DE112020000784T5

DE112020000784T5 - Lernvorrichtung und Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem

Info

Publication number: DE112020000784T5
Application number: DE112020000784.7T
Authority: DE
Inventors: Masato Tamura; Shinji Watanabe; Shun INOUE; Isao Umoto; Tomonori Matsubara; Shinobu Nakamura
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-12-02
Also published as: WO2020162607A1; JPWO2020162607A1; AU2023203955A1; AU2020217528A1; US20220099289A1

Abstract

Eine Lernvorrichtung (18, 18b) zum Bilden eines Lernmodells zur Erzeugung eines Vorbeschleunigungsbefehlswerts zur Steuerung eines Steuerungszielobjekts vor der Zeit, zu der sich eine Last an einer für eine Wärmeenergieerzeugung verwendeten Dampferzeugungseinrichtung (3) ändert, wobei die Lernvorrichtung eine Lerneinrichtung (20, 20b) enthält, die eingerichtet ist, das Lernmodell durch mechanisches Lernen eines Datensatzes als Lerndaten zu erzeugen, der einen Leistungserzeugungsbefehlswert für die Wärmeenergieerzeugung und den Vorbeschleunigungsbefehlswert enthält, die bei einem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung verwendet wurden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Lernvorrichtung und ein Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem. Es wird die Priorität der am 8. Februar 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2019-021712 in Anspruch genommen, deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Im folgenden Patentdokument 1 ist eine Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung beschrieben, die für eine Wärmeenergieerzeugungsanlage verwendet wird. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung steuert eine Dampferzeugungseinrichtung derart, dass eine Leistungserzeugungsgröße E der Wärmeenergieerzeugungsanlage (einer Dampfturbine) einem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD folgt.
Es ist bekannt, dass eine Ansprechverzögerung einer Dampferzeugungseinrichtung verursacht wird, wenn sich eine Last an der Dampferzeugungseinrichtung ändert. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung kann daher beispielsweise Brennstoff der Dampferzeugungseinrichtung zusätzlich zu einem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD beruhend auf einem Vorbeschleunigungsbefehlswert vorab erhöhen, der als Dampferzeugungseinrichtungseingabegeschwindigkeit (BIR) bezeichnet wird, wenn sich eine Last an der Dampferzeugungseinrichtung ändert, damit die Ansprechverzögerung kompensiert wird.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Technische Aufgabe
Allerdings muss die BIR durch einen Benutzer beruhend auf der vorhergehenden Erfahrung des Benutzers eingestellt werden. Die Genauigkeit der BIR kann daher durch die Benutzererfahrung signifikant beeinflusst sein, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die vorstehend beschriebene Ansprechverzögerung nicht kompensiert werden wird. Infolgedessen kann eine Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E bezüglich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD gering sein.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Umstände gestaltet, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht in einer Verbesserung einer Folgeeigenschaft einer Leistungserzeugungsgröße bezüglich eines Leistungserzeugungsbefehlswerts.
Lösung der Aufgabe
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist eine Lernvorrichtung zum Aufbauen eines Lernmodells zur Erzeugung eines Vorbeschleunigungsbefehlswerts zur Steuerung eines Steuerungszielobjekts vor der Zeit bereitgestellt, wenn sich eine Last an einer für eine Wärmeenergieerzeugung verwendeten Dampferzeugungseinrichtung ändert, wobei die Lernvorrichtung umfasst: eine Lerneinrichtung, die eingerichtet ist, das Lernmodell durch mechanisches Lernen eines Datensatzes als Lerndaten zu erzeugen, der einen Leistungserzeugungsbefehlswert für die Wärmeenergieerzeugung und den Vorbeschleunigungsbefehlswert enthält, die in einem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung verwendet wurden.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung veranlasst die Lerneinrichtung in der Lernvorrichtung gemäß der ersten Ausgestaltung, dass ein Prozesswert des Steuerungszielobjekts, der in dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhalten wird, in die Lerndaten aufgenommen wird.
Gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung enthält der Prozesswert des Steuerungszielobjekts in der Lernvorrichtung gemäß der zweiten Ausgestaltung eine Durchflussmenge eines Brennstoffs, der der Dampferzeugungseinrichtung zugeführt wird, und/oder eine Durchflussmenge von Wasser, das der Dampferzeugungseinrichtung zugeführt wird, und/oder einen Volumenstrom von Luft, die der Dampferzeugungseinrichtung zugeführt wird, und/oder eine Durchflussmenge von Ammoniak zur Entstickung und/oder einer Durchflussmenge von Sprühwasser zur Steuerung einer wiedererwärmten Dampftemperatur und/oder einen Dampfdruck.
Gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung verwendet die Lerneinrichtung in der Lernvorrichtung gemäß einer der ersten bis dritten Ausgestaltungen den Datensatz als die Lerndaten, der in dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhalten wird.
Gemäß einer fünften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung baut die Lerneinrichtung in der Lernvorrichtung gemäß einer der ersten bis vierten Ausgestaltungen beruhend auf den Lerndaten das Lernmodell auf, das zumindest durch die Eingabe des Leistungserzeugungsbefehlswerts den Vorbeschleunigungsbefehlswert ausgibt, bei dem eine Folgeeigenschaft einer Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts einen gegebenen Standard überschreitet.
Gemäß einer sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung veranlasst die Lerneinrichtung in der Lernvorrichtung gemäß einer der ersten bis vierten Ausgestaltungen, dass eine Leistungserzeugungsgröße der Wärmeenergieerzeugung, die in dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhalten wird, in den Datensatz aufgenommen wird.
Gemäß einer siebten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung baut die Lerneinrichtung in der Lernvorrichtung gemäß der sechsten Ausgestaltung beruhend auf den Lerndaten das Lernmodell auf, das zumindest durch Eingabe des Leistungserzeugungsbefehlswerts und des Vorbeschleunigungsbefehlswerts die Leistungserzeugungsgröße ausgibt.
Gemäß einer achten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem bereitgestellt mit der Lernvorrichtung gemäß der fünften Ausgestaltung und einer Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung, die eingerichtet ist, den Vorbeschleunigungsbefehlswert durch Eingeben zumindest des Leistungserzeugungsbefehlswerts in ein gelerntes Modell zu erhalten, welches das durch die Lernvorrichtung aufgebaute Lernmodell ist, wobei, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung ändert, die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung die Leistungserzeugungsgröße veranlasst, dem Leistungserzeugungsbefehlswert zu folgen, indem sie das Steuerungszielobjekt beruhend auf einem Wert steuert, der durch Addieren des Vorbeschleunigungsbefehlswerts zu dem Leistungserzeugungsbefehlswert erhalten wird.
Gemäß einer neunten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist ein Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem bereitgestellt mit der Lernvorrichtung gemäß der siebten Ausgestaltung und einer Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung, die eingerichtet ist, die Leistungserzeugungsgröße durch Eingeben zumindest des Leistungserzeugungsbefehlswerts in ein gelerntes Modell zu erhalten, welches das durch die Lernvorrichtung aufgebaute Lernmodell ist, wobei die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung den Vorbeschleunigungsbefehlswert erhält, bei dem eine Abweichung zwischen dem in das gelernte Modell eingegebenen Leistungserzeugungsbefehlswert und der aus dem gelernten Modell ausgegebenen Leistungserzeugungsgröße minimiert ist.
Wirkungen der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben ist es gemäß vorliegender Offenbarung möglich, eine Folgeeigenschaft einer Leistungserzeugungsgröße hinsichtlich eines Leistungserzeugungsbefehlswerts zu verbessern.
Figurenliste

1 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines schematischen Aufbaus eines Wärmeenergieerzeugungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR.
