CN111433694A - 运转条件评价装置、运转条件评价方法及发电设备的控制系统 - Google Patents

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CN111433694A CN201880077099.1A CN201880077099A CN111433694A CN 111433694 A CN111433694 A CN 111433694A CN 201880077099 A CN201880077099 A CN 201880077099A CN 111433694 A CN111433694 A CN 111433694A
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马越龙太郎
齐藤一彦
平原悠智
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Abstract

一种运转条件评价装置，评价发电设备的运转条件，其中，具备：运转模式输入部，接受发电设备的运转模式的输入；动作模型存储部，存储表示发电设备的虚拟的动作的动作模型；模拟部，将由对发电设备所具备的多个操作端的每一个设定的运转参数的组构成的运转条件应用于动作模型，运算发电设备的虚拟工艺值；加权系数存储部，存储针对虚拟工艺值的每一个而与运转模式对应地确定的加权系数；及评分算出部，参照加权系数存储部，决定与输入的运转模式对应的加权系数，使用对虚拟工艺值乘以加权系数而得到的值来算出各运转条件的评价评分。

Description

运转条件评价装置、运转条件评价方法及发电设备的控制 系统
技术领域
本发明涉及运转条件评价装置、运转条件评价方法及发电设备的控制系统。
背景技术
在发电设备的运转、尤其是大型的锅炉的运转中，操作作为运转条件的许多输入参数(例如调整各燃烧喷燃器中的燃烧用空气流量的阻尼器的开度、喷燃器嘴角度、煤等固体燃料的粉碎机的分级转速等)，作为其结果的输出而得到NOx、CO的浓度、导热管表面温度(金属温度)、蒸汽温度等。在锅炉的燃烧调整中，需要以使各工艺值成为合适的范围内的方式控制输入参数，但由于输入参数存在数十项目以上的许多并且相对于输入参数的变化而各工艺值作为复杂的相互关系的结果而得到，所以有时工艺值改善或恶化，因此，在输入参数的操作中需要非常复杂的工序。因而，处于难以实现大型的锅炉的自动运转的状况，存在主要实施基于技术者的手动运转或半自动运转这一实情。
因此，存在“想要针对自动运转事先使用输入参数来模拟锅炉的燃烧动作，并使用其结果来进行锅炉的自动运转”这一期望。在专利文献1中公开了修正设备的模拟模型数据并基于其结果来进行锅炉的控制的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-210215号公报
发明内容
发明所要解决的课题
锅炉存在重视经济性的运转、使环境负荷优先的运转以及重视锅炉寿命的运转等与运转目的对应的各种运转。若运转目的不同，则即使在某运转目的下是最佳的运转条件，在其他运转目的下也未必成为最佳的运转条件。由此，存在想要根据运转目的来评价运转条件这一期望。关于这一点，在专利文献1中，即使进行模型的修正，也无法使用该模型来进行与运转目的对应的特定的运转条件的设定、评价，无法满足上述期望。
本发明解决上述的课题，其目的在于，提供能够从包括锅炉的发电设备的多种多样的运转条件中评价出在特定的运转模式下最佳的运转条件的运转条件评价装置、运转条件评价方法及使用该运转条件的发电设备的控制系统。需要说明的是，在此，运转模式是指特定的运转目的。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，具备请求保护的范围所记载的结构。若举出其一例，则本发明是一种运转条件评价装置，评价发电设备的运转条件，其特征在于，具备：运转模式输入部，接受所述发电设备的运转模式的输入；动作模型存储部，存储表示所述发电设备的虚拟的动作的动作模型；模拟部，将由对所述发电设备所具备的多个操作端的每一个设定的运转参数的组构成的运转条件应用于所述动作模型，运算所述发电设备的虚拟工艺值；加权系数存储部，存储针对所述虚拟工艺值的每一个而与运转模式对应地确定的加权系数；及评分算出部，参照所述加权系数存储部，决定与输入的所述运转模式对应的加权系数，使用对所述虚拟工艺值乘以加权系数而得到的值来算出各运转条件的评价评分。
发明效果
根据本发明，能够提供能够从包括锅炉的发电设备的多种多样的运转条件中评价出在特定的运转模式下最佳的运转条件的运转条件评价装置、运转条件评价方法及使用该运转条件的发电设备的控制系统。上述以外的课题、结构及效果根据以下的实施方式的说明而变得明了。
附图说明
图1是示出锅炉的控制系统的概略结构的框图。
图2是表示锅炉的概略结构图。
图3是示出运转条件评价装置的硬件结构的图。
图4是示出锅炉的控制系统1中的控制的工序(运转条件评价方法的流程)的流程图。
图5是关于选定处于选定出的运转模式的最佳的运转条件的处理示出说明的流程的流程图。
图6A是示出评分换算数据的例的图。
图6B是示出NOx-评分坐标图的例的图。
图7是示出虚拟工艺值范围的设定画面的画面显示例的图。
