は各反復回数におけるモデル評価用データとモデル推定値の誤差となる。また、このモデル推定誤差推移表示画面3204には図11のモデル調整条件設定画面において設定した推定誤差目標値3206が表示される。
In the model adjustment result display screen shown in FIG. 12, the model estimation error
プラントの運転員は、図12に示した疎密度平均推移表示画面3200、及びモデル推定誤差推移表示画面3204に表示されるモデル調整結果を見ながら、モデル調整が適切に実行されているかどうかを判断することができる。
The plant operator determines whether or not the model adjustment is properly performed while viewing the model adjustment results displayed on the sparse density average
前記疎密度平均推移表示画面3200において、モデル調整終盤における疎密度3201が、疎密度閾値の最小値3202と最大値3203の間を推移している場合、且つ前記モデル推定誤差推移表示画面3204において、モデル調整終盤におけるモデル推定誤差3205が、推定誤差目標値3206を下回っている場合には、望ましいモデル調整結果が得られたとしてボタン3207を選択することでモデル調整を終了することができる。
In the sparse average
一方で、モデル調整結果が前記の条件のいずれかを満足しない場合は、ボタン3208を選択することで図11のモデル調整条件設定画面に戻り、モデル調整を再実行できる。
On the other hand, if the model adjustment result does not satisfy any of the above conditions, selecting the
このように、第1実施例のプラントの制御装置においては、図12に示したモデル調整結果表示画面に表示される情報に応じてモデル調整の終了の可否を決定できる機能を有することにより、所望の統計モデル性能が得られるまでモデル調整を繰り返すことが可能となる。その結果、モデル構築データの構成によらず一定以上の推定精度を保証するロバストな統計モデルを構築できる。 As described above, the plant control apparatus according to the first embodiment has a function capable of determining whether or not to end the model adjustment according to the information displayed on the model adjustment result display screen shown in FIG. The model adjustment can be repeated until the statistical model performance is obtained. As a result, it is possible to construct a robust statistical model that guarantees a certain level of estimation accuracy regardless of the model construction data configuration.
また、モデル調整の反復回数を予め少なく設定しておくことにより、モデル調整において冗長な計算コストを削減できるため、従来想定していたよりもモデル調整に要する時間を短縮できる。そのためプラントを操作する回数を増加させ、より高い制御効果を得ることができる。 Further, by setting the number of iterations of model adjustment to be small in advance, it is possible to reduce redundant calculation costs in model adjustment, and therefore it is possible to shorten the time required for model adjustment compared to the conventional assumption. Therefore, the frequency | count of operating a plant can be increased and the higher control effect can be acquired.
上記した本実施例のプラントの制御装置では、前記モデル調整部により適切に調整された半径パラメータを用いることにより、統計モデルの推定精度を向上させることができる。また、かかる半径パラメータの調整において、データと推定値の誤差評価の反復処理を必要としないため、計算コストを小さくでき、制御周期以内で調整を終了させることができる。 In the plant control apparatus of the above-described embodiment, the estimation accuracy of the statistical model can be improved by using the radius parameter appropriately adjusted by the model adjustment unit. In addition, the adjustment of the radius parameter does not require an iterative process for evaluating the error between the data and the estimated value, so that the calculation cost can be reduced and the adjustment can be completed within the control cycle.
以上で、第1実施例であるプラントの制御装置における画像表示装置920に表示される画面についての説明を終了する。
Above, description about the screen displayed on the
本実施例によれば、統計モデルを構築する際に用いるデータに偏りが存在する学習型のプラントを制御する場合でも、そのデータの偏りの分布に応じて適切に統計モデルのパラメータを制御周期以内で調整して、推定精度を向上させる機能を具備したプラントの制御装置を実現することができる。 According to this embodiment, even when controlling a learning type plant in which there is a bias in the data used when constructing the statistical model, the parameter of the statistical model is appropriately set within the control cycle according to the distribution of the bias in the data. It is possible to realize a plant control apparatus having a function of improving the estimation accuracy by adjusting in the above.