3 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer Lernvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Arbeitsweise der Lernvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
6 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines schematischen Aufbaus eines Wärmeenergieerzeugungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
7 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer Lernvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
9A zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Arbeitsweise der Lernvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
9B zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Arbeitsweise einer BIR-Erzeugungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden eine Lernvorrichtung und ein
Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines schematischen Aufbaus eines Wärmeenergieerzeugungssystems A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Wärmeenergieerzeugungssystem A eine Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 und ein Anlagensteuersystem 2.
Die Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 veranlasst, dass mittels der Wärme von Verbrennungsgas, das durch Verbrennen von Brennstoff erzeugt wird, durch die Dampferzeugungseinrichtung 3 Dampf erzeugt wird. Die Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 treibt eine Dampfturbine 4 mit dem Dampf an, und ein mit der Dampfturbine 4 direkt verbundener Leistungsgenerator 5 erhält eine gewünschte Leistungserzeugungsgröße E.
Das Anlagensteuersystem 2 steuert die Dampferzeugungseinrichtung 3 und steuert daher die durch den Leistungsgenerator 5 erzeugte Leistungserzeugungsgröße E. Die Steuerung der Dampferzeugungseinrichtung 3 bedeutet hier die Steuerung eines Parameters (der nachstehend als „Steuerungszielobjekt“ bezeichnet wird), der für den Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 erforderlich ist. Das Steuerungszielobjekt ist beispielsweise eine Durchflussmenge von Brennstoff, der der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird (die nachstehend als „Brennstoffdurchflussmenge“ bezeichnet wird), eine Durchflussmenge von Wasser, das der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird (die nachstehend als „Wasserzufuhrdurchflussmenge“ bezeichnet wird), und/oder einen Volumenstrom von Luft, die der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird (der nachstehend als „Luftvolumenstrom“ bezeichnet wird), und/oder der Druck von Dampf, der der Dampfturbine 4 von der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird (der nachstehend als „Hauptdampfdruck“ bezeichnet wird), und/oder eine Temperatur des der Dampfturbine 4 von der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführten Dampfs (die nachstehend als „Hauptdampftemperatur“ bezeichnet wird), und/oder eine Durchflussmenge von Ammoniak für eine Entstickung und/oder eine Durchflussmenge von Sprühwasser zur Steuerung einer wiedererwärmten Dampftemperatur (die nachstehend als „Sprühwasserdurchflussmenge zur Steuerung einer wiedererwärmten Dampftemperatur“ bezeichnet wird).
Der schematische Aufbau der Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Die Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 umfasst die Dampferzeugungseinrichtung 3, die Dampfturbine 4, den Leistungsgenerator 5, einen Kondensator 6, eine Brennstoffdurchflussmengenanpasseinrichtung 7, eine Luftvolumenstromanpasseinrichtung 8, eine Dampfvolumenstromanpasseinrichtung 9, eine Wasserzufuhrpumpe 10, einen Brennstoffdurchflussmengensensor 11, einen Luftvolumenstromsensor 12, einen Drucksensor 13, einen Temperatursensor 14, einen Wasserzufuhrdurchflussmengensensor 15 und einen Elektrische-Leistung-Sensor 16.
Die Dampferzeugungseinrichtung 3 erzeugt Verbrennungsgas durch Aufnehmen von Außenluft und Brennstoff, wie Kohlenstaub, und Verbrennen des Brennstoffs. Die Dampferzeugungseinrichtung 3 erhitzt mittels der Wärme des Verbrennungsgases Wasser, um Dampf zu erzeugen, und führt den Dampf der Dampfturbine 4 zu. Hier ist Kohlenstaub ein Brennstoff, der durch Zermahlen von Kohle erhalten wird.
Obwohl bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben wird, in dem der Brennstoff Kohle ist (beispielsweise Kohlenstaub), ist der Brennstoff nicht darauf beschränkt. Der Brennstoff kann beispielsweise Petroleum, wie Schweröl oder Leichtöl, verflüssigtes Erdgas (LNG), verflüssigtes Petroleumgas (LPG), Erdgas, wie Methanhydrat oder Schiefergas, oder Biomasse sein.
Die Dampfturbine 4 ist direkt mit dem Leistungsgenerator 5 verbunden. Das heißt, eine Abtriebswelle der Dampfturbine 4 ist mit einer Rotationswelle des Leistungsgenerators 5 verbunden. Die Dampfturbine 4 wird durch den in der Dampferzeugungseinrichtung 3 erzeugten Dampf gedreht und veranlasst das Drehen des Leistungsgenerators 5.
Der Leistungsgenerator 5 wird über die Drehung der Dampfturbine 4 angetrieben und führt eine Stromerzeugung durch.
Der Kondensator 6 kühlt den Dampf zum Wiederherstellen des Wassers, nachdem die Dampfturbine 4 gedreht wird.
Die Brennstoffdurchflussmengenanpasseinrichtung 7 wird durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert und passt die Durchflussmenge des Brennstoffs an, der der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird. Die Brennstoffdurchflussmengenanpasseinrichtung 7 ist beispielsweise ein Durchflussmengenanpassungsventil und passt die Durchflussmenge von Brennstoff an, der der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, wenn sein Öffnungsgrad durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert wird.
Die Luftvolumenstromanpasseinrichtung 8 wird durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert und passt den Volumenstrom von Luft an, die der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird. Die Luftvolumenstromanpasseinrichtung 8 ist beispielsweise ein Volumenstromanpassungsventil oder eine Luftklappe und passt den Volumenstrom von Luft an, die der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, wenn ihr Öffnungsgrad durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert wird. Die Luft kann hier Primärluft, Sekundärluft oder beides sein.
Die Dampfvolumenstromanpasseinrichtung 9 wird durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert und passt den Volumenstrom von Dampf an, der der Dampfturbine 4 von der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird. Die Dampfvolumenstromanpasseinrichtung 9 ist beispielsweise ein Volumenstromanpassungsventil und passt den Volumenstrom von Dampf an, der der Dampfturbine 4 von der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, wenn dessen Öffnungsgrad durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert wird.
Die Wasserzufuhrpumpe 10 führt der Dampferzeugungseinrichtung 3 das durch den Kondensator 6 wiederhergestellte Wasser zu. Der Antrieb der Wasserzufuhrpumpe 10 wird durch das Anlagensteuersystem gesteuert. Daher wird die Durchflussmenge von Wasser, das der Dampferzeugungseinrichtung 3 von der Wasserzufuhrpumpe 10 zugeführt wird, durch das Anlagensteuersystem 2 gesteuert.
Der Brennstoffdurchflussmengensensor 11 misst die Durchflussmenge von Brennstoff, der der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, und gibt die gemessene Brennstoffdurchflussmenge zu dem Anlagensteuersystem 2 aus.
Der Luftvolumenstromsensor 12 misst den Volumenstrom von Luft, die der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, und gibt den gemessenen Luftvolumenstrom zu dem Anlagensteuersystem 2 aus.
Der Drucksensor 13 misst den Druck von Dampf, der der Dampfturbine 4 von der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, und gibt den gemessenen Dampfdruck zu dem Anlagensteuersystem 2 aus.
Der Temperatursensor 14 misst die Hauptdampftemperatur, welche die Temperatur des Dampfes ist, der der Dampfturbine 4 von der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, und gibt die gemessene Hauptdampftemperatur zu dem Anlagensteuersystem 2 aus.
Der Wasserzufuhrdurchflussmengensensor 15 misst die Durchflussmenge von Wasser, das der Dampferzeugungseinrichtung 3 zugeführt wird, und gibt die gemessene Wasserzufuhrdurchflussmenge zu dem Anlagensteuersystem 2 aus.
Der Elektrische-Leistung-Sensor 16 misst die Leistungserzeugungsgröße E, die durch den Leistungsgenerator 5 erzeugt wird, und gibt die gemessene Leistungserzeugungsgröße E zu dem Anlagensteuersystem 2 aus.