图8是示出虚拟工艺值范围的设定画面的画面显示例的图。
图9是示出推荐范围数据的例的图。
图10是示出使多个运转模式混合而换算最终运转模式的情况下的画面显示例的图。
图11是示出评价评分相对高的运转条件及其评分的画面显示例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的优选的实施方式。需要说明的是，本发明并非由该实施方式限定，另外，在存在多个实施方式的情况下，也包括将各实施方式组合而构成的技术。以下，作为发电设备而以设置于火力发电站的锅炉为例来进行说明，但发电设备不限定于锅炉，也可以将其他发电设备设为控制对象。
参照图1，对锅炉100的控制系统1的概略结构进行说明。图1是示出锅炉100的控制系统1的概略结构的框图。
如图1所示，锅炉100的控制系统1通过对锅炉100连接锅炉100的运转控制装置200而且对运转控制装置200连接评价锅炉100的运转条件的运转条件评价装置300而构成。
(锅炉100)
锅炉100包括N个操作端1、2、···、N。而且，锅炉100包括M个传感器1、2、···、M。需要说明的是，锅炉100的进一步的说明将会参照图2而后述。
(运转控制装置200)
运转控制装置200具备实际工艺值读入部210、运转指示值运算部220、控制逻辑存储部230及运转指示值设定部240。
实际工艺值读入部210将从传感器1、2、···、M输出的计测了锅炉100的各种状态量的工艺值读入并向运转条件评价装置300输出。
这些工艺值包括表示从火力发电设备排出的气体中包含的氮氧化物、一氧化碳及硫化氢各自的浓度中的至少一个的信号。
运转指示值运算部220从运转条件评价装置300取得表示运转条件的实际输入参数115(相当于运转参数)。实际输入参数115包括决定空气阻尼器的开度、空气流量、燃料流量、废气再循环流量中的至少一个的信号。
在本实施方式中，将向锅炉100的实际的运转应用的输入参数称作实际输入参数115，将在实际的运转中得到的工艺值称作实际工艺值101。另一方面，在运转条件评价装置300中，将向锅炉100的虚拟运转(模拟运转)应用的输入参数称作虚拟输入参数，将在虚拟运转中得到的工艺值称作虚拟工艺值。输入参数由对多个操作端的每一个设定的运转参数的组构成。
在控制逻辑存储部230中保存算出控制逻辑数据114的控制电路及控制参数。在算出该控制逻辑数据114的控制电路中，能够作为以往技术而使用公知的PI(比例/积分)控制。
运转指示值运算部220使用控制逻辑数据114来运算为了按照从运转条件评价装置300取得的实际输入参数115使锅炉100运转而对各操作端1、2、···、N设定的运转指示值116。
将运算出的运转指示值116向运转指示值设定部240输出。运转指示值116构成为例如作为控制供给的空气流量的控制信号而输出。
运转指示值设定部240将表示运转指示值116的控制信号117向各操作端1、2、···、N设定。
(运转条件评价装置300)
运转条件评价装置300主要包括：第一输入I/F310、第一输出I/F320、第二输入I/F330、第二输出I/F340；虚拟运转执行部400，使用疑似地再现了锅炉100的工作状态的动作模型106，将多个运转条件向表示锅炉100的虚拟的动作的动作模型106应用来进行虚拟运转，将其结果作为虚拟工艺值而输出；及运转条件选定部500，从应用于虚拟运转的多个运转条件中选定一个运转条件。运转条件评价装置300经由第二输入I/F330及第二输出I/F340而与维修工具900连接。
维修工具900包括由键盘、鼠标构成的输入装置910、由CRT、LCD构成的显示装置920及连接于输入装置910及显示装置920的每一个且能够与运转条件评价装置300收发数据的维修控制装置930。操作员通过使用维修工具900，能够访问在虚拟运转执行部400所具备的各种存储部中保存的信息。输入装置910是使用后述的虚拟工艺值设定画面来设定虚拟工艺值可取的范围的操作构件，可以使用鼠标、键盘、触摸面板等。另外，在使用平板终端作为维修工具900的情况下，也可以将输入装置910、显示装置920及维修控制装置930一体构成。
在输入装置910中生成的维修工具输入信号911经由第二输入I/F(参照图3)330而向虚拟运转执行部400及运转条件选定部500输入。
例如在运转条件的评价时，若从锅炉100的多个运转模式中选择一个，则选择出的运转模式被向评分算出部418、运转条件选定部500输出。
而且，维修控制装置930中包含的设定画面生成部931将虚拟工艺值范围的设定画面等显示于显示装置920。例如，若操作员在虚拟工艺值范围的设定画面上使用输入装置910而编辑虚拟工艺值范围，则编辑后的信息向加权系数存储部420输入，加权系数被更新。在加权系数存储部420中也可以包括与软件传感器值运算部416将虚拟工艺值组合而运算出的新的虚拟工艺值对应的加权系数。