次に、本発明に係わる制御装置200を、火力発電プラントに適用した第2実施例である火力発電プラントの制御装置について説明する。
Next, a control device for a thermal power plant that is a second embodiment in which the
尚、火力発電プラント以外のプラントを制御する際にも、本発明に係わる制御装置200を使用できることは言うまでもない。
Needless to say, the
図13は、本発明に係わる制御装置200が適用される火力発電プラント100aの構成を示す概略図である。先ず、火力発電プラント100aによる発電の仕組みについて簡単に説明する。
FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of a
図13において、火力発電プラント100aを構成するボイラ101には、ミル110で石炭を細かく粉砕した燃料である微粉炭と、微粉炭搬送用の1次空気及び燃焼調整用の2次空気とを供給する複数のバーナ102が設けられており、このバーナ102を通じて供給した微粉炭を、ボイラ101の内部で燃焼させる。尚、微粉炭と1次空気は配管134から、2次空気は配管141から夫々バーナ102に導かれる。
In FIG. 13, pulverized coal, which is fuel obtained by finely pulverizing coal with a
また、ボイラ101には、2段燃焼用の空気をボイラ101に投入するアフタエアポート103が設けられている。2段燃焼用の空気は、配管142からアフタエアポート103に導かれる。
Further, the
ボイラ101の内部で微粉炭を燃焼することによって発生した高温の燃焼ガスは、ボイラ101の内部の経路に沿って下流側に流下して、ボイラ101の内部に配置された熱交換器106で給水と熱交換して蒸気を発生させた後に、排ガスとなってボイラ101の下流側に設置されたエアーヒーター104に流入し、このエアーヒーター104で熱交換してボイラ101に供給する空気を昇温する。
The high-temperature combustion gas generated by burning pulverized coal inside the
そして、このエアーヒーター104を通過した排ガスは、図示していない排ガス処理を施した後に、煙突から大気に放出される。
And the exhaust gas which passed this
ボイラ101の熱交換器106を循環する給水は、給水ポンプ105を介して熱交換器106に供給され、熱交換器106においてボイラ101を流下する燃焼ガスによって過熱され、高温高圧の蒸気となる。尚、本実施例では熱交換器の数を1つとしているが、熱交換器を複数配置するようにしてもよい。
The feed water circulating through the
熱交換器106で発生した高温高圧の蒸気は、タービンガバナ107を介して蒸気タービン108に導かれ、蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン108を駆動して発電機109で発電する。
The high-temperature and high-pressure steam generated in the
上記第2実施例の火力発電プラント100aには、火力発電プラントの運転状態を示す状態量を検出する様々な計測器が配置されている。
In the
前記火力発電プラント100aは図1のプラント100に該当しているので、これらの計測器から取得された火力発電プラントの計測信号は、図1に示すようにプラント100から計測信号1として制御装置200の外部入力インターフェイス201に送信される。
Since the
計測器としては、例えば図13の火力発電プラント100aに示すように、熱交換器106から蒸気タービン108に供給される高温高圧の蒸気の温度を計測する温度計測器151、蒸気の圧力を計測する圧力計測器152、発電機109で発電される電力量を計測する発電出力計測器153が図示されている。
As a measuring instrument, for example, as shown in a
蒸気タービン108の復水器(図示せず)によって蒸気を冷却して生じた給水は、給水ポンプ105によってボイラ101の熱交換器106に供給されるが、この給水の流量は流量計測器150によって計測されている。
The feed water generated by cooling the steam by the condenser (not shown) of the
また、ボイラ101から排出する燃焼ガスである排ガス中に含まれている成分(窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、及び硫化水素(H2S)など)の濃度に関する状態量の計測信号は、ボイラ101の下流側に設けた濃度計測器154によって計測される。
In addition, the state quantity relating to the concentration of components (nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO), hydrogen sulfide (H 2 S), etc.) contained in the exhaust gas that is the combustion gas discharged from the
即ち、本発明の制御装置200を上記火力発電プラント100aに適用した第2実施例の火力発電プラントの制御装置において、計測器で計測される火力発電プラント100aの計測データ項目には、上記各計測器によって計測した火力発電プラント100aの状態量であるボイラ101に供給される燃料流量、ボイラ101に供給される空気流量、ボイラ101の熱交換器106に供給される給水流量、ボイラ101の熱交換器106で発生して蒸気タービン108に供給される蒸気温度、ボイラ101の熱交換器106に供給される給水の給水圧力、ボイラ101から排出される排ガスのガス温度、前記排ガスのガス濃度、及びボイラ101から排出される排ガスの一部をボイラ101に再循環させる排ガス再循環流量等が含まれる。