Als Nächstes wird ein schematischer Aufbau des Anlagensteuersystems 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Das Anlagensteuersystem 2 umfasst eine Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 und eine Lernvorrichtung 18. Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, dass die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 und die Lernvorrichtung 18 separat konfiguriert sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 und die Lernvorrichtung 18 können integral miteinander aufgebaut sein. Eine Informationsverarbeitungsvorrichtung kann beispielsweise eine Funktion der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 und eine Funktion der Lernvorrichtung 18 aufweisen. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung ist beispielsweise ein Computer.
Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 und die Lernvorrichtung 18 können jeweils auch einen Mikroprozessor, wie eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) oder Mikroverarbeitungseinheit (MPU), einen Mikrocontroller, wie eine Mikrocontrollereinheit (MCU) oder dergleichen, enthalten.
Die Informationsverarbeitungsvorrichtung mit der Funktion der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 und der Funktion der Lernvorrichtung 18 kann eine CPU, einen Speicher, wie einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einen Nur-Lese-Speicher (ROM), eine Speichervorrichtung, wie ein Festkörperlaufwerk (SSD) oder Festplattenlaufwerk (HDD), und eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung enthalten, die mit einer externen Vorrichtung, wie einem Sensor, Signale austauscht.
Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 steuert jedes Steuerungszielobjekt auf der Grundlage eines Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD (Megawatt-Demand), der ein Befehlswert einer Ausgabe der Wärmeenergieerzeugung (des Leistungsgenerators 5) ist, sodass der Leistungserzeugungsgröße E ermöglicht wird, dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD zu folgen. Der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD ist ein Sollwert der durch den Leistungsgenerator 5 erzeugten Leistungserzeugungsgröße E. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 kann den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD von einer externen Vorrichtung beschaffen oder kann den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD unter Verwendung der bekannten Technik berechnen.
Hier ist bekannt, dass eine Ansprechverzögerung der Dampferzeugungseinrichtung 3 verursacht wird, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert. Daher führt die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 beispielsweise eine Vorsteuerung zum Erhöhen des Brennstoffs der Dampferzeugungseinrichtung 3 vor der Zeit, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert, zusätzlich zu dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD beruhend auf einem Vorbeschleunigungsbefehlswert, der Dampferzeugungseinrichtungseingabegeschwindigkeit (BIR) genannt wird (die nachstehend als Vorbeschleunigungsbefehl „BIR“ bezeichnet wird) derart durch, dass die vorstehend beschriebene Ansprechverzögerung kompensiert wird.
Wie in 2 gezeigt, wird beispielsweise ein Fall angenommen, in dem die Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine kohlebefeuerte Energieerzeugungsanlage von 700 MW ist, und die Leistungserzeugungsgröße E des Leistungsgenerators 5 als Laständerung von 350 MW auf 700 MW erhöht wird. Als statische Charakteristik der Dampferzeugungseinrichtung 3 wird angenommen, dass ein Brennstoff von 110 t/h bis 220 t/h als Brennstoffverbrauch (Brennstoffdurchflussmenge) erforderlich ist, damit die Leistungserzeugungsgröße E von 350 MW auf 700 MW erhöht wird.
Wenn die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 in diesem Fall die Brennstoffdurchflussmenge von 110 t/h auf 220 t/h auf einmal steuert, damit die Leistungserzeugungsgröße E von 350 MW auf 700 MW erhöht wird, kann die Ansteuerung einer Vielzahl von Vorrichtungen (beispielsweise einer Vorrichtung zum Mahlen von Kohle) eventuell nicht fähig sein, der Erhöhung der Leistungserzeugungsgröße E zu folgen. Daher erhöht die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 die Leistungserzeugungsgröße E nicht auf einmal von 350 MW auf 700 MW, sondern erhöht die Leistungserzeugungsgröße E mit einer gewissen Änderungsrate. Das heißt, wenn eine Laständerung von einer ersten Leistungserzeugungsgröße auf eine zweite Leistungserzeugungsgröße auftritt, wird der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD zu einem Leistungserzeugungsbefehlswert, der angibt, dass die Leistungserzeugungsgröße von der ersten Leistungserzeugungsgröße mit einer gewissen Änderungsrate auf die zweite Leistungserzeugungsgröße erhöht wird (2(a)). Andererseits besteht eine Benutzeranfrage zur Beschleunigung dieser Laständerung. Daher führt die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 wie in 2(c) gezeigt zu der Zeit einer statischen Bestimmung vorab eine Vorsteuerung zur Erhöhung eines Steuerungszielobjekts durch, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert. Genauer erhöht die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 das Steuerungszielobjekt vorab beruhend auf dem in 2(b) gezeigten Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR.
2(a) ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen der Zeit und der Leistungserzeugungsgröße, wenn die Leistungserzeugungsgröße mit einer gewissen Änderungsrate erhöht wird, 2(b) ist eine Darstellung einer Beziehung zwischen der Zeit und der Brennstoffdurchflussmenge, wenn lediglich der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR angewendet wird, und 2(c) zeigt eine Beziehung zwischen der Zeit und der Brennstoffdurchflussmenge, wenn eine auf dem BIR beruhende Brennstoffdurchflussmenge zu der Brennstoffdurchflussmenge zu der Zeit der statischen Bestimmung (der Brennstoffdurchflussmenge, wenn die Leistungserzeugungsgröße mit der in 2(a) angezeigten Änderungsrate erhöht wird) addiert wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel einer Vorsteuerung beschrieben, bei dem vorab als Vorsteuerung der Hauptdampftemperatur in der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 die Brennstoffdurchflussmenge erhöht wird. Die Vorsteuerung der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 ist allerdings nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt, und als die Vorsteuerung des Hauptdampfdrucks kann die Wasserzufuhrdurchflussmenge vorab gesteuert werden. Ferner kann die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 den Luftvolumenstrom vorab steuern. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 kann beispielsweise eine Vorsteuerung bei zumindest einem der vorstehend beschriebenen Steuerungszielobjekte durchführen.
Eines der Merkmale des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR verwendet, der durch die Lernvorrichtung 18 unter Verwendung eines Lernmodells (eines gelernten Modells) erzeugt wird, das gemäß maschinellem Lernen für die Vorsteuerung aufgebaut ist. In der folgenden Beschreibung kann ein Prozess eines Aufbauens des Lernmodells auch als Lernprozess bezeichnet werden, und ein Prozess eines Erzeugens des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR unter Verwendung des gelernten Modells kann als Steuerprozess bezeichnet werden.
Die Lernvorrichtung 18 bildet ein Lernmodell zur Erzeugung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR aus, der für die Vorsteuerung verwendet wird.
Zuerst werden Funktionsblöcke der Lernvorrichtung 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Lernvorrichtung 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Lernvorrichtung 18 eine Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19, eine Lerneinrichtung 20 und einen Lernmodellspeicher 21.
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 beschafft vorhergehende Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 als Lerndaten. Die Betriebsdaten umfassen Daten, die für den Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 erforderlich sind, und/oder Daten, die einen Zustand der Dampferzeugungseinrichtung im Betrieb angeben, oder können beide Daten enthalten. Beispielsweise sind diese Betriebsdaten der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, die Leistungserzeugungsgröße E und der Prozesswert des Steuerungszielobjekts. Der Prozesswert des Steuerungszielobjekts ist beispielsweise die Brennstoffdurchflussmenge und/oder die Wasserzufuhrdurchflussmenge und/oder der Luftvolumenstrom und/oder der Hauptdampfdruck und/oder die Ammoniakdurchflussmenge zur Entstickung und/oder die Sprühwasserdurchflussmenge zur Steuerung der wiedererwärmten Dampftemperatur und/oder die Hauptdampftemperatur.
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 17 beschafft insbesondere einen Datensatz, der den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR als Lerndaten enthält, die im vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 verwendet wurden. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann auch die Leistungserzeugungsgröße E oder den Prozesswert des Steuerungszielobjekts, die bei dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 erhalten werden, in den vorstehend beschriebenen Datensatz aufnehmen.