此时，在存在包括第一虚拟工艺值及第二虚拟工艺值的多个工艺值且第二虚拟工艺值表示与第一虚拟工艺值的正方向或负方向相反的方向的响应的情况下，在推荐范围存储部932中存储确定了第一虚拟工艺值和第二虚拟工艺值折中(trade-off)的规则。并且，在用于设定第一虚拟工艺值(图7的主要工艺值，相当于“NOx”)的虚拟工艺值范围的设定画面(在图7中是NOx设定画面)中，也显示第二虚拟工艺值(图7的次要(冲突工艺值)，相当于“CO”)的目标范围(在图7的CO-评分坐标图的例中是比CO的第一拐点靠左的区域)、与目标范围相邻且表示虚拟工艺值的容许值的范围的容许范围(在图7的CO-评分坐标图的例中是CO的第一拐点与第二拐点之间的区域)及与容许范围相邻且表示虚拟工艺值的非容许值的非容许范围(在图7的CO-评分坐标图的例中是比CO的第二拐点靠右的区域)中的至少任一个范围。
在本实施方式中，说明运转条件评价装置300构成为包括虚拟运转执行部400及运转条件选定部500的例，但也可以将虚拟运转执行部400及运转条件选定部500构成为独立的装置，将虚拟运转执行装置与具有与运转条件选定部500同等的功能的运转条件选定装置(未图示)连接，构成为从虚拟运转执行装置向运转条件选定装置输出运转条件。
虚拟运转执行部400包括实际工艺值存储部402、实际工艺值变换部404、动作模型存储部406、模型修正部408、模拟部410、操作方法学习部412、学习信息存储部414及软件传感器值运算部416、评分算出部418、加权系数存储部420、实际输入参数存储部422。学习信息存储部414相当于虚拟输入参数存储部及虚拟工艺值存储部。
运转条件评价装置300经由第一输入I/F310而从运转控制装置200取得实际工艺值102，并向实际工艺值存储部402保存。另外，若操作员从维修工具900的输入装置910输入实际工艺值，则也可以经由第二输入I/F330而向实际工艺值存储部402保存操作员输入的实际工艺值。而且，也可以将存储于实际工艺值存储部402的实际工艺值经由第二输出I/F340而显示于维修工具900的显示装置920。
另外，从运转条件评价装置300的运转条件选定部500经由第一输出I/F320而向运转控制装置200输出对控制对象的锅炉100设定的实际输入参数115。
另外，运转条件选定部500对运转控制装置200输出的实际输入参数115向设置于运转条件评价装置300的实际输入参数存储部422保存。另外，若操作员从维修工具900的输入装置910输入实际输入参数，则也可以经由第二输入I/F330而向实际输入参数存储部422保存操作员输入的实际输入参数。而且，也可以将存储于实际输入参数存储部422的实际输入参数经由第二输出I/F340而显示于维修工具900的显示装置920。
在设置于运转条件评价装置300的实际工艺值变换部404中，将保存于实际工艺值存储部402的实际工艺值数据103变换为模型构建数据104。该模型构建数据104向动作模型存储部406保存。若操作员从维修工具900的输入装置910输入动作模型，则经由第二输入I/F330而向动作模型存储部406保存操作员输入的动作模型。另外，也可以将存储于动作模型存储部406的动作模型经由第二输出I/F340而显示于维修工具900的显示装置920，构成为能够确认保存的动作模型的种类、内容。
模型修正部408根据需要而使用从动作模型存储部406取入的动作模型和模型构建数据104的复合数据107并通过以神经网络为代表的统计性手法来更新动作模型，将更新后的动作模型108向动作模型存储部406保存。
在操作方法学习部412中，生成学习结果112，并向学习信息存储部414保存。在学习结果112中包括向虚拟运转应用的虚拟输入参数109和应用该虚拟输入参数109通过虚拟运转运算而得到的输出值(虚拟工艺值)。
模拟部410具有模拟锅炉100的控制特性的功能。即，模拟运算与“将实际输入参数115向锅炉100提供，得到相对于其控制结果的实际工艺值101”同等的功能。为了该模拟运算，模拟部410使用从操作方法学习部412接收到的虚拟输入参数109和保存于动作模型存储部406的动作模型106。
模拟部410将向动作模型106输入虚拟输入参数109而运算出的结果作为虚拟工艺值110输出。
由模拟部410得到的虚拟工艺值110成为锅炉100的实际工艺值101的预测值。需要说明的是，虚拟输入参数109、虚拟工艺值110的数量都不限定于1个种类，能够分别准备多个种类。以下，将向动作模型106应用虚拟输入参数109来进行运算的处理称作测试。
操作方法学习部412使用包括保存于学习信息存储部414的学习的制约条件及在学习中使用的输入参数设定条件等的学习信息数据111来学习虚拟输入参数109的设定方法。学习结果112中包含的虚拟工艺值向学习信息存储部414保存。
操作员使用输入装置910来选择运转模式，并向评分算出部418输出。由此，输入装置910相当于接受锅炉100的运转模式的输入的运转模式输入部。
评分算出部418从加权系数存储部420读出对于虚拟工艺值的种类预先设定的评分换算数据(加权系数)，将评分换算数据向虚拟工艺值应用来算出测试的虚拟工艺值的评分。在各工艺值的特性中，例如存在工艺值越小则打分越增加的特性、工艺值越大则打分越增加的特性。因此，评分换算数据也可以根据虚拟工艺值的特性来设定上限值、下限值。在本实施方式中，加权系数存储部420存储的评分换算数据对应于锅炉100的运转模式而制作。也就是说，与相同种类的工艺值相乘的评分换算数据的值根据运转模式而不同。这一点是本实施方式的运转条件评价装置的特征。