That is, in the thermal power plant control apparatus according to the second embodiment in which the
これらの計測データ項目は、図1で示した制御装置200における制御信号生成部700で演算して出力された制御信号15によって決定される計測データ項目である。
These measurement data items are measurement data items determined by the
尚、一般的には図13に図示した以外にも多数の計測器が火力発電プラント100aに配置されるが、ここでは図示を省略する。
In general, many measuring instruments other than those shown in FIG. 13 are arranged in the
次に、ボイラ101の内部に投入される空気の経路、すなわちバーナ102からボイラ101の内部に投入される1次空気と2次空気の経路、及びアフタエアポート103からボイラ101の内部に投入される空気の経路について図13を用いて説明する。
Next, a path of air that is introduced into the
図13に示したボイラ101において、1次空気は、ファン120から配管130に導かれ、途中でボイラ101の下流側に設置されたエアーヒーター104を通過する配管132と、エアーヒーター104を通過せずにバイパスする配管131とに分岐するが、エアーヒーター104の下流側に配設した配管133となって再び合流し、バーナ102の上流側に設置された微粉炭を製造するミル110に導かれる。
In the
エアーヒーター104を通過する1次空気は、ボイラ101を流下する燃焼ガスと熱交換することによって加熱される。この加熱された1次空気と共に、エアーヒーター104をバイパスした1次空気は、ミル110において粉砕した微分炭をバーナ102に搬送する。
The primary air passing through the
ファン121を用いて配管140から投入された空気は、エアーヒーター104で同様にして加熱された後に、2次空気用の配管141とアフタエアポート用の配管142とに分岐して、夫々、ボイラ101のバーナ102とアフタエアポート103とに導かれる。
The air introduced from the
第2実施例である火力発電プラントの制御装置においては、ファン121から送られてバーナ102とアフタエアポート103からボイラ101の内部へ投入される空気流量を制御する例として、2次空気用の配管141とアフタエアポート用の配管142の上流側に操作端機器となるエアダンパ162及びエアダンパ163をそれぞれ設け、制御装置200によってこれらのエアダンパ162及びエアダンパ163の開度を調節して、ボイラ101の内部に供給される2次空気とアフタエアの流量をそれぞれ制御できるように構成している。
In the control apparatus for a thermal power plant according to the second embodiment, as an example of controlling the flow rate of air sent from the
また、ファン120から送られてバーナ102から微粉炭と共にボイラ101の内部へ投入される空気流量を制御する例として、配管133に合流する直前部分の配管131及び配管132に操作端機器となるエアダンパ160及びエアダンパ161をそれぞれ設け、制御装置200によってこれらのエアダンパ160及びエアダンパ161の開度を調節して、ボイラ101の内部に供給される空気の流量をそれぞれ制御できるように構成している。
In addition, as an example of controlling the flow rate of air sent from the
前記制御装置200は、他の計測データ項目を制御することもできるので、操作端機器の設置場所を制御対象に応じて変えてもよい。
Since the
図14は、図13に示した火力発電プラント100aのボイラ101の下流側に設置したエアーヒーター104と関連する配管部の拡大図である。
FIG. 14 is an enlarged view of a piping section related to the
図14に示したように、エアーヒーター104には空気を供給する配管130、及び配管140がそれぞれ設置されており、このうち、配管140はエアーヒーター104を貫通して配設され、配管130は途中から分岐した配管131と配管132によって構成されており、前記配管131はエアーヒーター104をバイパスして配設され、前記配管132はエアーヒーター104を貫通して配設されている。
As shown in FIG. 14, the
そして配管132はエアーヒーター104を貫通した後に配管131と合流した配管133となってミル110に導かれ、このミル110から該配管133を通じて微粉炭と共に空気をボイラ101のバーナ102に導くように配設されている。
The
また、配管140はエアーヒーター104を貫通した後に配管141と配管142とに分岐し、このうち、配管141はボイラ101のバーナ102に、配管142はボイラ101のアフタエアポート103に、それぞれ空気を導くように配設されている。
In addition, the
また、前記配管133に合流する直前部分の配管131及び配管132には、流通する空気量を調節するエアダンパ160及びエアダンパ161がそれぞれ設置され、前記配管141及び配管142の上流部分には、流通する空気量を調節するエアダンパ162及びエアダンパ163がそれぞれ設置されている。
Also, an
そして、これらのエアダンパ160〜163を操作することにより、配管131、132、141、142を空気が通過する面積を変更することができるので、配管131、132、141、142を通過してボイラ101の内部に供給される空気流量を個別に調整できる。
Then, by operating these
制御装置200の制御信号生成部700によって演算された制御信号15を外部出力インターフェイス202を介して火力発電プラント100aに対する操作信号16として出力し、ボイラ101の配管131、132、141、142にそれぞれ設置したエアダンパ160、161、162、163などの制御端の機器を操作する。