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann ferner als Lerndaten einen Datensatz extrahieren, wenn eine Abweichung zwischen dem in einem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 verwendeten Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und der über den vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhaltenen Leistungserzeugungsgröße E in den vorhergehenden Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 (die nachstehend als „Leistungserzeugungsabweichungsgröße“ bezeichnet wird) kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist. Der Datensatz, wenn die Leistungserzeugungsabweichungsgröße kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, ist ein Datensatz, wenn eine Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD einen gegebenen Standard überschreitet. Der vorstehend beschriebene Schwellenwert kann auch gemäß einem Wert eingestellt sein, der als Leistungserzeugungsabweichungsgröße während eines tatsächlichen Betriebs der Dampferzeugungseinrichtung 3 erlaubt ist.
Wie vorstehend beschrieben kann die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 eine Bewertungsfunktion eines Bewertens der Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD aufweisen und kann Betriebsdaten, wenn die Bewertung der Folgeeigenschaft einen gegebenen Standard überschreitet, als die Lerndaten extrahieren. Allerdings ist es für die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 nicht essenziell, die Betriebsdaten als die Lerndaten zu verwenden, wenn die Bewertung der Folgeeigenschaft den gegebenen Standard überschreitet, und Betriebsdaten können als die Lerndaten extrahiert werden, wenn die Bewertung der Folgeeigenschaft den gegebenen Standard nicht überschreitet. Das heißt, die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann alle Betriebsdaten als die Lerndaten ungeachtet der Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD verwenden. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann beispielsweise einen Satz von Betriebsdaten, wenn die Bewertung der Folgeeigenschaft der Betriebsdaten den gegebenen Standard überschreitet, und eine korrekte Antwortkennzeichnung, die angibt, dass die Folgeeigenschaft der Betriebsdaten gut ist, als die Lerndaten verwenden. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann auch einen Satz von Betriebsdaten, wenn die Bewertung der Folgeeigenschaft der Betriebsdaten den gegebenen Standard nicht überschreitet, und eine korrekte Antwortkennzeichnung, die angibt, dass die Folgeeigenschaft der Betriebsdaten schlecht ist, als die Lerndaten verwenden.
Der vorstehend beschriebene vorhergehende Betrieb kann auch ein Testbetrieb der Dampferzeugungseinrichtung sein, der zuvor durchgeführt wurde, ein tatsächlicher Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung sein, der zuvor durchgeführt wurde, oder beides sein. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann die Leistungserzeugungsgröße E auch von dem Elektrische-Leistung-Sensor 16 beschaffen.
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann die vorstehend beschriebenen Betriebsdaten auch als Lerndaten von der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 beschaffen, oder kann die vorstehend beschriebenen Betriebsdaten direkt von den vorstehend beschriebenen verschiedenen Arten von Sensoren (dem Brennstoffdurchflussmengensensor 11, dem Luftvolumensensor 12, dem Drucksensor 13, dem Temperatursensor 14, dem Wasserzufuhrdurchflussmengensensor 15 und dergleichen) beschaffen. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann die Betriebsdaten ferner durch Lesen der Betriebsdaten als Lerndaten beschaffen, die in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert sind, der außerhalb oder innerhalb der Lernvorrichtung 18 vorgesehen ist.
Wie vorstehend beschrieben beschafft die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 als Lerndaten einen Datensatz aus den Betriebsdaten, der den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR enthält.
Die Lerneinrichtung 20 baut ein Lernmodell zur Erzeugung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR durch Durchführen maschinellen Lernens beruhend auf den durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 beschafften Lerndaten auf. Es ist lediglich erforderlich, dass das Lernmodell anhand zumindest der Eingabe des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR ausgibt, bei dem die Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD einen gegebenen Standard überschreitet, und die vorliegende Offenbarung ist nicht besonders auf eine Art des maschinellen Lernens eingeschränkt. Das maschinelle Lernen kann beispielsweise überwachtes Lernen sein, wie eine Support Vector Machine (SVM), oder kann verstärkendes Lernen sein. Das maschinelle Lernen kann auch ein maschinelles Lernen unter Verwendung eines neuronalen Netzwerks sein, oder kann beispielsweise Deep Learning sein.
Die Lerneinrichtung 20 verwendet innerhalb der Lerndaten (des Datensatzes) beispielsweise den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, der als Eingangsdaten dient, und den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, der als die korrekten Antwortdaten des Eingabewerts dient. Die Lerneinrichtung 20 lernt einen Parameter (ein Gewicht) des Lernmodells derart, dass die Abweichung zwischen dem aus dem Lernmodell ausgegebenen Ausgabewert und den korrekten Antwortdaten minimiert wird, indem der Eingabewert in das Lernmodell eingegeben wird. Es kann auch der Prozesswert des Steuerungszielobjekts als der Eingabewert verwendet werden. Der Prozesswert ist beispielsweise die Brennstoffdurchflussmenge und/oder die Wasserzufuhrdurchflussmenge und/oder der Luftvolumenstrom und/oder der Hauptdampfdruck und/oder die Ammoniakdurchflussmenge zur Entstickung und/oder die Sprühwasserdurchflussmenge zur Steuerung der wiedererwärmten Dampftemperatur und/oder die Hauptdampftemperatur.
Wie vorstehend beschrieben bestimmt die Lerneinrichtung 20 ein Gewicht zur Erzeugung oder Prädiktion des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR, bei dem die Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD den gegebenen Standard überschreitet. Die Lerneinrichtung 20 bestimmt beispielsweise ein Gewicht ω, das einen Einfluss einer vorbestimmten Beschreibungsvariablen auf eine Zielvariable angibt. In diesem Fall ist die Beschreibungsvariable der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD oder der Prozesswert des Steuerungszielobjekts. Die Zielvariable ist der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR.
Der Lernmodellspeicher 21 speichert das durch die Lerneinrichtung 20 aufgebaute Lernmodell.
Der Lernmodellspeicher 21 umfasst beispielsweise ein Festplattenlaufwerk (HDD), einen nichtflüchtigen Speicher oder dergleichen.
Als Nächstes werden die Funktionsblöcke der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ändert. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 4 gezeigt enthält die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 eine Vorsteuereinrichtung 22 und eine Rückkopplungssteuereinrichtung 23. Obwohl im ersten Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wird, in dem die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 die Brennstoffdurchflussmenge vorab steuert, kann das Beispiel gleichermaßen auf einen Fall angewendet werden, in dem andere Steuerungszielobjekte, wie die Hauptdampftemperatur, die Wasserzufuhrdurchflussmenge, der Hauptdampfdruck und der Luftvolumenstrom vorab gesteuert werden. Auch können Funktionen der gesamten oder eines Teils der vorstehend beschriebenen Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 durch Aufzeichnen eines Programms zum Implementieren der Funktionen in einem Computer in dem vorstehend beschriebenen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium und Veranlassen des vorstehend beschriebenen Prozessors zum Auslesen und Ausführen des in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten vorstehend beschriebenen Programms implementiert werden.
Die Vorsteuereinrichtung 22 umfasst eine Funktionserzeugungseinrichtung 221, eine BIR-Erzeugungseinrichtung 222 und einen Addierer 223.
Die Funktionserzeugungseinrichtung 221 beschafft den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD. Dann wandelt die Funktionserzeugungseinrichtung 221 den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD gemäß einer voreingestellten Funktion in einen Befehlswert einer Brennstoffdurchflussmenge (der nachstehend als „Brennstoffdurchflussmengenbefehlswert“ bezeichnet wird) um. Die Funktionserzeugungseinrichtung 221 gibt den umgewandelten Brennstoffdurchflussmengenbefehlswert zu dem Addierer 223 aus.
Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 beschafft ein durch die Lernvorrichtung 18 aufgebautes Lernmodell (ein gelerntes Modell) von der Lernvorrichtung 18.