评分算出部418将与从输入装置910取得的运转模式对应的评分换算数据从加权系数存储部420读出，并向存储于学习信息存储部414的各测试的虚拟工艺值应用来算出各运转条件的评分。各运转条件的评分在显示装置920上显示。此时，优选以使评分成为降序的方式显示。
操作员基于在显示装置920上并排显示的各运转条件的评分来判断将哪个运转条件向锅炉100应用并从输入装置910进行选定操作。表示选定出的运转条件的信息向运转条件选定部500输出。由此，输入装置910相当于运转条件选择接受部。
运转条件选定部500从自学习信息存储部414输出的学习信息数据113中提取选定出的运转条件，并经由第一输出I/F320而向运转控制装置200输出。
通过以上，在从各种各样的运转条件中选择最佳(评分最高)的运转条件时，能够配合锅炉100的运转模式而选择最佳的运转条件。并且，通过将选择出的运转条件向锅炉100设定，能够在选择出的运转模式下实现最佳的运转。
图2是表示锅炉100的概略结构图。
本实施方式的锅炉100是以下的燃煤锅炉：作为使固体燃料燃烧的装置，能够使用将煤粉碎后的粉煤作为微粉燃料(固体燃料)，利用火炉11的燃烧喷燃器使该粉煤燃烧，将通过该燃烧而产生的热与供水、蒸汽进行热交换而生成蒸汽。需要说明的是，燃料不限于煤，也可以是生物质等能够在锅炉中燃烧的其他燃料。还可以进一步将多种燃料混合而使用。
锅炉100具有火炉11、燃烧装置12及烟道13。火炉11例如呈四方筒的中空形状且沿着铅垂方向设置。火炉11的壁面由蒸发管(导热管)和连接蒸发管的翅片构成，通过与供水、蒸汽进行热交换来抑制火炉壁的温度上升。具体而言，在火炉11的侧壁面上，多个蒸发管例如沿着铅垂方向配置且在水平方向上并列配置。翅片将蒸发管与蒸发管之间封闭。火炉11在炉底设置有倾斜面62，在倾斜面62设置炉底蒸发管70而成为底面。
燃烧装置12设置于构成该火炉11的火炉壁的铅垂下部侧。在本实施方式中，该燃烧装置12具有装配于火炉壁的多个燃烧喷燃器(例如21、22、23、24、25)。例如，该燃烧喷燃器(喷燃器)21、22、23、24、25沿着火炉11的周向以均等间隔配设有多个。不过，火炉的形状、喷燃器的配置、一排中的燃烧喷燃器的数量、排数并不限定于该实施方式。
该各燃烧喷燃器21、22、23、24、25经由粉煤供给管26、27、28、29、30而连结于粉碎机(粉煤机/磨粉机)31、32、33、34、35。当煤由未图示的运送系统运送并向该粉碎机31、32、33、34、35投入后，在此处被粉碎成规定的微粉的大小，能够与运送用空气(1次空气)一起从粉煤供给管26、27、28、29、30向燃烧喷燃器21、22、23、24、25供给粉碎后的煤(粉煤)。
另外，火炉11在各燃烧喷燃器21、22、23、24、25的装配位置设置有风箱36，空气管道37b的一端部连结于该风箱36，另一端部在连结点37d处连结于供给空气的空气管道37a。
另外，在火炉11的铅垂方向上方连结有烟道13，在该烟道13配置有用于生成蒸汽的多个热交换器(41、42、43、44、45、46、47)。因而，通过燃烧喷燃器21、22、23、24、25向火炉11内喷射粉煤燃料与燃烧用空气的混合气而形成火焰，生成燃烧气体并向烟道13流动。然后，能够利用燃烧气体将在火炉壁及热交换器(41～47)中流动的供水、蒸汽加热而生成过热蒸汽，供给生成的过热蒸汽而驱动未图示的蒸汽轮机旋转，驱动连结于蒸汽轮机的旋转轴的未图示的发电机旋转而进行发电。另外，该烟道13连结有废气通路48，设置有用于进行燃烧气体的净化的脱硝装置50、在从送风机38向空气管道37a输送的空气与在废气通路48中输送的废气之间进行热交换的空气加热器49、煤烟处理装置51、吸引送风机52等，在下游端部设置有烟筒53。需要说明的是，若能够满足废气基准，则脱硝装置50也可以不设置。
本实施方式的火炉11是在基于粉煤的运送用空气(1次空气)及从风箱36向火炉11投入的燃烧用空气(2次空气)的燃料过剩燃烧后新投入燃烧用空气(补充空气)来进行燃料稀薄燃烧的所谓2段燃烧方式的火炉。因而，在火炉11设置有补充空气口39，空气管道37c的一端部连结于补充空气口39，另一端部在连结点37d处连结于供给空气的空气管道37a。需要说明的是，在不采用2段燃烧方式的情况下，补充空气口39也可以不设置。
从送风机38输送到空气管道37a的空气在空气加热器49中通过与燃烧气体热交换而被加热，在连结点37d处分支成经由空气管道37b而被导向风箱36的2次空气和经由空气管道37c而被导向补充空气口39的补充空气。
图3是示出运转条件评价装置300的硬件结构的图。运转条件评价装置300包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)301、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)302、ROM(Read Only Memory：只读存储器)303、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)304、第一输入I/F310、第一输出I/F320、第二输入I/F330及第二输出I/F340，通过它们经由总线306互相连接而构成。需要说明的是，运转条件评价装置300的硬件结构不限定于上述，也可以由控制电路与存储装置的组合构成。