The
尚、本実施例では、エアダンパ160、161、162、163などの機器のことを操作端と呼び、これを操作するのに必要な制御装置200で演算した制御信号15が該制御装置200から前記操作端に指令する出力信号を操作信号16と呼ぶ。
In this embodiment, the devices such as the
また、制御信号生成部700によって演算されて前記操作端に出力される操作信号16としては、ボイラ101に配管131、132、141、142を通じて供給される空気流量、ボイラ101に空気を供給する配管131、132、141、142にそれぞれ設置された空気の流量を調節する空気ダンパ160〜163の開度、ボイラ101のバーナ102に供給される微粉炭の燃料流量、及びボイラ101から排出される排ガスの一部をボイラ101に再循環させる排ガス再循環流量等が含まれる。
The
以降では、本発明の制御装置を火力発電プラント100aに適用して、操作端をボイラ101に設置したバーナ102に供給する空気量を調節する配管131、132にそれぞれ設置されたエアダンパ160、161、及びボイラ101に設置したアフタエアポート103に供給する空気量を調節する配管141、142にそれぞれ設置されたエアダンパ162、163として、被制御量をボイラ101から排出される排ガス中のCO、NOx、及びH2Sの濃度とする場合について説明する。
Hereinafter, the
尚、本実施例では、ボイラ101の操作端の操作量(エアダンパ160、161、162、163の開度)が制御装置200を構成する統計モデル500のモデル入力に、ボイラ101から排出される排ガスに含まれるNOx、CO及びH2S濃度が統計モデル500のモデル出力になり、モデル入出力夫々の最小化が学習の目的となる。
In this embodiment, the operation amount of the operation end of the boiler 101 (the opening degree of the
図15は、第2実施例である火力発電プラントの制御装置において、火力発電プラント100aの制御装置200に用いた場合に、画像表示装置920に表示される画面の一例であり、第1実施例のプラントの制御装置においてモデル入出力を設定する際に表示される画面例を示した図10に対応する、画像表示装置に表示される制御装置200を構成する統計モデル500のモデル入出力設定の画面例である。
FIG. 15 shows an example of a screen displayed on the
図15に示したモデル入出力設定の画面例では、ボイラ101の操作端であるバーナ102、及びアフタエアポート103の夫々に対して、その位置関係を把握しながら制御装置200における統計モデル500のモデル入出力が設定できるようになっている。
In the model input / output setting screen example shown in FIG. 15, the model of the
具体的には、モデル入力設定の画面において、ボイラ操作端表示画面3500に表示されたモデル入力項目リスト3502に表示される入力項目に対して選択バー3503によって選択された項目に関して、その設置位置を示すボイラ操作端表示画面3500に表示される缶前のボイラ図上のシンボルがポインタ3501によって示される。
Specifically, in the model input setting screen, the installation position of the item selected by the
また、この操作とは逆に、ボイラ操作端表示画面3500に表示される特定の操作端のシンボルに対して外部入力装置900のマウス902をクリックし、ポインタ3501のフォーカスを合せることにより、選択バー3503の表示位置を移動させる(入力項目を選択する)こともできる。そして、ボタン3504を選択することで、選択した入力項目をモデル入力項目リスト3502に追加できる。
Contrary to this operation, the selection bar is displayed by clicking the
尚、図15において、数値ボックス3506、並びにモデル出力設定の画面における出力項目の選択バー3509、画面3508、3511、ボタン3510、3512、3513、及びボタン3507の機能については、図10の画面の場合と同様である。
In FIG. 15, the functions of the
第2実施例の火力発電プラントの制御装置によってボイラ101に供給する空気を制御する空気量制御では、特定のバーナ及びアフタエアポートのエアダンパの調整方法に関して先験的な知見が存在し、多くの場合それに基づいた制御が実行される。
In the air amount control for controlling the air supplied to the
そこで、本実施例の制御装置200におけるモデル入力設定を、図15に示したような画面構成とすることにより、プラントの運転員は、ボイラ101の操作端の位置を確認しつつ、前記先験知識に基づく制御方法を考慮した上で制御装置200における統計モデル500のモデル入出力を適切に選定することができる。
Therefore, by setting the model input setting in the
また、図15に示した画面を用いて設定した操作端、及び最小・最大値をプラント設計情報と関連付けて理解することが可能となるため、モデル入力設定を効率化し、設定ミスの低減にも資することができる。 In addition, since it is possible to understand the operation end and minimum / maximum values set using the screen shown in FIG. 15 in association with the plant design information, the model input setting can be made more efficient and setting errors can be reduced. Can contribute.