Beispielsweise liest die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 das in dem Lernmodellspeicher 21 gespeicherte gelernte Modell. Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 erhält den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR von dem gelernten Modell durch Eingeben des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD in das gelesene gelernte Modell. Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 beschafft den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR von dem Lernmodell beispielsweise, bevor sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 tatsächlich ändert. Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 gibt den von dem gelernten Modell erhaltenen Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR zu dem Addierer 223 aus.
Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 kann den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR von dem Lernmodell auch durch Eingeben des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD und eines aktuellen Prozesswerts (beispielsweise einer aktuellen Brennstoffdurchflussmenge, Hauptdampftemperatur oder von beidem) in das gelesene gelernte Modell erhalten. Wenn das gelesene gelernte Modell beispielsweise unter Verwendung des Prozesswerts gelernt wurde, kann die BIR-Erzeugungseinrichtung 222 den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR von dem Lernmodell durch Eingeben des aktuellen Werts des Prozesswerts in das vorstehend beschriebene gelernte Modell zusätzlich zu dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD erhalten.
Der Addierer 223 erzeugt einen ersten Befehlswert durch Addieren des Brennstoffdurchflussmengenbefehlswerts, der von der Funktionserzeugungseinrichtung 221 ausgegeben wird, zu dem aus der BIR-Erzeugungseinrichtung 222 ausgegebenen Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR. Der Addierer 223 gibt den erzeugten ersten Befehlswert zu der Rückkopplungssteuereinrichtung 23 aus.
Die Rückkopplungssteuereinrichtung 23 enthält einen Subtrahierer 231 und einen Multiplizierer 232, einen PI-Regler 233 und einen Addierer 234.
Der Subtrahierer 231 erhält beispielsweise eine Abweichung ΔH zwischen dem durch den Drucksensor 13 gemessenen Hauptdampfdruck als Prozesswert des Steuerungszielobjekts und einem voreingestellten Einstellwert des Prozesswerts.
Der Multiplizierer multipliziert die durch den Subtrahierer 231 erhaltene Abweichung ΔH mit einem durch den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD oder dergleichen eingestellten Koeffizienten K. Der Multiplizierer 232 gibt einen Wert (ΔH×K) zu dem PI-Regler 233 aus, der durch Multiplizieren der Abweichung ΔH mit dem Koeffizienten K erhalten wird.
Der PI-Regler 233 erzeugt einen Steuerbefehl zum Eliminieren des Werts (ΔH×K) durch Anwenden einer PI-Regelung bei dem aus dem Multiplizierer 232 ausgegebenen Wert (ΔH×K). Der PI-Regler 233 gibt den erzeugten Steuerbefehl zu dem Addierer 234 aus.
Der Addierer 234 erzeugt einen zweiten Befehlswert durch Addieren des Steuerbefehls, der aus dem PI-Regler 233 ausgegeben wird, zu dem aus dem Addierer 223 ausgegebenen ersten Befehlswert. Dieser zweite Befehlswert ist ein Manipulationsbefehl zur Steuerung des Steuerungszielobjekts. Der Addierer 234 gibt den zweiten Befehlswert zu einer Vorrichtung zur Steuerung des Steuerungszielobjekts, beispielsweise der Brennstoffdurchflussmengenanpasseinrichtung 7 aus.
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Ablaufs einer Arbeitsweise der Lernvorrichtung 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels der Arbeitsweise der Lernvorrichtung 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Zuerst beschafft die Lerndatenbeschaffungseinrichtung19 vorhergehende Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 als Lerndaten (Schritt S101). Als Beispiel kann die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 hier als die Lerndaten aus den vorhergehenden Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 Betriebsdaten extrahieren, bei denen die Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD einen Standard überschreitet. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 extrahiert beispielsweise als Lerndaten aus den vorhergehenden Betriebsdaten, die für jeden Steuerungszyklus der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17 erhalten werden, Betriebsdaten, wenn eine Leistungserzeugungsabweichungsgröße kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist. So kann die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 als Lerndaten Betriebsdaten extrahieren, in denen die Folgeeigenschaft den Standard überschreitet. Die Betriebsdaten enthalten beispielsweise auch den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und den Prozesswert (beispielsweise umfasst der Prozesswert die Brennstoffdurchflussmenge und/oder die Wasserzufuhrdurchflussmenge und/oder den Luftvolumenstrom und/oder den Hauptdampfdruck und/oder die Ammoniakdurchflussmenge zur Entstickung und/oder die Sprühwasserdurchflussmenge zur Steuerung der wiedererwärmten Dampftemperatur und/oder die Hauptdampftemperatur).
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19 kann allerdings als die Lerndaten aus den vorhergehenden Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 auch Betriebsdaten extrahieren, in denen die Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD den Standard nicht überschreitet.
Als Nächstes beschafft die Lerneinrichtung 20 einen Ausgabewert aus dem Lernmodell durch Eingeben des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD und des Prozesswerts als Eingangswerte in das Lernmodell. Die Lerneinrichtung 20 lernt einen Parameter (ein Gewicht) des Lernmodells beispielsweise unter Verwendung eines Fehlerrückausbreitungsverfahrens, sodass die Abweichung zwischen dem Ausgabewert aus dem Lernmodell und dem Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR der Lerndaten minimiert wird (Schritt S102).
Die Lerneinrichtung 20 speichert das konstruierte Lernmodell (gelernte Modell) im Lernmodellspeicher 21 (Schritt S103).
Wie vorstehend beschrieben enthält die Lernvorrichtung 18 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels die Lerneinrichtung 20 zum Bilden des Lernmodells zur Erzeugung eines Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR zur Steuerung eines Steuerungszielobjekts vor der Zeit, zu der sich die Last an der zur Wärmeenergieerzeugung verwendeten Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert. Die Lerneinrichtung 20 erzeugt das vorstehend beschriebene Lernmodell durch mechanisches Lernen des Datensatzes als Lerndaten, der den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD der Wärmeenergieerzeugung und den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR enthält, die im vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 verwendet werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist es möglich, einen Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, bei dem die vorstehend beschriebene Folgeeigenschaft einen gegebenen Standard überschreitet, in einem Zustand zu erzeugen, in dem der Benutzer den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR beruhend auf einer vorhergehenden Erfahrung nicht einstellt. Daher ist es möglich, die Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD zu verbessern.
Ferner werden die Betriebsdaten in dem tatsächlichen Betrieb unter Verwendung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR, der aus dem Lernmodell des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels erhalten wird, als die Lerndaten verwendet. Als Ergebnis kann die Lernvorrichtung 18 den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR akkurat erzeugen, bei dem die vorstehend beschriebene Folgeeigenschaft den gegebenen Standard überschreitet, wenn der tatsächliche Betrieb durchgeführt wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein Wärmeenergieerzeugungssystem B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Wärmeenergieerzeugungssystem B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Wärmeenergieerzeugungssystem A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass ein Verfahren zur Erzeugung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR verschieden ist. Gleiche oder ähnliche Abschnitte können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein, und eine redundante Beschreibung dieser Teile ist weggelassen.
6 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines schematischen Aufbaus des Wärmeenergieerzeugungssystems B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Wie in 6 gezeigt umfasst das Wärmeenergieerzeugungssystem B eine Wärmeenergieerzeugungsanlage 1 und ein Anlagensteuersystem 2b.
Das Anlagensteuersystem 2b steuert eine Dampferzeugungseinrichtung 3 und steuert daher eine Leistungserzeugungsgröße E, die durch einen Leistungsgenerator 5 erzeugt wird. Hier bedeutet die Steuerung der Dampferzeugungseinrichtung 3 eine Steuerung eines Steuerungszielobjekts, das einen zum Betreiben der Dampferzeugungseinrichtung 3 erforderlichen Parameter darstellt. Dieses Steuerungszielobjekt gleicht dem des ersten Ausführungsbeispiels.