图4是示出图1所示的锅炉100的控制系统1中的控制的工序(运转条件评价方法的流程)的流程图。
图4所示的流程图将步骤1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000组合而执行。以下，对各步骤进行说明。
在运转条件评价装置300的动作开始后，首先，在设定模型构建条件/学习条件的步骤1000中，设定模型构建时的执行条件学习条件等各种参数值。
接着，在构建设备特性模型的步骤1100中，使运转条件评价装置300的模拟部410进行动作，使用保存于动作模型存储部406的动作模型106来构建设备特性模型。
接着，在学习操作方法的步骤1200中，使操作方法学习部412进行动作而对运转条件评价装置300的模拟部410输出的虚拟工艺值110成为期望的值的虚拟输入参数109的操作方法进行学习。学习算法能够使用强化学习理论等公知的方式。
接着，在将学习结果112向学习信息存储部414保存的步骤1300中，将操作方法的学习结果112向学习信息存储部414保存。
接着，在步骤1400中，将运转条件选定部500选定出的运转条件向运转控制装置200输出，运转指示值运算部220使用保存于控制逻辑存储部230的控制逻辑数据114及选定出的运转条件来运算运转指示值116，运转指示值设定部240基于该运转指示值116来生成控制信号117。
接着，在对设备进行操作的步骤1500中，运转指示值设定部240将控制信号117向锅炉100的各操作端1、2、···、N设定。
接着，在将实际工艺值101向实际工艺值存储部402保存的步骤1600中，在锅炉100的操作后向运转条件评价装置300输入/保存的实际工艺值数据103在实际工艺值变换部404中被变换为模型构建数据104(实际工艺值数据)，并向动作模型存储部406保存。
接着，在设定模型数据修正条件的步骤1700中，设定与模型修正时的执行条件相关的各种参数值。
接着，在修正模型数据的步骤1800中，使模型修正部408进行动作，更新动作模型，且删除不需要的数据。
接着，判断模型数据修正结果的妥当性的步骤1900是分支。针对模型数据修正结果，在满足判定基准的情况下进入步骤2000，在不满足判定基准的情况下返回步骤1700。在此，作为判定手段，可考虑基于内部参数的自动判定和设备的操作员确认显示于显示装置920的模型数据修正结果并判断妥当性的手动判定这2个种类，可以使用任一种。
并且，最后的判断控制的ON/OFF的步骤2000是分支。通过输入装置910而执行与控制的ON/OFF相关的输入，在ON的情况下返回步骤1100，在OFF的情况下进入使一系列的运转条件评价装置300中的锅炉100的控制的动作结束的步骤。
通过以上的动作，在运转条件评价装置300对锅炉100的控制中，基于锅炉100的操作员设定的模型调整条件及学习条件，自主地学习得到期望的虚拟工艺值的虚拟输入参数的操作方法，并利用基于其学习结果112生成的控制信号来操作锅炉100，由此，能够使锅炉100成为期望的运转状态。
在此，在本实施方式中，从多次的学习结果中选定在以操作员选择出的运转模式使锅炉100工作的情况下最佳的运转条件，使用该运转条件来进行控制信号的生成(步骤1400)。以下，参照图5，对选定处于选定出的运转模式的最佳的运转条件的处理进行说明。图5是关于选定处于选定出的运转模式的最佳的运转条件的处理示出说明的流程的流程图。
假设：在以下的处理之前，在步骤1300中基于多个运转条件的学习结果112存储于学习信息存储部414。在步骤3000中，操作员操作输入装置910来进行想使锅炉100执行的运转模式的输入操作。关于运转模式的输入操作，例如可以在显示装置920上显示多个运转模式的选择画面，使得能够通过在该画面上进行拖动或滑动操作来进行选择。
在步骤3100中，表示选定了哪个运转模式的输入信号向评分算出部418输入。评分算出部418从加权系数存储部420读出处于选定出的运转模式的评分换算数据。并且，对存储于学习信息存储部414的各运转条件的虚拟工艺值乘以评分换算数据所示的加权系数，其结果向维修控制装置930输出。维修控制装置930的设定画面生成部931使用取得的结果来生成虚拟工艺值范围的设定画面，并显示于显示装置920。
图6A是存储于加权系数存储部420的评分换算数据的一例。评分换算数据存储将运转模式和各运转模式下的表示基准评分的坐标图的标识符建立了关联的数据。例如，在NOx降低模式下，将坐标图的纵轴设为评分且将横轴设为NOx浓度的NOx-评分坐标图(坐标图2，参照图6B)的标识符被建立关系。关于其他的各运转模式也保存表示基准评分的评分换算数据。
在步骤3200中，在显示于显示装置920的虚拟工艺值范围的设定画面中进行希望的运转模式的基准评分的编辑。在不需要编辑的情况下，跳过步骤3200～步骤3400。
需要说明的是，在图6A所记载的运转模式以外，也可以包括金属温度非平衡降低模式。金属温度非平衡是锅炉内的金属(配管等)的温度分布所涉及的内容，是指特定区中的温度差。金属温度非平衡根据多个部位的金属温度(工艺值)的温度差而计算。该温度差的计算在软件传感器值运算部416中进行。