以上説明したように、本発明のプラントの制御装置200を火力発電プラントに適用すれば、環境規制や運用コストに対する要求を満たす操作方法を学習することにより、火力発電プラントから排出されるNOx、CO、及びH2S濃度の目標値を達成することができる。
As described above, if the
本実施例によれば、統計モデルを構築する際に用いるデータに偏りが存在する学習型のプラントを制御する場合でも、そのデータの偏りの分布に応じて適切に統計モデルのパラメータを制御周期以内で調整して、推定精度を向上させる機能を具備した火力発電プラントの制御装置を実現することができる。 According to this embodiment, even when controlling a learning type plant in which there is a bias in the data used when constructing the statistical model, the parameter of the statistical model is appropriately set within the control cycle according to the distribution of the bias in the data. Thus, it is possible to realize a thermal power plant control apparatus having a function of improving estimation accuracy.
本発明は、プラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置に適用可能である。 The present invention is applicable to a plant control device and a thermal power plant control device.
1:計測信号、16:制御信号、90:入出力データ情報、100:プラント、100a:火力発電プラント、101:ボイラ、102:バーナ、103:アフタエアポート、130〜133:配管、140〜142:配管、160〜163:エアダンパ、200:制御装置、201:外部入力インターフェイス、202:外部出力インターフェイス、210:計測信号データベース、220:モデル構築データベース、230:学習情報データベース、240:制御ロジックデータベース、250:制御信号データベース、300:計測信号変換部、400:数値解析部、500:統計モデル、600:モデル調整部、700:制御信号生成部、800:操作方法学習部、900:外部入力装置、901:キーボード、902:マウス、910:保守ツール、911:外部入力インターフェイス、912:データ送受信処理部、913:外部出力インターフェイス、920:画像表示装置。 1: Measurement signal, 16: Control signal, 90: Input / output data information, 100: Plant, 100a: Thermal power plant, 101: Boiler, 102: Burner, 103: After airport, 130-133: Piping, 140-142: Piping, 160 to 163: Air damper, 200: Control device, 201: External input interface, 202: External output interface, 210: Measurement signal database, 220: Model construction database, 230: Learning information database, 240: Control logic database, 250 : Control signal database, 300: measurement signal conversion unit, 400: numerical analysis unit, 500: statistical model, 600: model adjustment unit, 700: control signal generation unit, 800: operation method learning unit, 900: external input device, 901 : Keyboard, 902: Mouse, 9 0: maintenance tools, 911: external input interface, 912: data transmission and reception processing unit, 913: external output interface, 920: image display device.
Claims (11)
前記制御装置は、前記プラントの状態量である計測信号を取り込んで保存する計測信号データベースと、前記計測信号データベースに保存されたプラントの計測データから変換したモデル構築データを保存するモデル構築データベースと、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記プラントに制御信号を与えた時に該プラントの状態量である計測信号の値を推定するプラントの制御特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルを用いて前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するようにプラントに与える前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する学習情報データを保存する学習情報データベースと、前記計測信号データベースの計測信号、及び前記学習情報データベースの学習情報データを用いてプラントに対して送信される制御信号を演算する制御信号生成部とを備えて構成し、
前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、データの密集度を示す疎密度情報が含まれるように構成し、
更に前記制御装置に、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データに含まれる統計モデルの基底半径パラメータを調整するモデル調整部を設けて、前記統計モデルが前記モデル調整部による基底半径パラメータの調整結果を用いてモデル出力を生成するように構成したことを特徴とするプラントの制御装置。 In a plant control device including a control device that takes in a measurement signal that is a state quantity of the plant from the plant and calculates an operation signal that controls the plant using the measurement signal,
The control device includes a measurement signal database that captures and stores a measurement signal that is a state quantity of the plant, a model construction database that stores model construction data converted from measurement data of the plant stored in the measurement signal database, and A statistical model for simulating plant control characteristics for estimating a value of a measurement signal that is a state quantity of the plant when a control signal is given to the plant using model building data stored in the model building database; An operation method learning unit that learns how to generate a model input corresponding to the control signal given to the plant so that a model output corresponding to the measurement signal achieves a target value using a model, and learning in the operation method learning unit Learning information database for storing learning information data on constraints and learning results , The measurement signal of the measurement signal database, and configured by a said learning information control signal generation unit for calculating a control signal to be transmitted to the plant by using the learning information data in the database,
The model construction data stored in the model construction database is configured to include sparse density information indicating the density of the data,
Further, the control device is provided with a model adjustment unit that adjusts a base radius parameter of a statistical model included in model construction data stored in the model construction database, and the statistical model adjusts a base radius parameter by the model adjustment unit. A plant control apparatus configured to generate a model output using a result.