Als Nächstes wird ein schematischer Aufbau des Anlagensteuersystems 2b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Das Anlagensteuersystem 2b umfasst eine Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b und eine Lernvorrichtung 18b. Obwohl im zweiten Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wird, bei dem die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b und die Lernvorrichtung 18b separat konfiguriert sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b und die Lernvorrichtung 18b können wie im ersten Ausführungsbeispiel integriert konfiguriert sein. Beispielsweise kann eine Informationsverarbeitungsvorrichtung die Funktion der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b und die Funktion der Lernvorrichtung 18b aufweisen.
Auch können die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b und die Lernvorrichtung 18b jeweils einen Mikroprozessor, wie eine CPU oder eine MPU, einen Mikrocontroller, wie eine MCU oder dergleichen, enthalten.
Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b steuert jedes Steuerungszielobjekt auf der Grundlage des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD, der der Befehlswert der Ausgabe der Wärmeenergieerzeugung (des Leistungsgenerators 5) ist, und veranlasst dadurch, dass die Leistungserzeugungsgröße E dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD folgt. Dieser Leistungserzeugungsbefehlswert MWD ist ein Sollwert der durch den Leistungsgenerator 5 erzeugten Leistungserzeugungsgröße E. Die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b kann den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD von einer externen Vorrichtung beschaffen, oder kann den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD unter Verwendung der bekannten Technik berechnen.
Beispielsweise wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert, führt die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b eine Vorsteuerung zum Erhöhen des Brennstoffs der Dampferzeugungseinrichtung vorab beruhend auf dem Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR durch. Es wird auch ein Beispiel einer Vorsteuerung, bei der die Brennstoffdurchflussmenge vorab erhöht wird, als Vorsteuerung der Hauptdampftemperatur in der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b des zweiten Ausführungsbeispiels wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Allerdings ist die Vorsteuerung der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt, und es kann die Wasserzufuhrdurchflussmenge vorab als Vorsteuerung des Hauptdampfdrucks gesteuert werden. Ferner kann die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b den Luftvolumenstrom vorab steuern.
Die Lernvorrichtung 18b baut ein Lernmodell zur Erzeugung eines für die Vorsteuerung verwendeten Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR auf.
Zuerst werden Funktionsblöcke der Lernvorrichtung 18b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Lernvorrichtung 18b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Wie in 7 gezeigt, enthält die Lernvorrichtung 18b eine Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b, eine Lerneinrichtung 20b und einen Lernmodellspeicher 21b.
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafft als Lerndaten die vorhergehenden Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 und die Leistungserzeugungsgröße E, die über den vorhergehenden Betrieb erhalten wird, wenn die vorhergehenden Betriebsdaten der Dampferzeugungseinrichtung 3 beschafft werden. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafft die Betriebsdaten und die Leistungserzeugungsgröße E beispielsweise für jeden Steuerungszyklus der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b. Diese Betriebsdaten sind jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich. Insbesondere beschafft die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b als die Lerndaten einen Datensatz der Betriebsdaten, der den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, die bei dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 verwendet werden, und die über den vorhergehenden Betrieb erhaltene Leistungserzeugungsgröße E enthält.
Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b kann die vorstehend beschriebenen Lerndaten von der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b in regelmäßigen Intervallen beschaffen, oder kann die vorstehend beschriebenen Lerndaten direkt von den vorstehend beschriebenen verschiedenen Arten von Sensoren (dem Brennstoffdurchflussmengensensor 11, dem Luftvolumenstromsensor 12, dem Drucksensor 13, dem Temperatursensor 14, dem Wasserzufuhrdurchflussmengensensor 15, dem Elektrische-Leistung-Sensor 16 und dergleichen) mit regelmäßigen Intervallen beschaffen. Die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b kann ferner die Betriebsdaten und die Leistungserzeugungsgröße E als Lerndaten lesen und beschaffen, die in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert sind, der außerhalb oder innerhalb der Lernvorrichtung 18b vorgesehen ist, und die miteinander verknüpft sind.
Die Lerneinrichtung 20b baut ein Lernmodell zur Erzeugung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR durch Durchführen eines maschinellen Lernens beruhend auf dem durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafften Lerndaten auf. Die Lerneinrichtung 20b lernt die Kennlinie der Dampferzeugungseinrichtung 3 beispielsweise mechanisch beruhend auf den durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafften Lerndaten.
Die Lerneinrichtung 20b veranlasst beispielsweise ein Deep Learning-Lernmodell, ein neuronales Netzwerk oder dergleichen, Beziehungen zwischen dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, dem Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und der Leistungserzeugungsgröße E beruhend auf den durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafften Lerndaten zu lernen. Das heißt, die Lerneinrichtung 20b baut ein Lernmodell auf, bei dem die Leistungserzeugungsgröße E ausgegeben wird, wenn der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR in dem Steuerungsprozess eingegeben werden. Als Beispiel baut die Lerneinrichtung 20b das vorstehend beschriebene Lernmodell durch Lernen eines Parameters (Gewichts) des Lernmodells beispielsweise unter Verwendung eines Fehlerrückausbreitungsverfahrens derart auf, dass eine Abweichung zwischen einem Ausgabewert und der Leistungserzeugungsgröße E minimiert wird, wobei der Ausgabewert ausgegeben wird, wenn der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR in den Lerndaten als Eingangsdaten in das Lernmodell eingegeben werden, und die Leistungserzeugungsgröße E die Lerndaten darstellt.
Allerdings ist die Lerneinrichtung 20b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt und kann das Lernmodell zum mechanischen Lernen von Beziehungen zwischen dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, dem Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, dem Prozesswert und der Leistungserzeugungsgröße E beruhend auf den durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafften Lerndaten veranlassen. Das heißt, die Lerneinrichtung 20b kann ein Lernmodell durch maschinelles Lernen konstruieren, bei dem die Leistungserzeugungsgröße E ausgegeben wird, wenn der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und der Prozesswert im Steuerungsprozess eingegeben werden. Als Beispiel kann die Lerneinrichtung 20b das vorstehend beschriebene Lernmodell durch mechanisches Lernen eines Parameters (Gewichts) des Lernmodells beispielsweise unter Verwendung eines Fehlerrückausbreitungsverfahrens derart konstruieren, dass eine Abweichung zwischen einem Ausgabewert und der Leistungserzeugungsgröße E minimiert ist, wobei der Ausgabewert ausgegeben wird, indem der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und der Prozesswert in den Lerndaten als Eingangsdaten in das Lernmodell eingegeben werden, und die Leistungserzeugungsgröße E die Lerndaten darstellt.
Der Lernmodellspeicher 21b speichert das durch die Lerneinrichtung 20b aufgebaute Lernmodell. Der Lernmodellspeicher 21b umfasst beispielsweise ein HDD, einen nichtflüchtigen Speicher oder dergleichen.
Als Nächstes werden Funktionsblöcke der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ändert, unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Wie in 8 gezeigt, enthält die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b eine Vorsteuereinrichtung 22b und eine Rückkopplungssteuereinrichtung 23. Obwohl im zweiten Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben ist, bei dem die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b die Brennstoffdurchflussmenge vorab steuert, kann das Beispiel gleichermaßen auf eine Vorsteuerung für die Hauptdampftemperatur, die Wasserzufuhrdurchflussmenge, den Luftvolumenstrom oder dergleichen angewendet werden. Auch können Funktionen der gesamten oder eines Teils der vorstehend beschriebenen Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b durch Aufzeichnen eines Programms zum Implementieren der Funktionen in einem Computer in dem vorstehend beschriebenen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium und Veranlassen des vorstehend beschriebenen Prozessors zum Lesen und Ausführen des im Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten vorstehend beschriebenen Programms implementiert werden.
Die Vorsteuereinrichtung 22b umfasst eine Funktionserzeugungseinrichtung 221, eine BIR-Erzeugungseinrichtung 222b und einen Addierer 223.
Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b beschafft ein durch die Lernvorrichtung 18b aufgebautes Lernmodell (gelerntes Modell) von der Lernvorrichtung 18b. Beispielsweise liest die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b das im Lernmodellspeicher 21b gespeicherte Lernmodell. Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b optimiert den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR unter Verwendung des gelesenen Lernmodells in dem Steuerungsprozess. Beispielsweise gibt die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b in dem Steuerungsprozess zumindest den von einer externen Vorrichtung erhaltenen Leistungserzeugungsbefehlswert MWD in das Lernmodell als Eingabewert ein und beschafft die Leistungserzeugungsgröße E als Ausgabewert aus dem Lernmodell. Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b erhält den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, bei dem eine Abweichung zwischen dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD (dem Eingabewert) und der Leistungserzeugungsgröße E (dem Ausgabewert) minimiert ist. Allerdings ist die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt, und es ist lediglich erforderlich, dass der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR erhalten wird, bei dem die Abweichung zwischen dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD (dem Eingabewert) und der Leistungserzeugungsgröße E (dem Ausgabewert) kleiner oder gleich einem voreingestellten Schwellenwert ist, selbst wenn die Abweichung nicht minimiert ist.
Es ist auch gewünscht, dass der vorstehend beschriebene Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR vor Änderung der Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 erhalten wird.
Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b erhält den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR unter Verwendung des durch die Lernvorrichtung 18b aufgebauten Lernmodells und gibt den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR zu dem Addierer 223 aus.
Der Addierer 223 erzeugt einen ersten Befehlswert durch Addieren des Brennstoffdurchflussmengenbefehlswerts, der aus der Funktionserzeugungseinrichtung 221 ausgegeben wird, zu dem aus der BIR-Erzeugungseinrichtung 222b ausgegebenen Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR. Der Addierer 223 gibt den erzeugten ersten Befehlswert zu dem Addierer 234 aus. Der Addierer 234 erzeugt einen zweiten Befehlswert durch Addieren eines Steuerbefehls, der aus dem PI-Regler 233 ausgegeben wird, zu dem aus dem Addierer 223 ausgegebenen ersten Befehlswert. Der Addierer 234 gibt den zweiten Befehlswert zu einer Vorrichtung zur Steuerung des Steuerungszielobjekts aus, beispielsweise zu der Brennstoffdurchflussmengenanpasseinrichtung 7.
Nachstehend wird ein Beispiel eines Ablaufs einer Arbeitsweise der Lernvorrichtung 18b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 9A beschrieben. 9A zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels der Arbeitsweise der Lernvorrichtung 18b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Zuerst beschafft die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b als Lerndaten einen Datensatz, der den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und die Leistungserzeugungsgröße E enthält, die in dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 verwendet werden (Schritt S201).
Als Nächstes lernt die Lerneinrichtung 20b mechanisch die Kennlinie der Dampferzeugungseinrichtung 3 unter Verwendung des Lernmodells beruhend auf den durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafften Lerndaten. Beispielsweise beschafft die Lerneinrichtung 20b einen Ausgabewert, der aus dem Lernmodell ausgegeben wird, indem der Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR in den Lerndaten als Eingabewerte in das Lernmodell eingegeben werden. Die Lerneinrichtung 20b lernt einen Parameter (Gewicht) des Lernmodells beispielsweise unter Verwendung des Fehlerrückausbreitungsverfahrens, sodass eine Abweichung zwischen dem Ausgabewert aus dem Lernmodell und der Leistungserzeugungsgröße E der Lerndaten minimiert ist (Schritt S202).
Die Lerneinrichtung 20b speichert das aufgebaute Lernmodell (das gelernte Modell) in dem Lernmodellspeicher 21b (Schritt S203).
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Verfahrens eines Erzeugens des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR der BIR-Erzeugungseinrichtung 222b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 9B beschrieben. 9B zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Arbeitsweise der BIR-Erzeugungseinrichtung 222b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b liest ein gelerntes Modell aus dem Lernmodellspeicher 21b, welches ein durch die Lernvorrichtung 18b aufgebautes Lernmodell ist (Schritt S301). Als Nächstes gibt die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, der von der externen Vorrichtung erhalten wird, als Eingabewert in das Lernmodell (gelernte Modell) ein, bevor sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert (Schritt S302). Die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b erhält den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, bei dem eine Abweichung zwischen dem Ausgabewert, der aus dem Lernmodell ausgegeben wird, und dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, welcher der Eingabewert ist, minimiert ist (Schritt S303).
Hier kann die BIR-Erzeugungseinrichtung 222b in den Schritten S302 und 303 als Eingabewerte in das Lernmodell den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD und den von der externen Vorrichtung erhaltenen Prozesswert eingeben und den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR erhalten, bei dem die Abweichung zwischen dem Ausgabewert, der aus dem Lernmodell ausgegeben wird, und dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD des Eingabewerts minimiert ist.
Wie vorstehend beschrieben umfasst die Lernvorrichtung18b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Lerneinrichtung 20b zum Konstruieren des Lernmodells zur Erzeugung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR zur Steuerung des Steuerungszielobjekts vor der Zeit, wenn sich die Last an der für die Wärmeenergieerzeugung verwendete Dampferzeugungseinrichtung 3 ändert. Die Lerneinrichtung 20b erzeugt das vorstehend beschriebene Lernmodell durch mechanisches Lernen eines Datensatzes als Lerndaten, der den Leistungserzeugungsbefehlswert MWD der Wärmeenergieerzeugung, den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und die Leistungserzeugungsgröße E enthält, die bei dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung 3 verwendet werden.
Genauer lernt die Lerneinrichtung 20b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Kennlinie der Dampferzeugungseinrichtung 3 mechanisch durch mechanisches Lernen von Beziehungen zwischen dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, dem Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR und der Leistungserzeugungsgröße E beruhend auf den durch die Lerndatenbeschaffungseinrichtung 19b beschafften Lerndaten.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, einen Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR, bei dem die vorstehend beschriebene Folgeeigenschaft einen gegebenen Standard überschreitet, in einem Zustand zu erzeugen, in dem der Benutzer nicht den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR beruhend auf einer vorhergehenden Erfahrung einstellt. Beispielsweise kann die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung 17b den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR erhalten, bei dem die Abweichung zwischen dem Leistungserzeugungsbefehlswert MWD, der in das gelernte Modell eingegeben wird, bei dem es sich um das durch die Lernvorrichtung 18b aufgebaute Lernmodell handelt, und der aus dem gelernten Modell ausgegebenen Leistungserzeugungsgröße E minimiert ist. Daher ist es möglich, die Folgeeigenschaft der Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts MWD zu verbessern.
Ferner werden die Betriebsdaten bei dem tatsächlichen Betrieb unter Verwendung des Vorbeschleunigungsbefehlswerts BIR, der aus dem Lernmodell des zweiten Ausführungsbeispiels erhalten wird, als die Lerndaten verwendet. Das heißt, das Lernmodell wird durch die Lerneinrichtung 20b beruhend auf den jüngsten Betriebsdaten und der Leistungserzeugungsgröße E aktualisiert. Infolgedessen kann die Lernvorrichtung 18b den Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR genau erzeugen, bei dem die vorstehend beschriebene Folgeeigenschaft einen gegebenen Standard übersteigt, wenn der tatsächliche Betrieb durchgeführt wird.
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind spezifische Konfigurationen nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, und es können auch weitere Entwürfe und dergleichen umfasst sein, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
(Abgewandeltes Beispiel 1) Obwohl bei den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ein Beispiel beschrieben wurde, in dem die Dampferzeugungseinrichtung 3 eine mit Kohlenstaub befeuerte Dampferzeugungseinrichtung ist, die zum Verbrennen von Kohlenstaub als Brennstoff eingerichtet ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Dampferzeugungseinrichtung 3 kann beispielsweise eine Mischverbrennungs-Dampferzeugungseinrichtung sein, die Ammoniakbrennstoff zusätzlich zu fossilem Brennstoff als Brennstoff verwendet und eine Mischverbrennung des fossilen Brennstoffs und des Ammoniakbrennstoffs durchführt.