图6A所记载的金属温度(绝对值)降低模式中的金属温度(绝对值)能够用作导热管及配管等的蠕变寿命所涉及的评价项目。另一方面，金属温度非平衡除了锅炉的可靠性确保之外，还能够用作关于由废气的成分(氧浓度等)、温度的均匀化实现的控制性改善、效率提高的评价项目。这样，通过使用金属温度非平衡(软件传感器)，能够评价不同的项目。
图7、8示出虚拟工艺值范围的设定画面的画面显示例。图9示出推荐范围数据的一例。图7、8是选定“NOx降低模式”作为运转模式且将NOx浓度的容许范围表示为从第一拐点到第二拐点之间的范围的画面。在此，特征点在于，在编辑主要工艺值即NOx浓度的容许范围时，自动显示呈现与NOx浓度的增减(正负)反向的变化的次要(冲突)工艺值即CO浓度或煤的未燃量的输入栏。在图7的例中，在拐点输入画面的右侧显示评分评价基准的图像，在该图像中记载拐点可变更范围。需要说明的是，也可以构成为拖动或滑动上述图像中的拐点自身来使拐点移动或使斜率变化。
在图8中，拐点的输入使用滑动条。关于次要(冲突)工艺值的拐点，显示推荐范围。关于推荐范围，在维修工具900所具备的推荐范围存储部932中预先准备图9所示的推荐范围数据，设定画面生成部931根据推荐范围数据所示的关系图而在后台推算并显示于显示装置920。
也可以构成为，推荐范围数据的运算在后台进行，但若在图7、8的次要(冲突)工艺值显示栏中右击作为输入装置910的鼠标，则弹出画面打开，显示图9的推荐范围数据。
在步骤3300中，操作员按下虚拟工艺值范围的设定画面的评分确定按钮。加权系数存储部420存储修正后的评分换算数据。
在步骤3400中，评分算出部418使用修正后的评分换算数据再次计算评分。再次计算的结果显示于显示装置920。此时，将评价评分相对高的运转条件与评分一起显示多个。例如，如图11所示，在选定了“NOx降低模式”作为运转模式的情况下，可以将在“NOx降低模式”中评价评分相对高的运转条件与评分一起显示。另外，也可以将评分、在该评分算出中使用的虚拟工艺值及为了运算虚拟工艺值而应用的虚拟输入参数一览显示。通过这样将与评分算出相关联的要素同时显示于1个画面上，对于操作员而言各相关关系的掌握变得容易，能够高效地进行合适的运转条件、运转模式的选择。另外，也可以将评分和虚拟工艺值、虚拟工艺值和虚拟输入参数相邻显示。通过这样显示，互相关系强的要素相邻显示，能够实现更确切的相关关系的掌握。另外，也可以设置操作员使用鼠标等输入装置910来切换设为显示对象的运转模式的功能。由此，操作员自己能够使需要的运转模式所涉及的信息选择性地显示于显示装置920。
在步骤3500中，在显示装置920上的画面中选定一个运转条件。表示选定了哪个运转条件的信息向运转条件选定部500输出。
在步骤3600中，运转条件选定部500将选定出的运转条件中包含的输入参数向运转控制装置200输出。
根据本实施方式，在评价以多个运转条件进行了虚拟运转的结果时，能够根据运转模式改变评价基准来进行打分，进行运转条件的评价。
另外，与运转模式对应的评价基准能够预先准备基准评分而且顺着操作员的希望来施加修正。此时，通过显示成为修正的标准的推荐范围，操作员能够在合适的范围内进行修正。
而且，在存在工艺值的正负向相反方向变化的次要(冲突)工艺值的情况下，配合虚拟工艺值的输入栏而也显示次要(冲突)工艺值的输入栏，通过将其值与虚拟工艺值输入栏的值联动地显示，能够也考虑对次要(冲突)工艺值的影响来设定虚拟工艺值范围。
上述实施方式并不限定本发明，不脱离本发明的主旨的范围内的变形例包含于本发明。
例如，在上述中，对根据实际工艺值来构建动作模型的例进行了说明，但也可以是，模型修正部408不修正存储于动作模型存储部406的动作模型，即，模拟部410将存储于动作模型存储部406的动作模型读出并直接使用。
例如，在上述中，选择一个运转模式，使与其对应的评分换算数据的加权系数变化，但也可以选择运转目的不同的多个运转模式，不使各运转模式的加权从基准评分变化，设定选择出的各运转模式的融合比率。图10示出与该例对应的GUI例。
此时，也可以设为，在选择了1个运转模式后，关于包括相对于选择出的运转模式所涉及的工艺值而正负向相反方向变化的次要(冲突)工艺值的运转模式，无法选择。这是因为，若要将冲突的工艺值分别最佳化，则结果有可能是，不管哪个工艺值，评分都不被改善。
在图10中，显示能够选择的运转模式的一览，从其中选择多个运转模式。并且，利用饼状图的面积比率来指定各运转模式对最终运转模式贡献的贡献率。在图10中，将未燃量降低模式设定为30％的贡献率，将辅机动力降低模式设定为70％的贡献率，将其混合来换算最终运转模式的评分。
标号说明
1：锅炉控制系统
100：锅炉(发电设备)
101、102：实际工艺值
103：实际工艺值数据
104：模型构建数据
106、108：动作模型
107：复合数据
109：虚拟输入参数
110：虚拟工艺值
111、113：学习信息数据
112：学习结果
114：控制逻辑数据
115：实际输入参数
116：运转指示值
117：控制信号
200：运转控制装置
210：实际工艺值读入部
220：运转指示值运算部
230：控制逻辑存储部
240：运转指示值设定部
300：运转条件评价装置
306：总线
310：第一输入I/F
320：第一输出I/F
330：第二输入I/F
340：第二输出I/F
400：虚拟运转执行部
402：实际工艺值存储部
404：实际工艺值变换部