前記モデル調整部は、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記モデル構築用データのカテゴリ番号を決定するカテゴリ演算機能部と、前記カテゴリ演算機能部によって決定したカテゴリ情報を含むモデル構築データを用いて前記統計モデルの半径パラメータを調整する半径調整機能部のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とするプラントの制御装置。 The plant control apparatus according to claim 1,
The model adjustment unit includes a category calculation function unit that determines a category number of the model building data using model building data stored in the model building database, and a model including category information determined by the category calculation function unit A plant control apparatus comprising at least one of a radius adjustment function unit that adjusts a radius parameter of the statistical model using construction data.
前記カテゴリ演算機能部は、各データの密集度を示す疎密度を計算する機能と、外部入力装置より入力されたカテゴリ数情報を基に、前記モデル構築データの疎密度分布範囲をカテゴリ数で等分割した値を基準として、各データのカテゴリ番号を決定する機能のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とするプラントの制御装置。 The plant control apparatus according to claim 2,
The category calculation function unit is configured to calculate a sparse density distribution range of the model construction data by the number of categories based on a function of calculating a sparse density indicating a density of each data and a category number information input from an external input device. A plant control apparatus comprising at least one of functions for determining a category number of each data on the basis of a divided value .
前記半径調整機能部は、半径パラメータを調整する際に、モデル入力空間内で任意に決定した基準モデル入力に対してその疎密度を計算する機能と、計算した疎密度が外部入力装置より入力された閾値条件を満足しない場合に、前記基準モデル入力の最近傍に位置するデータのカテゴリを抽出し、そのカテゴリに属するデータの半径パラメータを調整する機能のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とするプラントの制御装置。 The plant control apparatus according to claim 2,
The radius adjustment function unit calculates a sparse density with respect to a reference model input arbitrarily determined in the model input space and adjusts the radius parameter, and the calculated sparse density is input from an external input device. When the threshold condition is not satisfied, it is provided with at least one of functions for extracting a category of data located nearest to the reference model input and adjusting a radius parameter of data belonging to the category. Plant control equipment .
前記制御装置は画像表示装置と接続されており、前記画像表示装置は前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを表示する機能と、前記モデル調整部による統計モデルの調整結果を表示する機能と、前記モデル調整部で用いるモデル調整条件を設定する機能のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とするプラントの制御装置。 The plant control apparatus according to claim 1,
The control device is connected to an image display device, the image display device has a function of displaying model construction data stored in the model construction database, and a function of displaying a result of adjustment of a statistical model by the model adjustment unit, A plant control apparatus comprising at least one of functions for setting model adjustment conditions used in the model adjustment unit .