(Abgewandeltes Beispiel 2) Bei den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen kann der Vorbeschleunigungsbefehlswert BIR beispielsweise ein beliebiges der nachstehend aufgeführten Dinge sein.

■ Befehlswert eines Hauptdampfdrucks
■ Befehlswert einer Brennstoffdurchflussmenge
■ Abgas O₂ -Befehlswert
■ Befehlswert eines Grads einer Öffnung einer Gasklappe zur Steuerung einer wiedererwärmten Dampftemperatur
■ Befehlswert eines Zwischengrads einer Sprühwasseröffnung
■ Befehlswert eines Luftvolumenstroms für eine zweistufige Verbrennung
■ Befehlswert einer Ammoniaksteuerung für eine Entstickung

Auch kann die gesamte oder ein Teil der Lernvorrichtung des vorstehend beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels durch einen Computer implementiert sein. In diesem Fall kann der vorstehend beschriebene Computer einen Prozessor, wie eine CPU oder eine GPU, und ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium enthalten. Funktionen der gesamten oder eines Teils der vorstehend beschriebenen Lernvorrichtung können durch Aufzeichnen eines Programms zum Implementieren der Funktionen in dem Computer in dem vorstehend beschriebenen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium und Veranlassen des vorstehend beschriebenen Prozessors zum Lesen und Ausführen des in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten vorstehend beschriebenen Programms implementiert sein. Hier bezieht sich das „computerlesbare Aufzeichnungsmedium“ auf eine Speichervorrichtung, die eine flexible Diskette, eine magnetooptische Scheibe, einen ROM, ein portables Medium, wie einen Kompaktdisk-(CD-) ROM, und eine im Computersystem eingebettete Festplatte enthält. Ferner kann das „computerlesbare Aufzeichnungsmedium“ ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium zum dynamischen Halten eines Programms über eine kurze Zeit, wie auf einer Kommunikationsleitung, wenn das Programm über ein Netzwerk, wie das Internet übertragen wird, oder in einer Kommunikationsschaltung, wie einer Telefonschaltung, enthalten. Das „computerlesbare Aufzeichnungsmedium“ kann ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium zum Halten des Programms über einen gegebenen Zeitabschnitt enthalten, wie einen flüchtigen Speicher im Computersystem, das einen Server und einen Client enthält, wenn das Programm übertragen wird. Das vorstehend beschriebene Programm kann auch ein Programm zum Implementieren einiger der vorstehend beschriebenen Funktionen sein. Ferner kann das vorstehend beschriebene Programm ein Programm sein, das die vorstehend beschriebenen Funktionen in Kombination mit einem Programm implementiert, das bereits auf dem Computersystem aufgezeichnet ist, oder kann ein Programm sein, das unter Verwendung einer programmierbaren Logikeinrichtung, wie eines FPGA, implementiert ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung kann für eine Lernvorrichtung zum Aufbauen eines Lernmodells zur Erzeugung eines Vorbeschleunigungsbefehlswerts zur Steuerung eines Steuerungszielobjekts vor der Zeit, zu der sich eine Last an einer für eine Wärmeenergieerzeugung verwendeten Dampferzeugungseinrichtung ändert, und kann für ein Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem verwendet werden, welches die Lernvorrichtung enthält.
Bezugszeichenliste

A, B: Wärmeenergieerzeugungssystem
1: Wärmeenergieerzeugungsanlage
2, 2b: Anlagensteuersystem
3: Dampferzeugungseinrichtung
17, 17b: Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung
18, 18b: Lernvorrichtung
20, 20b: Lerneinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019021712 [0001]

Claims

Lernvorrichtung zum Ausbilden eines Lernmodells zur Erzeugung eines Vorbeschleunigungsbefehlswerts zur Steuerung eines Steuerungszielobjekts vor der Zeit, zu der sich eine Last an einer für eine Wärmeenergieerzeugung verwendeten Dampferzeugungseinrichtung ändert, wobei die Lernvorrichtung umfasst eine Lerneinrichtung, die eingerichtet ist, das Lernmodell durch mechanisches Lernen eines Datensatzes als Lerndaten zu erzeugen, der einen Leistungserzeugungsbefehlswert für die Wärmeenergieerzeugung und den Vorbeschleunigungsbefehlswert enthält, die bei einem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung verwendet wurden.
Lernvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lerneinrichtung veranlasst, dass ein Prozesswert des Steuerungszielobjekts, der bei dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhalten wird, in den Lerndaten enthalten ist.
Lernvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Prozesswert des Steuerungszielobjekts eine Durchflussmenge von der Dampferzeugungseinrichtung zugeführtem Brennstoff und/oder eine Durchflussmenge von der Dampferzeugungseinrichtung zugeführtem Wasser und/oder einen Volumenstrom von der Dampferzeugungseinrichtung zugeführter Luft und/oder eine Durchflussmenge von Ammoniak zur Entstickung und/oder eine Durchflussmenge von Sprühwasser zur Steuerung einer wiedererwärmten Dampftemperatur und/oder einen Dampfdruck enthält.
Lernvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lerneinrichtung als die Lerndaten den Datensatz verwendet, der bei dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhalten wird.
Lernvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lerneinrichtung beruhend auf den Lerndaten das Lernmodell aufbaut, das durch Eingabe zumindest des Leistungserzeugungsbefehlswerts den Vorbeschleunigungsbefehlswert ausgibt, bei dem eine Folgeeigenschaft einer Leistungserzeugungsgröße E hinsichtlich des Leistungserzeugungsbefehlswerts einen gegebenen Standard überschreitet.
Lernvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lerneinrichtung veranlasst, dass eine Leistungserzeugungsgröße der Wärmeenergieerzeugung, die bei dem vorhergehenden Betrieb der Dampferzeugungseinrichtung erhalten wird, in dem Datensatz enthalten ist.
Lernvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Lerneinrichtung beruhend auf den Lerndaten das Lernmodell aufbaut, das durch Eingabe zumindest des Leistungserzeugungsbefehlswerts und des Vorbeschleunigungsbefehlswerts die Leistungserzeugungsgröße ausgibt.
Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem mit der Lernvorrichtung nach Anspruch 5 und einer Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung, die eingerichtet ist, den Vorbeschleunigungsbefehlswert durch Eingeben zumindest des Leistungserzeugungsbefehlswerts in ein gelerntes Modell zu erhalten, welches das durch die Lernvorrichtung aufgebaute Lernmodell ist, wobei, wenn sich die Last an der Dampferzeugungseinrichtung ändert, die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung veranlasst, dass die Leistungserzeugungsgröße dem Leistungserzeugungsbefehlswert folgt, indem sie das Steuerungszielobjekt beruhend auf einem Wert steuert, der durch Addieren des Vorbeschleunigungsbefehlswerts zu dem Leistungserzeugungsbefehlswert erhalten wird.
Dampferzeugungseinrichtungssteuersystem mit der Lernvorrichtung nach Anspruch 7 und einer Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung, die eingerichtet ist, die Leistungserzeugungsgröße durch Eingeben zumindest des Leistungserzeugungsbefehlswerts in ein gelerntes Modell zu erhalten, welches das durch die Lernvorrichtung aufgebaute Lernmodell ist, wobei die Dampferzeugungseinrichtungssteuervorrichtung den Vorbeschleunigungsbefehlswert erhält, bei dem eine Abweichung zwischen dem in das gelernte Modell eingegebenen Leistungserzeugungsbefehlswert und der aus dem gelernten Modell ausgegebenen Leistungserzeugungsgröße minimiert ist.