406：动作模型存储部
408：模型修正部
410：模拟部
412：操作方法学习部
414：学习信息存储部
416：软件传感器值运算部
418：评分算出部
420：加权系数存储部
422：实际输入参数存储部
500：运转条件选定部
900：维修工具
910：输入装置(运转模式输入部、操作构件)
911：维修工具输入信号
920：显示装置(运转模式输入部、虚拟工艺值设定画面、显示部)
930：维修控制装置
931：设定画面生成部
932：推荐范围存储部

Claims (8)

1.一种运转条件评价装置，评价发电设备的运转条件，其特征在于，具备：
运转模式输入部，接受所述发电设备的运转模式的输入；
动作模型存储部，存储表示所述发电设备的虚拟的动作的动作模型；
模拟部，将由对所述发电设备所具备的多个操作端的每一个设定的运转参数的组构成的运转条件应用于所述动作模型，运算所述发电设备的虚拟工艺值；
加权系数存储部，存储针对所述虚拟工艺值的每一个而与运转模式对应地确定的加权系数；及
评分算出部，参照所述加权系数存储部，决定与输入的所述运转模式对应的加权系数，使用对所述虚拟工艺值乘以加权系数而得到的值来算出各运转条件的评价评分。
2.根据权利要求1所述的运转条件评价装置，其特征在于，
还具备软件传感器值运算部，该软件传感器值运算部使用所述模拟部运算得到的多个虚拟工艺值来运算软件传感器值，
所述加权系数存储部还存储针对所述软件传感器值而根据所述运转模式确定的加权系数，
所述评分算出部将与所述软件传感器值对应的所述加权系数与所述软件传感器值相乘，进一步使用该相乘后的值来算出各运转条件的评价评分。
3.根据权利要求1所述的运转条件评价装置，其特征在于，
所述运转模式输入部包括：
虚拟工艺值设定画面，示出在输入的所述运转模式下对所述评价评分造成的影响大的所述虚拟工艺值的目标范围、与该目标范围相邻且表示所述虚拟工艺值的容许值的容许范围及与所述容许范围相邻且表示所述虚拟工艺值的非容许值的非容许范围中的至少任一个范围；及
操作构件，在所述虚拟工艺值设定画面中进行使所述目标范围、所述容许范围及所述非容许范围中的至少任一个范围移动的输入操作。
4.根据权利要求3所述的运转条件评价装置，其特征在于，
当进行了使显示于所述虚拟工艺值设定画面的第一虚拟工艺值的所述目标范围、所述容许范围及所述非容许范围中的至少任一个范围向正方向或负方向移动的输入操作时，在存在与该输入操作联动地呈现与所述第一虚拟工艺值的正方向或负方向相反的方向的响应的第二虚拟工艺值的情况下，所述第二虚拟工艺值的所述目标范围、所述容许范围及所述非容许范围中的至少任一个范围进一步显示于所述虚拟工艺值设定画面。
5.根据权利要求1所述的运转条件评价装置，其特征在于，
所述运转模式输入部接受运转目的不同的多个运转模式的输入操作及各运转模式相对于使这多个运转模式融合而生成的最终运转模式的融合比率的输入操作，
所述评分算出部使用对所述相乘后的值乘以该运转模式的所述融合比率而得到的结果来算出所述最终运转模式下的各运转条件的评价评分。
6.根据权利要求1所述的运转条件评价装置，其特征在于，
所述运转模式输入部具有能够从预先确定的运转模式选择1个以上的运转模式的运转模式设定画面，
所述运转条件评价装置还具备显示在选择出的运转模式下由所述评分算出部算出的各运转条件的评价评分的显示部。
7.一种运转条件评价方法，评价发电设备的运转条件，其特征在于，包括：
接受所述发电设备的运转模式的输入的步骤；
将由对所述发电设备所具备的多个操作端的每一个设定的运转参数的组构成的运转条件应用于动作模型，运算所述发电设备的虚拟工艺值的步骤；及
决定与输入的所述运转模式对应的加权系数，使用对所述虚拟工艺值乘以加权系数而得到的值来算出各运转条件的评价评分的步骤。
8.一种发电设备的控制系统，其特征在于，具备：
权利要求1～6中任一项所述的运转条件评价装置；
运转条件选定装置，选定由所述运转条件评价装置算出的所述评价评分相对高的运转条件中的一个；及
运转控制装置，基于由所述运转条件选定装置选定出的所述运转条件来控制所述操作端。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113704972A (zh) * 2021-08-02 2021-11-26 大连理工大学 一种流域水风光清洁能源走廊支撑能力评估方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7364382B2 (ja) * 2019-07-19 2023-10-18 三菱重工業株式会社 運転比較装置、運転比較方法およびプログラム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1673910A (zh) * 2004-03-26 2005-09-28 株式会社东芝 成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统
JP2006304402A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分散型エネルギーシステムの制御装置、制御方法、プログラム、および記録媒体