前記計測信号は、前記火力発電プラントのボイラから排出される排ガスに含まれる窒素酸化物、一酸化炭素、及び硫化水素の濃度のうち少なくとも1つを表す状態量の信号を含み、
前記操作信号は、前記火力発電プラントのボイラに供給する空気流量、この空気流量を調節する空気ダンパの開度、ボイラに供給される燃料流量、ボイラから排出された排ガスを該ボイラに再循環させる排ガス再循環流量のうち少なくとも1つを表す信号を含み、
前記制御装置は、前記火力発電プラントの状態量である計測信号を取り込んで保存する計測信号データベースと、前記計測信号データベースに保存されたプラントの計測データから変換したボイラに供給する空気流量、この空気流量を調節する空気ダンパの開度、ボイラに供給される燃料流量、ボイラから排出された排ガスを該ボイラに再循環させる排ガス再循環流量のうち少なくとも1つを含むモデル構築データを保存するモデル構築データベースと、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記プラントに制御信号を与えた時に該プラントの状態量である計測信号の値を推定するプラントの制御特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルを用いて前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するようにプラントに与える前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する学習情報データを保存する学習情報データベースと、前記計測信号データベースの計測信号、及び前記学習情報データベースの学習情報データを用いてプラントに対して送信される制御信号を演算する制御信号生成部とを備えて構成し、
前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、データの密集度を示す疎密度情報が含まれるように構成し、
更に前記制御装置に、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データに含まれる統計モデルの基底半径パラメータを調整するモデル調整部を設けて、前記統計モデルが前記モデル調整部による基底半径パラメータの調整結果を用いてモデル出力を生成するように構成したことを特徴とする火力発電プラントの制御装置。 In a control device for a thermal power plant comprising a control device that takes in a measurement signal that is a state quantity of the plant from a thermal power plant including a boiler and calculates an operation signal for controlling the thermal power plant using the measurement signal ,
The measurement signal includes a state quantity signal representing at least one of the concentrations of nitrogen oxide, carbon monoxide, and hydrogen sulfide contained in the exhaust gas discharged from the boiler of the thermal power plant,
The operation signal includes an air flow rate supplied to the boiler of the thermal power plant, an opening degree of an air damper that adjusts the air flow rate, a fuel flow rate supplied to the boiler, and an exhaust gas discharged from the boiler is recirculated to the boiler. A signal representing at least one of the exhaust gas recirculation flow rates,
The control device includes a measurement signal database that captures and stores a measurement signal that is a state quantity of the thermal power plant, an air flow rate that is supplied to the boiler converted from the measurement data of the plant stored in the measurement signal database, and the air Model construction for storing model construction data including at least one of the opening degree of the air damper for adjusting the flow rate, the fuel flow rate supplied to the boiler, and the exhaust gas recirculation flow rate for recirculating exhaust gas discharged from the boiler to the boiler A statistical model for simulating plant control characteristics for estimating a value of a measurement signal that is a state quantity of the plant when a control signal is given to the plant using model construction data stored in the model construction database; Using the statistical model, the model output corresponding to the measurement signal achieves the target value. An operation method learning unit that learns a generation method of a model input corresponding to the control signal given to the plant, a learning information database that stores learning information data related to learning constraint conditions and learning results in the operation method learning unit, and Comprising a measurement signal in the measurement signal database, and a control signal generation unit that calculates a control signal transmitted to the plant using the learning information data in the learning information database;
The model construction data stored in the model construction database is configured to include sparse density information indicating the density of the data,
Further, the control device is provided with a model adjustment unit that adjusts a base radius parameter of a statistical model included in model construction data stored in the model construction database, and the statistical model adjusts a base radius parameter by the model adjustment unit. A control apparatus for a thermal power plant, characterized in that a model output is generated using a result .
前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、火力発電プラントのボイラに供給する空気流量、この空気流量を調節する空気ダンパの開度、ボイラに供給される燃料流量、ボイラから排出された排ガスを該ボイラに再循環させる排ガス再循環流量のうち少なくとも1つに関する情報を含み、前記モデル調整部は、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記モデル構築用データのカテゴリ番号を決定するカテゴリ演算機能部と、前記カテゴリ演算機能部によって決定したカテゴリ情報を含むモデル構築データを用いて前記統計モデルの半径パラメータを調整する半径調整機能部のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とする火力発電プラントの制御装置。 In the thermal power plant control apparatus according to claim 6,
The model building data stored in the model building database includes the air flow rate supplied to the boiler of the thermal power plant, the opening degree of the air damper that adjusts the air flow rate, the fuel flow rate supplied to the boiler, and the exhaust gas discharged from the boiler Including information related to at least one of the exhaust gas recirculation flow rates for recirculating the exhaust gas to the boiler, the model adjusting unit using the model construction data stored in the model construction database, the category number of the model construction data At least one of a category calculation function unit that determines a radius parameter of the statistical model using model construction data including category information determined by the category calculation function unit. A control device for a thermal power plant .
前記カテゴリ演算機能部は、各データの密集度を示す疎密度を計算する機能と、外部入力装置より入力されたカテゴリ数情報を基に、前記モデル構築データの疎密度分布範囲をカテゴリ数で等分割した値を基準として、各データのカテゴリ番号を決定する機能のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とする火力発電プラントの制御装置。 The control device for a thermal power plant according to claim 7,
The category calculation function unit is configured to calculate a sparse density distribution range of the model construction data by the number of categories based on a function of calculating a sparse density indicating a density of each data and a category number information input from an external input device. A control apparatus for a thermal power plant, comprising at least one of functions for determining a category number of each data on the basis of the divided values .