CN101201591A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 株式会社日立制作所 锅炉设备的控制装置以及气体浓度推断装置
CN101390024A (zh) * 2006-03-31 2009-03-18 株式会社日立制作所 运转控制方法、运转控制装置和运转控制系统
CN101441442A (zh) * 2007-11-20 2009-05-27 株式会社日立制作所 设备控制装置、火力发电设备控制装置以及燃煤锅炉的气体浓度推定装置
JP2011123650A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Toshiba Corp 省エネルギー評価プラント模擬装置および省エネルギー評価方法
CN102418919A (zh) * 2010-08-31 2012-04-18 株式会社日立制作所 设备的控制装置和火力发电设备的控制装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0776884B2 (ja) * 1988-04-18 1995-08-16 株式会社東芝 プロセスプラントの自動運転管理方法
TWI267012B (en) * 2004-06-03 2006-11-21 Univ Nat Cheng Kung Quality prognostics system and method for manufacturing processes
JP4627553B2 (ja) * 2008-03-28 2011-02-09 株式会社日立製作所 プラントの制御装置および火力発電プラントの制御装置
JP5698576B2 (ja) * 2010-03-23 2015-04-08 メタウォーター株式会社 グラフ編集型シミュレーション装置、グラフ編集型シミュレーションプログラム、及びプラント維持管理システム
JP5378288B2 (ja) 2010-03-31 2013-12-25 株式会社日立製作所 プラントの制御装置及び火力発電プラントの制御装置
TWI482041B (zh) * 2011-04-08 2015-04-21 Ind Tech Res Inst 風力發電機的效能評估方法及裝置
TWI470217B (zh) * 2013-04-10 2015-01-21 China Steel Corp On - line performance evaluation method of cooling tower
CN103793859B (zh) * 2014-02-21 2017-11-07 北京科诺伟业科技股份有限公司 一种风电场运行监控及事件综合评价方法
CN106249728B (zh) * 2016-09-28 2019-02-22 清华大学 一种基于部件特性的火力发电机组在线性能监测方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1673910A (zh) * 2004-03-26 2005-09-28 株式会社东芝 成套设备的运转计划最优化方法及最优化系统
JP2006304402A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分散型エネルギーシステムの制御装置、制御方法、プログラム、および記録媒体
CN101390024A (zh) * 2006-03-31 2009-03-18 株式会社日立制作所 运转控制方法、运转控制装置和运转控制系统
CN101201591A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 株式会社日立制作所 锅炉设备的控制装置以及气体浓度推断装置
JP2008146371A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Hitachi Ltd ボイラプラントの制御装置
CN101441442A (zh) * 2007-11-20 2009-05-27 株式会社日立制作所 设备控制装置、火力发电设备控制装置以及燃煤锅炉的气体浓度推定装置
JP2011123650A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Toshiba Corp 省エネルギー評価プラント模擬装置および省エネルギー評価方法
CN102418919A (zh) * 2010-08-31 2012-04-18 株式会社日立制作所 设备的控制装置和火力发电设备的控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113704972A (zh) * 2021-08-02 2021-11-26 大连理工大学 一种流域水风光清洁能源走廊支撑能力评估方法
CN113704972B (zh) * 2021-08-02 2024-02-20 大连理工大学 一种流域水风光清洁能源走廊支撑能力评估方法

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