前記半径調整機能部は、半径パラメータを調整する際に、モデル入力空間内で任意に決定した基準モデル入力に対してその疎密度を計算する機能と、計算した疎密度が外部入力装置より入力された閾値条件を満足しない場合に、前記基準モデル入力の最近傍に位置するデータのカテゴリを抽出し、そのカテゴリに属するデータの半径パラメータを調整する機能のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とする火力発電プラントの制御装置。 The control device for a thermal power plant according to claim 7,
The radius adjustment function unit calculates a sparse density with respect to a reference model input arbitrarily determined in the model input space and adjusts the radius parameter, and the calculated sparse density is input from an external input device. When the threshold condition is not satisfied, it is provided with at least one of functions for extracting a category of data located nearest to the reference model input and adjusting a radius parameter of data belonging to the category. Control device for thermal power plant .
前記制御装置は画像表示装置と接続されており、前記画像表示装置は前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを表示する機能と、前記モデル調整部による統計モデルの調整結果を表示する機能と、前記モデル調整部で用いるモデル調整条件を設定する機能のうち、少なくとも1つを備えることを特徴とする火力発電プラントの制御装置。 In the thermal power plant control apparatus according to claim 6,
The control device is connected to an image display device, the image display device has a function of displaying model construction data stored in the model construction database, and a function of displaying a result of adjustment of a statistical model by the model adjustment unit, A control apparatus for a thermal power plant, comprising at least one of functions for setting model adjustment conditions used in the model adjustment unit .
前記火力発電プラントは、蒸気を発生するボイラと、ボイラで発生した蒸気を導いて駆動される蒸気タービンと、蒸気タービンの駆動によって発電する発電機を備えて構成し、
前記制御装置は、前記プラントの状態量である計測信号を取り込んで保存する計測信号データベースと、前記計測信号データベースに保存されたプラントの計測データから変換したモデル構築データを保存するモデル構築データベースと、前記モデル構築データベースに保存されたモデル構築データを用いて前記プラントに制御信号を与えた時に該プラントの状態量である計測信号の値を推定するプラントの制御特性を模擬する統計モデルと、前記統計モデルを用いて前記計測信号に相当するモデル出力が目標値を達成するようにプラントに与える前記制御信号に相当するモデル入力の生成方法を学習する操作方法学習部と、前記操作方法学習部における学習の制約条件及び学習結果に関する学習情報データを保存する学習情報データベースと、前記計測信号データベースの計測信号、及び前記学習情報データベースの学習情報データを用いてプラントに対して送信される制御信号を演算する制御信号生成部とを備えて構成し、
前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データには、データの密集度を示す疎密度情報が含まれるように構成し、
更に前記制御装置に、前記モデル構築データベースに保存されるモデル構築データに含まれる統計モデルの基底半径パラメータを調整するモデル調整部を設けて、前記統計モデルが前記モデル調整部による基底半径パラメータの調整結果を用いてモデル出力を生成するように構成したことを特徴とする火力発電プラント。 In a thermal power plant equipped with a control device that takes in a measurement signal that is a state quantity of the plant from the plant and calculates an operation signal for controlling the plant using the measurement signal,
The thermal power plant comprises a boiler that generates steam, a steam turbine that is driven by guiding steam generated in the boiler, and a generator that generates power by driving the steam turbine,
The control device includes a measurement signal database that captures and stores a measurement signal that is a state quantity of the plant, a model construction database that stores model construction data converted from measurement data of the plant stored in the measurement signal database, and A statistical model for simulating plant control characteristics for estimating a value of a measurement signal that is a state quantity of the plant when a control signal is given to the plant using model building data stored in the model building database; An operation method learning unit that learns how to generate a model input corresponding to the control signal given to the plant so that a model output corresponding to the measurement signal achieves a target value using a model, and learning in the operation method learning unit Learning information database for storing learning information data on constraints and learning results , The measurement signal of the measurement signal database, and configured by a said learning information control signal generation unit for calculating a control signal to be transmitted to the plant by using the learning information data in the database,
The model construction data stored in the model construction database is configured to include sparse density information indicating the density of the data,
Further, the control device is provided with a model adjustment unit that adjusts a base radius parameter of a statistical model included in model construction data stored in the model construction database, and the statistical model adjusts a base radius parameter by the model adjustment unit. A thermal power plant configured to generate a model output using the result .
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